CN110497102A - 一种物料传输系统及激光加工设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种物料传输系统及激光加工设备。物料传输系统包括工作台、载物台、驱动传动组件和上下料机构；载物台设置在工作台上端，并与安装于工作台上的驱动传动组件传动连接，载物台上设置有左右并列分布的两组放料位；工作台上方左右两侧分别设置一组上料位，中部设置一组加工位，驱动传动组件驱动载物台左右往复移动，带动两组放料位在一侧的上料位及加工位之间往复移动，且一组放料位处于加工位处时，另一组放料位处于其对应侧的上料位处；上下料机构为两组，分别对应两组上料位设置，上下料机构用以分别向上料位供给物料，以及将上料位的物料转移。优点：能够提高产能，同时有效解决了与后段工序均衡产出受限的瓶颈问题。
Description
技术领域
本发明属于激光加工技术领域，特别涉及一种物料传输系统及激光加工设备。
背景技术
目前太阳能电池片生产中，随着产品尺寸加大，激光工艺时间变长，同时后段工序在线设备的体能进一步提升。现有市场的双激光设备遇到了产能瓶颈，在这些工艺时间增加的在线生产场合，无法满足与前后段产能匹配的需求。容易想到的是通过增加激光器数量及同工位数量来提升单机产能，采用现有行业常用的高速多工位转盘类似结构。但是，若采用三套(或多套)激光器提升产能的布局，难以适应现有行业内通用的双流水线逐片均分传输对接标准。
本发明提供了一种物料传输系统及激光加工设备，采用既能够采用三组(或多组)激光器提高产能，又能满足双流水线逐片均分传输对接标准。
同时新结构占地小，结构简单成本较低，能够方便的设置放料位的个数及激光加工模组的个数，从而进行产能的控制，有效解决了后段加工设备均衡产出的瓶颈问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种物料传输系统及激光加工设备，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：
提供一种物料传输系统，包括工作台、载物台、驱动传动组件和上下料机构；上述载物台设置在工作台上端，并与安装于工作台上的驱动传动组件传动连接，上述载物台上设置有左右并列分布的两组放料位；上述工作台上方左右两侧分别设置一组上料位，中部设置一组加工位，上述驱动传动组件驱动上述载物台左右往复移动，带动两组放料位在一侧的上料位及加工位之间往复移动，且一组放料位处于加工位处时，另一组放料位处于其对应侧的上料位处；上述上下料机构为两组，分别对应两组上料位设置，上下料机构用以分别向上料位供给物料，以及将上料位的物料转移。
本发明的有益效果是：结构设计合理，能够提高产能，同时有效解决了与后段双线均衡产出受限的瓶颈问题。
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，每组放料位设置有多个，多个放料位沿前后方向排列设置，或者沿前后左右方向阵列分布，两组放料位沿左右方向对称分布在上述载物台上端。
采用上述进一步方案的有益效果是可以进一步提高产能，能够实现双线交错取、放片加工操作，设计比较合理。
进一步，上述上下料机构包括移动取放料机构；上述移动取放料机构包括移动机构、手臂支架及抓料装置，上述移动机构安装于上述工作台上料位的对应侧，至少一组抓料装置安装于手臂支架上，上述移动机构可通过其移动执行机构带动手臂支架及至少一组抓料装置移动至对应侧的上料位的上方。
采用上述进一步方案的有益效果是便于物料的稳定下料输送，能够实现自动化操作，提高产能。
进一步，上述上下料机构还包括上料传输流水线和下料传输流水线；每组上料位前均安装有朝向上料位输送的上料传输流水线，上述移动取放料机构分别用于在移动过程中于对应侧的上料传输流水线上取料或移动至上述上料位处放料位处放料；每组上料位后均安装有远离上料位输送的下料传输流水线，上述移动取放料机构分别用于在移动过程中于对应侧的一组上述上料位处的上述放料位处取料或上料传输流水线放料。
采用上述进一步方案的有益效果是设计更合理，上下料衔接更紧密，料物传输稳定、高效。
进一步，上述移动取放料机构为直线移动取放料机构，上述的上料传输流水线和下料传输流水线分别设置于上料位的前方和后方，其传送方向分别朝向和远离上料位。
采用上述进一步方案的有益效果是移动取放料机构设计合理，运行平稳，取放片操作简单、有效。
进一步,每组放料位均设有至少一个，两组上述放料位沿左右方向对称分布在上述载物台上端。
采用上述进一步方案的有益效果是能够实现双线交错取、放片加工操作，设计比较合理。
进一步，上述抓料装置为两组，分别安装于手臂支架上，并沿前后方向排列，上述直线移动机构可通过其移动执行机构带动手臂支架及两组上述抓料装置前后移动至任意一组抓料装置对应的置于对应侧的上述上料位处，且另外一组上述抓料装置置于对应侧的一组上述上料传输物流线或一组上述下料传输流水线的上方。
采用上述进一步方案的有益效果是抓料装置的设计能够与上料传输流水线和下料传输流水线合理的配合使用，使得上下料衔接更好，料物传输更高效、稳定。
进一步，上述上下料机构为设置在上料位前后的上下料带式输送机，上述载物台左右两侧设置有放料带式输送机，放料位设置在载物台的放料带式输送机上，上述上下料带式输送机和放料带式输送机的一端相互靠近，传送方向相同，并且二者的输送面相互平齐。
采用上述进一步方案的有益效果是料物实现线性的传输，传输过程比较平稳。
进一步，上述驱动传动组件为安装于上述工作台上端的直线移动模组，上述载物台置于该直线移动模组的上方，并与该直线移动模组的移动执行机构传动连接。
采用上述进一步方案的有益效果是使用简单，运行平稳，能实现载物台的稳定、有效的平移。
还提供了一种激光加工设备，包括激光加工模组和上述的物料传输系统，上述激光加工模组安装于上述工作台上，且其激光加工头置于上述加工位的上方，上述激光加工头用于向下发出激光光束，并对处于上述加工位处的一组上述放料位处的物料进行加工，同时上下料机构对处于另一组放料位处于其对应侧的上料位处上下料。
有益效果是布局合理，产能大幅度提成。
进一步，上述激光加工模组对处于加工位的物料同时进行加工。
采用上述进一步方案的有益效果是加工效率更高。
附图说明
图1为本发明的物料传输系统的一个实施例的结构示意图；
图2为本发明的物料传输系统的另一个实施例的结构示意图；
图3为本发明的物料传输系统的结构示意图；
图4为本发明的物料传输系统中载物台与驱动传动组件配合的结构示意图；
图5为本发明的物料传输系统的另一个实施例的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、工作台，2、载物台，3、驱动传动组件，4、移动取放料机构，5、上料传输流水线，6、下料传输流水线，7、上下料带式输送机，8、放料带式输送机，41、直线移动机构，42、手臂支架，43、抓料装置。
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、2、3、4所示，本实施例的物料传输系统，包括工作台1、载物台2、驱动传动组件3和上下料机构；上述载物台2设置在工作台1上端，并与安装于工作台1上的驱动传动组件3传动连接，上述载物台2上设置有左右并列分布的两组放料位(图中a处即为放料位)；上述工作台1上方左右两侧分别设置一组上料位(图中b处即为上料位)，中部设置一组加工位(图中c处即为加工位)，上述驱动传动组件3驱动上述载物台2左右往复移动，带动两组放料位在一侧的上料位及加工位之间往复移动，且一组放料位处于加工位处时，另一组放料位处于其对应侧的上料位处；上述上下料机构为两组，分别对应两组上料位设置，上下料机构用以分别向上料位供给物料，以及将上料位的物料转移；上述工作台1上对应两组上述放料位前侧及后侧的区域分别设有放置待加工物料的上料工位和放置加工完成物料的下料工位，两组上述移动取放料机构4分别用于在移动过程中于对应侧的上述上料工位取料或移动至对应侧的上述上料位处的上述放料位处取/放料，以及移动至对应侧的上述上料位处的上述放料位取/放料或上述下料工位处放料。
生产过程中，在每组上料工位处可以采用人工或其他辅助器械摆放电池片，然后，其中一组移动取放料机构4移动在对应侧的上料工位处取片，然后再经过移动后于对应侧的上料位处放片(放片前，驱动传动组件3驱使载物台2移动至放料位置于对应侧的上料位处)，接下来，将物料放置于载物台2上移动至上料位处的一组放料位处放片，之后，载物台2移动将放好的片置于加工位处加工，同时，另一组空置的放料位移动至对应侧的上料位处，另一组移动取放料机构4由对应侧的上料工位处取片、放片，待加工完毕后，载物台2平移，使得加工好的物料移动至对应侧上料位处由移动取放料机构4取片后于对应侧的下料工位处放片，同时，该侧的移动取放料机构4重复在上料工位取片并在上料位放片的操作，同时，装有待加工物料的放料位置于加工位处加工，并且另一组移动取放料机构4完成取片及放片的操作，接下来，重复上述的操作连续加工即可。
整个物料传输系统两组移动取放料机构4配合载物台2的移动实现交替取片、放片加工再放片的操作，产能大大提高，并且，整个布局比较紧凑、合理，有效解决了与后段工序均衡产出受限的瓶颈问题。
具体的，每组放料位设置一个及以上放料位，多个放料位沿前后方向设置，优选的，每组放料位上设置三个及以上的放料位。放料位也可以沿左右和前后方向阵列设置。两组放料位沿左右方向对称分布在上述载物台2上端。
多个放料位的设置，可以进一步的提高产能。而且，三个及三个以上放料位的设置，打破了采用传统的旋转加工平台只能用二激光或四激光的限制，可以使用两组取放料机构适用三放料位及多放料位的加工节奏。
以下以放料位的不同数量列举如下的实施例：
1)每组放料位设置一个，具体如下：
每组放料位均设有一个，两组上述放料位沿左右方向对称分布在上述载物台2上端，并在左右方向投影重合，从而使得加工位处的加工模组能够通用两侧的电池片在一个加工位置加工。
更具体的，每组上述移动取放料机构4均包括直线移动机构41、手臂支架42、升降模组和一组与上述放料位一一对应的抓料装置43(每组均设有一个抓料装置43)，上述直线移动机构41沿前后方向安装于上述工作台1上端对应侧，上述升降模组与上述直线移动机构41的移动执行机构传动连接，上述手臂支架42沿前后方向水平置于上述直线移动机构41靠近上述工作台1中部的一侧，并与上述升降模组传动连接，至少一组上述抓料装置43安装于上述手臂支架42上，上述直线移动机构41可通过其移动执行机构带动手臂支架42及至少一组上述抓料装置43前后移动至对应侧的上述上料位的上方，上述升降模组用于驱使上述手臂支架42带动上述抓料装置43上下移动，在加工过程中，直线移动机构41带动手臂支架42、升降模组和抓料装置43前后平移至三处位置(上料工位、上料位和下料工位)，然后升降模组驱使抓料装置43上下移动来靠近三处工位，以达到良好放片的目的，操作比较简单化。
需要特别说明的是：应用于太阳能电池加工技术领域时，抓料机构43为负压吸附机构，具体的，可以为负压吸盘，并分别通过管路连接负压发生装置，以实现通过控制其下端吸附面的负压状况来实现良好的取、放片的操作。
作为一种优选的实施方式，还包括上料传输流水线5，每组上述上料工位处均安装有用于沿前后方向输送物料的上述上料传输流水线5，上述移动取放料机构4分别用于在移动过程中于对应侧的上述上料传输流水线5上或移动至上述上料位处的上述放料位处取料，上述上料传输流水线5为带式输送机，其输送方向沿前后方向，电池片依次在上料传输流水线5上向后输送(也可于上料传输流水线5停止输送缓存)，移动取放料机构4只需移动至对应侧的上料传输流水线5上方进行电池片的取片操作即可，其自动化的输送，使得加工效率较高，物料上料比较稳定。
作为一种优选的实施方式，如图3所示，还包括下料传输流水线6，每组上述下料工位处均安装有用于沿前后方向输送物料的上述下料传输流水线6，上述移动取放料机构4分别用于在移动过程中于移动对应侧的一组上述上料位处的上述放料位处或上述下料工位处放料，上述下料传输流水线6为带式输送机，其输送方向沿前后方向，电池片依次在下料传输流水线6上向后输送(也可于下料传输流水线6停止输送缓存)，移动取放料机构4只需将载物台2的放料位上加工完毕的电池片于上料位处取片然后移动放置于对应侧的下料传输流水线6上即可，其自动化的输送，使得加工效率较高，物料下料比较稳定。
作为一种优选的实施方式，如图3和4所示，上述驱动传动组件3为安装于上述工作台1上端的直线移动模组，上述载物台2置于该直线移动模组的上方，并与该直线移动模组的移动执行机构传动连接，上述驱动传动组件3可以是常规的丝杠副与电机的配合，也可以是常规的电动滑台等，只需满足载物台2的精确、稳定的平移即可。
需要特别说明的是：当上料工位和下料工位分别设置上料传输流水线5和下料传输流水线6时，上料传输流水线5的输送面、下料传输流水线6的输送面以及载物台2的上表面应处于同一高度，从而通过升降模组的升降在三处位置达到良好的放片。
当然，还需要说明的是：上述升降模组也可以拆除，通过手臂支架42与直线移动机构41直接连接，但必须确保的是：抓料装置43的下端吸附面与上料传输流水线5的输送面、下料传输流水线6的输送面以及载物台2的上表面的间距应合理设计，确保抓料装置43吸附面置于上述三者上方时，相互之间的垂直间隙能够满足抓料装置43将电池片良好的吸附提升。
2)抓料装置43设置两组，具体为，每组上述移动取放料机构4均包括直线移动机构41、手臂支架42、升降模组和两组抓料装置43，上述直线移动机构41沿前后方向安装于上述工作台1上端对应侧，上述升降模组与上述直线移动机构41的移动执行机构传动连接，上述手臂支架42沿前后方向水平置于上述直线移动机构41靠近上述工作台1中部的一侧，并与上述升降模组传动连接，两组上述抓料装置43分别安装于上述手臂支架42上，并沿前后方向间隔排成一排，上述直线移动机构41可通过其移动执行机构带动手臂支架42及两组上述抓料装置43前后移动至任意一组抓料装置43对应的置于对应侧的上述上料位处，且另外一组上述抓料装置43置于对应侧的一组上述上料工位或一组上述下料工位的上方，上述升降模组用于驱使上述手臂支架42带动上述抓料装置43上下移动，该设计的目的是：在同一侧的其中一组抓料装置43被驱使移动至上料位处时，另一组抓料装置43同时移动至上料工位或下料工位，也就是说，当一组抓料装置43移动至上料工位时(在此位置取待加工的电池片)，另一组抓料装置43正好移动至对应侧上料位(在此位置取加工完毕的电池片)，之后，同时向后平移，使得：一组抓料装置43移动至上料位将待加工电池片放置于空置的放料位上，另一组抓料装置43将加工完毕的电池片在下料工位处放片，该设计再次提升了单条线的加工产能，从而大幅度提升整个系统双线同时输送物料的效率。
3)每组抓料装置设置多个，具体的，每组放料位均设有多个，以三个为例，且三个上述放料位沿前后方向等间距间隔的排成一排，相应的，每组上述抓料装置43均设有三个，并沿前后方向等间距间隔的排成一排，上述直线移动机构41可通过其移动执行机构带动手臂支架42及任意一组的三个上述抓料装置43前后移动至对应侧的上述上料位处，上述驱动传动组件3可驱动上述载物台2左右移动至其上的任意一侧的三个上述放料位置于上述加工位处，且另一侧的一组上述放料位置于其对应一侧的上述上料位处，该设计使得每次取片及放片都能实现多片同时取放，能进一步的提升单位时间的产能。
上述直线移动机构41为现有技术，一般采用直线导轨或直线滚珠丝杠副等产品。
上述上料传输流水线5和下料传输流水线6为现有技术，一般采用市面上常规的带式输送机即可，可以是单个带式输送机，也可以是多个沿前后方向连续分布的组合。
作为另一种可选的实施方式，移动取放料机构4为转臂移动取放料机构，作为一种可替代的方案，进一步，移动取放料机构4为转臂移动取放料机构，包括旋转电机，转臂及设置在转臂上的抓料装置，转臂上设置有和放料位等量的抓料装置43。移动取放料机构4靠近上料位外侧设置，上料传输流水线5和下料传输流水线6设置于转臂的下方，旋转电机带动转臂转动，使转臂及其上的抓料装置43在上料传输模组及上料位上方，和/或在上料位上方及下料传输模组上方移动。
进一步，转臂为直角转臂，其中部固定在旋转电机上，两组抓料装置43分别固定在转臂上，电机带动转臂往复转动，带动述抓料装置43转动至任意一组抓料装置对应的置于对应侧的上述上料位处，且另外一组上述抓料装置43置于对应侧的一组上述上料工位或一组上述下料工位的上方。
实施例二：一种物料传输系统，参见图5，和实施例一类似，区别在于，上下料机构为设置在放料位前后的上下料带式输送机7，可以为一个，也可以为多个前后方向连续设置的带式输送机。此时，载物台2的放料位也设置在置于载物台2上的放料带式输送机8上，可以为一个，也可以为多个前后方向连续设置的带式输送机(输送面相互齐平)，其上可以承载一个或者多个物料，分别对应一个或者多个放料位。
当作为片状物料的加工装置时，例如太阳能电池行业使用时，放料带式输送机8为负压吸附带式输送机。
此时，物料的上料和下料可以通过带式输送机输送的方式转移至放料位，例如可以通过步进输送的方法，将物料传送至放料位。
带式输送机，负压吸附带式输送机均为现有技术。
实施例三：一种激光加工设备，包括激光加工模组和实施例一或实施例二中的物料传输系统，上述激光加工模组安装于上述工作台1上，且其激光扫描头置于上述加工位的上方，上述激光扫描头用于向下发出激光光束，并对移动至上述加工位处的一组上述放料位处的物料进行扫描加工，该激光加工设备能实现产能的大幅度提升，并且激光扫描头通用于两处放料位上待加工的电池片的扫描加工，无论是布局还是设计都非常合理。
作为一种优选的方案，激光加工模组为一个或者和物料加工位等量设置的多个，分别对每个加工位的物料进行加工。
或者，激光加工模组可以为一个，设置在直线运动模组上，直线运动模组带动其依次达到每个加工位上方并一一对其进行加工。
作为一种优选的实施方式，激光加工模组也可以为一个，设置多个激光扫描头，通过能量分光、分时分光、或者频率分光等方式，将激光引导至扫描头，分别对每个加工位的物料进行加工。
作为一种优选的实施方式，激光加工模组中设置大振镜，通过大的扫描范围，用一个激光加工模组，分别对多个加工位的物料进行扫描，完成对其的加工。
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)
1.一种物料传输系统，其特征在于：包括工作台(1)、载物台(2)、驱动传动组件(3)和上下料机构；
所述载物台(2)设置在工作台(1)上端，并与安装于工作台(1)上的驱动传动组件(3)传动连接，所述载物台(2)上设置有左右并列分布的两组放料位；
所述工作台(1)上方左右两侧分别设置一组上料位，中部设置一组加工位，所述驱动传动组件(3)驱动所述载物台(2)左右往复移动，带动两组放料位在一侧的上料位及加工位之间往复移动，且一组放料位处于加工位处时，另一组放料位处于其对应侧的上料位处；
所述上下料机构为两组，分别对应两组上料位设置，上下料机构用以分别向上料位供给物料，以及将上料位的物料转移。
2.根据权利要求1所述的一种物料传输系统，其特征在于：每组放料位设置有多个，多个放料位沿前后方向排列设置，或者沿前后左右方向阵列分布，两组放料位沿左右方向对称分布在所述载物台(2)上端。
3.根据权利要求2所述的物料传输系统，其特征在于：所述上下料机构包括移动取放料机构(4)；
所述移动取放料机构(4)包括移动机构(41)、手臂支架(42)及抓料装置(43)，所述移动机构(41)安装于所述工作台(1)上料位的对应侧，至少一组抓料装置(43)安装于手臂支架(42)上，所述移动机构(41)可通过其移动执行机构带动手臂支架(42)及至少一组抓料装置(43)移动至对应侧的上料位的上方。
4.根据权利要求3所述的物料传输系统，其特征在于：所述上下料机构还包括上料传输流水线(5)和下料传输流水线(6)；
每组上料位前均安装有朝向上料位输送的上料传输流水线(5)，所述移动取放料机构(4)分别用于在移动过程中于对应侧的上料传输流水线(5)上取料或移动至所述上料位处放料位处放料；
每组上料位后均安装有远离上料位输送的下料传输流水线(6)，所述移动取放料机构(4)分别用于在移动过程中于对应侧的一组所述上料位处的所述放料位处取料或上料传输流水线(5)放料。
5.根据权利要求4所述的物料传输系统，其特征在于：所述移动取放料机构(4)为直线移动取放料机构，所述的上料传输流水线(5)和下料传输流水线(6)分别设置于上料位的前方和后方，其传送方向分别朝向和远离上料位。
6.根据权利要求5所述的物料传输系统，其特征在于：所述抓料装置(43)为两组，分别安装于手臂支架(42)上，并沿前后方向排列，所述直线移动机构(41)可通过其移动执行机构带动手臂支架(42)及两组所述抓料装置(43)前后移动至任意一组抓料装置(43)对应的置于对应侧的所述上料位处，且另外一组所述抓料装置(43)置于对应侧的一组所述上料传输物流线(5)或一组所述下料传输流水线(6)的上方。
7.根据权利要求2所述的物料传输系统，其特征在于：所述上下料机构为设置在上料位前后的上下料带式输送机(7)，所述载物台(2)左右两侧设置有放料带式输送机(8)，放料位设置在载物台(2)的放料带式输送机(8)上，所述上下料带式输送机(7)和放料带式输送机(8)的一端相互靠近，传送方向相同，并且二者的输送面相互平齐。
8.根据权利要求2所述的一种物料传输系统，其特征在于：所述驱动传动组件(3)为安装于所述工作台(1)上端的直线移动模组，所述载物台(2)置于该直线移动模组的上方，并与该直线移动模组的移动执行机构传动连接。
9.一种激光加工设备，其特征在于：包括激光加工模组和如权利要求1至8任一项所述的物料传输系统，所述激光加工模组安装于所述工作台(1)上，且其激光加工头置于所述加工位的上方，所述激光加工头用于向下发出激光光束，并对处于所述加工位处的一组所述放料位处的物料进行加工，同时上下料机构对处于另一组放料位处于其对应侧的上料位处上下料。
10.根据权利要求9所述的一种激光加工设备，其特征在于：所述激光加工模组对处于加工位的物料同时进行加工。
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