- 相關(guān)推薦
探討ABB機械手的運用
引言
隨著(zhù)機器人技術(shù)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的機器人技術(shù)被應用到工業(yè)制造工藝中，如，ABB機械手、史陶比爾機械手等，都在工業(yè)生產(chǎn)和加工中發(fā)揮著(zhù)重要的作用，尤其是在汽車(chē)制造行業(yè)，機械手的應用更為廣泛[1-2].機械手的應用能夠完成以往要多人，或涉及危險的生產(chǎn)中，輔助生產(chǎn)者完成大部分的體力勞動(dòng)，也可以使用機械手來(lái)隔離生產(chǎn)者和危險化學(xué)物品，避免生產(chǎn)者直接接觸對人體有害的化學(xué)物質(zhì)。隨著(zhù)硅電池生產(chǎn)工藝的不斷革新，機械手也逐漸地應用到硅電池的生產(chǎn)工藝中。本文分析了ABB機械手的技術(shù)特點(diǎn)，并結合硅電池的生成工藝流程，闡述了ABB機械手在硅電池生產(chǎn)工藝中的應用。
1硅電池片工藝流程
硅電池工藝流程主要分為：硅片檢測、表面制絨、擴散制結、去磷硅玻璃、等離子刻蝕、鍍減反射膜、絲網(wǎng)印刷、快速燒結。
硅片檢測：作為太陽(yáng)能電池片的載體，必須要嚴格地對硅片的質(zhì)量進(jìn)行檢測，硅片質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響太陽(yáng)能電池片的工作效率和使用壽命。對于硅片的檢測主要是通過(guò)在線(xiàn)檢測的方法和對其工作參數進(jìn)行統計和篩選。硅片的工作參數主要包括：硅片表面的平滑度、硅片的電阻率、硅片P/N型的完整性（是否存在裂紋）、材料運行壽命等。
表面制絨：太陽(yáng)能電池板轉換功率的直接影響因素是光的吸收效率，通過(guò)表面制絨的工藝能夠利用硅片的各向異性腐蝕來(lái)在硅面上形成百萬(wàn)級的金字塔表面結構。這種結構能夠使得太陽(yáng)光線(xiàn)在硅片的表面多次反射和折射，增加硅片的受照面積，從而提高太陽(yáng)能電池板的光能轉換效率。
擴散制結：影響太陽(yáng)能電池板的光能轉換效率的另一個(gè)關(guān)鍵因素是PN節的面積，PN節的面積越大，其電流的載離子也就越多，轉換電流也就越大。而擴散制結工藝就是為了擴大其PN節的工藝流程。擴散爐是這道工藝的主要設備，也是專(zhuān)門(mén)為擴散太陽(yáng)能電池板PN節而設計的專(zhuān)用設備，其主要的擴散源是液態(tài)三氯氧磷。
去磷硅玻璃：該道工序主要是為了清除上一道擴散制結工藝過(guò)程中，在硅片上殘留的擴散源和其化合物。該道工藝主要是將硅片放在氫氟酸溶液中浸泡，在這個(gè)過(guò)程中POCl3與O2反應，在硅片的表面生成P2O5沉淀物。生成的P2O5沉淀物會(huì )與Si反應生成SiO2和磷原子[3].經(jīng)過(guò)以上的化學(xué)反應，將在硅片的表面生成一層包含P元素和二氧化硅的硅磷玻璃。此道工序要與具有腐蝕性的化學(xué)藥品接觸，且工序較為復雜，對工藝的要求也較高，因此，這道工藝的科技水平較高，機械化水平也相對要高，也是機械臂的主要應用場(chǎng)合。這道工藝的主體設備主要由本體、清洗槽、伺服驅動(dòng)系統、機械臂、電氣控制系統和自動(dòng)配酸系統等部分組成。在此道工序中會(huì )產(chǎn)生易揮發(fā)的四氟化硅氣體和可溶性的絡(luò )和物六氟硅酸，這些都是對人體有害的化學(xué)物體，因此，使用機械化設備有助于提高其工藝水平，提高生產(chǎn)質(zhì)量和效率。
等離子刻蝕：在進(jìn)行擴散制結的工藝過(guò)程中，采用的是背靠背的擴散方式，因此，在完成擴散工藝后不僅在硅片的表面留有擴散的磷元素，而且在硅片的邊緣也會(huì )留有擴散的磷元素，如果不進(jìn)行處理的話(huà)，在太陽(yáng)能電池板吸收光能的過(guò)程中會(huì )使得PN節產(chǎn)生的電流會(huì )沿著(zhù)硅片的邊緣擴散，最終連接到PN結的背面從而會(huì )導致PN節的短路。因此，在對硅片完成以上的工藝后還需要對硅片邊緣摻雜的硅進(jìn)行刻蝕，去除硅片邊緣的磷元素，避免造成PN節短路。
鍍減反射膜：硅片被拋光以后其光滑表面的反射率是35%,太高的反射率會(huì )使得太陽(yáng)能板的光電轉換效率低下，因此需要對光滑的硅片表面進(jìn)行粗糙化處理，工業(yè)中比較常用的是在光滑硅片的表面制備一層氮化硅從而減少光線(xiàn)的反射。在工業(yè)生產(chǎn)中最常用的方式是采用PECVD設備制備減反射膜。
絲網(wǎng)印刷：經(jīng)過(guò)以上的工藝流程，硅片板已經(jīng)能夠在太陽(yáng)下產(chǎn)生電流，但是還需要在太陽(yáng)能電池板上制造一層電極來(lái)導出電流，絲網(wǎng)印刷是目前工業(yè)中應用最為廣泛的太陽(yáng)能電極生產(chǎn)工藝。
快速燒結：在經(jīng)過(guò)絲網(wǎng)印刷以后的太陽(yáng)能電池硅片，并不能直接使用，因為其表面還有一層有機樹(shù)脂黏合劑。因此需要經(jīng)過(guò)快速燒結，剔除電極上的有機樹(shù)脂黏合劑，經(jīng)過(guò)此道工藝將在電極兩側形成較為純凈的玻璃質(zhì)，而且緊密結合在硅片上的銀電極。
2IRB120機械手
IRB120是ABB機器人家族中體積較小的成員，它是ABB機器人家族中的第四代機器人。因為其體積小因此具有動(dòng)作敏捷、結構緊湊，且較為輕便的特點(diǎn)，并且ABB將其控制精度和路徑的準確度也作了很大的提升，因此，在工業(yè)制造中，IRB120是物料搬運與機械裝配的理想選擇。同時(shí)，也可應用到電子、食品生產(chǎn)和太陽(yáng)能電池的制作工藝中。
3機械手在硅電池制作工藝中的應用
機械手的應用主要集中在去磷硅玻璃工藝中，其在生產(chǎn)工藝中的重要性和不可替代性使得機械手的優(yōu)勢得以體現。首先，該道工序需要使用大量的化學(xué)用品，人體的直接接觸會(huì )對人體的身體健康造成直接的影響。其次，本道工序操作流程復雜，錯誤的操作會(huì )使得整個(gè)硅電池的生產(chǎn)線(xiàn)受阻，因此需要精度高且可靠的機械手來(lái)完成這道工序。而ABB機械手IRB120,其設計的出發(fā)點(diǎn)就在于敏捷、緊湊、輕量，同時(shí)，該型號機械手易于集成，便于清洗，精度高，是提升硅電池生產(chǎn)工藝的完美之選。
4總結
本文通過(guò)分析硅電池生成工藝流程的技術(shù)特點(diǎn)，總結需要應用機械手的工藝流程，并分析了ABB機械手IRB120的技術(shù)特點(diǎn)，得出，在硅電池工藝流程去磷硅玻璃工藝中，采用機械手控制技術(shù)將使得整個(gè)工藝的自動(dòng)化水平提高。同時(shí)，也提高了整個(gè)工藝的可靠性和生產(chǎn)人員的安全性。當然，隨著(zhù)機械手技術(shù)的不斷發(fā)展，機械手技術(shù)也將更多地應用于硅電池生成過(guò)程中的其他工藝流程中。
【探討ABB機械手的運用】相關(guān)文章：
添附物的法律運用探討07-02
關(guān)于體育檔案管理的運用探討06-28
市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)中的語(yǔ)言運用策略探討07-02
探討運用新教法教好新教材07-02
高中新課標下多媒體運用探討07-02
人力資源管理在水電企業(yè)的運用探討07-02
探討ERP倉儲軟件在設備管理中的運用07-04