CN117316856B - 一种真空吸附式搬运机器人末端翻转组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及真空吸附机器人技术领域，特别涉及一种真空吸附式搬运机器人末端翻转组件，包括吸附座，所述吸附座背面中心处设置有立柱，所述立柱上设置有翻转机构，所述吸附座外侧转动设置有定位组件，所述翻转机构与定位组件通过联动组件传动连接。本发明提供的一种真空吸附式搬运机器人末端翻转组件，通过吸附座上设置的定位组件，可以将位于吸附座下方的晶圆进行居中定位，使得圆形结构的晶圆的中心与吸附座的中心处于同一位置，一方面提高了通过吸附座内的气动吸盘吸附固定晶圆转移的稳定性，其次通过晶圆与吸附座之间的精确定位，也提高了后续晶圆的转移和加工定位的精确性。

Description

一种真空吸附式搬运机器人末端翻转组件

技术领域

本发明涉及真空吸附机器人技术领域，具体为一种真空吸附式搬运机器人末端翻转组件。

背景技术

在半导体工业中，晶圆是制造电子设备的基本材料，晶圆的处理和加工过程包括多个步骤，其中之一是使用晶圆吸附翻转组件进行晶圆的吸附和翻转，这一步骤对于晶圆的处理和加工过程至关重要，吸附式搬运是利用真空吸附原理，通过抽真空的方式在吊运对象表面形成负压，从而产生吸附力，实现物品的搬运。

授权公告号为CN104723345B的专利，公开了一种应用于晶圆传输机器人的可翻转末端组件，机器人手腕壳体连接在小臂一端，手腕壳体内安装伺服电机，电机带轮安装在伺服电机输出轴上，钢带连接在电机带轮和回转机构带轮之间，回转机构带轮固定在回转机构上，回转机构一端固定在手腕壳体内部，另一端连接真空吸附末端，其中回转机构左端连接真空气管接头。在其他实施例中伺服电机也可用其他电机代替，吸附晶圆时，固定弯管和固定外管内首先产生真空，旋转内管在回转的同时也可产生真空，真空吸附末端中空孔道与真空末端连接轴内孔道产生真空压，依靠内外压差吸附晶圆。

如上述申请相同，现有的真空吸附式搬运机器人，在通过吸附组件对晶圆进行吸附后，需要进行一个90度的翻转，便于对吸附组件上吸附的物品进行加工或者转运，但是现有的真空吸附式搬运机器人末端翻转组件，其在吸附的时候缺少定位组件，使得吸附组件吸附物品无法保证其处于中心位置，会影响吸附的稳定性，并且吸附产生偏移，也影响后续晶圆的转移的定位，但是如果设置定位组件，则定位组件会导致对晶圆的加工面（即完全裸露的一面）造成影响。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种真空吸附式搬运机器人末端翻转组件。

本发明采用以下技术方案，一种真空吸附式搬运机器人末端翻转组件，包括吸附座，所述吸附座背面中心处设置有立柱，所述立柱上设置有翻转机构，所述吸附座外侧转动设置有定位组件，所述翻转机构与定位组件通过联动组件传动连接，当所述翻转机构驱动吸附座翻转呈水平状态时，联动组件同步带动定位组件翻转到与立柱处于相互垂直状态，当所述翻转机构驱动吸附座翻转呈竖直状态时，联动组件同步带动定位组件翻转到与立柱处于相互水平状态。

作为上述技术方案的进一步描述：所述定位组件包括定位架，所述定位架一端固定连接有凹型连接座，所述凹型连接座上转动连接有连接轴，所述连接轴的中段位置处固定连接有安装块，所述安装块焊接固定在吸附座的外壁上，所述定位架内部底板上沿长度方向开设有滑槽，所述滑槽内转动连接有丝杠，所述丝杠上螺纹连接有丝杠螺母座，所述丝杠螺母座下表面固定连接有定位块，所述定位架的内部底板上固定有带动丝杠转动的丝杠电机。

作为上述技术方案的进一步描述：所述定位组件共设置有三个，且三个定位组件呈环形分布，相邻两定位组件之间的夹角相等。

作为上述技术方案的进一步描述：所述翻转机构包括凹型翻转座，所述凹型翻转座上转动连接有机械臂，所述机械臂远离凹型翻转座的一端焊接有固定座，所述凹型翻转座的侧壁上焊接有第一凹型座，所述机械臂上表面焊接有第二凹型座，所述第一凹型座和第二凹型座之间转动连接有液压伸缩杆。

作为上述技术方案的进一步描述：所述固定座上开设有螺纹安装孔，所述固定座与机械臂的两侧壁之间焊接三角加强筋。

作为上述技术方案的进一步描述：所述联动组件包括套设在立柱上的滑动环，滑动环可在立柱上上下滑动，所述滑动环的外壁上与所述定位组件相对的位置处开设有条形凹槽，所述定位架上表面焊接有第三凹型座，所述条形凹槽内通过转轴转动连接有第一连杆，所述第一连杆的另一端通过转轴与第三凹型座转动连接。

作为上述技术方案的进一步描述：所述滑动环外壁上焊接有承载块，所述承载块上表面焊接有第四凹型座，所述机械臂的下表面焊接有第五凹型座，所述第四凹型座上转动连接有第二连杆，且第二连杆的另一端与第五凹型座转动连接。

作为上述技术方案的进一步描述：所述第三凹型座位于定位架沿长度方向的水平中线上方，所述第三凹型座的下表面开设有矩形凹槽。

作为上述技术方案的进一步描述：所述吸附座下表面中心处开设有圆形凹槽，所述圆形凹槽内部中心处安装有气动吸盘。

作为上述技术方案的进一步描述：所述滑槽贯穿定位架的内部底板，所述滑槽和丝杠螺母座均为十字型结构，所述丝杠螺母座与滑槽滑动连接。

在上述技术方案中，本发明提供的一种真空吸附式搬运机器人末端翻转组件，通过吸附座上设置的定位组件，可以将位于吸附座下方的晶圆进行居中定位，使得圆形结构的晶圆的中心与吸附座的中心处于同一位置，一方面提高了通过吸附座内的气动吸盘吸附固定晶圆转移的稳定性，其次通过晶圆与吸附座之间的精确定位，也提高了后续晶圆的转移和加工定位的精确性；

进一步的，该真空吸附式搬运机器人末端翻转组件在使用时，当需要通过吸附座吸附固定晶圆时，此时定位组件同步打开呈与立柱处于垂直状态，此时可通过定位组件对晶圆进行定位后，再进行吸附，当吸附完成后，通过翻转机构带动吸附座上吸附固定的晶圆翻转呈竖直状态时，通过联动组件同步带动定位组件翻转到与立柱处于相互水平状态，此时定位组件转动收缩在一起，使得定位组件不会影响到吸附座上吸附固定的晶圆的加工或转移。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释：

图1为本发明实施例提供的一种真空吸附式搬运机器人末端翻转组件的第一状态结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种真空吸附式搬运机器人末端翻转组件的第二状态结构示意图；

图3为本发明实施例提供的定位组件的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的定位组件的剖视图；

图5为本发明实施例提供的翻转机构的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的联动组件的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的吸附座的仰视图。

图中：1、吸附座；11、圆形凹槽；12、气动吸盘；2、立柱；3、定位组件；31、定位架；32、凹型连接座；33、连接轴；34、安装块；35、滑槽；36、丝杠；37、丝杠电机；38、定位块；39、丝杠螺母座；4、翻转机构；41、凹型翻转座；42、机械臂；43、第一凹型座；44、第二凹型座；45、液压伸缩杆；5、固定座；51、螺纹安装孔；52、三角加强筋；6、联动组件；61、滑动环；62、条形凹槽；63、第三凹型座；64、第一连杆；65、矩形凹槽；66、承载块；67、第四凹型座；68、第二连杆；69、第五凹型座。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

实施例1

请参阅图1-图2、图5和图7，本发明实施例提供一种技术方案：一种真空吸附式搬运机器人末端翻转组件，包括吸附座1，吸附座1背面中心处设置有立柱2，立柱2上设置有翻转机构4，吸附座1外侧转动设置有定位组件3，翻转机构4与定位组件3通过联动组件6传动连接，当翻转机构4驱动吸附座1翻转呈水平状态时，联动组件6同步带动定位组件3翻转到与立柱2处于相互垂直状态，当翻转机构4驱动吸附座1翻转呈竖直状态时，联动组件6同步带动定位组件3翻转到与立柱2处于相互水平状态；

翻转机构4包括凹型翻转座41，凹型翻转座41上转动连接有机械臂42，机械臂42远离凹型翻转座41的一端焊接有固定座5，凹型翻转座41的侧壁上焊接有第一凹型座43，机械臂42上表面焊接有第二凹型座44，第一凹型座43和第二凹型座44之间转动连接有液压伸缩杆45，固定座5上开设有螺纹安装孔51，固定座5与机械臂42的两侧壁之间焊接三角加强筋52；

吸附座1下表面中心处开设有圆形凹槽11，圆形凹槽11内部中心处安装有气动吸盘12。

具体的，该真空吸附式搬运机器人末端翻转组件使用时，通过将固定座5安装固定在搬运机器人上即可使用，固定方式为，通过固定座5上开设的螺纹安装孔51配合固定螺栓进行安装固定，初始状态下，此时吸附座1处于水平状态，联动组件6同步带动定位组件3翻转到与立柱2处于相互垂直状态，（此时为通过吸附座1吸附晶圆的状态），如图1所示，此时通过控制搬运机器人移动，带动吸附座1移动到待吸附固定的晶圆正上方，然后通过吸附座1上设置的定位组件3，将位于吸附座1下方的晶圆进行居中定位，使得圆形结构的晶圆的中心与吸附座1的中心处于同一位置，然后再通过控制吸附座1内的气动吸盘12工作，实现对晶圆的吸附固定；

当完成晶圆的吸附，通过翻转机构4控制吸附座1翻转呈竖直状态时，（此时为完成晶圆吸附，进行晶圆转移或者加工的状态），如图2所示，具体的翻转方式为，控制液压伸缩杆45收缩，带动凹型翻转座41转动，凹型翻转座41通过立柱2带动吸附座1翻转，从而实现对吸附座1上吸附固定的晶圆进行角度调节，并且当翻转机构4驱动吸附座1翻转呈竖直状态时，联动组件6同步带动定位组件3翻转到与立柱2处于相互水平状态，此时定位组件3转动收缩在一起，从而不会对晶圆的加工面（即晶圆没有被吸附固定的一面）产生阻挡，使得该真空吸附式搬运机器人末端翻转组件在使用时，当需要通过吸附座1吸附固定晶圆时，此时定位组件3同步打开呈与立柱2处于垂直状态，此时可通过定位组件3对晶圆进行定位后，再进行吸附，让吸附完成后，通过翻转机构4带动吸附座1上吸附固定的晶圆翻转呈竖直状态时，通过联动组件6同步带动定位组件3翻转到与立柱2处于相互水平状态，此时定位组件3转动收缩在一起，使得定位组件3不会影响到吸附座1上吸附固定的晶圆的加工或转移。

实施例2

请参阅图1-图4，本实施例进一步地公开了定位组件3的具体结构，定位组件3包括定位架31，定位架31一端固定连接有凹型连接座32，凹型连接座32上转动连接有连接轴33，连接轴33的中段位置处固定连接有安装块34，安装块34焊接固定在吸附座1的外壁上，定位架31内部底板上沿长度方向开设有滑槽35，滑槽35内转动连接有丝杠36，丝杠36上螺纹连接有丝杠螺母座39，丝杠螺母座39下表面固定连接有定位块38，定位架31的内部底板上固定有带动丝杠36转动的丝杠电机37，定位组件3共设置有三个，且三个定位组件3呈环形分布，相邻两定位组件3之间的夹角相等，滑槽35贯穿定位架31的内部底板，滑槽35和丝杠螺母座39均为十字型结构，丝杠螺母座39与滑槽35滑动连接。

具体的，在上述实施例的基础上，通过控制搬运机器人移动，带动吸附座1移动到待吸附固定的晶圆正上方，然后通过吸附座1上设置的定位组件3，将位于吸附座1下方的晶圆进行居中定位，使得圆形结构的晶圆的中心与吸附座1的中心处于同一位置，通过定位组件3进行居中定位的具体方式为，将丝杠电机37外接好电源，通过控制丝杠电机37工作，带动丝杠36转动，通过丝杠36转动，带动丝杠螺母座39向吸附座1的方向移动，从而丝杠螺母座39带动三个定位块38向吸附座1移动，从而对位于三个定位块38之间的晶圆进行居中定位，使得吸附座1内设置的气动吸盘12吸附固定在晶圆的上表面中心处，一方面提高其吸附固定的稳定性，其次使得晶圆与吸附座1的位置相对精确，便于吸附座1吸附晶圆后进行转移时，提高晶圆传送的精度。

实施例3

请参阅图1-图2和图5-图6，本实施在上述实施例的基础上，进一步地公开了联动组件6，联动组件6包括套设在立柱2上的滑动环61，滑动环61可在立柱2上上下滑动，滑动环61的外壁上与定位组件3相对的位置处开设有条形凹槽62，定位架31上表面焊接有第三凹型座63，条形凹槽62内通过转轴转动连接有第一连杆64，第一连杆64的另一端通过转轴与第三凹型座63转动连接，滑动环61外壁上焊接有承载块66，承载块66上表面焊接有第四凹型座67，机械臂42的下表面焊接有第五凹型座69，第四凹型座67上转动连接有第二连杆68，且第二连杆68的另一端与第五凹型座69转动连接，第三凹型座63位于定位架31沿长度方向的水平中线上方，第三凹型座63的下表面开设有矩形凹槽65。

具体的，通过联动组件6的设置，使得该真空吸附式搬运机器人末端翻转组件在使用时，当通过翻转机构4带动吸附座1翻转进行角度调节时，可以通过联动组件6同步带动定位组件3进行位置调节，其联动调节的方式为，当翻转机构4翻转时，此时在第二连杆68的拉动下会带动滑动环61在立柱2上上下升降，通过滑动环61升降带动第一连杆64拉动定位架31通过连接轴33进行转动，从而定位架31进行角度调节，使得定位组件3在图1和图2中两种状态之间进行切换，当处于图1中状态时，此时可通过定位组件3对待吸附的晶圆进行定位，当处于图2中的状态时，此时定位组件3与已经吸附固定的晶圆分离，不会对晶圆后续的转移或者加工造成影响。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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的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。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种真空吸附式搬运机器人末端翻转组件，包括吸附座（1），所述吸附座（1）背面中心处设置有立柱（2），其特征在于，所述立柱（2）上设置有翻转机构（4），所述吸附座（1）外侧转动设置有定位组件（3），所述翻转机构（4）与定位组件（3）通过联动组件（6）传动连接，当所述翻转机构（4）驱动吸附座（1）翻转呈水平状态时，联动组件（6）同步带动定位组件（3）翻转到与立柱（2）处于相互垂直状态，当所述翻转机构（4）驱动吸附座（1）翻转呈竖直状态时，联动组件（6）同步带动定位组件（3）翻转到与立柱（2）处于相互水平状态；

所述定位组件（3）包括定位架（31），所述定位架（31）一端固定连接有凹型连接座（32），所述凹型连接座（32）上转动连接有连接轴（33），所述连接轴（33）的中段位置处固定连接有安装块（34），所述安装块（34）焊接固定在吸附座（1）的外壁上，所述定位架（31）内部底板上沿长度方向开设有滑槽（35），所述滑槽（35）内转动连接有丝杠（36），所述丝杠（36）上螺纹连接有丝杠螺母座（39），所述丝杠螺母座（39）下表面固定连接有定位块（38），所述定位架（31）的内部底板上固定有带动丝杠（36）转动的丝杠电机（37）；

所述翻转机构（4）包括凹型翻转座（41），所述凹型翻转座（41）上转动连接有机械臂（42），所述机械臂（42）远离凹型翻转座（41）的一端焊接有固定座（5），所述凹型翻转座（41）的侧壁上焊接有第一凹型座（43），所述机械臂（42）上表面焊接有第二凹型座（44），所述第一凹型座（43）和第二凹型座（44）之间转动连接有液压伸缩杆（45）；

所述联动组件（6）包括套设在立柱（2）上的滑动环（61），所述滑动环（61）的外壁上与所述定位组件（3）相对的位置处开设有条形凹槽（62），所述定位架（31）上表面焊接有第三凹型座（63），所述条形凹槽（62）内通过转轴转动连接有第一连杆（64），所述第一连杆（64）的另一端通过转轴与第三凹型座（63）转动连接；

所述滑动环（61）外壁上焊接有承载块（66），所述承载块（66）上表面焊接有第四凹型座（67），所述机械臂（42）的下表面焊接有第五凹型座（69），所述第四凹型座（67）上转动连接有第二连杆（68），且第二连杆（68）的另一端与第五凹型座（69）转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种真空吸附式搬运机器人末端翻转组件，其特征在于，所述定位组件（3）共设置有三个，且三个定位组件（3）呈环形分布，相邻两定位组件（3）之间的夹角相等。

3.根据权利要求2所述的一种真空吸附式搬运机器人末端翻转组件，其特征在于，所述固定座（5）上开设有螺纹安装孔（51），所述固定座（5）与机械臂（42）的两侧壁之间焊接三角加强筋（52）。

4.根据权利要求3所述的一种真空吸附式搬运机器人末端翻转组件，其特征在于，所述第三凹型座（63）位于定位架（31）沿长度方向的水平中线上方，所述第三凹型座（63）的下表面开设有矩形凹槽（65）。

5.根据权利要求1所述的一种真空吸附式搬运机器人末端翻转组件，其特征在于，所述吸附座（1）下表面中心处开设有圆形凹槽（11），所述圆形凹槽（11）内部中心处安装有气动吸盘（12）。

6.根据权利要求1所述的一种真空吸附式搬运机器人末端翻转组件，其特征在于，所述滑槽（35）贯穿定位架（31）的内部底板，所述滑槽（35）和丝杠螺母座（39）均为十字型结构，所述丝杠螺母座（39）与滑槽（35）滑动连接。