CN103867675B - 一种晶圆搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本发明为一种晶圆搬运机器人，其包含：一基座、立柱及线性模组，该线性模组设于该基座，该线性模组包含：U型轨道、一滑块及一螺杆，该螺杆驱动该滑块位移，该U型轨道导引该滑块线性位移，该滑块与该立柱连结，并驱动该立柱位移；该线性模组立时即可校正螺杆及U型轨道之间的相对精度，而不须在机器人的基座中再进行校正，如此亦可简化机器人的内部结构设计，以降低材料的使用及加工的成本。

Description

一种晶圆搬运机器人

技术领域

本发明为一种产业用机器人，尤指一种应用于半导体产业的晶圆搬运机器人。

背景技术

半导体制程中为了减少人力成本及提高产出，利用多种机器人来协助搬运对象，而现有常见的晶圆搬运机器人的机构如中国台湾公告第483807号专利，该案中，立柱装载且固定于一肩座传动件的一旋转部分上，而传动件为支撑于一线性传动件内以使传动件和立柱沿Ｚ轴向线性平移。详言之，线性传动件包含：两轨道、一载架、一滚珠螺杆及一电动机总成，该戴架分别与滚珠螺杆及两轨道连结，该电动机总成与滚珠螺杆连结、并用以转动滚珠螺杆，该轨道用以导引该戴架线性位移，而该滚珠螺杆用以垂直移动载架，载架便而带动该立柱沿Ｚ轴向线性平移；

而前述现有技术存在有以下问题点：

1、借由两轨道及滚珠螺杆驱动立柱位移，于组立前述机构时，因为轨道与滚珠螺杆之间的组立精度会影响立柱位移时的精度，且于这么狭小空间要校正轨道与滚珠螺杆之间的精度是非常不容易的事，所需花费时间较长，相对也增加了机器人的制造成本。

2、因为滚珠螺杆与轨道为分离状态，会因为长时间使用而造成滚珠螺杆与轨道之间的组立精度渐渐降低，相对影响立柱位移的精度。

3、电动机总成所设计的位置容易造成空间浪费，无法让机器人整体体积缩小，且也会增加机器人材料的使用。

发明内容

本发明首要目的在于提供一种晶圆搬运机器人，其具有便于组立的Ｚ轴驱动机构，以降低组立成本及提升质量，从而简化机器人的内部结构设计，以降低材料的使用及加工的成本。

为达上述的目的，本发明的解决方案是：

一种晶圆搬运机器人，包含:

一基座，其包含：一底板、一立板、一立柱及顶板，该立板外型为长条型板状的型态，立板的长方向两端分别与该底板与顶板结合，而形成一ㄇ字型的结构型态，该顶板设有一穿设孔；该立柱，穿设于该穿设孔，并可相对该穿设孔往复位移；

一线性模组，其包含：一U型轨道、第一端座、第二端座、一螺杆、一滑块、第一回流系统、第二回流系统、多个第一滚动件及第二滚动件，该U型轨道沿一方向伸长，定义该方向为轴方向，该U型轨道固定于该立板，该U型轨道的内侧面设有直线状的多个第一滚动沟，该第一端座、第二端座分别设于该U型轨道的轴方向两端，该螺杆沿该轴方向延长为长条状结构，该螺杆的轴方向两端分别定义为第一端及第二端，该第一端枢设第一端座，该第二端枢设第二端座，该螺杆的表面设有螺旋状的第二滚动沟，该滑块具有一供该螺杆穿设的贯穿孔，该贯穿孔的内缘面设有相对第二滚动沟的第三滚动沟，该第二滚动沟与第三滚动沟构成第一负荷路径，该第一负荷路径的两端分别与该第一回流系统的两端衔接构成一第一循环路径，该第一循环路径设有多个第一滚动件，该滑块的外表面设有相对该第一滚动沟的第四滚动沟，该第一滚动沟及第四滚动沟构成第二负荷路径，该第二负荷路径的两端分别与该第二回流系统的两端衔接构成一第二循环路径，该第二循环路径设有多个第二滚动件，该滑块与立柱连结；

一动力源，其固定于底板，该动力源与螺杆的一端连接并驱动该螺杆旋转；

其中，该螺杆经由动力源驱动旋转时，使该滑块作线性位移并带动立柱相对穿设孔位移。

进一步，立板对面设有一辅助立板。

进一步，更包含一载座，其设有一基座面、贯穿该基座面的容置孔及一第二配合面，该基座面与该立柱的底端连结，该容置孔相对立柱所设的容置空间设置，该第二配合面与滑块所设的第一配合面作连结。

进一步，动力源具有一轴心，该轴心设有一第一皮带轮，螺杆的第一端设有第二皮带轮，该第一皮带轮与第二皮带轮借由一皮带套设联结。

进一步，动力源相对容置空间及容置孔设置，立柱缩于基座内部时，该动力源有局部会容置于该容置空间及容置孔。

采用上述结构，本发明可达以下进步性：

1、借由该线性模组的应用，于线性模组组立于该基座前即可先行校正该螺杆及U型轨道的精度，以节省校正精度时的时间，而线性模组独立校正完精度后，即可直接将该线性模组固定于该立柱，并将该载座与该滑块结合即可完成该基座的组立。

2、线性模组为模组化产品，故当其中有组件损坏时，即可迅速的替换整个模组，且不须再次校正相关组件的精度，故非常符合半导体产业快速维修的需求，以降低半导体商停机时所造成的损失。

3、当该立柱缩于该基座内部时，该动力源有局部会容置于该容置空间及容置孔，如此，即可缩小该基座整体的体积，并简化该基座的结构设计。

附图说明

图1A为本发明晶圆搬运机器人所使用的线性模组组合图；

图1B为本发明晶圆搬运机器人所使用的线性模组剖视图；

图2为本发明晶圆搬运机器人系统图；

图3为本发明晶圆搬运机器人组合图；

图4为本发明晶圆搬运机器人横向剖视图；

图5为本发明晶圆搬运机器人作动状态图，为直向剖视图；

图6为本发明晶圆搬运机器人作动状态图，为直向剖视图。

【主要组件符号说明】

1底板11第一穿孔

2立板21第一固定孔

22第二穿孔3顶板

31穿设孔32第三穿孔

4辅助立板41第二固定孔

5线性模组50U型轨道

501第一滚动沟502第三固定孔

51滑块511贯穿孔

5111第三滚动沟512第四滚动沟

513第一配合面52螺杆

521第二滚动沟522第二端

523第一端53第一滚动件

54第一端座541第一通孔

55第二端座551第二通孔

56轴承压板561第三通孔

57轴承58第二滚动件

6载座61容置孔

62第二配合面63基座面

7底座71第四通孔

8动力源81心轴

9A第一皮带轮9B第二皮带轮

10皮带A立柱

A1底端A2顶端

A3容置空间A4第一马达

A5第二马达G螺丝

X轴方向F1第一负荷路径

F2第二负荷路径S1第一回流系统

S2第二回流系统S21端盖

S22回流孔。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

首先，请参阅图1A、图1B为本发明的线性模组系统图及组合图，两图式说明线性模组5包含：一U型轨道50、第一端座54、第二端座55、一螺杆52、一滑块51、第一回流系统S1、第二回流系统S2、多个第一滚动件53及第二滚动件，该U型轨道50沿一方向伸长，定义该方向为轴方向X，该U型轨道50的内侧面设有直线状的多个第一滚动沟501，该第一端座54、第二端座55分别设于该U型轨道50的轴方向X两端，该第一端座54设有一供轴承57设置的第一通孔541，该第二端座55设有一供轴承57设置的第二通孔551，该螺杆52沿该轴方向X延长为长条状结构，该螺杆52的轴方向X两端分别定义为第一端523及第二端522，该第一端523套设于该第一端座54的轴承57，该第二端522套设于该第二端座55的轴承57，使该螺杆52可相对于该第一端座54、第二端座55转动，该螺杆52的表面设有螺旋状的第二滚动沟521，该滑块51具有一供该螺杆52穿设的贯穿孔511，该贯穿孔511的内缘面设有相对该第二滚动沟521的第三滚动沟5111，该第二滚动沟521与第三滚动沟5111构成第一负荷路径F1，该第一负荷路径F1的两端分别与该第一回流系统S1的两端衔接构成一第一循环路径，该第一循环路径设有多个该第一滚动件53，该滑块51的外表面设有两相对该第一滚动沟501的第四滚动沟512，该第一滚动沟501及第四滚动沟512构成第二负荷路径F2，该第二负荷路F2径的两端分别与该第二回流系统S2的两端衔接构成一第二循环路径以下说明第二循环路径的构成：该第二回流系统S2包含：图1A揭示的设置于该滑块51两端的端盖S21，该端盖S21上设有多个U型回流道未显示；及图1B所揭示设置于该滑块51的回流孔S22，一该端盖S21的回流道两端分别与该第二负荷路径F2及该回流孔S22衔接，另一该端盖S21的回流道两端分别与该第二负荷路径F2及该回流孔S22衔接，而构该第二循环路径，该第二循环路径设有多个该第二滚动件58；由图1A即可得知，本发明借由该线性模组5取代以往的轨道及滚珠螺杆的配置，而该线性模组5因为整合了导引轨道及驱动滑块的螺杆，故于线性模组5组立时，即可校正导引轨道、滑块及螺杆之间的相对精度，而不须像先前技术所提需再机器人中进行校正，如此亦可简化机器人的内部结构设计，以降低材料的使用及加工的成本，故可说是一举数得；

接着，以下说明本发明线性模组与机器人之间的组立方式及其运作型态：

请参阅图2至图6所示，为该线性模组5与机器人的基座结构的图式，该基座包含：一底板1、一立板2及顶板3，该立板2外型为长条型板状的型态，该立板2的长方向两端分别与该底板1与顶板3结合，而形成一ㄇ字型的结构型态，该顶板3设有一穿设孔31，于本实施例，该底板1与顶板3分别设有第一穿孔11及第三穿孔32，该立板2的两端分别设有多个第一固定孔21，而该底板1与立板2的组立借由一螺丝G穿设于该第一穿孔11后，该螺丝G再与该立板2的第一固定孔21锁固，以将该底板1与立板2做结合，该顶板3与立板2的组立借由一螺丝G穿设于该第三穿孔32后，该螺丝G再与该立板2的第一固定孔21锁固，以将该顶板3与立板2做结合；另外，为了强化该基座的刚性，本实施例于该立板2对面设有一辅助立板4，而该辅助立板4亦借由螺丝G穿设于该底板1与顶板3的第一穿孔11及第三穿孔32后，该螺丝G再与该辅助立板4所设置的第二固定孔41锁固，以将该辅助立板4、顶板3与底板1做结合；另，该立板2设有多个第二穿孔22，该U型轨道50设有相对该第二穿孔22的第三固定孔502，而该U型轨道50借由多个螺丝G穿过该第二穿孔22后，该螺丝G再与该U型轨道50的第三固定孔502锁固，以将该线性模组5固定于该立柱2；

一立柱A，穿设于该穿设孔31，并可相对该穿设孔31往复位移，该立柱A具有底端A1及顶端A2，该底端A1凹设有一容置空间A3，该容置空间A3上方设有第一马达A4及第二马达A5，该第一马达A4及第二马达A5堆叠设置，且该第一马达A4及第二马达A5的驱动轴凸伸至该顶端A2，用以与手臂未显示做连结并能驱动该手臂取物及搬运物的功能；

一载座6，其设有一基座面63、贯穿该基座面63的容置孔61及一第二配合面62，该基座面63与该立柱A的底端A1连结其连结方式可使用螺丝将两者锁固结合，该底端A1与该基座面63结合后，该容置孔61相对该容置空间A3设置，该第二配合面62与该滑块51所设的第一配合面513作连结其连结方式可使用螺丝将两者锁固结合；

一动力源8，其与一底座7连结后，该底座7固定于该底板1，该动力源8具有一轴心81，该轴心81设有一第一皮带轮9A，该螺杆52的第一端523设有第二皮带轮9B，该第一皮带轮9A与第二皮带轮9B借由一皮带10套设联结，而借由动力源8输出动力以驱动该螺杆52旋转；

最后，请参阅图5及图6所示，为机器人运作的状态图，当该动力源8给予螺杆52一动力时使该螺杆52旋转，而带动该滑块51相对该U型轨道50作线性位移，且该滑块51带动该戴座6及立柱A朝轴方向X位移，值得说明的是，本发明的动力源8相对该容置空间A3及容置孔61设置，故当该立柱A缩于该基座内部时，该动力源8有局部会容置于该容置空间A3及容置孔61，如此，即可缩小该基座整体的体积，并简化该基座的结构设计。

为求清楚说明本发明的实施特点，以下说明本发明较习用进步之处及实用方式：

1、借由该线性模组的应用，于线性模组组立于该基座前即可先行校正该螺杆及U型轨道的精度，以节省校正精度时的时间，而线性模组独立校正完精度后，即可直接将该线性模组固定于该立柱，并将该载座与该滑块结合即可完成该基座的组立。

2、线性模组为模组化产品，故当其中有组件损坏时，即可迅速的替换整个模组，且不须再次校正相关组件的精度，故非常符合半导体产业快速维修的需求，以降低半导体商停机时所造成的损失。

3、当该立柱缩于该基座内部时，该动力源有局部会容置于该容置空间及容置孔，如此，即可缩小该基座整体的体积，并简化该基座的结构设计。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (1)

1.一种晶圆搬运机器人，其特征在于，包含:

一基座，其包含：一底板、一立板、一立柱及顶板，该立板外型为长条型板状的型态，立板的长方向两端分别与该底板与顶板结合，而形成一ㄇ字型的结构型态，该顶板设有一穿设孔；该立柱，穿设于该穿设孔，并可相对该穿设孔往复位移，该立柱底端凹设有一容置空间；

一线性模组，其包含：一U型轨道、第一端座、第二端座、一螺杆、一滑块、第一回流系统、第二回流系统、多个第一滚动件及第二滚动件，该U型轨道沿一方向伸长，定义该方向为轴方向，该U型轨道固定于该立板，该U型轨道的内侧面设有直线状的多个第一滚动沟，该第一端座、第二端座分别设于该U型轨道的轴方向两端，该螺杆沿该轴方向延长为长条状结构，该螺杆的轴方向两端分别定义为第一端及第二端，该第一端枢设第一端座，该第二端枢设第二端座，该螺杆的表面设有螺旋状的第二滚动沟，该滑块具有一供该螺杆穿设的贯穿孔，该贯穿孔的内缘面设有相对第二滚动沟的第三滚动沟，该第二滚动沟与第三滚动沟构成第一负荷路径，该第一负荷路径的两端分别与该第一回流系统的两端衔接构成一第一循环路径，该第一循环路径设有多个第一滚动件，该滑块的外表面设有相对该第一滚动沟的第四滚动沟，该第一滚动沟及第四滚动沟构成第二负荷路径，该第二负荷路径的两端分别与该第二回流系统的两端衔接构成一第二循环路径，该第二循环路径设有多个第二滚动件，该滑块与立柱连结；

一载座，其设有一基座面、贯穿该基座面的容置孔及一第二配合面，该基座面与该立柱的底端连结，该容置孔相对立柱所设的容置空间设置，该第二配合面与滑块所设的第一配合面作连结；

一动力源，其固定于底板，该动力源与螺杆的一端连接并驱动该螺杆旋转，动力源相对容置空间及容置孔设置；

其中，该螺杆经由动力源驱动旋转时，使该滑块作线性位移并带动立柱相对穿设孔位移，立柱缩于基座内部时，该动力源有局部会容置于该容置空间及容置孔。