CN106952841A - 一种光伏电池片缺陷分类装置及其检测方法 - Google Patents

一种光伏电池片缺陷分类装置及其检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种光伏电池片缺陷分类装置及其相应的检测方法，本装置包括依次设置的电池上料单元，智能检测单元以及下料单元，可以提高工作效率，降低电池生产过程中的碎片率，适合生产线在线分选，有效提高企业的经营效益。

Description

一种光伏电池片缺陷分类装置及其检测方法
技术领域
本发明涉及光伏电池片分选技术领域，尤其涉及一种光伏电池片缺陷分类装置及其检测方法。
背景技术
光伏电池的生产工序相当多，而检测又是其中必不可少的一道工序。
目前全球太阳光伏产业快速成长，同时对光伏电池的质量检查也提出了更高的要求，其质量检测可分为光伏电池色差、电性能EL缺陷和外观缺陷的相关检测。对于光伏电池片的EL检测，很难用肉眼识别，而缺陷会对电池的光电转化效率产生很大的影响，需要通过电致发光技术来检测隐性缺陷。光伏电池片的表面缺陷检测和颜色色差检测也是生产中的难题之一。电池镀膜工艺导致生产出的电池片颜色各异，在行业内被称之为电池片颜色色差，将这些颜色不一的电池片焊接在一块组件上会影响组件整体外观；而表面缺陷检测会在很大程度上影响了电池片本身的发电效率，因此，将不同色差的电池片分类到不同档位，保证外观的一致性，同时对电池片进行表面缺陷的分类，对提升产品质量非常重要，对于提高企业的经济效益具有重大的价值和意义。
目前，绝大多数的光伏电池生产厂家，其EL缺陷检测、表面缺陷检测和颜色色差检测还是采用人工检测的方式，依赖作业人员的视觉判断，少数厂家在进行EL检测时使用EL缺陷分选机，但是由于背景的复杂，识别率不高，还需要人工辅助检测，不仅精确度低，耗时长，而且人工分类效率低，成本高。由于人眼存在很强的主观意识，并且长时间的人眼分类势必会造成人眼的疲劳，进而导致工作效率下降或误检率增加。颜色、纹理特征提取和识别是图像处理和模式识别领域研究的重点和热点问题之一。由于图像的颜色、纹理具有复杂多样性,从了解的现状可知，还没有一种方法能够适用于所有颜色、纹理的检测、识别和提取，所以只能具体问题具体分析。
目前，光伏产业的检测设备仅有针对单项进行检测，即仅能够单独进行色差检测或EL检测或表面缺陷检测，需要人工配合其他项目的检测，往往在检测过程中需要多次转运电池片，这造成了工业化生产过程中带来的碎片率提升，工作效率低下，在光伏产业日益壮大的今天，已经严重制约着生产能力的提升。
所以，如何提供一种集上述色差、EL缺陷和外观缺陷检测分类于一体的电池片缺陷分类装置，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种光伏电池片缺陷分类装置及检测方法，解决现有技术中存在的问题，具体方案如下：
一种光伏电池片缺陷分类装置，包括依次设置的电池上料单元，智能检测单元以及下料单元，
所述电池上料单元包括上料主传送带、上料辅传送带、升降传送带、空料盒传送带、上料机械臂，所述上料辅传送带设置在所述上料主传送带的侧面，所述上料机械臂设置在所述上料主传送带和所述上料辅传送带的上部，所述上料机械臂上设有上料机械手，所述升降传送带通过升降机构可以下降至与空料盒传送带相平的位置，所述空料盒传送带设于所述上料辅传送带的正下方；
所述智能检测单元包括检测传送带，所述检测传动带上部自电池上料单元一侧起依次设有EL检测装置、外观检测装置，所述检测传动带的一侧设有控制组件；
所述下料单元包括下料传送带，所述下料传送带上部设有若干个下料机械臂，所述下料机械臂上设有下料机械手，所述下料传送带的两侧设有若干个料仓。
进一步的，所述上料辅传送带有两条，且对称设置在所述上料主传送带的两侧，所述升降传送带以及所述空料盒传送带与所述上料辅传送带配套设置。
进一步的，所述上料机械臂上设有两个上料机械手。
进一步的，所述下料传送带的末端还设有安全仓。
进一步的，所述下料机械臂有两个以上时，相邻的两个所述下料机械臂可以背向设置，所述下料机械手设置在所述两个相邻的机械臂的外侧。
进一步的，本装置还包括设置在台面四周的光栅保护装置。
进一步的，所述EL检测装置前以及所述下料单元的前部均设有矫正装置。
一种基于上述光伏电池片缺陷分类装置的检测方法，包括如下步骤：
S1：人工取电池片，放入料盒中，将携带有电池片的料盒放置在上料辅传送带上；
S2：上料辅传送带携带料盒进入上料仓位，由所述上料机械手送至上料主传送带上；
S3：S2步骤后空料盒通过升降传送带送至空料盒传送带上自动传送出至工作人员所在地点方便取走；
S4：步骤S3后的电池片通过主传送带进入矫正装置内进行位置矫正，之后，送入EL检测装置内进行EL检测， 检测数据送至控制组件进行EL缺陷分析，并将结果输出在控制组件的显示屏上；
S5：步骤S4中，如果分析所检测的电池片为缺陷片，则不进行后续S6步骤中，通过检测传送带传送直接跳入S7步骤；
S6：在步骤S4中，如果分析所检测的电池片为正常片，则由检测传送带送至外观检测装置中进行检测，检测到的图像数据送至控制组件进行分析，并将结果输出在所述控制组件的显示屏上；
S7：通过S5和S6步骤检测后的电池片，被送至下料传送带上进行分选，控制组件根据步骤S4和S6中的检测数据，控制下料机械手将所述电池片放置到合适的料仓；
S8：遇特殊情况，下料机械手未抓取的电池片，通过检测传送带送至安全仓内，再次进入步骤S1中。
进一步的，所述S7步骤前还设有电池片位置矫正功能，所述电池片矫正功能通过矫正装置完成。
本发明提供的光伏电池片缺陷分类装置，具有以下有益效果：1、提高工作效率。2、降低电池生产过程中的碎片率。3、适合生产线在线分选。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为光伏电池片缺陷分类装置的俯视示意图。
图2为光伏电池片缺陷分类装置的立体结构示意图。
图3为光伏电池片缺陷分类装置的电池上料单元立体结构局部示意图。
图4为光伏电池片缺陷分类装置的智能检测单元立体结构局部示意图。
图5为光伏电池片缺陷分类装置的下料单元立体结构局部示意图。
图中：10、上料主传送带 11、上料辅传送带 110、料盒 111、上料仓位 12、升降传送带 120、升降机构 13、空料盒传送带 14、上料机械臂 15、空料盒 140、上料机械手 20、检测传送带 21、EL检测装置 22、外观检测装置 220、检测光源 23、控制组件 30、下料传送带 31、料仓 32、下料机械臂 320、下料机械手 33、安全仓 40、矫正装置 50、电池片 60、台面 。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1-图5所示，图1为光伏电池片缺陷分类装置的俯视示意图，图2立体结构示意图，图3为电池上料单元立体结构局部示意图，图4为智能检测单元立体结构局部示意图，图5为下料单元立体结构局部示意图。
本发明请求保护一种光伏电池片缺陷分类装置，包括依次设置的电池上料单元，智能检测单元以及下料单元。所述电池上料单元包括上料主传送带10、上料辅传送带11、升降传送带12、空料盒传送带13、上料机械臂14，所述上料辅传送带11设置在所述上料主传送带10的侧面，所述上料机械臂14设置在所述上料主传送带10和所述上料辅传送带11的上部，所述上料机械臂14上设有上料机械手140，所述上料机械手140可以沿所述上料机械臂14横向移动，所述上料机械手140与控制组件23通讯连接，所述升降传送带12通过升降机构120可以下降至与空料盒传送带13相平的位置，可将空料盒13自动转运至空料盒传送带13上部转运出来，所述空料盒传送带13设于所述上料辅传送带11的正下方。
所述智能检测单元包括检测传送带20，所述检测传动带20上部自电池上料单元一侧起依次设有EL检测装置21、外观检测装置22，所述检测传动带20的一侧设有控制组件23，所述控制组件与所述EL检测装置21以及所述外观检测装置22通讯连接。
本装置中的智能检测单元集成了EL缺陷检测、色差以及外观缺陷检测为一体，EL检测装置21中的夹持单元（未图示）、伺服电机单元（未图示）可以调整检测前的定位，保障光伏电池电极精确对准和接触，本装置的色差、EL、外观缺陷检测适用于四栅电池片和五栅电池片的检测。
所述下料单元包括下料传送带30，所述下料传送带30上部设有若干个下料机械臂32，所述下料机械臂32上设有下料机械手320，所述下料机械手320可以沿所述下料机械臂32横向移动，所述下料机械手320与控制组件23通讯连接，所述下料传送带30的两侧设有若干个料仓31，在本实施例中提供的为三个下料机械臂32及下料机械手320。
每个下料放置电池片的料仓31放置的电池分选种类可以根据生产需要，通过控制组件23内既定的程序进行设定，假设某一类电池片产品产量比较多，就可以给这种产品设置更多的料仓31来满足生产需要，保证了生产过程中的灵活程度。
进一步的，所述上料辅传送带11有两条，且对称设置在所述上料主传送带10的两侧，所述升降传送带12以及所述空料盒传送带13与所述上料辅传送带11配套设置。
进一步的，所述上料机械臂32上设有两个上料机械手。
进一步的，所述下料传送带30的末端还设有安全仓33。
进一步的， 所述下料机械臂32有两个以上时，相邻的两个所述下料机械臂32可以背向设置，所述下料机械手320设置在所述两个相邻的机械臂32的外侧，以最大程度的减小设备所占据的空间，使设备本身更加紧凑。
进一步的，本装置还包括设置在台面60四周的光栅保护装置（未图示），当工作人员手动对机器进行操作时，停止机器的运转，可以保护工作人员的安全。
进一步的，所述EL检测装置21前以及所述下料单元的前部均设有矫正装置40，优选的所述矫正装置40设置在所述电池片50传送方向上的第一个机械臂32下方且位于所述机械臂32所属的第一个机械手320的前方。
具体的，本实施例中所有传动装置利用EtherCat总线通过控制组件23控制。
本发明还请求保护根据本实施例提供的光伏电池片缺陷分类装置的检测方法，主要包括如下步骤：
S1：人工取电池片50，放入料盒110中，将携带有电池片50的料盒110放置在上料辅传送带11上；
S2：上料辅传送带11携带料盒110进入上料仓位111，由所述上料机械手140送至上料主传送带10上；
S3：S2步骤后空料盒15通过升降传送带12送至空料盒传送带13上自动传送出至工作人员所在地点方便取走；
S4：步骤S3后的电池片50通过主传送带10进入矫正装置40内进行位置矫正，之后，送入EL检测装置21内进行EL检测， 检测数据送至控制组件23进行EL缺陷分析，并将结果输出在控制组件23的显示屏上；
S5：步骤S4中，如果分析所检测的电池片50为缺陷片，则不进行后续S6步骤中，通过检测传送带20传送直接跳入S7步骤；
S6：在步骤S4中，如果分析所检测的电池片50为正常片，则由检测传送带20送至外观检测装置22中进行检测，检测到的图像数据送至控制组件23进行分析，并将结果输出在所述控制组件23的显示屏上；
S7：通过S5和S6步骤检测后的电池片50，被送至下料传送带30上进行分选，控制组件23根据步骤S4和S6中的检测数据，控制下料机械手320将所述电池片50放置到合适的料仓31；
S8：遇特殊情况，下料机械手未抓取的电池片50，通过检测传送带20送至安全仓33内，再次进入步骤S1中。
进一步的，所述S7步骤前还设有电池片位置矫正功能，所述电池片矫正功能通过矫正装置40完成。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种光伏电池片缺陷分类装置，其特征在于：包括依次设置的电池上料单元，智能检测单元以及下料单元，
所述电池上料单元包括上料主传送带（10）、上料辅传送带（11）、升降传送带（12）、空料盒传送带（13）、上料机械臂（14），所述上料辅传送带（11设置在所述上料主传送带（10）的侧面，所述上料机械臂（14）设置在所述上料主传送带（10）和所述上料辅传送带（11）的上部，所述上料机械臂（14）上设有上料机械手（140），所述升降传送带（12）通过升降机构（120）可以下降至与空料盒传送带（13）相平的位置，所述空料盒传送带（13）设于所述上料辅传送带（11）的正下方；
所述智能检测单元包括检测传送带（20），所述检测传动带（20）上部自电池上料单元一侧起依次设有EL检测装置（21）、外观检测装置（22），所述检测传动带（20）的一侧设有控制组件（23）；
所述下料单元包括下料传送带（30），所述下料传送带（30）上部设有若干个下料机械臂（32），所述下料机械臂（32）上设有下料机械手（320），所述下料传送带（30）的两侧设有若干个料仓（31）。
2.一种根据权利要求1所述的光伏电池片缺陷分类装置，其特征在于：所述上料辅传送带（11）有两条，且对称设置在所述上料主传送带（10的两侧，所述升降传送带（12）以及所述空料盒传送带（13）与所述上料辅传送带（11）配套设置。
3.根据权利要求2所述的光伏电池片缺陷分类装置，其特征在于：所述上料机械臂（32）上设有两个上料机械手（140）。
4.根据权利要求3所述的光伏电池片缺陷分类装置，其特征在于：所述下料传送带（30）的末端还设有安全仓（33）。
5.根据权利要求4所述的光伏电池片缺陷分类装置，其特征在于： 所述下料机械臂（32）有两个以上时，相邻的两个所述下料机械臂（32）可以背向设置，所述下料机械手（320）设置在所述两个相邻的机械臂（32）的外侧。
6.根据权利要求5所述的光伏电池片缺陷分类装置，其特征在于：还包括设置在台面（60）四周的光栅保护装置。
7.根据权利要求1-6任一项所述的光伏电池片缺陷分类装置，其特征在于：所述EL检测装置（21）前以及所述下料单元的前部均设有矫正装置（40）。
8.根据权利要求7所述的光伏电池片缺陷分类装置的检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：人工取电池片（50），放入料盒（110）中，将携带有电池片（50）的料盒（110）放置在上料辅传送带（11上）；
S2：上料辅传送带（11）携带料盒（110）进入上料仓位（111），由所述上料机械手（140）送至上料主传送带（10）上；
S3：S2步骤后空料盒（15）通过升降传送带（12）送至空料盒传送带（13）上自动传送出至工作人员所在地点方便取走；
S4：步骤S3后的电池片（50）通过主传送带（10）进入矫正装置（40）内进行位置矫正，之后，送入EL检测装置（21）内进行EL检测， 检测数据送至控制组件（23）进行EL缺陷分析，并将结果输出在控制组件（23）的显示屏上；
S5：步骤S4中，如果分析所检测的电池片（50）为缺陷片，则不进行后续S6步骤中，通过检测传送带（20）传送直接跳入S7步骤；
S6：在步骤S4中，如果分析所检测的电池片（50）为正常片，则由检测传送带（20）送至外观检测装置（22）中进行检测，检测到的图像数据送至控制组件（23）进行分析，并将结果输出在所述控制组件（23）的显示屏上；
S7：通过S5和S6步骤检测后的电池片（50），被送至下料传送带（30）上进行分选，控制组件（23）根据步骤S4和S6中的检测数据，控制下料机械手（320）将所述电池片（50）放置到合适的料仓（31）；
S8：遇特殊情况，下料机械手未抓取的电池片（50），通过检测传送带（20）送至安全仓（33）内，再次进入步骤S1中。
9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于：所述S7步骤前还设有电池片位置矫正功能，所述电池片矫正功能通过矫正装置（40）完成。
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