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光伏接線盒機(jī)器人視覺定位焊接檢測技術(shù)新突破

   2020-12-26 12699
核心提示:光伏接線盒機(jī)器人視覺定位焊接檢測系統(tǒng)是解決自動(dòng)焊接機(jī)“焊接中心”和“旋轉(zhuǎn)中心”不同心的問題的最好解決方案,光伏接線盒焊接機(jī)焊接檢測對于光伏接線盒焊接質(zhì)量有重要作用
一、行業(yè)介紹

光伏行業(yè)的核心產(chǎn)品是“太陽能電池片”,依托這個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)線有非常多的視覺檢測及定位需求。光伏組件接線盒自動(dòng)焊接機(jī)(焊接一體機(jī))是太陽能電池片的一個(gè)附屬件,任何一塊太陽能板子出廠前都需要把“接線盒”焊接上,自動(dòng)焊接機(jī)就是做這個(gè)事情的。

光伏接線盒自動(dòng)焊接機(jī)

 

自動(dòng)焊接機(jī)的三個(gè)焊接頭

二、行業(yè)現(xiàn)狀及需求

不管是哪個(gè)細(xì)分行業(yè)的焊接檢測都是視覺難點(diǎn),大部分視覺廠家都不愿意做這樣的項(xiàng)目。自動(dòng)焊接機(jī)一直以來都沒有采用視覺檢測,每臺(tái)焊接機(jī)每天可以焊800~1000塊板子,之前都是利用人眼檢測焊接結(jié)果。用人眼檢測有兩個(gè)“致命問題”:一是沒有視覺定位,容易焊偏產(chǎn)生不良品;二是焊前沒有檢測“匯流條”是否壓平,導(dǎo)致誤焊產(chǎn)生不良品。不采用視覺系統(tǒng),不僅有人眼檢測的弊端,還會(huì)產(chǎn)生大量不合格產(chǎn)品。

光伏組件接線盒檢測

光伏組件接線盒

 

光伏組件接線盒自動(dòng)焊接機(jī),目前有3大核心需求:

1、視覺定位:在焊接前需要視覺系統(tǒng)檢測“接線盒”的位置,引導(dǎo)焊接頭準(zhǔn)確焊接。效果如下:

接線盒焊接機(jī)器人視覺定位

左圖:原始圖片;右圖:針對接線盒輪廓定位的增強(qiáng)處理

2、焊前檢測:在正式焊接之前,需要視覺系統(tǒng)拍照檢測“匯流條”是否壓平了。如果沒有壓平,視覺系統(tǒng)及時(shí)報(bào)警,在焊前將“匯流條”壓平,確保每次焊接前“匯流條”都是平的。

接線盒焊接匯流條壓平

接線盒焊接匯流條壓平檢測

3、焊后檢測:通過視覺系統(tǒng)檢測焊接后的質(zhì)量。由于采用視覺定位及焊前檢測了,焊接的合格率是非常高的,一般都在99%以上。

光伏接線盒焊接檢測

 

焊后產(chǎn)品(OK和NG產(chǎn)品的差異都非常大)

 

三、行業(yè)痛點(diǎn)(技術(shù)難點(diǎn))

1、焊接定位難點(diǎn)。自動(dòng)焊接機(jī)的焊接頭都是用PLC控制運(yùn)動(dòng)模組實(shí)現(xiàn)的,焊接中心和控制系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)中心往往是不同心的。

機(jī)器人視覺系統(tǒng)

抓取中心和旋轉(zhuǎn)中心“不同心”帶來的標(biāo)定問題及誤差

2、焊前和焊后檢測的產(chǎn)品一致性極差。都是合格的1000塊產(chǎn)品,其姿態(tài)和灰度分布差異非常差。采用傳統(tǒng)的BLOB分析或特征匹配會(huì)導(dǎo)致極高的“誤檢”和“漏檢”。采用深度學(xué)習(xí)時(shí),又沒辦法保證“0漏檢”,最關(guān)鍵的是深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)抓取的特征會(huì)因圖像一致性差而出現(xiàn)錯(cuò)誤。就算采用最的7層網(wǎng)絡(luò),訓(xùn)練3萬余張圖片后,依然無法解決這個(gè)問題。

光伏接線盒焊接前后產(chǎn)品檢測

不合格產(chǎn)品(幾乎沒有規(guī)律)

光伏接線盒焊接產(chǎn)品檢測

合格產(chǎn)品(幾乎沒有規(guī)律)

四、維視智造解決方案及優(yōu)勢亮點(diǎn)

針對以上問題及行業(yè)痛點(diǎn),維視智造專門為VisionBank智能視覺系統(tǒng)定制了針對“焊接檢測”行業(yè)的功能專用模塊(該功能模塊僅針對該行業(yè)客戶開放),并將現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)化智能視覺系統(tǒng)平臺(tái)與英特爾 ® 邊緣洞見平臺(tái)進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了多層級“機(jī)器學(xué)習(xí)”算法與基于 OpenVINO ™ 工具套件加速的深度學(xué)習(xí)算法的融合。全面解決光伏行業(yè)難題,為合作客戶提供一整套性能優(yōu)化的光伏組件接線盒機(jī)器人視覺引導(dǎo)定位焊接檢測方案。其功能特點(diǎn)如下:

1、針對“焊接中心”和“旋轉(zhuǎn)中心”不同心的問題,設(shè)計(jì)了專門的算法。

2、針對圖片一致性不好產(chǎn)生的誤檢和漏檢,設(shè)計(jì)了專門算法,從而實(shí)現(xiàn)了“0漏檢”和高達(dá)“0.5%(在線檢測數(shù)據(jù))誤檢率”的數(shù)據(jù)。

3、完善的外部通訊端口。接線盒定位模塊一般采用PLC控制,維視視覺模塊的定位數(shù)據(jù)直接通過PLC交互,方便電氣工程師編程。

4、完善的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。VisionBank預(yù)設(shè)的框架支持用戶存儲(chǔ)所有OK和NG圖片,同時(shí)也支持用戶將檢測過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。

光伏自動(dòng)焊接機(jī)專用焊接檢測模塊

光伏自動(dòng)焊接機(jī)專用焊接檢測模塊

5、系統(tǒng)可以把焊前、焊后檢測的圖片一起進(jìn)行保存存儲(chǔ);

6、接線盒焊接檢測系統(tǒng)參數(shù)(標(biāo)準(zhǔn)配置):

(1)重復(fù)定位精度:0.1mm

(2)漏檢率為“0”:將“不合格”產(chǎn)品判定為“合格”產(chǎn)品的概率為0

(3)誤檢率為“0.5%以內(nèi)(在線數(shù)據(jù))”:將“合格”產(chǎn)品判定為“不合格”產(chǎn)品的概率在0.5%左右;

目前該光伏組件接線盒機(jī)器人焊接定位檢測系統(tǒng)已在行業(yè)內(nèi)得到大規(guī)模的成功應(yīng)用,助力光伏產(chǎn)業(yè)合作伙伴自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備全面升級,具有降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度,消除安全隱患,提高工廠自動(dòng)化程度和設(shè)備利用率,降低運(yùn)營管理成本的優(yōu)勢。


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