一种用于硅棒磨面及倒角磨床的上下料装置及检测方法与流程

本发明属于硅棒加工技术领域，具体地说涉及一种用于硅棒磨面及倒角磨床的上下料装置及检测方法。

背景技术：

光伏行业由于制造水平的提高，硅棒加工的长度越来越长，重量也随之增加(开放后950mm长的硅棒重达55公斤以上)，人工操作极为不便。现有硅棒磨床的上料装置上下升降由电缸驱动楔形左右移动来实现硅棒的上下升降，移动范围小，对硅棒规格的更换极为不便，需要更换不同规格的支撑板来实现。

技术实现要素：

针对现有技术的种种不足，发明人在长期实践中研究设计出一种用于硅棒磨面及倒角磨床的上下料装置及检测方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于硅棒磨面及倒角磨床的上下料装置，包括底座、设置在底座顶部的夹持机构、以及设置在底座两侧的上料台和下料台；所述底座靠近所述上料台一侧设有对中支撑架，对中支撑架面向所述上料台一侧设有对中机构。

进一步地，所述上料台包括上料台上下移动板以及设置在上料台上下移动板顶部的上料台前后移动板；所述上料台前后移动板底部设有上料台前后移动导轨；所述上料台前后移动板底部与上料台前后移动滚珠丝杠连接；所述上料台前后移动板后端设有上料台前后移动同步带，上料台前后移动同步带底部连接上料台前后移动伺服电机；所述上料台前后移动滚珠丝杠一端与所述上料台前后移动同步带连接。

进一步地，所述上料台与底座之间设有上料台安装基板；所述上料台上下移动板通过上料台上下移动导轨固定在上料台安装基板上；所述上料台上下移动板面向所述上料台上下移动导轨一侧设有上料台上下移动滚珠丝杠；所述上料台上下移动滚珠丝杠底部与上料台上下移动同步带连接，上料台上下移动同步带另一端与上料台上下移动伺服电机连接。

进一步地，所述上料台前后移动板靠近底座一端设有硅棒夹持平台；所述硅棒夹持平台上设有第一夹紧板和硅棒夹紧气缸；所述硅棒夹紧气缸靠近第一夹紧板一侧连接第二夹紧板，第二夹紧板底部设有第二夹紧板支撑座；所述第二夹紧板支撑座面向所述硅棒夹紧气缸一侧设有基准板，基准版上固定有前后位置检测探针；所述第一夹紧板与所述第二夹紧板之间设有上料支撑板。

进一步地，所述下料台包括下料台上下移动板以及设置在下料台上下移动板顶部的下料台前后移动板，下料台前后移动板靠近底座一端设有下料支撑台；所述下料台与底座之间设有下料台安装基板；所述下料台前后移动板底部设有下料台前后移动导轨；所述下料台前后移动板底部与下料台前后移动滚珠丝杠连接；所述下料台前后移动板后端设有下料台前后移动同步带，下料台前后移动同步带底部连接下料台前后移动伺服电机。

进一步地，所述下料台上下移动板通过下料台上下移动导轨固定在下料台安装基板上；所述下料台上下移动板面向下料台上下移动导轨一侧与下料台上下移动滚珠丝杠连接，下料台上下移动滚珠丝杠底部与下料台上下移动同步带连接，下料台上下移动同步带另一端与下料台上下移动伺服电机连接。

进一步地，所述夹持机构包括夹持支撑座以及安装在夹持支撑座两端的头架和尾架；所述头架固定在所述夹持支撑座上，所述夹持支撑座顶部设有导轨，所述尾架与导轨活动连接。

进一步地，所述对中机构包括对中固定板和两个竖直设置的对中夹紧板；所述对中固定板上固设有两条对中滑轨，对中滑轨上设置有两个对中滑块。

进一步地，所述对中支撑架上还设有上下位置检测探针。

一种使用上述的上下料装置进行硅棒上下料及对中检测的方法，包括以下步骤：

s1、将硅棒放置在上料支撑板上，硅棒夹紧气缸活塞端伸出，推动第二夹紧板向第一夹紧板移动夹紧硅棒，同时前后位置检测探针伸长，前后位置检测探针将伸长的位移数据传送给控制中心，控制中心即可计算出硅棒的前后中心位置；

s2、前后中心位置检测完毕后，硅棒夹紧气缸松开，上料台前后移动伺服电机启动，上料台前后移动板向对中机构处移动，直至将硅棒移动到两个对中夹紧板之间停止，对中夹紧板夹紧硅棒，对硅棒进行左右对中；

s3、左右对中完毕后，上料台前后移动伺服电机启动，上料台前后移动板向对中支撑架处移动，直至将硅棒移动到上下位置检测探针下方停止，上料台上下移动伺服电机启动，上料台上下移动板升高，升到设定位置后停止，上下位置检测探针检测硅棒的位置，并将位置数据传送给控制中心，控制中心计算出硅棒的上下中心位置；

s4、上下中心确认完毕后，硅棒夹紧气缸活塞端再次伸出夹紧硅棒，上料台把硅棒送到夹持机构的头架和尾架中间，尾架向头架移动夹紧硅棒，夹持机构将硅棒移动到磨削处进行磨削，硅棒磨削完毕后，下料台前后移动伺服电机启动，将下料台前后移动板移动到硅棒中心下方，下料升降气缸升高，夹持机构松开硅棒，硅棒落到下料支撑台上，下料升降气缸下降，下料台带动硅棒退出。

本发明的有益效果是：

可实现与自动化生产对接，经机械手送来的硅棒直接放到上料支撑板上后，其余加工均由设备自动完成，无需人工干预，可减少加工过程的人为因素，减轻操作者的劳动强度；同时，上料过程中进行硅棒中心位置的检测确认，均有控制中心及精密导轨丝杠来完成，硅棒上下位置移动均由丝杠驱动完成，可适应不同规格硅棒的加工，实现硅棒的中心位置的精密确认，保证硅棒加工余量的合理分布，提高加工效率。

附图说明

图1是本发明的轴测图；

图2是本发明另一视角的轴测图；

图3是本发明上料台的结构示意图；

图4是本发明上料台的内部细节图；

图5是本发明上料台硅棒夹持平台的结构示意图；

图6是本发明下料台的结构示意图；

图7是本发明下料支撑台的结构示意图；

图8是本发明下料支撑台的前视图；

图9是本发明夹持机构的结构示意图；

图10是本发明对中机构的结构示意图。

附图中：

10-底座、20-上料台、30-对中机构、40-夹持机构、50-下料台、60-硅棒；

21-上料台前后移动板、22-上料台上下移动板、23-上料台安装基板、24-硅棒夹持平台、211-上料台前后移动滚珠丝杠、212-上料台前后移动滚珠丝杠支撑座、213-上料台前后移动导轨、214-上料台前后移动伺服电机、215-上料台前后移动同步带、216-上料台前后移动护罩、221-上料台上下移动伺服电机、222-上料台上下移动同步带、223-上料台上下移动滚珠丝杠、224-上料台上下移动导轨、241-夹持平台底座、242-硅棒夹紧气缸、2421-气缸支撑座、2422-前后位置检测探针、243-第二夹紧板、2431-第二夹紧板支撑座、2432-第二夹紧板导轨、244-上料支撑板、245-第一夹紧板、246-定位板；

31-对中支撑架、311-对中固定板、312-对中夹紧板、313-对中滑轨、314-对中滑块、315-齿轮、316-齿条、317-上下位置检测探针；

41-夹持支撑座、42-头架、43-伺服电机、44-尾架、45-穿线管；

51-下料支撑台、511-下料支撑台底座、512-下料升降气缸、513-缓冲板、5131-升降导向柱、5132-缓冲弹簧、5133-弹簧导向柱、514-硅棒下料平台、5141-下料平台挡板、52-下料台上下移动板、521-下料台上下移动伺服电机、522-下料台上下移动同步带、523-下料台上下移动导轨、53-下料台安装基板、54-下料台前后移动板、541-下料台前后移动导轨、542-下料台前后移动护罩、543-下料台前后移动伺服电机、544-下料台前后移动同步带。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施方式中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。

下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。

参见图1、图2，本发明的一种用于硅棒磨面及倒角磨床的上下料装置，包括底座10、设置在底座顶部的夹持机构40、以及设置在底座两侧的上料台20和下料台50。底座10靠近上料台20一侧设有对中支撑架31，对中支撑架31面向上料台20一侧设有对中机构30。

参见图1～图5，上料台20包括上料台上下移动板22以及设置在上料台上下移动板22顶部的上料台前后移动板21。上料台20与底座10之间设有上料台安装基板23，上料台安装基板23固定在底座10上，上料台20与上料台安装基板23连接。上料台前后移动板21远离底座10一端设有上料台前后移动护罩216，该护罩为风琴护罩，可随着上料台前后移动板21的移动而伸缩，防止灰尘杂质进入上料台前后移动板21内。

上料台前后移动板21底部设有上料台前后移动导轨213，上料台前后移动板21可在上料台前后移动导轨213上前后移动。上料台前后移动板21底部与上料台前后移动滚珠丝杠211连接，上料台前后移动滚珠丝杠211的螺母固定在上料台前后移动板21上，该滚珠丝杠转动，滚珠丝杠螺母带动上料台前后移动板前后移动。

上料台前后移动板21后端设有上料台前后移动同步带215，上料台前后移动同步带215底部连接上料台前后移动伺服电机214。上料台前后移动滚珠丝杠211一端外套设上料台前后移动滚珠丝杠支撑座212，另一端与上料台前后移动同步带215连接。上料台前后移动伺服电机214输出转动动力，通过上料台前后移动同步带215转向，将转动传递给上料台前后移动滚珠丝杠211。

上料台上下移动板22通过上料台上下移动导轨224固定在上料台安装基板23上，上料台上下移动板22可在上料台上下移动导轨224上下移动。上料台上下移动板22面向上料台上下移动导轨224一侧与上料台上下移动滚珠丝杠223连接，上料台上下移动滚珠丝杠223的螺母与上料台上下移动板22固定，上料台上下移动滚珠丝杠223转动时，螺母在上料台上下移动滚珠丝杠223上上下移动带动上料台上下移动板22上下移动。

上料台上下移动滚珠丝杠223底部与上料台上下移动同步带222连接，上料台上下移动同步带222另一端与上料台上下移动伺服电机221连接，上料台上下移动伺服电机221输出转动动力，经过上料台上下移动同步带222转向，将转动传递给上料台上下移动滚珠丝杠223。

上料台前后移动板21靠近底座10一端设有硅棒夹持平台24，硅棒夹持平台24包括夹持平台底座241，沿夹持平台底座241长度方向的两端分别设有第一夹紧板245和硅棒夹紧气缸242。

硅棒夹紧气缸242通过气缸支撑座2421固定在夹持平台底座241上，气缸支撑座2421内部设有空腔，空腔内设有前后位置检测探针2422。硅棒夹紧气缸242靠近第一夹紧板245一侧连接第二夹紧板243，第二夹紧板243底部设有第二夹紧板支撑座2431，第二夹紧板支撑座2431底部设有第二夹紧板导轨2432，第二夹紧板支撑座2431可在第二夹紧板导轨2432上前后移动。

第二夹紧板支撑座2431面向硅棒夹紧气缸242一侧设有基准板(图中未示出)，前后位置检测探针2422一端固定在基准板上。前后位置检测探针2422可伸缩，其初始状态为收缩状态，当硅棒夹紧气缸242活塞端伸出，推动第二夹紧板243向第一夹紧板245移动时，前后位置检测探针2422一端跟随基准板移动，前后位置检测探针2422伸展。

第一夹紧板245与第二夹紧板243之间设有上料支撑板244，上料支撑板244底部固定在夹持平台底座241上，用于上料时放置硅棒。夹持平台底座241一侧设有定位板246，定位板246与夹持平台底座241一样固定在上料台前后移动板21上，用于硅棒夹持平台24安装时的定位作用。

参见图1、图6～图8，下料台50包括下料台上下移动板52以及设置在下料台上下移动板52顶部的下料台前后移动板54。下料台50与底座10之间设有下料台安装基板53，下料台安装基板53固定在底座10上，下料台50与下料台安装基板53连接。

下料台前后移动板54远离底座10一端设有下料台前后移动护罩542，该护罩为风琴护罩，可随着下料台前后移动板54的移动而伸缩，防止灰尘杂质进入下料台前后移动板54内。

下料台前后移动板54与上料台前后移动板结构相同，其底部设有下料台前后移动导轨541，下料台前后移动板54可在下料台前后移动导轨541上前后移动。下料台前后移动板54底部与下料台前后移动滚珠丝杠连接，下料台前后移动滚珠丝杠的螺母固定在下料台前后移动板54上，该滚珠丝杠转动，滚珠丝杠螺母带动下料台前后移动板前后移动。

下料台前后移动板54后端设有下料台前后移动同步带544，下料台前后移动同步带544底部连接下料台前后移动伺服电机543。下料台前后移动滚珠丝杠一端与下料台前后移动同步带544连接，下料台前后移动伺服电543输出转动动力，通过下料台前后移动同步带544转向，将转动传递给下料台前后移动滚珠丝杠。

下料台上下移动板52通过下料台上下移动导轨523固定在下料台安装基板53上，下料台上下移动板52可在下料台上下移动导轨523上下移动。下料台上下移动板52面向下料台上下移动导轨523一侧与下料台上下移动滚珠丝杠连接，下料台上下移动滚珠丝杠的螺母与下料台上下移动板52固定，下料台上下移动滚珠丝杠转动时，螺母在下料台上下移动滚珠丝杠上上下移动带动下料台上下移动板52上下移动。

下料台上下移动滚珠丝杠底部与下料台上下移动同步带522连接，下料台上下移动同步带522另一端与下料台上下移动伺服电机521连接，下料台上下移动伺服电机521输出转动动力，经过下料台上下移动同步带522转向，将转动传递给下料台上下移动滚珠丝杠。

下料台前后移动板54靠近底座10一端设有下料支撑台51，下料支撑台51包括下料支撑台底座511、固定在下料支撑台底座511上的下料升降气缸512、以及下料升降气缸512顶部的硅棒下料平台514。在下料升降气缸512和硅棒下料平台514之间设有缓冲板513。

下料升降气缸512周围设有数个升降导向柱5131，升降导向柱5131底部固定在下料支撑台底座511上、顶部固定在缓冲板513上。升降导向柱5131可上下伸缩，下料升降气缸512活塞端的伸出和收缩，带动缓冲板513的上升和下降，升降导向柱5131跟随缓冲板513做伸缩运动。

在缓冲板513和硅棒下料平台514之间设有缓冲弹簧5132，缓冲弹簧5132顶部固定在硅棒下料平台514底部、缓冲弹簧5132底部固定在缓冲板513顶部，在缓冲弹簧5132内设有弹簧导向柱5133，缓冲弹簧5132套设在弹簧导向柱5133，弹簧导向柱5133可防止缓冲弹簧5132长时间使用后的位移。缓冲弹簧5132可对下料支撑台51起到减震作用，当硅棒下料落入硅棒下料平台514，缓冲弹簧5132被压缩，可减缓其下端的构件受到的震动。硅棒下料平台514沿长度方向的两端设有下料平台挡板5141，可防止硅棒落入硅棒下料平台514后左右晃动，起到稳固硅棒作用。

参见图1、图2、图9，夹持机构40包括夹持支撑座41以及安装在夹持支撑座41两端的头架42和尾架44，头架42固定在夹持支撑座41上。夹持支撑座41顶部设有导轨，尾架44与导轨活动连接，尾架44可沿导轨移动。尾架44远离头架42的一侧设有伺服电机43，伺服电机43与尾架44底部的滚珠丝杠连接，滚珠丝杠上的螺母与尾架44底部固定，伺服电机43输出转动动力，带动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠螺母带动尾架44在导轨上移动。在尾架44一侧还设有穿线管45，尾架的电线线缆由穿线管45穿出。当硅棒60由上料台20上料至头架42和尾架44之间时，尾架44在伺服电机的带动下向头架42移动，头架和尾架一起夹紧硅棒60。

参见图1、图2和图10，对中机构30包括对中固定板311和两个竖直设置的对中夹紧板312，且两个对中夹紧板312相对设置。对中固定板311上固设有两条平行设置的对中滑轨313，对中滑轨313上设置有两个对中滑块314，且在两条滑轨313之间设置有齿轮315和与齿轮315相配合的齿条316。

齿条316设置两根，分别位于齿轮315的上方和下方。齿条316的一端与齿轮315相啮合，另一端与对中滑块314固连。当上料台20将硅棒60运至两个对中夹紧板312之间，对中夹紧板312夹紧硅棒，并对硅棒位置进行微调正直至左右中心符合要求。

在对中机构30背面设有上下位置检测探针317，上下位置检测探针317固定在对中支撑架31上，可对硅棒进行上下中心的检测。

当使用本发明的上下料装置对硅棒进行上下料及对中检测时，按照以下步骤操作：

s1、将硅棒60放置在上料支撑板244上，硅棒夹紧气缸242活塞端伸出，推动第二夹紧板243向第一夹紧板245移动，夹紧硅棒60，同时前后位置检测探针2422伸长，前后位置检测探针2422将伸长的位移数据传送给控制中心，控制中心即可计算出硅棒的前后中心位置。

s2、前后中心位置检测完毕后，硅棒夹紧气缸242松开，上料台前后移动伺服电机214启动，上料台前后移动板21向对中机构30处移动，直至将硅棒60移动到两个对中夹紧板312之间停止，对中夹紧板312夹紧硅棒60，对硅棒60进行左右对中。

s3、左右对中完毕后，上料台前后移动伺服电机214启动，上料台前后移动板21向对中支撑架31处移动，直至将硅棒60移动到上下位置检测探针317下方停止，上料台上下移动伺服电机221启动，上料台上下移动板22升高，升到设定位置后停止，上下位置检测探针317检测硅棒的位置，并将位置数据传送给控制中心，控制中心计算出硅棒的上下中心位置。

s4、上下中心确认完毕后，硅棒夹紧气缸242活塞端再次伸出夹紧硅棒，上料台把硅棒60送到夹持机构40的头架42和尾架44中间，尾架44向头架42移动夹紧硅棒60，夹持机构40将硅棒60移动到磨削处进行磨削，硅棒磨削完毕后，下料台前后移动伺服电机543启动，将下料台前后移动板54移动到硅棒中心下方，下料升降气缸512升高，夹持机构40松开硅棒60，硅棒60落到下料支撑台51上，下料升降气缸512下降，下料台20带动硅棒60退出。

本实施例上下料装置可实现硅棒中心的自动找正，并将位置数据反馈给系统进行计算,来确认硅棒的中心，上料台把硅棒送到夹持机构进行夹紧磨削，磨削完毕后的硅棒再经过下料台进行下料，可很好的实现硅棒自动化加工。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。