CN116395391B - 一种适用于晶圆上料机的柔性夹爪机构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于上料设备技术领域，特别提供了一种适用于晶圆上料机的柔性夹爪机构，包括底板、水平位移机构、连接板、转动基座、转动连接架、夹爪气缸、夹爪、弹性元件，其中，转动基座的主视侧面呈C形，转动基座的上下侧壁竖向转动安装有转动销，转动连接架的侧壁与转动基座之间装配有弹性元件，对转动连接架在水平面内的摆动形成约束。本夹爪机构通过在夹爪气缸与连接板之间增设由转动基座和转动连接架构成的转动结构，在崩环与料盒发生碰撞时，夹爪及夹爪气缸能够发生一定偏转，避免出现硬性拉取的现象；在转动基座和转动连接架之间装配弹性元件，保证偏转后的夹爪及夹爪气缸能够缓慢复位，不影响后续工序。
Description
技术领域
本发明属于上料设备技术领域，特别提供了一种适用于晶圆上料机的柔性夹爪机构。
背景技术
晶圆上料机用于给划片机等切割设备上料，上料过程通常需要将崩环预先码垛在料盒内，再经料盒放置于晶圆上料机的料盒升降模块上，通过夹爪机构从料盒内逐片取出崩环，最后经由料片载放模块将崩环送至切割设备的工作平台处。
目前，常见晶圆上料机的夹爪机构是通过电机带动夹爪气缸做夹取运动，夹爪机构各部件之间均为刚性连接。
而夹爪取料过程中，考虑到标准料盒与崩环之间的间隙较大，崩环在料盒内可能出现一定角度的偏斜；
再者，虽然晶圆上料机的装配精度较高，但依然存在装配误差，多个机构装配过程出现误差累加，可能导致料盒整体出现偏斜；
或因其他一些不可预知的情况，导致取料过程中崩环与料盒碰撞。
由于夹爪机构的刚性连接关系，崩环与料盒碰撞后会出现硬性拉取的现象，导致卡料、取料不到位等情况，严重时甚至会造成崩环及晶圆损坏。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种适用于晶圆上料机的柔性夹爪机构，包括底板、水平位移机构、连接板、转动基座、转动连接架、夹爪气缸、夹爪、弹性元件，水平位移机构的固定端固定安装于底板上，连接板的一端固定安装于水平位移机构的活动端上，转动基座固定安装于连接板的另一端，转动连接架与转动基座转动连接，且转动连接架能够在水平面内转动，转动连接架的侧壁与转动基座之间装配有弹性元件，对转动连接架在水平面内的摆动形成约束，夹爪气缸的固定端装配于转动连接架上，夹爪装配于夹爪气缸的活动端。
进一步地，所述转动基座的主视侧面呈C形，转动基座的中部为横向设置的连接架回转槽，转动基座的上下侧壁竖向转动安装有转动销，转动基座的C形侧壁上设置有挡板装配孔，挡板装配孔处螺接有螺栓，挡板通过该螺栓固定安装于转动基座的C形侧壁上。
进一步地，所述转动连接架的中部位置竖向开设有穿孔，穿孔内装配有转动销，转动连接架与挡板相邻的侧壁上设置有两个弹性元件装配槽，弹性元件装配于弹性元件装配槽与挡板之间。
进一步地，所述水平位移机构采用直线电机。
进一步地，所述转动基座的上下侧壁上均开设有轴承装配槽，轴承装配槽内均装配有轴承，转动销的两端分别通过两个轴承与转动基座的上下侧壁转动连接。
进一步地，所述弹性元件为弹簧。
进一步地，所述底板和连接板之间装配有拖链。
使用本发明的有益效果是：
本夹爪机构通过在夹爪气缸与连接板之间增设由转动基座和转动连接架构成的转动结构，在崩环与料盒发生碰撞时，夹爪及夹爪气缸能够发生一定偏转，避免出现硬性拉取的现象；
在转动基座和转动连接架之间装配弹性元件，保证偏转后的夹爪及夹爪气缸能够缓慢复位，不影响后续工序。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的爆炸图；
图3为本发明转动基座的结构示意图；
图4为本发明转动连接架的结构示意图；
图5为晶圆上料机的结构示意图；
图6为晶圆上料机的内部结构示意图；
图7为料盒位置正确时夹爪取料动作示意图；
图8为崩环位置偏斜时夹爪取料动作示意图；
图9为料盒位置偏斜时夹爪取料动作示意图。
附图标记包括：
a-机架；b-料盒升降模块；c-料片载放模块；d-推料机构；e-夹爪机构；f-增压模块；g-供电模块；
1-底板；2-水平位移机构；3-连接板；4-转动基座；401-连接架回转槽；402-轴承装配槽；403-挡板装配孔；5-转动连接架；501-穿孔；502-弹性元件装配槽；6-夹爪气缸；7-夹爪；8-转动销；9-弹性元件；10-轴承；11-挡板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细的描述。
如图5和图6中所示的，本柔性夹爪机构应用于晶圆上料机上，该晶圆上料机主要包括机架a、料盒升降模块b、料片载放模块c、推料机构d、夹爪机构e、增压模块f和供电模块g，料盒升降模块b、料片载放模块c、推料机构d、夹爪机构e、增压模块f和供电模块g均装配于机架a内，料盒升降模块b、料片载放模块c和夹爪机构e直线分布，且料片载放模块c位于料盒升降模块b和夹爪机构e之间，料盒升降模块b上放置有料盒，料盒内装载有崩环，推料机构d位于料片载放模块c上方；
夹爪机构e能够沿X轴位移，夹取并抽出料盒内的崩环。
以加工设备位于本上料机的Y轴负方向一侧的设备部署方案为例，
料盒升降模块b能够带动料盒沿Z轴方向位移；
夹爪机构e能够沿X轴方向位移，将料盒内的崩环取出，并放置到料片载放模块c上；
料片载放模块c能够带动崩环沿Y轴方向伸展，将崩环送至位于Y轴负方向的其它后续加工设备上。
其中，夹爪机构e为一种适用于晶圆上料机的柔性夹爪机构。
如图1和图2中所示的，一种适用于晶圆上料机的柔性夹爪机构，包括底板1、水平位移机构2、连接板3、转动基座4、转动连接架5、夹爪气缸6、夹爪7、弹性元件9，水平位移机构2的固定端固定安装于底板1上，连接板3为条形板，连接板3的一端固定安装于水平位移机构2的活动端上，转动基座4固定安装于连接板3的另一端，转动连接架5与转动基座4转动连接，且转动连接架5能够在水平面内转动，转动连接架5的侧壁与转动基座4之间装配有弹性元件9，对转动连接架5在水平面内的摆动形成约束，夹爪气缸6的固定端装配于转动连接架5上，夹爪7装配于夹爪气缸6的活动端。
优选地，夹爪气缸6通过螺钉固定安装于转动连接架5的前端面上，夹爪气缸6的伸缩杆（活动端）能够沿X方向伸缩，夹爪7装配于夹爪气缸6的伸缩杆上。
如图7中所示，为料盒和料片均处于理想摆放位置时，夹爪7夹住崩环边缘后，直接将其径直取出即可；
当出现如图8中所示的料片放置偏斜的情况时，夹爪7夹住崩环边缘将其向外拖拽的过程中，崩环的棱角处会与料盒的内壁产生摩擦，此时，转动连接架5处发生偏转，保证崩环拖拽过程中的摩擦阻力不会过大，避免崩环损坏的情况，在将崩环取出料盒后，转动连接架5再在弹性元件9作用下复位；
当出现如图9中所示的料盒偏置情况时，也会出现上述的崩环取出受阻问题，转动连接架5同样发生偏转，来避免崩环损坏的情况。
底板1和连接板3之间装配有拖链，用于整理与夹爪气缸6相连的线路和管路。
优选地，如图3所示，转动基座4的主视侧面呈C形，其中部为横向设置的连接架回转槽401，转动基座4的上下侧壁上均开设有轴承装配槽402，轴承装配槽402内均装配有轴承10，转动基座4的C形侧壁上设置有挡板装配孔403，挡板装配孔403处螺接有螺栓，挡板11通过该螺栓固定安装于转动基座4的C形侧壁上；
如图4所示，转动连接架5的中部位置竖向开设有穿孔501，穿孔501内装配有转动销8，转动销8的两端分别通过两个轴承10与转动基座4的上下侧壁转动连接，转动连接架5与挡板11相邻的侧壁上设置有两个弹性元件装配槽502，且两个弹性元件装配槽502分别位于转动连接架5的两侧（便于维持转动连接架5受力平衡），弹性元件9装配于弹性元件装配槽502与挡板11之间；
其中，转动连接架5与挡板11的间距在9mm，转动连接架5的最大转动幅度为5°，即可应对绝大部分崩环偏置或料盒偏置情况造成的卡料问题。
优选地，弹性元件9为弹簧。
优选地，水平位移机构2采用直线电机。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本发明的构思，均属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种适用于晶圆上料机的柔性夹爪机构，其特征在于：包括底板、水平位移机构、连接板、转动基座、转动连接架、夹爪气缸、夹爪、弹性元件，水平位移机构的固定端固定安装于底板上，连接板的一端固定安装于水平位移机构的活动端上，转动基座固定安装于连接板的另一端，转动连接架与转动基座转动连接，且转动连接架能够在水平面内转动，转动连接架的侧壁与转动基座之间装配有弹性元件，对转动连接架在水平面内的摆动形成约束，夹爪气缸的固定端装配于转动连接架上，夹爪装配于夹爪气缸的活动端；
所述转动基座的主视侧面呈C形，转动基座的中部为横向设置的连接架回转槽，转动基座的上下侧壁竖向转动安装有转动销，转动基座的C形侧壁上设置有挡板装配孔，挡板装配孔处螺接有螺栓，挡板通过该螺栓固定安装于转动基座的C形侧壁上；
所述转动连接架的中部位置竖向开设有穿孔，穿孔内装配有所述转动销，转动连接架与挡板相邻的侧壁上设置有两个弹性元件装配槽，弹性元件装配于弹性元件装配槽与挡板之间。
2.根据权利要求1中所述的一种适用于晶圆上料机的柔性夹爪机构，其特征在于：所述水平位移机构采用直线电机。
3.根据权利要求2中所述的一种适用于晶圆上料机的柔性夹爪机构，其特征在于：所述转动基座的上下侧壁上均开设有轴承装配槽，轴承装配槽内均装配有轴承，转动销的两端分别通过两个轴承与转动基座的上下侧壁转动连接。
4.根据权利要求1中所述的一种适用于晶圆上料机的柔性夹爪机构，其特征在于：所述弹性元件为弹簧。
5.根据权利要求1中所述的一种适用于晶圆上料机的柔性夹爪机构，其特征在于：所述底板和连接板之间装配有拖链。
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