專利名稱：硅片料盒以及硅片上料裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池制造領(lǐng)域，特別是用于來料硅片上料用的硅片料盒以及采用該硅片料盒的硅片上料裝置。
背景技術(shù)：
目前，太陽能電池的產(chǎn)量逐年大規(guī)模增長，整個光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平也在逐步提高，產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴大。因此，對太陽能電池生產(chǎn)線工藝設(shè)備提出很高的要求，低破片率地高良品率的產(chǎn)出是核心競爭力。對于太陽電池生產(chǎn)企業(yè)而言，外購的硅片為了運輸安全都是采用硅片堆疊的包裝形式。隨著自動化技術(shù)水平的提高，硅片的上料工序，已經(jīng)由人工逐片上料，發(fā)展為機械手自動上料作業(yè)。解決了人工上料可能產(chǎn)生的污染、人為破片和效率低下等系列問題。然而要實現(xiàn)堆疊硅片自動化高效率的上料作業(yè)，對于承載料盒提出了特殊的要求，其中堆疊硅片的有效分離是關(guān)鍵因素之一。然而，目前太陽能電池生產(chǎn)線上應(yīng)用的料盒，僅具備承載硅片的作用，不能提供有效的硅片分離效果。通常采用在料盒之外的裝備臺面上獨立配置氣刀，來解決這一問題。這樣，對于多工位上料裝備來說，臺面上氣刀安裝支架、氣刀及進氣管道、光電傳感器等布置繁雜，裝備制造成本高，使用和維護不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種太陽能電池生產(chǎn)線用多功能硅片料盒，有效集成氣刀硅片吹氣分離、硅片料盒承載和料盒定位等功能于一體，使用簡單，維護方便。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種硅片上料裝置，所述硅片上料裝置包括承載硅片的硅片料盒、氣刀和供氣裝置，所述氣刀安裝在硅片料盒的相對的側(cè)部上，氣刀內(nèi)部具有孔型通道，孔型通道的上端具有面向硅片的氣體排放口，氣刀下端與供氣裝置連通，供氣裝置為氣刀供應(yīng)氣體，氣體通過氣刀上端的氣體排放口吹出，以使硅片料盒內(nèi)疊置的硅片逐片浮起。用于安裝氣刀的氣刀安裝孔可對稱地設(shè)置在硅片料盒的料盒底板的四個側(cè)邊處。用于安裝氣刀的氣刀安裝孔可對稱地設(shè)置在硅片料盒的料盒底板的相對的一對側(cè)邊上，硅片料盒的料盒底板的相對的另一對側(cè)邊上安裝有側(cè)部擋板。所述料盒底板內(nèi)部可具有氣體通道，用于安裝氣刀的氣刀安裝孔設(shè)置在料盒底板的側(cè)邊的上部，氣刀安裝孔可使氣刀內(nèi)部的孔型通道與料盒底板內(nèi)部的氣體通道連通。料盒底板上可設(shè)置有使料盒底板內(nèi)部的氣體通道與供氣裝置連通的進氣孔。進氣孔可設(shè)置在料盒底板的側(cè)邊的下部并與氣刀安裝孔中的至少一個氣刀安裝孔對應(yīng)。所述硅片上料裝置還可包括輸送系統(tǒng)，用于將承載硅片的硅片料盒輸送到指定位置。所述硅片上料裝置還可包括頂升機構(gòu)，硅片料盒包括可上下移動地設(shè)置在料盒底板上方用于承載硅片的硅片托板，所述頂升機構(gòu)設(shè)置在硅片料盒下部，以控制硅片托板的升降。料盒底板上可設(shè)置有通孔，所述頂升機構(gòu)可穿過所述通孔頂升所述硅片托板。頂升機構(gòu)可包括頂升托板以及連接在頂升托板下部的絲桿。所述硅片上料裝置還可包括限位裝置，用于將硅片料盒固定在指定位置處。限位裝置可為半回字形限位擋板。供氣裝置還可包括定位銷以及與定位銷連接的進氣管，定位銷安裝在料盒底板上，定位銷的內(nèi)部具有中空通道，使得從進氣管供應(yīng)的氣體進入料盒底板的內(nèi)部并供應(yīng)給氣刀。料盒底板內(nèi)部的氣體通道可為井字形、工字形或十字形。料盒底板可為被對稱地切削去除部分材料的方形形狀。氣刀可通過螺紋連接方式安裝在硅片料盒上。所述硅片上料裝置還可包括拾取裝置，用于拾取因氣刀吹出的氣流而浮起的硅片。所述硅片上料裝置還可包括傳感器，用于感測硅片料盒的位置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種硅片料盒，所述硅片料盒包括料盒底板和硅片托板，硅片托板可上下移動地設(shè)置在料盒底板上方，用于承載硅片，料盒底板的內(nèi)部具有氣體通道，料盒底板的相對的側(cè)部具有安裝氣刀的氣刀安裝孔，氣刀安裝孔與料盒底板的內(nèi)部的氣體通道連通。氣刀安裝孔可對稱地設(shè)置在料盒底板的四側(cè)。氣刀安裝孔可對稱地設(shè)置在料盒底板的相對的一對側(cè)部中，料盒底板的相對的另一對側(cè)部上安裝有側(cè)部擋板。料盒底板上可設(shè)置有使料盒底板的內(nèi)部的氣體通道與外部氣源連通的進氣孔。料盒底板的內(nèi)部的氣體通道可為井字形、十字形或工字形，氣刀安裝孔為螺紋孔， 進氣孔開設(shè)在在料盒底板的側(cè)部的下側(cè)的與一個螺紋孔對應(yīng)的位置處。料盒底板可為被對稱地切削去除部分材料的方形形狀。料盒底板中部可開設(shè)有通孔。


通過下面結(jié)合示例性地示出的附圖進行的描述，本發(fā)明的上述和其他目的和特點將會變得更加清楚，其中圖1是示出采用根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的硅片上料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的硅片料盒的底板的二維視圖；圖3是沿圖2中A-A線截取的局部剖視圖；圖4是示出圖1中的氣刀的主視圖、側(cè)視圖和截面圖；圖5是示出了氣刀、供氣裝置和料盒底板裝配在一起后的局部剖視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的硅片上料裝置中的氣流流向示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的硅片上料裝置與移載機械手組合結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下，參照附圖來詳細說明本發(fā)明的實施例。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的硅片上料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的硅片上料裝置包括承載硅片的料盒10、氣刀2、料盒輸送系統(tǒng)8、供氣裝置20、料盒限位裝置6和硅片頂升裝置30。下面，將參照圖2至圖7對硅片上料裝置的各個部件進行詳細描述。根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的硅片料盒10包括料盒底板5、側(cè)部擋板3、硅片托板4。 硅片托板4可上下移動地設(shè)置在料盒底板5上方，用于承載硅片。側(cè)部擋板3安裝在料盒底板5的一對相面對的側(cè)邊上，用于穩(wěn)固硅片，防止硅片滑落。如圖所示，承載硅片的硅片料盒10與外部供氣裝置20以及輸送系統(tǒng)8相配合，實現(xiàn)硅片的上料。圖2示出了圖1中的料盒底板5的示例性結(jié)構(gòu)。如圖2所示，料盒底板5為方形結(jié)構(gòu)板。為了減輕料盒質(zhì)量，可以局部對稱地銑削去除料盒底板5的部分材料。圖2示出了銑削去除部分材料的例子，即料盒底板5的安裝側(cè)部擋板3的一對側(cè)邊對稱地開有凹槽。料盒底板5的側(cè)邊設(shè)有螺紋(502)，用于通過螺釘安裝側(cè)部擋板3。當然，側(cè)部擋板3的安裝方式不限于螺釘方式安裝，側(cè)部擋板3的數(shù)量和形狀也不限于如圖1所示的4 片。例如，位于每一側(cè)的側(cè)部擋板3可為4片，也可為一整體結(jié)構(gòu)，還可以以插入料盒底板 5上的方式安裝。料盒底板5的內(nèi)部開設(shè)有井字形氣體通道503。為了加工井字形通道而在料盒底板5的側(cè)部形成的氣體通道端口 506通過密封螺釘7進行密封。料盒底板5的另一對側(cè)邊上方中心位置開設(shè)有用于安裝氣刀2的螺紋孔504，用于安裝氣刀2。兩個螺紋孔504中的其中一個下方開有與供氣裝置的料盒底板定位銷9相配合的錐面508，錐面508與螺紋孔504之間為連通上下通道的圓柱通孔507，且三者保持同軸。另一個螺紋孔504為螺紋盲孔。使得通過供氣裝置供應(yīng)氣體通過料盒底板5中的井字形氣體通道供應(yīng)給另一側(cè)安裝的氣刀2。在本示例性實施例中，通過螺紋孔504安裝一對氣刀2，這種可拆卸的連接方式便于氣刀2的拆卸和使用，因此維護方便。圖4示出了氣刀的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1和圖4所示，氣刀2的上端銑削有面對硅片的氣刀工作平面204，氣刀工作平面204上開設(shè)有面向硅片的氣體排氣口 201。氣刀2的內(nèi)部開設(shè)有孔型氣道202，孔型氣道202可為圓柱形孔道。氣道2的下端為螺紋連接端203， 用于與料盒底板5上的螺紋孔504進行固定連接。當氣刀2的螺紋連接端203與料盒底板 5上的螺紋孔504相配合之后，氣刀2內(nèi)部的孔型氣道202與井字形氣體通道503連通。為了使氣刀2在吹起硅片的同時還能起到固定硅片的作用，氣刀2的面對硅片的側(cè)面205為與氣刀工作平面204平行的平面結(jié)構(gòu)，可以起到側(cè)部擋板3的功能。供氣裝置20包括料盒底板定位銷9和進氣管12。定位銷9的上端被處理為具有錐面結(jié)構(gòu)，以與料盒底板5的螺紋孔504下端的錐面508相配合，定位銷9的內(nèi)部開設(shè)有定位銷氣道902，通過與進氣管12的進氣通道904連通引進氣體，從而通過料盒底板5上的氣流管道為氣刀2供氣。料盒底板定位銷9的下端與下方的氣缸11緊固連接，通過氣缸11推動料盒底板定位銷9的升降。為了使定位銷9與氣缸11連接，可在定位銷9的下端開設(shè)螺紋孔903，以與氣缸11通過螺紋方式進行固定。氣缸11可以通過安裝支撐板10與工藝裝備相連接。
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在本示例性實施例中，所述料盒限位裝置6為半回字形擋板，料盒底板5的一對側(cè)邊底部具有向外側(cè)延伸的限位側(cè)板501。料盒限位裝置6的內(nèi)側(cè)寬度稍大于料盒底板5的寬度，并小于兩側(cè)限位側(cè)板501之間的寬度，從而使得半回字形擋板6能夠與料盒底板5進行卡接。顯然，料盒限位裝置6可以變換為多種形式，限位側(cè)板501也不是必不可少的。例如，限位裝置6可以采用類似卡鉗的結(jié)構(gòu)，此時可以不具有限位側(cè)板這樣的結(jié)構(gòu)。硅片頂升裝置30位于硅片料盒10的下方，用于控制承載硅片的硅片托板4的升降。在實施例性實施例中，硅片頂升裝置30包括頂升托板15和連接在其下面的頂升絲桿 16。料盒底板5的中心開設(shè)有使頂升絲桿16通過的方形通孔505。頂升絲桿16可由伺服電機18驅(qū)動，通過頂升托板15推動硅片托板4的向上運動。在附圖所示出的實施例中，在料盒底板的一對側(cè)邊上設(shè)置了一對氣刀2，在料盒底板的另一對側(cè)邊上設(shè)置了側(cè)部擋板3，但是，作為可選方式，也可以在料盒底板的四側(cè)均設(shè)置氣刀，而取消側(cè)部擋板3。此時，另一對氣刀的安裝方式與圖中所示出的氣刀的安裝方式相同，這里不在詳細描述。在上述實施例中，雖然在料盒底板內(nèi)部設(shè)置的氣體通道為井字形，但是，所述氣體通道的形狀不限于此。例如，當氣刀安裝在一對側(cè)邊上的情況下，氣體通道可以設(shè)置為工字形，當氣刀安裝在四側(cè)的情況下，氣體通道可以設(shè)置為十字形。此時，料盒底板中部可以不開設(shè)方形通孔505，頂升絲桿16可繞過氣體通道對硅片托板4進行頂升，例如，頂升絲桿16 的上端為爪狀，可通過料盒底板上的其他類型的通孔對硅片托板4進行頂升。在上述實施例中，雖然在料盒底板的一側(cè)設(shè)置了供氣裝置，但是也可以在料盒多側(cè)設(shè)置供氣裝置，從而可以在料盒底板內(nèi)部不開設(shè)氣體通道，而是使每個氣刀直接通過料盒底板與供氣裝置連通。下面，結(jié)合圖6和圖7，描述根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的硅片上料裝置的操作方式。工作時，裝載硅片1的硅片料盒10隨著傳輸系統(tǒng)8(在本示例性實施例中，為傳輸帶)的輸送，逐步插入半回字形限位擋板6，直至料盒10停止向前行進。光電檢測傳感器拾取到來料信號，控制系統(tǒng)發(fā)送信號停止傳輸帶8的動作。同時，控制系統(tǒng)開啟氣缸11的電磁閥13、14，推動定位錐銷9向上行進，直至定位銷9的錐面901與料盒底板5的錐面508 相配合。定位銷9通過進氣管12的通道904引進氣源，連通料盒底板5中的氣流管道，從而為氣刀2供氣。定位銷9可以同時與半回字形限位擋板6有效地對硅片料盒10進行限位和穩(wěn)固。然后，絲桿16由伺服電機18驅(qū)動，穿過料盒底板5的方形通孔505，并通過絲桿托板15推動硅片托板4向上運動。所述的氣刀2通過氣體排放口 201產(chǎn)生一定厚度和流速的氣幕150，吹動位于料盒上部的硅片1，可以輕松使其相互分離，控制系統(tǒng)驅(qū)動工藝裝備的移載機械手19拾取分離的硅片1，對其進行移載工作。之后，頂升機構(gòu)30推動硅片托板4上升一個硅片厚度的距離，從而逐一完成硅片分離-拾取-移載的工作，直至光電傳感器檢測到料盒中已無硅片， 控制系統(tǒng)驅(qū)動頂升機構(gòu)30下降，使得絲桿頂板15與硅片托板4分離。啟動氣缸11的電磁閥13和14，收回定位錐銷9。再啟動傳輸系統(tǒng)8反方向運動退出料盒10。由此，完成此料盒硅片的上料工作。
對比現(xiàn)有下料裝備中采用的在下料區(qū)域硅片的上方布置中心吸盤或者呈硅片四角分布的筆式吸盤，或者兩者的組合來完成硅片的吸取等技術(shù)，本發(fā)明具有如下積極進步的技術(shù)效果多功能硅片料盒集硅片承載、硅片吹氣分離和料盒限位等多種功能于一體，配合移載裝備的皮帶傳輸系統(tǒng)、料盒的伺服驅(qū)動頂升裝置和上位硅片移載機械手等功能裝置， 可以實現(xiàn)料盒的穩(wěn)固定位、硅片的快速分離、可靠和連續(xù)地硅片上料工作。料盒設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊，使用操作方便，便于產(chǎn)線應(yīng)用，特別是來料分選設(shè)備和制絨設(shè)備用上料硅片承載器。解決了工藝裝備臺面上風(fēng)刀安裝支架、風(fēng)刀及進氣管道、光電傳感器等布置繁雜，制造成本高，使用和維護不便等問題，有效提高產(chǎn)率，降低破片率，從而降低生產(chǎn)成本。雖然結(jié)合特定實施例描述本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可以對所述實施例進行各種變型，這些變型均落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種硅片上料裝置，其特征在于，所述硅片上料裝置包括承載硅片的硅片料盒、氣刀和供氣裝置，所述氣刀安裝在硅片料盒的相對的側(cè)部上，氣刀內(nèi)部具有孔型通道，孔型通道的上端具有面向硅片的氣體排放口，氣刀下端與供氣裝置連通，供氣裝置為氣刀供應(yīng)氣體， 氣體通過氣刀上端的氣體排放口吹出，以使硅片料盒內(nèi)疊置的硅片分離。
2.如權(quán)利要求1所述的硅片上料裝置，其特征在于，用于安裝氣刀的氣刀安裝孔對稱地設(shè)置在硅片料盒的料盒底板的四個側(cè)邊處。
3.如權(quán)利要求2所述的硅片上料裝置，其特征在于，用于安裝氣刀的氣刀安裝孔對稱地設(shè)置在硅片料盒的料盒底板的相對的一對側(cè)邊上，硅片料盒的料盒底板的相對的另一對側(cè)邊上安裝有側(cè)部擋板。
4.如權(quán)利要求2所述的硅片上料裝置，其特征在于，所述料盒底板內(nèi)部具有氣體通道， 用于安裝氣刀的氣刀安裝孔設(shè)置在料盒底板的側(cè)邊的上部，氣刀安裝孔使氣刀內(nèi)部的孔型通道與料盒底板內(nèi)部的氣體通道連通。
5.如權(quán)利要求4所述的硅片上料裝置，其特征在于，料盒底板上設(shè)置有使料盒底板內(nèi)部的氣體通道與供氣裝置連通的進氣孔。
6.如權(quán)利要求5所述的硅片上料裝置，其特征在于，進氣孔設(shè)置在料盒底板的側(cè)邊的下部并與氣刀安裝孔中的至少一個氣刀安裝孔對應(yīng)。
7.如權(quán)利要求1-4中的任一項權(quán)利要求所述的硅片上料裝置，其特征在于，所述硅片上料裝置還包括輸送系統(tǒng)，用于將承載硅片的硅片料盒輸送到指定位置。
8.如權(quán)利要求2-4中的任一項權(quán)利要求所述的硅片上料裝置，其特征在于，所述硅片上料裝置還包括頂升機構(gòu)，硅片料盒包括可上下移動地設(shè)置在料盒底板上方用于承載硅片的硅片托板，所述頂升機構(gòu)設(shè)置在硅片料盒下部，以控制硅片托板的升降。
9.如權(quán)利要求8所述的硅片上料裝置，其特征在于，料盒底板上設(shè)置有通孔，所述頂升機構(gòu)穿過所述通孔頂升所述硅片托板。
10.一種硅片料盒，其特征在于，所述硅片料盒包括料盒底板和硅片托板，硅片托板可上下移動地設(shè)置在料盒底板上方，用于承載硅片，料盒底板的內(nèi)部具有氣體通道，料盒底板的相對的側(cè)部具有安裝氣刀的氣刀安裝孔，氣刀安裝孔與料盒底板的內(nèi)部的氣體通道連
全文摘要
本發(fā)明提供一種硅片料盒和硅片上料裝置。所述硅片上料裝置包括承載硅片的硅片料盒、氣刀和供氣裝置，所述氣刀安裝在硅片料盒的相對的側(cè)部上，氣刀內(nèi)部具有孔型通道，孔型通道的上端具有面向硅片的氣體排放口，氣刀下端與供氣裝置連通，供氣裝置為氣刀供應(yīng)氣體，氣體通過氣刀上端的氣體排放口吹出，以使硅片料盒內(nèi)疊置的硅片分離。
文檔編號H01L21/673GK102364668SQ20111033555
公開日2012年2月29日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者張連生, 胡永偉, 鄭書友 申請人:北京太陽能電力研究院有限公司