Манипулятор

 

Изобретение относится к робототехнике, а точнее к манипуляторам, предназначенным для работы в вакуумных камерах, например в электронной промышленности. Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет обеспечения работы в вакууме и повышение производительности за счет снижения массы руки. В процессе работы манипулятора происходит поворот руки в одну из заданных позиций, где механические передачи привода выдвижения руки, ее вертикального перемещения и привода губок схвата 26 входят в зацепление с соответствующими им двигателями 23, закрепленными на основании 20 и отделенными герметично от вакуумной камеры 2 посредством магнитных муфт 21. Сцепление двигателей 23 с соответствующими механическими передачами приводов происходит при помещении планок 29 в паз 14 вилки 13, закрепленной на ведомой части магнитной муфты 21. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 25 J 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

27

Z0

2Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4622992/31-08 (22) 15. 11.88 (46) 23.09.90. Бюл. № 35 (71) Воронежский политехнический институт (72) А. М. Литвиненко, О. А. Дмитриев и В. Ф. Свергунов (53) 621-229 .7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1437216, кл. В 25 J 11/00, 1988. (54) МА Н И П УЛ Я ТОР (57) Изобретение относится к робототехнике, а точнее к манипуляторам, предназначенным для работы в вакуумных камерах, например в электронной промышленности, Целью изобретения является расширение технологических возможностей за

ÄÄSUÄÄ 1593948 A 1

1 счет обеспечения работы в вакууме и повышение производительности за счет снижения массы руки. В процессе работы манипулятора происходит поворот руки в одну из заданных позиций, где механические передачи привода выдвижения руки, ее вертикального перемещения и привода губок схвата 26 входят в зацепление с соответствующими им двигателями 23, закрепленными на основании 20 и отделенными герметично от вакуумной камеры 2 посредством магнитных муфт 21, Сцепление двигателей 23 с соответствующими механическими передачами приводов происходит при помещении планок 29 в паз 14 вилки 13, закрепленной на ведомой части магнитной муфты 21. 7 ил.

1593948

Изобретение относится к робототехнике, в частности манипуляторам, предназначенным для работы в вакуумных камерах, например в электронной промышленности.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет обеспечения возможности работы в вакууме и повышение производительности за счет снижения массы руки.

На фиг. 1 изображена вакуумная камера без руки манипулятора; на фиг. 2— сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — манипулятор в вакуумной камере; на фиг. 4— вид Б на фиг. 3; на фиг. 5 — кинематическая схема манипулятора; на фиг. 6— схват манипулятора в раскрытом состоянии; на фиг. 7 — схват с зажатой кремневой пластинкой.

Устройство и работа манипулятора поясняются на примере его использования для обработки кремниевых пластин. В этом случае рабочее пространство манипулятора содержит шлюз 1, вакуумную камеру 2 с реактором 3 и выходной шлюз 4. В камере 2 имеются девять гнезд 5, в которых установлены магнитные муфты с элементами разъемного соединения на ведомых частях, и центральное гнездо 6 с магнитной муфтой, к ведомой части которой крепится рука манипулятора. Ведущая часть каждой из муфт содержит обойму 7 с магнитами 8.

На платформе 9 вакуумной камеры закреплены перегородки 10, имеющие форму стакана и герметично отделяющие ведомую часть от ведущей. В обойме 11 в подшипнике 12 установлен элемент разъемного соединения, представляющий собой вилку 13 с пазом 14, которая сидит на валу 5, несущем магниты 16 ведомой части муфт.

Обойма 7 укреплена на валу 17, который установлен в подшипниках 18, расположенных в обойме 19, закрепленной на основании 20 камеры. Магнитная муфта в сборе обозначена позицией 21. Платформа 9 и основание 20 установлены на подставках 22.

На основании 20 закреплены двигатели 23 приводов руки .манипулятора. Кремниевые необработанные пластины помещаются на входной стол 24 и после обработки в плазменном реакторе 3 помещаются на выходной стол 25, далее пластина перемещается другим манипулятором (не показан).

Манипулятор имеет также схват 26, первый зубчатый валик 27, находящийся в зацеплении с первой зубчатой рейкой 28, при этом валик установлен в подшипнике и связан с планкой 29, входящей при позиционировании в паз !4 вилки 13. Параллельно первому зубчатому валику установлен второй зубчатый валик 30 с планкой 29, находящийся в зацеплении с второй зубчатой рейкой 31, при этом обе рейки установлены в подшипнике 32. С третьей планкой 29 соединен кулачок 33, посредством которого осуществляется подъем руки

1О

ЗО

55 манипулятора. Подшипники, в которых вращаются валы, связанные с планками 29, закреплены на корпусе 34. Рейки 28 и 31 соединены со стержнями 35 и 36, которые входят в под ши пни ки 32. С кулачком 33 контактирует шарик 37. Рука манипулятора установлена в поступательном подшипнике 38. Схват имеет губки 39, закрепленные в корпусе 40 в подшипниках 41.

С помощью подшипников 42, тяг 43, подшипников 44 губки соединены со вкладышем 45, который в подшипнике 46 установлен в корпусе 40. К вкладышу присоединен шток 47 от рейки 28, а к корпусу — шток 48 от рейки 31. Шток 47 установлен в корпусе 40 в поступательном подшипнике 49. Позицией 50 обозначена захватываемая пластина.

Технологический процесс плазменного напыления кремниевых пластин состоит из следующих этапов: помещение пластин в шлюз 1 внешним загрузчиком, шлюзование пластины, перемещение пластины из шлюза 1 в реактор 3, напыление пластины с помощью плазмы в реакторе, перемещение пластины из реактора в шлюз 4, шлюзование и вывод пластины из шлюза или передача пластины далее в .другую вакуумную камеру по технологической цепочке.

При позиционировании манипулятора у каждой из трех технологических позиций 1, 3, 4, где. установлены по три гнезда 5, происходит вход пластин 29 в паз 14 вилки 13. Для этого все вилки 13 соответствующим образом ориентированы с помощью датчиков положения, входящих в состав двигателей 23. После этой ориентации и вхождения пластин 29 в пазы вилок 13, т. е. соединения пластин 29 с двигателями, манипулятор готов к работе.

Перемещение схвата 26 возможно по трем координатам, при этом двигатели 23 герметично отделены от руки манипулятора перегородками 10.

Первый двигатель вращает кулачок, с которым контактирует шарик 37. Поскольку кулачок профнлирован, при его вращении происходит перемещение шарика 38 по вертикали, так как шарик связан с корпусом 34, перемещающимся в подшипнике 38. Вместе с корпусом перемещаются вверхвниз и рука со штоками 47 и 48, рейками 28 и 31, стержнями 35 и 36 и подшипниками 32. При этом контакт между рейками 28, 31 и зубчатыми валиками 27 и 30 не нарушается, они постоянно находятся в зацеплении, при перемещении схвата вверх-вниз валики 27 и 30 просто скользят по зубьям реек 31 и 28 вверхвниз. ДpyrHe два привода предназначены для перемещения (выдвижения) руки и обеспечения функционирования схвата. Так, при одновременном синхронном движении приводов валики 27 и 30, вращаясь в зацеплении с рейками 28 и 31, одновре1593948

5 менно перемещают схват 26 на выдвижение или вдвижение. Стержни 35 и 36 перемещаются поступательно в подшипниках 32.

Для раскрытия или закрытия схвата достаточно несинхронного движения приводов, например, запаздывания в движении одного из штоков относительно другого. Например, если рейка 31 неподвижна, то рейка 28 со штоком 47 движется вправо (фиг. 6 и 7).

Шток 47 перемещает в подшипнике 46 вкладыш 45 с подшипниками 44.

Через тяги 43 и подшипники 41 движение штока передается на губки 39, закрепленные в корпусе 40, в результате этого схват закрывается (фиг. 7) и зажимает пластину 50. Затем при синхронном перемещении реек происходит вдвижение руки со схватом 26 и зажатой деталью.

Затем руки поворачиваются на новую позицию, например, у реактора 3, рука выдвигается, опускается, происходит раскрытие схвата при несинхронном перемещении штоков 47 и 48, но уже в противоположном направлении, чем при захвате.

Дальнейшее перемещение пластины от реактора 3 к шлюзу 4 происходит аналогицно изложенному. Кроме того, возможен и перевод руки сразу с позиции шлюза 1 на позицию шлюза 4.

Формула изобретения

Манипулятор, содержащий установленную на основании руку с приводом ее поворота, приводы губок схвата и выдвижения руки, включающие две зубчатореечные передачи, рейка одной из которых связана с корпусом схвата, а рейка другой — со штоком, шарнирно связанным с губками схвата, отличающийся тем, что, 10 с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения работы в вакууме и повышения производительности за счет снижения массы руки, он снабжен приводом подъема руки, планками и магнитными муфтами с вилками на их ведомых частях, при этом приводы выдвижения и подъема руки, а также привод губок схвата выполнены многодвигательными с количеством двигателей в каждом из них, равным числу точек позиционирования рубц ки при повороте, причем все двигатели закреплены на основании и их валы связаны с ведущими частями соответствующих магнитных муфт, а на входных валах передач всех приводов закреплены планки, расположенные с возможностью их поочередного взаимодействия с вилками соответствующих муфт.

1593948

А-А

1593948

ФБ

ФИГ. 7

Составитель Ф. Майоров

Техред А. Кравчук Корректор Т. Малец

Тираж 686 Подписное

Редактор А. Мотыль

Заказ 2801

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101