[发明专利]一种单臂三自由度的晶圆传输机械手及使用方法

摘要

本发明公开了一种单臂三自由度的晶圆传输机械手及使用方法，包括旋转运动系统，径向运动系统，垂直运动系统和支架；旋转运动系统包括连接在升降架上的旋转驱动电机，旋转驱动电机通过第一传动装置驱动主臂旋转，主臂顶端穿出所述的上支架与径向运动系统相连接进而驱动径向运动系统旋转；径向运动系统包括一连接在径向支架上的径向驱动电机，径向驱动电机通过第二传动装置驱动沿两径向导轨滑动的机械手爪，机械手爪表面设置有用于吸附晶圆的真空吸附装置；垂直运动系统包括连接在所述垂直电机支架上的垂直驱动电机，垂直驱动电机通过第三传动装置驱动沿两线性导向轴上下移动的升降架，进而驱动旋转运动系统和径向运动系统上下移动。

主权项

1.一种单臂三自由度的晶圆传输机械手，其特征在于，包括旋转运动系统，径向运动系统，垂直运动系统和安装三个所述系统的机架；所述的机架包括上下安装的上支架和下支架；所述旋转运动系统包括一连接在升降架上的旋转驱动电机，旋转驱动电机通过第一传动装置驱动一主臂旋转，所述主臂顶端穿出所述的上支架与径向运动系统相连接进而驱动径向运动系统旋转；所述径向运动系统包括一连接在径向支架上的径向驱动电机，径向驱动电机通过第二传动装置驱动一沿两径向导轨滑动的机械手爪，所述机械手爪表面设置有用于吸附晶圆的真空吸附装置；所述垂直运动系统包括一连接在垂直电机支架上的垂直驱动电机，所述垂直驱动电机带有电磁抱闸制动装置，确保了电机失电后电磁抱闸线圈也失电，使制动器的闸瓦紧紧抱住闸轮电机被制动而停转，所述垂直驱动电机通过第三传动装置驱动沿两线性导向轴上下移动的所述升降架，进而驱动旋转运动系统和径向运动系统上下移动；所述第一传动装置包括一与所述旋转驱动电机输出端连接的主动轮和与之啮合的从动轮，所述从动轮做成齿轮轴，所述齿轮轴的下端通过止推轴承座固定在所述升降架的下板上，以防止齿轮轴的轴向窜动，所述齿轮轴通过深沟球轴承座组件穿过所述升降架的上板，其上端伸出部分即为所述主臂；所述第二传动装置包括一与所述径向驱动电机输出端连接的滚珠丝杠，所述滚珠丝杠两端分别通过固定侧方型丝杠支座组件和支持侧方型丝杠支座组件固定在所述径向支架上；所述滚珠丝杠的丝杠螺母连接一承载台，所述承载台上固定有所述机械手爪，且所述承载台与两导轨滑块相连；所述固定侧方型丝杠支座组件包括一个固定侧支座，在所述的固定侧支座内有一对相对安装的角接触球轴承，以承受两个方向的轴向力防止轴向窜动；所述第三传动装置包括一与所述垂直驱动电机输出端连接的滚珠丝杠，所述滚珠丝杠的两端分别通过固定侧圆型丝杠支座组件和支持侧圆型丝杠支座组件连接在所述的上、下支架上；所述滚珠丝杠的丝杠螺母固定在所述升降架上，两根相平行的线性导向轴通过直线轴承与所述升降架连接，所述导向轴的两端分别固定在上、下支架上；所述固定侧圆型丝杠支座组件包括一个固定侧支座，在所述的固定侧支座内有一对相对安装的角接触球轴承，以承受两个方向的轴向力防止轴向窜动；机械手收到工控机发出的控制信号，旋转运动系统与垂直运动系统配合运动使机械手旋转后升近至片盒高度，径向运动系统驱动机械手爪伸出至片盒内晶圆的正下方；然后垂直运动系统继续略微上移，末端手爪接触晶圆，真空发生器启动，真空经真空流道到达出口处吸住晶圆，并在径向运动系统的驱动下机械手爪径向回缩使晶圆脱离片盒。