CN213227049U - 一种晶体硅棒自动上下料截断系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种晶体硅棒自动上下料截断系统，具有用于将初始硅棒截断成若干成品硅棒的截断装置；用于将初始硅棒移动至上料区并调整初始硅棒的位置与截断装置的放置槽的轴向一致的运输装置；置于截断装置上方，并用于抓取初始硅棒从运输装置上移动至放置槽中或抓取成品硅棒于从放置槽中移动至升降装置的抓取装置；用于更改成品硅棒的移动方向并使成品硅棒沿升降装置传递至输送装置的升降装置；用于传输成品硅棒并使成品硅棒沿其传输方向流转至后续工序的输送装置。本实用新型的有益效果是全程自动化控制，无需人员操作，设备稼动率高，安全性高，适合各种晶体硅棒得截断生产，可获得端面合格且一致性好的短硅棒，成品率高且生产效率高。

Description

一种晶体硅棒自动上下料截断系统

技术领域

本实用新型属于晶体硅棒截断设备技术领域，尤其是涉及一种晶体硅棒自动上下料截断系统。

背景技术

目前在晶体硅棒截断工序上，需要人工将晶体硅棒通过滑轮推放置截断机上，这一操作过程中，费时费力，且晶体硅棒与截断机固定对准困难，导致截断后的短硅棒端面倾斜，即短硅棒得端面与其轴线不垂直，进而导致后期切片时需要更多时间调整甩切端面且硅棒浪费严重；同时人工操作存在很高的安全风险，生产效率低且成本高。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种晶体硅棒自动上下料截断系统，尤其适合各种直径尺寸的晶体硅棒的截断，解决了现有因人工上下料而导致的硅棒截断端面不合格、生产效率低且成本高的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种晶体硅棒自动上下料截断系统，具有截断装置、运输装置、抓取装置、升降装置和输送装置，其中，

所述截断装置用于将初始硅棒截断成若干成品硅棒；

所述运输装置用于将初始硅棒移动至上料区并调整所述初始硅棒的位置与所述截断装置的放置槽的轴向一致；

所述抓取装置置于所述截断装置上方，用于抓取所述初始硅棒从所述运输装置上移动至所述放置槽中或抓取所述成品硅棒于从所述放置槽中移动至所述升降装置；

所述升降装置用于更改所述成品硅棒的移动方向并使所述成品硅棒沿所述升降装置传递至所述输送装置；

所述输送装置用于传输所述成品硅棒并使所述成品硅棒沿其传输方向流转至后续工序。

进一步的，所述截断装置至少设有一组，所述上料区靠近所述截断装置设置；

每个所述截断装置至少设有一组所述放置槽，所述初始硅棒沿所述放置槽长度方向放置并与所述放置槽轴线同轴设置；

所述初始硅棒被卡固在所述放置槽上并与置于所述截断装置上的金刚线垂直设置；

所述初始硅棒被所述金刚线切割成若干所述成品硅棒。

进一步的，所述运输装置包括移动架体、置于所述移动架体上方的若干组并排设置的卡槽和引导装置，其中，

所述卡槽为上端开口设置并与所述初始硅棒外径相适配；

所述引导装置置于所述移动架体底部，控制并驱动所述运输装置定向移动；所述初始硅棒被放置于所述卡槽上，所述引导装置即控制所述移动架体带动所述初始硅棒沿设定路线移动至所述上料区。

进一步的，在所述移动架体上端面设有滑轨，所述滑轨沿所述移动架体长度方向设置；所述卡槽沿所述滑轨移动，调整所述卡槽的位置与所述初始硅棒长度相适配。

进一步的，所述运输装置还具有用于使所述初始硅棒在所述上料区位置校正的归正装置，以使所述初始硅棒的轴线与所述放置槽轴线并行；

所述归正装置置于所述移动架体端部一侧并与所述引导装置并排设置。

进一步的，所述抓取装置置于所述截断装置的正上方，包括若干立柱，对称设置的纵移轨道、并行设置的横移轨道、竖移支架和机械手，其中，

所述立柱分别置于所述截断装置外侧并高于所述截断装置上端部；

所述纵移轨道置于所述立柱上端并沿所述截断装置长度方向连接两端所述立柱设置；

所述横移轨道垂直于所述纵移轨道并沿所述纵移轨道长度方向移动；

所述竖移支架一端与所述横移轨道连接，另一端与所述机械手连接，所述竖移支架可沿所述立柱高度方向带动所述机械手上下伸缩移动；

每个所述横移轨道设有一个所述竖移支架和所述机械手；

两组所述机械手同时抓取所述初始硅棒，通过所述竖移支架上下伸缩和/或所述竖移支架沿所述横移轨道滑动和/或所述横移轨道带动所述竖移支架及所述初始硅棒沿所述纵移轨道移动，将所述初始硅棒放置于所述放置槽中；

任一组所述机械手抓取所述成品硅棒并使所述成品硅棒放置于所述升降装置上。

进一步的，所述升降装置设于靠近所述放置槽出料处并与所述放置槽轴向方向并排设置，所述升降装置设有上下两层反向移动的传送台；

上层所述传送台和下层所述传送台均垂直于所述输送装置并均与所述输送装置贯通连接；

上层所述传送台朝远离所述放置槽一侧移动；

下层所述传送台朝靠近所述放置槽一侧移动。

进一步的，在上层所述传送台上设有用于放置所述成品硅棒的托盘，所述托盘沿上层所述传送台移动方向设置，所述托盘带动所述成品硅棒一同沿上层所述传送台流转至所述输送装置；

下层所示传送台用于从所述输送装置上运回空置的所述托盘，并使空置的所述托盘移动至靠近所述放置槽一侧。

进一步的，所述输送装置垂直于所述放置槽轴线设置并置于上层所述传送台输出端一侧；所述输送装置带动载有所述成品硅棒的所述托盘流转至下一道工序。

进一步的，所述输送装置设有两层结构，包括上层输送线和下层输送线，其中，

所述上层输送线与所述下层输送线移动方向相反并分别与上层所述传送台和下层所述传送台对应连通设置；

所述上层输送线用于输送载有所述成品硅棒的所述托盘；

所述下层输送线用于输送空置的所述托盘，并使空置的所述托盘移动至下层所述传送台上。

与现有技术相比，采用上述技术方案，全程自动化控制，无需人员操作，设备稼动率高，安全性高，适合各种晶体硅棒得截断生产，可获得端面合格且一致性好的短硅棒，成品率高且生产效率高。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的自动上下料截断系统的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例的运输装置的结构示意图；

图3是本实用新型一实施例的运输装置的侧视图；

图4是本实用新型一实施例的抓取装置的结构示意图；

图5是本实用新型一实施例的升降装置和输送装置的配合示意图。

图中：

100、截断装置 110、放置槽 200、运输装置

210、移动架体 220、卡槽 230、引导装置

240、归正装置 300、抓取装置 310、纵移轨道

320、横移轨道 330、竖移支架 340、机械手

400、升降装置 410、上层传送台 420、下层传送台

430、托盘 500、输送装置 510、上层输送线

520、下层输送线

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

本实施例提出一种晶体硅棒自动上下料截断系统，如图1所示，具有截断装置100、运输装置200、抓取装置300、升降装置400和输送装置500，其中，截断装置100用于将初始硅棒截断成若干成品硅棒；运输装置200用于将初始硅棒移动至上料区并在上料区调整初始硅棒的位置与截断装置100中用于放置硅棒的放置槽110的轴向一致；抓取装置300设置在截断装置100的上方，用于抓取初始硅棒从运输装置200上移动至放置槽110中或抓取成品硅棒于从放置槽110中移动至升降装置400中；升降装置400用于更改成品硅棒的移动方向并使成品硅棒沿升降装置400传递至输送装置500；输送装置500用于传输成品硅棒并使成品硅棒沿其传输方向流转至后续工序。

具体地，截断装置100至少设有一台，在本实施例中，设有两台对称设置的截断装置100，上料区靠近截断装置100所设并位于相邻截断装置100宽度之间的区域。截断装置100为本领域常用的金刚线截断机(图省略)，每个截断装置100中至少设有一组用于放置硅棒的放置槽110，初始硅棒沿放置槽110长度方向放置并与放置槽110轴线同轴设置；初始硅棒被卡固在放置槽110上并与置于截断装置100上的金刚线垂直设置；初始硅棒被金刚线切割成若干成品硅棒，从而完成硅棒的截断工作。

如图2和图3所示，运输装置200包括移动架体210、置于移动架体210上方的若干组并排设置的卡槽220和引导装置230，其中，移动架体210为带有四个滚轮的平板车，在平板车的上端面的长度方向上设有至少一列滑轨，滑轨沿移动架体210上端面的长度轴线对称设置，卡槽220置于滑轨上，卡槽220为上端开口设置并与初始硅棒外径相适配，卡槽220沿滑轨移动并可锁紧固定在滑轨上，通过调整卡槽220的位置与初始硅棒的长度相适配，在每一个卡槽220两侧还设有用于防止硅棒晃动或侧翻的倾斜挡架，挡架的高度和宽度大于卡槽220的高度和宽度，挡架对称设置在卡槽220两侧面的中间位置处。初始硅棒可以是一个整颗硅棒，如现有技术可以拉制长度约5m左右的大直径尺寸的硅棒；也有长度尺寸小于移动架体210长度的初始硅棒；对于不同长度尺寸的初始硅棒，其放置在移动架体210上的长度位置不同，需要调整卡槽220的位置进行支撑，这一结构优于现有技术中采用固定限制的卡槽220的运输装置，不仅结构简单易于操作，亦易于配合。

进一步的，引导装置230固定设置在移动架体210的底部，主要用于控制并驱动运输装置200按照预设的轨迹做定向移动，引导装置230即为现有常用的AGV控制系统，包括控制器、引导磁条、方向传感器、避障传感器、导向传感器、状态指示灯以及信号传感器。引导装置230根据导向传感器所接收到的位置信息而按设定路径所提供的目标进行转向并以一定的移动速度驱动整个运输装置200进行引导路线行驶。

在运输装置200上还设有用于使初始硅棒在上料区位置校正的归正装置240，归正装置240设置在移动架体210端部一侧并与引导装置230并排设置，且均置于移动架体210的宽度方向的中心轴线处。归正装置240包括位置传感器、方向传感器和光电控制信号传感器，与引导装置230电连接。当载有初始硅棒的运输装置200停靠在上料区时，归正装置240中的位置传感器和方向传感器将实际测出的位置参考点和虚拟点的对应位置通过光电控制信号传感器传递给引导装置230中的控制器，控制器再修正运输装置200停靠的位置是否与截断装置100的放置槽110并行，即初始硅棒的轴线与放置槽110的轴线是否并行，以免抓取装置300抓取初始硅棒时无法准确抓取，且防止初始硅棒的轴线发送位置偏移，保证放置在放置槽110中的位置不会发生偏移，提高初始硅棒进入截断装置100放置槽110中的位置的准确性，进而会使金刚线与初始硅棒的横截面垂直设置，从而保证截断后成品硅棒的端面的垂直度，提高单位长度硅棒的出片率，进而提高硅棒的利用率，降低生产成本。

如图4所示，抓取装置300设置在截断装置100的正上方，包括若干立柱，对称设置的纵移轨道310、并行设置的横移轨道320、与横移轨道320垂直连接的竖移支架330和与竖移支架330连接的机械手340。其中，至少设有四组立柱，分别设置在截断装置100的外侧并高于截断装置100的上端部，且立柱的宽度距离大于对位设置的截断装置100中放置槽110的操作宽度。纵移轨道310置于立柱的上端并沿截断装置100的长度方向连接两端立柱设置。横移轨道320垂直于纵移轨道310并沿纵移轨道310的长度方向移动，即横移轨道320横跨对位设置的截断装置100的宽度设置。竖移支架330一端与横移轨道320连接，另一端与机械手340连接，竖移支架330可沿立柱的高度方向带动机械手340上下伸缩移动。

每个横移轨道320上设有一个竖移支架330和机械手340。机械手340内侧结构与初始晶体外壁相适配，为弧形结构，机械手340的结构可以为任一种与晶体外圆相配合的结构，在此不具体限制。驱动机械手340的驱动机构可以为液压驱动、气压驱动、电气驱动或机械驱动，只要能控制机械手340抓取或松开放置硅棒即可。

在这一过程中，驱动两组机械手340同时抓取初始硅棒，并通过竖移支架330上下伸缩和/或竖移支架330沿横移轨道320滑动和/或横移轨道310带动竖移支架330及初始硅棒沿纵移轨道310移动，将初始硅棒放置于放置槽110中。即根据初始硅棒的位置和放置槽110的位置，调整竖移支架330或横移轨道320的位置，以使初始硅棒放置在放置槽110中。当截断完成后，标准的成品硅棒无需两个机械手340共同操作，仅需任一组机械手340抓取成品硅棒并使成品硅棒放置于下一工序的升降装置400上。

如图5所示，升降装置400设于放置槽110的出料处，升降装置400靠近放置槽110的出料处设置并与放置槽110的轴向方向并排设置，升降装置400设有上下两层反向移动的传送台，上层传送台410和下层传送台420均垂直于输送装置500并均与输送装置500贯通连接。上层传送台410朝远离放置槽110的一侧移动；下层传送台420朝靠近放置槽110的一侧移动；升降装置400的高度与输送装置500的高度相适配。

进一步的，在上层传送台410上设有用于放置成品硅棒的托盘430，托盘430沿上层传送台410移动方向设置，托盘430带动成品硅棒一同沿上层传送台410流转至输送装置500上；下层传送台410用于从输送装置500上运回空置的托盘430，并使空置的托盘430移动至靠近放置槽110的一侧。

进一步的，输送装置500垂直于放置槽110的轴线设置并置于上层传送台410的输出端一侧；输送装置500带动载有成品硅棒的托盘430流转至下一道工序。

进一步的，输送装置500设有两层结构，包括上层输送线510和下层输送线520，其中，上层输送线510与下层输送线520的移动方向相反并分别与上层传送台410和下层传送台420对应连通设置。上层输送线510主要用于输送载有成品硅棒的托盘430并朝下一道工序的方向移动。下层输送线520主要用于输送空置的托盘430，并使空置的托盘430移动至下层传送台420上。

在本实施例中，上层传送台410、下层传送台420、上层输送线510和下层输送线520均为滚筒式传送带，结构简单，易于维护，尤其是放置一定重量的物品不易变形或折弯，强度高且传输稳定。

在这一过程中，截断后的成品硅棒被机械手340移动至上层传送台410上的托盘430上后，上层传送台410带动托盘430和成品硅棒移动至上层输送线510上，上层输送线510将载有成品硅棒的托盘430移动至下一工序后，移动机械爪将成品硅棒抓走，空置的托盘430被放置到下层输送线520上并反向移动到下层传送台410上，直至移动到下层传送台410靠近放置槽110一端，准备进行下一轮的成品硅棒的承载。

本实施例的工作过程：通过运输装置200自动将成品硅棒从存储区移动至上料区并进行校准定位，再通过抓取装置300将成品硅棒放入截断装置100中的放置槽110中再进行截断，生成若干成品硅棒；再通过抓取装置300将成品硅棒移动到双层升降装置400的上层传送台410中的托盘430中，控制载有成品硅棒的托盘430依次经上层传送台410和上层输送线510移动至下一道工序；空置的托盘430再依次经下层输送线520和下层传送台410返回至靠近截断装置100的出料口处，准备下一轮的成品硅棒的运输。

本实用新型提出的晶体硅棒自动上下料截断系统，全程自动化控制，无需人员操作，设备稼动率高，安全性高，适合各种晶体硅棒得截断生产，可获得端面合格且一致性好的短硅棒，成品率高且生产效率高。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种晶体硅棒自动上下料截断系统，其特征在于，具有截断装置、运输装置、抓取装置、升降装置和输送装置，其中，

所述截断装置用于将初始硅棒截断成若干成品硅棒；

所述运输装置用于将初始硅棒移动至上料区并调整所述初始硅棒的位置与所述截断装置的放置槽的轴向一致；

所述抓取装置置于所述截断装置上方，用于抓取所述初始硅棒从所述运输装置上移动至所述放置槽中或抓取所述成品硅棒于从所述放置槽中移动至所述升降装置；

所述升降装置用于更改所述成品硅棒的移动方向并使所述成品硅棒沿所述升降装置传递至所述输送装置；

所述输送装置用于传输所述成品硅棒并使所述成品硅棒沿其传输方向流转至后续工序。

2.根据权利要求1所述的一种晶体硅棒自动上下料截断系统，其特征在于，所述截断装置至少设有一组，所述上料区靠近所述截断装置设置；

每个所述截断装置至少设有一组所述放置槽，所述初始硅棒沿所述放置槽长度方向放置并与所述放置槽轴线同轴设置；

所述初始硅棒被卡固在所述放置槽上并与置于所述截断装置上的金刚线垂直设置；

所述初始硅棒被所述金刚线切割成若干所述成品硅棒。

3.根据权利要求1或2所述的一种晶体硅棒自动上下料截断系统，其特征在于，所述运输装置包括移动架体、置于所述移动架体上方的若干组并排设置的卡槽和引导装置，其中，

所述卡槽为上端开口设置并与所述初始硅棒外径相适配；

所述引导装置置于所述移动架体底部，控制并驱动所述运输装置定向移动；所述初始硅棒被放置于所述卡槽上，所述引导装置即控制所述移动架体带动所述初始硅棒沿设定路线移动至所述上料区。

4.根据权利要求3所述的一种晶体硅棒自动上下料截断系统，其特征在于，在所述移动架体上端面设有滑轨，所述滑轨沿所述移动架体长度方向设置；所述卡槽沿所述滑轨移动，调整所述卡槽的位置与所述初始硅棒长度相适配。

5.根据权利要求4所述的一种晶体硅棒自动上下料截断系统，其特征在于，所述运输装置还具有用于使所述初始硅棒在所述上料区位置校正的归正装置，以使所述初始硅棒的轴线与所述放置槽轴线并行；

所述归正装置置于所述移动架体端部一侧并与所述引导装置并排设置。

6.根据权利要求1-2、4-5任一项所述的一种晶体硅棒自动上下料截断系统，其特征在于，所述抓取装置置于所述截断装置的正上方，包括若干立柱，对称设置的纵移轨道、并行设置的横移轨道、竖移支架和机械手，其中，所述立柱分别置于所述截断装置外侧并高于所述截断装置上端部；

所述纵移轨道置于所述立柱上端并沿所述截断装置长度方向连接两端所述立柱设置；

所述横移轨道垂直于所述纵移轨道并沿所述纵移轨道长度方向移动；

所述竖移支架一端与所述横移轨道连接，另一端与所述机械手连接，所述竖移支架可沿所述立柱高度方向带动所述机械手上下伸缩移动；

每个所述横移轨道设有一个所述竖移支架和所述机械手；

两组所述机械手同时抓取所述初始硅棒，并通过所述竖移支架上下伸缩和/或所述竖移支架沿所述横移轨道滑动和/或所述横移轨道带动所述竖移支架及所述初始硅棒沿所述纵移轨道移动，将所述初始硅棒放置于所述放置槽中；

任一组所述机械手抓取所述成品硅棒并使所述成品硅棒放置于所述升降装置上。

7.根据权利要求6所述的一种晶体硅棒自动上下料截断系统，其特征在于，所述升降装置设于靠近所述放置槽出料处并与所述放置槽轴向方向并排设置，所述升降装置设有上下两层反向移动的传送台；

上层所述传送台和下层所述传送台均垂直于所述输送装置并均与所述输送装置贯通连接；

上层所述传送台朝远离所述放置槽一侧移动；

下层所述传送台朝靠近所述放置槽一侧移动。

8.根据权利要求7所述的一种晶体硅棒自动上下料截断系统，其特征在于，在上层所述传送台上设有用于放置所述成品硅棒的托盘，所述托盘沿上层所述传送台移动方向设置，所述托盘带动所述成品硅棒一同沿上层所述传送台流转至所述输送装置；

下层所示传送台用于从所述输送装置上运回空置的所述托盘，并使空置的所述托盘移动至靠近所述放置槽一侧。

9.根据权利要求8所述的一种晶体硅棒自动上下料截断系统，其特征在于，所述输送装置垂直于所述放置槽轴线设置并置于上层所述传送台输出端一侧；所述输送装置带动载有所述成品硅棒的所述托盘流转至下一道工序。

10.根据权利要求8或9所述的一种晶体硅棒自动上下料截断系统，其特征在于，所述输送装置设有两层结构，包括上层输送线和下层输送线，其中，所述上层输送线与所述下层输送线移动方向相反并分别与上层所述传送台和下层所述传送台对应连通设置；

所述上层输送线用于输送载有所述成品硅棒的所述托盘；

所述下层输送线用于输送空置的所述托盘，并使空置的所述托盘移动至下层所述传送台上。

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