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CN223011016U - 拼棒粘棒系统 - Google Patents

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CN223011016U
CN223011016U CN202421278538.4U CN202421278538U CN223011016U CN 223011016 U CN223011016 U CN 223011016U CN 202421278538 U CN202421278538 U CN 202421278538U CN 223011016 U CN223011016 U CN 223011016U
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CN
China
Prior art keywords
clamping
splicing
stick
clamp
silicon
Prior art date
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Active
Application number
CN202421278538.4U
Other languages
English (en)
Inventor
韩金成
孙振雷
吴广忠
孙鹏
滕宁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao Gaoce Technology Co Ltd
Original Assignee
Qingdao Gaoce Technology Co Ltd
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Publication date
Application filed by Qingdao Gaoce Technology Co Ltd filed Critical Qingdao Gaoce Technology Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种拼棒粘棒系统,包括顺次排布的拼棒单元、涂胶单元和固化单元,拼棒单元用于对物料块进行检测,将检测后的物料块排布成物料块组,涂胶单元可运送用于粘合物料块的工件板,对工件板涂胶,固化单元用于分别拾取排布好的物料块组和涂胶工件板,并将两者进行粘接固化。本实用新型通过合理设计各工序实现模块的结构配合方式,可全自动实现物料块的并列排布、工件板涂胶、粘接固化工序,系统中的各部分组成结构衔接连续,节省了加工时间,大大提高了节拍效率。

Description

拼棒粘棒系统
技术领域
本实用新型涉及高硬脆材料加工领域,尤其涉及一种拼棒粘棒系统。
背景技术
在高硬脆材料加工领域中,在对物料进行切片处理时,通常需要将物料与工件板相粘接,再将粘接有物料的工件板置于自动切片设备中进行切片加工。
在高硬脆材料的加工过程中,对于一些体积较小、厚度较薄的物料块(例如通过边皮、头尾料等边角料切割而成的物料块),单独进行切片加工的效率较差。为了提高其切片效率,通常需要进行拼棒处理,即,将多个小块物料拼接在一起形成一个整棒,与工件板进行粘接固化,再通过切片设备对拼接后的物料棒进行加工处理。
现有的拼棒粘棒工艺和生产设备,对于物料检测分料、位置调整和排放、粘接固化等工序,通常需要分别使用独立设备进行单独的加工生产,再通过人工的方式进行各个工序之间的衔接,这种方式的自动化程度低,生产效率差,人工成本高,尤其是当需要拼接的物料块尺寸较小、数量较多时,物料块的调整、转运、排布、固化的周期各不相同,各工序之间难以在功效上相互配合,设备之间也无法自动衔接,不仅产能有限,且物料块的拼棒粘棒效果也较差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种拼棒粘棒系统,通过合理设计各工序实现模块的相互配合方式,提高生产能效。具体技术方案如下:
一种拼棒粘棒系统,包括顺次排布的拼棒单元、涂胶单元和固化单元,拼棒单元用于对物料块进行检测,将检测后的物料块排布成物料块组,涂胶单元可运送用于粘合物料块的工件板,对工件板涂胶,固化单元用于分别拾取排布好的物料块组和涂胶工件板,并将两者进行粘接固化。
进一步,拼棒单元包括用于排放物料块的拼棒台,固化单元包括固化台和粘胶夹具,固化台上设置有固化工位,粘胶夹具可移动地设置在固化台和拼棒台的上方,粘胶夹具可夹持拼棒台上的物料块以及涂胶单元上的涂胶工件板移动并放置在固化工位处。
进一步,粘胶夹具包括粘胶夹爪,粘胶夹爪包括第一夹持机构和第二夹持机构,第一夹持机构沿第一方向打开或收紧,形成用于夹持物体的第一夹持空间,第二夹持机构沿第二方向打开或收紧,形成用于夹持物体的第二夹持空间,第一方向与第二方向为不同方向,第一夹持空间和第二夹持空间重叠设置,第一夹持机构与第二夹持机构可夹持不同的被夹持物。
进一步,第一夹持机构包括第一固定夹持部和多个第一弹性夹持部,第一固定夹持部与多个第一弹性夹持部位置相对设置,第一固定夹持部上设置有定位基准面,第一弹性夹持部为弹性夹持。
进一步,第一夹持机构包括夹持基板,夹持基板与第一固定夹持部位置相对设置,第一弹性夹持部包括第二垫块和弹性件,弹性件的一端连接夹持基板,另一端连接第二垫块,多个弹性件和第二垫块并排的设置在夹持基板上。
进一步,第二夹持机构包括相对设置的两个第四夹爪,两个第四夹爪可相对移动实现夹持动作,两个第四夹爪分别设置在第一夹持机构的两个端部位置处。
进一步,第四夹爪下端的延伸长度超过第一夹持机构下端的延伸长度,第四夹爪下端的内侧面上还设置有凸起结构,凸起结构的中间部位下凹,两端上凸,以形成夹持卡槽。
进一步,固化单元还包括设置在固化工位处的固化夹具,固化夹具包括第二固定夹持部和多个第二弹性夹持部,第二固定夹持部与多个第二弹性夹持部位置相对设置,第二固定夹持部与第二弹性夹持部可相对移动以夹持被夹持物,第二固定夹持部上设置有定位基准面,第二弹性夹持部为弹性夹持。
进一步,第二夹持机构包括第一基板,第二固定夹持部包括条形滚筒,滚筒设置在第一基板上,滚筒的轴线沿横向方向延伸设置,以使滚筒在竖向方向上可滚动运动;第二夹持机构包括第二基板,第二弹性夹持部包括滚轮和弹性件,弹性件的一端连接第二基板,另一端连接滚轮,多个弹性件和滚轮并排的设置在第二基板上。
进一步,第二固定夹持部上的滚筒设置为两个或多个,两个或多个滚筒端部相接,形成条形的滚筒组件,相邻滚筒之间的接缝部位设置有滚轮。
进一步,拼棒单元包括分料机构,分料机构包括上料输送线、分料夹具和检测组件,检测组件靠近上料输送线设置,分料夹具可移动的设置在上料输送线上方,检测组件可对上料输送线上置放的物料的尺寸进行检测,分料夹具可根据检测组件的检测结果对物料进行分类转运。
进一步,检测组件包括位于上料输送线上方的第一检测件和位于上料输送线下方的第二检测件,第一检测件与第二检测件在竖直方向上位置相对应,上料输送线上设置有检测间隙,第一检测件和第二检测件与检测间隙位置相对应。
进一步,上料输送线包括上料台,上料台上设置有两组并排设置的传送带,两组传送带之间形成检测间隙,第一检测件或第二检测件可移动调节的设置在上料输送台处。
进一步,分料夹具包括分料夹爪,分料夹爪包括夹爪主体、转动组件和夹头组件,夹头组件通过转动组件连接在夹爪主体上,夹头组件设置有第一夹持位和第二夹持位,第一夹持位沿水平方向设置,第二夹持位沿竖直方向设置,转动组件可带动夹头组件转动,以在第一夹持位和第二夹持位之间切换。
进一步,拼棒单元包括对中平台,对中平台包括平台支架,平台支架上设置有至少两组移动滑台,移动滑台包括滑台基座,滑台基座上设置有至少两组对中夹爪,对中夹爪可对被夹持物进行置放位置的第一次调整,两组移动滑台可在平台支架上交替的往复滑动以运送被夹持物。
进一步,对中夹爪设置在调整板上,调整板上设置有弧形的连接孔,连接孔内设置有销钉,调整板通过销钉和连接孔的配合与滑台基座相连接,连接孔与销钉的固定连接位置可调整,以使调整板可转动调节的设置在滑台基座上。
进一步,平台支架上设置有两组移动滑台,每组移动滑台上设置三组对中夹爪,两组移动滑台上的对中夹爪位置相对设置,平台支架上设置有直线导轨,直线导轨上设置有传送带,滑台基座上设置有传送带夹持件,夹持件夹持在传送带上,传送带可带动移动滑台沿直线导轨往复滑动,直线导轨包括平行设置的两条轨道,滑台基座上对应设置有两组滑槽,直线导轨上的传送带位于两条轨道的上方,对应两条轨道的中间位置设置,夹持件设置在滑台基座端部的中间位置。
进一步,拼棒单元包括排棒组件,排棒组件包括拼棒夹爪,拼棒夹爪包括第二基座,第二基座上设置有一个第二夹头和两个第三夹头,第二夹头位于第二基座的中部,两个第三夹头分别设置在第二夹头的两侧,两个第三夹头以第二夹头为中心在第二基座上滑动,以缩小被夹持物之间的间距。
进一步,第二夹头包括一组可相互靠近或远离的第一夹持部,第三夹头包括一组可相互靠近或远离的第二夹持部,两个第三夹头的第二夹持部上均设置有延伸部,两个第二夹持部上的延伸部从第二夹头的两侧相对的朝向第一夹持部延伸设置。
进一步,拼棒台包括支撑架,支撑架上设置有用于置放被夹持物的拼棒基板,拼棒基板上设置有多个真空吸盘和用于固定真空吸盘的吸盘固定板,多个真空吸盘可对置放在拼棒基板上的多个被夹持物分别定位固定。
进一步,拼棒台包括缓冲垫,缓冲垫设置在拼棒基板的中部,缓冲垫的中间部位设置有镂空结构,多个真空吸盘并排设置在缓冲垫的镂空结构内,真空吸盘的吸附表面与缓冲垫的上表面大致齐平。
本实用新型的拼棒粘棒系统具有以下优点:
1、通过设置连续衔接且可相互配合的拼棒单元、涂胶单元和固化单元,实现物料块的全自动并列排布、工件板涂胶、粘接固化工序,节省了加工时间,大大提高了节拍效率。
2、通过固化台、粘胶夹具和固化夹具的相互配合,能够避免粘棒夹具松开物料块时,各个物料块在工件板上发生位置偏移或倾倒,固化夹具可在物料块与工件板粘接固化的过程中持续夹持物料块,保证各个物料块在预设位置处与工件板相结合,最终得到符合要求的物料棒。
3、通过合理设置分料夹具、检测组件和上料输送线的结构及配合方式,使分料机构能够全自动完成物料的上料、检测和分类转运,自动化程度高,提高了设备的工作效率,降低人工成本;通过将检测组件设置为位置可调节的形式,方便对检测组件进行校准和调试,提高了物料检测的精度;分料夹具采用可转动的设置方式,提高了分料机构的灵活性,能够自动对物料进行位置调整,便于后续对物料进行排放和拼接粘接等操作。
4、通过双移动滑台交替往复滑动提高转运效率,更好的快速衔接上下游工序,多对中工位的设置又能够同时对多个被夹持物进行位置调节,进一步提高对中平台的工作效率;对中夹爪通过调整板可转动调节设置,方便调整对中夹爪的夹持角度,有利于提高被夹持物的位置调整的精度。
5、排棒组件的夹头结构有利于提高被夹持物之间间距的调整精度,使被夹持物的相对位置得到精确控制;夹头的具体结构设计有利于相邻被夹持物之间微小间距的调整,同时相邻夹头之间不会在运动过程中发生相互干涉,更有利于被夹持物的位置排布;拼棒台上的吸盘可对置放在拼棒基板上的物料块进行定位固定,使物料块的位置固定不变,同时防止物料块发生晃动或倾斜倒塌。
附图说明
图1为拼棒粘棒系统的立体图。图2为拼棒粘棒系统的俯视图。
图3为拼棒单元的立体图一。图4为拼棒单元的立体图二。
图5为拼棒单元中分料机构的工作状态一。图6为拼棒单元中分料机构的工作状态二。
图7为拼棒单元中的分料机构和对中平台的俯视图。图8为分料机构中分料夹具的立体图一。
图9为分料机构中分料夹具的立体图二。图10为分料机构中分料夹具的正视图。
图11为分料机构中分料夹具的侧视图。图12为分料机构中上料输送线的立体图一。
图13为图12中A处的局部放大图。图14为分料机构中检测组件的正视图。
图15为分料机构中上料输送线的俯视图。图16为分料机构中上料输送线的立体图二。
图17为图16中B处的局部放大图。图18为拼棒单元中对中平台的立体图。
图19为拼棒单元中对中平台的俯视图。图20为对中平台中的对中滑台的立体图。
图21为对中平台中的对中滑台的俯视图。图22为拼棒单元中排棒组件的立体图。
图23为排棒组件中的拼棒夹具的立体图。图24为排棒组件中的拼棒夹具的正视图。
图25为排棒组件中的拼棒夹具的仰视图。图26为排棒组件中的拼棒台的立体图。
图27为图26中C处的局部放大图。图28为排棒组件中的拼棒台的正视图。
图29为固化单元和涂胶单元的立体图。图30为硅块棒放置在固化单元的固化台上的示意图一。
图31为图30中D处的局部放大图。图32为硅块棒放置在固化单元的固化台上的示意图二。
图33为固化单元中的固化台的立体图。图34为固化单元中的粘胶夹具的立体图。
图35为图34中E处的局部放大图。图36为固化单元中的粘胶夹具的仰视图。
图37为图36中F处的局部放大图。图38为图36中G处的局部放大图。
图39为固化单元中的粘胶夹具的正视图。图40为固化单元中的粘胶夹具的侧视图。
图41为固化单元中的固化夹具的俯视图。图42为固化单元中的固化夹具的立体图。
图43为图42中H处的局部放大图。图44为图42中I处的局部放大图。
图45为拼棒粘棒系统的加工流程图。图46为被拼接和粘接的硅块的示意图。
图47为多个图46中的硅块被拼接和粘接后形成的硅块棒。
具体实施方式
为了更好的理解本实用新型的目的、结构及功能,下面结合附图,对本实用新型的拼棒粘棒系统进行详细描述。
如图1和图2所示,本实用新型中的拼棒粘棒系统用于对体积较小、厚度较薄的硅块进行自动排列、粘胶和固化,以使多个小硅块自动整合成一个较大的、整体的硅块棒,为后续的切片工序做好准备。
这种体积较小、厚度较薄的硅块可以由硅棒开方过程中产生的边皮料切割加工而成,也可以由硅棒截断过程中产生的头尾料切割加工而成,由于边皮料、头尾料这样的边角余料通常体积不大且形状不规则,因此利用它们切割出来的硅块具有体积较小、厚度较薄的特点。而为了提高后续的切片效率,可以将多个小硅块通过本实用新型的拼棒粘棒系统进行拼接和整合,形成一个大而长的硅块棒,再通过自动切片设备进行自动化切片加工。当然,通过其他方式产生的类似的小硅块也可以通过本实用新型的拼棒粘棒系统进行拼接整合,不局限于边皮料和头尾料加工而成的小硅块。除硅棒外,其他高硬脆材料,例如蓝宝石、陶瓷等,也可以采用本实用新型的拼棒粘棒系统进行拼接整合。
具体的,如图1和图2所示,拼棒粘棒系统包括相互配合设置的拼棒单元1、涂胶单元2和固化单元3,其中,拼棒单元1用于检测硅块尺寸是否合格,并将合格的硅块进行排布,形成一列具有一定长度的硅块组;涂胶单元2可运送用于粘合小硅块的工件板,并对工件板进行自动涂胶;固化单元3用于分别拾取排布好的硅块组和涂有胶的工件板,并将两者进行粘接固化,以形成硅块棒。拼棒单元1、涂胶单元2和固化单元3可同时并行工作,进而快速、自动地将多个硅块整合成便于切片的硅块棒。
优选的,上述拼棒粘棒系统用于对多个小硅块进行等间距的自动排列。对于拼接而成的硅块棒,由于相邻两个硅块之间会形成间隙,因此在切片加工时,用于切片的切割线网需要特殊配置,以使切割线网的切割位置能够与硅块棒上的多个间隙相适配。等间距自动排列的方式能够使硅块棒更方便配置适宜的切割线网,尤其是当进行批量切片加工时,切割线网不需要反复重新调整,有助于进一步提高生产效率,保证切片质量。
进一步,如图3和图4所示,拼棒单元1包括分料机构、对中平台和排棒组件,其中,分料机构用于对硅块进行上料,并在上料过程中自动完成对硅块厚度的检测,厚度达标的硅块将被运送至对中平台处;对中平台上可置放多个硅块,且对中平台可第一次调整硅块的置放位置,并将多个硅块同时转移至排棒组件处;排棒组件同时拾取对中平台上的多个硅块,并对硅块的置放位置进行第二次调整,缩小多个硅块之间的间距,再将调整好间距的多个硅块置放到拼棒平台上,当排棒组件调整好下一组硅块时,顺次将下一组硅块置放在上一组硅块的前侧或后侧,使前后两组硅块连续放置。分料机构、对中平台和排棒组件通过重复上述操作,可将多个小硅块排布成长度足够拼接为整棒的一列硅块组。
进一步,如图4至图7所示,分料机构包括分料夹具11、检测组件12、上料输送线13和NG输送线14,检测组件12靠近上料输送线13设置,分料夹具11可移动的设置在上料输送线13和NG输送线14的上方,硅块被置放在上料输送线13上,上料输送线13可带动硅块移动。当硅块移动至检测组件12处时,检测组件12可对硅块的厚度进行检测,并判断硅块厚度是否在预设误差范围内。完成厚度检测后,上料输送线13继续带动硅块移动至分料夹具11处,分料夹具11夹取硅块,使硅块脱离上料输送带。根据检测组件12的检测结果,如果硅块的厚度超出预设误差范围,则表示该硅块不符合拼棒粘棒要求,此时分料夹具11携带硅块移动至NG输送线14的上方,并将硅块置放在NG输送线14上,NG输送线14可将尺寸不符合要求的硅块移出分料机构外;如果硅块的厚度在预设误差范围内,则分料夹具11将携带硅块进入后续的排棒工序。
进一步,分料夹具11包括分料桁架111、分料滑轨112和分料夹爪113,分料桁架111沿水平方向延伸设置,分料滑轨112沿竖直方向延伸设置,分料夹爪113滑动设置在分料滑轨112上,分料滑轨112滑动设置在分料桁架111上,分料夹爪113可沿分料滑轨112在竖直方向上做升降运动,分料滑轨112可带动分料夹爪113一同沿分料桁架111在水平方向上做平移运动。分料桁架111位于上料输送线13和NG输送线14的上方,以便于分料夹爪113夹取上料输送线13上的硅块,并将硅块转移至NG输送线14上或者转移至拼棒单元1的对中平台上。
进一步,如图8至图11所示,分料夹爪113包括夹爪主体114、转动组件115和夹头组件116,夹头组件116通过转动组件115连接在夹爪主体114上,夹头组件116可夹持物体,转动组件115可使夹头组件116转动运动,进而改变夹头组件116上被夹持物的置放方向,夹爪主体114滑动连接在分料滑轨112上,可带动夹爪主体114以及夹爪主体114上的被夹持物沿分料滑轨112上下滑动。具体的,夹头组件116包括第一基座117,第一基座117上设置有对中气缸,对中气缸的两端各设置有一个第一夹头,对中气缸可驱动两个第一夹头相互靠近或远离,以对硅块等物体进行夹持。转动组件115包括转轴,转轴通过轴套连接在夹爪主体114上,夹头组件116的第一基座117固定连接在转轴上,夹爪主体114上还设置有驱动机构,如电机等,驱动机构与转轴之间通过皮带相连接,驱动机构可通过皮带带动转轴转动,进而使第一基座117以及第一基座117上的第一夹头转动,改变第一夹头上被夹持物的置放位置。优选的,夹头组件116设置有图8所示的第一夹持位和图9所示的第二夹持位,第一夹持位与第二夹持位之间形成90度夹角,第一夹持位沿水平方向设置,第二夹持位沿竖直方向设置,转动组件115可带动夹头组件116转动,以在第一夹持位和第二夹持位之间切换。
上述分料夹爪113中的夹头组件116设置为可转动形式的原因在于,本方案中的拼棒单元1及拼棒粘棒系统尤其适用于边皮、头尾料等边角料加工而成的小硅块,如图46所示,这类硅块通常薄而长,因此在上料过程中,采用图12中所示的平放位置进行运送会更加稳定,但是,在进行拼棒时,为了满足切片加工的要求,需要将硅块如图47所示的沿长边竖直排放后再进行拼接。在本方案中,硅块平放在上料输送线13上进行运送和厚度检测,如图8所示,分料夹爪113夹取平放的硅块,如果硅块的厚度不符合预设误差范围,则分料夹爪113直接移动至NG输送线14并将硅块放下,如果硅块的厚度符合预设误差范围,则如图9所示,分料夹爪113中的转动组件115带动夹头组件116转动90度,使硅块从平放位置变为竖直位置,并将竖直置放的硅块运送至拼棒单元1的对中平台上,以便于后续的拼棒粘棒操作。
进一步,如图12至图17所示,检测组件12靠近上料输送线13设置,包括第一检测件121和第二检测件122,第一检测件121位于上料输送线13的上方,第二检测件122位于上料输送线13的下方,第一检测件121与第二检测件122在竖直方向上的位置相对应。上料输送线13上设置有检测间隙123,第一检测件121和第二检测件122与检测间隙123位置相对应,当传送带上未放置硅块时,第一检测件121和第二检测件122通过检测间隙123位置相对,可测量出两者之间的距离;当硅块置放在上料输送线13上进行运输时,硅块移动至检测组件12所在位置,并遮挡在检测间隙123处,第二检测件122从上料输送线13的下方通过检测间隙123识别硅块下表面与第二检测件122之间的距离,同时,第一检测件121从上料输送线13的上方识别硅块上表面与第一检测件121之间的距离。第一检测件121与第二检测件122之间的距离为h,第一检测件121与硅块上表面之间的距离为h1,第二检测件122与硅块下表面之间的距离为h2,则可以通过检测组件12测量的数据计算出硅块的实际厚度H=h-h1-h2。第一检测件121和第二检测件122优选为激光传感器。
具体的,如图12和图15所示,上料输送线13包括上料台131,上料台131上设置有两组并排设置且同步运动的传送带,两组传送带之间形成检测间隙123。上料台131上还设置有两组上料滚轮132,两组上料滚轮132分别设置在上料台131的两侧,位于两组传送带的外边缘处,两组上料滚轮132之间的距离与硅块的宽度大致匹配,两组滚轮在传送带的上料端处朝向传送带的外侧延伸设置,形成喇叭口结构。当硅块从传送带的上料端处开始运输时,硅块的两个侧边可在传送带移动的过程中与传送带两侧的上料滚轮132滑动接触,两组滚轮可调整并限制硅块在传送带上的位置,是硅块位于两组传送带的中间位置,避免硅块倾斜放置或位置偏移,两组滚轮端部的喇叭口结构更便于硅块进入上料输送线13。
上料输送线13上的硅块在运输过程中,经过检测组件12检测厚度,然后继续移动至分料夹具11处进行分料夹取,为了防止硅块在上料输送线13上连续移动驶出夹取位,如图15所示,在传送带的末端还设置有限位挡块133,限位挡块133架设在两组传送带的上方,可阻挡传送带上的硅块继续移动。
进一步,由于检测组件12中的第一检测件121和第二检测件122需要相互配合完成硅块厚度的检测,因此对两者相对位置的精度要求较高,为了方便调节,第一检测件121和/或第二检测件122设置为可移动设置的方式,以便于调整第一检测件121和第二检测件122之间的相对位置。
具体的,如图13和图17所示,检测组件12还包括第一支架125和第二支架124,第一检测件121设置在第一支架125上,第二检测件122设置在第二支架124上,第一支架125和第二支架124呈L形,第一支架125的一端连接在上料输送线13的上料台131上,另一端从上料输送线13的上方朝向两组传送带之间的检测间隙123延伸设置,第二支架124的一端连接在上料输送线13的上料台131上,另一端从上料输送线13的下方朝向两组传送带之间的检测间隙123延伸设置,进而使第一检测件121和第二检测件122分别设置在上料输送线13的上方和下方。
优选的,第二支架124与上料台131固定设置,第二检测件122与第二支架124固定设置,以使第二检测件122为固定基准位;第一支架125包括第一连杆和第二连杆,第一连杆活动连接在上料台131上,可沿上料输送线13的物料运输方向移动,以调整连接位置,第二连杆垂直于物料输送方向设置,第二连杆的一端连接第一连杆,另一端连接第一检测件121,第一检测件121活动设置在第二连杆上,可沿第二连杆移动,以调整位置。第一检测件121可通过第一连杆和第二连杆自由调节位置,以使第一检测件121与第二检测件122具有适宜检测的相对位置,实现位置和精度的精确控制,准确检测硅块的厚度是否合格。将位于上方的第一检测件121设置为可移动调节的形式更便于位置调节的操作,当然,也可以将第二检测件122设置为可移动调节的形式,将第一检测件121设置为定位基准位。
设置在上料输送线13上的检测组件12会自动对上料输送线13上移动的硅块进行厚度检测,检测硅块厚度是否在误差范围内,当硅块到达检测组件12的检测位置时,激光传感器会自动计算出硅块的厚度尺寸,将检测到的硅块厚度尺寸与所需尺寸比对,在所需尺寸范围内即满足要求,满足要求的硅块将会被分料夹具11夹取并运送到对中平台上,未满足要求的硅块将会被分料夹具11夹取运送到NG输送线14上。
上述拼棒粘棒系统中的分料机构通过合理设置分料夹具、检测组件和上料输送线的结构及配合方式,使分料机构能够全自动完成物料的上料、检测和分类转运,自动化程度高,提高了设备的工作效率,降低人工成本。通过将检测组件设置为位置可调节的形式,方便对检测组件进行校准和调试,提高了物料检测的精度。分料夹具采用可转动的设置方式,提高了分料机构的灵活性,能够自动对物料进行位置调整,便于后续对物料进行排放和拼接粘接等操作。
进一步,如图18和图19所示,对中平台的一端靠近分料机构设置,另一端靠近排棒组件设置,对中平台可接收由分料机构传递来的检测合格的硅块,对硅块进行位置调整,并将调整好位置的硅块传递至排棒组件处,为后续拼棒粘棒工序做好准备。
具体的,对中平台包括平台支架15,平台支架15上设置有两组移动滑台16,移动滑台16可在驱动组件的驱动下在平台支架15上往复滑动。如图20和图21所示,移动滑台16包括滑台基座161,滑台基座161上并排设置有三组对中夹爪162,相邻两组对中夹爪162之间的间距相等,每组对中夹爪162上设置有一个检测装置163,检测装置163优选为传感器。分料机构中的分料夹具11将检测合格的硅块沿竖向方向放置到移动滑台16的任一对中夹爪162处,对中夹爪162上的检测装置163检测到硅块时,对中夹爪162开始工作,对中夹爪162上的两个夹头分别从硅块的两侧推动并挤压硅块,实现硅块位置的对中操作;分料夹具11从第一组对中夹爪162处开始放置硅块,直到三组对中夹爪162上均放置有硅块后结束。如图18和图19所示,平台支架15上的两组移动滑台16并行输送,当第一移动滑台16的三组对中夹爪162上的硅块位置调整完成后,第一移动滑台16向排棒组件滑动,等待排棒组件夹取硅块,此时第二移动滑台16可同步进行硅块的对中调整,待第二移动滑台16上的硅块全部完成位置调整后,第二移动滑台16向排棒组件滑动,第一移动滑台16返回,两组移动滑台16可相互独立运动,互不干涉。两组移动滑台16交替运送、三组对中夹爪162多工位对中调整硅块位置的设置方式,大幅度提高了对中平台的工作效率。
在硅棒从分料机构转运至对中平台的过程中,分料夹具11将硅块置放在对中夹爪162的中间位置,对中夹爪162的两个夹头从两侧夹紧硅块,可以理解的是,如果硅块的被夹持面与对中夹爪162的夹持面之间相互平行,则对中夹爪162在移动时就可以与硅块的被夹持面完全贴合并推动硅块,而如果分料夹具11与对中夹爪162之间存在角度偏差,使硅块的被夹持面与对中夹爪162的夹持面之间非平行设置、存在较大的角度偏差时,对中夹爪162在移动过程中会将硅块推歪,然后进行夹持,这样会导致硅块在传递过程中发生错位。
为了解决上述问题,如图21所示,对中夹爪162设置在调整板164上,调整板164可转动调节的设置在滑台基座161上,通过调整调整板164在滑台基座161上的安装角度,可使对中夹爪162的夹持位置与拼棒夹具传递硅块的递送位置趋于平行,进而避免硅块在对中调整时发生错位。具体的,调整板164上设置有弧形的连接孔165,连接孔165内设置有销钉,调整板164通过销钉和连接孔165的配合与滑台基座161相连接,连接孔165与销钉的固定连接位置可调整。由于连接孔165为弧形,因此调整板164可在一定角度范围内转动,实现对调整板164的安装角度进行微调。调整板164上的连接孔165优选为设置两个,对称的设置在调整板164的两端,每个连接孔165内设置两个销钉,这种设置方式既便于角度调节,又能够保证调整板164安装的稳定性。
具体的,如图19所示,平台支架15上并排设置有两组直线导轨,移动滑台16的滑台基座161下方设置有滑块,滑块滑动连接在直线导轨上,以使滑台基座161滑动设置在平台支架15上。直线导轨上还设置有传送带,如图20所示,滑台基座161上对应设置有传送带夹持件166,夹持件166设置有两组,分别位于滑台基座161的两端,夹持件166可夹持在直线导轨的传送带上,传送带可在驱动组件的带动下沿直线导轨的延伸方向移动,进而带动移动滑台16沿直线导轨往复滑动。夹持件166包括与滑台基座161固定连接的固定板以及活动连接在固定板上的调节板,调节板与固定板之间形成用于夹持传送带的夹持空间,通过调整调节板与固定板之间的间距,可调整夹持件166夹持传送带的强度。
优选的,每组直线导轨包括平行设置的两条轨道,滑台基座161上对应设置有两组滑块,直线导轨上的传送带位于两条轨道的上方,对应两条轨道的中间位置设置,夹持件166设置在滑台基座161端部的中间位置。采用这种设置方式有利于提高移动滑台16滑动过程中的稳定性。
优选的,调节板和固定板的宽度大于直线导轨上的传送带的宽度,调节板和/或固定板的夹持面上设置有防滑纹路,进而提高夹持件166的夹持强度。
优选的,两组移动滑台16上的对中夹爪162位置相对设置,即,第一移动滑台16上的对中夹爪162朝向第二移动滑台16所在方向设置,第二移动滑台16上的对中夹爪162朝向第一移动滑台16所在方向设置。采用这种设置方式,可以使两组移动滑台16上的对中工位在分料机构或排棒组件处的位置更加靠近,进而减少分料机构和排棒组件在转移对中平台上的硅棒时所需要移动的距离,进一步提高工作效率。
在上述对中平台的具体实施方式中,将对中平台设置为两组移动滑台16、每组移动滑台16配置三组对中夹爪162的形式是一种优选实施方式,采用这种设置方式能够在提高设备工作效率的同时保证设备具有更小的体积和占用空间,同时与上游的分料机构和下游的排棒组件形成工效配合。当然,根据实际生产需求,平台支架15上也可以设置三个或多个移动滑台16,每个移动滑台16上也可以设置两组或三组以上的对中夹爪162,以提高生产效率。
上述拼棒粘棒系统中的对中平台通过双移动滑台交替往复滑动提高转运效率,更好的快速衔接上下游工序,多对中工位的设置又能够同时对多个被夹持物进行位置调节,进一步提高对中平台的工作效率。对中夹爪通过调整板可转动调节设置,方便调整对中夹爪的夹持角度,有利于提高被夹持物的位置调整的精度。滑台基座在平台支架上的移动连接结构能够在保证工作效率的基础上,使移动滑台的运行更加稳定顺畅。
进一步,如图22所示,排棒组件包括拼棒夹具17和拼棒台18,如图26所示,拼棒台18上并排放置多个硅块,这些硅块之间的间距一定,且间距非常小,拼棒夹具17的作用是夹取对中平台上初步调整好位置的一组硅块,并进一步缩小相邻硅块之间的间距,然后将这一组硅块排放在拼棒台18上,至直排布成整棒(整棒可大约由20至30个硅块组成)。
具体的,拼棒夹具17包括拼棒桁架171、拼棒滑轨172和拼棒夹爪173,拼棒桁架171沿水平方向延伸设置,拼棒滑轨172沿竖直方向延伸设置,拼棒夹爪173滑动设置在拼棒滑轨172上,拼棒滑轨172滑动设置在拼棒桁架171上,拼棒夹爪173可沿拼棒滑轨172在竖直方向上做升降运动,拼棒滑轨172可带动拼棒夹爪173一同沿拼棒桁架171在水平方向上做平移运动。拼棒桁架171位于拼棒台18和对中平台的上方,以便于拼棒夹具17上的拼棒夹爪173夹取对中平台上的硅块,并调整硅块之间的位置使相邻硅块保持一定间距,然后转移并置放到拼棒台18上,拼棒夹具17重复置放动作,直到拼成整棒为止。
拼棒夹具17中的拼棒夹爪173包括第二基座174,第二基座174上设置有可夹持被夹持物的固定夹头和移动夹头,固定夹头与第二基座固定连接,移动夹头包括两组,两组移动夹头分别设置在固定夹头的两侧,两组移动夹头可在第二基座174上滑动,从固定夹头的两侧朝向固定夹头移动,以缩小被夹持物之间的间距。
具体的,如图23至图25所示,第二基座174上设置有一个第二夹头175和两个第三夹头176,第二夹头175固定连接在第二基座174上,位于第二基座174的中部,两个第三夹头176分别设置在第二夹头175的两侧。第二基座174上还设置有拼棒导轨,两个第三夹头176活动连接在拼棒导轨上,第三夹头176可沿拼棒导轨滑动,以靠近或远离第二夹头175。当然,第三夹头176也可以采用其他常见的滑动结构与第二基座174滑动连接。
优选的,两个第三夹头176为一组对中夹爪162,由伺服对中驱动机构进行驱动,两个第三夹头176以第二夹头175为中心,采用对中方式同步靠近或远离第二夹头175,伺服对中驱动机构能够对两个第三夹头176相对于第二夹头175的中心位置进行精确控制定位,进而使第二夹头175上的硅块的中心位置与第三夹头176上的两个硅块的相对位置得到精确控制。
优选的,如图23和图24所示,第二夹头175包括相互连接的第一驱动部和两个第一夹持部,第一驱动部可带动两个第一夹持部相互靠近或相互远离,进而对硅块进行夹取或放置;第三夹头176包括相互连接的第二驱动部和两个第二夹持部,第二驱动部可带动两个第二夹持部相互靠近或相互远离,进而对硅块进行夹取或放置。第三夹头176的第二夹持部上设置有延伸部177,延伸部177朝向第二夹头175的第一夹持部所在位置延伸设置,以使第二夹持部在第三夹头176的滑动方向上能够更靠近第一夹持部;位于第二夹头175两侧的两个第三夹头176上的第二夹持部优选为均采用该设置方式,即,两个第二夹持部上的延伸部177从第二夹头175的两侧相对的朝向第一夹持部延伸设置。采用上述设置方式,有利于拼棒夹爪173上相邻硅块之间微小间距的调整,同时相邻的第二夹头175和第三夹头176之间的驱动部不会在运动过程中发生相互干涉,更有利于硅块的位置排布。
拼棒夹爪173优选为如以上所述的,包括一个位于中间位置的固定设置的第二夹头175和两个位于两侧的对中移动的第三夹头176,可同时夹取对中平台上的三个硅块。这种设置方式既可以提高硅块排棒的工作效率,又有利于精确控制相邻硅块之间的间距,且更加方便对相邻硅块之间的间距进行调节。当然,除上述优选设置方式外,拼棒夹爪173上的第二夹爪和第三夹爪也可以均设置为可移动的形式,用于夹持硅块的夹爪数量也可以设置为两个或三个以上。
进一步,第二夹头175和第三夹头176上均设置有检测装置,检测装置优选为传感器,拼棒夹具17中的拼棒夹爪173移动到对中平台处时,第二夹头175和第三夹头176上的检测装置检测到硅块,则夹爪开始工作,第一夹持部和第二夹持部从硅块的两个窄边夹持硅块,实现硅块的夹取操作。
具体的,如图26至图28所示,拼棒台18包括支撑架181,支撑架181上设置有用于置放硅块的拼棒基板182,拼棒基板182上设置有缓冲垫183,缓冲垫183优选为尼龙缓冲垫,缓冲垫183能够在保证表面精度的同时避免对硅块造成磕碰而损坏硅块。拼棒基板182上还设置有固定装置,固定装置可对置放在拼棒基板182上的每个硅块进行定位固定,使硅块的位置固定不变,同时防止硅块发生晃动或倾斜倒塌。
固定装置优选为吸附装置184,包括多个真空吸盘和用于固定真空吸盘的吸盘固定板,当拼棒夹爪173将硅块从对中平台输送到拼棒台18时,吸附装置184中的多个真空吸盘能够分别对多个硅块的底部进行吸附,从而使硅块定位固定,真空吸盘完成吸附后,拼棒夹爪173松开硅块,进行下一轮夹取,拼棒台18上的硅块组拼棒完成后等待固化单元3中的粘胶夹具将其夹取至固化单元3处进行粘接固化。
具体的,缓冲垫183设置在拼棒基板182的中部,缓冲垫183的中间部位设置有长条形的镂空结构,多个真空吸盘并排设置在缓冲垫183的镂空结构内,真空吸盘的吸附表面与缓冲垫183的上表面大致齐平,当硅块被移动到拼棒台18上时,硅块下表面的两个端部可与缓冲垫183相抵触,保证硅块平稳置放,硅块下表面的中部可与真空吸盘吸附固定,防止硅块移位或倾倒。
上述固定装置也可以为多个并排且间隔设置的固定隔板,硅块被置放在相邻固定隔板之间的间隔中,通过固定隔板实现定位排放并防止倾倒。
进一步,拼棒台18上还设置有数量检测装置185,数量检测装置185用于检测拼棒台18上排放的硅块的数量,当硅块的数量达到整棒的数量要求时,固化单元3中的粘胶夹具可对硅块组进行夹取和转移。优选的,数量检测组件12包括安装架186,安装架186的一端连接支撑架181,另一端朝向远离支撑架181的方向延伸设置,用于检测数量的传感器设置在安装架186远离支撑架181的一端,以使传感器与支撑架181之间形成一个间隔空间,间隔空间能够避免拼棒夹爪173或粘棒夹具在放置或夹取硅块时与传感器发生位置干涉。
在上述拼棒粘棒系统的排棒组件中,两组移动夹头以中间的固定夹头为基础,对中的进行位置调整,有利于提高被夹持物之间间距的调整精度,使被夹持物的相对位置得到精确控制。夹头的具体结构设计有利于相邻被夹持物之间微小间距的调整,同时相邻夹头之间不会在运动过程中发生相互干涉,更有利于被夹持物的位置排布。拼棒台上的固定装置可对置放在拼棒基板上的物料块进行定位固定,使物料块的位置固定不变,同时防止物料块发生晃动或倾斜倒塌。拼棒台上的数量检测装置与拼棒台之间形成间隔空间,能够避免物料块夹具放置或夹取物料块时与检测装置发生位置干涉。
进一步,如图1和图2所示,涂胶单元2包括工件板输送线和涂胶装置,工件板输送线用于运输工件板,涂胶装置可自动对放置在工件板输送线上的工件板进行涂胶操作,固化单元3中的粘胶夹具可将涂好胶的工件板夹取到固化单元3中的固化台上,再夹取排布好的硅块组放置到工件板上,进而使工件板与硅块组进行粘接固化,形成方便后续切片加工的硅块棒。
进一步,如图29和图30所示,固化单元3设置在涂胶单元2的一侧,包括固化台31、粘胶夹具32和固化夹具33,粘胶夹具32可移动至涂胶单元2处夹取涂胶后的工件板,将工件板放置到固化台31上,再移动至拼棒单元1中的拼棒台18处抓取排布好的一组硅块组,将硅块组放置到固化台31上涂胶后的工件板处,进而使硅块组与工件板相粘接。粘胶夹具32夹持硅块组的上部,在粘胶夹具32放置硅块组时,设置在固化台31上的固化夹具33先对硅块组的下侧进行夹持,待固化夹具33夹紧硅块组后,粘胶夹具32再松开硅块组,这样操作是为了避免粘棒夹具松开硅块组时,各个硅块在工件板上发生位置偏移或倾倒的问题,固化夹具33可在硅块组与工件板粘接固化的过程中持续夹持硅块,保证各个硅块在预设位置处与工件板相结合,最终得到符合要求的硅块棒。
具体的,如图33所示,固化台31包括支撑座311,支撑座311上设置有固化工位和保压块放置台,固化夹具33设置在固化工位上,保压块放置台上置放有保压块312。固化夹具33夹紧硅块组后,粘胶夹具32松开硅块,然后从保压块放置台上夹取保压块312,放置在硅块组的上部压住硅块,在保压块312的重力配合下使硅块与工件板上的胶料充分接触,完成粘接固化动作。固化台31上还设置有与工件板相配合的定位销钉,用于在放置工件板时对工件板进行定位。支撑座311上设置有两个或多个固化工位,以便于同时进行多组硅块棒的粘接固化,提高工作效率。
如图29和图30所示,粘胶夹具32包括粘胶桁架321、粘胶滑轨322和粘胶夹爪323,粘胶桁架321沿水平方向延伸设置,粘胶滑轨322沿竖直方向延伸设置,粘胶夹爪323滑动设置在粘胶滑轨322上,粘胶滑轨322滑动设置在粘胶桁架321上,粘胶夹爪323可沿粘胶滑轨322在竖直方向上做升降运动,粘胶滑轨322可带动粘胶夹爪323一同沿粘胶桁架321在水平方向上做平移运动。粘胶桁架321位于固化台31和拼棒台18的上方,以便于粘胶夹具32上的粘胶夹爪323夹取拼棒台18上的硅块组放置在固化台31上,或者夹取固化台31上的保压块312进行保压操作,或者将固化台31上完成粘接固化的硅块棒移走。
具体的,如图31、图34至图40所示,粘胶夹具可用于夹取两种以上的不同物体,粘胶夹具32中的粘胶夹爪323包括第一夹持机构和第二夹持机构,第一夹持机构由第一驱动件驱动,可沿第一方向打开或收紧以夹持物体,形成用于夹持物体的第一夹持空间;第二夹持机构由第二驱动件驱动,可沿第二方向打开或收紧以夹持物体,形成用于夹持物体的第二夹持空间。第一方向与第二方向为不同方向,优选的,第一方向与第二方向在水平方向上相互垂直。第一夹持空间和第二夹持空间重叠设置,第一夹持机构与第二夹持机构可夹持不同的被夹持物。
由于夹持方向和具体的夹持结构不同,第一夹持机构和第二夹持机构可用于夹持不同的两种或多种物体,在本实施例中,第一夹持机构用于夹持并排设置的多个硅块,第二夹持机构用于夹持工件板、保压块312以及由工件板和多个硅块粘合固化形成的硅块棒。第一夹持空间和第二夹持空间重叠设置,使粘胶夹爪323在能够夹持多种物体的同时,充分利用粘胶夹爪323上的夹持空间,在增加粘胶夹爪323的抓取功能的基础上减小粘胶夹爪323的体积和占用空间。
进一步,第一夹持机构用于同时夹持多个硅块,而多个硅块的尺寸存在一定的差异,为了保证多个硅块都能够被稳定夹持且不被夹坏,第一夹持机构包括第一固定夹持部324和多个第一弹性夹持部325,第一固定夹持部324与多个第一弹性夹持部325位置相对设置,每个硅块对应一个第一弹性夹持部325。第一固定夹持部324上设置有定位基准面,第一弹性夹持部325为弹性夹持,在第一驱动件的驱动下,第一固定夹持部324与第一弹性夹持部325可相对移动,硅块的一个侧面抵触在第一固定夹持部324的定位基准面上,以实现对多个硅块相对位置的定位,硅块的另一个侧面与第一弹性夹持部325相抵触,由于第一弹性夹持部325为弹性夹持,因此每个第一弹性夹持部325会根据其对应的硅块的实际尺寸适当施加夹持力,以保证多个硅块同时稳定夹持且不被夹坏。
具体的,如图31和图35所示,第一固定夹持部324包括长条形的第一垫块,第一垫块的夹持面为平面,该平面可构成定位基准面。第一夹持机构还包括夹持基板326,夹持基板326与第一固定夹持部324位置相对设置,第一弹性夹持部325包括第二垫块327和弹簧,弹簧的一端连接夹持基板326,另一端连接第二垫块327,多个第一弹性夹持部325的弹簧和第二垫块327并排的设置在夹持基板326上。当第一夹持机构夹持硅块组时,第一弹性夹持部325中的弹簧可在第二垫块327挤压硅块侧壁时提供弹性缓冲,针对不同硅块的不同尺寸情况提供相应的压紧力补偿。
优选的,如图31所示,每个第一弹性夹持部325包括两组弹簧,两组弹簧沿竖向方向上下排列设置,以分别与第二垫块327的上端部和下端部相连接,这种设置方式有利于提高压紧力补偿效果,且夹持稳定性更好。
优选的,第一垫块和第二垫块327为尼龙垫块。
除上述优选设置方式外,第一弹性夹持部325中的弹簧也可以替换为有弹性的金属弹片,或者将弹簧和第二垫块327替换为能够提供弹性夹持的硅胶垫块等。
具体的,如图34所示,粘胶夹爪323中的第二夹持机构包括相对设置的两个第四夹爪328,第二驱动件可带动两个第四夹爪328相对移动,以实现夹持动作。两个第四夹爪328分别设置在第一夹持机构的两个端部位置处,即,两个第四夹爪328分别面对第一夹持机构上的硅块组中位于两端的硅块设置。如图39所示,第四夹爪328下端的延伸长度超过第一夹持机构下端的延伸长度,采用这种设置方式能够增大第二夹持机构的夹持范围,方便夹持工件板、保压块312等多种物体,且避免与第一夹持机构发生运动干涉。
优选的,第四夹爪328下端的内侧面上还设置有凸起结构329,凸起结构329的中间部位下凹,两端上凸,以形成夹持卡槽,该夹持卡槽能够在第四夹爪328夹持工件板、保压板时,使被夹持物体卡设在夹持卡槽内,进而提高夹持稳定性,避免被夹持物体松脱造成加工事故。
在上述粘胶夹爪323中,第一驱动件和第二驱动件可采用气缸导杆机构,即,由齿轮联动组件、连杆和气缸构成的驱动系统;或者,采用伺服对中驱动机构,即,由伺服电机、减速机、滚珠丝杠构成的驱动系统。
上述拼棒粘棒系统中的粘胶夹具32为复合机械手,通过同时设置第一夹持机构和第二夹持机构,实现了对多个硅块、工件板、保压块312以及粘合固化后的硅块棒单独完成取放动作的技术效果。两种夹爪复合设置,使粘胶夹具可用于夹取两种以上的不同物体,且两种夹爪共用一个夹持空间,大大缩小了粘胶夹具的体积和占用空间,更便于在拼棒粘棒系统中进行移动。采用固定夹持部与弹性夹持部配合设置的方式,保证在同时夹取多个物料块时,既能够准确定位夹持位置,又能够适应各物料块之间的尺寸偏差,提供压紧力补偿,保证夹持的稳定性且不夹坏物料块。
进一步,固化单元3中的固化夹具33设置在固化台31上,固化台31上的每个固化工位处对应设置有一个固化夹具33。固化夹具33用于对接粘棒夹具,从粘胶夹具32处接过待拼接粘合的多个硅块,保证多个硅块在传递过程中不发生移位或倾倒,固化夹具33在多个硅块与工件板粘接固化的过程中持续夹持硅块,直至固化完成。
与粘胶夹具32相类似,固化夹具33也需要同时夹持多个硅块,由于多个硅块的尺寸存在一定的差异,为了保证多个硅块都能够被稳定夹持且不被夹坏,如图41至图44所示,固化夹具33包括第二固定夹持部331和多个第二弹性夹持部332,第二固定夹持部331与多个第二弹性夹持部332位置相对设置,每个硅块对应一个第二弹性夹持部332。第二固定夹持部331上设置有定位基准面,第二弹性夹持部332为弹性夹持,第二固定夹持部331与第二弹性夹持部332可相对移动以夹持硅块。硅块的一个侧面抵触在第二固定夹持部331的定位基准面上,以实现对多个硅块相对位置的定位,硅块的另一个侧面与第二弹性夹持部332相抵触,由于第二弹性夹持部332为弹性夹持,因此每个第二弹性夹持部332会根据其对应的硅块的实际尺寸适当施加夹持力,以保证多个硅块同时稳定夹持且不被夹坏。
进一步,如图41所示,第二固定夹持部331和多个第二弹性夹持部332之间设置有固化平台,涂有胶料的工件板被置放在固化平台上,硅块组被置放在工件板上。由于胶料通常具有一定的流动性,因此工件板上的胶料厚度可能存在不均匀的情况,为了使硅块组中的每一个硅块都能够与工件板和胶料充分且紧密的接触并粘合,需要从硅块的顶部向下推动挤压硅块,例如使用保压板压住硅块。基于此,第二固定夹持部331和第二弹性夹持部332在水平方向上相对移动以夹持硅块,第二固定夹持部331和第二弹性夹持部332设置为在竖向方向上滚动夹持,在硅块自身重力、保压块312压力或其他力作用于硅块时,硅块能够在保证水平方向上位置相对不动的情况下,在竖向方向上向下小幅度移动位置,以增强与工件板和胶料的紧密接触。
具体的,如图42所示,第二夹持机构包括相对设置的第一基板333和第二基板334,第二固定夹持部331设置在第一基板333上,第二弹性夹持部332设置在第二基板334上。第二固定夹持部331包括长条形的滚筒335,滚筒335设置在第一基板333上,滚筒335的轴线沿横向方向延伸设置,以使滚筒335在竖向方向上可滚动运动,由于第一基板333与滚筒335之间位置相对固定,因此滚筒335与硅块相切的表面可构成定位基准面。第二弹性夹持部332包括滚轮336和弹簧,弹簧的一端连接第二基板334,另一端连接滚轮336,多个第二弹性夹持部332的弹簧和滚轮336并排的设置在第二基板334上。当第二夹持机构夹持硅块组时,第二弹性夹持部332中的弹簧可在滚轮336挤压硅块侧壁时提供弹性缓冲,针对不同硅块的不同尺寸情况提供相应的压紧力补偿,同时,硅块可在滚筒335与滚轮336的夹持下,在竖向方向上小幅度进行位置调整。
优选的,如图43所示,每个第二弹性夹持部332包括两组弹簧,两组弹簧沿竖向方向上下排列设置,以分别与滚轮336的上端部和下端部相连接,这种设置方式有利于提高压紧力补偿效果,且夹持稳定性更好。
除上述优选设置方式外,第二弹性夹持部332中的弹簧也可以替换为有弹性的金属弹片,或者将弹簧和滚轮336整体替换为能够提供弹性夹持的硅胶滚轮336等。
优选的,如图42和图44所示,第二固定夹持部331上的滚筒335设置为两个或多个,相邻滚筒335之间的接缝部位设置有滚轮。由于第二固定夹持部331的长度较长,当滚筒335设置为一个整体时,在夹紧硅块的状态下,滚筒335的中部容易出现变形,导致无法充分夹紧硅块,因此,将滚筒335设置为两个或多个,两个或多个滚筒335端部相接,以形成长条形的滚筒组件,这种设置方式可以使每个单独的滚筒335长度较短,减少变形量,进而保证充分夹紧硅块;为了保证相邻两个滚筒335之间的接缝部位不影响夹持效果,在接缝处设置滚轮,能够避免接缝部位的夹紧力不足的问题。
优选的,为了适应不同规格的硅块的排布和夹持,第二弹性夹持部332设置为可拆卸替换的结构,不同的第二弹性夹持部332上的滚轮数量和滚轮间隔距离不同,以匹配不同规格的硅块。
上述拼棒粘棒系统中的固化夹具采用固定夹持部与弹性夹持部配合设置的方式,保证在同时夹取多个物料块时,既能够准确定位夹持位置,又能够适应各物料块之间的尺寸偏差,提供压紧力补偿,保证夹持的稳定性且不夹坏物料块。固定夹持部与弹性夹持部在竖向方向上采用滚动夹持的方式,能够保证物料块在水平方向上位置相对不动的情况下,在竖向方向上向下小幅度移动位置,以增强物料块与工件板和胶料的紧密接触。
进一步,如图1和图2所示,拼棒粘棒系统还包括桁架总成5,桁架总成5架设在拼棒单元1、涂胶单元2和固化单元3的上方,桁架总成5在水平方向上沿X轴的延伸方向延伸设置,拼棒夹具17中的拼棒桁架171和粘胶夹具32中的粘胶桁架321设置在桁架总成5上,可沿桁架总成5在X轴方向上往复滑动;拼棒桁架171和粘胶桁架321在水平方向上沿Y轴的延伸方向延伸设置,拼棒滑轨172设置在拼棒桁架171上,可沿拼棒桁架171在Y轴方向上往复滑动,粘胶滑轨322设置在粘胶桁架321上,可沿粘胶桁架321在Y轴方向上往复滑动;拼棒滑轨172和粘胶滑轨322在竖直方向上沿Z轴的延伸方向延伸设置,拼棒夹爪173设置在拼棒滑轨172上,可沿拼棒滑轨172在Z轴方向上往复滑动,粘胶夹爪323设置在粘胶滑轨322上,可沿粘胶滑轨322在Z轴方向上往复滑动。X轴、Y轴和Z轴方向相互垂直设置,以使拼棒夹爪173和粘胶夹爪323能够在三维空间内独立或并行移动,灵活夹取物体。
本方案中的拼棒粘棒系统通过合理的配置分料机构、对中平台、排棒组件、固化台、粘胶夹具和固化夹具,能够自动化、快速高效的实现硅块的定位排布,避免粘棒夹具松开硅块时,各个硅块在工件板上发生位置偏移或倾倒,固化夹具可在硅块与工件板粘接固化的过程中持续夹持硅块,保证各个硅块在预设位置处与工件板相结合,最终得到符合要求的硅块棒。此外,拼棒粘棒系统能够等间距的自动排列硅块棒,使后续切片加工时更方便配置适宜的切割线网,切割线网不需要反复重新调整,有助于进一步提高生产效率,保证切片质量。
本方案中同时公开了一种拼棒粘棒方法,如图45所示,具体包括:
1、对物料块进行上料,检测物料块是否合格,根据检测结果对物料块进行分料。
物料块通过上料输送线进行上料,物料块在上料过程中进行厚度检测,厚度不合格的物料块被移除,通过分料夹具夹取至NG输送线上运送出生产线。
2、对检测合格的物料块进行位置调整,将调整好位置的物料块转移至用于排放物料块的拼棒台处进行排放。
厚度检测合格的物料块进行位置调整,由分料夹具夹取物料块,并将物料块沿长度方向转动90度,由水平置放位置调整为竖直置放位置;
调整为竖直置放位置的物料块由分料夹具转移至对中平台上进行对中调整,对中平台包括多个对中工位,同时对多个物料块进行对中调整;
拼棒夹具夹取对中调整好的多个物料块,并对物料块之间的间距进行调整,缩小相邻物料块之间的间距。
优选的,对中平台上包括至少两组移动滑台,优选为两组。两组移动滑台在分料夹具所在的上料端和拼棒夹具所在的排棒端之间交替的往复移动,当任一组移动滑台上的物料块位置调整完成后,则由上料端移动至排棒端,等待物料块被夹取,物料块被夹取后,移动滑台回到上料端重复对中调整操作。两组移动滑台互相独立运行、互不干涉。
优选的,每组移动滑台包括三个对中工位,工位之间保持相等间距;分料夹具将物料块放置到任一对中工位上,对中工位对中夹紧物料,分料夹具松开物料,重复下一次上料、分料和放置操作。分料夹具依次对三个对中工位放置物料,直到三个对中工位均放置有物料后结束。
优选的,拼棒夹具同时夹取移动滑台上的三个物料,使位于两侧的物料块同步朝向位于中间的物料移动,以缩小三个物料块之间的间距。
3、对调整好位置的物料块进行排放,重复排放动作直至物料块排布数量达到预设要求,形成一组物料组,以等待被夹取进行粘接固化。
优选的,拼棒夹具将物料块从移动滑台输送到用于排放物料的拼棒台,拼棒台上的吸附装置可对物料块进行吸附,防止物料块轻微晃动或倾斜倒塌。
4、对工件板进行上料,并在工件板上涂胶。
工件板通过工件板输送线进行上料,由工件板输送线一侧的自动涂胶装置在工件板的物料块结合面上涂胶。
5、将涂胶后的工件板移动至固化工位处,将排放好的物料组移动并放置在涂胶工件板上,使物料组与工件板粘接固化为一体,形成物料棒,为切片工序做好准备。
优选的,物料块放置在涂胶工件板上后,粘胶夹具再夹取保压块放置在物料块上压住物料块,促进物料块与工件板和胶料紧密接触,提高粘接固化效果。
优选的,物料块固化过程中,通过固化夹具对物料块持续夹持,避免物料块在水平方向上移位或倾倒。
优选的,粘胶夹具夹持物料块的上部,将物料块运送并放置在固化工位上,粘胶夹具保持夹持状态;然后,固化夹具对物料块的下部进行夹持,固化夹具夹紧物料块后,粘胶夹具松开物料块。由此,可减少或避免物料块在传递过程中发生位置偏移。
优选的,粘胶夹具和固化夹具在夹持多个物料块时,分别对多个物料块采用弹性夹持;固化夹具在竖向方向上对物料块采用滚动夹持。
6、将固化后的物料棒从固化工位上移走。具体为通过粘胶夹具夹取物料棒中的工件板,将物料棒整体转移至工件板输送线上,通过工件板输送线移出生产线。
上述拼棒粘棒方法尤其适用于对体积较小的硅块进行拼棒粘棒,且该拼棒粘棒方法能够实现多个硅块的等间距自动排列。
本实用新型中的拼棒粘棒系统和拼棒粘棒方法可全自动实现小硅块或其他小体积高硬脆材料的并列排布、工件板涂胶、粘接固化工序,系统中的各部分组成结构衔接连续,节省了加工时间,大大提高了节拍效率。
以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述,但是应该理解的是,这里具体的描述,不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定,本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改,都属于本实用新型所保护的范围。在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。

Claims (21)

1.一种拼棒粘棒系统,其特征在于,包括顺次排布的拼棒单元、涂胶单元和固化单元,拼棒单元用于对物料块进行检测,将检测后的物料块排布成物料块组,涂胶单元可运送用于粘合物料块的工件板,对工件板涂胶,固化单元用于分别拾取排布好的物料块组和涂胶工件板,并将两者进行粘接固化。
2.如权利要求1所述的拼棒粘棒系统,其特征在于,拼棒单元包括用于排放物料块的拼棒台,固化单元包括固化台和粘胶夹具,固化台上设置有固化工位,粘胶夹具可移动地设置在固化台和拼棒台的上方,粘胶夹具可夹持拼棒台上的物料块以及涂胶单元上的涂胶工件板移动并放置在固化工位处。
3.如权利要求2所述的拼棒粘棒系统,其特征在于,粘胶夹具包括粘胶夹爪,粘胶夹爪包括第一夹持机构和第二夹持机构,第一夹持机构沿第一方向打开或收紧,形成用于夹持物体的第一夹持空间,第二夹持机构沿第二方向打开或收紧,形成用于夹持物体的第二夹持空间,第一方向与第二方向为不同方向,第一夹持空间和第二夹持空间重叠设置,第一夹持机构与第二夹持机构可夹持不同的被夹持物。
4.如权利要求3所述的拼棒粘棒系统,其特征在于,第一夹持机构包括第一固定夹持部和多个第一弹性夹持部,第一固定夹持部与多个第一弹性夹持部位置相对设置,第一固定夹持部上设置有定位基准面,第一弹性夹持部为弹性夹持。
5.如权利要求4所述的拼棒粘棒系统,其特征在于,第一夹持机构包括夹持基板,夹持基板与第一固定夹持部位置相对设置,第一弹性夹持部包括第二垫块和弹性件,弹性件的一端连接夹持基板,另一端连接第二垫块,多个弹性件和第二垫块并排的设置在夹持基板上。
6.如权利要求3所述的拼棒粘棒系统,其特征在于,第二夹持机构包括相对设置的两个第四夹爪,两个第四夹爪可相对移动实现夹持动作,两个第四夹爪分别设置在第一夹持机构的两个端部位置处。
7.如权利要求6所述的拼棒粘棒系统,其特征在于,第四夹爪下端的延伸长度超过第一夹持机构下端的延伸长度,第四夹爪下端的内侧面上还设置有凸起结构,凸起结构的中间部位下凹,两端上凸,以形成夹持卡槽。
8.如权利要求2所述的拼棒粘棒系统,其特征在于,固化单元还包括设置在固化工位处的固化夹具,固化夹具包括第二固定夹持部和多个第二弹性夹持部,第二固定夹持部与多个第二弹性夹持部位置相对设置,第二固定夹持部与第二弹性夹持部可相对移动以夹持被夹持物,第二固定夹持部上设置有定位基准面,第二弹性夹持部为弹性夹持。
9.如权利要求8所述的拼棒粘棒系统,其特征在于,第二夹持机构包括第一基板,第二固定夹持部包括条形滚筒,滚筒设置在第一基板上,滚筒的轴线沿横向方向延伸设置,以使滚筒在竖向方向上可滚动运动;第二夹持机构包括第二基板,第二弹性夹持部包括滚轮和弹性件,弹性件的一端连接第二基板,另一端连接滚轮,多个弹性件和滚轮并排的设置在第二基板上。
10.如权利要求9所述的拼棒粘棒系统,其特征在于,第二固定夹持部上的滚筒设置为两个或多个,两个或多个滚筒端部相接,形成条形的滚筒组件,相邻滚筒之间的接缝部位设置有滚轮。
11.如权利要求1至10中任一所述的拼棒粘棒系统,其特征在于,拼棒单元包括分料机构,分料机构包括上料输送线、分料夹具和检测组件,检测组件靠近上料输送线设置,分料夹具可移动的设置在上料输送线上方,检测组件可对上料输送线上置放的物料的尺寸进行检测,分料夹具可根据检测组件的检测结果对物料进行分类转运。
12.如权利要求11所述的拼棒粘棒系统,其特征在于,检测组件包括位于上料输送线上方的第一检测件和位于上料输送线下方的第二检测件,第一检测件与第二检测件在竖直方向上位置相对应,上料输送线上设置有检测间隙,第一检测件和第二检测件与检测间隙位置相对应。
13.如权利要求12所述的拼棒粘棒系统,其特征在于,上料输送线包括上料台,上料台上设置有两组并排设置的传送带,两组传送带之间形成检测间隙,第一检测件或第二检测件可移动调节的设置在上料输送台处。
14.如权利要求11所述的拼棒粘棒系统,其特征在于,分料夹具包括分料夹爪,分料夹爪包括夹爪主体、转动组件和夹头组件,夹头组件通过转动组件连接在夹爪主体上,夹头组件设置有第一夹持位和第二夹持位,第一夹持位沿水平方向设置,第二夹持位沿竖直方向设置,转动组件可带动夹头组件转动,以在第一夹持位和第二夹持位之间切换。
15.如权利要求1至10中任一所述的拼棒粘棒系统,其特征在于,拼棒单元包括对中平台,对中平台包括平台支架,平台支架上设置有至少两组移动滑台,移动滑台包括滑台基座,滑台基座上设置有至少两组对中夹爪,对中夹爪可对被夹持物进行置放位置的第一次调整,两组移动滑台可在平台支架上交替的往复滑动以运送被夹持物。
16.如权利要求15所述的拼棒粘棒系统,其特征在于,对中夹爪设置在调整板上,调整板上设置有弧形的连接孔,连接孔内设置有销钉,调整板通过销钉和连接孔的配合与滑台基座相连接,连接孔与销钉的固定连接位置可调整,以使调整板可转动调节的设置在滑台基座上。
17.如权利要求15所述的拼棒粘棒系统,其特征在于,平台支架上设置有两组移动滑台,每组移动滑台上设置三组对中夹爪,两组移动滑台上的对中夹爪位置相对设置,平台支架上设置有直线导轨,直线导轨上设置有传送带,滑台基座上设置有传送带夹持件,夹持件夹持在传送带上,传送带可带动移动滑台沿直线导轨往复滑动,直线导轨包括平行设置的两条轨道,滑台基座上对应设置有两组滑槽,直线导轨上的传送带位于两条轨道的上方,对应两条轨道的中间位置设置,夹持件设置在滑台基座端部的中间位置。
18.如权利要求1至10中任一所述的拼棒粘棒系统,其特征在于,拼棒单元包括排棒组件,排棒组件包括拼棒夹爪,拼棒夹爪包括第二基座,第二基座上设置有一个第二夹头和两个第三夹头,第二夹头位于第二基座的中部,两个第三夹头分别设置在第二夹头的两侧,两个第三夹头以第二夹头为中心在第二基座上滑动,以缩小被夹持物之间的间距。
19.如权利要求18所述的拼棒粘棒系统,其特征在于,第二夹头包括一组可相互靠近或远离的第一夹持部,第三夹头包括一组可相互靠近或远离的第二夹持部,两个第三夹头的第二夹持部上均设置有延伸部,两个第二夹持部上的延伸部从第二夹头的两侧相对的朝向第一夹持部延伸设置。
20.如权利要求2所述的拼棒粘棒系统,其特征在于,拼棒台包括支撑架,支撑架上设置有用于置放被夹持物的拼棒基板,拼棒基板上设置有多个真空吸盘和用于固定真空吸盘的吸盘固定板,多个真空吸盘可对置放在拼棒基板上的多个被夹持物分别定位固定。
21.如权利要求20所述的拼棒粘棒系统,其特征在于,拼棒台包括缓冲垫,缓冲垫设置在拼棒基板的中部,缓冲垫的中间部位设置有镂空结构,多个真空吸盘并排设置在缓冲垫的镂空结构内,真空吸盘的吸附表面与缓冲垫的上表面大致齐平。
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