本發(fā)明涉及用于加工硬脆材料的自動化設備，屬于機械設備領域。

背景技術：

1、脆硬材料具有高強度、高硬度、稿脆性、耐磨損和耐腐蝕等特點，是一般金屬材料無法比擬的，其中以陶瓷、硬質合金、微晶玻璃、紅寶石、藍寶石和人造石材等為代表的脆硬材料層出不同，廣泛應用于電子產(chǎn)品、汽車、航空航天和軍事等領域。譬如，作為脆硬材料的晶圓是制造半導體器件的基礎性原材料，其在制造過程中需要對晶圓襯底的外形進行磨削和倒角等數(shù)控加工，具體地，經(jīng)過拉晶形成的硅晶棒經(jīng)過研磨、拋光、切片等工序制成硅晶圓片，即晶圓，然后通過一系列工藝在晶圓上形成電路結構并最終封裝成芯片等，應用于各類電子設備中。而晶圓等脆硬材料制造的技術壁壘非常高，特別是在其上下料過程中，容易因為接觸顆粒、灰塵等污染物而引入缺陷，對后續(xù)工序的加工質量造成影響。目前，市場上還沒有專門針對晶圓襯底等的自動上下料裝置，其數(shù)控加工主要依賴人工上下料，人工上下料不但偏差大且效率低，不能滿足客戶需求。部分應用于脆硬材料的機械手不但防護等級低，其臂展短且局限性高，也不能滿足數(shù)據(jù)加工對自動上下料的需求。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供用于加工硬脆材料的自動化設備，旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一。為此，本發(fā)明提出用于加工硬脆材料的自動化設備，可提高防護等級，減少設備占地面積，降低設備價格。

2、本發(fā)明的技術方案一方面涉及用于加工硬脆材料的自動化設備，包括：

3、允許連通和隔離的存放區(qū)、加工區(qū)和定位區(qū)；

4、所述存放區(qū)設置有用于豎直放置工件的料盒和第一中轉臺，以及用于拾取豎直放置工件的第一機械手、用于翻轉工件的第二機械手和用于水平放置工件的第二中轉臺；

5、所述加工區(qū)用于進行工件加工及允許所述第二機械手進出；

6、所述定位區(qū)設置有定位裝置，以及用于工件在所述第二中轉臺和所述定位裝置之間切換位置的第三機械手；

7、其中，所述第二機械手用于工件在所述第一中轉臺、所述第二中轉臺和所述加工區(qū)之間切換位置。

8、進一步，所述存放區(qū)和所述定位區(qū)設置于所述加工區(qū)的一側，所述料盒設置于所述存放區(qū)遠離所述加工區(qū)及遠離所述定位區(qū)的一側。

9、進一步，所述料盒和所述第一中轉臺分別設置于所述第二中轉臺的右方和左方，所述第一機械手和所述第二機械手均設置于所述第二中轉臺的上方，所述第三機械手設置于所述第二中轉臺的后方，所述加工區(qū)設置于所述第一中轉臺的左方。

10、進一步，所述料盒包括用于豎直放置工件的多個存料料槽。

11、進一步，所述存料料槽由上而下設置有第一槽段以及允許與工件接觸的第二槽段和第三槽段，所述第一槽段和所述第三槽段豎直設置，所述第二槽段由上至下朝內(nèi)側傾斜。

12、進一步，還包括移動裝置，所述移動裝置包括移動塊和移動導軌，所述料盒設置于所述移動塊上，所述移動塊設置于所述移動導軌上。

13、進一步，所述存放區(qū)和所述定位區(qū)之間設置有第一自動門，所述存放區(qū)和所述定位區(qū)之間設置有第二自動門。

14、進一步，所述第三機械手包括轉動臺、伸縮導軌和用于拾取工件的機械臂；所述機械臂設置于所述伸縮導軌上，所述伸縮導軌設置于所述轉動臺上。

15、進一步，所述第二中轉臺的前方設置于用于對所述第二工作臺上工件進行清潔的清潔裝置。

16、本發(fā)明的技術方案另一方面涉及用于加工硬脆材料的自動化設備的控制方法，應用于上述實施例的用于加工硬脆材料的自動化設備；所述方法包括以下步驟：

17、s100、第二機械手將第一中轉臺上的胚料工件放置于第二中轉臺以進行清潔；

18、s200、第一機械手將第一中轉臺上的成品工件放置于其中一個料盒內(nèi)以及從另一個料盒中取出胚料工件后放置于第一中轉臺上，同時，第三機械手將第二中轉臺上的已清潔的胚料工件放置于定位裝置上以及將完成定位的胚料工件放回第二中轉臺；

19、s300、待接收到數(shù)控機床完工指令后，第二機械手將第二中轉臺上的已定位的胚料工件移送到數(shù)控機床內(nèi)，先拾起數(shù)控機床上的成品工件后，再將胚料工件放置于數(shù)控機床上；

20、s400、第二機械手將成品工件移出數(shù)控機床，在第一中轉臺處先拾起胚料工件，再將從數(shù)控機床取出的成品工件放置于第一中轉臺上；

21、s500、重復上述步驟s100至s400，直至接收到完工指令。

22、本發(fā)明的有益效果如下。

23、本發(fā)明實施例的用于加工硬脆材料的自動化設備，可提高防護等級，減少設備占地面積，降低設備價格。

24、通過功能區(qū)劃分，采用中轉清潔方式，可降低切削液和磨粉等對定位裝置識別精度的影響，其通過設置第一自動門和第二自動門，以及配合機械手組件的轉運，可有效避免加工區(qū)的切屑液和磨粉等落入到定位裝置上，有利于提高自動上下料的定位精度。

25、通過第一機械手取出料盒中的工件，配合第二機械手翻轉切換工件位姿，通過結構簡易的兩個機械手配合，取代傳統(tǒng)的價格昂貴且占地面積要求高的多自由度機械手，實現(xiàn)對料盒內(nèi)的垂直并排放置的工件進行自動化上下料，可有效降低設備占地面積，有效降低設備價格進而降低生產(chǎn)成本。

26、本發(fā)明通過設置可沿z軸轉動的第一機械手，配合兩次定位識別，使得機械手可將工件豎直放置于中轉料槽和多個存料料槽中，在有效防止工件放置過程中出現(xiàn)碰碎問題的基礎上，實現(xiàn)豎直放置工件的自動化上下料，有效減少占地面積，以及使得料盒可設置于設備一角，便于實現(xiàn)生產(chǎn)線的擴展，并配合可實現(xiàn)工件在水平放置和豎直放置之間切換位姿的第二機械手，取代傳統(tǒng)的多自由度機械臂上下料方式，有效減少設備占地面積，以及降低設備造價。

技術特征：

1.用于加工硬脆材料的自動化設備，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的用于加工硬脆材料的自動化設備，其特征在于，所述存放區(qū)(810)和所述定位區(qū)(830)設置于所述加工區(qū)(820)的一側，所述料盒(100)設置于所述存放區(qū)(810)遠離所述加工區(qū)(820)及遠離所述定位區(qū)(830)的一側。

3.根據(jù)權利要求1所述的用于加工硬脆材料的自動化設備，其特征在于，所述料盒(100)和所述第一中轉臺(600)分別設置于所述第二中轉臺(700)的右方和左方，所述第一機械手(200)和所述第二機械手(300)均設置于所述第二中轉臺(700)的上方，所述第三機械手(400)設置于所述第二中轉臺(700)的后方，所述加工區(qū)(820)設置于所述第一中轉臺(600)的左方。

4.根據(jù)權利要求1所述的用于加工硬脆材料的自動化設備，其特征在于，所述料盒(100)包括用于豎直放置工件的多個存料料槽(110)。

5.根據(jù)權利要求4所述的用于加工硬脆材料的自動化設備，其特征在于，所述存料料槽(110)由上而下設置有第一槽段(111)以及允許與工件接觸的第二槽段(112)和第三槽段(113)，所述第一槽段(111)和所述第三槽段(113)豎直設置，所述第二槽段(112)由上至下朝內(nèi)側傾斜。

6.根據(jù)權利要求1所述的用于加工硬脆材料的自動化設備，其特征在于，還包括移動裝置(120)，所述移動裝置(120)包括移動塊(121)和移動導軌(122)，所述料盒(100)設置于所述移動塊(121)上，所述移動塊(121)設置于所述移動導軌(122)上。

7.根據(jù)權利要求1所述的用于加工硬脆材料的自動化設備，其特征在于，所述存放區(qū)(810)和所述定位區(qū)(830)之間設置有第一自動門(840)，所述存放區(qū)(810)和所述定位區(qū)(830)之間設置有第二自動門(850)。

8.根據(jù)權利要求1所述的用于加工硬脆材料的自動化設備，其特征在于，所述第三機械手(400)包括轉動臺(410)、伸縮導軌(420)和用于拾取工件的機械臂(430)；所述機械臂(430)設置于所述伸縮導軌(420)上，所述伸縮導軌(420)設置于所述轉動臺(410)上。

9.根據(jù)權利要求3所述的用于加工硬脆材料的自動化設備，其特征在于，所述第二中轉臺(700)的前方設置于用于對所述第二工作臺上工件進行清潔的清潔裝置(710)。

10.用于加工硬脆材料的自動化設備的控制方法，應用于權利要求1至9中任一項所述的自動化設備；所述方法包括以下步驟：

技術總結
本發(fā)明涉及用于加工硬脆材料的自動化設備，包括允許連通和隔離的存放區(qū)、加工區(qū)和定位區(qū)；存放區(qū)設置有用于豎直放置工件的料盒和第一中轉臺，以及用于拾取豎直放置工件的第一機械手、用于翻轉工件的第二機械手和用于水平放置工件的第二中轉臺；加工區(qū)用于進行工件加工及允許第二機械手進出；定位區(qū)設置有定位裝置，以及用于工件在第二中轉臺和定位裝置之間切換位置的第三機械手；其中，第二機械手用于工件在第一中轉臺、第二中轉臺和加工區(qū)之間切換位置。本發(fā)明可提高防護等級，減少設備占地面積，降低設備價格。

技術研發(fā)人員：周振財,葉國能,梁鎧,伍志成,劉志斌,馮志江
受保護的技術使用者：廣東科杰技術股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/28