硅片的高精度定位系统及应用于表面缺陷的检测方法技术方案

硅片的高精度定位系统，包括工业摄像机、上位机、硅片切割子系统；还具有数据采集单元、图片分析单元、数据库存单元、比对单元、判断单元、报警单元、切割控制单元；工业摄像机安装在硅片切割子系统机架的上端，数据采集单元、图片分析单元、数据库存单元、比对单元、判断单元、报警单元、切割控制单元是安装在上位机内的应用软件；工业摄像机视频输出端和上位机视频输入端经数据线电性连接，上位机的控制信号输出端和硅片切割子系统的信号输入端经导线电性连接。硅片的高精度定位系统应用于表面缺陷的检测方法包括七个步骤。本发明专利技术能根据相应数据控制切割系统精确切割硅片，且在硅片表面出现质量问题时，能第一时间停止切割系统的工作电源。

【技术实现步骤摘要】
硅片的高精度定位系统及应用于表面缺陷的检测方法
本专利技术涉及太阳能生产使用的配套系统及应用方法
，特别是一种硅片的高精度定位系统及应用于表面缺陷的检测方法。
技术介绍
随着国家倡导的节能减排深入，太阳能电池板由于环保节能应用越来越广泛。太阳能电池板生产中，为了保证生产质量需要对太阳能硅片进行精确切割。现有的太阳能切割精确定位控制一般基于控制系统的PLC控制。PLC(可编程控制器)控制设备的工作方式是固定化模式，也就是说，受到PLC内部编程的限制，切割设备只能在固定的工位、固定的时间以固定的模式对硅片进行切割，这样，当输送设备输送硅片到切割工位因各种原因出现偏差时(比如输送设备驱动电机的工作电源忽高忽低或者硅片偏斜)，将会导致硅片切割产生误差，进而影响硅片的质量。还有就是，现有技术中，切割硅片的设备没有一种实用的质量检测机构，这样，当质量不好的硅片进行切割后，由于无法实现质量的检测，会导致生产后太阳能电池板质量受到影响。基于上述，提供一种太阳能硅片切割定位系统及表面缺陷检测方法显得尤为必要。
技术实现思路
为了克服现有太阳能电池板生产中，无一种可靠的硅片定位切割控制系统，存在无法保证硅片切割精度的缺点，以及由于没有质量检测机构，不能保证生产后太阳能电池板质量的弊端，本专利技术提供了一种在切割系统机架的侧端安装有摄像机，摄像机能实时采集切割工位下硅片的影像图片数据，并将图片数据输出到相关应用单元进行识别分析，进而控制单元能根据相应数据控制切割系统精确切割硅片，且在硅片表面出现质量问题时，能第一时间停止切割系统的工作电源，并能生成报警信号及时提示工作人员进行设备维护的太阳能硅片的高精度定位系统及表面缺陷的检测方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：硅片的高精度定位系统，包括工业摄像机、上位机、硅片切割子系统；其特征在于还具有数据采集单元、图片分析单元、数据库存单元、比对单元、判断单元、报警单元、切割控制单元；所述工业摄像机安装在硅片切割子系统机架的上端，数据采集单元、图片分析单元、数据库存单元、比对单元、判断单元、报警单元、切割控制单元是安装在上位机内的应用软件；所述工业摄像机视频输出端和上位机视频输入端经数据线电性连接，上位机的控制信号输出端和硅片切割子系统的信号输入端经导线电性连接；所述数据采集单元工作时实时控制摄像机采集硅片切割子系统的配套输送设备、输送到切割子系统切割工位的硅片图片数据；所述图片分析单元能对摄像机采集的图片数据进行分析并输出到比对单元；所述数据库存单元内存有硅片在切割工位下的正确位置数据，以及包括硅片裂纹、凹陷、凸起、边缘不整齐、异物遮挡等质量问题图片数据；所述比对单元对位置图片数据、质量问题图片数据进行标记，判断单元能调阅数据库存单元内的数据，对切割工位下的硅片位置以及是否出现质量问题进行判别，如果出现位置不准确以及硅片质量问题数据能输出报警信号到报警单元；所述报警单元在硅片位置不准确以及质量问题时会发出报警提示信息提示工作人员，并断开切割子系统的工作电源；所述切割控制单元工作时受到比对单元的控制，当位于切割工位下硅片位置准确且无质量问题时，能输出控制指令到硅片切割子系统，硅片切割子系统对硅片进行切割。进一步地，所述数据库存单元储存有硅片位于切割工位下大量已知位置不正确问题的图片特征数据，以及对应的正确位置图片特征数据，还储存有硅片大量已知裂纹、凹陷、凸起、边缘不整齐、异物遮挡的质量问题图片特征数据，以及和质量问题图片相对应正确的图片特征数据。进一步地，所述报警单元输出的提示信号包括文字提示、语音提示。进一步地，所述数据采集单元工作时控制摄像机采集硅片切割子系统的配套输送设备、输送到切割子系统切割工位的硅片图片数据时，在硅片输送到切割工位后才进行数据采集。硅片的高精度定位系统应用于表面缺陷的检测方法，其特征在于包括如下七个步骤，第一步：先将硅片位于硅片切割子系统的切割工位处已知不正确位置数据，以及质量问题图片的特征基于人工智能深度学习技术，经比对单元进行数据标注，同时配上与位置不正确硅片及质量问题硅片图片数据一比一对应的合格硅片正确位置数据及质量完好的图片数据，并将这些数据按照一定比例分为训练集和测试集；第二步：基于人工智能深度学习技术，针对硅片若干不正确位置图片及硅片质量问题图片特征设计出适合的人工智能深度学习类型；第三步：用标注过的图片数据对模型进行训练；第四步：用测试集对基于人工智能深度学习的人工智能平台上、生成的实证模型进行测试其是否正确，测试集生成的数据存入数据库存单元作为比对数据；第五步：硅片切割子系统工作时，数据采集单元控制摄像机采集硅片切割子系统的配套输送设备、输送到切割子系统切割工位的硅片图片数据并输出到图片分析单元；第六步：图片分析单元对摄像机采集的图片数据进行分析并输出到比对单元；第七步：判断单元调阅数据库存单元内的数据，并结合比对单元对切割工位下的硅片位置以及是否出现质量问题进行判别，如果出现位置不准确以及硅片质量问题时，报警单元发出报警提示信息提示工作人员；第八步：切割控制单元工作时受到比对单元的控制，当位于切割工位下硅片位置准确且无质量问题时，能输出控制指令到硅片切割子系统，硅片切割子系统对硅片进行切割。进一步地，所述第六步图片分析单元对摄像机采集的图片数据进行分析中，图片分析单元将硅片位置数据及相关质量问题数据分别归类后输送到比对单元。进一步地，所述第一步中，经比对单元进行数据标注中，硅片的质量问题数据以及位置数据累积的愈多愈好。进一步地，所述第一步中，训练集和测试集同时兼具硅片的图片质量问题数据和合格数据，还兼具硅片正确的位置数据和不正确位置数据；第三步中，标注过的图片数据是第一步中的训练集。本专利技术有益效果是：本专利技术基于人工智能技术，利用工业摄像机获取硅片位于切割工位位置及自身质量图片基础上，用大量硅片质量问题及正常图片，以及正确位置数据和不正确位置数据作为图片数据库，引入人工智能的深度学习方法，采用人工智能的仿人脑神经网络算法，能精确找到硅片各种质量问题，以及判断出硅片位置是否正常，能涵盖硅片裂纹、凹陷、凸起、边缘不整齐、异物遮挡等主要质量检测项目，以及切割工位是否正常数据。本专利技术能在位于切割工位下硅片位置准确且无质量问题时，才输出控制指令到硅片切割子系统，硅片切割子系统对硅片进行切割，硅片位置不准确以及质量问题时会发出报警提示信息提示工作人员，并断开切割子系统的工作电源，这样有效达到了智能化控制，并能保证切割效果和生产后太阳能电池板的质量。基于上述，本专利技术具有好的应用前景。附图说明以下结合附图和实施例将本专利技术做进一步说明。图1是本专利技术硅片的高精度定位系统的架构框图示意。具体实施方式图1中所示，硅片的高精度定位系统，包括工业摄像机、上位机、硅片切割子系统；还具有数据采集单元、图片分析单元、数据库存单元、比对单元、判断单元、报警单元、切割控制单元；所述工业摄像机安装在硅片切割子系统机架的上端，数据采集单元、图片分析单元、数据库存单元、比对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.硅片的高精度定位系统，包括工业摄像机、上位机、硅片切割子系统；其特征在于还具有数据采集单元、图片分析单元、数据库存单元、比对单元、判断单元、报警单元、切割控制单元；所述工业摄像机安装在硅片切割子系统机架的上端，数据采集单元、图片分析单元、数据库存单元、比对单元、判断单元、报警单元、切割控制单元是安装在上位机内的应用软件；所述工业摄像机视频输出端和上位机视频输入端经数据线电性连接，上位机的控制信号输出端和硅片切割子系统的信号输入端经导线电性连接；所述数据采集单元工作时实时控制摄像机采集硅片切割子系统的配套输送设备、输送到切割子系统切割工位的硅片图片数据；所述图片分析单元能对摄像机采集的图片数据进行分析并输出到比对单元；所述数据库存单元内存有硅片在切割工位下的正确位置数据，以及包括硅片裂纹、凹陷、凸起、边缘不整齐、异物遮挡等质量问题图片数据；所述比对单元对位置图片数据、质量问题图片数据进行标记，判断单元能调阅数据库存单元内的数据，对切割工位下的硅片位置以及是否出现质量问题进行判别，如果出现位置不准确以及硅片质量问题数据能输出报警信号到报警单元；所述报警单元在硅片位置不准确以及质量问题时会发出报警提示信息提示工作人员，并断开切割子系统的工作电源；所述切割控制单元工作时受到比对单元的控制，当位于切割工位下硅片位置准确且无质量问题时，能输出控制指令到硅片切割子系统，硅片切割子系统对硅片进行切割。/n...

【技术特征摘要】
1.硅片的高精度定位系统，包括工业摄像机、上位机、硅片切割子系统；其特征在于还具有数据采集单元、图片分析单元、数据库存单元、比对单元、判断单元、报警单元、切割控制单元；所述工业摄像机安装在硅片切割子系统机架的上端，数据采集单元、图片分析单元、数据库存单元、比对单元、判断单元、报警单元、切割控制单元是安装在上位机内的应用软件；所述工业摄像机视频输出端和上位机视频输入端经数据线电性连接，上位机的控制信号输出端和硅片切割子系统的信号输入端经导线电性连接；所述数据采集单元工作时实时控制摄像机采集硅片切割子系统的配套输送设备、输送到切割子系统切割工位的硅片图片数据；所述图片分析单元能对摄像机采集的图片数据进行分析并输出到比对单元；所述数据库存单元内存有硅片在切割工位下的正确位置数据，以及包括硅片裂纹、凹陷、凸起、边缘不整齐、异物遮挡等质量问题图片数据；所述比对单元对位置图片数据、质量问题图片数据进行标记，判断单元能调阅数据库存单元内的数据，对切割工位下的硅片位置以及是否出现质量问题进行判别，如果出现位置不准确以及硅片质量问题数据能输出报警信号到报警单元；所述报警单元在硅片位置不准确以及质量问题时会发出报警提示信息提示工作人员，并断开切割子系统的工作电源；所述切割控制单元工作时受到比对单元的控制，当位于切割工位下硅片位置准确且无质量问题时，能输出控制指令到硅片切割子系统，硅片切割子系统对硅片进行切割。


2.根据权利要求1所述的硅片的高精度定位系统，其特征在于，数据库存单元储存有硅片位于切割工位下大量已知位置不正确问题的图片特征数据，以及对应的正确位置图片特征数据，还储存有硅片大量已知裂纹、凹陷、凸起、边缘不整齐、异物遮挡的质量问题图片特征数据，以及和质量问题图片相对应正确的图片特征数据。


3.根据权利要求1所述的硅片的高精度定位系统，其特征在于，报警单元输出的提示信号包括文字提示、语音提示。


4.根据权利要求1所述的硅片的高精度定位系统，其特征在于，数据采集单元工作时控制摄像机采集硅片切割子系统的配套输送设备、输送到切割子系统切割工位的硅片图片数据时，在硅片输送...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖向东，盛伟，
申请(专利权)人：苏州诺维博得智能装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32