CN111515988A - 可抓取多个石墨舟的机械手及机械手的抓取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可抓取多个石墨舟的机械手及机械手的抓取方法，机械手包括多个安装主体，安装主体包括安装座、上固定座、下伸缩座，安装座可升降的设在净化台上，上固定座与安装座固定连接，下伸缩座可移动的设在上固定座的下端面，各安装主体中，头尾两端的安装主体上各设一个托盘组件，中间的每个安装主体上设置两个托盘组件，托盘组件可移动的设在下伸缩座上，相邻两个安装主体上的托盘组件构成一对。方法包括：石墨舟到位、机械手抓取舟、机械手将舟放在上下料桨上或先将舟放在缓存架上在放在上下料桨上、送舟入室、取舟出室、机械手取舟放缓存架上、机械手取舟放回初始位置。本发明的机械手一次可抓取多个石墨舟，提高了产能。

Description

可抓取多个石墨舟的机械手及机械手的抓取方法

技术领域

本发明涉及PECVD设备，尤其涉及一种可抓取多个石墨舟的机械手及机械手的抓取方法。

背景技术

太阳能是地球上取之不尽用之不竭的清洁能源，硅片经过若干工序后加工成为太阳能电池片，表面镀膜是太阳能电池片加工的核心工序之一。石墨舟是太阳能电池片在表面镀膜工序中的载体，机械手位于PECVD设备的净化台上，用于对石墨舟进行自动上下料。在制造出大炉体后，反应室具有足够的空间，石墨舟的载片量和机械手的抓取速度是制约表面镀膜设备产能的重要因素。随着对光伏电池对大产能的需求，石墨舟也随之越做越大，但是石墨舟达到一定长度后石墨舟的稳定性会变差，石墨舟尺寸增加挠度也响应增加，从而也会影响电池片跟石墨舟的结合紧密度，进而在工艺过程中可能出现打火现象，从而影响镀膜工艺效果。现有PECVD设备每台都只配备一个机械手，机械手固定在PECVD设备的净化台上，净化台上还设有缓存架，用来防止石墨舟，机械手可以将石墨舟抓取直接放在上下料桨删该，也可以放在缓存架上。机械手每次抓取一个石墨舟，放在上下料桨上，上下料桨将石墨舟送进或送出反应室，因为单个石墨舟已经限制了设备产能的释放，单个机械手的工作强度比较饱和，而反应室是可以容纳多个石墨舟的，这就造成每次只能进一个石墨舟，导致生产效率低，产能下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种提高产能的可抓取多个石墨舟的机械手及机械手的抓取方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种可抓取多个石墨舟的机械手，包括多个安装主体，各安装主体呈一行等间隔布置，所述安装主体包括安装座、上固定座、下伸缩座，所述安装座可升降的安装在PECVD设备的净化台上，所述上固定座与安装座固定连接，所述下伸缩座可移动的安装在上固定座的下端面，各安装主体中，头尾两端的安装主体上各设一个托盘组件，中间的每个安装主体上设置两个托盘组件，所述托盘组件可移动的安装在下伸缩座上，相邻两个安装主体上的托盘组件构成一对、并可沿垂直于石墨舟的方向伸入石墨舟两端的抓取凹槽内。

作为上述技术方案的进一步改进：

每个托盘组件配设有第一同步带和第一导轨，所述第一同步带和第一导轨均安装在对应的下伸缩座上，所述第一同步带与托盘组件固定连接、并带着托盘组件沿第一导轨移动，每对托盘组件的第一同步带的主传动轴通过同步轴连接，一个安装主体上的两个第一同步带共用一个主传动轴，所有第一同步带共用一个第一驱动电机，所述第一驱动电机与头端或者尾端的第一同步带的主传动轴连接。

每个下伸缩座配设有第二同步带和第二导轨，所述第二同步带和第二导轨安装在对应的上固定座上，所述第二同步带与下伸缩座固定连接、并带着下伸缩座沿第二导轨移动，与每对托盘组件对应的两个下伸缩座的第二同步带的主传动轴通过同步轴连接，一个安装主体上的两个第二同步带共用一个主传动轴，所有第二同步带共用一个第二驱动电机，所述第二驱动电机与头端或者尾端的第二同步带的主传动轴连接。

所述托盘组件包括调整板、连接板和托盘，所述调整板设于连接板的顶部，托盘设于连接板的底部，所述调整板与下伸缩座连接，所述托盘与连接板形成L型结构，每对托盘组件的托盘相向设置。

所述托盘上设有检测是否有石墨舟的传感器压块。

一种基于上述的可抓取多个石墨舟的机械手的抓取方法，所述净化台上设有缓存架，净化台下方设有传送机构，缓存架与传送机构之间设有上下料桨，所述抓取方法包括以下步骤：

S1、经过插片机插好片的多个石墨舟通过传送机构移动至净化台处；

S2、下伸缩座缩回，避让上下料桨，机械手下降，至下伸缩座到达上下料桨的下方，下伸缩座伸出，各对托盘组件伸出，插入对应的石墨舟的抓取凹槽内，机械手上升，托盘组件抬起石墨舟；

S3、当反应室有进舟需求时，下伸缩座缩回，避让上下料桨，机械手上升，至石墨舟位于上下料桨的上方，下伸缩座伸出，各对托盘组件将多个石墨舟放在上下料桨上，上下料桨将多个石墨舟同时送入反应室内；

当反应室暂无进舟需求时，下伸缩座缩回，避让上下料桨，机械手上升，至石墨舟位于缓存架的上方，托盘组件缩回，各对托盘组件将多个石墨舟同时放在缓存架上，待反应室有进舟需求时，各对托盘组件抓取缓存架上的石墨舟，机械手下降，托盘组件和下伸缩座均伸出，将多个石墨舟放在上下料桨上，上下料桨将多个石墨舟同时送入反应室内；

S4、工艺完成的多个石墨舟由上下料桨从反应室内取出，机械手通过升降使托盘组件到达上下料桨的上方，托盘组件和下伸缩座均伸出，抓取上下料桨上的多个石墨舟，机械手上升，至石墨舟到达缓存架的上方，托盘组件和下伸缩座均缩回，将多个石墨舟同时放在缓存架上冷却；

S5、石墨舟冷却一定时间后，托盘组件抓取石墨舟，机械手下降，至石墨舟到达传送机构的上方，托盘组件和下伸缩座均伸出，将多个石墨舟放在传送机构上，由传送机构送至插片机进行取片。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的可抓取多个石墨舟的机械手，一次可以抓取多个石墨舟，保证石墨舟结构稳定的情况下，实现机械手产能提升几倍，机械手水平方向两级伸缩加上竖直方向上的升降设计，满足了机械手上下移动以及水平方向的大幅运动。

(2)本发明的可抓取多个石墨舟的机械手的抓取方法，由于机械手具有在水平方向两级伸缩、竖直方向一级升降的结构，实现了给上下料桨和缓存架上下料，而不会碰撞上下料桨，安全可靠，结构稳定，同时使产能大大提高。

附图说明

图1是本发明的机械手的结构示意图(含石墨舟)。

图2是本发明的机械手的结构示意图。

图3是本发明的机械手的局部示意图。

图4是本发明中石墨舟的的结构示意图。

图5是本发明中机械手、净化台、缓存架以及上下料桨的布局图。

图6是本发明的机械手的抓取方法流程示意图。

图7是本发明的机械手的抓取过程示意图(取插完片的石墨舟)。

图8是本发明的机械手的抓取过程示意图(取舟后上升)。

图9是本发明的机械手的抓取过程示意图(取舟后上升至上下料桨的位置)。

图10是本发明的机械手的抓取过程示意图(将石墨舟放在上下料桨上)。

图11是本发明的机械手的抓取过程示意图(将石墨舟放在缓存架上)

图中各标号表示：

1、安装主体；2、安装座；21、竖板；22、支撑角板；3、上固定座；4、下伸缩座；41、第二同步带；42、第二导轨；43、第二驱动电机；5、托盘组件；501、调整板；502、连接板；503、托盘；504、传感器压块；51、第一同步带；52、第一导轨；53、第一驱动电机；6、净化台；61、缓存架；7、石墨舟；71、抓取凹槽；8、同步轴；81、联轴器；9、传送机构；10、上下料桨。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1至图3所示，本实施例的可抓取多个石墨舟的机械手，包括多个安装主体1，各安装主体1呈一行等间隔布置，安装主体1包括安装座2、上固定座3、下伸缩座4，安装座2可升降的安装在PECVD设备的净化台6上，上固定座3与安装座2固定连接，下伸缩座4可移动的安装在上固定座3的下端面，各安装主体1中，头尾两端的安装主体1上各设一个托盘组件5，中间的每个安装主体1上设置两个托盘组件5，托盘组件5可移动的安装在下伸缩座4上，相邻两个安装主体1上的托盘组件5构成一对、并可沿垂直于石墨舟7的方向伸入石墨舟7两端的抓取凹槽71内。

本实施例以抓取两个石墨舟7为例，安装主体1设置3个，托盘组件5设置2对。外侧的两个安装主体1上各设一个托盘组件5，中间的一个安装主体1上设置两个托盘组件5。安装主体1整体可升降，下伸缩座4可相对上固定座3伸出和缩回，托盘组件5可相对下伸缩座4伸出和缩回，两级伸缩运动实现机械手的抓取石墨舟以及将石墨舟7以及将石墨舟7放在净化台6的缓存架61上或者放在用于向反应室进出料的上下料桨10上。

石墨舟7的抓取过程为：机械手通过升降、下伸缩座4和托盘组件5进行伸缩运动使得托盘组件5到达带抓取的石墨舟7处，各对托盘组件5沿垂直于石墨舟7的方向伸入对应的石墨舟7两端的抓取凹槽71(如图4所示)，机械手上升，每对托盘组件5抬起对应的石墨舟7，在通过升降、伸缩运动放置相应的位置，实现石墨舟7的抓取。该新的机械手一次可以抓取两个或者多个石墨舟7，保证石墨舟7结构稳定的情况下，实现机械手产能提升一倍或者几倍，机械手水平方向两级伸缩加上竖直方向上的升降设计，满足了机械手上下移动以及水平方向的大幅运动。

本实施例中，每个托盘组件5配设有第一同步带51和第一导轨52，第一同步带51和第一导轨52均安装在对应的下伸缩座4上，第一同步带51与托盘组件5固定连接、并带着托盘组件5沿第一导轨52移动，第一同步带51和第一导轨52位于下伸缩座4内部，第一同步带51绕设在主传动轴和从传动轴(主传动轴和从传动轴图中均为示出，位于下伸缩座4内)上，每对托盘组件5的第一同步带51(外侧的两个第二同步带41)的主传动轴通过同步轴8连接，一个安装主体1上的两个第一同步带51(内侧的两个第二同步带41)共用一个主传动轴，所有第一同步带51共用一个第一驱动电机53，第一驱动电机53与头端或者尾端的第一同步带51的主传动轴连接。所有第一同步带51的主传动轴通过同步轴8连成一个整体，这样只需要配设一个第一驱动电机53，实现所有的主传动轴同步转动，进而带动所有的第一同步带51运转，实现第一同步带51并带着托盘组件5沿下伸缩座4上的第一导轨52移动。主传动轴与同步轴8之间采用联轴器81进行连接。

同理，每个下伸缩座4配设有第二同步带41和第二导轨42，第二同步带41和第二导轨42安装在对应的上固定座3上，第二同步带41与下伸缩座4固定连接、并带着下伸缩座4沿第二导轨42移动，第二同步带41和第二导轨42位于上固定座3内，第二同步带41绕设在主传动轴和从传动轴(主传动轴和从传动轴图中均为示出，位于上固定座3内)上，与每对托盘组件5对应的两个下伸缩座4的第二同步带41(外侧的两个第二同步带41)的主传动轴通过同步轴8连接，一个安装主体1上的两个第二同步带41(内侧的两个第二同步带41)共用一个主传动轴，所有第二同步带41共用一个第二驱动电机43，第二驱动电机43与头端或者尾端的第二同步带41的主传动轴连接。所有第二同步带41的主传动轴通过同步轴8连成一个整体，这样只需要配设一个第二驱动电机43，实现所有的的主传动轴同步转动，进而带动所有的第二同步带41运转，实现第二同步带41并带着下伸缩座4沿上固定座3上的第二导轨42移动。主传动轴与同步轴8之间采用联轴器81进行连接。

托盘组件5的伸缩驱动、下伸缩座4的伸缩驱动结构设计实现同等产能下可以节约两个电机，同时更好保证了机械手抓取两个石墨舟7步调的同步性。需要说明的是，本实施例以两对托盘组件5为例，因此只需要两个电机，节约了两个电机，如果是3对托盘组件5，则节约了3个点电机，以此类推。在其他实施例中，也可以是，每个第二同步带41配设一个驱动电机，每个第一同步带51配设一个驱动电机，这样就需要四个电机，托盘组件5越多，需要的电机就越多。

本实施例中，托盘组件5包括调整板501、连接板502和托盘503，调整板501设于连接板502的顶部，托盘503设于连接板502的底部，调整板501与下伸缩座4连接，托盘503与连接板502形成L型结构，每对托盘组件5的托盘503相向设置。每对的两个相向设置的托盘503伸出，插入石墨舟7的抓取凹槽71内，机械手上升，托盘503上升，即可抬起石墨舟7。放舟时，石墨舟7位于缓存架61或者上下料桨10上，托盘503缩回即可。其中，托盘503上设有传感器压块504，用来判断托盘503上是否有石墨舟7，进而实现精准的抓取舟动作。

本实施例中，安装座2包括竖板21和支撑角板22，竖板21和支撑角板22固定在上固定座3上，支撑角板22起到加强支撑的作用。净化台6上设有竖直升降滑台(图中未示出)，竖板21安装在竖直升降滑台上。

采用本实施例的可抓取多个石墨舟的机械手进行上下料作业时，配合缓存架61、传送机构9、上下料桨10一起工作，如图5所示，缓存架61设在净化台6上，传送机构9设在净化台6下方，上下料桨10设在缓存架61与传送机构9之间，缓存架61和机械手都在右侧，传送机构9和上下料桨10都在左侧。如图6至图11所示，该可抓取多个石墨舟的机械手进行抓取的方法，包括以下步骤：

S1、经过插片机插好片的两个石墨舟7通过传送机构9移动至净化台6处，传送机构9位于净化台6的下方，同时也是位于上下料桨10的下方，该步骤为载满片的石墨舟7到达指定位置(初始位置)；

S2、下伸缩座4缩回，避让上下料桨10，机械手下降，至下伸缩座4到达上下料桨10的下方，下伸缩座4伸出，各对托盘组件5伸出，插入对应的石墨舟7的抓取凹槽71内，机械手上升，托盘组件5抬起石墨舟7，此步骤中，如图7所示，下伸缩座4缩回，才能从右侧下降至上下料桨10的下方，如果下伸缩座4在上下料桨10的上方处于伸出的状态，那么机械手下降时下伸缩座4会与上下料桨10碰触，下伸缩座4要到达上下料桨10下方的传送机构9处抓取石墨舟7；

S3、当反应室有进舟需求时，如图8和图9所示，下伸缩座4缩回，避让上下料桨10，机械手上升，至石墨舟7位于上下料桨10的上方，下伸缩座4伸出，各对托盘组件5将多个石墨舟7放在上下料桨10上，如图10所示，上下料桨10将两个石墨舟7同时送入反应室内，此步骤中，托盘组件5抓取石墨舟7时还是处于右侧伸出状态，上下料桨10的下方，当机械手上升时，下伸缩座4必须缩回，才能避让上下料桨10，进行上升；

当反应室暂无进舟需求时，如图8和图9所示下伸缩座4缩回，避让上下料桨10，机械手上升，至石墨舟7位于缓存架61的上方，如图11所示，托盘组件5缩回，各对托盘组件5将两个石墨舟7同时放在缓存架61上，待反应室有进舟需求时，各对托盘组件5抓取缓存架61上的石墨舟7，机械手下降，托盘组件5和下伸缩座4均伸出，将多个石墨舟7放在上下料桨10上，上下料桨10将两个石墨舟7同时送入反应室内；

S4、工艺完成的多个石墨舟7由上下料桨10从反应室内取出，机械手通过升降使托盘组件5到达上下料桨10的上方，托盘组件5和下伸缩座4均伸出，抓取上下料桨10上的多个石墨舟7，机械手上升，至石墨舟7到达缓存架61的上方，托盘组件5和下伸缩座4均缩回，将两个石墨舟7同时放在缓存架61上冷却；

S5、石墨舟7冷却一定时间后，托盘组件5抓取石墨舟7，机械手下降，至石墨舟7到达传送机构9的上方，托盘组件5和下伸缩座4均伸出，将两个石墨舟7放在传送机构9上，由传送机构9送至插片机进行取片，即将石墨舟7放回初始位置。

由于机械手具有在水平方向两级伸缩、竖直方向一级升降的结构，实现了给上下料桨10和缓存架61上下料，而不会碰撞上下料桨10，安全可靠，结构稳定，同时使产能大大提高。

需要说明的是，本实施例中为了便于描述以抓取两个石墨舟7为例，相应的反应室也是容纳两个石墨舟7的，在其他实施例中，可以是抓取3个以上的石墨舟7，相应的反应室也是容纳3个以上的石墨舟7，机械手上的安装主体1和托盘组件5等都相应的增多，依旧是呈一行设置。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种可抓取多个石墨舟的机械手，其特征在于，包括多个安装主体(1)，各安装主体(1)呈一行等间隔布置，所述安装主体(1)包括安装座(2)、上固定座(3)、下伸缩座(4)，所述安装座(2)可升降的安装在PECVD设备的净化台(6)上，所述上固定座(3)与安装座(2)固定连接，所述下伸缩座(4)可移动的安装在上固定座(3)的下端面，各安装主体(1)中，头尾两端的安装主体(1)上各设一个托盘组件(5)，中间的每个安装主体(1)上设置两个托盘组件(5)，所述托盘组件(5)可移动的安装在下伸缩座(4)上，相邻两个安装主体(1)上的托盘组件(5)构成一对、并可沿垂直于石墨舟(7)的方向伸入石墨舟(7)两端的抓取凹槽(71)内。

2.根据权利要求1所述的可抓取多个石墨舟的机械手，其特征在于，每个托盘组件(5)配设有第一同步带(51)和第一导轨(52)，所述第一同步带(51)和第一导轨(52)均安装在对应的下伸缩座(4)上，所述第一同步带(51)与托盘组件(5)固定连接、并带着托盘组件(5)沿第一导轨(52)移动，每对托盘组件(5)的第一同步带(51)的主传动轴通过同步轴(8)连接，一个安装主体(1)上的两个第一同步带(51)共用一个主传动轴，所有第一同步带(51)共用一个第一驱动电机(53)，所述第一驱动电机(53)与头端或者尾端的第一同步带(51)的主传动轴连接。

3.根据权利要求2所述的可抓取多个石墨舟的机械手，其特征在于，每个下伸缩座(4)配设有第二同步带(41)和第二导轨(42)，所述第二同步带(41)和第二导轨(42)安装在对应的上固定座(3)上，所述第二同步带(41)与下伸缩座(4)固定连接、并带着下伸缩座(4)沿第二导轨(42)移动，与每对托盘组件(5)对应的两个下伸缩座(4)的第二同步带(41)的主传动轴通过同步轴(8)连接，一个安装主体(1)上的两个第二同步带(41)共用一个主传动轴，所有第二同步带(41)共用一个第二驱动电机(43)，所述第二驱动电机(43)与头端或者尾端的第二同步带(41)的主传动轴连接。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的可抓取多个石墨舟的机械手，其特征在于，所述托盘组件(5)包括调整板(501)、连接板(502)和托盘(503)，所述调整板(501)设于连接板(502)的顶部，托盘(503)设于连接板(502)的底部，所述调整板(501)与下伸缩座(4)连接，所述托盘(503)与连接板(502)形成L型结构，每对托盘组件(5)的托盘(503)相向设置。

5.根据权利要求4所述的可抓取多个石墨舟的机械手，其特征在于，所述托盘(503)上设有检测是否有石墨舟(7)的传感器压块(504)。

6.一种基于权利要求1至5任意一项所述的可抓取多个石墨舟的机械手的抓取方法，所述净化台(6)上设有缓存架(61)，净化台(6)下方设有传送机构(9)，缓存架(61)与传送机构(9)之间设有上下料桨(10)，其特征在于，所述抓取方法包括以下步骤：

S1、经过插片机插好片的多个石墨舟(7)通过传送机构(9)移动至净化台(6)处；

S2、下伸缩座(4)缩回，避让上下料桨(10)，机械手下降，至下伸缩座(4)到达上下料桨(10)的下方，下伸缩座(4)伸出，各对托盘组件(5)伸出，插入对应的石墨舟(7)的抓取凹槽(71)内，机械手上升，托盘组件(5)抬起石墨舟(7)；

S3、当反应室有进舟需求时，下伸缩座(4)缩回，避让上下料桨(10)，机械手上升，至石墨舟(7)位于上下料桨(10)的上方，下伸缩座(4)伸出，各对托盘组件(5)将多个石墨舟(7)放在上下料桨(10)上，上下料桨(10)将多个石墨舟(7)同时送入反应室内；

当反应室暂无进舟需求时，下伸缩座(4)缩回，避让上下料桨(10)，机械手上升，至石墨舟(7)位于缓存架(61)的上方，托盘组件(5)缩回，各对托盘组件(5)将多个石墨舟(7)同时放在缓存架(61)上，待反应室有进舟需求时，各对托盘组件(5)抓取缓存架(61)上的石墨舟(7)，机械手下降，托盘组件(5)和下伸缩座(4)均伸出，将多个石墨舟(7)放在上下料桨(10)上，上下料桨(10)将多个石墨舟(7)同时送入反应室内；

S4、工艺完成的多个石墨舟(7)由上下料桨(10)从反应室内取出，机械手通过升降使托盘组件(5)到达上下料桨(10)的上方，托盘组件(5)和下伸缩座(4)均伸出，抓取上下料桨(10)上的多个石墨舟(7)，机械手上升，至石墨舟(7)到达缓存架(61)的上方，托盘组件(5)和下伸缩座(4)均缩回，将多个石墨舟(7)同时放在缓存架(61)上冷却；

S5、石墨舟(7)冷却一定时间后，托盘组件(5)抓取石墨舟(7)，机械手下降，至石墨舟(7)到达传送机构(9)的上方，托盘组件(5)和下伸缩座(4)均伸出，将多个石墨舟(7)放在传送机构(9)上，由传送机构(9)送至插片机进行取片。

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