用于二次电池外观检查的装置的制作方法

测量装置的制造及其应用技术1.本技术涉及一种用于检查二次电池的外观的装置，具体涉及用于检查圆柱形二次电池的外观的侧面的装置。背景技术：2.二次电池是指通过将化学能转化为电能来向外部提供电力并且当用尽时通过从外部接收电力并储存由电能转化而来的化学能的电池。随着电子设备的发展，二次电池正被应用于多个领域的多种设备。3.这种二次电池已被制造成多种形式。作为多种形式之一，常规的电池所具有的圆柱形形式仍被广泛使用。4.圆柱形二次电池呈具有弯曲的侧面的圆柱，因此，通常一边旋转360度一边进行外观检查。5.韩国专利第1030449号(公开日：2011年4月25日)公开了用于圆柱形二次电池的外观检查的装置。6.然而，这种常规的检查电池的侧面的方法的问题在于，利用一个或两个相机来检查一个电池，因此检查效率低。技术实现要素：7.本技术的一个方面提供一种用于检查二次电池的外观的装置，其能够解决上述常规的用于检查圆柱形二次电池的外观的装置的检查效率低的问题。8.根据一个实施例，可提供一种用于检查二次电池的外观的装置，所述装置包括：抓手，被配置成同时使横向排列的多个二次电池旋转；照明器，被配置成一次性地向所述多个二次电池发光；相机，被配置成同时获取被光照射到的所述多个二次电池的拍摄图像；以及图像处理器，被配置成通过对所述相机获取的图像进行处理而获取检查图像，其中，所述图像处理器将所述相机获取的所述拍摄图像分为分别拍摄到所述多个二次电池的各个单独图像部分，所述检查图像通过根据一个二次电池的多个拍摄图像将所述单独图像部分组合而生成。9.另一方面，所述照明器可以包括被配置成在不同的位置发光的多个发光单元，所述图像处理器可以获取通过由所述多个发光单元中的不同的发光单元发光而获取的至少两个检查图像。10.另外，所述装置可以进一步包括：控制器，被配置成控制所述照明器、所述相机以及所述抓手，其中，所述控制器控制所述相机的拍摄与所述照明器的发光相同步。11.另外，所述控制器可以被配置成控制所述照明器的沿所述抓手拾取的二次电池的纵长方向设置于不同的位置的发光单元按顺序操作。12.另一方面，所述控制器可以被配置成同时操作沿垂直于所述纵长方向的方向设置的发光单元，并进行控制以选择沿所述纵长方向按顺序操作的发光单元。13.另外，所述控制器可以被配置成：同时操作沿一对彼此隔开且垂直于所述纵长方向的直线设置的多个所述发光单元，控制正在操作的发光单元沿所述纵长方向切换。14.另外，所述照明器可以被设置为相对于排列有预定数量的被拾取二次电池的排列方向倾斜地发光。15.另一方面，所述相机可以包括垂直于排列有预定数量的被拾取二次电池的所述排列方向的光轴。16.另一方面，所述抓手可以被配置成沿纵长方向从装载有多个二次电池的装载器中拾取预定数量的二次电池并移动到检查位置。17.另外，所述图像处理器可以被配置成基于所述多个检查图像的亮度和对比度中的至少一个来识别外观是否有缺陷。18.根据本技术的用于检查二次电池的外观的装置，能够解决上述常规的用于检查圆柱形二次电池的外观的装置的检查效率低的问题。附图说明19.结合下列附图，通过以下对于多个实施例的说明，上述和/或其他的多个方面将会清楚并更加易于理解：20.图1是根据本技术的一个实施例的用于检查二次电池的外观的装置的立体图；21.图2是相对于检查位置的检查模块的立体图；22.图3示出照明器的操作状态；23.图4至图12示出利用照明器、抓手以及相机来获取拍摄图像的构思；24.图13示出在图像处理器中将单独图像结合而生成检查图像的构思；25.图14至图16示出基于相同的照射图案来获取多个检查图像的构思；26.图17a、图17b以及图17c示出在一个检查循环中针对一个电池获取多个检查图像的构思；27.图18是说明根据本技术的一个实施例的用于检查二次电池的外观的装置的操作的流程图。具体实施方式28.以下，参照附图对根据本技术的一个实施例的用于检查二次电池的外观的装置进行详细说明。在本领域中，可以以其他名称称呼在本文中说明的多个实施例中描述的多个要素。然而，当多个要素在功能方面相似或相同时，可在替换实施例中将他们视为等同物。另外，对多个要素标注的附图标记用于方便进行说明。然而，多个附图中标有这些附图标记的内容不是将多个要素限制在多个附图的范围内。同样地，即便根据多个替换实施例对多个附图中的多个要素进行部分变更，仍可根据功能的相似性和特性将它们视为等同物。另外，如果本领域技术人员认识到自然包括某些要素时，省略对这些要素的说明。29.以下，将以二次电池具有顶部和底部通常呈圆形并且侧面沿该圆形弯曲的圆柱形为前提进行说明。另外，将以装置要检查圆柱形二次电池的侧面为前提进行说明。30.以下，参照图1和图2对根据本技术的用于检查二次电池的外观的装置进行详细说明。在以下说明中，底座、框架等的结构和连接位置是通常广泛使用的和可进行各种变更的，因此省略对其说明。31.图1是根据本技术的一个实施例的用于检查二次电池的外观的装置1的立体图，图2是相对于检查位置的检查模块的立体图。32.参照图1，根据本技术的一个实施例的用于检查二次电池的外观的装置1可包括转送器(未示出)、抓手30、挡板40、侧面检查模块10、图像处理器(未示出)以及控制器(未示出)。33.转送器被配置成转送装载有多个二次电池2的装载器50。转送器可被配置成将装载器50从外部，例如，从另一检查装置转送给抓手30(后文描述)能够拾取二次电池的位置，或者在检查完成后将装载器50转送到外部。转送器可以是诸如输送机、机械臂等常用于转送装载器50的广泛使用的要素。34.抓手30可被配置成拾取多个二次电池2。抓手30可包括用于三轴运动的多个致动器和导向器。抓手30包括排列于其下部的多个抓爪模块31以选择性地抓持二次电池。每个抓爪模块31可被配置成拾取和旋转二次电池2的一侧。例如，多个二次电池2可沿纵向，即，沿其垂直方向装载于装载器50上，并且抓手30可以一边从装载器50的上方向下移动一边用抓爪模块31抓持二次电池2的上部，拾取二次电池2并转送到用于检查外观的检查位置。另外，抓手30可被配置成，在检查二次电池2的侧面时，使多个抓爪模块31同步以同时旋转相同的旋转角。另外，抓手30可被配置成使检查过的二次电池2返回到装载器50。可通过重复进行这些操作，对装载于一个装载器50的全部多个二次电池2都进行外观检查。35.挡板40可被配置成防止设有多个侧面检查模块10时的光干扰。挡板40可位于彼此相邻的多个侧面检查模块10之间。例如，再次参照图1，当以2×2的阵列排列于平面时，多个侧面检查模块10可以90度的间隔水平地设置。挡板40可选用具有最低光透明度或防止透光的材料。挡板40可选择为适合阻挡来自相邻的侧面检查模块10的照明器11的在相机20的视角内的光的尺寸。另一方面，挡板40可被紧固和连接于框架、底座等外部结构，但由于这种结构可进行多种变更，因此省略对其详细说明。36.侧面检查模块10可被配置成获取多个二次电池2的侧面图像。侧面检查模块10可被配置成在多个二次电池2排成一行的状态下在一个帧中获取所拾取到的多个二次电池2的图像。37.侧面检查模块10可包括相机20和照明器11。相机20具有适当的视角，并且位于离放置由抓手30拾取的二次电池的检查位置有预定距离的位置。相机20可以实施为面阵相机(area camera)20，并且可被配置成在检查位置获取如下拍摄图像，即一次拍摄的拍摄图像包括每个二次电池的约一半的图像。相机20可被设定为具有垂直于二次电池在检查位置排列的方向的光轴。换言之，相机20可被设置为其光轴能够穿过多个二次电池排列的中央。38.照明器11可被配置成发光以同时照射所拾取的多个二次电池。照明器11可包括多个发光单元12。每个发光单元12可形成为沿水平方向延伸。换言之，每个照明器11的发光区域可沿垂直于所拾取的二次电池的纵长方向的方向形成。另外，多个发光单元12可在垂直方向上并排排列并且可配置成彼此独立地操作。39.照明器11可被设置为相对于二次电池被拾取并排列的排列方向倾斜地发光，从而不受相机20的干扰适当地照射二次电池2。例如，照明器11可从检查位置隔开预定距离，并且与横向排列的所拾取的多个二次电池2的最中间呈45度角设置。然而，该角仅为用于说明的示例，照明器11可替代性地以各种角度设置。40.图像处理器(未示出)可被配置成通过对获取自相机20的拍摄图像进行处理来进行检查。图像处理器可起到从多个所获取的拍摄图像中提取每个单独的局部二次电池图像并生成一个完整的单独二次电池的图像的作用。将在下文中对此进行详细说明。41.控制器(未示出)可被配置成控制相机20、抓手30以及照明器11。控制器可被配置成控制抓手30的位置和抓爪模块31的旋转。控制器可通过将抓爪模块31的旋转、相机20的操作、照明器11的操作关联来进行控制。控制器控制抓爪模块31在开始检查时旋转，并且使照明器11的操作与相机20的操作同步，从而控制相机20在照明器11经操作照射检查位置时操作而获取拍摄图像。另外，控制器可控制照明器11，以使照明器11中的多个发光单元按照预定顺序图案化来发光。然而，控制器可以是通常广泛使用的处理器，因此省略对其详细说明。42.以下，参照图3至图16对相机20拍摄检查图像并且图像处理器生成检查图像进行说明。43.图3示出了照明器11的操作状态。44.参照图3，如上所述，照明器11可包括多个发光单元12，并且发光单元12可彼此平行地排列在上下方向上。照明器11可包括在控制器的控制下图案化的发光区域13。例如，如图3所示，第一图案可被形成为通过同时操作最顶部的发光模块和从最顶部的发光模块向下隔开预定距离的发光模块来生成两个彼此平行的直线发光区域13。第二图案可形成为生成所选择的发光单元的位置从第一图案的位置向下换位(shift)的一对沿水平方向彼此平行的直线发光区域13。第三图案可形成为通过选择位置从第二图案的位置向下换位的发光单元来生成发光区域13。以此方式，照明器11一边沿垂直方向换位发光位置使得发光位置沿所拾取的二次电池的纵向，即沿垂直方向换位一边发光，从而便于检测有缺陷的外观。45.图4至图12示出了利用照明器11、抓手30以及相机20来获取拍摄图像的构思。46.在图4至图12的每个图中，示出了所拾取的二次电池的侧面(示于每个图中的上部)、照明器11的发光位置(示于每个图中的中部)以及拍摄图像的概念图(示于每个图中的下部)，以识别二次电池的旋转角。在以下附图中，以多个二次电池排列成一行并且通过抓手30拾取后置于检查位置为前提进行说明。另外，以通过上述侧面检查模块10检查的二次电池的数量为八个为例进行说明。拍摄图像从左起示出并排排列的第一二次电池1a、第二二次电池2a、第三二次电池3a、第四二次电池4a、第五二次电池5a、第六二次电池6a、第七二次电池7a以及第八二次电池8a。47.首先，参照图4，控制器开始旋转八个所拾取的二次电池。在开始旋转或开始旋转之前，照明器11基于第一图案来选择多个发光区域13以照射检查位置。此时，相机20获取示出八个二次电池中每个的一半的第一拍摄图像110。48.然后，参照图5，在获取第一拍摄图像110之后，控制器使照明器11从第一图案换位为第二图案以选择多个发光区域13并发光，从而获取第二拍摄图像120。即便在第二图像中，也能够识别第一至第八二次电池1b～8b的图像。49.然后，参照图6，在获取第二拍摄图像120之后，控制器使照明器11的照射图案从第二图案换位为第三图案并一边发光一边获取第三拍摄图像130。即便在第三图像中，也能够识别第一至第八二次电池1c～8c的图像。50.另一方面，参照图4至图6所说明的这种图像拍摄操作以几毫秒或几微妙的时间间隔被实施。另一方面，抓爪模块31的旋转速度相对较低。因此，即便第一至第三拍摄图像110～130是在抓爪模块31旋转二次电池时所拍摄的，第一至第三拍摄图像110～130的区域几乎如同是在二次电池处于基本平稳的状态下拍摄了图像一样。51.然后，控制器操作抓爪模块31旋转，从而使所拾取的多个二次电池转动预定角度。例如，预定角度可以是120度。当圆柱形二次电池被拍摄为平面图像时，受视角限制的缘故，难以获取精确的圆柱的外边缘图像。因此，需要通过将圆柱移动能够获取精确的图像的区域的量来获取图像。换言之，拍摄图像是180度的图像，其示出二次电池的约一半，但是拍摄图像中的外边缘图像导致难以精确地检查二次电池。因此，拍摄二次电池的三个120度图像来重建完整的图像。然而，这仅为示例。为了提高精确度，可基于旋转角来调整二次电池的拍摄位置。例如，二次电池可以90度的间隔旋转而被拍摄，更频繁地，可以以60度、45度或30度的间隔旋转而被拍摄。以下，对通过将二次电池旋转120度来获取三次二次电池的侧面图像进行说明。52.再次参照图7至图9，二次电池被顺时针旋转120度，然后如参照图4至图6所说明的，基于第一、第二和第三图案照射而被拍摄，从而获取第四拍摄图像140、第五拍摄图像150以及第六拍摄图像160。53.然后，参照图10至图12，抓爪模块31经操作进一步将多个二次电池中的每一个旋转120度，通过如上所述地改变照射图案来获取第七拍摄图像170、第八拍摄图像180以及第九拍摄图像190。54.另外，上述操作，即照明器11的换位操作例如可在如第一图案、第二图案以及第三图案这三个图案之间进行。或者，可减少或增加图案的数量。例如，照明器11可具有四个图案，并且四个图案可向下换位。此时，检查图像可以是基于数量多达相对于二次电池的每个旋转位置的图案数量的拍摄图像的。55.以下，参照图13至图16对图像处理器的生成检查图像的功能进行说明。56.图13示出了在图像处理器中将单独图像组合而生成检查图像的构思，图14至图16示出了基于相同的照射图案来获取多个检查图像的构思。57.参照图13，图像处理器可接收在特定的发光模块(示于图14、图15、图16中的上部)的操作条件下由相机20获取的多个拍摄图像，之后生成检查图像(示于图14、图15、图16中的下部)。每个拍摄图像可包括针对多个二次电池的局部的侧面所获取的图像。此时，通过这些图像难以检查拍摄图像中的与两边缘相邻的预定区域，因此，在除了与边缘相邻的预定区域以外的左右对称的轴周围的预定区域内提取图像。图像处理器在一帧中示出的拍摄图像上提取拍摄到二次电池的单独图像部分200。图像处理器从全部拍摄图像110、120、130、140、150、160、170、180以及190中提取单独图像部分200。因此，提取出的单独图像部分是基于拍摄图像的数量×所拾取的二次电池的数量的。58.在参照图4至图12所说明的上述的示例中，图像处理器可提取七十二个单独图像部分。59.然后，图像处理器根据照射图案、各个二次电池以及旋转角将多个图像组合并合成。参照图13，基于第一图案拍摄的第一二次电池的图像包括在0度的旋转角下的图像1a，在120度的旋转角下的图像1d以及在240度的旋转角下的图像1g，将其按顺序组合来生成基于第一图案的第一二次电池的检查图像1100。60.参照图14，将上述检查图像的生成应用于第一至第八二次电池，从而生成八个通过基于第一图案选择发光区域13来拍摄到的检查图像。为了方便说明，图14示出了基于第一图案的第一二次电池检查图像1100、基于第一图案的第二二次电池检查图像1200以及基于第一图案的第八二次电池检查图像1800。61.参照图15，示出了当照明器11的发光区域13基于第二图案而被选择进行发光时生成的各个二次电池的检查图像。为了方便说明，图15示出了基于第二图案的第一二次电池检查图像2100、基于第二图案的第二二次电池检查图像2200以及基于第二图案的第八二次电池检查图像2800。62.参照图16，示出了当照明器11的发光区域13基于第三图案而被选择进行发光时生成的各个二次电池的检查图像。为了方便说明，图16示出了基于第三图案的第一二次电池检查图像3100、基于第三图案的第二二次电池检查图像3200以及基于第三图案的第八二次电池检查图像3800。63.图17a、图17b以及图17c示出了在一个检查循环中针对一个电池获取多个检查图像的构思。64.参照图17a、图17b以及图17c，示出了针对第一二次电池所生成的三个检查图像。为便于理解，将照明器11的图案和所获取的检查图像两者一同示出。65.图17a示出了基于第一图案的第一二次电池检查图像1100、图17b示出了基于第二图案的第一二次电池检查图像2100，图17c示出了基于第三图案的第一二次电池检查图像3100。最终，从拍摄图像中提取每个二次电池的各个单独图像部分，并将其组合以获取整个侧面的完整的检查图像。另外，当一边换位照射图案一边发光时，获取检查图像。66.因此，图像处理器能够检查每个二次电池的外观。67.上述根据本技术的用于检查二次电池的外观的装置1通过面阵相机20获取多个二次电池的图像并生成多个基于照射图案的检查图像以进行外观检查，从而显著地提高检查速度。另外，如图1所示，多个外观检查模块以使检查速度最大化的方式被排列。68.以下，参照图18对根据本技术的一个实施例的检查二次电池的外观的装置的操作进行详细说明。69.图18是根据本技术的一个实施例的检查二次电池的外观的装置的操作的流程图。70.参照图18，根据本技术的一个实施例的检查二次电池的外观的装置的操作可包括拾取二次电池的操作s100、旋转二次电池的操作s200、多次发光的操作s300、获取多个拍摄图像的操作s400、分出单独图像部分的操作s500、通过将多个单独图像部分组合来生成单个二次电池的检查图像的操作s600以及基于检查图像来识别外观是否有缺陷的操作s700。71.拾取二次电池的操作s100是指在从外部转送的多个二次电池中拾取多达单位检查数的二次电池的操作。在该操作中，设置于用于二次电池的检查装置的抓手可沿纵长方向，即，沿二次电池的纵向接近并拾取多个二次电池。此时，可对成一行拾取的二次电池之间的间隔进行调整，以便进行检查。72.旋转二次电池的操作s200是指使预定数量的所拾取的二次电池相对于其自身的中心轴旋转的操作。该操作可使二次电池旋转大于一圈，即，大于360度。73.多次发光的操作s300是指照射多个经旋转的二次电池。在该操作中，在参照图3进行说明时所述，照明器11的发光区域可一边发光一边换位。此时，发光区域可从上部换位到下部。74.获取多个拍摄图像的操作s400是指以与发光操作同步的方式通过相机20获取多个二次电池的图像的操作。换言之，当从不同的区域发出的光照射多个二次电池时，获取多个拍摄图像。75.另一方面，多次发光的操作s300和获取多个拍摄图像的操作s400可以根据二次电池的多个旋转角而同步的方式同时实施。例如，操作s300和s400可在多个二次电池位于起始位置时以及每当多个二次电池旋转120度时实施。然而，这种拍摄角度仅为示例，可包括诸如10度、30度、45度、60度以及90度等多种角度。另外，可改变拍摄次数。76.分出单独图像部分的操作s500是指从基于照射而获取的拍摄图像中分割地提取每个二次电池的区域的操作。可将每个分出的单独图像部分与照射图案的信息和相应二次电池的信息一同存储。77.通过将多个单独图像部分组合来生成单个二次电池的检查图像的操作s600是指根据二次电池、照射图案以及旋转角对拍摄图像进行分类，并与相同的二次电池、相同的照射图案以及旋转角对应地按顺序对多个拍摄图像进行归类和组合的操作。实施该操作，以基于在根据照射图案来照射二次电池时获取的整个侧面图像来生成检查图像。78.基于检查图像来识别外观是否有缺陷的操作s700是指基于多个所获取的检查图像通过提取亮度和对比度中的至少一个来识别外观是否有缺陷的操作。换言之，对二次电池的侧面的平整度进行识别，从而检测并存储诸如凹痕、突起、划痕等不正常的外观缺陷。在将经检查的二次电池转送到外部之后，对新的二次电池重复该检查。79.上述检查二次电池的外观的操作可通过参照图1至图17所说明的外观检查装置来实施。80.综上所述，根据本技术的用于检查外观的装置能够通过利用面阵相机同时获取多个二次电池的检查图像来进行检查，因此具有使检查效率最大化的效果。81.根据本技术，用于检查外观的装置能够通过利用面阵相机同时获取多个二次电池的检查图像来进行检查，因此具有使检查效率最大化的效果。82.尽管提出了一些实施例并对此进行了说明，但本领域技术人员明白能够在不脱离本实用新型的原理和范围内对这些实施例进行改变，其范围由所附的权利要求及其等同物定义。









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