光伏接線盒機(jī)器人視覺定位焊接檢測技術(shù)

一、行業(yè)介紹。

光伏產(chǎn)業(yè)的核心產(chǎn)品是太陽能電池板，依托該產(chǎn)品生產(chǎn)線有大量的機(jī)器視覺和定位需求。自動焊接機(jī)(焊接一體機(jī))是太陽能電池板的附件。任何太陽能電池板出廠前都需要焊接接線箱，自動焊接機(jī)就是這樣做的。

自動焊接機(jī)的三個焊接頭。

二、行業(yè)現(xiàn)狀及需求。

無論哪個行業(yè)的焊接檢測都是視覺上的困難，大多數(shù)視覺制造商都不愿意做這樣的項(xiàng)目。自動焊機(jī)從未使用過機(jī)器視覺，每臺焊機(jī)每天可焊接800~1000塊板，以前用人眼檢測焊接結(jié)果。人眼檢測存在兩個致命問題：一是無視覺定位，易產(chǎn)生不良產(chǎn)品；二是焊接前未檢測匯流條是否平整，引發(fā)誤焊產(chǎn)生不良產(chǎn)品。沒有視覺系統(tǒng)，不僅有人眼檢測的缺點(diǎn)，還會產(chǎn)生大量不合格的產(chǎn)品。

目前光伏組件接線箱自動焊接機(jī)有三大核心要求:

1.視覺定位：焊接前，視覺系統(tǒng)需要檢測接線箱的位置，引導(dǎo)焊接接頭準(zhǔn)確焊接。效果如下:

加強(qiáng)接線箱輪廓定位

2.焊前檢測:正式焊接前，視覺系統(tǒng)需要拍照，檢測匯流條是否平整。如不平整，視覺系統(tǒng)會及時報(bào)警，焊前匯流條會平整，保證每次焊前匯流條平整。

接線箱焊接匯流條壓平檢測

3.焊后檢測:焊后質(zhì)量通過視覺系統(tǒng)檢測。由于采用視覺定位和焊前檢測，焊接合格率很高，一般在99%以上。

光伏接線盒焊接試驗(yàn)。

焊后產(chǎn)品(OK和NG產(chǎn)品差別很大)

3.行業(yè)痛點(diǎn)(技術(shù)難點(diǎn))

1.焊接定位困難。PLC控制運(yùn)動模塊PLC控制運(yùn)動模塊，焊接中心和控制系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)中心往往不同。

抓取中心和旋轉(zhuǎn)中心不同心帶來的校準(zhǔn)問題和誤差。

2.焊前和焊后檢測的產(chǎn)品可靠性極差。都是合格的1000件產(chǎn)品，姿態(tài)和灰度占比差異很差。傳統(tǒng)的BLOB分析或特征匹配會引發(fā)極高的誤檢和漏檢。在采用深度學(xué)習(xí)時，沒有辦法保證0漏檢。重要的是深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)抓取的特征會因圖像可靠性差而出錯。即使采用7層網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過3萬多張圖片的訓(xùn)練，這個問題仍然無法解決。

四、中視智能制造解決方案及優(yōu)勢亮點(diǎn)。

針對上述問題和行業(yè)痛點(diǎn)，為VisionBank智能視覺系統(tǒng)定制了焊接檢測行業(yè)功能模塊（僅對行業(yè)客戶開放），將現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)化智能視覺系統(tǒng)平臺與英特爾邊緣競爭情報(bào)平臺有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了基于Openvino工具套件加速的多層次機(jī)器學(xué)習(xí)算法與深度學(xué)習(xí)算法的融合。全面解決光伏行業(yè)問題，為合作客戶提供一套性能優(yōu)化的光伏組件接線箱機(jī)器人視覺指導(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)中心的不同心，設(shè)計(jì)了專門的算法。

2.針對圖片可靠性差造成的誤檢和漏檢，設(shè)計(jì)了專門算法，實(shí)現(xiàn)了0漏檢和0.5%（在線檢測數(shù)據(jù)）誤檢率。

3.完善的外部通信端口。接線箱定位模塊一般由PLC控制，視覺模塊的定位數(shù)據(jù)通過PLC會直接交互，方便電氣工程師編程。

4.完善的數(shù)據(jù)存儲功能。預(yù)設(shè)的框架支持用戶存儲所有OK和NG圖片，并支持用戶存儲檢測過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。

5.系統(tǒng)可將焊前、焊后檢測到的圖片儲存在一起；

6.接線箱焊接檢測系統(tǒng)性能參數(shù)(標(biāo)準(zhǔn)配備):

重復(fù)定位精度:0.1mm。

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。

誤檢率在0.5%以內(nèi)（網(wǎng)上數(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，光伏組件接線箱機(jī)器人焊接定位檢測系統(tǒng)已成功運(yùn)用于行業(yè)，幫助光伏行業(yè)合作方自動化生產(chǎn)設(shè)備升級，減少勞動強(qiáng)度，解決安全風(fēng)險(xiǎn)，提高工廠自動化水平和設(shè)備利用率，減少運(yùn)作管理成本。