電池外殼作為電池的載體，可以容納高壓電池、電子元件、傳感器和連接器，使關鍵部件免于外力沖擊、受熱和滲水的影響。因此，電池外殼質量的檢測尤為必要，是保障用電安全的重要一環(huán)。

電池外殼（圖片源自網絡）

電池膜球面的轉角半徑R（簡稱“R角”）是電池膜外殼工藝中最重要的參數，R角的質量對電池的安全性、密封性、穩(wěn)定性至關重要。凸模圓角半徑和模具轉角半徑是電池膜生產工藝中最為重要的參數。半徑過小，拉伸時容易產生針孔、破裂；半徑過大，鋁塑膜外殼角位部位弧度大，不能與電芯直角角位有效貼合，影響包裝質量。

因此，開發(fā)一種電池膜球面質量（除了可檢測球面R角外，還能檢測工件厚度、臺階高度、凹角等多個尺寸）自動檢測系統(tǒng)來管控及優(yōu)化模具轉角半徑尤為必要。一個準確、高效的檢測系統(tǒng)可大幅度提升生產工藝，提高電池膜生產品質，為客戶創(chuàng)造巨大的生產效益。

檢測痛點

?工件質地軟，定位難電池膜通常厚度薄，材質軟，每次取放和機臺移動都可能會導致球面R輪廓一定程度的變形和位移，質檢員因此難以建立坐標系，這給工件固定和定位帶來了較大挑戰(zhàn)。

?電池膜球面角度大，特征提取不完整電池膜球面角度大，其質量檢測對3D傳感器測量角度提出了更高要求。如果R角區(qū)域的特征提取有缺失，測量結果將受到較大影響，直接導致測量數據不準。

電池膜球面R角的輪廓圖

?材料高反光，成像有噪音膜材質通常具有高亮高反光的特點，凸出球面的炫光往往會增加圖像噪聲，影響球面R角輪廓特征的提取。

高反光的膜材料實圖

?R角的評價點位不足評價點位數量不夠會致使R角測量結果的重復性低下，檢測結果的穩(wěn)定性、準確度將大打折扣。

解決方案

整套系統(tǒng)主要由視覺定位系統(tǒng)和3D激光傳感器組成。搭配?？怂箍祷诙鄠鞲衅鞯膶I(yè)影像測量軟件Metus，可快速實現電池膜的外觀檢測以及電池膜正反面R角的高精度檢測，檢測過程更加智能、便捷、高效。

方案系統(tǒng)布局

技術特色與優(yōu)勢

?3D線激光掃描點云圖，球面輪廓一覽無遺設備搭載3D線激光掃描，該激光可切換多角度多姿態(tài)對電池膜球面進行全方位的掃描，然后在Metus軟件界面上顯示為直觀的三維點云圖。激光掃描亦可克服高亮高反光材料工件成像有噪聲、不清晰的問題。

Metus軟件界面的三維點云圖

?三維點云，精準擺正Metus 采集到R角點云后，使用點云像素化功能將點云轉為圖像，建立坐標系后對R角點云圖像進行粗擺正和精擺正。即便工件在上下料過程中發(fā)生一定程度的位移和變形，點云的拾取位置仍然不受影響。

Metus點云像素化后建系

Metus點云擺正后效果

?Metus 點云截面視窗，要素處理可視化點云截面視窗可以直觀顯示工件截面輪廓。方便后續(xù)拾取和測量特定區(qū)域的點云數據。

點云截面視窗（下半部分）顯示R角點云截面輪廓

?多點位特征擬合，測量結果精確穩(wěn)定框選R角區(qū)域需要的點云后，通過捕捉多點位特征來擬合R角的邊緣要素，保證電池膜球面R角測量的穩(wěn)定性。經多次驗證，該案例中R角測量結果數據的動態(tài)重復性高達0.015mm。

R角點云多點位特征擬合

?？怂箍滇槍角設計的全套檢測設備和測量軟件，可兼顧一定規(guī)格范圍內不同尺寸的產品。且由于系統(tǒng)配置采用模塊化設計，用戶可為未來新產品和新需求靈活選擇對應的配置。該方案還適用于其他行業(yè)各類產品涉及球面R角的質量檢測需求，具備廣泛的應用場景。

此次開發(fā)的電池膜球面質量檢測系統(tǒng)，搭配了視覺定位系統(tǒng)以及3D線激光傳感器，充分利用Metus軟件點云擺正、點云截面和特征擬合等功能實現了高精度的電池膜球面R角的測量；克服了工件反光、易變形、難定位而導致的R角測量不準的技術難題。

從各項項目驗證結果數據來看，?？怂箍低暾碾姵啬で蛎尜|量檢測方案滿足了客戶的產品檢測要求，其成功落地也為其他行業(yè)相似球面產品的檢測提供了重要參考。憑借豐富的計量檢測經驗，?？怂箍祵⒅铝τ跒楦嘈袠I(yè)提供標準化及定制化的質檢服務，和客戶一起嚴守產品質量，提升產品效用。