一种石墨舟上下料装置及其上下料方法与流程

本发明涉及太阳能硅电池片生产技术，尤其涉及一种石墨舟上下料装置及其上下料方法。

背景技术：

PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学气相淀积设备）是太阳能硅电池片生产线上最重要的工艺设备之一，通过该设备可在硅电池片上镀一层抗反射膜，从而达到提高电池片效率的目的。石墨舟是工艺过程中硅电池片的承载工具，硅电池片通过自动插\取片机（自动插\取片机是实现硅电池片生产自动化的又一重要设备，用于硅片插放和取出石墨舟，实现硅片在花篮和石墨舟之间互换）装入石墨舟，再通过PECVD的自动上下料系统将石墨舟转移至推舟系统，推舟系统最终将石墨舟传输至反应炉管内。工艺完成后，再执行相反的传输过程，将完成工艺过程后的硅电池片取出。

如附图1所示，传统的石墨舟自动上下料系统的主要工作过程为：机械手（图中未标示）带动托盘1从水平方向进入石墨舟2两端的承托间隙21中，通过机械手的向上动作将石墨舟2拾起，石墨舟2脱离取舟位置后，机械手运动至放舟目标位置，然后机械手向下运动将石墨舟2落下，最后机械手带动托盘1水平反向运动，退出承托间隙21。

现有的硅电池片生产线上，自动插\取片机和PECVD之间的石墨舟2传送，需要生产人员操作载舟小车来实现。随着技术的不断进步，为了实现硅电池片生产线的自动化、提高生产效率，要求实现PECVD设备和自动插\取片机之间石墨舟2的自动传输，为此需要在PECVD底板上安装传送石墨舟2的导轨，利用自动上下料系统将石墨舟2从PECVD的缓存架抓取到导轨上，再通过导轨将石墨舟2传送到自动插\取片机。传统的石墨舟自动上下料系统其托盘1只能从水平方向进入石墨舟2的承托间隙21中，取放舟的位置需要给托盘1预留充足的水平运动空间，由于安装的导轨和PECVD下管推舟基本在同一高度，导致传统的自动上下料系统其托盘1在导轨上和下管取放舟的水平空间不足，运动过程中会发生干涉，无法顺利进入石墨舟2两端的承托间隙21中。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、使用方便、能够在水平空间不足的情况下顺利抓取的石墨舟上下料装置。

进一步地，本发明还提供该石墨舟上下料装置的上下料方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种石墨舟上下料装置，包括机械手、托盘及支架，所述机械手与所述支架连接，石墨舟上下料装置还包括伸缩杆，所述托盘上沿着远离石墨舟的方向依次设有承托区、第一铰接部和第二铰接部，所述第一铰接部与所述支架下部铰接，所述第二铰接部与所述伸缩杆下端铰接，所述伸缩杆上端与所述支架上部铰接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述承托区内设有用来检测有无石墨舟的检测压块。

所述承托区内设有与石墨舟拾取部位形状匹配的定位槽。

所述伸缩杆为电动推杆、气缸或液压缸。

所述托盘上设有一对用来检测托盘转动极限位置的挡片。

所述支架包括顶板及设于顶板下方的一对侧板，所述顶板与所述侧板固定连接，所述伸缩杆位于一对侧板之间且上端与所述顶板铰接，所述托盘上固设有一对吊耳，所述第一铰接部为两个并分设于一对吊耳上，所述吊耳与所述侧板一一对应铰接。

所述机械手与所述顶板连接。

一种上述石墨舟上下料装置的上下料方法，包括以下步骤：

S1、托盘定位：机械手带动托盘运动至承托区位于石墨舟的承托间隙正上方；

S2、托盘打开：伸缩杆收缩，托盘绕第一铰接部向下转动，承托区运动至石墨舟侧面；

S3、托盘下降：机械手带动托盘垂直向下运动至承托区位于承托间隙侧下方；

S4、托盘闭合：伸缩杆伸长，托盘绕第一铰接部向上转动，承托区进入至承托间隙内；

S5、抓取石墨舟：机械手带动托盘垂直向上运动将石墨舟拾起离开取舟位置。

一种上述石墨舟上下料装置的上下料方法，包括以下步骤：

S1、托盘定位：机械手带动托盘运动直至承托区位于石墨舟的承托间隙正上方；

S2、托盘打开：伸缩杆伸长，托盘绕第一铰接部向上转动，承托区运动至石墨舟侧面；

S3、托盘下降：机械手带动托盘垂直向下运动至承托区位于承托间隙侧下方；

S4、托盘闭合：伸缩杆收缩，托盘绕第一铰接部向下转动，承托区进入承托间隙内；

S5、抓取石墨舟：机械手带动托盘垂直向上运动将石墨舟拾起离开取舟位置。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的石墨舟上下料装置结构简单，拾取石墨舟时，可先由机械手带动托盘运动直至承托区位于石墨舟的承托间隙正上方，然后伸缩杆收缩，托盘绕第一铰接部向下转动，承托区运动至石墨舟侧面，再后机械手带动托盘垂直向下运动至承托区位于承托间隙侧下方，最后伸缩杆伸长，托盘绕第一铰接部向上转动，承托区进入承托间隙内，机械手带动托盘垂直向上运动即可将石墨舟拾起离开取舟位置，使用非常方便，仅依靠机械手的垂直运动和托盘的旋转运动即可使托盘的承托区顺利进入石墨舟的承托间隙内，而无需托盘水平方向的运动，大幅度降低了水平方向运动空间的需求，避免了拾取石墨舟时的干涉。

本发明石墨舟上下料装置的上下料方法，步骤简单，操作方便，能够在水平空间不足的情况下顺利拾取石墨舟。

附图说明

图1是传统的石墨舟自动上下料系统的结构示意图。

图2是本发明石墨舟上下料装置的主视结构示意图。

图3是本发明石墨舟上下料装置的立体结构示意图。

图4是本发明石墨舟上下料装置的原理示意图。

图5是本发明石墨舟上下料装置使用状态时的原理示意图。

图6是本发明石墨舟上下料方法实施例一的第一步和第二部时的结构示意图。

图7是本发明石墨舟上下料方法实施例一的第三部时的结构示意图。

图8是本发明石墨舟上下料方法实施例一的第四部时的结构示意图。

图9是本发明石墨舟上下料方法实施例一的第五部时的结构示意图。

图中各标号表示：1、托盘；11、承托区；12、第一铰接部；13、第二铰接部；14、定位槽；15、吊耳；2、石墨舟；21、承托间隙；3、支架；31、顶板；32、侧板；4、伸缩杆；5、检测压块；6、挡片。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图2和图3所示，本实施例的石墨舟上下料装置，包括机械手（图中未示出）、托盘1及支架3，机械手与支架3连接，石墨舟上下料装置还包括伸缩杆4，托盘1上沿着远离石墨舟2的方向依次设有承托区11、第一铰接部12和第二铰接部13，第一铰接部12与支架3下部铰接，第二铰接部13与伸缩杆4下端铰接，伸缩杆4上端与支架3上部铰接。如图4和图5所示，伸缩杆4简化成长度可变化的直杆，转动副A为伸缩杆4上端与支架3上部之间的转轴，转动副C为伸缩杆4下端和托盘1之间的转轴，转动副B为托盘1和支架3下部之间的转轴，转动副A、B相对于机械手的位置是固定的，因此简化成位置固定的转动副，转动副C则会沿着以B点为圆心的轨迹运动，本实施例中，托盘1上设有一对用来检测托盘1转动极限位置的挡片6。当托盘1在闭合状态时，伸缩杆4收缩动作会在C点形成沿伸缩杆4向上的拉力，使托盘1产生一个沿转动副B顺时针旋转的扭矩，托盘1上的其中一块挡片6碰到安装在托盘前盖板（图中未标识）的微动开关，从而给伸缩杆4停止缩进的指令，托盘1闭合过程则通过另一块挡片6和微动开关来控制其闭合位置。

该石墨舟上下料装置结构简单、使用非常方便，仅依靠机械手的垂直运动和托盘1的旋转运动即可使托盘1的承托区11顺利进入石墨舟2的承托间隙21内，而无需托盘1水平方向的运动，大幅度降低了水平方向运动空间的需求，避免了拾取石墨舟2时的干涉。

本实施例中，承托区11内设有用来检测有无石墨舟2的检测压块5，当承托区11进入承托间隙21内并与石墨舟2接触后，检测压块5受压被触发，机械手收到指令后开始垂直向上运动从而将石墨舟2抬起，设置检测压块5可有效避免机械手误动作。

本实施例中，承托区11内设有与石墨舟2拾取部位形状匹配的定位槽14，石墨舟2的拾取部位进入承托区11内后被有效定位，防止运动中石墨舟2发生滑动，提高了设备的可靠性。

本实施例中，伸缩杆4为电动推杆，电动推杆又名直线驱动器，是一种将电机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的电力驱动装置，可靠性高，便于实现远距离控制、集中控制和自动控制。在其他实施例中也可采用气缸或液压缸，能够通过伸缩驱动托盘1旋转即可。

本实施例中，支架3包括顶板31及设于顶板31下方的一对侧板32，顶板31与侧板32固定连接，伸缩杆4位于一对侧板32之间且上端与顶板31铰接，托盘1上固设有一对吊耳15，第一铰接部12为两个并分设于一对吊耳15上，吊耳15与侧板32一一对应铰接，该石墨舟上下料装置为对称结构，受力后平衡性、稳定性好，可靠性高。

本实施例中，机械手与顶板31连接，在其他实施例中，机械手也可与任一块侧板32连接或同时与一对侧板32连接。

上述石墨舟上下料装置的上下料方法的实施例一

本实施例的石墨舟上下料装置的上下料方法，包括以下步骤：

如图6所示，S1、托盘1定位：机械手带动托盘1运动至承托区11位于石墨舟2的承托间隙21正上方，可保证托盘1经后续两次旋转之后以初始状态进入承托间隙21内；

S2、托盘1打开：伸缩杆4收缩，托盘1绕第一铰接部12向下转动，承托区11运动至石墨舟2侧面，避免后续机械手带动托盘1垂直向下运动时，承托区11与石墨舟2发生干涉；

如图7所示，S3、托盘1下降：机械手带动托盘1垂直向下运动至承托区11位于承托间隙21侧下方，垂直向下运动的距离以托盘1向上转动时能够水平地与石墨舟2的承托部位（承托间隙21上侧）接触为最佳；

如图8所示，S4、托盘1闭合：伸缩杆4伸长，托盘1绕第一铰接部12向上转动，承托区11进入至承托间隙21内，后续机械手带动托盘1垂直向上运动时承托区11即可顺利将石墨舟2托起；

S5、抓取石墨舟2：机械手带动托盘1垂直向上运动将石墨舟2拾起离开取舟位置。

该石墨舟上下料装置的上下料方法，步骤简单，操作方便，仅依靠机械手的垂直运动和托盘1的旋转运动即可使托盘1的承托区11顺利进入石墨舟2的承托间隙21内，而无需托盘1水平方向的运动，大幅度降低了水平方向运动空间的需求，避免了拾取石墨舟2时的干涉。

上述石墨舟上下料装置的上下料方法的实施例二

本实施例的石墨舟上下料装置的上下料方法与实施例一基本相同，不同之处在于：

S2中可先将伸缩杆4伸长，托盘1绕第一铰接部12向上转动，承托区11运动至石墨舟2侧面；相应地，S4中则需要将伸缩杆4收缩，托盘1绕第一铰接部12向下转动，承托区11进入至承托间隙21内，也可达到与实施例一相同的技术效果。

此外，需要说明的是，由于伸缩杆4的伸缩过程与实施例一相反，则需要对伸缩杆4的最大伸缩量进行适应性调整或者更换不同规格的伸缩杆4。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。