鋰電產(chǎn)業(yè)進(jìn)入一輪升級(jí)周期，精細(xì)化、專業(yè)化生產(chǎn)訴求愈加明顯，從前段的極片制造，到中段的裸電芯焊接，再到電芯組裝覆膜，都需要更高效、更精準(zhǔn)的視覺檢測(cè)技術(shù)。
作為全球鋰電視覺檢測(cè)核心供應(yīng)商，OPT（奧普特）視覺應(yīng)用已覆蓋鋰電池生產(chǎn)全工序，并通過深度融合2D、3D及深度學(xué)習(xí)等多維視覺技術(shù)，攻克了關(guān)鍵工序的行業(yè)檢測(cè)難點(diǎn)，如極片邊緣毛刺檢測(cè)、極耳焊接外觀檢測(cè)、電芯藍(lán)膜外觀檢測(cè)等核心工序，實(shí)現(xiàn)了零漏檢、極低誤判的重大突破。
01 極片毛刺檢測(cè)
不遺漏任一細(xì)微瑕疵
在制造極片過程，如輥壓、分條、模切等工序，除了需要對(duì)正負(fù)極表面缺陷進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)控外，還需對(duì)極片邊緣橫向、縱向兩個(gè)維度毛刺實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，當(dāng)前產(chǎn)線主流設(shè)備速度達(dá)120米/分鐘，這對(duì)機(jī)器視覺檢測(cè)精度和響應(yīng)速度提出了極大挑戰(zhàn)。
OPT機(jī)器視覺在極片分條機(jī)的應(yīng)用示意圖
對(duì)此，OPT推出了一系列契合鋰電極片檢測(cè)的CXP面陣相機(jī)，并結(jié)合高角度和背光的打光方式，更能凸顯方向各異的毛刺特征。該系列的面陣相機(jī)兼具高帶寬、高分辨率特性，帶寬速度可達(dá)20Gbps，其掃描速度可應(yīng)對(duì)更快的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，檢測(cè)精度達(dá)7μm。
OPT極片毛刺檢測(cè)示意圖
在實(shí)施項(xiàng)目過程中，OPT累積了大量極片毛刺樣本數(shù)據(jù)，并利用深度學(xué)習(xí)軟件進(jìn)行訓(xùn)練標(biāo)注，生成AI檢測(cè)模型，可快速精準(zhǔn)檢測(cè)不同尺寸、不同形態(tài)的毛刺。
02 極耳翻折檢測(cè)
全工序零漏報(bào)
極耳翻折對(duì)電池質(zhì)量有嚴(yán)重影響甚至引發(fā)安全隱患，其視覺檢測(cè)作為保障電池安全和性能的重要關(guān)卡，也是行業(yè)的難點(diǎn)之一。
以極耳的卷繞環(huán)節(jié)為例，OPT采用高速線陣相機(jī)和面陣相機(jī)，對(duì)電芯上的每片極耳進(jìn)行檢測(cè)，掃描速度達(dá)到3米/秒，保證卷繞前的極耳無翻折缺陷。
OPT機(jī)器視覺在極耳卷繞機(jī)的應(yīng)用示意圖
同時(shí)，在下料環(huán)節(jié)，還需檢測(cè)極耳的正面和側(cè)面，雙向檢測(cè)更全面。OPT采用液態(tài)鏡頭，通過多次側(cè)面成像，查看極耳的內(nèi)層是否存在翻折，對(duì)焦的速度可達(dá)毫秒級(jí)。
進(jìn)入極耳焊接段，對(duì)視覺檢測(cè)更為嚴(yán)苛，要求必須做到零漏檢，防止有極耳翻折、斷裂、碎屑等缺陷的裸電芯流入包裝環(huán)節(jié)。
OPT極耳翻折檢測(cè)示意圖
OPT充分利用2D視覺算法和深度學(xué)習(xí)的組合方式進(jìn)行全檢，先通過定位電芯主體和極耳位置，再添加ROI框，利用深度學(xué)習(xí)目標(biāo)檢測(cè)功能，提取不同的缺陷形態(tài)特征 、顏色特征等；并在極耳兩側(cè)區(qū)域使用找邊、Blob分析算法檢測(cè)極耳有無翻折，實(shí)現(xiàn)對(duì)極耳檢測(cè)的零漏報(bào)。
同時(shí)，基于深度學(xué)習(xí)的鋰電檢測(cè)，OPT在小樣本學(xué)習(xí)、遷移學(xué)習(xí)等方面實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新，不僅解決了過度依賴大量缺陷樣本數(shù)據(jù)，還大幅縮短訓(xùn)練周期，相近工藝的產(chǎn)品換型檢測(cè)實(shí)現(xiàn)一鍵遷移，項(xiàng)目部署更高效。
03 電芯六面檢
更全面更高效
包覆藍(lán)膜是鋰電池生產(chǎn)過程的一道重要工序，能對(duì)電芯起到絕緣防護(hù)作用。受藍(lán)膜材質(zhì)和厚度影響，在覆膜過程中容易出現(xiàn)劃痕、氣泡等復(fù)雜多樣的缺陷，OPT深度融合3D、2D、分頻及深度學(xué)習(xí)技術(shù)，設(shè)計(jì)電芯六面全檢的視覺方案。目前，該視覺方案已在多個(gè)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，檢測(cè)的速度可達(dá)30PPM。
包膜電芯六面全檢示意圖
為避免藍(lán)膜、頂蓋金屬等反光材質(zhì)影響，OPT采用的3D傳感器內(nèi)置了高動(dòng)態(tài)算法，自動(dòng)調(diào)諧激光功率與增益，各種材質(zhì)的成像均穩(wěn)定清晰；而且結(jié)合Smart3視覺軟件的3D表面缺陷檢測(cè)算法，利用基準(zhǔn)面擬合、曲面校正，便可對(duì)缺陷進(jìn)行精準(zhǔn)定位和提取特征信息，如頂蓋絕緣板的損傷、翹起、壓痕；極柱表面的污漬、溢膠；還有藍(lán)膜上的凹坑、凸點(diǎn)等，檢測(cè)精準(zhǔn)。
針對(duì)電芯頂蓋電解液腐蝕的檢測(cè)難題，OPT采用低角度打光方式，穩(wěn)定檢測(cè)直徑大于2mm的電解液結(jié)晶；同時(shí)，利用球積分光源的漫反射特性，穿透防爆閥PP膜，精準(zhǔn)檢測(cè)PP膜下的異物和電解液。
在電芯六面檢解決方案里，OPT還結(jié)合了分頻技術(shù)，使光源快速頻閃，一次掃描即可獲得多個(gè)不同的光學(xué)成像效果，并輔以深度學(xué)習(xí)算法功能，能對(duì)瑕疵進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，避免漏檢、誤判。
