[發明專利]采用母旋轉式滾珠花鍵的雙臂晶圓傳輸機器人旋轉機構

有效

• 申請號: 201610985244.9
• 申請日: 2016-11-09
• 公開（公告）號: CN106379730B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 劉志峰;王冰;陶文秀;文俊武;張伯華;楊聰彬
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B25J9/06
• 分類號: B25J9/06;B25J9/04;B25J9/08;B65G47/80
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公開了采用母旋轉式滾珠花鍵的雙臂晶圓傳輸機器人旋轉機構，機器人本體主要包括如下四個部分：底座機構、升降機構、旋轉機構、手臂機構，升降機構安裝在底座機構上，升降機構通過旋轉機構與手臂機構連接。將T軸電機懸掛在Z軸升降臺增加Z軸電機負載的缺點，采用母旋轉式滾珠花鍵，實現T軸電機與升降臺分離，減小Z軸電機負載。采用內外環一體型交叉滾珠軸環，其內外圈均可利用螺釘來固定，不需要過盈安裝，可實現旋轉機構的簡易安裝與拆卸。質量與轉動慣量都很大會增加電機負載，且減小R軸電機安裝空間的缺點，采用兩頭帶螺紋孔的圓柱導桿實現轉矩傳遞，可減小機器人重量，且使R軸電機安裝空間更加緊湊。

技術領域

該發明應用于半導體及集成電路制造產業，用于晶圓在不同工位上的傳輸，屬于工業機器人技術領域。

背景技術

晶圓傳輸機器人對于保證IC產品的質量，提高IC生產線效率等，都具有重要的意義，是半導體及集成電路領域的重要裝備之一。晶圓傳輸機器人因其占用空間小，結構緊密，傳動系統復雜，一直為國外所壟斷。實現晶圓機器人的國產化對于提高國內半導體行業的發展具有重大意義。

發明內容

本發明的目的是針對全伺服電機型雙臂晶圓傳輸機器人旋轉機構(T軸)的傳動與布局方式進行改進，由于伺服電機輸出轉矩較小，對慣量匹配要求較高，因此需要在相對較小的空間中完成多級減速比以實現機器人的高動態響應。

本發明采用如下技術方案：機器人本體主要包括如下四個部分：底座機構01、升降機構02、旋轉機構03、手臂機構04，升降機構02安裝在底座機構01上，升降機構02通過旋轉機構03與手臂機構04連接。

底座機構01包括Z軸驅動伺服電機01-01、Z軸電機減速機01-02、Z軸驅動帶輪01-03、絲杠軸驅動帶輪01-04、絲杠軸01-05、T軸驅動伺服電機01-06、T軸電機減速機01-07、T軸驅動帶輪01-08、花鍵軸驅動帶輪01-09、花鍵軸01-10、導軌01-11、安裝底座01-12。

升降機構02包括升降臺02-01、滾珠絲杠螺母02-02、花鍵母02-03、花鍵母帶輪02-04、內外環一體型交叉滾珠軸環02-05、滑塊02-06。

旋轉機構03包括旋轉臺03-01、旋轉臺驅動帶輪03-02、圓柱導桿03-03、R軸電機固定架03-04、R軸驅動減速型伺服電機03-05、R軸驅動帶輪03-06、手臂驅動帶輪03-07、手臂驅動輸出軸03-08、手臂驅動輸出軸軸承03-09、薄壁筒03-10。

Z軸驅動伺服電機01-01經Z軸電機減速機01-02減速后，驅動Z軸驅動帶輪01-03，Z軸驅動帶輪01-03與絲杠軸驅動帶輪01-04通過同步帶連接，帶動絲杠軸01-05旋轉，絲杠軸01-05驅動滾珠絲杠螺母02-02實現Z向運動，由于滾珠絲杠螺母02-02與升降臺02-01固連，實現升降臺02-01的Z向運動?；ㄦI母02-03外圈與升降臺02-01固連，可隨升降臺02-01一同實現Z向運動。導軌01-11與安裝底座01-12固連，滑塊02-06與升降臺02-01固連，可用來輔助引導升降臺的Z向運動。

T軸驅動伺服電機01-06經T軸電機減速機01-07減速后，驅動T軸驅動帶輪01-08，T軸驅動帶輪01-08與花鍵軸驅動帶輪01-09通過同步帶連接，帶動花鍵軸01-10旋轉，花鍵軸01-10帶動花鍵母02-03旋轉，花鍵母帶輪02-04與花鍵母02-03內圈固連并隨花鍵軸01-10同步旋轉?；ㄦI母帶輪02-04通過同步帶與旋轉臺驅動帶輪03-02連接并通過兩個同步帶輪齒數比來實現減速，旋轉臺驅動帶輪03-02與旋轉臺03-01固連，實現旋轉臺03-01的旋轉運動。