一种硅片取料方法

技术领域

本发明涉及电池生产领域，具体地说是涉及一种硅片取料方法。

背景技术

在电池组件生产过程中，需要将叠放于料盒内的硅片逐片取出料盒并转运至下道工位。硅片的正反面为光滑表面，叠放在一起的相邻硅片之间容易产生吸附，这种吸附现象会导致在对当前的叠放于最顶层硅片进行吸取时，下方的硅片被带出料盒，从而掉落、毁损。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种硅片取料方法，其具体技术方案如下：

一种硅片取料方法，用于将叠放于料盒内的硅片逐片取出，该硅片上料方法包括：

当料盒内的顶升板停留于低位时，利用顶升机构顶升料盒内的硅片，以使料盒内当前的最顶层硅片被顶升至预定高位；

开启分离风刀朝向最顶层硅片吹气，以使最顶层硅片与下方的硅片分离，将分离后的最顶层硅片自料盒取出；

判断料盒内的硅片的总厚度是否低于预定厚度；

在判定料盒内的硅片的总厚度未低于预定厚度时，开启预吹风刀朝向料盒内的硅片进行横向的预吹散，利用顶升机构带动料盒内的硅片下降，直至料盒内的最底层硅片位于低位。

本发明提供的硅片取料方法，当料盒内的硅片的总厚度不低于预定厚度时，在对当前的最顶层硅片取料之前，先采用预吹风刀对硅片进行预吹散。在对当前的最顶层硅片取料时，则采用分离风刀对当前的最顶层硅片进行吹气以将当前的最顶层硅片与其下方的硅片完全分开。本发明能够将层叠的硅片逐片自料盒中取出，且能保证取料过程中不会带出料盒中的其它硅片。

在一些实施例中，在将分离后的所述最顶层硅片自所述料盒取出之后，所述方法还包括：

对第一计数值加1；

所述利用所述顶升机构带动所述料盒内的硅片下降，包括：

当所述第一计数值达到第一预定计数值时，将现有的下降行程减去所述第一预定计数值对应的行程高度以得到缩短后的下降行程，将缩短后的下降行程替换现有的下降行程，利用所述顶升机构按照替换后的下降行程带动所述料盒内的硅片下降，将所述第一计数值重置为0；

当所述第一计数值未达到第一预定计数值时，利用所述顶升机构按照现有的下降行程带动所述料盒内的硅片下降。

通过对第一计数值进行计数，计算顶升机构的下降行程，随着料盒内硅片厚度的减少，顶升机构的下降行程变短，从而提高生产节拍。

在一些实施例中，在利用顶升机构带动料盒内的硅片下降，直至料盒内的最底层硅片位于低位后，该取料方法还包括：直接关闭预吹风刀；或者，等待预定时长后关闭预吹风刀。

相较于在料盒内的最底层硅片到达低位后直接关闭预吹风刀，等待预定时长后关闭预吹风刀，能够提升预吹散效果，进而提升取料效果。

在一些实施例中，在所述将分离后的所述最顶层硅片自所述料盒取出之后且在所述利用顶升机构顶升所述料盒内的硅片之前，所述方法还包括：关闭所述分离风刀。

在将分离后的最顶层硅片自料盒取出之后且在利用顶升机构顶升料盒内的硅片之前，将分离风刀关闭，以减小分离风刀对预定高位判断的影响。

在一些实施例中，预定时长为0～0.8秒。

预定时长的取值在0～0.8秒，既可以满足生产节拍，又可以提高取料效果。

在一些实施例中，判断料盒内的硅片的总厚度是否低于预定厚度之后，该方法还包括：

在判定料盒内的硅片的总厚度低于预定厚度时，利用顶升机构顶升料盒内的硅片，以使料盒内的最顶层硅片被顶升至预定高位；

开启分离风刀朝向料盒内的最顶层硅片吹气，以使最顶层硅片与下方的硅片分离，将分离后的最顶层硅片自料盒取出，关闭分离风刀，继续执行利用顶升机构顶升料盒内的硅片，以使料盒内的最顶层硅片被顶升至预定高位的步骤，直至料盒内的硅片全部被取出。

当料盒内的硅片的总厚度低于预定厚度时，仅采用分离风刀即能顺利地将当前最顶层硅片与其下方的硅片分离，而不再需要对硅片进行预吹散。因此仅在取料时利用分离风刀对硅片进行吹气，即能顺利地将拾取中的硅片与其下方的硅片完全分离，从而提升了取料效率。

在一些实施例中，在利用顶升机构顶升料盒内的硅片，以使料盒内的最顶层硅片被顶升至预定高位之后，该方法还包括：

对第二计数值加1，第二计数值的初始值为0；

判断料盒内的硅片是否低于预定厚度，包括：

判断第二计数值是否大于第二预定计数值。

提供了一种料盒内的硅片厚度的判断方法，其通过对顶升机构的顶升次数(即取料次数)进行计数来判断料盒内的硅片是否低于预定厚度。

在一些实施例中，料盒内壁在距离料盒底部预定高度的位置处设置有第一对射光电传感器，预定高度的取值与预定厚度的取值相同；判断料盒内的硅片是否低于预定厚度，包括：判断第一对射光电传感器是否产生变化的电信号。

通过设置第一对射光电传感器，以判断料盒内的硅片是否低于预定厚度

在一些实施例中，预定高位同水平的位置处设置有第二对射光电传感器，第二对射光电传感器用于感应预定高位是否存在硅片。

通过设置第二对射光电传感器，实现了对当前的最顶层硅片的上升到位检测。

在一些实施例中，预定厚度的取值为5～10mm。在一些实施例中，料盒的上方设置有吸盘组件，吸盘组件的吸附压力为0.4MPa～0.5MPa；将分离后的最顶层硅片自料盒取出，包括：

利用吸盘组件下降至最顶层硅片上方的取料位置处，实施对最顶层硅片的吸取，取料位置与最顶层硅片之间的距离为5mm～10mm。

通过设置吸盘组件，并对吸盘组件的吸附压力及吸附距离进行设置，实现了对硅片的取料。

附图说明

图1为本发明的硅片取料方法在第一个实施例中的流程图；

图2为本发明的硅片取料方法在第一个实施例中的部分流程的动作分解图；

图3为本发明的硅片取料方法在第二个实施例中的流程图；

图4为本发明的硅片取料方法在第二个实施例中的部分流程的动作分解图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

在电池组件生产过程中，需要将叠放于料盒内的硅片逐片取出料盒并转运至下道工位。硅片的正反面为光滑表面，叠放在一起的相邻硅片之间容易产生吸附粘连，这种吸附粘连会导致在对当前的叠放于最顶层硅片进行吸取时，下方的硅片被带出料盒从而掉落、毁损。

鉴于此，本发明提供了一种硅片取料方法，能够将层叠的硅片逐片自料盒中取出，且保证取料过程中不会带出料盒中的其它硅片。下文将通过两个实施例对本发明的硅片取料方法进行示例性描述。

实施例1

图1是本实施例提供的硅片取料方法的流程图，该硅片取料方法包括：

步骤101，当料盒内的顶升板停留于低位时，利用顶升机构顶升料盒内的硅片，以使料盒内当前的最顶层硅片被顶升至预定高位。

这里的料盒为底部敞开的盒状结构，料盒固定在机架上，料盒内的硅片叠放于顶升机构的顶升板上，顶升机构经顶升板实现对料盒内的硅片的顶升。

在执行取料之前，先将叠放有硅片的料盒固定至机架上。经顶升机构将顶升板调节至低位处，使得料盒内的硅片支撑于顶升板上。此时，当前的最顶层硅片即为首片硅片。首片硅片未承受过其它硅片的压力，因此首片硅片与其下方的硅片之间的吸附力较小。

启动取料过程，顶升机构经顶升板顶升料盒内的硅片，从而使得首片硅片首先被顶升至预定高位，该预定高位即为取料位置。可见，首片硅片被直接顶升至预定高位，等待被实施取料动作。

步骤102，开启分离风刀朝向最顶层硅片吹气，以使最顶层硅片与下方的硅片分离，将分离后的最顶部的硅片自料盒取出。

即，当最顶层的硅片在顶升机构的顶升下移动至预定高位时，分离风刀先将最顶层硅片与下方的硅片分离后，取料机构再执行取料动作，从而防止在拾取最顶层硅片时带出其它硅片。如上所述，由于首片硅片与其下方的硅片之间的吸附力较小，因此当首片硅片被顶升至预定高位时，分离风刀即能够顺利地将其与下方的硅片分离。

这里的分离风刀的风口为一沿竖直方向延伸的狭长缝结构，分离风刀的风口的中部风力最大，对硅片的分离力度也最大。可选的，分离风刀设置为两组，两组分离风刀对称设置在料篮的两侧，且分离风刀的风口中部位于预定高位处。当最顶层的硅片在顶升机构的顶升下移动至预定高位时，分离风刀的风口中部正对最顶层的硅片吹气，从而将最顶层的硅片与下方的硅片分离。

步骤103，判断料盒内的硅片的总厚度是否低于预定厚度。

如本领域技术人员所知晓的，料盒内的硅片越多，或者说硅片的总厚度越厚，相邻硅片之间的吸附力越大。因此，当料盒内的硅片的总厚度不低于预定厚度时，仅在拾取时利用分离风刀对最顶层的硅片进行吹气，难以保证有效地将最顶层的硅片与下方的硅片分离。

因此，在完成对首片硅片的取料后，在对接下来的硅片实施取料前，需要判断当前料盒内的硅片的总厚度是否低于预定厚度。

步骤104，在判定料盒内的硅片的总厚度未低于预定厚度时，开启预吹风刀朝向料盒内的硅片进行横向的预吹散，利用顶升机构带动料盒内的硅片下降，直至料盒内的最底层硅片位于低位。

即，如果判断出当前料盒内的硅片的总厚度不低于预定厚度时，则首先开启预吹风刀，然后利用顶升机构带动料盒内的硅片下降直至料盒内的最底层硅片下降至低位，即顶升板回到低位。硅片在下降过程中被预吹风刀预吹散。这里的预吹风刀的风口包括若干上下排布的圆形孔，圆形孔的孔径较小，风速较快。可选的，预吹风刀也设置为两组，两组预吹风刀对称设置在料篮的两侧。

执行完步骤104后，料盒内的硅片完成预吹散，顶升板回到低位，即顶升板顶升料盒内的硅片回到低位，再次执行步骤101至步骤104，逐次对料盒内的硅片进行取料。

可见，采用本实施例提供的硅片取料方法，在完成对首片硅片的取料后。针对后续待取料的硅片，先判断料盒内的硅片的总厚度是否低于预定厚度。当料盒内的硅片的总厚度不低于预定厚度时，在对实施硅片取料之前，先采用预吹风刀对硅片进行预吹散。取料时，再采用分离风刀将最顶层硅片与下方的硅片分离。

本实施例的硅片取料方法能够保证，在料盒内的硅片的总厚度不低于预定厚度时，其能够将料盒内的硅片逐片取出，且不会带出料盒中的其它硅片。

为了更加清楚地了解本实施例提供的硅片取料方法的详细取料过程，下文中，我们将结合图2，描述在料盒内的硅片的总厚度不低于预定厚度、且当前的最顶层硅片并非首片硅片的情形下，对当前的最顶层硅片的取料过程。

如图2中的a所示的，在完成上一片硅片的取料后，在判断出料盒内的硅片的总厚度不低于预定厚度时，开启预吹风刀2朝向料盒内硅片进行横向的预吹散，并利用升降机构1带动料盒内的硅片下降，直至料盒内的最底层硅片下降至低位。至此，执行完步骤104的预吹散过程。

接着，如图2中的b所示，利用升降机构1顶升料盒内的硅片，以使得料盒内的当前的最顶层硅片被顶升至预定高位。然后开启分离风刀3朝向当前的最顶层硅片吹气，以使得当前的最顶层硅片与下方的硅片分离。

接着，如图2中的c所示，保持分离风刀3开启，取料机构4下降。

最后，如图2中的d所示，取料机构4将最顶层硅片自料盒中取出。至此，执行完步骤101和步骤102的取料过程。

实施例2

图3是本实施例中提供的硅片取料方法的流程图，该硅片取料方法包括：

步骤201，当料盒内的顶升板在低位时，利用顶升机构顶升料盒内的硅片，以使料盒内当前的最顶层硅片被顶升至预定高位。

步骤202，开启分离风刀朝向最顶层硅片吹气，以使最顶层硅片与下方的硅片分离，将分离后的最顶部的硅片自料盒取出。

可选地，本实施例中，在执行完步骤202之后，还可以包括下述步骤：

对第一计数值加1；

利用顶升机构带动料盒内的硅片下降，包括：

当第一计数值达到第一预定计数值时，将现有的下降行程减去第一预定计数值对应的行程高度以得到缩短后的下降行程，将缩短后的下降行程替换现有的下降行程，利用顶升机构按照替换后的下降行程带动料盒内的硅片下降，将第一计数值重置为0；

当第一计数值未达到第一预定计数值时，利用顶升机构按照现有的下降行程带动料盒内的硅片下降。

也就是说，顶升机构带动料盒内的硅片下降的行程高度，需要通过比较第一计数值和第一预定计数值来确定。

具体地，假设第一预定计数值为10，现有的下降行程为100mm，单个硅片的厚度为0.2mm，那么第一预定计数值10对应的行程高度为2mm。第一计数值初始值为0，每取出一片硅片，第一计数值加1，当第一计数值小于10时，顶升机构下降的行程高度均是现有的下降行程100mm，当第一计数值等于10时，顶升机构下降的行程高度为：现有的下降行程100mm减去第一预定计数值10对应的行程高度为2mm，即98mm。

同时将第一计数值重置为0，每取出一片硅片，第一计数值加1，当第一计数值小于10时，顶升机构下降的行程高度均是现有的下降行程98mm(即将缩短后的下降行程替换成现有的下降行程)，当第一计数值等于10时，顶升机构下降的行程高度为：现有的下降行程98mm减去第一预定计数值10对应的行程高度为2mm，即96mm。

同时将第一计数值重置为0，然后循环以上步骤。

通过对第一计数值进行计数，计算顶升机构的下降行程，随着料盒内硅片厚度的减少，顶升机构的下降行程变短，从而提高生产节拍。

需要说明的是，对于第一预定计数值的选取，可根据第一预定计数值对应的行程高度进行设定，比如所需的行程高度为10mm，单个硅片的厚度为0.2mm，那么第一预定计数值为行程高度除以单个硅片的厚度，即50。对于行程高度的选择，可根据不同的生产节拍要求进行灵活选择，也即第一预定计数值的取值可根据不同的生产节拍要求进行灵活选择。

当然对于第一计数值的计数，可以通过顶升机构本身的顶升驱动自带的编码器进行计数，也可通过外部的计数器进行计数，在本发明中不做具体要求。

步骤203，判断料盒内的硅片的总厚度是否低于预定厚度。

由于步骤201至步骤203与前文实施例1中的步骤101至步骤103一一对应，因此，本说明书不再对其具体细节进行描述。

根据步骤203的判断结果，选择执行下述的步骤204或步骤205。

步骤204，在判定料盒内的硅片的总厚度未低于预定厚度时，开启预吹风刀朝向料盒内的硅片进行横向的预吹散，利用顶升机构带动料盒内的硅片下降，直至料盒内的最底层硅片位于低位。

当选择执行步骤204时，本实施例的取料过程与前文实施例1的取料过程相同。即为针对料盒内的硅片的总厚度不低于预定厚度的情形下的取料过程。前文实施例1已经对该情形下的取料过程进行过详细描述，因此此处不再赘述。

可选的，本实施例中，在执行完步骤204之后，还包括下述步骤：

步骤206，直接关闭预吹风刀；或者，等待预定时长后关闭预吹风刀。

也就是说，在完成对硅片的预吹散后，需要将预吹风刀关闭，然后再执行后续步骤201的顶升动作及步骤202的取料动作。相较于在硅片下降到位后直接关闭风刀，等待预定时长后再关闭预吹风刀，能够提升预吹散效果，从而使得后续在执行步骤202的取料动作时，分离风刀能够更容易地实施对当前的最顶层硅片与下方硅片的分离。

可选的，预定时长设置为0-0.8秒，预定时长的取值在0～0.8秒，既可以满足生产节拍，又可以提高取料效果，具体取值根据实际情况进行选择。

为了减小分离风刀对预定高位判断的影响，对于分离风刀的关闭，只需在将分离后的最顶层硅片自料盒取出之后且在利用顶升机构顶升料盒内的硅片之前即可。

具体地，可在将分离后的最顶层硅片自料盒取出之后，关闭分离风刀，然后打开预吹风刀，顶升机构带动料盒内的硅片下降；也可在将分离后的最顶层硅片自料盒取出之后，打开预吹风刀，然后顶升机构带动料盒内的硅片下降，在顶升机构带动料盒内的硅片下降的过程中关闭分离风刀，当然也可在顶升机构带动料盒内的硅片到达低位时，关闭分离风刀。总之，只要满足将分离后的最顶层硅片自料盒取出之后且在利用顶升机构顶升料盒内的硅片之前关闭分离风刀即可。

步骤205，在判定料盒内的硅片的总厚度低于预定厚度时，利用顶升机构顶升料盒内的硅片，以使料盒内的最顶层硅片被顶升至预定高位；开启分离风刀朝向料盒内的最顶层硅片吹气，以使最顶层硅片与下方的硅片分离，将分离后的最顶层硅片自料盒取出，继续执行利用顶升机构顶升料盒内的硅片，以使料盒内的最顶层硅片被顶升至预定高位的步骤，直至料盒内的硅片全部被取出。

如本领域技术人员所知晓的，叠放在料盒内的硅片的越少，或者说硅片的总厚度越薄，硅片之间的吸附力越小。因此，当料盒内的硅片的总厚度低于预定厚度时，无需再对料盒内的硅片层进行预吹散，仅在取料时利用风刀对最顶层的硅片进行吹气，即能顺利地将最顶层的硅片与下方的硅片分离。

因此，当料盒内的硅片的总厚度低于预定厚度的情形下，通过执行步骤205即能连续、快速地取出料盒内的硅片。即：在对硅片实施取料之前，无需再利用预吹风刀对硅片进行预吹散。

此处需要说明的是，盒内的硅片的总厚度低于预定厚度的情形源于下述两种情况：

情况一，料盒中的初始硅片的数量较多，在完成对首片硅片的取料后，料盒内的硅片的总厚度不低于预定厚度，但是随着步骤201至步骤205的循环执行，料盒内的硅片的总厚度不断减少，直至低于预定厚度。

情况二，料盒中的初始硅片的数量较少，在完成对首片硅片的取料后，料盒内的硅片的总厚度即低于预定厚度。该情况下，本实施例执行完步骤201至步骤203后，即转入执行步骤205，步骤204和步骤206并未执行。

为了更加清楚的了解本实施例中的步骤205的执行过程，下文中，我们结合图4，描述在料盒内的硅片的总厚度低于预定厚度的情形下，对料盒内的硅片的取料过程，即步骤205的执行过程。

首先，如图4中的a所示的，利用顶升机构1顶升料盒内的硅片，以使料盒内的当前的最顶层硅片被顶升至预定高位，随后开启分离风刀，以使当前的最顶层硅片与下方的硅片分离。

接着，如图4中的b所示的，保持分离风刀3开启，取料机构4下降至距离最顶层硅片上方的取料位置处。

接着，如图4中的c所示的，取料机构4将最顶层硅片自料盒中取出。至此，完成对当前最顶层硅片的取料。

接着，如图4中的d所示，继续利用顶升机构1顶升料盒内的硅片，使得下一片待取料的最顶层硅片被顶升至预定高位，随后开启分离风刀3，并控制取料机构4下降以完成对下一片待取料的最顶层硅片的取料。

可见，随着顶升机构1的不断顶升，料盒内的硅片依次被顶升至预定高位(即取料位置)，并在分离风刀3和取料机构4的配合下被取出，直至料盒内的硅片被全部取出。

如图3所示，在执行本实施例中的硅片取料方法时，需要执行步骤203以判断料盒内的硅片的总厚度是否低于预定厚度，并根据具体的判断结果选择执行步骤204或步骤205。

当然，本领域技术人员在实施本发明时可以选择已知的各种可实现的判断方法。为了使得本领域技术人员更方便地实施本方明，本实施例提供了下述两种较优的判断方法，来判断料盒内的硅片的总厚度是否低于预定厚度。

判断方法一：

预先在料盒的内壁上在距离料盒底部预定高度的位置处设置第一对射光电传感器，该预定高度的取值与前文所述的预定厚度的取值相同。

判断料盒内的硅片的总厚度是否低于预定厚度包括：判断第一对射光电传感器是否产生变化的电信号。即：当料盒内的硅片的总厚度不低于预定厚度时，第一对射光电传感器被硅片遮挡，第一对射光电传感器产生第一电信号(如一低电平)；当料盒内的硅片的总厚度低于预定厚度时，第一对射光电传感器未被硅片遮挡，第一对射光电传感器产生第二电信号(如一高电平)。

判断方法二：

在一些取料实施例中，料盒中的硅片的初始数量为定值，如50片。假定一片硅片的厚度为0.5mm，则料盒内的硅片的初始厚度值为25mm。

如预定厚度被设定为10mm，则取料次数超过30次后，料盒内的硅片的厚度方才低于预定厚度。因此，可以通过对取料次数进行计数，并判断第二计数值是否大于第二预定计数值，如30，即可判断出料盒内的硅片是否低于预定厚度。

具体的：第二计数值的初始值为0。

取料方法执行过程中，每当料盒内的最顶层硅片被顶升机构顶升至预定高位之后，第二计数值加1，也就是说每取出一片硅片，第二计数值加1。

判断第二计数值是否大于第二预定计数值，如果大于第二预定计数值，则当前料盒内的硅片的厚度低于预定厚度，否则，当前料盒内的硅片的厚度不低于预定厚度。

当然对于第二计数值的计数，可以通过顶升机构本身的顶升驱动自带的编码器进行计数，也可通过外部的计数器进行计数，在本发明中不做具体要求。

如图3所示，对料盒内的当前的最顶层硅片执行取料时，须保证将当前的最顶层硅片恰好被顶升至预定高位(即取料位置)，也就是说，当前的最顶层硅片顶升至预定高位时，顶升机构需要立即停止顶升。

为了实现该控制效果，可选的，本实用实施例中，在预定高位的同水平位置处设置有第二对射光电传感器，当最顶层硅片顶升至预定高位时，第二对射光电传感器被该最顶层硅片遮挡从而产生到位感应电信号(如一低电平)，顶升机构在接收到该到位感应电信号后立即停止顶升，从而保证最顶层硅片被顶升、定位在预定高位处。

可选的，本实施例中的取料机构为设置在料盒的上方的吸盘组件，吸盘组件的吸附压力为0.4MPa～0.5MPa。当最顶层硅片顶升至预定高位，并被分离风刀分离后，吸盘组件下降至最顶层硅片上方的取料位置处，以实施对最顶层硅片的吸取。

可选的，取料位置与最顶层硅片之间的距离为5mm～10mm，具体取值根据实际情况进行选择。

上文对本发明进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解，实施例中的描述仅仅是示例性的，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本发明的保护范围。本发明所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的，而不是由实施例中的上述描述来限定的。