CN108545468A - 一种具有重量检测功能的硅片自动堆叠式上料机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有重量检测功能的硅片自动堆叠式上料机，包括横向设置的载具输送机构；至少一载具，设置在载具输送机构两端的上方，并与载具输送机构驱动连接；升降机构，设置在输送装置的下方；风刀机构，设置在载具输送机构的上方；硅片搬运机构，纵向设置在输送机构的上方，位于风刀机构的旁侧；上料输送机构，设置在输送装置的后侧；横向传输机构，横向并排设有若干个；第一称重单元，设置在上料输送机构和横向传输机构之间；称重机械手，设有伯努利吸盘；纵向传输机构，对应设置在横向传输机构的后侧；第二称重单元，设置在纵向传输机构的后侧；本发明运输效率高、精度好，并且具有称重功能，保证产品的良品率。

Description

一种具有重量检测功能的硅片自动堆叠式上料机

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，尤其是涉及一种具有重量检测功能的硅片自动堆叠式上料机。

背景技术

目前太阳能电池生产线或者光伏板生产线中，硅片上料大多是由操作者手动来完成，不仅工作效率低，操作者的劳动强度大，还由于人手接触， 导致硅片的光电转化效率降低，甚至损坏硅片。另外，在生产过程中，还会设计到湿法工艺处理步骤，在经过湿法工艺处理后，硅片的重量会存在不同程度的变化，若重量变化过大，则可判定该硅片为不良品，无法满足工艺生产需求，应该将不良品剔除，避免影响产品质量，然而，现有技术中，并有可以全自动检测硅片重量的上料机，因此，采用不良品的硅片制造出来的产品，因质量而被召回，给企业带来巨大的损失，因此有必要进行改进。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种高精度、高效率、避免损坏硅片、且具有重量检测功能的硅片自动堆叠式上料机。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种具有重量检测功能的硅片自动堆叠式上料机，包括横向设置的载具输送机构；至少一载具，用于装载硅片，设置在载具输送机构两端的上方，并与载具输送机构驱动连接，以实现在载具输送机构的驱动下沿横向方向往复移动；升降机构，设置在输送装置的下方，并能驱动载具内的硅片沿竖直方向升降，以实现载具内最顶端的硅片保持在固定的水平面上；风刀机构，设置在载具输送机构的上方，能发出规律的气流，以实现将位于最顶端的硅片吹起，与底下的硅片分离；硅片搬运机构，纵向设置在输送机构的上方，位于风刀机构的旁侧，以实现将载具内最顶端的硅片沿纵向方向运送；上料输送机构，设置在输送装置的后侧，用于将硅片搬运机构中沿横向方向输送，流入下一个工位处；横向传输机构，横向并排设有若干个，用于接收从上料输送机构处流出的硅片，并将硅片横向排列好；第一称重单元，设置在上料输送机构和横向传输机构之间，用于检测硅片进入横向传输机构前的重量；称重机械手，用于将在上料输送机构中和第一称重单元之间传递硅片；纵向传输机构，对应设置在横向传输机构的后侧，用于将横向传输机构上的硅片往纵向方向输送；第二称重单元，设置在纵向传输机构的后侧，用于称量从纵向传输机构流入的硅片的重量。

进一步的技术方案中，所述载具包括载物框架，载物框架通过滑轨副与载物输送机构滑动连接，载物框架的底板处设有一通孔，载物框架的底板上方设有硅片托板，升降机构的输出端穿过通孔与硅片托板接触。

进一步的技术方案中，所述升降机构包括升降底板、硅片顶杆、升降丝杠、升降滑块和升降伺服电机，升降底板固定连接所述载具输送机构的下方，升降滑块固通过滑轨副与升降底板滑动连接，硅片顶杆的一端与升降滑块固定连接，另一端穿过通孔与所述硅片托板接触，升降丝杠竖直设置在升降底板上，并与升降滑块驱动连接，升降伺服电机的动力输出端与升降丝杠驱动连接。

进一步的技术方案中，所述硅片顶杆与硅片托板的一端设有第一感应器，用于检测所述载具中是否有硅片，若载具中无硅片存在；风刀机构上设有第二感应器，用于检测最顶端的硅片是否到位。

进一步的技术方案中，所述硅片搬运机构包括龙门架、搬运滑块、下压气缸、吸盘安装架、伯努利吸盘和搬运伺服电机，龙门架沿纵向方向设置，并跨越过所述输送机构和所述上料输送机构，搬运滑块通过滑轨副与龙门架滑动连接，搬运伺服电机与搬运滑块驱动连接，下压气缸竖直向下安装于搬运滑块，吸盘安装架安装于下压气缸的动力输出端，伯努利吸盘安装于吸盘安装架，当下压气缸驱动吸盘安装架竖直向下运动时，伯努利吸盘将所述载具内最顶端的硅胶片吸附住。

进一步的技术方案中，所述上料输送机构的上方设有硅片检测机构，当硅片在上料输送机构的带动下经过硅片检测机构时，检测硅片是否存在缺角或叠片的不良情况。

进一步的技术方案中，所述横向传输机构包括滚轮安装架，滚轮安装架上具有前后对称且横向设置的横向运输滚轮，横向运输滚轮的表面绕设有同步带，运输滚轮的下方设有与之驱动连接的滚轮驱动电机，滚轮安装架的底部设有与之驱动连接的底部顶升机构，以实现滚轮安装架整体上升或下降；前后对称且横向设置的横向运输滚轮之间设有纵向设置的运输滚轮，由独立的驱动电机与之驱动连接，当底部顶升机构将滚轮安装架往上顶起时，横向输送装置位于纵向设置的运输滚轮水平面以上，并将硅片沿横向方向排列输送，当底部顶升机构将滚轮安装架往下降落时，横向输送装置位于纵向设置的运输滚轮水平面以下，纵向设置的运输滚轮接住硅片，并将硅片沿纵向方向运送往所述纵向传输机构处。

进一步的技术方案中，所述纵向传输机构包括从前往后依次设置的第一段纵向传输机构和第二段纵向传输机构。

进一步的技术方案中，所述载具输送装置包括输送底板，输送底板的下方设有输送气缸，输送底板的表面设有滑轨副，滑轨副上设有输送移动板，输送气缸的动力输出端与输送移动板驱动连接，载具设置在输送移动板上。

进一步的技术方案中，所述第一称重单元和第二称重单元的表面均设有升降罩，当需要称量硅片重量时，升降罩自动盖合。

采用上述结构和方法后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：1、在载具输送装置的两端均设有上料工位，上料工位处均设有载具，并且通过升降机构实现自动供料，双边同时作业，可实现硅片全自动、高效率运输；2、升降装置采用伺服电机和升降丝杠的方式控制载具内硅片的供给，精密丝杠能够精确地控制上升的高度，从而保证硅片位置的准确性，避免硅片搬运机构压坏硅片；3、硅片搬运机构和称重机械手均采用伯努利吸盘吸取硅片，几乎不与硅片的表面接触，避免损坏硅片，减少搬运过程中硅片的损耗，从而降低成本；4、同第一、第二称重单元，对硅片经过湿法工艺处理前和湿法工艺处理后的重量进行检测并记录，并对比较结果进行判定处理，若比较结果在用户设置的阀值范围内，则判定为良品，将自动传送至载具中，若比较结果不在用户设置的阀值范围内，则判定为不良，设备将报警指示，从而保证产品的质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的局部结构示意图；

图3是图2中A部分的放大结构示意图。

具体实施方式

以下仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

如图1至图3所示，一种具有重量检测功能的硅片自动堆叠式上料机，包括横向设置的载具输送机构2；至少一载具1，用于装载硅片，设置在载具输送机构1两端的上方，并与载具输送机构1驱动连接，以实现在载具输送机构1的驱动下沿横向方向往复移动；升降机构3，设置在输送装置的下方，并能驱动载具2内的硅片沿竖直方向升降，以实现载具2内最顶端的硅片保持在固定的水平面上；风刀机构4，设置在载具输送机构1的上方，能发出规律的气流，以实现将位于最顶端的硅片吹起，与底下的硅片分离；硅片搬运机构5，纵向设置在输送机构的上方，位于风刀机构4的旁侧，以实现将载具2内最顶端的硅片沿纵向方向运送；上料输送机构6，设置在输送装置的后侧，用于将硅片搬运机构5中沿横向方向输送，流入下一个工位处；横向传输机构7，横向并排设有若干个，用于接收从上料输送机构6处流出的硅片，并将硅片横向排列好；第一称重单元8，设置在上料输送机构和横向传输机构7之间，用于检测硅片进入横向传输机构7前的重量；称重机械手9，用于将在上料输送机构中和第一称重单元8之间传递硅片；纵向传输机构10，对应设置在横向传输机构7的后侧，用于将横向传输机构7上的硅片往纵向方向输送；第二称重单元，设置在纵向传输机构10的后侧，用于称量从纵向传输机构10流入的硅片的重量。

在本实施例中，输送装置的两端各设有依次横向排列的四个载具1，所述载具1包括载物框11，载物框11通过滑轨副与载物输送机构滑动连接，载物框11的底板处设有一通孔，载物框11的底板上方设有硅片托板，升降机构3的输出端穿过通孔与硅片托板接触。

进一步的技术方案中，所述升降机构3包括升降底板31、硅片顶杆32、升降丝杠33、升降滑块34和升降伺服电机35，升降底板31固定连接所述载具输送机构1的下方，升降滑块34固通过滑轨副与升降底板31滑动连接，硅片顶杆32的一端与升降滑块34固定连接，另一端穿过通孔与所述硅片托板接触，升降丝杠33竖直设置在升降底板31上，并与升降滑块34驱动连接，升降伺服电机35的动力输出端与升降丝杠33驱动连接。

进一步的技术方案中，所述硅片顶杆32与硅片托板的一端设有第一感应器36，用于检测所述载具2中是否有硅片，若载具2中无硅片存在；风刀机构4上设有第二感应器，用于检测最顶端的硅片是否到位。

进一步的技术方案中，所述硅片搬运机构5包括龙门架51、搬运滑块52、下压气缸53、吸盘安装架54、伯努利吸盘55和搬运伺服电机56，龙门架51沿纵向方向设置，并跨越过所述输送机构和所述上料输送机构6，搬运滑块52通过滑轨副与龙门架51滑动连接，搬运伺服电机56与搬运滑块52驱动连接，下压气缸53竖直向下安装于搬运滑块52，吸盘安装架54安装于下压气缸53的动力输出端，伯努利吸盘55安装于吸盘安装架54，当下压气缸53驱动吸盘安装架54竖直向下运动时，伯努利吸盘55将所述载具2内最顶端的硅胶片吸附住。

进一步的技术方案中，所述上料输送机构6的上方设有硅片检测机构61，当硅片在上料输送机构的带动下经过硅片检测机构61时，检测硅片是否存在缺角或叠片的不良情况。

进一步的技术方案中，所述横向传输机构7包括滚轮安装架71，滚轮安装架71上具有前后对称且横向设置的横向运输滚轮72，横向运输滚轮72的表面绕设有同步带，运输滚轮的下方设有与之驱动连接的滚轮驱动电机，滚轮安装架71的底部设有与之驱动连接的底部顶升机构73，以实现滚轮安装架71整体上升或下降；前后对称且横向设置的横向运输滚轮72之间设有纵向设置的运输滚轮，由独立的驱动电机与之驱动连接，当底部顶升机构73将滚轮安装架71往上顶起时，横向输送装置位于纵向设置的运输滚轮水平面以上，并将硅片沿横向方向排列输送，当底部顶升机构73将滚轮安装架71往下降落时，横向输送装置位于纵向设置的运输滚轮水平面以下，纵向设置的运输滚轮接住硅片，并将硅片沿纵向方向运送往所述纵向传输机构10处。

进一步的技术方案中，所述纵向传输机构10包括从前往后依次设置的第一段纵向传输机构101和第二段纵向传输机构102。

进一步的技术方案中，所述载具输送装置2包括输送底板21，输送底板21的下方设有输送气缸22，输送底板21的表面设有滑轨副，滑轨副上设有输送移动板23，输送气缸22的动力输出端与输送移动板23驱动连接，载具2设置在输送移动板23上。

进一步的技术方案中，所述第一称重单元8和第二称重单元的表面均设有升降罩，当需要称量硅片重量时，升降罩自动盖合。

工作原理：将堆垛整齐的硅片置于载具2框中，再将载具2框置于载具输送机构1的输送移动板23上，随后启动机台，升降机构3的第一感应器36自动检测与之对应设置的载具2框内是否有硅片，若检测到有硅片，则进行下一步作业；若没有硅片，则载具2输送装置横移，将下一个载具2框移动到升降机构3的上方，重复检测步骤，若所有载具2框内均无硅片，则停止作业，并提示用户补充硅片，待补充好硅片以后，机台继续作业。

当载具2框内有足够的硅片时，升降机构3通过顶起硅片托板，使载具2框内的硅片整体上升一个硅片厚度的距离，当风刀机构4的第二感应器检测到有最顶端的硅片已经到位时，开始发出有规律的气流，气流形成稳定对称的抬升力，将最顶端的一张硅片与底下的硅片平稳分离。

在本实施例中，风刀机构4的吹气孔安装座均为槽孔，可根据实际情况，调节吹气高度、范围和角度等。

硅片分离后，伯努利吸盘55吸取被吹起的硅片，随后，硅片搬运装置将硅片搬运至上料机构处，同时升降装置将载具2框内的硅片向上顶起一个硅片厚度的距离。

在本实施例中，由于伯努利吸盘55并列设有两个，与之对应的载具2和升降装置也等量设置，所以硅片搬运装置一次性能够搬运两张硅片，当两张均进入到上料输送机构6中，上料输送机构6将两张硅片往横向方向输送，并且途经硅片检测机构61，检测通过的硅片是否存在缺角、叠片等不良，若存在不良情况，则停止传输，设备将报警指示。

当流入到横向输送机构上方的硅片均到位时，底部顶升机构73将横向传送机构整体向下拉动，并且同纵向设置的运输滚轮将硅片沿纵向方向输送，传输至第一段纵向传输机构10，并缓慢地向第二段纵向传输机构10流动，第一段纵向传输机构10和第二段纵向传输机构10以同步的速度输送硅片；第二段纵向传输机构10的后方设有湿法加工单元。

在本实施例中，由于硅片湿法工艺单元速度较缓慢，故从第二段纵向传输机构102传输至硅片湿法工艺单元时，传输机构将以同步湿法工艺单元的传输速度转动，并将硅片输出到硅片湿法工艺单元，本系统安装于湿法传输线的速度检测传感器能自动检测湿法工艺单元的传输速度。

本发明提供的设备还具有重量检测功能，根据用户设置的检测时间，当系统检测到已经达到检测时间，称重机械手9会从上料输送机构中吸取一张硅片，在本实施例中，称重机械手9中设有伯努利吸盘55，通过伯努利吸盘55吸取硅片，并将硅片运输至第一称重单元8处，随后升降罩81自动盖合，对未进行湿法处理的硅片进行重量测量，并记录重量数据；重量检测完毕后，称重机械手9将硅片从第一称重单元8处搬运至上料输送机构中，让硅片流入下一个工序中，进行湿法工艺处理后，再通过第二称重单元进行重量检测，系统记录此数据，并自动分析硅片在湿法工艺单元处理前后的重量差，将该重量差与用户设置的阀值进行比较，并对比较结果进行判定处理，若比较结果在用户设置的阀值范围内，则判定为良品，将自动传送至载具2中，若比较结果不在用户设置的阀值范围内，则判定为不良，设备将报警指示。用户可根据前后记录的数据了解产品的生产的情况，从而保证产品的质量。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种具有重量检测功能的硅片自动堆叠式上料机，其特征在于：包括

横向设置的载具输送机构；

至少一载具，用于装载硅片，设置在载具输送机构两端的上方，并与载具输送机构驱动连接，以实现在载具输送机构的驱动下沿横向方向往复移动；

升降机构，设置在输送装置的下方，并能驱动载具内的硅片沿竖直方向升降，以实现载具内最顶端的硅片保持在固定的水平面上；

风刀机构，设置在载具输送机构的上方，能发出规律的气流，以实现将位于最顶端的硅片吹起，与底下的硅片分离；

硅片搬运机构，纵向设置在输送机构的上方，位于风刀机构的旁侧，以实现将载具内最顶端的硅片沿纵向方向运送；

上料输送机构，设置在输送装置的后侧，用于将硅片搬运机构中沿横向方向输送，流入下一个工位处；

横向传输机构，横向并排设有若干个，用于接收从上料输送机构处流出的硅片，并将硅片横向排列好；

第一称重单元，设置在上料输送机构和横向传输机构之间，用于检测硅片进入横向传输机构前的重量；

称重机械手，设有伯努利吸盘，用于将在上料输送机构中和第一称重单元之间传递硅片；

纵向传输机构，对应设置在横向传输机构的后侧，用于将横向传输机构上的硅片往纵向方向输送；

第二称重单元，设置在纵向传输机构的后侧，用于称量从纵向传输机构流入的硅片的重量。

2.根据权利要求1所述的一种具有重量检测功能的硅片自动堆叠式上料机，其特征在于：所述载具包括载物框架，载物框架通过滑轨副与载物输送机构滑动连接，载物框架的底板处设有一通孔，载物框架的底板上方设有硅片托板，升降机构的输出端穿过通孔与硅片托板接触。

3.根据权利要求2所述的一种具有重量检测功能的硅片自动堆叠式上料机，其特征在于：所述升降机构包括升降底板、硅片顶杆、升降丝杠、升降滑块和升降伺服电机，升降底板固定连接所述载具输送机构的下方，升降滑块固通过滑轨副与升降底板滑动连接，硅片顶杆的一端与升降滑块固定连接，另一端穿过通孔与所述硅片托板接触，升降丝杠竖直设置在升降底板上，并与升降滑块驱动连接，升降伺服电机的动力输出端与升降丝杠驱动连接。

4.根据权利要求3所述的一种具有重量检测功能的硅片自动堆叠式上料机，其特征在于：所述硅片顶杆与硅片托板的一端设有第一感应器，用于检测所述载具中是否有硅片，若载具中无硅片存在；风刀机构上设有第二感应器，用于检测最顶端的硅片是否到位。

5.根据权利要求1所述的一种具有重量检测功能的硅片自动堆叠式上料机，其特征在于：所述硅片搬运机构包括龙门架、搬运滑块、下压气缸、吸盘安装架、伯努利吸盘和搬运伺服电机，龙门架沿纵向方向设置，并跨越过所述输送机构和所述上料输送机构，搬运滑块通过滑轨副与龙门架滑动连接，搬运伺服电机与搬运滑块驱动连接，下压气缸竖直向下安装于搬运滑块，吸盘安装架安装于下压气缸的动力输出端，伯努利吸盘安装于吸盘安装架，当下压气缸驱动吸盘安装架竖直向下运动时，伯努利吸盘将所述载具内最顶端的硅胶片吸附住。

6.根据权利要求1所述的一种具有重量检测功能的硅片自动堆叠式上料机，其特征在于：所述上料输送机构的上方设有硅片检测机构，当硅片在上料输送机构的带动下经过硅片检测机构时，检测硅片是否存在缺角或叠片的不良情况。

7.根据权利要求1所述的一种具有重量检测功能的硅片自动堆叠式上料机，其特征在于：所述横向传输机构包括滚轮安装架，滚轮安装架上具有前后对称且横向设置的横向运输滚轮，横向运输滚轮的表面绕设有同步带，运输滚轮的下方设有与之驱动连接的滚轮驱动电机，滚轮安装架的底部设有与之驱动连接的底部顶升机构，以实现滚轮安装架整体上升或下降；前后对称且横向设置的横向运输滚轮之间设有纵向设置的运输滚轮，由独立的驱动电机与之驱动连接，当底部顶升机构将滚轮安装架往上顶起时，横向输送装置位于纵向设置的运输滚轮水平面以上，并将硅片沿横向方向排列输送，当底部顶升机构将滚轮安装架往下降落时，横向输送装置位于纵向设置的运输滚轮水平面以下，纵向设置的运输滚轮接住硅片，并将硅片沿纵向方向运送往所述纵向传输机构处。

8.根据权利要求1所述的一种具有重量检测功能的硅片自动堆叠式上料机，其特征在于：所述纵向传输机构包括从前往后依次设置的第一段纵向传输机构和第二段纵向传输机构。

9.根据权利要求1-9任一所述的一种具有重量检测功能的硅片自动堆叠式上料机，其特征在于：所述载具输送装置包括输送底板，输送底板的下方设有输送气缸，输送底板的表面设有滑轨副，滑轨副上设有输送移动板，输送气缸的动力输出端与输送移动板驱动连接，载具设置在输送移动板上。

10.根据权利要求1所述的一种具有重量检测功能的硅片自动堆叠式上料机，其特征在于：所述第一称重单元和第二称重单元的表面均设有升降罩，当需要称量硅片重量时，升降罩自动盖合。