一种太阳能硅片的表面缺陷分选设备的制作方法

本发明涉及太阳能硅片检测技术领域，特别是一种太阳能硅片的表面缺陷分选设备。

背景技术：

太阳能板的主要构成部件为太阳能硅片，太阳能硅片的光电转换功能效率不断提升，在民用、国防、航空、航天等诸方面都有极为重要的应用，已成为清净能源中不可或缺的成员之一，业界对太阳能硅片需求殷切，而太阳能硅片的外观品质会直接影响到后续的太阳能电池片的制作和转换效率等，同时太阳能硅片很轻薄，在自动化制造与检测过程中，稍有不慎，即可能造成破损、缺角甚至肉眼无法观察的微细裂缝，降低生产效率，增加生产成本，因此为提升太阳能硅片的质量，需要对太阳能硅片进行检测分级。

太阳能硅片表面的常见缺陷有断栅、缺角、色差、脏污、裂纹等，根据损伤程度不同又会划分各种等级，因此太阳能硅片表面的检测结果分类较多，分选放置操作繁杂，人工分选放置容易造成失误，不便检查，效率低下，还容易造成硅片二次损伤，增加次品率。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于克服现有技术在对硅片进行外观质量分级过程分选放置操作繁杂，效率低，容易造成硅片二次损伤等上述不足，提供一种太阳能硅片的表面缺陷分选设备，提高工作效率，减少机械损耗，提高外观质量。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种太阳能硅片的表面缺陷分选设备，包括：

抓取部件，包含至少一个吸盘，所有所述吸盘位于同一平面；

环形轨道，所有所述吸盘均滑动连接于所述环形轨道上；

检测部件，包含拍照部件一和拍照部件二，所述拍照部件一设于所述吸盘的下方，所述拍照部件一的位置适配所述吸盘的转动轨迹，所述拍照部件一用于拍摄硅片的底面，所述拍照部件二用于拍摄所述硅片的顶面；

分拣装置，包含至少一个机械手和若干个料盘；

驱动系统，驱动所述抓取部件、检测部件和分拣装置；

控制系统，控制所述驱动系统。

采用本发明的一种太阳能硅片的表面缺陷分选设备，由所述控制系统控制所述驱动系统带动所有所述吸盘沿所述环形轨道移动，所有所述吸盘位于同一平面，每个所述吸盘连接有负压源，当所述吸盘转动至硅片上方时，所述硅片位于所述吸盘的吸附范围，所述吸盘形成负压在原位吸取所述硅片，然后所述控制系统控制所述驱动系统带动所述吸盘转动至下一工位，当所述控制系统关闭负压时，所述吸盘放下所述硅片实现下料，当所述吸盘吸附所述硅片的顶面，此时采用设于所述吸盘下方的所述拍照部件一对所述硅片的底面进行拍摄以便检测，当所述吸盘未吸附所述硅片时，即在所述硅片吸取之前或放下之后，采用所述拍照部件二对所述硅片的顶面进行拍摄以便检测，根据对所述硅片正反两面的外观检测结果，通过所述机械手抓取对应的所述硅片放置于不同的所述料盘中，实现分类，采用本装置能够通过所述吸盘对所述硅片只需一次取放及旋转即可实现对所述硅片正、反面的拍摄，采用检测部件发现在初期肉眼无法观察，但在后道工序中很容易导致碎片的裂纹缺陷，以便提高所述硅片进行外观尺寸及瑕疵检测的精确性，同时无需将所述硅片进行翻面即可检测，简化抓取机构的结构，操作过程短，效率高，检测方便，减少机械损耗，减少对硅片的接触次数，避免对外观造成损伤，提高外观质量，降低成本，配置有多个所述吸盘时，每次转动均可对一张硅片进行抓取、放置及拍摄的动作，进一步提高工作效率，减少机械损耗，当不同吸盘所需操作时间不同时，每个所述吸盘独立操作，便于控制，同时能够根据工位的位置调节所述吸盘的转动角度，通过所述机械手将不同等级的所述硅片对应放置，效率更高，准确性更好。

优选的，每个所述机械手上设有一个所述吸盘。

所述机械手采用吸盘形式抓取所述硅片，避免造成所述硅片外观二次损伤，所述吸盘的高度与所述硅片及料盘的位置适配，所述吸盘无需进行上下往复运动，有利于减少机械损耗，提高生产效率。

优选的，还包含显示部件。

优选的，还包含上料装置和下料装置，所述上料装置和下料装置的位置适配所述吸盘的转动轨迹，以使每个所述吸盘旋转到所述上料装置和下料装置工位上方时分别实现上料和下料。

所有所述吸盘位于同一平面内，且一直绕固定圆周旋转，所述吸盘旋转至所述上料装置处抓取所述硅片，待旋转至下料装置处放下所述硅片，所述上料装置和下料装置布置于所述吸盘的转动轨迹上，适配所述吸盘的高度以及转动的角度，以使每个所述吸盘旋转到所述上料装置和下料装置工位上方时分别实现上料和下料，采用多个所述吸盘时能够同时实现上料和下料操作，提高机械效率，便于机械控制。

进一步优选的，所述上料装置包含顶升部件和吹气部件。

由于所述吸盘的高度固定，而硅片极易破碎，待吸取的硅片与所述吸盘之间达到一定距离时所述吸盘的负压才能将所述硅片吸起，所述控制系统控制所述顶升部件将所述硅片顶升至适配所述吸盘吸取的位置，保障抓取环节持续不间断，提高工作效率，避免当所述吸盘到达上料位置时无法吸取所述硅片；由于硅片较轻较薄，采用所述吹气部件将待吸取的所述硅片吹散分离，便于所述吸盘吸取，避免一次吸取两张以上的所述硅片。

进一步优选的，所述上料装置还包含光电传感器。

所述光电传感器用于感应所述硅片距离所述吸盘所在平面的距离，也能用于感应所述吸盘上是否有所述硅片，所述控制系统根据所述光电传感器控制所述顶升部件顶升所述硅片至适配位置，并确认是否吸取硅片，保证抓取工作顺利进行。

进一步优选的，所述拍照部件一位于所述上料装置和下料装置之间，所述下料装置为传输带，所述传输带的高度适配所述吸盘。

在所述上料装置和下料装置之间，所述硅片被所述吸盘吸附，便于所述拍照部件一拍摄所述硅片的底面，所述传输带的高度适配所述吸盘，便于所述吸盘关闭负压时，所述硅片放置于所述传输带上的位置相对固定。

进一步优选的，所述拍照部件二位于所述传输带的正上方，所述拍照部件二位于所述分拣装置的工位前方。

当所述吸盘将所述硅片放置于所述传输带上，所述拍照部件二能够对所述硅片的顶面进行拍摄。

进一步优选的，所有所述料盘设于所述传输带的两侧，呈矩形阵列布置。

由于所述硅片的外观缺陷种类较多，所有所述料盘呈矩形阵列分布于所述传输带的两侧，有利于减少所述传输带的长度，有效节省空间，便于所述硅片对应放置。

进一步优选的，所述分拣装置还包含至少一根导轨，所有所述导轨垂直于所述传输带，所有所述导轨间隔设置于所述传输带的上方，每个所述导轨下方对应设有所述料盘，每个所述导轨上连接有至少一个所述机械手。

采用上述设置方式，每个所述机械手只需要横向移动抓取、放置所述硅片于对应的所述料盘中，机械结构简单，有效减少磨损，分拣效率高，便于空间布置。

优选的，还包含一个分气组件，所述分气组件包含导气管和套筒，所述导气管为中空结构，所述套筒设有内孔，所述导气管的下端与所述内孔相连通，所述导气管的上端设有一个开口一，所述开口一通过旋转接头连接气管二，所述套筒的下端设有至少两个开口二，每个所述开口二均连通所述内孔，每个所述开口二连接有气管一，所述气管一连通所述吸盘，所述驱动系统驱动所述分气组件旋转。

所述导气管的上端设有一个开口一，所述套筒的下端设有至少两个开口二，每个所述开口二连接有气管一，每个所述气管一用于连通一个吸盘，每个所述开口二均连通所述内孔，使得每个所述气管一与所述开口一相连通，所述开口一连接负压源，所述气管一通过所述导气管与套筒配合实现分气，所述驱动系统连接所述套筒，带动所述套筒旋转，所述吸盘旋转过程中，所述气管一与套筒同步旋转，每个气管一之间相对于所述套筒的位置固定，避免气管一在一直同向旋转的过程中出现缠绕，保障一直沿同向旋转的所述吸盘能够持续产生负压，减少负压源数量，降低成本，有利于提高工作效率，不间断的旋转至不同工位进行取放，避免机械故障，结构简单，加工方便；所述旋转接头一端连接所述导气管、另一端连接气管二，工作时，所述旋转接头连接气管二的一端保持不动、连接所述导气管的一端随所述导气管一起转动，避免所述气管二因旋转导致扭转，影响负压形成。

进一步优选的，每个所述气管一连接有至少一个分气管，每个所述分气管连接有电磁阀。

当设有多个所述吸盘时，每个所述分气管连通一个所述吸盘，每个所述分气管上连接有电磁阀，所述电磁阀连接有电气线，所述电气线通过集电环分流，避免在旋转时发生缠绕，便于控制旋转至不同工位的所述吸盘吸取或放下所述硅片。

优选的，相邻两个所述吸盘之间的距离相等，所述吸盘每次转动的角度相同。

采用上述方式，即所述吸盘旋转至不同工位时，每次转动角度相同，便于系统控制及工位布置，每转动一次，每个工位上均对应有所述吸盘，因此可以同时进行上料、检测及下料操作，提高工作效率。

优选的，所述环形轨道上滑动连接有竖向的连接板，每个所述吸盘螺栓连接一个所述连接板。

所述环形轨道上滑动连接有竖向的连接板，所述连接板上设有滑槽，所述吸盘螺栓连接与所述滑槽上，便于调节所述吸盘的高度，方便更换所述吸盘，同时有利于提高强度，避免在旋转时产生晃动。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、采用本发明的一种太阳能硅片的表面缺陷分选设备，能够通过所述吸盘对所述硅片的一次取放及旋转即可实现对所述硅片正、反面的拍摄，采用检测部件能够发现在初期肉眼无法观察，但在后道工序中很容易导致碎片的裂纹缺陷，以便提高所述硅片进行外观尺寸及瑕疵检测的精确性，同时无需将所述硅片进行翻面即可检测，简化抓取机构的结构，操作过程短，效率高，检测方便，减少机械损耗，减少对硅片的接触次数，避免对外观造成损伤，提高外观质量，降低成本，配置有多个所述吸盘时，每次转动均可对一张硅片进行抓取、放置及拍摄的动作，进一步提高工作效率，减少机械损耗，当不同吸盘所需操作时间不同时，每个所述吸盘独立操作，便于控制，同时能够根据工位的位置调节所述吸盘的转动角度，通过所述机械手将不同等级的所述硅片对应放置，效率更高，准确性更好。

2、采用本发明的一种太阳能硅片的表面缺陷分选设备，所述机械手采用吸盘形式抓取所述硅片，避免造成所述硅片外观二次损伤，所述吸盘的高度与所述硅片及料盘的位置适配，所述吸盘无需进行上下往复运动，有利于减少机械损耗，提高生产效率。

3、采用本发明的一种太阳能硅片的表面缺陷分选设备，所述上料装置和下料装置布置于所述吸盘的转动轨迹上，适配所述吸盘的高度以及转动的角度，以使每个所述吸盘旋转到所述上料装置和下料装置工位上方时分别实现上料和下料，采用多个所述吸盘时能够同时实现上料和下料操作，提高机械效率，便于机械控制。

4、采用本发明的一种太阳能硅片的表面缺陷分选设备，所述控制系统控制所述顶升部件将所述硅片顶升至适配所述吸盘吸取的位置，保障抓取环节持续不间断，提高工作效率，避免当所述吸盘到达上料位置时无法吸取所述硅片；所述吹气部件将待吸取的所述硅片吹散分离，便于所述吸盘吸取，避免一次吸取两张以上的所述硅片。

5、采用本发明的一种太阳能硅片的表面缺陷分选设备，所述拍照部件一在所述上料装置和下料装置之间，所述硅片被所述吸盘吸附，便于拍摄所述硅片的底面，所述传输带的高度适配所述吸盘，便于所述吸盘关闭负压时，所述硅片放置于所述传输带上的位置相对固定，所述拍照部件二位于所述传输带的正上方，便于对所述硅片的顶面进行拍摄。

6、采用本发明的一种太阳能硅片的表面缺陷分选设备，由于所述硅片的外观缺陷种类较多，所有所述料盘呈矩形阵列分布于所述传输带的两侧，有利于减少所述传输带的长度，有效节省空间，便于所述硅片对应放置。

7、采用本发明的一种太阳能硅片的表面缺陷分选设备，每个所述机械手只需要横向移动抓取、放置所述硅片于对应的所述料盘中，机械结构简单，有效减少磨损，分拣效率高，便于空间布置。

8、采用本发明的一种太阳能硅片的表面缺陷分选设备，通过所述气管一连接所述导气管与套筒配合实现分气，在所述吸盘旋转过程中，所述气管一与套筒同步旋转，每个气管一之间相对于所述套筒的位置固定，避免气管一在一直同向旋转的过程中出现缠绕，保障一直沿同向旋转的所述吸盘能够持续产生负压，减少负压源数量，降低成本，有利于提高工作效率，不间断的旋转至不同工位进行取放，避免机械故障，结构简单，加工方便，采用旋转接头避免所述气管二因旋转导致扭转，影响负压形成。

9、采用本发明的一种太阳能硅片的表面缺陷分选设备，所述吸盘旋转至不同工位时，每次转动角度相同，便于系统控制及工位布置，每转动一次，每个工位上均对应有所述吸盘，因此可以同时进行上料、检测及下料操作，提高工作效率。

10、采用本发明的一种太阳能硅片的表面缺陷分选设备，所述环形轨道上滑动连接有竖向的连接板，所述连接板上设有滑槽，所述吸盘螺栓连接与所述滑槽上，便于调节所述吸盘的高度，方便更换所述吸盘，同时有利于提高强度，避免在旋转时产生晃动。

附图说明

图1为本发明中一种太阳能硅片的表面缺陷分选设备的结构示意图。

图2为本发明中一种太阳能硅片的表面缺陷分选设备的结构正视图。

图3为本发明中一种太阳能硅片的表面缺陷分选设备的结构俯视图。

图4为本发明中的分气组件的结构截面图。

图中标记：1-吸盘，2-导气管，3-套筒，31-内孔，4-气管一，5-显示部件，6-旋转接头，7-气管二，8-环形轨道，9-传输带，10-拍照部件一，11-拍照部件二，12-硅片，13-机械手，14-料盘，15-导轨。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1-4，本发明所述的一种太阳能硅片的表面缺陷分选设备，包含抓取部件、、环形轨道8、检测部件、显示部件5、分拣装置、上料装置、下料装置、驱动系统和控制系统，所述控制系统控制所述驱动系统驱动所述抓取部件、检测部件、显示部件5、分拣装置、上料装置和下料装置，所述控制系统包含处理模块，所述抓取部件包含四个吸盘1，所述分气组件包含导气管2和套筒3，所述导气管2为中空结构的铜管，所述套筒3设有内孔31，所述导气管2的下端与所述内孔31相连通，所述导气管2的上端设有一个开口一，所述开口一通过旋转接头6连接气管二7，所述气管二7连接负压源，所述环形轨道8上连接有四块竖向的连接板，每个所述吸盘1螺栓连接一个所述连接板，四个所述吸盘1沿所述环形轨道8的圆周均匀分布，所有所述吸盘1位于同一水平面，所述套筒3的下端设有两个开口二，两个所述开口二对称布置，每个所述开口二均连通所述内孔31，每个所述开口二连接有一个气管一4，每个所述气管一4连接有两个分气管，每个所述分气管连通一个所述吸盘1，每个所述分气管上连接有电磁阀，所述上料装置包含顶升部件、吹气部件和光电传感器，所述上料装置和下料装置的位置适配所述吸盘1的转动轨迹和转动角度，所述顶升部件位于所述吸盘1的下方，适配所述吸盘1的转动角度，所述吹气部件设于所述顶升部件两侧，其高度适配所述吸盘1，所述下料装置为传输带9，所述传输带9的位置适配所述吸盘1的高度，所述检测部件包含拍照部件一10和拍照部件二11，所述拍照部件一10位于所述上料装置和下料装置之间，所述拍照部件一10设于所述吸盘1的下方，所述拍照部件一10的位置适配所述吸盘1的转动轨迹和转动角度，所述拍照部件二11位于所述传输带9的正上方，所述拍照部件二11后设有所述分拣装置，所述分拣装置包含六个机械手13、若干个料盘14和六个导轨15，所有所述导轨15垂直于所述传输带9，所有所述导轨15间隔设置于所述传输带9的上方，每个所述导轨15上连接有一个所述机械手13，所述机械手13上连接有一个所述连接板，所述连接板上螺栓连接一个所述吸盘1，每个所述吸盘1连接有电磁阀，所有所述料盘14对称设于所述传输带9的两侧，呈矩形阵列对应设置于每个所述导轨15下方，即所述传输带9两侧分别设有六排所述料盘14，每排设有四个，所有所述料盘14的底板朝一个角倾斜，所述角的夹角边设有挡板，所述料盘14的高度适配所述吸盘1。

所述控制系统控制所述驱动系统带动所有所述吸盘1沿逆时针方向转动，每个所述吸盘1每次转动90°，当所述吸盘1转动至所述上料装置处时，所述控制系统根据所述光电传感器的信号控制所述驱动系统带动所述顶升部件将硅片12顶升至适配的高度，所述吹气部件将顶部的所述硅片吹散，对应的所述吸盘1的所述电磁阀开启，所述吸盘1吸取所述硅片12，然后所有所述吸盘1继续同时分别沿逆时针方向转动90°，此时位于所述上料装置处的所述吸盘1继续吸取所述硅片12，当吸取有所述硅片12的所述吸盘1继续逆时针旋转90°至所述拍照部件一10位置时，所述拍照部件一10拍摄所述硅片12的底面，拍摄完毕后，所述驱动系统带动所述吸盘1继续逆时针旋转90°至所述传输带9，所述控制系统控制对应的所述吸盘1的所述电磁阀关闭，所述硅片12放置于所述传输带9上，此时所述上料装置处和拍照部件一10处同时进行吸取和拍照操作，所述硅片12在传输带9上移动，当所述硅片12位于所述拍照部件二11的拍摄范围时，所述拍照部件二11拍摄所述硅片12的顶面，所述处理模块对所述拍摄部件一10和拍摄部件二11的拍摄内容进行处理，处理结果成像于所述显示部件5，以此检测所述硅片12的正反面的外观质量，所述硅片12继续在所述传输带9上移动，所述机械手13根据检测结果将所述硅片12放入对应的所述料盘14中，如所述硅片12属于第二排右侧第三个所述料盘14，则当所述硅片12移动至第二排的所述吸盘1正下方时，所述传输带9暂停，所述控制系统控制第二排的所述吸盘1对应的电磁阀开启，吸取所述硅片12后所述传输带9恢复运转，然后所述吸盘1向右横向移动至第三个所述料盘14处，所述电磁阀关闭负压，所述硅片12放入所述料盘14，由于所述料盘14倾斜，所述硅片12顺势朝倾斜角滑动，受所述挡板阻挡排列整齐。

采用本装置能够通过所述吸盘1对所述硅片12的一次取放及旋转即可实现对所述硅片12正、反面的拍摄，以便对所述硅片12进行外观尺寸及瑕疵的检测，同时避免了抓取部件下降、上升及循环往复运动，无需将所述硅片12进行翻面，简化抓取机构的结构，操作过程短，效率高，检测方便，减少机械损耗，避免硅片产品额外损失，提高外观质量，降低成本，配置有多个所述吸盘时，每次转动均可对一张硅片进行抓取、放置及拍摄的动作，进一步提高工作效率，减少机械损耗，所述分拣部件采用吸盘形式抓取所述硅片12，避免造成所述硅片12外观二次损伤，所述吸盘的1高度与所述硅片12及料盘14的位置适配，所述吸盘1无需进行上下往复运动，有利于减少机械损耗，提高生产效率，每个所述机械手13仅作横向移动，机械结构简单，有效减少磨损，分拣效率高，便于空间布置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。