CN108010864A - 一种光伏电池片缺陷分选装置及其分选方法 - Google Patents

一种光伏电池片缺陷分选装置及其分选方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种光伏电池片智能缺陷分选装置及分选方法，分选装置包括上料单元、以及与所述上料单元垂直设置并依次设置的智能检测分类单元和下料单元，所述智能检测分类单元以及所述下料单元之间设有传送带，可以有效提高工作效率，降低电池生产过程中的碎片率，适合生产线在线分选。

Description

一种光伏电池片缺陷分选装置及其分选方法
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选装置及其分选方法。
背景技术
随着现代化技术的进步和国家工业的不断发展，对于生产的质量要求和生产速度越来越高，而如何在现有的工业基础上提升生产的质量和效率，是现在面临的难题。在大多数太阳电池片制造时，由于在制造过程中的各种能够原因，则有可能在太阳能电池片表面出现各种内部的和外观的缺陷。同时，制作完成的A级品也有不相同的颜色。生产完成的电池片中这些产品相互混合，如果不将不同品质的电池片分选开来，则必将对厂家的电池组件完成品的质量和产品声誉造成影响。
目前，关于电池片的内部缺陷的检测方式主要有光致发光法，电致发光法（又称EL法）等，但现有设备的EL检测分选时，在对齐探针时采用机械夹持的方式。另外在检测外观缺陷和颜色分选时，也主要靠人来进行分选。在设备制造上，虽然已经出现了EL和外观的联合检测设备，但由于采用传统的皮带传送带，在位置的准确性上会有所降低。在标准方面，虽然各厂家已经有相关的缺陷标准，但是由于人工分选难以避免的会出现漏、误、错判现象。普遍存在工作效率低下等问题，严重制约着光伏电池片的产能发挥。
所以，如何提供一种集EL缺陷和外观缺陷检测分类于一体的电池片缺陷分选装置，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
针对此，于2017 年4月27日针对上述技术问题提交了申请号2017102895965专利申请，本发明相对于上述专利申请，结构简单，可靠性增加。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种光伏电池片智能缺陷分选装置及分选方法，解决现有技术中存在的问题，具体方案如下：
一种光伏电池片智能缺陷分选装置，包括上料单元、以及与所述上料单元垂直设置并依次设置的智能检测分类单元和下料单元，所述智能检测分类单元以及所述下料单元之间设有传送带；
所述上料单元包括入料端、出料端，所述入料端和所述出料端之间设有轨道；
所述入料端以及所述出料端之间还设有锁紧装置，所述锁紧装置靠近所述智能检测分类单元的一侧设有上料机械手，所述锁紧装置的上方设有上料工位支架，所述上料工位支架的上部设有上料位相机，所述上料工位支架的一侧设有上料位光源；
所述智能检测分类单元包括性能检测装置以及外观检测装置，所述外观检测装置包括设置在所述传送带上方的外观用相机以及回型光源；
所述下料单元包括支架、料盒，以及设置在所述支架上的下料机械手组件和驱动电机。
具体的，所述性能检测装置为EL检测装置，包括EL测试铜板、EL探针以及EL近红外相机，所述EL测试铜板通过液压或者电动马达驱动实现上下位移。
具体的，所述EL检测装置设置在暗箱中。
具体的，所述上料位光源为红色光源。
具体的，所述回型光源为发光面积为300*300的白色纯色光源。
具体的，所述轨道之间还设有有料传感器，所述上料机械手的旁边还设有废料盒。
具体的，所述上料位相机、所述EL近红外相机以及所述外观用相机通过OPC通讯协议向PLC发送信号。
具体的，所述下料单元还包括设置在所述传送带上的卸料传感器以及设置在所述传送带远离所述上料单元一端的安全仓。
一种根据上述光伏电池片缺陷分选装置的分类方法，包括以下步骤：
S1：抓取，人工取电池片，放入料盒中，将携带有电池片的料盒放置在入料端上的轨道上，轨道启动，料盒传送至锁紧装置上定位，利用上料位相机记录电池片的第一张图片，然后，通过上料机械手，将电池片放置在传送带上；
S2：EL测试，电池片到达传送到EL工位后，进行EL检测，由EL近红外相机记录电池片的第二张图片；
S3：外观检测和颜色分选：电池片通过EL测试后，在传送带的带动下，进入外观检测工位，由外观用相机记录电池片的第三张图片；
S4：PLC分析S1-S3步骤中形成的第一张图片，第二张图片以及第三张图片，将电池片的类别形成数据信息，并控制下料单元中的下料机械手组件将电池片放入相应级别的料盒中，实现对电池片的检测分选。
进一步的，
所述步骤S1中，如检测到电池片缺角崩边缺陷，可直接将电池片放置进入废料盒中；
所述步骤S4中，如遇下料机械手漏操作的电池片，则通过传送带传送至安全仓中。
本发明提供的光伏电池片缺陷分选装置及分选方法，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。
图例说明：
10、上料单元 11、入料端 111、轨道 112、有料传感器 12、出料端 13、锁紧装置 14、上料工位支架 141、上料位相机 142、上料位光源 15、上料机械手 16、废料盒 20、智能检测分类单元 21、传送带 22、性能检测装置 220、EL测试铜板 221、EL探针 222、EL近红外相机23、外观检测装置 231、外观用相机 232、回型光源 30、下料单元 31、支架 32、下料机械手组件 33、驱动电机 34、料盒 35、卸料传感器 36、安全仓。
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智能缺陷分选装置，包括上料单元10、以及与所述上料单元10垂直设置并依次设置的智能检测分类单元20和下料单元30，所述智能检测分类单元20以及所述下料单元30之间设有传送带21；
所述上料单元10包括入料端11、出料端12，所述入料端11和所述出料端12之间设有轨道111；
所述入料端11以及所述出料端12之间还设有锁紧装置13，所述锁紧装置13靠近所述智能检测分类单元20的一侧设有上料机械手15，所述锁紧装置13的上方设有上料工位支架14，所述上料工位支架14的上部设有上料位相机141，所述上料工位支架14的一侧设有上料位光源142；
所述智能检测分类单元20包括性能检测装置22以及外观检测装置23，所述外观检测装置23包括设置在所述传送带21上方的外观用相机231以及回型光源232；所述外管用相机231优选采用IDS德国工业相机，可获取高清晰的电池片图像。
所述下料单元30包括支架31、料盒34，以及设置在所述支架31上的下料机械手组件32和驱动电机33。
具体的，所述性能检测装置22为EL检测装置，包括EL测试铜板220、EL探针221以及EL近红外相机222，所述EL测试铜板220通过液压或者电动马达驱动实现上下位移。
具体的，所述EL检测装置设置在暗箱中，可以有效避免检测过程中外界环境的干扰，检测过程具备一致性要求。
具体的，所述上料位光源142为红色光源。
具体的，所述回型光源232为发光面积为300*300的白色纯色光源。
具体的，所述轨道111之间还设有有料传感器112，所述上料机械手15的旁边还设有废料盒16。
具体的，所述上料位相机141、所述EL近红外相机222以及所述外观用相机231通过OPC通讯协议向PLC发送信号。
具体的，所述下料单元还包括设置在所述传送带21上的卸料传感器35以及设置在所述传送带21远离所述上料单元10一端的安全仓36。
在本发明提供的分选装置中，传送带21可以对称设置两条或者两条以上（附图中按两条布局），相对应的智能检测分类单元20以及下料单元30也对称设置在所述传送带21的两侧，具体分类单元20以及下料单元30的配置可以根据生产节奏需要进行配置。
本发明还请求保护依据上述分选装置的一种分类方法，包括以下步骤
S1：抓取，人工取电池片，放入料盒中，将携带有电池片的料盒放置在入料端11上的轨道111上，轨道111启动，料盒传送至锁紧装置13上定位，利用上料位相机141记录电池片的第一张图片，然后，通过上料机械手15，将电池片放置在传送带21上；
S2：EL测试，电池片到达传送到EL工位后，进行EL检测，由EL近红外相机记录电池片的第二张图片；
S3：外观检测和颜色分选：电池片通过EL测试后，在传送带21的带动下，进入外观检测工位，由外观用相机记录电池片的第三张图片；
S4：PLC分析S1-S3步骤中形成的第一张图片，第二张图片以及第三张图片，将电池片的类别形成数据信息，并控制下料单元30中的下料机械手组件32将电池片放入相应级别的料盒34中，实现对电池片的检测分选。
进一步的，所述步骤S1中，如检测到电池片缺角崩边缺陷，可直接将电池片放置进入废料盒16中；
所述步骤S4中，如遇下料机械手漏操作的电池片，则通过传送带21传送至安全仓36中。
本设备已经在天津英利新能源有限公司投入运行，测试结果表明，对于金刚线四栅线电池片产品，本发明能达到3秒一片的检测速度，对于颜色分选的准确率达到98%以上，其余EL和外观缺陷部分的检测准确率也达到了90%以上。工作效率高于人工手动分选，且能对EL缺陷进行快速的检测。
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 (10)

1.一种光伏电池片智能缺陷分选装置，其特征在于：包括上料单元、以及与所述上料单元垂直设置并依次设置的智能检测分类单元和下料单元，所述智能检测分类单元以及所述下料单元之间设有传送带；
所述上料单元包括入料端、出料端，所述入料端和所述出料端之间设有轨道；
所述入料端以及所述出料端之间还设有锁紧装置，所述锁紧装置靠近所述智能检测分类单元的一侧设有上料机械手，所述锁紧装置的上方设有上料工位支架，所述上料工位支架的上部设有上料位相机，所述上料工位支架的一侧设有上料位光源；
所述智能检测分类单元包括性能检测装置以及外观检测装置，所述外观检测装置包括设置在所述传送带上方的外观用相机以及回型光源；
所述下料单元包括支架、料盒，以及设置在所述支架上的下料机械手组件和驱动电机。
2.根据权利要求1所述的一种光伏电池片缺陷分选装置，其特征在于：所述性能检测装置为EL检测装置，包括EL测试铜板、EL探针以及EL近红外相机，所述EL测试铜板通过液压或者电动马达驱动实现上下位移。
3.根据权利要求2所述的一种光伏电池片缺陷分选装置，其特征在于：所述EL检测装置设置在暗箱中。
4.根据权利要求1所述的一种光伏电池片缺陷分选装置，其特征在于：所述上料位光源为红色光源。
5.根据权利要求1所述的一种光伏电池片缺陷分选装置，其特征在于：所述回型光源为发光面积为300*300的白色纯色光源。
6.根据权利要求1所述的一种光伏电池片缺陷分选装置，其特征在于：所述轨道之间还设有有料传感器，所述上料机械手的旁边还设有废料盒。
7.根据权利要求2所述的一种光伏电池片缺陷分选装置，其特征在于：所述上料位相机、所述EL近红外相机以及所述外观用相机通过OPC通讯协议向PLC发送信号。
8.根据权利要求1所述的一种光伏电池片缺陷分选装置，其特征在于：所述下料单元还包括设置在所述传送带上的卸料传感器以及设置在所述传送带远离所述上料单元一端的安全仓。
9.根据权利要求2-8任一项所述的光伏电池片缺陷分选装置的分类方法，其特征在于：包括以下步骤
S1：抓取，人工取电池片，放入料盒中，将携带有电池片的料盒放置在入料端上的轨道上，轨道启动，料盒传送至锁紧装置上定位，利用上料位相机记录电池片的第一张图片，然后，通过上料机械手，将电池片放置在传送带上；
S2：EL测试，电池片到达传送到EL工位后，进行EL检测，由EL近红外相机记录电池片的第二张图片；
S3：外观检测和颜色分选：电池片通过EL测试后，在传送带的带动下，进入外观检测工位，由外观用相机记录电池片的第三张图片；
S4：PLC分析S1-S3步骤中形成的第一张图片，第二张图片以及第三张图片，将电池片的类别形成数据信息，并控制下料单元中的下料机械手组件将电池片放入相应级别的料盒中，实现对电池片的检测分选。
10.根据权利要求9所述的分选方法，其特征在于：
所述步骤S1中，如检测到电池片缺角崩边缺陷，可直接将电池片放置进入废料盒中；
所述步骤S4中，如遇下料机械手漏操作的电池片，则通过传送带传送至安全仓中。
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