未應(yīng)用視覺(jué)與機(jī)器人自動(dòng)化設(shè)備時(shí),光伏生產(chǎn)面臨諸多問(wèn)題
過(guò)去，在沒(méi)有應(yīng)用視覺(jué)與機(jī)器人自動(dòng)化設(shè)備時(shí)，日芯光伏一直面臨著產(chǎn)能較低、產(chǎn)品人工對(duì)中精度低、效率低且人工成本高的問(wèn)題。
當(dāng)時(shí)，發(fā)電模組與透鏡的對(duì)中都是通過(guò)人工的方式，眼睛同時(shí)查看模組上Mark點(diǎn)的位置和透鏡上Mark點(diǎn)的位置，來(lái)手動(dòng)調(diào)整透鏡位置，使模組Mark點(diǎn)與透鏡Mark點(diǎn)重合，然后進(jìn)行對(duì)中。其中的弊端是生產(chǎn)一個(gè)工件耗時(shí)較長(zhǎng)，工件上Mark點(diǎn)的位置定義的不準(zhǔn)，且人眼識(shí)別精度較低，導(dǎo)致最終生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品發(fā)電率不是很理想，且生產(chǎn)成本較高。
“那時(shí)候，發(fā)電模組的前期生產(chǎn)主要還是依賴(lài)于人工去完成。”日芯光伏產(chǎn)品研發(fā)工程師介紹說(shuō)，“模組由機(jī)械定位，通過(guò)監(jiān)控相機(jī)來(lái)調(diào)整相機(jī)鏡頭的焦距，直到芯片圖像清晰，來(lái)看模組中芯片的位置，并且在顯示屏幕上人工標(biāo)記2個(gè)Mark點(diǎn)，分別為模組對(duì)角的2個(gè)芯片。監(jiān)控相機(jī)固定不動(dòng)，人工將透鏡搬到模組上面，然后重新調(diào)整相機(jī)鏡頭焦距，使相機(jī)重新看清透鏡2對(duì)角的聚光棱鏡，然后手動(dòng)挪動(dòng)透鏡，使2個(gè)棱鏡在屏幕上的位置與之前2個(gè)Mark點(diǎn)的位置重合，即完成對(duì)中工作，隨后進(jìn)行人工涂膠密封、固定處理。”
日芯光伏產(chǎn)品研發(fā)工程師表示，此應(yīng)用的最大挑戰(zhàn)在于芯片模組與透鏡分別在同一位置的不同高度進(jìn)行對(duì)中。
“監(jiān)控相機(jī)為了要清晰看到芯片以及棱鏡的位置，不得不手動(dòng)來(lái)回調(diào)試鏡頭的焦距，這就使得檢測(cè)效率較低，而且誤差大”，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員說(shuō)道。同時(shí)人工根據(jù)芯片的位置在屏幕上做的Mark點(diǎn)的位置無(wú)法量化，只能手動(dòng)標(biāo)記，誤差較大。
“這加大了棱鏡位置的檢測(cè)難度”，日芯光伏產(chǎn)品研發(fā)工程師說(shuō)道，“由于棱鏡本身材質(zhì)的原因，在聚光作用下，可以改變光線(xiàn)的路線(xiàn)，這導(dǎo)致人眼很難準(zhǔn)確獲取到棱鏡的真實(shí)位置。”
采用當(dāng)前的對(duì)中系統(tǒng)，自動(dòng)化程度低、對(duì)中精度也無(wú)法保證，產(chǎn)能也無(wú)法提高，所有數(shù)據(jù)沒(méi)有量化，且數(shù)據(jù)都沒(méi)有實(shí)現(xiàn)上傳，無(wú)法進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量的追溯，這對(duì)日芯光伏來(lái)說(shuō)，是一直以來(lái)都急需解決和優(yōu)化提高的問(wèn)題。
這時(shí)，在光能行業(yè)有著諸多工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的上海貝特威自動(dòng)化科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)貝特威公司)向日芯光伏建議，采用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)定位引導(dǎo)機(jī)器人來(lái)解決公司的檢測(cè)難題。
事實(shí)證明，VisionPro視覺(jué)軟件能輕松滿(mǎn)足客戶(hù)需求
貝特威公司推薦了康耐視公司VisionPro基于PC的視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)完成該項(xiàng)引導(dǎo)工作，其采用先進(jìn)的圖案校準(zhǔn)和匹配工具，可以準(zhǔn)確獲取到產(chǎn)品上難以識(shí)別的特征點(diǎn)，配合四周Denso機(jī)器人，只要產(chǎn)品的位置偏差在相機(jī)的視野范圍內(nèi)，都可以精準(zhǔn)的進(jìn)行定位、引導(dǎo)。
“我們首先采購(gòu)了一套康耐視VisionPro的視覺(jué)系統(tǒng)，配合另外采購(gòu)的一臺(tái)4軸Denso機(jī)器人，成功代替并超越了人工對(duì)中的老設(shè)備?！比招竟夥膮墙?jīng)理說(shuō)道，“我們當(dāng)前自動(dòng)對(duì)中系統(tǒng)生成10套產(chǎn)品，人工對(duì)中工位一套產(chǎn)品還尚未對(duì)中完成，最終生成出來(lái)的產(chǎn)品經(jīng)過(guò)實(shí)際閃光測(cè)試，結(jié)果令我感到非常驚訝，VisionPro視覺(jué)系統(tǒng)引導(dǎo)對(duì)中出來(lái)的產(chǎn)品，居然比人眼對(duì)中生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品發(fā)電效果要高數(shù)十瓦。”
事實(shí)還證明，VisionPro視覺(jué)軟件能夠輕松識(shí)別光學(xué)透鏡上面的聚光棱鏡，哪怕經(jīng)過(guò)折射后的棱鏡輪廓特征已經(jīng)非常不明顯、對(duì)比度極低，其識(shí)別出來(lái)的精度可以達(dá)到5絲以?xún)?nèi)。
“這套系統(tǒng)只需5s，檢測(cè)效率非常高。”日芯光伏的技術(shù)工程師在應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，介紹了自動(dòng)化對(duì)中設(shè)備的檢測(cè)流程。
設(shè)備具體工作流程如下：人工將模組放到對(duì)中工位后，離開(kāi)機(jī)器工作區(qū)域，按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，之后模組被自動(dòng)夾緊、固定;視覺(jué)系統(tǒng)控制2臺(tái)工業(yè)相機(jī)下降到模組拍照位(相機(jī)由2臺(tái)升降機(jī)器人帶動(dòng))，分別對(duì)模組對(duì)角的芯片進(jìn)行定位;然后回到Home點(diǎn)，給予機(jī)器人模組定位完成信號(hào);機(jī)器人自動(dòng)去透鏡的放置位抓取一塊透鏡進(jìn)入到視覺(jué)對(duì)中工作區(qū)域(即模組的上方)，透鏡到位后停止;機(jī)器人給予視覺(jué)系統(tǒng)拍照信號(hào);視覺(jué)系統(tǒng)控制2臺(tái)相機(jī)上升到透鏡拍照位，對(duì)透鏡對(duì)角的2塊聚光棱鏡進(jìn)行定位;然后計(jì)算出透鏡與模組的中心坐標(biāo)偏差，發(fā)送給機(jī)器人進(jìn)行糾偏;糾偏完成后，視覺(jué)系統(tǒng)再次拍照復(fù)檢，檢查是否糾偏到位，并且計(jì)算出糾偏后模組與透鏡的中點(diǎn)坐標(biāo)偏差值;如果不在公差范圍內(nèi)，機(jī)器人則再次糾偏，直至偏差值小于0.02mm，然后完成整個(gè)對(duì)中工作。
“2臺(tái)高精度視覺(jué)相機(jī)由2臺(tái)升降機(jī)器人垂直帶動(dòng)，分別去獲取芯片模組與透鏡的中點(diǎn)坐標(biāo)，全程自動(dòng)化控制，高重復(fù)精度的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，避免了其它人為誤差，減少系統(tǒng)誤差，確保了生產(chǎn)的穩(wěn)定性、高效率性以及高精度性?！比招竟夥募夹g(shù)工程師對(duì)VisionPro視覺(jué)系統(tǒng)優(yōu)異的工作性能給予了高度評(píng)價(jià)，“同時(shí)配合Denso機(jī)器人，完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)，機(jī)器人自動(dòng)上料，配合視覺(jué)糾偏，完成產(chǎn)品的自動(dòng)化對(duì)中，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率、精度和自動(dòng)化程度，同時(shí)大大減少了生產(chǎn)成本。”
在檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，VisionPro視覺(jué)軟件強(qiáng)大的Patmax圖案匹配工具可以隨意找到任何想要找到的特征，無(wú)論是對(duì)比度極低、還是部分特征被隱藏(超出視野)，又或者是光線(xiàn)有變化，都能識(shí)別到透鏡上的聚光棱鏡，而且采用亞像素的技術(shù)，理論精度可以達(dá)到1/40個(gè)像素，大大提高了設(shè)備的對(duì)中精度。
另外，利用VisionPro軟件開(kāi)發(fā)好的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)TCP/IP通訊接口，可以直接跟Denso機(jī)器人交互結(jié)果信息和拍照信號(hào)，而不需要二次開(kāi)發(fā)或者購(gòu)買(mǎi)第三方軟件授權(quán)。
“同時(shí)，經(jīng)過(guò)二次開(kāi)發(fā)后的VisionPro軟件，通過(guò)視覺(jué)工具調(diào)試接口，我們可以快速學(xué)習(xí)并且掌握如何調(diào)試視覺(jué)VPP文件，”日芯光伏的吳經(jīng)理指出，“這樣后期即使公司的產(chǎn)品品種改變了，工程師也可以快速的重新完成視覺(jué)文件的修改，而不需要視覺(jué)廠家來(lái)修改底層代碼了，十分利于后期維護(hù)?！?/FONT>
康耐視產(chǎn)品助力客戶(hù)提升生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本
日芯光伏采用康耐視基于VisionPro的PC-Base視覺(jué)系統(tǒng)后，成功解決了生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高、產(chǎn)品發(fā)電率相對(duì)較低的問(wèn)題。
“采用康耐視先進(jìn)的視覺(jué)對(duì)中系統(tǒng)，讓我們的機(jī)器人更加靈活，就像是一臺(tái)有了眼睛的機(jī)器人，但是比人工又要精準(zhǔn)和高效了很多，”日芯光伏的吳經(jīng)理最后總結(jié)到，“VisionPro軟件強(qiáng)大的圖像處理工具，讓產(chǎn)品識(shí)別率達(dá)到99%以上，只要來(lái)料位置在相機(jī)的視野范圍內(nèi)，視覺(jué)系統(tǒng)總是可以準(zhǔn)確獲取到我想要的輪廓特征，從而可以高效、一次性的完成對(duì)中功能，大大提高了公司產(chǎn)能。同時(shí)它的簡(jiǎn)便操縱性也節(jié)約了不少后期維護(hù)成本，要知道，我們的產(chǎn)品在研發(fā)階段的時(shí)候，工藝隨時(shí)可能會(huì)更改!”
（轉(zhuǎn)載）
