光伏接線盒機器人視覺定位焊接檢測技術新突破

光伏行業(yè)的核心產品是“太陽能電池片”，依托這個產品生產線有非常多的視覺檢測及定位需求。光伏組件接線盒自動焊接機（焊接一體機）是太陽能電池片的一個附屬件，任何一塊太陽能板子出廠前都需要把“接線盒”焊接上，自動焊接機就是做這個事情的。

自動焊接機的三個焊接頭

二、行業(yè)現狀及需求

不管是哪個細分行業(yè)的焊接檢測都是視覺難點，大部分視覺廠家都不愿意做這樣的項目。自動焊接機一直以來都沒有采用視覺檢測，每臺焊接機每天可以焊800~1000塊板子，之前都是利用人眼檢測焊接結果。用人眼檢測有兩個“致命問題”：一是沒有視覺定位，容易焊偏產生不良品；二是焊前沒有檢測“匯流條”是否壓平，導致誤焊產生不良品。不采用視覺系統(tǒng)，不僅有人眼檢測的弊端，還會產生大量不合格產品。

光伏組件接線盒

光伏組件接線盒自動焊接機，目前有3大核心需求：

1、視覺定位：在焊接前需要視覺系統(tǒng)檢測“接線盒”的位置，引導焊接頭準確焊接。效果如下：

左圖：原始圖片；右圖：針對接線盒輪廓定位的增強處理

2、焊前檢測：在正式焊接之前，需要視覺系統(tǒng)拍照檢測“匯流條”是否壓平了。如果沒有壓平，視覺系統(tǒng)及時報警，在焊前將“匯流條”壓平，確保每次焊接前“匯流條”都是平的。

接線盒焊接匯流條壓平檢測

3、焊后檢測：通過視覺系統(tǒng)檢測焊接后的質量。由于采用視覺定位及焊前檢測了，焊接的合格率是非常高的，一般都在99%以上。

焊后產品（OK和NG產品的差異都非常大）

三、行業(yè)痛點（技術難點）

1、焊接定位難點。自動焊接機的焊接頭都是用PLC控制運動模組實現的，焊接中心和控制系統(tǒng)的旋轉中心往往是不同心的。

抓取中心和旋轉中心“不同心”帶來的標定問題及誤差

2、焊前和焊后檢測的產品一致性極差。都是合格的1000塊產品，其姿態(tài)和灰度分布差異非常差。采用傳統(tǒng)的BLOB分析或特征匹配會導致極高的“誤檢”和“漏檢”。采用深度學習時，又沒辦法保證“0漏檢”，最關鍵的是深度神經網絡抓取的特征會因圖像一致性差而出現錯誤。就算采用最的7層網絡，訓練3萬余張圖片后，依然無法解決這個問題。

不合格產品（幾乎沒有規(guī)律）

合格產品（幾乎沒有規(guī)律）

四、維視智造解決方案及優(yōu)勢亮點

針對以上問題及行業(yè)痛點，維視智造專門為VisionBank智能視覺系統(tǒng)定制了針對“焊接檢測”行業(yè)的功能專用模塊（該功能模塊僅針對該行業(yè)客戶開放），并將現有的標準化智能視覺系統(tǒng)平臺與英特爾 ® 邊緣洞見平臺進行了有機結合,實現了多層級“機器學習”算法與基于 OpenVINO ™ 工具套件加速的深度學習算法的融合。全面解決光伏行業(yè)難題，為合作客戶提供一整套性能優(yōu)化的光伏組件接線盒機器人視覺引導定位焊接檢測方案。其功能特點如下：

1、針對“焊接中心”和“旋轉中心”不同心的問題，設計了專門的算法。

2、針對圖片一致性不好產生的誤檢和漏檢，設計了專門算法，從而實現了“0漏檢”和高達“0.5%（在線檢測數據）誤檢率”的數據。

3、完善的外部通訊端口。接線盒定位模塊一般采用PLC控制，維視視覺模塊的定位數據直接通過PLC交互，方便電氣工程師編程。

4、完善的數據存儲功能。VisionBank預設的框架支持用戶存儲所有OK和NG圖片，同時也支持用戶將檢測過程中產生的數據進行存儲。

光伏自動焊接機專用焊接檢測模塊

5、系統(tǒng)可以把焊前、焊后檢測的圖片一起進行保存存儲；

6、接線盒焊接檢測系統(tǒng)參數（標準配置）：

（1）重復定位精度：0.1mm

（2）漏檢率為“0”：將“不合格”產品判定為“合格”產品的概率為0

（3）誤檢率為“0.5%以內（在線數據）”：將“合格”產品判定為“不合格”產品的概率在0.5%左右；

目前該光伏組件接線盒機器人焊接定位檢測系統(tǒng)已在行業(yè)內得到大規(guī)模的成功應用，助力光伏產業(yè)合作伙伴自動化生產設備全面升級，具有降低工人勞動強度，消除安全隱患，提高工廠自動化程度和設備利用率，降低運營管理成本的優(yōu)勢。