CN102372166B - 一种硅太阳能电池自动摞片机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硅太阳能电池自动摞片机，包括机壳、驱动机构及电控装置，所述机壳内设有机架，还包括分别与驱动机构连接的输送机构、用于承载插片篮的插片升降机构及用于承载载片篮的载片升降机构，所述插片升降机构和载片升降机构均安装在所述机架上并伸出所述机壳外，所述机壳的顶面作为工作面，所述插片升降机构和载片升降机构分别位于所述工作面的两端，所述输送机构设于所述工作面上且位于所述插片升降机构及载片升降机构之间；所述电控装置控制驱动机构运转以驱动插片升降机构下降使得硅片自下而上逐一由输送机构传送至载片升降机构上。本发明实现生产自动化，降低操作人员劳动强度，提高硅片生产效率；避免硅片受到污染，提高硅片品质。

Description

一种硅太阳能电池自动摞片机

技术领域

本发明涉及一种硅太阳能电池生产工序中进行材料输送的自动化设备，具体涉及一种摞片机。

背景技术

在硅太阳能电池生产工序的材料传输过程中，需要将硅片从插片篮转入载片篮内，为了防止硅片之间粘连，插片篮中设有数个插槽，每个硅片依次插接在对应的插槽中，使得硅片彼此互不接触；而载片篮中的硅片为成摞摆放，硅片之间也需要满足互不接触的要求。

目前，主要是采用人工操作将硅片从插片篮转移至载片篮中，然而，人工操作具有以下的缺陷：(1)增大了操作人员的劳动强度，使他们易于疲劳，提高了作业安全事故率；(2)人工操作的工作效率较低，从而降低了硅片的产量；(3)在硅片的转移过程中，人体可能会接触硅片，因此容易对硅片造成一定程度的污染，以致会影响硅片的品质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、实现自动化生产、可降低操作人员的劳动强度、提高硅片产量及品质的硅太阳能电池自动摞片机。

本发明的上述目的通过如下的技术方案来实现：一种硅太阳能电池自动摞片机，包括机壳、驱动机构及电控装置，所述机壳内设有机架，其特征在于还包括分别与驱动机构连接的输送机构、用于承载插片篮的插片升降机构及用于承载载片篮的载片升降机构，所述插片升降机构和载片升降机构均安装在所述机架上并伸出所述机壳外，所述机壳的顶面作为工作面，所述插片升降机构和载片升降机构分别位于所述工作面的两端，所述输送机构设于所述工作面上且位于所述插片升降机构及载片升降机构之间；所述电控装置控制驱动机构运转以驱动插片升降机构下降使得硅片自下而上逐一由输送机构传送至载片升降机构上。

本发明可以由电控装置控制将插片升降机构所承托的插片篮中的硅片逐一转入载片升降机构所承托的载片篮中，从而实现生产自动化，可大大降低操作人员的劳动强度，提高硅片的生产效率，进而提高硅片产量；由于减少了人体接触硅片的机会，因此能够避免硅片受到污染，实现提高硅片品质的效果；另外，本发明的组成结构简单，制造成本低，实用性强。

作为本发明的一种实施方式，所述插片升降机构包括滑套、支撑架、用于承托插片篮的托板及竖向安装在机架上的丝杠，所述丝杠的动力输入端与所述驱动机构的动力输出端连接，所述滑套适配套装在所述丝杠上，所述支撑架为一杆件，其下端与所述滑套连接，上端则固定在所述托板的底面上，所述工作面对应于所述托板的位置设有开口，所述托板于所述开口内升降而实现所述托板与输送机构的对接。

作为本发明的一种实施方式，所述载片升降机构包括滑套、支撑架、用于承托载片篮的托板及竖向安装在机架上的丝杠，所述丝杠的动力输入端与所述驱动机构的动力输出端连接，所述滑套适配套装在所述丝杠上，所述支撑架为一杆件，其下端与所述滑套连接，上端则固定在所述托板的底面上，所述支撑架穿出所述机壳侧面使得所述托板位于机壳外以承接所述输送机构。

作为本发明优选的实施方式，所述输送机构采用皮带传动，它包括传动带、设置在工作面上的滚轮支架及安装在滚轮支架上的传动滚轮组，所述传动带套装在所述传动滚轮组上，所述传动滚轮组与所述驱动机构连接。

本发明所述的传动滚轮组包括三组滚轮对，其中两组滚轮对位于所述传动带的两端，另一组滚轮对位于所述传动带的中部，位于中部的滚轮对中的主动轮与所述驱动机构连接。

为了使硅片能够更为顺畅地进入载片篮中，作为本发明的一种改进，所述传动带上用于输送硅片的工作面由所述插片升降机构向载片升降机构的方向倾斜，即所述传动带处于较高位置的一端靠近所述插片升降机构，而所述传动带处于较低位置的一端则靠近所述载片升降机构。

作为本发明优选的实施方式，所述插片篮为框架结构，它主要由顶板、底板及竖向设置在二者之间的支撑杆组成，所述支撑杆面向框架内部的杆身上沿其长度方向设有用于插接硅片的插槽，所述底板的板面上具有缺口，所述插片升降机构的托板板面形状与所述底板的形状相适应，所述工作面的开口内设有可伸入所述底板上缺口的滚轮支架安装板，靠近所述插片升降机构的滚轮对位于该滚轮支架安装板上以使处于插片篮中最底面的硅片下降后置于所述传动带上而由其送出。

为了进一步提高硅片的产量，本发明还可以做以下改进，本发明包括数个由所述载片升降机构、输送机构、插片升降机构及其驱动机构所组成的硅片输送单元，各硅片输送单元并列排置。

为了实现自动输送硅片的功能，本发明所述电控装置包括电力网络路由器(PLC)、用于检测硅片于传动带上位置的硅片传感器与控制器，所述控制器具有供人工操作的控制面板，所述电力网络路由器的信号输入端分别与所述控制器、硅片传感器的信号输出端连接，所述电力网络路由器的信号输出端与驱动机构的信号输入端连接，电力网络路由器分别接收来自控制面板的启动信号和硅片传感器的位置信号，启动驱动载片升降机构、插片升降机构及输送机构的驱动机构，从而将硅片从插片篮传送至载片篮中。

为了实现载片升降机构的开机复位功能，本发明所述电控装置还包括用于检测驱动载片升降机构及插片升降机构初始位置的传感器，所述电力网络路由器(PLC)的信号输入端与传感器的信号输出端连接，电力网络路由器接收来自控制面板的开机复位信号，向驱动载片升降机构和插片升降机构的驱动机构发送命令使其回复至初始位置后触发传感器，所述传感器向电力网络路由器发送信号，通过电力网络路由器控制所述驱动机构停转。

本发明所述控制面板采用触摸屏；所述硅片传感器安装在传感器支架上且位于所述传动带中部及端部的旁侧；所述传感器设置在所述用于驱动载片升降机构的驱动机构上；所述驱动机构采用步进电机。

所述控制面板具有作为人机交换界面的触摸屏，它具有启动、开机复位、急停、计数、手动自动转换操作窗口。

与现有技术相比，本发明具有如下显著的技术效果：

(1)本发明可以由电控装置控制将插片升降机构所承托的插片篮中的硅片逐一转入载片升降机构所承托的载片篮中，从而实现生产自动化，可大大降低操作人员的劳动强度，提高硅片的生产效率，进而提高硅片的产量。

(2)本发明由于减少了人体接触硅片的机会，因此能够避免硅片受到污染，实现提高硅片品质的技术效果。

(3)本发明由插片升降机构、载片升降机构和输送机构等组成，结构简单，制造成本低，实用性强；本发明可实现以上机构的实施例较多，可根据具体适用情况选择性使用。

(4)本发明由电控装置控制操作，只需要人工操作控制面板，因此操作简单，使用方便，可在硅太阳电池制作技术领域中广泛推广与适用。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明去除机壳后的侧视示意图；

图3是本发明去除机壳后的俯视示意图；

图4是本发明电控装置启动操作时的部分原理框图；

图5是本发明电控装置开机复位操作时的部分原理框图。

具体实施方式

如图1～3所示，是本发明一种硅太阳能电池自动摞片机，包括机壳1、驱动机构、电控装置、分别与驱动机构连接的输送机构7、用于承载插片篮51的插片升降机构5及用于承载载片篮61的载片升降机构6，其中，驱动机构采用步进电机，包括分别用于驱动输送机构、插片升降机构及载片升降机构的电机2、3及4，机壳1内设有机架12，插片升降机构5和载片升降机构6均安装在机架12上并伸出机壳1外，机壳1的顶面作为工作面13，插片升降机构5和载片升降机构6分别位于工作面13的两端，输送机构7设于工作面13上且位于插片升降机构5及载片升降机构6之间；电控装置控制驱动机构运转以驱动插片升降机构下降使得硅片自下而上逐一由输送机构传送至载片升降机构上。

在本实施例中，插片升降机构5包括滑套52、支撑架53、用于承托插片篮51的托板54及竖向安装在机架12上的丝杠55，丝杠55的动力输入端与电机3的动力输出端连接，滑套52适配套装在丝杠55上，支撑架53为一杆件，其下端与滑套52连接，上端则固定在托板54的底面上，工作面13对应于托板54的位置设有开口14，托板54于开口14内升降而实现托板54与输送机构的对接；插片篮51为框架结构，它主要由顶板71、底板72及竖向设置在二者之间的支撑杆73组成，支撑杆73面向框架内部的杆身上沿其长度方向设有用于插接硅片40的插槽，底板72的板面上具有缺口75，插片升降机构的托板54板面形状与底板72的形状相适应，工作面13的开口内设有可伸入底板72上缺口的滚轮支架安装板76，靠近插片升降机构的滚轮对21位于该滚轮支架安装板76上以使处于插片篮51中最底面的硅片40下降后置于传动带8上而由其送出。

载片升降机构6包括滑套62、支撑架63、用于承托载片篮61的托板64及竖向安装在机架12上的丝杠65，丝杠65的动力输入端与电机4的动力输出端连接，滑套62适配套装在丝杠65上，支撑架63为一杆件，其下端与滑套62连接，上端则固定在托板64的底面上，支撑架63穿出机壳1侧面使得托板64位于机壳1外以承接输送机构。

在本实施例中，输送机构采用皮带传动，它包括传动带8、设置在工作面13上的滚轮支架9及安装在滚轮支架9上的传动滚轮组，传动带8套装在传动滚轮组上，传动滚轮组包括三组滚轮对21、22及23，其中，两组滚轮对21、22位于传动带8的两端，另一组滚轮对23位于传动带8的中部，位于中部的滚轮对23中的主动轮与电机2连接。在本实施例中，传动带8由两对传动带组成，该两对传动带分别套装在端部的滚轮对与中部的滚轮对上，硅片40放置在每对传动带所构成的工作面上，为了使硅片能够更为顺畅地进入载片篮中，传动带8上用于输送硅片40的工作面由插片升降机构向载片升降机构的方向倾斜，即传动带8处于较高位置的一端靠近插片升降机构，而传动带8处于较低位置的一端则靠近载片升降机构。

本实施例包括两个由载片升降机构6、输送机构7、插片升降机构5及其驱动机构所组成的硅片输送单元81、82，各硅片输送单元并列排置。为了进一步提高硅片产量，还可以设置两个以上的硅片输送单元。

如图4所示，为了实现自动输送硅片的功能，电控装置包括电力网络路由器(PLC)、用于检测硅片于传动带8上位置的硅片传感器与控制器91，控制器91具有供人工操作的控制面板92，电力网络路由器的信号输入端分别与控制器91、硅片传感器的信号输出端连接，电力网络路由器的信号输出端与电机2、3及4的信号输入端连接，电力网络路由器分别接收来自控制面板92的启动信号和硅片传感器的位置信号，启动驱动载片升降机构6、插片升降机构5及输送机构7的电机4、3及2，从而将硅片40从插片篮51传送至载片篮61中。

如图5所示，为了实现载片升降机构的开机复位功能，还包括用于分别检测插片升降机构5及载片升降机构6初始位置的传感器，电力网络路由器(PLC)的信号输入端与传感器的信号输出端连接，电力网络路由器接收来自控制面板的开机复位信号，向驱动载片升降机构6的电机4和驱动插片升降机构5的电机3发送命令使其回复至初始位置后触发传感器，传感器向电力网络路由器发送信号，通过电力网络路由器控制电机3、4停转。

控制面板92采用触摸屏；硅片传感器安装在传感器支架93上且位于传动带8中部及端部的旁侧；传感器分别设置在用于驱动载片升降机构6的电机4及用于驱动插片升降机构5的电机3上；在以上电机上安装有伺服驱动器；控制面板具有作为人机交换界面的触摸屏，它具有启动、开机复位、急停、计数、手动自动转换操作窗口，另外，还可以进行选择传送带等操作，为了防止紧急情况的发生，触摸屏下方位置还设置有急停按钮。

本发明的工作过程是：操作人员点击开机复位按钮，插片升降机构的托板和载片升降机构的托板上升到初始位置，操作人员将装满硅片的插片篮固定在插片升降机构的托板上；操作人员点击启动按钮，设备自动运行，插片升降机构的托板步进式下降，每次下降都会使插片篮中底面的硅片刚好落在传动带上，硅片随着传动带运行，传送至传动带末端便滑入载片篮中，此时，载片升降机构的驱动电机运转从而带动其托板下降一张硅片的距离，由此完成一个传送过程。

在以上整个传送过程中，插片升降机构的托板和载片升降机构的托板的初始位置依靠传感器来识别，PLC则具有控制功能，而电机执行PLC发送的命令。

本发明的实施方式不限于此，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明的插片升降机构、载片升降机构、输送机构等还具有其它的实施方式，因此本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (5)

1.一种硅太阳能电池自动摞片机，包括机壳(1)、驱动机构及电控装置，所述机壳(1)内设有机架(12)，其特征在于：还包括分别与驱动机构连接的输送机构(7)、用于承载插片篮(51)的插片升降机构(5)及用于承载载片篮(61)的载片升降机构(6)，所述插片升降机构(5)和载片升降机构(6)均安装在所述机架(12)上并伸出所述机壳(1)外，所述机壳(1)的顶面作为工作面(13)，所述插片升降机构(5)和载片升降机构(6)分别位于所述工作面(13)的两端，所述输送机构(7)设于所述工作面(13)上且位于所述插片升降机构(5)及载片升降机构(6)之间；所述电控装置控制驱动机构运转以驱动插片升降机构(5)下降使得硅片(40)自下而上逐一由输送机构(7)传送至载片升降机构(6)上；所述插片升降机构(5)包括第一滑套(52)、第一支撑架(53)、用于承托插片篮(51)的第一托板(54)及竖向安装在机架(12)上的第一丝杠(55)，所述第一丝杠(55)的动力输入端与所述驱动机构的动力输出端连接，所述第一滑套(52)适配套装在所述第一丝杠(55)上，所述第一支撑架(53)为一杆件，其下端与所述第一滑套(52)连接，上端则固定在所述第一托板(54)的底面上，所述工作面(13)对应于所述第一托板(54)的位置设有开口(14)，所述第一托板(54)于所述开口(14)内升降而实现所述第一托板(54)与输送机构(7)的对接；所述输送机构(7)采用皮带传动，它包括传动带(8)、设置在所述工作面(13)上的滚轮支架(9)及安装在滚轮支架(9)上的传动滚轮组，所述传动带(8)套装在所述传动滚轮组上，所述传动滚轮组与所述驱动机构连接；所述的传动滚轮组包括三组滚轮对(21、22、23)，其中两组滚轮对(21、22)位于所述传动带(8)的两端，另一组滚轮对(23)位于所述传动带(8)的中部，位于中部的滚轮对(23)中的主动轮与所述驱动机构连接；所述传动带(8)上用于输送硅片(40)的工作面由所述插片升降机构(5)向载片升降机构(6)的方向倾斜，即所述传动带(8)处于较高位置的一端靠近所述插片升降机构(5)，而所述传动带(8)处于较低位置的一端则靠近所述载片升降机构(6)；所述插片篮(51)为框架结构，它主要由顶板(71)、底板(72)及竖向设置在二者之间的支撑杆(73)组成，所述支撑杆(73)面向框架内部的杆身上沿其长度方向设有用于插接硅片(40)的插槽，所述底板(72)的板面上具有缺口(75)，所述插片升降机构(5)的第一托板(54)板面形状与所述底板(72)的形状相适应，所述机壳(1)工作面(13)的所述开口(14)内设有可伸入所述底板(72)上缺口(75)的滚轮支架安装板(76)，靠近所述插片升降机构(5)的一组所述滚轮对(21)位于该滚轮支架安装板(76)上以使处于插片篮(51)中最底面的硅片(40)下降后置于所述传动带(8)上而由其送出。

2.根据权利要求1所述的硅太阳能电池自动摞片机，其特征在于：所述载片升降机构(6)包括第二滑套(62)、第二支撑架(63)、用于承托载片篮(61)的第二托板(64)及竖向安装在机架(12)上的第二丝杠(65)，所述第二丝杠(65)的动力输入端与所述驱动机构的动力输出端连接，所述第二滑套(62)适配套装在所述第二丝杠(65)上，所述第二支撑架(63)为一杆件，其下端与所述第二滑套(62)连接，上端则固定在所述第二托板(64)的底面上，所述第二支撑架(63)穿出所述机壳(1)侧面使得所述第二托板(64)位于机壳(1)外以承接所述输送机构(7)。

3.根据权利要求1所述的硅太阳能电池自动摞片机，其特征在于：所述硅太阳能电池自动摞片机包括数个由所述载片升降机构(6)、输送机构(7)、插片升降机构(5)及其驱动机构所组成的硅片输送单元(81、82)，各硅片输送单元(81、82)并列排置。

4.根据权利要求2所述的硅太阳能电池自动摞片机，其特征在于：所述电控装置包括电力网络路由器、用于检测硅片于传动带上位置的硅片传感器与控制器(91)，所述控制器(91)具有供人工操作的控制面板(92)，所述电力网络路由器的信号输入端分别与所述控制器(91)、硅片传感器的信号输出端连接，所述电力网络路由器的信号输出端与驱动机构的信号输入端连接，电力网络路由器分别接收来自控制面板(92)的启动信号和硅片传感器的位置信号，启动驱动载片升降机构(6)、插片升降机构(5)及输送机构(7)的驱动机构，从而将硅片(40)从插片篮(51)传送至载片篮(61)中。

5.根据权利要求4所述的硅太阳能电池自动摞片机，其特征在于：所述电控装置还包括用于检测插片升降机构(5)、载片升降机构(6)初始位置的另一传感器，所述电力网络路由器的信号输入端与另一传感器的信号输出端连接，电力网络路由器接收来自控制面板(92)的开机复位信号，向驱动载片升降机构(6)及插片升降机构(5)的驱动机构发送命令使其回复至初始位置后触发所述另一传感器，所述另一传感器向电力网络路由器发送信号，通过电力网络路由器控制驱动机构停转。

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