CN118419820A - 一种立式扩散炉体传输更换一体式作业车及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于搬运设备领域，具体公开了一种立式扩散炉体传输更换一体式作业车及其控制方法，包括机架；所述机架1表面设置有固定底板，所述固定底板表面开设有圆槽，所述圆槽内部设置有转板，且转板与圆槽内壁转动连接，所述固定底板表面对称竖直固定有竖板，所述竖板表面对称开设有槽口，所述槽口内部固定有直线导轨，所述两所述直线导轨之间设置有滑板，且滑板两侧与两直线导轨滑动连接，所述滑板表面固定连接有升降板，所述升降板表面底端水平固定有载重平台；本发明通过机械搬送代替传统的人力搬送的方式，从而不需要多人参与更换搬送炉体，能够避免工人的安全隐患，从而极大地提升安全性。

Description

一种立式扩散炉体传输更换一体式作业车及其控制方法

技术领域

本发明涉及搬运设备领域，具体为一种立式扩散炉体传输更换一体式作业车及其控制方法。

背景技术

随着半导体行业的不断发展，12寸半导体设备被不断投入到实际生产应用当中。其中，晶圆进行化学气相沉积是半导体芯片制造非常重要的一环。这就需要用到立式扩散炉来执行相关工艺。

立式扩散炉的工艺炉体一般使用寿命为2年左右，到达使用寿命后就需要进行更换。但炉体本身非常沉重，12寸工艺炉体重量近200kg。按照传统更换手法，大多为多人协力在工作平台人工搬送，不仅更换极其费力缓慢，而且搬送人员受伤的风险非常巨大。一旦发生倾倒事故，后果更加严重。

少量工厂会使用传统液压升降车，但将工艺炉体平移进出设备内部，依然很费力。而且，设备设计时预留的可调节空间有限，人工搬送时容易出现没有对准的情况，造成工艺炉体撞击顶部或侧边卡住的情况，作业难度依然很大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种立式扩散炉体传输更换一体式作业车，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种立式扩散炉体传输更换一体式作业车，包括机架；所述机架表面两侧对称设置有支撑臂，两所述支撑臂端部底面设置有万向轮，万向轮与支撑臂转动连接，所述机架后侧连接有支撑板，所述支撑板底面设置有刹车轮，且刹车轮与支撑板转动连接。

所述机架表面对称竖直设置有直线导轨，所述两所述直线导轨之间设置有滑板，且滑板两侧与两直线导轨滑动连接，所述滑板表面固定连接有升降板，所述升降板表面底端水平设置有载重平台。

优选的，所述升降板后侧设置有固定块，所述固定块表面与液压缸的输出端连接，所述液压缸设置于机架中部表面，液压缸底面设置有液压缸驱动电机。

优选的，所述升降板表面位于载重平台上方对称设置有机械臂，所述机械臂水平设置，且机械臂端部与滑板表面连接，所述机械臂内部末端设置有机械臂驱动电机，机械臂驱动电机输出端与机械连接。

优选的，所述支撑板表面设置有机箱，所述机箱侧面与直线导轨连接，所述机箱内部设置有磷酸铁锂电池和PLC控制箱。

优选的，所述PLC控制箱分别与限位器、机械臂驱动电机、液压缸驱动电机和手持人机操作界面电性连接。

优选的，所述直线导轨后侧中部安装固定有连轴把手。

一种立式扩散炉体传输更换一体式作业车的控制方法，包括以下步骤：

1、检查作业车24VDC磷酸铁锂电池容量是否充足；

2、给作业车接上手持人机操作界面；

3、通过万向轮和刹车轮将该作业车移动至新的立式扩散炉位置处，之后由手持人机操作界面控制机械臂驱动电机启动，再由机械臂驱动电机控制机械臂转动，通过两机械臂的转动将立式扩散炉夹持固定至载重平台表面，之后，将作业车移动至旧的立式扩散炉位置处；

4、手持人机操作界面控制其中一个液压缸驱动电机以控制液压缸动作，由液压缸将该侧的载重平台升高到合适的高度；在载重平台升高时，由液压缸实现载重平台的升降功能，升降的动作由手持人机操作界面来控制，PLC会接收并发送给电机驱动相应的脉冲信号，从而让载重平台到达所需的高度；

5、通过手持人机操作界面控制该侧的机械臂驱动电机动作从而使机械臂翻转，取出旧的立式扩散炉体；两机械臂可以将旧的立式扩散炉体夹持，并通过PLC控制箱和机械臂驱动电机将旧的立式扩散炉体送入至设备内部，而不同点位的脉冲信号会反映在手持人机操作界面上，从而使操作员实现精准控制；

6、通过上述步骤的方式将载重平台下降至原位，之后，启动旋转驱动电机，由旋转驱动电机带动转盘转动，利用转盘的转动使另一侧的载重平台转动至立式扩散炉的工位上，从而将新的立式扩散炉与立式扩散炉的工位位置对应；

7、同样通过手持人机操作界面升高载重平台，从而将新的立式扩散炉体运送至合适的高度位置；

8、通过手持人机操作界面控制机械臂将新的立式扩散炉体送至设备内部；

9、新的立式扩散炉体与设备底板之间通过三个固定螺栓进行固定，操作员可以控制脉冲信号让机械臂实现短行程的正反转动，并且同时在新的立式扩散炉体下部观察，当设备底板的孔与立式扩散炉体底部的固定孔对齐后，操作员可以松开机械臂，并在手持人机操作界面直接让机械臂回到PLC控制箱中设定的原位；

10、通过万向轮和刹车轮将该作业车移动至扩散炉储存位置，之后，通过上述步骤将旧的立式扩散炉放置在扩散炉储存位置处；

11、该作业车在上述操作时，若遇到特殊情况可以按动EMO按钮使作业车急停，当遇到断电的情况，可通过手动泄压转盘使载重平台下降。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过机械搬送代替传统的人力搬送的方式，从而不需要多人参与更换搬送炉体，能够避免工人的安全隐患，从而极大地提升安全性。

本发明可以由机械校准螺栓点位，使炉体的搬入精度更高，并提高炉体更换的效率，从而提升炉体更换过程中的稳定性和精确性。

本发明以内置的磷酸铁锂电池为主电源，能够在作业时不受外接电源的限制。

附图说明

图1为本发明提供的一种立式扩散炉体传输更换一体式作业车的整体立体结构图；

图2为本发明提供的一种立式扩散炉体传输更换一体式作业车的后视图；

图3为本发明提供的一种立式扩散炉体传输更换一体式作业车的侧视图；

图4为本发明提供的一种立式扩散炉体传输更换一体式作业车的电路模块图。

图中：1、机架；2、支撑臂；3、万向轮；4、支撑板；5、刹车轮；6、直线导轨；7、滑板；8、载重平台；9、机械臂；10、机箱；11、支撑杆；12、固定底板；13、升降板；14、机械臂驱动电机；15、磷酸铁锂电池；16、液压缸；17、液压缸驱动电机；18、PLC控制箱；19、手持人机操作界面；20、转板；21、竖板；22、机械臂杆；23、转盘；24、固定顶板；25、旋转驱动电机。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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装置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。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

如图1-图4所示；本发明提供一种立式扩散炉体传输更换一体式作业车，该作业车普遍适用于12寸立式扩散炉炉体的更换作业中，而在根据实际情况缩小后可应用于8寸及以下的立式扩散炉炉体的更换作业中，包括机架1；所述机架1表面设置有固定底板12，所述固定底板12表面开设有圆槽，所述圆槽内部设置有转板20，且转板20与圆槽内壁转动连接，所述固定底板12表面对称竖直固定有竖板21，所述竖板21表面对称开设有槽口，所述槽口内部固定有直线导轨6，所述两所述直线导轨6之间设置有滑板7，且滑板7两侧与两直线导轨6滑动连接，所述滑板7表面固定连接有升降板13，所述升降板13表面底端水平固定有载重平台8；

通过滑板7与直线导轨6之间的滑动连接，使得升降板13能够在Y轴方向上进行移动，从而带动载重平台8进行运动，对立式扩散炉进行接应和放下操作，通过转板20与圆槽内壁的转动连接，能够在一侧的机械臂9将旧的立式扩散炉抬起后，将另一侧新的立式扩散炉放入工位内，从而能够更高效的进行立式扩散炉的更换操作；

所述升降板13后侧固定有固定块，所述固定块表面与液压缸16的输出端固定连接，所述液压缸16安装固定于固定底板表面，液压缸16底面安装固定有液压缸驱动电机17；

由液压缸驱动电机17控制液压缸16工作，液压缸16在工作后带动与其输出端固定连接的固定块运动，再由固定块带动升降板13和载重平台8在Y轴方向上运动；

所述滑板7表面位于载重平台8上方对称设置有机械臂杆22，所述机械臂杆22水平设置，且机械臂杆22端部与升降板13表面固定连接，所述机械臂杆22内部末端设置有机械臂驱动电机14，所述机械臂杆22内部设置有机械臂9，机械臂9一端穿过机械臂杆22水平向外延伸，且机械臂9与机械臂杆22之间转动连接，所述机械臂驱动电机14输出端与机械臂9固定连接；

由于机械臂驱动电机14的输出端与机械臂9固定连接，且机械臂9一端位于机械臂杆22内部，且其与机械臂杆22转动连接，因此，可由机械臂驱动电机14带动机械臂9转动，通过两机械臂9的转动能够将立式扩散炉夹持牢固，从而进行立式扩散炉的更换工作；

两所述竖板21顶端固定连接有转盘23，所述转盘23顶面设置有固定顶板24，所述转盘23设置于固定顶板24底面，且转盘23与固定顶板24之间转动连接，固定顶板24表面中心安装固定有旋转驱动电机25，所述旋转驱动电机25输出端穿过固定顶板24与转盘23中心固定连接，所述固定顶板24底面四角固定连接有支撑杆11，所述支撑杆11底端固定于固定底板12表面；

在旋转驱动电机25启动后，由旋转驱动电机25带动转盘23转动，通过转盘23的转动能够使两侧对称设置的载重平台8和机械臂9相互交换位置，从而实现新旧立式扩散炉的更换；

所述固定底板12两侧对称设置有支撑臂2，所述支撑臂2端部底面设置有万向轮3，万向轮3与支撑臂2转动连接，所述机架1后侧固定连接有支撑板4，所述支撑板4底面设置有刹车轮5，且刹车轮5与支撑板4同样也转动连接；

通过底部设置的两万向轮3使该一体式作业车能够更便于移动，而在移动至合适的位置后，由刹车轮5进行刹车，使该一体式作业车进行固定；

所述竖板21表面安装固定有机箱10，所述机箱10内部设置有磷酸铁锂电池15和PLC控制箱18；

所述PLC控制箱18分别与机械臂驱动电机14、液压缸驱动电机17和手持人机操作界面19电性连接；

实施例

本实施例提供一种立式扩散炉体传输更换一体式作业车的控制方法，其具体步骤如下：

1、检查作业车24VDC磷酸铁锂电池15容量是否充足；

2、给作业车接上手持人机操作界面19；

3、通过万向轮3和刹车轮5将该作业车移动至新的立式扩散炉位置处，之后由手持人机操作界面19控制机械臂驱动电机14启动，再由机械臂驱动电机14控制机械臂9转动，通过两机械臂9的转动将立式扩散炉夹持固定至载重平台8表面，之后，将作业车移动至旧的立式扩散炉位置处；

4、手持人机操作界面19控制其中一个液压缸驱动电机17以控制液压缸16动作，由液压缸16将该侧的载重平台8升高到合适的高度；在载重平台8升高时，由液压缸16实现载重平台8的升降功能，升降的动作由手持人机操作界面19来控制，PLC会接收并发送给电机驱动相应的脉冲信号，从而让载重平台8到达所需的高度；

5、通过手持人机操作界面19控制该侧的机械臂驱动电机14动作从而使机械臂9翻转，取出旧的立式扩散炉体；两机械臂9可以将旧的立式扩散炉体夹持，并通过PLC控制箱18和机械臂驱动电机14将旧的立式扩散炉体送入至设备内部，而不同点位的脉冲信号会反映在手持人机操作界面19上，从而使操作员实现精准控制；

6、通过上述步骤的方式将载重平台8下降至原位，之后，启动旋转驱动电机25，由旋转驱动电机25带动转盘23转动，利用转盘23的转动使另一侧的载重平台8转动至立式扩散炉的工位上，从而将新的立式扩散炉与立式扩散炉的工位位置对应；

7、同样通过手持人机操作界面19升高载重平台8，从而将新的立式扩散炉体运送至合适的高度位置；

8、通过手持人机操作界面19控制机械臂9将新的立式扩散炉体送至设备内部；

9、新的立式扩散炉体与设备底板之间通过三个固定螺栓进行固定，操作员可以控制脉冲信号让机械臂9实现短行程的正反转动，并且同时在新的立式扩散炉体下部观察，当设备底板的孔与立式扩散炉体底部的固定孔对齐后，操作员可以松开机械臂9，并在手持人机操作界面19直接让机械臂9回到PLC控制箱18中设定的原位；

10、通过万向轮3和刹车轮5将该作业车移动至扩散炉储存位置，之后，通过上述步骤将旧的立式扩散炉放置在扩散炉储存位置处；

11、该作业车在上述操作时，若遇到特殊情况可以按动EMO按钮使作业车急停，当遇到断电的情况，可通过手动泄压转盘使载重平台8下降。

值得注意的是：整个装置通过总控制按钮对其实现控制，由于控制按钮匹配的设备为常用设备，属于现有常识技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种立式扩散炉体传输更换一体式作业车，其特征在于：包括机架（1）；所述机架1表面设置有固定底板（12），所述固定底板（12）表面开设有圆槽，所述圆槽内部设置有转板（20），且转板（20）与圆槽内壁转动连接，所述固定底板（12）表面对称竖直固定有竖板（21），所述竖板（21）表面对称开设有槽口，所述槽口内部固定有直线导轨（6），所述两所述直线导轨（6）之间设置有滑板（7），且滑板（7）两侧与两直线导轨（6）滑动连接，所述滑板（7）表面固定连接有升降板（13），所述升降板（13）表面底端水平固定有载重平台（8）。

2.根据权利要求1所述的一种立式扩散炉体传输更换一体式作业车，其特征在于：所述升降板（13）后侧固定有固定块，所述固定块表面与液压缸（16）的输出端固定连接，所述液压缸（16）安装固定于固定底板表面，液压缸（16）底面安装固定有液压缸驱动电机（17）。

3.根据权利要求1所述的一种立式扩散炉体传输更换一体式作业车，其特征在于：所述滑板（7）表面位于载重平台（8）上方对称设置有机械臂杆（22），所述机械臂杆（22）水平设置，且机械臂杆（22）端部与升降板（13）表面固定连接，所述机械臂杆（22）内部末端设置有机械臂驱动电机（14），所述机械臂杆（22）内部设置有机械臂（9），机械臂（9）一端穿过机械臂杆（22）水平向外延伸，且机械臂（9）与机械臂杆（22）之间转动连接，所述机械臂驱动电机（14）输出端与机械臂（9）固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种立式扩散炉体传输更换一体式作业车，其特征在于：两所述竖板（21）顶端固定连接有转盘（23），所述转盘（23）顶面设置有固定顶板（24），所述转盘（23）设置于固定顶板（24）底面，且转盘（23）与固定顶板（24）之间转动连接，固定顶板（24）表面中心安装固定有旋转驱动电机（25），所述旋转驱动电机（25）输出端穿过固定顶板（24）与转盘（23）中心固定连接，所述固定顶板（24）底面四角固定连接有支撑杆（11），所述支撑杆（11）底端固定于固定底板（12）表面。

5.根据权利要求1所述的一种立式扩散炉体传输更换一体式作业车，其特征在于：所述固定底板（12）两侧对称设置有支撑臂（2），两所述支撑臂（2）端部底面设置有万向轮（3），万向轮（3）与支撑臂（2）转动连接，所述机架（1）后侧固定连接有支撑板（4），所述支撑板（4）底面设置有刹车轮（5），且刹车轮（5）与支撑板（4）同样也转动连接。

6.根据权利要求1所述的一种立式扩散炉体传输更换一体式作业车，其特征在于：所述竖板（21）表面安装固定有机箱（10），所述机箱（10）内部设置有磷酸铁锂电池（15）和PLC控制箱（18），所述PLC控制箱（18）分别与机械臂驱动电机（14）、液压缸驱动电机（17）和手持人机操作界面（19）电性连接。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种立式扩散炉体传输更换一体式作业车的控制方法，包括以下步骤：

(1)、检查作业车24VDC磷酸铁锂电池（15）容量是否充足；

(2)、给作业车接上手持人机操作界面（19）；

(3)、通过万向轮（3）和刹车轮（5）将该作业车移动至新的立式扩散炉位置处，之后由手持人机操作界面（19）控制机械臂驱动电机（14）启动，再由机械臂驱动电机（14）控制机械臂（9）转动，通过两机械臂（9）的转动将立式扩散炉夹持固定至载重平台（8）表面，之后，将作业车移动至旧的立式扩散炉位置处；

(4)、手持人机操作界面（19）控制其中一个液压缸驱动电机（17）以控制液压缸（16）动作，由液压缸（16）将该侧的载重平台（8）升高到合适的高度；在载重平台（8）升高时，由液压缸（16）实现载重平台（8）的升降功能，升降的动作由手持人机操作界面（19）来控制，PLC会接收并发送给电机驱动相应的脉冲信号，从而让载重平台（8）到达所需的高度；

(5)、通过手持人机操作界面（19）控制该侧的机械臂驱动电机（14）动作从而使机械臂（9）翻转，取出旧的立式扩散炉体；两机械臂（9）可以将旧的立式扩散炉体夹持，并通过PLC控制箱（18）和机械臂驱动电机（14）将旧的立式扩散炉体送入至设备内部，而不同点位的脉冲信号会反映在手持人机操作界面（19）上，从而使操作员实现精准控制；

(6)、通过上述步骤的方式将载重平台（8）下降至原位，之后，启动旋转驱动电机（25），由旋转驱动电机（25）带动转盘（23）转动，利用转盘（23）的转动使另一侧的载重平台（8）转动至立式扩散炉的工位上，从而将新的立式扩散炉与立式扩散炉的工位位置对应；

(7)、同样通过手持人机操作界面（19）升高载重平台（8），从而将新的立式扩散炉体运送至合适的高度位置；

(8)、通过手持人机操作界面（19）控制机械臂（9）将新的立式扩散炉体送至设备内部；

(9)、新的立式扩散炉体与设备底板之间通过三个固定螺栓进行固定，操作员可以控制脉冲信号让机械臂（9）实现短行程的正反转动，并且同时在新的立式扩散炉体下部观察，当设备底板的孔与立式扩散炉体底部的固定孔对齐后，操作员可以松开机械臂（9），并在手持人机操作界面（19）直接让机械臂（9）回到PLC控制箱（18）中设定的原位；

(10)、通过万向轮（3）和刹车轮（5）将该作业车移动至扩散炉储存位置，之后，通过上述步骤将旧的立式扩散炉放置在扩散炉储存位置处；

(11)、该作业车在上述操作时，若遇到特殊情况可以按动EMO按钮使作业车急停，当遇到断电的情况，可通过手动泄压转盘使载重平台（8）下降。