专利名称：一种曝光机片库定位自动识别装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子束曝光机中的片库运行定位装置，还可广泛应用于工业自动化中的工件送取传输等方面。
背景技术：
随着电子束曝光机技术的发展，曝光系统越来越需要快速、准确的根据需要从片库中某层提取未曝光片夹到承片台上进行曝光，之后，又要准确无误的把已曝光的片夹放回到片库中对应的某层中。因此，对片库的自动化管理直接影响到电子束曝光机的曝光质量及工作效率。原有的片库运行控制采用的是依靠机械碰撞的方式，由碰撞限位开关来进行定位，由于限位开关在长期受到碰撞后势必影响了使用寿命，以及弹簧片也因长期受力而产生变形，限位开关的灵敏度和准确度也大大下降，这样就难以保证片库运行的定位精度，造成机械手送片不到位、错送、错取，甚至撞片事件的发生，不仅损坏了设备，也影响了生产周期，降低了曝光质量。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明的目的是对片库所处的位置能进行判定及控制，实现非接触式片库精确定位，为此而提供一种曝光机片库定位自动识别装置。为了实现所述目的，本发明曝光机片库定位自动识别装置解决技术问题采用的技术方案是由编码定位标尺、编码光电开关、定位光电开关、U型板、上连接片、下连接片组成， 编码定位标尺通过上连接片、下连接片被固定在片库的侧面；编码光电开关和定位光电开关都安装在U型板上，再通过两个螺钉将U型板固定在片库箱体内部的后壁预定位置上；编码定位标尺安置在编码光电开关和定位光电开关之间，编码定位标尺的本体两侧边分别设有透光的定位狭缝和编码狭缝，编码定位标尺的两侧部位于编码光电开关和定位光电开关的凹槽中，编码定位标尺随片库在片库箱体内部上、下移动；定位光电开关用于判断上、下移动编码定位标尺时定位狭缝移动到片库的第N层的位置，如果编码定位标尺的定位狭缝移动到片库的第N层位置，编码光电开关对编码狭缝进行检测，检测出编码定位标尺位于片库中所述第N层位置的二进制编码数据识别信息，并把二进制编码数据识别信息传送给计算机，计算机则根据需要对片库中编码定位标尺的定位狭缝上、下运行的二进制编码数据识别信息进行准确定位控制，并命令机械手进行送取片动作，如果编码定位标尺没有移动到片库的第N层位置，由编码光电开关未检测出编码定位标尺位于片库中所述第N层位置的二进制编码数据识别信息，计算机则命令机械手停止送取片动作，片库箱体上开有出口槽，片夹通过出口槽进出片库。优选实施例定位狭缝为等间距、等宽度设于编码定位标尺的一侧边上。优选实施例编码狭缝按二进制编码结构设于编码定位标尺的一侧边上。优选实施例编码定位标尺为不锈钢材料；编码定位标尺不限于不锈钢材料，还可以是具有一定强度、变形系数小及挡光的材料。
优选实施例编码定位标尺与所述凹槽具有间隙，编码定位标尺位于凹槽为非接触式的上、下移动。优选实施例编码光电开关由四个光电开关A、B、C、D组合而成，根据编码定位标尺上编码狭缝的不同狭缝宽度，编码光电开关的读出不同二进制编码数据。优选实施例机械手、定位光电开关所定位的片库的第N层到位的位置应与箱体上U型板的出口槽的高度为同一平面。优选实施例机械手是与片库箱体分开的独立的部分，当片库第N层到位后，机械手通过出口槽处进行送取片动作。本发明的原理是先由定位光电开关判断片库的某一层是否到位，如到位，再由编码光电开关检测出具体是哪一层到位，并把信息传送给计算机，计算机则根据需要对片库进行上、下运行控制，准确定位，使机械手能准确无误的进行送、取片操作。本发明的有益效果本发明的曝光机片库定位自动识别装置，由于采用的是光电非接触式编码判定方法，该装置是通过电子编码系统对片库运行进行定位。使系统能够在片库平稳的上、下运行过程中，自动的识别片库当前所处的位置，根据需要对片库第N层是否到位进行上、下运行控制，本装置不但反应速度快、灵敏度高，而且定位精确度高。解决了原来依靠机械开关定位，在长期使用后由于产生的机械形变而造成的机械手送片不到位、 错送、错取、甚至撞片等问题。提高了生产效率及曝光质量。所以本发明的装置具有机构简单、安装调整方便、使用寿命长、经济、安全、可靠等优点。
图1是本发明的系统原理图，图2是本发明的定位标尺、光电开关及U形板安装俯视示意图，图3是本发明的编码光电开关示意图，图4是本发明的定位光电开关示意图，图5是本发明的片库箱体示意图，图6是本发明的U型板示意图。图中元件说明编码定位标尺1，编码光电开关2，定位光电开关3， 定位狭缝4，编码狭缝5， 片库箱体6， 电机 7，滚珠丝杠8， 片库9， 底座10，机械手(图中未给出标记号)， U型板12， 螺钉13， 螺钉14，上连接片15， 下连接片16， 出口槽17。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。如图1所示，本发明实施例由编码定位标尺1、编码光电开关2、定位光电开关3组成。如图5所示，片库9通过滚珠丝杠8与电机7相连，计算机通过控制电机7的正反转， 使得片库9在片库箱体6内部做上、下运动。编码定位标尺1、编码光电开关2、定位光电开关3均安装在片库箱体6的内部。编码定位标尺1通过上、下连接片15、16被固定在片库9 的侧面，并随片库9 一起在片库箱体6内做上、下移动。编码光电开关2和定位光电开关3 是固定不动的，他们先被安装在U型板12上，再通过螺钉13、14将U型板12固定在片库箱体6内部的后壁预先设计好的位置上。编码光电开关2和定位光电开关3各自中间均有凹型槽(如图3、图4)，并编码定位标尺1可安置在编码光电开关2和定位光电开关3之间及它们各自中间的凹型槽间隙中非接触式的上、下移动(如图幻。编码定位标尺1本体两边分别开有透光的定位狭缝4和编码狭缝5。定位光电开关3用于判断上、下移动编码定位标尺1时定位狭缝4移动到片库9的第N层的位置，如果编码定位标尺1的定位狭缝4移动到片库的第N层位置，编码光电开关2对编码狭缝5进行检测，检测出编码定位标尺1位于片库9中所述第N层位置的二进制编码数据识别信息，并把二进制编码数据识别信息传送给计算机，计算机则根据需要对片库9中编码定位标尺1的定位狭缝4上、下运行的二进制编码数据识别信息进行准确定位控制，并命令机械手进行送取片动作，如果编码定位标尺1 没有移动到片库的第N层位置，由编码光电开关2未检测出编码定位标尺1位于片库中所述第N层位置的二进制编码数据识别信息，计算机则命令机械手停止送取片动作；片库箱体6上开有出口槽17，U型板12通过出口槽17进出片库9。机械手、定位光电开关3所定位的片库9的第N层到位的位置应与箱体6上U型板12的出口槽17的高度为同一平面。 机械手是与片库箱体6分开的独立的部分，当片库9第N层到位后，机械手通过出口槽17 处进行送取片动作。编码定位标尺1的右边开有等间距、等宽度的定位狭缝4，供定位光电开关3检测、 判断片库第N层是否到位使用。编码定位标尺1的左边开有按二进制编码构成的编码狭缝 5，供编码光电开关2检测、判断具体是片库的哪一层到位使用。如图3所示，编码光电开关2是由4个光电开关A、B、C、D组合而成的，根据编码定位标尺上编码狭缝的不同狭缝宽度，编码光电开关的读出不同二进制编码数据。编码光电开关2的工作原理是如图3，被挡光的光电开关输出信号为‘0’，没有被挡光的光电开关输出信号为‘1’。当片库运行到第1层时，在编码定位标尺1只有在光电开关A处开有狭缝，呈现透光，其他三个光电开关B、C、D均被挡光，因此，只有光电开关A输出为‘1’，光电开关B、C、D输出均为‘0’，计算机此时接收到的二进制编码数据为0001，即判定为当前片库9的第一层到位。当片库9运行到第2层时，在编码定位标尺1上只有在光电开关B处开有狭缝，呈现透光，其他三个光电开关A、C、D均被挡光，因此，只有光电开关B 输出为‘1’，光电开关A、C、D输出均为‘0’，计算机此时接收到的二进制编码数据为0010， 即判定为当前片库9的第二层到位。依此类推(具体编码与层数对应关系见表1)。定位光电开关3的工作原理是如图4，定位光电开关3被挡光时，输出信号为 ‘0’，定位光电开关3没有被挡光时，输出信号为‘1’。当片库9运行至某一层时，编码定位标尺1上的定位狭缝刚好通过定位光电开关3，使定位光电开关3透光，输出信号为‘1’，计算机接收到此信号后，即判定为某层已到位。
片库9在每次开机运行前，先归零回到起始位置，然后再根据需要运行。编码定位标尺1上、下运行时，先由定位光电开关3判断片库的某一层是否到位，如到位，再由编码光电开关2检测出具体是哪一层到位，并把信息传送给计算机，计算机则根据需要对片库9进行上、下运行控制，准确定位，在确认某层准确到位后，才命令机械手进行送取片操作。编码定位标尺1的制作材料为不锈钢材料。但不限于不锈钢材料，只要可挡光、并具有一定强度、变形系数小的材料都可以。二进制编码与片库层数对应关系表
权利要求
1.一种曝光机片库定位自动识别装置，其特征在于该装置是由编码定位标尺、编码光电开关、定位光电开关、U型板、上连接片、下连接片组成，编码定位标尺通过上连接片、下连接片被固定在片库的侧面；编码光电开关和定位光电开关都安装在U型板上，再通过螺钉将U型板固定在片库箱体内部的后壁预定的位置上；编码定位标尺安置在编码光电开关和定位光电开关之间，编码定位标尺的本体两侧边分别设有透光的定位狭缝和编码狭缝， 编码定位标尺的两侧部位于编码光电开关和定位光电开关的凹槽中，编码定位标尺随片库在片库箱体内部上、下移动；定位光电开关用于判断上、下移动编码定位标尺时定位狭缝移动到片库的第N层的位置，如果编码定位标尺的定位狭缝移动到片库的第N层位置，编码光电开关对编码狭缝进行检测，检测出编码定位标尺位于片库中所述第N层位置的二进制编码数据识别信息，并把二进制编码数据识别信息传送给计算机，计算机则根据需要对片库中编码定位标尺的定位狭缝上、下运行的二进制编码数据识别信息进行准确定位控制，并命令机械手进行送取片动作，如果编码定位标尺没有移动到片库的第N层位置，由编码光电开关未检测出编码定位标尺位于片库中所述第N层位置的二进制编码数据识别信息，计算机则命令机械手停止送取片动作；片库箱体上开有出口槽，U型板通过出口槽进出片库。
2.根据权利要求1所述的曝光机片库定位自动识别装置，其特征在于定位狭缝为等间距、等宽度设于编码定位标尺的一侧边上。
3.根据权利要求1所述的曝光机片库定位自动识别装置，其特征在于编码狭缝按二进制编码结构设于编码定位标尺的一侧边上。
4.根据权利要求1所述的曝光机片库定位自动识别装置，其特征在于编码定位标尺为不锈钢材料；编码定位标尺不限于不锈钢材料，还可以是具有一定强度、变形系数小及挡光的材料。
5.根据权利要求1所述的曝光机片库定位自动识别装置，其特征在于编码定位标尺与凹槽具有间隙，编码定位标尺位于凹槽为非接触式的上、下移动。
6.根据权利要求1所述的曝光机片库定位自动识别装置，其特征在于编码光电开关由四个光电开关A、B、C、D组合而成，根据编码定位标尺上编码狭缝的不同狭缝宽度，编码光电开关的读出不同二进制编码数据。
7.根据权利要求1所述的曝光机片库定位自动识别装置，其特征在于机械手、定位光电开关所定位的片库的第N层到位的位置应与箱体上U型板的出口槽的高度为同一平面。
8.根据权利要求1所述的曝光机片库定位自动识别装置，其特征在于机械手是与片库箱体分开的独立的部分，当片库第N层到位后，机械手通过出口槽处进行送取片动作。
全文摘要
本发明是一种电子束曝光机片库定位自动识别装置，其编码定位标尺通过上、下连接片固定在片库的侧面；编码光电开关和定位光电开关安装在U型板上，螺钉将U型板固定在片库箱体内部的后壁上；编码定位标尺安置在编码光电开关和定位光电开关之间，编码定位标尺的两侧边分别设有透光的定位狭缝和编码狭缝，编码定位标尺的两侧部位于编码光电开关和定位光电开关的凹槽中，编码定位标尺随片库在片库箱体内部上、下移动；定位光电开关用于判断上、下移动编码定位标尺时定位狭缝移动到片库的第N层的位置，编码光电开关检测出编码定位标尺位于片库中第N层位置的二进制编码数据，计算机识别二进制编码数据信息定位控制并命令机械手进行送取片动作。
文档编号G06K7/10GK102156848SQ20111008266
公开日2011年8月17日 申请日期2011年4月2日 优先权日2011年4月2日
发明者张正荣, 王淑蓉, 王肇志, 邢薇 申请人:中国科学院光电技术研究所