KR102170775B1 - 복합 엔드 이펙터들 및 복합 엔드 이펙터를 제조하기 위한 방법 - Google Patents

복합 엔드 이펙터들 및 복합 엔드 이펙터를 제조하기 위한 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102170775B1
KR102170775B1 KR1020157027793A KR20157027793A KR102170775B1 KR 102170775 B1 KR102170775 B1 KR 102170775B1 KR 1020157027793 A KR1020157027793 A KR 1020157027793A KR 20157027793 A KR20157027793 A KR 20157027793A KR 102170775 B1 KR102170775 B1 KR 102170775B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fingers
base
pads
end effector
tapered
Prior art date
Application number
KR1020157027793A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150131101A (ko
Inventor
폴 이. 페르간드
폴 포더헤이스
Original Assignee
베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크. filed Critical 베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크.
Publication of KR20150131101A publication Critical patent/KR20150131101A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102170775B1 publication Critical patent/KR102170775B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0014—Gripping heads and other end effectors having fork, comb or plate shaped means for engaging the lower surface on a object to be transported
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0009—Constructional details, e.g. manipulator supports, bases
    • B25J9/0012—Constructional details, e.g. manipulator supports, bases making use of synthetic construction materials, e.g. plastics, composites
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67742—Mechanical parts of transfer devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67763—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations the wafers being stored in a carrier, involving loading and unloading
    • H01L21/67766—Mechanical parts of transfer devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

엔드 이펙터 및 엔드 이펙터를 제작하기 위한 방법이 제공된다. 엔드 이펙터는 베이스, 베이스로부터 연장하는 복수의 핑거들, 및 기판을 지지하기 위해 상기 핑거들의 각각 상에 배치된 복수의 패드들을 포함한다. 핑거들은 탄소 섬유 재료를 포함하며, 상기 베이스에 인접한 제 1 벽 두께 및 제 1 직경으로부터, 상기 베이스로부터 원위의 상기 제 1 벽 두께보다 더 작은 제 2 벽 두께 및 상기 제 1 직경보다 더 작은 제 2 직경으로 테이퍼링된다. 방법은, 복수의 테이퍼링된 핑거들을 따라 복수의 패드들을 접착하는 단계, 및 복수의 테이퍼링된 핑거들의 근위 단부들을 베이스의 대응하는 리세스들에 접착하는 단계를 포함한다. 어셈블링된 패드들, 테이퍼링된 핑거들 및 베이스가, 접착제가 실온에서 경화될 때까지 복수의 패드들의 상단 표면들이 고정물의 상단 표면 상에 놓이도록 고정물 상에 위치된다.

Description

복합 엔드 이펙터들 및 복합 엔드 이펙터를 제조하기 위한 방법{COMPOSITE END EFFECTORSAND METHOD FOR MANUFACTURING COMPOSITE END EFFECTOR}
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은 2013년 3월 13일자로 출원되어 계류중인 미국 가특허 출원 일련번호 61/778,524호에 대한 우선권을 주장하며, 이러한 출원의 전체가 본원에 참조로써 통합된다.
기술분야
본 발명의 실시예들은 엔드 이펙터 및 엔드 이펙터를 제작하기 위한 방법에 관한 것이며, 더 구체적으로는 기판 처리(handling) 시스템들에서의 사용을 위한 엔드 이펙터들 및 방법에 관한 것이다.
실리콘 웨이퍼들이 반도체 또는 솔라 셀 제조에서 사용된다. 웨이퍼들은 복수의 머신(machine)들 및 복수의 스테이션(station)들을 수반할 수 있는, 다-단계 제조 프로세스를 겪는다. 따라서, 웨이퍼들이 하나의 머신/스테이션으로부터 다른 머신/스테이션으로 1회 이상 이송되어야 할 필요가 있다.
웨이퍼들의 이송은 전형적으로 엔드 이펙터들로 지칭되는 장치들을 이용한다. 전형적인 엔드 이펙터는 외관이 핸드형(hand-like)일 수 있으며, 여기에서 베이스 유닛이 복수의 핑거형(finger-like) 연장부들에 부착될 수 있다. 핑거형 연장부들의 각각 상에서, 복수의 웨이퍼들이 이격된 간격(interval)들로 웨이퍼 패드들의 최상단에 위치될 수 있다. 최종 결과는 복수의 엔드 이펙터 핑거들에 의해 지지되는 웨이퍼들의 매트릭스일 수 있다. 엔드 에펙터는 전형적으로 전체가 동일 평면(예를 들어, x-y 축들)에서 회전적으로뿐만 아니라 선형적으로(예를 들어, 전방 및 후방) 이동될 수 있다. 엔드 이펙터는 또한 전체 범위의 운동을 제공하기 위하여 z-축을 따라 제 3 방향으로 이동될 수 있다.
일부 엔드 이펙터 설계들은 더 높은 속도에서 동작하지 못할 수 있으며, 이는 스루풋(throughput)을 제한한다. 증가된 스루풋을 제공할 수 있는 새로운 엔드 이펙터 설계가 요구된다.
본 요약은 아래의 상세한 설명에서 추가로 설명되는 간략화된 형태로 개념들의 선택을 소개하기 위해 제공된다. 본 요약은 청구되는 내용의 핵심 특징들 또는 본질적인 특징들을 식별하도록 의도되지 않으며, 청구되는 내용의 범위를 결정하는데 도움을 주는 것으로서 의도되지도 않는다.
베이스 및 상기 베이스로부터 연장하는 복수의 핑거들을 포함하는 엔드 이펙터가 개시된다. 핑거들은 탄소 섬유 복합 재료일 수 있다. 핑거들의 각각은, 베이스로부터 근위의 제 1 벽 두께 및 제 1 직경으로부터, 베이스로부터 원위의 제 1 벽 두께보다 더 작은 제 2 벽 두께 및 제 1 직경보다 더 작은 제 2 직경으로 테이퍼링(taper)될 수 있다. 복수의 패드들이 적어도 하나의 기판을 지지하기 위하여 핑거들 각각 상에 배치될 수 있다.
엔드 이펙터를 제작하기 위한 방법이 개시되며, 방법은: 복수의 패드들을 복수의 테이퍼링된 핑거들을 따라 이격된 간격들로 맞물리게 하는(engage) 단계로서, 복수의 패드들 및 복수의 핑거들은 그들 사이에 배치된 접착제를 갖는, 단계; 복수의 테이퍼링된 핑거들의 근위 단부(proximal end)들을 베이스의 대응하는 리세스(recess)들과 맞물리게 하는 단계로서, 복수의 핑거들 및 대응하는 리세스들은 그들 사이에 배치된 접착제를 갖는, 단계; 어셈블링된 패드들, 테이퍼링된 핑거들 및 베이스를, 복수의 패드들의 상단 표면들이 고정물(fixture)의 상단 표면 상에 놓이도록, 고정물 상에 위치시키는 단계; 및 접착제가 경화될 때까지 복수의 패드들, 복수의 테이퍼링된 핑거들 및 베이스를 고정물 상에서 제 위치에 홀딩하는 단계를 포함한다.
상단 및 하단 플레이트들 및 그들 사이의 복수의 립(rib)들을 갖는 탄소 섬유 복합물 베이스를 포함하는 엔드 이펙터가 개시된다. 복수의 중공(hollow) 탄소 섬유 복합물 핑거들이 또한 포함될 수 있으며, 복수의 탄소 섬유 핑거들의 각각이 근위 단부 및 원위 단부(distal end)를 갖는다. 근위 단부들이 상기 복수의 립들 중 적어도 하나와 맞물릴 수 있다. 핑거들의 각각은, 근위 단부에서의 제 1 벽 두께 및 제 1 직경으로부터, 원위 단부에서의 상기 제 1 벽 두께보다 더 작은 제 2 벽 두께 및 상기 제 1 직경보다 더 작은 제 2 직경으로 테이퍼링(taper)될 수 있다. 복수의 패드들이 적어도 하나의 기판을 지지하기 위하여 핑거들 각각 상에 배치될 수 있다.
예시로서, 개시된 디바이스의 다양한 실시예들이 이제 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 예시적인 엔드 이펙터의 일 실시예의 등축도이다.
도 2는 도 1의 엔드 이펙터의 실시예의 측면도이다.
도 3은, 도 1의 라인 3-3을 따라 취해진 도 1의 엔드 이펙터의 베이스의 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 1의 엔드 이펙터 상에서의 사용을 위한 패드들의 등각도들이며, 도 4c는 패드 베이스의 등각도이다.
도 4d 및 도 4e는, 각기 도 4a 및 도 4b의 패드들을 정렬하기 위한 예시적인 지그(jig)의 등각적인 상세도들이다.
도 5는 기판들이 로딩된(loaded) 도 1의 엔드 이펙터의 실시예의 평면도이다.
도 6은 스와핑(swapping) 로봇 배열과 함께 사용하기 위한 본 발명에 따른 예시적인 엔드 이펙터의 일 실시예의 등각도이다.
도 7은 도 6의 엔드 이펙터와 함께 사용하기 위한 스파(spar) 부재 어셈블리의 분해도이다.
도 8은 도 7의 스파 부재 어셈블리의 엔드 이펙터 인터페이스의 부분적인 등각도이다.
도 9a 내지 도 9c는 도 7의 스파 부재 어셈블리와 함께 사용하기 위한 예시적인 어셈블리 고정물의 등각도들이다.
도 10은 도 6의 엔드 이펙터의 등각도이다.
도 11은 도 6의 엔드 이펙터의 테이퍼링된 핑거의 등각도이다.
도 12a는 도 11의 라인 12A-12A를 따라 취해진 도 11의 테이퍼링된 핑거의 단면도이며; 도 12b 및 도 12c는 도 12a의 개별적인 부분들의 상세 부분도들이다.
도 13은 도 6의 엔드 이펙터의 단면도이다.
도 14는 도 6의 엔드 이펙터의 리스트(wrist) 부분의 등각도이다.
도 15는 어셈블리 고정물과 맞물리는 도 6의 엔드 이펙터의 등각도이다.
도 16은 도 15의 일 부분의 상세도이다.
도 17은 도 15의 라인 17-17을 따라 취해진 도 6의 엔드 이펙터의 부분 단면도이다.
도 18은 개시된 방법의 일 실시예를 예시하는 순서도이다.
본원에서 설명되는 엔드 이펙터는, 이온 주입 시스템들, 증착 시스템들, 에칭 시스템들, 리소그래피 시스템들, 진공 시스템들, 또는 기판을 프로세싱하는 다른 시스템들과 같은 기판 처리 장비와 함께 사용될 수 있다. 기판들은, 솔라 셀들, 반도체 웨이퍼들, 발광 다이오드들, 또는 당업자들에게 공지된 다른 웨이퍼들일 수 있다. 따라서, 본 발명의 이하에서 설명되는 특정 실시예들에 한정되지 않는다.
엔드 이펙터들은 높은 속도에서 동작할 수 있는 특정 중량 및 강성도(stiffness)를 갖도록 설계될 수 있다. 엔드 이펙터의 가속은 엔드 이펙터의 중량에 의해 영향을 받는다. 최소화된 중량이 속도, 가속, 및 전체 스루풋을 증가시킬 수 있으며, 반면 증가된 강성도가 엔드 이펙터에 의해 이송되는 웨이퍼들의 움직임 또는 엔드 이펙터 편향(deflection)을 방지하는데 도움을 줄 수 있다. 고유 주파수(Fn)는 시스템이 일단 움직이도록 설정되면 시스템이 자연적으로 진동하는 주파수이다. 다시 말해서, Fn은 외부 간섭이 존재하지 않는 경우, 그 원래 위치와 그 변위된 위치 사이에서 시스템이 진동할(왔다 갔다 할) 횟수의 수이다. 공진은 물체가 그것의 Fn으로 자극될 때 발생하는 큰 진동 진폭의 축적(buildup)이다. 바람직하지 않은 기계적 공진이 컴포넌트들이 고장나게끔 하거나 또는 오작동하게끔 할 수 있다. Fn이 강성도 대 질량(k/m)의 비율에 의해 제어된다.
도 1은 개시된 엔드 이펙터의 일 실시예의 상단 사시도이다. 복합물 제조 기술들이, 등방성 동종 재료들을 사용하여 가능한 것보다 단위 질량 당 더 높은 강도를 갖는 핑거들(103-106) 내의 더 얇은 벽 두께를 가능하게 할 수 있다. 일 예에 있어, 보강된 복합 재료들이 높은 인장 탄성율(tensile modulus)을 갖고 보강 섬유들을 둘러싸는 수지 매트릭스(resin matrix)를 갖는다. 예를 들어, 탄소 섬유들이 핑거들(103-106) 내에서 보강 섬유들로서 사용될 수 있다. 이러한 탄소 섬유들이 수지 매트릭스에서의 특정 체적 퍼센트, 특정 모듈러스(modulus), 또는 수지 매트릭스 내에서의 특정 배향을 가질 수 있다. 수지 매트릭스는, 에폭시, 열경화성, 열가소성, 시아네이트 에스테르, 폴리에스테르, 아라미드, 클로로플루오르카본, 유리, 또는 다른 재료들일 수 있다. 수지 매트릭스가 섬유와 결합될 때, 섬유가 교차결합(crosslink)하고 경화한다. 보강재 및 수지 매트릭스의 이러한 혼합이 복합 섬유 강화형 플라스틱 제조(composite fiber reinforced plastic fabrication)로 지칭된다.
사전-함침된(pre-impregnated) 재료를 사용하는 제조는 2개의 단계들로 수행될 수 있다. 제 1 단계에서, 수지 매트릭스가 섬유와 조합되는 동안 촉진되거나(catalyze) 또는 경질화되도록 수지 매트릭스가 혼합되며, 이는 원사(yarn)로부터 시트(sheet)로 스프레딩(spread)된다. 그 뒤 시트는 제 2 단계가 준비될 때까지 동결상태로 저장된다. 제 2 단계는 복합 물품의 최종 형상으로 완료되며, 일반적으로 가열된 교차결합 단계 동안 압력 또는 진공에 의해 홀딩되는 사전-함침된 재료의 시트들로 완료된다. 압력 또는 진공이 공극(void)들을 제거하고 과잉 수지 매트릭스를 짜내는데 사용되며, 그에 따라 복합 부분의 기계적 속성을 개선하는 섬유의 체적 분율(volume fraction)을 증가시킨다.
엔드 이펙터(100)의 핑거들(103-106)이 주요 하중(principal loading)에 더 효율적으로 대항(oppose)하기 위하여 특정 축을 따라 상대적으로 더 높은 강성도를 갖도록 구성될 수 있다. 이러한 더 높은 강성도는 복합 재료들의 속성들 또는 조성을 변화시킴으로써 달성될 수 있으며, 이는 결과적으로 Fn에 의해 측정되는 바와 같은 성능을 증가시킬 수 있다. 탄소 섬유들의 사용이 솔라 셀들의 4x4 어레이를 홀딩하기 위하여, 대략 45 내지 75 헤르쯔(Hz)의 Fn 및 대략 5 파운드(lb)의 질량을 야기할 수 있다. 유사한 스케일(scale) 및 크기의 전형적인 알루미늄 엔드 이펙터들이 대략 12 lb의 중량을 가질 수 있고, 대략 25-45 Hz의 고유 주파수를 가질 수 있다.
예시된 실시예에 있어, 엔드 이펙터(100)는 164 밀리미터(mm) 솔라 셀들의 4x4 어레이를 홀딩하도록 구성되지만, 다른 배열들, 크기들 또는 기판 유형들이 가능하다. 이러한 솔라 셀들이 PEEK 또는 다른 재료들로 제조될 수 있는 패드들(107) 사이에서 홀딩될 수 있다. 패드들(107)은 이격된 간격으로 핑거들(103-106) 상에 배치된다. 핑거들(103-106)은 베이스(101)의 일 단부에 연결될 수 있다. 각각의 패드(107)는, 패드(107)과 연관된 핑거(103-106) 사이에 배치된 패드 베이스(미도시) 상에 위치될 수 있다. 예시된 실시예는 핑거들(103-106)의 각각 상의 5개의 패드들(107)을 포함하지만, 패드들(107)의 수는 핑거들(103-106)의 각각이 지지하도록 구성된 웨이퍼들의 수에 기초하여 변화할 수 있다. 기판들이 패드들(107)의 대향(opposing) 쌍 사이에서 핑거들(103-106) 중 하나의 핑거 상에 배치될 수 있다. 베이스(101)는 알루미늄 또는 다른 재료들로 제조될 수 있는 리스트(102)를 포함한다. 리스트(102)는 웨이퍼 처리 시스템의 로봇과의 인터페이스로서 역할 할 수 있다. 리스트(102)는 이러한 로봇과 짝짓기(mate) 위한 개구부(110)를 포함할 수 있다. 개구부는 로봇에 대한 인터페이싱을 위한 핀/슬롯 특징부들을 가질 수 있다.
도 1의 엔드 이펙터(100)에 4개의 핑거들(103-106)이 예시되지만, 다른 수들 또는 다른 구성들이 가능하다. 이러한 핑거들(103-106)이 탄소 섬유 복합물로 구성되며, 원뿔형으로 테이퍼링된(conically-tapered) 튜브들로서 형성된다. 따라서, 핑거들(103-106)이 베이스(101)에 인접한 근위 단부(108)로부터 베이스(101)로부터 더 멀리 떨어져 위치된 원위 단부(109)(즉, z-축을 따라 측정될 때)로 높이(y-축) 및 폭(x-축) 둘 모두에서 테이퍼링된다. 핑거들(103-106)이 중공형일 수 있으며, 탄소 섬유가 핑거들을 따라 단방향으로 배치될 수 있다. 핑거들(103-106)의 길이 프로파일(profile)은 고유 주파수(Fn)를 최적화하도록 구성될 수 있다. 핑거들(103-106)의 강성도가 z-축을 따라 최대화될 수 있으며, 이는 핑거들(103-106)이 사용시 y-축을 따라 작용하는 로드(즉, 운반되는 기판)를 겪으며 그에 따라 y-축을 따라 인가되는 굽힘력(bending force)을 겪기 때문이다.
도 2는 도 1의 엔드 이펙터의 측면도이다. 다음의 설명이 핑거(106)와 관련하여 진행될 것이지만, 설명되는 특징들이 엔드 이펙터(100)의 핑거들(103-106) 전부에 동일하게 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 핑거(106)와 같은 핑거들이 테이퍼링된 형상을 가지며, 그 결과 이들은 근위 단부(108)에 인접한 더 큰 외경 "OD" 및 원위 단부(109)에서의 상대적으로 더 작은 OD를 갖는다. 이상에서 언급된 바와 같이, 핑거(106)는 중공형일 수 있으며, 핑거의 벽 두께 "T"가 근위 단부(108)로부터 원위 단부(109)까지 변화할 수 있다. 근위 단부(108)에서, 핑거(106)가 최대 벽 두께 "T" 및 최대 OD를 가질 수 있다. 벽 두께 "T" 및 OD 둘 모두가 핑거(106)를 따라 선형적인 방식 또는 비-선형적인 방식으로 감소할 수 있으며, 원위 단부(109)에서 최소 벽 두께 "T" 및 최소 OD에 도달한다. 비제한적이며 예시적인 하나의 실시예에 있어, 근위 단부(108)에서 또는 이에 인접하여 OD는 대략 0.875 인치(in)일 수 있으며, 벽 두께 "T"는 대략 0.09 인치일 수 있다. 원위 단부(109)에서 또는 이에 인접하여 OD는 대략 0.3 인치일 수 있으며, 벽 두께 "T"는 대략 0.03 인치일 수 있다. 가변(variable) 벽 두께 "T" 및 가변 OD가 캔틸레버형 로드(cantilevered load)(즉, 기판)를 처리하기 위해 가장 효율적이 되도록 구성될 수 있으며, 이는 더 높은 Fn을 생성할 수 있다. 일부 실시예들에 있어, 핑거(106)는 고 진공(hard vacuum) 조건들 하에서 빠른 배기(evacuation)을 가능하게 하기 위하여 근위 단부(108)에서, 원위 단부(109)에서 및/또는 핑거의 길이를 따라 개구(opening)를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어, 핑거들(103-106)이 롤-래핑(roll-wrapping)과 같은 공지된 프로세스를 사용하여 탄소 섬유로부터 제조될 수 있다. 다른 예에 있어, 핑거들(103-106)이 필라멘트 와인딩(filament winding)과 같은 공지된 프로세스를 사용하여 탄소 섬유로부터 제조될 수 있다. 압축 몰딩 또는 다른 제조 프로세스들이 또한 사용될 수 있다.
예시적인 일 실시예에 있어, 핑거들이 대략 5 내지 25의 제곱 인치 당 메가파운드(megapounds per square inch: Msi)의 모듈러스를 갖는 보강된 재료로 제조될 수 있다. 이는 질량을 최소화하면서 핑거들(103-106)의 Fn을 증가시킨다. 복합물 제조 동안, 재료 강성도가 x, y, 및 z 축들에 대해 구성된다. 일 예에 있어 탄소 섬유가 그 축의 방향을 따라 대략 40 Msi보다 더 큰 강성도를 가질 수 있지만, 복합물의 전체 유효 강성도는 선택된 섬유의 방향에 의해 영향을 받는다. 복합물 제조 동안의 섬유 방향의 선택이 각 방향에서의 강성도를 구성한다. 예를 들어, 모든 섬유들이 단방향인 경우, 복합물은 하나의 방향에서 힘에 저항할 것이지만, 다른 2개의 방향들에서 비교적 부드럽거나 또는 힘에 저항하지 못할 것이다. 일 실시예에 있어, 섬유들의 더 많은 수 또는 대다수가 예상된 로드들에 저항하도록 구성되며, 충분한 섬유들이 다른 방향들에서의 부수적인(incidental) 로드들에 저항하도록 구성된다.
특정한 일 실시예에 있어, 엔드 이펙터(100) 상의 로드가 기판들의 중량을 지탱하는 핑거들(103-106)의 축을 따라 인가된다. 대략 436 기가파스칼(Gpa)의 인장 모듈러스(modulus in tension)를 갖는 섬유를 사용하여, 5-10개 층들과 같은 2개 이상의 단방향 층이 각 컴포넌트 내에서 사용될 수 있다. 그러나, 에폭시는 단지 3.6 Gpa의 모듈러스를 갖는다. 핑거들(103-106)이 인장에 대해 최적화(즉, 이동의 방향에 대해 수직인 수평 축 둘레로 굽혀지는 동안 진동하도록 자극될 때 보통 관성의(modest inertial) 로드들에 의해 유도되는 굽힘에 저항하도록)되기 때문에, 섬유들의 약 75%가 z-축을 따라 배열된다. 섬유들의 다른 약 25%는 z-축에 수직으로 배열된다. 재료의 약 45%가 수지 매트릭스이기 때문에, 섬유로 이루어진 재료의 55%가 핑거들(103-106)의 재료 강성도를 좌우한다. 따라서 z-축을 따른 강성도가 이동 방향에서 181 GPa의 영률(Young's modulus)을 야기한다. 이는 강철의 강성도의 약 90%이지만, 대략적으로 플라스틱의 밀도인 재료를 이용한다. 다른 실시예에 있어, 섬유들의 25%가 이동 방향에 대해 수직으로 배열되며, 이는 그 방향에서 61 GPa의 영률 또는 알루미늄의 강성도의 약 88%를 야기한다.
보강된 재료는 다양한 x, y, 및 z 축을 따라 변화하는 강성도를 가질 수 있다. 예를 들어, 보강된 재료는 하나의 축을 따라 강철과 유사한 강성도를 가지고, 다른 축을 따라 강철보다 적은 강성도를 가지며, 및 제 3 축을 따라 에폭시와 유사한 강성도를 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어, 핑거들(103-106)이 방염(flame resistant) 재료들로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 핑거들(103-106)이 UL94V-0 등급인 재료로 만들어질 수 있다.
일부 실시예들에 있어, 핑거들(103-106)이 패드들(107)을 부착하기 위한 홀(hole)들을 포함하지 않는다. 즉, 패드들(107)이 체결장치(fastener)들을 사용하여 핑거들(103-106)에 고정되지 않는다. 오히려, 패드들(107)은 에폭시 또는 점도 증진제로 개질된 에폭시와 같은 접착제를 사용하여 핑거들(103-106)에 부착될 수 있다. 체결장치들 또는 다른 체결 메커니즘들이 사용될 수 있지만, 이러한 것이 어셈블리를 단순화하고 비용을 감소시킬 수 있다. 일 실시예에 있어, 패드들(107)이 핑거들(103-106)에 착탈가능하게 부착될 수 있지만, 패드들(107)이 또한 영구적으로 핑거들에 부착될 수도 있다. 패드들(107)을 핑거들(103-106)에 결합시키기 위해 사용되는 접착제는 흄드 실리카(fumed silica)와 같은 증점안정제(thickening agent)를 포함할 수 있다. 증점안정제를 첨가함으로써, 접착제의 점도가 감소될 수 있어서 접착제가 세팅(setting) 이전에 패드들(107)과 핑거들(103-106) 사이의 공간을 벗어나지 않는다. 더 젤리같은 접착제가 또한 패드들(107)과 핑거들(103-106) 사이에 더 느슨한 공차를 가능하게 할 수 있으며, 이는 에폭시가 피스들의 정렬 동안 임의의 간극(gap)들을 충진하는 것을 도울 수 있기 때문이다. 일부 실시예들에 있어, 패드들(107)이 교체가능할 수 있다.
이해될 바와 같이, 엔드 이펙터(100)가 고도의 평탄도를 나타내어, 사용동안 기판들의 평평한 맞물림 및 정밀한 배치가 보장된다는 것이 중요할 수 있다. 어셈블리 동안, 패드들의 상단 표면들(111)이 고정물과 맞물리도록 핑거들(103-106) 및 패드들(107)이 고정물 상에 위치될 수 있다(즉, 핑거들 및 패드들이 사용 동안 그들의 위치에 대해 뒤집힌다). 이러한 배열은 패드들 서로에 대하여 그리고 리스트(102) 상의 기준 표면들에 대하여 패드들(107)의 희망되는 평탄도가 어셈블리 및 결합 프로세스 동안 달성된다는 것을 보장할 수 있다. 일부 실시예들에 있어, 엔드 이펙터(100)의 컴포넌트들이 상대적으로 스트레스가 없는(stress-free) 상태로(즉, 엔드 이펙터(100) 내의 컴포넌들의 압축 또는 확장이 회피될 수 있는) 위치될 수 있고, 그 결과 이들이 에폭시 경화 후 희망되는 평탄도를 유지할 수 있다. 그 뒤 컴포넌트들(베이스(101), 리스트(102), 핑거들(103-106), 패드들(107))이 접착제로 함께 결합될 수 있으며, 그 후 이들이 세팅(set)된다. 이러한 기술을 사용하면, 엔드 이펙터(100)의 최종 배열 및 평탄도가, 이에 기대어(against) 패드들(107)의 상단 표면들(111)이 놓이는 고정물에 의해 부여된다. 이러한 단일 정렬 접근방식이, 개별적인 컴포넌들의 독립적인 평탄도에 의해 달성될 수 있는 것보다 더 타이트한 엔드 이펙터(100)의 컴포넌트들의 최종 정렬 또는 평탄도를 제공할 수 있다. 바람직하게는, 완성된 엔드 이펙터(100)의 패드들(107)의 상단 표면들이 전부 실질적으로 동일한 평면에 놓일 것이다.
전술된 프로세스를 가능하게 하기 위하여, 핑거들(103-106), 베이스(101), 리스트(102), 및 패드들(107)과 같은 엔드 이펙터(100)의 다양한 컴포넌트들은, 이들이 비-결합된 상태에서 서로 타이트하게 맞춰지지(fit) 않도록 치수가 결정될 수 있다. 오히려, 컴포넌트들은 각각의 맞물림 표면들 사이에 미리 결정된 결합 간극(bond gap)들을 갖도록 크기가 결정될 수 있다. 이와 같이, 컴포넌트들이 함께 맞춰질 때, 이들이 서로에 기대어 그리고 고정물의 평평한 표면에 기대어 "세틀링(settle)"될 수 있다. 접착제는 컴포넌트들 사이의 결합 간극들 "BG"(도 17을 참조)를 충진하며, "세틀링된" 상태로 컴포넌트들과 함께(즉, 고정물의 평평한 표면에 기대어 서로 모두 평평하게 정렬된 패드들(107)의 상단 표면들(111)과 함께) 경화한다. 이러한 기술이 컴포넌트들의 상대적으로 스트레스가 없는 결합을 야기할 수 있으며, 이는 실질적으로 평평한 엔드 이펙터(100)로 귀결된다. 일부 실시예들에 있어, 엔드 이펙터(100)가 39 인치 길이에 걸쳐 0.01 인치의 평탄도를 갖는다.
고정물에서의 어셈블리가 실온에서 수행될 수 있으며, 접착제의 경화가 또한 실온에서 일어날 수 있다. 이는, 종래의 접착제 결합의 고온 경화 방법들을 이용할 때 발생할 수 있는 바와 같은 컴포넌트들 사이의 상대 성장 또는 수축을 회피한다. 접착제는, 접착제가 장기간의 동작 동안 엔드 이펙터(100)의 컴포넌트들을 함께 고정된 상태로 유지하기에 충분한 강도를 갖는 조인트(joint)들을 제공하기 위해 실온에서 희망되는 정도의 교차결합을 달성하도록 선택될 수 있다.
도 3은 엔드 이펙터(100)의 베이스(101)의 예시적인 구조적 실시예를 도시한다. 예시된 실시예에 있어, 베이스(101)는 상단 및 하단 표면들 상에서 탄소 섬유 플레이트들(115, 117)에 결합된 탄소 복합물 코어(113)를 포함한다. 대안적인 실시예들에 있어, 베이스(101)는 마그네슘, 티타늄, 스탬핑 강철(stamped steel) 또는 다른 재료들의 코어에 결합된 탄소 섬유 플레이트들(115, 117)로부터 제조될 수 있다. 예시된 실시예에 있어, 베이스(101)가 하나 이상의 축들을 따라 강성도를 제공하는 복수의 립들(119)로 보강된다. 일 예에 있어, 립들(119)의 쌍들이 그들 사이에 6각형 형상을 갖는 개구들(121)을 제공하기 위해 함께 결합된다. 립들 사이의 일부 개구부들이 엔드 이펙터(100)의 컴포넌트들의 어셈블리 동안 그 안에 삽입될 핑거들(103-106)(도 1 및 도 2) 중 하나 이상을 수용하기 위해 만곡된 형상(123)을 가질 수 있다.
베이스(101) 내의 컴포넌트들의 기하구조는 그 강성도를 최대화하며 그 질량을 최소화하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 베이스(101) 내의 컴포넌트들의 고-모듈러스 보강 섬유들의 배향이 이러한 강성도를 최대화하도록 구성될 수 있다. 컴포넌트들 내의 다수의 섬유들이 단방향일 수 있지만, 일부 섬유들이 부수적인 로드들에 대항하여 컴포넌트를 보강(brace)하기 위하여 그리고 컴포넌트의 처리를 가능하게 하기 위하여 상이한 배향들로 부가될 수 있다. 일부 실시예들에 있어, 섬유들 중 대다수가 주요 로드에 저항하도록 배향될 수 있으며, 반면 섬유들의 최소 비율이 다른 각도들로 배향될 수 있다. 일 실시예에 있어, 플레이트들(300, 301)이, 예를 들어, 워터 젯 커터(water jet cutter), 띠톱, 또는 줄톱을 사용하여 더 큰 탄소 섬유 시트로부터 트리밍(trim)될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 엔드 이펙터(100)와 함께 사용하기 위한 패드(107)의 예시적인 실시예들의 사시도들이다. 언급된 바와 같이, 일부 실시예들에 있어, 패드(107)가 접착제, 맞춤용 파트(fitted part), 체결장치들, 또는 이들의 조합을 사용하여 핑거들(103-106) 중 하나에 직접 연결될 수 있다. 대안적으로, 패드(107)는 그 자체가 핑거들(103-106)에 고정되는 패드 베이스(401) 상에 착탈가능하게 장착될 수 있다. 이러한 배열이 패드들이 낡아졌을 때 패드들(107)을 교체하는데 필요한 시간의 양을 감소시킬 수 있다.
패드 베이스(401)는 안장(saddle) 부분(403)(도 4c), 대향되어 배치되는 하나 이상의 맞물림 부분들(405), 안장 부분 위에 배치되는 중심 정렬 부분(407)을 가질 수 있다. 안장 부분(403)이 연관된 핑거(103-106)의 외측 반경의 적어도 일부를 둘러싸거나, 커버하거나, 또는 이를 연결하기 위해 만곡될 수 있다. 하나 이상의 패드들(107)이, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 패드 베이스(401)의 개별적인 패드 맞물림 부분들(405)에 착탈가능하게 체결될 수 있다. 예시된 실시예에 있어, 패드 맞물림 부분들(405) 및 패드(107)가 대응하게 정렬된 체결 홀(fastener hole)들(1405(도 4d) 및 1107)을 가지며, 그 결과 나사와 같은 체결장치가 이들을 함께 고정하는데 사용될 수 있다.
패드들(107)은 체결 홀(1107)을 포함하는 주요 부분(107a) 및 주요 부분(107a)의 대향 면(opposite side)들에 부착된 한 쌍의 리세스(recessed) 부분들(107b)을 가질 수 있다. 사용시, 기판이 리세스 부분들(107b) 상에 놓일 수 있으며, 그 결과 기판의 일 측이 각 패드(107)의 주요 부분(107a)과 맞물린다. 각각의 리세스 부분(107b)은 각각의 리세스 부분(107b)에 연결된 쿠션(107c)을 포함할 수 있다. 쿠션(107c)은 실리콘, PEEK, 또는 다른 적절한 재료일 수 있으며, 기판과 엔드 이펙터(100) 사이의 마찰 계수를 제어하도록 선택된다. 쿠션(107c)은 기판과 맞물리기 위하여 연관된 리세스 부분(107b) 위로 연장할 수 있다. 도시된 바와 같이, 주요 부분(107a)의 면들이 리세스 부분들(107b) 상에 기판을 정렬하는 것을 보조하기 위해 만곡될 수 있다. 대안적으로, 주요 부분의 면들이 평평할 수 있다.
도 4d 및 도 4e는 별개의 펜스 엘러먼트들(107d)이 각 패드(107)의 주요 부분(107a) 상에 위치되는 배열을 도시한다. 따라서, 이러한 실시예를 이용하면, 별개의 펜스 엘러먼트들(107d)이 패드들(107)의 리세스 부분들(107b) 상에 기판을 정렬하기 위해 사용될 수 있다. 펜스 엘러먼트들(107d)을 정렬하는데 사용하기 위한 예시적인 정렬 지그(600)가 도 4d 및 도 4e에 또한 도시된다. 지그(600)는 핑거들(103-106) 상의 펜스 엘러먼트들(107d) 및 패드들(107)의 위치에 대응하는 복수의 개구들(602)을 포함한다. 각각의 개구(602)를 경계짓는(bound) 제 1 에지(604)가 핑거들(103-106)의 축들에 수직으로 배향될 수 있으며, 특정 패드(107)와 연관된 펜스 엘러먼트들(107d)의 개별적인 측면 에지들(107e)와 정렬될 수 있다. 도시된 바와 같이, 펜스들(107d)의 측면 에지들(107e)이 볼록 곡률(convex curvature)을 가질 수 있으며, 그 결과 각각의 펜스 엘러먼트가 볼록 곡률의 접선을 따라 연관된 기판과 맞물린다. 펜스 엘러멘트들(107d)의 측면 에지들(107e)을 지그(600)의 제 1 에지(604)와 정렬하는 것이 펜스 엘러먼트들(107d)이 평행하다는 것을 보장하며, 그에 따라 연관된 기판과의 희망되는 접촉 및 정렬이 일어날 것을 보장한다. 개시된 지그(600)는 펜스 엘러먼트들(107d)의 복수의 세트들을 한번에 정렬하기 위해 사용될 수 있다. 정렬 지그(600)가, 도 4a 및 도 4b에 도시된 패드 실시예가 사용될 때 주요 부분들(107a)을 정렬하기 위해 동일하거나 또는 유사한 방식으로 이용될 수 있다는 것이 인식될 것이다.
예시된 실시예에 있어, 쿠션(107c)이 패드를 안장 부분(403)에 고정하기 위해 사용된 것과 동일한 체결장치를 사용하여 연관된 패드(107)의 상단 표면(111)에 고정된다.
패드들(107) 또는 패드 베이스(401) 중 적어도 하나가 엔드 이펙터(100)를 기판 처리 시스템에 정렬하기 위한 하나 이상의 정렬 특징부들을 포함할 수 있다. 예시된 실시예에 있어, 정렬 특징부들은 패드 베이스(401)의 중심 정렬 부분(407)에 형성된 리세스들(1400)을 포함한다. 하나의 핑거(103)와 연관된 패드 베이스(401)가 둥근 개구를 포함하며, 반면 다른 핑거(106)와 연관된 패드 베이스(401)는 슬롯(slot)을 포함한다. 기판 처리 시스템(미도시)에 대해 엔드 이펙터(100)를 정렬하기 위하여, 시스템 내의 각 엔드 이펙터 쌍의 홀/슬롯 특징부들(1400)을 맞물리게 하는 2개의 핀들을 갖는 지그가 제공된다. 엔드 이펙터들의 쌍이 정확하게 위치될 때, 시스템 소프트웨어가 이러한 위치들을 "학습(taught)"하게 되며, 따라서 기판 처리 로봇들이 기판 처리 시스템 내의 다양한 엔드 이펙터들 사이에서 기판들을 반복적으로 핸드 오프(hand off)할 수 있다.
예시된 실시예가 그 위에 설치된 한 쌍의 패드들(107)을 갖는 패드 베이스(401)를 도시하였지만, 다른 배열들이 또한 사용될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 예를 들어, 단일 패드(107)가 단일 패드 베이스(401)와 함께 사용될 수 있다. 대안적으로, 패드(107) 및 패드 베이스(401)가 단일 피스(piece)일 수 있다.
이에 더하여, 패드(107)가 나사들이 아닌 다른 기계적 체결 기술들을 사용하여 패드 베이스(401)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 기계적 인터로킹(interlocking) 특징부들이 사용될 수 있다.
도 5는 복수의 기판들(500)이 로딩된 도 1에 예시된 엔드 이펙터(100)의 평면도이다. 예시된 실시예에 있어, 엔드 이펙터(100)는 4x4 어레이로 16개의 솔라 셀들(500)을 홀딩한다. 각 솔라 셀(500)은 패드들(107)의 인접한 쌍 사이에서 핑거(103-106) 상에 위치된다. 기판이 패드(107)에 기대어 핑거들(103-106) 중 하나 상에 위치되는 경우, 대향하는 패드(107) 내에, 도 4a 및 도 4b의 패드 베이스(401)와 같은 주요 부분과 기판 사이에 간극이 존재할 수 있다. 핑거들(103-106)이 소정의 길이(z-축으로)를 가질 수 있으며, 그 결과 원위 단부(109)에 가장 가까운 패드들이 핑거들(103-106)의 단부에 위치된다. 따라서, 핑거들(103-106)이 패드들(107)을 넘어 연장하지 못할 수 있다.
이제 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 엔드 이펙터(200)의 일 실시예가 도시된다. 개시된 엔드 이펙터(200)는 전통적인 재료들로 이루어진 엔드 이펙터들에 비해 증가된 고유 주파수(Fn) ~73Hz를 가질 수 있다. 개시된 엔드 이펙터(200)는 또한 전통적인 재료들로 이루어진 엔드 이펙터들에 비해 절반의 질량을 가질 수 있다. 이는 엔드 이펙터가 현재 시스템들과 동일한 시스템 기판 스루풋을 달성하기 위해 더 완만한 가속을 겪게 하는 것을 가능하게 한다. 개시된 배열은 연관된 프로세싱 툴이 조작자의 개입 없이 또는 머신 정지시간 없이 더 긴 기간 동안 구동될 수 있게 한다. 엔드 이펙터(200)는 또한 도 1 내지 도 5의 엔드 이펙터(100)와 관련하여 설명된 특징들 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
예시된 실시예에 있어, 엔드 이펙터(200)가 스왑 로봇 애플리케이션에서의 사용을 위해 구성되지만, 이의 용례가 이에 한정되지 않는다는 것이 인식될 것이다. 엔드 이펙터는 엔드 이펙터 인터페이스(302)를 통해 스파 부재(300)의 근위 부분(303)에 연결될 수 있다. 스파 부재(300)의 원위 부분(304)은 허브(305)에 연결되며, 이는 자체적으로 로봇에 연결된 로봇 구동기 인터페이스(미도시)에 연결된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 스파 부재(300)는 탄소 섬유 복합 재료로 이루어진 튜브 부재이며, 일정한 직경의 일정한 벽 두께의 튜브 부재이다. 이상에서 언급된 바와 같이, 복합물 제조 기술들의 사용이 다른 종래의 재료들 및 금속들을 사용하여 가능한 것보다 단위 질량 당 더 높은 강도 및 더 얇은 전형적인 벽을 가능하게 한다. 스파 부재(300) 및 엔드 이펙터(200)에 대해 사용되는 보강된 복합 재료들은 대단히 높은 인장 탄성율을 갖는 보강 섬유들을 둘러싸는 수지 매트릭스를 포함할 수 있다. 복합 재료는 고려사항의 방향에 따라 보강 속성들 및 매트릭스와 관련되는 기계적 속성들을 갖는다. 보강재로서 탄소 섬유를 갖는 복합 재료들의 사용이 재료 강성도가 로드에 대해 맞춰질 수 있게 한다. 엔드 이펙터 내의 재료가 주요 로딩 방향에 대향하는 높은 강성도를 갖도록 구성함으로써, 고유 주파수에 의해 측정되는 바와 같은 설계 성능이 향상될 수 있다. 설계가 솔라 셀들의 4x4 어레이와 함께 사용하기 위한 것으로 도시되었지만, 설계가 임의의 로봇 엔드 이펙터에서의 애플리케이션을 발견할 수 있으며, 더 광범위하게는, 특정 로드에 대항하는(against) 제한된 질량이어야만 하는 임의의 고-성능 파트에 대한 애플리케이션을 발견할 수 있다는 것이 구상된다.
스파 부재(300)와 유사하게, 엔드 이펙터(200)가 탄소 섬유 복합 재료들로 이루어질 수 있다. 허브(305) 및 엔드 이펙터 인터페이스(302)가 금속(예를 들어, 알루미늄) 또는 다른 적합한 재료일 수 있다. 스파 부재(300)는 에폭시와 같은 적합한 접착제를 사용하여 허브(305) 및 엔드 이펙터 인터페이스(302)에 결합될 수 있다.
접착제로서 에폭시가 사용되는 경우, 이는 일반적으로 대단히 높은 분자량 매트릭스를 형성하도록 반응하는 완전 반응성(fully reactive) A 및 B 컴포넌트들로 구성될 수 있다.　이러한 최종 형태는 용매들 또는 진공의 존재시 집결(mobilize)될 다른 낮은 분자량 컴포넌트들이 실질적으로 없다.　이러한 높은 분자량의 최종 산물은, 에폭시 매트릭스로 이루어진 컴포넌트들이 기체를 제거하지(outgas) 않음에 따라, 진공에서의 서비스를 고려하는 자동화 로봇 전달 시스템들의 사용에서 에폭시들을 가치 있게 만든다.
도 8은 엔드 이펙터 인터페이스(302)를 더 상세하게 도시한다. 엔드 이펙터 인터페이스(302)는 스파 부재와 맞물리기 위한 제 1 면(308) 및 엔드 이펙터(200)와 맞물리기 위한 제 2 면(310)을 갖는다. 따라서 제 1 면(308)은 스파 부재(300)의 만곡된 외측 표면과 일치하는 만곡된 형상을 갖는다. 제 2 면(310)은, 엔드 이펙터(200)의 대응 특징부들에 위치되고 들어맞는 돌출부들(313)을 형성하는 복수의 클리어런스 컷(clearance cut)들(312)을 가질 수 있다. 이는 기계가공 파트 수율을 개선할 수 있으며, 2개의 피스들이 함께 짝지어지는 장소를 명확하게 규정(define)할 수 있고, 이는 어셈블리가 설치될 때 명확하고 평행한 볼트 조인트(bolted joint)를 야기한다. 엔드 이펙터 인터페이스(302)는 제 2 면(310) 내의 중심 개구(314)를 포함하며, 이는 핀(315)을 수용한다. 핀은 또한 엔드 이펙터(200)와 짝지어지며, 이는 엔드 이펙터가 시스템 정렬을 가능하게 하기 위해 핀 축에 대하여 회전될 수 있게끔 한다.
도 9a 내지 도 9c는 결합 동안 스파 부재(300), 허브(305) 및 엔드 이펙터 인터페이스(302)를 정렬하기 위한 그리고 허브 장착 평면 및 엔드 이펙터 인터페이스의 평탄도 및 직각도(perpendicularity)를 제어하기 위한 예시적인 어셈블리 고정물(400)을 도시한다. 어셈블리 고정물(400)은 한 쌍의 허브들(305)과 맞물리기 위한 수직적으로 배향된 허브-맞물림 부분(402), 및 한 쌍의 엔드 이펙터 인터페이스(302)와 맞물리기 위한 수평적으로 배향된 인터페이스 맞물림 부분(404)을 포함한다. 수직 핀들(406)의 2개의 세트들이 한 쌍의 엔드 이펙터 인터페이스들(302)의 제 2 면들(310)(도 8)에 대항하여 지탱하기 위해 인터페이스 맞물림 부분(402)으로부터 연장한다. 어셈블리 고정물(400)은, 결합 동안 스파 부재(300), 엔드 이펙터 인터페이스(302) 및 허브(305)에 희망되는 고도의 정렬을 부여할 수 있는 매우 평평한 고급 공차형(highly toleranced) 화강암 고정물일 수 있다. 이러한 도면에서 보이지 않더라도, 결합 간극들이 컴포넌트들의 대응하는 표면들 사이에 형성된다. 이러한 결합 간극들은, 부과되는 아주 적은 스트레스를 가지고 또는 부과되는 스트레스 없이, 컴포넌트들이 함께 맞춰지고 어셈블리 고정물에 기대어 세틀링되게 한다(즉, 어셈블리가 디몰딩(demold)될 때 이러한 압축 또는 확장이 이어서 릴리징(release)될 것이며, 이는 희망되는 평면도(planarity) 또는 치수로부터의 편위(excursion)를 야기하기 때문에, 파트들이 이들 중 어떠한 것도 압축하거나 또는 확장하지 않는 방식으로 고정된다). 결합 동안, 접착제가 결합 간극들을 충진하며, 그 결과 최종 결합된 어셈블리가 어셈블리 고정물의 고급 공차형 구성을 나타낸다.
일 실시예에 있어, 결합이 컴포넌트들의 차이 나는 팽창/수축의 효과들을 최소화하거나 또는 제거하기 위하여 실온에서 수행된다. 결과적인 어셈블리는 허브(305)와 엔드 이펙터 인터페이스(302) 사이에서 고도의 직각도(예를 들어, 0.002 인치)를 가질 수 있다. 실온 경화, 낮은 스트레스 어셈블리, 및 고급 공차 어셈블리 고정물(400) 때문에, 개별적인 컴포넌트들(스파 부재(300), 엔드 이펙터 인터페이스(302), 및 허브(305))가 상대적으로 더 느슨한 그들 자체의 공차들을 가질 수 있다고 하더라도, 엄격 공차형의(tightly toleranced) 결과적인 어셈블리가 달성될 수 있다.
도 10은, 베이스(201), 복수의 핑거들(203-206) 및 복수의 핑거들의 각각을 따라 배치된 복수의 패드들을 포함하는 엔드 이펙터(200)를 도시한다. 이러한 도면에서, 패드들 그들 자체가 아직 어셈블리되지 않았기 때문에, 패드 베이스들(401)이 보일 수 있다. 패드 베이스들(401)(및 패드들(207))이 도 1 내지 도 5의 실시예와 관련하여 논의된 패드들(107)의 특징들 중 일부 또는 전부를 가질 수 있으며, 따라서 이러한 특징들은 여기에서 반복되지 않을 것이다. 이에 더하여, 패드들(207)은 도 1 내지 도 5의 실시예들과 관련하여 설명된 펜스 엘러먼트들(107d)과 유사한 별개의 또는 일체형의 펜스 엘러먼트들을 포함할 수 있다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 핑거들(203-206)은 도 1 내지 도 5와 관련하여 설명된 핑거들(103-106)과 동일하거나 또는 유사할 수 있는 탄소 섬유 복합물의 테이퍼링된 원뿔형 튜브들을 포함한다. 튜브 직경 및 길이 프로파일은 고유 주파수를 최대화하면서 또한 현존하는 엔드 이펙터들 상에서 발견되는 특징들 모두를 포함하도록 최적화될 수 있다. 핑거들(203-206)이 동작 동안 굽힘 로드를 겪기 때문에, 이들이 운반되는 기판들과 연관된 로드들을 겪을 때 굽힘에 저항할 수 있도록 핑거들의 강성도를 최대화하기 위해 그들의 길이방향(longitudinal) 축들을 따라 핑거들의 강성도를 최대화하는 것이 유리할 수 있다.
핑거들(203-206)은 단방향 탄소 섬유 재료로 이루어질 수 있다. 핑거들(203-206)은 가변 벽 두께 및 변화하는 직경을 갖는 튜브형 엘러먼트들을 포함할 수 있다. 도 11 및 도 12a 내지 도 12c에 도시된 바와 같이, 핑거들(203-206)이 테이퍼링된 형상을 가지며, 그 결과 이들은 근위 단부(208)(이들이 베이스(201)에 결합되는)에 인접하여 더 큰 외경 "OD"를 가지며, 원위 단부(209)에서 상대적으로 더 작은 OD를 갖는다. 핑거들(203-206)이 단면에 있어 원형 형상을 가질 수 있다. 이상에서 언급된 바와 같이, 핑거들(203-206)은 중공형일 수 있으며, 핑거들의 벽 두께 "T"가 근위 단부(208)로부터 원위 단부(209)까지 변화할 수 있다. 따라서, 근위 단부(208)에서, 핑거들(203-206)이 최대 벽 두께 "T" 및 최대 OD를 가질 수 있다. 벽 두께 "T" 및 OD 둘 모두가 핑거들(203-206)을 따라 선형적인 방식 또는 비-선형적인 방식으로 감소할 수 있으며, 원위 단부(209)에서 최소 벽 두께 "T" 및 최소 OD에 도달한다. 재료의 이러한 가변 벽, 가변 직경 분포(distribution)가 캔틸레버 로드에 대해 가능한 가장 효율적인 것이며, 이는 가장 높은 고유 주파수를 초래한다. 가변 직경 가변 두께가 롤-래핑과 같은 공지된 복합물 제조 프로세스로 제조된다. 이러한 형상이 또한 필라멘트 와인딩으로 지칭되는 다른 복합물 제조 프로세스를 사용하여 달성될 수 있다. 일 실시예에 있어, 탄소 섬유 복합 재료들은 UL94V-0 등급이다.
일부 실시예들에 있어, 핑거들(203-206)이, 희망되는 질량을 최소화하면서 핑거의 고유 주파수를 증가시키기 위하여 ~5-25Msi의 영률을 갖는 보강 재료를 갖는 보강된 재료로 만들어질 수 있다. 복합물 제조 동안, 3개의 직교 축들의 각각에 대하여 재료 강성도가 구성되는 것이 바람직하다. 섬유 그 자체가 40Msi 이상의 강성도를 가질 수 있는 반면, 복합물의 유효 강성도는 체적의 규칙(rule of volumes)에 대한 구성 방정식들에 따른다. 따라서, 재료는, 3개의 축들 중 하나의 축을 따라 강철과 유사한 강성도를 가지며, 제 2 축으로 강철보다 작은 강성도를 가지고, 제 3 축으로 대략 에폭시 매트릭스의 강성도를 갖도록 구성될 수 있다.
도 13은 탄소 섬유 하단 플레이트(215)에 결합된 복합물 코어(213)를 도시하는 베이스(201)의 단면도이다. 탄소 섬유 상단 플레이트는 도시되지 않는다. 복합물 코어 베이스 기하구조는 강성도를 최대화하고 질량을 최소화하도록 최적화된다. 베이스 내의 복합물 파트들이 고-모듈러스 보강 섬유들의 배향을 선택함으로써 최적화된다. 접착제 매트릭스가 장착 표면들 사이에서 보강 섬유들로 로드를 전달하기 위하여 부가된다(그리고 경화한다). 섬유들 중 소수가 또한 부수적인 로드들에 대항하여 파트들을 강화하기 위해 그리고 처리를 가능하게 하기 위해 부가될 수 있다. 최적화된 파트는, 다른 각도들로 배향된 최소 비율의 섬유들과 함께 주요 로드에 저항하도록 배향된 대부분의 섬유들을 갖는다.
복합물 코어(213)은 선형적 형상을 갖는 립들(217)로 보강될 수 있으며, 컴포넌트들 사이의 인접한 에지들이 베이스(201)의 길이 도처에서 보일 수 있다. 이러한 선형적 구성이 블레이드(blade)의 축을 따라 강성도를 제공하고 에폭시 조인트의 전체 길이를 따라 가시성을 제공하며, 이는 결합 후 컴포넌트들 사이의 접착제의 분포를 가시적으로 체크하는 용이한 수단을 제공한다.
도 13에 도시된 바와 같이, 베이스(201)는 합성물 코어(213) 및 탄소 섬유 상단 플레이트와 맞물린 리스트 플레이트(219) 및 탄소 섬유 하단 플레이트(215)를 포함한다. 도 14에서 상세하게 도시되는 리스트 플레이트(219)는 또한 이를 엔드 이펙터 인터페이스(302)와 인터페이싱하는 것을 가능하게 하는 특징부들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 리스트 플레이트(219)의 제 1 면(221)이, 베이스(201)를 스파 부재(200)와 정렬하기 위해 엔드 이펙터 인터페이스 상의 복수의 클리어런스 컷들(312)(도 8)에 의해 형성된 돌출부들(313)과 맞물리도록 구성된 복수의 돌출부들(미도시)을 가질 수 있다. 리스트 플레이트(219)의 제 2 면(223)은 돌출부들의 복수의 제 1 및 제 2 세트들(224, 226)을 포함할 수 있다. 돌출부들의 제 1 세트(224)는 도 13에서 가장 잘 도시되는 바와 같이 그들과 연관된 핑거들(203-206)의 근위 단부들 내에 수용되도록 위치되고, 크기가 결정되며, 구성될 수 있다. 돌출부들의 제 2 세트(226)는 돌출부들의 제 1 세트(224)의 돌출부들 사이에 배치될 수 있으며, 합성물 코어(213)의 립들(217)과 짝지어지도록 위치되고, 크기가 결정되며, 구성될 수 있다.
이제 도 15 및 도 16을 참조하면, 엔드 이펙터(200)의 컴포넌트들을 어셈블링하고 결합하기 위한 기술이 설명될 것이다. 엔드 이펙터(200)의 모든 컴포넌트들이 매우 평평한 고급 공차형 어셈블리 고정물(500) 상에서 임시적으로 어셈블링될 수 있다. 어셈블리 고정물(500)은 화강암 블록과 같은 고도의 평탄도를 갖는 구조체일 수 있다. 핑거들(203-206) 및 패드 베이스들(401)이 뒤집힌 구성으로 고정물(500) 상에 배치될 수 있다(즉, 패드 베이스들의 상단 표면들(411)(도 10 참조)이 고정물의 상단 표면(502) 상에 놓이도록). 이러한 배열은, 모든 컴포넌트들이 함께 결합될 때, 패드 베이스들(401)(및 그에 따라 이에 맞물릴 패드들(207))이 고정물의 상단 표면(502)과 동일한 정도의 평면도를 가질 것(즉, 이들이 실질적으로 동일 평면에 위치될 것)을 보장한다.
일부 실시예들에 있어, 패드 베이스들(401)이 경화 프로세스 동안 2개 사이에서 일관된 맞물림이 일어나는 것을 보장하기 위하여 고정물의 상단 표면(502)에 클램핑(clamp)될 수 있다. 일부 실시예들에 있어, 이러한 클램핑은 기계적 클램프들에 의해 달성된다. 다른 실시예들에 있어, 이러한 클램핑이 진공을 사용하여 달성될 수 있다. 예를 들어, 진공 포트들이 패드들(207) 바로 아래에서 어셈블리 고정물(500) 내로 제조될 수 있다. 일단 패드 베이스들(401) 및 핑거들이 함께 맞춰지면, 진공 포트들에 연결된 진공 펌프가 포트들을 통해 공기를 흡입할 수 있고, 이는 패드 베이스들(401)을 어셈블리 고정물(502) 상에서 제 위치에 클램핑한다. 진공 클램핑 배열은 경화 프로세스 동안 패드 베이스들(401) 상에 더 적은 스트레스를 주기 때문에 바람직하며, 이는 궁극적으로 더 평평한 엔드 이펙터(200)를 초래한다. 이러한 어셈블리 기술이 도 1 내지 도 5의 엔드 이펙터(500)를 어셈블링하기 위해 동등하게 적용될 수 있다는 것이 인식될 것이다.
도 1 내지 도 5와 관련하여 설명된 실시예로와 같이, 엔드 이펙터(200)의 모든 컴포넌트들을, 스트레스가 없는 상태에서, 접착제로 함께 결합되고 세팅되도록 허용된 상태로 어셈블리 고정물(500)에 위치시키는 것이 바람직하다. 이렇게 하는 것이 파트들이 고도의 평탄도(예를 들어, 3 피트에 걸쳐 0.010 인치)를 가지고 생산되는 것을 가능하게 한다. 이러한 정도의 직각도가 반도체 또는 솔라셀 제조를 위한 고속 자동화 매체 처리 및 배치 시스템들에서의 사용을 위해 바람직하며, 이는 최고의 절삭 가공(subtractive manufacturing) 기술들을 통해 획득할 수 있는 평탄도에 필적한다.
일부 실시예들에 있어, 엔드 이펙터(200)의 다양한 개별적인 컴포넌트들은, 이들이 결합되지 않은 상태에서 타이트하게 맞춰지지 않도록 치수가 결정될 수 있다. 오히려, 컴포넌트들은 각각의 맞물림 표면들 사이에 미리 결정된 결합 간극(bond gap)들 "BG"를 갖도록 크기가 결정될 수 있으며, 이의 예들이 도 17에서 확인될 수 있다. 이와 같이, 컴포넌트들이 함께 맞춰질 때, 이들이 서로에 기대어 그리고 고정물의 평평한 표면에 기대어 "세틀링"될 수 있다. 접착제는 컴포넌트들 사이의 결합 간극들 "BG"를 충진하며, "세틀링된" 상태로 컴포넌트들과 함께(즉, 고정물(500)의 평평한 상단 표면(502)에 기대어 서로 모두 평평하게 정렬된 패드 베이스들(401)의 상단 표면들(211)과 함께) 경화한다. 이러한 기술이 컴포넌트들의 상대적으로 스트레스가 없는 결합을 야기할 수 있으며, 이는 실질적으로 평평한 엔드 이펙터(200)를 야기한다.
엔드 이펙터(200)의 컴포넌트들을 결합하는데 사용되는 접착제는 흄드 실리카(일 상표명은 cab-o-sil임)와 같은 증점안정제를 갖는다. 이러한 증점안정제는, 접착제가 교차결합(세팅) 이전에 결합 간극들 "BG"로부터 벗어나지 않도록, 패드들을 결합하는데 사용되는 접착제의 점도를 증가시킨다. 이러한 애플리케이션에서 젤리같은 접착제의 사용이 컴포넌트들 사이의 더 느슨한 공차를 허용하며, 높은 평탄도를 갖는 파트들의 생산을 가능하게 한다. 그에 따라 농축된(thickened) 접착제가 임의의 적정한 디스펜싱(dispensing) 방법에 의해 위치될 때 파트들 사이에서 그 위치에 머무른다. 이러한 겔이 인접한 파트들 사이에서 설계로 남겨진 결합 간극 "BG"를 천천히 충진한다(도 17 참조). 이상에서 언급된 바와 같이, 결합 간극은 전체 어셈블리 내의 개별적인 파트 공차들의 말소(erasure)를 허용하며, 이는 높은 평탄도를 가능하게 한다. 대안적으로, 충분한 점도를 갖도록 마련된 틱소트로피제가, 예를 들어, Hysol Loctite 0151가 결합을 위해 사용될 수 있다.
고정물(500)에서의 컴포넌트들의 어셈블리가 실온에서 수행될 수 있으며, 접착제의 경화가 또한 실온에서 일어날 수 있다. 이는, 종래의 접착제 결합의 고온 경화 방법들을 이용할 때 발생할 수 있는 바와 같은 컴포넌트들 사이의 상대 성장 또는 수축을 회피한다. 접착제는, 접착제가 장기간의 동작 동안 함께 엔드 이펙터(200)의 컴포넌트들을 함께 고정된 상태로 유지하기에 충분한 강도를 갖는 조인트들을 제공하기 위해 실온에서 희망되는 정도의 교차결합을 달성하도록 선택될 수 있다.
이제 도 18을 참조하면, 본 발명에 따른 예시적인 방법이 설명될 것이다. 단계(1000)에서, 복수의 패드들이 복수의 테이퍼링된 핑거들을 따라 이격된 간격들로 맞물린다. 복수의 패드들 및 복수의 핑거들은 그들 사이에 배치된 접착제를 갖는다. 단계(1100)에서, 복수의 테이퍼링된 핑거들의 근위 단부들이 베이스의 대응하는 리세스들과 맞물린다. 복수의 핑거들 및 대응하는 리세스들은 그들 사이에 배치된 접착제를 갖는다. 일부 실시예들에 있어, 접착제는 에폭시이다. 단계(1200)에서, 어셈블링된 패드들, 테이퍼링된 핑거들 및 베이스가, 복수의 패드들의 상단 표면들이 고정물의 상단 표면 상에 놓이도록 고정물 상에 위치된다. 일부 실시예들에 있어, 접착제는 에폭시이다. 단계(1300)에서, 어셈블리는 접착제가 경화될 때까지 고정물 상에서 제 위치로 홀딩된다. 일부 실시예들에 있어, 어셈블리는 접착제가 경화될 때까지 실온에서 고정물 상에서 제 위치에 홀딩된다.
발명자들은, 자동화된 로봇 기판 처리 시스템들의 설계에서 바람직한 높은 평면도가 컴포넌트들의 최종 어셈블리가 실온에서 수행되는 경우 달성될 수 있다는 것과 최종 어셈블리에서 사용되는 접착제가 비유사한 재료들의 인접한 컴포넌트들 사이의 임의의 성장 또는 수축을 회피하도록 실온에서 완전히 경화하는 것이 허용된다는 것을 발견하였다. 이는, 접착제의 완전한 교차결합을 가능하게 하기 위하여 복합물 파트들의 오븐-경화를 이용하는 복합물 제조 산업의 일반적인 관례와 배치된다. 개시된 프로세스를 이용하면, 희망되는 강도 및 수명을 갖는 구조적 조인트를 제공하도록 실온에서 충분히 교차결합하는 접착제들이 사용된다. 감소된 기계적 속성들(오븐 경화 프로세스들에 비하여)이 개시된 실온 어셈블리 및 경화 기술들로 달성가능한 치수적 공차들 및 높은 평면도를 대가로 용인된다. 이러한 방법은 오로지, 동일한 높은 평면도 또는 파트 공차를 달성하기 위해 후-기계가공(post-machining) 단계를 필요로 하는 전통적인 복합물 오븐-경화 관례들에 비해 어셈블리의 총 비용을 감소시키는데 기여할 뿐이다.
본 발명은 본원에서 설명된 특정 실시예에 의해 범위가 제한되지 않는다. 오히려, 본원에서 설명된 실시예들에 더하여, 본 발명의 다른 다양한 실시예들 및 이에 대한 수정예들이 이상의 설명 및 첨부된 도면들로부터 당업자들에게 자명해질 것이다. 이러한 다른 실시예들 및 수정예들이 본 발명의 범위 내에 속하도록 의도된다. 추가로, 본 발명이 본원에서 특정 목적을 위한 특정 환경에서의 특정 구현예의 맥락에서 설명되었지만, 당업자들은 이의 유용함이 이에 한정되지 않으며, 본 발명이 임의의 수의 목적들을 위한 임의의 수의 환경들에서 유익하게 구현될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 이하에서 기술되는 청구항들은 본원에서 설명된 바와 같은 본 발명의 완전한 폭과 사상의 관점에서 해석되어야만 한다. 본원에서 사용된 바와 같은, 단수로 언급되고 및 단어 "일"이 선행되는 엘러먼트 또는 단계는, 이러한 배제가 명백하게 언급되지 않는 한, 복수의 엘러먼트들 또는 단계들을 배제하지 않는 것으로 이해되어야만 한다. 또한, 본 발명의 "일 실시예"에 대한 언급들은, 언급된 특징들을 또한 통합하는 추가적인 실시예의 존재를 배제하는 것으로 해석되도록 의도되지 않는다.

Claims (15)

  1. 엔드 이펙터(end effector)로서,
    베이스;
    상기 베이스로부터 연장하는 복수의 핑거(finger)들로서, 상기 핑거들은 탄소 섬유 재료를 포함하고, 상기 핑거들의 각각은 상기 베이스의 근위의(proximate) 제 1 직경 및 제 1 벽 두께로부터 상기 베이스의 원위의(distal) 상기 제 1 직경보다 더 작은 제 2 직경 및 상기 제 1 벽 두께보다 더 작은 제 2 벽 두께로 테이퍼링(taper)되는, 상기 복수의 핑거들;
    적어도 하나의 기판을 지지하기 위해 상기 핑거들의 각각 상에 배치되는 복수의 패드들; 및
    상기 베이스의 일 단부에 연결된 리스트 플레이트(wrist plate)로서, 상기 리스트 플레이트는 상기 핑거들과 맞물리기 위한 복수의 제 1 돌출부들 및 상기 베이스 내의 복수의 립들과 맞물리기 위한 복수의 제 2 돌출부들을 갖는, 상기 리스트 플레이트를 포함하는, 엔드 이펙터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 핑거들의 각각은 중공형(hollow)인, 엔드 이펙터.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스는 서로 대향되어 위치된 상단 및 하단 플레이트들, 및 상기 상단 및 하단 플레이트들 사이에 배치된 복수의 립(rib)들을 포함하는, 엔드 이펙터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 상단 및 하단 플레이트들은 탄소 섬유 재료를 포함하는, 엔드 이펙터.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 핑거들의 각각은 상기 핑거들의 각각의 길이의 전체를 따라 테이퍼링되는, 엔드 이펙터.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    스파 부재(spar member), 허브 및 엔드 이펙터 인터페이스를 더 포함하고,
    상기 엔드 이펙터 인터페이스는 상기 스파 부재와 베이스 사이에 연결되며, 상기 스파 부재는 상기 허브에 연결되고, 상기 스파 부재는 탄소 섬유 복합물을 포함하는, 엔드 이펙터.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 엔드 이펙터 인터페이스는 상기 베이스의 일 부분을 상기 스파 부재에 대하여 고정하기 위해 상기 베이스 내의 돌출부들과 맞물리도록 구성된 복수의 돌출부들을 갖는, 엔드 이펙터.
  9. 엔드 이펙터를 제작하기 위한 방법으로서,
    복수의 테이퍼링된 핑거들을 따라 이격된 간격들로 복수의 패드들을 맞물리게 하는 단계로서, 상기 복수의 패드들 및 복수의 핑거들은 그들 사이에 배치된 접착제를 갖는, 단계;
    상기 복수의 테이퍼링된 핑거들의 근위 단부들을 베이스의 대응하는 리세스(recess)들과 맞물리게 하는 단계로서, 상기 복수의 핑거들 및 상기 대응하는 리세스들은 그들 사이에 배치된 접착제를 갖는, 단계;
    상기 복수의 패드들의 상단 표면들이 고정물(fixture)의 상단 표면과 접촉하도록 상기 복수의 패드들, 상기 복수의 테이퍼링된 핑거들 및 상기 베이스를 상기 고정물 상에 위치시키는 단계; 및
    상기 접착제가 경화될 때까지 상기 복수의 패드들, 상기 복수의 테이퍼링된 핑거들 및 상기 베이스를 상기 고정물 상에서 제 위치에 홀딩하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 복수의 패드들의 각각은 상기 복수의 테이퍼링된 핑거들의 각각의 외측 표면과 미리 결정된 결합 간극을 형성하며, 상기 미리 결정된 결합 간극들 중 적어도 일부는 상기 접착제로 충진되는, 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 복수의 테이퍼링된 핑거들의 각각은 상기 베이스의 상기 리세스들과 미리 결정된 결합 간극을 형성하며, 상기 미리 결정된 결합 간극들 중 적어도 일부는 상기 접착제로 충진되는, 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 접착제가 경화될 때까지 상기 복수의 패드들, 상기 복수의 테이퍼링된 핑거들 및 상기 베이스를 상기 고정물 상에서 제 위치에 홀딩하는 단계는, 상기 접착제가 경화될 때 상기 복수의 패드들의 상기 상단 표면들이 동일한 평면 내에서 정렬되도록 상기 복수의 패드들, 상기 복수의 테이퍼링된 핑거들 및 상기 베이스가 서로에 대하여 세틀링(settle)되게 하는, 방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 접착제가 경화될 때까지 상기 복수의 패드들, 상기 복수의 테이퍼링된 핑거들 및 상기 베이스를 상기 고정물 상에서 제 위치에 홀딩하는 단계는 실온에서 수행되는, 방법.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 접착제가 경화될 때까지 상기 복수의 패드들, 상기 복수의 테이퍼링된 핑거들 및 상기 베이스를 상기 고정물 상에서 제 위치에 홀딩하는 단계는, 외부 클램핑(clamping) 힘의 인가 없이 상기 복수의 패드들, 상기 복수의 테이퍼링된 핑거들 및 상기 베이스를 함께 홀딩하도록 수행되는, 방법.
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 접착제가 경화될 때까지 상기 복수의 패드들, 상기 복수의 테이퍼링된 핑거들 및 상기 베이스를 상기 고정물 상에서 제 위치에 홀딩하는 단계는, 상기 고정물 내에 형성된 진공 포트들을 통해 상기 복수의 패드들의 상기 상단 표면들에 진공을 인가하는 단계를 포함하는, 방법.
KR1020157027793A 2013-03-13 2014-03-12 복합 엔드 이펙터들 및 복합 엔드 이펙터를 제조하기 위한 방법 KR102170775B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361778524P 2013-03-13 2013-03-13
US61/778,524 2013-03-13
US14/200,547 2014-03-07
US14/200,547 US20140265394A1 (en) 2013-03-13 2014-03-07 Composite end effectors
PCT/US2014/023955 WO2014164966A1 (en) 2013-03-13 2014-03-12 Composite end effectors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150131101A KR20150131101A (ko) 2015-11-24
KR102170775B1 true KR102170775B1 (ko) 2020-10-28

Family

ID=51524273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157027793A KR102170775B1 (ko) 2013-03-13 2014-03-12 복합 엔드 이펙터들 및 복합 엔드 이펙터를 제조하기 위한 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20140265394A1 (ko)
KR (1) KR102170775B1 (ko)
CN (1) CN105074900B (ko)
TW (1) TWI603823B (ko)
WO (1) WO2014164966A1 (ko)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9412638B2 (en) * 2014-03-27 2016-08-09 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. End effector pads
CN104909046A (zh) * 2015-05-08 2015-09-16 合肥鑫晟光电科技有限公司 基板搬运装置及基板搬运系统
CN106531671A (zh) * 2015-10-22 2017-03-22 安徽超元半导体有限公司 一种针测机晶圆传输机构手臂
US10322513B2 (en) * 2015-12-08 2019-06-18 Genmark Automation, Inc. Robot end effector applying tensile holding force
JP6723131B2 (ja) 2016-09-29 2020-07-15 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板搬送装置および基板搬送方法
CN108666231B (zh) * 2017-03-28 2022-04-26 雷仲礼 基板处理系统、基板传送装置和传送方法
JP2019010690A (ja) * 2017-06-29 2019-01-24 日本電産サンキョー株式会社 産業用ロボットのハンドおよび産業用ロボット
EP3486045B1 (de) * 2017-11-15 2021-07-21 FIPA Holding GmbH Pneumatisch betätigter greifer mit greifflächenbeschichtung
KR102218502B1 (ko) * 2018-10-15 2021-02-22 박현진 웨이퍼 미끄럼방지용 더블 u패드
CN109407359A (zh) * 2018-10-29 2019-03-01 武汉华星光电技术有限公司 机械手
US11691301B2 (en) * 2018-11-29 2023-07-04 Ocado Innovation Limited Detection and measurement of wear of robotic manipulator touch points
WO2021025956A1 (en) * 2019-08-02 2021-02-11 Dextrous Robotics, Inc. Robotic manipulators
JP7466360B2 (ja) 2020-04-10 2024-04-12 ニデックインスツルメンツ株式会社 産業用ロボットのハンドおよび産業用ロボット
WO2023205176A1 (en) 2022-04-18 2023-10-26 Dextrous Robotics, Inc. System and/or method for grasping objects

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006269951A (ja) 2005-03-25 2006-10-05 Shikibo Ltd 搬送装置用ハンド

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7073834B2 (en) * 2004-06-25 2006-07-11 Applied Materials, Inc. Multiple section end effector assembly
JP4731267B2 (ja) * 2005-09-29 2011-07-20 日本電産サンキョー株式会社 ロボットのハンドおよびこれを用いたワーク搬送ロボット
KR20070078402A (ko) * 2006-01-26 2007-07-31 브룩스오토메이션아시아(주) 기판 이송로봇의 리스트 플레이트
US20080247857A1 (en) * 2007-04-05 2008-10-09 Ichiro Yuasa End effector and robot for transporting substrate
JP2009184053A (ja) * 2008-02-05 2009-08-20 Toray Ind Inc ロボットハンド用フォーク
US8276959B2 (en) * 2008-08-08 2012-10-02 Applied Materials, Inc. Magnetic pad for end-effectors

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006269951A (ja) 2005-03-25 2006-10-05 Shikibo Ltd 搬送装置用ハンド

Also Published As

Publication number Publication date
US20140265394A1 (en) 2014-09-18
WO2014164966A1 (en) 2014-10-09
KR20150131101A (ko) 2015-11-24
TW201446444A (zh) 2014-12-16
WO2014164966A9 (en) 2015-01-29
CN105074900B (zh) 2018-08-14
TWI603823B (zh) 2017-11-01
CN105074900A (zh) 2015-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102170775B1 (ko) 복합 엔드 이펙터들 및 복합 엔드 이펙터를 제조하기 위한 방법
US20120301067A1 (en) Apparatus and methods for forming kinematic coupling components
JP6858849B2 (ja) 磁気アクチュエータおよび傾斜プラットフォームアセンブリ
US9211618B2 (en) Method of securing composite core during a manufacturing process
JP2007281251A (ja) サポートバーおよび基板カセット
CA2935530C (en) Frp shaping jig and method of shaping frp structure
CN108331812B (zh) 包括由连接夹支撑的蜂窝芯部的拼接件及其形成方法
WO2016014482A1 (en) Method and devices to minimize work-piece distortion due to adhering stresses and changes in internal stresses
US8850695B1 (en) Printed circuit board assembly tooling
CN109483903A (zh) 并入增材制造元件的复合结构
KR102039192B1 (ko) 굽은 플랜지를 형성하기 위한 방법 및 장치
US11579403B2 (en) 2D bi-pod flexure design, mount technique and process for implementation
US8941814B2 (en) Multiple-blade holding devices
US20150174819A1 (en) Method of splicing composite core
US20040057664A1 (en) Precision two dimensional optical array
US9156239B2 (en) Method of manufacturing net edge core and a method of bonding net edge core to a substructure
JP4813788B2 (ja) 精密機器用複合構造材の製造方法
JP3632846B2 (ja) ロボットハンド部材及びその製造方法
US6574412B2 (en) Method for positioning optical fibers
US20130052919A1 (en) Graphite composite panel polishing fixture and assembly
US11986948B1 (en) Six degrees of freedom compliant flexure and autonomous assembly using same
JP5273978B2 (ja) 繊維強化樹脂製中空体
US20220396049A1 (en) Core material and structure

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant