本发明专利技术涉及基于机器人在炉盘上自动安装硅芯及组件的系统工作站，包括地轨机器人本体（100）、AI视觉检测系统（200）、地轨机器人侧快换系统（300）、工具侧快换系统（400）、机器人地面丁字型导轨（500）、地面丁字型导轨滚轮滑台（600）、倍速链传送系统（700）、炉盘（800）、炉盘组件（900）、天轨机器人本体（1000）、天轨（1100）、天轨滚轮滑台（1200）。本发明专利技术通过机器人对炉盘电极孔硅芯及组件进行AI信息采集、3D检测、对比分析、算法判断；实现对炉盘组件的自动化安装，炉盘组件安装的精度可达到0.15毫米，用户可实现40分钟安装一个炉盘，提高炉盘组件安装的合格率，为降低硅棒的不良品率、提高生产效率加大安全保障。高生产效率加大安全保障。高生产效率加大安全保障。
【技术实现步骤摘要】
基于机器人在炉盘上自动安装硅芯及组件的系统工作站
[0001]本专利技术涉及多晶硅领域基于机器人在炉盘上自动安装硅芯及组件的设备，具体涉及基于机器人在炉盘上自动安装硅芯及组件的系统工作站。
技术介绍
[0002]目前多晶硅行业硅芯在还原炉经过燃烧生长成硅棒的过程中，硅芯及硅芯组件的安装都是采用人工的方法去装炉，每安装一个炉盘需要5个人工，45分钟完成一个炉盘的安装，由于人工安装硅芯及组件的精度不高，导致硅芯在还原炉经过燃烧生长成硅棒的过程中，硅棒有瑕疵，影响硅棒的质量和生产效率，这样算下来既增加生产成本，又影响生产效率，所以要用一套基于机器人在炉盘上自动安装硅芯及组件的方法来代替人工装炉，为提高硅芯及组件的安装精度、降低生产成本，提高生产效率加大安全保障。
[0003]基于机器人在炉盘上自动安装硅芯及组件的系统工作站是将先进的机器人技术、AI视觉技术、自动化系统集成技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术、大数据分析技术应用到整个基于机器人在炉盘上自动安装硅芯及组件的系统工作站，实现对硅芯及组件的自动化安装，在安装过程中，炉盘组件安装的精度可达到0.15毫米，用户可实现40分钟安装一个炉盘，有效提高炉盘组件的安装精度和效率，为降低硅棒的不良品率和提高生产效率加大安全保障。
技术实现思路
[0004]本专利技术是为了克服目前由人工装炉精度不高，从而造成成品硅棒有瑕疵，影响产品质量的问题，提出基于机器人在炉盘上自动安装硅芯及组件的系统工作站，通过AI视觉对炉盘、硅芯及组件进行实时信息采集、3D检测、对比分析、算法判断有效提高安装精度的问题和方法。
[0005]为实现上述使用基于机器人在炉盘上自动安装硅芯及组件的系统工作站，AI视觉检测系统200对硅芯和组件的缺陷识别、物体分类、定位功能应用，结合传统算法实现对产品类型进行高精度外观缺陷的检测。
[0006]本专利技术提出基于机器人在炉盘上自动安装硅芯及组件的系统工作站，包括地轨机器人本体100、AI视觉检测系统200、地轨机器人侧快换系统300、工具侧快换系统400、机器人地面丁字型导轨500、地面丁字型导轨滚轮滑台600、倍速链传送系统700、炉盘800、炉盘组件900、天轨机器人本体1000、天轨1100、天轨滚轮滑台1200，本专利技术通过地轨机器人本体100及地轨机器人侧快换系统300对炉盘组件进行自动化安装，其中所述地轨机器人本体100、AI视觉检测系统200、地轨机器人侧快换系统300、工具侧快换系统400、机器人地面丁字型导轨500、地面丁字型导轨滚轮滑台600、倍速链传送系统700、炉盘800、炉盘组件900、天轨机器人本体1000机器人侧挂天轨1100天轨滚轮滑台1200分别通过机器人的IRC5 防爆控制器与PLC防爆可编程逻辑控制器相连接，所述IRC5防爆控制器用于控制本站的机器人，所述PLC防爆可编程逻辑控制器对工作站进行智能控制和协同作业。
[0007]地轨机器人本体100的技术参数包括： 7轴防爆机器人、臂展3.8米、负载13kg、重复定位精度RP0.15mm、左右两台地轨7轴防爆机器人用于防止车间内残留的可燃气体浓度达到阈值引起爆炸所带来的风险。
[0008]AI视觉检测系统200包括地轨机器人本体100 AI视觉检测系统、天轨机器人本体1000 AI视觉检测系统、相机、镜头、光源、光源控制器、工控机、智能辅助标注、分布式训练、智能样本评估、多维度模型评估。
[0009]地轨机器人侧快换系统300包括机器人侧快换机构、真空发生器，视觉系统、转接盘、过渡盘、通讯模块。
[0010]工具侧快换系统400包括大口径三指抓手、小口径三指抓手、两指抓手、快换支架、硅芯吸盘夹具、隔热盖吸盘夹具，工具侧快换机构、工具侧通讯模块。
[0011]机器人地面丁字型导轨500包括地面横向导轨、地面纵向导轨、导轨支架、导轨连接板。
[0012]地面丁字型导轨滚轮滑台600包括IRC5防爆控制器、PLC防爆可编程逻辑控制器、电缆卷筒、地轨机器人、滚轮、滑台、伺服电机、传感器、齿条、齿轮。
[0013]倍速链传送系统700包括伺服电机、升降系统、传感器、硅芯横梁托盘、倍速链条、支架。
[0014]炉盘800每台炉盘共有80个电极孔。
[0015]炉盘组件900包括绝缘内环910、绝缘外环920、隔热环930、隔热盖940、石墨座950、子弹头石墨件960、硅芯970、硅芯横梁980、小推车、托盘、真空吸盘夹具、托盘夹具支架、定位销、定位机构。
[0016]天轨机器人本体1000的技术参数包括： 7轴防爆机器人、臂展3.8米、负载13kg、重复定位精度RP0.15mm。
[0017]天轨1100包括横向天轨轨道、天轨支架、导轨连接板。
[0018]天轨滚轮滑台1200包括IRC5防爆控制器、线缆、侧挂机器人、传感器、滚轮、滑台、伺服电机、齿条、齿轮。
[0019]进一步的，所述机器人的IRC5防爆控制器带有远程485通讯接口，机器人在工作过程中出现故障可以通过就地显示或远程显示的方式进行故障排除，IRC5防爆控制器和PLC防爆可编程逻辑控制器设置在地轨滚轮滑台上面，对系统工作站进行智能控制，在系统工作站内部还设置有与大数据分析系统相连接的AI视觉检测系统200，所述AI视觉检测系统200用于产品的缺陷识别、物体分类、定位功能应用，结合传统算法实现对产品类型进行高精度外观缺陷的检测，所述PLC防爆可编程逻辑控制器用于控制机器人和外围辅助设备协同作业，所述外围辅助设备包括空压机、气源。
[0020]进一步的，所述地轨机器人本体100安装在机械手臂第7轴法兰盘上，用于地轨两台机器人同步进行装炉作业，用于抓取绝缘内环、绝缘外环、隔热环、隔热盖、石墨座、子弹头石墨件、硅芯、硅芯横梁组件在炉盘电极孔内的安装及上下料，用于AI视觉检测硅芯及组件的安装质量并校正，用于快换气管吹吸电极孔内的残渣，用于工具侧快换支架上的工具切换，用于预留备用工具的切换及更换，用于绝缘内环托盘、绝缘外环托盘、隔热环托盘、隔热盖托盘、石墨座托盘、子弹头石墨件托盘、硅芯横梁托盘的抓取和移动，用于机器人按照绝缘内环、绝缘外环、隔热环、隔热盖、石墨座、子弹头石墨件、硅芯、硅芯横梁组件本体的3D
模型图，由3D建模软件创建表面和边缘目标，然后机器人按照程序进行AI视觉检测作业。
[0021]进一步的，所述AI视觉检测系统200相机、镜头、光源、光源控制器安装在机械手臂第7轴法兰盘上，所述智能辅助标注是通过人工标注的少量样本即时对模型进行训练，以模型预测的方式对样本进行自动标注，并将需要人工校正的样本推荐给标注人员，通过迭代训练快速准确地完成标注工作，所述分布式训练是基于深度学习的工业视觉智能算法模型训练，优化大量的样本数据和云平台提供的基准训练集，所述智能样本评估是通过样本智能评估对每个标签的样本数及训练集与验证集的智能自动拆分，使训练目标最大化的发挥样本的价值，改变场景中因标注在样本上的分布本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于机器人在炉盘上自动安装硅芯及组件的系统工作站，其特征在于：包括地轨机器人本体（100）、AI视觉检测系统（200）、地轨机器人侧快换系统（300）、工具侧快换系统（400）、机器人地面丁字型导轨（500）、地面丁字型导轨滚轮滑台（600）、倍速链传送系统（700）、炉盘（800）、炉盘组件（900）、天轨机器人本体（1000）、天轨（1100）、天轨滚轮滑台（1200），分别通过机器人的IRC5 防爆控制器与PLC防爆可编程逻辑控制器相连接，所述IRC5防爆控制器用于控制本站的机器人，所述PLC防爆可编程逻辑控制器对工作站进行智能控制和协同作业，所述机器人的IRC5防爆控制器带有远程485通讯接口，机器人在工作过程中出现故障可以通过就地显示或远程显示的方式进行故障排除，所述IRC5防爆控制器和PLC防爆可编程逻辑控制器设置在地轨滚轮滑台上面，在系统工作站内部还设置有与大数据分析系统相连接的AI视觉检测系统（200），所述AI视觉检测系统（200）用于产品的缺陷识别、物体分类、定位功能应用，结合传统算法实现对产品类型进行高精度外观缺陷的检测，所述PLC防爆可编程逻辑控制器用于控制机器人和外围辅助设备协同作业，所述外围辅助设备包括空压机、气源。2.根据权利要求1所述的基于机器人在炉盘上自动安装硅芯及组件的系统工作站，其特征在于：所述AI视觉检测系统(200)包括相机、镜头、光源、光源控制器、工控机、智能辅助标注、分布式训练、智能样本评估、多维度模型评估，所述AI视觉检测系统（200）的相机、镜头、光源、光源控制器安装在机械手臂第7轴法兰盘上，所述智能辅助标注是通过人工标注的少量样本即时对模型进行训练，以模型预测的方式对样本进行自动标注，并将需要人工校正的样本推荐给标注人员，通过迭代训练快速准确地完成标注工作，所述分布式训练是基于深度学习的工业视觉智能算法模型训练，优化大量的样本数据和云平台提供的基准训练集，所述智能样本评估是通过样本智能评估对每个标签的样本数及训练集与验证集的智能自动拆分，使训练目标最大化的发挥样本的价值，改变场景中因标注在样本上的分布不均匀而影响训练结果和模型的性能，所述多维度模型评估是提供丰富的指标方便用户对模型整体性能及某个标签上的性能进行量化评估，同时将预测结果与原始标注样本进行对比呈现。3.根据权利要求1所述的基于机器人在炉盘上自动安装硅芯及组件的系统工作站，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹亚鹏，
申请(专利权)人：苏州闪驰数控系统集成有限公司，
类型：发明
国别省市：
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