Caso Studio Battery Inspection

Controllo qualità con la visione artificiale

Nella produzione di celle per batterie, l’alta qualità in tutte le fasi del processo e la riduzione degli scarti di materiale sono fondamentali. L’elaborazione digitale delle immagini consente di rilevare in modo affidabile anche i difetti più piccoli. Le nostre soluzioni aiutano a produrre celle per batterie sicure e di alta qualità per affrontare le sfide della mobilità elettrica.

Controllo di qualità nel rivestimento degli elettrodi (produzione di celle per batterie)

La visione artificiale rileva particelle e mancanze con grandi quantità di dati.

Il rivestimento della lamina del substrato con l’impasto è una fase di produzione critica. La qualità della superficie deve essere uniforme, priva di vuoti e particelle, e lo spessore dell’impasto deve essere preciso e omogeneo.

La nostra tecnologia di visione è in grado di gestire l’alta velocità di questa fase del processo, contribuendo a ridurre in modo significativo gli scarti di materiale.

Rivestimento dell’elettrodo in dettaglio

Nel rivestimento dell’elettrodo, il supporto o la lamina del substrato vengono rivestiti con l’impasto precedentemente miscelato utilizzando uno strumento di applicazione come una fustella, una racla o un rullo anilox. I lati superiore e inferiore del foglio possono essere rivestiti in parallelo o in sequenza. Segue un processo di essiccazione.

Uno strato applicato correttamente sull’elettrodo ha un’influenza decisiva sulle prestazioni della batteria

Questa fase del processo è particolarmente critica perché molti parametri devono essere coordinati con precisione: L’impasto deve avere la stabilità richiesta e deve essere applicato alla velocità corretta. L’obiettivo è ottenere una perfetta omogeneità del rivestimento, senza crepe o agglomerati, poiché lo strato dell’elettrodo è particolarmente importante per le prestazioni della batteria.

Possibili difetti nell’applicazione del materiale

I difetti possono verificarsi sia nel rivestimento intermittente che in quello continuo degli elettrodi. Dipendono dalla viscosità dell’impasto e dalla precisione del dosatore.

I difetti tipici sono:

a. Agglomerato
b. Fessurazione del rivestimento
c. Contaminazione
d. Microcompressione
e. Crepa
f. Foro stenopeico
g. Scivolamento
h. Striscia

A destra, tipi di difetti nella produzione di elettrodi. Scala: 1 mm. Fonte: Schoo A, Moschner R, Hülsmann J, Kwade A. Difetti di rivestimento degli elettrodi delle batterie agli ioni di litio (…). Batterie. 2023; 9(2):111. – https://doi.org/10.3390/batteries9020111

Velocità di produzione fino a 80 m/min ed elevata precisione dei dettagli

L’elaborazione delle immagini nel processo di produzione presenta una duplice sfida: velocità di produzione molto elevate, che generano grandi quantità di dati di immagine. Allo stesso tempo, è richiesto un elevato livello di dettaglio, che si ottiene attraverso alte risoluzioni delle immagini e che genera una quantità di dati ancora maggiore. Le soluzioni convenzionali in genere non dispongono della potenza di elaborazione necessaria.

Immagina a destra. A sinistra: rivestimento dell’elettrodo con difetti in formato immagine completa (5.056 px x 1.032 px). A destra: ROI di un singolo difetto di soli 96 px x 44 px. Solo una parte dei dati deve essere analizzata grazie alla pre-immagine. be analyzed thanks to image pre-processing.

Le telecamere a scansione di linea ad alta sensibilità delle nostre serie racer e racer 2 sono progettate per il materiale su nastro. Offrono la produttività e la qualità d’immagine richieste. Una combinazione del software Basler VisualApplets e di un frame grabber pre-elabora i dati dell’immagine e crea la messa a fuoco necessaria per l’effettiva elaborazione delle immagini. Determinando la regione di interesse (ROI), vengono localizzate solo le aree con irregolarità. Vengono elaborati solo i dati di immagine della ROI. Il vantaggio è che la CPU dell’IPC può continuare a essere utilizzata per il controllo effettivo del sistema senza alcun carico aggiuntivo.

Classificare i difetti e prendere decisioni qualificate con i vTools di pylon

Il passo successivo consiste nell’analizzare ulteriormente le irregolarità all’interno della ROI. Il software Basler pylon vTools può ad esempio classificare il tipo di difetto o misurarne le dimensioni. In base al tipo e alle dimensioni del difetto, si decide se il difetto rientra nei limiti di tolleranza o se è necessario un ulteriore intervento. La localizzazione e la misurazione accurate consentono di tagliare con precisione le aree difettose. Ciò migliora la qualità della cella della batteria e riduce al minimo lo spreco di materiale.

Prodotti per questa soluzione

r2L8192-200cm

La telecamera CoaXPress 2.0 Basler r2L8192-200cm con sensore CMOS GPixel GL7008 a scansione di linea offre 200 kHz con risoluzione 8k.

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r2L16384-120cm

La telecamera CoaXPress 2.0 Basler r2L16384-120cm con sensore CMOS GPixel GL3516 a scansione lineare offre una risoluzione di 120 kHz a 16k.

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imaFlex CXP-12 Quad

imaFlex CXP-12 Quad è un dispositivo di elaborazione delle immagini PCIe programmabile che consente la connessione a piena larghezza di banda di un massimo di quattro telecamere standardizzate CoaxPress.

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