專利名稱：適應(yīng)基片交接位置誤差的機(jī)械手傳遞裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于在真空鍍膜設(shè)備各真空 室之間傳遞基片，并能適應(yīng)基片交接位置誤差的機(jī)械手傳遞裝置。
背景技術(shù)：
如圖l所示，現(xiàn)有的真空鍍膜工藝過(guò)程中，一般是先把基片裝夾在獨(dú)立 于真空設(shè)備之外的被稱作基片托的夾具上，放入手套箱f內(nèi)的基片臺(tái)e上， 設(shè)備抽真空后，由預(yù)處理真空室g內(nèi)的機(jī)械傳遞裝置將基片托連同基片一起 在真空狀態(tài)下傳遞到真空鍍膜室h內(nèi)，并安裝定位到具有旋轉(zhuǎn)和升降功能的 基片工作頭架a上。所述機(jī)械傳遞裝置一般由機(jī)械手b、機(jī)械臂c、機(jī)械軀 干d和相關(guān)驅(qū)動(dòng)控制部件構(gòu)成，機(jī)械手b連接固定在機(jī)械臂c上并由該機(jī)械 臂c帶動(dòng)完成直線伸縮運(yùn)動(dòng)；而機(jī)械臂c則連接固定在機(jī)械軀干d上，并與 機(jī)械手b—同由該機(jī)械軀干d帶動(dòng)完成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。鍍膜完成后的基片又需要 通過(guò)這種機(jī)械傳遞裝置從基片工作頭架a上取出，送回到手套箱f內(nèi)的基片 臺(tái)e上。有的鍍膜工藝甚至需要將基片在幾個(gè)真空鍍膜室h之間進(jìn)行傳遞并 安裝。
在向基片工作頭架a上安裝基片時(shí)，工藝要求基片與基片工作頭架a之 間必須有精確的位置對(duì)應(yīng)關(guān)系，特別是裝夾帶有掩膜板的基片，其定位精度 要求更髙(<0.02U m);由于基片是被裝夾在基片托上的，而基片托相對(duì)基 片工作頭架的交接取放又是同機(jī)械手b配合完成的，因此為了提髙基片在基 片工作頭架a上的定位精度，必須首先提髙機(jī)械手b與基片托間的匹配精度， 減小兩者的定位誤差。
已有技術(shù)里，由機(jī)械手b和與之配套的基片托組成的一類機(jī)械手傳遞裝 置中，機(jī)械手b抓取基片托的方式是用機(jī)械手b的手指夾持基片托的托盤側(cè) 面，這種夾持定位形式較不可靠，而且誤差很大。而另一類機(jī)械手傳遞裝置， 其在機(jī)械手b的手指部上設(shè)置3 4定位圓柱銷，這些定位圓柱銷從基片托 下方對(duì)應(yīng)的銷孔內(nèi)插入，然后托起基片托進(jìn)行傳遞和交接的，其定位形式較 前一類機(jī)械手傳遞裝置顯得可靠，然而仍然存在如下缺點(diǎn)為了使定位圓柱 銷能夠順利插入和拔出基片托上的銷孔，它們之間就要留有活動(dòng)的間隙，這 必然增大定位誤差，降低定位精度。并且在鍍膜過(guò)程中基片托有時(shí)需被加熱到400 700'C?；械氖軣崤蛎浭逛N孔中心距增大，而機(jī)械手b是在預(yù) 處理真空室g內(nèi)沒(méi)有被加熱，定位圓柱銷之間的中心距保持原尺寸沒(méi)有變化。 用機(jī)械手去取巳被加熱了的基片托時(shí)，定位圓柱銷已不能順利插入銷孔中， 為解決這一問(wèn)題，就要加大定位孔的尺寸，使定位誤差進(jìn)一步加大。
另一方面，現(xiàn)有的如上述機(jī)械手傳遞裝置在交接基片的過(guò)程中，其機(jī)械 手b和基片托之間無(wú)法自動(dòng)適應(yīng)位置誤差，為此通常還需采用較為復(fù)雜的控 制方式:使用光、電、磁等各類位置傳感器及相應(yīng)的控制器，用PLC或計(jì)算 機(jī)編程來(lái)控制基片臺(tái)工作頭架旋轉(zhuǎn)精度、機(jī)械臂c直線伸縮運(yùn)動(dòng)的位置精度 或者機(jī)械軀干d帶動(dòng)機(jī)械臂c和機(jī)械手b的旋轉(zhuǎn)變位轉(zhuǎn)角精度。這使得整套 機(jī)械傳遞設(shè)備趨于復(fù)雜且提髙造價(jià)，而且設(shè)備復(fù)雜化必然降低可靠性，也增 加了使用中的維護(hù)工作量，在眾多的監(jiān)控元件中一旦某一環(huán)節(jié)故障或動(dòng)作失 誤，將造成事故或使鍍膜基片報(bào)廢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種可靠性髙、無(wú)需許多監(jiān)控元件便能夠在真空鍍 膜設(shè)備的真空室之間順利實(shí)現(xiàn)基片的傳遞、交接和零誤差精確定位的適應(yīng)基 片交接位置誤差的機(jī)械手傳遞裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種適應(yīng)基片交接位置誤差的機(jī)械手傳遞裝置， 包括機(jī)械手和與之配套的基片托，其特征在于
所述機(jī)械手的腕部由底板，及固定在底板上的機(jī)械臂連接架和變遠(yuǎn)心順 應(yīng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成，該變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu)呈左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，包括左、右支撐架、移動(dòng) 梁、轉(zhuǎn)角梁、兩平行布置的連桿、兩傾斜布置的連桿、兩前壓簧、兩后壓簧 和兩拉簧；
左、右支撐架固定在底板上，移動(dòng)梁橫向布置在左、右支撐架之間，而 轉(zhuǎn)角梁與移動(dòng)梁垂直兩平行布置的連桿的一端均鉸接在移動(dòng)梁上，而另一 端則分別鉸接在左、右支撐架上；兩傾斜布置的連桿位于兩平行布置的連桿 之間，它們的一端分別固聯(lián)有小軸并通過(guò)小軸鉸接在移動(dòng)梁中部設(shè)有的兩個(gè) 對(duì)稱傾斜的長(zhǎng)圓孔內(nèi)，而另一端則分別設(shè)有長(zhǎng)圓孔并通過(guò)長(zhǎng)圓孔同固聯(lián)在轉(zhuǎn) 角梁頭部上的兩個(gè)小軸鉸接；兩前壓簧的一端分別安裝在設(shè)于左、右支撐架 前部的兩個(gè)彈簧座上，而另一端則抵設(shè)在轉(zhuǎn)角粱頭部?jī)蓚?cè)；兩后壓簧的一端 分別安裝在設(shè)于左、右支撐架后部的兩個(gè)彈簧座上，而另一端則抵設(shè)在開設(shè)于移動(dòng)梁兩端的兩個(gè)圓盲孔底端；兩拉簧的一端共同連接在設(shè)于轉(zhuǎn)角梁尾端 的拉簧座上，而另一端則分別同設(shè)于移動(dòng)梁后部?jī)蓚?cè)兩個(gè)延伸柄上的拉簧座 連接；
所述機(jī)械手的手指部為固定在轉(zhuǎn)角梁前端的取托指，該取托指前端設(shè)有 沿變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu)的中軸線延伸的開口長(zhǎng)槽；
所述基片托包括托盤，該托盤上固接有兩個(gè)可抵入開口長(zhǎng)槽內(nèi)的定位 樁，并且這兩個(gè)定位樁的頂部均設(shè)有可卡止在開口長(zhǎng)槽上表面上的凸臺(tái)。
本發(fā)明中所述設(shè)于左、右支撐架后部的兩個(gè)彈簧座均為可調(diào)節(jié)伸出長(zhǎng)度 的滑動(dòng)彈簧座，目的是便于對(duì)設(shè)在兩個(gè)圓盲孔內(nèi)的后壓簧剛度進(jìn)行調(diào)整，以 保證它們能夠相同。并且所述兩個(gè)滑動(dòng)彈簧座還分別抵入移動(dòng)梁兩端的兩個(gè) 圓盲孔內(nèi)，這不僅能使得移動(dòng)梁兩端結(jié)構(gòu)更加緊湊，而且抵入原盲孔內(nèi)的滑 動(dòng)彈簧座能夠限定并引導(dǎo)移動(dòng)梁沿直線左右滑移，而不會(huì)在運(yùn)動(dòng)中歪斜影響 變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu)的工作精度。
本發(fā)明中所述移動(dòng)梁上設(shè)有前置開口槽，兩平行布置的連桿和兩傾斜布 置的連桿上與移動(dòng)梁鉸接的一端均抵入該前置開口槽內(nèi)；同時(shí)所述轉(zhuǎn)角梁的 頭部設(shè)有與移動(dòng)梁上的前置開口槽相對(duì)的后置開口槽，兩傾斜布置的連桿上 與轉(zhuǎn)角梁鉸接的一端則抵入該后置開口槽內(nèi)；這樣設(shè)置的目的是保證變遠(yuǎn)心 順應(yīng)機(jī)構(gòu)整體緊湊，節(jié)省空間。
本發(fā)明中所述機(jī)械臂連接架上具有延伸至移動(dòng)梁上方的擋板，該擋板下 表面上固定有與移動(dòng)梁上表面接觸的減摩板，以減小移動(dòng)梁在二維平面內(nèi)移 動(dòng)時(shí)受到的摩擦。
本發(fā)明中所述開口長(zhǎng)槽的末端進(jìn)一步為半圓孔，半圓孔的上端為上大下 小的圓錐孔；同時(shí)所述托盤上的兩個(gè)定位樁分別是中心定位樁和轉(zhuǎn)角定位 樁，所述中心定位樁位于托盤的中心，且其上部的凸臺(tái)是與取托指上的圓錐 孔匹配的倒錐臺(tái)，通過(guò)倒錐臺(tái)和圓錐孔間的匹配，使得基片托能夠可靠穩(wěn)固 的被定位在取托指上，便于傳遞。當(dāng)然本發(fā)明中對(duì)于轉(zhuǎn)角定位樁上部凸臺(tái)的 形狀不作限定，例如可以是普通的平底圓臺(tái)。
并且本發(fā)明中所述開口長(zhǎng)槽的前端進(jìn)一步具有兩個(gè)呈喇叭口狀的引導(dǎo) 斜面，以方便托盤上的兩個(gè)定位樁能夠順利滑入開口長(zhǎng)槽內(nèi)。
并且本發(fā)明中的托盤上分布有若干用來(lái)卡嵌基片的卡槽，基片卡嵌在卡槽內(nèi)從而得以在傳遞和交接時(shí)相對(duì)托盤固定。
并且本發(fā)明中在所述中心定位樁底部進(jìn)一步設(shè)有錐形孔，而在所述轉(zhuǎn)角 定位樁底部也進(jìn)一步設(shè)有錐形孔，相應(yīng)的在真空鍍膜室內(nèi)的基片工作頭架上 只需設(shè)置頭部形狀與兩個(gè)錐形孔對(duì)應(yīng)匹配的中心定位銷和轉(zhuǎn)角定位銷便能 夠?qū)羞M(jìn)行定位。
本發(fā)明中所述的機(jī)械臂連接架主要用于同機(jī)械臂進(jìn)行連接固定，而機(jī)械 臂同現(xiàn)有技術(shù)一樣是驅(qū)動(dòng)機(jī)械手作直線伸縮運(yùn)動(dòng)的元件。實(shí)際安裝時(shí)，機(jī)械 臂連接架上開有安裝孔，并通過(guò)脹緊套等零件同機(jī)械臂連接固定。
本發(fā)明主要通過(guò)機(jī)械手和基片托間的配合來(lái)完成基片在鍍膜真空設(shè)備 各真空室間的傳遞和交接；而本發(fā)明中設(shè)置于機(jī)械手腕部的變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu) 則主要作用是用來(lái)自動(dòng)調(diào)整和適應(yīng)機(jī)械手前部取托指和基片托配位時(shí)的位 置誤差，尤其是當(dāng)機(jī)械手的中軸線(也即變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu)的中軸線)與基片 托托盤上兩個(gè)定位樁間的連線不重合時(shí)，變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu)能夠借助定位樁接 觸取托指后施加在取托指上的力或力偶進(jìn)行動(dòng)作，例如移動(dòng)梁的橫移或者轉(zhuǎn) 角梁的擺動(dòng)，或者兩種運(yùn)動(dòng)結(jié)合，使得取托指上的開口長(zhǎng)槽能夠順應(yīng)兩個(gè)定 位樁連線的方向，順利將基片托夾起。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是
1. 本發(fā)明中由于在機(jī)械手的腕部安裝了變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu)，該變遠(yuǎn)心順 應(yīng)機(jī)構(gòu)能夠自動(dòng)調(diào)整和適應(yīng)機(jī)械手前部取托指和基片托配位時(shí)的位置誤差， 從而順利完成基片的傳遞交接，因此采用本發(fā)明進(jìn)行基片的傳遞，可減少監(jiān) 控元件的使用數(shù)量，同時(shí)簡(jiǎn)化整套機(jī)械傳遞裝置的自動(dòng)控制系統(tǒng)，從而大大 降低設(shè)備制造和使用成本；
2. 本發(fā)明可顯著提髙鍍膜產(chǎn)品的質(zhì)量和成品率；
3. 本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性髙，可以免維護(hù)，實(shí)用性強(qiáng)；
4. 本發(fā)明中提供的變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu)也可以應(yīng)用到其它領(lǐng)域，應(yīng)用范圍 較廣。


下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述
圖1為真空鍍膜設(shè)備中的基片傳遞過(guò)程簡(jiǎn)略示意圖
圖2為本發(fā)明一種具體實(shí)施例的主剖面圖；圖3為圖2的A-A向視圖4為圖2中移動(dòng)梁的主視圖5為圖2中移動(dòng)梁的右視圖6為圖2中基片托在基片工作頭架上的定位示意圖； 圖7為機(jī)械手從基片工作頭架上取出基片時(shí)，其可變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu)的工 作原理示意圖8為機(jī)械手往基片工作頭架上安裝基片時(shí)，其可變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu)的工 作原理示意圖。
其中1、底板；2、機(jī)械臂連接架；201、擋板；3、左支撐架；4、右 支撐架；5、移動(dòng)梁；501、長(zhǎng)圓孔；502、圓盲孔；503、延伸柄；504、前 置開口槽；6、轉(zhuǎn)角梁；7、連桿；8、連桿；9、前壓簧；10、后壓簧；11、 拉簧；12、小軸；13、彈簧座；14、拉簧座；15、拉簧座；16、取托指；161、 開口長(zhǎng)槽；17、托盤；18、中心定位樁181、倒錐臺(tái)182、錐形孔；19、 轉(zhuǎn)角定位樁；191、平底圓臺(tái)；192、錐形孔；20、滑動(dòng)彈簧座；21、減摩板 22、小軸；23、基片；a、基片工作頭架；al、中心定位銷；a2、轉(zhuǎn)角定位 銷；b、機(jī)械手；c、機(jī)械臂；d、軀干；e、基片臺(tái)；f、手套箱；g、預(yù)處理 真空室；h、鍍膜真空室。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例結(jié)合圖2、圖3所示，本發(fā)明所述的這種適應(yīng)基片交接位置誤 差的機(jī)械手傳遞裝置包括機(jī)械手和與之配套的基片托，所述機(jī)械手的腕部由 底板l，及固定在底板l上的機(jī)械臂連接架2和變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成，該變 遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu)呈左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，包括左、右支撐架3、 4、移動(dòng)梁5、轉(zhuǎn)角梁 6、兩平行布置的連桿7、兩傾斜布置的連桿8、兩前壓簧9、兩后壓簧10 和兩拉簧11。
所述左、右支撐架3、 4固定在底板1上，移動(dòng)梁5橫向布置在左、右 支撐架3、 4之間，而轉(zhuǎn)角梁6與移動(dòng)梁5垂直。具體結(jié)合圖4、圖5所示， 本實(shí)施例中的移動(dòng)梁5的中部開有兩個(gè)傾斜對(duì)稱的兩個(gè)長(zhǎng)圓孔501,兩端開 有圓盲孔502，前部開有前置開口槽504，后部?jī)蓚?cè)成型有延伸柄503。同時(shí) 本實(shí)施例中的轉(zhuǎn)角梁6頭部開有同前置開口槽504相對(duì)的后置開口槽(圖2、 圖3中未標(biāo)出)。兩平行布置的連桿7的一端均鉸接在移動(dòng)梁5上并抵入前置開口槽504 內(nèi)，而另一端則分別鉸接在左、右支撐架3、 4上。兩傾斜布置的連桿8位 于兩平行布置的連桿7之間，它們的一端也抵入前置開口槽504內(nèi)，并分別 通過(guò)固聯(lián)其上的小軸12鉸接在移動(dòng)梁5上的兩個(gè)長(zhǎng)圓孔501內(nèi)，而兩傾斜 布置的連桿8的另一端則分別設(shè)有長(zhǎng)圓孔(圖中未標(biāo)出)并通過(guò)長(zhǎng)圓孔同固 聯(lián)在轉(zhuǎn)角梁6頭部后置開口槽內(nèi)的兩個(gè)小軸22鉸接。
兩前壓簧9的一端分別安裝在設(shè)于左、右支撐架3、 4前部的兩個(gè)彈簧 座13上，而另一端則抵設(shè)在轉(zhuǎn)角梁6頭部?jī)蓚?cè)；同時(shí)所述左、右支撐架3、 4后部設(shè)有相對(duì)的兩個(gè)可調(diào)節(jié)伸出長(zhǎng)度的滑動(dòng)彈簧座20,并且這兩個(gè)滑動(dòng)彈 簧座20分別抵入移動(dòng)梁兩端的兩個(gè)圓盲孔502內(nèi)，兩后壓簧10的一端分別 安裝在兩個(gè)滑動(dòng)彈簧座20上，而另一端則抵設(shè)在兩個(gè)圓盲孔502底端。兩 個(gè)滑動(dòng)彈簧座20分別對(duì)兩個(gè)后壓簧10剛度進(jìn)行調(diào)整，以保證它們相同；而 移動(dòng)梁5則可沿兩個(gè)滑動(dòng)彈簧座20的圓柱面作左右滑移。
兩拉簧11的一端共同連接在設(shè)于轉(zhuǎn)角梁6尾端的拉簧座14上，而另一 端則分別同設(shè)于移動(dòng)梁5后部?jī)蓚?cè)兩個(gè)延伸柄503上的拉簧座15連接。
所述機(jī)械手的手指部為固定在轉(zhuǎn)角梁6前端的取托指16，該取托指16 前端設(shè)有沿變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu)的中軸線延伸的開口長(zhǎng)槽161，該開口長(zhǎng)槽161 的前端具有兩個(gè)呈喇叭口狀的引導(dǎo)斜面，而末端為半圓孔，半圓孔的上端為 上大下小的圓錐孔。
所述基片托包括托盤17,該托盤17上固接有中心定位樁18和轉(zhuǎn)角定 位樁19,所述中心定位樁18位于托盤17的中心，其上部設(shè)有與取托指16 上的圓錐孔匹配的倒錐臺(tái)181,轉(zhuǎn)角定位樁19位于中心定位樁18—側(cè)，其 上部設(shè)有可卡止在開口長(zhǎng)槽161上表面上的平底圓臺(tái)191。同時(shí)托盤17上環(huán) 周向均勻分布有三個(gè)用來(lái)卡嵌基片23的卡槽，基片23卡嵌在卡槽內(nèi)從而得 以在傳遞和交接時(shí)相對(duì)托盤17固定。
所述機(jī)械臂連接架2上開有安裝孔，并通過(guò)脹緊套等零件同機(jī)械臂c連 接固定，機(jī)械臂c同現(xiàn)有技術(shù)一樣是驅(qū)動(dòng)機(jī)械手作直線伸縮運(yùn)動(dòng)的元件；并 且機(jī)械臂連接架2上具有延伸至移動(dòng)梁5上方的擋板201,該擋板201下表 面上固定有與移動(dòng)梁5上表面接觸的減摩板21，以減小移動(dòng)梁5在二維平面 內(nèi)移動(dòng)時(shí)受到的摩擦。
9結(jié)合圖6所示，本實(shí)施例中所述托盤17上的中心定位樁18底部設(shè)有錐 形孔182，而所述轉(zhuǎn)角定位樁19底部也設(shè)有錐形孔192，相應(yīng)的在真空鍍膜 室內(nèi)的基片工作頭架a上設(shè)置有頭部形狀與兩個(gè)錐形孔182、 192對(duì)應(yīng)匹配 的中心定位銷al和轉(zhuǎn)角定位銷a2。中心定位銷al和轉(zhuǎn)角定位銷a2分別插 入相應(yīng)的錐形孔內(nèi)，從而完成基片托和基片工作頭架a之間的定位。
本實(shí)施例主要通過(guò)機(jī)械手和基片托間的配合來(lái)完成基片在鍍膜真空設(shè) 備各真空室間的傳遞和交接；而本發(fā)明中設(shè)置于機(jī)械手腕部的變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī) 構(gòu)則主要作用是用來(lái)自動(dòng)調(diào)整和適應(yīng)機(jī)械手前部取托指16和基片托配位時(shí) 的位置誤差。下面結(jié)合圖7對(duì)本實(shí)施例的工作原理，尤其是其可變遠(yuǎn)心順應(yīng) 機(jī)構(gòu)的作用原理進(jìn)行說(shuō)明。
如圖7所示，本實(shí)施例中的機(jī)械手從基片工作頭架a上取出基片托時(shí)(也 即接納基片的過(guò)程)，機(jī)械手與基片托之間的相互位置關(guān)系有四種情況
一、機(jī)械手的中軸線與基片托上兩定位樁中心連線完全重合(如圖7中 ①所示)；二、機(jī)械手的中軸線與基片托上兩定位樁中心連線是相距《1.5mm 的二條平行線(如圖7中②所示)；三、機(jī)械手的中軸線與基片托上兩定位 樁中心連線是夾角《2。的兩條交叉線，并且它們的交點(diǎn)在基片托的中心定 位樁18的中心上(如圖7中③所示)；四、機(jī)械手的中軸線與基片托上兩定 位樁中心連線是夾角《2-的兩條交叉線，其交點(diǎn)在基片托的中心定位樁18 的中心之外(如圖7中④所示)。
在第一種情況下，變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu)無(wú)需動(dòng)作便能夠完成機(jī)械手和基片托 間的配位。如圖7中①所示，機(jī)械手向前移動(dòng)后，基片托上兩個(gè)定位樁先后 順利進(jìn)入取托指16的開口長(zhǎng)槽161內(nèi)，當(dāng)機(jī)械手前移至預(yù)設(shè)位置后，開始 作垂直上升運(yùn)動(dòng)使中心定位樁18上部的倒錐臺(tái)181與開口長(zhǎng)槽161上的圓 錐孔相接觸，同時(shí)轉(zhuǎn)角定位樁19上部平底圓臺(tái)191的下表面與開口長(zhǎng)槽161 上表面相接觸。機(jī)械手繼續(xù)上升將基片托從基片工作頭架a的兩個(gè)定位銷上 拆離，然后機(jī)械手向后平移，帶著基片托退回到預(yù)處理真空室完成取出基片 托的任務(wù)。
在第二種情況下，當(dāng)機(jī)械手取托指16上的開口長(zhǎng)槽161前端喇叭口引 導(dǎo)斜面接觸到中心定位樁18時(shí)，會(huì)受到一個(gè)橫向力的作用而橫向移動(dòng)，與 此同時(shí)移動(dòng)梁5及兩個(gè)平行布置的連桿7也向同一側(cè)平移和擺動(dòng)，使得基片托上的兩個(gè)定位樁能夠順利進(jìn)入取托指16的開口長(zhǎng)槽161中的預(yù)定位置， 如圖7中②所示，最后順利將基片托從基片工作頭架a上拆離；此過(guò)程中， 移動(dòng)梁5圓盲孔502中的兩個(gè)后壓簧10彈力不再平衡。而當(dāng)基片托被從基 片工作頭架a上拆離后，在兩個(gè)后壓簧10的回彈力作用下，移動(dòng)梁5、兩平 行布置的連桿7、取托指16重新回復(fù)到原始位置。
在第三種情況下， 一開始基片托上的中心定位樁18會(huì)順利的進(jìn)入取托 指16的開口長(zhǎng)槽161內(nèi)，當(dāng)取托指16前端引導(dǎo)斜面接觸到轉(zhuǎn)角定位樁19 時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)力偶，如圖7中③所示，在此力偶作用下，取托指16以中心 定位樁18的中心(也即順應(yīng)中心)為軸偏轉(zhuǎn)，由于兩定位樁對(duì)取托指16的 開口長(zhǎng)槽161側(cè)壁產(chǎn)生摩擦阻力，此阻力會(huì)使取托指16前移速度減緩，同 時(shí)因?yàn)闄C(jī)械臂c帶動(dòng)機(jī)械手前移的速度是定值，故相對(duì)于移動(dòng)梁5來(lái)講，取 托指16、轉(zhuǎn)角梁6及兩傾斜布置的連桿8都在"后縮"，兩傾斜布置的連桿 8后端的小軸12即在移動(dòng)梁5上的兩個(gè)長(zhǎng)圓孔501內(nèi)后滑并使兩傾斜布置的 連桿8之間的夾角逐漸增大，使得順應(yīng)中心能夠始終保持在中心定位樁18 的中心，最終使得兩定位樁得以順利進(jìn)入開口長(zhǎng)槽161內(nèi)的預(yù)定位置，然后 順利將基片托從基片工作頭架a上拆離。當(dāng)機(jī)械手將基片托從基片工作頭架 a上拆離后，在兩拉簧11和兩前壓簧9的側(cè)向分力作用下，取托指16及兩 個(gè)傾斜布置的連桿8會(huì)重新回復(fù)到原始位置。
在第四種情況下，取托指16同時(shí)受到如情況二中的橫向力和情況三中 的力偶作用，因此其變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu)在適應(yīng)位置誤差的動(dòng)作過(guò)程中，不僅移 動(dòng)梁5及兩個(gè)平行布置的連桿7需要向同一側(cè)平移和擺動(dòng)，而且轉(zhuǎn)角梁6會(huì) 連同取托指16 —起偏轉(zhuǎn)以適應(yīng)順應(yīng)中心，如圖7中④所示，具體過(guò)程可結(jié) 合參見情況二和情況三，不再多述。
上述四種情況中，機(jī)械手進(jìn)入真空鍍膜室內(nèi)從基片安裝頭架a上取基片 托時(shí)，機(jī)械手由機(jī)械臂c帶動(dòng)所作平移運(yùn)動(dòng)的停止位置是預(yù)設(shè)的，即取托指 16的開口長(zhǎng)槽161上的圓錐孔中心與基片托上中心定位樁18的中心線重合 時(shí)前移運(yùn)動(dòng)停止。如果因設(shè)備安裝調(diào)整造成的誤差或其它原因引起機(jī)械手停 止的位置超前或滯后(誤差土2 mm)預(yù)定位置時(shí)，本發(fā)明中機(jī)械手也能適 應(yīng)。當(dāng)出現(xiàn)超前情況時(shí)，取托指16會(huì)停止不動(dòng)，轉(zhuǎn)角梁6尾部的拉簧11被 拉伸。當(dāng)出現(xiàn)滯后情況時(shí)，機(jī)械手上升運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由于基片托的自重會(huì)使中心定位樁18上的倒錐臺(tái)181自動(dòng)滑入開口長(zhǎng)槽161上的圓錐孔中，以完成 準(zhǔn)確對(duì)位。
上面舉例說(shuō)明的是從基片工作頭架a上取出基片托時(shí)，利用變遠(yuǎn)心順應(yīng) 機(jī)構(gòu)來(lái)適應(yīng)機(jī)械手和基片托之間配位誤差的情況。當(dāng)然，本實(shí)施例中的變遠(yuǎn) 心順應(yīng)機(jī)構(gòu)也能夠在機(jī)械手向基片工作頭架上安裝基片托時(shí)(也即交出基片 的過(guò)程)，自動(dòng)適應(yīng)基片托和基片工作頭架a間的配位誤差；雖然適應(yīng)位置 誤差的兩個(gè)對(duì)象變?yōu)榱嘶袑?duì)基片工作頭架a，但是變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu)的動(dòng) 作原理與前述適應(yīng)機(jī)械手與基片托間配位誤差時(shí)的動(dòng)作原理是一樣的。
結(jié)合圖6和圖8所示，機(jī)械手向基片工作頭架a上安裝定位基片托時(shí)， 基片托預(yù)先被夾持固定在了機(jī)械手上，并且基片托的中心定位樁18上部的 倒錐臺(tái)181與取托指16開口長(zhǎng)槽161上的圓錐孔相匹配，同時(shí)轉(zhuǎn)角定位樁 19上部平底圓臺(tái)191的下表面與開口長(zhǎng)槽161上表面相接觸。機(jī)械手在機(jī)械 臂c的帶動(dòng)下伸入真空鍍膜室內(nèi)，并移動(dòng)至基片工作頭架上方以完成基片托 與基片工作頭架間的配位。并且此時(shí)基片托與基片工作頭架a之間的相互位 置關(guān)系也有四種情況
一、基片托的中軸線(也即機(jī)械手的中軸線)與基片工作頭架a上兩定 位銷的中心連線完全重合(如圖8中①所示)二、基片托的中軸線與基片 工作頭架a上兩定位銷的中心連線是相距《1.5mm的二條平行線(如圖8中 ②所示)；三、基片托的中軸線與基片工作頭架a上兩定位銷的中心連線是 夾角《2°的兩條交叉線，并且它們的交點(diǎn)在基片工作頭架a的中心定位銷 al的中心上(如圖8中③所示)；四、基片托的中軸線與基片工作頭架a上 兩定位銷的中心連線是夾角《2°的兩條交叉線，其交點(diǎn)在基片工作頭架a 的中心定位銷al的中心之外(如圖8中④所示)。
在第一種情況下，變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu)無(wú)需動(dòng)作便能夠完成基片托和基片工 作頭架a間的配位。機(jī)械手帶動(dòng)基片托向下移動(dòng)，基片托的兩個(gè)定位樁底部 的錐形孔先后順利套在基片工作頭架a的兩個(gè)定位銷上，完成基片托的定位， 然后機(jī)械手在機(jī)械臂c帶動(dòng)下向后退出，脫離基片托。
在第二種情況下，當(dāng)機(jī)械手帶動(dòng)基片托向下運(yùn)動(dòng)至基片工作頭架a上的 兩個(gè)定位銷接觸基片托兩個(gè)定位樁底部的錐形孔內(nèi)壁時(shí)，基片托(也即取托 指16)會(huì)受到一個(gè)橫向力的作用而橫向移動(dòng)，與此同時(shí)移動(dòng)梁5及兩個(gè)平行
12布置的連桿7也向同一側(cè)平移和擺動(dòng)，使得基片托上的兩個(gè)定位樁底部的錐 形孔能夠順利套在基片工作頭架a的兩個(gè)定位銷上，最后順利完成基片托的 定位；此過(guò)程中，移動(dòng)梁5上的兩個(gè)后壓簧10彈力不再平衡，當(dāng)機(jī)械手在 機(jī)械臂c帶動(dòng)下向后退出脫離基片托后，在兩個(gè)后壓簧10的回彈力作用下， 移動(dòng)梁5、兩平行布置的連桿7及取托指16重新回復(fù)到原始位置。
在第三種情況下， 一開始基片托的中心定位樁18底部的錐形孔182會(huì) 順利套在基片工作頭架a的中心定位銷al上，而轉(zhuǎn)角定位樁19的錐形孔192 內(nèi)壁接觸轉(zhuǎn)角定位樁a2后會(huì)產(chǎn)生一個(gè)力偶，在此力偶作用下，基片托(也 即取托指16)以中心定位樁18 (也即中心定位銷al)的中心(也即順應(yīng)中 心)為軸偏轉(zhuǎn)，兩傾斜布置的連桿8后端的小軸12則在移動(dòng)梁5上的兩個(gè) 長(zhǎng)圓孔501內(nèi)后滑并使兩傾斜布置的連桿8之間的夾角逐漸增大，使得順應(yīng) 中心能夠始終保持在中心定位樁18的中心，最后轉(zhuǎn)角定位樁19底部的錐形 孔192順利套在轉(zhuǎn)角定位銷a2上完成基片托的定位。當(dāng)機(jī)械手在機(jī)械臂c 帶動(dòng)下向后退出脫離基片托后，在兩拉簧11和兩前壓簧9的側(cè)向分力作用 下，取托指16及兩個(gè)傾斜布置的連桿8會(huì)重新回復(fù)到原始位置。
在第四種情況下，基片托(也即取托指16)同時(shí)受到如上面情況二中 所述的橫向力和情況三中所述的力偶作用，因此其變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu)在適應(yīng)位 置誤差的動(dòng)作過(guò)程中，不僅移動(dòng)梁5及兩個(gè)平行布置的連桿7需要向同一側(cè) 平移和擺動(dòng)，而且轉(zhuǎn)角梁6會(huì)連同取托指16 —起偏轉(zhuǎn)以適應(yīng)順應(yīng)中心，具 體過(guò)程可結(jié)合參見情況二和情況三，不再多述。
總結(jié)上述實(shí)施例所述，本發(fā)明由于在機(jī)械手的腕部安裝了變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī) 構(gòu)，該變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu)能夠自動(dòng)調(diào)整和適應(yīng)機(jī)械手前部取托指和基片托配位 時(shí)的位置誤差，從而順利完成基片的傳遞交接，因此采用本發(fā)明迸行基片的 傳遞，可減少監(jiān)控元件的使用數(shù)量，同時(shí)簡(jiǎn)化整套機(jī)械傳遞裝置的自動(dòng)控制 系統(tǒng)，從而大大降低設(shè)備制造和使用成本；
并且本發(fā)明還可顯著提高鍍膜產(chǎn)品的質(zhì)量和成品率 并且本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性髙，可以免維護(hù)，實(shí)用性強(qiáng)； 并且本發(fā)明中提供的變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu)也可以應(yīng)用到其它領(lǐng)域，應(yīng)用范圍 較廣。
權(quán)利要求
1.一種適應(yīng)基片交接位置誤差的機(jī)械手傳遞裝置，包括機(jī)械手和與之配套的基片托，其特征在于所述機(jī)械手的腕部由底板(1)，及固定在底板(1)上的機(jī)械臂連接架(2)和變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成，該變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu)呈左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，包括左、右支撐架(3、4)、移動(dòng)梁(5)、轉(zhuǎn)角梁(6)、兩平行布置的連桿(7)、兩傾斜布置的連桿(8)、兩前壓簧(9)、兩后壓簧(10)和兩拉簧(11)；左、右支撐架(3、4)固定在底板(1)上，移動(dòng)梁(5)橫向布置在左、右支撐架(3、4)之間，而轉(zhuǎn)角梁(6)與移動(dòng)梁(5)垂直；兩平行布置的連桿(7)的一端均鉸接在移動(dòng)梁(5)上，而另一端則分別鉸接在左、右支撐架(3、4)上；兩傾斜布置的連桿(8)位于兩平行布置的連桿(7)之間，它們的一端分別固聯(lián)有小軸(12)并通過(guò)小軸(12)鉸接在移動(dòng)梁(5)中部設(shè)有的兩個(gè)對(duì)稱傾斜的長(zhǎng)圓孔(501)內(nèi)，而另一端則分別設(shè)有長(zhǎng)圓孔并通過(guò)長(zhǎng)圓孔同固聯(lián)在轉(zhuǎn)角梁(6)頭部上的兩個(gè)小軸(22)鉸接；兩前壓簧(9)的一端分別安裝在設(shè)于左、右支撐架(3、4)前部的兩個(gè)彈簧座(13)上，而另一端則抵設(shè)在轉(zhuǎn)角梁(6)頭部?jī)蓚?cè)；兩后壓簧(10)的一端分別安裝在設(shè)于左、右支撐架(3、4)后部的兩個(gè)彈簧座上，而另一端則抵設(shè)在開設(shè)于移動(dòng)梁(5)兩端的兩個(gè)圓盲孔(502)底端；兩拉簧(11)的一端共同連接在設(shè)于轉(zhuǎn)角梁(6)尾端的拉簧座(14)上，而另一端則分別同設(shè)于移動(dòng)梁(5)后部?jī)蓚?cè)兩個(gè)延伸柄(503)上的拉簧座(15)連接；所述機(jī)械手的手指部為固定在轉(zhuǎn)角梁(6)前端的取托指(16)，該取托指(16)前端設(shè)有沿變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu)的中軸線延伸的開口長(zhǎng)槽(161)；所述基片托包括托盤(17)，該托盤(17)上固接有兩個(gè)可抵入開口長(zhǎng)槽(161)內(nèi)的定位樁，并且這兩個(gè)定位樁的頂部均設(shè)有可卡止在開口長(zhǎng)槽(161)上表面上的凸臺(tái)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)基片交接位置誤差的機(jī)械手傳遞裝置， 其特征在于所述設(shè)于左、右支撐架(3、 4)后部的兩個(gè)彈簧座均為可調(diào)節(jié)伸 出長(zhǎng)度的滑動(dòng)彈簧座(20)，并且這兩個(gè)滑動(dòng)彈簧座(20)分別抵入移動(dòng)梁 兩端的兩個(gè)圓盲孔(502)內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適應(yīng)基片交接位置誤差的機(jī)械手傳遞裝 置，其特征在于所述移動(dòng)梁(5)上設(shè)有前置開口槽(504)，兩平行布置的連桿(7)和兩傾斜布置的連桿(8)上與移動(dòng)梁(5)鉸接的一端均抵入該 前置開口槽(504)內(nèi)同時(shí)所述轉(zhuǎn)角梁(6)的頭部設(shè)有與移動(dòng)梁(5)上 的前置開口槽(504)相對(duì)的后置開口槽，兩傾斜布置的連桿(8)上與轉(zhuǎn)角 梁(6)鉸接的一端則抵入該后置開口槽內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的適應(yīng)基片交接位置誤差的機(jī)械手傳遞裝置， 其特征在于所述機(jī)械臂連接架(2)上具有延伸至移動(dòng)梁(5)上方的擋板(201),該擋板(201)下表面上固定有與移動(dòng)梁(5)上表面接觸的減摩板 (21)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)基片交接位置誤差的機(jī)械手傳遞裝置， 其特征在于所述開口長(zhǎng)槽(161)的末端為半畫孔，半圓孔的上端為上大下 小的圓錐孔；同時(shí)所述托盤(17)上的兩個(gè)定位樁分別是中心定位樁(18) 和轉(zhuǎn)角定位樁(19),所述中心定位樁(18)位于托盤(17)的中心，且其 上部的凸臺(tái)是與取托指(16)上的圓錐孔匹配的倒錐臺(tái)(181)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的適應(yīng)基片交接位置誤差的機(jī)械手傳遞裝 置，其特征在于所述開口長(zhǎng)槽(161)的前端具有兩個(gè)呈喇叭口狀的引導(dǎo)斜 面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的適應(yīng)基片交接位置誤差的機(jī)械手傳遞裝 置，其特征在于所述托盤(17)上分布有若干用來(lái)卡嵌基片(23)的卡槽。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的適應(yīng)基片交接位置誤差的機(jī)械手傳遞裝置， 其特征在于所述中心定位樁(18)底部設(shè)有錐形孔(182),而所述轉(zhuǎn)角定位 樁(19)底部也設(shè)有錐形孔(192)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適應(yīng)基片交接位置誤差的機(jī)械手傳遞裝置，由機(jī)械手和與之配套的基片托構(gòu)成，其特點(diǎn)是在機(jī)械手的腕部安裝了變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu)，該變遠(yuǎn)心順應(yīng)機(jī)構(gòu)能夠自動(dòng)調(diào)整和適應(yīng)機(jī)械手前部取托指和基片托配位時(shí)的位置誤差，從而順利完成基片的傳遞交接，因此采用本發(fā)明進(jìn)行基片的傳遞，可減少監(jiān)控元件的使用數(shù)量，同時(shí)簡(jiǎn)化整套機(jī)械傳遞裝置的自動(dòng)控制系統(tǒng)，從而大大降低設(shè)備制造和使用成本，并可顯著提高鍍膜產(chǎn)品的質(zhì)量和成品率。
文檔編號(hào)C23C14/22GK101525739SQ20091011521
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2009年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月15日
發(fā)明者吳向方, 倫 黃 申請(qǐng)人:蘇州碩光科技有限公司