Quét tia X 3D được tăng cường bởi AI giúp tăng tốc quá trình kiểm tra tế bào pin Lithium-Ion tại cửa hàng

Được hỗ trợ bởi trí tuệ nhân tạo (AI) từ Đơn vị Kinh doanh Đo lường Công nghiệp của Tập đoàn Nikon, phần mềm Phân tích LiB.Overhang biến đổi việc đánh giá phần nhô ra của cực dương trong các tế bào pin lithium-ion (LiB). Thông qua kiểm tra chính xác và nhất quán, LiB.Overhang Analysis sử dụng chức năng quét CT X-quang 3D để đưa tự động hóa vào phân xưởng – giúp rút ngắn thời gian chu kỳ kiểm tra, điều rất quan trọng trong quá trình sản xuất hàng loạt.

Mục đích của Phân tích LiB.Overhang là khuyến khích kiểm tra nội tuyến sớm hơn trong quy trình sản xuất để cải thiện chất lượng sản phẩm. Được kết hợp với Giao diện OPC UA của Inspect-X Automation – được thiết kế để đơn giản hóa cách thức phần cứng và phần mềm đa dạng giao tiếp với các máy CT X-quang – Nikon cung cấp một giải pháp tổng thể bằng cách kết hợp phương pháp phân tích mới này với nguồn tia X lấy nét siêu nhỏ cải tiến, mục tiêu xoay và công nghệ CT nửa lượt. Cho phép năng suất sản xuất cao để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường về pin, điều này cũng dẫn đến việc yêu cầu bảo hành ít tốn kém hơn từ người dùng xe điện, hệ thống lưu trữ năng lượng và các thiết bị chạy bằng pin khác.

Cực dương trong tế bào LiB lớn hơn cực âm để ngăn lớp mạ lithium và khả năng hình thành sợi nhánh, do đó, có các vùng thụ động trên cực dương được gọi là vùng nhô ra không bị các vùng tương ứng của cực âm đối nghịch. Kích thước của chúng phải luôn nằm trong giới hạn gần, nếu không, hiệu suất của pin có thể bị giảm và trong những trường hợp nghiêm trọng, nó có thể tự bốc cháy. Do đó, điều cực kỳ quan trọng là phải phân tích phần nhô ra của anode.

Vấn đề với việc thực hiện điều này bằng kiểm tra chụp X quang 2D truyền thống là, mặc dù nhanh, nhưng nó không cung cấp kết quả đủ chính xác hoặc có thể lặp lại, vì rất khó phân biệt các lớp riêng lẻ bằng một máy chụp X quang chùm tia hình nón, đặc biệt là khi các tấm được không hoàn toàn bằng phẳng.

Tự động hóa phân tích phần nhô ra bằng CT X-quang 3D, tương đối mới trên thị trường, loại bỏ tất cả những khó khăn trên. LiB.Overhang Analysis đủ nhanh để đối phó với tốc độ của dây chuyền sản xuất, vì nó ít nhạy cảm với nhiễu trong hình ảnh 3D thu được bằng cách quét tốc độ cao.

Đó là bởi vì mô hình trí tuệ nhân tạo máy học tiên tiến của Nikon có thể sử dụng thông tin trước đó để xác định và phân loại các đặc điểm và khuyết điểm nhô ra của anode trong các ô, bất kể sự hiện diện của nhiễu điển hình và vật phẩm quét quét. Dữ liệu quét như vậy sẽ gây nhầm lẫn cho các phương pháp phân tích thông thường và tạo ra kết quả sai khi cố gắng tự động phân đoạn các lớp cực dương và cực âm. Cần phải quét chậm hơn nhiều để tạo ra hình ảnh có chất lượng cao hơn, làm giảm năng suất kiểm soát chất lượng (QC).

Được phát triển nội bộ dành riêng cho các hệ thống CT X-quang XT H-series của Nikon, phần mềm LiB.Overhang Analysis cho phép quét các tế bào pin một cách nhanh chóng, chính xác và đáng tin cậy, trong dây chuyền hoặc bên cạnh dây chuyền trong nhà máy. Các kỹ sư của Nikon tinh chỉnh cả tham số quét CT và thiết lập Phân tích LiB.Overhang để tối ưu hóa tốc độ kiểm tra và khả năng lặp lại của hệ thống.

Phần nhô ra của cực dương được phần mềm mới của Nikon tính toán tự động cho từng lớp trong ngăn xếp cực dương/cực âm, không tạo ra kết quả đạt/không đạt đơn giản mà thay vào đó là các phép đo bằng số của các tính năng quan trọng, vì vậy khách hàng có thể sử dụng số liệu thống kê phù hợp nhất với nhu cầu của họ. Cả hai phương pháp đều cho phép phát hiện và định lượng sớm các vấn đề về lắp ráp để dữ liệu có thể được phản hồi nhằm tối ưu hóa quy trình sản xuất, tăng thông lượng và giảm phế liệu. Dữ liệu kiểm tra có thể được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu của hệ thống thực thi sản xuất để cho phép truy xuất nguồn gốc đầy đủ của từng ô riêng lẻ, phù hợp với thông lệ Chất lượng 4.0.

Các công nghệ độc đáo khác của Nikon đóng một vai trò quan trọng trong sự thành công của ứng dụng kiểm tra này, nếu không có nó thì sẽ không thể thu thập dữ liệu tốc độ cao cần thiết. Một là khai thác khả năng xuyên thấu của các nguồn tia X siêu nhỏ mạnh mẽ của công ty. Một cách khác là chọn Rotating.Target 2.0 độc đáo, quay để nhanh chóng tiêu tan nhiệt sinh ra bởi một điểm nhỏ của các electron chạm vào bề mặt vonfram, một lần nữa cho phép công suất cao hơn mức có thể. Công nghệ Half.Turn CT của Nikon cũng có thể được triển khai, theo đó thay vì xoay mẫu đang nghiên cứu 360 độ trong chu kỳ tia X, chỉ cần xoay mẫu qua hơn 180 độ để thu được đủ dữ liệu cho hình ảnh có chất lượng tương đương , tăng gấp đôi hiệu quả kiểm tra.