本發明屬于工業機器人與自動化裝備，特別涉及一種基于框架式xyz機械手的硅棒上下料裝置。

背景技術：

1、在硅棒切片生產工藝中，上下料環節的自動化程度直接決定了整條產線的運行效率、產品質量穩定性以及作業環境的安全性。傳統人工上下料方式不僅勞動強度大，且操作人員長期暴露于高濃度硅粉塵與弱酸堿性切削液環境中，易引發呼吸道疾病與皮膚腐蝕等職業健康問題。為解決這一問題，近年來出現了自動上下料agv設備，初步實現了硅棒的自動搬運與換料功能。然而，現有技術中的agv系統普遍存在結構可靠性差、故障率高、適應性不足等缺陷，難以在復雜工業環境下長期穩定運行。

2、首先，現有agv多采用“2+1”儲位結構(兩個原料位+一個成品位)，儲料容量極小，無法滿足5臺及以上切片機同時叫料的生產節奏，導致設備頻繁往返于儲存區與作業區之間，增加了空駛率與等待時間，降低了整體物流效率。其次，其搬運機械手多采用傳統的龍門式或懸臂式結構，升降機構與傳動部件(如導軌、電機、鏈條)通常內置或半暴露于設備內部，缺乏有效防護。而在硅棒切片過程中，空氣中彌漫大量硅粉，切削液呈弱堿性，脫膠工序液體為弱酸性，這些腐蝕性介質極易侵入機械結構內部，造成導軌卡滯、鏈條磨損、電機短路、霍爾傳感器燒毀等問題，導致設備頻繁停機維護，嚴重影響生產連續性。

3、此外，由于單根硅棒重量高達250kg，若機械結構設計不合理，極易因重心偏移或受力不均導致運行不穩定。特別是在agv寬度被限制在1200mm以內、通道狹窄的車間環境中，若為增加儲位而盲目加高設備，會使整車重心上移，在高速運行時存在傾翻風險。同時，傳統電動夾持機構依賴防水電機驅動，但在狹小的末端執行空間內難以實現有效密封，且市面上缺乏適用于該工況的小型高防護等級電機，導致夾爪頻繁因進水而失效。

4、綜上所述，現有技術尚未解決儲位容量不足、機械結構易受污染損壞、夾持機構可靠性差、整體系統穩定性低等多重技術難題。尤其缺乏一種能夠將大容量存儲、高防護性傳動、低故障率執行機構深度融合的全自動上下料解決方案。

技術實現思路

1、為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供了一種基于框架式xyz機械手的硅棒上下料裝置，通過框架式xyz搬運機械手與多層儲位結構的協同作業，解決現有技術中硅棒切片環節人工操作效率低、環境危害大的技術問題。

2、為解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下：一種基于框架式xyz機械手的硅棒上下料裝置，包括：整車框架，所述整車框架內部設有多個存儲盒，多個所述存儲盒用于放置晶棒，所述整車框架固定于底盤上；

3、可移動框架，所述可移動框架通過第一傳動機構與所述整車框架連接，所述可移動框架上設有前梁和后梁，所述前梁和所述后梁通過固定板連接；

4、xyz搬運機械手裝置，所述xyz搬運機械手裝置包括兩個搬運機械手x軸、搬運機械手y軸以及搬運機械手z軸，兩個所述搬運機械手x軸分別固定于所述前梁和所述后梁，所述搬運機械手y軸固定于所述前梁和所述后梁之間，所述搬運機械手y軸通過旋轉自適應角度機構于所述搬運機械手x軸連接，所述搬運機械手z軸固定于所述整車框架的頂部，所述搬運機械手z軸通過所述整車框架側面的雙鏈條對所述可移動框架進行上下移動。

5、相比現有技術，本發明的有益效果在于：本申請通過采用整車框架、可移動框架以及xyz搬運機械手裝置的三層架構，解決了傳統硅棒上下料設備空間沖突、運動干涉以及自動化集成度低的技術痛點，整車框架內部設置多個存儲盒，外部通過第一傳動機構連接可移動框架，使可移動框架帶動xyz機械手在存儲盒與切片機之間獨立移動，避免了傳統固定機械手與儲位的空間重疊問題；x軸固定于兩側框架橫梁，y軸通過轉換機構集成于x軸，可以為多層儲位騰出垂直空間；z軸采用雙側鏈條同步升降；可移動框架的前梁和后梁通過固定板連接形成門式結構，將x軸和y軸集成于同一剛性框架，減少多部件累積誤差。

6、上述的上下料裝置，所述搬運機械手y軸內部設有第一級平臺和第二級平臺，所述第一級平臺通過立板固定于所述可移動框架，所述第二級平臺懸掛于所述第一級平臺的下方，所述第二級平臺的前端設有推出組件，所述第二級平臺的下方設有移動車組件。

7、上述的上下料裝置，所述移動車組件上具有左懸臂和右懸臂，所述左懸臂和所述右懸臂之間設有連接板，所述連接板的前方設有保護罩，所述左懸臂和所述右懸臂上對稱設有晶托夾爪機構，所述晶托夾爪機構的一側設有單個氣缸。

8、上述的上下料裝置，所述雙鏈條固定于所述整車框架的中央，所述雙鏈條外部設有鏈條保護罩，所述搬運機械手z軸外套設兩個軸承座，所述軸承座之間設有第一鏈輪，所述搬運機械手z軸一端設有第二鏈輪，所述雙鏈條能夠與所述第二鏈輪齒輪連接。

9、上述的上下料裝置，所述底盤的端面設有軸承固定座，所述軸承固定座之間設有第三鏈輪，所述第三鏈輪與所述第二鏈輪在豎直方向上對齊，所述第三鏈輪通過所述雙鏈條與所述第二鏈輪連接。

10、上述的上下料裝置，還包括減速機和伺服電機，所述伺服電機固定于所述減速機的一端，所述減速機通過連接鏈條與所述第二鏈輪齒輪連接。

11、上述的上下料裝置，所述第一傳動機構包括第一導軌和第一滑塊。

12、上述的上下料裝置，所述存儲盒可以有多層，同層所述存儲盒之間設有避讓位置用于所述搬運機械手y軸移動。

13、上述的上下料裝置，所述存儲盒與所述整車框架之間設有第二傳動機構，以使所述存儲盒能夠沿著所述整車框架上下移動，所述第二傳動機構包括第二導軌和第二滑塊。

14、上述的上下料裝置，所述底盤內部設有萬向輪、驅動行走輪以及電池組件，所述電池位于所述萬向輪與所述驅動行走輪之間。

1.一種基于框架式xyz機械手的硅棒上下料裝置，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的上下料裝置，其特征在于，所述搬運機械手y軸(520)內部設有第一級平臺(522)和第二級平臺(523)，所述第一級平臺(522)通過立板(524)固定于所述可移動框架(400)，所述第二級平臺(523)懸掛于所述第一級平臺(522)的下方，所述第二級平臺(523)的前端設有推出組件(525)，所述第二級平臺(523)的下方設有移動車組件(526)。

3.根據權利要求2所述的上下料裝置，其特征在于，所述移動車組件(526)上具有左懸臂(610)和右懸臂(620)，所述左懸臂(610)和所述右懸臂(620)之間設有連接板(630)，所述連接板(630)的前方設有保護罩(640)，所述左懸臂(610)和所述右懸臂(620)上對稱設有晶托夾爪機構(611)，所述晶托夾爪機構(611)的一側設有單個氣缸(612)。

4.根據權利要求1所述的上下料裝置，其特征在于，所述雙鏈條(120)固定于所述整車框架(100)的中央，所述雙鏈條(120)外部設有鏈條保護罩(121)，所述搬運機械手z軸(530)外套設兩個軸承座(531)，所述軸承座(531)之間設有第一鏈輪(532)，所述搬運機械手z軸(530)一端設有第二鏈輪(533)，所述雙鏈條(120)能夠與所述第二鏈輪(533)齒輪連接。

5.根據權利要求4所述的上下料裝置，其特征在于，所述底盤(300)的端面設有軸承固定座(310)，所述軸承固定座(310)之間設有第三鏈輪(320)，所述第三鏈輪(320)與所述第二鏈輪(533)在豎直方向上對齊，所述第三鏈輪(320)通過所述雙鏈條(120)與所述第二鏈輪(533)連接。

6.根據權利要求4所述的上下料裝置，其特征在于，還包括減速機(700)和伺服電機(800)，所述伺服電機(800)固定于所述減速機(700)的一端，所述減速機(700)通過連接鏈條(710)與所述第二鏈輪(533)齒輪連接。

7.根據權利要求1所述的上下料裝置，其特征在于，所述第一傳動機構(110)包括導軌(111)和滑塊(112)。

8.根據權利要求1所述的上下料裝置，其特征在于，所述存儲盒(200)為多層結構，同層所述存儲盒(200)之間設有避讓位置(210)用于所述搬運機械手y軸(520)移動。

9.根據權利要求8所述的上下料裝置，其特征在于，所述存儲盒(200)與所述整車框架(100)之間設有第二傳動機構(211)，以使所述存儲盒(200)能夠沿著所述整車框架(100)上下移動，所述第二傳動機構(211)包括第二導軌(212)和第二滑塊(213)。

10.根據權利要求1所述的上下料裝置，其特征在于，所述底盤(300)內部設有萬向輪(330)、驅動行走輪(340)以及電池組件(350)，所述電池組件(350)位于所述萬向輪(330)與所述驅動行走輪(340)之間。