CN108792574A - 上料机构及芯片加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种上料机构及芯片加工装置，上料机构包括：驱动件，驱动件用于装设在机台框架上、并输出旋转动力；承托件，承托件与驱动件旋转驱动连接；料盒，料盒装设在承托件上用于盛装待加工物料、并可在上料区与工作区之间自由切换；及顶升组件，顶升组件设置于承托件的一侧、用于将转动至工作区内的料盒中的薄膜芯片顶出。本技术方案的上料机构可无需人力参与，在实现薄膜芯片的自动化精准上料的同时，还有利于降低人力成本和消除人工操作的潜在安全风险，此外，还能够杜绝深入机台深处造成的报警开关误触发问题发生，避免生产意外中断，提高设备工作可靠性，保证加工产线的连续高效运行。

Description

上料机构及芯片加工装置

技术领域

本发明涉及太阳能薄膜技术领域，特别是涉及一种上料机构及芯片加工装置。

背景技术

21世纪以来，太阳能作为清洁可再生资源，在发电领域的使用占比逐年提高，市场前景非常广阔。在太阳能光伏行业中，用于太阳能薄膜发电装置中的电池芯片一般需要经过敷设、层压、封装等一系列加工工艺之后方可成为输出电源的实际产品。然而，在电池芯片的敷设环节中，是需要将芯片不间断供给到加工产线上实现自动化生产的，而芯片的上料操作目前大都依靠工人深入机台内操作完成，如此不仅人力成本高，而且危险系数较高，存在较大的人身安全隐患，并且一旦误触发设备的报警开关，将导致整个加工产线自动停止，影响生产的连续性，致使生产效率低下。

发明内容

基于此，有必要提供一种上料机构，能够实现薄膜芯片的自动化精准上料，利于降低人力成本和消除潜在安全风险，同时工作可靠性高，能够保证加工产线的连续高效生产；芯片加工装置通过装配该上料机构，能够提升自动化加工能力，提高运行安全性与效能。

其技术方案如下：

一方面，本申请提供一种上料机构，包括：

驱动件，所述驱动件用于装设在机台框架上、并输出旋转动力；

承托件，所述承托件与所述驱动件旋转驱动连接；

料盒，所述料盒装设在所述承托件上用于盛装待加工物料、并可在上料区与工作区之间自由切换；及

顶升组件，所述顶升组件设置于所述承托件的一侧、用于将转动至所述工作区内的所述料盒中的所述薄膜芯片顶出。

上述的上料机构主要用于为加工产线进行自动化精准供给待加工物料(本技术方案中具体为太阳能薄膜芯片)。具体在工作时，料盒首先处于上料区内，待填装满薄膜芯片之后，驱动件输出旋转动力，可驱使承托件转动并最终带动料盒进入工作区；紧接着，顶升组件工作将位于料盒内的薄膜芯片顶出，使得取料机构能够逐一将薄膜芯片取出并放置到敷设等后续加工工序中，由此完成为加工产线的自动上料作业。相较于传统的上料方式，本技术方案的上料机构可无需人力参与，在实现薄膜芯片的自动化精准上料的同时，还有利于降低人力成本和消除人工操作的潜在安全风险，此外，还能够杜绝深入机台深处造成的报警开关误触发问题发生，避免生产意外中断，提高设备工作可靠性，保证加工产线的连续高效运行。

下面对本申请的技术方案作进一步地说明：

在其中一个实施例中，包括两个所述料盒，所述驱动件为旋转气缸，所述旋转气缸的旋杆连接于所述承托件的中部，两个所述料盒间隔设置于所述承托件的同一面上、并分别位于所述旋杆的两侧；其中，两个所述料盒在所述旋转气缸的旋转动力驱动下可一一对应的轮换进入所述工作区和所述上料区。

在其中一个实施例中，所述承托件开设有插槽，所述料盒可拆卸卡接于所述插槽内。

在其中一个实施例中，所述料盒包括底板及间隔设置于所述底板的同一面上的至少两块围挡板，至少两块所述围挡板配合形成用于容置所述薄膜芯片的料槽。

在其中一个实施例中，所述底板和所述插槽的槽底的对应位置均开设有过孔，所述顶升组件包括用于装设在所述机台框架上的支架、设置于所述支架上的顶升动力件、以及与所述顶升动力件驱动连接的顶升杆；当所述料盒旋转至所述工作区时，所述顶升动力件能够驱动所述顶升杆将所述料槽内的所述薄膜芯片顶起。

在其中一个实施例中，还包括控制器，所述控制器与所述驱动件以及所述顶升动力件均电性连接，所述顶升组件还包括设置于所述顶升杆上的到位传感器、以及设置于所述料盒上并与所述到位传感器可触发配合的到位感应器，所述到位传感器和所述到位感应器均与所述控制器通信连接。

在其中一个实施例中，所述过孔的面积大于等于所述顶升杆的截面积。

在其中一个实施例中，所述顶升杆面向所述过孔的一端设有导入部。

在其中一个实施例中，还包括与所述控制器通信连接的重力传感器，所述重力传感器设置于所述顶升杆的端部、并与所述薄膜芯片触发配合。

另一方面，本申请还提供一种芯片加工装置，其包括如上所述的上料机构。芯片加工装置通过装配该上料机构，能够提升自动化加工能力，提高运行安全性与效能。

附图说明

图1为本发明一实施例所述的用于薄膜芯片的上料机构的结构示意图；

图2为图1所示机构的俯视结构示意图；

图3为本发明一实施例所述的顶升杆与薄膜芯片顶升配合的结构示意图。

附图标记说明：

100、驱动件，200、承托件，300、料盒，310、底板，320、围挡板，400、顶升组件，410、支架，420、顶升动力件，430、顶升杆，500、机台框架，600、料槽，700、过孔，800、薄膜芯片。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”、“设置于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；一个元件与另一个元件固定连接的具体方式可以通过现有技术实现，在此不再赘述，优选采用螺纹连接的固定方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1至图3所示，为本申请展示的一种实施例的用于薄膜芯片800的上料机构，包括：驱动件100，所述驱动件100用于装设在机台框架500上、并输出旋转动力；承托件200，所述承托件200与所述驱动件100旋转驱动连接；料盒300，所述料盒300装设在所述承托件200上用于盛装薄膜芯片800、并可在上料区与工作区之间自由切换；及顶升组件400，所述顶升组件400设置于所述承托件200的一侧、用于将转动至所述工作区内的所述料盒300中的所述薄膜芯片800顶出。

上述的上料机构主要用于为加工产线进行自动化精准供给待加工物料(本技术方案中具体为太阳能薄膜芯片800)。具体在工作时，料盒300首先处于上料区内，待填装满薄膜芯片800之后，驱动件100输出旋转动力，可驱使承托件200转动并最终带动料盒300进入工作区；紧接着，顶升组件400工作将位于料盒300内的薄膜芯片800顶出，使得取料机构能够逐一将薄膜芯片800取出并放置到敷设等后续加工工序中，由此完成为加工产线的自动上料作业。相较于传统的上料方式，本技术方案的上料机构可无需人力参与，在实现薄膜芯片800的自动化精准上料的同时，还有利于降低人力成本和消除人工操作的潜在安全风险，此外，还能够杜绝深入机台深处造成的报警开关误触发问题发生，避免生产意外中断，提高设备工作可靠性，保证加工产线的连续高效运行。

需要说明的是，工作人员站立的一侧区域为所述的上料区，通过人力手动或借助供料设备为料盒300内添加薄膜芯片800；而位于机台框架500内部的一侧区域则为所述的工作区，该工作区与设备的取料机构配合，用于供给薄膜芯片800给加工产线。

也即可以理解的，上料区与工作区处于同一直线的两端，料盒300在上料区完成上料之后，通过驱动件100输出旋转动力，转动180°即可准确止停在工作区内。当料盒300内的薄膜芯片800全部取完之后，驱动件100再次驱动料盒300旋转180°，料盒300便可再次进入上料区进行第二次装填薄膜芯片800，待装填完毕，又可旋转进入工作区与取料机构配合进行第二次供料；由此循环往复，实现不间断连续上料，工作可靠性高，准确度高。

驱动件100可选是旋转气缸，通过预先调设，可精准输出180°的旋转动力，使单个料盒300在工作区与上料区之间准确切换，动作精度高。当然了，在其它实施例中，驱动件100也可以是电机、油缸等动力输出部件。

请继续参阅图1和图2，然而，在上述实施例的上料机构中，料盒300单个周期内仅能择一处于上料区或者工作区，使得当进行上料时，工作区一侧的取料作业处于暂时的停滞状态，因而会大大影响设备的加工效率与生产连续性。鉴于此问题，在进一步地技术方案中，上料机构包括两个所述料盒300，所述驱动件100为旋转气缸，所述旋转气缸的旋杆连接于所述承托件200的中部，两个所述料盒300间隔设置于所述承托件200的同一面上、并分别位于所述旋杆的两侧；其中，两个所述料盒300在所述旋转气缸的旋转动力驱动下可一一对应的轮换进入所述工作区和所述上料区。此时两个料盒300可分别处于上料区和工作区内，使得上料与取料两个工作同步进行，也即第一料盒300在上料区填装薄膜芯片800时，第二料盒300则处于工作区内进行供料；一段时间后，当第二料盒300内的薄膜芯片800取完时，第一料盒300内也恰好填装满了新的薄膜芯片800(需要保证工作区内取料的速度和耗时与上料区内装料的速度与耗时相同)；驱动件100驱动承托件200旋转180°，可使第二料盒300回到上料区进行补料，而第一料盒300恰好进入工作区承接第二料盒300继续供料。如此可大大缩短停歇时间，提升设备的上料效率。

需要说明的是，上述两个料盒300的双工位供料方式并非对本申请保护范围的限制，在其它实施例中，承托件200还可同时安装三个或三个以上的料盒300，多个料盒300沿周向均匀间隔布置。例如布置三个料盒300时，相邻两个料盒300相隔120°布置。如此，驱动件100每旋转120°时，即可将一个装满薄膜芯片800的料盒300送入工作区，而另两个料盒300则可处于上料区同时填装薄膜芯片800。这样，可通过布置更多的料盒300、同时减小旋转的角度来进一步缩减加工间歇耗时，提升上料效率。

当然了，当料盒300的布置数量较多，导致单个取料机构无法及时夹取薄膜芯片800而影响上料效率时，可相应地增加取料机构的数量，实现单位时间内两个或以上数量的取料工位对两个或以上的料盒300同时同步取料，提升设备的运行性能。

在一可选实施例中，承托件200为具有一定厚度的矩形板件，用于安装固定料盒300，并带动料盒300旋转。承托件200开设有插槽，料盒300可拆卸卡接于插槽内。该种安装方式不仅连接强度高，而且装拆方便，便于料盒300(薄膜芯片800)进行安装和更换。

可以理解的，料盒300也可以是采用卡扣、粘连、螺接等现有技术中的其它连接方式与承托件200装配固定的。具体可根据本领域技术人员的实际需要进行灵活选择。

请继续参阅图2和图3，进一步地，所述料盒300包括底板310及间隔设置于所述底板310的同一面上的至少两块围挡板320，至少两块所述围挡板320配合形成用于容置所述薄膜芯片800的料槽600。实际工作时，料盒300中填装有多个薄膜芯片800，并以层叠方式布置。为了保证薄膜芯片800置放牢固，料槽600的面积和形状与薄膜芯片800的面积和形状是适配的。但考虑到薄膜芯片800的送出方式是依靠顶升组件400的向上顶推力，薄膜芯片800随即与料槽600的槽壁发生相对滑动而脱离料盒300的约束，并最终被取料机构带走。因此，将料盒300的侧壁设计为至少两块围挡板320间隔围设在底板310上的结构，间隔形成的缺口区域能够有效减少与薄膜芯片800的接触面积，进而减小相对滑动时的接触摩擦力，更加有利于薄膜芯片800被顶推送出。

请继续参阅图1，所述底板310和所述插槽的槽底的对应位置均开设有过孔700，所述顶升组件400包括用于装设在所述机台框架500上的支架410、设置于所述支架410上的顶升动力件420、以及与所述顶升动力件420驱动连接的顶升杆430；当所述料盒300旋转至所述工作区时，所述顶升动力件420能够驱动所述顶升杆430将所述料槽600内的所述薄膜芯片800顶起。当承托件200携带料盒300转动并止停在工作区内时，此时顶升杆430恰好与过孔700纵向对齐；紧接着，顶升动力件420输出向上方向的推力，使得顶升杆430能够穿过过孔700之后与料盒300内最下方的一块薄膜芯片800抵接，从而推动所有薄膜芯片800同步向上移动。当移动到位时，位于最上方的一块薄膜芯片800恰好脱离与料槽600槽壁的接触(即处于无约束状态)，此时取料机构便能够顺利夹取移走最上方的那块薄膜芯片800，完成一个薄膜芯片800的取料作业。该取料方式工作可靠性高，各部件之间配合精度高，能够实现薄膜芯片800的高效送料。

然而，承托件200带动料盒300在工作区与上料区之间的切换、以及料盒300与顶升组件400之间的薄膜芯片800的顶推作业均为一个动态的、多部件之间的配合过程，而如何提升配合精度，将直接决定机构的运行性能与可靠性。鉴于此，在上述实施例所记载方案的基础上，上料机构还包括控制器，所述控制器与所述驱动件100以及所述顶升动力件420均电性连接，所述顶升组件400还包括设置于所述顶升杆430上的到位传感器(未示出)、以及设置于所述料盒300上并与所述到位传感器可触发配合的到位感应器(未示出)，所述到位传感器和所述到位感应器均与所述控制器通信连接。其中，到位传感器与到位感应器用于对承托件200是否带动料盒300转动到位进行判定、反馈与校准。具体地，当料盒300转动至工作区，使得到位传感器与到位感应器对准时，到位传感器发射出的信号能够正常被到位感应器接收，即代表料盒300准确止停在了预设位置，使得过孔700能够与下方的顶升杆430对齐，此时，到位感应器和/或到位感应器可反馈信号给控制器，由控制器输出指令给顶升动力件420驱动顶升杆430移动，顺利完成薄膜芯片800被顶升推出。而当到位传感器无法与到位感应器对准时，此时到位传感器发出的信号则无法被到位感应器接收，即代表料盒300止停的当前位置与预设位置出现偏差，表明过孔700无法与下方的顶升杆430纵向对齐，存在配合误差。此时，到位传感器和/或到位感应器反馈信息给控制器，控制器随即输出指令给驱动件100，驱动件100可通过小位移的旋转对料盒300的位置进行校准，以保证停止在预设位置，确保过孔700与顶升杆430的配合精度，从而保证后续薄膜芯片800顺利、可靠顶推送出。通过上述的检测、反馈及校准步骤，能够进一步提高各部件的配合精度与协同有效性，提升上料机构的工作性能。

可选地，上述的顶升动力件420可以是直线气缸、电机、油缸等动力部件。

如图3所示，上述方案通过外部检测反馈的手段保证过孔700与顶升杆430的有效配合，智能化程度高，工作性能好，但成本偏高。因此作为可替代的实施方案，可设定所述过孔700的面积大于等于所述顶升杆430的截面积。也即，通过将过孔700的面积设计为大于或等于顶升杆430的截面积(优选为大于)，使得即便料盒300转动至工作区的实际位置与预设位置出现较小偏差，也能够使顶升杆430顺利穿过过孔700，使上料机构具备一定的“消缺”能力和更佳的误差适应能力。

并且，所述顶升杆430面向所述过孔700的一端设有导入部(未示出)。该导入部可选是倒角或圆角结构，更顶升杆430更容易穿入过孔700内。

综上可知，薄膜芯片800通过顶升组件400的顶推力，逐步向上移动，之后一个一个的逐步被取料机构取走。然而，当最上层的薄膜芯片800被取走时，如何控制顶升杆430向上走的形成恰好是一个薄膜芯片800的厚度，从而有效消除因顶升行程过多或过少，导致无法正常取料发生，是更需要被进一步解决的问题。在本申请进一步地技术方案中，上料机构还包括与所述控制器通信连接的重力传感器(未示出)，所述重力传感器设置于所述顶升杆430的端部、并与所述薄膜芯片800触发配合。其中，重力传感器内预存有单个薄膜芯片800的重量，使得当料盒300内最上方的薄膜芯片800被取走时，重力传感器可检测到当前料盒300内减少了一个薄膜芯片800的重量，由此可反馈信号给控制器，从而发出指令给顶升动力件420驱动顶升杆430向上顶升一个薄膜芯片800厚度的行程距离(顶升动力件420可进行预先设定，使得其能够完成单个顶升动力的移动行程对应为一个薄膜芯片800的厚度值)，以此往复，直至所有的薄膜芯片800都被取完，重力传感器检测到当前的重力为零，即可反馈控制器，驱控驱动件100旋转切换另一个料盒300继续进入工作区工作。该手段检测精度高，能够有效保证料盒300、顶升组件400与取料机构的高效、准确配合，保证上料机构的供料连续性。

或者，作为上述方案的可替代实施方式，当取料机构每取走一块薄膜芯片800时，该夹取的动作能够被控制器所识别，进而使控制器得到一个信号并输出指令使顶升组件400动作而使料盒300内的薄膜芯片800向上移动一个薄膜芯片800的厚度，以完成连续上料。

但需要说明的是，上述两种方案并非对本申请保护范围的限制，本领域技术人员还可采用现有技术中的其它技术手段来实现薄膜芯片800的连续顶升上料，也都在本申请的保护范围内，在此不再赘述。

另一方面，本申请还提供一种芯片加工装置，其包括如上所述的上料机构。芯片加工装置通过装配该上料机构，能够提升自动化加工能力，提高运行安全性与效能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种上料机构，其特征在于，包括：

驱动件，所述驱动件用于装设在机台框架上、并输出旋转动力；

承托件，所述承托件与所述驱动件旋转驱动连接；

料盒，所述料盒装设在所述承托件上用于盛装待加工物料、并可在上料区与工作区之间自由切换；及

顶升组件，所述顶升组件设置于所述承托件的一侧、用于将转动至所述工作区内的所述料盒中的所述薄膜芯片顶出。

2.根据权利要求1所述的上料机构，其特征在于，包括两个所述料盒，所述驱动件为旋转气缸，所述旋转气缸的旋杆连接于所述承托件的中部，两个所述料盒间隔设置于所述承托件的同一面上、并分别位于所述旋杆的两侧；其中，两个所述料盒在所述旋转气缸的旋转动力驱动下可一一对应的轮换进入所述工作区和所述上料区。

3.根据权利要求1所述的上料机构，其特征在于，所述承托件开设有插槽，所述料盒可拆卸卡接于所述插槽内。

4.根据权利要求3所述的上料机构，其特征在于，所述料盒包括底板及间隔设置于所述底板的同一面上的至少两块围挡板，至少两块所述围挡板配合形成用于容置所述薄膜芯片的料槽。

5.根据权利要求4所述的上料机构，其特征在于，所述底板和所述插槽的槽底的对应位置均开设有过孔，所述顶升组件包括用于装设在所述机台框架上的支架、设置于所述支架上的顶升动力件、以及与所述顶升动力件驱动连接的顶升杆；当所述料盒旋转至所述工作区时，所述顶升动力件能够驱动所述顶升杆将所述料槽内的所述薄膜芯片顶起。

6.根据权利要求5所述的上料机构，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述驱动件以及所述顶升动力件均电性连接，所述顶升组件还包括设置于所述顶升杆上的到位传感器、以及设置于所述料盒上并与所述到位传感器可触发配合的到位感应器，所述到位传感器和所述到位感应器均与所述控制器通信连接。

7.根据权利要求5所述的上料机构，其特征在于，所述过孔的面积大于等于所述顶升杆的截面积。

8.根据权利要求5所述的上料机构，其特征在于，所述顶升杆面向所述过孔的一端设有导入部。

9.根据权利要求6所述的上料机构，其特征在于，还包括与所述控制器通信连接的重力传感器，所述重力传感器设置于所述顶升杆的端部、并与所述薄膜芯片触发配合。

10.一种芯片加工装置，其特征在于，包括如上述权利要求1至9任一项所述的上料机构。