TW202410974A - 自動化流體更換裝置及流體輸送接頭 - Google Patents

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吳秩達
林易欣
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Abstract

一種自動化流體更換裝置適於裝設於一儲存桶之一桶口。自動化流體更換裝置包含一機械手臂、至少一流體輸送接頭及一控制器。機械手臂具有一夾爪。至少一流體輸送接頭包含一輸送管、一套接件及一密封囊。輸送管用以輸送流體。套接件套設於輸送管。夾爪夾持於套接件。密封囊套設於套接件。控制器以自動化的方式令機械手臂將流體輸送接頭移至桶口以及令密封囊充氣而封住桶口。

Description

自動化流體更換裝置及流體輸送接頭
本發明係關於一種流體更換裝置及流體輸送接頭,特別是一種具密封囊的自動化流體更換裝置及流體輸送接頭。
半導體行業已達成了電子組件的積體密度的快速提高,此源自組件大小的連續減小。最終,更多更小的組件被整合至給定面積中。這些提高主要是由於新精度及高解析度處理技術的發展。
在製造高解析度積體電路期間,需要各種處理液體。這些處理液體一般會儲存於化學桶內,並於需要時透過液體更換設備更換化學桶內之處理液體。當需要更換化管桶內之處理液體時,會先將液體更換設備之抽液接頭設置於化學桶之桶口,再更換化學桶內之液體。為了避免於更換液體過程中,化學桶內液體揮發成為的氣體發生外洩問題,一般會選用匹配於化學桶桶口口徑的抽液接頭,以達到密封桶口而避免揮發氣體外洩之目的。
由於化學桶之桶口的口徑不一,故有可能遇到液體更換設備之抽液接頭不匹配於桶口口徑而需要更換抽液接頭規格的問題。然而,當操作人員更換抽液接頭時,則亦會讓操作人員曝露於有害環境中。此外,若桶口有所變形,則液體更換設備之抽液接頭將無法正常匹配於桶口口徑,便有可能產生揮發氣體外洩之問題。
本發明在於提供一種自動化流體更換裝置及流體輸送接頭,藉由流體輸送接頭匹配於多種桶口口徑,達到避免儲存桶內之揮發氣體的外洩。
本發明之一實施例所揭露之自動化流體更換裝置,適於裝設於一儲存桶之一桶口。自動化流體更換裝置包含一機械手臂、至少一流體輸送接頭及一控制器。機械手臂具有一夾爪。至少一流體輸送接頭包含一輸送管、一套接件及一密封囊。輸送管用以輸送流體。套接件套設於輸送管。夾爪夾持於套接件。密封囊套設於套接件。控制器以自動化的方式令機械手臂將流體輸送接頭移至桶口以及令密封囊充氣而封住桶口。
本發明之另一實施例所揭露之流體輸送接頭適於裝設於一儲存桶之一桶口。流體輸送接頭包含一輸送管、一套接件、一密封囊及一第一壓力感測器。輸送管用以輸送流體。套接件套設於輸送管。密封囊套設於套接件。第一壓力感測器用以感測密封囊之氣壓。
根據上述實施例之自動化流體更換裝置及流體輸送接頭,由於自動化流體更換裝置係設置了機械手臂與控制器並搭配可膨脹變形之密封囊,故整個安裝流體輸送接頭與進行流體更換的過程中,皆是由機械手臂與控制器進行自動化地控制,無需藉由操作人員來完成。如此一來,在整個安裝流體輸送接頭與流體更換的過程中,不會有操作人員接觸到儲存桶內化學液的風險。
此外,流體輸送接頭還可增設第一壓力感測器與第二壓力感測器,使得第一壓力感測器與第二壓力感測器隨時分別感測密封囊之氣壓值與儲存桶內之氣壓值,且控制器透過密封囊之氣壓值與儲存桶內之氣壓值來決定密封囊之充氣量,進而確保密封囊之凸緣結構能牢靠地倒勾於儲存桶之內壁。
值得注意的是,本案提供的自動化流體更換裝置及流體輸送接頭,可適用流體,也就是液體或氣體或兩者的混合。
以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理,並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。
請參閱圖1至圖2。圖1為根據本發明第一實施例所述之自動化流體更換裝置10與儲存桶20的立體示意圖。圖2為圖1之其中一流體輸送接頭200A與儲存桶20分離的立體示意圖。
請參閱圖3至圖5。圖3為圖1之機械手臂100的立體示意圖。圖4為圖1之流體輸送接頭200A、200B的立體示意圖。圖5為圖1之流體輸送接頭200A、200B放入儲存桶20之桶口22的剖面示意圖。
本實施例之自動化流體更換裝置10適於裝設於一儲存桶20之至少一桶口22。儲存桶20例如用以容置化學液或揮發之氣體,並具有一儲存空間S及二桶口22。自動化流體更換裝置10例如用以抽取或填充液體或氣體。自動化流體更換裝置10包含一機械手臂100、二流體輸送接頭200A、200B及一控制器280。
請參閱圖3,機械手臂100例如包含一第一手臂110、一第二手臂120、一第三手臂130及一夾爪140。第二手臂120可活動地設置於第一手臂110。第三手臂130可活動地設置於第二手臂120。夾爪140設置於第三手臂130,且夾爪140可透過第一手臂110至第三手臂130之作動而達到至少三軸移動之效果,也就是說,夾爪140具有於立體空間三軸方向上的自由度。
請參閱圖4,二流體輸送接頭200A、200B的結構相同或相似,故僅以其中一流體輸送接頭200A來進行說明。流體輸送接頭200A包含一輸送管210、一套接件220及一密封囊230。輸送管210用以輸送流體。套接件220套設於輸送管210。套接件220包含相連的一受夾部221及一組裝部222。密封囊230套設於套接件220之組裝部222,而讓受夾部221曝露於外。機械手臂100之夾爪140例如夾持套接件220之受夾部221,以帶動流體輸送接頭200A移動。密封囊230具有一凸緣結構231。請參閱圖5至圖6,當密封囊230封住桶口22時,凸緣結構231倒勾於儲存桶20之內壁,以透過凸緣結構231之限位而提升流體輸送接頭200A承受儲存桶20內壓力的能力。也就是說,透過凸緣結構231倒勾於儲存桶20之內壁之設計,能夠降低流體輸送接頭200A非預期脫離儲存桶20的發生機率,甚或避免發生流體輸送接頭200A非預期脫離儲存桶20的狀況。
在本實施例中,流體輸送接頭200A、200B的數量為二個,其中一個流體輸送接頭將氣體填充至儲存桶20,另一個流體輸送接頭抽取儲存桶20內化學液,但並不以此為限。在其他實施例中,流體輸送接頭的數量也可以僅為單個。
控制器280以自動化的方式令機械手臂100將流體輸送接頭200A、200B移至桶口22以及令密封囊230充氣而封住桶口22。反之,亦可令密封囊230洩氣而與桶口22分離,並令機械手臂100將流體輸送接頭200A、200B自桶口22移開。
在本實施例中,流體輸送接頭200A還可以包含一第一壓力感測器240。第一壓力感測器240用以感測密封囊230之氣壓。控制器280用以依據密封囊230之氣壓值控制密封囊230之充氣量。
在本實施例中,流體輸送接頭200A還可以包含一充氣管250。套接件220具有一充氣通道G。充氣通道G連通密封囊230。充氣管250之一端連接外部充氣設備(未繪示),以及充氣管250之另一端連接於套接件220,並透過充氣通道G連通密封囊230。如此一來,外部充氣設備即能夠透過充氣管250、充氣通道G來對密封囊230進行充氣或洩氣。第一壓力感測器240設置於充氣管250,以感測密封囊230的氣壓。由於密封囊230可透過充氣或洩氣來調整流體輸送接頭200A之半徑,故透過充氣式之密封囊230能夠讓流體輸送接頭200A匹配於不同口徑之桶口22。此外,由於密封囊230具彈性變形的能力,故相對於儲存桶20來說,流體輸送接頭200A亦可容許不同傾斜配置角度。舉例來說,流體輸送接頭200A之輸送管210之軸線例如可與桶口22所在平面垂直或夾銳角。
在本實施例中,流體輸送接頭200A還可以包含一第二壓力感測器260。第二壓力感測器260用以感測儲存桶20之氣壓。如此一來,控制器280用以依據儲存桶20之氣壓值與密封囊230之氣壓值兩個氣壓值來控制密封囊230之充氣量。
在本實施例中,流體輸送接頭200A還可以包含一流體抽換管270。流體抽換管270之一端連接於外部灌氣設備(未繪示)或是外部抽液設備(未繪示),以及流體抽換管270之另一端連接於套接件220,並與輸送管210相連通。如此一來,外部灌氣設備(未繪示)就能夠透過流體抽換管270與輸送管210將氮氣等氣體灌入儲存桶20內,或是外部抽液設備(未繪示)就能夠透過流體抽換管270與輸送管210將儲存桶20內之化學液抽出。第二壓力感測器260設置於流體抽換管270。
在本實施例中,密封囊230具有凸緣結構231,但並不以此為限。在其他實施例中,密封囊也可以不具有凸緣結構231。
在本實施例中,流體輸送接頭200A、200B包含了第一壓力感測器240與第二壓力感測器260,但並不以此為限。在其他實施例中,流體輸送接頭也可以僅包含第一壓力感測器240或是皆不包含第一壓力感測器240與第二壓力感測器260。
請參閱圖5至圖6。圖6為圖5之流體輸送接頭200A、200B的密封囊230膨脹的剖面示意圖。在一實施例中,如圖5所示,其中一流體輸送接頭200B已透過機械手臂或其他方式裝設並密封於儲存桶20之其中一桶口22。另一流體輸送接頭200A透過機械手臂100(如圖1所示)之帶動而沿方向A移入儲存桶20之桶口22。如圖5所示,由於目前流體輸送接頭200A之密封囊230未充氣,故流體輸送接頭200A的半徑小於桶口22的口徑而令流體輸送接頭200A能夠輕易地移入儲存桶20之桶口22。接著,如圖6所示,控制器280控制外部充氣設備(未繪示)透過充氣管250與充氣通道G來對密封囊230進行充氣,以令密封囊230沿方向E向外膨脹,並密封儲存桶20之桶口22。在密封囊230充氣的過程中,第一壓力感測器240與第二壓力感測器260分別可以隨時感測密封囊230之氣壓值與儲存桶20內之氣壓值,且控制器280透過密封囊230之氣壓值與儲存桶20內之氣壓值來決定密封囊230之充氣量,進而確保密封囊230之凸緣結構231能牢靠地倒勾於儲存桶20之內壁。
如圖6,待二流體輸送接頭200A、200B皆密封儲存桶20之二桶口22後,一方面可透過外部灌氣設備(未繪示)將氮氣等氣體沿方向B依序經流體抽換管270與輸送管210而灌入儲存桶20之儲存空間S內。另一方面可透過外部抽液設備(未繪示)將儲存桶20內之化學液沿方向C依序經流體抽換管270與輸送管210而自儲存桶20之儲存空間S抽出。
從上述操作可知,由於在整個安裝流體輸送接頭200A、200B與流體更換的過程中,皆是由機械手臂100與控制器280進行自動化地控制,無需藉由操作人員來完成,故在整個安裝流體輸送接頭200A、200B與流體更換的過程中,不會有操作人員接觸到儲存桶20內化學液的風險。
根據上述實施例之自動化流體更換裝置及流體輸送接頭,由於自動化流體更換裝置係設置了機械手臂與控制器並搭配可膨脹變形之密封囊,故整個安裝流體輸送接頭與流體更換的過程中,皆是由機械手臂與控制器進行自動化地控制
此外,由於密封囊有凸緣結構,故當密封囊充飽氣體時,凸緣結構能牢靠地倒勾於儲存桶之內壁。
另,流體輸送接頭可增設第一壓力感測器與第二壓力感測器,使得第一壓力感測器與第二壓力感測器隨時分別感測密封囊之氣壓值與儲存桶內之氣壓值,且控制器透過密封囊之氣壓值與儲存桶內之氣壓值來決定密封囊之充氣量,進而確保密封囊之凸緣結構能牢靠地倒勾於儲存桶之內壁。
雖然本發明以前述之諸項實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習相像技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
10:自動化流體更換裝置 20:儲存桶 22:桶口 100:機械手臂 110:第一手臂 120:第二手臂 130:第三手臂 140:夾爪 200A、200B:流體輸送接頭 210:輸送管 220:套接件 221:受夾部 222:組裝部 230:密封囊 231:凸緣結構 240:第一壓力感測器 250:充氣管 260:第二壓力感測器 270:流體抽換管 280:控制器 A~C、E:方向 S:儲存空間 G:充氣通道
圖1為根據本發明第一實施例所述之自動化流體更換裝置與儲存桶的立體示意圖。 圖2為圖1之其中一流體輸送接頭與儲存桶分離的立體示意圖。 圖3為圖1之機械手臂的立體示意圖。 圖4為圖1之流體輸送接頭的立體示意圖。 圖5為圖1之流體輸送接頭放入儲存桶之桶口的剖面示意圖。 圖6為圖5之流體輸送接頭的密封囊膨脹的剖面示意圖。
20:儲存桶
22:桶口
200A、200B:流體輸送接頭
210:輸送管
220:套接件
221:受夾部
222:組裝部
230:密封囊
231:凸緣結構
240:第一壓力感測器
250:充氣管
260:第二壓力感測器
270:流體抽換管
280:控制器
A:方向
S:儲存空間
G:充氣通道

Claims (13)

  1. 一種自動化流體更換裝置,適於裝設於一儲存桶之一桶口,該自動化流體更換裝置包含: 一機械手臂,具有一夾爪;至少一流體輸送接頭,包含:一輸送管,用以輸送流體;一套接件,套設於該輸送管,該夾爪夾持於該套接件;以及一密封囊,套設於該套接件;以及一控制器,該控制器以自動化的方式令該機械手臂將該流體輸送接頭移至該桶口以及令該密封囊充氣而封住該桶口。
  2. 如請求項1所述之自動化流體更換裝置,其中該流體輸送接頭更包含一第一壓力感測器,該第一壓力感測器用以感測該密封囊之氣壓,該控制器用以依據該密封囊之氣壓值控制該密封囊之充氣量。
  3. 如請求項2所述之自動化流體更換裝置,其中該流體輸送接頭更包含一充氣管,該套接件具有一充氣通道,該充氣通道連通該密封囊,該充氣管連接於該套接件,並透過該充氣通道連通該密封囊,該第一壓力感測器設置於該充氣管。
  4. 如請求項2所述之自動化流體更換裝置,其中該流體輸送接頭更包含一第二壓力感測器,該第二壓力感測器用以感測該儲存桶之氣壓,該控制器用以依據該儲存桶之氣壓值與該密封囊之氣壓值控制該密封囊之充氣量。
  5. 如請求項4所述之自動化流體更換裝置,其中該流體輸送接頭更包含一流體抽換管,該流體抽換管連接於該套接件,並與該輸送管相連通,該第二壓力感測器設置於該流體抽換管。
  6. 如請求項1所述之自動化流體更換裝置,其中該套接件包含相連的一受夾部及一組裝部,該受夾部用以供該機械手臂之該夾爪夾持,該密封囊套設於該套接件之該組裝部。
  7. 如請求項1所述之自動化流體更換裝置,其中該密封囊具有一凸緣結構,當該密封囊封住該桶口時,該凸緣結構倒勾於該儲存桶之內壁。
  8. 一種流體輸送接頭,適於裝設於一儲存桶之一桶口,該流體輸送接頭包含: 一輸送管,用以輸送流體;一套接件,套設於該輸送管;一密封囊,套設於該套接件;以及一第一壓力感測器,該第一壓力感測器用以感測該密封囊之氣壓。
  9. 如請求項8所述之流體輸送接頭,其中該流體輸送接頭更包含一充氣管,該套接件具有一充氣通道,該充氣通道連通該密封囊,該充氣管連接於該套接件,並透過該充氣通道連通該密封囊,該第一壓力感測器設置於該充氣管。
  10. 如請求項8所述之流體輸送接頭,其中該流體輸送接頭更包含一第二壓力感測器,該第二壓力感測器用以感測該儲存桶之氣壓。
  11. 如請求項10所述之流體輸送接頭,其中該流體輸送接頭更包含一流體抽換管,該流體抽換管連接於該套接件,並與該輸送管相連通,該第二壓力感測器設置於該流體抽換管。
  12. 如請求項8所述之流體輸送接頭,其中該套接件包含相連的一受夾部及一組裝部,該受夾部用以供一機械手臂之一夾爪夾持,該密封囊套設於該套接件之該組裝部。
  13. 如請求項8所述之流體輸送接頭,其中該密封囊具有一凸緣結構,當該密封囊封住該桶口時,該凸緣結構倒勾於該儲存桶之內壁。
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