CN116423071A - 一种自动对位补偿的超薄硅片切割装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种自动对位补偿的超薄硅片切割装置，包括硅片切割机构，所述硅片切割机构包括入料流水线、视觉定位组件、切割组件和出料流水线，所述入料流水线和出料流水线的下方设置有托转组件，视觉定位组件和切割组件位于所述托转组件的上方，待加工物料移动至转入位置，托转组件托起转接位置上的待加工物料，视觉定位组件托转组件上的待加工物料进行视觉定位，托转组件调正待加工物料的方位，托转组件将待加工物料移动至切割位置，所述切割组件对切割位置上的待加工物料进行切割，切割完后，所述托转组件继续移动，将已加工物料移动至出料流水线的转出位置，所述托转组件下放，已加工物料落在出料流水线上，所述出料流水线将已加工物料运出。
Description
技术领域
本发明涉及光伏制造领域，尤其是涉及一种自动对位补偿的超薄硅片切割装置。
背景技术
近两年光伏行业在“降本+增效”的双重因素驱动下，电池片的超薄化成为主要发展方向。如今太阳能电池半片切割工艺都是在原硅片经过制绒、清洗、印刷三大工艺之后制成电池片才进行的。任何加工都伴随有损耗，电池片端的半片切割损耗大大拉高了生产成本。为了降低生产成本提高生产效率，在硅片端的切割就成为了新的发展趋势。随着半片技术的快速革新以及硅片厚度逐步迈向超薄化，硅片在切割工艺和技术上迎来的更高的挑战。目前市场上新一代的激光无损划片机，可以对130-150um厚度的硅片进行半片切割。而新型的N型和HJT电池片逐步迈向超薄化，原硅片的厚度达到了90-110um，常规划片机在切割过程中就出现了大量的损耗，同时不良率也是居高不下。常规激光划片机切片过程中上下料全靠机械手搬运，硅片的特性薄而脆，在搬运过程中就会出现大量的破片损耗。同时硅片切割精度要比电池片切割精度要求更高，常规激光划片机都是先把硅片放到对位平台上对完位，然后再由直线模组搬运至切割平台上进行激光切割，如此一来硅片切割时候的位置精度就没办法保证，切割后不良率也高，而且效率低。因此，现有技术还有待提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种自动对位补偿的超薄硅片切割装置。
为解决以上技术问题，本发明采取了以下技术方案：
本发明提供一种自动对位补偿的超薄硅片切割装置，包括硅片切割机构，所述硅片切割机构包括入料流水线、视觉定位组件、切割组件和出料流水线，所述入料流水线和出料流水线的下方设置有托转组件，所述视觉定位组件和切割组件位于所述托转组件的上方，待加工物料移动至转入位置，所述托转组件托起转接位置上的待加工物料，所述视觉定位组件托转组件上的待加工物料进行视觉定位，所述托转组件调正待加工物料的方位，所述托转组件将待加工物料移动至切割位置，所述切割组件对切割位置上的待加工物料进行切割，切割完后，所述托转组件继续移动，将已加工物料移动至出料流水线的转出位置，所述托转组件下放，已加工物料落在出料流水线上，所述出料流水线将已加工物料运出。
在一较佳实施例中，所述的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，所述切割组件包括切割部件和补偿部件，所述切割部件装设于所述补偿部件上，所述补偿部件驱动所述切割部件活动，对切割位置上的待加工物料的切割方位进行补偿。
在一较佳实施例中，所述的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，所述入料流水线的入料路径和出料流水线的出料路径位于同一直线上，所述切割位置位于入料流水线和出料流水线之间。
在一较佳实施例中，所述的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，入料流水线上设置有用于初步调整待加工物料方位的规整组件，在入料流水线将待加工物料移动至转入位置之前，所述入料流水线先将待加工物料移送至规整位置，所述规整组件对规整位置上的待加工物料进行初步方位调整。
在一较佳实施例中，所述的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，所述入料流水线和出料流水线沿Y轴方向输送，所述托转组件包括Y轴输送组部、Z轴升降组部、水平旋转组部和托台，所述托台装设于所述水平旋转组部上，所述水平旋转组部装设于所述Z轴升降组部上，所述Z轴升降组部装设于所述Y轴输送组部上。
在一较佳实施例中，所述的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，所述规整组件包括分别两组位于输送方向两侧的导向轮和驱动两组导向轮同步向中间夹紧的居中驱动组部。
在一较佳实施例中，所述的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，所述补偿部件包括补偿电机和X轴补偿组部，所述切割部件装设于所述X轴补偿组部的活动端，所述X轴补偿组部驱动所述切割部件于X轴方向上移动。
在一较佳实施例中，所述的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，所述托台具有错位托部，所述错位托部与所述转入位置的入料流水线错位设置，所述错位托部可以穿过入料流水线托起待加工物料并向输送方向移出入料流水线，所述错位托部与所述转出位置的出料流水线错位设置，因而所述错位托部可以穿过出料流水线移入出料流水线并下沉置放已加工物料。
在一较佳实施例中，所述的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，所述入料流水线和出料流水线的下方设置有一对托转组件，两个托转组件于输送路径的两侧设置、交替运作。
在一较佳实施例中，所述的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，包括基座，所述基座上并排设置有一对硅片切割机构，两个硅片切割机构的中间设置有中间支架，两个硅片切割机构的视觉定位组件和切割组件均装设于所述中间支架上。
相较于现有技术，本发明提供一种自动对位补偿的超薄硅片切割装置，包括硅片切割机构，所述硅片切割机构包括入料流水线、视觉定位组件、切割组件和出料流水线，所述入料流水线和出料流水线的下方设置有托转组件，所述视觉定位组件和切割组件位于所述托转组件的上方，待加工物料移动至转入位置，所述托转组件托起转接位置上的待加工物料，所述视觉定位组件托转组件上的待加工物料进行视觉定位，所述托转组件调正待加工物料的方位，所述托转组件将待加工物料移动至切割位置，所述切割组件对切割位置上的待加工物料进行切割，切割完后，所述托转组件继续移动，将已加工物料移动至出料流水线的转出位置，所述托转组件下放，已加工物料落在出料流水线上，所述出料流水线将已加工物料运出。本发明能够实现硅片传送过程中的无缝对接，取代原有的机械手取放片搬运结构，可以很好的解决机械手取放片过程中造成的破片及掉片问题。同时结构简单，传送效率高，占用空间小，造价便宜，维护简单。并且，硅片传送到托转组件上后再进行拍照，并直接在托转组件上进行定位补偿，然后再进行切割，可以大大提高硅片切割时的位置精度，保证切割后的直线度，同时缺少搬运动作可以大大提高生产效率。
附图说明
图1为本发明提供的自动对位补偿的超薄硅片切割装置的结构示意图。
图2为本发明提供的自动对位补偿的超薄硅片切割装置的入料流水线的结构示意图。
图3为本发明提供的自动对位补偿的超薄硅片切割装置的托转组件的结构示意图。
图4为本发明提供的自动对位补偿的超薄硅片切割装置的切割组件的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当部件被称为“装设于”、“固定于”或“设置于”另一个部件上，它可以直接在另一个部件上或者可能同时存在居中部件。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。
还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
如图1-图4所示，本发明提供本发明提供一种自动对位补偿的超薄硅片切割装置，包括硅片切割机构，所述硅片切割机构包括入料流水线200、视觉定位组件600（摄像头拍照/摄像进行视觉定位）、切割组件500和出料流水线300，所述入料流水线200和出料流水线300的下方设置有托转组件400，所述视觉定位组件600和切割组件500位于所述托转组件400的上方，待加工物料移动至转入位置，所述托转组件400托起转接位置上的待加工物料，所述视觉定位组件600托转组件400上的待加工物料进行视觉定位，所述托转组件400调正待加工物料的方位，所述托转组件400将待加工物料移动至切割位置，所述切割组件500对切割位置上的待加工物料进行切割，切割完后，所述托转组件400继续移动，将已加工物料移动至出料流水线300的转出位置，所述托转组件400下放，已加工物料落在出料流水线300上，所述出料流水线300将已加工物料运出。较佳地，本发明提供的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，包括基座100，所述基座100上并排设置有一对硅片切割机构，两个硅片切割机构的中间设置有中间支架，两个硅片切割机构的视觉定位组件600和切割组件500均装设于所述中间支架上，本实施例中间支架包括上架101和下架501，所述视觉定位组件600装设在上架101上，所述切割组件500装设于下架501上。较佳地，本发明提供的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，所述切割组件500包括切割部件和补偿部件，所述切割部件装设于所述补偿部件上，所述补偿部件驱动所述切割部件活动，对切割位置上的待加工物料的切割方位进行补偿。较佳地，本发明提供的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，所述补偿部件包括补偿电机502和X轴补偿组部（丝杆滑块结构），所述切割部件装设于所述X轴补偿组部的活动端，所述X轴补偿组部驱动所述切割部件于X轴方向上移动。所述切割部件包括开槽激光组件503、加热激光组件504和水冷喷头组件505，所述开槽激光组件503、加热激光组件504和水冷喷头组件505分别固定在X轴补偿组部502前端，并排分布，一字排开。
本实施例中，所述入料流水线200和出料流水线300均为皮带输送线，可采用多轨式，本实施例的入料流水线200采用的就是双轨。较佳地，本发明提供的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，所述托台405具有错位托部406，所述错位托部406与所述转入位置的入料流水线200错位设置，所述错位托部406可以穿过入料流水线200托起待加工物料并向输送方向移出入料流水线200，所述错位托部406与所述转出位置的出料流水线300错位设置，因而所述错位托部406可以穿过出料流水线300移入出料流水线300并下沉置放已加工物料。本发明实施例的错位托部406采用的是间隔设置的条齿，条齿从皮带轨道之间的间隙中将硅片托起，向输送方向移出入料流水线200。本发明特别采用了这种特制的、与流水线局部交错配合的托转组件400，使得整个转移过程平稳顺畅。
较佳地，本发明提供的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，入料流水线200上设置有用于初步调整待加工物料方位的规整组件，在入料流水线200将待加工物料移动至转入位置之前，所述入料流水线200先将待加工物料移送至规整位置，所述规整组件对规整位置上的待加工物料进行初步方位调整。较佳地，本发明提供的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，所述规整组件包括分别两组位于输送方向两侧的导向轮201和驱动两组导向轮201同步向中间夹紧的居中驱动组部202。本发明实施例中采用的两对柔性的导向轮201来进行同步向中夹紧使得硅片居中，对于居中驱动组部，实现两个部分同步居中靠拢的机构属于现有技术，比如采用两个滑块装载一个丝杆上，丝杆具有相应的螺纹段，通过马达驱动丝杆转动，滑块在相应地螺纹段上，与相应的螺纹段配合，使得两个滑块可以同步向中心递进，现有技术中有很多可以实现类似想过的结构，此处不再赘述。
较佳地，本发明提供的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，所述入料流水线200的入料路径和出料流水线300的出料路径位于同一直线上，所述切割位置位于入料流水线200和出料流水线300之间。较佳地，本发明提供的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，所述入料流水线200和出料流水线300沿Y轴方向输送，所述托转组件400包括Y轴输送组部402、Z轴升降组部403、水平旋转组部404和托台405，所述托台405装设于所述水平旋转组部404上，所述水平旋转组部404装设于所述Z轴升降组部403上，所述Z轴升降组部403装设于所述Y轴输送组部402上。Y轴输送组部402、Z轴升降组部403、水平旋转组部404均由马达驱动，可以使得托台405具有前进后退、上升下降、水平面内旋转3个自由度，以进行补偿调整之功用。本发明的入料、加工、出料，基本是在一条直线上移动，移动路径短，生产效率高。采用电机实现某一方向上的自由度活动控制的设计现有技术中存在多种方案，对于更具体的Y轴输送组部402、Z轴升降组部403、水平旋转组部404的结构，图示中已经作出示例，此处不再赘述。
较佳地，本发明提供的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，所述入料流水线200和出料流水线300的下方设置有一对托转组件400，两个托转组件400于输送路径的两侧设置、交替运作。托转组件400以输送路径为中心，左右两侧设置，可以进行交错运行，进一步提高生产效率。
硅片由入料流水线200先传送至预定的规整位置，通过规整组件对硅片进行X轴方向的夹紧定位，然后再传送至转入位置。托转组件400由Z轴升降组部403驱动上升托起硅片到指定位置，并通过正上方的视觉定位组件600对托转组件400上的硅片进行拍照，同时计算出硅片的具体位置。然后水平旋转组部404对硅片偏转角度进行修正，激光器组件通过X轴补偿组部驱动，对硅片X轴方向的偏移进行补偿。硅片位置修正补偿完毕后，Y轴输送组部402驱动硅片移动，将硅片传送到激光切割位置，通过开槽激光组件503对硅片两端进行开槽，加热激光组件504对开槽中间位置进行加热，同时水冷喷头组件505喷出冷却纯水到加热位置，硅片自动延切割线裂开成两个半片。然后托台405下降，硅片落到出料流水线300上方，出料流水线300运转将切割后的硅片传送出去。一对托转组件400内外两侧交错运行，在激光组件切割硅片的过程中，另外一侧的托台405就进入转入位置将硅片托起由相机拍照并计算好硅片位置。如此往复交错运行，实现硅片的不间断切割，大大节省了时间。同时上下料过程无缝对接，效率高，基本无损耗，大大提高了生产效率以及设备的稳定性。
本发明能够实现硅片传送过程中的无缝对接，取代原有的机械手取放片搬运结构，可以很好的解决机械手取放片过程中造成的破片及掉片问题。同时结构简单，传送效率高，占用空间小，造价便宜，维护简单。并且，硅片传送到托转组件400上后再进行拍照，并直接在托转组件400上进行定位补偿，然后再进行切割，可以大大提高硅片切割时的位置精度，保证切割后的直线度，同时缺少搬运动作可以大大提高生产效率。
综上所述，本发明能够实现硅片传送过程中的无缝对接，取代原有的机械手取放片搬运结构，可以很好的解决机械手取放片过程中造成的破片及掉片问题。同时结构简单，传送效率高，占用空间小，造价便宜，维护简单。并且，硅片传送到托转组件上后再进行拍照，并直接在托转组件上进行定位补偿，然后再进行切割，可以大大提高硅片切割时的位置精度，保证切割后的直线度，同时缺少搬运动作可以大大提高生产效率。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种自动对位补偿的超薄硅片切割装置，其特征在于，包括硅片切割机构，所述硅片切割机构包括入料流水线、视觉定位组件、切割组件和出料流水线，所述入料流水线和出料流水线的下方设置有托转组件，所述视觉定位组件和切割组件位于所述托转组件的上方，待加工物料移动至转入位置，所述托转组件托起转接位置上的待加工物料，所述视觉定位组件托转组件上的待加工物料进行视觉定位，所述托转组件调正待加工物料的方位，所述托转组件将待加工物料移动至切割位置，所述切割组件对切割位置上的待加工物料进行切割，切割完后，所述托转组件继续移动，将已加工物料移动至出料流水线的转出位置，所述托转组件下放，已加工物料落在出料流水线上，所述出料流水线将已加工物料运出，所述切割组件包括切割部件和补偿部件，所述切割部件装设于所述补偿部件上，所述补偿部件驱动所述切割部件活动，对切割位置上的待加工物料的切割方位进行补偿。
2.根据权利要求1所述的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，其特征在于，所述入料流水线的入料路径和出料流水线的出料路径位于同一直线上，所述切割位置位于入料流水线和出料流水线之间。
3.根据权利要求2所述的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，其特征在于，入料流水线上设置有用于初步调整待加工物料方位的规整组件，在入料流水线将待加工物料移动至转入位置之前，所述入料流水线先将待加工物料移送至规整位置，所述规整组件对规整位置上的待加工物料进行初步方位调整。
4.根据权利要求3所述的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，其特征在于，所述入料流水线和出料流水线沿Y轴方向输送，所述托转组件包括Y轴输送组部、Z轴升降组部、水平旋转组部和托台，所述托台装设于所述水平旋转组部上，所述水平旋转组部装设于所述Z轴升降组部上，所述Z轴升降组部装设于所述Y轴输送组部上。
5.根据权利要求4所述的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，其特征在于，所述规整组件包括分别两组位于输送方向两侧的导向轮和驱动两组导向轮同步向中间夹紧的居中驱动组部。
6.根据权利要求5所述的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，其特征在于，所述补偿部件包括补偿电机和X轴补偿组部，所述切割部件装设于所述X轴补偿组部的活动端，所述X轴补偿组部驱动所述切割部件于X轴方向上移动。
7.根据权利要求6所述的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，其特征在于，所述托台具有错位托部，所述错位托部与所述转入位置的入料流水线错位设置，所述错位托部可以穿过入料流水线托起待加工物料并向输送方向移出入料流水线，所述错位托部与所述转出位置的出料流水线错位设置，因而所述错位托部可以穿过出料流水线移入出料流水线并下沉置放已加工物料。
8.根据权利要求7所述的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，其特征在于，所述入料流水线和出料流水线的下方设置有一对托转组件，两个托转组件于输送路径的两侧设置、交替运作。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的自动对位补偿的超薄硅片切割装置，其特征在于，包括基座，所述基座上并排设置有一对硅片切割机构，两个硅片切割机构的中间设置有中间支架，两个硅片切割机构的视觉定位组件和切割组件均装设于所述中间支架上。
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