CN107611073B - 太阳能电池串排版的定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能电池串排版的定位方法，包括以下步骤，(1)取基准模板电池串放在透光工作台上的基准区域，检测相机确定基准模板电池串的基准坐标A0；(2)待检测定位的电池串到达透光工作台上的基准区域，检测相机确定待检测定位电池串的坐标A1；(3)计算坐标A1相对于坐标A0的偏差，获得位置偏差ΔA；(4)排版执行机构吸附待检测定位的电池串，根据位置偏差ΔA校正待检测定位电池串排版时的取料位置或者放料位置。本发明的太阳能电池串排版的定位方法，实时对电池串的位置进行定位调整，确保电池串层叠铺设的位置精度控制在0.5mm以内，并可以通过提高相机分辨率和移载定位精度来提高排版精度至0.05mm乃至更高精度。

Description

太阳能电池串排版的定位方法

技术领域

本发明涉及太阳能电池生产技术领域，具体涉及一种太阳能电池串排版的定位方法。

背景技术

太阳能电池生产中，有一道工序是将多个串接好的电池串依次层叠铺设在玻璃基板上，为了提高铺设效率，传统的人工铺设逐渐被机械手自动铺设所取代，串焊机中焊接后输出的电池串位置精度低，而各电池串层叠铺设时位置精度要求在0.5mm以内，为了满足这一位置精度，机械手吸取电池串之后，需要实时的对电池串进行定位调整。

发明内容

本发明提供一种太阳能电池串排版的定位方法，实时对电池串的位置进行定位调整，确保电池串层叠铺设的位置精度控制在0.5mm以内。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：太阳能电池串排版的定位方法，所述电池串具有彼此相交的第一直线边界和第二直线边界，待检测定位的电池串放置在透光工作台上，所述透光工作台的两侧分别设有背光光源和检测相机；所述背光光源自电池串的背面向透光工作台打光，所述检测相机获取电池串对应位置的背光图像；

所述检测相机至少具有独立工作的两台，用于检测所述第一直线边界上和第二直线边界上检测点的边缘位置变化；

其定位方法包括以下步骤，

(2)取基准模板电池串放在所述透光工作台的基准位置，所述检测相机确定基准位置处基准模板电池串的坐标A0(X₀、Y₀、θ₀)；

(2)待检测定位的电池串到达所述透光工作台上的基准位置，所述检测相机确定基准位置处待检测定位电池串的坐标A1(X₁、Y₁、θ₁)；

(3)计算坐标A1相对于坐标A0的偏差，获得位置偏差ΔA(ΔX、ΔY、Δθ)；

(4)排版执行机构吸附待检测定位的电池串，根据位置偏差ΔA校正待检测定位电池串排版时的取料位置或者放置位置。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述检测相机具有独立工作的三台，分别设置在第一直线边界上的两个检测点的正上方、第二直线边界上的一个检测点的正上方。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括三个所述检测点的连线不在同一条直线上。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述检测相机为CCD相机。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述CCD相机的像素分辨率小于0.05毫米/像素。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括每个所述检测相机均一一对应的配置有背光光源，所述背光光源设置在透光工作台的正下方、且正对各自的检测相机设置。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述工作台为带传输功能的皮带，电池串通过所述皮带传输到待定位位置，检测相机定位后，由执行机构取走电池串进行排版。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述皮带为透光性好的白色PU皮带。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述背光光源为LED光源。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述LED光源为红光LED光源或者白光LED光源。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括将基准模板电池串放置于透光工作台上，且基准模板电池串上的检测点位于检测相机视场中心的位置，由所述检测相机确定基准位置处基准模板电池串的坐标A0(X₀、Y₀、θ₀)。

本发明的有益效果是：

其一、利用背光式视觉检测来精确测定待排版电池串的位置相对于基准位置的偏移量，再根据此偏移量来实时校正电池串排版时的放置位置，确保电池串层叠铺设的位置精度控制在0.5mm以内；并可以通过提高相机分辨率和移载定位精度来提高排版精度至0.05mm甚至更高精度；

其二、通过矩形边缘的三点来确定矩形的位置偏差，以此来设计检测相机的安装位置，能够极大的提高对电池串的定位精度；与此同时，提高定位精度的同时能够减少检测相机的使用量，降低成本；

其三、采用背光光源，使得透光工作台的上方呈现为均匀的漫射发亮，能够辅助检测相机更高精度的采集电池串的位置坐标，进一步提高电池串的定位精度。

其四、根据矩形边缘的三点位置变化来确定矩形的位置偏差，不需要对电池串进行二次对准确认位置，显著提高了排版速度。

其五、不局限矩形边缘的三点的位置，只需要满足第一直线边界上有两点，同时第二直线边界上有一点(三点不可在同一条直线上)即可，具有很高的设计自由度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用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是电池串的结构示意图；

图2是本发明第一实施例中定位装置的结构示意图(采用三台检测相机一对一的采集三个检测点的背光图像)；

图3是本发明第一实施例电池串上检测点的位置示意图；

图4是本发明第二实施例电池串上检测点的位置示意图；

图5是本发明第一实施例中定位装置的结构示意图(采用两台检测相机，一台相机采集检测点A的背光图像，一台同时采集检测点B和检测点C的背光图像)。

其中：10-第一直线边界，20-第二直线边界；

1-电池串，2-透光工作台，4-背光光源，6-检测相机。

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作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。

实施例一

以下描述中X为水平X轴坐标，Y为水平Y轴坐标,θ为水平坐标系在水平面内(Z向)的旋转的角度。

如图2、3所示，本实施例中公开了一种太阳能电池串排版的定位方法，如图1所示的电池串1包括但不限于整片或半片的12片/串和10片/串，其具有彼此相交(延长线相交)的第一直线边界10和第二直线边界20，本实施例技术方案中，定义第一直线边界10为长边边界，第二直线边界20为短边边界。待检测定位的电池串1放置在透光工作台2上，透光工作台2可以采用具有较好透光性的白色PU传送皮带，传送皮带与串焊接对接，串焊机中焊接好的电池串直接进入传送皮带，传送皮带将电池串传送至目标位置进行检测定位。

上述透光工作台2的两侧分别设有背光光源4和检测相机6；具体的，背光光源4设置在透光工作台2下方，检测相机6设置在透光工作台2的上方，检测相机6用于采集电池串1上对应位置的背光图像；透光工作台2被下面的背光光源4照射后，其上方呈现为均匀的漫射发亮，使得放置在透光工作台2上的电池串1能够呈现出清晰明亮的轮廓，利于检测相机6高清晰度、高精度的采集背光图像。

本实施例技术方案中，检测相机6采集矩形结构电池串1边缘的三个点位置的背光图像，三个点分别为设置在第一直线边界10上的检测点A和检测点B、设置在第二直线边界20上的检测点C，检测点A、检测点B和检测点C只要满足三者的连线不在同一条直线上即可。如图2所示，三个检测点可以分别用独立的三个检测相机检测；也可将第一直线边界上的检测点B和第二直线边界上的检测点C距离靠近；比如，如图3所示，检测点B放置在第一直线边界和第二直线边界的交点处，检测点C靠近检测点B设置。在检测相机分辨率满足检测精度的情况下，如图5所示，用一台相机同时检测检测点B和检测点C，检测点A用独立的检测相机检测，以此在不影响定位精度的前提下，能够减少检测相机6的使用量。

另，为了防止图像的边缘数据失真，检测点的设置必须避开电池串的转角点、以及轮廓突变的点，至少远离转角、突变点5mm的距离。

为了高精度定点采集各检测点的背光图像，本实施例技术方案中，检测相机6采用独立工作的三台，分别设置在电池串1的检测点A、检测点B、检测点C的正上方，对应的背光光源4也对应配置三台，分别设置在透光工作台2的下方、且分别正对检测点A、检测点B、检测点C设置。

本实施例技术方案中，以上检测相机6优选采用像素分辨率小于0.05毫米/像素的CCD相机，采集工业级高清图像。背光光源4优选采用LED光源，最适宜的是红光LED光源，其次是白光LED光源。红光波长长(白光中含有红光)，可见光中透射性最好，同时可以有效的滤除工作台上的灰尘等影响亮度和边缘检测的干扰因素。

采用以上排版定位装置，对电池串进行定位的方法包括以下步骤，

(1)取基准模板电池串放在上述透光工作台2的基准位置上，三台检测相机6分别安装在基准模板电池串上检测点A、检测点B和检测点C的正上方，检测点A、检测点B和检测点C分别位于三台检测相机视场中心的位置，三台检测相机6分别采集检测点A、检测点B和检测点C的背光图像，三台检测相机6拍摄的三幅背光图像导入系统中，确定基准位置处基准模板电池串的坐标A0(X₀、Y₀、θ₀)，确定基准模板电池串的坐标A0后，将基准模板电池串从基准位置处移走。

(2)待检测定位的电池串到达上述透光工作台2上的上述基准位置，位置固定好的三台检测相机6分别采集待检测定位电池串上检测点A、检测点B和检测点C的背光图像，(待检测定位电池串上检测点A、检测点B和检测点C分别位于三台检测相机视场中心的位置)，三台检测相机6拍摄的三幅背光图像导入系统中，以此确定基准位置处基准模板电池串的坐标A1(X₁、Y₁、θ₁)；

(3)系统基于几何坐标变换计算坐标A1相对于坐标A0的偏差，获得位置偏差ΔA(ΔX、ΔY、Δθ)；

(4)排版执行机构吸附待检测定位的电池串，此处的排版执行机构可以是机器人、或者特定的移栽，均可以用真空吸嘴吸附住电池串，吸附电池串后，排版执行机构根据位置偏差ΔA来校正待检测定位电池串排版时的取料位置或者放料位置，也就是根据偏差ΔA来调整自身的位姿，使得并排放入玻璃基板上的电池串位置精度控制在0.5mm以内。

实施例二

如图4所示，本实施例提供本实施例中公开了一种太阳能电池串排版的定位方法，相较于实施例一的区别仅在于：上述第一直线边界10或/和第二直线边界20延伸方向的中间部位的正上方也设有上述检测相机6，检测相机设置在检测点D的正上方。多设置的检测相机6，能够消除边界的直线度误差带来的定位误差，进一步提高定位精度。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.太阳能电池串排版的定位方法，所述电池串具有彼此相交的第一直线边界和第二直线边界，其特征在于：待检测定位的电池串放置在透光工作台上，所述透光工作台的两侧分别设有背光光源和检测相机；所述背光光源自电池串的背面向透光工作台打光，所述检测相机获取电池串对应位置的背光图像；

所述检测相机至少具有独立工作的两台，用于检测所述第一直线边界上和第二直线边界上检测点的边缘位置变化；

其定位方法包括以下步骤，

取基准模板电池串放在所述透光工作台的基准位置，所述检测相机确定基准位置处基准模板电池串的坐标A0（X ₀、Y ₀、θ ₀）；

（2）待检测定位的电池串到达所述透光工作台上的基准位置，所述检测相机确定基准位置处待检测定位电池串的坐标A1（X ₁、Y ₁、θ ₁）；

（3）计算坐标A1相对于坐标A0的偏差，获得位置偏差ΔA（ΔX、ΔY、Δθ）；

（4）排版执行机构吸附待检测定位的电池串，根据位置偏差ΔA校正待检测定位电池串排版时的取料位置或者放置位置；

所述检测相机具有独立工作的三台，分别设置在第一直线边界上的两个检测点的正上方、第二直线边界上的一个检测点的正上方；

三个所述检测点的连线不在同一条直线上。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池串排版的定位方法，其特征在于：所述检测相机为CCD相机。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池串排版的定位方法，其特征在于：所述CCD相机的像素分辨率小于0.05毫米/像素。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池串排版的定位方法，其特征在于：每个所述检测相机均一一对应的配置有背光光源，所述背光光源设置在透光工作台的正下方、且正对各自的检测相机设置。

5.根据权利要求4所述的太阳能电池串排版的定位方法，其特征在于：所述背光光源为LED光源。

6.根据权利要求5所述的太阳能电池串排版的定位方法，其特征在于：所述LED光源为红光LED光源或者白光LED光源。

7.根据权利要求1所述的太阳能电池串排版的定位方法，其特征在于：步骤（1）中，将基准模板电池串放置于透光工作台上，且基准模板电池串上的检测点位于检测相机视场中心的位置，由所述检测相机确定基准位置处基准模板电池串的坐标

A0（X ₀、Y ₀、θ ₀）。