傳輸機械手柔性關節保護裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種光刻設備，尤其涉及一種傳輸機械手柔性關節保護裝置及方法。
【背景技術】
[0002]在光刻機中，掩模的傳輸是必不可少的一道程序，在掩模傳輸過程中對掩模版的運輸過程中機械手作為常用的運輸工具，與內外版庫、顆粒度檢測，機械手的掩模傳輸內部的部件進行掩模的交接，其安全性穩定性保證了掩模傳輸過程中掩模的安全可靠性；同時由于機械手需要在掩模傳輸的整個布局范圍內，其運動過程中不能與掩模傳輸框架等其他部件出現干涉，機械手的運行過程中，當干涉時，機械手末端版叉(Gripper )發生撞擊，對版叉損壞的同時對機械手各個關節造成一定的破壞，嚴重情況，版叉毀壞，機械手關節的傳遞精度損失。
[0003]目前機械手末端主要有兩種，一種為機械手末端直接連接版叉，中間為剛性連接；另一種機械手為柔性連接，通過彈性裝置保證機械手本體與機械手末端的連接。
[0004]第一種機械手在應用時需要設置傳感器，以保證機械手在運動過程中檢測障礙物，防止發生碰撞，導致機械手的速度不能太大，影響了機械手的使用效率。傳感器的檢測障礙物區域要求較大，才能保證機械手在運行區域范圍內不發生碰撞。若機械手發生碰撞，版叉容易發生損壞，承版面的變形，導致承版面的水平，嚴重的直接導致機械手末端相連的關節受力變形，導致機械手的報廢。
[0005]第二種機械手為CN202053247的專利中采用彈性力對版叉的連接，請參考圖1，當碰撞力使得插腳411脫離V型槽420，將碰撞力傳遞到彈性裝置，可以很好地減少對機械手末端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的減低、插腳與V型槽的磨損導致版叉的承版面的水平變差，影響了物料的傳輸精度。且這種機械手無檢測裝置，當機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械手末端。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的技術問題是提供一種能夠保證機械手末端和機械手關節的安全性的傳輸機械手柔性關節保護裝置及方法。
[0007]為了解決這一技術問題，本發明提供了一種傳輸機械手柔性關節保護裝置，用以對版叉與機械手本體之間的關節進行保護，包括防碰撞機構，所述版叉通過所述防碰撞機構與所述機械手本體連接，所述防碰撞機構包括:調整螺絲、力矩傳感器、彈性裝置、V型槽、防碰撞傳感器、調整板和底板；所述力矩傳感器連接在所述機械手本體；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；所述調整螺絲設置在所述版叉上，所述調整螺絲的球頭與所述V型槽接觸。
[0008]所述力矩傳感器對所述版叉相對于所述機械手本體的六個自由度的力矩變化情況進行檢測，并反饋給所述機械手本體的控制系統。
[0009]所述防碰撞傳感器設置在所述版叉上，用以檢測所述底板相對于所述版叉的位置變化，并反饋給所述機械手本體的控制系統。
[0010]所述底板與所述版叉繞同一軸心旋轉。
[0011]所述防碰撞機構還包括鎖緊螺釘，所述底板與調整板之間通過所述鎖緊螺釘連接，且通過所述鎖緊螺釘調節所述底板與調整板的間距，進而控制所述彈性裝置的拉伸形變程度。
[0012]所述傳輸機械手柔性關節保護裝置還包括球頭螺柱；所述V型槽為多個，均勻分布在所述底板上；所述球頭螺柱設置在所述版叉上，所述球頭螺柱的頭部設置在所述V型槽上，通過對所述調整螺絲和球頭螺柱的調節對所述版叉的水平程度與高度進行調節。
[0013]所述V型槽的數量為三個，所述調整螺絲的數量為兩個，所述球頭螺柱的數量為一個，所述V型槽繞所述底板的旋轉軸心均勻布置。
[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整螺絲和球頭螺柱對所述V型槽的作用力，進而調節所述球頭螺柱和調整螺絲脫開所述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。
[0017]所述傳輸機械手柔性關節保護裝置還包括物料保護裝置，設在所述版叉的與物料接觸的位置。
[0018]所述物料保護裝置包括襯墊，所述襯墊設在所述版叉的氣缸末端與物料接觸的位置。
[0019]所述物料保護裝置還包括三個剛性結構和一個彈性結構，物料由所述三個剛性結構與一個彈性結構支撐放置。
[0020]所述物料保護裝置還包括檢測傳感器，所述檢測傳感器與版叉的氣缸連接，用以監測所述氣缸的移動。
[0021]本發明還提供了一種傳輸機械手柔性關節保護方法，提供了版叉、底板、調整板、設置在所述底板上的V型槽，以及與所述版叉連接的調整螺絲和球頭螺柱，未碰撞時，所述調整螺絲和球頭螺柱卡在所述V型槽內；
[0022]版叉受到碰撞力時，
[0023]當檢測到版叉相對于機械手本體六個自由度的力矩達到預設的值，且所述調整螺絲和球頭螺柱未脫開所述V型槽時，機械手的控制系統自動控制機械手進行反向移動，完成版叉的重新定位；
[0024]當檢測到所述版叉相對于機械手本體六個自由度的力矩達到預設的值，但所述調整螺絲和球頭螺柱脫開所述V型槽時，機械手停止工作，通過人工干預實現版叉的重新定位。
[0025]所述傳輸機械手柔性關節保護方法還提供了防碰撞傳感器，用以檢測所述版叉相對于所述機械手本體的位置變化，所述防碰撞傳感器預設一個值，該值與所述調整螺絲和球頭螺柱脫開所述V型槽的臨界位置匹配；
[0026]當檢測到兩者間的位置變化未超出預設的值，且版叉相對于機械手本體六個自由度的力矩達到預設的值時，機械手的控制系統自動控制機械手進行反向移動，完成版叉的重新定位；
[0027]當檢測到兩者間的位置變化超出預設的值，且版叉相對于機械手本體六個自由度的力矩達到預設的值時，機械手停止工作，通過人工干預實現版叉的重新定位。
[0028]本發明通過防碰撞機構的引入，一方面，對于版叉受到碰撞后的情況進行了及時的反饋，從而有利于后續的自動化恢復和人工干預，另一方面，為版叉的水平度和高度的調整提供了有效手段，從而提高了復位后版叉的定位精度，減少了碰撞對工藝的影響。提供一種能夠保證機械手末端和機械手關節的安全性的傳輸機械手柔性關節保護裝置及方法。
【附圖說明】
[0029]圖1是現有技術中的傳輸機械手關節保護裝置的結構示意圖；
[0030]圖2是本發明一實施例提供的傳輸機械手柔性關節保護裝置的結構示意圖；
[0031]圖3是本發明一實施例中防碰撞機構的結構示意圖；
[0032]圖4是本發明一實施例中防碰撞機構的局部結構示意圖；
[0033]圖5是本發明一實施例中傳感系統的分布示意圖；
[0034]圖6是本發明一實施例中機械手碰撞后恢復的流程示意圖；
[0035]圖7是本發明一實施例中對機械手碰撞進行控制的流程示意圖；
[0036]圖8是本發明一實施例中調整螺絲與V型槽的結構示意圖；
[0037]圖9是本發明一實施例中碰撞后自動恢復的原理不意圖；
[0038]圖10是本發明一實施例中碰撞后非自動恢復的原理不意圖；
[0039]圖11是本發明一實施例中底板的結構示意圖；
[0040]圖12是本發明一實施例中防碰撞機構的剖面結構示意圖；
[0041]圖13是本發明一實施例中襯墊的位置示意圖；
[0042]圖14是本發明一實施例中物料保護裝置的結構示意圖；
[0043]圖中，101-物料；102_彈性結構；103_調整螺絲；104_機械手本體；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-調整板；113-鎖緊螺釘；114-底板；115-檢測傳感器；116-氣缸；117_襯墊；118-版叉；119-球頭螺柱；201-剛性結構。
【具體實施方式】
[0044]以下將結合圖2至圖14，對本發明提供的傳輸機械手柔性關節保護裝置及方法進行詳細的描述，其為本發明一可選的實施例，可以認為本領域的技術人員在不改變本發明精神和內容的范圍內，能夠對其進行修改和潤色。
[0045]請參考圖2，本實施例提供了一種傳輸機械手柔性關節保護裝置，用以對版叉118與機械手本體104之間的關節進行保護，包括防碰撞機構，所述版叉118通過所述防碰撞機構與所述機械手本體104連接，所述防碰撞機構包括:調整螺絲103、力矩傳感器106、彈性裝置108、V型槽109、防碰撞傳感器110、調整板112和底板114 ;所述力矩傳感器106連接在