CN115196109A - 一种大尺寸靶材全自动包装机的核心组件及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种大尺寸靶材全自动包装机的核心组件及其使用方法，该核心组件包括骨架、溜板小车、底部滑轨组件、左托叉和右托叉，底部滑轨组件、左托叉和右托叉分别安装在骨架上，溜板小车安装在底部滑轨组件上；溜板小车包括圆托、溜板小车骨架、滑台、伺服电机Ⅱ、升降架和伺服升降驱动组件，其中，圆托安装在升降架顶部；升降架安装在伺服升降驱动组件上；伺服升降驱动组件安装在溜板小车上；升降架的背部通过滑轨安装在溜板小车骨架上，溜板小车骨架安装在滑台上并左右移动以实现靶材的运送。本发明中的核心组件在整个机器中起到托运大尺寸靶材、套袋支撑作用，也可直接作为半自动包装机使用；使包装作业机械化降低人力成本，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明属于自动化机械领域，尤其涉及一种大尺寸靶材全自动包装机的核心组件及其使用方法。
背景技术
磁控溅射是物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)的一种。一般的溅射法可被用于制备金属、半导体、绝缘体等多材料，且具有设备简单、易于控制、镀膜面积大和附着力强等优点。在半导体制造领域，利用溅射靶材可以在晶圆表面镀上金属、合金或电介质薄膜。随着芯片的摩尔定律的发展以及市场的大量需求，大尺寸靶材的作为半导体厂家争夺的战略产品变得越来越重要。
目前大量生产的大尺寸靶材，尤其是大尺寸的重型钨靶材重则五十公斤，包装这些数量很多的大尺寸的重型靶材时如果全靠人力处理则费时费力，且效率低下，因此需要一种机器来解决这个问题。。
综上所述，如何解决人工包装大尺寸靶材时反复搬运而产生的身体劳损、包装效率低的问题，已经成为亟需解决的问题。
发明内容
为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本发明的目的在于针对上述问题，提供一种大尺寸靶材全自动包装机的核心组件，该核心组件在大尺寸靶材全自动包装机内起搬运靶材00000和套袋支撑作用，其特征在于，包括骨架10000、溜板小车20000、底部滑轨组件30000、左托叉40000和右托叉50000，底部滑轨组件30000、左托叉40000和右托叉50000分别安装在骨架10000上，溜板小车20000安装在底部滑轨组件30000上，溜板小车20000包括圆托21000、溜板小车骨架22000、滑台23000、伺服电机Ⅱ26200、升降架25000和伺服升降驱动组件24000，圆托21000安装在升降架25000顶部；升降架25000的底部通过标准的滚珠丝杠螺母安装在伺服升降驱动组件24000上；伺服升降驱动组件24000安装在溜板小车20000上；升降架25000的背部通过滑轨安装在溜板小车骨架22000上，溜板小车骨架22000底部通过标准滑轨23100安装在滑台23000上并可左右移动实现将靶材00000运送到托叉上、真空封口模组、送料口等地。
优选的，滑台23000由伺服电机Ⅰ26100、标准滑轨23100、底板23200、齿条23300组成。齿条23300平行于标准滑轨23100，伺服电机Ⅱ26200的输出端连接有与齿条23300的相互啮合的小齿轮，伺服电机Ⅱ26200通过小齿轮将动力作用到齿条23300上推动溜板小车20000左右移动，实现圆托21000准确地将靶材00000从叉车上接走的功能。
优选的，伺服电机Ⅰ26100、伺服电机Ⅱ26200为同样的两台，分别安装于溜板小车骨架22000、滑台23000上。
优选的，伺服升降驱动组件24000包括伺服电机Ⅲ24300、立架24100、底座24200、上约束轴承24600、下承重轴承24700、丝杠螺母组件24400和正时皮带轮24500，下承重轴承24700安装在底座24200上，正时皮带轮24500位于底座24200的下方，丝杠螺母组件24400的下端穿过下承重轴承24700连接到正时皮带轮24500上；立架24100固定在底座24200上，上约束轴承24600设置于立架24100顶部的一侧并位于下承重轴承24700的正上方，丝杠螺母组件24400的上端连接到上约束轴承24600上，丝杠螺母组件24400通过上约束轴承24600和下承重轴承24700被定位；伺服电机Ⅲ24300通过正时皮带轮24500将动力传递到丝杠螺母组件24400上，丝杠螺母组件24400通过螺旋传动将上升的动力传递到升降架25000与圆托21000上，且圆托21000的圆心垂线与丝杠的轴线重合，丝杠螺母组件24400在将升降架25000与圆托21000顶起时不会产生额外的扭矩，会使结构更为稳定。
优选的，圆托21000包括托盘21200、轴托组件21300和防滑软垫21100，防滑软垫21100置于托盘21200上并用粘接牢固，托盘21200通过底部的轴转动连接在轴托组件21300上；防滑软垫21100是重要的，它会防止靶材00000受到冲击损害，并且它高的摩擦系数可使得靶材00000在被移动时不会产生位移。
优选的，骨架10000由方管焊接而成，包括四根主梁11000和四根立柱13000，四根主梁11000并排放置，四根主梁11000用于安装底部滑轨组件30000以使得溜板小车20000在骨架10000上前后移动；四根立柱13000焊接在骨架10000后部，立柱13000上焊接有两个对称设置的立板12000，主梁11000侧边焊接有用于将骨架10000固定在12寸靶材全自动包装机上的翼14000。
优选的，左托叉40000和右托叉50000分别可拆卸连接到两个立板12000上且左右对称设置，左托叉40000或者右托叉50000包括钢叉51000和月牙软垫52000，月牙软垫52000用强力胶固定在钢叉51000的大圆弧面上，钢叉51000为焊接件，其大圆弧部分尺寸大于包装的靶材00000大外径5mm左右，宽度30mm，并且圆弧面喷有防撞胶，钢叉51000下部与立板12000对应开设有安装固定孔，这些定位孔是统一的，以便于更换不同的托叉在包装机上。
月牙软垫52000是重要的，它可以防止靶材00000被划伤，同时又可以使得靶材00000不至于从托叉上滑落。
本发明的目的还在于提供一种大尺寸靶材全自动包装机的核心组件的使用方法，包括以下步骤：
第一步：靶材00000被运送到大尺寸靶材全自动包装机送料口后，通过摄像头读取靶材00000的圆心位置，溜板小车20000受控地前后左右运动定位靶材00000，并且溜板小车20000上的圆托21000升起并准确将靶材00000从叉车上接走；
第二步：溜板小车20000向前运动，圆托21000托着靶材00000并将其置于左托叉40000和右托叉50000的大圆弧面上；
第三步：圆托21000下降，靶材00000被左托叉40000与右托叉50000托住，并且溜板小车20000向后运动到初始位置，然后大尺寸靶材全自动包装机内部的套袋机械手使包装袋F0001将靶材00000、左托叉40000和右托叉50000一起套住；
第四步：溜板小车20000向前运动到靶材00000正下方，圆托21000升起将靶材00000台离左托叉40000和右托叉50000的大圆弧面10mm，溜板小车20000向后运动将靶材00000、包装袋F0001从左托叉40000和右托叉50000上抽离；
第五步：圆托21000上升到最高点，同时溜板小车20000向前运动将靶材00000、包装袋F0001一起送到真空封口模组上进行抽真空封口。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
本发明中的核心组件在整个机器中起到托运大尺寸靶材、套袋支撑的作用，也可直接作为半自动包装机使用；解决了人工包装时反复搬运大尺寸靶材产生的身体劳损以及人工包装效率低的问题，使包装作业机械化降低人力成本，提高生产效率。
附图说明
图1本发明的整体立体示意图之一；
图2本发明的整体立体示意图之二；
图3本发明中溜板小车的立体示意图；
图4本发明中骨架的立体示意图；
图5本发明中底部滑轨组件的立体示意图；
图6本发明中滑台的立体示意图；
图7本发明中伺服升降驱动组件的结构示意图；
图8本发明中圆托与升降架的结构示意图；
图9本发明中左托叉与右托叉的结构示意图；
图10为本发明的核心组件使用方法的原理示意图。
图中附图标记为：
00000-靶材，10000-骨架，20000-溜板小车，30000-底部滑轨组件，40000-左托叉，50000-右托叉；
21000-圆托，22000-溜板小车骨架，23000-滑台，26200-伺服电机Ⅱ，25000-升降架，24000-伺服升降驱动组件；
26100-伺服电机Ⅰ，23100-标准滑轨，23200-底板，23300-齿条；
24300-伺服电机Ⅲ，24100-立架，24200-底座，24600-上约束轴承，24700-下承重轴承，24400-丝杠螺母组件，24500-正时皮带轮；
21200-托盘，21300-轴托组件，21100-防滑软垫；
11000-主梁，12000-立板，13000-立柱，14000-翼；
51000-钢叉，52000-月牙软垫。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，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更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面通过参考附图描述的实施例以及方位性的词语均是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个宽泛实施例中，提供一种大尺寸靶材全自动包装机的核心组件，该组件由骨架10000、溜板小车20000、底部滑轨组件30000、左托叉40000、右托叉50000组成。该组件在大尺寸靶材全自动包装机内起搬运靶材00000和套袋支撑作用，是大尺寸靶材全自动包装机内的关键组件。
大尺寸靶材全自动包装机的核心组件的溜板小车20000由圆托21000、溜板小车骨架22000、滑台23000、伺服电机Ⅱ26200、升降架25000、伺服升降驱动组件24000组成。圆托21000安装在升降架25000顶部；升降架25000底部通过标准的滚珠丝杠螺母安装在伺服升降驱动组件24000上；升降架25000背部通过滑轨安装在溜板小车骨架22000上，这样可使可升降架25000自由上下移动，实现圆托21000上下拖动靶材00000的功能。溜板小车骨架22000底部通过标准滑轨23100安装在滑台23000上并可左右移动实现将靶材00000运送到托叉上、真空封口模组、送料口等地。
滑台23000由伺服电机Ⅰ26100、标准滑轨23100、底板23200、齿条23300组成。齿条23300平行于标准滑轨23100，伺服电机Ⅰ26100的配件小齿轮与齿条23300的相互啮。伺服电机Ⅰ26100通过小齿轮将动力作用到齿条23300上推动溜板小车20000左右移动，实现圆托21000准确地将靶材00000从叉车上接走的功能。
伺服电机Ⅰ26100、伺服电机Ⅱ26200为同样的两台，分别安装于溜板小车骨架22000、滑台23000上。
溜板小车20000上的伺服升降驱动组件24000由伺服电机Ⅲ24300、立架24100、底座24200、上约束轴承24600、下承重轴承24700、丝杠螺母组件24400、正时皮带轮24500组成。下承重轴承24700安装在底座24200上，丝杠螺母组件24400中的丝杠插入下承重轴承24700中，丝杠的下端安装正时皮带轮24500。立架24100固定在底座24200上，立架24100顶部安装上约束轴承24600，丝杠螺母组件24400通过上约束轴承24600和下承重轴承24700被定位。伺服电机Ⅲ24300通过正时皮带轮24500将动力传递到丝杠上，丝杠通过螺旋传动将上升的动力传递到升降架25000、圆托21000上，且圆托21000的圆心垂线通过丝杠的轴线，这样丝杠在将升降架25000、圆托21000顶起时不会产生额外的扭矩，会使结构更为稳定。
大尺寸靶材全自动包装机的核心组件的溜板小车20000上的圆托21000由托盘21200、轴托组件21300、防滑软垫21100组成。防滑软垫21100置于托盘21200上并用粘接牢固，托盘21200通过底部的轴固定在轴托组件21300上并可旋转。防滑软垫21100是重要的，它会防止靶材00000受到冲击损害，并且它高的摩擦系数可使得靶材00000在被移动时不会产生位移。
大尺寸靶材全自动包装机的核心组件的骨架10000由方管焊接而成，其4根主梁11000上用于安装底部滑轨组件30000，使得溜板小车20000可以在骨架10000上前后移动。骨架10000后部由立柱13000焊接而成，立柱13000上焊接有用于安装托叉的立板12000。主梁11000侧边焊接有用于将其固定在12寸靶材全自动包装机上的翼14000。
大尺寸靶材全自动包装机的核心组件的左托叉40000与右托叉50000，左托叉40000和右托叉50000对称，它们由钢叉51000和月牙软垫52000组成。钢叉51000为焊接件，其大圆弧部分尺寸大于包装的靶材00000大外径5mm左右，宽度30mm，并且圆弧面喷有防撞胶。月牙软垫52000用强力胶固定在大圆弧面上。月牙软垫52000是重要的，它可以防止靶材00000被划伤，同时又可以使得靶材00000不至于从托叉上滑落。钢叉51000下部有对应立板12000的安装固定孔，这些定位孔是统一的，以便于更换不同的托叉在包装机上。
一种大尺寸靶材全自动包装机的核心组件的工作原理其特征为：第一步：靶材00000被运送到大尺寸靶材全自动包装机送料口后，通过摄像头读取靶材00000的圆心位置，溜板小车20000受控地前后左右运动定位靶材00000，并且溜板小车20000上的圆托21000升起并准确将靶材00000从叉车上接走。第二步：溜板小车20000向前运动，圆托21000托着靶材00000并将其置于左托叉40000和右托叉50000的大圆弧面上。第三步：圆托21000下降，靶材00000被左托叉40000、右托叉50000托住，并且溜板小车20000向后运动到初始位置，然后大尺寸靶材全自动包装机内部的套袋机械手使包装袋F0001将靶材00000和左托叉40000和右托叉50000一起套住。第四步：溜板小车20000向前运动到靶材00000正下方，圆托21000升起将靶材00000台离左托叉40000和右托叉50000的大圆弧面10mm，溜板小车20000向后运动将靶材00000、包装袋F0001从左托叉40000和右托叉50000上抽离。第五步：圆托21000上升到最高点，同时溜板小车20000向前运动将靶材00000、包装袋F0001一起送到真空封口模组上进行抽真空封口。。
下面结合附图，列举本发明的实施例，对本发明作进一步的详细说明。
以下实施例中，提供了大尺寸铜靶、大尺寸钨靶、大尺寸钽靶包装实例
实施案例1：大尺寸铜靶全自动包装
第一步：叉车将铜靶材运送到大尺寸靶材全自动包装机送料口，摄像头读取铜靶材的圆心位置，溜板小车20000受控地前后左右运动定位铜靶材，然后溜板小车20000上的圆托21000升起并准确将铜靶材从叉车上接走。第二步：溜板小车20000向前运动，圆托21000托着铜靶材并将其置于左托叉40000和右托叉50000的大圆弧面上。第三步：圆托21000下降，铜靶材被左托叉40000和右托叉50000托住，并且溜板小车20000向后运动到初始位置，然后12寸靶材全自动包装机内部的套袋机械手使包装袋F0001将铜靶材、左托叉40000和右托叉50000一起套住。第四步：溜板小车20000向前运动到铜靶材正下方，圆托21000升起将铜靶材台离左托叉40000和右托叉50000的大圆弧面10mm，溜板小车20000向后运动将铜靶材、包装袋F0001从左托叉40000和右托叉50000上抽离。第五步：圆托21000上升到最高点，同时溜板小车20000向前运动将铜靶材、包装袋F0001一起送到真空封口模组上进行抽真空封口，封口结束后铜靶材被从新放到左托叉40000和右托叉50000的大圆弧面上重复套袋工作或者被送到12寸靶材全自动包装机送料口等待取料。
实施案例2：大尺寸钨靶、大尺寸钽靶的半自动包装。
为了方便说明，这里大尺寸靶材全自动包装机核心组件称为大尺寸靶材半自动包装机，具体工作步骤和实施案例1的工作步骤相差无几，只是其中第三步中的套袋方式为人工套袋。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种大尺寸靶材全自动包装机的核心组件，该核心组件在大尺寸靶材全自动包装机内起搬运靶材(00000)和套袋支撑作用，包括骨架(10000)、溜板小车(20000)、底部滑轨组件(30000)、左托叉(40000)和右托叉(50000)，其特征在于，底部滑轨组件(30000)、左托叉(40000)和右托叉(50000)分别安装在骨架(10000)上，溜板小车(20000)安装在底部滑轨组件(30000)上；溜板小车(20000)包括圆托(21000)、溜板小车骨架(22000)、滑台(23000)、伺服电机Ⅱ(26200)、升降架(25000)和伺服升降驱动组件(24000)，其中，圆托(21000)安装在升降架(25000)顶部；升降架(25000)安装在伺服升降驱动组件(24000)上；伺服升降驱动组件(24000)安装在溜板小车(20000)上；升降架(25000)的背部通过滑轨安装在溜板小车骨架(22000)上，溜板小车骨架(22000)安装在滑台(23000)上并左右移动以实现靶材(00000)的运送。
2.根据权利要求1所述的一种大尺寸靶材全自动包装机的核心组件，其特征在于，滑台(23000)包括伺服电机Ⅰ(26100)、标准滑轨(23100)、底板(23200)、齿条(23300)组成，其中，溜板小车骨架(22000)底部通过标准滑轨(23100)安装在滑台(23000)上，齿条(23300)平行于标准滑轨(23100)设置，伺服电机Ⅱ(26200)的输出端连接有与齿条(23300)的相互啮合的小齿轮，伺服电机Ⅱ(26200)通过小齿轮将动力作用到齿条(23300)上以推动溜板小车(20000)左右移动，实现圆托(21000)准确地将靶材(00000)从叉车上接走的功能。
3.根据权利要求2所述的一种大尺寸靶材全自动包装机的核心组件，其特征在于，伺服电机Ⅰ(26100)与伺服电机Ⅱ(26200)为相同的两台，分别安装于溜板小车骨架(22000)与滑台(23000)上。
4.根据权利要求2所述的一种大尺寸靶材全自动包装机的核心组件，其特征在于，伺服升降驱动组件(24000)包括伺服电机Ⅲ(24300)、立架(24100)、底座(24200)、上约束轴承(24600)、下承重轴承(24700)、丝杠螺母组件(24400)和正时皮带轮(24500)，其中，下承重轴承(24700)安装在底座(24200)上，正时皮带轮(24500)位于底座(24200)的下方，丝杠螺母组件(24400)的下端穿过下承重轴承(24700)连接到正时皮带轮(24500)上；立架(24100)固定在底座(24200)上，上约束轴承(24600)设置于立架(24100)顶部的一侧并位于下承重轴承(24700)的正上方，丝杠螺母组件(24400)的上端连接到上约束轴承(24600)上，丝杠螺母组件(24400)通过上约束轴承(24600)和下承重轴承(24700)被定位；伺服电机Ⅲ(24300)通过正时皮带轮(24500)将动力传递到丝杠螺母组件(24400)上，丝杠螺母组件(24400)通过螺旋传动将上升的动力传递到升降架(25000)与圆托(21000)上。
5.根据权利要求4所述的一种大尺寸靶材全自动包装机的核心组件，其特征在于，圆托(21000)的圆心垂线与丝杠的轴线重合，丝杠螺母组件(24400)在将升降架(25000)与圆托(21000)顶起时不会产生额外的扭矩，会使结构更为稳定。
6.根据权利要求1所述的一种大尺寸靶材全自动包装机的核心组件，其特征在于，圆托(21000)包括托盘(21200)、轴托组件(21300)和防滑软垫(21100)，防滑软垫(21100)置于托盘(21200)上并用粘接牢固，托盘(21200)通过底部的轴转动连接在轴托组件(21300)上。
7.根据权利要求1所述的一种大尺寸靶材全自动包装机的核心组件，其特征在于，骨架(10000)由方管焊接而成，包括四根主梁(11000)和四根立柱(13000)，四根主梁(11000)并排放置，四根主梁(11000)用于安装底部滑轨组件(30000)以使得溜板小车(20000)在骨架(10000)上前后移动；四根立柱(13000)焊接在骨架(10000)后部，立柱(13000)上焊接有两个对称设置的立板(12000)，主梁(11000)侧边焊接有用于将骨架(10000)固定在12寸靶材全自动包装机上的翼(14000)。
8.根据权利要求7所述的一种大尺寸靶材全自动包装机的核心组件，其特征在于，左托叉(40000)和右托叉(50000)分别可拆卸连接到两个立板(12000)上且左右对称设置，左托叉(40000)或者右托叉(50000)包括钢叉(51000)和月牙软垫(52000)，月牙软垫(52000)用强力胶固定在钢叉(51000)的大圆弧面上，钢叉(51000)为焊接件，并且圆弧面上喷有防撞胶，钢叉(51000)下部与立板(12000)上对应开设有安装固定孔。
9.根据权利要求1-8任一所述的一种大尺寸靶材全自动包装机的核心组件的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：靶材(00000)被运送到大尺寸靶材全自动包装机送料口后，通过摄像头读取靶材(00000)的圆心位置，溜板小车(20000)受控地前后左右运动定位靶材(00000)，并且溜板小车(20000)上的圆托(21000)升起并准确将靶材(00000)从叉车上接走；
第二步：溜板小车(20000)向前运动，圆托(21000)托着靶材(00000)并将其置于左托叉(40000)和右托叉(50000)的大圆弧面上；
第三步：圆托(21000)下降，靶材(00000)被左托叉(40000)与右托叉(50000)托住，并且溜板小车(20000)向后运动到初始位置，然后大尺寸靶材全自动包装机内部的套袋机械手使包装袋F0001将靶材(00000)、左托叉(40000)和右托叉(50000)一起套住；
第四步：溜板小车(20000)向前运动到靶材(00000)正下方，圆托(21000)升起将靶材(00000)台离左托叉(40000)和右托叉(50000)的大圆弧面10mm，溜板小车(20000)向后运动将靶材(00000)、包装袋F0001从左托叉(40000)和右托叉(50000)上抽离；
第五步：圆托(21000)上升到最高点，同时溜板小车(20000)向前运动将靶材(00000)、包装袋F0001一起送到真空封口模组上进行抽真空封口。
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