硅片分选上下料机器人系统的制作方法

本实用新型涉及一种机器人系统，特别是涉及一种硅片分选上下料机器人系统。

背景技术：

随着我们国家产业升级的不断深入，各行业为了提高生产效率与降低成本，对自动化生产有了迫切需求。光伏产业极其硅片相关产业的工厂对自动化生产或减少人工生产也越来越积极。国内很多光伏企业投入重金，在硅料提取，制作硅胚，硅胚切片，硅片清洗，硅片分选等过程中也越来越多的自动设备得到应用。特别在硅片切好之后，从硅片清洗到烘干再到分选的过程之中，短短十年间，越来越多的人工操作变成了自动高效生产，原来的人工插片变成了自动插片机，原来人工将片盒放入铁框也变得有自动上料机完成，人工清洗烘干硅片变成了自动输送清洗烘干硅片，这些都已经实现了自动生产。但在硅片清洗烘干好后，放入分选机的供料系统上，目前大多还在用人工来放入分选机的供料系统上，所以我们公司开发的硅片上下料机器人系统就是来解决这一难题的。并在徐州协鑫科技有限公司得到了高效高稳定性的使用。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种硅片分选上下料机器人系统，其能够提高生产效率，提高准确度，结构简单，成本低廉，使用方便。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种硅片分选上下料机器人系统，其包括清洗烘干机、料框、料框定位机、空盒回流输送线、料盒、料盒上料机构、分选机、分选机料框、料盒定位平台、料盒旋转输送线、空盒输送线、料盒与空框提取机构、空框回流输送线、清洗烘干机传输线，清洗烘干机传输线从清洗烘干机中间穿过并延长离分选机端面0.9m的距离，料框定位机放在清洗烘干机传输线后端两条尼龙链条的下方相应位置，料框定位机、料盒旋转输送线、空框回流输送线都与料盒与空框提取机构相连，料盒定位平台、料盒与空框提取机构都与料盒旋转输送线相连，空盒回流输送线、料盒定位平台、分选机、分选机料框都与料盒上料机构相连，料盒定位平台、空盒输送线都与空盒回流输送线相连，料框与清洗烘干机传输线相连。

优选地，所述料框定位机包括碎片收集模块、顶爪与平齐爪机构、右侧推板、右推气缸、后端定位机构、等待阻挡机构、阻挡气缸、料框定位机架、前端定位机构、左侧推板，碎片收集模块固定在料框定位机架上，三套顶爪与平齐爪机构安装在料框定位机架上，右侧推板、右推气缸、左侧推板分别安装在料框定位机架的两侧，后端定位机构与前端定位机构分别安装在料框定位机架的前后两端，等待阻挡机构、阻挡气缸都与料框定位机架相连，等待阻挡机构位于阻挡气缸的上方。

优选地，所述料盒与空框提取机构包括机械手机构、机架、第一X轴模组、第一Z轴模组、第一拖链机构，机械手机构3安装在第一Z轴模组上，第一Z轴模组安装在第一X轴模组上，第一X轴模组整体固定在机架上，第一X轴模组、第一Z轴模组都与第一拖链机构相连。

优选地，所述料盒旋转输送线包括旋转输送机架、第一输送电机、旋转机构、第一旋转气缸、尼龙链条、顶出气缸，第一输送电机固定在输送机架上，两条尼龙链条与旋转输送机架相连，第一旋转气缸、顶出气缸都固定在旋转输送机架上，第一旋转气缸、顶出气缸都与旋转机构相连。

优选地，所述料盒定位平台包括支架、定位平台板、定位靠板、定位导向板、定位推板机构，定位平台板与两个支架相连，定位靠板、定位导向板、定位推板机构都固定在定位平台板上，定位导向板、定位推板机构分别位于定位靠板的两侧。

优选地，所述料盒上料机构包括第二Z轴模组、第二X轴模组、Y轴模组、第二拖链机构、主机架、支撑柱、机械爪手、宽口机械夹、力传感器、第二旋转气缸、机械手机构，主机架与四根支撑柱相连形成了龙门机架，第二X轴模组与Y轴模组相连，第二Z轴模组安装在第二X轴模组的滑块上，这样形成了一套X轴、Y轴、Z轴的三轴联动系统，力传感器安装在机械爪手上，机械爪手安装在宽口机械夹上，宽口机械夹安装在第二旋转气缸上，第二旋转气缸安装在机械手机构上，机械手机构安装在第二Z轴模组上，第二X轴模组、Y轴模组都与第二拖链机构相连。

优选地，所述空盒回流输送线包括空盒输送机架、空盒输送皮带、左侧挡板、右侧挡板、推盒气缸、空盒导槽、推盒滑动机构、第二输送电机、推盒板、空盒挡板，空盒输送机架与空盒输送皮带相连，左侧挡板、右侧挡板都固定在空盒输送机架上，第二输送电机固定在空盒输送机架上，推盒气缸、推盒板都安装在推盒滑动机构上，推盒滑动机构固定在空盒输送机架上，推盒气缸与空盒导槽相连，推盒板与空盒挡板相连。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型能够提高生产效率，对进口分选机的进一步提高生产效率提供节奏保障，设备的精度很高，各种位置的定位比较准确，工作稳定，由于我们机架的强化设计与模组优化设计使我们设备生产很稳定，各大部分的工作是独立的，容易排查故障位置，制造成本相应较低，具有成本优势，结构清晰简单，设计精巧，制造简单。

附图说明

图1为本发明的硅片分选机器人系统的结构示意图。

图2A为本发明的料盒定位机一侧的结构示意图。

图2B为本发明的料盒定位机另一侧的结构示意图

图3为本发明的料盒与空框提取机构的结构示意图。

图4为本发明的料盒旋转输送线的结构示意图。

图5为本发明的料盒定位平台的结构示意图。

图6为本发明的料盒上料机构的结构示意图。

图7为本发明的空盒回流输送线的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，本实用新型硅片分选上下料机器人系统包括清洗烘干机1、料框2、料框定位机3、空盒回流输送线4、料盒5、料盒上料机构6、分选机7、分选机料框8、料盒定位平台9、料盒旋转输送线10、空盒输送线11、料盒与空框提取机构12、空框回流输送线13、清洗烘干机传输线15，清洗烘干机传输线15从清洗烘干机1中间穿过并延长离分选机7端面0.9m的距离，料框定位机3放在清洗烘干机传输线15后端两条尼龙链条的下方相应位置，料框定位机3、料盒旋转输送线10、空框回流输送线13都与料盒与空框提取机构12相连，料盒定位平台9、料盒与空框提取机构12都与料盒旋转输送线10相连，空盒回流输送线4、料盒定位平台9、分选机7、分选机料框8都与料盒上料机构6相连，料盒定位平台9、空盒输送线11都与空盒回流输送线4相连，料框2与清洗烘干机传输线15相连。

如图2A至图2B所示，所述料框定位机3包括碎片收集模块21、顶爪与平齐爪机构22、右侧推板23、右推气缸24、后端定位机构26、等待阻挡机构27、阻挡气缸28、料框定位机架29、前端定位机构30、左侧推板31，碎片收集模块21固定在料框定位机架29上，三套顶爪与平齐爪机构22安装在料框定位机架29上，右侧推板23、右推气缸24、左侧推板31分别安装在料框定位机架29的两侧，后端定位机构26与前端定位机构30分别安装在料框定位机架29的前后两端，等待阻挡机构27、阻挡气缸28都与料框定位机架29相连，等待阻挡机构27位于阻挡气缸28的上方。

如图3所示，所述料盒与空框提取机构12包括机械手机构35、机架36、第一X轴模组37、第一Z轴模组38、第一拖链机构39，机械手机构35安装在第一Z轴模组38上，第一Z轴模组38安装在第一X轴模组37上，第一X轴模组37整体固定在机架36上，第一X轴模组37、第一Z轴模组38都与第一拖链机构39相连。

如图4所示，所述料盒旋转输送线10包括旋转输送机架41、第一输送电机42、旋转机构43、第一旋转气缸44、尼龙链条45、顶出气缸46，第一输送电机42固定在输送机架41上，两条尼龙链条45与旋转输送机架41相连，第一旋转气缸44、顶出气缸46都固定在旋转输送机架41上，第一旋转气缸44、顶出气缸46都与旋转机构43相连。

如图5所示，所述料盒定位平台9包括支架51、定位平台板52、定位靠板53、定位导向板54、定位推板机构55，定位平台板52与两个支架51相连，定位靠板53、定位导向板54、定位推板机构55都固定在定位平台板52上，定位导向板54、定位推板机构55分别位于定位靠板53的两侧。

如图6所示，所述料盒上料机构6包括第二Z轴模组59、第二X轴模组60、Y轴模组61、第二拖链机构62、主机架63、支撑柱64、机械爪手65、宽口机械夹66、力传感器67、第二旋转气缸68、机械手机构69，主机架63与四根支撑柱64相连形成了龙门机架，第二X轴模组60与Y轴模组61相连，第二Z轴模组59安装在第二X轴模组60的滑块上，这样形成了一套X轴、Y轴、Z轴的三轴联动系统，力传感器67安装在机械爪手65上，机械爪手65安装在宽口机械夹66上，宽口机械夹66安装在第二旋转气缸68上，第二旋转气缸68安装在机械手机构69上，机械手机构69安装在第二Z轴模组59上，第二X轴模组60、Y轴模组61都与第二拖链机构62相连。

如图7所示，所述空盒回流输送线4包括空盒输送机架71、空盒输送皮带72、左侧挡板73、右侧挡板74、推盒气缸75、空盒导槽76、推盒滑动机构77、第二输送电机78、推盒板79、空盒挡板80，空盒输送机架71与空盒输送皮带72相连，左侧挡板73、右侧挡板74都固定在空盒输送机架71上，第二输送电机78固定在空盒输送机架71上，推盒气缸75、推盒板79都安装在推盒滑动机构77上，推盒滑动机构77固定在空盒输送机架71上，推盒气缸75与空盒导槽76相连，推盒板79与空盒挡板80相连。

本实用新型的工作原理如下：清洗烘干机传输线将清洗烘干好的料框输送到料框定位机上，料框首先靠到前端定位机构上，通过传感器检测到位后，后端定位机构将料框进行前后定位，右侧推板与左侧推板对料框进行左右定位；料框进行了前后左右定位好后，顶爪与平齐爪机构将料框中九盒分三排的料盒依次有序单排顶出与平齐，等待料盒与空框提取机构中机械手机构抓取，等待阻挡机构将下一输送过来的料框进行阻挡，直到料框定位机上无框才放行，达到料框有序排队工作；机械手机构在第一X轴模组、第一Z轴模组、第一拖链机构形成的二轴联动作用下，可以将料框中顶出的一排三盒料盒提取到尼龙链条上，也可以将料框工作完后形成的空框抓放到空框回流输送线上；料盒放到尼龙链条上后，通过第一输送电机输送到旋转机构上方，在第一旋转气缸的作用下顺时针旋转90度；顶出气缸将旋转好的料盒推到料盒定位平台板上，一直推出到料盒靠到定位靠板的位置，形成两侧定位，通过传感器检测到位后，定位推板机构在气缸的作用下将料盒推到一边靠到定位导向板，形成前后的定位，料盒定位完成；机械爪手通过宽口机械夹与机械手机构在X轴、Y轴、Z轴的三轴联动作用下，料盒定位平台上已经定位的料盒抓放到分选机料框的空格中（分选机料架分两列，每列有三个空格），一次上满一列三空格为一个单元，进入分选机工作，在一列料盒工作过程中，对另外一列工作完的料盒形成的空盒进行取出并上新料盒，并将空盒放在空盒输送皮带上，在第二输送电机的作用下输送到空盒挡板处，传感器检测到位后，推盒板通过推盒滑动机构在推盒气缸作用下，将空盒推到空盒输送线皮带上进行回流，就这样循环工作生产；清洗烘干机1用于清洗烘干硅片，料框2用于一框装九盒料盒，料框定位机3用于料框定位、料框等待与料盒的顶起与平齐，空盒回流输送线4用于料盒用完后的空盒输送到空盒输送线11，料盒5用于装硅片，料盒上料机构6用于料盒装入分选机料框8，分选机7用于筛选硅片，分选机料框8用于装入料盒，料盒定位平台9用于料盒的前后左右的定位，料盒旋转输送线10用于料盒输送并旋转90度，空盒输送线11用于空盒回流，料盒与空框提取机构12用于料盒从料框中一次三盒提出放到空盒回流输送线4上，空框从料框定位机3上提到空框回流输送线13，空框回流输送线13用于空框回流，清洗烘干机传输线15用于料框的送料到料框定位机3上方相应位置。

本实用新型料框定位机的工作原理如下：清洗烘干机传输线将清洗烘干好的料盒输送到料框定位机上，料框首先靠到前端定位机构的上，通过传感器检测到位后，后端定位机构将料框进行前后定位，右侧推板与左侧推板对料框进行左右定位，料框进行了前后左右定位好后，顶爪与平齐爪机构将料框中九盒分三排的料盒依次有序单排顶出与平齐，等待料盒与空框提取机构中机械手机构抓取，等待阻挡机构将下一输送过来的料框进行阻挡，直到料框定位机上无框才放行，达到料框有序排队工作；碎片收集模块21用于收集碎片，顶爪与平齐爪机构22用于一次三盒料盒的顶起与平齐，右侧推板23用于右侧定位料框，右推气缸24用于安装右侧推板23并提供推出的动力，后端定位机构26用于后端定位料框，等待阻挡机构27用于对料框进行阻挡等待，阻挡气缸28用于推动等待阻挡机构27上下移动，料框定位机架29用于整个料框定位机的部件的支撑，前端定位机构30用于前端料框定位，左侧推板31用于左端料框定位。

本实用新型料盒与空框提取机构的工作原理如下：机械手机构在第一X轴模组、第一Z轴模组、第一拖链机构形成的二轴联动作用下，可以将料框中顶出的一排三盒料盒提取到尼龙链条上，也可以将料框工作完后形成的空框抓放到空框回流输送线上，使得机械手机构达到一爪两用的效果；机械手机构35用于一次抓取三盒料盒从料框提到料盒旋转输送线的尼龙链条45上及将空框从料框定位机上提放到空框回流输送线13上，机架36用于支撑整个料盒与空框提取机构，第一X轴模组37用于带动机械手机构35进行X轴方向的运动，第一Z轴模组38用于带动机械手机构35进行Z轴方向的运动，第一拖链机构39用于机械手机构35与第一Z轴模组38的电线与气管的保护与整理装好。

本实用新型料盒旋转输送线的工作原理如下：机械手机构在第一X轴模组与第一Z轴模组的作用下将料盒提取到尼龙链条上，然后通过输送电机输送到旋转机构上方在第一旋转气缸的作用下顺时针旋转90度，顶出气缸将旋转好的料盒推到料盒定位平台上，本实用新型将两条尼龙链条采用低摩擦系数的尼龙链条，使得料盒输送过程中减少震动对硅片的损伤；旋转输送机架41用于整个料盒旋转输送线的部件的支撑，第一输送电机42用于尼龙链条45运动而带动料盒运动，旋转机构43用于使料盒旋转前后得到支撑，第一旋转气缸44用于带动旋转机构43中的料盒旋转90度，尼龙链条45用于输送料盒，顶出气缸46用于推出旋转好的料盒到料盒定位平台中的定位平台板52上。

本实用新型料盒定位平台的工作原理如下：顶出气缸将旋转好的料盒推出到料盒靠到定位靠板的位置，形成两侧定位，通过传感器检测到位后，定位推板机构将料盒推到一边靠到定位导向板，形成前后的定位，料盒定位完成；支架51用于支撑定位平台板52，定位平台板52用于支撑料盒，并安装定位靠板53与定位导向板54，定位靠板53用于料盒右端定位，定位导向板54用于料盒前端定位，定位推板机构55用于料盒后端定位。

本实用新型料盒上料机构的工作原理如下：机械爪手通过宽口机械夹与机械手机构在X轴、Y轴、Z轴的三轴联动作用下，将料盒定位平台上已经定位的料盒抓放到分选机料框的空格中，分选机料架分两列，每列有三个空格，一次上满一列三空格为一个单元，进入分选机工作，一列料盒工作过程中，对另外一列工作完的料盒形成的空盒进行取出并上新料盒，就这样达到料盒上料与空盒取出的循环，另外为了机械爪手能精准与抓稳料盒，本实用新型采用了在机械爪手上开了很多锯齿形的定位条；第二Z轴模组59用于带动机械爪手65、宽口机械夹66、力传感器67、第二旋转气缸68、机械手机构69这五部分做Z方向运动，第二X轴模组60用于带动第二Z轴模组59、机械爪手65、宽口机械夹66、力传感器67、第二旋转气缸68、机械手机构69这六部分做Z方向运动，Y轴模组61用于带动第二Z轴模组59、第二X轴模组60、机械爪手65、宽口机械夹66、力传感器67、第二旋转气缸68、机械手机构69这七部分做Z方向运动，第二拖链机构62用于第二Z轴模组59、第二X轴模组60、宽口机械夹66、力传感器67、第二旋转气缸68等部件的电线与气管的保护与整理放好，主机架63用于支撑整个三轴联动的机械手机构，支撑柱64用于四个方向支撑主机架63，机械爪手65用于有效抓取料盒，宽口机械夹66用于将二件机械爪手65安装其上，并提供张开与闭合的动力，力传感器67用于料盒防撞保护，第二旋转气缸68用于提供机械爪手65、宽口机械夹66、力传感器67三者90度旋转，机械手机构69用于安装第二旋转气缸68。

本实用新型空盒回流输送线的工作原理如下：料盒工作完后形成的空盒放在分选机上然后通过第二输送电机作用输送到空盒挡板处，通过传感器检测到位后，推盒板通过推盒滑动机构在推盒气缸作用下，将空盒推到空盒输送皮带上；空盒输送机架71用于整个空盒回流输送线的支撑，空盒输送皮带72用于输送料盒用完产生的空盒，左侧挡板73用于阻挡空盒输送过程中左侧脱出，右侧挡板74用于阻挡空盒输送过程中右侧脱出，推盒气缸75用于将料盒从空盒输送皮带72上推到空盒输送线11中的皮带上进行空盒回流，空盒导槽76用于衔接空盒回流输送线与空盒输送线11之间的距离，推盒滑动机构77用于带动推盒板79移动产生推盒动作，第二输送电机78用于对空盒输送皮带72产生输送动力，推盒板79用于将阻挡的空盒从空盒输送皮带72上推到空盒输送线11中的皮带上进行空盒回流，空盒挡板80用于阻挡空盒停留在推盒位置。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。