半导体智能火拋机器人焊接工作站

解决方案介绍

在现代制造业的精密加工领域，石英零件以其独特的物理化学性质，如高纯度、耐高温、低膨胀系数等，被广泛应用于半导体、光学、航空航天等高端行业。然而，石英材料的硬脆特性使得其加工难度极大，尤其是在表面抛光环节，传统工艺往往难以满足高精度、高效率的生产需求。目前人工操作火抛工艺存在诸多问题：

(1)人工难以精准控制火焰与石英零件表面的距离、角度以及移动速度，这易导致抛光不均匀，产品出现抛不透、发白、碎裂、过抛等外观质量问题，严重影响产品性能。

(2)手工操作效率低下，人力成本高，且难以保证产品的一致性和稳定性，在面对大规模生产需求时显得力不从心。

中心研发的半导体智能火抛机器人焊接站，为石英零件的火抛加工带来了革命性的解决方案。

半导体智能火拋机器人焊接工作站技术参数：

工作站技术参数
功率参数	12Kw
环境参数	工作环境温度40°C、焊接温度1800°C
电气参数	380V  35A

设备具有以下特点：

(1)采用高精度力控技术，精准实现运动控制。

采用高精度六维力控传感器，结合自研的力-位混合算法，实现对火抛后石英产品的柔性抓取，避免由于石英产品火抛后表面软化，而造成的夹伤、变形等缺陷。而在石英零件火抛过程中，机器人可以根据预设程序，精准调整火焰枪与零件表面的距离和角度，确保火焰均匀且有效作用于零件表面的每一处。同时通过七轴的联动，机械臂能够灵活地环绕复杂形状的石英零件，实现全方位、无死角的抛光。

(2)采用数字式自控系统，极稳定地实现工艺参数控制。

火焰抛光的效果很大程度上取决于火焰温度、燃气流量等工艺参数。机器人系统与自动控制系统集成，实时监测和调整这些参数。根据不同的石英零件材质、尺寸和抛光要求，精确控制火焰枪的燃气供应，维持稳定且适宜的火焰温度。且增设的二轴伺服同样携带火焰枪，可接收机械臂信号参与火抛，减少零件瑕疵的产生。相比人工操作中因疲劳、经验差异等导致的参数波动，机器人能够始终保持稳定的工艺条件，大大提高了产品的良品率。

(3)采用自主轨迹规划技术，实现结构化环境下工件3D轮廓重构。

采用结构光进行石英产品形貌获取，与数据库中的石英产品理论模型进行匹配，根据理论模型库中的轨迹，结合局部异常特征和整体位姿偏差输出，实现对局部抛光轨迹进行修正，进而自动生成多种型号石英产品的抛光轨迹。

应用案例

该设备主要应用于半导体芯片制造行业，目前已在某日资半导体企业。