RU2533075C2 - Device of orientation of sample for nanotechnological complex - Google Patents
Device of orientation of sample for nanotechnological complex Download PDFInfo
- Publication number
- RU2533075C2 RU2533075C2 RU2012117018/02A RU2012117018A RU2533075C2 RU 2533075 C2 RU2533075 C2 RU 2533075C2 RU 2012117018/02 A RU2012117018/02 A RU 2012117018/02A RU 2012117018 A RU2012117018 A RU 2012117018A RU 2533075 C2 RU2533075 C2 RU 2533075C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- platform
- rollers
- orientation
- carrier
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области нанотехнологий и может быть использовано в автоматизированных транспортных системах передачи и позиционирования образца в вакууме и контролируемой газовой среде.The invention relates to the field of nanotechnology and can be used in automated transport systems for transferring and positioning a sample in vacuum and a controlled gas environment.
Известно устройство для укладки и ориентации цилиндрических втулок (1), содержащее средство захвата втулок: корпус и рычажный подпружиненный прижим. Имеется также механизм ориентации втулок по базирующим элементам в виде подпружиненной иглы и вращающегося валка для вращения втулки в момент поиска базы.A device for laying and orienting cylindrical bushings (1) is known, comprising a means for gripping the bushings: a housing and a lever spring-loaded clip. There is also a mechanism for orienting the bushings on the basing elements in the form of a spring-loaded needle and a rotating roll for rotating the bush at the time of the base search.
Функции этого устройства ограничены. Например, невозможно выполнить в случае технологической необходимости переворот изделия на 180°.The functions of this device are limited. For example, it is impossible to carry out a product revolution of 180 ° in case of technological need.
Известно также устройство переноса и ориентации заготовок (2). Оно имеет головку с установленными на ней захватами заготовок, а также механизм переноса и ориентации заготовок, выполняющий функцию переворота на 180° при перемещении заготовки от одной фиксированной позиции обработки к другой. При этом переворот заготовок является взаимосвязанной функцией их ориентации на позиции обработки. Это устройство взято за прототип. Оно имеет существенный недостаток, а именно невозможность выполнить независимо ориентацию и переворот изделия в соответствии с условиями технологического процесса обработки, что сужает его функциональные возможности.A device for transferring and orienting blanks is also known (2). It has a head with workpiece grippers installed on it, as well as a transfer and orientation mechanism for the workpieces that performs a 180 ° flip function when moving the workpiece from one fixed processing position to another. In this case, the turn of the blanks is an interconnected function of their orientation to the processing position. This device is taken as a prototype. It has a significant drawback, namely the inability to independently orient and turn the product in accordance with the conditions of the technological process of processing, which narrows its functionality.
Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей устройства.The technical result of the invention is to expand the functionality of the device.
Технический результат достигается тем, что в устройстве ориентации образца для нанотехнологического комплекса, содержащем средство захвата образца и механизм перемещения этого средства при ориентации образца, последний снабжен носителем образца с элементами ориентации, а средство захвата содержит платформу, установленную с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, а также две пары роликов попарно расположенных на противоположных краях платформы. При этом ролики выполнены с элементами взаимодействия с носителем образца. Средство захвата также имеет привод перемещения роликов вдоль горизонтальной оси, при этом механизм перемещения средства захвата содержит U-образную раму, соединенную с приводом перемещения вдоль вертикальной оси, который установлен на основании устройства. U-образная рама своими проушинами охватывает платформу средства захвата образца и на них порознь установлены: привод поворота средства захвата вокруг горизонтальной оси и привод вращения одного из роликов.The technical result is achieved by the fact that in the sample orientation device for the nanotechnological complex containing the sample capture means and the mechanism for moving this tool during sample orientation, the latter is equipped with a sample carrier with orientation elements, and the capture means contains a platform mounted to rotate around a horizontal axis, and also two pairs of rollers pairwise located on opposite edges of the platform. In this case, the rollers are made with elements of interaction with the sample carrier. The gripping means also has a drive for moving the rollers along the horizontal axis, while the mechanism for moving the gripping means comprises a U-shaped frame connected to the drive along the vertical axis, which is mounted on the base of the device. The U-shaped frame with its eyes covers the platform of the sample capture means and are separately mounted on them: a drive for turning the capture means around a horizontal axis and a rotation drive for one of the rollers.
Носитель образца выполнен в виде кольца, профилированного по внешней окружности, которое сопрягается с элементами взаимодействия роликов в виде ответного профиля, при этом образец установлен на первой плоской стороне носителя, а элементы ориентации образца на второй плоской стороне носителя.The sample carrier is made in the form of a ring profiled around the outer circumference, which mates with the interaction elements of the rollers in the form of a response profile, the sample being mounted on the first flat side of the carrier, and the orientation elements of the sample on the second flat side of the carrier.
Привод перемещения роликов содержит ходовой винт с правой и левой резьбовыми нарезками, сопряженный с правой и левой ходовыми гайками, связанными посредством тяг с соответствующей парой роликов, каждый из которых установлен на направляющей, расположенной на платформе вдоль горизонтальной оси, при этом одна из пар роликов имеет подпружиненные тяги.The drive for moving the rollers contains a lead screw with right and left threaded threads, coupled to the right and left lead nuts, connected by rods to the corresponding pair of rollers, each of which is mounted on a guide located on the platform along the horizontal axis, while one of the pairs of rollers has spring traction.
Платформа снабжена двумя полуосями, установленными в проушинах U-образной рамы, при этом привод поворота средства захвата вокруг горизонтальной оси сопряжен с одной из полуосей с помощью угловой передачи вращения, а привод вращения одного из роликов выполнен в виде бесконтактной передачи вращения, причем ведущая ее часть установлена на валу привода, а ведомая часть закреплена на оси ролика.The platform is equipped with two half shafts installed in the eyes of the U-shaped frame, while the rotation drive of the gripping means around the horizontal axis is coupled to one of the half shafts using an angular rotation transmission, and the rotation drive of one of the rollers is made in the form of a non-contact rotation transmission, and its leading part mounted on the drive shaft, and the driven part is mounted on the axis of the roller.
Платформа также содержит датчик ориентации образца, сопряженный с ориентирующими канавками на второй плоской стороне носителя, а также датчик крайних угловых положений платформы при ее повороте вокруг горизонтальной оси.The platform also contains a sample orientation sensor mating with the alignment grooves on the second flat side of the carrier, as well as a sensor of extreme angular positions of the platform when it is rotated about a horizontal axis.
При этом датчик ориентации образца выполнен в виде цилиндрического ролика с осью вращения, совпадающей с координатной осью ориентации образца, а сам ролик установлен на первой гибкой контактной пластине датчика ориентации, в свою очередь вторая жесткая контактная пластина датчика ориентации установлена на платформе.In this case, the orientation sensor of the sample is made in the form of a cylindrical roller with an axis of rotation coinciding with the coordinate axis of orientation of the sample, and the roller itself is mounted on the first flexible contact plate of the orientation sensor, in turn the second rigid contact plate of the orientation sensor is mounted on the platform.
Датчик крайних угловых положений платформы выполнен в виде контактной группы, включающей двухпозиционный поворотный контакт, закрепленный на полуоси платформы, и оба сопряженных неподвижных контакта, установленных на проушине U-образной рамы.The sensor of the extreme angular positions of the platform is made in the form of a contact group, including a two-position rotary contact, mounted on the axle shaft of the platform, and both conjugated fixed contacts mounted on the eye of the U-shaped frame.
При этом тяги подпружиненной пары роликов выполнены составными в виде телескопического соединения двух частей, а обе части одной тяги сопряжены посредством пружины сжатия.In this case, the thrusts of the spring-loaded pair of rollers are made integral in the form of a telescopic connection of two parts, and both parts of the same thrust are conjugated by a compression spring.
На чертежах показана предложенная конструкция устройства ориентации образца для нанотехнологического комплекса.The drawings show the proposed design of the device orientation of the sample for the nanotechnological complex.
На Фиг.1 дан фронтальный вид устройства с образцом, находящимся на носителе образца.Figure 1 is a front view of the device with the sample located on the sample carrier.
На последующих фигурах образец условно не показан. На Фиг.2 дан вид сверху предложенного устройства.In the following figures, the sample is conventionally not shown. Figure 2 is a top view of the proposed device.
На Фиг.3 (фронтальный вид) и Фиг.4 (вид снизу) представлено в виде отдельного узла средство захвата образца.Figure 3 (front view) and Figure 4 (bottom view) presents as a separate node means for capturing the sample.
На Фиг.5 представлена аксонометрическая проекция варианта исполнения устройства ориентации образца.5 is a perspective view of an embodiment of a sample orientation device.
На Фиг.6 дана схема установки датчика ориентации образца и его взаимодействия с носителем образца.Figure 6 shows the installation diagram of the orientation sensor of the sample and its interaction with the carrier of the sample.
На Фиг.7 дана схема установки датчика крайних угловых положений платформы.Figure 7 shows the installation diagram of the sensor extreme angular positions of the platform.
На Фиг.8 (вид в плане) представлена схема нанотехнологического комплекса, условно состоящего из двух связанных вместе кластеров технологических камер, соединенных транспортной системой с размещенным в ней устройством ориентации образца.On Fig (plan view) presents a diagram of a nanotechnological complex, conditionally consisting of two clusters of process chambers connected together, connected by a transport system with a sample orientation device located in it.
Образец 1 (Фиг.1) расположен в устройстве на средстве захвата 2, которое сопряжено с механизмом 3 перемещения средства захвата 2, при этом образец 1 снабжен носителем 4, имеющим элементы ориентации 5 (подробнее см. описание Фиг.3). Средство захвата 2 в свою очередь содержит платформу 6 с расположенными на противоположных краях платформы двумя парами роликов 7 и 8 (см. также Фиг.2), которые имеют элементы взаимодействия 9 с носителем 4 образца (подробнее см. описание Фиг.3), а также привод перемещения 10 роликов вдоль горизонтальной оси O1-O1.Sample 1 (Figure 1) is located in the device on the
Механизм 3 перемещения средства захвата 2 содержит U-образную раму 11, соединенную с приводом перемещения 12 по вертикальной оси O2-O2, который устанавливается на основании 13.The
В проушины U-образной рамы 11 вставлены две полуоси 14, расположенные с противоположных краев платформы 6. На проушинах U-образной рамы 11 порознь установлены привод поворота 15 средства захвата 2 вокруг горизонтальной оси O1-O1 и привод вращения 16 одного из роликов 7. Все примененные в устройстве приводы могут быть выполнены с использованием шаговых электродвигателей, например, ф. Faulhaber, модель AM2224-AV-12-75.Two
Привод поворота 15 соединен с одной из полуосей 14 с помощью угловой передачи вращения 17, например конической зубчатой передачи, а привод вращения 16 сопряжен с одним из роликов 7, например, с помощью магнитной муфты, ведущая часть 18 которой установлена на валу привода вращения 16, а ведомая часть 19 - на оси ролика 7.The
Носитель 4 образца может быть выполнен в виде кольца с треугольным выступом 20 (см. Фиг.3) по внешней окружности, который сопряжен с треугольной канавкой 21 на наружном контуре каждого из роликов. При этом образец 1 установлен на первой плоской стороне 22 носителя 4, а элементы ориентации выполнены в виде ориентирующих канавок 23 на второй плоской стороне 24 носителя 4.The
Привод перемещения 10 (см. Фиг.4) роликов содержит ходовой винт 25 с двумя резьбовыми нарезками противоположного направления, например правого 26 и левого 27 направления, с которыми сопряжены две правая 28 и левая 29 ходовые гайки. При этом одна из ходовых гаек, например ходовая гайка 29, соединена посредством жестких тяг 30 с парой роликов 8, при том, что каждый из роликов установлен своей осью на направляющей 31, расположенной на платформе 6 вдоль горизонтальной оси O1-O1, a пара роликов 7 подпружинена на своих тягах, которые выполнены составными в виде телескопического соединения двух частей 32 и 33 и обе части сопряжены посредством пружины сжатия 34.The movement drive 10 (see FIG. 4) of the rollers comprises a
Платформа 6 содержит датчик ориентации образца 35 и датчик крайних угловых положений 36 платформы 6 (см. Фиг.2, 5, 6). Датчик ориентации образца 35 (см. подробнее Фиг.6) выполнен в виде цилиндрического ролика 37 с осью вращения, совпадающей с координатной осью ориентации образца Y1 (см. также Фиг.8), а сам ролик 37 установлен на первой гибкой контактной пластине 38, при этом вторая жесткая контактная пластина 39 этого датчика установлена на платформе 6. Датчик крайних угловых положений 36 (см Фиг.2, 5, 7) выполнен в виде контактной группы, состоящей из двухпозиционного поворотного контакта 40, закрепленного на полуоси 14 и двух неподвижных контактов 41, установленных на проушине U-образной рамы 11.The
Схема установки устройства ориентации в транспортной системе передачи образца нанотехнологического комплекса, условно состоящего из двух связанных вместе кластеров технологических камер, показана на Фиг.8.The installation diagram of the orientation device in the transport system for transmitting a sample of a nanotechnological complex, conditionally consisting of two clusters of technological chambers connected together, is shown in Fig. 8.
Устройство ориентации расположено в вакуумной камере 42, соединенной с камерами 43 и 44, содержащими роботов-раздатчиков 47, каждая из которых сопряжена с технологическими камерами 45 кластеров. При этом устройство ориентации расположено по взаимно перпендикулярным координатным осям ориентации образца X1-Y1, где ось X1 коллинеарна с линией передачи образца из камеры 43 робота-раздатчика в вакуумную камеру 42, а ось Y1 совпадает с осью O1-O1 расположения датчика ориентации 35 образца (см. Фиг.2). Технологические камеры 45 содержат элементы ориентации образца 46, например сферические опоры, ориентированные по взаимно перпендикулярным координатным осям X2-Y2, где ось X2 коллинеарна линии передачи образца из технологической камеры 45 в камеру 44 робота-раздатчика.The orientation device is located in a
Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.
Робот-раздатчик 47 (см. Фиг.8) вспомогательной камеры 43, обслуживающий, например, технологические камеры 45 кластера групповых технологий, среди них камеры импульсного лазерного осаждения, магнетронного распыления, молекулярно-лучевой эпитаксии и т.д., своим манипулятором переносит образец, установленный на носителе 4 в данном случае рабочей поверхностью вниз, из технологической камеры в зону средства захвата 2 устройства (см. Фиг.1).The dispensing robot 47 (see Fig. 8) of the
Для согласования положения по вертикальной оси O2-O2 носителя 4 и средства захвата 2 включают привод перемещения 12.To coordinate the position along the vertical axis O 2 -O 2 of the carrier 4 and the gripping means 2 include a movement drive 12.
Затем включают привод перемещения 10, вращающий ходовой винт 25 (см. Фиг.4), и с помощью ходовых гаек 28, 29, жестких тяг 30, подпружиненных телескопических тяг 32, 33 перемещают вдоль горизонтальной оси по направляющим 31 две пары роликов 7 и 8. Ролики своими треугольными канавками 21 (см. Фиг.3) входят в сопряжение с треугольным выступом 20 кольца носителя 4 и фиксируют его в средстве захвата 2.Then, the
После этого манипулятор робота-раздатчика выходит из сопряжения с кольцом носителя 4, тем самым оставляя образец в устройстве.After that, the manipulator of the robot distributor leaves the interface with the
Затем следует переворот образца на 180° вокруг горизонтальной оси рабочей поверхностью вверх для последующей передачи в кластер локальных технологий. Для этого включается привод поворота 15 (см. Фиг.1), который с помощью угловой передачи вращения 17 поворачивает платформу 6 средства захвата 2 на полуосях 14. Угол поворота фиксируется датчиком крайних угловых положений 36 платформы 6 (см. Фиг.2).Then the sample is flipped 180 ° around the horizontal axis with the working surface facing up for subsequent transfer to the cluster of local technologies. To do this, the
После этого проводится ориентация образца относительно координатных осей X1-Y1 камеры 42 устройства ориентации (см. Фиг.8). Включается привод вращения 16, который через полумуфты 18 и 19 передает вращение одному из роликов 7 (см. Фиг.1).After that, the orientation of the sample relative to the coordinate axes X 1 -Y 1 of the camera 42 of the orientation device is carried out (see Fig. 8). The
Носитель 4 образца поворачивается пока ориентирующая канавка 23 на второй плоской стороне 24 носителя не зафиксируется датчиком ориентации образца 35 (см. Фиг.2, 3).The
Далее для согласования положения по вертикальной оси О2-О2 носителя 4 и манипулятора робота-раздатчика 47, обслуживающего технологические камеры кластера локальных технологий, включается привод перемещения 12 (см. Фиг.1). После того, как манипулятор робота-раздатчика 47 выйдет из сопряжения с кольцом носителя 4, включается на реверс привод перемещения 10 и две пары роликов 7 и 8 выходят из контакта с кольцом носителя 4.Next, to coordinate the position along the vertical axis О 2 -О 2 of the
Далее робот-раздатчик 47 (см. Фиг.8) вспомогательной камеры 44 транспортирует образец в технологическую камеру 45 кластера локальных технологий с ориентацией по координатным осям X2-Y2 базирующих элементов 46 камеры, что позволяет проводить локальную координатную обработку образца, например, фокусированным ионным пучком, сканирующим зондом с системой газовой инжекции и т.д.Next, the robot distributor 47 (see Fig. 8) of the
Таким образом, в предложенном устройстве выполняются независимые функции ориентации образца и переворота образца рабочей поверхностью вверх или вниз в зависимости от технологии обработки в том или ином кластере технологических камер.Thus, in the proposed device performs independent functions of the orientation of the sample and the rotation of the sample with the working surface up or down, depending on the processing technology in a particular cluster of technological chambers.
Кроме того, в случае, когда нет технологической необходимости переворота образца и обработка должна быть продолжена в соседней камере кластера, устройство может выполнять только функцию механизма межоперационной передачи носителя образца из одной камеры кластера в другую без переворота и ориентирования, что расширяет технические и функциональные возможности устройства.In addition, in the case where there is no technological need for sample rotation and processing should be continued in an adjacent cluster chamber, the device can only function as an interoperational transfer of the sample carrier from one cluster chamber to another without a revolution and orientation, which extends the technical and functional capabilities of the device .
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ N2257993, МПК B23Q, 7/08 от 22.12.2003.1. RF patent N2257993, IPC B23Q, 7/08 dated 12/22/2003.
2. Механизмы. Справочник под редакцией Кожевникова. "Машиностроение", 1976 г., рис.13.14.2. The mechanisms. Handbook edited by Kozhevnikov. "Mechanical Engineering", 1976, Fig.13.14.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012117018/02A RU2533075C2 (en) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | Device of orientation of sample for nanotechnological complex |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012117018/02A RU2533075C2 (en) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | Device of orientation of sample for nanotechnological complex |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012117018A RU2012117018A (en) | 2013-11-10 |
| RU2533075C2 true RU2533075C2 (en) | 2014-11-20 |
Family
ID=49516485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012117018/02A RU2533075C2 (en) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | Device of orientation of sample for nanotechnological complex |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2533075C2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998038501A1 (en) * | 1997-02-28 | 1998-09-03 | Thermomicroscopes Corporation | Scanning probe microscope providing unobstructed top down and bottom up views |
| RU2158454C1 (en) * | 1999-04-22 | 2000-10-27 | Зао "Нт-Мдт" | Superhigh-vacuum transport system for probe scanning microscopes |
| RU2257993C1 (en) * | 2003-12-22 | 2005-08-10 | Кубанский государственный технологический университет | Apparatus for placing and orienting cylindrical sleeves |
| RU2308782C1 (en) * | 2006-05-06 | 2007-10-20 | ЗАО "Нанотехнология-МДТ" | Nanoelectronic complex |
-
2012
- 2012-04-27 RU RU2012117018/02A patent/RU2533075C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998038501A1 (en) * | 1997-02-28 | 1998-09-03 | Thermomicroscopes Corporation | Scanning probe microscope providing unobstructed top down and bottom up views |
| RU2158454C1 (en) * | 1999-04-22 | 2000-10-27 | Зао "Нт-Мдт" | Superhigh-vacuum transport system for probe scanning microscopes |
| RU2257993C1 (en) * | 2003-12-22 | 2005-08-10 | Кубанский государственный технологический университет | Apparatus for placing and orienting cylindrical sleeves |
| RU2308782C1 (en) * | 2006-05-06 | 2007-10-20 | ЗАО "Нанотехнология-МДТ" | Nanoelectronic complex |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012117018A (en) | 2013-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10603838B2 (en) | 3D printing system | |
| JP5766235B2 (en) | Robot arm | |
| JP5423415B2 (en) | Production system | |
| US20130076055A1 (en) | Robot hand and robot | |
| KR101180872B1 (en) | Spherical robot with a pair of pendulums | |
| JP5403120B2 (en) | Handling method | |
| CN104619619B (en) | The method of base plate transmission device and moving substrate | |
| CN104093649A (en) | Multi-directional roller assembly | |
| CN103964194B (en) | A kind of upset distributing device | |
| JP6067805B1 (en) | Combined work device using link actuator | |
| CN207931162U (en) | A kind of carton vision positioning automatic laminating machine utilizing | |
| US20190337730A1 (en) | Workpiece inverting device | |
| CN107249780A (en) | Clamping device for machanical fastener | |
| CN103659831A (en) | Universal joint and parallel rod robot with universal joint | |
| RU2533075C2 (en) | Device of orientation of sample for nanotechnological complex | |
| US20190202645A1 (en) | Pick-and-place device | |
| JP5187048B2 (en) | Handling system | |
| US20160236345A1 (en) | Transfer device and vacuum apparatus | |
| CN103662690B (en) | Direction-changing device and carrying device | |
| JPS58187225A (en) | Automatic feed device of object to be worked | |
| JP5423361B2 (en) | Handling system and parts supply system | |
| KR20130020471A (en) | Two degree-of-freedom positioning robot manipulator using single servo motor | |
| JP2009035423A (en) | Direction changing device and conveyor device | |
| KR20150050917A (en) | Transferring Robot System of Press Line | |
| KR101418087B1 (en) | Cell Tranferring Device for Polymer Battery Electrode Manufacturing Machine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160428 |