一种晶体硅运输清洗装置的制作方法

本发明涉及晶体硅的清洗设备，特别是一种晶体硅运输清洗装置。

背景技术：

目前世界上光伏行业、半导体行业有链式清洗和槽式清洗解决方案，前段工序有纯手动、半自动、全自动上料装置；出料后链式清洗容易与后段工序无缝对接，一般在国外应用，但是目前国内使用的还是手动与后段工序对接上料；链式清洗使用滚轴输送，由于滚轴数量、单价导致制造成本高于槽式清洗5-8倍，所以使用槽式清洗在国内占99％。槽式清洗由于使用治具较多，所以上料方式比链式清洗更加繁琐，即使市面上有将槽式清洗整合为治具自动回流，但还是需要人工干涉完成，只是解决了劳动强度问题，没有达到省人工、自动无缝对接目的。

链式清洗技术，特点：产品平置进出所有清洗模块，产品在此段工序停留时间在15分钟内。链式清洗前段工序有纯手动、半自动、全自动处理装置，一般叫脱胶或一次清洗装置；链式清洗前段工序将处理好的产品通过手动方式成批拿到链式清洗环节，没有与链式清洗工序无缝对接。链式清洗上料段在国内一般采用人工将单个产品并排放入上料口，无需分片或插片、排片装置，链式清洗使用滚轴输送产品，滚轴圆弧面直接与产品表面接触，产品上方辅助滚轮配重，使产品与滚轴弧面产生摩擦力，通过动力使滚轴转动，从而使产品向前移动，滚轴同时安装于盛放不同介质的液体内，为保证产品完全淹没在液体里，在产品上方配套使用滚轮配重，将产品始终压人液体里面，保证产品与滚轴始终保持适当摩擦力，以此保证产品连续、正向向前移动，产品移动中经过不同模块，上一模块与下一模块中间过渡中为了保证不同介质不互串，在上一模块出口加装有软体滚轴，以此实现不同清洗工艺，同时滚轴与滚轴中间留有适当间距，滚轴下方根据工艺不同安装有超声波换能器、鼓泡装置等，以此保障清洗效果，滚轴与滚轴中间间距在不同工艺还安装有喷淋装置，上下同时喷淋，作用与产品表面，即保证产品清洗效果，又保证产品连续、正向向前移动。在这工序中一般有多个模块组成，单个模块根据工艺不同配有不同功能，有喷淋、超声波、药液清洗、清水漂洗、药液中和、高温漂洗、高温烘干等功能。链式清洗下料在国内一般采用自动下料到盒式容器中，再由人工统一手动收到下道工序，在国外一般采用下料无缝对接到下道工序。

槽式清洗装置特点：产品通过治具竖直进出所有清洗模块，产品在此段工序停留时间在60分钟内。槽式清洗是当前市场占有率最高清洗模式，有造价便宜，清洗工艺成熟等优点。槽式清洗前段工序有纯手动、半自动、全自动处理装置，一般叫分片或插片、排片装置。纯手动插片是人工将产品一片一片放入槽式清洗分装治具中(下面叫片盒，一般用PVDF材质，也有用PP材质，也有将片盒和花篮合成一体，一般有25-200片种类之分)，然后将装满产品的片盒集中放入槽式清洗集中治具中(下面叫花篮，花篮一般是金属和塑料材质，也有金属和塑料混合制成)，然后将装满片盒的花篮放入槽式清洗装置的上料端；半自动插片是人工将产品一片一片放入滑台式排片装置，达到半自动将产品放入片盒中，先由人工将片盒放入排片装置中，一般放入3-4盒，然后人工分片，一片一片放入上料滑台，有排片装置自动完成片盒分装任务，然后由人工取出片盒，然后人工将装满产品的片盒集中放入花篮中，然后人工将装满片盒的花篮放入槽式清洗装置的上料端；全自动插片是人工将上道工序产品成批放入全自动插片装置上料端，片盒也是批量放入或单个放入输送装置上，然后启动全自动插片装置，全自动插片装置自动进入片盒、自动分装产品，然后将分装好的片盒自动放入出料输送装置，然后由人工在下料端取出片盒，然后人工将装满产品的片盒集中放入花篮中，然后人工将装满片盒的花篮放入槽式清洗装置的上料端；

槽式清洗装置人工将花篮放入上料口后，启动进料按钮，此时然后由槽式清洗装置的机械手自动完成所有模块工艺(也有手动完成所有模块清洗工艺，叫做手动清洗装置)，直到自动将处理好的产品连同花篮一起自动送到下料口，然后由人工完成下料，将花篮中片盒取出，送到下道工序(分选装置)，下道工序由人工将片盒放入上料端，分选装置按照片盒数量自动完成分选功能，客户按照分选出产品分类入库。此种装置在这里描叙的是主流模式，其中有些还分多个模块，此处是带烘干功能，不带烘干的还要一次人工转移到甩干，然后人工取出到分选装置。

综上所述，现有技术主要由以下缺点：

1、工装夹具使用多，费时费力，工装夹具还每年需要更新一批；

2、工装夹具多，导致前道、后道工序自动化衔接困难，市面上基本上靠人工搬运完成上下工序对接，自动化程度低下，有自动对接的，但是还是没有彻底摆脱工装夹具，而且制造价格相当高；

3、工序分段多，导致车间整体布局摆设凌乱；

4、下料后容易堆积，造成批量暂存，大量占用工装夹具，使运行费用增加；

5、产品停留此工序时间达到60分钟，影响产品流通效率；

6、机械结构复杂，机械手2套以上，成本、故障率都会相对较高；

7、产品与片盒底部接触位有碰撞痕迹。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，而提供一种晶体硅运输清洗装置，能够整合目前市场上的全自动插片机和链式清洗机功能，达到插片到分检机无缝对接，代替槽式硅片清洗机，优化掉插片、槽式清洗环节工装治具，直接将清洗完成的硅片输送到分检机，能够代替槽式清洗的功能，发挥链式清洗的上下料优势，减少产品流通时间，提高周转效率，减少损耗率，减少人工投入。

本发明提供的一种晶体硅运输清洗装置，包括：

多个上料治具，所述上料治具用于放置需要进行工艺处理的产品；

上料治具输送系统，用于输送多个所述上料治具；

上料治具提升系统，所述上料治具提升系统设置在所述上料治具输送系统的尾部，用于依次提升多个所述上料治具；

吸片系统，设置在所述上料治具提升系统的尾部，用于吸取产品；

吸片输送系统，设置在所述上料治具提升系统的尾部，用于输送产品；

缺陷产品处理系统，所述缺陷产品处理系统设置在所述吸片输送系统的出口处，用以对产品进行检测及对缺陷产品进行处理；

产品排列模块，设置在所述吸片输送系统的出口处，用于对所述吸片输送系统送出的产品进行排列；

多个工艺处理模块，多个所述工艺处理模块依次连接设置，用于对所述产品排列模块送出的产品依次进行工艺处理；

出料暂缓堆栈系统，设置在所述出料装置的出口处，对通过上述工艺处理模块处理过的产品进行平行等间距存放；

应急装料系统，设置在所述出料装置的尾部，用于存放超出预订数量的通过上述工艺处理模块处理过的产品，所述预订数量为所述出料暂缓堆栈系统存放的最大数量。

进一步地，晶体硅运输清洗装置还包括圆带，所述圆带用以作为所述运输清洗装置的输送平台，所述产品排列模块和多个所述工艺处理模块均通过所述圆带输送产品，产品平放在所述圆带上进行运输及工艺处理。

进一步地，所述上料治具输送系统对多个所述上料治具进行水平输送，且每个所述上料治具在经过所述上料治具提升系统时，所述上料治具输送系统均进行停留，装有产品的所述上料治具会随着所述上料治具输送系统的运动将输送完产品的空的所述上料治具顶出。

进一步地，每所述工艺处理模块的尾部均设置有与水平面呈夹角设置的爬坡。

进一步地，每所述工艺处理模块的前后两端均设置有端轴，每个所述端轴设置的位置均高于每个所述端轴所在工艺处理模块的液面。

进一步地，每所述工艺处理模块均设置有至少一根圆带，每个所述圆带均绕转轴呈八字设置，且每个所述圆带均是粗糙表面或是光滑表面，所述圆带用以作为所述运输清洗装置的输送平台，产品平放在所述圆带上进行运输。

进一步地，每所述工艺处理模块均设置有支撑轴和压轮系统，每个所述圆带均设置在所在工艺处理模块中的所述支撑轴的上部并与所述支撑轴滑动连接，所在工艺处理模块中的所述压轮系统设置在所在工艺处理模块中的所述圆带的上部，用以压置所在工艺处理模块中的所述圆带上传送的产品。

进一步地，每所述工艺处理模块均设置有相同数量输送通道，所述输送通道的数量至少为1个，且每所述工艺处理模块均设置有清洗介质，每个所述工艺处理模块设置有至少一个超声波振头，或是不设置超声波振头。

进一步地，多个所述工艺处理模块包括：至少一个第一工艺处理模块，第二工艺处理模块、第三工艺处理模块、第四工艺处理模块、第五工艺处理模块；

每个所述第一工艺处理模块均依次连接设置，用于对所述产品排列模块输送出的产品依次进行工艺处理；

第二工艺处理模块，设置在依次排列的多个所述第一工艺处理模块的尾部，所述第二工艺处理模块设置有喷淋装置；

第三工艺处理模块，设置在所述第二工艺处理模块的尾部，所述第三工艺处理模块设置有清洗剂，每个所述第一工艺处理模块，所述第二工艺处理模块、所述第三工艺处理模块均在液体内对产品进行工艺处理；；

第四工艺处理模块，设置在所述第三工艺处理模块的尾部，所述第四工艺处理模块设置有烘干装置；

第五工艺处理模块，设置在所述第四工艺处理模块的尾部，所述第五工艺处理模块的尾部设置有出料装置。

进一步地，出料暂缓堆栈系统设置有辨别装置，所述辨别装置用以区分产品的型号，并对产品进行分类存放。

综上所述，本发明提供的一种晶体硅运输清洗装置与现有技术相比其具有的有益效果为，其能够整合目前市场上的全自动插片机和链式清洗机功能，达到插片到分检机无缝对接，代替槽式硅片清洗机，优化掉插片、槽式清洗环节工装治具，直接将清洗完成的硅片输送到分选机，能够代替槽式清洗的功能，发挥链式清洗的上下料优势，减少产品流通时间，提高周转效率，减少损耗率，减少人工投入；其中，上料治具中的产品在完成吸取后，排在其后面的上料治具会将空的上料治具顶出，提高了自动化程度；

优势如下：

1)相同产量省人工1-2人；

2)无工装夹具损耗；

3)安装空间更小，整体布局，车间流畅美观；

4)产能是原有产能1.5倍；

5)自动化程度更高，从脱胶后批量放入本设备上料台，无需人工操作，直接与分选机对接，检测流程；

6)无繁琐的机械手、抛动等机构，不会有压篮问题损失，故障率更低；

7)产品流通时间缩短，从55分钟缩短到10-15分钟；

8)、产品在工艺模块中无治具接触，无碰撞痕迹。

附图说明

图1为本发明提供的一种晶体硅运输清洗装置的整体结构示意图；

图2为本发明提供的一种晶体硅运输清洗装置的多个上料治具、上料治具输送系统、上料治具提升系统、吸片系统、吸片输送系统，缺陷产品处理系统和产品排列模块的布置结构示意图；

图3为本发明提供的一种晶体硅运输清洗装置的单个工艺处理模块的结构示意图；

图4为本发明提供的一种晶体硅运输清洗装置的第五工艺处理模块，出料暂缓堆栈系统和应急装料系统的布置结构示意图；

图5为本发明提供的一种晶体硅运输清洗装置的每个工艺处理模块的爬坡和端轴的局部放大结构示意图；

图6为本发明提供的一种晶体硅运输清洗装置的圆带的布置的局部放大示意图；

图中：

1、上料治具；2、上料治具输送系统；3、上料治具提升系统；

4、吸片系统；5、吸片输送系统；6、缺陷产品处理系统；

7、产品排列模块；8、工艺处理模块；9、出料暂缓堆栈系统；

10、应急装料系统；81、第一工艺处理模块；

82、第二工艺处理模块；83、第三工艺处理模块；

84、第四工艺处理模块；85、第五工艺处理模块；

86、支撑轴；87、压轮系统；88、爬坡；89、端轴；810、圆带。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

如图1至图6所示，本发明提供的一种晶体硅运输清洗装置，包括：多个上料治具1，上料治具1用于放置需要进行工艺处理的产品；上料治具1输送系统2，用于输送多个上料治具1；上料治具1提升系统3，上料治具1提升系统3设置在上料治具1输送系统2的尾部，用于依次提升多个上料治具1；吸片系统4，设置在上料治具1提升系统3的尾部，用于吸取产品；吸片输送系统5，设置在上料治具1提升系统3的尾部，用于输送产品；缺陷产品处理系统6，缺陷产品处理系统6设置在吸片输送系统5的出口处，用以对产品进行检测及对缺陷产品进行处理；产品排列模块7，设置在吸片输送系统5的出口处，用于对吸片输送系统5送出的产品进行排列；多个工艺处理模块8，多个工艺处理模块8依次连接设置，用于对产品排列模块7送出的产品依次进行工艺处理；出料暂缓堆栈系统9，设置在出料装置的出口处，对通过上述工艺处理模块8处理过的产品进行平行等间距存放，解决工序之间由于效率不同或是出现问题时，对加工处理过的产品进行暂时的存放，待后面工序恢复正产后，再将产品输送到下一道工序；应急装料系统10，设置在出料装置的尾部，用于存放超出预订数量的通过上述工艺处理模块8处理过的产品，预订数量为出料暂缓堆栈系统9存放的最大数量，其能够整合目前市场上的全自动插片机和链式清洗机功能，达到插片到分检机无缝对接，代替槽式硅片清洗机，优化掉插片、槽式清洗环节工装治具，直接将清洗完成的硅片输送到分检机，能够代替槽式清洗的功能，发挥链式清洗的上下料优势，减少产品流通时间，周转效率，减少损耗率。

在一个优选的实施例中，晶体硅运输清洗装置还包括圆带810，圆带810用以作为运输清洗装置的输送平台，产品排列模块7和多个工艺处理模块8均通过圆带810输送产品，产品平放在圆带810上进行运输及工艺处理，保证产品输送机工艺处理工程中的连续性，自动化程度得到得到大大提升。

在一个优选的实施例中，上料治具1输送系统2对多个上料治具1进行水平输送，且每个上料治具1在经过上料治具1提升系统3时，上料治具1输送系统2均进行停留，吸片系统4设置有水泵或是真空发生器，吸片系统4是通过水泵产生负压，或是通过真空发生器产生负压，产品按照工艺要求放入各个上料治具1中，然后逐个放入到上料治具1输送系统2，上料治具1输送系统2将依次排列的首个上料治具1输送到工作位，然后上料治具1提升系统3进行工作，提升到合适高度后，吸片系统4开始工作，吸片系统4将被加工的产品吸住，使产品的上表面与吸片输送系统5产生摩擦力，同时吸片系统4的在被加工的产品另外一面在下方有反向作用力装置，从而可以实现将单个被加工的产品分离并吸出，当被加工的产品被吸片输送系统5输送到目标位后，第二个被加工的产品又补充上来，实现不间断输送。当上料治具1中产品被吸出一个，上料治具1提升系统3都会对应上升一定尺寸，以此满足吸片系统4工作要求。当上料治具1中的产品输送完后，上料治具1提升系统3会下降到合适位置，然后上料治具1输送系统2开始工作，装有产品的上料治具1会随着上料治具输送系统2的运动将输送完产品的空的上料治具1顶出，并取代原上料治具1的位置开始循环工作，大大减少作业人员的工作量，且增加工作效率。产品排列模块7工作任务是将吸片输送系统5输送出的产品按照要求排列好，输出到下一模块。产品被吸片输送系统5输送到达缺陷产品处理系统6，缺陷产品处理系统6能够根据产品缺陷要求识别出不合格产品，当检测到不合格产品后缺陷产品处理系统6会降低输送高度，将不合格产品直接放入产品排列模块7底部，然后上升到工作位，当检测到合格产品时缺陷产品处理系统6会直接输送到依次排列的多个工艺处理模块8的第一个工艺处理模块8开始对产品进行工艺处理。

在一个优选的实施例中，每工艺处理模块8的尾部均设置有与水平面呈夹角设置的爬坡88，由于工艺处理模块8中的端轴89与主动轴是不同平面布置，所以被加工的产品输送到此时会有一个上坡过程，上坡中被加工的产品上面的液体会在重力的作用下滑落到当前工艺模块中，不会或减少不同工艺处理模块8之间的串液现象，当然也有一个工艺处理模块8的端轴89和主动轴是同一平面布置，同一平面布置也可以在末端加装柔性滚筒将通过的产品液体处理掉，这种一般在滚轴传递结构使用。

在一个优选的实施例中，每工艺处理模块8的前后两端均设置有端轴89，每个端轴89设置的位置均高于每个端轴89所在工艺处理模块8的液面，用以形成爬坡88。

在一个优选的实施例中，每工艺处理模块8均设置有至少一根圆带810，每个圆带810均绕转轴呈八字设置，且每个圆带810均是粗糙表面或是光滑表面，圆带810可选用不同材质，当然，可水平设置也可与水平面呈夹角设置，圆带810用以作为运输清洗装置的输送平台，产品平放在圆带810上进行运输。

在一个优选的实施例中，每工艺处理模块8均设置有支撑轴86和压轮系统87，每个圆带810均设置在所在工艺处理模块8中的支撑轴86的上部并与支撑轴86滑动连接，当然，也可在支撑轴86上设置转棍，则圆带810与转棍连接并带动转棍转动，所在工艺处理模块8中的压轮系统87设置在所在工艺处理模块8中的圆带810的上部，用以压置所在工艺处理模块8中的圆带810上传送的产品，由于产品在工艺处理模块8清洗介质中通过时会有一定浮力，从而会导致被加工的产品与圆带810摩擦力不够，会出现被加工的产品输送堆叠等不良后果，所以在整个工艺处理的特殊过程中加装了支撑轴86和压轮系统87，支撑轴86布置在圆带810下方合适位置，将圆带810上方重量顶住；压轮系统87布置在圆带810上方合适位置，将被加工的产品压住，压轮系统87是利用布置在其自身轴上面的滚轮重力来压住被加工的产品。在整个系统中，根据被加工的产品尺寸在合适位置布置了合适数量的支撑轴86和压轮系统87，以此保证被加工的产品始终与圆带810产生合适的摩擦力，保证被加工的产品准确向前移动。

在一个优选的实施例中，每工艺处理模块8均设置有相同数量输送通道，输送通道的数量至少为1个，且每工艺处理模块8均设置有清洗介质，每个工艺处理模块8设置有至少一个超声波振头，或是不设置超声波振头；

在一个实施例中，输送通道的数量为5，分别为输送通道1、输送通道2、输送通道3、输送通道4和输送通道5，则当缺陷产品处理系统6检测到合格产品时缺陷产品处理系统6会直接输送到输送通道1，输送通道1会将1被加工的产品送到输送通道2，输送通道2会将被加工的产品送到输送通道3，输送通道3会将被加工的产品送到输送通道4，输送通4会将被加工的产品送到输送通道5，直至排列满5个输送通道，将5个输送通道的产品一同输送到依次排列的多个工艺处理模块8的第一个工艺处理模块8开始对产品进行工艺处理。

在一个优选的实施例中，多个工艺处理模块8包括：至少一个第一工艺处理模块81，第二工艺处理模块82、第三工艺处理模块83、第四工艺处理模块84、第五工艺处理模块85；

每个第一工艺处理模块81均依次连接设置，用于对产品排列模块7输送出的产品依次进行工艺处理，产品排列模块7将排列好的被加工的产品输送到第一工艺处理模块81，第一工艺处理模块81中按照处理工艺要求配备有一定比例的清洗介质，还在第一工艺处理模块81的底部分部有合适数量的110超声波振头，当有产品通过时会启动110超声波振头。被加工的产品到达第一工艺处理模块81后先与第一工艺处理模块81端轴89接触，并与其产生摩擦力，第一工艺处理模块81中传动装置是由第一工艺处理模块81主动轴带动圆带810，圆带810带动端轴89转动；

第二工艺处理模块82，设置在依次排列的多个第一工艺处理模块81的尾部，第二工艺处理模块82的尾部设置有爬坡88，且第二工艺处理模块82设置有喷淋装置，被加工的产品到达第二工艺处理模块82后先与第二工艺处理模块82端轴89接触，并与其产生摩擦力，第二工艺处理模块82中传动装置是由第二工艺处理模块82主动轴带动圆带810，圆带810带动端轴89转动，作为漂洗模块，可以根据工艺要求任意改变功能；

第三工艺处理模块83，设置在第二工艺处理模块82的尾部，第三工艺处理模块83的尾部设置有爬坡88，且第三工艺处理模块83设置有清洗剂，第二工艺处理模块82中的被加工的产品输送到第三工艺处理模块83，第三工艺处理模块83中按照处理工艺要求配备有一定比例的清洗介质，被加工的产品到达第三工艺处理模块83后先与第三工艺处理模块83端轴89接触，并与其产生摩擦力，第三工艺处理模块83中传动装置是由第三工艺处理模块83主动轴带动圆带810，圆带810带动端轴89转动，作为漂洗模块，可以根据工艺要求任意改变功能，每个第一工艺处理模块81，第二工艺处理模块82、第三工艺处理模块83均在液体内对产品进行工艺处理，在实际生产过程中，可依据实际需要，对各个工艺处理模块的前后工艺处理顺序进行调整，以适应实际生产中的不同需求；

第四工艺处理模块84，设置在第三工艺处理模块83的尾部，第四工艺处理模块84的尾部设置有爬坡88，且第四工艺处理模块84设置有烘干装置，可以根据工艺要求任意改变控制不同温度，第三工艺处理模块83中的被加工的产品输送到第四工艺处理模块84，被加工的产品到达第四工艺处理模块84后先与第四工艺处理模块84端轴89接触，并与其产生摩擦力，第四工艺处理模块84中传动装置是由第四工艺处理模块84主动轴带动圆带810，圆带810带动端轴89转动；

第五工艺处理模块85，设置在第四工艺处理模块84的尾部，第五工艺处理模块85的尾部设置有出料装置，第四工艺处理模块84中的被加工的产品输送到第五工艺处理模块85，被加工的产品到达第五工艺处理模块85后先与第五工艺处理模块85端轴89接触，并与其产生摩擦力，第五工艺处理模块85中传动装置是由第五工艺处理模块85主动轴带动圆带810，圆带810带动端轴89转动，在一个实施例中，输送通道为5个，分别为输送通道1、输送通道2、输送通道3、输送通道4和输送通道5，经过工艺处理的被加工产品依次被输送至输送通道1的尾部、输送通道2的尾部、输送通道3的尾部、输送通道4的尾部和输送通道5的尾部，输送通道1、输送通道2、输送通道3、输送通道4和输送通道5向前转动将被加工的产品经过出料堆栈输送系统输送到下一道生产工序，如果下一道生产工序来不及处理被加工的产品，出料暂缓堆栈系统9对被加工的产品进行暂存处理，当下一道生产工序正常后出料暂缓堆栈系统9按照工艺要求逐步将缓存的被加工的产品输送到下一道生产工序，如果出料暂缓堆栈系统9无法满足生产要求，可以将被加工的产品输送到应急装料系统10，缓解生产压力。

在一个优选的实施例中，出料暂缓堆栈系统9设置有辨别装置，辨别装置用以区分产品的型号，并对产品进行分类存放，将被加工的产品按照合适间距平向排列暂存，解决工序之间由于效率不同或是出现问题时，对加工处理过的产品进行暂时的存放，待后面工序恢复正产后，再将产品输送到下一道工序。

上述产品，包括光伏行业硅片生产环节中多线切割后的硅片产品；光伏行业电池片生产环节中前级清洗，制绒和刻蚀产品；半导体行业中多线切割够产品，同样，也可对晶圆等相类似的产品进行加工处理。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。