CN113764321A - 石英舟装卸片装置、处理***及控制方法 - Google Patents

石英舟装卸片装置、处理***及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明适用于太阳能电池片生产和加工领域，提供一种石英舟装卸片装置、处理***及控制方法，该石英舟装卸片装置包括，机架、机架上沿纵向设有第一舟托，第一舟托上设有多个用于存储电池片的石英舟，机架上设有用于对装卸片位置处的石英舟进行错位插片和卸片的第一装卸装置，机架上设有第一碎片检测装置，以及控制装置。通过第一碎片检测装置对位于装卸片位置的石英舟进行实时检测和监控，无需人工检测和监控，降低了人工成本，提高了装卸片的效率；另外，避免了因舟杆表面存在碎片，导致插片机不能将电池片正常插到舟齿内或出现倾斜的问题；同时避免了插片时会和之前倾斜的电池片发生碰撞，从而造成电池片损坏或碎片的问题。

Description

石英舟装卸片装置、处理***及控制方法
技术领域
本发明属于太阳能电池片技术领域，尤其涉及一种石英舟装卸片装置、处理***及控制方法。
背景技术
电池片扩散和退火工艺是将电池片放入高温扩散炉或退火炉中，通以特殊气体，在高温下进行处理。在进行高温处理时，将电池片放入石英舟上，然后将石英舟送入管道中进行烘烤。
现有技术中，扩散和退火后的石英舟的舟杆表面经常出现碎片，当自动化插片机手抓将电池片吸起来，插到石英舟后，因为舟杆表面存在碎片的原因，导致插片机不能将电池片正常插到舟齿内，电池片会出现倾斜。或者是插片机手抓将花篮中后续的电池片取出，插到石英舟内的时候，会和之前倾斜的电池片发生碰撞，造成电池片的大面积损坏，产生大量碎片，并且此种情况出现的概率相对较频繁，虽然有人工检查，但并不能做到实时检测，无法避免因为存在碎片而造成的电池片损坏或碎片的问题，并且装卸片效率低下。
发明内容
本发明实施例提供一种石英舟装卸片装置，旨在解决现有扩散或退火后的石英舟因为存在碎片，而造成电池片损坏或碎片的问题。
本发明实施例是这样实现的，提供一种石英舟装卸片装置，所述石英舟装卸片装置包括，机架、所述机架上沿纵向设有用于驱动并固定石英舟的第一舟托，所述第一舟托上设有多个用于存储电池片的石英舟，所述机架上设有用于对装卸片位置处的石英舟进行错位插片和卸片的第一装卸装置，所述装卸片位置对应设有石英舟，所述机架上设有用于检测所述石英舟内是否存在碎片的第一碎片检测装置，以及与所述第一舟托、所述第一装卸装置及第一碎片检测装置连接的控制装置；所述控制装置用于在所述石英舟内存在碎片时，控制第一装卸装置停止插片。
进一步地，所述第一碎片检测装置包括设于所述机架上且位于所述石英舟斜上方的摄像单元、位于所述石英舟下方的光源单元及用于处理所述摄像单元拍摄图片的处理单元。
进一步地，所述摄像单元包括设于机架上且位于所述石英舟上方的摄像支架，及设于所述摄像支架上方的摄像模组；所述光源单元包括设于所述石英舟下方的光源支架，及设于光源支架上的光源模组。
进一步地，所述第一装卸装置包括用于错位抓取电池片的机械手，及驱动所述机械手沿横向运动及沿垂直方向上下运动的伺服单元，所述伺服单元连接所述控制装置。
进一步地，所述机架上位于光源单元下方设有沿垂直方向上下运动的用于顶出电池片的顶齿机构，所述顶齿机构包括U型槽及驱动所述U型槽运动的线性模组，所述U型槽的两端面设有多个用于顶出电池片的槽齿。
进一步地，所述光源单元包括两条平行设置的白色光源，所述光源单元穿过所述U型槽，经连接件与所述线性模组连接。
进一步地，所述机架上还设有与所述第一舟托对称设置的第二舟托，及与所述第一装卸装置对应的第二装卸装置，及与所述第一碎片检测装置对应的第二碎片检测装置，所述控制装置与所述第一舟托、第二舟托、第一装卸装置、第二装卸装置及第一碎片检测装置和第二碎片检测装置连接。
进一步地，所述石英舟装卸片装置还包括报警装置，所述报警装置连接所述控制装置，用于在检测到石英舟内存在碎片时发出报警信息。
本发明实施例还提供一种石英舟装卸片处理***，包括上述的石英舟装卸片装置及与所述石英舟装卸片装置配套使用的扩散炉或退火炉。
本发明实施例还提供一种石英舟装卸片控制方法，该方法包括以下步骤：
将经过处理后的石英舟运送到装卸片位置进行卸片；
检测位于装卸片位置的石英舟内电池片是否卸载完毕；
当卸载完毕时，控制摄像单元拍照，并检测石英舟内是否存在碎片；
当无碎片时则控制装卸装置进行装片；当有碎片时则控制装卸装置停止装片。
本发明实施例的石英舟装卸片装置，所述石英舟装卸片装置包括，机架、所述机架上沿纵向设有用于驱动并固定石英舟的第一舟托，所述第一舟托上设有多个用于存储电池片的石英舟，所述机架上设有用于对装卸片位置处的石英舟进行错位插片和卸片的第一装卸装置，所述机架上设有用于检测所述石英舟内是否存在碎片的第一碎片检测装置，及与所述第一舟托、所述第一装卸装置及第一碎片检测装置连接的控制装置；所述控制装置用于在所述石英舟内存在碎片时，控制第一装卸装置停止插片。本发明实施例的石英舟装卸片装置，通过第一碎片检测装置对位于装卸片位置的石英舟进行实时检测和监控，无需人工检测和监控，降低了人工成本，提高了装卸片的效率；另外，避免了因舟杆表面存在碎片，导致插片机不能将电池片正常插到舟齿内或出现倾斜的问题；同时避免了插片时会和之前倾斜的电池片发生碰撞，从而造成电池片损坏或碎片的问题。
附图说明
图1是本发明实施例石英舟装卸片装置的侧面结构示意图；
图2是本发明实施例石英舟装卸片装置的俯视结构示意图。
附图标号说明
10、机架；11、装卸片位置；
20、第一舟托；21、石英舟；
31、摄像单元；32、光源单元；
40、第一装卸装置；
50、花篮。
具体实施方式
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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种石英舟装卸片装置，石英舟装卸片装置包括，机架10、机架10上沿纵向设有用于驱动并固定石英舟的第一舟托20，第一舟托20上设有多个用于存储电池片的石英舟21，机架10上设有用于对装卸片位置11处的石英舟进行错位插片和卸片的第一装卸装置40，机架10上设有用于检测石英舟21内是否存在碎片的第一碎片检测装置，及与第一舟托20、第一装卸装置40及第一碎片检测装置连接的控制装置；控制装置用于在石英舟21内存在碎片时，控制第一装卸装置40停止插片。通过第一碎片检测装置对位于装卸片位置的石英舟进行实时检测和监控，无需人工检测和监控，降低了人工成本，提高了装卸片的效率；另外，避免了因舟杆表面存在碎片，导致插片机不能将电池片正常插到舟齿内或出现倾斜的问题；同时避免了插片时会和之前倾斜的电池片发生碰撞，从而造成电池片损坏或碎片的问题。
实施例一
如图1至图2所示，本实施例提供一种石英舟装卸片装置，该石英舟装卸片装置包括，机架10、机架10上沿纵向设有用于驱动并固定石英舟的第一舟托20，第一舟托20上设有多个用于存储电池片的石英舟21，机架10上设有用于在装卸片位置11错位插片和卸片的第一装卸装置40，装卸片位置11对应设有石英舟21，机架10上设有用于检测石英舟21内是否存在碎片的第一碎片检测装置，及与第一舟托20、第一装卸装置40及第一碎片检测装置连接的控制装置；控制装置用于在石英舟21内存在碎片时，控制第一装卸装置40停止插片。
在本实施例中，第一舟托20上设有多个石英舟21，可与扩散炉或退火炉配合，在进行扩散或退火时，将第一舟托20推进扩散炉或退火炉，完成后，再将第一舟托20从扩散炉或退火炉中拉出。机架10上设有与第一装卸装置40配合的用于插片和卸片的装卸片位置11，也即是第一舟托20上对应的石英舟21移动到装卸片位置11上，此时由第一装卸装置40对石英舟21内的电池片进行卸片，卸片完成后进行插片。之后驱动第一舟托20运动，将下一个石英舟21移动到装卸片位置11，以完成插片和卸片工作，循环往复，直至将第一舟托20上所有的石英舟21完成插片和卸片。
在本实施例中，第一舟托20沿机架10纵向设置，并由驱动气缸带动第一舟托20沿纵向运动，其中驱动气缸连接控制装置。第一装卸装置40在机架上沿横向运动，并可沿垂直方向上下运动。第一装卸装置40的下方设有多个用于存储电池片的花篮50。
具体地，卸片时，第一装卸装置40移动至装卸片位置11，错位抓取位于石英舟21上的电池片，并将抓取到的电池片放入花篮50中。在本实施例中，花篮50中相邻两个电池片之间的间距等于石英舟21内相邻两个电池片之间的间距的两倍。其中，第一装卸装置40上的两相对吸盘的间距等于花篮50中相邻两个电池片的间距，为了将从石英舟21内抓取的电池片方便快捷的***花篮50中，第一装卸装置40在石英舟21进行抓取电池片时需要错位抓取。例如：石英舟21内有1、2、3、4、5、6组电池片，第一装卸装置40第一次抓取时抓取第1、3、5组电池片，控制装置控制第一舟托20带动石英舟21运动，使第一装卸装置40第二次抓取时抓取第2、4、6组电池片，分两次将石英舟21内所有的电池片抓取完毕。
可以理解的是在其他实施例中，为防止在抓取过程中相邻的两个电池片发生干涉，可通过调整第一装卸装置上两吸盘的间距以进行错位抓取石英舟21内的电池片。
在本实施例中，第一碎片检测装置包括位于石英舟21斜上方的摄像单元31、及位于石英舟21下方的光源单元32，及用于分析拍摄图片的处理单元。其中，石英舟21是位于装卸片位置11处的石英舟。
石英舟是一种石英材质，有透光特性，光线可以通过，而电池片碎片是不透明的，光线穿不透，本实施例利用两种材料对光源的通过性不一致的情况，来检测是否存在碎片。
光源单元32位于石英舟21的下方，如石英舟21内存在碎片，在光源的照射下，则此碎片会在图像中留下一个黑影，和背景形成鲜明的比度。通过拍摄照片进行对比分析即可判断石英舟21内是否存在碎片。
在本实施例中，石英舟21内设有舟杆，舟杆上设有舟齿，电池片***对应的舟齿内。卸片完成后，通过摄像单元31拍摄装卸片位置11内的空置的石英舟21的图片，进行处理分析，即可判断石英舟21内的舟杆上是否存在电池片。
本实施例的石英舟装卸片装置，通过第一碎片检测装置对石英舟进行实时检测和监控，可在卸片之后自动检测石英舟的舟杆是否存在碎片，无需人工检测和监控，降低了人工成本，并且提高了装卸片的效率；避免了因舟杆表面存在碎片，导致插片机不能将电池片正常插到舟齿内或出现倾斜的问题。另外也避免了，插片时会和之前倾斜的电池片发生碰撞，从而造成电池片大面积损坏，产生大量碎片的问题。
实施例二
在实施例一的基础上，本实施例提供一种石英舟装卸片装置，其中，摄像单元31包括设于机架10上且位于石英舟21斜上方的摄像支架，及设于摄像支架上方的摄像模组；光源单元32包括设于机架上且位于石英舟下方的光源支架，及设于光源支架上的光源模组。
在本实施例中，机架10上位于石英舟21斜上方的位置设有摄像支架，摄像支架上设有CCD摄像模组。机架10上位于石英舟21的下方设有光源支架，光源支架上设有光源模组。其中，光源模组为白色的条形光源，以便于全面清楚的照射石英舟。
进一步地，机架10上位于光源模组的下方还设有顶齿机构，用于在卸片时顶出电池片，以便于第一装卸装置40进行卸片。
在本实施例中，顶齿机构包括U型槽及带动U型槽沿垂直方向上下运动的线性模组。其中，U型槽的两个端面上设有多个用于顶出电池片的槽齿。
例如：石英舟21内有1、2、3、4、5、6组电池片，在装卸片位置11处，顶齿机构的槽齿对应第1、3、5组电池片，卸片时，顶齿机构向上运动，顶出第1、3、5组电池片，第一装卸装置40第一次抓取时将第1、3、5组电池片取出。然后控制装置驱动第一舟托20带动石英舟21运动，将第2、4、6组电池片对准顶齿机构，使第一装卸装置40第二次抓取时抓取第2、4、6组电池片，从而分两次将石英舟21内所有的电池片抓取完毕。其中，光源单元32穿过U型槽与石英舟21内的舟杆平行，光源支架通过连接件与线性模组的一个端面连接。以将光源模组固定在线性模组的端面上。
在本实施例中，光源模组距U型槽底的距离大于U型槽上下移动的距离，以避免顶齿机构与光源单元32发生干涉。
进一步地，光源模组与U型槽的端面平行设置。在本实施例中，光源模组包括两条平行设置的白色光源，以便于清晰全面的照射石英舟。其中，两条白色光源与顶齿机构保持平行，避免影响顶齿机构在垂直方向运动。
本实施例的石英舟装卸片装置，将光源模组设置在顶齿机构的中间，通过连接件将光源支架固定在线性模组上，使光源支架的角度可调，并与顶齿机构保持平行，避免影响顶齿机构的运动，并更好的照射石英舟，进一步提高检测精度。
实施例三
在上述实施例一的基础上，本实施例提供一种石英舟装卸片装置，第一装卸装置40包括用于错位抓取电池片的机械手，及驱动机械手沿横向运动及沿垂直方向运动的伺服单元，伺服单元连接控制装置。
在本实施例中，机械手上包括第一吸盘和第二吸盘，第一吸盘和第二吸盘均设有多个吸爪，每个吸爪对应吸附一个电池片。其中花篮50内相邻两个电池片之间的间距等于两个吸爪之间的间距。具体地，花篮50内相邻两个电池片之间的距离等于石英舟21内相邻两个电池片之间的间距的2倍，因此第一装卸装置40要进行错位吸附，以将石英舟21内的电池片全部取出。
在其他实施例中，根据石英舟21内电池片之间的间距与花篮50中相邻两个电池片的间距之间的关系来进行错位抓取石英舟21内的电池片。
本实施例的石英舟装卸片装置，通过第一装卸装置在装卸片位置上进行错位吸附，避免了相邻电池片之间的相互干涉，以对电池片造成损伤；同时，错位吸附以将电池片直接***花篮中，进一步提高装卸片效率。
实施例四
在本实施例一的基础上，本实施例提供一种石英舟装卸片装置，其中，机架10上还设有与第一舟托20对称设置的第二舟托、与第一装卸装置40对应的第二装卸装置，及与第一碎片检测装置对应的第二碎片检测装置，控制装置与第一舟托20、第二舟托、第一装卸装置40、第二装卸装置及第一碎片检测装置和第二碎片检测装置连接。
在本实施例中，第一舟托20和第二舟托结构相同，第一装卸装置40和第二装卸装置结构相同，第一碎片检测装置和第二碎片检测装置结构相同。本实施例不再赘述。
本实施例的石英舟装卸片装置，通过双工位设置，提高了插片和卸片的效率，并且通过双工位与退火炉或扩散炉配合，提高了电池片的处理效率。
实施例五
在上述任一实施例的基础上，本实施例提供一种石英舟装卸片装置，其中还包括设于机架10上的报警装置，报警装置与控制装置连接，用于当控制装置收到第一碎片检测装置或第二碎片检测装置的信号时，控制报警装置发出警报，以提醒工作人员清理碎片。
在本实施例中，报警装置可以为声光报警器，或者是语音报警。
本实施例的石英舟装卸片装置，通过设置报警装置，在检测到石英舟或舟杆上存在碎片时，及时提醒工作人员进行清理碎片，并控制第一装卸装置或第二装卸装置停止插片，避免对电池片造成损坏，提高了装卸片效率，降低了生产成本。
实施例六
在上述任一实施例的基础上，本实施例提供一种石英舟装卸片装置，其中，第一碎片检测装置为碎片感应器。
在本实施例中，碎片感应器优选为光纤感应器，例如：fx-101光纤感应器，安装时，光纤感应器的检测位置与顶齿结构的最低点相平齐，以实现光纤感应器对掉落至顶齿底部以上区域碎片的灵敏检测。
本实施例的石英舟装卸片装置，通过光纤感应器感应位于石英舟内的感应区域是否存在有碎片，实现自动检测和监控，降低了人工成本，提高了装卸片效率；并在检测到存在碎片时及时提醒工作人员进行清理。
实施例七
在上述任一实施例的基础上，本实施例提供一种石英舟装卸片处理***，包括上述的石英舟装卸片装置及与其配套的扩散炉和/或退火炉。
本实施例中，电池片上料结束后，将装满电池片的石英舟通过第一舟托或第二舟托送入退火炉或扩散炉，进行下一步的退火或扩散工序，并在完成后，从退火炉或扩散炉中抽出。经过工艺处理后的电池片，经由石英舟装卸片装置进行卸片，并在卸片完成后，自动检测石英舟内是否存在碎片，并在检测不存在碎片时，继续完成插片工作；在检测到存在碎片时，及时提醒工作人员进行清理，并在清理完成后，继续完成插片工作，以此循环往复。
本实施例的石英舟装卸片处理***，通过碎片检测装置对位于装卸片位置的石英舟进行实时检测和监控，无需人工检测和监控，降低了人工成本，提高了装卸片的效率；另外，避免了因舟杆表面存在碎片，导致插片机不能将电池片正常插到舟齿内或出现倾斜的问题；同时避免了插片时会和之前倾斜的电池片发生碰撞，从而造成电池片损坏或碎片的问题；并且该处理***提高了电池片的处理效率。
实施例八
本实施例提供一种石英舟装卸片控制方法，该方法包括以下步骤：
步骤1、将经过处理后的石英舟运送到装卸片位置进行卸片；
步骤2、检测位于装卸片位置的石英舟内电池片是否卸载完毕；
步骤3、当卸载完毕时，控制摄像单元拍照，并检测石英舟内是否存在碎片；
步骤4、如无碎片时则控制装卸装置对石英舟进行装片；如有碎片则控制装卸装置对石英舟停止装片。
在本实施例中，经过处理后的石英舟可以为经过扩散或退火工艺后的石英舟，也可以为其他工艺处理后的石英舟。
具体地，通过位于石英舟内的感应器检测位于装卸片位置11的石英舟21内的电池片是否卸载完毕。
在本实施例中，以装卸装置为第一装卸装置40为例说明，将经过处理后的石英舟21运送到装卸片位置11进行卸片，检测位于装卸片位置11的石英舟21内电池片是否卸载完毕；卸载完毕后，控制摄像模组拍照，由处理单元对拍摄照片进行比对分析。具体地，石英舟是一种石英材质，有透光特性，光线可以通过，而电池片碎片是不透明的，光线穿不透，本实施例利用两种材料对光源的通过性不一致的情况，来检测是否存在碎片。如石英舟内存在碎片，在光源的照射下，则此碎片会在图像中留下一个黑影，和背景形成鲜明的比度。通过对拍摄照片进行对比分析如果图像中存在黑影，即可判断石英舟内存在碎片。如果图像中不存在黑影，则可判断石英舟21内不存在碎片。
如果石英舟21内不存在碎片，则控制装置控制第一装卸装置40从花篮中取出电池片进行插片工作。如果石英舟21内存在碎片，则控制第一装卸装置40停止工作，并通知工作人员及时清理碎片，并在清理完成后，控制第一装卸装置40继续进行插片工作。并在该石英舟21装片完成后，控制第一舟托运动，将下一个石英舟运送至装卸片位置11处。
如果石英舟21内存在碎片，则控制装置发出报警信息，并控制第一装卸装置停止向石英舟装片。
而对于双工位的石英舟装卸片装置，其控制方法与上述方法相同，本实施例不做具体限定。
本实施例的石英舟装卸片控制方法，通过在卸片后，自动检测石英舟内是否存在碎片，避免了存在碎片时对电池片造成的损坏或碎片，提高了装卸片的效率，降低了人工和生产成本。
本发明的石英舟装卸片装置，通过第一碎片检测装置对石英舟进行实时检测和监控，可在卸片之后自动检测石英舟的舟杆是否存在碎片，无需人工检测和监控，降低了人工成本；避免了因舟杆表面存在碎片，导致插片机不能将电池片正常插到舟齿内或出现倾斜的问题。另外也避免了，插片时会和之前倾斜的电池片发生碰撞，从而造成电池片大面积损坏，产生大量碎片的问题。
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。

Claims (10)

1.一种石英舟装卸片装置，其特征在于，
所述石英舟装卸片装置包括，机架、所述机架上沿纵向设有用于驱动并固定石英舟的第一舟托，所述第一舟托上设有多个用于存储电池片的石英舟，所述机架上设有用于对装卸片位置处的石英舟进行错位插片和卸片的第一装卸装置，所述机架上设有用于检测所述石英舟内是否存在碎片的第一碎片检测装置，
以及与所述第一舟托、所述第一装卸装置及第一碎片检测装置连接的控制装置；所述控制装置用于在所述石英舟内存在碎片时，控制所述第一装卸装置停止插片。
2.如权利要求1所述的石英舟装卸片装置，其特征在于，
所述第一碎片检测装置包括设于所述机架上且位于所述石英舟斜上方的摄像单元、位于所述石英舟下方的光源单元及用于处理所述摄像单元拍摄图片的处理单元。
3.如权利要求2所述的石英舟装卸片装置，其特征在于，
所述摄像单元包括设于机架上且位于所述石英舟上方的摄像支架，及设于所述摄像支架上方的摄像模组；所述光源单元包括设于所述石英舟下方的光源支架，及设于光源支架上的光源模组。
4.如权利要求1所述的石英舟装卸片装置，其特征在于，
所述第一装卸装置包括用于错位抓取电池片的机械手，及驱动所述机械手沿横向运动及沿垂直方向上下运动的伺服单元，所述伺服单元连接所述控制装置。
5.如权利要求2所述的石英舟装卸片装置，其特征在于，
所述机架上位于光源单元下方设有沿垂直方向上下运动的用于顶出电池片的顶齿机构，所述顶齿机构包括U型槽及驱动所述U型槽运动的线性模组，所述U型槽的两端面设有多个用于顶出电池片的槽齿。
6.如权利要求5所述的石英舟装卸片装置，其特征在于，
所述光源单元包括两条平行设置的白色光源，所述光源单元穿过所述U型槽，经连接件与所述线性模组连接。
7.如权利要求1所述的石英舟装卸片装置，其特征在于，
所述机架上还设有与所述第一舟托对称设置的第二舟托，与所述第一装卸装置对应的第二装卸装置，及与所述第一碎片检测装置对应的第二碎片检测装置，所述控制装置与所述第一舟托、第二舟托、第一装卸装置、第二装卸装置及第一碎片检测装置和第二碎片检测装置连接。
8.如权利要求1所述的石英舟装卸片装置，其特征在于，
所述石英舟装卸片装置还包括报警装置，所述报警装置连接所述控制装置，用于在检测到石英舟内存在碎片时发出报警信息。
9.一种石英舟装卸片处理***，其特征在于，
包括上述权利要求1-8任一项所述的石英舟装卸片装置及与所述石英舟装卸片装置配套使用的扩散炉或退火炉。
10.一种石英舟装卸片控制方法，其特征在于，
将经过处理后的石英舟运送到装卸片位置进行卸片；
检测位于装卸片位置的石英舟内电池片是否卸载完毕；
当卸载完毕时，控制摄像单元拍照，并检测石英舟内是否存在碎片；
当无碎片时则控制装卸装置对石英舟进行装片；当有碎片时则控制装卸装置对石英舟停止装片。
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