CN103663262A - 升降机构和具有其的基片装载设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种升降机构，包括：驱动器；内限定出升降通道的壳体，壳体的上下两端分别设置有第一端盖和第二端盖用于封闭升降通道；滚珠丝杠，滚珠丝杠设置在升降通道内且包括相互配合的丝杠和丝杠螺母，丝杠的下端连接在第二端盖上且由驱动器驱动转动；升降杆，升降杆设在丝杠螺母的上表面上且同轴地套设在丝杠外，且升降杆的上端穿过第一端盖；波纹管，波纹管设在第一端盖上且套设在升降杆外，且波纹管的顶部设有升降台；以及用于制动丝杠运动的制动单元。根据本发明实施例的升降机构，提高了运动过程中丝杠的导向精度，且升降机构安装和维护方便。本发明还公开了一种具有上述升降机构的基片装载设备。

Description

升降机构和具有其的基片装载设备

技术领域

本发明涉及半导体设备领域，尤其是涉及一种升降机构和具有其的基片装载设备。

背景技术

在半导体设备领域，片盒自动装载***是高度自动化的LED刻蚀机传输***的重要组成部分。通过片盒装载晶片，并配合片盒升降机构和真空机械手取/放晶片，就可以实现晶片的全自动化装/卸操作，大大提高了生产效率。片盒升降机构带动片盒做规定的升降动作，配合机械手完成片盒内晶片的自动化装/卸。

现有的片盒升降机构大多数是采用丝杠、导轨集成模式，即伺服电机通过同步带轮带动滚珠丝杠，由丝杠螺母带动整个片盒升降机构完成运动动作，直线导轨定向运动方向，为防止片盒位置变动，设置制动器保持停止位置。由此，丝杠运动性能决定了整体机构的性能。由于需要通过直线导轨进行定位、导向，因此导轨与丝杠间的相对位置精度，就直接决定了整个丝杠的运行性能。为保证丝杠、导轨间的安装满足要求，需要较多的零件相互调整配合，并且安装调试人员的技术水平也将影响片盒升降机构的整体性能。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种升降稳定且安装、调试方便的升降机构。

本发明的另一个目的在于提出一种具有上述升降机构的基片装载设备。

根据本发明第一方面实施例的升降机构，包括：驱动器；壳体，所述壳体内限定出升降通道，所述壳体的上下两端分别设置有第一端盖和第二端盖用于封闭所述升降通道；滚珠丝杠，所述滚珠丝杠设置在所述升降通道内且包括相互配合的丝杠和丝杠螺母，所述丝杠的下端连接在所述第二端盖上且由所述驱动器驱动转动；升降杆，所述升降杆设在所述丝杠螺母的上表面上且同轴地套设在所述丝杠外以便由所述丝杠螺母推动所述升降杆上下移动，且所述升降杆的上端穿过所述第一端盖；波纹管，所述波纹管设在所述第一端盖上且套设在所述升降杆外，且所述波纹管的顶部设有升降台；以及制动单元，用于制动所述丝杠的转动运动。

根据本发明实施例的升降机构，壳体的端部设有用于封闭升降通道的第二端盖，丝杠设在升降通道内且丝杠的下端连接在第二端盖上，从而壳体可承受丝杠的传递负载，提高了运动过程中丝杠的导向精度，同时通过各个零部件之间的配合，提高了升降机构在升降过程中的稳定性，且升降机构安装和维护方便。

另外，根据本发明的升降机构还具有如下附加技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述升降机构还包括导向套，所述导向套可移动地配合在所述升降杆内且与丝杠连接。从而，可有效的防止丝杠在运动过程中的轻微偏摆。

进一步地，所述升降机构还包括：一对支撑轴承，所述一对支撑轴承与所述丝杠的下端相连；轴承端盖，所述轴承端盖分别与所述一对支撑轴承和所述第二端盖的上表面连接以使所述丝杠的下端与所述第二端盖相连。由此，保证了丝杠连接在第二端盖上，使得壳体能承受丝杠的传递负载。

优选地，所述一对支撑轴承为角接触球轴承。

进一步地，所述一对支撑轴承通过锁紧螺母设在所述丝杠的下端。由此，进一步保证了丝杠连接在第二端盖上。

在本发明的一些实施例中，所述升降机构还包括：支撑轴套，所述支撑轴套设在所述第一端盖上，且所述升降杆与所述支撑轴套滑动配合。由此，通过支撑轴套与升降杆的滑动配合，保证了升降杆的直线运动方向保持不变。

具体地，所述第一端盖内形成有轴套孔，所述支撑轴套安装在所述轴套孔内。从而，便于支撑轴套的安装。

进一步地，所述升降机构还包括防偏滑键，所述防偏滑键通过所述支撑轴套设在所述升降杆的至少一部分外周面上。由此，通过设置有防偏滑键，有效的防止了升降杆运动中的偏摆，进一步保证了升降杆的直线运动方向保持不变。

根据本发明的一个实施例，所述升降机构还包括：连接件，其中所述升降杆通过所述连接件与所述丝杠螺母的上表面相连。从而，保证了升降杆与滚珠丝杠之间的安装精度，保证了升降杆升降过程的稳定性。

可选地，所述驱动器为电机。

在本发明的一个示例中，所述升降机构进一步包括：同步带轮，其中所述丝杠通过同步带轮由所述驱动器驱动；其中所述制动单元为制动器且与所述丝杠的下端相连。由此，安装方便且使得升降机构所需的安装空间小。

在本发明的另一个示例中，所述制动单元为弹性联轴器且与所述驱动器的驱动轴相连。由此，该制动单元可直接制动驱动器，能够快速的制动丝杠运动，且使得升降机构的成本低。

根据本发明第二方面实施例的基片装载设备，包括:根据本发明第一方面实施例的升降机构，其中所述升降台上用于放置盛装有基片的片盒；和装卸机构，所述装卸机构用于从所述升降台上装/卸载所述基片。

根据本发明实施例的基片装载设备，通过设置有升降机构，结构简单，便于安装和维护，且成本低，整体体积小。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的升降机构的主剖视图；和

图2是图1所示的升降机构的右视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1和图2描述根据本发明第一方面实施例的一种升降机构100。下面以升降机构100用于基片装载装置中并带动片盒升降为例进行说明。当然，可以理解的是，本发明提供的升降机构100可用于任何有升降要求的机构中，在此不再一一说明。

根据本发明实施例的升降机构100，如图1所示，包括：驱动器1、壳体2、滚珠丝杠3、升降杆4、波纹管5和制动单元6，其中，壳体2内限定出升降通道20，壳体2的上下两端分别设置有第一端盖21和第二端盖22，第一端盖21和第二端盖22用于封闭升降通道20。滚珠丝杠3设置在升降通道20内，所述滚珠丝杠3包括相互配合的丝杠30和丝杠螺母31，丝杠30的下端连接在第二端盖22上且由驱动器1驱动转动。升降杆4设置在丝杠螺母31的上表面上且同轴地套设在丝杠30外以便由丝杠螺母31推动升降杆4上下移动，且升降杆4的上端穿过第一端盖21。波纹管5设在第一端盖21上且套设在升降杆4外，且波纹管5的顶部设有升降台50。制动单元6用于制动丝杆30的转动运动。

在图1的示例中，第一端盖21的上方还设置有法兰安装件14，以便于升降机构100与其他设备相连接。法兰安装件14和第一端盖21之间设置有密封件15。

根据本发明实施例的升降机构100装配时，先将滚珠丝杠3放置在升降通道20内，丝杠30的下端连接在第二端盖22上且穿过第二端盖22与驱动器1相连，接着将第二端盖22安装在壳体2的下端，将升降杆4同轴地套设在丝杠30外且下端设在丝杠螺母31上，第一端盖21穿过升降杆4安装在壳体2的上端，最后将波纹管5设在第一端盖21上且套设在升降杆4外。

工作时，驱动器1驱动滚珠丝杠3的丝杆30转动，滚珠丝杠3将旋转运动转化成直线运动，从而丝杠螺母31推动升降杆4上下直线移动，升降杆4带动波纹管5和升降台50上下移动，以将升降台50上放置的物品传送至预定位置，当升降台50到达预定位置时，制动单元6可制动丝杠30的运动，使得升降台50停留在预定位置。

根据本发明实施例的升降机构100，壳体2的端部设有用于封闭升降通道20的第二端盖22，丝杠30设在升降通道20内且丝杠30的下端连接在第二端盖22上，从而壳体2可承受丝杠30的传递负载，提高了运动过程中丝杠30的导向精度，同时通过各个零部件之间的配合，提高了升降机构100在升降过程中的稳定性，且升降机构100安装和维护方便。

根据本发明的一些实施例，如图1所示，升降机构100还包括导向套7，导向套7可移动地配合在升降杆4内且与丝杠30连接。从而，可有效的防止丝杠30在运动过程中的轻微偏摆。优选地，在图1的示例中，导向套7套在丝杠30的上端。

进一步地，如图1所示，升降机构100还包括：一对支撑轴承8和轴承端盖9，其中，一对支撑轴承8与丝杠30的下端相连。轴承端盖9分别与一对支撑轴承8和第二端盖22的上表面连接以使丝杠30的下端与第二端盖22相连。由此，保证了丝杠30连接在第二端盖22上，使得壳体2能承受丝杠30的传递负载。优选地，一对支撑轴承8为角接触球轴承。进一步地，一对支撑轴承8通过锁紧螺母16设在丝杠30的下端。

将丝杠30安装到第二端盖22上时，先将一对支撑轴承8配对安装在第二端盖22上且与丝杠30的下端配合，锁紧螺母16使得一对支撑轴承8与丝杠30紧密配合，然后通过轴承端盖9与第二端盖22的配合连接，完成丝杠30的支撑和定位。

如图1和图2所示，在本发明的一些实施例中，升降机构100还包括支撑轴套10，支撑轴套10设在第一端盖21上，且升降杆4与支撑轴套10滑动配合。由此，通过支撑轴套10与升降杆4的滑动配合，保证了升降杆4的直线运动方向保持不变。具体地，第一端盖21内形成有轴套孔210，支撑轴套10安装在轴套孔210内。从而，便于支撑轴套10的安装。进一步地，升降机构100还包括防偏滑键11，防偏滑键11通过支撑轴套10设在升降杆4的至少一部分外周面上。由此，通过设置有防偏滑键11，有效的防止了升降杆4运动中的偏摆，进一步保证了升降杆4的直线运动方向保持不变。

根据本发明的一个实施例，如图1所示，升降机构100还包括：连接件12，其中升降杆4通过连接件12与丝杠螺母31的上表面相连。具体地，在图1的示例中，连接件12为形成有连接孔的柱体，连接件12与升降杆4通过定位止口定位连接，连接件12与丝杠螺母31为间隙配合，从而，保证了升降杆4与滚珠丝杠3之间的安装精度，保证了升降杆4升降过程的稳定性。

可选地，驱动器1为电机。

在本发明的一个示例中，制动单元6为制动器且与丝杠30的下端相连。此时，升降机构100还包括：同步带轮13，其中丝杠30通过同步带轮13由驱动器1驱动。由此，安装方便且使得升降机构100所需的安装空间小。

在本发明的另一个示例中，制动单元6为弹性联轴器且与驱动器1的驱动轴17相连。由此，该制动单元6可直接制动驱动器1，能够快速的制动丝杠30运动，且使得升降机构100的成本低。

根据本发明实施例的升降机构100，壳体2采用标准铝合金材料，且通过冷拔加工成型，壳体2的上下端为标准螺纹安装孔以便于第一端盖21和第二端盖22的安装定位，同时壳体2的外表面设置有标准安装槽（图未示出）以便于外部附件的安装。升降杆4采用紧密冷拔缸管，内外壁光洁度和同轴度高，便于与丝杠30同轴设置。

下面参考图1和图2描述根据本发明实施例的升降机构100的装配过程。

首先，将滚珠丝杠3放置到升降通道20内，使得丝杠30与第二端盖22配合且穿过第二端盖22与驱动器1相连。

丝杠30与第二端盖22配合时，先将一对支撑轴承8配对安装在第二端盖22上且与丝杠30的下端配合，锁紧螺母16使得一对支撑轴承8与丝杠30紧密配合，然后通过轴承端盖9与第二端盖22的配合连接，完成丝杠30的支撑和定位，接着将第二端盖22固定在壳体2上。

然后在丝杠30的上端设置有导向套7，且将升降杆4套设在丝杠30外，升降杆4的下端通过连接件12与丝杠螺母31相固定，升降杆4与安装有支撑轴套10的第一端盖21配合，同时防偏滑键11通过支撑轴套10设在升降杆4的至少一部分外周面上。

接着将第一端盖21固定在壳体2的上端，然后将波纹管5设在第一端盖21上且套设在升降杆4外。其中，第一端盖21、第二端盖22与壳体2，升降杆4与连接件12、丝杠螺母31均通过定位止口定位安装，且配合为间隙配合。

根据本发明实施例的升降机构100，全部零部件集成于壳体2，受力沿壳体2的轴向（即升降杆4和丝杠30的轴向）传递，使得升降机构100具有更好的机械刚度，同时各部件通过定位止口配合定位，安装后保证丝杠30运动方向与受力方向一致，丝杠30运动不受侧向力，使得升降机构100具有更好的运动稳定性和精度，且升降机构100成本低，便于安装和维护，同时升降机构100体积小。

根据本发明第二方面实施例的基片装载设备，例如可用于LED刻蚀机中。基片装载设备包括：升降机构100和装卸机构（图未示出），其中，升降机构100为根据本发明第一方面实施例的升降机构100，升降台50上用于放置盛装有基片的片盒。装卸机构用于从升降台50上装/卸载基片。本领域的普通技术人员可以理解，装卸机构可包括取片机械手和装载机械手等，这里就不详细描述。

根据本发明实施例的基片装载设备，通过设置有升降机构100，结构简单，便于安装和维护，且成本低，整体体积小。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (13)

1.一种升降机构，其特征在于，包括：

驱动器；

壳体，所述壳体内限定出升降通道，所述壳体的上下两端分别设置有第一端盖和第二端盖用于封闭所述升降通道；

滚珠丝杠，所述滚珠丝杠设置在所述升降通道内且包括相互配合的丝杠和丝杠螺母，所述丝杠的下端连接在所述第二端盖上且由所述驱动器驱动转动；

升降杆，所述升降杆设在所述丝杠螺母的上表面上且同轴地套设在所述丝杠外以便由所述丝杠螺母推动所述升降杆上下移动，且所述升降杆的上端穿过所述第一端盖；

波纹管，所述波纹管设在所述第一端盖上且套设在所述升降杆外，且所述波纹管的顶部设有升降台；以及

制动单元，用于制动所述丝杠的转动运动。

2.根据权利要求1所述的升降机构，其特征在于，所述升降机构还包括导向套，所述导向套可移动地配合在所述升降杆内且与丝杠连接。

3.根据权利要求1所述的升降机构，其特征在于，所述升降机构还包括：

一对支撑轴承，所述一对支撑轴承与所述丝杠的下端相连；

轴承端盖，所述轴承端盖分别与所述一对支撑轴承和所述第二端盖的上表面连接以使所述丝杠的下端与所述第二端盖相连。

4.根据权利要求3所述的升降机构，其特征在于，所述一对支撑轴承为角接触球轴承。

5.根据权利要求3所述的升降机构，其特征在于，所述一对支撑轴承通过锁紧螺母设在所述丝杠的下端。

6.根据权利要求1所述的升降机构，其特征在于，所述升降机构还包括：

支撑轴套，所述支撑轴套设在所述第一端盖上，且所述升降杆与所述支撑轴套滑动配合。

7.根据权利要求6所述的升降机构，其特征在于，所述第一端盖内形成有轴套孔，所述支撑轴套安装在所述轴套孔内。

8.根据权利要求6所述的升降机构，其特征在于，所述升降机构还包括防偏滑键，所述防偏滑键通过所述支撑轴套设在所述升降杆的至少一部分外周面上。

9.根据权利要求1所述的升降机构，其特征在于，所述升降机构还包括：连接件，其中所述升降杆通过所述连接件与所述丝杠螺母的上表面相连。

10.根据权利要求1-9任一项所述的升降机构，其特征在于，所述驱动器为电机。

11.根据权利要求10所述的升降机构，其特征在于，所述升降机构进一步包括：

同步带轮，其中所述丝杠通过同步带轮由所述驱动器驱动；

其中所述制动单元为制动器且与所述丝杠的下端相连。

12.根据权利要求10所述的升降机构，其特征在于，所述制动单元为弹性联轴器且与所述驱动器的驱动轴相连。

13.一种基片装载设备，其特征在于，包括:

根据权利要求1-12中任一项所述的升降机构，其中所述升降台上用于放置盛装有基片的片盒；和

装卸机构，所述装卸机构用于从所述升降台上装/卸载所述基片。

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