用于高潔凈度作業(yè)空間的防護型輸送機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種用于高潔凈度作業(yè)空間的防護型輸送機構(gòu)，克服了現(xiàn)有直角坐標機器人無法滿足用于高潔凈度作業(yè)空間要求的缺陷，其技術(shù)要點是：采用了密封和負壓吸附相結(jié)合的獨特結(jié)構(gòu)，即以防塵帶封閉直線電機的動子及與定位支承連接板組裝在一起的外接備用固定板運動需要的通道開口，把基體內(nèi)腔形成封閉腔體，將驅(qū)動主體全部封裝在基體腔體內(nèi)，通過與外部負壓源連通的封閉腔體內(nèi)的負壓吸附作用，使產(chǎn)生的氣流有序地流動，通過封閉腔體內(nèi)相對應(yīng)的排氣口排出，確保各運動單元所產(chǎn)生的微塵不泄露出基體的封閉腔體。其結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，運動單元產(chǎn)生的微塵不外溢，避免了污染周圍環(huán)境和物料，作業(yè)范圍廣，運行速度快、定位精度高，能滿足各種高潔凈度作業(yè)空間的要求。
【專利說明】
用于高潔凈度作業(yè)空間的防護型輸送機構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種適用于半導(dǎo)體及太陽能行業(yè)中芯片、硅晶片等物料的輸送機構(gòu)，特別是一種用于高潔凈度作業(yè)空間的防護型輸送機構(gòu)，也適用于其它行業(yè)要求作業(yè)范圍廣、運行速度快、定位精度高，且潔凈度等級規(guī)定在ClasslO以上的作業(yè)場所。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體或太陽能行業(yè)中，經(jīng)常需要在高潔凈度作業(yè)空間中傳遞物料，要求運行速度快、定位精度高。為了保持整個作業(yè)空間的潔凈度，要求輸送機構(gòu)都要符合規(guī)定的潔凈度要求，如Class 100，甚至Class 10。
[0003]為此，很多潔凈型運動機構(gòu)應(yīng)運而生。如專利文獻報導(dǎo):申請公布號為CN101908497 A的“一種應(yīng)用于高潔凈度環(huán)境下的雙臂傳輸機器人”，申請公布號為CN103085058A的“潔凈機器人”，授權(quán)公告號為CN 200970769Y的“平面多關(guān)節(jié)機器人”，公開號為CN1935469A的“一種凈化機器人”等，公開的都是同一類結(jié)構(gòu)的機器人，即關(guān)節(jié)型機器人。關(guān)節(jié)型機器人有很多優(yōu)點，其中重要的一點就是更容易做到潔凈運行，因此，幾乎所有的潔凈機器人都是關(guān)節(jié)型機器人。但是，由于自身結(jié)構(gòu)的限制，關(guān)節(jié)型機器人也存在很多缺點，如工作范圍小、承擔負載小、應(yīng)用維護難度高、成本高等。
[0004]相比關(guān)節(jié)型機器人，直角坐標機器人具備很多獨特的優(yōu)點，使其成為應(yīng)用最為普遍的一種機器人。其優(yōu)勢表現(xiàn)在:超大工作范圍，負載能力強、操作維護簡單、可以任意組合成多軸結(jié)構(gòu)等。但是，如果用在高潔凈度作業(yè)空間，這類機構(gòu)不易做到潔凈運行的缺點就暴露出來。行業(yè)中常用的直線運動裝置，如:螺桿傳輸?shù)闹本€運動裝置、皮帶傳輸?shù)闹本€運動裝置、齒輪齒條傳動的直線運動裝置、直線電機驅(qū)動的直線運動裝置等，這些直線運動裝置都存在一個共同的問題，就是在運動過程中，每個軸的全行程范圍內(nèi)都會存在機械摩擦，機械摩擦產(chǎn)生微塵飛散到空氣中會污染周圍環(huán)境。一些設(shè)計人員也針對潔凈要求提出了新的技術(shù)方案，如授權(quán)公告號為CN 200974243 Y的“超薄玻璃潔凈搬運機器人”，記載的結(jié)構(gòu)特征為:采用框架結(jié)構(gòu)的X軸和Z軸組成的直角坐標機器人，加上Z軸底部的端拾器可以實現(xiàn)物料的拾取和直線傳輸。其為了防止運動軸中的潤滑脂外溢，機器人在橫梁的兩側(cè)開設(shè)溶脂槽，使多余的潤滑脂留在溶脂槽內(nèi)，避免滴到玻璃上，滿足了超薄玻璃生產(chǎn)的潔凈要求。這種在橫梁兩側(cè)開設(shè)溶脂槽的方式，只能避免潤滑脂的外溢，并沒有采取任何措施防止機構(gòu)運動過程中產(chǎn)生的微塵外溢，不能達到符合ClasslOO及以上潔凈度的要求，無法應(yīng)用在潔凈度更高的工作場所。
[0005]申請公布號為CN102986016A的“用于在潔凈空間中垂直定位基片處理設(shè)備的方法和裝置”，只是公開了一種在潔凈空間中生產(chǎn)基片的方法，以及生產(chǎn)該基片的設(shè)備需求，并未提及在潔凈空間中輸送這種基片設(shè)備的詳細結(jié)構(gòu)。
[0006]授權(quán)公告號為CN 201918376 U的“一種基于直線電機的雙載具運動平臺”，公開了一個長行程X軸直線電機，可以同時驅(qū)動兩個短行程Y軸直線電機，即在一個直線電機定子上，同時運行兩個電機動子。但并沒有提出機構(gòu)在潔凈空間運行的能力，沒有明確機構(gòu)能夠達到的潔凈度等級，不能確定可以用于高潔凈度作業(yè)空間。
[0007]授權(quán)公告號為CN201438455 U的“一種全自動激光打標機的IC料條輸送裝置”，其技術(shù)方案是:利用一個直線電機帶動兩個電機動子分段移動，電機動子上安裝氣動夾手，使兩個夾手夾住料條接力輸送。其同樣沒有提出任何針對潔凈空間的機構(gòu)設(shè)計，沒有明確機構(gòu)能達到的潔凈度等級，不能確定可以用于高潔凈作業(yè)空間。
[0008]終上所述，能夠用于高潔凈空間可以達到ClasslO潔凈等級要求的直線運動裝置并未見報道。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]本實用新型的目的是提供一種用于高潔凈度作業(yè)空間的防護型輸送機構(gòu)，克服了現(xiàn)有直角坐標機器人無法滿足用于高潔凈度作業(yè)空間要求的缺陷，其結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，運動單元產(chǎn)生的微塵不外溢，避免了污染周圍環(huán)境和物料，作業(yè)范圍廣，運行速度快、定位精度高，能滿足各種高潔凈度作業(yè)空間的要求。
[0010]本實用新型所采用的技術(shù)方案是:該用于高潔凈度空間的輸送機構(gòu)包括由基板以及設(shè)置有上、下護板和上、下罩板的側(cè)板構(gòu)成的基體，組裝在基體內(nèi)的由直線電機與直線導(dǎo)軌相配合的直線運動裝置，設(shè)置在側(cè)板上的與基體內(nèi)腔連通的用于連接外部負壓源的出氣口，其技術(shù)要點是:所述直線電機的定子及直線導(dǎo)軌分別固定在基板上，直線電機的動子及沿直線導(dǎo)軌滑動的滑塊分別固定在定位支承連接板上，跟隨直線電機的動子同步移動的定位支承連接板的通道口封裝防塵帶;將基體內(nèi)腔形成封閉腔體的防塵帶的兩端，通過端壓板分別固定在側(cè)板的兩端面，防塵帶的周邊與設(shè)置在側(cè)板的上、下護板的接觸端面之間有微隙，張緊防塵帶的上、下壓輥支承在包覆有防護罩板的外接備用固定板上，外接備用固定板與定位支承連接板組裝在一起，并使外接備用固定板的連接座露出防護罩板的上表面；基體內(nèi)的封閉腔體通過基板分隔成相互連通的導(dǎo)軌腔體和拖鏈腔體，導(dǎo)軌腔體和拖鏈腔體的兩端分別設(shè)置與負壓源連通的導(dǎo)軌腔出氣口和拖鏈腔出氣口。
[0011]由直線電機與直線導(dǎo)軌相配合的所述直線運動裝置采用螺桿傳動的直線運動裝置、皮帶傳輸?shù)闹本€運動裝置或齒輪齒條傳輸?shù)闹本€運動裝置替代。
[0012]設(shè)置在所述基體側(cè)板的上、下罩板與上、下護板之間對接的位置，上、下罩板與基板之間對接的位置，都設(shè)置安裝O型密封圈的密封槽。
[0013]啟動外部負壓源在相互連通的所述導(dǎo)軌腔體和拖鏈腔體內(nèi)產(chǎn)生的有序負壓氣流，將作業(yè)空間的潔凈氣體通過固定在側(cè)板兩端面的防塵帶周邊的微隙吸入基體內(nèi)腔，吸入基體內(nèi)腔的負壓氣流同時將上、下壓輥與防塵帶之間滾動摩擦產(chǎn)生的微塵吸入導(dǎo)軌腔體內(nèi)，經(jīng)由導(dǎo)軌腔出氣口排出，將直線電機的動子用的電纜通過拖鏈運動產(chǎn)生的微塵全部吸入拖鏈腔體內(nèi)，經(jīng)由拖鏈腔出氣口排出。
[0014]本實用新型具有的優(yōu)點及積極效果是:由于本實用新型采用常用的由直線電機與直線導(dǎo)軌相配合的直線運動裝置作為輸送機構(gòu)的驅(qū)動主體，也可采用其它常用的直線運動裝置，如螺桿傳動的直線運動裝置、皮帶傳輸?shù)闹本€運動裝置或齒輪齒條傳輸?shù)闹本€運動裝置等，所以不會大幅度增加制造難度和生產(chǎn)成本。因本實用新型僅僅采用了密封和負壓吸附相結(jié)合的獨特結(jié)構(gòu)，即以防塵帶封閉直線電機的動子及與定位支承連接板組裝在一起的外接備用固定板運動需要的通道開口，把基體內(nèi)腔形成封閉腔體，將驅(qū)動主體全部封裝在基體腔體內(nèi)，通過與外部負壓源連通的封閉腔體內(nèi)的負壓吸附作用，使產(chǎn)生的氣流有序地流動，通過基體封閉腔體與負壓源相互連通的排氣口排出，確保各運動單元所產(chǎn)生的微塵不泄露出基體的封閉腔體，故其結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，工作環(huán)境只需要提供真空源即可，很容易滿足潔凈度ClasslO的要求。上述結(jié)構(gòu)的各運動單元產(chǎn)生的微塵不外溢，避免了污染周圍環(huán)境和物料。因此，本實用新型克服了現(xiàn)有直角坐標機器人無法滿足用于高潔凈度作業(yè)空間要求的缺陷。
[0015]另外，該輸送機構(gòu)采用了上述的密封和負壓吸附相結(jié)合的獨特結(jié)構(gòu)，它不受安裝方式的限制，可以水平、垂直和側(cè)向安裝，以任意方式安裝都能滿足潔凈度ClasslO的要求。同時，能根據(jù)動子數(shù)量增加，提供兩個以上的完全獨立的運動，滿足多功能要求。因其外接備用固定板露出防護罩板的上表面，還可以通過外接備用固定板組合另外的輸送機構(gòu)使用，故不局限于單軸直線運動的使用，在此輸送機構(gòu)的基礎(chǔ)上可以衍生出2軸、3軸等多軸復(fù)雜運動。因此，本實用新型的作業(yè)范圍廣，運行速度快、定位精度高，能滿足各種高潔凈度作業(yè)空間的要求。
[0016]為了進一步提高基體內(nèi)腔的密封性能，還可以將設(shè)置在基體側(cè)板的上、下罩板與上、下護板之間對接的位置，上、下罩板與基板之間對接的位置，都設(shè)置安裝O型密封圈的密封槽。
【附圖說明】
[0017]以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。
[0018]圖1是本實用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是圖1沿A-A線的剖視結(jié)構(gòu)放大圖；
[0020]圖3是圖1沿B-B線的剖視結(jié)構(gòu)放大圖；
[0021]圖4是本實用新型負壓吸附的封閉腔體內(nèi)氣流有序流動原理示意圖；
[0022]圖5是圖4沿C-C線的剖視圖；
[0023]圖6是圖4沿D-D線的剖視圖。
[0024]圖中序號說明:I防護罩板、2防塵帶、3定子、4拖鏈、5動子、6拖鏈腔出氣口、7導(dǎo)軌腔出氣口、8定位支承連接板、9直線導(dǎo)軌、10外接備用固定板、11端壓板、12側(cè)板、13基板、14下壓輥、15上壓輥、16下護板、17上護板、18滑塊、19 O型密封圈、20上罩板、21拖鏈腔體、22導(dǎo)軌腔體、23下罩板。
【具體實施方式】
[0025]根據(jù)圖1?6詳細說明本實用新型的具體結(jié)構(gòu)。該用于高潔凈度空間中的輸送機構(gòu)包括由基板13以及設(shè)置有上護板17、下護板16和上罩板20、下罩板23的側(cè)板12構(gòu)成的基體，組裝在基體內(nèi)的由直線電機與直線導(dǎo)軌9相配合的直線運動裝置，設(shè)置在側(cè)板12上的與基體內(nèi)腔連通的用于連接外部負壓源(圖中未示出)的拖鏈腔出氣口6、導(dǎo)軌腔出氣口7等件。本實施例中采用直線電機作為驅(qū)動主體，以基板13及安裝在基板13兩側(cè)的側(cè)板12為直線運動裝置基體的基本架構(gòu)。直線電機的定子3及直線導(dǎo)軌9分別固定在基板13上，直線電機的動子5及沿直線導(dǎo)軌9滑動的滑塊18分別固定在定位支承連接板8上，動子5與定子3配合懸浮在定子3的上方。動子5運動時，定位支承連接板8通過滑塊18沿著直線導(dǎo)軌9做直線運動。以上為直線電機與直線導(dǎo)軌9配合實現(xiàn)的直線運動裝置，這部分結(jié)構(gòu)為標準常用的結(jié)構(gòu)，在這里不再詳細敘述。由直線電機與直線導(dǎo)軌9相配合的直線運動裝置還可以采用螺桿傳動的直線運動裝置、皮帶傳輸?shù)闹本€運動裝或齒輪齒條傳置輸?shù)闹本€運動裝置替代。
[0026]幾乎所有的運動，只要有摩擦，都會產(chǎn)生微塵。輸送機構(gòu)基體內(nèi)腔的直線運動裝置的運動單元之間的摩擦容易產(chǎn)生微塵，如果各運動單元所產(chǎn)生的微塵外溢出基體，就會對輸送機構(gòu)周圍的環(huán)境產(chǎn)生污染。如何使直線運動裝置在運動中產(chǎn)生的微塵不外溢出基體是本實用新型的重點。
[0027]下面以直線電機與直線導(dǎo)軌9配合實現(xiàn)的直線運動裝置為例，對本實用新型進行描述。該直線電機的定子3及直線導(dǎo)軌9分別固定在基板13上，動子5及沿直線導(dǎo)軌9滑動的滑塊18分別固定在定位支承連接板8上，跟隨直線電機的動子5同步移動的定位支承連接板8的通道口封裝有防塵帶2。將基體內(nèi)腔形成封閉腔體的防塵帶2的兩端，通過端壓板11分別固定在側(cè)板12的兩端面。防塵帶2的周邊與設(shè)置在側(cè)板12的上、下護板17、16的接觸端面之間有微隙。張緊防塵帶2的上、下壓輥15、14支承在包覆有防護罩板I的外接備用固定板10上，作為組合安裝另外輸送機構(gòu)用的外接備用固定板10與定位支承連接板8利用螺栓組裝在一起，并使外接備用固定板10的連接座露出防護罩板I的上表面。下壓輥14和上壓輥15可以繞自身的芯軸轉(zhuǎn)動。上壓輥15壓在防塵帶2上表面，使防塵帶2寬度方向的上邊貼緊上護板17、下邊貼緊下護板16，保證隨著外接備用固定板10的運動，防塵帶2周邊緊隨其后，將上、下護板17、16的接觸端面之間的微隙封住。下壓輥14托在防塵帶2的下表面，使防塵帶2下表面與外接備用固定板10的上表面有一個微隙，保證外接備用固定板10在運動時不與防塵帶2產(chǎn)生摩擦。防護罩板I安裝在外接備用固定板10外側(cè)，將可能由微隙中溢出的微塵罩住。
[0028]基體內(nèi)的封閉腔體通過基板13分隔成相互連通的導(dǎo)軌腔體22和拖鏈腔體21，導(dǎo)軌腔體22和拖鏈腔體21的兩端分別設(shè)置與外部負壓源連通的導(dǎo)軌腔出氣口 7和拖鏈腔出氣口
6。上護板17、下護板16安裝在側(cè)板12上，與基板13和側(cè)板12形成一個半包圍的腔體，下罩板23安裝在直線運動裝置的下部，與基板13和下護板16對接，封閉了基板13和下護板16之間的空隙，下罩板23可以隨時拆裝，方便對運動裝置中零部件的位置調(diào)整。上罩板20安裝在直線運動裝置的上部，與上護板17和基板13對接，封閉了上部的空間。設(shè)置在側(cè)板12的上、下罩板20、23與上、下護板17、16之間對接的位置，上、下罩板20、23與基板13之間對接的位置，都設(shè)置了安裝O型密封圈19的密封槽。通過O型密封圈19使下罩板23與基板13和下護板16之間密封，上罩板20與基板13和上護板17之間密封。
[0029]為了更有效的防止微塵外溢，如圖4、5、6所示，啟動負壓源，在相互連通的導(dǎo)軌腔體22和拖鏈腔體21內(nèi)產(chǎn)生的有序負壓氣流，沿著圖示箭頭方向流向?qū)к壡怀鰵饪?7和拖鏈腔出氣口 6，將作業(yè)空間的潔凈氣體通過固定在側(cè)板12兩端面的防塵帶2周邊的微隙吸入基體內(nèi)腔，吸入基體內(nèi)腔的負壓氣流同時將上、下壓輥15、14與防塵帶2之間滾動摩擦產(chǎn)生的微塵吸入導(dǎo)軌腔體22內(nèi)，經(jīng)由導(dǎo)軌腔出氣口7排出，將動子5用的電纜通過拖鏈運動產(chǎn)生的微塵全部吸入拖鏈腔體21內(nèi)，經(jīng)由拖鏈腔出氣口6排出。
[0030]具體工作過程如下:直線電機的動子5在控制系統(tǒng)的指令下沿定子3和直線導(dǎo)軌9做直線運動，帶動組裝在動子5上的定位支承連接板8和外接備用固定板10沿著直線導(dǎo)軌9做直線運動，由于采用了高精度的直線導(dǎo)軌9和直線電機，因此保證了直線運動單元的高速和高精度。外接備用固定板10運動過程中，上壓輥15在防塵帶2上表面滾壓，將防塵帶2壓在上護板17和下護板16上，封住外接備用固定板10運動產(chǎn)生的開口，避免內(nèi)部微塵外溢。下壓輥14托在防塵帶2下面，使防塵帶2下表面與外接備用固定板10的上表面有一個微隙，保證外接備用固定板10在運動時不與防塵帶2產(chǎn)生摩擦?；?3、側(cè)板12、下護板16、上護板17、上罩板20、下罩板23和防塵帶2組成一個氣流可控的封閉腔體，外接負壓源的管路與拖鏈腔出氣口 6、導(dǎo)軌腔出氣口 7連接。開啟真空，使導(dǎo)軌腔體22和拖鏈腔體21產(chǎn)生有序負壓氣流。環(huán)境中的潔凈氣體通過防塵帶2周邊的微隙進入導(dǎo)軌腔體22內(nèi)，將上壓輥15、下壓輥14與防塵帶2之間滾動摩擦產(chǎn)生的微塵帶入導(dǎo)軌腔體22內(nèi)不外溢，導(dǎo)軌腔體22內(nèi)氣流通過導(dǎo)軌腔出氣口 7排出。直線電機的動子5運動所用的電纜通過拖鏈4在拖鏈腔體21中運動，運動產(chǎn)生的微塵全部被封閉在拖鏈腔體21中，拖鏈腔體21內(nèi)氣流由拖鏈腔出氣口 6排出。因有序的氣流使直線運動單元產(chǎn)生的微塵不會外溢，而是由特定的排氣口排出，故避免了污染周圍環(huán)境和物料。
【主權(quán)項】
1.一種用于高潔凈度作業(yè)空間的防護型輸送機構(gòu)，包括由基板以及設(shè)置有上、下護板和上、下罩板的側(cè)板構(gòu)成的基體，組裝在基體內(nèi)的由直線電機與直線導(dǎo)軌相配合的直線運動裝置，設(shè)置在側(cè)板上的與基體內(nèi)腔連通的用于連接外部負壓源的出氣口，其特征在于:所述直線電機的定子及直線導(dǎo)軌分別固定在基板上，直線電機的動子及沿直線導(dǎo)軌滑動的滑塊分別固定在定位支承連接板上，跟隨直線電機的動子同步移動的定位支承連接板的通道口封裝防塵帶;將基體內(nèi)腔形成封閉腔體的防塵帶的兩端，通過端壓板分別固定在側(cè)板的兩端面，防塵帶的周邊與設(shè)置在側(cè)板的上、下護板的接觸端面之間有微隙，張緊防塵帶的上、下壓輥支承在包覆有防護罩板的外接備用固定板上，外接備用固定板與定位支承連接板組裝在一起，并使外接備用固定板的連接座露出防護罩板的上表面;基體內(nèi)的封閉腔體通過基板分隔成相互連通的導(dǎo)軌腔體和拖鏈腔體，導(dǎo)軌腔體和拖鏈腔體的兩端分別設(shè)置與負壓源連通的導(dǎo)軌腔出氣口和拖鏈腔出氣口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高潔凈度作業(yè)空間的防護型輸送機構(gòu)，其特征在于:由直線電機與直線導(dǎo)軌相配合的所述直線運動裝置采用螺桿傳動的直線運動裝置、皮帶傳輸?shù)闹本€運動裝置或齒輪齒條傳輸?shù)闹本€運動裝置替代。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高潔凈度作業(yè)空間的防護型輸送機構(gòu)，其特征在于:設(shè)置在所述基體側(cè)板的上、下罩板與上、下護板之間對接的位置，上、下罩板與基板之間對接的位置，都設(shè)置安裝O型密封圈的密封槽。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高潔凈度作業(yè)空間的防護型輸送機構(gòu)，其特征在于:啟動外部負壓源在相互連通的所述導(dǎo)軌腔體和拖鏈腔體內(nèi)產(chǎn)生的有序負壓氣流，將作業(yè)空間的潔凈氣體通過固定在側(cè)板兩端面的防塵帶周邊的微隙吸入基體內(nèi)腔，吸入基體內(nèi)腔的負壓氣流同時將上、下壓輥與防塵帶之間滾動摩擦產(chǎn)生的微塵吸入導(dǎo)軌腔體內(nèi)，經(jīng)由導(dǎo)軌腔出氣口排出，將直線電機的動子用的電纜通過拖鏈運動產(chǎn)生的微塵全部吸入拖鏈腔體內(nèi)，經(jīng)由拖鏈腔出氣口排出。
【文檔編號】B65G35/00GK205526376SQ201620282670
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月7日
【發(fā)明人】吳功, 鄭君強
【申請人】富創(chuàng)得科技（沈陽）有限公司