專利名稱：機械手監(jiān)控和自動復位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動監(jiān)控和控制系統(tǒng)，特別是指一種機械手監(jiān)控和自 動復位系統(tǒng)。
技術(shù)背景一種模擬人手操作的自動機械手，他可按固定程序抓取，搬運物件或 操持工具完成某些特定操作，機械手可以代替人從事單調(diào)、重復或繁重的 體力勞動,實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，代替人在有害環(huán)境下的手工操作， 改善勞動條件，保證人身安全。隨著科技的發(fā)展，機械手廣泛用于機械制 造，冶金，輕工和原子能等部門。目前，機械手作為一種高端設備應用于半導體加工行業(yè)，代替人工進 行工件的搬運，它廣泛應用于先進的工業(yè)生產(chǎn)流水線上，具有操作便利、 高速、平穩(wěn)、提高勞動生產(chǎn)率等優(yōu)點。但是，在半導體設備當中的應用，存在著機械手偏移導致硅片劃傷的 隱患，而此種隱患在目前的技術(shù)手段下無法事前預知和控制. 一旦發(fā)生劃 傷受害面將非常之大。因此，在此技術(shù)領(lǐng)域中，需要一種機械手監(jiān)控和自動復位系統(tǒng)，可以 有效監(jiān)控機械手位置的偏差，同時對偏差量進行分析和判斷并做出報警或 對偏差進行自動調(diào)整。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種機械手監(jiān)控和自動復位系統(tǒng)，它 可以檢測機械手伸入片盒時與上下硅片的距離，防止在操作過程中硅片的 劃傷。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種機械手監(jiān)控和自動復位系 統(tǒng)，包括設備主控制系統(tǒng),發(fā)出搬送硅片的傳動信號使機械手開始運作; 機械手，把到位信號反饋給所述設備主控制系統(tǒng)；光信號發(fā)射器，接收設 備主控制系統(tǒng)發(fā)出的機械手到位信號，發(fā)出一列光信號；光信號接收器， 檢測光信號發(fā)射器發(fā)出的光信號；數(shù)據(jù)分析判斷模塊，根據(jù)光接收信號器 的數(shù)據(jù)進行處理和判斷，并把判斷信號反饋到所述設備主控制系統(tǒng)。所述設備主控制系統(tǒng)，接收所述數(shù)據(jù)模塊反饋的報警信號、正常作 業(yè)信號或補正信號后，發(fā)出報警、正常作業(yè)或補正指令。所述數(shù)據(jù)分析判斷模塊，根據(jù)接收到的偏差量，先判斷是否超過異常 報警的預定值，根據(jù)判斷，發(fā)出報警信號或正常作業(yè)信號反饋給設備主控 制系統(tǒng)，所述設備主控制系統(tǒng)發(fā)出報警或正常作業(yè)的指令；同時，所述數(shù) 據(jù)分析判斷模塊繼續(xù)與各標準進行比對或運算，并調(diào)用其它片盒數(shù)據(jù)進行 分析和判斷后發(fā)現(xiàn)異常時，再次發(fā)出補正信號反饋給設備主控制系統(tǒng)，所 述設備主控制系統(tǒng)發(fā)出補正指令。所述數(shù)據(jù)分析判斷模塊，判斷發(fā)出報警信號的標準有:l枚發(fā)生大于 Zmax時，發(fā)出緊急停機報警信號；或連續(xù)5枚發(fā)生同一方向的偏差量大于 Z2時；發(fā)出報警信號;或同片盒中有3枚超Z2且是同向偏差,而另有3枚 超Z2且也是同向偏差但與前3枚是反方向偏差時，發(fā)出報警信號;或連續(xù) 5盒每盒都出現(xiàn)4枚或4枚以上超過Zl且是同向偏差，而另有4枚或4枚 以上超過Z1且同向偏差但與前幾枚是反方向偏差時，發(fā)出報警信號；或如 發(fā)現(xiàn)機械手的厚度與測得的值Wrx偏差較大時,發(fā)出停機報警信號；或發(fā) 現(xiàn)硅片的厚度與測得的值Wx偏差較大時，發(fā)出停機報警信號。所述數(shù)據(jù)分析判斷模塊，判斷發(fā)出補正信號的標準有:如連續(xù)3盒中 每盒都有4枚或4枚以上偏差超過Z2且是同向偏差而其它硅片無反向偏 差超Z2時，此時數(shù)據(jù)分析判斷模塊將3盒中的所有偏差量進行求平均，根 據(jù)平均偏差量做出補正判斷，發(fā)出補正信號；或如果20盒制品中出現(xiàn)5 盒都有4枚或4枚以上偏差超過Z2且是同向偏差而同片盒中的其它硅片 無反向偏差超Z2時,此時數(shù)據(jù)分析判斷模塊將5盒中的所有偏差量進行求 平均，根據(jù)平均偏差量做出補正判斷，發(fā)出補正信號；或如果連續(xù)3盒中 都有IO枚以上發(fā)生偏差超過ZI且是同向偏差而同片盒中的其它硅片無反 向偏差超Zl時，此時數(shù)據(jù)分析判斷模塊將3盒中的所有偏差量進行求平 均，根據(jù)平均偏差量做出補正判斷，發(fā)出補正信號。采用上述系統(tǒng)后，檢測機械手伸入片盒時與上下硅片的距離，有效監(jiān)控 機械手位置的偏差，同時對偏差量進行分析和判斷并做出報警或?qū)ζ钸M 行自動調(diào)整的補正指令。


下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。 圖l是本發(fā)明機械手監(jiān)控和自動復位系統(tǒng)的工作流程圖； 圖2是本發(fā)明機械手監(jiān)控和自動復位系統(tǒng)的工作示意圖； 圖3是光信號接收器與光信號發(fā)射器與機械手的相對位置示意圖。
具體實施例方式
工作方式如圖l所示，是由設備主控制系統(tǒng)發(fā)出搬送硅片的傳動信號使機械手伸出，等機械手伸到硅片背面時(在z軸動作前)，反饋一個到位信號給設備主控制系統(tǒng)，由設備主控制系統(tǒng)觸發(fā)光信號發(fā)射器發(fā)出一列光信號，如圖2所示，此系統(tǒng)由高密度的光信號發(fā)射器和光信號接收器組成，其光信 號發(fā)射器和接收器都為柱狀，同時數(shù)據(jù)分析模塊也被觸發(fā).光穿過片盒和硅 片被光線接收器檢測到，此時數(shù)據(jù)分析判斷模塊根據(jù)光信號接收器的數(shù)據(jù) 進行處理和判斷，并且所述數(shù)據(jù)分析判斷模塊，其工作方式為'后臺運算方 式'，不影響機械手的正常工作速度。 判斷發(fā)出報警信號的標準有① 1枚發(fā)生大于Zmax時，發(fā)出緊急停機報警信號；② 連續(xù)5枚發(fā)生同一方向的偏差量大于Z2時，發(fā)出報警信號(此時可 能片盒沒有放正)；◎同片盒中有3枚超Z2且是同向偏差，而另有3枚超Z2且也是同向 偏差但與前3枚是反方向偏差時,發(fā)出報警信號(如片盒變形等)；④連續(xù)5盒每盒都出現(xiàn)4枚或4枚以上超過Z1且是同向偏差，而另 有4枚或4枚以上超過Zl且同向偏差但與前幾枚是反方向偏差時，發(fā)出報 警信號(如機械手的步進馬達有老損等)；◎如發(fā)現(xiàn)機械手的厚度與測得的值(Wrx)偏差較大時，發(fā)出停機報警 信號(如機械手變形或感知器異常)；◎如發(fā)現(xiàn)硅片的厚度與測得的值(Wx)偏差較大時，發(fā)出停機報警信 號(如硅片放錯片槽，片盒未放正或感知器異常等)。 判斷發(fā)出補正信號的標準有① 如連續(xù)3盒中每盒都有4枚或4枚以上偏差超過Z2且是同向偏差 而其它硅片無反向偏差超Z2時，此時數(shù)據(jù)分析判斷模塊將3盒中的所有偏 差量進行求平均，根據(jù)平均偏差量做出補正判斷，發(fā)出補芷信號；② 如20盒制品中出現(xiàn)5盒都有4枚或4枚以上偏差超過Z2且是同 向偏差而同片盒中的其它硅片無反向偏差超Z2時，此時數(shù)據(jù)分析判斷模 塊將5盒中的所有偏差量進行求平均，根據(jù)平均偏差量做出補正判斷，發(fā) 出補正信號；③ 如連續(xù)3盒中都有10枚以上發(fā)生偏差超過Zl且是同向偏差而同 片盒中的其它硅片無反向偏差超Zl時，此時數(shù)據(jù)分析判斷模塊將3盒中 的所有偏差量進行求平均，根據(jù)平均偏差量做出補正判斷，發(fā)出補正信號。所述數(shù)據(jù)分析判斷模塊，根據(jù)接收到的偏差量，先判斷是否超過發(fā)出 異常報警值Zmax，根據(jù)判斷把信號反饋給設備主控制系統(tǒng)，所述設備主控 制系統(tǒng)根據(jù)反饋得到的信號發(fā)出報警或正常作業(yè)的指令；同時，數(shù)據(jù)分析 判斷模塊繼續(xù)與各標準進行比對或運算，并調(diào)用其它片盒數(shù)據(jù)進行分析和 判斷后發(fā)現(xiàn)異常時,再次發(fā)出補正信號給設備主控制系統(tǒng)，由設備主控制 系統(tǒng)發(fā)出補正指令。設備主控制系統(tǒng)收到報警信號、正常作業(yè)信號或補正信號后，發(fā)出報 警、正常作業(yè)或補正指令如果根據(jù)監(jiān)控發(fā)現(xiàn)當前片盒需要調(diào)整時，設備 主控制系統(tǒng)在監(jiān)控第一枚硅片的同時給機械手補正偏差，然后由光信號監(jiān) 測器繼續(xù)檢測,確認機械手調(diào)整的位移量；如果發(fā)生實際調(diào)整的位移量與 需調(diào)整量的偏差較大時，機器報警(機械手的步進馬達出現(xiàn)偏差)；如果實 際調(diào)整的位移量與需調(diào)整量的偏差正常時，繼續(xù)作業(yè)并監(jiān)控。注*當整個片盒中少硅片或只有一枚時，由設備主控制系統(tǒng)發(fā)出一 個不監(jiān)控信號給數(shù)據(jù)分析判斷模塊(根據(jù)初始掃描的枚數(shù)結(jié)果，不監(jiān)控原 則:缺損硅片的上一枚硅片為不監(jiān)控硅片，片槽25為非監(jiān)控片)；例如:片 槽l、 2、 4、 5有硅片，片槽3、 6 25都無硅片，此時根據(jù)檢測后得出片槽 1，4.監(jiān)控。* Zmax :最大偏差量，偏差量上限規(guī)格，達到此規(guī)格需緊急停機； Zl:偏差量報警規(guī)格； Z2:偏差量自動控制規(guī)格； *偏差量的計算公式:Z二(Y-X)/2 x:實際被監(jiān)控的枚數(shù)編號；Wx:硅片的厚度； Wrx:第x枚硅片實際被監(jiān)控時，機械手厚度。 在實施本發(fā)明過程中，舉一實驗例，更加清楚地說明本發(fā)明提供的內(nèi)容。硅晶片在片盒中正常間距是6毫米,機械手厚度在2毫米，Zmax=l. 6 毫米；Z2二l毫米；Z1^0.5毫米；當一切正常硅片與機械手之間上下的距 離各是2毫米。1.當有制品作業(yè)時經(jīng)光信號檢測器檢測到單枚偏差量為+O. 8，數(shù)據(jù)分 析判斷模塊接收到信息，并得出偏差量小于Z2的規(guī)格，大于Z1的規(guī)格，記 入相關(guān)信息，同時反饋一個正常作業(yè)信號給設備主控制系統(tǒng)，然后設備主 控制系統(tǒng)發(fā)出正常作業(yè)指令,繼續(xù)進行監(jiān)控。當此盒制品發(fā)生10枚以上同向偏差大于Zl小于Z2時，數(shù)據(jù)分析判
斷模塊調(diào)出前2盒制品的偏差量進行計算，如前兩盒也有10枚以上發(fā)生同 向偏差大于Zl小于Z2時，數(shù)據(jù)分析判斷模塊給出調(diào)整指令和平均偏差量， 受到信號后的設備主控制系統(tǒng)發(fā)出此盒正常終了的指令，并記下偏差量， 當下一盒制品作業(yè)前設備主控制系統(tǒng)先發(fā)出補正信號，同時給數(shù)據(jù)分析判 斷模塊一個數(shù)據(jù)復位信號，當機械手再次動作時，繼續(xù)被監(jiān)控;如前兩盒無 同向偏差時，此數(shù)據(jù)記入后反饋正常作業(yè)指令。
2.如果檢測到單枚偏差量為+1.8時，數(shù)據(jù)分析判斷模塊把數(shù)據(jù)與規(guī) 格進行比較后發(fā)現(xiàn)偏差量(+1. 8)大于Zmax，，記入信息后反饋給設備主控 制系統(tǒng)停機和報警信號，設備主控制系統(tǒng)根據(jù)得到的反饋信號立即停機報 警，由設備人員對異常情況進行確認和人為修復。本發(fā)明可應用于所有機型機械手的上下間距監(jiān)控或各種尺寸機械手 的上下間距監(jiān)控。
權(quán)利要求
1、一種機械手監(jiān)控和自動復位系統(tǒng)，其特征在于，包括設備主控制系統(tǒng)，發(fā)出搬送硅片的傳動信號使機械手開始運作；機械手，把到位信號反饋給所述設備主控制系統(tǒng)；光信號發(fā)射器，接收設備主控制系統(tǒng)發(fā)出的機械手到位信號，發(fā)出一列光信號；光信號接收器，檢測光信號發(fā)射器發(fā)出的光信號；數(shù)據(jù)分析判斷模塊，根據(jù)光接收信號器的數(shù)據(jù)進行處理和判斷，并把判斷信號反饋到所述設備主控制系統(tǒng)。
2、 如權(quán)利要求l所述的機械手監(jiān)控和自動復位系統(tǒng)，其特征在于， 所述設備主控制系統(tǒng)，接收所述數(shù)據(jù)模塊反饋的報警信號、正常作業(yè)信號 或補正信號后，發(fā)出報警、正常作業(yè)或補正指令。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的機械手監(jiān)控和自動復位系統(tǒng)，其特征在 于，所述數(shù)據(jù)分析判斷模塊，根據(jù)接收到的偏差量，先判斷是否超過異常 報警的預定值，根據(jù)判斷，發(fā)出報警信號或正常作業(yè)信號反饋給設備主控 制系統(tǒng)，所述設備主控制系統(tǒng)發(fā)出報警或正常作業(yè)的指令；同時，所述數(shù) 據(jù)分析判斷模塊繼續(xù)與各標準進行比對或運算，并調(diào)用其它片盒數(shù)據(jù)進行 分析和判斷后發(fā)現(xiàn)異常時，再次發(fā)出補正信號反饋給設備主控制系統(tǒng)，所 述設備主控制系統(tǒng)發(fā)出補正指令。
4、 如權(quán)利要求1或2或3所述的機械手監(jiān)控和自動復位系統(tǒng)，其特 征在于，所述數(shù)據(jù)分析判斷模塊，判斷發(fā)出報警信號的標準有:l枚發(fā)生 大于Zmax時,發(fā)出緊急停機報警信號;或連續(xù)5枚發(fā)生同一方向的偏差量大于Z2時，發(fā)出報警信號；或同片盒中有3枚超Z2且是同向偏差，而另 有3枚超Z2且也是同向偏差但與前3枚是反方向偏差時，發(fā)出報警信號； 或連續(xù)5盒每盒都出現(xiàn)4枚或4枚以上超過Zl且是同向偏差，而另有4 枚或4枚以上超過Z1且同向偏差但與前幾枚是反方向偏差時，發(fā)出報警信 號；或如發(fā)現(xiàn)機械手的厚度與測得的值Wrx偏差較大時,發(fā)出停機報警信 號；或發(fā)現(xiàn)硅片的厚度與測得的值Wx偏差較大時，發(fā)出停機報警信號。
5、如權(quán)利要求1或2或3所述的機械手監(jiān)控和自動復位系統(tǒng)，其特 征在于，所述數(shù)據(jù)分析判斷模塊，判斷發(fā)出補正信號的標準有:如連續(xù)3 盒中每盒都有4枚或4枚以上偏差超過Z2且是同向偏差而其它硅片無反 向偏差超Z2時,此時數(shù)據(jù)分析判斷模塊將3盒中的所有偏差量進行求平均， 根據(jù)平均偏差量做出補正判斷，發(fā)出補正信號；或如果20盒制品中出現(xiàn) 5盒都有4枚或4枚以上偏差超過Z2且是同向偏差而同片盒中的其它硅 片無反向偏差超Z2時，此時數(shù)據(jù)分析判斷模塊將5盒中的所有偏差量進行 求平均，根據(jù)平均偏差量做出補正判斷，發(fā)出補正信號；或如果連續(xù)3 盒中都有10枚以上發(fā)生偏差超過Z1且是同向偏差而同片盒中的其它硅片 無反向偏差超Z1時，此時數(shù)據(jù)分析判斷模塊將3盒中的所有偏差量進行 求平均，根據(jù)平均偏差量做出補正判斷，發(fā)出補正信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機械手監(jiān)控和自動復位系統(tǒng)，其包括，設備主控制系統(tǒng)，發(fā)出搬送硅片的傳動信號使機械手開始運作；機械手，把到位信號反饋給所述設備主控制系統(tǒng)；光信號發(fā)射器，接收設備主控制系統(tǒng)發(fā)出的機械手到位信號，發(fā)出一列光信號；光信號接收器，檢測光信號發(fā)射器發(fā)出的光信號；數(shù)據(jù)分析判斷模塊，根據(jù)光接收信號器的數(shù)據(jù)進行處理和判斷，并把判斷信號反饋到所述設備主控制系統(tǒng)。本發(fā)明可自動有效控制機械手的微量偏差，同時對偏差量進行分析和判斷并做出報警或?qū)ζ钸M行自動調(diào)整。
文檔編號B25J13/00GK101131578SQ20061003027
公開日2008年2月27日 申請日期2006年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月22日
發(fā)明者堅 沈 申請人:上海華虹Nec電子有限公司