CN107283402A - 可精确控制伸缩量的机械手及多管反应室上舟系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可精确控制伸缩量的机械手及多管反应室上舟系统，其中，可精确控制伸缩量的机械手包括：连接手臂、活动连接在连接手臂上且沿其直线往复运动的活动手爪，连接手臂上安装有第一磁尺，第一磁尺的长度方向与活动手爪的运动方向相互平行，活动手爪上安装有第一磁性位移传感器，第一磁性位移传感器的检测端朝向第一磁尺。活动手爪在连接手臂上往复运动时，第一磁性位移传感器的检测端沿第一磁尺的长度方向移动。本发明具备结构简单、控制精确、便于调试等优点。
Description
技术领域
本发明涉及机械手技术领域，尤其涉及一种可精确控制伸缩量的机械手及多管反应室上舟系统。
背景技术
机械手是扩散炉或PECVD设备上用于传送舟的一套机械传动结构，通过机械手可以实现舟在上下及前后方向各个位置上的传输。如图1所示，其中传输前后方向上依次设置有：安装于立柱4上的暂存架5、中间的升降通道8、推舟机构6的SIC桨，暂存架5用来摆放已工艺或待工艺的舟7，SIC桨用于将已工艺/待工艺的舟7从石英管内取出/送入；升降通道8是机械手上升及下降的运行区域，传输的上下位置为每管的SIC桨及各个暂存架位置。机械手在暂存架5或SIC桨上取放舟7后，均需先退回升降通道8，上升或下降至需要的高度，再运行下一步动作。
如图1所示，理论上每管推舟机构6的SIC桨位置在同一垂直中心上。但是，如图2所示，由于设备的机架存在变形，且变形的程度根据设备的尺寸加大而增加，所以导致每一管推舟机构6的SIC桨位置存在些许差异，实际每管SIC桨位置的中心可能会在理论的垂直中心上存在偏差。从而机械手在每管推舟机构7的SIC桨上取舟7时所需运行的尺寸也不一致。而传统的机械手手臂运动时是以限位光电来定位，即A点启动B点停止，运行尺寸固定，无法控制每管的手臂及手爪运行尺寸，这使得当设备变形较大时现场调试十分困难。
因此，如何设计一种结构简单、可精确控制伸缩量、且便于调试的机械手是业界亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提出一种可精确控制伸缩量的机械手及多管反应室上舟系统，该机械手的伸缩量可精确控制，有效弥补取拿位置不在同一垂直中心时的尺寸偏差。
本发明采用的技术方案是，设计一种可精确控制伸缩量的机械手，包括：连接手臂、活动连接在连接手臂上且沿其直线往复运动的活动手爪，连接手臂上安装有第一磁尺，第一磁尺的长度方向与活动手爪的运动方向相互平行，活动手爪上安装有第一磁性位移传感器，第一磁性位移传感器的检测端朝向第一磁尺。活动手爪在连接手臂上往复运动时，第一磁性位移传感器的检测端沿第一磁尺的长度方向移动。
连接手臂的底部设有第一滑轨，活动手爪的顶部固定有活动套在第一滑轨上的第一滑块，第一滑块连接有推动其运动的第一电动机构，第一磁尺安装在连接手臂的底部，第一磁性位移传感器安装在活动手爪的顶部。
优选的，连接手臂活动连接在一固定手臂上，且沿固定手臂直线往复运动，固定手臂上安装有第二磁尺，第二磁尺的长度方向与连接手臂的运动方向相互平行，连接手臂上安装有第二磁性位移传感器，第二磁性位移传感器的检测端朝向第二磁尺。连接手臂在固定手臂上往复运动时，第二磁性位移传感器的检测端沿第二磁尺的长度方向移动。
固定手臂的底部设有第二滑轨，连接手臂的顶部固定有活动套在第二滑轨上的第二滑块，第二滑块连接有推动其运动的第二电动机构，固定手臂上还固定有位于连接手臂外侧的安装板，第二磁尺安装在安装板的内壁上，第二磁性位移传感器安装在连接手臂的一端。
优选的，连接手臂的运动方向和活动手爪的运动方向相互平行。
本发明还提出了一种具有上述机械手的多管反应室上舟系统，包括：间隔设置的立柱和机架、由上至下排列在所述立柱上的暂存架、由上至下排列在机架上的推舟机构、设于推舟机构上的SIC桨、活动连接在立柱上且向机架水平伸出的机械手、推动机械手沿所述立柱升降运动的升降电动机构，机械手位于暂存架的一侧，机械手的活动手爪在SIC桨和暂存架之间水平伸缩运动。
优选的，SIC桨和暂存架之间还设有与立柱平行的升降通道，活动手爪在升降通道内升降运动。
优选的，多管反应室上舟系统还包括与机械手及升降电动机构连接的控制器，控制器调节所述机械手的高度位置，并通过磁性位移传感器控制活动手爪的水平伸缩距离。
与现有技术相比，本发明在机械手的活动手爪和连接手臂上分别安装第一磁性位移传感器和第一磁尺，活动手爪伸缩运动时，第一磁性位移传感器精确检测活动手爪的伸缩距离，进一步的，还可以在伸缩量不够时增加固定手臂，连接手臂和固定手臂上分别安装第二磁性位移传感器和第二磁尺，连接手臂伸缩运动时。第二磁性位移传感器精确检测连接手臂的伸缩距离。实际使用时，将磁性位移传感器连接在控制器上，设定机械手在不同高度的伸缩量，即可保证机械手准确运行到指定位置，控制精度高且便于调试。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
图1是现有技术中机架未变形时的上舟系统结构示意图；
图2是现有技术中机架变形后的上舟系统结构示意图；
图3是本发明中活动手爪和连接手臂的结构示意图；
图4是图3中的A处放大示意图；
图5是本发明中连接手臂和固定手臂伸展时的结构示意图；
图6是本发明中连接手臂和固定手臂收缩时的结构示意图；
图7是图6中的B处放大示意图；
图8是本发明中上舟系统的结构示意图。
具体实施方式
如图3、4所示，本发明提出的机械手，包括：连接手臂1和活动连接在连接手臂1上的活动手爪2，活动手爪2沿连接手臂1直线往复运动，连接手臂1上安装有第一磁尺11，活动手爪2上安装有第一磁性位移传感器21，第一磁性位移传感器21的检测端朝向第一磁尺11，第一磁尺11的长度方向与活动手爪2的运动方向相互平行。当活动手爪2在连接手臂1上往复运动时，第一磁性位移传感器21的检测端沿第一磁尺11的长度方向移动，以检测活动手爪2的运行距离。
较优的，如图5至7所示，连接手臂1活动连接在一固定手臂3上，且沿固定手臂3直线往复运动，固定手臂3上安装有第二磁尺31，连接手臂1上安装有第二磁性位移传感器12，第二磁性位移传感器12的检测端朝向第二磁尺31，第二磁尺31的长度方向与连接手臂1的运动方向相互平行。当连接手臂1在固定手臂3上往复运动时，第二磁性位移传感器12的检测端沿第二磁尺31的长度方向移动，以检测连接手臂1的运行距离。
较优的，如图5、6所示，连接手臂1的运动方向和活动手爪2的运动方向相互平行，固定手臂3的设置是为了延长活动手爪2的伸缩量，在实际应用中，还可以在固定手臂3与连接手臂1之间设置更多可伸缩活动的中间手臂，相邻手臂之间分别安装磁尺和磁性位移传感器。在本实施例中，如图4、7所示，第一磁尺11安装在连接手臂1的底部，第一磁性位移传感器21安装在活动手爪2的顶部，第一磁性位移传感器21的检测端朝上正对第一磁尺11。固定手臂3上还固定有位于连接手臂1外侧的安装板33，第二磁尺31安装在安装板33的内壁上，第二磁性位移传感器12安装在连接手臂1的一端，第二磁性位移传感器12的检测端朝安装板33正对第二磁尺31。
如图3、6所示，具体的连接结构是，连接手臂1的底部设有第一滑轨13，活动手爪2的顶部固定有活动套在第一滑轨13上的第一滑块22，第一滑块22连接有第一电动机构23，该第一电动机构23推动第一滑块22沿第一滑轨13运动。固定手臂3的底部设有第二滑轨32，连接手臂1的顶部固定有活动套在第二滑轨32上的第二滑块14，第二滑块14连接有第二电动机构15，该第二电动机构15推动第二滑块14沿第二滑轨32运动。第一电动机构23和第二电动机构15均为同步带传动机构，包含两个带轮、套在该两个带轮上的同步带、驱动一带轮转动的电机，同步带的运行方向与滑轨平行，滑块固定在同步带上，由同步带带动滑块运动。
如图8所示，本发明还提出了一种具有上述机械手的多管反应室上舟系统，包括：立柱4、机架、暂存架5、推舟机构6、SIC桨、机械手及升降电动机构等，立柱4和机架间隔设置，暂存架5由上至下排列安装在立柱4上，推舟机构6由上至下排列安装在机架上，每个推舟机构6上均设有SIC桨，立柱4上排列的暂存架5与机架上排列的SIC桨在高度上相互错开，暂存架5和SIC桨上均可放置舟7。
机械手安装在立柱4上，固定手臂3和连接手臂1向机架水平伸出，固定手臂3活动连接在立柱4上，升降电动机构推动固定手臂3在立柱4上升降运动，机械手位于暂存架5的一侧，机械手升降运动时不会与暂存架5干涉碰撞，机械手的活动手爪2在SIC桨和暂存架5之间水平伸缩运动。较优的，SIC桨和暂存架5之间还设有与立柱4平行的升降通道8，活动手爪2在升降通道8内升降运动。升降电动机构可为丝杆螺母传动机构，固定手臂安装在螺母上，丝杆转动时带动固定手臂升降运动。当然，升降电动机构也可以用其他能实现相同功能的传动机构来代替。
多管反应室上舟系统还包括与机械手及升降电动机构连接的控制器，控制器与第一电动机构23、第二电动机构15及升降电动机构连接，使用时，控制器先通过升降电动机调节活动手抓在升降通道8内运行到指定高度位置，再通过第一电动机构23和第二电动机构15控制活动手爪伸展或收缩运动，在运动过程中，第一磁性位移传感器21和第二磁性位移传感器12分别检测活动手爪2及连接手臂1的伸缩尺寸，并将检测结果反馈给控制器，控制器在活动手爪2伸缩距离达到预设值时，控制第一电动机构23及第二电动机构15停止运动，控制精度高，调试时只需将活动手爪2在不同高度时对应的伸缩量预设值输入控制器内即可，操作起来非常简单。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种可精确控制伸缩量的机械手，包括：连接手臂、活动连接在所述连接手臂上且沿其直线往复运动的活动手爪，其特征在于，所述连接手臂上安装有第一磁尺，所述第一磁尺的长度方向与所述活动手爪的运动方向相互平行，所述活动手爪上安装有第一磁性位移传感器，所述第一磁性位移传感器的检测端朝向所述第一磁尺；
所述活动手爪在连接手臂上往复运动时，所述第一磁性位移传感器的检测端沿所述第一磁尺的长度方向移动。
2.如权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述连接手臂的底部设有第一滑轨，所述活动手爪的顶部固定有活动套在所述第一滑轨上的第一滑块，所述第一滑块连接有推动其运动的第一电动机构，所述第一磁尺安装在所述连接手臂的底部，所述第一磁性位移传感器安装在所述活动手爪的顶部。
3.如权利要求1或2所述的机械手，其特征在于，所述连接手臂活动连接在一固定手臂上，且沿所述固定手臂直线往复运动，所述固定手臂上安装有第二磁尺，所述第二磁尺的长度方向与所述连接手臂的运动方向相互平行，所述连接手臂上安装有第二磁性位移传感器，所述第二磁性位移传感器的检测端朝向所述第二磁尺；
所述连接手臂在固定手臂上往复运动时，所述第二磁性位移传感器的检测端沿所述第二磁尺的长度方向移动。
4.如权利要求3所述的机械手，其特征在于，所述固定手臂的底部设有第二滑轨，所述连接手臂的顶部固定有活动套在所述第二滑轨上的第二滑块，所述第二滑块连接有推动其运动的第二电动机构，所述固定手臂上还固定有位于所述连接手臂外侧的安装板，所述第二磁尺安装在所述安装板的内壁上，所述第二磁性位移传感器安装在所述连接手臂的一端。
5.如权利要求3所述的机械手，其特征在于，所述连接手臂的运动方向和活动手爪的运动方向相互平行。
6.一种具有如权利要求1至5任一项所述机械手的多管反应室上舟系统，包括：间隔设置的立柱和机架、由上至下排列在所述立柱上的暂存架、由上至下排列在所述机架上的推舟机构、设于所述推舟机构上的SIC桨、活动连接在所述立柱上且向机架水平伸出的机械手、推动所述机械手沿所述立柱升降运动的升降电动机构，所述机械手位于所述暂存架的一侧，所述机械手的活动手爪在所述SIC桨和暂存架之间水平伸缩运动。
7.如权利要求6所述的多管反应室上舟系统，其特征在于，所述SIC桨和暂存架之间还设有与所述立柱平行的升降通道，所述活动手爪在所述升降通道内升降运动。
8.如权利要求7所述的多管反应室上舟系统，其特征在于，还包括与所述机械手及升降电动机构连接的控制器，所述控制器调节所述机械手的高度位置，并通过磁性位移传感器控制活动手爪的水平伸缩距离。
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