基于视觉的锂电池铜箔卷识别系统的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池生产技术领域，具体是基于视觉的锂电池铜箔卷识别系统。


背景技术：

2.随着新能源汽车市场出现爆发式增长的趋势，导致锂电池铜箔的产能需求大大增加，锂电池铜箔是生产锂电池的重要材料，锂电铜箔价值较高、质量较重、种类繁多和容易损坏，因此在对锂电铜箔进行搬运时需要格外的小心。
3.中国专利号201210475484.6提供一种铜箔卷运输设备及方法，该设备包括手推车、用于从铜箔卷存储位置提取铜箔卷并搁放到手推车上的铜箔卷提取装置及将铜箔卷从手推车上移放至用料工位的铜箔卷移放装置，铜箔卷提取装置包括用于抓取铜箔卷的抓手及带动抓手升降的第一升降机构，手推车上放置有用于搁放铜箔卷的托盘，所述铜箔卷移放装置包括升降台、设于升降台上用于托起并搬移手推车上搁放有铜箔卷的托盘的支撑板、用于控制支撑板来回移动的直线位移机构及用于控制升降台升降的第二升降机构。
4.现有技术锂电铜箔搬运方式还是依靠人工去实现，效率较为低下，难以满足大批量的产能需求，因此亟需研发基于视觉的锂电池铜箔卷识别系统。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供基于视觉的锂电池铜箔卷识别系统，以解决上述背景技术中提出的依靠人工去实现锂电池铜箔的搬运效率较为低下的问题。
6.本实用新型的技术方案是：基于视觉的锂电池铜箔卷识别系统，包括工控机，所述工控机通过网络连接有网络交换机，所述网络交换机通过网络连接有云台相机，所述网络交换机通过网络连接有扫码模块，所述扫码模块包括扫描设备一、扫描设备二、扫码设备三和扫码设备四，所述工控机通过网络连接有机械臂。
7.进一步地，还包括托盘，所述托盘的顶部设置有若干铜箔卷本体。
8.进一步地，还包括警报模块，所述警报模块与工控机呈电性连接。
9.基于视觉的锂电池铜箔卷识别方法，包括以下步骤：
10.s1：通过云台相机获取托盘以及托盘上每个铜箔卷本体的三维图像，并计算托盘上每个铜箔卷本体的位置；
11.s1.1：通过云台相机测量托盘上所有铜箔卷本体的位置数据和形态数据，并计算出两端的卷芯中心坐标；
12.s1.2：将铜箔卷本体的两端卷芯中心坐标传输给工控机；
13.s2：通过扫码模块读取托盘上铜箔卷本体的二维码上的数据，并将读取的数据和计算出来的形态数据对比；
14.s2.1：扫码模块读取每个铜箔卷本体上的二维码数据，并计算当前铜箔卷本体的位置；
15.s2.2：二维码数据内容包括：卷料的直径、卷芯直径和卷料高度；
16.s3：在对比成功时，工控机根据位置数据和形态数据控制机械臂完成铜箔卷本体的抓取。
17.进一步地，在所述s1.1中，所述形态数据包括直径、长度、卷芯直径和卷料高度。
18.进一步地，在所述s1中，托盘上存放铜箔卷本体成品的数量为1-10，所述铜箔卷本体中的铜箔厚度为3μm-8μm。
19.进一步地，通过点云处理算法计算出铜箔卷本体的位置、直径、长度、卷芯直径、卷料高度和两端卷芯中心坐标。
20.进一步地，所述铜箔卷本体的卷芯直径50mm-500mm，所述铜箔卷本体的质量为15kg-1500kg。
21.进一步地，所述云台相机为cmos和ccd中的任意一种，所述云台相机为3d相机，所述托盘为rgv。
22.进一步地，在所述s2中，当读取出的二维码数据与计算出来的形态数据对比不匹配时，工控机控制警报模块发出警报信息。
23.本实用新型通过改进在此提供基于视觉的锂电池铜箔卷识别系统，与现有技术相比，具有如下改进及优点：
24.(1)本法明通过云台相机对箔卷本体的尺寸和位置进行计算，并与扫码模块获得的箔卷本体的信息进行比对，使得工控机能够控制机械臂对箔卷本体进行准确的抓取，不仅解决了通过人力搬运时浪费人力的缺点，同时还能防止箔卷本体因意外碰撞产生的损坏的现象发生。
25.(2)本实用新型通过云台相机能够对多种规格的箔卷本体进行识别，使得箔卷本体在搬运时更加的准确和高效，解决了人工搬运时容易误读信息的缺点。
26.(3)本实用新型通过警报模块在信息对比不匹配时发出警报，使得工作人员能够在第一时间知晓警报信息，进而便于出现故障时及时的做出处理。
附图说明
27.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步解释:
28.图1是本实用新型的系统框图；
29.图2是本实用新型的方法流程图。
30.附图标记说明：
31.1工控机、2网络交换机、3云台相机、4扫描设备一、5扫描设备二、6扫码设备三、7扫码设备四、8机械臂、9托盘、10铜箔卷本体、11警报模块。
具体实施方式
32.下面将结合附图1-2对本实用新型进行详细说明，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.实施例一
34.基于视觉的锂电池铜箔卷识别系统，包括工控机1，工控机1为控制设备，工控机1通过网络连接有网络交换机2，网络交换机2起到信号传递的作用，网络交换机2通过网络连接有云台相机3，云台相机3起到对锂电池铜箔卷进行拍照的作用，网络交换机2通过网络连接有扫码模块，扫码模块对锂电池铜箔卷上的二维码进行扫描，并读取二维码上的数据，扫码模块包括扫描设备一4、扫描设备二5、扫码设备三6和扫码设备四7，通过四个扫码设备对锂电池铜箔卷上的二维码进行扫描，使得锂电池铜箔卷放置的位置增大，工控机1通过网络连接有机械臂8，机械臂8对锂电池铜箔卷进行抓取的作用。
35.进一步地，还包括托盘9，托盘9为rgv搬运车，托盘9的顶部设置有若干铜箔卷本体10，铜箔卷本体10上具有包含直径、长度、卷芯直径和卷料高度信息的二维码，铜箔卷本体10的规格各不相同，锂电铜箔价值较高(单卷均价不低于2万元)、质量较重(最大卷径500mm,质量达1.5吨)、种类繁多(电池种类繁多导致铜箔规格繁多)、容易损坏(锂电铜箔厚度目前多采用8μm以下的产品，轻微的外力接触就会导致破损)的物品，传统的包装方式还是依靠人工去实现，效率较为低下，难以满足大批量的产能需求。
36.进一步地，还包括警报模块11，警报模块11与工控机1呈电性连接，工控机1能够控制警报模块11发出声光报警信息。
37.基于视觉的锂电池铜箔卷识别方法，包括以下步骤：
38.s1：通过云台相机3获取托盘9以及托盘9上每个铜箔卷本体10的三维图像，并计算托盘9上每个铜箔卷本体10的位置，托盘9上存放铜箔卷本体10成品的数量为10，铜箔卷本体10中的铜箔厚度为8μm，铜箔卷本体10的卷芯直径500mm，铜箔卷本体10的质量为15kg-1500kg，云台相机3为ccd的3d立体相机；
39.s1.1：通过云台相机3测量托盘9上所有铜箔卷本体10的位置数据和形态数据，并计算出两端的卷芯中心坐标，形态数据包括直径、长度、卷芯直径和卷料高度，通过点云处理算法计算出铜箔卷本体10的位置、直径、长度、卷芯直径、卷料高度和两端卷芯中心坐标；
40.s1.2：将铜箔卷本体10的两端卷芯中心坐标传输给工控机1；
41.s2：通过扫码模块读取托盘9上铜箔卷本体10的二维码上的数据，并将读取的数据和计算出来的形态数据对比，当读取出的二维码数据与计算出来的形态数据对比不匹配时，工控机1控制警报模块11发出警报信息；
42.s2.1：扫码模块读取每个铜箔卷本体10上的二维码数据，并计算当前铜箔卷本体10的位置；
43.s2.2：二维码数据内容包括：卷料的直径、卷芯直径和卷料高度；
44.s3：在对比成功时，工控机1根据位置数据和形态数据控制机械臂8完成铜箔卷本体10的抓取。
45.实施例二
46.基于视觉的锂电池铜箔卷识别方法，包括以下步骤：
47.s1：通过云台相机3获取托盘9以及托盘9上每个铜箔卷本体10的三维图像，并计算托盘9上每个铜箔卷本体10的位置，托盘9上存放铜箔卷本体10成品的数量为10，铜箔卷本体10中的铜箔厚度为8μm，铜箔卷本体10的卷芯直径300mm，铜箔卷本体10的质量为15kg-1500kg，云台相机3为ccd的3d立体相机；
48.s1.1：通过云台相机3测量托盘9上所有铜箔卷本体10的位置数据和形态数据，并
计算出两端的卷芯中心坐标，形态数据包括直径、长度、卷芯直径和卷料高度，通过点云处理算法计算出铜箔卷本体10的位置、直径、长度、卷芯直径、卷料高度和两端卷芯中心坐标；
49.s1.2：将铜箔卷本体10的两端卷芯中心坐标传输给工控机1；
50.s2：通过扫码模块读取托盘9上铜箔卷本体10的二维码上的数据，并将读取的数据和计算出来的形态数据对比，当读取出的二维码数据与计算出来的形态数据对比不匹配时，工控机1控制警报模块11发出警报信息；
51.s2.1：扫码模块读取每个铜箔卷本体10上的二维码数据，并计算当前铜箔卷本体10的位置；
52.s2.2：二维码数据内容包括：卷料的直径、卷芯直径和卷料高度；
53.s3：在对比成功时，工控机1根据位置数据和形态数据控制机械臂8完成铜箔卷本体10的抓取。
54.实施例三
55.基于视觉的锂电池铜箔卷识别方法，包括以下步骤：
56.s1：通过云台相机3获取托盘9以及托盘9上每个铜箔卷本体10的三维图像，并计算托盘9上每个铜箔卷本体10的位置，托盘9上存放铜箔卷本体10成品的数量为10，铜箔卷本体10中的铜箔厚度为8μm，铜箔卷本体10的卷芯直径100mm，铜箔卷本体10的质量为15kg-1500kg，云台相机3为ccd的3d立体相机；
57.s1.1：通过云台相机3测量托盘9上所有铜箔卷本体10的位置数据和形态数据，并计算出两端的卷芯中心坐标，形态数据包括直径、长度、卷芯直径和卷料高度，通过点云处理算法计算出铜箔卷本体10的位置、直径、长度、卷芯直径、卷料高度和两端卷芯中心坐标；
58.s1.2：将铜箔卷本体10的两端卷芯中心坐标传输给工控机1；
59.s2：通过扫码模块读取托盘9上铜箔卷本体10的二维码上的数据，并将读取的数据和计算出来的形态数据对比，当读取出的二维码数据与计算出来的形态数据对比不匹配时，工控机1控制警报模块11发出警报信息；
60.s2.1：扫码模块读取每个铜箔卷本体10上的二维码数据，并计算当前铜箔卷本体10的位置；
61.s2.2：二维码数据内容包括：卷料的直径、卷芯直径和卷料高度；
62.s3：在对比成功时，工控机1根据位置数据和形态数据控制机械臂8完成铜箔卷本体10的抓取。
63.实施例一、实施例二和实施例三中除铜箔卷本体的卷芯直径不同，同时铜箔卷本体的不同，其余条件一致，对铜箔卷本体最终抓取的完成所需的时间分别为2分组45秒、3分组32秒、4分组43秒，其中实施例一所用时间最短，因此实施例一中效果最佳，分析其原因为：铜箔卷本体的卷芯直径较大，云台相机容易识别，铜箔卷本体的卷芯直径较小，云台相机容易识别时间增加，进而导致抓取时间增加，但实施例一、实施例二和实施例三与传统人力搬运相比效率均提高了数倍。
64.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理
和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.基于视觉的锂电池铜箔卷识别系统，其特征在于：包括工控机(1)，所述工控机(1)通过网络连接有网络交换机(2)，所述网络交换机(2)通过网络连接有云台相机(3)，所述网络交换机(2)通过网络连接有扫码模块，所述扫码模块包括扫描设备一(4)、扫描设备二(5)、扫码设备三(6)和扫码设备四(7)，所述工控机(1)通过网络连接有机械臂(8)。2.根据权利要求1所述的基于视觉的锂电池铜箔卷识别系统，其特征在于：还包括托盘(9)，所述托盘(9)的顶部设置有若干铜箔卷本体(10)。3.根据权利要求1所述的基于视觉的锂电池铜箔卷识别系统，其特征在于：还包括警报模块(11)，所述警报模块(11)与工控机(1)呈电性连接。

技术总结
本实用新型涉及锂电池生产技术领域，基于视觉的锂电池铜箔卷识别系统，包括工控机，工控机通过网络连接有网络交换机，网络交换机通过网络连接有云台相机，网络交换机通过网络连接有扫码模块，扫码模块包括扫描设备一、扫描设备二、扫码设备三和扫码设备四，工控机通过网络连接有机械臂。本发明通过云台相机对箔卷本体的尺寸和位置进行计算，并与扫码模块获得的箔卷本体的信息进行比对，使得工控机能够控制机械臂对箔卷本体进行准确的抓取，不仅解决了通过人力搬运时浪费人力的缺点，同时还能防止箔卷本体因意外碰撞产生的损坏的现象发生。止箔卷本体因意外碰撞产生的损坏的现象发生。止箔卷本体因意外碰撞产生的损坏的现象发生。


技术研发人员：何文华 刘承翰 陈兴隆
受保护的技术使用者：金锋馥（滁州）科技股份有限公司
技术研发日：2023.03.23
技术公布日：2023/7/21