一种硅片转移机构的制作方法

本发明涉及晶体硅太阳能电池领域，具体涉及一种硅片转移机构。

背景技术

随着自动化生产的日益完善，在晶体硅太阳能电池的加工生产中，实现生产自动化和组件自动化、提高生产效率是大势所趋。有鉴于此，现有晶体硅太阳能电池的加工生产中已由以往的工人手动放置硅片发展到花篮放置硅片，进而衍生出了自动花篮插片机；从硅片舟应用后又衍生出了自动插舟设备。

现有技术中，待加工或完成加工的太阳能电池硅片通常需要先置于buff暂存机上，再由转移装置从buff暂存机转移到后段上，该buff暂存机与转移装置通常为分体式设置，占用空间大，且现有分体式buff暂存机和转移装置为单独控制及操作，使得太阳能电池硅片的转移过程费时费力，效率低下，生产成本高。因此，研发一种可高效转移太阳能电池硅片的硅片转移机构势在必行。

技术实现要素：

鉴于以上现有技术存在的不足，本发明提供了一种用于晶体硅太阳能电池加工生产中的硅片转移机构，以提升硅片的转移效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种硅片转移机构，所述转移机构包括伺服电机、由所述伺服电机驱动的升降模组、连接在所述升降模组上的基座和连接在所述基座底部的硅片存放组件，所述基座可带动所述硅片存放组件随所述升降模组上升或下降；

所述硅片存放组件包括竖直安装在所述基座底部的第一侧板和第二侧板，在所述第一侧板和第二侧板之间设置有硅片存放区，所述硅片存放区包括多个水平并排设置的硅片存放槽，每个所述硅片存放槽内可放置一片硅片；

所述转移机构还包括机械手组件，所述机械手组件用于将硅片移出或移入所述硅片存放区。

作为对上述方案的改进，所述第一侧板包括设置在其内侧的多个第一侧齿，所述第二侧板包括设置在其内侧与所述多个第一侧齿相对设置的多个第二侧齿，每相邻两个第一侧齿限定出一个第一齿槽，每相邻两个第二侧齿限定出一个第二齿槽，相对设置的每两个第一齿槽和第二齿槽之间限定出一个所述硅片存放槽。

作为对上述方案的改进，在所述第一侧板的外侧竖直设置有第一挡板组，在所述第二侧板的外侧竖直设置有第二挡板组；在所述基座上水平设置有导轨，所述第一挡板组和第二挡板组可沿所述导轨相互靠近及相互远离以归正所述硅片存放区存放的硅片；所述第一挡板组置于所述第一侧板的前后两侧，所述第二挡板组置于所述第二侧板的前后两侧，所述第一挡板组、第二挡板组分别由第一气缸、第二气缸驱动沿所述导轨水平滑动。

作为对上述方案的改进，所述硅片转移机构还包括控制器，所述升降模组包括位置传感器，所述控制器根据所述位置传感器发送的所述硅片存放组件的位置信息控制所述第一挡板组和第二挡板组沿所述导轨相互靠近及相互远离。

作为对上述方案的改进，所述控制器还包括计数器，所述计数器用于检测所述升降模组带动所述硅片存放组件上升的次数，所述控制器根据所述计数器检测的所述升降模组的上升次数来控制所述第一挡板组和第二挡板组沿所述导轨相互靠近及相互远离。

作为对上述方案的改进，所述第一侧齿和第二侧齿的前端和/或后端设置为尖端，所述尖端的顶角设置为30～45°。

作为对上述方案的改进，在所述基座上水平设置有导轨，所述第一侧板和第二侧板可沿所述导轨相互远离及相互靠近以归正所述硅片存放区存放的硅片，所述第一侧板、第二侧板分别由第一气缸、第二气缸驱动沿所述导轨水平滑动。

作为对上述方案的改进，所述硅片转移机构还包括控制器，所述机械手组件包括位置传感器，所述控制器根据所述位置传感器发送的所述机械手组件的位置信息控制所述第一侧板和第二侧板沿所述导轨相互远离及相互靠近。

作为对上述方案的改进，所述第一侧齿和第二侧齿的内侧端部设置为尖端，所述尖端的顶角设置为15～40°。

作为对上述方案的改进，所述第一侧齿和第二侧齿的内侧边设置为斜边，所述第一侧齿内侧边的倾斜角设置为95～100°，所述第二侧齿内侧边的倾斜角设置为80～85°。

本发明所提供的硅片转移机构，结构简单，占用空间小，同时具备暂存硅片和转移硅片的功能，且暂存及转移操作可无缝衔接，提高了太阳能电池硅片的转移效率，降低了生产成本，自动化程度高。

附图说明

图1是本发明实施例一中硅片转移机构的结构示意图；

图2是图1中的a区放大图；

图3是图1中硅片存放组件的俯视图；

图4是图1中第一侧板的结构示意图；

图5是本发明实施例二中硅片转移机构的结构示意图；

图6是图5中的a区放大图；

图7是图5中硅片存放组件的俯视图；

图8是图5中第二侧板的结构示意图。

附图中各部件的标记如下：10-伺服电机；11-升降模组；20-基座；21-导轨；31-第一侧板；310-第一侧齿；311-第一齿槽；32-第二侧板；320-第二侧齿；321-第二齿槽；312、323-尖端；33-硅片存放区；330-硅片存放槽；41-第一挡板组；42-第二挡板组；51-第一气缸；52-第二气缸；61-第一滑块组；62-第二滑块组。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明提供了一种硅片转移机构，其同时具备暂存硅片和转移硅片的功能，提高了太阳能电池硅片的转移效率，降低了生产成本。

请参阅图1和图5，本发明提供的硅片转移机构包括伺服电机10、由所述伺服电机10驱动的升降模组11、连接在所述升降模组11上的基座20和连接在所述基座20底部的硅片存放组件，所述基座20可带动所述硅片存放组件随所述升降模组11上升或下降以逐片存放或转移太阳能电池硅片。

请参阅图1、图2、图5和图6，所述硅片存放组件包括竖直安装在所述基座20底部结构相同的第一侧板31和第二侧板32，在所述第一侧板31和第二侧板32之间设置有硅片存放区33，所述硅片存放区33可存放多片硅片，所述硅片存放区33包括多个水平并排设置的硅片存放槽330，每个所述硅片存放槽330内可放置一片硅片。

进一步的，所述第一侧板31包括设置在其内侧（靠近所述第二侧板32的一侧）的多个第一侧齿310，所述第二侧板32包括设置在其内侧（靠近所述第一侧板31的一侧）、与所述多个第一侧齿310相对设置的多个第二侧齿320；在所述第一侧板31上，每相邻两个第一侧齿310限定出一个第一齿槽311，在所述第二侧板32上，每相邻两个第二侧齿320限定出一个第二齿槽321；相对设置的每两个第一齿槽311和第二齿槽321之间限定出一个所述硅片存放槽330。

实施例一：

请一并参阅图1和图3，图1示出了本实施例中所述硅片转移机构的结构，图3示出了该硅片转移机构中硅片存放组件的俯视结构，本实施例中，在所述第一侧板31的外侧（远离所述第二侧板32的一侧）竖直设置有第一挡板组41，所述第一挡板组41置于所述第一侧板31的前后两侧，在所述第二侧板32的外侧（远离所述第一侧板31的一侧）竖直设置有第二挡板组42，所述第二挡板组42置于所述第二侧板32的前后两侧。

所述第一侧板31和第二侧板32位置固定、不可移动，在所述基座20上水平设置有导轨21，所述第一挡板组41和第二挡板组42可沿所述导轨21相互靠近及相互远离以归正所述硅片存放区33存放的硅片。

进一步的，所述第一挡板组41、第二挡板组42分别由第一气缸51、第二气缸52驱动沿所述导轨21水平滑动，更进一步的，所述第一挡板组41通过第一滑块组61连接在所述导轨21上，所述第二挡板组42通过第二滑块组62连接在所述导轨21上，所述第一滑块组61、第二滑块组62由第一气缸51、第二气缸52驱动沿所述导轨21水平滑动，从而带动所述第一挡板组41、第二挡板组42沿所述导轨21水平滑动。具体的，所述第一滑块组61与所述第一气缸51的活塞杆连接，所述第二滑块组62与所述第二气缸52的活塞杆连接。其中，所述第一滑块组61设置在所述第一挡板组41的上方，所述第二滑块组62设置在所述第二挡板组42的上方，所述第一气缸51、第二气缸52设置在所述基座20的顶部。

所述硅片转移机构还包括控制器，所述升降模组11包括位置传感器，所述位置传感器用于检测所述硅片存放组件的位置信息并将所检测到的位置信息发送至所述控制器，所述控制器根据所述位置传感器发送的所述硅片存放组件的位置信息控制所述第一挡板组41和第二挡板组42沿所述导轨21相互靠近及相互远离以归正所述硅片存放区33存放的硅片。

进一步的，所述控制器可以为plc（programmablelogiccontroller，可编程逻辑控制器）、fpga（fieldprogrammablegatearray，元件可编程逻辑闸阵列）或cpu（centralprocessingunit，中央处理器）中的一种，可以理解的，所述控制器并不限于上述几种，只要可以实现接收所述位置传感器发送的位置信息及根据所述位置信息发送控制信号控制所述第一挡板组41和第二挡板组42的相关动作即可；所述位置传感器优选为直线位移传感器，其将所述硅片存放组件的直线机械位移量转换成电信号发送至所述控制器。

在一个实施方式中，所述升降模组11包括滚珠丝杠，所述滚珠丝杠包括竖直设置的螺杆和套设在所述螺杆上的滚珠螺母，所述螺杆由所述伺服电机10驱动转动，所述螺杆的旋转运动可转化为所述滚珠螺母的直线运动，所述基座20与所述滚珠螺母连接，当所述螺杆沿不同方向旋转时，所述基座20随所述滚珠螺母竖直上升或下降，从而带动所述硅片存放组件上升或下降。

本实施例中，所述转移装置还包括用于将硅片移出所述硅片存放区33的机械手组件，进一步的，所述机械手组件包括用于抓取所述硅片存放区33内硅片的真空吸盘。

本实施例中的所述硅片转移机构用于暂存待加工的太阳能电池硅片及转移待加工的太阳能电池硅片至下一加工工段，在初始位置时，所述硅片存放区33最上端的硅片存放槽330与前段的输送组件平齐，所述待加工的硅片由所述输送组件逐片被送入至所述硅片存放区33的各个所述硅片存放槽330内，具体的，输送组件每输送一片所述硅片至一个所述硅片存放槽330内，所述升降模组11带动所述硅片存放组件上升一个所述硅片存放槽330的距离，使下一个所述硅片存放槽330与前段的输送组件平齐，直到所述硅片存放组件上的所述硅片存放槽330存满硅片。

在本实施例的一个实施方式中，在所述硅片存放组件上的所述硅片存放槽330存满硅片后，所述升降模组11带动所述硅片存放组件上升至了设定的位置上，所述位置传感器发送所述硅片存放组件的位置信息至所述控制器，所述控制器根据所述位置信息控制所述第一挡板组41和第二挡板组42沿所述导轨21从左侧和右侧归中运行，相互靠近的所述第一挡板组41和第二挡板组42对存放在所述硅片存放区33内的硅片从左侧和右侧施加一定的推力以归正所述硅片，使硅片放置更为整齐，以便于所述机械手组件高效抓取所述硅片；归正所述硅片后，所述控制器控制所述第一挡板组41和第二挡板组42沿所述导轨21相背运行，所述第一挡板组41和第二挡板组42相互远离复位；所述机械手组件从所述硅片存放组件的后侧自所述硅片存放区33抓取归正后的所述硅片送至下一加工工段，所述硅片存放组件下降复位。

在本实施例的另一个实施方式中，所述控制器还包括计数器，所述计数器用于检测所述升降模组11带动所述硅片存放组件上升一个所述硅片存放槽330距离的次数，所述控制器根据所述计数器检测的所述升降模组11的上升次数来控制所述第一挡板组41和第二挡板组42的归正操作。具体的，所述计数器从所述升降模组11上升开始计数，直到所述硅片存放组件上的各所述硅片存放槽330存满硅片，所述计数器所检测的所述升降模组11的上升次数达到设定次数，此时，所述控制器控制所述第一挡板组41和第二挡板组42归中运行以对所述硅片存放区33内的硅片进行归正，其归正方法与上一实施方式相同，此处不再赘述。

可以理解的，本实施例中，所述控制器通过控制所述第一气缸51和第二气缸52活塞杆的运行行程来控制所述第一滑块61、第二滑块62的相应动作，进而控制所述第一挡板组41和第二挡板组42的归正动作。

请参阅图4，图4示出了本实施例中第一侧板31的结构，在一个实施方式中，所述第一侧板31上的所述第一侧齿310的前端设置为尖端312，所述尖端312的纵向截面（沿所述侧齿310长度方向的截面）为等腰三角形，所述尖端312的顶角设置为30～45°，即所述等腰三角形的顶角设置为30～45°；可以理解的，所述第二侧板32上的所述第二侧齿320与所述第一侧齿310结构相同，其前端亦设置为尖端，该尖端的顶角亦设置为30～45°。本实施例中，前段输送组件从所述硅片存放组件的前侧送入硅片，所述第一侧齿310和第二侧齿320前端的尖端设置，形成硅片送入的过渡坡度，降低硅片进入所述硅片存放槽330内的阻力，使硅片沿着所述尖端形成的坡度顺利进入各硅片存放槽330内，提高了硅片进入所述硅片存放槽330的效率。可以理解的，在其他的实施方式中，也可将所述第一侧齿310和第二侧齿320的后端设置为尖端，以形成硅片移出的过渡坡度，降低机械手组件抓取所述硅片存放区33内的硅片时的阻力；或将所述第一侧齿310和第二侧齿320的前端和后端均设置为尖端，以提高所述硅片转移机构的硅片转移效率。

实施例二：

请一并参阅图5和图7，图5示出了本实施例中所述硅片转移机构的结构，图7示出了该硅片转移机构硅片存放组件的俯视结构，以下仅就该实施例与上述实施例一不同的部分进行阐述，与实施例一不同的是，本实施例中，所述第一侧板31和第二侧板32可沿所述导轨21相互远离及相互靠近以归正所述硅片存放区33存放的硅片。

进一步的，所述第一侧板31、第二侧板32分别由第一气缸51、第二气缸52驱动沿所述导轨21水平滑动，更进一步的，所述第一侧板31通过第一滑块组61连接在所述导轨21上，所述第二侧板32通过第二滑块组62连接在所述导轨21上，所述第一滑块组61、第二滑块组62由第一气缸51、第二气缸52驱动沿所述导轨21水平滑动，从而带动所述第一侧板31、第二侧板32沿所述导轨21水平滑动。

其中，所述第一滑块组61设置在所述第一侧板31的上方，所述第二滑块组62设置在所述第二侧板32的上方，所述第一气缸51、第二气缸52设置在所述基座20的顶部。

所述硅片转移机构还包括控制器及将硅片移入所述硅片存放区33的机械手组件，所述机械手组件包括位置传感器，所述位置传感器用于检测所述机械手组件的位置信息并将所检测到的位置信息发送至所述控制器，所述控制器根据所述位置传感器发送的所述机械手组件的位置信息控制所述第一侧板31和第二侧板32沿所述导轨21相互远离及相互靠近以归正所述硅片存放区33存放的硅片。

本实施例中的所述硅片转移机构用于暂存完成加工的太阳能电池硅片及转移、输送该完成加工的太阳能电池硅片至后段的输送组件，在初始位置时，所述硅片存放区33最下端的硅片存放槽330与后段的输送组件平齐，完成加工的多片硅片由所述机械手组件抓取送入所述硅片存放区33内，具体的，在所述机械手组件抓取完成加工的所述硅片到达第一位置（位于所述硅片存放33区外）时，所述位置传感器发送第一位置信息至所述控制器，所述控制器根据所述第一位置信息控制所述第一侧板31和第二侧板32沿所述导轨21相互远离至设定位置后，抓取硅片的所述机械手组件进入至所述硅片存放区33内，所述位置传感器发送第二位置信息至所述控制器，所述控制器根据所述第二位置信息控制所述第一侧板31和第二侧板32沿所述导轨21相互靠近以固定所述多片硅片，使所述多片硅片分别进入所述硅片存放区33内的各硅片存放槽330内，所述机械手组件退出，所述升降模组11带动所述硅片存放组件下降，所述硅片存放区内的各硅片通过所述后段的输送组件送出，所述升降模组11带动所述硅片存放组件上升复位。可以理解的，所述第一侧板31和第二侧板32相互靠近固定所述多片硅片的同时也对所述多片硅片进行了归正，使所述硅片存放区内的硅片放置更为整齐，以便于所述硅片转移机构高效将硅片转移至后段的输送组件。

可以理解的，本实施例中，所述控制器通过控制所述第一气缸51和第二气缸52活塞杆的运行行程来控制所述第一滑块61、第二滑块62的相应动作，进而控制所述第一侧板31和第二侧板32的归正动作。

请一并参阅图6和图8，图6示出了本实施例中所述硅片存放区33的结构，图8示出了本实施例中第二侧板32的结构，在一个实施方式中，所述第二侧齿320的内侧端部设置为尖端323，所述尖端323的横向截面（沿所述侧齿320宽度方向的截面）为等腰三角形，所述尖端323的顶角设置为15～40°，即所述等腰三角形的顶角设置为15～40°，优选所述尖端323的顶角设置为20～30°；可以理解的，所述第一侧板31上的所述第一侧齿310与所述第二侧齿320结构相同，其内侧端部亦设置为尖端，该尖端的顶角亦设置为15～40°，优选该尖端的顶角设置为20～30°。

本文中，所述第一侧齿310的内侧指所述第一侧齿310靠近所述第二侧齿320的一侧，所述第二侧齿320的内侧指所述第二侧齿320靠近所述第一侧齿310的一侧。

本实施方式中，机械手组件抓取太阳能电池硅片置于所述硅片存放区33，所述第一侧板31、第二侧板32从左右两侧相对运行、相互靠近以固定所述硅片，并使硅片进入所述硅片存放区33内的各硅片存放槽330内，所述第一侧齿310和第二侧齿320内侧端部的尖端设置，形成硅片进入所述硅片存放槽330的过渡坡度，降低硅片进入所述硅片存放槽330内的阻力，使硅片沿着所述尖端形成的坡度顺利进入各硅片存放槽330内，提高了硅片进入所述硅片存放槽330的效率。

请一并参阅图7和图8，在一个实施方式中，所述第一侧齿310和第二侧齿320的内侧边设置为斜边，机械手组件抓取太阳能电池硅片置于所述硅片存放区33，所述第一侧板31、第二侧板32从左右两侧相对运行、相互靠近以固定所述硅片，并使硅片进入所述硅片存放区33内的各硅片存放槽330内，设置为斜边的所述第一侧齿310和第二侧齿320的内侧边，可使所述第一侧齿310和第二侧齿320与所述硅片逐渐接触，接触面积逐渐增大，减小硅片了与所述第一侧齿310、第二侧齿320内侧边接触的冲击力，从而降低所述硅片的碎片风险，提高所述硅片转移机构的硅片转移效率。优选的，所述第一侧齿310内侧边的倾斜角α设置为95～100°，所述第二侧齿320内侧边的倾斜角β设置为80～85°，该处的倾斜角指侧边与x轴正向之间的夹角。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。