硅片分选上下料机器人系统的使用方法与流程

本发明涉及一种机器人系统的使用方法，特别是涉及一种硅片分选上下料机器人系统的使用方法。

背景技术：

目前除了我们机器人系统，国内还有其他的自动方式的设备，主要有已试用的输送式硅片上下料自动机，这种输送式上下料自动机主要是通过输送皮带将片盒输送到分选机的进料皮带上，然后一盒一盒工作完后通过升降机构将空盒送到下输送皮带将空盒回流。其主要工作步骤分十步：步骤二百，铁框通过升降升高定位；步骤二百零一，机械手单盒抓取片盒至旋转部位；步骤二百零二，片盒旋转至需求的位置方式；步骤二百零三，上输送皮带将片盒送到上料机构(上料机构由两套升降机构组成)；步骤二百零四，上料机构微距下移将硅片送至分选机皮带；步骤二百零五，上料机构两套之间互换工作位置；步骤二百零六，空盒下降至下皮带回流；步骤二百零七，空盒旋转回流位置至清洗输送机的空盒回流输送线；步骤二百零八，空料框通过棍子输送机回流；步骤二百零九，单循环生产步骤完成。这种工作方式设备需要将分选机上的供料机构拆除，原分选机的供料机构是两列三层的片盒放入然后微距下移将硅片输送到分选机的进料皮带上，这样是工作三盒换一次位置，而输送式硅片上下料自动机是工作一盒换一次位置。所以这种输送式硅片上下料自动机生产效率降低了很多，跟不上分选机的工作节奏。再者这种输送式硅片上下料自动机需要将进口分选机设备的供料机构拆除，再新设计制作，这样设计难度增大，制造内容也增多，成本也高了，还容易出问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种硅片分选上下料机器人系统的使用方法，其能够提高使用效率，提高生产效率，提高准确率，降低成本，结构简单，增强稳定性。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种硅片分选上下料机器人系统的使用方法，其包括以下步骤：

步骤一，料框从清洗烘干输送线送料；

步骤二，料框定位机构定位与下料框等待；

步骤三，每排三盒共计三排依次顶爪；

步骤四，机器人手指一次三盒抓出料盒，料框中料盒提取完后，机器人手指要将空框从料框定位机上搬到空框回流线上；

步骤五，料盒放到料盒旋转输送线上输送并旋转；

步骤六，料盒依次排队旋转并推入料盒定位机构上定位；

步骤七，上料机器人手指抓取料盒放入分选机供料架；

步骤八，分选机供料架中两料架位置移位；

步骤九，上料机器人手指抓取空盒，旋转90度放到空盒回流输送线上；

步骤十，空盒回流输送线输送空盒到顶出位置，并推到清洗机自带空盒输送带上；

步骤十一，单一循环完成，每次循环都在同时无间断进行；

以上步骤由清洗烘干机、料框、料框定位机、空盒回流输送线、料盒、料盒上料机构、分选机、分选机料框、料盒定位平台、料盒旋转输送线、空盒输送线、料盒与空框提取机构、空框回流输送线、清洗烘干机传输线来实现，清洗烘干机传输线从清洗烘干机中间穿过并延长至离分选机端面0.9m的距离，料框定位机放在清洗烘干机传输线后端两条尼龙链条的下方相应位置，料框定位机、料盒旋转输送线、空框回流输送线都与料盒与空框提取机构相连，料盒定位平台、料盒与空框提取机构都与料盒旋转输送线相连，空盒回流输送线、料盒定位平台、分选机、分选机料框都与料盒上料机构相连，料盒定位平台、空盒输送线都与空盒回流输送线相连，料框与清洗烘干机传输线相连，这样达到自动化生产的功能，其中：

料框定位机包括碎片收集模块、顶爪与平齐爪机构、右侧推板、右推气缸、后端定位机构、等待阻挡机构、阻挡气缸、料框定位机架、前端定位机构、左侧推板，碎片收集模块固定在料框定位机架上，三套顶爪与平齐爪机构安装在料框定位机架上，右侧推板、右推气缸、左侧推板分别安装在料框定位机架的两侧，后端定位机构与前端定位机构分别安装在料框定位机架的前后两端，等待阻挡机构、阻挡气缸都与料框定位机架相连，等待阻挡机构位于阻挡气缸的上方，用来完成步骤二和步骤三的工作内容，但要完成这些工作内容就必须要步骤一中清洗烘干机传输线将料框输送到料框定位的相应位置；

料盒与空框提取机构包括机器人手指、机架、第一X轴模组、第一Z轴模组、第一拖链机构，机器人手指安装在第一Z轴模组的滑块上，第一Z轴模组安装在第一X轴模组的滑块上，第一X轴模组整体固定在机架上，第一X轴模组、第一Z轴模组都与第一拖链机构相连，用来完成步骤四的工作内容；

料盒旋转输送线包括旋转输送机架、第一输送电机、旋转机构、第一旋转气缸、尼龙链条、顶出气缸，第一输送电机固定在输送机架上，两条尼龙链条与旋转输送机架相连，第一旋转气缸、顶出气缸都固定在旋转输送机架上，第一旋转气缸、顶出气缸都与旋转机构相连，用来完成步骤五工作内容与步骤六中部分工作内容；

料盒定位平台包括支架、定位平台板、定位靠板、定位导向板、定位推板机构，定位平台板与两个支架相连，定位靠板、定位导向板、定位推板机构都固定在定位平台板上，定位导向板、定位推板机构分别位于定位靠板的两侧，用来完成步骤六中料盒定位这部分工作内容；

料盒上料机构包括第二Z轴模组、第二X轴模组、Y轴模组、第二拖链机构、主机架、支撑柱、机械爪手、宽口机械夹、力传感器、第二旋转气缸、上料机器人手指，主机架与四根支撑柱相连形成了龙门机架，第二X轴模组与Y轴模组相连，第二Z轴模组安装在第二X轴模组的滑块上，这样形成了一套X轴、Y轴、Z轴的三轴联动系统，力传感器安装在机械爪手上，机械爪手安装在宽口机械夹上，宽口机械夹安装在第二旋转气缸上，第二旋转气缸安装在上料机器人手指上，上料机器人手指安装在第二Z轴模组上，第二X轴模组、Y轴模组都与第二拖链机构相连，用来完成步骤七与步骤九中的工作内容；由于上料的位置有六个，所以必须通过步骤八中分选机料架位置移动才可以达到分选机中两列料架换动上料与工作；

空盒回流输送线包括空盒输送机架、空盒输送皮带、左侧挡板、右侧挡板、推盒气缸、空盒导槽、推盒滑动机构、第二输送电机、推盒板、空盒挡板，空盒输送机架与空盒输送皮带相连，左侧挡板、右侧挡板都固定在空盒输送机架上，第二输送电机固定在空盒输送机架上，推盒气缸、推盒板都安装在推盒滑动机构上，推盒滑动机构固定在空盒输送机架上，推盒气缸与空盒导槽相连，推盒板与空盒挡板相连，用来完成步骤十中工作内容。

优选地，所述步骤二包括以下步骤：

步骤二十，料框定位机需要安装在清洗烘干机传输线中两条尼龙链条下的相应位置；

步骤二十一，料框通过清洗烘干机传输线输送到料框定位机上方；

步骤二十二，料框先靠到料框定位机中的前端定位机构，然后通过前端的传感器检测到位，后端定位机构将料框进行前后定位，再通过右侧推板、右推气缸在两侧作用下对料框进行左右定位，这样料框就完成了前后左右的精准定位；

步骤二十三，当已有料框在料框定位机上进行定位的过程中，对于清洗烘干机传输线输送过来的下一料框通过等待阻挡机构在阻挡气缸的作用下进行阻挡等待，使得料框进行有序工作。

优选地，所述步骤三包括以下步骤：

步骤三十，要等料框完成了前后左右的精准定位，并有序工作后才进行工作；

步骤三十一，料框完成了前后左右的精准定位后，顶爪与平齐爪机构将依次将料框中九盒料盒分了三排有序顶起与平齐，每次顶起三盒料盒，具体的顶起与平齐顺序根据现场的实际需求去编排。

优选地，所述步骤四包括以下步骤：

步骤四十，料盒与空框提取机构要安装在料框定位机与料盒旋转输送线相应可以达到料盒与空框提取机构中，且机器人手指有利抓放料盒的位置；

步骤四十一，料盒与空框提取机构位置放好后，料盒与空框提取机构通过机器人手指在第一X轴模组与第一Z轴模组的联动作用下，一次抓取料框定位机中顶爪与平齐爪机构顶起与平齐的三盒料盒，提取移动放到料盒旋转输送线中尼龙链条上。

优选地，所述步骤五包括以下步骤：

步骤五十，将料盒旋转输送线安装在料盒与空框提取机构中机器人手指有利放置料盒的位置，且要对料盒定位平台进行有效对接的位置；

步骤五十一，料盒旋转输送线的位置放好后，料盒与空框提取机构中机器人手指抓取放置在尼龙链条上的料盒通过第一输送电机的带动输送到旋转机构的上方，并通过传感器检测到位；

步骤五十二，传感器检测到位后，旋转机构在第一旋转气缸的作用下，对料盒进行90度旋转，旋转方向为顺时针方向。

优选地，所述步骤六包括以下步骤：

步骤六十，将料盒旋转输送线与料盒定位平台进行相应有效的位置对接；

步骤六十一，料盒旋转好后，顶出气缸将料盒推到定位平台板上，并且料盒退出后，旋转机构在第一旋转气缸的作用下对料盒进行有序旋转好后推出；

步骤六十二，定位平台板得到料盒后，在传感器的检测下，通过定位靠板、定位导向板与定位推板机构三者的作用对料盒进行精准定位。

优选地，所述步骤七包括以下步骤：

步骤七十，将料盒上料机构安装在料盒定位平台与分选机料框相应位置，使得料盒上料机构的机械爪手可以将在料盒定位平台定位好的料盒抓放到分选机料框上的六个位置上；

步骤七十一，料盒上料机构位置放置好后，机械爪手通过上料机器人手指在第二Z轴模组、第二X轴模组、Y轴模组三模组组成的三轴联动作用下，将料盒定位平台定位好的料盒放入分选机料框的六个空格中，其中分选机料框分两列，一列有三个空格，料盒塞满一列算完成一个动作；

步骤七十二，然后结合步骤八，分选机供料架中两料架位置移位好后，机械爪手再抓取料盒上分选机料框的另外一列。

优选地，所述步骤九包括以下步骤：

步骤九十，将空盒回流输送线安装在料盒上料机构、料盒定位平台、分选机料框相应位置，使得料盒上料机构的机械爪手可以将空盒有效放到空盒回流输送线上，料盒定位平台可以有效安装在空盒回流输送线的空盒输送机架上；

步骤九十一，料盒上料机构中的机械爪手通过上料机器人手指在第二Z轴模组、第二X轴模组、Y轴模组三模组组成的三轴联动作用下，将分选机料框中工作完的料盒形成的空盒抓出来，机械爪手通过第二Z轴模组下放到可以旋转的位置，通过料盒上料机构中的第二旋转气缸将空盒顺时针旋转90度，然后通过第二Z轴模组在下放到空盒回流输送线中的空盒输送皮带上；

步骤九十二，空盒通过空盒输送皮带在第二输送电机带动下，一直到空盒挡板的位置，然后通过传感器到位检测。

优选地，步骤十包括以下步骤：

步骤一百，将空盒回流输送线与空盒输送线做好对接；

步骤一百零一，传感器检测到位后，通过推盒板在推盒气缸、空盒导槽、推盒滑动机构三者的作用下，将空盒从空盒回流输送线中的空盒输送皮带上推到空盒输送线的输送皮带上。

本发明的积极进步效果在于：本发明能够提高使用效率，提高生产效率，提高准确率，降低成本，结构简单，增强稳定性。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为本发明的硅片分选机器人系统的结构示意图。

图3A为本发明的料盒定位机一侧的结构示意图。

图3B为本发明的料盒定位机另一侧的结构示意图

图4为本发明的料盒与空框提取机构的结构示意图。

图5为本发明的料盒旋转输送线的结构示意图。

图6为本发明的料盒定位平台的结构示意图。

图7为本发明的料盒上料机构的结构示意图。

图8为本发明的空盒回流输送线的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1所示，本发明硅片分选上下料机器人系统的使用方法包括以下步骤：

步骤一，料框从清洗烘干输送线送料；

步骤二，料框定位机构定位与下料框等待；

步骤三，每排三盒共计三排依次顶爪；

步骤四，机器人手指一次三盒抓出料盒，料框中料盒提取完后，机器人手指要将空框从料框定位机上搬到空框回流线上；

步骤五，料盒放到料盒旋转输送线上输送并旋转；

步骤六，料盒依次排队旋转并推入料盒定位机构上定位；

步骤七，上料机器人手指抓取料盒放入分选机供料架(三盒满一料架)；

步骤八，分选机供料架中两料架位置移位；

步骤九，上料机器人手指抓取空盒，旋转90度放到空盒回流输送线上；

步骤十，空盒回流输送线输送空盒到顶出位置，并推到清洗机自带空盒输送带上；

步骤十一，单一循环完成，每次循环都在同时无间断进行。

如图2至图8所示，所述以上步骤由清洗烘干机1、料框2、料框定位机3、空盒回流输送线4、料盒5、料盒上料机构6、分选机7、分选机料框8、料盒定位平台9、料盒旋转输送线10、空盒输送线11、料盒与空框提取机构12、空框回流输送线13、清洗烘干机传输线15来实现，清洗烘干机传输线15从清洗烘干机1中间穿过并延长离至分选机7端面0.9m的距离，料框定位机3放在清洗烘干机传输线15后端两条尼龙链条的下方相应位置，料框定位机3、料盒旋转输送线10、空框回流输送线13都与料盒与空框提取机构12相连，料盒定位平台9、料盒与空框提取机构12都与料盒旋转输送线10相连，空盒回流输送线4、料盒定位平台9、分选机7、分选机料框8都与料盒上料机构6相连，料盒定位平台9、空盒输送线11都与空盒回流输送线4相连，料框2与清洗烘干机传输线15相连，这样达到自动化生产的功能，其中：

料框定位机3包括碎片收集模块21、顶爪与平齐爪机构22、右侧推板23、右推气缸24、后端定位机构26、等待阻挡机构27、阻挡气缸28、料框定位机架29、前端定位机构30、左侧推板31，碎片收集模块21固定在料框定位机架29上，三套顶爪与平齐爪机构22安装在料框定位机架29上，右侧推板23、右推气缸24、左侧推板31分别安装在料框定位机架29的两侧，后端定位机构26与前端定位机构30分别安装在料框定位机架29的前后两端，等待阻挡机构27、阻挡气缸28都与料框定位机架29相连，等待阻挡机构27位于阻挡气缸28的上方，用来完成步骤二和步骤三的工作内容，但要完成这些工作内容就必须要步骤一中清洗烘干机传输线15将料框2输送到料框定位的相应位置；

料盒与空框提取机构12包括机器人手指35、机架36、第一X轴模组37、第一Z轴模组38、第一拖链机构39，机器人手指35安装在第一Z轴模组38的滑块上，第一Z轴模组38安装在第一X轴模组37的滑块上，第一X轴模组37整体固定在机架36上，第一X轴模组37、第一Z轴模组38都与第一拖链机构39相连，用来完成步骤四的工作内容；

料盒旋转输送线10包括旋转输送机架41、第一输送电机42、旋转机构43、第一旋转气缸44、尼龙链条45、顶出气缸46，第一输送电机42固定在输送机架41上，两条尼龙链条45与旋转输送机架41相连，第一旋转气缸44、顶出气缸46都固定在旋转输送机架41上，第一旋转气缸44、顶出气缸46都与旋转机构43相连，用来完成步骤五工作内容与步骤六中部分工作内容；

料盒定位平台9包括支架51、定位平台板52、定位靠板53、定位导向板54、定位推板机构55，定位平台板52与两个支架51相连，定位靠板53、定位导向板54、定位推板机构55都固定在定位平台板52上，定位导向板54、定位推板机构55分别位于定位靠板53的两侧，用来完成步骤六中料盒定位这部分工作内容；

料盒上料机构6包括第二Z轴模组59、第二X轴模组60、Y轴模组61、第二拖链机构62、主机架63、支撑柱64、机械爪手65、宽口机械夹66、力传感器67、第二旋转气缸68、上料机器人手指69，主机架63与四根支撑柱64相连形成了龙门机架，第二X轴模组60与Y轴模组61相连，第二Z轴模组59安装在第二X轴模组60的滑块上，这样形成了一套X轴、Y轴、Z轴的三轴联动系统，力传感器67安装在机械爪手65上，机械爪手65安装在宽口机械夹66上，宽口机械夹66安装在第二旋转气缸68上，第二旋转气缸68安装在上料机器人手指69上，上料机器人手指69安装在第二Z轴模组59上，第二X轴模组60、Y轴模组61都与第二拖链机构62相连，用来完成步骤七与步骤九中的工作内容；由于上料的位置有六个，所以必须通过步骤八中分选机料架位置移动才可以达到分选机中两列料架换动上料与工作；

空盒回流输送线4包括空盒输送机架71、空盒输送皮带72、左侧挡板73、右侧挡板74、推盒气缸75、空盒导槽76、推盒滑动机构77、第二输送电机78、推盒板79、空盒挡板80，空盒输送机架71与空盒输送皮带72相连，左侧挡板73、右侧挡板74都固定在空盒输送机架71上，第二输送电机78固定在空盒输送机架71上，推盒气缸75、推盒板79都安装在推盒滑动机构77上，推盒滑动机构77固定在空盒输送机架71上，推盒气缸75与空盒导槽76相连，推盒板79与空盒挡板80相连，用来完成步骤十中工作内容。

所述步骤一由料框2输送到清洗烘干机1中对硅片进行清洗与烘干好后，再通过清洗烘干机传输线15输送往料框定位机3，这部分是客户现场提供的工作内容。

所述步骤二包括以下步骤：

步骤二十，料框定位机3需要安装在清洗烘干机传输线15中两条尼龙链条45下的相应位置；

步骤二十一，料框2通过清洗烘干机传输线15输送到料框定位机3上方；

步骤二十二，料框2先靠到料框定位机3中的前端定位机构30，然后通过前端的传感器检测到位，后端定位机构26将料框进行前后定位，再通过右侧推板23、右推气缸24在两侧作用下对料框进行左右定位，这样料框2就完成了前后左右的精准定位；

步骤二十三，当已有料框2在料框定位机3上进行定位的过程中，对于清洗烘干机传输线15输送过来的下一料框2通过等待阻挡机构27在阻挡气缸28的作用下进行阻挡等待，使得料框2进行有序工作。

所述步骤三包括以下步骤：

步骤三十，要等料框2完成了前后左右的精准定位，并有序工作后才进行工作；

步骤三十一，料框2完成了前后左右的精准定位后，顶爪与平齐爪机构22将依次将料框中九盒料盒5分了三排有序顶起与平齐，每次顶起三盒料盒5，具体的顶起与平齐顺序根据现场的实际需求去编排。

所述步骤四包括以下步骤：

步骤四十，料盒与空框提取机构12要安装在料框定位机3与料盒旋转输送线10相应可以达到料盒与空框提取机构12中，且机器人手指35有利抓放料盒5的位置；

步骤四十一，料盒与空框提取机构12位置放好后，料盒与空框提取机构12通过机器人手指35在第一X轴模组37与第一Z轴模组38的联动作用下，一次抓取料框定位机3中顶爪与平齐爪机构22顶起与平齐的三盒料盒5，提取移动放到料盒旋转输送线10中尼龙链条45上。

所述步骤五包括以下步骤：

步骤五十，将料盒旋转输送线10安装在料盒与空框提取机构12中机器人手指35有利放置料盒5的位置，且要对料盒定位平台9进行有效对接的位置；

步骤五十一，料盒旋转输送线10的位置放好后，料盒与空框提取机构12中机器人手指35抓取放置在尼龙链条45上的料盒5通过第一输送电机42的带动输送到旋转机构43的上方，并通过传感器检测到位；

步骤五十二，传感器检测到位后，旋转机构43在第一旋转气缸44的作用下，对料盒5进行90度旋转，旋转方向为顺时针方向。

所述步骤六包括以下步骤：

步骤六十，将料盒旋转输送线10与料盒定位平台9进行相应有效的位置对接；

步骤六十一，料盒5旋转好后，顶出气缸46将料盒推到定位平台板52上，并且料盒5退出后，旋转机构43在第一旋转气缸44的作用下对料盒5进行有序旋转好后推出；

步骤六十二，定位平台板52得到料盒后，在传感器的检测下，通过定位靠板53、定位导向板54与定位推板机构55三者的作用对料盒5进行精准定位。

所述步骤七包括以下步骤：

步骤七十，将料盒上料机构6安装在料盒定位平台9与分选机料框8相应位置，使得料盒上料机构6的机械爪手65可以将在料盒定位平台9定位好的料盒5抓放到分选机料框8上的六个位置上；

步骤七十一，料盒上料机构6位置放置好后，机械爪手65通过上料机器人手指69在第二Z轴模组59、第二X轴模组60、Y轴模组61三模组组成的三轴联动作用下，将料盒定位平台9定位好的料盒5放入分选机料框8的六个空格中，其中分选机料框8分两列，一列有三个空格，料盒5塞满一列算完成一个动作；

步骤七十二，然后结合步骤八，分选机供料架中两料架位置移位好后，机械爪手65再抓取料盒5上分选机料框8的另外一列。

所述步骤八为了分选机料框8一列工作一列上料盒5的作用。

所述步骤九包括以下步骤：

步骤九十，将空盒回流输送线4安装在料盒上料机构6、料盒定位平台9、分选机料框8相应位置，使得料盒上料机构6的机械爪手65可以将空盒有效放到空盒回流输送线4上，料盒定位平台9可以有效安装在空盒回流输送线4的空盒输送机架71上；

步骤九十一，料盒上料机构6中的机械爪手65通过上料机器人手指69在第二Z轴模组59、第二X轴模组60、Y轴模组61三模组组成的三轴联动作用下，将分选机料框8中工作完的料盒5形成的空盒抓出来，机械爪手65通过第二Z轴模组59下放到可以旋转的位置，通过料盒上料机构6中的第二旋转气缸68将空盒顺时针旋转90度，然后通过第二Z轴模组59在下放到空盒回流输送线4中的空盒输送皮带72上；

步骤九十二，空盒通过空盒输送皮带72在第二输送电机78带动下，一直到空盒挡板的位置，然后通过传感器到位检测。

步骤十包括以下步骤：

步骤一百，将空盒回流输送线4与空盒输送线11做好对接；

步骤一百零一，传感器检测到位后，通过推盒板79在推盒气缸75、空盒导槽76、推盒滑动机构77三者的作用下，将空盒从空盒回流输送线4中的空盒输送皮带72上推到空盒输送线11的输送皮带上。

以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。