取晶棒機(jī)器人探討+請(qǐng)教

1013007228

一、要求：       滿(mǎn)足單晶硅爐產(chǎn)品夾取——翻轉(zhuǎn)90°——水平放置動(dòng)作。

二、單晶硅爐分類(lèi)以及硅棒特性：
1 Y- p5 [* e; ^3 ?, W/ o6 u* z      1、大開(kāi)門(mén)式：門(mén)寬280mm，硅棒直徑110-210mm，大部分直徑在160mm，硅棒最大重量100KG；
      2、小開(kāi)門(mén)式：門(mén)寬200mm，硅棒直徑80-108mm，硅棒最大重量40KG；
. N# @6 Y8 T+ C/ h+ e( W      3、升降式：硅棒最大重量150KG；
      4、硅棒表面比較光滑，硅棒出爐時(shí)的溫度在350-400℃，硅棒徑向受力有限。
/ `/ _) G- I  _( }: Z% Y# K* f# k
4 U# _5 O4 ]! G) ]' C* ?/ Y5 T三、深入分析：
       按硅爐的形式做了如下分析：
$ K  H6 x, F: M9 w( Q5 e      1、開(kāi)門(mén)式硅爐取棒：硅棒存在爐內(nèi)，需要機(jī)械手伸進(jìn)硅爐內(nèi)夾緊硅棒后平移取出，由于晶棒下端沒(méi)有空間，難以形成硅棒中間夾緊下方托舉的動(dòng)作，這樣就會(huì)需要機(jī)械手末端的夾緊力與硅棒表面產(chǎn)生的摩擦力來(lái)平衡整個(gè)硅棒的重量，這樣對(duì)夾緊力要求比較高，而且硅棒表面粗糙度值低。另外一個(gè)難點(diǎn)在于開(kāi)門(mén)式硅爐門(mén)的寬度有限，硅棒的最大直徑比較接近門(mén)寬，根據(jù)上面的數(shù)據(jù)，大開(kāi)門(mén)式硅棒最大尺寸210mm，門(mén)寬只有280mm，意思就是單側(cè)間隙只有35mm，這個(gè)35mm得包含機(jī)械手末端手指的厚度以及機(jī)械手夾緊的單側(cè)行程，這種情況下以本人目前的認(rèn)知是做不了（希望牛人指點(diǎn)一二先撇開(kāi)這種情況，大部分硅棒直徑情況下單側(cè)間隙在50-60mm之間，這種情況下留給機(jī)械手的空間也非常有限，隨之而來(lái)帶來(lái)的問(wèn)題是機(jī)械手的定位，意思就是如何做定位導(dǎo)向使得機(jī)械手伸入硅爐時(shí)位置在硅棒外沿和硅爐內(nèi)壁之間的間隙，這是一個(gè)難點(diǎn)。
      2、升降式硅爐取棒：升降式硅爐在硅棒成型后，上面的爐室會(huì)帶著硅棒一起上升到一定高度，達(dá)到一定高度后整體向外旋轉(zhuǎn)，然后硅棒再爐室下端慢慢降下來(lái)。這樣一來(lái)，硅棒的底部是有空間實(shí)現(xiàn)托舉，可以承受硅棒的大部分重量，此時(shí)機(jī)械手主要作用就是扶穩(wěn)硅棒防止其傾倒，但是夾緊力還需需要的，因?yàn)榉�轉(zhuǎn)90°時(shí)還是需要夾緊力來(lái)維持硅棒不滑落。對(duì)比開(kāi)門(mén)式硅爐，個(gè)人認(rèn)識(shí)升降式的更好做，至少不需要機(jī)械手伸長(zhǎng)，不需要機(jī)械手定位導(dǎo)向伸進(jìn)爐室。
! r1 w( T6 ?" G& P% W8 X9 N
四、總體方案：
* t6 s& T0 c/ a      1、開(kāi)門(mén)式：車(chē)體部分借用現(xiàn)有的液壓推高叉車(chē)，可以考慮找廠家定制（支撐架和操作臺(tái)位置做調(diào)整保證單人操作不影響視線(xiàn)）。堆高叉車(chē)可以實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)，載重在1000KG左右，滿(mǎn)足工況要求。通過(guò)轉(zhuǎn)接板融合機(jī)械手部分結(jié)構(gòu)。液壓推高車(chē)的液壓系統(tǒng)可以給后端機(jī)械手的伸縮和夾緊提供動(dòng)力源。
a、機(jī)械手的上下移動(dòng)——通過(guò)液壓推高叉車(chē)來(lái)實(shí)現(xiàn)
2 A: ~! N3 A: Z: }5 S4 f7 Nb、機(jī)械手的伸縮——通過(guò)液壓缸和導(dǎo)桿實(shí)現(xiàn)
" ?5 p* Z* [& m3 b: jc、翻轉(zhuǎn)90°——通過(guò)旋轉(zhuǎn)器實(shí)現(xiàn)
7 r# y! t) P8 l! |6 ad、夾緊力大小保證——通過(guò)溢流閥控制壓力從而保證夾緊力最大值
e、托舉動(dòng)作——由于開(kāi)門(mén)式爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，無(wú)法先托后夾，考慮先夾后托？還是想辦法從托盤(pán)結(jié)構(gòu)上做文章？還式不托只靠夾？擔(dān)心夾緊力太大把硅棒夾壞
f、最難的機(jī)械手定位我暫時(shí)還沒(méi)有想到很好的方案，僅通過(guò)機(jī)械做導(dǎo)向感覺(jué)比較困難，估計(jì)得需要借助視覺(jué)、傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)，不知道對(duì)不對(duì)，請(qǐng)大佬指導(dǎo)指導(dǎo)。

      2、升降式：車(chē)體部分也是借用現(xiàn)有的液壓推高叉車(chē)，大致和上面一樣，機(jī)械手不需要伸縮動(dòng)作。
% i, d1 o- Z/ J# ma、機(jī)械手的上下移動(dòng)——通過(guò)液壓推高叉車(chē)來(lái)實(shí)現(xiàn)
b、托舉動(dòng)作——通過(guò)齒輪齒條實(shí)現(xiàn)托盤(pán)的移動(dòng)和定位（適應(yīng)不同長(zhǎng)度晶棒）
c、翻轉(zhuǎn)90°——通過(guò)旋轉(zhuǎn)器實(shí)現(xiàn)
8 i/ o* N- [  @& M7 O
' A- |# b6 i" \' i+ T* e# g* ~8 ?d、夾緊力大小保證——通過(guò)溢流閥控制壓力從而保證夾緊力最大值
  c' V5 i8 n0 X
; b: t$ m+ E/ k+ n: s. c( n: Y
: f- K7 T& S" A- w! T  ]& ^
       本人16年碩士畢業(yè)一直在大型安防公司做結(jié)構(gòu)工程師，今年年中剛跳槽去了一家有機(jī)器人部門(mén)的公司，先從省力搬運(yùn)機(jī)器人做起，之前這方面的經(jīng)驗(yàn)有限，也不知道上面分析的合不合理，另外還請(qǐng)路過(guò)的大佬給點(diǎn)建議，本人非常感謝�。�！
9 R& r" E' N2 a9 l

( `+ B" a2 j4 j& T. A. [, h, w

- b6 ~+ F. T7 M+ s3 l# K6 I. h
; p% {  h. q  j' @, }- |( w7 J
2 @$ ]9 l  `. `# X4 x5 K
  P7 k1 H& G6 S5 }
  E4 t0 y- V9 d% k2 }  I
* c  A7 x# l- a2 u5 A9 F5 f

459827194

6寸的吧   這個(gè)物料價(jià)值非常高，  取的大多數(shù)還是人工+輔助設(shè)備方式，  要考慮的因此太多  單晶比較脆  加持不好易裂