专利名称：纽扣电池在线质量检测系统的制作方法
技术领域：
本发明属于产品质量检测领域，特别涉及纽扣电池的在线质量检测系统。
背景技术：
纽扣电池也称扣式电池，是指外形尺寸像一颗小纽扣的电池，一般来说直径较大，厚度较薄(相对于柱状电池如市场上的5号AA等电池)。纽扣电池是从外形上来区分，同等对应的电池分类有柱状电池，方形电池，异形电池。纽扣电池一般来说常见的有充电的和不充电的两种，比较常见的纽扣电池有用于玩具和礼品上的AG3、AGIO、AG13电池，电脑主机板上的CMOS电池等。纽扣电池因体形较�。试诟髦治⑿偷缱硬分械玫搅斯惴旱挠τ茫耐獗砦恍飧植牧希⒆魑涓杭恍飧值脑残胃牵敫杭溆忻芊饣肪担芊饣酚媚崃瞥桑芊饣烦鹁底饔猛猓鼓茏柚沟缃庖盒孤�。纽扣电池的使用场合决定了其质量检测要求更高，目前人工检测方法已逐渐不能满足现代制造业的效率要求。基于机器视觉的检测正成为当前机器视觉领域的研究热点，以便克服传统的人工检测方法带来的检测速度慢、精度不统一、劳动量大等问题。
发明内容
本发明克服现有技术的不足，提供一种精度好、而且效率高的纽扣电池在线质量检测系统。本发明质量检测系统具体包括:一种纽扣电池在线质量检测系统，所述检测系统包括下位机系统和上位机系统，上、下位机系统之间通过系统集成�？橥ㄐ帕樱簧鲜鱿挛换低嘲ǖ缌鞯缪辜觳饽？楹突魇泳跫觳饽？椋缌鞯缪辜觳饽？榘ㄓ糜诹哟馐耘鄣绯氐慕鹗籼秸肽？�、中央处理器�？楹透绞舾杏δ？椋醒氪砥髂？榘∕CU处理器、并行式AD转换器、电流电压采样处理电路和并行接口电路，附属感应�？榘ù獾绯亟械缌鞯缪共馐允倍运锰秸氚逯湫谐探锌刂频目傻飨尬豢兀簧鲜龌魇泳跫觳饽？榘ㄍ枷癫杉？楹屯枷翊砟？椋枷癫杉？橛晒庠�、工业相机和镜头组成；图像处理�？槭迪侄圆杉耐枷窠蟹治�、处理、小波分析、特征提取、模板匹配、缺陷检测等操作。上述上位机系统包括用于系统启动、初始化的测试�？�、通讯处理�？�、对所采集的图像进行选择、匹配等操作的图像处理模块和界面显示�？椋鲜鐾ㄑ洞砟？橛糜谏衔换低秤胂挛换低诚嗷ブ涞耐ㄐ趴刂疲⒋娲⒑痛淼缌鞯缪辜觳饽？楹突魇泳跫觳饽？椴杉氖�。上述上位机系统通过RS485通信协议与下位机系统连接。上述电流电压检测�？榘ㄈ缦录觳獠问�:①电压检测点:3.28V ;电压公差模式:上下偏差；公差范围:0% -10% ;②电流检测点:300MA ;电流检测模式:上下偏差；公差范围:0% -30% ;③检测阵列:根据检测电池系列决定,一般有三种规格:4行5列、5行6列、5行8列电压测试负载:不带负载测试；⑤自动测试下压延时:0ms默认；⑥同时检测纽扣电池的电流与电压模式。上位机系统的图像处理模块是基于Windows编程平台开发软件系统，实现对采集的图像进行分析、处理、小波分析、特征提取、模板匹配等操作。所述的纽扣电池在线质量检测系统，具有如下工作模式:系统初始化并自检，进入睡眠模式；当有任务时，进入工作模式，各�？榻刖托髯刺慌卸先挝窭嘈停萑挝窭嘈妥胂嘤Φ拇砟？�:任务若是检测，启动电流电压检测�？椴杉荩砥鞔砗螅卸鲜欠裥枰蚣嗫刂行姆⑺褪荩粜枰蜃敕⑺腿挝瘢裨蚪胨吣Ｊ剑蝗挝袢羰欠⑺停蚱舳辗⒆爸梅⑺褪荩⑺屯瓿珊蠼胨吣Ｊ剑蝗挝袢羰墙邮眨蚱舳辗⒆爸媒邮帐荩邮胀瓿珊蠼胨吣Ｊ�。相对于现有技术，本发明的有益效果是:其一，本发明的纽扣电池在线质量检测系统与方法，包括相互连接的电流电压检测�？楹突魇泳跫觳饽？椋坏缌鞯缪辜觳馐萃ü鼳D传感器连接的接口电路与上位机系统的处理通讯模块相连接，并且实现同时测量纽扣电池的电流电压量，而且所用结果为数字量输出，抗干扰能力强，易于处理。其二，本发明的机器视觉检测实现了纽扣电池表面的缺陷检测，不但节约了人力资源成本，而且提高了检测效率及其检测精度，可以通过统计分析自动识别纽扣电池表面潜在的缺陷，然后根据对比度、纹理或几何形状等方面的相似性对缺陷进行分类。用户只需调整系统的缺陷检测灵敏度并为各缺陷分配名称或阈值，以此识别不同类型的缺陷。在生产过程中，系统会根据用户定义的类别自动对缺陷进行分类。其三，本发明设计的用于纽扣电池在线质量检测系统各�？榈纳杓疲捎昧说凸拇胧�:①选用了低功耗、集成度高的元器件采用了单电源、低电压的供电方式；③对电流电压检测、机器视觉检测都采用了分区、分时供电技术，只有当该�？楣ぷ魇辈殴┑纾还ぷ鞯哪？椴还┑纾虎芨骷觳饽？橥ǔ４τ谒吣Ｊ剑辉谟腥挝袷辈沤牍ぷ髂Ｊ剑挝裢瓿珊螅⒓唇胨吣Ｊ剑虎萃ㄐ拍？椴捎镁】赡芨叩牟ㄌ芈剩⑺徒邮斩疾捎弥卸夏Ｊ剑ㄐ沤崾砩辖氲凸淖刺�。
图1是本发明系统框图。图2是电流电压检测�？楣ぷ髁鞒淌疽馔肌Ｍ�3是机器视觉检测�？楣ぷ髁鞒淌疽馔�。图4是本发明检测系统工作模式示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的技术方案、工作原理作进一步解释说明。见图1，本发明纽扣电池在线质量检测系统，包括下位机系统和上位机系统，上、下位机系统之间通过系统集成模块通信连接；下位机系统包括电流电压检测�？楹突魇泳跫觳饽？�。电流电压检测�？榘ㄓ布杓颇？楹腿砑迪帜？椋渲校布杓颇？�、软件实现�？橛胂低臣赡？橄嗔油ㄑ叮彝ü鱿低臣赡？榇菪畔ⅲ布？橛山鹗籼秸肽？�、中央处理器模块和附属感应�？樽槌桑布杓颇？榈慕鹗籼秸肽？橛糜谇岸瞬馐栽美戳拥绯卣杭良煅榈缏分校源⒘旌系缏妨臃绞较嗷チ�。硬件设计�？榈闹醒氪砥髂？榘∕CU处理器、并行式AD转换器、电流电压采样处理电路和并行接口。MCU采用高速IT单片机，以提高数据处理速度；并行式AD转换器，提高采样速度；电压电流采样处理电路，对电池进行瞬间电流电压采集，并将处理好的数据传输给AD�？椋徊⑿薪涌谟糜谟肷衔换胁⑿型ㄑ叮臣撇缓细竦牡绯刈晔菁案鍪莞衔换捎貌⑿薪涌谔岣呤荽渌俣�。硬件设计�？榈母绞舾杏δ？榘ǹ傻飨尬豢�、红外传感器I和红外传感2。其中，可调限位开关用于上下探针板之间，保证上下探针板之间的行程限位；红外传感器I用于避免探针板运动过程中有工人手伸入探板导致工伤(可选用)。红外传感器2位于定位开关，当一板待测电池随流水线运行至测试区时，检测系统开始工作。电流电压检测的软件实现模块是根据电流电压检测工作流程，执行上位机发送的任务过程，驱动硬件设备执行相应的命令完成纽扣电池的电流电压检测，并发送其检测结果到上位机系统。机器视觉检测�？榘ɑ魇泳跫觳獾耐枷癫杉？楹屯枷翊砟？�。图像采集由光源、相机和镜头组成。用于纽扣电池的图像采集，采集的图像通过1394接口传送到上位机系统。图像处理�？榛赪indows编程平台开发软件系统，对采集的图像进行数字化处理、图像预处理、图像分割、特征选择与特征提取、模板匹配、分类识别等算法操作。机器视觉检测�？橛糜谂鄣绯乇砻娴娜毕菁觳猓鄣绯乇砻娴娜毕莅ㄕ杭婊�、凹坑、污点、锈斑、商标不全、光板、错装等缺陷种类。系统集成�？榘ㄏ挛换低秤肷衔换低臣捌渲涞耐ㄐ�、发送命令、执行命令、反馈命令的执行过程。下位机系统包括电流电压检测�？�、机器视觉检测�？�。上位机系统包括测试系统模块、通讯处理系统模块、图像采集及其图像处理系统�？�、界面显示系统模块。上位机系统通过RS485通信协议与下位机系统相连接；上位机系统对下位机系统发送命令，并监控下位机系统的任务执行状态。下位机系统通过PLC控制系统控制上料、下料、传输及检测过程。PLC控制系统与上位机系统通信，接受上位机的命令，控制下位机系统执行任务。PLC将执行任务的完成消息反馈给上位机系统。上位机系统根据PLC反馈信息情况，作出执行状态判断，并发送执行下一步命令。上位机系统的测试系统�？橛糜谙低称舳�、初始化过程监测，完成系统初始化工作；通讯处理系统�？椋糜谏衔换低秤胂挛换低诚嗷ブ涞耐ㄐ殴蹋迪稚衔换低秤胂挛换低车牧樱刂葡挛换低车牟僮鳎娲⒑痛淼缌鞯缪辜觳饽？楹突魇泳跫觳饽？椴杉氖菀约捌渌？榉⒗吹氖荩⒂肫渌？榻型ㄑ督换恍畔�。上位机系统的用户界面显示模块包括测试系统�？橄允�、电压电流检测系统显示模块、机器视觉检测系统显示模块，并将其各显示�？榈募觳饨峁允荆换魇泳跫觳獠馐孕Ч允炯捌浼觳馐凳毕允�。界面显示�？榛拱ㄊ凳奔嗖庾刺痰墓收媳ň允咀刺⑼Ｖ刮拮刺徊芳觳馐莸睦凡檠捌浯蛴」δ�。作为对相应技术的进一步改进:电流电压检测的设计特征实现了纽扣电池的电流、电压同时检测；并且兼容各种规格纽扣电池的电流电压检测；电压测试不带负载测试；自动测试下压延时Oms默认；电池摆放方向不限制。上述电流电压检测�？榘ㄈ缦录觳獠问�:①电压检测点:3.28V ;电压公差模式:上下偏差；公差范围:0% ~10% ;②电流检测点:300MA ;电流检测模式:上下偏差；公差范围:0%-30%;③检测阵列:根据检测电池系列决定，一般有三种规格:4行5列、5行6列、5行8列电压测试负载:不带负载测试；⑤自动测试下压延时:0ms默认；⑥同时检测纽扣电池的电流与电压模式。机器视觉检测的设计实现了自动化批量检测代替人工目视检测；实现了在线动态高速检测；提高了检测效率和检测精度；检测标准实现了标准量化；同时实现了自动检测分类功能。图2是电流电压检测�？楣ぷ髁鞒掏�。在电流电压检测设计过程，其中电检测的系统硬件�？橥ü刂颇？橛胂低臣赡？橄嗔樱彝ü鱿低臣赡？榇菪畔⒅葱械缂觳猓钪帐迪峙鄣绯氐缌�、电压检测。首先是检测开始，判断放置纽扣电池的履带没有障碍即暂停运行进行电压电流检测，检测由检测盘进行，并将检测数据进行判断是否异常，异常的话需要报警，正常就让履带继续运行。图3是视觉检测�？楣ぷ髁鞒淌疽馔�。机器视觉检测模块包括机器视觉检测的图像采集�？楹屯枷翊砣砑惴ㄊ迪帜？�。图像采集由专业光源、相机和镜头组成；用于纽扣电池的图像采集，采集图像通过数据线传送到上位机系统。图像处理�？槎圆杉耐枷窠型枷裨ご�、图像分割、特征选择与特征提取、模板匹配、分类识别等算法实现。视觉检测�？橛糜谂鄣绯乇砻嫒毕菁觳猓砻嫒毕菁觳馊毕莅ɑ�、锈斑、漏液、光板、错装等。将取得的图像进行处理后与模板对比，判断其缺陷是否在正常范围之内，不管比较结果是否合格，都要通过图像显示出来。图4是纽扣电池在线质量检测系统工作模式示意图。其工作方法流程是:启动上电开始后(步骤100)，下位机系统及上位机系统各�？槌跏蓟⒆约�(步骤110)，接着各模块进入睡眠模式(步骤120);然后，在步骤130中判断是否有任务要节点完成？如果没有，则继续处在睡眠状态(返回步骤120);如果有任务，则下位机系统各子模块进入工作模式，各模块处在就绪状态(步骤140)，接着在步骤150中判断任务的类型是发送或是接收或是检测。如果任务是接收，则启动控制�？榻邮帐荩缓蠼胨咦刺�(步骤170);如果任务是发送，则下位机系统对应的子�？榈氖辗⒛？榉⑺褪荩缓蠼胨咦刺�(步骤190);如果任务是检测，则启动下位机系统对应的检测模块采集数据(步骤160)，并由上位机系统的嵌入式微处理器处理采集到的数据(步骤180)，然后再在步骤200中判断是否需要发送采集处理后的数据，若需要，则进入步骤190，否则，控制模块进入睡眠模式。这种工作模式大大节省了系统用电。显然，本发明的上述实施方式仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以容易的做出其它形式上的变化或者替代，而这些改变或者替代也将包含在本发明确定的保护范围之内。
权利要求
1.一种纽扣电池在线质量检测系统，其特征在于:所述检测系统包括下位机系统和上位机系统，上、下位机系统之间通过系统集成�？橥ㄐ帕樱� 上述下位机系统包括电流电压检测�？楹突魇泳跫觳饽？椋缌鞯缪辜觳饽？榘ㄓ糜诹哟馐耘鄣绯氐慕鹗籼秸肽？�、中央处理器�？楹透绞舾杏δ？椋醒氪砥髂？榘∕CU处理器、并行式AD转换器、电流电压采样处理电路和并行接口电路，附属感应�？榘ù獾绯亟械缌鞯缪共馐允倍运锰秸氚逯湫谐探锌刂频目傻飨尬豢兀簧鲜龌魇泳跫觳饽？榘ㄍ枷癫杉？楹屯枷翊砟？椋枷癫杉？橛晒庠�、工业相机和镜头组成；图像处理�？槭迪侄圆杉耐枷窠蟹治�、处理、小波分析、特征提取、模板匹配、缺陷检测等操作。
上述上位机系统包括用于系统启动、初始化的测试模块、通讯处理�？�、对所采集的图像进行选择、匹配等操作的图像处理�？楹徒缑嫦允灸？椋鲜鐾ㄑ洞砟？橛糜谏衔换低秤胂挛换低诚嗷ブ涞耐ㄐ趴刂疲⒋娲⒑痛淼缌鞯缪辜觳饽？楹突魇泳跫觳饽？椴杉氖�。
2.根据权利要求1所述的纽扣电池在线质量检测系统，其特征在于:上述上位机系统通过RS485通信协议与下位机系统连接。
3.根据权利要求1所述的纽扣电池在线质量检测系统，其特征在于:上述电流电压检测�？榘ㄈ缦录觳獠问�:①电压检测点:3.28V ;电压公差模式:上下偏差；公差范围:0% -10% ;②电流检测点:300MA ;电流检测模式:上下偏差；公差范围:0% -30% ;③检测阵列:根据检测电池系列决定，一般有三种规格:4行5列、5行6列、5行8列；④电压测试负载:不带负载测试；⑤自动测试下压延时:0ms默认；⑥同时检测纽扣电池的电流与电压模式。
4.根据权利要求1所述的纽扣电池在线质量检测系统，其特征在于:上述上位机系统的图像处理�？槭腔赪indows编程平台开发软件系统，实现对采集的图像进行分析、处理、小波分析、特征提取、模板匹配等操作。
5.根据权利要求1所述的纽扣电池在线质量检测系统，其具有如下工作模式: 系统初始化并自检，进入睡眠模式； 当有任务时，进入工作模式，各模块进入就绪状态； 判断任务类型，根据任务类型转入相应的处理�？�: 任务若是检测，启动电流电压检测�？椴杉荩砥鞔砗螅卸鲜欠裥枰蚣嗫刂行姆⑺褪荩粜枰蜃敕⑺腿挝瘢裨蚪胨吣Ｊ剑� 任务若是发送，则启动收发装置发送数据，发送完成后进入睡眠模式； 任务若是接收，则启动收发装置接收数据，接收完成后进入睡眠模式。
全文摘要
本发明属于产品质量检测领域，特别涉及纽扣电池的在线质量检测系统。目的是提供一种精度好、而且效率高的纽扣电池在线质量检测系统。一种纽扣电池在线质量检测系统，所述检测系统包括下位机系统和上位机系统，上、下位机系统之间通过系统集成模块通信连接；上述下位机系统包括电流电压检测�？楹突魇泳跫觳饽？椋缌鞯缪辜觳饽？榘ㄓ糜诹哟馐耘鄣绯氐慕鹗籼秸肽？�、中央处理器�？楹透绞舾杏δ？椋簧鲜龌魇泳跫觳饽？榘ㄍ枷癫杉？楹屯枷翊砟？椋枷癫杉？橛晒庠�、工业相机和镜头组成；图像处理�？槭迪侄圆杉耐枷窠蟹治�、处理、小波分析、特征提取、模板匹配、缺陷检测等操作。
文档编号G01N21/94GK103149212SQ20111040195
公开日2013年6月12日 申请日期2011年12月6日 优先权日2011年12月6日
发明者王玉, 赵娜娜, 孔令成, 曹阳, 花加丽, 赵贤相 申请人:中国科学院合肥物质科学研究院
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