CN112808676B - 一种硅棒自动清洗设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于硅棒清洗技术领域，公开了一种硅棒自动清洗设备。包括机床底座，所述机床底座上设有框架，框架顶部设有桁架，所述桁架包括X轴桁架和Z轴桁架；所述Z轴桁架底部设有取料机械手，所述框架上还设有三个隔断防护门；三个隔断防护门形成两个空间，其中与取料机械手相邻的空间内设有高压水雾清洗系统，另一个空间内设有热风风干系统；所述热风风干系统所在空间的外侧设有退料机构；所述取料机械手下方设有来料输送带；所述来料输送带相邻处设有顶升机构。该设备清洗快，效率高，表面质量好，大大提升了工作效率，降低工人劳动强度。

Description

一种硅棒自动清洗设备

技术领域

本发明属于硅棒清洗技术领域，本发明涉及一种硅棒自动清洗设备。

背景技术

硅棒在抛光后，切片前需要对硅棒表面进行清洗，去除污渍，传统工艺方法是人工清洗擦拭，缺点是人工清洗擦拭，效率慢，效果差，劳动强度大。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种硅棒自动清洗设备，该设备清洗快，效率高，表面质量好，大大提升了工作效率，降低工人劳动强度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种硅棒自动清洗设备，包括机床底座，所述机床底座上设有框架，框架顶部设有桁架，所述桁架包括X轴桁架和Z轴桁架；所述Z轴桁架底部设有取料机械手，所述框架上还设有三个隔断防护门；三个隔断防护门形成两个空间，其中与取料机械手相邻的空间内设有高压水雾清洗系统，另一个空间内设有热风风干系统；所述热风风干系统所在空间的外侧设有退料机构；所述取料机械手下方设有来料输送带；所述来料输送带相邻处设有顶升机构。

所述三个隔断防护门为：隔断防护门A、隔断防护门B、隔断防护门C；隔断防护门A与隔断防护门B之间形成的空间内设有高压水雾清洗系统，隔断防护门B与隔断防护门C之间形成的空间内设有热风风干系统；隔断防护门C设置在热风风干系统和退料机构之间。

所述框架上设有的三个隔断防护门，分别设置在框架的左端、中间、右端位置，所述隔断防护门A设置在框架的左端，所述隔断防护门B设置在框架的中间位置，所述隔断防护门C设置在框架的右端。

所述高压水雾清洗系统包括水箱；所述水箱内设有水泵，所述水箱上方两侧分别设有调节支架A，所述水箱上方顶部设有调节支架B，所述调节支架A与调节支架B之间设有若干个分出水管，所述每个分出水管上设有若干个喷雾头；所述水箱上方还设有主出水管；所述主出水管与水泵相连接，所述主出水管和每个分出水管分别连接。高压水雾清洗系统设在所在空间机床的底部。

所述调节支架A与调节支架B之间设有7个分出水管。分出水管上设有若干个喷雾头可对硅棒表面进行高压喷雾清洗。所述7个分出水管具体位置为：其中两个设置在调节支架A与调节支架B之间的顶部位置，其中三个设置在调节支架A与调节支架B之间的底部位置，其中两个设置在调节支架A与调节支架B之间的中间位置，所述热风风干系统包括热风机，所述热风机外周设有6个支架，每两个支架为一组，三组支架上方分别一一对应连接有调节支架C、调节支架D、调节支架E；所述调节支架C与调节支架D、所述调节支架D与调节支架E之间分别设有若干个分气管，所述分气管上设有若干个热风喷头；所述热风机上还设有压缩空气入口和空气出口；所述空气出口分别与分气管相连接。

所述X轴桁架包括X轴滑板、齿轮A、减速器A、伺服电机A、滑动盒、导向轴，所述X轴桁架的一侧安装有齿条A，齿条A与齿轮A咬合连接，所述伺服电机A前端连接有减速器A，减速器A与齿轮A连接，所述齿轮A、滑动盒设置在X轴滑板上，所述导向轴和齿条A设置在X轴桁架上。

齿条A通过齿轮A、减速器A、伺服电机A、滑动盒，带动X轴滑板在导向轴上左右移动。

所述Z轴桁架包括齿轮B、减速器B、伺服电机B、直线导轨B、齿条B；所述Z轴桁架通过直线导轨B与Z轴滑板相连接，伺服电机B前端设有减速器B，所述齿轮B、减速器B、伺服电机B均安装在Z轴滑板上，齿轮B与齿条B咬合连接，齿轮B与齿条B相配合，带动Z轴桁架做上下移动，并且Z轴滑板安装在X轴滑板上。

所述取料机械手包括滚轮轴、机械手箱体、伺服电机C、直线导轨A；所述伺服电机C安装在机械手箱体中间隔板的上部，伺服电机C前端设有减速器C，减速器C前端连接同步带轮A，同步带轮A通过同步带与同步带轮B相连接，所述机械手箱体中间隔板的中间下部设有正反丝杠，所述正反丝杠两端分别设有支撑座A、支撑座B；所述同步带轮B设在了支撑座B所在的那一侧，所述正反丝杆两侧分别设有丝杠螺母A和丝杠螺母B；所述丝杠螺母A和丝杠螺母B分别连接有夹爪，两侧的夹爪分别连接有防护罩；所述两侧夹爪底部还分别设有传感器和防掉板；所述机械手箱体两侧设有滚轮轴；所述直线导轨A设有两条，所述两侧的夹爪分别与两条直线导轨A上的滑块相连接。

进一步的，所述丝杠螺母A连接左夹爪，丝杠螺母B连接右夹爪；

伺服电机C运转时带动前端的减速器C及同步带轮A动作，通过同步带带动同步带轮B运转；在正反丝杠转动时带动左夹爪、右夹爪向内或向外移动；两侧的夹爪分别连接有防护罩，可以实现自动伸缩。

进一步的，所述退料机构外围设有安全防护网，防止取料机械手移出时对操作人员造成伤害。

进一步的，所述设备还设有机床操作屏。

所述取料机械手、高压水雾清洗系统、热风风干系统、退料机构、顶升机构分别与PLC系统相连接。

所述三个隔断防护门分别连接有气缸，气缸分别与PLC系统相连接，气缸作为动力驱动。

其中所述X轴桁架、Z轴桁架型材材质为铝；且X轴桁架、Z轴桁架的移动由伺服电机驱动，齿轮齿条传动，运行稳定。

其中所述取料机械手采用PLC控制，机械手箱体框架结构，伺服电机驱动，丝杠导轨传动，精度高，夹紧力大。用于夹取来料输送带上的硅棒。

其中所述高压水雾清洗系统由高压水泵驱动，形成高压水雾，对硅棒表面进行喷雾清洗。

其中所述热风风干系统可调热风温度，电阻丝加热压缩空气，对硅棒表面进行热风风干。

其中所述硅料退料机构及顶升机构分别通过气缸与PLC连接，通过气缸驱动。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明硅棒清洗机设备由取料机械手从送料传输带上直接抓取硅棒，送至高压水雾系统内清洗，然后送至热风风干系统中风干，最后送至退料机构退出，人工取走。提高生产效率，降低次品率，降低生产成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明硅棒清洗机设备主视图。

图2是本发明硅棒清洗机设备右视图。

图3是桁架主视图。

图4是桁架左视图。

图5是取料机械手主视图。

图6是取料机械手左视图。

图7是高压水雾清洗系统主视图。

图8是高压水雾清洗系统左视图。

图9是热风风干系统主视图。

图10是热风风干系统左视图。

图11是高压水雾清洗端面示意图。

图12是热风风干端面示意图。

图中1.桁架，2.取料机械手，3.来料输送带，4.顶升机构，5.高压水雾清洗系统，6.热风风干系统，7.安全防护网，8.退料机构，9.操控屏，10.机床底座，11.齿轮A，12.减速器A，13.伺服电机A，14.滑动盒，15.导向轴，16.X轴桁架，17.齿轮B，18.减速器B，19.伺服电机B，20.齿条A，21.齿条B，22.Z轴桁架，23.传感器，24.左夹爪，25.右夹爪，26.滚轮轴，27.防护罩A，28.机械手箱体，29.支撑座A，30.丝杠螺母A，31.正反丝杠，32.防护罩B，33.丝杠螺母B，34.支撑座B，35.伺服电机C，36.减速器C，37.同步带轮A，38.同步带，39.同步带轮B，40.直线导轨A，41.防掉板，42.水箱，43.调节支架A，44.喷雾头，45.调节支架B，46.主出水管，47.热风机，48.支架，49.调节支架C，50.热风喷头，51.调节支架D，52.调节支架E，53.分出水管，54.水泵，55.分气管，56.直线导轨B，57.X轴滑板，58.Z轴滑板，59.压缩空气入口。

具体实施方式

以下结合说明书附图，对本发明进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。实施例中所述的与PLC系统相连接的取料机械手、高压水雾清洗系统、热风风干系统、退料机构、顶升机构均不限定具体型号，可实现工作即可。

实施例1

一种硅棒自动清洗设备，如图1-10所示，包括机床底座10，所述机床底座10上设有框架，框架顶部设有桁架1，所述桁架1包括X轴桁架16和Z轴桁架22；所述Z轴桁架22底部设有取料机械手2，所述框架上还设有三个隔断防护门；三个隔断防护门形成两个空间，其中与取料机械手2相邻的空间内设有高压水雾清洗系统5，另一个空间内设有热风风干系统6；所述热风风干系统6所在空间的外侧设有退料机构8；所述取料机械手2下方设有来料输送带3；所述来料输送带3相邻处设有顶升机构4。

所述三个隔断防护门为：隔断防护门A、隔断防护门B、隔断防护门C；隔断防护门A与隔断防护门B之间形成的空间内设有高压水雾清洗系统5，隔断防护门B与隔断防护门C之间形成的空间内设有热风风干系统6；隔断防护门C设置在热风风干系统6和退料机构8之间。

所述框架上设有的三个隔断防护门，分别设置在框架的左端、中间、右端位置，所述隔断防护门A设置在框架的左端，所述隔断防护门B设置在框架的中间位置，所述隔断防护门C设置在框架的右端。

所述高压水雾清洗系统5包括水箱42；所述水箱42内设有水泵54，所述水箱42上方两侧分别设有调节支架A 43，所述水箱42上方顶部设有调节支架B 45，所述调节支架A 43与调节支架B 45之间设有若干个分出水管53，所述每个分出水管53上设有若干个喷雾头44；所述水箱42上方还设有主出水管46；所述主出水管46与水泵54相连接，所述主出水管46和每个分出水管53分别连接。高压水雾清洗系统5设在所在空间机床的底部。

所述调节支架A 43与调节支架B 45之间设有7个分出水管53。分出水管53上设有若干个喷雾头44可对硅棒表面进行高压喷雾清洗。所述7个分出水管53具体位置为：其中两个设置在调节支架A 43与调节支架B 45之间的顶部位置，其中三个设置在调节支架A 43与调节支架B 45之间的底部位置，其中两个设置在调节支架A 43与调节支架B 45之间的中间位置；

所述热风风干系统6包括热风机47，所述热风机47外周设有6个支架48，每两个支架48为一组，三组支架48上方分别一一对应连接有调节支架C 49、调节支架D 51、调节支架E 52；所述调节支架C 49与调节支架D 51、所述调节支架D 51与调节支架E 52之间分别设有若干个分气管55，所述分气管55上设有若干个热风喷头50；所述热风机47上还设有压缩空气入口59和空气出口；所述空气出口分别与分气管55相连接。

所述X轴桁架16包括X轴滑板57、齿轮A 11、减速器A 12、伺服电机A 13、滑动盒14、导向轴15，所述X轴桁架16的一侧安装有齿条A 20，齿条A 20与齿轮A 11咬合连接，所述伺服电机A 13前端连接有减速器A 12，减速器A 12与齿轮A 11连接，所述齿轮A 11、滑动盒14设置在X轴滑板57上，所述导向轴15和齿条A 11设置在X轴桁架16上。

齿条A 20通过齿轮A 11、减速器A 12、伺服电机A 13、滑动盒14，带动X轴滑板57在导向轴15上左右移动。

所述Z轴桁架22包括齿轮B17、减速器B18、伺服电机B19、直线导轨B 56、齿条B21；所述Z轴桁架22通过直线导轨B 56与Z轴滑板58相连接，伺服电机B 56前端设有减速器B18，所述齿轮B17、减速器B18、伺服电机B19均安装在Z轴滑板58上，齿轮B17与齿条B 21咬合连接，齿轮B17与齿条B 21相配合，带动Z轴桁架22做上下移动，并且Z轴滑板58安装在X轴滑板57上。

所述取料机械手2包括滚轮轴26、机械手箱体28、伺服电机C 35、直线导轨A 40；所述伺服电机C 35安装在机械手箱体28中间隔板的上部，伺服电机C 35前端设有减速器C36，减速器C 36前端连接同步带轮A 37，同步带轮A 37通过同步带38与同步带轮B 39相连接，所述机械手箱体28中间隔板的中间下部设有正反丝杠31，所述正反丝杠31两端分别设有支撑座A 29、支撑座B 34；所述同步带轮B 39设在了支撑座B 34所在的那一侧，所述正反丝杆31两侧分别设有丝杠螺母A 30和丝杠螺母B 33；所述丝杠螺母A 30和丝杠螺母B 33分别连接有夹爪，两侧的夹爪分别连接有防护罩；所述两侧夹爪底部还分别设有传感器23和防掉板41；所述机械手箱体28两侧设有滚轮轴26；所述直线导轨A 40设有两条，所述两侧的夹爪分别与两条直线导轨A 40上的滑块相连接。

进一步的，所述丝杠螺母A 30连接左夹爪24，丝杠螺母B 33连接右夹爪25；

伺服电机C 35运转时带动前端的减速器C 36及同步带轮A 37动作，通过同步带38带动同步带轮B 39运转；在正反丝杠31转动时带动左夹爪24、右夹爪25向内或向外移动；两侧的夹爪分别连接有防护罩，可以实现自动伸缩。

进一步的，所述退料机构8外围设有安全防护网7，防止取料机械手2移出时对操作人员造成伤害。

进一步的，所述设备还设有机床操作屏9。

所述取料机械手2、高压水雾清洗系统5、热风风干系统6、退料机构8、顶升机构4分别与PLC系统相连接。

所述三个隔断防护门分别连接有气缸，气缸分别与PLC系统相连接，气缸作为动力驱动。

硅棒自动清洗设备工作流程：先由抛光下料辊道将成品硅棒流转至来料输送带3，送至取料位置，再由顶升机构4顶起硅棒，取料机械手2下来抓取硅棒，同时隔断防护门C打开，取料机械手2将硅棒提升后送到高压水雾清洗系统5的指定区域，然后隔断防护门C关闭，高压水雾清洗系统5开始工作清洗，清洗结束后，隔断防护门B打开，取料机械手2夹取硅棒送至热风风干系统6的指定区域，然后隔断防护门B关闭，热风风干系统6开始工作，风干结束后，隔断防护门A打开，取料机械手2夹取硅棒送至硅棒退料机构8上，取料机械手2松开准备返回原始取料位置，同时，硅棒退料机构8将硅棒送到人工取料位且隔断防护门B、隔断防护门C同时打开，取料机械手2返回原始取料位置后，等待下次工作，隔断防护门A、隔断防护门B同时关闭，完成一次工作循环，依次循环。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种硅棒自动清洗设备，其特征是，包括机床底座（10），所述机床底座（10）上设有框架，框架顶部设有桁架（1），所述桁架（1）包括X轴桁架（16）和Z轴桁架（22）；所述Z轴桁架（22）底部设有取料机械手（2），所述框架上还设有三个隔断防护门；三个隔断防护门形成两个空间，其中与取料机械手（2）相邻的空间内设有高压水雾清洗系统（5），另一个空间内设有热风风干系统（6）；所述热风风干系统（6）所在空间的外侧设有退料机构（8）；所述取料机械手（2）下方设有来料输送带（3）；所述来料输送带（3）相邻处设有顶升机构（4）；

所述高压水雾清洗系统（5）包括水箱（42）；所述水箱（42）内设有水泵（54），所述水箱（42）上方两侧分别设有调节支架A （43），所述水箱（42）上方顶部设有调节支架B（45），所述调节支架A（43）与调节支架B（45）之间设有若干个分出水管（53），每个分出水管（53）上设有若干个喷雾头（44）；所述水箱（42）上方还设有主出水管（46）；所述主出水管（46）与水泵（54）相连接，所述主出水管（46）和每个分出水管（53）分别连接；高压水雾清洗系统（5）设在所在空间机床的底部；

所述热风风干系统（6）包括热风机（47），所述热风机（47）外周设有6个支架（48），每两个支架（48）为一组，三组支架（48）上方分别一一对应连接有调节支架C（49）、调节支架D（51）、调节支架E（52）；所述调节支架C（49）与调节支架D（51）、所述调节支架D（51）与调节支架E（52）之间分别设有若干个分气管（55），所述分气管（55）上设有若干个热风喷头（50）；所述热风机（47）上还设有压缩空气入口（59）和空气出口；所述空气出口分别与分气管（55）相连接；

所述取料机械手（2）包括滚轮轴（26）、机械手箱体（28）、伺服电机C（35）、直线导轨A（40）；所述伺服电机C（35）安装在机械手箱体（28）中间隔板的上部，伺服电机C（35）前端设有减速器C（36），减速器C（36）前端连接同步带轮A（37），同步带轮A（37）通过同步带（38）与同步带轮B（39）相连接，所述机械手箱体（28）中间隔板的中间下部设有正反丝杠（31），所述正反丝杠（31）两端分别设有支撑座A（29）、支撑座B（34）；所述同步带轮B（39）设在了支撑座B（34）所在的那一侧，所述正反丝杠（31）两侧分别设有丝杠螺母A（30）和丝杠螺母B（33）；所述丝杠螺母A（30）和丝杠螺母B（33）分别连接有夹爪，两侧的夹爪分别连接有防护罩；所述两侧夹爪底部还分别设有传感器（23）和防掉板（41）；所述机械手箱体（28）两侧设有滚轮轴（26）；所述直线导轨A（40）设有两条，所述两侧的夹爪分别与两条直线导轨A（40）上的滑块相连接；

所述设备还设有机床操作屏（9）；所述三个隔断防护门分别连接有气缸。

2.如权利要求1所述的一种硅棒自动清洗设备，其特征是，所述三个隔断防护门为：隔断防护门A、隔断防护门B、隔断防护门C；隔断防护门A与隔断防护门B之间形成的空间内设有高压水雾清洗系统（5），隔断防护门B与隔断防护门C之间形成的空间内设有热风风干系统（6）；隔断防护门C设置在热风风干系统（6）和退料机构（8）之间。

3.如权利要求2所述的一种硅棒自动清洗设备，其特征是，所述X轴桁架（16）包括X轴滑板（57）、齿轮A（11）、减速器A（12）、伺服电机A（13）、滑动盒（14）、导向轴（15），所述X轴桁架（16）的一侧安装有齿条A（20），齿条A（20）与齿轮A（11）咬合连接，所述伺服电机A（13）前端连接有减速器A（12），减速器A（12）与齿轮A（11）连接，所述齿轮A（11）、滑动盒（14）设置在X轴滑板（57）上，所述导向轴（15）和齿条A（20）设置在X轴桁架（16）上。

4.如权利要求3所述的一种硅棒自动清洗设备，其特征是，所述Z轴桁架（22）包括齿轮B（17）、减速器B（18）、伺服电机B（19）、直线导轨B（56）、齿条B（21）；所述Z轴桁架（22）通过直线导轨B（56）与Z轴滑板（58）相连接，伺服电机B（19）前端设有减速器B（18），所述齿轮B（17）、减速器B（18）、伺服电机B（19）均安装在Z轴滑板（58）上，齿轮B（17）与齿条B（21）咬合连接，并且Z轴滑板（58）安装在X轴滑板（57）上。

5.如权利要求4所述的一种硅棒自动清洗设备，其特征是，所述退料机构（8）外围设有安全防护网（7），所述取料机械手（2）、高压水雾清洗系统（5）、热风风干系统（6）、退料机构（8）、顶升机构（4）分别与PLC系统相连接。