本技術涉及半導體材料加工設備,尤其涉及一種區熔鍺錠清洗前自動擺盤裝置及其方法。
背景技術:
1、區熔鍺錠是制備高純鍺、紅外光學元件及功率半導體器件的關鍵基礎材料,在生產過程中,整根區熔鍺錠經電阻率檢測后,需通過兩次切割分段處理,形成電阻率合格段、電阻率不合格段、指定切除段,分段后的鍺錠需按清洗工藝要求整齊擺盤,再進入清洗工序。
2、目前,區熔鍺錠切割后至清洗前的擺盤作業,普遍采用人工純手動操作?,F有公開技術中,相關專利多聚焦于區熔鍺錠的切割、輸送、上料等環節,尚未形成覆蓋“切割后分段分揀—自動抓取—有序擺盤—料盤自動流轉”的完整自動化方案。
3、例如:公開號cn?119098625?a公開了一種區熔鍺錠全自動切割裝置和方法,實現了切割、定位、清洗、吹干及鏈式輸送一體化,但未披露切割后鍺錠按段分類、自動擺盤至清洗料盤的機構與方法;公開號cn?209094675?u公開了一種區熔鍺錠自動切割裝置,解決了切割自動化問題,但其輸送末端僅完成簡單下料,未針對不同電阻率分段設計差異化抓取與分區擺盤結構,無法直接對接清洗工藝料盤;公開號cn?103981567?a公開了區熔爐自動載料裝置,主要實現晶體上料與載料定位,不涉及切割后分段分揀、精準擺盤及料盤自動化輸送定位,不能滿足清洗前擺盤的工藝需求。
4、綜上,現有技術與生產實際存在以下明顯缺陷:
5、第一,人工擺盤勞動強度大、作業效率低,且操作人員需近距離接觸輸送線與物料,存在夾傷、磕碰等安全隱患,不符合自動化安全生產要求;
6、第二,第二,區熔鍺錠質地脆、價值高,人工搬運與擺放過程中極易發生掉落、碰撞、摔碎,造成物料損耗與產品外觀、尺寸缺陷,嚴重影響良品率;
7、第三,第三,人工擺放位置隨意、排列不整齊、姿態不一致,導致后續清洗工序噴淋不均、定位偏差,直接降低清洗質量與工序穩定性;
8、第四,第四,料盤上料、等待、出料均依賴人工干預,無自動化定位與協同輸送機制,切割節拍與擺盤節拍不匹配,難以實現連續化、自動化生產。
9、第五,為解決上述問題,亟需研發一種適配區熔鍺錠不同切割段、可自動抓取、精準定位、有序擺盤的裝置及方法,以填補切割后至清洗前的自動化空白。
技術實現思路
1、為解決或部分解決相關技術中存在的問題,本技術提供一種區熔鍺錠清洗前自動擺盤裝置及其方法,能夠適配區熔鍺錠不同切割段、可自動抓取、精準定位、有序擺盤。
2、本技術提供一種區熔鍺錠清洗前自動擺盤裝置,包括:
3、機架1;
4、鏈板輸送機2,設置于機架1上,將區熔鍺錠輸送至自動擺盤工位處;
5、倍速鏈輸送機3,為雙工位機構,將料盤輸送至自動擺盤工位處;
6、擺盤機械手4,安裝于機架1上,用于抓取區熔鍺錠進行擺盤,擺盤機械手4集成夾爪組件與真空吸盤組件,實現對區熔鍺錠不同切割段的差異化抓取。
7、可選的,在一些方案中,所述的擺盤機械手4包括:
8、固定于機架1上的機械手支撐立柱41;
9、機械手支撐立柱41的兩側平行的安裝有y軸導軌安裝板42和y軸伺服模組安裝板43,y軸導軌安裝板42上安裝有直線導軌44,y軸伺服模組安裝板43上安裝有y軸伺服模組45;
10、x軸伺服模組安裝板46,一端連接在y軸伺服模組45上,另一端滑動安裝在直線導軌44上,通過y軸伺服模組45帶動x軸伺服模組安裝板46沿y軸移動,x軸伺服模組安裝板46上安裝有x軸伺服模組47;
11、抓取機構48,安裝在x軸伺服模組47上并通過x軸伺服模組47帶動沿x軸移動。
12、可選的,在一些方案中,所述的抓取機構48包括:
13、抓取支架481,安裝在x軸伺服模組47上,抓取支架481的兩側分別安裝有吸盤滑臺氣缸482和夾爪滑臺氣缸483,吸盤滑臺氣缸482的輸出端安裝有吸盤安裝支架,吸盤安裝支架上安裝有真空吸盤484,真空吸盤484用于拿取鍺錠合格段和不合格段,夾爪滑臺氣缸483上安裝有夾爪安裝支架,夾爪安裝支架上通過夾爪氣缸485安裝有鍺錠夾爪486,鍺錠夾爪486用于夾取鍺錠的指定切割段;
14、真空發生器487,安裝在抓取支架481上,為真空吸盤484提供吸附力。
15、可選的,在一些方案中,所述的吸盤安裝支架的兩側安裝有夾板氣缸488,并通過夾板氣缸488安裝有鍺錠夾板489,鍺錠夾板489為相對設置的兩個l形結構板,對鍺錠進行限位,防止鍺錠掉落。
16、可選的,在一些方案中,所述的鍺錠夾爪486的相對側均設置有緩沖墊4810。
17、一種區熔鍺錠清洗前自動擺盤的方法,包括以下步驟:
18、s1,料盤上料定位:料盤經倍速鏈輸送機3輸送至雙工位擺盤工位,第一料盤由擋停器定位,第二料盤到位后倍速鏈輸送機3停止等待;
19、s2,鍺錠輸送上料:切割后的區熔鍺錠經翻轉、推送進入鏈板輸送機2,輸送至擺盤機械手4的抓取工位;
20、s3,差異化抓取擺盤:擺盤機械手4移動至抓取工位,對指定切除段采用鍺錠夾爪486抓取,對合格段與不合格段采用真空吸盤484吸取并以鍺錠夾板489防護抓取,按分段類型分區擺放在對應料盤內;
21、s4,滿盤輸送出料:料盤擺滿預設數量的區熔鍺錠后,倍速鏈輸送機3放行料盤至清洗工序,完成自動擺盤。
22、可選的,在一些方案中,s3中,所述區熔鍺錠按電阻率分為合格段、不合格段、指定切除段,擺盤機械手4按分段類型自動識別并執行對應抓取與擺放動作,指定切除段由鍺錠夾爪486夾持兩端面,擺放在1號工位料盤的右側區域;不合格段由真空吸盤484吸取并由鍺錠夾板489防護,擺放在1號工位料盤的左側區域;合格段由真空吸盤484吸取并由鍺錠夾板489防護,擺放在2號工位料盤內。
23、本技術提供的技術方案可以包括以下有益效果:
24、(1)替代人工,消除了安全隱患:全程自動化運行,無需人工近距離上料、搬運、擺放,徹底解決人工擺盤勞動強度大、易夾傷、磕碰的安全風險;
25、(2)防摔防碎,提升了產品良品率:采用“真空吸盤吸取+鍺錠夾板防護”“夾爪+緩沖墊柔性夾持”雙重保護,從根本上避免鍺錠掉落、碰撞、摔碎,降低物料損耗;
26、(3)擺盤精準統一,保障了后續工序:雙軸伺服定位+雙工位料盤定位,擺放位置、姿態、間距高度一致,解決人工擺放雜亂問題,保證清洗噴淋均勻、定位準確,提升了整線穩定性;
27、(4)分段差異化抓取,適配工藝需求:針對指定切除段、不合格段、合格段分別設計專用抓取方式,與料盤結構、清洗工藝完全匹配,填補了行業自動化擺盤空白;
28、(5)連續自動化,提高了生產效率:雙工位交替擺盤、自動上料、滿盤自動出料,與前端切割節拍匹配,實現“切割—擺盤—清洗”連續化生產,顯著提升產能。
29、應當理解的是,以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性和解釋性的,并不能限制本技術。