研究現(xiàn)狀：

目前動力電池的成型過程有兩種方式，一種是正負(fù)極片分段裁切后進(jìn)行交叉疊片的形式實現(xiàn)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)為疊片機(jī)。另一種是正負(fù)極片連續(xù)卷繞的形式實現(xiàn)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)為激光卷繞一體機(jī)。激光卷繞一體機(jī)卷繞電芯具有省去多工位搬運(yùn)、多工位集成及高產(chǎn)優(yōu)勢，已逐漸成為動力電池生產(chǎn)的另一主流方式。以下為激光卷繞一體機(jī)視覺檢測方式之極耳翻折和極耳錯位量閉環(huán)檢測。

激光卷繞一體機(jī)實現(xiàn)方式--通過激光將正負(fù)極極片單側(cè)的箔材留白切割成。

間距等差的極耳，通過卷針進(jìn)行卷繞定長后形成初步電芯。

極耳翻折處理：由于箔材厚度在 6-10um，在卷繞過程中極耳通過過輥極易造成形變，通過在過輥增加撫平裝置的方式解決了 95%以上的翻折問題，還是會有 5%左右的翻折被卷入電芯。此時在卷針位安裝極耳翻折視覺檢測系統(tǒng)對極耳翻折現(xiàn)象進(jìn)行排廢返修后流入下一工位。

過輥示意圖

極耳翻折標(biāo)準(zhǔn)圖

極耳錯位處理：正負(fù)極耳調(diào)試對齊后會有兩大因素導(dǎo)致極耳再次錯位，涂布料區(qū)的厚度變化及激光切穩(wěn)定性對極耳錯位的影響是最大的。此時在卷針位安裝極耳錯位檢測系統(tǒng)進(jìn)行極耳錯位量檢測，反饋錯位量對極耳間距，實時調(diào)整進(jìn)行閉環(huán)。

激光切割極片示意圖

傳統(tǒng)視覺檢測方式：雙面陣相機(jī)檢測，通過獲取卷針角度觸發(fā)相機(jī)拍照，相機(jī) 1 監(jiān)控負(fù)極耳翻折，相機(jī) 2 監(jiān)控正極耳翻折，卷針轉(zhuǎn)一圈正負(fù)極耳各拍照一次。由于卷針弧形效果及空間限制，選型的光源無法取到理想效果。如下圖效果上半部分均勻，下半部分不反光或是圖像灰度過爆。導(dǎo)致圖像干擾過大，誤判率超過 50%。

面陣相機(jī)成像原理

此方式檢測弊端：

1.只適應(yīng)于棱形卷針，弧面較小情況檢測。

2.卷針弧面取圖尺寸會有形變，無法正確檢測極耳錯位量進(jìn)行實時閉環(huán)。

3.對正負(fù)極耳的大小有局限性。極耳越大形變越大，尺寸越失真。

4.適應(yīng)于機(jī)臺線性速度小于 1.5m/s 的機(jī)臺。

  負(fù)極耳效果圖                   正極耳效果圖

視覺安裝示意圖

創(chuàng)新理念：

將傳統(tǒng)的面陣相機(jī)檢測更換為線掃相機(jī)檢測，相機(jī)行頻 80khz 適用于機(jī)臺線性速度 200m/min.

1.視覺系統(tǒng)檢測適應(yīng)機(jī)臺線性速度由原來的 1.5m/s 提升到 3m/s；

2.極耳翻折檢測及極耳對齊度閉環(huán)同工位同時實現(xiàn)；

3.圖像效果均勻，極耳翻折檢出率提升至 95%；

4.具備大、小卷針切換兼容性；

5.掃描行數(shù)無局限性可根據(jù)極耳大小進(jìn)行隨機(jī)調(diào)整采集范圍。

以上測量準(zhǔn)確，適應(yīng)性強(qiáng)，兼容性好，更好的適應(yīng)于此行業(yè)的應(yīng)用。

創(chuàng)新描述：

1.當(dāng)前客戶產(chǎn)能的需求，對機(jī)臺運(yùn)行速度要求越來越高，普通面陣相機(jī)具有精度低或幀率不夠或視野不滿足等各種局限性已不具備適應(yīng)此工位的檢測功能。線掃相機(jī)采集行頻高達(dá) 80khz,適應(yīng)于機(jī)臺運(yùn)行速度 200m/min，滿足當(dāng)前客戶對速度的追求。

2.根據(jù)線掃的掃描長度無局限性特點，相機(jī)可以變更運(yùn)動方向掃描行數(shù)一次拍攝正負(fù)極兩個極耳。

3.針對弧面更大的圓形卷針具有成熟的光源選型方案，光源配合線掃相機(jī)選擇線性光源，只要將一條線上的效果做均勻整體效果就能均勻，使圖像更好處理。

4.線掃掃描精度可根據(jù)視野不同最高做到 0.015mm/行，適應(yīng)于弧面更大的圓形卷針檢測，將弧面掃描成平面成像，檢測尺寸無形變接近真值，實現(xiàn)極耳錯位量精確檢測并進(jìn)行極耳間距調(diào)整實時閉環(huán)。

設(shè)計原理

1.相機(jī)選型：可根據(jù)測量精度選擇 2K、4K、8K、16K 相機(jī)

線掃相機(jī)實物圖

線陣相機(jī)成像工作原理

2.光源選型：

拱形光源實物圖

半球形的內(nèi)壁，均勻的散射材料使光線從頂部 360 度發(fā)散出來，從而獲得更均勻的圖像。

3.相機(jī)行幀觸發(fā)采集圖像，行信號實時獲取卷針脈沖信號適應(yīng)于卷針快慢速切換，幀信號獲取卷針角度信號定點拍照獲取我們需要的圖像。相機(jī)單根觸發(fā)線對應(yīng)多個卷針脈沖信號，需要將每個卷針的脈沖信號進(jìn)行切換輸出，不干擾相機(jī)觸發(fā)拍照。

4.當(dāng)前客戶對產(chǎn)能的要求越來越高，我們需要適應(yīng)的機(jī)臺運(yùn)行速度也越來越高，后面面臨的更高速度上的突破。

5.極耳翻折檢測良率的提升不止是軟件檢測能絕對保證的，需要保證來料的優(yōu)良、機(jī)臺運(yùn)行的穩(wěn)定性，因為絕大部分的誤判來自于褶皺和折角形成的特征太過相似導(dǎo)致，保證了這兩點才會有提升良率的可能。

使用時間：

包括幾個重要的時間節(jié)點：如產(chǎn)品設(shè)計完成時間、應(yīng)用時間等。

圖片展示：

1 通過以下一組圖片可以清晰看到極耳的定向偏移，可進(jìn)行極耳錯位量準(zhǔn)確計算。

2.每一層極耳形態(tài)都體現(xiàn)出來，可以完整檢測所以極耳翻折。