[發明專利]一種鋰電池極耳激光焊點視覺在線檢測方法

有效

• 申請號: 202010114940.9
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111307818B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 陳忠;郝煜亞;謝聲揚;張憲民
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N21/95;G01B11/00;G06K9/32;G06T7/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裴磊磊

本發明公開了一種鋰電池極耳激光焊點視覺在線檢測方法，包括：采集PCM極耳全局圖像與電芯極耳全局圖像；對全局圖像進行劃分，得到鋰電池極耳局部圖像；對極耳局部圖像的對比度進行判斷；依據判斷的對比度結果采取相應方法從極耳局部圖像得到極耳圖像；依據判斷的對比度采取相應方法進行PCM極耳圖像的焊點檢測；通過檢測的PCM極耳圖像中的焊點坐標和預先獲取的標定信息，映射預估電芯極耳圖像中的焊點坐標；在電芯極耳圖像中，以得到的每一個映射預估焊點坐標為中心生成一個正方形ROI；在正方形ROI中進行焊點檢測，得到實際的電芯極耳圖像中的焊點坐標。本發明克服了傳統視覺算法難以檢測褶皺極耳焊點的問題，實現了檢測準確性并滿足在線檢測的要求。

技術領域

本發明涉及鋰電池自動化封裝工藝中的激光焊點檢測領域，尤其涉及一種鋰電池極耳激光焊點視覺在線檢測方法。

背景技術

隨著機器視覺技術的不斷發展，視覺缺陷檢測在工業領域應用越來越廣泛。目前，在手機等數碼產品的鋰電池自動化Pack封裝工藝中普遍采用了機器視覺方法對鋰電池電芯極耳與PCM(電路保護模塊)極耳激光焊接的焊點進行缺陷在線檢測。然而，由于電芯極耳材質非常軟且纖薄，所以極易褶皺彎曲。而極耳的褶皺極易產生低對比度和局部陰影成像特征，極耳彎曲傾斜又容易引起極耳圖像產生整體陰影特征。因此電芯極耳的這種圖像特征嚴重影響傳統視覺算法的焊點識別，造成識別不出焊點或識別焊點數目遺漏或增加的問題，從而誤判良品為不合格。針對這一問題，檢測設備廠商采用在視覺檢測工位前加入一個碾壓除皺工藝的方法，但這種方法存在明顯缺陷：降低了生產節拍，提高了生產成本，使用一段時間后除皺效果會顯著降低。

目前，鋰電池電芯極耳與PCM極耳焊點缺陷檢測采用傳統的視覺檢測算法，主要算法有：形狀模板匹配、斑點分析、輪廓匹配等；預處理算法通常有：灰度線性變換、腐蝕、膨脹等。而一旦圖像有局部陰影或整體圖像出現低對比度特征，常常會造成這類匹配檢測算法和斑點分析等焊點檢測方法失效。完善光源照明方案仍然難以普遍性地改善或解決極耳褶皺和彎曲傾斜引起的圖像質量劣化問題。所以傳統視覺檢測算法難以實現極耳褶皺和彎曲傾斜情況下的視覺焊點識別。

由于傳統的視覺檢測方法無法有效解決鋰電池極耳褶皺引起的檢測問題，所以鋰電池焊點人工目檢法仍然被大量使用。但人工目檢法存在效率低和效果不穩定等缺點。因此，針對鋰電池極耳褶皺和彎曲傾斜帶來圖像質量劣化，提出有效的視覺焊點檢測方法是十分重要的。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種鋰電池極耳激光焊點視覺在線檢測方法。本發明克服了傳統檢測方法難以檢測褶皺極耳焊點的問題，同時滿足了檢測準確性和在線檢測的要求。本發明依據極耳圖像對比度選擇具體檢測算法，并根據定位關系縮小檢測ROI區域。

本發明的目的能夠通過以下技術方案實現：

一種鋰電池極耳激光焊點視覺在線檢測方法，包括步驟：

采集PCM(電路保護模塊)極耳全局圖像與電芯極耳全局圖像；

對PCM極耳全局圖像和電芯極耳全局圖像進行劃分，得到鋰電池極耳局部圖像；

對得到的鋰電池極耳局部圖像的對比度進行判斷；

依據判斷的對比度結果采取相應方法從極耳局部圖像中提取極耳ROI，得到PCM極耳圖像和電芯極耳圖像；

依據判斷的對比度采取相應方法進行PCM極耳圖像的焊點檢測；

通過檢測的PCM極耳圖像中的焊點坐標和預先獲取的標定信息，映射預估電芯極耳圖像中的焊點坐標；

在電芯極耳圖像中，以得到的每一個映射預估焊點坐標為中心生成一個正方形ROI；

在正方形ROI中進行焊點檢測，如果檢測到焊點就對預估的焊點坐標進行補償，得到實際的電芯極耳圖像中的焊點坐標。