一种硅棒分选装置的制作方法

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种硅棒分选装置。

背景技术：

现有技术中，硅片加工技术主要有多线砂浆切割和金刚线切割两种。其中，金刚线切割是将金刚石采用粘接或电镀的方式固定在直钢丝上进行高速往返切割，其优势主要体现在以下方面：(1)切割效率提升明显，大大降低了设备折旧；(2)锯缝损失较少，硅料成本降低；(3)硅片表面粗糙度及表面残留金属杂质含量低，电池效率有0.1-0.2％的提升；(4)环保，使用水性切削液，避免了高COD聚乙二醇的引入。

基于上述切割优势，单晶已经通过引入金刚线切割技术大幅降低了硅片成本，市场占比逐渐增加。对于占据市场份额70％以上的多晶而言，采用金刚线切割技术是唯一的方向，但相对于单晶，多晶因其较高的位错和晶界密度，其弹性模量要高于单晶30-50％；且多晶硅棒较高的硬质点比例使得多晶硅片采用金刚线切割存在一定的技术障碍，尤其是金刚线表面金刚石磨损程度远远大于单晶金刚线切割，因此多晶相对单晶其工艺条件较为苛刻，工艺窗口较窄，工艺设置难度大。其中多晶金刚线切片过程中，金刚石磨损脱落是导致切割不良的主要原因，通过工艺设置以及调整新线供应量是多晶金刚线工艺改善的主要方向，导致多晶金刚线切片用线成本较高，主要多晶金刚线切片企业把降低金刚线用线量作为降低切片成本的主要途径。

经分析发现，不同铸锭企业生产的多晶硅棒，因铸锭原料配方、工艺的差异以及铸锭杂质含量与硬度都存在较大的差异，而低硬度的硅棒使用较少的金刚线即可获得较好的加工质量，但正常切片时，并未对硅棒硬度做分类，不同硬度的硅棒粘接在一起，金刚线上的金刚石磨损不一致，切割质量波动较大，严重时会造成加切、断线等异常，造成硅料及钢线的浪费，增加了成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种硅棒分选装置，能够根据硬度将硅棒分为不同类型，并针对不同类型的硅棒而采用不同的切割工艺以减少用线量及降低切片成本。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种硅棒分选装置，包括能够传送硅棒的传送组件，还包括：

硬度测试组件，设置于所述传送组件的一端，所述硬度测试组件能够测试所述硅棒的硬度；

机械手，靠近所述传送组件设置，所述机械手能够将所述传送组件上的所述硅棒移走或将所述硅棒放置于所述传送组件上；

装夹组件，包括第一装夹部和与所述第一装夹部对应设置的第二装夹部，所述第一装夹部和所述第二装夹部分别位于所述传送组件的两侧，以在所述硅棒的两端部抵紧所述硅棒；及

控制器，所述控制器分别连接于所述硬度测试组件、机械手及所述装夹组件。

进一步的，所述硬度测试组件包括基座、机头及转盘，所述机头转动连接于所述基座上并能够相对于所述基座旋转；

所述转盘转动连接于所述机头的端部并能够相对于所述机头旋转。

进一步的，所述转盘上设置有压头和物镜，所述压头和所述物镜关于所述转盘的中心轴线呈对称设置。

进一步的，所述机头的一端固设有驱动机构，所述驱动机构能够按压所述压头，以使所述压头沿自身轴线方向移动。

进一步的，所述驱动机构包括安装于所述机头上的第一驱动气缸和连接于所述第一驱动气缸的触头，所述第一驱动气缸驱动所述触头按压所述压头。

进一步的，所述压头靠近所述触头的一端设置有压力传感器，所述压力传感器连接于所述控制器。

进一步的，所述压头包括安装座、压头本体及压簧，所述安装座安装于所述转盘上，所述压头本体穿设于所述安装座内，所述压簧的一端固接于所述压头本体靠近所述触头的一端，另一端固接于所述安装座；

所述第一驱动气缸驱动所述触头按压所述压头本体，以使所述压头本体在所述安装座内滑动并压缩所述压簧。

进一步的，所述第一装夹部和第二装夹部均包括挡板及驱动所述挡板移动的第二驱动气缸，所述第一装夹部和所述第二装夹部的挡板设置于硅棒的两端；

所述挡板上设置有传感器，所述第二驱动气缸和所述传感器均连接于所述控制器。

进一步的，所述机头为L型结构，包括竖直部和水平部，所述转盘转动连接于所述水平部，所述竖直部转动连接于所述基座上。

进一步的，所述传送组件包括第一辊轴、第二辊轴及包裹于所述第一辊轴和所述第二辊轴外部的传送带。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过将放置于传送组件上的硅棒传输至硬度测试组件的位置后，传送组件停止，第一装夹部和第二装夹部分别装夹于硅棒的两端，然后通过硬度测试组件测试硅棒的硬度值，并将硅棒的硬度值传递至控制器，控制器根据硅棒的硬度值驱动不同的机械手将传送组件上的硅棒放置于相应的位置，从而实现了对硅棒的分类。本实用新型提供的硅棒分选装置操作方便，且通过将硅棒按照硬度值分为不同的类型，使得后续在切割硅棒的过程中可以选择相应的切割工艺，从而减小了用线量并降低了切片的成本。

附图说明

图1是实施例一提供的硅棒分选装置的结构示意图；

图2是本实用新型提供的硬度测试组件的局部示意图；

图3是实施例二提供的硅棒分选装置的结构示意图。

图中：

10、传送组件；101、第一辊轴；102、第二辊轴；103、传送带；

20、硅棒；30、滑道；

11、基座；12、机头；121、竖直部；122、水平部；13、转盘；131、压头； 132、物镜；

1311、安装座；1312、压头本体；1313、压簧；

2、机械手；

31、第一装夹部；32、第二装夹部；

4、驱动机构；41、第一驱动气缸；42、触头；

51、挡板；52、第二驱动气缸。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实施例提供了一种硅棒分选装置，如图1和图2所示，该硅棒分选装置包括能够传送硅棒20的传送组件10，还包括：硬度测试组件，设置于所述传送组件10的一端，所述硬度测试组件能够测试硅棒20的硬度；机械手2，靠近所述传送组件10设置，所述机械手2能够将所述传送组件10上的所述硅棒20移走或将所述硅棒20放置于所述传送组件10上；装夹组件，包括第一装夹部31 和与所述第一装夹部31对应设置的第二装夹部32，所述第一装夹部31和所述第二装夹部32分别位于所述传送组件10的两侧，以在所述硅棒20的两端部抵紧所述硅棒20；及控制器，所述控制器分别连接于所述硬度测试组件、机械手 2及所述装夹组件，从而实现对硬度测试组件、机械手2及所述装夹组件的控制。

本实施例通过将放置于传送组件10上的硅棒20传输至硬度测试组件的位置后，传送组件10停止，第一装夹部31和第二装夹部32分别装夹于硅棒20 的两端，然后通过硬度测试组件测试硅棒20的硬度值，并将硅棒20的硬度值传递至控制器，控制器根据硅棒20的硬度值驱动不同的机械手2将传送组件10 上的硅棒20放置于相应的位置，从而实现了对硅棒20的分类。本实施例提供的硅棒分选装置操作方便，且通过将硅棒20按照硬度值分为不同的类型，使得后续在切割硅棒20的过程中可以选择相应的切割工艺，从而减小了用线量并降低了切片的成本。

上述传送组件10包括第一辊轴101、第二辊轴102及包裹于所述第一辊轴 101和所述第二辊轴102外部的传送带103，硅棒20放置于传送带103上，从而实现对硅棒20的传输。

所述硬度测试组件包括基座11、机头12及转盘13，所述机头12转动连接于所述基座11上，能够相对于所述基座11旋转；所述转盘13转动连接于所述机头12的端部并能够相对于所述机头12旋转。其中，机头12为L型结构，包括竖直部121和水平部122，转盘13转动连接于水平部122上，所述竖直部121 转动连接于所述基座11上。需要说明的是，本实施例对竖直部121和基座11 的转动形式不作限定。

当硬度测试组件对放置于传送组件10上的硅棒20测试结束后，机头12相对于基座11旋转，使机头12远离硅棒20，从而避免了对硅棒20的传送、抓取及放置造成干涉。

上述转盘13上设置有压头131和物镜132，所述压头131和所述物镜132 关于所述转盘13的中心轴线呈对称设置，方便对准压头131和物镜132的测试位置。当测试硅棒20的硬度值时，旋转转盘13，使压头131按压硅棒20表面上的测试位置，压头131按压结束后，旋转转盘13，使物镜132与测试位置对应，以观察压头131在测试位置留下的测试压痕，并获取硬度检测组件检测的硬度值。需要说明的是，转盘13上还设置有目镜(图中未示出)，当物镜132 旋转至测试位置时，目镜和物镜132连接，使得操作者方便观察压痕。

当硬度检测组件检测到相应的硬度值后，将硬度值传递至控制器，控制器控制相应的机械手2动作，并将硅棒20放置于相应的位置，从而实现对硅棒20 的分类。

上述机头12的一端固设有驱动机构4，所述驱动机构4能够按压所述压头 131，以使所述压头131沿自身轴线方向移动。具体地，所述驱动机构4包括安装于所述机头12上的第一驱动气缸41和连接于所述第一驱动气缸41的触头42，所述第一驱动气缸41驱动所述触头42按压所述压头131并使所述压头131沿自身轴线方向移动，从而实现压头131对硅棒20施加作用力。其中，压头131 靠近所述触头42的一端设置有压力传感器，所述压力传感器连接于所述控制器。当触头42按压压头131并对压头131施加作用力时，压力传感器检测到压力值后，将信号传递至控制器，控制器控制第一驱动气缸41停止工作，转动转盘13，使物镜132转动至检测位置。

上述压头131包括安装座1311、压头本体1312及压簧1313，所述安装座 1311安装于所述转盘13上，所述压头本体1312穿设于所述安装座1311内，所述压簧1313的一端固接于所述压头本体1312靠近所述触头42的一端，另一端固接于所述安装座1311；所述第一驱动气缸41驱动所述触头42按压所述压头本体1312，以使所述压头本体1312在所述安装座1311内滑动并压缩所述压簧 1313，从而是实现压头本体1312对硅片本体施加作用力。

所述第一装夹部31和第二装夹部32均包括挡板51及驱动所述挡板51移动的第二驱动气缸52，所述第一装夹部31和所述第二装夹部32的挡板51设置于硅棒20的两端；其中，所述挡板51上设置有传感器，所述第二驱动气缸52 和所述传感器均连接于所述控制器。当硅棒20经过挡板51上的传感器时，传感器将信号传递至控制器，控制器控制机头12相对于基座11旋转，同时控制第一装夹部31的第二驱动气缸52和第二装夹部32的第二驱动气缸52工作，使第一装夹部31的挡板51和第二装夹部32的挡板51相互靠近，以实现对硅棒20的装夹；操作人员旋转转盘13，使压头131接触硅棒20表面，然后操作人员控制控制器使第一驱动气缸41伸长，触头42按压压头本体1312，使压头本体1312对测试位置施加作用力；当压力传感器检测到预定压力值后，将信号发送至控制器，控制器控制第一驱动气缸41收缩，使触头42远离压头本体1312，压头本体1312在压簧1313的作用力下恢复原位，进而完成了一次硅棒20的硬度值的测试。

本实施例对机械手2的位置、数量以及具体结构不作限定，可以根据实际的生产需要作适应性地调整。

实施例二

本实施例提供了一种硅棒分选装置，如图3所示，具体地，提供了另外一种形式的硬度测试组件，该硬度测试组件包括基座11及固定连接于基座11上的机头12，基座11设置于滑道30上并能够沿滑道30滑行。当测试完毕后，操作人员可以推动基座11沿滑道30向远离传送组件10的方向移动，从而避免了硬度测试组件对硅棒20的传输、抓取及放置造成干涉。

注意，以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施方式的限制，上述实施方式和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。