CN207058951U - 工件转运装置 - Google Patents

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CN207058951U CN201720563938.3U CN201720563938U CN207058951U CN 207058951 U CN207058951 U CN 207058951U CN 201720563938 U CN201720563938 U CN 201720563938U CN 207058951 U CN207058951 U CN 207058951U
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卢建伟
李鑫
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Tiantong Tijin Precision Technology Co., Ltd.
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Shanghai Nissin Machine Tool Co Ltd
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Abstract

本申请公开了一种工件转运装置,包括换向载具及设于换向载具上的第一夹具和第二夹具,第一夹具用于夹持第一形态工件,第二夹具用于夹持第二形态工件,通过驱动换向载具作换向运动,可使得第一夹具在上下料工位和作业工位之间转换以将位于上下料工位的第一形态工件转运至作业工位以及第二夹具在作业工位和上下料工位之间转换以将位于作业工位处已完成切割作业的第二形态工件转运至上下料工位,如此,不仅可稳固夹持住工件,更可实现工件的快速且便捷地转运,提高了工件的转运效率。

Description

工件转运装置
技术领域
本申请涉及线切割技术领域,特别是涉及一种工件转运装置。
背景技术
在制造各种半导体器件或光伏器件时,将包含硅、蓝宝石、或陶瓷等硬脆材料的半导体工件切割为规格尺寸的结构。由于半导体工件切割是制约后续成品的重要工序,因而对其作业要求也越来越高。目前,多线切割技术由于具有生产效率高、作业成本低、作业精度高等特点,被广泛应用于产业的半导体工件切割生产中。
多线切割技术是目前世界上较为先进的半导体工件切割技术,它的原理是通过高速运动的金刚线对待作业的半导体工件进行切割形成目标产品。
以晶体硅棒切割为例,一般地,大致的作业工序包括:先使用截断机对原初的长硅棒进行截断作业以形成多段短硅棒,截断完成后,又使用开方机对截断后的短硅棒进行开方作业后形成晶硅方体,后续再使用切片机对晶硅方体进行切片作业,则得到硅片。不过,一般情况下,在相关技术中,每个工序作业所需的作业是独立布置,作业设备分散在不同的生产单位或生产车间或生产车间的不同生产区域,执行不同工序作业的工件的转换需要进行搬运调配,这样,工序繁杂,效率低下,需更多的人力或转运设备,安全隐患大,另外,各个工序的作业设备之间的流动环节多,在工件转移过程中提高了工件损伤的风险,易产生非生产因素造成的不合格,降低了产品的合格率及现有的加工方式所带来的不合理损耗,是各个公司面临的重大改善课题。
实用新型内容
鉴于以上所述的种种缺失,本申请的目的在于公开一种工件转运装置,用于解决相关技术中存在的工件转运效率低下等问题。
为实现上述目的及其他目的,本申请在一方面公开一种工件转运装置,应用于多线切割设备中,所述多线切割设备具有上下料工位和作业工位,所述工件转运装置包括:换向载具;第一夹具,设于所述换向载具的第一夹具区,用于夹持第一形态工件;第二夹具,设于所述换向载具的第二夹具区,用于夹持第二形态工件;其中,通过驱动所述换向载具作换向运动,使得所述换向载具上的所述第一夹具和所述第二夹具在上下料工位和作业工位之间转换以转运夹持住的相应工件。
本申请公开的工件转运装置,包括换向载具及设于换向载具上的第一夹具和第二夹具,第一夹具用于夹持第一形态工件,第二夹具用于夹持第二形态工件,通过驱动换向载具作换向运动,可使得第一夹具在上下料工位和作业工位之间转换以将位于上下料工位的第一形态工件转运至作业工位以及第二夹具在作业工位和上下料工位之间转换以将位于作业工位处已完成切割作业的第二形态工件转运至上下料工位,如此,可实现工件的快速且便捷地转运,提高了工件的转运效率,另外,第一夹具和第二夹具结构简单且可稳固地夹持住工件。
在某些实施方式中,所述第一夹具包括:第一夹具安装件,设于所述换向载具上;至少两个第一夹持件,沿着所述第一夹具安装件间距设置;所述第二夹具包括:第二夹具安装件,设于所述换向载具上;至少两个第二夹持件,沿着所述第二夹具安装件间距设置。
在某些实施方式中,所述第一夹持件包括:第一夹臂安装座,设于所述夹具安装件上;至少两个第一夹臂,活动设于所述第一夹臂安装座上;第一夹臂驱动机构,用于驱动所述至少两个第一夹臂作开合动作;所述第二夹持件包括:第二夹臂安装座,设于所述夹具安装件上;至少两个第二夹臂,活动设于所述第二夹臂安装座上;第二夹臂驱动机构,用于驱动所述至少两个第二夹臂作开合动作。
在某些实施方式中,所述第一夹臂驱动机构包括:第一开合齿轮,设于所述第一夹臂上;第一齿轮驱动件,具有与所述第一夹臂上的第一开合齿轮啮合的第一齿纹;第一驱动源,连接于所述第一齿轮驱动件,用于驱动所述第一齿轮驱动件运动;所述第二夹臂驱动机构包括:第二开合齿轮,设于所述第二夹臂上;第二齿轮驱动件,具有与所述第二夹臂上的第二开合齿轮啮合的第二齿纹;第二驱动源,连接于所述第二齿轮驱动件,用于驱动所述第二齿轮驱动件运动。
在某些实施方式中,所述第一齿轮驱动件为第一齿条,所述第一齿条的相对两侧分别设有与所述至少两个第一夹臂上的第一开合齿轮啮合对应的第一齿纹;所述第一驱动源为用于带动所述第一齿条运动的第一气缸或第一驱动电机;所述第二齿轮驱动件为第二齿条,所述第二齿条的相对两侧分别设有与所述至少两个第二夹臂上的第二开合齿轮啮合对应的第二齿纹;所述第二驱动源为用于带动所述第二齿条运动的第二气缸或第二驱动电机。
在某些实施方式中,所述第一齿轮驱动件为第一驱动齿轮结构;所述第一驱动源为用于带动所述第一驱动齿轮结构运转的第一驱动电机;所述第二齿轮驱动件为第二驱动齿轮结构;所述第二驱动源为用于带动所述第二驱动齿轮结构运转的第二驱动电机。
在某些实施方式中,在所述第一夹具中,至少两个第一夹持件中的至少一个第一夹持件设有第一导向驱动机构,用于驱动其沿着所述第一夹具安装件运动,以调节所述至少两个第一夹持件的间距;在所述第二夹具中,至少两个第二夹持件中的至少一个第二夹持件设有第二导向驱动机构,用于驱动其沿着所述第二夹具安装件运动,以调节所述至少两个第二夹持件的间距。
在某些实施方式中,所述第一导向驱动机构包括:第一导向丝杠和第一导向电机,其中,所述第一导向丝杠的一端连接于所述第一夹持件,所述第一导向丝杠的另一端连接于所述第一导向电机;所述第二导向驱动机构包括:第二导向丝杠和第二导向电机,其中,所述第二导向丝杠的一端连接于所述第二夹持件,所述第二导向丝杠的另一端连接于所述第二导向电机。
在某些实施方式中,所述工件转运装置还包括高度检测仪,设于所述换向载具上,用于检测所述第一形态工件的高度。
在某些实施方式中,所述第一夹具为圆形工件夹具,所述第二夹具为方形工件夹具。
附图说明
图1为本申请工件转运装置在一实施方式中的第一状态示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为本申请工件转运装置在一实施方式中的第二状态示意图。
图4为图3的俯视图。
图5为第一夹具的后视剖面图。
图6为第二夹具的后视剖面图。
图7为本申请工件转运装置在另一实施方式中的俯视图。
图8为本申请工件转运装置在执行工件转运作业中的流程示意图。
图9显示为工件转运装置中的第一夹具对应于上下料工位上的单晶圆硅棒的状态示意图。
图10显示为工件转运装置中的第一夹具夹持住位于上下料工位的单晶圆硅棒的状态示意图。
图11显示为换向载具作换向运动后第一夹具带着夹持住的单晶圆硅棒对应于作业工位的状态示意图。
图12显示为释放第一夹具后单晶圆硅棒置放于作业工位的状态示意图。
图13显示为工件转运装置中的第二夹具对应于作业工位上的单晶硅方体的状态示意图。
图14显示为工件转运装置中的第二夹具夹持住位于作业工位的单晶硅方体及第一夹具夹持住位于上下料工位的新的单晶圆硅棒的状态示意图。
图15显示为换向载具作换向运动后第二夹具带着夹持住的单晶棒方体对应于上下料工位及第一夹具带着夹持住的单晶圆硅棒对应于作业工位的状态示意图。
图16显示为释放第二夹具后单晶硅方体置放于上下料工位及释放第一夹具后新的单晶圆硅棒置放于作业工位的状态示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。
请参阅图1至图16。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本申请可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本申请可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本申请可实施的范畴。
本申请的发明人发现,在相关的针对晶体硅棒的切割作业技术中,涉及的各个作业是独立布置,作业设备分散在不同的生产单位或生产车间或生产车间的不同生产区域,执行不同工序作业的晶体硅棒的转换需要进行转运调配,存在工序繁杂、转运装置结构复杂及转运效率低下等问题。有鉴于此,本申请提出了一种工件转运装置和,通过设备改造,提供能至少实现快捷且稳定的工件转运装置,如此,可在占用空间一定的情形下由工件转运装置完成不同形态晶体硅棒的转运,简化了工件转运装置的结构,减少了转运工序,提升了工件转运的效率,降低了成本及避免了工件毁损。
请参阅图1和图2,显示为本申请工件转运装置在一实施方式中的结构示意图,其中,图1为本申请工件转运装置在第一状态下的立体示意图,图2为本申请工件转运装置在第二状态下的立体示意图。本申请工件转运装置应用于多线切割设备中,用于对晶体硅棒进行切割作业以形成合规的结构。所述多线切割设备至少具有上下料工位和作业工位,所述上下料工位用于进行工件的上下料操作,所述作业工位用于至少进行工件的切割作业,工件转运装置则用于将工件(包括:切割作业之前的前序工件和切割作业之后的后序工件)在上下料工位和作业工位之间的转运。
结合图1至图6,本申请公开的工件转运装置包括:换向载具11、第一夹具13、第二夹具15,其中,第一夹具13和第二夹具15配置于换向载具11,藉由驱动换向载具11作换向运动,可使得换向载具11上配置的第一夹具13和第二夹具15在上下料工位和作业工位之间转换以转运夹持住的相应工件。
换向载具11为用于设置工件转运装置中其他各类部件的主体装置,其他各类部件主要可包括第一夹具13和第二夹具15,但并不以此为限,其他部件还可例如为机械结构、电气控制***及数控设备等。在本实施例中,换向载具11可包括底座111、与底座111相对的顶架113、以及设于底座111和顶架113之间的支撑架构。另外,换向载具11另一重要作用在于通过换向运动以支持第一夹具13和第二夹具15的换向转换。换向载具11可例如通过一换向机构作换向运动。在具体实现方式上,另请参阅图3,其显示了本申请工件转运装置的在某一侧向上的剖视图,如图3所示,使得换向载具11实现换向运动的换向机构可包括转动轴和转动电机(未予以显示),换向载具11通过转动轴轴连接于其下的安装基础(安装基础可例如为多线切割设备的基座或多线切割设备的工作平台),转动轴中用于与换向载具11连接的连接端可设有外扩的安装沿,在所述安装沿上均匀布设有安装孔,对应的,换向载具11中底座111的中央位置处也设有安装孔,在安装时,换向载具11中底座111与转动轴对接,底座111上的安装孔与转动轴上的安装孔对准,之后,由例如螺栓等锁附元件贯穿对准的安装孔后予以锁附,完成换向载具11的装配。在实施转向运动时,则启动转动电机,驱动转动轴转动以带动换向载具11作转动实现换向运动。前述驱动转动轴转动可设计为单向转动也可设计为双向转动,所述单向转动可例如为顺时针转动或逆时针转动,所述双向转动则可例如为顺时针转动和逆时针转动。另外,驱动转动轴转动的角度可根据工件转运装置的实际构造(例如:根据换向载具11的结构以及设置于换向载具11上的第一夹具13和第二夹具15的设置位置关系等)而设定。再者,换向载具11中的底座111可采用圆盘结构,其中央位置与转动轴连接,但底座111的形状并不限于此,在其他实施例中,底座111也可采用方形盘或椭圆盘。
在换向载具11上设置有至少两个夹具,用于夹持相应的工件。在本实施例中,假设换向载具11上设置有两个夹具,将它们分别称为第一夹具13和第二夹具15,其中,第一夹具13设于换向载具11的第一夹具区,用于夹持第一形态工件,第二夹具15设于换向载具11的第二夹具区,用于夹持第二形态工件。这样,通过驱动换向载具11作换向运动,使得换向载具11上的第一夹具13在上下料工位和作业工位之间转换以转运第一形态工件及第二夹具15在作业工位和上下料工位之间转换以转运第二形态工件。如前所述,第一夹具13设于换向载具11的第一夹具区,第二夹具15设于换向载具11的第二夹具区,第一夹具区和第二夹具区可依实际装置结构而设定。例如,第一夹具区和第二夹具区为换向载具11中背向设置的两个区位,进一步地,第一夹具区和第二夹具区可相差180°,如此使得上下料工位与作业工位连成一线(当然也可以这样理解:上下料工位与作业工位连成一线且分别位于换向载具11的相对两侧,因此,换向载具11中用于设置第一夹具13的第一夹具区与用于设置第二夹具15的第二夹具区可相差180°),这样,当将换向载具11转动180°之后,第一夹具13和第二夹具15可实现互换位置,即:原先对应于上下料工位的第一夹具13经换向载具11换向后对应于作业工位以及原先对应于作业工位的第二夹具15经换向载具11换向后对应于上下料工位,或者,原先对应于作业工位的第一夹具13经换向载具11换向后对应于上下料工位以及原先对应于上下料工位的第二夹具15经换向载具11换向后对应于作业工位。不过,在实际应用中,针对第一夹具区及第二夹具区或者上下料工位及作业工位的设置关系并非须如此苛求,第一夹具区和第二夹具区也可例如相差90°,甚至于,第一夹具区和第二夹具区可相差合适范围内的任一位置,只要第一夹具区与第二夹具区之间确保不会产生不必要干扰的话。
如前所述,本申请工件转运装置是应用于多线切割设备中,针对例如为晶体硅棒的工件,所述多线切割设备对晶体硅棒所作的切割作业至少包括晶体硅棒的开方作业,通过开方作业,可将呈圆柱体形态的单晶圆硅棒经开方作业后形成为截面呈类矩形的单晶硅方体。因此,第一夹具13可例如为圆形工件夹具,用于对应夹持单晶圆硅棒;第二夹具15则可例如为方形工件夹具,用于对应夹持单晶硅方体。
以下分别对第一夹具13和第二夹具15进行详细说明。
第一夹具13进一步包括第一夹具安装件131和至少两个第一夹持件132,其中,至少两个第一夹持件132相对于第一夹具安装件131而间隔设置,用于夹持第一形态工件。在一实施方式中,作为第一形态工件101的单晶圆硅棒,其无论是在上下料工位还是在作业工位皆为竖立放置,因此,至少两个第一夹持件132相对于第一夹具安装件131而竖向间隔设置,即,至少两个第一夹持件132为上下设置。
在具体实现方式上,任一个第一夹持件132更包括:第一夹臂安装座133和至少两个第一夹臂134,其中,第一夹臂安装座133是设于第一夹具安装件131上,至少两个第一夹臂134是活动设于第一夹臂安装座133上。鉴于作为第一形态工件101的单晶圆硅棒的截面为圆形,在一种可选实施例中,第一夹持件132整体而言为圆形工件夹具,组成第一夹持件132的第一夹臂134为对称设计的两个,单个第一夹臂134设计为具有弧形夹持面,较佳地,单个第一夹臂134的弧形夹持面要超过四分之一的圆弧,这样,由两个第一夹臂134所组成的第一夹持件132的弧形夹持面要超过二分之一的圆弧。当然,第一夹臂134中的弧形夹持面上还可额外增设缓冲垫,用于避免在夹持作为第一形态工件101的单晶圆硅棒的过程中造成对单晶圆硅棒表面的损伤,起到保护单晶圆硅棒的良好效果。额外地,利用第一夹持件132更可兼具定中心调节的作用。一般情形下,第一夹持件132中的第一夹臂134在夹合状态下,两个第一夹臂134所构成的夹持空间的中心是与单晶圆硅棒的中心相重合的。因此,当利用第一夹持件132去夹持上下料工位上竖立放置的单晶圆硅棒101时,第一夹持件132中的两个第一夹臂134收缩,由第一夹臂134中的弧形夹持面抵靠于单晶圆硅棒101。在第一夹臂134收缩并夹合单晶圆硅棒101的过程中,单晶圆硅棒101被两旁的两个第一夹臂134所推动并朝向夹持空间的中央区域移动,直至单晶圆硅棒101被第一夹持件132中的两个第一夹臂134夹紧住,此时,单晶圆硅棒101的中心就可位于第一夹持件132的夹持空间的中心。
为使得第一夹持件132中的至少两个第一夹臂134能顺畅且稳固地夹持住不同尺寸规格的单晶圆硅棒,第一夹持件132还包括第一夹臂驱动机构,用于驱动至少两个第一夹臂134作开合动作。
请参阅图5,其绘示为第一夹具13的后视剖面图。在具体实现上,如图5所示,第一夹臂驱动机构进一步包括:第一开合齿轮135、第一齿轮驱动件136、以及第一驱动源137。第一开合齿轮135是设置于对应的第一夹臂134上。第一齿轮驱动件136具有与第一夹臂134上的第一开合齿轮135啮合的齿纹。驱动源连接于第一齿轮驱动件136,用于驱动第一齿轮驱动件136运动。在一种实现方式上,第一齿轮驱动件136为第一齿条,该第一齿条136位于两个第一夹臂134的中间,第一齿条136中分别面向于两侧的第一夹臂134的两个外侧面上分别设有与两个第一夹臂134上的第一开合齿轮135啮合对应的齿纹,第一驱动源137可例如为驱动电机或或气缸。这样,根据上述实现方式,在实际应用中,当需实现第一夹臂134夹合时,由作为第一驱动源的驱动电机或气缸驱动作为第一齿轮驱动件的第一齿条136向上移动,由第一齿条136带动两旁啮合的第一开合齿轮135作外旋动作,第一开合齿轮135在外旋过程中带动第一夹臂134(第一开合齿轮135与第一夹臂134可通过转轴连接)作下放动作以由松开状态转入夹合状态;反之,当需实现第一夹臂134松开时,由作为第一驱动源的驱动电机(或气缸)驱动作为第一齿轮驱动件的第一齿条136向下移动,由第一齿条136带动两旁啮合的第一开合齿轮135作内旋动作,第一开合齿轮135在内旋过程中带动第一夹臂134(第一开合齿轮135与第一夹臂134可通过转轴连接)作上扬动作以由夹合状态转入松开状态。当然,上述仅为一实施例,并非用于限制第一夹持件132的工作状态,实际上,前述中的“向上”、“外旋”、“下放”、“向下”、“内旋”、“上扬”、以及“松开”和“夹合”状态变化均可根据第一夹臂134的结构和运作方式、第一夹臂驱动机构的构造而有其他的变更。
诚如本领域技术人员所知,针对单晶圆硅棒,是通过对原初的长硅棒进行截断作业而形成的,势必使得单晶圆硅棒之间的尺寸差异迥异,鉴于第一夹具13是用于对竖立放置状态下的单晶圆硅棒101进行夹持,因此,对于第一夹具13而言,前述尺寸差异的影响主要就表现在单晶圆硅棒的长度差异性对第一夹具13中的第一夹持件132是否能对应夹持到单晶圆硅棒的隐忧。
为减少甚至是免除上述第一夹持件132可能会无法夹持到单晶圆硅棒的风险,第一夹具13会有不同的设计方案。
在一种实现方式中,第一夹具13采用固定式夹持件,即,在换向载具11上以竖向方式固定设置尽可能多的第一夹持件,且,这些第一夹持件132中相邻两个第一夹持件132的间距尽可能地小,如此,利用这些第一夹持件132可涵盖各类规格长度的单晶圆硅棒。例如,若单晶圆硅棒的长度较长,则使用换向载具11上较多的第一夹持件132参与夹持;若单晶圆硅棒的长度较短,则使用换向载具11上较少的第一夹持件132参与夹持,例如,位于下方的若干个第一夹持件132参与夹持,而位于上方的且高于单晶圆硅棒的那些个第一夹持件132就不参与。
在其他实现方式中,第一夹具13采用活动式夹持件,即,在换向载具11的第一安装面上以竖向方式活动设置第一夹持件132,由于,第一夹持件132为活动式设计,因此,第一夹持件132的数量就可大幅减少,一般为两个或三个即可满足。如此,利用活动式夹持件可涵盖各类规格长度的单晶圆硅棒。例如,若单晶圆硅棒的长度较长,则移动活动设置的第一夹持件132,延长两个第一夹持件132的夹持间距;若单晶圆硅棒的长度较短,则移动活动设置的第一夹持件132,缩短两个第一夹持件132的夹持间距。在第一夹具13采用活动式夹持件的实现方式中,为便于活动式夹持件顺畅平稳的上下活动以调整位置,可利用第一夹具13中的第一夹具安装件131起到引导活动设置的第一夹持件132的导向作用,一种可实现的方式中,第一夹具安装件131可采用导向柱结构,第一夹臂安装座133则采用套接于导向柱结构的活动块结构。具体地,作为第一夹具安装件131的所述导向柱结构包括竖立设置且并行的两个导向柱,作为第一夹臂安装座133的所述活动块结构中则设有与所述导向柱结构中的两个导向柱对应的两个贯孔或两个夹扣。若采用贯孔,所述活动块套设于所述导向柱并可实现沿着所述导向柱滑移。若采用夹扣,所述活动块夹扣于所述导向柱并可实现沿着所述导向柱滑移,其中,在实际应用中,所述夹扣可夹扣于所述导向柱的至少一半部分。
针对活动式第一夹持件的第一夹具13,亦会有不同的变化例。以两个第一夹持件132为例,在一种可选实施例中,两个第一夹持件132中的一个第一夹持件132为活动式设计另一个第一夹持件132则为固定式设计,这样,在实际应用中,都是通过移动活动式设计的那一个第一夹持件132来调整与固定式设计的第一夹持件132之间的夹持间距。由上可知,单晶圆硅棒101为竖立放置,因此,不论单晶圆硅棒的规格长度,单晶圆硅棒101的底部总是可相对易于确定的,因此,较佳地,可将两个第一夹持件132中位于上方的那一个第一夹持件132设计为活动式,这样,只需调节上方的第一夹持件132的位置即可。
为实现第一夹持件132的移动,所述活动式设计的第一夹持件132可设有导第一向驱动机构。利用第一导向驱动机构可驱动活动式设计的第一夹持件132沿着第一夹具安装件131上下移动。在一种实现方式中,第一导向驱动机构可例如包括:第一导向丝杠138和第一导向电机139,其中,第一导向丝杠138为竖立设置,第一导向丝杠138的一端连接于第一夹臂安装座133,第一导向丝杠138的另一端则连接于第一导向电机139,第一导向电机139可设置在换向载具11的顶部,但并不以此为限,第一导向电机139也可设置在换向载具11的底部。第一导向丝杠138具有高精度、可逆性和高效率的特点,如此,在需要调整上方的第一夹持件132的位置时,由第一导向电机139驱动第一导向丝杠138旋转,第一导向丝杠138在旋转过程中带动上方的第一夹持件132沿着第一夹具安装件131上下移动。例如:第一导向电机139驱动第一导向丝杠138顺时针旋转,则带动上方的第一夹持件132沿着第一夹具安装件131向上运动以远离下方的第一夹持件132,增加两个第一夹持件132之间的夹持间距;第一导向电机139驱动第一导向丝杠138逆时针旋转,则带动上方的第一夹持件132沿着第一夹具安装件131向下运动以靠近下方的第一夹持件132,减小两个第一夹持件132之间的夹持间距。如此,通过控制活动式设计的第一夹持件132,可调整两个第一夹持件132之间的夹持间距,从而对不同规格长度的单晶圆硅棒101进行有效夹持。
在另一种可选实施例中,两个第一夹持件132均为活动式设计,这样,在实际应用中,可通过活动式设计的两个第一夹持件132的移动来调整它们相互之间的夹持间距。由于第一夹持件132为活动式设计,那么,两个第一夹持件132中的至少一个第一夹持件132需设置第一导向驱动机构,用于驱动两个第一夹持件132沿着第一夹具安装件131运动。相对于前一种可选实施例,在本可选实施例中,既然第一夹具13中的两个第一夹持件132均为活动式,那么就会存在在两个第一夹持件132中的某一个第一夹持件132上设置第一导向驱动机构还是在两个第一夹持件132上均设置第一导向驱动机构的情形。
现以在两个第一夹持件132中上方的第一夹持件132设置了第一导向驱动机构为例,在这种情形下,一来,两个第一夹持件132中的第一夹臂安装座133与第一夹具安装件131之间为活动连接,即,任一个第一夹持件132中第一夹臂安装座133及其上的第一夹臂134沿着第一夹具安装件131而上下活动,另外,设置的第一导向驱动机构包括第一导向丝杠138和第一导向电机139,其中,第一导向丝杠138的一端连接于上方的第一夹持件132中的第一夹臂安装座133上,第一导向丝杠138的另一端则连接于第一导向电机,第一导向电机139可设置在换向载具11的顶部。如此,在需要调整上方的第一夹持件132的位置时,由第一导向电机139驱动第一导向丝杠138旋转,第一导向丝杠138旋转过程中带动第一夹持件132沿着第一夹具安装件131上下移动,例如:第一导向电机139驱动第一导向丝杠138顺时针旋转,则带动上方的第一夹持件132沿着第一夹具安装件131向上运动以远离下方的第一夹持件132,增加两个第一夹持件132之间的夹持间距;第一导向电机139驱动第一导向丝杠138逆向旋转,则带动上方的第一夹持件132沿着第一夹具安装件131向下运动以靠近下方的第一夹持件132,减小两个第一夹持件132之间的夹持间距。如此,通过控制活动式设计的第一夹持件132,可调整两个第一夹持件132之间的夹持间距,从而对不同规格长度的单晶圆硅棒101进行有效夹持。
实际上,在两个第一夹持件132均为活动式设计的情形下,利用第一导向驱动机构不仅可调整两个第一夹持件132之间的夹持间距来对不同规格长度的单晶圆硅棒101进行有效夹持之外,还可对夹持的单晶圆硅棒101实现升降的目的,当两个第一夹持件132有效夹持住单晶圆硅棒101之后,通过驱动第一夹持件132的上下移动而升降单晶圆硅棒101。具体地,仍以上方的第一夹持件132设置了第一导向驱动机构为例,首先,上方的第一夹持件132通过第一导向驱动机构沿着第一夹具安装件131上下移动而调整了与下方第一夹持件132之间的夹持间距;接着,利用每一个第一夹持件132中的第一夹臂驱动机构驱动相应的两个第一夹臂134作夹合动作以顺畅且稳固地夹持住单晶圆硅棒101;随后,上方的第一夹持件132再通过第一导向驱动机构驱动而沿着第一夹具安装件131向上运动,此时,由于摩擦力作用,夹持住的单晶圆硅棒101及下方的第一夹持件132一并随之向上运动,其中,夹持住的单晶圆硅棒101向上运动利用的是上方的第一夹持件132与单晶圆硅棒101之间的摩擦力作用,第一夹持件132向上运动则利用的是单晶圆硅棒101与下方的第一夹持件132之间的摩擦力作用,从而实现抬升单晶圆硅棒101的效果。上方的第一夹持件132在第一导向驱动机构的驱动下带动单晶圆硅棒101和下方的第一夹持件132向下运动亦是相同的过程,从而实现降落单晶圆硅棒101的效果,在此不再赘述。
需说明的是,在其他变化例中,例如是在两个第一夹持件132中下方的第一夹持件132上设置第一导向驱动机构,第一导向驱动机构的结构、设置方式以及驱动工作方式与前述上方的第一夹持件132的第一导向驱动机构相类似,例如由下方的第一夹持件132在第一导向驱动机构的驱动下沿着第一夹具安装件131上下移动而调整与上方第一夹持件132之间的夹持间距,以及由下方的第一夹持件132在第一导向驱动机构的驱动下带动单晶圆硅棒101和上方的第一夹持件132一起沿着第一夹具安装件131上下移动等方式。再例如两个第一夹持件132均设置了第一导向驱动机构,则第一导向驱动机构的设置方式和驱动工作方式以及两个第一夹持件132的运动方式自不待言,在此不再赘述。
在针对活动式设置的第一夹持件132沿着第一夹具安装件131上下移动以适配于不同规格长度的单晶圆硅棒进行夹持的情形中,除了第一夹持件132采用活动式的结构设计、第一夹持件132需设置第一导向驱动机构等之外,势必还需要获知当前需要夹持的单晶圆硅棒的规格长度。有鉴于此,本申请中的工件转运装置还可包括高度检测仪(未在图式中予以显示),用于竖立放置的单晶圆硅棒的高度,从而作为活动式设置的第一夹持件132在后续沿着第一夹具安装件131向上移动或向下移动以及移动距离的依据。
第二夹具15进一步包括第二夹具安装件151和至少两个第二夹持件152,其中,至少两个第二夹持件152相对于第二夹具安装件151而间隔设置,用于夹持第二形态工件。在一实施方式中,作为第二形态工件102的单晶硅方体,其无论是在上下料工位还是在作业工位皆为竖立放置,因此,至少两个第二夹持件152相对于第二夹具安装件151而竖向间隔设置,即,至少两个第二夹持件152为上下设置。
在具体实现方式上,任一个第二夹持件152更包括:第二夹臂安装座153和至少两个第二夹臂154,其中,第二夹臂安装座153是设于第二夹具安装件151上,至少两个第二夹臂154是活动设于第二夹臂安装座153上。鉴于作为第二形态工件102的单晶硅方体的截面为类矩形,在一种可选实施例中,第二夹持件152整体而言为方形工件夹具,组成第二夹持件152的第二夹臂154为对称设计的两个,单个第二夹臂154设计为具有单一平直夹持面(参见图2和图4)或折角夹持面(参见图7,显示为本申请工件转运装置在其他实施例中的俯视图),其中,所述折角夹持面是由连续的两个平直夹持面组成,两个平直夹持面之间具有一折角。当然,第二夹臂154中的弧形夹持面上还可额外增设缓冲垫,用于避免在夹持作为第二形态工件102的单晶硅方体的过程中造成对单晶硅方体表面的损伤,起到保护单晶硅方体的良好效果。额外地,利用第二夹持件152更可兼具定中心调节的作用。一般情形下,第二夹持件152中的第二夹臂154在夹合状态下,两个第二夹臂154所构成的夹持空间的中心是与单晶硅方体的中心相重合的。因此,以具有图7所示的具折角夹持面的第二夹臂154的第二夹持件152为例,当利用第二夹持件152去夹持作业工位上竖立放置的单晶硅方体102时,第二夹持件152中的两个第二夹臂154收缩,由第二夹臂154中的折角夹持面抵靠于单晶硅方体102,其中,所述折角夹持面中的两个平直夹持面分别对应于单晶硅方体102中相邻的两个侧面。在第二夹臂154收缩并夹合单晶硅方体102的过程中,单晶硅方体102被两旁的两个第二夹臂154所推动并朝向夹持空间的中央区域移动,直至单晶硅方体102被第二夹持件152中的两个第二夹臂154夹紧住,此时,单晶硅方体102的中心就可位于第二夹持件152的夹持空间的中心。
特别地,为使得第二夹持件152中的至少两个第二夹臂154能顺畅且稳固地夹持住不同类型不同尺寸规格的硅棒,第二夹持件152还包括第二夹臂驱动机构,用于驱动至少两个第二夹臂154作开合动作。
为使得第二夹持件152中的至少两个第二夹臂154能顺畅且稳固地夹持住不同尺寸规格的单晶硅方体,第二夹持件152还包括第二夹臂驱动机构,用于驱动至少两个第二夹臂154作开合动作。
请参阅图6,其绘示为第二夹具15的后视剖面图。在具体实现上,如图6所示,第二夹臂驱动机构进一步包括:第二开合齿轮155、第二齿轮驱动件156、以及第二驱动源157。第二开合齿轮155是设置于对应的第二夹臂154上。第二齿轮驱动件156具有与第二夹臂154上的第二开合齿轮155啮合的齿纹。驱动源连接于第二齿轮驱动件156,用于驱动第二齿轮驱动件156运动。在一种实现方式上,第二齿轮驱动件156为第二齿条,该第二齿条156位于两个第二夹臂154的中间,第二齿条156中分别面向于两侧的第二夹臂154的两个外侧面上分别设有与两个第二夹臂154上的第二开合齿轮155啮合对应的齿纹,第二驱动源157可例如为驱动电机或或气缸。这样,根据上述实现方式,在实际应用中,当需实现第二夹臂154夹合时,由作为第二驱动源的驱动电机或气缸驱动作为第二齿轮驱动件的第二齿条156向上移动,由第二齿条156带动两旁啮合的第二开合齿轮155作外旋动作,第二开合齿轮155在外旋过程中带动第二夹臂154(第二开合齿轮155与第二夹臂154可通过转轴连接)作下放动作以由松开状态转入夹合状态;反之,当需实现第二夹臂154松开时,由作为第二驱动源的驱动电机(或气缸)驱动作为第二齿轮驱动件的第二齿条156向下移动,由第二齿条156带动两旁啮合的第二开合齿轮155作内旋动作,第二开合齿轮155在内旋过程中带动第二夹臂154(第二开合齿轮155与第二夹臂154可通过转轴连接)作上扬动作以由夹合状态转入松开状态。当然,上述仅为一实施例,并非用于限制第二夹持件152的工作状态,实际上,前述中的“向上”、“外旋”、“下放”、“向下”、“内旋”、“上扬”、以及“松开”和“夹合”状态变化均可根据第二夹臂154的结构和运作方式、第二夹臂驱动机构的构造而有其他的变更。
同样地,鉴于第二夹具15是用于对竖立放置状态下的单晶硅方体102进行夹持,因此,对于第二夹具15而言,单晶硅方体的长度差异性对第二夹具15中的第二夹持件152是否能对应夹持到单晶硅方体的隐忧。
为减少甚至是免除上述第二夹持件152可能会无法夹持到单晶硅方体的风险,第二夹具15会有不同的设计方案。
在一种实现方式中,第二夹具15采用固定式夹持件,即,在换向载具11上以竖向方式固定设置尽可能多的第二夹持件,且,这些第二夹持件152中相邻两个第二夹持件152的间距尽可能地小,如此,利用这些第二夹持件152可涵盖各类规格长度的单晶硅方体。例如,若单晶硅方体的长度较长,则使用换向载具11上较多的第二夹持件152参与夹持;若单晶硅方体的长度较短,则使用换向载具11上较少的第二夹持件152参与夹持,例如,位于下方的若干个第二夹持件152参与夹持,而位于上方的且高于单晶硅方体的那些个第二夹持件152就不参与。
在其他实现方式中,第二夹具15采用活动式夹持件,即,在换向载具11的第二安装面上以竖向方式活动设置第二夹持件152,由于,第二夹持件152为活动式设计,因此,第二夹持件152的数量就可大幅减少,一般为两个或三个即可满足。如此,利用活动式夹持件可涵盖各类规格长度的单晶硅方体。例如,若单晶硅方体的长度较长,则移动活动设置的第二夹持件152,延长两个第二夹持件152的夹持间距;若单晶硅方体的长度较短,则移动活动设置的第二夹持件152,缩短两个第二夹持件152的夹持间距。在第二夹具15采用活动式夹持件的实现方式中,为便于活动式夹持件顺畅平稳的上下活动以调整位置,可利用第二夹具15中的第二夹具安装件151起到引导活动设置的第二夹持件152的导向作用,一种可实现的方式中,第二夹具安装件151可采用导向柱结构,第二夹臂安装座153则采用套接于导向柱结构的活动块结构。具体地,作为第二夹具安装件151的所述导向柱结构包括竖立设置且并行的两个导向柱,作为第二夹臂安装座153的所述活动块结构中则设有与所述导向柱结构中的两个导向柱对应的两个贯孔或两个夹扣。若采用贯孔,所述活动块套设于所述导向柱并可实现沿着所述导向柱滑移。若采用夹扣,所述活动块夹扣于所述导向柱并可实现沿着所述导向柱滑移,其中,在实际应用中,所述夹扣可夹扣于所述导向柱的至少一半部分。
针对活动式第二夹持件的第二夹具15,亦会有不同的变化例。以两个第二夹持件152为例,在一种可选实施例中,两个第二夹持件152中的一个第二夹持件152为活动式设计另一个第二夹持件152则为固定式设计,这样,在实际应用中,都是通过移动活动式设计的那一个第二夹持件152来调整与固定式设计的第二夹持件152之间的夹持间距。由上可知,单晶硅方体102为竖立放置,因此,不论单晶硅方体的规格长度,单晶硅方体102的底部总是可相对易于确定的,因此,较佳地,可将两个第二夹持件152中位于上方的那一个第二夹持件152设计为活动式,这样,只需调节上方的第二夹持件152的位置即可。
为实现第二夹持件152的移动,所述活动式设计的第二夹持件152可设有导第二向驱动机构。利用第二导向驱动机构可驱动活动式设计的第二夹持件152沿着第二夹具安装件151上下移动。在一种实现方式中,第二导向驱动机构可例如包括:第二导向丝杠158和第二导向电机159,其中,第二导向丝杠158为竖立设置,第二导向丝杠158的一端连接于第二夹臂安装座153,第二导向丝杠158的另一端则连接于第二导向电机159,第二导向电机159可设置在换向载具11的顶部,但并不以此为限,第二导向电机159也可设置在换向载具11的底部。第二导向丝杠158具有高精度、可逆性和高效率的特点,如此,在需要调整上方的第二夹持件152的位置时,由第二导向电机159驱动第二导向丝杠158旋转,第二导向丝杠158在旋转过程中带动上方的第二夹持件152沿着第二夹具安装件151上下移动。例如:第二导向电机159驱动第二导向丝杠158顺时针旋转,则带动上方的第二夹持件152沿着第二夹具安装件151向上运动以远离下方的第二夹持件152,增加两个第二夹持件152之间的夹持间距;第二导向电机159驱动第二导向丝杠158逆时针旋转,则带动上方的第二夹持件152沿着第二夹具安装件151向下运动以靠近下方的第二夹持件152,减小两个第二夹持件152之间的夹持间距。如此,通过控制活动式设计的第二夹持件152,可调整两个第二夹持件152之间的夹持间距,从而对不同规格长度的单晶硅方体102进行有效夹持。
在另一种可选实施例中,两个第二夹持件152均为活动式设计,这样,在实际应用中,可通过活动式设计的两个第二夹持件152的移动来调整它们相互之间的夹持间距。由于第二夹持件152为活动式设计,那么,两个第二夹持件152中的至少一个第二夹持件152需设置第二导向驱动机构,用于驱动两个第二夹持件152沿着第二夹具安装件151运动。相对于前一种可选实施例,在本可选实施例中,既然第二夹具15中的两个第二夹持件152均为活动式,那么就会存在在两个第二夹持件152中的某一个第二夹持件152上设置第二导向驱动机构还是在两个第二夹持件152上均设置第二导向驱动机构的情形。
现以在两个第二夹持件152中上方的第二夹持件152设置了第二导向驱动机构为例,在这种情形下,一来,两个第二夹持件152中的第二夹臂安装座153与第二夹具安装件151之间为活动连接,即,任一个第二夹持件152中第二夹臂安装座153及其上的第二夹臂154沿着第二夹具安装件151而上下活动,另外,设置的第二导向驱动机构包括第二导向丝杠158和第二导向电机159,其中,第二导向丝杠158的一端连接于上方的第二夹持件152中的第二夹臂安装座153上,第二导向丝杠158的另一端则连接于第二导向电机,第二导向电机159可设置在换向载具11的顶部。如此,在需要调整上方的第二夹持件152的位置时,由第二导向电机159驱动第二导向丝杠158旋转,第二导向丝杠158旋转过程中带动第二夹持件152沿着第二夹具安装件151上下移动,例如:第二导向电机159驱动第二导向丝杠158顺时针旋转,则带动上方的第二夹持件152沿着第二夹具安装件151向上运动以远离下方的第二夹持件152,增加两个第二夹持件152之间的夹持间距;第二导向电机159驱动第二导向丝杠158逆向旋转,则带动上方的第二夹持件152沿着第二夹具安装件151向下运动以靠近下方的第二夹持件152,减小两个第二夹持件152之间的夹持间距。如此,通过控制活动式设计的第二夹持件152,可调整两个第二夹持件152之间的夹持间距,从而对不同规格长度的单晶硅方体102进行有效夹持。
实际上,在两个第二夹持件152均为活动式设计的情形下,利用第二导向驱动机构不仅可调整两个第二夹持件152之间的夹持间距来对不同规格长度的单晶硅方体102进行有效夹持之外,还可对夹持的单晶硅方体102实现升降的目的,当两个第二夹持件152有效夹持住单晶硅方体102之后,通过驱动第二夹持件152的上下移动而升降单晶硅方体102。具体地,仍以上方的第二夹持件152设置了第二导向驱动机构为例,首先,上方的第二夹持件152通过第二导向驱动机构沿着第二夹具安装件151上下移动而调整了与下方第二夹持件152之间的夹持间距;接着,利用每一个第二夹持件152中的第二夹臂驱动机构驱动相应的两个第二夹臂154作夹合动作以顺畅且稳固地夹持住单晶硅方体102;随后,上方的第二夹持件152再通过第二导向驱动机构驱动而沿着第二夹具安装件151向上运动,此时,由于摩擦力作用,夹持住的单晶硅方体102及下方的第二夹持件152一并随之向上运动,其中,夹持住的单晶硅方体102向上运动利用的是上方的第二夹持件152与单晶硅方体102之间的摩擦力作用,第二夹持件152向上运动则利用的是单晶硅方体102与下方的第二夹持件152之间的摩擦力作用,从而实现抬升单晶硅方体102的效果。上方的第二硅棒夹持件在第二导向驱动机构的驱动下带动单晶硅方体102和下方的第二夹持件152向下运动亦是相同的过程,从而实现降落单晶硅方体102的效果,在此不再赘述。
需说明的是,在其他变化例中,例如是在两个第二夹持件152中下方的第二夹持件152上设置第二导向驱动机构,第二导向驱动机构的结构、设置方式以及驱动工作方式与前述上方的第二夹持件152的第二导向驱动机构相类似,例如由下方的第二夹持件152在第二导向驱动机构的驱动下沿着第二夹具安装件151上下移动而调整与上方第二夹持件152之间的夹持间距,以及由下方的第二夹持件152在第二导向驱动机构的驱动下带动单晶硅方体102和上方的第二夹持件152一起沿着第二夹具安装件151上下移动等方式。再例如两个第二夹持件152均设置了第二导向驱动机构,则第二导向驱动机构的设置方式和驱动工作方式以及两个第二夹持件152的运动方式自不待言,在此不再赘述。
在针对活动式设置的第二夹持件152沿着第二夹具安装件151上下移动以适配于不同规格长度的单晶硅方体进行夹持的情形中,除了第二夹持件152采用活动式的结构设计、第二夹持件152需设置第二导向驱动机构等之外,势必还需要获知当前需要夹持的单晶硅方体的规格长度。有鉴于此,本申请中的工件转运装置还可包括高度检测仪(未在图式中予以显示),用于竖立放置的单晶硅方体的高度,从而作为活动式设置的第二夹持件152在后续沿着第二夹具安装件151向上移动或向下移动以及移动距离的依据。不过,在本实施方式中,作为第一形态工件的单晶圆硅棒101经开方作业及其他相关作业之后即形成单晶硅方体102作为第二形态工件,在由单晶圆硅棒101形成为单晶硅方体102的过程中,一般地,长度是不变的,因此,针对第二夹具15而言,高度检测仪并非是必要的。在实际应用中,针对同一工件而言,只要第二夹具15中的第二夹持件152跟随着第一夹具13中的第一夹持件132调整步伐即可,即,第一夹具13中的第一夹持件132怎么上下移动,那么,第二夹具15中的第二夹持件152也作相应的上下移动,使得,第二夹具15中的两个第二夹持件152之间的夹持间距与第一夹具13中的两个第一夹持件132之间的夹持间距保持一致。
本申请公开的工件转运装置,包括换向载具及设于换向载具上的第一夹具和第二夹具,第一夹具用于夹持第一形态工件,第二夹具用于夹持第二形态工件,通过驱动换向载具作换向运动,可使得第一夹具在上下料工位和作业工位之间转换以将位于上下料工位的第一形态工件转运至作业工位以及第二夹具在作业工位和上下料工位之间转换以将位于作业工位处已完成切割作业的第二形态工件转运至上下料工位,如此,可实现工件的快速且便捷地转运,提高了工件的转运效率,另外,第一夹具和第二夹具结构简单且可稳固地夹持住工件。
参阅图8,为图8为本申请工件转运装置在执行工件转运作业中的流程示意图。如图8所示,执行工件转运作业的过程包括以下步骤:
步骤S101,利用工件转运装置中的第一夹具夹持住位于上下料工位的第一形态工件。在步骤S101中,首先,第一形态工件以竖立放置于上下料工位上,且同时得确保工件转运装置中的第一夹具是对应于上下料工位,其中,第一形态工件可通过人工搬运或机械手机械抓取等方式而竖立放置于上下料工位,工件转运装置中的第一夹具则可通过驱动换向载具转动来调整位置以实现对应于上下料工位。接着,必要时,根据第一形态工件的竖立放置状态下的高度,驱动第一夹具中相应的第一夹持件在换向载具上的上下移动以调整各个第一夹持件所形成的夹持间距。接着,驱动第一夹具中参与夹持的各个第一夹持件中的第一夹臂作夹合动作,以使得这些第一夹持件能将上下料工位上的第一形态工件夹持住。
步骤S103,驱动换向载具作换向运动,使得第一夹具带着夹持住的第一形态工件由上下料工位转换至作业工位。在步骤S103中,首先,在驱动换向载具作换向运动之前,较佳地,需将由第一夹具夹持住的第一形态工件脱离于上下料工位,实现脱离的方式可采取如下的任一种或者它们的结合:一,在确保第一夹具13夹持住第一形态工件的情形下,利用第一夹具沿着换向载具向上移动以抬升第一形态工件;二,驱动换向载具相对安装基础向上移动以抬升第一形态工件;三,驱动上下料工位或上下料工位上用于承载第一形态工件的承载台作下降移动,由原先的承载位置下降至脱离位置。接着,驱动换向载具相对安装基础转动,使得换向载具上的第一载具通过换向运动而对应于作业工位。
步骤S105,释放第一夹具,将夹持住的第一形态工件置放于作业工位。在步骤S105中,在确保工件转运装置中的第一夹具是对应于作业工位的情形下,还包括有一个与步骤S103中将第一形态工件脱离于上下料工位相逆的将第一形态工件落位于作业工位的操作步骤,具体地,实现落位的方式可采取如下的任一种或者它们的结合:一,在确保第一夹具夹持住第一形态工件的情形下,利用第一夹具沿着换向载具向下移动以降落第一形态工件;二,驱动换向载具相对安装基础向下移动以降落第一形态工件;三,驱动作业工位或作业工位上用于承载第一形态工件的承载台作上升移动,由原先的脱离位置上升至承载位置。接着,驱动第一夹具中参与夹持的各个第一夹持件中的第一夹臂作松开动作,以使得这些第一夹持件松开第一形态工件,使得松开后的第一形态工件落位于作业工位上。
在后续,就由多线切割设备对作业工位上的第一形态工件实施至少包括有切割作业的加工作业,使得第一形态工件经这些加工作业之后形成第二形态工件。
步骤S107,驱动换向载具作换向运动,使得工件转运装置中的第二夹具转换至作业工位。
步骤S109,利用第二夹具夹持住位于所述作业工位的第二形态工件。在步骤S107中,必要时,根据第二形态工件的竖立放置状态下的高度,驱动第二夹具中相应的第二夹持件在换向载具上的上下移动以调整各个第二夹持件所形成的夹持间距。接着,驱动第二夹具中参与夹持的各个第二夹持件中的第二夹臂作夹合动作,以使得这些第二夹持件能将作业工位上的第二形态工件夹持住。
步骤S111,驱动换向载具作换向运动,使得第二夹具带着夹持住的第二形态工件由作业工位转换至上下料工位。在步骤S111中,首先,在驱动换向载具作换向运动之前,较佳地,需将由第二夹具夹持住的第二形态工件脱离于作业工位,实现脱离的方式可采取如下的任一种或者它们的结合:一,在确保第二夹具15夹持住第二形态工件的情形下,利用第二夹具沿着换向载具向上移动以抬升第二形态工件;二,驱动换向载具相对安装基础向上移动以抬升第二形态工件;三,驱动作业工位或作业工位上用于承载第二形态工件的承载台作下降移动,由原先的承载位置下降至脱离位置。接着,驱动换向载具相对安装基础转动,使得换向载具上的第二载具通过换向运动而对应于上下料工位。
步骤S113,释放第二夹具,将夹持住的第二工形态件置放于上下料工位并进行下料。在步骤S113中,在确保工件转运装置中的第二夹具是对应于上下料工位的情形下,还包括有一个与步骤S111中将第二形态工件脱离于作业工位相逆的将第二形态工件落位于上下料工位的操作步骤,具体地,实现落位的方式可采取如下的任一种或者它们的结合:一,在确保第二夹具15夹持住第二形态工件的情形下,利用第二夹具沿着换向载具向下移动以降落第二形态工件;二,驱动换向载具相对安装基础向下移动以降落第二形态工件;三,驱动上下料工位或上下料工位上用于承载第二形态工件的承载台作上升移动,由原先的脱离位置上升至承载位置。接着,驱动第二夹具中参与夹持的各个第一夹持件中的第一夹臂作松开动作,以使得这些第一夹持件松开第二形态工件,使得松开后的第二形态工件落位于上下料工位上。
本申请工件转运装置在执行工件转运作业的过程中,通过换向载具作换向运动,可使得第一夹具在上下料工位和作业工位之间转换以将位于上下料工位的第一形态工件转运至作业工位以及第二夹具在作业工位和上下料工位之间转换以将位于作业工位处已完成切割作业的第二形态工件转运至上下料工位,如此,可实现工件的快速且便捷地转运,提高了工件的转运效率。
以下结合图9至图16,对本申请工件转运装置在某些实例中执行工件转运进行详细描述。在以下实例中,先作如下设定:工件转运装置应用于硅棒多线切割设备中,所述硅棒多线切割设备可对单晶硅棒实施开方及其他作业(例如滚圆及磨面等),所述硅棒多线切割设备具有上下料工位和作业工位,第一形态工件为单晶圆硅棒,第二形态工件为单晶硅方体,工件转运装置包括有换向载具以及设于换向载具上的第一夹具和第二夹具,第一夹具和第二夹具分别设于换向载具的相对两侧,第一夹具和第二夹具可相差180°相位,且,第一夹具中包括至少两个第一夹持件,至少两个第一夹持件均为活动式设计,且位于上方的第一夹持件更配置有第一导向驱动机构,第二夹具中包括至少两个第二夹持件,至少两个第二夹持件均为活动式设计,且位于上方的第二夹持件更配置有第二导向驱动机构。
步骤1,将工件转运装置中的第一夹具对应于上下料工位上的单晶圆硅棒。在该步骤1中,工件转运装置中的第一夹具则可通过驱动换向载具11转动来调整位置以实现对应于上下料工位,此时,第一夹具中的两个第一夹持件132中的第一夹臂134为松开状态,将单晶圆硅棒101竖立放置于上下料工位上。实施上述操作后工件转运装置的状态具体可参见图9,图9显示为工件转运装置中的第一夹具对应于上下料工位上的单晶圆硅棒的状态示意图。
步骤2,利用工件转运装置中的第一夹具夹持住位于上下料工位的单晶圆硅棒。在该步骤2中,必要时,利用高度检测仪检测位于上下料工位上的单晶圆硅棒101的高度,根据测得的高度信息,驱动第一夹具中位于上方的第一夹持件132相对换向载具11作向上移动或向下移动,调整两个第一夹持件132之间的夹持间距。接着,驱动第一夹具中的两个第一夹持件132中的第一夹臂134作夹合动作,以将上下料工位上的单晶圆硅棒101夹持住。实施上述操作后工件转运装置的状态具体可参见图10,图10显示为工件转运装置中的第一夹具夹持住位于上下料工位的单晶圆硅棒的状态示意图。
步骤3,驱动换向载具作换向运动,使得第一夹具带着夹持住的单晶圆硅棒由上下料工位转换至作业工位。在步骤3中,首先,在驱动换向载具11作换向运动之前,较佳地,需将由第一夹具中的第一夹持件132夹持住的单晶圆硅棒101脱离于上下料工位。接着,驱动换向载具11转动180°,使得换向载具11上的第一载具所夹持住的单晶圆硅棒101通过换向运动而对应于作业工位。实施上述操作后工件转运装置的状态具体可参见图11,图11显示为换向载具作换向运动后第一夹具带着夹持住的单晶圆硅棒对应于作业工位的状态示意图。
步骤4,释放第一夹具,将夹持住的单晶圆硅棒置放于作业工位。在步骤4中,在确保工件转运装置中的第一夹具是对应于作业工位的情形下,先将夹持住的单晶圆硅棒落位于作业工位上。接着,驱动第一夹具中两个第一夹持件132中的第一夹臂134作松开动作,使得松开后的单晶圆硅棒101竖立放置于作业工位上。实施上述操作后工件转运装置的状态具体可参见图12,图12显示为释放第一夹具后单晶圆硅棒置放于作业工位的状态示意图。
在后续,就由硅棒多线切割设备对作业工位上的单晶圆硅棒实施至少包括有开方作业的各道加工作业,使得单晶圆硅棒经这些加工作业之后形成单晶硅方体。其中,针对单晶圆硅棒的开方作业,该开方作业的具体实施方式则可参考CN105818285A等专利公开文献,在此不再赘述。另外,除了开方作业之外,还可包括粗磨、滚圆、精磨、或抛光等其他加工作业。
步骤5,驱动换向载具作换向运动,使得工件转运装置中的第二夹具转换至作业工位。在该步骤5中,工件转运装置中的第二夹具则可通过驱动换向载具11转动180°来调整位置以实现对应于作业工位,此时,第二夹具中的两个第二夹持件152中的第二夹臂154为松开状态,将完成相应加工作业后的单晶硅方体102竖立放置于作业工位上。实施上述操作后工件转运装置的状态具体可参见图13,图13显示为工件转运装置中的第二夹具对应于作业工位上的单晶硅方体的状态示意图。
步骤6,利用第二夹具夹持住位于所述作业工位的单晶硅方体。在步骤6中,必要时,利用高度检测仪检测位于作业工位上的单晶硅方体102的高度,根据测得的高度信息,驱动第二夹具中位于上方的第二夹持件152相对换向载具11作向上移动或向下移动,调整两个第二夹持件152之间的夹持间距。接着,驱动第二夹具中的两个第二夹持件152中的第二夹臂154作夹合动作,以将作业工位上的单晶硅方体102夹持住。
在实际应用中,当换向载具11上的第二夹具的两个第二夹持件152对应于作业工位时,此时,换向载具11上的第一夹具的两个第一夹持件是对应于上下料工位,因此,当利用第二夹具中的两个第二夹持件152夹持住位于作业工位上的单晶硅方体时,此时,可利用第一夹具中的两个第一夹持件132夹持住位于上下料工位上的待加工的新的单晶圆硅棒103。
实施上述操作后工件转运装置的状态具体可参见图14,图14显示为工件转运装置中的第二夹具夹持住位于作业工位的单晶硅方体及第一夹具夹持住位于上下料工位的新的单晶圆硅棒的状态示意图。
步骤7,驱动换向载具作换向运动,使得第二夹具带着夹持住的单晶棒方体由作业工位转换至上下料工位。在步骤7中,首先,在驱动换向载具11作换向运动之前,较佳地,需将由第二夹具中的第二夹持件152夹持住的单晶硅方体102脱离于作业工位。接着,驱动换向载具11转动180°,使得换向载具11上的第二载具所夹持住的单晶硅方体102通过换向运动而对应于上下料工位。同样地,经过换向载具11转动180°之后,换向载具11上的第一夹具的所夹持住的新的单晶圆硅棒103通过换向运动而对应于作业工位。实施上述操作后工件转运装置的状态具体可参见图15,图15显示为换向载具作换向运动后第二夹具带着夹持住的单晶棒方体对应于上下料工位及第一夹具带着夹持住的单晶圆硅棒对应于作业工位的状态示意图。
步骤8,释放第二夹具,将夹持住的单晶硅方体置放于上下料工位并并进行下料。在步骤8中,在确保工件转运装置中的第二夹具是对应于上下料工位的情形下,先将第二夹具夹持住的单晶硅方体102落位于上下料工位上。接着,驱动第二夹具中两个第二夹持件152中的第二夹臂154作松开动作,使得松开后的单晶硅方体102竖立放置于上下料工位上。与此同时,针对第一夹具而言,先将第一夹具夹持住的新的单晶圆硅棒103落位于作业工位上,再驱动第一夹具中两个第一夹持件132中的第一夹臂134作松开动作,使得松开后的新的单晶圆硅棒103竖立放置于作业工位上。实施上述操作后工件转运装置的状态具体可参见图16,图16显示为释放第二夹具后单晶硅方体置放于上下料工位及释放第一夹具后新的单晶圆硅棒置放于作业工位的状态示意图。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效,而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种工件转运装置,应用于多线切割设备中,所述多线切割设备具有上下料工位和作业工位,其特征在于,包括:
换向载具;
第一夹具,设于所述换向载具的第一夹具区,用于夹持第一形态工件;
第二夹具,设于所述换向载具的第二夹具区,用于夹持第二形态工件;
其中,通过驱动所述换向载具作换向运动,使得所述换向载具上的所述第一夹具在上下料工位和作业工位之间转换以转运第一形态工件及所述第二夹具在作业工位和上下料工位之间转换以转运第二形态工件。
2.根据权利要求1所述的工件转运装置,其特征在于,
所述第一夹具包括:
第一夹具安装件,设于所述换向载具上;以及
至少两个第一夹持件,沿着所述第一夹具安装件间距设置;
所述第二夹具包括:
第二夹具安装件,设于所述换向载具上;以及
至少两个第二夹持件,沿着所述第二夹具安装件间距设置。
3.根据权利要求2所述的工件转运装置,其特征在于,
所述第一夹持件包括:
第一夹臂安装座,设于所述夹具安装件上;
至少两个第一夹臂,活动设于所述第一夹臂安装座上;以及
第一夹臂驱动机构,用于驱动所述至少两个第一夹臂作开合动作;
所述第二夹持件包括:
第二夹臂安装座,设于所述夹具安装件上;
至少两个第二夹臂,活动设于所述第二夹臂安装座上;以及
第二夹臂驱动机构,用于驱动所述至少两个第二夹臂作开合动作。
4.根据权利要求3所述的工件转运装置,其特征在于,
所述第一夹臂驱动机构包括:
第一开合齿轮,设于所述第一夹臂上;
第一齿轮驱动件,具有与所述第一夹臂上的第一开合齿轮啮合的第一齿纹;以及
第一驱动源,连接于所述第一齿轮驱动件,用于驱动所述第一齿轮驱动件运动;
所述第二夹臂驱动机构包括:
第二开合齿轮,设于所述第二夹臂上;
第二齿轮驱动件,具有与所述第二夹臂上的第二开合齿轮啮合的第二齿纹;以及
第二驱动源,连接于所述第二齿轮驱动件,用于驱动所述第二齿轮驱动件运动。
5.根据权利要求4所述的工件转运装置,其特征在于,
所述第一齿轮驱动件为第一齿条,所述第一齿条的相对两侧分别设有与所述至少两个第一夹臂上的第一开合齿轮啮合对应的第一齿纹;
所述第一驱动源为用于带动所述第一齿条运动的第一气缸或第一驱动电机;
所述第二齿轮驱动件为第二齿条,所述第二齿条的相对两侧分别设有与所述至少两个第二夹臂上的第二开合齿轮啮合对应的第二齿纹;以及
所述第二驱动源为用于带动所述第二齿条运动的第二气缸或第二驱动电机。
6.根据权利要求4所述的工件转运装置,其特征在于,
所述第一齿轮驱动件为第一驱动齿轮结构;
所述第一驱动源为用于带动所述第一驱动齿轮结构运转的第一驱动电机;
所述第二齿轮驱动件为第二驱动齿轮结构;以及
所述第二驱动源为用于带动所述第二驱动齿轮结构运转的第二驱动电机。
7.根据权利要求2所述的工件转运装置,其特征在于,
在所述第一夹具中,至少两个第一夹持件中的至少一个第一夹持件设有第一导向驱动机构,用于驱动其沿着所述第一夹具安装件运动,以调节所述至少两个第一夹持件的间距;以及
在所述第二夹具中,至少两个第二夹持件中的至少一个第二夹持件设有第二导向驱动机构,用于驱动其沿着所述第二夹具安装件运动,以调节所述至少两个第二夹持件的间距。
8.根据权利要求7所述的工件转运装置,其特征在于,
所述第一导向驱动机构包括:第一导向丝杠和第一导向电机,其中,所述第一导向丝杠的一端连接于所述第一夹持件,所述第一导向丝杠的另一端连接于所述第一导向电机;以及
所述第二导向驱动机构包括:第二导向丝杠和第二导向电机,其中,所述第二导向丝杠的一端连接于所述第二夹持件,所述第二导向丝杠的另一端连接于所述第二导向电机。
9.根据权利要求2或7所述的工件转运装置,其特征在于,还包括高度检测仪,设于所述换向载具上,用于检测所述第一形态工件的高度。
10.根据权利要求1所述的工件转运装置,其特征在于,所述第一夹具为圆形工件夹具,所述第二夹具为方形工件夹具。
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