非接触吸附式分片装置、下料分选设备和分选系统的制作方法

1.本发明属于硅片检测分选领域，涉及下料分选技术，具体公开了一种非接触吸附式分片装置、下料分选设备和分选系统。


背景技术：

2.硅片作为重要的工业原材料，被广泛用于太阳能电池、电路板等产品的生产制造中。因此，在硅片生产出厂之前需要对其质量进行严格的把控，以保证由硅片制造的太阳能电池、电路板等产品的质量。硅片分选机是一种集成自动化、测量、视觉瑕疵检测于一体的自动化检测、分选设备，应用在太阳能硅片生产流程中，如我司申请的专利(公开号cn112605010a)公开的下料分选装置及硅片智能分选机，分选机能够实现对太阳能硅片切片、清洗后的原片进行厚度、ttv、线痕、电阻率、尺寸、脏污、崩边、隐裂等项目的测量和检测，并根据分选菜单，自动将硅片按照质量等级要求分选到不同的盒子内，充分满足硅片使用厂家的质量管控的需求，是生产中不可缺少的一个环节。
3.随着各硅片厂商的对自动上下料自动化要求的提高，使得设备的检测能力需求将要大大提升。
4.目前，在硅片的检测分选过程中，涉及到需要将分选的硅片分流到相应的收纳盒中。现有技术中，需要将流线上的硅片顶起，然后改变其输送方向，使其流入到对应的收纳盒中。然而，上述方式存在的问题是，由于工业生产中的输送时间是较为精确和连续的，而将硅片顶起时可能导致硅片与输送流线分离，此时在短时间内硅片处于悬空状态，而输送流线持续工作，硅片下落时可能存在与后方输送而来的硅片发生碰撞的问题；其次，顶升分流分片的模式，限制了下料流线的效率，如我司上一代机型(相关专利cn214705892u)采用的硅片负压顶升装置，其最大产能限制在8500pcs/h左右，难以突破。针对此问题，需要研制一款更高效率的分片机构。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种非接触吸附式分片装置、下料分选设备和分选系统，其能解决上述问题。
6.一种非接触吸附式分片装置，分片装置包括均集成有吸附模块和皮带驱动模块的吸附分选主模组、第一吸附支线模组和第二吸附支线模组，三个模组的底面平齐设置，其中，所述第一吸附支线模组和第二吸附支线模组悬吊的布置在所述吸附分选主模组的两个出料端；吸附分选主模组用于将下方的下料中轴皮带流线输送的硅片吸附拾取并根据硅片类型分析结果双向可选的垂直于所述下料中轴皮带流线方向向两侧布置的第一吸附支线模组或第二吸附支线模组输送物料。
7.进一步的，分片装置还包括一连接件、第二连接件、第三连接件和控制器；所述第一连接件和第二连接件相对距离可调的连接至所述第三连接件，以此实现所述第一吸附支线模组至第二吸附支线模组的流线距离可调；设置在所述吸附分选主模组、第一吸附支线
模组、第二吸附支线模组上的吸附模块的吸附底面平齐且吸盘间距可调，以适应不同规格的硅片；所述吸附分选主模组、第一吸附支线模组、第二吸附支线模组的吸附模块的吸附底面高于皮带驱动模块的皮带底面布置，所述吸附分选主模组在控制器的控制下向所述第一吸附支线模组或第二吸附支线模组输送硅片，从而使得硅片被非接触的吸附传输至对应料位上。
8.进一步的，所述吸附分选主模组包括主支撑组件、皮带驱动模块和吸附模块，所述皮带驱动模块和吸附模块至少部分的由所述主支撑组件连接支撑，所述吸附模块的吸附底面平行且高于所述皮带驱动模块的皮带底面设置。
9.进一步的，所述第一吸附支线模组和第二吸附支线模组的传输方向相反，且均包括分支撑组件、分皮带驱动模块和分吸附模块；所述分皮带驱动模块和分吸附模块由所述分支撑组件连接支撑，所述分吸附模块的吸附底面平行且高于所述分皮带驱动模块的皮带底面设置，以此将硅片非接触吸附的传输至对应料盒。
10.本发明还公开了一种下料分选设备，下料分选设备包括安装于下料机架上的分片装置、安装在分片装置两出料端的多层料盒、下料中轴皮带流线、尾料盒和顶板架；所述下料中轴皮带流线沿着中轴线安装至所述下料机架上，所述顶板架设置在所述下料中轴皮带流线上方；多个分片装置沿着所述下料中轴皮带流线间隔的设置，并且其顶部连接至所述顶板架的顶板下表面上；每个分片装置的左右两端均设置一个多层料盒；所述尾料盒正对所述下料中轴皮带流线的尾端设置，用于承载杂项硅片或未检测的硅片；其中，所述分片装置采用前述的非接触吸附式分片装置。
11.本发明还公开了一种智能硅片分选系统，分选系统包括上料设备、检测设备和采用前述的下料分选设备；在所述上料设备和检测设备之间设置料型检测装置和碎片检测装置，用于检测硅片型号以及是否发生破碎，并将破碎的硅片剔除，避免破碎硅片流入检测设备。
12.相比现有技术，本发明的有益效果在于：本技术的非接触吸附式分片装置、下料分选设备和分选系统，通过非接触式的吸盘，将硅片吸附在上方流线上，通过流线将硅片传输到其他位置；流线具备长度可调，可以应对不同规格的硅片；吸盘排布间距可控，保证硅片在传输时吸附稳定可靠；相比于顶升分料减少了工序流程，提高了作业效率和产能，便于涉及片材产品的硅片、pcb领域推广应用。
附图说明
13.图1为本发明非接触吸附式分片装置的结构示意图；
14.图2-图5为吸附分选主模组的不同角度的示意图；
15.图6-图8为第一吸附支线模组和/或第二吸附支线模组不同角度的示意图；
16.图9为下料分选设备的示意图；
17.图10为智能硅片分选系统的示意图。
18.图中：
19.10000、下料分选设备
20.1000、分片装置；
21.100、吸附分选主模组；
22.101、主左立连接件；102、主右立连接件；103、主左底板；104、主右底板；105、主左转轴；106、主右转轴；107、主驱动步进电机；108、同步带； 109、传动带组件；1091、皮带输入轮；1092、传送带；1093、转轴传动轮； 1094、张紧轮；110、惰轮连接板；111、吸盘；112、真空管组件；113、空气滤清器；114、真空阀；
23.200、第一吸附支线模组；
24.201、分立杆；2021、吸盘调节槽；202、分底板；203、电机板；204、电磁阀板；205、分惰轮板；206、分支侧板；207、分转轴；208、双头分驱电机；209、分传送带；210、分驱动轮；211、分惰轮；212、转轴分传动轮；213、分支吸盘；214、真空管分组件；215、到位传感器；
25.300、第二吸附支线模组；
26.400、第一连接件；
27.500、第二连接件；
28.600、第三连接件；
29.2000、多层料盒；
30.3000、下料中轴皮带流线；
31.4000、尾料盒；
32.5000、顶板架；
33.6000、下料机架；
34.7000、下料过渡机构；
35.8000、急停机构；
36.9000、蜂鸣器；
37.20000、检测设备；
38.30000、上料设备；
39.40000、料型检测装置；
40.50000、碎片剔除装置。
具体实施方式
41.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.应当理解，本说明书中所使用的“系统”、“装置”、“机构”、“单元”和/或“模组”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
43.非接触吸附式分片装置
44.一种非接触吸附式分片装置，参见图1-图8，分片装置1000包括吸附分选主模组100、第一吸附支线模组200、第二吸附支线模组300、第一连接件 400、第二连接件500、第三连接件600和控制器；所述吸附分选主模组100、第一吸附支线模组200、第二吸附支线模组300均包括皮带驱动模块和吸附模块。
45.布置关系：第一吸附支线模组200和第二吸附支线模组300通过所述第一连接件
400、第二连接件500和第三连接件600悬吊的布置在所述吸附分选主模组100的两个出料端；所述第一连接件400和第二连接件500相对距离可调的连接至所述第三连接件600，以此实现所述第一吸附支线模组200至第二吸附支线模组300的流线距离可调；设置在所述吸附分选主模组100、第一吸附支线模组200、第二吸附支线模组300上的吸附模块的吸附底面平齐且吸盘间距可调，以适应不同规格的硅片。
46.吸附分选主模组100、第一吸附支线模组200、第二吸附支线模组300的吸附模块的吸附底面高于皮带驱动模块的皮带底面布置(参见图5和图8中的高度差h)，所述吸附分选主模组100在控制器的控制下向所述第一吸附支线模组200或第二吸附支线模组300输送硅片，从而使得硅片被非接触的吸附传输至对应料位上。
47.其中，所述吸附分选主模组100包括主支撑组件、皮带驱动模块和吸附模块，所述皮带驱动模块和吸附模块至少部分的由所述主支撑组件连接支撑，所述吸附模块的吸附底面平行且高于所述皮带驱动模块的皮带底面设置。
48.进一步的，所述主支撑组件包括主左立连接件101、主右立连接件102、主左底板103、主右底板104、主左转轴105和主右转轴106。
49.具体的，主左底板103连接至所述主左立连接件101的底部，主左转轴 105连接至所述主左立连接件101的外侧面；所述主右底板104连接至所述主右底板104，所述主右转轴106连接至所述主右底板104的外侧面；在所述主左底板103和主右底板104上安装所述吸附模块；所述主左转轴105和主右转轴106用于支撑连接所述皮带驱动模块。
50.进一步的，所述皮带驱动模块包括主驱动步进电机107、同步带108、多组传动带组件109和与传动带组件109组数相等的多个惰轮连接板110。
51.具体的，所述主驱动步进电机107通过同步带108与所述主左转轴105连接；平行且间隔设置的多组所述传动带组件109通过惰轮连接板110张紧度可调的设置在所述主左转轴105和主右转轴106上；设有高度调节槽的所述惰轮连接板110连接至所述主左立连接件101或主右立连接件102上，通过高度调节槽调节传动带组件109的张紧度。
52.一个示例中，皮带驱动模块包括三组平行间隔设置的传动带组件109。
53.进一步的，所述皮带驱动模块的每组所述传动带组件109包括皮带输入轮 1091、传送带1092、两个转轴传动轮1093和三个张紧轮1094。
54.具体的，所述皮带输入轮1091设置在所述主左转轴105的外延端部，两个所述转轴传动轮1093设置在主左转轴105和主右转轴106的同位置处，三个所述张紧轮1094位置可调的设置在所述惰轮连接板110上；在控制器控制下，主驱动步进电机107驱动所述传动带组件109顺时针向左端的第一吸附支线模组200传输硅片或逆时针向右端的至第二吸附支线模组300传输硅片。
55.进一步的，所述吸附模块包括吸盘111、真空管组件112、空气滤清器113、真空阀114和真空源(图未示)，真空源采用真空发生器等形式。
56.具体的，多个所述吸盘111安装至所述主左底板103和主右底板104的底部，真空源通过空气滤清器113、真空阀114和真空管组件112向吸盘111提供真空。所述空气滤清器113和真空阀114连接至第一连接件400和第二连接件500的外端。
57.示例性的，真空阀114包括调速阀和电磁阀，调速阀用于调节负压值，电磁阀用于调节气路开闭。所述真空管组件112包括管接头和真空管(图未示)。其中，所述转轴传动轮
1093和张紧轮1094优先采用鼓形轮。
58.其中，所述第一吸附支线模组200和第二吸附支线模组300的传输方向相反，且均包括分支撑组件、分皮带驱动模块和分吸附模块；所述分皮带驱动模块和分吸附模块由所述分支撑组件连接支撑，所述分吸附模块的吸附底面平行且高于所述分皮带驱动模块的皮带底面设置，以此将硅片非接触吸附的传输至对应料盒。
59.进一步的，所述分支撑组件包括分立杆201、设有吸盘调节槽2021的分底板202、电机板203、电磁阀板204、分惰轮板205和两根通过轴承安装至分底板202两侧的分支侧板206外端之间的分转轴207。具体的，所述分立杆 201的底部安装至所述分底板202的上表面，分立杆201的顶部与所述第一连接件400或第二连接件500的底面连接。
60.进一步的，所述分皮带驱动模块包括双头分驱电机208、分传送带209、分驱动轮210、分惰轮211和转轴分传动轮212，每两个所述转轴分传动轮212 安装至一根所述分转轴207上，多个分惰轮211安装至相对设置的电机板203 和分惰轮板205上，每两个分驱动轮210相对的安装至双头分驱电机208的两端，分传送带209张紧度可调的安装至所述分驱动轮210、分惰轮211和转轴分传动轮212上。
61.进一步的，分吸附模块包括多个分支吸盘213、真空管分组件214以及与吸附分选主模组100共用的空气滤清器113、真空阀114；所述分支吸盘213 安装至分底板202的吸盘调节槽2021上，便于多个分支吸盘213的间距调整，从而实现第一吸附支线模组200和第二吸附支线模组300的分传送带209底面吸附段的长度，以适应不同规格的硅片。
62.其中，所述分支吸盘213的底面高于所述分传送带209的传送底面设置。
63.示例性的，所述分惰轮211和转轴分传动轮212采用鼓形轮。
64.进一步的，在分支侧板206的外侧设置到位传感器215，用于感应硅片传输是否到位，并将到位信号传输给控制器以控制分支吸盘213破真空，将硅片落至下方的料盒内。
65.下料分选设备
66.一种下料分选设备10000，参见图9，包括安装于下料机架6000上的分片装置1000、安装在分片装置1000两出料端的多层料盒2000、下料中轴皮带流线3000、尾料盒4000和顶板架5000。
67.布置关系：下料中轴皮带流线3000沿着中轴线安装至所述下料机架6000 上，所述顶板架5000设置在所述下料中轴皮带流线3000上方；多个分片装置 1000沿着所述下料中轴皮带流线3000间隔的设置，并且其顶部连接至所述顶板架5000的顶板下表面上；每个分片装置1000的左右两端均设置一个多层料盒2000；所述尾料盒4000正对所述下料中轴皮带流线3000的尾端设置，用于承载杂项硅片或未检测的硅片；其中，所述分片装置1000采用前述的非接触吸附式分片装置。
68.进一步的，下料分选设备10000还包括下料过渡机构7000、急停机构8000 和蜂鸣器9000，所述下料过渡机构7000设置在下料中轴皮带流线3000的前端，用于将上游流程检测完的硅片过渡引导至顶面平齐的下料中轴皮带流线 3000。多个所述急停机构8000设置在所述下料机架6000的四周，便于工作人员在遇到紧急情况时便利快速的按下停机。所述蜂鸣器9000安装在下料机架 6000的外周。图未示的，三色灯等报警器也可以设置在下料机架6000处。
69.智能硅片分选系统
70.一种智能硅片分选系统，参见图10，分选系统包括上料设备30000、检测设备20000和采用前述的下料分选设备10000；在所述上料设备30000和检测设备20000之间设置料型检测装置40000和碎片剔除装置50000，用于检测硅片型号以及是否发生破碎，并将破碎的硅片剔除，避免破碎硅片流入检测设备 20000。
71.该系统的下料分选设备10000采用非接触吸附式分片装置1000，提高了分选流片效率；检测设备20000集成多项检测，包括但不限于厚度、ttv、线痕、电阻率、尺寸、脏污、崩边、隐裂等项目的测量和检测，可根据实际需求模块化增减检测项；通过碎片剔除装置50000提前将碎片剔除，提高了系统整体产能。
72.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。