CN108878329A - 用于检测硅片位置的检测装置、硅片处理系统及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于检测硅片位置的检测装置、硅片处理系统及检测方法。其中检测装置包括摄像模组，与所述摄像模组相适配的光源，驱动所述摄像模组及光源沿正交两个方向运动的驱动机构，所述驱动机构将摄像模组移动至各检测点，所述摄像模组采集各检测点的图像并对图像进行处理分析得出是否有漏片或者硅片位置是否正常。本发明检测精度高，可以节省大量的人力及精力。
Description
技术领域
本发明涉及石墨舟自动装卸片机设备，尤其涉及一种石墨舟硅片检测方法及检测系统。
背景技术
随着时间的推移，化石能源的稀缺性将越来越明显。在化石能源供应日趋紧张的背景下，太阳能作为人类取之不尽用之不竭的可再生能源，其特有的充分清洁性，绝对安全性，相对的广泛性，在长期的能源战略中具有重要的影响地位。石墨舟自动装卸片机作为光伏制造业自动化设备的典型代表，用于太阳能电池片生产过程中的PECVD工艺前后，将硅片自动装载到石墨舟中或将石墨舟中的硅片自动装载到片篮中，其具有自动化及生产效率高、减少人工与硅片的接触污染、大幅度增加取放片的稳定性等特点，被业界公认为光伏制造行业的重点设备。
但是，由于PECVD 的工艺温度较高，石墨舟中的硅片经PECVD主体机中工艺后传输至石墨舟插片机过程中，由于空气的热胀冷缩可能会引起硅片翘片，且传输的过程中也会有石墨舟内硅片掉片的不良情况出现，这些翘片、掉片若不处理，机械手卸片时可能会引起因位置错位而导致的大量碎片的情况，不仅影响了工作效率，也对公司造成了大量的经济损失。而目前太阳能电池片生产商大多采用人工检测的方法，对石墨舟中紧密安插在各舟页中的硅片进行逐一检查，来排除翘曲的硅片。但是通常人眼无法连续、稳定地完成这些带有高度重复性和智能性的工作，故此业内亟需开发一种快速性、可重复性、智能化的检测方式。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术中的问题，提出一种用于检测硅片位置的检测装置，包括：摄像模组，与所述摄像模组相适配的光源，驱动所述摄像模组及光源沿正交两个方向运动的驱动机构，所述驱动机构将摄像模组移动至各检测点，所述摄像模组采集各检测点的图像并对图像进行处理分析得出是否有漏片或者硅片位置是否正常。
同时，本发明还提出了采用上述检测装置的硅片处理系统，包括：用于装载硅片的石墨舟，对石墨舟的运动进行控制的第一PLC，通过第一PLC进行控制的震舟机构，对所述驱动机构进行控制的第二PLC，当所述第一PLC控制石墨舟运动到位，向所述第二PLC发出检测指令，所述第二PLC控制所述驱动机构将检测装置移动至石墨舟上的各检测点检测硅片位置是否正常以及是否漏片。
最后，本发明还提出了石墨舟硅片检测方法，包括:
步骤1，判断石墨舟到位，若是未到位，则进入待机状态等待石墨舟到位；若是石墨舟到位，则发送检测指令至检测装置；
步骤2，所述检测装置一一移动至各检测点的位置，然后依次在每个检测点采集当前检测点的图像；
步骤3，对所述图像进行分析处理，判断该检测点是否有漏片或者硅片位置是否正常，并记录；
步骤4，根据记录的结果矫正位置不正常的硅片；
步骤5，返回步骤2再次进行检测，直至所有硅片位置矫正至正常。
本发明具有以下有益效果：
1、检测精度高。
激光和相机同时拍摄图像，可有效的避免硅片与舟片颜色相近时人工区分时出现的误差。计算机图像处理软件进行专业的分析，可快速得出结果进行反馈。
2、可长时间、连续性的工作。
由计算机控制的CCD视觉检测系统，可避免人工长时间检测时存在的视觉疲劳。且可以长时间连续的工作，提高了生产效率。
3、成本低，效率高，维护方便。
CCD视觉检测的方法的应用，不仅可以逐步取代人工，减少了人工成本，同时，一整个检测周期为约为100s，快速，准确，可大幅提高减少生产成本，操作维护简单。
附图说明
图1本发明的装置仰视图；
图2为本发明的系统框图；
图3为本发明的流程图；
图4为本发明的石墨舟的侧面示意图；
图5为图4的A点处的细节放大图。
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详细、完整地说明。
图1示出的是本发明检测装置一个具体实施例的结构示意图，包括：驱动机构、摄像模组、光源、测距装置。
驱动机构设有一个方形的框架1，该框架1与石墨舟5的检测面（如图4所示）大小相匹配，框架1的两条相对侧边设有导轨11，两个导轨之间设有一个中间导轨12，中间导轨上安装着支架2，支架上固定着摄像模组、光源4以及测距装置等，通过电机可以驱动支架沿着中间导轨移动以及驱动中间导轨沿着导轨移动，从而使得摄像模组可以在检测面的正交两个方向上移动，可以获取到石墨舟检测面上的每一个检测点的图像。
本实施例的摄像模组设有两个远心镜头3，远心镜头3可以避免硅片的景深问题，加上左右光源打过来的光，可以清晰拍到硅片及其阴影，两个远心镜头3的光轴与其正对着的石墨舟的侧面相垂直，每个远心镜头3对着一列硅片，该列硅片相互平行设置，远心镜头3从该列硅片的第一片硅片移动至最后一片硅片，从而拍下每片硅片6与相邻硅片6之间，以及硅片6与石墨舟舟片51之间的间距是否正常，从而得出是否有漏片或者位置不正常的硅片，然后根据硅片的排列位置形成红绿表格图。在其他实施例中，摄像模组可以采用一个远心镜头一次拍一列硅片（图5示出了一列硅片中的2片平行硅片6），或者采用2个以上远心镜头一次拍多列，此外，摄像模组还可以采用激光收发装置，激光收发装置朝向所述硅片发出激光束，并接收形成相应的图像。
本实施例的光源4对应每个镜头分别设置有两组，分别与镜头的光轴以及硅片的表面呈45度设置，两组光源发出的光相互交叉垂直，从而使硅片形成较为清晰的阴影。
图2是本发明的带有上述检测装置的硅片处理系统，该系统具有装载了硅片 的石墨舟（图中未示出），用来控制石墨舟的第一PLC，第一PLC安装在控制主机工控机上，该控制主机工控机为全自动石墨舟装卸机的主机。检测装置的驱动机构通过安装在视觉处理主机工控机的第二PLC来控制，当第一PLC控制石墨舟运动到位，向第二PLC发出检测指令，第二PLC控制驱动机构将检测装置的远心镜头等移动至石墨舟上的各检测点检测硅片位置是否正常以及是否漏片。检测完毕后，可以根据硅片阵列摆放的位置生成相应的红绿图，绿色为正常的硅片，红色为翘曲片，即位置不正常的硅片。
该处理系统还具有通过第一PLC控制的震舟机构，当发现有翘曲片时，震舟机构可以根据翘曲片的偏移方向，调节石墨舟的震动方向及频率，使位置不正常的翘曲片复位。若是震舟机构无法矫正，还可以人工去一一调整矫正，或者不通过震舟机构，直接人工一一调整矫正。
图3是本发明进行石墨舟硅片检测方法的具体流程图，具体步骤为:
全自动石墨舟装卸机通过一个电感传感器检测石墨舟是否到位，若是未到位，则进入待机状态等待石墨舟到位；若是石墨舟到位了，则全自动石墨舟装卸机的第二PLC发送检测指令给检测装置；
检测装置通过一一移动至各检测点的位置，然后通过驱动机构在XY轴两个方向上运动，依次在每个检测点采集当前检测点的图像。然后对每个采集点的图像进行分析处理，判断该检测点是否有漏片或者硅片位置是否正常，并记录，在本实施例中，可以根据硅片情况记录为红绿图（红色为翘曲片或漏片），然后根据记录的结果来矫正位置不正常的硅片，在本实施例中，采用震舟机构矫正位置不正常的硅片，震舟机构通过控制石墨舟的振动频率和振动方向，从而使翘曲片回复为原来的正常位置。在其他实施例中，还可以通过人工再对检测出来的翘曲片进行手动矫正，作业人员根据红绿图可以精准找到对应的翘曲片，然后再矫正，还可以震舟机构和人工结合的方式来矫正，直到所有的硅片位置矫正至正常。
由于未工艺面硅片与石墨舟颜色相近，仅依靠相机的分辨率进行拍照检测还存在一定缺陷，所以本实施例中还可以进一步结合测距传感器，例如激光测距传感器来对硅片和硅片之间的距离，硅片与舟页之间的距离进行检测，两种方式共同作用，可以保证采集特性的精确性。例如可以通过网络将相机和激光检测的数据传递至视觉处理主机工控机，视觉处理主机工控机通过图像处理软件，根据拍摄图像的颜色，硅片与舟页的距离等特性，对图像进行分析是否出现硅片翘曲，掉片等现象。计算机对图像进行分析处理后，结果将通过显示屏显示出来，采用震舟机构和/或人工进行处理。此种CCD视觉检测的方法，不仅可以避免人工检测长时间工作带来的视觉疲劳和误差。还可以提高生产效率，减少人工成本。
本实施例通过两个远心镜头获取当前检测点的两组图像，通过比较两组图像确定一个一维空间，从而对相邻两硅片之间、各硅片与舟页之间的距离进行测量，得出是否有漏片或者位置不正常的硅片。在其他实施例中还可以采用打出激光束来形成相应的图像。
应当理解的是，上述针对具体实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种用于检测硅片位置的检测装置，其特征在于，包括：摄像模组，与所述摄像模组相适配的光源，驱动所述摄像模组及光源沿正交两个方向运动的驱动机构，所述驱动机构将摄像模组移动至各检测点，所述摄像模组采集各检测点的图像并对图像进行处理分析得出是否有漏片或者硅片位置是否正常。
2.如权利要求1所述的硅片位置检测装置，其特征在于，所述摄像模组设有至少一个远心镜头，所述远心镜头的光轴与其正对着的石墨舟的侧面垂直。
3.如权利要求1所述的硅片位置检测装置，其特征在于，所述摄像模组为激光收发装置，所述激光收发装置朝向所述硅片发出激光束，并接收形成相应的图像。
4.如权利要求2或3所述的硅片检测装置，其特征在于，还包括用于检测硅片至石墨舟的舟页之间距离的测距装置。
5.如权利要求2所述的硅片位置检测装置，其特征在于，所述光源对应每一个远心镜头一共设有两组，两组光源与镜头的光轴呈45度设置，且两组光源发出的光相互垂直交叉。
6.采用了上述任意一项权利要求所述的检测装置的硅片处理系统，其特征在于，包括：用于装载硅片的石墨舟，对石墨舟的运动进行控制的第一PLC，通过第一PLC进行控制的震舟机构，对所述驱动机构进行控制的第二PLC，当所述第一PLC控制石墨舟运动到位，向所述第二PLC发出检测指令，所述第二PLC控制所述驱动机构将检测装置移动至石墨舟上的各检测点检测硅片位置是否正常以及是否漏片。
7.一种石墨舟硅片检测方法，其特征在于，包括:
步骤1，判断石墨舟到位，若是未到位，则进入待机状态等待石墨舟到位；若是石墨舟到位，则发送检测指令至检测装置；
步骤2，所述检测装置一一移动至各检测点的位置，然后依次在每个检测点采集当前检测点的图像；
步骤3，对所述图像进行分析处理，判断该检测点是否有漏片或者硅片位置是否正常，并记录；
步骤4，根据记录的结果矫正位置不正常的硅片；
步骤5，返回步骤2再次进行检测，直至所有硅片位置矫正至正常。
8.如权利要求7所述的石墨舟硅片检测方法，其特征在于，所述步骤2、3中通过两个远心镜头获取当前检测点的两组图像，通过比较两组图像确定一个一维空间，从而对相邻两硅片之间、各硅片与舟页之间的距离进行测量，得出是否有漏片或者位置不正常的硅片。
9.如权利要求7所述的石墨舟硅片检测方法，其特征在于，所述步骤2、3中，在采集图像的同时，对硅片之间的距离以及对硅片与石墨舟的舟页之间的距离进行检测，结合图像数据，进行分析处理，判断是否有漏片或者位置不正常的硅片。
10.如权利要求7所述的石墨舟硅片检测方法，其特征在于，所述步骤4中根据记录的结果使用震舟机构来控制石墨舟的震动频率以及震动方向，从而矫正位置不正常的硅片。
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