CN115258593A - 掩模传输装置及掩模传输*** - Google Patents

Abstract

本申请涉及半导体生产设备技术领域，具体而言，涉及一种掩模传输装置及掩模传输***，所示电机安装于所述机械手臂，所述电机包括主体部和安装于所述主体部的传动杆，所述掩模版叉与所述电机的传动杆连接，所述主体部通过所述第一弹性件与所述机械手臂连接，所述第一触发件安装于所述主体部，所述第一传感器安装于所述机械手臂，以使所述主体部能够克服所述第一弹性件的弹力作用在第一方向上相对所述机械手臂枢转，并同时使所述第一触发件触发所述第一传感器，所述第一传感器和所述电机均与所述控制单元通信连接；所述第一方向为所述传动杆的周向。本申请的目的在于针对背景技术中所述的至少一个技术问题，提供一种掩模传输装置及掩模传输***。

Description

掩模传输装置及掩模传输***

技术领域

本申请涉及半导体生产设备技术领域，具体而言，涉及一种掩模传输装置及掩模传输***。

背景技术

掩模传输***作为大型半导体工艺设备的核心模块，其传输性能及功能指标直接影响工艺设备的效率、产能以及产品的质量。掩模传输***结构紧凑，保障掩模版的安全是掩模传输的核心指标。在机械手取放掩模版过程中，由于空间尺寸及工况限制，难免发生意外情况，为保障掩模版的安全，防止机械手在取放掩模版过程中掩模版因意外碰撞而损坏，需要为机械手设置掩模版防碰撞机构。

发明内容

本申请的目的在于针对背景技术中所述的至少一个技术问题，提供一种掩模传输装置及掩模传输***。

为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案：

本申请的一个方面提供一种掩模传输装置，包括机械手臂、电机、掩模版叉、第一弹性件、第一触发件、第一传感器和控制单元；所示电机安装于所述机械手臂，所述电机包括主体部和安装于所述主体部的传动杆，所述掩模版叉与所述电机的传动杆连接，所述主体部通过所述第一弹性件与所述机械手臂连接，所述第一触发件安装于所述主体部，所述第一传感器安装于所述机械手臂，以使所述主体部能够克服所述第一弹性件的弹力作用在第一方向上相对所述机械手臂枢转，并同时使所述第一触发件触发所述第一传感器，所述第一传感器和所述电机均与所述控制单元通信连接；所述第一方向为所述传动杆的周向。

可选的，包括两个所述第一触发件和两个所述第一传感器，两个所述第一触发件在所述第一方向上排列，且两个所述第一传感器在所述第一方向上排列，在所述第一方向上两个所述第一触发件位于两个所述第一传感器之间；和/或，在所述第一方向上两个所述第一传感器位于两个所述第一触发件之间。

该技术方案的有益效果在于：这样，当电机的主体部在枢转时，一个第一触发件在靠近一个第一传感器的时候，另一个第一触发件必然远离另一个第一传感器，当一个第一触发件触发了一个第一传感器时，控制单元就可以获知主动部枢转的方向，进而获知掩模版叉那一侧受到了碰撞。

可选的，包括两个所述第一弹性件，两个所述第一弹性件在所述第一方向上排列，所述第一弹性件为拉伸弹簧，以使一个所述第一弹性件作用在所述主体部上的拉力的方向与另一个所述第一弹性件作用在所述主体部上的拉力的方向相反。

该技术方案的有益效果在于：这使得主体部在向两侧枢转时均能够获得适当的拉力，以使在碰撞后主体部能够恢复到初始的位置。

可选的，还包括电机连接法兰，所述主体部与所述电机连接法兰固定连接，所述第一弹性件和所述第一触发件均安装于所述电机连接法兰。

该技术方案的有益效果在于：电机通常是购于市面的通用产品，一般难以在电机上另外增加第一触发件和第一弹性件，而通过增设电机连接法兰，则便于在电机连接法兰上专门第一触发件和第一弹性件更加方便。

可选的，还包括轴承、轴承杆、轴承杆螺母和联轴器，所述轴承杆包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端在第二方向上穿过所述机械手臂，所述第二连接端通过所述联轴器与所述传动杆固定连接，所述第二连接端连接于所述掩模版叉；所述轴承和所述轴承杆螺母均位于所述所述机械手臂面向所述电机的一侧，所述轴承和所述轴承杆螺母依次套装于所述轴承杆，在所述轴承杆上形成有台阶，所述轴承杆螺母与所述轴承杆螺纹连接以将上述轴承和所述机械手臂夹持在所述轴承杆螺母和所述台阶之间，所述第二方向为所述传动杆的轴向。

该技术方案的有益效果在于：通过述轴承杆螺母与所述轴承杆螺纹连接以将上述轴承和所述机械手臂夹持在所述轴承杆螺母和所述台阶之间，在第二方向上限定了电机与机械手臂之间的先对位置。

可选的，包括掩模版叉组件，所述掩模版叉组件包括版叉连接法兰、第二弹性件、第二传感器和所述掩模版叉，所述掩模版叉通过所述第二弹性件安装于所述版叉连接法兰，以使所述掩模版叉能够克服所述第二弹性件的弹力在第二方向上移动，所述版叉连接法兰与所述传动杆固定连接，所述第二传感器安装于所述版叉连接法兰，且在所述第二方向上所述第二传感器与所述掩模版叉之间留有间隙，所述第二传感器为接近式传感器，所述第二传感器与所述控制单元通信连接，所述第二方向为所述传动杆的轴向。

该技术方案的有益效果在于：这样，当掩模版叉由于外界的碰撞在第二方向上偏离位置时，掩模版叉就会触发第二传感器，控制单元获得第二传感器的信号，控制电机停止动力输出，避免掩模版叉继续转动与外界再次发生碰撞，进而起到保护掩模版叉上掩模版的作用，通过第二弹性件作用在掩模版叉上的弹力，则能够在碰撞发生后第二弹性件恢复初始形状的过程中，使掩模版叉逐渐恢复到初始位置，在下次碰撞中重复使用。

可选的，所述掩模版叉组件还包括导向销，所述第二弹性件套装于所述导向销，所述导向销固定于所述掩模版叉，在所述第二方向上所述导向销与所述版叉连接法兰上的通孔滑动配合。

该技术方案的有益效果在于：通过导向销可以对掩模版叉相对版叉连接法兰的运动进行导向，进而使运动更加稳定。

可选的，所述掩模版叉组件还包括版叉限位法兰和两个所述第二传感器，所述版叉限位法兰与所述版叉连接法兰平行且正对设置，在所述第二方向上所述版叉限位法兰、所述掩模版叉与所述版叉连接法兰依次设置，所述导向销固定于所述掩模版叉，在所述第二方向上所述导向销的一端与所述版叉连接法兰上的通孔滑动配合，所述导向销的另一端与所述版叉限位法兰上的通孔滑动配合，在所述版叉连接法兰与所述掩模版叉之间设置有所述第二弹性件，在所述版叉限位法兰与所述掩模版叉之间也设置有所述第二弹性件，在所述版叉限位法兰上安装有所述第二传感器，在所述第二传感器与所述掩模版叉之间留有间隙。

该技术方案的有益效果在于：这样，在掩模版叉与外界碰撞后，不管是向上移动，还是向下移动，均能够触发相应的第二传感器，并通过控制单元与相应的第二传感器的通信连接获知掩模版叉所受碰撞的方向，不管碰撞导致掩模版叉向上移动，还是向下移动，都有相应的第二弹性件使掩模版叉恢复到初始位置以重复使用。

可选的，所述掩模版叉组件还包括两个锁紧调整锁母，以及固定于所述掩模版叉的限位销，一个所述锁紧调整锁母位于所述版叉连接法兰背离所述掩模版叉的一侧，另一个所述锁紧调整锁母位于所述版叉限位法兰背离所述掩模版叉的一侧，在所述第二方向上所述限位销的两端均为螺纹端，一个所述螺纹端贯穿所述版叉连接法兰与一个所述锁紧调整锁母螺纹连接，另一个所述螺纹端贯穿所述版叉限位法兰与一个所述锁紧调整锁母螺纹连接，所述限位销与所述版叉连接法兰和所述版叉限位法兰均滑动配合。

该技术方案的有益效果在于：这样，限位销能够随掩模版叉一同在第二方向上移动，通过两个锁紧调整锁母在限位销上的位置，就可以限定版叉限位法兰和版叉连接法兰对第二弹性件的压紧程度。

本申请的另一个方面提供一种掩模传输***，包括本申请实施例所提供的掩模传输装置。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请实施例所提供的掩模传输装置及掩模传输***，在去放掩模版时，掩模版放置于掩模版叉中，掩模版插首先在掩模版周围对掩模版形成保护；当需要转动掩模版叉时，安装在机械手臂上的电机的传动杆带动掩模版叉相对机械手臂枢转，在此过程中，电机对掩模版叉的驱动力难以使第一弹性件产生实质上的弹性变形，电机的主体部位置保持不便，第一触发件并不触发第一传感器；在掩模版叉转动的过程中，如与外界发生碰撞物体时，碰撞的瞬间电机的传动杆难以带动掩模版插继续转动，致使电机输出的驱动力改为带动主体部相对机械手臂转动，此时，主体部克服第一弹性件的弹力转动，第一弹性件发生弹性变形，第一触发件触发第一传感器，控制单元获取第一传感器信号后，控制电机停止输出动力，停止带动掩模版叉继续转动，阻止碰撞进一步加剧，在电机停止输出动力后，第一弹性件逐渐恢复至初始状态，并使第一触发件重新回到为触发第一传感器的位置，使第一弹性件、第一触发件和第一传感器在下一次碰撞中可以重复使用。这样，当掩模版叉获取掩模版后转动的过程，如果遇到与外界物体发生碰撞的情况，则掩模传输装置会及时关闭电机，阻止碰撞进一步加剧，对掩模版起到保护作用，一次碰撞后，第一弹性件、第一触发件和第一传感器可以重复使用，而无需重新做拆卸装配等操作，省时省力。

本申请的附加技术特征及其优点将在下面的描述内容中阐述地更加明显，或通过本申请的具体实践可以了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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为本申请实施例提供的掩模传输装置的一种实施方式的部分立体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的掩模传输装置的一种实施方式的部分俯视结构示意图；

图3为本申请实施例提供的掩模传输装置的一种实施方式的部分剖视结构示意图。

附图标记：

01-第一弹性件； 02-电机；

03-电机连接法兰； 04-掩模版叉；

05-版叉连接法兰； 06-机械手臂；

07-第一触发件； 08-第一传感器；

09-联轴器； 10-轴承杆螺母；

11-轴承； 12-轴承杆；

13-第二传感器； 14-限位法兰；

15-第二弹性件； 16-锁紧调整锁母；

17-限位销； 18-导向销；

19-主体部； 20-传动杆。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，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申请中的具体含义。

如图1至图3所示，本申请的一个方面提供一种掩模传输装置，包括机械手臂06、电机02、掩模版叉04、第一弹性件01、第一触发件07、第一传感器08和控制单元；所示电机02安装于所述机械手臂06，所述电机02包括主体部19和安装于所述主体部19的传动杆20，所述掩模版叉04与所述电机02的传动杆20连接，所述主体部19通过所述第一弹性件01与所述机械手臂06连接，所述第一触发件07安装于所述主体部19，所述第一传感器08安装于所述机械手臂06，以使所述主体部19能够克服所述第一弹性件01的弹力作用在第一方向上相对所述机械手臂06枢转，并同时使所述第一触发件07触发所述第一传感器08，所述第一传感器08和所述电机02均与所述控制单元通信连接；所述第一方向为所述传动杆20的周向。

本申请实施例中，第一传感器08优选为光电式传感器。

本申请实施例所提供的掩模传输装置，在去放掩模版时，掩模版放置于掩模版叉04中，掩模版插首先在掩模版周围对掩模版形成保护；当需要转动掩模版叉04时，安装在机械手臂06上的电机02的传动杆20带动掩模版叉04相对机械手臂06枢转，在此过程中，电机02对掩模版叉04的驱动力难以使第一弹性件01产生实质上的弹性变形，电机02的主体部19位置保持不便，第一触发件07并不触发第一传感器08；在掩模版叉04转动的过程中，如与外界发生碰撞物体时，碰撞的瞬间电机02的传动杆20难以带动掩模版插继续转动，致使电机02输出的驱动力改为带动主体部19相对机械手臂06转动，此时，主体部19克服第一弹性件01的弹力转动，第一弹性件01发生弹性变形，第一触发件07触发第一传感器08，控制单元获取第一传感器08信号后，控制电机02停止输出动力，停止带动掩模版叉04继续转动，阻止碰撞进一步加剧，在电机02停止输出动力后，第一弹性件01逐渐恢复至初始状态，并使第一触发件07重新回到为触发第一传感器08的位置，使第一弹性件01、第一触发件07和第一传感器08在下一次碰撞中可以重复使用。这样，当掩模版叉04获取掩模版后转动的过程，如果遇到与外界物体发生碰撞的情况，则掩模传输装置会及时关闭电机02，阻止碰撞进一步加剧，对掩模版起到保护作用，一次碰撞后，第一弹性件01、第一触发件07和第一传感器08可以重复使用，而无需重新做拆卸装配等操作，省时省力。

可选的，本申请实施例所提供的掩模传输装置，包括两个所述第一触发件07和两个所述第一传感器08，两个所述第一触发件07在所述第一方向上排列，且两个所述第一传感器08在所述第一方向上排列，在所述第一方向上两个所述第一触发件07位于两个所述第一传感器08之间；和/或，在所述第一方向上两个所述第一传感器08位于两个所述第一触发件07之间。这样，当电机02的主体部19在枢转时，一个第一触发件07在靠近一个第一传感器08的时候，另一个第一触发件07必然远离另一个第一传感器08，当一个第一触发件07触发了一个第一传感器08时，控制单元就可以获知主动部枢转的方向，进而获知掩模版叉04那一侧受到了碰撞。

可选的，本申请实施例所提供的掩模传输装置，包括两个所述第一弹性件01，两个所述第一弹性件01在所述第一方向上排列，所述第一弹性件01为拉伸弹簧，以使一个所述第一弹性件01作用在所述主体部19上的拉力的方向与另一个所述第一弹性件01作用在所述主体部19上的拉力的方向相反。这使得主体部19在向两侧枢转时均能够获得适当的拉力，以使在碰撞后主体部19能够恢复到初始的位置。

可选的，本申请实施例所提供的掩模传输装置，还包括电机连接法兰03，所述主体部19与所述电机连接法兰03固定连接，所述第一弹性件01和所述第一触发件07均安装于所述电机连接法兰03。电机02通常是购于市面的通用产品，一般难以在电机02上另外增加第一触发件07和第一弹性件01，而通过增设电机连接法兰03，则便于在电机连接法兰03上专门第一触发件07和第一弹性件01更加方便。

可选的，本申请实施例所提供的掩模传输装置，还包括轴承11、轴承杆12、轴承杆螺母10和联轴器09，所述轴承杆12包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端在第二方向上穿过所述机械手臂06，所述第二连接端通过所述联轴器09与所述传动杆20固定连接，所述第二连接端连接于所述掩模版叉04；所述轴承11和所述轴承杆螺母10均位于所述所述机械手臂06面向所述电机02的一侧，所述轴承11和所述轴承杆螺母10依次套装于所述轴承杆12，在所述轴承杆12上形成有台阶，所述轴承杆螺母10与所述轴承杆12螺纹连接以将上述轴承11和所述机械手臂06夹持在所述轴承杆螺母10和所述台阶之间，所述第二方向为所述传动杆20的轴向。通过述轴承杆螺母10与所述轴承杆12螺纹连接以将上述轴承11和所述机械手臂06夹持在所述轴承杆螺母10和所述台阶之间，在第二方向上限定了电机02与机械手臂06之间的先对位置。

可选的，本申请实施例所提供的掩模传输装置，包括掩模版叉组件，所述掩模版叉组件包括版叉连接法兰05、第二弹性件15、第二传感器13和所述掩模版叉04，所述掩模版叉04通过所述第二弹性件15安装于所述版叉连接法兰05，以使所述掩模版叉04能够克服所述第二弹性件15的弹力在第二方向上移动，所述版叉连接法兰05与所述传动杆20固定连接，所述第二传感器13安装于所述版叉连接法兰05，且在所述第二方向上所述第二传感器13与所述掩模版叉04之间留有间隙，所述第二传感器13为接近式传感器，所述第二传感器13与所述控制单元通信连接，所述第二方向为所述传动杆20的轴向。这样，当掩模版叉04由于外界的碰撞在第二方向上偏离位置时，掩模版叉04就会触发第二传感器13，控制单元获得第二传感器13的信号，控制电机02停止动力输出，避免掩模版叉04继续转动与外界再次发生碰撞，进而起到保护掩模版叉04上掩模版的作用，通过第二弹性件15作用在掩模版叉04上的弹力，则能够在碰撞发生后第二弹性件15恢复初始形状的过程中，使掩模版叉04逐渐恢复到初始位置，在下次碰撞中重复使用。本申请实施例中，掩模版叉04通过版叉连接法兰05与传动杆20间接连接。优选的，所述版叉连接法兰05与所述传动杆20之间通过轴承杆12连接，轴承杆12的第二连接端通过螺钉固定于版叉连接法兰05。

可选的，所述掩模版叉组件还包括导向销18，所述第二弹性件15套装于所述导向销18，所述导向销18固定于所述掩模版叉04，在所述第二方向上所述导向销18与所述版叉连接法兰05上的通孔滑动配合。通过导向销18可以对掩模版叉04相对版叉连接法兰05的运动进行导向，进而使运动更加稳定。

可选的，所述掩模版叉组件还包括版叉限位法兰14和两个所述第二传感器13，所述版叉限位法兰14与所述版叉连接法兰05平行且正对设置，在所述第二方向上所述版叉限位法兰14、所述掩模版叉04与所述版叉连接法兰05依次设置，所述导向销18固定于所述掩模版叉04，在所述第二方向上所述导向销18的一端与所述版叉连接法兰05上的通孔滑动配合，所述导向销18的另一端与所述版叉限位法兰14上的通孔滑动配合，在所述版叉连接法兰05与所述掩模版叉04之间设置有所述第二弹性件15，在所述版叉限位法兰14与所述掩模版叉04之间也设置有所述第二弹性件15，在所述版叉限位法兰14上安装有所述第二传感器13，在所述第二传感器13与所述掩模版叉04之间留有间隙。这样，在掩模版叉04与外界碰撞后，不管是向上移动，还是向下移动，均能够触发相应的第二传感器13，并通过控制单元与相应的第二传感器13的通信连接获知掩模版叉04所受碰撞的方向，不管碰撞导致掩模版叉04向上移动，还是向下移动，都有相应的第二弹性件15使掩模版叉04恢复到初始位置以重复使用。本申请实施例中，导向销18优选的与掩模版叉04之间过盈配合。

可选的，所述掩模版叉组件还包括两个锁紧调整锁母16，以及固定于所述掩模版叉04的限位销17，一个所述锁紧调整锁母16位于所述版叉连接法兰05背离所述掩模版叉04的一侧，另一个所述锁紧调整锁母16位于所述版叉限位法兰14背离所述掩模版叉04的一侧，在所述第二方向上所述限位销17的两端均为螺纹端，一个所述螺纹端贯穿所述版叉连接法兰05与一个所述锁紧调整锁母16螺纹连接，另一个所述螺纹端贯穿所述版叉限位法兰14与一个所述锁紧调整锁母16螺纹连接，所述限位销17与所述版叉连接法兰05和所述版叉限位法兰14均滑动配合。这样，限位销17能够随掩模版叉04一同在第二方向上移动，通过两个锁紧调整锁母16在限位销17上的位置，就可以限定版叉限位法兰14和版叉连接法兰05对第二弹性件15的压紧程度。本申请实施例中，第二弹性件15为压缩弹簧。

本申请的另一个方面提供一种掩模传输***，包括如本申请实施例所提供的掩模传输装置。

本申请实施例所提供的掩模传输***，采用了本申请实施例所提供的掩模传输装置，在去放掩模版时，掩模版放置于掩模版叉04中，掩模版插首先在掩模版周围对掩模版形成保护；当需要转动掩模版叉04时，安装在机械手臂06上的电机02的传动杆20带动掩模版叉04相对机械手臂06枢转，在此过程中，电机02对掩模版叉04的驱动力难以使第一弹性件01产生实质上的弹性变形，电机02的主体部19位置保持不便，第一触发件07并不触发第一传感器08；在掩模版叉04转动的过程中，如与外界发生碰撞物体时，碰撞的瞬间电机02的传动杆20难以带动掩模版插继续转动，致使电机02输出的驱动力改为带动主体部19相对机械手臂06转动，此时，主体部19克服第一弹性件01的弹力转动，第一弹性件01发生弹性变形，第一触发件07触发第一传感器08，控制单元获取第一传感器08信号后，控制电机02停止输出动力，停止带动掩模版叉04继续转动，阻止碰撞进一步加剧，在电机02停止输出动力后，第一弹性件01逐渐恢复至初始状态，并使第一触发件07重新回到为触发第一传感器08的位置，使第一弹性件01、第一触发件07和第一传感器08在下一次碰撞中可以重复使用。这样，当掩模版叉04获取掩模版后转动的过程，如果遇到与外界物体发生碰撞的情况，则掩模传输装置会及时关闭电机02，阻止碰撞进一步加剧，对掩模版起到保护作用，一次碰撞后，第一弹性件01、第一触发件07和第一传感器08可以重复使用，而无需重新做拆卸装配等操作，省时省力。

为了更好的说明本申请所提供的掩模传输装置及掩模传输***，本申请还提供一种掩模传输装置及掩模传输***的应用实例。在所述应用实例中，限位销17还可称为垂向限位销，第二弹性件15还称为压缩弹簧，第一弹性件01还称为拉伸弹簧，第一触发件07还称为传感器触发片。所述应用实例具体如下：

掩模传输***作为大型半导体工艺设备的核心模块，其传输性能及功能指标直接影响工艺设备的效率、产能以及产品的质量。掩模传输***结构紧凑，保障掩模版的安全是掩模传输的核心指标。在机械手取放掩模版过程中，由于空间尺寸及工况限制，难免发生意外情况，为保障掩模版和结构的安全，防止机械手在取放掩模版过程中发生碰撞等意外情况，机械手防碰撞机构尤为重要。

现有技术的缺点：

1.无法自恢复。常规的机械手防碰撞机构安装在版叉与机械手之间，通过弹簧拉紧，将版叉导向块导向至于导向槽内，当发生碰撞后，版叉导向块脱离导向槽，避免掩模版及结构损坏。但是恢复碰撞后的结构较为繁琐，需要拆除防护结构，维护内、外版库后才能人工手动将掩模版导向块重新安装回导向槽内。整个维护过程耗时、耗力，较为繁琐，同时在维护过程中可能会造成其他隐患。

2.重复性低。当机械手版叉防碰撞触发后，恢复状态后很难保障版叉与原有状态的一致性，重复性取决于导向机构与弹簧之间的误差，当误差较大时，会直接影响重复定位精度。

3.安全性低。常规的防碰撞机构，旋转向防碰撞保护效果明显优于垂向的防碰撞效果，当机械手版叉垂向发生碰撞时，需要很大的力才会触发防碰撞机构，对保障掩模版及结构的安全性较差。

本应用实例设计一种保护机械手垂向及旋转向防碰撞的方法及***。***通过垂向、旋转向两组防碰撞机构充分保障机械手在运行异常过程中的防碰撞安全性。

垂向防碰撞***通过导向机构及六组压缩弹簧预紧机构保障机械手版叉在垂向的防碰撞安全性，同时设置互锁的接近式传感器，保障机械手在垂向在发生碰撞时立即触发信号反馈。

旋转向防碰撞***通过两组拉伸弹簧拉紧旋转向电机，对电机旋转向提供预紧力，保障旋转向电机在工作时正常的力矩输出，同时设置两组互锁的光电式传感器，保障机械手在旋转向发生碰撞时立即触发信号反馈。发生运行异常碰撞后，可根据触发传感器的位置，可粗判断发生异常碰撞的方向，反馈信息分辨率较高。

相比较于常规的防碰撞机构，本***可以有效的提高掩模传输过程中的安全性与稳定性，同时在运行异常发生碰撞后，本***提供的预紧力可保障机械手版叉自恢复到原有状态以及恢复后的定位重复性，为设备的异常复位提供有力保障。

掩模版叉：承载掩模版的载体，通过导向销连接在版叉连接法兰与版叉限位法兰之间，通过安装在导向销两侧的六组压缩弹簧提供预紧力，保障掩模版叉具有垂向导向作用下的自由度。两组锁紧调整锁母安装在垂向限位销两侧，为掩模版叉提供垂向限位。

版叉连接法兰：作为掩模版叉与轴承杆连接的载体，与导向销小间隙配合提供导向作用，为压缩弹簧提供限位，为锁紧调整螺母提供限位。

版叉限位法兰：与导向销小间隙配合提供导向作用，为压缩弹簧提供限位，为锁紧调整螺母提供限位。

导向销：过渡配合安装固定在掩模版叉对应销孔内，为版叉垂向位移提供导向。

垂向限位销：通过螺栓连接固定在掩模版叉上，两端与锁紧调整锁母螺纹连接。

锁紧调整锁母：通过螺纹连接固定在垂向限位销两端，分别限制版叉连接法兰与版叉限位法兰与掩模版叉之间的垂向间隙，通过调整锁紧调整锁母垂向位移，可以调整上述间隙尺寸，从而达到调整压缩弹簧预紧力的大小。

压缩弹簧：为掩模版叉提供垂向上分别与版叉连接法兰和版叉限位法兰之间预紧力。

轴承杆：通过轴承与机械手臂配合安装，轴承杆锁母螺纹连接锁紧，具有旋转向自由度。上端与电机通过联轴器安装固定，下端与版叉连接法兰通过螺钉连接固定。

机械手臂：机械手的执行部件，安装两组拉伸弹簧的一端。安装两组接近式传感器。

轴承：外侧与机械手臂配合安装，内侧与轴承杆配合安装并通过11轴承杆锁母垂向预紧固定。

轴承杆锁母：与轴承杆螺纹连接，通过预压轴承内圈达到与其垂向固定。

电机：机械手旋转向驱动部件，为掩模版叉旋转向提供动力，通过螺栓连接安装固定在电机连接法兰上，电机轴端通过联轴器与轴承杆连接固定。

联轴器：作为轴承杆与电机轴端连接固定的载体。

电机连接法兰：通过螺栓与电机连接固定。侧端与拉伸弹簧连接。与传感器触发片连接固定。

拉伸弹簧：两端分别安装在电机连接法兰与机械手臂之间。弹簧拉伸预紧力为电机提供旋转向驱动力，并为其电机轴提供旋转向自由度，当发生碰撞时，掩模版叉克服拉伸弹簧的预紧力轴向运动，碰撞后预紧力可保障其自恢复至原有状态。

接近式传感器：两组分别安装固定于版叉连接法兰与版叉限位法兰上对应位置。标定两组接近式传感器触发端与掩模版叉之间的距离至临界值，当掩模版叉垂向发生位移时，会立即触发其中一组接近式传感器，能够根据触发传感器的位置信息大致判断碰撞的方向，信号反馈至机械手控制单元，机械手运动能够及时终止，保障掩模版及结构的安全性。

传感器触发片：两组分别固定在电机连接法兰上，作为光电式传感器的触发介质，将传感器触发片与上述传感器标定至触发临界值，当掩模版叉发生旋转向位移时，会立即触发其中一组接近式传感器，能够根据触发传感器的位置信息大致判断碰撞的方向。信号反馈至机械手控制单元，机械手运动能够及时终止，保障掩模版及结构的安全性。

光电式传感器：安装固定在机械手臂上，为掩模版叉旋转向位移提供信号反馈。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.掩模传输装置，其特征在于，包括机械手臂、电机、掩模版叉、第一弹性件、第一触发件、第一传感器和控制单元；所示电机安装于所述机械手臂，所述电机包括主体部和安装于所述主体部的传动杆，所述掩模版叉与所述电机的传动杆连接，所述主体部通过所述第一弹性件与所述机械手臂连接，所述第一触发件安装于所述主体部，所述第一传感器安装于所述机械手臂，以使所述主体部能够克服所述第一弹性件的弹力作用在第一方向上相对所述机械手臂枢转，并同时使所述第一触发件触发所述第一传感器，所述第一传感器和所述电机均与所述控制单元通信连接；所述第一方向为所述传动杆的周向。

2.根据权利要求1所述的掩模传输装置，其特征在于，包括两个所述第一触发件和两个所述第一传感器，两个所述第一触发件在所述第一方向上排列，且两个所述第一传感器在所述第一方向上排列，在所述第一方向上两个所述第一触发件位于两个所述第一传感器之间；和/或，在所述第一方向上两个所述第一传感器位于两个所述第一触发件之间。

3.根据权利要求2所述的掩模传输装置，其特征在于，包括两个所述第一弹性件，两个所述第一弹性件在所述第一方向上排列，所述第一弹性件为拉伸弹簧，以使一个所述第一弹性件作用在所述主体部上的拉力的方向与另一个所述第一弹性件作用在所述主体部上的拉力的方向相反。

4.根据权利要求1所述的掩模传输装置，其特征在于，还包括电机连接法兰，所述主体部与所述电机连接法兰固定连接，所述第一弹性件和所述第一触发件均安装于所述电机连接法兰。

5.根据权利要求1所述的掩模传输装置，其特征在于，还包括轴承、轴承杆、轴承杆螺母和联轴器，所述轴承杆包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端在第二方向上穿过所述机械手臂，所述第二连接端通过所述联轴器与所述传动杆固定连接，所述第二连接端连接于所述掩模版叉；所述轴承和所述轴承杆螺母均位于所述所述机械手臂面向所述电机的一侧，所述轴承和所述轴承杆螺母依次套装于所述轴承杆，在所述轴承杆上形成有台阶，所述轴承杆螺母与所述轴承杆螺纹连接以将上述轴承和所述机械手臂夹持在所述轴承杆螺母和所述台阶之间，所述第二方向为所述传动杆的轴向。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的掩模传输装置，其特征在于，包括掩模版叉组件，所述掩模版叉组件包括版叉连接法兰、第二弹性件、第二传感器和所述掩模版叉，所述掩模版叉通过所述第二弹性件安装于所述版叉连接法兰，以使所述掩模版叉能够克服所述第二弹性件的弹力在第二方向上移动，所述版叉连接法兰与所述传动杆固定连接，所述第二传感器安装于所述版叉连接法兰，且在所述第二方向上所述第二传感器与所述掩模版叉之间留有间隙，所述第二传感器为接近式传感器，所述第二传感器与所述控制单元通信连接，所述第二方向为所述传动杆的轴向。

7.根据权利要求6所述的掩模传输装置，其特征在于，所述掩模版叉组件还包括导向销，所述第二弹性件套装于所述导向销，所述导向销固定于所述掩模版叉，在所述第二方向上所述导向销与所述版叉连接法兰上的通孔滑动配合。

8.根据权利要求7所述的掩模传输装置，其特征在于，所述掩模版叉组件还包括版叉限位法兰和两个所述第二传感器，所述版叉限位法兰与所述版叉连接法兰平行且正对设置，在所述第二方向上所述版叉限位法兰、所述掩模版叉与所述版叉连接法兰依次设置，所述导向销固定于所述掩模版叉，在所述第二方向上所述导向销的一端与所述版叉连接法兰上的通孔滑动配合，所述导向销的另一端与所述版叉限位法兰上的通孔滑动配合，在所述版叉连接法兰与所述掩模版叉之间设置有所述第二弹性件，在所述版叉限位法兰与所述掩模版叉之间也设置有所述第二弹性件，在所述版叉限位法兰上安装有所述第二传感器，在所述第二传感器与所述掩模版叉之间留有间隙。

9.根据权利要求6所述的掩模传输装置，其特征在于，所述掩模版叉组件还包括两个锁紧调整锁母，以及固定于所述掩模版叉的限位销，一个所述锁紧调整锁母位于所述版叉连接法兰背离所述掩模版叉的一侧，另一个所述锁紧调整锁母位于所述版叉限位法兰背离所述掩模版叉的一侧，在所述第二方向上所述限位销的两端均为螺纹端，一个所述螺纹端贯穿所述版叉连接法兰与一个所述锁紧调整锁母螺纹连接，另一个所述螺纹端贯穿所述版叉限位法兰与一个所述锁紧调整锁母螺纹连接，所述限位销与所述版叉连接法兰和所述版叉限位法兰均滑动配合。

10.掩模传输***，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的掩模传输装置。

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