一种三轴全自动机械手臂机构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种三轴全自动机械手臂机构，包括左右运动机构、上下运动机构、夹持机构、花篮及载具、Cassette侦测部件，花篮及载具连接在夹持机构上,夹持机构连接在上下运动机构上,上下运动机构连接在左右运动机构上，左右运动机构顶部安装有Cassette侦测部件，Cassette侦测部件用于对花篮及载具的夹取状况及放置位置进行检测，花篮及载具在左右运动机构、上下运动机构、夹持机构的作用下沿左右X轴、上下Y轴、旋转夹取Z轴三个方向运动；本实用新型专利技术同现有技术相比，能够避免因空夹或夹取不到位引起的晶舟翻转/过制程/叠货或破片情况，有效的改善了湿制程设备中机械臂的洁净度、安全性、稳定性及可靠性。

A three axis fully automatic mechanical arm mechanism

The utility model relates to a three axis fully automatic mechanical arm mechanism, which includes a left and right motion mechanism, an upper and lower motion mechanism, a clamping mechanism, a flower basket and a carrier, and a Cassette detection unit. The flower basket and the carrier are connected to the holding mechanism. The clamping mechanism is connected to the upper and lower moving mechanism, and the upper and lower moving mechanisms are connected to the left and right motion mechanisms. Cassette detection unit is installed at the top of the left and right motion mechanism, and the Cassette detection unit is used to detect the position and position of the basket and carrier. The basket and the carrier are moving in three directions along the left and right axis, the upper and lower Y axis and the rotating clip with the Z axis under the action of the left and right motion mechanism, the upper and lower motion mechanism and the clamping mechanism. The utility model can effectively improve the cleanliness, safety, stability and reliability of the manipulator in the wet process equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种三轴全自动机械手臂机构[
]本技术涉及机械手臂
，具体地说是一种三轴全自动机械手臂机构。[
技术介绍
]在LED和半导体行业，湿制程设备利用全自动机械手臂进行晶圆或晶舟的搬运已经成为一项应用越来越普遍的技术。全自动机械手臂作为制程设备最基本的运输类附属机构，其运行的平顺性、稳定性、安全性是其性能的主要体现方式。晶圆常见的尺寸一般有2"/4"/6"/8"/12"乃至16"，晶圆厚度一般在650～850μm之间。在晶圆制造厂，一片晶圆需要两到三个月的工艺流程，完成450道或者更多的工艺步骤，集成几十到上万个特定芯片，在制造工艺末端，将单个芯片从晶圆上分开，然后封装成最终产品。由此可见，单片晶圆的成本已经远超估量，尤其是在后段封装工艺，晶圆在每一个步骤的任何损坏或破片风险都必须控制在最低限度。基于此，全自动机械手臂运行的稳定性和安全性也被提到了新的高度。全自动机械手臂的运行一般分为X轴、Y轴和Z轴运动，X轴方向通过伺服电机、减速机带动齿轮齿条运动，实现机械臂在不同制程步骤的搬运；Y轴方向通过伺服电机、减速机及皮带传输机构带动滚珠丝杠上下运动，实现机械臂在同一步骤的提取和放置动作；Z轴方向通过气缸运动，带动转轴和夹具在一定范围内转动，实现对晶圆或晶舟的夹取及放开动作。经过长期的现场实际验证和经验总结，发现全自动机械手臂在X轴和Y轴方向的运行可以满足现在的制程要求，但是Z轴方向的夹取和放开动作可能存在空夹或放置不到位的风险，该风险可能导致破片/过制程/叠货或晶舟翻转。若能提供一种可确保Z轴方向运行稳定性的机构势在必行。此外，全自动湿制程设备中，常用各种机械臂进行cassette的搬运和传送。常用的机械臂一般要实现X/Y/Z轴三向运动。目前，行业常用吊臂式机械手臂，通过在设备顶部安装滑轨，左右传输，上下方向采用直线减速机构，夹取机构采用双气缸控制，这一技术存在以下问题：(1)左右传输在设备顶部，容易导致粉尘等partical直接落入制程槽，严重影响制程洁净度；(2)上下运动采用直线减速机构，即是粉尘的来源之一，运动平顺度和重复定位精度也较难控制在严格的范围；(3)夹取机构采用双气缸控制，可能存在气源不稳定，两支气缸运动不同步的问题，这将导致cassette夹取不到位甚至cassette载具移位；(4)现有机械臂一般无检测装置，无法判定夹取的动作是否正常无误，导致存在因空夹或夹取不到位引起的晶舟翻转/过制程/叠货或破片的风险。综上，若能提供一套晶舟夹取侦测机构，以解决Z轴方向夹具夹取判断的问题，并对Z轴是否夹取到位或空夹进行判断及反馈，从而避免因空夹或夹取不到位或放置不到位导致的晶舟翻转/过制程/叠货乃至破片的风险，将具有非常重要的意义。[
技术实现思路
]本技术的目的就是要解决上述的不足而提供一种三轴全自动机械手臂机构，能够避免因空夹或夹取不到位引起的晶舟翻转/过制程/叠货或破片情况，解决了Z轴方向夹具夹取判断的问题。为实现上述目的设计一种三轴全自动机械手臂机构，包括左右运动机构1、上下运动机构2、夹持机构3、花篮及载具4、Cassette侦测部件5，所述花篮及载具4连接在夹持机构3上,所述夹持机构3连接在上下运动机构2上,所述上下运动机构2连接在左右运动机构1上，所述左右运动机构1顶部安装有Cassette侦测部件5，所述Cassette侦测部件5用于对花篮及载具4的夹取状况及放置位置进行检测，所述花篮及载具4在左右运动机构1、上下运动机构2、夹持机构3的作用下沿左右X轴、上下Y轴、旋转夹取Z轴三个方向运动。进一步地，所述Cassette侦测部件5通过PLC连接左右运动机构1、上下运动机构2、夹持机构3。进一步地，所述左右运动机构1包括左右运动电机及减速机11、左右运动齿轮齿条机构12、左右运动导轨导向机构13、固定座机构14，所述左右运动电机及减速机11的输出端连接左右运动齿轮齿条机构12，所述左右运动齿轮齿条机构12连接左右运动导轨导向机构13，所述固定座机构14在左右运动导轨导向机构13的挂载及导向下作X轴方向的左右运动。进一步地，所述上下运动机构2包括上下运动电机及减速机21、上下运动同步带传输机构22、上下运动丝杠导轨机构23、上下运动防腐轴24、ARM固定轴承机构25，所述上下运动防腐轴24与固定座机构14紧固连接，所述上下运动电机及减速机21的输出端连接上下运动同步带传输机构22，所述上下运动同步带传输机构22连接上下运动丝杠导轨机构23，所述ARM固定轴承机构25在上下运动丝杠导轨机构23的导向下作Y轴方向的上下运动。进一步地，所述夹持机构3包括夹持机构臂31、夹持机构对称U型夹32、夹持位置感应装置33、夹持机构滑台气缸机构34，所述夹持机构滑台气缸机构34与ARM固定轴承机构25相连接，所述夹持机构滑台气缸机构34的活塞端连接有夹持机构臂31，所述夹持机构臂31连接夹持机构对称U型夹32，所述夹持机构对称U型夹32在夹持机构臂31的带动下做夹紧或放开的Z轴方向旋转运动，所述夹持机构滑台气缸机构34上安装有夹持位置感应装置33。进一步地，所述夹持机构滑台气缸机构34包括滑台气缸，所述滑台气缸上紧固有引导块及镜像鱼眼轴承，所述滑台气缸通过引导块及镜像鱼眼轴承带动夹持机构臂31做镜像旋转运动。进一步地，所述Cassette侦测部件5包括红外感应传感器51、传感器安装固定座52、可调传感器支架53、透明PVC防护罩54，所述传感器安装固定座52安装在左右运动机构1顶板上，所述可调传感器支架53连接在传感器安装固定座52上，所述红外感应传感器51安装在可调传感器支架53上，并通过可调传感器支架53调节侦测角度，所述红外感应传感器51外围设有透明PVC防护罩54。进一步地，所述红外感应传感器51为距离可控的反射型光电传感器。本技术同现有技术相比，通过在原来的全自动机械手臂基础上，加装Cassette侦测部件，传输到PLC，通过Cassette侦测部件传输的信号进行判断，若Z轴存在空夹或夹取不到位的状况，可中断机械手臂在X轴及Y轴的运行，重新夹取成功后，再进行下一步的动作，最终避免因空夹或夹取不到位引起的晶舟翻转/过制程/叠货或破片情况，最终解决了Z轴方向夹具夹取判断的问题；而且，该全自动机械手臂通过对安装位置，动力方式等各个方面的技术改进及提升，以及安全防护装置的增加，适用性更强，成本低，组装制造简单，维护方便，有效的改善了湿制程设备中机械臂的洁净度、安全性、稳定性及可靠性，值得推广应用。[附图说明]图1是本技术的正面结构示意图；图2是本技术的右侧结构示意图；图3是图2的俯视图；图4是本技术中Cassette侦测部件的结构示意图；图中：1、左右运动机构11、左右运动电机及减速机12、左右运动齿轮齿条机构13、左右运动导轨导向机构14、固定座机构2、上下运动机构21、上下运动电机及减速机22、上下运动同步带传输机构23、上下运动丝杠导轨机构24、上下运动防腐轴25、ARM固定轴承机构3、夹持机构31、夹持机构臂32、夹持机构对称U型夹33、夹持位置感应装置34、夹持机构滑台气缸机构4、花篮及载具5、Cassette侦测部件51、红外感应传感器52、传感器安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三轴全自动机械手臂机构，其特征在于：包括左右运动机构(1)、上下运动机构(2)、夹持机构(3)、花篮及载具(4)、Cassette侦测部件(5)，所述花篮及载具(4)连接在夹持机构(3)上,所述夹持机构(3)连接在上下运动机构(2)上,所述上下运动机构(2)连接在左右运动机构(1)上，所述左右运动机构(1)顶部安装有Cassette侦测部件(5)，所述Cassette侦测部件(5)用于对花篮及载具(4)的夹取状况及放置位置进行检测，所述花篮及载具(4)在左右运动机构(1)、上下运动机构(2)、夹持机构(3)的作用下沿左右X轴、上下Y轴、旋转夹取Z轴三个方向运动。

【技术特征摘要】
1.一种三轴全自动机械手臂机构，其特征在于：包括左右运动机构(1)、上下运动机构(2)、夹持机构(3)、花篮及载具(4)、Cassette侦测部件(5)，所述花篮及载具(4)连接在夹持机构(3)上,所述夹持机构(3)连接在上下运动机构(2)上,所述上下运动机构(2)连接在左右运动机构(1)上，所述左右运动机构(1)顶部安装有Cassette侦测部件(5)，所述Cassette侦测部件(5)用于对花篮及载具(4)的夹取状况及放置位置进行检测，所述花篮及载具(4)在左右运动机构(1)、上下运动机构(2)、夹持机构(3)的作用下沿左右X轴、上下Y轴、旋转夹取Z轴三个方向运动。2.如权利要求1所述的三轴全自动机械手臂机构，其特征在于：所述Cassette侦测部件(5)通过PLC连接左右运动机构(1)、上下运动机构(2)、夹持机构(3)。3.如权利要求2所述的三轴全自动机械手臂机构，其特征在于：所述左右运动机构(1)包括左右运动电机及减速机(11)、左右运动齿轮齿条机构(12)、左右运动导轨导向机构(13)、固定座机构(14)，所述左右运动电机及减速机(11)的输出端连接左右运动齿轮齿条机构(12)，所述左右运动齿轮齿条机构(12)连接左右运动导轨导向机构(13)，所述固定座机构(14)在左右运动导轨导向机构(13)的挂载及导向下作X轴方向的左右运动。4.如权利要求3所述的三轴全自动机械手臂机构，其特征在于：所述上下运动机构(2)包括上下运动电机及减速机(21)、上下运动同步带传输机构(22)、上下运动丝杠导轨机构(23)、上下运动防腐轴(24)、ARM固定轴承机构(25)，所述上下运动防腐轴(24)与固定座机构(14)紧固连接，所述上下运动电机及减速机(21)的输出端连接上下运动同步带传输机...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晗，江献茂，简建至，
申请(专利权)人：冠礼控制科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31