CN107993966A - 一种管式pecvd在线式控制系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管式PECVD在线式控制系统，包括上下料控制单元和工艺管控制单元，所述上下料控制单元分别与插片机和工艺管控制单元通讯相连，用于获取所述插片机中石墨舟信息并发送至工艺管控制单元，所述工艺管控制单元用于根据石墨舟信息对工艺管进行自动控制。本发明还公开了一种控制方法，包括以下步骤：S01、在插片机进行插片作业时，所述上下料控制单元获取插片机中石墨舟信息并发送至工艺管控制单元；S02、工艺管控制单元根据石墨舟信息提前选择石墨舟对应的工艺管桨以及工艺参数以进行自动控制。本发明的系统及方法均具有自动化程度高以及生产效率高等优点。

Description

一种管式PECVD在线式控制系统及控制方法
技术领域
本发明主要涉及电池片处理技术领域，特指一种管式PECVD在线式控制系统及控制方法。
背景技术
PECVD是电池片生产线上最重要的工艺设备之一，通过该设备在电池硅片上镀一层抗反射膜，从而达到提高电池片效率的目的。石墨舟是此工艺中电池硅片的承载工具，电池硅片通过石墨舟自动插\取片机装入石墨舟，再通过PECVD的石墨舟自动上下料系统将舟放上推舟系统，推舟通过水平和垂直运动将石墨舟放入反应炉管内，工艺完成后，再执行相反的传输过程，将电池硅片取出，如图1所示。
现有的石墨舟自动上下料系统能够完成石墨舟的在PECVD内部的传输任务，但其自动化和智能化程度较低，不能满足电池片智能化生产线的需求，控制系统主要有以下的技术缺点：
1、与插片机的连接为离线形式，需要通过小车载体人工实现石墨舟在插片机和PECVD的传送，增加了生产员工的操作任务。
2、控制系统中存在的取放舟逻辑问题，现有系统中，桨上工艺完的石墨舟被机械手取走，按照从下往上的顺序往货架上存放。货架的顺序存放模式会导致冷却完的石墨舟被刚从炉管出来的石墨舟烤热，导致冷却时间的延长。
3、现有的控制系统中，石墨舟在PECVD内部时，虽然会有石墨舟编号的记录，但只用于石墨舟的使用次数统计，生产人员根据使用次数手动调整工艺参数。石墨舟无详细信息记录，如其装片情况、位置信息和工艺情况等。无法完成与插片机之间石墨舟信息交换和自动处理。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种全自动化、提高生产效率的管式PECVD在线式控制系统。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种管式PECVD在线式控制系统，包括上下料控制单元和工艺管控制单元，所述上下料控制单元分别与插片机和工艺管控制单元通讯相连，用于获取所述插片机中石墨舟信息并发送至工艺管控制单元，所述工艺管控制单元用于根据石墨舟信息对工艺管进行自动控制。
作为上述技术方案的进一步改进：
还包括人机界面，所述人机界面与所述上下料控制单元通讯相连，用于向上下料控制单元发送操作命令以及显示石墨舟信息。
所述人机界面采用ADS协议与上下料控制单元通讯。
所述石墨舟信息包括石墨舟是否装片、是否装满和所装载电池片的批次编号信息。
所述工艺管控制单元采用ADS协议与上下料控制单元通讯。
本发明还相应公开了一种基于如上所述的管式PECVD在线式控制系统的控制方法，包括以下步骤：
S01、在插片机进行插片作业时，所述上下料控制单元获取插片机中石墨舟信息并发送至工艺管控制单元；
S02、工艺管控制单元根据石墨舟信息提前选择石墨舟对应的工艺管桨以及工艺参数以进行自动控制。
作为上述技术方案的进一步改进：
还包括取放舟的控制，具体为：所述上下料控制单元根据各工艺管桨的状态将石墨舟存放在工艺管桨上或者货架上，以及将处理完的石墨舟存放至货架上进行冷却。
待处理的石墨舟与处理完的石墨舟之间间隔存放。
在步骤S02中，对石墨舟在工艺管桨上的工艺处理过程进行记录以便追溯。
在步骤S02之后，还包括将处理后的石墨舟工艺信息经上下料控制单元发送至插片机进行对应的取片作业。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的管式PECVD在线式控制系统，通过上下料控制单元分别与插片机和工艺管控制单元通讯相连，能够实现插片机和工艺管控制单元之间的数据交互，实现插片机-上下料控制-工艺处理的全自动化，显著提高了生产效率。
附图说明
图1为现有技术中电池片的控制方框图。
图2为本发明中控制系统的方框结构图，
图3为本发明中石墨舟全部信息框图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图2和图3所示，本实施例的管式PECVD在线式控制系统，包括上下料控制单元和工艺管控制单元，上下料控制单元分别与插片机和工艺管控制单元通讯相连，用于获取插片机中石墨舟信息并发送至工艺管控制单元，工艺管控制单元用于根据石墨舟信息对工艺管进行自动控制。
本发明的管式PECVD在线式控制系统，通过上下料控制单元分别与插片机和工艺管控制单元通讯相连，能够实现插片机和工艺管控制单元之间的数据交互，实现插片机-上下料控制-工艺处理的全自动化，显著提高了生产效率。
本实施例中，还包括人机界面（图2中的人机交互工控一体机），人机界面与上下料控制单元（图2中的上下料控制器）通讯相连，用于向上下料控制单元发送操作命令以及显示石墨舟信息。其中工艺管控制单元（图2中的各管控制系统）采用ADS协议与上下料控制单元通讯。人机界面采用ADS协议与上下料控制单元通讯。各管基于BECKHOFF的控制系统、总线端子IO模块和伺服驱动器都是通过EtherCAT总线和上下料控制单元连接，工艺管控制单元向上下料控制单元传递可取放舟和工艺运行等状态，上下料控制单元向工艺管控制单元传递石墨舟信息和机械手状态；插片机系统通过TCP/IP协议交换传输过程状态数据和石墨舟信息数据。
本实施例中，石墨舟信息包括石墨舟是否装片、是否装满和所装载电池片的批次编号信息。其中石墨舟自动插片机是实现电池片生产自动化的重要设备之一，可以实现硅片插放和取出石墨舟的功能，其原理是利用带吸盘的机器人吸取硅片，结合其自动上下料的传送带，实现硅片载体在花篮和石墨舟之间互换。
本发明中的上下料控制单元的最终目的是实现石墨舟在插片机和PECVD内部推舟系统之间的传送。上下料控制单元可分为两种取放舟路径：（a）插片机到推舟系统，石墨舟通过插片机和PECVD之间的导轨传送到PECVD进舟位，若某工艺管桨上可放舟，则机械手直接将石墨舟从导轨的进舟位取放到桨上；若所有管的桨上都不能放舟，则先将石墨舟暂时存放到货架，等待某工艺管桨上可放舟，再将其从货架取放到桨上。（b）推舟系统到插片机，当某工艺管工艺完成，桨上石墨舟可取时，先将石墨舟取放到货架上，等待设定的冷却时间后，再将石墨舟取放到进舟位，通过导轨传送到插片机。
本发明还公开了一种管式PECVD在线式控制系统的控制方法，包括以下步骤：
S01、在插片机进行插片作业时，上下料控制单元获取插片机中石墨舟信息并发送至工艺管控制单元；
S02、工艺管控制单元根据石墨舟信息提前选择石墨舟对应的工艺管桨以及工艺参数以进行自动控制。
本实施例中，还包括取放舟的控制，具体为：上下料控制单元根据各工艺管桨的状态将石墨舟存放在工艺管桨上或者货架上，以及将处理完的石墨舟存放至货架上进行冷却。
本实施例中，待处理的石墨舟与处理完的石墨舟之间间隔存放。其中上下料控制单元对货架上的存放石墨舟顺序进行了优化，工艺完成需要冷却的石墨舟和从插片机传输过来的待进行工艺的石墨舟，在货架上间隔存放，且将两个分为一组，在中间加装隔热板，既保证了冷却完的石墨舟又被烤热，又实现了对等待工艺石墨舟预热，减少了工艺处理的恒温时间。
本实施例中，在步骤S02中，对石墨舟在工艺管桨上的工艺处理过程进行记录以便追溯。
本实施例中，在步骤S02之后，还包括将处理后的石墨舟工艺信息经上下料控制单元发送至插片机进行对应的取片作业。本实施例中，对石墨舟的信息进行了详细记录，在自动状态下根据石墨舟的实时记录进行自动取放舟，相关信息也便于工艺人员追踪工艺情况，主要包括以下几类信息：
位置信息：上下料控制单元根据取放舟动作，记录石墨舟的当前位置和上一位置，石墨舟的位置信息是其他一系列操作的基础，根据此信息系统来进行石墨舟相关状态的改变。
装片信息：根据插片机传送石墨舟时附带的信息来记录装片情况，包括是否装片、是否装满和所装载电池片的批次编号等，再将此信息传送给石墨舟镀膜的工艺管，工艺管控制单元根据此类信息自动选取相应的工艺种类，实现工艺选取的自动化。石墨舟的装片信息还需要传送回插片机，通过此状态，插片机自行判断装卸片动作，实现和插片机对接的自动化。
工艺信息：记录石墨舟在工艺管进行的工艺处理，包括执行的工艺种类和工艺报警种类。根据报警信息提示操作人员进行相关处理，记录的工艺种类也可供工艺人员在镀膜品质出现问题时追溯问题所在。
其他信息：包括石墨舟的使用次数和冷却状态等信息，系统在石墨舟达到设定的最大使用次数会提示生产人员，并将只卸片信息传送给插片机，提高自动化程度。上下料控制单元同时将使用次数传送给工艺管控制单元，自动对工艺的镀膜时间进行调整。冷却完成状态是系统将石墨舟传送到插片机的前提条件，防止石墨舟温度过高，损坏插片机的吸盘。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种管式PECVD在线式控制系统，其特征在于，包括上下料控制单元和工艺管控制单元，所述上下料控制单元分别与插片机和工艺管控制单元通讯相连，用于获取所述插片机中石墨舟信息并发送至工艺管控制单元，所述工艺管控制单元用于根据石墨舟信息对工艺管进行自动控制。
2.根据权利要求1所述的管式PECVD在线式控制系统，其特征在于，还包括人机界面，所述人机界面与所述上下料控制单元通讯相连，用于向上下料控制单元发送操作命令以及显示石墨舟信息。
3.根据权利要求2所述的管式PECVD在线式控制系统，其特征在于，所述人机界面采用ADS协议与上下料控制单元通讯。
4.根据权利要求1或2或3所述的管式PECVD在线式控制系统，其特征在于，所述石墨舟信息包括石墨舟是否装片、是否装满和所装载电池片的批次编号信息。
5.根据权利要求1或2或3所述的管式PECVD在线式控制系统，其特征在于，所述工艺管控制单元采用ADS协议与上下料控制单元通讯。
6.一种基于权利要求1至5中任意一项所述的管式PECVD在线式控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01、在插片机进行插片作业时，所述上下料控制单元获取插片机中石墨舟信息并发送至工艺管控制单元；
S02、工艺管控制单元根据石墨舟信息提前选择石墨舟对应的工艺管桨以及工艺参数以进行自动控制。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，还包括取放舟的控制，具体为：所述上下料控制单元根据各工艺管桨的状态将石墨舟存放在工艺管桨上或者货架上，以及将处理完的石墨舟存放至货架上进行冷却。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，待处理的石墨舟与处理完的石墨舟之间间隔存放。
9.根据权利要求6或7或8所述的控制方法，其特征在于，在步骤S02中，对石墨舟在工艺管桨上的工艺处理过程进行记录以便追溯。
10.根据权利要求6或7或8所述的控制方法，其特征在于，在步骤S02之后，还包括将处理后的石墨舟工艺信息经上下料控制单元发送至插片机进行对应的取片作业。
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