本發(fā)明涉及鋰電池極片的生產(chǎn)制造工藝領(lǐng)域，特別是涉及鋰電池極片自動(dòng)收卷的控制方法、裝置及自動(dòng)收卷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在鋰電池極片的生產(chǎn)制造工藝中，一般需要通過對(duì)卷料，即鋰電池極片進(jìn)行連續(xù)加工，并利用輸送輥進(jìn)行放卷，采用收卷機(jī)將卷料逐步卷繞成大卷，從而實(shí)現(xiàn)高效、低損耗的方式對(duì)鋰電池極片的卷料進(jìn)行存儲(chǔ)和運(yùn)輸。在收卷機(jī)將所述卷料卷繞至滿卷時(shí)，一般需要通過人工進(jìn)行換卷操作，具體為：將生產(chǎn)設(shè)備停機(jī)，并通過固定機(jī)構(gòu)將卷料在待切斷處進(jìn)行固定，然后通過人工切斷卷料并手動(dòng)旋轉(zhuǎn)收齊殘留部分，最終在切割處貼上膠帶與卷料固定，完成收卷，具體收卷示例及成品可參閱圖1，并進(jìn)一步將完成收卷的卷料進(jìn)行換卷下料。同時(shí)，對(duì)于卷料的切割部分，則繼續(xù)進(jìn)行新的收卷流程。但是通過人工的方式進(jìn)行貼標(biāo)收卷和品質(zhì)管控的效率低下，甚至可能需要多人協(xié)同將收卷的卷料進(jìn)行換卷，容易耽誤生產(chǎn)效率。

2、基于此，現(xiàn)有技術(shù)采用自動(dòng)裁切裝置以及貼標(biāo)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化貼標(biāo)收卷，具體為：通過切割機(jī)構(gòu)將接近滿卷的鋰電池極片的卷料進(jìn)行切割，并緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)卷料，將卷料尾部（切割部分）逐漸收卷。接著，根據(jù)預(yù)設(shè)一轉(zhuǎn)動(dòng)距離/時(shí)間，通過可編程邏輯控制器（programmable?logic?controller,?plc）控制貼標(biāo)機(jī)構(gòu)對(duì)卷料的切割邊緣進(jìn)行貼標(biāo)，完成收卷，并利用plc控制機(jī)械臂、導(dǎo)軌系統(tǒng)或裝載設(shè)備將完成收卷的鋰電池極片的卷料進(jìn)行換卷下料。

3、然而，通過預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)距離或時(shí)間實(shí)現(xiàn)貼標(biāo)收卷，需要設(shè)備工程師在設(shè)備安裝時(shí)精準(zhǔn)計(jì)算各種參數(shù)，卷料的轉(zhuǎn)動(dòng)距離、時(shí)間和切割位置等，導(dǎo)致了安裝及維護(hù)成本的增加。此外，當(dāng)切割鋰電池極片并使其收卷時(shí)，其張力的變化影響極片在卷軸上的堆積方式，進(jìn)而導(dǎo)致預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)距離或時(shí)間出現(xiàn)較大的誤差。因此，設(shè)備工程師在設(shè)備安裝時(shí)需要精準(zhǔn)計(jì)算各項(xiàng)參數(shù)，包括但不限于卷料的厚度、張力、速度以及轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的具體距離或時(shí)間，極大地增加了安裝、調(diào)試和維護(hù)的復(fù)雜性。除此之外，當(dāng)設(shè)備受環(huán)境因素、卷料特性變化、突發(fā)情況或需要緊急調(diào)整時(shí)，通常還需要依賴制造商進(jìn)行重新調(diào)試和維修，從而耽誤生產(chǎn)線的生產(chǎn)。據(jù)此，現(xiàn)有技術(shù)在貼標(biāo)收卷過程存在維護(hù)成本高、適用性低且靈活性不足的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，本發(fā)明的目的在于，提供一種鋰電池極片自動(dòng)收卷的控制方法。

2、一種鋰電池極片自動(dòng)收卷的控制方法，包括以下步驟：

3、s1：對(duì)切割后卷料的圖像依次進(jìn)行濾波和邊緣增強(qiáng)，獲得所有像素點(diǎn)的梯度幅值和梯度方向，并通過非極大值抑制和雙閾值對(duì)所有像素點(diǎn)的梯度幅值和梯度方向進(jìn)行細(xì)化處理，得到平滑連續(xù)邊緣像素坐標(biāo)；

4、s2：通過最小二乘法對(duì)平滑連續(xù)邊緣像素坐標(biāo)進(jìn)行直線擬合，獲得直線數(shù)據(jù)；

5、s3：計(jì)算濾波圖像中心與直線數(shù)據(jù)之間的距離，得到切割偏移量；

6、s4：根據(jù)切割偏移量和預(yù)設(shè)貼標(biāo)距離計(jì)算出實(shí)際貼標(biāo)距離，并根據(jù)實(shí)際貼標(biāo)距離發(fā)送一控制信號(hào)至貼標(biāo)機(jī)構(gòu)，使貼標(biāo)機(jī)構(gòu)對(duì)卷料的切割邊緣進(jìn)行貼標(biāo)，完成收卷。

7、本發(fā)明所述的鋰電池極片自動(dòng)收卷的控制方法，通過邊緣提取和直線擬合出卷料切割部分的邊緣數(shù)據(jù)，并基于該邊緣數(shù)據(jù)計(jì)算切割偏移量，將切割偏移量與預(yù)設(shè)貼標(biāo)距離結(jié)合，得出實(shí)際貼標(biāo)距離，通過精準(zhǔn)的實(shí)際貼標(biāo)距離實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整貼標(biāo)位置，提高了貼標(biāo)的精度和一致性，以解決現(xiàn)有技術(shù)需要通過多次調(diào)試、測(cè)試以及精準(zhǔn)計(jì)算的預(yù)設(shè)參數(shù)導(dǎo)致的維護(hù)成本高、適用性低且靈活性不足的問題。

8、進(jìn)一步地，所述步驟s1包括以下子步驟：

9、s11：對(duì)切割后卷料的圖像進(jìn)行高斯濾波，獲得濾波圖像；

10、s12：采用sobel算子計(jì)算濾波圖像的梯度幅值和梯度方向，獲得所有像素點(diǎn)的梯度幅值和梯度方向；其中，所有像素點(diǎn)的梯度方向的具體計(jì)算表示如下：

11、

12、式中，和分別為水平梯度圖像和垂直梯度圖像，采用sobel算子卷積計(jì)算濾波圖像獲得；

13、s13：通過非極大值抑制對(duì)邊緣輪廓圖像進(jìn)行處理，獲得邊緣像素坐標(biāo)；

14、其中，所述非極大值抑制的處理如下：

15、

16、式中，為圖像的像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的梯度幅值，其和分別表示為：

17、

18、

19、式中，，和，根據(jù)圖像的像素坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的梯度方向確定；

20、s14：通過雙閾值對(duì)邊緣像素坐標(biāo)進(jìn)行處理，獲得平滑連續(xù)邊緣像素坐標(biāo)。

21、基于此，本發(fā)明通過利用高斯濾波、非極大值抑制和雙閾值充分將邊緣數(shù)據(jù)去噪，以確保邊緣數(shù)據(jù)是圖像中實(shí)際的邊緣，而非噪聲或偽邊緣，從而提高邊緣提取的精度。

22、一實(shí)施例中，所述步驟s4包括以下子步驟：

23、通過將預(yù)設(shè)貼標(biāo)距離與切割偏移量進(jìn)行相加，獲得實(shí)際貼標(biāo)距離；

24、監(jiān)控當(dāng)前收卷機(jī)旋轉(zhuǎn)的收卷距離，判斷該收卷距離是否等于實(shí)際貼標(biāo)距離，若是，則發(fā)送控制信號(hào)至貼標(biāo)機(jī)構(gòu)；若否，則繼續(xù)監(jiān)控當(dāng)前收卷機(jī)旋轉(zhuǎn)的收卷距離。

25、通過實(shí)時(shí)監(jiān)控收卷機(jī)的旋轉(zhuǎn)距離，以確保貼標(biāo)機(jī)構(gòu)能再卷料達(dá)到實(shí)際貼標(biāo)距離時(shí)精準(zhǔn)進(jìn)行貼標(biāo)，以避免因誤差導(dǎo)致貼標(biāo)偏差，從而確保收卷過程的質(zhì)量和一致性。

26、一種鋰電池極片自動(dòng)收卷的控制裝置，包括圖像邊緣提取單元、邊緣直線處理單元、偏移量計(jì)算單元和控制信號(hào)發(fā)送單元；

27、所述圖像邊緣提取單元，用于對(duì)切割后卷料的圖像依次進(jìn)行濾波和邊緣增強(qiáng)，獲得所有像素點(diǎn)的梯度幅值和梯度方向，并通過非極大值抑制和雙閾值對(duì)所有像素點(diǎn)的梯度幅值和梯度方向進(jìn)行細(xì)化處理，得到平滑連續(xù)邊緣像素坐標(biāo)；

28、所述邊緣直線處理單元，用于通過最小二乘法對(duì)平滑連續(xù)邊緣像素坐標(biāo)進(jìn)行直線擬合，獲得直線數(shù)據(jù)；

29、所述偏移量計(jì)算單元，用于計(jì)算濾波圖像中心與直線數(shù)據(jù)之間的距離，得到切割偏移量；

30、所述控制信號(hào)發(fā)送單元，用于根據(jù)切割偏移量和預(yù)設(shè)貼標(biāo)距離計(jì)算出實(shí)際貼標(biāo)距離，并根據(jù)實(shí)際貼標(biāo)距離發(fā)送一控制信號(hào)至所述貼標(biāo)機(jī)構(gòu)。

31、進(jìn)一步地，所述圖像邊緣提取單元包括圖像濾波模塊、邊緣強(qiáng)度計(jì)算模塊、邊緣輪廓處理模塊和邊緣平滑處理模塊；

32、所述圖像濾波模塊，用于對(duì)切割后卷料的圖像進(jìn)行高斯濾波，獲得濾波圖像；

33、所述邊緣強(qiáng)度計(jì)算模塊，用于采用sobel算子計(jì)算濾波圖像的梯度幅值和梯度方向，獲得所有像素點(diǎn)的梯度幅值和梯度方向；其中，所有像素點(diǎn)的梯度方向的具體計(jì)算表示如下：

34、

35、式中，和分別為水平梯度圖像和垂直梯度圖像，采用sobel算子卷積計(jì)算濾波圖像獲得；

36、所述邊緣輪廓處理模塊，用于通過非極大值抑制對(duì)邊緣輪廓圖像進(jìn)行處理，獲得邊緣像素坐標(biāo)；其中，所述非極大值抑制的處理如下：

37、

38、式中，為圖像的像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的梯度幅值，其和分別表示為：

39、

40、

41、式中，，和，根據(jù)圖像的像素坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的梯度方向確定；

42、所述邊緣平滑處理模塊，用于通過雙閾值對(duì)邊緣像素坐標(biāo)進(jìn)行處理，獲得平滑連續(xù)邊緣像素坐標(biāo)。

43、進(jìn)一步地，所述控制信號(hào)發(fā)送單元用于執(zhí)行以下步驟：

44、通過將預(yù)設(shè)貼標(biāo)距離與切割偏移量進(jìn)行相加，獲得實(shí)際貼標(biāo)距離；

45、監(jiān)控當(dāng)前收卷機(jī)旋轉(zhuǎn)的收卷距離，判斷該收卷距離是否等于實(shí)際貼標(biāo)距離，若是，則發(fā)送控制信號(hào)至貼標(biāo)機(jī)構(gòu)；若否，則繼續(xù)監(jiān)控當(dāng)前收卷機(jī)旋轉(zhuǎn)的收卷距離。

46、一種自動(dòng)收卷系統(tǒng)，包括收卷機(jī)、切割機(jī)構(gòu)、攝像裝置、貼標(biāo)機(jī)構(gòu)、及與收卷機(jī)、攝像裝置和貼標(biāo)機(jī)構(gòu)電連接和/或通訊連接的鋰電池極片自動(dòng)收卷的控制裝置；

47、所述收卷機(jī)，包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)和繞桿，通過所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)所述繞桿，使卷料進(jìn)行收卷；

48、所述切割機(jī)構(gòu)，用于對(duì)達(dá)到預(yù)設(shè)長(zhǎng)度和/或重量的卷料進(jìn)行切割；

49、所述攝像裝置，用于拍攝在所述收卷機(jī)上的切割后卷料的圖像，并將圖像傳入鋰電池極片自動(dòng)收卷的控制裝置；

50、所述貼標(biāo)機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)鋰電池極片自動(dòng)收卷的控制裝置給定的控制信號(hào)，對(duì)所述收卷機(jī)中的卷料的切割邊緣進(jìn)行貼標(biāo)，完成收卷；

51、其中，所述鋰電池極片自動(dòng)收卷的控制裝置為上述所述的鋰電池極片自動(dòng)收卷的控制裝置。

52、進(jìn)一步地，所述攝像裝置拍攝后，并將切割后卷料的圖像傳入所述鋰電池極片自動(dòng)收卷的控制裝置前，還包括步驟：采用一計(jì)算機(jī)視覺算法對(duì)所述切割后卷料的圖像進(jìn)行刀口檢測(cè)，并判斷是否存在刀口：若是，則將所述切割后卷料的圖像傳入所述鋰電池極片自動(dòng)收卷的控制裝置，并停止拍攝；若否，則所述攝像裝置繼續(xù)拍攝，并執(zhí)行本步驟。

53、進(jìn)一步地，所述刀口檢測(cè)存在刀口后，還包括步驟：對(duì)所述切割后卷料的圖像進(jìn)行刀口定位，獲取刀口區(qū)域的相關(guān)像素坐標(biāo)位置信息；并通過將相關(guān)像素坐標(biāo)位置信息與切割后卷料的圖像進(jìn)行結(jié)合，生成重點(diǎn)區(qū)域的圖像，并將該圖像作為切割后卷料的圖像。

54、進(jìn)一步地，所述自動(dòng)收卷系統(tǒng)還包括自動(dòng)導(dǎo)引車；所述自動(dòng)導(dǎo)引車，用于將所述收卷機(jī)完成收卷后的卷料牽引離開當(dāng)前區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化換卷下料。

55、為了更好地理解和實(shí)施，下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。