随着锂电池制造智能化程度的提升，机器视觉产品开始广泛地应用于生产的各个工段，帮助改进品质管控，提升工艺。锂电生产的质量检测，也被业界认为是机器视觉技术的试金石，因为其质量直接关乎消费者的行车安全，影响极大。机器视觉技术的广泛应用，对锂电池品质管控将带来显著的提升。
在锂电复杂的生产过程中，关键工艺段之一就是卷绕。卷绕机通过驱动卷针，将正负极片和隔膜按照特定的次序卷绕，从而形成电芯，也就是新能源车动力电池的最小单元。同时，在卷绕过程中会出现极片瑕疵、卷绕不整齐、极片超出隔膜等多种问题，对视觉检测带来了不小的难题。
针对该工艺段的严格要求，思谋为国内某头部锂电设备商打造了以SMore ViMo系列视觉产品为核心的卷绕机视觉检测系统，高效且精准地检测正负极距离、整体电芯尺寸、多类涂布和隔膜等缺陷，实现了自动检测、闭环管理，无需人工干涉。目前，该方案已批量应用于锂电客户，得到广泛的应用推广。
1、项目难点
在该卷绕机视觉检测系统项目中，客户对生产工艺及质检都有严格要求，包括：
1.极耳：极耳中心距符合规格，极耳与极片无断裂极耳无褶皱
2.卷芯的包覆：头尾部的Overhang符合工艺要求，隔膜正极和负极的Overhang符合工艺要求，Mark孔的位置符合卷绕设备的要求
3.卷芯的外观：隔膜无破损、裂口，终止胶带无褶皱，不能超出电芯两端的隔膜纸边缘，卷芯无抽芯、黑圈、隔膜需平齐
4.设备实现数字化、智能化控制：卷绕张力、极片与隔膜的对齐度实现在线监控，卷绕参数和最终电池性能参数实现闭环优化，实现卷绕合格率提升。
检测挑战：
1.检测主要缺陷众多，主要包括：正负极外观检测、极片隔膜褶皱检测、overhang检测、漏黑检测、正负极耳对齐度检测
2.产线节拍快，在保障高精度检测的同时，需要做到快速检测，对算法效率要求高
2、思谋解决方案
思谋自研SMore ViMo系列视觉产品，配备了精准、易用、通用的工业视觉检测工具，可提供OCR、分类、分割、定位为主的四类核心算法，搭载了1000+种细分行业生产模型，可实现检测方案的快速、低成本落地。
基于SMore ViMo，思谋方案可对卷绕过程中的正负极距离、整体电芯的尺寸、涂布和隔膜的各类缺陷等事项进行检测，助力提升产品质量。
在图像处理方面，使用边缘轮廓提取方案，基于高斯模型卷积的亚像素边缘点检测方法，通过设置卷积核宽度，可以对任意强度的边缘图像进行边缘点检测，有效的提高了亚像素边缘点的检测精度和算法鲁棒性。
值得一提的是，思谋提供的多分类算法，能够在相同量级的网络上最大程度保证缺陷检出的完整性，具备强大的缺陷过滤能力。
上图：在卷绕过程中实时检测裸电芯单侧（极耳测）同一圈内和相邻圈间正负极片、上下隔膜四种物料间边缘的错位值，并实时保存相应的数据、图片、数据曲线和对应的裸电芯保存至工控机。检测项包括：隔膜和正极宽度方向偏差：±0.4mm；负极和正极宽度方向偏差：±0.3mm；隔膜和正极长度方向偏差：±1mm；圆柱电芯的漏黑、螺旋的缺陷类型。
上图：在胶带检测中，可检测有无极耳胶、极耳胶外露尺寸、极耳外露尺寸、极耳点焊间距、焊接胶带有无、焊接胶带有无漏箔、极耳与极片是否垂直、极片瑕疵（黑点、白点、划痕，检测面积>0.2mm2检测出）等项，误判率≤1%，漏判率≤0.01%。
3、项目成果
思谋方案上线后，极大提高了客户的生产质量。
●稳定检出各类隔膜、极片缺陷，误检率≤0.1%，缺陷检出率>99.9%，检测速度: ≥2500mm/s.
●测量检测精度二次元对比<±0.12mm，GRR≤10%
●视觉系统采用模块化、轻便化、UI层与数据处理层隔离技术系统运行更加稳定
●具备一键复检功能、UI界面设计简洁、支持与主流PLC通讯、支持将图片,数据上传至服务器的功能块
●硬件配置高相机采用全局快门曝光融合分时频闪技术，数据采集系统稳定高效快速，更加适合高速捕捉动态采集
通过与多个锂电企业的深度合作与积累，在电芯制程的主要工艺段，思谋均可提供完整的质检方案。此外，在其他各工艺段中，基于完善的架构设计，思谋也形成了标准化的视觉质检方案，涉及锂电结构件，电芯前、中、后段，模组&PACK工艺段。
方案可根据客户具体产线问题的调整，进行具体视觉方案优化，最终帮助快速完成产线上量生产，在保障锂电质检安全的前提下，实现产能有效提升。
未来思谋将与锂电行业继续共同发展，将机器视觉能力进一步赋能到锂电生产过程中，为新能源锂电行业安全、高效、高质量发展保驾护航。
