CN104723332A - 一种直驱式可翻转晶圆传输机器人 - Google Patents
一种直驱式可翻转晶圆传输机器人 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104723332A CN104723332A CN201510121144.7A CN201510121144A CN104723332A CN 104723332 A CN104723332 A CN 104723332A CN 201510121144 A CN201510121144 A CN 201510121144A CN 104723332 A CN104723332 A CN 104723332A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- forearm
- large arm
- rotating shaft
- wrist
- robot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
一种直驱式可翻转晶圆传输机器人，基座内部安装升降和回转机构，升降和回转机构与大臂一端连接，大臂另一端与小臂一端连接，小臂另一端与翻转手腕的一端连接，翻转手腕的另一端与真空吸附末端连接。所述晶圆传输机器人动作时，大臂、小臂、翻转手腕组成的三连杆定比速运动实现径向直线伸缩运动；翻转手腕使用电机驱动真空吸附末端实现翻转动作。采用直驱电机直接驱动，精简机器人内部结构，减少中间环节，提高机器人传动精度和效率。较少的零件机构，便于机器人的装配生产。钢带传动的使用，可以提供传动精度，增强机器人的可靠性，减少污染微粒的产生，提高机器人的洁净度等级。翻转手腕增加机器人翻转自由度，增强机器人的适用范围。
Description
技术领域
该发明涉及晶圆自动化搬运设备领域，具体涉及一种晶圆传输洁净机器人。
背景技术
在超大规模集成电路(IC)制造过程中，晶圆需要在数百道工艺之间频繁传输，晶圆生产线工序集中，加工速度快，工作环境洁净度要求高，需要高性能的晶圆传输机器人。现有的R-θ型晶圆传输机器人，多使用伺服电机(步进电机)驱动配以减速器减速再带动传动轴转动，传动结构复杂，安装困难，且多数减速机构(带传动、齿轮传动等)会使传动轴偏置，更易造成偏载和冗余径向力的产生，导致电机扭矩损失和精度降低。采用直驱电机驱动，可以减少减速机构的使用，直驱电机直接连接负载，无偏载产生，传动精度高，无扭矩损失。直驱电机中空的结构特点，方便晶圆机器人控制线路和气路的内部走线，还可实现不同传动轴间的同轴布置，减少零件数，减少转轴的转动惯量，便于装配。
现有R-θ型晶圆传输机器人，其径向(R向)直线运动通过大臂、小臂和手腕的定比例运动实现(原理可见[径向直线运动型硅片传输机器人的设计与研究.丛明,张士军.制造业自动化.第27卷第2期2005-02])。现有技术多使用同步带，利用行星轮系传动原理，使用一个电机驱动大臂、小臂和手腕关节。但同步带具有棱角误差、弹性变形和疲劳磨损的缺点，传动***刚度低，在速度和加速度突变或者变化很大时容易引起振动，易产生微粒污染源。使用钢带传动，无弹性变形，传动精度高，***刚度大。钢带传动无需张紧装置，无疲劳磨损，可以提高机器人可靠性，增加机器人使用寿命。还可以避免微粒污染的产生，提高机器人的洁净度。
发明内容
针对以上问题，该发明的主要目的是提供晶圆传输机器人。采用直驱电机驱动，解决现有技术驱动方式，结构复杂，安装困难，传动轴不同轴，传动偏载等的问题。采用钢带传动解决同步带传动中的棱角误差、弹性变形和疲劳磨损的缺点，提高传动精度和使用寿命，提供机器人洁净度。
该发明的另一目的是提供直驱式末端可翻转晶圆传输机器人。在晶圆传输过程中，多种工况下需要晶圆的翻转操作，直驱式末端可翻转机器人可以满足此种需求。
本发明提供直驱式末端可翻转晶圆传输机器人，采用如下技术方案：一种直驱式可翻转晶圆传输机器人，该机器人包括基座1、升降和回转机构2、真空吸附末端3、翻转手腕4、小臂5和大臂6；所述基座1内部安装升降和回转机构2，升降和回转机构2与大臂6一端(近端)连接，大臂6另一端(远端)与小臂5一端(近端)连接，小臂5另一端(远端)与翻转手腕4的一端连接，翻转手腕4的另一端与真空吸附末端3连接。
所述晶圆传输机器人动作时，基座1固定，升降和回转机构2可绕基座1中心回转，还可沿基座垂直方向(Z向)做升降运动；大臂6近端可绕回转机构2中心回转(θ向运动)，小臂5近端绕大臂6远端中心回转，翻转手腕4绕小臂5远端回转，大臂6、小臂5和翻转手腕4的定比例回转实现机器人手臂的径向直线运动(R向运动)；翻转手腕4内置翻转结构，真空吸附末端3绕手腕壳体水平轴线翻转；真空吸附末端3吸附晶圆片，带动晶圆片运动。
上述晶圆传输机器人的升降机构，参考附图2所示，该升降机构包括伺服电机101、减速器102、联轴器103、基座型材104、螺母108、丝杠109、导轨105、滑块107和升降连接板106。伺服电机101、减速器102、丝杠109和螺母108同轴布置于基座1侧壁上并组成丝杠螺母副传动机构；基座型材104为基座侧面支撑，导轨105固定在基座型材104上；螺母108连接升降连接板106。
伺服电机101与减速器102连接，减速器102的输出轴通过联轴器103与丝杠109连接；丝杠109固定在基座1的侧壁中间，两导轨105固定在基座1的侧壁两侧；所述各导轨105上分别安装有两个滑块107，两个滑块107分别与升降连接板106连接，以实现导向作用。
所述伺服电机101经减速器102减速，驱动丝杠螺母副的螺母108的升降运动，进而带动升降连接板106上下运动；
上述晶圆传输机器人的中心回转(θ向运动)机构，包括θ向直驱电机204、θ向转轴203、交叉滚子轴承b215、推力轴承213。θ向直驱电机204的底座固定在升降连接板106上，θ向转轴203连接在θ向直驱电机204的输出轴端并与θ向转轴连接板a205连接；θ向转轴连接板b206通过螺钉连接安装固定在θ向转轴连接板a205上。
交叉滚子轴承b215的外圈固定安装在连接板固定套筒201内壁上，以承受θ向转轴203的径向力和倾覆力；推力轴承213通过θ向转轴套筒214、连接板固定上套筒202安装在θ向转轴203的外壁上。推力轴承213用以承受机器人臂体的轴向力。θ向转轴203与基座上盖110配合，同时在基座上盖110内孔处安装有U型大弹性橡胶圈217和O型耐磨高强度密封环216。
θ向直驱电机204输出轴直接驱动θ向转轴203转动，带动交叉滚子轴承b215内圈、θ向转轴套筒214和推力轴承213下圈共同转动。U型大弹性橡胶圈217浮动承受θ向转轴203的径向偏载。
R向直驱电机207、R向转轴208、大臂6、小臂5、翻转手腕4组成晶圆传输机器人的径向直线运动机构；R向直驱电机207同轴安装在θ向转轴203内部，R向直驱电机207的底部安装在θ向转轴连接板b206上；R向直驱电机207的输出轴直接连接R向转轴208，R向转轴208和θ向转轴203之间在θ向转轴203上端通过交叉滚子轴承a212支撑，大臂6一端连接在θ向转轴203上，另一端连接小臂5近端(靠近大臂6一端为近端)，小臂5远端连接翻转手腕4。
R向直驱电机207及R向转轴208随θ向转轴203同步回转，同时R向直驱电机207输出轴可独立驱动R向转轴208相对于θ向转轴203转动，R向转轴208的回转驱动大臂6绕θ向转轴203中心回转，同时小臂5近端绕大臂6远端(大臂6远离θ向转轴203的一端)回转，翻转手腕4绕小臂5远端回转，通过大臂6、小臂5和翻转手腕4三连杆定比角速度运动，实现机器人的R向直线伸缩运动。
上述晶圆传输机器人的径向直线运动(R向运动)机构中，大臂6包括大臂壳体601、大臂固定带轮210、小臂驱动轮606、大臂上下半钢带610、小臂驱动轮轴604、交叉滚子轴承d612、交叉滚子轴承e613、深沟球轴承605。
大臂壳体601通过大臂壳体上盖607、大臂壳体下盖602上下密封。
R向转轴208上端连接大臂壳体601的近端上壳体，大臂固定带轮210固定在θ向转轴203上端，大臂固定带轮210和R向转轴208之间通过交叉滚子轴承d612支撑；大臂壳体下盖602和大臂固定带轮210之间通过交叉滚子轴承e613支撑。
大臂上下半钢带610固定安装在大臂行星轮系的大臂固定带轮210和小臂驱动轮606之间，大臂壳体601远端下壳体固定连接小臂驱动轮轴604，小臂驱动轮轴604和小臂驱动轮606之间通过一对深沟球轴承605支撑；小臂壳体501、大臂壳体上盖607之间通过交叉滚子轴承c608支撑；小臂驱动轮606上端连接小臂壳体501近端。
大臂壳体601(相当于行星架)、大臂固定带轮210(太阳轮)、小臂驱动轮606(行星轮)、大臂上下半钢带610共同组成行星周转轮系。大臂壳体601绕θ向转轴203回转，带动小臂驱动轮606绕大臂固定带轮210公转，大臂上下半钢带610绕带轮缠绕，而大臂固定带轮210不随大臂壳体601回转，使小臂驱动轮606绕小臂驱动轮轴604自转，进而驱动小臂壳体501近端绕大臂壳体601远端回转。
上述晶圆传输机器人的径向直线运动(R向运动)机构中，小臂5包括小臂壳体501、小臂定轮512、小臂上下半钢带510、手腕驱动轮504、手腕驱动轮轴502；在小臂壳体501内部，固定于大臂壳体601远端的小臂驱动轮轴604上端连接有小臂定轮512；手腕驱动轮轴502固定在小臂壳体501远端下壳体上，手腕驱动轮504通过上下一对深沟球轴承a503支撑在手腕驱动轮轴502下端，在手腕转轴505和小臂上盖507之间通过交叉滚子轴承b506支撑；而小臂上下半钢带510连接在小臂定轮512和手腕驱动轮504之间；手腕驱动轮504上端连接手腕转轴505，手腕转轴505连接翻转手腕4。
小臂壳体501通过小臂上盖507密封。
小臂壳体501近端绕大臂壳体601远端回转时，小臂定轮512相对于大臂壳体601静止，小臂上下半钢带510绕小臂定轮512和手腕驱动轮504缠绕，组成小臂行星轮系。手腕驱动轮504绕手腕驱动轮轴502回转，手腕转轴505随之绕小臂壳体501远端转动。
参考附图5所示，手腕转轴505绕小臂壳体501远端回转，手腕转轴505上端固定连接翻转手腕4，翻转手腕4内部设计翻转机构，驱动真空吸附末端3翻转。
该晶圆传输机器人R向直线运动时，参考附图6所示为小臂5、大臂6相对回转动作示意(对比附图1中大小臂状态)，同时真空吸附末端3实现了翻转动作。
采用上述技术方案，实现晶圆传输机器人的垂直升降运动、中心回转运动、径向直线运动和翻转运动，满足晶圆搬运过程中的多任务要求。采用直驱电机直接驱动，精简机器人内部结构，减少中间环节，提高机器人传动精度和效率。较少的零件机构，便于机器人的装配生产。钢带传动的使用，可以提供传动精度，增强机器人的可靠性，减少污染微粒的产生，提高机器人的洁净度等级。翻转手腕增加机器人翻转自由度，增强机器人的适用范围。整个晶圆传输机器人克服现有机器人部分缺陷，具有稳定性好，传动精度高，速度快，洁净度等级高，电气控制简单，装配生产高效等优点。
附图说明
图1是本发明晶圆传输机器人的部件装配图。
图2是本发明晶圆传输机器人升降运动机构和中心回转运动机构内部结构图。
图3是图2的内部剖视图。
图4是本发明晶圆传输机器人径向直线运动机构内部剖视图。
图5是图4的立体结构图。
图6是本发明晶圆传输机器人与图1相比较的手臂伸缩与手腕翻转动作图。
图中：1：基座，2：升降和回转机构，3：真空吸附末端，4：翻转手腕，5：小臂，6：大臂。
101：伺服电机，102：减速器，103：联轴器，104：基座型材，105：导轨，106：升降连接板，107：滑块，108：螺母，109：丝杠，110：基座上盖。
201：连接板固定套筒，202：连接板固定上套筒，203：θ向转轴，204：θ向直驱电机，205：θ向转轴连接板a，206：θ向转轴连接板b，207：R向直驱电机，208：R向转轴，209：θ向转轴上盖，210：大臂固定带轮，211：交叉滚子轴承上压盖，212：交叉滚子轴承a，213：推力轴承，214：θ向转轴套筒，215：交叉滚子轴承b，216：O型耐磨高强度密封环，217：U型大弹性橡胶圈。
401：手腕壳体，424：真空气管，425：手腕电机控制线路。
501：小臂壳体，502：手腕驱动轮轴，503：深沟球轴承a，504：手腕驱动轮，505：手腕转轴，506：交叉滚子轴承b，507：小臂上盖，508：O型密封圈a，509：轴承压盖，510：小臂上下半钢带，511：小臂定轮压盖，512：小臂定轮，513；O型密封圈b。
601：大臂壳体，602：大臂壳体下盖，603：O型密封圈c，604：小臂驱动轮轴，605：深沟球轴承b，606：小臂驱动轮，607：大臂壳体上盖，608：交叉滚子轴承c，609：轴承上压盖，610：大臂上下半钢带，611：交叉滚子轴承挡圈a，612：交叉滚子轴承d，613：交叉滚子轴承e，614：交叉滚子轴承挡圈b，615：轴承下端盖。
具体实施方式
以下结合具体图例详细阐述本发明的具体实施例。
如图1-6所示，一种直驱式可翻转晶圆传输机器人，该机器人包括基座1、升降和回转机构2、真空吸附末端3、翻转手腕4、小臂5和大臂6；所述基座1内部安装升降和回转机构2，升降和回转机构2与大臂6一端(近端)连接，大臂6另一端(远端)与小臂5一端(近端)连接，小臂5另一端(远端)与翻转手腕4的一端连接，翻转手腕4的另一端与真空吸附末端3连接。
所述晶圆传输机器人动作时，基座1固定，升降和回转机构2可绕基座1中心回转，还可沿基座垂直方向(Z向)做升降运动；大臂6近端可绕回转机构2中心回转(θ向运动)，小臂5近端绕大臂6远端中心回转，翻转手腕4绕小臂5远端回转，大臂6、小臂5和翻转手腕4的定比例回转实现机器人手臂的径向直线运动(R向运动)；翻转手腕4内置翻转结构，真空吸附末端3绕手腕壳体水平轴线翻转；真空吸附末端3吸附晶圆片，带动晶圆片运动。
上述晶圆传输机器人的升降机构，参考附图2所示，该升降机构包括伺服电机101、减速器102、联轴器103、基座型材104、螺母108、丝杠109、导轨105、滑块107和升降连接板106。伺服电机101、减速器102、丝杠109和螺母108同轴布置于基座1侧壁上并组成丝杠螺母副传动机构；基座型材104为基座侧面支撑，导轨105固定在基座型材104上；螺母108连接升降连接板106。
伺服电机101与减速器102连接，减速器102的输出轴通过联轴器103与丝杠109连接；丝杠109固定在基座1的侧壁中间，两导轨105固定在基座1的侧壁两侧；所述各导轨105上分别安装有两个滑块107，两个滑块107分别与升降连接板106连接，以实现导向作用。
所述伺服电机101经减速器102减速，驱动丝杠螺母副的螺母108的升降运动，进而带动升降连接板106上下运动。
上述晶圆传输机器人的中心回转(θ向运动)机构，包括θ向直驱电机204、θ向转轴203、交叉滚子轴承b215、推力轴承213。θ向直驱电机204的底座固定在升降连接板106上，θ向转轴203连接在θ向直驱电机204的输出轴端并与θ向转轴连接板a205连接；θ向转轴连接板b206通过螺钉连接安装固定在θ向转轴连接板a205上。
交叉滚子轴承b215的外圈固定安装在连接板固定套筒201内壁上，以承受θ向转轴203的径向力和倾覆力；推力轴承213通过θ向转轴套筒214、连接板固定上套筒202安装在θ向转轴203的外壁上。推力轴承213用以承受机器人臂体的轴向力。θ向转轴203与基座上盖110配合，同时在基座上盖110内孔处安装有U型大弹性橡胶圈217和O型耐磨高强度密封环216。
θ向直驱电机204输出轴直接驱动θ向转轴203转动，带动交叉滚子轴承b215内圈、θ向转轴套筒214和推力轴承213下圈共同转动。U型大弹性橡胶圈217浮动承受θ向转轴203的径向偏载。
上述晶圆传输机器人的径向直线运动(R向运动)机构，包括R向直驱电机207、R向转轴208、大臂6、小臂5、翻转手腕4；R向直驱电机207同轴安装在θ向转轴203内部，R向直驱电机207的底部安装在θ向转轴连接板b206上；R向直驱电机207的输出轴直接连接R向转轴208，R向转轴208和θ向转轴203之间在θ向转轴203上端通过交叉滚子轴承a212支撑，大臂6一端连接在θ向转轴203上，另一端连接小臂5近端(靠近大臂6一端为近端)，小臂5远端连接翻转手腕4。
R向直驱电机207及R向转轴208随θ向转轴203同步回转，同时R向直驱电机207输出轴可独立驱动R向转轴208相对于θ向转轴203转动，R向转轴208的回转驱动大臂6绕θ向转轴203中心回转，同时小臂5近端绕大臂6远端(大臂6远离θ向转轴203的一端)回转，翻转手腕4绕小臂5远端回转，通过大臂6、小臂5和翻转手腕4三连杆定比角速度运动，实现机器人的R向直线伸缩运动。
上述晶圆传输机器人的升降和回转机构2(R向运动)，大臂6包括大臂壳体601、大臂固定带轮210、小臂驱动轮606、大臂上下半钢带610、小臂驱动轮轴604、交叉滚子轴承d612、交叉滚子轴承e613、深沟球轴承605。
大臂壳体601通过大臂壳体上盖607、大臂壳体下盖602上下密封。
R向转轴208上端连接大臂壳体601的近端上壳体，大臂固定带轮210固定在θ向转轴203上端，大臂固定带轮210和R向转轴208之间通过交叉滚子轴承d612支撑；大臂壳体下盖602和大臂固定带轮210之间通过交叉滚子轴承e613支撑。
大臂上下半钢带610固定安装在大臂行星轮系的大臂固定带轮210和小臂驱动轮606之间，大臂壳体601远端下壳体固定连接小臂驱动轮轴604，小臂驱动轮轴604和小臂驱动轮606之间通过一对深沟球轴承605支撑；小臂壳体501、大臂壳体上盖607之间通过交叉滚子轴承c608支撑；小臂驱动轮606上端连接小臂壳体501近端。
大臂壳体601(相当于行星架)、大臂固定带轮210(太阳轮)、小臂驱动轮606(行星轮)、大臂上下半钢带610共同组成行星周转轮系。大臂壳体601绕θ向转轴203回转，带动小臂驱动轮606绕大臂固定带轮210公转，大臂上下半钢带610绕带轮缠绕，而大臂固定带轮210不随大臂壳体601回转，使小臂驱动轮606绕小臂驱动轮轴604自转，进而驱动小臂壳体501近端绕大臂壳体601远端回转。
上述晶圆传输机器人的径向直线运动(R向运动)机构中，小臂5包括小臂壳体501、小臂定轮512、小臂上下半钢带510、手腕驱动轮504、手腕驱动轮轴502；在小臂壳体501内部，固定于大臂壳体601远端的小臂驱动轮轴604上端连接有小臂定轮512；手腕驱动轮轴502固定在小臂壳体501远端下壳体上，手腕驱动轮504通过上下一对深沟球轴承a503支撑在手腕驱动轮轴502下端，在手腕转轴505和小臂上盖507之间通过交叉滚子轴承b506支撑；而小臂上下半钢带510连接在小臂定轮512和手腕驱动轮504之间；手腕驱动轮504上端连接手腕转轴505，手腕转轴505连接翻转手腕4。
小臂壳体501通过小臂上盖507密封。
小臂壳体501近端绕大臂壳体601远端回转时，小臂定轮512相对于大臂壳体601静止，小臂上下半钢带510绕小臂定轮512和手腕驱动轮504缠绕，组成小臂行星轮系。手腕驱动轮504绕手腕驱动轮轴502回转，手腕转轴505随之绕小臂壳体501远端转动。
参考附图5所示，手腕转轴505绕小臂壳体501远端回转，手腕转轴505上端固定连接翻转手腕4，翻转手腕4内部设计翻转机构，驱动真空吸附末端3翻转。
该晶圆传输机器人R向直线运动时，参考附图6所示为小臂5、大臂6相对回转动作示意(对比附图1中大小臂状态)，同时真空吸附末端3实现了翻转动作。
Claims (7)
1.一种直驱式可翻转晶圆传输机器人，其特征在于：该机器人包括基座(1)、升降和回转机构(2)、真空吸附末端(3)、翻转手腕(4)、小臂(5)和大臂(6)；所述基座(1)内部安装升降和回转机构(2)，升降和回转机构(2)与大臂(6)一端连接，大臂(6)另一端与小臂(5)一端连接，小臂(5)另一端与翻转手腕(4)的一端连接，翻转手腕(4)的另一端与真空吸附末端(3)连接；
所述晶圆传输机器人动作时，基座(1)固定，升降和回转机构(2)绕基座(1)中心回转，还沿基座垂直方向做升降运动；大臂(6)近端可绕回转机构(2)中心回转，小臂(5)近端绕大臂(6)远端中心回转，翻转手腕(4)绕小臂(5)远端回转，大臂(6)、小臂(5)和翻转手腕(4)的定比例回转实现机器人手臂的径向直线运动；翻转手腕(4)内置翻转结构，真空吸附末端(3)绕手腕壳体水平轴线翻转；真空吸附末端(3)吸附晶圆片，带动晶圆片运动。
2.根据权利要求1所述的一种直驱式可翻转晶圆传输机器人，其特征在于：晶圆传输机器人的升降和回转机构(2)的升降机构包括伺服电机(101)、减速器(102)、联轴器(103)、基座型材(104)、螺母(108)、丝杠(109)、导轨(105)、滑块(107)和升降连接板(106)；伺服电机(101)、减速器(102)、丝杠(109)和螺母(108)同轴布置于基座(1)侧壁上并组成丝杠螺母副传动机构；基座型材(104)为基座侧面支撑，导轨(105)固定在基座型材(104)上；螺母(108)连接升降连接板(106)；
伺服电机(101)与减速器(102)连接，减速器(102)的输出 轴通过联轴器(103)与丝杠(109)连接；丝杠(109)固定在基座(1)的侧壁中间，两导轨(105)固定在基座(1)的侧壁两侧；所述各导轨(105)上分别安装有两个滑块(107)，两个滑块(107)分别与升降连接板(106)连接，以实现导向作用；
所述伺服电机(101)经减速器(102)减速，驱动丝杠螺母副的螺母(108)的升降运动，进而带动升降连接板(106)上下运动。
3.根据权利要求1所述的一种直驱式可翻转晶圆传输机器人，其特征在于：晶圆传输机器人的升降和回转机构(2)的中心回转机构，包括θ向直驱电机(204)、θ向转轴(203)、交叉滚子轴承b(215)、推力轴承(213)；θ向直驱电机(204)的底座固定在升降连接板(106)上，θ向转轴(203)连接在θ向直驱电机(204)的输出轴端并与θ向转轴连接板a(205)连接；θ向转轴连接板b(206)通过螺钉连接安装固定在θ向转轴连接板a(205)上；
交叉滚子轴承b(215)的外圈固定安装在连接板固定套筒(201)内壁上，以承受θ向转轴(203)的径向力和倾覆力；推力轴承(213)通过θ向转轴套筒(214)、连接板固定上套筒(202)安装在θ向转轴(203)的外壁上；推力轴承(213)用以承受机器人臂体的轴向力；θ向转轴(203)与基座上盖(110)配合，同时在基座上盖(110)内孔处安装有U型大弹性橡胶圈(217)和O型耐磨高强度密封环(216)；
θ向直驱电机(204)输出轴直接驱动θ向转轴(203)转动，带动交叉滚子轴承b(215)内圈、θ向转轴套筒(214)和推力轴承(213)下圈共同转动；U型大弹性橡胶圈(217)浮动承受θ向转轴(203) 的径向偏载；
R向直驱电机(207)、R向转轴(208)、大臂(6)、小臂(5)、翻转手腕(4)组成晶圆传输机器人的径向直线运动机构；R向直驱电机(207)同轴安装在θ向转轴(203)内部，R向直驱电机(207)的底部安装在θ向转轴连接板b(206)上；R向直驱电机(207)的输出轴直接连接R向转轴(208)，R向转轴(208)和θ向转轴(203)之间在θ向转轴(203)上端通过交叉滚子轴承a(212)支撑，大臂(6)一端连接在θ向转轴(203)上，另一端连接小臂(5)近端，小臂(5)远端连接翻转手腕(4)；
R向直驱电机(207)及R向转轴(208)随θ向转轴(203)同步回转，同时R向直驱电机(207)输出轴可独立驱动R向转轴(208)相对于θ向转轴(203)转动，R向转轴(208)的回转驱动大臂(6)绕θ向转轴(203)中心回转，同时小臂(5)近端绕大臂(6)远端回转，翻转手腕(4)绕小臂(5)远端回转，通过大臂(6)、小臂(5)和翻转手腕(4)三连杆定比角速度运动，实现机器人的R向直线伸缩运动。
4.根据权利要求1所述的一种直驱式可翻转晶圆传输机器人，其特征在于：上述晶圆传输机器人的径向直线运动机构中，大臂(6)包括大臂壳体(601)、大臂固定带轮(210)、小臂驱动轮(606)、大臂上下半钢带(610)、小臂驱动轮轴(604)、交叉滚子轴承d(612)、交叉滚子轴承e(613)、深沟球轴承(605)；
大臂壳体(601)通过大臂壳体上盖(607)、大臂壳体下盖(602) 上下密封；
R向转轴(208)上端连接大臂壳体(601)的近端上壳体，大臂固定带轮(210)固定在θ向转轴(203)上端，大臂固定带轮(210)和R向转轴(208)之间通过交叉滚子轴承d(612)支撑；大臂壳体下盖(602)和大臂固定带轮(210)之间通过交叉滚子轴承e(613)支撑；
大臂上下半钢带(610)固定安装在大臂行星轮系的大臂固定带轮(210)和小臂驱动轮(606)之间，大臂壳体(601)远端下壳体固定连接小臂驱动轮轴(604)，小臂驱动轮轴(604)和小臂驱动轮(606)之间通过一对深沟球轴承(605)支撑；小臂壳体(501)、大臂壳体上盖(607)之间通过交叉滚子轴承c(608)支撑；小臂驱动轮(606)上端连接小臂壳体(501)近端。
5.根据权利要求1所述的一种直驱式可翻转晶圆传输机器人，其特征在于：大臂壳体(601)、大臂固定带轮210、小臂驱动轮(606)、大臂上下半钢带(610)共同组成行星周转轮系；大臂壳体(601)绕θ向转轴(203)回转，带动小臂驱动轮(606)绕大臂固定带轮(210)公转，大臂上下半钢带(610)绕带轮缠绕，而大臂固定带轮(210)不随大臂壳体(601)回转，使小臂驱动轮(606)绕小臂驱动轮轴(604)自转，进而驱动小臂壳体(501)近端绕大臂壳体(601)远端回转。
6.根据权利要求1所述的一种直驱式可翻转晶圆传输机器人，其特征在于：上述晶圆传输机器人的径向直线运动机构中，小臂(5)包括小臂壳体(501)、小臂定轮(512)、小臂上下半钢带(510)、手 腕驱动轮(504)、手腕驱动轮轴(502)；在小臂壳体(501)内部，固定于大臂壳体(601)远端的小臂驱动轮轴(604)上端连接有小臂定轮(512)；手腕驱动轮轴(502)固定在小臂壳体(501)远端下壳体上，手腕驱动轮(504)通过上下一对深沟球轴承a(503)支撑在手腕驱动轮轴(502)下端，在手腕转轴(505)和小臂上盖(507)之间通过交叉滚子轴承b(506)支撑；而小臂上下半钢带(510)连接在小臂定轮(512)和手腕驱动轮(504)之间；手腕驱动轮(504)上端连接手腕转轴(505)，手腕转轴(505)连接翻转手腕(4)；
小臂壳体(501)通过小臂上盖(507)密封。
7.根据权利要求1所述的一种直驱式可翻转晶圆传输机器人，其特征在于：小臂壳体(501)近端绕大臂壳体(601)远端回转时，小臂定轮(512)相对于大臂壳体(601)静止，小臂上下半钢带(510)绕小臂定轮(512)和手腕驱动轮(504)缠绕，组成小臂行星轮系；手腕驱动轮(504)绕手腕驱动轮轴(502)回转，手腕转轴(505)随之绕小臂壳体(501)远端转动；
手腕转轴(505)绕小臂壳体(501)远端回转，手腕转轴(505)上端固定连接翻转手腕(4)，翻转手腕(4)内部设计翻转机构，驱动真空吸附末端(3)翻转。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510121144.7A CN104723332B (zh) | 2015-03-19 | 2015-03-19 | 一种直驱式可翻转晶圆传输机器人 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510121144.7A CN104723332B (zh) | 2015-03-19 | 2015-03-19 | 一种直驱式可翻转晶圆传输机器人 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104723332A true CN104723332A (zh) | 2015-06-24 |
| CN104723332B CN104723332B (zh) | 2017-04-05 |
Family
ID=53448051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510121144.7A Active CN104723332B (zh) | 2015-03-19 | 2015-03-19 | 一种直驱式可翻转晶圆传输机器人 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104723332B (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105127982A (zh) * | 2015-09-24 | 2015-12-09 | 深圳松健机器人有限公司 | 一种快速高精度机器人的机械手 |
| CN106393077A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-02-15 | 上海交通大学 | 一种五自由度喷涂机器人 |
| WO2017128843A1 (zh) * | 2016-01-27 | 2017-08-03 | 太仓荣中机电科技有限公司 | 一种自由度机械手臂 |
| CN108748255A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-11-06 | 上海元心智能机器人有限公司 | 机器人腕关节结构及码垛机器人 |
| CN110948512A (zh) * | 2018-09-26 | 2020-04-03 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 一种倾摆补偿式直驱真空机器人 |
| CN112635378A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-09 | 上海广川科技有限公司 | 一种晶圆传输*** |
| CN113043253A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-06-29 | 珞石（北京）科技有限公司 | 单驱动直线运动机器人 |
| CN114620447A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-06-14 | 北京半导体专用设备研究所（中国电子科技集团公司第四十五研究所） | 基片转移装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0188863A1 (en) * | 1985-01-24 | 1986-07-30 | Adept Technology, Inc. | Direct drive robotic system |
| US5178512A (en) * | 1991-04-01 | 1993-01-12 | Equipe Technologies | Precision robot apparatus |
| US6318951B1 (en) * | 1999-07-09 | 2001-11-20 | Semitool, Inc. | Robots for microelectronic workpiece handling |
| CN1344194A (zh) * | 1999-01-15 | 2002-04-10 | 阿西斯特技术公司 | 工件处理机器人 |
| US20020094265A1 (en) * | 2000-11-30 | 2002-07-18 | Hirata Corporation | Substrate conveyer robot |
| US20130183131A1 (en) * | 2012-01-13 | 2013-07-18 | Richard M. Blank | Dual arm vacuum robot |
-
2015
- 2015-03-19 CN CN201510121144.7A patent/CN104723332B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0188863A1 (en) * | 1985-01-24 | 1986-07-30 | Adept Technology, Inc. | Direct drive robotic system |
| US5178512A (en) * | 1991-04-01 | 1993-01-12 | Equipe Technologies | Precision robot apparatus |
| CN1344194A (zh) * | 1999-01-15 | 2002-04-10 | 阿西斯特技术公司 | 工件处理机器人 |
| US6318951B1 (en) * | 1999-07-09 | 2001-11-20 | Semitool, Inc. | Robots for microelectronic workpiece handling |
| US20020094265A1 (en) * | 2000-11-30 | 2002-07-18 | Hirata Corporation | Substrate conveyer robot |
| US20130183131A1 (en) * | 2012-01-13 | 2013-07-18 | Richard M. Blank | Dual arm vacuum robot |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105127982A (zh) * | 2015-09-24 | 2015-12-09 | 深圳松健机器人有限公司 | 一种快速高精度机器人的机械手 |
| WO2017128843A1 (zh) * | 2016-01-27 | 2017-08-03 | 太仓荣中机电科技有限公司 | 一种自由度机械手臂 |
| CN106393077A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-02-15 | 上海交通大学 | 一种五自由度喷涂机器人 |
| CN108748255A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-11-06 | 上海元心智能机器人有限公司 | 机器人腕关节结构及码垛机器人 |
| CN110948512A (zh) * | 2018-09-26 | 2020-04-03 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 一种倾摆补偿式直驱真空机器人 |
| CN110948512B (zh) * | 2018-09-26 | 2022-07-26 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 一种倾摆补偿式直驱真空机器人 |
| CN112635378A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-09 | 上海广川科技有限公司 | 一种晶圆传输*** |
| CN112635378B (zh) * | 2020-12-25 | 2023-05-16 | 上海广川科技有限公司 | 一种晶圆传输*** |
| CN113043253A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-06-29 | 珞石（北京）科技有限公司 | 单驱动直线运动机器人 |
| CN114620447A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-06-14 | 北京半导体专用设备研究所（中国电子科技集团公司第四十五研究所） | 基片转移装置 |
| CN114620447B (zh) * | 2022-04-26 | 2024-01-26 | 北京半导体专用设备研究所（中国电子科技集团公司第四十五研究所） | 基片转移装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104723332B (zh) | 2017-04-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104723332A (zh) | 一种直驱式可翻转晶圆传输机器人 | |
| CN202580477U (zh) | 一种螺旋式管道机器人 | |
| CN201922441U (zh) | 用于板状工件搬运的末端执行器可侧翻机构 | |
| CN102615641B (zh) | 一种五自由度并联动力头 | |
| CN100562410C (zh) | 一种平面多关节机器人 | |
| CN102601563B (zh) | 一种用于汽车白车身生产线上的智能定位*** | |
| CN103495971A (zh) | 一种五自由度组合式机器人平台 | |
| CN103707292A (zh) | 基于xyz直角坐标关节和姿态腕的6自由度工业机器人 | |
| CN105026115A (zh) | 带有具有不等连接部长度的臂的机器人 | |
| CN102672714B (zh) | 高刚度高精度五坐标并联动力头 | |
| CN202805210U (zh) | 机器人的臂结构和机器人 | |
| CN102554910A (zh) | 一种机器人手臂机构 | |
| CN102528793A (zh) | 一种用于板状工件搬运的末端执行器可侧翻机构 | |
| CN105479457A (zh) | 一种用于关节型机械臂姿态调整机构 | |
| CN109514596B (zh) | 一种双十字铰三自由度并联关节机构 | |
| CN104742152A (zh) | 一种串联式多关节机械臂 | |
| CN102601795B (zh) | 一种可实现五轴联动作业动力头 | |
| CN105397802A (zh) | 一种四自由度同轴输出机构 | |
| JP2000190258A (ja) | 円筒座標系ロボット | |
| CN111360805A (zh) | 一种升降式独立直驱真空机械手 | |
| CN101664928B (zh) | 一种真空机器人 | |
| CN103302510B (zh) | 含有两个可浮动交错转轴的并联机构 | |
| CN207257823U (zh) | 一种履带式磁吸附爬壁机器人 | |
| CN101654039B (zh) | 内嵌式直齿换向麦克纳姆轮 | |
| CN110509738B (zh) | 基于地面封闭的六自由度串联支链腿 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Liu Zhifeng Inventor after: Gu Guangwei Inventor after: Shi Zheng Inventor before: Liu Zhifeng Inventor before: Gu Guangwei |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |