CN106252266B - 一种用于装卸石英舟内太阳能电池片的装卸装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于装卸石英舟内太阳能电池片的装卸装置，其包括工作台面和设置在其上的硅片托举分片机构、机械手和设置在机械手端部的吸盘组件，所述硅片托举分片机构包括硅片分片规正机构、硅片托举机构和石英舟进出机构；本发明能够通过硅片分片规正机构将200槽的半间距石英舟内的间距仅为2.38mm的硅片分成两次抓取转移，并且每次间隔抓取100片，硅片分片规正机构使200槽的半间距石英舟内的密集的硅片被分开成为间距较大的硅片组，方便吸盘组件抓取，本装置工作效率高，自动化程度高，降低了工人的工作强度，有效降低了硅片的破损率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池片的生产加工机械设备，具体为一种用于装卸石英舟内太阳能电池片的装卸装置。
背景技术
在太阳能电池片加工过程中，在退火和扩散工序，需要将电池片装入、取出石英舟。现工艺中使用的石英舟多为200槽的半间距石英舟，槽间距仅为2.38mm。退火工序为每槽一片，扩散工序为每槽两片。电池片(硅片)密集，人工取放劳动强度大，废片率高。我公司针对以上情况设计的机械手已申请专利，名称为一种用于太阳能电池片转篮的机械手及其双机头转运装置。可自动高效的进行取放片，但退火工序，每槽为单片，不能发挥两组吸盘的高效作用，却暴露了丝杠型直线传送效率低的特点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于装卸石英舟内太阳能电池片的装卸装置。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种用于装卸石英舟内太阳能电池片的装卸装置，其关键技术在于：其包括工作台面和设置在其上的硅片托举分片机构、机械手和设置在机械手端部的吸盘组件，所述硅片托举分片机构包括硅片分片规正机构、硅片托举机构和石英舟进出机构；
所述硅片分片规正机构包括两固定设置在支撑板和滑动设置在所述支撑板之间的梳子安装板，所述支撑板上设置有驱动所述梳子安装板同步向相反方向移动的驱动装置，所述梳子安装板的内侧设置有分片梳，所述分片梳包括若干并列设置的梳齿，相邻的梳齿之间留有间隙，所述梳齿中部设置有卡槽；
所述石英舟进出机构设置在所述硅片分片规正机构的一侧，其包括滑动设置在所述工作台面上的用于固定石英舟的定位托板，所述定位托板上设置有两个长槽孔；所述工作台面上还设置有驱动所述定位托板移动的驱动机构，定位托板可滑动至所述硅片分片规正机构的正下方；
所述硅片托举机构位于所述硅片分片规正机构的正下方，其包括与工作台面固定连接的安装支架，所述安装支架上设置有升降模组，所述升降模组与托举支架连接，升降模组驱动所述托举支架垂直升降，所述托举支架的上部分为左右两个并列的分支架，每个分支架上固定设置有托料梳，两个所述托料梳与所述定位托板上的两个长槽孔相适配。
作为本发明的进一步改进，所述机械手两侧分别设置有一个所述硅片托举分片机构。
作为本发明的进一步改进，所述定位托板两端均设置有截面呈L型的定位块，左侧的定位块上设置有感应器，右侧的定位块外侧固定设置有用于固定石英舟的压紧机构。
作为本发明的进一步改进，所述压紧机构包括压紧气缸，所述压紧气缸与压紧块固定连接，右侧的定位块上设置有卡槽，所述压紧块置于所述卡槽内。
作为本发明的进一步改进，位于左侧的定位块上设置有与石英舟一侧的凹陷部相似配凸起，在定位托板一侧设置有微动开关。
作为本发明的进一步改进，所述升降模组包括固定设置有安装支架上的丝杠导轨组件和驱动所述丝杠导轨组件的伺服电机，所述丝杠导轨组件上的滑块与所述托举支架固定连接。
作为本发明的进一步改进，驱动所述梳子安装板动作的驱动装置包括设置在两个支撑板上的传动机构和电机，所述传动机构包括设置在支撑板上的两个同步带轮，两个同步带轮之间通过同步带传动连接，其中一个同步带轮与一个电机的输出轴连接；两个所述梳子安装板的两端分别通过连接块与同步带连接；左侧的梳子安装板通过连接块与同步带的下半程连接，右侧的梳子安装板通过连接块与同步带的上半程连接。
作为本发明的进一步改进，驱动所述定位托板移动的驱动机构包括设置在工作台面上的伺服电机减速机构，伺服电机减速机构输出端固定设置有同步带轮，所述同步带轮通过同步带与所述定位托板连接，并驱动所述定位托板沿固定在工作台面上的直线滑轨移动。
作为本发明的进一步改进，所述卡槽顶部两侧设置有V字型的坡面。
作为本发明的进一步改进，所述硅片托举分片机构的另一侧还设置有一个工作台面，位于最外侧的工作台面上设置有启停按钮，所述机械手为六轴机械手。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明能够通过硅片分片规正机构将200槽的半间距石英舟内的间距仅为2.38mm的硅片分成两次抓取转移，并且每次间隔抓取100片，硅片分片规正机构使200槽的半间距石英舟内的密集的硅片被分开成为间距较大的硅片组，方便吸盘组件抓取，本装置工作效率高，自动化程度高，降低了工人的工作强度，有效降低了硅片的破损率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明石英舟进出机构的结构示意图。
图3是本发明硅片托举机构的结构示意图。
图4是本发明硅片分片规正机构的结构示意图。
图5是图4中A部的局部放大结构示意图。
其中：1工作台面、2硅片分片规正机构、2-1支撑板、2-2固定横梁、2-3梳子安装板、2-4分片梳、2-4-1梳齿、2-4-2间隙、2-4-3卡槽、2-4-4坡面、2-5规正梳、2-6直线导轨、2-7连接块、2-8同步带、2-9同步带轮、3硅片托举机构、3-1安装支架、3-2丝杠导轨组件、3-3伺服电机、3-4滑块、3-5托举支架、3-6托料梳、4石英舟进出机构、4-1直线滑轨、4-2定位托板、4-3定位块、4-4同步带、4-5伺服电机减速机构、4-6长槽孔、4-7感应器、4-8凸起、4-9调整块、4-10压紧气缸、4-11压紧块、4-12微动开关、5六轴机械手、6吸盘组件、7启停按钮。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对发明进行清楚、完整的描述。
如图1所示的一种用于装卸石英舟内太阳能电池片的装卸装置，其包括设置在工作台面1上的硅片分片规正机构2、硅片托举机构3、石英舟进出机构4、六轴机械手5和设置在所述六轴机械手5端部的吸盘组件6。
硅片分片规正机构2、硅片托举机构3和石英舟进出机构4设置在同一个工作台面1上，组成硅片托举分片机构，其中，工作台面1的上端面固定设置硅片分片规正机构2和石英舟进出机构4，石英舟进出机构4位于硅片分片规正机构2的一侧，硅片托举机构3位于硅片分片规正机构2的正下方。
六轴机械手5单独设置在一个工作台面1上。本实施例中，六轴机械手5的左右两侧分别设置有一个上述的硅片托举分片机构，硅片托举分片机构的另一侧又设置一个工作台面1，位于最外侧的工作台面1上设置有启停按钮7，用于启动装置和紧急停止。
本实施例中，六轴机械手5控制其上的吸盘组件6能够分别对其两侧的硅片托举分片机构上的硅片进行吸取转移。这样，吸盘组件6在对一侧的硅片进行吸取转移时，另一侧的硅片托举分片机构进行石英舟的取放，提高工作效率。将各个部分通过独立的工作台面1进行安装，形成不同的模块，将整个装置实现模块化，组装方便，使用方便。
其中，所述吸盘组件6为现有技术，如专利申请号为201510692356.0的中国发明专利申请中，提供的一种用于太阳能电池片转篮的机械手及其双机头转运装置中描述到的负压吸盘组，此处不再赘述。
如图2所示，所述的石英舟进出机构4包括固定设置在工作台面1上的两个直线滑轨4-1，所述直线滑轨4-1上滑动设置有用于放置石英舟的定位托板4-2，所述定位托板4-2上设置有两个长槽孔4-6。
所述工作台面1上还设置有伺服电机减速机构4-5，伺服电机减速机构4-5输出端固定设置有同步带轮，所述同步带轮通过同步带4-4与所述定位托板4-2连接，并驱动所述定位托板4-2沿所述直线滑轨4-1移动，所述同步带4-4为开口同步带，方便对同步带进行张紧，确保石英舟的到位精度。所述定位托板4-2两端均设置有截面呈L型的定位块4-3，用于使石英舟定位，左侧的定位块4-3上设置有感应器4-7，感应器4-7用于感应定位托板4-2上是否放置有石英舟；右侧的定位块4-3外侧固定设置有压紧气缸4-10，所述压紧气缸4-10与压紧块4-11固定连接，右侧的定位块4-3上设置有卡槽，所述压紧块4-11置于所述卡槽内，压紧气缸4-10推动压紧块4-11将石英舟压紧。
两个所述定位块4-3的内侧设置有调整块4-9，所述调整块4-9能够在定位块4-3上调整位置，调整块4-9使石英舟精确定位，每个定位块4-3上，设置有两对调整块4-9，可适用于两种规格的石英舟。位于左侧的定位块4-3上设置有凸起4-8，该凸起4-8和石英舟一侧的凹陷部相似配，如果石英舟放置反向的话，则石英舟被所述凸起4-8担住，无法放置在两个定位块4-3之间，而设置在定位托板4-2一侧的微动开关4-12无法被石英舟压下，则系统无法启动，因此，所述凸起4-8和微动开关4-12保证了石英舟的准确放置，避免反向。
如图3所示，所述的硅片托举机构3包括与工作台面1固定连接的安装支架3-1，所述安装支架3-1上设置有升降模组，所述升降模组与托举支架3-5连接，升降模组驱动所述托举支架3-5垂直升降，所述托举支架3-5的上部分为左右两个并列的分支架，每个分支架上固定设置有托料梳3-6；所述升降模组包括固定设置在安装支架3-1上的丝杠导轨组件3-2和驱动所述丝杠导轨组件3-2的伺服电机3-3，所述丝杠导轨组件3-2上的滑块3-4与所述托举支架3-5固定连接。
所述两个分支架与所述定位托板4-2上的两个长槽孔4-6相对应，使两个托料梳3-6能够从所述长槽孔4-6托举起石英舟内的硅片（电池片）。
如图4所示，所述的硅片分片规正机构2包括两个固定设置在工作台面1上的支撑板2-1，所述支撑板2-1上通过直线导轨2-6设置有两个梳子安装板2-3，两个梳子安装板2-3与所述支撑板2-1滑动配合。两个支撑板2-1之间固定设置有固定横梁2-2，起到支撑加强作用。
所述两个支撑板2-1上均设置传动机构，所述传动机构包括设置在支撑板2-1上的两个同步带轮2-9，两个同步带轮2-9之间通过同步带2-8传动连接，其中一个同步带轮2-9与一个伺服电机的输出轴连接。两个所述梳子安装板2-3的两端分别通过连接块2-7与同步带2-8连接。左侧的梳子安装板2-3通过连接块2-7与同步带2-8的下半程连接，右侧的梳子安装板2-3通过连接块2-7与同步带2-8的上半程连接，这样在伺服电机驱动同步带2-8转动的时候，两个梳子安装板2-3同时向相反的方向移动。
如图4，所述梳子安装板2-3的内侧下部设置有分片梳2-4、上部设置有规正梳2-5，两个梳子安装板2-3的分片梳2-4和规正梳2-5径向设置。
如图5所示，所述分片梳2-4包括若干并列设置的梳齿2-4-1，相邻的梳齿2-4-1之间留有间隙2-4-2，所述梳齿2-4-1中部设置有卡槽2-4-3，所述卡槽2-4-3顶部两侧设置有V字型的坡面2-4-4。
工作时，先在其中一个石英舟进出机构4的定位托板4-2上放置装满硅片的石英舟，然后压紧气缸4-10将石英舟压紧固定，然后伺服电机减速机构4-5动作将定位托板4-2连同石英舟送至硅片分片规正机构2正下方，然后硅片托举机构3将石英舟内的硅片全部顶起，使硅片底边高于所述分片梳2-4，然后电机驱动两个梳子安装板2-3相向移动，两侧的规正梳2-5将硅片正位，防止硅片左右移动，然后硅片托举机构3下降，其中一半硅片从所述间隙2-4-2随硅片托举机构3下降，一半硅片被卡在所述卡槽2-4-3中，移动过程中，V字型的坡面2-4-4使硅片很容易的进入到狭窄的卡槽2-4-3中，然后所述六轴机械手5带动吸盘组件6将分片梳2-4上保留的一半硅片吸取后转移，然后两个梳子安装板相背移动，拉开距离，然后所述硅片托举机构3再次上升将剩余的一半硅片顶起，述六轴机械手5带动吸盘组件6将剩余的硅片吸取转移，这样将200槽的半间距石英舟的密集的硅片分开吸取，使硅片得到分散。在六轴机械手5带动吸盘组件6转移一侧的硅片的同时，可以在另一侧的硅片托举分片机构进行石英舟的取放，提高工作效率。
上述工作过程详细描述了本装置卸料的工作过程，同样的原理，可对200槽的半间距石英舟进行装料操作。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种用于装卸石英舟内太阳能电池片的装卸装置，其特征在于：其包括工作台面（1）和设置在其上的硅片托举分片机构、机械手和设置在机械手端部的吸盘组件（6），所述硅片托举分片机构包括硅片分片规正机构（2）、硅片托举机构（3）和石英舟进出机构（4）；
所述硅片分片规正机构（2）包括两固定设置的支撑板（2-1）和滑动设置在所述支撑板（2-1）之间的梳子安装板（2-3），所述支撑板（2-1）上设置有驱动所述梳子安装板（2-3）同步向相反方向移动的驱动装置，所述梳子安装板（2-3）的内侧设置有分片梳（2-4），所述分片梳（2-4）包括若干并列设置的梳齿（2-4-1），相邻的梳齿（2-4-1）之间留有间隙（2-4-2），所述梳齿（2-4-1）中部设置有卡槽（2-4-3）；
所述石英舟进出机构（4）设置在所述硅片分片规正机构（2）的一侧，其包括滑动设置在所述工作台面（1）上的用于固定石英舟的定位托板（4-2），所述定位托板（4-2）上设置有两个长槽孔（4-6）；所述工作台面（1）上还设置有驱动所述定位托板（4-2）移动的驱动机构，定位托板（4-2 ）可滑动至所述硅片分片规正机构（2）的正下方；
所述硅片托举机构（3）位于所述硅片分片规正机构（2）的正下方，其包括与工作台面（1）固定连接的安装支架（3-1），所述安装支架（3-1）上设置有升降模组，所述升降模组与托举支架（3-5）连接，升降模组驱动所述托举支架（3-5）垂直升降，所述托举支架（3-5）的上部分为左右两个并列的分支架，每个分支架上固定设置有托料梳（3-6），两个所述托料梳（3-6）与所述定位托板（4-2）上的两个长槽孔（4-6）相适配；
驱动所述梳子安装板（2-3）动作的驱动装置包括设置在两个支撑板上的传动机构和电机，所述传动机构包括设置在支撑板（2-1）上的两个同步带轮（2-9），两个同步带轮（2-9）之间通过同步带（2-8）传动连接，其中一个同步带轮（2-9）与一个电机的输出轴连接；两个所述梳子安装板（2-3）的两端分别通过连接块（2-7）与同步带（2-8）连接；左侧的梳子安装板（2-3）通过连接块（2-7）与同步带（2-8）的下半程连接，右侧的梳子安装板（2-3）通过连接块（2-7）与同步带（2-8）的上半程连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于装卸石英舟内太阳能电池片的装卸装置，其特征在于：所述机械手两侧分别设置有一个所述硅片托举分片机构。
3.根据权利要求1所述的一种用于装卸石英舟内太阳能电池片的装卸装置，其特征在于：所述定位托板（4-2）两端均设置有截面呈L型的定位块（4-3），左侧的定位块（4-3）上设置有感应器（4-7），右侧的定位块（4-3）外侧固定设置有用于固定石英舟的压紧机构。
4.根据权利要求3所述的一种用于装卸石英舟内太阳能电池片的装卸装置，其特征在于：所述压紧机构包括压紧气缸（4-10），所述压紧气缸（4-10）与压紧块（4-11）固定连接，右侧的定位块（4-3）上设置有卡槽，所述压紧块（4-11）置于所述卡槽内。
5.根据权利要求3所述的一种用于装卸石英舟内太阳能电池片的装卸装置，其特征在于：位于左侧的定位块（4-3）上设置有与石英舟一侧的凹陷部相似配凸起（4-8），在定位托板（4-2）一侧设置有微动开关（4-12）。
6.根据权利要求1所述的一种用于装卸石英舟内太阳能电池片的装卸装置，其特征在于：所述升降模组包括固定设置在安装支架（3-1）上的丝杠导轨组件（3-2）和驱动所述丝杠导轨组件（3-2）的伺服电机（3-3），所述丝杠导轨组件（3-2）上的滑块（3-4）与所述托举支架（3-5）固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于装卸石英舟内太阳能电池片的装卸装置，其特征在于：驱动所述定位托板（4-2）移动的驱动机构包括设置在工作台面（1）上的伺服电机减速机构（4-5），伺服电机减速机构（4-5）输出端固定设置有同步带轮，所述同步带轮通过同步带（4-4）与所述定位托板（4-2）连接，并驱动所述定位托板（4-2）沿固定在工作台面（1）上的直线滑轨（4-1）移动。
8.根据权利要求1所述的一种用于装卸石英舟内太阳能电池片的装卸装置，其特征在于：所述卡槽（2-4-3）顶部两侧设置有V字型的坡面（2-4-4）。
9.根据权利要求1所述的一种用于装卸石英舟内太阳能电池片的装卸装置，其特征在于：所述硅片托举分片机构的另一侧还设置有一个工作台面（1），位于最外侧的工作台面（1）上设置有启停按钮（7），所述机械手为六轴机械手（5）。
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