CN110783430A - 一种太阳能硅片导置交换的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种太阳能硅片导置交换的方法及装置，属于自动化设备技术领域。本发明包括以下步骤：存储生片的花篮输送至花篮上下料工位，由花篮上下料机械手将生片放入中转机构生片暂存区域；中转机构上游为熟片暂存区域下游为生片暂存区域；装载熟片的石英舟到达熟片下料工位时，由上下料机械手将熟片自石英舟抓取至中转机构熟片暂存区域；空石英舟进给至生片上料工位，由上下料机械手自中转机构生片暂存区域抓取生片至石英舟内；中转机构上的熟片由上下料机械手自中转机构上抓取并放入花篮，本发明流程简洁，方便了机械结构的设计，简化了动作流程，在实际生产中也便于调试和维护，在硅片取放过程中，抓手不空跑，进一步节省了时间，提高了效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能硅片导置交换的方法及装置，属于自动化设备技术领域。
背景技术
太阳能电池硅片生产过程中，通常包含制绒、扩散、刻蚀、清洗、PEVCD与印刷烧结等工艺流程，完成太阳能硅片PN结、附属电路等加工处理，在此过程中，硅片需要经过多道工艺设备进行处理，需要频繁上下料操作。工厂内设备间硅片转运通常采用硅片花篮承载，而工艺设备内，因特殊工艺处理需求，通常采用金属、石墨、石英等制作为硅片载体，行业内一般称之为舟。舟的形态也因工艺设备需求多种多样，但通常具备类似的槽齿状结构特点，串列结构的槽齿用于承载硅片完成工艺处理，处理后，需要与花篮内未处理硅片进行交换，实现不间断生产。后续描述仅以石英舟为代表，但方法可泛化推广应用。
采用特定吸盘，从花篮中取出硅片，插入石英舟空槽位中，然后将石英舟中处理后的硅片取出，放入硅片花篮中，实现生熟交换，此过程既可离线完成，也可在线完成。因硅片数量较多，同时受花篮、石英舟、硅片本身轻薄结构与承载结构空间限制，单次对倒硅片数量一般不高，生熟对倒过程工作量大，自动化或人工作业，均较为耗时。为此，本发明提出一种自动化并行作业方法，可高效实现硅片花篮与石英舟上下游生熟对倒，可适用于类似流程作业特点的自动化生产系统。
以太阳能电池硅片扩散工艺环节为例，高温扩散炉通常为横置圆柱状，一般采用石英舟，从固定端进入或退出炉体，进入炉体的硅片，在高温下，完成离子扩散渗入，形成PN结。为节省空间，要么硅片平面垂直于炉体轴线纵向排列；要么采用平行炉体轴线，采用多组的形式。前者可以用较多槽位连续的大舟，后者仅能用槽位数量少的小石英舟，且倒片完毕后，石英舟必须立起，然后批量送入炉体。
行业内，生片转运花篮通常为100槽位，花篮槽齿间距4.76mm，槽位一般50连续一组，中间留有间隔，为此常见的硅片吸盘为50一组。为节省空间，石英舟槽位间距通常为2.38mm，常见的石英舟槽位，均满足50的倍数连续分布，以适应上下游倒片过程。无论花篮槽位与石英舟连续槽位数为多少，一般选用搬运吸盘数量为二者的最大公约数，当此数字较小时，批量对倒的硅片数量势必较少，大幅降低生熟对倒数量，难以满足工艺处理设备的产能要求。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种太阳能硅片导置交换的方法及装置，用于解决现有技术中现有设备方法实现方式繁琐，效率较低，满足不了现有生产烧结工艺产量的节拍需求，大大影响了了生产效率，且在花篮侧需采用三自由度桁架结构，不利于花篮侧基准校位，设备适应性不强，不能兼容载片量不同的石英舟，且各动作基准没有参照现场不利于人工调试维护作业的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种太阳能硅片导置交换方法，其特征在于，包括以下步骤：
增加中转机构，生片放置在花篮中，输送到中转机构生片暂存区域，同时熟片经石英舟输送到中转机构熟片暂存区域；
存储生片的花篮输送至花篮上下料工位，生片进入中转机构生片暂存区域；
满熟片石英舟进入熟片下料工位，熟片进入到中转机构熟片暂存区域；
下料完毕的熟片石英舟进给至轮空工位，后续满熟片石英舟进给至熟片下料工位，轮空工位空石英舟进给至生片上料工位；
熟片进入中转机构熟片暂存区域，生片进入生片上料工位处空石英舟；
熟片石英舟、轮空石英舟、载有生片石英舟继续进给；
花篮继续输送生片，上下料机械手进行放置生片抓取熟片作业；
中转机构进给特定槽位数，生片进入中转机构生片暂存区域，熟片进入花蓝；
中转机构未进给到预设总槽位数时，重复上述作业；
中转机构进给到预设总槽位数时，中转机构进给，上下料机械手清空熟片暂存区域；
继续重复上述作业。
于本发明的一实施例中，所述的生片放置在花篮中，输送到中转机构生片暂存区域，同时熟片经石英舟输送到中转机构熟片暂存区域的具体方式为：双通道花篮上生片，并通过上下料机械手桁架吸盘抓手吸取生片放置在中转机构生片暂存区域，此时石英舟内的熟片已通过上下料机械手在熟片抓取区熟片下料工位取出熟片，并将熟片放置在中转机构的熟片暂存区域。
于本发明的一实施例中，所述的下料完毕的熟片石英舟进给至轮空工位，后续满熟片石英舟进给至熟片下料工位，轮空工位空石英舟进给至生片上料工位的具体步骤为：上下料机械手将中转机构内的生片放置在空石英舟内，空置石英舟在生片放置区放满生片，传输线进给，熟片下料机械手将满熟片石英舟内的熟片抓取至中转机构熟片暂存区域，输送线进给。
于本发明的一实施例中，所述的熟片进入中转机构熟片暂存区域，生片进入生片上料工位处空石英舟的具体步骤为：后续载有熟片的石英舟运至熟片抓取区，轮空位石英舟运至生片放置区，载满生片的石英舟继续进给，由翻转装置完成生片石英舟和炉内出来的熟片石英舟的交换，满熟片石英舟内的熟片由熟片下料机械手抓取至中转机构熟片暂存区域，中转机构生片暂存区域的生片由生片下料机械手抓取至生片上料工位处的空石英舟。
于本发明的一实施例中，所述的熟片石英舟、轮空石英舟、载有生片石英舟继续进给的具体步骤为：熟片轮空石英舟进给至轮空工位，后续满熟片石英舟进给至熟片下料工位；轮空工位空石英舟进给至生片上料工位；载满生片的石英舟由翻转装置完成满生片石英舟和炉内出来的满熟片石英舟的交换。
于本发明的一实施例中，所述的中转机构进给特定槽位数，生片进入中转机构生片暂存区域，熟片进入花蓝的具体步骤为：根据花篮和石英舟的槽位数量，设定中转机构单次进给槽位及进给次数，上下料机械手抓取花篮内生片至中转机构生片暂存区，并将中转机构熟片暂存区的熟片抓取至花篮内；并继续将花篮内生片抓取至中转机构上方，等待上下料机械手完成抓取熟片、放置生片动作，中转机构进给特定槽位后，将生片放置在中转机构生片暂存区域，并取走中转机构熟片暂存区域熟片。
于本发明的一实施例中，所述的中转机构进给到预设总槽位数时，中转机构进给，上下料机械手清空熟片暂存区域的具体步骤为：根据花篮和石英舟的槽位数量，设定中转机构单次进给槽位及所需进给次数，中转机构每次都进给特定槽位，当进给至特定次数时，中转机构进给设定槽位，此时需上下料机械手完全清空中转机构熟片暂存区域的熟片，回归初始状态，以开始下次系统循环。
于本发明的一实施例中，所述的根据上游花篮和下游石英舟的槽位数量，设定中转机构的进给槽位的具体方法为：设定中转机构槽位数为石英舟槽位数加上石英舟槽位数与(花篮槽位数和石英舟槽位数的余数)的最小公倍数，中转机构进给槽位数为花篮槽位数和石英舟槽位数的余数，中转机构进给的预设槽位数为石英舟槽位数与(花篮槽位数和石英舟槽位数的余数)的最小公倍数与(花篮槽位数和石英舟槽位数的余数)的商。
一种太阳能硅片导置交换装置，其特征在于，包括：花篮通道，花篮通道设置有两组且并排设置，花篮通道上方横向设置有吸盘机构，花篮通道一侧设置有中转机构，中转机构另一侧设置有双层辊道，中转机构与双层辊道之间设置有上下料机械手，双层辊道上设置有石英舟。
如上所述，本发明的一种太阳能硅片导置交换的方法及装置，具有以下有益效果：
相较于现有设备方案，本发明有如下优势：
1.提升了硅片单次抓取量，提高了交换效率，另外吸盘可兼容不同结构的花篮和石英舟，适应产品工艺的调整和变化。
2.本方法采用流水线传输方式，上下游高效并行作业，可大大简化节拍、提升效率。
3.本方法可兼容不同载片量的石英舟和不同载片量的花篮，可兼容多种交换逻辑，适用于不同的工艺现场。
4.本发明流程简洁，方便了机械结构的设计，简化了动作流程，在实际生产中也便于调试和维护。
5.本发明在硅片取放过程中，抓手不空跑，进一步节省了时间，提高了效率。
6.本发明可简化结构设计，使系统设备结构紧凑，大幅节约设备占地面积，提升车间占地产出率。
附图说明
图1显示为本发明实施例中一种基于指纹的身份验证装置的组成示意图。
其中，1、花篮通道；2、吸盘机构；3、翻转装置；4、中转机构；5、双层辊道；6、上下料机械手；7、石英舟。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1，本发明提供一种太阳能硅片导置交换装置，其特征在于，包括：花篮通道1，花篮通道1设置有两组且并排设置，花篮通道1上方横向设置有吸盘机构2，花篮通道1一侧设置有中转机构4，中转机构4另一侧设置有双层辊道5，中转机构4与双层辊道5之间设置有上下料机械手6，双层辊道5上设置有石英舟7。
一种太阳能硅片导置交换方法具体步骤为：双通道花篮上生片，并通过桁架吸盘抓手吸取生片放置在中转机构生片暂存区域，此时石英舟内的熟片已通过上下料机械手在熟片抓取区取出熟片，并将熟片放置在中转机构的熟片暂存区域，传输线轮空位、生片放置区已有轮空的空置石英舟，同步时间内，上下料机械手将中转机构内的生片放置在空石英舟内，熟片石英舟在熟片抓取区轮空，空置石英舟在生片放置区放满生片，传输线进给，后续载有熟片的石英舟运至熟片抓取区，轮空位石英舟运至生片放置区，载满生片的石英舟流至继续进给，由翻转装置完成生片石英舟和炉内出来的熟片石英舟的交换，开始下轮动作循环，与此同时，桁架吸盘抓手吸取中转机构内的熟片放置在花篮侧花篮内，篮内抓取生片回至中转机构上方，等待两个上下料机械手完成放生抓熟动作，根据上游花篮和下游石英舟的槽位数量，设定中转机构的进给槽位，中转机构进给设定槽位后，将生片放置在中转机构生片暂存区域，并取走中转机构熟片暂存区域的熟片。如此循环往复，中转机构每次都进给设定槽，当循环至设定次数时，中转机构进给设定槽，此时完全清空中转机构上的熟片，回归初始状态，开启大的循环。
综上所述，本发明提升了硅片单次抓取量，提高了交换效率，另外吸盘可兼容不同结构的花篮和石英舟，适应产品工艺的调整和变化，采用流水线作业方式，可大大简化节拍、提升效率，可兼容不同载片量的石英舟和不同载片量的花篮，可兼容多种交换逻辑，适用于不同的工艺现场，流程简洁，方便了机械结构的设计，简化了动作流程，在实际生产中也便于调试和维护，在硅片取放过程中，抓手不空跑，进一步节省了时间，提高了效率。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种太阳能硅片导置交换方法，其特征在于，包括以下步骤：
增加中转机构，生片放置在花篮中，输送到中转机构生片暂存区域，同时熟片经石英舟输送到中转机构熟片暂存区域；
存储生片的花篮输送至花篮上下料工位，生片进入中转机构生片暂存区域；
满熟片石英舟进入熟片下料工位，熟片进入到中转机构熟片暂存区域；
下料完毕的熟片石英舟进给至轮空工位，后续满熟片石英舟进给至熟片下料工位，轮空工位空石英舟进给至生片上料工位；
熟片进入中转机构熟片暂存区域，生片进入生片上料工位处空石英舟；
熟片石英舟、轮空石英舟、载有生片石英舟继续进给；
花篮继续输送生片，上下料机械手进行放置生片抓取熟片作业；
中转机构进给特定槽位数，生片进入中转机构生片暂存区域，熟片进入花蓝；
中转机构未进给到预设总槽位数时，重复上述作业；
中转机构进给到预设总槽位数时，中转机构进给，上下料机械手清空熟片暂存区域；
继续重复上述作业。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能硅片导置交换方法，其特征在于：所述的生片放置在花篮中，输送到中转机构生片暂存区域，同时熟片经石英舟输送到中转机构熟片暂存区域的具体方式为：双通道花篮上生片，并通过上下料机械手桁架吸盘抓手吸取生片放置在中转机构生片暂存区域，此时石英舟内的熟片已通过上下料机械手在熟片抓取区熟片下料工位取出熟片，并将熟片放置在中转机构的熟片暂存区域。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能硅片导置交换方法，其特征在于：所述的下料完毕的熟片石英舟进给至轮空工位，后续满熟片石英舟进给至熟片下料工位，轮空工位空石英舟进给至生片上料工位的具体步骤为：上下料机械手将中转机构内的生片放置在空石英舟内，空置石英舟在生片放置区放满生片，传输线进给，上下料机械手将满熟片石英舟内的熟片抓取至中转机构熟片暂存区域，输送线进给。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能硅片导置交换方法，其特征在于：所述的熟片进入中转机构熟片暂存区域，生片进入生片上料工位处空石英舟的具体步骤为：后续载有熟片的石英舟运至熟片抓取区，轮空位石英舟运至生片放置区，载满生片的石英舟继续进给，由翻转装置完成生片石英舟和炉内出来的熟片石英舟的交换，满熟片石英舟内的熟片由上下料机械手抓取至中转机构熟片暂存区域，中转机构生片暂存区域的生片由生片下料机械手抓取至生片上料工位处的空石英舟内。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能硅片导置交换方法，其特征在于：所述的熟片石英舟、轮空石英舟、载有生片石英舟继续进给的具体步骤为：熟片轮空石英舟进给至轮空工位，后续满熟片石英舟进给至熟片下料工位；轮空工位空石英舟进给至生片上料工位；载满生片的石英舟由翻转装置完成满生片石英舟和炉内出来的满熟片石英舟的交换。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能硅片导置交换方法，其特征在于：所述的中转机构进给特定槽位数，生片进入中转机构生片暂存区域，熟片进入花蓝的具体步骤为：根据花篮和石英舟的槽位数量，设定中转机构单次进给槽位及进给次数，上下料机械手抓取花篮内生片至中转机构生片暂存区，并将中转机构熟片暂存区的熟片抓取至花篮内；并继续将花篮内生片抓取至中转机构上方，等待上下料机械手完成抓取熟片、放置生片动作，中转机构进给特定槽位后，将生片放置在中转机构生片暂存区域，并取走中转机构熟片暂存区域熟片。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能硅片导置交换方法，其特征在于：所述的中转机构进给到预设总槽位数时，中转机构进给，上下料机械手清空熟片暂存区域的具体步骤为：根据花篮和石英舟的槽位数量，设定中转机构单次进给槽位及所需进给次数，中转机构每次都进给特定槽位，当进给至特定次数时，中转机构进给设定槽位，此时需上下料机械手完全清空中转机构熟片暂存区域的熟片，回归初始状态，以开始下次系统循环。
8.根据权利要求6所述的一种太阳能硅片导置交换方法，其特征在于：所述的根据上游花篮和下游石英舟的槽位数量，设定中转机构的进给槽位的具体方法为：设定中转机构槽位数为石英舟槽位数加上石英舟槽位数与花篮槽位数和石英舟槽位数的余数的最小公倍数，中转机构进给槽位数为花篮槽位数和石英舟槽位数的余数，中转机构进给的预设槽位数为石英舟槽位数与花篮槽位数和石英舟槽位数的余数的最小公倍数与花篮槽位数和石英舟槽位数的余数的商。
9.一种太阳能硅片导置交换装置，其特征在于，包括：花篮通道(1)，花篮通道(1)设置有两组且并排设置，花篮通道(1)上方横向设置有吸盘机构(2)，花篮通道(1)一侧设置有中转机构(4)，中转机构(4)另一侧设置有双层辊道(5)，中转机构(4)与双层辊道(5)之间设置有上下料机械手(6)，双层辊道(5)上设置有石英舟(7)。
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| CN201911076834.XA Pending CN110783430A (zh) | 2019-11-06 | 2019-11-06 | 一种太阳能硅片导置交换的方法及装置 |
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|---|---|
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5829939A (en) * | 1993-04-13 | 1998-11-03 | Tokyo Electron Kabushiki Kaisha | Treatment apparatus |
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-
2019
- 2019-11-06 CN CN201911076834.XA patent/CN110783430A/zh active Pending
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| 戎有兰: ""全自动石墨舟装卸片机的结构优化改进"", 《山西电子技术》 * |
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