CN118306652B - 一种硅片拆包机、拆包方法 - Google Patents
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Abstract
一种硅片拆包机、拆包方法,包括:脱膜机构,用于对带有塑封薄膜的硅片组进行拆膜,其设有脱膜组件;叠料机构,用于将多沓脱膜后的硅片组进行叠放,其设有枢接的臂端及控制端,所述控制端配设有可抓取硅片组周缘的柔指组件;所述臂端能够在硅片组被置于叠料位上时,驱动所述控制端以通过所述柔指组件控制硅片组平直置放和倾斜叠置。本申请一种硅片拆包机,可快速且精准地对硅片进行脱膜、分置,并可将质检后的硅片再进行倾斜叠装,整体结构简单、配合精准且传输安全;同时亦可有效解决因水平整体落料受重力影响而导致的碎料问题,保证硅片组叠片质量的完整性和稳定性。
Description
技术领域
本申请属于硅片拆包技术领域,尤其是涉及一种硅片拆包机、拆包方法。
背景技术
现有收到成品硅片后,需要对其外包装膜进行拆封去膜,再将去膜后的硅片进行叠片装盒,进行逐片分检。这一流程以前主要是通过人工进行操作,由于人工拆封及质检,不仅影响拆包效率,而且极易对硅片表面造成二次污染,使得硅片成品率交底。现有主要是机器进行拆包、分检、叠料,但由于现有拆包相关配合结构设计不合理,导致薄膜分拆不彻底,容易划伤硅片;极易在水平叠料时容易产生碎片,而且在叠片时受硅片下落重力的影响,在硅片接触瞬间出现振动,容易出现裂片,致使碎片率较高,叠片质量不稳定,工作效率低。
发明内容
本申请提供一种硅片拆包机、拆包方法,用于对半包膜的硅片组进行拆包,解决了现有拆包机器中碎片率高、拆包效率低而导致的硅片质量不稳定的技术问题。
为解决至少一个上述技术问题,本申请采用的技术方案是:
一种硅片拆包机,包括:
脱膜机构,用于对带有塑封膜的硅片组进行拆膜,其设有脱膜组件;
叠料机构,用于将多沓脱膜后的硅片组进行叠放,其设有枢接的臂端及控制端,所述控制端配设有可抓取硅片组周缘的柔指组件;
所述脱膜组件包括对夹板及顶托板,所述顶托板与所述对夹板围设一用于放置硅片组的空腔;在所述对夹板的内侧还构置有可直接与塑封膜接触的胶垫层;
所述柔指组件包括至少一组用于夹持硅片组侧立面的对位平指和用于夹持硅片组厚度平面的对位夹指;
所述臂端能够在硅片组被置于叠料位上时,驱动对位平指和对位夹指控制硅片组平直置放和倾斜叠置。
进一步的,所述臂端配设有与所述控制端连接的旋转电机,其通过转轴与所述臂端本体枢接;所述旋转电机轴向与所述转轴交叉设置;其中,所述硅片组被倾斜叠置时的角度范围大于0且不大于45°。
进一步的,所述对位平指和所述对位夹指被异面配置在与所述臂端连接的固定板上;
在所述固定板上还配设有用于控制各组所述对位夹指沿硅片组长度或宽度方向移动的气缸;
所述对位平指和所述对位夹指非同步工作。
进一步的,所述对位平指和所述对位夹指均通过气压控制,以调整其指端与硅片接触的张力,使指端朝内弯曲或朝外翘曲;
在所述叠料位上,还配设有用于承载硅片组叠置的叠料台,其被构造为L型结构,并被分置于叠料带两侧,且其竖向段被配置在远离硅片组倾斜对齐边的一侧;所述叠料台可沿硅片组的叠置高度上下移动;
沿叠料带长度方向,在靠近硅片组倾斜对齐边一侧构造有推板,所述推板可推动硅片组被规整于所述叠料台竖向段的一侧。
进一步的,所述脱膜机构设有异位设置的检测组件和脱膜组件,其中,
所述检测组件包括设置于壳架上并朝上配设的相机,每台相机可对两沓硅片组的相邻底角进行视检;
所述脱膜组件用于对立式硅片组的塑料膜进行脱膜;
所述相机对硅片组上的塑封膜进行检测,以确定硅片组外侧是否套设有塑封膜;
通过所述脱膜组件将多沓硅片组的塑封膜同步去除。
进一步的,所述脱膜机构还包括脱膜架;
在对夹板外侧还设有与脱膜架连接的对定板,所述对定板通过弹性件与对夹板连接;
控制带有塑封膜的硅片组,使其塑膜端插置于所述空腔中,所述胶垫层接触塑封膜并通过其与塑封膜之间的摩擦力使塑封膜不动;驱动所述顶托板抵顶硅片组的下端侧立面,并推顶硅片组上移,使硅片组与塑封膜分离。
进一步的,在所述脱膜机构之前还配设有取料机构,其包括:
夹持组件,用于夹持硅片组,其与另一所述臂端枢接;
辊轴台,用于承载带有塑封膜硅片组立放的箱体;
上料带,用于水平放置脱膜后的硅片组;
其中,所述夹持组件可夹持硅片组未塑封端部的厚度平面,使硅片组被立式夹持;所述臂端驱动所述夹持组件带动硅片组往返于箱体、所述脱膜机构、以及上料位。
进一步的,所述夹持组件包括并排配置的主夹指和副夹指,所述主夹指可沿硅片组长度方向及厚度方向移动,且其与所述副夹指非同步夹持或松开;
所述副夹指被构置在所述主夹指两侧,其通过气压控制;
所述主夹指受设置在安装架上的气缸控制其移动,所述安装架与所述臂端连接。
进一步的,在所述脱膜机构之后还包括脱纸机构,其可通过吸盘依次将附于硅片组上的包装纸移除;
在脱纸机构与叠料机构之间还设有用于检查硅片组表面质量的视检机构,其包括:
视检台,用于水平放置硅片组,可沿其轴向旋转;
视检组件,包括位于视检台上方的顶部相机、以及位于视检台周缘的对位相机和闪照灯,其中,所述对位相机和所述闪照灯异侧配置;
所述视检组件可同步朝靠近或远离所述视检台所在位置移动。
一种硅片拆包方法,采用如上所述的拆包机,步骤包括:
获取硅片组并确认是否含有塑料膜;
若是,先脱膜再叠置;
若不是,直接叠置;
叠置时,控制首沓硅片组平直置放,置于首沓硅片组上的其它硅片组均单侧斜置叠放。
进一步的,在斜置叠放时,先控制硅片组的单侧边与首沓硅片组的单侧边接触对齐,并使其对位边上扬倾斜;再控制硅片组的倾斜边逐步下行并与首沓硅片组的上端面全面接触;其中,在叠置硅片组之前还包括对每沓硅片组的外观检查。
采用本申请设计的一种硅片拆包机,可快速且精准地对硅片进行脱膜、分置,并可将质检后的硅片再进行倾斜叠装,整体结构简单、配合精准且传输安全,精简流转工序,提高交接节拍,拆装效率高且质量好;同时亦可有效解决因水平整体落料受重力影响而导致的碎料问题,保证硅片组叠片质量的完整性和稳定性。本申请还提出一种拆包方法,可快速地对硅片组进行拆膜去纸,并将硅片组准确且安全地叠料规整,以保证硅片组拆包的质量,避免二次损失。
附图说明
图1是本申请中的硅片拆包机的俯视图;
图2是本申请中的取料机构的立体图;
图3是本申请中的取料机构的俯视图;
图4是本申请中的夹持组件的立体图;
图5是本申请中的夹持组件与臂端配合且硅片组位于低位时的示意图;
图6是本申请中的夹持组件中夹持硅片组位于高位时的示意图;
图7是本申请中的夹持组件控制硅片组水平放置时的状态图;
图8是本申请中的脱膜结构的立体图;
图9是本申请中的脱膜组件的侧视图;
图10是本申请中的脱纸机构的立体图;
图11是本申请中的视检机构的立体图;
图12是本申请中的叠料机构与下料机构的立体图;
图13是本申请中的控制端的立体图;
图14是本申请中的平直置料的状态图;
图15是本申请中的斜置叠料的状态图;
图16是本申请中的叠料台位于高位时的示意图;
图17是本申请中的叠料台位于低位时的示意图;
图18是本申请中的规整台的结构图。
图中:
10、取料机构;11、取料位;12、辊轴台;13、空箱带;14、上料带;15、上料位;16、夹持组件;161、主夹指;162、副夹指;163、安装架;164、气缸一;165、气缸二;166、管轴;167、气缸四;168、辅助杆;169、连接板;20、脱膜机构;21、相机一;22、灯带一;23、对夹板;24、顶托板;25、对定板;30、脱纸机构;31、上脱纸位;32、下脱纸位;33、上吸盘;34、下吸盘;35、仓盒;36、吸盘架;40、视检机构;41、视检台;42、悬顶架;43、对位相机;44、闪照灯;45、灯带二;46、顶部相机;47、工作架;48、相机滑轨一;49、相机滑轨二;50、叠料机构;51、臂端;511、转轴;512、旋转电机;52、控制端;521、固定板;522a、对位平指一;522b、对位平指二;523a、对位夹指一;523b、对位夹指二;524、气管接头;525、气缸三;526、条形板;527、宽型板;53、安装台;54、推板;55、叠料带;56、叠料位;57、下料位;58、下料挡板;59、叠料台;60、下料机构;61、下料框架;62、夹爪二;63、下料盒;64、下料传输架;65、装料位;66、暂存位;67、规整位;68、装料台;69、升降支柱;70、机器人一;80、机器人二;100、拆包机;A、对齐边;B、基准边。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本申请进行详细说明。
本实施例提出一种硅片拆包机,如图1所示,包括用于从原包装箱中取出带有塑封膜硅片组的取料机构10、用于对带有塑封膜的硅片组进行拆膜的脱膜机构20、用于拆除硅片组上下包装纸的脱纸机构30、用于对硅片组外观进行检验的视检机构40、用于将多沓脱膜后的硅片组进行叠放的叠料机构50、以及用于将叠置后的硅片组准备进行使用的下料机构60。取料机构10、脱膜机构20、以及将脱膜后的硅片组放置到脱纸机构30是通过多轴机器人一70进行跨区域连接;脱纸机构30和脱膜机构20是同排设置,通过悬吊夹爪一连接;视检机构40与叠料机构50之间是通过六轴机器人二80带动柔指组件进行连接;叠料机构50和下料机构60之间是通过悬吊夹爪二62来连接。在本申请中,机器人一70和机器人二80均为六轴机器人,其端部设有可多向旋转的臂端51。
批量地将多个单个带有塑料膜的硅片组从原包装箱中取出后,再同步批量地依次进行脱膜、脱纸处理,再逐个对每沓硅片组进行外观视检。再通过机器人二80控制柔指组件将视检合格的硅片组依次进行叠片规整,先将首沓硅片组进行平直放置,再将后续的硅片组在首沓硅片组上进行倾斜叠料,从而可解决现有平直叠料引起硅片受自重力下降而导致容易碎裂的技术问题,叠料后再通过悬置夹爪进行移载下料。整个过程工序步骤精简,移载夹持迅速,机构流转安全,可减少叠片损失,保证叠片质量;生产节拍控制精准,全程自动化且智能化,不仅可避免移载周转过程中出现的漏料或混料问题,而且还可提高生产效率,降低二次污染风险,提高硅片拆包效率和拆包质量。
具体地,如图2所示,取料机构10位于拆包机100的一端,其设有沿拆包机100的竖向宽度方向设置的辊轴台12和空箱带13,辊轴台12主要用于承载带有塑封膜硅片组立放的箱体,空箱带13主要用于传输不含有硅片组的空置箱体。在辊轴台12中靠近机器人一70所在一端设有取料位11,且辊轴台12通过取料位11与空箱带13互通连接。机器人一70带动夹持组件16从箱体中取出带有塑料膜的硅片组,再带动硅片组在脱膜机构20中去除外包装薄膜,而后再带动脱膜后的硅片组放置到上料位15上。机器人一70设置在取料机构10与脱膜机构20之间,其可夹持硅片组在取料位11、脱膜机构20、以及上料位15之间来回穿梭。
由于装载硅片组的箱体的整体重量较重,所以需要强度较高的辊轴传输带来进行传输,从外置的上料口放置到辊轴台12上,直至移动到取料位11停止。箱体内的硅片组都是带有塑料膜包装的,在本实施例中,所有硅片组的塑料膜都是半包结构,也就是硅片组的一端未被塑料膜包裹,仅其3/4的高度被塑料膜完全包裹;且所有硅片组在箱体内都是立放设置的。进而在取料位处,夹持组件即可基于箱体内硅片组位置的设置,进行立向夹持,并竖直地将硅片组从箱体内抽出。
在辊轴台12中靠近取料位11一端,还设有顶部镂空构置的上料架。在上料架的顶部即取料位11的正上方,配置有用于监控是否有硅片组的传感器。其中,在辊轴台12的移动传输方向上,在其输入端、中间段及靠近取料位11的一端,均设有用于监控箱体移动位置的对射传感器。相应地,在空箱带13上,其传输方向与辊轴台12的传输方向相反,且沿其传输方向上,在空箱带13中靠近取料位11的一端以及其远离取料位11的一端均设有用于监控空置箱体的对射传感器。
进一步的,为了进一步提高箱体在取料位11上转运的安全性,在辊轴台12的端部设有防掉板,且该防掉板直接横跨辊轴台12和空箱带13的宽度,并分别与辊轴台12和空箱带13的端部连接,并将箱体围设在安全范围内,使空置箱体从辊轴台12转移到空箱带13上时,不仅可沿防掉板的长度方向移动,而且还能不会出现偏移或跌落传输带的风险。当然,为了进一步提高空置箱体移运的安全性,在防掉板的长度两端设有用于监控箱体移动的监控器。
如图3所示,取料机构10还设有位于辊轴台12旁侧的上料带14,上料带14主要用于水平放置脱膜后的硅片组,且其传输方向是沿拆包机100的长度方向配置,即与辊轴台12的传输方向垂直。上料带14的传输方向是沿其长度方向朝远离辊轴台12一侧移动,其靠近辊轴台12的一端设有上料位15。
在上料位15处,上料带14的宽度两侧配设有对位而置的水平放料盘,放料盘的数量与夹持组件16中可夹持硅片组的数量一致。在本实施例,夹持组件16每次可自动夹持至少两组硅片组,故在上料位15处,设置两组放料盘。在放料盘的下方设有顶升气缸,其可驱动放料盘自动升降;且在每个放料盘的中间设有用于监控是否有硅片组的传感器。
当需要接收脱膜后的硅片组时,放料盘被顶起到其最高位,夹持组件16将硅片组水平放置在放料盘上。当位于放料盘上的传感器识别到有硅片组位于放料盘上时,即通知顶升气缸准备工作;顶升气缸驱动放料盘下降以带动水平放置的硅片组竖向下降,使硅片组下落至上料带14上。
如图4所示,为用于夹持硅片组的夹持组件16的立体图,其通过管轴166与机器人一70上的臂端51枢接。夹持组件16设有两组结构相同且用于夹持硅片组的夹指组,且并排设置在管轴166的同一侧。夹持组件16可夹持硅片组中未塑封端部的厚度平面,其受臂端51驱动带动硅片组往返于取料位11处的箱体、脱膜机构20中的检测带、脱膜机构20中的脱膜组件、以及上料带14上的上料位15。
夹持组件16包括两套夹指组,下面以一套夹指组的结构进行详细示例。具体地,每个夹指组均包括并排配置的主夹指161和副夹指162,主夹指161位于中间位置,副夹指162对称地被构置在主夹指161的两侧。主夹指161受设置在安装架163上的气缸一164和气缸二165控制,其中,气缸一164可使主夹指161沿硅片组的长度方向上下伸缩移动,气缸二165可使主夹指161沿硅片组厚度方向张开或合紧。副夹指162均为柔性气指,在每个气指的外侧均设有与气管连接的气管接头,通过气压来控制其气压大小,如正压充气或负压抽气。副夹指162的夹持位置固定,且其夹持硅片组厚度方向的最大厚度也是提前预设一定的,仅需通过气压控制副夹指162的指端,以控制副夹指162指端部宽度的张开或闭合,来调整副夹指162对硅片组厚度夹持的夹紧度。
具体地,主夹指161为平夹板,其为非柔性的平夹板,且其夹持硅片组的深度不超过硅片组未包裹外塑封膜的高度。通过气缸一164和气缸二165,主夹指161可沿硅片组长度方向伸缩及厚度方向移动,以调整其与硅片组夹持的位置。相应地,副夹指162为柔性气指,通过控制气指内的压力,使其指端进行扩张或收缩,以调整气指弯曲变化的方向,来夹持硅片组或松开硅片组。当对气指正压充气时,则两对位气指相向弯曲,以朝硅片组所在位置一侧挤压,以夹持硅片组的厚度平面。当对气指负压抽气时,则两对位气指反向翘开,即朝远离硅片组一侧的方向翘开指端,以扩大其之间的间隔,以松开硅片组。
如图5所示,安装架163通过管轴166与臂端51连接,管轴166的上端直接与臂端51上的旋转电机512连接,且旋转电机512还可受转轴511的控制进行转动,此为本领域的常规机构。管轴166的下端固定在安装架163上,且安装架163上设有与四组辅助杆168滑动连接的轴套,驱动辅助杆168可沿轴套,即沿垂直于安装架163的平面进行上下滑动。辅助杆168远离主夹指161的一端均连接在连接板169上;且在连接板169的一端侧设有凸置于其上的气缸四167,也就是气缸四167悬置固定在连接板169上,并与辅助杆168同向连接。其中,气缸四167为笔型气缸,气缸四167的下端设有与外置气泵连通的连接头和气管,气泵驱动气缸四167工作。当夹持组件16夹持着两沓硅片组从竖直状态开始偏移时,就可以通过气缸四167控制四个辅助杆168沿硅片组长度方向进行伸缩移动,以托顶处于水平状态的硅片组,防止硅片组弯曲变形,无法下落到上料位15。夹持组件16夹持着硅片组,无论是处于倾斜状态或水平状态,在其调整状态之前,就开始控制辅助杆168来抵顶硅片组,使硅片组在处于非竖直状态时,始终是被辅助杆168托顶着,保持整沓叠置的完整状态,从而保证硅片组在被转换过程中,始终处于一个平稳且安全的状态中。待落料前,再回撤辅助杆168。
气缸一164可带动主夹指161沿管轴166的长度方向进行伸缩移动,如图5所示,其为主夹指161夹持硅片组位于低位时的状态图;图6为主夹指161夹持硅片组位于最高位时的状态图。
取料时,硅片组都立放设置,且其非塑封膜一端朝上设置,其带有塑封膜的一端竖向朝下设置。臂端51带动夹持组件16位于待上料的硅片组的正上方且与硅片组位置相对应。夹持组件16中的两组主夹指161同步夹持两组硅片组的上端部的非塑封膜的中间位置,然后再控制其它所有的副夹指162同步夹持硅片组的两端侧,完全夹持硅片组。再通过机器人一70通过臂端51控制夹持组件16同步上移,使硅片组先从箱体中移升一段距离并脱离箱体,以完成取料动作。
如图7所示,待脱膜完成后,臂端51再带动硅片组从脱膜机构20处转移到上料位15,在转移到上料位15的过程中,臂端51通过管轴166带动夹持组件16,将硅片组从竖直状态转换为水平状态,待其处于水平状态时,再平稳地下落至上料位15。在这一过程中,需要将水平状态的硅片组下移落料,由于硅片组受夹持组件16夹持的面积有限,其位于下方的硅片会向下弯曲,为了防止出现这种状况,需要通过气缸四167带动四个辅助杆168一同向硅片组的悬空端移动,托顶处于非竖直状态下的硅片组的下端面,防止其出现弯曲或磕碰,便于落料时操作的安全性和平稳性。
机器人一70控制夹持组件16整体下移,并靠近自动升移到最高上料位15的放料盘,待硅片组被移至到放料盘的正上方时,先静置一下;通过气缸四167控制四个辅助杆168回撤到其初始位置;再通过臂端51控制硅片组贴合放料盘平稳放置。此时,由于硅片组离放料盘的高度较近,即便其下方硅片出现弯曲,但还会搭放在放料盘上,且不会出现弯曲碎片的风险。在置放到放料盘上时,先同步减小所有副夹指162内的气压,使其指端向外翘开,以先与硅片组分开。再通过两个气缸二165使两个主夹指161同步沿硅片组的厚度方向张开,以与硅片组分开。机器人一70通过臂端51控制夹持组件16远离上料位15,回移至取料位11处,准备下一组硅片组的取料。
如图8所示,脱膜机构20被设置在机器人一70远离取料机构10的一侧,被脱纸机构30和取料机构10所围设在其中。脱膜机构20包括用于检查硅片组是否套有塑封膜的检测组件、以及用于对立式硅片组进行脱膜的脱膜组件,其中,检测组件设置在脱膜组件的旁侧,并与脱膜组件各自独立设置。脱膜组件的位置与上料带14并行设置,且检测组件位于脱膜组件与上料带14之间,并垂直于脱膜组件的横向长度方向设置。
具体地,检测组件包括用于拍照的相机一21,其被设置在“几”字型结构的壳架内并朝上设置。壳架的两侧脚面固定在安装面上,其顶部中间位置设有一个穿透孔,被固定在壳架下方的相机一21所发射的光束穿透,以朝上发送识别光束来判断位于其正上方的硅片组的外表面是否包裹有塑料膜。相机一21通过支架杆固定在壳体的下方,被固定设置在壳架中间位置处的穿透孔的下方,并其镜头朝上并穿过穿透孔设置。相机一21对硅片组上的塑封膜进行检测,以确定硅片组外侧是否套设有塑封膜;再通过脱膜组件将多沓硅片组的塑封膜同步去除。
夹持组件16每批次可夹取两沓硅片组,则检测组件仅需设置一个相机一21即可,一个相机一21可对两沓并排设置的硅片组的相邻底角进行视检。拍照时,只要保证夹持组件16所夹持的两个立式硅片组的相邻底角,刚好放置在相机一21的正上方且被相机一21朝上的拍摄范围所覆盖,就能够被相机一21所捕捉是否含有塑料膜包裹。当然,也可以设置两个或多个相机一21来分别对两个硅片组进行拍摄,只要能快速且精准地捕捉到硅片组的外表面塑料膜即可。
为了提高相机一21拍照的精准度,在壳架的顶部设有一组对位设置的灯带一22,用于相机一21在照相时进行补光照射。灯带一22横跨相机一21的位置,并其光束斜向上交叉地照射,且其交叉照射位置位于相机一21的正上方,且均朝硅片组被悬吊的两个侧平面所在位设置。检测时,立式放置的硅片组被夹持组件夹持着,其被包裹的一端是靠近相机一21设置的,其下端穿过对位灯带一22所发射的光束并靠近相机一21静置,且悬置定位在相机一21的正上方。相机一21对硅片组的下底面进行首次拍照比对,即可判断硅片组的外表面是否包裹有塑料膜。
若首次拍照对比发现,检测到硅片组的外表面没有包裹塑料膜,则系统直接通知机器人一70通过臂端51驱动夹持组件16使其带动硅片组直接转移至上料位15处,并准备上料。若首次检测到硅片组的外表面设有塑料膜,则机器人一70通过臂端51驱动夹持组件16使其带动硅片组直接转移至脱膜组件处,准备进行脱膜。
待脱膜完成后,还需要通过臂端51驱动夹持组件16夹持着脱膜后的硅片组,再移置到相机一21的正上方,进行二次拍照确认,以确定塑料膜是否脱膜成功。当相机一21二次确认没有塑料膜后,即可控制硅片组进行上料。
如图9所示,脱膜组件包括脱膜架、若干组对夹板23及顶托板24,对夹板23通过对定板25间接地与脱膜架连接,顶托板24通过活动连杆与脱膜架连接。其中,对夹板23竖向地横跨脱膜架的上端面设置,也就是对夹板23的一部分内置于脱膜架下方,一部分凸置于脱膜架的上方设置。对夹板23沿脱膜架的长度方向并排间隙设置,且每组对夹板23之间的宽度可容置一沓硅片组立式插放,每组对夹板23配设一个顶托板24。顶托板24位于对夹板23的下方,并与对夹板23围设一用于放置硅片组的空腔。控制带有塑封膜的硅片组,使其塑膜端插置于所述空腔中,置于对夹板23内侧的胶垫层直接与塑封膜接触,通过胶垫层与塑封膜之间的摩擦力使塑封膜不动;顶托板24抵顶硅片组的下端侧立面上移,可使硅片组与塑封膜分离。
对夹板23的外侧设有用于固定其位置的对定板25,对定板25与对夹板23之间设有间隙,且竖直并行设置,并通过垂直于对定板25的弹性件使对夹板23与对定板连接;对定板25被固定安装在脱膜架上。在脱膜架上端面的两端部,在其宽度中线处设有一组对射的传感器,以监控硅片组是否插入到对夹板23所围设的空腔内。且在该传感器的内侧,还设有倾斜设置的挡条,其上端面朝硅片组一侧倾斜设置,且离硅片组还有一定距离,以防止脱膜后的塑封膜再次随硅片组上移。
每侧的对夹板23是通过两个斜对角设置的弹性件与对定板25连接,该弹性件为弹簧杆,该弹性件的一端内嵌于对夹板23的外壁面,外置悬端穿过对定板25并通过对定板25外侧的固定圈使其固定在对定板25上,从而使对夹板23和对定板25竖直并行连接。弹性件的设置,可提高对夹板23沿硅片组厚度方向的变形力,从而可缓冲对夹板23对硅片组外壁面的接触压力。
进一步的,对夹板23为硬质材料制成的结构,在其靠近硅片组的一侧还构置有一层厚度为3-5mm厚的胶垫层,其由硅胶材料制成。胶垫层的大小略小于对夹板23的尺寸,胶垫层主要设置在脱膜架的内侧,通过胶垫层的侧平面直接与硅片组表面上的塑料膜接触,不仅可保证硅片组表面的质量不受影响,而且在硅片组受顶托板24顶起的过程中,还可增加胶垫层与塑料膜之间的接触摩擦力,以提高脱膜效率和质量。同时,由于硅片组两侧外表面上还设有无硫纸包装,使得塑料膜更容易与胶垫层接触,可快速地与无硫纸的包装纸分离,从而完成硅片组的脱膜工作。
在本实施例中,对夹板23成套设置,每沓硅片组需要通过一组对夹板23和一个顶托板24的配合来进行脱膜。也就是,对夹板23的套数与夹持组件16中每次夹持硅片组的数量相一致;且两组对夹板23仅配置一个顶托板24。
两组对夹板23之间是通孔区域,未设置任何隔挡,进而,所有对夹板23与顶托板24共同围设有用于放置多组硅片组的空腔。两沓并排的硅片组同步受夹持组件16带动可直接插入到该空腔中,并分别与两套对夹板23平面接触;再控制顶托板24顶推硅片组直立地上升,即可完成两沓硅片组的同步脱膜工作。由于夹持组件16有可能在夹持硅片组上端未包裹封膜的一端时,会夹持着塑料膜,则在顶托板24推顶硅片组上升的同时,亦控制夹持组件16同步上升,以扩大被对夹板23接触的塑封膜与硅片组上端面之间的高度,从而可保证夹持组件16再次夹持硅片组时,不会再夹着塑封膜,以保证脱膜质量。
顶托板24被构置在对夹板23的下方且位于对夹板23之间间隙的中间位置处,通过横向固定在脱膜架上的活动连杆带动其竖直上下移动,在脱膜架的下段部设有用于驱动该活动连杆升降的顶托电机,该活动连杆直接与顶托板24的下端面连接,在脱膜架的内侧,还设有用于支撑脱膜架横向宽度的顶杆。顶托板24的初始位置位于其下限位,其受顶托电机驱动并通过活动连杆带动,可沿竖直方向上下升降,从而可带动位于其上的硅片组向上移动,进而可使硅片组塑封膜与对夹板23上的胶垫层直接接触后,推顶硅片组的下端侧立面使其上升,并与塑料膜分离。
脱膜时,夹持组件16一次夹持多沓硅片组,并使其并排竖向设置,其均夹持硅片组中未被塑料膜包裹的一端,硅片组被塑封膜包裹的一端悬置朝下设置。臂端51通过夹持组件16带动硅片组先移位到检测组件处,并悬置到相机一21的正上方,以判断硅片组塑封膜是否还在。若在,继续控制硅片组移至到脱膜组件处。再通过控制夹持组件16的位置高度,使其逐步下移并控制硅片组插置到对夹板23与顶托板24所围设的空腔中,再控制对夹板23内侧的胶垫层直接与硅片组塑封膜接触,塑封膜受胶垫层与其之间的摩擦力而固定不动。由于硅片组两侧被胶垫层夹持着,且其底部还有顶托板24托着,不会发生晃动或倾斜。在硅片组嵌置到空腔中时,先控制夹持组件16中的所有副夹指162先松开硅片组的夹持面;此时所有的主夹指161仍然夹持硅片组。再通过气缸一164驱动主夹指161并带动硅片组下移到最低位,并使硅片组的下底面与顶托板24的上端面接触,此时气缸二165控制主夹指161松开硅片组。顶托板24抵顶硅片组下端侧立面,两个硅片组沿对夹板23所夹持的空间竖直上移,其上端仍然受主夹指161的夹持状态下的范围内。待硅片组受顶托板24抵顶并上移到如图6所示的位置时,气缸一164同步控制着主夹指161也上移到其最高位;在最高位时,夹持组件16中的主夹指161先同步夹持硅片组,副夹指162再同步夹持硅片组的两侧端,以完全夹持住硅片组的厚度侧面。顶托板24下移,塑封膜与胶垫层接触仍处于不动状态,进而硅片组与塑封膜分离。待硅片组完全离开该空腔后,再通过机器人一70控制脱膜后的硅片组转移至相机一21处,进行二次拍照确认,以判定塑料膜是否脱膜成功。若判断已脱膜完毕,再控制硅片组移放到上料位15上;若判断塑料膜还贴敷在硅片组的表面,继续进行脱膜操作,直至相机一21再次检查脱膜合格。
如图10所示,脱纸机构30位于上料带14中远离上料位15的一端,其包括沿传输方向上依次设置的上脱纸位31和下脱纸位32,主要用于移载硅片组厚度平面两侧的包装纸。每个脱纸位上配设有多组并排而置的上吸盘33;也就是,在上脱纸位31和下脱纸位32上都设有两组上吸盘33,上吸盘33被悬吊于脱纸位的正上方。仅在下脱纸位32处设有与上吸盘33对位构置的下吸盘34;下吸盘34中的吸头被分置于上料带14的两侧。
在上脱纸位31处,仅设有两组上吸盘33;在下脱纸位32处,设有两组上吸盘33和与其对应的下吸盘34。同时,在上料带14的单侧,设有用于收集包装纸的仓盒35,即仓盒35位于脱膜机构20的同侧面,且每个仓盒35对应一沓硅片组,进而设有四个仓盒35。
也就是,每次同步取两组硅片组的上包装纸,并移载到两个仓盒35内;再同步取两组硅片组的下包装纸,并移载到另外两个仓盒35内。所有仓盒35的位置同排地沿传输方向依次间隔设置,其位置分别与上脱纸的上吸盘33、和下脱纸的上吸盘33对应。
在上脱纸位31和下脱纸位32处,还设有用于固定两组上吸盘33的吸盘架36,且该吸盘架36横跨上料带14的宽度方向设置。在该吸盘架36的两侧各设有一套沿垂直于上料带14方向移动的横移滑轨,两组并排设置的上吸盘33被悬吊在横移滑轨上。
脱纸时,沿上料带14水平并排设置的两沓硅片组先移位到上脱纸位31处,该位处的两个上吸盘33同步下沉并将硅片组上方的包装纸吸附取走,先上升远离硅片组再沿横移轨道滑动到仓盒35处,将包装纸放置到各自仓盒35内收集;此处的上吸盘33再准备下一组硅片组的取纸工作。硅片组继续前移到下脱纸位32,先控制两个下吸盘34中的所有吸头吸附下包装纸,并使其两端位朝下弯曲,使下包装纸与硅片组的下端面有缝隙。再控制位于下脱纸位32上的悬吊夹爪一夹持两沓硅片组,上移并与下包装纸分离。待夹爪一将两沓硅片组移走后,下脱纸位32上的上吸盘33再下移并吸取下包装纸,并移载到该位处的仓盒35内,完成脱纸工作。
如图11所示,视检机构40位于脱纸机构30与叠料机构50之间,其与脱纸机构30位于同一排的传送线上,其通过悬架悬吊设置的夹爪一来夹取硅片组进行交接。视检机构40主要用于对硅片组外观质量的检查,如侧立面的缺损、裂片或崩损、水平平面上横竖纹检测以及叠片规整性等。
视检机构40包括用于水平放置硅片组的视检台41、以及用于自动检查硅片组侧立面损裂情况、平面横竖纹、上下堆叠情况以及硅片数量的视检组件,视检组件被构置在对位设置的工作架47上。具体地,视检台41被构置在视检组件的中间,其与脱纸机构30同排配设,位于上料带14的终端处,通过悬吊的夹爪一将上料带14上的硅片组移载到其上。
在本实施例中,视检台41的高度与视检组件的高度不变且同高配设,提前预设其高度与上料带14的高度一致。视检台41的宽度和长度均略小于硅片组的外观尺寸,主要是预留一定量的宽度或长度差,便于夹爪一放置硅片组到视检台41上。视检台41的下方设有用于控制其旋转的电机,其可控制视检台41轴向旋转90°,以带动硅片组旋转,使视检组件能对其两组侧立面进行全覆盖检查。
视检组件包括位于视检台周缘的一组对位相机43和与该对位相机43同侧面配置的对位灯带二45、以及位于视检台41正上方的顶部相机46;还包括与对位相机43异侧设置的闪照灯44。其中,对位相机43主要是对硅片侧立面的缺损、裂纹以及碎片的检查;顶部相机46是对一沓硅片组上下叠片的规则性的检查,看上下叠片是否一致,同时还可检查硅片表面的切割纹路是否正常;闪照灯44主要是对一沓硅片的数量进行快速检查,以确定其数量是否符合标准。
在工作架47上,设有可沿工作架长度方向即上料带14的长度方向设置的相机滑轨一48、以及垂直于相机滑轨一48设置的相机滑轨二49,相机滑轨二49设置在工作架47下方并带动工作架47一同移动。对位相机43被间隔地配置在相机滑轨一48上,相机滑轨一48被设置在工作架47的上面,且对位灯带二45被固定在直接与工作架47连接的桁架上。
每侧设有四条长条形的灯带二45,并在每个桁架上设置两条高低错位设置的灯带二45,同侧的相邻桁架之间还有一定的宽度间隙。其中,前侧桁架中的下方灯带二45的位置低于后侧桁架中的下方灯带二45的高度;前侧桁架中的上方灯带二45的位置低于后侧桁架中的上方灯带二45的高度。也就是,所有桁架上的灯带二45相互之间都是错位设置的。
在实际照射时,位于靠近硅片组一侧的灯带二45被移至硅片组的正上方,位于后方的另一条灯带二45被移至硅片组的外侧。这两侧八条灯带二45既可以为顶部相机46提供补充光源,又可以为两侧的对位相机43提供补充光源。这种结构的设计,不仅可节约占用空间,而且还便于同步操作,可进一步提高对位相机43拍照的清晰度。
闪照灯44为可带闪灯拍照的相机,其主要是用于监测一沓硅片组的硅片数量,其被设置在连个工作架47之间,并通过横滑轨可沿传输带方向左右移动。顶部相机46被设置在单侧工作架47上的悬顶架42悬置固定,其竖直朝下设置,主要对硅片组的上端面进行拍照检查,以确认硅片上下堆叠是否整齐一致以及表面横竖切割纹路是否正常。
当硅片组被夹爪一移载到视检台41上时,夹爪一回撤;工作架47带动对位相机43和顶部相机46一同沿相机滑轨二49的长度朝靠近硅片组一侧移动,同时闪照灯44也沿横滑轨朝靠近硅片组一侧移动。待对位相机43、顶部相机46、以及闪照灯44就位后,与所有灯带二45同步工作,对位相机43先对硅片组的一个对位面进行缺陷检查;相应地,闪照灯44对另一个对位面的进行数片检查;顶部相机46对硅片组的上下叠片规整度、以及表面横竖切割纹路进行检查。再控制视检台41带动硅片组旋转90°,继续通过对位相机43对另一个对位面进行缺陷检查;同时,闪照灯44对未数片的对位面进行计数检查。检测完毕后,对位相机43、顶部相机46以及闪照灯44朝外回撤,硅片组静置在视检台41上,等待叠料机构50中的柔指组件来取料,至此完成该沓硅片组的外观质量检查。若合格,继续进行下一工序;若不合格,则夹爪一会将该沓硅片组移载到异常工作台处进行收集。
如图12所示,叠料机构50被构置在视检机构40的左后侧,机器人二80被设置在叠料机构50与视检机构40的转角之间,用于周转叠片组。具体地,叠料机构50包括枢接的臂端51及控制端52,机器人二80可通过臂端51带动控制端52在预设位置处进行预置行动的操作。其中,臂端51直接受机器人二80控制,在臂端51的端部设有与控制端52中的固定板521直接连接的旋转电机512,旋转电机512通过转轴511与臂端51的本体枢接,且转轴511与旋转电机512的输出轴垂直交叉设置。控制端52通过转轴511与臂端51沿转轴511的轴向旋转,且受旋转电机512的驱动沿垂直于转轴511的方向可进行360°的旋转;使得被柔指组件所夹持的硅片组可进行多方向及多角度的控制转换,便捷且精准。
如图13所示,控制端52配设有可抓取硅片组周缘的柔指组件和用于固定柔性组件的固定板521,臂端51能够在硅片组被置于叠料位56上时,驱动控制端52平直设置或单向侧倾设置,以通过所述柔指组件控制硅片组进行首沓组的平直置放、以及其它沓组的倾斜转动叠置。
具体地,臂端51中的旋转电机512的输出端直接与固定板521的上端面连接;柔指组件被设置在固定板521的下端面,且对位平指和对位夹指被异面配置在固定板521上。其中,柔指组件包括用于夹持硅片组侧立面的对位平指一522a和对位平指二522b、以及用于夹持硅片组厚度方向上的两侧平面的对位夹指一523a和对位夹指二523b,所有对位平指均夹持同一对位侧立面,所有对位平指均夹持的另一对位侧立面。在本实施例中,硅片组可以是长方形硅片、也可以是方形硅片,对位平指所夹持的位置既可以是硅片的长度也可是硅片的宽度,在此不具体限制。若对位平指夹持的是硅片组长度方向上的侧立面,则对位夹指夹持的是硅片组宽度方向上两端的厚度平面;若对位平指夹持的是硅片组宽度方向上的侧立面,则对位夹指夹持的是硅片组长度方向上两端的厚度平面。
如图14所示,先平直置放,即控制首沓硅片组处于悬置的水平状态,再使其逐步下行并平直置放落料,其中,对位夹指和对位平指依次松开硅片组以使其水平置放。
如图15所示,再倾斜叠置,即控制置于首沓硅片组上方的所有硅片组依次倾斜叠置,其中,先控制硅片组从悬置的水平状态转为悬置的倾斜状态,并松开靠近对齐边A一侧的对位夹指一523a;再控制对位平指夹持的一侧边先与下方首沓硅片组的基准边B对齐,待硅片组倾斜下移到靠近基准面时再回撤远离对齐边一侧的对位夹指二523b;待硅片组完全与基准面接触时再回撤所有的对位平指。重复倾斜叠置操作,直至完成多沓硅片组的叠置规整。
对位平指和对位夹指均通过气压控制,以调整其与硅片的接触张力;在固定板521上还配设有用于控制各对位夹指沿硅片组长度或宽度方向移动的气缸三525;硅片组可以是长方形硅片、也可以是方形硅片,对位夹指所夹持的位置既可以是硅片的长度也可是硅片的宽度,在此不具体限制。且在该气缸三525的两侧端设有若干个与各个对位夹指连接的L型结构的条形板526。条形板526折线处是沿其宽度方向弯折90°,其长段水平连接在气缸三525远离固定板521一侧平面上;其短段竖向朝下设置,用于固定对位夹指。每个对位夹指配合一个条形板526,目的是为了保证在倾斜叠置时能基于不同倾斜位置进行松开控制,互不干涉。其中,对位夹指被固定在短段的内侧,即对位夹指的夹头是相向而置且均朝硅片组一侧设置。
在固定板521另一对位的侧立面上,设有用于固定对位平指的角钢结构的宽型板527,单侧所有的对位平指都固定在同一个宽型板527上。宽型板527的折线处是沿其长度方向对称设置的;且在其两侧折段上设有若干长条孔,用于调整对位平指的位置,以使其夹持位置与硅片组的外形尺寸相适配。
所有对位平指和对位夹指都是柔性气指,其中,每个对位平指含有两个内侧夹持面为平整面的柔性气指,而每个对位夹指是含有两个相对而置的柔性气指。在本实施例中,共有两组对位平指,其含有四个柔性气指;共有四组对位夹指,其含有8个柔性气指。
其中,所有柔性气指的结构都相同,其内为空腔,在该气指的外侧面上设有若干间隔设置的凸台,且其指端为弧形面平直结构,在每个气指的外侧面都设有与气管连接的气管接头,通过气管接头与外置气泵连接。所有柔性气指均通过气压控制,以调整其指端与硅片组接触的张力,使指端朝内完全或朝外翘曲。即通过控制该气指内的气压,以控制其内压力使其指端进行张开或收紧,以调整气指弯曲变化的方向,来松开硅片组或夹持硅片组。
当对气指正压充气时,则气指内腔因气压变大而出现扩张变形,指端的气压变形最大,会朝其内侧弯曲,即朝平整面一侧弯曲;从而可缩小对位气指之间的夹持距离,以夹持硅片组。当对气指负压抽气时,则气指内腔会出现收缩变形,指端会朝外翘曲,即两对位气指会反向张开,均朝远离硅片组一侧的方向翘曲张开,进而会扩大对位气指之间的夹持距离,即可松开硅片组。
当硅片组的外形尺寸定型后,对位平指之间的夹持宽度就提前预设,一旦调整到位后,就不再移动。工作时,仅需通过气压控制对位平指的指端内的气压,以控制对位平指的指端向外弯曲张开或朝内弯曲闭合,来调整对位平指对硅片组对位侧立面的夹紧度,以松开或夹紧硅片组的侧立面。
相应地,对于对位夹指一523a和对位夹指二523b,当每沓硅片组的外形尺寸定好后,硅片组的厚度也确定,进而对位夹指之间的夹持距离即夹持硅片组厚度的距离也已确定,并在工作之前将该尺寸预设固定好。仅需要气缸三525控制对位夹指沿硅片组长度尺寸进行移动,且相对位置的对位夹指共用一个气缸三525,相邻对位夹指是通过不同的气缸三525来控制。
当需要夹持硅片组的厚度时,对位夹指从外撤的初始位置受气缸三525的驱动,朝硅片组一侧移动,并使硅片组的侧端部的厚度预嵌置到对位夹指之间的夹持范围内,待位置定好后,对对位夹指中每个气指进行正压充气,使其内腔气压变大,内腔膨胀会使指端朝内弯曲,进而可得其每个对位夹指均稳固地与硅片组的厚度平面接触并加紧硅片组。当需要松开时,先对对位夹指中每个气指进行负压抽气,以使其指端收缩并朝外翘曲,进而扩大其夹持硅片组厚度的范围,以松开硅片组;再通过相应气缸三525使两组对位而置的对位夹指,进行同步或异步地朝远离硅片组一侧的方向进行移动。
如图13所示,对位平指和对位夹指在夹持或松开硅片组时互为非同步;但对于所有的对位夹指而言,其可同步亦可非同步工作。在夹持硅片组时,先控制两对位设置的对位夹指夹持硅片组的厚度,在这一过程中,两对位设置的对位夹指一523a和对位夹指二523b可同步对硅片组的厚度平面进行夹持,也可以非同步夹持,此时,另外两组的对位平指一522a和对位平指二522b还未开始夹持。待对位夹指夹持完毕后,再控制另一对位设置的所有对位平指进行同步控制,使其一同夹持硅片组的侧立面。待松开硅片组时,先控制对位夹指松开硅片组的厚度,再控制对位平指松开硅片组的侧立面。这种先夹持硅片组厚度再夹持硅片组宽度/长度的方式,在保证夹持稳定性的基础上,进一步加强硅片组在被夹持时的规整,使硅片组前后左右都能顾及到。在松开硅片组时,按照初始夹持的顺序,先松开硅片组厚度、再松开硅片组的宽度/长度,依次松开硅片组,避免在松开时出现移动错位的现象,保证叠片的整齐。
进一步的,机器人二80的旁侧,设有沿拆包机100的长度方向设置的叠料带55,其与上料带14并行且非同排设置。在叠料带55靠近视检机构40的一端设有叠料位56。
如图16-图17所示,叠料带55固设在安装台53上,在安装台53上的叠料位56(如图中虚线位置所指)处,还配设有用于承载叠置硅片组的叠料台59。叠料台59被构造为L型结构,其分置于叠料带55两侧并对称配置;并通过设置在安装台上的顶升气缸悬置于叠料带55的两侧,且可沿硅片组的叠置高度上下移动。叠料台59的竖向段设置在远离硅片组倾斜对齐边A的一侧;其水平段是一个平整的条状结构,主要用于支撑硅片组的放置,并与叠料带55并行。两侧叠料台59的宽度略小于硅片组的宽度,目的是预留一定空间避让对位夹指。
如图16所示,叠置硅片组时,叠料台59水平段的初始位置高度与叠料带55同高设置,其竖向段凸置于叠料带55的高度设置。目的是为了在叠料规整时,提高硅片组放置的稳定性,使其在叠料带55上能平稳置放。
如图17所示,待所有硅片组叠规完毕后,再通过顶升气缸带动叠料台59下行到其下限位置,并使叠料台59竖向段的位置低于叠料带55,以避开硅片组沿叠料带55前移下行。
沿叠料带55的长度方向上,在叠料台59靠近硅片组倾斜对齐边A一侧即靠近视检机构40的一侧,设有可沿叠料带55传输方向移动的推板54,推板54可推动硅片组朝靠近叠料台59的竖直段一侧移动,以使硅片组被规整于叠料台59的竖向段一侧,即被推板54和叠料台59的竖直段理料规整。
控制推板54朝靠近叠料台59一侧移动以使推板54与叠料台59的竖直段配合,将有可能会出现错位叠置的硅片组被规整在叠料台59上。同时,由于多沓硅片组上下叠置后,整体重量较重,直接通过叠料带55传输会增加叠料带55变形的风险,亦可会增加多沓硅片组倾斜的风险,故增加推板54推动硅片组一同前行到下料位57。
在本实施例中,推板54为立式设置的竖向平板结构或立式放置的U型槽板结构;若推板54为U型槽板,其U型结构是水平横向设置,上下均为开放式结构,其U型结构的开口是朝向硅片组一侧设置,可将硅片组倾斜对对齐边所在的三个侧立面所包围,且其沿叠料带55长度边设置的侧边仅需要包裹硅片组的部分边即可,一是可减轻推板54的整体结构,保证其被支撑固定的稳固性;二是可提高其与硅片组配合的灵活性,而且还可给硅片组预留一定的长度,便于人员观察。无论推板54是竖向平板结构还是U型槽板结构,在其下端面均设有朝硅片组一侧完全的凸托,用于托顶硅片组的下端面,以提高硅片组放置叠料带55上的稳定性和安全性。
在叠料带55中远离叠料位56的另一端,还设有下料位57,在下料位57处设有用于竖向立直设置的下料挡板58,主要用于隔挡被推板54推动并沿叠料带55移动的硅片组。当硅片组在叠料位56规整完毕后,控制叠料台59下移以离开硅片组的下端面,并叠料台59的竖向段的最高点低于硅片组的下端面。再控制叠料带55带动多沓硅片组前移,同时推板54继续推顶硅片组的侧立面并随硅片组一同前移至下料位57处,并使硅片组被下料挡板58定位挡住。由于硅片组仅是被沿叠料带55长度方向设置的下料挡板58和推板54进行规整,其垂直于叠料带55方向上的位置是由悬置的夹爪二62进行规整的。夹爪二62在夹持硅片组之前,用其可调节的夹爪对硅片组垂直于叠料带55方向的长度进行规整,然后再夹紧该长度方向的侧立面,至此完成对多沓硅片组四周侧立面的规整。
如图14所示,平直置放时,仅对首沓硅片组进行此平直置放的操作,因首沓硅片组下行规整放料时,叠料带55上没有其它硅片组,无法找准对齐边,可直接将该沓硅片组平直地放到叠料台59上。机器人二80先控制控制端52找准叠料位56定位,并控制控制端52夹持硅片组水平地悬置在叠料位56的正上方。再控制控制端52缓慢下行并靠近叠料台59,待准备放料之前,先控制两侧的所有对位夹指同步松开硅片组厚度的夹持面并外移回撤;待硅片组的下端面完全与叠料带55接触时,再控制对位平指松开硅片组的侧立面,进而硅片组已被平稳地放置到叠料台59上。
如图15所示,倾斜叠置时,这一操作是在首沓硅片组的上方进行叠置其它沓硅片组,先定位、再定线、再落料,先规定硅片组中靠近推板54一侧的边为倾斜规整时对齐的基准边B。臂端51可通过转轴511带动控制端52在斜置叠放时,使硅片组从单侧边与基准面的对应边对齐、对边上扬的倾斜状态逐步变为平置的叠合状态;其中,硅片组被倾斜叠置时的角度θ的范围为大于0且不大于45°。
具体地,先通过机器人二80控制控制端52找到叠料位56,再控制控制端52夹持硅片组水平放置,并定位悬置在叠料位56的正上方。
再控制臂端51带动水平放置的硅片逐步下移至首沓硅片组上方的一段距离,开始控制控制端52夹持硅片组倾斜,并使硅片组靠近推板54一侧的侧边朝下,远离推板54一侧的侧边朝上;且硅片组处于倾斜状态时的倾斜范围为大于0且小于或等于45°。优选地,包括如20°、25°、30°、35°、40°、以及45°的其中一个;但不限于这些数,只要位于这一区间的区间即可。若倾斜角度超过45°,会增加找准对齐边的难度,而且使得倾斜时硅片组组的重心会偏移,导致对位夹指夹持硅片组厚度的夹持力变形较大,不利于夹持的稳定性。在这一倾斜的过程中,控制靠近推板54一侧即靠近对齐边A的对位配置的对位夹指一523a先松开硅片组的厚度并外移回撤。
再控制倾斜状态的硅片组继续竖直下行,先使硅片组中朝下放置的那侧边为对齐边A,即对位平指一522a夹持侧立面中靠近推板54一侧的边先与基准边接触,完成对线操作。对齐边A与基准边B对线后,相应地另一对位侧边仍被上扬倾斜;保持倾斜状态并逐步下移直至对位边与基准边接触,在这一过程中,控制远离对齐边A一侧的对位夹指二523b松开硅片组厚度夹持面并外移回撤,此时,两侧的对位平指一522a和对位平指二522b仍然夹持着硅片组的侧立面。
再通过臂端51控制控制端52开始旋转落料,此时待叠置的硅片组的一端已经与下方首沓硅片组处于半接触状态,再控制控制端52的另一侧边缓慢下行,从而可使整个被叠置的硅片组逐步与下方首沓硅片组的上端面全部接触,得以缓冲其整体落料受到的冲力,降低其下行落料受重力的影响力,避免首沓硅片组以及待叠置硅片组出现震裂或崩损,保证硅片组质量的完整性。待叠置硅片组完全与下方首沓硅片组接触后,再控制两侧所有对位平指一522a和对位平指二522b松开硅片组,完成硅片组的倾斜叠置动作。
机器人二80带动控制端52上移回撤,并准备下一轮的叠料规整。再控制控制端52重复上述动作,直至在首沓硅片组上至少倾斜叠置两沓硅片组,才可完成该沓硅片组的叠规。由于叠置时会使上下沓硅片组出现错位,需要先控制推板54前移,推动硅片组的基准边所在侧立面,并推动整个硅片组朝靠近叠料台59的竖直段一侧移动,使硅片组沿叠料带55长度方向进行规整。而后,再控制叠料台59下行与硅片组脱离,并使规整后的硅片组完全放置在叠料带55上。再继续控制推板54推动规整后的多沓硅片组沿叠料带55推移到下料位57处,直至硅片组完全被下料挡板58定位放置。
如图18所示,在叠料机构50之后还设有下料机构60,包括设有装料位的下料框架61和下料传输架64,下料框架61与叠料带55同排设置,并横跨下料传输架64的宽度设置,且下料传输架64垂直于下料框架61朝外延伸设置。其中,下料框架61的一端设置在下料位57的正上方,其另一端设有装料位65。在下料位57与装料位之间还构置有用于缓存多余硅片的暂存位、以及用于规整多余硅片组的规整位,其中这些多余的硅片是从空置下料盒中取下的。在暂存位66上设有固定设置的暂存台;在规整位67处设有规整台,并在规整台的下方构造有用于顶升规整台升降的顶升气缸和旋转轴。在下料框架61的顶部设有可沿其长度方向移动的夹爪二62,夹爪二62可夹持硅片组往返于下料位57、暂存位66、规整位67与装料位65之间工作。
装料位65处设有可升降滑动的装料台68,该装料台受固定在下料框架61上的电机驱动,沿设置在下料框架61上的滑轨上下滑动。在装料台68的顶部中间配设有独立的升降支柱69,且在升降支柱69周缘设有与下料盒63配合的平面。下料盒63是用于承载多沓叠规后的硅片组,其被放置于装料台上的平面上,其内设有与升降支柱69配合的活动结构的置料板。在下料盒63被置放于装料台上时,升降支柱可抵顶置料板上升,以接收叠置后的硅片组;或带动置料板下降,以带动硅片组一同下落到下料盒63中。
进一步的,下料传输架64中配设有两层反向传输的传输带,且均与装料台互通交接。其中,上传输带用于移运载有硅片组的下料盒63,下传输带用于移运空载下料盒63。从下传输带移载的空载下料盒63移位至装料台上后,被提升到与上传输带对接的高位,以接收夹爪二62从下料位57抓取的硅片组。滚动装料台,其可带动下料盒与硅片组一同移运到上传输带上,流转至生产现场。
一种硅片拆包方法,采用如上所述的拆包机100,步骤包括:
先获取硅片组并确认是否含有塑料膜。若是检测到硅片组的外壁面包裹有塑料膜,则需要先控制硅片组脱膜,然后再对硅片组进行叠置处理。若检测到硅片组的外壁面上未包裹有塑料膜,则控制硅片组直接进行叠置处理。
其中,在叠置处理之前,还包括对每沓硅片组厚度平面垫附的包装纸去掉,然后再对脱完包装纸的硅片组进行外观检查。外观检查合格的硅片组,则再进行叠置处理;若外观检查不合格,则需将不合格的硅片组移载到异常品放置台上进行收集。
叠置时,先控制首沓硅片组平直置放;再控制置于首沓硅片组上的其它硅片组均单侧斜置叠放。其中,在斜置叠放时,先控制硅片组的单侧边与首沓硅片组的单侧边接触对齐,并使其对位边上扬倾斜;再控制硅片组的倾斜边逐步下行并与首沓硅片组的上端面全面接触。重复叠置操作,使多沓硅片组与首沓硅片组上下叠料,并对该多沓硅片组进行规整。
再控制该多沓硅片组移载到下料盒中,以待流转至生产现场。
采用本申请设计的一种硅片拆包机,可快速且精准地对硅片进行脱膜、分置,并可将质检后的硅片再进行倾斜叠装,整体结构简单、配合精准且传输安全,精简流转工序,提高交接节拍,拆装效率高且质量好;同时亦可有效解决因水平整体落料受重力影响而导致的碎料问题,保证硅片组叠片质量的完整性和稳定性。本申请还提出一种拆包方法,可快速地对硅片组进行拆膜去纸,并将硅片组准确且安全地叠料规整,以保证硅片组拆包的质量,避免二次损失。
以上对本申请的实施例进行了详细说明,所述内容仅为本申请的较佳实施例,不能被认为用于限定本申请的实施范围。凡依本申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本申请的专利涵盖范围之内。
Claims (11)
1.一种硅片拆包机,其特征在于,包括:
脱膜机构,用于对带有塑封膜的硅片组进行拆膜,其设有脱膜组件;
叠料机构,用于将多沓脱膜后的硅片组进行叠放,其设有枢接的臂端及控制端,所述控制端配设有可抓取硅片组周缘的柔指组件;
所述脱膜组件包括对夹板及顶托板,所述顶托板与所述对夹板围设一用于放置硅片组的空腔;在所述对夹板的内侧还构置有可直接与塑封膜接触的胶垫层;
所述柔指组件包括至少一组用于夹持硅片组侧立面的对位平指和用于夹持硅片组厚度平面的对位夹指;
所述臂端能够在硅片组被置于叠料位上时,驱动对位平指和对位夹指控制硅片组平直置放和倾斜叠置;
所述臂端配设有与所述控制端连接的旋转电机,其通过转轴与所述臂端本体枢接;
所述对位平指和所述对位夹指被异面配置在与所述臂端连接的固定板上;
所述对位平指和所述对位夹指非同步工作。
2.根据权利要求1所述的一种硅片拆包机,其特征在于,所述旋转电机轴向与所述转轴交叉设置;其中,所述硅片组被倾斜叠置时的角度范围大于0且不大于45°。
3.根据权利要求1或2所述的一种硅片拆包机,其特征在于,在所述固定板上还配设有用于控制各组所述对位夹指沿硅片组长度或宽度方向移动的气缸。
4.根据权利要求3所述的一种硅片拆包机,其特征在于,所述对位平指和所述对位夹指均通过气压控制,以调整其指端与硅片接触的张力,使指端朝内弯曲或朝外翘曲;
在所述叠料位上,还配设有用于承载硅片组叠置的叠料台,其被构造为L型结构,并被分置于叠料带两侧,且其竖向段被配置在远离硅片组倾斜对齐边的一侧;所述叠料台可沿硅片组的叠置高度上下移动;
沿叠料带长度方向,在靠近硅片组倾斜对齐边一侧构造有推板,所述推板可推动硅片组被规整于所述叠料台竖向段的一侧。
5.根据权利要求1-2、4任一项所述的一种硅片拆包机,其特征在于,所述脱膜机构设有异位设置的检测组件和脱膜组件,其中,
所述检测组件包括设置于壳架上并朝上配设的相机,每台相机可对两沓硅片组的相邻底角进行视检;
所述脱膜组件用于对立式硅片组的塑料膜进行脱膜;
所述相机对硅片组上的塑封膜进行检测,以确定硅片组外侧是否套设有塑封膜;
通过所述脱膜组件将多沓硅片组的塑封膜同步去除。
6.根据权利要求5所述的一种硅片拆包机,其特征在于,所述脱膜机构还包括脱膜架;
在对夹板外侧还设有与脱膜架连接的对定板,所述对定板通过弹性件与对夹板连接;
控制带有塑封膜的硅片组,使其塑膜端插置于所述空腔中,所述胶垫层接触塑封膜并通过其与塑封膜之间的摩擦力使塑封膜不动;驱动所述顶托板抵顶硅片组的下端侧立面,并推顶硅片组上移,使硅片组与塑封膜分离。
7.根据权利要求1-2、4、6任一项所述的一种硅片拆包机,其特征在于,在所述脱膜机构之前还配设有取料机构,其包括:
夹持组件,用于夹持硅片组,其与另一所述臂端枢接;
辊轴台,用于承载带有塑封膜硅片组立放的箱体;
上料带,用于水平放置脱膜后的硅片组;
其中,所述夹持组件可夹持硅片组未塑封端部的厚度平面,使硅片组被立式夹持;所述臂端驱动所述夹持组件带动硅片组往返于箱体、所述脱膜机构、以及上料位。
8.根据权利要求7所述的一种硅片拆包机,其特征在于,所述夹持组件包括并排配置的主夹指和副夹指,所述主夹指可沿硅片组长度方向及厚度方向移动,且其与所述副夹指非同步夹持或松开;
所述副夹指被构置在所述主夹指两侧,其通过气压控制;
所述主夹指受设置在安装架上的气缸控制其移动,所述安装架与所述臂端连接。
9.根据权利要求1-2、4、6、8任一项所述的一种硅片拆包机,其特征在于,在所述脱膜机构之后还包括脱纸机构,其可通过吸盘依次将附于硅片组上的包装纸移除;
在脱纸机构与叠料机构之间还设有用于检查硅片组表面质量的视检机构,其包括:
视检台,用于水平放置硅片组,可沿其轴向旋转;
视检组件,包括位于视检台上方的顶部相机、以及位于视检台周缘的对位相机和闪照灯,其中,所述对位相机和所述闪照灯异侧配置;
所述视检组件可同步朝靠近或远离所述视检台所在位置移动。
10.一种硅片拆包方法,其特征在于,采用如权利要求1-8任一项所述的拆包机,步骤包括:
获取硅片组并确认是否含有塑料膜;
若是,先脱膜再叠置;
若不是,直接叠置;
叠置时,控制首沓硅片组平直置放,置于首沓硅片组上的其它硅片组均单侧斜置叠放。
11.根据权利要求10所述的一种硅片拆包方法,其特征在于,在斜置叠放时,先控制硅片组的单侧边与首沓硅片组的单侧边接触对齐,并使其对位边上扬倾斜;再控制硅片组的倾斜边逐步下行并与首沓硅片组的上端面全面接触;其中,在叠置硅片组之前还包括对每沓硅片组的外观检查。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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