CN218674754U - 一种真空腔体内部实现快速数片的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及真空自动化技术领域，尤其是一种真空腔体内部实现快速数片的装置，包括推送机构、检片传感器和检片传感器安装机构，其中所述检片传感器连接在所述检片传感器安装机构上，所述检片传感器安装机构与所述推送机构连接以使所述检片传感器安装机构可在所述推送机构的驱动下沿若干所述基片的排列方向运动。本实用新型的优点是：1）检测效率大幅度提升；2）大大节约了硬件成本；3）具有较好的可扩展性，尤其可适配各种PLC或控制器中；4）可应用于垂直上升的计数，及机械手在搬运前对产品装载单元的数片中；5）容易复现，通过实时扫描去匹配位置的方法也提升了检测的准确率。

Description

一种真空腔体内部实现快速数片的装置

技术领域

本实用新型涉及真空自动化技术领域，尤其是一种真空腔体内部实现快速数片的装置。

背景技术

随着真空自动化技术的进步，通过在真空腔体内配置料框来装载多块基板，从而提高单次工艺所能完成的基板数量，提高产能。然而，料框位于真空腔体的内部，如何对料框上的各工位是否具有基板进行检测或计数是亟待解决的问题；如若料框上未按预设要求装载基板，则会导致设备空转，造成工艺成本的无谓增加，严重时可能还会对设备造成一定损伤。

基于此，目前料框内的基板检测主要包括以下两种：

1）检测基片在到达每一个工位都停下来进行停止检测，确认该工位上是否有基板存在。然而，这个方式缺点主要有效率低，影响设备的产能；同时，频繁起停会造成微粒较多，进而影响设备的外观；

2）在料框的每个工位上追加一个传感器，通过传感器对各自对应工位上的基板装载情况进行检测。当某一工位上未正确装载基板时，安装在该工位上的传感器触发信号以进行提示。但此种检测方式硬件成本较高，而且相应电气线路也会较为繁杂，后期维护较为不便。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种真空腔体内部实现快速数片的装置，通过推送机构沿基板的排列方向在真空腔体内推送检片传感器，实现真空腔体内连续式的快速检片。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种真空腔体内部实现快速数片的装置，用于对真空腔体内的若干基片进行检测及计数，其特征在于：该装置包括推送机构、检片传感器和检片传感器安装机构，其中所述检片传感器连接在所述检片传感器安装机构上，所述检片传感器安装机构与所述推送机构连接以使所述检片传感器安装机构可在所述推送机构的驱动下沿若干所述基片的排列方向运动。

所述推送机构为一推送电机，所述推送电机的电机部分设置在所述真空腔体外部的大气侧，所述推送电机的丝杆部分设置在所述真空腔体内部的真空侧，该丝杆部分与所述检片传感器安装机构连接。

所述检片传感器安装机构为一凹型的传感器固定钣金，所述检片传感器安装在所述传感器固定钣金上。

所述检片传感器为光纤传感器，包括光纤发送端和光纤接收端，所述光纤发送端安装在所述传感器固定钣金的一侧端部，所述光纤接收端安装在所述传感器固定钣金的另一侧端部，所述光纤发送端和所述光纤接收端之间构成位置对应且位于基板的两侧。

所述光纤接收端连接有放大器。

所述装置包括PLC控制单元，所述PLC控制单元包括PLC单元CPU模块、PLC单元轴控制器、PLC单元IO模块，其中所述PLC单元CPU模块与所述PLC单元轴控制器和所述PLC单元IO模块连接，所述PLC单元轴控制器连接控制所述推送机构，所述PLC单元IO模块接收所述检片传感器的信号。

所述PLC单元轴控制器通过伺服驱动器连接控制所述推送机构。

所述检片传感器的接口通过真空导入法兰导入至所述真空腔体的内部。

本实用新型的优点是：

1）相较于传统的停止检测，检测效率大幅度提升；

2）相较于每个工位追加一个传感器，大大节约了硬件成本；

3）具有较好的可扩展性，尤其可适配各种PLC或控制器中；

4）可应用于垂直上升的计数，及机械手在搬运前对产品装载单元的数片中；

5）容易复现，通过实时扫描去匹配位置的方法也提升了检测的准确率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的侧视图；

图3为本实用新型的电气系统框图；

图4为本实用新型的检片流程图；

图5为本实用新型的检片计算流程图；

图6为本实用新型中料框放置示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-6所示，图中标记1-9分别表示为：推送电机真空侧部分1、真空导入法兰2、检片传感器安装机构3、推送电机大气侧部分4、检片传感器5、基板6、料框7、光纤传感器8、传感器固定钣金9。

实施例：如图1所示，本实施例中真空腔体内部实现快速数片的装置用于对装载在真空腔体内的若干基板6进行检测和计数。用于装载样片的若干基板6分别被逐一装载在位于真空腔体内的料框7的各个工位上。

结合图1和图2所示，该装置包括推送电机，优选为伺服推送电机，该推送电机包括位于真空腔体内部真空侧的推送电机真空侧部分1和位于真空腔体外部大气侧的推送电机大气部分4。在本实施例中，该推送电机真空侧部分1为丝杆，而推送电机大气侧部分4为主体电机，该主体电机与丝杆连接使丝杆可转动。

在推送电机真空侧部分1，即推送电机的丝杆底部设置有检片传感器安装机构3，该检片传感器安装机构3用于安装进行基板检测和计数的检片传感器5。在本实施例中，如图2所示，该检片传感器安装机构3为凹型结构的传感器固定钣金10，该传感器固定钣金10的顶端与推送电机的丝杆之间构成传动配合连接，使该传感器固定钣金10可在推送电机丝杆的转动作用下，沿若干基板6的排列方向运动。

以图1为例，在图中检片传感器安装机构3的运动方向即为图示从左侧至右侧的水平方向；但在具体实施时，例如当若干基板6是以竖直方向进行排列时，推送电机应驱动检片传感器安装机构3是以竖直方向进行运动，以保证其运动方向始终是与若干基板6的排列方向是同向的。

结合图1和图2所示，作为检片传感器安装机构3的传感器固定钣金10具有一开口，该开口大小满足于使其两侧端部分别位于基板6两侧的要求，从而使安装在检片传感器安装机构3上的检片传感器5能够沿若干基板6的排列方向逐一进行检测和计数。

在本实施例中，检片传感器5为可用于真空环境的光纤传感器9，其包括光纤发送端、光纤接收端和放大器这三个部分，其中光纤发送端和光纤接收端分别安装在传感器固定钣金10的伸出两端且光纤发送端和光纤接收端构成位置对应；当两者之间的光被遮挡时，光纤强度发生变化，与光纤接收端连接的放大器便会触发信号，判断该料框7的该工位上正确装载有基板6。在检片传感器安装机构3的带动下，检片传感器5沿基板6的排列方向逐一进行检测和计数。

如图3所示，本实施例中的装置的电气系统包括PLC控制单元，该PLC控制单元用于对装置的工作状态进行控制。PLC控制单元主要包括PLC单元CPU模块、PLC单元轴控制器和PLC单元IO模块。其中，PLC单元CPU模块用于实现控制作用。当推送电机为伺服推送电机时，PLC单元轴控制器用于控制伺服驱动器的运动，而该伺服驱动器用于接收PLC单元轴控制器的命令，并控制伺服推送电机运动。PLC单元IO模块则与检片传感器5连接以接收其信号。

如图4所示，本实施例中的装置在PLC控制单元的控制下，具有如下检片流程：

①检片流程开始→②料框7上的所有工位在荷状态清零→③推送电机定位至起始位置（需在料框7的第一号工位前方）→④推送电机开始工作，带动检片传感器5从料框7的起始位置向终止位置（最后一号工位之后）移动，在移动过程中检片传感器5判断各工位上是否有基板6→⑤定位结束后判断目标工位是否有基板6，若有正常结束，如没有则报警提示。

如图5所示，本实施例中的装置在PLC控制单元的控制下，具有如下检片计算流程：

①推送电机从料框7的起始位置开始移动→②起始判断工位号为1→③判断工位号为1时，坐标是否满足及检片传感器5是否有信号→④工位号+1→⑤判断工位号为N时，坐标是否满足及检片传感器5是否有信号→⑥当设定工位号大于最大工位号时，从1开始继续判断→⑦当推送电机运动至终止位置时，根据检片结果判断是否正常结束。

当利用本实施例中的装置进行检片时，可采用如下计算方法：

如图6所示，设料框7内所装载的基板6的厚度为a，两片基板6之间的距离为b，有效检测距离为c。设料框7的第一号工位的位置为x，则第二号工位的位置为x+a，第N号工位的位置为x+(N-1)*b。第一号工位检测基板6的有效区域为：(x-1/2*a,x+1/2*a)。为了保留一定的检测余量，有效检测的范围可以适当放大，以避免漏检的情况发生，例如可以放大至（x-1/2*a-d，x+1/2*a+d）式中d为放大的余量，但一般应小于5mm，避免影响其他工位的检测。同理，可以得出第N片基板有效区为(x+(N-1)*b-1/2*a-d，x+(N-1)*b+1/2*a+d）。在检片过程中，PLC控制单元的扫描计数程序放置在1ms的扫描周期中，即每个扫描周期内，PLC控制单元的扫描计数程序需要循环N次去判断当前位置是否在某个工位存在基板6。如果推送电机的位置在第N片有效区内且放大器检测到信号，即表示该位置存在基板6。

本实施例在具体实施时：对于检片传感器5的选型优选满足以下条件：1）真空状态下可以使用；2）具有较高的灵敏度；3）为避免基板材质和表面附着物对基板的影响，优选使用对射型传感器。

对于检片传感器安装机构3的设计优选满足以下条件：1）与推送电机的丝杆要紧密连接；2）不易变形；3）能承受较强的震动；4）体积要尽可能小，以避免运行过程中与真空腔体内的零部件发生位置干涉。

虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。

Claims (8)

1.一种真空腔体内部实现快速数片的装置，用于对真空腔体内的若干基片进行检测及计数，其特征在于：该装置包括推送机构、检片传感器和检片传感器安装机构，其中所述检片传感器连接在所述检片传感器安装机构上，所述检片传感器安装机构与所述推送机构连接以使所述检片传感器安装机构可在所述推送机构的驱动下沿若干所述基片的排列方向运动。

2.根据权利要求1所述的一种真空腔体内部实现快速数片的装置，其特征在于：所述推送机构为一推送电机，所述推送电机的电机部分设置在所述真空腔体外部的大气侧，所述推送电机的丝杆部分设置在所述真空腔体内部的真空侧，该丝杆部分与所述检片传感器安装机构连接。

3.根据权利要求1所述的一种真空腔体内部实现快速数片的装置，其特征在于：所述检片传感器安装机构为一凹型的传感器固定钣金，所述检片传感器安装在所述传感器固定钣金上。

4.根据权利要求3所述的一种真空腔体内部实现快速数片的装置，其特征在于：所述检片传感器为光纤传感器，包括光纤发送端和光纤接收端，所述光纤发送端安装在所述传感器固定钣金的一侧端部，所述光纤接收端安装在所述传感器固定钣金的另一侧端部，所述光纤发送端和所述光纤接收端之间构成位置对应且位于基板的两侧。

5.根据权利要求4所述的一种真空腔体内部实现快速数片的装置，其特征在于：所述光纤接收端连接有放大器。

6.根据权利要求1所述的一种真空腔体内部实现快速数片的装置，其特征在于：所述装置包括PLC控制单元，所述PLC控制单元包括PLC单元CPU模块、PLC单元轴控制器、PLC单元IO模块，其中所述PLC单元CPU模块与所述PLC单元轴控制器和所述PLC单元IO模块连接，所述PLC单元轴控制器连接控制所述推送机构，所述PLC单元IO模块接收所述检片传感器的信号。

7.根据权利要求6所述的一种真空腔体内部实现快速数片的装置，其特征在于：所述PLC单元轴控制器通过伺服驱动器连接控制所述推送机构。

8.根据权利要求1所述的一种真空腔体内部实现快速数片的装置，其特征在于：所述检片传感器的接口通过真空导入法兰导入至所述真空腔体的内部。

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