深圳锂电池产线自动化传感器方案之硅片分选设备传感器应用

整理：深圳市卓航自动化科技有限公司

在"双碳"目标下，太阳能等可再生能源越来越受关注，光伏行业自身竞争与发展，带动硅片制程及检测装备需求持续增加。

硅片分选机是光伏行业必不可少的设备，主要检测硅片的几何尺寸、外观缺陷（倒角、崩边、脏污、隐裂等），做全自动分拣。硅片企业用它替代以往人工检测，检测效率大幅提升，既满足下游厂家的质量要求，也降低本企业及下游的整体质控成本、提高竞争力。

深圳卓航针对硅片分选机提供智能传感方案。整套设备分四个机构：背面传输机构、双供料抓取机构、抓取电池片放置机构、双侧供料盒传输机构。下面按6个工位逐一说清楚。

01 机械臂上料：对射光电扛住电磁与振动

工位：机械臂上料，光电传感器 PTE-TEM10NR。场景：传感器对硅片定位，感应极片到位即触发下一步，检测距离1m。难点：① 不受硅片高反光影响；② 工位附近步进电机工作产生电磁场，会干扰传感器；③ 传感器要抗振动。卓航方案：选用对射型光电 PTE-TEM10NR 系列：检测距离1米、灵敏度可调、安装调试方便；精良光源抗光干扰强；内部电路经精密设计，抗电磁干扰能力较强，在一定交变电磁场中仍稳定运行；外壳注塑一体成型，抗振动峰值达50Hz（0.5mm振幅）。

02 硅片到位：扁平电容不受流线波动影响

工位：硅片到位，CQ07-10NO 扁平型电容式接近。场景：流水线上检测硅片到位，传感器发信号驱动电机运输；要求不受流线上下波动影响、可随时调整检测距离、不受硅片材质影响、非接触检测。卓航方案：选用明治扁平电容式接近 CQ07 系列：不易受检测材质影响（绝缘材质除外），介电常数越大感应距离越远；检测距离10mm，灵敏度多圈可调；传感器厚度只7mm，腰型安装孔，安装简单。

03 硅片单双张检测：超声波在1200转流线上不抖

工位：硅片单双张检测，MUD-60N-18-GL 超声波传感器。场景：传送中检测是否多张，叠料或空料时给对应信号，机构做剔除或停下一步。要求兼容不同厚度硅片，且流线1秒1200转的高速下稳定检测。卓航方案：选用明治 MUD 系列超声波传感器：三种检测模式可调、带学习示教功能，快速适应多种规格物料；检测距离峰值60mm，物料位置有差异或抖动也不影响效果；支持跳线示教，简单设置即可完成；采用高频检测算法，响应时间上限6.5ms，实现高频检测。

04 崩缺/表面缺陷2D检测：非标视觉0.1s一个

工位：硅片崩缺与表面缺陷2D检测，AKUSENSE 非标视觉方案。场景：视野100-150mm、检测精度约0.2mm（人眼能看到的都要检到）、工作距离400mm内且少占空间、输出IO和串口并生成报表、节拍0.1s或更快。卓航方案：机器视觉是硅片分选机的关键特征。明治用高显指光源、专业相机和精确算法，帮设备商全链路质控：实现精度0.15±0.05mm；工作距离300mm、空间占用小；融合AI算法与传统视觉，实现检测新突破；模型并行与图像处理能力强，算法团队可按客户定制开发，技术服务团队解决现场难题。

05 平面度/厚度检测：线激光重复精度0.1μm

工位：硅片平面度/厚度检测，线激光传感器 ESX系列。场景：测硅片厚度（单相机静态数据≤0.2μm）、测翘曲度，线扫激光支持IO外部控制及编码器触发。卓航方案：可实现重复精度高达0.1μm，完全满足当前检测场景；该款专为光伏行业设计，内部进口光源+光量自适应算法实现高精度测量；出厂前通过高低温、振动、冲击等测试，满足多数工业场景；常用工业接口（串口、编码器、模拟量输出等）可直接从探头接出，易集成。

06 区域安全防护：超薄光幕响应小于15ms

工位：区域安全防护，BZL20-T1606NC 安全光幕。场景：防止机械手抓取硅片时人员误入工作区致伤，要求响应时间小于15ms、检测稳定。卓航方案：选用明治超薄型光幕 BZL 系列，厚度是常规光幕一半，为设备保留更大操作空间；毫秒级响应、高效灵敏；光轴间距10/14/20/25/30/40mm、正面/侧面出光可选，提升设备设计便利性。

七、零号检查站：首要关卡

硅片分选是光伏质控的首要关卡，崩边、隐裂、厚度不均，任何一项漏检都会顺着产线放大成组件隐患。深圳卓航这套6工位方案，价值在于把"反光、电磁、振动、高速、微米精度、人员安全"这些互相打架的难点，各自配了对的传感原理：上料用对射光电扛电磁、到位用扁平电容抗波动、单双张用超声波抗抖动、缺陷用AI视觉、厚度用线激光到0.1μm、防护用超薄光幕。把微米级检测做稳，分选这一站才敢替掉人眼。

本文案例数据来自卓航自动化官网公开案例（case-item-91），传感器型号与参数以原厂资料为准。