一种硅片传输机器人制造技术

一种硅片传输机器人，用于完成较大传输空间的取放硅片工作流程。当取放硅片的位置相对于R轴回转半径过大而不能及、且行走轨迹较为复杂时，采用本发明专利技术的特殊结构的硅片传输机器人，能够简化R轴的工作路径和行走轨迹，化简程序编制的难度及工作量，并能有效的提高工作效率。特殊结构的硅片传输机器人之所以特殊，在于这种结构并没有传统意义上的R轴，而是在随T轴旋转的机箱盖上，通过铺设导轨滑块机构定位，以伺服电机带动丝杠丝母机构作为驱动，驱动左右活动臂前后平移；而左右活动臂上也铺设导轨滑块机构定位，以伺服电机带动丝杠丝母机构作为驱动，驱动左右取片臂前后平移，以完成特殊位置的取放硅片工作流程。

Silicon wafer transmission robot

A silicon wafer transmission robot is used to complete the process of taking and placing silicon wafers in larger transmission space. When fetching wafer position relative to the R axis and the radius of gyration is too large and not, and walking trajectory is more complex, the wafer robot is the special structure of the invention, the R axis can simplify the work path and the walking trajectory, the difficulty and workload reduction program, and can effectively improve work efficiency. The wafer handling robot with special structure is special, is that this structure is not the R axis in the traditional sense, but in the case of T axis rotation with the cover, through the laying of the guide rail slider mechanism with positioning servo motor to drive the leading screw mechanism as driving, driving around the movable arm and the movable arm about translation; and also rail slider positioning to the servo motor to drive the leading screw mechanism as driving, driving around fetching arm to take the wafers before and after translation, work process to complete the special position.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在半导体集成电路生产线设备制造领域内，一种特殊结构的硅片传输机器人，用于完成特殊位置的取放硅片工作流程。当取放硅片的位置相对于R轴回转半径过大而不能及、且行走轨迹较为复杂时，采用本专利技术的特殊结构的硅片传输机器人，能够简化R轴的工作路径和行走轨迹，化简程序编制的难度及工作量，并能有效的提高工作效率。
技术介绍
对于硅片传输机器人来说，有时取放硅片的位置比较特别。尤其是工艺性能比较先进的集成电路生产线，在每一工位位置中完成的工步数量越来越多，这就意味着在每一个工位上，硅片传输机器人取放硅片的位置越来越多，取放硅片的空间越来越大，FORK组合的工作轨迹越来越复杂。在这种工作环境下，仅利用传统的R轴来完成工作流程将非常困难甚至是不可能的。此时采用本专利技术的特殊结构的硅片传输机器人，能够增加R轴的输送半径，简化R轴的工作路径和行走轨迹，化简程序编制的难度及工作量，并能有效的提高工作效率。特殊结构的硅片传输机器人的特殊之处，在于其R轴与传统意义上的R轴有本质上的不同。本专利技术中的R轴由左右固定臂和活动臂及取片臂组成，各个臂之间没有复杂的传动关系，而是由各自的伺服电机、传动丝杠与传动丝母独立组成，由计算机独立控制其工作状态；整个R轴系统安装在上盖板的上端面。上盖板随T轴旋转，通过铺设在上盖板上表面的导轨滑块机构定位，以伺服电机带动丝杠丝母机构作为驱动装置，驱动左右活动臂分别前后平移；而左右活动臂上也铺设导轨滑块机构定位，以伺服电机带动丝杠丝母机构作为驱动，驱动左右取片臂分别前后平移，带动左右FORK组合分别进行前后平移；以上Z轴的升降、T轴的旋转、R轴固定臂、活动臂的平移，叠加成FORK组合的工作轨迹，以完成大直径空间的多工步取放硅片工作流程。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种硅片传输机器人，用于完成大直径空间、多工步的取放硅片工作流程。特殊结构的硅片传输机器人的R轴由左右固定臂和活动臂及取片臂组成，各个臂之间没有复杂的传动关系，而是由各自的伺服电机、传动丝杠与传动丝母独立组成，由计算机独立控制其工作状态。通过Z轴的升降、T轴的旋转、R轴固定臂、活动臂的平移，叠加成FORK组合的工作轨迹，以完成大直径空间的多工步取放硅片工作流程。本专利技术的专利技术目的实现过程为一种特殊结构的硅片传输机器人包括机箱组合、Z 轴传动支撑机构、τ轴旋转机构、R轴左右固定臂机构、R轴左右活动臂机构、R轴左右取片臂及FORK组合机构，其中机箱组合包括机箱内衬套组合76、机箱内衬套门组合77 ；Z轴传动支撑机构包括Z轴上电子限位挡片38、三角支撑滑块42、Z轴丝杠轴承 44、Z轴传动丝杠45、Z轴传动丝母46、上定位座48、Z轴电机联轴器50、Z轴电机驱动模块组合51、支撑花键轴52、Z轴下电子限位挡片组合53、Z轴下电子限位光电传感器54、Z轴上电子限位传感器阳、下安装座67 ；T轴旋转机构包括T轴大臂轴39、Τ轴谐波减速器40、Τ轴电机组合41、Τ轴编码器43、T轴联接盘47;R轴左右固定臂机构包括R轴右固定臂丝杠轴承25、R轴右固定臂前端限位光电传感器^KR轴右固定臂前端支撑27、R轴右固定臂滑座^、R轴右固定臂前端电子限位挡片^KR轴右固定臂后端电子限位挡片30、R轴右固定臂传动丝母31、R轴右固定臂导轨滑块32、R轴右固定臂定位导轨33、R轴右固定臂传动丝杠34、R轴右固定臂后端电子限位光电传感器35、R轴右固定臂电机安装板36、R轴右固定臂伺服电机37、R轴随动机箱49、R 轴右固定臂导轨定位钢棒56、机顶定位盖板组合57、R轴左固定臂导轨定位钢棒58、R轴左固定臂传动丝杠59、R轴左固定臂伺服电机60、R轴左固定臂电机安装板61、R轴左固定臂定位导轨62、R轴左固定臂导轨滑块63、R轴左固定臂后端电子限位光电传感器64、R轴左固定臂传动丝母65、R轴左固定臂滑座66、R轴左固定臂后端电子限位挡片68、R轴左固定臂前端电子限位挡片69、R轴左固定臂丝杠轴承70、R轴左固定臂前端支撑71、R轴左固定臂前端电子限位光电传感器72 ；R轴左右活动臂包括R轴左活动臂前端支撑4、R轴左活动臂前端电子限位光电传感器5、R轴左活动臂前端电子限位挡片6、R轴左活动臂丝杠轴承7、R轴左活动臂传动丝母8、R轴右活动臂前端支撑9、R轴右活动臂丝杠轴承10、R轴右活动臂前端电子限位挡片12、R轴右活动臂前端电子限位光电传感器13、R轴右活动臂传动丝母14、R轴右活动臂导轨滑块16、R轴右活动臂传动丝杠17、R轴右活动臂定位导轨18、R轴右活动臂滑座19、 R轴右活动臂后端电子限位挡片20、R轴右活动臂电机安装板21、R轴右活动臂后端电子限位光电传感器22、R轴右活动臂伺服电机23、R轴右活动臂臂体M、R轴左活动臂伺服电机 73、R轴左活动臂电机安装板74、R轴左活动臂后端电子限位光电传感器75、R轴左活动臂传动丝杠78、R轴左活动臂导轨滑块79、R轴左活动臂臂体80、R轴左活动臂定位导轨81、 R轴左活动臂后端电子限位挡片82、R轴左活动臂滑座83、R轴左活动臂定位导轨定位钢棒 84、R轴右活动臂导轨定位钢棒85 ；R轴左右取片臂及FORK组合机构包括F0RK组合1、R轴左取片臂气路管接头2、 R轴左取片臂臂体3、R轴右取片臂气路管接头11、R轴右取片臂臂体15。特殊结构的硅片传输机器人整体结构为以Z轴传动支撑机构为机体的主支撑， 支撑整机重量及R轴悬臂的力矩，并为T轴机构与R轴机构提供沿Z轴上下移动的驱动与定位。T轴旋转机构安装于Z轴传动支撑机构之上，为R轴提供沿T轴中心旋转的驱动与定位。R轴机构整体安装在机顶定位盖板组合57上，通过定位与驱动装置，使活动左右臂前后平移运动；而活动左右臂又通过安装的定位与驱动装置，使左右取片臂带动FORK组合作前后移动，最终完成规定的工作轨迹。机箱组合由机箱内衬套组合76、机箱内衬套门组合77构成，安装于Z轴传动支撑机构的下安装座67上，只在机构中起隔绝作用。在Z轴传动支撑机构中，三根支撑花键轴52下端安装于下安装座67上，上端安装在上定位座48上，构成整机的支撑。三角支撑滑块42安装在三根支撑花键轴52上，并由三根支撑花键轴52提供沿Z轴上下移动的定位；三角支撑滑块42的中心孔内，用于安装T 轴旋转机构的部件；Z轴电机驱动模块组合51安装在下安装座67上，通过Z轴电机联轴器50、Z轴传动丝杠45、Z轴传动丝母46、Z轴丝杠轴承44与上定位座48相连接，构成Z轴驱动装置驱动路径的定位；Z轴传动丝母46通过螺栓紧固于三角支撑滑块42的安装孔内，使 Z轴驱动装置通过三角支撑滑块42，完成对T轴机构与R轴机构的驱动。在T轴旋转机构中，T轴电机组合41、T轴谐波减速器40通过螺栓紧固在Z轴传动支撑机构的三角支撑滑块42的中心孔内，T轴大臂轴39的下端通过定位止口，安装在T 轴谐波减速器40的输出端；T轴大臂轴39的上端，通过定位止口与T轴联接盘47相联接； 当T轴电机组合41通电运行时，T轴联接盘47可得到经过一定的传动比减速后的转速传给R轴机构；T轴编码器43安装于T轴电机组合41的后轴端，当T轴电机组合41通电运行时，T轴编码器43开始向控制计算机反馈T轴电机组合41的运行参数，以完成控制计算机对T轴电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种硅片传输机器人，包括：ＦＯＲＫ组合（１）、Ｒ轴左取片臂气路管接头（２）、Ｒ轴左取片臂臂体（３）、Ｒ轴左活动臂前端支撑（４）、Ｒ轴左活动臂前端电子限位光电传感器（５）、Ｒ轴左活动臂前端电子限位挡片（６）、Ｒ轴左活动臂丝杠轴承（７）、Ｒ轴左活动臂传动丝母（８）、Ｒ轴右活动臂前端支撑（９）、Ｒ轴右活动臂丝杠轴承（１０）、Ｒ轴右取片臂气路管接头（１１）、Ｒ轴右活动臂前端电子限位挡片（１２）、Ｒ轴右活动臂前端电子限位光电传感器（１３）、Ｒ轴右活动臂传动丝母（１４）、Ｒ轴右取片臂臂体（１５）、Ｒ轴右活动臂导轨滑块（１６）、Ｒ轴右活动臂传动丝杠（１７）、Ｒ轴右活动臂定位导轨（１８）、Ｒ轴右活动臂滑座（１９）、Ｒ轴右活动臂后端电子限位挡片（２０）、Ｒ轴右活动臂电机安装板（２１）、Ｒ轴右活动臂后端电子限位光电传感器（２２）、Ｒ轴右活动臂伺服电机（２３）、Ｒ轴右活动臂臂体（２４）、Ｒ轴右固定臂丝杠轴承（２５）、Ｒ轴右固定臂前端限位光电传感器（２６）、Ｒ轴右固定臂前端支撑（２７）、Ｒ轴右固定臂滑座（２８）、Ｒ轴右固定臂前端电子限位挡片（２９）、Ｒ轴右固定臂后端伺服电机（７３）的电机轴，以紧定螺钉固定；所述Ｒ轴右活动臂传动丝杠（１７）的另一端安装Ｒ轴右活动臂丝杠轴承（１０），并以Ｒ轴右活动臂前端支撑（９）的配合孔装入轴承外环，然后将Ｒ轴右活动臂前端支撑（９）以螺栓安装在Ｒ轴右活动臂臂体（２４）的前端面上；所述Ｒ轴左活动臂传动丝杠（７８）的另一端安装Ｒ轴左活动臂丝杠轴承（７），并以Ｒ轴左活动臂前端支撑（４）的配合孔装入轴承外环，然后将Ｒ轴左活动臂前端支撑（４）以螺栓安装在Ｒ轴左活动臂臂体（８０）的前端面上；所述Ｒ轴右活动臂传动丝母（１４）通过螺钉与Ｒ轴右活动臂滑座（１９）联接，使其可沿Ｒ轴右活动臂定位导轨（１８）前后平移；所述Ｒ轴左活动臂传动丝母（８）通过螺钉与Ｒ轴左活动臂滑座（８３）联接，使其可沿Ｒ轴左活动臂定位导轨（８１）前后平移；所述Ｒ轴右活动臂前端电子限位光电传感器（１３）、Ｒ轴左活动臂前端电子限位光电传感器（５）分别安装在Ｒ轴右活动臂前端支撑（９）、Ｒ轴左活动臂前端支撑（４）的外侧面，将Ｒ轴右活动臂前端电子限位挡片（１２）、Ｒ轴左活动臂前端电子限位挡片（６）分别安装在Ｒ轴右活动臂滑座（１９）、Ｒ电子限位挡片（３０）、Ｒ轴右固定臂传动丝母（３１）、Ｒ轴右固定臂导轨滑块（３２）、Ｒ轴右固定臂定位导轨（３３）、Ｒ轴右固定臂传动丝杠（３４）、Ｒ轴右固定臂后端电子限位光电传感器（３５）、Ｒ轴右固定臂电机安装板（３６）、Ｒ轴右固定臂伺服电机（轴左活动臂滑座（８３）的外侧面，调整至两硬限位面大约５ｍｍ距离时，光电传感器反馈信号，伺服电机停止运转；所述Ｒ轴右活动臂后端电子限位光电传感器（２２）、Ｒ轴左活动臂后端电子限位光电传感器（７５）分别安装在Ｒ轴右活动臂电机安装板（２１）、Ｒ轴左活动臂电机安装板（７４）的外侧面，将Ｒ轴右活动臂后端电子限位挡片（２０）、Ｒ轴左活动臂后端电子限位挡片（８２）分别安装在Ｒ轴右活动臂滑座（１９）、Ｒ轴左活动臂滑座（８３）的外侧面，调整至两硬限位面大约５ｍｍ距离时，光电传感器反馈信号，伺服电机停止运转；所述Ｒ轴左右取片臂及ＦＯＲＫ组合机构中，Ｒ轴右取片臂臂体（１５）、Ｒ轴左取片臂臂体（３）分别安装在Ｒ轴左右活动臂机构中的Ｒ轴右活动臂滑座（１９）、Ｒ轴左活动臂滑座（８３）的上端面上，并可随Ｒ轴右活动臂滑座（１９）、Ｒ轴左活动臂滑座（８３）沿导轨作前后平移运动；所述两个ＦＯＲＫ组合（１）分别安装在Ｒ轴右取片臂臂体（１５）、Ｒ轴左取片臂臂体（３）的前端定位槽内，ＦＯＲＫ组合（１）的进气口部位安装有密封垫圈；所述Ｒ轴右取片臂气路管接头（１１）、Ｒ轴左取片臂气路管接头（２）分别安装在Ｒ轴右取片臂臂体（１５）、Ｒ轴左取片臂臂体（３）的外侧面；当设备工作时，在控制计算机指令的控制下，气路沿Ｒ轴右取片臂气路管接头（１１）、Ｒ轴左取片臂气路管接头（２，）通过Ｒ轴右取片臂臂体（１５）、Ｒ轴左取片臂臂体（３）内部气路，到达ＦＯＲＫ组合（１）的吸附口，以完成吸片与放片的动作。３７）、Ｚ轴上电子限位挡片（３８）、Ｔ轴大臂轴（３９）、Ｔ轴谐波减速器（４０）、Ｔ轴电机组合（４１）、三角支撑滑块（４２）、Ｔ轴编码器（４３）、Ｚ轴丝杠轴承（４４）、Ｚ轴传动丝杠（４５）、Ｚ轴传动丝母（４６）、Ｔ轴联接盘（４７）、上定位座（４８）、Ｒ轴随动机箱（４９）、Ｚ轴电机联轴器（５０）、Ｚ轴电机驱动模块组合（５１）、支撑花键轴（５２）、Ｚ轴下电子限位挡片组合（５３）、Ｚ轴下电子限位光电传感器（５４）、Ｚ轴上电子限位传感器（５５）、Ｒ轴右固定臂导轨定位钢棒（５６）、机顶定位盖板组合（５７）、Ｒ轴左固定臂导轨定位钢棒（５８）、Ｒ轴左固定臂传动丝杠（５９）、Ｒ轴左固定臂伺服电...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘延杰，吴明月，荣伟彬，孙立宁，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93