一种极耳工件表面状况检测装置及检测生产线的制作方法

1.本实用新型涉及电池生产检测设备领域，具体为一种极耳工件表面状况检测装置及检测生产线。


背景技术：

2.极耳是锂离子聚合物电池产品的一种原材料，常见的手机或是笔记本电脑中的电池都需要用到极耳，而极耳就是从电芯中将电池的正负极引出的金属导电体，即电池正负两极耳是在进行充放电时的接触点。由于电池电芯中填充有腐蚀性极强的电解介质，极耳的金属带很容易在这样的环境中被腐蚀、氧化而造成损坏，因此通常需要对极耳金属带进行钝化处理以形成保护的钝化膜。在对极耳生产加工成型的过程中，极耳的表面不可避免地产生磨损、破坏或是附着有油污或是杂质颗粒，此时就需要利用设备对极耳的表面状况尤其是一些用于后续连接或是进一步加工的关键位置进行针对性的观察检测，以实现对不合格产品的筛除，保证电池产品的工作的可靠性。
3.例如公开号为cn201821307482.5 的中国实用新型专利文件中公开的一种基于机器视觉的工件表面质量检测装置，包括输料机构、接近传感器、面阵相机、led闪光灯、延时模块、工控机及拣料机构，所述输料机构包括振动料盘、导轨及输送带，所述导轨设于所述振动料盘和输送带之间，其呈拱形，以实现相邻工件的分离，所述接近传感器、面阵相机、led闪光灯沿工件输送方向依次设置在所述输送带的上方，所述延时模块的信号输入端连接接近传感器，其信号输出端分别连接面阵相机和led闪光灯，所述工控机分别连接所述面阵相机和拣料机构。
4.上述方案中所提供的工件外表面缺陷在线检测装置能够对工件表面状况进行检测，但其中所设置的用于对工件表面进行照射的光源采用了固定的方式进行安装。针对极耳这样整体尺寸较小的工件，其表面的油污、划痕等瑕疵在固定角度光源下无法清楚地被照射显示，使设备无法捕捉并筛去该不良工件，这也就会导致所生产的电池产品的次品率升高，安全性和可靠性降低。
5.又如公开号为cn212275619u的中国实用新型专利文件中公开的一种工件外表面缺陷在线检测装置，包括传送带、工业相机模块、工业光源模块、数据处理控制器、以太网控制器和上位机模块；所述工业相机模块包括设置于传送带上方四周的下相机组和垂直设置与传送带上方的第五相机；所述工业光源模块包括下光源组和上光源组；所述数据处理控制器通过以太网线分别与工业相机模块、以太网控制器连接；所述以太网控制器通过以太网线与上位机连接；该装置通过工业光源能够有效消除光照不均的影响，较为清楚地反应布面疵点。
6.该方案利用了多个光源同时进行照射的方式辅助相机识别工件表面的瑕疵，虽然能够在一定程度上减轻光照不均的影响，但该方式由于照射位置不集中，又会导致不同的光源在需要进行针对性检测的位置互相影响，降低相机的识别效果。
7.针对上述问题，本实用新型提供了一种能够清晰高效地对极耳工件特定位置进行
精确检测的极耳工件表面状况检测装置及检测生产线。


技术实现要素：

8.本实用新型提供了一种能够清晰高效地对极耳工件特定位置进行精确检测的极耳工件表面状况检测装置及检测生产线。
9.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
10.一种极耳工件表面状况检测装置，包含有用于对极耳工件表面进行照射的光照系统以及用于对所需检测位置进行拍摄的成像系统，所述光照系统中包含有能够在不同角度位置对极耳工件表面进行照射的光源模块，所述光源模块所发出的光线呈束状且不同角度位置所发出的光线均能够汇集于极耳工件表面同一处，即需要对极耳工件表面进行检测的位置。
11.作为对本实用新型的优选，所述光照模组中包含有多个互相独立工作的光束源，能够单独对极耳工件表面所需检测位置进行照射。
12.作为对本实用新型的优选，所述光源模块中的各个光束源所发出的光束颜色不同；所述成像系统中包含有多个能够针对不同颜色的光束进行识别的成像模块，用于配合各个光束源同时对极耳工件表面所需检测位置进行照射时对极耳工件的表面状况一次性进行成像。
13.作为对本实用新型的优选，所述光照模组中包含有一个能够在不同角度位置固定并向极耳工件表面所需检测位置进行照射的光束源。
14.作为对本实用新型的优选，所述光束源活动安装于机架上并且能够沿呈圆弧形的轨迹进行移动。
15.作为对本实用新型的优选，所述成像系统中还包含有用于测量极耳工件表面的检测位置点与成像系统中的镜头之间距离的间距测算模块。
16.作为对本实用新型的优选，还包含有用于对所述距离测算模块所获得的间距数据与所述成像系统所拍摄获得的极耳工件表面状况的进行协同分析的智能分析模块，以判别检测位置点表面状况超出允许范围的极耳工件。
17.一种极耳工件检测生产线，包含有上述的极耳工件表面状况检测装置，还包含有设置于所述成像系统下方的输送转运装置，所述输送转运装置中包含有用于对多个极耳工件进行承载和移动的输送带
18.作为对本实用新型的优选，所述输送转运装置中包含有与所述智能分析模块电性连接并受到智能分析模块控制的驱动模块，用于控制所述输送带上的极耳工件在指定位置的停留或是继续向后移动。
19.作为对本实用新型的优选，还包含有由所述智能分析模块控制用于将不合格的极耳工件进行去除的去料装置。
20.综上所述，本实用新型能够实现以下多项有益效果：
21.1.本实用新型所述的极耳工件表面状况检测装置能够利用光照系统中的多个光束源向极耳工件表面的同一个位置发射光束进行照明，使得极耳工件表面后续用于加工处理或是连接安装的位置处上的划痕或是油污等瑕疵被更为清晰地显现并被成像模块捕捉识别，能够在特定角度位置下瑕疵无法被清晰观察到的情况发生，使得对于极耳工件表面
状况的识别效果更为精确可靠。
22.2.本实用新型所述的极耳工件表面状况检测装置通过将各个不同角度的光束源所发出的光线设置为不同的颜色并在成像系统中设置多个相应的成像模块，实现了对各个颜色的光束同时照射于极耳工件表面时由不同的成像模块独立进行成像，避免了互相影响同时提升了检测效率。
23.3.本实用新型所述的极耳工件表面状况检测装置中还包含有成像系统中还包含有用于测量极耳工件表面的检测位置点与成像系统中的镜头之间距离的间距测算模块，并且利用智能分析模块将间距数据与所拍摄识别到的瑕疵情况图片进行结合分析，更为精确地测算出瑕疵部分的大小并对极耳工件进行更为高效的判别筛选。
附图说明
24.图1为所述极耳工件表面状况检测装置的结构示意图；
25.图2为所述极耳工件表面状况检测装置将光束源采用活动式安装的结构示意图；
26.图3为所述极耳工件检测生产线的侧向结构示意图；
27.图4为各个检测和数据传输模块之间信息传输关系导向示意图。
28.图中：
29.1——极耳工件；
30.2——极耳工件表面状况检测装置；
31.3——光照系统，3a——光束源；
32.4——成像系统；
33.5——机架；
34.6——距离测算模块；
35.7——输送转运装置，7a——输送带，7b——驱动模块。
具体实施方式
36.以下具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
37.本方案是通过以下技术手段实现的：
38.实施例1：由于重量轻、能量密度高和安全稳定等特性，锂离子电池被广泛应用于各种便携式产品设备中，而极耳作为锂离子电池中不可或缺的必要部件，起到了将电池的正负极从电池内部向外引出的作用。由于极耳的一端在固定安装时必须与电池内部的极片进行紧密的贴合固定，而另一端需要与外部用电设备的正负极连接，因此极耳工件1表面的划痕破损或是杂质凸点均会影响其与其它部件固定连接的牢固性以及传输电流时的稳定性。因此，需要对极耳工件1表面的状况进行必要的观察检测，以对表面状况不符合要求的极耳工件1进行筛除，为生产性能质量更佳、使用寿命更长的锂电池产品提供必要的准备条件。
39.本方案所提供的极耳工件表面状况检测装置2主要包含有用于对极耳工件1表面进行照射的光照系统3以及用于对所需检测位置进行拍摄的成像系统4两个部分，其中的光
照系统3中包含有直接用于对极耳工件1表面进行照射的光源模块为常见的激光照明模块，其作为光束源3a的发射部能够发出呈束状照射至极耳工件1表面的高亮激光束，从而辅助工件表面瑕疵部分更为清晰地显示；而其中的成像系统4的主要部件为朝向极耳工件1表面进行拍摄处理的高分辨率ccd摄像模块，实现对极耳工件1表面状况的拍摄成像。相较于常见的检测装置，本方案所提及的极耳工件表面状况检测装置2的特点在于，光源模块中包含有多个互相独立光束源3a，且各个光束源3a均指向极耳工件1表面需要进行检测的同一位置，使各道激光束均汇集于该位置处，实现对所需检测的特殊位置点更为全面的照射效果，提升设备检测效果的精确性。
40.进一步的，也可以将作为光束源3a的发射部采用一种可调节活动的方式固定安装于机架5上。具体的，在机架5上固定安装有呈圆弧形的导轨并将作为光束源3a的发射部安装在该导轨上，使发射部能够沿导轨进行移动并在多个角度位置进行固定锁止，使光束源3a所发出的光束始终照射于极耳工件1表面上的特定位置点，在减少光束源3a数量的情况下，同样也能够满足对于极耳工件1表面检测的照射需求；该结构的设置减少了发射部的数量，能够有效地对产品的成本进行控制，便于对设备进行推广普及。
41.进一步的，在成像系统4中还集成设置有用于测量极耳工件1表面的检测位置点与成像系统4中的镜头之间距离的距离测算模块6以及用于进行数据处理的智能分析模块。该智能分析模块中包含有图像处理单元（或图像捕获卡）、图像处理软件、监视器、输入输出单元等。当ccd摄像模块素衣拍摄的图像被转化为数字信号传输至智能分析模块中时，图像处理单元回先将数字信号重新转化还原为图形信号，再将图形分隔为多个独立的图像块（如100*100的总计10000 个图像块），再将每一个图像块利用其内置的图像处理软件与其中所存储的预设理想状态表面图像块进行比对分析，并测算两部分图像块的相似程度百分比。若将作为检测标准的阈值设定为80%，则相似程度大于等于80%的图像块即被认定为合格，反之则被认定为不合格。最后再次通过图像处理软件分析合格图像块与总图像块之间的比例，若大于等于80%则认定该工件表面状况复合要求，反之则认定不符合要求。值得注意的是，由于极耳工件不同规格型号之间厚度的差异，会导致其与ccd摄像模块之间的间距发生变化，进而使得极耳工件表面瑕疵情况被放大所缩小，因此还需要同时将距离测算模块6所测算获得的距离参数同时输入智能分析模块，对测算状况进行校正，从而实现对极耳工件1特定位置点瑕疵部分精确捕捉识别，进而对其大小、高度、深度以及类型进行准确分析。
42.将极耳工件表面状况检测装置2应用于极耳工件1检测生产线中时，对极耳工件1利用一种包含有输送带7a的输送转运装置7进行运输，该输送转运装置7由电机作为驱动元件，并由驱动模块7b控制其具体的工作状态。该驱动模块7b与智能分析模块电性连接，在内部预设程序的控制下，使输送带7a间歇性运动，实现对输送带7a上的多个极耳工件1表面状态进行精确检测的同时高效向前运输。
43.在所述极耳工件1检测生产线中，还包含有设置于输送带7a侧面的去料装置，具体的，该去料装置中包含有同样受到智能分析模块控制的气动喷头。工作时，当智能分析模块检测到不合格的极耳工件1时，便出发去料装置中的气动喷头工作，利用高速喷出的压缩空气将不合格的极耳工件1从输送带7a上吹去，实现的极耳工件1的精准筛选工作。
44.实施例2：在检测装置实际使用过程中，由于多道激光束同时对极耳工件1表面进行照射时，互相汇集的激光束可能会导致出现一些较浅的划痕、细小的凸起由于汇集所产
生的过强光束照射，无法被成像系统4识别捕捉到的情况发生。因此，在实施例1的基础上，为了进一步提升成像系统4识别极耳工件1表面状况的精确性，在本实施例中将各个不同角度位置的光束源3a所发出的光束设置为独立的不同颜色，例如红、绿、蓝、紫等；相应的，成像系统4中设置多个互相独立、只针对一种颜色的光线进行识别检测的成像模块。此时在各个光束源3a在某一时刻同时对检测位置点进行照射，但由于每个成像模块只会识别捕捉其所对应颜色光束照射下的显示画面，使成像系统4能够一次性成像出多个不同角度下的照射显示画面并传输至智能分析模块进行协同分析处理，而无需分解为多个独立的照射阶段，节省了检测识别的时间，在提升极耳工件表面状况检测装置2检测工作效率的同时还能进一步提升了检测识别的精确性。
45.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。