CN110053969A - 一种机器人自动搬运清洗系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种机器人自动搬运清洗系统及方法，其系统通过利用上料机构中的分离组件将抬升至堆料区顶部的硅晶片与下方相邻的硅晶片进行分离形成缓冲区，使转移硅晶片的抓料机械手在吸附抓取硅晶片时，下方相邻的硅晶片不会被挤压破碎，进而实现硅晶片可以通过真空吸附的方式进行转移，其方法通过利用分离步骤与喷气缓冲步骤将抬升至堆料区顶部的硅晶片与下方相邻的硅晶片进行分离形成缓冲区，使转移硅晶片的抓料机械手在吸附抓取硅晶片时，下方相邻的硅晶片不会被挤压破碎，进而实现硅晶片可以通过真空吸附的方式进行转移，解决硅晶片无法实现自动化转移清洗的技术问题，提高硅晶片的清洗效率与清洗品质。
Description
技术领域
本发明涉及硅晶片加工技术领域，具体为一种机器人自动搬运清洗系统及方法。
背景技术
硅晶片作为一种很好的导电材料，可以广泛地应用在半导体、太阳能电池等技术领域。硅晶片的加工工艺后期一般需要进行倒角、研磨、腐蚀、抛光和清洗等步骤，其中清洗是指对完成加工的硅晶片进行液体清洗去除硅晶片表面的杂质，避免硅晶片表面出现划痕、破裂等情况，因此是非常重要的一个工艺步骤。
然而现有技术中的硅晶片清洗机，操作起来比较复杂，需要人工将硅晶片放置于清洗槽内进行清洗，而硅晶片易碎，人工转移的过程中，极易因拿捏力度的原因出现破碎的情况发生，且人工转移速度慢，工作效率低，但是采用机械抓取，如采用真空吸盘吸附，在吸附的过程中，会挤压硅晶片，导致硅晶片破裂，因此，亟需一种能自动搬运清洗硅晶片的系统以及方法。
中国发明申请号为CN201811292666.3的中国专利公开了一种硅片自分片传送定位系统，包括安装架、上料提升机构、分片机构、传输机构及自定心机构，上料提升机构设置于安装架上，上料提升机构用于带动内部堆叠放置有若干硅片的片盒向上移动；分片机构分片机构设置于所述上料提升机构的后侧；传输机构设置于所述分片机构的后方；自定心机构设置于传输机构一端的上方；通过设置上料提升机构并在硅片承载台上形成硅片堆叠区，若干硅片自然堆叠在硅片堆叠区内并自下而上进行移动至分片机构下方，分片机构与硅片进行接触实现硅片的自动分片，同时由传输机构逐一连续式传输至自定心处实现自定心。
但是，上述专利并未实现硅晶片的自动搬运清洗，且上述专利中的分片机构通过胶管滚动摩擦硅晶片的表面形成分离，极易压碎硅晶片。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种机器人自动搬运清洗系统，其通过利用上料机构中的分离组件将抬升至堆料区顶部的硅晶片与下方相邻的硅晶片进行分离形成缓冲区，使转移硅晶片的抓料机械手在吸附抓取硅晶片时，下方相邻的硅晶片不会被挤压破碎，进而实现硅晶片可以通过真空吸附的方式进行转移，解决硅晶片无法实现自动化转移清洗的技术问题，提高硅晶片的清洗效率与清洗品质。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种机器人自动搬运清洗系统，包括安装平台，该安装平台为方形设置，且该安装平台任意三条侧边均为清洗工位，该清洗工位上均分别安装有清洗装置，其特征在于，还包括设置于所述安装平台剩余一条侧边上的上下料工位以及设置于所述安装平台中部的转移工位；
所述上下料工位上安装有上下料装置，该上下料装置包括可移动的工作台以及安装于该工作台上的上料机构与缓存机构；
所述转移工位上安装有转移装置，该转移装置包括固定设置的安装立柱以及安装于该安装立柱上可转动设置的抓料机械手；
所述抓料机械手自位于所述工作台处的所述上料机构抓取硅晶片后，将该硅晶片转移至任意所述清洗装置内清洗，该硅晶片清洗完成后仍由该抓料机械手抓取复位至对应所述工作台处的所述缓存机构的正上方，所述机械手释放该硅晶片后，由所述缓存机构暂存。
作为改进，所述上下料工位处对称设置有两组所述工作台，且该工作台上均分别设置有两组所述上料机构与缓存机构，所述转移装置位于两组所述工作台之间。
作为改进，所述上料机构包括：
升降组件，所述升降组件贯穿所述工作台设置；
支撑平台，所述支撑平台由所述升降组件驱动沿竖直方向移动设置，其上堆垛有所述硅晶片，且其由若干竖直平行设置的支撑杆组成；
限位组件，所述限位组件包括若干环绕所述支撑平台设置的限位杆，该限位杆滑动安装于所述工作台上，且该限位杆之间的区域形成堆料区；
分层组件，所述分层组件安装于所述堆料区的顶部，其分离位于所述堆料区顶部的硅晶片，使所述堆料区顶部的所述硅晶片与其下方相邻的所述硅晶片形成缓冲区；以及
锁定组件，所述锁定组件安装于所述工作台上，其锁定滑动的所述限位杆。
作为改进，所述限位组件还包括：
限位导向盘，所述限位导向盘转动安装于所述工作台上，其上连接有手柄，且其上设置有圆周等距排列的腰槽，该腰槽与所述限位杆一一对应设置，且所述限位杆的顶部穿过所述腰槽；
滑轨，所述滑轨安装于所述工作台上，其与所述限位杆一一对应设置，且其均指向所述堆料区的中心；以及
滑块，若干的所述滑块均分别滑动设置于对应的所述滑轨上，且其与对应的所述限位杆连接设置。
作为改进，所述分层组件包括：
毛刷，所述毛刷对称设置于所述堆料区的两侧，其与所述堆料区顶部的所述硅晶片抵触设置；以及
喷气嘴，所述喷气嘴设置于所述堆料区的一侧，其位于对称设置的所述毛刷之间。
作为改进，所述锁定组件设置于任意的滑块处，其包括：
锁块，所述锁块与其紧邻的所述滑块一体连接设置，其上设置有竖直滑动的插针；以及
锁定块，所述锁定块设置于所述锁块的正下方，其上设置有与所述插针对应配合的若干的插孔。
作为改进，所述缓存机构包括：
下料容器，所述下料容器安装于所述工作台上，其内盛放有缓冲液体；
出料提手，所述出料提手放置于所述下料容器内，其可拆卸设置；以及
溢水容器，所述溢水容器设置于所述下料容器的正下方，所述下料容器通过与其顶部连通的溢流管，将该下料容器溢出风液体转移至所述溢水容器内。
作为改进，所述的抓料机械手包括：
第一机械臂组件，所述第一机械臂组件安装于所述安装立柱上，其绕该所述安装立柱水平转动设置；
第二机械臂组件，所述第二机械臂组件与所述第一机械臂组件的活动端铰接，其绕该活动端水平转动设置；以及
吸附组件，所述吸附组件安装于所述第二机械臂组件的活动端，其沿竖直方向升降活动设置，且其吸附转移所述硅晶片。
作为改进，所述吸附组件包括对称设置的真空吸盘单元，且任意的所述真空吸盘单元可倾斜设置。
本发明系统的有益效果在于：
(1)本发明通过利用上料机构中的分离组件将抬升至堆料区顶部的硅晶片与下方相邻的硅晶片进行分离形成缓冲区，使转移硅晶片的抓料机械手在吸附抓取硅晶片时，下方相邻的硅晶片不会被挤压破碎，进而实现硅晶片可以通过真空吸附的方式进行转移，解决硅晶片无法实现自动化转移清洗的技术问题，提高硅晶片的清洗效率与清洗品质；
(2)本发明通过利用限位组件对放置于支撑组件上的硅晶片堆垛料进行限位保护，使硅晶片保持较好的垂直度，在输出硅晶片时，硅晶片的输出位置均相同，使硅晶片与两侧毛刷的接触部位的大小均一致，获得的摩擦力大小也相同；
(3)本发明设计的限位组件中的限位杆可以同步外移或者内移，以适应各种不同尺寸硅晶片，且移动均通过手柄带动限位导向盘旋转就可实现，结构巧妙，且限位导向盘的旋转还可以通过指针与刻度实现可视调节；
(4)本发明利用设计的限位组件中的限位杆在调节到位后直接通过一组锁定组件就可以实现四根限位杆的同步固定限位，大大的简化了限位机构的结构；
(5)本发明通过滑动驱动件可以实现工作台的滑动，使硅晶片转移到支撑组件上时，可以将工作台移动到一侧进行硅晶片的补充，操作空间大，更容易补充硅晶片，避免了碰碎硅晶片情况；
(6)本发明利用真空吸盘单元吸取硅晶片进行转移后，在释放硅晶片时，利用盛装有缓冲液体的下料容器盛接硅晶片，同时，通过设置可倾斜的真空吸盘单元，使硅晶片释放时，与液面成一个倾角释放，使硅晶片斜着插入缓冲液体内，较水平的落入缓冲液体内，避免与水槽臂碰撞，避免了刚性触碰使硅晶片破碎。
针对以上问题，本发明提供了一种机器人自动搬运清洗方法，其通过利用分离步骤与喷气缓冲步骤将抬升至堆料区顶部的硅晶片与下方相邻的硅晶片进行分离形成缓冲区，使转移硅晶片的抓料机械手在吸附抓取硅晶片时，下方相邻的硅晶片不会被挤压破碎，进而实现硅晶片可以通过真空吸附的方式进行转移，解决硅晶片无法实现自动化转移清洗的技术问题，提高硅晶片的清洗效率与清洗品质。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种机器人自动搬运清洗方法，包括以下步骤：
步骤一，出料，升降组件带动放置于支撑平台上的硅晶片向上抬升至位于堆料区顶部的毛刷处；
步骤二，分离，抬升至毛刷处的硅晶片与毛刷沿竖直方向往复移动摩擦，使位于堆料区顶部的硅晶片与其下方相邻的硅晶片分离形成缝隙；
步骤三，喷气缓冲，位于堆料区顶部的硅晶片与其下方相邻的硅晶片分离形成缝隙后，由位于毛刷一侧的喷漆嘴对该缝隙喷入气体，形成缓冲区；
步骤四，吸附抓取，吸附组件通过第一机械臂组件与第二机械臂组件的转动配合移动至堆料区的正上方，吸附组件下移通过真空吸盘单元吸附抓取位于堆料区顶部的硅晶片；
步骤五，清洗，完成硅晶片吸附抓取后的吸附组件抬升后，通过第一机械臂组件与第二机械臂组件的转动配合移动至任意清洗装置的正上方，吸附组件带动硅晶片下降至该清洗装置内，将吸附的硅晶片释放在该清洗装置内进行清洗；
步骤六，转移输出，完成清洗后的硅晶片仍由吸附组件下降后吸附抓取，通过第一机械臂组件与第二机械臂组件的转动配合复位至堆料区一侧的缓存机构的正上方；
步骤七，侧放缓存，转移至缓存机构正上方的吸附组件下降，吸附组件中可倾斜的真空吸盘单元与缓存机构中的下料容器的侧壁挤压接触，吸附组件吸附的硅晶片与水平面成倾斜设置，吸附组件释放该硅晶片，该硅晶片与下料容器内的缓冲液体的水平面成倾斜角度插入缓冲液体内，储存于该下料容器内。
本发明方法的有益效果在于：
(1)本发明通过利用分离步骤与喷气缓冲步骤将抬升至堆料区顶部的硅晶片与下方相邻的硅晶片进行分离形成缓冲区，使转移硅晶片的抓料机械手在吸附抓取硅晶片时，下方相邻的硅晶片不会被挤压破碎，进而实现硅晶片可以通过真空吸附的方式进行转移，解决硅晶片无法实现自动化转移清洗的技术问题，提高硅晶片的清洗效率与清洗品质；
(2)本发明通过侧放缓存步骤，将完成清洗后硅晶片，通过吸附组件转移至盛装有缓冲液体的下料容器盛接硅晶片，同时，通过设置可倾斜的真空吸盘单元，使硅晶片释放时，与液面成一个倾角释放，使硅晶片斜着插入缓冲液体内，较水平的落入缓冲液体内，避免与水槽臂碰撞，避免了刚性触碰使硅晶片破碎。
综上所述，本发明具有结构巧妙、硅晶片完整性好、加工效率高等优点，尤其适用于硅晶片自动清洗加工技术领域。
附图说明
图1为本发明立体结构示意图；
图2为本发明工作台立体结构示意图；
图3为图2中A处结构放大示意图；
图4为本发明上料机构立体结构示意图；
图5为本发明上料机构侧视结构示意图；
图6为本发明升降组件立体结构示意图；
图7为本发明限位组件立体结构示意图；
图8为本发明限位组件俯视结构示意图；
图9为本发明上料机构局部结构示意图；
图10为本发明锁定组件立体结构示意图；
图11为本发明缓存机构立体结构示意图；
图12为本发明升降组件与支撑平台连接结构示意图；
图13为本发明出料提手立体结构示意图；
图14为本发明抓料机械手立体结构示意图；
图15为本发明第二机械臂组件立体结构示意图；
图16为本发明吸附组件立体结构示意图
图17为本发明吸附组件剖视结构示意图；
图18为本发明吸附组件正视结构示意图；
图19为本发明吸附组件侧视结构示意图；
图20为本发明吸附组件释放硅晶片工作状态示意图；
图21为本发明识别机构立体结构示意图；
图22为本发明实施例二的方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例一：
如图1至图3所示，一种机器人自动搬运清洗系统，包括安装平台1，该安装平台1为方形设置，且该安装平台1任意三条侧边均为清洗工位10，该清洗工位10上均分别安装有清洗装置2，其特征在于，还包括设置于所述安装平台1剩余一条侧边上的上下料工位11以及设置于所述安装平台1中部的转移工位12；
所述上下料工位11上安装有上下料装置3，该上下料装置3包括可移动的工作台31以及安装于该工作台31上的上料机构32与缓存机构33；
所述转移工位12上安装有转移装置4，该转移装置4包括固定设置的安装立柱41以及安装于该安装立柱41上可转动设置的抓料机械手42；
所述抓料机械手42自位于所述工作台31处的所述上料机构32抓取硅晶片30后，将该硅晶片30转移至任意所述清洗装置2内清洗，该硅晶片30清洗完成后仍由该抓料机械手42抓取复位至对应所述工作台31处的所述缓存机构33的正上方，所述机械手42释放该硅晶片30后，由所述缓存机构33暂存。
其中，所述上下料工位11处对称设置有两组所述工作台31，且该工作台31上均分别设置有两组所述上料机构32与缓存机构33，所述转移装置4位于两组所述工作台31之间。
进一步的，所述工作台31的下方设置有滑动驱动件310，滑动驱动件310可以驱动工作台31沿其安装的机架311进行滑动。
需要说明的是，将硅晶片30放置在上料机构32内后，启动抓料机械手42，抓料机械手42移动从上料机构32处抓取硅晶片30，将硅晶片30转移到清洗装置2内进行清洗加工，清洗完成后，仍由抓料机械手42抓取转移到缓存机构33处进行缓存。
进一步说明的是，设置三组清洗装置2对硅晶片进行清洗，充分利用硅晶片在清洗过程中的工作时间，使抓料机械手42对其余的清洗装置2进行上料与下料，提高加工效率，但本发明清洗装置2的数量并不局限于三组。
此外，清洗装置2中均设置有清洗工件台21，在清洗工件台21的一侧设置有对应的起到定位作用的推板22，该推板22通过气缸驱动，在硅晶片通过抓料机械手42转移到清洗工件台21上后，气缸带动推板22将硅晶片定位在清洗工件台21上。
更进一步说明的是，为了提高加工效率，本发明并排设置两组的上料机构32与缓存机构33，在一组上料机构32与缓存机构33进行出料加工与下料缓存时，另一组的上料机构32与缓存机构33进行硅晶片的补充与输出，两组上料机构32与缓存机构33交替工作，并且在上料机构32与缓冲机构33进行硅晶片的补充与输出时，滑动驱动件310可以驱动工作台31滑动至较空旷的工作环境下进行操作，避免空间狭窄给硅晶片的加工带来的损伤。
如图4至图10所示，作为一种优选的实施方式，所述上料机构32包括：
升降组件321，所述升降组件321贯穿所述工作台31设置；
支撑平台322，所述支撑平台322由所述升降组件321驱动沿竖直方向移动设置，其上堆垛有所述硅晶片30，且其由若干竖直平行设置的支撑杆3221组成；
限位组件323，所述限位组件323包括若干环绕所述支撑平台322设置的限位杆3231，该限位杆3231滑动安装于所述工作台31上，且该限位杆3231之间的区域形成堆料区3230；
分层组件324，所述分层组件324安装于所述堆料区3230的顶部，其分离位于所述堆料区3230顶部的硅晶片30，使所述堆料区3230顶部的所述硅晶片30与其下方相邻的所述硅晶片30形成缓冲区3240；以及
锁定组件325，所述锁定组件325安装于所述工作台31上，其锁定滑动的所述限位杆3231。
其中，所述限位组件323还包括：
限位导向盘3232，所述限位导向盘3232转动安装于所述工作台31上，其上连接有手柄3233，且其上设置有圆周等距排列的腰槽3234，该腰槽3234与所述限位杆3231一一对应设置，且所述限位杆3231的顶部穿过所述腰槽3234；
滑轨3235，所述滑轨3235安装于所述工作台31上，其与所述限位杆3231一一对应设置，且其均指向所述堆料区3230的中心；以及
滑块3236，若干的所述滑块3236均分别滑动设置于对应的所述滑轨3235上，且其与对应的所述限位杆3231连接设置。
进一步的，所述锁定组件325设置于任意的滑块3236处，其包括：
锁块3251，所述锁块3251与其紧邻的所述滑块3236一体连接设置，其上设置有竖直滑动的插针3252；以及
锁定块3253，所述锁定块3253设置于所述锁块3251的正下方，其上设置有与所述插针3252对应配合的若干的插孔3254。
需要说明的是，本发明中支撑杆3221的数量优选为4根，支撑杆3221的顶部平整设置，配合形成支撑平台322，硅晶片30堆垛在支撑平台322上，同时在硅晶片30的四周设置4根平行设置的限位杆3231，利用限位杆3231对硅晶片30进行限位，形成堆垛硅晶片30的堆料区3230。
进一步说明的是，升降组件321优选为电动直线滑台，通过升降组件321同步带动支撑杆3221沿竖直方向升降设置，实现将堆垛在支撑平台322上的硅晶片30向上顶升输出。
更进一步说明的是，为了能更好的将硅晶片30放置于堆料区3230内，本发明通过将限位杆3231设置为滑动可调节，通过限位导向盘3232上的腰槽3234同步带动所有的限位杆3231进行移动调节，调整堆料区3230的空间，在堆料区3230扩大时，可以轻松的放入硅晶片30，而在堆料区3230缩小时，对硅晶片30堆垛的整体进行限位，并且堆料区3230可调设置，还可以适用于各种不同尺寸规格的硅晶片30。
此外，在通过旋转限位导向盘3232调整堆料区3230的大小时，可以通过限位导向盘3232上设置的指针3237与工作台31上的调节刻度313，准确的调整堆料区3230的大小，在调节到位后，直接将插针3252插入插孔3254内锁定即可。
如图7所示，作为一种优选的实施方式，所述分层组件324包括：
毛刷3241，所述毛刷3241对称设置于所述堆料区3230的两侧，其与所述堆料区3230顶部的所述硅晶片30抵触设置；以及
喷气嘴3242，所述喷气嘴3242设置于所述堆料区3230的一侧，其位于对称设置的所述毛刷3241之间。
需要说明的是，在位于硅晶片堆垛料最顶部的硅晶片30，通过升降组件321带动上升下降过程中与毛刷3241接触，由于硅晶片30的质量轻，在毛刷3241摩擦的作用下，最顶部硅晶片30与相邻的硅晶片30分离，形成缝隙，而喷气嘴3242与外部供气源连通，刚好对这一缝隙内通入气体，使缝隙扩大，同时形成缓冲区3240，使硅晶片30与其下方相邻的硅晶片30分离。
进一步说明的是，最顶部的硅晶片30在被抓料机械手42吸附时，抓料机械手42作用在硅晶片30上的压力会被缓冲区3240卸去，同时缓冲区3240内的气体向四周排出，不会对下方的硅晶片30产生任何的影响。
其中，值得注意的是，在硅晶片30输出的过程中，在工作台31上安装有感应器200，感应器200通过光线穿透的原理感应最顶部的硅晶片30是否输送到毛刷3241的位置上，且通过感应器200控制升降组件321在将硅晶片30输送带毛刷3241位置后，小幅度的沿竖直方向上下移动2-5次，使硅晶片30与毛刷3241充分的进行摩擦，形成缝隙，之后喷气嘴3242进行喷气。
如图11至图13所示，作为一种优选的实施方式，所述缓存机构33包括：
下料容器331，所述下料容器331安装于所述工作台31上，其内盛放有缓冲液体；
出料提手332，所述出料提手332放置于所述下料容器331内，其可拆卸设置；以及
溢水容器333，所述溢水容器333设置于所述下料容器331的正下方，所述下料容器331通过与其顶部连通的溢流管334，将该下料容器331溢出风液体转移至所述溢水容器333内。
需要说明的是，在硅晶片30完成清洗后，抓料机械手42再度吸取硅晶片30，将硅晶片30转移到下料容器331内，进行缓存，下料容器331内的缓冲液体对放入的硅晶片30进行缓冲，卸去其掉落的冲击力，避免刚性接触使其破碎。
进一步说明的是，下料容器331内设置的出料提手332承载硅晶片30，硅晶片30掉落到下料容器331内时均是掉落在出料提手332上，在出料提手332堆满硅晶片30后，直接提起出料提手332，就可将硅晶片30全部从下料容器331内提出。
此外，下料容器331内掉入硅晶片30后，会使缓冲液体溢出，通过溢流管334，溢出的缓冲液体会进入到溢水容器333内保留。
如图14至图21所示，作为一种优选的实施方式，所述的抓料机械手42包括：
第一机械臂组件421，所述第一机械臂组件421安装于所述安装立柱41上，其绕该所述安装立柱41水平转动设置；
第二机械臂组件422，所述第二机械臂组件422与所述第一机械臂组件421的活动端铰接，其绕该活动端水平转动设置；以及
吸附组件423，所述吸附组件423安装于所述第二机械臂组件422的活动端，其沿竖直方向升降活动设置，且其吸附转移所述硅晶片30。
进一步的，所述吸附组件423包括对称设置的真空吸盘单元424，且任意的所述真空吸盘单元424可倾斜设置。
需要说明的是，第一机械臂组件421包括第一机械臂4211和安装在第一机械臂4211上驱动该第一机械臂4211旋转的第一旋转驱动件4212，第二机械臂422包括和第一机械臂4211铰接的第二机械臂4221和安装在第二机械臂4221上驱动第二机械臂4221旋转的第二旋转驱动件4222，吸附组件423安装在第二机械臂4221的活动端，且吸附组件423通过安装在第二机械臂4221上的升降驱动装置425，沿竖直方向升降设置，该升降驱动装置425优选为气缸或者是液压缸。
进一步说明的是，对称设置的两组真空吸盘单元424通过安装板4241安装在升降驱动装置425的活动端部，其中两组真空吸盘单元424均包括真空吸盘4242和真空负压开关4243，且其中一组的真空吸盘4242通过复位板4244与安装板4241铰接，且复位板4244与安装板4241之间设置有弹性挤压单元425，通过弹性挤压单元425控制真空吸盘4242在与下料容器331对接时，使该组的真空吸盘4242倾斜，使吸附组件423吸附的硅晶片30成一个倾斜角度插入到下料容器331的缓冲液体内。
其中，弹性挤压单元425包括导杆4251、压板4253、弹性件4255与挤压件4256，所述导杆2331的顶端沿竖直方向滑动安装于安装板4241上，其底端沿水平方向滑动安装于复位板4244上，且其与复位板4244滑动配合位置处设置有腰槽4252，所述压板4253水平安装于所述导杆4251上，其位于所述复位板4244的正上方，且其上安装有与所述复位板4244抵触设置的波珠螺丝4254，所述弹性件4255套设于所述导杆4251上，其两端分别与所述压板4253以及所述安装板4241抵触压缩设置，所述挤压件4256平行所述导杆4251安装于所述复位板4244上，其下端位于所述复位板4244的下方。
值得具体说明的是，吸附组件423吸附抓取硅晶片30转移到下料容器331的正上方时，升降驱动装置425会带动吸附组件423下移，使真空吸盘4242吸附的硅晶片30靠近下料容器331，之后，挤压件4256与下料容器331的槽壁接触，通过挤压下料容器331的槽壁，使弹性件4255压缩，导杆4251的上端向上滑动，而下端在腰槽4252内滑动，使复位板4244倾斜，进而使安装在复位板4244上的真空吸盘4242倾斜，真空吸盘4242吸附住的硅晶片也随之倾斜设置，之后真空吸盘4242释放硅晶片，使硅晶片落入到接料槽的缓冲液体内。
更进一步说明的是，在挤压件4256与接料槽的槽壁进行挤压之前，另一组的真空负压开关4243控制直接安装于安装板4241的真空吸盘4242释放吸附方硅晶片30的部位，使硅晶片30的一端活动。
为了更高效、更精确的使抓料机械手42在清洗装置2、上料机构32与缓存机构33之间的移动切换，本发明在升降驱动装置425的活动端部设置了识别机构50，该识别机构50包括：
安装支架501，所述安装支架501安装于所述第二机械臂4221的活动端上；
相机502，所述相机502安装于所述安装支架501上，其竖直设置；以及
镜头503，所述镜头503安装于所述相机502的下端部。
需要说明的是，识别机构50通过相机502与镜头503读取外部的环境图像之后与运算器中事先储存的环境图像进行对比，判定清洗装置2、上料机构32与缓存机构33之间的具体位置。
实施例二：
参照实施例一描述本发明实施例二的一种机器人自动搬运清洗方法的具体工作流程。
如图22所示，一种机器人自动搬运清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，出料，升降组件321带动放置于支撑平台322上的硅晶片30向上抬升至位于堆料区3230顶部的毛刷3241处；
步骤二，分离，抬升至毛刷3241处的硅晶片30与毛刷3241沿竖直方向往复移动摩擦，使位于堆料区3230顶部的硅晶片30与其下方相邻的硅晶片30分离形成缝隙；
步骤三，喷气缓冲，位于堆料区3230顶部的硅晶片30与其下方相邻的硅晶片30分离形成缝隙后，由位于毛刷3241一侧的喷漆嘴3242对该缝隙喷入气体，形成缓冲区3240；
步骤四，吸附抓取，吸附组件423通过第一机械臂组件421与第二机械臂组件422的转动配合移动至堆料区3230的正上方，吸附组件423下移通过真空吸盘单元424吸附抓取位于堆料区3230顶部的硅晶片30；
步骤五，清洗，完成硅晶片30吸附抓取后的吸附组件423抬升后，通过第一机械臂组件421与第二机械臂组件422的转动配合移动至任意清洗装置2的正上方，吸附组件423带动硅晶片30下降至该清洗装置2内，将吸附的硅晶片30释放在该清洗装置内进行清洗；
步骤六，转移输出，完成清洗后的硅晶片30仍由吸附组件423下降后吸附抓取，通过第一机械臂组件421与第二机械臂组件422的转动配合复位至堆料区3230一侧的缓存机构33的正上方；
步骤七，侧放缓存，转移至缓存机构33正上方的吸附组件423下降，吸附组件423中可倾斜的真空吸盘单元424与缓存机构33中的下料容器331的侧壁挤压接触，吸附组件423吸附的硅晶片30与水平面成倾斜设置，吸附组件423释放该硅晶片30，该硅晶片30与下料容器331内的缓冲液体的水平面成倾斜角度插入缓冲液体内，储存于该下料容器331内。
需要说明的是，本发明通过利用步骤二的分离与步骤三的喷气缓冲将抬升至堆料区3230顶部的硅晶片30与下方相邻的硅晶片30进行分离形成缓冲区3240，使转移硅晶片30的抓料机械手42在吸附抓取硅晶片30时，下方相邻的硅晶片30不会被挤压破碎，进而实现硅晶片30可以通过真空吸附的方式进行转移，提高硅晶片30的清洗效率与清洗品质。
进一步说明的是，本发明通过步骤七中的侧放缓存，将完成清洗后的硅晶片30，通过吸附组件423转移至盛装有缓冲液体的下料容器331内盛接硅晶片30，同时，通过设置可倾斜的真空吸盘单元424，使硅晶片30释放时，与液面成一个倾角释放，使硅晶片30斜着插入缓冲液体内，较水平的落入缓冲液体内，避免与下料容器331的槽臂碰撞，避免了刚性触碰使硅晶片破碎。
工作过程：
升降组件321带动放置于支撑平台322上的硅晶片30向上抬升至位于堆料区3230顶部的毛刷3241处，抬升至毛刷3241处的硅晶片30与毛刷3241沿竖直方向往复移动摩擦，使位于堆料区3230顶部的硅晶片30与其下方相邻的硅晶片30分离形成缝隙，喷气缓冲，位于堆料区3230顶部的硅晶片30与其下方相邻的硅晶片30分离形成缝隙后，由位于毛刷3241一侧的喷漆嘴3242对该缝隙喷入气体，形成缓冲区3240，吸附抓取，吸附组件423通过第一机械臂组件421与第二机械臂组件422的转动配合移动至堆料区3230的正上方，吸附组件423下移通过真空吸盘单元424吸附抓取位于堆料区3230顶部的硅晶片30，清洗，完成硅晶片30吸附抓取后的吸附组件423抬升后，通过第一机械臂组件421与第二机械臂组件422的转动配合移动至任意清洗装置2的正上方，吸附组件423带动硅晶片30下降至该清洗装置2内，将吸附的硅晶片30释放在该清洗装置内进行清洗，转移输出，完成清洗后的硅晶片30仍由吸附组件423下降后吸附抓取，通过第一机械臂组件421与第二机械臂组件422的转动配合复位至堆料区3230一侧的缓存机构33的正上方，侧放缓存，转移至缓存机构33正上方的吸附组件423下降，吸附组件423中可倾斜的真空吸盘单元424与缓存机构33中的下料容器331的侧壁挤压接触，吸附组件423吸附的硅晶片30与水平面成倾斜设置，吸附组件423释放该硅晶片30，该硅晶片30与下料容器331内的缓冲液体的水平面成倾斜角度插入缓冲液体内，储存于该下料容器331内。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种机器人自动搬运清洗系统，包括安装平台(1)，该安装平台(1)为方形设置，且该安装平台(1)任意三条侧边均为清洗工位(10)，该清洗工位(10)上均分别安装有清洗装置(2)，其特征在于，还包括设置于所述安装平台(1)剩余一条侧边上的上下料工位(11)以及设置于所述安装平台(1)中部的转移工位(12)；
所述上下料工位(11)上安装有上下料装置(3)，该上下料装置(3)包括可移动的工作台(31)以及安装于该工作台(31)上的上料机构(32)与缓存机构(33)；
所述转移工位(12)上安装有转移装置(4)，该转移装置(4)包括固定设置的安装立柱(41)以及安装于该安装立柱(41)上可转动设置的抓料机械手(42)；
所述抓料机械手(42)自位于所述工作台(31)处的所述上料机构(32)抓取硅晶片(30)后，将该硅晶片(30)转移至任意所述清洗装置(2)内清洗，该硅晶片(30)清洗完成后仍由该抓料机械手(42)抓取复位至对应所述工作台(31)处的所述缓存机构(33)的正上方，所述机械手(42)释放该硅晶片(30)后，由所述缓存机构(33)暂存。
2.根据权利要求1所述的一种机器人自动搬运清洗系统，其特征在于，所述上下料工位(11)处对称设置有两组所述工作台(31)，且该工作台(31)上均分别设置有两组所述上料机构(32)与缓存机构(33)，所述转移装置(4)位于两组所述工作台(31)之间。
3.根据权利要求1所述的一种机器人自动搬运清洗系统，其特征在于，所述上料机构(32)包括：
升降组件(321)，所述升降组件(321)贯穿所述工作台(31)设置；
支撑平台(322)，所述支撑平台(322)由所述升降组件(321)驱动沿竖直方向移动设置，其上堆垛有所述硅晶片(30)，且其由若干竖直平行设置的支撑杆(3221)组成；
限位组件(323)，所述限位组件(323)包括若干环绕所述支撑平台(322)设置的限位杆(3231)，该限位杆(3231)滑动安装于所述工作台(31)上，且该限位杆(3231)之间的区域形成堆料区(3230)；
分层组件(324)，所述分层组件(324)安装于所述堆料区(3230)的顶部，其分离位于所述堆料区(3230)顶部的硅晶片(30)，使所述堆料区(3230)顶部的所述硅晶片(30)与其下方相邻的所述硅晶片(30)形成缓冲区(3240)；以及
锁定组件(325)，所述锁定组件(325)安装于所述工作台(31)上，其锁定滑动的所述限位杆(3231)。
4.根据权利要求3所述的一种机器人自动搬运清洗系统，其特征在于，所述限位组件(323)还包括：
限位导向盘(3232)，所述限位导向盘(3232)转动安装于所述工作台(31)上，其上连接有手柄(3233)，且其上设置有圆周等距排列的腰槽(3234)，该腰槽(3234)与所述限位杆(3231)一一对应设置，且所述限位杆(3231)的顶部穿过所述腰槽(3234)；
滑轨(3235)，所述滑轨(3235)安装于所述工作台(31)上，其与所述限位杆(3231)一一对应设置，且其均指向所述堆料区(3230)的中心；以及
滑块(3236)，若干的所述滑块(3236)均分别滑动设置于对应的所述滑轨(3235)上，且其与对应的所述限位杆(3231)连接设置。
5.根据权利要求3所述的一种机器人自动搬运清洗系统，其特征在于，所述分层组件(324)包括：
毛刷(3241)，所述毛刷(3241)对称设置于所述堆料区(3230)的两侧，其与所述堆料区(3230)顶部的所述硅晶片(30)抵触设置；以及
喷气嘴(3242)，所述喷气嘴(3242)设置于所述堆料区(3230)的一侧，其位于对称设置的所述毛刷(3241)之间。
6.根据权利要求4所述的一种机器人自动搬运清洗系统，其特征在于，所述锁定组件(325)设置于任意的滑块(3236)处，其包括：
锁块(3251)，所述锁块(3251)与其紧邻的所述滑块(3236)一体连接设置，其上设置有竖直滑动的插针(3252)；以及
锁定块(3253)，所述锁定块(3253)设置于所述锁块(3251)的正下方，其上设置有与所述插针(3252)对应配合的若干的插孔(3254)。
7.根据权利要求1所述的一种机器人自动搬运清洗系统，其特征在于，所述缓存机构(33)包括：
下料容器(331)，所述下料容器(331)安装于所述工作台(31)上，其内盛放有缓冲液体；
出料提手(332)，所述出料提手(332)放置于所述下料容器(331)内，其可拆卸设置；以及
溢水容器(333)，所述溢水容器(333)设置于所述下料容器(331)的正下方，所述下料容器(331)通过与其顶部连通的溢流管(334)，将该下料容器(331)溢出风液体转移至所述溢水容器(333)内。
8.根据权利要求1所述的一种机器人自动搬运清洗系统，其特征在于，所述的抓料机械手(42)包括：
第一机械臂组件(421)，所述第一机械臂组件(421)安装于所述安装立柱(41)上，其绕该所述安装立柱(41)水平转动设置；
第二机械臂组件(422)，所述第二机械臂组件(422)与所述第一机械臂组件(421)的活动端铰接，其绕该活动端水平转动设置；以及
吸附组件(423)，所述吸附组件(423)安装于所述第二机械臂组件(422)的活动端，其沿竖直方向升降活动设置，且其吸附转移所述硅晶片(30)。
9.根据权利要求8所述的一种机器人自动搬运清洗系统，其特征在于，所述吸附组件(423)包括对称设置的真空吸盘单元(424)，且任意的所述真空吸盘单元(424)可倾斜设置。
10.一种机器人自动搬运清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，出料，升降组件(321)带动放置于支撑平台(322)上的硅晶片(30)向上抬升至位于堆料区(3230)顶部的毛刷(3241)处；
步骤二，分离，抬升至毛刷(3241)处的硅晶片(30)与毛刷(3241)沿竖直方向往复移动摩擦，使位于堆料区(3230)顶部的硅晶片(30)与其下方相邻的硅晶片(30)分离形成缝隙；
步骤三，喷气缓冲，位于堆料区(3230)顶部的硅晶片(30)与其下方相邻的硅晶片(30)分离形成缝隙后，由位于毛刷(3241)一侧的喷漆嘴(3242)对该缝隙喷入气体，形成缓冲区(3240)；
步骤四，吸附抓取，吸附组件(423)通过第一机械臂组件(421)与第二机械臂组件(422)的转动配合移动至堆料区(3230)的正上方，吸附组件(423)下移通过真空吸盘单元(424)吸附抓取位于堆料区(3230)顶部的硅晶片(30)；
步骤五，清洗，完成硅晶片(30)吸附抓取后的吸附组件(423)抬升后，通过第一机械臂组件(421)与第二机械臂组件(422)的转动配合移动至任意清洗装置(2)的正上方，吸附组件(423)带动硅晶片(30)下降至该清洗装置(2)内，将吸附的硅晶片(30)释放在该清洗装置内进行清洗；
步骤六，转移输出，完成清洗后的硅晶片(30)仍由吸附组件(423)下降后吸附抓取，通过第一机械臂组件(421)与第二机械臂组件(422)的转动配合复位至堆料区(3230)一侧的缓存机构(33)的正上方；
步骤七，侧放缓存，转移至缓存机构(33)正上方的吸附组件(423)下降，吸附组件(423)中可倾斜的真空吸盘单元(424)与缓存机构(33)中的下料容器(331)的侧壁挤压接触，吸附组件(423)吸附的硅晶片(30)与水平面成倾斜设置，吸附组件(423)释放该硅晶片(30)，该硅晶片(30)与下料容器(331)内的缓冲液体的水平面成倾斜角度插入缓冲液体内，储存于该下料容器(331)内。
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Denomination of invention: Automatic carrying and cleaning system and method of robot Effective date of registration: 20200430 Granted publication date: 20200407 Pledgee: Changxin Zhejiang rural commercial bank Limited by Share Ltd Pledgor: ZHEJIANG GMECHANICAL AUTOMATION SYSTEM Co.,Ltd. Registration number: Y2020330000205 |