取晶棒機器人探討+請教

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

二、單晶硅爐分類以及硅棒特性：
4 N4 [0 L% N4 N) m+ C  t      1、大開門式：門寬280mm，硅棒直徑110-210mm，大部分直徑在160mm，硅棒最大重量100KG；
      2、小開門式：門寬200mm，硅棒直徑80-108mm，硅棒最大重量40KG；
" v: B+ Y0 t0 I. @5 c      3、升降式：硅棒最大重量150KG；
      4、硅棒表面比較光滑，硅棒出爐時的溫度在350-400℃，硅棒徑向受力有限。

. {+ B' e! s$ ^1 `& P4 M三、深入分析：
       按硅爐的形式做了如下分析：
  E3 T! q7 s& l$ L& H' W5 T      1、開門式硅爐取棒：硅棒存在爐內(nèi)，需要機械手伸進硅爐內(nèi)夾緊硅棒后平移取出，由于晶棒下端沒有空間，難以形成硅棒中間夾緊下方托舉的動作，這樣就會需要機械手末端的夾緊力與硅棒表面產(chǎn)生的摩擦力來平衡整個硅棒的重量，這樣對夾緊力要求比較高，而且硅棒表面粗糙度值低。另外一個難點在于開門式硅爐門的寬度有限，硅棒的最大直徑比較接近門寬，根據(jù)上面的數(shù)據(jù)，大開門式硅棒最大尺寸210mm，門寬只有280mm，意思就是單側(cè)間隙只有35mm，這個35mm得包含機械手末端手指的厚度以及機械手夾緊的單側(cè)行程，這種情況下以本人目前的認知是做不了（希望牛人指點一二先撇開這種情況，大部分硅棒直徑情況下單側(cè)間隙在50-60mm之間，這種情況下留給機械手的空間也非常有限，隨之而來帶來的問題是機械手的定位，意思就是如何做定位導向使得機械手伸入硅爐時位置在硅棒外沿和硅爐內(nèi)壁之間的間隙，這是一個難點。
      2、升降式硅爐取棒：升降式硅爐在硅棒成型后，上面的爐室會帶著硅棒一起上升到一定高度，達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。這樣一來，硅棒的底部是有空間實現(xiàn)托舉，可以承受硅棒的大部分重量，此時機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，因為翻轉(zhuǎn)90°時還是需要夾緊力來維持硅棒不滑落。對比開門式硅爐，個人認識升降式的更好做，至少不需要機械手伸長，不需要機械手定位導向伸進爐室。
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四、總體方案：
& U; @3 _# x2 Q, t' g% j      1、開門式：車體部分借用現(xiàn)有的液壓推高叉車，可以考慮找廠家定制（支撐架和操作臺位置做調(diào)整保證單人操作不影響視線）。堆高叉車可以實現(xiàn)上下移動，載重在1000KG左右，滿足工況要求。通過轉(zhuǎn)接板融合機械手部分結(jié)構(gòu)。液壓推高車的液壓系統(tǒng)可以給后端機械手的伸縮和夾緊提供動力源。
2 `* ?6 F2 U4 v' J: ^0 ra、機械手的上下移動——通過液壓推高叉車來實現(xiàn)
* v) U  y# q" @5 S0 W; {1 n4 Xb、機械手的伸縮——通過液壓缸和導桿實現(xiàn)
c、翻轉(zhuǎn)90°——通過旋轉(zhuǎn)器實現(xiàn)
4 b0 X0 Q5 ?8 R! v7 G$ `d、夾緊力大小保證——通過溢流閥控制壓力從而保證夾緊力最大值
/ ^+ W( n+ ^' Z* ue、托舉動作——由于開門式爐的結(jié)構(gòu)特點，無法先托后夾，考慮先夾后托？還是想辦法從托盤結(jié)構(gòu)上做文章？還式不托只靠夾？擔心夾緊力太大把硅棒夾壞
1 t% _8 L6 X" R/ }% e8 Lf、最難的機械手定位我暫時還沒有想到很好的方案，僅通過機械做導向感覺比較困難，估計得需要借助視覺、傳感器來實現(xiàn)，不知道對不對，請大佬指導指導。

5 \% l  n7 S  _3 m* c      2、升降式：車體部分也是借用現(xiàn)有的液壓推高叉車，大致和上面一樣，機械手不需要伸縮動作。
a、機械手的上下移動——通過液壓推高叉車來實現(xiàn)
b、托舉動作——通過齒輪齒條實現(xiàn)托盤的移動和定位（適應(yīng)不同長度晶棒）
c、翻轉(zhuǎn)90°——通過旋轉(zhuǎn)器實現(xiàn)
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d、夾緊力大小保證——通過溢流閥控制壓力從而保證夾緊力最大值
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       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器人部門的公司，先從省力搬運機器人做起，之前這方面的經(jīng)驗有限，也不知道上面分析的合不合理，另外還請路過的大佬給點建議，本人非常感謝！�。�
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6寸的吧   這個物料價值非常高，  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