机器视觉在锂电行业的创新应用收藏

近几年，在节能减排政策引导下，锂电池得到长足发展在涂覆、辊压等环节中，锂电池产品表面容易产生露箔、暗斑、亮斑、掉料、划痕等缺陷这些缺陷严重影响锂电池的品质，产生安全隐患，产品缺陷的检出和预防变得愈发重要。

锂电池性能品质的提升，不仅需要在锂电材料上不断突破，更需要在制造工艺及生产设备上持续创新在动力电池高容量、高安全性、高品质及低成本要求不断提升的背景下，生产工艺环节引入视觉检测设备已经成为主流趋势

图1 OPT机器视觉的核心组件在智能化生产过程中，机器视觉解决方案提升了锂电的品质、产能、效率及大大降低缺陷的漏失率鉴于行业客户对锂电产品高质量、高精度、高稳定性、高兼容性要求的不断提高，视觉检测技术迎来了更大的挑战。

面对当前市场环境，OPT作为机器视觉检测的领先企业，在软件和硬件方面不断进行技术研发和产品优化以服务锂电行业的高速发展软件创新—适用于锂电行业高速检测SCI视觉软件：自主研发，底层创新

图2 SCI视觉软件SCI视觉软件核心代码经过系列工业项目的应用，已在上万台设备中验证了其稳定性软件开发包拥有界面层、算法层函数界面层提供简洁、易用的展示界面，可快速、灵活实现交互；支持C++、C#、VB等多种开发语言，支持用户可根据自己需求利用SDK进行二次开发；具有3D图像控件、机器人坐标标定、结构光3D测量、分类器、SPC(Statistical Process Control，包含CPK)、GR&R等齐全的应用控件。

SCI视觉软件采用图形化编程，让用户在可视化编程的环境下，通过参数配置，快速开发实现视觉项目，从而缩短项目开发周期其流程设计、流程复用方式以及流程与事件触发机制的组合方式，能够缩短视觉检测项目开发周期，更有效地适应锂电行业型号快速迭代的市场。

SCI视觉软件：丰富齐全的功能模块

图3 功能模块随着锂电行业集成性、灵活性的市场变化，SCI视觉软件在迭代更新中集定位、测量、检测、识别、3D分析等各功能应用于一体可满足不同应用场景，增加灵活调用算法工具，让客户更简单、灵活地进行项目方案开发。

算子：软硬件加速提高处理速度TBB加速，AVX, SSE指令集加速，GPU加速算法处理速度全面提升，高分辨率的图像处理速度更快。

图4 EqualizeHist算法测试软件基于并行异构计算加速技术、线程池及任务级并发技术、指令级和任务级并行处理技术，使图像分析速度全面提升对比传统软件处理速度提升2-3倍，能更有效的适应锂电行业高速作业需求。

深度学习工具：瑕疵检测

图5深度学习工具优势：利用卷积神经网络提取图像特征，拟合目标分布，从而实现产品分类、工件瑕疵检测、图像分割等功能深度学习工具操作直观，用户只需手动标记目标，利用标注结果自动的模型构建和模型学习，有效地解决传统算法难以解决的复杂问题。

在锂电行业应用中，深度学习结合传统算法瑕疵正确检测率可达99.9%以上，瑕疵分类准确度由传统分类方法的60%左右提升到95%以上OPT硬件创新—实现精准检测的基础成像：一切检测的根基机器视觉系统的核心是图像的采集和处理。

所有信息均来源于图像，图像的质量对整个视觉系统极为关键采集到高质量的图像不仅大大降低图像处理的难度，而且提高系统的精度和可靠性因此，合理有效的照明方案对系统的稳定性和可靠性尤为重要光源 ·自主研发、生产、销售

·锂电前段高亮高均匀性线光OPT-LSS/LSG·亮度达200万lux·兼容反光和非反光材料·光源发散角度小，兼容各种工作距离高亮红外光源OPT-IR·850-1100nm波段·形状照明方式可定制可编码光源

·具备行列单独控制，每行或每列亮度可单独设置·触发响应时间≤3μs·触发频率高达70kHz·可预存8000多个触发数据·适用需要多种亮度或脉宽切换的场合镜头·自主研发、生产、销售  ·锂电Hawk 8K,4K线扫镜头

·高精度、低畸变·高清1000W级定焦镜头 ·高分辨率远心镜头 针对多种缺陷类别，设计双光源场景方案架设两种光源通过频闪方式，实现单工位获得双图像方案，然后对两组图片进行处理综合两幅图像信息，缺陷区域完全呈现，从而大幅提高检测准确性和稳定性，如图6所示。

图6 （a）双工位；（b）单工位双场景方案是通过一次拍照完成两种光源方案的效果在保证像素精度与原光源方案一致的前提下，相机的单位距离的分辨率是之前的两倍如下图所示，在单位时间t内，之前需要拍照一行像素，现在需要进行两行拍照，意味着相机以及光源的响应速度是之前的两倍。

例如，之前运动0.043mm拍一行，现在则在0.043mm的范围内拍两行视野没有变，每一行的像元代表的物理意义依旧是0.043mm

图7图示说明锂电行业典型应用OPT锂电行业创新案例■2016年涉及锂电行业整套方案至今，OPT在锂电行业各工序都有成熟的视觉应用

图9 OPT视觉应用覆盖高速分条机■适应机台运行速度：120m/min■检测需求：检测极片表面瑕疵，对不良品自动贴标区分打标精度±10mm以内■检测方案：8K高速线扫描相机，实时处理各类需要打标的瑕疵，进行瑕疵分类统计，上传数据。

瑕疵种类：

高速激光切卷绕一体机■适应机台运行速度：2000mm/s检测需求：·1.激光切极耳后CCD检测，检测精度±0.1mm(单面外观检测 、极耳尺寸、极耳间距、极片宽度、箔材余量、极片长度)；·2.极耳贴胶相关尺寸测量,检测精度±0.1mm；

·3.涂布对齐度，检测精度±0.1mm，检测精度 3m/s；·4.极耳质量检测，检测精度±0.15mm；·5.电芯外观检测，检测精度±0.1mm。

图11 处理实验结果冲叠一体机■应机台运行速度：根据片宽差异每分钟分切片数可达100-230片■检测方案一：通过瑕疵点和极片正常涂料区的灰度差异和瑕疵面积准确快速的识别瑕疵的类型和面积大小，与PLC通讯协作后具有排出瑕疵极片的功能，良品极片直接流出到叠片机进行叠片。

■检测方案二：冲片机切出极片，通过拉带传送到定位平台上，相机拍照检测极片是否翘起，精确定位极片。

图12处理实验结果高速模切机·适应机台运行速度：根据片宽差异每分钟分切片数可达120-260片·检测需求：检测极片正反面各类瑕疵，测量极片长宽，极耳高料尺寸·检测方案：上下两个相机对极片的两面分别进行扫描拍照，检测完成后将检测结果反馈给打料机构，打料机构根据CCD检测结果进行分选打料。

瑕疵种类: 

高速清洗机■适应机台运行速度：1300mm/s■检测需求：极片表面划伤、漏箔、褶皱，清洗区尺寸检测，定位距检测，尺寸检测■检测方案：通过清洗机运动控制机构持续对视觉系统发送指令检测、反馈结果给PLC进行打标，并且数据上传给MES。

图14 处理实验结果依据当前市场环境推断，自动化机器视觉的渗透率将越来越高，客户对视觉检测的需求将不断加大为了满足市场需求，视觉检测行业必须迎难而上，精益求精，才能实现更好的发展OPT已推出的SciSmart 3智能视觉软件，不仅精准度更高、速度更快，而且二次开发更为简洁，易用性更强，更容易被用户所接纳。

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