本實(shí)用新型專利涉及一種太陽(yáng)能電池片切割設(shè)備，特別涉及一種基于視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的太陽(yáng)能電池片廢片切割裝置，屬于集機(jī)器視覺(jué)技術(shù)、激光切割技術(shù)于一體的太陽(yáng)能電池片廢片切割機(jī)。

背景技術(shù)：

太陽(yáng)能電池片是由很薄的硅板作為基體，是一種具有很高脆性的材料。在生產(chǎn)加工中容易產(chǎn)生毛刺，裂縫等缺陷，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的使用性能。對(duì)于一塊成型的太陽(yáng)能電池板，如果因?yàn)橐恍┬〉娜毕荻鴱U棄整塊電池板則會(huì)造成極大的浪費(fèi)，因此對(duì)太陽(yáng)能電池板進(jìn)行分塊切割的時(shí)候，既要注意避開(kāi)有缺陷的部分，又要使切割后可利用部分面積盡可能的大一些，這樣會(huì)節(jié)約材料、降低成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型專利的目的在于針對(duì)有缺陷的太陽(yáng)能電池片，提供一種集視覺(jué)技術(shù)、激光技術(shù)等為一體的太陽(yáng)能電池片廢片切割機(jī)，該設(shè)備由機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)部分、激光切割部分以及機(jī)械傳動(dòng)部分三大塊組成，利用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)對(duì)太陽(yáng)能電池片廢片進(jìn)行位置定位，同時(shí)對(duì)廢片進(jìn)行拍照傳送給工控機(jī)，工控機(jī)重新對(duì)廢片進(jìn)行路徑規(guī)劃，使再次切割后可利用的電池片面積最大，最終反饋給激光切割裝置進(jìn)行切割。本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)單，不僅使材料得到充分利用，同時(shí)避免了材料浪費(fèi)對(duì)環(huán)境帶來(lái)的污染，也降低了生產(chǎn)成本。

本實(shí)用新型專利采用以下技術(shù)方案：

一種基于視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的太陽(yáng)能電池片廢片切割裝置，包括機(jī)架、上料機(jī)構(gòu)、下料機(jī)構(gòu)、移動(dòng)工作臺(tái)、視覺(jué)檢測(cè)裝置、激光切割裝置、以及控制系統(tǒng)，其特征在于：所述上料機(jī)構(gòu)包括上料臂、驅(qū)動(dòng)上料臂旋轉(zhuǎn)的伺服電機(jī)、用于放置待切割太陽(yáng)能電池片廢片的上料臺(tái)、以及用于吸附待切割太陽(yáng)能電池片廢片的真空吸盤，該真空吸盤設(shè)于上料臂末端；

所述下料機(jī)構(gòu)包括下料臂、驅(qū)動(dòng)下料臂旋轉(zhuǎn)的伺服電機(jī)，用于放置切割后太陽(yáng)能電池片的下料臺(tái)、以及用于吸附切割后太陽(yáng)能電池片的真空吸盤，該真空吸盤設(shè)于下料臂末端；

所述移動(dòng)工作臺(tái)包括設(shè)于機(jī)架上的兩個(gè)平行導(dǎo)軌、可在兩個(gè)平行導(dǎo)軌上自由滑動(dòng)的滑臺(tái)、以及驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)移動(dòng)的伺服電機(jī)，所述滑臺(tái)上表面設(shè)有用于吸附和固定太陽(yáng)能電池片的真空夾具；

所述視覺(jué)檢測(cè)裝置設(shè)于移動(dòng)工作臺(tái)上方，其包括工業(yè)相機(jī)、鏡頭和相機(jī)微調(diào)器；所述激光切割裝置包括激光頭、激光固定架、以及兩個(gè)垂直鑲嵌連接的單軸機(jī)械臂，激光頭通過(guò)激光固定架固定在其中一個(gè)單軸機(jī)械臂上；

所述真空夾具、以及上料臂和下料臂上的真空吸盤分別設(shè)有與之相連的真空泵，所述控制系統(tǒng)為工控機(jī)，上述所有真空泵、伺服電機(jī)、激光切割裝置、以及視覺(jué)檢測(cè)裝置均通過(guò)控制系統(tǒng)控制；

所述上料臺(tái)和下料臺(tái)均通過(guò)絲杠螺母機(jī)構(gòu)與機(jī)架相連，通過(guò)絲杠螺母機(jī)構(gòu)，所述上料臺(tái)和下料臺(tái)均可相對(duì)機(jī)架上下移動(dòng)。這樣上料臺(tái)和下料臺(tái)上的太陽(yáng)能電池片均可累計(jì)到一定量再 添加或移走，減少了工作量，提供效率。

作為優(yōu)選，所述驅(qū)動(dòng)上料臺(tái)和下料臺(tái)的絲杠螺母機(jī)構(gòu)包括與上料臺(tái)或下料臺(tái)相連的絲桿，與機(jī)架固定相連的螺母，以及驅(qū)動(dòng)絲桿旋轉(zhuǎn)的伺服電機(jī)。

作為優(yōu)選，所述上料臂分別通過(guò)齒輪搖桿機(jī)構(gòu)與相應(yīng)的伺服電機(jī)相連，所述齒輪搖桿機(jī)構(gòu)包括與上料臂或下料臂相連的從動(dòng)小齒輪，與從動(dòng)小齒輪嚙合的主動(dòng)大齒輪，搖桿，以及傳動(dòng)軸；所述搖桿兩端分別與主動(dòng)大齒輪和傳動(dòng)軸偏心鉸接，傳動(dòng)軸通過(guò)齒輪組與相應(yīng)的伺服電機(jī)輸出軸相連。通過(guò)齒輪搖桿機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)上料臂或下料臂快速準(zhǔn)確的將太陽(yáng)能電池片按需要進(jìn)行移動(dòng)。

作為優(yōu)選，所述滑臺(tái)與其伺服電機(jī)之間通過(guò)牛頭刨床機(jī)構(gòu)相連，所述牛頭刨床機(jī)構(gòu)包括固定設(shè)于滑臺(tái)下側(cè)的工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)軸，開(kāi)有導(dǎo)槽的回旋桿，工作臺(tái)傳動(dòng)軸，以及轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤；所述轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤一側(cè)設(shè)有偏心的凸臺(tái)，所述回旋桿頂部通過(guò)驅(qū)動(dòng)桿與工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)軸鉸接，回旋桿底部與機(jī)架鉸接，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤通過(guò)將凸臺(tái)鑲嵌入導(dǎo)槽內(nèi)與回旋桿可滑動(dòng)相連，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤中心與工作臺(tái)傳動(dòng)軸固定相連，工作臺(tái)傳動(dòng)軸另一端與驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)移動(dòng)的伺服電機(jī)相連。通過(guò)牛頭刨床機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)滑臺(tái)在上料位、切割位和下料位之間快速切換。

作為優(yōu)選，所述機(jī)架為可移動(dòng)機(jī)架，機(jī)架底部設(shè)有萬(wàn)向輪。

本實(shí)用新型專利的有益效果是：本實(shí)用新型提供了一種基于視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的太陽(yáng)能電池片廢片切割裝置，采用機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)對(duì)廢片進(jìn)行檢測(cè)并重新規(guī)劃切割路徑，運(yùn)用激光切割技術(shù)對(duì)廢片進(jìn)行切割，使有缺陷的太陽(yáng)能電池片重新得到利用，一方面避免了電池片廢片對(duì)環(huán)境造成的污染，另一方面使材料得到充分利用，節(jié)約了成本。

附圖說(shuō)明

圖1為太陽(yáng)能電池片廢片切割裝置左視圖；

圖2為太陽(yáng)能電池片廢片切割裝置俯視圖；

圖3為上料臺(tái)或下料臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為牛頭刨床機(jī)構(gòu)三維示意圖；

圖5為上料機(jī)構(gòu)或下料機(jī)構(gòu)的齒輪搖桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為激光切割裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為視覺(jué)檢測(cè)裝置示意圖；

圖8為上料臂或下料臂結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-萬(wàn)向輪，2-機(jī)架，3-激光頭，4-激光固定架，5-工業(yè)相機(jī)，6-相機(jī)支承架，7-第三伺服電機(jī)，8-工作臺(tái)輸入軸，9-主動(dòng)齒輪，10-從動(dòng)齒輪，11-電機(jī)支撐板，12-第二伺服電機(jī)，13-上料臺(tái)輸入軸，14-上料臺(tái)，15-上料臂，16-下料臺(tái)，17-下料臂，18-第四伺服電機(jī)，19-下料臺(tái)輸入軸，20-固定板，21-真空夾具，22-絲桿，23-第一伺服電機(jī)，24-滑臺(tái)，25-驅(qū)動(dòng)桿，26-回旋桿，27-轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤，28-驅(qū)動(dòng)圓盤，29-搖桿，30-主動(dòng)大齒輪，31-主動(dòng)圓錐齒輪，32-從動(dòng)圓錐齒輪，33-傳動(dòng)軸，34-固定支架，35-從動(dòng)小齒輪，36-工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)軸，37-工作臺(tái)傳動(dòng)軸，38-支撐板，39-相機(jī)微調(diào)器，40-第一單軸機(jī)械臂，41-第二單軸機(jī)械臂，42-平行導(dǎo)軌，43-真空吸盤。

具體實(shí)施方式

為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實(shí)施本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實(shí)施示例僅用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖所示，一種基于視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的太陽(yáng)能電池片廢片切割裝置，包括萬(wàn)向輪1、機(jī)架2、上料機(jī)構(gòu)、下料機(jī)構(gòu)、移動(dòng)工作臺(tái)、視覺(jué)檢測(cè)裝置、激光切割裝置、以及工控機(jī)。

所述上料機(jī)構(gòu)包括上料臺(tái)14、上料臂15、齒輪搖桿機(jī)構(gòu)、圓錐輪系；所述下料機(jī)構(gòu)包括下料臺(tái)16、下料臂17、齒輪搖桿機(jī)構(gòu)、圓錐輪系；所述移動(dòng)工作臺(tái)包括滑臺(tái)24、真空夾具21、牛頭刨床機(jī)構(gòu)、平行導(dǎo)軌42；所述視覺(jué)檢測(cè)裝置包括相機(jī)支撐架6、工業(yè)相機(jī)5、相機(jī)微調(diào)器39；所述激光切割裝置包括相互垂直鑲嵌的第一單軸機(jī)械臂40和第二單軸機(jī)械臂41、以及激光頭3和激光固定架4。

如圖3所示，所述上料臺(tái)14和下料臺(tái)16下側(cè)均通過(guò)絲桿螺母機(jī)構(gòu)與機(jī)架2相連，該絲桿螺母機(jī)構(gòu)包括與上料臺(tái)14或下料臺(tái)16相連的絲桿22、套在絲桿22上的螺母、以及驅(qū)動(dòng)絲桿22旋轉(zhuǎn)的第一伺服電機(jī)23，螺母通過(guò)固定板20固定在機(jī)架2上，通過(guò)第一伺服電機(jī)23驅(qū)動(dòng)絲桿22旋轉(zhuǎn)從而實(shí)現(xiàn)上料臺(tái)14或下料臺(tái)16上升或下降。

如圖5所示，所述齒輪搖桿機(jī)構(gòu)包括與上料臂15或下料臂17連接的從動(dòng)小齒輪35、與從動(dòng)小齒輪35嚙合的主動(dòng)大齒輪30、搖桿29、傳動(dòng)軸33、連接于傳動(dòng)軸33上的從動(dòng)圓錐齒輪32、以及與從動(dòng)圓錐齒輪32相連的主動(dòng)圓錐齒輪31，主動(dòng)圓錐齒輪31通過(guò)輸入軸與伺服電機(jī)相連，傳動(dòng)軸33頂部設(shè)有驅(qū)動(dòng)圓盤28，搖桿29兩端分別與傳動(dòng)軸33頂部的驅(qū)動(dòng)圓盤28和主動(dòng)大齒輪30偏心鉸接相連；驅(qū)動(dòng)上料臂15的伺服電機(jī)為第二伺服電機(jī)12，驅(qū)動(dòng)下料臂17的為第四伺服電機(jī)18，上料機(jī)構(gòu)的主動(dòng)圓錐齒輪31通過(guò)上料臺(tái)輸入軸13與第二伺服電機(jī)12相連，下料機(jī)構(gòu)的主動(dòng)圓錐齒輪31通過(guò)下料臺(tái)輸入軸19與第四伺服電機(jī)18相連；所述上料臂15和下料臂17末端均設(shè)有真空吸盤43，兩個(gè)真空吸盤43分別設(shè)有與之相連的真空泵，真空吸盤43通過(guò)真空泵產(chǎn)生真空負(fù)壓吸住太陽(yáng)能電池片，齒輪搖桿機(jī)構(gòu)通過(guò)固定支架34固定在機(jī)架2上。

如圖2和圖4所示，所述真空夾具21通過(guò)螺釘固定于滑臺(tái)24上，真空夾具21設(shè)有與之相連的真空泵，所述滑臺(tái)24安裝于平行導(dǎo)軌42之間，所述平行導(dǎo)軌42固定于機(jī)架2上；所述牛頭刨床機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)桿25、開(kāi)有導(dǎo)槽的回旋桿26、一側(cè)帶有凸臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤27；所述驅(qū)動(dòng)桿25上端與工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)軸36鉸接，所述工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)軸36固定于滑臺(tái)24下方，所述驅(qū)動(dòng)桿25下端與回旋桿26通過(guò)鉸鏈連接，所述回旋桿26另一端通過(guò)鉸鏈與機(jī)架2連接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤27通過(guò)一側(cè)凸臺(tái)鑲接于回旋桿26的導(dǎo)槽內(nèi)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤27中心設(shè)有與之固定相連的工作臺(tái)傳動(dòng)軸37，所述工作臺(tái)傳動(dòng)軸37一端連接有從動(dòng)齒輪10，所述從動(dòng)齒輪10嚙合于主動(dòng)齒輪9，所述主動(dòng)齒輪9連接有工作臺(tái)輸入軸8，所述工作臺(tái)輸入軸8與第三伺服電機(jī)7相連。

如圖7所示，所述相機(jī)支撐架6固定于機(jī)架2上，所述相機(jī)支撐架6上安裝有工業(yè)相機(jī)5，所述工業(yè)相機(jī)5上安裝有相機(jī)微調(diào)器39。

如圖6所示，所述激光頭3固定于激光固定架4上，所述激光固定架4連接于第一單軸機(jī)器臂40和第二單軸機(jī)械臂41上，所述水平放置的第一單軸機(jī)器臂40和第二單軸機(jī)械臂41固定于支撐板38上。

第三伺服電機(jī)7、第二伺服電機(jī)12和第四伺服電機(jī)18通過(guò)電機(jī)支撐板11固定于機(jī)架2上。

一種基于視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的太陽(yáng)能電池片廢片切割裝置如圖1所示，待重新切割的太陽(yáng)能電池片廢片放置于上料臺(tái)14上，從上料臂15將待切割的太陽(yáng)能電池片廢片由上料臺(tái)14移動(dòng)至真空夾具21所在位置再到下料臂17將切割完畢的太陽(yáng)能電池片由真空夾具21移至下料臺(tái)16為一個(gè)工作周期。首先由工控機(jī)發(fā)出開(kāi)始命令，系統(tǒng)啟動(dòng)，設(shè)備開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，第三伺服電機(jī)7轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)工作臺(tái)輸入軸8帶動(dòng)主動(dòng)齒輪9和從動(dòng)齒輪10轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)齒輪10通過(guò)工作臺(tái)傳動(dòng)軸37帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤27，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤27驅(qū)動(dòng)回旋桿26和驅(qū)動(dòng)桿25運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)桿25帶動(dòng)工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)軸36使滑臺(tái)24移動(dòng)到上料位置等待上料；第二伺服電機(jī)12轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)輸入軸13帶動(dòng)圓錐輪系轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)圓錐齒輪32通過(guò)傳動(dòng)軸33帶動(dòng)搖桿29運(yùn)動(dòng)，搖桿29驅(qū)動(dòng)齒輪輪系運(yùn)轉(zhuǎn)，最終帶動(dòng)上料臂15轉(zhuǎn)動(dòng)到上料臺(tái)14位置，連接在上料臂15上的真空吸盤43產(chǎn)生負(fù)壓吸取太陽(yáng)能電池片廢片，由上料臂15傳送到真空夾具21所在位置，真空夾具21產(chǎn)生負(fù)壓吸緊廢片，第三伺服電機(jī)7再次啟動(dòng)，帶動(dòng)滑臺(tái)24運(yùn)動(dòng)到切割位置，首先由最上方的工業(yè)相機(jī)5對(duì)廢片進(jìn)行定位并拍照，將圖片傳送給工控機(jī)，工控機(jī)通過(guò)相應(yīng)軟件和算法對(duì)圖片進(jìn)行分析，檢測(cè)到廢片上的毛刺及其他缺陷，對(duì)廢片重新進(jìn)行路徑規(guī)劃，待分析完畢，工控機(jī)發(fā)送切割指令，切割裝置開(kāi)始工作，第一單軸機(jī)械臂40和第二單軸機(jī)械臂41帶動(dòng)激光頭3在x軸和y軸方向上移動(dòng)，使激光頭3能按照工控機(jī)規(guī)劃的路徑進(jìn)行切割，切割完畢后，第三伺服電機(jī)7再次啟動(dòng)，將滑臺(tái)24移動(dòng)至下料位置，第四伺服電機(jī)18啟動(dòng)，下料臂17轉(zhuǎn)動(dòng)至下料位置，下料臂17的真空吸盤43吸取切割后的電池片，由下料臂17運(yùn)送至下料臺(tái)16，一個(gè)工作周期結(jié)束，繼續(xù)循環(huán)。