CN110815166A - 一种用于方棒中转的机械手装置 - Google Patents

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赵晓
东野广俊
王勇
宋培林
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Abstract

本发明涉及一种用于方棒中转的机械手装置，属于半导体晶硅加工设备领域，包括中转框架，所述中转框架上滑动连接有抓手支架组件，所述抓手支架组件的下方滑动连接有抓手基板组件，所述抓手基板组件的下部设有至少一组方棒夹持单元，所述方棒夹持单元与所述抓手基板组件滑动连接，在夹持方棒的同时实现在X轴、Y轴和Z轴三个垂直正交方向上的位置调节，能够抓取不同长度和宽度的方棒，具有重复定位精度高、适用范围广泛的特点。

Description

一种用于方棒中转的机械手装置
技术领域
本发明属于半导体晶硅加工设备领域，具体地说涉及一种用于方棒中转的机械手装置。
背景技术
在光伏行业中，晶硅的加工涉及到制备、铸锭、切边皮、开方、磨面、抛光、倒角、切片、电池片、组件等。经过开方工序后，硅棒由圆柱形变为方形。为了去除硅棒加工过程的缺陷，减小废片率，在开方后、切片前对硅棒进行磨削加工。在磨削过程中，需要对硅棒进行夹持中转，中转过程中，如果硅棒偏差较大，会加大硅棒在磨削过程中的去除余量，增加加工时间，影响加工效率，严重时，可能会造成废棒。因此，有效减少方棒在夹持过程中的偏差，提高方棒夹持的精度对后续方棒的加工具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的种种不足，本发明提供一种用于方棒中转的机械手装置，该装置可以实现X轴、Y轴和Z轴三个垂直正交方向上的位置调节，夹持精度高，最大限度的减少因为二次夹持带来的影响，保证方棒的加工效率。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于方棒中转的机械手装置，包括中转框架，所述中转框架上滑动连接有抓手支架组件，所述抓手支架组件的下方滑动连接有抓手基板组件，所述抓手基板组件的下部设有至少一组方棒夹持单元，所述方棒夹持单元与所述抓手基板组件滑动连接，在夹持方棒的同时实现在X轴、Y轴和Z轴三个垂直正交方向上的位置调节。
进一步，所述抓手支架组件包括第一丝杠、抓手固定板和中转电机，所述第一丝杠沿着Y轴设置，所述抓手固定板与第一丝杠固连，其下方固设有两块基板固定块，所述基板固定块位于与Y轴相垂直的X、Z平面内，中转电机的输出端与第一丝杠相连，驱动抓手固定板沿Y轴方向移动。
进一步，所述基板固定块上设置有第二滑轨，且所述第二滑轨在X、Z平面内倾斜设置，抓手基板组件通过第二滑轨与基板固定块滑动连接。
进一步，所述抓手基板组件包括抓手基板、基板连接块和基板驱动组件，所述基板连接块固设于所述抓手基板的上部，且其与所述第二滑轨滑动配合，基板驱动组件驱动所述抓手基板沿着第二滑轨滑动，所述抓手基板的下底面设置有第三滑轨，且所述第三滑轨沿Y轴设置。
进一步，所述方棒夹持单元包括推板组件、方棒固定组件和缓冲组件，所述推板组件的上部与第三滑轨滑动配合，其下部设置有方棒固定组件，所述缓冲组件设置在推板组件上且其与所述方棒固定组件固连。
进一步，所述推板组件包括两个相对设置的推板，所述推板的上部与第三滑轨滑动连接，且两个推板的内侧均设置有第四滑轨，所述第四滑轨沿X轴设置，两个推板之间固设推板丝杠，推板丝杠推动推板沿第三滑轨滑动。
进一步，所述方棒固定组件包括抓板固定块和与抓板固定块固连的抓板，所述抓板固定块与所述第四滑轨滑动配合，位于两个推板上的抓板相对设置，且抓板上开设有容纳方棒的凹槽。
进一步，所述凹槽上设置有弹性材料用于保护方棒免于机械损伤。
进一步，所述缓冲组件包括间隔设置的第一固定块和第二固定块，所述第一固定块和第二固定块位于同一直线上且两者之间固设有缓冲螺钉，且所述缓冲螺钉外套设有缓冲弹簧，所述第一固定块和第二固定块分别与抓板固定块和推板固连。
进一步，所述缓冲弹簧与第四滑轨相平行设置。
本发明的有益效果是：
1、第二滑轨设置在基板固定块所在的X、Z平面内，且第二滑轨倾斜设置，因此，当抓手基板组件沿着第二滑轨滑动时，可以产生沿着X轴和Z轴两个方向的位移分量，方棒夹持单元可沿着第三滑轨滑动，实现Y轴方向的位移调整，通过该装置可实现在X轴、Z轴和Y轴三个垂直正交方向上的位置调整，定位的精准度得到极大提高。
2、抓手支架组件通过第一丝杠与中转框架滑动连接，第一丝杠沿着Y轴方向设置，因此可以实现抓手支架组件整体在Y轴方向上的位置调整。
3、两个推板之间设置有推板丝杠，可调节两个推板之间的间距以夹持不同宽度的方棒，适用范围广。
4、推板上设置有抓板，抓板上设置有凹槽，且凹槽的纵截面成直角，能够有效的夹持和固定方棒，防止滑脱。
5、凹槽的槽面上设置有弹性材料，能够有效的保护方棒不受机械损伤。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明除中转框架的结构示意图；
图3是缓冲组件的结构示意图。
附图中：
1-中转框架；
2-抓手支架组件、201-第一丝杠、2011-第一滑轨、202-抓手固定板、203-基板固定块、2031-第二滑轨、204-中转电机；
3-抓手基板组件、301-抓手基板、302-基板连接块、303-第三滑轨、304-基板驱动组件；
4-方棒夹持单元、401-推板组件、4011-推板、4012-推板丝杠、4013-第四滑轨、4014-丝杠推动电机、402-方棒固定组件、4021-抓板固定块、4022-抓板、4023-凹槽、403-缓冲组件、4031-第一固定块、4032-第二固定块、4033-缓冲弹簧、4034-缓冲螺钉。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。
下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种用于方棒中转的机械手装置，包括中转框架1，所述中转框架1上设置有抓手支架组件2，所述抓手支架组件2与所述中转框架1滑动连接，所述抓手支架组件2的下方滑动连接有抓手基板组件3，所述抓手基板组件3的下部设置有至少一组方棒夹持单元4，所述方棒夹持单元4与所述抓手基板组件3滑动连接，在夹持方棒的同时实现在X轴、Y轴和Z轴三个垂直正交方向上的位置调节。
实施例一
参照图1、图2，所述抓手支架组件2包括第一丝杠201、抓手固定板202和中转电机204，所述第一丝杠201沿着Y轴方向设置，其两端通过第一丝杠201固定块与中转框架1的上部固定连接，所述第一丝杠201的两侧分别设置有第一滑轨2011与所述第一丝杠201相配合，所述第一滑轨2011的两端与中转框架1固连，且所述第一滑轨2011与所述第一丝杠201相平行设置。所述抓手固定板202与第一丝杠201固连，并通过第一丝杠201与中转框架1滑动连接，中转电机204的输出端与第一丝杠201的一端相连以驱动第一丝杠201运动。所述抓手固定板202的下表面固设两个基板固定块203，用于固定所述抓手基板组件3，本实施例中，所述基板固定块203的纵截面成矩形设置。两个基板固定块203相对设置，所述基板固定块203的上端与所述抓手固定板202的下表面固连，所述基板固定块203设置在与Y轴相垂直的X、Z平面内，且所述基板固定块203上设置有第二滑轨2031，第二滑轨2031位于X、Z平面内，且所述第二滑轨2031倾斜设置。也就是说，第二滑轨2031在X轴和Z轴均有余量。所述抓手基板组件3通过第二滑轨2031与所述基板固定块203滑动连接。
所述抓手基板组件3包括抓手基板301、基板连接块302和基板驱动组件304，所述基板连接块302固设于所述抓手基板301的上部，且所述基板连接块302上设置有滑轨槽与所述第二滑轨2031滑动配合，同时，基板驱动组件304与所述抓手固定板202的下表面固连，且其位于两个基板连接块302之间，所述基板驱动组件304的输出端与抓手基板301相连接，用于驱动抓手基板301沿着第二滑轨2031滑动，在本实施例中，所述基板驱动组件304采用电缸。也就是说，抓手基板组件3沿着第二滑轨2031滑动，既可以在X轴产生位移分量，也可以在Z轴方向上产生位移分量，用于在X轴和Z轴上对抓手基板组件3进行微调。
此外，在所述抓手基板301的下底面设置有第三滑轨303，且所述第三滑轨303沿着Y轴设置。所述方棒夹持单元4设置通过第三滑轨303与所述抓手基板组件3滑动配合。本实施例中，抓手基板301的下底面位于X、Y平面内。
实施例二
参照图1、图2和图3，所述方棒夹持单元4包括推板组件401、方棒固定组件402和缓冲组件403，所述推板组件401的上部通过第三滑轨303与抓手基板组件3滑动连接，且其下部设置有方棒固定组件402，所述缓冲组件403安装在所述推板组件401上，且其与所述方棒固定组件402固定连接。
所述推板组件401包括两个推板4011和推板丝杠4012，两个推板4011相对设置，本实施例中，所述推板4011位于与Y轴相垂直的X、Z平面内。所述推板4011的顶部设置有推板凹槽与所述第三滑轨303滑动配合，同时，在两个推板4011之间设置有推板丝杠4012，所述推板丝杠4012与第三滑轨303相平行设置，其一端与丝杠推动电机4014相连接。也就是说，丝杠推动电机4014驱动推板丝杠4012沿着第三滑轨303滑动，两个推板4011相互靠近或者相互远离，用于夹持方棒。本实施例中，所述推板丝杠4012采用正反滚珠丝杠。此外，在两个推板4011的下部均设置有第四滑轨4013，且所述第四滑轨4013沿着X轴方向设置，且两个第四滑轨4013相对设置。
所述方棒固定组件402包括抓板固定块4021和抓板4022，所述抓板固定块4021设置在第四滑轨4013上并与所述第四滑轨4013滑动配合，所述抓板4022固定在抓板固定块4021上，所述抓板4022沿着X轴方向设置，位于两侧的抓板4022相对设置，用于夹持方棒。同时，在所述抓板4022上开设有容纳所述方棒的凹槽4023，所述凹槽4023沿着第三滑轨303的长度方向设置，本实施例中，所述凹槽4023的纵截面成V形，且所述V形的夹角为直角。此外，为保护方棒不受机械损伤，在所述凹槽4023的凹槽面上设置有弹性材料，本实施例中，所述弹性材料采用硅胶层。
所述缓冲组件403包括间隔设置的第一固定块4031和第二固定块4032，且所述第一固定块4031和第二固定块4032均沿着X轴设置。同时，在第一固定块4031和第二固定块4032之间固设有缓冲螺钉4034，具体地，所述第一固定块4031的下底面与抓板固定块4021固连，所述第二固定块4032的一侧面与推板4011固连，同时，为更好的起到缓冲作用，在所述缓冲螺钉4034的外围套设有缓冲弹簧4033，且缓冲弹簧4033与所述第四滑轨4013相平行设置。
在使用该装置时，丝杠推动电机4014驱动推板丝杠4012工作，两个推板4011沿着第三滑轨303滑动，抓板4022夹持方棒，然后，电缸驱动抓手基板301沿着第二滑轨2031滑动，可同时实现在X轴和Z轴方向的位移调整，同时，抓手固定板202沿着第一丝杠201滑动，可实现Y轴方向的位移调整，从而实现X轴、Z轴和Y轴三个垂直正交方向的位移调整。
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种用于方棒中转的机械手装置，其特征在于，包括中转框架(1)，所述中转框架(1)上滑动连接有抓手支架组件(2)，所述抓手支架组件(2)的下方滑动连接有抓手基板组件(3)，所述抓手基板组件(3)的下部设有至少一组方棒夹持单元(4)，所述方棒夹持单元(4)与所述抓手基板组件(3)滑动连接，在夹持方棒的同时实现在X轴、Y轴和Z轴三个垂直正交方向上的位置调节。
2.根据权利要求1所述的一种用于方棒中转的机械手装置，其特征在于，所述抓手支架组件(2)包括第一丝杠(201)、抓手固定板(202)和中转电机(204)，所述第一丝杠(201)沿着Y轴设置，所述抓手固定板(202)与第一丝杠(201)固连，其下方固设有两块基板固定块(203)，所述基板固定块(203)位于与Y轴相垂直的X、Z平面内，中转电机(204)的输出端与第一丝杠(201)相连，驱动抓手固定板(202)沿Y轴方向移动。
3.根据权利要求2所述的一种用于方棒中转的机械手装置，其特征在于，所述基板固定块(203)上设置有第二滑轨(2031)，且所述第二滑轨(2031)在X、Z平面内倾斜设置，抓手基板组件(3)通过第二滑轨(2031)与基板固定块(203)滑动连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于方棒中转的机械手装置，其特征在于，所述抓手基板组件(3)包括抓手基板(301)、基板连接块(302)和基板驱动组件(304)，所述基板连接块(302)固设于所述抓手基板(301)的上部，且其与所述第二滑轨(2031)滑动配合，基板驱动组件(304)驱动所述抓手基板(301)沿着第二滑轨(2031)滑动，所述抓手基板(301)的下底面设置有第三滑轨(303)，且所述第三滑轨(303)沿Y轴设置。
5.根据权利要求4所述的一种用于方棒中转的机械手装置，其特征在于，所述方棒夹持单元(4)包括推板组件(401)、方棒固定组件(402)和缓冲组件(403)，所述推板组件(401)的上部与第三滑轨(303)滑动配合，其下部设置有方棒固定组件(402)，所述缓冲组件设置在推板组件(401)上且其与所述方棒固定组件(402)固连。
6.根据权利要求5所述的一种用于方棒中转的机械手装置，其特征在于，所述推板组件(401)包括两个相对设置的推板(4011)，所述推板(4011)的上部与第三滑轨(303)滑动连接，且两个推板(4011)的内侧均设置有第四滑轨(4013)，所述第四滑轨(4013)沿X轴设置，两个推板(4011)之间固设推板丝杠(4012)，推板丝杠(4012)推动推板(4011)沿第三滑轨(303)滑动。
7.根据权利要求6所述的一种用于方棒中转的机械手装置，其特征在于，所述方棒固定组件(402)包括抓板固定块(4021)和与抓板固定块(4021)固连的抓板(4022)，所述抓板固定块(4021)与所述第四滑轨(4013)滑动配合，位于两个推板(4011)上的抓板(4022)相对设置，且抓板(4022)上开设有容纳方棒的凹槽(4023)。
8.根据权利要求7所述的一种用于方棒中转的机械手装置，其特征在于，所述凹槽(4023)上设置有弹性材料用于保护方棒免于机械损伤。
9.根据权利要求6-8任一所述的一种用于方棒中转的机械手装置，其特征在于，所述缓冲组件包括间隔设置的第一固定块(4031)和第二固定块(4032)，所述第一固定块(4031)和第二固定块(4032)位于同一直线上且两者之间固设有缓冲螺钉(4034)，且所述缓冲螺钉(4034)外套设有缓冲弹簧(4033)，所述第一固定块(4031)和第二固定块(4032)分别与抓板固定块(4021)和推板(4011)固连。
10.根据权利要求9所述的一种用于方棒中转的机械手装置，其特征在于，所述缓冲弹簧(4033)与第四滑轨(4013)相平行设置。
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