CN114018944A - 一种单晶硅棒自动检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及视觉图像分析技术领域，提供一种单晶硅棒自动检测系统及检测方法，所述系统包括：高精度移动模组、采集系统、视觉控制器、可编程控制器和移动滑台；所述高精度移动模组沿待检测的硅棒的长度方向布置，所述高精度移动模组上滑动设置移动滑台；所述高精度移动模组外接可编程控制器；所述移动滑台上安装有采集系统；所述采集系统外接视觉控制器；所述采集系统，包括：采集系统安装板、晶线检测单元和硅棒尺寸检测单元；所述采集系统安装板竖直设置在移动滑台上，所述采集系统安装板上开设用于使硅棒通过的开口；所述采集系统安装板上设置晶线检测单元和硅棒尺寸检测单元。本发明能实现硅棒的自动化检测，提高生产效率、降低生产成本。

Description

一种单晶硅棒自动检测系统及检测方法

技术领域

本发明涉及视觉图像分析技术领域，尤其涉及一种单晶硅棒自动检测系统及检测方法。

背景技术

在光伏领域的硅棒完成拉制之后，硅棒的长度通常为1-7米，工人需要根据其几何尺寸以及晶线的状态进行分段划分，分段数据需要被提供给切断机使用，以便对硅棒进行切断处理。

截止到当前，光伏行业内都是通过人工使用卷尺和卡尺等工具，对硅棒进行长度和直径的测量，再进行分段划分，效率极其低下，测量误差较大，且直径测量只能取几个点进行，无法做到全长度范围内的测量。

同时，硅棒表面的四条晶线特征不明显，无法用一种自动检测的方法来有效检测，人工肉眼加上卷尺检测的方式很容易产生较大的测量误差，导致硅棒切断长度不合适甚至导致废料，严重影响实际生产，生产效率较低、成本也较高。

发明内容

本发明主要解决现有技术的硅棒检测通过人工使用卷尺和卡尺等工具，对硅棒进行长度和直径的测量，再进行分段划分，效率极其低下，测量误差较大等技术问题，提出一种单晶硅棒自动检测系统及检测方法，以实现硅棒的自动化检测，提高生产效率、降低生产成本和误差。

本发明提供了一种单晶硅棒自动检测系统，包括：高精度移动模组1、采集系统3、视觉控制器4、可编程控制器5和移动滑台6；

所述高精度移动模组1沿待检测的硅棒11的长度方向布置，所述高精度移动模组1上滑动设置移动滑台6；所述高精度移动模组1外接可编程控制器5；

所述移动滑台6上安装有采集系统3；所述采集系统3外接视觉控制器4；

所述采集系统3，包括：采集系统安装板、晶线检测单元和硅棒尺寸检测单元；

所述采集系统安装板竖直设置在移动滑台6上，所述采集系统安装板上开设用于使硅棒11通过的开口；

所述采集系统安装板上设置晶线检测单元和硅棒尺寸检测单元；

所述晶线检测单元，包括：多组第一工业线阵相机7和第一光源8；多组第一工业线阵相机7和第一光源8依次设置在开口的上方，并使第一工业线阵相机7和第一光源8均朝向开口；

所述硅棒尺寸检测单元，包括：第一尺寸检测结构和/或第二尺寸检测结构；

所述第一尺寸检测结构，包括：第二光源10和两个第二工业线阵相机9；所述第二光源10设置在开口的一侧，两个第二工业线阵相机9对应设置在开口的另一侧；两个第二工业线阵相机9上下对应设置；

所述第二尺寸检测结构，包括：至少一组激光测径仪发射器13和激光测径仪接收器14；所述激光测径仪发射器13设置在开口的一侧，所述激光测径仪接收器14设置在开口的另一侧。

优选的，所述移动滑台6上通过支撑立柱2安装有采集系统3。

优选的，所述第一工业线阵相机7通过相机支架安装在采集系统安装板上，且第一工业线阵相机7与采集系统安装板非平行；

每个第一工业线阵相机7的镜头高出对应的第一光源8。

优选的，所述晶线检测单元，包括：三组第一工业线阵相机7和第一光源8；

三个第一光源8位于开口的正上方和两侧，且三个第一光源8之间连接；

每个第一工业线阵相机7位于对应的第一光源8的上方。

优选的，所述第二尺寸检测结构，包括：两组激光测径仪发射器13和激光测径仪接收器14；两个激光测径仪发射器13上下对应设置；两个激光测径仪接收器14上下对应设置。

对应的，本发明还提供一种根据本发明任意实施例提供的单晶硅棒自动检测系统的检测方法，包括以下过程：

步骤1，可编程控制器5控制高精度移动模组1使移动滑台6从初始原点位置向硅棒11尾部方向移动，移动滑台6带动支撑立柱2、采集系统安装板和采集系统3进行移动，同时可编程控制器5开启第一光源8和第二光源10；

步骤2，在移动滑台6移动的同时，视觉控制器4控制晶线检测单元的第一工业线阵相机7采集图像数据，视觉控制器4控制硅棒尺寸检测单元的第一尺寸检测结构和/或第二尺寸检测结构采集数据；

步骤3，当移动滑台6带动采集系统3完成硅棒11全长范围内的图像采集后，移动滑台6反向移动至初始原点位置；

步骤4，根据采集系统3采集的数据，进行图像处理，得到硅棒11的晶线状态和硅棒11的尺寸数据。

优选的，所述步骤4包括如下步骤401至步骤403：

步骤401，根据第一工业线阵相机7的采集图像，分析晶线状态，并计算出晶线长度；

步骤402，根据第一尺寸检测结构或第二尺寸检测结构的采集数据，分析硅棒11的长度和直径数据；

步骤403，根据硅棒分段规则，对硅棒11进行相应的分段划分。

优选的，根据第一工业线阵相机7的采集图像将晶线特征提取出来，从而判断晶线是否有断线情况，并且获取晶线的长度。

优选的，在步骤402中，根据第一尺寸检测结构采集数据，分析硅棒11的长度和直径数据：

硅棒11会将一部分第二光源10遮挡，第二工业线阵相机9将硅棒11的顶部端点A、底部端点B清晰的采集出来，顶部端点A、底部端点B点之间为暗区，外侧为亮区；

第二工业线阵相机9每次采集都是一条直线，在硅棒11的中心面C1处的相机视场范围值为：

L＝L1*A/F

其中，L表示硅棒11的中心面C1处的相机视场范围值，F表示镜头焦距，M表示第二工业线阵相机9单线像素点数，L1表示第二工业线阵相机9感光芯片距离硅棒中心面距离，A表示第二工业线阵相机9感光芯片长度尺寸；

第二工业线阵相机9上每个像素点对应在硅棒11的中心面C1位置处的尺寸为：

S＝L/M

其中，S表示第二工业线阵相机9上每个像素点对应在硅棒11的中心面C1位置处的尺寸；

根据上下两个第二工业线阵相机9所采集的图像，分别计算出顶部端点A、底部端点B相对于轴线点O1处的第一像素点数P1和第二像素点数P2，硅棒11在当前截面上的直径为：

D1＝(P1+P2)*S

其中，D1硅棒11在当前截面上的直径；

根据第二工业线阵相机9的采集图像提取硅棒11的长度。

优选的，在步骤402中，根据第二尺寸检测结构采集数据，分析硅棒11的长度和直径数据：

激光测径仪发射器13投射出的平行激光光束被中间的硅棒11阻挡后，激光测径仪接收器14根据接收到的激光光束长度转换出顶部端点A、底部端点B的位置以及顶部端点A、底部端点B之间的距离；

激光测径仪接收器14扫描出完整的硅棒11轮廓，通过标准尺寸的样件进行标定，得到激光测径仪接收器14的尺寸转换系数K1；

根据激光测径仪接收器14的尺寸转换系数K1，计算出硅棒11的长度和直径数据。

本发明提供的一种单晶硅棒自动检测系统及检测方法，高精度移动模组带动采集系统移动，通过光源和相机布局实现对硅棒的扫描检测，最终能根据多个相机和激光测径仪采集的图像或数据，传递到上位机，由上位机分析出硅棒在全长度范围内的直径数值、晶线状态和长度信息，从而提供有效的数据给后续工序使用，完全替代人工检测作业。硅棒的尺寸数据可通过相机加光源扫描方式以及激光扫描方式两种方式实现。本发明结合自动化的图像、激光扫描分析手段，对硅棒进行全范围内自动扫描检测，通过可编程控制器控制高精度移动模组，带动多台线阵相机以及激光测径仪对硅棒进行全长范围内的扫描，最终得到硅棒完整的特征图像，从而进行尺寸分析，能够实现硅棒的自动化检测，提高生产效率、降低生产成本和误差。

附图说明

图1是本发明提供的单晶硅棒自动检测系统的结构示意图；

图2是图1的部分放大图；

图3是本发明提供的采集系统的布置示意图；

图4是硅棒的结构示意图(正面)；

图5是硅棒的结构示意图(端面)；

图6是相机、光源与硅棒之间的布局示意图(正面)；

图7是相机、光源与硅棒之间的布局示意图(端面)；

图8是晶线的拍摄图像示意图；

图9是第一尺寸检测结构的布局示意图；

图10是第二工业线阵相机拍摄的图像(上相机)；

图11是第二工业线阵相机拍摄的图像(下相机)；

图12是第二工业线阵相机的图像像素示意图(上相机)；

图13是第二工业线阵相机的图像像素示意图(下相机)；

图14是激光测径仪的布置示意图(一组)；

图15是激光测径仪的布置示意图(两组)。

附图标记：1、高精度移动模组；2、支撑立柱；3、采集系统；4、视觉控制器；5、可编程控制器；6、移动滑台；7、第一工业线阵相机；8、第一光源；9、第二工业线阵相机；10、第二光源；11、硅棒；12、硅棒运输车；13、激光测径仪发射器；14、激光测径仪接收器。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

实施例一

如图1所示，本发明实施例提供的单晶硅棒自动检测系统，包括：高精度移动模组1、采集系统3、视觉控制器4、可编程控制器5和移动滑台6；

所述高精度移动模组1沿待检测的硅棒11的长度方向布置，所述硅棒11通过硅棒运输车12进行运输和支撑。

所述高精度移动模组1上滑动设置移动滑台6；所述高精度移动模组1外接可编程控制器5；

所述移动滑台6上安装有采集系统3，具体的，所述移动滑台6上通过支撑立柱2安装有采集系统3。所述采集系统3外接视觉控制器4；

如图2-3所示，所述采集系统3，包括：采集系统安装板、晶线检测单元和硅棒尺寸检测单元；

所述采集系统安装板竖直设置在移动滑台6上，所述采集系统安装板上开设用于使硅棒11通过的开口；

所述采集系统安装板上设置晶线检测单元和硅棒尺寸检测单元；

所述晶线检测单元，包括：多组第一工业线阵相机7和第一光源8；多组第一工业线阵相机7和第一光源8依次设置在开口的上方，并使第一工业线阵相机7和第一光源8均朝向开口。第一工业线阵相机7通过相机支架安装在采集系统安装板上，且第一工业线阵相机7与采集系统安装板非平行(非竖直安装，第一工业线阵相机7与竖直方向具有夹角)；每个第一工业线阵相机7的镜头高出对应的第一光源8，防止第一光源8遮挡。第一工业线阵相机7的倾斜角度为α(从硅棒侧面方向来看)，α大小可根据第一工业线阵相机7与硅棒11之间的距离确定。附图中相机光源位置属于代表性示意，三组第一工业线阵相机7和第一光源8均采用此种布局方案(与竖直方向具有α倾角)，能够使第一工业线阵相机7与第一光源8更好的匹配来采集晶线图像。通过此种布局，可以获得较好的晶线扫描效果，晶线非常亮，而其他没有晶线的区域比较黑，对比非常明显。

在本实施例中，具体的，所述晶线检测单元，包括：三组第一工业线阵相机7和第一光源8；三个第一光源8位于开口的正上方和两侧，且三个第一光源8之间连接；每个第一工业线阵相机7位于对应的第一光源8的上方。第一工业线阵相机7与第一光源8相配合，主要拍摄硅棒11上的晶线图像。

所述硅棒尺寸检测单元，包括：第一尺寸检测结构和/或第二尺寸检测结构；所述第一尺寸检测结构通过相机加光源扫描方式实现。第二尺寸检测结构是通过激光扫描方式实现。

所述第一尺寸检测结构，包括：第二光源10和两个第二工业线阵相机9；所述第二光源10设置在开口的一侧，两个第二工业线阵相机9对应设置在开口的另一侧；两个第二工业线阵相机9上下对应设置。第二工业线阵相机9与第二光源10配合，实现硅棒11外廓图像采集。其中，第一工业线阵相机7、第一光源8、第二工业线阵相机9和第二光源10均以硅棒11轴线为圆心呈圆周分布状态。

所述第二尺寸检测结构，包括：至少一组激光测径仪发射器13和激光测径仪接收器14；所述激光测径仪发射器13设置在开口的一侧，所述激光测径仪接收器14设置在开口的另一侧。

在本实施例中，所述第二尺寸检测结构，包括：两组激光测径仪发射器13和激光测径仪接收器14；两个激光测径仪发射器13上下对应设置；两个激光测径仪接收器14上下对应设置。

激光测径仪发射器13和激光测径仪接收器14形成激光测径仪，可以由多组同规格或不同规格的激光测径仪配合使用，实现硅棒11外廓数据采集。具体的，所述激光测径仪发射器13和激光测径仪接收器14靠近开口，第二光源10位于激光测径仪发射器13的外侧，第二工业线阵相机9位于激光测径仪接收器14的外侧。

另外，可编程控制器5通过I/O端口与第一光源8和第二光源10连接，实现对第一光源8和第二光源10的控制。视觉控制器4通过GIGE网络端口与第一工业线阵相机7和第二工业线阵相机9连接，实现控制第一工业线阵相机7和第二工业线阵相机9采集图像。视觉控制器4通过I/O端口与激光测径仪发射器13和激光测径仪接收器14连接，实现对激光测径仪发射器13和激光测径仪接收器14的控制。

本发明单晶硅棒自动检测系统的工作原理，可编程控制器5控制高精度移动模组1使移动滑台6在初始原点位置与硅棒11尾部之间往返，移动滑台6带动支撑立柱2、采集系统安装板和采集系统3移动，同时视觉控制器4开启第一光源8和第二光源10。在移动滑台6移动的同时，视觉控制器4控制晶线检测单元的第一工业线阵相机7采集一个完整运动周期的图像数据，视觉控制器4控制第一尺寸检测结构和/或第二尺寸检测结构，采集一个完整运动周期的数据；根据采集系统3采集的数据，上位机进行图像处理。

实施例二

本发明实施例提供的单晶硅棒自动检测方法，包括以下过程：

步骤1，可编程控制器5控制高精度移动模组1使移动滑台6从初始原点位置向硅棒11尾部方向移动，移动滑台6带动支撑立柱2、采集系统安装板和采集系统3进行移动，同时视觉控制器4开启第一光源8和第二光源10。

步骤2，在移动滑台6移动的同时，视觉控制器4控制晶线检测单元的第一工业线阵相机7采集图像数据，视觉控制器4控制硅棒尺寸检测单元的第一尺寸检测结构和/或第二尺寸检测结构采集数据。

在本实施例中，第一工业线阵相机7和第二工业线阵相机9的感光芯片呈线条状，本发明内所有工业线阵相机扫描时其芯片方向是垂直于硅棒11轴线的，最终通过高精度移动模组1带动连续扫描形成一个完整的面阵图像。

激光测径仪发射器13和激光测径仪接收器14组成激光测径仪，激光测径仪发射器13发出的光束通过多面体扫描转镜和扫描光学系统后，形成与光轴平行的连续高速扫描光束，对被置于测量区域的硅棒11进行高速扫描，并由放在硅棒11对面的激光测径仪接收器14接收，投射到激光测径仪接收器14上的光线在光束扫描硅棒11时被遮挡，所以通过分析激光测径仪接收器14输出的信号，可获得与硅棒11直径有关系的数据。通过高精度移动模组1带动连续扫描获得完整的硅棒11的轮廓数据。

步骤3，当移动滑台6带动采集系统3完成硅棒11全长范围内的图像采集后，移动滑台6反向移动至初始原点位置。视觉控制器4将各项采集的数据传递到上位机。

步骤4，根据采集系统3采集的数据，进行图像处理，得到硅棒11的晶线状态和硅棒11的尺寸数据。图像处理可由上位机进行，具体的图像处理过程包括步骤401至步骤403。

步骤401，根据第一工业线阵相机7的采集图像，分析晶线状态，并计算出晶线长度。

其中，分析晶线状态是判断晶线是否有断线和扭曲。本步骤进行硅棒11的晶线检测，硅棒11表面有四条呈凸起状态的晶线，如附图4、图5所示。在硅棒11划线分段时，也需要结合晶线状态来确定分段的数据，因此，自动检测时需要将其中至少一条晶线完整的拍摄出来进行分析。根据晶线状态来判断划线的规则可根据实际情况确定。

由于硅棒11的表面是不规则镜面效果，第一工业线阵相机7与第一光源8的布局位置非常重要，否则获取不到晶线图像突出的效果。第一工业线阵相机7与第一光源8的布局方位如附图6、7所示，所述第一工业线阵相机7与采集系统安装板非平行(非竖直安装，第一工业线阵相机7与竖直方向具有夹角)，每个第一工业线阵相机7的镜头高出对应的第一光源8，防止第一光源8遮挡，如图6所示，第一工业线阵相机7的倾斜角度为α(从硅棒侧面方向来看)，α大小可根据第一工业线阵相机7与硅棒11之间的距离确定。附图中相机光源位置属于代表性示意，三组第一工业线阵相机7和第一光源8均采用此种布局方案(与竖直方向具有α倾角)，能够使第一工业线阵相机7与第一光源8更好的匹配来采集晶线图像。通过此种布局，可以获得较好的晶线扫描效果，晶线非常亮，而其他没有晶线的区域比较黑，对比非常明显，如图8所示，因此可以从图像中将晶线特征提取出来，从而判断晶线是否有断线情况，并且获取晶线的长度。由于硅棒是由人工操作放置在硅棒运输车12上，实际摆放的角度(垂直于硅棒截面的方向来看)与图5或者图7这种状态存在一定的转角，因此，本实施例中采用三组第一工业线阵相机来覆盖一定角度范围的硅棒区域，保证至少有1-2条晶线能被有效拍摄。实施例中相机数量不做限制以及布局方案应在本发明保护范围内。

步骤402，根据第一尺寸检测结构或第二尺寸检测结构的采集数据，分析硅棒11的长度和直径数据。

本步骤进行硅棒11的尺寸检测，硅棒尺寸包括直径尺寸和长度尺寸，均需检测，如图4所示。主要通过第一尺寸检测结构(第二工业线阵相机9与第二光源10配合)或第二尺寸检测结构(或者激光测径仪发射器13与激光测径仪接收器14的配合)，两种方式来采集硅棒11的外廓数据。

根据第一尺寸检测结构进行分析：如图9所示布局，第二工业线阵相机9与第二光源10分别位于硅棒11的两侧。工作时，硅棒11会将一部分第二光源10遮挡，因此第二工业线阵相机9可将硅棒11的顶部端点A、底部端点B两点清晰的采集出来，顶部端点A、底部端点B点之间为暗区，外侧为亮区。通过高精度移动模组1的带动可以扫描出完整的硅棒11轮廓。连续扫描一段距离后的图像如图10和图11所示。

通过第二工业线阵相机9及镜头的相关参数并结合第二工业线阵相机9距离硅棒中心面C1的距离，可以将图像中的特征信息计算得出相关的直径和长度等尺寸参数，具体算法如下：

由于第二工业线阵相机9为单行感光芯片，每次采集都是一条直线，所以在硅棒11的中心面C1处的相机视场范围值为：

L＝L1*A/F

其中，L表示硅棒11的中心面C1处的相机视场范围值，F表示镜头焦距，M表示第二工业线阵相机9单线像素点数，L1表示第二工业线阵相机9感光芯片距离硅棒中心面距离，A表示第二工业线阵相机9感光芯片长度尺寸。

第二工业线阵相机9上每个像素点对应在硅棒11的中心面C1位置处的尺寸为：

S＝L/M

其中，S表示第二工业线阵相机9上每个像素点对应在硅棒11的中心面C1位置处的尺寸。由于第二工业线阵相机9相对于硅棒11的位置是固定值，可以计算出硅棒11轴线处于图像中的具体位置和所对应的像素点。

根据上下两个第二工业线阵相机9所采集的图像，可以分别计算出顶部端点A、底部端点B相对于轴线点O1处的像素点数P1和P2，如图12和图13。因此，硅棒在当前截面上的直径为：

D1＝(P1+P2)*S

其中，D1硅棒11在当前截面上的直径。硅棒11上所有截面处的直径均通过以上方式计算。

进一步的，根据第二工业线阵相机9的采集图像提取硅棒11的长度。硅棒11长度和前述的晶线长度均可通过以上相似的算法进行计算，用特征对应的有效像素点数*S即可得到，在此不再做赘述。

根据第二尺寸检测结构进行分析：激光测径仪中的激光测径仪发射器13和激光测径仪接收器14分别位于硅棒11的两侧，见图14和图15所示。可采用一组或多组相同或不同规格激光测径仪配合工作。激光测径仪发射器13投射出的平行激光光束被中间的硅棒11阻挡后，激光测径仪接收器14根据接收到的激光光束长度转换出顶部端点A、底部端点B的位置以及顶部端点A、底部端点B之间的距离。通过高精度移动模组1的带动扫描，激光测径仪接收器14可以扫描出完整的硅棒11轮廓。通过标准尺寸的样件进行标定，得到激光测径仪接收器14的尺寸转换系数K1，最终可以计算出硅棒11的长度和直径数据。

步骤403，根据硅棒分段规则，对硅棒进行相应的分段划分。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种单晶硅棒自动检测系统，其特征在于，包括：高精度移动模组(1)、采集系统(3)、视觉控制器(4)、可编程控制器(5)和移动滑台(6)；

所述高精度移动模组(1)沿待检测的硅棒(11)的长度方向布置，所述高精度移动模组(1)上滑动设置移动滑台(6)；所述高精度移动模组(1)外接可编程控制器(5)；

所述移动滑台(6)上安装有采集系统(3)；所述采集系统(3)外接视觉控制器(4)；

所述采集系统(3)，包括：采集系统安装板、晶线检测单元和硅棒尺寸检测单元；

所述采集系统安装板竖直设置在移动滑台(6)上，所述采集系统安装板上开设用于使硅棒(11)通过的开口；

所述采集系统安装板上设置晶线检测单元和硅棒尺寸检测单元；

所述晶线检测单元，包括：多组第一工业线阵相机(7)和第一光源(8)；多组第一工业线阵相机(7)和第一光源(8)依次设置在开口的上方，并使第一工业线阵相机(7)和第一光源(8)均朝向开口；

所述硅棒尺寸检测单元，包括：第一尺寸检测结构和/或第二尺寸检测结构；

所述第一尺寸检测结构，包括：第二光源(10)和两个第二工业线阵相机(9)；所述第二光源(10)设置在开口的一侧，两个第二工业线阵相机(9)对应设置在开口的另一侧；两个第二工业线阵相机(9)上下对应设置；

所述第二尺寸检测结构，包括：至少一组激光测径仪发射器(13)和激光测径仪接收器(14)；所述激光测径仪发射器(13)设置在开口的一侧，所述激光测径仪接收器(14)设置在开口的另一侧。

2.根据权利要求1所述的单晶硅棒自动检测系统，其特征在于，所述移动滑台(6)上通过支撑立柱(2)安装有采集系统(3)。

3.根据权利要求1或2所述的单晶硅棒自动检测系统，其特征在于，所述第一工业线阵相机(7)通过相机支架安装在采集系统安装板上，且第一工业线阵相机(7)与采集系统安装板非平行；

每个第一工业线阵相机(7)的镜头高出对应的第一光源(8)。

4.根据权利要求3所述的单晶硅棒自动检测系统，其特征在于，所述晶线检测单元，包括：三组第一工业线阵相机(7)和第一光源(8)；

三个第一光源(8)位于开口的正上方和两侧，且三个第一光源(8)之间连接；

每个第一工业线阵相机(7)位于对应的第一光源(8)的上方。

5.根据权利要求4所述的单晶硅棒自动检测系统，其特征在于，所述第二尺寸检测结构，包括：两组激光测径仪发射器(13)和激光测径仪接收器(14)；两个激光测径仪发射器(13)上下对应设置；两个激光测径仪接收器(14)上下对应设置。

6.一种根据权利要求1至5任一项所述的单晶硅棒自动检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下过程：

步骤1，可编程控制器(5)控制高精度移动模组(1)使移动滑台(6)从初始原点位置向硅棒(11)尾部方向移动，移动滑台(6)带动支撑立柱(2)、采集系统安装板和采集系统(3)进行移动，同时可编程控制器(5)开启第一光源(8)和第二光源(10)；

步骤2，在移动滑台(6)移动的同时，视觉控制器(4)控制晶线检测单元的第一工业线阵相机(7)采集图像数据，视觉控制器(4)控制硅棒尺寸检测单元的第一尺寸检测结构和/或第二尺寸检测结构采集数据；

步骤3，当移动滑台(6)带动采集系统(3)完成硅棒(11)全长范围内的图像采集后，移动滑台(6)反向移动至初始原点位置；

步骤4，根据采集系统(3)采集的数据，进行图像处理，得到硅棒(11)的晶线状态和硅棒(11)的尺寸数据。

7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述步骤4包括如下步骤401至步骤403：

步骤401，根据第一工业线阵相机(7)的采集图像，分析晶线状态，并计算出晶线长度；

步骤402，根据第一尺寸检测结构或第二尺寸检测结构的采集数据，分析硅棒(11)的长度和直径数据；

步骤403，根据硅棒分段规则，对硅棒(11)进行相应的分段划分。

8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，根据第一工业线阵相机(7)的采集图像将晶线特征提取出来，从而判断晶线是否有断线情况，并且获取晶线的长度。

9.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，在步骤402中，根据第一尺寸检测结构采集数据，分析硅棒(11)的长度和直径数据：

硅棒(11)会将一部分第二光源(10)遮挡，第二工业线阵相机(9)将硅棒(11)的顶部端点A、底部端点B清晰的采集出来，顶部端点A、底部端点B点之间为暗区，外侧为亮区；

第二工业线阵相机(9)每次采集都是一条直线，在硅棒(11)的中心面C1处的相机视场范围值为：

L＝L1*A/F

其中，L表示硅棒(11)的中心面C1处的相机视场范围值，F表示镜头焦距，M表示第二工业线阵相机(9)单线像素点数，L1表示第二工业线阵相机(9)感光芯片距离硅棒中心面距离，A表示第二工业线阵相机(9)感光芯片长度尺寸；

第二工业线阵相机(9)上每个像素点对应在硅棒(11)的中心面C1位置处的尺寸为：

S＝L/M

其中，S表示第二工业线阵相机(9)上每个像素点对应在硅棒(11)的中心面C1位置处的尺寸；

根据上下两个第二工业线阵相机(9)所采集的图像，分别计算出顶部端点A、底部端点B相对于轴线点O1处的第一像素点数P1和第二像素点数P2，硅棒(11)在当前截面上的直径为：

D1＝(P1+P2)*S

其中，D1硅棒(11)在当前截面上的直径；

根据第二工业线阵相机(9)的采集图像提取硅棒(11)的长度。

10.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，在步骤402中，根据第二尺寸检测结构采集数据，分析硅棒(11)的长度和直径数据：

激光测径仪发射器(13)投射出的平行激光光束被中间的硅棒(11)阻挡后，激光测径仪接收器(14)根据接收到的激光光束长度转换出顶部端点A、底部端点B的位置以及顶部端点A、底部端点B之间的距离；

激光测径仪接收器(14)扫描出完整的硅棒(11)轮廓，通过标准尺寸的样件进行标定，得到激光测径仪接收器(14)的尺寸转换系数K1；

根据激光测径仪接收器(14)的尺寸转换系数K1，计算出硅棒(11)的长度和直径数据。

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