一种三轴机械手的制作方法

本实用新型涉及机械手臂，具体涉及半导体硅片插片清洗一体机机用的内置硅片承载器搬运机械手，属于机械臂的技术领域。

背景技术：

目前，随着全自动高速插片机和清洗设备的不断升级，插片机中的硅片承载器(以下简称“花篮”)的搬运工作，通常是人工搬运硅片承载，严重影响了整个生产效率的提高，

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种解决插片机与清洗设备之间的花篮搬运问题，实现花篮在插片机与清洗设备之间的快速交换，并且中间无需人工搬运的全自动机械手装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种三轴机械手，包括X轴机构、Y轴机构、Z轴机构、升降气缸和工装夹具；

所述X轴机构包括X轴引拔臂，所述X轴引拔臂的一端设有X轴电机；所述X轴引拔臂上设有X轴线性滑轨，所述X轴滑座通过X轴带轮可移动的设在X轴线性滑轨上，通过X轴带轮，X轴滑座可在X轴引拔臂上的X轴线性滑轨内移动；

所述Y轴机构包括Y轴引拔臂，所述Y轴引拔臂的一端设有Y轴电机；所述Y轴引拔臂上设有Y轴线性滑轨，所述Y轴滑座通过Y轴带轮可移动的设在Y轴线性滑轨上，通过Y轴带轮，Y轴滑座可在Y轴引拔臂上的Y轴线性滑轨内移动；

所述Y轴机构通过X轴滑座固定在X轴机构上，所述Y轴机构与X轴机构在水平面上相互垂直；Y轴机构通过X轴滑座下的X轴带轮在X轴机构的X轴线性滑轨内移动；

所述Z轴机构通过Y轴滑座垂直固定在Y轴机构上，Z轴机构通过Y轴滑座下的Y轴带轮在Y轴机构的Y轴线性滑轨内移动；

所述Z轴机构下设有升降气缸，所述升降气缸与电磁阀连接，用于控制气缸的升降，所述升降气缸下设有工装夹具；

所述三轴机械手与PLC控制系统相连，通过PLC控制系统内的电气控制系统控制三轴机械手的各个机构运作。

优选地，所述工装夹具通过夹具安装板与升降气缸连接。

优选地，所述工装夹具上设有感应开关，若在抓取过程中出现错误，通过感应开关把信号传送给PLC控制系统，PLC控制系统内的电气控制系统会停止各机构工作，并报警。

优选地，所述工装夹具下对称设有防掉篮挂钩，所述防掉篮挂钩与感应开关相连，所述防掉篮挂钩通过感应开关把信号传给PLC控制系统。

优选地，所述工装夹具上设有对称设有防压篮钩子，所述防压篮钩子与感应开关相连，所述防压篮钩子通过感应开关把信号传给PLC控制系统。

优选地，所述工装夹具上设有对称设有防压篮钩子。

本实用新型通过在插片清洗设备内设置三个轴独立的驱动装置，并在Z轴上安装特定的工装夹具，抓取插片机内的硅片花篮，实现其在插片机与清洗设备之间的快速交换。本实用新型可以实现对物料的、上下运动；整个花篮的搬运过程所占时间大大减少，提高整个工作效率。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种三轴机械手中的X轴机构结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种三轴机械手中的Y轴机构结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种三轴机械手中的Z轴机构结构示意图；

图4为本实用新型提供的一种三轴机械手中的工装夹具结构示意图；

图5为本实用新型提供的一种三轴机械手的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

如图1至图5所示，为本实用新型提供的一种三轴机械手，包括X轴机构10、Y轴机构11、Z轴机构12、升降气缸6和工装夹具7；

所述X轴机构10包括X轴引拔臂10-1、X轴电机10-2、X轴线性滑轨10-3、X轴滑座3和X轴带轮10-4；所述X轴引拔臂10-1的一端设有X轴电机10-2；所述X轴引拔臂10-1上设有X轴线性滑轨10-3，所述X轴滑座3通过X轴带轮10-4可移动的设在X轴线性滑轨10-3上，通过X轴带轮10-4，X轴滑座3可在X轴引拔臂10-1上的X轴线性滑轨10-3内移动；

所述Y轴机构11包括Y轴引拔臂11-1、Y轴电机11-2、Y轴线性滑轨11-3、Y轴滑座5和Y轴带轮11-4；所述Y轴引拔臂11-1的一端设有Y轴电机11-2；所述Y轴引拔臂11-1上设有Y轴线性滑轨11-3，所述Y轴滑座5通过Y轴带轮11-4可移动的设在Y轴线性滑轨11-3上，通过Y轴带轮11-4，Y轴滑座5可在Y轴引拔臂11-1上的Y轴线性滑轨11-3内移动；

所述Y轴机构11通过X轴滑座3固定在X轴机构10上，所述Y轴机构11与X轴机构10在水平面上相互垂直；Y轴机构11通过X轴滑座3下的X轴带轮10-4在X轴机构10的X轴线性滑轨10-3内移动；

所述Z轴机构12通过Y轴滑座5垂直固定在Y轴机构11上，Z轴机构12通过Y轴滑座5下的Y轴带轮11-4在Y轴机构11的Y轴线性滑轨11-3内移动；

所述Z轴机构12通过下安装有升降气缸6，升降气缸6与Z轴机构12上的电磁阀8连接，用于控制气缸的升降；所述升降气缸6下设有工装夹具7，工装夹具7下设有一对防掉篮挂钩7-1，用于钩篮子和搬运篮子。

所述三轴机械手与PLC控制系统相连，通过PLC控制系统内的电气控制系统控制三轴机械手的各个机构运作；电气控制系统通过伺服驱动器控制X轴电机10-2、Y轴电机。

进一步，工装夹具7下还设有一对对称的防压篮钩子7-2，防掉篮挂钩7-1和防压篮钩子7-2可以通过工装夹具7的两侧的感应开关7-4把信号传给PLC；当机械手运行的位置不正确，气缸往下降的时压到花篮，该感应开关7-4会把信号立刻传给PLC控制系统，通过PLC控制系统内的电气控制系统控制停止各机构的运行，并报警；当篮子在机械手上掉了的话，感应开关7-4会把信号传给PLC控制系统，通过PLC控制系统内的电气控制系统控制停止各机构的运行，并报警。

本实用新型的所述三轴机械手与PLC控制系统相连，通过PLC控制系统内的电气控制系统控制三轴机械手的各个机构运作；操作时，在PLC控制系统内预设好X轴电机10-2、Y轴电机11-2的移动轨迹，当需要搬运花篮时，清洗设备内的三轴机械手X轴机构10、Y轴机构11运动到PLC控制系统预设的位置，此时电磁阀8通电，带动升降气缸6上下动作，下降到花篮抓取点，随后X轴机构10、Z轴机构12再次运动，通过工装夹具7下的防掉篮挂钩7-1将花篮抓起；工装夹具7上装有感应开关7-4，能够避免物料抓取不牢和碰撞，当机械手运行的位置不正确，气缸往下降的时压到花篮，该感应开关7-4会把信号立刻传给PLC控制系统，通过PLC控制系统内的电气控制系统控制停止各机构的运行，并报警；当篮子在机械手上掉了的话，感应开关7-4会把信号传给PLC控制系统，通过PLC控制系统内的电气控制系统控制停止各机构的运行，并报警。

本实用新型的三轴机械手是连接插片机和清洗机的中间环节，使这两种机器可以无缝对接。当插片机上的花篮插满硅片后会到一个指定的位置。指定的位置上装有传感器，三轴机械手感应到有花篮然后把夹具移动到指定的位子，抓住花篮再放到清洗机的指定位置，清洗机上感应到花篮已放入后，三轴机械手的一个过程完成。

本实用新型通过在插片清洗设备内设置三个轴独立的驱动装置，并在Z轴上安装特定的工装夹具，抓取插片机内的硅片花篮，实现其在插片机与清洗设备之间的快速交换。本实用新型可以实现对物料的、上下运动；整个花篮的搬运过程所占时间大大减少，提高整个工作效率。