适应基片交接位置误差的机械手传递装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种适应基片交接位置误差的机械手传递装置，由机械手和与之配套的基片托构成，其特点是在机械手的腕部安装了变远心顺应机构，该变远心顺应机构能够自动调整和适应机械手前部取托指和基片托配位时的位置误差，从而顺利完成基片的传递交接，因此采用本实用新型专利技术进行基片的传递，可减少监控元件的使用数量，同时简化整套机械传递装置的自动控制系统，从而大大降低设备制造和使用成本，并可显著提高镀膜产品的质量和成品率。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于机械人
，具体涉及一种用于在真空镀膜设备各 真空室之间传递基片，并能适应基片交接位置误差的机械手传递装置。
技术介绍
如图l所示，现有的真空镀膜工艺过程中， 一般是先把基片装夹在独立 于真空设备之外的被称作基片托的夹具上，放入手套箱f内的基片台e上， 设备抽真空后，由预处理真空室g内的机械传递装置将基片托连同基片一起 在真空状态下传递到真空镀膜室h内，并安装定位到具有旋转和升降功能的 基片工作头架a上。所述机械传递装置一般由机械手b、机械臂c、机械躯 干d和相关驱动控制部件构成，机械手b连接固定在机械臂c上并由该机械 臂c带动完成直线伸缩运动；而机械臂c则连接固定在机械躯干d上，并与 机械手b —同由该机械躯干d带动完成旋转运动。镀膜完成后的基片又需要 通过这种机械传递装置从基片工作头架a上取出，送回到手套箱f内的基片 台e上。有的镀膜工艺甚至需要将基片在几个真空镀膜室h之间进行传递并 安装。在向基片工作头架a上安装基片时，工艺要求基片与基片工作头架a 之间必须有精确的位置对应关系，特别是装夹带有掩膜板的基片，其定位精 度要求更高(<0.02u m);由于基片是被装夹在基片托上的，而基片托相对 基片工作头架的交接取放又是同机械手b配合完成的，因此为了提高基片在 基片工作头架a上的定位精度，必须首先提高机械手b与基片托间的匹配精 度，减小两者的定位误差。已有技术里，由机械手b和与之配套的基片托组成的一类机械手传递装 置中，机械手b抓取基片托的方式是用机械手b的手指夹持基片托的托盘侧 面，这种夹持定位形式较不可靠，而且误差很大。而另一类机械手传递装置， 其在机械手b的手指部上设置3 4定位圆柱销，这些定位圆柱销从基片托 下方对应的销孔内插入，然后托起基片托进行传递和交接的，其定位形式较 前一类机械手传递装置显得可靠，然而仍然存在如下缺点为了使定位圆柱 销能够顺利插入和拔出基片托上的销孔，它们之间就要留有活动的间隙，这 必然增大定位误差，降低定位精度。并且在镀膜过程中基片托有时需被加热到400 700'C。基片托的受热膨胀使销孔中心距增大，而机械手b是在预 处理真空室g内没有被加热，定位圆柱销之间的中心距保持原尺寸没有变 化。用机械手去取已被加热了的基片托时，定位圆柱销已不能顺利插入销孔 中，为解决这一问题，就要加大定位孔的尺寸，使定位误差进一步加大。另一方面，现有的如上述机械手传递装置在交接基片的过程中，其机械 手b和基片托之间无法自动适应位置误差，为此通常还需采用较为复杂的控 制方式:使用光、电、磁等各类位置传感器及相应的控制器，用PLC或计算 机编程来控制基片台工作头架旋转精度、机械臂c直线伸縮运动的位置精度 或者机械躯干d带动机械臂c和机械手b的旋转变位转角精度。这使得整套 机械传递设备趋于复杂且提高造价，而且设备复杂化必然降低可靠性，也增 加了使用中的维护工作量，在众多的监控元件中一旦某一环节故障或动作失 误，将造成事故或使镀膜基片报废。
技术实现思路
本技术目的是提供一种可靠性高、无需许多监控元件便能够在真 空镀膜设备的真空室之间顺利实现基片的传递、交接和零误差精确定位的适 应基片交接位置误差的机械手传递装置。本技术的技术方案是一种适应基片交接位置误差的机械手传递装 置，包括机械手和与之配套的基片托，其特征在于所述机械手的腕部由底板，及固定在底板上的机械臂连接架和变远心顺 应机构构成，该变远心顺应机构呈左右对称结构，包括左、右支撑架、移动 梁、转角梁、两平行布置的连杆、两倾斜布置的连杆、两前压簧、两后压簧 和两拉簧；左、右支撑架固定在底板上，移动梁横向布置在左、右支撑架之间，而 转角梁与移动梁垂直；两平行布置的连杆的一端均铰接在移动梁上，而另一 端则分别铰接在左、右支撑架上；两倾斜布置的连杆位于两平行布置的连杆 之间，它们的一端分别固联有小轴并通过小轴铰接在移动梁中部设有的两个 对称倾斜的长画孔内，而另一端则分别设有长圆孔并通过长圆孔同固联在转 角梁头部上的两个小轴铰接；两前压簧的一端分别安装在设于左、右支撑架 前部的两个弹簧座上，而另一端则抵设在转角梁头部两侧；两后压簧的一端 分别安装在设于左、右支撑架后部的两个弹簧座上，而另一端则抵设在开设于移动梁两端的两个圆盲孔底端两拉簧的一端共同连接在设于转角梁尾端 的拉簧座上，而另一端则分别同设于移动梁后部两侧两个延伸柄上的拉簧座 连接；所述机械手的手指部为固定在转角梁前端的取托指，该取托指前端设有 沿变远心顺应机构的中轴线延伸的开口长槽；所述基片托包括托盘，该托盘上固接有两个可抵入开口长槽内的定位 桩，并且这两个定位桩的顶部均设有可卡止在开口长槽上表面上的凸台。本技术中所述设于左、右支撑架后部的两个弹簧座均为可调节伸出 长度的滑动弹簧座，目的是便于对设在两个圆盲孔内的后压簧刚度进行调 整，以保证它们能够相同。并且所述两个滑动弹簧座还分别抵入移动梁两端 的两个圆盲孔内，这不仅能使得移动梁两端结构更加紧凑，而且抵入原盲孔 内的滑动弹簧座能够限定并引导移动梁沿直线左右滑移，而不会在运动中歪 斜影响变远心顺应机构的工作精度。本技术中所述移动梁上设有前置开口槽，两平行布置的连杆和两倾 斜布置的连杆上与移动梁铰接的一端均抵入该前置开口槽内；同时所述转角 梁的头部设有与移动梁上的前置开口槽相对的后置开口槽，两倾斜布置的连 杆上与转角梁铰接的一端则抵入该后置开口槽内；这样设置的目的是保证变 远心顺应机构整体紧凑，节省空间。本技术中所述机械臂连接架上具有延伸至移动梁上方的挡板，该挡 板下表面上固定有与移动梁上表面接触的减摩板，以减小移动梁在二维平面 内移动时受到的摩擦。本技术中所述开口长槽的末端进一步为半圆孔，半圆孔的上端为上 大下小的圆锥孔；同时所述托盘上的两个定位桩分别是中心定位桩和转角定 位桩，所述中心定位桩位于托盘的中心，且其上部的凸台是与取托指上的圆 锥孔匹配的倒锥台，通过倒锥台和圆锥孔间的匹配，使得基片托能够可靠稳 固的被定位在取托指上，便于传递。当然本技术中对于转角定位桩上部 凸台的形状不作限定，例如可以是普通的平底圆台。并且本技术中所述开口长槽的前端进一步具有两个呈喇叭口状的 引导斜面，以方便托盘上的两个定位桩能够顺利滑入开口长槽内。并且本技术中的托盘上分布有若干用来卡嵌基片的卡槽，基片卡嵌在卡槽内从而得以在传递和交接时相对托盘固定。并且本技术中在所述中心定位桩底部进一步设有锥形孔，而在所述 转角定位桩底部也进一步设有锥形孔，相应的在真空镀膜室内的基片工作头 架上只需设置头部形状与两个锥形孔对应匹配的中心定位销和转角定位销 便能够对基片托进行定位。本技术中所述的机械臂连接架主要用于同机械臂进行连接固定，而 机械臂同现有技术一样是驱动机械手作直线伸縮运动的元件。实际安装时， 机械臂连接架上开有安装孔，并通过胀紧套等零件同机械臂连接固定。本技术主要通过机械手和基片托间的配合来完成基片在镀膜真空 设备各真空室间的传递和交接；而本技术中设置于机械手腕部的变远心 顺应机构则主要作用是用来自动调整和适应机械手前部取托指和基片托配 位时的位置误差，尤其是当机械手的中轴线(也即本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适应基片交接位置误差的机械手传递装置，包括机械手和与之配套的基片托，其特征在于：　所述机械手的腕部由底板（１），及固定在底板（１）上的机械臂连接架（２）和变远心顺应机构构成，该变远心顺应机构呈左右对称结构，包括左、右支撑架（３、４ ）、移动梁（５）、转角梁（６）、两平行布置的连杆（７）、两倾斜布置的连杆（８）、两前压簧（９）、两后压簧（１０）和两拉簧（１１）；　左、右支撑架（３、４）固定在底板（１）上，移动梁（５）横向布置在左、右支撑架（３、４）之间，而转角梁（ ６）与移动梁（５）垂直；两平行布置的连杆（７）的一端均铰接在移动梁（５）上，而另一端则分别铰接在左、右支撑架（３、４）上；两倾斜布置的连杆（８）位于两平行布置的连杆（７）之间，它们的一端分别固联有小轴（１２）并通过小轴（１２）铰接在移动梁（５）中部设有的两个对称倾斜的长圆孔（５０１）内，而另一端则分别设有长圆孔并通过长圆孔同固联在转角梁（６）头部上的两个小轴（２２）铰接；两前压簧（９）的一端分别安装在设于左、右支撑架（３、４）前部的两个弹簧座（１３）上，而另一端则抵设在转角梁（６）头部两侧；两后压簧（１０）的一端分别安装在设于左、右支撑架（３、４）后部的两个弹簧座上，而另一端则抵设在开设于移动梁（５）两端的两个圆盲孔（５０２）底端；两拉簧（１１）的一端共同连接在设于转角梁（６）尾端的拉簧座（１４）上，而另一端则分别同设于移动梁（５）后部两侧两个延伸柄（５０３）上的拉簧座（１５）连接；所述机械手的手指部为固定在转角梁（６）前端的取托指（１６），该取托指（１６）前端设有沿变远心顺应机构的中轴线延伸的开口长槽（１６１）；　所述基片托包括托盘（１７ ），该托盘（１７）上固接有两个可抵入开口长槽（１６１）内的定位桩，并且这两个定位桩的顶部均设有可卡止在开口长槽（１６１）上表面上的凸台。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴向方，黄伦，
申请(专利权)人：苏州硕光科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]