(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210613144.9 (22)申请日 2022.06.01 (71)申请人 苏州闪驰数控系统集成有限公司 地址 215000 江苏省苏州市苏州工业园区 唯新路60号启迪时尚科技城38幢1112 室 (72)发明人 詹亚鹏　 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) B25J 5/02(2006.01) B25J 19/00(2006.01) B65G 47/90(2006.01) B65G 47/91(2006.01) (54)发明名称 基于机器人在炉盘上自动安装硅芯及组件 的系统工作站 (57)摘要 本发明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。 权利要求书2页 说明书7页 附图9页 CN 114851205 A 2022.08.05 CN 114851205 A 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I RC5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I RC5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A I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 特征在于： 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A I视觉检测硅 芯及组件的安 装质量并校正， 用于快速切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视觉检测及安装作 业。 4.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： 所述天轨滚轮滑台 （1200） 用于天轨机械手左右移动抓取硅芯横梁并拍照定位， 将硅芯横梁搭在硅芯顶端连接起 来。 5.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， 其权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114851205 A 2特征在于： 所述地轨机器人侧快换系统 （300） 用于机械手快速切换工具侧快换支架 （400） 上 的工具大 口径三指抓手、 小口径三指抓手、 两指抓手、 硅芯吸盘夹具、 隔热盖吸盘夹具及真 空吸盘夹具。 6.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： 所述工具侧快换系统 （400） 用于地轨机器人侧快换系统 （300） 自动到快换支架切 换所需要的工具， 所述快 换支架上的工具 是地轨机器人侧快 换系统 （3 00） 的配套工具。 7.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： 所述机器人地 面丁字型导轨 （5 00） 用于地轨 机器人横向和纵向的移动。 8.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： 所述地面丁字型导轨滚轮滑台 （600） 分为上下两层滑台， 上层滑台用于机器人在 地面纵向导轨上 行走， 下层滑台用于 机器人在地 面横向导轨上 行走。 9.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 倍速链传送系统 （70 0） 用于为天轨 机器人传送硅芯横梁。 10.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： 所述天轨 （1 100） 用于天轨侧挂机器人横向左右 移动。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114851205 A 3