CN101894885B - 用于太阳电池生产过程的自动上下片系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于太阳电池生产过程的自动上下片系统及方法，该系统包括顺次设置的自动收放片机构、传送机构和上下片机构；自动收放片机构用于通过收放皮带将太阳电池片从承载盒中取出或将太阳电池片插入承载盒中；传送机构用于通过传送皮带在所述自动收放片机构和所述上下片机构之间传送太阳电池片；上下片机构用于通过上下片皮带将太阳电池片传送给太阳电池湿制程清洗机或将太阳电池片从太阳电池湿制程清洗机上取下传送给所述传送机构。方法与该系统相对应。使用本发明的自动上下片系统及方法，可以避免上下片过程中接触太阳电池片的正表面以保证产品品质，并且能够连续稳定地自动上下片，提高产能，还能防止人为的放反或打碎硅片。

Description

用于太阳电池生产过程的自动上下片系统及方法

技术领域

本发明涉及太阳电池制造领域，尤其涉及一种用于太阳电池生产过程的自动上下片系统及方法。

背景技术

太阳电池生产过程中，各个工序之间通常采用承载盒进行中转，工序开始时将太阳电池片从承载盒中取出，工序完成时将太阳电池片插入到承载盒中。

以太阳电池湿制程清洗机的自动上下片为例，目前大多为人工上下片，存在如下明显缺点：

1、容易放错、放反、打碎太阳电池片，而且放片间距不均匀，影响工艺过程；

2、不可避免地人为接触太阳电池片正表面，可能导致太阳电池片污染报废，影响产品品质；

3、人工劳动强度大，生产效率不高。

发明内容

为了解决现有技术的上述问题，本发明的目的是提供一种用于太阳电池生产过程的自动上下片系统及方法，可以避免接触太阳电池片的正表面保证产品品质，并且能够连续稳定地自动上下片，提高生产效率和产能。

为了实现上述目的，以太阳电池生产过程中的湿制程清洗为例，本发明提供了一种用于太阳电池湿制程清洗机的自动上下片系统，包括：

顺次设置的具有收放皮带的自动收放片机构、具有传送皮带的传送机构和具有上下片皮带的上下片机构，承载盒放置在所述自动收放片机构上；

所述自动收放片机构用于通过收放皮带将太阳电池片从承载盒中取出或将太阳电池片插入承载盒中；

所述传送机构用于通过传送皮带在所述自动收放片机构和所述上下片机构之间传送太阳电池片；

所述上下片机构用于通过上下片皮带将太阳电池片传送给太阳电池湿制程清洗机或将太阳电池片从太阳电池湿制程清洗机上取下传送给所述传送机构。

作为优选，还包括缓存机构，所述缓存机构包括缓存盒及带动所述缓存盒上下运动的第一升降机构，所述缓存盒设有供太阳电池片穿过的多个水平层格，所述缓存盒套设在所述传送皮带上。

作为优选，所述第一升降机构包括升降台、第一伺服电机和滚珠丝杆机构，所述滚珠丝杆机构包括丝杆和螺母，所述丝杆与所述第一伺服电机连接，所述螺母与所述升降台固定连接，所述缓存盒的底部与所述升降台固定连接。

作为优选，所述第一升降机构还包括滑块线轨结构，所述滑块线轨结构包括与所述丝杆平行设置的线轨和能沿所述线轨上下滑动的滑块；所述滑块与所述升降台固定连接。

作为优选，所述自动收放片机构包括带动承载盒上下运动的第二升降机构、U型固定支架、至少两组位于同一水平面内的安装轴承、收放皮带以及带动所述收放皮带运动的第二伺服电机，所述U型固定支架的顶部两端各设有至少一组所述安装轴承，所述U型固定支架的空腔的宽度大于所述承载盒底部的连接条的宽度，所述收放皮带缠绕在所述安装轴承和所述第二伺服电机上，所述第二升降机构带动所述承载盒上下运动时所述收放皮带与所述承载盒内的太阳电池片接触，所述承载盒底部的连接条位于所述U型固定支架的空腔内。

作为优选，所述传送皮带和上下片皮带相互垂直。即通过分道上下片达到多片太阳电池片同时上下片的目的。

为了实现上述目的，以太阳电池生产过程中的湿制程清洗为例，本发明还提供了一种用于太阳电池湿制程清洗机的自动上片方法，包括：

S11：通过放片皮带将太阳电池片从承载盒中取出；

S12：传送机构通过传送皮带将从承载盒中取出的太阳电池片传送给上片机构；

S13：所述上片机构通过上片皮带将太阳电池片传送给太阳电池湿制程清洗机。

作为优选，所述S12步骤之前还包括：

S120：判断上片机构是否处于向太阳电池湿制程清洗机传送太阳电池片的过程中，如果是，将从承载盒中取出的太阳电池片暂时存放到缓存机构中，如果不是，执行S12步骤；

所述S13步骤之后还包括：

S130：判断是否处于更换承载盒的过程中，如果是，释放缓存机构中已存放的太阳电池片传送给所述上片机构，如果不是，执行S11步骤。

为了实现上述目的，以太阳电池生产过程中的湿制程清洗为例，本发明还提供了一种用于太阳电池湿制程清洗机的自动下片方法，包括：

S21：下片机构通过下片皮带将太阳电池片从太阳电池湿制程清洗机上取下；

S22：传送机构通过传送皮带将从太阳电池湿制程清洗机上取下的太阳电池片传送给自动收放片机构；

S23：所述自动收片机构通过收片皮带将太阳电池片插入承载盒中。

作为优选，所述S22步骤之前还包括：

S220：判断是否处于承载盒更换过程中，如果是，将从太阳电池湿制程清洗机上取下的太阳电池片暂时存放到缓存机构中，如果不是，执行S22步骤；

所述S23步骤之后还包括：

S230：判断下片机构是否处于从太阳电池湿制程清洗机上取太阳电池片的过程中，如果是，释放缓存机构中已存放的太阳电池片传送给自动收片机构，如果不是，执行S21步骤。

本发明的有益效果是：

1、皮带传输可以避免上下片过程中接触太阳电池片的正表面，保证了产品品质；

2、通过自动收放片机构、传送机构和上下片机构的配合能够连续稳定地自动上下片，提高了产能；

3、设置缓存机构使得更换承载盒的过程中也能够连续稳定地自动上下片，提高了产能。

附图说明

图1是本发明实施例一的用于太阳电池湿制程清洗机的自动上下片系统的结构示意图(仅示出相关部分)；

图2是图1中的缓存机构的结构示意图；

图3是图1中的承载盒的结构示意图；

图4是图1中的自动收放片机构的纵向剖面结构示意图；

图5是本发明实施例二的用于太阳电池湿制程清洗机的自动上片方法的流程图；

图6是本发明实施例三的用于太阳电池湿制程清洗机的自动上片方法的流程图；

图7是本发明实施例四的用于太阳电池湿制程清洗机的自动下片方法的流程图；

图8是本发明实施例五的用于太阳电池湿制程清洗机的自动下片方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施例。

如图1至图4所示，本发明实施例一的用于太阳电池湿制程清洗机的自动上下片系统的结构示意图(仅示出相关部分)，包括：

顺次设置的具有收放皮带15的自动收放片机构1、具有传送皮带21的传送机构2、具有上下片皮带31的上下片机构3以及具有缓存盒41的缓存机构4，承载盒11放置在自动收放片机构1上，缓存盒41套设在传送皮带21上。

如图2所示，缓存机构4包括缓存盒41及带动缓存盒41上下运动的第一升降机构，缓存盒41设有供太阳电池片10穿过的多个水平层格46。其中，所述第一升降机构包括升降台47、第一伺服电机42和滚珠丝杆机构43，滚珠丝杆机构43包括丝杆432和螺母431，丝杆432与第一伺服电机42连接，螺母431与升降台47固定连接，缓存盒41的底部与升降台47固定连接。为了使第一升降机构带动缓存盒41上下运动时不发生水平方向的晃动(水平转动)，还可以增加一限制缓存盒41只能上下运动的滑块线轨结构44，滑块线轨结构44包括与丝杆432平行设置的线轨442和能沿线轨442上下滑动的滑块441；滑块441与升降台47固定连接，线轨442可以是两条，分别位于丝杆432的两侧。第一伺服电机42正转或反转时，带动丝杆432正转或反转，螺母431带动升降台47随着滑块441沿线轨442上下运动，从而使得缓存盒41升降。当然，本领域的技术人员还可以使用其他升降结构，只要一次只升降一个水平层格的高度即可。

自动收放片机构1包括带动承载盒11上下运动的第二升降机构(未图示)、U型固定支架17、三组位于同一平面内的安装轴承13、多组辅助轴承14、收放皮带15以及带动收放皮带15运动的第二伺服电机12，U型固定支架17的顶部一端各设有一组安装轴承13，另一端设有两组安装轴承13，U型固定支架17的空腔的宽度大于承载盒11底部的连接条111(俗称“筋”)的宽度，收放皮带15缠绕在安装轴承13、辅助轴承14和第二伺服电机12上，所述第二升降机构带动承载盒11上下运动时收放皮带15与承载盒11内的太阳电池片10接触，承载盒11底部的连接条111位于U型固定支架17的空腔内。第二升降机构的结构可以和第一升降机构的结构一样，只要能够带动带动承载盒11按照要求上下运动即可。

U型固定支架17是为了匹配现有技术的承载盒11而设计的，其空腔能够容置连接条111，从而使得承载盒11能够随着第二升降机构自由地垂直运动。如果承载盒11的结构发生变化，U型固定支架17的形状会发生相应的变化。

安装轴承13的组数也不是一定的，至少两组位于同一平面内间隔设置的安装轴承13即可。

辅助轴承14并不是必须的，数量也可以根据具体要求设定，其设置的目的是使得收放皮带15运动更加稳定。

自动收放片机构1用于通过收放皮带15将太阳电池片10从承载盒11中取出或将太阳电池片10插入承载盒11中。在上片过程中自动收放片机构1作为放片机构使用，收放皮带15作为放片皮带使用；在下片过程中自动收放片机构1作为收片机构使用，收放皮带15作为收片皮带使用。

传送机构2用于通过传送皮带21在自动收放片机构1和上下片机构3之间传送太阳电池片10。

上下片机构3用于通过上下片皮带31将太阳电池片10传送给太阳电池湿制程清洗机20或将太阳电池片10从太阳电池湿制程清洗机20上取下传送给所述传送机构2。在上片过程中上下片机构3作为上片机构使用，上下片皮带31作为上片皮带使用；在下片过程中上下片机构3作为下片机构使用，上下片皮带31作为下片皮带使用。

本实施例中传送皮带21和上下片皮带31是相互垂直的，上下片皮带31有多组，可以实现分道上下片的目的，即一次性将多片太阳电池片10(一批次)传送给太阳电池湿制程清洗机20或将多片太阳电池片10从太阳电池湿制程清洗机20上取下。

下面详细说明本实施例的用于太阳电池湿制程清洗机的自动上下片系统的工作过程。

(1)上片过程：

装满太阳电池片10的承载盒11传送至自动放片机构1上，定位准确后，第二升降机构带动承载盒11下降，太阳电池片10与放片皮带15接触时，放片皮带15将太阳电池片10从承载盒11中一片一片地取出。

如果上片机构3正处于向太阳电池湿制程清洗机20传送太阳电池片10的过程中，则将从承载盒11中取出的太阳电池片10暂时存放到缓存机构4中，此时缓存机构4的缓存盒41上升，每次上升一个层格。如果上片机构3已经完成将一批次太阳电池片10传送给太阳电池湿制程清洗机20，则由传送皮带21将从承载盒11中取出的太阳电池片10传送至上片机构3，然后由上片机构3向太阳电池湿制程清洗机20传送太阳电池片10。

重复上述过程，直到承载盒11中的太阳电池片10被全部取出。

空的承载盒11被移走，下一个装满太阳电池片10的承载盒11传送至自动放片机构1上。在更换承载盒11的过程中，缓存机构4的缓存盒41下降，每次下降一个层格，由传送皮带21将缓存盒41释放的太阳电池片10传送给上片机构3，由上片机构3向太阳电池湿制程清洗机20传送太阳电池片10。直到承载盒11更换完毕后，再次从更换后的承载盒11中取出太阳电池片10。承载盒11更换过程中生产仍然连续进行。

整个上片过程由PLC、微机系统、单片机系统等进行自动控制。

(2)下片过程(相当于上片过程的逆过程)：

下片机构3通过下片皮带31将一批次的太阳电池片10从太阳电池湿制程清洗机20上取下。

如果空的承载盒11还没有传送至自动收片机构1上(即更换承载盒11的过程中)，则将从太阳电池湿制程清洗机20上取下的太阳电池片10暂时存放到缓存机构4中，此时缓存机构4的缓存盒41上升，每次上升一个层格。承载盒11更换过程中生产仍然连续进行。

如果空的承载盒11已经传送至自动收片机构1上(即承载盒11更换完毕)，则由传送机构2将从太阳电池湿制程清洗机20上取下的太阳电池片10传送给自动收片机构1，自动收片机构1将太阳电池片10一片一片地插入到承载盒11中。当下片机构3正处于从太阳电池湿制程清洗机20上取太阳电池片10的过程中时，缓存机构4的缓存盒41下降，每次下降一个层格，由传送皮带21将缓存盒41释放的太阳电池片10传送至自动收片机构1。

重复上述过程，直到承载盒11中装满太阳电池片10，承载盒11被移走，下一个空的承载盒11被传送至自动收片机构1。

整个下片过程由PLC、微机系统、单片机系统等进行自动控制。

从上述上片过程和下片过程可以看出：

1、皮带传输避免了上下片过程中接触太阳电池片的正表面，保证了产品品质；

2、通过自动收放片机构、传送机构和上下片机构的配合能够连续稳定地自动上下片，提高了产能；

3、设置缓存机构使得更换承载盒的过程中也能够连续稳定地自动上下片，进一步提高了产能。

如图5所示的本发明实施例二的用于太阳电池湿制程清洗机的自动上片方法的流程图，包括：

S11：通过放片皮带将太阳电池片从承载盒中取出；

S12：传送机构通过传送皮带将从承载盒中取出的太阳电池片传送给上片机构；

S13：所述上片机构通过上片皮带将太阳电池片传送给太阳电池湿制程清洗机。

如图6所示的本发明实施例三的用于太阳电池湿制程清洗机的自动上片方法的流程图，其与实施例二的区别仅在于，

所述S12步骤之前还包括：

S120：判断上片机构是否处于向太阳电池湿制程清洗机传送太阳电池片的过程中，如果是，将从承载盒中取出的太阳电池暂时存放到缓存机构中，如果不是，执行S12步骤；

所述S13步骤之后还包括：

S130：判断是否处于承载盒更换过程中，如果是，释放缓存机构中已存放的太阳电池片传送给上片机构，如果不是，执行S11步骤。

实施例二和实施例三的用于太阳电池湿制程清洗机的自动上片方法的详细过程，请参看实施例一的用于太阳电池湿制程清洗机的自动上下片系统中关于上片过程的描述。

如图7所示的实施例四的用于太阳电池湿制程清洗机的自动下片方法的流程图，包括：

S21：下片机构通过下片皮带将太阳电池片从太阳电池湿制程清洗机上取下；

S22：传送机构通过传送皮带将从太阳电池湿制程清洗机上取下的太阳电池片传送给自动收片机构；

S23：所述自动收片机构通过收片皮带将太阳电池片插入承载盒中。

图8所示的本发明实施例五的用于太阳电池湿制程清洗机的自动下片方法的流程图，其与实施例四的区别仅在于，

所述S22步骤之前还包括：

S220：判断是否处于承载盒更换过程中，如果是，将从太阳电池湿制程清洗机上取下的太阳电池片暂时存放到缓存机构中，如果不是，执行S22步骤；

所述S23步骤之后还包括：

S230：判断下片机构是否处于从太阳电池湿制程清洗机上取太阳电池片的过程中，如果是，释放缓存机构中已存放的太阳电池片传送给自动收片机构，如果不是，执行S21步骤。

实施例四和实施例五的用于太阳电池湿制程清洗机的自动下片方法的详细过程，请参看实施例一的用于太阳电池湿制程清洗机的自动上下片系统中关于下片过程的描述。

以上本发明以太阳电池生产过程的湿制程清洗机为例说明本发明的电池片自动上下片系统及方法，应当理解的是，其也可适用于其他太阳电池生产过程中需要执行上下片的工艺步骤中。

另外，本发明还可以用于其他类似的薄片产品的自动上下片，如平板玻璃、半导体硅片等。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由附加的权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于太阳电池生产过程的自动上下片系统，其特征在于，包括：

顺次设置的具有收放皮带的自动收放片机构、具有传送皮带的传送机构和具有上下片皮带的上下片机构，承载盒放置在所述自动收放片机构上；

所述自动收放片机构用于通过收放皮带将太阳电池片从承载盒中取出或将太阳电池片插入承载盒中；

所述传送机构用于通过传送皮带在所述自动收放片机构和所述上下片机构之间传送太阳电池片；

所述上下片机构用于通过上下片皮带将太阳电池片传送给太阳电池片处理设备或将太阳电池片从太阳电池片处理设备上取下传送给所述传送机构；

所述自动收放片机构包括带动承载盒上下运动的第二升降机构、U型固定支架、至少两组位于同一水平面内的安装轴承、收放皮带以及带动所述收放皮带运动的第二伺服电机，所述U型固定支架的顶部两端各设有至少一组所述安装轴承，所述U型固定支架的空腔的宽度大于所述承载盒底部的连接条的宽度，所述收放皮带缠绕在所述安装轴承和所述第二伺服电机上，所述第二升降机构带动所述承载盒上下运动时所述收放皮带与所述承载盒内的太阳电池片接触，所述承载盒底部的连接条位于所述U型固定支架的空腔内；

还包括缓存机构，所述缓存机构包括缓存盒及带动所述缓存盒上下运动的第一升降机构，所述缓存盒设有供太阳电池片穿过的多个水平层格，所述缓存盒套设在所述传送皮带上。

2.根据权利要求1所述的自动上下片系统，其特征在于，所述太阳电池片处理设备为湿制程清洗机。

3.根据权利要求1所述的自动上下片系统，其特征在于，所述第一升降机构包括升降台、第一伺服电机和滚珠丝杆机构，所述滚珠丝杆机构包括丝杆和螺母，所述丝杆与所述第一伺服电机连接，所述螺母与所述升降台固定连接，所述缓存盒的底部与所述升降台固定连接。

4.根据权利要求3所述的自动上下片系统，其特征在于，所述第一升降机构还包括滑块线轨结构，所述滑块线轨结构包括与所述丝杆平行设置的线轨和能沿所述线轨上下滑动的滑块；所述滑块与所述升降台固定连接。

5.根据权利要求2至4之一所述的自动上下片系统，其特征在于，所述传送皮带和上下片皮带相互垂直。

6.一种用于太阳电池生产过程的自动上片方法，其特征在于，包括：

S11：通过放片皮带将太阳电池片从承载盒中取出；

S120：判断上片机构是否处于向太阳电池湿制程清洗机传送太阳电池片的过程中，如果是，将从承载盒中取出的太阳电池片暂时存放到缓存机构中，如果不是，执行S12步骤；

S12：传送机构通过传送皮带将从承载盒中取出的太阳电池片传送给上片机构；

S13：所述上片机构通过上片皮带将太阳电池片传送给太阳电池片处理设备；

S130：判断是否处于更换承载盒的过程中，如果是，释放缓存机构中已存放的太阳电池片传送给所述上片机构，如果不是，执行S11步骤；

所述放片皮带设置于自动收放片机构上，该自动收放片机构包括带动承载盒上下运动的第二升降机构、U型固定支架、至少两组位于同一水平面内的安装轴承、收放皮带以及带动所述收放皮带运动的第二伺服电机，所述U型固定支架的顶部两端各设有至少一组所述安装轴承，所述U型固定支架的空腔的宽度大于所述承载盒底部的连接条的宽度，所述收放皮带缠绕在所述安装轴承和所述第二伺服电机上，所述第二升降机构带动所述承载盒上下运动时所述收放皮带与所述承载盒内的太阳电池片接触，所述承载盒底部的连接条位于所述U型固定支架的空腔内；

所述缓存机构包括缓存盒及带动所述缓存盒上下运动的第一升降机构，所述缓存盒设有供太阳电池片穿过的多个水平层格，所述缓存盒套设在所述传送皮带上。

7.根据权利要求6所述的自动上片方法，其特征在于，所述太阳电池片处理设备为湿制程清洗机。

8.一种用于太阳电池生产过程的自动下片方法，其特征在于，包括

S21：下片机构通过下片皮带将太阳电池片从太阳电池片处理设备上取下；

S220：判断是否处于承载盒更换过程中，如果是，将从太阳电池湿制程清洗机上取下的太阳电池片暂时存放到缓存机构中，如果不是，执行S22步骤；

S22：传送机构通过传送皮带将从太阳电池处理设备上取下的太阳电池片传送给自动收片机构；

S23：所述自动收片机构通过收片皮带将太阳电池片插入承载盒中；

S230：判断下片机构是否处于从太阳电池湿制程清洗机上取太阳电池片的过程中，如果是，释放缓存机构中已存放的太阳电池片传送给自动收片机构，如果不是，执行S21步骤；

所述放片皮带设置于自动收放片机构上，该自动收放片机构包括带动承载盒上下运动的第二升降机构、U型固定支架、至少两组位于同一水平面内的安装轴承、收放皮带以及带动所述收放皮带运动的第二伺服电机，所述U型固定支架的顶部两端各设有至少一组所述安装轴承，所述U型固定支架的空腔的宽度大于所述承载盒底部的连接条的宽度，所述收放皮带缠绕在所述安装轴承和所述第二伺服电机上，所述第二升降机构带动所述承载盒上下运动时所述收放皮带与所述承载盒内的太阳电池片接触，所述承载盒底部的连接条位于所述U型固定支架的空腔内；

所述缓存机构包括缓存盒及带动所述缓存盒上下运动的第一升降机构，所述缓存盒设有供太阳电池片穿过的多个水平层格，所述缓存盒套设在所述传送皮带上。

9.根据权利要求8所述的自动下片方法，其特征在于，所述太阳电池片处理设备为湿制程清洗机。

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