CN103700613B - 一种真空机械传送*** - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种真空机械传送***，涉及自动化领域，可减少基板换取的时间，提升自动化生产的产量；该真空机械传送***包括机械手和真空腔；所述真空腔包括设置在与腔门相对的腔体侧壁上的伸缩支撑手和设置在腔体内部的升降针；其中，所述伸缩支撑手沿与腔门相对的腔体侧壁向腔门的方向伸缩，所述升降针沿腔体底部向腔体顶部的方向升降；所述机械手包括第一抓取板和第二抓取板；其中，所述第一抓取板位于上方，所述第二抓取板位于下方，且所述第一抓取板和所述第二抓取板固定在一起；用于基板的自动换取。

Description

一种真空机械传送***
技术领域
本发明涉及自动化领域，尤其涉及一种真空机械传送***。
背景技术
当前TFT-LCD（ThinFilmTransistor-LiquidCrystalDisplay，薄膜晶体管液晶显示器）工厂中，在换取基板时采用的真空机械手包括上下两个抓取板，该两个抓取板是相互独立控制的；即，在进行基板的换取过程中，每次只能有一个抓取板进入真空腔，每个抓取板可以单独装载一块基板；其中，位于上方的第一抓取板201只送入待处理的基板，位于下方的第二抓取板202只取出处理后的基板。
具体的，如图1（a）至1（f）所示，在进行基板的换取时，所述第二抓取板202在伸缩臂204的作用下进入所述真空腔10；然后两个抓取板在支撑臂203的带动下一起上升，所述第二抓取板202在此上升的过程中将位于升降针104上的处理后的基板取走，并在所述伸缩臂204的作用下退出所述真空腔10；接着，两个抓取板下降某一距离，所述第一抓取板201在所述伸缩臂204的作用下载着未处理的基板进入所述真空腔10；然后两个抓取板在所述支撑臂203的带动下一起下降，所述第一抓取板201在此下降的过程中将所述未处理的基板放置在所述升降针104上，并在所述伸缩臂204的作用下退出所述真空腔10；最后所述升降针104下降至特定位置，准备进行处理。
采用上述这种结构进行基板的换取时共需六个步骤，其中机械手需要两次进入所述真空腔。如果考虑上腔门开闭的时间，在真空腔内完成一次基板的换取需要32秒的作业时间，大大限制了量产的效率。
发明内容
本发明的实施例提供一种真空机械传送***，可减少基板换取的时间，提升自动化生产的产量。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
提供一种真空机械传送***，包括机械手和真空腔；所述真空腔包括设置在与腔门相对的腔体侧壁上的伸缩支撑手和设置在腔体内部的升降针；其中，所述伸缩支撑手沿与腔门相对的腔体侧壁向腔门的方向伸缩，所述升降针沿腔体底部向腔体顶部的方向升降；所述机械手包括第一抓取板和第二抓取板；其中，所述第一抓取板位于上方，所述第二抓取板位于下方，且所述第一抓取板和所述第二抓取板固定在一起。
可选的，所述真空机械传送***还包括设置在所述真空腔的腔体外侧且与所述伸缩支撑手相连的螺旋气缸；其中，所述螺旋气缸用于控制所述伸缩支撑手的伸缩。
进一步可选的，所述真空腔的与腔门相对的腔体侧壁上设置有开孔，所述伸缩支撑手通过设置在所述腔体侧壁上的开孔与所述螺旋气缸相连；其中，所述螺旋气缸还包括设置在所述伸缩支撑手的伸出端的密封盖，且所述密封盖的形状尺寸与所述开孔相匹配。
进一步的，所述密封盖的表面与所述真空腔的腔体内壁表面均为氧化铝绝缘表面。
可选的，所述真空腔还包括设置在腔体底部的升降台；其中，所述升降针设置在所述升降台上。
可选的，所述伸缩支撑手包括相同高度的两个托板；所述第一抓取板和所述第二抓取板也分别包括相同高度的两个托板；其中，所述第一抓取板的两个托板之间的间距与所述第二抓取板的两个托板之间的间距、以及所述伸缩支撑手的两个托板之间的间距各不相同。
进一步可选的，所述机械手还包括与所述第一抓取板和所述第二抓取板相连的伸缩臂、以及与所述伸缩臂相连的支撑臂；其中，所述伸缩臂用于固定并控制所述第一抓取板和所述第二抓取板的伸缩；所述支撑臂用于固定并控制所述伸缩臂的升降和旋转。
进一步的，所述真空机械传送***还包括与所述伸缩臂相连的第一电机、与所述支撑臂相连第二电机和第三电机；其中，所述第一电机用于控制所述伸缩臂的伸缩；所述第二电机和所述第三电机分别用于控制所述支撑臂的升降和旋转。
本发明实施例提供一种真空机械传送***，包括机械手和真空腔；所述真空腔包括设置在与腔门相对的腔体侧壁上的伸缩支撑手和设置在腔体内部的升降针；其中，所述伸缩支撑手沿与腔门相对的腔体侧壁向腔门的方向伸缩，所述升降针沿腔体底部向腔体顶部的方向升降；所述机械手包括第一抓取板和第二抓取板；其中，所述第一抓取板位于上方，所述第二抓取板位于下方，且所述第一抓取板和所述第二抓取板固定在一起。
当所述真空机械传送***需要进行基板的换取时，待处理的基板位于所述第一抓取板上，处理后的基板位于所述升降针上。在此情况下，所述第一抓取板载着待处理的基板与所述第二抓取板一起进入所述真空腔，此时所述伸缩支撑手也伸出至所述第一抓取板的下方；所述第一抓取板和所述第二抓取板一起下降，所述第一抓取板在下降的过程中将待处理的基板传送给所述伸缩支撑手；与此同时，所述升降针以相对较快的速度下降，将处理后的基板传送给所述第二抓取板；所述第二抓取板载着处理后的基板与所述第一抓取板一起退出所述真空腔，此时腔门关闭；所述升降针上升并顶起位于所述伸缩支撑手上的待处理的基板，且高于所述伸缩支撑手，此时所述伸缩支撑手缩回，所述升降针载着待处理的基板下降，准备进行处理。
由此可知，所述机械手仅需进入所述真空腔一次，通过与所述真空腔内的所述伸缩支撑手和所述升降针的配合，便可以完成基板的换取，从而减少基板换取的时间，提升自动化生产的产量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1（a）至1（f）为利用现有技术中的真空机械传送***进行基板换取的过程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种真空机械传送***的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种真空机械传送***的结构的平面俯视图；
图4（a）至4（d）为利用本发明实施例提供的真空机械传送***进行基板换取的过程示意图。
附图标记：
10-真空腔；101-腔门；102-腔体侧壁；103-升降台；104-升降针；105-伸缩支撑手；106-开孔；20-机械手；201-第一抓取板；202-第二抓取板；203-支撑臂；204-伸缩臂；30-螺旋气缸；300-密封盖；501-处理后的基板；502-待处理的基板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种真空机械传送***，如图2和图3所示，包括真空腔10和机械手20。所述真空腔10包括设置在与腔门101相对的腔体侧壁102上的伸缩支撑手105和设置在腔体内部的升降针104；其中，所述伸缩支撑手105沿与腔门101相对的腔体侧壁102向腔门101的方向伸缩，所述升降针104沿腔体底部向腔体顶部的方向升降。所述机械手20包括第一抓取板201和第二抓取板202；其中，所述第一抓取板201位于上方，所述第二抓取板202位于下方，且所述第一抓取板201和所述第二抓取板202固定在一起。
需要说明的是，第一，由于所述第一抓取板201和所述第二抓取板202固定在一起，则，所述第一抓取板201和所述第二抓取板202可以同时进出所述真空腔10、且同时执行升降的动作；也就是说，所述第一抓取板201和所述第二抓取板202可以同时伸缩和升降。
第二，所述伸缩支撑手105设置在与所述腔门101相对的腔体侧壁102上，且沿与所述腔门101相对的腔体侧壁102向所述腔门101的方向伸缩；即，所述伸缩支撑手105在平行于所述真空腔10的上下底面的方向上伸缩，且与所述第一抓取板201和所述第二抓取板202伸缩方向一致。
第三，所述升降针104沿腔体底部向腔体顶部的方向升降，即，所述升降针104在垂直于所述真空腔10的上下底面的方向上升降；通过控制所述升降针104的高度的变化，可以从所述抓取板或所述伸缩支撑手105上将基板顶起或落下；因此，为了保证基板取放的平稳性，所述升降针104应至少包括三个升降针，这样才可以将所述基板平稳的顶起或落下，防止基板脱落。
第四，由于所述机械手20设置在所述真空腔10的外部，为了防止在所述真空腔10的腔门101打开时，真空腔外的气体大量进入真空腔内、或者真空腔内的残留气体例如有毒气体大量挥发到真空腔外，可以将所述机械手20设置在一个传送腔内，从而减少与外界的直接接触。在此情况下，所述真空机械传送***可以通过所述机械手20在所述真空腔10与所述传送腔之间进行基板的换取。
本发明实施例提供了一种真空机械传送***，包括真空腔10和机械手20。所述真空腔10包括设置在与腔门101相对的腔体侧壁102上的伸缩支撑手105和设置在腔体内部的升降针104；其中，所述伸缩支撑手105沿与腔门101相对的腔体侧壁102向腔门101的方向伸缩，所述升降针104沿腔体底部向腔体顶部的方向升降。所述机械手20包括第一抓取板201和第二抓取板202；其中，所述第一抓取板201位于上方，所述第二抓取板202位于下方，且所述第一抓取板201和所述第二抓取板202固定在一起。
当所述真空机械传送***需要进行基板的换取时，待处理的基板502位于所述第一抓取板201上，处理后的基板501位于所述升降针104上。在此情况下，如图4（a）所示，所述第一抓取板201载着待处理的基板502与所述第二抓取板202一起进入所述真空腔10，此时所述伸缩支撑手105也伸出至所述第一抓取板201下方；如图4（b）所示，所述第一抓取板201和所述第二抓取板202一起下降，所述第一抓取板201在下降的过程中将待处理的基板502传送给所述伸缩支撑手105；与此同时，所述升降针104以相对较快的速度下降，将处理后的基板501传送给所述第二抓取板202；如图4（c）所示，所述第二抓取板202载着处理后的基板501与所述第一抓取板201一起退出所述真空腔10，此时腔门101关闭；如图4（d）所示，所述升降针104上升并顶起位于所述伸缩支撑手105上的待处理的基板502，且高于所述伸缩支撑手105，此时所述伸缩支撑手105缩回；所述升降针104载着待处理的基板502下降，准备进行处理。
由此可知，所述机械手20仅需进入所述真空腔10一次，通过与所述真空腔10内的所述伸缩支撑手105和所述升降针104的配合，便可以完成基板的换取，从而减少基板换取的时间，提升自动化生产的产量。
可选的，参考图2所示，所述真空机械传送***还包括设置在所述真空腔10的腔体外侧且与所述伸缩支撑手105相连的螺旋气缸30；其中，所述螺旋气缸30用于控制所述伸缩支撑手105的伸缩。
这里需要说明的是，所述伸缩支撑手105的长度是固定的。则，所述伸缩支撑手105的伸缩实际上是指所述伸缩支撑手105在所述螺旋气缸30中的相对位置可以变化；也就是说，当所述伸缩支撑手105伸出时，其可以伸出至所述螺旋气缸30外部，当所述伸缩支撑手105缩回时，其可以缩回至所述螺旋气缸30内部，但在整个过程中，所述伸缩支撑手105的总体长度不会发生任何变化。
其中，选用螺旋气缸30作为所述伸缩支撑手105伸缩的动力，是因为所述螺旋气缸30具有体积小、安装设计方便、速度和力度易调节等优点；此外，所述螺旋气缸30的传动介质是气体，可运程控制，不易产生火花，因此广泛地应用于大型生产线。
在此基础上，参考图2所示，所述真空腔10的与腔门101相对的腔体侧壁102上设置有开孔106，所述伸缩支撑手105通过设置在所述腔体侧壁102上的开孔106与所述螺旋气缸30相连；其中，所述螺旋气缸30还包括设置在所述伸缩支撑手106的伸出端的密封盖300，且所述密封盖300的形状尺寸与所述开孔106相匹配。
当所述伸缩支撑手105在所述螺旋气缸30的推动下伸出时，所述伸缩支撑手105通过设置在与腔门101相对的腔体侧壁102上所述开孔106进入所述真空腔10的内部，此时所述密封盖300与所述腔体侧壁102上开孔106分离；当所述伸缩支撑手105在所述螺旋气缸30的拉动下缩回时，所述伸缩支撑手105通过所述开孔106缩回至所述螺旋气缸30内部，此时所述密封盖300与所述腔体侧壁102上的开孔106嵌合，实现所述真空腔10的密封。
为了确保所述真空腔10的密封性，需使所述密封盖300与所述腔体侧壁102上的开孔106紧密嵌合在一起；因此，进一步的，所述密封盖300的表面与所述真空腔10的腔体内壁表面可以均为致密的氧化铝绝缘表面。
此外，可选的，参考图2所示，所述真空腔10还可以包括设置在腔体底部的升降台103；其中，所述升降针104设置在所述升降台103上。
其中，所述升降针104的长度是固定的。这里，所述升降针104的升降是指所述升降针104露出所述升降台103部分的高度可以变化；当所述升降针104上升时，所述升降台103内部存在某一动力将所述升降针104抬起，使所述升降针104露出所述升降台103的部分逐渐增加；当所述升降针104下降时，所述升降台103内部存在某一动力将所述升降针104降下，使所述升降针104露出所述升降台103的部分逐渐减少。
基于上述描述，参考图3所示的平面俯视图，为了保证基板取放的平稳性，所述伸缩支撑手105可以包括相同高度的两个托板；所述第一抓取板201和所述第二抓取板202也可以分别包括相同高度的两个托板；其中，所述第一抓取板201的两个托板之间的间距与所述第二抓取板202的两个托板之间的间距、以及所述伸缩支撑手105的两个托板之间的间距各不相同。
这样，当所述第一抓取板201和所述第二抓取板202进入所述真空腔10的腔体并进行基板的换取时，便可以保证所述第一抓取板201和所述第二抓取板202、以及所述伸缩支撑手105在升降的过程中不会发生相互碰撞，从而保证该真空机械传送***的正常运作。
需要说明的是，这里可以采用两个螺旋气缸30同步控制所述伸缩支撑手105的两个托板。
进一步的，参考图4（a）所示，所述机械手20还可以包括支撑臂203和伸缩臂204，所述第一抓取板201和所述第二抓取板202通过所述伸缩臂204与所述支撑臂203相连。这样，当所述支撑臂203上升或下降时，便可以通过所述伸缩臂204带动所述第一抓取板201和所述第二抓取板202上升或下降，而且所述伸缩臂204还可以控制所述第一抓取板201和所述第二抓取板202的伸缩。
基于上述描述可知，当所述真空机械传送***处于工作状态时，所述机械手20仅需进入所述真空腔10一次便可以完成基板的换取。为了进一步提高所述真空机械传送***的工作效率，所述真空机械传送***可以包括多个所述真空腔10；其中，多个所述真空腔10可以分别设置在所述机械手20的不同方位。此时，所述机械手20可以与不同的所述真空腔10之间实现基板的换取。
由于所述机械手20包括与所述第一抓取板201和所述第二抓取板202相连的伸缩臂204、以及与所述伸缩臂204相连的支撑臂203，在所述真空机械传送***包括多个所述真空腔10的情况下，所述支撑臂203不仅可以通过所述伸缩臂204控制所述第一抓取板201和所述第二抓取板202的升降，进一步的，还可以通过所述伸缩臂204控制所述第一抓取板201和所述第二抓取板202的旋转。
即，当所述机械手20完成了与第一真空腔之间的基板的换取后，所述支撑臂203可以通过所述伸缩臂204控制所述第一抓取板201和所述第二抓取板202旋转至与所述第一真空腔位于不同方位的第二真空腔，所述机械手20再与所述第二真空腔之间进行基板的换取，以此类推。这样便可实现所述机械手20与多个所述真空腔10之间的基板的换取，从而提高所述真空机械传送***的工作效率。
在此基础上，进一步的，所述真空机械传送***还可以包括与所述伸缩臂204相连的第一电机、与所述支撑臂203相连第二电机和第三电机；其中，所述第一电机用于控制所述伸缩臂204的伸缩；所述第二电机和所述第三电机分别用于控制所述支撑臂203的升降和旋转。
下面将提供一具体的实施例对所述真空机械传送***的工作原理进行说明。
所述真空机械传送***应用于TFT-LCD工厂的生产，所述真空腔10为干法刻蚀设备的真空反应腔，所述机械手20位于传送腔内，所述基板为用于制造阵列基板的玻璃基板。
在此基础上，所述真空机械传送***的具体工作步骤如下：
S101、参考图4（a）所示，所述机械手20的伸缩臂204在所述第一电机的作用下，控制所述第一抓取板201载着待反应的玻璃基板与所述第二抓取板202一起进入真空反应腔；此时，所述螺旋气缸30推动所述伸缩支撑手105伸出至所述第一抓取板201的下方。
其中，所述伸缩支撑手105的高度位于所述升降针104上的反应后的玻璃基板的上方。
S102、参考图4（b）所示，所述机械手20的支撑臂203在所述第二电机的作用下，通过所述伸缩臂204控制所述第一抓取板201和所述第二抓取板202一起下降；所述第一抓取板201在下降的过程中将所述待反应的玻璃基板传送给所述伸缩支撑手105。
与此同时，所述升降针104在所述升降台103的作用下，以相对较快的速度下降，将反应后的玻璃基板传送给所述第二抓取板202。
S103、参考图4（c）所示，所述第二抓取板202载着所述反应后的玻璃基板与所述第一抓取板201一起退出所述真空反应腔，随后腔门101关闭。
S104、参考图4（d）所示，所述升降针104在所述升降台103的作用下上升，并顶起位于所述伸缩支撑手105上的所述待反应的玻璃基板，且高于所述伸缩支撑手105。
此时，所述螺旋气缸30控制所述伸缩支撑手105缩回，位于所述伸缩支撑手105伸出端的所述密封盖300与所述腔体侧壁102上的开孔106嵌合，实现所述真空反应腔的密封。
S105、所述升降针104载着所述待反应的玻璃基板下降，准备进行处理。
通过上述步骤S101-S105，所述机械手20仅需进入所述真空反应腔一次，便可以在所述真空反应腔与所述传送腔之间完成玻璃基板的传送，从而缩短了所述玻璃基板的换取时间；此外，在所述玻璃基板的换取过程中，由于所述机械手20位于所述传送腔内，这样可以避免所述真空反应腔外的气体大量进入所述真空反应腔内、以及所述真空反应腔内的残留气体例如有毒气体大量挥发到所述真空反应腔外。
在此基础上，当所述机械手20还需要与其它所述真空腔10之间进行所述玻璃基板的传送时，所述真空机械传送***可以通过所述第三电机控制所述支撑臂203带动所述第一抓取板201和所述第二抓取板202旋转至其它所述真空腔10，以进行所述玻璃基板的换取。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种真空机械传送***，包括机械手和真空腔；其特征在于，
所述真空腔包括设置在与腔门相对的腔体侧壁上的伸缩支撑手和设置在腔体内部的升降针；其中，所述伸缩支撑手沿与腔门相对的腔体侧壁向腔门的方向伸缩，所述升降针沿腔体底部向腔体顶部的方向升降；
所述机械手包括第一抓取板和第二抓取板；其中，所述第一抓取板位于上方，所述第二抓取板位于下方，且所述第一抓取板和所述第二抓取板固定在一起。
2.根据权利要求1所述的真空机械传送***，其特征在于，所述真空机械传送***还包括设置在所述真空腔的腔体外侧且与所述伸缩支撑手相连的螺旋气缸；
其中，所述螺旋气缸用于控制所述伸缩支撑手的伸缩。
3.根据权利要求2所述的真空机械传送***，其特征在于，所述真空腔的与腔门相对的腔体侧壁上设置有开孔，所述伸缩支撑手通过设置在所述腔体侧壁上的开孔与所述螺旋气缸相连；
其中，所述螺旋气缸还包括设置在所述伸缩支撑手的伸出端的密封盖，且所述密封盖的形状尺寸与所述开孔相匹配。
4.根据权利要求3所述的真空机械传送***，其特征在于，所述密封盖的表面与所述真空腔的腔体内壁表面均为氧化铝绝缘表面。
5.根据权利要求1所述的真空机械传送***，其特征在于，所述真空腔还包括设置在腔体底部的升降台；
其中，所述升降针设置在所述升降台上。
6.根据权利要求1所述的真空机械传送***，其特征在于，所述伸缩支撑手包括相同高度的两个托板；
所述第一抓取板和所述第二抓取板也分别包括相同高度的两个托板；
其中，所述第一抓取板的两个托板之间的间距与所述第二抓取板的两个托板之间的间距、以及所述伸缩支撑手的两个托板之间的间距各不相同。
7.根据权利要求1所述的真空机械传送***，其特征在于，所述机械手还包括与所述第一抓取板和所述第二抓取板相连的伸缩臂、以及与所述伸缩臂相连的支撑臂；
其中，所述伸缩臂用于固定并控制所述第一抓取板和所述第二抓取板的伸缩；
所述支撑臂用于固定并控制所述伸缩臂的升降和旋转。
8.根据权利要求7所述的真空机械传送***，其特征在于，所述真空机械传送***还包括与所述伸缩臂相连的第一电机、与所述支撑臂相连第二电机和第三电机；
其中，所述第一电机用于控制所述伸缩臂的伸缩；
所述第二电机和所述第三电机分别用于控制所述支撑臂的升降和旋转。
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