CN211594237U - 四轴玻璃基板搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四轴玻璃基板搬运机器人，目的就是提供一种能够在工作行程范围内将液晶玻璃基板搬运至空间内任意位置的可调节四臂搬运机器人，采用的技术方案包括X轴地轨装置、中轴旋转装置、Z轴机械臂、Y轴机械臂和末端抓手，上述各机构都通过驱动装置驱动实现四维度工作。本发明能够使工作行程范围内将液晶玻璃基板搬运至空间内任意位置。

Description

四轴玻璃基板搬运机器人

技术领域

本发明涉及搬运用的机器人，尤其是四轴玻璃基板搬运机器人。

背景技术

在半导体设备和液晶显示设备等制造工艺的过程中，制作工艺要求高，且工作过程涉及到的物料较大较重，所以研发引入一种通用的四轴玻璃基板搬运机器人尤为重要。搬运机器人用于从根本上更有效更安全的输送晶片、基板或货物，缩短工序节拍时间（TackTime），提高工艺效率，提升自动化程度，节省人工成本为研发方向。同时玻璃液晶基板的搬运过程需要柔性抓手搬运，并且具有各种类型尺寸的玻璃基板，所以末端抓手可变性及泛用性是本行业中需要实现的重要的一步。在现有公开技术中，韩国公开专利文献 10-2008-0047205 号公开有能够独立旋转并同时上下运动的具有多臂且能够有效实现搬运基板的搬运基板机器人，该机器人在多维度方面仍有一定的不足。韩国公开专利文献 10-2008-0047205 号，在设置于前后左右四个方向而从各个方向能够搬运货物的结构这一层面上具有优点，但因向东西南北四个方向独立地运行，所以在搬运过程中可能会有干涉和干扰，同时结构复杂不易于调试。韩国公开专利文献 10-2012-0007449 号提供一种用于增加基板处理装置的吞吐量(through put，单位时间的基板的处理数量)，缩短分度器机器人及主搬运机器人的待机时间的搬运机器人。韩国公开专利文献 10-2012-0007449 号具有缩短工艺时间的优点，但具有如下缺点，其机械手为同时驱动，所以并不能做好协同作用。

发明内容

本发明的目的就是提供一种能够在工作行程范围内将液晶玻璃基板搬运至空间内任意位置的可调节四臂搬运机器人。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：四轴玻璃基板搬运机器人，其特征是它包括X轴地轨装置、中轴旋转装置、Z轴机械臂、Y轴机械臂和末端抓手；所述的X轴地轨装置包括底部地轨支架、上安装基板和齿条，支架上固定有两根平行的直线导轨，所述的上安装基板与直线导轨适配，能够沿直线导轨前后滑动，上安装基板上固定有X轴伺服电机，X轴伺服电机输出端固接有齿轮，所述的齿条固定在直线导轨的内侧面，并与齿轮啮合，驱动上安装基板水平运动，上安装板上固连有限位板，限位板挤压在齿条对侧导轨的侧面上，实现横向限位；所述的中轴旋转装置包括减速器安装板、减速器和中轴伺服电机，减速器与中轴伺服电机传动联接，减速器的输出端连接减速器安装板，带动减速器安装板转动；所述的Z轴机械臂包括Z轴伺服电机及联接并驱动的丝杆直线模组，使丝杆直线模组上的滑动块可以上下移动，丝杆直线模组安装在Z轴安装基板上，Z轴安装基板通过支撑板安装在减速器安装板上；所述的Y轴机械臂包括Y轴伺服电机及联接并驱动的第二直线模组，使其上的滑动块可以在Y轴方向上运动；所述的第二直线模组通过支撑板二固定在Y轴安装板上，Y轴安装板安装固定在第一直线模组滑动块；所述的末端抓手包括末端抓手基板，末端抓手基板固定在第二直线模组的滑动块上，末端抓手基板上安装有左直线滑轨和右直线滑轨，两直线滑轨上各固定有支撑板，末端抓手基板中部固接有支撑块，支撑板及支撑块上各装有安装杆；每个安装杆上阵列密布了小孔，小孔内固定了真空吸盘，真空吸盘与真空发生器连接产生真空。

采用上述技术方案，末端抓手抓住玻璃基板，需要前后移动时，启动X轴地轨装置X轴伺服电机，驱动齿轮沿齿条行进，实现X轴方向的前后移动。当需要调整角度时，启动中轴旋转装置的中轴伺服电机，将驱动带动减速器安装板转动，固定在减速器安装板上的全部部件实现转动，也带动了末端抓手抓住的玻璃基板的转动。当需要高度调整时，启动Z轴机械臂的Z轴伺服电机，将驱动丝杆模块组滑块上下运动，连接在该滑块上末端抓手抓住的玻璃基板实现上下升降。如果需Y方向的竖向运动，启动Y轴伺服电机，将驱动第二直线模组上的滑块滑动，与之连接的末端抓手抓住玻璃基板实现Y轴方向的竖向运动。

为方便润滑，齿轮上方设有自动润滑器，对齿轮齿条进行润滑。通过自动润滑器对齿轮齿条进行润滑。

为了对上安装基板在导轨上滑动进行限位，所述的直线导轨前后端各安装有限位块，限位块上装有聚氨酯缓冲垫。

为保证安全，所述的真空发生器接有压力显示器，检测真空发生器的真空压力。

为了将调整好位置抓手固定，末端抓手基板在各个直线滑轨一侧开有一腰形槽，腰形槽中固定有定位螺钉，方便调整好位置后将抓手固定。

进一步的改进，所述的末端抓手基板上安装有两个激光位移传感器该传感器，对玻璃基板搬运过程中位置的偏移信息传入控制系统，从而使其余的机械臂做出相应的对于偏移量的调整。

综上所述，本发明的有益效果是：本发明在X轴的横向，Y轴的纵向，Z轴的上下，旋转，四个维度都能够驱动，因此能使工作行程范围内将液晶玻璃基板搬运至空间内任意位置。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的正视图；

图3为本图2的俯视图；

图4为图1的右视图；

图5为图1的后视图；

图6为图3的A部分局部放大图；

图7为图4的I部分局部放大图；

图8为末端抓手的视图，并为图2的IV局部视图。

图中，1、X轴地轨装置，2、旋转中轴装置，3、Z轴机械臂，4、Y轴机械臂，5、末端抓手；11，地轨支架，12、直线导轨，13、限位块，14、聚氨酯缓冲垫，15、上安装基板，16、X轴伺服电机，17、齿轮，18、具条，21、减速器，22、中轴伺服电机，23、减速器安装板，31、丝杆直线模组，32、Z轴伺服电机，33、Z轴安装基板，34、支撑板，41、第二直线模组，42、支撑板二，43、Y轴安装板，51、末端抓手基板，52、左直线滑轨，53、右直线滑轨，54、支撑板三，55、支撑块，56、安装杆，57、真空吸盘，58、真空生器，59、压力显示器，510、定位螺钉，511、激光位移传感器。

具体实施方式

下面结合附图说明对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，四轴玻璃基板搬运机器人，它由五个部分组成，包括X轴地轨装置1、中轴旋转装置2、Z轴机械臂3、Y轴机械臂4和末端抓手5。X轴地轨装置1、中轴旋转装置2、Z轴机械臂3、Y轴机械臂4实现四轴玻璃基板搬运机器人各个方向的移动和转动，末端抓手5用于抓取玻璃基板。下面对每个部分详细描述。

如图3、图7所示，X轴地轨装置包括底部地轨支架11、上安装基板15和齿条18，支架11有若干个依次等间距排列，由钢板制成，支架11上固定有两根平行的直线导轨12。上安装基板15与直线导轨适配，能够沿直线导轨12前后滑动，上安装基板15上固定有X轴伺服电机16，X轴伺服电机16输出端固接有齿轮17，所述的齿条18固定在直线导轨12的内侧面，并与齿轮17啮合，驱动上安装基板15在直线导轨上水平运动，上安装基板15上固连有限位板，限位板挤压在齿条对侧导轨的侧面上，实现横向限位。直线导轨12前后端各安装有限位块13，限位块13上装有聚氨酯缓冲垫14。如图7所示，齿轮17上方设有自动润滑器19，对齿轮齿条进行润滑。

如图2所示，中轴旋转装置包括减速器安装板23、减速器21和中轴伺服电机22，减速器21与中轴伺服电机22传动联接，减速器的输出端连接减速器安装板23，带动减速器安装板23转动，附着在减速器安装板23上的各部件随之转动，工作时末端抓手5抓住玻璃基板也随之转动。

如图5所示，所述的Z轴机械臂包括Z轴伺服电机32及联接并驱动的丝杆直线模组31，使丝杆直线模组31上的滑动块可以上下移动，丝杆直线模组31安装在Z轴安装基板33上，Z轴安装基板33通过支撑板34安装在减速器安装板23上。

如图4所示，所述的Y轴机械臂包括Y轴伺服电机44及联接并驱动的第二直线模组41，使其上的滑动块可以在Y轴方向上运动；所述的第二直线模组41通过支撑板二42固定在Y轴安装板43上，Y轴安装板43安装固定在第一直线模组31滑动块上，滑块的滑动将带动Y轴安装板43及固定其上的其他附件一起移动。

如图6、图8所示，所述的末端抓手5包括末端抓手基板51，末端抓手基板51固定在第二直线模组41的滑动块上，末端抓手基板51上安装有左直线滑轨52和右直线滑轨53，两直线滑轨上各固定有支撑板三54，末端抓手基板51中部固接有支撑块55，支撑板三54及支撑块55上各装有安装杆56；每个安装杆56上阵列密布了小孔，小孔内固定了真空吸盘57，真空吸盘57与真空发生器58连接产生真空。真空生器58接有压力显示器59，检测真空发生器58的真空压力。末端抓手基板51在各个直线滑轨一侧开有一腰形槽，腰形槽中固定有定位螺钉510，方便调整好位置后将抓手固定。末端抓手基板51上安装有两个激光位移传感器511，该传感器对玻璃基板搬运过程中位置的偏移信息传入控制系统，从而使其余的机械臂做出相应的对于偏移量的调整。

本领域的技术人员应当知道，本发明采用的各伺服电机作为动力源只是最常用的驱动方式的一种，各种替代驱动装置都应是本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.四轴玻璃基板搬运机器人，其特征是它包括X轴地轨装置、中轴旋转装置、Z轴机械臂、Y轴机械臂和末端抓手；

所述的X轴地轨装置包括底部地轨支架（11）、上安装基板（15）和齿条（18），支架（11）上固定有两根平行的直线导轨（12），所述的上安装基板（15）与直线导轨适配，能够沿直线导轨（12）前后滑动，上安装基板（15）上固定有X轴伺服电机（16），X轴伺服电机（16）输出端固接有齿轮（17），所述的齿条固定在直线导轨的内侧面，并与齿轮（17）啮合，驱动上安装基板（15）水平运动，上安装基板（15）上固连有限位板，限位板挤压在齿条对侧导轨的侧面上，实现横向限位；

所述的中轴旋转装置包括减速器安装板（23）、减速器（21）和中轴伺服电机（22），减速器（21）与中轴伺服电机（22）传动联接，减速器的输出端连接减速器安装板，带动减速器安装板（23）转动；

所述的Z轴机械臂包括Z轴伺服电机（32）及联接并驱动的丝杆直线模组（31），使丝杆直线模组（31）上的滑动块可以上下移动，丝杆直线模组（31）安装在Z轴安装基板（33）上，Z轴安装基板（33）通过支撑板（34）安装在减速器安装板（23）上；

所述的Y轴机械臂包括Y轴伺服电机（44）及联接并驱动的第二直线模组（41），使其上的滑动块可以在Y轴方向上运动；所述的第二直线模组（41）通过支撑板二（42）固定在Y轴安装板（43）上，Y轴安装板（43）安装固定在第一直线模组（31）滑动块；

所述的末端抓手（5）包括末端抓手基板（51），末端抓手基板（51）固定在第二直线模组（41）的滑动块上，末端抓手基板（51）上安装有左直线滑轨（52）和右直线滑轨（53），两直线滑轨上各固定有支撑板三（54），末端抓手基板（51）中部固接有支撑块（55），支撑板三（54）及支撑块（55）上各装有安装杆（56）；每个安装杆（56）上阵列密布了小孔，小孔内固定了真空吸盘（57），真空吸盘（57）与真空发生器（58）连接产生真空。

2.根据权利要求1所述的四轴玻璃基板搬运机器人，其特征是齿轮上方设有自动润滑器（19），对齿轮齿条进行润滑。

3.根据权利要求1或2所述的四轴玻璃基板搬运机器人，其特征是所述的直线导轨前后端各安装有限位块（13），限位块（13）上装有聚氨酯缓冲垫（14）。

4.根据权利要求3所述的四轴玻璃基板搬运机器人，其特征是所述的真空发生器（58）接有压力显示器（59），检测真空发生器（58）的真空压力。

5.根据权利要求4所述的四轴玻璃基板搬运机器人，其特征是末端抓手基板（51）在各个直线滑轨一侧开有一腰形槽，腰形槽中固定有定位螺钉（510），方便调整好位置后将抓手固定。

6.根据权利要求5所述的四轴玻璃基板搬运机器人，其特征是所述的末端抓手基板（51）上安装有两个激光位移传感器（511）该传感器，对玻璃基板搬运过程中位置的偏移信息传入控制系统，从而使其余的机械臂做出相应的对于偏移量的调整。

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