基于机器视觉的电池丝印及FPC连接器缺陷检测系统项目研究
成果类型:: 发明专利,软件著作权
发布时间: 2021-10-25 15:09:27
本项目研究对象为消费类电子产品的电池丝印和FPC连接器。
不同型号电池丝印具有字符类型(汉字、英文、韩文及数字等)、字符格式、插画内容、条码格式等差异。目前电芯丝印/条码受夹具、设备、人员等相关因素影响导致印刷缺陷,丝印/条码缺陷类型主要分为:条码缺损/扭曲/歪斜/模糊/重影/脏污/色差、丝印缺损/歪斜/模糊/重影/脏污/色差、丝印与条码信息不匹配、条码尺寸及条码/丝印位置不符合规格要求等。现主要依靠人工检测,存在低效率、高成本、主观判断性强等问题。本检测系统利用机器视觉、图像处理方法对电芯丝印/条码的常见外观缺陷、尺寸测量及位置状态进行检测并标记输出,并开发了相应检测软件,后期可植入不同算法,适用于任何型号的电芯。
FPC连接器由于受来料本身或电池组装过程等造成的外观不良,如连接器偏移/歪斜、连接器焊接少锡/多锡、连接器塑胶本体破损变形、五金部分变形/缺失、连接器脏污等。这些缺陷可直接导致产品功能性不良,影响产品使用性能,而目前检测方法仍为人工利用简单的CCD投影设备进行主观判断,检测速度慢,易误判,缺乏客观标准。本检测系统可对连接器常见外观缺陷进行检测并标记输出,开发出了支持不同型号切换、参数自由设置的软件系统,后期可根据新产品需求增设不同检测算法。
1、系统检测效率:
(1)电池丝印检测系统:500±50ms/PCS(检测范围包括:丝印插画、丝印文字、丝印色差、丝印位置、二维码扫描、二维码尺寸位置及等级判断)。
(2)电池丝连机器测系统:400±50ms/PCS(检测范围包括:五金缺陷、塑料缺陷、FPC基板破损及露铜、焊接位置检测、划伤检测等)。在线检测效率UPH高达800pcs/h。
2、检测准确率:
(1)FPC连接器严重缺陷检测准确率达到100%,轻微缺陷检测准确率99%;
(2)电池丝印缺陷识别准确率达到98%,其中条码扭曲、歪斜及模糊识别准确率达到100%。
3、检测精度:
系统检测分辨率:丝印检测0.0393mm/pixel,端子检测4.95um/pixel
尺寸测量精度:+/-0.03mm; 重复测量精度:0.05mm
项目团队在李兵教授的带领下已掌握了相关核心技术并具备工程化能力,FPC连接器检测部分已经验收并应用生产线检测,电池丝印检测部分性能已经达到企业要求,并在生产线进行了阶段调试。本系统主要可完成以下功能:
1.丝印及条码缺陷检测:
(1)丝印缺陷不良检测 (2)丝印条码等级判断
(3) 丝印版本判断 (4)条码尺寸测量
(5) 条码位置检测
***连接器缺陷检测
(1)五金缺陷检测 (2)塑胶缺陷检测
(3)连接器焊接少锡/多锡缺陷检测 (4)连接器偏移/歪斜检测
(5)连接器脏污检测
负责人: 李兵
所在学院:机械学院
西安交通大学(Xi’an Jiaotong University),简称“西安交大”,位于陕西省西安市,是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学,由教育部与国家国防科技工业局共建,国家“双一流”建设高校,首批进入国家“211工程”和“985工程”,国家“七五”“八五”重点建设高校,入选“珠峰计划”“强基计划”“2011计划”“111计划”、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、卓越法律人才教育培养计划,是环太平洋大学联盟、九校联盟(C9) 、中国大学校长联谊会、全球能源互联网大学联盟、中俄综合性大学联盟 、中俄交通大学联盟、CDIO工程教育联盟、丝绸之路大学联盟成员高校,是中国人工智能教育联席会理事长单位、学位授权自主审核单位、中国三所开设少年班高校之一。
电池丝印及FPC连接器检测系统已完成开发和验收,并应用企业生产线,代替传统人工检测方式。根据上线结果分析,其具备高可靠性和稳定性。
同时,可根据客户具体需求进行定制化设计,并提供产品。
为促进科学技术产业化的发展,希望能够充分利用对方广泛的市场资源优势和科研平台能力,实现技术研发与市场营运的直接联盟。为使新技术尽快转化为生产力,希望实行技术合作开发联营生产和产值提成的方式紧密合作。希望合作方能够负责组建生产公司及工商、税务经营手续和必要的启动资金;在双方合作期间,我方对该产品不断创新和改进。
企业实施科技成果转移转化,采取以下方式并达到相应的目的:
一是开发新的产品或服务,以培育新的市场竞争力;
二是开发新的工艺,以提质、降本、降耗、增能、增效;
三是完善管理,优化流程,以强化对企业生产经营的控制力;
四是进入新的市场,以扩大市场规模;
五是培育新的能力,以取得新的优势;
六是完善经营管理的体制机制,以提高效益。
希望与企业、科学技术研究开发机构、高等学校和其他组织建立优势互补、分工明确、成果共享、风险共担的合作机制,按照市场机制联合组建研究开发平台、技术创新联盟、创新联合体等,协同推进研究开发与科技成果转化。