四種常用硅片輸送線變間距結構解析

唐 寶

（廣東啟天自動化智能裝備股份有限公司，廣東 東莞 523617）

在對硅片傳送變間距線體結構進行設計時，往往要根據客戶現場的車間布局以及對接的自動化設備具體分析用哪一種變間距結構。這其中涉及安裝空間、硅片在輸送線上的傳輸控制方式、設備節拍、產能等因素，只有通過合理的分析篩選才能做出合適的結構，進而提升設備性能。

1 常用的硅片輸送線變間距結構

1.1 彈性帶凸輪升降變向式

彈性帶凸輪升降變向式，其主要由彈性帶輸送線、伺服凸輪頂升結構及其他機加連接件組成（見圖1）。

圖1 彈性帶凸輪升降變向式

在圖1 所示的彈性帶凸輪升降變向式變距線中，有2 組凸輪升降線，當硅片輸送到升降變向線上方時，傳感器檢測到有硅片送入，驅動電機帶動偏心軸，偏心軸通過連桿連接著升降變向線，將升降變向線頂升繼而頂起硅片，升降變向線的彈性帶轉動輸送硅片完成換向。

1.2 兩級氣缸側頂吸附式

氣缸側頂連桿吸附式，其主要由氣缸、直線導軌、伯努利吸盤及其機加連接零件組成（見圖2）。

在圖2 所示的兩級氣缸側頂吸附式變距中，二級氣缸的兩端連接著2 個伯努利吸盤，一級氣缸連接著二級氣缸的左側，用于二級氣缸組整體右移，一級氣缸與二級氣缸相互配合完成變距。

1.3 模組移動卡槽頂托式

模組移動卡槽頂托式，其主要由模組、頂升氣缸、卡槽及其機加連接零件組成（見圖3）。

圖2 兩級氣缸側頂吸附式

圖3 模組移動卡槽頂托式

在圖3 所示的模組移動卡槽頂托式變距線中，模組的移動滑塊連接著氣缸，氣缸又連接著硅片卡槽。當硅片輸送到卡槽上方時，傳感器檢測到硅片，升降氣缸上升帶動卡槽將硅片頂離輸送線，模組移動將硅片帶到所需位置時將其放下，完成變距。

1.4 模組移動吸盤吸附式

模組移動吸盤吸附式，其主要由模組、伯努利吸盤及其機加連接零件組成（見圖4）。

在圖4 所示的模組移動吸盤吸附式變距線中，模組的滑塊帶動2 個吸盤，當硅片輸送到吸盤下方時，傳感器檢測到硅片，真空打開，吸盤將硅片吸起，吸盤檢測硅片已吸起，模組移動將硅片放到指定的地方，完成變距。

2 常用的硅片輸送線變間距結構優缺點

2.1 彈性帶凸輪升降變向式

圖4 模組移動吸盤吸附式

優點：響應快、連續性強、占空間較小。其響應快主要是因為伺服的使用；連續性強主要是因為偏置曲柄滑塊機構的應用，而偏置曲柄滑塊有急回運動特性，用在硅片連續變距時，從而達到接近硅片時的慢接觸與空程急回的目的，大大減小了接近硅片的瞬間對硅片表面造成的損傷；占空間小主要是因為結構的精巧設計，讓設備尺寸大大的減小，安裝位置僅需要線體以內的空間，節約了線體上方空間和線體的臺面板以下空間。

缺點：成本和碎片率高，伺服的選用使其成本增加，而偏置曲柄滑塊的使用使其相關零件的精度增加，進而引起成本增加，也因為結構精巧，使得安裝要求也相應的增加。

2.2 兩級氣缸側頂吸附式

優點：結構簡單、成本低。因為其是通過氣缸連接帶動吸盤進行吸片、移片、放片來達到變距的目的，所以是目前這幾種變距方式里最經濟的一種。

缺點：安裝位置只能在輸送線的上方，由于使用的是氣缸，在反應速度上，比其他方式慢一點。

2.3 模組移動卡槽頂托式

優點：穩定性高、碎片率低。它的這些優點都是基于它的特殊結構，因為這種方式它要求傳輸硅片的傳輸控制方式為步距式，即每個硅片向前傳輸固定的距離后進行停頓，這樣的傳輸方式以及運載硅片使用專用的卡槽，就使得在硅片傳輸過程中的硅片的控制偏移及其碎片率大大降低。

缺點：不適用于連續傳輸的形式。結構上使用的移動模組，升降氣缸，伺服電機就使得成本很高。

2.4 模組移動吸盤吸附式

優點：精度高、結構簡單且不占用輸送線以下空間。由于其結構為模組直接帶動吸盤進行硅片變距，所以其移片位置精度高，控制也方便靈活，加之可以完全安裝于輸送線上方，可節約出輸送線以下空間，用于安裝其他功能組件。

缺點：節拍時間較長，因為模組移動吸盤有空回程的動作，所以在快速移動的場景下不適用。

3 常用的硅片輸送線變間距結構使用場景

從安裝位置來看，彈性帶凸輪升降變向式適用于線體上方和下方都被其他功能組件占用的情況，因為它可以嵌入輸送線內部，氣缸側頂連桿吸附式和模組移動吸盤吸附式則用于輸送線上方有位置的情況，而模組移動卡槽頂托式則用于輸送線下方有位置的情況；從成本來看，彈性帶凸輪升降變向式、模組移動卡槽頂托式、模組移動吸盤吸附式3 種結構成本比較高，而氣缸側頂連桿吸附式成本較低；從穩定性來看，模組移動卡槽頂托式的穩定性最高。對于不同的結構有不同功能的使用場景，當然成本也是不得不考慮的因素，應該從實際出發，選擇適合的結構方式。

4 結束語

綜上解析，4 種太陽能硅片輸送的變距結構都有對應的優缺點，在使用時應該充分地從結構特性、成本、使用場景等出發，選擇最合適的結構方式。