一种基于视觉检测系统的太阳能电池片废片切割装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种基于视觉检测系统的太阳能电池片废片切割装置，包括万向轮、机架、上料机构、下料机构、移动工作台、视觉检测装置、激光切割装置、以及控制系统。上料机构包括上料台、上料臂、齿轮摇杆机构、圆锥齿轮；下料机构包括下料台、下料臂、齿轮摇杆机构、圆锥齿轮；所述移动工作台包括滑台、真空夹具、牛头刨床机构、平行导轨；视觉检测装置包括工业相机、镜头、光源、相机微调器；所述激光切割装置包括单轴机械臂、激光头、激光固定架。本装置利用机器视觉技术对太阳能电池片缺陷的类型、位置等进行检测，并采用激光切割技术按照规划的合理路径进行智能分割，分割得到的太阳能电池片可再利用，提高了材料利用率，降低了成本。

A solar cell scrap chip cutting device based on visual inspection system

The utility model provides a solar visual detection system of waste film cutting device based on the chip, including universal wheel, frame, feeding mechanism, feeding mechanism, mobile platform, visual detection device, laser cutting device and control system. The feeding mechanism comprises a feeding platform, loading arm, rocker gear, bevel gear; the feeding mechanism comprises a feeding table and the lower arm, rocker gear, bevel gear; the movable worktable comprises a sliding table, vacuum clamp, shaper mechanism, parallel guide rail; visual detection device includes a digital camera, camera lens camera, light source, trimmer; the laser cutting device comprises a single axis mechanical arm, laser head and laser fixation. The device to detect solar cell defect type and location using machine vision technology and the use of laser intelligent segmentation according to the reasonable path planning of cutting technology, solar cell segmentation can be reused, improve material utilization, reduce the cost.

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉检测系统的太阳能电池片废片切割装置
本技术专利涉及一种太阳能电池片切割设备，特别涉及一种基于视觉检测系统的太阳能电池片废片切割装置，属于集机器视觉技术、激光切割技术于一体的太阳能电池片废片切割机。
技术介绍
太阳能电池片是由很薄的硅板作为基体，是一种具有很高脆性的材料。在生产加工中容易产生毛刺，裂缝等缺陷，严重影响了产品的使用性能。对于一块成型的太阳能电池板，如果因为一些小的缺陷而废弃整块电池板则会造成极大的浪费，因此对太阳能电池板进行分块切割的时候，既要注意避开有缺陷的部分，又要使切割后可利用部分面积尽可能的大一些，这样会节约材料、降低成本。
技术实现思路
本技术专利的目的在于针对有缺陷的太阳能电池片，提供一种集视觉技术、激光技术等为一体的太阳能电池片废片切割机，该设备由机器视觉检测部分、激光切割部分以及机械传动部分三大块组成，利用机器视觉技术对太阳能电池片废片进行位置定位，同时对废片进行拍照传送给工控机，工控机重新对废片进行路径规划，使再次切割后可利用的电池片面积最大，最终反馈给激光切割装置进行切割。本设计结构紧凑、操作简单，不仅使材料得到充分利用，同时避免了材料浪费对环境带来的污染，也降低了生产成本。本技术专利采用以下技术方案：一种基于视觉检测系统的太阳能电池片废片切割装置，包括机架、上料机构、下料机构、移动工作台、视觉检测装置、激光切割装置、以及控制系统，其特征在于：所述上料机构包括上料臂、驱动上料臂旋转的伺服电机、用于放置待切割太阳能电池片废片的上料台、以及用于吸附待切割太阳能电池片废片的真空吸盘，该真空吸盘设于上料臂末端；所述下料机构包括下料臂、驱动下料臂旋转的伺服电机，用于放置切割后太阳能电池片的下料台、以及用于吸附切割后太阳能电池片的真空吸盘，该真空吸盘设于下料臂末端；所述移动工作台包括设于机架上的两个平行导轨、可在两个平行导轨上自由滑动的滑台、以及驱动滑台移动的伺服电机，所述滑台上表面设有用于吸附和固定太阳能电池片的真空夹具；所述视觉检测装置设于移动工作台上方，其包括工业相机、镜头和相机微调器；所述激光切割装置包括激光头、激光固定架、以及两个垂直镶嵌连接的单轴机械臂，激光头通过激光固定架固定在其中一个单轴机械臂上；所述真空夹具、以及上料臂和下料臂上的真空吸盘分别设有与之相连的真空泵，所述控制系统为工控机，上述所有真空泵、伺服电机、激光切割装置、以及视觉检测装置均通过控制系统控制；所述上料台和下料台均通过丝杠螺母机构与机架相连，通过丝杠螺母机构，所述上料台和下料台均可相对机架上下移动。这样上料台和下料台上的太阳能电池片均可累计到一定量再添加或移走，减少了工作量，提供效率。作为优选，所述驱动上料台和下料台的丝杠螺母机构包括与上料台或下料台相连的丝杆，与机架固定相连的螺母，以及驱动丝杆旋转的伺服电机。作为优选，所述上料臂分别通过齿轮摇杆机构与相应的伺服电机相连，所述齿轮摇杆机构包括与上料臂或下料臂相连的从动小齿轮，与从动小齿轮啮合的主动大齿轮，摇杆，以及传动轴；所述摇杆两端分别与主动大齿轮和传动轴偏心铰接，传动轴通过齿轮组与相应的伺服电机输出轴相连。通过齿轮摇杆机构可以实现上料臂或下料臂快速准确的将太阳能电池片按需要进行移动。作为优选，所述滑台与其伺服电机之间通过牛头刨床机构相连，所述牛头刨床机构包括固定设于滑台下侧的工作台驱动轴，开有导槽的回旋杆，工作台传动轴，以及转动圆盘；所述转动圆盘一侧设有偏心的凸台，所述回旋杆顶部通过驱动杆与工作台驱动轴铰接，回旋杆底部与机架铰接，转动圆盘通过将凸台镶嵌入导槽内与回旋杆可滑动相连，转动圆盘中心与工作台传动轴固定相连，工作台传动轴另一端与驱动滑台移动的伺服电机相连。通过牛头刨床机构可以实现滑台在上料位、切割位和下料位之间快速切换。作为优选，所述机架为可移动机架，机架底部设有万向轮。本技术专利的有益效果是：本技术提供了一种基于视觉检测系统的太阳能电池片废片切割装置，采用机器视觉检测技术对废片进行检测并重新规划切割路径，运用激光切割技术对废片进行切割，使有缺陷的太阳能电池片重新得到利用，一方面避免了电池片废片对环境造成的污染，另一方面使材料得到充分利用，节约了成本。附图说明图1为太阳能电池片废片切割装置左视图；图2为太阳能电池片废片切割装置俯视图；图3为上料台或下料台结构示意图；图4为牛头刨床机构三维示意图；图5为上料机构或下料机构的齿轮摇杆机构结构示意图；图6为激光切割装置结构示意图；图7为视觉检测装置示意图；图8为上料臂或下料臂结构示意图。图中：1-万向轮，2-机架，3-激光头，4-激光固定架，5-工业相机，6-相机支承架，7-第三伺服电机，8-工作台输入轴，9-主动齿轮，10-从动齿轮，11-电机支撑板，12-第二伺服电机，13-上料台输入轴，14-上料台，15-上料臂，16-下料台，17-下料臂，18-第四伺服电机，19-下料台输入轴，20-固定板，21-真空夹具，22-丝杆，23-第一伺服电机，24-滑台，25-驱动杆，26-回旋杆，27-转动圆盘，28-驱动圆盘，29-摇杆，30-主动大齿轮，31-主动圆锥齿轮，32-从动圆锥齿轮，33-传动轴，34-固定支架，35-从动小齿轮，36-工作台驱动轴，37-工作台传动轴，38-支撑板，39-相机微调器，40-第一单轴机械臂，41-第二单轴机械臂，42-平行导轨，43-真空吸盘。具体实施方式为了便于本领域普通技术人员理解和实施本技术，下面结合附图及实施例对本技术作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。下面结合实施例和附图对本技术做进一步说明。如图所示，一种基于视觉检测系统的太阳能电池片废片切割装置，包括万向轮1、机架2、上料机构、下料机构、移动工作台、视觉检测装置、激光切割装置、以及工控机。所述上料机构包括上料台14、上料臂15、齿轮摇杆机构、圆锥轮系；所述下料机构包括下料台16、下料臂17、齿轮摇杆机构、圆锥轮系；所述移动工作台包括滑台24、真空夹具21、牛头刨床机构、平行导轨42；所述视觉检测装置包括相机支撑架6、工业相机5、相机微调器39；所述激光切割装置包括相互垂直镶嵌的第一单轴机械臂40和第二单轴机械臂41、以及激光头3和激光固定架4。如图3所示，所述上料台14和下料台16下侧均通过丝杆螺母机构与机架2相连，该丝杆螺母机构包括与上料台14或下料台16相连的丝杆22、套在丝杆22上的螺母、以及驱动丝杆22旋转的第一伺服电机23，螺母通过固定板20固定在机架2上，通过第一伺服电机23驱动丝杆22旋转从而实现上料台14或下料台16上升或下降。如图5所示，所述齿轮摇杆机构包括与上料臂15或下料臂17连接的从动小齿轮35、与从动小齿轮35啮合的主动大齿轮30、摇杆29、传动轴33、连接于传动轴33上的从动圆锥齿轮32、以及与从动圆锥齿轮32相连的主动圆锥齿轮31，主动圆锥齿轮31通过输入轴与伺服电机相连，传动轴33顶部设有驱动圆盘28，摇杆29两端分别与传动轴33顶部的驱动圆盘28和主动大齿轮30偏心铰接相连；驱动上料臂15的伺服电机为第二伺服电机12，驱动下料臂17的为第四伺服本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于视觉检测系统的太阳能电池片废片切割装置，包括机架、上料机构、下料机构、移动工作台、视觉检测装置、激光切割装置、以及控制系统，其特征在于：所述上料机构包括上料臂、驱动上料臂旋转的伺服电机、用于放置待切割太阳能电池片废片的上料台、以及用于吸附待切割太阳能电池片废片的真空吸盘，该真空吸盘设于上料臂末端；所述下料机构包括下料臂、驱动下料臂旋转的伺服电机，用于放置切割后太阳能电池片的下料台、以及用于吸附切割后太阳能电池片的真空吸盘，该真空吸盘设于下料臂末端；所述移动工作台包括设于机架上的两个平行导轨、可在两个平行导轨上自由滑动的滑台、以及驱动滑台移动的伺服电机，所述滑台上表面设有用于吸附和固定太阳能电池片的真空夹具；所述视觉检测装置设于移动工作台上方，其包括工业相机、镜头和相机微调器；所述激光切割装置包括激光头、激光固定架、以及两个垂直镶嵌连接的单轴机械臂，激光头通过激光固定架固定在其中一个单轴机械臂上；所述真空夹具、以及上料臂和下料臂上的真空吸盘分别设有与之相连的真空泵，所述控制系统为工控机，上述所有真空泵、伺服电机、激光切割装置、以及视觉检测装置均通过控制系统控制；所述上料台和下料台均通过丝杠螺母机构与机架相连，通过丝杠螺母机构，所述上料台和下料台均可相对机架上下移动。...

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉检测系统的太阳能电池片废片切割装置，包括机架、上料机构、下料机构、移动工作台、视觉检测装置、激光切割装置、以及控制系统，其特征在于：所述上料机构包括上料臂、驱动上料臂旋转的伺服电机、用于放置待切割太阳能电池片废片的上料台、以及用于吸附待切割太阳能电池片废片的真空吸盘，该真空吸盘设于上料臂末端；所述下料机构包括下料臂、驱动下料臂旋转的伺服电机，用于放置切割后太阳能电池片的下料台、以及用于吸附切割后太阳能电池片的真空吸盘，该真空吸盘设于下料臂末端；所述移动工作台包括设于机架上的两个平行导轨、可在两个平行导轨上自由滑动的滑台、以及驱动滑台移动的伺服电机，所述滑台上表面设有用于吸附和固定太阳能电池片的真空夹具；所述视觉检测装置设于移动工作台上方，其包括工业相机、镜头和相机微调器；所述激光切割装置包括激光头、激光固定架、以及两个垂直镶嵌连接的单轴机械臂，激光头通过激光固定架固定在其中一个单轴机械臂上；所述真空夹具、以及上料臂和下料臂上的真空吸盘分别设有与之相连的真空泵，所述控制系统为工控机，上述所有真空泵、伺服电机、...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤亮，汪威，孔祥斌，潘明铮，张董洁，何稳，李倩，李建，王亮，郭卫林，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42