一种自动对中的CCD闭环纠偏控制系统

技术领域

本发明涉及锂电池自动化控制技术领域，特别是涉及一种自动对中的CCD闭环纠偏控制系统。

背景技术

电芯，是锂电池的重要组成部分。在电芯的加工生产环节，会将阳极片和阴极片卷绕在卷针上。随着卷绕工序的进行，得到厚度不断增加的电芯。但是，在实际生产过程中，各个电芯的阳极片和阴极片等卷绕材料难以保证始终对齐，在电芯的生产过程中，阳极片和阴极片这些卷绕材料容易出现错位现象，而当错位量超出一定范围时，将影响电池的使用安全性。

现有的自动纠偏控制系统，传感器安装在一个固定的支架上，支架无法进行自动对中操作，在设备开机后，锂电池走好了三点一线之后，现场工作人员会根据阳极和阴极的实际情况来调整支架上的旋钮，以此来调节支架的位置来移动传感器的整体位置，使电池保持在两个传感器的中心位置，此种方法过于繁琐。除此，自动纠偏控制系统只根据两个传感器的数值进行纠偏，如果电池的厚度有了变化，只凭借纠偏控制器的自动纠偏功能不能使电池的阳极和阴极始终保持在两个传感器的中心位置，影响纠偏精度。

因此，如何提供一种可以提高锂电池纠偏精度的自动对中的CCD闭环纠偏控制系统，是目前有待解决的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种自动对中的CCD闭环纠偏控制系统，本发明提高了对锂电池的纠偏效率，实现了对锂电池的自动化纠偏，且提高了纠偏精度，减少了锂电池尺寸不良的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种自动对中的CCD闭环纠偏控制系统，所述系统包括：

获取模块，用于获取锂电池的特征图像；

处理模块，连接于所述获取模块，所述处理模块用于接收所述特征图像，并根据所述特征图像获得所述锂电池的阳极图像和阴极图像；

第一传感器，连接于所述处理模块，所述第一传感器用于当所述锂电池的阳极进入纠偏区域时，获取所述阳极的第一偏移量和所述阳极的第二偏移量；

第二传感器，连接于所述处理模块，所述第二传感器用于当所述锂电池的阴极进入所述纠偏区域时，获取所述阴极的第三偏移量和所述阴极的第四偏移量；

纠偏模块，所述纠偏模块用于对所述纠偏区域内的阳极或阴极进行纠偏处理；

第一电机，连接于所述纠偏模块，所述第一电机用于控制所述纠偏模块对所述纠偏区域内的阳极进行纠偏；

第二电机，连接于所述纠偏模块，所述第二电机用于控制所述纠偏模块对所述纠偏区域内的阴极进行纠偏；

控制模块，分别连接于所述获取模块、所述处理模块、所述第一传感器、所述第二传感器、所述纠偏模块、所述第一电机和所述第二电机，并对所述第一电机和所述第二电机进行管理和控制。

在其中一个实施例中，还包括：

采集模块，连接于所述处理模块，所述采集模块用于采集所述特征图像中锂电池的阳极宽度和所述锂电池的阴极宽度；

生成模块，连接于所述采集模块，所述生成模块用于根据所述特征图像中锂电池的阳极宽度和阴极宽度计算进入所述纠偏区域中锂电池的阳极宽度和阴极宽度。

在其中一个实施例中，还包括：

确定模块，所述确定模块用于确定进入所述纠偏区域内锂电池的纠偏线，还用于根据所述纠偏区域中锂电池的阳极宽度确定所述阳极的中心线，根据所述纠偏区域中锂电池的阴极宽度确定所述阴极的中心线；

所述确定模块根据下式计算所述阳极的中心线：

X=A/2；

其中，X为阳极的中心线，A为纠偏区域中锂电池的阳极宽度；

所述确定模块根据下式计算所述阴极的中心线：

Y=B/2；

其中，Y为阴极的中心线，B为纠偏区域中锂电池的阴极宽度。

在其中一个实施例中，第一传感器包括：

第一设定单元，连接于所述生成模块，所述第一设定单元用于根据所述纠偏区域中锂电池的阳极宽度设定所述第一传感器的位置信息；

第一计算单元，连接于所述确定模块，所述第一计算单元用于根据所述阳极的中心线和所述纠偏区域内锂电池的纠偏线计算所述阳极的第一偏移量和所述阳极的第二偏移量。

在其中一个实施例中，所述第一计算单元根据下式计算所述阳极的第一偏移量：

C=ⅠX-EⅠ；

其中，C为阳极的第一偏移量，X为阳极的中心线，E为纠偏区域内锂电池的纠偏线。

在其中一个实施例中，第二传感器包括：

第二设定单元，连接于所述生成模块，所述第二设定单元用于根据所述纠偏区域中锂电池的阴极宽度设定所述第二传感器的位置信息；

第二计算单元，连接于所述确定模块，所述第二计算单元用于根据所述阴极的中心线和所述纠偏区域内锂电池的纠偏线计算所述阴极的第三偏移量和所述阴极的第四偏移量。

在其中一个实施例中，所述第二计算单元根据下式计算所述阴极的第二偏移量：

F=ⅠY-EⅠ；

其中，F为阴极的第二偏移量，Y为阴极的中心线，E为纠偏区域内锂电池的纠偏线。

在其中一个实施例中，所述控制模块用于计算所述第一偏移量和所述第三偏移量的和值，还用于计算所述第一偏移量和所述第三偏移量的差值；

所述控制模块还用于根据所述和值和所述差值生成对应的控制指令，并将所述控制指令发送至所述第一电机或所述第二电机。

在其中一个实施例中，在所述控制模块中，当所述和值和所述差值均为零时，则所述控制模块将所述第一电机和所述第二电机进行合并，当所述和值大于零，且所述差值大于零时，则所述控制模块判断所述第一偏移量和所述第三偏移量的数值大小，并控制所述第一电机和所述第二电机向二者数值小的方向移动。

在其中一个实施例中，在所述控制模块中，当所述控制模块判断所述第一偏移量和所述第三偏移量的数值大小，并控制所述第一电机和所述第二电机向二者数值小的方向移动之后，所述控制模块计算所述第二偏移量和所述第四偏移量的第二和值，并计算所述第二偏移量和所述第四偏移量的第二差值，当所述第二和值大于第一阈值时，所述控制模块控制所述第一电机和所述第二电机分离，当所述第二和值小于第二阈值时，所述控制模块控制所述第一电机和所述第二电机合并，当所述第二差值大于第三阈值时，所述控制模块判断所述第二偏移量和所述第四偏移量的数值大小，并控制所述第一电机和所述第二电机向二者数值小的方向移动。

本发明提供了一种自动对中的CCD闭环纠偏控制系统，相较现有技术，具有以下有益效果：

本发明提供了一种自动对中的CCD闭环纠偏控制系统，包括：获取模块、处理模块、第一传感器、第二传感器、纠偏模块、第一电机、第二电机和控制模块，获取模块，用于获取锂电池的特征图像，处理模块，连接于获取模块，处理模块用于接收特征图像，并根据特征图像获得锂电池的阳极图像和阴极图像，第一传感器，连接于处理模块，第一传感器用于当锂电池的阳极进入纠偏区域时，获取阳极的第一偏移量和阳极的第二偏移量，第二传感器，连接于处理模块，第二传感器用于当锂电池的阴极进入纠偏区域时，获取阴极的第三偏移量和阴极的第四偏移量，纠偏模块，纠偏模块用于对纠偏区域内的阳极或阴极进行纠偏处理，第一电机，连接于纠偏模块，第一电机用于控制纠偏模块对纠偏区域内的阳极进行纠偏，第二电机，连接于纠偏模块，第二电机用于控制纠偏模块对纠偏区域内的阴极进行纠偏，控制模块，分别连接于获取模块、处理模块、第一传感器、第二传感器、纠偏模块、第一电机和第二电机，并对第一电机和第二电机进行管理和控制，本发明使用第一电机和第二电机代替传统的支架旋钮，可以使纠偏调节更加方便，提高纠偏效率，通过控制模块可以实现对锂电池阳极和阴极的自动纠偏，大大提高了纠偏精度，减少了锂电池尺寸不良的技术问题，保证了锂电池的生产质量。

附图说明

图1示出了本发明实施例中一种自动对中的CCD闭环纠偏控制系统的结构示意图；

图2示出了本发明实施例中第一传感器的结构示意图；

图3示出了本发明实施例中第二传感器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式做进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下文是结合附图对本发明的优选的实施例说明。

如图1所示，本发明的实施例公开了一种自动对中的CCD闭环纠偏控制系统，所述系统包括：

获取模块，用于获取锂电池的特征图像；

处理模块，连接于所述获取模块，所述处理模块用于接收所述特征图像，并根据所述特征图像获得所述锂电池的阳极图像和阴极图像；

第一传感器，连接于所述处理模块，所述第一传感器用于当所述锂电池的阳极进入纠偏区域时，获取所述阳极的第一偏移量和所述阳极的第二偏移量；

第二传感器，连接于所述处理模块，所述第二传感器用于当所述锂电池的阴极进入所述纠偏区域时，获取所述阴极的第三偏移量和所述阴极的第四偏移量；

纠偏模块，所述纠偏模块用于对所述纠偏区域内的阳极或阴极进行纠偏处理；

第一电机，连接于所述纠偏模块，所述第一电机用于控制所述纠偏模块对所述纠偏区域内的阳极进行纠偏；

第二电机，连接于所述纠偏模块，所述第二电机用于控制所述纠偏模块对所述纠偏区域内的阴极进行纠偏；

控制模块，分别连接于所述获取模块、所述处理模块、所述第一传感器、所述第二传感器、所述纠偏模块、所述第一电机和所述第二电机，并对所述第一电机和所述第二电机进行管理和控制。

本实施例中，首先通过获取模块获取锂电池的特征图像，再通过处理模块获得锂电池的阳极图像和阴极图像，通过阳极图像和阴极图像可以准确地判断锂电池的阳极和锂电池的阴极是否进入纠偏区域，当锂电池的阳极和锂电池的阴极进入纠偏区域时，开启第一传感器和第二传感器，并通过纠偏模块对锂电池的阳极和锂电池的阴极进行纠偏处理，本发明使用第一电机和第二电机代替传统的支架旋钮，可以使纠偏调节更加方便，提高纠偏效率，通过控制模块可以实现对锂电池阳极和阴极的自动纠偏，大大提高了纠偏精度，减少了锂电池尺寸不良的技术问题，保证了锂电池的生产质量。

在本申请的一些实施例中，还包括：

采集模块，连接于所述处理模块，所述采集模块用于采集所述特征图像中锂电池的阳极宽度和所述锂电池的阴极宽度；

生成模块，连接于所述采集模块，所述生成模块用于根据所述特征图像中锂电池的阳极宽度和阴极宽度计算进入所述纠偏区域中锂电池的阳极宽度和阴极宽度。

本实施例中，采集模块采集特征图像中锂电池的阳极宽度和锂电池的阴极宽度，应该理解的是，此时的阳极宽度和阴极宽度是指特征图像中的宽度，并不是实际中锂电池的阳极宽度和锂电池的阴极宽度，因此本发明中的生成模块通过特征图像中锂电池的阳极宽度和锂电池的阴极宽度计算进入纠偏区域中锂电池的阳极宽度和阴极宽度，在此可以理解的是，根据可以比例尺的算法来计算进入纠偏区域中锂电池的阳极宽度和阴极宽度，如特征图像中锂电池的阳极宽度为2mm，此时比例规则设置为1:240，则此时进入纠偏区域中锂电池的阳极宽度为480mm，上述以举例示出，不作具体限定，应该理解的是，还可以使用其他的计算方式来计算进入纠偏区域中锂电池的阳极宽度和阴极宽度，在此不作具体限定，通过计算进入纠偏区域中锂电池的阳极宽度和阴极宽度可以为后续的纠偏操作提供可靠的数据支撑。

在本申请的一些实施例中，还包括：

确定模块，所述确定模块用于确定进入所述纠偏区域内锂电池的纠偏线，还用于根据所述纠偏区域中锂电池的阳极宽度确定所述阳极的中心线，根据所述纠偏区域中锂电池的阴极宽度确定所述阴极的中心线；

所述确定模块根据下式计算所述阳极的中心线：

X=A/2；

其中，X为阳极的中心线，A为纠偏区域中锂电池的阳极宽度；

所述确定模块根据下式计算所述阴极的中心线：

Y=B/2；

其中，Y为阴极的中心线，B为纠偏区域中锂电池的阴极宽度。

本实施例中，当锂电池进入纠偏区域时，保证锂电池处于纠偏区域的中心位置，进而确定锂电池的纠偏线，使锂电池处于纠偏区域的中心位置，还可以更好地对锂电池的阳极和阴极进行纠偏，根据上式确定阳极的中心线和阴极的中心线，进而可以确定锂电池的阳极和阴极是否偏离纠偏线，为计算阳极的偏移量和阴极的偏移量提供了可靠的数据支撑。

如图2所示，在本申请的一些实施例中，第一传感器包括：

第一设定单元，连接于所述生成模块，所述第一设定单元用于根据所述纠偏区域中锂电池的阳极宽度设定所述第一传感器的位置信息；

第一计算单元，连接于所述确定模块，所述第一计算单元用于根据所述阳极的中心线和所述纠偏区域内锂电池的纠偏线计算所述阳极的第一偏移量和所述阳极的第二偏移量。

在本申请的一些实施例中，所述第一计算单元根据下式计算所述阳极的第一偏移量：

C=ⅠX-EⅠ；

其中，C为阳极的第一偏移量，X为阳极的中心线，E为纠偏区域内锂电池的纠偏线。

本实施例中，第一设定单元根据纠偏区域中锂电池的阳极宽度设定第一传感器的位置信息，通过设定第一传感器的位置信息，可以使第一传感器准确获取到阳极的偏移量，第一计算单元根据上式计算阳极的第一偏移量，同时上式还可以计算阳极的第二偏移量，通过计算阳极的第一偏移量和阳极的第二偏移量，可以判断阳极是否需要纠偏，以及具体的纠偏方式。

如图3所示，在本申请的一些实施例中，第二传感器包括：

第二设定单元，连接于所述生成模块，所述第二设定单元用于根据所述纠偏区域中锂电池的阴极宽度设定所述第二传感器的位置信息；

第二计算单元，连接于所述确定模块，所述第二计算单元用于根据所述阴极的中心线和所述纠偏区域内锂电池的纠偏线计算所述阴极的第三偏移量和所述阴极的第四偏移量。

在本申请的一些实施例中，所述第二计算单元根据下式计算所述阴极的第二偏移量：

F=ⅠY-EⅠ；

其中，F为阴极的第二偏移量，Y为阴极的中心线，E为纠偏区域内锂电池的纠偏线。

本实施例中，第二设定单元根据纠偏区域中锂电池的阴极宽度设定第二传感器的位置信息，通过设定第二传感器的位置信息，可以使第二传感器准确获取到阴极的偏移量，第二计算单元根据上式计算阴极的第三偏移量，同时上式还可以计算阴极的第四偏移量，通过计算阴极的第三偏移量和阴极的第四偏移量，可以判断阴极是否需要纠偏，以及具体的纠偏方式。

在本申请的一些实施例中，所述控制模块用于计算所述第一偏移量和所述第三偏移量的和值，还用于计算所述第一偏移量和所述第三偏移量的差值；

所述控制模块还用于根据所述和值和所述差值生成对应的控制指令，并将所述控制指令发送至所述第一电机或所述第二电机。

在本申请的一些实施例中，在所述控制模块中，当所述和值和所述差值均为零时，则所述控制模块将所述第一电机和所述第二电机进行合并，当所述和值大于零，且所述差值大于零时，则所述控制模块判断所述第一偏移量和所述第三偏移量的数值大小，并控制所述第一电机和所述第二电机向二者数值小的方向移动。

本实施例中，根据第一偏移量和第三偏移量的和值，第一偏移量和第三偏移量的差值，来生成不同的控制指令，当和值和差值均为零时，则此时说明第一传感器和第二传感器均未检测到锂电池的阳极和阴极，此时将第一电机和第二电机合并，通过将第一电机和第二电机合并，进而使第一传感器和第二传感器重新检测阳极和阴极的偏移量，需要说明的是，第一传感器和第一电机处于同一支架上，第二传感器和第二电机处于同一支架上，进而通过第一电机和第二电机的运动带动第一传感器和第二传感器的运动，当和值大于零，且差值大于零时，此时说明锂电池的阳极或阴极需要进行纠偏，控制模块判断第一偏移量和第三偏移量的数值大小，若第一偏移量大于第三偏移量，此时说明阳极需要进行纠偏，通过第一电机带动纠偏模块向阴极的方向移动，进而实现对阳极的纠偏，若第一偏移量小于第三偏移量，此时说明阴极需要进行纠偏，通过第二电机带动纠偏模块向阳极的方向移动，进而实现对阴极的纠偏，本发明通过和值和差值可以实现对锂电池阳极和阴极的自动纠偏。

在本申请的一些实施例中，在所述控制模块中，当所述控制模块判断所述第一偏移量和所述第三偏移量的数值大小，并控制所述第一电机和所述第二电机向二者数值小的方向移动之后，所述控制模块计算所述第二偏移量和所述第四偏移量的第二和值，并计算所述第二偏移量和所述第四偏移量的第二差值，当所述第二和值大于第一阈值时，所述控制模块控制所述第一电机和所述第二电机分离，当所述第二和值小于第二阈值时，所述控制模块控制所述第一电机和所述第二电机合并，当所述第二差值大于第三阈值时，所述控制模块判断所述第二偏移量和所述第四偏移量的数值大小，并控制所述第一电机和所述第二电机向二者数值小的方向移动。

本实施例中，控制模块还计算第二偏移量和第四偏移量的第二和值，并计算第二偏移量和第四偏移量的第二差值，当第二和值大于第一阈值时，控制模块控制第一电机和第二电机分离，第一阈值可以根据实际情况进行设置，如104等，在此不作具体限定，当第二和值小于第二阈值时，控制模块控制第一电机和第二电机合并，第二阈值可以根据实际情况进行设置，如96等，在此不作具体限定，当第二差值大于第三阈值时，控制模块判断第二偏移量和第四偏移量的数值大小，并控制第一电机和第二电机向二者数值小的方向移动。第三阈值可以根据实际情况进行设置，如5等，在此不作具体限定，重复上述步骤，直至第一传感器和第二传感器获取到的偏移值的和值在第一阈值和第二阈值之间，差值小于第三阈值，此时第一电机和第二电机停止运动，使锂电池的阳极和阴极可以持续处于纠偏区域的中间位置，为后续其他锂电池的纠偏节约了时间，本发明大大提升了纠偏效率，且提高了纠偏效果。

综上，本发明实施例提供了一种自动对中的CCD闭环纠偏控制系统，包括：获取模块、处理模块、第一传感器、第二传感器、纠偏模块、第一电机、第二电机和控制模块，获取模块，用于获取锂电池的特征图像，处理模块，连接于获取模块，处理模块用于接收特征图像，并根据特征图像获得锂电池的阳极图像和阴极图像，第一传感器，连接于处理模块，第一传感器用于当锂电池的阳极进入纠偏区域时，获取阳极的第一偏移量和阳极的第二偏移量，第二传感器，连接于处理模块，第二传感器用于当锂电池的阴极进入纠偏区域时，获取阴极的第三偏移量和阴极的第四偏移量，纠偏模块，纠偏模块用于对纠偏区域内的阳极或阴极进行纠偏处理，第一电机，连接于纠偏模块，第一电机用于控制纠偏模块对纠偏区域内的阳极进行纠偏，第二电机，连接于纠偏模块，第二电机用于控制纠偏模块对纠偏区域内的阴极进行纠偏，控制模块，分别连接于获取模块、处理模块、第一传感器、第二传感器、纠偏模块、第一电机和第二电机，并对第一电机和第二电机进行管理和控制，本发明使用第一电机和第二电机代替传统的支架旋钮，可以使纠偏调节更加方便，提高纠偏效率，通过控制模块可以实现对锂电池阳极和阴极的自动纠偏，大大提高了纠偏精度，减少了锂电池尺寸不良的技术问题，保证了锂电池的生产质量。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

虽然在上文中已经参考实施例对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行全部的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

本领域普通技术人员可以理解：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。