深圳鋰電池產(chǎn)線自動(dòng)化傳感器方案之硅片分選設(shè)備傳感器應(yīng)用

整理：深圳市卓航自動(dòng)化科技有限公司

在"雙碳"目標(biāo)下，太陽(yáng)能等可再生能源越來(lái)越受關(guān)注，光伏行業(yè)自身競(jìng)爭(zhēng)與發(fā)展，帶動(dòng)硅片制程及檢測(cè)裝備需求持續(xù)增加。

硅片分選機(jī)是光伏行業(yè)必不可少的設(shè)備，主要檢測(cè)硅片的幾何尺寸、外觀缺陷（倒角、崩邊、臟污、隱裂等），做全自動(dòng)分揀。硅片企業(yè)用它替代以往人工檢測(cè)，檢測(cè)效率大幅提升，既滿足下游廠家的質(zhì)量要求，也降低本企業(yè)及下游的整體質(zhì)控成本、提高競(jìng)爭(zhēng)力。

深圳卓航針對(duì)硅片分選機(jī)提供智能傳感方案。整套設(shè)備分四個(gè)機(jī)構(gòu)：背面?zhèn)鬏敊C(jī)構(gòu)、雙供料抓取機(jī)構(gòu)、抓取電池片放置機(jī)構(gòu)、雙側(cè)供料盒傳輸機(jī)構(gòu)。下面按6個(gè)工位逐一說(shuō)清楚。

01 機(jī)械臂上料：對(duì)射光電扛住電磁與振動(dòng)

工位：機(jī)械臂上料，光電傳感器 PTE-TEM10NR。場(chǎng)景：傳感器對(duì)硅片定位，感應(yīng)極片到位即觸發(fā)下一步，檢測(cè)距離1m。難點(diǎn)：① 不受硅片高反光影響；② 工位附近步進(jìn)電機(jī)工作產(chǎn)生電磁場(chǎng)，會(huì)干擾傳感器；③ 傳感器要抗振動(dòng)。卓航方案：選用對(duì)射型光電 PTE-TEM10NR 系列：檢測(cè)距離1米、靈敏度可調(diào)、安裝調(diào)試方便；精良光源抗光干擾強(qiáng)；內(nèi)部電路經(jīng)精密設(shè)計(jì)，抗電磁干擾能力較強(qiáng)，在一定交變電磁場(chǎng)中仍穩(wěn)定運(yùn)行；外殼注塑一體成型，抗振動(dòng)峰值達(dá)50Hz（0.5mm振幅）。

02 硅片到位：扁平電容不受流線波動(dòng)影響

工位：硅片到位，CQ07-10NO 扁平型電容式接近。場(chǎng)景：流水線上檢測(cè)硅片到位，傳感器發(fā)信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)輸；要求不受流線上下波動(dòng)影響、可隨時(shí)調(diào)整檢測(cè)距離、不受硅片材質(zhì)影響、非接觸檢測(cè)。卓航方案：選用明治扁平電容式接近 CQ07 系列：不易受檢測(cè)材質(zhì)影響（絕緣材質(zhì)除外），介電常數(shù)越大感應(yīng)距離越遠(yuǎn)；檢測(cè)距離10mm，靈敏度多圈可調(diào)；傳感器厚度只7mm，腰型安裝孔，安裝簡(jiǎn)單。

03 硅片單雙張檢測(cè)：超聲波在1200轉(zhuǎn)流線上不抖

工位：硅片單雙張檢測(cè)，MUD-60N-18-GL 超聲波傳感器。場(chǎng)景：傳送中檢測(cè)是否多張，疊料或空料時(shí)給對(duì)應(yīng)信號(hào)，機(jī)構(gòu)做剔除或停下一步。要求兼容不同厚度硅片，且流線1秒1200轉(zhuǎn)的高速下穩(wěn)定檢測(cè)。卓航方案：選用明治 MUD 系列超聲波傳感器：三種檢測(cè)模式可調(diào)、帶學(xué)習(xí)示教功能，快速適應(yīng)多種規(guī)格物料；檢測(cè)距離峰值60mm，物料位置有差異或抖動(dòng)也不影響效果；支持跳線示教，簡(jiǎn)單設(shè)置即可完成；采用高頻檢測(cè)算法，響應(yīng)時(shí)間上限6.5ms，實(shí)現(xiàn)高頻檢測(cè)。

04 崩缺/表面缺陷2D檢測(cè)：非標(biāo)視覺(jué)0.1s一個(gè)

工位：硅片崩缺與表面缺陷2D檢測(cè)，AKUSENSE 非標(biāo)視覺(jué)方案。場(chǎng)景：視野100-150mm、檢測(cè)精度約0.2mm（人眼能看到的都要檢到）、工作距離400mm內(nèi)且少占空間、輸出IO和串口并生成報(bào)表、節(jié)拍0.1s或更快。卓航方案：機(jī)器視覺(jué)是硅片分選機(jī)的關(guān)鍵特征。明治用高顯指光源、專業(yè)相機(jī)和精確算法，幫設(shè)備商全鏈路質(zhì)控：實(shí)現(xiàn)精度0.15±0.05mm；工作距離300mm、空間占用小；融合AI算法與傳統(tǒng)視覺(jué)，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)新突破；模型并行與圖像處理能力強(qiáng)，算法團(tuán)隊(duì)可按客戶定制開發(fā)，技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)解決現(xiàn)場(chǎng)難題。

05 平面度/厚度檢測(cè)：線激光重復(fù)精度0.1μm

工位：硅片平面度/厚度檢測(cè)，線激光傳感器 ESX系列。場(chǎng)景：測(cè)硅片厚度（單相機(jī)靜態(tài)數(shù)據(jù)≤0.2μm）、測(cè)翹曲度，線掃激光支持IO外部控制及編碼器觸發(fā)。卓航方案：可實(shí)現(xiàn)重復(fù)精度高達(dá)0.1μm，完全滿足當(dāng)前檢測(cè)場(chǎng)景；該款專為光伏行業(yè)設(shè)計(jì)，內(nèi)部進(jìn)口光源+光量自適應(yīng)算法實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量；出廠前通過(guò)高低溫、振動(dòng)、沖擊等測(cè)試，滿足多數(shù)工業(yè)場(chǎng)景；常用工業(yè)接口（串口、編碼器、模擬量輸出等）可直接從探頭接出，易集成。

06 區(qū)域安全防護(hù)：超薄光幕響應(yīng)小于15ms

工位：區(qū)域安全防護(hù)，BZL20-T1606NC 安全光幕。場(chǎng)景：防止機(jī)械手抓取硅片時(shí)人員誤入工作區(qū)致傷，要求響應(yīng)時(shí)間小于15ms、檢測(cè)穩(wěn)定。卓航方案：選用明治超薄型光幕 BZL 系列，厚度是常規(guī)光幕一半，為設(shè)備保留更大操作空間；毫秒級(jí)響應(yīng)、高效靈敏；光軸間距10/14/20/25/30/40mm、正面/側(cè)面出光可選，提升設(shè)備設(shè)計(jì)便利性。

七、零號(hào)檢查站：首要關(guān)卡

硅片分選是光伏質(zhì)控的首要關(guān)卡，崩邊、隱裂、厚度不均，任何一項(xiàng)漏檢都會(huì)順著產(chǎn)線放大成組件隱患。深圳卓航這套6工位方案，價(jià)值在于把"反光、電磁、振動(dòng)、高速、微米精度、人員安全"這些互相打架的難點(diǎn)，各自配了對(duì)的傳感原理：上料用對(duì)射光電扛電磁、到位用扁平電容抗波動(dòng)、單雙張用超聲波抗抖動(dòng)、缺陷用AI視覺(jué)、厚度用線激光到0.1μm、防護(hù)用超薄光幕。把微米級(jí)檢測(cè)做穩(wěn)，分選這一站才敢替掉人眼。

本文案例數(shù)據(jù)來(lái)自卓航自動(dòng)化官網(wǎng)公開案例（case-item-91），傳感器型號(hào)與參數(shù)以原廠資料為準(zhǔn)。