硅片检测分选机及其分选方法与流程

本发明涉及光伏辅助设备技术领域，尤其是一种硅片检测分选机及其分选方法。

背景技术：

随着业界对高品质太阳能电池需求的增长，对电池片的质量提出更高的要求，包括其外观品质、色泽等方面的要求；硅片作为电池片的原材料，在其出厂前亦需对外观质量和颜色进行分选。

硅片的分选涉及到每一片双面外观和颜色的判断，因硅片本身单薄易碎，对其进行分选检测时难度较大，需避免硅片的破损，操作不易，节拍时间长，工作效率低下。

技术实现要素：

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的硅片检测分选机及其分选方法，从而实现了硅片的双面外观检测并按色系分类，工作效率高，分选可靠稳定，极大地助力于硅片的检测分选。

本发明所采用的技术方案如下：

一种硅片检测分选机，包括机架，机架上安装有工作平台，工作平台上从左至右依次设置有上料工位、检测工位和分类工位，工作平台上表面的中部安装有动力输送带，所述动力输送带依次贯穿上料工位、检测工位和分类工位；所述检测工位包括暗箱一和暗箱二，暗箱一与暗箱二内分别安装有相机，一个相机镜头朝下且其位于动力输送带上方，另一个相机镜头朝上且其高度低于动力输送带的高度。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述上料工位的结构为：包括垂直横架于动力输送带上方的移载机构，位于动力输送带两侧的工作平台上对称安装有料架装载台，所述料架装载台位于移载机构下方，位于料架装载台后方的动力输送带侧面安装有导正机构；位于料架装载台下方的工作平台底面固装有顶升机构，所述顶升机构向上贯穿工作平台。

所述移载机构的结构为：包括固装于机架的移动直线模组，移动直线模组的长度方向与动力输送带的传动方向相垂直；所述移动直线模组下方对称安装有“⊥”型结构的支臂，单个支臂底面的两端分别安装有吸盘；所述移动直线模组同步驱动两个支臂移动，两个支臂之间的距离与料架装载台和动力输送带之间的距离一致。

所述导正机构的数量为两组，对称分列于动力输送带的两侧；单组导正机构的结构为：包括与工作平台固装的立块，立块顶部固装有导正气缸，导正气缸的输出端朝向动力输送带，导正气缸的输出端端头固装有支条，支条上均匀安装有多个导轮，多个导轮沿着动力输送带的传动方向成线性排列。

单组料架装载台的结构为：包括平行间隔固装于工作平台的导轨，两根导轨上共同安装有沿其滑动的抽板，抽板上沿着滑动的方向间隔放置有料架，料架内堆叠有硅片；所述抽板外端头固装有把手；两根导轨外侧的工作平台上对称布置有吹气机构，相对的吹气机构位于料架两侧；两根导轨间隔内的工作平台上安装有磁铁；

所述顶升机构的结构为：包括竖直固装于工作平台底面的顶升直线模组，顶升直线模组上安装有沿其上下移动的支板，支板上表面的两端对称安装有立杆，单根立杆顶部均固装有推盘；

位于两根导轨之间的工作平台上开有通孔；所述料架、通孔和推盘在竖直方向对应。

所述检测工位的结构为：包括暗箱一，暗箱一横架于动力输送带上方，暗箱一内的相机镜头朝下并正对着动力输送带表面；位于暗箱一后方的工作平台上安装有转盘机构，位于动力输送带侧面的工作平台上安装有暗箱二，暗箱二竖直向上贯穿工作平台，暗箱二内的相机镜头朝上并位于转盘机构下方。

所述转盘机构的结构为：包括固装于工作平台的支撑座，支撑座上安装有转动电机，转动电机的输出端朝上并向上贯穿支撑座，转动电机的输出端安装有转盘，转盘底面的边缘均匀安装有四个吸盘；相对的两个吸盘分别位于转盘机构前部和后部的动力输送带上，第三个吸盘位于暗箱二内的相机镜头上方，最后一个吸盘下方的工作平台上安装有废料盒。

所述分类工位的结构为：包括固装于机架并均匀间隔布置的多组分类直线模组，分类直线模组横架于动力输送带上方，单组分类直线模组上均安装有沿其移动的支撑臂，支撑臂底端安装有吸盘；位于动力输送带两侧的工作平台上均匀安装有多组料盒座，料盒座上安装有料盒。

所述分类直线模组的数量为三组，所述支撑臂为倒置的u型结构，单个支撑臂底端对称安装有吸盘；位于动力输送带单侧的料盒座的数量为六组，六组料盒座沿着动力输送带的传动方向均布，单个吸盘与单组料盒座上下对应；所述动力输送带尾端安装有存料盒。

一种利用所述的硅片检测分选机的分选方法，包括如下步骤：

第一步：施力于把手，将抽板从工作平台上沿着导轨抽出，将装载有硅片的料架放置于抽板上，将抽板推回使其被磁铁吸住；

第二步：顶升直线模组工作，经支板、立杆后带动推盘上行，推盘向上穿过工作平台上的通孔，推盘顶面接触并推动料架底面从而堆叠的硅片上移，使得最上面的硅片的高度与支臂底部的吸盘高度对应；

第三步：移动直线模组工作，同时带动两组支臂同向移动，使得一组支臂底部的吸盘位于同侧的料架内硅片上方并将硅片吸起，另一组支臂位于动力输送带上方；移动直线模组反向工作，带动两组支臂反向移动，使得吸有硅片的吸盘运动至动力输送带上方并将硅片放下，而另一组支臂则由动力输送带上方移动至另一侧的料架装载台处进行硅片的吸附；

第四步：两组料架装载台下方的顶升机构交替执行第二步，移载机构重复执行第三步，实现两侧料架内硅片的连续上料；

第五步：硅片随动力输送带移动至导正机构处，两侧的导正气缸同时工作向内推动支条，两侧的两组导轮同时作用于硅片的两侧，使得硅片相对于动力输送带导正；两侧的导正气缸同时反向工作，导轮远离硅片；

第六步：硅片随动力输送带移动至暗箱一下方，暗箱一内的相机对硅片正面检测并将结果反馈至外部控制器，硅片随动力输送带移出暗箱一；

第七步：转盘底面的吸盘将硅片吸起，转动电机工作，转盘转动，使得该硅片移动至暗箱二上方，暗箱二内的相机对硅片反面进行检测并将结果反馈至外部控制器；根据两次检测的结果判断硅片的外观质量，若外观合格则转盘在转动电机驱动下转至后部动力输送带处并将硅片放下，若外观不合格则转动至废料盒处将硅片放下；

第八步：外观合格的硅片随动力输送带移动至分类工位处，分类直线模组工作，驱动支撑臂移动至动力输送带上方，根据第七步中检测获得的硅片颜色，对应支撑臂上的吸盘将硅片吸起，分类直线模组工作，经支撑臂将该硅片移动至对应的料盒上方，并将硅片放至该料盒内。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过移载机构将硅片从料架逐片移至动力输送带上，由暗箱一中的相机进行正面检测，在转盘机构辅助下由暗箱二中的相机进行反面检测，外观合格的硅片随动力输送带流至分类工位并分选至不同色系料盒中，从而完成硅片的外观检测以及按照色系的分选，自动化程度高，节拍快，大大提高了硅片分选的工作效率，并且保证了硅片分选过程中的输送质量；

本发明还包括如下优点：

移载机构的存在，实现了料架中硅片的逐片上料；并且四个料架分列于动力输送带两侧，且移载机构内安装有两个同步运行的支臂，单个支臂上安装有与料架对应的两个吸盘，从而实现了硅片的两侧双穴联动交替上料，有效提升了硅片上料速度；

硅片由暗箱一中的相机一进行正面检测后，由转盘机构上的吸盘吸住，并随转盘机构移动至暗箱二上方，由相机进行反面检测，从而实现硅片的正反面连续检测，工序衔接紧凑，节拍短，效率高；

导正机构中的两侧导正气缸同时工作，经支条向内推动两组导轮，使得两组导轮同时作用于动力输送带上的硅片两侧，使得硅片相对于动力输送带对中，助力于后续硅片的准确检测；

硅片的取放均由吸盘实现，避免了硅片取放过程中的损坏隐患，保障了硅片质量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明上料工位的结构示意图。

图3为本发明移栽机构与动力输送带、导正机构之间的结构示意图。

图4为图3中a部的局部放大图。

图5为本发明料架装载台的结构示意图。

图6为本发明料架的结构示意图。

图7为本发明顶升机构的结构示意图。

图8为本发明检测工位的结构示意图。

图9为本发明转盘机构的结构示意图。

图10为本发明分类工位的结构示意图。

其中：1、机架；2、工作平台；3、上料工位；4、动力输送带；5、暗箱一；6、转盘机构；7、暗箱二；8、分类工位；9、吸盘；10、硅片；21、通孔；31、移载机构；32、导正机构；33、料架装载台；34、顶升机构；311、移动直线模组；312、支臂；321、立块；322、导正气缸；323、支条；324、导轮；331、导轨；332、吹气机构；333、抽板；334、料架；335、把手；336、磁铁；341、顶升直线模组；342、支板；343、立杆；344、推盘；3341、底板；3342、支撑板；3343、挡臂；3344、耐磨条；61、支撑座；62、转动电机；63、废料盒；64、转盘；81、分类直线模组；82、料盒座；83、料盒；84、支撑臂。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本实施例的硅片检测分选机，包括机架1，机架1上安装有工作平台2，工作平台2上从左至右依次设置有上料工位3、检测工位和分类工位8，工作平台2上表面的中部安装有动力输送带4，动力输送带4依次贯穿上料工位3、检测工位和分类工位8；检测工位包括暗箱一5和暗箱二7，暗箱一5与暗箱二7内分别安装有相机，一个相机镜头朝下且其位于动力输送带4上方，另一个相机镜头朝上且其高度低于动力输送带4的高度。

如图2所示，上料工位3的结构为：包括垂直横架于动力输送带4上方的移载机构31，位于动力输送带4两侧的工作平台2上对称安装有料架装载台33，料架装载台33位于移载机构31下方，位于料架装载台33后方的动力输送带4侧面安装有导正机构32；位于料架装载台33下方的工作平台2底面固装有顶升机构34，顶升机构34向上贯穿工作平台2。

如图3所示，移载机构31的结构为：包括固装于机架1的移动直线模组311，移动直线模组311的长度方向与动力输送带4的传动方向相垂直；移动直线模组311下方对称安装有“⊥”型结构的支臂312，单个支臂312底面的两端分别安装有吸盘9；移动直线模组311同步驱动两个支臂312移动，两个支臂312之间的距离与料架装载台33和动力输送带4之间的距离一致。

移载机构31的存在，实现了料架334中硅片10的逐片上料；并且四个料架334分列于动力输送带4两侧，且移载机构31内安装有两个同步运行的支臂312，单个支臂312上安装有与料架334对应的两个吸盘9，从而实现了硅片10的两侧双穴联动交替上料，有效提升了硅片10上料速度。

如图4所示，导正机构32的数量为两组，对称分列于动力输送带4的两侧；单组导正机构32的结构为：包括与工作平台2固装的立块321，立块321顶部固装有导正气缸322，导正气缸322的输出端朝向动力输送带4，导正气缸322的输出端端头固装有支条323，支条323上均匀安装有多个导轮324，多个导轮324沿着动力输送带4的传动方向成线性排列。

导正机构32中的两侧导正气缸322同时工作，经支条323向内推动两组导轮324，使得两组导轮324同时作用于动力输送带4上的硅片10两侧，使得硅片10相对于动力输送带4对中，助力于后续硅片10的准确检测。

如图5所示，单组料架装载台33的结构为：包括平行间隔固装于工作平台2的导轨331，两根导轨331上共同安装有沿其滑动的抽板333，抽板333上沿着滑动的方向间隔放置有料架334，料架334内堆叠有硅片10；抽板333外端头固装有把手335；两根导轨331外侧的工作平台2上对称布置有吹气机构332，相对的吹气机构332位于料架334两侧；两根导轨331间隔内的工作平台2上安装有磁铁336；

如图6所示，料架334的结构为：包括底板3341，底板3341上表面的四个边缘处均固装有挡臂3343，单个挡臂3343为u型结构，单个挡臂3343两侧壁的内侧面均安装有耐磨条3344，位于四个挡臂3343之间的底板3341上放置有支撑板3342，支撑板3342上叠放有硅片10。

如图7所示，顶升机构34的结构为：包括竖直固装于工作平台2底面的顶升直线模组341，顶升直线模组341上安装有沿其上下移动的支板342，支板342上表面的两端对称安装有立杆343，单根立杆343顶部均固装有推盘344；

位于两根导轨331之间的工作平台2上开有通孔21；料架334、通孔21和推盘344在竖直方向对应。位于料架334支撑板3342底部的底板3341中央开有贯通的圆孔，抽板333和工作平台2上均开有与圆孔对应的通孔21；顶升机构34顶部的推盘344向上依次穿过工作平台2和抽板333上的通孔21以及底板3341上的圆孔，顶升机构34顶部施力于支撑板3342上并将其顶起。

如图8所示，检测工位的结构为：包括暗箱一5，暗箱一5横架于动力输送带4上方，暗箱一5内的相机镜头朝下并正对着动力输送带4表面；位于暗箱一5后方的工作平台2上安装有转盘机构6，位于动力输送带4侧面的工作平台2上安装有暗箱二7，暗箱二7竖直向上贯穿工作平台2，暗箱二7内的相机镜头朝上并位于转盘机构6下方。

检测工位处的动力输送带4断开为两段，位于两段动力输送带4间隔内的工作平台2上安装转盘机构6。

如图9所示，转盘机构6的结构为：包括固装于工作平台2的支撑座61，支撑座61上安装有转动电机62，转动电机62的输出端朝上并向上贯穿支撑座61，转动电机62的输出端安装有转盘64，转盘64底面的边缘均匀安装有四个吸盘9；相对的两个吸盘9分别位于转盘机构6前部和后部的动力输送带4上，第三个吸盘9位于暗箱二7内的相机镜头上方，最后一个吸盘9下方的工作平台2上安装有废料盒63。

硅片10由暗箱一5中的相机一进行正面检测后，由转盘机构6上的吸盘9吸住，并随转盘机构6移动至暗箱二7上方，由相机进行反面检测，从而实现硅片10的正反面连续检测，工序衔接紧凑，节拍短，效率高。

如图10所示，分类工位8的结构为：包括固装于机架1并均匀间隔布置的多组分类直线模组81，分类直线模组81横架于动力输送带4上方，单组分类直线模组81上均安装有沿其移动的支撑臂84，支撑臂84底端安装有吸盘9；位于动力输送带4两侧的工作平台2上均匀安装有多组料盒座82，料盒座82上安装有料盒83。

分类工位8输入端的动力输送带4两侧设置有相同的导正机构32，以保证后续硅片10被放至料盒83中的准确和一致性，避免硅片10放置时的损伤。

分类直线模组81的数量为三组，支撑臂84为倒置的u型结构，单个支撑臂84底端对称安装有吸盘9；位于动力输送带4单侧的料盒座82的数量为六组，六组料盒座82沿着动力输送带4的传动方向均布，单个吸盘9与单组料盒座82上下对应；动力输送带4尾端安装有存料盒。

本实施例中，硅片10的取放均由吸盘9实现，避免了硅片10取放过程中的损坏隐患，保障了硅片10质量。

本实施例的硅片检测分选机的分选方法，包括如下步骤：

第一步：施力于把手335，将抽板333从工作平台2上沿着导轨331抽出，将装载有硅片10的料架334放置于抽板333上，将抽板333推回使其被磁铁336吸住；

第二步：顶升直线模组341工作，经支板342、立杆343后带动推盘344上行，推盘344向上穿过工作平台2上的通孔21，推盘344顶面接触并推动料架334底面从而堆叠的硅片10上移，使得最上面的硅片10的高度与支臂312底部的吸盘9高度对应；

第三步：移动直线模组311工作，同时带动两组支臂312同向移动，使得一组支臂312底部的吸盘9位于同侧的料架334内硅片10上方并将硅片10吸起，另一组支臂312位于动力输送带4上方；移动直线模组311反向工作，带动两组支臂312反向移动，使得吸有硅片10的吸盘9运动至动力输送带4上方并将硅片10放下，而另一组支臂312则由动力输送带4上方移动至另一侧的料架装载台33处进行硅片10的吸附；

第四步：两组料架装载台33下方的顶升机构34交替执行第二步，移载机构31重复执行第三步，实现两侧料架334内硅片10的连续上料；

第五步：硅片10随动力输送带4移动至导正机构32处，两侧的导正气缸322同时工作向内推动支条323，两侧的两组导轮324同时作用于硅片10的两侧，使得硅片10相对于动力输送带4导正；两侧的导正气缸322同时反向工作，导轮324远离硅片10；

第六步：硅片10随动力输送带4移动至暗箱一5下方，暗箱一5内的相机对硅片10正面检测并将结果反馈至外部控制器，硅片10随动力输送带4移出暗箱一5；

第七步：转盘64底面的吸盘9将硅片10吸起，转动电机62工作，转盘64转动，使得该硅片10移动至暗箱二7上方，暗箱二7内的相机对硅片10反面进行检测并将结果反馈至外部控制器；根据两次检测的结果判断硅片10的外观质量，若外观合格则转盘64在转动电机62驱动下转至后部动力输送带4处并将硅片10放下，若外观不合格则转动至废料盒63处将硅片10放下；

第八步：外观合格的硅片10随动力输送带4移动至分类工位8处，分类直线模组81工作，驱动支撑臂84移动至动力输送带4上方，根据第七步中检测获得的硅片10颜色，对应支撑臂84上的吸盘9将硅片10吸起，分类直线模组81工作，经支撑臂84将该硅片10移动至对应的料盒83上方，并将硅片10放至该料盒83内。

若硅片10的颜色与预设的料盒83存放的颜色均不匹配，则该硅片10随着动力输送带4继续向后移动至尾端的存料盒中。

本实施例中，暗箱一5和暗箱二7中的相机均为外购标准件，其一为sony相机，施耐德镜头，光源桶光；另一为2500w相机，千万像素高清镜头，rgbw光源。

本发明实现了硅片的逐片上料、双面连续检测以及根据检测结果进行的外观不良和色系的分选，自动化程度高，节拍紧凑，衔接合理，大大提高了硅片分选的工作效率。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。