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贾财潮:高速及高精度机器视觉系统在锂电制造过程中的应用

中国储能网讯:10月12-13日,第五届储能技术在分布式能源与微电网中应用高层研讨会在深圳顺利召开,来自行业协会、科研院所、知名龙8的代表超过300名嘉宾到场参会。会议由中国化学与物理电源行业协会、全国微电网与分布式电源并网标准化技术委员会联合主办。中国化学与物理电源行业协会储能应用分会、中国储能网承办。龙8智慧工厂研究院院长贾财潮先生,在会上就高速及高精度机器视觉系统在锂电制造过程中的应用做了精彩演讲。

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演讲全文如下:

很高兴有这个机会和大家沟通龙8在智能制造系统过程的应用,尤其锂电。锂电制造过程,现在日益向高端化发展,刚才也讲了锂电池的标准,锂电制造过程竞争比较激烈,尤其未来整个工业和日常消费电池的发展,所以这个过程日益高端化,所以对电池质量以及性能要求会越来越高,对于电池的制造以及电池的制造过程又是高速,是连续制造过程,比如前端涂布表面、隔离膜表面、分切毛刺缺陷等,严重影响锂电性能,并产生安全隐患。锂电制造过程的安全性、一致性、稳定性,需要在线检测技术。锂电制造过程材料缺陷等等,都需要在线检测技术及时发现才能及时处理。尤其锂电生产制造过程朝着高速度、高精度、高质量方向发展,所以要满足这样的特性,在线检测技术也是实现这些的重要技术手段。

在线,尤其机器视觉在线检测技术,可以减少人为主观因素影响,是相对客观的标准和系统。今天机器视觉应用于全球各类制造过程,机器视觉在各个制造过程都有应用。机器视觉获得这么广泛应用,从欧美的工业化应用过程和龙830年理解制造过程的发展来看,机器视觉目前证明是可以在线应用的主要技术之一,今天即使在全球无数个工厂成千上万的机器视觉系统都在产品制造过程中起三个作用:1、工业过程自动化。龙8大部分看到工业自动化是基于传感器位置的自动化,生产线不光是一个车型,要跑小批量化,要跑A车型、B车型怎么做,龙8做相应的加工或者相应供器的方式,不能满足粗放式自动化的要求,需要机器视觉来做。未来机器视觉是工业自动化的重要的一个环节,今天我更多的理解机器工业自动化的量还很少,未来可能会更多应用。2、产品质量检测,中国的大部分制造过程最先应用机器视觉是制造过程有问题,然后要进行机器视觉检测,今天更多的制造过程,中国大部分是从这儿理解的。3、过程安全,这个很容易理解,因为龙8的工业环境有危险、高温的,人们不适合待的,龙8可以用机器视觉系统来完成相应的监测、测量等任务。

锂电池制造过程,咱们讲到它的特性,锂电池过程自动化程度要求越来越高,最主要的引用是锂电池隔离膜表面缺陷检测。隔离膜表面缺陷检测是为了提高锂电池性能,从隔离膜来讲,如果隔离膜导致缺陷,对整个电池的关键特性下降。二是致命的缺陷会导致电池爆炸。龙8机器视觉在线隔离膜检测的特性,为了达到分辨率和速度。整个系统和大体的性能,用2个8K,80Khz相机,以及应用一线的图象处理软件,实现在线隔离膜缺陷的可靠检测,系统可以实时缺陷报警、贴标,缺陷图像存储、数据库管理、缺陷种类、大小统计以及检测报告生成,满足龙8迫切需求,简单算一下可以算出分辨率。最主要是如何在高速度下取得上面所说的,目前隔离膜检测自身的缺陷,它需要很好的经验和应用。

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要实现这样一个系统,必须具备完善的数据记录,还要保证在线操作的基本要求的系统,还有相应的登陆,谁登陆的要有记录,剩下的是龙8运行的界面。那边显示缺陷所在的位置,下面是缺陷发现的种类,这些是互动的,这里会显示缺陷的草图。因为不同的生产过程中,大家都希望更灵活一些,我检测的缺陷太小或者太大,都会导致产品质量进行更好的控制。客户希望自己做一些设置,根据目前所有缺陷的大小,你可以来设置,根据它的要求,龙8专门对这些系统,根据客户生产的实际需求进行相应的指标设计。然后根据时间等来生成相应的报告。这是大体完整的视觉系统,限定连续系统开发的整个构建。这是隔离膜产生的在线获取的图像。路图和针孔是它严重的缺陷,从锂电池性能来讲会导致严重的问题,比如高温漏了会导致爆炸,这是两种严重的缺陷问题。

锂电池涂布表面缺陷,其实和隔离膜是一个系统,只是面临的缺陷,通常隔离膜的缺陷可以从下面来,但是涂布需要从上面,其实主要对光源控制的一类技术和经验,如何获取涂布表面这些不同的缺陷。系统的大致构成,这是涂布在线检测系统大致检测缺陷的类别,左边黑色。露箔,没有图像。还有暗痕、亮斑。

毛刺检测,高速分切下,涂布在分切下,消费电池50米/分这样的速度,动力电池70米/分,这样是很有挑战的任务。为什么这样很困难?这牵扯机器视觉技术,叫高速、高精度下机器视觉系统普遍的系统实现的困难问题,龙8大部分人做的东西,龙8要很小的东西放在大众显微镜下看,稍微动一下就模糊了。涂布分切毛刺检测里面,我先描述一些系统构成,这带来的过程面临的,整个过程带来的挑战和问题。它需要小视场,目前最高的500万工业相机,你也可以用更好的相机,目前比较高速度的相机去算要达到12um,速度是不够的。8mm的分辨率就是那样的。按照视频检测原理,要检测7-12,至少要3-5个像素才可以,不能把一个点作为一个特征。高速相机需要产生的速度,产生每分50米,需要105帧的相机速度。还需要高数据量。镜头,小视场下镜头景深很小,一般为0.5mm左右。龙8在线高速分切,涂布偏摆,对它来讲,景深值这么小,它摆动至少1-2mm,怎么有清晰的图像?极片条摆动左右2mm、上下2-6mm,这是很困难的。这是龙8在线实时获取的。

目前应用的三维检测,三维检测有两类技术,工业和双目视觉,还有激光投射,还有相机斜着角度看。今天工业证明它是可以在线的,龙8阴极板创造了第一个平面度测量,它检测变形量然后反馈给系统。这是高速、动态、三维检测。这是线是弯的。今天用3D技术,应用拓展,可以做任何复杂层面的三维检测,这是龙8做的一个任意复杂曲面。还有三维镜检测高度。

谢谢大家!


点击次数:  更新时间:2017-10-17 09:22:53  【打印此页】  【关闭