DE4344716A1 - Roboterhand-Vorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine gegenüber Hitze Widerstands fähige Roboterhand-Vorrichtung zum Einlegen und Entfernen eines zu erwärmenden Gegenstandes, wie etwa eines Halbleiter-Wafers, in eine Kammer bzw. aus einer Kammer mit einer hohen Temperatur und mit vermindertem Druck, die in einer Vorrichtung zur Herstellung von Halbleitern und dergleichen verwendbar ist.

Die Fig. 8 zeigt im Schnitt eine bekannte Roboterhand zum Einlegen eines zu erwärmenden Gegenstandes, wie etwa eines Halbleiter-Wafers in eine Kammer und zum Entfernen aus ihr. In der Kammer ist eine Heizeinrichtung vorgesehen, um den Gegenstand zu trocknen. Die schachtelförmige Kammer 1 dieser Figur enthält eine Heizeinrichtung 5, die von der Oberseite der Kammer 1 abgehängt ist, um einen Halbleiter-Wafer 3 zu erwärmen, sowie eine Aufhängung 7, die aus einer Mehrzahl L-förmiger Arme besteht, die den Halbleiter-Wafer 3 tragen. Die Kammer 1 ist auf einer Seite mit einer Öffnung 9 versehen, durch die der Halbleiter-Wafer 3 in die Kammer 1 mit Hilfe der Roboterhand eingeführt werden kann, welche allgemein mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet ist. Der Roboterarm 11 umfaßt einen Hand-Abschnitt 13, der aus einer allgemein vierseitigen flachen Platte besteht, um darauf den Halbleiter-Wafer 3 zu tragen sowie einen Arm-Abschnitt 17, der mittels Schrauben 15 fest mit einem Ende des Hand-Abschnitts 13 verbunden ist. Nicht dargestellt ist eine Einrichtung zur Verringerung des Druckes, wie etwa eine Vakuumpumpe, die mit der Kammer 1 verbunden ist, um den Druck in der Kammer 1 auf einen passenden Pegel abzusenken.

Die Funktionsweise der Roboterhand 11, die in Fig. 8 dargestellt ist, wird nun erläutert. Der Arm-Abschnitt 17 wird zunächst durch eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung dazu veranlaßt, den Hand-Abschnitt 13 aus der Kammer 1 zu ziehen. In diesem Zustand wird der Halbleiter-Wafer 3 auf den Hand-Abschnitt 13 gelegt, und der Arm-Abschnitt 17 wird durch die nicht dargestellte Antriebsvorrichtung in die Kammer 1 zurückbewegt, um den Halbleiter-Wafer 3 in die Kammer 1 einzuführen. Bevor der Hand-Abschnitt 13 in die Kammer 1 eingeführt wird, wird das Ende der Aufhängung 7 durch eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung gesenkt, um unter den Hand-Abschnitt 13 zu gelangen. Wenn der Hand-Abschnitt 13 und der Wafer 3 in eine vorbestimmte Position in der Kammer 1 eingeführt ist, wird die Aufhängung 7 so weit angehoben, daß sich die Oberseite des Wafers 3 an der Unterseite der Heizeinrichtung 5 anlegt, während die Klauen 7a am unteren Ende der Aufhängung 7 den Wafer 3 halten. In der Folge wird die Heizeinrichtung 5 von einer nicht dargestellten Energiequelle mit Energie versorgt, um den Wafer 3 zu erwärmen und zu trocknen. Nachdem der Wafer 3 in ausreichender Weise getrocknet worden ist, wird die Aufhängung 7 abgesenkt, so daß der Wafer 3 auf den Hand-Abschnitt 13 gelegt wird, der unterhalb der Heizeinrichtung 5 gewartet hat. Zu diesem Zeitpunkt wird die Aufhängung 7 geringfügig unter den Hand-Abschnitt 13 abgesenkt, wodurch der Wafer 3 von der Aufhängung 7 freigegeben wird und nur vom Hand-Abschnitt 13 getragen wird. Der Arm-Abschnitt 17 wird von der Kammer 1 nach außen bewegt, und so wird der Hand-Abschnitt 13 zusammen mit dem Wafer 3 durch die Öffnung 9 aus der Kammer 1 gezogen. In der Folge wird der so getrocknete Wafer 3 von dem Hand-Abschnitt 13 entfernt und zur Weiterverarbeitung zur nächsten Stufe befördert. Der nächste zu trocknende Wafer 3 wird auf den Hand-Abschnitt 13 gelegt, und die oben beschriebenen Vorgänge werden wiederholt.

Die oben beschriebene Roboterhand besitzt jedoch die folgenden Nachteile. Während der Wafer 3 von der Aufhängung 7 getragen wird und durch die Heizeinrichtung 5 erwärmt und getrocknet wird, ist die Roboterhand 11 der Strahlungswärme von der Heizeinrichtung 5 und dem Wafer 3 ausgesetzt. Auch wenn der erhitzte Wafer 3 auf den Hand-Abschnitt 13 gelegt wird, wird die vom Wafer 3 ausgehende Hitze über die Kontaktfläche zwischen dem Wafer 3 und dem Hand-Abschnitt 13 direkt auf den Hand-Abschnitt 13 übertragen. Die Roboterhand 11 ist daher während eines längeren Verwendungszeitraumes einer Abnützung, Zerstörung und Verformung durch die Hitze ausgesetzt. Dadurch ändert sich die Position des Wafers 3 bei der Übergabe zwischen dem Hand- Abschnitt 13 und der Aufhängung 7, wodurch Störungen bei der Übergabe auftreten können. Ebenso können in der Roboterhand 11, insbesondere im Hand-Abschnitt 13, Risse entstehen, die durch die thermische Beanspruchung bedingt sind. Darüber hinaus wird Hitze von dem Hand-Abschnitt 13 auf den Arm-Abschnitt 17 übertragen, so daß eine nicht dargestellte Regelvorrichtung zur Bewegung des Armes durch Hitzeeinwirkung zerstört werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine gegenüber Hitze widerstandsfähige Roboterhand-Vorrichtung zu schaffen, die für einen langen Nutzungszeitraum innerhalb der hoch erhitzten Kammer geeignet ist. Nachteilige Einflüsse durch die vom zu erwärmenden Gegenstand, wie einem Halbleiter-Wafer, und einer Heizeinrichtung ausgestrahlten Wärme sollen so weit als möglich vermieden werden, und die Wärmeleitung von dem Gegenstand soll unterbunden werden, so daß Verformung und Zerstörung durch Hitzeeinfluß vermieden werden und die Präzision der Positionierung des Hand-Abschnittes so weit als möglich beibehalten werden kann.

Um diese Aufgaben zu erfüllen, sieht die vorliegende Erfindung eine gegenüber Hitze widerstandesfähige Roboterhand- Vorrichtung vor, umfassend: einen Hand-Abschnitt, der das zu erwärmende Material trägt und eine Wärmereflexionsplatte, die die Strahlungswärme reflektiert, wobei die Platte parallel und benachbart zu dem Hand-Abschnitt angeordnet ist, der den Gegenstand mit einem zwischenliegenden Spalt trägt.

Wie oben dargestellt, wird die vom Gegenstand bei einer hohen Temperatur abgestrahlte Strahlungswärme durch die Wärmereflexionsplatte reflektiert und abgefangen, wenn der hoch erhitzte und getrocknete Gegenstand von dem Hand-Abschnitt getragen wird, wodurch die auf den Hand-Abschnitt übertragene Strahlungswärme merklich verringert werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante der gegenüber Hitze widerstandsfähigen Roboterhand-Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann die Wärmereflexionsplatte vom Hand- Abschnitt über eine wärmeisolierende Trageeinrichtung mit einem Spalt getragen werden, der die Wärmedehnung der Reflexionsplatte aufnimmt. Der Spalt, der im Verbindungsabschnitt zwischen dem Wärmereflexionsplatte und dem Hand-Abschnitt gebildet ist, nimmt die Wärmedehnung und -verformung der Wärmereflexionsplatte auf und verhindert so auf wirksame Weise nachteilige Einflüsse auf den Hand-Abschnitt.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsvariante der gegenüber Hitze widerstandsfähigen Roboterhand-Vorrichtung, entsprechend der vorliegenden Erfindung, kann der Hand-Abschnitt über wärmeisolierende Paßstücke mit einem dazwischen liegenden wärmeisolierenden Raum mit dem Arm-Abschnitt verbunden sein. Die vom Hand-Abschnitt auf den Arm-Abschnitt übertragene Wärme kann so durch den wärmeisolierenden Raum deutlich verringert werden, wodurch die Wärmedehnung und -verformung des Arm-Abschnittes weiter verringert werden kann.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der gegenüber Wärme widerstandsfähigen Roboterhand-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung können Auflagen des Hand-Abschnittes, die den Gegenstand berühren und tragen, getrennt und unabhängig vom Hand-Abschnitt aufgebaut sein. Obwohl Hitze von dem hocherhitzten Gegenstand über die Auflagen auf den Hand-Abschnitt übertragen wird, wird so die Wärmedehnung der Auflagen nicht direkt auf den Hand-Abschnitt übertragen, da die Auflagen getrennt vom Hand- Abschnitt ausgeführt sind. Daher muß nur die Wärmedehnung des Hand-Abschnittes berücksichtigt werden. Obwohl die Auflagen und der Hand-Abschnitt aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind, werden durch die unterschiedlichen Wärmedehnungen keine Wärmespannungen zwischen diesen Komponenten erzeugt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist eine gegenüber Hitze widerstandsfähige Roboterhand- Vorrichtung mit einer Kühleinrichtung zur Kühlung der Wärmereflexionsplatte ausgestattet. Da die Wärmereflexionsplatte durch die Kühleinrichtung gekühlt wird, kann die Wirkung der Reflexion und des Abfangens von Strahlungswärme von dem Gegenstand durch die Wärmereflexionsplatte verbessert werden.

Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich.

Die Figuren zeigen:

Fig. 1 ist ein Schnitt einer Kammer mit einer gegenüber Hitze widerstandsfähigen Roboterhand-Vorrichtung einer ersten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 ist ein Schnitt nach Linie II-II von Fig. 1.

Fig. 3 ist ein Querschnitt nach Linie III-III von Fig. 4.

Fig. 4 ist ein vertikaler Schnitt des Details B von Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.

Fig. 5 ist ein vertikaler Schnitt des Details C von Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.

Fig. 6 ist ein vertikaler Schnitt des Details D von Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.

Fig. 7 ist ein vertikaler Schnitt ähnlich dem von Fig. 1, der eine zweite Ausführungsvariante der Erfindung zeigt.

Fig. 8 ist ein vertikaler Schnitt ähnlich dem von Fig. 1, der ein Beispiel einer bekannten Roboterhand zeigt, die in einer Kammer angeordnet ist.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsvariante einer gegenüber Hitze widerstandsfähigen Roboterhand-Vorrichtung. Eine im wesentlichen schachtelförmige Kammer 101 mit einer Öffnung 103 auf einer Seite enthält in ihrem Inneren eine Heizeinrichtung 107, die über Aufhängungen 109 von der Oberseite der Kammer 101 abgehängt ist und die dazu vorgesehen ist, einen Gegenstand 105, wie etwa einen Halbleiter-Wafer oder dergleichen, zu erwärmen. Weiters ist in der Kammer 101 eine Aufhängung 111 vorgesehen, die aus einer Mehrzahl L-förmiger Arme zur vertikalen Bewegung des Gegenstandes 105 zwischen einer in der Folge detaillierter beschriebenen Roboterhand 113 und der Heizeinrichtung 107 besteht. In dieser Ausführungsvariante ist der Gegenstand 105 ein allgemein kreisförmiger Halbleiter-Wafer. Die Roboterhand 113 ist unterhalb der Heizeinrichtung 107 angeordnet, um den Gegenstand 105 über die Öffnung 103 in die Kammer einzuführen und aus ihr zu entnehmen.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, umfaßt die Roboterhand 113 einen Hand-Abschnitt 117, um den zu erwärmenden Gegenstand 105 mittels wärmeisolierender Auflagen 141, die in der Folge beschrieben werden, zu tragen, einen Arm-Abschnitt 119, der fest an einem Ende des. Hand-Abschnittes 117 befestigt ist, um diesen Hand-Abschnitt 117 über die Öffnung 103 in die Kammer 101 einzuführen und aus ihr zu entfernen, und eine Wärmereflexionsplatte 123, die oberhalb angeordnet ist und über wärmeisolierende Stützvorrichtungen vom Hand-Abschnitt 117 getragen wird.

Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, umfaßt die wärmeisolierende Stützeinrichtung 121, die zum wärmeisolierenden Tragen der Wärmereflexionsplatte 123 vorgesehen ist, folgende Teile: einen inneren wärmeisolierenden Kragen 129 in der Form eines kurzen Zylinders mit einem Flansch 125 von vergrößertem Durchmesser und einer axialen Bohrung 127, die sich axial durch den Mittelabschnitt der wärmeisolierenden Stützeinrichtung 121 erstreckt; einen äußeren wärmeisolierenden Kragen 131, der um den inneren wärmeisolierenden Kragen 129 angeordnet ist und in axialer Richtung kürzer ist als der innere wärmeisolierende Kragen 129; eine Schraube 135, die durch die axiale Bohrung 133 im inneren wärmeisolierenden Kragen 129 tritt und im Hand- Abschnitt 117 eingeschraubt ist, um den inneren wärmeisolierenden Kragen 129 an dem Hand-Abschnitt 117 zu befestigen. Wenn der innere wärmeisolierende Kragen 129 und der äußere wärmeisolierende Kragen 131 mit der Schraube 135 fest mit dem Hand-Abschnitt 117 verbunden sind, wird ein Spalt 137 von einer Größe bzw. Breite, die größer ist als die Dicke der Wärmereflexionsplatte 123, zwischen der Oberseite des äußeren wärmeisolierenden Kragens 131 und dem Flansch 125 des inneren wärmeisolierenden Kragens 129 gebildet. Die Wärmereflexionsplatte 123 ist in dem Spalt 137 angeordnet, um darin zwischen dem Flansch 125 des inneren wärmeisolierenden Kragens 129 und dem oberen Ende des äußeren wärmeisolierenden Kragens 131 verklammert oder gehalten zu werden. Der -Durchmesser der axialen Bohrung 127 im inneren wärmeisolierenden Kragen 129 ist größer als der äußere Durchmesser des Schaftabschnittes der Schraube 135, der durch die axiale Bohrung 127 tritt und ist kleiner als der Kopf der Schraube 135. Daher ist die Schraube 135 in den inneren wärmeisolierenden Kragen 129 mit einem gewissen Spiel eingepaßt.

Wie in Fig. 6 gezeigt, ist eine Mehrzahl von (in dieser Ausführungsvariante vier) Auflagen 141 zum Tragen des zu erwärmenden Gegenstandes 105, etwa eines Halbleiter-Wafers, an den vier Ecken der Oberseite des Hand-Abschnitts 117 vorgesehen, um den kreisformigen Gegenstand 105 sicher zu tragen. Die Sitze 141 sind aus einem hoch hitzebeständigen Material, wie etwa Keramik, aufgebaut. Die tragenden Flächen 143, die zum Mittelpunkt des Hand-Abschnitts 117 hin geneigt sind und die auf der Oberseite der Auflagen 141 gebildet sind, berühren die Umfangskante des kreisförmigen Gegenstandes 105 und tragen ihn mit einer sehr geringen Kontaktfläche. Die Auflagen 141 sind am Hand-Abschnitt 117 mit Paßschrauben 145 befestigt. Der Durchmesser der Bohrungen 147 in den Auflagen 141 zur Aufnahme der Schrauben 145 ist größer als der Außendurchmesser des Schaftabschnittes der Paßschrauben 145, um thermische Verformungen der Paßschrauben 145 und der Auflagen 141 zufolge der Hitze aufzunehmen.

Darüber hinaus ist der Hand-Abschnitt 117 am Arm-Abschnitt 119 über eine wärmeisolierende Verbindung 151 befestigt, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Insbesonders ist der Hand-Abschnitt 117 an der Oberseite des Arm-Abschnitts 119 mit Befestigungsmitteln 155, wie etwa Schrauben, befestigt, wobei kurze zylindrische, wärmeisolierende Krägen 153 dazwischen angeordnet sind und wobei die Krägen 153 und die Schrauben 155 aus einem Material mit begrenzter Wärmeleitfähigkeit hergestellt sind. Der Durchmesser der axialen Bohrung 157 im wärmeisolierenden Kragen 153 ist ebenso größer als der äußere Durchmesser des Schaftabschnittes der Schraube 155, um thermische Verformungen des Hand-Abschnittes 117, des Arm-Abschnittes 119 und der Schraube 155 zufolge der Hitze aufzunehmen und um die Wärmeleitung von Hand-Abschnitt 117 zum Arm-Abschnitt 119 zu verringern, wodurch ein ringförmiger wärmeisolierender Raum 158 zwischen der inneren Umfangsfläche der axialen Bohrung 157 und der äußeren Umfangsfläche der Schraube 155 gebildet wird.

Nun wird die Funktion der oben beschriebenen Ausführungsvariante beschrieben. Bei dieser Ausführungsvariante wird der zu erwärmende Gegenstand 105 durch die Öffnung 103 in die Kammer 101 in der gleichen Art eingeführt und in der gleichen Art aus ihr entfernt, wie bei der bekannten Kammer, die in Fig. 8 gezeigt ist. Die von der Heizeinrichtung 107 und dem zu erwärmenden Gegenstand 105 ausgestrahlte Strahlungswarme wird jedoch durch die Wärmereflexionsplatte 123 abgefangen, so daß sie den Hand-Abschnitt 117 und den Arm-Abschnitt 119 nicht direkt erreicht. Obwohl die Wärmereflexionsplatte 123 thermisch zufolge eines Anstieges der Temperatur verändert oder verformt werden kann, ist sie vom äußeren Umfang des inneren wärmeisolierenden Kragens 129 mit einem gewissen radialen Spiel eingepaßt, und sie ist auch zwischen der Oberseite des äußeren wärmeisolierenden Kragens 131 und dem Flansch 125 des inneren wärmeisolierenden Kragens 129 mit dem axialen Spalt 137 dazwischen verklammert, so daß die thermische Veränderung oder Verformung der Wärmereflexionsplatte 123 durch das radiale Spiel oder den radialen Spalt und den axialen Spalt 137 aufgenommen werden kann, wodurch ein nachteiliger Einfluß auf den Hand-Abschnitt 117 vermieden werden kann. Darüber hinaus werden die Strahlungswärme und die anderen Arten von Wärme nur über den Weg der wärmeisolierenden Stützeinrichtungen 121 von der Wärmereflexionsplatte 123 auf den Hand-Abschnitt 117 übertragen, wodurch die Steigerungsrate der Temperatur des Hand-Abschnitts 117 im Vergleich mit der des in Fig. 8 gezeigten bekannten Roboterhand deutlich verringert werden kann.

Darüber hinaus wird Wärme vom Hand-Abschnitt 117 zum Arm- Abschnitt 119 nur durch Wärmestrahlung und durch Wärmeleitung über die wärmeisolierenden Krägen 153 und die wärmeisolierenden Schrauben 155 übertragen, so daß die auf den Arm-Abschnitt 119 übertragene Wärme auf ein sehr geringes Ausmaß beschränkt ist.

Die Auflagen 141 werden in direkten Kontakt mit dem auf eine hohe Temperatur erhitzen Gegenstand gebracht. Da der Gegenstand 105 nur an seinen Kantenabschnitten mit den geneigten oder konischen Stützflächen 143 der Auflage 141 in Kontakt kommt, ist das Kontaktgebiet zwischen dem Gegenstand 105 und den Auflagen 141 sehr klein. Darüber hinaus sind die Auflagen 141 aus einem Material mit geringem Wärmeleitfähigkeit und hoher Widerstandsfähigkeit gegenüber Hitze aufgebaut, um das Ausmaß der auf den Hand-Abschnitt 117 übertragenen Wärme wesentlich zu verringern, so daß eine Zerstörung der Auflagen 141 durch übertragene Wärme vermieden werden kann. Da weiters die Auflagen 141 unabhängig vom Hand-Abschnitt 117 aus unterschiedlichen Materialien hergestellt werden können und am Hand-Abschnitt 117 durch die Paßschrauben 145 befestigt werden, kann die ungleiche Wärmedehnung der Sitze 141 und des Hand-Abschnittes 117 zufolge der zwei unterschiedlichen Materialien vernachlässigt werden, wobei jegliche Wärmespannungen, die ansonsten durch eine solche Ungleichheit hervorgerufen werden würden, vermieden werden.

Eine zweite Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 7 dargestellt. Der Aufbau und die Funktion dieser Ausführungsvariante sind ähnlich der des ersten Beispiels mit Ausnahme, daß eine Kühleinrichtung 161 zur wirksamen Kühlung der Wärmereflexionsplatte 123 vorgesehen ist. Bestandteile dieser Ausführungsvariante, die denen der ersten Ausführungsvariante entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie sie in der ersten Ausführungsvariante verwendet werden.

Die Kühleinrichtung 161 ist insbesonders folgendermaßen aufgebaut. Ein hohler Kühlblock 163 ist auf einer Seite der Wärmereflexionsplatte 123 angeordnet und hat ein offenes oberes Ende und ein geschlossenes unteres Ende, das die Oberseite der Wärmereflexionsplatte 123 berührt. Ein U-förmiges Kühlrohr 165 ist weiters innerhalb des Kühlblocks 163 angeordnet. Das obere Ende des Kühlrohrs 165 tritt durch die Oberseite des Kühlblocks 163 und eine Öffnung 167 in der oberen Wand der Kammer 101 und ist mit einem nicht dargestellten Kühlwasseranschluß verbunden, der außerhalb der Kammer 101 vorgesehen ist. Der Kühlblock 163 ist an seinem oberen Ende mit dem unteren Ende eines ausziehbaren Faltenbalges 169 verbunden, der an seinem oberen Ende im Bereich der Öffnung 167 an der oberen Wand der Kammer 161 befestigt ist. Der Faltenbalg 169 verhindert ein Austreten des Vakuums durch die Öffnung 167 aus der Kammer 101 und trägt auch den Kühlblock 163, der an der Oberseite der Kammer 101 durch den Faltenbalg 169 elastisch aufgehängt ist.

Wenn der Gegenstand 105 erwärmt wird, zirkuliert Kühlwasser durch das Kühlrohr 165, wodurch die Wärmereflexionsplatte 163 in außerordentlich wirksamer Weise gekühlt wird. Die oben beschriebenen Nachteile, die durch das Erwärmen der Wärmereflexionsplatte 123 auftreten können, werden so in wirksamer Weise vermieden.

Zum Zweck der Kühlung der Wärmereflexionsplatte 123 kann an Stelle des Kühlrohres 165, das mit einem Kühlwasseranschluß verbunden ist, ein wärmeleitfähiges Glied mit einem seiner Enden mit dem Kühlblock 163 verbunden werden, wobei das andere Ende nach außen ragt. Die Wärme der Wärmereflexionsplatte 123 kann so natürlich über das wärmeleitfähige Glied an die Außenseite der Kammer 101 abgeleitet werden.

Wie aus der obigen Beschreibung folgt, bietet die vorliegende Erfindung die folgenden Vorteile.

Die Wärmereflexionsplatte 123, die zur Reflexion der Strahlungswärme der Heizeinrichtung 107 dient, ist parallel und benachbart zu der Oberfläche des Hand-Abschnittes 117 angeordnet, der den zu erwärmenden Gegenstand 105 mit einem zwischenliegenden Spalt trägt. Obwohl der Gegenstand 105 auf eine hohe Temperatur erhitzt wird, wird die Strahlungswärme, die von dem Gegenstand 105 bei einer hohen Temperatur abgestrahlt wird, durch die Wärmereflexionsplatte 123 abgefangen, wodurch die Wärmemenge, die vom Gegenstand 105 auf den Hand-Abschnitt 117 übertragen wird, verringert wird. Der Hand-Abschnitt 117 wird daher nicht der hohen Temperatur des erwärmten Gegenstandes 105 unterworfen, so daß die Wärmedehnung des Hand-Abschnittes 117 minimiert werden kann, wodurch die Präzision der Positionierung des Hand- Abschnittes aufrecht erhalten werden kann.

Darüber hinaus wird die Wärmereflexionsplatte 123 am Hand- Abschnitt 117 mittels wärmeisolierender Stützeinrichtungen 121 mit einem zwischenliegenden Spalt getragen. Obwohl die Wärmereflexionsplatte 123 durch die Strahlungswärme verformt wird, wird daher diese Verformung durch den Spalt zwischen der Wärmereflexionsplatte 123 und dem wärmeisolierenden Stützmittel 121 aufgenommen, so daß sie nicht auf den Hand-Abschnitt 117 übertragen wird. Daher kann die Verformung des Hand-Abschnitts 117 durch Wärme weiter verhindert werden, und die Präzision der Positionierung des Hand-Abschnittes 117 kann weiter gesteigert werden.

Da der Hand-Abschnitt 117 am Arm-Abschnitt 119 durch die wärmeisolierenden Befestigungsmittel 151 mit dem wärmeisolierenden Raum befestigt ist, kann die vom Hand-Abschnitt auf den Arm-Abschnitt 119 übertragene Wärme verringert werden, wodurch die Wärmedehnung und -verformung des Arm-Abschnittes 119 verringert wird. Die Präzision der Positionierung des gesamten Hand-Abschnitts 117 einschließlich des Arm-Abschnittes 119 kann weiter verbessert werden.

Darüber hinaus sind die Auflagen 141 des Hand-Abschnitts 117 zur Berührung und zum Tragen des zu erwärmenden Gegenstandes 105 inabhängig von dem Hand-Abschnitt 117 aufgebaut. Obwohl die Wärme von dem auf eine hohe Temperatur erhitzten Gegenstand 105 über die Auflagen 141 zum Hand-Abschnitt 117 geleitet wird, wird die Wärmedehnung der Auflage 141 nicht direkt auf den Hand-Abschnitt 117 übertragen. Obwohl die Auflagen 141 und der Hand-Abschnitt 117 aus unterschiedlichen Materialien aufgebaut sind, werden daher keine Wärmespannungen zufolge der ungleichen Wärmedehnungen zwischen diesen beiden Komponenten erzeugt. Ebenso sind die Auflagen 141 aus einem hochtemperaturfesten Werkstoff aufgebaut, da sie den zu erwärmenden Gegenstand 105 berühren und daher hohen Temperaturen ausgesetzt sind, wodurch die Widerstandsfähigkeit der Auflagen 141 verbessert wird und die Wärmedehnung und -verformung von ihnen verringert wird, wodurch die Präzision der Positionierung der Auflagen 141 des Hand-Abschnitts 117 beim Tragen des zu erwärmenden Gegenstandes 105 aufrecht erhalten wird.

Darüber hinaus dient das Vorsehen der Kühleinrichtung 161 zum Kühlen der Wärmereflexionsplatte 123 zur Verbesserung der wärmereflektierenden und -abhaltenden Wirkung der Wärmereflexionsplatte 123 gegen die vom erwärmten Gegenstand ausgestrahlte Strahlungswärme. Darüber hinaus wird die Temperatur der Wärmereflexionsplatte 123 durch die Kühleinrichtung 161 deutlich verringert, so daß die von der Wärmereflexionsplatte 123 zum Hand-Abschnitt geleitete Wärme 117 wirksam verringert werden kann. Die Wärmewiderstandsfähigkeit des Hand-Abschnittes kann daher verbessert werden, und die thermische Verformung kann verringert werden, wodurch die Präzision der Positionierung des Hand-Abschnittes 117 verbessert wird.

Claims (11)

1. Gegenüber Hitze widerstandsfähige Roboterhand-Vorrichtung, fit einem Hand-Abschnitt (117) zum Tragen eines zu erwärmenden Gegenstandes (105), dadurch gekennzeichnet, daß eine Wärmereflexionsplatte (123) zur Reflexion von Strahlungswärme parallel und benachbart zu der Oberfläche des Hand-Abschnittes (117) vorgesehen ist, die den Gegenstand (105) mit einem zwischenliegenden Spalt trägt.

2. Roboterhand-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmereflexionsplatte (123) von dem Hand- Abschnitt (117) über wärmeisolierende Stützeinrichtungen getragen wird, wobei ein Spalt die Wärmedehnung der Wärmereflexionsplatte (123) aufnimmt.

3. Roboterhand-Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeisolierenden Stützeinrichtungen umfassen:

• - einen äußeren Kragen (131) mit geringer Wärmeleitfähigkeit, der eine axiale Bohrung aufweist und zwischen der Wärmereflexionsplatte (123) und dem Hand-Abschnitt (117) angeordnet ist;
• - einem inneren Kragen (129) mit geringer Wärmeleitfähigkeit, der einen Flansch (125) und eine axiale Bohrung (127) aufweist und der in dem äußeren Kragen angeordnet ist und sich durch die Wärmereflexionsplatte (123) hindurch erstreckt, um sie zwischen dem Flansch (125) und einem Ende des äußeren Kragens (131) zu verklammern, wobei ein ringförmiger Spalt zwischen dem inneren Kragen und der Wärmereflexionsplatte (123) gebildet wird und wobei weiters ein Spalt (137) zwischen dem Flansch und der Wärmereflexionsplatte (123) gebildet wird; und
• - eine Befestigungsschraube (135) sich durch die axiale Bohrung (127) im inneren Kragen (129) erstreckt, wobei dazwischen ein ringförmiger Raum gebildet wird.

4. Roboterhand-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hand-Abschnitt (117) mit einem Arm-Abschnitt (119) über wärmeisolierende Verbindungseinrichtungen (151) verbunden ist.

5. Roboterhand-Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeisolierenden Verbindungseinrichtungen (151) umfassen:

• - einen Kragen (153), der zwischen dem Hand-Abschnitt (117) und dem Arm-Abschnitt (119) angeordnet ist und der eine axiale Bohrung (157) aufweist; und
• - eine Befestigungsschraube (155) mit einem vergrößerten Kopf, die sich durch die axiale Bohrung in dem Kragen (153) erstreckt, wobei dazwischen ein ringförmiger Spalt gebildet wird und die fest in den Arm-Abschnitt (119) einschraubbar ist.

6. Roboterhand-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hand-Abschnitt (117) eine Mehrzahl von Auflagen (141) zum Tragen des Gegenstandes (105) aufweist, die eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen und die getrennt vom Hand-Abschnitt (117) aufgebaut sind und fest an ihm befestigt sind.

7. Roboterhand-Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Auflagen (141) eine geneigte Oberfläche aufweist, auf die der Gegenstand (105) aufgelegt wird.

8. Roboterhand-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kühleinrichtung (161) zum Kühlen der Wärmereflexionsplatte (123) vorgesehen ist.

9. Roboterhand-Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (161) einen vertikal beweglichen Kühlblock (163) aufweist, der in Kontakt mit einer Oberfläche der Wärmereflexionsplatte (123) bringbar ist.

10. Roboterhand-Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (161) weiters ein Zirkulationssystem für ein Kühlmittel aufweist.

11. Roboterhand-Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (161) ein wärmeleitfähiges Glied aufweist, wobei ein Ende mit dem Kühlblock (163) verbunden ist und wobei das andere Ende der Umgebung ausgesetzt ist.