CN114985306B - 规整打包设备及多层物料规整检测和暂存的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种规整打包设备及多层物料规整检测和暂存的方法，属于半导体或光伏领域的物料规整暂存领域，设备包括规整检测暂存站、打包下料机架模组、下料机械手模组和控制器；打包下料机架模组架设在规整检测暂存站上，下料机械手模组设置在打包下料机架模组上，通过下料机械手模组用于通过夹爪组件将分选机分选后的多层物料拾取并转运至规整检测暂存站，以此将多层物料规整、四边检测和NG物料暂存；通过本申请的规整打包设备，能够为多层物料、如多层硅片进行规整平齐、四边检测和堆栈式暂存物料，提高了整包多层物料的规整效率和产能，便于在涉及片材产品的光伏或半导体硅片、PCB领域推广应用。

Description

规整打包设备及多层物料规整检测和暂存的方法
技术领域
本发明属于片材检测后的规整领域，具体公开了一种规整打包设备及多层物料规整检测和暂存的方法。
背景技术
硅片作为重要的工业原材料，被广泛用于太阳能电池、电路板等产品的生产制造中。在硅片生产出厂之前需要对其质量进行严格的把控，以保证由硅片制造的太阳能电池、电路板等产品的质量。硅片分选机是一种集成自动化、测量、视觉瑕疵检测于一体的自动化检测、分选设备，应用在太阳能硅片生产流程中，如我司申请的专利(公开号CN112605010A)公开的下料分选装置及硅片智能分选机，分选机能够实现对太阳能硅片切片、清洗后的原片进行厚度、TTV、线痕、电阻率、尺寸、脏污、崩边、隐裂等项目的测量和检测。
目前，在硅片检测分选之后，还需对整个料盒的硅片规整打包，且在规整打包后需要对多层物料的四边缺陷进行检测，以弥补前端单层无法检测的技术难题，现有技术中心还未出现有适应不同规格的硅片的专用规整机构和多层物料四边检测装置，传统的手工或半自动的机械手规整，限制了生产效率，因此，需要一款适应不同规格物料的多层检测及规整方案。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种规整打包设备及多层物料规整检测和暂存的方法。
一种规整打包设备，规整打包设备包括规整检测暂存站、打包下料机架模组、下料机械手模组和控制器；所述打包下料机架模组架设在所述规整检测暂存站上，所述下料机械手模组设置在所述打包下料机架模组上，通过所述下料机械手模组用于通过夹爪组件将分选机分选后的多层物料拾取并转运至所述规整检测暂存站，以此将多层物料规整、四边检测和NG物料暂存。
进一步的，所述规整检测暂存站包括部分设置在机壳内的规整装置、规整下压机构、横移装置、四边检测装置、收料暂存装置、规整主流线和顶升分流装置；下料机械手模组采用与多层物料外形适配的卡爪式拾取转移装置，用以将分选机检测后料盒上的多层物料转移至规整装置进行四面规整；所述横移装置垂直的布置在规整主流线的上料端，用于将规整装置上规整后的多层物料转移至所述规整主流线；所述四边检测装置跨设在所述规整主流线上，用于对流经的多层物料进行四边缺陷检测；多个所述收料暂存装置布置在规整主流线的下游两侧，所述顶升分流装置布置在两侧收料暂存装置中部对应的规整主流线处，通过顶升分流装置将经四边检测装置检测后的多层物料整包分流至两侧的收料暂存装置中。
进一步的，所述打包下料机架模组采用矩形框架机构，将整个规整检测暂存站包覆在内，并在其顶部框架四边支撑连接所述下料机械手模组。
进一步的，所述下料机械手模组包括夹爪模组、拾取升降模组、拾取横移模组和拾取纵移模组，所述夹爪模组设置在拾取升降模组的下端，拾取升降模组连接至所述拾取横移模组，所述拾取横移模组的两端连接至两个平行设置的拾取纵移模组上；所述夹爪模组被控的实现空间位置调节和夹爪开合取放料动作。
本发明还提供了一种采用前述规整打包设备对多层物料规整检测和暂存的方法，方法包括：
S1、物料拾取，下料机械手模组拾取待规整的多层物料至规整检测暂存站的横移装置；
S2、物料规整，横移装置上的规整装置接收多层物料，并在规整工位处由规整装置将多层物料进行四面规整；
S3、物料下压，横移装置驱动规整装置上四面规整后的多层物料移送至下压工位，并由下压机构对多层物料下压规整；
S4、四边检测，横移装置将规整后的多层物料转运至规整主流线，并由规整主流线将规整后的多层物料输送至四边检测装置处进行光学检测；
S5、顶升分流，由顶升分流装置将四边检测后的多层物料从规整主流线上可控的向两侧分流；
S6、物料收集，由收料暂存装置对顶升分流装置输送的NG物料堆栈式收集暂存，由规整主流线将OK物料从末端输送下料。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：通过本申请的规整打包设备，能够为多层物料、如多层硅片进行规整平齐、四边检测和堆栈式暂存物料，提高了整包多层物料的规整效率和产能，便于在涉及片材产品的光伏或半导体硅片、PCB领域推广应用。
附图说明
图1-图2为规整打包设备的示意图；
图3-图5为规整检测暂存站的示意图；
图6-图7为规整装置的示意图；
图8为规整下压机构的示意图；
图9为横移装置的示意图；
图10-图11为四边检测装置的示意图；
图12为四边检测流程示意图；
图13-图14为收料暂存装置的示意图；
图15下料机械手模组的示意图。
图中：
10000、规整打包设备；
1000、规整检测暂存站；
100、规整装置；110、规整底台；120、前后规整台；130、左右规整台；140、规整感应器；
200、规整下压机构；210、下压悬吊架；220、下压气缸安装板；230、下压气缸；240、下压转接块；250、下压导向件；260、下压底块；270、弹性下压垫；
300、横移装置；310、横移托板流线模块；320、横移电机；330、横移载板；340、横移转向底座；350、转向流线架；360、转向皮带传动组件；370、转向流线电机；380、转向限位挡板；
400、四边检测装置；410、顶升载台；420、下层检测模块；430、上层检测模块；
500、收料暂存装置；510、暂存升降电机；520、暂存升降传动模组；530、暂存升降转接底板组；540、暂存仓龙门架；550、单层仓组件；560、水平驱动器；570、水平传动组；
600、规整主流线；
700、顶升分流装置；710、升降模组；720、分流模组；
800、机壳；
2000、打包下料机架模组；
3000、下料机械手模组；3100、夹爪模组；3200、拾取升降模组；3300、拾取横移模组；3400、拾取纵移模组。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。
应当理解，本说明书中所使用的“设备”、“装置”、“机构”、“单元”和/或“模组”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
一种规整打包设备，参见图1-图15，规整打包设备10000包括规整检测暂存站1000、打包下料机架模组2000、下料机械手模组3000和控制器(图未示)。
布置关系：打包下料机架模组2000架设在所述规整检测暂存站1000上，所述下料机械手模组3000设置在所述打包下料机架模组2000上，通过所述下料机械手模组3000用于通过夹爪组件将分选机分选后的多层物料拾取并转运至所述规整检测暂存站1000，以此将多层物料规整、四边检测和NG物料暂存。
其中，参见图3-图14，规整检测暂存站1000包括部分设置在机壳800内的规整装置100、规整下压机构200、横移装置300、四边检测装置400、收料暂存装置500、规整主流线600和顶升分流装置700。
具体的，下料机械手模组3000采用与多层物料外形适配的卡爪式拾取转移装置，用以将分选机检测后料盒上的多层物料转移至规整装置100进行四面规整。
所述横移装置300垂直的布置在规整主流线600的上料端，用于将规整装置100上规整后的多层物料转移至所述规整主流线600。
所述四边检测装置400跨设在所述规整主流线600上，用于对流经的多层物料进行四边缺陷检测。
多个所述收料暂存装置500布置在规整主流线600的下游两侧，所述顶升分流装置700布置在两侧收料暂存装置500中部对应的规整主流线600处，通过顶升分流装置700将经四边检测装置400检测后的多层物料整包分流至两侧的收料暂存装置500中。
其中，所述规整装置100设置在所述横移装置300上随动，用于将接收到的多层物料规整。具体的，规整装置100包括规整底台110、前后规整台120、左右规整台130和规整感应器140。
两个前后规整台120相对的布置在规整底台110的前后量测，两个左右规整台130布置在规整底台110的左右量测，所述规整感应器140用于监测规整底台110上是否到料。
两个前后规整台120和两个左右规整台130在控制器的控制下向规整底台110移动，用以将规整底台110上的多层物料四面规整。
其中，所述规整下压机构200布置在下压工位，下压工位是在横移装置300上规整工位的下游。具体的，规整下压机构200包括自上而下依次布置的下压悬吊架210、下压气缸安装板220、下压气缸230、下压转接块240、下压导向件250、下压底块260和弹性下压垫270。下压底块260及其底面设置的弹性下压垫270在下压气缸230的驱动下将位于规整装置100上的多层物料下压规整。
其中，所述横移装置300包括横移托板流线模块310、横移电机320、横移载板330、横移转向底座340、转向流线架350、转向皮带传动组件360、转向流线电机370和转向限位挡板380。
所述横移载板330通过横移驱动转接件连接至所述横移托板流线模块310上方。所述转向流线架350通过所述横移转向底座340垂直于横移方向布置在所述横移载板330上。所述转向皮带传动组件360布置在所述转向流线架350。所述转向限位挡板380布置在所述转向流线架350外端，对规整好的多层物料外端限位。
其中，所述四边检测装置400包括顶升载台410和检测模组。所述检测模组布置在顶升载台410上方，用于对顶升载台410上的多层物料进行四边检测。所述检测模组包括上下交错布置的下层检测模块420和上层检测模块430，顶升载台410对应下层检测模块420预设有下层检测位、对应上层检测模块430预设有上层检测位。所述下层检测模块420用于在下层检测位对多层物料左右两个侧面及棱边进行光学检测。所述上层检测模块430用于在上层检测位对多层物料前后两个端面及棱边进行光学检测。
具体示例中，所述检测模组包括布置在同一水平面上的一个或多个图像采集单元，顶升载台410包括升降机构和旋转机构，所述升降机构用于将待测多层物料升至物料检测位，所述旋转机构对应图像采集单元的数量预设旋转检测角度。
图像采集单元的数量包括一个、两个、四个或八个。预设旋转检测角度包括0°、45°、90°或180°。
其中，所述收料暂存装置500包括暂存升降电机510、暂存升降传动模组520、暂存升降转接底板组530、暂存仓龙门架540和单层仓组件550。
其中，暂存升降电机510的输出端与所述暂存升降传动模组520的输入端传动连接。所述暂存升降传动模组520的升降输出端与所述暂存升降转接底板组530的底部连接。所述暂存升降转接底板组530的顶部安装至暂存仓龙门架540的下部。
通过暂存升降电机510驱动暂存仓龙门架540按单层仓组件550的高度间隔为单位升降。
所述收料暂存装置500包括一个(参见图13)或多个(参见图14的两个)暂存仓龙门架540及单层仓组件550。在所述暂存升降转接底板组530处设置水平驱动模块，水平驱动模块的水平驱动料位数量与暂存仓龙门架540的数量相同，以此，提高单站的存储量。
水平驱动模块包括水平驱动器560和水平传动组570，水平传动组570驱动多个暂存仓龙门架540水平移动，交替的实现物料的存储。
其中，所述顶升分流装置700包括升降模组710和分流模组720。所述分流模组720设置在所述升降模组710上方，并由所述升降模组710驱动所述分流模组720整体升降。所述分流模组720用于被控可选的向两端输送上方承载的多层物料。
具体示例中，升降模组710采用电机驱动螺杆的升降机构，所述分流模组720采用电机驱动皮带传动机构双向可控的输送机构。
其中，所述打包下料机架模组2000采用矩形框架机构，将整个规整检测暂存站1000包覆在内，并在其顶部框架四边支撑连接所述下料机械手模组3000。
其中，参见图15，下料机械手模组3000包括夹爪模组3100、拾取升降模组3200、拾取横移模组3300和拾取纵移模组3400，所述夹爪模组3100设置在拾取升降模组3200的下端，拾取升降模组3200连接至所述拾取横移模组3300，所述拾取横移模组3300的两端连接至两个平行设置的拾取纵移模组3400上。所述夹爪模组3100被控的实现空间位置调节和夹爪开合取放料动作。
具体示例中，一般采用两组下料机械手模组3000相对的设置在打包下料机架模组2000顶部，参见图2，以此对两侧的分选机料盒拾取物料进行规整、检测等，提高工作效率。当然，也可以设置一组，匹配单条工作流线。
对应前述的规整打包设备，提供了一种多层物料的规整检测暂存方法，方法包括以下步骤。
S1、物料拾取，下料机械手模组3000拾取待规整的多层物料至规整检测暂存站1000的横移装置300。
S2、物料规整，横移装置300上的规整装置100接收多层物料，并在规整工位处由规整装置100将多层物料进行四面规整。
S3、物料下压，横移装置300驱动规整装置100上四面规整后的多层物料移送至下压工位，并由下压机构200对多层物料下压规整。
S4、四边检测，横移装置300将规整后的多层物料转运至规整主流线600，并由规整主流线600将规整后的多层物料输送至四边检测装置400处进行光学检测。根据四边检测装置400的不同实施例的方案进行不同的四面检流程。
a.对应无旋转的双层两面采集的检测模块，四面检的双层检测流程如下：
S411、下层检测，先由四边检测装置400的下层检测模块420对规整主流线600位于下层检测位上的多层物料的两侧面及棱边进行光学检测。
S412、物料顶升，再由顶升载台410下层检测位检测好的多层物料由规整主流线600顶升至上层检测位。
S413、上侧检测，由上层检测模块430对位于上层检测位上的多层物料的剩余两个侧面及棱边进行光学检测，以此完成整个四面检。
b.对应无旋转的四面采集的单层检测模块，四面检的单层检测流程如下：
S421、物料顶升，由顶升载台410将规整主流线600上的多层物料顶升至四面检工位。
S422、四面检，由同平面布置的四方采集单元对四面检工位上的多层物料的四个侧面及棱边同时光学检测，完成整个四面检。
c.对应有旋转的单层检测模块，四面检的单纯检测流程如下：
S431、物料顶升，由顶升载台410的顶升机构将规整主流线600上的多层物料顶升至四面检工位。
S432、首位检测，由检测模组对顶升至四面检工位上的多层物料的侧面及棱边进行光学检测。
S433、物料旋转，由顶升载台410的旋转机构将顶升机构上的多层物料旋转预设旋转检测角度。
S434、次位检测，由检测模组对当前旋转后的多层物料对应的侧面及棱边进行光学检测。
S435、重复步骤S433和S434，对多层物料所有侧面及棱边的光学采集，完成四面检。
一个示例中，对于有旋转的单层检测模块，检测模块包括布置在同一水平面上的一个或两个图像采集单元，顶升载台410包括升降机构和旋转机构。一个图像采集单元对应的预设旋转检测角度为90°旋转四次，两个图像采集单元的情况可相邻布置也可相对布置，对应的预设旋转检测角度包括90°或180°。
S5、顶升分流，由顶升分流装置700将四边检测后的多层物料从规整主流线600上可控的向两侧分流。
S6、物料收集，由收料暂存装置500对顶升分流装置700输送的NG物料堆栈式收集暂存，由规整主流线600将OK物料直接从末端输送下料。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种规整打包设备，其特征在于：规整打包设备(10000)包括规整检测暂存站(1000)、打包下料机架模组(2000)、下料机械手模组(3000)和控制器；
所述打包下料机架模组(2000)架设在所述规整检测暂存站(1000)上，所述下料机械手模组(3000)设置在所述打包下料机架模组(2000)上，通过所述下料机械手模组(3000)用于通过夹爪组件将分选机分选后的多层物料拾取并转运至所述规整检测暂存站(1000)，以此将多层物料规整、四边检测和NG物料暂存；
其中，所述规整检测暂存站(1000)包括部分设置在机壳(800)内的规整装置(100)、规整下压机构(200)、横移装置(300)、四边检测装置(400)、收料暂存装置(500)、规整主流线(600)和顶升分流装置(700)；
下料机械手模组(3000)采用与多层物料外形适配的卡爪式拾取转移装置，用以将分选机检测后料盒上的多层物料转移至规整装置(100)进行四面规整；
所述横移装置(300)垂直的布置在规整主流线(600)的上料端，用于将规整装置(100)上规整后的多层物料转移至所述规整主流线(600)；
所述四边检测装置(400)跨设在所述规整主流线(600)上，用于对流经的多层物料进行四边缺陷检测；
多个所述收料暂存装置(500)布置在规整主流线(600)的下游两侧，所述顶升分流装置(700)布置在两侧收料暂存装置(500)中部对应的规整主流线(600)处，通过顶升分流装置(700)将经四边检测装置(400)检测后的多层物料整包分流至两侧的收料暂存装置(500)中。
2.根据权利要求1所述的规整打包设备，其特征在于：所述规整装置(100)包括规整底台(110)、前后规整台(120)、左右规整台(130)和规整感应器(140)；
两个前后规整台(120)相对的布置在规整底台(110)的前后两侧，两个左右规整台(130)布置在规整底台(110)的左右两侧，所述规整感应器(140)用于监测规整底台(110)上是否到料；
两个前后规整台(120)和两个左右规整台(130)在控制器的控制下向规整底台(110)移动，用以将规整底台(110)上的多层物料四面规整。
3.根据权利要求2所述的规整打包设备，其特征在于：所述规整下压机构(200)包括自上而下依次布置的下压悬吊架(210)、下压气缸安装板(220)、下压气缸(230)、下压转接块(240)、下压导向件(250)、下压底块(260)和弹性下压垫(270)；下压底块(260)及其底面设置的弹性下压垫(270)在下压气缸(230)的驱动下将位于规整装置(100)上的多层物料下压规整。
4.根据权利要求2所述的规整打包设备，其特征在于：所述横移装置(300)包括横移托板流线模块(310)、横移电机(320)、横移载板(330)、横移转向底座(340)、转向流线架(350)、转向皮带传动组件(360)、转向流线电机(370)和转向限位挡板(380)；
所述横移载板(330)通过横移驱动转接件连接至所述横移托板流线模块(310)上方；所述转向流线架(350)通过所述横移转向底座(340)垂直于横移方向布置在所述横移载板(330)上；所述转向皮带传动组件(360)布置在所述转向流线架(350)；所述转向限位挡板(380)布置在所述转向流线架(350)外端，对规整好的多层物料外端限位。
5.根据权利要求2所述的规整打包设备，其特征在于：所述四边检测装置(400)包括顶升载台(410)和检测模组；所述检测模组布置在顶升载台(410)上方，用于对顶升载台(410)上的多层物料进行四边检测；所述检测模组包括上下交错布置的下层检测模块(420)和上层检测模块(430)，顶升载台(410)对应下层检测模块(420)预设有下层检测位、对应上层检测模块(430)预设有上层检测位；所述下层检测模块(420)用于在下层检测位对多层物料左右两个侧面及棱边进行光学检测；所述上层检测模块(430)用于在上层检测位对多层物料前后两个端面及棱边进行光学检测。
6.根据权利要求2所述的规整打包设备，其特征在于：所述收料暂存装置(500)包括暂存升降电机(510)、暂存升降传动模组(520)、暂存升降转接底板组(530)、暂存仓龙门架(540)和单层仓组件(550)；
其中，暂存升降电机(510)的输出端与所述暂存升降传动模组(520)的输入端传动连接；所述暂存升降传动模组(520)的升降输出端与所述暂存升降转接底板组(530)的底部连接；所述暂存升降转接底板组(530)的顶部安装至暂存仓龙门架(540)的下部；
通过暂存升降电机(510)驱动暂存仓龙门架(540)按单层仓组件(550)的高度间隔为单位升降。
7.根据权利要求2所述的规整打包设备，其特征在于：所述顶升分流装置(700)包括升降模组(710)和分流模组(720)；
所述分流模组(720)设置在所述升降模组(710)上方，并由所述升降模组(710)驱动所述分流模组(720)整体升降；
所述分流模组(720)用于被控可选的向两端输送上方承载的多层物料。
8.根据权利要求1所述的规整打包设备，其特征在于：所述打包下料机架模组(2000)采用矩形框架机构，将整个规整检测暂存站(1000)包覆在内，并在其顶部框架四边支撑连接所述下料机械手模组(3000)。
9.根据权利要求1所述的规整打包设备，其特征在于：所述下料机械手模组(3000)包括夹爪模组(3100)、拾取升降模组(3200)、拾取横移模组(3300)和拾取纵移模组(3400)，所述夹爪模组(3100)设置在拾取升降模组(3200)的下端，拾取升降模组(3200)连接至所述拾取横移模组(3300)，所述拾取横移模组(3300)的两端连接至两个平行设置的拾取纵移模组(3400)上；所述夹爪模组(3100)被控的实现空间位置调节和夹爪开合取放料动作。
10.一种采用权利要求1-9任一项所述的规整打包设备对多层物料规整检测和暂存的方法，其特征在于，方法包括：
S1、物料拾取，下料机械手模组(3000)拾取待规整的多层物料至规整检测暂存站(1000)的横移装置(300)；
S2、物料规整，横移装置(300)上的规整装置(100)接收多层物料，并在规整工位处由规整装置(100)将多层物料进行四面规整；
S3、物料下压，横移装置(300)驱动规整装置(100)上四面规整后的多层物料移送至下压工位，并由规整下压机构(200)对多层物料下压规整；
S4、四边检测，横移装置(300)将规整后的多层物料转运至规整主流线(600)，并由规整主流线(600)将规整后的多层物料输送至四边检测装置(400)处进行光学检测；
S5、顶升分流，由顶升分流装置(700)将四边检测后的多层物料从规整主流线(600)上可控的向两侧分流；
S6、物料收集，由收料暂存装置(500)对顶升分流装置(700)输送的NG物料堆栈式收集暂存，由规整主流线(600)将OK物料直接从末端输送下料。
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