一种可调的微变间距吸盘装置

技术领域

本发明属于光伏装置技术领域，本发明涉及一种可调的微变间距吸盘装置。

背景技术

在面向光伏行业的自动化领域，存在着硅片的吸取与搬运的自动化需求，目前主流的210mm大硅片厚度＜0.2mm，在各工序之间的流转用花篮中两片间距在5mm左右，而各工序中使用的工作用花篮的片间距根据产量与工艺的需求，片间距会存在一定变化，通常使用导片机重新排布间距。但是通过变间距机构，可以更快速精准的实现该目标。目前存在一些变间距的吸料结构，其工作方式及原理难以同时满足在自动化搬运硅片作业中超薄超多吸盘(单片厚度＜5mm，数量≥50)，精准定位(±0.1mm)，微变间距(＜0.7mm)的技术需求：

一种可变间距吸料装置，公开号：CN111890399AA，通过槽孔使用竖直力的水平分力，定位精度和承载能力不足。

一种可变间距多吸嘴吸头，公开号：CN111071790A，顶出时容易过定位且最大吸盘数量受限。

可变间距的吸盘工装，公开号：CN209999225U，连杆结构吸盘太薄时较难实现，连杆变形后定位精度难以保证。

发明内容

为了解决上述问题，使得这种变间距工作方式的机构能在光伏自动化吸取硅片的过程中能够替代导片机机构，本发明提供了一种可调的微变间距吸盘装置，在将硅片从流转用花篮搬运到工作用花篮过程中，通过改变吸盘的间距，实现对硅片进行精准的微变间距操作。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种可调的微变间距吸盘装置，包括变间距吸盘机构、驱动机构、真空机构、支架机构，所述变间距吸盘机构设置在支架机构上，变间距吸盘机构上方连接有真空机构，所述变间距吸盘机构的一侧连接驱动机构；

所述支架机构包括基板、侧支撑板；所述侧支撑板设置在基板的下方并固定连接；所述基板沿其长边在左右两侧各开设一条长条；长条用于布置气管；

所述变间距吸盘机构包括滑动定位板组、若干个导向轴、导向轴背板；所述滑动定位板组包括若干个滑动定位板；所述导向轴的两端分别穿设有固定块A和固定块B；分别通过导向轴背板和螺钉将固定块A、固定块B固定在导向轴两端；所述固定块A和固定块B的侧面分别连接在侧支撑板上；所述若干个滑动定位板穿设在导向轴上且设置在固定块A和固定块B之间；所述固定块A与驱动机构相连接；与固定块A相临的滑动定位板为自由端最外侧的滑动定位板；自由端最外侧的滑动定位板与驱动机构连接；每个滑动定位板的底部安装有陶瓷吸盘且滑动定位板的气路与陶瓷吸盘的气腔相通；所述滑动定位板可以在导向轴上自由滑动；

所述滑动定位板组两侧的上下两端分别连接有连杆机构A，滑动定位板组两侧中间端连接有连杆机构B；滑动定位板组靠近驱动机构一端上设有连杆B；滑动定位板组的另一端也设有连杆B；

所述若干个滑动定位板具体包括若干个滑动定位板A、若干个滑动定位板B；所述滑动定位板按照滑动定位板A、滑动定位板B依次顺序交替穿过导向轴设置，并可以在导向轴上自由滑动；

所述连杆机构A是由若干个连杆A组成的X形铰链连杆。连杆机构A的若干个连杆A通过其中心销孔和销以及滑动定位板A上的销孔与滑动定位板A上的凸出块相连接。

所述连杆机构B是由若干个连杆A组成的X形铰链连杆。连杆机构B的若干个连杆A通过其中心销孔和销以及滑动定位板B上的销孔与滑动定位板B上的凸起相连接。

所述连杆A为互为中心对称的双L形结构，连杆A上设有三个销孔，其中心销孔的厚度高于两端销孔的厚度。

所述滑动定位板A两侧为凹型结构，其上下两端的凸出块分别与连杆A中心的销孔连接；因其上下两端的凸出块分别与连杆A连接，称之为双定位；所述滑动定位板B为凸型结构，中间凸起且上下两端凹陷，其中间凸起块与连杆A中心的销孔连接，因其只有中间的凸起处与连杆A连接，称之为单定位；

所述连杆A中心的销孔与滑动定位板上的销孔定位连接，另两个销孔连接销后起铰接作用，并不与滑动定位板进行连接，其中连接的销位于滑动定位板A和滑动定位板B彼此之间形成的凹陷处；并且销的端面与滑动定位板A和滑动定位板B之间的凹陷面贴合；

与驱动机构相临的滑动定位板B的凸起上设有两个连杆B。每个连杆B上设有三个销孔(其中两个为销孔，一个具体为长条孔)，其中两个(销孔)与滑动定位板B上的销孔连接，另一个(长条孔)与其相临的连杆机构A中的末端的连杆A上的销孔通过销连接。滑动定位板组的另一端相临的滑动定位板B的凸起上设有两个连杆B。每个连杆B上设有三个销孔(其中两个为销孔，一个具体为长条孔)，其中两个(销孔)与滑动定位板B上的销孔连接，另一个(长条孔)与其相临的连杆机构A中的末端的连杆A上的销孔通过销连接。

所述滑动定位板A上下两端凸出块分别与滑动定位板B上下两端的凹陷处长度相等；

所述每个滑动定位板下端设有凹槽，用于与陶瓷吸盘相连接。

所述真空机构包括真空气腔、真空发生器；所述真空气腔安装在基板上，真空气腔侧面与真空发生器相连接；所述真空发生器设置在真空发生器支架上，真空发生器支架固定设置在基板的侧面，所述真空发生器上还设有消音器；所述真空气腔侧面连接有快插接头B和快插接头C；快插接头C的另一侧与真空发生器的真空口相连接，快插接头B的底部连接快插接头D；快插接头D设置在滑动定位板上方，快插接头D通过滑动定位板的气路与陶瓷吸盘的气腔相通；

进一步的，所述快插接头B和快插接头C的接口直径不同；所述快插接头B设有若干个，所述快插接头C设有两个。所述快插接头C用于真空气腔抽真空。

进一步的，所述真空发生器设有两个，两个真空发生器通过快插接头A连接固定在一起，且通过快插接头A统一进气并由消音器出气。

所述驱动机构包括气缸、浮动接头、气缸连接块，所述气缸设置在气缸支架上，所述气缸支架连接设置在固定块A的一侧；所述气缸上设有调速阀用于调节气缸伸缩速度，且在气缸前端通过浮动接头连接气缸连接块，所述气缸连接块与自由端最外侧的滑动定位板通过螺钉连接；从而可以由气缸带动变间距吸盘机构的伸缩；

进一步的，所述气缸为薄型气缸。所述调速阀设有2个。

进一步的，所述支架机构包括一个基板与两个侧支撑板，所述基板在底面两侧分别固定连接有侧支撑板，所述基板在顶面设有一圈密封圈槽，一圈密封圈槽用于基板与真空气腔连接时能够使用密封圈密封；所述基板沿其长边在左右两侧各开设一条长条；长条用于布置气管，其中长条具体用于布置真空气腔上侧面设置的若干个快插接头B与滑动定位板上方设置的快插接头D之间连接的气管。

本发明提供的一种可调的微变间距吸盘装置是通过滑动定位板与X形铰链连杆来对变间距吸盘机构进行可调间距的定位和变距，当变间距吸盘机构处于压缩状态时，连杆机构A和连杆机构B处于压缩状态，所有滑动定位板被压合贴紧,通过各滑动定位板的厚度进行定位；当变间距吸盘机构处于拉伸状态时，连杆机构A和连杆机构B处于拉伸状态，由于滑动定位板与连杆机构中心的销轴连接,因此会随着连杆机构A和连杆机构B的运动而重新排布，从而实现了改变吸盘的间距。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

由于可以替代导片机机构，本发明可以减少相关自动化设备的尺寸；而且本发明可以快速精准完成变间距功能，并有效提升产能；同时由于连杆机构的动作原理，使得吸盘间距可以在一定范围内微调，使本发明更具兼容性。更重要的是本发明能够避免硅片与皮带接触，可以完全消除硅片的皮带印，极大提升硅片的良率。

附图说明

图1为本发明实施例1中的一种可调的微变间距吸盘装置的示意图。

图2为图1装置在压缩状态时的局部示意图。

图3为图1装置在拉伸状态时的局部示意图。

图4为本发明实施例1中的一种可调的微变间距吸盘装置去除部分连杆的示意图。

图5为滑动定位板A处的剖视图。

图6为滑动定位板B的剖视图。

图7为滑动定位板A的结构图。

图8为滑动定位板B的结构图。

图9为连杆A的结构图。

图中：101.固定块A，102.固定块B，103.导向轴，104.导向轴背板，105.滑动定位板A，106.滑动定位板B，107.连杆A，108.连杆B，109.陶瓷吸盘，201.基板，202.侧支撑板，301.气缸支架，302.气缸连接块，303.薄型气缸，304.浮动接头，305.调速阀，401.真空气腔，402.真空发生器支架，403.真空发生器，404.快插接头A，405.快插接头B，406.快插接头C，407.消音器，408.快插接头D。

具体实施方式

下面通过具体实施例详述本发明，但不限制本发明的保护范围。如无特殊说明，本发明所采用的实验方法均为常规方法，所用实验器材、材料、试剂等均可从商业途径获得。

实施例1

一种可调的微变间距吸盘装置，包括变间距吸盘机构、驱动机构、真空机构、支架机构，所述变间距吸盘机构设置在支架机构上，变间距吸盘机构上方连接有真空机构，所述变间距吸盘机构的一侧连接驱动机构；

所述支架机构包括基板201、侧支撑板202；所述侧支撑板202设置在基板201的下方并固定连接；所述基板201沿其长边在左右两侧各开设一条长条；长条用于布置气管；

所述变间距吸盘机构包括滑动定位板组、4个导向轴103、导向轴背板104；所述滑动定位板组包括若干个滑动定位板；所述导向轴103的两端分别穿设有固定块A 101和固定块B 102；分别通过导向轴背板104和螺钉将固定块A 101、固定块B 102固定在导向轴103两端；所述固定块A 101和固定块B 102的侧面分别连接在侧支撑板202上；所述若干个滑动定位板穿设在导向轴103上且设置在固定块A 101和固定块B 102之间；所述固定块A 101与驱动机构相连接；与固定块A 101相临的滑动定位板为自由端最外侧的滑动定位板；自由端最外侧的滑动定位板与驱动机构连接；每个滑动定位板的底部安装有陶瓷吸盘109且滑动定位板的气路与陶瓷吸盘109的气腔相通；所述滑动定位板可以在导向轴103上自由滑动；

所述若干个滑动定位板具体为50个滑动定位板，包括若干个滑动定位板A 105、若干个滑动定位板B 106、；总计50片滑动定位板按照滑动定位板A 105(双定位)，滑动定位板C 107(从动)，滑动定位板B 106(单定位)的交替成组顺序，穿过导向轴103并可以自由滑动，其中靠近固定块B 102的滑动定位板A 105(双定位)固定在固定块B 102上；所述滑动定位板的底部安装有陶瓷吸盘109，通过滑动定位板顶部的快插接头D 408可以连通到陶瓷吸盘109的气腔；所述滑动定位板组两侧的上下两端分别连接有连杆机构A，滑动定位板组两侧中间端连接有连杆机构B；滑动定位板组靠近驱动机构一端上设有连杆B 108；滑动定位板组的另一端也设有连杆B 108；

所述连杆机构A是由若干个连杆A 107组成的X形铰链连杆。连杆机构A的若干个连杆A 107通过其中心销孔和销以及滑动定位板A 105上的销孔与滑动定位板A 105上的凸出块相连接。

所述连杆机构B是由若干个连杆A 107组成的X形铰链连杆。连杆机构B的若干个连杆A 107通过其中心销孔和销以及滑动定位板B 106上的销孔与滑动定位板B 106上的凸起相连接。

所述连杆A 107为互为中心对称的双L形结构，连杆A 107上设有三个销孔，其中心销孔的厚度高于两端销孔的厚度。

所述滑动定位板A 105两侧为凹型结构，其上下两端的凸出块分别与连杆A 107中心的销孔连接；因其上下两端的凸出块分别与连杆A 107连接，称之为双定位；所述滑动定位板B 106为凸型结构，中间凸起且上下两端凹陷，其中间凸起块与连杆A 107中心的销孔连接，因其只有中间的凸起处与连杆A 107连接，称之为单定位；

所述连杆A 107中心的销孔与滑动定位板上的销孔定位连接，另两个销孔连接销后起铰接作用，并不与滑动定位板进行连接，其中连接的销位于滑动定位板A 105和滑动定位板B 106彼此之间形成的凹陷处；并且销的端面与滑动定位板A 105和滑动定位板B 106之间的凹陷面贴合；

与驱动机构相临的滑动定位板B 106的凸起上设有两个连杆B 108。每个连杆B108上设有三个销孔(其中两个为销孔，一个具体为长条孔)，其中两个(销孔)与滑动定位板B106上的销孔连接，另一个(长条孔)与其相临的连杆机构A中的末端的连杆A 107上的销孔通过销连接。滑动定位板组的另一端相连的滑动定位板B 106的凸起上设有两个连杆B108。每个连杆B108上设有三个销孔(其中两个为销孔，一个具体为长条孔)，其中两个(销孔)与滑动定位板B 106上的销孔连接，另一个(长条孔)与其相临的连杆机构A中的末端的连杆A 107上的销孔通过销连接。

所述滑动定位板A 105上下两端凸出块分别与滑动定位板B 106上下两端的凹陷处长度相等；

所述每个滑动定位板下端设有凹槽，用于与陶瓷吸盘109相连接。

所述真空机构包括真空气腔401、真空发生器403；所述真空气腔401安装在基板201上，真空气腔401侧面与真空发生器403相连接；所述真空发生器403设置在真空发生器支架402上，真空发生器支架402固定设置在基板201的侧面，所述真空发生器403上还设有消音器407；所述真空气腔401侧面连接有快插接头B 405和快插接头C 406；快插接头C 406的另一侧与真空发生器403的真空口相连接，快插接头B 405的底部连接快插接头D 408；快插接头D 408设置在滑动定位板上方，快插接头D 408通过滑动定位板的气路与陶瓷吸盘109的气腔相通；

进一步的，所述快插接头B 405和快插接头C 406的接口直径不同；所述快插接头B405设有若干个，所述快插接头C 406设有两个。所述快插接头C 406用于真空气腔抽真空。

进一步的，所述真空发生器403设有两个，两个真空发生器403通过快插接头A 404连接固定在一起，且通过快插接头A 404统一进气并由消音器407出气。

所述驱动机构包括气缸、浮动接头304、气缸连接块302，所述气缸设置在气缸支架301上，所述气缸支架301连接设置在固定块A 101的一侧；所述气缸上设有调速阀305用于调节气缸伸缩速度，且在气缸前端通过浮动接头304连接气缸连接块302，所述气缸连接块302与自由端最外侧的滑动定位板通过螺钉连接；从而可以由气缸带动变间距吸盘机构的伸缩；

进一步的，所述气缸为薄型气缸303。所述调速阀305设有2个。

进一步的，所述支架机构包括一个基板201与两个侧支撑板202，所述基板201在底面两侧分别固定连接有侧支撑板202，所述基板201在顶面设有一圈密封圈槽，一圈密封圈槽用于基板201与真空气腔401连接时能够使用密封圈密封；所述基板201沿其长边在左右两侧各开设一条长条；长条用于布置气管，其中长条具体用于布置真空气腔401上侧面设置的若干个快插接头B 405与滑动定位板上方设置的快插接头D 408之间连接的气管。

由图2所示，上下两层的X形铰链的连杆机构A通过连杆A 107中心的销孔和销固定在滑动定位板A 105(双定位)的上下两个凸出块中心的销孔中，此时连接两个X形连杆A107的两个销位于滑动定位板B 106(单定位)上下两端的凹陷面(滑动定位板A 105与滑动定位板B 106彼此之间形成的凹陷面)空缺中，不会发生干涉。同理，中间层的X形铰链的连杆机构B通过连杆A 107中心的销孔和销固定在滑动定位板B 106(单定位)中心凸起的中心销孔中，且连接两个X连杆A 107的两个销位于滑动定位板A 105(双定位)中间的凹陷面(滑动定位板A 105与滑动定位板B 106彼此之间形成的凹陷面)空缺中。

当变间距吸盘机构处于压缩状态时，如图2所示，所有滑动定位板压紧无间隙，形成以所述滑动定位板厚度为基准的间距，而当变间距吸盘机构处于拉伸状态时，如图3所示，驱动气缸带动最外侧滑动定位板A 105(双定位)向外运动，考虑到需要使滑动定位板受力均衡且无倾覆力矩，故采用在滑动定位板组的两侧设置了上下2组连杆机构A，中间1组连杆机构B,两侧对称的连杆机构配置。这样可使滑动定位板自由运动且保证连杆机构A和连杆机构B均匀拉伸，而所述连杆机构A和连杆机构B的机械特性决定了各个X形铰链连杆构成的连杆机构的芯轴的销的间距相等，因此滑动定位板可带动变间距吸盘机构形成等间距。另外，最外侧滑动定位板B 106(单定位)的上下两端的两组连杆机构A，通过连杆B108(驱动)连接到最外侧滑动定位板A 105(双定位)上，当滑动定位板A 105(双定位)运动时，会带动滑动定位板B106(单定位)同时运动，而且在固定端相邻的两个滑动定位板B 106(单定位)和滑动定位板A 105(双定位)也采用相同形式固定，这会通过连杆B 108(驱动)的长条孔吸收X杆铰链机构垂直于主运动方向的变形。当气缸运动到位后，所有滑动定位板A 105(双定位)与所有滑动定位板B 106(单定位)通过连杆形成的两个伸缩机构运动的行程相同，使得各个X形铰链连杆中的连杆A 107的中心芯轴的销做等间距运动，故吸盘能够形成以气缸运动行程为基准的间隙。

图4是可调的微变间距吸盘装置将部分连杆A和连杆B去除后的示意图，以便看清楚具体的滑动定位板的形状，具体使用时连杆A和连杆B是不去除的。

由滑动定位板A 105(双定位)处的剖视图可以看出，滑动定位板A 105(双定位)在上下凸起块的中心加工了销孔，用来固定连杆A 107的中心销，由滑动定位板B 106(单定位)处的剖视图可以看出，X形铰链连杆的每个X形的四个端点处起铰接作用的销，位于滑动定位板B 106(单定位)上下两端的凹陷处，且销的端面与凹陷面贴合，这样可以使所有销外露的端面齐平，通过外侧加防护板金可防止销在轴向上的窜动。同理，滑动定位板B 106(单定位)在中心凸起的中心加工了销孔，可固定连杆A 107的中心销，X形铰链连杆的每个X形的四个端点处起铰接作用的销，位于滑动定位板A 105(双定位)的中心凹陷处。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的全部实施例。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。