本發(fā)明涉及搬運(yùn)設(shè)備，特別是一種晶硅棒搬運(yùn)移栽機(jī)器人和搬運(yùn)方法。

背景技術(shù)：

目前越來(lái)越多的生產(chǎn)加工廠、物流倉(cāng)庫(kù)涉及到物料搬運(yùn)。對(duì)于半導(dǎo)體生產(chǎn)廠家來(lái)說(shuō)，由于單晶硅沿著垂直方向生長(zhǎng)結(jié)晶，結(jié)晶完畢后需要將晶硅棒進(jìn)行搬運(yùn)移栽，由于晶硅棒的比重大，脆性強(qiáng)，單根硅棒重量都在100公斤以上，在硅棒取出和搬運(yùn)的過(guò)程中不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且風(fēng)險(xiǎn)性大，操作稍不小心就很容易造成硅棒摔倒斷裂，需要借助于自動(dòng)化設(shè)備對(duì)晶硅棒進(jìn)行搬運(yùn)移栽。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上需求，本發(fā)明的晶硅棒搬運(yùn)移栽機(jī)器人，針對(duì)晶硅棒搬運(yùn)的跨度大、負(fù)載重、易碎裂等特點(diǎn)，以自動(dòng)化搬運(yùn)替代人工搬運(yùn)，節(jié)省了人工，提高了搬運(yùn)效率。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種晶硅棒搬運(yùn)移栽機(jī)器人，包括通過(guò)立柱架設(shè)在空中的三維方向軌道和沿軌道運(yùn)行的夾具，所述三維方向軌道包括水平方向的x軸軌道、垂直架設(shè)在x軸軌道上能沿x軸軌道水平運(yùn)行的y軸軌道和垂直架設(shè)在y軸軌道上能沿y軸軌道水平運(yùn)行的z軸軌道，所述夾具設(shè)置在z軸軌道上，能沿z軸軌道升降運(yùn)行和開(kāi)合夾取、放置物料。

所述晶硅棒搬運(yùn)移栽機(jī)器人還包括電控箱、電機(jī)和減速機(jī)，所述電控箱用于接收外部指令，通過(guò)電機(jī)和減速機(jī)控制y軸軌道和z軸軌道的運(yùn)行。

所述x軸軌道和y軸軌道、y軸軌道和z軸軌道均采用齒輪齒條方式傳動(dòng)，即，在y軸軌道上、z軸軌道上設(shè)有滾輪箱，所述滾輪箱內(nèi)部設(shè)置有齒輪，在x軸軌道上的與y軸軌道滾輪箱相接觸面、y軸軌道上的與z軸軌道滾輪箱相接觸面設(shè)有導(dǎo)軌板和齒條，所述齒輪與齒條相互嚙合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。

所述夾具通過(guò)升降氣缸和夾緊油缸控制其升降運(yùn)行或開(kāi)合，所述升降氣缸用于使夾具升降運(yùn)行，所述夾緊油缸用于使夾具開(kāi)合。

所述夾具還包括夾板、限位開(kāi)關(guān)和設(shè)置于夾板上的數(shù)個(gè)耐磨片，所述夾板和耐磨片用于夾取物料，所述限位開(kāi)關(guān)用于感應(yīng)當(dāng)物料到達(dá)數(shù)個(gè)耐磨片組成的中心位置，發(fā)出信號(hào)使夾具執(zhí)行夾取物料動(dòng)作。

所述x軸軌道有兩根，所述y軸軌道有兩根，所述z軸軌道有四根，每根y軸軌道上分別設(shè)置兩根z軸軌道。

所述x軸軌道長(zhǎng)度為10-50米，y軸軌道長(zhǎng)度為5-15米，z軸軌道長(zhǎng)度為2.5-3.4米。

所述y軸軌道的運(yùn)行速度為400--712mm/s，z軸軌道的運(yùn)行速度為400--712mm/s，夾具的運(yùn)行速度為400--474.7mm/s。

利用上述的晶硅棒搬運(yùn)移栽機(jī)器人的搬運(yùn)方法，包括以下步驟：

步驟1：在電控箱中輸入物料的提取點(diǎn)和放置點(diǎn)在三維方向上的位置；

步驟2：電控箱發(fā)出y軸軌道運(yùn)行信號(hào)，y軸軌道沿x軸軌道運(yùn)行到物料提取點(diǎn)的斜上方停下；

步驟3：電控箱發(fā)出z軸軌道運(yùn)行信號(hào)，z軸軌道沿y軸軌道運(yùn)行到物料提取點(diǎn)的正上方停下；

步驟4：電控箱發(fā)出夾具下行信號(hào)，夾具沿z軸軌道向下運(yùn)行到物料提取點(diǎn)高度停下；

步驟5：夾具夾取物料；

步驟6：電控箱發(fā)出夾具上行信號(hào)，夾具沿z軸軌道向上運(yùn)行到指定高度停下，所述指定高度高于放置點(diǎn)高度；

步驟7：電控箱發(fā)出z軸軌道運(yùn)行信號(hào)，z軸軌道沿y軸軌道運(yùn)行到物料放置點(diǎn)斜上方停下；

步驟8：電控箱發(fā)出y軸軌道運(yùn)行信號(hào)，y軸軌道沿x軸軌道運(yùn)行到物料放置點(diǎn)正上方停下；

步驟9：電控箱發(fā)出夾具下行信號(hào)，夾具沿z軸軌道向下運(yùn)行到物料放置點(diǎn)高度停下；

步驟10：夾具放置物料；

步驟11：電控箱發(fā)出返回信號(hào)，夾具上升至初始位置高度，z軸軌道、y軸軌道依次返回到初始位置。

所述夾具夾取物料的具體步驟為：夾具下降至物料位于數(shù)個(gè)耐磨片組成的中心位置，觸發(fā)限位開(kāi)關(guān)發(fā)出夾料信號(hào)，夾緊油缸動(dòng)作，帶動(dòng)兩邊夾板夾緊物料；所述夾具放置物料的具體步驟為：當(dāng)物料到達(dá)放置點(diǎn)時(shí)，電控箱發(fā)出放料信號(hào)，夾緊油缸動(dòng)作，帶動(dòng)兩邊夾板松開(kāi)物料。

本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、具有大跨度、大負(fù)載等優(yōu)點(diǎn)，適合長(zhǎng)距離、重物料的平移搬運(yùn)；

2、齒輪齒條傳動(dòng)方式拼接緊密、搬運(yùn)過(guò)程平穩(wěn)，運(yùn)行流暢，減少晶硅棒等敏感物料損傷；

3、液壓油缸控制夾具開(kāi)合，抓握力強(qiáng)，夾具夾取物料后保持時(shí)間長(zhǎng)，保持力矩時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1小時(shí)；

4、模塊化設(shè)計(jì)，分段安裝，可根據(jù)不同工作需求進(jìn)行模塊化定制，改變長(zhǎng)寬高尺寸，使之更加適合現(xiàn)場(chǎng)搬運(yùn)需要。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明晶硅棒搬運(yùn)移栽機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明x軸軌道結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明y軸軌道架設(shè)于x軸軌道上的結(jié)構(gòu)圖；

圖4為本發(fā)明z軸軌道架設(shè)于y軸軌道上的結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本發(fā)明夾具結(jié)構(gòu)圖；

圖6為本發(fā)明晶硅棒搬運(yùn)移栽機(jī)器人吊起晶硅棒的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

圖1-圖6為本發(fā)明的實(shí)施例。

參考圖1，本發(fā)明的晶硅棒搬運(yùn)移栽機(jī)器人，包括通過(guò)12根立柱11架設(shè)在空中的三維方向軌道和沿軌道運(yùn)行的夾具31，所述三維方向軌道包括水平方向的兩根x軸軌道10，x1、x2，垂直跨架于x1、x2上的兩根y軸軌道20，y1、y2，和分別垂直架設(shè)在y1、y2上的四根z軸軌道30，z1、z2、z3、z4，每根z軸軌道30下方設(shè)置有夾具31，能沿z軸軌道30升降運(yùn)行和開(kāi)合夾取、放置物料。為了使夾具31能沿z軸軌道30流暢地滑動(dòng)，每個(gè)z軸上都有一套潤(rùn)滑系統(tǒng)。

晶硅棒搬運(yùn)移栽機(jī)器人還包括兩個(gè)電控箱40，電控箱a和電控箱b，電控箱a為輔電控箱，控制y1及對(duì)應(yīng)的z1、z2，電控箱b為主電控箱，控制y2及對(duì)應(yīng)的z3、z4，每根y軸軌道、z軸軌道上設(shè)置有電機(jī)41和減速機(jī)42，所述電控箱40用于接收外部指令，通過(guò)電機(jī)41和減速機(jī)42控制y軸軌道20和z軸軌道30的運(yùn)行。如圖6，當(dāng)本發(fā)明的晶硅棒搬運(yùn)移栽機(jī)器人吊起較長(zhǎng)的晶硅棒或其它物料時(shí)，y軸軌道20上的兩套夾具31同時(shí)抓取；當(dāng)?shù)跗疠^短的晶硅棒或其它物料時(shí)，單個(gè)夾具31來(lái)抓取。

所述x軸軌道10、y軸軌道20、z軸軌道30均采用齒輪齒條方式傳動(dòng)，參考圖2、圖3和圖4，在y軸軌道20上、z軸軌道20上設(shè)有滾輪箱50，所述滾輪箱50內(nèi)部設(shè)置有齒輪，在x軸軌道10上的與y軸軌道20滾輪箱50相接觸面、y軸軌道20上的與z軸軌道30滾輪箱50相接觸面設(shè)有導(dǎo)軌板52和齒條53，所述齒輪與齒條53相互嚙合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。

參考圖5，所述夾具31通過(guò)升降氣缸431和夾緊油缸432控制其升降運(yùn)行或開(kāi)合，所述升降氣缸431用于使夾具31升降運(yùn)行，所述夾緊油缸432用于使夾具31開(kāi)合。所述夾具31還包括夾板311、限位開(kāi)關(guān)313和設(shè)置于夾板311上的四個(gè)耐磨片312，所述夾板311和耐磨片312用于夾取物料，所述限位開(kāi)關(guān)313用于感應(yīng)當(dāng)物料到達(dá)四個(gè)耐磨片312組成的中心位置，發(fā)出信號(hào)使夾具31執(zhí)行夾取物料動(dòng)作。

本發(fā)明的晶硅棒搬運(yùn)移栽機(jī)器人各項(xiàng)具體參數(shù)如下：

本發(fā)明的晶硅棒搬運(yùn)移栽機(jī)器人的搬運(yùn)方法，包括以下步驟：

步驟1：在電控箱40中輸入物料的提取點(diǎn)和放置點(diǎn)在三維方向上的位置；

步驟2：電控箱40發(fā)出y軸運(yùn)行信號(hào)，y軸軌道20上的電機(jī)41驅(qū)動(dòng)y軸軌道20沿x軸軌道10運(yùn)行，到位后，減速電機(jī)42驅(qū)動(dòng)y軸軌道20停止運(yùn)行；此時(shí)，夾具31位于物料提取點(diǎn)斜上方；

步驟3：電控箱40發(fā)出z軸運(yùn)行信號(hào)，z軸軌道30上的電機(jī)41驅(qū)動(dòng)z軸軌道30沿y軸軌道20運(yùn)行，到位后，減速電機(jī)42驅(qū)動(dòng)z軸軌道30停止運(yùn)行；此時(shí)，夾具31位于物料提取點(diǎn)的正上方；

步驟4：電控箱40發(fā)出夾具31下行信號(hào)，夾具31上的升降氣缸431驅(qū)動(dòng)夾具31沿z軸軌道30向下運(yùn)行；

步驟5：當(dāng)夾具31下降至物料位于四個(gè)耐磨片312組成的中心位置，觸發(fā)限位開(kāi)關(guān)313發(fā)出夾料信號(hào)，夾緊油缸432動(dòng)作，帶動(dòng)兩邊夾板311夾緊提取物料；

步驟6：電控箱40發(fā)出夾具31上行信號(hào)，夾具31上的升降氣缸431驅(qū)動(dòng)夾具31沿z軸軌道30向上運(yùn)行到指定高度停下，所述指定高度高于放置點(diǎn)高度；

步驟7：電控箱40發(fā)出z軸軌道30運(yùn)行信號(hào)，z軸軌道30上的電機(jī)41驅(qū)動(dòng)z軸軌道30沿y軸軌道20運(yùn)行，到位后，減速電機(jī)42驅(qū)動(dòng)z軸軌道30停止運(yùn)行；此時(shí)，物料位于放置點(diǎn)斜上方；

步驟8：電控箱40發(fā)出y軸軌道20運(yùn)行信號(hào)，y軸軌道20上的電機(jī)41驅(qū)動(dòng)y軸軌道20沿x軸軌道10運(yùn)行，到位后，減速電機(jī)42驅(qū)動(dòng)y軸軌道20停止運(yùn)行；此時(shí)，物料位于放置點(diǎn)正上方；

步驟9：電控箱40發(fā)出夾具31下行信號(hào)，夾具31上的升降氣缸431驅(qū)動(dòng)夾具31沿z軸軌道30向下運(yùn)行到物料放置點(diǎn)高度停下；

步驟10：電控箱40發(fā)出放料信號(hào)，夾緊油缸432動(dòng)作，帶動(dòng)兩邊夾板311松開(kāi)放置物料。

步驟11：電控箱40發(fā)出返回信號(hào)，夾具31上升至初始位置高度，z軸軌道30、y軸軌道20依次返回到初始位置。

以上公開(kāi)的僅為本發(fā)明的實(shí)施例，但是，本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。