CN107265119A - 一种集成有盖板抓取机构的搬运机构及搬运方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成有盖板抓取机构的搬运机构及搬运方法，搬运机构的特征在于：所述搬运机构中设置有目标物体抓取机构和盖板抓取机构，所述盖板抓取机构用于在搬运机构搬运目标物体的时候，将所述目标物体上的盖板抓离所述目标物体。相比于单独设置取放盖板的装置，这种将取放盖板的机构集成到搬运机构的设置方式简化、紧凑了整体设备，节省空间，盖板可以循环利用，且能够减少取、放盖板的时间，提高整体工作效率。

Description

一种集成有盖板抓取机构的搬运机构及搬运方法

技术领域

本发明涉及一种集成有盖板抓取机构的搬运机构及搬运方法，属于自动化设备领域。

背景技术

在自动化设备领域中，对于所需搬运的物体上方有盖的情形，通常在设备中设置一个盖抓取机构，利用盖抓取机构将盖取走，利用搬运机构将需要搬运的物体搬运至目标位置，这使得整体设备占空大、复杂。

具体的，如，在给ALD反应腔室上下料的机构中，搬运机构需要将从反应腔室内镀膜完毕的硅片搬运至目标位置，并将将要进行镀膜的硅片搬运至反应腔室，而硅片在反应腔室镀膜时，硅片载具的上方需要设置盖板，那么在搬运过程中，需要将盖从镀膜完毕的硅片载具上取下（硅片之后要进行的工序不允许硅片载具上方有盖板），如果单独设置一个取盖机构，这一取盖机构的增加会使整体设备复杂化，且其本身占据一定的空间、盖的放置位置也会占据一定空间。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种集成有盖板抓取机构的搬运机构，该机构相比于独立设置盖抓取机构的情形整体结构紧凑、占据空间小。在搬运机构对目标物体（硅片载具）搬运的同时，利用集成在搬运机构上的盖板抓取机构将盖板抓取，使之从硅片载具上分离，搬运机构将硅片载具搬运至目标位置后，在搬运载有将要镀膜的硅片的硅片载具时，可以将盖板盖在硅片载具上，这样，盖板实现了循环利用，同时，取放盖时间紧凑、生产节奏快。

本发明的集成有盖板抓取机构的搬运机构中设置有目标物体抓取机构和盖板抓取机构，所述盖板抓取机构用于在搬运机构搬运目标物体的时候，将所述目标物体上的盖板抓离所述目标物体。

进一步的，所述搬运机构中设置有移动机构，所述移动机构通过一连接板带动所述盖板抓取机构和所述目标物体抓取机构在各工作位置之间移动；所述盖板抓取机构和所述目标物体抓取机构均设置在所述连接板上，所述目标物体抓取机构的抓取臂长与盖板抓取机构的抓取臂长之差大于目标物体抓取位置和盖板抓取位置的距离。

进一步的，所述的盖板抓取机构包括两个抓手和两个抓手驱动装置，所述两个抓手结构相同，前后对称设置，分别用于抓取盖板的前后侧，所述两个抓手驱动装置分别驱动所述两个抓手在前后方向上运动。

进一步的，所述抓手包括上平板、下平板和连接所述上、下平板的抓手臂，所述上平板的下侧沿前后方向滑动设置在所述连接板上，所述抓手驱动装置固定在所述连接板的下侧，且其输出端连接所述抓手臂。

进一步的，在所述抓手上设置盖板抓取检测机构，用于检测盖板是否被抓起，和/或，在所述目标物体抓取机构中设置目标物体抓取检测机构，用于检测目标物体是否被抓起。

进一步的，所述目标物体抓取机构与所述盖板抓取机构结构相同。

进一步的，所述移动机构包括纵向运动机构和竖直运动机构，所述纵向运动机构主要包括纵向驱动装置、传动轴、带轮、皮带；所述纵向驱动装置的动力经减速分动后分别带动位于纵向驱动装置左右侧传动轴，所述传动轴在远离纵向驱动装置端安装有带轮，带轮与一位于所述带轮后端的惰轮上绕设所述皮带；与所述皮带固定连接的一支撑板上设置有竖直运动机构，所述竖直运动机构主要包括竖直驱动装置、丝杠、螺母；所述竖直驱动装置固定在所述支撑板的上端，其输出端连接竖直转动设置在所述支撑板上的丝杠，螺纹配合在所述丝杠上的螺母与所述连接板固定连接。

进一步的，所述搬运机构应用在ALD上下料机中，所述目标物体是载有镀膜完毕的硅片的硅片载具。

此外，本发明中还公开了一种搬运方法：

首先，所述搬运机构运动至搬运位置；

其次，所述搬运机构中的盖板抓取机构和目标物体抓取机构开始抓取动作，将盖板与目标物体均抓起，并将两者分离；

然后，所述搬运机构运动至目标物体放料位置，将目标物体放下；

再者，所述搬运机构运动至盖板放料位置，将盖板放下。

以及将该搬运机构应用在ALD上下料机中时的操作方法：

首先，所述搬运机构运动至搬运位置；

其次，所述搬运机构中的盖板抓取机构和目标物体抓取机构开始抓取动作，将盖板与载有镀膜完毕的硅片的硅片载具均抓起，并将两者分离；

然后，所述搬运机构运动至硅片载具下料位置，将载有镀膜完毕的硅片的硅片载具放下；

再者，所述搬运机构运动至上料位置，将盖板放置在载有未镀膜的硅片的硅片载具上，并将硅片载具和盖板搬运至反应腔室。

本发明的有益效果是： 1.相比于单独设置取放盖板的装置，这种将取放盖板的机构集成到搬运机构（天车）的设置方式简化、紧凑了整体设备，同时，利用单独的取放盖板装置将盖板提起，放置一边然后再送回的工作方式占用空间大，而将取放盖板的机构集成在天车上之后，省去了单独的取放盖板装置的设置位置和盖板放置位置；

2.盖板可以循环利用，且盖板循环利用的同时，能够减少取、放盖板的时间，提高整体工作效率。

附图说明

图1是本发明机构的主视示意图。

图2是纵向运动机构的示意图（相对于图1是左视）。

图3是盖板抓取机构的示意图（相对于图1是左视）。

图4是硅片载具抓取机构的示意图（相对于图1是左视）。

图中：纵向驱动装置100、传动轴101、皮带102、带轮103、带轮支撑板104、带轮支撑底板105、皮带连接件200、第一连接板201、第二连接板202、第三连接板203、第四连接板204、竖直驱动装置300、丝杠301、螺母302、盖板抓取机构4、上平板401、下平板402、抓手臂403、抓手驱动装置404、杠杆405传感器406、硅片载具抓取机构5、盖板6、硅片载具7、抓取凸台71。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式作详细的说明。

以下描述中坐标均采用：以图1中垂直纸面向里的方向为后，反之为前，前后方向为纵向。

该集成有盖板抓取机构的搬运机构主要包括支架（图中并未示出）、纵向运动机构、竖直运动机构、硅片载具抓取机构和盖板抓取机构。

其中纵向运动机构主要包括纵向驱动装置100、传动轴101、皮带102、带轮103、带轮支撑板104、带轮支撑底板105。

纵向驱动装置100（实施例中选用伺服电机）通过减速器减速分动后于左右两侧分别连接一传动轴101，两传动轴101的外端（远离装置的一端）均转动支撑在带轮支撑板104上，带轮支撑板104下侧固定在带轮支撑底板105上，带轮支撑底板105固定支撑在支架上，转动轴101外端固定有带轮103，在带轮支撑底板105的后侧设置有惰轮，在惰轮和带轮103上绕设皮带102，实施例中皮带102选用同步带。纵向驱动装置100输出的动力经减速分动后带动左右两侧的传动轴101转动，两传动轴101带动其上的带轮103转动，进而带动皮带102运动。

皮带102通过皮带连接件200连接第一连接板201，皮带102运动时能够同步带动第一连接板201运动，第一连接板201与竖直设置的第二连接板202固定连接，纵向驱动装置100动作时，会通过皮带102带动第一、第二连接板以及固定连接至第一、第二连接板的部件纵向运动，为了给该纵向运动导向，在带轮支撑底板105上设置有滑轨，与其配合的滑块固定至皮带连接件200。

第二连接板202的顶端固定设置有竖直运动机构中的竖直驱动装置300，实施例中驱动装置300选用伺服电机，驱动装置300的输出端动力连接丝杠301，丝杠301的上下两端均转动支撑在第二连接板202的后面，丝杠301上配合设置有螺母302，螺母302与第三连接板203固定连接，第三连接板203的下侧固定连接第四连接板204。竖直驱动装置300转动，带动丝杠301转动，从而带动螺母302上下运动，进而带动与螺母302固定连接的第三连接板203、第四连接板204上下运动。

水平设置的第四连接板204的左右两侧均设置有一套盖板抓取机构4和一套硅片载具抓取机构5。

如图3所示，盖板抓取机构4主要包括前后两个抓手40，两个抓手40结构相同，前后对称设置，分别用于抓取盖板6的前后侧。抓手40的上端纵向滑动设置在第四连接板204上，抓手的下端设置抬取盖的平板。

实施例中，抓手主要由上平板401、下平板402和连接两者的抓手臂403构成。第四连接板204上侧沿前后方向设置有导轨，导轨上滑动设置滑块，滑块上侧固定连接抓手的上平板401，第四连接板204的下侧沿前后方向设置有两个抓手驱动装置404（实施例中使用的是气缸），两个抓手驱动装置分别驱动前后侧的抓手进行前后方向的移动。

此外，抓手中还设置了检测机构用以检测盖是否被抓起，如图3中所示，检测机构主要包括转动设置在抓手下平板402上的杠杆405，实施例中设置为U型，当抓手抬起盖板时，盖板将U型杆靠近盖板侧的竖杆下压，U型杆远离盖板侧的竖杆逆时针旋转进入传感器406的检测范围，从而发出将盖板抬起的信号，容易想见，杠杆405也可以设置为其他形状，如“√”。

硅片载具抓取机构5，如图1、4所示，结构和设置方式类似于盖板抓取机构，其抓手通过固定在硅片载具7前后侧的抓取凸台71将硅片载具抬起，且，其抓手臂与盖板抓取机构的抓手臂臂长差距大于抓取凸台和盖板之间的间距，即搬运机构在搬运硅片载具时，盖板抓取机构先行接触盖板并将盖板向上提升，使得盖板与硅片载具分离，随后，硅片载具抓取机构的抓手才通过抓取凸台71将硅片载具抬升。

工作情况：竖直运动机构动作，通过第三连接板203和第四连接板204带动盖板抓取机构4和硅片载具抓取机构5向下运动，运动到目标位置后，盖板抓取机构4和硅片载具抓取机构5中的抓手驱动装置404将带动抓手40向靠近盖板/硅片的方向运动，竖直运动机构向上运动，盖板抓取机构4中的抓手先接触到盖板6，并将盖板6抬离硅片载具7（盖板下压U型杆，传感器发送盖板抬起信号），之后，硅片载具抓取机构5的抓手运动至抓取凸台71位置，并将硅片载具7抬起，随后，竖直运动机构与纵向运动机构配合动作，将硅片载具7运送至目标位置，硅片载具抓取机构5中的抓手驱动装置动作，抓手向外侧移动，随后，竖直运动机构与纵向运动机构配合动作，将盖板运送到需要加盖的硅片载具处，盖板重复使用。

容易想见，对于仅需要下料的情形，该搬运机构中的盖板抓取机构将盖板抓取之后可以放置在盖板存放位置，优选将盖板放置在卸料完毕的硅片载具上。

尽管上面结合附图对本发明的优选实例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集成有盖板抓取机构的搬运机构，其特征在于：所述搬运机构中设置有目标物体抓取机构和盖板抓取机构，所述盖板抓取机构用于在搬运机构搬运目标物体的时候，将所述目标物体上的盖板抓离所述目标物体。

2.根据权利要求1所述的一种集成有盖板抓取机构的搬运机构，其特征在于：所述搬运机构中设置有移动机构，所述移动机构通过一连接板带动所述盖板抓取机构和所述目标物体抓取机构在各工作位置之间移动；所述盖板抓取机构和所述目标物体抓取机构均设置在所述连接板上，所述目标物体抓取机构的抓取臂长与盖板抓取机构的抓取臂长之差大于目标物体抓取位置和盖板抓取位置的距离。

3.根据权利要求1或2所述的一种集成有盖板抓取机构的搬运机构，其特征在于：所述的盖板抓取机构包括两个抓手（40）和两个抓手驱动装置（404），所述两个抓手（40）结构相同，前后对称设置，分别用于抓取盖板的前后侧，所述两个抓手驱动装置（404）分别驱动所述两个抓手（40）在前后方向上运动。

4.根据权利要求3所述的一种集成有盖板抓取机构的搬运机构，其特征在于：所述抓手（40）包括上平板（401）、下平板（402）和连接所述上、下平板的抓手臂（403），所述上平板（401）的下侧沿前后方向滑动设置在所述连接板上，所述抓手驱动装置（404）固定在所述连接板的下侧，且其输出端连接所述抓手臂（403）。

5.根据权利要求3所述的一种集成有盖板抓取机构的搬运机构，其特征在于：在所述抓手（40）上设置盖板抓取检测机构，用于检测盖板是否被抓起，和/或，在所述目标物体抓取机构中设置目标物体抓取检测机构，用于检测目标物体是否被抓起。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的一种集成有盖板抓取机构的搬运机构，其特征在于：所述目标物体抓取机构与所述盖板抓取机构结构相同。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的一种集成有盖板抓取机构的搬运机构，其特征在于：所述移动机构包括纵向运动机构和竖直运动机构；

所述纵向运动机构主要包括纵向驱动装置（100）、传动轴（101）、带轮（103）、皮带（102），所述纵向驱动装置（100）的动力经减速分动后分别带动位于纵向驱动装置左右侧的传动轴（101），所述传动轴（101）在远离纵向驱动装置端安装有带轮（103），在带轮（103）与一位于所述带轮（103）后端的惰轮上绕设所述皮带（102）；

与所述皮带（102）固定连接的一支撑板上设置有竖直运动机构，所述竖直运动机构主要包括竖直驱动装置（300）、丝杠（301）、螺母（302），所述竖直驱动装置（300）固定在所述支撑板的上端，其输出端连接竖直转动设置在所述支撑板上的丝杠（301），螺纹配合在所述丝杠（301）上的螺母（302）与所述连接板固定连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种集成有盖板抓取机构的搬运机构，其特征在于：所述搬运机构应用在ALD上下料机中，所述目标物体是载有镀膜完毕的硅片的硅片载具。

9.一种搬运方法，其特征在于：使用如权利要求1-7中任一项所述的搬运机构搬运时：

首先，所述搬运机构运动至搬运位置；

其次，所述搬运机构中的盖板抓取机构和目标物体抓取机构开始抓取动作，将盖板与目标物体均抓起，并将两者分离；

然后，所述搬运机构运动至目标物体放料位置，将目标物体放下；

最后，所述搬运机构运动至盖板放料位置，将盖板放下。

10.一种上下料方法，其特征在于：使用如权利要求8中所述的搬运机构搬运时：

首先，所述搬运机构运动至载有镀膜完毕的硅片的硅片载具处；

其次，所述搬运机构中的盖板抓取机构和目标物体抓取机构开始抓取动作，将盖板与载有镀膜完毕的硅片的硅片载具均抓起，并将两者分离；

然后，所述搬运机构运动至硅片载具下料位置，将载有镀膜完毕的硅片的硅片载具放下；

最后，所述搬运机构运动至上料位置，将盖板放置在载有未镀膜的硅片的硅片载具上，并将硅片载具和盖板搬运至目标位置。