CN102295164A

CN102295164A - 多工位全自动硅片装片机

Info

Publication number: CN102295164A
Application number: CN201110167736A
Authority: CN
Inventors: 牛进毅; 王莉; 王彩云; 孙晓波; 苗泽志; 苗俊芳; 胡文平; 梁丽娟; 李云峰
Original assignee: CETC 2 Research Institute
Current assignee: Jinneng clean energy technology stock company
Priority date: 2011-06-21
Filing date: 2011-06-21
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2031-06-21
Also published as: CN102295164B

Abstract

本发明公开了一种多工位全自动硅片装片机，解决了手工将硅片装入篮具时存在的碎片率高和生产效率低的问题。包括工作台（1）、电控系统、上料系统、传送系统和装片系统，在电控系统中设置有PLC，在上料系统与装片系统之间的工作台（1）上设置传送系统，在传送系统中设置有硅片传输皮带（7）和硅片传输电机（8），硅片传输电机（8）与PLC电连接，在硅片传输皮带（7）的右侧设置有上料系统的吸片旋转机构（6）；装片系统包括伸入装片机构（12）、装片旋转机构（13）和装片篮具上推机构（14），在伸入装片机构（12）的左侧设置装片旋转机构（13）和装片篮具上推机构（14）。本发明结构简单操作方便，适用对硅片的自动装片。

Description

多工位全自动硅片装片机

技术领域

[0001] 本发明涉及一种装片机，特别涉及一种全自动硅片装片机，该设备用于太阳能光伏行业，实现硅片到花篮的自动装片。

背景技术

[0002] 在太阳能电池生产过程中，多道工序都需要将硅片装入篮具中，而国内众多太阳能电池制造商仍采用人工方式装载硅片。人工装片存在很多问题：由于装片时手和硅片接触，对硅片有污染，碎片率高，生产效率低。

发明内容

[0003] 本发明提供一种全自动硅片装片机，解决了手工将硅片装入篮具时存在的碎片率高和生产效率低的技术问题。

[0004] 本发明是通过以下方案解决以上问题的：

一种多工位全自动硅片装片机，包括工作台、电控系统、上料系统、传送系统和装片系统，在电控系统中设置有PLC，上料系统设置在工作台的右端，装片系统设置在工作台的左端，在上料系统与装片系统之间的工作台上设置传送系统，在传送系统中设置有硅片传输皮带和硅片传输电机，硅片传输电机与PLC电连接，在硅片传输皮带的右侧设置有上料系统的吸片旋转机构，吸片旋转机构包括与PLC电连接的摆动气缸，摆动气缸的输出轴通过摆动连轴器与一字形的摆杆的中部固定连接在一起，在一字形的摆杆的两端均分别固定设置有连接吸片气缸的真空吸盘；在硅片传输皮带的左侧设置有装片系统，装片系统包括伸入装片机构、装片旋转机构和装片篮具上推机构，伸入装片机构设置在硅片传输皮带的左侧，伸入装片机构包括U形装片手，在U形装片手的U形尾部固定设置有连接臂，连接臂固定连有滑块螺母，滑块螺母与丝杠连接，丝杠与装片手移动电机机械连接，固定在工作台上的装片手移动电机与PLC电连接，在U形装片手的头部上面固定设置有装片前轮，在U形装片手的尾部下面固定设置有装片后轮，在U形装片手的头部下方的工作台上固定设置有装片皮带驱动轮，在U形装片手的尾部的工作台上固定设置有装片皮带被动上轮和装片皮带被动下轮，封闭的装片皮带从装片皮带被动下轮开始依次绕过装片皮带被动上轮、装片前轮、装片后轮、装片皮带驱动轮回到装片皮带被动下轮，在伸入装片机构的左侧设置装片旋转机构和装片篮具上推机构。

[0005] 装片旋转机构包括在旋转机构台面板中央设置的与PLC电连接的旋转马达，与旋转马达固定连接的转盘，在旋转马达与伸入装片机构之间的旋转机构台面板上设置有供花篮固定架降下的方孔，在转盘外侧固定设置有转盘架，在转盘架上等弧度间隔设置有四对直线导轨轴承，在每对直线导轨轴承中设置有升降龙门架，在升降龙门架上活动设置有花篮固定架，在旋转机构台面板上设置的供花篮固定架降下的方孔的下方固定设置有装片篮具上推机构。

[0006] 装片篮具上推机构包括上下方向垂直设置的固定架，在该固定架上设置有与PLC电连接的上推电机，上推电机的输出轴通过上推电机连轴器与上推丝杠连接，在上推丝杠上设置有硅片托手，在硅片托手上设置有花篮固定架的半圆托手，在花篮固定架中设置有花篮，花篮固定架中设置的花篮与U形装片手配合进行装片篮具的上升对U形装片手送来的硅片进行自动装片。

[0007] 在所述的吸片旋转机构的右侧设置有自动上料机构和硅片上推机构，自动上料机构包括基板、上料电机和上料篮具，在基板的中部设置有上料孔，在基板的一端设置有上料篮具移动电机，上料篮具移动电机的输出轴通过移动电机联轴器与主动轴连接，在主动轴上设置有主动同步带轮，在基板的另一端设置有从动带轮，在主动同步带轮与从动带轮之间设置有上料皮带，上料篮具设置在上料皮带上，在基板的中部设置的上料孔侧边设置有上料篮具的限位气缸和定位气缸，在上料篮具中设置有活动的硅片垫板，上料电机与PLC 电连接；在基板的中部设置的上料孔下方设置有硅片上推机构，硅片上推机构的结构与所述的装片篮具上推机构完全相同。

[0008] 在自动上料机构的两侧的工作台上设置有硅片的吹气分离机构。

[0009] 在硅片传输皮带的上方的工作台上分别设置有视觉系统、筛选升降系统和废片收

品.ο

[0010] 本发明结构简单操作方便，适用于不同尺寸的硅片对应不同种类花篮的自动装片。

附图说明

[0011] 图1是本发明的总体结构示意图

图2是本发明的自动上料机构3的结构示意图

图3是本发明的硅片上推机构2或装片篮具上推机构14结构示意图

图4是本发明的吸片旋转机构的结构示意图

图5是本发明的伸入装片机构12的俯视方向的结构示意图

图6是本发明的装片旋转机构13与伸入装片机构12配合的结构示意图

图7是本发明的装片旋转机构13的被动旋转部分的结构示意图

图8是本发明的U形装片手（31)与装片皮带配合在装片与退回两工位对比工况示意

图

图9是本发明的装片旋转机构13的主动旋转部分的结构示意图。具体实施例

[0012] 一种多工位全自动硅片装片机，包括工作台1、电控系统、上料系统、传送系统和装片系统，在电控系统中设置有PLC，上料系统设置在工作台1的右端，装片系统设置在工作台1的左端，在上料系统与装片系统之间的工作台1上设置传送系统，在传送系统中设置有硅片传输皮带7和硅片传输电机8，硅片传输电机8与PLC电连接，在硅片传输皮带7的右侧设置有上料系统的吸片旋转机构6，吸片旋转机构6包括与PLC电连接的摆动气缸27，摆动气缸27的输出轴通过摆动连轴器25与一字形的摆杆沈的中部固定连接在一起，在一字形的摆杆沈的两端均分别固定设置有连接吸片气缸23的真空吸盘M ；

在硅片传输皮带7的左侧设置有装片系统，装片系统包括伸入装片机构12、装片旋转机构13和装片篮具上推机构14。

[0013] 伸入装片机构12设置在硅片传输皮带7的左侧，伸入装片机构12包括U形装片手31，在U形装片手31的U形尾部固定设置有连接臂四，连接臂四固定连有滑块螺母30，滑块螺母30与丝杠44连接，丝杠44与装片手移动电机45机械连接，固定在工作台1上的装片手移动电机45与PLC电连接。在滑块螺母30的一侧设置有导板（28)，该导板（28)对 U形装片手31的左右方向的伸缩起导向作用，在U形装片手31的头部上面固定设置有装片前轮51，在U形装片手31的尾部下面固定设置有装片后轮52，在U形装片手31的头部下方的工作台1上固定设置有装片皮带驱动轮53，装片皮带驱动轮53与装片手传动电机32 机械连接，在U形装片手31的尾部的工作台1上固定设置有装片皮带被动上轮M和装片皮带被动下轮阳，封闭的装片皮带43从装片皮带被动下轮55开始依次绕过装片皮带被动上轮M、装片前轮51、装片后轮52、装片皮带驱动轮53回到装片皮带被动下轮55。装片手传动电机32在PLC的控制下通过驱动装片皮带驱动轮53使封闭的装片皮带43转动，从而完成对硅片的进入装片篮具的传送，PLC控制装片手移动电机45，使滑块螺母30在丝杠44 上左右移动，从而带动U形装片手31左右移动，图8表示出了 U形装片手31上的装片皮带 43在装片与退回两工位下整个装片皮带43总长不变却完成了左移和右退的任务。

[0014] 在伸入装片机构12的左侧设置装片旋转机构13和装片篮具上推机构14。

[0015] PLC控制上料电机15驱动上料篮具5移动到在基板40的中部设置的上料孔处被限位气缸16和定位气缸17定位后，PLC控制硅片上推机构2上的硅片托手通过硅片垫板 41将硅片上推到上料篮具5中，在PLC的控制下，洁净压缩空气经过调压、节流，进入末端有吹气排孔的吹气分离机构4将上料篮具5中的硅片有层次的分离，最上边的硅片依次分别被硅片吸取机构6交替吸附到侧边的硅片传输皮带7上。PLC通过控制两个吸片气缸23，使在一字形的摆杆26两端的真空吸盘M，真空吸盘M为伯努利吸盘。同时一个从上料篮具5中吸取一片硅片，另一个将另一片硅片放到硅片传输皮带7上。PLC通过控制摆动汽缸 27来控制一字形的摆杆沈进行180度的旋转后，再重复以上步骤，达到提高硅片上料的工作效率的目的。PLC设置在控制系统中，可设置和修改各种工艺动作及各项工艺参数，并还有程序过程控制和故障报警等功能。

[0016] 装片旋转机构13包括在旋转机构台面板50中央设置的与PLC电连接的旋转马达 34，与旋转马达34固定连接的转盘35，在旋转马达34与伸入装片机构12之间的旋转机构台面板50上设置有供花篮固定架46降下的方孔，在转盘35外侧固定设置有转盘架47，在转盘架47上等弧度间隔设置有四对直线导轨轴承49，在每对直线导轨轴承49中设置有升降龙门架48，在升降龙门架48上活动设置有花篮固定架46，在旋转机构台面板50上设置的供花篮固定架46降下的方孔的下方固定设置有装片篮具上推机构14。当某一花篮固定架46旋转到旋转机构台面板50上设置的供花篮固定架46降下的方孔处时，该花篮固定架 46下降到该孔中，这时U形装片手31伸入到该花篮固定架46中，从硅片传输皮带7传送来的硅片被装进篮中，这时，PLC控制上推电机19，通过硅片托手22上升一个硅片厚的高度，从硅片传输皮带7传送来的第二片硅片被装进篮中，就这样重复以上步骤，直到该花篮固定架46中装满硅片，这时半圆托手36将该花篮固定架46上推到其底部与旋转机构台面板50同平面后，PLC通过控制装片手移动电机45将U形装片手31缩回，这时PLC通过控制旋转马达34使装片旋转机构13转过90度，对下一花篮固定架进行装片。[0017] 装片篮具上推机构14包括上下方向垂直设置的固定架，在该固定架上设置有与 PLC电连接的上推电机19，上推电机19的输出轴通过上推电机连轴器20与上推丝杠21连接，在上推丝杠21上设置有硅片托手22，在硅片托手22上设置有花篮固定架46的半圆托手36，在花篮固定架46中设置有花篮33，花篮固定架46中设置的花篮33与U形装片手31 配合进行装片篮具的上升对U形装片手31送来的硅片进行自动装片。

[0018] 在自动上料机构3的两侧的工作台1上设置有硅片的吹气分离机构4。

[0019] 在所述的吸片旋转机构的右侧设置有自动上料机构3和硅片上推机构2，自动上料机构3包括基板40、上料电机15和上料篮具5，在基板40的中部设置有上料孔，在基板 40的一端设置有上料篮具移动电机15，上料篮具移动电机15的输出轴通过移动电机联轴器37与主动轴39连接，在主动轴39上设置有主动同步带轮38，在基板40的另一端设置有从动带轮42，在主动同步带轮38与从动带轮42之间设置有上料皮带18，上料篮具5设置在上料皮带18上，在基板40的中部设置的上料孔侧边设置有上料篮具5的限位气缸16和定位气缸17，在上料篮具5中设置有活动的硅片垫板41，上料电机15与PLC电连接；在基板40的中部设置的上料孔下方设置有硅片上推机构2，硅片上推机构2的结构与所述的装片篮具上推机构14完全相同。

[0020] 在硅片传输皮带7的上方的工作台1上分别设置有视觉系统9、筛选升降系统10 和废片收集盒11。当通过硅片传输皮带7的上的硅片有问题时，筛选升降系统10会将有问题的硅片捡起放入废片收集盒11中。

[0021] 硅片传输皮带7和装片皮带43采用质地柔软的圆皮带，减少与硅片的接触面积，避免损伤和污染硅片。

Claims

1. 一种多工位全自动硅片装片机，包括工作台（1)、电控系统、上料系统、传送系统和装片系统，在电控系统中设置有PLC，上料系统设置在工作台（1)的右端，装片系统设置在工作台（1)的左端，在上料系统与装片系统之间的工作台（1)上设置传送系统，在传送系统中设置有硅片传输皮带（7 )和硅片传输电机（8 )，硅片传输电机（8 )与PLC电连接，其特征在于，在硅片传输皮带（7)的右侧设置有上料系统的吸片旋转机构（6)，吸片旋转机构（6)包括与PLC电连接的摆动气缸（27)，摆动气缸（27)的输出轴通过摆动连轴器（25)与一字形的摆杆（26)的中部固定连接在一起，在一字形的摆杆（26)的两端均分别固定设置有连接吸片气缸（23)的真空吸盘（24)；在硅片传输皮带（7)的左侧设置有装片系统，装片系统包括伸入装片机构（12)、装片旋转机构（13)和装片篮具上推机构（14)，伸入装片机构（12)设置在硅片传输皮带（7)的左侧，伸入装片机构（12)包括U形装片手（31)，在U形装片手（31) 的U形尾部固定设置有连接臂（29)，连接臂（29)固定连有滑块螺母（30)，滑块螺母（30)与丝杠（44)连接，丝杠（44)与装片手移动电机（45)机械连接，固定在工作台（1)上的装片手移动电机（45)与PLC电连接，在U形装片手（31)的头部上面固定设置有装片前轮（51)，在 U形装片手（31)的尾部下面固定设置有装片后轮（52)，在U形装片手（31)的头部下方的工作台（1)上固定设置有装片皮带驱动轮（53)，在U形装片手（31)的尾部的工作台（1)上固定设置有装片皮带被动上轮（54)和装片皮带被动下轮（55)，封闭的装片皮带（43)从装片皮带被动下轮（55)开始依次绕过装片皮带被动上轮（54)、装片前轮（51)、装片后轮（52)、装片皮带驱动轮（53)回到装片皮带被动下轮（55)，在伸入装片机构（12)的左侧设置装片旋转机构（13)和装片篮具上推机构（14)。

2.根据权利要求1所述的一种多工位全自动硅片装片机，其特征在于，装片旋转机构(13)包括在旋转机构台面板（50)中央设置的与PLC电连接的旋转马达（34)，与旋转马达 (34)固定连接的转盘（35)，在旋转马达（34)与伸入装片机构（12)之间的旋转机构台面板 (50)上设置有供花篮固定架（46)降下的方孔，在转盘（35)外侧固定设置有转盘架（47)，在转盘架（47)上等弧度间隔设置有四对直线导轨轴承（49)，在每对直线导轨轴承（49)中设置有升降龙门架（48)，在升降龙门架（48)上活动设置有花篮固定架（46)，在旋转机构台面板（50)上设置的供花篮固定架（46)降下的方孔的下方固定设置有装片篮具上推机构(14)。

3.根据权利要求2所述的一种多工位全自动硅片装片机，其特征在于，装片篮具上推机构（14)包括上下方向垂直设置的固定架，在该固定架上设置有与PLC电连接的上推电机 (19)，上推电机（19)的输出轴通过上推电机连轴器（20)与上推丝杠（21)连接，在上推丝杠 (21)上设置有硅片托手（22)，在硅片托手（22)上设置有花篮固定架（46)的半圆托手（36)，在花篮固定架（46)中设置有花篮（33)，花篮固定架（46)中设置的花篮（33)与U形装片手 (31)配合进行装片篮具的上升对U形装片手（31)送来的硅片进行自动装片。

4.根据权利要求1所述的一种多工位全自动硅片装片机，其特征在于，在所述的吸片旋转机构的右侧设置有自动上料机构（3)和硅片上推机构（2)，自动上料机构（3)包括基板 (40)、上料电机（15)和上料篮具（5)，在基板（40)的中部设置有上料孔，在基板（40)的一端设置有上料篮具移动电机（15)，上料篮具移动电机（15)的输出轴通过移动电机联轴器 (37)与主动轴（39)连接，在主动轴（39)上设置有主动同步带轮（38)，在基板（40)的另一端设置有从动带轮（42)，在主动同步带轮（38)与从动带轮（42)之间设置有上料皮带（18)，上料篮具（5 )设置在上料皮带（18 )上，在基板（40 )的中部设置的上料孔侧边设置有上料篮具（5)的限位气缸（16)和定位气缸（17)，在上料篮具（5)中设置有活动的硅片垫板（41)，上料电机（15)与PLC电连接；在基板（40)的中部设置的上料孔下方设置有硅片上推机构 (2)，硅片上推机构（2)的结构与所述的装片篮具上推机构（14)完全相同。

5.根据权利要求4所述的一种多工位全自动硅片装片机，其特征在于，在自动上料机构（3)的两侧的工作台（1)上设置有硅片的吹气分离机构（4)。

6.根据权利要求1所述的一种多工位全自动硅片装片机，其特征在于，在硅片传输皮带（7)的上方的工作台（1)上分别设置有视觉系统（9)、筛选升降系统（10)和废片收集盒 (11)。