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未耒智能-硅片在线视觉检测
发表时间:2018-12-07

1、光伏行业的硅片检测

近年来,随着厂家对产品质量的重视对产品的分档有了越来越高的要求,尤其是在光伏工艺的前段,如果不合格的硅片如尺寸不合格崩边等流入后道工序将造成巨大的浪费人工检测的话因为费时费力,所以只能抽检仍有大量的不合格片流入后道工序,对成品的品质造成了影响因此光伏行业对硅片的自动检测有了巨大的需求


2、硅片在线视觉检测

通过视觉系统实现检测是自动化领域常用的方式,未耒智能根据被检测物在检测时是否运动可以分为定位检测和在线检测两种在线检测因为被测物在运动过程中(速度150mm/r),所以难度更大,以在本文中的应用为例:硅片在传送到相机视野中央时相机要被触发拍照,因此要涉及到通信、电磁兼容、准确率。

2.1硅片在线检测工艺流程

工艺流程如图1所示,在开启视觉系统,硅片运行后,通过触发传感器发出触发信号到达相机视野中央时相机拍照,经过图像处理后判断硅片是否合格,不合格的硅片剔除,合格的硅片继续传送至下一工位

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2.2硅片在线检测系统配置

硅片在线检测系统的基本原理是:(PLC→工控机)触发相机拍照(CCD相机图像采集卡)采集图像工控机,由工控机内的专用软件进行识別判断处理并反馈给PLC进行相应的处理为提高检测效果,降低软件的处理难度,要有背光源作为辅助另外,还需要电平转换块实现多通道信号处理系统的结构示意图见图2,各组成部分的具体功能及主要部件选型见表1。

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2.3模板设置

模板设置是非常重要的过程,相当于教会视觉系统怎样识別硅片设置好坏直接与检测的准确率系统响应时间密切相关模板设置是一个较为复杂的过程,经过连续实验,总结数据,并编写了视觉系统模板制作过程及使用的指导文件由于设置过程非常复杂,以下仅做简要介绍模板设置是通过将硅片摆放在标准位置,将取得的图像边界进行标定,如下图所示:

1)粉色控件框(左侧长条):是设置定位使用的;

2)四边角的四个控件框:拟合四个角的直线时使用;

3)蓝色控件框(左右两个):用来测量硅片的水平尺寸;

4)黄色控件框(上下两个):用来测量硅片的垂直尺寸

另外由于硅片四角有倒角,四角缺陷检测框要特別注意:有左上右上右下左下四个控件框根据边界上的离散点和拟合直线的距离来判断是否有缺陷点存在一般来说第一次做模板的时候需要选择一个四角比较标准的硅片,设置控件框的起始点不要离拐角处过近,如图3所示

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2.3检测效果

通过不断优化模板设置,进行大批量的测试,检测系统可检出非常微小的破损,如崩边崩角隐裂穿孔等等这些硅片的提前剔除为提升后道工序的品质减少后续工艺浪费有重要意义且检出>99.9%,误检率<0.01%,响应时间0.1s,得到了客户的认可

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3、结束语

未耒智能通过硬件和软件上的改进与调试,视觉系统在硅片在线检测中得到了广泛的应用在批量生产的20台装片机上得到了检验,通过硅片视觉系统检测,成品的品质得到了很大的提升随着光伏行业自动化水平的不断提高,硅片在线视觉检验及其扩展应用将会有更广阔的前景