专利名称：一种传输机器人的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机器人，特别是涉及在多个工位之间传送诸如硅片的一种传输机器人。
背景技术：
在半导体制造过程中应用传输机器人，实现了诸如半导体晶片、平板显示器等工件高效，可靠，安全地定位和转移。在现有技术中，R-θ型机器人拥有3个自由度，R(径向运动)，θ(旋转运动)，Z(上下运动)。如美国阿西斯特技术公司开发的工件处理机器人，专利号00803652.7公开号CN134419A
公开日期2002年4月10日。其特点是机器人手臂的运动是通过带传动机构实现的径向运动。具体是中心支柱包括2个同心轴，第一台电机位于基体内垂直移动各轴，第二台电机安装于基体内控制外轴转动完成臂体的伸展动作。第三台电机位于基体内控制内外轴同时转动完成旋转运动。这种机器人存在结构复杂，中心支柱的刚性差，Z向运动易倾斜，因而维护频率高。
实用新型内容本实用新型的目的就是要解决传输机器人的刚性低，结构复杂，相位调整困难的问题，提供一种精密传动，刚度高，运行平稳，结构简单，成本低，可靠性好，精度高的传输机器人。
本实用新型的技术方案是一种传输机器人，由机器人基体A，升降旋转机构B，臂体伸缩机构C，末端执行器翻转机构D，真空吸附执行器系统E组成，其特征在于基体A内的旋转升降机构B通过胀套36与臂体伸缩机构C相连，末端执行器翻转机构D与臂体伸缩机构C通过旋转阀体34连接，真空吸附执行器系统E与末端执行器翻转机构D通过气缸轴架16连接；升降旋转机构由转向电机1)和升降电机26和滚珠丝杠花键5组成，其中转向电机1通过其上的转向小同步齿形带轮2经过同步齿形带与转向大同步齿形带轮3连接，转向大同步齿形带轮3与滚珠丝杠花键5的下端连接。升降电机26通过其上的升降小同步齿形带轮25经过同步齿形带与升降大同步齿形带轮6连接，升降大同步齿形带轮6与滚珠丝杠花键5的上端连接，滚珠丝杠花键5通过滚珠花键套筒4与基体的上盖板7相连；臂体伸缩机构由伸缩电机9通过其上的伸缩小同步齿形带轮8与伸缩大同步齿形带轮24构成的行星轮系传递动力；臂体伸缩机构C由同步齿形带轮18，胀套30，前臂小带轮轴20构成同步传动的相位调整机构。
臂体伸缩机构C中的旋转气路由旋转阀芯13，旋转阀体34，小交叉滚子轴承32构成。
真空吸附执行器系统E由气缸转轴31，气缸轴架16组成。
本实用新型的有益效果由于采用丝杠花键轴进行臂体的升降和旋转运动，简化了机构，降低成本，提高刚性，增强运动的可靠性，降低了维护频率；采用行星轮系传递臂体的伸缩动力，简化了机构，利用电机本身的重量可以平衡臂体的翻转力矩；采用胀套将同步齿形带轮与固定轴的连接，可以方便的进行同步传动的相位调整，有利于安装调试。该设备可广泛应用在半导体硅片，LCD基板玻璃的的传输过程中。
图1是本实用新型结构剖视图。其中A.机器人基体，B.升降旋转机构，C.臂体伸缩机构，D.末端执行器翻转机构，E.真空吸附系统，1.转向电机，2.转向小同步齿形带轮，3.转向大同步齿形带轮，4.丝杠花键筒，5.滚珠丝杠花键，6.升降大同步齿形带轮，7.上盖板，8.伸缩小同步齿形带轮，9.伸缩电机，10.大交叉滚子轴承，11.后臂大同步齿形带轮，12.前臂大同步齿形带轮，13.旋转阀芯，14.末端执行器转台，15.翻转气缸，16.气缸轴架，17.前臂体，18.前臂小同步齿形带轮，19.末端执行器，20.前臂小带轮轴，21.前臂转台，22.后臂小同步齿形带轮，23.后臂体，24.伸缩大同步齿形带轮，25.升降小同步齿形带轮，26.升降电机，27.筒体，28.挡块，29.下盖板，30.胀套，31.气缸转轴，32.小交叉滚子轴承，33.轴承，34.旋转阀体，35.气管。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型的实施，本实用新型的作业过程如下接获运动指令后，前、后臂体上升至一定高度，再转动至与工件相对应的角度。然后，臂体伸展至硅片的下方位置，真空开始生成，臂体上升至与硅片接触，同时真空将硅片吸附到末端执行器上。臂体收缩至起始位置，然后臂体转动至硅片需要放置的角度，伸展到相应的位置，末端执行器翻转，将硅片放置到目标位置，待稳定后，真空释放，硅片可以安全放置到目标位置。再返回至初始角度，准备下一循环动作。
机器人的进行升降和旋转动作时，转向电机1通过其上的转向小同步齿形带轮2，经过同步齿形带与将动力传递给转向大同步齿形带轮3。转向大同步齿形带轮3带动滚珠丝杠花键5旋转，完成机器人的θ向旋转运动的动作。升降电机26通过其上的升降小同步齿形带轮25经过同步齿形带与动力传递给升降大同步齿形带轮6。升降大同步齿形带轮6带动滚珠丝杠花键5旋转，完成机器人的Z(上下运动)向动作。由于带动滚珠丝杠花键5是丝杠和花键的组合结构，所有旋转和升降动作相互影响，因此控制这两个动作的电机需要进行解藕动作，采用交流伺服电机可以有效的解决这个问题。
进行径向伸缩动作时，伸缩大同步齿形带轮24静止，伸缩电机9旋转，它本身绕伸缩大同步齿形带轮24周转，因其固联在后臂体23上，所以带动后臂体绕滚珠丝杠花键5中心旋转。在转动种后臂小齿形带轮22通过同步齿形带绕静止的后臂大齿形带轮12周转，同时，带动前臂转台21与前臂小带轮轴20作同心转动，前臂转台21与前臂体17固联，因此前臂体17也与前臂小带轮轴20作同心旋转，在前臂体17的带动下，前臂大齿形带轮12绕相对前臂体静止的前臂小齿形带轮18周转。这其中后臂大同步齿形带轮11与后臂小同步齿形带轮22的传动比是2∶1，前臂小同步齿形带轮18与前臂大同步齿形带轮12的传动比是1∶2。这一系列动作的结果是与前臂大同步齿形带轮12同心固联的末端执行器转台14的动作轨迹始终是指向圆心的直线运动，也就是R向运动。
前臂小同步齿形带轮18与前臂小带轮轴20的联接采用胀套的方式。这种联接可以方便的调节同步齿形带轮的相位，用来调整与前臂大同步齿形带轮12固联的末端执行器转台14的角度。在装配时，可以容易地将末端执行器转台的轴线的延长线经过滚珠丝杠花键轴的轴心。
为了在臂体内布置气动管路和翻转气缸的信号线采用中空的旋转接头作为过渡。旋转接头由旋转阀体12，旋转阀芯13，O形密封圈组成。两个气压管路，一个真空管路通过管接头与旋转接头相连，避免了气管相对末端执行器转台14转动所引起的管线缠绕。信号线通过旋转阀芯的中空部分与气动管路会合，经过中空的前臂小带轮轴20，与交流伺服电机的电源线和控制线一起经过中空的滚珠花键5引入到基体内。
本实用新型采用交流伺服电机，控制系统采用PMAC多轴控制器+PC上位机.上位PC通过RS232接口将运动程序下载道PMAC中的FLASH中。PMAC运行该程序，控制伺服电机的运动。气缸的运动由PMAC中的通用I/O口，控制固体继电器操作电磁阀动作，完成气缸的翻转。同样，真空吸附也由PMAC中的通用I/O口，控制固体继电器操作电磁阀动作，完成真空的生成和释放。
权利要求1.一种传输机器人，由机器人基体(A)，升降旋转机构(B)，臂体伸缩机构(C)，末端执行器翻转机构(D)，真空吸附执行器系统(E)组成，其特征在于基体(A)内的旋转升降机构(B)通过胀套(36)与臂体伸缩机构(C)相连，末端执行器翻转机构(D)与臂体伸缩机构(C)通过旋转阀体(34)连接，真空吸附执行器系统(E)与末端执行器翻转机构(D)通过气缸轴架(16)连接；升降旋转机构由转向电机(1)和升降电机(26)和滚珠丝杠花键(5)组成，其中转向电机(1)通过其上的转向小同步齿形带轮(2)经过同步齿形带与转向大同步齿形带轮(3)连接，转向大同步齿形带轮(3)与滚珠丝杠花键(5)的下端连接；升降电机(26)通过其上的升降小同步齿形带轮(25)经过同步齿形带与升降大同步齿形带轮(6)连接，升降大同步齿形带轮(6)与滚珠丝杠花键(5)的上端连接，滚珠丝杠花键(5)通过滚珠花键套筒(4)与基体的上盖板(7)相连；臂体伸缩机构由伸缩电机(9)通过其上的伸缩小同步齿形带轮(8)与伸缩大同步齿形带轮(24)构成的行星轮系传递动力；臂体伸缩机构(C)由同步齿形带轮(18)，胀套(30)，前臂小带轮轴(20)构成同步传动的相位调整机构。
2.按照权利要求1所述传输机器人，其特征在于所述臂体伸缩机构(C)中的旋转气路由旋转阀芯(13)，旋转阀体(34)，小交叉滚子轴承(32)构成。
3.按照权利要求1所述传输机器人，其特征在于所述真空吸附执行器系统(E)由气缸转轴(31)，气缸轴架(16)组成。
专利摘要本实用新型涉及一种传输机器人，特别是涉及在多个工位之间传送诸如硅片的一种传输机器人。该传输机器人由机器人基体，升降旋转机构，臂体伸缩机构，末端执行器翻转机构，运动控制系统，真空吸附系统构成。基体内的旋转升降机构通过胀套与臂体伸缩机构相连，末端执行器翻转机构与臂体伸缩机构通过旋转阀体连接，真空吸附执行器系统与末端执行器翻转机构通过气缸轴架连接；升降旋转机构由转向电机和升降电机和滚珠丝杠花键组成。传动精密，刚度高，运行平稳，结构简单，成本低，可靠性好，采用可调装置方便同步齿形带轮的相位调整。该设备广泛应用于半导体硅片，LCD基板玻璃的传输过程中。
文档编号H01L21/00GK2762970SQ20042011301
公开日2006年3月8日 申请日期2004年11月4日 优先权日2004年11月4日
发明者康仁科, 郭东明, 张士军, 金洙吉, 丛明, 王永青 申请人:大连理工大学