一種全自動插片裝置的製作方法

2023-11-12 07:19:07

本申請屬於半導體矽片加工和太陽能電池矽片加工領域，特別是涉及一種全自動插片裝置。

背景技術：

在太陽能電池矽片的生產過程中，有一道工序是需要人們將矽片一片一片的插裝到特製的裝片盒內，在現有技術中，人們通常採用人工手動來完成插片操作，不僅勞動強度大、效率低，而且在插片過程中還極易損壞矽片。

中國專利CN203932088U公開了一種全自動矽片插片機，其包括機體，所述的機體上設有矽片輸出裝置、矽片傳送裝置和裝片盒，所述的矽片輸出裝置通過吸盤與矽片傳送裝置的矽片進入端連接，所述矽片傳送裝置的矽片送出端與裝片盒相接，所述的裝片盒上連接有驅動其相對機體上下升降的裝片盒氣缸，該結構可實現矽片的全自動化插裝操作，相比現有技術的手工操作，大幅提高了矽片的插裝效率。但是其仍然存在以下幾點問題：

1、無法適應不同尺寸的矽片插裝；

2、矽片輸出裝置中的矽片，上下之間容易發生粘連；

3、矽片完成裝片完成後，仍然需要人工進行搬運轉移，自動化程度仍然不高。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種全自動插片裝置，以克服現有技術中的不足。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

本申請實施例公開一種全自動插片裝置，包括機架、以及安裝於機架上的第一提升裝置、分片裝置、矽片吸片裝置、矽片傳動裝置和第二提升裝置，所述第一提升裝置和第二提升裝置分別位於矽片傳動裝置在傳動方向的兩端，所述機架上還設置有豎直翻轉裝置，所述豎直翻轉裝置設置於第二提升裝置的一側，所述豎直翻轉裝置包括支架和託架，所述託架安裝於支架上，所述託架包括兩個相垂直的支撐板，所述託架相對支架在豎直平面內可90°翻轉，翻轉完成後花籃開口向上，所述託架可沿支架向水平轉動裝置方向移動，所述水平轉動裝置包括支撐架、第一支撐塊和第二支撐塊，第一支撐塊安裝於支撐架上並可沿支撐架在豎直方向上移動，第二支撐塊支撐於第一支撐塊上並可相對第一支撐塊在水平面內90°轉動，水平轉動裝置的一側還設置有工裝傳動排列裝置，該工裝傳動排列裝置沿其傳動方向設置有導輪以及被導輪傳動的輸送帶，水平轉動裝置的上方設置有橫梁，橫梁上滑動設置有撥片，撥片在工裝傳動排列裝置的傳動方向可移動。

優選的，在上述的全自動插片裝置中，所述支撐板上開設有供花籃底部支撐邊凸伸的開口，該開口延伸至支撐板的邊緣，所述第二支撐塊的表面凸伸有並列設置的兩個凸條，該兩個凸條分別配合於花籃底部兩個支撐邊的內側，第二支撐塊的一側安裝有豎直設置的限位板，限位板的頂面凸伸於第二支撐塊的表面。

優選的，在上述的全自動插片裝置中，所述機架上上還設置有空花籃傳動裝置，該空花籃傳動裝置與矽片傳動裝置並列設置，所述空花籃傳動裝置的上方設置有第一機械手，第一機械手可對位於空花籃傳動裝置末端的空花籃進行抓取並可放置於第二提升裝置上。

優選的，在上述的全自動插片裝置中，所述第二提升裝置的上方還設置有第二機械手，所述第二機械手可對位於第二提升裝置上的花籃進行抓取並放置於託架上。

優選的，在上述的全自動插片裝置中，所述第一機械手和第二機械手同步動作，在第一機械手將空花籃傳動裝置上的花籃移動至第二提升裝置上的同時，第二機械手將第二提升裝置上的花籃移動至託架上。

優選的，在上述的全自動插片裝置中，所述工裝傳動排列裝置的上方還設置有第三機械手，當花籃在工裝傳動排列裝置上排列完成後，通過第三機械手將整排花籃移出。

與現有技術相比，本實用新型的優點在於：本實用新型分別通過豎直翻轉裝置和水平轉動裝置對花籃實現兩次角度翻轉，最終使得花籃並排放置，然後通過第三機械手實現整體轉移，自動化程度高。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1所示為本實用新型具體實施例中自動插片裝置的立體結構示意圖；

圖2所示為本實用新型具體實施例中矽片吸片裝置的立體結構示意圖；

圖3所示為本實用新型具體實施例中第一提升裝置、矽片吸片裝置和矽片傳動裝置的立體結構示意圖；

圖4所示為本實用新型具體實施例中第一提升裝置的立體結構示意圖；

圖5所示為本實用新型具體實施例中矽片吸片裝置的立體結構示意圖；

圖6所示為本實用新型具體實施例中第二提升裝置、豎直翻轉裝置和水平轉動裝置的立體結構示意圖；

圖7所示為本實用新型具體實施例中水平轉動裝置的立體結構示意圖；

圖8所示為本實用新型具體實施例中自動插片裝置另一角度的立體結構示意圖；

圖9所示為本實用新型具體實施例中自動插片裝置的俯視角度的立體結構示意圖；

圖10所示為本實用新型具體實施例中第一護杆和第二護杆的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

結合圖1和圖2所示，自動插片裝置，包括機架1、以及安裝於機架1上的第一提升裝置2、分片裝置3、矽片吸片裝置4、矽片傳動裝置5和第二提升裝置6，第一提升裝置2和第二提升裝置6分別位於矽片傳動裝置5在傳動方向的兩端。

結合圖3和圖4所示，第一提升裝置2包括第一託板201、滑杆202、第二動力裝置和滑塊203，第一託板201具有水平的支撐面，滑杆202豎直安裝於機架1上，滑塊203套設於滑杆202上，第二動力裝置連接於滑塊203並可驅動其在豎直方向上移動，滑塊203與第一託板201之間相固定。

進一步地，第一託板201的支撐面上支撐有矽片圍擋204，矽片圍擋204與第一託板201之間可拆卸固定，所述第一託板201的上表面凸伸有多個定位部2011，矽片圍擋204的底部配合定位部2011凹設形成有凹槽。

在一實施例中，第二動力裝置包括螺杆205和電機，電機連接於螺杆並可驅動其轉動，螺杆205與滑杆202並列設置，滑塊203與螺杆之間通過螺紋配合。

在其他實施例中，第二動力裝置還可以採用伸縮缸作為動力源，伸縮缸的輸出端直接驅動滑塊在豎直方向上移動。

該技術方案中，電機通過皮帶驅動螺杆轉動，從而驅動滑塊和第一託板沿著滑杆上下移動；矽片圍擋取片的一側(面向噴水孔的一側)開口，其通過定位部和凹槽的配合可實現與第一託板的快速定位安裝。

結合圖2和圖5所示，矽片吸片裝置4設置於第一託板201的正上方，矽片吸片裝置4包括支架401，支架401底部具有與水平面呈一定夾角的工作面4011，工作面靠近第一提升裝置的一端低於工作面靠近矽片傳動裝置的一端，工作面4011上開設有至少一個氣孔4012，該氣孔4012與負壓吸氣裝置連接，支架401的兩側分別對稱安裝有三個導輪402，位於一側的三個導輪402呈三角形排列，其中位於下方的兩個導輪所在直線平行於所述工作面，且該兩個導輪的底面凸伸於所述工作面4011的下方，位於同一側的三個導輪402的外側繞設有傳送帶403，矽片吸片裝置4還包括一電機404，位於兩側的導輪之間連接有傳動軸405，電機404連接於傳動軸405並可驅動其轉動。

該技術方案中，第一提升裝置帶動載有矽片的花籃上升並接近工作面4011，在負壓作用下，位於最上端的矽片吸附在工作面上同時被傳送帶進行支撐，在傳送帶作用下，吸附的矽片移動至矽片傳動裝置5上方，然後進一步被傳送至第二提升裝置位置。

進一步地，支架401背離矽片傳動裝置5的一端並列設置有多個軸承4014，該軸承4014轉動設置於支架401上，軸承4014的底端凸伸於所述工作面4011的下方。

更進一步地，支架401背離矽片傳動裝置5的一端還設置有可上下浮動的套環4015，支架401上還設置有行程開關4016，該行程開關設置於套環4015的上方。

該技術方案中，矽片上移過程中，由於工作面位於套環的一端較低，套環首先與矽片上表面發生接觸，套環上移並觸發行程開關，第一提升裝置停止上移，位於頂面的矽片在吸附作用下轉移，設置的軸承4014一方面對套環的上移幅度進行限位，另一方面對移動的矽片起到導引作用。

結合圖2所示，分片裝置3設置於矽片吸片裝置4的下方，且位於第一提升裝置2和矽片傳動裝置5之間，分片裝置3面向矽片的側面方向開設有多個噴水孔301。

該技術方案中，分片裝置通過噴水孔持續性的對位於上方矽片的側面進行噴水，在水壓作用下，相鄰矽片之間通過水進行間隔，當頂層矽片被吸附之後，其下方矽片不易發生粘連，從而實現每次單片矽片的運輸。

矽片傳動裝置5包括沿矽片輸送方向上設置的多個導輪501、以及被導輪501傳動的輸送條502。

結合圖6所示，第二提升裝置6包括支架601、第二託板602和第二動力裝置，第二託板602沿豎直方向可滑動於支架601上，第二動力裝置連接於第二託板602並可驅動其在豎直方向上移動。

第二託板602的頂面凹設形成有對花籃側面進行定位的凹槽6021，花籃定位後，其開口面向所述矽片傳動裝置5的末端。

該技術方案中，花籃的開口面向矽片傳動裝置5的出口處，且花籃內部的卡槽對應於矽片傳動裝置支撐面的高度，工作過程中，矽片傳動裝置帶動矽片移動至花籃內，並支撐於對應的卡槽內，然後第二動力裝置帶動花籃提升一個卡槽厚度的位移，待下一個矽片移動至相應的卡槽內時，第二動力裝置繼續帶動花籃上移，直至花籃中矽片裝滿。

結合圖1所示，機架上1上還設置有空花籃傳動裝置7，該空花籃傳動裝置7與矽片傳動裝置5並列設置。空花籃傳動裝置7的上方設置有第一機械手8，第一機械手8可對位於空花籃傳動裝置7末端的空花籃進行抓取並可放置於第二託板602上。

該技術方案中，位於第二託板602上的空花籃完成插片並轉移後，通過第一機械手將空花籃傳動裝置7上的空花籃轉移至第二託板上繼續進行插片作業。

結合圖6所示，機架1上還設置有豎直翻轉裝置9，豎直翻轉裝置9設置於第二提升裝置6的一側，豎直翻轉裝置9包括支架901和託架902，託架902安裝於支架901上，託架902包括兩個相垂直的支撐板，支撐板上開設有供花籃底部支撐邊凸伸的開口9021，該開口9021延伸至支撐板的邊緣，託架902相對支架901在豎直平面內可90°翻轉，翻轉完成後花籃開口向上，託架902可沿支架向水平轉動裝置10方向移動。

進一步地，第二提升裝置6的上方還設置有第二機械手11，第二機械手11可對位於第二託板602上方的花籃進行抓取並放置於託架902上。

進一步地，第一機械手和第二機械手同步動作，在第一機械手將空花籃傳動裝置上的花籃移動至第二託板上的同時，第二機械手將第二託板上的花籃移動至託架902上。

該技術方案中，空花籃在進行插片時，由於其開口是面向矽片傳動裝置的，也就是花籃相當於側放，通過翻轉裝置將花籃翻轉90°，可以使得花籃開口向上。

結合圖7所示，機架1上還設置有水平轉動裝置10，水平轉動裝置10包括支撐架1001、第一支撐塊1002和第二支撐塊1003，第一支撐塊1002安裝於支撐架1001上並可沿支撐架1001在豎直方向上移動，第二支撐塊1003支撐於第一支撐塊1002上並可相對第一支撐塊1002在水平面內90°轉動。

第二支撐塊1003的表面凸伸有並列設置的兩個凸條1004，該兩個凸條分別配合於花籃底部兩個支撐邊的內側，第二支撐塊1003的一側安裝有豎直設置的限位板1005，限位板1005的頂面凸伸於第二支撐塊1003的表面。

該技術方案中，託架902帶動花籃移動至第二支撐塊1003的上方，第一支撐塊帶動第二支撐塊上移，直至花籃底部的兩個支撐邊支撐於第二支撐塊的表面，同時兩個凸條與支撐邊並列設置且位於兩個支撐邊的內側，從而實現對花籃的限位作用，此時限位板1005位於靠近豎直翻轉裝置的一側，其側面對花籃的支撐邊進行阻擋，託架後退過程中，花籃在限位板阻擋作用下留在第二支撐塊的表面，然後第二支撐塊帶動花籃轉動90°。

結合圖8所示，水平轉動裝置10的一側還設置有工裝傳動排列裝置12，該工裝傳動排列裝置12沿其傳動方向設置有導輪以及被導輪傳動的輸送帶，水平轉動裝置11的上方設置有橫梁121，橫梁上滑動設置有撥片122，撥片122在工裝傳動排列裝置的傳動方向可移動。

該技術方案中，撥片位於花籃背離工裝傳動排列裝置的一側，第二支撐塊帶動花籃轉動完成後，第二支撐塊的支撐面與工裝傳動排列裝置的支撐面共面，撥片推動花籃移動至工裝傳動排列裝置上並被傳送，撥片完成花籃的推送後回到初始位置。

工裝傳動排列裝置12的上方還設置有第三機械手13，當花籃在工裝傳動排列裝置上排列完成後，通過第三機械手將整列花籃移送至下一工序。

以下針對本案全自動插片裝置的工作流程進行具體說明：

(1)、通過人工或機械手將裝載有矽片的矽片圍擋204放置在第一託板201上，此時矽片上下疊加設置；

(2)、空花籃傳動裝置7帶動空載的花籃移動至第二提升裝置6的側面；

(3)、第二動力裝置帶動疊加的矽片上移，套環首先與矽片上表面發生接觸，矽片頂著套環上移並觸發行程開關，第一提升裝置停止上移，位於頂面的矽片在吸附作用下轉移至矽片傳動裝置上，分片裝置3對矽片側面進行持續性噴水，使得上下矽片之間通過水流間隔，第一託板繼續上移，完成一下片矽片的輸送；

(4)、矽片在矽片傳動裝置的輸送下進入第二託板的空花籃中，在完成一片矽片的插片後，第二託板上移一個插槽的高度，繼續下一矽片的插片；

(5)、當花籃插片完成後，第一機械手將滿載矽片的花籃移動至託架902上，同時，第二機械手將空花籃傳動裝置上的花籃移動至第二託板上；

(6)、託架902翻轉90°，使得花籃的開口向上；

(7)、託架帶動花籃移動至第二支撐塊1003上方，第一支撐塊帶動第二支撐塊上移，直至花籃底部的兩個支撐邊支撐於第二支撐塊的表面，同時兩個凸條與支撐邊並列設置且位於兩個支撐邊的內側，從而實現對花籃的限位作用，此時限位板1005位於靠近豎直翻轉裝置的一側，其側面對花籃的支撐邊進行阻擋，託架後退過程中，花籃在限位板阻擋作用下留在第二支撐塊的表面，然後第二支撐塊帶動花籃轉動90°，使得花籃的頂端邊沿朝向兩側；

(8)、第二支撐塊帶動花籃轉動完成後，第二支撐塊的支撐面與工裝傳動排列裝置的支撐面共面，撥片推動花籃移動至工裝傳動排列裝置上並被傳送，撥片完成花籃的推送後回到初始位置；

(9)、當花籃在工裝傳動排列裝置上排列完成後，通過第三機械手將整列花籃移送至下一工序。

結合圖9和圖10所示，為了適應不同尺寸的花籃，矽片傳動裝置5的兩側分別設置有第一護杆503和第二護杆504，第一護杆503和第二護杆504之間連接有螺杆505，螺杆505連接於電機506，螺杆505轉動以調節第一護杆503和第二護杆504之間的距離。

空花籃傳動裝置7的兩側分別設置有第三護杆701和第四護杆702，第三護杆701和第四護杆702之間的距離可調。

工裝傳動排列裝置12的兩側分別設置有第五護杆123和第六護杆124，第五護杆123和第六護杆124之間的距離可調。

該技術方案中，通過間距可調的護杆以適應不同寬度的花籃。

需要說明的是，本案自動化插片裝置，是針對標準的矽片插片花籃進行設計，對於非標的花籃，本案的翻轉裝置根據實際需要進行改變，比如減少一個翻轉動作。

最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的範圍。