太阳能薄膜柔性组件自动修边方法及其扫描图像采集装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种太阳能薄膜柔性组件自动修边方法及其扫描图像采集装置，它属于太阳能薄膜柔性组件的批量自动修边切割领域。本发明专利技术通过安装在送料平台上方扫描装置在送料的过程中获取太阳能薄膜柔性组件在设备修边平台上的整幅图像，将待匹配套准的修边切割轨迹数据匹配套准到组件外边沿轮廓中，然后根据组件前后左右设置的切割位置尺寸要求，通过自动计算以及平移旋转进行修边切割轨迹的调整。该方法将修边设备的送料动作与图像采集任务并行完成，节约修边流水线的运行时间，降低流水线中对组件传送位置的要求。另外该方法针对溢胶特性提取组件外边沿轮廓，组件边沿提取的精度高，稳定性强，减少人工干预，满足流水线自动化批量修边生产需求。

Automatic trimming method of solar film flexible module and its scanning image acquisition device

The invention relates to an automatic trimming method of a solar film flexible component and a scanning image acquisition device thereof, which belongs to the field of batch automatic trimming and cutting of solar film flexible components. The invention obtains the whole image of the solar film flexible component on the equipment trimming platform through the scanning device installed above the feeding platform in the feeding process, and then matches the trimming cutting path data to be matched and matched to the outer edge contour of the component, and then repairs through automatic calculation and translation rotation according to the cutting position size requirements set before and after the component Adjustment of edge cutting track. In this method, the feeding action of the trimming equipment and the image acquisition task are completed in parallel, which can save the running time of the trimming pipeline and reduce the requirement of the component transmission position in the pipeline. In addition, the method extracts the contour of the outer edge of the module according to the overflow characteristics. The edge extraction of the module has high precision, strong stability, less manual intervention, and meets the needs of the assembly line automatic batch trimming production.

【技术实现步骤摘要】
太阳能薄膜柔性组件自动修边方法及其扫描图像采集装置
本专利技术涉及一种自动修边方法和装置，尤其是涉及一种太阳能薄膜柔性组件自动修边方法及其扫描图像采集装置，它涉及硬性材料太阳能薄膜柔性组件批量修边时的修边精度问题，它属于太阳能薄膜柔性组件的批量自动修边领域。
技术介绍
目前太阳能薄膜柔性组件的自动修边的的批量切割技术还不成熟。国内没有满足要求的自动化修边设备，国内太阳能薄膜柔性组件的电板制造商使用的切割设备大多是需要从国外进口，不仅价格昂贵，而且自动化修边的程度不高，手工干预频繁。国外的设备给出的解决方案是将图像采集装置安装到裁割机头上，在设备的指定位置获取组件的局部图像，通过图像处理技术获取角点特征得到组件在设备上的位置和放置角度，根据材料的放置角度控制设备的裁割机头沿该角度巡边运动获取组件的边沿图像的方法。该方法的缺陷是需要将组件固定放置在裁床上的固定位置，对组件的送料装置的位置控制提出很苛刻的要求，而且由于太阳能薄膜柔性组件的边界存在溢胶的现象，利用组件边沿的局部图像进行组件角点和边沿巡边识别都存在识别准确率的问题。所以修边的过程中，需要大量的人工干预完成角点和边沿的位置确定，故不能实现流水线的自动化生产要求。授权公告日为2016年04月27日，公告号为CN105525479A的中国专利中，公开了“一种基于计算机视觉技术的地毯纵切方法及系统”，虽然该专利通过视觉系统获取地毯图像识别出地毯边沿，然后控制系统控制切边装置进行精确微移动，实现对地毯目标边缘的准确、连续切割，最终将宽地毯切割成精确幅宽的多条窄地毯。由于太阳能薄膜柔性组件边缘溢胶存在很强的干扰，需要从溢胶的变化规律中找到可靠的组件边界，而且组件的切割轨迹并不是图像识别的组件边界轮廓，需要满足约定的前后左右距离材料边缘的切割尺寸要求才能进行组件的修边切割。因此上述专利不能解决太阳能薄膜柔性组件的套准批量修边的切割问题，故其还是存在上述缺陷。因此，提供一种能解决国内太阳能薄膜柔性组件的批量修边自动化切割问题，减少人工干预，满足一定精度要求，以实现流水线的自动化生产的太阳能薄膜柔性组件的自动修边方法，显得尤为必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种批量切割生产的太阳能薄膜柔性组件自动修边方法及其扫描图像采集装置。该方法及其扫描装置在修边设备的送料台位置上方安装一个图像采集装置，组件在送料的过程中通过图像采集装置获取组件在修边切割平台的整体图像信息。这种方法从组件全局的角度解决组件修边轨迹套准问题，对组件在修边设备的位置没有其他的限制要求，只要组件在修边设备上的工作范围内即可，大大降低了流水线中对组件传送位置的要求。另外该方法针对溢胶特性提取组件外边沿轮廓，组件边沿提取的精度高，稳定性强，减少了人工干预，自动化程度高，可以满足流水线的自动化批量修边的生产需求。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：该太阳能薄膜柔性组件的自动修边方法，其特征在于：步骤如下：首先在软件界面设置好太阳能薄膜柔性组件前后左右的修边切割的位置尺寸要求。在修边流水线中，前端设备将太阳能薄膜柔性组件传送到送料平台上，修边设备接到前端设备传送完成信号后启动修边设备的送料装置开始工作，在组件通过位于送料平台上方的扫描图像采集装置时同步采集组件图像，在组件到达修边切割平台后，软件调用修边算法函数：该算法函数根据溢胶特征对整幅组件图像进行边沿分析得到太阳能薄膜柔性组件的外边沿轮廓，按照组件修边轨迹在组件中的位置约束条件，将待匹配套准的修边切割轨迹数据匹配套准到组件外边沿轮廓中，得到满足精度要求的太阳能薄膜柔性组件切割轨迹。将该数据发送给修边设备进而完成组件的自动修边。最后修好边的组件传送到流水线的后端设备，在此过程中，图像采集装置又完成了图像采集，整个修边过程如此往复，全部自动化完成。作为优选，本专利技术所述修边算法中的具体步骤如下：(1)读取组件的扫描轮廓ScanContour以及修边切割轨迹数据CutContour。(2)根据溢胶特征，将组件扫描轮廓ScanContour矩形化处理为组件的可能真实外边沿轮廓ScanContourRect。(3)调整矩形化后的组件边沿轮廓ScanContourRect和修边切割轨迹数据CutContour点列的走向，使其点列走向保持一致。(4)对组件的扫描轮廓和修边切割轨迹数据点列重新排序，组件扫描轮廓以左上角为起始点，按照顺时针方向排序，使得修边切割轨迹数据点列与组件扫描轮廓保持一定的对应关系。(5)将修边切割轨迹数据按照前后左右距离材料边缘的切割尺寸要求嵌套进组件扫描轮廓内部，并在轮廓起点处增加引导线以便溢胶肥料的自动收集。作为优选，本专利技术所述步骤(2)中，说明如下：(1)在组件的扫描轮廓ScanContour中选取满足曲率变化大于平均曲率变化率的高曲率点Pt(X，Y)作为分段点，将Pt放入分段点序列集合{P0，…，Pi-1，Pi，…}中；(2)在分段点序列集合{P0，…，Pi-1，Pi，…}中的检测满足精度阈值α的直线段，生成直线段集合{…，PAiPBi-1，…}，将点到直线的距离分为了正负距离，根据平均距离以及总距离进行直线段的判定；(3)在{…，PAiPBi-1，…}线段序列中根据溢胶毛刺的特点和组件的矩形特性，进行下述处理去除溢胶干扰：1)若直线段集合的相邻两个线段Pi-1Pi、PiPi+1构成的角度∠Pi-1PiPi+1大于90度+预设的阈值β而且小于180度-预设的阈值σ，则不处理该点Pi。2)若直线段集合的相邻两个线段Pi-1Pi、PiPi+1构成的角度∠Pi-1PiPi+1小于90度-预设的阈值β而且大于预设的阈值σ，则不处理该点Pi。3)通过遍历直线段集合{…，PAiPBi-1，…}，去除满足1)、2)条件的点后得到可能组件边沿轮廓集合{…，PtAiPtBi-1，…}。4)对可能组件边沿轮廓集合{…，PtAiPtBi-1，…}的点列再次检测满足精度阈值α的直线段，至此得到接近于矩形的多边形点集合{P1，P2，P3，P4}。5)调整{P1，P2，P3，P4}的点坐标，同时判断调整后的直线段与可能组件边沿轮廓集合{…，PtAiPtBi-1，…}的点误差是否满足直线精度阈值ε，不断迭代直到找到满足直线精度阈值ε的最接近矩形的点集合ScanContourRect。作为优选，本专利技术所述步骤(5)中，说明如下：(1)求修边切割轨迹数据CutContour到组件扫描轮廓ScanContour的旋转角度，将组件切割轮廓根据角度进行旋转、平移，使切修边切割轨迹数据均匀放置在组件扫描轮廓内，对组件前后左右的修边切割的位置参数要求分别进行距离计算以及平移调整，使之满足给定的修边切割的位置参数要求的嵌套切割精度；若存在不能满足条件的情况，会给出提示。(2)添加引导线；为了方便流水线废料收集，在修边切割轨迹数据CutContour输出之前，需要给CutContour添加引导线以便将废料切断。本专利技术还提供一种扫描图像采集装置，用于所述的太阳能薄膜柔性组件的自动修边方法，其特征在于：扫描图像采集装置位于修边设备送料平台下方。包括支架座、支架、摄像装置单元、扫描视角、清晰高光补充单元、样片、机床、传送电机和切割装置单元，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能薄膜柔性组件自动修边方法，其特征在于：步骤如下：首先在软件界面设置好太阳能薄膜柔性组件前后左右的修边切割的位置尺寸要求；在太阳能薄膜柔性组件修边流水线中，前端设备将太阳能薄膜柔性组件传送到送料平台上，修边设备接到前端设备传送完成信号后启动修边设备的送料装置开始工作，在组件通过位于送料平台上方的扫描图像采集装置时同步采集组件图像，在组件到达修边切割平台后，软件调用修边算法函数：该算法函数根据溢胶特征对整幅组件图像进行边沿分析得到太阳能薄膜柔性组件的外边沿轮廓，按照组件修边轨迹在组件中的位置约束条件，将待匹配套准的修边切割轨迹数据匹配套准到组件外边沿轮廓中，得到满足精度要求的太阳能薄膜柔性组件切割轨迹；将该数据发送给修边设备进而完成组件的自动修边；最后修好边的组件传送到流水线的后端设备；在此过程中，图像采集装置又完成了图像采集，整个修边过程如此往复，整个过程自动化完成。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能薄膜柔性组件自动修边方法，其特征在于：步骤如下：首先在软件界面设置好太阳能薄膜柔性组件前后左右的修边切割的位置尺寸要求；在太阳能薄膜柔性组件修边流水线中，前端设备将太阳能薄膜柔性组件传送到送料平台上，修边设备接到前端设备传送完成信号后启动修边设备的送料装置开始工作，在组件通过位于送料平台上方的扫描图像采集装置时同步采集组件图像，在组件到达修边切割平台后，软件调用修边算法函数：该算法函数根据溢胶特征对整幅组件图像进行边沿分析得到太阳能薄膜柔性组件的外边沿轮廓，按照组件修边轨迹在组件中的位置约束条件，将待匹配套准的修边切割轨迹数据匹配套准到组件外边沿轮廓中，得到满足精度要求的太阳能薄膜柔性组件切割轨迹；将该数据发送给修边设备进而完成组件的自动修边；最后修好边的组件传送到流水线的后端设备；在此过程中，图像采集装置又完成了图像采集，整个修边过程如此往复，整个过程自动化完成。2.根据权利要求1所述的太阳能薄膜柔性组件自动修边方法，其特征在于：所述算法函数中的具体步骤如下：(1)读取组件的扫描轮廓ScanContour以及修边切割轨迹数据CutContour；(2)根据溢胶特征，将组件扫描轮廓ScanContour矩形化处理反求出为组件的可能真实外边沿轮廓ScanContourRect；(3)调整矩形化后的组件边沿轮廓ScanContourRect和修边切割轨迹数据CutContour点列的走向，使其点列走向保持一致；(4)对组件的扫描轮廓和修边切割轨迹数据点列重新排序，组件扫描轮廓以左上角为起始点，按照顺时针方向排序，使得修边切割轨迹数据点列与组件扫描轮廓保持一定的对应关系；(5)将修边切割轨迹数据按照前后左右距离材料边缘的切割尺寸要求嵌套进组件扫描轮廓内部，并在轮廓起点处增加引导线以便溢胶肥料的自动收集。3.根据权利要求2所述的太阳能薄膜柔性组件自动修边方法，其特征在于：所述步骤(2)中，说明如下：(1)在组件的扫描轮廓ScanContour中选取满足曲率变化大于平均曲率变化率的高曲率点Pt(X，Y)作为分段点，将Pt放入分段点序列集合{P0，…，Pi-1，Pi，…}中；(2)在分段点序列集合{P0，…，Pi-1，Pi，…}中的检测满足精度阈值α的直线段，生成直线段集合{…，PAiPBi-1，…}，将点到直线的距离分为了正负距离，根据平均距离以及总距离进行直线段的判定...

【专利技术属性】
技术研发人员：方云科，白燕，
申请(专利权)人：杭州爱科科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33