光伏行业-光伏接线盒焊接定位引导及焊后缺陷检测案例

投稿人：V版主-逸风

焊前定位引导及检测整体方案如下图：

现场方案为一拖三的情况，后续的流程介绍仅讲解一个分支。

1、接线盒初定位

                                                               

模块介绍：

212图像增强：增加接线盒的亮度，提高接线盒边缘的对比度，并通过过曝的方式过滤掉背景（如：胶水）的干扰，为后面的“高精度匹配”模块提供更好的成像质量。

202左模板(高精度匹配)：初定位功能。匹配接线盒的边缘，结合“位置修正”模块，为后面的“四边形查找”模块提供修正基准点。

10左模板结果(条件检测)：判断“高精度匹配”的结果个数，若匹配结果个数小于1，模块状态会显示红色。方便现场工人看到是方案哪个环节出问题。

原图：

图像增强:

高精度匹配：

2、接线盒正反检测及精定位

                                                              

模块介绍：

121图像组合：采用了两个“图像增强”模块组合，一个增加亮度，一个增加对比度。为后面判断接线盒正反提供更好的图像成像。

                                                   

                                                   

247左正反(高精度匹配)：通过“模板匹配”的方式来判断接线盒的正反。若匹配成功则说明为正，匹配失败则说明接线盒方向放反。

193四边形查找：结合前面的接线盒初定位给出修正位置，画固定ROI来检测接线盒的精准位置。配合“248位置修正”模块为后续的两个“Blob分析”模块提供修正位置。

15左正反结果&&16左四边形结果(条件检测)：判断“模板匹配”的个数及“四边形查找”的模块状态。方便现场工人看到是方案哪个环节出问题。

                                                

                                                

3、汇流条有无检测及标定转化

                                                                  

模块介绍：

152 DL目标检测G：采用深度学习“目标检测”的方式，检测汇流条有无。（注：汇流条的位置、形态、灰度值会发生变化，传统算法难以有较高的检出率）

21标定转化：通过预先标定生成的标定文件，将接线盒精定位步骤中的“四边形查找”中心x,y转化成实际物理坐标。

3分支模块&&7左示教(发送数据)：当第一次执行程序，需将“分支模块”的条件输入改成2，让第一次得到的“四边形查找模块”的中心点坐标通过“7左示教”(发送数据)模块发送到全局变量，作为后面“单点对位”模块的示教点，且焊接设备将会移动到示教点位置。后续流程执行前，需要将“分支模块”的条件输入改成1。

93单点对位：将“四边形查找”模块得到的中心点坐标经过“标定转化”作为此模块的运行点，与第一次执行流程得到的示教点相减，得到偏移值。通过后面的“发送数据”模块将偏移值发送给PLC设备，让焊接设备做出相应的偏移。

                                          

22脚本&&139左范围（条件检测）：“22脚本”模块中对“单点对位”模块获得的偏移数据做处理，满足PLC接收的数据格式。“139左范围”模块对偏移值做限制，若接线盒位置较偏，超出焊接设备的移动范围，则不发送数据。

4、焊接防呆及数据发送

                                                                        

模块介绍：

27BLOB分析&&106BLOB分析模块：实际生产过程中，可能存在将已经封盖后的成品接线盒又送入焊接机的情况，为了避免对这种情况重新焊接，采用“Blob分析”做判断。若是成品接线盒“Blob分析”模块会得到一个较大的面积Blob。

46左总结果(条件检测)&&47左OK/NG(分支模块)：对前面所有检测进行判断，如初定位结果、正反检测、四边形查找、汇流条有无检测、偏移范围检测、防呆进行综合，则结合后面的“47左OK/NG”分支模块，若全部满足则进入“20发送数据”分支，将偏移信息发送给PLC。否则进入“49变量计算”分支，发送一个1给PLC，告诉其焊接前检测出现问题。

     

焊后检测流程如下：

现场方案为一拖三的情况，后续的流程介绍仅讲解一个分支。

1、接线盒初定位

                                                                              

模块介绍：

0图像增强：增加接线盒的亮度，提高接线盒边缘的对比度，并通过过曝的方式过滤掉背景（如：胶水）的干扰，为后面的“高精度匹配”模块提供更好的成像质量。

198高精度匹配：匹配接线盒边缘，获取中心坐标，为后续判断焊疤位置提供基准点。

2、焊疤检测、焊疤大小、位置判断及数据发送

                                                             

模块介绍：

235DL目标检测：若汇流条焊接良好，会在左右两片汇流条上各产生一个焊疤，若未进行焊接或焊接不良，则汇流条表面光滑或者焊疤大小、位置异常。采用“目标检测”模块来定位焊疤，获取焊疤有无、大小及位置信息。

35左焊疤检测(条件检测)：通过判断前面“目标检测”定位到的焊疤的长度、宽度及大小，来判断接线盒中汇流条的焊接情况。

                                                 

240变量计算：接线盒基本处于水平位置，通过“高精度匹配”中心点x与“目标检测”的中心点x做差，来计算焊疤到接线盒中心的距离，结合后面的“29左位置检测（条件检测）”判断焊接的位置是否正常。

                                                                    

                                                         

32左OK/NG(条件检测)&&149分支模块&&发送数据：“32左OK/NG”对前面“左焊疤检测”及“左位置检测”做综合判断，若均满足要求通过“149分支模块”走“33发送数据”分支，将OK结果发送给PLC。若其中有一个条件不满足要求，则通过“149分支模块”走“153发送数据”分支，将NG结果发送给PLC。

    

结果展示

现场运行界面图片展示：

现场效果反馈:

目前根据现场人员统计反馈：定位精度稳定在0.2mm之内，焊后检测检出率为100%，误检率与现场焊接的质量有一定关系，在99%~99.8%之间波动。

现场统计数据如下（以汇流条有无检测为例）：

                                          
现场视频展示：