视觉检测之焊点检测(一):客户需求和焊点检测工艺要求

引言:

        本章介绍焊点检测的生产工艺的基础知识,下一章会介绍基础的焊点检测方法。这种方法基于halcon视觉软件包,教程中笔者使用的halcon版本是halcon10。演示程序会提供halcon和C#两个平台的,其中C#的演示程序使用了netMarketing库中的视觉功能,该功能是对halcon功能的二次封装,以方便在windows平台的上位机上使用halcon的视觉功能。


一、焊点检测需求的由来

在锂电池生产线上,电芯被分为软包与硬包两种。其中软包的电芯最常见。大家使用的数码设备如大部分品牌的手机、平板、手环等产品许多都是软包电芯,如下图:

image.png image.pngimage.png

这种电芯的特点是其包装是材质是“软的”,另外其供电电极是引出来的排线。

下图是硬包装的电芯,大家可以看到其包装材料是“硬质”材料,并且电极使用触点方式。


image.png image.png

如果电子设备的电芯是不可拆卸的,那么一般会使用软包装电芯,因为这种电芯形装尺寸厚度都可以任意加工,并且最关键的是电芯容量都比较大。

反之,如果可以改换电芯的设备,多半使用的是硬包装的电芯。


对于软包装电芯来说,厂家需要在电芯的正极或者负极引片上焊接一个“保险芯片”,它的作用是防止过流、短路、以及容量监控等功能。这个“保险芯片”需要和电芯的电极片焊接到一起。

目前工厂里使用的金属焊接工艺主要有两种: 激光焊和电阻焊。前者的原理大家都好理解,后者的原理就是电流蜗流效应加热烧融金属。其中激光焊由于是非接触性焊接,对产品无损伤,干净效率也高,因此应该最广泛。


但是激光焊相比电阻焊来说有一个弱点,对材料变化敏感,比如你物料管控如果做不好,让两个焊片的厚度和两者接触时的状态每片都有变化的话,就不能保证每个焊点都是一样牢靠。另一方面,激光器本身会随着时间有能量波动,造成做着做着,焊点效果发生变化。

电阻焊这方面就好得多,只要触点接触得好,焊出来的点是可靠的。

因此,只要激光焊,其焊接的结果就需要一个验证过程。这就引出了客户的一个需求,也就本文讨论的主题,利用视觉进行 “焊点检测”


二、焊点需要检测些什么?


一般工艺上要求检测下面的项目:

  先来几张良品的焊点图片,这样大家就可以拿来跟问题焊点对比

  image.png  image.png

  • 少焊。即缺少焊点,或者是由于前工位破坏了极片,到焊点检测工位会完全看不到焊点这样的防呆。这一个项目是视觉比较擅长的部分
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  • 焊穿。有个焊点由于能量过强,把极片焊穿形成一个小孔。这一个项目也是视觉比较容易检出的。
    image.png

  • 虚焊。某个焊点上焊片形成了焊点,但是没有在下焊片上形成焊点。或者下焊片上形成的焊点非常弱。这一类型的项目是非常难以处理的。对于人的目检来说,也是靠多角度翻来覆去的看,并且靠经验来判断
    虚焊只能通过正面与反面合在一起来验证,如果正面焊点数量没问题,而反面缺少焊点,就应该怀疑是虚焊。


对于少焊与焊穿,视觉比较好处理。
但是对于虚焊,目前并没有较好的办法来处理。


在视觉硬件上来说,对于少焊与焊穿,使用一个相机和上下两个光源就可以。
其中下光源开,上光源关,这个时候拍照,可以检测是否有焊穿的孔洞。
如果下光源光,上光源打开时拍照,即可以检测少焊的问题。



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作者:hackpig
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