CN109333222B - 一种全自动硅片倒角加工设备及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种全自动硅片倒角加工设备及其加工工艺，该全自动硅片倒角加工设备通过分片上料装置和传输自定心装置实现堆叠的硅片的单片分片和自定心，之后由抓取装置将自定心完成的硅片抓取并在硅片转移装置的移动下实现向倒角装置上进行放片，并在倒角装置上实现硅片的倒角后由自动取片装置进行取片后向硅片收集盒内进行硅片的收集，实现一个转移机构配合多台倒角设备的加工方式，节约了人力资源，解决倒角设备中未实现完全自动化、工作效率低下的技术问题；该全自动硅片倒角加工工艺通过利用硅片分片工序与硅片定位工序，实现硅片的快速单片分片和自定心，并利用硅片运输和硅片放片，实现硅片运输至多台倒角设备处进行倒角加工。

Description

一种全自动硅片倒角加工设备及其加工工艺

技术领域

本发明涉及单晶硅片生产技术领域，具体为一种全自动硅片倒角加工设备及其加工工艺。

背景技术

单晶硅片作为一种很好的导电材料，可以广泛地应用在半导体、太阳能电池等技术领域。单晶硅片的加工工艺后期一般需要进行倒角、研磨、腐蚀、抛光和清洗等步骤，其中倒角指将切割成的晶片锐利边修整成圆弧形，防止晶片边缘破裂及晶格缺陷产生，因此是非常重要的一个工艺步骤。

然而现有技术中的单晶硅片倒角机，操作起来比较复杂，一次一般只能加工一个工件，需要频繁地装夹工件，加工效率很低；另外，加工过程中无法实现一个加工效果的观测，加工前刀具定位的效果也不能令人满意，导致单晶硅片的倒角处理往往不能达到期望的精度。

在专利号为CN201610892031.1的中国专利中，公开了一种自动化单晶硅片倒角装置，其中包括工作台、旋转底座、旋转驱动电机和砂轮倒角组件，工作台上设置有数个工位，各个工位设置有一夹紧组件，工作台设置于旋转底座上方，旋转驱动电机与旋转底座相连接，各个夹紧组件包括两个夹紧杆和与夹紧杆一一对应的两个弹簧，弹簧一端连接至所对应的夹紧杆，弹簧的另一端连接至所对应的夹紧杆的外侧的工作台上，且弹簧的另一端设置有拉力传感器，拉力传感器与旋转驱动电机相连接，砂轮倒角组件相对于工作台可前后移动，采用该种装置，通过设置旋转底座、工作台以及上面的多个工位，一次上件可以设置多个单晶硅片，从而实现一次装件对多个工件进行加工，减少了工作人员的操作步骤。

但是，上述专利并未完全实现单晶硅片倒角的全自动化，进行硅片的倒角是需要人工手动将硅片放置在加工台上，仍需要人工进行操作，费时费力，且其只有一个倒角工位，工作效率低下。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种全自动硅片倒角加工设备，其通过分片上料装置和传输自定心装置实现堆叠的硅片的单片分片和传输过程中的自定心，之后由抓取装置将自定心完成的硅片进行抓取并在硅片转移装置的移动下实现向倒角装置上进行放片，并在倒角装置上实现硅片的倒角后由硅片输出装置进行取片后向硅片收集盒内进行硅片的收集，实现一个转移机构配合多台倒角设备的加工方式，节约了人力资源，解决了现有技术中倒角设备中未实现完全自动化的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

机架；

上料自定位单元Ⅰ，所述上料自定位单元Ⅰ安装于机架内部的一端，其包括：

分片上料装置，所述分片上料装置包括用于带动内部堆叠放置有若干硅片的片盒向上移动的上料提升机构和设置在上料提升机构后侧的分片机构；以及

传输自定心装置，所述传输自定心装置设置于所述分片上料装置的后侧且与所述分片上料装置垂直设置，该传输自定心装置包括传输机构和自定心机构，位于片盒最上方的硅片经分片机构通过接触摩擦传动方式将其自动传送至传输机构上且由传输机构以滚动传送方式将其转移至自定心机构处实现该硅片的自定心调整、定位；

硅片转移单元Ⅱ，所述硅片转移单元Ⅱ安装于机架的上方，其包括：

硅片转移装置，所述硅片转移装置设置于所述传输自定心装置的上方；以及

抓取装置，所述抓取装置滑动安装于所述硅片转移装置上，该抓取装置的初始位置位于自定心机构的正上方，经自定心机构定位后的硅片由该抓取装置将其转移至下一工序进行加工；以及

多工位倒角单元Ⅲ，所述多工位倒角单元Ⅲ设置在所述上料自定位单元Ⅰ的后侧且位于所述硅片转移单元Ⅱ的下方，其包括：

若干倒角装置，若干倒角装置线性均布设置于所述自定心机构的后侧，抓取装置将硅片转移至相应工位处的倒角装置的正上方时，该硅片的中心与该倒角装置的磨盘的中心位于同一竖直平面内；以及

若干硅片输出装置，所述倒角装置的一侧均配合设置有一硅片输出装置，该硅片输出装置将倒角加工完成的硅片从对应的倒角装置上取下并放入硅片收集盒内；

所述分片机构上设有接近开关，自定心机构上设有传输接近传感器，当传输接近传感器检测到有硅片时，控制系统延迟2～3秒后控制自定心机构工作实现该硅片的夹持定位同时控制传输机构停止转动后，抓取装置工作进行夹持定位后硅片的向下抓取，当抓取装置上的传感器检测到硅片时控制系统延迟2～3秒后控制自定心机构松开对硅片的夹持，抓取装置进行硅片的向上提升并运输至相应倒角工位，同时接近开关检测到下方无硅片时，控制系统控制分片上料装置进行向上抬升。

作为改进，所述上料提升机构包括固定安装于设备机架上的硅片升降模组及滑动设置于所述硅片升降模组上的上料支架，所述片盒安装于所述上料支架上，所述片盒下方设置有光敏传感器，该光敏传感器的上方设置有硅片堆叠区。

作为改进，所述分片机构的一端位于所述片盒内的上方，该分片机构包括：

分片驱动组件，所述分片驱动组件设置于所述硅片堆叠区的上方；

分片传输组件，所述分片传输组件设置于所述硅片堆叠区的上方，且该分片传输组件的一端位于所述片盒内，该分片传输组件上设置有若干转动设置的硅胶管，若干硅胶管与位于片盒顶端的硅片相切接触设置；

接近开关，所述接近开关安装于所述分片传输组件上，且该接近开关位于所述硅片堆叠区的上方，该接近开关用于控制分片驱动组件的转动和停止。

作为改进，所述传输机构包括：

所述传输机构设置于所述分片机构的后侧，且该传输机构的一端位于所述分片机构一侧的下方，该传输机构包括：

传输驱动组件；

若干传输硅胶管，若干传输硅胶管由传输驱动组件驱动下进行转动，将由分片传输组件单片分片的硅片进行继续向后传输，该传输硅胶管与硅胶管之间形成硅片传输通道；

传输接近传感器，所述传输接近传感器位于若干传输硅胶管传输方向的一端上，该传输接近传感器控制传输驱动组件的转动和停止，且该传输接近传感器控制自定心机构进行硅片的定心；

所述传输机构靠近所述上料提升机构的一端上还固定设置有挡板，该挡板与所述片盒一端接触设置，位于片盒内的堆叠设置的硅片与挡板抵触设置。

作为改进，所述自定心机构设置于所述传输机构传输方向一端的上方，该自定心机构与传输机构之间形成定心区，该自定心机构包括：

双螺杆定位组件，所述双螺杆定位组件对称设置于所述定心区宽度方向的两端上，该双螺杆定位组件进行相向移动将位于定心区内的单片硅片实现自定心；

尺寸调节组件，所述尺寸调节组件设置于所述定心区的沿硅片传输方向的后端，该尺寸调节组件位于所述双螺杆定位组件之间，该尺寸调节组件可根据硅片的尺寸进行工作前的尺寸调节。

作为改进，所述硅片转移装置包括：

硅片抓取区，所述硅片抓取区位于所述传输自定心装置的正上方；

硅片放片区，所述硅片放片区位于所述硅片抓取区的后方；

直线轨道，所述直线轨道固定设置于所述传输自定心装置的上方，该直线轨道贯穿于所述硅片抓取区和硅片放片区设置；

移动件，所述移动件滑动设置于所述直线轨道上，该移动件上设置有直线电机，直线电机控制移动件于直线轨道上进行往复移动作用于硅片抓取区和硅片放片区内。

作为改进，所述抓取装置包括：

旋转驱动组件，所述旋转驱动组件固定设置于所述移动件的下端面上；

升降驱动组件，所述升降驱动组件固定设置于所述旋转驱动组件的旋转驱动端上；

吸附组件，所述吸附组件固定安装于所述升降驱动组件上，该吸附组件进行

硅片的吸附，该吸附组件于所述硅片抓取区进行抓取硅片时位于所述定心区的中心线延长线上。

作为改进，所述倒角装置包括：

砂轮组件，所述砂轮组件固定设置于所述机架上，该砂轮组件上转动设置有进行硅片倒角的倒角砂轮；

硅片旋转吸附组件，所述硅片旋转吸附组件滑动设置于所述倒角装置内，该硅片旋转吸附组件初始位置位于所述抓取装置进行放片的正下方，该硅片旋转吸附组件吸附住硅片并带动硅片进行移动并在倒角砂轮处实现倒角。

作为改进，所述硅片输出装置包括：

输出旋转组件，所述输出旋转组件固定安装于所述机架上，且该输出旋转组件位于所述倒角装置的上方；

输出升降组件，所述输出升降组件固定设置于所述输出旋转组件旋转驱动端上；

输出吸附组件，所述输出吸附组件固定设置于所述输出升降组件的驱动端上，该输出吸附组件进行硅片倒角完成后的取片。

针对以上问题，本发明提供了一种全自动硅片倒角加工工艺，其通过利用硅片分片工序与硅片定位工序，实现硅片的快速单片分片和自定心，并利用硅片运输和硅片放片，实现硅片运输至多台倒角设备处进行倒角加工，解决倒角设备中未实现完全自动化、工作效率低下的技术问题，节约了人工降低了劳动强度，提高生产效率。

一种全自动硅片倒角加工工艺，包括：

步骤一，片盒上料，将需要进行倒角处理的硅片以堆叠的方式装入片盒内；

步骤二，提升分片，硅片升降模组将上料支架进行抬升，使得硅片堆叠区上端的硅片与分片机构上的硅胶管进行接触，并在提升过程中由转动的硅胶管实现单片分片；

步骤三，硅片输送，传输硅胶管在转动的过程中将硅片输送至定心区内，当硅片接近定心区传输硅胶管停止转动；

步骤四，硅片定位，当硅片接近定心区由自定心机构进行自定心，实现硅片的三点定位；

步骤五，硅片吸附，当硅片在定心区内定心完成后，由吸附组件进行吸附抓取；

步骤六，硅片转移，由抓取装置吸附住的硅片在移动件的驱动下沿着直线轨道运输至各个硅片放片区内；

步骤七，硅片放片，由抓取装置吸附住的硅片运输至各个硅片放片区后，由抓取装置将硅片放置于硅片旋转吸附组件上；

步骤八，硅片倒角，硅片旋转吸附组件带动硅片与倒角砂轮之间进行硅片的倒角加工；

步骤九，硅片收集，倒角加工完成的硅片由硅片输出装置进行吸附，将加工好的硅片从加工工位上取下并放入硅片收集盒内。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明通过分片上料装置和传输自定心装置实现堆叠的硅片的单片分片和传输过程中的自定心，之后由抓取装置将自定心完成的硅片进行抓取并在硅片转移装置的移动下实现向倒角装置上进行放片，并在倒角装置上实现硅片的倒角后由硅片输出装置进行取片后向硅片收集盒内进行硅片的收集，实现一个转移机构配合多台倒角设备的加工方式，节约了人力资源，提高了工作效率；

(2)本发明在通过设置上料提升机构并在硅片承载台上形成硅片堆叠区，若干硅片自然堆叠在硅片堆叠区内并自下而上进行移动至分片机构下方，分片机构与硅片进行接触实现硅片的自动分片，同时由传输机构逐一连续式传输至自定心处，由自定心机构实现自定心，为硅片后续生产实现多台设备有序进行相应加工做准备，节省后续倒角加工前的自调心步骤，提高了硅片加工的自动化程度和生产效率；

(3)本发明通过若干硅胶管传动的方式，依靠接触摩擦传送，实现硅片盒中硅片堆叠区内的硅片在整体提升过程中按自上而下顺序，有序向外逐一输出，提高了硅片的分片效率；

(4)本发明通过传输机构上的若干传输硅胶套将硅片传输至自定心区内，由接近传感器得到电信号后控制双螺杆精密滚珠丝杠和左右精密滚珠丝杠精确定位对应的直径位置，使得硅片在传输过程中实现三点自定心调整，确保硅片的中心与后续转移吸附机构精确配合，节省后续倒角加工前的自调心步骤；

(5)本发明通过在片盒限位区上设置有光敏传感器，当光敏传感器检测到片盒中无硅片时，上料提升机构自动下降，此时可将片盒取下进行装片，使得装置的自动化程度进一步提高；

(6)本发明通过采用一个转移机构配合多台倒角设备的加工方式，同时配合在硅片吸附的过程中设置缓冲组件实现对硅片吸附过程中的缓冲，防止硅片损坏；

(7)本发明通过将硅片吸附在硅片旋转机构上，硅片旋转机构吸附硅片进行旋转并移动至硅片旋转吸附组件处进行硅片的倒角加工，采用硅片旋转机构吸附硅片进行三坐标移动调节的方式，提高了硅片倒角的精度。

综上所述，本发明具有自动化程度高，节约人工，生产效率高等优点，尤其适用于单晶硅片生产技术领域。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为本发明的正视图；

图3为本发明上料自定位单元的结构示意图；

图4为本发明上料自定位单元的正视图；

图5为本发明分片上料装置立体结构示意图；

图6为本发明分片上料装置的局部结构示意图；

图7为本发明分片上料装置的局部正视图；

图8为本发明分片机构结构示意图；

图9为本发明分片机构的另一结构示意图；

图10为本发明分片机构剖视结构示意图；

图11为本发明传输机构的立体结构示意图；

图12为本发明传输机构正视结构示意图；

图13为本发明传输机构的局部剖视结构示意图；

图14为本发明自定心机构的立体结构示意图；

图15为本发明双螺杆定位区的立体结构示意图；

图16为本发明左右定位区立体结构示意图；

图17为本发明分片上料装置的工作状态示意图；

图18为图17中A处的局部放大示意图；

图19为本发明取放片单元立体结构示意图；

图20为图19中B处的局部放大示意图；

图21为本发明抓取装置立体结构示意图一；

图22为本发明抓取装置立体结构示意图二；

图23为本发明倒角装置立体结构示意图；

图24为本发明砂轮组件立体结构示意图；

图25为本发明硅片旋转吸附组件立体结构示意图；

图26为本发明硅片旋转机构立体结构示意图；

图27为本发明硅片输出装置立体结构示意图；

图28为本发明中片盒内堆叠放置硅片的状态示意图；

图29为本发明中抓取装置位于初始位置时的状态示意图；

图30为本发明中抓取装置位于倒角装置一侧时的状态示意图；

图31为本发明中抓取装置进行旋转放片时的状态示意图；

图32为本发明中抓取装置进行旋转放片时的另一状态示意图；

图33本发明实施例二生产工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一：

如图1、图2、图3与图4所示，一种全自动硅片倒角加工设备，包括：

机架；

上料自定位单元Ⅰ，所述上料自定位单元Ⅰ安装于机架内部的一端，其包括：

分片上料装置1，所述分片上料装置1包括用于带动内部堆叠放置有若干硅片10的片盒118向上移动的上料提升机构11和设置在上料提升机构11后侧的分片机构12；以及

传输自定心装置2，所述传输自定心装置2设置于所述分片上料装置1的后侧且与所述分片上料装置1垂直设置，该传输自定心装置2包括传输机构21和自定心机构22，位于片盒118最上方的硅片10经分片机构12通过接触摩擦传动方式将其自动传送至传输机构21上且由传输机构21以滚动传送方式将其转移至自定心机构22处实现该硅片10的自定心调整、定位；

硅片转移单元Ⅱ，所述硅片转移单元Ⅱ安装于机架的上方，其包括：

硅片转移装置3，所述硅片转移装置3设置于所述传输自定心装置2的上方；以及

抓取装置4，所述抓取装置4滑动安装于所述硅片转移装置3上，该抓取装置4的初始位置位于自定心机构22的正上方，经自定心机构22定位后的硅片10由该抓取装置4将其转移至下一工序进行加工；以及

多工位倒角单元Ⅲ，所述多工位倒角单元Ⅲ设置在所述上料自定位单元Ⅰ的后侧且位于所述硅片转移单元Ⅱ的下方，其包括：

若干倒角装置5，若干倒角装置5线性均布设置于所述自定心机构22的后侧，抓取装置4将硅片10转移至相应工位处的倒角装置5的正上方时，该硅片10的中心与该倒角装置5的磨盘的中心位于同一竖直平面内；以及

若干硅片输出装置6，所述倒角装置5的一侧均配合设置有一硅片输出装置6，该硅片输出装置6将倒角加工完成的硅片10从对应的倒角装置5上取下并放入硅片收集盒内；

所述分片机构12上设有接近开关129，自定心机构22上设有传输接近传感器218，当传输接近传感器218检测到有硅片时，控制系统延迟2～3秒后控制自定心机构22工作实现该硅片的夹持定位同时控制传输机构21停止转动后后，抓取装置4工作进行夹持定位后硅片的向下抓取，当抓取装置4上的传感器检测到硅片时控制系统延迟2～3秒后控制自定心机构22松开对硅片的夹持，抓取装置4进行硅片的向上提升并运输至相应倒角工位，同时接近开关129检测到下方无硅片时，控制系统控制分片上料装置1进行向上抬升。

需要说明的是，上料自定位单元Ⅰ进行堆叠的硅片的快速单片分片，同时在传输过程中实现硅片的自定心，硅片转移单元Ⅱ则是将自定心完成的硅片进行抓取后向多工位倒角单元Ⅲ上的各个倒角工位上进行硅片的输送，多工位倒角单元Ⅲ则是对硅片进行倒角处理并收集到硅片收集盒内。

进一步说明的是，分片上料装置1在向自下而上移动过程中实现硅片10的单片的分片，分片完成后由传输自定心装置2在传输过程中实现硅片10在定心区221内的自定心。

更进一步说明的是，上料提升机构11将硅片堆叠区111进行向上的提升至分片机构12处，其中硅片堆叠区111内紧密堆叠有若干硅片10，硅片10在提升的过程中位于硅片堆叠区111上方的硅片10与分片机构12进行接触，分片机构12则是通过接触摩擦传送方式将硅片10逐一有序向外输出，传输机构21则是衔接分片机构12和自定心机构22，将分片完成的单片硅片通过摩擦传送的方式传送至自定心机构22内，自定心机构22则是对位于传输过来的硅片10进行三点自定心调整。

而抓取装置4则是对位于定心区221内的硅片10进行抓取，使得硅片10吸附在抓取装置4上并由硅片转移装置3进行转移至多个倒角装置5上进行倒角处理，其中抓取装置4于硅片转移装置3的硅片抓取区31处进行抓取并于硅片放片区32进行放片。

在此值得一提的是，抓取装置4位于进行自定心后硅片抓取的初始位置时，该抓取装置4上的升降气缸44中心延长线与所述定心区221完成自定心的硅片的中心延长线位于同一平面内，同时抓取装置4移动至相应工位上进行转动180度后的位置位于所述硅片旋转吸附组件52的正上方，且该硅片旋转吸附组件52中心延长线的与抓取装置4转动180度后升降气缸44的中心延长线位于同一平面内。

如图5、图6与图7所示，作为一种优选的实施方式，本实施例中所述上料提升机构11还包括：

上料安装板112，所述上料安装板112固定安装于设备机架的侧面上；

硅片升降模组113，所述硅片升降模组113固定设置于所述上料安装板112上；

升降移动块，所述升降移动块滑动设置于所述硅片升降模组113上；

上料支架115，所述上料支架115固定设置于所述升降移动块上；

片盒限位块117，所述片盒限位块117数量为两组，且对称设置于所述上料支架115宽度方向的中心线两端，两组所述片盒限位块117之间形成片盒限位区110，该片盒限位区110上设置有光敏传感器1101；

片盒118，所述片盒118放置于所述片盒限位区110内，该片盒118与所述挡板116之间形成硅片堆叠区111。

需要说明的是，上料提升机构11通过硅片升降模组113进行升降移动块114的缓慢向上驱动，其中上料提升的方式在本实施方式中采用精密滚珠丝杠机构，当然不仅限于精密滚珠丝杠机构，其他能实现上料提升的实施方式也落入到本发明保护范围内。

在此值得一提的是，将堆叠在片盒118内的硅片10采用自下而上的顺序，有序向外逐一输出，在分片机构12上的若干转动的硅胶管127与片盒118内的硅片10进行接触时，通过摩擦传送方式实现上方硅片10与下方硅片10的分片，上方的硅片10在摩擦力的作用下实现向一侧输出，下方的硅片10在自身重力的作用下实现与传输过程中的硅片10的分离，确保每次输出的硅片10都是以单片的形式向外输出。

进一步说明的是，片盒118为长方体状设置，片盒118的四面为封闭设置，在该片盒118的上方形成与分片机构12接触的分片区，在提升的过程中分片机构12的一端于片盒118内进行分片工作，当片盒118内的硅片10经分片机构12全程向外分片完成后，位于片盒限位区110上的光敏传感器1101得到电信号后向使得上料提升机构2向下进行移动，复位到初始位置，此时可进行片盒118内硅片10的装料。

如图8、图9与10所示，作为一种优选的实施方式，所述分片机构12的一端位于所述片盒118内，且位于所述硅片堆叠区111上端的硅片10始终与所述分片机构12的一端接触设置，该分片机构12包括：

分片驱动组件121，所述分片驱动组件121设置于所述硅片堆叠区111的上方；

分片传输组件122，所述分片传输组件122设置于所述硅片堆叠区111的上方，且该分片传输组件122的一端位于所述片盒118内，该分片传输组件122上设置有若干转动设置的硅胶管127，若干硅胶管127与位于片盒118顶端的硅片10相切接触设置；

分片驱动电机123，所述分片驱动电机123固定设置于所述分片驱动组件121上，且该分片驱动电机123位于所述分片机构12的输出端上，该分片驱动电机123的转动端上设置有驱动齿轮124，该驱动齿轮124位于所述导杆安装区的上方；

传动齿轮125，所述传动齿轮125转动安装于所述导杆安装区内，且该传动齿轮125位于所述驱动齿轮124的下方且与该驱动齿轮124啮合设置；

滚动齿轮126，所述滚动齿轮126数量为若干个且沿所述导杆安装区均布间隔设置，该滚动齿轮126的一端上设置有硅胶管127，所述硅胶管127与分片过程中的硅片10接触设置，其中一组滚动齿轮126与所述传动齿轮125啮合设置；

传动滚动齿轮128，所述传动滚动齿轮128数量为若干个且沿所述导杆安装区122均布间隔设置，且该传动滚动齿轮128与所述滚动齿轮126交叉啮合设置，所述传动齿轮125啮合带动若干硅胶管127进行同步转动；

接近开关129，所述接近开关129安装于所述分片驱动组件121位于硅片堆叠区111上方的一端上，该接近开关129控制所述分片驱动电机123的转动和停止。

需要说明的是，当上料提升机构11将位于硅片堆叠区111内的硅片提升至分片机构12下方时，分片机构12上的接近开关129得到电信号进行分片驱动电机123的控制，分片驱动电机123进行转动驱动硅胶管127进行转动，在硅胶管127转动的过程中通过接触摩擦力实现硅片10向外进行分片输送。

进一步地说明的是，若干硅胶管127在转动过程中实现相同方向的转动，分片驱动电机123进行驱动，带动传动齿轮125进行转动，传动齿轮125转动过程中带动其中一组滚动齿轮126进行转动，该转动的一组滚动齿轮126带动与其啮合的一组滚动齿轮126进行转动，同时若干传动齿轮125和若干滚动齿轮126之间为交叉啮合设置，传动齿轮125和滚动齿轮126之间将啮合力进行互相传递，实现若干硅胶管127的方向相一致的转动。

进一步的，如图11、12与13，所述传输机构21包括：

传输驱动组件211，所述传输驱动组件211固定安装于机架上，该传输驱动组件211上设置有传输导杆安装区210；

传输驱动电机212，所述传输驱动电机212固定安装于所述传输驱动组件211上，且该传输驱动电机212位于所述传输驱动组件211沿硅片10传输方向输出端上，该传输驱动电机212的转动端上固定设置有传输驱动齿轮213，该传输驱动齿轮213位于所述传输导杆安装区210一端的下方；

传输传动齿轮214，所述传输传动齿轮214转动设置于所述传输驱动组件211上，且位于所述传输导杆安装区210内，该传输传动齿轮214位于所述传输驱动齿轮213的上方且与该传输驱动齿轮213啮合设置；

传输滚动齿轮215，所述传输滚动齿轮215数量为若干个且沿所述传输导杆安装区210均布间隔设置，该传输滚动齿轮215的一端上设置有传输硅胶管216，所述硅片10位于所述传输硅胶管216上，其中一组所述传输滚动齿轮215与所述传输传动齿轮214啮合设置；

若干传输硅胶管216，若干传输硅胶管216由传输驱动组件211驱动下进行转动，将由分片传输组件122单片分片的硅片10进行继续向后传输，该传输硅胶管216与硅胶管127之间形成硅片传输通道2160；

需要说明的是，硅片传输通道2160的高度H与单片硅片10的高度h之间的关系满足，H≥h，使得单片硅片可从硅片传输通道2160内实现向外传输。

传输传动滚动齿轮217，所述传输传动滚动齿轮217数量为若干个且沿所述传输导杆安装区210均布间隔设置，且该传输传动滚动齿轮217与所述传输滚动齿轮215交叉啮合设置，所述传输滚动齿轮215啮合带动若干传输硅胶管216进行转动；

在此值得一提的是，所述传输硅胶管216沿硅片10传输方向依次分为硅片传输区2161、硅片调整区2162及硅片夹持区2163，硅片传输区2161、硅片调整区2162和硅片夹持区2163上转动设置的硅胶管216分别与自定心机构22相适配。

传输接近传感器218，所述传输接近传感器218设置于所述传输导杆安装区210传输方向的输出端上且位于所述定心区221内。

所述传输机构21靠近所述上料提升机构11的一端上还固定设置有挡板219，该挡板219与所述片盒118一端接触设置，位于片盒118内的堆叠设置的硅片10与挡板219抵触设置。

需要说明的是，当定心区221上没有硅片10时，传动接近传感器218得到电信号进行若干传输硅胶管216的驱动，若干传输硅胶管216进行方向一致的转动，并通过接触摩擦传送方式将位于传输硅胶管216上的硅片10向自定心机构22内进行传输，当硅片10传输至定心区221处时，硅片10将传输接近传感器218挡住，传输接近传感器218再次得到电信号，使得传输硅胶管216停止转动，硅片10与定心区221处进行定心。

进一步说明的是，传输驱动电机212进行转动带动位于该传输驱动电机212驱动端上的传输驱动齿轮213进行转动，传输驱动齿轮213带动与其啮合设置的传输传动齿轮214进行转动，传输传动齿轮214带动与其啮合的一组传输滚动齿轮215进行转动，传输硅胶管216由传输滚动齿轮215带动进行转动，传输滚动齿轮215在转动过程中带动传输传动滚动齿轮217进行同步转动，由于传输滚动齿轮215与传输传动滚动齿轮217为交叉啮合设置，两两之间的传输滚动齿轮215和传输传动滚动齿轮217进行啮合，带动若干传输硅胶管216进行方向一致的转动。

如图14、15与16所示，作为一种优选的实施方式，所述自定心机构22包括：

自定心安装板222，所述自定心安装板222固定安装设备机架上，该自定心安装板222上设置有双螺杆定位区223和左右定位区224，所述双螺杆定位区223和左右定位区224垂直设置；

双螺杆定位电机225，所述双螺杆定位电机225固定设置于所述双螺杆定位区223的一侧，该双螺杆定位电机225的驱动端作用于所述双螺杆定位区223内；

双头螺杆226，所述双头螺杆226转动安装于所述双螺杆定位区223内；

定位滑块227，所述定位滑动227数量为两组且相对滑动设置于所述双头螺杆226上，该定位滑块227上固定设置有双头螺母，双头螺母与所述双头螺杆226配合设置，双头螺杆226转动过程中带动两组定位滑块227进行相向移动；

定位板228，所述定位板228数量为两组且与所述定位滑块227对应设置，该定位板228固定安装于所述定位滑块227上，两组所述定位板228位于所述定心区221的两端，两组所述定位板228的前端相互形成V字形开口，硅片10经V字形开口进入到定心区221内；

尺寸调节组件229，所述尺寸调节组件229设置于所述定心区221的沿硅片10传输方向的后端，该尺寸调节组件229位于所述双螺杆定位组件222之间，该尺寸调节组件229可根据硅片10的尺寸进行工作前的尺寸调节。

需要说明的是，传输机构21将硅片10传输至定心区221内时，位于定心区221内的传输接近传感器218得到电信号，由定位板228和尺寸调节组件229进行三点定心处理，使得硅片10在传输过程中实现自定心。

进一步说明的是，双螺杆定位区223内的双头螺杆226上设置有正反螺纹，两组定位滑块227分别配合于双头螺杆226的正反螺纹上，在双头螺杆226转动过程中两组定位滑块227发生相向移动，其中定位滑动227上设置有定位板228，两组定位板228位于定心区221的两端上，在相向移动过程中实现硅片10在定心区221内配合尺寸调节组件229实现三点定心。

值得一提的是，双头螺杆226上的定位滑块227之间的距离可根据硅片的直径大小进行调整，以适配不同规格的硅片进行自定心处理，通过将上料提升机构11的提升方式采用精密滚珠丝杠机构，升降过程中平稳且易于控制，使得硅片的分片效率大大提高。

如图19与图20所示，作为一种优选的实施方式，所述硅片转移装置3还包括：

直线轨道33，所述直线轨道33固定设置于所述传输自定心装置2的上方，该直线轨道贯33穿于所述硅片抓取区31和硅片放片区32设置；

移动件34，所述移动件34滑动设置于所述直线轨道33上，该移动件34上设置有直线电机，直线电机控制移动件34于直线轨道33上进行往复移动作用于硅片抓取区31和硅片放片区32内，所述抓取装置4固定安装于该移动件34上。

需要说明的是，移动件34于直线轨道33上的硅片抓取区31和硅片放片区32进行往复移动，往复移动过程中由直线电机进行控制，抓取装置4固定设置于移动件34上跟随移动件34进行同步移动并于各个硅片放片区32处进行放片。

进一步的，如图21与22所示，所述抓取装置4包括：

旋转驱动组件41，所述旋转驱动组件41固定设置于所述移动件34的下端面上；

升降驱动组件42，所述升降驱动组件42固定设置于所述旋转驱动组件41的旋转驱动端上，升降驱动组件42包括取放片气缸安装架43和升降气缸44。

吸附组件40，所述吸附组件40固定安装于所述升降驱动组件42上，该吸附组件40进行硅片10的吸附，该吸附组件40于所述硅片抓取区31进行抓取硅片10时位于所述定心区221的中心线延长线上。

需要说明的是，取放片气缸安装架43上的升降气缸44通过驱动真空吸盘45与硅片10进行接触，在接触过程中通过真空吸盘45的吸力将硅片10吸附住并向各个倒角装置5上进行硅片10的输送，在此值得一提的是，在真空吸盘45与升降气缸44的输出端上设置有缓冲组件，当真空吸盘45向下移动与硅片10进行接触时，缓冲组件向回移动进行真空吸盘45吸附硅片10时的缓冲，防止硅片损坏。

如图23、24、25与26所示，更进一步的，所述倒角装置5包括：

砂轮组件51，所述砂轮组件51固定设置于所述机架上，该砂轮组件51上转动设置有进行硅片10倒角的倒角砂轮523，所述砂轮组件51固定设置于设备机架上，该砂轮组件51包括升降驱动电机511、设置于所述升降驱动电机511一端的升降轨道512及滑动设置于所述升降轨道512上的升降滑台513，所述升降滑台513一端与所述驱动电机511连接设置；

硅片旋转吸附组件52，所述硅片旋转吸附组件52固定设置于所述升降滑台513上，该硅片旋转吸附组件52包括固定安装于所述升降滑台513上的电机轴座521、安装于所述电机轴座521上的旋转驱动电机522及可拆卸安装于所述电机轴座521旋转输出端上的倒角砂轮523；

横向移动机构53，所述横向移动机构53固定设置于设备机架上，且该横向移动机构53位于所述砂轮组件51的下方，该横向移动机构53与所述砂轮组件51垂直设置，该横向移动机构53包括横向驱动电机531、设置于所述横向驱动电机531一侧的横向移动轨道532及滑动设置于所述横向移动轨道532上的横向移动滑块533，所述横向移动滑块533的一端与所述横向驱动电机531驱动端连接设置；

纵向移动机构54，所述纵向移动机构54设置于所述横向移动机构53的上方且该纵向移动机构54与所述横向移动机构53垂直设置，该纵向移动机构54包括固定设置于所述横向移动滑块533上的纵向移动轨道541、固定设置于所述纵向移动轨道541上的纵向驱动电机542及滑动设置于所述纵向移动轨道541上的纵向移动滑块543，所述纵向移动滑块543的一端与所述纵向驱动电机542驱动端连接设置；

硅片旋转机构55，所述硅片旋转机构55固定设置于所述纵向移动滑块543上，该硅片旋转机构55包括载台旋转电机551、设置于所述载台旋转电机551旋转输出端上的载台轴552、套设于所述载台轴552一端上的真空套553及套设于所述载台轴552中部的载台轴座554，所述载台旋转电机551的外部套设有电机防护罩，所述载台轴座554的一端上设置有载台防水罩，所述载台轴552一端与所述真空套553之间形成硅片吸附平面555，所述硅片10吸附于该硅片吸附平面555上，所述真空套553与外部真空设备连通设置。

如图27所示，作为一种优选的实施方式，所述硅片输出装置6包括：

输出旋转组件61，所述输出旋转组件61固定安装于所述机架上，且该输出旋转组件61位于所述倒角装置5的上方；

输出升降组件62，所述输出升降组件62固定设置于所述输出旋转组件61旋转驱动端上；

输出吸附组件63，所述输出吸附组件63固定设置于所述输出升降组件62的驱动端上，该输出吸附组件63进行硅片10倒角完成后的取片。

实施例二：

参考实施例一、实施例二与实施例三描述本发明实施例四的一种全自动硅片倒角加工工艺。

如图33所示，一种全自动硅片倒角加工工艺，包括：

步骤一，片盒上料，将需要进行倒角处理的硅片10以堆叠的方式装入片盒118内；

步骤二，提升分片，硅片升降模组113将上料支架115进行抬升，使得硅片堆叠区111上端的硅片10与分片机构12上的硅胶管127进行接触，并在提升过程中由转动的硅胶管127实现单片分片；

步骤三，硅片输送，传输硅胶管216在转动的过程中将硅片10输送至定心区221内，当硅片10接近定心区221传输硅胶管216停止转动；

步骤四，硅片定位，当硅片10接近定心区221由自定心机构22进行自定心，实现硅片10的三点定位；

步骤五，硅片吸附，当硅片10在定心区221内定心完成后，由吸附组件43进行吸附抓取；

步骤六，硅片转移，由抓取装置4吸附住的硅片10在移动件34的驱动下沿着直线轨道33运输至各个硅片放片区32内；

步骤七，硅片放片，由抓取装置4吸附住的硅片10运输至各个硅片放片区32后，由抓取装置4将硅片放置于硅片旋转吸附组件52上；

步骤八，硅片倒角，硅片旋转吸附组件52带动硅片与倒角砂轮523之间进行硅片10的倒角加工；

步骤九，硅片收集，倒角加工完成的硅片10由硅片输出装置(6)进行吸附，将加工好的硅片10从加工工位上取下并放入硅片收集盒内。

工作过程：

如图1所示，将硅片10装入片盒118内，同时将片盒118放置在上料安装板112上的片盒限位块117上进行限位，同时硅片升降模组113将位于硅片堆叠区111内的硅片10进行向分片机构12处的提升，接近开关129检测到硅片10靠近时给予分片驱动电机123进行转动，使得若干硅胶管127进行转动，硅胶管127通过接触摩擦传输的方式将硅片10实现单片分片输送，分片完成的硅片10进入到传输机构21处，同时由传输硅胶管216通过接触摩擦传输的方式进行向定心区221的输送，当硅片10位于定心区221时，传输接近传感器218得到电信号使得传输硅胶管216停止转动，同时又自定心机构22进行硅片10在定心区221内的自定心，抓取装置4位于硅片抓取区31内，并由升降气缸44进行驱动使得真空吸盘45向定心区221内进行移动将位于定心区221内的硅片10进行吸附，吸附后升降气缸44进行抬升将硅片10进行抬升，同时硅片10被抬升后传输接近传感器218再次得到信号使得定位板228和尺寸调节组件229复位，传输驱动电机212驱动传输硅胶管216进行转动，由抓取装置4吸附住的硅片10在移动件34的驱动下沿着直线轨道33运输至各个硅片放片区32内，由抓取装置4吸附住的硅片10运输至各个硅片放片区32后，旋转驱动组件41进行180度旋转将硅片10旋转至硅片吸附平面555的正上方，升降气缸44将硅片10放至载台轴552上并由真空套553进行吸附，同时载台轴552带动硅片10进行旋转，吸附在载台轴552上的硅片10在横向移动机构53和纵向移动机构54的驱动下带动硅片10进行横向和纵向的移动，并在移动过程中与转动的倒角砂轮523进行接触，倒角砂轮523进行硅片10的倒角加工，倒角加工完成的硅片10由硅片输出装置6进行吸附，将加工好的硅片10从加工工位上取下并放入硅片收集盒内。

Claims (7)

1.一种全自动硅片倒角加工设备，其特征在于，包括：

机架；

上料自定位单元Ⅰ，所述上料自定位单元Ⅰ安装于机架内部的一端，其包括：

分片上料装置(1)，所述分片上料装置(1)包括用于带动内部堆叠放置有若干硅片(10)的片盒(118)向上移动的上料提升机构(11)和设置在上料提升机构(11)后侧的分片机构(12)；以及

传输自定心装置(2)，所述传输自定心装置(2)设置于所述分片上料装置(1)的后侧且与所述分片上料装置(1)垂直设置，该传输自定心装置(2)包括传输机构(21)和自定心机构(22)，位于片盒(118)最上方的硅片(10)经分片机构(12)通过接触摩擦传动方式将其自动传送至传输机构(21)上且由传输机构(21)以滚动传送方式将其转移至自定心机构(22)处实现该硅片(10)的自定心调整、定位；

硅片转移单元Ⅱ，所述硅片转移单元Ⅱ安装于机架的上方，其包括：

硅片转移装置(3)，所述硅片转移装置(3)设置于所述传输自定心装置(2)的上方；以及

抓取装置(4)，所述抓取装置(4)滑动安装于所述硅片转移装置(3)上，该抓取装置(4)的初始位置位于自定心机构(22)的正上方，经自定心机构(22)定位后的硅片(10)由该抓取装置(4)将其转移至下一工序进行加工；以及

多工位倒角单元Ⅲ，所述多工位倒角单元Ⅲ设置在所述上料自定位单元Ⅰ的后侧且位于所述硅片转移单元Ⅱ的下方，其包括：

若干倒角装置(5)，若干倒角装置(5)线性均布设置于所述自定心机构(22)的后侧，抓取装置(4)将硅片(10)转移至相应工位处的倒角装置(5)的正上方时，该硅片(10)的中心与该倒角装置(5)的磨盘的中心位于同一竖直平面内；以及

若干硅片输出装置(6)，所述倒角装置(5)的一侧均配合设置有一硅片输出装置(6)，该硅片输出装置(6)将倒角加工完成的硅片(10)从对应的倒角装置(5)上取下并放入硅片收集盒内；

所述上料提升机构(11)包括固定安装于设备机架上的硅片升降模组(113)及滑动设置于所述硅片升降模组(113)上的上料支架(115)，所述片盒(118)安装于所述上料支架(115)上，所述片盒(118)下方设置有光敏传感器(1101)，该光敏传感器(1101)的上方设置有硅片堆叠区(111)；

所述分片机构(12)的一端位于所述片盒(118)内的上方，该分片机构(12)包括：

分片驱动组件(121)，所述分片驱动组件(121)设置于所述硅片堆叠区(111)的上方；

分片传输组件(122)，所述分片传输组件(122)设置于所述硅片堆叠区(111)的上方，且该分片传输组件(122)的一端位于所述片盒(118)内，该分片传输组件(122)上设置有若干转动设置的硅胶管(127)，若干硅胶管(127)与位于片盒(118)顶端的硅片(10)相切接触设置；

接近开关(129)，所述接近开关(129)安装于所述分片传输组件(122)上，且该接近开关(129)位于所述硅片堆叠区(111)的上方，该接近开关(129)用于控制分片驱动组件(121)的转动和停止；

所述传输机构(21)设置于所述分片机构(12)的后侧，且该传输机构(21)的一端位于所述分片机构(12)一侧的下方，该传输机构(21)包括：

传输驱动组件(211)；

若干传输硅胶管(216)，若干传输硅胶管(216)由传输驱动组件(211)驱动下进行转动，将由分片传输组件(122)单片分片的硅片(10)进行继续向后传输，该传输硅胶管(216)与硅胶管(127)之间形成硅片传输通道(2160)；

传输接近传感器(218)，所述传输接近传感器(218)位于若干传输硅胶管(216)传输方向的一端上，该传输接近传感器(218)控制传输驱动组件(211)的转动和停止，且该传输接近传感器(218)控制自定心机构(22)进行硅片(10)的定心；

所述传输机构(21)靠近所述上料提升机构(11)的一端上还固定设置有挡板(219)，该挡板(219)与所述片盒(118)一端接触设置，位于片盒(118)内的堆叠设置的硅片(10)与挡板(219)抵触设置。

2.根据权利要求1所述的一种全自动硅片倒角加工设备，其特征在于，所述自定心机构(22)设置于所述传输机构(21)传输方向一端的上方，该自定心机构(22)与传输机构(21)之间形成定心区(221)，该自定心机构(22)包括：

双螺杆定位组件(222)，所述双螺杆定位组件(222)对称设置于所述定心区(221)宽度方向的两端上，该双螺杆定位组件(222)进行相向移动将位于定心区(221)内的单片硅片(10)实现自定心；

尺寸调节组件(229)，所述尺寸调节组件(229)设置于所述定心区(221)的沿硅片(10)传输方向的后端，该尺寸调节组件(229)位于所述双螺杆定位组件(222)之间，该尺寸调节组件(229)可根据硅片(10)的尺寸进行工作前的尺寸调节。

3.根据权利要求2所述的一种全自动硅片倒角加工设备，其特征在于，所述硅片转移装置(3)包括：

硅片抓取区(31)，所述硅片抓取区(31)位于所述传输自定心装置(2)的正上方；

硅片放片区(32)，所述硅片放片区位于所述硅片抓取区(31)的后方；

直线轨道(33)，所述直线轨道(33)固定设置于所述传输自定心装置(2)的上方，该直线轨道贯穿于所述硅片抓取区(31)和硅片放片区(32)设置；

移动件(34)，所述移动件(34)滑动设置于所述直线轨道(33)上，该移动件(34)上设置有直线电机，直线电机控制移动件(34)于直线轨道(33)上进行往复移动作用于硅片抓取区(31)和硅片放片区(32)内。

4.根据权利要求3所述的一种全自动硅片倒角加工设备，其特征在于，所述抓取装置(4)包括：

旋转驱动组件(41)，所述旋转驱动组件(41)固定设置于所述移动件(34)的下端面上；

升降驱动组件(42)，所述升降驱动组件(42)固定设置于所述旋转驱动组件(41)的旋转驱动端上；

吸附组件(40)，所述吸附组件(40)固定安装于所述升降驱动组件(42)上，该吸附组件(40)进行硅片(10)的吸附，该吸附组件(40)于所述硅片抓取区(31)进行抓取硅片(10)时位于所述定心区(221)的中心线延长线上。

5.根据权利要求4所述的一种全自动硅片倒角加工设备，其特征在于，所述倒角装置(5)包括：

砂轮组件(51)，所述砂轮组件(51)固定设置于所述机架上，该砂轮组件(51)上转动设置有进行硅片(10)倒角的倒角砂轮(523)；

硅片旋转吸附组件(52)，所述硅片旋转吸附组件(52)滑动设置于所述倒角装置(5)内，该硅片旋转吸附组件(52)初始位置位于所述抓取装置(4)进行放片的正下方，该硅片旋转吸附组件(52)吸附住硅片并带动硅片(10)进行移动并在倒角砂轮(523)处实现倒角。

6.根据权利要求4所述的一种全自动硅片倒角加工设备，其特征在于，所述硅片输出装置(6)包括：

输出旋转组件(61)，所述输出旋转组件(61)固定安装于所述机架上，且该输出旋转组件(61)位于所述倒角装置(5)的上方；

输出升降组件(62)，所述输出升降组件(62)固定设置于所述输出旋转组件(61)旋转驱动端上；

输出吸附组件(63)，所述输出吸附组件(63)固定设置于所述输出升降组件(62)的驱动端上，该输出吸附组件(63)进行硅片(10)倒角完成后的取片。

7.根据权利要求5所述的一种全自动硅片倒角加工设备的全自动硅片倒角加工工艺，其特征在于，包括：

步骤一，片盒上料，将需要进行倒角处理的硅片(10)以堆叠的方式装入片盒(118)内；

步骤二，提升分片，硅片升降模组(113)将上料支架(115)进行抬升，使得硅片堆叠区(111)上端的硅片(10)与分片机构(12)上的硅胶管(127)进行接触，并在提升过程中由转动的硅胶管(127)实现单片分片；

步骤三，硅片输送，传输硅胶管(216)在转动的过程中将硅片(10)输送至定心区(221)内，当硅片(10)接近定心区(221)传输硅胶管(216)停止转动；

步骤四，硅片定位，当硅片(10)接近定心区(221)由自定心机构(22)进行自定心，实现硅片(10)的三点定位；

步骤五，硅片吸附，当硅片(10)在定心区(221)内定心完成后，由吸附组件(40)进行吸附抓取；

步骤六，硅片转移，由抓取装置(4)吸附住的硅片(10)在移动件(34)的驱动下沿着直线轨道(33)运输至各个硅片放片区(32)内；

步骤七，硅片放片，由抓取装置(4)吸附住的硅片(10)运输至各个硅片放片区(32)后，由抓取装置(4)将硅片放置于硅片旋转吸附组件(52)上；

步骤八，硅片倒角，硅片旋转吸附组件(52)带动硅片与倒角砂轮(523)之间进行硅片(10)的倒角加工；

步骤九，硅片收集，倒角加工完成的硅片(10)由硅片输出装置(6)进行吸附，将加工好的硅片(10)从加工工位上取下并放入硅片收集盒内。

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