物料分类处理治具、物料分类处理装置及方法与流程

本发明涉及太阳能电池生产技术领域，尤其涉及一种物料分类处理治具、物料分类处理装置及方法。

背景技术：

现有技术产线技术中，比如曲面玻璃类基板材料，这类基板材料来料时层层堆叠，且两个基板之间有隔离纸进行区隔，以防止刮伤。由于隔离纸的存在，现有技术的产线上料一般只能采用人工搬运的方式进行，或者半自动的方式，以手工操作方式先将最上层隔离取下，之后再利用自动搬运装置搬运玻璃进行上料。

现有技术的操作方式工作效率较低，且操作人员的工作强度较大，也容易发生安全事故。

技术实现要素：

为了解决现有技术中搬运装置存在的工作效率低的问题，本申请的主要目的在于，提供一种物料分类处理治具、物料分类处理装置及方法。

本申请提供一种物料分类处理装置，包括：

安装架；

检测机构，用于检测物料类别；

取料机构，设置在所述安装架上，用于抓取或释放物料；

送料机构，与所述安装架连接，以将所述安装架移动到目标位置；

控制机构，与所述检测机构、取料机构以及送料机构信号连接；所述控制机构接收所述检测机构反馈的检测信号，控制所述取料机构抓取或释放物料，以及控制所述送料机构移动所述安装架。

根据本申请一实施例，所述取料机构包括与基板对应的第一取料机构以及与隔离纸形状对应的第二取料机构；所述第一取料机构和所述第二取料机构分别包括至少两个用于与气源连通的吸盘。

根据本申请一实施例，所述安装架包括主臂以及至少一个提取臂，多个吸盘安装于所述提取臂。

根据本申请一实施例，所述第一取料机构包括在基板上方间隔排布与所述基板形状对应的至少两组吸盘，每组包括至少两个吸盘；以及/或者，所述第二取料机构包括在隔离纸上方间隔排布与所述隔离纸形状对应的至少两组吸盘，每组包括至少两个吸盘。

根据本申请一实施例，所述检测机构包括接触式感应器以及光纤传感器；通过所述接触式感应器检测安装架相对物料的到位信号；通过所述光纤传感器检测物料类别，所述控制机构根据物料类别适配为相应的所述目标位置。

根据本申请一实施例，还具有一个连接件，所述连接件包括第一连接端以及供送料机构连接的第二连接端，通过所述第一连接端装配连接于所述主臂。

根据本申请一实施例，所述安装架包括两个所述提取臂，所述主臂两端分别连接于所述提取臂中部，组合为工字形。

本申请另一方面，还可以认为提供一种物料分类处理方法，包括：

通过检测机构检测物料类别；

通过取料机构抓取物料；

根据检测到的物料类别，将所述取料机构移动至与物料类别对应的目标位置。

根据本申请一实施例，所述通过检测机构检测物料类别包括：

获取目标物料反射的光线；

根据反射光线确定色值；

根据色值确定物料类型。

根据本申请一实施例，所述通过取料机构抓取物料包括：

在所述物料为玻璃基板的情况下，所述取料机构中的第一取料机构工作，所述第一取料机构包括与所述玻璃基板形状对应的至少两个吸盘；

在所述物料为隔离纸的情况下，所述取料机构中的第二取料机构工作，所述第二取料机构包括与所述隔离纸形状对应的至少两个吸盘。

本申请另一方面，还可以认为是提供了一种物料分类处理治具，包括安装架、检测机构以及取料机构；

所述安装架包括主臂以及顺至少一个提取臂；

所述取料机构包括多个所述吸盘安装于所述提取臂用于吸取待搬运材料，所述检测机构安装于所述主臂以及/或者所述提取臂用于识别待搬运材料。

根据本申请一实施例，还具有一个连接件，所述连接件包括第一连接端以及供外部动力臂连接的第二连接端，通过所述第一连接端装配连接于所述主臂。

根据本申请一实施例，所述连接件包括法兰件和连接板，所述法兰件包括用于连接动力臂的上法兰以及连接于所述连接板的下法兰，所述法兰件通过所述连接板连接于所述主臂。

根据本申请一实施例，所述主臂开设有多个顺第二方向延伸的限位槽，所述连接板通过多个紧固件固定于所述限位槽。

根据本申请一实施例，还具有两个加强臂，所述加强臂两端分别连接于两个所述提取臂的末端。

根据本申请一实施例，还具有一个补充提取臂，连接于所述主臂，所述补充提取臂上设置有所述吸盘，所述补充提取臂平行于两个所述提取臂，且位于两个所述提取臂之间。

采用本申请实施例的物料分类处理装置及方法，相比现有技术中，由于增加了传感器，在上料作业中，可以根据传感器识别的材料种类，对于不同的待搬运材料执行不同的作业方式，比如可以将基板正常上料，而将隔离纸材料执行回收作业。从而可以提高上料作业的工作效率。

附图说明

图1：本申请第一实施例中物料分类处理装置控制原理示意图。

图2：本申请第一实施例中物料分类处理装置分解结构示意图。

图3：本申请第一实施例中物料分类处理装置使用状态结构示意图一。

图4：本申请第一实施例中物料分类处理装置使用状态结构示意图二。

图5：本申请第二实施例中物料分类处理装置结构示意图。

图6：本申请第二实施例中物料分类处理装置的气路布置示意图。

图7：本申请第二实施例中物料分类处理装置的气路控制示意图。

图8：本申请第二实施例中物料分类处理装置的传感器结构示意图。

图9：本申请第二实施例中物料分类处理装置的操作过程示意图。

图10：本申请第三实施例中物料分类处理方法的流程示意图。

图11：本申请第三实施例中检测物料类别方法的流程示意图。

1、安装架；11、主臂；13、延长臂；12、提取臂；14、加强臂；15、补充提取臂；17、连接件；171法兰件；172、连接板；

2、检测机构；21、接触式感应器；211、感应器、212、弹簧；213、接触头；22、光纤传感器；

3、取料机构；31、吸盘；32、吸盘

4、送料机构；

5、控制机构；

6、待搬运材料；a1，c1，b1，d1、真空气路；a2，c2、真空气路。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一实施例

图1为本申请第一实施例中物料分类处理装置控制原理示意图，如图所示，本申请实施例提供一种物料分类处理装置，包括：

安装架1，作为物料搬运处理的治具，可用于安装取料机构3，安装架1受送料机构4带动而使物料移动。可以理解的是，安装架1可选择为与待处理物料匹配的架体结构。

检测机构2，用于检测物料类别，检测机构2可以是各类能检测物料类别的传感器或类似检测机构，比如光纤传感器、电容式接近传感器或光电传感器等。检测机构2可选择安装于安装架1，也可以安装于其他能对应于物料的位置，比如送料机构4的末端位置；

取料机构3，设置在所述安装架1上，用于抓取或释放物料；取料机构3可以是各种能固定或释放物料的机构，比如具体实施例中，针对太阳能电池的曲面玻璃基板配置有两组气动吸盘来固定，而对于隔离纸，可以利用相同的吸盘来进行固定，也可以另配置一组类似吸盘的抓取机构。

送料机构4，与所述安装架1连接，以将所述安装架1移动到目标位置；送料机构4可选择为工业机器人，也可选择为传统的吊车，具体实施例中，选择为智能化水平更高的工业机器人，以便于进行全自动的精确控制。

控制机构5，与所述检测机构2、取料机构3和送料机构4信号连接；所述控制机构5接收所述检测机构2反馈的检测信号，控制所述取料机构3抓取或释放物料，以及控制所述送料机构4移动所述安装架(1)。控制机构5可以选择为微控制单元(microcontrollerunit；mcu)或者选择为微型计算机，只要是可以接受传感器信号，并根据预设条件输出控制指令即可。

图2为本申请第一实施例中物料分类处理装置分解结构示意图。本申请具体实施例中，提供一种物料分类处理装置，所述安装架1包括主臂11以及顺第一方向延伸的两个提取臂12；取料机构3包括第一取料机构以及第二取料机构，第一取料机构包括多个吸盘31，第二取料机构包括多个吸盘32，第一取料机构的多个所述吸盘31间隔地安装于所述提取臂12，通过多个所述吸盘2对应固定待搬运材料，第二取料机构的多个吸盘32安装于提取臂12的末端，且第二取料机构的多个吸盘32相比第一取料机构的多个吸盘31安装的更靠外侧，且吸盘32是用于吸取隔离纸的吸盘，吸盘31是用于吸取基板的吸盘。

检测机构2的传感器可安装于所述主臂11以及/或者所述提取臂12；可通过所述传感器检测所述安装架1与待搬运材料对位信号以及待搬运材料的识别信号。采用本申请实施例的物料分类处理装置、搬运系统以及搬运方法，相比现有技术中，由于增加了传感器，在上料作业中，可以根据传感器识别的材料种类对于不同的待搬运材料执行不同的作业方式，比如可以将基板正常上料，而将隔离纸材料执行回收作业。

所述主臂11两端分别连接于与所述提取臂12中部，组合为工字形。如图所示，两个提取臂12长度方向相互平行，且两个提取臂12之间的间距与待搬运材料的形状相适配，比如，待搬运材料为曲面形玻璃基板时，两个提取臂12的均位于曲面的波谷处，也就是两个提取臂12之间的间距等于曲面形波形周期长度的整倍数。以便于两个提取臂12上设置多个吸盘31可以稳固吸住玻璃基板。

实施例中，安装架1还具有一个连接件17，所述连接件17包括第一连接端以及供外部动力臂连接的第二连接端，通过所述第一连接端装配连接于所述主臂11。本申请实施例中，所述连接件17包括法兰件171和连接板172，所述法兰件171包括用于连接动力臂的上法兰以及连接于所述连接板172的下法兰，所述法兰件171通过所述连接板172连接于所述主臂11。

本申请实施例中，主臂11可选择选择为有沟槽的型材制成。所述主臂11开设有多个顺第二方向延伸的限位槽，所述连接板172通过多个紧固件固定于所述限位槽。其中第一方向选择与第二方向垂直。比如第一方向可以为玻璃基板的长度方向，而相应的第二方向可选择为玻璃基板的宽度方向。

本申请实施例中，所述检测机构2主要包括接触式感应器以及光纤传感器。所述接触式感应器选择为多个，选择分别设置于各所述提取臂12外端，也可以如图所示，在中部仅设置一个。在接触式感应器均反馈一致的到位信号后，才确认对位准确。以此保证整体装置与待搬运材料对位精度，避免出现因未完全对位导致玻璃基板掉落的事故。

一具体实施例中，光纤传感器例如可选择为基恩士公司的fu-35fa型光纤传感器，光纤传感器的由光纤制成的光线采集头可面向被搬运材料方向安装，其可以根据光纤头检测到的目标区域色质变化来识别当前目标区域为玻璃或隔离纸。应该理解的是，本领域技术人员可以掌握具体的材料识别过程与原理，所以在此不再赘述。而接触式感应器例如可选择为基恩士公司的gt2系列数字接触式传感器。

本申请实施例中，所述接触式感应器通过支架安装于所述提取臂12。以将接触式感应器的感应器与接触块之间留出移动行程的距离(后充实施例再给出详细介绍)。

一具体实施例中，接触式感应器可以与光纤传感器共同安装在整个架体中部(主臂与提取臂结合的部位)，而将图1中标记在吸盘31外的四个位置视为用于安装接触式感应器。这种实施例，可以根据检测机构2确定的材料来相应启动对应的吸盘组。可以达到更佳的吸附效果。

本申请实施例中，所述提取臂12对应所述接触式感应器设置有通孔，以供所述接触式感应器的接触块贯穿设置。

本申请另一方面，还可以认为是提供了一种物料搬运系统，包括送料机构4以及物料分类处理治具。送料机构4可以选择为各型工业机器人式机械手臂，其通过连接件17与物料分类处理治具进行连接，并且可通过信号线与传感器建立连接。

图3为本申请第一实施例中物料分类处理装置使用状态结构示意图一，图4为本申请第一实施例中物料分类处理装置使用状态结构示意图二。如图所示意，本申请另一方面，提供一种物料搬运方法，包括步骤：

以送料机构4将如前所述物料分类处理装置移至与待搬运材料对位的位置；

一种具体的操作实施例中，首先所述检测机构2的接触式感应器检测所述安装架1移动至待搬运物料的到位信号，这样送料机构4停止移动，之后光纤传感器面向物料进行检测，获取材料识别信号，以反馈材料信号至控制机构5，以便于控制机构根据材料选择相应的目的地；可以理解的是，若材料识别传感器安装于其他固定位置，也可以先根据材料识别信号确定后序执行隔离纸回收动作还是玻璃基板上料动作，之后再根据实际到位信号控制执行吸盘吸取、送料机构4移动、吸盘排气等动作。

考虑到机械臂的运行安全，可以选择将接触式感应器检测到有物料信号作为机械臂到位信号，这样，在操作中，机械臂带动装置向待搬运材料移动时，在装置接近待搬运材料后，先由接触式感应器触发到位信号，机械臂停止后再启动光纤传感器来检测识别材料。这样，便可以根据光纤传感器检测识别材料的信号来确定启动相应的吸盘组，之后再执行相应的搬运流程。

具体执行中，选择以气路来控制多个所述吸盘31或吸盘32对齐固定待搬运材料，之后在送料机构4将装置整体压在隔离纸或玻璃基板表面后，以气路来控制吸盘31或吸盘32吸气，从而将隔离纸或玻璃基板吸附固定，从而由送料机构4带动进行搬运。

具体的搬运执行步骤中，根据待搬运材料类别，以所述送料机构4带动所述物料分类处理装置执行隔离纸回收动作或玻璃基板上料动作。两者的区别在于，隔离纸回收动作是在产线一侧的料盘上完成吸取，之后将隔离纸带动送至一侧的回收箱中。而玻璃基板上料动作是在产线一侧的料盘上完成吸取，之后将玻璃基板带动送至产线上。所以两个步骤的区别在于目的地不同。

第二实施例

图5为本申请第二实施例中物料分类处理装置结构示意图。本实施例中相比第一实施例的主要区别在于，第一实施例的物料分类处理装置是一种简便的实施方案，其整体体积较小，且重量小，整体成本较小。

以下介绍的第二实施例中，主要是主臂11两端还连接有两个延长臂13，两个延长臂13外端设置有第二吸取机构的吸盘32。以便于利用延长臂13将隔离纸件向回收箱方向送出一段距离，避免机器人的手臂长度无法到达。

本实施例中，还具有两个加强臂14，所述加强臂14两端分别连接于两个所述提取臂12的末端。以便于对装置的强度进行加强，在基板尺寸较大或较重的实施例中，以避免装置在使用中发生形变。

另外，在基板尺寸较大或较重的实施例中，还可选择设置有一个补充提取臂15，连接于所述主臂11，所述补充提取臂15上设置有所述吸盘31或吸盘32，所述补充提取臂15平行于两个所述提取臂12，且位于两个所述提取臂12之间。以便于在中部增加一组吸盘，一方面增大附着力，另一方面，在尺寸较大时避免基板中部因重力或加速度造成变形。

图6为本申请第二实施例中物料分类处理装置的气路布置示意图，以及，图7为本申请第二实施例中物料分类处理装置的气路控制示意图。如图所示，在各个提取臂12上分别设置真空气路a1，c1，b1，d1，各个气路可分别连接于两个吸盘31。而真空气路a2、c2分别用来连接补充提取臂15中的一个吸盘32，以及一侧延长臂13上的吸盘32。当检测结果为玻璃时，治具的真空气路a1，c1，b1，d1打开，而用于吸取隔离纸的真空气路a2、c2断开，送料机构4吸取玻璃完成上料；当检测结果为隔离纸时，治具的真空气路a1，c1，b1，d1断开，真空气路a2、c2打开，送料机构4吸取隔离纸完成回收。图9为本申请第二实施例中物料分类处理装置的操作过程示意图。显示了利用一侧的真空气路a2来控制一侧两个吸盘来吸取隔离纸，并利用送料机构4将隔离纸移至回收纸箱的过程示意图。其中气源可选择为直空泵或抽气泵或其它可以提供负压的设备。

虽然上面介绍了第二实施例中关于气路的示例结构，本领域技术人员应该理解的，据此可以知道，本申请第一实施例中，只需要设置真空气路a1，c1，b1，d1便可实现吸盘31的控制，同时，本申请第一实施例中，可以利用两个提取臂12上的两组吸盘便可以即吸取基板也可以吸取隔离纸。另外，真空气路也可以根据需要进行分组，不必然选择为分为四组进行控制，也可以分为二组、三组，甚至集成为一组来进行集成控制，以减少气路的设备成本和控制复杂度。

图8为本申请第二实施例中物料分类处理装置的传感器结构示意图。本申请实施中检测机构2，主要包括接触式感应器21以及光纤传感器22。接触式感应器21可选择为设置多个，可选择分别设置于各所述提取臂12外端，也可如图8所示，设置在主臂11中部位置，接触式感应器21主要包括感应器211、弹簧212以及接触头2313，接触头213用于接触待搬运材料6。感应器211可通过支架固定在主臂11(第二实施例)或提取臂12(第一实施例)以将接触式感应器的感应器与接触块之间留出移动行程的距离。

本申请实施例中，所述提取臂12对应所述接触式感应器设置有通孔，以供所述接触式感应器的接触块贯穿设置。而光纤传感器22也可通过主臂11(第二实施例)或提取臂12(第一实施例)上的通孔进行安装，并且光纤传感器22采集头面向基板或隔离纸一侧。

虽然上面介绍了第二实施例中关于检测机构2的示例结构，本领域技术人员应该理解的，据此可以明确本申请第一实施例中检测机构2结构。

第三实施例

图10为本申请第三实施例中物料分类处理方法的流程示意图。本申请实施例还可以认为提供了一种物料分类处理方法，主要包括：

s101通过检测机构检测物料类别；

s102通过取料机构抓取物料；

s103根据检测到的物料类别，将所述取料机构移动至与物料类别对应的目标位置。

可参照前述装置实施例，一种具体的操作实施例中，首先所述检测机构2的接触式感应器检测所述安装架1移动至待搬运物料的到位信号，这样送料机构4停止移动，之后光纤传感器面向物料进行检测，获取材料识别信号，以反馈材料信号至控制机构5，以便于控制机构根据材料选择相应的目的地；可以理解的是，若材料识别传感器安装于其他固定位置，也可以先根据材料识别信号确定后序执行隔离纸回收动作还是玻璃基板上料动作，之后再根据实际到位信号控制执行吸盘吸取、送料机构4移动、吸盘排气等动作。

具体执行中，选择以气路来控制多个所述吸盘31或吸盘32对齐固定待搬运材料，之后在送料机构4将装置整体压在隔离纸或玻璃基板表面后，以气路来控制吸盘31或吸盘32吸气，从而将隔离纸或玻璃基板吸附固定，从而由送料机构4带动进行搬运。

具体的搬运执行步骤中，根据待搬运材料类别，以所述送料机构4带动所述物料分类处理装置执行隔离纸回收动作或玻璃基板上料动作。两者的区别在于，隔离纸回收动作是在产线一侧的料盘上完成吸取，之后将隔离纸带动送至一侧的回收箱中。而玻璃基板上料动作是在产线一侧的料盘上完成吸取，之后将玻璃基板带动送至产线上。所以两个步骤的区别在于目的地不同。

图11为本申请第三实施例中检测物料类别方法的流程示意图，前面所述通过检测机构检测物料类别主要包括：

s201获取目标物料反射的光线；

s202根据反射光线确定色值；

s203根据色值确定物料类型。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。