本实用新型涉及半导体、太阳能电池、液晶制造领域，特别是指一种全自动快速搬运机械手装置。
背景技术：
在半导体、太阳能电池制造液晶制造技术中，采用湿法技术清洗工件时，需要把置放工件的花篮(卡塞)置入到槽体内，一定制程时间后再取出卡塞，换放到下一个槽体内，一个清洗流程需要反复多次进行取放的上下动作和更换槽体位置的横向移动换位动作。目前行业市场多使用手工操作台，也就是取放和更换槽体位置均由人工手动实现，手动操作存在一些弊端，其一、人体置于腐蚀性挥发物的环境内，对呼吸道或对皮肤造成不可修复的损伤，其二、人工操作误差大，取放速度慢，精准度低，工作台面常有滴漏液体，其三、工件清洗对环境洁净度要求较高，经常有人体进出会对片子带来二次污染，影响清洗效果，其四、产能小，质量参差不齐。
随着自动化技术的推进，不断提出机械手代替人工操作的需求，目前也有较为简单的机械手操作，但自动化程度低，技术不够成熟，设备工作不稳定，常出现机械手与槽体碰撞，下放、上提和换位不准确的情况，给用户带来不便或较大的经济损失。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种全自动快速搬运机械手装置，本实用新型纯自动化控制，精准的进行下放、上提和横向换位，避免人工直接操作的危害和误差，安全性高、精准度高，避免了机械手与槽体的碰撞。
本实用新型提供技术方案如下：
一种全自动快速搬运机械手装置，所述全自动快速搬运机械手装置包括支撑架和壳体，其中：
所述支撑架上设置有水平轨道，所述壳体上设置有与所述水平轨道配合的固定块；所述壳体上设置有第一动力装置，所述第一动力装置连接有第一传动装置，所述水平轨道上设置有与所述第一传动装置配合的第二传动装置；所述第一动力装置驱动第一传动装置，与第二传动装置配合，使得壳体沿着支撑架的水平轨道平移；
所述壳体内设置有主杆，所述主杆的一端连接有控制所述主杆上下运动的第二动力装置，所述主杆的另一端连接有机械手驱动机构，所述机械手驱动机构连接有机械手并控制所述机械手的抓取和松开；
所述壳体内上部设置有上限位感应器，所述壳体内下部设置有下限位感应器，所述壳体外部左侧设置有左限位感应器，所述壳体外部右侧设置有右限位感应器；
所述第一动力装置、第二动力装置、上限位感应器、下限位感应器、左限位感应器和右限位感应器连接有plc控制器。
进一步的，所述水平轨道包括上水平轨道和下水平轨道，所述第二传动装置设置在所述上水平轨道上方。
进一步的，所述第一传动装置为齿轮，第二传动装置为齿条；或者，所述第一传动装置为滑块，所述第二传动装置为滑道。
进一步的，所述第二动力装置通过传动件与所述主杆连接。
进一步的，所述主杆的下端与所述传动件的上端连接，所述传动件的下端伸出壳体下部并与所述第二动力装置连接，所述主杆的上端伸出壳体上部并与所述机械手驱动机构连接。
进一步的，所述全自动快速搬运机械手装置的材质为耐腐蚀材料。
进一步的，所述耐腐蚀材料为工程塑料、不锈钢或石英。
进一步的，所述第一动力装置设置在所述壳体的外部侧面上。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型可以实现机械手操作代替人工操作，提高人员工作的安全性，改善清洗环境的洁净度，操作速度更快；本实用新型通过上下左右限位感应器的设计以及通过plc控制，可以使机械手实现纵向和横向运动，同时应用自动化控制装置，可以使动作更加快速、精准，能够快速的进行运动和停止，精准的进行下放、上提和横向换位，成功代替手工操作，且优越于手工操作。本实用新型同时避免了现有的机械手移动装置常出现机械手与槽体碰撞，下放、上提和换位不准确的情况。
附图说明
图1为本实用新型的全自动快速搬运机械手装置的主视图；
图2为本实用新型的全自动快速搬运机械手装置的侧剖视图；
图3为本实用新型的全自动快速搬运机械手装置横向平移示意图；
图4为本实用新型的全自动快速搬运机械手装置纵向移动示意图。
具体实施方式
为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本实用新型实施例提供了一种全自动快速搬运机械手装置，如图1-2所示，该全自动快速搬运机械手装置包括支撑架17和壳体4，其中：
支撑架17上设置有水平轨道13、14，壳体4上设置有与水平轨道13、14配合的固定块12；壳体4上设置有第一动力装置6，第一动力装置6连接有第一传动装置16，水平轨道14上设置有与第一传动装置16配合的第二传动装置15；第一动力装置6驱动第一传动装置16，与第二传动装置15配合，使得壳体4沿着支撑架17的水平轨道13平移。
壳体4内设置有主杆3，主杆3的一端连接有控制主杆3上下运动的第二动力装置11，主杆3的另一端连接有机械手驱动机构2，机械手驱动机构2连接有机械手1并控制机械手1的抓取和松开；
壳体4内上部设置有上限位感应器5，壳体4内下部设置有下限位感应器9，壳体4外部左侧设置有左限位感应器7，壳体4外部右侧设置有右限位感应器8。
本实用新型中，上下左右是按照图2所示的方向进行的定义，上下左右只是用来说明相对位置关系，上下左右不能用来限制本实用新型，在其他的摆放角度摆放本实用新型时，相应的也会有其他的位置关系。
第一动力装置6、第二动力装置11、上限位感应器5、下限位感应器9、左限位感应器7和右限位感应器8连接有plc控制器18。
上限位感应器用于感应到主杆运动到壳体上部位置时向plc控制器发送信号，下限位感应器用于感应到主杆运动到壳体下部位置时向plc控制器发送信号；上限位感应器和上限位感应器的安装位置是主杆运动的最上端和最下端。下限位感应器用于感应到壳体运动到最左侧位置时向plc控制器发送信号，上限位感应器用于感应到壳体运动到最右侧位置时向plc控制器发送信号。
本实用新型的全自动快速搬运机械手装置一套完整动作包括五个步骤：1)纵向向下运动，夹取卡塞；2)纵向向上运动，提出卡塞；3)横向移动到下一个槽体；4)纵向向下运动，放下卡塞；5)纵向向上运动，机械手从槽体内出来。有时候还包括6)横向移动，反向移动到原位置。
下面按顺序说明如下：
1)纵向向下运动，夹取卡塞
首先假设该装置已经在一个槽体的位置上，需要向下运动拿取卡塞，这时启动第二动力装置11，第二动力装置11带动主杆3向下移动，主杆3带动机械手驱动机构2及机械手1一起向下直线移动直至卡塞放置位置，这时主杆3运动到下限位感应器9的位置，下限位感应器9将信号传输到plc控制器18，plc控制器18使第二动力装置11停止工作，至此完成装置纵向向下运动的动作。然后机械手驱动机构2启动，驱使机械手1抓取卡塞。本实用新型的机械手与机械手驱动机构直接相连，两者都可以是现有技术中任意的结构，只要能够实现抓取和松开即可，本实用新型在此不做限定。
2)纵向向上运动，提出卡塞
抓到卡塞后机械手驱动机构2停止工作，接着第二动力装置11开始反向驱动主杆3做垂直向上运动，进而带动机械手驱动机构2、机械手1和卡塞一起垂直向上运动，当主杆3运动到上限位感应器5位置，也就是预先设定的卡塞高出槽体的位置时，上限位感应器5将信号传输到plc控制器18，plc控制器18使第二动力装置11停止工作，完成一次提取卡塞的动作。如图4为机械手纵向向上运动的示意图。
3)横向移动到下一个槽体
接着需要该装置带着卡塞移动到下一个槽体，并将卡塞放入槽体内，这就需要整个装置做横向转移运动，这时第一动力装置6启动，驱动第一传动装置16在第二传动装置15上运动，由于本实用新型的连接关系，进而带动第一动力装置6、壳体4及安装在壳体4上的主杆3、机械手驱动机构2、机械手1、固定块12做同向直线运动，实现机械手1带着卡塞横向移动，当到达预先设定的槽位时，右限位感应器8获得信号并传输给plc控制器18，plc控制器18使第一动力装置6停止工作，完成一个平移动作。如图3为机械装置横向平移到下一槽体位置的示意图。
4)纵向向下运动，放下卡塞
然后第二动力装置11开始启动，驱动主杆3向下垂直移动，同时带动机械手驱动机构2和机械手1垂直向下运动，当运动到下限位感应器9限定位置时，下限位感应器9将信号传输给plc控制器18，plc控制器18使第二动力装置11停止工作。然后机械手驱动机构2开始启动，并驱使机械手1执行松开卡塞动作。
5)纵向向上运动，机械手从槽体内出来
放下卡塞后机械手驱动机构2停止工作，接着第二动力装置11开始启动，驱动主杆3做垂直向上运动，并带动机械手驱动机构2和机械手1一起垂直向上运动，当主杆3运动到上限位感应器5位置处，上限位感应器5将信号发送到plc控制器18，plc控制器18使第二动力装置11停止工作，完成机械手从槽内出来的动作。
若需要将机械手回复原位，还可以包括步骤6)
6)横向运动，反向移动到原位置
紧接着装置开始反向移动，装置回到原来位置。第一动力装置6启动，反向驱动第一传动装置16在第二传动装置15上运动，由于本实用新型的连接关系，从而带动第一动力装置6、壳体4及安装在壳体4上的主杆3、机械手驱动机构2、机械手1、固定块12做反向直线运动，实现机械手横向移动返回，当运动到左限位感应器7限定位置时，左限位感应器7将信号发送到plc控制器18，plc控制器18使第一动力装置6停止工作，完成一个移动返回动作。
本实用新型可以实现机械手操作代替人工操作，提高人员工作的安全性，改善清洗环境的洁净度，操作速度更快；本实用新型通过上下左右限位感应器的设计以及通过plc控制，可以使机械手实现纵向和横向运动，同时应用自动化控制装置，可以使动作更加快速、精准，能够快速的进行运动和停止，精准的进行下放、上提和横向换位，成功代替手工操作，且优越于手工操作。本实用新型同时避免了现有的机械手移动装置常出现机械手与槽体碰撞，下放、上提和换位不准确的情况。
本实用新型并不限制第一传动装置和第二传动装置的具体结构形式，只要能够在第一动力装置的驱动下使得壳体沿着支撑架的水平轨道平移即可，可以使用现有技术中任何形式的动力和传动装置来实现本实用新型的目的。举例说明如下：
第一传动装置可以为齿轮，相应的第二传动装置为齿条，在齿轮和齿条的配合下，齿条将齿轮的转动转换为齿轮的平移，也就带动壳体以及壳体上的各个部件平移，此时第一动力装置优选为电机。
或者，第一传动装置还可以为滑块，相应的第二传动装置为滑道，第一动力装置驱动滑块在滑道上运动，进而带动壳体以及壳体上的各个部件平移。
本实用新型中，水平轨道包括上水平轨道14和下水平轨道13，第二传动装置15(滑道或齿条)设置在上水平轨道14上方。两个固定块12与上水平轨道14和下水平轨道13配合安装，一方面对整个装置起到固定作用，另一方面当固定块随着壳体一起移动时，由于上轨道和下轨道的定向作用，可以保证整个装置在水平运动过程中保持同一高度，保证机械手带着花篮(卡塞)持续水平移动。
本实用新型不限制第一动力装置、第二动力装置、机械手驱动机构(统称为动力装置)，以及与之相连的传动装置的具体结构形式，能够实现本实用新型的功能的现有技术中的任何结构形式都可以。
例如动力装置可以是电动、气动、液动，传动装置可以是齿轮、气缸、液缸、链条、滑台或轴等，不限于一种。采用上述动力和传动技术方案，由于动力和传动装置可采用多种方式，设计灵活，适用范围更广。
以上所述的各种动力装置和传动装置均为本领域中现有技术的常用结构形式，本实用新型不再详细说明。
本实用新型中，优选的，第二动力装置11通过传动件10与主杆3连接。主杆3的下端与传动件10的上端连接，传动件10的下端伸出壳体4下部并与第二动力装置11连接，主杆3的上端伸出壳体4上部并与机械手驱动机构2连接。
本实用新型的全自动快速搬运机械手装置的所有部件的材质为耐腐蚀材料，可保证长期在腐蚀性环境下稳定工作。耐腐蚀材料可以为工程塑料、不锈钢或石英等。
本实用新型的第一动力装置的设置位置只要满足能够驱动壳体平移即可，优选的，第一动力装置6设置在壳体1的外部侧面上。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
1.一种全自动快速搬运机械手装置，其特征在于，所述全自动快速搬运机械手装置包括支撑架和壳体，其中：
所述支撑架上设置有水平轨道，所述壳体上设置有与所述水平轨道配合的固定块；所述壳体上设置有第一动力装置，所述第一动力装置连接有第一传动装置，所述水平轨道上设置有与所述第一传动装置配合的第二传动装置；所述第一动力装置驱动第一传动装置，与第二传动装置配合，使得壳体沿着支撑架的水平轨道平移；
所述壳体内设置有主杆，所述主杆的一端连接有控制所述主杆上下运动的第二动力装置，所述主杆的另一端连接有机械手驱动机构，所述机械手驱动机构连接有机械手并控制所述机械手的抓取和松开；
所述壳体内上部设置有上限位感应器，所述壳体内下部设置有下限位感应器，所述壳体外部左侧设置有左限位感应器，所述壳体外部右侧设置有右限位感应器；
所述第一动力装置、第二动力装置、上限位感应器、下限位感应器、左限位感应器和右限位感应器连接有plc控制器。
2.根据权利要求1所述的全自动快速搬运机械手装置，其特征在于，所述水平轨道包括上水平轨道和下水平轨道，所述第二传动装置设置在所述上水平轨道上方。
3.根据权利要求2所述的全自动快速搬运机械手装置，其特征在于，所述第一传动装置为齿轮，第二传动装置为齿条；或者，所述第一传动装置为滑块，所述第二传动装置为滑道。
4.根据权利要求1-3任一所述的全自动快速搬运机械手装置，其特征在于，所述第二动力装置通过传动件与所述主杆连接。
5.根据权利要求4所述的全自动快速搬运机械手装置，其特征在于，所述主杆的下端与所述传动件的上端连接，所述传动件的下端伸出壳体下部并与所述第二动力装置连接，所述主杆的上端伸出壳体上部并与所述机械手驱动机构连接。
6.根据权利要求5所述的全自动快速搬运机械手装置，其特征在于，所述全自动快速搬运机械手装置的材质为耐腐蚀材料。
7.根据权利要求6所述的全自动快速搬运机械手装置，其特征在于，所述耐腐蚀材料为工程塑料、不锈钢或石英。
8.根据权利要求4所述的全自动快速搬运机械手装置，其特征在于，所述第一动力装置设置在所述壳体的外部侧面上。
技术总结