一种全自动PL检测装置的制作方法

本发明属于太阳能电池生产技术领域，特别是涉及一种全自动的pl检测装置。

背景技术：

光致发光(photoluminescence,简称pl)是指物质吸收光子(或电磁波)后重新辐射出光子(或电磁波)的过程。光致发光可以应用于：带隙检测，杂质等级和缺陷检测，复合机制以及材料品质鉴定。光致发光测试系统就是利用光致发光的应用原理实现对硅片、电池片的少子寿命值、串联电阻、隐裂、晶格缺陷、i-v曲线等各种技术指标的在线无接触测量。

目前市场上的pl检测装置多为手动式，存在检测速度低，自动化程度不高等缺点，对不良片的判断需要人工根据经验判断，易受不同测试人员的主观判断影响，无法提供标准、客观的判断，对于测试过程中发现的不良片，采用堆叠的方式放置在一起，二次复检时易造成电池片之间相互摩擦损伤电池片表面，易导致不良片直接报废。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种全自动pl检测装置，可实现全自动的上料、下料及检测过程，将测试不合格品单独剔除，放置在专门的载具，解决上述pl检测装置存在的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种全自动pl检测装置，包括上料机构、硅片传输轨道、检测机构、不良片剔除机构、不良片传输机构、合格片下料机构等部分组成。

所述上料机构包括压篮气缸0，上料进篮轨道1，上料出篮轨道2，上料托盘3，上料升降模组4，上料伸缩模组5；

所述上料进篮轨道1和上料出篮轨道2设置在所述上料升降模组4的侧面，所述上料进篮轨道1设置在所述上料出篮轨道2的上方，所述上料托盘3设置在所述上料升降模组4上，所述上料托盘3的三个工作位置分别与上料进篮轨道1，上料出篮轨道2和上料伸缩模组5对应，所述上料伸缩模组5设置在所述上料升降模组4的另一个侧面；

所述伸缩模组5包括传感器501，直线导轨502，伸缩板503，电容传感器504，无杆气缸505，感应铁片506，硅片传送皮带507，传动轮508，传动带509，步进电机510；

所述无杆气缸505通过所述直线导轨502与所述伸缩板503，所述所述传感器501，所述硅片传送皮带507设置在所述伸缩板503上，所述传感器501、电容传感器504和感应铁片506分别用来监测伸缩板503的位置、硅片传送皮带507上是否有硅片以及硅片数量，所述步进电机510通过传动带带动硅片传送皮带507运行；

所述上料机构工作过程：上料时，将装载有多层硅片的工料篮放置在上料进篮轨道1上，驱动电机带动皮带将工料篮传输至上料升降模组4的上料托盘3上，压篮气缸0伸出，将工料篮固定，然后上料托盘3在伺服电机驱动的上料升降模组4带动下向上运动至第一片取片位置，另一侧的上料伸缩模组5将取料伸缩板9伸出到待取的硅片下面，上料托盘3下降一格使第一层硅片降落到硅片传输皮带507上面，硅片传输皮带507运转，将第一层硅片从工料篮中取出，取料伸缩板9与硅片传输皮带507配合，将硅片逐渐转移到硅片传送轨道6上，然后工料篮逐格下降，将工料篮内硅片全部取出。待工料篮内硅片全部取出后，取料伸缩板9缩回，上料托盘3下降至与工料篮出料轨道齐平处，压篮气缸0缩回，上料升降模组4的托盘皮带反向运转，将空工料篮传送至上料出篮轨道2，上料出篮轨道2在驱动电机的带动下运转，将工料篮传送至出料轨道末端。

所述硅片传输轨道包括第一硅片传送轨道6和第二硅片传送轨道8；

所述硅片传输轨道6设置有多个传感器601和602，监测传输轨道上的硅片位置以及数量；

所述测试系统设置在所述第一硅片传送轨道6和第二硅片传送轨道8中间的上方；

所述测试系统包括一对激发光源701和704以及相机702，所述相机702设置在所述一对激发光源701和704中间；

所述测试系统工作过程：硅片传送至pl检测工位时，激发光源701和704照射硅片表面使硅片发出一定波长的荧光，利用高灵敏度高分辨率测相机702进行感光，然后将图像通过图像识别软件进行分析，与事先设置好的质量标准比对，判断硅片的缺陷类型、合格与否。并将测试结果反馈至自动化系统的plc。

所述合格片下料机构包括合格片下料进篮轨道22，合格片下料出篮轨道21，合格片下料托盘23，合格片下料升降模组20，合格片下料伸缩模组19，所述合格片下料机构的工作原理与上料机构相同，工作步骤相反。

所述合格片下料机构工作过程：测试合格的硅片沿硅片传送轨道8继续向后传送，由合格片下料伸缩模组19逐片传送到合格工件篮内。下料时从最上面一格开始，然后工件篮逐格上升，满篮时工件篮上升至与工件篮出料轨道齐平的高度，由合格片下料出篮轨道21将装满合格硅片的工件篮传出。

所述不良片剔除机构包括不良片取片机构11与不良品传送机构；

所述不良片取片机构11包括可上下移动的伯努利吸盘以及伺服电机驱动的直线模组，所述吸盘安装在所述直线模组上。

所述不良片传送机构包括不良片下料伸缩模组14，不良片下料升降膜组15，不良片下料出篮轨道16，不良片下料进篮轨道17，不良片下料托盘18。

所述不良片剔除机构设置在所述第二硅片传送轨道8的上方，所述所述不良片传送机构设置在所述第二硅片传送轨道8的侧面。

所述不良片剔除机构工作过程：测试不合格的硅片传输至不良片取片位置后，吸盘运动到硅片传送轨道上方，伯努利吸盘将硅片吸起，然后移动到不良片传输轨道上，将不良片放置在不良片传输轨道上，传送到不良片工件篮内。

合格片及不良片传送轨道上设置有合格品缓存机构10和不良片缓存模组13，若后方传送轨道故障或换工件篮更换时，可将来不及向后传送的硅片暂存在缓存盒内，保证前方测试的连续进行。

本发明具有以下有益效果：

1、采用工件篮作为承载硅片的载具，测试过程中操作人员与硅片之间无接触，不会人为接触硅片，避免了人手对硅片造成的脏污和硅片之间摩擦导致的产品缺陷。

2、硅片采用步进式传送，测试速度快，测试时间小于1s，可实现快速准确的检测。

3、pl测试图像采用图像分析软件自动判断缺陷类型，避免了人工分选的主观判断失误，测试准确快速，可对测试结果进行分析统计，便于快速确定导致产品不良的制程工序，快速消除引起产品不良的原因，提高制程良率。

4、测试不良片传送至专门的不良品传送轨道，传送至专门的不良片放置篮内，不会对不良片造成二次污染，便于人工进行二次分选。

5、不良品盒和合格品传送轨道上均安装有缓存机构，对电池进行暂存，可保持测试过程连续进行，不会因下料工件篮满或后方传送轨道故障灯等原因而中断测试过程，可最大化测试设备的产能，减少因故障停机的时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明第一硅片传送轨道和测试系统示意图；

图3为本发明上料机构示意图；

图4和图5分别为为本发明上料伸缩模组的俯视图和立体图；

图中：

0-压篮气缸，1-上料进篮轨道，2-上料出篮轨道，3-上料托盘，4-上料升降模组，5-上料伸缩模组，501-第一传感器，502-直线导轨，503-伸缩板，504-电容传感器，505-无杆气缸，506-感应铁片，507-硅片传送皮带，508-传动轮，509-传动带，510-步进电机，6-第一硅片传送轨道，601-第二传感器，602-第三传感器，7-测试系统，701-第一激光光源，702-照相机，703-照相机固定支架，704-第二激光光源，705第二激光光源固定支架，706第一激光光源固定支架,8-第二硅片传送轨道，9-第一硅片矫正模组，10-合格片缓存模组，11-不良片取片机构，12-第二硅片矫正模组，13-不良片缓存模组，14-不良片下料伸缩模组，15-不良片下料升降模组，16-不良片下料出篮轨道，17-不良片下料进篮轨道，18-不良片下料托盘，19-合格片下料伸缩模组，20-合格片下料升降模组，21-合格片下料出篮轨道，22-合格片下料进篮轨道，23-合格片下料托盘；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明为一种全自动pl检测装置，包括上料机构、硅片传输轨道、检测机构、不片品剔除机构、不良片传输机构、合格片下料机构等部分组成。

所述上料机构包括压篮气缸0，上料进篮轨道1，上料出篮轨道2，上料托盘3，上料升降模组4，上料伸缩模组5；

所述上料进篮轨道1和上料出篮轨道2设置在所述上料升降模组4的侧面，所述上料进篮轨道1设置在所述上料出篮轨道2的上方，所述上料托盘3设置在所述上料升降模组4上，所述上料托盘3的三个工作位置分别与上料进篮轨道1，上料出篮轨道2和上料伸缩模组5对应，所述上料伸缩模组5设置在所述上料升降模组4的另一个侧面；

所述伸缩模组5包括传感器501，直线导轨502，伸缩板503，电容传感器504，无杆气缸505，感应铁片506，硅片传送皮带507，传动轮508，传动带509，步进电机510；

所述无杆气缸505通过所述直线导轨502与所述伸缩板503，所述传感器501、所述硅片传送皮带507设置在所述伸缩板503上，所述传感器501、电容传感器504和感应铁片506分别用来监测伸缩板503的位置、硅片传送皮带507上是否有硅片以及硅片数量，所述步进电机510通过传动带带动硅片传送皮带507运行；

所述硅片传输轨道包括第一硅片传送轨道6和第二硅片传送轨道8；

所述硅片传输轨道6设置有多个传感器601和602，监测传输轨道上的硅片位置以及数量；

所述测试系统设置在所述第一硅片传送轨道6和第二硅片传送轨道8中间的上方；

所述测试系统包括一对激发光源701和704以及相机702，所述相机702设置在所述一对激发光源701和704中间；

所述合格片下料机构包括合格片下料进篮轨道22，合格片下料出篮轨道21，合格片下料托盘23，合格片下料升降模组20，合格片下料伸缩模组19，所述合格片下料机构的工作原理与上料机构相同，工作步骤相反。

所述不良片剔除机构包括不良片取片机构11与不良品传送机构；

所述不良片取片机构11包括可上下移动的伯努利吸盘以及伺服电机驱动的直线模组，所述吸盘安装在所述直线模组上。

所述不良品传送机构包括不良片下料伸缩模组14，不良片下料升降模组15，不良片下料出篮轨道16，不良片下料进篮轨道17，不良片下料托盘18。

所述不良片剔除机构设置在所述第二硅片传送轨道8的上方，所述所述不良品传送机构设置在所述第二硅片传送轨道8的侧面。

合格片及不良片传送轨道上设置有合格品缓存机构10和不良片缓存模组13，若后方传送轨道故障或下料工件篮更换时，可将来不及向后传送的硅片暂存在缓存盒内，保证前方测试的连续进行。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。