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机器视觉技术在锂电池生产装配中的应用

机器视觉技术在锂电池生产装配中的应用

发布时间 :2019-7-27 16:18:59 查看次数 :329

机器视觉技术在锂电池生产装配中的应用

电池的生产中,需要给电池装上塑胶的顶环和底环,以免正负极短路,还要装上金属顶和金属底,保护电池的正负极。而在工业生产中,电池以每分钟300-600的速度高速进行,安装的配件在生产线上运送和烧结中很容易脱落,造成出货时不良品增多。用人工肉眼观察的方式很容易错过,同时人眼也容易疲劳,因此用机器视觉的方式就是的选择。

锂电池生产装配段,需要将加工极耳后的极片一片片整齐重叠;整体使用隔离膜按照Z字形分隔正负极片,进行初次封装;两端极耳漏于外端。接下来是入壳、激光焊接工序,需要将包裹在隔离膜里面的整叠极片准确放置于铝壳中,然后采用激光焊接封装。

锂电池生产装配段,叠片工位的正负极片放置在隔离膜中的位置,对于电池的性能有较大影响,这种错位会减少极片的有效反应面积,甚至会造成电池内部短路。这主要是因为隔离膜在分隔正负极片后,膜两端会长出极片2mm~ 5mm,如果位置不合适,就会对下工序顶、侧封环节精准定位极片实际边缘尺寸产生影响,只有定位准确才能有效完成自动封装作业。

机器视觉可以有效取得极片实际边缘,得到理想的极片轮廓的准确图像信息,再将图像信息反馈给PLC,控制后面的设备动作。消除因为定位不准而给叠片封装等环节造成安全风险

常规情况下,我们在打光测试选择光源时,会优先选取长波段背光打光方式,利于光线穿透两端多出来的隔离膜,将两端多出长度的隔离膜强曝光处理,以实现极片边缘轮廓明显的灰度特征;

然而此处隔离膜为乳白色,表面光滑材质;在前工序绕片过程中,有3~4次重复缠绕的过程,包裹膜单边有4层左右厚度,常规LED光源亮度无法穿透,光线会被光滑的隔离膜表面所反射,或者无法穿透多层膜;也有采用更长波段的红外光源,如常规940nm波段红外光源,即使紧贴产品底部也无法取得稳定的极片轮廓特征。

另外,极片在实际生产过程对效率与设备稼动节拍要求比较高,长期生产过程会产生脱粉显现,传输装置表面会产生不少粉尘与深色沉淀物,对背光源使用也会造成客观影响;及机械手臂抓取等因素影响,所以自动化工艺很难实现底部打光拍摄视觉方案。

光源技术人员使用独有的光照技术,解决视觉图像技术在原有电池生产中不能应用的这些问题。采用安装简便的正向光照明方式;配合原有生产设备正常运行环境,有效取得极片在隔离膜层层密封下准确轮廓。


面向智能制造的全球竞争正在推动使用先进的自动化技术,如机器视觉,因为它具有高效的通信网络和传感器、设备和机器之间的智能信息交换的特性,机器视觉正迅速成为工业4.0启用智能工厂基础设施建设的关键,是智能工厂的一个重要组成部分,机器视觉已成为制造和质量控制的关键技术。事实证明,机器视觉技术能够在制造业中对产品进行检测、测量、扫描进行检查,以提高产品一致性、生产率和总体质量。

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