CN215034322U - 基于机器视觉的光伏接线盒焊接检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型基于机器视觉的光伏接线盒焊接检测装置，包括机械模块、第一焊接检测组件、第二焊接检测组件、第三焊接检测组件、控制系统，所述的机械模块包括工作平台、左立柱、右立柱、固定横杆，所述的第一焊接组件、第二焊接组件、第三焊接组件结构相同，均由直线导轨、丝杆电机、机器视觉组件、焊接组件构成，机器视觉组件用于检测光伏接线盒焊接前的汇流条状态以及焊接后的焊接质量，焊接组件用于将焊锡和光伏接线盒上的汇流条焊接在一起，所述的控制系统用于控制整个装置，该装置实现了焊接前光伏接线盒位置和汇流条状态以及焊接后焊接质量的检测，引导焊接组件准确焊接，提升了光伏接线盒的焊接质量。

Description

基于机器视觉的光伏接线盒焊接检测装置

技术领域

本实用新型涉及光伏接线盒技术领域，尤其是涉及一种基于机器视觉的光伏接线盒焊接检测装置。

背景技术

光伏接线盒是一种介于太阳能电池组件构成的太阳能电池方阵和太阳能充电控制装置之间的连接装置，其主要作用是连接和保护太阳能光伏组件，将太阳能电池产生的电力与外部线路连接，传导光伏组件所产生的电流，因此光伏接线盒在太阳能电池组件的应用中占据着重要的地位。

光伏接线盒作为一种连接装置，其结构包括盒体、盒盖、连接器、接线端子和二极管等，其中连接器连接外部用电设备，接线端子连接光伏组件引出线(汇流条)和连接器，所以接线端子与光伏组件引出线(汇流条)之间的焊接品质严重影响着光伏发电的质量，目前对于焊接质量的检测主要通过人工肉眼检测，人工检测存在判定标准不一、易疲劳、不能连续工作等客观因素，这些都会导致检测效率低，同时焊接装置焊接前对于汇流条的状态不进行检测，导致由于汇流条翘起引起的虚焊、脱焊等焊接不良问题，在之后的长期工作中会发生损坏。

实用新型内容

为了解决上述问题，实现光伏接线盒的高质量、高效率焊接检测，本实用新型提出一种基于机器视觉的光伏接线盒焊接检测装置，该装置在焊接前采用机器视觉组件对汇流条状态进行检测，解决了因汇流条翘起引起的虚焊、脱焊等焊接不良问题，焊接后采用机器视觉组件对焊接处的焊接质量进行检测，相比于人工肉眼检测大大提升检测效率与检测准确率，克服了人工检测的一系列客观问题，具有检测效率高、检测精度高的优势。

本实用新型采用的技术方案是：基于机器视觉的光伏接线盒焊接检测装置包括机械模块、第一焊接检测组件、第二焊接检测组件、第三焊接检测组件、控制系统，所述的第一焊接检测组件、第二焊接检测组件、第三焊接检测组件安装在机械模块上，第一焊接检测组件安装在第二焊接检测组件的左侧，第三焊接检测组件安装在第二焊接检测组件的右侧，第一焊接检测组件到第二焊接检测组件的距离和第三焊接检测组件到第二焊接检测组件的距离相同。

所述的机械模块包括工作平台、左立柱、右立柱、固定横杆，所述的工作平台放置在左立柱和右立柱之间，所述的固定横杆固定安装在左立柱和右立柱之间。

所述的第一焊接检测组件、第二焊接检测组件、第三焊接检测组件结构相同，均由直线导轨、丝杆电机、机器视觉组件、焊接组件构成，所述的直线导轨安装在两个固定横杆之间，所述的丝杆电机固定安装在直线导轨后方位置，所述的机器视觉组件和焊接组件安装在直线导轨下方，机器视觉组件位于焊接组件的后方。

进一步地，所述的机器视觉组件由相机安装支架、工业相机、工业镜头构成，所述的相机安装支架固定安装在直线导轨下方，相机安装支架上设置有安装孔，所述的工业相机通过安装孔安装在相机安装支架上，所述的工业镜头连接工业相机。

进一步地，所述的焊接组件由焊接安装块、第一支撑杆、第二支撑杆、压板、吸盘装置、加热装置构成，所述的焊接安装块安装在直线导轨下方，位于相机安装支架前方，所述的第一支撑杆的一端安装在焊接安装块左侧，另一端固定在压板上方左侧位置，所述的第二支撑杆的一端安装在焊接安装块的右侧，另一端固定在压板上方右侧位置，所述的吸盘装置、加热装置安装在焊接安装块下方，在第一支撑杆和第二支撑杆之间，吸盘装置位于加热装置左侧。

进一步地，包含吸盘安装杆、吸盘、吸盘箍、接管、真空发生器，所述的吸盘安装杆的一端固定安装在焊接安装块下方，位于第一支撑杆右侧，所述的吸盘箍套装在吸盘上方并安装在吸盘安装杆的另一端，所述的接管连接吸盘和真空发生器。

进一步地，包含加热安装杆、加热块、焊接头，所述的加热安装杆的一端固定安装在焊接安装块下方，位于吸盘安装杆的右侧，第二支撑杆的左侧，所述的加热块安装在加热安装杆的另一端，所述的焊接头安装在加热块下方。

所述的控制系统由PLC可编程逻辑控制器、计算机构成，所述的PLC可编程逻辑控制器连接计算机和第一焊接检测组件、第二焊接检测组件、第三焊接检测组件的丝杆电机、机器视觉组件、焊接组件。

进一步地，所述的PLC可编程逻辑控制器第一焊接检测组件、第二焊接检测组件、第三焊接检测组件的机器视觉组件的工业相机、吸盘装置的真空发生器、加热装置的加热块。

基于机器视觉的光伏接线盒焊接检测方法步骤为：

S1：焊接前，机器视觉组件检测光伏接线盒中“汇流条”的状态并确定焊接位置；

S2：根据焊接位置引导焊接组件运动到准确的位置完成焊接；

S3：焊接后，机器视觉组件检测焊接后的焊接质量。

本实用新型的有益效果：

本实用新型基于机器视觉的光伏接线盒焊接检测装置，包括机械模块、第一焊接检测组件、第二焊接检测组件、第三焊接检测组件、控制系统，该焊接检测装置包含三组焊接检测组件，三组焊接检测组将能够同时工作，一次完成三个光伏接线盒的焊接，大大提升光伏接线盒的焊接效率。

该焊接检测组件包含直线导轨、丝杆电机、机器视觉组件、焊接组件，在焊接前机器视觉组件检测光伏接线盒中汇流条的状态并确定焊接位置，通过机器视觉组件确定的焊接位置引导焊接组件准确焊接，保证焊接位置的准确，焊接后再次通过机器视觉组件检测焊接后的焊接位置，确保焊接质量，通过焊接前和焊接后的检测提高焊接准确率，通过机器视觉组件代替人工进行焊接后焊接质量的检测，克服了人工检测判断标准不一、不能连续工作、效率低等客观问题，提升检测效率。

附图说明

图1为本实用新型提出的基于机器视觉的光伏接线盒焊接检测装置三维结构示意图；

图2为本实用新型提出的基于机器视觉的光伏接线盒焊接检测装置机器视觉组件三维结构示意图；

图3为本实用新型提出的基于机器视觉的光伏接线盒焊接检测装置焊接组件三维结构示意图

图4为本实用新型提出的基于机器视觉的光伏接线盒焊接检测装置控制系统流程图。

附图标记说明：

100-机械模块，110-工作平台，120-左立柱，130-右立柱，140-固定横杆，200-第一焊接检测组件，210-直线导轨，220-机器视觉组件，221-相机安装支架，222-工业相机，223-工业镜头，230-焊接组件，231-焊接安装块，232-第一支撑杆，233-第二支撑杆，234-压板，235-吸盘装置，2351-吸盘安装杆，2352-吸盘，236-加热装置，2361-加热安装杆，2362-加热块，2363-焊接头，300-第二焊接检测组件，400-第三焊接检测组件。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本实用新型具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构，比例，大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰，比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”，“下”，“左”，“右”，“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1～4所示，其示出了本实用新型的具体实施方式；本实用新型公开的基于机器视觉的光伏接线盒焊接检测装置，包含：机械模块100、第一焊接检测组件200、第二焊接检测组件300、第三焊接检测组件400、控制系统，所述的第一焊接检测组件200、第二焊接检测组件300、第三焊接检测组件400安装在机械模块100上，第一焊接检测组件200安装在第二焊接检测组件300的左侧，第三焊接检测组件400安装在第二焊接检测组件300的右侧，第一焊接检测组件200到第二焊接检测组件300的距离和第三焊接检测组件400到第二焊接检测组件300的距离相同。

在本实用新型当中，如图1所示，所述的第一焊接检测组件200、第二焊接检测组件300、第三焊接检测组件400安装在机械模块100上，使用三组焊接检测组件完成光伏接线盒的焊接及检测，三组焊接检测组件能够同时工作，一次完成三个光伏接线盒的焊接，极大地提升工作效率，所述的控制系统用于控制整个装置的运行，该装置模块集成化、结构简单，便于安装及维护调试。

所述的机械模块100包括工作平台110、左立柱120、右立柱130、固定横杆140，所述的工作平台110放置在左立柱120和右立柱130之间，所述的固定横杆140固定安装在左立柱120和右立柱130之间。

在本实用新型当中，如图1所示，所述的工作平台110用于放置接线盒和焊锡，所述的固定横杆140固定安装在左立柱120和右立柱130之间，有两组固定横杆140分别固定安装在对应的左立柱120和右立柱130之间。

所述的第一焊接检测组件200、第二焊接检测组件300、第三焊接检测组件400结构相同，均由直线导轨210、丝杆电机、机器视觉组件220、焊接组件230构成，所述的直线导轨210安装在两个固定横杆140之间，所述的丝杆电机固定安装在直线导轨210后方位置，所述的机器视觉组件220和焊接组件230安装在直线导轨210下方，机器视觉组件220位于焊接组件230的后方。

在本实用新型当中，如图1所示，所述的直线导轨210安装在两个固定横杆140之间，所述的丝杆电机固定安装在直线导轨210后方位置，丝杆电机在工作状态时，与其相连的直线导轨210会向前或向后移动，安装在直线导轨210下方的机器视觉组件220和焊接组件230会跟随直线导轨210运动到指定位置，机器视觉组件220完成视觉检测工作，焊接组件230完成焊锡的吸取及将焊锡准确焊接在光伏接线盒上。

优选的，如图2所示，所述的机器视觉组件220由相机安装支架221、工业相机222、工业镜头223构成，所述的相机安装支架221固定安装在直线导轨210下方，相机安装支架221上设置有安装孔，所述的工业相机222通过安装孔安装在相机安装支架221上，所述的工业镜头223连接工业相机222。

在本实用新型当中，所述的相机安装支架221在直线导轨210下方的前后左右位置能够进行调整，工业相机222在相机安装支架221的上下位置能够调整，实现工业相机222的前后、上下、左右位置的调整，确保工业相机221采集到的图像的准确性，实现高精度检测。

优选的，如图3所示，所述的焊接组件230由焊接安装块231、第一支撑杆232、第二支撑杆233、压板234、吸盘装置235、加热装置236构成，所述的焊接安装块231安装在直线导轨210下方，位于相机安装支架221前方，所述的第一支撑杆232的一端安装在焊接安装块231左侧，另一端固定在压板234上方左侧位置，所述的第二支撑杆233的一端安装在焊接安装块231的右侧，另一端固定在压板234上方右侧位置，所述的吸盘装置235、加热装置236安装在焊接安装块231下方，在第一支撑杆232和第二支撑杆233之间，吸盘装置235位于加热装置236左侧。

在本实用新型当中，所述的压板234安装在第一支撑杆232和第二支撑杆233下方，用于将焊锡焊接在光伏接线盒上时对光伏接线盒的位置固定，压板234为凹形结构，中空部分用于焊接时吸盘装置235和加热装置236与光伏接线盒充分接触，吸盘装置235在焊锡放置固定位置吸取用于焊接的焊锡，加热装置236在光伏接线盒的焊接位置用于对焊锡的加热，将焊锡焊接在光伏接线盒的汇流条上。

优选的，如图3所示，吸盘装置235包含吸盘安装杆2351、吸盘2352、吸盘箍、接管、真空发生器，所述的吸盘2352安装杆的一端固定安装在焊接安装块231下方，位于第一支撑杆232右侧，所述的吸盘箍套装在吸盘2352上方并安装在吸盘安装杆2351的另一端，所述的接管连接吸盘2352和真空发生器。

在本实用新型当中，安装在吸盘安装杆2351上的吸盘2352通过接管连接真空发生器，当真空发生器工作时，吸盘2352在固定位置将焊接吸起来移动到焊接位置，焊接完成后，真空发生器停止工作，根据焊锡的大小选择对应大小的吸盘2352。

更优选的，由于焊接是在高温下完成，选择的吸盘2352为橡胶制成的吸盘2352，能够在高温下工作。

优选的，如图3所示，加热装置236包含加热安装杆2361、加热块2362、焊接头2363，所述的加热安装杆2361的一端固定安装在焊接安装块231下方，位于吸盘安装杆2351的右侧，第二支撑杆233的左侧，所述的加热块2362安装在加热安装杆2361的另一端，所述的焊接头2363安装在加热块2362下方。

所述的控制系统由PLC可编程逻辑控制器、计算机构成，所述的PLC可编程逻辑控制器连接计算机和第一焊接检测组件200、第二焊接检测组件300、第三焊接检测组件400的丝杆电机、机器视觉组件220、焊接组件230。

优选的，所述的PLC可编程逻辑控制器第一焊接检测组件200、第二焊接检测组件300、第三焊接检测组件400的机器视觉组件220的工业相机222、吸盘装置235的真空发生器、加热装置236的加热块2362。

在本实用新型当中，如图4所示，所述的计算机连接PLC可编程逻辑控制器，所述的PLC可编程逻辑控制器控制连接第一焊接检测组件200、第二焊接检测组件300、第三焊接检测组件400的丝杆电机，三组机器视觉组件220的工业相机222、吸盘装置235的真空发生器、加热装置236的加热块2362。

基于机器视觉的光伏接线盒焊接检测方法步骤为：

S1：焊接前，机器视觉组件220检测光伏接线盒中汇流条的状态并确定焊接位置；

S2：根据机器视觉组件220确定的焊接位置引导焊接组件230运动到准确的位置完成焊接；

S3：焊接后，机器视觉组件220检测焊接后的焊接质量。

在本实用新型当中，通过焊接前机器视觉组件220检测光伏接线盒中汇流条的状态，克服因汇流条翘起、卷边等不良状态焊接引起的虚焊、脱焊等不良焊接问题，汇流条状态为水平状态时，焊接质量合格率达到99％以上，因此，能够大大提升焊接合格率；

由于每次放置的光伏接线盒位置均会有所偏差，通过机器视觉组件220确定的光伏接线盒的位置引导焊接组件230准确焊接，提升焊接准确率，进而提高合格率；

焊接组件230完成焊接后，通过机器视觉组件220检测焊接处的焊接质量，提升光伏接线盒的焊接生产效率，相比于人工检测，解决判断标准不统一、无法连续工作等客观问题，极大地提升生产效率。

上面结合附图对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。

Claims (6)

1.一种基于机器视觉的光伏接线盒焊接检测装置，其特征在于：包括机械模块(100)、第一焊接检测组件(200)、第二焊接检测组件(300)、第三焊接检测组件(400)、控制系统，所述的第一焊接检测组件(200)、第二焊接检测组件(300)、第三焊接检测组件(400)安装在机械模块(100)上，第一焊接检测组件(200)安装在第二焊接检测组件(300)的左侧，第三焊接检测组件(400)安装在第二焊接检测组件(300)的右侧，第一焊接检测组件(200)到第二焊接检测组件(300)的距离和第三焊接检测组件(400)到第二焊接检测组件(300)的距离相同；

所述的机械模块(100)包括工作平台(110)、左立柱(120)、右立柱(130)、固定横杆(140)，所述的工作平台(110)放置在左立柱(120)和右立柱(130)之间，所述的固定横杆(140)固定安装在左立柱(120)和右立柱(130)之间；

所述的第一焊接检测组件(200)、第二焊接检测组件(300)、第三焊接检测组件(400)结构相同，均由直线导轨(210)、丝杆电机、机器视觉组件(220)、焊接组件(230)构成，所述的直线导轨(210)安装在两个固定横杆(140)之间，所述的丝杆电机固定安装在直线导轨(210)后方位置，所述的机器视觉组件(220)和焊接组件(230)安装在直线导轨(210)下方，机器视觉组件(220)位于焊接组件(230)的后方；

所述的控制系统由PLC可编程逻辑控制器、计算机构成，所述的PLC可编程逻辑控制器连接计算机和第一焊接检测组件(200)、第二焊接检测组件(300)、第三焊接检测组件(400)的丝杆电机、机器视觉组件(220)、焊接组件(230)。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的光伏接线盒焊接检测装置，其特征在于，所述的机器视觉组件(220)由相机安装支架(221)、工业相机(222)、工业镜头(223)构成，所述的相机安装支架(221)固定安装在直线导轨(210)下方，相机安装支架(221)上设置有安装孔，所述的工业相机(222)通过安装孔安装在相机安装支架(221)上，所述的工业镜头(223)连接工业相机(222)。

3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的光伏接线盒焊接检测装置，其特征在于，所述的焊接组件(230)由焊接安装块(231)、第一支撑杆(232)、第二支撑杆(233)、压板(234)、吸盘装置(235)、加热装置(236)构成，所述的焊接安装块(231)安装在直线导轨(210)下方，位于相机安装支架(221) 前方，所述的第一支撑杆(232)的一端安装在焊接安装块(231)左侧，另一端固定在压板(234)上方左侧位置，所述的第二支撑杆(233)的一端安装在焊接安装块(231)的右侧，另一端固定在压板(234)上方右侧位置，所述的吸盘装置(235)、加热装置(236)安装在焊接安装块(231)下方，在第一支撑杆(232)和第二支撑杆(233)之间，吸盘装置(235)位于加热装置(236)左侧。

4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的光伏接线盒焊接检测装置，其特征在于：所述吸盘装置(235)包含吸盘安装杆(2351)、吸盘(2352)、吸盘箍、接管、真空发生器，所述的吸盘(2352)安装杆的一端固定安装在焊接安装块(231)下方，位于第一支撑杆(232)右侧，所述的吸盘箍套装在吸盘(2352)上方并安装在吸盘安装杆(2351)的另一端，所述的接管连接吸盘(2352)和真空发生器。

5.根据权利要求3所述的基于机器视觉的光伏接线盒焊接检测装置，其特征在于：所述加热装置(236)包含加热安装杆(2361)、加热块(2362)、焊接头(2363)，所述的加热安装杆(2361)的一端固定安装在焊接安装块(231)下方，位于吸盘安装杆(2351)的右侧，第二支撑杆(233)的左侧，所述的加热块(2362)安装在加热安装杆(2361)的另一端，所述的焊接头(2363)安装在加热块(2362)下方。

6.根据权利要求1所述的基于机器视觉的光伏接线盒焊接检测装置，其特征在于，所述的PLC可编程逻辑控制器第一焊接检测组件(200)、第二焊接检测组件(300)、第三焊接检测组件(400)的机器视觉组件(220)的工业相机(222)、吸盘装置(235)的真空发生器、加热装置(236)的加热块(2362)。

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