一种硅片翻转输送系统及输送方法

技术领域

本发明涉及太阳能生产技术领域，更具体地说，涉及一种硅片翻转输送系统及输送方法。

背景技术

在太阳能电池的加工生产中，随着硅片加工工艺的不断改进，硅片的双面加工技术越来越成熟。目前，部分工艺为对硅片的双面分各个单面逐步进行加工，这就需要将单面完成加工的硅片翻转后再次进行加工。同时，由于不能直接对硅片进行接触，因而需要人工使用吸盘对硅片逐片进行翻转，从而导致这一加工工序耗时又耗力，翻转效率低。

在相关领域中，为解决上述问题，常采用的方式是利用翻转机构实现硅片的自动化翻转，；例如申请号为201820873204X的中国专利文件公开的一种硅片翻转机构，该翻转机构包括依次设置的进料组件、翻转组件和出料组件。其中，所述进料组件用于运送待翻转硅片，所述待翻转硅片的第一表面朝上；所述翻转组件用于将所述进料组件运送的所述待翻转硅片表面翻转，使所述硅片的与所述第一表面相对的第二表面朝上；所述出料组件用于运送完成表面翻转后的硅片。

然而，应当知晓的是，物体在旋转时天然带有离心力，为防止硅片从翻转机构上脱出，就需要对硅片进行固定或限位，此时容易对硅片的表面造成损伤；此外，为了防止硅片在翻转过程中脱出，翻转的速度一般较慢，使得翻转机构前段工序的硅片产生积压，降低了硅片流水线的输送效率。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中硅片进行翻转输送时效率较低的不足，提供一种硅片翻转输送系统，旨在利用翻转机构将花篮内的硅片成批进行翻转，同时在硅片的输送轨道和翻转机构之间设置用于缓存花篮的缓冲轨道以减少硅片在输送轨道上的等待时间，从而提高硅片翻转输送效率。

本发明的另一个目的在于提供一种利用本发明的翻转输送装置进行硅片输送的方法，该方法能够快速地完成硅片的翻转和输送，从而提高硅片生产的整体效率。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种硅片翻转输送系统，包括沿第一方向设置的上料装置、翻转装置和下料装置；所述上料装置包括上料输送轨道和叠放机构，所述翻转装置包括第一缓冲轨道、翻转机构和第二缓冲轨道，所述下料装置包括下料输送轨道和抽放机构；所述叠放机构位于所述上料输送轨道和第一缓冲轨道之间，所述翻转机构位于所述第一缓冲轨道和第二缓冲轨道之间，所述抽放机构设置在所述第二缓冲轨道和下料输送轨道之间；

所述翻转输送系统被配置为：硅片被上料输送轨道沿第一方向上输送至所述叠放机构处后，所述叠放机构将所述硅片堆叠放置在花篮中；所述第一缓冲轨道将装载有所述硅片的花篮从所述叠放机构中输送至所述翻转机构处后，所述翻转机构将装载有所述硅片的花篮翻转并放置在所述第二缓冲轨道上；所述第二缓冲轨道将装载有所述硅片的花篮输送至抽放机构内后，所述抽放机构将装载有所述硅片的花篮里的硅片依次抽出并放置在所述下料输送轨道上。

进一步地，所述翻转机构包括沿第二方向设置有翻转轴，以及连接在所述翻转轴上的安装部，所述安装部上相对地连接有两个固定臂；所述花篮上设置有与所述固定臂相配合的固定槽。

进一步地，所述花篮包括上框体和下框体，以及连接在所述上框体和下框体之间的两个连接板，所述连接板上设置有若干沿第三方向排布的硅片放置槽；所述上框体和下框体的边沿突出于所述连接板外侧壁设置，以使所述上框体、下框体和连接板之间形成所述的固定槽。

进一步地，所述安装部上设置有花篮护臂，所述花篮护臂包括压紧板和顶升驱动件，所述压紧板能够在所述顶升驱动件的驱动下沿第三方向移动，以驱使所述上框体/下框体与所述固定臂压紧。

进一步地，所述第一缓冲轨道与翻转机构之间设置有第一传递轨道，所述第二缓冲轨道与翻转机构之间设置有第二传递轨道；所述安装部的板面与第一方向垂直时，所述固定臂在第一方向上至少部分与所述第一传递轨道重叠，或者在第一方向上至少部分与第二传递轨道重叠。

进一步地，所述第一传递轨道和第二传递轨道在第三方向上的位置相同。

进一步地，所述上料输送轨道包括两个平行设置的上料传送带，所述上料传送带上设置间隔设置有若干个第一定位件和第二定位件，相邻所述第一定位件和第二定位件之间形成为硅片放置位；和/或，

所述下料输送轨道包括两个平行设置的下料传送带，所述下料传送带上设置间隔设置有若干个第一定位件和第二定位件，相邻所述第一定位件和第二定位件之间形成为硅片放置位。

进一步地，所述第一定位件包括连接部，所述连接部上设置有斜面，所述斜面上设置有定位凸起；所述第二定位件与所述第一定位件结构相同，且所述第一定位件与所述第二定位件镜像设置。

进一步地，所述上料输送轨道在靠近所述叠放机构的一端形成有上料端口，所述叠放机构的输入轨道靠近所述上料输送轨道的一端伸入设置所述上料端口内；和/或，

所述下料输送轨道在靠近所述抽放机构的一端形成有下料端口，所述叠放机构的输出轨道靠近所述下料输送轨道的一端伸入设置所述下料端口内。

进一步地，所述叠放机构包括第一升降件和输入轨道，所述第一升降件用于驱使所述花篮移动，以使所述花篮的多个硅片放置槽分别在第三方向上与所述输入轨道位置对应；

所述抽放机构包括第二升降件和输出轨道，所述第二升降件用于驱使所述花篮移动，以使所述花篮的多个硅片放置槽分别在第三方向上与所述输出轨道位置对应。

利用上述的翻转输送系统对硅片进行输送的方法，包括以下步骤，

步骤1、硅片被上料输送轨道沿第一方向上输送至所述叠放机构处后，所述叠放机构将所述硅片堆叠放置在花篮中；

步骤2、所述第一缓冲轨道将装载有所述硅片的花篮从所述叠放机构中输送至所述翻转机构处后，所述翻转机构将装载有所述硅片的花篮翻转并放置在所述第二缓冲轨道上；

步骤3、所述第二缓冲轨道将装载有所述硅片的花篮输送至抽放机构内后，所述抽放机构将装载有所述硅片的花篮里的硅片依次抽出并放置在所述下料输送轨道上；

步骤4、所述硅片被下料输送轨道输送至下游工序。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种硅片翻转输送系统，包括沿第一方向设置的上料装置、翻转装置和下料装置；上料装置包括上料输送轨道和叠放机构，翻转装置包括第一缓冲轨道、翻转机构和第二缓冲轨道，下料装置包括下料输送轨道和抽放机构；叠放机构位于上料输送轨道和第一缓冲轨道之间，翻转机构位于第一缓冲轨道和第二缓冲轨道之间，抽放机构设置在第二缓冲轨道和下料输送轨道之间；因而可以通过叠放机构将多个硅片叠放在花篮中并批量进行翻转，且缓冲轨道的设置可以允许翻转机构以较慢的速度对花篮进行翻转而不影响输送轨道上硅片的运输，从而在提高硅片翻转输送的效率的同时，提高硅片在翻转过程中的安全性。

(2)本发明中，花篮上设置有与固定臂配合的固定槽，使得翻转机构对花篮进行翻转时，固定臂可以卡设在固定槽中，从而实现对花篮进行固定和限位，防止其在翻转过程中从旋转机构上脱出。

(3)本发明中，安装部上设置有花篮护臂，花篮护臂包括压紧板和顶升驱动件，压紧板能够在顶升驱动件的驱动下沿第三方向移动，以驱使上框体与固定臂压紧，或者驱使下框体与固定臂压紧，从实现花篮和翻转机构的固定和紧固，进一步防止花篮从翻转机构上脱出。

(4)本发明的输送方法，将硅片叠加后进行成批次翻转，并在翻转装置内设置缓冲轨道以允许花篮在翻转装置暂存，从而使得输送轨道上的硅片无需等到以连续完成翻转输送，提高了硅片的输送效率。

附图说明

图1为本发明的翻转输送系统结构示意图；

图2为本发明中上料输送轨道的结构示意图；

图3为本发明中硅片放置位的结构示意图；

图4为本发明中第一定位件的结构示意图；

图5为本发明中翻转机构结构示意图；

图6为本发明中固定臂的结构示意图；

图7为本发明中花篮的结构示意图；

图8为本发明中花篮护臂的结构示意图；

图9为本发明中翻转机构翻转过程示意图。

示意图中的标号说明：100、上料装置；110、上料输送轨道；120、硅片放置位；121、第一定位件；1211、定位凸起；1212、连接部；1213、斜面；122、第二定位件；130、上料端口；140、上料检测机构；150、叠放机构；

200、翻转装置；210、第一缓冲轨道；220、第二缓冲轨道；230、翻转机构；231、翻转驱动件；232、轴座；233、翻转轴；234、安装部；235、固定臂；236、花篮护臂；2361、压紧板；2362、顶升驱动件；240、第一传递轨道；241、第一传递带；250、第二传递轨道；251、第二传递带；

300、下料装置；310、下料输送轨道；320、抽放机构；

400、花篮；401、上框体；402、下框体；403、连接板；404、连接柱；

500、硅片。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

在相关领域中，为防止硅片在翻转过程中从翻转机构上脱出，硅片的翻转速度通常不快，而流水线整体的生产速率由最慢工序的速度决定。因此，当硅片翻转机构的翻转速率不快时，整个硅片生产线的生产速率也将下降。

为解决上述问题，本实施方式提供了一种硅片翻转输送系统。图1示出了本实施方式的翻转输送系统的结构。具体的，该硅片翻转输送系统包括沿第一方向设置的上料装置100、翻转装置200和下料装置300。其中，上料装置100用于向翻转装置200输送硅片500，翻转装置200用于实现硅片500的翻转，下料装置300用于将翻转装置200翻转后的硅片继续输送至下游工序。

应当指出的是，本实施方式所称的第一方向可以是硅片传输的方向，例如附图中所标识的x方向；第二方向可以是翻转机构的翻转轴轴线方向，例如附图中所标识的y方向；第三方向可以是垂直于第一方向，并垂直于第二方向的方向，例如附图中所标识的z方向。

以下，

上料装置100包括上料输送轨道110和叠放机构150。其中，上料输送轨道110沿着第一方向设置，用于在第一方向上输送硅片500，具体是将硅片500从上游工序输送至叠放机构150位置处。叠放机构150用于将若干个硅片500叠放设置在花篮400中，然后将装载有硅片500输送至翻转装置中。

图2示出了上料输送轨道110的结构。具体的，上料输送轨道110由两个平行设置的上料传送带组成。两个上料传送带之间形成有若干个硅片放置位120，硅片500可以被定位并承载在该硅片放置位120之中。

图3示出了硅片放置位120的结构。具体的，该硅片放置位120由两个上料传送带上的两个第一定位件121和两个第二定位件122构成。其中，上料传送带上设置有若干个第一定位件121和若干个第二定位件122，第一定位件121和第二定位件122间隔设置。

图4示出了第一定位件121的结构。该第一定位件121包括定位凸起1211、连接部1212和斜面1213。其中，连接部1212之间设置在上料传送带上，斜面1213设置在连接部1212上，定位凸起1211设置在斜面1213上。

更进一步地，斜面1213与第一方向所成的夹角α的范围可以是3～10°，从而使得硅片500位于硅片放置位内时，能够处于硅片放置位内的中心位置附近。此外，当硅片500位于硅片放置位内时，其朝向于第一定位件121的边沿距离定位凸起1211的距离L可以是0～3mm。

第二定位件122的结构可以与第一定位件121相同，且第二定位件122与第一定位件121镜像设置。其中，在同一硅片放置位120中，位于同一上料传送带上的第一定位件121与第二定位件122相对设置，具体是第一定位件121的斜面1213朝向于第二定位件122设置，第二定位件122的斜面朝向于第一定位件121设置，使得硅片500能够正好卡设在第一定位件121和第二定位件122之间，实现对硅片500的定位。此外，由于第一定位件121的斜面1213和第二定位件122的斜面的存在，使得硅片放置位120能够放置不同尺寸的硅片500。

此外，作为进一步的优化，定位凸起1211具有对硅片500进行初步定位的功能。具体的，定位凸起1211可以为圆台结构，或者为梯台结构，即定位凸起1211沿第三方向的尺寸逐渐变化，从而具备迫使硅片500朝向硅片放置位120中心运动的趋势，以实现定位作用。

叠放机构150包括输入轨道和第一升降件，输入轨道沿第一方向设置，并用于将硅片500从上料输送轨道110上输送至花篮400中；第一升降件用于驱使花篮400沿第三方向运动，以使花篮400中多个硅片放置槽分别在第三方向上与输入轨道位置对应，第一升降件可以是气缸、液压缸、电机中的一种。

即，在初始状态时，花篮400最上方的硅片放置槽在第三方向上与输入轨道位置对应，输入轨道沿第一方向将硅片500从上料输送轨道110输送至花篮400最上方的硅片放置槽内，然后第一升降件驱使花篮400沿第三方向向上运动，使得花篮400的下一个硅片放置槽在第三方向上与输入轨道位置对应，输入轨道沿第一方向将硅片500从上料输送轨道110输送至花篮400的下一个硅片放置槽内，以此往复，完成硅片500的叠放。

当然，为实现硅片500平稳地从上料输送轨道110输送至花篮400内，上料输送轨道110可以在靠近叠放机构150的一端形成有上料端口130，叠放机构150的输入轨道伸入两个上料传送带之间并位于该上料端口130处，因而硅片500在未完全脱离上料输送轨道110时就能支撑在输入轨道上并被输入轨道传送至花篮400中。

此外，上料装置100内还可以设置有上料检测机构140，该上料检测机构140可以包括龙门架，以及设置在龙门架上的检测器，该检测器可以用于检测硅片放置位120上是否存在有硅片500。具体的，当硅片放置位120上存在硅片500时，硅片500被输入轨道传输至花篮400中后，第一升降件会驱动花篮400移动；当硅片放置位120上不存在硅片500时，第一升降件不会驱动花篮400移动，从而防止花篮400空载，进而提高翻转输送系统整体的输送效率。

以下，

下料装置300包括抽放机构320和下料输送轨道310。其中，下料装置300用于将花篮400中的硅片500依次抽出并放置在下料输送轨道310上，下料输送轨道310用于将硅片500输送至下游工序。

应当指出的是，下料装置300的结构可以和上料装置100一致，且下料装置300与上料装置100之间为镜像设置。具体的，抽放机构320包括输出轨道和第二升降件，第二升降件用于在第三方向上驱使花篮400运动。抽放机构320的结构可以和叠放机构150的结构一致，但抽放机构320的动作过程与叠放机构150的动作过程相反。

即，在初始状态时，花篮400最下方的硅片放置槽在第三方向上与输出轨道位置对应，输出轨道沿第一方向将硅片500从花篮400最下方的硅片放置槽内输送至下料输送轨道310上，然后第二升降件驱使花篮400沿第三方向向下运动，使得花篮400的下一个硅片放置槽在第三方向上与输入轨道位置对应，输出轨道沿第一方向将硅片500从花篮400的下一个硅片放置槽内输送至下料输送轨道310，以此往复，完成对花篮400内所有硅片500的抽放。

因此，本实施方式不再赘述下料装置300的结构。

以下，

翻转装置200包括第一缓冲轨道210、第二缓冲轨道220和翻转机构230，第一缓冲轨道210、第二缓冲轨道220和翻转机构230沿第一方向设置。其中，第一缓冲轨道210位于叠放机构150和翻转机构230之间，第一缓冲轨道210用于将叠放机构150内的花篮400输送至翻转机构230处，并为花篮400提供暂存位置；第二缓冲轨道220位于翻转机构230和抽放机构320之间，第二缓冲轨道220用于将经过翻转机构230翻转之后的花篮400输送至抽放机构中。

图5示出了翻转机构230的结构。具体的，翻转机构230包括翻转轴233，该翻转轴233的轴线沿第二方向设置，且翻转轴233的两端分别设置在两个轴座232，具体可以在轴座232上设置轴承，并将翻转轴233通过轴承与轴座232连接。翻转轴233由翻转驱动件231驱动转动，翻转驱动件231具体可以是电机。

参照图5和图6，翻转轴233上设置有安装部234，安装部234上连接有两个固定臂235，两个固定臂235相对设置，且两个固定臂235之间形成为夹持位。参照图7，花篮400上可以设置有与固定臂235形状配合的固定槽。对硅片500进行翻转时，可以将固定臂235伸入固定槽中，同时两个固定臂235共同将花篮400夹持住，从而防止花篮400在翻转时从固定臂235上脱出。

花篮400具体包括上框体401和下框体402，上框体401和下框体402之间连接有两个连接板403。连接板403上开设有若干个硅片放置槽，两个连接板403上处于对应位置处的硅片放置槽之间形成为硅片放置位，具体放置硅片500时，硅片500的一边沿可以放置在两个连接板403中其中一个连接板403上的硅片放置槽内，硅片500的另一边沿可以防止在两个连接板403中另一个连接板403的硅片放置槽内。

上框体401和下框体402的边沿可以突出于连接板403的外侧面设置，使得上框体401、下框体402和连接板403之间形成为凹形结构的固定槽，从而使得花篮400在翻转时，上框体401和下框体402分别在前半程和后半程作为受力件。

花篮400的上框体401和下框体402均可以为凹形结构，即上框体401和下框体402均可以具有供硅片500进入花篮400内的开口。为提高花篮400的整体结构强度，上框体401和下框体402之间可以连接有若干个连接柱404。

此外，为提高翻转过程中翻转机构230对于花篮400的固定效果，可以在安装部234上设置花篮护臂236。具体的，参照图8，该花篮护臂236包括压紧板2361和顶升驱动件2362，压紧板2361朝向与花篮400设置，顶升驱动件2362用于驱使压紧板2361沿第三方向移动，以驱使压紧板2361与花篮400的下框体402压紧，从而将下框体402压紧在固定臂235上，或者驱使压紧板2361与花篮400的上框体401压紧，从而将上框体401压紧在固定臂235上，进而实现对花篮400的固定。

以下，

为实现第一缓冲轨道210和第二缓冲轨道220与翻转机构230之间花篮的稳定输送，可以在第一缓冲轨道210和翻转机构230之间设置第一传递轨道240，并在第二缓冲轨道220和翻转机构230之间设置第二传递轨道250。

具体的，第一传递轨道240由并列设置的两个第一传递带241形成，第二传递轨道250由并列设置的两个第二传递带251形成。

当安装部234的板面与第一方向垂直时，固定臂235在第一方向上至少部分与第一传递轨道240重叠，或者在第一方向上至少部分与第二传递轨道250重叠。即，当固定臂235在第一方向上至少部分与第一传递轨道240重叠时，第一传递轨道240可以将花篮400从第一缓存轨道上输送至翻转机构230内；当固定臂235在第一方向上至少部分与第二传递轨道250重叠时，第二传递轨道250可以将翻转机构230内的花篮400输送至第二缓冲轨道220上。

此外，第一传递轨道240和第二传递轨道250在第三方向上的位置可以相同，即第一传递轨道240将花篮400从第一缓冲轨道210上输送至翻转机构230后，翻转机构230翻转180°之后，花篮400与第二传递轨道250在第三方向上处于相同的位置，进而确保翻转机构230在翻转前后，花篮400始终平行于第一方向设置，即水平设置。

以下，

利用本实施方式的硅片翻转输送系统对硅片500进行翻转和输送的方法，具体包括以下步骤：

步骤1、硅片500被上料输送轨道110沿第一方向上输送至叠放机构150处后，叠放机构150将硅片500堆叠放置在花篮400中。

步骤2、第一缓冲轨道210将装载有硅片500的花篮400从叠放机构150中输送至翻转机构230处后，翻转机构230将装载有硅片500的花篮400翻转并放置在第二缓冲轨道220上。

其中，参照图9，当第一缓冲轨道210和翻转机构230之间设置第一传递轨道240，且当第二缓冲轨道220翻转机构230之间设置第二传递轨道250时，花篮400的具体翻转过程为：参照a状态，花篮400被第一传递轨道240传递至翻转机构230中，固定臂235插入固定槽中；之后，参照b状态，花篮400在翻转机构230的驱动下，朝向第二传递轨道250翻转，期间在花篮400自身重力的作用下，花篮400与安装部234相抵，或者与花篮护臂236相抵，因而不会从翻转机构230上脱出；最后，参照c状态，翻转机构230翻转180°后，第二传递轨道250将花篮400从翻转机构230内输送出，花篮400翻转完成。

步骤3、第二缓冲轨道220将装载有硅片500的花篮400输送至抽放机构320内后，抽放机构320将装载有硅片500的花篮400里的硅片500依次抽出并放置在下料输送轨道310上。

步骤4、硅片500被下料输送轨道310输送至下游工序。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。