一种结构光测贴片五金高度差的方法及装置

摘要

本发明提出一种结构光测贴片五金高度差的方法及装置，包括控制模块、测量工位和输送待测电池的电池传送带；当待测电池置于电池传送带时，其五金件安装面均按同一朝向摆放并可随电池传送带运行而调整；所述电池传送带传送路径穿过测量工位，测量工位在电池传送带上方设有高度相同的五金件测量相机、壳面测量相机；当待测电池途经测量工位时，控制模块以五金件测量相机测量待测电池贴片五金件相对于五金件测量相机的距离X1，以壳面测量相机测量五金件安装面的塑壳相对于壳面测量相机的距离X2，并以X1、X2的差值作为贴片五金件的安装深度；本发明通过结构光实现自动化检测及智能化生产，可快速提升检测时间及生产效率，减少生产成本，实现精益生产。

说明书

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其是一种结构光测贴片五金高度差的方法及装置。

背景技术

注塑电池在生产过程中需要将软包电池卡在注塑壳里，连接电芯的保板上带有贴片五金，五金需从注塑壳上的五金窗口伸出，需要保证五金与注塑壳的深度。现有的治具为人工使用千分表检测（如图1），通过物理靠压注塑壳与五金的差值来评估五金深度是否合格，该方式需要一名人员操作，效率低，且治具在操作过程中有划伤五金的风险。

发明内容

本发明提出一种结构光测贴片五金高度差的方法及装置，通过结构光实现自动化检测及智能化生产，可快速提升检测时间及生产效率，减少生产成本，实现精益生产。

本发明采用以下技术方案。

一种结构光测贴片五金高度差的装置，为用于测量塑壳电池表面贴片五金件安装深度的测量装置，所述贴片五金件安装于塑壳电池塑壳侧壁的五金件安装面处；所述测量装置包括控制模块、测量工位和输送待测电池的电池传送带；当待测电池置于电池传送带时，其五金件安装面均按同一朝向摆放并可随电池传送带运行而调整；所述电池传送带传送路径穿过测量工位，测量工位在电池传送带上方设有高度相同的五金件测量相机、壳面测量相机；当待测电池途经测量工位时，控制模块以五金件测量相机的拍摄图片测量待测电池贴片五金件相对于五金件测量相机的距离X1，以壳面测量相机的拍摄图片测量五金件安装面的塑壳相对于壳面测量相机的距离X2，并以X1、X2的差值作为贴片五金件的安装深度。

所述测量工位处设有电池挡板；当电池传送带处的待测电池到达测量工位时，所述电池挡板阻拦待测电池，使待测电池定位于五金件测量相机、壳面测量相机的拍摄视野内直至完成测量。

所述电池传送带包括顺序设置的第一传输段、第二传输段和第三传输段；第一传输段为待测电池的上料段；第三传输段为完成测量的电池的输出段；当待测电池摆放于第一传输段时，各电池的五金件安装面均朝向第一传输段的始端。

所述第二传输段的传输面为斜面；所述测量工位设于第二传输段处。

所述电池为矩形体；所述测量工位的电池挡板以电机驱动；所述控制模块与电池挡板、电池传送带相连，当电池挡板阻拦待测电池时，待测电池的五金件安装面朝向斜上方以使五金件测量相机、壳面测量相机可对其拍摄。

所述塑壳电池塑壳的五金件安装面的塑料部分反光率小于贴片五金件的反光率；所述塑壳电池塑壳的五金件安装面塑料部分在壳面测量相机的拍摄图片中呈现为阴影区；所述贴片五金件在五金件测量相机的拍摄图片中呈现为反光区。

所述壳面测量相机为工业相机P1；所述五金件测量相机为结构光相机P2；所述壳面测量相机、五金件测量相机在测矩作业时的标定原点相同。

一种结构光测贴片五金高度差的方法，所述方法使用以上所述的测量装置，所述贴片五金件包括在塑壳电池五金件安装面成行固定的多个五金贴片；所述控制模块以塑壳电池五金件安装面的多个孔结构对壳面测量相机进行塑壳测距精度标定，所述控制模块以塑壳电池五金件安装面的各个五金贴片对五金件测量相机进行五金件测距精度标定。

所述方法包括以下步骤；

步骤一、人工将待测电池放置到第一传输段上，并且使各电池五金件安装面安装有贴片五金件的侧沿均朝向第一传输段的始端；

步骤二、当待测电池经过第二传输段的斜坡检测段，电机驱动电池挡板挡住电池，使待测电池的五金件安装面朝向斜上方，工业相机P1、结构光相机P2对五金件安装面进行拍摄并进行贴片五金件安装深度相关检测；

步骤三、工业相机P1检测电池五金件安装面的注塑成型部位，根据拍摄图像中的阴影区域判断电池实际位置，经内部标定后测得电池五金件安装面的塑壳部位在拍摄图像中形成的阴影相处相对工业相机的距离为X1；

结构光相机P2测得五金贴片位置相对于结构光相机的距离为X2；

因工业相机P1，结构光相机P2为统一标定原点，则经X1-X2所得的差值，即为贴片五金件的安装深度；

步骤四、电机驱动电池挡板收起，使完成测量的电池继续移动至第三传输段。

本发明主要表现为通过创新性的自动化改进，通过结构光实现自动化检测，实现智能化生产，快速提升检测时间，提升生产效率，减少生产成本，实现精益生产。

本发明的技术优势在于：

1、创新性引入结构光测距的新颖性原理，利用五金贴片的反光特质进行检测；

2、利用电池的矩形体外形与传送带斜坡相结合，进行自由检测高度差；

3、利用注塑件不反光原理（与五金贴片反光形成明显对比），用工业相机抓特征点进行测距检测，为创新性；

4、创新地组合了结构光相机和工业相机使用同一标定原点，提升了检测算法效率，为业界首创。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：

附图1是本发明的示意图；

附图2是本发明的另一示意图；

附图3是电池的俯视向示意图；

附图4是电池的五金件安装面的示意图；

图中：1-第一传输段；2-第二传输段；3-第三传输段；4-电池挡板；5-五金件测量相机；6-壳面测量相机；7-电池；8-五金件安装面；9-电机；10-贴片五金件；11-五金件安装面的塑壳；12-电池传送带；13-测量工位。

具体实施方式

如图所示，一种结构光测贴片五金高度差的装置，为用于测量塑壳电池7表面贴片五金件10安装深度的测量装置，所述贴片五金件安装于塑壳电池塑壳侧壁的五金件安装面8处；所述测量装置包括控制模块、测量工位13和输送待测电池的电池传送带12；当待测电池置于电池传送带时，其五金件安装面均按同一朝向摆放并可随电池传送带运行而调整；所述电池传送带传送路径穿过测量工位，测量工位在电池传送带上方设有高度相同的五金件测量相机5、壳面测量相机6；当待测电池途经测量工位时，控制模块以五金件测量相机的拍摄图片测量待测电池贴片五金件相对于五金件测量相机的距离X1，以壳面测量相机的拍摄图片测量五金件安装面的塑壳11相对于壳面测量相机的距离X2，并以X1、X2的差值作为贴片五金件的安装深度。

所述测量工位处设有电池挡板4；当电池传送带处的待测电池到达测量工位时，所述电池挡板阻拦待测电池，使待测电池定位于五金件测量相机、壳面测量相机的拍摄视野内直至完成测量。

所述电池传送带包括顺序设置的第一传输段1、第二传输段2和第三传输段3；第一传输段为待测电池的上料段；第三传输段为完成测量的电池的输出段；当待测电池摆放于第一传输段时，各电池的五金件安装面均朝向第一传输段的始端。

所述第二传输段的传输面为斜面；所述测量工位设于第二传输段处。

所述电池为矩形体；所述测量工位的电池挡板以电机9驱动；所述控制模块与电池挡板、电池传送带相连，当电池挡板阻拦待测电池时，待测电池的五金件安装面朝向斜上方以使五金件测量相机、壳面测量相机可对其拍摄。

所述塑壳电池塑壳的五金件安装面的塑料部分反光率小于贴片五金件的反光率；所述塑壳电池塑壳的五金件安装面塑料部分在壳面测量相机的拍摄图片中呈现为阴影区；所述贴片五金件在五金件测量相机的拍摄图片中呈现为反光区。

所述壳面测量相机为工业相机P1；所述五金件测量相机为结构光相机P2；所述壳面测量相机、五金件测量相机在测矩作业时的标定原点相同。

一种结构光测贴片五金高度差的方法，所述方法使用以上所述的测量装置，所述贴片五金件包括在塑壳电池五金件安装面成行固定的多个五金贴片；所述控制模块以塑壳电池五金件安装面的多个孔结构对壳面测量相机进行塑壳测距精度标定，所述控制模块以塑壳电池五金件安装面的各个五金贴片对五金件测量相机进行五金件测距精度标定。

所述方法包括以下步骤；

步骤一、人工将待测电池放置到第一传输段上，并且使各电池五金件安装面安装有贴片五金件的侧沿均朝向第一传输段的始端；

步骤二、当待测电池经过第二传输段的斜坡检测段，电机驱动电池挡板挡住电池，使待测电池的五金件安装面朝向斜上方，工业相机P1、结构光相机P2对五金件安装面进行拍摄并进行贴片五金件安装深度相关检测；

步骤三、工业相机P1检测电池五金件安装面的注塑成型部位，根据拍摄图像中的阴影区域判断电池实际位置，经内部标定后测得电池五金件安装面的塑壳部位在拍摄图像中形成的阴影相处相对工业相机的距离为X1；

结构光相机P2测得五金贴片位置相对于结构光相机的距离为X2；

因工业相机P1，结构光相机P2为统一标定原点，则经X1-X2所得的差值，即为贴片五金件的安装深度；

步骤四、电机驱动电池挡板收起，使完成测量的电池继续移动至第三传输段。

本例中，工业相机P1、结构光相机P2均可选用深度相机。

本例中，工业相机P1以塑壳电池五金件安装面的六个孔结构进行测矩精度标定。

本例中，结构光相机P2以塑壳电池五金件安装面的五个五金贴片进行测矩精度标定，其方法为显示屏幕膜产生横纵条纹，经被测样件（五金贴片）经本身反光反射，到镜头中心，经过偏振等相关技术处理，到成像芯片进行数据采集，标定以重复性为参考数据。

本例中，第一、三传输段的传输面水平设置，第一传输段的电池输送至第二传输段的斜面时，电池的五金件安装面转为斜向上方以朝向工业相机P1、结构光相机P2，使控制模块可经工业相机P1、结构光相机P2对五金件安装面进行测量。