CN207156198U - 一种硅棒开方装卸料机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硅棒开方装卸料机械手，包括竖向设置在机架上的夹持臂，夹持臂下端还设置有夹持机构，夹持机构包括至少一对相对设置的夹持爪以及夹持爪控制机构，夹持爪控制机构包括夹持爪上端设置的夹持爪滑块，夹持爪滑块可滑动地配合在夹持臂上水平设置的夹持爪导轨上，其特征在于，夹持爪控制机构还包括和夹持爪导轨平行间隔设置的丝杠，丝杠上设置有对称的两段螺纹，两个夹持爪滑块上均设置有螺纹孔并各自配合在丝杠上的一段螺纹上，夹持爪控制机构还包括和丝杠传动连接的夹持爪控制电机。本实用新型具有夹持稳定性更好，能够精确控制夹持位置和高度位置，可控性和稳定性均更高的优点。

Description

一种硅棒开方装卸料机械手

技术领域

本实用新型涉及一种硅棒开方设备，具体涉及一种硅棒开方装卸料机械手。

背景技术

目前，随着社会对绿色可再生能源利用的重视和开放，光伏太阳能发电领域越来越得到重视和发展。光伏发电领域中，采用太阳能电池将太阳能转化为电能实现发电，通常的晶体硅太阳能电池是在厚度160~200μm的高质量硅片上制成的，这种硅片从提拉或浇铸的硅锭后通过多线锯切割而成。

现有硅片的制作流程，一般是先将多晶硅脆状材料提拉为单晶硅棒，然后采用开方机进行开方；此时，切割机构沿硅棒长度方向进给并在硅棒周向上切割出四个两两平行的平面，使得硅棒整体呈类长方体形；开方完毕后，再采用多线切片机沿长度方向对开方后的硅棒进行切片，得到所需硅片。

硅棒开方机中，需要设置用于硅棒装卸料的机械手。申请人曾申请过的ZL201620334368.6曾公开过一种硅棒开方机装卸料装置，其结构特点在于，包括竖向设置的夹持臂，夹持臂下端设置有夹持机构，夹持机构包括一对相对设置的夹持爪，夹持爪上端设置有夹持爪滑块并可滑动地配合在夹持臂上水平设置的夹持爪导轨上，夹持爪相对的内侧面为整体呈内凹形状的夹持面，所述夹持爪滑块上端铰接设置有一个连杆，连杆上端斜向内延伸并铰接在一个夹持用流体伸缩缸的竖直向下的伸缩臂上，夹持用流体伸缩缸安装固定在夹持臂上；夹持机构上端还设置有用于控制夹持机构升降的升降机构。

上述实用新型能够实现硅棒切割前后的装卸料操作，且具有结构简单，控制方便，夹持稳定可靠，能够降低装卸料劳动强度并提高装卸料劳动效率的优点。但仍然存在以下缺陷：1用于实现夹持控制的动力传动机构采用气缸，存在稳定性差，可控性差的缺陷；2用于实现升降控制的结构采用了丝杠螺母传动并配合导向光杆的结构，仍然存在稳定性差，难以精确控制高度位置的缺陷。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：怎样提供一种夹持稳定性更好，能够精确控制夹持位置和高度位置，可控性和稳定性均更高的硅棒开方装卸料机械手。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种硅棒开方装卸料机械手，包括竖向设置在机架上的夹持臂，夹持臂上端设置有用于控制夹持臂升降的升降机构，夹持臂下端还设置有夹持机构，夹持机构包括至少一对相对设置的夹持爪以及用于控制该对夹持爪相对或相反方向运动的夹持爪控制机构，夹持爪相对的内侧面为整体呈内凹形状的夹持面，夹持爪控制机构包括夹持爪上端设置的夹持爪滑块，夹持爪滑块可滑动地配合在夹持臂上水平设置的夹持爪导轨上，夹持爪导轨固定安装在夹持臂下端；其特征在于，夹持爪控制机构还包括和夹持爪导轨平行间隔设置的丝杠，丝杠可转动地安装在夹持臂下端，丝杠上设置有对称的两段螺纹，两个夹持爪滑块上均设置有螺纹孔并各自配合在丝杠上的一段螺纹上，夹持爪控制机构还包括夹持爪控制电机，夹持爪控制电机安装在机械臂下端并和丝杠传动连接以带动丝杠旋转。

这样，采用丝杠螺母的方式由夹持爪控制电机控制带动丝杠正转或者反转，进而带动夹持爪夹拢或松开。具有稳定性更好，可靠性和精确度更高的优点。实施时所述夹持臂上端的机架上还设置有用于控制夹持臂沿被夹持硅棒轴向移动的轴向平移控制装置，以及用于控制夹持臂沿被夹持硅棒径向水平移动的径向平移控制装置。

作为优化，所述夹持爪为水平间隔设置的两对，且两对夹持爪各自均对应设置有一套夹持爪控制机构。

这样，间隔设置的两对夹持爪可以靠更少的夹持面积实现更稳定的硅棒夹持，保证硅棒表面圆整度不高时的夹持效果。

作为优化，所述夹持爪控制机构中，夹持爪导轨包括平行设置第一夹持爪导轨和第二夹持爪导轨，第一夹持爪导轨和第二夹持爪导轨各自设置在夹持爪滑块内上端的水平侧和竖直侧，第一夹持爪导轨和第二夹持爪导轨各自和夹持爪滑块滑动配合连接。

这样，采用该方位安装的双导轨的结构，可以更好地在两个方向上对夹持爪滑块的进行限位，避免转动，更好地提高滑动稳定性，保证夹持稳定性。

作为优化，夹持爪滑块包括一个用于和第一夹持爪导轨配合的第一块状体，一个用于和第二夹持爪导轨配合的第二块状体，一个用于设置螺纹孔的第三块状体和一个整体呈L形板状的滑块座，第一块状体、第二块状体和第三块状体各自安装固定在滑块座的内侧，夹持爪上端固定安装在滑块做下端外侧。

这样，更加方便夹持爪滑块的装配连接。

作为优化，夹持爪控制电机通过齿轮系和丝杠传动连接，所述齿轮系至少包括三个齿轮。

这样，可以通过齿轮改变传动比，齿轮系设置了至少三个齿轮，可以方便通过改变中间齿轮调整传动比，保证夹持稳定性。

作为优化，所述丝杠的一端竖向设置有一个齿轮安装板，齿轮安装板内侧面依靠连接板固定在夹持臂下端，齿轮安装板外侧面安装所述齿轮系，夹持爪控制电机平行设置于丝杠上方并固定在夹持臂下端，夹持爪控制电机输出轴可转动地穿出齿轮安装板和齿轮系输入端相连，丝杠的一端可转动地安装在齿轮安装板上且穿出齿轮安装板和齿轮系输出端相连。

这样方便齿轮系的安装设置，且整体结构紧凑稳定可靠。

作为优化，夹持臂下端位于夹持爪的一侧还设置有吸合端向下的真空吸盘。

这样，卸料时，可以依靠真空吸盘将硅棒切割掉的上层废料吸走，使其更加方便卸料操作。

作为优化，真空吸盘为水平呈排设置的多个，且排列方向沿垂直于丝杠，真空吸盘均安装在一个竖向设置的吸盘安装板外侧，吸盘安装板内侧和夹持臂下端固定；丝杠远离动力输入的一端可转动地安装在吸盘安装板上。

这样，更加方便吸盘的安装固定，且整体结构紧凑稳定可靠。

作为优化，夹持臂为整体铸造得到的竖向板状结构，夹持臂的两侧竖向固定设置有夹持臂滑轨，夹持臂滑轨可滑动地配合在机架上的夹持臂滑槽内，夹持臂上还竖向固定设置有齿条，齿条和安装在机架上的一个夹持臂控制齿轮啮合，机架上还设置有夹持臂控制竖向移动控制电机，夹持臂竖向移动控制电机输出端和夹持臂控制齿轮相连。

这样，能够更好地保证夹持臂竖向移动的稳定性以及竖向移动控制的精确性。

作为优化，夹持爪内侧设置有弹性材料层，弹性材料层表面形成所述夹持面，夹持面整体呈对称的沿上下方向向外扩展的八字形，且夹持面上下两侧靠外的部位形成用于夹持切割前硅棒的圆棒夹持段，夹持面上下两侧靠内的部位形成具有两个呈直角状夹持平面的用于夹持切割后硅棒的方棒夹持段，两个呈直角状夹持平面内端相交位置具有供切割后硅棒的弧形棱边让位的弧形凹槽。

这样，使其既方便硅棒切割前的圆棒的夹持，也方便切割后的方棒的夹持，提高夹持效果且避免对硅棒的损坏。

综上所述，本实用新型具有夹持稳定性更好，能够精确控制夹持位置和高度位置，可控性和稳定性均更高的优点。

附图说明

图1为一种本实用新型结构的立体结构示意图。

图2为图1中单独夹持机构部分的示意图。

图3为图1中单独夹持机构部分另一个方向的立体结构示意图。

图4为图1中单独夹持机构部分的正视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

最优实施方式：如图1-4所示，一种硅棒开方装卸料机械手，包括竖向设置在机架上的夹持臂1，夹持臂1上端设置有用于控制夹持臂升降的升降机构，夹持臂1下端还设置有夹持机构，夹持机构包括至少一对相对设置的夹持爪2以及用于控制该对夹持爪相对或相反方向运动的夹持爪控制机构，夹持爪2相对的内侧面为整体呈内凹形状的夹持面，夹持爪控制机构包括夹持爪上端设置的夹持爪滑块3，夹持爪滑块3可滑动地配合在夹持臂上水平设置的夹持爪导轨上，夹持爪导轨固定安装在夹持臂1下端；夹持爪控制机构还包括和夹持爪导轨平行间隔设置的丝杠4，丝杠4可转动地安装在夹持臂1下端，丝杠4上设置有对称的两段螺纹，两个夹持爪滑块上均设置有螺纹孔并各自配合在丝杠4上的一段螺纹上，夹持爪控制机构还包括夹持爪控制电机5，夹持爪控制电机5安装在机械臂1下端并和丝杠传动连接以带动丝杠旋转。

这样，采用丝杠螺母的方式由夹持爪控制电机控制带动丝杠正转或者反转，进而带动夹持爪夹拢或松开。具有稳定性更好，可靠性和精确度更高的优点。

其中，所述夹持爪2为水平间隔设置的两对，且两对夹持爪各自均对应设置有一套夹持爪控制机构。

这样，间隔设置的两对夹持爪可以靠更少的夹持面积实现更稳定的硅棒夹持，保证硅棒表面圆整度不高时的夹持效果。

其中，所述夹持爪控制机构中，夹持爪导轨包括平行设置第一夹持爪导轨6和第二夹持爪导轨7，第一夹持爪导轨6和第二夹持爪导轨7各自设置在夹持爪滑块内上端的水平侧和竖直侧，第一夹持爪导轨6和第二夹持爪导轨7各自和夹持爪滑块3滑动配合连接。

这样，采用该方位安装的双导轨的结构，可以更好地在两个方向上对夹持爪滑块的进行限位，避免转动，更好地提高滑动稳定性，保证夹持稳定性。

其中，夹持爪滑块3包括一个用于和第一夹持爪导轨6配合的第一块状体，一个用于和第二夹持爪导轨7配合的第二块状体，一个用于设置螺纹孔的第三块状体和一个整体呈L形板状的滑块座，第一块状体、第二块状体和第三块状体各自安装固定在滑块座的内侧，夹持爪上端固定安装在滑块做下端外侧。

这样，更加方便夹持爪滑块的装配连接。

其中，夹持爪控制电机通过齿轮系8和丝杠4传动连接，所述齿轮系至少包括三个齿轮。

这样，可以通过齿轮改变传动比，齿轮系设置了至少三个齿轮，可以方便通过改变中间齿轮调整传动比，保证夹持稳定性。

其中，所述丝杠4的一端竖向设置有一个齿轮安装板9，齿轮安装板9内侧面依靠连接板固定在夹持臂1下端，齿轮安装板9外侧面安装所述齿轮系8，夹持爪控制电机5平行设置于丝杠4上方并固定在夹持臂1下端，夹持爪控制电机输出轴可转动地穿出齿轮安装板和齿轮系输入端相连，丝杠4的一端可转动地安装在齿轮安装板上且穿出齿轮安装板和齿轮系输出端相连。

这样方便齿轮系的安装设置，且整体结构紧凑稳定可靠。

其中，夹持臂下端位于夹持爪的一侧还设置有吸合端向下的真空吸盘10。

这样，卸料时，可以依靠真空吸盘将硅棒切割掉的上层废料吸走，使其更加方便卸料操作。

其中，真空吸盘10为水平呈排设置的多个，且排列方向沿垂直于丝杠，真空吸盘10均安装在一个竖向设置的吸盘安装板11外侧，吸盘安装板11内侧和夹持臂1下端固定；丝杠4远离动力输入的一端可转动地安装在吸盘安装板11上。

这样，更加方便吸盘的安装固定，且整体结构紧凑稳定可靠。

其中，夹持臂1为整体铸造得到的竖向板状结构，夹持臂1的两侧竖向固定设置有夹持臂滑轨12，夹持臂滑轨12可滑动地配合在机架上的夹持臂滑槽13内，夹持臂1上还竖向固定设置有齿条14，齿条14和安装在机架上的一个夹持臂控制齿轮15啮合，机架上还设置有夹持臂控制竖向移动控制电机16，夹持臂竖向移动控制电机16输出端和夹持臂控制齿轮15相连。

这样，能够更好地保证夹持臂竖向移动的稳定性以及竖向移动控制的精确性。

其中，夹持爪2内侧设置有弹性材料层，弹性材料层表面形成所述夹持面，夹持面整体呈对称的沿上下方向向外扩展的八字形，且夹持面上下两侧靠外的部位形成用于夹持切割前硅棒的圆棒夹持段，夹持面上下两侧靠内的部位形成具有两个呈直角状夹持平面的用于夹持切割后硅棒的方棒夹持段，两个呈直角状夹持平面内端相交位置具有供切割后硅棒的弧形棱边让位的弧形凹槽。

这样，使其既方便硅棒切割前的圆棒的夹持，也方便切割后的方棒的夹持，提高夹持效果且避免对硅棒的损坏。

另外实施时所述夹持臂上端的机架上还设置有用于控制夹持臂沿被夹持硅棒轴向移动的轴向平移控制装置，以及用于控制夹持臂沿被夹持硅棒径向水平移动的径向平移控制装置。具体地说，轴向平移控制装置和径向平移控制装置可以采用图1中所示结构实现，也可以采用背景技术所述ZL201620334368.6中的结构实现，均属于本实用新型可实施的范围。

Claims (10)

1.一种硅棒开方装卸料机械手，包括竖向设置在机架上的夹持臂，夹持臂上端设置有用于控制夹持臂升降的升降机构，夹持臂下端还设置有夹持机构，夹持机构包括至少一对相对设置的夹持爪以及用于控制该对夹持爪相对或相反方向运动的夹持爪控制机构，夹持爪相对的内侧面为整体呈内凹形状的夹持面，夹持爪控制机构包括夹持爪上端设置的夹持爪滑块，夹持爪滑块可滑动地配合在夹持臂上水平设置的夹持爪导轨上，夹持爪导轨固定安装在夹持臂下端；其特征在于，夹持爪控制机构还包括和夹持爪导轨平行间隔设置的丝杠，丝杠可转动地安装在夹持臂下端，丝杠上设置有对称的两段螺纹，两个夹持爪滑块上均设置有螺纹孔并各自配合在丝杠上的一段螺纹上，夹持爪控制机构还包括夹持爪控制电机，夹持爪控制电机安装在机械臂下端并和丝杠传动连接以带动丝杠旋转。

2.如权利要求1所述的硅棒开方装卸料机械手，其特征在于，所述夹持爪为水平间隔设置的两对，且两对夹持爪各自均对应设置有一套夹持爪控制机构。

3.如权利要求1所述的硅棒开方装卸料机械手，其特征在于，所述夹持爪控制机构中，夹持爪导轨包括平行设置第一夹持爪导轨和第二夹持爪导轨，第一夹持爪导轨和第二夹持爪导轨各自设置在夹持爪滑块内上端的水平侧和竖直侧，第一夹持爪导轨和第二夹持爪导轨各自和夹持爪滑块滑动配合连接。

4.如权利要求3所述的硅棒开方装卸料机械手，其特征在于，夹持爪滑块包括一个用于和第一夹持爪导轨配合的第一块状体，一个用于和第二夹持爪导轨配合的第二块状体，一个用于设置螺纹孔的第三块状体和一个整体呈L形板状的滑块座，第一块状体、第二块状体和第三块状体各自安装固定在滑块座的内侧，夹持爪上端固定安装在滑块做下端外侧。

5.如权利要求1所述的硅棒开方装卸料机械手，其特征在于，夹持爪控制电机通过齿轮系和丝杠传动连接，所述齿轮系至少包括三个齿轮。

6.如权利要求5所述的硅棒开方装卸料机械手，其特征在于，所述丝杠的一端竖向设置有一个齿轮安装板，齿轮安装板内侧面依靠连接板固定在夹持臂下端，齿轮安装板外侧面安装所述齿轮系，夹持爪控制电机平行设置于丝杠上方并固定在夹持臂下端，夹持爪控制电机输出轴可转动地穿出齿轮安装板和齿轮系输入端相连，丝杠的一端可转动地安装在齿轮安装板上且穿出齿轮安装板和齿轮系输出端相连。

7.如权利要求1所述的硅棒开方装卸料机械手，其特征在于，夹持臂下端位于夹持爪的一侧还设置有吸合端向下的真空吸盘。

8.如权利要求7所述的硅棒开方装卸料机械手，其特征在于，真空吸盘为水平呈排设置的多个，且排列方向沿垂直于丝杠，真空吸盘均安装在一个竖向设置的吸盘安装板外侧，吸盘安装板内侧和夹持臂下端固定；丝杠远离动力输入的一端可转动地安装在吸盘安装板上。

9.如权利要求1所述的硅棒开方装卸料机械手，其特征在于，夹持臂为整体铸造得到的竖向板状结构，夹持臂的两侧竖向固定设置有夹持臂滑轨，夹持臂滑轨可滑动地配合在机架上的夹持臂滑槽内，夹持臂上还竖向固定设置有齿条，齿条和安装在机架上的一个夹持臂控制齿轮啮合，机架上还设置有夹持臂控制竖向移动控制电机，夹持臂竖向移动控制电机输出端和夹持臂控制齿轮相连。

10.如权利要求1所述的硅棒开方装卸料机械手，其特征在于，夹持爪内侧设置有弹性材料层，弹性材料层表面形成所述夹持面，夹持面整体呈对称的沿上下方向向外扩展的八字形，且夹持面上下两侧靠外的部位形成用于夹持切割前硅棒的圆棒夹持段，夹持面上下两侧靠内的部位形成具有两个呈直角状夹持平面的用于夹持切割后硅棒的方棒夹持段，两个呈直角状夹持平面内端相交位置具有供切割后硅棒的弧形棱边让位的弧形凹槽。