一种快速高效的抛光机陶瓷盘搬运装置的制作方法

1.本发明涉及半导体材料抛光加工技术领域，具体为一种快速高效的陶瓷盘搬运装置。


背景技术：

2.抛光是半导体材料加工中非常重要的一个工序，为使抛光后的产品，如硅片、蓝宝石片、锗单晶片、玻璃片等，达到良好的平整度要求，往往采用陶瓷板作为抛光载具，而陶瓷板因质地坚硬，密度大，使得其自身重量相对较大，达到10
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20公斤/块。因此，抛光过程中，陶瓷板的装卸对作业员的体能是一大考验，在实际生产中，因搬运不当造成扭伤或陶瓷板掉落造成砸伤的事故常有发生。同时，因为抛光过程中，产品是装载在陶瓷板朝下的一面，搬运时，作业员无法感知产品的位置，在搬运时往往造成手指接触产品而引发产品划伤、沾污等不良，造成良率损失。为改变以上问题，抛光生产中采用机械手来搬运陶瓷板，常见的是采用真空吸盘装置，一次搬运一块陶瓷盘，耗时是人工搬运的3
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5倍，因此而造成的产能损耗往往超出30％，这对于高投入的半导体行业来说，浪费惊人，为此我们提出一种快速高效的抛光机陶瓷盘搬运装置来解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种快速高效的抛光机陶瓷盘搬运装置，以解决上述背景技术中提出现有技术中产能损耗高，浪费惊人的问题。
4.为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
5.一种快速高效的抛光机陶瓷盘搬运装置，包括驱动组件、第一搬运手组件、第二搬运手组件以及与第一搬运手组件、第二搬运手组件相适配使用的两组放置盘组件，所述驱动组件包括驱动电机和第一传动齿轮，所述第一传动齿轮键连接于驱动电机的输出轴端，所述放置盘组件对称设置有两组，且两组所述放置盘组件之间设置有支撑板，所述驱动电机通过固定架固定安装于支撑板的下端；
6.所述第一搬运手组件包括第一转动杆、第二传动齿轮、第三传动齿轮和第一升降吸附组件，所述第一转动杆转动安装于支撑板上，且所述第一转动杆的下端贯穿支撑板位于支撑板下端，所述第二传动齿轮和第三传动齿轮固定套装于第一转动杆上，且所述第二传动齿轮与第一传动齿轮啮合；
7.所述第二搬运手组件包括第二转动杆、电子离合器、第四传动齿轮和第二升降吸附组件，所述第四传动齿轮通过电子离合器与第二转动杆传动连接，且所述第四传动齿轮与第三传动齿轮啮合，所述第二转动杆的一端贯穿支撑板与第二升降吸附组件连接。
8.优选的，所述第一升降吸附组件和第二升降吸附组件均包括摆臂、升降结构和吸附盘，两组所述摆臂分别固定安装于第一转动杆和第二转动杆的上端，所述升降结构固定安装于摆臂上，且所述吸附盘固定安装于升降结构的一端。
9.优选的，所述升降结构包括电动推杆和连接柱，所述电动推杆固定安装于摆臂的
上端，且所述电动推杆活塞杆的一端贯穿摆臂与连接柱连接固定，所述吸附盘的上端一体成型有插接套管，所述连接柱的一端插接于插接套管的内部，且所述连接柱通过固定销定与插接套管连接固定。
10.优选的，所述放置盘组件包括盘体、转动板、转盘轴承和正反转步进马达，所述盘体设置为横截面的匚形的盘体，且所述转盘轴承嵌装固定于盘体的内底部，所述转动板安装于转盘轴承的上端，所述正反转步进马达通过固定架固定于盘体的上端，且所述正反转步进马达的输出轴端贯穿盘体的底部与转动板下表面连接固定。
11.优选的，所述吸附盘设置为中空吸附盘，且所述吸附盘的中空部连通有抽气管，所述抽气管的一端贯穿摆臂位于摆臂的上端面。
12.优选的，所述第四传动齿轮与第三传动齿轮呈相同设置，所述第二传动齿轮与第一传动齿轮的直径比为：。
13.优选的，所述吸附盘的底部开设有横截面为半圆形的环形凹槽，且环形凹槽的内部固定粘合有密封圈，且所述密封圈设置为弹性橡胶密封圈。
14.优选的，所述支撑板上内嵌固定有两组第一转动轴承，所述第一转动杆和第二转动杆分别插接于两组所述第一转动轴承的内圈。
15.优选的，所述盘体的下表面嵌装固定有第二转动轴承，所述正反转步进马达的输出轴固定插接于第二转动轴承的内圈。
16.本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种快速高效的抛光机陶瓷盘搬运装置，与现有技术相比，具有以下优点：
17.1、本发明通过采用一个驱动电机同时驱动第一搬运手组件和第二搬运手组件，并使第一搬运手组件和第二搬运手组件的运行角度完全一致，并且采用摆动式搬运，搬运行程得到缩减，不仅提高了搬运效率，同时采用第一搬运手组件和第二搬运手组件进行搬运，还能增强搬运中平衡性；
18.2、本发明通过将第四传动齿轮通过电子离合器与第二转动杆传动连接，在实际使用时，能根据实际的使用需求选择双臂搬运或者单臂搬运，灵活性强。
附图说明
19.图1为本发明快速高效的抛光机陶瓷盘搬运装置结构示意图；
20.图2为本发明驱动组件的结构示意图；
21.图3为本发明第一搬运手组件的结构示意图；
22.图4为本发明吸附盘的结构示意图；
23.图5为本发明放置盘组件的结构示意图；
24.图6为本发明第一搬运手组件和第二搬运手组件原位示意图；
25.图7为本发明第一搬运手组件和第二搬运手组件取盘位置示意图；
26.图8为本发明第一搬运手组件和第二搬运手组件搬运完毕位置示意图。
27.图中：1、驱动组件；2、第一搬运手组件；3、第二搬运手组件；4、放置盘组件；5、驱动电机；6、第一传动齿轮；7、支撑板；8、第一转动杆；9、第二传动齿轮；10、第三传动齿轮；11、第一升降吸附组件；12、第二转动杆；13、电子离合器；14、第四传动齿轮；15、第二升降吸附组件；16、摆臂；17、升降结构；18、吸附盘；19、电动推杆；20、连接柱；21、插接套管；22、固定
销定；23、盘体；24、转动板；25、转盘轴承；26、正反转步进马达；27、抽气管；28、密封圈；29、第一转动轴承；30、第二转动轴承。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.本发明提供了如图1
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5所示的一种快速高效的抛光机陶瓷盘搬运装置，包括驱动组件1、第一搬运手组件2、第二搬运手组件3以及与第一搬运手组件2、第二搬运手组件3相适配使用的两组放置盘组件4，放置盘组件4包括盘体23、转动板24、转盘轴承25和正反转步进马达26，盘体23设置为横截面的匚形的盘体，且转盘轴承25嵌装固定于盘体23的内底部，转动板24安装于转盘轴承25的上端，正反转步进马达26通过固定架固定于盘体23的上端，且正反转步进马达26的输出轴端贯穿盘体23的底部与转动板24下表面连接固定；
30.其中，盘体23的下表面嵌装固定有第二转动轴承30，正反转步进马达26的输出轴固定插接于第二转动轴承30的内圈；
31.驱动组件1包括驱动电机5和第一传动齿轮6，第一传动齿轮6键连接于驱动电机5的输出轴端，放置盘组件4对称设置有两组，且两组放置盘组件4之间设置有支撑板7，驱动电机5通过固定架固定安装于支撑板7的下端，驱动电机5使用的型号为57byg250h，其参数为：步距角为1.8
°±
5％，力距为2.8nm，电流为3a，电压为dc24v，对应的驱动器型号为dm542，输入电压为dc20
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50v，电流4.2a，脉冲响应频率为200khz；
32.第一搬运手组件2包括第一转动杆8、第二传动齿轮9、第三传动齿轮10和第一升降吸附组件11，第一转动杆8转动安装于支撑板7上，且第一转动杆8的下端贯穿支撑板7位于支撑板7下端，第二传动齿轮9和第三传动齿轮10固定套装于第一转动杆8上，且第二传动齿轮9与第一传动齿轮6啮合；
33.其中，支撑板7上内嵌固定有两组第一转动轴承29，第一转动杆8和第二转动杆12分别插接于两组第一转动轴承29的内圈；
34.第二搬运手组件3包括第二转动杆12、电子离合器13、第四传动齿轮14和第二升降吸附组件15，第四传动齿轮14通过电子离合器13与第二转动杆12传动连接，且第四传动齿轮14与第三传动齿轮10啮合，第二转动杆12的一端贯穿支撑板7与第二升降吸附组件15连接，通过将第四传动齿轮14通过电子离合器13与第二转动杆12传动连接，在实际使用时，能根据实际的使用需求选择双臂搬运或者单臂搬运，灵活性强；
35.通过采用一个驱动电机5同时驱动第一搬运手组件2和第二搬运手组件3，并使第一搬运手组件2和第二搬运手组件3的运行角度完全一致，并且采用摆动式搬运，搬运行程得到缩减，不仅提高了搬运效率，同时采用第一搬运手组件2和第二搬运手组件3进行搬运，还能增强搬运中平衡性；
36.第一升降吸附组件11和第二升降吸附组件15均包括摆臂16、升降结构17和吸附盘18，两组摆臂16分别固定安装于第一转动杆8和第二转动杆12的上端，升降结构17固定安装
于摆臂16上，且吸附盘18固定安装于升降结构17的一端；
37.进一步的，将第一升降吸附组件11和第二升降吸附组件15均包括摆臂16、升降结构17和吸附盘18，通过将两组摆臂16呈相同设置，以此来保证搬运时，两手臂的运动速度、运动行程一致，从而实现精准搬运；
38.升降结构17包括电动推杆19和连接柱20，电动推杆19固定安装于摆臂16的上端，且电动推杆19活塞杆的一端贯穿摆臂16与连接柱20连接固定，吸附盘18的上端一体成型有插接套管21，连接柱20的一端插接于插接套管21的内部，且连接柱20通过固定销定22与插接套管21连接固定，吸附盘18设置为中空吸附盘，且吸附盘18的中空部连通有抽气管27，抽气管27的一端贯穿摆臂16位于摆臂16的上端面，吸附盘18的底部开设有横截面为半圆形的环形凹槽，且环形凹槽的内部固定粘合有密封圈28，且密封圈28设置为弹性橡胶密封圈，电动推杆19使用的型号为ant
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52，其对应的参数为：负载为0
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6000n，速度3
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55mm，自锁力为负载的2倍，行程0
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400mm，最短安装距离305+s，电压24v；
39.其中，第四传动齿轮14与第三传动齿轮10呈相同设置，第二传动齿轮9与第一传动齿轮6的直径比为2：3；
40.作为本发明的可选的方案：上述驱动电机5、正反转步进马达26、电子离合器13和电动推杆14，均通过伺服控制器或编码器来实现转动方向、转动行程的控制，从而使本陶瓷盘搬运装置实现自动化搬运；
41.本陶瓷盘搬运装置在具体实施时：
42.如图6所示，搬运开始前，第一搬运手组件2位于h1位，第二搬运手组件3位于h2位；
43.如图7所示，搬运开始时，驱动电机5带动第一搬运手组件2首先做逆时针转动，第一搬运手组件2从h1做顺时针转动到a1位，第二搬运手组件3从h2同步做逆时针转动到a2位；然后升降结构17带动第一搬运手组件2和第二搬运手组件3下降，直至吸附盘18与陶瓷板接触，接通真空，使吸附盘18将陶瓷板紧紧吸住，随后升降结构17带动第一搬运手组件2和第二搬运手组件3上升，使陶瓷板脱离抛光机盘面5
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15cm到适合搬运的高度；
44.如图8所示，吸附盘18上升到位后，驱动电机5做顺时针转动，第一搬运手组件2从h1位做逆时针转动，第二搬运手组件3从h2位做顺时针转动，并同步达到b4、b3位；随后升降结构17带动第一搬运手组件2和第二搬运手组件3下降，使陶瓷板下降到抛光机盘面，释放真空，使陶瓷板脱离吸附盘18，完成2个陶瓷板的搬运；随后吸附盘18上升，驱动电机5带动第一搬运手组件2和第二搬运手组件3做逆时针转动，第一搬运手组件2从h1位做顺时针转动到a1位，第二搬运手组件3从h2位同步做逆时针转动到a2位，直至完成下一组陶瓷板的搬运。
45.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。