CN220131283U - 一种硅片机械手上料机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种硅片机械手上料机构，包括：X向伺服移动模组、Y向伺服移动模组、Z向伺服移动模组和夹爪组件，所述夹爪组件设置于所述Z向伺服移动模组的一侧，通过所述Z向伺服移动模组控制所述夹爪组件上下移动；所述Z向伺服移动模组背离所述夹爪组件的一侧垂直连接于所述Y向伺服移动模组，所述Z向伺服移动模组沿所述Y向伺服移动模组上的轨道移动；所述Y向伺服移动模组的两端各设置于一个所述X向伺服移动模组，所述Y向伺服移动模组沿一对所述X向伺服移动模组上的轨道移动。本实用新型的有益效果是通过X向伺服移动模组、Y向伺服移动模组和Z向伺服移动模组的设置和配合，从而实现对空篮和满篮的精确定位和抓取，提升自动化效率。

Description

一种硅片机械手上料机构

技术领域

本实用新型属于半导体行业硅片上料领域，尤其是涉及一种硅片机械手上料机构。

背景技术

在光伏或半导体领域，在硅片进行喷砂操作时，需要进行硅片的上料。目前，大多数生产硅片的企业都是采用手工方式搬运，将硅片逐个***硅片篮，然后人工将片篮搬运至清洗设备上，由于硅片很薄，在搬运过程中很容易刮伤人员，且容易造成硅片的损坏及污染；此外还有通过四轴机械手一片一片的取放硅片的方式，均不能适应不同大小尺寸硅片以及硅片片篮的夹取以及搬运，不利于实现自动化生产和自动化传送的操作，且极大的增加了夹取和搬运的时间，大大降低了生产效率。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种硅片机械手上料机构，尤其适合喷砂机设备中对多种尺寸片篮的夹取以及搬运。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种硅片机械手上料机构，包括：X向伺服移动模组、Y向伺服移动模组、Z向伺服移动模组和夹爪组件，所述夹爪组件设置于所述Z向伺服移动模组的一侧，通过所述Z向伺服移动模组控制所述夹爪组件上下移动；

所述Z向伺服移动模组背离所述夹爪组件的一侧垂直连接于所述Y向伺服移动模组，所述Z向伺服移动模组沿所述Y向伺服移动模组上的轨道移动；

所述Y向伺服移动模组的两端各设置于一个所述X向伺服移动模组，所述Y向伺服移动模组沿一对所述X向伺服移动模组上的轨道移动。

进一步的，所述X向伺服移动模组包括：X向控制电机和X向移动模组，所述X向控制电机用于驱动所述X向移动模组内的X向传送带运转；

进一步的，所述X向移动模组还包括：X向模组框架和X向连接平台，所述X向传送带设置于所述X向模组框架的内部，所述X向传送带通过设置在所述X向传送带上的X向随动连接件连接所述X向连接平台，通过所述X向传送带带动所述X向连接平台移动；

所述X向随动连接件的两端伸出所述X向模组框架。

进一步的，所述X向连接平台设置于所述X向模组框架的外侧并连接于所述X向随动连接件的伸出的两端；

所述X向控制电机设置于任一所述X向模组框架的一侧，用于带动所述X向模组框架内部的所述X向传送带运转；

所述X向连接平台背离所述X向模组框架的一侧设置有框架结构，用于连接所述Y向伺服移动模组。

进一步的，一对所述X向伺服移动模组中设置有所述X向控制电机的一侧通过连接杆连接，用于实现一对所述X向伺服移动模组同步运动。

进一步的，所述Y向伺服移动模组包括：Y向控制电机和Y向移动模组，所述Y向控制电机用于驱动所述Y向移动模组内的Y向传送带运转；

进一步的，所述Y向移动模组还包括：Y向模组框架和Y向连接平台，所述Y向传送带设置于所述Y向模组框架的内部，所述Y向传送带通过设置在所述Y向传送带上的Y向随动连接件连接所述Y向连接平台，通过所述Y向传送带带动所述Y向连接平台移动；

所述Y向随动连接件的两端伸出所述Y向模组框架。

进一步的，所述Y向连接平台设置于所述Y向模组框架的外侧并连接于所述Y向随动连接件的伸出的两端；

所述Y向模组框架的两侧各设置有一个所述Y向控制电机，所述Y向模组框架的内部平行设置有两条所述Y向传送带，每条所述Y向传送带各设置有一个所述Y向随动连接件，每个所述Y向控制电机用于单独带动所述Y向模组框架内部的所述Y向传送带运转；

所述Y向连接平台背离所述Y向模组框架的一侧连接于所述Z向伺服移动模组。

进一步的，所述Z向伺服移动模组包括：Z向控制电机和Z向移动模组，所述Z向控制电机用于驱动所述Z向移动模组内的Z向传送带运转。

进一步的，所述Z向移动模组还包括：Z向模组框架和Z向连接平台，所述Z向传送带设置于所述Z向模组框架的内部，所述Z向传送带通过设置在所述Z向传送带上的Z向随动连接件连接所述Z向连接平台，通过所述Z向传送带带动所述Z向连接平台移动；

所述Z向随动连接件的两端伸出所述Z向模组框架。

进一步的，所述Z向连接平台设置于所述Z向模组框架的外侧并连接于所述Z向随动连接件的伸出的两端；

所述Z向控制电机设置于所述Z向模组框架的一侧，用于带动所述X向模组框架内部的所述Z向传送带运转；

所述Z向连接平台背离所述Z向模组框架的一侧设置连接所述夹爪组件。

进一步的，所述夹爪组件包括：动力单元、抓取夹爪和夹爪连接板，所述夹爪连接板的底部设置有所述动力单元，所述夹爪连接板背离所述动力单元的一端连接所述Z向伺服移动模组；

所述动力单元的两侧各设置有一个所述抓取夹爪，用于驱动所述抓取夹爪；

所述抓取夹爪上设置有多个与多种尺寸硅片相配合的片篮夹块。

由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：

通过X向伺服移动模组、Y向伺服移动模组和Z向伺服移动模组的设置和配合，从而实现对空篮和满篮的精确定位和抓取，在进行抓取的过程中，两组Z向伺服移动模组同时动作，节省了动作节拍，提升自动化动作的效率；同时这些移动模组均采用伺服控制，使得控制更加精准；Y向伺服移动模组使用了双伺服控制，分别控制两个Z向伺服移动模组进而带动控制两组夹取组件的移动，通过双伺服控制，实现两组Z向模组可分别行动，将原先的一组动作分解成独立的两组动作，精简了工作流程，缩短节拍提高了工作生产效率，实现设备的自动化和智能化进程。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的整体结构示意图；

图2是本实用新型一种实施例的Y向伺服移动模组结构示意图；

图3是本实用新型一种实施例的Y向移动模组结构示意图；

图4是本实用新型一种实施例的X向伺服移动模组结构示意图；

图5是本实用新型一种实施例的Z向伺服移动模组和夹爪组件结构示意图；

图6是本实用新型一种实施例的Y向连接平台的位置示意图。

图中：

10、X向伺服移动模组 20、Y向伺服移动模组 30、Z向伺服移动

40、夹爪组件 11、X向控制电机 模组

12、X向移动模组 13、连接杆 14、框架结构

121、X向连接平台 122、X向模组框架 21、Y向控制电机

22、Y向移动模组 221、Y向传送带 222、Y向模组框架

223、Y向连接平台 224、Y向随动连接件 31、Z向控制电机

32、Z向移动模组 321、Z向模组框架 322、Z向连接平台

41、动力单元 42、抓取夹爪 43、夹爪连接板

44、片篮夹块

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明：

在本实用新型的一种实施例中，如图1所示，一种硅片机械手上料机构，包括：X向伺服移动模组10、Y向伺服移动模组20、Z向伺服移动模组30和夹爪组件40，其中夹爪组件40设置于Z向伺服移动模组30的一侧，通过Z向伺服移动模组30控制夹爪组件40上下移动；Z向伺服移动模组30背离夹爪组件40的一侧垂直连接于Y向伺服移动模组20，Z向伺服移动模组30沿Y向伺服移动模组20上的轨道移动；Y向伺服移动模组20设置于一对X向伺服移动模组10相对设置的一侧，Y向伺服移动模组20沿一对X向伺服移动模组10上的轨道移动。

在工作过程中，通过X向伺服移动模组10和Y向伺服移动模组20移动到片篮位置，再通过Z向伺服移动模组30带动夹爪组件40上升或下降进行片篮的抓取和移动。

具体的，如图2、图3和图6所示，Y向伺服移动模组20包括：Y向控制电机21和Y向移动模组22，Y向控制电机21用于驱动Y向移动模组22内的Y向传送带221运转；在本实施例中，Y向伺服移动模组20设置于一对X向伺服移动模组10之间，在Y向伺服移动模组20的两侧各设置有一个Y向控制电机21，通过Y向控制电机21经小传动带传输带动Y向传送带221运转。

具体的，Y向移动模组22还包括：Y向模组框架222和Y向连接平台223，Y向传送带221设置于Y向模组框架222的内部，Y向传送带221通过设置在Y向传送带221上的Y向随动连接件224连接Y向连接平台223，通过Y向传送带221带动Y向连接平台223移动；Y向随动连接件224的两端伸出Y向模组框架222，通过伸出的两端连接Y向连接平台223。

在本实施例中，在Y向模组框架222的内部平行设置有两条Y向传送带221，每条Y向传送带221各连接设置有一个Y向随动连接件224，每个Y向控制电机21用于单独带动Y向模组框架222内部的Y向传送带221运转；Y向连接平台223设置于Y向模组框架222的外侧并连接于Y向随动连接件224的伸出的两端；并在Y向连接平台223背离Y向模组框架222的一侧设置Z向伺服移动模组30。

本实施例中，如图2、图3和图6所示，Y向随动连接件224的上下两侧设置有伸出Y向模组框架222的突出部，同时在Y向随动连接件224的主体设置有两对Y向传送带221之间且不会影响传送带的运转；其中一个Y向随动连接件224与一条Y向传送带221随动，同时Y向模组框架222内还设置有配合Y向随动连接件224移动的导轨杆，便于Y向随动连接件224随Y向传送带221移动；本实施例中，导轨杆平行Y向传送带221的方向设置有两条，使得Y向随动连接件224的上下两侧的非突出部沿导轨杆移动。

在工作过程中，通过Y向移动模组22两侧各设置的一个Y向控制电机21，通过Y向控制电机21经小传动带传输带动Y向传送带221运转，Y向随动连接件224与一条Y向传送带221随动运动，从而带动设置于Y向模组框架222的外侧并连接于Y向随动连接件224的伸出的两端的Y向连接平台223随动，进而带动连接于Y向连接平台223背离Y向模组框架222的一侧的Z向伺服移动模组30移动。通过连接设置两个Z向伺服移动模组30，可以实现对空篮以及满篮的分别抓取，进一步提高了整体的工作效率。

具体的，如图4所示，X向伺服移动模组10包括：X向控制电机11和X向移动模组12，X向控制电机11用于驱动X向移动模组12内的X向传送带运转；在本实施例中，X向移动模组12内部结构与Y向移动模组22除设置构件的数目不同外，其他结构均相同，故图中省略未示出。在本实施例中，共设置有一对X向伺服移动模组10，X向控制电机11设置于任一X向移动模组12的一侧，通过X向控制电机11经小传动带传输带动用于带动X向传送带运转；同时该带轮的转轴还连接有连接杆13，通过该连接杆13带动另一个X向伺服移动模组10同步运动。因此在本实施例中，仅设置一个X向控制电机11即可满足需求。可以想到，作为可替换方案，每个X向移动模组12的一侧均设置有一个X向控制电机11，并设置两个X向控制电机11同步运转即可。

具体的，如图4所示，X向移动模组12还包括：X向模组框架122和X向连接平台121，X向传送带设置于X向模组框架122的内部，X向传送带通过设置在X向传送带上的X向随动连接件连接X向连接平台121，通过X向传送带121带动X向连接平台121移动；X向随动连接件的两端伸出X向模组框架122，通过伸出的两端连接X向连接平台121。

在本实施例中，X向连接平台121设置于X向模组框架122的外侧并连接于X向随动连接件的伸出的两端；并在X向连接平台121背离X向模组框架122的一侧设置Y向伺服移动模组20。其中X向连接平台121背离X向模组框架122的一侧设置有框架结构14，该框架结构14底部的两侧连接在X向连接平台121上，该框架结构14长度方向的任一侧设置有Y向伺服移动模组20。

本实施例中，X向随动连接件与Y向随动连接件224的结构相同，在此不多作赘述。

在工作过程中，通过在任一X向移动模组12的一侧设置的X向控制电机11经小传动带传输带动用于带动X向传送带运转；同时该带轮的转轴还连接有连接杆13，通过该连接杆13带动另一个X向伺服移动模组10同步运动；各个X向伺服移动模组10内的X向随动连接件与X向传送带随动运动，从而带动设置于X向模组框架122的外侧并连接于X向随动连接件的伸出的两端的X向连接平台121随动，进而带动连接于X向连接平台121背离X向模组框架122的一侧的Y向伺服移动模组20移动到片篮位置。

具体的，如图5所示中，Z向伺服移动模组30包括：Z向控制电机31和Z向移动模组32，Z向控制电机31用于驱动Z向移动模组32内的Z向传送带运转；在本实施例中，Z向移动模组32内部结构与Y向移动模组22除设置构件的数目不同外，其他结构均相同，故图中省略未示出。在本实施例中，Z向伺服移动模组30设置于Y向伺服移动模组20背离框架结构的一侧，共设置有一对Z向伺服移动模组30，用于分别带动夹爪组件抓取空篮或满篮，实现两组Z向伺服移动模组30可分别行动，将原先的一组动作分解成独立的两组动作，缩短节拍，进一步提高了整体的工作效率。

具体的，Z向移动模组32还包括：Z向模组框架321和Z向连接平台322，Z向传送带设置于Z向模组框架322的内部，Z向传送带通过设置在Z向传送带上的Z向随动连接件连接Z向连接平台322，通过Z向传送带带动Z向连接平台322移动；Z向随动连接件的两端伸出Z向模组框架321，通过伸出的两端连接Z向连接平台322。

在本实施例中，Z向控制电机31设置于Z向模组框架322的一侧，通过Z向控制电机31带动Z向传送带运转；Z向连接平台322设置于Z向模组框架321的外侧并连接于Z向随动连接件的伸出的两端；并在Z向连接平台322背离Z向模组框架322的一侧靠近底部的位置设置有夹爪组件40。

本实施例中，Z向随动连接件与Y向随动连接件224的结构相同，在此不多作赘述。

在工作过程中，通过Z向移动模组32一侧设置的一Z向控制电机31，通过Z向控制电机31带动Z向传送带运转，Z向随动连接件与Y向Z向传送带随动运动，从而带动设置于Z向模组框架321的外侧并连接于Z向随动连接件的伸出的两端的Z向连接平台322随动，进而带动连接于Z向连接平台322背离Z向模组框架321的一侧的夹爪组件40移动所需抓取的片篮的位置。通过连接设置两个Z向伺服移动模组30，可以实现对空篮以及满篮的分别抓取，进一步提高了整体的工作效率。

具体的，夹爪组件40包括：动力单元41、抓取夹爪42和夹爪连接板43，夹爪连接板43的底部设置有动力单元41，夹爪连接板43背离动力单元41的一端连接Z向伺服移动模组30；动力单元41的两侧各设置有一个抓取夹爪42，通过动力单元41驱动抓取夹爪42；抓取夹爪42上设置有多个与多种尺寸硅片相配合的片篮夹块44。

具体的，片篮夹块44为带有凸沿结构的连接块，其中为适应多种尺寸的硅片片篮，将连接块的长度尺寸根据硅片片篮尺寸进行设置，凸沿的尺寸不做更改。常用硅片尺寸为5寸、6寸或8寸，因此在一对抓取夹爪42相对的一侧平行间隔设置有多组多种尺寸的片篮夹块44，同种尺寸的片篮夹块44对应设置。如图5所示，在本实施例中，设置有两种尺寸的片篮夹块44，分别为6寸和8寸；可以想到，作为可替换方案，可以调整抓取夹爪42的尺寸，进行5寸等其他尺寸硅片片篮的片篮夹块44的布设。

本实用新型的一种实施例的工作过程：

首先确认工位上片篮就位，用于抓满篮的夹爪组件40通过X向伺服移动模组10和Y向伺服移动模组20移动到位，Z向伺服移动模组30下降抓取片篮，在前道工序程序已经读取片篮的尺寸规格，当片篮就位后，将夹爪组件40移动到对应高度，其中6寸片篮对比8寸片篮高度更低，宽度更窄，通过片篮夹块44实现夹取片篮。抓取片篮后，用于抓满篮的夹爪组件40移动到上料工位放置片篮；放置片篮后，用于抓满篮的夹爪组件40再去抓取一个满篮到等待位；等上料工位的片篮送完硅片后，用于抓空篮的夹爪组件40将空篮抓走移动到空篮放置位，同时用于抓空篮的夹爪组件40一起动作将满篮放置在上料工位上，此时间段两组Z向伺服移动模组30同时动作，节省了动作节拍，提升自动化动作的效率。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种硅片机械手上料机构，其特征在于，包括：X向伺服移动模组、Y向伺服移动模组、Z向伺服移动模组和夹爪组件，所述夹爪组件设置于所述Z向伺服移动模组的一侧，通过所述Z向伺服移动模组控制所述夹爪组件上下移动；

所述Z向伺服移动模组背离所述夹爪组件的一侧垂直连接于所述Y向伺服移动模组，所述Z向伺服移动模组沿所述Y向伺服移动模组上的轨道移动；

所述Y向伺服移动模组的两端各设置于一个所述X向伺服移动模组，所述Y向伺服移动模组沿一对所述X向伺服移动模组上的轨道移动。

2.根据权利要求1所述的一种硅片机械手上料机构，其特征在于：所述X向伺服移动模组包括：X向控制电机和X向移动模组，所述X向控制电机用于驱动所述X向移动模组内的X向传送带运转；

所述X向移动模组还包括：X向模组框架和X向连接平台，所述X向传送带设置于所述X向模组框架的内部，所述X向传送带通过设置在所述X向传送带上的X向随动连接件连接所述X向连接平台，通过所述X向传送带带动所述X向连接平台移动；

所述X向随动连接件的两端伸出所述X向模组框架。

3.根据权利要求2所述的一种硅片机械手上料机构，其特征在于：所述X向连接平台设置于所述X向模组框架的外侧并连接于所述X向随动连接件的伸出的两端；

所述X向控制电机设置于任一所述X向模组框架的一侧，用于带动所述X向模组框架内部的所述X向传送带运转；

所述X向连接平台背离所述X向模组框架的一侧设置有框架结构，用于连接所述Y向伺服移动模组。

4.根据权利要求2或3所述的一种硅片机械手上料机构，其特征在于：一对所述X向伺服移动模组中设置有所述X向控制电机的一侧通过连接杆连接，用于实现一对所述X向伺服移动模组同步运动。

5.根据权利要求1所述的一种硅片机械手上料机构，其特征在于：所述Y向伺服移动模组包括：Y向控制电机和Y向移动模组，所述Y向控制电机用于驱动所述Y向移动模组内的Y向传送带运转；

所述Y向移动模组还包括：Y向模组框架和Y向连接平台，所述Y向传送带设置于所述Y向模组框架的内部，所述Y向传送带通过设置在所述Y向传送带上的Y向随动连接件连接所述Y向连接平台，通过所述Y向传送带带动所述Y向连接平台移动；

所述Y向随动连接件的两端伸出所述Y向模组框架。

6.根据权利要求5所述的一种硅片机械手上料机构，其特征在于：所述Y向连接平台设置于所述Y向模组框架的外侧并连接于所述Y向随动连接件的伸出的两端；

所述Y向模组框架的两侧各设置有一个所述Y向控制电机，所述Y向模组框架的内部平行设置有两条所述Y向传送带，每条所述Y向传送带各设置有一个所述Y向随动连接件，每个所述Y向控制电机用于单独带动所述Y向模组框架内部的所述Y向传送带运转；

所述Y向连接平台背离所述Y向模组框架的一侧连接于所述Z向伺服移动模组。

7.根据权利要求1所述的一种硅片机械手上料机构，其特征在于：所述Z向伺服移动模组包括：Z向控制电机和Z向移动模组，所述Z向控制电机用于驱动所述Z向移动模组内的Z向传送带运转。

8.根据权利要求7所述的一种硅片机械手上料机构，其特征在于：所述Z向移动模组还包括：Z向模组框架和Z向连接平台，所述Z向传送带设置于所述Z向模组框架的内部，所述Z向传送带通过设置在所述Z向传送带上的Z向随动连接件连接所述Z向连接平台，通过所述Z向传送带带动所述Z向连接平台移动；

所述Z向随动连接件的两端伸出所述Z向模组框架。

9.根据权利要求7或8所述的一种硅片机械手上料机构，其特征在于：所述Z向连接平台设置于所述Z向模组框架的外侧并连接于所述Z向随动连接件的伸出的两端；

所述Z向控制电机设置于所述Z向模组框架的一侧，用于带动所述X向模组框架内部的所述Z向传送带运转；

所述Z向连接平台背离所述Z向模组框架的一侧设置连接所述夹爪组件。

10.根据权利要求1所述的一种硅片机械手上料机构，其特征在于：所述夹爪组件包括：动力单元、抓取夹爪和夹爪连接板，所述夹爪连接板的底部设置有所述动力单元，所述夹爪连接板背离所述动力单元的一端连接所述Z向伺服移动模组；

所述动力单元的两侧各设置有一个所述抓取夹爪，用于驱动所述抓取夹爪；

所述抓取夹爪上设置有多个与多种尺寸硅片相配合的片篮夹块。