CN115188685A - 一种太阳能电池缺陷检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于太阳能电池制造技术领域，公开了一种太阳能电池缺陷检测装置，包括机架、花篮、运动相机和控制器，所述花篮用于放置硅片，所述花篮放置于所述送料机构上，所述送料机构带动所述花篮沿送料方向移动；所述运动相机设置于所述机架上，所述运动相机连接有相机运动装置，所述相机运动装置驱动所述运动相机沿检测方向往复移动，以对所述花篮拍照采集图像数据，所述检测方向与所述送料方向垂直；所述控制器与所述运动相机数据连接，所述控制器内部设置有图像对比模块，所述图像对比模块将所述图像数据与预设数据对比。该太阳能电池缺陷检测装置能够提高检测准确率，减少扩散烧焦舟，提高产能，降低返工率，降低生产成本。

Description

一种太阳能电池缺陷检测装置
技术领域
本发明涉及太阳能电池制造技术领域，尤其涉及一种太阳能电池缺陷检测装置。
背景技术
太阳能晶体硅电池制造过程中，第一道工序是制绒工序，目前主流选择槽式设备，主要功能是对太阳能电池片进行清洗，并通过碱对硅片的各项异性腐蚀，形成多而密的金字塔结构的绒面，减少光的反射，可以使更多的光被硅基体吸收，相应的电池的转换率提升，可以发更多的电。
在生产过程中由于机台、原材料、工艺的问题会出现各种缺陷片(如带水片、带液片、花篮错槽带液、碎片带液、吸附片等)会对下道扩散工序造成较大的影响，其中最明显的影响为扩散烧焦舟、产能以及批量返工，从而增加了生产成本。
现有技术主要有两种避免以上问题的方式，一种是人为干预，将有异常的硅片进行拦截；一种是将呈放硅片的花篮平放，固定相机位置，利用拍照成像技术进行检测，但是该技术在拍照时出现错槽、误判、漏检的频率较高，其中花篮底部的错槽漏检率为100％检测不到，误判占总NG的40％，碎片漏检占总NG 比例的20％，双片、侧面错槽等也有不同程度的检测不出。对于解决扩散烧焦舟、提高产能、降低返工作用不明显。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能电池缺陷检测装置，提高检测准确率，减少扩散烧焦舟，提高产能，降低返工率，降低生产成本。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种太阳能电池缺陷检测装置，包括
机架，所述机架上设置有送料机构；
花篮，所述花篮用于放置硅片，所述花篮放置于所述送料机构上，所述送料机构带动所述花篮沿送料方向移动；
运动相机，所述运动相机设置于所述机架上，所述运动相机连接有相机运动装置，所述相机运动装置驱动所述运动相机沿检测方向往复移动，以对所述花篮拍照采集图像数据，所述检测方向与所述送料方向垂直；
控制器，所述控制器与所述运动相机数据连接，所述控制器内部设置有图像对比模块，所述图像对比模块将所述图像数据与预设数据对比。
作为优选，所述机架设置有拍照光源，所述拍照光源为所述运动相机拍照提供照明。
作为优选，所述机架在所述运动相机的对侧设置有背板。
作为优选，其特征在于，所述花篮上设置有基准点，所述基准点为所述运动相机提供基准。
作为优选，所述运动相机对所述花篮拍照两次。
作为优选，所述送料机构包括设置于所述机架上的间歇式送料皮带。
作为优选，所述相机运动装置包括设置于所述机架上的直线模组，所述直线模组的输出端与所述运动相机固定连接。
作为优选，所述送料机构连接有OK工位和NG工位，所述机架上设置有分拣装置，所述分拣装置与所述控制器连接，所述控制器驱动所述分拣装置将所述花篮移动至所述OK工位或所述NG工位。
作为优选，所述运动相机采集的所述图像数据与所述预设数据对比时；
当所述图像数据与所述预设数据相同时，所述分拣装置将所述花篮移动至所述OK工位；
当所述图像数据与所述预设数据不同时，所述分拣装置将所述花篮移动至所述NG工位。
作为优选，所述太阳能电池缺陷检测装置还包括有机器人，所述机器人将所述花篮搬运至所述送料机构上。
本发明的有益效果：
本发明中太阳能电池缺陷检测装置，将花篮垂直放置在送料机构上，运动相机在相机运动装置的驱动作用下，进行上下往复运动，对花篮进行扫检拍照，将拍照得到的图像数据输出给控制器，控制器将图像数据与预设数据进行对比，当图像数据与预设数据相同时，该花篮上的硅片为合格片，当图像数据与预设数据不同时，该花篮上的硅片为异常片；安装此装置的机台花篮底部的错槽、侧面错槽、碎片检出率为100％，误判占总NG的比例下降为0.3％、漏检占总NG 的比例下降为0.1％，基本无漏检，提高检测准确率，减少扩散烧焦舟，提高产能，降低返工率，降低生产成本。
附图说明
图1是本发明中太阳能电池缺陷检测装置的结构示意图；
图2是本发明中太阳能电池缺陷检测装置将机架隐藏时的结构示意图；
图3是图2中A处的局部放大示意图；
图4是本发明中太阳能电池缺陷检测装置将机架隐藏时的另一个视角的结构示意图；
图5是本发明中太阳能电池缺陷检测装置的分拣装置的结构示意图。
图中：
1、机架；2、送料机构；21、OK工位；22、NG工位；221、NG预备工位；222、推动气缸；223、推板；3、花篮；31、托板；32、支撑柱；311、基准点； 4、硅片；5、运动相机；6、相机运动装置；7、拍照光源；71、主光源；72、补充光源；8、背板；81、板主体；811、支撑架；82、安装板。
具体实施方式
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结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示，本实施例提供了一种太阳能电池缺陷检测装置，包括机架1、花篮3、运动相机5和控制器，机架1上设置有送料机构2；花篮3用于放置硅片4，花篮3放置于送料机构2上，送料机构2带动花篮3沿送料方向移动；运动相机5设置于机架1上，运动相机5连接有相机运动装置6，相机运动装置6 驱动运动相机5沿检测方向往复移动，以对花篮3拍照采集图像数据，检测方向与送料方向垂直；控制器与运动相机5数据连接，控制器内部设置有图像对比模块，图像对比模块将图像数据与预设数据对比。
本发明中太阳能电池缺陷检测装置，将花篮3垂直放置在送料机构2上，运动相机5在相机运动装置6的驱动作用下，进行上下往复运动，对花篮3进行扫检拍照，将拍照得到的图像数据输出给控制器，控制器将图像数据与预设数据进行对比，当图像数据与预设数据相同时，该花篮3上的硅片4为合格片，当图像数据与预设数据不同时，该花篮3上的硅片4为异常片。
如图1所示，机架1上设置有送料机构2，本实施例中的送料机构2包括设置于机架1上的间歇式送料皮带，间歇式送料皮带连接有电机(图中未示出)，通过电机的转动控制皮带的启停，间歇式送料皮带在运动相机5对花篮3上的硅片4拍照时停止，在运动相机5拍照完毕后启动以带动花篮3继续移动。
如图2所示，花篮3用于放置硅片4，花篮3放置于送料机构2上，送料机构2带动花篮3沿送料方向移动。花篮3包括位于分别位于上下两端的托板31，两个托板31之间连接有支撑柱32，花篮3内垂直放置硅片4。花篮3上设置有基准点311，基准点311为运动相机5提供基准，具体地，在托板31靠近运动相机5的一侧设置基准点311，当运动相机5捕捉到基准点311时，花篮3处于检测工位，此时间歇式送料皮带停止，花篮3相对静止，相机运动装置6驱动运动相机5上下移动，对花篮3进行拍照检测。运动相机5对花篮3拍照两次，即运动相机5下移时一次，运动相机5上移时一次，通过两次拍照来采集图像数据，以确认花篮3中的硅片4是否为异常片。
在本实施例中，相机运动装置6包括设置于机架1上的直线模组，直线模组的输出端与运动相机5固定连接。直线模组竖直设置，且垂直于间歇式送料皮带的表面，直线模组具有单体运动速度快、重复定位精度高、本体质量轻、占设备空间小、寿命长等特点，非常适用于此处作为运动相机5的驱动件驱动相机做上下的直线运动，使得相机的运动轨迹顺滑、稳定且精确，使其采集获取的图像数据更为精准，提高本检测装置的检测准确率。
在本实施例中，机架1设置有拍照光源7，拍照光源7为运动相机5拍照提供照明。具体地，拍照光源7包括主光源71和补充光源72，主光源71和补充光源72均固定在直线模组的顶端，为下方的运动相机5提供照明。主光源71 和补充光源72可以调整其照射角度，使得运动相机5的拍照效果更佳。主光源 71和补充光源72提供的光源颜色为白光、蓝光或紫光中的一种，其中，主光源 71和补充光源72的颜色可以一致，也可以不一致，工作人员根据具体使用要求设置即可。主光源71和补充光源72与直线模组通过螺栓进行固定，需要更换不同类型的拍照光源7的时候，通过螺栓将其拆卸即可，方便快捷，便于使用和维护。
如图2和图3所示，在本实施例中，机架1在运动相机5的对侧设置有背板8。具体地，背板8为板状结构，机架1上固定有支撑架811，背板8竖直设置于支撑架811上，以实现背板8相对与机架1的固定连接。背板8和运动相机5分置于花篮3的两侧，背板8使得运动相机5拍照时的背景更加清晰，进一步提高本检测装置的检测准确率。
如图3和图4所示，背板8设置为与支撑架811可拆卸连接，具体地，支撑架811设置为日字型的结构，具有较好的稳定性和结构强度，背板8包括板主体81以及设置于板主体81两侧的安装板82，安装板82与支撑架811通过螺栓固定连接。
如图5所示，本实施例中的检测设置还设置有异常片剔除功能，具体地，送料机构2连接有OK工位21和NG工位22，机架1上设置有分拣装置，分拣装置与控制器连接，控制器驱动分拣装置将花篮3移动至OK工位21或NG工位22。 OK工位21位于送料机构2的送料方向的尽头，若花篮3中的硅片4为正常片，分拣装置不做干预，花篮3带动硅片4沿送料机构2的送料方向移动，直至移动至OK工位21，此处OK工位21可以连接下一工序的加工设备或生产线。NG 工位22位于送料机构2送料方向的侧部，具体地，在送料机构2上运动相机5 对花篮3进行拍照时的工位为检测工位，在检测工位沿送料方向的一端设置有 NG预备工位221，分拣装置包括设置于NG预备工位221的一侧的推动气缸222， NG预备工位221的另一侧为NG工位22。推动气缸222的输出轴垂直于送料机构2的送料方向，推动气缸222的输出轴连接有推板223，推板223用于推动 NG预备工位221上的花篮3到达NG工位22。
具体地，控制器内部设置的图像对比模块将正常片的图像数据设置为预设数据，运动相机5采集的图像数据与预设数据对比时；当图像数据与预设数据相同时，分拣装置将花篮3移动至OK工位21，即分拣装置静默，保持不动，花篮3沿原定轨迹继续沿送料方向移动；当图像数据与预设数据不同时，分拣装置将花篮3移动至NG工位22，即推动气缸222推动花篮3至NG工位22，此处 NG工位22可以连接下一工序的加工设备或生产线。
具体地，太阳能电池缺陷检测装置还包括有机器人，机器人将花篮3搬运至送料机构2上，提高该检测装置的自动化程度，节省人力。
下面介绍一下本实施例的太阳能电池缺陷检测装置的工作过程：本发明中太阳能电池缺陷检测装置，检测过程中机器将花篮3垂直搬运至送料机构2上，运动相机5在相机运动装置6的驱动作用下，进行上下往复运动，对花篮3进行扫检拍照，拍照过程中拍照光源7进行光线补充，将拍照得到的图像数据输出给控制器，控制器将图像数据与预设数据进行对比，当图像数据与预设数据相同时，该花篮3上的硅片4为合格片，当图像数据与预设数据不同时，该花篮3上的硅片4为异常片；安装此装置的机台花篮3底部的错槽、侧面错槽、碎片检出率为100％，误判占总NG的比例下降为0.3％、漏检占总NG的比例下降为0.1％，基本无漏检，提高检测准确率，减少扩散烧焦舟，提高产能，降低返工率，降低生产成本。产线目前未安装视觉检测装置的机台每周出现10次烧焦舟，每个烧焦舟平均返工4200张，按照工厂10台扩散炉计算，返工成本按照每片1元计算，全年节约成本约110万元，收益可观。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能电池缺陷检测装置，其特征在于，包括：
机架(1)，所述机架(1)上设置有送料机构(2)；
花篮(3)，所述花篮(3)用于放置硅片(4)，所述花篮(3)放置于所述送料机构(2)上，所述送料机构(2)带动所述花篮(3)沿送料方向移动；
运动相机(5)，所述运动相机(5)设置于所述机架(1)上，所述运动相机(5)连接有相机运动装置(6)，所述相机运动装置(6)驱动所述运动相机(5)沿检测方向往复移动，以对所述花篮(3)拍照采集图像数据，所述检测方向与所述送料方向垂直；
控制器，所述控制器与所述运动相机(5)数据连接，所述控制器内部设置有图像对比模块，所述图像对比模块将所述图像数据与预设数据对比。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池缺陷检测装置，其特征在于，所述机架(1)设置有拍照光源(7)，所述拍照光源(7)为所述运动相机(5)拍照提供照明。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池缺陷检测装置，其特征在于，所述机架(1)在所述运动相机(5)的对侧设置有背板(8)。
4.根据权利要求1任一项所述的太阳能电池缺陷检测装置，其特征在于，所述花篮(3)上设置有基准点(311)，所述基准点(311)为所述运动相机(5)提供基准。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池缺陷检测装置，其特征在于，所述运动相机(5)对所述花篮(3)拍照两次。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池缺陷检测装置，其特征在于，所述送料机构(2)包括设置于所述机架(1)上的间歇式送料皮带。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池缺陷检测装置，其特征在于，所述相机运动装置(6)包括设置于所述机架(1)上的直线模组，所述直线模组的输出端与所述运动相机(5)固定连接。
8.根据权利要求1-7任一项所述的太阳能电池缺陷检测装置，其特征在于，所述送料机构(2)连接有OK工位(21)和NG工位(22)，所述机架(1)上设置有分拣装置，所述分拣装置与所述控制器连接，所述控制器驱动所述分拣装置将所述花篮(3)移动至所述OK工位(21)或所述NG工位(22)。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池缺陷检测装置，其特征在于，所述运动相机(5)采集的所述图像数据与所述预设数据对比时；
当所述图像数据与所述预设数据相同时，所述分拣装置将所述花篮(3)移动至所述OK工位(21)；
当所述图像数据与所述预设数据不同时，所述分拣装置将所述花篮(3)移动至所述NG工位(22)。
10.根据权利要求1-7任一项所述的太阳能电池缺陷检测装置，其特征在于，所述太阳能电池缺陷检测装置还包括有机器人，所述机器人将所述花篮(3)搬运至所述送料机构(2)上。
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