一种适用于硅片品质分选设备的上料系统及上料方法
【专利摘要】本发明公开了一种适用于硅片品质分选设备的上料系统。所述上料系统主要由多组上料单元组成，每组上料单元结构相同；每组上料单元包括垂直导轨，该垂直导轨上装有上料盒，所述上料盒内装有花篮盒；所述垂直导轨一侧设有一个水平传送机构，该水平传动机构用于将花篮盒内的硅片送至下游工位，且水平传送机构的输出端设有一水平导轨，多个所述水平传送机构水平往复移动而切换相应的水平传送机构与下游工位对接，使多组上料单元中一个上料盒进行上料的同时，余下的上料盒进行装载。本发明采用多组上料单元安装在水平运动的水平导轨上，实现多组上料单元左右切换，当一个上料单元在上料时，余下的进行装载花篮盒，从而实现不间断送料。
【专利说明】一种适用于硅片品质分选设备的上料系统及上料方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适用于硅片品质分选设备的上料系统及上料方法，属于太阳能光伏装备领域。
【背景技术】
[0002]硅片品质分选设备是集上料、测试以及分选于一体的用于检测硅片外观、电阻率、隐裂、少子寿命以及黑心等参数的设备。硅片厂将硅锭切割成硅片后装载在花篮盒进行清洗，清洗后可直接将花篮盒装载在本上料装置进行硅片品质分选。
[0003]硅锭切割成硅片后需要进行清洗，目前的清洗设备主要包括二种，一种是需要装载花篮盒进行清洗，还有一种是清洗完后将硅片自动装载在花篮盒。清洗完成的硅片需要进行检测分类，有隐裂、崩边以及缺角等的硅片需要重新铸锭；其余的硅片会根据电阻率、厚度、尺寸、少子寿命、位错、黑边以及黑心等一系列测试参数分成不同等级，不同等级的硅片做出的太阳能电池片效率不一样，因此价钱也不一样。传统的硅片品质分选设备基本采用叠片上料的方式，需要人工将硅片从花篮盒取出，从而无法避免的导致硅片的隐裂、崩边、缺角、脏污等损害，不仅需要耗费大量的人工，而且降低硅片的良率。
【发明内容】
[0004]本发明旨在提供一种适用于硅片品质分选设备的上料系统，该上料系统采用多组上料单元安装在水平运动的水平导轨上，驱动水平导轨实现多组上料单元左右切换，当一个上料单元在上料时，余下的上料单元可以进行装载花篮盒，从而实现不间断送料。
[0005]为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:
一种适用于硅片品质分选设备的上料系统，主要由多组上料单元组成，每组上料单元结构相同；每组上料单元包括垂直导轨，该垂直导轨上装有在第一驱动装置驱动下可沿垂直导轨上下移动的上料盒，所述上料盒内装有至少一个用于盛装硅片的花篮盒；所述垂直导轨一侧设有一个水平传送机构，该水平传动机构用于将花篮盒内的硅片逐一水平传送至下游工位，且多组上料单元的水平传送机构的输出端设有一水平导轨，在第二驱动装置的驱动下多个所述水平传送机构可随水平导轨水平往复移动而切换相应的水平传送机构与下游工位对接，使多组上料单元中一个上料盒进行上料的同时，余下的上料盒进行装载。
[0006]以下为本发明的进一步改进的技术方案:
根据本发明的实施例，上料单元包括主辅两组上料单元，主辅两组上料单元的两个水平传送机构的输出端设有所述水平导轨，在第二驱动装置的驱动下两个所述水平传送机构可随水平导轨水平往复移动而切换相应的水平传送机构与下游工位对接，使主辅两组上料单元中一个上料盒进行上料的同时，另一个上料盒进行装载。由此，采用完全对称的左右布置的主辅两套上料单元安装在水平运动的水平导轨上，驱动水平导轨实现主辅上料单元左右切换，当一个上料单元在上料时，另外一个上料单元可以进行装载花篮盒，从而实现不间断送料。
[0007]每个上料盒上均由有推拉门，该推拉门可将所述硅片从花篮盒内逐一推送至水平传送机构上，在所述上料盒或花篮盒上装有检测推拉门是否将硅片推到位的装载传感器。
[0008]每个水平传送机构均包括用于传送硅片的水平传送带，驱动水平传送带移动的传送电机，用于检测上料盒内是否有硅片的有片检测传感器，以及当上料盒进行传片时控制上料盒适时停止运动的停止传感器。
[0009]所述垂直导轨为滚珠丝杠或直线轴承；所述水平导轨为滚珠丝杠或直线轴承。
[0010]所述第一驱动装置为升降电机，第二驱动装置为切换电机。
[0011]一种利用上述的适用于硅片品质分选设备的上料系统进行上料的方法，所述上料系统主要由主辅两组上料单元组成，所述上料的方法包括如下步骤:
I)主上料单元在初始位置装载花篮盒到位，且主上料单元的水平传送机构与下游工位对接；
2 )设在主上料单元水平传送机构上的有片检测传感器检测花篮盒内是否有硅片，检测到有硅片则转步骤3);否则，第二驱动装置驱动水平导轨实现主上料单元和辅上料单元切换，使辅上料单元与下游工位对接；
3)等待数秒后，主上料单元的上料盒下降送料，水平传送机构取走一片硅片，此时，判断设在主上料单元水平传送机构上的停止传感器是否有信号，有信号则上料盒继续下降0.3-0.8_，报警并等待下一次取片，否则转步骤4)；
4)有片检测传感器检测花篮盒内是否有硅片，有硅片则转步骤3)，否则，上料盒上升至初始位置，等待装载花篮盒，第二驱动装置驱动水平导轨实现主上料单元和辅上料单元切换，使辅上料单元与下游工位对接，并重复上述步骤。
[0012]优选地，有片检测传感器检测到有硅片后等待3秒，主上料单元的上料盒下降送料，一次送料完毕后，停止传感器检测到有信号后，上料盒继续下降0.5_。
[0013]优选地，有片检测传感器检测(T50cm范围内是否有阻挡物，停止传感器检测(T2cm范围内是否有阻挡物。
[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
1.采用常规、通用花篮盒装载硅片进行上料；
2.有二套全相同的上料单元，可实现无间断上料；
3.每一个上料单元可以装载三个花篮盒；
4.上料速度快，实现3600片/小时的产能；
5.控制简单、可靠性高，碎片率低。
[0015]以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为发明一种实施例的立体图；
图2为发明一种实施例的侧视图；
图3为发明一种实施例的俯视图；
图4为发明一种实施例的控制流程图；
图5为发明一种实施例的主/副上料单元切换控制流程图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图1-5对本发明作进一步的介绍，但不作为对本发明的限定。
[0018]一种适用于硅片品质分选设备的上料系统，如图1-3所示，包括升降电机1，高精度垂直滚珠丝杠2，上料盒3，花篮盒4，硅片5，推拉门6，装载传感器7，有片检测传感器8，停止传感器9，传送电机10，传送带11，切换电机12，高精度水平滚珠丝杠13。所述的升降电机I分为左右2个，分别带动对应的高精度滚珠丝杆2在垂直方向运动。所述的高精度垂直滚珠丝杆2分为左右2个，在垂直方向连接对应上料盒9，实现上料盒进行升降运行。所述的上料盒3分为左右2个，每个上料盒可以装载3个花篮盒4。所述的花篮盒4用于转载硅片5，每一个花篮盒可装载5片硅片。所述的硅片5是切割后完成脱胶清洗工艺的。所述的推拉门6分为左右2个，安装在上料盒3上，将装载硅片5的花篮盒4装载到上料盒3，使用推拉门6将硅片5向前推。所述的装载传感器7是用于检测推拉门6是否推到位。所述的有片检测传感器8可以检测0-50cm范围是否有阻挡物，是用于检测上料盒里面是否装载有硅片5。所述的停止传感器9可以检测0-2cm范围内是否有阻挡物，装载传感器7检测到推拉门6已经推到位，同时有片检测传感器8检测到有硅片5，高精度滚珠丝杆2带动上料盒3进行下降运动，直到停止传感器9检测有信号后，高精度滚珠丝杆继续下降0.5毫米后停止，保证硅片脱离花篮盒并完全。
[0019]所述的传送电机10分为左右2个，分别用于带动对应的传送带11水平前向运动。所述的传送带11用于传送硅片5。所述的切换电机12带动高精度滚珠丝杠13进行水平方向运动。所述的高精度水平滚珠丝杆13在水平方向连接2套由1-11组成的上料系统，进行左右运动，一个上料系统进行上料，另外一个上料系统进行装载，从而实现不间断运行。
[0020]本发明通过以下技术方案实现:适用于硅片品质分选的上料控制系统，如附图4所示，主上料单元是指此上料单元在水平滚珠丝杆的位置处在该上料单元的传送带与测试部分传送带正好衔接处。首先将主上料单元装载花篮盒(如附图1所示每一个上料单元装载了一个装满硅片的花篮盒，并且右上料单元为主上料单元)，使用推拉门将硅片往前推，此时装载传感器与有片检测传感器同时检测到信号，当2个信号同时存在3秒后主上料单元自动送料。上料盒下降，直到停止传感器检测到有信号后，上料盒继续下降0.5毫米(保证硅片完全落在传送带上并且不至于硅片变形)。传送带运行一个工位，如果此时停止传感器还有信号，证明硅片没有传送成功，系统卡片报警并等待处理。如果停止传感器无信号表示没有卡片，系统运行正常，有片检测传感器如果有信号，上料盒继续下降，重复刚才的动作。
[0021]主上料系统反复送料，直到有片检测传感器检测不到信号，上料系统将上料盒向上运行至初始位置。此时，如附图5，如果副上料单元装载传感器与有片检测传感器都有信号，并且持续超过3秒，水平滚珠丝杆开始将副上料单元平移到主上料单元位置；与此同时，上料盒下降开始送料，如附图1送料2个硅片后等待，直到副传送单元完全切换到主传送位置完成主/副上料单元的切换，然后继续主上料单元送料。
[0022]本发明的特定实施例已对本发明的内容做了详尽说明。对本领域一般技术人员而言，在不背离本发明精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，如二个上料单元改成三个，或者一个上料单元转载三个花篮盒改成2个或4个等都构成对本发明专利的侵犯，将承担相应的法律责任。
【权利要求】
1.一种适用于硅片品质分选设备的上料系统，其特征在于，主要由多组上料单元组成，每组上料单元结构相同；每组上料单元包括垂直导轨(2)，该垂直导轨(2)上装有在第一驱动装置驱动下可沿垂直导轨(2 )上下移动的上料盒(3 )，所述上料盒(3 )内装有至少一个用于盛装硅片(5)的花篮盒(4);所述垂直导轨(2) —侧设有一个水平传送机构，该水平传动机构用于将花篮盒(4)内的硅片(5)逐一水平传送至下游工位，且多组上料单元的水平传送机构的输出端设有一水平导轨(13)，在第二驱动装置的驱动下多个所述水平传送机构可随水平导轨(13)水平往复移动而切换相应的水平传送机构与下游工位对接，使多组上料单元中一个上料盒进行上料的同时，余下的上料盒进行装载。
2.根据权利要求1所述的适用于硅片品质分选设备的上料系统，其特征在于，上料单元包括主辅两组上料单元，主辅两组上料单元的两个水平传送机构的输出端设有所述水平导轨(13)，在第二驱动装置的驱动下两个所述水平传送机构可随水平导轨(13)水平往复移动而切换相应的水平传送机构与下游工位对接，使主辅两组上料单元中一个上料盒进行上料的同时，另一个上料盒进行装载。
3.根据权利要求1或2所述的适用于硅片品质分选设备的上料系统，其特征在于，每个上料盒(3 )上均由有推拉门(6 )，该推拉门(6 )可将所述硅片(5 )从花篮盒(4 )内逐一推送至水平传送机构上，在所述上料盒(3 )或花篮盒(4 )上装有检测推拉门(6 )是否将硅片推到位的装载传感器(7)。
4.根据权利要求1或2所述的适用于硅片品质分选设备的上料系统，其特征在于，每个水平传送机构均包括用于传送硅片(5 )的水平传送带(11)，驱动水平传送带(11)移动的传送电机(10)，用于检测上料盒(3)内是否有硅片的有片检测传感器(8)，以及当上料盒(3)进行传片时控制上料盒(3 )适时停止运动的停止传感器(9 )。
5.根据权利要求1或2所述的适用于硅片品质分选设备的上料系统，其特征在于，所述垂直导轨(2)为滚珠丝杠或直线轴承；所述水平导轨(13)为滚珠丝杠或直线轴承。
6.根据权利要求1或2所述的适用于硅片品质分选设备的上料系统，其特征在于，所述第一驱动装置为升降电机(1)，第二驱动装置为切换电机(12)。
7.一种利用权利要求1-6之一所述的适用于硅片品质分选设备的上料系统进行上料的方法，其特征在于，所述上料系统主要由主辅两组上料单元组成，所述上料的方法包括如下步骤: I)主上料单元在初始位置装载花篮盒(4)到位，且主上料单元的水平传送机构与下游工位对接； 2 )设在主上料单元水平传送机构上的有片检测传感器(8 )检测花篮盒(4 )内是否有硅片(5)，检测到有硅片则转步骤3);否则，第二驱动装置驱动水平导轨实现主上料单元和辅上料单元切换，使辅上料单元与下游工位对接； 3)等待数秒后，主上料单元的上料盒(3)下降送料，水平传送机构取走一片硅片(5)，此时，判断设在主上料单元水平传送机构上的停止传感器是否有信号，有信号则上料盒(3)继续下降0.3-0.8mm，报警并等待下一次取片，否则转步骤4)； 4)有片检测传感器(8)检测花篮盒(4)内是否有硅片(5)，有硅片则转步骤3)，否则，上料盒(3)上升至初始位置，等待装载花篮盒，第二驱动装置驱动水平导轨实现主上料单元和辅上料单元切换，使辅上料单元与下游工位对接，并重复上述步骤。
8.根据权利要求7进行上料的方法，其特征在于，有片检测传感器(8)检测到有硅片(5)后等待3秒，主上料单元的上料盒(3)下降送料，一次送料完毕后，停止传感器检测到有信号后，上料盒(3)继续下降0.5mm。
9.根据权利要求7进行上料的方法，其特征在于，有片检测传感器(8)检测(T50cm范围内是否有阻挡物，停止传感器检测(T2cm范围内是否有阻挡物。
【文档编号】B07C5/02GK104307759SQ201410497429
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】尹昊, 陈勇平, 郭立, 王娟, 龙辉 申请人:中国电子科技集团公司第四十八研究所