CN108624862A - 一种应用于ZnO MOCVD设备的自动化工艺生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种应用于ZnO MOCVD设备的自动化工艺生产线，包括使ZnO MOCVD设备完成其上下料需求的机器人、石墨盘分割器及推送系统、石墨盘视觉定位系统、外延片视觉系统、外延片上下料工作台、PLC控制系统，所述ABB机器人进行自动上下料；所述石墨盘分割器及推送系统用于定位石墨盘和固定石墨盘推送位置，所述石墨盘视觉定位系统包括传感器和计时器，外延片成型完成后，石墨盘随机放置在分割器上，所述传感器用于检测所述生长完成的石墨盘退出，经过视觉定位石墨盘的方向，所述计时器用于记录所述外延片到达石墨盘停留的时间；以解决现有的MOCVD设备生产线技术运输效率低下的问题。
Description
技术领域
本发明涉及自动化工艺、视觉检测自动化和机械手控制系统领域，特别是涉及一种应用于ZnO MOCVD设备的自动化工艺生产线。
背景技术
在生产过程自动化技术出现之前，工厂操作员必须人工监测设备性能指标和产品质量，以确定生产设备处于最佳运行状态，而且必须在停机时才能实施各种维护，这降低了工厂运营效率，且无法保障操作安全。生产过程自动化系统除了能够采集和处理信息，还能自动调节各种设备，优化生产。在必要时，工厂操作员可以中止自动化系统，进行手动操作。
视觉检测就是用机器代替人眼来做测量和判断。视觉检测是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种，将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。是用于生产、装配或包装的有价值的机制。它在检测缺陷和防止缺陷产品被配送到消费者的功能方面具有不可估量的价值。
机械手是在自动化生产过程中发展起来的一种新型装置，广泛应用于工业生产和其他领域。可编程控制器(PLC)已在工业生产过程中得到广泛的应用。机械手控制系统搭载PLC程序。此机械运用到了步进电机、直流电机驱动和气压传动，能够使机械手满足控制要求，实现机械手的动作顺序安排。通过PLC的软件程序控制各电磁阀，驱动气缸动作，给出一定的脉冲驱动步进电机，从而控制机械手的动作。开发的物料搬运机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。
但是在现有的ZnO MOCVD设备生产线上，人力付出较多，不仅需要较多人力，而且工作量十分大，这就大大增加了劳动成本，降低了运输的效率。
发明内容
本发明是鉴于上述问题作出的，通过提供一种应用于ZnO MOCVD设备的自动化工艺生产线。使该生产线能减少人力，降低劳动成本，完成高效的运输。具体的，包括MOCVD换料仓，所述MOCVD换料仓内设有石墨盘，所述MOCVD换料仓一侧设有窗口，所述石墨盘下方设有石墨盘分割器及推送系统，所述石墨盘分割器及推送系统用于定位石墨盘和固定石墨盘推送位置，所述MOCVD换料仓周围与所述窗口同侧的方向设有料盒换料工作台，所述料盒换料工作台上以气动锁紧料盒的方式设有气动件，所述料盒换料工作台的周围以将料盒中的外延片吸取并放置到石墨盘上的方式设有机器人，所述MOCVD换料仓上设有PLC控制系统，所述PLC控制系统用于控制所述机器人动作。
优选的，所述料盒换料工作台上设有外延视觉定位系统，所述外延视觉定位系统设在所述机器人与石墨盘之间的机器人移动路径上。
优选的，所述外延视觉定位系统包括外延传感器和外延计时器，所述外延传感器用于所述机器人将外延片吸取并放置在外延视觉定位系统上时，辨别出外延片缺口的位置，所述外延计时器用于记录所述外延片到达石墨盘停留的时间。
优选的，所述石墨盘周围的MOCVD换料仓内设有石墨盘视觉定位系统。
优选的，所述石墨盘视觉定位系统包括传感器和计时器，所述传感器用于检测生长完成的石墨盘退出，经过石墨盘视觉定位系统定位石墨盘的方向，所述计时器用于记录外延片到达石墨盘停留的时间。
优选的，所述机器人包括基座、移动部和控制部，所述移动部与控制部连接，所述移动部以使机器人在三维空间灵活运动的方式设在基座上，所述控制部以控制机器人完成上下料过程中复杂动作的方式与移动部连接。
优选的，所述移动部包括臂旋转、臂前后和臂上下，所述臂旋转转动连接基座，所述臂前后与所述臂旋转转动连接，所述臂上下设在所述臂前后上远离臂旋转的一端，且与所述臂前后转动连接。
优选的，所述控制部包括腕旋转、腕弯曲和腕扭转，所述腕旋转一端与所述臂上下连接，另一端与所述腕弯曲连接，所述腕扭转设在所述腕弯曲上远离腕旋转的一端。
优选的，所述料盒内设有若干外延片凹槽，用于放置外延片。
本发明还提供了一种自动化工艺生产线的工作步骤，包括以下步骤，
S1、人工将装有外延片的料盒放置在料盒换料工作台上，气动件将料盒锁紧；
S2、机器人将外延片吸取并放置在外延视觉定位系统上，辨别出缺口位置；
S3、机器人将经过辨别的外延片陆续放置到石墨盘上；
S4、石墨盘进入反应腔进行生长；
S5、生长完成石墨盘退出，经过石墨盘视觉定位系统定位石墨盘的方向；
S6、机器人吸取生长完成的外延片，并陆续放置到空的料盒上；
S7、人工将装满的料盒拿走进入下一道工序。
有益效果
自动化控制技术使机器人可以完成以前无法完成的复杂装配过程。利用机器人的简单功能来运输对象。通过为机器人装配手臂工具的适当端部(例如，抓手)，机器人可以高效、准确地将产品从一个位置移动到另一个位置。通过使用ABB机器人可以减少人力，降低劳动力成本。ABB机器人可以消除工业环境中对危险、乏味或疲劳劳动的需求。
附图说明
图1是表示实施例的自动化工艺生产线的ABB机器人的结构示意图。
图2是表示实施例的自动化工艺生产线的ABB机器人的左视图。
图3是表示实施例的自动化工艺生产线的ABB机器人的基座俯视图。
图4是表示实施例的自动化工艺生产线的ABB机器人的腕扭转角度视图。
图5是表示实施例的自动化工艺生产线的ABB机器人的俯视图。
图6是表示实施例的轨道式蚀刻机设备的料盒。
图7是表示实施例的ZnO MOCVD设备的外延片的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
实施例
如图1至7所示，本实施例提供了一种应用于ZnO MOCVD设备的自动化工艺生产线，包括MOCVD换料仓1，
所述MOCVD换料仓1内设有石墨盘2，所述MOCVD换料仓1一侧设有窗口，所述石墨盘2下方设有石墨盘分割器及推送系统21，所述石墨盘分割器及推送系统21用于定位石墨盘2和固定石墨盘2的推送位置，所述MOCVD换料仓1周围与所述窗口同侧的方向设有料盒换料工作台3，所述料盒换料工作台3上以气动锁紧料盒的方式设有气动件，所述料盒换料工作台3的周围以将料盒中的外延片，吸取并放置到石墨盘2上的方式设有机器人，所述MOCVD换料仓1上设有PLC控制系统，所述PLC控制系统用于控制所述机器人动作。
所述外延片为ZnO片。
所述PLC控制系统包括信号采集模块和指令发送模块，所述PLC控制系统的采用离线编程，对机器人进行快速调试，进行信息采集与指令、送并控制臂旋转32水平方位移动、臂前后33竖直方位移动以及臂上下34、腕旋转35、腕弯曲36和腕扭转37完成复杂的动作。
所述机器人为ABB机器人。
所述料盒换料工作台3上设有外延视觉定位系统4，所述外延视觉定位系统4设在所述机器人与石墨盘2之间的机器人移动路径上。
由于外延片ZnO有缺口，形状不对称，因此对于随机放置在料盒中的外延片需要用外延视觉定位系统4加以定位。
所述外延视觉定位系统4包括外延传感器和外延计时器，所述外延传感器用于所述机器人将外延片吸取并放置在外延视觉定位系统4上时，辨别出外延片缺口的位置，所述外延计时器用于记录所述外延片到达石墨盘2停留的时间。
所述石墨盘2周围的MOCVD换料仓1内设有石墨盘视觉定位系统5。
所述石墨盘视觉定位系统5包括传感器和计时器，所述传感器用于检测生长完成的石墨盘退出，经过石墨盘视觉定位系统5定位石墨盘的方向，所述计时器用于记录外延片到达石墨盘停留的时间。
所述机器人包括基座31、移动部和控制部，所述移动部与控制部连接，所述移动部以使机器人在三维空间灵活运动的方式设在基座31上，所述控制部以控制机器人完成上下料过程中复杂动作的方式与移动部连接。
所述移动部包括臂旋转32、臂前后33和臂上下34，所述臂旋转32转动连接基座31，所述臂前后33与所述臂旋转32转动连接，所述臂上下34设在所述臂前后33上远离臂旋转32的一端，且与所述臂前后33转动连接。
臂旋转32坐落在基座31上，可自由旋转±180°。
所述控制部包括腕旋转35、腕弯曲36和腕扭转37，所述腕旋转35一端与所述臂上下34连接，另一端与所述腕弯曲36连接，所述腕扭转37设在所述腕弯曲36上远离腕旋转32的一端。
腕扭转37可自由旋转±360°。以便于抓取外延片的便利，上下料的灵活。
臂上下34可自由旋转﹢150°至-163°。
腕旋转35可自由旋转±270°，腕弯曲36可自由旋转±145°。
上述部件互相协助，共同完成复杂操纵。
所述料盒内设有38个外延片凹槽22，用于放置外延片ZnO。优选外延片凹槽22为圆形。
外延片经ABB机器人抓取后，点击设备启动按钮，即可将其放到石墨盘并放入ZnOMOCVD内生长。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种应用于ZnO MOCVD设备的自动化工艺生产线，其特征在于：包括MOCVD换料仓，所述MOCVD换料仓内设有石墨盘，所述MOCVD换料仓一侧设有窗口，所述石墨盘下方设有石墨盘分割器及推送系统，所述石墨盘分割器及推送系统用于定位石墨盘和固定石墨盘推送位置，所述MOCVD换料仓周围与所述窗口同侧的方向设有料盒换料工作台，所述料盒换料工作台上以气动锁紧料盒的方式设有气动件，所述料盒换料工作台的周围以将料盒中的外延片吸取并放置到石墨盘上的方式设有机器人，所述MOCVD换料仓上设有PLC控制系统，所述PLC控制系统用于控制所述机器人动作。
2.根据权利要求1所述的自动化工艺生产线，其特征在于：所述料盒换料工作台上设有外延视觉定位系统，所述外延视觉定位系统设在所述机器人与石墨盘之间的机器人移动路径上。
3.根据权利要求2所述的自动化工艺生产线，其特征在于：所述外延视觉定位系统包括外延传感器和外延计时器，所述外延传感器用于所述机器人将外延片吸取并放置在外延视觉定位系统上时，辨别出外延片缺口的位置，所述外延计时器用于记录所述外延片到达石墨盘停留的时间。
4.根据权利要求1或2所述的自动化工艺生产线，其特征在于：所述石墨盘周围的MOCVD换料仓内设有石墨盘视觉定位系统。
5.根据权利要求4所述的自动化工艺生产线，其特征在于：所述石墨盘视觉定位系统包括传感器和计时器，所述传感器用于检测生长完成的石墨盘退出，经过石墨盘视觉定位系统定位石墨盘的方向，所述计时器用于记录外延片到达石墨盘停留的时间。
6.根据权利要求1所述的自动化工艺生产线，其特征在于：所述机器人包括基座、移动部和控制部，所述移动部与控制部连接，所述移动部以使机器人在三维空间灵活运动的方式设在基座上，所述控制部以控制机器人完成上下料过程中复杂动作的方式与移动部连接。
7.根据权利要求6所述的自动化工艺生产线，其特征在于：所述移动部包括臂旋转、臂前后和臂上下，所述臂旋转转动连接基座，所述臂前后与所述臂旋转转动连接，所述臂上下设在所述臂前后上远离臂旋转的一端，且与所述臂前后转动连接。
8.根据权利要求7所述的自动化工艺生产线，其特征在于：所述控制部包括腕旋转、腕弯曲和腕扭转，所述腕旋转一端与所述臂上下连接，另一端与所述腕弯曲连接，所述腕扭转设在所述腕弯曲上远离腕旋转的一端。
9.根据权利要求1所述的自动化工艺生产线，其特征在于：所述料盒内设有若干外延片凹槽，用于放置外延片。
10.根据权利要求1所述的自动化工艺生产线的工作步骤，其特征在于：包括以下步骤，S1、人工将装有外延片的料盒放置在料盒换料工作台上，气动件将料盒锁紧；
S2、机器人将外延片吸取并放置在外延视觉定位系统上，辨别出缺口位置；
S3、机器人将经过辨别的外延片陆续放置到石墨盘上；
S4、石墨盘进入反应腔进行生长；
S5、生长完成石墨盘退出，经过石墨盘视觉定位系统定位石墨盘的方向；
S6、机器人吸取生长完成的外延片，并陆续放置到空的料盒上；
S7、人工将装满的料盒拿走进入下一道工序。
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Application publication date: 20181009 |