基于3D机器视觉的大圆柱电池测量方案

2024-10-10 08:30   重庆  

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项目背景 



圆柱电池是各种电子设备和系统的重要组成部分。圆柱电池的外观检测涵盖外观缺陷和质量瑕疵两个大类,包含划伤、破损、脏污、腐蚀、直径、高度差、平面度测量等情况。
摇橹船科技3D线激光相机可对圆柱电池进行高精度“体检”,确保不让一颗有缺陷的电池“混进”市场!
01
检测需求
Detection Requirements

▲大圆柱电池测量应用场景
  • 产品名称:圆柱电池
  • 检测项目:直径尺寸、高度差
  • 难点1:被测物表面带有反光或透明性质,点云轮廓数据波动剧烈,检测精度易受到影响
  • 难点2:确保高精度的测量,直径尺寸重复精度需达到0.05mm,段差重复精度需达到0.02mm
  • 难点3:满足快速测量需求,分别需在0.58s/pcs和1.9s/pcs内完成测量

02
产品选型
Product Selection

▲摇橹船科技自研3D线激光相机
  • 相机型号:3D传感器LPC3020
  • 视野:X轴中间视野41.5mm,一次扫描即可覆盖整个产品
  • 物距:65mm(最佳工作距离)
  • Z轴景深:25mm(本方案压缩景深为4.11mm)
  • 采样频率:1.2K-2K Hz
  • 扫描间隔:0.012mm
  • 安装方式:水平安装
  • 运动方式:相机固定,产品水平运动


03
检测原理
Detection Principles

  • 直径测量:通过激光轮廓传感器投射激光线到电池上表面,拟合上平面的圆,从而计算出直径
  • 高度差测量:通过选取测量平面与基准平面,计算两平面的垂直高度差,即高度差 = 测量平面 - 基准平面


Tips!

夹具设计需考虑相机的三角量测方式,务必确保夹具不会遮挡产品的测量区域,并保持机台稳定。
04
3D成像原理
Principles of 3D Imaging


  • 设置曝光时间与增益,调整最佳影像效果
  • 激光轮廓传感器将激光线投射到目标上,形成三维截面图


05
检测优势
Detection advantages

  1. 高精度
    • 直径尺寸重复性可达到0.011mm
    • 高度段差重复性分别达到0.0054mm,满足高精度要求
  2. 高速度
    • 测量速度可达1.85s/pcs
  3. 稳定性与一致性
    • 点云和实物一致性特征清晰,测量结果稳定可靠
  4. 适应性强
    • 配置灵活,支持多种输入方式(NPN、PNP、差分输入等),便于集成到生产线
  5. 易于维护
    • 硬件配置简单明了,接线注意事项详细,维护难度低
  6. 全面的数据记录
    • 可提供详细的数据结果记录,包括多次测量的最大值、最小值、极差等,便于数据分析与质量控制
  7. 技术支持与服务
    • 提供专业的技术支持和服务,确保客户在使用过程中遇到的问题24小时内及时得到解决

06
实时扫描策略
Real-time scanning strategy

▲整排测量点云图
根据客户电池来料的具体情况,摇橹船科技采用了实时扫描的策略,将每个电池单独切割进行单独测量。相较于传统的扫描完一整行电池后再进行测量的方式,这种方式能够显著提高运算效率,实现实时扫描并实时输出结果,从而提升了生产效率和质量控制水平。



3D线激光相机点云图



摇橹船科技的3D线激光相机不仅集成了高精度、高速扫描和动态三维成像技术,还提供了丰富的点云格式,包括深度点云、灰度点云、伪彩图点云以及BMP、TIFF等多种点云数据,满足客户多样化的数据处理需求。同时,该相机还支持多种测量结果输出方式,如EtherNet/IP、RS-485、Modbus、ASCII等,为客户提供灵活便捷的数据交互和集成选项,广泛应用于工业产品的外观尺寸在线测量及形貌质量检测领域,为工业制造和质量检测提供了强有力的技术支持。

仅做学术分享,如有侵权,请联系删文。

来源丨摇橹船

—THE END—

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