CN101383313B - 一种取送硅片的机械手 - Google Patents

一种取送硅片的机械手 Download PDF

Info

Publication number
CN101383313B
CN101383313B CN2008102247018A CN200810224701A CN101383313B CN 101383313 B CN101383313 B CN 101383313B CN 2008102247018 A CN2008102247018 A CN 2008102247018A CN 200810224701 A CN200810224701 A CN 200810224701A CN 101383313 B CN101383313 B CN 101383313B
Authority
CN
China
Prior art keywords
drive motor
transmission device
silicon chip
fetching
manipulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2008102247018A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101383313A (zh
Inventor
陈百捷
徐伟新
姚广军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Automation Technical Research Institute
Chen Bai Jie
Original Assignee
BEIJING AUTOMATION TECHNICAL RESEARCH INSTITUTE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BEIJING AUTOMATION TECHNICAL RESEARCH INSTITUTE filed Critical BEIJING AUTOMATION TECHNICAL RESEARCH INSTITUTE
Priority to CN2008102247018A priority Critical patent/CN101383313B/zh
Publication of CN101383313A publication Critical patent/CN101383313A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101383313B publication Critical patent/CN101383313B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Conveying And Assembling Of Building Elements In Situ (AREA)

Abstract

本发明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。

Description

一种取送硅片的机械手
技术领域
本发明涉及一种机械手，特别是关于一种取送硅片的机械手。
背景技术
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。
发明内容
针对上述问题，本发明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，本发明采取以下技术方案：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。
本发明还包括一限位机构，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。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明设置了三个电机，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。本发明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、本发明由于采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。同时本发明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、本发明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。本发明结构简单，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，本发明可以广泛用于各种硅片的取送搬运过程中。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图
图2是本发明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是本发明主臂和手爪连接示意图
图5是本发明限位机构中凸头限位片结构示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明包括一水平驱动机构1，一垂直驱动机构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)。
本发明的水平驱动机构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，本发明的垂直驱动机构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，本发明的旋转驱动机构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，本发明设置了限位机构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35一起转动。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。本发明的限位机构还可以采用其它方式，在此不再一一赘述。
本发明工作时，水平驱动电机11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。
本发明设置的限位机构，当主臂35带动手爪36上下移动时，凸头限位片41的凸头45远离限位环44；而当主臂带动手爪36转动到达取送硅片位置时，凸头限位片41上的凸头45恰好旋入到两相邻的限位环44之间，即使此时发生任何故障，两限位环44都可以保证主臂35带动的手爪36不会上、下窜动，进而可以保证其它硅片不受损坏。
上述各实施例中，水平驱动机构1、垂直驱动机构2和旋转驱动机构3中的传动装置还可以采取其它不同的结构方式，比如在旋转驱动机构3中，主、从动轮31、32可以是一对啮合的齿轮，也可以是一对通过链条连接的链轮，还可以是一对通过同步带带动的同步轮。这些不同结构的传动装置的等效替换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (8)

1.一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，所述主臂的中心和手爪上设置有一连通所述吸盘的真空气道。
2.如权利要求1所述的一种取送硅片的机械手，其特征在于：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。
3.如权利要求1或2所述的一种取送硅片的机械手，其特征在于：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。
4.如权利要求1或2所述的一种取送硅片的机械手，其特征在于：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。
5.如权利要求3所述的一种取送硅片的机械手，其特征在于：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。
6.如权利要求1或2或5所述的一种取送硅片的机械手，其特征在于：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。
7.如权利要求3所述的一种取送硅片的机械手，其特征在于：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。
8.如权利要求4所述的一种取送硅片的机械手，其特征在于：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。
CN2008102247018A 2008-10-24 2008-10-24 一种取送硅片的机械手 Active CN101383313B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008102247018A CN101383313B (zh) 2008-10-24 2008-10-24 一种取送硅片的机械手

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008102247018A CN101383313B (zh) 2008-10-24 2008-10-24 一种取送硅片的机械手

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101383313A CN101383313A (zh) 2009-03-11
CN101383313B true CN101383313B (zh) 2010-06-16

Family

ID=40463060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008102247018A Active CN101383313B (zh) 2008-10-24 2008-10-24 一种取送硅片的机械手

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101383313B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102176495A (zh) * 2011-03-28 2011-09-07 无锡荣兴科技有限公司 太阳能硅片安全自动移动机构
WO2013135052A1 (zh) * 2012-03-15 2013-09-19 哈尔滨工业大学 一种能够平衡受力状态的 z 轴升降机构

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102039593B (zh) * 2009-10-15 2012-08-15 旺矽科技股份有限公司 取放装置
CN101890710A (zh) * 2010-06-10 2010-11-24 中国电子科技集团公司第四十五研究所 晶片吸附式传输机械手
CN102064127A (zh) * 2010-10-11 2011-05-18 北京自动化技术研究院 一种取送硅片的机械手
CN102161199B (zh) * 2011-03-16 2012-09-19 哈尔滨工业大学 一种用于硅片传输机器人的w轴同轴传动机构
JP5885528B2 (ja) * 2012-02-14 2016-03-15 株式会社安川電機 搬送装置
CN102658543A (zh) * 2012-04-27 2012-09-12 北京中拓机械有限责任公司 带探测器的机械手
CN104037114B (zh) * 2013-03-06 2018-05-18 昆山富利瑞电子科技有限公司 晶圆自动取放机械手
CN105150229A (zh) * 2015-09-22 2015-12-16 上海理工大学 精密滚珠研磨卸料装置
CN107546161B (zh) * 2016-06-28 2019-07-19 北京北方华创微电子装备有限公司 片盒驱动机构及装载腔室
CN106409740B (zh) * 2016-10-21 2019-08-20 山东大学 一种单臂三自由度的晶圆传输机械手及使用方法
CN107706141A (zh) * 2017-09-19 2018-02-16 上海微松工业自动化有限公司 一种半导体前置模块晶圆的传输工艺
JP7167924B2 (ja) * 2017-09-21 2022-11-09 ソニーグループ株式会社 ロボットハンド、ロボット装置及び電子機器の製造方法
CN111354668B (zh) * 2018-12-24 2023-09-29 上海微电子装备（集团）股份有限公司 硅片传输系统及方法
CN109607186B (zh) * 2018-12-29 2022-04-08 东莞市马越实业有限公司 一种工件移栽智能设备及工件移栽方法
CN117184903B (zh) * 2023-11-07 2024-02-13 四川名人居门窗有限公司 一种玻璃吸盘车

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1195602A (zh) * 1997-04-04 1998-10-14 三星电子株式会社 机械手系统中的传送装置和方法
CN1235697A (zh) * 1996-10-30 1999-11-17 芝浦机械电子装置股份有限公司 处理装置、处理方法及机械手装置
CN1383199A (zh) * 2001-04-25 2002-12-04 株式会社爱科技 机械手的驱动装置
DE202004021181U1 (de) * 2004-02-20 2007-02-01 Heigl, Helmuth, Dr. Handhabungsvorrichtung, insbesondere zum Positionieren eines Testkopfs an einer Prüfeinrichtung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1235697A (zh) * 1996-10-30 1999-11-17 芝浦机械电子装置股份有限公司 处理装置、处理方法及机械手装置
CN1195602A (zh) * 1997-04-04 1998-10-14 三星电子株式会社 机械手系统中的传送装置和方法
CN1383199A (zh) * 2001-04-25 2002-12-04 株式会社爱科技 机械手的驱动装置
DE202004021181U1 (de) * 2004-02-20 2007-02-01 Heigl, Helmuth, Dr. Handhabungsvorrichtung, insbesondere zum Positionieren eines Testkopfs an einer Prüfeinrichtung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102176495A (zh) * 2011-03-28 2011-09-07 无锡荣兴科技有限公司 太阳能硅片安全自动移动机构
WO2013135052A1 (zh) * 2012-03-15 2013-09-19 哈尔滨工业大学 一种能够平衡受力状态的 z 轴升降机构

Also Published As

Publication number Publication date
CN101383313A (zh) 2009-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101383313B (zh) 一种取送硅片的机械手
CN201282136Y (zh) 一种取送硅片的机械手
JP2015036184A (ja) 産業用ロボット
CN102064127A (zh) 一种取送硅片的机械手
CN208932514U (zh) 一种玻璃面板物料自动上下料的装置
CN107285020A (zh) 一种机器人
CN203218245U (zh) 晶圆自动取放机械手
CN201877413U (zh) 取送硅片的机械手
CN205521470U (zh) 一种抓取pcb板的机械手机构
CN203602054U (zh) 卸瓶垛机的隔板取放机构
CN105523211A (zh) 一种滚轮式真空食品加工器
CN215100617U (zh) 一种高效智能板材搬运机
CN205653118U (zh) 一种电动剪叉式升降平台
CN203332983U (zh) 一种新型捡砖机的瓷砖翻转结构
CN205170275U (zh) 四导柱式升降机
CN106272396A (zh) 一种电动抓取机械手
CN201660133U (zh) 一种缠绕机
CN204588639U (zh) 梳齿式升降机
WO2019242173A1 (zh) 掀起装置和太阳能电池焊接设备
CN202796891U (zh) 一种快速旋转抓取装置
CN210452804U (zh) 油井维修用摆动机械臂
CN110846487B (zh) 一种热处理炉料框平移装置
CN216300055U (zh) 一种用于注塑机的传输机构
CN105383930A (zh) 一种产品搬运装置
CN210968882U (zh) 一种四轴机械手机构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20090612

Address after: B-102, building No. 20, tulip building, Yizhuang Economic Development Zone, Beijing, China: 100176

Applicant after: Chen Bai Jie

Co-applicant after: Beijing Automation Technical Research Institute

Address before: B-102, building No. 20, tulip building, Yizhuang Economic Development Zone, Beijing, China: 100176

Applicant before: Chen Baijie

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant