(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子基板に活物質を充填後の移動中の極板を複数回撮影し、撮影した各画像を２値化処理後に平均化し、これを更に２値化処理することで極板の充填抜けを検知する鉛蓄電池用極板の活物質充填抜けの検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛蓄電池の極板製造時における活物質の充填抜けの検知方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉛蓄電池の極板の製造は、通常、基板をペースト状活物質が装填されたホッパーの下面を通過させ、該格子基板にペースト状活物質を塗布充填し、これを乾燥することで製造している。
【０００３】
この際問題となるのは、基板へ活物質が充填されない部分の存在、即ち充填抜けである。活物質の充填抜けは、容量不足に陥る場合があり避けなければならないが、これまでは目視によりその存在を確認し、所定量の充填抜けのある極板は、これを除いているのが現状であるが、長時間の目視には限界があり、機械化が望まれている。
【０００４】
この場合、例えば特許文献１に示される様な、シール剤塗布部の塗布状態の良否を画像処理により検査する方法や特許文献２に示される様な、鋳造された格子体を画像処して形状変化を検出する方法のように、ペースト状活物質が塗布充填された極板の表面を撮像して画像処理により検知する方法が考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２６１３８８号公報
【特許文献２】特許第５５７１４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の画像処理は、停止している対象物を撮影するものであり、極板の活物質の充填抜けを検知するには、移動する極板のうねりによる光の影の発生により、これら従来の方法では、不十分であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、これらの課題を解決したもので、移動する極板の表面を複数回撮影し、それぞれを閾値により２値化処理した画像に変換し、これらをさらに平均化した画像を作り、その画像を２値化処理する画像処理を行うことで充填抜けを検知するものである。
【０００８】
この様な方法を採用することにより、充填された活物質の表面の凸凹によって起こる光の影による影響が解消され、誤差なく充填抜けを検知することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、充填抜けを自動的に誤差なく検知し得る効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明実施形態を説明するための装置の概念図である。
【図２】長尺格子基板と長尺極板の概念図である。
【図３】撮影された画像の概念図で、（イ）は１回目の撮影画像、（ロ）は２回目の撮影画像、（ハ）は３回目の撮影画像の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図に基づき、本発明の実施形態を説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態を説明するための装置の概念図である。図面において、１は多数の格子基板が連なって形成された長尺格子基板で、連続鋳造法や打抜き法等により製造された鉛合金からなる。２は撮影用カメラ、２aは撮影した画像を処理する演算部、３はＬＥＤ等の照明器具である。
【００１３】
長尺格子基板１は、充填台４に搭載されてペースト状活物質が充填された充填ホッパー５の下面に移送され、該充填ホッパー５によりペースト状の活物質が長尺格子基板１に塗布充填され長尺極板１ａとなり、その後、次の移送ベルト６へ移送されて乾燥炉７内に搬入されて乾燥され、その後、長尺極板１aは所定の寸法に切断されて多数の極板を得るものである。
【００１４】
図中、８は長尺極板１ａの下面に施される下ペースト紙、９は該長尺極板１ａの上面に施される上ペースト紙である。いずれもロール状に捲かれたものを解きながら供給され施される。
【００１５】
撮影用カメラ２は、活物質が塗布充填された直後の長尺極板１ａの上方に配置されており、照明器具３はそれより更に移送方向側の長尺極板１ａ上方に配置され，撮影用カメラ２の直下に位置する部分の長尺極板１ａを照明している。
【００１６】
尚図中、１０は上ペースト紙をガイドする為のガイドロールである。下ペースト紙８は移送ベルト６のローラー６aがガイドロールを兼ねる様にした。
【００１７】
この様に配置された装置により、極板の充填抜けは次のようにして検出される。
【００１８】
連続鋳造法等により製造された長尺格子基板１は図２の左側部分（イ）に示される通り、多数の格子基板１１が連接されたものである。１個の格子基板１１は比較的太い四角の枠体１２と、該枠体１２内を多数の縦方向と横方向の桟１３により内部を格子目状に形成され、枠体１２の上部には１個の耳部１４が、下部には２本の足部１５が形成されて構成され、隣接する枠体１２同士が連接されて構成されている。この長尺格子基板１はその後充填ホッパーによりペースト状活物質が充填塗布され、右側部分（ロ）に示される通り多数の極板１１aからなる長尺極板１aに形成されます。１枚の極板１１aは、四角の枠体１２とその枠内に形成された活物質塗布面１６と１個の耳部１４と２本の足部１５で構成されます。この極板１１aは、長尺極板１aが乾燥炉７で乾燥された後に、枠体１２の連接する部分を裁断することで得ることが出来ます。
【００１９】
図１に示される通り、活物質が塗布された後の長尺極板１aを撮影用カメラ２で撮影し、その撮影した画像から活物質が充填されていない部分即ち充填抜けを検知することになりますが、撮影した画像は演算部２aに取り込まれ、ここで２値化処理し、活物質が充填塗布された長尺極板１aを白色、その他の部分を黒色にします。そして、上部に突出する耳部１４を基準にして１枚の極板１１aの位置と大きさを特定します。特定方法は、例えば、耳部１４の右付根から左側に位置する隣の耳部１４の右付根を直線で結び、これに直交する直線を下方に引いて極板１１aの下端との交点同士を直線で結び、好ましくは耳部１４間の直線を水平になるように回転補正を施す。そして、各直線で囲まれた四角形内の黒色部分、即ち充填抜け部分を検知するものであるが、本発明では、１回の撮影に搬送される長尺極板１aの１枚の極板１１aの３枚分を撮影することで、同じ１枚の極板１１aを３回撮影し、それぞれの画像を同様に処理し、その平均を画像処理により求め、充填抜けを特定します。具体的には、図３（イ）に示す通り、一度に１枚の極板１１aを３枚分撮影します。これを図３（ロ）と（ハ）に示す通り３回繰り返します。この間、例えば図３（イ）に撮影した１枚ずつの極板をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃとすると、Ｃとして示す左端に位置する一枚の極板は、（ロ）においては中央に位置し、（ハ）では右側に位置します。このようにして同じ１枚の極板は３回撮影されます。この様に撮影するタイミングは、長尺極板の移動速度から１枚の極板の移動時間を算出してそれに併せて撮影用カメラのシャッターを押して撮影したり、突出する耳をセンサーで感知するようにし、感知したら撮影用カメラ２のシャッターをおして撮影するようにして実施できる。この様に、検知すべき対象となる１枚の極板は左端、中央、右端と移動方向に移動するので、このことを演算部に記憶させ、それぞれの対象とする極板の画像を２値化処理して白黒の画像とし、最後にこれら２値化処理した３枚の画像を演算部で平均化処理し、更にこの平均化処理したものを２値化処理して充填抜け部分を確定し、この充填抜け部分の面積を求め、求められた面積がＣの充填抜け面積とします。具体的には、１ピクセル（画素）が何ｍｍに相等するかを求め、充填抜けと判断した部分の面積和（画素を基に演算）を実際の面積（ｍｍ2）に換算します。そして、例えば、求めた面積が８ｍｍ2になった場合は図示しないが演算部２aから充填ホッパー５の駆動部へ接続された指令線により充填ホッパー５の充填圧力を徐徐に上げ、面積が０ｍｍ2になったら充填圧力を徐徐に当初の圧力に戻します。一方、出力を上げても面積が減少せず、その値が１０ｍｍ2以上になった場合は、不合格として充填作業を停止し、その前の部分を含め長尺極板の一部を切断して取除き、更に充填ホッパー５内のペースト状活物質を取替え、出力を当初の圧力に戻して再び充填作業を開始します。
【００２０】
この様にすることで、例えば移動する長尺極板１１が上下振動や左右のズレによりうねりが生じ一時的に影が生じたとしてもこれを誤検出することが無くなった。
【００２１】
比較の為に、撮影用カメラで１回の撮影により充填抜けを検出した場合の誤検出は ６０％であったが、上記に示した様に３回撮影しこれを平均化した場合の誤検出は０％であった。
【００２２】
撮影は２回以上の複数回行うことが好ましいが、２回の撮影では、１回の場合よりは大幅な誤検出の防止を成し得るも、３回の場合に比し、誤検出が１０％と少しだけ劣る結果となったが、実用上は問題の無いレベルであった。４回以上の撮影では３回と変わらず、回数が増えることによる演算の回数が増えるだけであり、３回で十分であった。
【００２３】
なお、上記実施形態においては、１枚の極板を３回撮影する場合を説明したが、耳部を基準に１枚の極板を例えば３分割し、それぞれの分割された部分を３回撮影してそれぞれの部分における充填抜け面積を合計することで充填抜け面積を求め、それにより上記実施形態同様、充填ホッパーの充填圧力を調整するなどしても良い。
【００２４】
更に、上記実施形態においては、活物質が塗布充填された直後の極板１aを撮影用カメラで撮影した場合を説明したが、これに限らず、下ペースト紙が極板１ａの下面に施された後に撮影用カメラで撮影しても良い。この場合に撮影された画像は次のように処理される。
【００２５】
撮影された画像は、下ペースト紙が白色であり、上記実施形態で説明した場合とは逆に、充填抜け部分を白色に、長尺極板を黒色になる様に閾値を設定し２値化処理し、上記実施形態で説明した様にして、今度は白色部分の面積を求めることで、充填抜けを検出すると共に、充填ホッパーの充填圧力を調整することができます。
【００２６】
また、撮影用カメラのレンズをカバーで覆いレンズの汚れを防止するようにしても良い。
【００２７】
以上の通り、本発明によれば、移動する極板を複数回撮影し、これを画像処理することで充填抜けを誤差なく正確に検知することが出来る。
【符号の説明】
【００２８】
１    長尺格子基板
１a   長尺極板
２    撮影用カメラ
２a   演算部
３    照明器具
４    充填台
５    充填ホッパー
６    移送ベルト
７    乾燥炉
８  下ペースト紙
９  上ペースト紙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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