TW202029397A - 一種夾持機械手及自動搬運裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於搬運設備技術領域,例如關於一種夾持機械手及自動搬運裝置。該夾持機械手包含抓手、識別定位組件及尺寸切換組件,識別定位組件用於識別片盒的尺寸及定位片盒的位置;抓手用於抓取片盒,抓手具有用於抓取第一尺寸片盒的第一抓取結構及用於抓取第二尺寸片盒的第二抓取結構;尺寸切換組件用於根據片盒的尺寸調整抓手的開合度。藉由在抓手上設置第一抓取結構及第二抓取結構,實現不同尺寸片盒的抓取,結合識別定位組件及尺寸切換組件,實現抓手不同尺寸間的自動切換,無需人工干預,提高夾持機械手的相容性,提高設備產率,降低設備數量需求,從而降低成本。自動搬運裝置的搬運過程不需人工干預,提高搬運效率,實現一機多用,降低成本。
Description
本發明係關於搬運設備技術領域,例如關於一種夾持機械手及自動搬運裝置。
在電子半導體領域,晶圓是積體電路製造的基本材料,所有積體電路的設計及製造,都是以晶圓為載體。晶圓厚度一般不足1mm,重量輕,脆性大,表面潔淨度要求高,因此,晶圓通常放置在晶圓片盒內完成搬移與運輸工作。
在相關技術中,針對12寸片盒及8寸片盒的取放搬運均有獨立的成熟產品,但是半導體廠房內會有多種尺寸規格片盒,包含8寸片盒及12寸片盒等,在實際生產中,需要分別使用與片盒規格相匹配的搬運設備完成不同規格片盒的取放與搬運,當需要搬運不同規格的片盒時還需人工手動調整,增加成本的同時也降低產率。
因此,亟需提供一種夾持機械手及自動搬運裝置,以克服相關技術中存在的不能相容不同尺寸的片盒的自動抓取及自動搬運的技術問題。
本發明提供一種夾持機械手,該夾持機械手能夠自動調整夾持開合度,以相容不同尺寸片盒的抓取。
本發明進一步提供一種自動搬運裝置,能實現不同尺寸片盒的搬運,且搬運過程不需人工干預,提高搬運效率,節約成本。
本發明提供一種夾持機械手,該夾持機械手能夠自動調整夾持開合度,以相容不同尺寸片盒的抓取。
本發明採用以下技術手段:
一種夾持機械手,其特徵係其包含:
識別定位組件,用於識別片盒的尺寸及定位前述片盒的位置;
抓手,用於抓取前述片盒,前述抓手具有用於抓取第一尺寸片盒的第一抓取結構及用於抓取第二尺寸片盒的第二抓取結構;
尺寸切換組件,用於根據前述片盒的尺寸調整前述抓手的開合度。
作為上述夾持機械手的可選技術手段,進一步包含片盒夾持檢測組件,前述片盒夾持檢測組件包含設置於前述抓手上的第一感測器以及第二感測器及/或第三感測器,前述第一感測器用於前述第一尺寸片盒抓取時的到位檢測,前述第二感測器用於前述第二尺寸片盒水平抓取時的到位檢測,前述第三感測器用於前述第二尺寸片盒垂直抓取時的到位檢測。
作為上述夾持機械手的可選技術手段,前述第一抓取結構包含設置在前述抓手內側的第一夾持槽,用於夾持前述第一尺寸片盒的頂部法蘭。
作為上述夾持機械手的可選技術手段,前述第一抓取結構進一步包含設置在前述第一夾持槽中的定位塊,前述定位塊與前述頂部法蘭上的V型槽對位適配,用於對前述第一尺寸片盒進行前後定位。
作為上述夾持機械手的可選技術手段,前述第二抓取結構包含設置在前述抓手內側的定位凸台及第二夾持槽。
作為上述夾持機械手的可選技術手段,前述第二尺寸片盒上設置有限位槽,垂直抓取前述第二尺寸片盒時前述定位凸台與前述限位槽相卡接。
作為上述夾持機械手的可選技術手段,前述定位凸臺上設置有防滑塊。
作為上述夾持機械手的可選技術手段,前述第二尺寸片盒上設置有檢測凸塊,前述檢測凸塊用於觸發前述第三感測器。
作為上述夾持機械手的可選技術手段,前述第二尺寸片盒上設置有第一定位邊及第二定位邊,在水平抓取前述第二尺寸片盒時前述第一定位邊卡接於前述第二夾持槽中,並能觸發前述第二感測器,前述第二定位邊的下表面緊貼於前述抓手的上表面。
作為上述夾持機械手的可選技術手段,前述尺寸切換組件包含驅動裝置及滑動組件,前述滑動組件與前述抓手連接,前述驅動裝置驅動前述滑動組件滑動。
作為上述夾持機械手的可選技術手段,前述識別定位組件為視覺定位組件,前述視覺定位組件能夠採集前述片盒的圖像並獲取其位置資訊。
作為上述夾持機械手的可選技術手段,進一步包含聲呐感測器,前述聲呐感測器用於檢測前述片盒是否存在。
本發明進一步提供一種自動搬運裝置,能實現不同尺寸片盒的搬運,且搬運過程不需人工干預,提高搬運效率,節約成本。
本發明採用以下技術手段:
一種自動搬運裝置,其特徵係其包含支架、安裝在前述支架上的密封腔體、安裝在前述密封腔體上的機械臂及安裝在前述機械臂末端的以上所述的夾持機械手。
作為上述自動搬運裝置的可選技術手段,前述密封腔體為兩個,兩個前述密封腔體關於前述支架中心呈對稱分佈。
作為上述自動搬運裝置的可選技術手段,前述機械臂為360°自由機械臂。
與相關技術相比,本發明具有如下優點:
本發明提供的夾持機械手,藉由在抓手上設置第一抓取結構及第二抓取結構,實現不同尺寸片盒的抓取,結合識別定位組件及尺寸切換組件,實現抓手不同尺寸間的自動切換,無需人工干預,提高夾持機械手的相容性,顯著提高設備產率,降低設備數量需求,節省空間,從而降低成本。
本發明提供的自動搬運裝置,搬運過程不需人工干預,顯著提高搬運效率,實現一機多用,降低成本。
1:抓手
11:第一夾持槽
12:定位塊
13:定位凸台
14:第二夾持槽
15:防滑塊
16:防滑條
17:第一感測器
18:第二感測器
19:第三感測器
2:識別定位組件
3:執行器
4:驅動裝置
5:轉接板
6:U形板
7:導軌
8:滑臂
9:L形板
10:聲呐感測器
100:第一尺寸片盒
101:頂部法蘭
102:V型槽
200:第二尺寸片盒
201:限位槽
202:檢測凸塊
203:第一定位邊
204:第二定位邊
300:支架
400:密封腔體
500:機械臂
600:夾持機械手
【圖1】是本發明具體實施方式提供的自動搬運裝置的結構示意圖。
【圖2】是本發明具體實施方式提供的夾持機械手的結構示意圖。
【圖3】是本發明具體實施方式提供的夾持機械手的局部結構示意圖。
【圖4】是本發明具體實施方式提供的第一尺寸片盒的俯視圖。
【圖5】是本發明具體實施方式提供的第二尺寸片盒水平放置時的結構示意圖。
【圖6】是本發明具體實施方式提供的第二尺寸片盒水平放置時的另一角度的結構示意圖。
【圖7】是本發明具體實施方式提供的第二尺寸片盒垂直放置時的結構示意圖。
【圖8】是本發明具體實施方式提供的第二尺寸片盒垂直放置時的另一角度的結構示意圖。
【圖9】是本發明具體實施方式提供的夾持機械手抓取第一尺寸片盒時的結構示意圖。
【圖10】是本發明具體實施方式提供的夾持機械手垂直抓取第二尺寸片盒時的結構示意圖。
【圖11】是本發明具體實施方式提供的夾持機械手水平抓取第二尺寸片盒時的結構示意圖。
以下結合圖式及實施方式進一步說明本發明的技術手段。可以理解的是,此處所描述的具體實施方式僅僅用於解釋本發明,而非對本發明的限定。另外亦需說明的是,為了便於描述,圖式中僅示出與本發明相關的部分而非全部。
本實施方式提供一種自動搬運裝置,能實現不同尺寸片盒的自動搬運,搬運過程不需人工干預,提高搬運效率,且整體佈局結構緊湊,小空間實現多功能,一機多用,降低成本。
如圖1所示,本實施方式提供的自動搬運裝置,包含支架300、安裝在支架300上的密封腔體400、安裝在密封腔體400上的機械臂500及安裝在機械臂500末端的夾持機械手600。其中,支架300的底部設置有滾輪,方便自動搬運裝置的移動。密封腔體400用於實現片盒的密封,防止片盒在運輸過程中對矽片產生污染。本實施方式中的密封腔體400可以為兩個,兩個密封腔體400關於支架300中心呈對稱分佈,提高片盒的運輸量及運輸穩定性。機械臂500為360°自由機械臂,即機械臂500能在空間自由實現360°的旋轉運動,提高抓取靈活性。夾持機械手600設置在機械臂500的末端,用於片盒的夾持抓取。在一些實施例中,如圖2所示,機械臂500的末端設置有執行器3,夾持機械手600藉由該執行器3與機械臂500連接。
如圖2及圖3所示,本實施方式提供的夾持機械手600包含抓手1、識別定位組件2及尺寸切換組件。其中,識別定位組件2設置於抓手1靠近執行器3的一端,用於識別片盒的尺寸及定位片盒的位置。抓手1為夾持機械手600的工作端,抓手1用於抓取片盒,抓手1具有用於抓取第一尺寸片盒100的第一抓取結構及用於抓取第二尺寸片盒200的第二抓取結構。尺寸切換組件與抓手1相連接,尺寸切換組件能夠根據片盒的尺寸調整抓手1的開合度,以適應不同尺寸的片盒。
尺寸切換組件包含驅動裝置4及滑動組件,驅動裝置4藉由與執行器3固定連接的轉接板5與U形板6固定連接,滑動組件與抓手1連接,驅動裝置4驅動滑動組件滑動,實現抓手1的開合運動。在一些實施例中,滑動組件包含導軌7及滑臂8,導軌7設置在驅動裝置4的外殼上,滑臂8與導軌7滑動連接,抓手1與滑臂8連接,抓手1在驅動裝置4的驅動作用下沿導軌7直線運動實現開合動作,完成對片盒的夾持。抓手1與滑臂8可以一體成型,也可以分體連接。可以理解的是,本實施方式中所說的抓手1指的是包含有相對設置的兩個側臂的整體。
識別定位組件2安裝在U形板6的下方,本實施方式中可選為視覺定位組件,視覺定位組件能夠採集片盒的圖像並獲取其位置資訊。
本實施方式提供的夾持機械手600進一步包含聲呐感測器10,U形板6上固定連接有L形板9,聲呐感測器10安裝在L形板9上,用於對抓取工位是否有片盒進行檢測。當需要搬運片盒時,先藉由聲呐感測器10檢測片盒是否存在,若存在,則識別定位組件2開始工作,
判斷片盒的尺寸及位置,並將檢測信號發送至控制器,控制器藉由驅動裝置4調整抓手1的開合度,實現對相應尺寸片盒的抓取。驅動裝置4內部亦可設置力感測器進行力回饋,用於判斷片盒是否夾緊。
在本實施方式中,以8寸片盒及12寸片盒為例進行說明,即第一尺寸片盒100指的是12寸片盒,參見圖4,第二尺寸片盒200指的是8寸片盒,參見圖5至圖8。可以理解的是,本實施方式提供的自動搬運裝置亦可適用於車間中其他規格尺寸的片盒,此處不再一一列舉。
本實施方式提供的夾持機械手600進一步包含片盒夾持檢測組件,用於檢測判斷片盒是否夾持到位。片盒夾持檢測組件包含設置於抓手1上的第一感測器17以及第二感測器18及/或第三感測器19,第一感測器17用於第一尺寸片盒100是否抓取到位的檢測,第二感測器18用於第二尺寸片盒200水平抓取時的到位檢測,第三感測器19用於第二尺寸片盒200垂直抓取時的到位檢測。第二感測器18及第三感測器19的設置與否由實際的抓取方式決定。藉由設置片盒夾持檢測組件,對片盒的夾持狀態進行檢測,消除片盒因未夾牢而掉落的風險,從而提高夾持機械手600的夾持可靠性。
針對第一尺寸片盒100(12寸片盒)的抓取,結合圖3及圖4所示,抓手1上的第一抓取結構包含設置在抓手1內側的第一夾持槽11,第一夾持槽11與第一尺寸片盒100的頂部法蘭101相適配,抓手1藉由第一夾持槽11夾持第一尺寸片盒100的頂部法蘭101,從而實現對第一尺寸片盒100的抓取。
在一些實施例中,第一抓取結構進一步包含設置在第一夾
持槽11中的定位塊12,定位塊12與第一尺寸片盒100頂部法蘭101上的V型槽102對位適配,用於對第一尺寸片盒100進行前後定位,防止片盒在搬運過程中因外界干擾導致晃動。抓手1上在第一夾持槽11處進一步設置有上述第一感測器17,用於第一尺寸片盒100的在位檢測。
針對第二尺寸片盒200(8寸片盒)的抓取,8寸片盒在機台及貨架兩個工位的放置方向不同。在一些實施例中,為在機台側,如圖5及圖6所示,第二尺寸片盒200水平放置,即矽片水平佈置;在貨架側,如圖7及圖8所示,第二尺寸片盒200垂直放置,即矽片垂直佈置。因此夾持機械手600需要能夠實現兩種工況下第二尺寸片盒200的抓取動作。
繼續參見圖3所示,抓手1上的第二抓取結構包含設置在抓手1內側的定位凸台13及第二夾持槽14,定位凸台13為垂直抓取第二尺寸片盒200時對片盒定位,第二夾持槽14為水平抓取第二尺寸片盒200時對片盒定位。
在一些實施例中,如圖6及圖8所示,第二尺寸片盒200上設置有第一定位邊203及第二定位邊204,在水平抓取第二尺寸片盒200時,第一定位邊203卡接於第二夾持槽14中,且第二夾持槽14中設置有上述第二感測器18。第二感測器18用於對第一定位邊203進行檢測,若第一定位邊203卡入到位,則第一定位邊203觸發第二感測器18,表示抓取到位。抓手1水平抓取第二尺寸片盒200時,第二定位邊204的下表面緊貼於抓手1的上表面,用於抓取定位。
在一些實施例中,第二尺寸片盒200上設置有限位槽
201,限位槽201位於第二定位邊204一側,在垂直抓取第二尺寸片盒200時,抓手1上的定位凸台13與限位槽201相卡接。在一些實施例中,定位凸台13上設置有防滑塊15,示例性的可以為塑膠擋塊。塑膠擋塊可以增大片盒與抓手1之間的摩擦力,同時對片盒起到一定的保護作用。塑膠擋塊與第二尺寸片盒200上的限位槽201相匹配,實現第二尺寸片盒200的定位。
第二尺寸片盒200上進一步設置有檢測凸塊202,用於觸發抓手1末端安裝的第三感測器19。
本實施方式中的第一感測器17、第二感測器18及第三感測器19可以為光電感測器、在位感測器或其他可以檢測物體是否存在的感測器。
為提高夾持機械手600的抓取可靠性,抓手內側亦可設置防滑條16,其材質可以是橡膠、塑膠等,以提高夾持片盒時的摩擦力,從而提高抓取搬運時的可靠穩定性。
以下分別對第一尺寸片盒100及第二尺寸片盒200的抓取過程進行說明。
如圖9所示,夾持機械手600抓取第一尺寸片盒100的過程如下:
抓手1在驅動裝置4的驅動下,左右兩側的側臂同時打開預設距離,接著抓手1伸入第一尺寸片盒100的頂部法蘭101處,抓手1減小開合度,使法蘭的兩側完全插入抓手1的第一夾持槽11內部,且定位塊12位於法蘭的V型槽102內,對第一尺寸片盒100進行前後定位,接著抬起抓
手1,抓手1繼續減小開合度,直至抓手1兩側的第一感測器17觸發,表明抓取到位,即抓手1將第一尺寸片盒100夾緊,完成第一尺寸片盒100的抓取動作。
如圖10所示,夾持機械手600抓取垂直放置的第二尺寸片盒200的過程如下:
抓手1在驅動裝置4的驅動下,左右兩側的側臂同時打開至最大距離,接著抓手1伸入第二尺寸片盒200兩側,藉由抓手1上的與定位凸台13連接的防滑塊15對第二尺寸片盒200的限位槽201進行前後定位,接著抓手1將第二尺寸片盒200抬起,此時第二尺寸片盒200的檢測凸塊202觸發抓手1上的第三感測器19,表明抓取到位,即抓手1將第二尺寸片盒200夾緊,完成第二尺寸片盒200垂直放置狀態的抓取動作。
如圖11所示,夾持機械手600抓取水平放置的第二尺寸片盒200的過程如下:
抓手1在驅動裝置4的驅動下,左右兩側的側臂同時打開設定距離,接著抓手1伸入第二尺寸片盒200兩側,此時抓手1抬高,使第二尺寸片盒200的第二定位邊204貼緊抓手1的上表面,抓手1末端的第二夾持槽14對第二尺寸片盒200的第一定位邊203進行定位,此時位於抓手1末端的第二感測器18被觸發,表明抓取到位,即抓手1將第二尺寸片盒200夾緊,完成第二尺寸片盒200水平放置狀態的抓取動作。
1:抓手
17:第一感測器
18:第二感測器
19:第三感測器
2:識別定位組件
3:執行器
4:驅動裝置
5:轉接板
6:U形板
7:導軌
8:滑臂
9:L形板
10:聲呐感測器
Claims (15)
- 一種夾持機械手,其特徵係其包含:識別定位組件(2),用於識別片盒的尺寸及定位前述片盒的位置;抓手(1),用於抓取前述片盒,前述抓手(1)具有用於抓取第一尺寸片盒(100)的第一抓取結構及用於抓取第二尺寸片盒(200)的第二抓取結構;尺寸切換組件,用於根據前述片盒的尺寸調整前述抓手(1)的開合度。
- 如申請專利範圍第1項所記載之夾持機械手,其中,進一步包含片盒夾持檢測組件,前述片盒夾持檢測組件包含設置於前述抓手(1)上的第一感測器(17)以及第二感測器(18)及/或第三感測器(19),前述第一感測器(17)用於前述第一尺寸片盒(100)抓取時的到位檢測,前述第二感測器(18)用於前述第二尺寸片盒(200)水平抓取時的到位檢測,前述第三感測器(19)用於前述第二尺寸片盒(200)垂直抓取時的到位檢測。
- 如申請專利範圍第1項所記載之夾持機械手,其中,前述第一抓取結構包含設置在前述抓手(1)內側的第一夾持槽(11),用於夾持前述第一尺寸片盒(100)的頂部法蘭(101)。
- 如申請專利範圍第3項所記載之夾持機械手,其中,前述第一抓取結構進一步包含設置在前述第一夾持槽(11)中的定位塊(12),前述定位 塊(12)與前述頂部法蘭(101)上的V型槽(102)對位適配,用於對前述第一尺寸片盒(100)進行前後定位。
- 如申請專利範圍第2項所記載之夾持機械手,其中,前述第二抓取結構包含設置在前述抓手(1)內側的定位凸台(13)及第二夾持槽(14)。
- 如申請專利範圍第5項所記載之夾持機械手,其中,前述第二尺寸片盒(200)上設置有限位槽(201),垂直抓取前述第二尺寸片盒(200)時前述定位凸台(13)與前述限位槽(201)相卡接。
- 如申請專利範圍第5項所記載之夾持機械手,其中,前述定位凸台(13)上設置有防滑塊(15)。
- 如申請專利範圍第7項所記載之夾持機械手,其中,前述第二尺寸片盒(200)上設置有檢測凸塊(202),前述檢測凸塊(202)用於觸發前述第三感測器(19)。
- 如申請專利範圍第5項所記載之夾持機械手,其中,前述第二尺寸片盒(200)上設置有第一定位邊(203)及第二定位邊(204),在水平抓取前述第二尺寸片盒(200)時前述第一定位邊(203)卡接於前述第二夾持槽(14)中,並能觸發前述第二感測器(18),前述第二定位邊(204)的下表面緊貼於前述抓手(1)的上表面。
- 如申請專利範圍第1項所記載之夾持機械手,其中,前述尺寸切換組件包含驅動裝置(4)及滑動組件,前述滑動組件與前述抓手(1)連接,前述驅動裝置(4)驅動前述滑動組件滑動。
- 如申請專利範圍第1項所記載之夾持機械手,其中,前述識別定位組件(2)為視覺定位組件,前述視覺定位組件能夠採集前述片盒的圖像並獲取其位置資訊。
- 如申請專利範圍第1項所記載之夾持機械手,其中,進一步包含聲呐感測器(10),前述聲呐感測器(10)用於檢測前述片盒是否存在。
- 一種自動搬運裝置,其特徵係其包含支架(300)、安裝在前述支架(300)上的密封腔體(400)、安裝在前述密封腔體(400)上的機械臂(500)及安裝在前述機械臂(500)末端的如申請專利範圍第1至11項中任一項所記載之夾持機械手(600)。
- 如申請專利範圍第13項所記載之自動搬運裝置,其中,前述密封腔體(400)為兩個,兩個前述密封腔體(400)關於前述支架(300)中心呈對稱分佈。
- 如申請專利範圍第13項所記載之自動搬運裝置,其中,前述機械臂(500)為360°自由機械臂。
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