CN209755753U - 一种硅棒开方机装卸料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硅棒开方机装卸料装置，包括竖向设置在机架上的夹持臂，夹持臂上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，夹持机构包括两组水平正对间隔设置夹持组件，夹持组件包括沿垂直所述间隔方向正对且间距可调的两个夹持爪，夹持臂与夹持机构之间设置有用于控制两组夹持组件间间距的间距控制机构。两组夹持组件间的间距可适应调节，以满足切割硅棒长度尺寸夹持刚度的调节，取代了传统通过更换夹爪来抓取不同长度硅棒的方式，大量节约进料时间，提高生产效率，且更适应自动化趋势。

Description

一种硅棒开方机装卸料装置

技术领域

本实用新型涉及硅棒开方机，更具体的说涉及一种硅棒开方机装卸料装置。

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CN207156198U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通过锥齿轮副和丝杠传动连接以带动丝杠旋转。

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：硅棒开方时原料硅棒有多种长度规格，但现有机械手两对夹持爪之间距离固定设置，为满足对夹持刚度要求，在加工不同长度的原料硅棒时，需要更换对应的夹持爪以适用，这样增长了进料时间，降低了生产效率。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于：如何提供一种硅棒开方机装卸料装置，可以满足不同长度硅棒对夹持刚度需求，方便进料，提高生产效率。

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。

一种硅棒开方机装卸料装置，包括竖向设置在机架上的夹持臂，夹持臂上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，夹持机构包括两组水平正对间隔设置夹持组件，夹持组件包括沿垂直所述间隔方向正对且间距可调的两个夹持爪，其特征在于，夹持臂与夹持机构之间设置有用于控制两组夹持组件间间距的间距控制机构。

这样，两组夹持组件间的间距可适应调节，以满足切割硅棒长度尺寸夹持刚度的调节，硅棒大多处于150mm-800mm之间，取代了传统通过更换夹爪来抓取不同长度硅棒的方式，大量节约进料时间，提高生产效率，且更适应自动化趋势。其中间距控制机构可以通过油缸或气缸实现，其中一组夹持组件保持不动，另一组夹持组件通过油缸或者气缸水平推送实现间距可调。

作为优选，间距控制机构包括水平设置的丝杠，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，两组夹持组件的上端各自设置有丝杠螺母并各自配合在丝杠上的一段螺纹上，间距控制机构还包括间距控制电机，间距控制电机安装在夹持臂下端并通过锥齿轮副和丝杠传动连接以带动丝杠旋转。

这样，上述方式提供了一种间距控制机构的具体构成，丝杠的设置可以实现同步运动，更好实现间距调控。

作为优选，夹持组件的上端设置有滑块并可滑动地配合在夹持臂上沿所述间隔方向水平设置的导轨上，导轨与丝杠平行间隔设置，导轨固定安装在夹持臂下端。

这样，导轨和滑块的设置刚度高，安全可靠，运动更加平稳。

作为优选，两组夹持组件上各自设置有竖向且正对的探针，探针具有可竖向向下伸入所在夹持组件的两夹持爪构成的夹持空间中的探测端，探测端的轴线位于两个夹持爪的竖向对称面上。

这样，原料硅棒横截面大体为圆形，其外周上沿相互垂直的两条直径方向向外设置有凸起的棱线，棱线数量为四条沿硅棒长度方向延伸。通过两组夹持组件夹持硅棒可能会出现硅棒倾斜，一头高一头低，轴线不水平的情况。其中较大的倾斜通过人眼可直接观测及时调整，但当倾斜较小时，以使倾斜不易发现，且调直工作量大，需要反复多次。上述方案通过双探针检测，探针间距距离随夹持组件调节，通过探测端伸出的长度差来判断硅棒是否水平且为后续调平提供数值依据。更方便硅棒棱线检测及调整；在安装调试时能更快速的根据探针检测数值对夹爪进行调整，确保检测硅棒尺寸的准确性。常规夹持硅棒时，有一根棱线位于最上方，上述设置可以检测棱线，配合夹持过程。

作为优选，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与夹持臂控制齿轮传动连接。

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位置控制的精确性。

作为优选，夹持臂竖向移动控制电机输出端与夹持臂控制齿轮之间设置有减速器，所述减速器为蜗轮蜗杆减速器。

这样，升降采用精密涡轮蜗杆减速箱自锁定结构，能更精准的放置硅棒，确保方棒尺寸合格，并且任意位置安全自锁。

作为优选，所述夹持臂的下端固连有水平的安装座，安装座整体呈下侧开口的矩形盒体；安装座的上侧面上设置有间距控制电机，间距控制电机的输出端竖向向下设置且伸入安装座中，所述输出端的伸入部分上连接有水平锥齿轮，丝杠位于所述安装座内，丝杠沿安装座长度方向设置且其轴线与所述输出端轴线位于的同一竖向平面内，丝杠两端可转动的连接在安装座向下设置的两个安装耳中的轴承上，丝杠上两段螺纹之间设置有竖直锥齿轮，水平锥齿轮和竖直锥齿轮啮合传动。

这样，丝杠实现两组夹持组件的同步伸缩，结构简单可靠，安装座的设置使得结构紧凑。

作为优选，夹持臂下侧中空设置，间距控制电机固定在夹持臂下侧内部。

这样，布置的更加紧凑，节省空间，

作为优选，导轨的数量为二，两根沿安装座长度方向设置且分别位于安装座两个长侧面的外侧，夹持组件的上端设置滑块数量为二且分别与位于安装座两个长侧面外侧的导轨滑动配合。

这样，上述布置方式加工组装方便，两根的设置使得连接更加可靠，滑动更加平稳。

作为优选，导轨两端设置有限位块。

这样，限位块的设置实现运动限位，提高安全性能。

作为优选，每组夹持组件的两个夹持爪内侧均设置有弹性材料层，两个夹持爪上弹性材料层相对的表面形成夹持面，每个夹持爪上弹性材料层的夹持面整体呈倾斜的L形，且两个夹持爪上弹性材料层的夹持面远离其L形弯折部的部位形成用于夹持切割前硅棒的圆棒夹持段，两个夹持爪上弹性材料层的夹持面靠近其L形弯折部的部位形成呈直角状夹持平面的用于夹持切割后硅棒的方棒夹持段，且每个夹持爪上弹性材料层的夹持面上位于其L形弯折部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。

附图说明

图1为本实用新型实施例所公开一种硅棒开方机装卸料装置的机构示意图；

图2为图1中夹持臂以及夹持机构的正视图；

图3为图1中夹持臂以及夹持机构的侧视图。

其中，1为机架、2为夹持臂、3为齿条、4为蜗轮蜗杆减速器、5为安装座、6为夹持组件、7为导轨、8为滑块、9为夹持爪、10为探针、11为丝杠、12为间距控制电机、13为弹性材料层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作详细的说明。

请参阅图1至图3，图1为本实用新型实施例所公开一种硅棒开方机装卸料装置的机构示意图；图2为图1中夹持臂以及夹持机构的正视图，图3为图1中夹持臂以及夹持机构的侧视图。

本实施例公开了一种硅棒开方机装卸料装置，包括竖向设置在机架1上的夹持臂2，夹持臂2上设置有用于控制夹持臂升降的升降机构，夹持臂2下端还设置有夹持机构，夹持机构包括两组水平正对间隔设置夹持组件6，夹持组件6包括沿垂直所述间隔方向正对且间距可调的两个夹持爪9，夹持臂与夹持机构之间设置有用于控制两组夹持组件间间距的间距控制机构。

这样，两组夹持组件间的间距可适应调节，以满足切割硅棒长度尺寸夹持刚度的调节，硅棒大多处于150mm-800mm之间，取代了传统通过更换夹爪来抓取不同长度硅棒的方式，大量节约进料时间，提高生产效率，且更适应自动化趋势。其中间距控制机构可以通过油缸或气缸实现，其中一组夹持组件保持不动，另一组夹持组件通过油缸或者气缸水平推送实现间距可调。

在本实施例中，间距控制机构包括水平设置的丝杠11，丝杠11可转动地安装在夹持臂2下端，丝杠11上设置有对称的两段螺纹，即一段左旋螺纹和一段右旋螺纹，两组夹持组件6的上端各自设置有丝杠螺母并各自配合在丝杠11上的一段螺纹上，间距控制机构还包括间距控制电机12，间距控制电机12安装在夹持臂2下端并通过锥齿轮副和丝杠11传动连接以带动丝杠11旋转。

这样，上述方式提供了一种间距控制机构的具体构成，丝杠的设置可以实现同步运动，更好实现间距调控。

在本实施例中，夹持组件6的上端设置有滑块8并可滑动地配合在夹持臂2上沿所述间隔方向水平设置的导轨7上，导轨7与丝杠11平行间隔设置，导轨7固定安装在夹持臂2下端。

这样，导轨和滑块的设置刚度高，安全可靠，运动更加平稳。

在本实施例中，两组夹持组件6上各自设置有竖向且正对的探针10，探针10具有可竖向向下伸入所在夹持组件6的两夹持爪9构成的夹持空间中的探测端，探测端的轴线位于两个夹持爪9的竖向对称面上。

这样，原料硅棒横截面大体为圆形，其外周上沿相互垂直的两条直径方向向外设置有凸起的棱线，棱线数量为四条沿硅棒长度方向延伸。通过两组夹持组件6夹持硅棒可能会出现硅棒倾斜，一头高一头低，轴线不水平的情况。其中较大的倾斜通过人眼可直接观测及时调整，但当倾斜较小时，以使倾斜不易发现，且调直工作量大，需要反复多次。上述方案通过双探针10检测，探针10间距距离随夹持组件调节，通过探测端伸出的长度差来判断硅棒是否水平且为后续调平提供数值依据。更方便硅棒棱线检测及调整；在安装调试时能更快速的根据探针10检测数值对夹爪进行调整，确保检测硅棒尺寸的准确性。常规夹持硅棒时，有一根棱线位于最上方，上述设置可以检测棱线，配合夹持过程。

在本实施例中，夹持臂2为整体铸造得到的竖向板状结构，夹持臂2的两侧竖向固定设置有夹持臂2滑轨，夹持臂2滑轨可滑动地配合在机架1上的夹持臂2滑槽内，夹持臂2上还竖向固定设置有齿条3，齿条3和安装在机架1上的一个夹持臂2控制齿轮啮合，机架1上还设置有夹持臂2控制竖向移动控制电机，夹持臂2竖向移动控制电机输出端与夹持臂2控制齿轮传动连接。

这样，能够更好地保证夹持臂2竖向移动的稳定性以及竖向移动位置控制的精确性。

在本实施例中，夹持臂2竖向移动控制电机输出端与夹持臂2控制齿轮之间设置有减速器，所述减速器为蜗轮蜗杆减速器4。

这样，升降采用精密涡轮蜗杆减速箱自锁定结构，能更精准的放置硅棒，确保方棒尺寸合格，并且任意垂直位置安全自锁。

在本实施例中，所述夹持臂2的下端固连有水平的安装座5，安装座5整体呈下侧开口的矩形盒体；安装座5的上侧面上设置有间距控制电机12，间距控制电机12的输出端竖向向下设置且伸入安装座5中，所述输出端的伸入部分上连接有水平锥齿轮，丝杠位于所述安装座5内，丝杠11沿安装座5长度方向设置且其轴线与所述输出端轴线位于的同一竖向平面内，丝杠11两端可转动的连接在安装座5向下设置的两个安装耳中的轴承上，丝杠11上两段螺纹之间设置有竖直锥齿轮，水平锥齿轮和竖直锥齿轮啮合传动。

这样，丝杠11实现两组夹持组件6的同步伸缩，结构简单可靠，安装座5的设置使得结构紧凑。

在本实施例中，夹持臂2下侧中空设置，间距控制电机12固定在夹持臂2下侧内部。

这样，布置的更加紧凑，节省空间，

在本实施例中，导轨7的数量为二，两根沿安装座5长度方向设置且分别位于安装座5两个长侧面的外侧，夹持组件6的上端设置滑块8数量为二且分别与位于安装座5两个长侧面外侧的导轨7滑动配合。

这样，上述布置方式加工组装方便，两根的设置使得连接更加可靠，滑动更加平稳。

在本实施例中，导轨7两端设置有限位块。

这样，限位块的设置实现运动限位，提高安全性能。

夹持组件6中，可以通过第二间距控制机构来调整两个夹持爪9之间的间距。具体实施时，第二间距控制机构也可以油缸或气缸实现，其中一个夹持爪保持不动，另一个夹持爪通过油缸或者气缸水平推送实现间距可调；此外，第二间距控制机构也可以设计采用与前述间距控制机构相同的机构，来实现两个夹持爪之间的间距调整。

在本实施例中，如图3所示，每组夹持组件的两个夹持爪9内侧均设置有弹性材料层13，两个夹持爪9上弹性材料层13相对的表面形成夹持面，每个夹持爪9上弹性材料层13的夹持面整体呈倾斜的L形，且两个夹持爪9上弹性材料层13的夹持面远离其L形弯折部的部位形成用于夹持切割前硅棒的圆棒夹持段，两个夹持爪9上弹性材料层13的夹持面靠近其L形弯折部的部位形成呈直角状夹持平面的用于夹持切割后硅棒的方棒夹持段，且每个夹持爪9上弹性材料层13的夹持面上位于其L形弯折部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。

Claims (10)

1.一种硅棒开方机装卸料装置，包括竖向设置在机架上的夹持臂，夹持臂上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，夹持机构包括两组水平正对间隔设置夹持组件，夹持组件包括沿垂直所述间隔方向正对且间距可调的两个夹持爪，其特征在于，夹持臂与夹持机构之间设置有用于控制两组夹持组件间间距的间距控制机构。

2.如权利要求1所述的硅棒开方机装卸料装置，其特征在于，间距控制机构包括水平设置的丝杠，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，两组夹持组件的上端各自设置有丝杠螺母并各自配合在丝杠上的一段螺纹上，间距控制机构还包括间距控制电机，间距控制电机安装在夹持臂下端并通过锥齿轮副和丝杠传动连接以带动丝杠旋转。

3.如权利要求2所述的硅棒开方机装卸料装置，其特征在于，夹持组件的上端设置有滑块并可滑动地配合在夹持臂上沿所述间隔方向水平设置的导轨上，导轨与丝杠平行间隔设置，导轨固定安装在夹持臂下端。

4.如权利要求1所述的硅棒开方机装卸料装置，其特征在于，两组夹持组件上各自设置有竖向且正对的探针，探针具有可竖向向下伸入所在夹持组件的两夹持爪构成的夹持空间中的探测端，探测端的轴线位于两个夹持爪的竖向对称面上。

5.如权利要求1所述的硅棒开方机装卸料装置，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与夹持臂控制齿轮传动连接。

6.如权利要求5所述的硅棒开方机装卸料装置，其特征在于，夹持臂竖向移动控制电机输出端与夹持臂控制齿轮之间设置有减速器，所述减速器为蜗轮蜗杆减速器。

7.如权利要求3所述的硅棒开方机装卸料装置，其特征在于，所述夹持臂的下端固连有水平的安装座，安装座整体呈下侧开口的矩形盒体；安装座的上侧面上设置有间距控制电机，间距控制电机的输出端竖向向下设置且伸入安装座中，所述输出端的伸入部分上连接有水平锥齿轮，丝杠位于所述安装座内，丝杠沿安装座长度方向设置且其轴线与所述输出端轴线位于的同一竖向平面内，丝杠两端可转动的连接在安装座向下设置的两个安装耳中的轴承上，丝杠上两段螺纹之间设置有竖直锥齿轮，水平锥齿轮和竖直锥齿轮啮合传动。

8.如权利要求7所述的硅棒开方机装卸料装置，其特征在于，夹持臂下侧中空设置，间距控制电机固定在夹持臂下侧内部。

9.如权利要求7所述的硅棒开方机装卸料装置，其特征在于，导轨的数量为二，两根沿安装座长度方向设置且分别位于安装座两个长侧面的外侧，夹持组件的上端设置滑块数量为二且分别与位于安装座两个长侧面外侧的导轨滑动配合。

10.如权利要求1所述的硅棒开方机装卸料装置，其特征在于，每组夹持组件的两个夹持爪内侧均设置有弹性材料层，两个夹持爪上弹性材料层相对的表面形成夹持面，每个夹持爪上弹性材料层的夹持面整体呈倾斜的L形，且两个夹持爪上弹性材料层的夹持面远离其L形弯折部的部位形成用于夹持切割前硅棒的圆棒夹持段，两个夹持爪上弹性材料层的夹持面靠近其L形弯折部的部位形成呈直角状夹持平面的用于夹持切割后硅棒的方棒夹持段，且每个夹持爪上弹性材料层的夹持面上位于其L形弯折部位置具有供切割后硅棒的弧形棱边让位的弧形凹槽。