1.          概述

电池正极材料生产过程中，匣钵内部异物和正极材料收缩率的在线检测技术要求，需要通过视觉技术，在线识别新旧匣钵内部可能存在的陶瓷碎片和金属零件等异物，以及经过上一工艺环节后，匣钵内材料形体的收缩率。

常见的锂电池正极材料

产线布局

    检测要求

(1)设备24小时开机，单个匣钵通过视频设备区域时间不大于30秒。

(2)设备的匣钵表面温度在70-120℃之间，室内环境温度40-50℃之间；

(3)匣钵大小330mm*330mm*100mm（120mm)；

(4)匣钵状态有带料匣钵和不带料匣钵两种状态，物料为黑色粉末和黑色块状料。新匣钵在空钵状态时，匣钵内部与陶瓷管道色差不明显，带过料的空匣钵内部与陶瓷管道存在明显色差。

(5)识别流程：每个匣钵到图像识别工位后，停止运行，外轨给图像设备信号，图像识别设备收到外轨信号后，图像识别设备对匣钵进行拍照，拍照后图像设备系统比对运算，如无异常，图像识别设备给外轨放行信号，外轨运出匣钵；如有异常，图像设备设备发出报警信号，人员确认后，人工解除故障，外轨运出匣钵。

(6)图形设备要求：能够识别出5mm*5mm及以上的陶瓷碎片、不锈钢螺丝，螺帽、弹垫等异物，发现异物报警；能够测量出匣钵内部物料的收缩率，收缩率大于设定范围后进行报警；对每个匣钵进行拍照并保存；

(7)图像识别设备对报警类型能够在现场工位进行文字显示，图像识别设备能够在现场具备选择运行、停止信号、解除报警开关，选择停止后，外轨能够正常使用。

2.          系统说明

2.1.       系统组成

检测系统主要由视觉采集设备、工控机、报警和消除装置，以及其它配套部件组成，其中包括:

2.2.       工作原理

由于产线环境限制，需要在产线外轨观察窗的玻璃盖板外进行光源照明和图像采集。且被测物为匣钵结构，有一定深度，需要检测的区域包括匣钵内部完整区域，因此，相机需要放置在观察窗的正上方位置，为了避免光源在玻璃盖板上的反光对图像采集造成干扰，光源需放置在玻璃盖板边缘，相机视野之外的位置。

由于本项目的被测物包括承装物料的匣钵和匣钵内部的内容物，通过多次实验分析和实际验证，检测存在以下需要解决的难点：

(1)新匣钵（未经使用过，颜色为陶瓷白色）的颜色与异物识别要求中的陶瓷碎片颜色相近，识别率低，如下图所示。

(2)旧匣钵（内部因为使用变为黑色）的颜色与异物识别要求中的黑色金属零件颜色相近，识别率低，如下图所示。

经实验，考虑采用匣钵检测专用3D视觉法，计算提取被测物的高度信息，辅助进行异物识别。

另匣钵裂纹在线检测经测试，识别效果良好：

2.3.       设备外观

设备外观 外循环生产线实景

2.4.       设备参数：

    尺寸：宽900mm，高1700mm，深900mm

    重量：100kg

    电压：220v

2.5.       技术指标

系统主要技术指标如下：

1）能够识别出5mm*5mm及以上的陶瓷碎片、不锈钢螺丝，螺帽、弹垫等异物，发现异物报警；

2）能够测量出匣钵内部物料收缩率，收缩率大于可设定范围后进行报警；

3）对每个匣钵进行拍照并保存；

4）检测效率：收到到位信号到结果输出不超过8s。

2.6.       关键技术

基于匣钵检测专用3D视觉法的三维测量技术。

玖瑞科技在关键技术方面有较深的基础和积累，因此能够完成本系统中的技术实现。