全自动硅片清洗线及其工作方法与流程

本发明属于自动化领域，具体涉及一种全自动硅片清洗线及其工作方法。

背景技术：

中国光伏市场装机量需求增长迅猛。劳动力短缺、人工成本不断攀升，导致太阳能厂商对自动化设备需求提升，对降低生产成本、提高产品良率有者显著的效果。

现清洗设备使用厂商在硅片脱胶后，需要人工插片将清洗篮装满硅片，即花篮装满。然后通过小车周转托入清洗机进料处。待清洗后再由人工周转放入烘箱进行硅片烘干，烘干后再次周转到分选仪设备人工放篮。

因此，现有的生产模式过于依赖人海战术，且产能不稳定。

技术实现要素：

为了提高硅片装蓝、清洗和烘干的自动化程度，本发明的目的是提供一种全自动硅片清洗线及其工作方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种全自动硅片清洗线，包括：插片段、清洗段、烘干段；其中所述插片段适于将层叠硅片逐片插入花篮中，并将满载花篮送至清洗段进行清洗，且在清洗完毕后送至烘干段进行烘干。

进一步，所述插片段包括：至少一路硅片分片输送机构、硅片装载机构，花篮输送机构、空篮回转机构和待上料机构，且各机构均由控制模块控制；其中所述硅片分片输送机构包括：用于放置层叠硅片的水槽、硅片负压吸取装置、硅片传输装置；在工作时，通过水槽内的喷射水流使部分硅片上浮，启动硅片负压吸取装置吸取位于最上层的硅片，并通过硅片传输装置送入硅片装载机构内的空花篮中；当花篮装载完毕后，由花篮输送机构将花篮送至待上料机构，同时通过空篮回转机构将一空篮送回，并通过花篮输送机构将空篮送至硅片装载机构。

进一步，所述水槽内设有一活动支架，该活动支架用于叠放硅片，并使层叠硅片调整至负压吸取装置的吸取位；以及所述硅片传输装置上设有用于检测硅片是否完整的检测单元，所述硅片传输装置的后端为一翻转架，且该翻转架通过一升降气缸控制硅片传输装置的后端向下倾斜；若检测单元检测到硅片不良时，所述控制模块通过升降气缸使硅片传输装置的后端向下倾斜，即不良硅片掉落。

进一步，所述硅片装载机构包括：花篮夹持机构、花篮丝杆升降机构；所述硅片传输装置的后侧还设有带轮过度装置；所述硅片传输装置适于将完整硅片通过带轮过度装置输送至花篮中；以及在每片硅片送入花篮后，所述花篮丝杆升降机构均控制花篮提升一定高度。

进一步，所述待上料机构包括：用于放置花篮的l形支架，换向机构；所述l形支架通过一翻转气缸控制其倾倒；所述换向机构适于将倾倒后的花篮顶升并旋转90°后横向排列。

进一步，所述清洗段包括：若干按照清洗工序依次排列的清洗槽，用于控制清洗槽来回晃动的抛动机构，用于抓取横向排列花篮依次进入各清洗槽的机械手搬运机构，以及在一最后清洗槽处设有慢拉机构；所述慢拉机构适于将进入该最后清洗槽内花篮托起进行脱水；所述慢拉机构包括：位于最后清洗槽两侧的托架，以及使托架上升或下降的齿轮齿条机构，一驱动电机适于通过同步轴、皮带左右同时带动齿轮齿条机构使托架同步上升。

进一步，所述烘干段包括：链条传送机构，以及架设在链条传送机构上的热风循环机构；所述机械手搬运机构适于将位于托架上的花篮夹持后放入链条传送机构；在热风循环机构对硅片进行烘干后，通过烘干段花篮顶升机构将花篮顶升；以及位于烘干段后还设有移载段；所述移载段包括：五轴机械手机构；所述五轴机械手机构将花篮抓取搬运至后续设备的上料处，以将已卸料的空篮取回放入空篮回转机构的回料顶升机构上，送至硅片装载机构。

进一步，所述机械手搬运机构包括：一对抓手，所述抓手上设有通电线路，所述花篮内置有通电导线；在抓手夹持花篮后，通电导线与通电线路导通构成回路，所述机械手搬运机构内设有通电检测模块，且通过所述通电检测模块所检测的回路电流判定花篮是否掉落。

又一方面，本发明还提供了一种全自动硅片清洗线的工作方法，包括如下步骤：

步骤s1，插片工序，即将层叠硅片逐片插入花篮中；

步骤s2，清洗工序，即将满载花篮送至清洗段进行清洗；以及

步骤s3，烘干工序，即在清洗完毕后送至烘干段进行烘干。

进一步，所述工作方法还包括步骤s4，将花篮卸料后，空篮送至插片工序中。

本发明的有益效果：通过对实际生产厂商的工艺需求加以自动化集成，插片环节全自动化，插片后右搬运机械手将花篮放入清洗设备清洗，清洗后由搬运机械手将花篮放入通过式烘箱烘干，再由五轴机械手机构将花篮加载到分选设备(后续设备)的上料处；自动化生产降低了硅片在周转过程中的损耗，节约了在清洗环节的周转时间，提高了设备的单日产能降低生产厂家的生产成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的全自动硅片清洗线的整体结构示图；

图2是本发明的插片段的局部示图；

图3是本发明的插片段的侧视图；

图4是本发明的硅片分片输送机构的结构示图；

图5是本发明的清洗段的一侧视图；

图6是本发明的清洗段的另一侧视图；

图7是本发明的抛动机构的结构示图；

图8是本发明的慢拉机构的结构示图；

图9是本发明的烘干段的侧视图；

图10是本发明的烘干段的俯视图；

图11是本发明的移载段的侧视图；

图12是本发明的五轴机械手机构的结构示图。

图中：

插片段1、硅片分片输送机构11、硅片装载机构12、花篮输送机构13、待上料机构14、空篮回转机构15、回料顶升机构151、层叠硅片111、水槽112、活动支架112a、硅片负压吸取装置113、硅片传输装置114、翻转架114a、升降气缸114b、检测单元115、带轮过度装置116、花篮夹持机构121、花篮丝杆升降机构122、l形支架141、翻转气缸142、换向机构143；

清洗段2、清洗槽21、抛动机构22、机械手搬运机构23、慢拉机构24、托架241、齿轮齿条机构242、驱动电机243、同步轴244、皮带245；

烘干段3、链条传送机构31、热风循环机构32、烘干段花篮顶升机构33；

移载段4、五轴机械手机构41、机械手411。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1

如图1所示，本实施例1提供了一种全自动硅片清洗线，包括：插片段1、清洗段2、烘干段3；其中所述插片段1适于将层叠硅片111逐片插入花篮中，并将满载花篮送至清洗段2进行清洗，且在清洗完毕后送至烘干段3进行烘干。

如图2和图3所示，作为插片段1的一种优选的实施方式，所述插片段1包括：至少一路硅片分片输送机构11(图2中两路硅片分片输送机构11平行设置)、硅片装载机构12，花篮输送机构13、待上料机构14和空篮回转机构15，且各机构均由控制模块控制；其中所述硅片分片输送机构11包括：用于放置层叠硅片111的水槽112、硅片负压吸取装置113、硅片传输装置114。

在工作时，通过水槽112内的喷射水流使部分硅片上浮，启动硅片负压吸取装置113吸取位于最上层的硅片，并通过硅片传输装置114送入硅片装载机构12内的空花篮(图2中未显示)中；当花篮装载完毕后，由花篮输送机构13将花篮送至待上料机构14，同时通过空篮回转机构15将一空篮送回，并通过花篮输送机构13将空篮送至硅片装载机构12。

所述空篮回转机构15的传输线连通插片段1、清洗段2、烘干段3以及后续的移载段4，适于将烘干段3或移载段4的空篮送回。

所述水槽112内设有一活动支架112a，该活动支架112a用于叠放硅片，并使层叠硅片111调整至负压吸取装置的吸取位；以及所述硅片传输装置114上设有用于检测硅片是否完整的检测单元115，所述硅片传输装置114的后端为一翻转架114a，且该翻转架114a通过一升降气缸114b控制硅片传输装置114的后端向下倾斜；若检测单元115检测到硅片不良时，所述控制模块通过升降气缸114b使硅片传输装置114的后端向下倾斜，即不良硅片掉落，在不良硅片掉落后，升降气缸114b使硅片传输装置114的后端复位，硅片传输装置114的后端的运动方向如图4中箭头f所示。

所述检测单元115包括四个光电传感器，用于检测硅片的四个角是否完整。

所述硅片装载机构12包括：花篮夹持机构121、花篮丝杆升降机构122；所述硅片传输装置114的后侧还设有带轮过度装置116；所述硅片传输装置114适于将完整硅片通过带轮过度装置116输送至花篮中；以及在每片硅片送入花篮后，所述花篮丝杆升降机构122均控制花篮提升一定高度。

所述待上料机构14包括：用于放置花篮的l形支架141，换向机构143；所述l形支架141通过一翻转气缸142控制其倾倒；所述换向机构143适于将倾倒后的花篮顶升并旋转90°后输送至上料区按照一定间距横向排列。

如图5至图8所示，所述清洗段2包括：若干按照清洗工序依次排列的清洗槽21，所述清洗槽21内设有超声波发生器，用于控制清洗槽21往复升降的抛动机构22，用于抓取横向排列花篮依次进入各清洗槽21的机械手搬运机构23，以及在一最后清洗槽21处设有慢拉机构24；所述慢拉机构24适于将进入该最后清洗槽21内花篮托起进行脱水；所述慢拉机构24包括：位于最后清洗槽21两侧的托架241，以及使托架241上升或下降的齿轮齿条机构242，一驱动电机243适于通过同步轴244、皮带245左右同时带动齿轮齿条机构242使托架241同步上升。

所述抛动机构22采用电机驱动偏心轮机构使清洗槽21在清洗过程中发生往复升降运动，且所述抛动机构22由控制模块进行控制，所述慢拉机构24内的驱动电机243也有控制模块进行控制；

并且，上述若干清洗槽(例如但不限于选用10个清洗槽)中还设有一公共槽，以将各清洗槽分割为前后清洗槽，所述机械手搬运机构23包括前、后机械手机构，前机械手机构将花篮依次经过各前清洗槽将花篮放入公共槽内，且由后机械手机构将花篮从共公槽内拾起依次经过各后清洗槽进行清洗。

如图9至图11所示，所述烘干段3包括：链条传送机构31，以及架设在链条传送机构31上的热风循环机构32；所述机械手搬运机构23还适于将位于托架241上的花篮夹持后放入链条传送机构31；在热风循环机构32对硅片进行烘干后，通过链条传送机构31将花篮传送至预定的位置再由烘干段花篮顶升机构33将花篮顶升到位后等待后续抓取上料工序；以及位于烘干段3后还设有移载段4；所述移载段4包括：五轴机械手机构41；所述五轴机械手机构41将花篮抓取搬运至后续设备的上料处，再将已卸料的空篮取回放入空篮回转机构15的回料顶升机构131上，顶升机构131得到有篮信号回落从而将花篮放置空篮回转机构15通过链传动送至硅片装载机构12。

所述机械手搬运机构23包括：一对抓手，所述抓手上设有通电线路，所述花篮内置有通电导线；在抓手夹持花篮后，通电导线与通电线路导通构成回路，所述机械手搬运机构23内设有通电检测模块，且通过所述通电检测模块所检测的回路电流判定花篮是否掉落，当回路电流消失时，则判断花篮掉落；并且所述通电检测模块还与控制模块相连，且当判断花篮掉落后，控制抓手停止。

所述控制模块例如但不限于采用plc模块。本实施例1中所涉及的控制机构、升降机构和翻转气缸均由plc模块控制，具体的，连接plc模块的io口。

实施例2

在实施例1基础上，本实施例2提供了一种全自动硅片清洗线的工作方法，包括如下步骤：

步骤s1，插片工序，即将层叠硅片111逐片插入花篮中；

步骤s2，清洗工序，即将满载花篮送至清洗段2进行清洗；以及

步骤s3，烘干工序，即在清洗完毕后送至烘干段3进行烘干。

所述工作方法还包括：步骤s4，回篮工序，即将花篮卸料后，空篮送至插片工序中。

关于插片工序、清洗工序、烘干工序和回篮工序所涉及的部件见实施例1的相关论述。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。