CN116371751A - 一种能级拓展的下料分选设备及下料方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种能级拓展的下料分选设备及下料方法，属于硅片分选下料领域，下料分选设备包括安装于下料机架上的多级分片装置、多级料盒模组、下料中轴皮带流线和尾料盒；位于下料中轴皮带流线同侧的多组多级料盒模组中的不同模组的料盒交替接料，同模组多级料盒模组中的不同料盒不同时接料；本申请的下料分选设备的下料方法采用多级分片和多级料盒，不同组之间交替分片下料，显著提高了分选下料和接料的效率和产能，便于在涉及片材产品的硅片、PCB、FPD、FPC、芯板等领域推广应用。
Description
技术领域
本发明属于硅片下料领域，具体公开了一种能级拓展的下料分选设备及下料方法。
背景技术
硅片作为重要的工业原材料被广泛用。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，并根据检测分析结果，自动将硅片按照质量等级分选输送到不同的盒子内，充分满足硅片使用厂家的质量管控的需求。
然而，现有的分选下料设备除了在顶吸分片、交错料盒改进外，仍对产能的提高有所限制，这主要体现在下料模式的限制以及下料收料拓展级数的限制。针对此问题，需要研制一款能拓展收料和产能拓展的下料模式的分选设备。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能级拓展的下料分选设备及下料方法，其能解决上述问题。具体方案如下。
一种能级拓展的下料分选设备，下料分选设备包括安装于下料机架上的多级分片装置、多级料盒模组、下料中轴皮带流线和尾料盒；多组所述多级分片装置垂直于物料主流线方向间隔的布置在所述下料中轴皮带流线上方用于分料，多组所述多级料盒模组对应的布置在多组所述多级分片装置下方用于接料；其中，位于下料中轴皮带流线同侧的多组所述多级料盒模组中的不同模组的料盒交替接料，同模组多级料盒模组中的不同料盒不同时接料。
进一步的，多组所述多级分片装置采用顶吸非接触式分片机构，包括位于吸附双向分选主模组两侧的第一吸附输送支线模组和第二吸附输送支线模组，在第一吸附输送支线模组和第二吸附输送支线模组的外侧还分别设置至少一个拓展吸附输送模组。
进一步的，所述多级料盒模组采用双料盒接料机构，包括安装于基板上的上横轨驱动组件、下横轨驱动组件、下层升降组件、上层料盒、下层料盒和控制按钮组件；上层料盒设置在上横轨驱动组件上并受控的横移；所述下层料盒通过下层升降组件转接至下横轨驱动组件上并受控的升降和横移。
本发明还提供了一种基于前述下料分选设备的下料方法，下料方法包括：S1、主流线上料，下料中轴皮带流线接收检测分析完的物料沿着皮带流线输送；S2、多组分片，多组多级分片装置的吸附双向分选主模组吸附下方的下料中轴皮带流线上输送的物料，并向两侧的第一吸附输送支线模组、第二吸附输送支线模组和/或拓展吸附输送模组传送；S3、多组下料，多组多级分片装置的第一吸附输送支线模组、第二吸附输送支线模组和/或拓展吸附输送模组在下料工位释放吸附的物料；S4、接料，与第一吸附输送支线模组、第二吸附输送支线模组或拓展吸附输送模组对应的多级料盒模组的上层料盒和/或下层料盒在接料工位接料；S5、出料，满料或强制出料的料盒在控制下运行至出料工位，由人工或机器人拾取料盒内的物料，空置的料盒复位。
进一步的，步骤S2的多组分片中，多组所述多级分片装置的不同组之间交替吸附输送下料中轴皮带流线上输送的物料，并根据设备设置运往对指定侧的第一吸附输送支线模组、第二吸附输送支线模组或拓展吸附输送模组中的一个模组。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：本申请的下料分选设备的下料方法采用多级分片和多级料盒，不同组之间交替分片下料，显著提高了分选下料和接料的效率和产能，便于在涉及片材产品的硅片、PCB、FPD、FPC、芯板等领域推广应用。
附图说明
图1下料分选设备一个示例的示意图；
图2为多级分片装置的示意图；
图3为多级料盒模组的示意图；
图4和图5为分选下料的原理示意图；
图6为下料分选设备另一示例的示意图。
图中：
10000、下料分选设备；
1000、多级分片装置；1100、吸附双向分选主模组；1200、第一吸附输送支线模组；1300、第二吸附输送支线模组；1400、第一拓展吸附输送模组；1500、第二拓展吸附输送模组；1001、吸附模块；1002、皮带驱动模块；1003、流线架；1004、防风钣金；
2000、多级料盒模组；2100、基板；2200、上横轨驱动组件；2300、下横轨驱动组件；2400、下层升降组件；2500、上层料盒；2600、下层料盒；2700、控制按钮组件；2800、下料气膜机构；
3000、下料中轴皮带流线；
4000、尾料盒；
5000、下料机架。
具体实施方式
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。
应当理解，本说明书中所使用的“***”、“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。
下料分选设备
一种能级拓展的下料分选设备10000，参见图1，包括安装于下料机架5000上的多级分片装置1000、多级料盒模组2000、下料中轴皮带流线3000和尾料盒4000。
布置关系：所述下料中轴皮带流线3000沿着设备的中轴线安装至所述下料机架5000上，多级分片装置1000沿着所述下料中轴皮带流线3000间隔的设置，且多级分片装置1000输送方向与下料中轴皮带流线3000的输送方向垂直，多级料盒模组2000对应的布置在所述多级分片装置1000下方，所述尾料盒4000正对所述下料中轴皮带流线3000的尾端设置，用于承载杂项硅片或未检测的硅片。
其中，多组所述多级分片装置1000垂直于物料主流线方向间隔的布置在所述下料中轴皮带流线3000上方用于分料，多组所述多级料盒模组2000对应的布置在多组所述多级分片装置1000下方用于接料；位于下料中轴皮带流线3000同侧的多组所述多级料盒模组2000中的不同模组的料盒交替接料，同模组多级料盒模组2000中的不同料盒不同时接料。
其中，参见图2，多组所述多级分片装置1000采用顶吸非接触式分片机构，包括位于吸附双向分选主模组1100两侧的第一吸附输送支线模组1200和第二吸附输送支线模组1300，在第一吸附输送支线模组1200和第二吸附输送支线模组1300的外侧还分别设置至少一个拓展吸附输送模组。
吸附双向分选主模组1100用于将下方的下料中轴皮带流线3000输送的硅片吸附拾取并根据硅片类型分析结果双向可选的垂直于所述下料中轴皮带流线3000的物料主流线方向向两侧布置的第一吸附输送支线模组1200、第二吸附输送支线模组1300和拓展吸附输送模组输送物料；在第一吸附输送支线模组1200、第二吸附输送支线模组1300和拓展吸附输送模组处均设置下料工位以下料。
具体示例中，拓展吸附输送模组包括在所述第一吸附输送支线模组1200的输送外侧设置一个第一拓展吸附输送模组1400，以及在第二吸附输送支线模组1300的外侧设置一个第二拓展吸附输送模组1500。由此在吸附双向分选主模组1100的两侧形成两级输送下料的模式，当然，根据实际需要，还可以设计三级、四级等，两侧对称也可以不对称设置，比如一侧为一级，另一侧设置两级的实施例。
进一步的，第一吸附输送支线模组1200、第二吸附输送支线模组1300、第一拓展吸附输送模组1400、第二拓展吸附输送模组1500均采用模块化标准设计，可以快速的布置替代，节省成本，便于维护。这些模组包括吸附模块1001、皮带驱动模块1002、流线架1003，具体示例中，吸附模块1001包括吸盘、真空管组件、空气滤清器、真空阀和真空源(图未示)，真空源采用真空发生器等形式。皮带驱动模块1002包括驱动步进电机、同步带、多组传动带组件和与传动轮。一个示例中，皮带驱动模块1002包括三组平行间隔设置的传动带组件，当然也可以设置两组在两边平行间隔设置的传动带组件。
进一步的，在所述流线架1003的底面设置一个防风钣金1004，防风钣金1004的底面高于皮带驱动模块1002下方的皮带输送面且低于吸附模块1001的吸盘吸附面设置。
其中，参见图3，多组所述多级料盒模组2000采用双料盒接料机构，包括安装于基板2100上的上横轨驱动组件2200、下横轨驱动组件2300、下层升降组件2400、上层料盒2500、下层料盒2600和控制按钮组件2700。
具体的，上横轨驱动组件2200和下横轨驱动组件2300上下间隔的设置在所述基板2100的一个侧面上；所述上横轨驱动组件2200的长度短于所述下横轨驱动组件2300的长度；所述上层料盒2500连接至所述上横轨驱动组件2200的活动端，并在控制按钮组件2700的控制下实现横移；所述下层料盒2600通过所述下层升降组件2400转接至所述下横轨驱动组件2300，并在控制按钮组件2700的控制下实现横移和升降。
上层料盒2500设置在上横轨驱动组件2200上并受控的横移；所述下层料盒2600通过下层升降组件2400转接至下横轨驱动组件2300上并受控的升降和横移。
虽然此处图示的是双料盒，但可以拓展的设置多级料盒，以提高整体下料接料的产能。使用时，上层料盒2500和下层料盒2600可以同时使用，也可以分开使用，也可以只使用一个，这个按照实际需求设计即可。一般情况下，对下料中轴皮带流线3000同侧的一组多级料盒模组2000中，两个或多级料盒不会同时使用，因为同时使用就与提高整个下料中轴皮带流线3000上物料的拾取、下料和接料时间节拍的效率提高设计原则相违背。当然从设计上，两个料盒或多级料盒连续接料也是能实现的。
具体示例中，上横轨驱动组件2200、下横轨驱动组件2300均采用无杆气缸驱动，附加滑轨平衡稳定。下层升降组件2400采用升降气缸驱动即可。
进一步的，所述多级料盒模组2000还包括下料气膜机构2800，用于为对应的料盒吹气形成姿态调整气膜，使得物料稳定落入料盒内以此降低硬接触导致的损坏。下料气膜机构2800的形式多样，只要能达到向下落物料、如硅片提供缓冲气膜即可，通过气阻达到调整物料下落姿势以便顺利规整的落入料盒，同时降低损坏机率。
具体示例中，下料气膜机构2800包括气膜底座、气膜杆、调节夹头和吹嘴；所述吹嘴通过调节夹头位置可调的设置在气膜杆上，气膜杆的底部通过气膜底座竖直的安装至机架上。其中，吹嘴朝向对应料盒设置，以便于吹气正对或斜对下落的物料进行姿态调整。
进一步的，多级料盒模组2000还包括料盒罩，用于将模组的外侧、背面和顶板进行防护。在上横轨驱动组件2200的上部设置一个滑轨挡罩，用于顶部滑轨的防护。在下层升降组件2400下部设置升降护罩，用于下层升降组件的下部防护。
图1的设备中，设置了一个三模组两级料盒结构的示例，而图6的设备中，设置了两个四模组两级料盒结构和一个三模组两级料盒结构的示例。当然，根据实际需要可以设置不同模组不同级料盒的设置方式。
下料方法
一种基于前述下料分选设备的下料方法，下料方法包括以下步骤。
S1、主流线上料，下料中轴皮带流线3000接收检测分析完的物料沿着皮带流线输送。
S2、多组分片，多组多级分片装置1000的吸附双向分选主模组1100吸附下方的下料中轴皮带流线3000上输送的物料，并向两侧的第一吸附输送支线模组1200、第二吸附输送支线模组1300和/或拓展吸附输送模组传送。
其中，步骤S2的多组分片中，多组所述多级分片装置1000的不同组之间交替吸附输送下料中轴皮带流线3000上输送的物料，并根据设备设置运往对指定侧的第一吸附输送支线模组1200、第二吸附输送支线模组1300或拓展吸附输送模组中的一个模组。
S3、多组下料，多组多级分片装置1000的第一吸附输送支线模组1200、第二吸附输送支线模组1300和/或拓展吸附输送模组在下料工位释放吸附的物料。
S4、接料，与第一吸附输送支线模组1200、第二吸附输送支线模组1300或拓展吸附输送模组对应的多级料盒模组2000的上层料盒2500和/或下层料盒2600在接料工位接料。
其中，接料过程中的料盒状态应与步骤S2和S3中的多组所述多级分片装置1000的多组分片和多组下料相适应。位于下料中轴皮带流线3000同侧的多组所述多级料盒模组2000中的不同模组的料盒交替接料，同模组多级料盒模组2000中的不同料盒不同时接料。
S5、出料，满料或强制出料的料盒在控制下运行至出料工位，由人工或机器人拾取料盒内的物料，空置的料盒复位。
参见图4和图5，在图4中，实线箭头示意为物料被从下料中轴皮带流线3000上吸附至多级分片装置1000的吸附双向分选主模组1100，点划线箭头示意为多级分片装置1000向两侧分片，虚线箭头示意为不同模组的多级料盒模组2000。在图5中，下料中轴皮带流线3000将多级分片装置1000和多级料盒模组2000分为左右两侧，虚线框中的支线模组、拓展模组或料盒为同模组。示意的，“1左内”表示第一模组的多级料盒模组2000中的左侧靠内的料盒，也表示第一模组的多级分片装置1000的第一吸附输送支线模组1200。
根据下料方法的下料逻辑，下料中轴皮带流线3000上的物料，被不同模组处的多级分片装置1000吸附，运往一个同模组的多级料盒模组2000时，同一或连续时刻会被分至同模组内四个料盒中的一个，而在不同模组之间，不同料盒可以交替接料。
结合图2-图5，同模组单侧两个料盒独立为一组，外部料盒与内部料盒互为备用料盒。同侧不同模组的两个料盒为同一等级料盒交替进料。后一张物料与前一张物料进入不同模组的料盒内。同侧内部料盒满料后，升降气缸下降，无杆气缸向外侧弹出至取料位，进行取料。同侧外部料盒满料后，无杆气缸向外侧弹出至取料位，进行取料。
智能硅片分选***
一种智能硅片分选***，分选***包括上料设备、检测设备和采用前述的下料分选设备10000；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。其中，所述碎片剔除装置采用顶吸剔除机构。
智能硅片分选***通过采用具有多级分片装置1000和多级料盒模组2000的下料分选设备10000，并通过前述的下料方法，实现了多级拓展的分片和接料，提高了对下料中轴皮带流线3000上的物料的吸附分选和下料的产能，相对于单级分片及单级料盒，理论产能提高了一倍。
前述设备和***可以在光伏硅片、PCB、FPC、FPD、芯板等领域推广应用。
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。
Claims (6)
1.一种能级拓展的下料分选设备，其特征在于：下料分选设备(10000)包括安装于下料机架(5000)上的多级分片装置(1000)、多级料盒模组(2000)、下料中轴皮带流线(3000)和尾料盒(4000)；
多组所述多级分片装置(1000)垂直于物料主流线方向间隔的布置在所述下料中轴皮带流线(3000)上方用于分料，多组所述多级料盒模组(2000)对应的布置在多组所述多级分片装置(1000)下方用于接料；
其中，位于下料中轴皮带流线(3000)同侧的多组所述多级料盒模组(2000)中的不同模组的料盒交替接料，同模组多级料盒模组(2000)中的不同料盒不同时接料。
2.根据权利要求1所述的下料分选设备，其特征在于：
多组所述多级分片装置(1000)采用顶吸非接触式分片机构，包括位于吸附双向分选主模组(1100)两侧的第一吸附输送支线模组(1200)和第二吸附输送支线模组(1300)，在第一吸附输送支线模组(1200)和第二吸附输送支线模组(1300)的外侧还分别设置至少一个拓展吸附输送模组。
3.根据权利要求2所述的下料分选设备，其特征在于：
所述多级料盒模组(2000)采用双料盒接料机构，包括安装于基板(2100)上的上横轨驱动组件(2200)、下横轨驱动组件(2300)、下层升降组件(2400)、上层料盒(2500)、下层料盒(2600)和控制按钮组件(2700)；
上层料盒(2500)设置在上横轨驱动组件(2200)上并受控的横移；所述下层料盒(2600)通过下层升降组件(2400)转接至下横轨驱动组件(2300)上并受控的升降和横移。
4.根据权利要求3所述的下料分选设备，其特征在于：
所述多级料盒模组(2000)还包括下料气膜机构(2800)，用于为对应的料盒吹气形成姿态调整气膜，使得物料稳定落入料盒内以此降低硬接触导致的损坏。
5.一种基于权利要求1-4任一项所述下料分选设备的下料方法，其特征在于，下料方法包括：
S1、主流线上料，下料中轴皮带流线(3000)接收检测分析完的物料沿着皮带流线输送；
S2、多组分片，多组多级分片装置(1000)的吸附双向分选主模组(1100)吸附下方的下料中轴皮带流线(3000)上输送的物料，并向两侧的第一吸附输送支线模组(1200)、第二吸附输送支线模组(1300)和/或拓展吸附输送模组传送；
S3、多组下料，多组多级分片装置(1000)的第一吸附输送支线模组(1200)、第二吸附输送支线模组(1300)和/或拓展吸附输送模组在下料工位释放吸附的物料；
S4、接料，与第一吸附输送支线模组(1200)、第二吸附输送支线模组(1300)或拓展吸附输送模组对应的多级料盒模组(2000)的上层料盒(2500)和/或下层料盒(2600)在接料工位接料；
S5、出料，满料或强制出料的料盒在控制下运行至出料工位，由人工或机器人拾取料盒内的物料，空置的料盒复位。
6.根据权利要求5所述的下料方法，其特征在于：步骤S2的多组分片中，多组所述多级分片装置(1000)的不同组之间交替吸附输送下料中轴皮带流线(3000)上输送的物料，并根据设备设置运往对指定侧的第一吸附输送支线模组(1200)、第二吸附输送支线模组(1300)或拓展吸附输送模组中的一个模组。
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