鋰電產(chǎn)業(yè)進入一輪升級周期，精細化、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)的視覺檢測技術(shù)。
作為全球鋰電視覺檢測核心供應(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)檢測難點，如極片邊緣毛刺檢測、極耳焊接外觀檢測、電芯藍膜外觀檢測等核心工序，實現(xiàn)了零漏檢、極低誤判的重大突破。
01 極片毛刺檢測
不遺漏任一細微瑕疵
在制造極片過程，如輥壓、分條、模切等工序，除了需要對正負極表面缺陷進行檢測和監(jiān)控外，還需對極片邊緣橫向、縱向兩個維度毛刺實時在線檢測，當(dāng)前產(chǎn)線主流設(shè)備速度達120米/分鐘，這對機器視覺檢測精度和響應(yīng)速度提出了極大挑戰(zhàn)。
OPT機器視覺在極片分條機的應(yīng)用示意圖
對此，OPT推出了一系列契合鋰電極片檢測的CXP面陣相機，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。該系列的面陣相機兼具高帶寬、高分辨率特性，帶寬速度可達20Gbps，其掃描速度可應(yīng)對更快的運動系統(tǒng)，檢測精度達7μm。
OPT極片毛刺檢測示意圖
在實施項目過程中，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)軟件進行訓(xùn)練標(biāo)注，生成AI檢測模型，可快速精準(zhǔn)檢測不同尺寸、不同形態(tài)的毛刺。
02 極耳翻折檢測
全工序零漏報
極耳翻折對電池質(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)的難點之一。
以極耳的卷繞環(huán)節(jié)為例，OPT采用高速線陣相機和面陣相機，對電芯上的每片極耳進行檢測，掃描速度達到3米/秒，保證卷繞前的極耳無翻折缺陷。
OPT機器視覺在極耳卷繞機的應(yīng)用示意圖
同時，在下料環(huán)節(jié)，還需檢測極耳的正面和側(cè)面，雙向檢測更全面。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，對焦的速度可達毫秒級。
進入極耳焊接段，對視覺檢測更為嚴(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分析算法檢測極耳有無翻折，實現(xiàn)對極耳檢測的零漏報。
同時，基于深度學(xué)習(xí)的鋰電檢測，OPT在小樣本學(xué)習(xí)、遷移學(xué)習(xí)等方面實現(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)品換型檢測實現(xiàn)一鍵遷移，項目部署更高效。
03 電芯六面檢
更全面更高效
包覆藍膜是鋰電池生產(chǎn)過程的一道重要工序，能對電芯起到絕緣防護作用。受藍膜材質(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)計電芯六面全檢的視覺方案。目前，該視覺方案已在多個項目現(xiàn)場穩(wěn)定運行，檢測的速度可達30PPM。
包膜電芯六面全檢示意圖
為避免藍膜、頂蓋金屬等反光材質(zhì)影響，OPT采用的3D傳感器內(nèi)置了高動態(tài)算法，自動調(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表面缺陷檢測算法，利用基準(zhǔn)面擬合、曲面校正，便可對缺陷進行精準(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；還有藍膜上的凹坑、凸點等，檢測精準(zhǔn)。
針對電芯頂蓋電解液腐蝕的檢測難題，OPT采用低角度打光方式，穩(wěn)定檢測直徑大于2mm的電解液結(jié)晶；同時，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，能對瑕疵進行準(zhǔn)確判斷，避免漏檢、誤判。
