CN111584384B - 一种硅片称重机构、称重装置及在线称重方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅片称重机构、称重装置及在线称重方法，属于太阳能电池生产领域。本发明的称重机构，包括壳体，以及位于壳体内的第一输送机构和称重件，第一输送机构能够将硅片放置在称重件上；壳体上设有供硅片进出于壳体的缺口，以及能够遮盖缺口的挡板，第一输送机构与挡板可传动地连接，因而当硅片通过缺口进入壳体内之后，第一输送机构能够驱使挡板将缺口遮盖，从而能够在称重过程中降低环境的干扰，降低所得重量数据的波动程度，进而提高所得重量数据的精确度。本发明的称重装置，以及利用该称重装置进行在线称重的方法，其称重过程快速、方便。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池生产技术领域，更具体地说，涉及一种硅片称重机构、称重装置及在线称重方法。
背景技术
在太阳能电池的生产过程中，硅片的印刷质量及稳定性会直接影响太阳能电池的性能，因而要求较为严格，而对硅片印刷前后的重量变化进行测量是最直接的评判方法。
在相关领域中，一般采用人工称重法获得印刷浆料的重量，即在太阳能电池印刷线的丝网印刷机印刷前人工称重，得到干重，在印刷后再次人工称重，得到湿重，则印刷的浆料的重量＝湿重一干重。通过人工称重法获得印刷浆料的重量具有人力成本高，效率低下，不安全，且容易出错的缺点。
为避免人工称重法所带来的问题，申请号为2017102556010的中国专利文件公开了一种太阳能电池片全自动在线称重系统及方法，该称重系统包括分别设于印刷前和印刷后的传输皮带的一侧的称重机、控制器，称重机的输出端分别与控制器电连接，称重机包括机架、设置在机架上的称重模块、用于将太阳能电池片从传输皮带上搬送到称重模块上或者将太阳能电池片从称重模块上搬送到传输皮带上的搬运机构。
然而，硅片的重量较轻，其平均重量约为0.01kg，且硅片一般成扁平状，因而直接对硅片进行称重时，环境干扰较大，特别是空气流动对于硅片的干扰较大，使得称重所得的数据存在较大的波动而导致结果的精确度较差，从而影响对于硅片印刷质量及稳定性的评判，较低了产品良率。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有技术中硅片称重过程中受到环境干扰而容易使所得数据波动较大的不足，提供了一种硅片称重机构。本方案通过将第一输送机构在硅片进入壳体后带动挡板关闭缺口，从而在称重过程中降低环境的干扰，提高所得重量数据的精确度。
本发明的另一个目的在于提供一种硅片称重装置，以及利用该装置进行在线称重的方法，以提高硅片称重的效率和所得数据的精确度。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种硅片称重机构，包括壳体和称重件，以及能够将硅片放置在所述称重件上的第一输送机构；所述称重件和第一输送机构设置在所述壳体内；所述壳体上设有供所述硅片进出于所述壳体的缺口，以及能够遮盖所述缺口的挡板，所述第一输送机构与所述挡板可传动地连接。
第一输送机构将硅片放置在所述称重件上包括两步动作，第一步为沿第二方向运动以将硅片从壳体外运送至壳体内并输送至称重件所对应的位置，第二步为相对于称重件升降以将硅片搁置在称重件上；因而进一步地，所述第一输送机构通过升降的方式驱使所述挡板相对于所述缺口滑动，即第一输送机构将硅片搁置在称重件的过程中带动挡板遮盖缺口，完成对于缺口的关闭。
进一步地，所述第一输送机构包括安装座，以及用于驱使所述安装座沿第一方向升降的第一顶升件；所述挡板通过联动带与所述安装座连接，使得安装座沿第一方向升降时能够通过联动带带动挡板运动。
进一步地，所述壳体上设有导轨，所述导轨沿第一方向设置，所述挡板通过滑块滑动连接在所述导轨上，使得挡板沿着导轨滑动。
当采用联动带连接安装座和挡板时，安装座沿第一方向运动时，联动带处于绷紧状态因而能够带到挡板运动，而安装座反向于第一方向运动时，联动带处于松弛状态而无法传动，因而进一步地，所述导轨上设有弹性件，所述弹性件用于对所述滑块进行复位，从而使得挡板复位。
进一步地，所述安装座上设置有第一传送带，以及用于驱使所述第一传送带运转的第一驱动电机，所述第一传送带沿第二方向设置。
载有硅片的硅片载具在进入壳体之前，其相对于壳体的角度和位置不固定，使得硅片很难被准确地放置在称重件上，可能导致硅片从称重件上脱落而发生损坏，因而进一步地，所述壳体的外侧壁上设有调整机构，所述调整机构用于调节硅片载具的角度和位置，从而方便将硅片对正于称重件。
进一步地，所述调整机构包括两个夹片固定座，以及驱使两个所述夹片固定座相互靠近以调整硅片载具角度和位置的夹片气缸；所述夹片固定座的位置与所述缺口位置相对应。
本发明的一种硅片称重装置，包括输送机构和称重机构，所述输送机构包括沿第三方向设置的第二输送机构，以及沿第二方向设置的第三输送机构，所述第二输送机构上运送有硅片载具，所述硅片载具载有硅片；所述称重机构为上述的称重机构，所述第三输送机构能够沿第一方向运动，以将所述硅片载具运送至所述缺口处。
进一步地，所述第二输送机构的第二传送带形成有避让口，所述第三输送机构的第三传送带至少有一部分能够处在所述避让口之内，当硅片载具到达第二传送带上避让口所在的位置处后，第三输送机构沿第一方向运动以使第三传送带将硅片载具托起，当第三传送带完全离开避让口之后，第二传送带可以继续运送其他硅片载具。
本发明的一种利用上述的称重装置进行硅片在线称重的方法，称重前后，用于运送硅片的第一输送机构带动设置在壳体上的挡板同步运动，以控制所述壳体上供所述硅片进出的缺口的打开/关闭。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明的称重机构，包括壳体，以及位于壳体内的第一输送机构和称重件，第一输送机构能够将硅片放置在称重件上；壳体上设有供硅片进出于壳体的缺口，以及能够遮盖缺口的挡板，第一输送机构与挡板可传动地连接，因而当硅片通过缺口进入壳体内之后，第一输送机构能够驱使挡板将缺口遮盖，从而能够在称重过程中降低环境的干扰，降低所得重量数据的波动程度，进而提高所得重量数据的精确度。
(2)本发明的中，第一输送机构将硅片搁置在称重件的过程中带动挡板遮盖缺口，完成对于缺口的关闭，降低称重过程中的环境干扰；称重完成后，第一输送机构将硅片送出壳体的过程中，弹性件迫使滑块复位以使挡板复位，从而将缺口打开以供硅片离开壳体，因而能够提高整个称重过程的流畅性，提高称重效率。
(3)本发明的称重装置，其第三输送机构能够沿第一方向运动，以将第二输送机构上的硅片载具运送至缺口处，然后由第一输送机构运送至称重件上完成称重，称重过程较为快速、方便；利用本发明的称重装置进行在线称重的方法，能够在称重时降低环境干扰，在快速、方便地对硅片进行称重时，能够保证所得重量数据具有较好的精确度。
附图说明
图1为本发明的硅片称重装置结构示意图；
图2为本发明的称重机构的结构示意图；
图3为本发明中第一输送机构的结构示意图。
图4为本发明中调整机构的结构示意图；
图5为本发明中输送机构的结构示意图；
图6为本发明中第二输送机构的结构示意图；
图7为本发明中第三输送机构的结构示意图；
示意图中的标号说明：100、安装架；200、输送机构；210、底座；220、第二输送机构；221、第二传送带；222、第二驱动电机；223、安装板；224、避让口；225、转动轴；226、第二阻挡件；230、第三输送机构；231、第三传送带；232、第三驱动电机；233、支撑座；234、第二顶升件；300、称重机构；301、壳体；302、维修门；303、缺口；310、调整机构；311、夹片固定座；312、夹片气缸；313、调节机构；314、传感器；320、挡板；321、导轨；322、联动带；323、连接件；330、第一输送机构；331、第一传送带；332、第一顶升件；333、主动轴；334、第一驱动电机；335、安装座；336、第一阻挡件；340、称重件；400、硅片载具；500、硅片。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
参照图1，本实施方式的称重装置连通在两段输送轨道之间，用于对输送轨道上运送的硅片载具400内的硅片500进行称重。本实施方式的称重装置包括输送机构200和称重机构300，输送机构200和称重机构300可以设置在安装架100上；输送机构200用于将硅片载具400由运送位置移动至等待位置，称重机构300用于将处于等待位置的硅片载具400运送至称重位置，并对硅片载具400内的硅片500进行称重。
应当指出的是，硅片载具400由运送位置移动至等待位置的方向为第一方向，即附图中所标注的z方向；硅片载具400由等待位置移动至称重位置的方向为第二方向，即附图中所标注的y方向；硅片载具400在输送轨道上的运送方向为第三方向，即附图中所标注的x方向。
参照图2，本实施方式的称重机构300，其包括壳体301，以及设置在壳体301内的称重件340和第一输送机构330。其中，称重件340可以是相关领域中常用的称重模块，例如申请号为2017102556010的中国专利文件所公开的称重模块。
壳体301上开设有缺口303，等待位置与缺口303的位置相对应，硅片载具400能够从缺口303处进出于壳体301内，即硅片载具400上的硅片500能够从缺口303处进出于壳体301内。壳体301上在缺口303的位置处设置有挡板320，挡板320与第一输送机构330传动连接，从而使得第一输送机构330能够驱使挡板320相对于壳体301运动以将缺口303遮盖。
第一输送机构330用于将处于等待位置的硅片载具400移动至称重位置，并将硅片载具400上的硅片500放置在称重件340上。作为一个较优的实施例，当硅片载具处于称重位置时，称重件340可以位于硅片载具400正下方，第一输送机构330可以相对于称重件340升降，即第一输送机构330在第一方向上能够相对于称重件340移动。当第一输送机构330朝向称重件340下降并使硅片500接触到称重件340后，第一输送机构330继续下降时，硅片500能够从硅片载具400上脱离并支撑在称重件340上。其中，第一输送机构330相对于称重件340升降的过程中，第一输送机构330可以带动挡板320同步运动，从而控制缺口303的打开/关闭。
具体的，参照图3，本实施方式的第一输送机构330可以包括安装座335和第一顶升件332，第一顶升件332用于驱使安装座335在第一方向上进行升降。
挡板320可以通过联动带322与安装座335连接，联动带322可以直接连接在安装座335，也可以连接在安装座335上设置的连接件323上。
作为进一步优化，可以在壳体301内设置导向轮，或是转轴，从而改变联动带322的传动方向。当导向轮或是转轴设置在壳体301内不同位置处时，安装座335在升降过程中，挡板320可以从不同的方向对缺口303进行遮盖/露出。
例如，参照图3，可以将导向轮或是转轴设置在挡板320的下方，安装座335上升时可以带动挡板320下降以露出缺口303，安装座335下降时可以带动挡板320上升以遮盖缺口303。
又例如，可以将导向轮或是转轴与挡板320沿第三方向设置，安装座335上升时可以带动挡板320沿向第三方向移动以露出缺口303，安装座335下降时可以带动挡板320背向第三方向移动以遮盖缺口303。
为固定挡板320的滑动方向，并提高挡板320相对于缺口303滑动时的稳定性，可以在壳体301上设置导轨321，并在导轨321上滑动设置滑块，该滑块的一端与挡板320连接，滑块的另一端与联动带322连接，联动带322通过拉动滑块以带动挡板320沿着导轨321滑动；也可以在壳体301上设置导块，并在导块上滑动设置滑轨，通过导块和滑轨的配合，实现与导轨321和滑块相同的功能。
此外，当采用联动带连接安装座335和挡板320时，安装座335沿第一方向运动的过程中，联动带处于绷紧状态因而能够带动挡板320运动，而安装座335反向于第一方向运动时，联动带处于松弛状态而无法传动，因而作为更进一步的优化，可以在导轨321上设在弹性件，弹性件用于对滑块进行复位，从而使得挡板320复位。弹性件具体可以是压缩弹簧，该压缩弹簧一端与壳体301固定，另一端作用在滑块上。
安装座335上可以设置有用于将硅片载具400由等待位置运送至称重位置的第一传送带331，该第一传送带331可以沿第二方向设置，并由设置在安装座335上的第一驱动电机334进行驱动，具体可以是第一驱动电机334通过带传动的方式驱动第一传送带331的主动轴333转动。第一驱动电机334可以伺服电机，或是步进电机。
为了实现对于硅片载具400的准确定位，从而使得硅片载具400能够被准确地运送至称重位置，可以在安装座335上与称重位置对应的位置处设置第一阻挡件336。因而当硅片载具400沿着第二方向移动至称重位置处时，硅片载具400的边沿被第一阻挡件336阻拦以停下，之后在安装座335下降时，硅片载具400内的硅片500能够准确地支撑在称重件340上。
此外，载有硅片500的硅片载具400在进入壳体301之前，其相对于壳体301的角度和位置不固定，使得硅片500很难被准确地放置在称重件340上，可能导致硅片500从称重件340上脱落而发生损坏。为解决该问题，参照图4，可以壳体301的外侧壁上设有调整机构310，调整机构310用于调节硅片载具400的角度和位置，从而方便将硅片500对正于称重件340。
具体的，调整机构310可以包括夹片气缸312和两个夹片固定座311，夹片固定座311的位置与缺口303位置相对应，夹片气缸312用于驱使两个夹片固定座311相互靠近以夹紧硅片载具400，从而实现对于硅片载具400角度和位置的调整。调整之后，两个夹片固定座311能够相互远离，从而防止其对硅片载具400的运送造成干扰。
调整机构310上还可以设置有调节机构313和传感器314。调节机构313用于控制两个夹片固定座311相互靠近的最大限度，从而使得调整机构310能够对不同尺寸的硅片载具400进行角度和位置调整。传感器314用于检测硅片载具400是否位于等待位置处，即用于检测硅片载具400相对于缺口303的位置信息。
为了方便对称重机构300内的称重件340和第一输送机构330进行检修和更换，可以在壳体301上设置维修门302，调整机构310可以设置在维修门302之上。
参照图5，本实施方式的输送机构200，其包括第二输送机构220和第三输送机构230，第二输送机构220和第三输送机构230可以设置在底座210上。其中，第二输送机构220沿着第三方向设置，用于连通两段轨道，以实现硅片载具400在两段轨道之间的运送；第三输送机构230沿着第二方向设置，且第三输送机构230能够沿着第一方向移动，用于将硅片载具400从运送位置移动至等待位置。
参照图6，第二输送机构220包括第二传送带221，该第二传送带221沿着第三方向设置。第二传送带221具体由第二驱动电机222驱动，第二驱动电机222可以是步进电机，或是伺服电机。
第二传送带221可以设置在安装板223上。安装板223上设置有多个转动轴225，第二传送带221通过不同转动轴225的配合实现转向，并形成避让口224，第三输送机构230的第三传送带231至少有一部分能够处在避让口224之内。当硅片载具400到达第二传送带221上避让口224所在的位置处后，第三输送机构230沿第一方向运动以使第三传送带231将硅片载具400托起，当第三传送带231完全离开避让口224之后，第二传送带221可以继续运送其他硅片载具400。
此外，还可以在安装板223上设置第二阻挡件226，该第二阻挡件226能够通过伸出/缩入的方式对第二传送带221上的硅片载具400进行阻挡/放行。具体的第二阻挡件226可以由气缸、或是液压缸进行驱动。
参照图7，第三输送机构230包括支撑座233和第二顶升件234，第三传送带231设置在支撑座233上，且由第三驱动电机232进行驱动，第三驱动电机232可以是伺服电机，或是步进电机。第二顶升件234固定设置在底座210上，第二顶升件234的运动端与支撑座233连接，并能够驱使支撑座233在第一方向上升降。
本实施方式还提供了一种硅片的在线称重方法，本实施方式的称重方法在对硅片500进行称重前后，用于运送硅片500的第一输送机构330带动设置在壳体301上的挡板320同步运动，以控制壳体301上供硅片500进出的缺口303的打开/关闭。
具体的，本实施方式的称重方法具体包括以下步骤：
步骤一、沿着输送轨道运送的硅片载具400进入输送机构200之后，第二阻挡件226伸出于第二传送带221以阻挡硅片载具400；硅片载具400被阻挡停下后，第二传送带221停止运转。
步骤二、第二顶升件234的运动端伸长，并带动支撑座233上的第三传送带231向上运动，以将硅片载具400托起；第二顶升件234的运动端继续伸长，硅片载具400被运送至等待位置。
步骤三、两个夹片固定座311相向运动以对硅片载具400的角度和位置进行调整，之后两个夹片固定座311相互远离。
步骤四、第一顶升件332驱动安装座335沿第一方向运动，以使第一传送带331与第三传送带231齐平；同时，在联动带322的作用下，挡板320相对于壳体301滑动，以使缺口303露出并处于打开状态。
步骤五、第三驱动电机232驱使第三传送带231运转，第一驱动电机334驱使第一传送带331运转，使得硅片载具400沿第二方向移动，直至被第一阻挡件336阻挡停下，之后第三驱动电机232和第一驱动电机334停止运转。
步骤六、第一顶升件332驱动安装座335反向于第一方向运动，以使第一传送带331朝向称重件340运动；同时，在弹性件的作用下，挡板320相对于壳体301滑动，以将缺口303遮盖，使得壳体301内形成相对于密闭环境。
步骤七、当第一输送机构330朝向称重件340下降并使硅片500接触到称重件340后，第一输送机构330继续下降时，硅片500能够从硅片载具400上脱离并支撑在称重件340上，称重件340完成对硅片500的称重。
当硅片500的称重过程完成后，按照与步骤一～步骤七相反的动作过程，即可将硅片500从称重件340上取下并放置入硅片载具400中，并将硅片载具400运送至第二传送带221带上，之后硅片载具400可以继续沿着输送轨道进行运送。
因此，利用本发明的称重装置对硅片500进行在线称重的方法，能够在称重时降低环境干扰，能够保证所得重量数据具有较好的精确度的同时，显著提高了硅片500的称重效率。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种硅片称重机构，包括称重件(340)，以及能够将硅片(500)放置在所述称重件(340)上的第一输送机构(330)；其特征在于：还包括壳体(301)，所述称重件(340)和第一输送机构(330)设置在所述壳体(301)内；所述壳体(301)上设有供所述硅片(500)进出于所述壳体(301)的缺口(303)，以及能够遮盖所述缺口(303)的挡板(320)，所述第一输送机构(330)与所述挡板(320)可传动地连接；
所述第一输送机构(330)通过升降的方式驱使所述挡板(320)相对于所述缺口(303)滑动；
所述第一输送机构(330)包括安装座(335)，以及用于驱使所述安装座(335)沿第一方向升降的第一顶升件(332)；所述挡板(320)通过联动带(322)与所述安装座(335)连接；
所述壳体(301)上设有导轨(321)，所述导轨(321)沿第一方向设置，所述挡板(320)通过滑块滑动连接在所述导轨(321)上；所述滑块的一端与挡板(320)连接，所述滑块的另一端与联动带(322)连接；
所述导轨(321)上设有弹性件，所述弹性件一端与壳体(301)固定，另一端作用在滑块上，所述弹性件用于对所述滑块进行复位，进而带动所述挡板(320)复位。
2.根据权利要求1所述的一种硅片称重机构，其特征在于：所述安装座(335)上设置有第一传送带(331)，以及用于驱使所述第一传送带(331)运转的第一驱动电机(334)，所述第一传送带(331)沿第二方向设置。
3.根据权利要求1所述的一种硅片称重机构，其特征在于：所述壳体(301)的外侧壁上设有调整机构(310)，所述调整机构(310)用于调节载有所述硅片(500)的硅片载具(400)的角度和位置。
4.根据权利要求3所述的一种硅片称重机构，其特征在于：所述调整机构(310)包括两个夹片固定座(311)，以及驱使两个所述夹片固定座(311)相互靠近的夹片气缸(312)；所述夹片固定座(311)的位置与所述缺口(303)位置相对应。
5.一种硅片称重装置，包括输送机构(200)和称重机构(300)，所述输送机构(200)包括沿第三方向设置的第二输送机构(220)，以及沿第二方向设置的第三输送机构(230)，所述第二输送机构(220)上运送有硅片载具(400)，所述硅片载具(400)载有硅片(500)；其特征在于：所述称重机构(300)为权利要求1～4中任一项所述的称重机构，所述第三输送机构(230)能够沿第一方向运动，以将所述硅片载具(400)运送至所述缺口(303)处。
6.根据权利要求5所述的一种硅片称重装置，其特征在于：所述第二输送机构(220)的第二传送带(221)形成有避让口(224)，所述第三输送机构(230)的第三传送带(231)至少有一部分能够处在所述避让口(224)之内。
7.一种利用权利要求5或6所述的称重装置进行硅片在线称重的方法，其特征在于：称重前后，用于运送硅片(500)的第一输送机构(330)带动设置在壳体(301)上的挡板(320)同步运动，以控制所述壳体(301)上供所述硅片(500)进出的缺口(303)的打开/关闭。
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