CN117799077A - 一种硅棒切片生产用伸缩重载手爪 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光伏硅片加工技术领域，具体地说是一种硅棒切片生产用伸缩重载手爪，包括固定框架、一级伸缩框架、二级伸缩框架、伸缩驱动件等。固定框架与一级伸缩框架之间通过齿轮齿条结构驱动伸缩；固定框架、一级伸缩框架及二级伸缩框架上通过两组同步带驱动结构连接，其中一组同步带驱动结构用于拉动二级伸缩框架与一级伸缩框架同步伸出，另一组同步带驱动结构用于拉动二级伸缩框架与一级伸缩框架同步缩回。本发明通过固定框架、一级伸缩框架、二级伸缩框架、伸缩驱动件及两组同步带驱动结构的配合设置，能够可靠实现自动化对切片机进行上料取料，满足上料取料的行程要求，负载能力大且末端变形量小，运行精确可靠。
Description
技术领域
本发明属于光伏硅片加工技术领域，具体地说是一种硅棒切片生产用伸缩重载手爪。
背景技术
目前在光伏硅片加工过程中，需要将硅棒通过粘胶板与晶托连接形成负载整体，并给切片机上料；在切片机完成加工后，还需要从切片机进行取料。为满足实现自动化对切片机进行上料取料，需要专用的自动化重载手爪装置。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种硅棒切片生产用伸缩重载手爪。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种硅棒切片生产用伸缩重载手爪，包括固定框架、一级伸缩框架、二级伸缩框架、伸缩驱动件，所述伸缩驱动件安装于所述固定框架上，所述伸缩驱动件的驱动端上安装有驱动齿轮，所述固定框架、一级伸缩框架及二级伸缩框架上通过两组同步带驱动结构连接，所述固定框架的前方、一级伸缩框架的前方及二级伸缩框架的前方均具有开口，所述二级伸缩框架的前方开口处用于承接负载；
所述一级伸缩框架的外侧面上设有若干个直线导轨A，所述固定框架的内侧面上与各所述直线导轨A对应处分别设有滑块A，各所述滑块A分别与对应的直线导轨A滑动连接，所述一级伸缩框架的内侧面上设有若干个直线导轨B，所述二级伸缩框架的外侧面上与各所述直线导轨B对应处分别设有滑块B，各所述滑块B分别与对应的直线导轨B滑动连接，所述一级伸缩框架上还安装有齿条，所述齿条与所述驱动齿轮相啮合，所述齿条的长度方向、所有所述直线导轨A及直线导轨B的长度方向均与所述固定框架的前后方向相互平行；
所述伸缩驱动件通过驱动所述驱动齿轮动作、使所述一级伸缩框架从所述固定框架的前方开口伸出时，其中一组所述同步带驱动结构拉动所述二级伸缩框架从所述一级伸缩框架的前方开口伸出；
所述伸缩驱动件通过驱动所述驱动齿轮动作、使所述一级伸缩框架从所述固定框架的前方开口缩入固定框架内侧时，另一组所述同步带驱动结构拉动所述二级伸缩框架从所述一级伸缩框架的前方开口缩入所述一级伸缩框架内侧。
所述一级伸缩框架分为一级伸缩框架后板、一级伸缩框架左板和一级伸缩框架右板，所述一级伸缩框架左板的后端及一级伸缩框架右板的后端分别与所述一级伸缩框架后板连接，所述一级伸缩框架左板的前端与一级伸缩框架右板的前端之间形成所述一级伸缩框架的前方开口，所述一级伸缩框架左板的外侧面和一级伸缩框架右板的外侧面分别用于安装所述直线导轨A，所述一级伸缩框架左板的内侧面和一级伸缩框架右板的内侧面分别用于安装所述直线导轨B，所述齿条安装于所述一级伸缩框架左板或一级伸缩框架右板上；
所述二级伸缩框架分为二级伸缩框架后板、二级伸缩框架左板和二级伸缩框架右板，所述二级伸缩框架左板的后端及二级伸缩框架右板的后端分别与所述二级伸缩框架后板连接，所述二级伸缩框架左板的前端与二级伸缩框架右板的前端之间形成所述二级伸缩框架的前方开口，所述二级伸缩框架左板与二级伸缩框架右板之间靠近所述二级伸缩框架后板的位置上还连接有若干个加强连接件。
所述二级伸缩框架的前方开口的两侧位置对称设有承接凸沿，两个所述承接凸沿分别用于直接承接负载的晶托，每个所述承接凸沿上远离所述二级伸缩框架前方开口的一侧位置上分别设有用于挡住负载的晶托的限位挡块。
所述二级伸缩框架上设有工件有无检测传感器。
每组所述同步带驱动结构均包括一个同步带轮及一个同步带，其中一组所述同步带驱动结构的同步带轮转动安装于所述一级伸缩框架的前侧位置，另一组所述同步带驱动结构的同步带轮转动安装于所述一级伸缩框架的后侧位置，每组所述同步带驱动结构的同步带的一端与所述固定框架连接，每组所述同步带驱动结构的同步带的另一端在绕过该组同步带驱动结构的同步带轮后与所述二级伸缩框架连接。
所述固定框架分为固定框架上板、固定框架左板及固定框架右板，所述固定框架左板的上端及固定框架右板的上端分别与所述固定框架上板连接，所述固定框架左板的前端与所述固定框架右板的前端之间形成所述固定框架的前方开口，所述固定框架左板的后端与所述固定框架右板的后端之间形成所述固定框架的后方开口，所述固定框架左板的下端与所述固定框架右板的下端之间形成所述固定框架的下方开口。
所述固定框架的后侧与所述固定框架的后方开口对应处连接有后保护罩。
所述伸缩驱动件安装于所述固定框架左板或固定框架右板上，所述固定框架左板及固定框架右板上还安装有激光雷达。
所述固定框架的下侧设有接水槽支架，所述接水槽支架上设有接水槽，所述接水槽的上方具有开口并与所述固定框架的下方开口相对应，所述接水槽的底部开设有排水口，所述排水口上设有排水阀。
所述固定框架上设有伸缩到位检测传感器。
本发明的优点与积极效果为：
本发明通过固定框架、一级伸缩框架、二级伸缩框架、伸缩驱动件及两组同步带驱动结构的配合设置，能够可靠实现自动化对切片机进行上料取料，满足上料取料的行程要求，负载能力大且末端变形量小，运行精确可靠。
附图说明
图1为本发明伸出时的整体结构示意图之一；
图2为本发明伸出时的整体结构示意图之二；
图3为本发明缩回时的整体结构示意图；
图4为本发明的二级伸缩框架的结构示意图；
图5为本发明的一级伸缩框架上的零件设置结构示意图；
图6为本发明的固定框架的结构示意图；
图7为本发明的整体的后视结构示意图；
图8为本发明的整体的内部结构示意图之一；
图9为本发明的整体的内部结构示意图之二。
图中：1为固定框架、101为固定框架上板、102为固定框架左板、103为固定框架右板、2为一级伸缩框架、201为一级伸缩框架后板、202为一级伸缩框架左板、203为一级伸缩框架右板、3为二级伸缩框架、301为二级伸缩框架后板、302为二级伸缩框架左板、303为二级伸缩框架右板、304为加强连接件、4为驱动齿轮、5为直线导轨A、6为滑块A、7为直线导轨B、8为滑块B、9为齿条、10为承接凸沿、11为限位挡块、12为同步带轮、13为同步带、14为后保护罩、15为激光雷达、16为接水槽支架、17为接水槽、18为排水阀、19为伺服电机、20为减速机、21为伸缩驱动件保护罩、22为安装吊环、23为激光雷达安装支架；
001为负载、0011为晶托、0012为粘胶板、0013为硅棒。
具体实施方式
下面结合附图1-9对本发明作进一步详述。
一种硅棒切片生产用伸缩重载手爪，如图1-9所示，本实施例中包括固定框架1、一级伸缩框架2、二级伸缩框架3、伸缩驱动件，伸缩驱动件安装于固定框架1上，伸缩驱动件的驱动端上安装有驱动齿轮4。固定框架1、一级伸缩框架2及二级伸缩框架3上通过两组同步带驱动结构连接，使一级伸缩框架2及二级伸缩框架3能够进行同步伸缩动作，可满足上料取料的行程要求。固定框架1的前方、一级伸缩框架2的前方及二级伸缩框架3的前方均具有开口，二级伸缩框架3的前方开口处用于承接负载001，负载001分为连接在一起的晶托0011与粘胶板0012及粘胶板0012粘住的硅棒0013。本实施例中固定框架1与外接的桁架机械手连接，并由外接的桁架机械手带动移动。
一级伸缩框架2的外侧面上设有若干个直线导轨A 5，固定框架1的内侧面上与各直线导轨A 5对应处分别设有滑块A 6，各滑块A 6分别与对应的直线导轨A 5滑动连接，一级伸缩框架2的内侧面上设有若干个直线导轨B 7，二级伸缩框架3的外侧面上与各直线导轨B 7对应处分别设有滑块B 8，各滑块B 8分别与对应的直线导轨B 7滑动连接，一级伸缩框架2上还安装有齿条9，齿条9与驱动齿轮4相啮合，齿条9的长度方向、所有直线导轨A 5及直线导轨B 7的长度方向均与固定框架1的前后方向相互平行。通过直线导轨A 5及直线导轨B 7的设置，可使一级伸缩框架2及二级伸缩框架3稳定准确伸缩，也使重载手爪满足负载能力且保证末端变形量较小。
伸缩驱动件通过驱动驱动齿轮4动作、带动齿条9使一级伸缩框架2从固定框架1的前方开口伸出时，其中一组同步带驱动结构拉动二级伸缩框架3从一级伸缩框架2的前方开口伸出。
伸缩驱动件通过驱动驱动齿轮4及齿条9动作、带动齿条9使一级伸缩框架2从固定框架1的前方开口缩入固定框架1内侧时，另一组同步带驱动结构拉动二级伸缩框架3从一级伸缩框架2的前方开口缩入一级伸缩框架2内侧。
具体而言，如图5所示，本实施例中一级伸缩框架2分为一级伸缩框架后板201、一级伸缩框架左板202和一级伸缩框架右板203，一级伸缩框架左板202的后端及一级伸缩框架右板203的后端分别与一级伸缩框架后板201连接，一级伸缩框架左板202的前端与一级伸缩框架右板203的前端之间形成一级伸缩框架2的前方开口，一级伸缩框架左板202的外侧面和一级伸缩框架右板203的外侧面分别用于安装直线导轨A 5，一级伸缩框架左板202的内侧面和一级伸缩框架右板203的内侧面分别用于安装直线导轨B 7。本实施例中齿条9安装于一级伸缩框架左板202上。
如图4所示，本实施例中二级伸缩框架3分为二级伸缩框架后板301、二级伸缩框架左板302和二级伸缩框架右板303，二级伸缩框架左板302的后端及二级伸缩框架右板303的后端分别与二级伸缩框架后板301连接，二级伸缩框架左板302的前端与二级伸缩框架右板303的前端之间形成二级伸缩框架3的前方开口。二级伸缩框架左板302与二级伸缩框架右板303之间靠近二级伸缩框架后板301的位置上还连接有若干个加强连接件304，加强连接件304可以根据需要选用板件或棒件等，起到加强二级伸缩框架3整体强度的作用。
具体而言，如图4所示，本实施例中二级伸缩框架3的前方开口的两侧位置对称设有承接凸沿10，两个承接凸沿10分别用于直接承接负载001的晶托0011，此时负载001位于二级伸缩框架3的前方开口中。每个承接凸沿10上远离二级伸缩框架3前方开口的一侧位置上分别设有用于挡住负载001的晶托0011的限位挡块11，起到限制负载001在二级伸缩框架3移动的作用，以保证准确取放负载001。
具体而言，本实施例中二级伸缩框架3上还设有工件有无检测传感器，用以检测二级伸缩框架3上是否承接有负载。本实施例中工件有无检测传感器采用市购的红外传感器，与外接控制器连接，工件有无检测传感器的安装结构与设置位置可根据需要任意调整。
具体而言，如图1-3、图5、图8及图9，本实施例中每组同步带驱动结构均包括一个同步带轮12及一个同步带13，其中一组同步带驱动结构的同步带轮12转动安装于一级伸缩框架2的前侧位置，另一组同步带驱动结构的同步带轮12转动安装于一级伸缩框架2的后侧位置，每组同步带驱动结构的同步带13的一端与固定框架1连接，每组同步带驱动结构的同步带13的另一端在绕过该组同步带驱动结构的同步带轮12后与二级伸缩框架3连接，同步带轮12及一个同步带13的具体安装设置结构采用现有技术。其中一组同步带驱动结构位于最大伸出行程时，另一组同步带驱动结构位于最大缩回状态；反之，其中一组同步带驱动结构位于最大缩回状态时，另一组同步带驱动结构位于最大伸出行程。
具体而言，如图6所示，本实施例中固定框架1分为固定框架上板101、固定框架左板102及固定框架右板103，固定框架左板102的上端及固定框架右板103的上端分别与固定框架上板101连接，固定框架左板102的前端与固定框架右板103的前端之间形成固定框架1的前方开口，固定框架左板102的后端与固定框架右板103的后端之间形成固定框架1的后方开口，固定框架左板102的下端与固定框架右板103的下端之间形成固定框架1的下方开口。其中固定框架左板102及固定框架右板103用于安装滑块A 6，固定框架上板101用于与外接的桁架机械手连接。
本实施例中固定框架1的后侧与固定框架1的后方开口对应处连接有后保护罩14，用于罩住并保护一级伸缩框架2及二级伸缩框架3在缩回时从固定框架1后侧延伸出去的部分。本实施例中固定框架上板101上方设有若干个安装吊环22，便于重载手爪整体吊动移动进行安装或拆卸。
具体而言，本实施例中伸缩驱动件包括连接在一起的伺服电机19及减速机20，减速机20的外壳安装于固定框架左板102上，减速机20的输出轴作为伸缩驱动件的驱动端并安装有驱动齿轮4，伺服电机19及减速机20均为市购产品，伺服电机19由外接控制器控制动作。固定框架左板102及固定框架右板103上还通过激光雷达安装支架23安装有激光雷达15，用于检测在重载手爪的移动范围是否有人或障碍物等影响重载手爪的移动。本实施例中激光雷达15均采用市购产品，与外接控制器连接。
具体而言，本实施例中固定框架1的下侧设有接水槽支架16，接水槽支架16上通过螺钉设有接水槽17，接水槽17的上方具有开口并与固定框架1的下方开口相对应，接水槽17的底部开设有排水口，排水口上设有排水阀18。通过接水槽17的设置，用于在从切片机取料过程中接取从负载001上滴落的液体等，避免污染并影响工作环境，接水槽17本身也起到可在硅棒0013意外从粘胶板0012掉落时接住硅棒0013的作用，避免硅棒0013摔落在至地面而严重损害。通过排水阀18的设置，便于从接水槽17排出接取的液体；本实施例中排水阀18采用市购的自动阀门产品，由外接控制器控制动作。
具体而言，本实施例中固定框架1上设有伸缩到位检测传感器，用以检测一级伸缩框架2及二级伸缩框架3是否伸缩到位。本实施例中伸缩到位检测传感器采用市购的红外传感器，与外接控制器连接，伸缩到位检测传感器的安装结构与设置位置可根据需要任意调整。
工作原理：
初始状态时，一级伸缩框架2及二级伸缩框架3完全处于缩回状态，此时重载手爪整体占用空间最小，也便于外接的桁架机械手带动重载手爪在复杂的工作环境移动；当切片机需要上料时，桁架机械手带着承载有负载001的重载手爪运行到切片机正前方，通过使一级伸缩框架2及二级伸缩框架3伸出到最大状态给切片机上料，然后空爪缩回；当切片机需要取料时，桁架机械手带着空的重载手爪运行到切片机正前方，通过使一级伸缩框架2及二级伸缩框架3伸出到最大状态从切片机取料，然后带着负载001缩回，并运输至后续工序处。
Claims (10)
1.一种硅棒切片生产用伸缩重载手爪，其特征在于：包括固定框架（1）、一级伸缩框架（2）、二级伸缩框架（3）、伸缩驱动件，所述伸缩驱动件安装于所述固定框架（1）上，所述伸缩驱动件的驱动端上安装有驱动齿轮（4），所述固定框架（1）、一级伸缩框架（2）及二级伸缩框架（3）上通过两组同步带驱动结构连接，所述固定框架（1）的前方、一级伸缩框架（2）的前方及二级伸缩框架（3）的前方均具有开口，所述二级伸缩框架（3）的前方开口处用于承接负载（001）；
所述一级伸缩框架（2）的外侧面上设有若干个直线导轨A（5），所述固定框架（1）的内侧面上与各所述直线导轨A（5）对应处分别设有滑块A（6），各所述滑块A（6）分别与对应的直线导轨A（5）滑动连接，所述一级伸缩框架（2）的内侧面上设有若干个直线导轨B（7），所述二级伸缩框架（3）的外侧面上与各所述直线导轨B（7）对应处分别设有滑块B（8），各所述滑块B（8）分别与对应的直线导轨B（7）滑动连接，所述一级伸缩框架（2）上还安装有齿条（9），所述齿条（9）与所述驱动齿轮（4）相啮合，所述齿条（9）的长度方向、所有所述直线导轨A（5）及直线导轨B（7）的长度方向均与所述固定框架（1）的前后方向相互平行；
所述伸缩驱动件通过驱动所述驱动齿轮（4）动作、使所述一级伸缩框架（2）从所述固定框架（1）的前方开口伸出时，其中一组所述同步带驱动结构拉动所述二级伸缩框架（3）从所述一级伸缩框架（2）的前方开口伸出；
所述伸缩驱动件通过驱动所述驱动齿轮（4）动作、使所述一级伸缩框架（2）从所述固定框架（1）的前方开口缩入固定框架（1）内侧时，另一组所述同步带驱动结构拉动所述二级伸缩框架（3）从所述一级伸缩框架（2）的前方开口缩入所述一级伸缩框架（2）内侧。
2.根据权利要求1所述的一种硅棒切片生产用伸缩重载手爪，其特征在于：所述一级伸缩框架（2）分为一级伸缩框架后板（201）、一级伸缩框架左板（202）和一级伸缩框架右板（203），所述一级伸缩框架左板（202）的后端及一级伸缩框架右板（203）的后端分别与所述一级伸缩框架后板（201）连接，所述一级伸缩框架左板（202）的前端与一级伸缩框架右板（203）的前端之间形成所述一级伸缩框架（2）的前方开口，所述一级伸缩框架左板（202）的外侧面和一级伸缩框架右板（203）的外侧面分别用于安装所述直线导轨A（5），所述一级伸缩框架左板（202）的内侧面和一级伸缩框架右板（203）的内侧面分别用于安装所述直线导轨B（7），所述齿条（9）安装于所述一级伸缩框架左板（202）或一级伸缩框架右板（203）上；
所述二级伸缩框架（3）分为二级伸缩框架后板（301）、二级伸缩框架左板（302）和二级伸缩框架右板（303），所述二级伸缩框架左板（302）的后端及二级伸缩框架右板（303）的后端分别与所述二级伸缩框架后板（301）连接，所述二级伸缩框架左板（302）的前端与二级伸缩框架右板（303）的前端之间形成所述二级伸缩框架（3）的前方开口，所述二级伸缩框架左板（302）与二级伸缩框架右板（303）之间靠近所述二级伸缩框架后板（301）的位置上还连接有若干个加强连接件（304）。
3.根据权利要求1所述的一种硅棒切片生产用伸缩重载手爪，其特征在于：所述二级伸缩框架（3）的前方开口的两侧位置对称设有承接凸沿（10），两个所述承接凸沿（10）分别用于直接承接负载（001）的晶托（0011），每个所述承接凸沿（10）上远离所述二级伸缩框架（3）前方开口的一侧位置上分别设有用于挡住负载（001）的晶托（0011）的限位挡块（11）。
4.根据权利要求1所述的一种硅棒切片生产用伸缩重载手爪，其特征在于：所述二级伸缩框架（3）上设有工件有无检测传感器。
5.根据权利要求1所述的一种硅棒切片生产用伸缩重载手爪，其特征在于：每组所述同步带驱动结构均包括一个同步带轮（12）及一个同步带（13），其中一组所述同步带驱动结构的同步带轮（12）转动安装于所述一级伸缩框架（2）的前侧位置，另一组所述同步带驱动结构的同步带轮（12）转动安装于所述一级伸缩框架（2）的后侧位置，每组所述同步带驱动结构的同步带（13）的一端与所述固定框架（1）连接，每组所述同步带驱动结构的同步带（13）的另一端在绕过该组同步带驱动结构的同步带轮（12）后与所述二级伸缩框架（3）连接。
6.根据权利要求1所述的一种硅棒切片生产用伸缩重载手爪，其特征在于：所述固定框架（1）分为固定框架上板（101）、固定框架左板（102）及固定框架右板（103），所述固定框架左板（102）的上端及固定框架右板（103）的上端分别与所述固定框架上板（101）连接，所述固定框架左板（102）的前端与所述固定框架右板（103）的前端之间形成所述固定框架（1）的前方开口，所述固定框架左板（102）的后端与所述固定框架右板（103）的后端之间形成所述固定框架（1）的后方开口，所述固定框架左板（102）的下端与所述固定框架右板（103）的下端之间形成所述固定框架（1）的下方开口。
7.根据权利要求6所述的一种硅棒切片生产用伸缩重载手爪，其特征在于：所述固定框架（1）的后侧与所述固定框架（1）的后方开口对应处连接有后保护罩（14）。
8.根据权利要求6所述的一种硅棒切片生产用伸缩重载手爪，其特征在于：所述伸缩驱动件安装于所述固定框架左板（102）或固定框架右板（103）上，所述固定框架左板（102）及固定框架右板（103）上还安装有激光雷达（15）。
9.根据权利要求6所述的一种硅棒切片生产用伸缩重载手爪，其特征在于：所述固定框架（1）的下侧设有接水槽支架（16），所述接水槽支架（16）上设有接水槽（17），所述接水槽（17）的上方具有开口并与所述固定框架（1）的下方开口相对应，所述接水槽（17）的底部开设有排水口，所述排水口上设有排水阀（18）。
10.根据权利要求1所述的一种硅棒切片生产用伸缩重载手爪，其特征在于：所述固定框架（1）上设有伸缩到位检测传感器。
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Citations (8)
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2024
- 2024-03-01 CN CN202410233531.9A patent/CN117799077B/zh active Active
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