多晶硅硅棒自动拆炉的取棒夹具及机器人的制作方法

本发明涉及还原炉辅助设备，具体是涉及一种多晶硅硅棒自动拆炉的取棒夹具及机器人。

背景技术：

1、在多晶硅生产的还原炉中，完成沉积过程后的多晶硅硅棒（简称硅棒）需要经过专业的拆卸程序。早期多晶硅行业在国内刚刚兴起时，还原炉多采用12对棒、18对棒，那时多采用人工拆炉的方式，后来随着产业的发展，2011年后，国内厂家逐渐开发出助力机械手拆炉，人工操作助力机械手，完成上升、夹取、下降、摆平等操作，在空间内平衡移动定位。助力机械手的主要操作人员不少于4人。人工操作助力机械手的缺点是人工成本高，作业环境的粉尘会给员工带来的职业病危害问题，人工操作时存在安全风险。

2、随着近些年的发展，国内多晶硅项目规模越来越大，还原炉中多晶硅硅棒的数量逐渐以40对棒以上为主，所需的装拆炉人员越来越多，而随着国民经济的发展，人工成本越来越高。而对于40对棒以上的还原炉来说，多晶硅硅棒排布的间距也越来越小，尤其是接近中心处的多晶硅硅棒，其间距相比外围的多晶硅硅棒间距更小，目前的拆炉机械手均是采用从多晶硅硅棒的两外侧进行夹取，无法满足小间距排布的多晶硅硅棒的夹取拆卸。通常需要人工配合进行拆除。因此，亟需一种能够满足小间距排布的多晶硅硅棒拆卸的取棒夹具及机器人。

技术实现思路

1、本发明的目的旨在克服现有技术存在的不足，提供了一种多晶硅硅棒自动拆炉的取棒夹具及机器人。

2、为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种多晶硅硅棒自动拆炉的取棒夹具，包括夹具固定架，安装于夹具固定架上部的顶部压持气缸组件，至少两套安装于夹具固定架上的、且位于顶部压持气缸组件下方的左侧夹持机构，以及至少两套安装于夹具固定架上的、与左侧夹持机构间隔布置的右侧夹持机构；

4、所述左侧夹持机构及右侧夹持机构分别用于夹持硅棒的两侧立柱；

5、所述左侧夹持机构包括与夹具固定架固连的夹具座，固连于夹具座上的滑轨，滑动安装于滑轨上的滑块一和滑块二，固连于滑块一上的夹板座，固连于夹板座上的外夹板，固连于滑块二上的、且位于外夹板内侧的固定座，滑动安装于固定座上的滑动座，铰接于滑动座端部处的、与外夹板配合的内夹板，两端分别与内夹板及固定座铰接的拉杆，固连于固定座上的、用于驱动滑动座移动的第一驱动缸，固连于夹板座上的、用于驱动固定座的第二驱动缸，以及固连于夹板座上、用于与滑轨进行锁止的气动锁紧装置；

6、所述右侧夹持机构与左侧夹持机构的结构相同，且夹持动作相对称。

7、优选的，所述顶部压持气缸组件包括通过直线导轨安装于夹具固定架上部的压持杆，固连于压持杆下端处的压持板，固连于夹具固定架上的、且位于压持杆下方的安装架，以及驱动气缸；所述驱动气缸包括缸体二和活塞杆二，所述缸体二与安装架固连，所述活塞杆二与压持杆固连。

8、优选的，其还包括多个沿竖向间隔布置的引导相机，多个所述引导相机通过安装支架安装于相应位置处的固定座上。

9、一种多晶硅硅棒自动拆炉的机器人，包括底座装置，以及安装于底座装置上的机械手；其还包括如上所述取棒夹具；所述取棒夹具安装于机械手上。

10、优选的，所述底座装置包括配重底板，多块均布固连于配重底板上的调整底板，以及安装于调整底板上的电动可调支脚。

11、优选的，所述电动可调支脚包括固连于调整底板上的丝杆升降机，接头杆，第一伺服电机，以及底脚板；所述丝杆升降机包括壳体及丝杆；所述壳体与调整底板固连，所述接头杆上端与丝杆下端同轴转动连接，所述接头杆下端与底脚板铰接；所述第一伺服电机的输出端与丝杆升降机的输入端驱动连接。

12、优选的，所述机械手包括固连于底座装置上的立柱，沿竖向轴线转动安装于立柱上端处的摆臂，用于驱动摆臂转动的第二伺服电机，沿竖向轴线转动安装于摆臂端部处的转动座，用于驱动转动座转动的第三伺服电机，沿水平向轴线转动安装于转动座上的主抬臂，用于驱动主抬臂转动的第四伺服电机，与主抬臂端部转动连接的摆动座，与转动座固连的固定臂，两端分别与固定臂及摆动座铰接的副抬臂，驱动副抬臂转动的辅助气缸，沿竖向轴线转动安装于摆动座上的、且向下伸出的吊杆，用于驱动吊杆转动的第五伺服电机，沿水平轴线转动安装于吊杆下端处的连接座，用于驱动连接座转动的第六伺服电机，以及用于为第六伺服电机提供辅助扭矩的配重机构；所述连接座与夹具固定架固连；所述辅助气缸包括缸体一和活塞杆一，所述缸体一与固定臂铰接，所述活塞杆一与副抬臂铰接。

13、优选的，所述配重机构包括与吊杆固连的上连接架，与连接座固连的下连接架，以及配重气缸；所述配重气缸包括配重缸体及配重活塞杆，所述配重缸体与上连接架铰接，所述配重活塞杆与下连接架铰接。

14、优选的，所述摆臂上的相对转动座的一端设置有配重组件，所述配重组件包括与摆臂固连的配重架，若干可拆卸安装于配重架上的配重块。

15、优选的，其还包括相机标定组件，所述相机标定组件包括设置于立柱下部的固定支架，安装于固定支架上的光源组件及标定相机，以及使用时安装于车间地面处的、用于与标定相机配合使用的标靶固定板。

16、与现有技术相比，本发明具有如下优点：

17、本发明的取硅棒方式采用夹取硅棒前后位置，内夹板从硅棒中心伸入硅棒并翻转以配合外夹板夹持硅棒，大大降低了伸入过程中内夹板和硅棒发生擦碰的风险，提高了夹取硅棒的可靠性和成功率；采用前后夹取方式，取棒夹具的夹持部位外形宽度小于硅棒外宽，解决了自动夹取中间硅棒无法夹持的难题。

18、本发明采用前后夹取方式，在夹取硅棒后进行翻转过程中，内夹板处于兜住硅棒姿态，降低了侧夹方式由于气压波动可能导致摩擦力不够，而使硅棒发生滑落的风险。

技术特征：

1.一种多晶硅硅棒自动拆炉的取棒夹具，其特征在于，包括夹具固定架（301），安装于夹具固定架（301）上部的顶部压持气缸组件（302），至少两套安装于夹具固定架（301）上的、且位于顶部压持气缸组件（302）下方的左侧夹持机构（303），以及至少两套安装于夹具固定架（301）上的、与左侧夹持机构（303）间隔布置的右侧夹持机构（304）；

2.根据权利要求1所述取棒夹具，其特征在于，所述顶部压持气缸组件（302）包括通过直线导轨（323）安装于夹具固定架（301）上部的压持杆（324），固连于压持杆（324）下端处的压持板（325），固连于夹具固定架（301）上的、且位于压持杆（324）下方的安装架（326），以及驱动气缸（327）；所述驱动气缸（327）包括缸体二（328）和活塞杆二（329），所述缸体二（328）与安装架（326）固连，所述活塞杆二（329）与压持杆（324）固连。

3.根据权利要求1所述取棒夹具，其特征在于，其还包括多个沿竖向间隔布置的引导相机（4），多个所述引导相机（4）通过安装支架（5）安装于相应位置处的固定座（316）上。

4.一种多晶硅硅棒自动拆炉的机器人，包括底座装置（1），以及安装于底座装置（1）上的机械手（2）；其特征在于，其还包括如权利要求1-3任一所述取棒夹具（3）；所述取棒夹具（3）安装于机械手（2）上。

5.根据权利要求4所述的多晶硅硅棒自动拆炉的机器人，其特征在于，所述底座装置（1）包括配重底板（101），多块均布固连于配重底板（101）上的调整底板（102），以及安装于调整底板（102）上的电动可调支脚（103）。

6.根据权利要求5所述的多晶硅硅棒自动拆炉的机器人，其特征在于，所述电动可调支脚（103）包括固连于调整底板（102）上的丝杆升降机（104），接头杆（105），第一伺服电机（106），以及底脚板（109）；所述丝杆升降机（104）包括壳体（107）及丝杆（108）；所述壳体（107）与调整底板（102）固连，所述接头杆（105）上端与丝杆（108）下端同轴转动连接，所述接头杆（105）下端与底脚板（109）铰接；所述第一伺服电机（106）的输出端与丝杆升降机（104）的输入端驱动连接。

7.根据权利要求4所述的多晶硅硅棒自动拆炉的机器人，其特征在于，所述机械手（2）包括固连于底座装置（1）上的立柱（201），沿竖向轴线转动安装于立柱（201）上端处的摆臂（202），用于驱动摆臂（202）转动的第二伺服电机（203），沿竖向轴线转动安装于摆臂（202）端部处的转动座（204），用于驱动转动座（204）转动的第三伺服电机（205），沿水平向轴线转动安装于转动座（204）上的主抬臂（206），用于驱动主抬臂（206）转动的第四伺服电机（207），与主抬臂（206）端部转动连接的摆动座（208），与转动座（204）固连的固定臂（209），两端分别与固定臂（209）及摆动座（208）铰接的副抬臂（210），驱动副抬臂（210）转动的辅助气缸（211），沿竖向轴线转动安装于摆动座（208）上的、且向下伸出的吊杆（214），用于驱动吊杆（214）转动的第五伺服电机（215），沿水平轴线转动安装于吊杆（214）下端处的连接座（216），用于驱动连接座（216）转动的第六伺服电机（217），以及用于为第六伺服电机（217）提供辅助扭矩的配重机构（218）；所述连接座（216）与夹具固定架（301）固连；所述辅助气缸（211）包括缸体一（212）和活塞杆一（213），所述缸体一（212）与固定臂（209）铰接，所述活塞杆一（213）与副抬臂（210）铰接。

8.根据权利要求7所述的多晶硅硅棒自动拆炉的机器人，其特征在于，所述配重机构（218）包括与吊杆（214）固连的上连接架（219），与连接座（216）固连的下连接架（220），以及配重气缸（221）；所述配重气缸（221）包括配重缸体（222）及配重活塞杆（223），所述配重缸体（222）与上连接架（219）铰接，所述配重活塞杆（223）与下连接架（220）铰接。

9.根据权利要求7所述的多晶硅硅棒自动拆炉的机器人，其特征在于，所述摆臂（202）上的相对转动座（204）的一端设置有配重组件（224），所述配重组件（224）包括与摆臂（202）固连的配重架（225），若干可拆卸安装于配重架（225）上的配重块（226）。

10.根据权利要求7所述的多晶硅硅棒自动拆炉的机器人，其特征在于，其还包括相机标定组件（6），所述相机标定组件（6）包括设置于立柱（201）下部的固定支架（601），安装于固定支架（601）上的光源组件（602）及标定相机（603），以及使用时安装于车间地面处的、用于与标定相机（603）配合使用的标靶固定板（604）。

技术总结本发明涉及还原炉辅助设备技术领域，具体公开了一种多晶硅硅棒自动拆炉的取棒夹具及机器人，其中的取棒夹具包括夹具固定架，安装于夹具固定架上部的顶部压持气缸组件，至少两套安装于夹具固定架上的、且位于顶部压持气缸组件下方的左侧夹持机构，以及至少两套安装于夹具固定架上的、与左侧夹持机构间隔布置的右侧夹持机构；所述左侧夹持机构及右侧夹持机构分别用于夹持硅棒的两侧立柱；所述右侧夹持机构与左侧夹持机构的结构相同，且夹持动作相对称。本发明采用前后夹取方式，取棒夹具的夹持部位外形宽度小于硅棒外宽，解决了自动夹取中间硅棒无法夹持的难题。技术研发人员：杨灏泉,李亚平,徐勤坤,夏飞,李焕,李文鹏受保护的技术使用者：云南柔控科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18