托盘转运装卸装置及半导体加工设备的制作方法

1.本实用新型涉及半导体设备领域，具体涉及一种托盘转运装卸装置及半导体加工设备。


背景技术：

2.在半导体加工制造过程中，当前端输送来的托盘盒到达预定位置后，下游设备有时只需要单独使用托盘盒内的托盘，而无需对托盘盒进行传递操作。此时，下游设备在执行其工艺过程时，需要先从托盘盒内取出托盘，再将托盘传送至下游设备的下一传递位置或加工位置上，在完成下游设备上的工艺加工后，还需要将托盘返回传送至托盘盒内。在上述过程中，需要通过相应的装置来实现对托盘盒内的托盘进行装卸盒及转运操作。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提供了一种托盘转运装卸装置，其包括：
4.安装基板，根据所述安装基板的延伸方向限定了第一方向和第二方向，所述第一方向与所述第二方向相垂直；
5.第一方向驱动部件，所述第一方向驱动部件包括第一方向活动平台、第一传动组件、第二传动组件和第一动力组件，所述第一方向活动平台和所述第一传动组件设置于所述安装基板的一面，所述第一动力组件设置于所述安装基板的另一面；所述第一动力组件、所述第二传动组件、所述第一传动组件、所述第一方向活动平台依次相连接，从而适于通过所述第一动力组件驱动所述第一方向活动平台沿所述第一方向活动；
6.第二方向驱动部件，所述第二方向驱动部件设置于所述第一方向活动平台；所述第二方向驱动部件包括与托盘相配合的机械手，所述机械手被设置为适于沿所述第二方向活动。
7.进一步地，所述安装基板上设置有通孔，所述第二传动组件穿过所述通孔并分别与所述第一动力组件和所述第一传动组件相连接。
8.进一步地，所述第一传动组件包括丝杆、丝母、直线导轨和导轨滑块，所述丝杆和所述直线导轨沿所述第一方向布置，所述第一方向活动平台与所述丝母和所述导轨滑块相连接，从而适于通过所述丝杆配合所述丝母的传动方式驱动所述第一方向活动平台沿所述第一方向活动。
9.进一步地，所述安装基板上还设置有限位组件，以限定所述第一方向活动平台沿所述第一方向活动的极限位置。
10.进一步地，所述第二方向驱动部件包括电缸模组，通过所述电缸模组带动所述机械手沿所述第二方向活动。
11.进一步地，所述第二方向驱动部件还包括第二动力组件，所述第二动力组件与所述电缸模组相连接。
12.进一步地，所述第一动力组件和所述第二动力组件采用伺服电机。
13.进一步地，所述安装基板上还设置有光电传感器，所述第一方向活动平台上设置有与所述光电传感器相配合的传感器感应板，从而当所述第一方向活动平台移动至感应位置时能够触发感应信号。
14.进一步地，所述托盘转运装卸装置还包括安装框架，从而适于将所述托盘转运装卸装置模块化装配。
15.本实用新型还提供了一种半导体加工设备，其包括上述的托盘转运装卸装置。
16.本实用新型的托盘转运装卸装置能够协助实现托盘转运卸盒装盒的自动化操作，避免狭小空间中人员的手工操作介入、避免人员手工操作失误、提高生产效率以及产线产能。同时，托盘转运装卸装置整体设计紧凑，适于模块化装配，从而易于进行设备维护保养、缩短设备维护保养时间。
17.以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
18.图1是本实用新型的一个实施例的托盘转运装卸装置的结构示意图；
19.图2是图1的托盘转运装卸装置的另一结构示意图，其中取放机构未示出；
20.图3是图1的托盘转运装卸装置的另一视角的结构示意图，示出了安装基板的背面；
21.图4是图1的托盘转运装卸装置的另一视角的结构示意图；
22.图5是图1的托盘转运装卸装置的取放机构的结构示意图；
23.图6是本实用新型的一个实施例的托盘转运装卸装置与托盘盒和托盘的结构示意图。
24.附图标记说明：
25.101—安装基板，
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102—滚珠丝杆，
26.103—丝母，
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104—丝杆固定座，
27.105—丝杆支撑座，
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106—被动同步带轮，
28.107—同步带，
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108—主动同步带轮，
29.109—伺服电机，
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110—电机安装支架，
30.111—拖链，
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112、113—拖链安装板，
31.114—光电传感器，
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115—传感器安装板，
32.116—传感器感应板，
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117—传感器安装型材，
33.118—升降平台，
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119—限位块安装板，
34.120—限位块，
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121—直线导轨，
35.122—导轨滑块，
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123—通孔，
36.200—取放机构，
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201—电缸模组，
37.202—伺服电机，
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203—拖链，
38.204—拖链安装板，
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205—机械手，
39.300—安装框架，
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400—托盘盒，
40.500—托盘。
具体实施方式
41.在本实用新型的实施方式的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对实用新型的限制。附图为原理图或者概念图，各部分厚度与宽度之间的关系，以及各部分之间的比例关系等等，与其实际值并非完全一致。
42.图1至图4示出了本实用新型的一个实施例的托盘转运装卸装置的结构示意图，其中包括安装基板101、安装于安装基板101的升降机构、与升降机构相连接的取放机构200和安装框架300。
43.本实施例的安装基板101为长方形板状结构，安装基板101的正面设置有丝杆固定座104、丝杆支撑座105和直线导轨121，滚珠丝杆102装置于丝杆固定座104和丝杆支撑座105。滚珠丝杆102和直线导轨121的布置方向与安装基板101的长度延伸方向一致。
44.丝母103和导轨滑块122分别与滚珠丝杆102和直线导轨121相配合，并且丝母103和导轨滑块122还与升降平台118相连接，从而适于通过转动滚珠丝杆102使升降平台118沿直线导轨121活动，即沿安装基板101的长度延伸方向活动。
45.在安装基板101的背面设置有电机安装支架110，伺服电机109设置于电机安装支架110。伺服电机109的电机轴连接主动同步带轮108，与之相配合地，滚珠丝杆102的一端连接有被动同步带轮106，通过连接同步带107，使主动同步带轮108和被动同步带轮106可同步转动，具体地，安装基板101上设置有通孔123，同步带107穿过通孔123并分别与主动同步带轮108和被动同步带轮106配合连接，从而可以通过控制伺服电机109驱动滚珠丝杆102转动，继而驱动升降平台118沿直线导轨121活动，并且通过伺服电机109可精确地控制升降平台118的移动量。伺服电机109和滚珠丝杆102分别设置在安装基板101的不同面，同时伺服电机109和滚珠丝杆102在空间位置上均被设置于同步带107的同一侧，即均设置在同步带107的上方，这使得整体结构可以更加紧凑同时也便于维护。
46.安装基板101的正面还设置有限位块安装板119，限位块安装板119上设置有限位块120，限位块120通过物理方式限定了升降平台118可以到达的极限位置，当升降平台118由于某些异常而运动并抵靠住限位块120时，伺服电机109通常会有过载或过流报警而停止运转，从而对升降平台118形成制动。
47.安装基板101的正面的一侧还设置有传感器安装型材117，传感器安装型材117具有条状结构，其布置方向与安装基板101的长度延伸方向一致，即传感器安装型材117与直线导轨121和滚珠丝杆102为平行设置。可在传感器安装型材117的任意位置设置传感器安装板115，传感器安装板115上安装有光电传感器114，与之相应地，升降平台118的一侧设置有传感器感应板116，传感器感应板116和光电传感器114相配合，当两者处于正对位置时，可触发或改变光电传感器114的感应信号，从而适于获知升降平台118所处的位置。
48.传感器安装型材117上可设置多组传感器安装板115和光电传感器114，以适于不同的应用需求。如在传感器安装型材117的两端分别设置一组传感器安装板115和光电传感器114，可作为升降平台118上下移动的限位开关，以用于升降平台118在上下极限位置的制动，以及初始化时的位置归零；如在传感器安装型材117的中间段设置相应的传感器安装板
115和光电传感器114，以限定升降平台118的各工作位置，如使升降平台118在需取放托盘的位置停止，继而执行取放机构200的操作。本实施例中，传感器安装型材117的上端设置有一组传感器安装板115和光电传感器114，下端设置有两组传感器安装板115和光电传感器114，下端的两光电传感器114位置距离较近，该三处光电传感器114自上而下分别作为上极限位置传感器、原点位置传感器和下极限位置传感器，当对升降平台118位置初始化时，驱动升降平台118在到达任一极限位置传感器位置时返回至原点位置传感器位置，在后续工作中对于升降平台118移动量可通过伺服电机109控制。
49.上述在安装基板101上直接或间接设置的组件使升降平台118能够可控地安全地在沿安装基板101的长度延伸方向上活动，在实际使用中，安装基板101基本是垂直于水平面竖直设置的，升降平台118水平设置，从而升降平台118在实际使用中可作为一个垂直升降的水平平台。
50.取放机构200被设置于升降平台118上，并沿安装基板101的宽度延伸方向布置，从而取放机构200可随升降平台118一起升降。取放机构200包括电缸模组201、机械手205和伺服电机202，伺服电机202与电缸模组201相连接，为其提供动力，机械手205连接于电缸模组201的滑动组件，从而通过伺服电机202可驱动机械手205沿安装基板101的宽度延伸方向活动，具体在实际应用中，机械手205可沿水平方向直线运动，如图5所示。
51.本实施例的托盘转运装卸装置还包括安装框架300，安装基板101与安装框架300相连接。在位于安装基板101一侧的安装框架300上还设置有拖链安装板112，与之相应地，在升降平台118的边缘设置有拖链安装板113，拖链111的两端分别连接于拖链安装板112和113。本实施例中，将连接伺服电机202的线缆穿设于拖链111中。
52.如图5所示，取放机构200还包括拖链安装板204和拖链203，拖链安装板204连接于机械手205的末端，拖链203的一端连接于拖链安装板204，另一端连接于升降平台118的表面。本实施例中，机械手205上还设置有气道和气管接头，将气管接头上连接的气管穿设于拖链203和111中。
53.本实施例的托盘转运装卸装置在能够实现托盘的取放移动的前提下，由安装框架300和安装基板101及其上组件构成的整体结构设计紧凑，适于模块化装配。在实际使用中，可将该模块化的托盘转运装卸装置整体直接安装于半导体加工设备，也可以整体拆卸及更换，从而易于进行设备维护保养、缩短设备维护保养时间。
54.参考图6，本实施例的托盘转运装卸装置的取出托盘的操作包括：
55.将升降平台118升降至对应高度位置；
56.驱动机械手205伸入托盘500下方，上述的对应高度位置满足此时机械手205与其上方的托盘500具有一预设间距；
57.将升降平台118上升一预设距离，使托盘500脱离托盘盒400内支承该托盘的框架而承载于机械手205上；
58.将机械手205收回。
59.本实施例的托盘转运装卸装置的放回托盘的操作包括：
60.将升降平台118升降至对应高度位置；
61.驱动机械手205伸入托盘盒400内，上述的对应高度位置满足此时机械手205上的托盘500与托盘盒400内支承该托盘的框架具有一预设间距；
62.将升降平台118下降一预设距离，使托盘500脱离机械手205而承载于托盘盒400内支承该托盘的框架上；
63.将机械手205收回。
64.本实施例的托盘转运装卸装置对于托盘的转运装卸，均可以通过类似上述取出托盘和放回推盘的操作来实现，如将托盘从半导体加工设备的工位或其它传递位置上进行取放等。
65.以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。