CN115491749B - 单晶炉加料系统及加料方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例涉及一种单晶炉加料系统及加料方法，单晶炉加料系统包括：控制系统，用于发出加料请求；备料系统，用于接收加料请求，并基于加料请求进行备料以获取投料；投料系统，用于接收加料请求，并基于加料请求在第一预设时间后，获取备料系统所备的投料，并将获取的实际投料量与预设投料量进行比对，若实际投料量与预设投料量的差值在第一预设阈值范围内，则投料系统基于加料请求在第二预设时间后，对单晶炉进行加料；校准系统，用于获取单晶炉内的加料总重量，当加料总重量与单晶炉的预设加料量的差值在第二预设阈值范围内时，校准系统将单晶炉内的总加料量更新为加料总重量。本申请实施例有利于提高单晶炉的加料效率。
Description
技术领域
本申请实施例涉及太阳能技术领域，特别涉及一种单晶炉加料系统。
背景技术
在单晶硅的制备过程中，需要将一定量的硅料运输至单晶炉中进行熔化，之后再制备单晶硅。目前，在对单晶炉进行加料的过程中，需要经历备料、投料以及加料等过程，每一过程依次进行，以使预设重量的硅料被投入单晶炉中，使得获取的晶棒符合预期。
然而，目前在单晶硅的制备过程中，加料的流程需要人工来完成，人工参与度较大。此外，由于完全依靠于人工进行备料、投料以及加料，使得在经历多次投料以及加料的过程之后，最终投入单晶炉内的加料量不符合预期，导致对单晶炉进行加料的过程效率较低。
发明内容
本申请实施例提供一种单晶炉加料系统及加料方法，至少有利于提高加料效率。
本申请实施例提供一种单晶炉加料系统，包括：控制系统，所述控制系统用于发出加料请求；备料系统，所述备料系统用于接收所述加料请求，并基于所述加料请求进行备料以获取投料；投料系统，所述投料系统用于接收所述加料请求，并基于所述加料请求在第一预设时间后，获取备料系统所备的投料，并将获取的实际投料量与预设投料量进行比对，若所述实际投料量与所述预设投料量的差值在第一预设阈值范围内，则所述投料系统基于所述加料请求在第二预设时间后，对单晶炉进行加料；校准系统，所述校准系统用于获取单晶炉内的加料总重量，当所述加料总重量与所述单晶炉的预设加料量的差值在第二预设阈值范围内时，所述校准系统将所述单晶炉内的总加料量更新为所述加料总重量。
另外，所述投料包括：硅料以及掺杂剂，所述备料系统包括：第一控制单元，所述第一控制单元用于响应于所述加料请求，生成备料指令；投料机，所述投料机用于存储所述投料，所述投料机包括：硅料备料盒，所述硅料备料盒存储有预设重量的硅料；掺杂剂备料装置，包括：存储盒，所述掺杂剂存储于所述存储盒中，所述存储盒包括具有出料口，所述掺杂剂经由所述出料口输出至所述硅料备料盒中；重量检测元件，所述重量检测元件用于响应于所述备料指令，对待输出的所述掺杂剂进行重量检测，若待输出的所述掺杂剂的重量在预设重量范围内，则控制所述待输出的所述掺杂剂经由出料口输出至所述硅料备料盒中。
另外，所述投料系统包括：加料机，所述加料机包括：加料仓，所述加料仓用于存储所述投料；称重单元，所述称重单元用于对所述加料仓中的所述投料进行称重，并获取第一投料量，所述第一投料量为所述实际投料量；比对单元，所述称重单元用于接收所述第一投料量，并将所述第一投料量与所述预设投料量进行比对，以获取所述第一投料量与所述预设投料量的第一差值；判断单元，所述判断单元用于接收所述第一差值，并判断所述第一差值是否在所述第一预设阈值范围内，若所述第一差值在所述第一预设阈值范围内，则判断所述投料系统可以对单晶炉进行加料操作。
另外，所述称重单元还被配置为：在所述投料系统对所述单晶炉进行加料的过程中，对所述加料仓内的剩余投料量进行实时检测，并获取所述剩余投料量与所述第一投料量的第二差值，并将所述第二差值发送至所述控制系统；所述控制系统还被配置为：接收所述第二差值，并将所述第二差值与所述预设投料量进行比对，若所述第二差值与所述预设投料量的差值在第三预设阈值范围内，则所述控制系统控制所述投料系统停止对所述单晶炉进行加料。
另外，所述校准系统与所述控制系统通讯连接，所述控制系统还被配置为：在计算出所述第二差值与所述预设投料量的差值在第三预设阈值范围内后，生成校准指令，并将所述校准指令发送至所述校准系统；所述校准系统被配置为：响应于所述校准指令，获取所述单晶炉内原有的剩余料量以及所述第二差值，若所述剩余料量以及所述第二差值的和值与所述预设加料量之间的第三差值在第二预设阈值范围内，则将所述单晶炉内的总加料量更新为所述加料总重量，所述加料总重量为所述第二差值以及所述单晶炉内原有的剩余料量之和。
另外，所述备料系统包括：投料机，所述投料系统包括：加料机，所述单晶炉加料系统还包括：转运系统，所述转运系统用于接收所述加料请求，并基于所述加料请求在第三预设时间后，将所述加料机运输至所述投料机处，以获取所备投料；所述转运系统还用于在所述投料系统获取所述投料后，将所述加料机运输至所述单晶炉处，其中，所述第三预设时间小于所述第一预设时间，且小于所述第二预设时间。
相应地，本申请实施例还提供一种加料方法，应用于上述任一项所述的单晶炉加料系统，包括：获取加料请求；响应于所述加料请求进行备料；响应于所述加料请求，在第一预设时间后，获取所备的投料，并将获取的实际投料量与预设投料量进行比对，若所述实际投料量与所述预设投料量的差值在第一预设阈值范围内，则响应于所述加料请求在第二预设时间后，对单晶炉进行加料；获取单晶炉内的加料总重量，当所述加料总重量与所述单晶炉的预设加料量的差值在第二预设阈值范围内时，将所述单晶炉内的总加料量更新为所述加料总重量。
另外，所述进行备料的方法包括：提供备料装置，所述备料装置包括：第一控制单元、投料机，所述投料机包括：硅料备料盒以及掺杂剂备料装置，所述硅料备料盒存储有预设重量的硅料；所述第一控制单元响应于所述加料请求，生成备料指令；所述掺杂剂备料装置响应于所述备料指令，对待输出的所述掺杂剂进行重量检测，若待输出的所述掺杂剂的重量在预设重量范围内，则所述掺杂剂备料装置控制所述待输出的所述掺杂剂输出至所述硅料备料盒中；若待输出的所述掺杂剂的重量不在预设重量范围内，则调整所述待输出的所述掺杂剂的数量，并对待输出的所述掺杂剂的重量进行重新检测，直至所述待输出的所述掺杂剂的重量在预设重量范围内。
另外，所述获取所备的投料的方法包括：提供投料装置以及转运装置，所述投料装置包括加料机；所述转运装置响应于所述加料请求，在第三预设时间后，将所述加料机运输至备料处；提供抓取装置，所述抓取装置响应于所述加料请求，在第一预设时间后，将所述备料处所备的投料抓取至所述加料机中，所述第一预设时间大于所述第三预设时间，且小于所述第二预设时间。
另外，判断所述实际投料量与所述预设投料量的差值是否在第一预设阈值范围的方法包括：对所述加料机中的所述投料进行称重，获取第一投料量，所述第一投料量为所述实际投料量；获取所述第一投料量与所述预设投料量的第一差值；判断所述第一差值是否在所述第一预设阈值范围内。
另外，对所述单晶炉进行加料的方法包括：提供投料装置以及转运装置，所述投料装置包括加料机；所述转运装置将所述加料机运输至所述单晶炉处，并对所述加料机进行定位操作，以使所述加料机与所述单晶炉对接；所述加料机对所述单晶炉进行加料，在所述投料过程中，对所述加料机中的剩余投料量进行实时监测，并获取所述剩余投料量与所述加料机中的初始投料量的第二差值；将所述第二差值与所述预设投料量进行比对，若所述第二差值与所述预设投料量的差值在第三预设阈值范围内，则停止对所述单晶炉进行加料。
另外，将所述单晶炉内的总加料量更新为所述加料总重量的方法包括：在所述加料机对所述单晶炉进行加料前，获取所述单晶炉内的剩余料量；在所述加料机对所述单晶炉进行加料后，获取所述第二差值；提供比较装置以及校准装置，所述比较装置获取所述剩余料量与所述第二差值的和值，并计算出所述和值与所述预设加料量的第三差值，并判断所述第三差值是否在所述第二预设阈值范围内，若所述第三差值在所述第二预设阈值范围内，则所述比较装置将所述和值发送至所述校准装置，所述校准装置将所述单晶炉内的总加料量更新为所述加料总重量，所述加料总重量为所述第二差值以及所述单晶炉内原有的剩余料量之和。
本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点：
本申请实施例提供的单晶炉加料系统的技术方案中，设置控制系统，用于对备料系统、投料系统以及校准系统进行加料控制，实现自动化。设置备料系统，实现自动备料。设置投料系统，投料系统不仅可以自动获取系统准备的投料，还可以对实际的投料量与预设的投料量进行比对，防止实际的投料量过多或者过少，导致在对单晶炉进行投料之后，单晶炉内所加的料量过多，从而造成漏硅的问题，或者单晶炉内所加的料量过少，使得拉晶质量较低。还设置校准系统，当加料总重量与预设加料量的差值在第二预设范围内时，校准系统将单晶炉内的加料量更新为加料总重量，如此，当工作人员检测到数据更新时，可以判断单晶炉内的加料总重量符合预期，防止发生漏硅现象。此外，投料系统与备料系统同时接收加料请求，并在预设的时间后各自开始工作，如此，可以省去投料系统与备料系统之间的对接，节省投料时间，提高加料效率。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1为本申请一实施例提供的一种单晶炉加料系统的一种功能框图；
图2为本申请一实施例提供的一种单晶炉加料系统的另一种功能框图；
图3为本申请一实施例提供的一种单晶炉加料系统的又一种功能框图；
图4为本申请一实施例提供的一种加料方法的一种方法流程图；
图5为本申请一实施例提供的一种加料方法的另一种方法流程图。
具体实施方式
由背景技术可知，现有技术存在单晶炉加料的效率较低的问题。
本申请实施例提供一种单晶炉加料系统，设置投料系统，投料系统不仅可以自动获取系统准备的投料，还可以对实际的投料量与预设的投料量进行比对，防止实际的投料量过多或者过少，导致在对单晶炉进行投料之后，单晶炉内所加的料量过多或者过少的问题。还设置校准系统，当加料总重量与预设加料量的差值在第二预设范围内时，校准系统将单晶炉内的加料量更新为加料总重量，如此，当工作人员检测到数据更新时，可以判断单晶炉内的加料总重量符合预期，防止发生漏硅现象。此外，投料系统与备料系统同时接收加料请求，并在预设的时间后各自开始工作，如此，可以省去投料系统与备料系统之间的对接，节省投料时间，提高加料效率。
下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
图1为本申请一实施例提供的一种单晶炉加料系统的功能框图。
参考图1，单晶炉加料系统包括：控制系统101，控制系统101用于发出加料请求；备料系统102，备料系统102用于接收加料请求，并基于加料请求进行备料以获取投料；投料系统103，投料系统103用于接收加料请求，并基于加料请求在第一预设时间后，获取备料系统102所备的投料，并将获取的实际投料量与预设投料量进行比对，若实际投料量与预设投料量的差值在第一预设阈值范围内，则投料系统103基于加料请求在第二预设时间后，对单晶炉进行加料；校准系统104，校准系统104用于获取单晶炉内的加料总重量，当加料总重量与单晶炉的预设加料量的差值在第二预设阈值范围内时，校准系统104将单晶炉内的总加料量更新为加料总重量。
在一些实施例中，备料系统102、投料系统103以及校准系统104与控制系统101通讯连接。
投料系统103将实际的投料量与预设投料量进行比对，从而可以使得获取的投料量在预设范围内，防止对单晶炉加料量与预设值相差过大。且在投料系统103对单晶炉加料过程中，校准系统104还获取对单晶炉的实际加料总重量，并将加料总重量与预设加料量进行比对，若实施加料量与预设加料量之间的差值在第二预设范围内，则将单晶炉内的加料量更新为加料总重量。如此，仅需工作人员检测到校准系统104的数据更新，即可以判断单晶炉内的加料总重量符合预期，防止发生漏硅现象。此外，投料系统103与备料系统102同时接收加料请求，并在控制系统101所设定的工作时间下，各自开始工作，如此，可以省去投料系统103与备料系统102之间的对接，节省投料时间，提高加料效率。同时还可以省去人工备料、投料以及复核的过程，实现加料自动化。
在一些实施例中，控制系统101可以为单晶硅生产管理系统，存储有单晶炉中的坩埚的信息。可以理解的是，单晶炉的坩埚用于对硅料进行熔化，不同尺寸的坩埚具有不同的容量，若坩埚中的硅料的容量超过坩埚的容量，则可能会发生漏硅的现象。因此，控制系统101中可以存储有坩埚的尺寸信息以及该尺寸的坩埚所对应硅料信息，硅料信息包括硅料的重量以及加入硅料中的掺杂剂的数量。掺杂剂用于掺杂进硅料中，从而使得制备得到的单晶硅具有导电性能或者特定功能。
在一些实施例中，控制系统101可以为制造执行系统(Manufacturing ExecutionSystem，MES)，或者集成化管理信息系统(Enterprise Resource PlanningAdministration，ERP)。
参考图1以及图2，在一些实施例中，投料包括：硅料以及掺杂剂，备料系统102包括：第一控制单元21，第一控制单元21用于响应于加料请求，生成备料指令。在一些实施例中，第一控制单元21可以响应于加料请求来获取单晶炉中的坩埚信息以及与该坩埚信息对应的硅料信息，硅料信息包括硅料以及掺杂剂，其中，硅料信息为预设投料量，掺杂剂的重量与预设投料量相对应。在一些实施例中，掺杂剂可以为母合金，例如可以是杂质元素与硅的合金，杂质元素可以是P型杂质元素或者N型杂质元素，例如可以为硅硼或者硅磷，不同元素的杂质元素可以决定制备得到的单晶硅的导电类型，使得制备的单晶硅为P型单晶硅或者N型单晶硅。
投料机，投料机用于存储投料，投料机包括：硅料备料盒，硅料备料盒存储有预设重量的硅料；掺杂剂备料装置，包括：存储盒，掺杂剂存储于存储盒中，存储盒包括具有出料口，掺杂剂经由出料口输出至硅料备料盒中；重量检测元件22，重量检测元件22用于响应于备料指令，对待输出的掺杂剂进行重量检测，若待输出的掺杂剂的重量在预设重量范围内，则控制待输出的掺杂剂经由出料口输出至硅料备料盒中。
在一些实施例中，硅料备料盒的数量可以为多个，不同的硅料备料盒可以存储有不同型号的硅料，且每一硅料盒中的硅料的重量预先设定为预设投料量，如此，当备料系统102响应于加料请求后，仅需根据备料信息选取相应的硅料备料盒即可，而无需再对硅料备料盒中的硅料进行称取，节省备料时间。
在一些实施例中，存储盒中的掺杂剂被统一制备为具有标准重量的颗粒，如此，当需要具有预设重量的掺杂剂时，可以将预设重量除以标准重量，获取掺杂剂颗粒的数量，并从出料口中输出相应数量的掺杂剂颗粒即可，从而可以简化对掺杂剂的称取过程。
在一些实施例中，重量检测元件22可以位于存储盒内，例如可以位于出料口周围，重量检测元件22基于备料指令对准备输出出料口的掺杂剂进行称重，若掺杂剂的重量在加料信息对应的掺杂剂的预设重量范围内，则可以输出掺杂剂。若掺杂剂的重量超出或者未达到加料信息对应的掺杂剂的预设重量范围内，则可以减少准备输出的掺杂剂数量或者增加准备输出的掺杂剂重量，接着，重量检测单元对调整后的掺杂即的掺杂数量重新检测，直至掺杂剂的重量在预设重量范围内。如此，可以使得掺杂剂与硅料的配比符合预期，从而使得制备得到的单晶硅的性能较好。
在一些实施例中，重量检测元件22可以为传感器单元。在一些实施例中，传感器单元可以与控制系统101通讯连接，传感器单元获取掺杂剂的重量数据，并将重量数据反馈至控制系统101，控制系统101基于重量数据，将该重量数据与加料信息中的掺杂剂的预设重量进行比对，判定掺杂剂的重量数据是否在预设重量范围内。若不在预设重量范围内，则控制系统101向第一控制单元21发出第一反馈信息，掺杂剂备料装置基于第一反馈信息调整掺杂剂的重量，重量检测单元基于第一反馈信息对调整后的掺杂剂重量重新进行检测。
在一些实施例中，掺杂剂备料装置还包括：调温元件，调温元件用于获取存储盒内的温度数据，并基于温度数据对存储盒内的温度进行调控，以将存储盒内的温度控制在预设温度范围内。如此，可以保持存储盒为恒温的环境，有利于保持掺杂剂的性质较为稳定，防止掺杂剂变质。
参考图1以及图3，在一些实施例中，投料系统103包括：加料机，加料机包括：加料仓，加料仓用于存储投料；称重单元11，称重单元11用于对加料仓中的投料进行称重，并获取第一投料量，第一投料量为实际投料量；比对单元12，称重单元11用于接收第一投料量，并将第一投料量与预设投料量进行比对，以获取第一投料量与预设投料量的第一差值；判断单元13，判断单元13用于接收第一差值，并判断第一差值是否在第一预设阈值范围内，若第一差值在第一预设阈值范围内，则判断投料系统103可以对单晶炉进行加料操作。
投料系统103用于将备料系统102所备的投料投入加料仓中，并且在获取投料之后，还对加料仓中的第一投料量与预设投料量进行复核，防止在投料系统103获取投料的过程中，由于投料掉落等问题导致的投料量与预设的投料量之间相差较大的问题，使得投料系统103在对单晶炉进行加料后，单晶炉中的加料量不会过少，从而可以保证拉晶质量。
在一些实施例中，称重单元11可以设置于加料仓底部外侧，如此，当加料仓中投入投料时，称重单元11可以准确地感知重量变化，从而使得获取的第一投料量可以准确地反映实际投料量的重量。在一些实施例中，称重单元11可以为称重传感器或者其它可以用于称重的器件。
比对单元12与称重单元11通讯连接，用于接收称重单元11获取的第一投料量的数据，在一些实施例中，比对单元12以及判断单元13可以设置于控制系统101中，即控制系统101获取第一投料量，并将第一投料量与加料信息对应的预设投料量进行比对后，得到第一差值；控制系统101再判断第一差值是否在第一预设阈值范围内。可以理解的是，第一预设阈值以及第二预设阈值的具体范围值可以根据工艺需求来设置，当工艺要求较高时，可以将第一预设阈值以及第二预设阈值设置得较小，例如可以为0，从而提高投料量的精准度。当需要加快工艺进度时，可以设置第一预设阈值以及第二预设阈值的范围较大。
在一些实施例中，备料系统102包括：投料机，投料系统103包括：加料机，单晶炉加料系统还包括：转运系统，转运系统用于接收加料请求，并基于加料请求在第三预设时间后，将加料机运输至投料机处，以获取所备投料；转运系统还用于在投料系统103获取投料后，将加料机运输至单晶炉处，其中，第三预设时间小于第一预设时间，且小于第二预设时间。设置转运系统在第三预设时间后自动将加料机运输至投料机处，可以省去人工运输加料机的过程，实现全自动化加料。
也就是说，控制系统101提前在加料请求中预设了投料系统103以及转运系统开始工作的时间，具体地，在一些实施例中，由于备料系统102需要首先进行备料，因此，可以设置备料系统102在接收到加料请求后即刻开始进行备料操作；转运系统响应于加料请求在第三预设时间到来时，将加料机运输至投料机处；投料系统103在第一预设时间来到时，获取备料系统102所准备的投料，可以理解的是，为了提高对时间的管理以及控制能力，设置备料系统102需要在第一预设时间内完成备料操作，也就是说，需要在加料机运输至投料机处之前完成备料，从而使得加料机一到达投料机处，即可以获取所备的投料，如此，可以节省加料机所等待的时间；在第二预设时间来到时，投料系统103对单晶炉进行加料，其中，第二预设时间大于第一预设时间，可以理解的是，投料系统103需要在第二预设时间与第一预设时间的时间差之内完成获取投料以及对投料进行复核的操作，且转运系统还需要在第二预设时间与第一预设时间的时间差之间将加料机运输至单晶炉处。本申请实施例提供的单晶炉加料系统中，通过预先设置第一预设时间、第二预设时间以及第三预设时间，并设置每一系统在预设的时间段之内完成各自的操作，从而可以减少各个系统之间对接的时间。并且，通过合理设置时间，还可以节省各个系统所等待的时间，使得各个系统轮轴转，提高工作效率。
在一些实施例中，转运系统包括：运输车，运输车用于运输加料机；调度单元，调度单元被配置为：响应于加料请求，生成转运指令；第二控制单元，第二控制单元用于接收转运指令，并响应于转运指令控制运输车进行运输。具体地，在一些实施例中，调度单元可以根据加料请求，在第三预设时间到来时，生成转运指令，从而使得运输车可以在第三预设时间到来时，将加料机运输至投料机处。
在一些实施例中，还包括：抓取装置，抓取装置包括抓取部件、第三控制单元以及检测部件，硅料备料盒外侧可以设置有检测标识，不同的硅料备料盒对应于不同类型的检测标识。由于加料请求的加料信息中包含了硅料备料盒的型号，因此，只需识别出加料信息对应的检测标识，即可以获取加料信息中所规定的硅料的类型。检测部件用于基于加料请求识别检测标识，并获取检测标识的第一信息，检测部件还用于将第一信息反馈至第三控制单元中，第三控制单元基于第一信息向抓取部件发出抓取指令，抓取部件基于抓取指令抓取与被识别的检测标识对应的硅料备料盒，从而完成投料操作。
在一些实施例中，硅料备料盒外侧还可以设置有信息标识，信息标识中存储有硅料备料盒中硅料的型号类型，检测部件还用于识别信息标识，以获取硅料备料盒中硅料的型号类型，从而可以对硅料备料盒中的型号类型进行再次确认，提高投料的准确度。
在一些实施例中，抓取部件可以是智能机械臂或者智能机器人中的任一者，检测部件可以设置于抓取部件中，第三控制单元可以设置于控制系统101中。
当投料系统103完成投料的获取以及对获取的投料量进行复核之后，运输小车将加料机运输至单晶炉处，并对加料机进行对中定位操作，以使加料机与单晶炉完成对接。具体地，在一些实施例中，可以在加料机的对接口处安装第一定位传感器，在单晶炉的对接口处安装第二定位传感器，运输小车移动自身带动加料机的移动，直至第一定位传感器感应到第二定位传感器，则对接完成。
在另一些实施例中，也可以在加料机的底部安装调节型底座，调节型底座可以使加料机在水平方向以及竖直方向移动，当运输小车将加料机运输至预设位置后，调节型底座可以在水平方向以及竖直方向上移动，以带动加料机的移动，直至第一定位传感器感应到第二定位传感器，则对接完成。
在一些实施例中，称重单元11还被配置为：在投料系统103对单晶炉进行加料的过程中，对加料仓内的剩余投料量进行实时检测，并获取剩余投料量与第一投料量的第二差值，并将第二差值发送至控制系统101；控制系统101还被配置为：接收第二差值，并将第二差值与预设投料量进行比对，若第二差值与预设投料量的差值在第三预设阈值范围内，则控制系统101控制投料系统103停止对单晶炉进行加料。
可以理解的是，在加料机对单晶炉进行加料的过程中，加料仓中原有的第一投料量与剩余投料量之差即为向单晶炉中加入的加料量，也就是说，第二差值为加料机向单晶炉中加入的加料量。因此，将第二差值与预设投料量进行比对，实际上是将向单晶炉加入的加料量与预设投料量进行比对，若加料量超过预设投料量，则单晶炉可能会发生漏硅的风险。因此，设置在对单晶炉进行加料的过程中，实时检测对单晶炉加入的加料量，从而可以在加料量达到预设投料量时，及时提供加料操作，减小防止漏硅现象发生的概率。
本申请实施例中，通过不同系统的对接节点处(投料机对加料机进行投料后以及加料机对单晶炉进行加料的过程中)，对料量与预设投料量进行复核，使得实际的料量在预设投料量的范围内，一方面防止漏硅现象的发生，另一方面可以保证拉晶质量。
在一些实施例中，第三预设阈值可以基于拉晶工艺的需求来设置。
在一些实施例中，校准系统104与控制系统101通讯连接，控制系统101还被配置为：在计算出第二差值与预设投料量的差值在第三预设阈值范围内后，生成校准指令，并将校准指令发送至校准系统104；校准系统104被配置为：响应于校准指令，获取单晶炉内原有的剩余料量以及第二差值，若剩余料量以及第二差值的和值与预设加料量之间的第三差值在第二预设阈值范围内，则将单晶炉内的总加料量更新为加料总重量，加料总重量为第二差值以及单晶炉内原有的剩余料量之和。
可以理解的是，预设加料量为单晶炉中坩埚可以承受的最大的料量值，一旦坩埚内的料量超过预设加料量，则可能会发生漏硅的问题。在实际生产过程中，单晶炉内在进行拉晶生成单晶硅之后，坩埚中还会有一些硅料没有被使用，这些没有被使用的硅料的重量记为剩余料量。当加料机对单晶炉进行加料之后，使得单晶炉内坩埚内的总的料量为第二差值(加料机对单晶炉的加料量)以及单晶炉内的剩余料量之和，因此，校准系统104响应于校准指令，获取第二差值与剩余料量之和，来真实的反映单晶炉内的坩埚中的实际料量。之后，将单晶炉内的坩埚中的实际料量与预设加料量进行比对，从而可以基于单晶炉的坩埚中真实的投料量来判定是否具有漏硅的风险。若第二差值与剩余料量之和与预设加料量的第三差值在第二预设阈值范围内，则校准系统104将单晶炉内的实际重量更新为第二差值与剩余料量之和，工作人员只有在看到校准系统104更新之后，才会开始拉晶。若第三差值不在第二预设阈值范围内，则校准系统104不会对实际重量进行更新，那么工作人员将不会开始拉晶，从而可以最大程度地防止漏硅现象的发生。
在一些实施例中，获取剩余料量的方法可以包括：对单晶炉拉晶后生成的单晶硅进行称重，将拉晶之前校准系统104所更新的加料总重量减去单晶硅的重量，即单晶炉中的剩余料量。
上述申请实施例提供的单晶炉加料系统中，投料系统103将实际的投料量与预设投料量进行比对，从而可以使得获取的投料量在预设范围内，防止对单晶炉加料量与预设值相差过大。且在投料系统103对单晶炉加料过程中，校准系统104还获取对单晶炉的实际加料总重量，并将加料总重量与预设加料量进行比对，若实施加料量与预设加料量之间的差值在第二预设范围内，则将单晶炉镍的加料量更新为加料总重量。如此，仅需工作人员检测到校准系统104的数据更新，即可以判断单晶炉内的加料总重量符合预期，防止发生漏硅现象。此外，投料系统103与备料系统102同时接收加料请求，并在控制系统101所设定的工作时间下，各自开始工作，如此，可以省去投料系统103与备料系统102之间的对接，节省投料时间，提高加料效率。同时还可以省去人工备料、投料以及复核的过程，实现加料自动化。
相应地，本申请实施例还提供一种加料方法，应用于上述实施例提供的单晶炉加料系统，以下将结合附图进行描述。
参考图4，加料方法包括：
获取加料请求。在一些实施例中，加料请求可以由控制系统101发出，控制系统101中存储有坩埚的尺寸信息以及该尺寸的坩埚所对应硅料信息，硅料信息包括硅料的重量以及加入硅料中的掺杂剂的数量。在一些实施例中，控制系统101可以为MES或者ERP。
响应于加料请求进行备料。
在一些实施例中，进行备料的方法包括：提供备料装置，备料装置包括：第一控制单元、投料机，投料机包括：硅料备料盒以及掺杂剂备料装置，硅料备料盒存储有预设重量的硅料；第一控制单元响应于所述加料请求，生成备料指令。在一些实施例中，第一控制单元可以响应于加料请求来获取单晶炉中的坩埚信息以及与该坩埚信息对应的硅料信息，硅料信息包括硅料以及掺杂剂，其中，硅料信息为预设投料量，掺杂剂的重量与预设投料量相对应。
掺杂剂备料装置响应于备料指令，对待输出的掺杂剂进行重量检测，若待输出的掺杂剂的重量在预设重量范围内，则掺杂剂备料装置控制待输出的掺杂剂输出至硅料备料盒中；若待输出的掺杂剂的重量不在预设重量范围内，则调整待输出的掺杂剂的数量，并对待输出的掺杂剂的重量进行重新检测，直至待输出的掺杂剂的重量在预设重量范围内。
在一些实施例中，硅料备料盒的数量可以为多个，不同的硅料备料盒可以存储有不同型号的硅料，且每一硅料盒中的硅料的重量预先设定为预设投料量。在一些实施例中，存储盒中的掺杂剂被统一制备为具有标准重量的颗粒，如此，当需要获取具有预设重量的掺杂剂时，便于将重量转换为掺杂剂的数量，并输出相应数量的掺杂剂颗粒即可。
在一些实施例中，重量检测元件可以为传感器单元。在一些实施例中，传感器单元可以与控制系统通讯连接，传感器单元获取掺杂剂的重量数据，并将重量数据反馈至控制系统，控制系统基于重量数据，将该重量数据与加料信息中的掺杂剂的预设重量进行比对，判定掺杂剂的重量数据是否在预设重量范围内。若不在预设重量范围内，则控制系统向第一控制单元发出第一反馈信息，掺杂剂备料装置基于第一反馈信息调整掺杂剂的重量，重量检测单元基于第一反馈信息对调整后的掺杂剂重量重新进行检测。
备料完成之后，响应于加料请求，在第一预设时间后，获取所备的投料，并将获取的实际投料量与预设投料量进行比对，若实际投料量与预设投料量的差值在第一预设阈值范围内，则响应于加料请求在第二预设时间后，对单晶炉进行加料。在获取投料之后，对加料仓中的第一投料量与预设投料量进行复核，防止在投料系统103获取投料的过程中，由于投料掉落等问题导致的投料量与预设的投料量之间相差较大的问题，使得投料系统103在对单晶炉进行加料后，单晶炉中的加料量不会过少，从而可以保证拉晶质量。
在一些实施例中，判断实际投料量与预设投料量的差值是否在第一预设阈值范围的方法包括：对加料机中的所述投料进行称重，获取第一投料量，第一投料量为实际投料量；获取第一投料量与所述预设投料量的第一差值；判断第一差值是否在第一预设阈值范围内。具体地，在一些实施例中，可以通过称重装置对加料仓中的投料量进行称重，称重装置可以为称重传感器或者其它可以用于称重的器件。称重装置与控制系统通讯连接，将第一投料量发送至控制系统中，控制系统获取第一投料量，并将第一投料量与加料信息对应的预设投料量进行比对后，得到第一差值；控制系统再判断第一差值是否在第一预设阈值范围内。
参考图5，获取所备的投料的方法包括：提供投料装置以及转运装置，投料装置包括加料机；转运装置响应于加料请求，在第三预设时间t3后，将加料机运输至备料处。设置转运系统在第三预设时间后自动将加料机运输至投料机处，可以省去人工运输加料机的过程，实现全自动化加料。在一些实施例中，转运系统包括：运输车以及调度单元，调度单元可以根据加料请求，在第三预设时间t3到来时，生成转运指令，从而使得运输车可以在第三预设时间t3到来时，将加料机运输至投料机处。
提供抓取装置，抓取装置响应于加料请求，在第一预设时间t1后，将备料处所备的投料抓取至加料机中，第一预设时间t1大于第三预设时间t3，且小于第二预设时间t2。
也就是说，控制系统提前在加料请求中预设了投料装置、转运装置以及抓取装置开始工作的时间。具体地，在一些实施例中，备料装置在接收到加料请求后即刻开始进行备料操作；转运装置响应于加料请求在第三预设时间到来时，将加料机运输至投料机处；抓取装置在第一预设时间t1到来时，将备料处所备的投料抓取至加料机中。值得注意的是，在第三预设时间t3与第一预设时间t1的时间差内，转运装置需要将加料机运输至备料处。在一些实施例中，可以设置第三预设时间t3与第一预设时间的时间差正好为转运装置将加料机运输至备料处所需的时间，如此，可以省去抓取装置等待的时间，合理分配时间，从而提高加料效率。投料装置在第一预设时间t1来到时，获取备料装置所准备的投料，可以理解的是，为了提高对时间的管理以及控制能力，设置备料装置需要在第一预设时间t1内完成备料操作；在第二预设时间t2来到时，投料装置对单晶炉进行加料，其中，第二预设时间t2大于第一预设时间t1，投料装置需要在第二预设时间t2与第一预设时间t1的时间差之内完成获取投料以及对投料进行复核的操作，且转运装置还需要在第二预设时间t2与第一预设时间t1的时间差之间将加料机运输至单晶炉处。
在一些实施例中，抓取装置包括抓取部件、第三控制单元以及检测部件，硅料备料盒外侧可以设置有检测标识。检测部件基于加料请求识别检测标识，并获取检测标识的第一信息，检测部件还将第一信息反馈至第三控制单元中，第三控制单元基于第一信息向抓取部件发出抓取指令，抓取部件基于抓取指令抓取与被识别的检测标识对应的硅料备料盒，从而完成投料操作。
,参考图5，在一些实施例中，若实际投料量与预设投料量的差值不在第一预设阈值范围内，则备料装置重新进行备料，再重复后续过程，直至实际投料量与预设投料量的差值在第一预设范围内。
在一些实施例中，硅料备料盒外侧还设置有信息标识，信息标识中存储有硅料备料盒中硅料的型号类型，检测部件还识别信息标识，以获取硅料备料盒中硅料的型号类型，从而对硅料备料盒中的型号类型进行再次确认，提高投料的准确度。
在一些实施例中，抓取部件可以是智能机械臂或者智能机器人中的任一者，检测部件可以设置于抓取部件中，第三控制单元可以设置于控制系统中。
在一些实施例中，对单晶炉进行加料的方法包括：提供投料装置以及转运装置，投料装置包括加料机。
转运装置将加料机运输至单晶炉处，并加料机进行定位操作，以使加料机与单晶炉对接。具体地，当投料装置完成投料的获取以及对获取的投料量进行复核之后，运输小车将加料机运输至单晶炉处，并对加料机进行对中定位操作，以使加料机与单晶炉完成对接。
加料机与单晶炉对接之后，加料机对单晶炉进行加料，在投料过程中，对加料机中的剩余投料量进行实时监测，并获取剩余投料量与加料机中的初始投料量的第二差值；将第二差值与预设投料量进行比对，若第二差值与预设投料量的差值在第三预设阈值范围内，则停止对单晶炉进行加料。第二差值为加料机向单晶炉中加入的加料量，设置在对单晶炉进行加料的过程中，实时检测对单晶炉加入的加料量，从而可以在加料量达到预设投料量时，及时提供加料操作，减小防止漏硅现象发生的概率。
在加料机对单晶炉进行加料后，获取单晶炉内的加料总重量，当加料总重量与单晶炉的预设加料量的差值在第二预设阈值范围内时，将单晶炉内的总加料量更新为加料总重量。预设加料量为单晶炉中坩埚可以承受的最大的料量值，一旦坩埚内的料量超过预设加料量，则可能会发生漏硅的问题。因此，校准系统104响应于校准指令，获取第二差值与剩余料量之和，可以真实的反映单晶炉内的坩埚中的实际料量。之后，将单晶炉内的坩埚中的实际料量与预设加料量进行比对，从而可以基于单晶炉的坩埚中真实的投料量来判定是否具有漏硅的风险。
在一些实施例中，将单晶炉内的总加料量更新为加料总重量的方法包括：
在加料机对单晶炉进行加料前，获取单晶炉内的剩余料量。在一些实施例中，获取剩余料量的方法可以包括：对单晶炉拉晶后生成的单晶硅进行称重，将拉晶之前校准系统104所更新的加料总重量减去单晶硅的重量，即单晶炉中的剩余料量。
在加料机对单晶炉进行加料后，获取第二差值。在一些实施例中，可以通过设置于加料机底部的称重装置对加料机中的剩余投料量进行实时检测，并获取第一投料量与剩余投料量的之间的差值。
提供比较装置以及校准装置，比较装置获取剩余料量与第二差值的和值，并计算出和值与预设加料量的第三差值，并判断第三差值是否在第二预设阈值范围内，若第三差值在第二预设阈值范围内，则将剩余料量与第二差值的和值发送至校准装置，校准装置将单晶炉内的总加料量更新为加料总重量，加料总重量为第二差值以及单晶炉内原有的剩余料量之和。在一些实施例中，比较装置可以为控制系统，在一些实施例中，在获取单晶炉中的剩余料量之和，将剩余料量的数据发送至控制系统中，且在获取第二差值之后，将第二差值发送至控制系统中，控制系统接收剩余料量以及第二差值，并获取剩余料量与第二差值的和值，将该和值与加料信息对应的预设加料量进行比对获取第三差值，判断第三差值是否在第二预设阈值范围内，若第三差值在第二预设阈值范围内，则控制系统将第二差值与剩余料量的和值数据发送至校准系统104中，校准系统104将单晶炉内的总加料量更新为加料总重量。
上述实施例提供的加料方法中，将实际的投料量与预设投料量进行比对，从而可以使得获取的投料量在预设范围内，防止对单晶炉加料量与预设值相差过大。且在对单晶炉加料过程中，还获取对单晶炉的实际加料总重量，并将加料总重量与预设加料量进行比对，并对单晶炉的总的加料量进行校准更新。如此，仅需工作人员检测到校准系统104的数据更新，即可以判断单晶炉内的加料总重量符合预期，防止发生漏硅现象。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本申请的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本申请的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种单晶炉加料系统，其特征在于，包括：
控制系统，所述控制系统用于发出加料请求；
备料系统，所述备料系统用于接收所述加料请求，并基于所述加料请求进行备料以获取投料；
投料系统，所述投料系统用于接收所述加料请求，并基于所述加料请求在第一预设时间后，获取备料系统所备的投料，并将获取的实际投料量与预设投料量进行比对，若所述实际投料量与所述预设投料量的差值在第一预设阈值范围内，则所述投料系统基于所述加料请求在第二预设时间后，对单晶炉进行加料，若所述实际投料量与所述预设投料量的差值不在所述第一预设阈值范围内，则指示所述备料系统重新进行备料，直至所述实际投料量与所述预设投料量的差值在所述第一预设阈值范围内；
校准系统，所述校准系统用于获取单晶炉内的加料总重量，当所述加料总重量与所述单晶炉的预设加料量的差值在第二预设阈值范围内时，所述校准系统将所述单晶炉内的总加料量更新为所述加料总重量，若所述加料总重量与所述单晶炉的预设加料量的差值不在所述第二预设阈值范围内，不对所述加料总重量进行更新；
其中，所述投料系统包括：加料机，所述加料机包括：加料仓，所述加料仓用于存储所述投料；
称重单元，所述称重单元用于对所述加料仓中的所述投料进行称重，并获取第一投料量，所述第一投料量为所述实际投料量；
比对单元，所述称重单元用于接收所述第一投料量，并将所述第一投料量与所述预设投料量进行比对，以获取所述第一投料量与所述预设投料量的第一差值；
判断单元，所述判断单元用于接收所述第一差值，并判断所述第一差值是否在所述第一预设阈值范围内，若所述第一差值在所述第一预设阈值范围内，则判断所述投料系统可以对所述单晶炉进行加料操作，若所述第一差值不在所述第一预设阈值范围内，则判断所述备料系统需重新备料。
2.根据权利要求1所述的单晶炉加料系统，其特征在于，所述投料包括：硅料以及掺杂剂，所述备料系统包括：
第一控制单元，所述第一控制单元用于响应于所述加料请求，生成备料指令；
投料机，所述投料机用于存储所述投料，所述投料机包括：硅料备料盒，所述硅料备料盒存储有预设重量的硅料；掺杂剂备料装置，包括：存储盒，所述掺杂剂存储于所述存储盒中，所述存储盒包括具有出料口，所述掺杂剂经由所述出料口输出至所述硅料备料盒中；重量检测元件，所述重量检测元件用于响应于所述备料指令，对待输出的所述掺杂剂进行重量检测，若待输出的所述掺杂剂的重量在预设重量范围内，则控制所述待输出的所述掺杂剂经由出料口输出至所述硅料备料盒中。
3.根据权利要求1所述的单晶炉加料系统，其特征在于，所述称重单元还被配置为：在所述投料系统对所述单晶炉进行加料的过程中，对所述加料仓内的剩余投料量进行实时检测，并获取所述剩余投料量与所述第一投料量的第二差值，并将所述第二差值发送至所述控制系统；
所述控制系统还被配置为：接收所述第二差值，并将所述第二差值与所述预设投料量进行比对，若所述第二差值与所述预设投料量的差值在第三预设阈值范围内，则所述控制系统控制所述投料系统停止对所述单晶炉进行加料。
4.根据权利要求3所述的单晶炉加料系统，其特征在于，所述校准系统与所述控制系统通讯连接，所述控制系统还被配置为：在计算出所述第二差值与所述预设投料量的差值在第三预设阈值范围内后，生成校准指令，并将所述校准指令发送至所述校准系统；
所述校准系统被配置为：响应于所述校准指令，获取所述单晶炉内原有的剩余料量以及所述第二差值，若所述剩余料量以及所述第二差值的和值与所述预设加料量之间的第三差值在第二预设阈值范围内，则将所述单晶炉内的总加料量更新为所述加料总重量，所述加料总重量为所述第二差值以及所述单晶炉内原有的剩余料量之和。
5.根据权利要求1所述的单晶炉加料系统，其特征在于，所述备料系统包括：投料机，所述投料系统包括：加料机，所述单晶炉加料系统还包括：
转运系统，所述转运系统用于接收所述加料请求，并基于所述加料请求在第三预设时间后，将所述加料机运输至所述投料机处，以获取所备投料；所述转运系统还用于在所述投料系统获取所述投料后，将所述加料机运输至所述单晶炉处，其中，所述第三预设时间小于所述第一预设时间，且小于所述第二预设时间。
6.一种加料方法，应用于上述权利要求1至5中任一项所述的单晶炉加料系统，包括：
获取加料请求；
响应于所述加料请求进行备料；
响应于所述加料请求，在第一预设时间后，获取所备的投料，并将获取的实际投料量与预设投料量进行比对，若所述实际投料量与所述预设投料量的差值在第一预设阈值范围内，则响应于所述加料请求在第二预设时间后，对单晶炉进行加料，若所述实际投料量与所述预设投料量的差值不在所述第一预设阈值范围内，则指示所述备料系统重新进行备料，直至所述实际投料量与所述预设投料量的差值在所述第一预设阈值范围内；
获取单晶炉内的加料总重量，当所述加料总重量与所述单晶炉的预设加料量的差值在第二预设阈值范围内时，将所述单晶炉内的总加料量更新为所述加料总重量，若所述加料总重量与所述单晶炉的预设加料量的差值不在所述第二预设阈值范围内，不对所述加料总重量进行更新；
其中，判断所述实际投料量与所述预设投料量的差值是否在第一预设阈值范围的方法包括：
对所述加料机中的所述投料进行称重，获取第一投料量，所述第一投料量为所述实际投料量；
获取所述第一投料量与所述预设投料量的第一差值；
判断所述第一差值是否在所述第一预设阈值范围内。
7.根据权利要求6所述的加料方法，其特征在于，所述进行备料的方法包括：
提供备料装置，所述备料装置包括：第一控制单元、投料机，所述投料机包括：硅料备料盒以及掺杂剂备料装置，所述硅料备料盒存储有预设重量的硅料；
所述第一控制单元响应于所述加料请求，生成备料指令；
所述掺杂剂备料装置响应于所述备料指令，对待输出的所述掺杂剂进行重量检测，若待输出的所述掺杂剂的重量在预设重量范围内，则所述掺杂剂备料装置控制所述待输出的所述掺杂剂输出至所述硅料备料盒中；若待输出的所述掺杂剂的重量不在预设重量范围内，则调整所述待输出的所述掺杂剂的数量，并对待输出的所述掺杂剂的重量进行重新检测，直至所述待输出的所述掺杂剂的重量在预设重量范围内。
8.根据权利要求6所述的加料方法，其特征在于，所述获取所备的投料的方法包括：
提供投料装置以及转运装置，所述投料装置包括加料机；
所述转运装置响应于所述加料请求，在第三预设时间后，将所述加料机运输至备料处；
提供抓取装置，所述抓取装置响应于所述加料请求，在第一预设时间后，将所述备料处所备的投料抓取至所述加料机中，所述第一预设时间大于所述第三预设时间，且小于所述第二预设时间。
9.根据权利要求6所述的加料方法，其特征在于，对所述单晶炉进行加料的方法包括：
提供投料装置以及转运装置，所述投料装置包括加料机；
所述转运装置将所述加料机运输至所述单晶炉处，并对所述加料机进行定位操作，以使所述加料机与所述单晶炉对接；
所述加料机对所述单晶炉进行加料，在所述投料过程中，对所述加料机中的剩余投料量进行实时监测，并获取所述剩余投料量与所述加料机中的初始投料量的第二差值；
将所述第二差值与所述预设投料量进行比对，若所述第二差值与所述预设投料量的差值在第三预设阈值范围内，则停止对所述单晶炉进行加料。
10.根据权利要求9所述的加料方法，其特征在于，将所述单晶炉内的总加料量更新为所述加料总重量的方法包括：
在所述加料机对所述单晶炉进行加料前，获取所述单晶炉内的剩余料量；
在所述加料机对所述单晶炉进行加料后，获取所述第二差值；
提供比较装置以及校准装置，所述比较装置获取所述剩余料量与所述第二差值的和值，并计算出所述和值与所述预设加料量的第三差值，并判断所述第三差值是否在所述第二预设阈值范围内，若所述第三差值在所述第二预设阈值范围内，则所述比较装置将所述和值发送至所述校准装置，所述校准装置将所述单晶炉内的总加料量更新为所述加料总重量，所述加料总重量为所述第二差值以及所述单晶炉内原有的剩余料量之和。
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