摘要：本文设计了一种基于PLC控制的硅片自动上铝托设备，并详细讲解了设备的组成、控制系统中的硬件设计、工艺流程设计。该设备与原有生产线组合，大大降低人工劳动力，提高产品的质量和生产效率。
关键词：硅片自动上铝托；PLC控制系统；工艺流程
0 引言
硅片自动上铝托设备是PVD设备的一部分，应用于太阳能电池片生产过程中。太阳能光伏电池制造对于技术的要求较高，自动化生产模式下参数设置准确性、设备运行稳定性以及智能化水平都会直接影响到太阳能光伏电池生产质量和效率。
1 设备组成
硅片自动上铝托设备总体分为机械、气路、控制三大部分。设备总体结构由硅片吸取机构、上盖吸取机构、视觉对位系统、电控操作盒、气路组件以及电控组件等组成。设备总体构成如图1所示。
2 电气硬件系统设计
电气硬件结构方案：硬件系统用PLC控制，可以通过触摸屏直接操作设备的工艺动作及设置各项工艺参数，人机界面有程序过程控制、故障报警、安全保护等功能。本控制系统包括多个伺服电机，多个按钮、开关、极限传感器、对射传感器、光纤、磁开关、气缸、警示灯等。伺服电机个数超过16轴，需要用总线控制，其他输入输出信号占用I/O模块。系统硬件结构图如图2所示。
3 设备工艺流程
(1)铝托从铝托料盒中传出，传至铝托定位平台，将铝托顶起并进行定位(保证铝托出现在相机的视野)，不影响铝托向2工位传送。硅片从花篮传出，传至硅片定位平台，将硅片顶起并进行定位(保证硅片出现在相机的视野)，不影响硅片向2工位传送。上盖从上盖料盒传出，传至上盖定位平台，将上盖顶起并进行定位(保证上盖出现在相机的视野)，不影响上盖向2工位传送；
(2)装在机器人上的视觉系统(两个相机)对铝托的第一个定位槽对角进行拍照、计算，然后吸取硅片，同时视觉系统对硅片对角拍照、计算，将硅片精确放置于定位槽中；
(3)装在机器人上的视觉系统(两个相机)对铝托的第一个定位槽的两个对角的销钉进行拍照、计算，然后吸取上盖，同时视觉系统对上盖的两个对角的销钉孔拍照、计算，将上盖精确放置于铝托；
(4)步骤2、步骤3反复动作9次，装好一个铝托；
(5)铝托定位平台将装好的铝托降下，传至铝托待拾取平台，当铝托待拾取平台排满5个铝托时，将铝托传送至铝托缓存器2中；
(6)花篮中的硅片全部取出后，花篮通过设备下方的花篮轨道传至硅片自动下铝托设备；上盖料盒的上盖全部取出后，料盒通过设备下方的料盒轨道，传至硅片自动下铝托设备，并切换由硅片自动下铝托设备传来的满料盒。
4 结语
本文主要从硅片自动上铝托设备结构、硬件设计、工艺流程设计三个方面进行了研究，完整实现了自动上铝托设备的设计。实际生产中验证了该机型提高了整线生产效率，大大降低人工强度，降低碎片率，减少手工跟硅片的接触，避免了人为因素对硅片的污染，有效地提高了成品率和转换率，创造可观的经济效益。
图2 硬件结构图
图1 设备总体构成
