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2022
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转接片激光焊接机焊印缺陷检测—2D结合3D打造成本最优解
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2022-05-09 15:26:13来源: 中国机器视觉网

随着新能源车需求的持续增长,锂电池在新能源汽车行业的应用前景广阔,方形电池凭借其充放电倍率、循环寿命、安全性等方面的优势,成为一种主流的电池封装应用。

在锂电池制作工艺中,主要有三个工艺段,分别为:锂电池极片制片工艺段、电芯制作工艺段和电池模组工艺段,每一个工艺段中都存在大量的质检需求。

采用机器视觉技术进行质量检测的过程中,最重要的是结合客户的实际情况,以客户为中心,为客户提供柔性化定制成本最优、性价比最高的解决方案,帮助企业降本增效。

方壳电池在电芯热压过后,需要对电芯进行转接片激光焊接,焊接之后要对铜铝极转接片焊缝外观质量进行检测。

本文将以转接片激光焊接机焊印缺陷检测为案例,针对同一道工序中不同的缺陷需求,设计和采取不同的解决方案,华汉伟业将2D和3D的检测方式相结合起来,不仅在成本上达到最优,而且能够更加精准地识别和检测焊印缺陷,达到较好的检测效果。

检测项目

1)转接片焊后毛刺、爆点检测、焊缝间距、焊缝宽度、缝凸起,凹坑缺陷等;

2)转接片焊偏位、断焊等;

解决方案

HyperShape 3D检测软件

针对于转接片焊后毛刺、爆点、缝凸起、爆点缺陷、凹坑缺陷等,采用华汉HyperShape 3D检测软件,将3D相机安装在模组上随动扫描,依次扫描铜铝极转接片焊缝,检测到焊缝质量不合格产品时输出报警信号。

毛刺高度检测

使用高度检测工具,用最大值把焊印毛刺高度检测出来。

微信图片_20220509152700.png

爆点检测

使用瑕疵检测工具检测爆点,采用基准面强调将高度图像上的爆点缺陷凸显出来。

微信图片_20220509152704.png

焊缝间隙

用两直线距离检测焊线间距,扫描出的铝片和铜片灰度图对比度良好,可用于间距检测。

微信图片_20220509152708.png

焊缝宽度

用两直线距离检测焊线宽度。

微信图片_20220509153338.png

焊缝长度

用块状物工具检测焊缝长度,通过高度图像分别提取出焊缝上下两端的高度突变区域,并计算上区域的外包矩形最上边位置,与下区域的外包矩形的最下边位置,两者之差即为焊缝长度。

微信图片_20220509152715.png

InnoVision 2D检测软件

部分产品由于焊缝背景纹路过深,采用3D图像在进行边缘检测时,存在大量噪点,影响抓边精度。为了降低噪声和异常边缘点的影响,本项目采用2D视觉系统检测尺寸和偏位,3D主要检测高度方向的缺陷。

在方案测试过程中,2D成像效果受不同颜色、不同规格的光源影响较小,成像效果稳定,因此,断焊配合2D检测效果更佳。

焊偏位检测

采用轮廓或灰度匹配工具进行预定位,直线工具ROI区域自动跟随初定位补正,使用两线间距离工具,拟合焊缝的上下左右边缘直线,自动测量转接片焊缝长宽和焊缝间距。

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断焊检测

使用块状物或瑕疵检测工具,根据图像特征差异能检测出断焊等缺陷。

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检测结果

• 相机沿焊接轨迹方向扫描,速度为150 mm/s,能满足18PPM产能;

• 3D相机Z向精度0.005 mm,能稳定检出0.2 mm²爆点毛刺等缺陷;

• 相机X向精度0.0125 mm,能满足焊缝长宽检测精度要求0.05 mm。

• 检测时间:<0.5 s,定位/检测精度:±0.05 mm,漏杀率=0%,误杀率<0.5%,精确度高,能够有效检测产品质量。

• 柔性化定制解决方案,能够帮助企业节约大量的人力和时间成本,性价比高,可批量出货。