CN116812573A - 一种半导体晶圆生产用堆垛机器人分拣装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半导体晶圆生产用堆垛机器人分拣装置，包括底座；所述夹持组件包括与堆垛组件安装的安装板、左右两端螺纹方向相反的螺纹杆、两个对称螺纹套接在螺纹杆上的滑块和两个夹持爪，所述安装板下表面水平开设有安装槽，所述螺纹杆水平转动安装在安装槽内，两个所述滑块均水平滑动配置于安装槽内，且底端均开设有插槽，两个所述夹持爪的顶端分别滑动插设在两个插槽内，并均固定安装有锁定部件，所述锁定部件用于锁定夹持爪和滑块。本发明两个夹持爪之间的距离可以进行快速调节，从而便于对不同尺寸的半导体晶圆进行夹取的工作，提高了堆垛机器人对半导体晶圆的分拣和堆垛的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种半导体晶圆生产用堆垛机器人分拣装置。
背景技术
半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，其中半导体晶圆在生产出来之后需要进行分拣并堆垛，而堆垛机器人则是可以替代人工对半导体晶圆进行分拣并堆垛的装置。
机器人在对半导体晶圆进行分拣和堆垛的时候均需要通过夹持爪进行夹取，可由于现有的待分拣和堆垛的半导体晶圆的尺寸多样，而堆垛机器人却无法快速的根据待夹取半导体晶圆的尺寸调节自身对其进行夹取，导致分拣和堆垛的工作效率较低。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中以下缺点，现有的待分拣和堆垛的半导体晶圆的尺寸多样，而堆垛机器人却无法快速的根据待夹取半导体晶圆的尺寸调节自身对其进行夹取，导致分拣和堆垛的工作效率较低，而提出的一种半导体晶圆生产用堆垛机器人分拣装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种半导体晶圆生产用堆垛机器人分拣装置，包括底座，所述底座内部安装有传感器，所述底座表面固定安装有液压发动机，所述液压发动机的输出端固定安装有转动座，所述转动座表面通过堆垛组件安装有用于夹取半导体晶圆的夹持组件；
所述夹持组件包括与堆垛组件安装的安装板、左右两端螺纹方向相反的螺纹杆、两个对称螺纹套接在螺纹杆上的滑块和两个夹持爪，所述安装板下表面水平开设有安装槽，所述螺纹杆水平转动安装在安装槽内，两个所述滑块均水平滑动配置于安装槽内，且底端均开设有插槽，两个所述夹持爪的顶端分别滑动插设在两个插槽内，并均固定安装有锁定部件，所述锁定部件用于锁定夹持爪和滑块，所述安装板侧壁固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴与螺纹杆的端部固定连接。
优选的，所述锁定部件包括第一弹簧杆和固定安装在第一弹簧杆一端的三角形的锁定块，所述夹持爪顶端固定安装有固定板，所述第一弹簧杆的一端与固定板的表面固定连接，所述插槽内槽壁固定安装有梯形的抵压块，两根所述第一弹簧杆分别通过两组抵压部件控制收缩。
优选的，两组所述抵压部件分别固定安装在安装槽内的左右槽壁上，所述抵压部件包括固定安装在安装槽槽壁的抵板和固定套接在第一弹簧杆上的触板，所述滑块侧壁开设有用于抵板穿过的穿口，所述抵板与触板的位置对应。
优选的，所述堆垛组件包括第一支撑臂、第二支撑臂和第三支撑臂，所述第一支撑臂转动安装在转动座的顶端，所述转动座表面转动安装有两个第一液压缸，两个所述第一液压缸的输出端均与第一支撑臂转动连接，所述第二支撑臂转动安装在第一支撑臂的一端，所述第一支撑臂的表面转动安装有第二液压缸，所述第二液压缸的输出端与第二支撑臂转动连接，所述第三支撑臂转动安装在第二支撑臂的一端，所述第二支撑臂表面转动安装有第三液压缸，所述第三液压缸的输出端与第三支撑臂转动连接，所述第三支撑臂底端固定安装有升降气缸，所述升降气缸的输出端与安装板固定连接。
优选的，所述夹持爪表面开设有插口，所述插口内滑动插设有安装杆，所述安装杆通过伸缩部件与夹持爪连接，所述安装杆的两端分别固定安装有安置板和吸盘。
优选的，所述伸缩部件包括两根固定安装在安置板表面的第二弹簧杆，两根所述第二弹簧杆的另一端均与夹持爪的表面固定连接。
优选的，所述安装杆的一端开设有与吸盘相连通的气槽，所述安装杆表面开设有与气槽相连通的气口，所述安装杆靠近安置板的一端内开设有安置槽，所述安置槽槽壁开设有与气槽相连通的通口，所述通口内滑动密封插设有插杆，所述安置板表面固定安装有第三弹簧杆，所述第三弹簧杆的一端与插杆的一端固定连接，所述插杆位于气槽内的一端通过连接杆固定安装有用于覆盖气口的覆盖板。
优选的，所述安装杆靠近安置板的一端水平开设有滑口，所述第三弹簧杆上固定套接有矩形板，所述矩形板的顶端穿出滑口。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、两个夹持爪之间的距离可以进行快速调节，从而便于对不同尺寸的半导体晶圆进行夹取的工作，提高了堆垛机器人对半导体晶圆的分拣和堆垛的工作效率；
2、在锁定部件以及抵压部件之间的配合下，可以快速完成对夹持爪的安装和拆卸，从而便于工作人员更换夹持爪，提高了拆装夹持爪的工作效率；
3、当两个夹持爪夹取半导体晶圆的时候，此时两个吸盘均会与半导体晶圆相吸附，避免在带着半导体晶圆移动的时候，两个夹持爪因受移动过程中抖动的影响而松动，导致半导体晶圆掉落，起到了保护半导体晶圆的效果，提高了分拣和堆垛半导体晶圆工作的稳定性。
附图说明
图1为本发明提出的一种半导体晶圆生产用堆垛机器人分拣装置的正面立体结构示意图；
图2为本发明提出的一种半导体晶圆生产用堆垛机器人分拣装置中夹持组件的正面立体部分截面结构示意图；
图3为本发明提出的一种半导体晶圆生产用堆垛机器人分拣装置中夹持组件的侧面立体部分截面结构示意图；
图4为本发明提出的一种半导体晶圆生产用堆垛机器人分拣装置中夹持爪处的部分正面立体截面结构示意图；
图5为本发明提出的一种半导体晶圆生产用堆垛机器人分拣装置中夹持爪处的部分俯视立体截面结构示意图；
图6为图1中A处放大结构示意图；
图7为图2中B处放大结构示意图；
图8为图3中C处放大结构示意图；
图9为图4中D处放大结构示意图；
图10为图5中E处放大结构示意图。
图中：1安装板、2螺纹杆、3滑块、4夹持爪、5安装槽、6插槽、7第一弹簧杆、8锁定块、9固定板、10抵压块、11抵板、12触板、13穿口、14底座、15液压发动机、16转动座、17第一支撑臂、18第二支撑臂、19第三支撑臂、20第一液压缸、21第二液压缸、22第三液压缸、23升降气缸、24驱动电机、25安装杆、26吸盘、27第二弹簧杆、28气槽、29插杆、30第三弹簧杆、31连接杆、32覆盖板、33滑口、34矩形板、35气口。
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。
参照图1-图10，一种半导体晶圆生产用堆垛机器人分拣装置，包括底座14，底座14内部安装有传感器，底座14表面固定安装有液压发动机15，液压发动机15的输出端固定安装有转动座16，转动座16表面通过堆垛组件安装有用于夹取半导体晶圆的夹持组件；
夹持组件包括与堆垛组件安装的安装板1、左右两端螺纹方向相反的螺纹杆2、两个对称螺纹套接在螺纹杆2上的滑块3和两个夹持爪4，安装板1下表面水平开设有安装槽5，螺纹杆2水平转动安装在安装槽5内，两个滑块3均水平滑动配置于安装槽5内，且底端均开设有插槽6，两个夹持爪4的顶端分别滑动插设在两个插槽6内，并均固定安装有锁定部件，锁定部件用于锁定夹持爪4和滑块3，安装板1侧壁固定安装有驱动电机24，驱动电机24的输出轴与螺纹杆2的端部固定连接；
在需要对半导体晶圆进行分拣和堆垛的时候，通过堆垛组件控制两个夹持爪4位于半导体晶圆的左右侧壁，然后启动驱动电机24控制螺纹杆2转动，此时螺纹套接在螺纹杆2上的两个滑块3便会分别带着两个夹持爪4进行水平方向上的相对移动，直到两个夹持爪4均与半导体晶圆的侧壁紧紧相抵的时候即可完成对半导体晶圆的夹取，方便快捷，可快速的对不同尺寸的半导体晶圆进行夹取，提高了堆垛机器人对半导体晶圆的分拣和堆垛的工作效率。
锁定部件包括第一弹簧杆7和固定安装在第一弹簧杆7一端的三角形的锁定块8，夹持爪4顶端固定安装有固定板9，第一弹簧杆7的一端与固定板9的表面固定连接，插槽6内槽壁固定安装有梯形的抵压块10，两根第一弹簧杆7分别通过两组抵压部件控制收缩，两组抵压部件分别固定安装在安装槽5内的左右槽壁上，抵压部件包括固定安装在安装槽5槽壁的抵板11和固定套接在第一弹簧杆7上的触板12，滑块3侧壁开设有用于抵板11穿过的穿口13，抵板11与触板12的位置对应；
在安装夹持爪4的时候，只需要将夹持爪4的顶端对准插槽6，然后控制夹持爪4的顶端插入插槽6内，随着夹持爪4的上移，抵压块10的斜面会与锁定块8的斜面滑动接触，然后在斜面抵压的作用下，第一弹簧杆7便会收缩，直到固定板9的顶端与插槽6内顶壁相抵的时候，此时抵压块10不再与锁定块8的斜面相抵，给予锁定块8的抵压作用力消失，然后在第一弹簧杆7的弹性势能下，锁定块8便会迅速移动复位，并与抵压块10的上方形成锁定，此时夹持爪4的安装便就完成了；
在需要拆卸夹持爪4的时候，只需要控制两个滑块3相互远离，当滑块3快要移动至接近安装槽5槽壁的时候，此时抵板11的端部会穿过穿口13并抵压触板12，触板12受到抵压的作用力便会带着第一弹簧杆7收缩，从而锁定块8与抵压块10的锁定便会被解除，然后将夹持爪4从插槽6内取出即可，方便快捷，便于对夹持爪4进行更换。
堆垛组件包括第一支撑臂17、第二支撑臂18和第三支撑臂19，第一支撑臂17转动安装在转动座16的顶端，转动座16表面转动安装有两个第一液压缸20，两个第一液压缸20的输出端均与第一支撑臂17转动连接，第二支撑臂18转动安装在第一支撑臂17的一端，第一支撑臂17的表面转动安装有第二液压缸21，第二液压缸21的输出端与第二支撑臂18转动连接，第三支撑臂19转动安装在第二支撑臂18的一端，第二支撑臂18表面转动安装有第三液压缸22，第三液压缸22的输出端与第三支撑臂19转动连接，第三支撑臂19底端固定安装有升降气缸23，升降气缸23的输出端与安装板1固定连接；
通过液压发动机15、第一支撑臂17、第一液压缸20、第二支撑臂18、第二液压缸21、第三支撑臂19和第三液压缸22的相互配合，可控制夹持组件的位置和角度。
夹持爪4表面开设有插口，插口内滑动插设有安装杆25，安装杆25通过伸缩部件与夹持爪4连接，安装杆25的两端分别固定安装有安置板和吸盘26，伸缩部件包括两根固定安装在安置板表面的第二弹簧杆27，两根第二弹簧杆27的另一端均与夹持爪4的表面固定连接；
安装杆25的一端开设有与吸盘26相连通的气槽28，安装杆25表面开设有与气槽28相连通的气口35，安装杆25靠近安置板的一端内开设有安置槽，安置槽槽壁开设有与气槽28相连通的通口，通口内滑动密封插设有插杆29，安置板表面固定安装有第三弹簧杆30，第三弹簧杆30的一端与插杆29的一端固定连接，插杆29位于气槽28内的一端通过连接杆31固定安装有用于覆盖气口35的覆盖板32，安装杆25靠近安置板的一端水平开设有滑口33，第三弹簧杆30上固定套接有矩形板34，矩形板34的顶端穿出滑口33；
当两个夹持爪4相互靠近，准备对半导体晶圆进行夹取的时候，两个吸盘26会率先与半导体晶圆的侧壁相抵，然后随着两个夹持爪4的相互靠近，两根安装杆25会相互远离，多根第二弹簧杆27会一同拉伸，由于气口35此时被覆盖板32覆盖，从而位于两个吸盘26和两个气槽28内的气体会从吸盘26与半导体晶圆接触面之间的缝隙处溜出，从而完成对半导体晶圆的吸附，避免在带着半导体晶圆移动的时候，两个夹持爪4因受移动过程中抖动的影响而松动，导致半导体晶圆掉落，起到了保护半导体晶圆的效果，提高了分拣和堆垛半导体晶圆工作的稳定性；
在需要解除吸盘26对半导体晶圆的吸附时，只需要控制两个夹持爪4相互远离，此时由于两个吸盘26还与半导体晶圆吸附，从而夹持爪4会移动，而安装杆25和吸盘26的位置不会移动，夹持爪4与安置板之间的距离会逐渐缩小，直到夹持爪4的表面与矩形板34相抵的时候，此时受到抵压的作用力，第三弹簧杆30会发生收缩，进而覆盖板32也会一同移动，并不再覆盖气口35，外界的空气会从气口35进入气槽28以及吸盘26内，从而吸盘26对半导体晶圆的吸附便会自动解除，无需人工用手去将吸盘26的边缘处抠起，避免吸盘26发生形变。
本发明中，在需要对半导体晶圆进行分拣和堆垛的时候，通过堆垛组件控制两个夹持爪4位于半导体晶圆的左右侧壁，然后启动驱动电机24控制螺纹杆2转动，此时螺纹套接在螺纹杆2上的两个滑块3便会分别带着两个夹持爪4进行水平方向上的相对移动，直到两个夹持爪4均与半导体晶圆的侧壁紧紧相抵的时候即可完成对半导体晶圆的夹取，方便快捷，可快速的对不同尺寸的半导体晶圆进行夹取，而锁定部件则可以快速完成夹持爪4与滑块3之间的安装和拆卸，便于对夹持爪4进行更换。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种半导体晶圆生产用堆垛机器人分拣装置，包括底座(14)，其特征在于，所述底座(14)内部安装有传感器，所述底座(14)表面固定安装有液压发动机(15)，所述液压发动机(15)的输出端固定安装有转动座(16)，所述转动座(16)表面通过堆垛组件安装有用于夹取半导体晶圆的夹持组件；
所述夹持组件包括与堆垛组件安装的安装板(1)、左右两端螺纹方向相反的螺纹杆(2)、两个对称螺纹套接在螺纹杆(2)上的滑块(3)和两个夹持爪(4)，所述安装板(1)下表面水平开设有安装槽(5)，所述螺纹杆(2)水平转动安装在安装槽(5)内，两个所述滑块(3)均水平滑动配置于安装槽(5)内，且底端均开设有插槽(6)，两个所述夹持爪(4)的顶端分别滑动插设在两个插槽(6)内，并均固定安装有锁定部件，所述锁定部件用于锁定夹持爪(4)和滑块(3)，所述安装板(1)侧壁固定安装有驱动电机(24)，所述驱动电机(24)的输出轴与螺纹杆(2)的端部固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆生产用堆垛机器人分拣装置，其特征在于，所述锁定部件包括第一弹簧杆(7)和固定安装在第一弹簧杆(7)一端的三角形的锁定块(8)，所述夹持爪(4)顶端固定安装有固定板(9)，所述第一弹簧杆(7)的一端与固定板(9)的表面固定连接，所述插槽(6)内槽壁固定安装有梯形的抵压块(10)，两根所述第一弹簧杆(7)分别通过两组抵压部件控制收缩。
3.根据权利要求2所述的一种半导体晶圆生产用堆垛机器人分拣装置，其特征在于，两组所述抵压部件分别固定安装在安装槽(5)内的左右槽壁上，所述抵压部件包括固定安装在安装槽(5)槽壁的抵板(11)和固定套接在第一弹簧杆(7)上的触板(12)，所述滑块(3)侧壁开设有用于抵板(11)穿过的穿口(13)，所述抵板(11)与触板(12)的位置对应。
4.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆生产用堆垛机器人分拣装置，其特征在于，所述堆垛组件包括第一支撑臂(17)、第二支撑臂(18)和第三支撑臂(19)，所述第一支撑臂(17)转动安装在转动座(16)的顶端，所述转动座(16)表面转动安装有两个第一液压缸(20)，两个所述第一液压缸(20)的输出端均与第一支撑臂(17)转动连接，所述第二支撑臂(18)转动安装在第一支撑臂(17)的一端，所述第一支撑臂(17)的表面转动安装有第二液压缸(21)，所述第二液压缸(21)的输出端与第二支撑臂(18)转动连接，所述第三支撑臂(19)转动安装在第二支撑臂(18)的一端，所述第二支撑臂(18)表面转动安装有第三液压缸(22)，所述第三液压缸(22)的输出端与第三支撑臂(19)转动连接，所述第三支撑臂(19)底端固定安装有升降气缸(23)，所述升降气缸(23)的输出端与安装板(1)固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆生产用堆垛机器人分拣装置，其特征在于，所述夹持爪(4)表面开设有插口，所述插口内滑动插设有安装杆(25)，所述安装杆(25)通过伸缩部件与夹持爪(4)连接，所述安装杆(25)的两端分别固定安装有安置板和吸盘(26)。
6.根据权利要求5所述的一种半导体晶圆生产用堆垛机器人分拣装置，其特征在于，所述伸缩部件包括两根固定安装在安置板表面的第二弹簧杆(27)，两根所述第二弹簧杆(27)的另一端均与夹持爪(4)的表面固定连接。
7.根据权利要求5所述的一种半导体晶圆生产用堆垛机器人分拣装置，其特征在于，所述安装杆(25)的一端开设有与吸盘(26)相连通的气槽(28)，所述安装杆(25)表面开设有与气槽(28)相连通的气口(35)，所述安装杆(25)靠近安置板的一端内开设有安置槽，所述安置槽槽壁开设有与气槽(28)相连通的通口，所述通口内滑动密封插设有插杆(29)，所述安置板表面固定安装有第三弹簧杆(30)，所述第三弹簧杆(30)的一端与插杆(29)的一端固定连接，所述插杆(29)位于气槽(28)内的一端通过连接杆(31)固定安装有用于覆盖气口(35)的覆盖板(32)。
8.根据权利要求7所述的一种半导体晶圆生产用堆垛机器人分拣装置，其特征在于，所述安装杆(25)靠近安置板的一端水平开设有滑口(33)，所述第三弹簧杆(30)上固定套接有矩形板(34)，所述矩形板(34)的顶端穿出滑口(33)。
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| CN117657766A (zh) * | 2024-02-01 | 2024-03-08 | 哈尔滨学院 | 一种电控机器人手爪 |
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