[发明专利]用于检测膜的侧面的方法和光学检查单元

说明书

一种光学检查单元和方法，用于检查沿着路径(P)前进的具有中心金属层(4)和两个绝缘外层(5)的膜(3)的侧面(2)。相机(7)相邻该路径(P)设置以通过光学系统(8)对该膜的侧面进行拍摄并获取数字图像序列(9)。至少一个照明装置(10)配置为产生照亮该膜的侧面的光束(11)。该光束由至少一个反射元件(14)朝向该光学系统部分地反射，并照亮围绕待检查的侧面的一个区域。该分析每个数字图像可能包括：基于该颜色分量的值识别该数字图像内的该中心金属层的多个碎片，和/或将该数字图像划分成一系列相邻部分(19)，确定每个部分中的定性参数的值，并通过对该值进行统计处理，获得整个数字图像的定性参数的概要值。

技术领域

本公开涉及用于检查膜的侧面的方法和光学检查单元。

本公开在用于制造电池的电极(阳极或阴极)的膜的侧面或边缘(通过横向切割获得)的检查中得到了有利的应用。下面的描述将明确地参考侧面或边缘，而不会因此丧失一般性。

背景技术

电池的基本部件之一是电极。为了使电池的尺寸最小化，电极通常由薄带或膜制成。薄带或膜包括封闭在两个外部绝缘层(即，由电绝缘材料如氧化锌制成的层)之间的中心金属层(即，由导电材料如铜或铝制成的层)。膜的制备由大金属片开始。最初在金属片的两侧上涂覆有绝缘材料，随后被切割成条带以分离条带或膜。

切割金属片是个关键的操作。如果执行切割的刀具没有正确地设置或已磨损，则会在切割的两侧产生金属毛刺，且金属毛刺会破裂并穿过绝缘层。如果膜的侧面具有金属毛刺，则可以容易地在两个相邻电极之间的电池中引发短路。这样一来，除了降低电池的性能之外，还引起电池的破坏性现象。

因此，在膜的生产过程中，已知以循环检查切割质量的方式对膜的侧面进行样品检查。特别地，循环地取出膜的样品，其侧面由操作者使用显微镜检查。然而，抽查需要操作者的承诺，操作者对切割质量的判断是主观的。此外，在切割操作中检测到问题的情况下，抽查不允许及时干预。

为了解决由抽查产生的问题，已经提出在切割后立即对膜的侧面进行在线光学检查。特别地，使用相机拍摄侧面以获取侧面的一系列数字图像，然后分析这些数字图像以检查金属毛刺的可能存在。然而，对于已知的用于检查膜的侧面的光学检查系统，其性能并不能让人满意。这些光学检查系统不能将有效性(即，识别故障同时避免假阴性的能力)和效率(即，避免假阳性的能力)结合起来。

更具体地，在分析数字图像中存在的一个问题是确定膜的侧面的边缘，即膜的侧面位于数字图像内部的地方。这是因为两个外部绝缘层具有非常暗的、几乎黑色的颜色，其倾向于混合到基本上为黑色的背景中。

数字图像分析的另一个问题是相当大比例的数字图像或多或少是模糊的。这是因为，为了看到非常小的物体(膜具有通常小于十分之一毫米的总厚度)而必须使用的显微光学系统具有浅的景深，且在其前进期间膜经受连续的小的横向移动(即朝向或远离耦合到相机的显微光学系统的小移动)。

当中心金属层由铜制成时，数字图像分析的另一个问题是，构成外部绝缘层的绝缘材料具有微红的颗粒，这些微红的颗粒很容易与铜毛刺或碎屑混淆，因此它们可能引起不当的缺陷检测。考虑到绝缘材料的微红色颗粒非常小的事实，这个问题的一种可能的解决方案不是将相对小尺寸的红色物体识别为金属部件。然而，以这种方式，无法识别小的铜毛刺或碎屑。

分析数字图像的再一个问题是膜高速(通常在1和3米/秒之间)前进，因此为了光学地检查膜的侧面的整个延伸，必须使用硬件(包括相机和分析数字图像的处理装置)，其性能好，因此也非常昂贵。而且，执行数字图像的分析是特别快速的，因此不可避免地不太精确且更易于出错。

发明内容

本公开的目的是提供用于检查膜的侧面的方法和光学检查单元，其允许以有效(即避免假阴性)和有效(即避免假阳性)的方式检查产生侧面的切口的质量。

根据本公开，提供了用于检查膜的侧面的方法和光学检查单元，如所附权利要求。