一种太阳能硅片的定位校准系统及其定位校准方法与流程

1.本发明涉及校准领域，具体涉及太阳能硅片的定位校准。


背景技术：

2.太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置，以光电效应工作的硅基太阳能电池为主流。硅基太阳能电池的制备过程中，硅片的处理和检测非常重要。由于晶体结构的自身特性，晶硅电池片十分容易发生破裂，晶体硅组件生产的工艺流程长，许多环节都可能造成电池片隐裂。隐裂直接影响光伏组件性能，也是电池片生产中需要重点检测分选的缺陷之一。例如，外观上会出现破损，如果破损严重，就会影响太阳能电池的外观及成品率，从而影响太阳能电池的光电转换效率和成本。因此，有必要对硅片进行检测。而在对硅片进行检测之前需要对硅片进行定位，找准中心位置。


技术实现要素：

3.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明所要解决的技术问题在于提供一种可以自动进行定位校准的太阳能硅片的定位校准系统及其定位校准方法。
4.为解决上述技术问题，本发明首先提供了如下技术方案：
5.一种太阳能硅片的定位校准系统，包括上位机及定位装置，所述上位机与所述定位装置通信连接并控制所述定位装置，所述定位装置用于对待测太阳能硅片进行定位校准。
6.在本发明的一实施例中，所述定位装置包括控制器、多个定位相机，多个光源，所述多个定位相机与所述多个光源分别一一对应连接，所述控制器与所述多个定位相机连接。
7.在本发明的一实施例中，所述定位相机包括相机模组及镜头，所述镜头与所述相机模组连接，所述相机模组内设有用于将光学图像转换成电信号的图像传感器。
8.在本发明的一实施例中，所述太阳能硅片的定位校准系统包括用于固定所述定位装置的支架，所述支架包括第一安装板、第二安装板及支架本体，所述第二安装板与所述第一安装板连接，所述第一安装板与所述支架本体连接。
9.在本发明的一实施例中，所述支架本体包括支撑部及安装部，所述支撑部与所述安装部连接，所述支撑部连接所述第一安装板。
10.在本发明的一实施例中，所述第一安装板包括第一竖板及第一横板，所述第一竖板与所述第一横板固定连接；所述第二安装板包括第二竖板及第二横板，所述第二竖板与所述第二横板固定连接；所述第一竖板与所述第二竖板连接。
11.在本发明的一实施例中，所述第二横板呈马蹄形，且设有一圆形通孔。
12.本发明提供了一种太阳能硅片的定位校准系统，包括上位机及定位装置，所述上位机与所述定位装置通信连接并控制所述定位装置，所述定位装置用于对待测太阳能硅片进行定位校准。本发明通过所述定位装置对待测太阳能硅片进行定位校准，实现了自动化
校准，不仅结构简单，而且提高了定位精度。
13.为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种太阳能硅片的定位校准方法，包括以下步骤：
14.对定位装置进行标定，建立坐标系；
15.将标准太阳能硅片放置在工作台上，通过标定后的所述定位装置识别并保存所述标准太阳能硅片在所述坐标系中的位置；
16.将待测太阳能硅片放置在所述工作台上，在所述待测太阳能硅片上设置多个标记区域，通过上位机与所述定位装置建立通讯连接，所述定位装置对所述多个标记区域进行拍摄处理得到图像；
17.通过所述定位装置对所述图像进行算法处理，得到字符串并发送给所述上位机，所述上位机将所述字符串进行数值转换处理，得到偏移值，并将所述偏移值赋值给偏移变量以校准所述待测太阳能硅片的中心位置；
18.将校准后所述待测太阳能硅片的中心位置与所述标准太阳能硅片在所述坐标系中的位置进行比对，计算出偏差值，将所述偏差值发送至所述上位机进行再次校准。
19.在本发明的一实施例中，所述对定位装置进行标定，建立坐标系，包括：
20.任意选取一张太阳能硅片，在所述太阳能硅片的四个角落设定标记区域，每个所述标记区域分别至少设置三个标记点，且所述三个标记点的位置关系固定，每个所述标记区域分别落在所述定位装置的视野范围内；
21.所述定位装置对所述三个标记点进行拍摄保存图像，根据所述太阳能硅片上四个角落的所述标记点之间的固定距离进行计算分析，得到一个统一的二维坐标系。
22.在本发明的一实施例中，所述偏移值包括方向偏移值及角度偏移值。
23.本发明还提供了一种太阳能硅片的定位校准方法，通过对定位装置进行标定，建立坐标系；将标准太阳能硅片放置在工作台上，通过标定后的所述定位装置识别并保存所述标准太阳能硅片在所述坐标系中的位置；计算所述待测太阳能硅片中心位置偏移值并进行第一次校准；将校准后所述待测太阳能硅片的中心位置与所述标准太阳能硅片在所述坐标系中的位置进行比对，计算出偏差值，将所述偏差值发送至所述上位机进行再次校准。本发明通过所述定位装置实现了自动化校准，不仅提高了定位精度，而且提高了校准效率。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1是本发明一实施例提供的一种太阳能硅片的定位校准系统的结构示意图；
26.图2是本发明一实施例提供的一种定位装置的立体图；
27.图3是本发明一实施例提供的一种定位相机的结构示意图；
28.图4是本发明一实施例提供的一种支架的结构示意图；
29.图5是本发明一实施例提供的一种太阳能硅片的定位校准方法的流程图。
具体实施方式
30.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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
31.除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
32.如图1至图2所示，本发明首先提供了一种太阳能硅片的定位校准系统，包括上位机1及定位装置2，所述上位机1与所述定位装置2通信连接并控制所述定位装置2，所述定位装置2用于对待测太阳能硅片3进行定位校准。在本实施例中，所述定位装置2包括控制器201、多个定位相机202，多个光源203，所述多个定位相机202与所述多个光源203分别一一对应连接，所述控制器201与所述多个定位相机202连接。在本实施例中，所述待测太阳能硅片3上设有多个标记点，所述标记点呈圆形，所述标记点的直径范围为0.4-1mm，例如可以是0.5mm。在本实施例中，所述标记点的数量为四个，分别设置在所述待测太阳能硅片3的四个角落。所述标记点的设置可以便于所述待测太阳能硅片3中心位置的标定。在本实施例中，所述上位机1与所述控制器201建立通讯连接，且所述控制器201控制所述多个定位相机202对所述多个标记点进行拍摄处理得到图像。所述控制器201获取所述图像并进行算法处理，提取字符串发送给所述上位机1，所述上位机1将所述字符串转成数值，并提取偏移值。所述上位机1将所述偏移值赋值给偏移变量以校准所述待测太阳能硅片5的中心位置。
33.如图3所示，所述定位相机202包括相机模组2021及镜头2022，所述镜头2022与所述相机模组2021连接，所述相机模组2021内设有图像传感器，例如ccd或者cmos，所述图像传感器可以将光学图像转换成电信号，所述相机模组2021再对该电信号进行处理完成图像的分析和识别。在本实施例中，所述光源203包括底座2031、侧挡板2032及电源线2033，所述底座2031与所述侧挡板2032可拆卸连接，所述底座2031设有led光源，所述电源线2033与所述led光源连接。所述相机模组2021包括基座20211及卡槽20212，所述卡槽20212设置于所述基座20211连接所述镜头2022的一侧，所述卡槽20212呈圆形，所述透镜2022可以卡接在所述卡槽20212上，所述基座20211上设有若干安装孔，可以与其他部件固定。
34.如图4所示，所述太阳能硅片的定位校准系统包括支架4，所述多个定位相机202及所述多个光源203安装在所述支架4上，所述检测相机301安装在所述支架4上。在本实施例中，所述支架4包括第一安装板401、第二安装板402及支架本体403，所述第二安装板402与所述第一安装板401连接，所述第一安装板401与所述支架本体403连接。在本实施例中，所述支架本体403包括支撑部4031及安装部4032，所述支撑部4031与所述安装部4032连接，所述支撑部4031连接所述第一安装板401，所述第一安装板401用于固定所述多个定位相机
202。在本实施例中，所述支撑部4031呈方形，并且设有四个方形通孔40311，所述方形通孔的一侧安装有所述定位相机202及所述光源203。在本实施例中，所述相机模组2021与所述第一安装板401固定连接。在本实施例中，所述第一安装板401呈l形，例如可以通过型材弯折制成，其包括第一竖板4011及第一横板4012，所述第一竖板4011与所述第一横板4012固定连接，所述第一横板4012设有安装孔，用于与所述支撑部4031固定连接，所述第一竖板4011包括一突起部40111，所述突起部40111设有安装孔，用于与所述相机模组2021固定连接。在本实施例中，所述第二安装板402也呈l形，可以通过钣金弯折而成，其包括第二竖板4021及第二横板4022，所述第二竖板4021与所述第二横板4022固定连接，所述第二竖板4021设有安装孔，用于与所述第一竖板4011连接，所述第二横板4022呈马蹄形，且设有一圆形通孔40221及若干安装孔，所述圆形通孔40221是为了避免挡住所述镜头2022的视野，所述若干安装孔用于安装所述光源203。在本实施例中，所述定位装置2包括四个定位相机201及四个光源202，所述光源202为环形光源，环形光源光照均匀，可以以不同照射角度、不同颜色组合直接在被测物体上，避免照射阴影现象，突显成像特征。所述定位相机201均为500万像素的相机，所述相机模组2021可以调整所述镜头2022的倍率来控制视野的大小，便于清晰地抓取所述标记点。
35.如图5所示，本发明还提供了一种太阳能硅片的定位校准方法。所述方法包括以下步骤：
36.s101:对定位装置进行标定，建立坐标系。
37.需要说明的是，所述定位装置包括多个定位相机、多个光源及控制器，所述定位相机及所述光源的数量相同，在本实施例中，所述定位相机及所述光源的数量均为四个，所述光源为环形光源。在所述定位装置首次应用之前，也就是说，在四个所述定位相机应用之前，需要先进行标定处理，得到四个所述定位相机之间的相对位置关系，建立二维坐标系。例如，首先任意选取一张太阳能硅片，所述太阳能硅片为正方形，在所述太阳能硅片的四个角落设定标记区域，每个所述标记区域分别至少设置三个标记点，且所述三个标记点的位置关系固定，每个所述标记区域分别落在所述定位相机的视野范围内。然后，每个所述定位相机分别对所述三个标记点进行拍摄保存图像，分别形成各自的二维坐标系，最后根据所述太阳能硅片上四个角落的所述标记点之间的固定距离进行计算分析，得到一个统一的二维坐标系。
38.s102:将标准太阳能硅片放置在工作台上，通过标定后的所述定位装置识别并保存所述标准太阳能硅片在所述坐标系中的位置。
39.需要说明的是，所述坐标系标定后，在工作台上放置一张标准太阳能硅片，由标定后的所述定位相机对所述标准太阳能硅片进行识别，并保存所述标准太阳能硅片在所述坐标系中的位置。所述标准太阳能硅片的位置作为后续测量时的参考位置。
40.s103:将待测太阳能硅片放置在所述工作台上，在所述待测太阳能硅片上设置多个标记区域，通过上位机与所述定位装置建立通讯连接，所述定位装置对所述多个标记区域进行拍摄处理得到图像。
41.需要说明的是，在本实施例中，所述标记点可以通过丝印的方式设置在所述待测太阳能硅片上，采用丝印的方式可以保证精度。在本实施例中，所述标记点的形状是圆形，当然也可以是其他形状，此处不做限制。在本实施例中，所述标记点的直径范围为0.4-1mm，
例如可以是0.5mm。在本实施例中，所述标记点的数量为四个，分别设置在所述待测太阳能硅片的四个角落。所述标记点的设置可以便于所述待测太阳能硅片中心位置的标定。
42.需要说明的是，在本实施例中，所述上位机与所述定位装置之间采用tcp/ip协议建立通讯连接，例如可以通过网线进行连接。在本实施例中，四个所述定位相机分别对着四个所述标记点进行拍摄，对每个所述标记点进行单独抓取得到图像。在本实施例中，所述控制器是欧姆龙fh-1050-10控制器，四个所述定位相机的像素均为500万像素，可以清晰地抓取所述标记点。在本实施例中，所述标记点应位于所述定位相机的视野内，进一步地，每个所述标记点应分别位于每个所述相机的视野内。
43.s104:通过所述定位装置对所述图像进行算法处理，得到字符串并发送给所述上位机，所述上位机将所述字符串进行数值转换处理，得到偏移值，并将所述偏移值赋值给偏移变量以校准所述待测太阳能硅片的中心位置。
44.需要说明的是，本实施例中，所述偏移值包括x方向偏移值、y方向偏移值、角度偏移值。所述上位机与所述定位装置建立通讯连接后，向所述控制器发出控字“m”，所述定位相机对所述图像进行算法处理得到字符串发送给所述上位机，所述上位机对所述字符串进行数值转换处理，得到不同类型的偏移值，并将所述偏移值赋值给所述偏移变量，对所述待测太阳能硅片的位置进行第一次校准。
45.s105:将校准后所述待测太阳能硅片的中心位置与所述标准太阳能硅片在所述坐标系中的位置进行比对，计算出偏差值，将所述偏差值发送至所述上位机再次进行中心校准。
46.需要说明的是，在本实施例中，在二维坐标系标定后，首先在工作台上放置一张标准太阳能硅片，利用所述定位相机记录所述标准太阳能硅片在所述二维坐标系中的中心位置o，并发送给所述控制器。再者，将所述待测太阳能硅片放置在所述工作台上，利用所述定位相机记录所述待测太阳能硅片在所述二维坐标系中的中心位置o1，并且将所述待测太阳能硅片的中心位置o1与所述标准太阳能硅片的中心位置o进行比较，得出偏差值，将所述偏差值发送至所述上位机对所述待测太阳能硅片的中心位置进行再次校准。
47.综上所述，本发明提供了一种太阳能硅片的定位校准系统及其定位校准方法，包括上位机1、定位装置2及待测太阳能硅片3，所述上位机1与所述定位装置2通信连接并控制所述定位装置2，所述定位装置2用于对所述待测太阳能硅片3进行定位校准。本发明通过所述定位装置对待测太阳能硅片进行定位校准，实现了自动化校准，且提高了定位精度。
48.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。