電(dian)池(chi)作為需求量極大的產品，其質量高低在生(sheng)產環節中具有重要意義。手機電(dian)池(chi)、硅太陽能電(dian)池(chi)、電(dian)池(chi)極片等均(jun)有視覺(jue)檢測研究(jiu)文獻報道，但對扣式電(dian)池(chi)開展自動(dong)質量檢測的報道極少。

       扣式電(dian)池體積小，外(wai)觀(guan)直徑(jing)一般不超過兩(liang)三厘米，在各種(zhong)電(dian)子產品特別是微小型產品中得到了(le)廣泛的應(ying)用(yong)，如電(dian)子詞典(dian)、計(ji)算(suan)器、助聽(ting)器、電(dian)子手(shou)表、主(zhu)板等。

       人(ren)工檢測電池不但效率低下，而且電池表面為(wei)金屬制(zhi)成，反光嚴重(zhong)，長期的(de)人(ren)眼檢測有(you)損視(shi)力健(jian)康。因此機(ji)器視(shi)覺檢測技術的(de)研究，將有(you)助于電池制(zhi)造行業的(de)水平提高。

缺陷類型多樣

       電(dian)池(chi)(chi)在生(sheng)產過程中(zhong)，因生(sheng)產工藝(yi)不足或其他(ta)偶然因素會(hui)產生(sheng)一些次(ci)品，因此希(xi)望能夠研發一套電(dian)池(chi)(chi)質量檢測(ce)系統，能自(zi)動將(jiang)不合格電(dian)池(chi)(chi)檢出。

       扣式電池質量檢(jian)測(ce)主要(yao)包括電量指標檢(jian)測(ce)和外觀缺陷檢(jian)測(ce)。

       電(dian)量指標(biao)檢測可通過設計(ji)電(dian)子裝置，完(wan)成對電(dian)池電(dian)流電(dian)壓進行快速(su)檢測，判斷其電(dian)流電(dian)壓數值及(ji)充放電(dian)性能(neng)是(shi)否存(cun)在(zai)異常。

       外(wai)觀(guan)缺陷(xian)檢測則復(fu)雜得(de)多，因電(dian)池具(ju)有(you)正(zheng)負兩極(ji)，則外(wai)觀(guan)檢測分(fen)為正(zheng)極(ji)和負極(ji)兩方面。

       正極外觀缺陷主要包括： 劃痕、 銹斑、凹點、光面等，另外包裝過程中，也會產生正負極顛倒、型號混(hun)淆(xiao)等錯裝事件。

正極面外觀合格與缺陷圖像

注：(a)為(wei)合格， (b)為(wei)劃傷， (c)為(wei)銹斑， (d)為(wei)凹坑， (e)為(wei)光(guang)面

負極(ji)外(wai)觀缺陷種類如下圖：

負極(ji)面外(wai)觀合格與缺陷圖(tu)像

注：(a)為合格， (b)為劃傷， (c)為銹斑

檢測難度節節攀升

       扣式電(dian)池視覺檢測存在眾多難點，傳感器成像(xiang)和圖像(xiang)處理(li)均較為困難。

       扣(kou)式(shi)電池(chi)外觀缺(que)陷種類繁多，主要包括：劃痕、銹斑、污臟、凹點、光(guang)面等，缺(que)陷尺寸多在毫米(mi)級(ji)。

       與紡織(zhi)物品等(deng)缺陷檢測不同，扣式電池外(wai)表(biao)面為(wei)金屬制成，金屬表(biao)面在光源照射下反光嚴重(zhong)。

       與傳統的(de)金屬鋼(gang)板等(deng)檢測不同，拇指大小的(de)扣式電池(chi)表面上還存(cun)有字符(fu)的(de)干擾，因此圖(tu)像傳感系統還要保證字符(fu)和缺陷均能夠盡(jin)量清晰(xi)成像。

       且(qie)電池生產工藝受(shou)限，金(jin)屬表面難(nan)以保證絕對(dui)平整(zheng)，微表面存在不(bu)平，又致(zhi)使漫反射嚴(yan)重；

       同時表面字符刻制不夠標準(zhun)，存在(zai)位置(zhi)偏移、 且(qie)深(shen)淺不一等現象，因此(ci)成像(xiang)后圖(tu)像(xiang)字符粗細和位置(zhi)將出現較大的變化(hua)，這些給光路(lu)系統設計和圖(tu)像(xiang)處(chu)理帶來極大困難。

       ;為提高(gao)檢測(ce)效率，生(sheng)產(chan)中通(tong)常會(hui)采(cai)用多(duo)點(dian)檢測(ce)，在每個檢測(ce)點(dian)下(xia)實(shi)現多(duo)電池目標同時檢測(ce)，因(yin)此光(guang)源難以保(bao)證均勻(yun)照(zhao)射于(yu)各電池表面(mian)，給后續的處理帶來難度；

       另外電池(chi)正極面的字符傾斜(xie)角度在(zai)圖像上呈現(xian)為隨機變化，圖像校正也成為研(yan)究中的難(nan)點。

機器視覺技術 擊破產品缺陷檢測難點

       圖像采集：機器視覺檢測系統的第一步需要獲得待檢測目標的原始圖像。一般通過相機、光源等硬件搭建一套合理的視覺成像系統；當相機傳感器獲得原始成像信號后，需要通過專用圖像采集卡處理后完成數據轉換，計算機方可獲取圖像進行后續處理。

       圖像處理：計算機對采集(ji)的(de)原始(shi)圖像進行處理，最大程度去除圖像中的(de)噪聲和無關(guan)背景，并增強圖像目標，從(cong)而獲得易于進一步分析和識別的(de)標準圖像。

       圖像分析與特征提取：計算目標圖像的相關特征(zheng)量。

       圖像識別：通過(guo)設計合理的模(mo)式識別(bie)程序，對特征量進行判別(bie)，完成(cheng)視覺檢(jian)測。

       因電池具有正極面和(he)負極面，另外為了提(ti)高生產效率，系(xi)統總體(ti)應設計為分布式(shi)體(ti)系(xi)結(jie)構，以實(shi)現快(kuai)速并(bing)行(xing)檢測(ce)。

       分布式檢(jian)測(ce)(ce)中的位點為視覺(jue)檢(jian)測(ce)(ce)各(ge)組成(cheng)單(dan)元。機(ji)器視覺(jue)模塊(kuai)包括工(gong)(gong)業(ye)(ye)相(xiang)(xiang)機(ji)、鏡頭(tou)、光源、光源控制(zhi)器等元件，在(zai)光源照明(ming)下，待(dai)測(ce)(ce)物(wu)體反射(she)光路通(tong)過(guo)鏡頭(tou)聚焦，在(zai)工(gong)(gong)業(ye)(ye)相(xiang)(xiang)機(ji)上完成(cheng)成(cheng)像；原始圖(tu)像信號經(jing)過(guo)數(shu)據(ju)線(xian)傳(chuan)輸，在(zai)圖(tu)像采(cai)集卡處(chu)理后由(you)工(gong)(gong)業(ye)(ye) PC 機(ji)獲得；控制(zhi)器對工(gong)(gong)業(ye)(ye)相(xiang)(xiang)機(ji)實施采(cai)集控制(zhi)，從而實現自動觸發。

       智(zhi)能化(hua)(hua)、自動化(hua)(hua)、數字化(hua)(hua)、信息化(hua)(hua)是(shi)未來制(zhi)造(zao)業的發(fa)展大趨(qu)勢，矩視(shi)智(zhi)能致力于制(zhi)造(zao)業工(gong)廠企業智(zhi)能改造(zao)，數字化(hua)(hua)升(sheng)級。

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