CN207593815U - 一种用于单晶一体机自动上下料的工装夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于单晶硅棒加工领域，具体涉及一种用于单晶一体机硅棒自动上下料的工装夹具。一种用于单晶一体机自动上下料的工装夹具，包括气抓，还包括可拆卸的安装在气抓底部的底盘，底盘上对称安装有两个机械手指；所述的机械手指内壁为梯形凹面结构，所述两机械手指通过梯形凹面结构上的凹面与晶棒侧面接触并夹紧晶棒。本实用新型提供的工装夹具可抓取加工前后的单晶硅棒和硅块，该工装夹具可配合六轴工业机器人及地轨实现全自动化生产线运行，可抓取最大重量75KG硅棒；机械手指配合气抓实现取放动作，可串联多台设备共用该工装夹具，串联多台设备运行，大大降低了人力成本，提供工作效率，增大经济效益，并为其他自动化改造提供基础。

Description

一种用于单晶一体机自动上下料的工装夹具

技术领域

本实用新型属于单晶硅棒加工领域，具体涉及一种用于单晶一体机硅棒自动上下料的工装夹具。

背景技术

单晶硅是一种比较活泼的非金属元素，是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿，其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。单晶硅是利用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成，硅棒完成拉制之后需要进行一系列的工艺加工，其中磨面倒角工艺是不可缺少的一道工序，目前国内大部分厂商开始采用全自动单晶硅棒滚磨加工一体机替换传统的人工方式滚磨机床，单机设备自动化解决了硅棒在多台传统机床之间的频繁人工搬运，并且提高了工艺精度。但是一体机的上下料方式还是人工为主，当单晶一体机设备增多时，人工搬运强度变大，工作效率低，生产效益不高，整体的自动化水平偏低。

单晶硅棒加工前为圆柱体，而加工之后为长方体，为保证多台单晶硅滚磨加工一体机工作效率最大化，配合单晶一体机自动化特点，串联多台单晶一体机，提高生产线整体自动化水平。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于单晶硅棒加工一体机自动上下料的工装夹具，该夹具可配合六轴机器人及地轨第七轴实现多台单晶硅棒的自动上下料抓取，提高生产效率。

一种用于单晶一体机自动上下料的工装夹具，包括气抓，还包括可拆卸的安装在气抓底部的底盘，底盘上对称安装有两个机械手指；所述的机械手指内壁为梯形凹面结构，所述两机械手指通过梯形凹面结构上的凹面与晶棒侧面接触并夹紧晶棒。

进一步的，所述机械手指内包括分别对称分布的2个内侧面和2个外侧面，所述2个内侧面呈90°分布，两机械手指分别通过两内侧面可实现加工完成的硅块对角抓取进行下料；2个外侧面呈钝角分布，在抓取硅棒时两外侧面分别与圆柱形硅棒侧面相切，两机械手指包裹硅棒实现抓取，对一体机进行上料。

进一步的，所述机械手指内壁的两内侧面上分别设有内侧聚氨酯垫片，两外侧面上分别设有外侧聚氨酯垫片，所述内侧聚氨酯垫片和外侧聚氨酯垫片用于增大机械手指与硅块或硅棒的之间的静摩擦力。

更进一步的，所述的气抓为两指平行气爪，该气抓配合两机械手指收紧抓取硅棒，夹持力满足最重75KG硅棒的抓取，单边行程满足硅棒、硅块的尺寸变化量，实现两种形状硅料的抓取；

所述两指平行气爪安装在六轴工业机器人上，所述两指平行气爪上可安装电磁阀及磁性开关，接入机器人控制系统，可通过机器人对工装夹具进行抓取动作控制。

所述机械手指安装于底盘上，为装配体，由于8英寸和6英寸尺寸相差太大导致行程差过大，因此可通过拆卸式安装不同的底盘实现不同规格直径的硅棒、硅块抓取。

本实用新型可以实现加工前硅棒从料车到一体机的自动补料和加工后硅块从一体机到料车的自动下料，该工装夹具能满足6英寸和8英寸直径，80～800mm长度不等的硅棒抓取实现一体机的自动上下料，以解决目前人工方式将硅棒搬运至一体机的上料台，人工将加工完成的硅块从下料台搬运下来过程中，工作效率低，劳动强度大，存在安全隐患等问题。本实用新型实现单晶硅棒在磨面倒角工序中，配合六轴工业机器人及地轨第七轴，对单晶滚磨加工一体机进行自动上下料，与一体机自带的自动化系统衔接，实现单晶硅棒生产线整体自动化水平的提高，提高加工效率，降低劳动强度，增大经济效益。

本实用新型的有益效果为：本实用新型提供的工装夹具可抓取加工前后的单晶硅棒和硅块，该工装夹具可配合六轴工业机器人及地轨实现全自动化生产线运行，可抓取最大重量75KG硅棒；机械手指配合气抓实现取放动作，可串联多台设备共用该工装夹具，串联多台设备运行，大大降低了人力成本，提供工作效率，增大经济效益，并为其他自动化改造提供基础。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图((a)为本实用新型的仰视图，(b)为本实用新型的结构示意图)；

图2为本实用新型抓取硅棒及硅块示意图((c)为本实用新型抓取硅棒时的仰视图，(d)为本实用新型抓取硅块时的仰视图)；

附图标记中：1机械手指；2内侧聚氨酯；3外侧聚氨酯；4气抓；5底盘；6硅棒；7硅块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

实施例1

如图1，2所示，一种用于单晶一体机自动上下料的工装夹具，包括气抓4，可拆卸式的对称安装在气抓4底部两侧的底盘5，对称安装在两侧底盘5上的机械手指1；该机械手指1为梯形凹面结构；所述的机械手指1内侧的面为凹面，该凹面的两侧上各设有一侧面，所述两侧面相对称；每个侧面包括内侧面和外侧面，所述凹面的两内侧面呈90°分布，即两内侧面在水平面上的正投影呈90°分布，在夹取硅块时，每个机械手指1的两内侧面与硅块的其中一角的相邻两边接触，工装夹具的两个机械手指分别通过其两内侧面可实现加工完成的硅块对角抓取进行下料；所述凹面的两外侧面呈钝角分布，即凹面的两外侧面在水平面上的正投影呈钝角分布，在抓取圆柱形硅棒时，凹面上的每个外侧面与圆柱形硅棒的侧面相切，工装夹具的两个机械手指1分别通过两外侧面实现对圆柱形硅棒的抓紧，对一体机进行上料。

所述机械手指1凹面的两内侧面上分别设有内侧聚氨酯垫片2，凹面的两外侧面上分别设有外侧聚氨酯垫片3，所述聚氨酯垫片用于增大机械手指在抓取硅棒或硅块时的摩擦力。所述的气抓为两指平行气爪；机械手指1可抓取80～800mm高度不等的硅块或硅棒。

本实用新型工装夹具的气爪安装在六轴工业机器人，工装夹具上可安装电磁阀及磁性开关，接入机器人控制系统，通过机器人对工装夹具进行抓取动作控制。

本实用新型工作流程如下：当硅棒运送到指定上下料点之后，六轴工业机器人移动到该位置进行取料，机械手指1为完全松开状态，机器人将工装夹具移动到夹取位置时，控制气抓4收紧机械手指1对硅棒6进行抓取；机械手指1呈梯形状，外侧包裹形结构能保证机器人在抓取及运动时稳定夹持硅棒；抓取完成并移动到一体机上料台，将硅棒移至上料台，机器人控制气抓4松开机械手指1完成对一体机的上料，等待一体机加工完成后，机器人将工装夹具移动至一体机下料台，控制气抓4配合机械手指1将加工完成的硅块7进行抓取，机械手指两内侧面呈90°分布，能贴合硅块两相邻面，两个机械手指1贴合硅块的四个面，稳定夹持硅块。机器人将加工完的硅块7移动至下料点，控制气抓4配合机械手指1对硅块7进行下料。在操作工程中，因机械手指1上设有内侧聚氨酯垫片2和外侧聚氨酯垫片3可加大机械手指与硅棒、硅块的静摩擦力。此外，机械手指1与底盘5的装配体结构能防止结构变形，使工装夹具寿命更长，加工简单，稳定性高。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (4)

1.一种用于单晶一体机自动上下料的工装夹具，包括气抓（4），可拆卸式的对称安装在气抓（4）底部两侧的底盘（5），对称安装在两侧底盘（5）上的机械手指（1）；该机械手指（1）为梯形凹面结构；所述的机械手指（1）内侧的面为凹面，该凹面的两侧上各设有一侧面，所述两侧面相对称；每个侧面包括内侧面和外侧面，所述凹面的两内侧面呈90°分布，即两内侧面在水平面上的正投影呈90°分布，在夹取硅块时，每个机械手指（1）的两内侧面与硅块的其中一角的相邻两边接触，工装夹具的两个机械手指分别通过其两内侧面可实现加工完成的硅块对角抓取进行下料；所述凹面的两外侧面呈钝角分布，即凹面的两外侧面在水平面上的正投影呈钝角分布，在抓取圆柱形硅棒时，凹面上的每个外侧面与圆柱形硅棒的侧面相切，工装夹具的两个机械手指（1）分别通过两外侧面实现对圆柱形硅棒的抓紧，对一体机进行上料。

2.根据权利要求1所述的一种用于单晶一体机自动上下料的工装夹具，其特征在于：所述机械手指内壁的两内侧面上分别设有内侧聚氨酯垫片，凹面的两外侧面上分别设有外侧聚氨酯垫片。

3.根据权利要求1所述的一种用于单晶一体机自动上下料的工装夹具，其特征在于：所述的气抓为两指平行气抓。

4.根据权利要求1所述的一种用于单晶一体机自动上下料的工装夹具，其特征在于：所述气抓安装在六轴工业机器人上。