拾取搬运系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种拾取搬运系统，该系统包括：支撑梁；驱动机构，与支撑梁传动连接以驱动支撑梁运动；多个机械手，设置在支撑梁上并与支撑梁同步运动；拾取驱动机构，具有与多个机械手相连以驱动多个机械手同时进行拾取动作的驱动部。本实用新型提供的拾取搬运系统，由于设置了多个与支撑梁同步运动的机械手，可以同时拾取并搬运多个清洗篮筐，不必如现有技术中的单机械手那样需要动作多次才能完成一次循环，利用本实用新型提供的拾取搬运系统只要移动一个工位，就可以完成一个循环，节约了大量的机械手动作时间，使机械手不再是产量的瓶颈。
【专利说明】拾取搬运系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能电池加工设备领域，特别地，涉及一种搬运系统。
【背景技术】
[0002]太阳能电池的生产过程包括铸锭、硅片切割、电池制造、电池组件四个环节。其中，硅片切割环节完成之后，硅片表面附着大量的杂质。这些杂质有的以原子状态或离子状态，有的以薄膜形式或颗粒形式存在于硅片表面。严重影响少数载流子寿命和表面电导；例如，碱金属钠，会引起严重漏电；颗粒污染包括硅渣、尘埃、细菌、微生物、有机胶体纤维等，会导致各种缺陷。
[0003]清除上述污染的方法有物理清洗和化学清洗两种。其中，物理清洗再分三种方法，而三种物理清洗方法中，最常用的就是超声清洗法，超声清洗法是利用超声波能够传入溶液的特性，依靠气蚀作用洗掉硅片上的污染，具体的清洗过程是:清洗篮筐由传送带送入上料设备，之后由机械手将其夹取搬运入I槽。然后依次将后面的清洗篮筐逐次搬运。最后，机械手将7槽装有洗净的硅片的清洗篮筐搬运到下料传送带上。下料传送带将硅片送入烘干室，最后将干硅片从设备出口送出，则完成清洗流程。图1为现有技术中的单机械手的拾取搬运系统的完成一个循环的工作流程示意图，其中，左侧的箭头表示上料，右侧的箭头表示下料，从左至右的七个方框，分别表示槽I至槽7。从图1中，可以看出，满载状态下的机械手先将7槽的硅片搬运至下料传送带上，此时7槽为空。之后，将6槽硅片搬运至7槽，此时6槽为空。之后将5槽硅片搬运至6槽，5槽为空，如此往复，直至完成第8个步骤，机械手复位至7槽则完成一个完整的循环。
[0004]从机械手的搬运流程可以看出，机械手完成一个循环共需要16个小步骤，通过计算机械手完成这样的一个循环共需要6分钟左右，即每个槽的硅片都要在每个槽内清洗6分钟才能被搬运至下一个槽内。而清洗工艺只需2分钟。所以，这样的搬运流程使得硅片在清洗槽内一直处于等待状态，从而影响了整个太阳能电池生产的效率。
实用新型内容
[0005]本实用新型目的在于提供一种拾取搬运系统，以解决现有的对硅片清洗篮筐的拾取搬运效率低的技术问题。
[0006]为实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种搬运装置，包括:支撑梁；搬运驱动机构，与支撑梁传动连接以驱动支撑梁运动；多个机械手，设置在支撑梁上并与支撑梁同步运动；拾取驱动机构，具有与多个机械手相连以驱动多个机械手同时进行拾取动作的驱动部。
[0007]进一步地，搬运驱动机构包括用于驱动支撑梁沿第一运动方向往复运动的第一驱动机构以及用于驱动支撑梁沿与第一运动方向垂直的第二运动方向往复运动的第二驱动机构。
[0008]进一步地，第一驱动机构包括:第一驱动马达，具有沿竖直方向伸出的第一动力输出端；丝杠，与第一动力输出端同轴转动地连接；第一连接件，与支撑梁相连，并具有与丝杠配合并沿丝杠的延伸方向可移动的螺孔。
[0009]进一步地，第一动力输出端沿竖直方向向下地伸出；第一连接件为与支撑梁固定连接的第一连接平台。
[0010]进一步地，第二驱动机构包括:第二驱动马达，具有第二动力输出端；齿轮，与第二动力输出端同轴转动地设置；齿条，与齿轮配合以使第二驱动马达与齿轮同步地沿齿条的延伸方向可运动地设置，齿条固定设置在支撑梁上，并沿与竖直方向垂直的水平方向延伸；第一驱动机构通过第二连接件与第二驱动机构相连。
[0011]进一步地，第二连接件为第二连接平台，第一驱动马达的外壳与第二连接平台相连，第一动力输出端穿过第二连接平台指向第一连接平台。
[0012]进一步地，第二驱动机构还包括:导向滑杆，与齿条平行设置，第二连接平台的下表面设置有沿导向滑杆移动的滑块，滑块具有沿与导向滑杆配合的滑孔。
[0013]进一步地，本实用新型提供的拾取搬运系统，还包括:承重气缸，设置在第二连接平台上，并具有与丝杠平行向下延伸的气缸活塞杆，气缸活塞杆的伸出端与第一连接平台相连。
[0014]进一步地，承重气缸包括分别位于第一驱动马达的两侧的第一承重气缸和第二承重气缸，气缸活塞杆包括从第一承重气缸伸出的第一气缸活塞杆和从第二承重气缸伸出的第二气缸活塞杆。
[0015]进一步地，拾取驱动机构包括设置在同一条支撑梁上的第一拾取驱动气缸和第二拾取驱动气缸，第一拾取驱动气缸的驱动部为沿支撑梁的第一端伸出的方向往复运动的第一活塞杆，第二拾取驱动气缸的驱动部为与第一活塞杆同向平行伸出的第二活塞杆；每个机械手均包括相互配合的第一钩手和第二钩手，第一钩手与第一活塞杆相连，第二钩手与第二活塞杆相连。
[0016]进一步地，第一拾取驱动气缸具有沿相反方向伸出的两条第一活塞杆；第二拾取驱动气缸具有沿相反方向伸出的两条第二活塞杆。
[0017]本实用新型具有以下有益效果:
[0018]本实用新型提供了一种拾取搬运系统，该系统包括:支撑梁；驱动机构，与支撑梁传动连接以驱动支撑梁运动；多个机械手，设置在支撑梁上并与支撑梁同步运动；拾取驱动机构，具有与多个机械手相连以驱动多个机械手同时进行拾取动作的驱动部。本实用新型提供的拾取搬运系统，由于设置了多个与支撑梁同步运动的机械手，可以同时拾取并搬运多个清洗篮筐，不必如现有技术中的单机械手那样需要动作多次才能完成一次循环，利用本实用新型提供的拾取搬运系统只要移动一个工位，就可以完成一个循环，节约了大量的机械手动作时间，使机械手不再是产量的瓶颈。
[0019]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0021]图1是现有技术中的单机械手的拾取搬运系统的完成一个循环的工作流程示意图；
[0022]图2本实用新型优选实施例的拾取搬运系统的立体结构示意图；
[0023]图3是本实用新型优选实施例的拾取搬运系统的正面结构示意图；以及
[0024]图4是本实用新型优选实施例的拾取搬运系统的俯视结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0026]如图2至图4所示，本实用新型提供了一种拾取搬运系统，该系统包括:支撑梁10以及设置在支撑梁10上并与支撑梁10同步运动的多个机械手30。为了实现拾取即搬运的动作，该装置还包括搬运驱动机构以及拾取驱动机构，其中，搬运驱动机构与支撑梁10传动连接以驱动支撑梁10运动，拾取驱动机构具有与多个机械手30相连以驱动多个机械手30同时进行拾取动作的驱动部。
[0027]在对硅片进行清洗时，需要对机械手30的位置进行控制，当需要拾取清洗篮筐时，需要水平移动机械手30使机械手移动到相应的清洗篮筐的上方，然后在沿竖直方向移动机械手30，以使机械手30拾起清洗篮筐进行移动。
[0028]为了实现机械手30的水平移动和竖直移动，上述搬运驱动机构包括用于驱动支撑梁10沿第一运动方向往往复运动的第一驱动机构以及用于驱动支撑梁10沿与第一运动方向垂直的第二运动方向往复运动的第二驱动机构。由于多个机械手30都与支撑梁10相连，所以，只要调整支撑梁10的水平移动和竖直移动，就可以同时实现多个机械手30的运动，这样的设计方式，能够显著提高拾取搬运系统的工作效率，提高硅片清洗的效率。
[0029]实现水平运动和竖直运动的驱动机构可以有的多种形式，但是，为了节约成本，简化结构，并且要保证支撑梁10以及设置在支撑梁10上的多个机械手30能够顺利的运动，并保证驱动机构不能与支撑梁10以及机械手30之间发生干涉。考虑到这些因素，上述第一驱动机构包括:第一驱动马达21,具有沿竖直方向伸出的第一动力输出端；丝杠23,与第一动力输出端同轴转动地连接；螺母，与丝杠配合并沿丝杠23的延伸方向可移动地设置，支撑梁10与螺母之间通过第一连接件相连。其中，第一动力输出端沿竖直方向向下地伸出；第一连接件为与螺母的上端面连接的第一连接平台25，支撑梁10与第一连接平台25固定连接。
[0030]基于同样的考虑，第二驱动机构包括:第二驱动马达22，具有第二动力输出端；齿轮24，与第二动力输出端同轴转动的设置；齿条26，与齿轮24配合以使第二驱动马达22与齿轮24同步地沿齿条26的延伸方向可运动的设置，齿条26固定设置在支撑梁10上并沿与竖直方向垂直的水平方向延伸；第一驱动机构通过第二连接件与第二驱动机构相连。其中，第二连接件为第二连接平台28，第一驱动马达21的外壳与第二连接平台28相连，第一动力输出端穿过第二连接平台28指向第一连接平台25。
[0031]另外，为了保证第二连接平台28的稳定的移动，并对第二连接平台28起到一定的支撑作用，第二驱动机构还包括导向滑杆29，导向滑杆29与齿条平行设置，第二连接平台28的下表面设置有沿导向滑杆29移动的滑块27，该滑块27具有沿与导向滑杆29配合的滑孔。第二连接平台28通过滑块27与导向滑杆29的配合并在齿轮24的带动下沿齿条26的延伸方向往复运动。
[0032]另外，由于多个机械手30需要同时提取多个装满硅片的清洗篮筐，所以每根支撑梁10的负重将大大增加，这些重量完全由第一连接平台25承担，难免会增加第一连接平台25的负担。为此，本实用新型提供的拾取搬运系统还包括承重气缸，该承重气缸具有与丝杠23平行向下延伸的气缸活塞杆，气缸活塞杆的伸出端与第一连接平台25相连。该承重气缸的动力可以来自于压缩空气，利用压缩空气对气缸的活塞施压以使气缸活塞杆运动。承重气缸的目的主要是为了承担第一连接平台25的重量，而丝杠一方面能够第一连接平台25提供一定的承重，另一方面主要是为了第一连接平台25的升降提供一个稳定的动力。但是，如果丝杠的承重量过大，就会损害螺纹。将丝杠与承重气缸两部分结合在一起，能够很好地弥补了各自的缺点。
[0033]为了增加气缸活塞杆对第一连接平台25的拉拽力度，利用气缸活塞杆来承受大部分的重力并防止第一连接平台25的水平旋转。上述承重气缸包括分别位于第一驱动马达的两侧的第一承重气缸41和第二承重气缸42,气缸活塞杆43、44包括从第一承重气缸41伸出的第一气缸活塞杆43和从第二承重气缸42伸出的第二气缸活塞杆44。气缸活塞杆分担丝杠的承受力时，承重气缸内的压缩空气的压力保持一定，这即可以对第一连接平台25给予一个平稳的拉力用于抗衡所拉重力，至于空气压力的值是多少要取决于气缸所拖拽的重量以及气缸本身的参数。
[0034]实际上，除了需要对机械手30的移动进行控制之外，还需要对机械手30在拾取和放下清洗篮筐时的精细动作进行控制。每个机械手30都包括相互配合设置的第一钩手31和第二钩手32，当空载的机械手30需要拾取清洗篮筐时，需要将第一钩手31和第二钩手32合拢到一起，然后伸入到相应的清洗篮筐中，然后再将第一钩手31和第二钩手32分开，指导两个钩手都勾住了篮筐的钩取位置。因此，为了对上述机械手的动作进行控制，本实用新型提供的拾取搬运系统中的拾取驱动机构包括设置在同一条支撑梁10上的第一拾取驱动气缸51和第二拾取驱动气缸52,第一拾取驱动气缸51的驱动部为沿支撑梁10的第一端伸出的方向往复运动的第一活塞杆53，第二拾取驱动气缸52的驱动部为沿支撑梁10的第二端伸出的方向往复运动的第二活塞杆54。所有机械手30的第一钩手31均与第一活塞杆53相连，所以机械手30的第二钩手32均与第二活塞杆54相连。以图2中第一钩手31和第二钩手32的位置关系进行说明，当第一钩手31与第二钩手32需要闭合时，由第一活塞杆53向左侧伸出，带动第一钩手31向左侧移动，同时，第二活塞杆54向右侧缩回，带动第二钩手32向第一钩手31靠拢进而实现第一钩手31与第二钩手32的闭合；需要第一钩手31与第二钩手32打开时，控制过程与闭合的过程相反。
[0035]为了保证驱动机构以及支撑梁10的受力均衡，上述第一连接平台25基本处于支撑梁10的中间位置，那么，为了保证处于搬运支撑机构的两侧的机械手30的运动能够同步进行，上述第一拾取驱动气缸51和第二拾取驱动气缸52均具有两个沿反方向设置的活塞杆，所以，第一拾取驱动气缸51具有沿相反方向伸出的两条第一活塞杆53，第二拾取驱动气缸52具有沿相反方向伸出的两条第二活塞杆54。
[0036]经过生产试验可知，采用了本实用新型提供的拾取搬运系统的超声清洗系统，多个工位的机械手每次只需动作一个工位即可完成一个循环，节约了大量的机械手动作时间。机械手不再是产量的瓶颈。机械手每动作一次即可清洗出一篮硅片，出片一篮的时间由原来的317s降低到清洗槽的瓶颈时间120s，约为原来的1/2.5，即效率为原来的2.5倍。单片所需的耗水量大大降低，同样的，降低了水加热的耗电量。
[0037]以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种拾取搬运系统，其特征在于，包括: 支撑梁(10)； 搬运驱动机构，与所述支撑梁(10)传动连接以驱动所述支撑梁(10)运动； 多个机械手(30)，设置在所述支撑梁(10)上并与所述支撑梁(10)同步运动； 拾取驱动机构，具有与多个所述机械手(30)相连以驱动多个所述机械手(30)同时进行拾取动作的驱动部。
2.根据权利要求1所述的拾取搬运系统，其特征在于， 所述搬运驱动机构包括用于驱动所述支撑梁(10)沿第一运动方向往复运动的第一驱动机构以及用于驱动所述支撑梁(10)沿与所述第一运动方向垂直的第二运动方向往复运动的第二驱动机构。
3.根据权利要求2所述的拾取搬运系统，其特征在于，所述第一驱动机构包括: 第一驱动马达(21),具有沿竖直方向伸出的第一动力输出端； 丝杠(23 )，与所述第一动力输出端同轴转动地连接； 第一连接件，与所述支撑梁(10)相连，并具有与所述丝杠配合并沿所述丝杠(23)的延伸方向可移动的螺孔。
4.根据权利要求3所述的拾取搬运系统，其特征在于， 所述第一动力输出端沿竖直方向向下地伸出； 所述第一连接件为与所述支撑梁(10)固定连接的第一连接平台(25)。
5.根据权利要求4所述的拾取搬运系统，其特征在于，所述第二驱动机构包括: 第二驱动马达(22)，具有第二动力输出端； 齿轮(24)，与所述第二动力输出端同轴转动地设置； 齿条(26)，与所述齿轮(24)配合以使所述第二驱动马达(22)与所述齿轮(24)同步地沿所述齿条(26)的延伸方向可运动地设置，所述齿条(26)固定设置在所述支撑梁(10)上，并沿与所述竖直方向垂直的水平方向延伸； 所述第一驱动机构通过第二连接件与所述第二驱动机构相连。
6.根据权利要求5所述的拾取搬运系统，其特征在于， 所述第二连接件为第二连接平台(28)，所述第一驱动马达(21)的外壳与所述第二连接平台(28)相连，所述第一动力输出端穿过所述第二连接平台(28)指向所述第一连接平台(25)。
7.根据权利要求6所述的拾取搬运系统，其特征在于，所述第二驱动机构还包括: 导向滑杆(29)，与所述齿条平行设置，所述第二连接平台(28)的下表面设置有沿所述导向滑杆(29)移动的滑块(27)，所述滑块(27)具有沿与所述导向滑杆(29)配合的滑孔。
8.根据权利要求7所述的拾取搬运系统，其特征在于，还包括: 承重气缸(41、42)，设置在所述第二连接平台(28)上，并具有与所述丝杠(23)平行向下延伸的气缸活塞杆(43、44)，所述气缸活塞杆(43、44)的伸出端与所述第一连接平台(25)相连。
9.根据权利要求8所述的拾取搬运系统，其特征在于， 所述承重气缸(41、42)包括分别位于所述第一驱动马达的两侧的第一承重气缸(41)和第二承重气缸(42)，所述气缸活塞杆(43、44)包括从所述第一承重气缸(41)伸出的第一气缸活塞杆(43)和从所述第二承重气缸(42)伸出的第二气缸活塞杆(44)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的拾取搬运系统，其特征在于， 所述拾取驱动机构包括设置在同一条所述支撑梁(10)上的第一拾取驱动气缸(51)和第二拾取驱动气缸(52)，所述第一拾取驱动气缸(51)的驱动部为沿所述支撑梁(10)的第一端伸出的方向往复运动的第一活塞杆(53),所述第二拾取驱动气缸(52)的驱动部为与所述第一活塞杆(53)同向平行伸出的第二活塞杆(54)； 每个所述机械手(30)均包括相互配合的第一钩手(31)和第二钩手(32)，所述第一钩手(31)与所述第一活塞杆(53 )相连，所述第二钩手(32 )与所述第二活塞杆(54)相连。
11.根据权利要求10所述的拾取搬运系统，其特征在于， 所述第一拾取驱动气缸(51)具有沿相反方向伸出的两条所述第一活塞杆(53)； 所述第二拾取驱动气缸(52 )具有沿相反方向伸出的两条所述第二活塞杆(54)。
【文档编号】B65G47/90GK203581991SQ201320724997
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】李旭, 杜振杰, 李晓光, 王超领 申请人:英利能源（中国）有限公司