一种小型一体化洁净机器人控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及洁净机器人领域，具体公开一种小型一体化洁净机器人控制系统，包括机器人控制器、整流模块、IO控制模块、第一轴控制模块、第二轴控制模块、第一轴驱动模块、第二轴驱动模块、第三轴驱动模块、第四轴驱动模块、IO转接模块及后面板集成模块；机器人控制器分别与第一轴驱动模块、第二轴驱动模块及IO控制模块通信；IO控制模块与IO转接模块连接，后面板集成模块分别与IO控制模块及机器人控制器通信；第一轴控制模块控制第一轴驱动模块和第二轴驱动模块，第二轴控制模块控制第三轴驱动模块和第四轴驱动模块；第一轴控制模块及第二轴控制模块分别与整流模块进行通信。本发明可与机器人本体一体化安装，降低了成本，提高了系统可靠性与效率。
【专利说明】一种小型一体化洁净机器人控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及洁净机器人领域，特别涉及小型一体化洁净机器人控制系统。
【背景技术】
[0002]净机器人是IC制造设备的重要组成部分，可实现晶圆的自动化传输，晶圆极易破碎，这要求机械手臂连同晶圆托盘实现较高精度的定位，但是由于制造工艺、装配误差的原因，机械手臂的长度和初始位置与设定值之间存在差距，使得机械手臂上的晶圆托盘在晶圆位置处不能与晶圆很好的重合，带来一些潜在的危害。
[0003]现有的洁净机器人控制系统是由机器人控制器、1板、1接口板、位控板、通用驱动器组成。由于需要位控板和通用驱动器，造成控制柜体积过大，暴露出如下缺点:
[0004](I)占用非常宝贵的洁净室空间。
[0005](2)位控制模块与通用驱动器需要专用的多芯线束连接，一方面增加成本，另一方面增加了电气连接点，降低了系统可靠性。
[0006](3)降低系统响应的实时性，由于指令执行及响应环节需要由机器人控制器通过CAN总线发给位控板，由位控板转换为模拟量输出给通用驱动器。信号传输链条过长，无法保证系统响应的实时性。
[0007](4)由于通用驱动器主要针对一般商业应用，需要照顾各种应用，在参数调教上没有针对洁净机器人的典型应用做更好的优化，无法更好的减少定位时间，减小扭矩波动。
[0008](5)由于控制柜体积过大，无法和机器人本体一体化安装，中间需要互联线缆连接，一方面由于线路阻抗造成电能损耗，另一方面由于互联线缆需要经过很多运动的环节，容易产生线缆的磨损，长时间运行影响系统的可靠性。
[0009](6)由于控制柜体积过大，无法和机器人本体一体化安装，由于互联电缆的存在，需要在一些运动的地方加装拖链，拖链运动的时候会产生颗粒，污染净化间的环境。
【发明内容】
[0010]本发明旨在克服现有机器人控制系统没有专用驱动器和位控器，信号传输链条过长，无法保证系统响应的实时性的技术缺陷，提供一种小型一体化洁净机器人控制系统。
[0011]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:本发明提供的小型一体化洁净机器人，包括控制系统，机器人控制器、整流模块、1控制模块，还包括第一轴控制模块、第二轴控制模块、第一轴驱动模块、第二轴驱动模块、第三轴驱动模块、第四轴驱动模块、1转接模块及后面板集成模块；
[0012]所述机器人控制器分别与所述第一轴驱动模块、所述第二轴驱动模块及所述1控制模块通信；所述1控制模块与1转接模块连接，所述后面板集成模块分别与所述1控制模块、所述1转接模块及所述机器人控制器通信；所述第一轴控制模块控制所述第一轴驱动模块和所述第二轴驱动模块，所述第二轴控制模块控制所述第三轴驱动模块和第四轴驱动模块；所述第一轴控制模块及所述第二轴控制模块分别与所述整流模块进行通信。
[0013]一些实施例中，所述机器人控制器、所述第一轴控制模块及所述第二轴控制模块通过CAN总线进行通信。
[0014]一些实施例中，所述第一轴控制模块、所述第二轴控制模块分别通过CAN总线与所述整流模块通信。
[0015]一些实施例中，所述机器人控制器与示教盒连接。
[0016]一些实施例中，所述小型一体化洁净机器人控制系统通过电机动力线及制动器、电机编码器线及系统1线与洁净机器人本体的电机连接。
[0017]一些实施例中，所述洁净机器人本体的电机包括Z轴电机、旋转轴电机、Rl伸缩轴电机、R2伸缩轴电机。
[0018]本发明的有益效果在于:本发明采用专用的小型一体化驱动器和控制器，有效的减少了控制柜安装体积，从而可以与机器人本体一体化安装，降低了成本，提高了系统可靠性与效率；本体和控制柜能一体化安装减少互联电缆，消除运动的互联电缆，从而消除了由于拖链运动产生的颗粒污染，提高了晶圆的成品率；采用CANOPEN板卡互联的小型一体化控制系统，在实现精确定位的基础上，有效的降低了系统连接和后期维护成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明小型一体化洁净机器人控制系统的模块图；
[0020]图2为本发明小型一体化洁净机器人控制系统一个具体实施例的电路图；
[0021]图3为本发明小型一体化洁净机器人系统架构图。
【具体实施方式】
[0022]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
[0023]本发明的思路为:通过在控制系统中使用专用的驱动控制器和驱动器，使信号传输线路变短，保证系统响应的实时性；另一方面，采用CANOPEN(架构在控制局域网CAN上的高层通讯协定)板卡互联，使本体和控制柜可以一体化安装，从而减少了互联电缆，不需要拖链，消除了由于拖链运动产生的颗粒污染，提高晶圆的成品率。
[0024]请参阅图1，为本发明小型一体化洁净机器人控制系统的模块图。包括机器人控制器1、整流模块5、1控制模块6、第一轴控制模块2、第二轴控制模块3、第一轴驱动模块41、第二轴驱动模块42、第三轴驱动模块43、第四轴驱动模块44、1转接模块7及后面板集成模块8。机器人控制器I与第一轴驱动模块2、第二轴驱动模块3及1控制模块6相互之间通过CAN总线进行通信；10控制模块6与1转接模块7连接，后面板集成模块8分别与1控制模块6、1转接模块7及机器人控制器I连接；第一轴控制模块2控制第一轴驱动模块41和第二轴驱动模块42，第二轴控制模块3控制第三轴驱动模块43和第四轴驱动模块44 ;第一轴控制模块2及第二轴控制模块3分别与整流模块5连接，用于对信号进行整流。
[0025]请参阅图2，为本发明小型一体化洁净机器人控制系统一个具体实施例的电路图。其中机器人控制器通过CANl总线与第一轴控制板连接，第一轴控制板的P2端口通过CAN2总线与第二轴控制板连接，第二轴控制板的P2端口通过CAN3总线与1控制板连接，从而实现了机器人控制器、第一轴控制板、第二轴控制板及1控制板之间的CAN通信。第一轴控制板的P4端口与第一轴驱动板Jl连接，用于控制第一轴驱动板，P5端口与第二轴驱动板J2连接，用于控制第二轴驱动板。第二轴控制板的P4端口与第三轴驱动板J3的Pl端口连接，P5端口与第四轴驱动板J4的Pl端口连接，分别用于控制第三轴驱动板J3和第四轴驱动板J4。第二轴控制板的P7B端口与整流器连接，第一轴控制板的P7A端口与第二轴控制板的P7B端口连接，用于对第一轴控制板及第二轴控制板的信号进行整流。1控制板与1转接板及后面板集成板连接。1转接板与后面板集成板连接。机器人控制器通过网络接口 LAN及串行通信端口 COMl与后面板集成板进行通信。
[0026]本发明小型一体化洁净机器人控制系统采用专用驱动器和控制板，减少了多芯线束连接及电气连接点，提高了系统可靠性。
[0027]请参阅图3，为本发明小型一体化洁净机器人系统架构图。主电柜侧为本发明所述的控制系统，其通过电机动力线及制动器、电机编码器线分别连接本体的Z轴电机、旋转轴电机、Rl伸缩轴电机及R2伸缩轴电机。系统1线连接本体内的风扇。通过板卡互联，将控制系统和本体一体化安装，有效的减少了控制柜安装体积。
[0028]以上所述本发明的【具体实施方式】，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种小型一体化洁净机器人控制系统，包括机器人控制器、整流模块、1控制模块，其特征在于，还包括第一轴控制模块、第二轴控制模块、第一轴驱动模块、第二轴驱动模块、第三轴驱动模块、第四轴驱动模块、1转接模块及后面板集成模块； 所述机器人控制器分别与所述第一轴驱动模块、所述第二轴驱动模块及所述1控制模块通信；所述1控制模块与1转接模块连接，所述后面板集成模块分别与所述1控制模块、所述1转接模块及所述机器人控制器通信；所述第一轴控制模块控制所述第一轴驱动模块和所述第二轴驱动模块，所述第二轴控制模块控制所述第三轴驱动模块和第四轴驱动模块；所述第一轴控制模块及所述第二轴控制模块分别与所述整流模块进行通信。
2.如权利要求1所述的小型一体化洁净机器人控制系统，其特征在于，所述机器人控制器、所述第一轴控制模块及所述第二轴控制模块通过CAN总线进行通信。
3.如权利要求1所述的小型一体化洁净机器人控制系统，其特征在于，所述第一轴控制模块、所述第二轴控制模块分别通过CAN总线与所述整流模块通信。
4.如权利要求1所述的小型一体化洁净机器人控制系统，其特征在于，所述机器人控制器与示教盒连接。
5.如权利要求1所述的小型一体化洁净机器人控制系统，其特征在于，所述小型一体化洁净机器人控制系统通过电机动力线及制动器、电机编码器线及系统1线与洁净机器人本体的电机连接。
6.如权利要求5所述的小型一体化洁净机器人控制系统，其特征在于，所述洁净机器人本体的电机包括Z轴电机、旋转轴电机、Rl伸缩轴电机、R2伸缩轴电机。
【文档编号】B25J9/18GK104440911SQ201410637593
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月12日 优先权日:2014年11月12日
【发明者】曲道奎, 邹风山, 陈睿, 陈廷辉, 周楠, 邓德智 申请人:沈阳新松机器人自动化股份有限公司