傳輸機(jī)械手柔性關(guān)節(jié)保護(hù)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光刻設(shè)備，尤其涉及一種傳輸機(jī)械手柔性關(guān)節(jié)保護(hù)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在光刻機(jī)中，掩模的傳輸是必不可少的一道程序，在掩模傳輸過程中對(duì)掩模版的運(yùn)輸過程中機(jī)械手作為常用的運(yùn)輸工具，與內(nèi)外版庫(kù)、顆粒度檢測(cè)，機(jī)械手的掩模傳輸內(nèi)部的部件進(jìn)行掩模的交接，其安全性穩(wěn)定性保證了掩模傳輸過程中掩模的安全可靠性；同時(shí)由于機(jī)械手需要在掩模傳輸?shù)恼麄€(gè)布局范圍內(nèi)，其運(yùn)動(dòng)過程中不能與掩模傳輸框架等其他部件出現(xiàn)干涉，機(jī)械手的運(yùn)行過程中，當(dāng)干涉時(shí)，機(jī)械手末端版叉(Gripper )發(fā)生撞擊，對(duì)版叉損壞的同時(shí)對(duì)機(jī)械手各個(gè)關(guān)節(jié)造成一定的破壞，嚴(yán)重情況，版叉毀壞，機(jī)械手關(guān)節(jié)的傳遞精度損失。
[0003]目前機(jī)械手末端主要有兩種，一種為機(jī)械手末端直接連接版叉，中間為剛性連接；另一種機(jī)械手為柔性連接，通過彈性裝置保證機(jī)械手本體與機(jī)械手末端的連接。
[0004]第一種機(jī)械手在應(yīng)用時(shí)需要設(shè)置傳感器，以保證機(jī)械手在運(yùn)動(dòng)過程中檢測(cè)障礙物，防止發(fā)生碰撞，導(dǎo)致機(jī)械手的速度不能太大，影響了機(jī)械手的使用效率。傳感器的檢測(cè)障礙物區(qū)域要求較大，才能保證機(jī)械手在運(yùn)行區(qū)域范圍內(nèi)不發(fā)生碰撞。若機(jī)械手發(fā)生碰撞，版叉容易發(fā)生損壞，承版面的變形，導(dǎo)致承版面的水平，嚴(yán)重的直接導(dǎo)致機(jī)械手末端相連的關(guān)節(jié)受力變形，導(dǎo)致機(jī)械手的報(bào)廢。
[0005]第二種機(jī)械手為CN202053247的專利中采用彈性力對(duì)版叉的連接，請(qǐng)參考圖1，當(dāng)碰撞力使得插腳411脫離V型槽420，將碰撞力傳遞到彈性裝置，可以很好地減少對(duì)機(jī)械手末端201的損壞。但在插腳411脫離V型槽420前，版叉是在受力，對(duì)版叉有一定的損壞，且在多次的碰撞后，由于碰撞的變形、彈性裝置的彈性系數(shù)的減低、插腳與V型槽的磨損導(dǎo)致版叉的承版面的水平變差，影響了物料的傳輸精度。且這種機(jī)械手無檢測(cè)裝置，當(dāng)機(jī)械手在垂直于物料方向上受力，插腳不易脫離V型槽，這樣也損壞了版叉和機(jī)械手末端。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠保證機(jī)械手末端和機(jī)械手關(guān)節(jié)的安全性的傳輸機(jī)械手柔性關(guān)節(jié)保護(hù)裝置及方法。
[0007]為了解決這一技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種傳輸機(jī)械手柔性關(guān)節(jié)保護(hù)裝置，用以對(duì)版叉與機(jī)械手本體之間的關(guān)節(jié)進(jìn)行保護(hù)，包括防碰撞機(jī)構(gòu)，所述版叉通過所述防碰撞機(jī)構(gòu)與所述機(jī)械手本體連接，所述防碰撞機(jī)構(gòu)包括:調(diào)整螺絲、力矩傳感器、彈性裝置、V型槽、防碰撞傳感器、調(diào)整板和底板；所述力矩傳感器連接在所述機(jī)械手本體；所述力矩傳感器穿過所述版叉與所述底板相連接；所述彈性裝置一端與所述版叉連接，另一端依次穿過所述版叉和底板與所述調(diào)整板連接，通過彈性裝置的拉力使得所述版叉壓在所述底板上；所述V型槽位于所述底板上；所述調(diào)整螺絲設(shè)置在所述版叉上，所述調(diào)整螺絲的球頭與所述V型槽接觸。
[0008]所述力矩傳感器對(duì)所述版叉相對(duì)于所述機(jī)械手本體的六個(gè)自由度的力矩變化情況進(jìn)行檢測(cè)，并反饋給所述機(jī)械手本體的控制系統(tǒng)。
[0009]所述防碰撞傳感器設(shè)置在所述版叉上，用以檢測(cè)所述底板相對(duì)于所述版叉的位置變化，并反饋給所述機(jī)械手本體的控制系統(tǒng)。
[0010]所述底板與所述版叉繞同一軸心旋轉(zhuǎn)。
[0011]所述防碰撞機(jī)構(gòu)還包括鎖緊螺釘，所述底板與調(diào)整板之間通過所述鎖緊螺釘連接，且通過所述鎖緊螺釘調(diào)節(jié)所述底板與調(diào)整板的間距，進(jìn)而控制所述彈性裝置的拉伸形變程度。
[0012]所述傳輸機(jī)械手柔性關(guān)節(jié)保護(hù)裝置還包括球頭螺柱；所述V型槽為多個(gè)，均勻分布在所述底板上；所述球頭螺柱設(shè)置在所述版叉上，所述球頭螺柱的頭部設(shè)置在所述V型槽上，通過對(duì)所述調(diào)整螺絲和球頭螺柱的調(diào)節(jié)對(duì)所述版叉的水平程度與高度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0013]所述V型槽的數(shù)量為三個(gè)，所述調(diào)整螺絲的數(shù)量為兩個(gè)，所述球頭螺柱的數(shù)量為一個(gè)，所述V型槽繞所述底板的旋轉(zhuǎn)軸心均勻布置。
[0014]通過所述彈性裝置的拉伸形變程度的控制可控制所述調(diào)整螺絲和球頭螺柱對(duì)所述V型槽的作用力，進(jìn)而調(diào)節(jié)所述球頭螺柱和調(diào)整螺絲脫開所述V型槽的的碰撞力閾值。
[0015]所述力矩傳感器通過連接件與所述機(jī)械手本體固定連接。
[0016]所述力矩傳感器與所述版叉繞同一軸心旋轉(zhuǎn)。
[0017]所述傳輸機(jī)械手柔性關(guān)節(jié)保護(hù)裝置還包括物料保護(hù)裝置，設(shè)在所述版叉的與物料接觸的位置。
[0018]所述物料保護(hù)裝置包括襯墊，所述襯墊設(shè)在所述版叉的氣缸末端與物料接觸的位置。
[0019]所述物料保護(hù)裝置還包括三個(gè)剛性結(jié)構(gòu)和一個(gè)彈性結(jié)構(gòu)，物料由所述三個(gè)剛性結(jié)構(gòu)與一個(gè)彈性結(jié)構(gòu)支撐放置。
[0020]所述物料保護(hù)裝置還包括檢測(cè)傳感器，所述檢測(cè)傳感器與版叉的氣缸連接，用以監(jiān)測(cè)所述氣缸的移動(dòng)。
[0021]本發(fā)明還提供了一種傳輸機(jī)械手柔性關(guān)節(jié)保護(hù)方法，提供了版叉、底板、調(diào)整板、設(shè)置在所述底板上的V型槽，以及與所述版叉連接的調(diào)整螺絲和球頭螺柱，未碰撞時(shí)，所述調(diào)整螺絲和球頭螺柱卡在所述V型槽內(nèi)；
[0022]版叉受到碰撞力時(shí)，
[0023]當(dāng)檢測(cè)到版叉相對(duì)于機(jī)械手本體六個(gè)自由度的力矩達(dá)到預(yù)設(shè)的值，且所述調(diào)整螺絲和球頭螺柱未脫開所述V型槽時(shí)，機(jī)械手的控制系統(tǒng)自動(dòng)控制機(jī)械手進(jìn)行反向移動(dòng)，完成版叉的重新定位；
[0024]當(dāng)檢測(cè)到所述版叉相對(duì)于機(jī)械手本體六個(gè)自由度的力矩達(dá)到預(yù)設(shè)的值，但所述調(diào)整螺絲和球頭螺柱脫開所述V型槽時(shí)，機(jī)械手停止工作，通過人工干預(yù)實(shí)現(xiàn)版叉的重新定位。
[0025]所述傳輸機(jī)械手柔性關(guān)節(jié)保護(hù)方法還提供了防碰撞傳感器，用以檢測(cè)所述版叉相對(duì)于所述機(jī)械手本體的位置變化，所述防碰撞傳感器預(yù)設(shè)一個(gè)值，該值與所述調(diào)整螺絲和球頭螺柱脫開所述V型槽的臨界位置匹配；
[0026]當(dāng)檢測(cè)到兩者間的位置變化未超出預(yù)設(shè)的值，且版叉相對(duì)于機(jī)械手本體六個(gè)自由度的力矩達(dá)到預(yù)設(shè)的值時(shí)，機(jī)械手的控制系統(tǒng)自動(dòng)控制機(jī)械手進(jìn)行反向移動(dòng)，完成版叉的重新定位；
[0027]當(dāng)檢測(cè)到兩者間的位置變化超出預(yù)設(shè)的值，且版叉相對(duì)于機(jī)械手本體六個(gè)自由度的力矩達(dá)到預(yù)設(shè)的值時(shí)，機(jī)械手停止工作，通過人工干預(yù)實(shí)現(xiàn)版叉的重新定位。
[0028]本發(fā)明通過防碰撞機(jī)構(gòu)的引入，一方面，對(duì)于版叉受到碰撞后的情況進(jìn)行了及時(shí)的反饋，從而有利于后續(xù)的自動(dòng)化恢復(fù)和人工干預(yù)，另一方面，為版叉的水平度和高度的調(diào)整提供了有效手段，從而提高了復(fù)位后版叉的定位精度，減少了碰撞對(duì)工藝的影響。提供一種能夠保證機(jī)械手末端和機(jī)械手關(guān)節(jié)的安全性的傳輸機(jī)械手柔性關(guān)節(jié)保護(hù)裝置及方法。
【附圖說明】
[0029]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的傳輸機(jī)械手關(guān)節(jié)保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2是本發(fā)明一實(shí)施例提供的傳輸機(jī)械手柔性關(guān)節(jié)保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3是本發(fā)明一實(shí)施例中防碰撞機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4是本發(fā)明一實(shí)施例中防碰撞機(jī)構(gòu)的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖5是本發(fā)明一實(shí)施例中傳感系統(tǒng)的分布示意圖；
[0034]圖6是本發(fā)明一實(shí)施例中機(jī)械手碰撞后恢復(fù)的流程示意圖；
[0035]圖7是本發(fā)明一實(shí)施例中對(duì)機(jī)械手碰撞進(jìn)行控制的流程示意圖；
[0036]圖8是本發(fā)明一實(shí)施例中調(diào)整螺絲與V型槽的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖9是本發(fā)明一實(shí)施例中碰撞后自動(dòng)恢復(fù)的原理不意圖；
[0038]圖10是本發(fā)明一實(shí)施例中碰撞后非自動(dòng)恢復(fù)的原理不意圖；
[0039]圖11是本發(fā)明一實(shí)施例中底板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖12是本發(fā)明一實(shí)施例中防碰撞機(jī)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖13是本發(fā)明一實(shí)施例中襯墊的位置示意圖；
[0042]圖14是本發(fā)明一實(shí)施例中物料保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖中，101-物料；102_彈性結(jié)構(gòu)；103_調(diào)整螺絲；104_機(jī)械手本體；105_連接件；106-力矩傳感器；107-銷軸；108-彈性裝置；109-V型槽；110-防碰撞傳感器；111-彈性裝置連接件；112-調(diào)整板；113-鎖緊螺釘；114-底板；115-檢測(cè)傳感器；116-氣缸；117_襯墊；118-版叉；119-球頭螺柱；201-剛性結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0044]以下將結(jié)合圖2至圖14，對(duì)本發(fā)明提供的傳輸機(jī)械手柔性關(guān)節(jié)保護(hù)裝置及方法進(jìn)行詳細(xì)的描述，其為本發(fā)明一可選的實(shí)施例，可以認(rèn)為本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不改變本發(fā)明精神和內(nèi)容的范圍內(nèi)，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行修改和潤(rùn)色。
[0045]請(qǐng)參考圖2，本實(shí)施例提供了一種傳輸機(jī)械手柔性關(guān)節(jié)保護(hù)裝置，用以對(duì)版叉118與機(jī)械手本體104之間的關(guān)節(jié)進(jìn)行保護(hù)，包括防碰撞機(jī)構(gòu)，所述版叉118通過所述防碰撞機(jī)構(gòu)與所述機(jī)械手本體104連接，所述防碰撞機(jī)構(gòu)包括:調(diào)整螺絲103、力矩傳感器106、彈性裝置108、V型槽109、防碰撞傳感器110、調(diào)整板112和底板114 ;所述力矩傳感器106連接在