一种搬运机器人的制作方法

1.本发明涉及运输设备技术领域，尤其涉及一种搬运机器人。


背景技术：

2.半导体作为导体与绝缘体之间的一种材料，其在各领域都有着广泛的应用，例如光伏行业的晶棒。半导体片材在生产工序中，半导体片材的搬运、待加工片材向半导体工艺设备上料、以及已加工片材从半导体工艺设备下料，以及半导体片材与脱胶架的装配搬运等分别需借助相应的辅助工具来实现，例如人工上下料小车，脱胶架搬运手推车，半导体片材搬运手推车等，其各种设备存在作业功能相对单一的问题。


技术实现要素：

3.本发明公开一种搬运机器人，以解决相关技术中的设备存在作业功能相对单一的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
5.本技术公开一种搬运机器人，用于与半导体工艺设备配合，以输送半导体片材组件，其中，所述搬运机器人包括车架、夹持机构和驱动机构，所述车架设有第一中转区和第二中转区，所述驱动机构设于所述车架，所述驱动机构与所述夹持机构连接，用于驱动所述夹持机构运动，以使所述夹持机构将位于所述第一中转区的待加工的所述半导体片材组件传输至所述半导体工艺设备内，或将位于所述半导体工艺设备内的已加工的所述半导体片材组件传输至所述第二中转区。
6.本发明采用的技术方案能够达到以下技术效果：
7.通过将本技术实施例公开的搬运机器人设置为包括车架、夹持机构和驱动机构，使得驱动机构可以驱动夹持机构运动，以使夹持机构将位于第一中转区的待加工的半导体片材组件传输至半导体工艺设备内，或将位于半导体工艺设备内的已加工的半导体片材组件传输至第二中转区，从而使得搬运机器人可以将夹持半导体片材组件、承载半导体片材组件和运输半导体片材组件等的功能集于一身，从而可以解决相关技术中为了夹持半导体片材组件、承载半导体片材组件、运输半导体片材组件等需要使用不同的专用工具而带来的作业功能单一的问题。而且，通过车架设置第一中转区和第二中转区，使得待加工的半导体片材组件和已加工的半导体片材组件可以设置于相应的位置，从而使得搬运机器人可以根据待加工的半导体片材组件和已加工的半导体片材组件的实际情况分区设置。
附图说明
8.图1为本发明实施例公开的第一种搬运机器人在第一视角下的结构示意图；
9.图2为本发明实施例公开的第一种搬运机器人在第二视角下的结构示意图；
10.图3为本发明实施例公开的第二种搬运机器人在第一视角下的结构示意图；
11.图4为本发明实施例公开的夹持机构伸入半导体工艺设备的结构示意图；
12.图5为本发明实施例公开的夹持机构的结构示意图；
13.图6为夹持机构与第二支架的连接示意图；
14.图7为抱臂的结构示意图；
15.图8为抱臂夹持半导体片材组件的示意图；
16.图9为抱臂拖拽已加工的半导体片材组件的示意图；
17.图10为半导体片材组件的结构示意图；
18.图11为装载支架的结构示意图。
19.附图标记说明：
20.100-车架、110-第一中转区、120-第二中转区、
21.200-夹持机构、210-第一驱动组件、211-第一导轨、212-第一滑块、213-第一驱动源、
22.220-抱臂、221-拖拽凸起、222-支撑凸起、223-限位止档、224-挂接凸起、225-抱臂本体、226-延伸部、
23.310-第二驱动组件、311-第二导轨、312-第二滑块、313-第二驱动源、320-第三驱动组件、322-第三滑块、323-第三驱动源、
24.400-半导体片材组件、410-拖拽配合部、420-挂接凸缘、450-半导体片材、460-晶托板、
25.500-装载支架、510-挂接配合部、
26.700-第二支架、
27.800-半导体工艺设备、
28.900-接水槽。
具体实施方式
29.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
30.以下结合附图，详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。
31.请参考图1至图11，本发明实施例公开一种搬运机器人，所公开的搬运机器人用于与半导体工艺设备800配合，以输送半导体片材组件400，半导体片材组件400可以是晶棒。例如，搬运机器人可以向半导体工艺设备800内输送待加工的晶棒，以及将在半导体工艺设备800内已加工的晶棒取出并输送至其它设备。半导体工艺设备可以是切片机，搬运机器人可以向切片机输送待加工的晶棒进行切片工艺。
32.搬运机器人包括车架100、夹持机构200和驱动机构。车架100是搬运机器人各部件安装的基础，车架100设有第一中转区110和第二中转区120，第一中转区110可以是放置待加工的半导体片材组件400的区域，第二中转区120可以是放置从半导体工艺设备800内工艺完毕的已加工的半导体片材组件400区域。
33.驱动机构设于车架100，驱动机构与夹持机构200连接，用于驱动夹持机构200运动，以使夹持机构200将位于第一中转区110的待加工的半导体片材组件400传输至半导体
工艺设备800内，或将位于半导体工艺设备800内的已加工的半导体片材组件400传输至第二中转区120。
34.具体的，夹持机构200可以是连杆交叉式夹持机构200，通过两个交叉的连杆绕连接中心转动实现夹持半导体片材组件400或松开半导体片材组件400。夹持机构200还可以是直杆式平移夹持机构200，通过两个相对设置的直杆相互靠近或远离以实现夹持半导体片材组件400或松开半导体片材组件400。当然，夹持机构200还可以是其他类型的夹持结构，这里不进行限制。
35.驱动机构可以是液压驱动机构、气压驱动机构、电气驱动机构等，这里对驱动机构不做具体的限制。
36.在具体的实施过程中，搬运机器人先通过驱动机构驱动夹持机构200将位于待加工的半导体片材组件存放区的待加工的半导体片材组件400传输至第一中转区110，然后搬运机器人将待加工的半导体片材组件400运输至半导体工艺设备800处，通过驱动机构驱动夹持机构200将位于半导体工艺设备800内的已加工的半导体片材组件400传输至第二中转区120后，驱动夹持机构200将位于第一中转区110的待加工的半导体片材组件400传输至半导体工艺设备800内，从而完成已加工的半导体片材组件400的下料和待加工的半导体片材组件400的上料，搬运机器人再将已加工的半导体片材组件400运输至指定区域。
37.通过将本技术实施例公开的搬运机器人设置为包括车架100、夹持机构200和驱动机构，使得驱动机构可以驱动夹持机构200运动，以使夹持机构200将位于第一中转区110的待加工的半导体片材组件400传输至半导体工艺设备800，或将位于半导体工艺设备800的已加工的半导体片材组件400传输至第二中转区120，从而使得搬运机器人可以将夹持半导体片材组件400、承载半导体片材组件400和运输半导体片材组件400等的功能集于一身，从而可以解决相关技术中为了夹持半导体片材组件400、承载半导体片材组件400、运输半导体片材组件400等需要使用不同的专用工具而带来的作业功能单一的问题。而且，通过车架100设置第一中转区110和第二中转区120，使得待加工的半导体片材组件400和已加工的半导体片材组件400可以设置于相应的位置，从而使得搬运机器人可以根据待加工的半导体片材组件400和已加工的半导体片材组件400的实际情况分区设置。
38.具体的，夹持机构200可以包括第一驱动组件210和两个抱臂220。第一驱动组件210可以设于车架100，两个抱臂220可以活动地设于车架100，第一驱动组件210可以与两个抱臂220中的至少一者连接，以驱动两个抱臂220相对靠近或远离。第一驱动组件210可以是气动驱动组件、液压驱动组件、电气驱动组件等，这里对第一驱动组件210不做具体的限制。在第一驱动组件210与两个抱臂220中的一者连接时，第一驱动组件210可以驱动与其连接的一个抱臂220运动，以使两个抱臂220相互靠近或远离。在第一驱动组件210与两个抱臂220均连接时，第一驱动组件210也可以是驱动其中一个抱臂220运动以使两个抱臂220相对靠近或远离，当然，第一驱动组件210也可以驱动两个抱臂220一起运动以使两个抱臂220相对靠近或远离。本技术实施例通过将夹持机构200设置为包括第一驱动组件210和两个抱臂220的结构，使得通过第一驱动组件210驱动两个抱臂220相对靠近或远离来实现夹抱功能，从而使得夹持机构200的结构相对简单。
39.半导体片材组件400是在半导体工艺设备800的腔室内进行工艺操作，为了便于抱臂220向腔室内传输待加工的半导体片材组件400，或将已加工的半导体片材组件400从腔
室内取出，抱臂220可以包括抱臂本体225和延伸部226，抱臂本体225和延伸部226的一个端部连接，延伸部226的另一端部可以沿背离抱臂本体225的一侧延伸，延伸部226可以为杆件结构，延伸部226用于承载待加工的半导体片材组件400和已加工的半导体片材组件400。在抱臂220向腔室内传输待加工的半导体片材组件400，或将已加工的半导体片材组件400从腔室内取出时，延伸部226的背离抱臂本体225的一端用于伸入腔室。
40.由于半导体片材组件400是在半导体工艺设备800的腔室内进行工艺操作的，在抱臂220将已加工的半导体片材组件400从腔室内取出时，需要通过专用的拖拽工具先将已加工的半导体片材组件400向外拖拽一端距离后，再通过两个抱臂220夹抱取出。然而单独设置拖拽工具会使得设备相对较多，且设备的利用率较低。为了可以减少设备，且提高设备的利用率，可选的，两个抱臂220中的至少一者的前端可以具有拖拽凸起221，半导体片材组件400的端部可以具有用于与拖拽凸起221配合的拖拽配合部410，抱臂220可通过拖拽凸起221与拖拽配合部410的配合以拖拽已加工的半导体片材组件400进出半导体工艺设备800。
41.具体的，拖拽配合部410可以是圆环、凸起、凹槽等结构，在需要将已加工的半导体片材组件400从腔室向外拖拽一端距离时，具有拖拽凸起221的抱臂220可以伸入内腔，且拖拽凸起221与拖拽配合部410将已加工的半导体片材组件400向外拖拽一段距离，本技术不限制该距离，只要能将半导体片材组件400拉拽到方便夹持的位置即可。在两个抱臂220均有拖拽凸起221时，可以是两个抱臂220一起进入腔室，通过其中一个抱臂220的拖拽凸起221与拖拽配合部410配合，当然，也可以是两个抱臂220中的一个进入腔室与拖拽配合部410配合。
42.通过设置拖拽凸起221，使得在抱臂220将已加工的半导体片材组件400从腔室内取出时，可以通过抱臂220的拖拽凸起221将已加工的半导体片材组件400向外拖拽一端距离后，再通过两个抱臂220夹抱取出，从而不再使用其他的专用拖拽工具，从而使得搬运机器人的功能进一步提升。
43.在相关技术中，半导体片材组件400的顶部相对的两侧设置有挂接凸缘420，从而便于单独的夹抱设备与挂接凸缘420搭接配合进行夹抱半导体片材组件400。为了便于搬运机器人从挂接凸缘420对半导体片材组件400进行夹抱，可选的，抱臂220可以具有内侧壁，两个抱臂220的内侧壁可以相对设置。内侧壁可以设有支撑凸起222，半导体片材组件400的顶部相对的两侧均设有挂接凸缘420，在两个抱臂220相对靠近时，两个抱臂220的支撑凸起222可对应地与挂接凸缘420搭接配合，以使半导体片材组件400被夹持在两个支撑凸起222之间。通过在抱臂220上设置支撑凸起222，使得支撑凸起222可以与半导体片材组件400的挂接凸缘420配合，从而使得两个抱臂220实现对半导体片材组件400的夹抱与松开。
44.在具体的实施过程中，两个抱臂220夹持半导体片材组件400之前，两个抱臂220位于半导体片材组件400的具有挂接凸缘420的两侧，两个抱臂220相互靠近时，两个抱臂220上的支撑凸起222相互靠近，且分别与对应的挂接凸缘420搭接配合，以使两个挂接凸缘420挂接支撑在两个支撑凸起222上，从而可将半导体片材组件400夹抱。在两个抱臂220相对远离时，两个支撑凸起222可以与两个挂接凸缘420分离，从而松开半导体片材组件400。
45.在两个抱臂220夹抱半导体片材组件400时，如果夹持机构200出现倾斜，在沿两个抱臂的延伸方向的端部半导体片材组件400容易出现滑落，为了防止半导体片材组件400滑落，可选的，两个抱臂220中的至少一者的前端可以具有限位止档223，在两个抱臂220夹持
半导体片材组件400时，限位止档223用于与半导体片材组件400的端面限位接触，以限制半导体片材组件400沿其与限位止档223限位接触的端面方向移动，半导体片材组件400沿其与限位止档223限位接触的端面移动的方向与两个抱臂220的延伸方向一致。
46.通过设置限位止档223，使得在两个抱臂220夹持半导体片材组件400时，限位止档223用于与半导体片材组件400的端面限位接触，从而可以限制半导体片材组件400沿其与限位止档223限位接触的端面方向移动，从而可以防止半导体片材组件400从两个抱臂220的延伸方向滑落。
47.半导体片材组件400可以包括半导体片材450和晶托板460，在半导体片材组件400传输至半导体工艺设备800内之前，半导体片材450可以粘接在晶托板上，上述实施例中的拖拽配合部410和挂接凸缘420均可以设于晶托板460上。在一些工艺过程中，半导体片材组件400需要进行切片处理(即对粘接在晶托板460上的半导体片材450进行切片处理)，例如晶棒在切片机进行切片，半导体片材450在切片前是粘接在晶托板460上，切片后的半导体片材450的每个片材单元是粘接在晶托板460上，切片后的所有片材单元和晶托板460共同形成已加工的半导体片材组件400，进而使得半导体片材组件400处于已加工状态。为了防止抱臂220将切片后的半导体片材组件400传输至第二中转区120后各片材单元发生散落，可选的，搬运机器人还可以包括装载支架500，装载支架500可以用于装载已加工的半导体片材组件400，装载支架500可以活动地设于第二中转区120。两个抱臂220均可以具有挂接凸起224，装载支架500可以设有与挂接凸起224挂接配合的挂接配合部510，夹持机构200可以通过挂接凸起224与挂接配合部510的挂接配合将装载支架500传送至第二中转区120，或从第二中转区120传送至第二中转区120之外的指定区域。
48.装载支架500为能够对装载于其上的已加工的半导体片材组件400进行防护的支架，例如装载支架500可以防止装载于其上的切片后的半导体片材450发生散落，其具体结构可以根据切片后的半导体片材450的形状进行相应地设计。例如，装载支架500可以是花篮状结构。在一些应用场景中，由于半导体片材450粘接在晶托板460上，在半导体片材450进行切片后，需要对已加工的半导体片材组件400进行脱胶处理，即将粘接在晶托板460与半导体片材450之间的胶脱掉，此时两个抱臂220可以通过挂接凸起224与装载支架500的挂接配合部510挂接配合将装载支架500和装载于其上的已加工的半导体片材组件400运输至脱胶设备处进行脱胶处理。脱胶过程可以在装载支架500上进行，在脱胶的过程中，装载支架500可以对切片后的半导体片材组件400起到限位作用，从而防止切片后的半导体片材450散落。
49.通过在第二中转区120活动地设置装载支架500，使得在两个抱臂220将已加工的半导体片材组件400从半导体工艺设备800取出后可以放置于装载支架500上，从而使得装载支架500可以对已加工的半导体片材组件400进行防护。而且，还可以通过两个抱臂220的挂接凸起224与装载支架500的挂接配合部510挂接配合将已加工的半导体片材组件400和装载支架500一起从第二中转区120传送至已加工的半导体片材组件存放处或指定区域。
50.具体的，第一驱动组件210可以包括第一导轨211、第一滑块212和第一驱动源213，第一导轨211可以安装于车架100，第一滑块212可以滑动地设于第一导轨211，抱臂220可以与第一滑块212连接，第一驱动源213可以设于车架100，且与两个抱臂220中的至少一者连接，用于驱动两个抱臂220相互靠近或远离。第一驱动源213用于驱动与其连接的抱臂220沿
第一导轨211移动，以使驱动两个抱臂220相互靠近或远离。第一导轨211可以是直接安装于车架100，也可以通过其他构件间接的连接于车架100。第一驱动源213可以是直接设于车架100，也可以是通过其他构件连接于车架100。
51.本技术实施例公开了一种具体的第一驱动组件210，通过将第一驱动组件210设置为包括第一导轨211、第一滑块212和第一驱动源213，通过第一导轨211和第一滑块212的滑动配合的方式使得两个抱臂220相对靠近或远离更稳定。
52.为了使两个抱臂220可以单独进行控制，可选的，第一驱动组件210可以包括两个第一导轨211、两个第一滑块212和两个第一驱动源213。两个抱臂220可以对应地与两个第一滑块212连接，两个第一滑块212对应地与两个第一导轨211滑动配合，两个第一驱动源213对应地与两个抱臂220连接。通过对两个抱臂220分别对应地设置第一导轨211、第一滑块212和第一驱动源213，使得两个抱臂220可以单独运动，从而使得两个抱臂220的运动方式更灵活。
53.具体的，驱动机构可以包括第二驱动组件310和第三驱动组件320，第二驱动组件310和第三驱动组件320均可以设于车架100，第二驱动组件310和第三驱动组件320均可以与夹持机构200连接，第二驱动组件310可以用于驱动夹持机构200在竖直方向移动，第三驱动组件320可以用于驱动夹持机构200在第一水平方向移动。
54.通过将驱动机构设置为包括第二驱动组件310和第三驱动组件320，使得第二驱动组件310可以驱动夹持机构200在竖直方向移动，第三驱动组件320可以驱动夹持机构200在第一水平方向移动，从而使得夹持机构200可以在竖直方向和第一水平方向移动。
55.具体的，第二驱动组件310可以包括第二导轨311、第二滑块312和第二驱动源313，第二导轨311可以安装于车架100，第二滑块312可以滑动地设于第二导轨311，夹持机构200可以与第二滑块312连接，第二驱动源313可以设于车架100，且与第二滑块312连接，用于驱动第二滑块312带动夹持机构200沿第二导轨311移动，其中，第二滑块312沿第二导轨311移动的方向与竖直方向一致。通过将第二驱动组件310设置为包括第二导轨311、第二滑块312和第二驱动源313的结构，使得夹持机构200在竖直方向的移动相对稳定。
56.搬运机器人还可以包括第二支架700，第二支架700可以与第二滑块312连接，第二滑块312可带动第二支架700沿第二导轨311移动，第三驱动组件320可以包括第三导轨、第三滑块322和第三驱动源323，第三导轨可以安装于第二支架700，第三滑块322可以滑动地设于第三导轨，夹持机构200可以与第三滑块322连接，第三驱动源323可以设于第二支架700，且与夹持机构200连接，用于驱动夹持机构200随第三滑块322沿第三导轨移动，其中，第三滑块322沿第三导轨的移动方向与第一水平方向一致，夹持机构200可在第一水平方向拖拽已加工的半导体片材组件400进出半导体工艺设备。通过将第三驱动组件320设置为包括第三导轨、第三滑块322和第三驱动源323的结构，使得夹持机构200在第一水平方向的移动相对稳定。
57.可选的，夹持机构200可以包括两个抱臂220和第一驱动组件210，第一驱动组件210可以设于车架100，两个抱臂220可以活动地设于车架100，第一驱动组件210可以与两个抱臂220中的至少一者连接，以驱动两个抱臂220相对靠近或远离，其中，两个抱臂220的相对靠近或远离的移动方向为第二水平方向，第二水平方向与第一水平方向相交或异面。通过第一驱动组件210驱动两个抱臂220在第二水平方向相对靠近或远离，且第二水平方向与
第一水平方向相交或异面，使得两个抱臂220可以在竖直方向、第一水平方向和第二水平方向上移动。
58.在一些实施例中，车架100包括车架本体和第一支撑件和第二支撑件，第一支撑件和第二支撑件均活动的设于车架本体，第一支撑件的支撑面为第一中转区110，第二支撑件的支撑面为第二中转区120。第一支撑件和第二支撑件分别可沿车架本体在水平方向移动，例如可以在第一水平方向和第二水平方向移动。通过将第一支撑件和第二支撑件分别设置为可沿车架本体在水平方向移动，可以便于对第一中转区110和第二中转区120的位置调节，从而使得在搬运机器人停靠出现偏差时，可以通过调节第一中转区110和第二中转区120的位置来使得夹持机构200将半导体片材组件400准确的放置在第一中转区110或第二中转区120，以及可以准确的将半导体片材组件400从第一中转区110或第二中转区120取下。
59.在夹持机构200将已加工的半导体片材组件400从半导体工艺设备800内取出时，已加工的半导体片材组件400会附着有液体，例如在半导体片材组件400进行切片时会在切片后的半导体片材组件400上残留泥浆水，为了避免液体随意滴落，可选的，搬运机器人还可以包括接水槽900，接水槽900活动地设于车架100，在夹持机构200将已加工的半导体片材组件400从半导体工艺设备800内取出的过程中，接水槽900伸出车架100之外，并移动至已加工的半导体片材组件400的移动路径的下方，以收集滴落的液体，在已加工的半导体片材组件400传输至第二中转区120时，接水槽900收回至车架100内。在包括具有装载支架500的实施例中，接水槽900可以活动的设于装载支架500的底部，在已加工的半导体片材组件400传输至装载支架500后，接水槽900可以位于装载支架500的底部，从而收集装载于装载支架500上的已加工的半导体片材组件400滴落的液体。
60.通过设置接水槽900，使得在夹持机构200将已加工的半导体片材组件400从半导体工艺设备800内取出时，已加工的半导体片材组件400附着的液体被接水槽900收集，从而可以避免液体随意滴落。
61.本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
62.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。