CN115520643A - 一种硅棒检测翻转装置 - Google Patents

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孙超
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Abstract

本发明属于光伏设备技术领域，公开了一种硅棒检测翻转装置。包括升降机构、翻转夹爪机构；翻转夹爪机构与升降机构活动连接且翻转夹爪机构可在升降机构竖直方向上移动；所述升降机构包括主支架，主支架上设有升降直线模组；升降直线模组的活动托盘上固定设有用于连接翻转夹爪机构的模组固定板，升降直线模组顶部设有升降伺服电机；所述翻转夹爪机构包括夹紧模组背板，翻转夹爪机构通过夹紧模组背板固定到升降机构的模组固定板上，夹紧模组背板一端设有推靠组件，另一端设有翻转组件；推靠组件和翻转组件上均设有检测组件。该装置检测翻转功能为一体，可以快速检测出硅棒大小面并自动将硅棒翻转成大面朝下的状态，用于后序进行粘胶。

Description

一种硅棒检测翻转装置
技术领域
本发明属于光伏设备技术领域，本发明涉及一种硅棒检测翻转装置。
背景技术
光伏行业在硅棒进入切片工序之前，需要对硅棒进行粘胶，即将硅棒粘到树脂板上，并将树脂板粘到晶托上，而晶托作为切片机的工装夹具，会在切片时将硅棒稳定的固定在切片机上。由于硅棒在生产时，是拉晶出一根长圆棒，然后通过截断，开方，抛光等一系列机加工序生产出切割用的方硅棒，而截断机在长圆棒截断过程中，受设备精度，加工参数等多方面影响截断后硅棒的两个端面的平整度和平行度都较低，甚至可能达到2mm以上，从而使硅棒在开方完后的4个侧面大小不一。而这有可能产生一些列问题，如果在粘胶时，没有使用最大面进行粘胶，则切片过程中，硅棒两端部分被切掉的硅片可能因为没有粘接好而掉落，掉落到切片机非切割面的线网上的硅片会导致高速运行的金刚线断线，造成设备的停运与硅棒的报废，影响整线产能与经济效益。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，为了解决因无法区分硅棒大小面而导致硅棒在切片时掉片所产生的一系列问题，并完全替代人工，实现硅棒检测翻转一体的自动化。本发明提供一种硅棒检测翻转装置，该装置检测翻转功能为一体，自动化程度高，可以快速检测出硅棒大小面并自动将硅棒翻转成大面朝下的状态，用于后序进行粘胶。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种硅棒检测翻转装置，包括升降机构、翻转夹爪机构；翻转夹爪机构与升降机构活动连接且翻转夹爪机构可在升降机构竖直方向上移动；
所述升降机构包括主支架，主支架上设有升降直线模组；升降直线模组的活动托盘上固定设有用于连接翻转夹爪机构的模组固定板，升降直线模组顶部设有升降伺服电机；
所述翻转夹爪机构包括夹紧模组背板，翻转夹爪机构通过夹紧模组背板固定到升降机构的模组固定板上，夹紧模组背板一端设有推靠组件，另一端设有翻转组件；推靠组件和翻转组件上均设有检测组件。
所述夹紧模组背板的同一面固定了两个升降拖链支架，每个升降拖链支架均与主支架之间设有升降拖链；夹紧模组背板的另一面固定了夹爪直线模组，夹紧模组背板一端的两个侧边各安装有一个夹紧背板加强板，用于加强结构的稳定性，夹紧模组背板另一端的侧边安装有夹紧拖链，夹紧拖链的活动端与夹紧拖链支架连接，夹紧拖链支架连接在夹爪直线模组的活动托盘上，夹爪直线模组一端设有夹紧伺服电机。
所述推靠组件包括推靠端夹爪、推靠端压盘，夹爪直线模组的活动托盘上固定设置推靠端夹爪，推靠端夹爪上固定设置了翻转轴承箱，翻转轴承箱内装有轴承，推靠端压盘将轴穿过轴承并使用锁紧螺母锁紧在轴承两侧，因此推靠端压盘可以在夹紧硅棒的情况下从动旋转，推靠端夹爪表面安设检测组件；检测组件包括检测传感器支架，检测传感器支架设置在推靠端夹爪表面，检测传感器支架在四角分别安装有用于检测硅棒的4个角点距离的激光测距传感器，检测传感器支架的上部还设有电容传感器，电容传感器从推靠端夹爪上的开孔穿出设置，便于安装和调节，所述电容传感器可用于推靠端夹爪检测靠近硅棒并转换夹紧伺服电机的运行模式。
翻转组件包括翻转端夹爪、翻转端压盘，夹紧模组背板在夹爪直线模组尾部的一端安设翻转端夹爪，翻转端夹爪固定设置了翻转轴承箱，翻转轴承箱内装有轴承，翻转端压盘将轴穿过轴承并使用锁紧螺母锁紧在轴承两侧，翻转端夹爪在翻转轴承箱安装面的反面设有翻转伺服电机支架和翻转伺服电机，翻转伺服电机支架上设有翻转减速机，翻转减速机的一端与翻转伺服电机固定并锁紧在一起，另一端减速机孔内插设了翻转端压盘伸出的轴，从而使翻转端压盘可以在夹紧硅棒的情况下主动旋转。翻转端夹爪表面安设检测组件；检测组件包括检测传感器支架，检测传感器支架设置在翻转端夹爪表面，检测传感器支架在四角分别安装有用于检测硅棒的4个角点距离的激光测距传感器，检测传感器支架的上部还设有电容传感器，电容传感器从翻转端夹爪上的开孔穿出设置，便于安装和调节，所述电容传感器可用于翻转端夹爪检测靠近硅棒并转换翻转伺服电机的运行模式。
由此便构成了可主动回转的翻转端夹爪及翻转端压盘，以及可主动推靠并从动回转的推靠端夹爪及推靠端压盘，使得硅棒在推靠夹紧后可以迅速翻转，同时，这两套夹爪上都安装了激光测距传感器，可以实现短距离内的快速精准测量。
进一步的，主支架底部设有地脚，4个地脚通过化学螺栓固定到地面并与主支架通过螺纹连接；
进一步的，升降伺服电机则通过螺钉固定在升降直线模组上；其电机转轴则通过升降直线模组的联轴器与升降直线模组的丝杠锁紧在一起，此结构用于翻转夹爪机构的整体升降。
进一步的，夹紧伺服电机固定在夹紧减速机上，夹紧减速机通过螺钉固定在夹爪直线模组上，其减速机转轴则通过夹爪直线模组的联轴器与夹爪直线模组的丝杠锁紧在一起。
装置还设有PLC控制系统，所述升降直线模组、升降伺服电机、夹爪直线模组、夹紧伺服电机、翻转伺服电机、激光测距传感器、电容传感器分别与PLC系统连接。且上述部件不限制任一型号，实现其具体工作功能即可。
升降机构，用于带动翻转夹爪机构升降。由于硅棒是经过料道的顶升对中机构(不在本申请装置内，是行业件，不限制型号实现顶升对中功能即可)对中后才使用翻转夹爪机构进行抓取，在硅棒在料道上正常输送时，整个翻转夹爪机构需要上升进行避让，且只有上升后才能使硅棒在翻转过程中的翻转直径(对角线)不会与料道的顶升对中机构产生干涉，通过升降机构解决该问题。
翻转夹爪机构，用于夹紧并检测硅棒四边长度，通过算法确认硅棒大小面后，再将硅棒翻转至大面朝下的状态并松开夹爪。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
本发明提供一种硅棒检测翻转装置，兼具硅棒的检测与翻转工序，并实现了完全自动化，与现有技术相比具有以下优点：
1.可以完全替代人工检测，减少人力成本，增加结果可靠性。
2.结构稳定、紧凑，占地较小，具有成本优势。
3.由于将检测集成在翻转动作中，不仅能减少一个工位，而且不额外增加工序时间，具有经济效益并有效提升产能；
4.由于在夹紧后才采集激光测距传感器的数据，此时传感器距离硅棒很近，因此可以选择测距短但精度高的激光测距传感器，测量结果稳定准确；
5.本发明提供一种硅棒检测翻转装置可以直接集成到硅棒输送线上，应用简单，适用于光伏的多种生产自动线。
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是本发明一种硅棒检测翻转装置示意图。
图2是本发明中升降机构的示意图。
图3是本发明中翻转夹爪机构的示意图A。
图4是本发明中翻转夹爪机构的示意图B。
图中1.升降机构，2.翻转夹爪机构，101.主支架，102.模组固定板，103.地脚，104.升降直线模组，105.升降伺服电机，201.夹紧模组背板，202.夹紧背板加强板，203.翻转端夹爪，204.推靠端夹爪，205.翻转端压盘，206.推靠端压盘，207.翻转轴承箱，208.翻转伺服电机支架，209.夹紧拖链支架，210.升降拖链支架，211.夹爪直线模组，212.夹紧减速机，213.翻转减速机，214.夹紧伺服电机，215.翻转伺服电机，216.轴承，217.锁紧螺母，218.升降拖链，219.夹紧拖链，220.检测传感器支架，221.激光测距传感器，222.电容传感器。
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。实施例中涉及的与PLC控制系统连接的升降直线模组、升降伺服电机、夹爪直线模组、夹紧伺服电机、翻转伺服电机、激光测距传感器、电容传感器均不限制任一型号，实现其具体工作功能即可。
实施例1
一种硅棒检测翻转装置，如图1-图4所示，包括升降机构1、翻转夹爪机构2；翻转夹爪机构2与升降机构1活动连接且翻转夹爪机构2可在升降机1构竖直方向上移动；
所述升降机构1包括主支架101，主支架101上设有升降直线模组104；升降直线模组104的活动托盘上固定设有用于连接翻转夹爪机构2的模组固定板102，升降直线模组104顶部设有升降伺服电机105；
所述翻转夹爪机构2包括夹紧模组背板201，翻转夹爪机构2通过夹紧模组背板201固定到升降机构1的模组固定板102上，夹紧模组背板201一端设有推靠组件，另一端设有翻转组件；推靠组件和翻转组件上均设有检测组件。
所述夹紧模组背板201的同一面固定了两个升降拖链支架210，每个升降拖链支架210均与主支架101之间设有升降拖链218；夹紧模组背板201的另一面固定了夹爪直线模组211，夹紧模组背板201一端的两个侧边各安装有一个夹紧背板加强板202，用于加强结构的稳定性，夹紧模组背板201另一端的侧边安装有夹紧拖链219，夹紧拖链210的活动端与夹紧拖链支架209连接，夹紧拖链支架209连接在夹爪直线模组211的活动托盘上，夹爪直线模组211一端设有夹紧伺服电机214。
所述推靠组件包括推靠端夹爪204、推靠端压盘206，夹爪直线模组211的活动托盘上固定设置推靠端夹爪204，推靠端夹爪204上固定设置了翻转轴承箱207，翻转轴承箱207内装有轴承216，推靠端压盘206将轴穿过轴承216并使用锁紧螺母217锁紧在轴承216两侧，因此推靠端压盘206可以在夹紧硅棒的情况下从动旋转，推靠端夹爪204表面安设检测组件；检测组件包括检测传感器支架220，检测传感器支架220设置在推靠端夹爪204表面，检测传感器支架220在四角分别安装有用于检测硅棒的4个角点距离的激光测距传感器221，检测传感器支架220的上部还设有电容传感器222，电容传感器222从推靠端夹爪204上的开孔穿出设置，便于安装和调节，所述电容传感器222可用于推靠端夹爪204检测靠近硅棒并转换夹紧伺服电机214的运行模式。
翻转组件包括翻转端夹爪203、翻转端压盘205，夹紧模组背板201在夹爪直线模组211尾部的一端安设翻转端夹爪203，翻转端夹爪203固定设置了翻转轴承箱207，翻转轴承箱207内装有轴承216，翻转端压盘205将轴穿过轴承216并使用锁紧螺母217锁紧在轴承216两侧，翻转端夹爪203在翻转轴承箱207安装面的反面设有翻转伺服电机支架208和翻转伺服电机215，翻转伺服电机支架208上设有翻转减速机213，翻转减速机213的一端与翻转伺服电机215固定并锁紧在一起，另一端减速机孔内插设了翻转端压盘205伸出的轴，从而使翻转端压盘205可以在夹紧硅棒的情况下主动旋转。翻转端夹爪203表面安设检测组件；检测组件包括检测传感器支架220，检测传感器支架220设置在翻转端夹爪203表面，检测传感器支架220在四角分别安装有用于检测硅棒的4个角点距离的激光测距传感器221，检测传感器支架220的上部还设有电容传感器222，电容传感器222从翻转端夹爪203上的开孔穿出设置，便于安装和调节，所述电容传感器222可用于翻转端夹爪203检测靠近硅棒并转换翻转伺服电机215的运行模式。
由此便构成了可主动回转的翻转端夹爪203及翻转端压盘205，以及可主动推靠并从动回转的推靠端夹爪204及推靠端压盘206，使得硅棒在推靠夹紧后可以迅速翻转，同时，这两套夹爪上都安装了激光测距传感器221，可以实现短距离内的快速精准测量。
主支架101底部设有地脚103，4个地脚103通过化学螺栓固定到地面并与主支架101通过螺纹连接；
升降伺服电机105则通过螺钉固定在升降直线模组104上；其电机转轴则通过升降直线模组104的联轴器与升降直线模组104的丝杠锁紧在一起，此结构用于翻转夹爪机构2的整体升降。
夹紧伺服电机214固定在夹紧减速机212上，夹紧减速机212通过螺钉固定在夹爪直线模组211上，其减速机转轴则通过夹爪直线模组211的联轴器与夹爪直线模组211的丝杠锁紧在一起。
装置还设有PLC控制系统，所述升降直线模组104、升降伺服电机105、夹爪直线模组211、夹紧伺服电机214、翻转伺服电机215、激光测距传感器221、电容传感器222分别与PLC系统连接。且上述部件不限制任一型号，实现其具体工作功能即可。
上述装置使用方法和动作流程如下：工作对象的硅棒的初始状态为经过料道的顶升对中机构(现有其他工序设备)对中后平稳的静置在顶升平台上，首先翻转夹爪机构2的推靠端夹爪204会快速靠近物料直至电容传感器222触发，随后慢速推靠物料到翻转端夹爪203，之后夹紧伺服电机214会启动扭矩模式夹紧硅棒，并使用上述两个夹爪上安装的8个激光测距传感器221采集的距离数据L固定i与L推靠i(i＝1～4)，结合翻转伺服电机215编码器反馈出的推靠端夹爪204当前相对位置S，即可推算出硅棒4条边的位置L固定i(此数据用于后续工序)与长度Ki＝S-L固定i-L推靠i，由此最大面定义可为Max{(K1+K2),(K2+K3),(K3+K4),(K4+K1)}。在确认完最大面之后，升降直线模组104带动整个翻转夹爪机构2上升，翻转伺服电机215带动翻转端夹爪203上的翻转端压盘205旋转至最大面朝下，然后放下硅棒并松开夹爪，最后翻转夹爪机构2会再次上升对料道上正常输送的硅棒进行避让。
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 (7)

1.一种硅棒检测翻转装置，其特征是，包括升降机构(1)、翻转夹爪机构(2)；翻转夹爪机构(2)与升降机构(1)活动连接且翻转夹爪机构(2)可在升降机(1)构竖直方向上移动；
所述升降机构(1)包括主支架(101)，主支架(101)上设有升降直线模组(104)；升降直线模组(104)的活动托盘上固定设有用于连接翻转夹爪机构(2)的模组固定板(102)，升降直线模组(104)顶部设有升降伺服电机(105)；
所述翻转夹爪机构(2)包括夹紧模组背板(201)，翻转夹爪机构(2)通过夹紧模组背板(201)固定到升降机构(1)的模组固定板(102)上，夹紧模组背板(201)一端设有推靠组件，另一端设有翻转组件；推靠组件和翻转组件上均设有检测组件。
2.如权利要求1所述的一种硅棒检测翻转装置，其特征是，所述夹紧模组背板(201)的同一面固定了两个升降拖链支架(210)，每个升降拖链支架(210)均与主支架(101)之间设有升降拖链(218)；夹紧模组背板(201)的另一面固定了夹爪直线模组(211)，夹紧模组背板(201)一端的两个侧边各安装有一个夹紧背板加强板(202)，用于加强结构的稳定性，夹紧模组背板(201)另一端的侧边安装有夹紧拖链(219)，夹紧拖链(210)的活动端与夹紧拖链支架(209)连接，夹紧拖链支架(209)连接在夹爪直线模组(211)的活动托盘上，夹爪直线模组(211)一端设有夹紧伺服电机(214)。
3.如权利要求2所述的一种硅棒检测翻转装置，其特征是，所述推靠组件包括推靠端夹爪(204)、推靠端压盘(206)，夹爪直线模组(211)的活动托盘上固定设置推靠端夹爪(204)，推靠端夹爪(204)上固定设置了翻转轴承箱(207)，翻转轴承箱(207)内装有轴承(216)，推靠端压盘(206)将轴穿过轴承(216)并使用锁紧螺母(217)锁紧在轴承(216)两侧，推靠端夹爪(204)表面安设检测组件；检测组件包括检测传感器支架(220)，检测传感器支架(220)设置在推靠端夹爪(204)表面，检测传感器支架(220)在四角分别安装有用于检测硅棒的4个角点距离的激光测距传感器(221)，检测传感器支架(220)的上部还设有电容传感器(222)，电容传感器(222)从推靠端夹爪(204)上的开孔穿出设置。
4.如权利要求3所述的一种硅棒检测翻转装置，其特征是，翻转组件包括翻转端夹爪(203)、翻转端压盘(205)，夹紧模组背板(201)在夹爪直线模组(211)尾部的一端安设翻转端夹爪(203)，翻转端夹爪(203)固定设置了翻转轴承箱(207)，翻转轴承箱(207)内装有轴承(216)，翻转端压盘(205)将轴穿过轴承(216)并使用锁紧螺母(217)锁紧在轴承(216)两侧，翻转端夹爪(203)在翻转轴承箱(207)安装面的反面设有翻转伺服电机支架(208)和翻转伺服电机(215)，翻转伺服电机支架(208)上设有翻转减速机(213)，翻转减速机(213)的一端与翻转伺服电机(215)固定并锁紧在一起，另一端减速机孔内插设了翻转端压盘(205)伸出的轴，翻转端夹爪(203)表面安设检测组件；检测组件包括检测传感器支架(220)，检测传感器支架(220)设置在翻转端夹爪(203)表面，检测传感器支架(220)在四角分别安装有用于检测硅棒的4个角点距离的激光测距传感器(221)，检测传感器支架(220)的上部还设有电容传感器(222)，电容传感器(222)从翻转端夹爪(203)上的开孔穿出设置。
5.如权利要求4所述的一种硅棒检测翻转装置，其特征是，主支架(101)底部设有地脚(103)，4个地脚(103)通过化学螺栓固定到地面并与主支架(101)通过螺纹连接。
6.如权利要求5所述的一种硅棒检测翻转装置，其特征是，升降伺服电机(105)则通过螺钉固定在升降直线模组(104)上；其电机转轴则通过升降直线模组(104)的联轴器与升降直线模组(104)的丝杠锁紧在一起。
7.如权利要求6所述的一种硅棒检测翻转装置，其特征是，夹紧伺服电机(214)固定在夹紧减速机(212)上，夹紧减速机(212)通过螺钉固定在夹爪直线模组(211)上，其减速机转轴则通过夹爪直线模组(211)的联轴器与夹爪直线模组(211)的丝杠锁紧在一起。
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CN117508803A (zh) * 2024-01-08 2024-02-06 天津环博科技有限责任公司 一种硅片包装机
CN117508803B (zh) * 2024-01-08 2024-04-05 天津环博科技有限责任公司 一种硅片包装机

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