锂电池机器视觉检测系统

锂电池机器视觉检测系统Machinevisioninspectionsystemforlithiumbattery2023-*-*实施2023-*-*2023-*-*实施T/xxx-2023T/xxx-2023T/xx-2023T/xx-2023TOC\o"1-5"\h\z前言 HI1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14型式与基本参数 241组成 242型式 23基本参数 24型号 35使用条件及要求 35.1使用条件 35.2视觉系统装配精度 43要求 44其他要求 46性能要求 46.1图像质量 42尺寸检测能力 43缺陷检测能力 54安全防护 665电气质量 666外观质量 76.7可靠性 77功能要求 71软件功能 77.2缺陷处理功能 78检验方法 71图像质量检验 78.2尺寸检测能力检验 88.3缺陷检测能力检验 88.4软件功能检验 98.5缺陷处理功能检验 986安全防护检验 98.7电气质量检验 98.8外观质量检验 98.9可靠性检验 99检验规则 99-1出厂检验 99.2安装（工程）检验 910标志、包装、运输与贮存 10101标志 10包装 10运输 10贮存 10附录A（资料性）常见缺陷样本 11IllT/xxx-2023T/xxx-202322T/xxx-2023T/xxx-2023锂电池机器视覚检测系统1范围本文件规定了锂电池机器视觉检测系统（以下简称视觉系统）的型式与基本参数、使用条件及要求、性能要求、功能要求、检给方法、检燈规则、标志包装运输与贮存。本文件适用于锂电池制造装备配套使用的机器视觉检测系统，包括但不限于前中段工艺设备，后段工艺设备可参照使用本文件。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T191包装储运图示标志GB/T4879防锈包装GB/T6388运输包装收发貸标志GB/T13306标牌GB/T13384机电产品包装通用技术条件GB/T34386-2017卷筒料印刷品质量检测系统3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1缺陷defects所有检测对象表面缺陷的统称，包括外观缺陷、色差偏差、形状偏差、位置偏差等。3.2漏检率probabiIityofmiss未检出的帯有缺陷的样品数量占当次被检测样品总数的百分比。注：统计周期应在两周以上，当次被检删样品总数应为所有机台检删样品总数。3.3误检率mistakerate无缺陷样本被错判的样品数量占当次被检测样品总数的百分比。注：统计周期应在两周以上。当次被检删样品总数应为所有机台检删样品总数。图像检测速度imagedetectionspeed视觉系统相机采集卡允许的最大速度，单位为Hz。3.5成像精度imagingaccuracy单个图像像素对应的检测对象的平台尺寸，分为横向成像精度和纵向成像精度，单位为Wpixelo[引用GB/T34386-2017,3.4]3.6缺陷检测能力defectdetectioncapabiIity视觉系统能检出的最小面积和最小的灰度差值，单位为Pixel。3.7Mark点markpoint为加工设备提供加工位置的基准点。4型式与基本参数4.1组成视觉检测系统由硬件系统和软件系统组成，其中硬件系统包括工业相机、镜头、光源、光源控制器等，软件系统包括图像处理模块、通讯模块、控制模块等。控制模块用于控制执行机构，根据图像处理结果进行动作。通讯模块与上位机、MES、PLC等进行交互，支持网口、串口、DIDO等主流的通讯协议。图像处理模块包括图像采集、预处理、识别与判别等功能。4.2型式视觉系统型式：a） 按工艺设备分为：一前段工艺配套视觉系统，如'涂布视觉系统、辐压视觉系统等；——中段工艺配套视觉系统，如分切视觉系统、激光模切视觉系统、卷绕视觉系统、清洗视觉系统等；一后段工艺配套视觉系统，如焊接视觉系统、入壳视觉系统。b） 按用途可分为：一陷检测视觉系统，如适用于分条、激光模切、涂布、清洗、卷绕工艺，用于检测'涂膜缺陷、边缘缺陷的视觉系统。一尺寸测量视觉系统，如适用于涂布、卷绕工艺，用于检测极耳尺寸、间隙、正反面对齐度的视觉系统。一定位引导视觉系统，如适用于涂布、辐压、分切工艺，用于纠偏的视觉系统。4.3基本参数视觉系统的基本参数应符合表1的规定。表1基本参数T/xxx-2023T/xxx-2023#序号尺寸类型检测精度备注检测速度1与极片输送方向—致的尺寸>lm,±2mm以内<lm,±1mm以内用于检测极片输送方向的尺寸，具体检测精度与设备状态、极片长度、编码器、是否存在信号干扰有关依需求2与极片输送方向垂直的尺寸±0.1-0.2颇以内，实际精度=像素精度X2或X3用于检测极片输送方向垂直的尺寸，具体检测精度与根据打光效果、镜头精度有关依需求3单独配置相机的尺寸±0.03mjr以内一般用于分切贡度的检测或纠偏，依需求配置依需求6.3缺陷检测能力6.3.1缺陷分类6.3.1.1重要缺陷为决定电池质量是否合格的缺陷，典型缺陷包括漏金属类缺陷、单面涂布缺陷、极耳缺陷等，具体为：a） 漏金属类缺陷包括但不限于涂覆区有不规则大面积漏箔的极片、涼覆区有细条状漏'涂区域的极片、划痕漏箔、粘料漏箔、针孔状漏箔等缺陷。b） 单面涼布缺陷为极片单面漏'涂的缺陷。c） 极耳缺陷包括极耳缺失、极耳破损、极耳胶带残留等缺陷。d） 工艺缺陷包括接带工艺等。6.3.1.2次重要缺陷为影响电池性能的缺陷，典型缺陷包括极片材质不均匀缺陷、极耳表面异物缺陷、余料缺陷、Mark点缺陷、极耳位置偏差缺陷等，具体为：a） 极片材质不均匀缺陷为发生在极片表面局部的増材或者减材缺陷。一般包括黑色缺陷和白色缺陷。黑色缺陷和白色缺陷按灰度值范围来区分。典型的黑色缺陷包括黑斑、脱碳、杂质或异物、暗痕等，典型的白色缺陷包括气泡、裂痕、划痕等。具体缺陷定义见表4;注：裂痕、划痕视缺陷与背景的灰度差值是否显著，显著为重要缺陷，不显著为次要缺陷。b） 余料缺陷包括极耳余料、直边余料缺陷等。c）Mark点缺陷包括Mark点未贯穿。d）位置偏差缺陷包括极耳间距位置偏移、极片正反面涼布错位等。6.3.1.3常见缺陷见附录A。表4极片缺陷分类缺陷类型定义脱碳类极片膜片脱落，但未露出集流体（含粘辐）漏铜或漏铝气泡类极片表面的浆料中存在气泡，破裂后留下的淡色圆状斑。黑斑类极片局部暗于正常膜区的斑点或线状斑痕。裂痕（裂纹）类'涂覆区膜片开裂成条纹状，但未漏金属。暗痕类涂覆时由于基材张力不均或者基材中间下塌导致的膜片局部区域较涼膜区本T/xxx-2023T/xxx-2023T/xxx-2023T/xxx-2023缺陷类型定义体颜色深的条状痕迹，但物料本身不减少。划痕类极片'涂膜区或未'涂区表面的轻微刮伤/划伤/摧伤/压伤痕迹，但未漏金属。6.3.2缺陷检测要求6.3.2.1总体要求重要缺陷和次重要缺陷的检测要求见表5。次重要缺陷可适当放松一次漏检率的要求，可通过后续工艺其他检测方法交叉检燈，使得漏检率处于要求的范围内。6.3.2.26.3.2.3缺陷检测要求缺陷类型漏检率误检率检测速度重要缺陷00.5%依需求次重要缺陷0.1%0.5%依需求6.3.2.4最小检测面积要求缺陷的最小检测面积应不低于10pixel2,将缺陷按点、纟您面类缺陷划分后，视觉系统应能检出表6的最小尺寸缺陷。表5缺陷最小面积缺陷类型缺陷最小面积（pixel：）点缺陷3X3线缺陷面积（贡度X长度）三3X9且长贡比三3面缺陷河0X306.4安全防护因装置开启而形成萸切、挤压的危险部位，应采取机械防护措施，如安装防护罩、安全标识。相机应有主动散热装置，并有保护外置防尘，使得相机能在工作温度区间运行。工控机应安装在机柜内，机柜防护等级应不低于IP54,主机进风口宜安装防尘泡棉防止碳粉进入。6.5电气质呈65.1电气系统布线整齐，各种标记应齐全、正确、排列有序，接头牢靠，并符合6.5.2电气系统在相应操作或速度变化下，各执行元件应有如下反应：a） 电气系统应正常、可靠，应与安全保护有关的联锁开关动作灵敏、可靠。b） 检测系统的声光报警装置应能发出使人听到的声响信号，并应在延时响应3$后动作。c） 检测系统应安装故障提示报警装置。6.5.3所有外露导电部分应按GB5226.1中的要求连接到保护联结电路上；保护联结电路的连续性应符合GB5226.1的规定。6.5.4在动力电路导线和保护联结电路之间施加500V直流电时，测得的绝缘电阻不应小于1MG。6.5.5在动力电路导线和保护联结电路之间施加1000V的电压，时间近Is,不应出现击穿放电现象。65.6为防止意外启动，检测系统的启动开关应在所有防护装置全部就位后才能启动，并应符合GB/T28387.1中的规定。65.7电磁兼容要求：应具备一定抗干扰能力。应远离强干扰源。弱电单独布置金属线槽。6.6外观质呈6.6.1外露加工面不应有踌碰、划伤、锈蚀等缺陷。6.6.2外露緩件的緩层应细致、均匀，不应出现剥落、起泡、局部无緩层等缺陷。6.6.3外露氧化件的氧化膜应均匀致密、色泽一致，不应有未氧化的斑点等缺陷。6.6.4外露非加工面表面不应有气孔、凹陷、凸点等缺陷。6.6.5'涂漆层应平整、光滑、颜色、光泽有一致，应无粘附物，漆膜不应有流挂、起泡等缺陷。6.6.6气路及油路管道应排列有序，固定牢靠，管道不应产生扭曲、折囊等现象。6.6.7标牌应平整、光滑，配置应合理、牢靠，不应訓裂、偏斜、卷边等缺陷。6.7可靠性若设备有无故障运行时间等可靠性方面的要求，则应符合。7功能要求7.1软件功能711软件应能完成以下基本功能的设定：a） 设定和存储标准样张模板，支持多个分区，不同分区可独立设定检测参数；b） 针对不同类型的缺陷，应能单独设定检测参数；c） 支持实时图像显示，并应具备画面局部放大及缺陷标注功能；d） 对合格品数量及合格率应能实时统计；e） 对样张数量应能进行实时统计。71.2软件宜能完成以下功能的设定：a） 查看、统计、分析以及存档缺陷信息，缺陷信息1。。%可追溯；b） 生成缺陷位置分布图；c） 打印批次或单卷料缺陷信息；d） 各软件模块有防呆措施、超时提示功能，能实时显示各硬件状态，并对异常情况进行报警；提供不同管理权限的账户，如管理员、ME工程师、PE工程师、QAI程师、技术人员、操作人员7.2缺陷处理功能宜具备缺陷处理能力，如实时报警、停机、剔除、标记等。可根据客户需要检测的缺陷，自行设计缺陷处理方式。8检验方法8.1图像质呈检验a）对于6.1a）的要求，比对图片直方图的方差小于阚值;T/xxx-2023T/xxx-2023表6表6检验项目9T/xxx-2023T/xxx-2023b） 对于6.1b）的要求，取目标特征与目标特征周围一定像素范围内的背景的灰度差值，符合要求即为通过；c） 对于6.1c）的要求，目视采集的图片是否能准确展示出目标特征的位置及边缘；d） 对于6.Id）的要求，数从背景到目标特征的像素个数，检查边缘的锐度值，符合要求即为通过;e） 对于6.18）的要求，目视检查采集图片目标特征区域是否清晰，如不够清晰，调整相机焦距,确认是否由失焦引起；f） 对于6.If）的要求，目视采集的彩色图片是否与真实对象保持一致；g） 对于6.lg）的要求，目视同一目标特征在同一相机视野的不同位置图片的灰度分布、灰度值范围是否在要求的范围内。8.2尺寸检测能力检验在用户现场应先进行初步精度检验，再进行实际物料的精度检验。不同批次的物料应重新进行精度检验。初步精度检燈按下述要求进行。用相机拍摄过辐上5mmX5响的菲林片。采集图像后，测量菲林片长、贡及两端菲林片长度值，与视觉系统的检测结果进行对比，精度符合要求即为通过。实际物料精度检燈按下述要求进行。用长度测量工具（如菲林尺等）测量样品规定位置的尺寸，与视觉系统的检测结果进行对比，精度符合要求即为通过。运行至要求的检测速度，检测结果稳定可靠，即为通过。8.3缺陷检测能力检验3.1瑕疵来源可通过以下方法获得瑕疵样本：a） 标准块：选取包含但不限于检测精度要求的最小面积尺寸的标准块（方形、圆形等），用于验证最小检测面积。b） 手动生成瑕疵：手工制造类似真实物料瑕疵的瑕疵，以此补充物料自带瑕疵，用于验证瑕疵种类覆盖的全面性。c） 物料白带瑕疵：生产过程中物料生成的瑕疵。8.3.2最小检测面积检验用视觉系统检测标准块尺寸，检测尺寸与标称尺寸的偏差应小于10%；用作最小检测面积检燈的手动生成瑕疵、物料自带瑕疵大小应符合点、线、面类缺陷要求的最小检测面积。用视觉系统分别检测标准块、手动生成瑕疵、物料自带瑕疵，标准块、手动生成瑕疵、物料白带瑕疵均应100%通过。由于物料自带瑕疵的瑕疵程度不同，在判定时可能与要求存在差异。对于差异供需双方应协商处理。上述检测应在理想的生产环境下进行。3.3全部瑕疵检测用视觉系统分别检测手动生成瑕疵、物料白带瑕疵，视觉系统能1。。磴出手动生成瑕疵和物料自带瑕疵。由于物料自带瑕疵的瑕疵程度不同，在判定时，可能与要求存在差异。对于差异应协商处理。3.4漏检率、误检率可采用下述方法之一检验：a）在指定生产周期内，正常生产物料，根据后续工艺的反馈，是否存在误检或漏检，满足要求即为通过。b）生产指定数量的物料，视觉系统检测后，进行人工复检。全部符合要求即为通过。3.5检测速度运行至要求的检测速度，检测结果准确稳定，即为通过。8.4软件功能检验按照操作流程，对软件必需功能逐项进行测试，功能实现为通过。按照操作流程，对软件可选功能逐项进行测试，功能实现为通过。8.5缺陷处理功能检验对具备缺陷处理功能的视觉系统，应按要求进行功能性测试，功能实现为通过。对于性能要求的，如贴标精度，应按要求进行测试，结果满足为通过。8.6安全防护检验检查视觉系统机械防护装置、散热装置、防尘装置是否达到6.4要求。8.7电气质呈检验切断电源，目视检查电气系统布线、各种标记等情况，应符合6.6.1的规定。选用一个速度，反复启停，检查以下内容，应符合6.6.2的要求：——目测检查电气系统工作状况和有关联锁开关的灵敏性和可靠性：——目测检查机器启动的声响报警信号，——目测检查机器是否有故障提示报警装置。按GB5226.1的试验方法，检验保护联结电路的连续性，应符合6.6.3的规定。按GB5226.1的试验方法，检歧绝缘电阻，应符合6.6.4的规定。按GB5226.1的试验方法，进行耐压试燈，应符合6.6.5的规定。检验系统的安全启动功能，应符合6.6.6的规定。8.8外观质呈检验目测检查系统各硬件外观质量是否符合6.7的规定。8.9可毒性检验在一定生产周期内，记录故障时间、停机时间等可靠性参数，应符合要求。9检验规则1出厂检验9.1.1应对视觉系统的零部件进行检测，检测通过方可装配。9.1.2装配调试后，视觉系统应按表7进行出厂检验。2安装（