具有受磁性引導的末端執行器的材料搬運機器人制造技術

一種裝置包括：驅動單元；以及臂組件，連接到驅動單元，其中該臂組件包括橫移平臺，該橫移平臺具有被配置為承載位于其上的有效載荷的末端執行器；線性致動系統，被配置為在線性方向上驅動該橫移平臺；以及磁性支撐系統，其包括附接到該臂組件的框架的至少一個引導件、附接到該橫移平臺的多個豎直致動器、以及附接到該橫移平臺的多個水平致動器，該多個豎直致動器被配置為與該至少一個引導件一起相對于該線性方向在豎直方向上移動橫移平臺，并且該多個水平致動器被配置為與該至少一個引導件一起相對于該線性方向在水平方向上移動該橫移平臺。移平臺。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】具有受磁性引導的末端執行器的材料搬運機器人

技術介紹

[0001]示例性和非限制性實施例總體上涉及一種材料搬運機器人并且更特別地，涉及一種例如使用一個或多個磁性引導末端執行器來操縱和傳送有效載荷(諸如半導體處理系統中的半導體晶片)的材料搬運機器人。

技術實現思路

[0002]根據一個方面，一種裝置包括：驅動單元；以及臂組件，被連接到驅動單元，其中該臂組件包括橫移平臺，該橫移平臺具有被配置為承載位于其上的有效載荷的末端執行器；線性致動系統，被配置為在線性方向上驅動橫移平臺；以及磁性支撐系統，包括附接到臂組件的框架的至少一個引導件、附接到橫移平臺的多個豎直致動器、以及附接到橫移平臺的多個水平致動器，多個豎直致動器被配置為與至少一個引導件一起在相對于線性方向豎直方向上移動橫移平臺，并且多個水平致動器被配置為與至少一個引導件一起在相對于線性方向水平方向上移動橫移平臺。
[0003]根據另一個方面，一種裝置包括：至少一個處理器；以及至少一個非暫態存儲器，其包括計算機程序代碼，該至少一個存儲器和該計算機程序代碼被配置為利用至少一個處理器使該裝置至少：致動三個豎直致動器以控制與機器人的橫移平臺的豎直位置相關的第一自由度、第二自由度和第三自由度；致動三個水平致動器以控制與機器人的橫移平臺的水平位置相關的第四自由度和第五自由度；以及致動線性致動器以控制與機器人的橫移平臺的線性移動相關的第六自由度。
[0004]在另一個方面，一種調整機器人的橫移平臺的位置的方法包括：致動三個豎直致動器，以控制與橫移平臺的豎直位置相關的第一自由度、第二自由度和第三自由度；致動三個水平致動器以控制與橫移平臺的水平位置相關的第四自由度和第五自由度；以及致動線性致動器以控制與橫移平臺的線性移動相關的第六自由度。
[0005]在另一個方面，一種裝置包括：驅動單元；以及臂組件，被連接到驅動單元。臂組件包括：第一橫移平臺，具有被配置為承載位于其上的第一有效載荷的第一末端執行器；第一線性致動系統，其被配置為在第一方向上驅動第一橫移平臺；以及第一磁性支撐系統，其包括附接到臂組件的框架的至少一個第一引導件、附接到第一橫移平臺的第一多個豎直致動器和附接到第一橫移平臺的第一多個水平致動器，第一多個豎直致動器被配置為與至少一個第一引導件一起在豎直方向上移動第一橫移平臺，并且第一多個水平致動器被配置為與至少一個第一引導件一起在水平方向上移動第一橫移平臺；以及至少一個第二橫移平臺，其具有被配置為承載位于其上的第二有效載荷的第二末端執行器；第二線性致動系統，其被配置為在第一方向上驅動第二橫移平臺；以及第二磁性支撐系統，包括附接到臂組件的框架的至少一個第二引導件、附接到第二橫移平臺的第二多個豎直致動器、以及附接到第二橫移平臺的第二多個水平致動器，第二多個豎直致動器被配置為與至少一個第二引導件一起在豎直方向上移動第二橫移平臺，并且第二多個水平致動器被配置為與至少一個第二引導件一起在水平方向上移動第二橫移平臺。
附圖說明
[0006]結合附圖，在以下描述中解釋了前述方面和其他特征，在附圖中：
[0007]圖1A、圖1B和圖1C是機器人的一個示例的視圖的示意性描述；
[0008]圖2A、圖2B和圖2C是機器人的機器人臂的內部部件的示意性描述；
[0009]圖2D是機器人框架內的橫移平臺和線性致動系統的示意性描述；
[0010]圖2E是橫移平臺和位于橫移平臺上的致動器和傳感器的示意性描述；
[0011]圖3A和圖3B相應地是機器人的單向致動器的俯視圖和側視圖的示意性描述；
[0012]圖4A和圖4B相應地是機器人的雙向致動器的俯視圖和側視圖的示意性描述；
[0013]圖5(a)、圖5(b)、圖5(c)、圖5(d)、圖5(e)、圖5(f)、圖5(g)和圖5(h)是各種末端執行器的延伸部的示意性描述；
[0014]圖6A、圖6B、圖6C、圖6D和圖6E是機器人的各種橫移平臺的移動的示意性描述；以及
[0015]圖7A、圖7B、圖8、圖9和圖10是機器人的橫移平臺和末端執行器的移動的圖形表示。
具體實施方式
[0016]盡管將參考附圖中示出的示例實施例來描述這些特征，但是應理解，可以以實施例的許多替代形式來實施這些特征。此外，可以使用任何合適尺寸、形狀或類型的元件或材料。
[0017]參考圖1A至圖1C，在100處示意性地描繪了機器人的一個示例實施例。機器人100可以包括驅動單元110、包括至少一個機器人臂120的臂組件以及包括處理器20和存儲器22的主控制系統130。在圖1A至圖1C中，機器人100被示出具有處于縮回位置的末端執行器。以下美國專利(全部通過引用并入本文)公開了各種機器人臂和襯底處理和傳輸裝置：第9,149,936號；第10,224,232號；第10,363,665號；第10,538,000號；第10,543,596號；第10,580,682號；第10,596,710號；第10,742,070號；第10,269,604以及美國專利公開第2020/0262060A1號。
[0018]在圖1A至圖1C的特定示例中，機器人100包括四個末端執行器，每個末端執行器被配置為承載有效載荷S。參考圖1B，末端執行器包括以并排方式布置的一對上末端執行器，例如左上末端執行器140和右上末端執行器142。末端執行器還包括一對下末端執行器，例如左下末端執行器144和右下末端執行器146，它們也以并排方式布置。兩對末端執行器，例如上對和下對，以堆疊配置布置。
[0019]機器人100的驅動單元110可以包括主軸組件，該主軸組件被配置為圍繞樞軸點P旋轉機器人臂120或機器人臂120的各個部分。主軸組件可以包括主軸殼體、一個或多個馬達以及一個或多個驅動軸。如果需要，驅動單元110還可以包括豎直提升機構(例如，包括一個或多個線性軌道軸承布置和馬達驅動的滾珠絲杠)，該豎直提升機構被配置為在豎直方向上向上或向下提升主軸組件。
[0020]考慮到機器人臂100可以在真空環境中操作，驅動單元110的主軸組件可以包括可以允許(一個或多個)驅動軸或(一個或多個)驅動軸的上部處于真空環境中的密封件和其他特征。作為示例，在(一個或多個)馬達的(一個或多個)轉子和(一個或多個)馬達的(一個
或多個)定子之間的基本上圓柱形的隔離屏障可以用于在隔離屏障的定子側(外側)包含外部大氣環境，并且在隔離屏障的轉子側(內側)包含真空環境，在這種情況下，(一個或多個)驅動軸可以它們整體處于真空環境中。作為另一個示例，旋轉密封件(諸如鐵磁流體密封件)可以用于允許驅動軸的上部從大氣環境突出到真空環境。
[0021]參考圖2A至圖2C，機器人臂120可以包括框架200、一個或多個橫移平臺210以及一個或多個末端執行器140、142、144、146，每個末端執行器附接到相應的橫移平臺210。如圖2A至圖2C所示，其提供了圖1A至圖1C的機器人臂120的示例內部布置的簡化局部橫截面視圖，橫移平臺210中的每個可以由線性致動系本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種裝置，包括：驅動單元；以及臂組件，被連接到所述驅動單元，其中所述臂組件包括：橫移平臺，具有末端執行器，所述末端執行器被配置為承載位于所述橫移平臺上的有效載荷；線性致動系統，被配置為在線性方向上致動所述橫移平臺；以及磁性支撐系統，包括附接到所述臂組件的框架的至少一個引導件、附接到所述橫移平臺的多個豎直致動器、以及附接到所述橫移平臺的多個水平致動器，所述多個豎直致動器被配置為與所述至少一個引導件一起在相對于所述線性方向的豎直方向上移動所述橫移平臺，并且所述多個水平致動器被配置為與所述至少一個引導件一起在相對于所述線性方向的水平方向上移動所述橫移平臺。2.根據權利要求1所述的裝置，其中所述線性致動系統包括至少一個線性致動器、至少一個位置傳感器和至少一個位置控制系統。3.根據權利要求1所述的裝置，其中所述多個豎直致動器包括三個雙向電磁致動器，每個雙向電磁致動器附接到所述橫移平臺并且被配置為在所述橫移平臺與所述至少一個引導件之間產生電磁力。4.根據權利要求3所述的裝置，其中所述三個雙向電磁致動器中的第一雙向電磁致動器被附接為接近所述橫移平臺的一側，所述三個雙向電磁致動器中的第二雙向電磁致動器接近所述橫移平臺的前部，并且所述三個雙向電磁致動器中的第三雙向電磁致動器被附接為接近所述橫移平臺的后部。5.根據權利要求1所述的裝置，其中所述多個水平致動器包括三個單向電磁致動器，每個單向電磁致動器附接到所述橫移平臺并且被配置為在所述橫移平臺與所述至少一個引導件之間產生電磁力。6.根據權利要求5所述的裝置，其中所述三個單向電磁致動器中的第一單向電磁致動器被附接為接近所述橫移平臺的一側，所述三個單向電磁致動器中的第二單向電磁致動器被附接為接近所述橫移平臺的前部，并且所述三個單向電磁致動器中的第三單向電磁致動器被附接為接近所述橫移平臺的后部。7.根據權利要求1所述的裝置，還包括多個豎直傳感器和多個水平傳感器，所述豎直傳感器中的每個豎直傳感器被配置為當所述橫移平臺在豎直方向上移動時測量所述橫移平臺的位置，并且所述水平傳感器中的每個水平傳感器被配置為當所述橫移平臺在所述水平方向上移動時測量所述橫移平臺的位置。8.根據權利要求7所述的裝置，其中所述多個豎直傳感器包括三個豎直傳感器并且所述多個豎直致動器包括三個豎直致動器，所述三個豎直傳感器中的每個豎直傳感器被定位為接近所述多個豎直致動器中的對應一個豎直致動器。9.根據權利要求7所述的裝置，其中所述多個水平傳感器包括兩個水平傳感器，所述兩個水平傳感器中的第一水平傳感器被定位為接近所述第一水平致動器并且所述兩個水平傳感器中的第二水平傳感器被定位為接近所述第二水平致動器。10.根據權利要求7所述的裝置，其中所述豎直傳感器和所述水平傳感器是光學傳感器、磁性傳感器、電感傳感器或電容傳感器。
11.根據權利要求1所述的裝置，其還包括控制系統，所述控制系統耦合到所述驅動單元或所述臂組件中的一者或多者，所述控制系統包括至少一個處理器和包括計算機程序代碼的至少一個非暫態存儲器。12.一種裝置，包括：至少一個處理器；以及包括計算機程序代碼的至少一個非暫態存儲器，所述至少一個存儲器和所述計算機程序代碼被配置為利用所述至少一個處理器使所述裝置至少：致動三個豎直致動器以控制與機器人的橫移平臺的豎直位置相關的第一自由度、第二自由度和第三自由度；致動三個水平致動器以控制與所述機器人的所述橫移平臺的水平位置相關的第四自由度和第五自由度；以及致動線性致動器以控制與所述機器人的所述橫移平臺的線性移動相關的第六自由度。13.根據權利要求12所述的裝置，其中使所述裝置致動所述三個豎直致動器以控制所述第一自由度、第二自由度和第三自由度包括控制所述橫移平臺的z軸線坐標、俯仰角和滾動角。14.根據權利要求13所述的裝置，其中所述橫移平臺的所述俯仰角被改變以調整所述橫移平臺的所述豎直位置。15.根據權利要求13所述的裝置，其中所述橫移平臺的所述俯仰角獨立于所述橫移平臺的所述豎直位置而改變。16.根據權利要求12所述的裝置，其中使所述裝置致動所述三個水平致動器以控制所述第四自由度和第五自由度包括控制所述橫移平臺的y軸線坐標和偏航角。17.根據權利要求16所述的裝置，其中所述橫移平臺的所述偏航角被改變以調整所述橫移平臺的所述水平位置。18.根據權利要求16所述的裝置，其中所述橫移平臺的所述偏航角獨立于所述橫移平臺的所述水平位置而改變。19.根據權利要求12所述的裝置，其中使所述裝置致動所述線性致動器以控制所述第六自由度包括控制所述橫移平臺的x軸線坐標。20.根據權利要求13所述的裝置，其中所述橫移平臺的所述滾動角被改變以調整所述橫移平臺沿著z軸線的位置。...

【專利技術屬性】
技術研發人員：M，
申請(專利權)人：柿子技術公司，
類型：發明
國別省市：