CN103681422B - 一种用于传输线上的翻转机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于传输线上的翻转机构，其包括主体框架支撑单元、翻转单元、正交运动单元、抓取单元和控制单元，所述主体框架支撑单元包括整体框架和第一安装板，所述第一安装板垂直且连接在整体框架的一端；所述第一安装板上固定连接有控制单元；所述整体框架上远离第一安装板的一端固定连接有第二安装板，所述第二安装板上固定连接有翻转单元，所述正交运动单元的两端分别连接翻转单元和抓取单元。本发明具有如下优点：翻转单元、正交运动单元和抓取单元的有效配合实现料架进入不同的设备时，在竖直和横放之间随意翻转，且结构紧凑，翻转平稳，可实现在线式工作，满足晶硅太阳能自动线硅片料架的翻转动作要求。

Description

一种用于传输线上的翻转机构

技术领域

本发明涉及晶硅太阳能自动系统物流传输技术领域，特别是涉及一种用于传输线上的翻转机构。

背景技术

随着地球温室效应日益严重，石油、天然气、煤炭的日益枯竭，环保节能已成为世界发展的主题。太阳能作为一种储量无限、清洁、安全的可再生能源，是全球新能源的发展方向。在国家新型能源和可再生能源产业政策的指导下以及欧美太阳能市场强劲需求的带动下，近年国内太阳能光伏产业飞速发展。目前，中国已经成为太阳能电池制造大国，拥有全球最多的太阳能电池生产厂家和一半以上的产能。

太阳能光伏产业的快速发展也促进了国内太阳能光伏制造装备产业的蓬勃发展。太阳能电池行业发展的早期，太阳能电池片制造企业并未对自动化生产线产生需求，生产线基本上是由孤立的半自动、自动化设备拼凑而成。随着全球太阳能光伏产业的爆炸式增长，为了使太阳能领域单位发电成本降低到与常规发电成本相当，太阳能电池片制造商会越来越迫切要求使用高集成、高度自动化的生产线。未来，自动化程度的高低在一定层面上将会决定谁才是生产成本最低的制造商，并且经过精心设计且高效运转的自动化工厂系统可以简单的复制到随后的工厂中，并迅速开始盈利。顺应太阳能光伏行业的发展需求，国外太阳能电池片生产设备正由半自动化向全自动化、智能化过渡，以便提高生产效率和产品质量，降低生产成本。

目前，晶硅太阳能电池片生产线各个工艺单元之间的硅片传输以堆迭式或卡槽式两种方式装载硅片，然后采用小车人工搬运。这种方式效率低，不利于大规模生产。图1为卡槽式料架的结构示意图。然而，由于晶硅太阳能电池生产线发展的初期并没有考虑全自动化生产，因而不具备各种自动化接口，不存在将各工艺单元能够连接起来自动传输的物料传输系统，也不存在适应这一生产过程的自动化搬运方法。

为了实现全自动化大规模生产，各工艺单元之间的硅片传输必须采用自动传输系统实现。为此，必须开发适应晶硅太阳电池片自动化生产线的料架\料盒物流传输系统。

因此，针对以上不足，本发明提供了一种用于传输线上的翻转机构。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是解决现有的硅片传输以堆迭式或卡槽式两种方式装载硅片，然后采用小车人工搬运，效率低，浪费人工且不利于大规模工业化生产的问题。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于传输线上的翻转机构，其包括主体框架支撑单元、翻转单元、正交运动单元、抓取单元和控制单元，所述主体框架支撑单元包括整体框架和第一安装板，所述第一安装板垂直且连接在整体框架的一端；所述第一安装板上固定连接有控制单元；所述整体框架上远离第一安装板的一端固定连接有第二安装板，所述第二安装板上固定连接有翻转单元，所述正交运动单元的两端分别连接翻转单元和抓取单元。

其中，所述翻转单元包括第一翻转板、第二翻转板、转动连接件、轴端挡块、轴套、轴承、转轴、走线端子台、安装板1和标准气缸，所述第二翻转板和轴端挡块分别垂直连接于第一翻转板的两侧，所述第二翻转板的外侧通过连接件连接有标准气缸的输出轴，所述标准气缸的底面固定连接在第二安装板上；所述转动连接件固定连接在第一安装板的上部，所述转动连接件内部安装有转轴，且转轴不与转动连接件直接接触，转轴两端套装有轴承，转轴穿过轴承后其两端分别嵌入对应的第二翻转板和轴端挡块中；所述第一翻转板上固定连接有走线端子台。

其中，所述抓取单元包括抓取夹紧装置和抓取夹紧装置连接板，所述抓取夹紧装置包括抓取手指、手指连接块和平行气爪，所述抓取夹紧装置连接板的两端分别固定连接有平行气爪，所述平行气爪的上下两端通过手指连接块连接有抓取手指。

其中，所述正交运动单元包括第一气缸、第二气缸、第一气缸支撑板、第二气缸支撑板、第三气缸支撑板，所述第一气缸支撑板正交连接在第二气缸支撑板的左侧面底部，所述第三气缸支撑板正交连接在第二气缸支撑板的右侧面顶部，且分别垂直连接于第二气缸支撑板，所述第一气缸支撑板和第三气缸支撑板上分别固定有第一气缸和第二气缸，且所述第一气缸的一个侧面固定在第一翻转板上，所述第一气缸的前端固定连接在第二气缸支撑板上，所述第二气缸的一个侧面固定在抓取夹紧装置连接板上。

其中，所述控制单元包括气源处理组件和阀岛，所述阀岛通过气路连接气源处理组件和气动元件。

其中，所述与转动连接件两侧对应的第二翻转板的端面和轴端挡块的端面分别安装有轴套，以防止转轴在轴向窜动。

其中，所述轴承为深沟轴承。

其中，所述正交运动单元还包括第一加强筋、第二加强筋和第三加强筋，所述第一加强筋固定连接在第三气缸支撑板和抓取夹紧装置连接板之间，所述第二加强筋固定连接在第三气缸支撑连接板和第二气缸支撑连接板之间，所述第三加强筋固定连接在第一气缸支撑板和第二气缸支撑板之间。

其中，所述第一气缸和第二气缸均为滑台式气缸。

其中，所述整体框架由重型铝型材通过挤压角铝连接而成。

（三）有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：翻转单元、正交运动单元和抓取单元的有效配合实现料架进入不同的设备时，在竖直和横放之间随意翻转，且结构紧凑，运行和翻转平稳，可实现在线式工作，满足晶硅太阳能自动线硅片料架的翻转动作要求，满足晶硅太阳电池片的大规模生产的需要。

附图说明

图1是卡槽式料架的结构示意图；

图2是本发明所述的用于传输线上的翻转机构的结构图；

图3是本发明所述的用于传输线上的翻转机构的正视图；

图4是本发明所述的用于传输线上的翻转机构的后视图；

图5是本发明具体实施时的步骤1的示意图；

图6是本发明具体实施时的步骤2的示意图；

图7是本发明具体实施时的步骤3的示意图；

图8是本发明具体实施时的步骤4的示意图；

图9是本发明具体实施时的步骤5的示意图；

图10是本发明具体实施时的步骤6的示意图。

图中：1：主体框架支撑单元；2：翻转单元；3：正交运动单元；4：抓取单元；5：整体框架；6：第一安装板；7：气源处理组件；8：阀岛；9：第一翻转板；10：轴端挡块；11：转轴；12：轴套；13：轴承；14：转动连接件；15：走线端子台；16：第二翻转板；17：第二安装板；18：标准气缸；19：第一气缸；20：第一气缸支撑板；21：第二气缸支撑板；22：第三加强筋；23：第二加强筋；24：第三气缸支撑板；25：第二滑台气缸；26：第一加强筋；27：抓取夹紧装置连接板；28：平行气爪；29：手指连接块；30：抓取手指。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一

如图1所示，本发明实施例提供的一种用于传输线上的翻转机构，其包括主体框架支撑单元1、翻转单元2、正交运动单元3、抓取单元4和控制单元，所述主体框架支撑单元1包括整体框架5和第一安装板6，所述第一安装板6垂直且连接在整体框架5的一端；所述第一安装板6上固定连接有控制单元，所述控制单元位于第一安装板6上的居中靠下的位置，所述控制单元用于控制标准气缸18、第一气缸19和第二气缸的收缩和伸展。

所述整体框架5上远离第一安装板6的一端固定连接有第二安装板17，所示第二安装板17用紧固件紧固在整体框架5的一侧，所述第二安装板17上固定连接有翻转单元2，用以支撑翻转单元2，所述正交运动单元3的两端分别连接翻转单元2和抓取单元4。

其中，所述翻转单元2包括第一翻转板9、第二翻转板16、转动连接件14、轴端挡块10、轴套12、轴承13、转轴11、走线端子台15、第二安装板17和标准气缸18，所述第二翻转板16和轴端挡块10分别垂直连接在第一翻转板9的两侧，所述轴端挡块10位于第一翻转板9上靠近第一安装板6的一端，所述第二翻转板16的外侧通过连接件连接标准气缸18的输出轴，所述标准气缸18的底面固定连接在第二安装板17上；所述标准气缸18的气缸两端槽内设有磁性开关，所述磁性开关检测到气缸伸长和收缩的极限位置，所述标准气缸18上还设有排气节流阀和单向阀，标准气缸在气源突然断气时可保持原位。

所述转动连接件14固定连接在第一安装板6的上部，所述转动连接件14内部安装有转轴11，且转轴11不与转动连接件14直接接触，转轴11两端套装有轴承13，所述轴承13用以避免转轴11直接与转动连接件配合，降低转轴11和转动连接件14的磨损；转轴11穿过轴承13后其两端分别嵌入对应的第二翻转板16和轴端挡块10中；所述第一翻转板9上固定连接有走线端子台15；所述标准气缸18通过输出轴输出力矩，推动第一翻转板9和第二翻转板16绕转动连接件14在预定角度内旋转，以完成料架翻转。

其中，所述抓取单元4包括抓取夹紧装置和抓取夹紧装置连接板27，所述抓取夹紧装置包括抓取手指30、手指连接块29和平行气爪28，所述抓取夹紧装置连接板27的两端分别固定连接有平行气爪28，所述平行气爪28的上下两端通过手指连接块连接有抓取手指30，所述平行气爪采用同一个电磁阀控制，用以实现同步抓取夹紧料架上下两端，所述抓取手指30选用聚氨酯材料制成，用以减小与料架的摩擦，同时可通过调节气路的气流压力大小来调整夹持力的大小。

其中，所述正交运动单元3包括第一气缸19、第二气缸25、第一气缸支撑板20、第二气缸支撑板21、第三气缸支撑板24，所述第一气缸支撑板20正交连接在第二气缸支撑板21的左侧面底部，所述第三气缸支撑板24正交连接在第二气缸支撑板21的右侧面顶部，所述第一气缸支撑板20和第三气缸支撑板24上分别固定有第一气缸19和第二气缸25，且所述第一气缸19的一个侧面固定在第一翻转板9上，实现正交运动单元3和抓取单元4的连接，所述第一气缸19的前端固定连接在第二气缸支撑板21上，所述第二气缸25的一个侧面固定在抓取夹紧装置连接板27上；通过第一气缸19的伸缩可实现抓取单元4在竖直方向的运动，通过第二气缸25可实现抓取单元在水平方向上的运动，从而标准气缸18的伸缩可带动正交运动单元3和抓取单元4一起翻转，最终实现料架料架由横放至竖放或者竖放至横放的93°翻转。

其中，所述控制单元包括气源处理组件7和阀岛8，所述阀岛8通过气路连接气源处理组件7和气动元件；所述气动元件包括标准气缸18、第一气缸19、第二气缸25和平行气爪28。

其中，所述与转动连接件14两侧对应的第二翻转板16的内侧面和轴端挡块10的内端面分别安装有轴套12，以防止转轴11在轴向窜动，使得结构的运行更为平稳；且轴套12在使用过程中换装成本较低，既降低了使用成本，又增强了机构的使用寿命。

其中，所述轴承13可以是圆锥滚子轴承，无油衬套、深沟轴承中的一种；其中，优选的，轴承13为深沟轴承。

进一步的，所述深沟轴承上带有防尘盖。

其中，所述正交运动单元3还包括第一加强筋26、第二加强筋23和第三加强筋22，所述第一加强筋26固定连接在第三气缸支撑板24和抓取夹紧装置连接板27之间，所述第二加强筋23固定连接在第三气缸支撑板24和第二气缸支撑板21之间，所述第三加强筋22固定连接在第一气缸支撑板20和第二气缸支撑板21之间，所述第一加强筋26用以用于加固正交运动单元3与抓取夹紧装置连接板27的连接，所述第二加强筋23用于加固第三气缸支撑板24和第二气缸支撑板21的连接刚度，所述第三加强筋22用于加强第一气缸支撑板20和第二气缸支撑21之间的连接刚度。

其中，所述第一气缸19和第二气缸25均为滑台式气缸，滑台气是气缸和气缸上配有精密的宽直线导轨的气动组件机构，直接使用线性导轨工作台面做为滑台，具有很好的精度和刚度。

其中，所述整体框架5由重型铝型材通过挤压角铝连接而成，用以实现同外部的紧固连接。

具体实施时，本机构为在设备接口处，将卡槽式料架从一条传输线翻转后放置在另一条传输线上。各工艺单元的倒片设备通过料架装夹口将硅片倒入或倒出料架的卡槽，实现工艺设备与传输设备之间的硅片传递。料架进入不同倒片设备时，放置方式有所不同，有时料架需要竖直放置，有时料架需要横放。因此要将料架在竖直和横放之间进行翻转。以满足传输系统的要求，具体包括如下步骤：

1、料架到位，如图5所示，所述用于传输线上的翻转机构在初始状态下，标准气缸18、第二气缸25和平行气爪28均处于收缩状态，第一气缸19处于伸出状态。当料架由传输机传输到翻转位时，传输机上的料架到位传感器检测到信号，此时传输带停止运行。

2、机构翻转，如图6所示，所述翻转单元2的标准气缸18伸出，带动正交运动单元3和抓取单元4翻转，直至标准气缸18上的磁性开关检测到气缸伸长到极限位置为止，此时抓取单元4的位置变为竖直。

3、抓取料架，如图7所示，所述正交运动单元3的第一气缸19收缩，第二气缸25伸出，从而带动抓取单元4靠近料架，最后抓取单元4的平行气爪28张开，使得抓取手指4夹紧料架。

4、翻转料架，如图8所示，所述正交运动单元3的第一气缸19伸出，带动料架离开传输带，然后翻转单元2的标准气缸18收缩直至初始位置，从而带动抓取手指4上的料架翻转至横放位置。

5、平行气爪复位，如图9所示，所述抓取单元4上的平行气爪28收缩至初始位置，带动抓取手指30松开料架，从而料架被放置在另一条传输带上，完成料架由竖直放置变为横放的翻转换线运动。

6、机构复位，如图10所示，所述正交运动单元3的第二气缸25收缩至初始位置，带动抓取单元4离开料架，从而完成翻转机构的机构复位，机构可翻转下一个料架。

综上所述，翻转单元、正交运动单元和抓取单元的有效配合实现料架进入不同的设备时，在竖直和横放之间随意翻转，且结构紧凑，运行和翻转平稳，可实现在线式工作，满足晶硅太阳能自动线硅片料架的翻转动作要求，满足晶硅太阳电池片的大规模生产的需要。

以上所述仅是本发明的一种优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于传输线上的翻转机构，其特征在于：其包括主体框架支撑单元、翻转单元、正交运动单元、抓取单元和控制单元，所述主体框架支撑单元包括整体框架和第一安装板，所述第一安装板垂直且连接在整体框架的一端；所述第一安装板上固定连接有控制单元；所述整体框架上远离第一安装板的一端固定连接有第二安装板，所述第二安装板上固定连接有翻转单元，所述正交运动单元的两端分别连接翻转单元和抓取单元；所述翻转单元包括第一翻转板、第二翻转板、转动连接件、轴端挡块、轴套、轴承、转轴、走线端子台、安装板1和标准气缸，所述第二翻转板和轴端挡块分别垂直连接于第一翻转板的两侧，所述第二翻转板的外侧通过连接件连接有标准气缸的输出轴，所述标准气缸的底面固定连接在第二安装板上；所述转动连接件固定连接在第一安装板的上部，所述转动连接件内部安装有转轴，且转轴不与转动连接件直接接触，转轴两端套装有轴承，转轴穿过轴承后其两端分别嵌入对应的第二翻转板和轴端挡块中；所述第一翻转板上固定连接有走线端子台。

2.根据权利要求1所述的用于传输线上的翻转机构，其特征在于：所述抓取单元包括抓取夹紧装置和抓取夹紧装置连接板，所述抓取夹紧装置包括抓取手指、手指连接块和平行气爪，所述抓取夹紧装置连接板的两端分别固定连接有平行气爪，所述平行气爪的上下两端通过手指连接块连接有抓取手指。

3.根据权利要求1所述的用于传输线上的翻转机构，其特征在于：所述正交运动单元包括第一气缸、第二气缸、第一气缸支撑板、第二气缸支撑板、第三气缸支撑板，所述第一气缸支撑板正交连接在第二气缸支撑板的左侧面底部，所述第三气缸支撑板正交连接在第二气缸支撑板的右侧面顶部，所述第一气缸支撑板和第三气缸支撑板上分别固定有第一气缸和第二气缸，且所述第一气缸的一个侧面固定在第一翻转板上，所述第一气缸的前端固定连接在第二气缸支撑板上，所述第二气缸的一个侧面固定在抓取夹紧装置连接板上。

4.根据权利要求1所述的用于传输线上的翻转机构，其特征在于：所述控制单元包括气源处理组件和阀岛，所述阀岛通过气路连接气源处理组件和气动元件。

5.根据权利要求1所述的用于传输线上的翻转机构，其特征在于：所述与转动连接件两侧对应的第二翻转板的端面和轴端挡块的端面分别安装有轴套，以防止转轴在轴向窜动。

6.根据权利要求1所述的用于传输线上的翻转机构，其特征在于：所述轴承为深沟轴承。

7.根据权利要求3所述的用于传输线上的翻转机构，其特征在于：所述正交运动单元还包括第一加强筋、第二加强筋和第三加强筋，所述第一加强筋固定连接在第三气缸支撑板和抓取夹紧装置连接板之间，所述第二加强筋固定连接在第三气缸支撑连接板和第二气缸支撑连接板之间，所述第三加强筋固定连接在第一气缸支撑板和第二气缸支撑板之间。

8.根据权利要求3所述的用于传输线上的翻转机构，其特征在于：所述第一气缸和第二气缸均为滑台式气缸。

9.根据权利要求1所述的用于传输线上的翻转机构，其特征在于：所述整体框架由重型铝型材通过挤压角铝连接而成。