专利名称：太阳能硅片的自动检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能硅片的自动检测系统，广泛应用于太阳能硅片生产厂 的成品检测、太阳能电池片生产厂的来料检测以及光伏硅片产品的代工检测。
背景技术：
硅片生产是太阳能光伏产业链条中的一个重要环节。硅片产品需要进行多方面的 品质检测，包括隐裂、外形尺寸、外观缺陷，电阻率和少子寿命等。当前在国内，绝大多数的 硅片生产厂家和电池片生产厂却是采用人工抽检，借助于简单的工具进行。比如电池生产 厂家在做来料检测时，长宽等外形尺寸是采用卡尺或类似的工具。厚度及TTV采用接触式 的高度量测仪，在硅片上选取5个点进行测量，看是否超差。外观缺陷检测则是从一盒硅片 中抽取三片左右，目测外观，如果发现缺陷，则对整盒产品进行全部检测；如果没问题就通 过。电阻率检测等采用接触式的电阻率测量仪进行抽检，而少子寿命一般是不检的。国内硅片生产厂家出货检测大多采用人工方式，检测方法与上面基本相同，不同 之处在于硅片厂家一般是全检，即对每一片硅片都要做上述检测，人工判定没有缺陷后，点 数并包装，出货。以上背景情况反映了国内硅片检测的当前状态和采用的技术，它存在以下 的风险或不足 抽检不能保证产品零缺陷。·就算硅片厂全检后才出货，但由于人工检测存在的固有缺陷，如受情绪、责任心 等诸多生理和心理因素的影响，常常出现漏检和检错的情况。·人工检测往往采用的是接触式的方式，容易造成破片率上升。·速度很慢。 有时为了保证检测可靠性，采用人工复检，需要大量的人手，加大了检测的成本。·人工接触式检测无法满足检测精度，比如厚度测量中，人手力度的变化会影响厚 度检测量结果。

实用新型内容针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种太阳能硅片的自动检测系统，其采 用自动化的光学检测装置代理人眼及手工检测，规避人工检测固有的不足之处。实现本实用新型的技术方案如下太阳能硅片的自动检测系统，该系统包括将待检测硅片自动上载到检测平台上的 自动上料装置、设置在检测平台上对待检测硅片进行检测的硅片检测装置，以及将检测完 的硅片自动下载的自动下料装置，以及分别与自动上料装置、自动下料装置、硅片检测装置 电连接的控制运算单元；所述硅片检测装置包括对硅片隐裂状况进行检测的隐裂检测装置、对硅片的上下 表面进行检测的外观检测装置、采用二维和三维影像摄取装置对硅片几何尺寸及硅片翘曲 对进行检测的硅片几何尺寸及翘曲检测装置、以及对硅片电阻率进行检测的电阻率检测装置；所述隐裂检测装置、外观检测装置、硅片几何尺寸及翘曲检测装置以及电阻率检 测装置分别与控制运算单元电连接。这样每个检测装置可以单独工作，不受其他检测装置 的影响。所述隐裂检测装置包括对硅片进行扫描的线扫描相机，以及为线扫描相机照明的 近红外的背光源，所述线扫描相机为时间延迟积分线扫描相机。所述外观检测装置包括上下设置的两套视觉检测系统，所述视觉检测系统包括 CCD线扫描机以及与CCD线扫描机配合的暗场照明。CCD线扫描机对硅片的上下表面形貌 成像，并将其成像信息传送给本装置内置处理器或控制运算单元，由本机处理器或控制运 算单元对其进行分析找出缺陷以及缺陷的位置。所述硅片几何尺寸及翘曲检测装置包括多个工业摄像机，以及与其配合的由线激 光器组成的结构光源。所述工业摄像机为四个，结构光源包括三到五条线激光器。采用上述方案，太阳能硅片的自动检测系统由多套设备组成自动化的上料装置、 下料装置和硅片检测装置，其中上、下料装置主要由线性模组或类似器件来实现。而硅片检 测装置主要由四个检测模块隐裂检测、外观检测、几何尺寸及翘曲检测，电阻率检测，这四 个检测装置相互独立，可各自独立工作，全自动化处理，不需要人工参与，保障了检测的速 度，同时也降低了硅片检测过程中人为的损坏率，硅片的所有检测均在一台机器设备上完 成。本实用新型无论是用作硅片厂成品检测，还是用在电池片厂做来料检测，都能极大限度 地保证产品100%全检、零缺陷品质。另外由于本设备采用模块化设计，从功能组合和配置 上可根据客户的不同需求进行调整。本实用新型的有益效果·完全满足了硅片的检测需求。 相对于传统的人工检测，本设备在单片检测速度有了显著提高，从而提高了整批 硅片的检测效率，同时在检测的质量上也得到了保障。·保障检测结果的可靠性由于本设备采用全自动化处理，不需要人工参与，因此 检测结果不受人工因素或者环境因素的影响，具有一致性、稳定性和可靠性。·由于无需人工操作，节省了人工成本，从而也降低了硅片检测的成本。·本设备完全能够保证硅片的检测质量，不会出现漏检、错检，大大提升了太阳能 光伏产业中国制造的品质形象。

图1为本实用新型的原理图；附图中，1为自动上料装置，2为自动下料装置，3为隐裂检测装置，4为外观检测装 置，5为硅片几何尺寸及翘曲检测装置，6为电阻率检测装置，7为硅片检测装置，8为控制运
算单元。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明。参见图1所示，太阳能硅片的自动检测系统，用以检测太阳能硅片，该系统包括自 动上料装置1、自动下料装置2、硅片检测装置7以及分别与自动上料装置、自动下料装置、
4硅片检测装置电连接的控制运算单元8 ；硅片检测装置包括隐裂检测装置3、外观检测装置 4、硅片几何尺寸及翘曲检测装置5以及电阻率检测装置6 ；其中隐裂检测装置、外观检测装 置、硅片几何尺寸及翘曲检测装置以及电阻率检测装置分别与控制运算单元电连接。自动上料装置、自动下料装置为全自动的机械手，自动上料装置能够自动的将待 检测硅片抓取到硅片检测装置上；待到硅片检测完毕后，自动下料装置便自动地将检测完 成的硅片从硅片检测装置上取下，放置到下一个工作环节中。隐裂检测装置采用时间延迟积分线扫描相机对硅片进行扫描，并采用近红外的背 光源为线扫描相机进行照明，以便清晰地获得硅片中的隐裂图样，并将获得的隐裂图样信 息传送给控制运算单元进行分析，通过本机处理器或控制运算单元软件分析检出隐裂的信 肩、ο外观检测装置采用扫描机对硅片的上下表面形貌成像，并将其成像信息传送给本 机处理器或控制运算单元，本机处理器或控制运算单元对其进行分析找出缺陷以及缺陷的 位置；外观检测装置包括上下设置的两套视觉检测系统，能够清晰全方位的对硅片进行扫 描，两套视觉系统都是采用CCD线扫描机，再配合以暗场照明，将硅片上下表面形貌清晰地 呈像，并通过本机处理器或控制运算单元的分析，找到缺陷发生的位置和缺陷的类型。硅片几何尺寸及翘曲检测装置采用二维、三维影像摄取装置对硅片进行摄取成 像，并将摄取的图像传送给本机处理器或控制运算单元进行分析计算得到硅片的几何尺 寸，采用上述的二维、三维影像摄取装置并配合线激光器组成的结构光源，对其采集到的激 光线成像信息传送给本机处理器或控制运算单元进行分析计算出硅片的翘曲度。硅片几何 尺寸及翘曲检测，采用四只五百万像素的工业摄像机配合背光源进行拍照，对获取到的二 维图像进行分析计算，得到硅片的几何尺寸，如果得出硅片的几何尺寸与设定的几何尺寸 相同，硅片便进入到下一个检测环节，如果与设定的几何尺寸不相同，则机器就会发出报警 警示。而翘曲检测同样采用上述的四只工业摄像机，并配合三到五条线激光器组成的结构 光源，对硅片的数据进行采集，并将采集到的激光线成像信息传送给本机处理器或控制运 算单元进行分析计算出硅片的翘曲度。电阻率检测装置是采用系统集成的方法，即将市场上能买到的电阻率检测仪整合 到该检测系统中来。本实用新型的工作原理由全自动的上料装置将待检测的硅片取放到硅片检测平 台上，由隐裂检测装置开始对硅片进行隐裂检测，如果检测不通过便说明该硅片有品质问 题，该产品会继续下面工位的检测，等到下料位时，下料装置便会自动将其取下放置到废品 区，上料装置再将下一待检测硅片取放到检测平台上重新检测，如果隐裂检测通过则进入 到外观检测检测环节，由外观检测装置对硅片进行检测，同样如有检测不合格，该产品会继 续下面工位的检测，等到下料位时，由下料装置自动将其取下，再由上料装置重新取上下一 块待检硅片，从第一检测环节重新开始检测，如果检测合格则进入到硅片几何尺寸及翘曲 检测环节，如果检测不合格，该产品会继续下面工位的检测，等到下料位时，便由下料装置 自动将其取下，再由上料装置重新取上下一块待检硅片，从第一检测环节重新开始检测，如 果检测合格则进入到电阻率检测环节，如检测不合格，由下料装置自动将其取下，再由上料 装置重新取上下一块待检硅片，从第一检测环节重新开始检测，如果检测合格则由下料装 置将其取下放置产品合格区。其中隐裂检测、外观检测、硅片几何尺寸及翘曲检测以及电阻率检测地顺序可以根据不同需求进行调整。
权利要求1.太阳能硅片的自动检测系统，其特征在于该系统包括将待检测硅片自动上载到检 测平台上的自动上料装置、设置在检测平台上对待检测硅片进行检测的硅片检测装置，以 及将检测完的硅片自动下载的自动下料装置，以及分别与自动上料装置、自动下料装置、硅 片检测装置电连接的控制运算单元；所述硅片检测装置包括对硅片隐裂状况进行检测的隐裂检测装置、对硅片的上下表面 进行检测的外观检测装置、采用二维、三维影像摄取装置对硅片几何尺寸及硅片翘曲进行 检测的硅片几何尺寸及翘曲检测装置、以及对硅片电阻率进行检测的电阻率检测装置；所述隐裂检测装置、外观检测装置、硅片几何尺寸及翘曲检测装置以及电阻率检测装 置分别与控制运算单元电连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能硅片的自动检测系统，其特征在于所述隐裂检测装 置包括对硅片进行扫描的线扫描相机，以及为线扫描相机照明的近红外的背光源。
3.根据权利要求2所述的太阳能硅片的自动检测系统，其特征在于所述线扫描相机 为时间延迟积分线扫描相机。
4.根据权利要求1所述的太阳能硅片的自动检测系统，其特征在于所述外观检测装 置包括上下设置的两套视觉检测系统，所述视觉检测系统包括CCD线扫描机以及与CCD线 扫描机配合的暗场照明。
5.根据权利要求1所述的太阳能硅片的自动检测系统，其特征在于所述硅片几何尺 寸及翘曲检测装置包括多个工业摄像机，以及与其配合的由线激光器组成的结构光源。
6.根据权利要求5所述的太阳能硅片的自动检测系统，其特征在于所述工业摄像机 为四个，结构光源包括三到五条线激光器。
专利摘要本实用新型涉及一种太阳能硅片的自动检测系统，包括将待检测硅片自动上载到检测平台上的自动上料装置、设置在检测平台上对待检测硅片进行检测的硅片检测装置，以及将检测完的硅片自动下载的自动下料装置，以及分别与自动上料装置、自动下料装置、硅片检测装置电连接的控制运算单元；本设备采用全自动化处理，不需要人工参与，因此检测结果不受人工因素或者环境因素的影响，具有一致性、稳定性和可靠性，节省了人工成本，提高了检测效率、能够完全满足硅片的检测需求。
文档编号G01N21/88GK201844980SQ201020518848
公开日2011年5月25日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者丁少华 申请人:常州视觉龙机电设备有限公司