行業(yè)與應(yīng)用

【應(yīng)用案例】一種光伏去 PSG 上料機(jī)解決方案--禾川HCQ1-1300-D控制器

本實(shí)用新型解決方案公開了一種光伏去PSG (PhosphoSilicate Glass)上料機(jī)的方法，上料機(jī)部分由進(jìn)花籃軌道旋轉(zhuǎn)工位、提升機(jī)、出花籃軌道、橫線運(yùn)輸及縱線出料、矯正及緩存部分所組成。

背景技術(shù)

近年來，在產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)和市場(chǎng)需求的雙輪驅(qū)動(dòng)下，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了飛躍式發(fā)展，但是目前仍然存在一些技術(shù)問題，制約光伏產(chǎn)業(yè)前進(jìn)。

在太陽能光伏行業(yè)晶體硅電池的制作過程中，POCI3分解產(chǎn)生P205淀積在硅片表面，P205與Si反應(yīng)生成Si02和磷原子，硅片表面會(huì)產(chǎn)生含有較高濃度的硅氧化層。這層磷硅玻璃簡(jiǎn)稱為PSG，磷硅玻璃不導(dǎo)電，為了具有良好的歐姆接觸，降低光的反射，需要將GSP實(shí)行去除操作。將具有PSG的硅片放置在花籃內(nèi)，上料機(jī)將花籃運(yùn)輸至刻蝕工藝主機(jī)，硅片放置于氫氟酸溶液中浸泡可去除表面形成的磷硅玻璃。然而現(xiàn)有的工藝技術(shù)自動(dòng)化水平較低，在人工操控去PSG上料機(jī)設(shè)備運(yùn)行時(shí)，出現(xiàn)運(yùn)輸硅片位置不準(zhǔn)確，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，工作效率低，碎片率高等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素

 為此，本實(shí)用新型解決方案提供了一種光伏去PSG上料機(jī)，以解決現(xiàn)有背景技術(shù)中存在的不足之處。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型上料機(jī)技術(shù)方案由進(jìn)花籃軌道、旋轉(zhuǎn)工位、提升機(jī)、出花籃軌道、橫線運(yùn)輸、縱線出料、矯正及緩存八個(gè)部分所組成。每條花籃軌道最多可以存儲(chǔ)五個(gè)花籃，通過人工或者AGV小車將裝有硅片的花籃運(yùn)輸至進(jìn)花籃軌道當(dāng)中。當(dāng)進(jìn)花籃軌道運(yùn)輸花籃到達(dá)旋轉(zhuǎn)工位時(shí)，設(shè)備將花籃夾緊，向上提升，旋轉(zhuǎn)后運(yùn)輸至旋轉(zhuǎn)工位后方的提升機(jī)中。在提升機(jī)中，花籃經(jīng)過防反和對(duì)射到位檢查，確保硅片的位置在可控范圍內(nèi)，逐步進(jìn)行硅片放料。完成放置硅片的操作后，空花籃運(yùn)輸至下層軌道，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)之后運(yùn)輸進(jìn)入出花籃軌道。提升機(jī)逐片下降，出料運(yùn)送至橫線運(yùn)輸軌道，通過步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)運(yùn)輸?shù)较鄬?duì)應(yīng)的縱線軌道的位置上。如果硅片經(jīng)過矯正之后運(yùn)輸?shù)綄?duì)應(yīng)的縱線軌道上，縱線出料的時(shí)候，運(yùn)輸而來的硅片將會(huì)被緩存。

整個(gè)流程為

裝硅片的花籃經(jīng)過軌道運(yùn)輸?shù)缴蠈拥男D(zhuǎn)工位，旋轉(zhuǎn)完成運(yùn)輸?shù)教嵘龣C(jī)的位置，在防反檢查無誤后對(duì)花籃進(jìn)行固定。每當(dāng)提升機(jī)下一張硅片，就進(jìn)行一次橫線運(yùn)輸，運(yùn)輸?shù)娇v線出料的位置，該機(jī)器分為四個(gè)動(dòng)作流程相同的流水線，每條流水線都可以分為: (1)花籃運(yùn)輸; (2)花籃旋轉(zhuǎn); (3)提升機(jī); (4)出花籃旋轉(zhuǎn); (5)出花籃運(yùn)輸; (6) 橫線運(yùn)輸; (7) 縱線出料;以及 (8)緩存，一共八個(gè)工作位置。各個(gè)工位在工作時(shí)不對(duì)彼此進(jìn)行干擾完成各自的任務(wù)后發(fā)出完成信號(hào)，相鄰的功能部分接收到上一個(gè)工位的完成信號(hào)也會(huì)返回一個(gè)信號(hào)，進(jìn)行信息交互，這樣可以確保機(jī)器工作的穩(wěn)定性與高效性。

在花籃運(yùn)輸部分，具有上層花籃旋轉(zhuǎn)氣缸，上層傳送帶調(diào)速電機(jī)與下層傳送帶調(diào)試電機(jī)把控花籃的運(yùn)動(dòng)。提升機(jī)部分具有傳輸軸、提升機(jī)上下軸與緩存伺服上下軸協(xié)調(diào)控制。除此之外具有矯正軸，緩存上下軸與運(yùn)輸軸等。在本次設(shè)備方案中，使用禾川HCQ1-1300-D控制器進(jìn)行控制管理，使用禾川川TP2510-E觸摸屏作為設(shè)備的觸控面板，具有20個(gè)輸入模塊的禾川HCQXID16與10個(gè)輸出模塊的禾川HCQXOD16，以及12個(gè)同服禾川SV-X3EB040A-A2，4個(gè)提升機(jī)中的86步進(jìn)電機(jī)，8個(gè)平帶皮軌道57步進(jìn)電機(jī)，4個(gè)電機(jī)矯正57步進(jìn)電機(jī)，4個(gè)出片軌道86步進(jìn)電機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)備要求運(yùn)輸精度范圍偏差在0.5厘米之內(nèi)，運(yùn)輸?shù)墓杵叽绱笮?82毫米，傳輸時(shí)的速度不小于8000片/小時(shí)，碎片率符合規(guī)范，能夠達(dá)標(biāo)。

方案應(yīng)用價(jià)值

采用該新型光伏去PSG上料機(jī)解決方案，具有如下應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

1.在運(yùn)輸硅片的過程當(dāng)中走步距運(yùn)輸，可以設(shè)置最終的補(bǔ)償位置，使最終的位置更加準(zhǔn)確，減少錯(cuò)誤偏差。在運(yùn)輸硅片程序當(dāng)中將每個(gè)工位的功能封裝成功能塊，使程序結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)潔，邏輯更清晰，增加程序可讀性，減小后期維護(hù)的成本。最終該上料機(jī)速度可達(dá)到8000片/小時(shí)。

2.方案的可復(fù)制性高，市場(chǎng)廣闊。市場(chǎng)中現(xiàn)存使用的去PSG上料機(jī)的工藝技術(shù)基本上大同小異，所以本方案在實(shí)際運(yùn)用中的可重復(fù)性高，具有廣闊的市場(chǎng)需要。

3.基于CODESYS，CODESYS平臺(tái)功能強(qiáng)大，平臺(tái)程序可移植性高，對(duì)硬件依賴度低，通訊協(xié)議豐富。程序以模塊化編程完成，后續(xù)客戶可根據(jù)實(shí)際工藝流程進(jìn)行擴(kuò)展程序的增減操作更加靈活方便。

4.模塊化編程。該項(xiàng)目方案整個(gè)程序采用模塊化編程，設(shè)備運(yùn)行過程中的動(dòng)作流程各自封裝，方便動(dòng)作流程處理和后續(xù)問題定位。

5.支持多種通訊協(xié)議。該設(shè)備支持多種通訊協(xié)議與伺服間通訊為EtherCAT，觸摸屏則通過modbus TCP通訊，可以與MES系統(tǒng)及AGV通過以太網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)工廠智能化。

小結(jié)

本方案在實(shí)際的運(yùn)用場(chǎng)合中，工藝難點(diǎn)主要集中在:需要特別注意生產(chǎn)速度和運(yùn)輸精度;內(nèi)外側(cè)的縱線出料需要及時(shí)更換，嚴(yán)格控制縱線出料的速度;與主機(jī)臺(tái)以及下料機(jī)運(yùn)行狀態(tài)關(guān)聯(lián)，要求下料機(jī)一旦收到停止信號(hào)，就立即停止向主機(jī)臺(tái)運(yùn)輸。使用禾川的成套解決方案可以比較完美的處理以上工藝難點(diǎn)。