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太阳能电池板激光刻线参数检测系统

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      随着计算机技术的普及,传统工业领域正发生着巨大的变化。这些变化对工业计量与工业检测提出了更高的要求。原有的依靠人工的计量和检测技术因工作量大、易受到检测人员主观因素的影响而越来越难于适应工业领域的现代化发展。建立在图像处理之上的机器视觉技术在对产品质量进行检测方面的应用更是因为巨大的需求而成为目前机器视觉应用中的热点。
    本文以数字图像处理理论为基础,开发一种用于检测太阳能电池板激光刻线参数检测系统。太阳能电池板在生产过程中,要在镀膜后的玻璃上刻上三条线,一般多采用激光刻线。激光刻线的线宽及线间距跟太阳能电池的效能有很大的关系,当线间距从450um降到380um时,每块电池板大概能够增加0.5W的功率。对于一个有几十万块电池板的发电厂来说增加的功率非常显著。限制线宽、线间距缩小的主要因素有:
    1.激光的质量。激光线是否够细,能量输出是否均匀稳定;
    2.设备的精度。对于这样一个多轴平台来说,各个轴的精度以及相互之间的平行度、垂直度等也会显著影响激光线的间距。所以高精度稳定测量有利于分析造成线间距较宽的原因,从而对激光刻线设备及整体刻线设备的精度进行提高和改进。所以提高检测的精度及稳定性对改善电池板的性能有很大的帮助。本检测系统测量任务:
   1.分别测量三条刻线的宽度;
    2.分别测量三条刻线之间测距离;
    3.精确测量,测量精度为5um;
    4.高重复精度,重复精度为5um。
    本系统具有高速、精确、稳定等特点,但仍然存在诸多不足之处。
    本文的主要研究工作有:
 (1)基于VC++6.0平台开发了一套太阳能电池板激光刻线检测系统。设计了友好的人机交互界面,功能完善快捷。本系统主要由四部分组成:成像系统、数据处理系统、数据输出及控制系统。通过相机的精确标定,实现对激光刻线的线距、线宽的精确测量。
 (2)硬件设计部分包括:硬件器件型号的选择、图像采集光路系统的设计、运动控制系统的设计。力求在有限的条件下,采集到更高质量的图片,以达到高检测精度的要求,并结合伺服电机、运动控制卡,设计一整套自动检测系统。
 (3)图像边缘的检测算法研究。对三个目标区域进行图像对比度增强、滤波、阈值分割、边缘检测等操作,实现了边缘的提取。通过实验对比,该算法适应于本检测系统,效果显著,符合检测要求。
 (4)分别对图像测量系统进行了稳定性、精确性实验,通过数据分析,验证了系统具有稳定高精的特点,满足工业要求。



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