缠绕抓边系统及缠绕抓边方法

摘要

本申请涉及一种缠绕抓边系统及方法，缠绕抓边系统包括：卷针用于带动待测件绕自身转轴缠绕得到缠绕件，缠绕件具有平行于卷针转轴的边界母线；测厚装置用于检测待测件厚度值；视觉检测装置位于卷针上方，用于抓取缠绕件预设区域图像，并在图像内生成用于标识边界母线位置的标识线；控制器分别与测厚装置、卷针和视觉检测装置通信连接；控制器用于根据厚度值及卷针的转动角度，计算并确定图像上边界母线位置的移动距离，并控制图像内的标识线跟随卷针缠绕增厚的方向移动相同距离，以在图像中通过标识线标识边界母线的实时位置。能够实现视觉检测装置预设区域的图像内的标识线跟随卷针缠绕增厚的方向移动，以避免视觉检测装置由于反光干扰点的误拍。

权利要求

1.一种缠绕抓边系统，其特征在于，所述缠绕抓边系统包括：

卷针，用于带动待测件绕所述卷针的转轴缠绕得到缠绕件，所述缠绕件具有平行于所述卷针的转轴的边界母线；

测厚装置，用于检测所述待测件的厚度值；

视觉检测装置，位于所述卷针上方，用于抓取所述缠绕件上预设区域的图像，并在所述图像内生成用于标识所述边界母线位置的标识线；以及控制器，分别与所述测厚装置、所述卷针和所述视觉检测装置通信连接；

其中，所述控制器用于根据所述测厚装置获取的所述厚度值及所述卷针在缠绕过程中的转动角度，计算并确定所述图像上所述边界母线位置的移动距离，并控制所述图像内的所述标识线跟随所述卷针缠绕增厚的方向移动相同距离，以在所述图像中通过所述标识线标识所述边界母线的实时位置。

2.根据权利要求1所述的缠绕抓边系统，其特征在于， 所述缠绕件包括卷取部和沿第一方向设置的延展部；

其中，假设与所述卷取部外周各点相切的平面为第一平面，所述第一平面与所述延展部相交形成第一交线，当所述第一平面相对所述延展部的垂直投影点与所述第一交线重合时，与所述第一平面相切的所述卷取部外周上的各切点连线形成第一切线，所述第一切线标识为所述边界母线位置；

其中，所述第一方向为所述待测件来料时的长度方向。

3.根据权利要求2所述的缠绕抓边系统，其特征在于，所述控制器用于确定缠绕过程中所述视觉检测装置抓取的所述图像上所述边界母线位置的移动距离为第一距离；并用于控制所述图像内的所述标识线跟随所述卷针缠绕增厚的方向移动所述第一距离。

4.根据权利要求3所述的缠绕抓边系统，其特征在于，所述视觉检测装置用于抓取所述预设区域时所获得的取景范围包含所述缠绕件缠绕的全过程，所述缠绕件缠绕的全过程为待测件由开始卷绕到完成卷绕的过程。

5.根据权利要求1‑3任一项所述的缠绕抓边系统，其特征在于，所述控制器包括：可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器与所述测厚装置连接，用于获取所述测厚装置检测到的所述厚度值和测厚位置，所述测厚位置为所述测厚装置在所述待测件上检测点的位置坐标。

6.根据权利要求5所述的缠绕抓边系统，其特征在于，还包括与所述测厚装置驱动连接的位移驱动装置，所述控制器还包括上位机；

所述上位机与所述可编程逻辑控制器信号连接，所述可编程逻辑控制器用于发送所述测厚位置至所述上位机；

所述上位机与所述测厚装置电控连接，所述上位机用于根据所述测厚位置控制所述位移驱动装置驱动所述测厚装置在所述待测件上方移动，以获取不同检测点的所述厚度值。

7.根据权利要求6所述的缠绕抓边系统，其特征在于，所述视觉检测装置包括CCD相机，所述CCD相机用于根据预设频次抓取所述预设区域的图像；

其中，所述预设频次与所述卷针在缠绕过程中转动的角度相适配；所述上位机用于保存所述CCD相机抓取到的所述预设区域的图像以及所述缠绕件缠绕过程中的实时厚度数据，所述实时厚度数据为所述边界母线位置相对所述卷针轴线的实时距离尺寸。

8.根据权利要求1‑4、6或7中任一项所述的缠绕抓边系统，其特征在于，所述待测件包括极片和隔离膜，所述卷针用于带动所述极片和所述隔离膜层叠卷绕，所述测厚装置包括第一测厚装置和第二测厚装置；所述第一测厚装置与所述极片对应设置，用于检测所述极片的厚度值；所述第二测厚装置与所述隔离膜对应设置，用于检测所述隔离膜的厚度值。

9.根据权利要求8所述的缠绕抓边系统，其特征在于，所述极片包括正极极片和负极极片，所述隔离膜包括上隔离膜和下隔离膜；

其中，所述第一测厚装置包括至少两个，至少一个所述第一测厚装置用于检测所述正极极片的厚度，至少一个所述第一测厚装置用于检测所述负极极片的厚度；所述第二测厚装置包括至少两个，至少一个所述第二测厚装置用于检测所述上隔离膜的厚度，至少一个所述第二测厚装置用于检测所述下隔离膜的厚度。

10.一种缠绕抓边方法，其特征在于，包括：

获取待测件的厚度值；

控制卷针带动所述待测件绕所述卷针的转轴缠绕，得到缠绕件，所述缠绕件具有平行于所述卷针的转轴的边界母线；

获取所述缠绕件缠绕过程中的转动角度；

抓取所述缠绕件上预设区域的图像；

基于所述厚度值、所述转动角度及所述卷针的直径参数，在抓取获得的所述缠绕件上预设区域的图像内，生成用于标识所述边界母线位置的标识线，并确定所述图像上所述边界母线位置的移动距离，控制所述标识线跟随所述边界母线位置移动相同距离，以在所述图像中通过所述标识线标识所述边界母线的实时位置。

11.根据权利要求10所述的缠绕抓边方法，其特征在于，所述基于所述厚度值、所述转动角度及所述卷针的直径参数，在抓取获得的所述缠绕件上预设区域的图像内，生成用于标识所述边界母线位置的标识线的步骤中包括：以所述卷针的转轴所在轴线作为坐标基准，根据所述转动角度得到所述缠绕件的缠绕圈数；

根据所述缠绕圈数和所述厚度值，得到所述卷针在缠绕过程中所述缠绕件的增厚，所述缠绕件的增厚为所述边界母线位置的移动距离；

以所述卷针的转轴所在轴线作为坐标基准，所述增厚与所述卷针的半径求和得到所述缠绕件的缠绕半径尺寸；

根据所述缠绕半径尺寸，在所述图像中通过所述标识线标识所述边界母线的实时位置。

12.根据权利要求11所述的缠绕抓边方法，其特征在于，所述根据所述缠绕圈数和所述厚度值，得到所述卷针在缠绕过程中所述缠绕件的增厚的步骤中，包括：根据所述缠绕圈数和所述厚度值，得到所述卷针在缠绕过程中所述缠绕件的理论增厚尺寸；

将所述理论增厚尺寸乘以修正系数得到相对增厚尺寸，所述相对增厚尺寸定义为所述缠绕件的增厚；

以所述卷针的转轴所在轴线作为坐标基准，所述相对增厚尺寸与所述卷针的半径求和得到所述缠绕件的相对缠绕厚度半径尺寸；

根据所述相对缠绕厚度半径尺寸得到所述边界母线位置。

13.根据权利要求10所述的缠绕抓边方法，其特征在于，所述待测件包括极片和隔离膜，所述极片和所述隔离膜层叠卷绕，所述获取待测件的厚度值步骤中，包括：分别获取极片和隔离膜的厚度值。

14.根据权利要求13所述的缠绕抓边方法，其特征在于，所述极片包括正极极片和负极极片；所述隔离膜包括上隔离膜和下隔离膜，所述正极极片、负极极片、上隔离膜和下隔离膜依次层叠后卷绕；所述获取待测件的厚度值步骤中，包括：分别获取所述正极极片、负极极片、上隔离膜和下隔离膜的厚度值。

15.根据权利要求14所述的缠绕抓边方法，其特征在于，所述控制卷针沿带动所述待测件绕所述卷针的转轴缠绕得到缠绕件，所述缠绕件具有平行于所述卷针的转轴的边界母线步骤中，包括：所述上隔离膜和所述下隔离膜入料，并在所述卷针的外壁缠绕；

所述正极极片入料至所述上隔离膜的上层，所述正极极片、所述上隔离膜和所述下隔离膜共同缠绕；

所述负极极片入料至所述上隔离膜与所述下隔离膜之间，所述正极极片、所述上隔离膜、所述负极极片和所述下隔离膜共同缠绕。

说明书

缠绕抓边系统及缠绕抓边方法

技术领域

[0001] 本申请涉及电池制造技术领域，特别是涉及一种缠绕抓边系统及缠绕抓边方法。

背景技术

[0002] 节能减排是汽车产业可持续发展的关键，电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言，电池技术又是关乎其发展的一项
重要因素。

[0003] 在电池技术的发展中，除了提高电池的性能外，电池生产工艺效率也是一个不可忽视的问题，如何提高电池的生产工艺效率，仍然是电池技术中一个亟待解决的技术问题。

发明内容

[0004] 鉴于上述问题，本申请提供一种缠绕抓边系统及方法，旨在提高电池的生产工艺效率。

[0005] 第一方面，本申请提供了一种缠绕抓边系统，包括：卷针，用于带动待测件转轴方向缠绕，得到缠绕件，所述缠绕件具有平行于所述卷针的转轴的边界母线；测厚装置，用于
检测所述待测件的厚度值；视觉检测装置，位于所述卷针上方，用于抓取所述缠绕件上预设
区域的图像，并在所述图像内生成用于标识所述边界母线位置的标识线；以及控制器，分别
与所述测厚装置、所述卷针和所述视觉检测装置通信连接；其中，所述控制器用于根据所述
测厚装置获取的所述厚度值及所述卷针在缠绕过程中的转动角度，计算并确定所述图像上
所述边界母线位置的移动距离，并控制所述图像内的所述标识线跟随所述卷针缠绕增厚的
方向移动相同距离，以在所述图像中通过所述标识线标识所述边界母线的实时位置。

[0006] 本申请对测厚装置不做具体限定，只要能够实现测厚度的功能即可。

[0007] 本申请对视觉检测装置不做具体限定，只要能够实现拍照即可。

[0008] 经由测厚装置获得待测件的厚度值，根据该厚度值及卷针缠绕过程中的转动角度，控制器控制视觉检测装置上预设区域的图像内的标识线跟随卷针缠绕增厚的方向移
动，以避免拍摄过程中干扰点的反光导致的误拍问题，进而提高电池的生产工艺效率。

[0009] 在一些实施例中，所述缠绕件包括卷取部和沿第一方向设置的延展部；其中，假设与所述卷取部外周各点相切的平面为第一平面，所述第一平面与所述延展部相交形成第一
交线，当所述第一平面相对所述延展部的垂直投影点与所述第一交线重合时，与所述第一
平面相切的所述卷取部外周上的各切点连线形成第一切线，所述第一切线标识为所述边界
母线位置；其中，所述第一方向为所述待测件来料时的长度方向。

[0010] 本申请对视觉检测装置的拍照频次不做限定。通过对边界母线位置进行限定，以边界母线位置作为基准线，并对该边界母线位置应用标识线进行标识，使得该标识线能够
跟随边界母线位置的移动而移动，以进一步避免拍摄过程中干扰点的反光导致的误拍问
题，提高电池的生产工艺效率。

[0011] 在一些实施例中，所述控制器用于确定缠绕过程中所述视觉检测装置抓取的所述图像上所述边界母线位置的移动距离为第一距离；并用于控制所述图像内的所述标识线跟
随所述卷针缠绕增厚的方向移动所述第一距离。

[0012] 本申请对第一距离的具体数值不做限定，根据实际所需设定即可。将视觉检测装置上预设区域内的标识线跟随边界母线位置移动的移动距离，与边界母线位置的移动距离
相等，能够进一步提升标识线标识边界母线位置的精度，从而精确避免由于标识线相对边
界母线位置的距离偏移导致的勿抓取图像的问题，进一步提高工艺生产效率。

[0013] 在一些实施例中，所述视觉检测装置用于抓取所述预设区域时所获得的取景范围包含所述缠绕件缠绕的全过程，所述缠绕件缠绕的全过程为待测件由开始卷绕到完成卷绕
的过程。本申请对视觉检测装置的预设区域的取景范围限定为包含缠绕件缠绕的全过程，
能够确保拍摄到卷针卷绕成型出电芯的全过程的平面图像。

[0014] 在一些实施例中，所述控制器包括：可编程逻辑控制器；所述可编程逻辑控制器与所述测厚装置连接，获取所述测厚装置检测到的所述厚度值和测厚位置，所述测厚位置为
所述测厚装置在所述待测件上检测点的位置坐标。

[0015] 本申请应用可编程逻辑控制器可以对测厚装置进行自动控制，可以对待测件上不同的测厚位置进行检测，得到不同的厚度值，进而得到均值。

[0016] 在一些实施例中，还包括与所述测厚装置驱动连接的位移驱动装置，所述控制器还包括上位机；所述上位机与所述可编程逻辑控制器信号连接，所述可编程逻辑控制器用
于发送所述测厚位置至所述上位机；所述上位机与所述测厚装置电控连接，所述上位机用
于根据所述测厚位置控制所述位移驱动装置驱动所述测厚装置在所述待测件上方移动，以
获取不同检测点的所述厚度值。

[0017] 本申请应用上位机和可编程逻辑控制器的相互协作，可编程逻辑控制器通过所述位移驱动装置驱动控制测厚装置的移动，用来获取不同监测点的厚度值，可以通过上位机
对上述厚度值进行输入及存储，或者，也可以在上位机内进行计算，本申请对此不做限定。
本申请对位移驱动装置的具体结构不做限定，只要能够驱动测厚装置沿所需方向移动即
可。本申请对位移驱动装置与测厚装置之间的具体位置、连接关系不做限定，只要能够实现
测厚装置沿所需方向移动即可。采用上位机和可编程逻辑控制器可以加快整套系统的自动
化控制效率。

[0018] 在一些实施例中，所述视觉检测装置包括CCD相机，所述CCD相机用于根据预设频次抓取所述预设区域的图像；其中，所述预设频次与所述卷针在缠绕过程中转动的角度相
适配；所述上位机用于保存所述CCD相机抓取到的所述预设区域的图像以及所述缠绕件缠
绕过程中的实时厚度数据，所述实时厚度数据为所述边界母线位置相对所述卷针轴线的实
时距离尺寸。

[0019] 示例性的，本申请对预设频次不做具体限定，只要能够确保卷针缠绕过程能够被拍摄记录即可。另外，上位机具有保存功能。示例性的，上位机可以保存CCD抓取的预设区域
的图像。或者，示例性的，上位机可以保存边界母线位置相对卷针轴线的实时距离尺寸。以
便于根据所述实时距离尺寸以及待测件的厚度值获得下一次拍照中更精确的边界母线位
置。

[0020] 在一些实施例中，所述待测件包括极片和隔离膜，所述卷针用于带动所述极片和所述隔离膜层叠卷绕，所述测厚装置包括第一测厚装置和第二测厚装置；所述第一测厚装
置与所述极片对应设置，用于检测所述极片的厚度值；所述第二测厚装置与所述隔离膜对
应设置，用于检测所述隔离膜的厚度值。将极片和隔离膜各配置一个测厚装置，能够对极片
和隔离膜分别进行测厚流程，将测厚流程同步进行，进一步提升电池电芯的生产工艺效率。

[0021] 在一些实施例中，所述极片包括正极极片和负极极片，所述隔离膜包括上隔离膜和下隔离膜；其中，所述第一测厚装置包括至少两个，至少一个所述第一测厚装置用于检测
所述正极极片的厚度，至少一个所述第一测厚装置用于检测所述负极极片的厚度；所述第
二测厚装置包括至少两个，至少一个所述第二测厚装置用于检测所述上隔离膜的厚度，至
少一个所述第二测厚装置用于检测所述下隔离膜的厚度。将正极极片、负极极片、上隔离膜
和下隔离膜分别配置一个测厚装置，能够同时对各结构件进行测厚流程，加快电池电芯的
生产工艺效率。

[0022] 第二方面，本申请提供了一种缠绕抓边方法，包括：获取待测件的厚度值；控制卷针沿转轴方向转动，并带动所述待测件沿所述卷针的外壁缠绕，得到缠绕件；获取所述缠绕
件缠绕过程中的转动角度；抓取所述缠绕件上预设区域的图像；基于所述厚度值、所述转动
角度及所述卷针的直径参数，在抓取获得的所述缠绕件上预设区域的图像内，生成用于标
识所述边界母线位置的标识线，并确定所述图像上所述边界母线位置的移动距离，控制所
述标识线跟随所述边界母线位置移动相同距离，以在所述图像中通过所述标识线标识所述
边界母线的实时位置。本申请的缠绕抓边方法的方案中，执行主体设为控制器，控制器可以
根据转动角度、厚度值及卷针的直径参数控制视觉检测装置上预设区域的图像内的标识线
跟随移动，以避免卷针不断缠绕过程中反光干扰点导致误拍图像的问题。

[0023] 在一些实施例中，所述基于所述厚度值、所述转动角度及所述卷针的直径参数，在抓取获得的所述缠绕件上预设区域的图像内，生成用于标识所述边界母线位置的标识线的
步骤中包括：以所述卷针的转轴所在轴线作为坐标基准，根据所述转动角度得到所述缠绕
件的缠绕圈数；根据所述缠绕圈数和所述厚度值，得到所述卷针在缠绕过程中所述缠绕件
的增厚，所述缠绕件的增厚为所述边界母线位置的移动距离；以所述卷针的转轴所在轴线
作为坐标基准，所述增厚与所述卷针的半径求和得到所述缠绕件的缠绕半径尺寸；根据所
述缠绕半径尺寸，在所述图像中通过所述标识线标识所述边界母线的实时位置。

[0024] 本申请的缠绕抓边方法的方案中，通过计算获得边界母线位置，并能够获取带有边界母线位置的标识线的图像，进一步提高本申请的标识线的标识精度，以便更精确避免
图像勿抓取的问题。另外，跟随所述卷针缠绕的增厚，由于视觉检测装置的拍摄频率可以根
据实际需要进行设定，示例性的，可以设定所述卷针每缠绕1圈完成，所述视觉检测装置进
行1次拍照，将卷针的缠绕角度与拍照的频次对应，这样，在每次卷针缠绕完成固定圈数到
位后，再进行抓取预设区域带有边界母线标识线的图像，能够基于边界母线位置调整标识
线的移动距离，进一步提升标识线的标识精度。

[0025] 在一些实施例中，所述待测件包括极片和隔离膜，所述极片和所述隔离膜层叠卷绕，所述获取待测件的厚度值的步骤中，包括：分别获取极片和隔离膜的厚度值。从而能够
提升包括极片和隔离膜的电池电芯生产工艺效率。

[0026] 在一些实施例中，所述极片包括正极极片和负极极片；所述隔离膜包括上隔离膜和下隔离膜；所述正极极片、负极极片、上隔离膜和下隔离膜一次层叠后卷绕；所述获取待
测件的厚度值步骤中，包括：分别获取所述正极极片、负极极片、上隔离膜和下隔离膜的厚
度值。从而能够提升包括正极极片、负极极片、上隔离膜和下隔离膜的电池电芯生产工艺效
率。

[0027] 在一些实施例中，所述控制卷针带动所述待测件绕所述卷针的转轴缠绕得到缠绕件，所述缠绕件具有平行于所述卷针的转轴的边界母线步骤中，包括：所述上隔离膜和所述
下隔离膜入料，并在所述卷针的外壁优先缠绕；所述正极极片入料至所述上隔离膜的上层，
所述正极极片、所述上隔离膜和所述下隔离膜共同缠绕；所述负极极片入料至所述上隔离
膜与所述下隔离膜之间，所述正极极片、所述上隔离膜、所述负极极片和所述下隔离膜共同
缠绕。以使正极极片与负极极片之间通过上隔离膜隔离开，且在下隔离膜的保护下不会使
负极极片裸露在外，避免出现导电风险。

[0028] 上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够
更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

[0029] 通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申
请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

[0030] 图1为本申请一实施例中缠绕抓边系统的示意图；

[0031] 图2为本申请一实施例中缠绕件的主视结构示意图；

[0032] 图3为本申请一实施例中缠绕件俯视结构示意图；

[0033] 图4为本申请一实施例中测厚仪测量厚度的结构示意图；

[0034] 图5为本申请一实施例中测厚仪测量厚度的工艺产线示意图；

[0035] 图6为本申请一实施例中缠绕抓边方法的步骤；

[0036] 图7为本申请又一实施例中缠绕抓边方法的步骤；

[0037] 图8为本申请再一实施例中缠绕抓边方法的步骤。

[0038] 具体实施方式中的附图标号如下：

[0039] 1、测厚仪；2、卷针；3、视觉检测装置；4、过辊；

[0040] 11、测厚主体；12、X射线管；13、X射线；14、X射线感应器；15、第二移动滑杆；16、待测件；17、第一移动滑杆；

[0041] 111、第一测厚装置；112、第二测厚装置；21、卷取部；22、延展部；23、边界母线位置；31、预设区域；

[0042] 161、正极极片；162、上隔离膜；163、负极极片；164、下隔离膜。

具体实施方式

[0043] 下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范
围。

[0044] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，
不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和
“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

[0045] 在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次
关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0046] 在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同
的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和
隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

[0047] 在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三
种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

[0048] 在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上（包括两个），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组），“多片”指的是两片以上（包括两片）。

[0049] 在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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实施例和简化描述，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实施例的限制。

[0050] 在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一
体；也可以是机械连接，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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而
言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

[0051] 本申请人注意到，随着锂电行业的飞速发展，动力电芯的生产效率要求越来越高，并且生产成本需要大幅降低。电芯的生产一般经由卷绕工艺实现，卷绕由于效率高成本低
的特点，被广泛应用于圆柱锂离子电芯的生产过程。电芯卷绕过程中，随着卷径的变大，卷
针2区域电芯与相机光源的角度和距离不断变化，导致卷针2料线区域存在反光点（干扰
点）。当光源与卷针2处于同一水平线时，也就是光源位于卷针2的上方时，随着卷径的增加，
反光区域越来越大，导致Y分界线频繁误抓反光点；当光源位于卷针2下方时，光源与卷针2
的连接线与水平线存在夹角，光源照射卷针2后，极片上会产生阴影，导致Y分界线频繁误抓
阴影。

[0052] 基于以上的问题，本申请人提出一种能够提高Y分界线（即本申请的边界母线位置）抓边精度的方法，使得边界母线位置23能够跟随卷针2卷径增加的方向移动，以避免在
光源位置不变、卷针区域电芯的卷径增加情况下，导致拍照过程中Y分界线频繁误抓反光点
的问题。

[0053] 待测件16，包括电池电芯的各组成部件，可以包括正极极片161、负极极片163、上隔离膜162或者下隔离膜164。缠绕件，待测件16在卷针2外壁缠绕过程中的结构，缠绕成型
后的结构为电芯组件。预设区域31，为由视觉检测装置3的取景镜头可拍摄的范围，本申请
对预设区域31的具体范围值不做限定，只要能够持续记录卷针2卷绕成电芯的整体过程，并
且，卷针2增厚之后的图像也会一直包含在该预设区域31的取景范围内。

[0054] 具体的，本申请提出一种缠绕抓边系统，应用于电池电芯的生产产线，具体为，包括：测厚装置、卷针2、视觉检测装置3和控制器。其中，卷针2用于带动待测件16转轴方向缠
绕，得到缠绕件，缠绕件具有平行于卷针2的转轴的边界母线；其中，转轴方向为卷针2的轴
向方向。测厚装置用于检测待测件16的厚度值，示例性的，待测件16可以为正极极片161、负
极极片163、上隔离膜162或者下隔离膜164中的任意一种或两种或各结构组成的整体电芯
组件结构。视觉检测装置3位于卷针2上方，用于抓取缠绕件上预设区域31的图像，并在图像
内生成用于标识边界母线位置23的标识线。控制器，分别与测厚装置、卷针2和视觉检测装
置3通信连接。其中，控制器用于根据测厚装置获取的厚度值及卷针2在缠绕过程中的转动
角度，计算并确定图像上边界母线位置23的移动距离，并控制图像内的标识线跟随卷针2缠
绕增厚的方向移动相同距离，以在图像中通过标识线标识边界母线的实时位置。

[0055] 本申请对测厚装置不做具体限定，只要能够实现测厚度的功能即可。示例性的，测厚装置可以是测厚仪1、千分尺等用于测厚的仪器。本申请对视觉检测装置3不做具体限定，
只要能够实现拍照、跟随卷针2缠绕增厚的方向移动即可。示例性的，视觉检测装置3可以是
CCD相机、红外相机传感器等用于拍照的仪器。示例性的，本申请中待测件16由测厚装置到
卷绕工序的过程，均可以通过过辊4或传送带或具有产线传送功能的输送装置实现，本申请
对此不做限定。

[0056] 经由测厚装置获得待测件16的厚度值，根据该厚度值及卷针2缠绕过程中的转动角度，控制器控制视觉检测装置3跟随卷针2缠绕增厚的方向移动，当视觉检测装置3上预设
区域31的图像内的标识线能够跟随卷针2缠绕增厚的方向，也就是卷径增加的方向移动相
同距离，则能够使得视觉检测装置3不会误抓反光干扰点，即，视觉检测装置3上预设区域31
的图像内的标识线跟随移动相同距离后，避免拍摄过程中干扰点的反光导致的误拍问题，
进而提高电池的生产工艺效率。

[0057] 边界母线位置23，是背景技术中的Y分界线，具体可以依据如下描述得到边界母线位置23的具体位置。具体的，在卷针2缠绕增厚的过程中，视觉检测装置3抓取缠绕件上预设
区域31带有边界母线位置23的图像。参考图2和图3，缠绕件包括卷取部21和沿第一方向设
置的延展部22。其中，假设与卷取部21外周各点相切的平面为第一平面，第一平面与延展部
22相交形成第一交线，当第一平面相对延展部22的垂直投影点与第一交线重合时，与第一
平面相切的卷取部21外周上的各切点连线形成第一切线，第一切线标识为边界母线位置
23；其中，第一方向为待测件16来料时的长度方向。

[0058] 本申请对视觉检测装置3的拍照频次不做限定。示例性的，视觉检测装置3可以在跟随移动前拍照1次，也可以在缠绕件每缠绕1圈或2圈或3圈或n+1圈后拍照1次。示例性的，
视觉检测装置3在卷绕过程中首次拍照的图像可以没有边界母线位置23的标识线。示例性
的，视觉检测装置3在首次拍照之后，每次拍照呈现的图像上均可以带有边界母线位置23的
标识线。通过对边界母线位置23的位置进行限定，以边界母线位置23作为基准线，使得视觉
检测装置3上预设区域31的图像内的标识线可以跟随边界母线位置23的移动而移动相同距
离，以进一步避免拍摄过程中干扰点的反光导致的误拍问题，提高电池的生产工艺效率。

[0059] 具体的，控制器用于确定缠绕过程中视觉检测装置3抓取的图像上边界母线位置23的移动距离为第一距离。并用于控制图像内的标识线跟随卷针2缠绕增厚的方向移动第
一距离。

[0060] 本申请对第一距离的具体数值不做限定，根据实际所需设定即可。将视觉检测装置3上预设区域31的图像内的标识线跟随边界母线位置23移动的距离与边界母线位置23的
移动距离相等，能够进一步确保标识线用于标识边界母线位置23的标识精度，从而精确避
免由于标识线相对边界母线位置23的偏移导致的光点反射，也就是精确避免干扰点问题，
提高工艺生产效率。

[0061] 示例性的，视觉检测装置3用于抓取预设区域31时所获得的取景范围包含缠绕件缠绕的全过程，缠绕件缠绕的全过程为待测件16由开始卷绕到完成卷绕的过程。本申请对
视觉检测装置3的预设区域31的取景范围限定为包含缠绕件缠绕的全过程，能够确保拍摄
到卷针2卷绕成型出电芯的全过程的平面图像。

[0062] 可编程逻辑控制器，为PLC，全称为Programmable Logic Controller。

[0063] 具体的，控制器包括：可编程逻辑控制器。可编程逻辑控制器与测厚装置连接，获取测厚装置检测到的厚度值和测厚位置，测厚位置为测厚装置在待测件16上检测点的位置
坐标。

[0064] 本申请应用可编程逻辑控制器可以对测厚装置进行自动控制，可以对待测件16上不同的测厚位置进行检测，得到不同的厚度值，进而得到均值。

[0065] 示例性的，缠绕抓边系统还包括与测厚装置驱动连接的位移驱动装置，控制器还包括上位机。上位机与可编程逻辑控制器信号连接，可编程逻辑控制器用于发送测厚位置
至上位机；上位机与测厚装置电控连接，上位机用于根据测厚位置控制位移驱动装置驱动
测厚装置在待测件16上方移动，以获取不同检测点的厚度值。

[0066] 本申请应用上位机和可编程逻辑控制器的相互协作，可编程逻辑控制器通过位移驱动装置驱动控制测厚装置的移动，用来获取不同监测点的厚度值，可以通过上位机对上
述厚度值进行输入及存储，或者，也可以在上位机内进行计算，本申请对此不做限定。本申
请对位移驱动装置的具体结构不做限定，只要能够驱动测厚装置沿所需方向移动即可。本
申请对位移驱动装置与测厚装置之间的具体位置、连接关系不做限定，只要能够实现测厚
装置沿所需方向移动即可。采用上位机和可编程逻辑控制器可以加快整套系统的自动化控
制效率。

[0067] CCD，内置有计算程序的相机，全称为Charge Coupled Device。

[0068] 示例性的，视觉检测装置3包括CCD相机，CCD相机用于根据预设频次抓取预设区域31的图像；其中，预设频次与卷针2在缠绕过程中转动的角度相适配；上位机用于保存CCD相
机抓取到的预设区域31的图像以及缠绕件缠绕过程中的实时厚度数据，实时厚度数据为边
界母线位置23相对卷针2轴线的实时距离尺寸。

[0069] 示例性的，本申请对预设频次不做具体限定，只要能够确保卷针2缠绕过程能够被拍摄记录即可。示例性的，预设频次可以为卷针2旋转360°，CCD相机拍照1次。或者，示例性
的，预设频次可以为卷针2旋转720°，CCD相机拍照1次。或者，示例性的，预设频次可以为卷
针2旋转900°，CCD相机拍照1次。另外，上位机具有保存功能。示例性的，上位机可以保存CCD
抓取的预设区域31的图像。或者，示例性的，上位机可以保存边界母线位置23相对卷针2轴
线的实时距离尺寸。以便于根据实时距离尺寸以及待测件16的厚度值获得下一次拍照中更
精确的边界母线位置23。

[0070] 示例性的，待测件16包括极片和隔离膜，卷针2用于带动极片和隔离膜层叠卷绕。具体的，测厚装置包括第一测厚装置111和第二测厚装置112；第一测厚装置111与极片对应
设置，用于检测极片的厚度值；第二测厚装置112与隔离膜对应设置，用于检测隔离膜的厚
度值。将极片和隔离膜各配置一个测厚装置，能够对极片和隔离膜分别进行测厚流程，将测
厚流程同步进行，进一步提升电池电芯的生产工艺效率。

[0071] 示例性的，进一步参考图1和图2，极片包括正极极片161和负极极片163，隔离膜包括上隔离膜162和下隔离膜164；其中，第一测厚装置111包括至少两个，至少一个第一测厚
装置111用于检测正极极片161的厚度，至少一个第一测厚装置111用于检测负极极片163的
厚度；第二测厚装置112包括至少两个，至少一个第二测厚装置112用于检测上隔离膜162的
厚度，至少一个第二测厚装置112用于检测下隔离膜164的厚度。将正极极片161、负极极片
163、上隔离膜162和下隔离膜164分别配置一个测厚装置，能够同时对各结构件进行测厚流
程，加快电池电芯的生产工艺效率。

[0072] 示例性的，进一步参考图1和图5，待测件16在卷针2的外壁相对卷针2的轴线由近及远依次层叠设置有正极极片161、上隔离膜162、负极极片163和下隔离膜164。设置成这样
的层叠关系，有利于卷针2直接卷绕成型出电池电芯，加快电池电芯的生产工艺效率。

[0073] 转轴方向为卷针2的轴向方向。

[0074] 基于以上的缠绕抓边系统，为了进一步实现视觉检测装置3跟随卷针2缠绕增厚的方向移动，本申请提出一种缠绕抓边方法，参考图6，具体为：

[0075] 步骤101，获取待测件16的厚度值；

[0076] 步骤102，控制卷针2沿转轴方向转动，并带动待测件16沿卷针2的外壁缠绕，得到缠绕件；

[0077] 步骤103，获取缠绕件缠绕过程中的转动角度；

[0078] 步骤104，抓取缠绕件上预设区域31的图像；

[0079] 步骤105，基于厚度值、转动角度及卷针2的直径参数，在抓取获得的缠绕件上预设区域31的图像内，生成用于标识边界母线位置23的标识线，并确定图像上边界母线位置23
的移动距离，控制标识线跟随边界母线位置23移动相同距离，以在图像中通过标识线标识
边界母线的实时位置。

[0080] 采用本申请的上述缠绕抓边方法，执行主体设为控制器，控制器可以根据转动角度、厚度值及卷针2的直径参数控制视觉检测装置3上预设区域31的图像内的标识线跟随移
动，在卷针2不断缠绕过程中，采用标识线抓边方法替换现有阈值抓边方法，能够避免阈值
抓边方法导致的反光干扰点勿拍图像的问题。

[0081] 具体的，本申请还提出一种缠绕抓边方法，包括：上述步骤101‑步骤105的全部步骤，其中，步骤104中抓取缠绕件上预设区域31的图像步骤中，包括：随着卷针2缠绕的增厚，
抓取预设区域31带有边界母线位置23标识线的图像。

[0082] 本申请对预设区域31的具体数值范围不做限定。示例性的，预设区域31可以理解为视觉检测装置3上用于拍照的镜头的取景范围，该取景范围能够记录缠绕件的整体缠绕
过程，即，能够包含缠绕件缠绕增厚后的整体结构。本申请的缠绕抓边方法的方案中，跟随
卷针2缠绕的增厚，视觉检测装置3进行抓取预设区域31带有边界母线标识线的图像，能够
基于边界母线位置23调整标识线的移动距离，进一步提升标识线的标识精度。

[0083] 为了进一步实现上述的缠绕抓边方法，本申请在步骤105中还可以进行如下步骤：计算预设区域31的图像上边界母线位置23，并在预设区域31的图像显示边界母线位置23的
标识线。

[0084] 通过计算获得边界母线位置23，并能够获取带有边界母线位置23的标识线的图像，进一步提高本申请的视觉检测装置3上预设区域31的图像内的标识线的移动精度，以便
更精确避免反光干扰点的问题。

[0085] 具体的，计算预设区域31的图像上边界母线位置23，并在预设区域31的图像显示边界母线位置23的标识线步骤中，参考图7，包括：

[0086] 步骤201，以卷针2的转轴所在轴线作为坐标基准，根据转动角度得到缠绕件的缠绕圈数；

[0087] 步骤202，根据缠绕圈数和厚度值，得到卷针2在缠绕过程中缠绕件的增厚，缠绕件的增厚为边界母线位置23的移动距离；

[0088] 步骤203，以卷针2的转轴所在轴线作为坐标基准，上述增厚与卷针2的半径求和得到缠绕件的缠绕半径尺寸；

[0089] 步骤204，根据缠绕半径尺寸，在图像中通过标识线标识边界母线的实时位置。

[0090] 示例性的，此时的缠绕半径尺寸可以理解为相对增厚尺寸与卷针2的半径求和得到的尺寸值。具体的，相对增厚尺寸由理论增厚尺寸乘以修正系数得到；其中，理论增厚尺
寸为经由测厚装置测量得到的各结构的厚度值之和。不同待测件16的不同厚度尺寸组合对
应不同的修正系数。由于在实际缠绕过程中形成的各卷绕层之间存在间隙，为了考虑间隙
对增厚的影响，因而采用修正系数以获得相对真实的缠绕半径尺寸。进而使得标识线标识
的边界母线位置23精确度更高。

[0091] 采用本方案的计算步骤，能够通过标识线标识边界母线位置23的实时位置。

[0092] 具体的，在将理论增厚尺寸乘以修正系数得到相对增厚尺寸的步骤之前，还可以包括如下步骤：

[0093] 每个厚度值的不同转动角度对应不同的理论增厚尺寸，根据每个不同转动角度记录第一切线相对卷针2的转轴的实际距离，实际距离为缠绕件的实际缠绕厚度半径尺寸。

[0094] 在计算相对增厚尺寸之前，记录实际缠绕厚度半径尺寸，以获得步骤中的修正系数。

[0095] 进一步的，将理论增厚尺寸乘以修正系数得到相对增厚尺寸的步骤之前，还可以包括如下步骤：

[0096] 当卷针2上同时缠绕多个不同待测件16时，n代表不同种厚度值的组合，每种厚度值的组合的数据之和为TS，每种厚度值的组合对应一个修正系数为αn，每种厚度值的组合的
实际缠绕厚度半径尺寸为Yn，则修正系数αn的计算公式为αn=Yn/TS。

[0097] 采用这样的计算公式能够获得厚度变化的修正系数，由于缠绕过程中并不是紧密无间，而是存在相应的空隙尺寸，该修正系数就是将空隙的影响考虑在内，为了在视觉检测
装置3拍摄的图像中显示更为精确的边界母线位置23的标识线。

[0098] 具体的，基于厚度值、转动角度及卷针2的直径参数，在抓取获得的缠绕件上预设区域31的图像内，生成用于标识边界母线位置23的标识线，并确定图像上边界母线位置23
的移动距离，控制标识线跟随边界母线位置23移动相同距离，以在图像中通过标识线标识
边界母线的实时位置步骤中，包括：

[0099] 控制预设区域31的图像内的标识线跟随卷针2缠绕增厚的方向移动相对增厚尺寸的距离。

[0100] 控制器控制预设区域31的图像内的标识线跟随移动相对增厚尺寸的距离，以确保能够与边界母线位置23移动相同的距离，使得标识线相对每圈缠绕后的边界母线位置23的
相对位置基本不变。

[0101] 具体的，本申请还提供一种缠绕抓边方法，参考图8，包括如下步骤：

[0102] 步骤301，获取待测件16的厚度值；

[0103] 步骤302，控制卷针2带动待测件16绕卷针2的转轴缠绕，得到缠绕件，缠绕件具有平行于卷针2的转轴的边界母线；

[0104] 步骤303，获取缠绕件缠绕过程中的转动角度；

[0105] 步骤304，视觉检测装置3抓取预设区域31不带有边界母线位置23标识线的图像；

[0106] 步骤305，基于厚度值、转动角度及卷针2的直径参数，在抓取获得的缠绕件上预设区域31的图像内，生成用于标识边界母线位置23的标识线，标识线用于跟随卷针2缠绕增厚
的方向移动；

[0107] 步骤306，随着卷针2缠绕的增厚，视觉检测装置3抓取预设区域31带有边界母线位置23标识线的图像。

[0108] 相较于前述的缠绕抓边方法，本申请的又一实施例增加步骤304，这一步骤是为了拍摄初始的卷针2缠绕的第一张图像，用于获取初始的实际缠绕厚度半径尺寸Y0，从而根据
公式αn=Yn/TS，得到α1，α1实际缠绕可以作为第二次拍照的修正系数，从而使得第二次拍照上显示边界母线位置23的标识线，以此类推，以后的每一次拍照的图像中都会有一个α修正边
界母线位置23的标识线。

[0109] 示例性的，获取待测件16的厚度值的步骤中，包括：分别获取极片和隔离膜的厚度值。采用分别获取厚度值的方式，提升包括极片和隔离膜的电池电芯生产工艺效率。

[0110] 示例性的，获取待测件16的厚度值的步骤中，包括：分别获取正极极片161、负极极片163、上隔离膜162和下隔离膜164的厚度值。采用分别获取厚度值的方式，提升包括正极
极片161、负极极片163、上隔离膜162和下隔离膜164的电池电芯生产工艺效率。

[0111] 示例性的，控制卷针2带动待测件16绕卷针2的转轴缠绕，得到缠绕件，缠绕件具有平行于卷针2的转轴的边界母线的步骤中，包括：上隔离膜162和下隔离膜164入料，并在卷
针2的外壁优先缠绕；正极极片161入料至上隔离膜162的上层，正极极片161、上隔离膜162
和下隔离膜164共同缠绕；负极极片163入料至上隔离膜162与下隔离膜164之间，正极极片
161、上隔离膜162、负极极片163和下隔离膜164共同缠绕。以使正极极片161与负极极片163
之间通过上隔离膜162隔离开，且在下隔离膜164的保护下不会使负极极片163裸露在外，避
免出现导电风险。

[0112] 综上，本申请提供一种缠绕抓边系统及缠绕抓边方法，用于提高圆柱裸电芯Y分界线抓边精度的系统及方法，下面以圆柱裸电芯为例，对本申请的方案进行描述：其中，圆柱
裸电芯包括负极极片163、正极极片161、上隔离膜162和下隔离膜164，可以对上述各个部件
各自加装测厚仪1，以将各部件的厚度求和计算出极片的实时厚度，同时，以视觉检测装置3
为CCD相机为例，将CCD拍照的预设频次与卷针2旋转的角度相关联，示例性的，当正极极片
161进入卷针2时，卷针2旋转1圈，CCD拍照触发1次。Y分界线（边界母线位置23）根据当前CCD
拍照的次数，得到卷针2上正极极片161、负极极片163、上隔离膜162及下隔离膜164的层数，
并乘以相应的厚度，自动向上挪动，以使得Y分线（边界母线位置23）精准抓取卷针2料线，减
低卷针2料线附近存在干扰点导致的误抓。通过对各个部件分别加装测厚仪1，实时监控圆
柱电芯各个部件的厚度，可以计算正极极片161、负极极片163与上隔离膜162、下隔离膜164
进入卷针2后卷针2缠绕增加的高度及厚度。同时，将CCD拍照张数与卷针2旋转角度相关联，
CCD每拍照一次，卷针2料线移动的高度为负极极片163、正极极片161与上隔离膜162、下隔
离膜164乘以修正系数的厚度和。通过取消现有的CCD Y分界线的阈值抓边方法，转变为随
卷针2卷径变化自动挪动Y分界线，从而避免由于卷针2料线区域存在干扰导致的误抓，降低
CCD不良过失。

[0113] 具体的，当电芯开始卷绕时，正极极片161，上隔离膜162，负极极片163，下隔离膜164按照先后顺序开始进入卷针2，测厚仪1实时测量负极极片163、正极极片161和上隔离膜
162、下隔离膜164厚度，分别参考图1和图4，可以是由一个测厚仪1分别对各部件进行测厚，
或者，各部件也可以分别由不同的测厚仪1进行测厚。PLC将测厚位置打上标记，并根据测厚
位点的到卷针2的距离计算标记点位进入卷针2的时间，示例性的，工艺产线上测厚工序到
卷针2卷绕工序的距离和时间都是可以计算得出的，本申请对此不做限定，依据实际产线需
要而定。之后，将测厚位点数据（包括尺寸和/或坐标等）传输至上位机。参考图4，测厚仪1包
括测厚主体11，布置在测厚主体11内的X射线管12，X射线管12发射的X射线13，接受X射线13
的感应器和测厚仪1的第一移动滑杆17、第二移动滑杆15。示例性的，X射线管12向裸电芯组
件（待测件16）发射X射线13，部分X射线13被反射，部分X射线13穿透裸电芯组件（待测件16）
进入X射线感应器14，X射线感应器14根据感应的射线强度计算此时裸电芯组件（待测件16）
的厚度，并将实时数据传输PLC（Programmable Logic Controller可编程逻辑控制器）。X射
线感应器14可以根据不同宽度的裸电芯组件（待测件16）沿第一移动滑杆17和第二移动滑
杆15同步运动，从而获取不同点位的组件厚度。另外，CCD拍照张数与卷针2缠绕旋转角度相
关联，即卷针2每旋转一圈，CCD相机触发1次拍照，上位机具有保存每一张图片的功能，且可
记录的每一张图片下裸电芯组件厚度的实时数据，以便计算电芯修正系数。由于裸电芯卷
绕过程中不同卷绕参数下（如张力），各极片与各隔离膜之间空隙尺寸不同，上位机可以通
过CCD所保存的图片得到每圈缠绕后卷针2增厚的尺寸，并读取每张CCD图片下的各极片、各
隔离膜厚度，得到当前圈数下卷针2卷绕的电芯的修正系数，具体的，通过CCD图片每圈电芯
的增加的高度除以此时记录的正极极片161、负极极片163、上隔离膜162及下隔离膜164的
厚度和，可以得到每圈电芯的修正系数，该修正系数可以消除间隙的误差影响。同时，计算
不同的待测件16的尺寸参数下对应的卷绕后电芯的修正系数，当电芯使用相应尺寸参数的
各极片和各隔离膜，运行时可输入各尺寸参数的组合对应的计算后的修正系数，以得到精
确的卷针2边界母线位置23移动尺寸。更改现有CCD阈值抓边的逻辑，转为通过上位机所测
量的各极片、各隔离膜厚度与计算得来的修正系数，根据当前CCD拍照的张数自动向上移
动，CCD根据计算进入卷针2的极片与隔离膜厚度，Y分界线（边界母线位置23）自动向上移
动，避免由于卷针2料线附件存在噪点导致的Y分界线误抓。

[0114] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存
在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0115] 以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来
说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护
范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。