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动力锂离子电池极片自动检测分选装置设计研究

发布时间:2017-09-08 23:12

  本文关键词:动力锂离子电池极片自动检测分选装置设计研究


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【摘要】:新能源汽车产业的发展极大促进了动力锂离子电池行业的发展,极片作为动力锂离子电池的主体,其质量直接影响电池的性能,传统的人工抽检效率低且易出现漏检,极大的制约着锂离子电池的自动化生产制造,因此本课题设计研究了基于视觉的动力锂离子电池极片自动检测分选装置,将大大提高极片的检测效率、精度和可靠性。本课题研究首先提出了整个自动化装置的总体设计方案,划分为三个具体设计模块:视觉检测系统、机械手平台和控制系统;然后从生产工艺角度对极片的缺陷进行分析和分类,为后续图像处理提供理论基础;针对这些极片的缺陷,本文设计出合适的视觉检测方案,分为图像采集方案和图像处理方案,其能准确获取极片信息并有效检测出缺陷类型;机械手平台为整个装置提供结构上支撑,其设计重点是真空系统设计,极片抓取移动机构、翻转台、检测台和料盒的设计;控制系统是装置自动化的关键,其设计内容是控制系统硬件选型和软件编程开发,最后本文通过设计实验对装置的可行性和效率进行了验证。通过实验分析,本文设计的自动检测分选装置运行效果良好,能实现自动检测分选功能;本文开发设计的视觉检测程序检测效果良好,通过对极片样本进行实验,检测成功率达到了97%,类型判断准确率最低达64.28%,为锂离子电池的产业化与自动化生产奠定了实践基础。
【关键词】:动力锂离子电池 极片缺陷 机器视觉 自动化
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U469.72
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-9
  • 第一章 绪论9-14
  • 1.1 课题的研究背景与意义9-10
  • 1.1.1 课题研究背景9-10
  • 1.1.2 课题研究意义10
  • 1.2 国内外研究现状与分析10-12
  • 1.2.1 机器视觉理论的研究现状10-11
  • 1.2.2 锂离子电池极片缺陷检测技术研究现状11-12
  • 1.3 课题的研究内容12-13
  • 1.4 本章小结13-14
  • 第二章 动力锂离子电池极片自动检测分选装置总体设计14-17
  • 2.1 动力锂电池极片自动检测分选装置组成与原理14
  • 2.2 动力锂电池极片自动检测分选装置总体方案设计14-16
  • 2.2.1 视觉检测系统总体设计15
  • 2.2.2 机械手平台总体设计15
  • 2.2.3 控制系统总体设计15
  • 2.2.4 总体结构方案设计15-16
  • 2.3 本章小结16-17
  • 第三章 动力锂离子电池极片缺陷分类研究17-23
  • 3.1 动力锂离子电池的结构17-18
  • 3.2 极片缺陷的生成机理与特征分析18-22
  • 3.2.1 极片缺陷的生成机理18-19
  • 3.2.2 极片缺陷的特征分析19-22
  • 3.3 本章小结22-23
  • 第四章 视觉检测系统的设计研究23-37
  • 4.1 视觉检测系统图像采集部分的设计23-28
  • 4.1.1 照明系统的设计23-25
  • 4.1.2 相机的选择25-26
  • 4.1.3 镜头的选择26-27
  • 4.1.4 检测系统图像采集部分的搭建27-28
  • 4.2 视觉检测系统图像处理部分的设计28-36
  • 4.2.1 图像处理开发环境28-29
  • 4.2.2 图像处理算法研究29-33
  • 4.2.3 图像处理流程33-36
  • 4.2.4 上位机检测软件开发36
  • 4.3 本章小结36-37
  • 第五章 机械手平台设计研究37-47
  • 5.1 真空系统的分析设计37-41
  • 5.1.1 真空吸盘选型37-39
  • 5.1.2 真空系统基本概念39
  • 5.1.3 真空系统的抽气时间和释放时间39-40
  • 5.1.4 真空系统的设计40-41
  • 5.2 极片抓取移动机构41-43
  • 5.2.1 线性模组42
  • 5.2.2 机械手42-43
  • 5.3 极片翻转机构43-45
  • 5.4 检测台与料盒45-46
  • 5.4.1 检测台45
  • 5.4.2 料盒45-46
  • 5.5 本章小结46-47
  • 第六章 控制系统设计与研究47-55
  • 6.1 控制系统总体设计47
  • 6.2 控制系统硬件选型47-49
  • 6.2.1 PLC选型47-49
  • 6.2.2 其他元件的选型49
  • 6.3 控制系统基本电路49-50
  • 6.3.1 相机拍照控制49-50
  • 6.3.2 电机驱动控制50
  • 6.4 控制系统软件设计50-54
  • 6.4.1 PLC工作原理及编程软件50-51
  • 6.4.2 程序设计51-54
  • 6.5 本章小结54-55
  • 第七章 实验设计与研究55-59
  • 7.1 装置的调试运行55-56
  • 7.2 缺陷检测实验分析56-58
  • 7.2.1 表面缺陷检测分析56-57
  • 7.2.2 尺寸缺陷和边缘毛刺缺陷检测分析57-58
  • 7.3 本章小结58-59
  • 第八章 结论与展望59-61
  • 8.1 结论59
  • 8.2 展望59-61
  • 致谢61-62
  • 参考文献62-64

【参考文献】

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1 李树涛;黎福海;林,

本文编号:816884


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