CN112027542B - 一种轨道小车的物料夹持装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种轨道小车的物料夹持装置，其中夹持装置包括壳体、第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、圆柱体、顶板、第一挡片、左夹板、右夹板、第二挡片、行程开关、圆锥体。本发明具备有效的安全保护措施，在夹持后能够从各个方位限制FOUP的移动；采用左夹板和右夹板相向运动的方式，位于蘑菇头的下方，蘑菇头的上方有顶板，并且顶板在弹簧力的作用下，始终与蘑菇头紧密接触，不会产生夹不紧的问题，且弹簧力经过精确计算和试验，在保证可靠夹持FOUP的同时不会损坏FOUP，这样避免了夹得过紧的问题。解决了现有技术中FOUP夹持装置夹持转运FOUP过程中容易导致夹持过紧、夹持偏移、容易脱落以及位置有误无法识别的问题。

Description

一种轨道小车的物料夹持装置

技术领域

本发明属于半导体生产领域，具体涉及一种轨道小车的物料夹持装置。

背景技术

在半导体制造技术高度发达的今天，300mm的半导体工厂已经成为全球半导体行业的主流。由于300mm半导体生产线的巨额投入，人们不得不尽可能地挖掘300mm工厂的生产效率，以期得到更大的晶圆产出。一个功能强大且性能稳定的Automatic MaterialHandling System(AMHS——自动物料搬运系统)在300mm工厂里扮演了一个非常重要的角色。

AMHS系统中文译作自动物料搬送系统。该搬送系统的应用广泛，包括机场的货物运输、自动化工厂的物料运输等。其中，应用最为成功的领域是半导体晶圆厂。晶圆厂大规模地采用AMHS是基于它可以快速准确地将300mm晶圆盒(FOUP)搬送到目的地，从而减少晶圆的空闲时间，提高生产效率。

在AMHS系统中，一个关键技术是物料(FOUP)夹持技术，如何快速、准确、安全地夹持物料是研究的重点之一。

现有技术采用上卡爪和下卡爪夹取FOUP，其中，下卡爪是固定的，上卡爪靠气缸驱动上下运动。其运动方式是：先是装置整体运动，使得下卡爪与FOUP的蘑菇头下表面接触，然后上卡爪在气缸的驱动下向下运动，直到上卡爪与FOUP的蘑菇头上表面接触后停止，通过传感器来确定上卡爪的位置，以确保夹紧FOUP的蘑菇头。最后，整个装置向上运动，以将FOUP提离机台并运送到其它位置。

其中现有技术存在以下不足，气缸驱动存在定位精度不足的问题，上卡爪靠气缸驱动移动到夹紧位置，因为气缸定位精度不足，导致上卡爪运动后的位置可能偏上或者偏下，造成FOUP未夹紧或者夹得过紧。

传感器的安装位置如果有偏差，则上卡爪的最终夹取位置也会有偏差，如果上卡爪位置偏上，此时上卡爪与蘑菇头之间有间隙，FOUP处于未夹紧状态，在运输过程中有可能掉下来。如果上卡爪位置偏下，此时上卡爪和下卡爪可能把FOUP夹得过紧，可能会损坏FOUP。

现有技术缺乏安全保护措施，可能出现FOUP未夹紧的情况，严重会导致FOUP掉落。FOUP在设备上没有放在正确的位置，例如高度位置不对、倾斜放置、FOUP上面有异物等，该装置无法识别和处理。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种轨道小车的物料夹持装置，解决了现有技术中FOUP夹持装置夹持转运FOUP过程中容易导致夹持过紧、夹持偏移、容易脱落以及位置有误无法识别的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种轨道小车的物料夹持装置，包括壳体，所述壳体的下端设有对称设置的第一传感器，所述壳体的下端设有对称设置的第二传感器，所述壳体的下端设有第三传感器，所述第三传感器的下方设有第四传感器。

进一步的，所述壳体的下端与圆柱体的上端固定连接，所述圆柱体的下端与顶板固定连接，所述顶板上设有第一挡片，所述壳体的下端设有对称设置的左夹板和右夹板，所述左夹板和右夹板均与壳体滑动连接。

进一步的，FOUP的上端设有蘑菇头夹持件，所述FOUP的下端设有阵列分布的定位槽，所述壳体的下端设有对称设置，且控制左夹板和右夹板移动的电机，所述壳体通过左夹板和右夹板对蘑菇头夹持件的夹持作用，进而达到夹持FOUP的目的。

进一步的，所述左夹板和右夹板上竖直设有第二挡片，所述左夹板和右夹板上设有行程开关，所述顶板的下端设有圆锥体。

进一步的，所述圆锥体与蘑菇头夹持件的圆孔配合。

进一步的，所述圆柱体内部安装有弹簧。

进一步的，所述定位槽与机台的定位销配合。

本发明的有益效果：

1、本发明和现有技术相比，现有技术是采用上卡爪和下卡爪上下夹持夹持FOUP的方式，下卡爪固定，上卡爪向下运动到传感器的位置，这样可能产生上卡爪与蘑菇头之间有间隙导致的夹持不紧或者夹持过紧的问题，而本申请处采用左夹板和右夹板相向运动的方式，位于蘑菇头的下方，蘑菇头的上方有顶板，并且顶板在弹簧力的作用下，始终与蘑菇头紧密接触，这样，蘑菇头与上面的顶板以及下面的左夹板和右夹板之间紧密贴合，没有间隙，不会产生夹不紧的问题，且弹簧力经过精确计算和试验，在保证可靠夹持FOUP的同时不会损坏FOUP，这样避免了夹得过紧的问题；

2、本发明具备有效的安全保护措施，在夹持后能够从各个方位限制FOUP的移动。在弹簧力的作用下，顶板和左夹板、右夹板始终与蘑菇头紧密接触，把蘑菇头夹在中间，限制了FOUP的上下位移。其次，本装置还对称设有楔形块，两个楔形块分别固定在左夹板和右夹板上，并且蘑菇头的四个侧面带有V型槽，当左夹板和右夹板向中间运动夹持住FOUP之后，这时，楔形块中间的V型凸台插入蘑菇头的V型槽内，从而限制了FOUP各个方位的水平位移。这样的设计确保了FOUP在搬运过程中不会意外掉落。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的夹持机构整体结构示意图；

图2是本发明实施例的FOUP整体结构示意图；

图3是本发明实施例的FOUP整体另一视角结构示意图；

图4是本发明实施例的夹持状态示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，一种轨道小车的物料夹持装置，包括壳体1，所述壳体1的下端设有对称设置的第一传感器2，所述壳体1的下端设有对称设置的第二传感器12，所述壳体1的下端设有第三传感器3，所述第三传感器3的下方设有第四传感器8。所述壳体1的下端与圆柱体5的上端固定连接，所述圆柱体5的下端与顶板10固定连接，所述顶板10上设有第一挡片4。所述壳体1的下端设有对称设置的左夹板9和右夹板13，所述左夹板9和右夹板13均与壳体1滑动连接。所述左夹板9和右夹板13上竖直设有第二挡片6，所述左夹板9和右夹板13上设有行程开关7。所述顶板10的下端设有圆锥体11。

如图2、图3所示，本发明具体夹持的物料FOUP15的上端设有蘑菇头夹持件14，所述FOUP15的下端设有阵列分布的定位槽16。所述圆锥体11与蘑菇头夹持件14的圆孔配合。

如图4所示，所述壳体1的下端设有对称设置，且控制左夹板9和右夹板13移动的电机17，所述壳体1通过左夹板9和右夹板13对蘑菇头夹持件14的夹持作用，进而达到夹持FOUP15的目的。

需要注意的是，本发明连接在轨道小车(OHT)上。当轨道小车需要从某机台抓取FOUP15时，首先轨道小车行驶到该机台的FOUP15正上方，轨道小车与本装置依靠皮带连接，且皮带可以上下伸缩。其次，本装置在皮带的带动下向下运动，此时第四传感器8被第一挡片4遮挡，第一传感器2被第二挡片6遮挡，行程开关未触发，左夹板9和右夹板13处于打开状态。

每个机台的FOUP15的离地高度都是固定的，这个离地高度已经事先存储于系统中，因此轨道小车需要下降到每个机台的距离也是事先确定好的。当本装置下降到指定位置时(即下降了一个指定的距离)，此时，圆锥体11插入至FOUP15上的蘑菇头夹持件14的圆孔内，起到定位的作用，同时，顶板10被蘑菇头夹持件14向上顶起(圆柱体5内部安装有弹簧)，因为第一挡片4固定在顶板10上，因此第一挡片4也跟随顶板10向上运动，此时第四传感器8和第三传感器3都未遮挡，行程开关7未触发。接着，电机17运转，带动左夹板9和右夹板13向中间运动，当第二传感器12被遮挡时，电机17停止运转，左夹板9和右夹板13停止在夹持位置。此时左夹板9和右夹板13距离蘑菇头夹持件14还有一定的间隙，并且两个行程开关7被触发。然后，本装置向上运动，左夹板9和右夹板13接触蘑菇头夹持件14，带动FOUP15一起向上运动，需要说明的是，由于圆柱体5内部安装有弹簧，所以本装置夹持FOUP15在向上运动过程中，顶板10与蘑菇头夹持件14始终紧密接触。并且左夹板9和右夹板13起到托举FOUP15的作用，所以此时左夹板9和右夹板13与蘑菇头夹持件14也是紧密接触的。

当本装置夹持FOUP15向上运动时，此时第一传感器2未遮挡，第二传感器12被遮挡，第四传感器8和第三传感器3均未遮挡，两个行程开关7都被触发。

当本装置夹持FOUP15向上运动到轨道小车内部时，轨道小车开始行走，到达指定机台的上方时，轨道小车停止行走，本装置开始向下运动，运动到指定高度时，此时左夹板9和右夹板13与蘑菇头夹持件14脱离，电机17开始运转，带动左夹板9和右夹板13向两侧运动，当第一传感器2被第二挡片6遮挡时，电机17停止运转，左夹板9和右夹板13停止在松开的位置，此时FOUP15处于未夹持状态，两个行程开关7都未触发，然后本装置向上运动，顶板10因为脱离了蘑菇头夹持件14而在弹簧力的作用下向下运动，第四传感器8被遮挡，最后本装置继续向上运动，并收回到轨道小车内部，运动结束。

需要注意的是，当本装置夹持住FOUP15时，正常情况是第四传感器8和第三传感器3均未遮挡。如果第四传感器8被遮挡，说明机台没有FOUP15或者有FOUP15但FOUP15的高度偏低。如果第三传感器3被遮挡，说明FOUP15高度偏高，一种可能原因是：机台的三个定位销未进入FOUP15下面的三个定位槽16内；或者FOUP15的蘑菇头夹持件14上面有异物。这两种情况下，本装置都会认为异常并报警。

当本装置夹持住FOUP15时，正常情况是两个行程开关7都被触发。如果只有一个行程开关7被触发，说明FOUP15未夹持牢靠，一种可能是FOUP15处于倾斜状态，导致蘑菇头夹持件14的一边被夹持住，而蘑菇头夹持件14的另一边未被夹持住。如果两个行程开关7都未触发，说明FOUP15未被夹持住。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (2)

1.一种轨道小车的物料夹持装置，包括壳体(1)，其特征在于，所述壳体(1)的下端设有对称设置的第一传感器(2)，所述壳体(1)的下端设有对称设置的第二传感器(12)，所述壳体(1)的下端设有第三传感器(3)，所述第三传感器(3)的下方设有第四传感器(8)；

所述壳体(1)的下端与圆柱体(5)的上端固定连接，所述圆柱体(5)的下端与顶板(10)固定连接，所述顶板(10)上设有第一挡片(4)，所述壳体(1)的下端设有对称设置的左夹板(9)和右夹板(13)，所述左夹板(9)和右夹板(13)均与壳体(1)滑动连接；

FOUP(15)的上端设有蘑菇头夹持件(14)，所述FOUP(15)的下端设有阵列分布的定位槽(16)，所述壳体(1)的下端设有对称设置，且控制左夹板(9)和右夹板(13)移动的电机(17)，所述壳体(1)通过左夹板(9)和右夹板(13)对蘑菇头夹持件(14)的夹持作用，进而达到夹持FOUP(15)的目的；

所述左夹板(9)和右夹板(13)上竖直设有第二挡片(6)，所述左夹板(9)和右夹板(13)上设有行程开关(7)，所述顶板(10)的下端设有圆锥体(11)，圆锥体(11)与蘑菇头夹持件(14)的圆孔配合；

所述圆柱体(5)内部安装有弹簧。

2.根据权利要求1所述的一种轨道小车的物料夹持装置，其特征在于，所述定位槽(16)与机台的定位销配合。

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