研究現狀：

目前動力電池的成型過程有兩種方式，一種是正負極片分段裁切后進行交叉疊片的形式實現，執行機構為疊片機。另一種是正負極片連續卷繞的形式實現，執行機構為激光卷繞一體機。激光卷繞一體機卷繞電芯具有省去多工位搬運、多工位集成及高產優勢，已逐漸成為動力電池生產的另一主流方式。以下為激光卷繞一體機視覺檢測方式之極耳翻折和極耳錯位量閉環檢測。

激光卷繞一體機實現方式--通過激光將正負極極片單側的箔材留白切割成。

間距等差的極耳，通過卷針進行卷繞定長后形成初步電芯。

極耳翻折處理：由于箔材厚度在 6-10um，在卷繞過程中極耳通過過輥極易造成形變，通過在過輥增加撫平裝置的方式解決了 95%以上的翻折問題，還是會有 5%左右的翻折被卷入電芯。此時在卷針位安裝極耳翻折視覺檢測系統對極耳翻折現象進行排廢返修后流入下一工位。

過輥示意圖

極耳翻折標準圖

極耳錯位處理：正負極耳調試對齊后會有兩大因素導致極耳再次錯位，涂布料區的厚度變化及激光切穩定性對極耳錯位的影響是最大的。此時在卷針位安裝極耳錯位檢測系統進行極耳錯位量檢測，反饋錯位量對極耳間距，實時調整進行閉環。

激光切割極片示意圖

傳統視覺檢測方式：雙面陣相機檢測，通過獲取卷針角度觸發相機拍照，相機 1 監控負極耳翻折，相機 2 監控正極耳翻折，卷針轉一圈正負極耳各拍照一次。由于卷針弧形效果及空間限制，選型的光源無法取到理想效果。如下圖效果上半部分均勻，下半部分不反光或是圖像灰度過爆。導致圖像干擾過大，誤判率超過 50%。

面陣相機成像原理

此方式檢測弊端：

1.只適應于棱形卷針，弧面較小情況檢測。

2.卷針弧面取圖尺寸會有形變，無法正確檢測極耳錯位量進行實時閉環。

3.對正負極耳的大小有局限性。極耳越大形變越大，尺寸越失真。

4.適應于機臺線性速度小于 1.5m/s 的機臺。

負極耳效果圖                   正極耳效果圖

視覺安裝示意圖

創新理念：

將傳統的面陣相機檢測更換為線掃相機檢測，相機行頻 80khz 適用于機臺線性速度 200m/min.

1.視覺系統檢測適應機臺線性速度由原來的 1.5m/s 提升到 3m/s；

2.極耳翻折檢測及極耳對齊度閉環同工位同時實現；

3.圖像效果均勻，極耳翻折檢出率提升至 95%；

4.具備大、小卷針切換兼容性；

5.掃描行數無局限性可根據極耳大小進行隨機調整采集范圍。

以上測量準確，適應性強，兼容性好，更好的適應于此行業的應用。

創新描述：

1.當前客戶產能的需求，對機臺運行速度要求越來越高，普通面陣相機具有精度低或幀率不夠或視野不滿足等各種局限性已不具備適應此工位的檢測功能。線掃相機采集行頻高達 80khz,適應于機臺運行速度 200m/min，滿足當前客戶對速度的追求。

2.根據線掃的掃描長度無局限性特點，相機可以變更運動方向掃描行數一次拍攝正負極兩個極耳。

3.針對弧面更大的圓形卷針具有成熟的光源選型方案，光源配合線掃相機選擇線性光源，只要將一條線上的效果做均勻整體效果就能均勻，使圖像更好處理。

4.線掃掃描精度可根據視野不同最高做到 0.015mm/行，適應于弧面更大的圓形卷針檢測，將弧面掃描成平面成像，檢測尺寸無形變接近真值，實現極耳錯位量精確檢測并進行極耳間距調整實時閉環。

設計原理

1.相機選型：可根據測量精度選擇 2K、4K、8K、16K 相機

線掃相機實物圖

線陣相機成像工作原理

2.光源選型：

拱形光源實物圖

半球形的內壁，均勻的散射材料使光線從頂部 360 度發散出來，從而獲得更均勻的圖像。

3.相機行幀觸發采集圖像，行信號實時獲取卷針脈沖信號適應于卷針快慢速切換，幀信號獲取卷針角度信號定點拍照獲取我們需要的圖像。相機單根觸發線對應多個卷針脈沖信號，需要將每個卷針的脈沖信號進行切換輸出，不干擾相機觸發拍照。

4.當前客戶對產能的要求越來越高，我們需要適應的機臺運行速度也越來越高，后面面臨的更高速度上的突破。

5.極耳翻折檢測良率的提升不止是軟件檢測能絕對保證的，需要保證來料的優良、機臺運行的穩定性，因為絕大部分的誤判來自于褶皺和折角形成的特征太過相似導致，保證了這兩點才會有提升良率的可能。

使用時間：

包括幾個重要的時間節點：如產品設計完成時間、應用時間等。

圖片展示：

1 通過以下一組圖片可以清晰看到極耳的定向偏移，可進行極耳錯位量準確計算。

2.每一層極耳形態都體現出來，可以完整檢測所以極耳翻折。