一种适合多种直径单晶硅棒的上料装置的制作方法

本实用新型属于光伏技术领域，尤其是涉及一种适合多种直径单晶硅棒的上料装置。

背景技术：

随着光伏市场对单晶硅片转换效率日益需求上涨的形势下，需要在改善单晶品质的同时增加单晶硅片面积，从而满足后端产品生产需求。如图1所示，目前设备上料方式为人工推动单晶硅棒，随着单晶直径尺寸变大，单晶重量同时增长，人工推动单晶从周转车上通过接触机床末端缓冲滑轮及支撑导轨的成型轴承滑到支撑导轨上。上料难度高且存在单晶掉落风险造成单晶损失，人工上料效率低影响切割设备使用效率。因此需要设计一种上料装置满足各类不同直径单晶上料需求，同时提升上料安全性降低操作人员人工操作风险。

技术实现要素：

本实用新型针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本实用新型提供一种适合多种直径单晶硅棒的上料装置,具有上料难度低，工作过程安全性高，工作效率高，节约大量的人工成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种适合多种直径单晶硅棒的上料装置，包括架设在截断机支架平台上方的龙门架，所述龙门架上部横梁上设有第一导轨，所述第一导轨上滑动设置第二导轨，所述第二导轨上设有第一电机，所述第一电机输出端设有与所述第一导轨相适配的导轮，所述第一电机驱动所述第二导轨在所述第一导轨上移动；

所述第二导轨上滑动设有移动平台，所述移动平台上设有第二电机，所述第二电机输出端设有与所述第二导轨相适配的导轮，所述第二电机驱动所述移动平台在所述第二导轨上移动；

所述移动平台上竖直方向设有第三导轨，所述第三导轨下端设有机械臂，所述移动平台上设有第三电机，所述第三电机输出端设有与所述第三导轨相适配的导轮，所述第三电机驱动第三导轨以及所述机械臂在竖直方向移动；

所述机械臂包括两个半圆形机械手夹具和固定件，两个所述机械手夹具与所述固定件滑动连接，所述固定件与所述第三导轨下端固定连接，所述固定件上设有第四电机，所述第四电机的输出端设有丝杠，所述机械手夹具上端设有通孔,所述通孔内设置有与所述丝杠相适配内螺纹，两个所述机械手夹具与所述丝杠通过所述通孔螺纹连接，所述丝杠与两个所述机械手夹具接触位置的螺纹方向相反，所述第四电机带动所述丝杠转动，进而带动两个所述机械手夹具相向/背向移动。

优选的，所述第三导轨与所述机械臂之间设有固定支架，所述固定支架上固定设置有两组所述机械臂。

优选的，所述机械手夹具内侧设有垫块，所述垫块与所述单晶硅棒接触。

优选的，所述垫块为耐高温橡胶垫块。

优选的，所述第一导轨或第二导轨或第三导轨中一个或多个为齿条，分别与第一电机或第二电机或第三电机通过齿轮连接。

优选的，所述第一导轨和第一电机之间、第二导轨和第二电机之间、第三导轨和第三电机之间、第四电机和丝杠之间均设置有行星减速轮。

优选的，还包括操作台，所述第一电机、第二电机、第三电机和第四电机均与所述操作台连接，通过操作台控制所述第一电机、第二电机、第三电机和第四电机作业。

优选的，所述操作台包括plc控制器，所述plc控制器与所述第一电机、第二电机、第三电机工作和第四电机电连通。

优选的，还包括周转车，所述周转车上设有与所述单晶硅棒相适配的凹槽。

优选的，所述周转车与所述龙门架之间可拆卸链接。

通过上述技术方案，所述第一电机驱动第二导轨在所述龙门架上横向移动，所述第二电机驱动所述移动平台在第二导轨上纵向移动，所述第三电机驱动固定支架以及所述第三导轨相对于所述移动平台在竖直方向移动，通过第一电机、第二电机、第三电机之间的协同工作，实现位于所述固定支架上的机械臂在所述支架平台上方作业区域的自由移动，所述第四电机通过所述丝杠带动两个所述机械手夹具相向/背向移动，实现加紧/释放所述单晶硅棒，进而完成单晶硅棒从所述周转车到所述固定支架上的转运作业，整个转运作业安全可控，效率高。

附图说明

图1是现有技术中截断机结构示意图；

图2是本实用新型实施例的一种适合多种直径单晶硅棒的上料装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的一种适合多种直径单晶硅棒的上料装置的龙门架的结构示意图；

图4是本实用新型实施例的一种适合多种直径单晶硅棒的上料装置的机械臂及周围结构的结构示意图；

图中：

1、截断机2、支架平台3、龙门架

4、周转车5、单晶硅棒6、第一导轨

7、第一电机8、第二导轨9、第二电机

10、第三导轨11、第三电机12、第四电机

13、固定支架14、机械手夹具15、丝杠

16、垫块17、移动平台18、插销

19、通孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

示例性的，图2是本实用新型实施例的一种适合多种直径单晶硅棒的上料装置的结构示意图，在截断机1的支架平台2的上方，搭设龙门架3，需要说明的是，所述龙门架可以选用槽钢或工字钢或方钢等作为原材料焊接制成，龙门架3下部空间为转运单晶硅棒5的作业空间，龙门架3下方空间大于截断机1的支架平台2的作业面，尤其是在纵向方向，龙门架3的长度大于支架平台2的长度，以满足单根单晶硅棒5转运作业空间。

实例性的，图3是本实用新型实施例的一种适合多种直径单晶硅棒的上料装置的龙门架的结构示意图，其中，在龙门架3前后的横梁上均设有第一导轨6，第一导轨6的上方滑动设有第二导轨8，第二导轨8上设有第一电机7，第一电机7的输出端设有与第一导轨6相适配的导轮，第一电机7驱动导轮在第一导轨6上转动，带动第二导轨8在第一导轨6上移动。需要说明的，两条第一导轨6可以是任何形式的滑轨，其中，优选的一种方案为齿条，第一电机7上的导轮是与所述齿条相适配的齿轮；其中，两条第一导轨可以均为齿条，也可以一条为齿条，另一条为其他形式的导轨。更进一步优选的方案，第一电机7配置有行星减速轮，对第一电机7的转速进行调节。

实例性的，图4是本实用新型实施例的一种适合多种直径单晶硅棒的上料装置的机械臂及周围结构的结构示意图。如图2、图4所示，第二导轨8上滑动设置有移动平台17，移动平台17上设有第二电机9，第二电机9的输出端设有与第二导轨8相适配的导轮，第二电机8驱动导轮在第二导轨8上转动，带动移动平台17在第二导轨8上移动。需要说明的是，移动平台17的作用是为周围的装置提供一个固定平台的作用，移动平台17的外形可以是框架结构或箱型结构或其他结构，本实用新型不对移动平台17的外形结构进行限定。优选的一种方案，第二导轨8是齿条，第二电机9输出端的导轮为与所述齿条相适配的齿轮。更进一步优选的方案，第二电机9配置有行星减速轮，对第二电机9的转速进行调节。

示例性的，如图2、图4所示，移动平台17在竖直方向上设有第三导轨10，第三导轨10的下端设有机械臂，移动平台17上设有第三电机11，第三电机11的输出端设有与第三导轨10相适配的导轮，第三电机10驱动导轮在第三导轨11上转动，进而带动第三导轨11相对移动平台17在竖直方向上运动，同时，设置在第三导轨11下端的机械臂与第三导轨11同步运动。优选的一种方案，第三导轨11为齿条，第三电机10的输出端的导轮为所述齿条相适配的齿轮。更进一步优选的方案，第三电机10配置有行星减速轮，对第三电机10的转速进行调节。

优选的一种方案，第三导轨11下端固定设有固定支架13，所述机械臂固定设置在固定支架13上。需要说明的是，固定支架13的作用是为所述机械臂及相关零配件提供一个固定、支撑的位置，固定支架13的外形可以是框架结构或箱型结构或其他结构，本实用新型不对固定支架13的外形进行限定。优选的一种方案，固定支架13上固定设置有两组所述机械臂，优选的，两组所述机械臂纵向并排固定在固定支架13上，其中，两组所述机械臂之间的距离，根据单晶硅棒5的长度进行调整，优选的，两组所述机械臂之间的距离为单晶硅棒5长度的2/3。

其中，所述机械臂包括两个半圆形机械手夹具14和固定件，两个机械手夹具14与所述固定块滑动连接，所述固定块与第三导轨10下端固定连接，两个机械手夹具14的内壁组成一个与单晶硅棒5相适配的环形，机械手夹具14上端中通并设置有内螺纹，两个机械手夹具14通过丝杠15螺纹连接，丝杠15的左半部分螺纹和右半部分的螺纹的方向相反，两个机械手夹具14分别与丝杠15的左半部分螺纹和右半部分的螺纹连接，所述固定件上设有第四电机12，丝杠15的一端与第四电机12的输出端连接，第四电机12带动丝杠15转动，进而带动两个机械手夹具14相向/背向移动，实现两个机械手夹具14夹起/释放单晶硅棒5。优选的一种方案，所述固定块固定在固定支架13的下方，或者，两个机械手夹具14直接与固定支架13的下方滑动连接，第四电机12固定设置在固定支架13的下方；丝杠15远离第四电机12的一端与固定支架13转动连接，或者设置限位件防止机械手夹具14滑出丝杠15，所述限位件可以选用相适配的螺母。进一步优选的一种方案，第四电机12配置有行星减速轮，对第四电机12的转速进行调节。

其中，机械手夹具14的内壁设置有垫块16，垫块16的材质为耐高温的橡胶。优选的，垫块16的数量为2个，对称分布在机械手夹具14的内壁的上半部分和下半部分。

优选的一种方案，还包括操作台，所述操作台与第一电机6、第二电机8、第三电机10和第四电机12电连通，通过手动操作控制第一电机6、第二电机8、第三电机10和第四电机12的启停与正反转，完成相应的作业操作。更进一步优选的方案，所述操作台设置有plc控制器，所述plc控制器与第一电机6、第二电机8、第三电机10和第四电机12电连通并控制第一电机6、第二电机8、第三电机10和第四电机12的启停与正反转，完成相应的作业操作。

优选的一种方案，还包括周转车4，周转车4上设有与单晶硅棒5尺寸相适应的凹槽，方便盛放单晶硅棒5。进一步优选的一种方案，龙门架3远离截断机1方向的立柱下端设有通孔19，周转车4下方设有与通孔19相适配的套管，周转车4与龙门架3通过插销18可拆卸链接。

通过上述技术方案，第一电机6驱动第二导轨8在龙门架3上横向移动，第二电机8驱动移动平台17在第二导轨8上纵向移动，第三电机10驱动固定支架13以及第三导轨10相对移动平台17在上竖直方向移动，通过第一电机6、第二电机8、第三电机10之间的协同工作，实现固定支架13上的机械臂在支架平台2上方作业区域的自由移动，第四电机12通过丝杠15带动两个机械手夹具14相向/背向移动，实现加紧/释放单晶硅棒5，进而完成单晶硅棒5从周转车4到固定支架2上的转运作业，整个转运作业安全可控，效率高，增设plc控制器对第一电机6、第二电机8、第三电机10和第四电机12进行自动化控制，降低了人工成本，提高了作业效率。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。