未应用视觉与机器人自动化设备时,光伏生产面临诸多问题
过去，在没有应用视觉与机器人自动化设备时，日芯光伏一直面临着产能较低、产品人工对中精度低、效率低且人工成本高的问题。
当时，发电模组与透镜的对中都是通过人工的方式，眼睛同时查看模组上Mark点的位置和透镜上Mark点的位置，来手动调整透镜位置，使模组Mark点与透镜Mark点重合，然后进行对中。其中的弊端是生产一个工件耗时较长，工件上Mark点的位置定义的不准，且人眼识别精度较低，导致最终生产出来的产品发电率不是很理想，且生产成本较高。
“那时候，发电模组的前期生产主要还是依赖于人工去完成。”日芯光伏产品研发工程师介绍说，“模组由机械定位，通过监控相机来调整相机镜头的焦距，直到芯片图像清晰，来看模组中芯片的位置，并且在显示屏幕上人工标记2个Mark点，分别为模组对角的2个芯片。监控相机固定不动，人工将透镜搬到模组上面，然后重新调整相机镜头焦距，使相机重新看清透镜2对角的聚光棱镜，然后手动挪动透镜，使2个棱镜在屏幕上的位置与之前2个Mark点的位置重合，即完成对中工作，随后进行人工涂胶密封、固定处理。”
日芯光伏产品研发工程师表示，此应用的最大挑战在于芯片模组与透镜分别在同一位置的不同高度进行对中。
“监控相机为了要清晰看到芯片以及棱镜的位置，不得不手动来回调试镜头的焦距，这就使得检测效率较低，而且误差大”，现场作业人员说道。同时人工根据芯片的位置在屏幕上做的Mark点的位置无法量化，只能手动标记，误差较大。
“这加大了棱镜位置的检测难度”，日芯光伏产品研发工程师说道，“由于棱镜本身材质的原因，在聚光作用下，可以改变光线的路线，这导致人眼很难准确获取到棱镜的真实位置。”
采用当前的对中系统，自动化程度低、对中精度也无法保证，产能也无法提高，所有数据没有量化，且数据都没有实现上传，无法进行产品质量的追溯，这对日芯光伏来说，是一直以来都急需解决和优化提高的问题。
这时，在光能行业有着诸多工程应用经验的上海贝特威自动化科技有限公司(以下简称贝特威公司)向日芯光伏建议，采用机器视觉技术定位引导机器人来解决公司的检测难题。
事实证明，VisionPro视觉软件能轻松满足客户需求
贝特威公司推荐了康耐视公司VisionPro基于PC的视觉系统来完成该项引导工作，其采用先进的图案校准和匹配工具，可以准确获取到产品上难以识别的特征点，配合四周Denso机器人，只要产品的位置偏差在相机的视野范围内，都可以精准的进行定位、引导。
“我们首先采购了一套康耐视VisionPro的视觉系统，配合另外采购的一台4轴Denso机器人，成功代替并超越了人工对中的老设备。”日芯光伏的吴经理说道，“我们当前自动对中系统生成10套产品，人工对中工位一套产品还尚未对中完成，最终生成出来的产品经过实际闪光测试，结果令我感到非常惊讶，VisionPro视觉系统引导对中出来的产品，居然比人眼对中生产出来的产品发电效果要高数十瓦。”
事实还证明，VisionPro视觉软件能够轻松识别光学透镜上面的聚光棱镜，哪怕经过折射后的棱镜轮廓特征已经非常不明显、对比度极低，其识别出来的精度可以达到5丝以内。
“这套系统只需5s，检测效率非常高。”日芯光伏的技术工程师在应用现场，介绍了自动化对中设备的检测流程。
设备具体工作流程如下：人工将模组放到对中工位后，离开机器工作区域，按下启动开关，之后模组被自动夹紧、固定;视觉系统控制2台工业相机下降到模组拍照位(相机由2台升降机器人带动)，分别对模组对角的芯片进行定位;然后回到Home点，给予机器人模组定位完成信号;机器人自动去透镜的放置位抓取一块透镜进入到视觉对中工作区域(即模组的上方)，透镜到位后停止;机器人给予视觉系统拍照信号;视觉系统控制2台相机上升到透镜拍照位，对透镜对角的2块聚光棱镜进行定位;然后计算出透镜与模组的中心坐标偏差，发送给机器人进行纠偏;纠偏完成后，视觉系统再次拍照复检，检查是否纠偏到位，并且计算出纠偏后模组与透镜的中点坐标偏差值;如果不在公差范围内，机器人则再次纠偏，直至偏差值小于0.02mm，然后完成整个对中工作。
“2台高精度视觉相机由2台升降机器人垂直带动，分别去获取芯片模组与透镜的中点坐标，全程自动化控制，高重复精度的机械运动，避免了其它人为误差，减少系统误差，确保了生产的稳定性、高效率性以及高精度性。”日芯光伏的技术工程师对VisionPro视觉系统优异的工作性能给予了高度评价，“同时配合Denso机器人，完全实现了自动化生产，机器人自动上料，配合视觉纠偏，完成产品的自动化对中，进一步提高了生产效率、精度和自动化程度，同时大大减少了生产成本。”
在检测现场，VisionPro视觉软件强大的Patmax图案匹配工具可以随意找到任何想要找到的特征，无论是对比度极低、还是部分特征被隐藏(超出视野)，又或者是光线有变化，都能识别到透镜上的聚光棱镜，而且采用亚像素的技术，理论精度可以达到1/40个像素，大大提高了设备的对中精度。
另外，利用VisionPro软件开发好的标准以太网TCP/IP通讯接口，可以直接跟Denso机器人交互结果信息和拍照信号，而不需要二次开发或者购买第三方软件授权。
“同时，经过二次开发后的VisionPro软件，通过视觉工具调试接口，我们可以快速学习并且掌握如何调试视觉VPP文件，”日芯光伏的吴经理指出，“这样后期即使公司的产品品种改变了，工程师也可以快速的重新完成视觉文件的修改，而不需要视觉厂家来修改底层代码了，十分利于后期维护。”
康耐视产品助力客户提升生产效率,降低生产成本
日芯光伏采用康耐视基于VisionPro的PC-Base视觉系统后，成功解决了生产效率低、生产成本高、产品发电率相对较低的问题。
“采用康耐视先进的视觉对中系统，让我们的机器人更加灵活，就像是一台有了眼睛的机器人，但是比人工又要精准和高效了很多，”日芯光伏的吴经理最后总结到，“VisionPro软件强大的图像处理工具，让产品识别率达到99%以上，只要来料位置在相机的视野范围内，视觉系统总是可以准确获取到我想要的轮廓特征，从而可以高效、一次性的完成对中功能，大大提高了公司产能。同时它的简便操纵性也节约了不少后期维护成本，要知道，我们的产品在研发阶段的时候，工艺随时可能会更改!”
（转载）
