机器视觉+SCARA机器人在光伏组件加工中的应用

单晶（或多晶）硅太阳能电池片的输出电压、电流和功率都很小，只有将它们进行串并联封装成组件，才可以单独作为电源使用。由于电池片尺寸具有多种固定标准，直接串联、并联不一定满足组件需要，因此在焊接前还要切割成更小的单元，行业比较先进的切割方式是采用激光划片机。

划片作为组件加工的首道工序，其后续工序如下图：

△光伏组件加工工艺

众为兴机器人、视觉系统主要应用于上图划片和串焊两道工艺，给客户提供快速精准上料解决方案，其中划片机对上料速度精度要求更高。以国内某家激光加工设备和太阳能成套设备厂商现场应用为例，众为兴为其激光划片机提供的SCARA机器人和AVS一拖二视觉系统，实现了双工位高速高精度的上料，满足关键指标3000pcs/h、放置误差+划片精度<±0.15mm。

No.1

项目概况

该套设备适用于单晶硅和多晶硅太阳电池片任意尺寸划片，能够完成自动给料、自动定位、自动激光划片、自动装盒等功能，自动化程度高；可选配1/3裂片机构，实现1/3片自动划片裂片。机器人和视觉系统位于上料工位。

为了提高加工效率，划片产能要达到3000pcs/h，特别设计了两条传送带同时送料，分别经过视觉系统定位后，由一台SCARA左右交替快速精准地抓取电池片放置到划片台，进行激光划片。放置误差+划片精度在±0.15毫米以内。视觉系统还会对其崩边、缺角、裂纹、电池片方向等进行检测，对有问题的来料进行放置废料盒处理，可以再次加工利用。

△结构图示

No.2

方案构成

取料机器人采用众为兴AR3215本体

+QC400驱控一体机；

视觉系统采用众为兴AVS2300

一拖二视觉系统，

搭配两个1000w像素工业相机。

No.3

项目方案和亮点

此项目主要难点在于高精度高速度，要在1.2S内要完成， 视觉定位（不良品筛选）→机器人取料→放料到划片台→返回。其中取放料吸破真空时间占用0.3-0.4S，由于电池片易碎，在取放过程需要轻拿轻放，要求机器人快速动作的过程中适时地减速，动作快慢自如。

机器人方面，对轨迹路径进行了优化，对过程交互IO信号进行了缓存处理，应用机器人系统的多线程机制实现了左侧取料右侧拍照、右侧取料左侧拍照，取料拍照互不耽误的高节拍效果。

视觉定位方面，要在200mm X 250mm的大视野下实现高精度定位，采用了众为兴独有的自动标定算法，不但简化了标定流程还提升了标定精度；另外，视觉软件采用了等比例缩放、找边找角点等功能提升精度适应不同尺寸电池片切换。视觉缺陷检测方面，专门开发了电池片检测模块，针对电池片缺陷进行检测。

△AVS视觉软件界面