CN204473858U - 多向移栽机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及晶硅太阳能自动***物流传输技术领域，尤其涉及一种可以在三轴方向安全、平稳、精确搬运料架的多向移栽机构，该多向移栽机构包括主体支撑框架***、X轴直线移动***、Z轴升降***、Y轴进给***和前端抓取***，使抓取装置能够精确、平稳完成抓取、移载、放置动作，完成三轴向直线往复运动；性能稳定，安全可靠，装卸容易；可以提高生产效率以及最终产品质量；同时最大可能降低硅片损坏率。

Description

多向移栽机构

技术领域

本实用新型涉及晶硅太阳能自动***物流传输技术领域，尤其涉及一种可以在三轴方向安全、平稳、精确搬运料架的多向移栽机构。

背景技术

随着地球温室效应日益严重，石油、天然气、煤炭的日益枯竭，环保节能已成为世界发展的主题。太阳能作为一种储量无限、清洁、安全的可再生能源，是全球新能源的发展方向。在国家新型能源和可再生能源产业政策的指导下以及欧美太阳能市场强劲需求的带动下，近年国内太阳能光伏产业飞速发展。目前，中国已经成为太阳能电池制造大国，拥有全球最多的太阳能电池生产厂家和一半以上的产能。

太阳能光伏产业的快速发展也促进了国内太阳能光伏制造装备产业的蓬勃发展。太阳能电池行业发展的早期，太阳能电池片制造企业并未对自动化生产线产生需求，生产线基本上是由孤立的半自动、自动化设备拼凑而成。随着全球太阳能光伏产业的***式增长，为了使太阳能领域单位发电成本降低到与常规发电成本相当，太阳能电池片制造商会越来越迫切要求使用高集成、高度自动化的生产线。未来，自动化程度的高低在一定层面上将会决定谁才是生产成本最低的制造商，并且经过精心设计且高效运转的自动化工厂***可以简单的复制到随后的工厂中，并迅速开始盈利。顺应太阳能光伏行业的发展需求，国外太阳能电池片生产设备正由半自动化向全自动化、智能化过渡，以便提高生产效率和产品质量，降低生产成本。

目前，晶硅太阳能电池片生产线各个工艺单元之间的硅片传输以堆迭式或卡槽式两种方式装载硅片，然后采用小车人工搬运。这种方式效率低，不利于大规模生产。然而，由于晶硅太阳能电池生产线发展的初期并没有考虑全自动化生产，因而不具备各种自动化接口，不存在将各工艺单元能够连接起来自动传输的物料传输***，也不存在适应这一生产过程的自动化搬运方法。

为了实现全自动化大规模生产，各工艺单元之间的硅片传输必须采用自动传输***实现。为此，必须开发适应晶硅太阳电池片自动化生产线的料架\料盒物流传输***。在这行业背景下，开发了一系列物流传输模块，能够根据客户需求搭建物流传输***，迅速提供不同生产规模的晶硅太阳能电池片制造整线自动化解决方案。

目前，在已存在的自动化设备上，当需要实现多向抓取、移载、放置物体时，通常采用机器人来完成，机器人通过计算机和伺服控制技术可实现多自由度任意位置位移，但其价格昂贵、技术支持复杂。请参阅图1，图1为一种料架的结构示意图，料架100用于放置太阳能电池硅晶片。在太阳能电池片生产自动线上往往需要装载硅片的料架100在三轴间直线往复运动，并且放置在料架100内的太阳能电池硅晶片属于贵重且极易碎裂，硅片搬运需安全、平稳、精确地进行，同时实现无冲击的自动搬运，因此，如何研发一种可在三轴方向安全、平稳、精确搬运料架的多向移栽机构，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种可以在三轴方向安全、平稳、精确搬运料架的多向移栽机构。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种多向移栽机构，包括：

主体框架支撑***，用于支撑X轴直线移动***、Z轴升降***、Y轴进给***、前端抓取***；

X轴直线移动***，用于驱动所述Z轴升降***、Y轴进给***、前端抓取***在水平横向直线移动；X轴直线移动***设于所述主体框架支撑***的整体框架上，且该X轴直线移动***移动端固定链接所述Z轴升降***；

Z轴升降***，用于驱动所述Y轴进给***在竖直方向直线升降运动，且该Z轴升降***的移动端固定链接所述Y轴进给***；

Y轴进给***，用于驱动前端抓取***沿水平纵向往复运动，且该Y轴进给***的移动端固定连接前端抓取***；

前端抓取***，用于抓取需要移栽的料架。

优选的，所述X轴直线移动***包括齿形带式带滚动导轨直线移动装置、X轴伺服电机驱动组件、X轴走线拖链、X轴滑块连接板；所述齿形带式带滚动导轨直线移动装置通过框架连接件固定在所述整体框架上，所述X轴伺服电机驱动组件驱动所述齿形带式带滚动导轨直线移动装置的滑块沿直线移动，所述滑块上固定有所述X轴滑块连接板，所述X轴走线拖链通过X轴滑块连接板连接所述滑块。

优选的，所述齿形带式带滚动导轨直线移动装置上还设有X轴传感定位***。

优选的，所述X轴走线拖链固定在所述主体框架支撑***的支撑板上。

优选的，Z轴升降***包括滚珠丝杆式直线移动装置、Z轴伺服电机驱动组件；所述滚珠丝杆式直线移动装置固定在所述X轴滑块连接板上，所述滚珠丝杆式直线移动装置的固定平台上设有连接板单元，所述固定平台固定在滚珠丝杆式直线移动装置的滑块上；所述Z轴伺服电机驱动组件用于驱动滚珠丝杆式直线移动装置在竖直方向直线往复运动。

优选的，还包括Z轴传感器定位***，所述Z轴传感器定位***、所述Z轴伺服电机驱动组件设置在所述滚珠丝杆式直线移动装置上。

优选的，所述连接板单元上安装有气路控制元件、Z轴走线拖链的一端连接走线端子台，所述Z轴走线拖链的另一端连接所述X轴滑块连接板。

优选的，所述Y轴进给***包括气缸和气缸连接板；所述气缸前端的滑台连接所述前端抓取***，上端通过气缸连接板固定在所述连接板单元上。

优选的，所述气缸为小型滑台式气缸。

优选地，所述气缸侧方沟槽的二端分设一对磁性开关，用以感测所述气缸的伸缩运动是否到位。

优选的，所述前端抓取***包括抓取夹紧装置和抓取夹紧装置连接板，所述抓取夹紧装置包括抓取手指、手指连接块和平行气爪；所述抓取手指固定在所述手指连接块上，通过所述平行气爪驱动进行动作；所述平行气爪通过抓取夹紧装置连接板与所述气缸连接。

优选的，所述平行气爪的数量为两个，两个平行气爪通过一个电磁阀同步控制。

优选地，所述每个平行气爪侧方沟槽的二端分设一对磁性开关，用以感测所述每个平行气爪的伸缩运动是否到位。

优选的，所述抓取手指的材料为聚氨酯。

本实用新型提供的多向移栽机构包括主体支撑框架***、X轴直线移动***、Z轴升降***、Y轴进给***和前端抓取***，使抓取装置能够精确、平稳完成抓取、移载、放置动作，完成三轴向直线往复运动；性能稳定，安全可靠，装卸容易；可以提高生产效率以及最终产品质量；同时最大可能降低硅片损坏率。

附图说明

图1为一种料架的结构示意图；

图2为本实用新型提供的多向移栽机构一种具体实施方式的主视立体结构示意图；

图3为图2中多向移栽机构的侧视立体结构示意图；

图4为料架到位的示意图；

图5为X轴直线移动***向料架的方向移动的示意图；

图6为前端抓取***抓取料架的示意图；

图7为Z轴升降***上升的示意图；

图8为料架搬运到料架托盘的示意图；

图9为Z轴升降***下降的示意图；

图10为前端抓取***收缩将料架装置在料架托盘的示意图；

图11为Y轴进给***收缩的示意图；

图12为Z轴升降***上升的示意图。

其中，图1～图12中：

料架100；料架托盘101；传输机102；主体支撑框架***1；X轴直线移动***2；Z轴升降***3；Y轴进给***4；前端抓取***5；整体框架6；支撑板7；气源控制件8；X轴走线拖链9；齿轮带式带滚动导轨直线移动装置10；X轴伺服电机驱动组件11；X轴传感定位***12；框架连接件13；X轴走线拖链连接件14；X轴滑块连接板15；Z轴伺服电机驱动组件16；Z轴走线拖链17；滚珠丝杠式直线移动装置18；Z轴传感定位***19；走线端子台20；连接板单元21；气路控制组件22；连接板加强筋23；气缸连接板24；小型滑台式气缸25；加强筋26；抓取夹紧装置连接板27；抓取夹紧装置28。

具体实施方式

为使本实用新型的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本实用新型的内容作进一步说明。当然本实用新型并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本实用新型的保护范围内。其次，本实用新型利用示意图进行了详细的表述，在详述本实用新型实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应以此作为对本实用新型的限定。

需要说明的是，在下述的实施例中，利用图1～12的结构示意图对按本实用新型提供的多向移栽机构进行了详细的表述。在详述本实用新型的实施方式时，为了便于说明，各示意图不依照一般比例绘制并进行了局部放大及省略处理，因此，应避免以此作为对本实用新型的限定。

请参考图2～图3，图2为本实用新型提供的多向移栽机构一种具体实施方式的主视立体结构示意图；图3为图2中多向移栽机构的侧视立体结构示意图。

如图2～图3所示，本实用新型提供本实用新型提供了一种多向移栽机构，包括：主体框架支撑***1、X轴直线移动***2、Z轴升降***3、Y轴进给***4、前端抓取***5；X轴直线移动***2，用于驱动所述Z轴升降***3、Y轴进给***4、前端抓取***5在水平横向直线移动；X轴直线移动***2设于所述主体框架支撑***1的整体框架6上，且该X轴直线移动***2移动端固定链接所述Z轴升降***3；Z轴升降***3，用于驱动所述Y轴进给***4在竖直方向直线升降运动，且该Z轴升降***3的移动端固定链接所述Y轴进给***4；Y轴进给***4，用于驱动前端抓取***5沿水平纵向往复运动，且该Y轴进给***4的移动端固定连接前端抓取***5；前端抓取***5，用于抓取需要移栽的料架100。

本实用新型提供的多向移栽机构包括主体支撑框架***1、X轴直线移动***2、Z轴升降***3、Y轴进给***4和前端抓取***5，使抓取装置能够精确、平稳完成抓取、移载、放置动作，完成三轴向直线往复运动；性能稳定，安全可靠，装卸容易；可以提高生产效率以及最终产品质量；同时最大可能降低硅片损坏率。

具体的，本实施例中，主体支撑框架***1可以包括整体框架6、支撑板7、气源控制件8，整体框架6可以由重型铝型材通过挤压角铝连接而成，并可以与外部设备紧固连接；支撑板7、气源控制件8固定于整体框架6上。

具体的，本实施例中，X轴直线移动***2包括齿形带式带滚动导轨直线移动装置10、X轴伺服电机驱动组件11、X轴走线拖链9、X轴滑块连接板15；齿形带式带滚动导轨直线移动装置10通过框架连接件13固定在所述整体框架6上，X轴伺服电机驱动组件11驱动所述齿形带式带滚动导轨直线移动装置10的滑块沿直线移动，所述滑块上固定有所述X轴滑块连接板15，所述X轴走线拖链9通过X轴滑块连接板14连接所述滑块。

优选的方案中，齿形带式带滚动导轨直线移动装置10上还设有X轴传感定位***12。此外，X轴走线拖链9固定在主体框架支撑***的支撑板7上。

具体的，本实施例中，Z轴升降***3包括滚珠丝杆式直线移动装置18、Z轴伺服电机驱动组件16；所述滚珠丝杆式直线移动装置18固定在所述X轴滑块连接板15上，所述滚珠丝杆式直线移动装置18的固定平台(固定平台固定在滚珠丝杆式直线移动装置的滑块上)固定连接板单元21；所述Z轴伺服电机驱动组件16用于驱动滚珠丝杆式直线移动装置18在竖直方向直线往复运动。

此外，还包括Z轴传感器定位***19，Z轴传感器定位***19以及Z轴伺服电机驱动组件16设置在所述滚珠丝杆式直线移动装置18上。

优选的方案中，连接板单元21上安装有气路控制元件22、Z轴走线拖链的一端及走线端子台20，所述Z轴走线拖链的另一端连接所述X轴滑块连接板15。

具体的，本实施例中，Y轴进给***4包括气缸25和气缸连接板24；所述气缸25前端的滑台连接所述前端抓取***5，上端通过气缸连接板24固定在所述连接板单元21上。较佳的，气缸为小型滑台式气缸25。作为一优选实施例，还可以在所述气缸25侧方沟槽的二端分设一对磁性开关(图中未显示)，用以感测所述气缸25的伸缩运动是否到位。

具体的，本实施例中，前端抓取***5包括抓取夹紧装置28和抓取夹紧装置连接板27，所述抓取夹紧装置28包括抓取手指、手指连接块和平行气爪；所述抓取手指固定在所述手指连接块上，通过所述平行气爪驱动进行动作；所述平行气爪通过抓取夹紧装置连接板27与所述气缸连接。

为了实现同步抓取夹紧料架100上下两端，所述平行气爪的数量为两个，两个平行气爪通过一个电磁阀同步控制。作为一优选实施例，还可以在所述每个平行气爪侧方沟槽的二端分设一对磁性开关，用以感测所述每个平行气爪的伸缩运动是否到位。

此外，为了减小抓取手指与料架100之间的碰撞，所述抓取手指的材料为聚氨酯。

以下结合附图，以将传输带上的料架100搬运到料架托盘101的过程为例，对本实用新型提供的多向移栽机构的工作原理进行简单介绍。

请参看图4-图12，本实用新型提供的多向移栽机构的工作流程如下：

料架100到位，如图4所示，方向A为料架100行进方向，料架100通过传输带行进至传输机102左端直至被阻挡块阻挡，同时传输机102的到位传感器检测到料架100信号，然后传输带停止运行。

抓取料架100，如图5-图6所示，方向B为X轴直线移动***2移动方向，方向C为Z轴升降***3移动方向，方向D为Y轴进给***4移动方向，方向E为前端抓取***5张开方向，方向F为前端抓取***5收缩方向，多向移栽机构的X轴直线移动***2开始向料架100的方向移动直至被X轴传感定位***右端传感器检测到的位置，然后Z轴升降***3下降至被Z轴传感定位***下端传感器检测到的位置，接着Y轴进给***4的气缸滑台伸出，推动前端抓取***5向料架100靠近，再后来前端抓取***5的平行气爪张开从而夹紧料架100。

搬运料架100，如图7-图8所示，多向移栽机构的Z轴升降***3上升至被Z轴传感定位***上端传感器检测到的位置，然后Y轴进给***4的气缸滑台反向运动回到收缩状态，接着X轴直线移动向左移动直至被X轴传感定位***左端传感器检测到的位置，从而将料架100搬运至料架100托盘101上方。

放置料架100，如图9-图10所示，多向移栽机构的Y轴进给***4的气缸滑台伸长，然后Z轴升降***3下降至被Z轴传感定位***下端传感器检测到的位置，接着前端抓取***5的平行气爪收缩从而将料架100放置在料架托盘101上。

机构复位，如图11-图12所示，多向移栽机构的Y轴进给***4的气缸滑台收缩，然后Z轴升降***3上升至被Z轴传感定位***上端传感器检测到的位置，即移栽机机构完成复位，准备进行下一个料架100的抓取、搬运和放置，同时料架托盘101将料架100搬运至下一工艺。

以上所述仅是实用新型的优选实施方式的描述，应当指出，由于文字表达的有限性，而在客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (14)

1.一种多向移栽机构，其特征在于，包括：

主体框架支撑***，用于支撑X轴直线移动***、Z轴升降***、Y轴进给***、前端抓取***；

X轴直线移动***，用于驱动所述Z轴升降***、Y轴进给***、前端抓取***在水平横向直线移动；X轴直线移动***设于所述主体框架支撑***的整体框架上，且该X轴直线移动***移动端固定链接所述Z轴升降***；

Z轴升降***，用于驱动所述Y轴进给***在竖直方向直线升降运动，且该Z轴升降***的移动端固定链接所述Y轴进给***；

Y轴进给***，用于驱动前端抓取***沿水平纵向往复运动，且该Y轴进给***的移动端固定连接前端抓取***；

前端抓取***，用于抓取需要移栽的料架。

2.根据权利要求1所述多向移栽机构，其特征在于，所述X轴直线移动***包括齿形带式带滚动导轨直线移动装置、X轴伺服电机驱动组件、X轴走线拖链、X轴滑块连接板；所述齿形带式带滚动导轨直线移动装置通过框架连接件固定在所述整体框架上，所述X轴伺服电机驱动组件驱动所述齿形带式带滚动导轨直线移动装置的滑块沿直线移动，所述滑块上固定有所述X轴滑块连接板，所述X轴走线拖链通过X轴滑块连接板连接所述滑块。

3.根据权利要求2所述多向移栽机构，其特征在于，所述齿形带式带滚动导轨直线移动装置上还设有X轴传感定位***。

4.根据权利要求2所述多向移栽机构，其特征在于，所述X轴走线拖链固定在所述主体框架支撑***的支撑板上。

5.根据权利要求2所述多向移栽机构，其特征在于，Z轴升降***包括滚珠丝杆式直线移动装置、Z轴伺服电机驱动组件；所述滚珠丝杆式直线移动装置固定在所述X轴滑块连接板上，所述滚珠丝杆式直线移动装置的固定平台上设有连接板单元，所述固定平台固定在滚珠丝杆式直线移动装置的滑块上；所述Z轴伺服电机驱动组件用于驱动滚珠丝杆式直线移动装置在竖直方向直线往复运动。

6.根据权利要求5所述多向移栽机构，其特征在于，还包括Z轴传感器定位***，所述Z轴传感器定位***、所述Z轴伺服电机驱动组件设置在所述滚珠丝杆式直线移动装置上。

7.根据权利要求5所述多向移栽机构，其特征在于，所述连接板单元上安装有气路控制元件、Z轴走线拖链的一端连接走线端子台，所述Z轴走线拖链的另一端连接所述X轴滑块连接板。

8.根据权利要求5所述多向移栽机构，其特征在于，所述Y轴进给***包括气缸和气缸连接板；所述气缸前端的滑台连接所述前端抓取***，上端通过气缸连接板固定在所述连接板单元上。

9.根据权利要求8所述多向移栽机构，其特征在于，所述气缸为小型滑台式气缸。

10.根据权利要求8所述多向移栽机构，其特征在于，所述气缸侧方沟槽的二端分设一对磁性开关，用以感测所述气缸的伸缩运动是否到位。

11.根据权利要求8所述多向移栽机构，其特征在于，所述前端抓取***包括抓取夹紧装置和抓取夹紧装置连接板，所述抓取夹紧装置包括抓取手指、手指连接块和平行气爪；所述抓取手指固定在所述手指连接块上，通过所述平行气爪驱动进行动作；所述平行气爪通过抓取夹紧装置连接板与所述气缸连接。

12.根据权利要求11所述多向移栽机构，其特征在于，所述平行气爪的数量为两个，两个平行气爪通过一个电磁阀同步控制。

13.根据权利要求11所述多向移栽机构，其特征在于，所述每个平行气爪侧方沟槽的二端分设一对磁性开关，用以感测所述每个平行气爪的伸缩运动是否到位。

14.根据权利要求11所述多向移栽机构，其特征在于，所述抓取手指的材料为聚氨酯。