用于修正离线示教数据的机械手及方法_4

文档序号:9900324阅读:来源:国知局
关于预退出取片位置P4上沿Z轴的距离调整过程和倾角调整过程可以参考预向上取 片位置P2,其中,改变探测的无线收发器为假硅片上表面的无线收发器、探测的距离改变为 假硅片上表面的无线收发器与片叉上方相邻硅片下表面的距离、利用假硅片上表面的无线 收发器与片叉上方相邻硅片下表面的距离减去支撑部件的厚度即为假硅片上表面的无线 收发器到片叉上方相邻支撑部件底部的距离、以及求取的倾角改变为假硅片上表面与片叉 上方相邻硅片下表面之间的倾角,其它调整步骤原理与上述预向上取片位置P2上相应步骤 相同,这里不再赘述。
[0111] 步骤105:继续进行完成取片操作的离线示教数据中所有指定位置的离线参数数 据的修正。
[0112] 具体的,可以参照上述探测得到距离坐标值和求取倾角的方法,以及判断方法来 执行对取片路线中其它指定位置例如位置P4的离线参数数据的修正。
[0113] 本发明的采用上述具有假硅片的片叉进行的放片方法与上述取片方法的原理相 同,本实施例中,采用上述的具有假硅片的片叉的机械手进行硅片的安全取放的过程中,假 硅片中的无线收发器通过向上和向下发出探测信号,探测信号返回后发送给探测器,探测 器将信号转换为相应的电信号,转换器将电信号转换为相应的距离测量值,从而可以对取 放片过程中的指定位置进行实时监控和修正。具体的,本实施例中以安全放片过程为例进 行说明,放片路线按照上述图6中的取片路线进行,假硅片与片叉、支撑部件的关系,与上述 硅片与片叉、支撑部件的关系相同,即是在片叉、支撑部件和硅片的三者位置关系中,将硅 片用假硅片替代,因此,假硅片与片叉、支撑部件的相对位置参数和上述图6中所示的硅片 与片叉、支撑部件的相对位置参数相同,以下对于假硅片与片叉、支撑部件的相对位置参数 的描述可以参考上述图6所示的描述;请参阅图10,在本发明的一个较佳实施例中,放片离 线示教数据的修正方法包括:
[0114] 步骤201:执行离线放片操作指令,设置离线示教数据;
[0115] 具体的,离线示教数据包括:距离安全阈值、倾角安全阈值、机械手运行中的指定 位置以及所述指定位置的离线参数数据;机械手运行中的指定位置包括预放片安全位置P' 6、预向下放片位置P'4、与硅片接触位置P'3、预退出放片位置P'2和放片退出安全位置P'l; 这里,片叉还可以具有夹持部件,因此,在预放片安全位置P'6与预向下放片位置P'4之间且 在硅片承载装置外部区域还具有放片过程中机械手的夹持部件取消夹持的位置P'5。
[0116] 步骤202:具有假硅片的机械手在离线示教数据的指定位置进行探测获得距离测 量数据,并根据距离测量数据计算出假硅片相对于水平面的倾角;
[0117] 具体的,假硅片中的无线收发器向上和向下发出探测信号,探测信号返回后发送 给探测器,探测器将信号转换为相应的电信号,转换器将电信号转换为相应的距离测量值; 距离测量数据包括预退出放片位置上假硅片下表面到片叉下方相邻硅片上表面的距离、以 及预向下放片位置上假硅片上表面到片叉上方相邻硅片下表面的距离;
[0118] 这里,假硅片上下表面均安装有不在同一直线上的三个无线收发器,以在预向下 放片位置为例,该位置上距离安全阈值为假硅片上表面到片叉上方相邻支撑部件底部的距 离的安全范围,倾角安全阈值为假硅片上表面到片叉上方相邻硅片下表面的倾角的安全范 围;以假硅片所在平面为XOY平面,以假硅片中心设置为原点,并且认为片叉上方相邻硅片 为水平设置,在预向下放片位置上假硅片上表面的三个无线收发器分别获取假硅片上表面 至片叉上方相邻娃片下表面的距离坐标值(xl,yl,zl)、(x2,y2,z2)和(x3,y3,z3);根据坐 标值得到假硅片上表面各个无线收发器与片叉上方相邻硅片下表面的沿Z轴的距离zl、z2 和z3,,再将距离zl、z2和z3分别减去支撑部件的厚度,从而得到假硅片上表面各个无线收 发器与片叉上方相邻支撑部件底部的沿Z轴的距离z ' I、z ' 2和z ' 3,然后求取这些距离z ' 1、 z ' 2和z ' 3的平均值作为假硅片上表面与片叉上方相邻支撑部件底部的沿Z轴的距离;片叉 上方相邻硅片下表面与假硅片上表面之间的夹角即为假硅片相对于水平面的倾斜角;然 后,根据上述三个坐标值求取片叉上方相邻硅片下表面的平面方程为
[0119] AX+BY+CZ+D = 0;
[0120] 其中,A、B、C和D计算式如下:
[0121 ] A = ylz2-ylz3-y2zl+y2z3+y3zl-y3z2
[0122] Β = -χ1ζ2+χ1ζ3+χ2ζ1-χ2ζ3-χ3ζ1+χ3ζ2
[0123] C = xly2-xly3-x2yl+x2y3+x3yl-x3y2,
[0124] D = -xly2z3+xly3z2+x2ylz3-x2y3zl_x3ylz2+x3y2zl。
[0125] 然后,通过平面方程计算假硅片相对于片叉上方相邻硅片下表面的倾角;假硅片 的平面方程为Z = 0,建立片叉上方相邻硅片上表面的平面方程和假硅片的的平面方程组,
[0126] AX+BY+CZ+D = 0
[0127] Z = O
[0128] 它们的法线矢量分别为{A,B,C}和{0,0,1},设这两个法线矢量的夹角为α,那么这 两个平面的夹角就是α,于是,
[0129] cosa = C/[^(A2+B2+C2)]
[0130] a = arc cos(C/[,(A2+B2+C2)])。
[0131] 通过上述方法,即可求得假硅片相对于水平面的倾角;对于预放片安全位置P'6和 取消夹持的位置P ' 5亦可以采用上述方法来求取倾角。
[0132] 在预退出放片位置P'2或放片退出安全位置P'l上,该位置上的距离安全阈值为假 硅片下表面到片叉下方相邻硅片上表面的距离的安全范围,倾角安全阈值为假硅片下表面 到片叉下方相邻硅片上表面的倾角的安全范围;以假硅片所在平面为XOY平面,以假硅片中 心设置为原点,并且认为片叉下方相邻硅片为水平设置,假硅片下表面的三个无线收发器 分别获取假硅片下表面至片叉下方相邻硅片顶部的距离坐标值(xl,yl, Zl)、(X2,y2,z2WP (x3,y3,z3);根据坐标值得到假硅片下表面各个无线收发器与片叉下方相邻硅片顶部的沿 Z轴的距离zl、z2和z3,然后求取这些距离的平均值作为假硅片下表面与片叉下方相邻硅片 顶部的沿Z轴的距离;片叉下方相邻硅片上表面与假硅片之间的夹角即为假硅片相对于水 平面的倾斜角;然后,根据上述三个坐标值求取片叉下方相邻硅片上表面的平面方程为
[0133] AX+BY+CZ+D = 0;
[0134] 其中,A、B、C和D计算式如下:
[0135] A = ylz2-ylz3-y2zl+y2z3+y3zl-y3z2
[0136] Β = -χ1ζ2+χ1ζ3+χ2ζ1-χ2ζ3-χ3ζ1+χ3ζ2
[0137] C = xly2-xly3-x2yl+x2y3+x3yl-x3y2,
[0138] D = -xly2z3+xly3z2+x2ylz3-x2y3zl_x3ylz2+x3y2zl。
[0139] 然后,通过平面方程计算假硅片相对于片叉下方相邻硅片上表面的倾角;假硅片 的平面方程为Z = 0,建立片叉下方相邻硅片上表面的平面方程和假硅片的平面方程组,
[0140] AX+BY+CZ+D = 0
[0141] Z = O
[0142] 它们的法线矢量分别为{A,B,C}和{0,0,1},设这两个法线矢量的夹角为α,那么这 两个平面的夹角就是α,于是,
[0143]
[0144]
[0145] 通过上述方法,即可求得在预退出放片位置P'2或放片退出安全位置P'l上的假硅 片相对于水平面的倾角;
[0146] 步骤203:判断假硅片的距离测量数据中的距离值是否超出距离安全阈值以及判 断假硅片相对于水平面的倾角是否超出倾角安全阈值;如果两者中至少有一个为是,则执 行步骤04;如果两者都为否,则执行步骤05;
[0147] 具体的,距离安全阈值可以根据经验来设定,距离安全阈值为片叉和假硅片不触 碰到其上方支撑部件或其下方硅片的安全距离范围,倾角安全阈值为当在线拾取硅片时硅 片不会产生滑动的倾角安全范围,此处的滑动包括假硅片相对片叉产生滑动,请再次参阅 图9,为本发明的一个较佳实施例的倾斜假硅片受力示意图,其中,α为实际中假硅片与水平 面的倾斜角,假硅片受到向下的重力mg,片叉给假硅片的反作用力Ν,此外,设假硅片的滑动 摩擦系数为μ,受到最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,这里近似为滑动摩擦力,所以假硅片 的最大静摩擦力为Pmgcosa,当重力和摩擦力的合力为零,刚好使假硅片不向下运动时,所 对应的假硅片倾斜角即为假硅片的理论安全倾斜角阈值δ;
[0148] 根据假硅片受力情况设定假硅片不会产生滑动的安全倾角阈值:
[0149] mgsin(3)-mg cos(3)y = 〇,从而得到5 = arc tan(y)〇
[0150] 步骤204:对离线示教数据的指定位置的离线参数数据进行修正;
[0151]具体的,当假硅片的距离测量数据中的距离值超出距离安全阈值和/或假硅片相 对于水平面的倾角超出倾角安全阈值时,执行此步骤;对指定位置的离线参数数据进行修 正的方法包括:沿Z轴的距离调整和倾角调整,仍以预向下放片位置P'4为例进行说明; [0152]沿Z轴的距离调整过程包括:
[0153]步骤2041:片叉上假硅片上表面的无线收发器连续两次探测与片叉上方相邻硅片 下表面的距离,得到假硅片上表面的每个无线收发器的第一次坐标值和第二次坐标值;
[0154] 具体的,进行连续两次探测并求取平均值可以增加数值稳定性。设假硅片上表面 上的三个传感器前后两次探测的坐标值为(xll,yll,zll),(x21,y21,
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