CN107662057A - 一种机械手及激光加工设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机械手及激光加工设备，其中机械手包括转臂、驱动装置和吸盘组件，所述驱动装置的驱动端竖直设置，所述转臂水平安装在所述驱动装置的驱动端，所述吸盘组件水平并转动设置在所述转臂的自由端，并通过传动机构与所述驱动装置的驱动端连接，所述驱动装置可分别通过所述传动机构带动所述转臂和吸盘组件同步反向旋转。优点：结构简单，设计合理，机械手工作过程中可确保吸盘组件的角度不会发生变化，从而确保吸盘组件吸取的待加工工件不会发生角度变化，确保工件上下料传送方向一致，利于后续工件的传送及加工，提高产能。
Description
技术领域
本发明涉及激光加工技术领域，特别涉及一种机械手及激光加工设备。
背景技术
随着光伏太阳能电池受到越来越多的国家政府和人民的重视和关注，太阳能电池在人类生活中的应用越来越多。对太阳能电池片生产设备提出了更高的要求，高效率、大产能的激光加工设备亟待开发。
为了提高产能，激光加工设备企业也投入了大量的精力进行技术创新，现有技术中激光加工设备也从单线设备，发展到能双线激光加工设备，大大提高了高精度激光设备的加工产能。但是这些设备还存在一些技术问题，第一，虽然产能有了大幅度的提高，但是，仍然有很大的上升空间。第二，在上下料加工时，硅片的传送方向和加工时的方向不一致，给后续的丝网印刷工序造成了一定的困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种机械手及激光加工设备，有效的克服了现有技术的缺陷。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
提供一种机械手，包括转臂、驱动装置和吸盘组件，上述驱动装置的驱动端竖直设置，优选竖直向上设置，上述转臂水平安装在上述驱动装置的驱动端，上述吸盘组件水平并转动设置在上述转臂的自由端，并通过传动机构与上述驱动装置的驱动端连接，上述驱动装置可分别通过上述传动机构带动上述转臂和吸盘组件同步反向旋转。
本发明的有益效果是：结构简单，设计合理，机械手工作过程中可确保吸盘组件的角度不会发生变化，从而确保吸盘组件吸取的待加工工件不会发生角度变化，确保工件上下料传送方向一致，利于后续工件的传送及加工，提高产能。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，上述转臂包括两个相互平行且上下间隔并水平设置的机械臂，两个上述机械臂均为L型，且规格一致，两个上述机械臂的拐角处通过贯穿两者并与两者转动配合的主动轴连接，两个上述机械臂的两端分别通过贯穿两者并与两者转动配合的从动轴连接，两个上述从动轴的下端分别对应安装有上述吸盘组件，上述主动轴的下端与上述驱动装置的驱动端连接，上述传动机构分别与上述主动轴和两个上述从动轴传动连接，上述驱动装置通过上述主动轴驱动转臂转动，并通过传动机构和两个上述从动轴的联动驱动两个上述吸盘组件相对于上述转臂同步反向转动。
采用上述进一步方案的有益效果是转臂结构设计合理，运行顺畅，传动方式简单，操作使用方便。
进一步，上述传动机构包括主动同步带轮组和两个规格一致的从动同步带轮，上述主动同步带轮组套设在上述主动轴上，并位于两个机械臂之间，两个上述从动同步带轮分别套设在上述从动轴上，并均位于两个机械臂之间，两个上述从动同步带轮分别通过同步带与上述主动同步带轮组传动连接。
采用上述进一步方案的有益效果是传动机构结构简单，通过同步带与主、从动同步带轮的配合实现传动，操作使用方便。
进一步，上述主动同步带轮组由两个上下堆叠设置并套设在主动轴上的主动同步带轮构成，两个上述从动同步带轮分别与两个主动同步带轮一一对应设置，上述主动同步带轮与对应的从动同步带轮的节径相同，上述从动同步带轮和对应的上述主动同步带轮通过上述同步带传动连接。
采用上述进一步方案的有益效果是主动同步带轮组设计合理，与两个从动同步带轮配合简单、方便，利于操作使用。
进一步，上述同步带的两端分别绕过对应的上述从动同步带轮和主动同步带轮，并通过张紧调节机构连接。
采用上述进一步方案的有益效果是该设计可方便调节同步带的张紧程度，从而实现主动同步带轮与从动同步带轮之间的稳定配合，提高同步带的通用性，使得同步带可根据实际使用需求灵活调节其张紧度。
进一步，上述张紧调节机构包括两个连接端头，两个上述连接端头分别固定在上述同步带的两端，并通过贯穿两者的螺栓以及与螺栓配合的螺母连接。
采用上述进一步方案的有益效果是结构设计简单，调节比较方便，通过拧动螺栓即可实现调节，非常方便。
进一步，上述吸盘组件包括吸盘架和吸盘，上述吸盘架水平设置，且其上端中部与对应的上述从动轴的下端连接，上述吸盘安装在上述吸盘架上。
采用上述进一步方案的有益效果是设计简单合理。
进一步，每个上述吸盘组件均包括两个上述吸盘，两个上述吸盘对称安装在上述吸盘架下端的两端。
采用上述进一步方案的有益效果是可实现双工位的工件吸取，提高生产效率。
进一步，上述吸盘组件还包括连杆，上述连杆与对应的上述从动轴平行设置，其下端与上述吸盘架连接固定，上端通过连接件与对应的上述从动轴的上端连接固定。
采用上述进一步方案的有益效果是连杆的设置一可以避免从动轴5上的应力集中容易导致的失效。
还提供一种激光加工设备，包括上料传送组件、下料传送组件、激光加工主机、电池片加工台和工作台，上述上料传送组件、下料传送组件、激光加工主机和电池片加工台分别安装在上述工作台上，上述激光加工主机位于上述电池片加工台的上方，还包括机械手，上述机械手安装于上述工作台上，并位于上述电池片加工台的一侧，上述上料传送组件和上述下料传送组件分别安装在上述机械手相对的两侧，上述机械手可在驱动装置的带动下转动，并带动两个上述吸盘组件分别移动至上料传送组件、下料传送组件或电池片加工台的正上方。
采用上述进一步方案的有益效果是空间布局合理、节省空间的同时增加了工位；上下料传送方向相同，便于直接流入下一加工工序，节省了加工时间，提高了产能。
附图说明
图1为本发明所提供的机械手的结构示意图；
图2为本发明所提供的机械手的结构爆炸图；
图3为本发明所提供的传动机构的结构示意图；
图4为本发明所提供的激光加工设备的结构示意图；
图5为本发明所提供的电池片工作台的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、转臂，2、驱动装置，3、吸盘组件，4、传动机构，5、张紧调节机构，11、机械臂，12、主动轴，13、从动轴，18、上料传送组件，19、下料传送组件，20、电池片加工台，21、激光加工主机，22、工作台，31、吸盘架，32、吸盘，33、连杆，34、连接件，41、主动同步带轮组，42、从动同步带轮，43、同步带，51、连接端头，52、螺栓，53、螺母，201、第二驱动装置，202、支架，203、加工台面，411、主动同步带轮。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例一：如图1至3所示，本实施例的机械手包括转臂1、驱动装置2和吸盘组件3，上述驱动装置2的驱动端竖直向上设置，上述转臂1水平安装在上述驱动装置2的驱动端，上述吸盘组件3水平并转动设置在上述转臂1的自由端，并通过传动机构4与上述驱动装置2的驱动端连接，上述驱动装置2可分别通过上述传动机构4带动上述转臂1和吸盘组件3同步反向旋转。
通过驱动装置2驱动实现转臂1和吸盘组件3的同步反向旋转，确保吸盘组件3上的待加工工件角度上、下料及加工过程中的传送方向一致，利于后续工件的传送及加工，提高产能。
较佳的，上述转臂1包括两个相互平行且上下间隔并水平设置的机械臂11，两个上述机械臂11均为L型，且规格一致，两个上述机械臂11的拐角处通过贯穿两者并与两者转动配合的主动轴12连接，两个上述机械臂11的两端分别通过贯穿两者并与两者转动配合的从动轴13连接，两个上述从动轴13的下端分别对应安装有上述吸盘组件3，上述主动轴12的下端与上述驱动装置2的驱动端连接，上述传动机构4分别与上述主动轴12和两个上述从动轴13传动连接，上述驱动装置2通过上述主动轴12驱动转臂1转动，并通过传动机构4和两个上述从动轴13的联动驱动两个上述吸盘组件3相对于上述转臂1同步反向转动，整个转臂1设计合理，将传动机构4隐藏设置在两个机械臂11之间，使得整个机械手结构紧凑，外形美观，并且利于后期拆装检修。
较佳的，上述传动机构4包括主动同步带轮组41和两个规格一致的从动同步带轮42，上述主动同步带轮组41套设在上述主动轴12上，并位于两个机械臂11之间，且通过键块与主动轴12抱死，两个上述从动同步带轮42分别套设在上述从动轴13上，并均位于两个机械臂11之间，且通过键块与从动轴13抱死，两个上述从动同步带轮42分别通过同步带43与上述主动同步带轮组41传动连接，当驱动装置2通过主动轴12带动转臂1转动时，同步带动主动同步带轮组41转动，主动同步带轮组41再通过同步带分别同步带动两个从动同步带轮42以及从动轴13以及吸盘组件3相对于主动轴12反向同步转动，从而确保吸盘组件3上吸取的工件在整个上料、下料及加工过程中传送方向一致，整个传动机构4结构设计比较简单、合理，生产成本低，操作使用方便。
较佳的，上述主动同步带轮组41由两个上下堆叠设置并套设在主动轴12上的主动同步带轮411构成，两个上述从动同步带轮42分别与两个主动同步带轮411一一对应设置，上述主动同步带轮411与对应的从动同步带轮42的节径相同，上述从动同步带轮42和对应的上述主动同步带轮411通过上述同步带43传动连接，两个主动同步带轮411与对应的从动同步带轮42分别位于同一水平面内(水平高度一致)，机械手转动过程中，两个主动同步带轮411随着主动轴12同步同向转动，主动同步带轮411再通过同步带43即可带动对应的从动同步带轮42相对于主动轴12反向同步转动，主动同步带轮组41结构简单，使用成本低，操作比较方便。
较佳的，上述同步带43的两端分别绕过对应的上述从动同步带轮42和主动同步带轮411，并通过张紧调节机构5连接，该设计使得同步带43的张紧度可调，从而改变同步带43与对应的上述从动同步带轮42和主动同步带轮411接触的摩擦力，即就是防止同步带43与对应的上述从动同步带轮42和主动同步带轮411之间不易发生打滑不同步的状况，此外，同步带43长度尺寸可通过张紧调节机构5调节，使其通用性更好，适合不同中心距的从动同步带轮42和主动同步带轮411之间的连接传动。
较佳的，上述张紧调节机构5包括两个连接端头51，两个上述连接端头51分别固定在上述同步带43的两端，并通过贯穿两者的螺栓52以及与螺栓52配合的螺母53连接，该设计简单、合理，通过拧动螺栓52，改变螺母53与螺栓52的螺纹连接位置(拧紧或拧松)即可调节同步带43的张紧度，非常方便。
较佳的，上述吸盘组件3包括吸盘架31和吸盘32，上述吸盘架31水平设置，且其上端中部与对应的上述从动轴13的下端连接，上述吸盘32安装在上述吸盘架31上，通过吸盘架31利于吸盘32的安装。
较佳的，每个上述吸盘组件3均包括两个上述吸盘32，两个上述吸盘32对称安装在上述吸盘架31的下端的两端，该设计使得每个吸盘组件3可取放两片，提高产能。
上述吸盘组件3还包括连杆33，上述连杆33与对应的上述从动轴13平行设置，其下端与上述吸盘架31连接固定，上端通过连接件34与对应的上述从动轴13的上端连接固定，连杆33的设置一方面可以避免从动轴13上的应力集中容易导致的失效，另一方面，连杆33可以设置为中空，可以供气路穿过，保证转臂1在转动时，气路和吸盘32没有相对位移。
上述驱动装置2优选为DD马达，也可以是其他驱动机构。
转臂1工作时，驱动装置2驱动其在取片点和放片点往复转动，其中一个吸盘组件3在取片点取片，然后移动至加工点放片，然后再回转到取片点，另一个吸盘组件3同步移动至放片点放片，再回转至加工点取片，如此，循环取片、加工、放片。
实施例二：如图4和5所示，本实施例的激光加工设备包括上料传送组件18、下料传送组件19、激光加工主机21、电池片加工台20和工作台22，上述上料传送组件18、下料传送组件19、激光加工主机21和电池片加工台20分别安装在上述工作台22上，上述激光加工主机21位于上述电池片加工台20的上方，还包括实施例一上述的机械手，上述机械手安装于上述工作台22上，并位于上述电池片加工台20的一侧，上述上料传送组件18和上述下料传送组件19分别安装在上述机械手相对的两侧，上述机械手可在驱动装置2的带动下转动，并带动两个上述吸盘组件3分别移动至上料传送组件18、下料传送组件19或电池片加工台20的正上方。
上述电池片工作台20包括从下到上依次设置的第二驱动装置201、支架202和加工台面203，上述第二驱动装置201的输出转轴与上述支架202的中心固定连接，上述加工台面203为对称设置的两组，并分别设置在上述支架202的两端，上述支架202在第二驱动装置201的带动下旋转，使加工台面203分别位于激光加工主机21的下方，或者是机械手的下方。
上述上料传送组件18、下料传送组件19、激光加工主机21、电池片加工台20及转臂1均为对称设置的两组。
工作时，首次加工过程中，转臂1带动其中一个吸盘组件3旋转到上料传送组件18的上方(另一个吸盘组件3正好位于电池片工作台20处)，其中一个吸盘组件3分别吸取其下方上料传送组件18上的硅片，之后驱动装置2驱动转臂1转动90度，使得其中一个吸盘组件3旋转到电池片工作台20处并在加工台面203上放片(另一个吸盘组件3正好位于下料传送组件19的正上方)，整个过程中硅片的传送方便不变，并且在接收到其中一个吸盘组件3运放的硅片后，整个电池片工作台20中第二驱动装置201带动支架202转动180度，使得两对加工台面203的位置对调，装载硅片的加工台面203正好移动至激光加工主机21的激光加工头的正下方，完成激光加工后，加工完毕后，第二驱动装置201再次带动支架202回转180度，两对加工台面203的位置再次对调，同时另一个吸盘组件3正好转动至位于电池片工作台20的放置已加工完硅片的加工台面203的正上方，另一个吸盘组件3的吸盘6吸取下方加工台面203已加工完毕的硅片，下一步转臂架1转动90度，另一个吸盘组件3转动至放片点进行放片，如此循环往复，即可完成大批量、全自动的硅片的激光加工和上下料；同时，一个工作台22上有两组加工装置，效率再次提升一倍，提高了产能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种机械手，其特征在于：包括转臂(1)、驱动装置(2)和吸盘组件(3)，所述驱动装置(2)的驱动端竖直向上设置，所述转臂(1)水平安装在所述驱动装置(2)的驱动端，所述吸盘组件(3)水平并转动设置在所述转臂(1)的自由端，并通过传动机构(4)与所述驱动装置(2)的驱动端连接，所述驱动装置(2)可分别通过所述传动机构(4)带动所述转臂(1)和吸盘组件(3)同步反向旋转。
2.根据权利要求1所述的一种机械手，其特征在于：所述转臂(1)包括两个相互平行且上下间隔并水平设置的机械臂(11)，两个所述机械臂(11)均为L型，且规格一致，两个所述机械臂(11)的拐角处通过贯穿两者并与两者转动配合的主动轴(12)连接，两个所述机械臂(11)的两端分别通过贯穿两者并与两者转动配合的从动轴(13)连接，两个所述从动轴(13)的下端分别对应安装有所述吸盘组件(3)，所述主动轴(12)的下端与所述驱动装置(2)的驱动端连接，所述传动机构(4)分别与所述主动轴(12)和两个所述从动轴(13)传动连接，所述驱动装置(2)通过所述主动轴(12)驱动转臂(1)转动，并通过传动机构(4)和两个所述从动轴(13)的联动驱动两个所述吸盘组件(3)相对于所述转臂(1)同步反向转动。
3.根据权利要求2所述的一种机械手，其特征在于：所述传动机构(4)包括主动同步带轮组(41)和两个规格一致的从动同步带轮(42)，所述主动同步带轮组(41)套设在所述主动轴(12)上，并位于两个机械臂(11)之间，两个所述从动同步带轮(42)分别套设在所述从动轴(13)上，并均位于两个机械臂(11)之间，两个所述从动同步带轮(42)分别通过同步带(43)与所述主动同步带轮组(41)传动连接。
4.根据权利要求3所述的一种机械手，其特征在于：所述主动同步带轮组(41)由两个上下堆叠设置并套设在主动轴(12)上的主动同步带轮(411)构成，两个所述从动同步带轮(42)分别与两个主动同步带轮(411)一一对应设置，所述主动同步带轮(411)与对应的从动同步带轮(42)的节径相同，所述从动同步带轮(42)和对应的所述主动同步带轮(411)通过所述同步带(43)传动连接。
5.根据权利要求4所述的一种机械手，其特征在于：所述同步带(43)的两端分别绕过对应的所述从动同步带轮(42)和主动同步带轮(411)，并通过张进调节机构(5)连接。
6.根据权利要求5所述的一种机械手，其特征在于：所述张紧调节机构(5)包括两个连接端头(51)，两个所述连接端头(51)分别固定在所述同步带(43)的两端，并通过贯穿两者的螺栓(52)以及与螺栓配合的螺母(53)连接。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种机械手，其特征在于：所述吸盘组件(3)包括吸盘架(31)和吸盘(32)，所述吸盘架(31)水平设置，且其上端中部与对应的所述从动轴(13)的下端连接，所述吸盘(32)安装在所述吸盘架(31)上。
8.根据权利要求7所述的一种机械手，其特征在于：每个所述吸盘组件(3)均包括两个所述吸盘(32)，两个所述吸盘(32)对称安装在所述吸盘架(31)的下端的两端。
9.根据权利要求8所述的一种机械手，其特征在于：所述吸盘组件(3)还包括连杆(33)，所述连杆(33)与对应的所述从动轴(13)平行设置，其下端与所述吸盘架(31)连接固定，上端通过连接件(34)与对应的所述从动轴(13)的上端连接固定。
10.一种激光加工设备，包括上料传送组件(18)、下料传送组件(19)、激光加工主机(21)、电池片加工台(20)和工作台(22)，所述上料传送组件(18)、下料传送组件(19)、激光加工主机(21)和电池片加工台(20)分别安装在所述工作台(22)上，所述激光加工主机(21)位于所述电池片加工台(20)的上方，其特征在于：还包括权利要求1至9任一所述的机械手，所述机械手安装于所述工作台(22)上，并位于所述电池片加工台(20)的一侧，所述上料传送组件(18)和所述下料传送组件(19)分别安装在所述机械手相对的两侧，所述机械手可在驱动装置(2)的带动下转动，并带动两个所述吸盘组件(3)分别移动至上料传送组件(18)、下料传送组件(19)或电池片加工台(20)的正上方。
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