一种太阳能集热器生产用玻璃板定位上料机器人的制作方法

本发明涉及一种玻璃板定位上料机器人，用于太阳能集热器的生产过程中对玻璃板进行定位和上料。

背景技术：

太阳能集热器是一种将太阳的辐射能转换为热能的设备。由于太阳能比较分散，必须设法把它集中起来，所以，集热器是各种利用太阳能装置的关键部分。太阳能集热器主要有吸热板、玻璃板、保温棉层、底板、边框组件和芯管组件，在太阳能集热器的这些部件在进行组装时，底板和边框组件预先组装后放置保温棉层，而芯管组件和吸热板焊接后放置在底板上，最终经过涂胶操作后将玻璃板放置在吸热板上方且与边框组件粘结，玻璃板将整个集热器封盖。而由于玻璃板的特殊性，玻璃板一旦未放置准确，玻璃板的边角易划伤、易破碎，因此，这个环节一般都是人工操作，人工将玻璃板放置在吸热板上，这种装配方式比较落后，需要工人频繁操作，效率低，劳动强度大。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种太阳能集热器生产用玻璃板定位上料机器人，该定位上料机器人能够实现玻璃板的定位和自动上料，使玻璃板准确的进入到集热器的生产线中，方便集热器的组装，减少了人力，提高了效率，同时避免了玻璃板边角划伤破损。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种太阳能集热器生产用玻璃板定位上料机器人，包括机架，所述机架上安装有主输送辊组，所述主输送辊组上设置有组装定位工位，所述主输送辊组的一侧设置有玻璃板放置工位，所述玻璃板放置工位和组装定位工位之间设置有玻璃板预定位工位，所述玻璃板放置工位、玻璃板预定位工位、组装定位工位三者共线；玻璃板通过直线移载装置在玻璃板放置工位、玻璃板预定位工位、组装定位工位之间移动；

所述玻璃板放置工位上设置有玻璃板叠放平台；

所述玻璃板预定位工位上设置有对玻璃板的四条边缘进行预定位的玻璃板预定位装置；

所述组装定位工位上设置有组装定位装置，所述组装定位装置包括竖直滑动安装于机架上的升降架，所述升降架由顶升动力装置驱动，所述升降架的上端设置有若干个支撑条，每个支撑条位于主输送辊组的相邻的输送辊之间的间隙中，每个支撑条上设置有导向辊组，导向辊组的导向方向与主输送辊组的输送方向垂直，所述机架上横向滑动安装有两块相对设置的侧定位板，侧定位板的板面与主输送辊组的输送方向平行且高于主输送辊组，每块侧定位板均由侧定位动力装置驱动；所述机架上设置有将太阳能集热器的底板框架组件定位于组装定位工位的端部定位机构。

作为一种优选的方案，所述玻璃板预定位装置包括预定位平台，所述预定位平台上纵向滑动设置有两块相对设置的纵向预定位板，各纵向预定位板均由对应的纵向预定位动力装置驱动，所述预定位平台上横向滑动设置有一块横向预定位板，该横向预定位板由横向预定位动力装置驱动，所述两块纵向预定位板的板面平行且与横向预定位板的板面垂直。

作为一种优选的方案，所述预定位平台包括平台本体，平台本体上设置有用于支撑玻璃板的万向球组件，所述横向预定位板和纵向预定位板高于万向球组件。

作为一种优选的方案，所述端部定位机构包括分别安装于机架两侧的两个端部定位支座，该端部定位支座上竖直滑动安装有横向延伸的端部定位板，该端部定位板由定位升降动力装置驱动升降。

作为一种优选的方案，所述端部定位支座纵向滑动安装于机架上，所述端部定位支座由纵向定位驱动装置驱动。

作为一种优选的方案，所述升降架通过同步升降机构竖直滑动安装于机架上，所述同步升降机构包括多个蜗轮丝杠同步升降器，所述蜗轮丝杠同步升降器分布在升降架的底部四周，该蜗轮丝杠同步升降器包括固定于机架上的轴承座，该轴承座内转动安装有蜗轮，蜗轮的内孔螺纹安装有竖直贯穿的丝杠，所述丝杠的顶部设置有升降连接座，该升降连接座与升降架固定，相邻的蜗轮丝杠同步升降器的轴承座之间转动安装有同步连杆，该同步连杆的两端安装有与蜗轮配合的蜗杆，所述顶升动力装置包括两个同步气缸，该同步气缸设置于升降架的底部两端，同步气缸的缸体固定在机架上且竖直设置，同步气缸的活塞杆与升降架连接。

作为一种优选的方案，所述直线移载装置包括移载机架，所述移载机架上设置有横梁，该横梁横跨玻璃板放置工位、玻璃板预定位工位、组装定位工位，所述横梁上设置有横向水平延伸的横向水平导轨，所述横向水平导轨上水平滑动安装有横向水平滑座，所述横梁上设置有横向水平齿条，所述横向水平滑座上转动安装有与横向水平齿条啮合的水平驱动齿轮，该水平驱动齿轮由固定于横向水平滑座上的水平伺服电机驱动，所述横向水平滑座上竖直滑动安装有升降梁，所述升降梁由升降伺服电机驱动，所述升降梁的底部设置有真空吸盘组件，横梁上还设置有限制横向水平滑座水平极限位置的水平限位装置，所述升降梁和横向水平滑座之间设置有限制升降梁竖直升降极限位置的竖直限位装置。

作为一种优选的方案，所述横向水平滑座上设置有竖直的槽钢，该槽钢内固定有两个相互配合的带工字型导向槽的导向块，所述升降梁上设置有工字型的竖直导轨，该竖直导轨一一对应与导向块的导向槽配合，升降梁上还固定有竖直齿条，横向水平滑座上转动安装有与竖直齿条啮合的竖直驱动齿轮，该竖直驱动齿轮与升降伺服电机的输出轴之间通过减速器传动连接。

作为一种优选的方案，所述真空吸盘组件包括安装框架和吸盘固定板，所述升降梁的底部设置有固定板，所述安装框架通过螺栓固定于固定板上，所述吸盘固定板焊接在安装框架上，所述吸盘固定板上设置有若干个真空吸盘，该真空吸盘与负压系统连通，该真空吸盘和吸盘固定板之间预压有缓冲弹簧。

采用了上述技术方案后，本发明的效果是：该玻璃板定位上料机器人利用直线移载装置将玻璃板在玻璃板放置工位、玻璃板预定位工位、组装定位工位三个工位移动，而玻璃板叠置在放置工位上，通过直线移载装置先移动到玻璃板预定位工位上的玻璃板预定位装置进行边缘定位，同时已经在前道工序上进行组装的底板边框组件通过主输送辊组运行到组装定位工位后先通过端部定位机构进行端部定位，而后升降架上升后底板边框组件就由导向辊组支撑，而后侧定位板动作使底板边框组件的横向位置确定，这样，通过对玻璃板的定位和底板边框组件的定位后，使玻璃板能准确的放置在底板边框组件的吸热板上，从而实现了玻璃板的定位、上料的自动化，提高了效率和上料准确性，减少了人力，避免了玻璃板边角划伤破损。

又由于所述玻璃板预定位装置包括预定位平台，所述预定位平台上纵向滑动设置有两块相对设置的纵向预定位板，各纵向预定位板均由对应的纵向预定位动力装置驱动，所述预定位平台上横向滑动设置有一块横向预定位板，该横向预定位板由横向预定位动力装置驱动，所述两块纵向预定位板的板面平行且与横向预定位板的板面垂直，该玻璃板预定位装置利用两块纵向预定位板和一块横向预定位板实现了玻璃板的三边定位，而定位了三边，也就使玻璃板的整体位置确定，而玻璃板的另一边无定位板，受力比较均匀。

又由于所述预定位平台包括平台本体，平台本体上设置有用于支撑玻璃板的万向球组件，所述横向预定位板和纵向预定位板高于万向球组件，可使玻璃板在位置调整时，利用该万向球组件可以将滑动摩擦转变为滚动摩擦，避免玻璃板的板面划伤。

又由于所述升降架通过同步升降机构竖直滑动安装于机架上，所述同步升降机构包括多个蜗轮丝杠同步升降器，所述蜗轮丝杠同步升降器分布在升降架的底部四周，该蜗轮丝杠同步升降器包括固定于机架上的轴承座，该轴承座内转动安装有蜗轮，蜗轮的内孔螺纹安装有竖直贯穿的丝杠，所述丝杠的顶部设置有升降连接座，该升降连接座与升降架固定，相邻的蜗轮丝杠同步升降器的轴承座之间转动安装有同步连杆，该同步连杆的两端安装有与蜗轮配合的蜗杆，所述顶升动力装置包括两个同步气缸，该同步气缸设置于升降架的底部两端，同步气缸的缸体固定在机架上且竖直设置，同步气缸的活塞杆与升降架连接，该升降架通过同步升降器可始终保持水平，这样可以确保底板边框组件在水平状态进行纵向定位和横向定位，定位更加准确，避免底板边框组件在倾斜时定位不准确的现象发生。

又由于所述端部定位机构包括分别安装于机架两侧的两个端部定位支座，该端部定位支座上竖直滑动安装有横向延伸的端部定位板，该端部定位板由定位升降动力装置驱动升降。所述端部定位支座纵向滑动安装于机架上，所述端部定位支座由纵向定位驱动装置驱动。这样，该端部定位机构可以定位不同的位置，适应不同尺寸的底板边框组件和玻璃板组装。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例的俯视布置图；

图2是玻璃板预定位装置的俯视图；

图3是组装定位装置的主视图；

图4是图3的俯视图；

图5是3的左视图；

图6是升降架的安装示意图；

图7是直线移栽装置的立体图；

图8是直线移栽装置的主视图；

图9是图8在a-a处的剖视图；

图10是图8在b-b处的剖视图；

附图中：1.主输送辊组；2.玻璃板放置工位；3.玻璃板预定位工位；4.组装定位工位；5.打胶主机；6.涂胶机器人；7.玻璃板预定位装置；71.预定位平台；72.纵向预定位板；73.纵向预定位动力装置；74.横向预定位板；75.横向预定位动力装置；76.万向球组件；8.组装定位装置；81.机架；82.升降架；83.同步升降机构；84.同步连杆；85.顶升动力装置；86.支撑条；87.端部定位支座；88.端部定位板；89.定位升降动力装置；810.纵向导轨；811.主输送电机；812.定位驱动装置；813.侧定位板；814.侧定位动力装置；815.导向辊组；816.输送辊；9.直线移载装置；91.移载机架；92.横梁；93.横向水平导轨；94.横向水平齿条；95.横向水平滑座；96.槽钢；97.水平伺服电机；98.升降伺服电机；99.升降梁；910.竖直导轨；911.导向块；912.固定板；913.安装框架；914.吸盘固定板；915.真空吸盘；916.缓冲弹簧；917.水平限位装置；918.竖直限位装置；919.竖直驱动齿轮；920.竖直齿条；921.水平驱动齿轮。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1至图10所示，一种太阳能集热器生产用玻璃板定位上料机器人，包括机架81，所述机架81上安装有主输送辊组1，所述主输送辊组1上设置有组装定位工位4，该组装定位工位4的上游设置有涂胶工位，机架81的侧面设置有打胶主机5和涂胶机器人6，该打胶主机5和涂胶机器人6采用目前现有的涂胶设备实现，主输送辊组1输送的底板边框组件是已经经过了组装，底板、边框、保温棉层、吸热板和芯管层，其中边框组装在底板的四周形成围框结构，保温棉层通过胶水粘结在底板上，吸热板焊接在芯管层的上方并整体放置在保温棉层上，而涂胶机器人6对吸热板的表面以及边框四周进行涂胶，方便玻璃板粘结。而该定位上料机器人就是将玻璃板定位并放置在吸热板上进行粘结。

所述主输送辊组1的一侧设置有玻璃板放置工位2，所述玻璃板放置工位2和组装定位工位4之间设置有玻璃板预定位工位3，所述玻璃板放置工位2、玻璃板预定位工位3、组装定位工位4三者共线；玻璃板通过直线移载装置9在玻璃板放置工位2、玻璃板预定位工位3、组装定位工位4之间移动，从而进行工位切换。

所述玻璃板放置工位2上设置有玻璃板叠放平台，该玻璃板叠放平台用来叠放多块玻璃板，作为玻璃板的存料区域；

所述玻璃板预定位工位3上设置有对玻璃板的四条边缘进行预定位的玻璃板预定位装置7；

所述组装定位工位4上设置有组装定位装置8，所述组装定位装置8包括竖直滑动安装于机架81上的升降架82，所述升降架82由顶升动力装置85驱动，本实施例中，顶升动力装置85为同步顶升气缸，所述升降架82的上端设置有若干个支撑条86，每个支撑条86位于主输送辊组1的相邻的输送辊816之间的间隙中，每个支撑条86上设置有导向辊组815，导向辊组815的导向方向与主输送辊组1的输送方向垂直，该导线辊组可以减少底板框架组件的摩擦，减少划伤。所述机架81上横向滑动安装有两块相对设置的侧定位板813，侧定位板813的板面与主输送辊组1的输送方向平行且高于主输送辊组1，每块侧定位板813均由侧定位动力装置814驱动；本实施例中，侧定位动力装置814采用无杠电缸，无杆电缸位于相邻的输送辊816之间，侧定位板813安装于无杆电缸的滑台上，从而实现纵向滑动定位。当然，该侧定位动力装置814还可以采用其他结构，例如直线电机。所述机架81上设置有将太阳能集热器的底板框架组件定位于组装定位工位4的端部定位机构。

如图2所示，所述玻璃板预定位装置7包括预定位平台71，所述预定位平台71上纵向滑动设置有两块相对设置的纵向预定位板72，各纵向预定位板72均由对应的纵向预定位动力装置73驱动，所述预定位平台71上横向滑动设置有一块横向预定位板74，该横向预定位板74由横向预定位动力装置75驱动，所述两块纵向预定位板72的板面平行且与横向预定位板74的板面垂直。该横向预定位动力装置75和纵向预定位动力装置73也采用无杆电缸驱动。

如图2所示，所述预定位平台71包括平台本体，平台本体上设置有用于支撑玻璃板的万向球组件76，所述横向预定位板74和纵向预定位板72高于万向球组件76，该万向球组件76可以方便玻璃板在任意方向移动，从而方便玻璃板调整位置，避免玻璃板划伤。

如图3至图5所示，所述端部定位机构包括分别安装于机架81两侧的两个端部定位支座87，该端部定位支座87上竖直滑动安装有横向延伸的端部定位板88，该端部定位板88由定位升降动力装置89驱动升降，该定位升降动力装置89采用气缸实现端部定位板88的升降。所述端部定位支座87纵向滑动安装于机架81上，所述端部定位支座87由纵向定位驱动装置812驱动。其中，纵向定位驱动装置812驱动也为无杠电缸，该无杆电缸设置机架81的一侧，端部定位支座87安装于无杆电缸的滑台上，而机架81的另一侧安装有纵向导轨810，另一个端部定位支座87滑动安装于纵向导轨810上，从而两个端部定位座实现纵向滑动，这样可以调整端部定位板88的定位位置，适应不同尺寸的地板框架组件和玻璃板的组装。

如图3至图6所示，所述升降架82通过同步升降机构83竖直滑动安装于机架81上，所述同步升降机构83包括多个蜗轮丝杠同步升降器，所述蜗轮丝杠同步升降器分布在升降架82的底部四周，该蜗轮丝杠同步升降器包括固定于机架81上的轴承座，该轴承座内转动安装有蜗轮，蜗轮的内孔螺纹安装有竖直贯穿的丝杠，所述丝杠的顶部设置有升降连接座，该升降连接座与升降架82固定，相邻的蜗轮丝杠同步升降器的轴承座之间转动安装有同步连杆84，该同步连杆84的两端安装有与蜗轮配合的蜗杆，所述顶升动力装置85包括两个同步气缸，该同步气缸设置于升降架82的底部两端，同步气缸的缸体固定在机架81上且竖直设置，同步气缸的活塞杆与升降架82连接。

这样同步气缸的活塞杆就会驱动升降架82上升，升降架82上升就带动丝丝杠上升，丝杠上升就带动了蜗轮旋转，蜗轮旋转的同时就会使同步连杆84旋转，从而实现多个蜗轮丝杠同步升降器同步动作。

如图7至图10所示，所述直线移载装置9包括移载机架91，所述移载机架91上设置有横梁92，该横梁92横跨玻璃板放置工位2、玻璃板预定位工位3、组装定位工位4，所述横梁92上设置有横向水平延伸的横向水平导轨93，所述横向水平导轨93上水平滑动安装有横向水平滑座95，所述横梁92上设置有横向水平齿条94，所述横向水平滑座95上转动安装有与横向水平齿条94啮合的水平驱动齿轮921，该水平驱动齿轮921由固定于横向水平滑座95上的水平伺服电机97驱动，所述横向水平滑座95上竖直滑动安装有升降梁99，所述升降梁99由升降伺服电机98驱动，所述升降梁99的底部设置有真空吸盘915组件，横梁92上还设置有限制横向水平滑座95水平极限位置的水平限位装置917，所述升降梁99和横向水平滑座95之间设置有限制升降梁99竖直升降极限位置的竖直限位装置918。

所述横向水平滑座95上设置有竖直的槽钢96，该槽钢96内固定有两个相互配合的带工字型导向槽的导向块911，所述升降梁99上设置有工字型的竖直导轨910，该竖直导轨910一一对应与导向块911的导向槽配合，升降梁99上还固定有竖直齿条920，横向水平滑座95上转动安装有与竖直齿条920啮合的竖直驱动齿轮919，该竖直驱动齿轮919与升降伺服电机98的输出轴之间通过减速器传动连接。

而水平限位装置917包括设置于横梁92上的两个机械限位块，该机械限位块与横向水平滑座95配合进行限位；同理，竖直限位装置918包括设置于升降梁99上的两个机械限位块，用来与槽钢96配合纤维。当然，该水平限位装置917和竖直限位装置918还可以包括电子限位开关，用来进行辅助限位。

所述真空吸盘915组件包括安装框架913和吸盘固定板914，所述升降梁99的底部设置有固定板912，所述安装框架913通过螺栓固定于固定板912上，所述吸盘固定板914焊接在安装框架913上，所述吸盘固定板914上设置有若干个真空吸盘915，该真空吸盘915与负压系统连通，该真空吸盘915和吸盘固定板914之间预压有缓冲弹簧916。

本发明的工作原理是：首先玻璃板放置在玻璃板叠放平台上，主输送辊由主输送电机811驱动输送，再底板框架组件完成涂胶后运行，端部定位板88进行端部定位使底板框架组件停止输送，而后升降架82上升使支撑条86上的导向辊组815支撑底板框架组件，而后侧定位板813动作定位底板框架的横向位置，而玻璃板已经预先由玻璃板叠放平台输送至玻璃板预定位平台71上进行预定位，这样玻璃板和底板框架组件均已经定位，这样再由真空吸盘915组件将玻璃板运动至底板框架组件上就更加准确，避免玻璃板划伤或边角碰撞而碎裂，整个过程自动化程度高，效率高，节省了人工。

本实施例中提到的气缸、无杆电缸、伺服电机等执行装置、齿轮齿条机构均为目前的常规技术，在2008年4月北京第五版第二十八次印刷的《机械设计手册第五版》中详细的公开了气缸、电机以及其他传动机构的具体结构和原理和其他的设计，属于现有技术，其结构清楚明了，2008年08月01日由机械工业出版社出版的现代实用气动技术第3版smc培训教材中就详细的公开了真空元件、气体回路和程序控制，表明了本实施例中的气路结构也是现有的技术，清楚明了，在2015年07月01日由化学工业出版社出版的《电机驱动与调速》书中也详细的介绍了电机的控制以及行程开关，因此，电路、气路连接都是清楚。

以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。