CN113061874B - 一种石墨舟卡点自动装卸装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石墨舟卡点自动装卸装置，包括机架，机架上设置有卡点上料机构、卡点装卸机构、舟叶中转机构和卡点压实机构；卡点上料机构包括第一升降机、第一顶板、第一工作台和第一移动架，第一工作台下方固定安装有定位板，定位板上设置有若干安装孔，第一顶板上安装有第一顶杆，第一顶杆一端贯穿安装孔设置，第一工作台上插入有若干卡点套管，第一工作台上还设置有若干定位销，定位销设置于卡点套管的一侧，第一移动架上设置有第一下压电缸，第一下压电缸下方连接有第一压板，第一压板上设置有若干电磁铁，卡点套管设置有容置通道，第一顶杆活动设置于容置通道内；卡点套管上部设置有安装位，安装位内设置有卡点套，卡点套用于安装卡点。

Description

一种石墨舟卡点自动装卸装置

技术领域

本发明涉及太阳能电池制造领域，具体涉及一种石墨舟卡点自动装卸装置。

背景技术

在太阳能电池片的生产制造中会用到一种工艺设备—石墨舟。石墨舟作为太阳能电池片制备工艺中对硅片镀膜时所使用的一种载体，其结构和大小直接影响硅片镀膜后的颜色及转换效率，其工作原理是：将未镀膜的硅片插在石墨舟的工艺点上，每个石墨舟片上可放固定数量的硅片，然后将石墨舟放置在镀膜设备的腔体内进行镀膜，镀膜结束后，取出石墨舟，将硅片从石墨舟片的工艺点上取下来。石墨舟片上的工艺点作为支点为硅片提供了支点支撑和卡紧硅片的作用，但当石墨舟使用一段时间后，工艺点会逐渐磨损，为保证生产效率需要将上述已经磨损的工艺点更换为新的工艺点，这时就需要把旧的工艺点拆卸，再安装新的工艺点，而这种对工艺点的拆装是一件要求精度高又极其繁琐的工序。目前该工序的完成全部是仅依靠人工完成的，而人工更换一个石墨舟的石墨舟片上的全部工艺点大约需要4小时，人工更换劳动强度极大。

我司之前公开了石墨舟卡点自动装卸装置(CN202010841443.9)的专利，包括石墨舟片和卡点模板；石墨舟片上设有卡点孔，卡点模板对应卡点孔设有卡点套；还包括机架主体、移动架、抓取模组、压杆模组和顶杆模组；所述机架主体上端固定安装有移动架，所述机架主体对应所述移动架设有装点工位和卸点工位；所述顶杆模组设置于机架主体内部，对应装点工位设置；所述移动架对应所述装点工位和卸点工位设有滑动连接的移动框架；所述抓取模块固定连接于移动框架上端，所述压杆模组固定连接于移动框架下端；所述机架主体还包括石墨片待装卸卡点位、已装卡点石墨片位、卡点模板位和空卡点模板位；所述机架主体的底部分别对应所述石墨片待装卸卡点位、已装卡点石墨片位、卡点模板位和空卡点模板位设有升降调节装置。基本解决了石墨舟卡点自动装卸的问题，但是在安装过程中其定位方式和抓取方式的缺陷会产生安装误差，同时可能破坏石墨舟叶，影响质量。

专利CN202010296747.1公开了一种石墨舟卡点自动更换机，底座、上围栏、震动盘供料装置、真空吸盘送料装置、气动压料装置、送料传动装置、压料传动装置、固定导向台、定位锁紧装置、移动送料台、限深装置以及电控装置。在使用时首先将待更换卡点的石墨舟放置在移动送料台上，然后送到固定导向台正下方，利用定位锁紧装置，使石墨舟上的卡点与固定导向台上的孔位对正，压料传动装置带动气动压料装置依次将石墨舟上的若干旧卡点卸载下，然后震动盘供料装置将一组新卡点送到指定位置，真空吸盘送料装置在送料传动装置的带动下，依次将每一组的新卡点放入到固定导向台的送料孔内，并自行滑落到石墨舟待安装新卡点的孔位上。气动压料装置再将这些新卡点压入石墨舟。包括卡点的拆旧和换新的结构，但是其并未具体对其结构进行描述，使用现有的设备无法保证其精度，同时其效率不高。

发明内容

为解决现有技术中的技术问题，本发明公开了一种石墨舟卡点自动装卸装置，以解决石墨舟卡点装卸过程中精度低、自动化程度低、效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石墨舟卡点自动装卸装置，包括机架，所述机架上设置有卡点上料机构、卡点装卸机构、舟叶中转机构和卡点压实机构；所述卡点上料机构包括设置于机架底部的第一升降机、与第一升降机相连的第一顶板、安装在机架上的第一工作台和设置于机架上的第一移动架，所述第一工作台下方固定安装有定位板，定位板上设置有若干安装孔，所述第一顶板上安装有第一顶杆，所述第一顶杆一端贯穿安装孔设置，所述第一工作台上插入有若干卡点套管，所述第一工作台上还设置有若干定位销，所述定位销设置于卡点套管的一侧，所述第一移动架上设置有第一下压电缸，所述第一下压电缸下方连接有第一压板，所述第一压板上设置有若干电磁铁，所述卡点套管设置有容置通道，所述第一顶杆活动设置于容置通道内；所述卡点套管上部设置有安装位，所述安装位内设置有卡点套，所述卡点套用于安装卡点。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述卡点装卸机构包括设置于机架底部的上顶电缸、与上顶电缸相连的第二顶板、安装在机架上的第二工作台和设置于机架顶部的第二移动架，所述第二顶板上安装有顶杆组件，所述第二移动架下部通过第二下压电缸安装有第二压板，所述第二压板上设置有压头组件，所述顶杆组件上端设置有安装板，所述安装板上方设置有导向板，所述导向板通过步进电机活动设置于安装板上，所述导向板上安装有导向块，所述安装板上设置有接头，所述导向块和接头拼接形成出料通道；所述压头组件包括安装在第二压板上的调节套、安装在调节套内的压杆和设置于压杆外的套杆，所述压杆一端通过圆螺母安装在调节套的上部，并用紧定螺钉固定，所述套杆的一端活动设置于调节套内，另一端设置有固定螺母，所述套杆外套设有外弹簧，所述外弹簧支承于调节套和固定螺母之间；所述舟叶中转机构包括设置于机架底部的第二升降机和第三升降机，所述第二升降机和第三升降机上方均设置有小车，所述小车上设置有定位杆，所述定位杆上套设有托板，所述定位杆上套设有石墨舟叶，所述石墨舟叶上设置有容置定位杆的陶瓷管。

所述卡点压实机构包括设置于机架上的第三移动架和第三工作台，所述第三移动架通过第三下压电缸设置有压盘，所述压盘上设置有导向杆、压实板和第一真空吸盘。

所述第一移动架、第二移动架和第三移动架通过导轨副滑动安装在机架上，所述第一移动架通过第一丝杠驱动，所述第二移动架通过第二丝杠驱动，所述第三移动架通过第三丝杠驱动。

所述机架分为五个工位，所述第二丝杠设置于五个工位内，所述第一丝杠和第三丝杠分别设置于两个工位内。

所述顶杆组件包括固定安装在安装板上的直线轴承、固定于第二顶板上的活塞套，所述活塞套通过内弹簧和第二锁紧块安装有第二顶杆。

所述第二压板上还设置有第二真空吸盘。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提出的一种石墨舟卡点自动装卸装置，本发明通过卡点上料机构、卡点装卸机构、舟叶中转机构和卡点压实机构的配合工作，首先对卡点进行上料，通过卡点套管实现了卡点的抓取和定位，能将卡点方便地装入卡点套中，采用第一升降机和第一下压电缸的协同工作，可以同时对一片舟叶上的卡点进行安装，整个工作流程，效率高，加工质量好。卡点装卸机构自动对舟叶上的旧卡点进行拆除，然后对新卡点进行安装，采用导向杆进行定位，避免了安装过程中的定位误差。增设卡点压实机构将卡点分二次压到位，其可靠性有了充分保证。

整个装置工作运行协调，自动化程度高，导向杆、定位杆和定位销对石墨舟叶移动过程进行定位，保证了加工过程的位置定位，同时采用真空吸盘进行抓取，相对于传统抓手，便于定位同时不会对石墨舟叶造成破坏，解决了传统加工方式石墨舟叶装配时间长，效率低的问题。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明整体俯视结构示意图；

图3为本发明卡点上料机构整体结构示意图；

图4为本发明卡点上料机构局部结构示意图；

图5为本发明卡点上料机构工作示意图；

图6为本发明卡点装卸机构整体结构示意图；

图7为本发明卡点装卸机构局部结构示意图；

图8为本发明卡点装卸机构旧卡点拆卸工作示意图；

图9为本发明卡点装卸机构新卡点安装工作示意图；

图10为图1中A处放大图。

图1中a、b、c、d、e，分别对应工位一、工位二、工位三、工位四、工位五。

附图标记：1、机架；2、卡点上料机构；3、卡点装卸机构；4、舟叶中转机构；5、卡点压实机构；6、卡点套；7、卡点；8、石墨舟叶；9、陶瓷管；10、导轨副；23、卡点套管；24、第一压板；25、第二紧定螺丝；26、第一锁紧块；27、磁铁安装套；28、电磁铁；29、橡胶垫；31、压头组件；32、第二压板；35、第二工作台；36、导向块；37、导向板；38、安装板；39、接头；48、托板；49、小车；51、第三移动架；52、第三工作台；53、压盘；54、导向杆；55、压实板；56、第一真空吸盘；111、第一丝杠；112、第二丝杠；113、第三丝杠；210、第一工作台；211、定位销；212、定位板；213、第一顶杆；216、第一顶板；220、第一升降机；221、第一移动架；222、第一下压电缸；310、压杆；311、圆螺母；312、调节套；313、外弹簧；314、固定螺母；315、套杆；316、紧定螺钉；317、第二顶杆；318、第二锁紧块；319、内弹簧；320、活塞套；321、直线轴承；323、第二顶板；326、第二下压电缸；327、第二移动架；328、上顶电缸；329、第二真空吸盘；330、步进电机；410、第二升降机；411、第三升降机；412、定位杆；511、第三下压电缸。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的描述中，需要理解的是，术语中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了方便描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，本发明中各实施例的技术方案可进行组合，实施例中的技术特征亦可进行组合形成新的技术方案。

如图1至图5所示，本实施例的石墨舟卡点自动装卸装置，包括机架1，机架1上设置有卡点上料机构2、卡点装卸机构3、舟叶中转机构4和卡点压实机构5；卡点上料机构2包括设置于机架1底部的第一升降机220、与第一升降机220相连的第一顶板216、安装在机架1上的第一工作台210和设置于机架1上的第一移动架221，第一工作台210下方固定安装有定位板212，定位板212上设置有若干安装孔，第一顶板216上安装有第一顶杆213，第一顶杆213一端贯穿安装孔设置，第一工作台210上插入有若干卡点套管23，第一工作台210上还设置有若干定位销211，定位销211设置于卡点套管23的一侧，第一移动架221上设置有第一下压电缸222，第一下压电缸222下方连接有第一压板24，第一压板24上设置有若干电磁铁28，电磁铁28通过第一锁紧块26和橡胶垫29用第二紧定螺丝25固定在磁铁安装套27中，磁铁安装套27装配在第一压板24上。卡点套管23设置有容置通道，第一顶杆213活动设置于容置通道内；卡点套管23上部设置有安装位，安装位内设置有卡点套6，卡点套6用于安装卡点7。卡点套管23内安装有多个卡点7，卡点上料机构2的作用在于将卡点7安装在卡点套6，为下一道工序做准备。具体工作过程如下：

首先将24支装好卡点的卡点套管23对应插入第一工作台210中，然后将24个卡点套6分别装入卡点套管23上方的开口孔中，第一下压电缸222驱动第一压板24向下运动，与此同时第一压板24上的电磁铁28向下压住卡点套6，第一升降机220向上运动，带动第一顶板216及安装在上面的第一顶杆213，第一顶杆213碰到装在卡点套管23中最下层的卡点后带动整管卡点7向上移动，最上层的卡点7进入到卡点套6中，卡点套6一次只能装一个卡点7，所以从下往上顶入的卡点7只能停在卡点套6的下方，这样还需将卡点7移动到卡点套6的上方，在这个状态下才能进入下一工序。为此，在第一工作台210上装有24个定位销211，与卡点套管23位置一一对应。在卡点7进入卡点套6的指定位置后，电磁铁28通电将卡点套6吸住，第一下压电缸222驱动第一压板24往上运动，卡点套6脱离卡点套管23后，第一压板24在第一丝杠111的驱动下移动，在到达电磁铁28与定位销211一一对应的位置后，第一压板24向下运动，电磁铁28吸住的卡点套6套入定位销211中，定位销211就将卡点7从下方顶到了卡点套6的上方。

如图6至图9所示，卡点装卸机构3包括设置于机架1底部的上顶电缸328、与上顶电缸328相连的第二顶板323、安装在机架1上的第二工作台35和设置于机架1顶部的第二移动架327，第二顶板323上安装有顶杆组件，第二移动架327下部通过第二下压电缸326安装有第二压板32，第二压板32上设置有压头组件31，顶杆组件上端设置有安装板38，安装板38上方设置有导向板37，导向板37通过步进电机330活动设置于安装板38上，导向板37上安装有导向块36，安装板38上设置有接头39，导向块36和接头39拼接形成出料通道；压头组件31包括安装在第二压板32上的调节套312、安装在调节套312内的压杆310和设置于压杆310外的套杆315，压杆310一端通过圆螺母311安装在调节套312的上部，并用紧定螺钉316固定，套杆315的一端活动设置于调节套312内，另一端设置有固定螺母314，套杆315外套设有外弹簧313，外弹簧313支承于调节套312和固定螺母314之间；舟叶中转机构4包括设置于机架1底部的第二升降机410和第三升降机411，第二升降机410和第三升降机411上方均设置有小车49，小车49上设置有定位杆412，定位杆412上套设有托板48，定位杆412上套设有石墨舟叶8，石墨舟叶8上设置有容置定位杆412的陶瓷管9。卡点装卸机构3的作用是将石墨舟叶8上的旧卡点拆卸，然后安装新卡点，具体工作过程如下：

当石墨舟叶8在第二工作台35上就位后，第二压板32带动压头组件31往下运动，压头组件31上的第二压杆310碰到装在石墨舟叶8上的旧卡点时，继续往下将旧卡点压入第二工作台35的对应孔中，第二工作台35下面装有导向块36，旧卡点通过导向块36的斜孔落入导向板37对应孔中，掉在安装板38之上，然后第二压板32带动压头组件31往上回位，导向板37向右移动一个工位距离，拖动旧卡点同时移动，当导向板37上的孔与接头39孔对齐后，旧卡点就落入接头39中，再通过软管导入接料钵中，这样就完成了旧卡点的卸除。

在旧卡点卸除后，之后进行新卡点的安装。安装板38下面装有直线轴承321，第二顶杆317在第二顶板323的带动下在直线轴承321中作向上运动，第二顶杆317穿过第二工作台35和石墨舟叶8将其孔位固定，根据石墨舟叶8上24个孔存在的位置误差，第二顶杆317能够实现自动微调，使得第二顶杆317都能从石墨舟叶8的孔中伸出并保证一定的配合精度。在以上过程完成后，就要将装有新卡点的卡点套6套入第二顶杆317中，卡点套6和第二顶杆317之间也存在配合精度要求。压头组件31在第二压板32的带动下向下运动，第二压杆310在碰到新卡点后，固定螺母314也压住了卡点套6，通过外弹簧313的缓冲可以将石墨舟叶8在第二工作台35上压平，有效消除石墨舟叶8变形的误差。在此基础上，第二压杆310继续向下压，第二顶杆317从下方顶住新卡点，在第二顶杆317、内弹簧319和第二压杆310的作用下可以使得新卡点可以缓缓平稳地进入石墨舟叶8的对应孔中，很好地完成新卡点的装入。

如图10所示，卡点压实机构5包括设置于机架1上的第三移动架51和第三工作台52，第三移动架51通过第三下压电缸511设置有压盘53，压盘53上设置有导向杆54、压实板55和第一真空吸盘56。导向杆54插入石墨舟叶8的陶瓷管9内，以实现定位，第二压板32上也设置有用于定位的导向杆54。

第一移动架221、第二移动架327和第三移动架51通过导轨副10滑动安装在机架1上，第一移动架221通过第一丝杠111驱动，第二移动架327通过第二丝杠112驱动，第三移动架51通过第三丝杠113驱动。

机架1分为五个工位，第二丝杠112设置于五个工位内，第一丝杠111和第三丝杠113分别设置于两个工位内。

顶杆机构包括固定安装在安装板38上的直线轴承321、固定于第二顶板323上的活塞套320，活塞套320通过内弹簧319和第二锁紧块318安装有第二顶杆317。

第二压板32上还设置有第二真空吸盘329。

本发明的整体工作过程如下：

第二移动架327移动到工位三将石墨舟叶8通过第二真空吸盘329吸起然后将其移动到工位二放到第二工作台35上，先去掉旧卡点；工位一的卡点上料机构2同时将卡点7装入卡点套6中；第二移动架327移到工位三，第一移动架221的电磁铁28吸住卡点套6移动到工位二将卡点套6放入对应的第二顶杆317中；第二移动架327上的第二压板32下压将卡点7压入石墨舟叶8中(没有完全到位)；第二移动架327回到工位三，第一移动架221移动到工位二吸住卡点套7回到工位一将卡点套7放回卡点套管23上，第二移动架327再移动到工位二；第二移动架327吸住石墨舟叶8移动到工位四，再回到工位三进行下一个循环；第三移动架51移动到工位四将石墨舟叶8吸住移动到工位五，通过卡点压实机构5将24个卡点压到位；第三移动架51吸住石墨舟叶8移动到工位四，完成一个循环周期。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种石墨舟卡点自动装卸装置，包括机架(1)，其特征在于：所述机架(1)上设置有卡点上料机构(2)、卡点装卸机构(3)、舟叶中转机构(4)和卡点压实机构(5)；所述卡点上料机构(2)包括设置于机架(1)底部的第一升降机(220)、与第一升降机(220)相连的第一顶板(216)、安装在机架(1)上的第一工作台(210)和设置于机架(1)上的第一移动架(221)，所述第一工作台(210)下方固定安装有定位板(212)，定位板(212)上设置有若干安装孔，所述第一顶板(216)上安装有第一顶杆(213)，所述第一顶杆(213)一端贯穿安装孔设置，所述第一工作台(210)上插入有若干卡点套管(23)，所述第一工作台(210)上还设置有若干定位销(211)，所述定位销(211)设置于卡点套管(23)的一侧，所述第一移动架(221)上设置有第一下压电缸(222)，所述第一下压电缸(222)下方连接有第一压板(24)，所述第一压板(24)上设置有若干电磁铁(28)，所述卡点套管(23)设置有容置通道，所述第一顶杆(213)活动设置于容置通道内；所述卡点套管(23)上部设置有安装位，所述安装位内设置有卡点套(6)，所述卡点套(6)用于安装卡点(7)；

所述卡点装卸机构(3)包括设置于机架(1)底部的上顶电缸(328)、与上顶电缸(328)相连的第二顶板(323)、安装在机架(1)上的第二工作台(35)和设置于机架(1)顶部的第二移动架(327)，所述第二顶板(323)上安装有顶杆组件，所述第二移动架(327)下部通过第二下压电缸(326)安装有第二压板(32)，所述第二压板(32)上设置有第二真空吸盘(329)，所述顶杆组件包括固定安装在安装板(38)上的直线轴承(321)、固定于第二顶板(323)上的活塞套(320)，所述活塞套(320)通过内弹簧(319)和第二锁紧块(318)安装有第二顶杆(317)；

所述舟叶中转机构(4)包括设置于机架(1)底部的第二升降机(410)和第三升降机(411)，所述第二升降机(410)和第三升降机(411)上方均设置有小车(49)，所述小车(49)上设置有定位杆(412)，所述定位杆(412)上套设有托板(48)，所述定位杆(412)上套设有石墨舟叶(8)，所述石墨舟叶(8)上设置有容置定位杆(412)的陶瓷管(9)；

所述卡点压实机构(5)包括设置于机架(1)上的第三移动架(51)和第三工作台(52)，所述机架(1)分为五个工位；五个工位分别为工位一、工位二、工位三、工位四和工位五；

自动装卸装置的整体工作过程包括：

第二移动架(327)移动到工位三将石墨舟叶(8)通过第二真空吸盘(329)吸起，然后将其移动到工位二放到第二工作台(35)上，先去掉旧卡点；工位一的卡点上料机构(2)同时将卡点(7)装入卡点套(6)中；第二移动架(327)移到工位三，第一移动架(221)的电磁铁(28)吸住卡点套(6)移动到工位二将卡点套(6)放入对应的第二顶杆(317)中；第二移动架(327)上的第二压板(32)下压将卡点(7)压入石墨舟叶(8)中；第二移动架(327)回到工位三，第一移动架(221)移动到工位二吸住卡点套(6 )回到工位一将卡点套(6 )放回卡点套管(23)上，第二移动架(327)再移动到工位二；第二移动架(327)吸住石墨舟叶(8)移动到工位四，再回到工位三进行下一个循环；

第三移动架(51)移动到工位四，将石墨舟叶(8)吸住移动到工位五，通过卡点压实机构(5)将24个卡点压到位；第三移动架(51)吸住石墨舟叶(8)移动到工位四，完成一个循环周期。

2.根据权利要求1所述的石墨舟卡点自动装卸装置，其特征在于：所述第二压板(32)上设置有压头组件(31)，所述安装板(38)上方设置有导向板(37)，所述导向板(37)通过步进电机(330)活动设置于安装板(38)上，所述导向板(37)上安装有导向块(36)，所述安装板(38)上设置有接头(39)，所述导向块(36)和接头(39)拼接形成出料通道；所述压头组件(31)包括安装在第二压板(32)上的调节套(312)、安装在调节套(312)内的压杆(310)和设置于压杆(310)外的套杆(315)，所述压杆(310)一端通过圆螺母(311)安装在调节套(312)的上部，并用紧定螺钉(316)固定，所述套杆(315)的一端活动设置于调节套(312)内，另一端设置有固定螺母(314)，所述套杆(315)外套设有外弹簧(313)，所述外弹簧(313)支承于调节套(312)和固定螺母(314)之间。

3.根据权利要求2所述的石墨舟卡点自动装卸装置，其特征在于：所述第三移动架(51)通过第三下压电缸(511)设置有压盘(53)，所述压盘(53)上设置有导向杆(54)、压实板(55)和第一真空吸盘(56)。

4.根据权利要求3所述的石墨舟卡点自动装卸装置，其特征在于：所述第一移动架(221)、第二移动架(327)和第三移动架(51)通过导轨副(10)滑动安装在机架(1)上，所述第一移动架(221)通过第一丝杠(111)驱动，所述第二移动架(327)通过第二丝杠(112)驱动，所述第三移动架(51)通过第三丝杠(113)驱动。

5.根据权利要求4所述的石墨舟卡点自动装卸装置，其特征在于：所述第二丝杠(112)设置于五个工位内，所述第一丝杠(111)和第三丝杠(113)分别设置于两个工位内。

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