一種用于傳輸線上的翻轉機構的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于傳輸線上的翻轉機構，其包括主體框架支撐單元、翻轉單元、正交運動單元、抓取單元和控制單元，所述主體框架支撐單元包括整體框架和第一安裝板，所述第一安裝板垂直且連接在整體框架的一端；所述第一安裝板上固定連接有控制單元；所述整體框架上遠離第一安裝板的一端固定連接有第二安裝板，所述第二安裝板上固定連接有翻轉單元，所述正交運動單元的兩端分別連接翻轉單元和抓取單元。本發明具有如下優點：翻轉單元、正交運動單元和抓取單元的有效配合實現料架進入不同的設備時，在豎直和橫放之間隨意翻轉，且結構緊湊，翻轉平穩，可實現在線式工作，滿足晶硅太陽能自動線硅片料架的翻轉動作要求。
【專利說明】一種用于傳輸線上的翻轉機構
【技術領域】
[0001]本發明涉及晶硅太陽能自動系統物流傳輸【技術領域】，特別是涉及一種用于傳輸線上的翻轉機構。
【背景技術】
[0002]隨著地球溫室效應日益嚴重，石油、天然氣、煤炭的日益枯竭，環保節能已成為世界發展的主題。太陽能作為一種儲量無限、清潔、安全的可再生能源，是全球新能源的發展方向。在國家新型能源和可再生能源產業政策的指導下以及歐美太陽能市場強勁需求的帶動下，近年國內太陽能光伏產業飛速發展。目前，中國已經成為太陽能電池制造大國，擁有全球最多的太陽能電池生產廠家和一半以上的產能。
[0003]太陽能光伏產業的快速發展也促進了國內太陽能光伏制造裝備產業的蓬勃發展。太陽能電池行業發展的早期，太陽能電池片制造企業并未對自動化生產線產生需求，生產線基本上是由孤立的半自動、自動化設備拼湊而成。隨著全球太陽能光伏產業的爆炸式增長，為了使太陽能領域單位發電成本降低到與常規發電成本相當，太陽能電池片制造商會越來越迫切要求使用高集成、高度自動化的生產線。未來，自動化程度的高低在一定層面上將會決定誰才是生產成本最低的制造商，并且經過精心設計且高效運轉的自動化工廠系統可以簡單的復制到隨后的工廠中，并迅速開始盈利。順應太陽能光伏行業的發展需求，國外太陽能電池片生產設備正由半自動化向全自動化、智能化過渡，以便提高生產效率和產品質量，降低生產成本。
[0004]目前，晶硅太陽能電池片生產線各個工藝單元之間的硅片傳輸以堆迭式或卡槽式兩種方式裝載硅片，然后采用小車人工搬運。這種方式效率低，不利于大規模生產。圖1為卡槽式料架的結構示意圖。然而，由于晶硅太陽能電池生產線發展的初期并沒有考慮全自動化生產，因而不具備各種自動化接口，不存在將各工藝單元能夠連接起來自動傳輸的物料傳輸系統，也不存在適應這一生產過程的自動化搬運方法。
[0005]為了實現全自動化大規模生產，各工藝單元之間的硅片傳輸必須采用自動傳輸系統實現。為此，必須開發適應晶硅太陽電池片自動化生產線的料架\料盒物流傳輸系統。
[0006]因此，針對以上不足，本發明提供了一種用于傳輸線上的翻轉機構。
【發明內容】
[0007](一)要解決的技術問題
[0008]本發明的目的是解決現有的硅片傳輸以堆迭式或卡槽式兩種方式裝載硅片，然后采用小車人工搬運，效率低，浪費人工且不利于大規模工業化生產的問題。
[0009](二)技術方案
[0010]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種用于傳輸線上的翻轉機構，其包括主體框架支撐單元、翻轉單元、正交運動單元、抓取單元和控制單元，所述主體框架支撐單元包括整體框架和第一安裝板，所述第一安裝板垂直且連接在整體框架的一端；所述第一安裝板上固定連接有控制單元；所述整體框架上遠離第一安裝板的一端固定連接有第二安裝板，所述第二安裝板上固定連接有翻轉單元，所述正交運動單元的兩端分別連接翻轉單元和抓取單元。
[0011]其中，所述翻轉單元包括第一翻轉板、第二翻轉板、轉動連接件、軸端擋塊、軸套、軸承、轉軸、走線端子臺、安裝板I和標準氣缸，所述第二翻轉板和軸端擋塊分別垂直連接于第一翻轉板的兩側，所述第二翻轉板的外側通過連接件連接有標準氣缸的輸出軸，所述標準氣缸的底面固定連接在第二安裝板上；所述轉動連接件固定連接在第一安裝板的上部，所述轉動連接件內部安裝有轉軸，且轉軸不與轉動連接件直接接觸，轉軸兩端套裝有軸承，轉軸穿過軸承后其兩端分別嵌入對應的第二翻轉板和軸端擋塊中；所述第一翻轉板上固定連接有走線端子臺。
[0012]其中，所述抓取單元包括抓取夾緊裝置和抓取夾緊裝置連接板，所述抓取夾緊裝置包括抓取手指、手指連接塊和平行氣爪，所述抓取夾緊裝置連接板的兩端分別固定連接有平行氣爪，所述平行氣爪的上下兩端通過手指連接塊連接有抓取手指。
[0013]其中，所述正交運動單元包括第一氣缸、第二氣缸、第一氣缸支撐板、第二氣缸支撐板、第三氣缸支撐板，所述第一氣缸支撐板正交連接在第二氣缸支撐板的左側面底部，所述第三氣缸支撐板正交連接在第二氣缸支撐板的右側面頂部，且分別垂直連接于第二氣缸支撐板，所述第一氣缸支撐板和第三氣缸支撐板上分別固定有第一氣缸和第二氣缸，且所述第一氣缸的一個側面固定在第一翻轉板上，所述第一氣缸的前端固定連接在第二氣缸支撐板上，所述第二氣缸的一個側面固定在抓取夾緊裝置連接板上。
[0014]其中，所述控制單元包括氣源處理組件和閥島，所述閥島通過氣路連接氣源處理組件和氣動元件。
[0015]其中，所述與轉動連接件兩側對應的第二翻轉板的端面和軸端擋塊的端面分別安裝有軸套，以防止轉軸在軸向竄動。
[0016]其中,所述軸承為深溝軸承。
[0017]其中，所述正交運動單元還包括第一加強筋、第二加強筋和第三加強筋，所述第一加強筋固定連接在第三氣缸支撐板和抓取夾緊裝置連接板之間，所述第二加強筋固定連接在第三氣缸支撐連接板和第二氣缸支撐連接板之間，所述第三加強筋固定連接在第一氣缸支撐板和第二氣缸支撐板之間。
[0018]其中，所述第一氣缸和第二氣缸均為滑臺式氣缸。
[0019]其中，所述整體框架由重型鋁型材通過擠壓角鋁連接而成。
[0020](三)有益效果
[0021]本發明的上述技術方案具有如下優點:翻轉單元、正交運動單元和抓取單元的有效配合實現料架進入不同的設備時，在豎直和橫放之間隨意翻轉，且結構緊湊，運行和翻轉平穩，可實現在線式工作，滿足晶硅太陽能自動線硅片料架的翻轉動作要求，滿足晶硅太陽電池片的大規模生產的需要。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是卡槽式料架的結構示意圖；
[0023]圖2是本發明所述的用于傳輸線上的翻轉機構的結構圖；[0024]圖3是本發明所述的用于傳輸線上的翻轉機構的正視圖；
[0025]圖4是本發明所述的用于傳輸線上的翻轉機構的后視圖；
[0026]圖5是本發明具體實施時的步驟I的示意圖；
[0027]圖6是本發明具體實施時的步驟2的示意圖；
[0028]圖7是本發明具體實施時的步驟3的示意圖；
[0029]圖8是本發明具體實施時的步驟4的示意圖；
[0030]圖9是本發明具體實施時的步驟5的示意圖；
[0031]圖10是本發明具體實施時的步驟6的示意圖。
[0032]圖中:1:主體框架支撐單元；2:翻轉單元；3:正交運動單元；4:抓取單元；5:整體框架；6:第一安裝板；7:氣源處理組件；8:閥島；9:第一翻轉板；10:軸端擋塊；11:轉軸；12:軸套；13:軸承；14:轉動連接件；15:走線端子臺；16:第二翻轉板；17:第二安裝板；18:標準氣缸；19:第一氣缸；20:第一氣缸支撐板；21:第二氣缸支撐板；22:第三加強筋；23:第二加強筋；24:第三氣缸支撐板；25:第二滑臺氣缸；26:第一加強筋；27:抓取夾緊裝置連接板；28:平行氣爪；29:手指連接塊；30:抓取手指。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖和實施例對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0034]實施例一
[0035]如圖1所示，本發明實施例提供的一種用于傳輸線上的翻轉機構，其包括主體框架支撐單元1、翻轉單元2、正交運動單元3、抓取單元4和控制單元，所述主體框架支撐單元I包括整體框架5和第一安裝板6，所述第一安裝板6垂直且連接在整體框架5的一端；所述第一安裝板6上固定連接有控制單元，所述控制單元位于第一安裝板6上的居中靠下的位置，所述控制單兀用于控制標準氣缸18、第一氣缸19和第二氣缸的收縮和伸展。
[0036]所述整體框架5上遠離第一安裝板6的一端固定連接有第二安裝板17，所示第二安裝板17用緊固件緊固在整體框架5的一側，所述第二安裝板17上固定連接有翻轉單元2，用以支撐翻轉單元2，所述正交運動單元3的兩端分別連接翻轉單元2和抓取單元4。
[0037]其中，所述翻轉單元2包括第一翻轉板9、第二翻轉板16、轉動連接件14、軸端擋塊
10、軸套12、軸承13、轉軸11、走線端子臺15、第二安裝板17和標準氣缸18，所述第二翻轉板16和軸端擋塊10分別垂直連接在第一翻轉板9的兩側，所述軸端擋塊10位于第一翻轉板9上靠近第一安裝板6的一端，所述第二翻轉板16的外側通過連接件連接標準氣缸18的輸出軸，所述標準氣缸18的底面固定連接在第二安裝板17上；所述標準氣缸18的氣缸兩端槽內設有磁性開關，所述磁性開關檢測到氣缸伸長和收縮的極限位置，所述標準氣缸18上還設有排氣節流閥和單向閥，標準氣缸在氣源突然斷氣時可保持原位。
[0038]所述轉動連接件14固定連接在第一安裝板6的上部，所述轉動連接件14內部安裝有轉軸11，且轉軸11不與轉動連接件14直接接觸，轉軸11兩端套裝有軸承13，所述軸承13用以避免轉軸11直接與轉動連接件配合，降低轉軸11和轉動連接件14的磨損；轉軸11穿過軸承13后其兩端分別嵌入對應的第二翻轉板16和軸端擋塊10中；所述第一翻轉板9上固定連接有走線端子臺15 ;所述標準氣缸18通過輸出軸輸出力矩，推動第一翻轉板9和第二翻轉板16繞轉動連接件14在預定角度內旋轉，以完成料架翻轉。
[0039]其中，所述抓取單元4包括抓取夾緊裝置和抓取夾緊裝置連接板27，所述抓取夾緊裝置包括抓取手指30、手指連接塊29和平行氣爪28，所述抓取夾緊裝置連接板27的兩端分別固定連接有平行氣爪28，所述平行氣爪28的上下兩端通過手指連接塊連接有抓取手指30，所述平行氣爪采用同一個電磁閥控制，用以實現同步抓取夾緊料架上下兩端，所述抓取手指30選用聚氨酯材料制成，用以減小與料架的摩擦，同時可通過調節氣路的氣流壓力大小來調整夾持力的大小。
[0040]其中，所述正交運動單元3包括第一氣缸19、第二氣缸25、第一氣缸支撐板20、第二氣缸支撐板21、第三氣缸支撐板24，所述第一氣缸支撐板20正交連接在第二氣缸支撐板21的左側面底部，所述第三氣缸支撐板24正交連接在第二氣缸支撐板21的右側面頂部，所述第一氣缸支撐板20和第三氣缸支撐板24上分別固定有第一氣缸19和第二氣缸25,且所述第一氣缸19的一個側面固定在第一翻轉板9上，實現正交運動單元3和抓取單元4的連接，所述第一氣缸19的前端固定連接在第二氣缸支撐板21上，所述第二氣缸25的一個側面固定在抓取夾緊裝置連接板27上；通過第一氣缸19的伸縮可實現抓取單元4在豎直方向的運動，通過第二氣缸25可實現抓取單元在水平方向上的運動，從而標準氣缸18的伸縮可帶動正交運動單元3和抓取單元4 一起翻轉，最終實現料架料架由橫放至豎放或者豎放至橫放的93°翻轉。
[0041]其中，所述控制單元包括氣源處理組件7和閥島8，所述閥島8通過氣路連接氣源處理組件7和氣動元件；所述氣動元件包括標準氣缸18、第一氣缸19、第二氣缸25和平行氣爪28。
[0042]其中，所述與轉動連接件14兩側對應的第二翻轉板16的內側面和軸端擋塊10的內端面分別安裝有軸套12，以防止轉軸11在軸向竄動，使得結構的運行更為平穩；且軸套12在使用過程中換裝成本較低，既降低了使用成本，又增強了機構的使用壽命。
[0043]其中，所述軸承13可以是圓錐滾子軸承，無油襯套、深溝軸承中的一種；其中，優選的，軸承13為深溝軸承。
[0044]進一步的，所述深溝軸承上帶有防塵蓋。
[0045]其中，所述正交運動單元3還包括第一加強筋26、第二加強筋23和第三加強筋22，所述第一加強筋26固定連接在第三氣缸支撐板24和抓取夾緊裝置連接板27之間，所述第二加強筋23固定連接在第三氣缸支撐板24和第二氣缸支撐板21之間，所述第三加強筋22固定連接在第一氣缸支撐板20和第二氣缸支撐板21之間,所述第一加強筋26用以用于加固正交運動單元3與抓取夾緊裝置連接板27的連接，所述第二加強筋23用于加固第三氣缸支撐板24和第二氣缸支撐板21的連接剛度，所述第三加強筋22用于加強第一氣缸支撐板20和第二氣缸支撐21之間的連接剛度。
[0046]其中，所述第一氣缸19和第二氣缸25均為滑臺式氣缸,滑臺氣是氣缸和氣缸上配有精密的寬直線導軌的氣動組件機構，直接使用線性導軌工作臺面做為滑臺，具有很好的精度和剛度。
[0047]其中，所述整體框架5由重型鋁型材通過擠壓角鋁連接而成，用以實現同外部的緊固連接。
[0048]具體實施時，本機構為在設備接口處，將卡槽式料架從一條傳輸線翻轉后放置在另一條傳輸線上。各工藝單元的倒片設備通過料架裝夾口將硅片倒入或倒出料架的卡槽，實現工藝設備與傳輸設備之間的硅片傳遞。料架進入不同倒片設備時，放置方式有所不同，有時料架需要豎直放置，有時料架需要橫放。因此要將料架在豎直和橫放之間進行翻轉。以滿足傳輸系統的要求，具體包括如下步驟:
[0049]1、料架到位，如圖5所示，所述用于傳輸線上的翻轉機構在初始狀態下，標準氣缸18、第二氣缸25和平行氣爪28均處于收縮狀態，第一氣缸19處于伸出狀態。當料架由傳輸機傳輸到翻轉位時，傳輸機上的料架到位傳感器檢測到信號，此時傳輸帶停止運行。
[0050]2、機構翻轉，如圖6所示，所述翻轉單元2的標準氣缸18伸出，帶動正交運動單元3和抓取單元4翻轉，直至標準氣缸18上的磁性開關檢測到氣缸伸長到極限位置為止，此時抓取單元4的位置變為豎直。
[0051]3、抓取料架，如圖7所示，所述正交運動單元3的第一氣缸19收縮，第二氣缸25伸出，從而帶動抓取單元4靠近料架，最后抓取單元4的平行氣爪28張開，使得抓取手指4夾緊料架。
[0052]4、翻轉料架，如圖8所示，所述正交運動單元3的第一氣缸19伸出，帶動料架離開傳輸帶，然后翻轉單元2的標準氣缸18收縮直至初始位置，從而帶動抓取手指4上的料架翻轉至橫放位置。
[0053]5、平行氣爪復位,如圖9所示,所述抓取單元4上的平行氣爪28收縮至初始位置，帶動抓取手指30松開料架，從而料架被放置在另一條傳輸帶上，完成料架由豎直放置變為橫放的翻轉換線運動。
[0054]6、機構復位，如圖10所示，所述正交運動單元3的第二氣缸25收縮至初始位置，帶動抓取單元4離開料架，從而完成翻轉機構的機構復位，機構可翻轉下一個料架。
[0055]綜上所述，翻轉單元、正交運動單元和抓取單元的有效配合實現料架進入不同的設備時，在豎直和橫放之間隨意翻轉，且結構緊湊，運行和翻轉平穩，可實現在線式工作，滿足晶硅太陽能自動線硅片料架的翻轉動作要求，滿足晶硅太陽電池片的大規模生產的需要。
[0056]以上所述僅是本發明的一種優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種用于傳輸線上的翻轉機構，其特征在于:其包括主體框架支撐單元、翻轉單元、正交運動單元、抓取單元和控制單元，所述主體框架支撐單元包括整體框架和第一安裝板，所述第一安裝板垂直且連接在整體框架的一端；所述第一安裝板上固定連接有控制單元；所述整體框架上遠離第一安裝板的一端固定連接有第二安裝板，所述第二安裝板上固定連接有翻轉單元，所述正交運動單元的兩端分別連接翻轉單元和抓取單元。
2.根據權利要求1所述的用于傳輸線上的翻轉機構，其特征在于:所述翻轉單元包括第一翻轉板、第二翻轉板、轉動連接件、軸端擋塊、軸套、軸承、轉軸、走線端子臺、安裝板I和標準氣缸，所述第二翻轉板和軸端擋塊分別垂直連接于第一翻轉板的兩側，所述第二翻轉板的外側通過連接件連接有標準氣缸的輸出軸，所述標準氣缸的底面固定連接在第二安裝板上；所述轉動連接件固定連接在第一安裝板的上部，所述轉動連接件內部安裝有轉軸，且轉軸不與轉動連接件直接接觸，轉軸兩端套裝有軸承，轉軸穿過軸承后其兩端分別嵌入對應的第二翻轉板和軸端擋塊中；所述第一翻轉板上固定連接有走線端子臺。
3.根據權利要求1所述的用于傳輸線上的翻轉機構，其特征在于:所述抓取單元包括抓取夾緊裝置和抓取夾緊裝置連接板，所述抓取夾緊裝置包括抓取手指、手指連接塊和平行氣爪，所述抓取夾緊裝置連接板的兩端分別固定連接有平行氣爪，所述平行氣爪的上下兩立而通過手指連接塊連接有抓取手指。
4.根據權利要求1所述的用于傳輸線上的翻轉機構，其特征在于:所述正交運動單元包括第一氣缸、第二氣缸、第一氣缸支撐板、第二氣缸支撐板、第三氣缸支撐板，所述第一氣缸支撐板正交連接在第二氣缸支撐板的左側面底部，所述第三氣缸支撐板正交連接在第二氣缸支撐板的右側面頂部，所述第一氣缸支撐板和第三氣缸支撐板上分別固定有第一氣缸和第二氣缸，且所述第一氣缸的一個側面固定在第一翻轉板上，所述第一氣缸的前端固定連接在第二氣缸支撐板上，所述第二氣缸的一個側面固定在抓取夾緊裝置連接板上。
5.根據權利要求1所述的用于傳輸線上的翻轉機構，其特征在于:所述控制單元包括氣源處理組件和閥島，所述閥島通過氣路連接氣源處理組件和氣動元件。
6.根據權利要求2所述的用于傳輸線上的翻轉機構，其特征在于:所述與轉動連接件兩側對應的第二翻轉板的端面和軸端擋塊的端面分別安裝有軸套，以防止轉軸在軸向竄動。
7.根據權利要求2所述的用于傳輸線上的翻轉機構，其特征在于:所述軸承為深溝軸承。
8.根據權利要求4所述的用于傳輸線上的翻轉機構，其特征在于:所述正交運動單元還包括第一加強筋、第二加強筋和第三加強筋，所述第一加強筋固定連接在第三氣缸支撐板和抓取夾緊裝置連接板之間，所述第二加強筋固定連接在第三氣缸支撐連接板和第二氣缸支撐連接板之間，所述第三加強筋固定連接在第一氣缸支撐板和第二氣缸支撐板之間。
9.根據權利要求4所述的用于傳輸線上的翻轉機構,其特征在于:所述第一氣缸和第二氣缸均為滑臺式氣缸。
10.根據權利要求1所述的用于傳輸線上的翻轉機構，其特征在于:所述整體框架由重型鋁型材通過擠壓角鋁連接而成。
【文檔編號】H01L21/677GK103681422SQ201310642503
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月3日 優先權日:2013年12月3日
【發明者】李廣旭, 劉珍妮, 徐現飛, 李補忠, 王廣明, 桂曉波 申請人:北京七星華創電子股份有限公司