CN104807832A

CN104807832A - 硅锭自动精检生产线

Info

Publication number: CN104807832A
Application number: CN201510207553.9A
Authority: CN
Inventors: 张刚; 乔永立; 张庆龙; 奚云飞
Original assignee: HUST Wuxi Research Institute
Current assignee: HUST Wuxi Research Institute
Priority date: 2015-04-28
Filing date: 2015-04-28
Publication date: 2015-07-29

Abstract

本发明公开了一种硅锭自动精检生产线，依次包括上料区、杂质检测工作区、外观检测工作区和下料区，上料区设置有用于取放硅锭的上料机器人，杂质检测工作区设置有传输带、直角坐标机器人和红外检测装置，外观检测工作区设置有外观检测装置，下料区设置有下料机器人，直角坐标机器人抓取传输带上的硅锭送至红外检测装置处，红外检测装置用于检测硅锭的内部杂质，外观检测装置用于检测硅锭的外观缺陷。本发明能够在硅锭的检测过程中实现硅锭的上下料、搬运传送全自动处理，解放了劳动力，提高了生产效率。同时还减少了人工搬运过程中对硅锭的磕碰、划伤等二次伤害，降低了后续的检测和加工的工作量，减少了硅锭原料加工的浪费。

Description

硅锭自动精检生产线

技术领域

本发明涉及硅锭的生产制造领域，具体涉及一种硅锭自动精检生产线。

背景技术

硅锭在切割成小锭之后且在切片之前，需要对硅锭做进一步的杂质检测、外观检测等，在后道工序中将含杂质与外观损伤严重的部分切割掉。目前，在对硅锭的检测过程中，全部由人工来完成硅锭的搬运、上下料，费时费力且效率低下。而且，硅锭本身很重，人工搬运过程中难免会发生磕碰，磕碰、划痕既增加了后续的检测、加工的工作量，又产生了不必要的原料的浪费。检测工作耗时耗力，而且划线精度较差，也容易产生不必要的切割损耗。

发明内容

本申请人针对上述现有硅锭检测过程中的现有技术的不足，提供一种全自动检测的硅锭自动精检生产线，从而提高生产效率。

本发明所采用的技术方案如下：

一种硅锭自动精检生产线，依次包括上料区、杂质检测工作区、外观检测工作区和下料区。上料区设置有用于取放硅锭的上料机器人，杂质检测工作区设置有传输带、直角坐标机器人和红外检测装置，外观检测工作区设置有外观检测装置，下料区设置有下料机器人，直角坐标机器人抓取传输带上的硅锭送至红外检测装置处，红外检测装置用于检测硅锭的内部杂质，外观检测装置用于检测硅锭的外观缺陷。

作为上述技术方案的进一步改进：所述上料机器人、直角坐标机器人、外观检测装置和下料机器人上均装设有视觉识别***，所述视觉识别***由摄像机、无影光源和控制器组成。

所述上料机器人、直角坐标机器人和下料机器人上均装设有用于取放硅锭的真空吸盘。

所述真空吸盘装设在上料机器人的机械臂的端部，所述视觉识别***装设在真空吸盘的侧部。

所述直角坐标机器人包括支架、X轴滑轨、Y轴滑轨和Z轴升降杆，X轴滑轨由一对相互平行设置在支架上的滑轨构成，Y轴滑轨横跨在X轴滑轨上，Y轴滑轨通过滚珠丝杠带动运行，Z轴升降杆竖直安装在Y轴滑轨上，真空吸盘和视觉识别***装设在Z轴升降杆的底面端部。

所述外观检测装置还包括工作台和划线标记组件，工作台上架设有机架，机架上装设有通过滚珠丝杠带动运行的Y轴滑杆，Y轴滑杆上竖直安装有Z轴滑杆，视觉识别***装设在Z轴滑杆的末端，所述摄像机固定在Z轴滑杆上，无影光源罩在摄像机的***，划线标记组件固定装设在无影光源的上方。

所述红外检测装置包括相对设置的两个检测台，两个检测台上均装设有红外检测设备，红外检测设备装设在支架内部且位于Y轴滑轨和Z轴升降杆的下方。

所述第一传输带、第二传输带和第三传输带上均装设有多个硅锭检测传感器。

所述传输带包括第一传输带、第二传输带和第三传输带，上料机器人位于第一传输带的输入端，直角坐标机器人位于第一传输带输出端，第二传输带和第三传输带位于直角坐标机器人远离第一传输带的一侧，第二传输带和第三传输带相互平行,外观检测装置位于第一传输带和第二传输带的输出端。

本发明的有益效果如下：本发明采用的硅锭自动精检生产线能够在硅锭的检测过程中实现硅锭的上下料、搬运传送全自动处理，能够代替人工在恶劣的工作环境进行繁重而重复的体力劳动，解放了劳动力，提高了生产效率。同时还减少了人工搬运过程中对硅锭的磕碰、划伤等二次伤害，降低了后续的检测和加工的工作量，减少了硅锭原料加工的浪费。本发明的红外检测装置可以实现对硅锭的杂质检测，外观检测装置可以实现对硅锭的外观检测，实现自动检测与数据处理，具有充分的人工智能。

本发明采用了视觉识别***，可以对硅锭的姿态、位置与编码进行视觉识别，反馈给中心控制***进行对应操作，可以灵活适应对于不同位置，不同姿态的硅锭进行上下料或者检测作业的需求。

本发明采用下料机器人吸取拿放硅锭后，直接翻转即可完成硅锭的四个表面以及四条棱边的缺陷检测，并自动进行划线标识，而不需要人工进行翻转，大大减少了工作量与时间，实现自动化。

附图说明

图1为本发明的俯视图。

图2为直角坐标机器人的立体图。

图3为外观检测装置的立体图。

图中：1、第一传输带；2、第二传输带；3、第三传输带；4、上料机器人；5、直角坐标机器人；6、红外检测装置；7、外观检测装置；8、下料机器人；9、硅锭检测传感器；10、码垛托盘；11、视觉识别***；12、摄像机；13、无影光源；14、真空吸盘；41、机械臂；51、支架；52、X轴滑轨；53、Y轴滑轨；54、Z轴升降杆；61、检测台；62、红外检测设备；71、工作台；72、划线标记组件；73、机架；74、Y轴滑杆；75、Z轴滑杆。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明所述的一种硅锭自动精检生产线，包括上料区、杂质检测工作区、外观检测工作区和下料区。上料区设置有上料机器人4，杂质检测工作区设置有第一传输带1、第二传输带2、第三传输带3、直角坐标机器人5和红外检测装置6，外观检测工作区设置有外观检测装置7，下料区设置有下料机器人8和码垛托盘10。

本发明中的上料机器人4、直角坐标机器人5、外观检测装置7和下料机器人8上均装设有视觉识别***11，所述视觉识别***11由摄像机12、无影光源13和控制器组成。由视觉识别***11对硅锭的姿态、位置与编码进行视觉识别，反馈给中心控制***进行对应操作。本发明中的上料机器人4、直角坐标机器人5和下料机器人8上还装设有用于取放硅锭的真空吸盘14。

在上料区，视觉识别***11和真空吸盘14装设在上料机器人4的机械臂41的端部。上料机器人4通过视觉识别***11判断硅锭的位置，通过真空吸盘14吸取硅锭送入第一传输带1。

第一传输带1位于杂质检测工作区的输入端处，第二传输带2和第三传输带3位于杂质检测工作区的输出端处。第一传输带1、第二传输带2和第三传输带3为传送链板。第二传输带2和第三传输带3相互平行设置，第一传输带1与第二传输带2和第三传输带3垂直。第一传输带1、第二传输带2和第三传输带3的输出端均装设有多个硅锭检测传感器9，硅锭检测传感器9检测传输带上是否有硅锭，如果硅锭送至指定位置，则暂停传输带停止输送。

杂质检测工作区与上料区之间通过第一传输带1连通。如图2所示，直角坐标机器人5包括支架51、X轴滑轨52、Y轴滑轨53和Z轴升降杆54，X轴滑轨52由一对相互平行设置在支架51上的滑轨构成，Y轴滑轨53横跨在X轴滑轨52上，Y轴滑轨53通过滚珠丝杠带动运行，Z轴升降杆54竖直安装在Y轴滑轨53上，真空吸盘14和视觉识别***11装设在Z轴升降杆54的底面端部。Y轴滑轨53在X轴滑轨52上做水平方向的直线运动，Z轴升降杆54在Y轴滑轨53上做与Y轴滑轨53运动方向垂直的水平直线运动，Z轴升降杆54还能在Y轴滑轨53上沿竖直方向做直线运动。直角坐标机器人5的视觉识别***11判断第一传输带1上的硅锭位置，真空吸盘14吸取第一传输带1上的硅锭送至红外检测装置6处，等待红外检测装置6对硅锭的检测。

红外检测装置6装设在支架51内部且位于Y轴滑轨53和Z轴升降杆54的下方。红外检测装置6包括相对设置的两个检测台61，两个检测台61上均装设有红外检测设备62，进而可以并行对硅锭进行红外探测以检测硅锭内部杂质。所述直角坐标机器人5的真空吸盘14吸取第一传输带1上的硅锭送至检测台61上，红外检测设备62对硅锭进行杂质检测，对于存在内部杂质或者缺陷的硅锭，人工在硅锭的表面进行标识。标识完成后，直角坐标机器人5的真空吸盘14再将硅锭吸取放置在第二传输带2或第三传输带3上。第二传输带2或第三传输带3上输送硅锭并等待下料机器人8对硅锭进行取放。

外观检测装置7位于第二传输带2和第三传输带3的输出端，如图3所示，所述外观检测装置7包括工作台71、划线标记组件72和视觉识别***11，工作台71上架设有机架73，机架73上装设有通过滚珠丝杠带动运行的Y轴滑杆74，Y轴滑杆74上竖直安装有Z轴滑杆75。滚珠丝杠带动Y轴滑杆74实现水平方向的直线移动，Z轴滑杆75能够在竖直方向直线运动。视觉识别***11和划线标记组件72装设在Z轴滑杆75的下部。视觉识别***11装设在Z轴滑杆75的末端，所述摄像机12固定在Z轴滑杆75上，无影光源13罩在摄像机12的***，划线标记组件72固定装设在无影光源13的上方，划线标记组件72对检测后的硅锭标记。

在下料区，下料机器人8位于外观检测装置7的工作台71前侧，码垛托盘10位于下料机器人8的侧方。视觉识别***11和真空吸盘14装设在下料机器人8机械臂的端部。

工作时下料机器人8的真空吸盘14吸取第二传输带2或第三传输带3上的硅锭送至外观检测装置7的工作台71上，下料机器人8的机械臂进行翻转，视觉识别***11的摄像机12对硅锭的四个表面以及四条棱边进行拍照，通过控制器对硅锭进行缺陷检测判定。如果硅锭表面有红外检测区所做的标识，或者棱边因为磕碰有凹入等缺陷，则Z轴滑杆75的划线标记组件72对硅锭的表面进行划线标记。最后下料机器人8根据检测结果将检测后的硅锭分类放置在合格或者不合格的码垛托盘10上。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims

1.一种硅锭自动精检生产线，依次包括上料区、杂质检测工作区、外观检测工作区和下料区，其特征在于：上料区设置有用于取放硅锭的上料机器人（4），杂质检测工作区设置有传输带、直角坐标机器人（5）和红外检测装置（6），外观检测工作区设置有外观检测装置（7），下料区设置有下料机器人（8），直角坐标机器人（5）抓取传输带上的硅锭送至红外检测装置（6）处，红外检测装置（6）用于检测硅锭的内部杂质，外观检测装置（7）用于检测硅锭的外观缺陷。

2.按照权利要求1所述的硅锭自动精检生产线，其特征在于：所述上料机器人（4）、直角坐标机器人（5）、外观检测装置（7）和下料机器人（8）上均装设有视觉识别***（11），所述视觉识别***（11）由摄像机（12）、光源（13）和控制器组成。

3.按照权利要求1所述的硅锭自动精检生产线，其特征在于：所述上料机器人（4）、直角坐标机器人（5）和下料机器人（8）上均装设有用于取放硅锭的真空吸盘（14）。

4.按照权利要求3所述的硅锭自动精检生产线，其特征在于：所述真空吸盘（14）装设在上料机器人（4）的机械臂（41）的端部，所述视觉识别***（11）装设在真空吸盘（14）的侧部。

5.按照权利要求1所述的硅锭自动精检生产线，其特征在于：所述直角坐标机器人（5）包括支架（51）、X轴滑轨（52）、Y轴滑轨（53）和Z轴升降杆（54），X轴滑轨（52）由一对相互平行设置在支架（51）上的滑轨构成，Y轴滑轨（53）横跨在X轴滑轨（52）上，Y轴滑轨（53）通过滚珠丝杠带动运行，Z轴升降杆（54）竖直安装在Y轴滑轨（53）上，真空吸盘（14）和视觉识别***（11）装设在Z轴升降杆（54）的底面端部。

6.按照权利要求1所述的硅锭自动精检生产线，其特征在于：所述外观检测装置（7）包括工作台（71）和划线标记组件（72），工作台（71）上架设有机架（73），机架（73）上装设有通过滚珠丝杠带动运行的Y轴滑杆（74），Y轴滑杆（74）上竖直安装有Z轴滑杆（75），视觉识别***（11）装设在Z轴滑杆（75）的末端，所述摄像机（12）固定在Z轴滑杆（75）上，光源（13）罩在摄像机（12）的***，划线标记组件（72）固定装设在无影光源（13）的上方。

7.按照权利要求1所述的硅锭自动精检生产线，其特征在于：所述红外检测装置（6）包括相对设置的两个检测台（61），两个检测台（61）上均装设有红外检测设备（62），红外检测设备（62）装设在支架（51）内部且位于Y轴滑轨（53）和Z轴升降杆（54）的下方。

8.按照权利要求1所述的硅锭自动精检生产线，其特征在于：所述第一传输带（1）、第二传输带（2）和第三传输带（3）上均装设有多个硅锭检测传感器（9）。

9.按照权利要求1所述的硅锭自动精检生产线，其特征在于：所述传输带包括第一传输带（1）、第二传输带（2）和第三传输带（3），上料机器人（4）位于第一传输带（1）的输入端，直角坐标机器人（5）位于第一传输带（1）输出端，第二传输带（2）和第三传输带（3）位于直角坐标机器人（5）远离第一传输带（1）的一侧，第二传输带（2）和第三传输带（3）相互平行,外观检测装置（7）位于第一传输带（1）和第二传输带（2）的输出端。