片材联合检测装置和智能分选系统的制作方法

1.本发明属于硅片检测分选领域，涉及连续上料技术，具体公开了一种片材联合检测装置和智能分选系统。


背景技术：

2.硅片作为重要的工业原材料，被广泛用于，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.目前，在硅片的检测过程中，需要对刚进入主流线的硅片进行摆正或导正，然后硅片再通过检测主流线向后传输进行各项检测，如我司专利(公开号cn112642731a)公开的联合检测装置及硅片智能分选机，采用导轮机构导正后，硅片通过流线单元向后输送。然而，现有的流线单元间距不可调，对于不同规格的硅片等片材不能灵活调节，限制了其使用范围，增加了调整成本。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种片材联合检测装置和智能分选系统，其能解决上述问题。
5.一种适于多规格的片材联合检测装置，包括间距可调的检测流线、位于检测流线前端的导正机构以及沿检测流线设置的多个检测模组。所述检测流线由多个间距可调的流线单元依次排列组成，多个所述检测模组包括左右崩边模组、前后及倒角崩模组、厚度检测模组、下脏污检测模组、上脏污检测模组、电阻率测试模组、隐裂模组、下表崩模组及上表崩模组中的部分或全部。
6.进一步的，每个流线单元包括两个相对设置的流线支架、带轮组、传动皮带、间距调整组以及流线电机组；相对设置的两个流线支架底部连接至所述间距调整组，所述传动皮带通过带轮组被支撑在所述流线支架上，流线电机组与带轮组传动连接从而驱动皮带传输；间距调整组通过手动或自动调节实现两个相对设置的流线支架的间距调整，实现对不同规格片材的传输。
7.进一步的，所述导正机构包括左右对称设置的导正单元、驱动两个导正单元相向或者相背运动的调节单元和导正底板；任一侧的导正单元包括导轮架、导轮组、导正皮带以及导正电机，所述导轮组、导正皮带以及导正电机安装于所述导轮架的顶部位置，所述导正皮带沿片材的传送方向设置，且进料上游处呈敞口布置，使得两个导正单元的导正皮带前
段之间的间距沿片材的传送方向逐渐减小；所述调节单元包括调节驱动器和调节传动组件，所述调节传动组件与两个导正单元的底部连接，从而通过调节驱动器控制两个到整单元之间的距离。
8.进一步的，所述左右崩边模组包括两个设置在左右崩滑轨座上的左右崩边检测单元，通过所述左右崩滑轨座实现两个左右崩边检测单元的间距调节，以适应于不同规格的片材检测。
9.进一步的，所述前后及倒角崩模组包括前后相机架、前后光源架、前后崩光源、倒角崩光源和前后倒角崩相机；前后相机架和前后光源架间隔平行的设置，前后崩光源的两个灯条相对且斜向上出光的设置在前后相机架和前后光源架之间，两个倒角崩光源位置和角度可调的设置在前后相机架和前后光源架上；两个所述前后倒角崩相机通过相机转接件位置和角度可调的设置在所述前后相机架上，用以对下方输送的片材图像采集。
10.进一步的，所述厚度检测模组包括厚度检基板、厚度检单元和与厚度检单元数量相等的厚度检标定单元；在所述厚度检基板的中部对应流线单元开设厚度检流线口，便于片材输送；每个厚度检单元包括相对的设置在厚度检流线口上下的两个激光模组；每个厚度检标定单元包括一个标定片和标定驱动模组，用于标定位置的确认和驱动。
11.进一步的，所述下脏污检测模组用于检测片材下表面脏污情况，包括下脏污相机组件、下脏污相机调整组件、下脏污立柱、下脏污光源、下脏污光源固定件和下脏污遮光钣金；下脏污相机组件通过下脏污相机调整组件实现横向和纵向的空间位置和角度调节；设置在下脏污相机组件上方的下脏污光源中部设有上下贯通的下脏污图像采集窗，便于进行图像采集。
12.进一步的，所述上脏污检测模组用于检测片材上表面脏污情况，包括上脏污相机组件、上脏污相机调整组件、上脏污立架、上脏污光源、上脏污光源固定件和上脏污遮光板；上脏污相机组件安装至上脏污立架上部，并通过上脏污相机调整组件实现横向和纵向的空间位置和角度调节；上脏污光源通过上脏污光源固定件安装在上脏污相机组件下方的上脏污立架上，在上脏污光源两侧设置上脏污遮光板；在上脏污光源中部设有上下贯通的上脏污图像采集窗，便于对上脏污光源下方传输的片材进行图像采集。
13.进一步的，所述电阻率测试模组包括电阻率测试支架、电阻率检测单元、pn型检测单元、温度检测单元和物料感应单元；电阻率测试支架包括电阻架立柱、安装在电阻架立柱上呈上下布置的电阻架上安装板和电阻架下安装板，所述电阻率测试支架的两个测头相对的设置在电阻架上安装板和电阻架下安装板上；所述pn型检测单元、温度检测单元设置在所述电阻架上安装板上；所述物料感应单元相对的设置在电阻架上安装板和电阻架下安装板上，用于感应片材是否到位。
14.进一步的，所述隐裂模组包括隐裂支架、隐裂相机调节座、隐裂相机转接板、隐裂相机调节件、隐裂相机、隐裂光源、隐裂光源架和隐裂视窗板；两个隐裂相机分别通过一组隐裂相机转接板、隐裂相机调节件和隐裂相机调节座对称可调的安装在隐裂支架的上部两端；所述隐裂光源通过隐裂光源架支撑并布置在两个隐裂相机的中间下方，所述隐裂视窗板设置在隐裂光源上方，隐裂相机的光路透过隐裂视窗板中间开设的隐裂视窗对下方传输的片材采集图像。
15.本发明还提供了一种智能分选系统，分选系统包括下料分选设备、检测设备和上
料设备，所述检测设备采用前述的的适于多规格的片材联合检测装置；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剔除装置，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。
16.相比现有技术，本发明的有益效果在于：本技术的装置，集成了多种检测模组，在对多个流线布置的检测模组提供板材预导正和规格可调的流线输送单元，可适应多种规格的片材，拓宽了适用范围，模块化布置的多种检测模组，降低了成本，提高了效率，便于涉及片材产品的硅片、pcb等领域推广应用。
附图说明
17.图1为片材联合检测装置的结构示意图；
18.图2-图4为流线单元不同角度和示例的示意图；
19.图5为导正机构的示意图；
20.图6和图7为左右崩边模组的示意图；
21.图8和图9为前后及倒角崩模组的示意图；
22.图10-图12为厚度检测模组的示意图；
23.图13和图14为下脏污检测模组的示意图；
24.图15为上脏污检测模组的示意图；
25.图16为电阻率测试模组的示意图；
26.图17为隐裂模组的示意图；
27.图18为智能分选系统的示意图。
28.图中：
29.1100、流线单元；1101、传动皮带；1102、流线边板；1103、边板架；1104、流线端轮；1105、流线惰轮组；1106、流线驱动轮；1107、滑轨组；1108、限位挡块；1109、流线电机；1110、联轴器；1111、驱动轴；1112、轴承支座；1113、物料感应传感器；
30.100、导正机构；110、导正单元；111、导轮架；112、导轮组；113、导正皮带；114、导正电机；120、调节单元；121、调节驱动器；122、同步带组件；123、滑轨组件；130、导正底板；
31.200、左右崩边模组；201、左右滑动底板；202、左右崩相机移动板；203、左右崩光源角度块；204、左右崩相机调整板；205、左右崩相机上拉板；206、左右崩相机座；207、左右崩相机；208、左右崩光源调节底板；209、左右崩光源转接板；210、左右崩光源座；211、左右崩光源；221、左右崩立柱座；222、左右导轨底板；223、左右崩导轨；224、左右崩底座拉块；225、左右崩底座水平调节块；
32.300、前后及倒角崩模组；301、前后相机架；302、前后光源架；303、前后崩光源；304、倒角崩光源；305、前后倒角崩相机；306、相机转接件；
33.400、厚度检测模组；401、厚度检基板；402、厚度检单元；403、厚度检标定单元；404、厚度检流线口；405、激光模组；406、标定片；407、标定驱动模组；408、激光安装板；409、厚度检调节块；
34.500、下脏污检测模组；501、下脏污相机组件；502、下脏污相机调整组件；503、下脏污立柱；504、下脏污光源；505、下脏污光源固定件；506、下脏污遮光钣金；507、下脏污图像采集窗；
35.600、上脏污检测模组；601、上脏污相机组件；602、上脏污相机调整组件；603、上脏污立架；604、上脏污光源；605、上脏污光源固定件；606、上脏污遮光板；607、上脏污图像采集窗；
36.700、电阻率测试模组；701、电阻率测试支架；7011、电阻架立柱；7012、电阻架上安装板；7013、电阻架下安装板；702、电阻率检测单元；703、pn型检测单元；704、温度检测单元；705、物料感应单元；
37.800、隐裂模组；801、隐裂支架；802、隐裂相机调节座；803、隐裂相机转接板；804、隐裂相机调节件；805、隐裂相机；806、隐裂光源；807、隐裂光源架；808、隐裂视窗板；8081、隐裂视窗；809、辅助用激光；
38.10000、下料分选设备；
39.20000、检测设备；
40.30000、上料设备；
41.40000、料型检测装置；
42.50000、碎片剔除装置。
具体实施方式
43.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。
44.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。
45.片材联合检测装置
46.一种适于多规格的片材联合检测装置，参见图1，装置包括：间距可调的检测流线、位于检测流线前端的导正机构100以及沿检测流线设置的多个检测模组。
47.布置关系：检测流线由多个间距可调的流线单元1100依次排列组成，多个所述检测模组包括左右崩边模组200、前后及倒角崩模组300、厚度检测模组400、下脏污检测模组500、上脏污检测模组600、电阻率测试模组700、隐裂模组800、下表崩模组及上表崩模组中的部分或全部。
48.参见图2-图4，每个流线单元1100包括两个相对设置的流线支架、带轮组、传动皮带1101、间距调整组以及流线电机组；相对设置的两个流线支架底部连接至所述间距调整组，所述传动皮带1101通过带轮组被支撑在所述流线支架上，流线电机组与带轮组传动连接从而驱动皮带传输；间距调整组通过手动或自动调节实现两个相对设置的流线支架的间距调整，实现对不同规格片材的传输。
49.进一步的，在所述流线支架上还设置有物料感应传感器1113。
50.其中，流线支架包括流线边板1102和l形的边板架1103，每个流线边板1102由至少一个l形边板架1103支撑，且当为多个边板架1103时，主驱动的边板架上开设传动通孔，用于流线电机组的驱动轴的贯穿支撑。
51.其中，带轮组包括流线端轮1104、流线惰轮组1105和流线驱动轮1106，在流线边板1102的两端分别设置一个流线端轮1104，流线惰轮组1105包括多个惰轮，流线惰轮组1105和流线驱动轮1106构成w形布置，以此使得传动皮带1101不会将流线电机组的驱动轴1111套设在内，以便于传动皮带1101的快速更换；
52.其中，间距调整组包括滑轨组1107和/或丝杆组，还包括限位挡块1108，限位挡块1108可以保证达到调整位置时调整的流线之间的平面度。对于手动调节的情况，还可以包括调节手轮；对于自动调节的，还设置有调节电机等。
53.其中，流线电机组包括流线电机1109、联轴器1110、驱动轴1111和轴承支座1112，驱动轴1111与流线驱动轮1106连接，从而驱动传动皮带1101运转传输物料。
54.参见图5，导正机构100包括左右对称设置的导正单元110、驱动两个导正单元110相向或者相背运动的调节单元120和导正底板130。
55.任一侧的导正单元110包括导轮架111、导轮组112、导正皮带113以及导正电机114，所述导轮组112、导正皮带113以及导正电机114安装于所述导轮架111的顶部位置，所述导正皮带113沿片材的传送方向设置，且进料上游处呈敞口布置，使得两个导正单元110的导正皮带113前段之间的间距沿片材的传送方向逐渐减小。
56.所述调节单元120包括调节驱动器121和调节传动组件，所述调节传动组件与两个导正单元110的底部连接，从而通过调节驱动器121控制两个到整单元之间的距离。
57.所述调节驱动器121可以采用手动的手轮、自动方式的电机、气缸等。调节传动组件可以采用同步带组件122及滑轨组件123配合，也可以采用丝杆和滑轨滑块组合。
58.参见图6和图7，左右崩边模组200包括两个设置在左右崩滑轨座上的左右崩边检测单元，通过所述左右崩滑轨座实现两个左右崩边检测单元的间距调节，以适应于不同规格的片材检测。
59.具体的，左右崩边检测单元包括设置在左右滑动底板201上的左右崩相机组件和左右崩光源组件。
60.其中，所述左右崩相机组件包括左右崩相机移动板202、左右崩光源角度块203、左右崩相机调整板204、左右崩相机上拉板205、左右崩相机座206和左右崩相机207。带镜头的左右崩相机207位置和角度可调的设置在左右滑动底板201上。
61.左右光源组件包括左右崩光源调节底板208、左右崩光源转接板209、左右崩光源座210和左右崩光源211。左右崩光源211采用点光源，其通过左右崩光源调节底板208、左右崩光源转接板209、左右崩光源座210安装在左右滑动底板201上，并与左右崩相机207的光路同平面的相交布置。
62.其中，所述左右崩滑轨座包括两个左右崩立柱座221、一个左右导轨底板222、两根左右崩导轨223、左右崩底座拉块224和左右崩底座水平调节块225。两个左右滑动底板201通过两根左右崩导轨223在左右导轨底板222上滑动，以此调节两个左右崩边检测单元的间距调节，并通过左右崩底座拉块224和左右崩底座水平调节块225定位。
63.参见图8和图9，前后及倒角崩模组300包括前后相机架301、前后光源架302、前后崩光源303、倒角崩光源304和前后倒角崩相机305；前后相机架301和前后光源架302间隔平行的设置，前后崩光源303的两个灯条相对且斜向上出光的设置在前后相机架301和前后光源架302之间，两个倒角崩光源304位置和角度可调的设置在前后相机架301和前后光源架
302上；两个所述前后倒角崩相机305通过相机转接件306位置和角度可调的设置在所述前后相机架301上，用以对下方输送的片材图像采集。
64.所述倒角崩光源304设置在前后崩光源303上方，两个倒角崩光源304左右对射布置。
65.所述相机转接件306采用相机座、相机转接板、相机调整板、滑槽板、滑块、滑动模组、角度模组等中的部分或全部组合，并在最前方的转接处设置角度刻度。
66.参见图10-图12为，厚度检测模组400包括厚度检基板401、厚度检单元402和与厚度检单元402数量相等的厚度检标定单元403；在所述厚度检基板401的中部对应流线单元1100开设厚度检流线口404，便于片材输送；每个厚度检单元402包括相对的设置在厚度检流线口404上下的两个激光模组405；每个厚度检标定单元403包括一个标定片406和标定驱动模组407，用于标定位置的确认和驱动。
67.标定片406用于定位硅片上检测时的原点位置，该标定片406位于上下相对设置的激光模组405之间。标定驱动模组407用于与标定片406传动连接，并能够带动标定片406进行运动，使标定片406能够由初始位置运动至标定位置。如此，能够完成各厚度检单元402的独立标定。
68.在厚度检基板401的两面上设置多组厚度检单元402，一个示例中，设置三组，一面设置两组，一面设置一组。检测后，三点取均值作为最后片材的厚度值。
69.一个示例中，激光模组405通过激光安装板408安装至厚度检基板401上。在厚度检基板401上还设置多个厚度检调节块409，用于后督办基板401上所需零部件的调整定位。
70.在厚度检基板401的底部通过厚度检底板和加强筋块固定，提高整体稳定性。当然，厚度检底板也可以不用，直接安装在机台大板上即可。
71.参见图13和图14，下脏污检测模组500用于检测片材下表面脏污情况，包括下脏污相机组件501、下脏污相机调整组件502、下脏污立柱503、下脏污光源504、下脏污光源固定件505和下脏污遮光钣金506；下脏污相机组件501通过下脏污相机调整组件502实现横向和纵向的空间位置和角度调节；设置在下脏污相机组件501上方的下脏污光源504中部设有上下贯通的下脏污图像采集窗507，便于进行图像采集。
72.参见图15，上脏污检测模组600用于检测片材上表面脏污情况，包括上脏污相机组件601、上脏污相机调整组件602、上脏污立架603、上脏污光源604、上脏污光源固定件605和上脏污遮光板606；上脏污相机组件601安装至上脏污立架603上部，并通过上脏污相机调整组件602实现横向和纵向的空间位置和角度调节；上脏污光源604通过上脏污光源固定件605安装在上脏污相机组件601下方的上脏污立架603上，在上脏污光源604两侧设置上脏污遮光板606；在上脏污光源604中部设有上下贯通的上脏污图像采集窗607，便于对上脏污光源604下方传输的片材进行图像采集。
73.一个示例中，下脏污检测模组500和上脏污检测模组600用于实现硅片的上下表面脏污情况检测，以判断硅片是否符合相应的洁净度标准。下脏污光源504和上脏污光源604均包括发光二元件以及灯罩。发光元件、如发光二极管、led灯组等位于灯罩内。如此在灯罩内部，发光元件发出的光线呈大角度漫反射状态，漫反射的辐射进一步通过灯罩的缝隙、即下脏污图像采集窗507/上脏污图像采集窗607达到相机和硅片表面，如此设置可减轻片材、即硅片晶体结构的对比度，并使在宽度方面均匀地照明硅片。
74.参见图16，电阻率测试模组700包括电阻率测试支架701、电阻率检测单元702、pn型检测单元703、温度检测单元704和物料感应单元705；电阻率测试支架701包括电阻架立柱7011、安装在电阻架立柱7011上呈上下布置的电阻架上安装板7012和电阻架下安装板7013，所述电阻率测试支架701的两个测头相对的设置在电阻架上安装板7012和电阻架下安装板7013上；所述pn型检测单元703、温度检测单元704设置在所述电阻架上安装板7012上；所述物料感应单元705相对的设置在电阻架上安装板7012和电阻架下安装板7013上，用于感应片材是否到位。
75.参见图17，隐裂模组800包括隐裂支架801、隐裂相机调节座802、隐裂相机转接板803、隐裂相机调节件804、隐裂相机805、隐裂光源806、隐裂光源架807和隐裂视窗板808；两个隐裂相机805分别通过一组隐裂相机转接板803、隐裂相机调节件804和隐裂相机调节座802对称可调的安装在隐裂支架801的上部两端；所述隐裂光源806通过隐裂光源架807支撑并布置在两个隐裂相机805的中间下方，所述隐裂视窗板808设置在隐裂光源806上方，隐裂相机805的光路透过隐裂视窗板808中间开设的隐裂视窗8081对下方传输的片材采集图像。
76.在所述隐裂相机转接板803或隐裂相机调节件804处还设置有辅助用激光809，用于调节或检测时的定位。
77.在隐裂相机转接板803上还设置有角度刻度及隐裂指针，用于图像采集光路角度的调节。
78.智能分选系统
79.参见图18，智能分选系统包括下料分选设备10000、检测设备20000和上料设备30000。检测设备20000采用前述的适于多规格的片材联合检测装置。
80.进一步的，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。
81.该系统的下料分选设备10000采用非接触吸附式分片装置，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。
82.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。