[實用新型]基于機器視覺的太陽能硅晶片顏色自動檢測裝置

有效

• 申請號: 201320104833.3
• 申請日: 2013-03-06
• 公開（公告）號: CN203178203U
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 潘豐;李春龍
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01J3/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種基于機器視覺的太陽能硅晶片顏色自動檢測裝置，用于在線自動檢測出在經過等離子體增強化學氣相沉積(Plasma?Enhanced?Chemical?Vapor?Deposition，簡稱PECVD)工序后表面產生顏色缺陷的不合格硅晶片，屬于產品檢測領域。

背景技術

硅晶片是太陽能電池的核心材料，其質量的優劣直接決定太陽能電池的性能，因此對于存在顏色缺陷的硅晶片必須在檢測時予以剔除。由于硅晶片表面顏色缺陷(包括發黃片、發紅片、發白片、小白點、滾輪印、指紋印色斑、舟污染色斑、化學殘留品色斑、偏磷酸色斑、鋁膜和工藝圓點發黃等)的多樣性、復雜性等特點導致對其檢測方法的研究一直未有實質性的進展，目前許多太陽能電池生產廠家主要還是以人工目視檢測為主，這種檢測方法由于存在不穩定、高碎片率和低速率等問題，故而無法達到現代工業生產作業的要求。

實用新型內容

針對以上技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種基于機器視覺的硅晶片表面顏色檢測的裝置，能夠實時在線、穩定準確、高效地檢測硅晶片表面顏色缺陷，自動取出缺陷產品，自動統計分析硅片表面質量，實時顯示檢測結果。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

基于機器視覺的硅晶片表面顏色檢測裝置，包括上料工位、視覺工位和硅片分類工位。所述視覺工位裝置包括光源、高速相機和工控機；所述工控機包括內置圖像處理軟件的中央處理器和顯示器；所述光源采用四根條形白色熒光燈，其均勻分布在燈箱的頂部，燈箱的下面使用漫反射板遮蓋；所述高速相機采用面陣CCD相機，固定在機架的橫桿上，并通過相機上的接口與所述工控機通訊，采用1394B通信方式；所述硅片分類工位裝置主要是單軸機器人。

本實用新型還提供一種硅晶片表面顏色檢測裝置的檢測方法，包括以下步驟：

(1)將裝滿硅晶片的料盒置于指定位置，啟動設備；

(2)硅片到位信號觸發CCD圖像采集裝置動作，并將采集的硅晶片表面圖像傳送至圖像處理單元；

(3)圖像處理單元將步驟(2)中采集的圖像采用圖像濾波技術、彩色圖像分割技術、彩色圖像HSI空間分析技術等處理后，并給出處理的結果；

(4)將步驟(3)中的處理結果經過特征提取，轉化為數字信號；

(5)將步驟(4)中所得結果經過的模式識別方法訓練和測試后，將硅晶片表面質量分為良好硅晶片和缺陷硅晶片兩類。

(6)將分類結果傳送至動作執行機構，由PLC控制單軸機器人取出缺陷硅片。

本實用新型的有益效果：利用機器視覺技術快速采集硅晶片表面的圖像信息，實時在線穩定準確高效進行硅晶片的缺陷識別，實現硅晶片顏色缺陷識別處理的自動化。

附圖說明

圖1基于機器視覺的太陽能硅晶片顏色自動檢測裝置總體布局圖。

圖2基于機器視覺的太陽能硅晶片顏色自動檢測裝置總體結構圖。

圖3硅晶片顏色缺陷自動識別流程圖。

附圖1中編號1是風刀，2是吸盤，3是氣缸，4是平移模組，編號5是高速相機，6是熒光燈，編號7是單軸機器人即分料模組，8是緩沖輸送線。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型檢測裝置的具體實施方式做進一步說明。

自動檢測流程：人工將裝滿硅片的料盒放置于指定位置；按設備啟動按鈕；氣缸將料盒拉至上料位；頂升硅片伺服動作，硅片上移；對射光電開關感應；頂升到位；橫向移動模組動作至抓取位；吸盤工作；吹料風刀動作；頂升硅片模組下降；氣缸下移；吸取硅片；氣缸上移；模組移動至放料工位；氣缸下移；吸盤停止吸氣；硅片放置于傳動皮帶線上；硅片平移至相機檢測工位；相機拍照檢測；檢測完畢；硅片平移至緩沖皮帶線；硅片平移至分類工位；分類模組、氣缸、吸盤動作將硅片分類至指定料盤中；設備動作循環。料盒滿發出感應信號；設備停機；按確認按鈕；拉出料盒取料；取料完畢；按清零按鈕；料盒推至分料位；信號感應；插銷定位；關門。

本實用新型新型檢測裝置可實時在線、穩定、準確、高效進行硅晶片的缺陷識別。

以上是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于實用新型技術方案的范圍內。