一种全自动超薄锂带裁切装置

技术领域

本发明涉及锂带裁切技术领域，具体为一种全自动超薄锂带裁切装置。

背景技术

锂带裁切是指将锂带按照一定尺寸进行切割，以满足电池生产过程中的要求，通常不同的电池型号需要的锂带尺寸会有所不同，因此需要进行裁切，锂带裁切可以使用机械式切割设备或激光切割等技术实现。

对此，中国申请专利号：CN216990076U，公开了一种锂带裁切装置。该锂带裁切装置包括送料机构、压合组件和裁切组件，送料机构用于传输锂带；压合组件位于送料机构的出料端，锂带能穿过压合组件，压合组件用于裁切时压合锂带；裁切组件位于压合组件的出料侧，裁切组件包括支架、裁切驱动件、裁切部和导向部，压合组件设置于支架的一侧，导向部设置于支架的另一侧，裁切部与导向部沿竖直方向滑动连接，裁切驱动件设置于支架上，裁切部连接于裁切驱动件的输出端，裁切驱动件能驱动裁切部升降，以裁切锂带。本实用新型提供的锂带裁切装置，能够实现锂带的自动送料和裁切，节省了材料成本，提高了工作效率，且裁切稳定，提高了锂带的裁切质量。

对此，中国申请专利号：CN114083039A，公开一种焊片裁切装置，包括外框架、物料流道、动力机构、物料压着机构、切削机构以及导向限位机构，所述外框架顶部水平设置有物料流道，所述物料流道下方匹配有切削机构和物料压着机构，所述切削机构及物料压着机构传动连接在外框架底部的动力机构上，中空结构的所述导向限位机构挂载在外框架的顶面的下侧，所述切削机构和物料压着机构设置在所述导向限位机构内并以活动方式相互牵连。通过上述方式，本发明提供一种焊片裁切装置，在平整的模板下方集成裁切零部件，不仅能够实现自动化锡带裁切，还增强了机构整体集成度和紧凑性，同时提高与下游设备的衔接能力。

现如今锂带在加工中，锂带比较脆性，脆断性较强，容易产生较多的金属碎屑，所以锂带的裁切过程中，边缘位置更容易发生开裂，这是由于裁切引起的应力集中在边缘区域，而锂带作为脆性材料，在高应力作用下容易发生断裂。

针对上述问题，为此，提出一种全自动超薄锂带裁切装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全自动超薄锂带裁切装置，解决了背景技术中锂带边缘区域易发生断裂的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种全自动超薄锂带裁切装置，包括

锂带输送模块，锂带输送模块用于将待裁切的锂带从卷筒中自动送入切割设备中；

图像模块，锂带输送装置与图像模块A构成连接，图像模块A上还设定有图像模块B，图像模块A和图像模块B构成互联，图像模块B中设定图像处理模块；

图像处理模块，对采集到的图像进行预处理和分析，同时还包括检测锂带表面的残缺，采用残缺检测算法进行特征提取，根据残缺检测算法的结果，判断锂带表面是否有残缺；

锂带裁切模块，锂带裁切模块对锂带进行等距裁切；

控制模块，控制模块控制锂带输送模块的启停，锂带裁切模块运行，锂带输送模块停止运行；

锂带输送模块中包括底座，所述底座的顶端安装有支撑架，所述支撑架的内侧安装有输送辊，所述底座的上表面还设置有输送平台，所述底座和输送平台之间通过支架相连接，所述输送平台的上表面放置有锂带本体；

图像处理模块中包括引导罩，所述底座的上表面固定连接有引导罩，所述引导罩的顶端安装有视觉传感器一，所述底座的底端嵌入有视觉传感器二，所述视觉传感器一和视觉传感器二保持相对应，所述底座的底端还安装有控制面板，所述控制面板和视觉传感器二之间通过数据传输线相连接，所述引导罩的内壁还设置有补光灯条，所述引导罩的内壁还嵌入有裁切座。

优选的，图像处理模块包括模板创建单元、图像加载单元和模板匹配算法单元；模板匹配算法单元还包括图像预处理单元、模板匹配计算单元和匹配结果处理模块。

优选的，模板创建单元：上传残缺部分的图像片段，使用编程语言中的图像处理库来创建模板；

图像加载单元；将待匹配的图像加载到程序中；

模板匹配算法单元：选择相关系数匹配算法，制定模板匹配算法；

图像预处理单元：加载的图像进行预处理；

模板匹配计算单元：模板匹配算法对图像进行匹配计算；

匹配结果处理模板：根据匹配位置，确定残缺部分在图像中的位置信息。

优选的，锂带裁切模块包括固定架板，所述固定架板的表面安装有液压气缸杆，所述液压气缸杆的输出的端连接有刀架，所述刀架的底端嵌入连接有裁切刀一，所述裁切刀一的两侧固定连接有裁切刀二。

优选的，所述底座的顶端固定连接有切割刀板，所述切割刀板的内部开设包裹槽，所述锂带本体的边缘嵌入至包裹槽的内部。

优选的，底座的上表面固定连接有折边柱，所述折边柱的内部嵌入有衔接杆，所述衔接杆的顶端连接有压合轮，所述切割刀板的上表面还开设有切割槽。

优选的，所述折边柱设置有两组，两组所述折边柱分别固定连接在底座的两侧，所述折边柱用于对锂带本体边缘位置的弯折。

优选的，所述锂带本体的另外一端放置在裁切座的上表面，所述裁切座的上表面和的输送平台的上表面二者高度相同，所述裁切座的上表面开设有横贯穿其表面的通槽。

优选的，所述裁切座的上表面的还开设有纵贯其表面的切割槽，所述切割槽与裁切刀一二者相对应。

优选的，所述裁切刀一和裁切刀二之间为一体式连接，所述裁切刀二倾斜向裁切刀一中心位置偏移，所述裁切刀一和裁切刀二用于对锂带本体进行切割。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明提供的一种全自动超薄锂带裁切装置，首先通过对锂带的边缘位置进行检测，检测边缘位置是否存在残缺，针对残缺的部分进行裁切，以及来保证裁切锂带的质量，另外在裁切中为了避免边缘位置发生开裂，通过分段式的裁切对应力进行均分，避免边缘位置发生开裂，另外对边缘位置进行弯折，经过折叠后锂带边缘位置更厚，这样也能避免后续的操作中边缘位置开裂，加大了对裁切后锂带的保护。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明应用流程示意图；

图3为本发明图像处理模块的分布示意图；

图4为本发明底座和支撑架的正视示意图；

图5为本发明固定架板和液压气缸杆的结构示意图；

图6为本发明引导罩和液压气缸杆的结构示意图；

图7为本发明裁切刀二和裁切刀一的结构示意图；

图8为本发明包裹槽和折边柱的结构示意图。

图中：11、底座；12、支撑架；13、输送辊；14、输送平台；15、锂带本体；21、引导罩；22、视觉传感器一；23、视觉传感器二；24、控制面板；25、补光灯条；26、裁切座；31、固定架板；32、刀架；33、液压气缸杆；34、切割刀板；35、裁切刀一；36、裁切刀二；41、折边柱；42、衔接杆；43、压合轮；44、包裹槽；45、切割槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

结合图1-图8，本发明的一种全自动超薄锂带裁切装置，包括

锂带裁切中检测步骤：

S1，锂带输送；

锂带输送模块，锂带输送模块用于将待裁切的锂带从卷筒中自动送入切割设备中；

S2，图像采集；

图像模块，锂带输送装置与图像模块A构成连接，图像模块A上还设定有图像模块B，图像模块A和图像模块B构成互联，图像模块B中设定图像处理模块，通过对图像模块进行设置，包括调整图像的亮度、对比度、曝光时间等参数，以优化图像质量。

S3,图像处理；

图像处理模块包括模板创建单元、图像加载单元和模板匹配算法单元；模板匹配算法单元还包括图像预处理单元、模板匹配计算单元和匹配结果处理模块；

图像处理模块，对采集到的图像进行预处理和分析，同时还包括检测锂带表面的残缺，采用残缺检测算法进行特征提取，根据残缺检测算法的结果，判断锂带表面是否有残缺；

S4，残缺判断；a.将模板应用于图像的每个位置；b.计算当前模板位置与图像区域的相似度得分；c.根据相似度得分，确定最好匹配位置。

S5，有残缺或无残缺；

S6，反馈控制；

S31，模板创建单元：上传残缺部分的图像片段，使用编程语言中的图像处理库来创建模板；

S32，图像加载单元；将待匹配的图像加载到程序中；

S33，模板匹配算法单元：选择相关系数匹配算法，制定模板匹配算法；

算法的具体操作流程如下：

将模板图像和待搜索图像转换为灰度图像；选取一个与模板大小相同的窗口，在待搜索图像中滑动该窗口，计算窗口的灰度值与模板的灰度值之间的相关系数；将窗口从搜索图像左上角开始滑动，在每个位置处计算相关系数，并将结果记录下来；在结果中找到相关系数最大的位置，即为匹配位置。

S3301，图像预处理单元：加载的图像进行预处理；

S3302，模板匹配计算单元：模板匹配算法对图像进行匹配计算；

ρ(X,Y)=cov(X,Y)/σXσY；

ρ(X,Y)表示变量XX和YY的相关系数；

cov(X,Y)表示变量XX和YY的协方差；

σX表示变量XX的标准差；

σY表示变量YY的标准差；

相关系数的取值范围在-1到1之间，其中：当相关系数为1时，表示变量XX和YY呈完全正相关关系；

当相关系数为-1时，表示变量XX和YY呈完全负相关关系；

当相关系数接近于0时，表示变量XX和YY呈弱相关或无相关关系；

其中模板匹配算法的应用中可以对采集到的锂带图像进行处理，并计算出与模板的相关系数，如果相关系数接近于0或负值，则说明锂带表面存在残缺部分，通过这种方式，可以有效地检测出锂带上的残缺位置，其次能够确定图像中与模板最匹配的位置，从而实现对锂带上残缺部分的准确定位，通过计算相关系数，可以找到最佳匹配位置，提高了定位的准确性和精度；

当模板匹配算法检测到锂带表面存在残缺时，可以触发自动化裁切操作，通过控制裁切设备，将含有残缺部分的锂带进行裁剪，实现对锂带的自动化处理，提高了生产效率和质量，利用模板匹配算法进行裁切操作可以避免人工操作中的主观因素，确保裁切的准确性和一致性，该算法能够精确地检测和处理残缺部分，提高了锂带的质量，并减少了生产中的废品率。

S3303，匹配结果处理模板：根据匹配位置，确定残缺部分在图像中的位置信息。

S7，裁切操作；

锂带裁切模块，锂带裁切模块对锂带进行等距裁切；

S8；锂带输送；

控制模块，控制模块控制锂带输送模块的启停，锂带裁切模块运行，锂带输送模块停止运行。

锂带输送模块中包括底座11，底座11的顶端安装有支撑架12，支撑架12的内侧安装有输送辊13，底座11的上表面还设置有输送平台14，底座11和输送平台14之间通过支架相连接，输送平台14的上表面放置有锂带本体15，在锂带的切割中，首先需要保证锂带的平稳输送，通过电机驱动输送辊13进行转动，转动后又因输送辊13在锂带本体15的上表面，进而对锂带本体15向前推进，在锂带本体15经过输送辊13的压合后可以更加的平整；

在输送到图像处理模块时，对锂带的表面进行检测，检测表面是否存在残缺，当表面完好时，则对锂带进行裁切；如表面存在缺陷，则对切线的位置进行裁切；其中在检测锂带表面是否有残缺，通过视觉传感器一22和视觉传感器二23共同的配合来完成；其中具体操作如下：

图像处理模块中包括引导罩21，底座11的上表面固定连接有引导罩21，引导罩21的顶端安装有视觉传感器一22，底座11的底端嵌入有视觉传感器二23，视觉传感器一22和视觉传感器二23保持相对应，底座11的底端还安装有控制面板24，控制面板24和视觉传感器二23之间通过数据传输线相连接，引导罩21的内壁还设置有补光灯条25，引导罩21的内壁还嵌入有裁切座26，当锂带本体15被输送到引导罩21的内部后，引导罩21的内部设置的裁切座26可为锂带本体15的表面进行补光，在确保光线充足的条件下进行检测，也可以提高检测的质量，其中视觉传感器一22用于对锂带本体15的上表面进行检测，另外视觉传感器二23同于对锂带本体15的下表面进行检测，二者之间进行数据交互，在检测到某一位置存在缺陷时，则通过将该信号传输到控制面板24的内部，这时控制面板24则会用于控制输送辊13进行转动，检测到缺陷后通过输送至裁切刀一35的底端，通过裁切刀一35和裁切刀二36进行缺陷的裁切；

在锂带的裁切中整个环节中，裁切模块和折边柱41以及衔接杆42、压合轮43、包裹槽44和切割槽45之间相互配合，配合下可以防止期间锂带边缘位置的开裂，加大对锂带的保护，提高锂带的质量，具体应用方案如下：

锂带裁切模块包括固定架板31，固定架板31的表面安装有液压气缸杆33，液压气缸杆33的输出的端连接有刀架32，刀架32的底端嵌入连接有裁切刀一35，裁切刀一35的两侧固定连接有裁切刀二36，裁切刀一35和裁切刀二36之间为一体式连接，裁切刀二36倾斜向裁切刀一35中心位置偏移，裁切刀一35和裁切刀二36用于对锂带本体15进行切割，在锂带的裁切中，锂带位于裁切刀一35的底端，通过液压气缸杆33的下降驱使了刀架32进行下降，当刀架32下降后则带动了裁切刀一35以及裁切刀二36，首先裁切刀二36会优先接触到锂带本体15，后裁切刀一35再次接触到锂带本体15，在接触后对锂带本体15进行裁切；

为了加大对锂带本体15的保护，避免在输送过程中撞击到引导罩21的边缘导致破裂，通过自主的对锂带本体15的边缘进行弯折，弯折中通过锂带本体15的两侧边缘接到折边柱41，接触到折边柱41后使得锂带本体15的弯折，为了更好的对弯折部分进行塑形，位于锂带本体15的内侧还设置的压合轮43，通过折边柱41和压合轮43之间的相互配合，从而使得锂带本体15的两侧向下弯折大于90度，这样下边缘则会会嵌入到包裹槽44的内部，当随着弯折到包裹槽44的内部时，使得锂带本体15的两侧边缘在包裹槽44的内部滑动，通过在包裹槽44的内部加入润滑剂，这样可以降低锂带本体15在包裹槽44内部滑动时带来的摩擦力；

底座11的顶端固定连接有切割刀板34，切割刀板34的内部开设包裹槽44，锂带本体15的边缘嵌入至包裹槽44的内部，底座11的上表面固定连接有折边柱41，折边柱41的内部嵌入有衔接杆42，衔接杆42的顶端连接有压合轮43，切割刀板34的上表面还开设有切割槽45；

折边柱41设置有两组，两组折边柱41分别固定连接在底座11的两侧，折边柱41用于对锂带本体15边缘位置的弯折，在锂带本体15得到弯折后并通过转用专用的包裹槽44对边缘位置进行包裹，使其在内部滑动，这样能减少外界因素对其带来的干扰，因此锂带本体15的边缘位置更不易进行断裂，加大了锂带本体15两侧边缘位置的保护，通过弯折角度大于90的设计，可以使得弯折后锂带本体15的弯折部厚，由于双层的设计强度也能更高，在包裹槽44内部滑动时，锂带本体15的边缘不和包裹槽44的内壁接触，也不会出现撕裂。

锂带本体15的另外一端放置在裁切座26的上表面，裁切座26的上表面和的输送平台14的上表面二者高度相同，裁切座26的上表面开设有横贯穿其表面的通槽，裁切座26的上表面的还开设有纵贯其表面的切割槽45，切割槽45与裁切刀一35二者相对应，在裁切时，裁切刀二36先接触到锂带本体15，预先对弯折的该部分进行切割，随后裁切刀一35接触对锂带本体15未弯折的部分进行裁切，这样能够降低锂带本体15裁切时的应力。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。