深圳鋰電池產線自動化傳感器方案之硅片分選設備傳感器應用

整理：深圳市卓航自動化科技有限公司

在"雙碳"目標下，太陽能等可再生能源越來越受關注，光伏行業自身競爭與發展，帶動硅片制程及檢測裝備需求持續增加。

硅片分選機是光伏行業必不可少的設備，主要檢測硅片的幾何尺寸、外觀缺陷（倒角、崩邊、臟污、隱裂等），做全自動分揀。硅片企業用它替代以往人工檢測，檢測效率大幅提升，既滿足下游廠家的質量要求，也降低本企業及下游的整體質控成本、提高競爭力。

深圳卓航針對硅片分選機提供智能傳感方案。整套設備分四個機構：背面傳輸機構、雙供料抓取機構、抓取電池片放置機構、雙側供料盒傳輸機構。下面按6個工位逐一說清楚。

01 機械臂上料：對射光電扛住電磁與振動

工位：機械臂上料，光電傳感器 PTE-TEM10NR。場景：傳感器對硅片定位，感應極片到位即觸發下一步，檢測距離1m。難點：① 不受硅片高反光影響；② 工位附近步進電機工作產生電磁場，會干擾傳感器；③ 傳感器要抗振動。卓航方案：選用對射型光電 PTE-TEM10NR 系列：檢測距離1米、靈敏度可調、安裝調試方便；精良光源抗光干擾強；內部電路經精密設計，抗電磁干擾能力較強，在一定交變電磁場中仍穩定運行；外殼注塑一體成型，抗振動峰值達50Hz（0.5mm振幅）。

02 硅片到位：扁平電容不受流線波動影響

工位：硅片到位，CQ07-10NO 扁平型電容式接近。場景：流水線上檢測硅片到位，傳感器發信號驅動電機運輸；要求不受流線上下波動影響、可隨時調整檢測距離、不受硅片材質影響、非接觸檢測。卓航方案：選用明治扁平電容式接近 CQ07 系列：不易受檢測材質影響（絕緣材質除外），介電常數越大感應距離越遠；檢測距離10mm，靈敏度多圈可調；傳感器厚度只7mm，腰型安裝孔，安裝簡單。

03 硅片單雙張檢測：超聲波在1200轉流線上不抖

工位：硅片單雙張檢測，MUD-60N-18-GL 超聲波傳感器。場景：傳送中檢測是否多張，疊料或空料時給對應信號，機構做剔除或停下一步。要求兼容不同厚度硅片，且流線1秒1200轉的高速下穩定檢測。卓航方案：選用明治 MUD 系列超聲波傳感器：三種檢測模式可調、帶學習示教功能，快速適應多種規格物料；檢測距離峰值60mm，物料位置有差異或抖動也不影響效果；支持跳線示教，簡單設置即可完成；采用高頻檢測算法，響應時間上限6.5ms，實現高頻檢測。

04 崩缺/表面缺陷2D檢測：非標視覺0.1s一個

工位：硅片崩缺與表面缺陷2D檢測，AKUSENSE 非標視覺方案。場景：視野100-150mm、檢測精度約0.2mm（人眼能看到的都要檢到）、工作距離400mm內且少占空間、輸出IO和串口并生成報表、節拍0.1s或更快。卓航方案：機器視覺是硅片分選機的關鍵特征。明治用高顯指光源、專業相機和精確算法，幫設備商全鏈路質控：實現精度0.15±0.05mm；工作距離300mm、空間占用小；融合AI算法與傳統視覺，實現檢測新突破；模型并行與圖像處理能力強，算法團隊可按客戶定制開發，技術服務團隊解決現場難題。

05 平面度/厚度檢測：線激光重復精度0.1μm

工位：硅片平面度/厚度檢測，線激光傳感器 ESX系列。場景：測硅片厚度（單相機靜態數據≤0.2μm）、測翹曲度，線掃激光支持IO外部控制及編碼器觸發。卓航方案：可實現重復精度高達0.1μm，完全滿足當前檢測場景；該款專為光伏行業設計，內部進口光源+光量自適應算法實現高精度測量；出廠前通過高低溫、振動、沖擊等測試，滿足多數工業場景；常用工業接口（串口、編碼器、模擬量輸出等）可直接從探頭接出，易集成。

06 區域安全防護：超薄光幕響應小于15ms

工位：區域安全防護，BZL20-T1606NC 安全光幕。場景：防止機械手抓取硅片時人員誤入工作區致傷，要求響應時間小于15ms、檢測穩定。卓航方案：選用明治超薄型光幕 BZL 系列，厚度是常規光幕一半，為設備保留更大操作空間；毫秒級響應、高效靈敏；光軸間距10/14/20/25/30/40mm、正面/側面出光可選，提升設備設計便利性。

七、零號檢查站：首要關卡

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

本文案例數據來自卓航自動化官網公開案例（case-item-91），傳感器型號與參數以原廠資料為準。