一种硅片精准上下片装置及双层载板传输装置的制作方法

1.本技术涉及太阳能电池制备技术领域，具体而言，涉及一种硅片精准上下片装置及双层载板传输装置。


背景技术：

2.太阳能电池是未来公认的可大规模推广应用的清洁能源之一，而高效异质结电池作为高效太阳能电池的代表，备受关注。该类电池制备过程中最为关键的工序就是硅片沉积镀膜，其中硅片传送为该工序中一个重要环节，通常是先将载板进行精确定位，由传送机构将硅片原片移载到载板上，再通过移载机构带动已排布硅片的载板放置到镀膜腔室中。为了防止镀膜时将硅片边缘位置的膜层镀膜到背面，因此对载板上放置硅片的排布精度要求≤
±
0.1mm，这将对载板定位精度和硅片放置精度提出更高要求。
3.目前，将硅片放置到载板的常规方式有两种：一种是依靠直线模组的自身精度将成排的电池片直接移载到对应的槽体内。该方式对直线模组的移载精度要求比较高，伴随着调试和生产过程中设备的振动和结构件的磨损，积累误差将越来越大，移载精度不断降低；需要不断调整对应的位置关系，才能满足移载精度要求，导致生产效率降低，稼动率下降。另一种是输送硅片的机构和传输载板的机构同层设置，再在载板的旁边设置机器人，利用机器人将硅片分排敷设到载板上。该方式占地面积大，机器人的活动范围非常大，才能将硅片移载至载板。
4.另外，目前载板的传输是通过皮带或滚轮传输的方式，由于传输机构和载板之间摩擦力等原因，载板在传输过程中经常出现位置偏差，也就无法实现精确定位至移载位。特别是载板定长移动多次后，载板位置偏差较大，以至于无法检测到载板上沟槽的特征点，会导致无法达到硅片投片重合精度要求，或者机器人无法将硅片放置到载板的沟槽内，大大降低了设备的生产效率，同时也增加了碎片率。


技术实现要素：

5.本技术实施例的目的在于提供一种硅片精准上下片装置及双层载板传输装置，各机构分层设置，占地面积小，还能实现载板的精准定位传输和硅片精准上下片，生产效率高，碎片率低。
6.第一方面，本技术实施例提供了一种硅片精准上下片装置，其包括：用于输送硅片的硅片输送机构，多个吊装于硅片输送机构的端部上方的机械手，以及设置于硅片输送机构的下方、用于输送载板的载板定位移载机构；
7.载板定位移载机构包括两条并列且平行设置的载板移动导轨，以及设置于载板移动导轨上、用于承载载板的载板移动支架，载板移动支架上安装有用于固定载板边沿的夹紧定位件；
8.硅片输送机构上的硅片和载板定位移载机构上的载板均能够输送至机械手的正下方，机械手能够将硅片输送机构上的硅片移载至载板定位移载机构上的载板。
9.在上述实现过程中，机械手、硅片输送机构和载板定位移载机构分层设置，尤其是采用上方悬挂式机器人，弥补常规采用下方机器人及其平台空间受限问题，不仅能够实现占地空间小，更便于机器人的机械手有更大空间施展动作。载板由载板定位移载机构输送，而且在输送过程中，通过夹紧定位件固定载板，并保证载板沿载板移动导轨这一固定路线移动，实现对载板进行精确定位传输，再配合机械手移载硅片，实现硅片精准上下片，生产效率高，碎片率低。
10.在一种可能的实现方式中，硅片输送机构包括至少两组并列且平行布置的输送带，机械手设置于所有输送带的同端端部上方。
11.在上述实现过程中，多组输送带形成多条硅片输送线，再配合多个吊装机器儿动作，提高生产效率，为机械手上片提供充足的硅片数量，为下片提供充足的放片位置。
12.在一种可能的实现方式中，每组输送带对应一行沿输送带的输送方向布置的机械手，每行机械手包括至少两个机械手。
13.在上述实现过程中，每行机械手对应一组输送带，同时对应载板的一行区域，通过多组输送带和多行机械手，就能实现载板分区域同时上下片，提高生产节拍和效率。
14.在一种可能的实现方式中，机械手包括由上至下连接设置的固定端、活动端和吸附端，固定端和活动端之间铰接，活动端和吸附端之间铰接，吸附端并列设置有两组手掌吸嘴，每组手掌吸嘴被配置成能够相对于吸附端旋转和升降，每组手掌吸嘴上还设置有对应的ccd(charge coupled device，电荷耦合器件)检测模块。
15.在上述实现过程中，机械手分段式的结构设计，保证吸附端相对于固定端的旋转活动范围大，而且吸附端的手掌吸嘴能够旋转和升降，从而保证手掌吸嘴能够移动至载板对应区域的各个沟槽进行取片或放片的操作；而且吸附端对应两组手掌吸嘴，能够同时实现两个沟槽的取片或放片；每组手掌吸嘴对应一个ccd检测模块，保证取片和放片精度。
16.在一种可能的实现方式中，还包括跨设于硅片输送机构端部的机器人支架，机械手吊装于机器人支架上；
17.和/或，机械手上方还设置有ccd相机组。
18.在上述实现过程中，固定设置的ccd相机组和机械手上的ccd检测模块所检测的位置核准相结合，保证载板上各硅片的取放位置更准确。
19.在一种可能的实现方式中，硅片输送机构和载板定位移载机构的输送方向相互垂直。
20.在上述实现过程中，硅片输送方向和载板输送方向相互垂直，减少两个输送方向及相应结构设置之间的影响。
21.在一种可能的实现方式中，载板移动支架为框形，且相对的两条边分别对应沿两条载板移动导轨设置，载板支架的两条边分别设置有侧边夹紧定位板，侧边夹紧定位板被配置成能够升降至夹紧载板对应的侧边，载板支架的两条边上还设置有若干个传动滚轮。
22.在一种可能的实现方式中，载板定位移载机构还包括用于带动载板移动支架沿载板移动导轨移动的丝杆，以及驱动丝杆转动的驱动电机，载板移动支架通过滑块滑动设置于丝杆上。
23.在上述实现过程中，采用直线丝杠运载载板移动支架，载板移动支架上放置载板，保证载板输送方向的精确。
24.第二方面，本技术实施例提供了一种双层载板传输装置，其包括第一方面提供的硅片精准上下片装置，以及平行设置于载板定位移载机构下方的下层载板移载机构，载板定位移载机构和下层载板移载机构的同端端部设置有载板升降机构。
25.在上述实现过程中，载板定位移载机构和下层载板移载机构实现载板双层传输，互不干涉，并确保下方完成镀膜后的载板上电池片的洁净度。
26.在一种可能的实现方式中，载板定位移载机构和下层载板移载机构的同端端部设置至同端对应的机械手活动范围外，载板升降机构设置于机械手活动范围外。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
28.图1为本技术第一实施例提供的一种硅片精准上下片装置省去载板定位移载机构的结构示意图；
29.图2为本技术实施例中的载板定位移载机构的结构示意图；
30.图3为图1中机械手往载板上片时的结构示意图；
31.图4为图1中机械手的结构示意图；
32.图5为本技术第二实施例提供的一种双层载板传输装置省去载板定位移载机构的结构示意图。
33.图标：001-载板；100-硅片精准上下片装置；110-输送带；120-载板定位移载机构；121-载板移动导轨；122-载板移动支架；123-侧边夹紧定位板；124-升降夹紧气缸；125-传动滚轮；126-丝杆；127-驱动电机；130-机械手；131-固定端；132-活动端；133-吸附端；134-手掌吸嘴；135-ccd检测模块；141-机器人支架；142-ccd相机组；200-双层载板传输装置；210-下层载板移载机构。
具体实施方式
34.申请人在实现本技术的过程中发现：目前硅片的移载方式虽然采用了ccd相机定位的四轴机器人将硅片自动敷设到载板指定位置，即载板通过同步带或滚轮传输方式传输到指定位置，通过光纤传感器加机械定位方式进行一次定位。但是由于四轴机器人的设置缺陷，在载板上敷设完一排硅片后，需要利用传输装置将载板输送至下一个硅片工位敷设第二排硅片，
……
，直至敷设完整板后直接传输到下个工位。这种硅片敷设方式明显非常繁琐，而且难以保证敷设精度。
35.载板只在初始位置做一次定位，在硅片进给工位传输时处于完全自由状态，容易出现与传输皮带间的相对运动，造成载板盘位置偏移。
36.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
37.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施
例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
38.因此，以下对在附图中提供的本技术实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，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他实施例，都属于本技术保护的范围。
39.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
40.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。
41.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“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，也可以是电连接；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，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
42.第一实施例
43.请参看图1和图2，本实施例提供的一种硅片精准上下片装置100，其包括：用于输送硅片的硅片输送机构，跨设于硅片输送机构端部的机器人支架141，吊装于机器人支架141上、且位于硅片输送机构的端部上方的多个机械手130，以及设置于硅片输送机构的下方、用于输送载板001的载板定位移载机构120；硅片输送机构和载板定位移载机构120的输送方向相互垂直，硅片输送机构上的硅片和载板定位移载机构120上的载板001均能够输送至机械手130的正下方。
44.其中，硅片输送机构包括至少两组并列且平行布置的输送带110，机械手130设置于所有输送带110的同端端部上方。本实施例中，共设置了两组输送带110。
45.请参看图2，载板定位移载机构120包括两条并列且平行设置的载板移动导轨121，移动设置于载板移动导轨121上、用于承载载板001的载板移动支架122，用于带动载板移动支架122沿载板移动导轨121移动的丝杆126，以及驱动丝杆126转动的驱动电机127，载板移动支架122通过滑块滑动设置于丝杆126上，载板移动支架122上安装有用于固定载板001边沿的夹紧定位件：侧边夹紧定位板123和升降夹紧气缸124。载板移动支架122为框形，且相对的两条边分别对应沿两条载板移动导轨121设置，载板移动支架122的两条边分别设置有侧边夹紧定位板123，侧边夹紧定位板123被配置成能够升降至夹紧或松开载板001对应的侧边，载板移动支架122的两条边上还设置有若干个传动滚轮125；载板001之间的另外两条相对边上设置有间隔布置的升降夹紧气缸124，升降夹紧气缸124能够升降至夹紧或松开载板001对应的侧边。
46.请结合参看图3和图4，每组输送带110对应一行沿输送带110的输送方向布置的机械手130，每行机械手130包括至少两个机械手130，本实施例中，共设置了4个机械手130。机械手130被配置成能够将正下方的硅片输送机构上的硅片移载至正下方的载板定位移载机构120上的载板001上，或将载板001上的硅片反向移载至硅片输送机构上。
47.为了实现机械手130的功能，机械手130包括由上至下连接设置的固定端131、活动端132和吸附端133，固定端131和活动端132之间铰接，活动端132和吸附端133之间铰接，吸附端133并列设置有两组手掌吸嘴134，每组手掌吸嘴134被配置成能够相对于吸附端133旋转和升降，具体是每组手掌吸嘴134配装有对应的旋转气缸和升降气缸，每组手掌吸嘴134上还设置有对应的ccd检测模块135。本实施例中，机械手130为四轴机器人，手掌吸嘴134为真空吸附；ccd检测模块135包括ccd摄像头、光源以及控制ccd摄像头独立升降和旋转的气缸。机械手130上方还设置有ccd相机组142，ccd相机组142安装于相应的支架上。
48.硅片精准上下片装置100的工作过程如下：
49.步骤一，载板001沿载板定位移载机构120的载板移动导轨121输送至上片工位，在输送过程中，丝杠转动运载载板移动支架122运载对应载板001，载板001的四边通过侧边夹紧定位板123和升降夹紧气缸124固定，实现对载板001的定位。
50.步骤二，待镀膜的硅片通过硅片输送机构的输送带110传输到机械手130指定位置，等待ccd相机组142对载板001的沟槽位置进行拍摄，然后由机械手130上的ccd检测模块135拍摄并通过手掌吸嘴134将硅片移载硅片，达到精确对位的目的：每个机械手130将硅片放置到指定沟槽上方，对应的手掌吸嘴134对应气缸升降释放吸嘴真空将硅片放进沟槽，随后对应的另一个手掌吸嘴134对应气缸升降释放吸嘴真空将硅片放进旁边的沟槽。
51.步骤三，按照第二步的方法实现不断将硅片放入载板001的对应区域，直至满板，将满板的载板001继续传输出去。
52.步骤四，安装步骤一至步骤三的方法实现下一个载板001的上片操作。
53.第二实施例
54.请参看图1、图2和图5，本技术实施例提供了一种双层载板传输装置200，其包括第一实施例中的硅片精准上下片装置100，以及平行设置于载板定位移载机构120下方的下层载板移载机构210，载板定位移载机构120和下层载板移载机构210的同端端部分别对应设置有机械手130和载板升降机构。
55.载板定位移载机构120和下层载板移载机构210的两端的同端端部分别设置至同端对应的机械手130活动范围外，同端的载板升降机构设置于机械手130活动范围外，载板定位移载机构120、下层载板移载机构210，两端的载板升降机构构成载板001循环输送系统。其中，下层载板输送装置同样包括载板机架，下层载板输送滚轮、驱动电机及其同步带，此外包括滚轮固定支架，其中下层载板输送滚轮、驱动电机及其同步带固定在滚轮固定支架上，而滚轮固定支架设置在双层载板机架下段。
56.本技术实施例的双层载板传输装置200的工作过程为：
57.由载板定位移载机构120和下层载板移载机构210对接传送载板001，并通过载板定位移载机构120实现载板001精确定位和定长移载，同时由机械手130对应ccd视觉定位完成载板001各1/4区域硅片的取放工作，并实现载板001的双层输送。具体地，满板的载板001继续传送出去，进行镀膜，镀膜后的载板001进行下片，将满板的载板001中的硅片取出，而下片则是上片的逆循环步骤，不再做过多赘；空载板001由载板升降机构移载至对应的下层载板移载机构210上，再通过另一端的载板升降机构移载再重新输送到载板定位移载机构120上进行上片。
58.综上所述，本技术实施例的硅片精准上下片装置及双层载板传输装置，各机构分
层设置，占地面积小，还能实现载板的精准定位传输和硅片精准上下片，生产效率高，碎片率低。
59.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。