一种取送硅片的机械手制造技术

本发明专利技术涉及一种取送硅片的机械手，其特征在于：它包括一水平驱动机构，一垂直驱动机构、一旋转驱动机构和安装三个驱动机构的机架；水平驱动机构包括一水平驱动电机，水平驱动电机通过第一传动装置连接一沿两水平光杠水平移动的支架；垂直驱动机构包括一连接在支架上的垂直驱动电机，垂直驱动电机通过第二传动装置连接一沿两垂直光杠上下移动的升降架；旋转驱动机构包括一连接在升降架上的旋转驱动电机，旋转驱动电机通过第三传动装置连接一主臂，主臂顶部穿出支架顶部连接一手爪，手爪上表面设置有吸盘，在主臂的中心和手爪上设置有一连通吸盘的真空气道。本发明专利技术结构简单，体积小，成本低，可以广泛用于各种硅片的取送搬运过程中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机械手，特别是关于一种取送硅片的机械手。
技术介绍
目前在半导体制造行业中，因为硅片很昂贵，且在制造过程中对硅片洁净度 的要求也非常高，所以取送硅片时需要格外小心。现在使用最多的是三折臂形式 的机械手，该类机械手采用主臂、副臂和手腕等多关节结构，其结构复杂且体积 大，在运动过程中易产生机械颗粒对硅片造成二次污染。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提出一种体积小、结构简单的取送硅片的机 械手。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案 一种取送硅片的机械手，它包 括一水平驱动机构， 一垂直驱动机构、 一旋转驱动机构和安装所述三个驱动机构 的机架；所述水平驱动机构包括一水平驱动电机，水平驱动电机通过第一传动装 置连接一沿两水平光杠水平移动的支架；所述垂直驱动机构包括一连接在所述支 架上的垂直驱动电机，所述垂直驱动电机通过第二传动装置连接一沿两垂直光杠 上下移动的升降架；所述旋转驱动机构包括一连接在所述升降架上的旋转驱动电 机，所述旋转驱动电机通过第三传动装置连接一主臂，所述主臂顶部穿出所述支 架顶部连接一手爪，所述手爪上表面设置有吸盘，所述在主臂的中心和手爪上设 置有一连通所述吸盘的真空气道。所述第一传动装置包括一与所述水平驱动电机连接的主动齿形轮，所述主动 齿形轮通过一齿形带连接一从动齿形轮，所述支架固定连接在所述齿形带的一侧 带上。所述第二传动装置包括一与垂直驱动电机输出端连接的丝杠，所述丝杠顶部 转动连接在所述支架顶部。所述第三传动装置包括一与所述旋转驱动电机输出端连接的主动轮和一由主 动轮带动的从动轮，所述从动轮的中心轴一端连接在所述升降架上，另一端通过 一联轴器连接所述主臂。本专利技术还包括一限位机构，所述限位机构包括一设置在所述主臂下部的凸头 限位片， 一设置在所述支架上的限位柱，所述限位柱上用多个间隔环隔设有多个限位环，以供所述凸头限位片上凸头插入在相邻的两限位环之间，所述间隔环的 厚度与相邻两硅片的间距一致，所述间隔环的数量与硅片盒中排列的硅片数量一 致。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本专利技术设置了三个电机， 一个水平驱动电机带动机构整体做水平直线运动； 一个垂直驱动电机通过丝杠带 动安装有主臂的升降架做上下垂直运动； 一个旋转驱动电机驱动主臂以自身为中 心带动一手爪做旋转运动。本专利技术通过主臂带动手爪的转动与水平运动构成的函 数变化关系，实现手爪在另一水平方向上的运动，再加上升降运动的复合，实现 了在任一高度上的三维取送硅片的运动。2、本专利技术由于釆用主臂连接一水平手爪， 并通过真空气道抽送空气控制吸盘的方式，取得了结构简单，体积小，成本低， 没有更多的活动关节的有益效果。同时本专利技术由于只设置一个主臂带动一个手爪， 所以在运动过程中也大大减少了机械摩擦，从而减少了对硅片的二次污染。3、本 专利技术在升降运动方向上设置了双保险机构，即除了通过计算机程序设定升降行程 控制外，还在竖直方向上设置了一限位柱，在限位环上设置了与硅片盒中硅片数 量和位置对应的间隔环和限位环，并在主臂上设置了一凸头限位片，因此无论发 生任何故障，都可以保证手爪不会发生上、下窜动，保证了昂贵的硅片不受损坏。 本专利技术结构简单，体积小，成本低，三种运动可以同时协调动作，也可以单独动 作，本专利技术可以广泛用于各种硅片的取送搬运过程中。附图说明图1是本专利技术整体结构示意图 图2是本专利技术垂直驱动机构和旋转驱动机构示意图 图3是图2的侧向示意图 图4是本专利技术主臂和手爪连接示意图 图5是本专利技术限位机构中凸头限位片结构示意图 具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。如图1所示，本专利技术包括一水平驱动机构l， 一垂直驱动机构2、 一旋转驱动 机构3和安装上述三个驱动机构1、 2、 3的机架(图中未示出)。本专利技术的水平驱动机构1包括一安装在机架上的水平驱动电机11，水平驱动 电机11的输出端连接一主动齿形轮12，主动齿形轮12通过一齿形带13连接到从 动齿形轮14，齿形带13的一侧带上固定连接一支架15，支架15同时穿设在两上、 下平行设置的水平光杠16上，支架15在齿形带13的带动下，可以沿两水平光杠16进行水平方向的运动。如图2、图3所示，本专利技术的垂直驱动机构2包括一设置在支架15底部的垂 直驱动电机21，垂直驱动电机21通过一联轴器22连接一丝杠23，丝杠23的顶 部通过轴承转动连接到支架15顶部。丝杠23上连接一升降架24，升降架24同时 穿设在两并排设置的垂向光杠25上，升降架24在丝杠23的带动下，可以沿两垂 向光杠25进行垂直上下运动。如图2、图3、图4所示，本专利技术的旋转驱动机构3包括一设置在升降架24 底部的旋转驱动电机31，旋转驱动电机31通过一主动轮32连接一从动轮33，从 动轮33的中心轴支撑连接在升降架24上，从动轮33的中心轴向上通过一联轴器 34连接一主臂35，主臂35通过轴承转动穿过升降架24，然后向上穿出支架15 的顶部。在主臂35顶部水平连接一手爪36，手爪36上设置有1 2个高出手爪 36上表面的吸盘37，在主臂35的中心和手爪6上设置有一连通吸盘37的真空气 道38，在主臂35侧部设置一连接真空气泵的接口 (图中未示出)。旋转驱动电机 31通过主、从动轮32、 33带动主臂35的转动，可以实现手爪36在水平方向取送 硅片的旋转运动，吸盘37通过真空气道38的抽真空，可以保证抓取硅片牢固， 且不与手爪36产生机械摩擦。如图2、图5所示，上述实施例中，为了保证手爪在抓取硅片的过程中，即使 发生机械或电器或程序控制故障，也不会造成对硅片盒中硅片的损坏，本专利技术设 置了限位机构4。限位机构4包括一设置在主臂35下部的凸头限位片41，凸头限 位片41可以随主臂35—起转动。与凸头限位片41对应，在支架15上垂向设置 一限位柱42，在限位柱42上用多个间隔环43隔设多个限位环44，凸头限位片41 的凸头45可以插设在两相邻的限位环44之间。间隔环43的空隙也就是两个相邻 限位环44之间的间距，与两相邻硅片之间的间距一致。间隔环43的数量与磁盘 盒中排列的硅片数量相同，至少不能少于硅片的数量。上述实施例中，凸头限位片41在相邻的两限位环44之间的有效行程只要小 于手爪36在两硅片之间的有效行程，就可以有效地保护硅片不受损害。本专利技术的 限位机构还可以采用其它方式，在此不再一一赘述。本专利技术工作时，水平驱动电机ll驱动主、从动齿形轮12、 14和齿形带13带 动支架15及垂直驱动机构2和旋转驱动机构3，沿两水平光杠16进行水平运动， 使整个装置水平移动到位。垂直驱动电机21驱动丝杠23带动升降架24及旋转驱 动机构3垂直运动，使主臂35带动手爪升降到欲取送硅片的高度。旋转驱动电机 31通过主、从动轮32、 33带动主臂35做自身转动，使手爪36伸入到欲取硅片的下方，然后垂直驱动机构2略微上移，贴近硅片底部，旋转驱动电机31停止转动， 启动真空泵，通过真空气道38抽真空，使吸盘37吸住硅片；再启动旋转驱动电 机31带动手爪36转到其它硅片盒，接着真空气道进入空气，吸盘37松开硅片， 垂直驱动机构2略微下移后，旋转驱动机构3和垂直驱动机构2重复上述动作， 依次取送其它硅片。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种取送硅片的机械手，其特征在于：它包括一水平驱动机构，一垂直驱动机构、一旋转驱动机构和安装所述三个驱动机构的机架；　所述水平驱动机构包括一水平驱动电机，水平驱动电机通过第一传动装置连接一沿两水平光杠水平移动的支架；　所述垂直驱动机构包括一连接在所述支架上的垂直驱动电机，所述垂直驱动电机通过第二传动装置连接一沿两垂直光杠上下移动的升降架；　所述旋转驱动机构包括一连接在所述升降架上的旋转驱动电机，所述旋转驱动电机通过第三传动装置连接一主臂，所述主臂顶部穿出所述支架顶部连接一手爪，所述手爪上表面设置有吸盘，所述在主臂的中心和手爪上设置有一连通所述吸盘的真空气道。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈百捷，徐伟新，姚广军，
申请(专利权)人：陈百捷，北京自动化技术研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]