CN107546295A - 一种全自动硅片插片机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动硅片插片机，其包括机架、花篮输送装置和分片插片装置；花篮输送装置包括空花篮输送线、负载花篮输送线和机械臂，空花篮输送线和负载花篮输送线相对设置于机架的两侧，机械臂设于机架上部且可自由移动；分片插片装置包括分片水槽、硅片传送带，分片水槽旁设有回流槽，分片水槽和回流槽内设有磁力泵循环系统，分片水槽内设有主槽入口，主槽入口的底部设有输送花篮的底部流水线，底部流水线的末端设有提升治具，提升治具的上部设喷水装置，硅片传送带的另一端设有由机械臂控制上下移动的插片夹具。本发明的有益效果为：其所有动作均通过设备自动完成，自动化程度高、生产效率高、硅片不易发生破损或其他故障。

Description

一种全自动硅片插片机

技术领域

本发明涉及太阳能电池片制造设备技术领域，尤其涉及一种自动化程度高、生产效率高、硅片不易破损的全自动硅片插片机。

背景技术

21世纪以来，全球能源消费急剧攀升，传统化石能源日益枯竭，能源问题和环境问题逐渐成为全球关注的两大重点问题。迫于可持续发展的压力，各主要国家纷纷将太阳能光伏产业列入可再生能源开发利用的重点。伴随着我国成为世界第二经济体，2013年10月，中国10月石油进口量达到每日630万桶，超过美国的每日624万桶，首次取代美国成为全球最大石油净进口国。2013年，中国石油和天然气的对外依存度分别达到58.1%和31.6%，中国已成为全球第三大天然气消费国。传统化石能源已越来越难以满足我国国民经济的旺盛需求。在过去的20年中全球大约有75%左右的人为二氧化碳排放量来源于化石燃料燃烧。因此，不管是从低碳环保的能源发展角度，还是顺应我国产业结构升级与转型压力，我国必须加快发展新能源产业。

太阳能属于清洁可再生能源。根据欧盟委员会提出的“欧洲可再生能源技术战略计划”，到2020年，太阳能将占欧盟电力需求的15％。2010年，美国能源部制定规划，计划到2030年，太阳能占总能源消费量的10％～15％。从世界范围内的太阳能和潮汐能合计净发电量看，中国为30亿千瓦时，德国为190亿干瓦时，意大利为107亿干瓦时，西班牙为91亿千瓦时，日本为38亿千瓦时。未来我国水电增长空间有限，核能存在不安全因素。化石能源受节能减排约束成本将上升，太阳能光伏发电的市场前景广阔。

硅片是太阳能电池的核心元件，在太阳能硅电池片的生产过程中，有一道工序就是要将硅片一片一片的插入特制的塑料盒子中，由于硅片具有薄、脆的特点，因此分片、插片的难度很大。以往大多数工厂都是采用人工插片，劳动强度大，效率低，且工人在拿片插片时硅片碎裂的现象时有发生。后来出现了硅片插片机，具有结构简单、易于安装、方便操作、自动化程度高、 提高工作效率、降低碎片率、但还不能全满足插片工艺，随着太阳能产业迅速发展，生产商对硅片质量要求越来越高，目前市场上硅片插片机都是采用真空吸盘抓取硅片。如公开号为CN103681968A的发明专利申请，公开了一种硅片自动插片机，其采用吸盘抓取硅片以进行分片、插片，由于吸盘抓取硅片的动作为不连续的操作，因此存在效率低的问题。由于真空吸嘴小，负压高，导致对硅片产生压力大，以致被吸的接触表面有隐印，对硅片有着一定程度损伤，有的甚至导致硅片损坏。另外硅片传输采用圆皮带，在传输中产生堵片的几率较大，这已经不满足使用厂家要求。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种全自动硅片插片机，其所有动作均通过设备自动化完成，自动化程度高、生产效率高、硅片不易发生破损或其他故障。

为解决现有技术中存在的问题，本发明采用的具体技术方案是：

一种全自动硅片插片机，其包括机架和设于机架上的花篮输送装置和分片插片装置；所述花篮输送装置包括空花篮输送线、负载花篮输送线和用于转移和提升花篮的机械臂，空花篮输送线和负载花篮输送线相对设置于机架的两侧，所述机械臂设于机架上部且可自由移动；所述分片插片装置包括分片水槽、与分片水槽相邻设置的硅片传送带，所述分片水槽内设有流水，所述分片水槽旁设有回流槽，所述分片水槽和回流槽内设有磁力泵循环系统，所述分片水槽内设有用于将装有整叠硅片的花篮送入的主槽入口，主槽入口的底部设有输送装有整叠硅片的花篮的底部流水线，所述底部流水线的末端设有用于提升装有整叠硅片的花篮的提升治具，所述提升治具的上部设有用于分片的喷水装置，所述硅片传送带的另一端设有用于固定花篮的插片夹具，所述插片夹具由所述机械臂控制上下移动。

优选的方案，所述提升治具由液压机构控制上下移动。

进一步优选的方案，所述硅片传送带的上方设有可检测破损硅片和不合格硅片的光电检测传感器。

更进一步优选的方案，所述硅片传送带的一侧设有破片盒。

再进一步优选的方案，所述分片水槽的底部设有方便清洁落入水槽底部碎片的清洁小槽。

所述机架上方设有机械臂运行轨道，机械臂可在花篮输送装置和分片插片装置之间自由运行。

所述机架上设有控制面板，所述控制面板内设有PLC控制器，用于控制各动作运行。

所述插片夹具上设有用于控制所述机械臂移动上下总行程的行程开关。

所述插片夹具上设有用于控制所述机械臂每次提升行程的光电开关，机械臂每提升一格，完成一个硅片的插片动作。

所述花篮输送装置和分片插片装置的各工位均设有声光报警系统。各工位包括花篮输送工位、分片工位、硅片传送工位和插片工位。

通过采用上述方案，本发明的一种全自动硅片插片机与现有技术相比，其技术效果在于：

1、本发明插片速度快、良率高、操作便捷性好，设备成本合理，使用成本低。

2、可自动完成插片动作，其自动化程度高、性能稳定、安全可靠。在人力成本越来越昂贵的今天，能为硅片清洗车间有效降低人力成本，提高生产自动化程度，减少人为因素导致的产能波动。

3、硅片传送带的一侧设有破片盒，且硅片传送带的上方设有光电检测传感器，硅片如有断裂、缺角、厚片，硅片传送带上方的光电开关会自动检查把破片输送到破片盒里面。

4、采用磁力泵循环系统，可使分片水槽和回流槽实现水循环，从而节约了水源。

5、分片水槽的底部设有清洁小槽，可方便清洁落入水槽底部的碎片，保证了分片水槽和回流槽内水质干净，不被阻塞。

6、各动作采用PLC控制，控制精准，控制面板采用彩色人机界面，操作更方便。

附图说明

图1为本发明一种全自动硅片插片机的整体结构正视图；

图2为本发明一种全自动硅片插片机的整体结构俯视图；

图3为本发明一种全自动硅片插片机的工作工序示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实例并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1所示，一种全自动硅片插片机，其包括机架1和设于机架1上的花篮输送装置2和分片插片装置3；所述花篮输送装置2包括空花篮输送线21、负载花篮输送线22和用于转移和提升花篮的机械臂23，空花篮输送线21和负载花篮输送线22相对设置于机架1的两侧，所述机械臂23设于机架1上部且可自由移动。所述分片插片装置3包括分片水槽31、与分片水槽31相邻设置的硅片传送带32，所述分片水槽31内设有流水，所述分片水槽31旁设有回流槽，所述分片水槽31和回流槽内设有磁力泵循环系统，所述分片水槽31的底部设有方便清洁落入水槽底部碎片的清洁小槽。所述分片水槽31内设有用于将装有整叠硅片的花篮送入的主槽入口33，主槽入口33的底部设有输送装有整叠硅片的花篮的底部流水线34，所述底部流水线34的末端设有用于提升装有整叠硅片的花篮的提升治具35，所述提升治具35由液压机构控制上下移动，所述提升治具35的上部设有用于分片的喷水装置36，所述硅片传送带32的另一端设有用于固定花篮的插片夹具4，所述插片夹具4由所述机械臂23控制上下移动。所述硅片传送带32的上方设有可检测破损硅片和不合格硅片的光电检测传感器5，所述硅片传送带的一侧设有用于盛装断裂、缺角、厚片硅片的破片盒。

机械臂23可在花篮输送装置2和分片插片装置3之间自由运行。所述机所述机架1上方设有机械臂运行轨道，架1上设有控制面板，所述控制面板内设有PLC控制器，用于控制各动作运行。

所述插片夹具4上设有用于控制所述机械臂移动上下总行程的行程开关。所述插片夹具上设有用于控制所述机械臂每次提升行程的光电开关，机械臂每提升一格，完成一个硅片的插片动作。

所述花篮输送装置2和分片插片装置3的各工位均设有声光报警系统。各工位包括花篮输送工位、分片工位、硅片传送工位和插片工位。

本发明全自动硅片插片机的工作过程为：作业员将硅片一叠一叠置放在工装花蓝内，硅片在分片模组上借助水流分片把硅片一片片的输送到传送带上，送到后段的花篮里面，每插入一片后，机械臂会在 PLC 控制下提升一格，花篮放置在具有机械臂升降功能的夹具上，可连续插片，当插完一盒花篮后，机械臂把花篮放置在输送带处，输送带把插满硅片的花篮输送到清洗机入口。

其具体工作步骤为：

1）、将空花篮放置在空花篮输送线上，机械手在流水线终端处抓取空篮后行走到插片处；

2) 、硅片一叠叠放置在硅片工装内（需人工放片）；

3)、 然后把放满硅片的工装放入设备主槽入口处，主槽底部流水线将硅片工装送到提升治具处；

4) 、整叠的硅片会在分片模组中借助喷水装置分成一片片送到硅片传送带上，随后送入设备后端的机械手夹住的花篮里面，每送入一片硅片，机械手上升一格 4.72mm；

5) 、当一叠硅片慢慢减少后，升降平台往上慢慢升起，直到工装里面的硅片全部分片输送到硅片传送带上，提升治具自动落入底部开始下一个硅片工装开始。

实际生产中，本发明全自动硅片插片机的生产参数为：

1）、插片对象 ：156X156；125X125 单晶或多晶硅片

2）、生产能力 ：不小于 70-80 片/MIN（156 X 156；125X125 方片）

3）、生产节拍 ：20-40 秒 / 篮

4）、插片装载能力 ：L156 X W156 方片 25 片 1 盒，共计 25 片

5）、硅片承载盒有效尺寸 ：L144 * W185 * H184（mm）

6）、破片率 ：≤0.1‰

7）、设备故障率 ：≤0.1‰

综上可见，本发明的插片机其插片效率较高，破片率极低，设备运行顺畅，适宜推广应用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全自动硅片插片机，其特征在于，其包括机架和设于机架上的花篮输送装置和分片插片装置；所述花篮输送装置包括空花篮输送线、负载花篮输送线和用于转移和提升花篮的机械臂，空花篮输送线和负载花篮输送线相对设置于机架的两侧，所述机械臂设于机架上部且可自由移动；所述分片插片装置包括分片水槽、与分片水槽相邻设置的硅片传送带，所述分片水槽内设有流水，所述分片水槽旁设有回流槽，所述分片水槽和回流槽内设有磁力泵循环系统；所述分片水槽内设有用于将装有整叠硅片的花篮送入的主槽入口，主槽入口的底部设有输送装有整叠硅片的花篮的底部流水线，所述底部流水线的末端设有用于提升装有整叠硅片的花篮的提升治具，所述提升治具的上部设有用于分片的喷水装置；所述硅片传送带的另一端设有用于固定花篮的插片夹具，所述插片夹具由所述机械臂控制上下移动。

2.根据权利要求1所述的一种全自动硅片插片机，其特征在于：所述提升治具由液压机构控制上下移动。

3.根据权利要求1所述的一种全自动硅片插片机，其特征在于：所述硅片传送带的上方设有可检测破损硅片和不合格硅片的光电检测传感器。

4.根据权利要求1所述的一种全自动硅片插片机，其特征在于：所述硅片传送带的一侧设有破片盒。

5.根据权利要求1所述的一种全自动硅片插片机，其特征在于：所述分片水槽的底部设有方便清洁落入水槽底部碎片的清洁小槽。

6.根据权利要求1所述的一种全自动硅片插片机，其特征在于：所述机架上方设有机械臂运行轨道，机械臂可在花篮输送装置和分片插片装置之间自由运行。

7.根据权利要求1所述的一种全自动硅片插片机，其特征在于：所述机架上设有控制面板，所述控制面板内设有PLC控制器，用于控制各动作运行。

8.根据权利要求1所述的一种全自动硅片插片机，其特征在于：所述插片夹具上设有用于控制所述机械臂移动上下总行程的行程开关。

9.根据权利要求1所述的一种全自动硅片插片机，其特征在于：所述插片夹具上设有用于控制所述机械臂每次提升行程的光电开关。

10.根据权利要求1所述的一种全自动硅片插片机，其特征在于：所述花篮输送装置和分片插片装置上均设有用于故障报警的声光报警系统。