一種機械臂控制系統及控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種機械臂控制系統及控制方法，應用于由聯機設備控制器控制且至少設置有兩個加工腔體的半導體制造設備中，其中，包括控制邏輯生成裝置、控制器以及用以向所述加工腔體中裝卸加工基材的機械裝置，所述控制邏輯生成裝置與所述控制器連接，提供所述控制器用以控制所述機械裝置的指令，所述控制器與所述機械裝置連接，用以控制所述機械裝置動作。其技術方案的有益效果是：可在不影響半導體制造設備加工效率的前提下解決現有技術中存在的機械臂阻塞的問題，且不增加半導體制造設備的硬件設置，邏輯控制也較簡單。
【專利說明】一種機械臂控制系統及控制方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種半導體制造設備的控制系統，尤其涉及一種機械臂控制系統及控制方法。

【背景技術】
[0002]AMOLED即有源矩陣有機發光二極體顯示面板。相比傳統的液晶面板，AMOLED具有反應速度較快、對比度更高、視角較廣等特點。AMOLED的生產一般是通過半導體制造設備對一基材進行多道工藝的加工而實現，而半導體制造設備在進行多道工藝加工時，一般通過半導體制造設備的裝卸單元的機械臂將加工基材裝載入對應的加工裝置或者從對應的加工裝置中卸載。但是在對應多道工藝時，尤其是對應多個加工腔體時，現有的半導體制造設備的機械臂為了提高加工效率，往往于加工腔體的加工工藝開始后即預取對應的加工腔體下一次加工需用的基材，這樣就導致當多個加工腔體所進行的加工工藝用時不一致時，尤其是在后續工藝的用時大于前置工藝時，機械臂由于預取對應前置工藝所需的基材而無法完成執行后續工藝的加工腔體的基材卸載的動作，造成阻塞。且由于執行預取基材的動作，使機械臂在執行其他動作時都要帶著已預取到機械臂上的基材執行，這樣就對加工過程形成潛在風險。
[0003]針對上述問題，現有的解決方案有兩種，第一種是采取消極的不預取方式，即機械臂不預取基材，直到加工腔體中的加工工藝已完成時才執行取基材動作，這樣做雖然能解決阻塞的問題，但卻使加工腔體出現等待機械臂動作的閑置時間，導致加工效率降低；另一種方式是設置暫存區域，將無法及時裝入后續工藝對應的加工腔體的基材暫時放置于暫存區域內，以解決阻塞問題，但是設置暫存區域導致設備成本增加，且機械臂于暫存區域內存取基材時需要較為復雜的邏輯控制，使設備的邏輯控制部分變得復雜，增加了使用和維護的難度。


【發明內容】

[0004]針對現有的AMOLED加工時機械臂預取動作存在的上述問題，現提供一種旨在解決機械臂阻塞問題又不增加設備成本的機械臂控制系統及控制方法。
[0005]具體技術方案如下:
[0006]一種機械臂控制系統，應用于由聯機設備控制器控制且至少設置有兩個加工腔體的半導體制造設備中，其中，包括控制邏輯生成裝置、控制器以及用以向所述加工腔體中裝卸加工基材的機械裝置，所述控制邏輯生成裝置與所述控制器連接，提供所述控制器用以控制所述機械裝置的指令，所述控制器與所述機械裝置連接，用以控制所述機械裝置動作；
[0007]所述控制邏輯生成裝置包括第一數據儲存部件以及監控部件，所述第一數據儲存部件儲存有對應每個所述加工腔體于每種加工工藝時所需用時的工藝用時記錄，所述監控部件監控每個加工腔體執行工藝的進度，所述控制邏輯生成裝置根據所述第一數據儲存部件中儲存的所述工藝用時記錄以及對應的加工腔體當前工藝的執行進度向所述控制器發出指令，所述控制器根據所述控制邏輯生成裝置發送的指令控制所述機械裝置動作。
[0008]優選的，所述控制邏輯生成裝置包括第二數據儲存部件，所述第二數據儲存部件儲存有所述機械裝置于各個所述加工腔體以及所述半導體制造設備的其他裝置之間移動所需時間的移動用時記錄，所述控制邏輯生成裝置根據所述第一數據儲存部件中儲存的所述工藝用時記錄、所述第二數據儲存部件中儲存的所述移動用時記錄以及需要對應的加工腔體當前工藝的執行進度向所述控制器發出指令，所述控制器根據所述控制邏輯生成裝置發送的指令控制所述機械裝置動作。
[0009]優選的，所述控制邏輯生成裝置設置于所述半導體制造設備的聯機設備控制器中。
[0010]優選的，所述控制器主要由連接于所述聯機設備控制器與所述半導體制造設備之間的可編程邏輯控制器形成。
[0011]優選的，所述機械裝置主要由所述半導體制造設備的裝卸單元的機械臂形成。
[0012]優選的，所述半導體制造設備的其他裝置包括所述半導體制造設備的裝卸單元用于安置未加工的加工基材的容器的連接位置。
[0013]一種機械臂控制方法，其中，包括上述機械臂控制系統，所述控制邏輯生成裝置根據一預置策略計算出所述機械裝置于整個加工過程中的每次預取加工基材的動作并形成一動作列表；
[0014]所述控制邏輯生成裝置根據所述動作列表的順序向所述控制器發送控制指令，所述控制器根據所述控制指令控制所述機械裝置執行預取加工基材的動作；
[0015]所述機械裝置每執行一個預取加工基材的動作，所述控制邏輯生成裝置于所述動作列表中去除所述機械裝置已執行的預取加工基材的動作后，根據所述預置策略重新計算所述動作列表中余下的所有預取加工基材的動作，并更新所述動作列表。
[0016]優選的，所述預置策略為，通過公式P=Xij-Tnm計算對應每個加工腔體于進行不同工藝時的加工基材預取動作的開始時間；
[0017]其中，
[0018]Xij為對應的加工腔體于進行選定的工藝時需要使用的時間；
[0019]Tnm為所述機械裝置由所述半導體制造設備的裝卸單元上指定的用于安置未加工的加工基材的容器連接位置取出所述加工基材，并移動到對應的所述加工腔體所需要的時間；
[0020]P為于所述對應的加工腔體進行所述選定的工藝開始，至所述機械裝置執行對應所述加工腔體的加工基材預取動作之間的間隔時間。
[0021]優選的，所述預置策略為，通過公式P=Xu_Tmn+f計算對應每個加工腔體于進行不同工藝時的加工基材預取動作的開始時間；
[0022]其中，
[0023]Xij為對應的加工腔體于進行選定的工藝時需要使用的時間；
[0024]Tnm為所述機械裝置由所述半導體制造設備的裝卸單元上指定的用于安置未加工的加工基材的容器連接位置取出所述加工基材，并移動到對應的所述加工腔體所需要的時間；
[0025]P為于所述對應的加工腔體進行所述選定的工藝開始，至所述機械裝置執行對應所述加工腔體的加工基材預取動作之間的間隔時間；
[0026]f為微調值。
[0027]上述技術方案的有益效果是:
[0028]可在不影響半導體制造設備加工效率的前提下解決現有技術中存在的機械臂阻塞的問題，且不增加半導體制造設備的硬件設置，邏輯控制也較簡單。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本發明一種機械臂控制系統的邏輯結構示意圖；
[0030]圖2為本發明一種機械臂控制方法的工藝用時記錄采用邏輯表格儲存的結構示意圖；
[0031]圖3為本發明一種機械臂控制方法的移動用時記錄采用邏輯表格儲存的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，但不作為本發明的限定。
[0033]如圖1所示，本發明一種機械臂控制系統的實施例，應用于由聯機設備控制器控制且至少設置有兩個加工腔體的半導體制造設備中，其中，包括控制邏輯生成裝置、控制器以及用以向加工腔體中裝卸加工基材的機械裝置，控制邏輯生成裝置與控制器連接，提供控制器用以控制機械裝置的指令，控制器與機械裝置連接用以控制機械裝置動作；
[0034]控制邏輯生成裝置包括第一數據儲存部件以及監控部件，第一數據儲存部件儲存有對應每個加工腔體于每種加工工藝時所需用時的工藝用時記錄，監控部件監控每個加工腔體執行工藝的進度，控制邏輯生成裝置根據第一數據儲存部件中儲存的工藝用時記錄以及對應的加工腔體當前工藝的執行進度向控制器發出指令，控制器根據控制邏輯生成裝置發送的指令控制機械裝置動作。
[0035]上述技術方案通過于控制邏輯生成裝置中的第一數據儲存部件中儲存每個加工腔體于每種加工工藝時所需用時的工藝用時記錄，并通過監控部件實時掌握每個加工腔體的加工進度，使控制邏輯生成裝置可于對應的加工腔體中的當前工藝將近結束時向控制器發送預取加工基材的指令，控制器根據控制邏輯生成裝置發送的預取加工基材的指令，控制機械裝置預取加工基材，使機械裝置執行預取加工基材的動作后可馬上至對應的加工腔體中執行裝載，從而避免了現有技術中由于機械臂上的基材無法裝載入對應的加工腔體進而造成阻塞的問題，而且由于控制邏輯生成裝置于對應的加工腔體中的加工工藝還未結束時即發送預取基材的指令，因此加工腔體并無空閑等待機械裝置動作的時間，從而不會降低設備的加工效率。在此基礎上，控制邏輯生成裝置可設置于半導體制造設備的聯機設備控制器中，并進一步的可直接利用聯機設備控制器的硬件形成，從而避免于半導體制造設備中設置額外的硬件增加設備的成本。在此基礎上，控制器可主要由連接于聯機設備控制器與半導體制造設備之間的可編程邏輯控制器形成，此實施方式同樣可避免于半導體制造設備中設置額外的硬件增加設備的成本。同時，機械裝置可主要由半導體制造設備的裝卸單元的機械臂形成。由于聯機設備控制器(BC:Block Cont1ller)，可編程邏輯控制器(PLC:ProgrammabIe Logic Controller),半導體制造設備的裝卸單兀(Loader/Unloader)以及裝卸單元的機械臂(Robot)均為半導體制造領域常用的裝置，因此具體的連接方式不再贅述，需要指出的是，形成機械裝置的機械臂也可以是集成在其他單元上的機械臂，具體的可根據半導體制造設備的實際配置決定。
[0036]于上述技術方案基礎上，進一步的，控制邏輯生成裝置可包括第二數據儲存部件，第二數據儲存部件儲存有機械裝置于各個加工腔體以及半導體制造設備的其他裝置之間移動所需時間的移動用時記錄，控制邏輯生成裝置根據第一數據儲存部件中儲存的工藝用時記錄、第二數據儲存部件中儲存的移動用時記錄以及對應的加工腔體當前工藝的執行進度向控制器發出預取加工基材的指令，控制器根據控制邏輯生成裝置發送的預取加工基材的指令控制機械裝置動作。一種較典型的實施方式是，控制邏輯生成裝置發出預取加工基材的指令的時間，可于對應的加工腔體的當前正在執行的加工工藝結束之前，并進一步的預留機械裝置執行預取加工基材動作需要的時間，如機械裝置由半導體制造設備的裝卸單元上指定的用于安置未加工的加工基材的容器連接位置取出加工基材，并移動到對應的加工腔體所需要的時間，從而可進一步減少加工腔體等待機械裝置動作的空閑時間，提高設備的加工效率。其中，半導體制造設備的其他裝置主要包括半導體制造設備的裝卸單元用于安置未加工的加工基材的容器的連接位置。
[0037]本發明的實施例中還包括一種機械臂控制方法，其中，包括上述機械臂控制系統，控制邏輯生成裝置根據一預置策略計算出機械裝置于整個加工過程中的每次預取加工基材的動作并形成一動作列表；
[0038]控制邏輯生成裝置根據動作列表的順序向控制器發送控制指令，控制器根據控制指令控制機械裝置執行預取加工基材的動作；
[0039]機械裝置每執行一個預取加工基材的動作，控制邏輯生成裝置于動作列表中去除機械裝置已執行的預取加工基材的動作后，根據預置策略重新計算動作列表中余下的所有預取加工基材的動作，并更新動作列表。
[0040]其中，預置策略為，通過公式P=Xu-Tmn計算對應每個加工腔體于進行不同工藝時的加工基材預取動作的開始時間；
[0041]其中，
[0042]Xu為對應的加工腔體于進行選定的工藝時需要使用的時間；
[0043]Tnm為機械裝置由半導體制造設備的裝卸單元上指定的用于安置未加工的加工基材的容器連接位置取出加工基材，并移動到對應的加工腔體所需要的時間；
[0044]P為于對應的加工腔體進行選定的工藝開始，至機械裝置執行對應加工腔體的加工基材預取動作之間的間隔時間。
[0045]如圖2和圖3所示，上述技術方案中的Xu即儲存于第一數據儲存部件中的工藝用時記錄，在邏輯上可采用表格的儲存形式，可以行i表示不同的加工腔體，以列j表示不同的工藝，并于表格中的每一格內儲存對應的加工腔體于執行選定的加工工藝時需用的時間，即一個選定的XiPi應一選定的加工腔體于執行一選定的加工工藝時所用的時間。1?即儲存于第二數據儲存部件中的移動用時記錄，在邏輯上也可采用表格的儲存形式，可以行m表示半導體制造設備上不同的加工腔體以及其他裝置，列η也表示半導體制造設備上不同的加工腔體以及其他裝置，并于表格中的每一格內儲存機械裝置于對應行m的加工腔體或者其他裝置移動至對應列η的加工腔體或者其他裝置需用的時間，即一個選定的Tnm對應機械裝置由一選定的加工腔體或者其他裝置移動到另一個選定的加工腔體或者其他裝置所用的時間，由于儲存Tnm的表中，行m和列η對應的對象相同，因此會出現大量重復的數據，出于節省儲存空間的考慮也可采用一個邏輯隊列進行儲存。需要說明的是上述提到的邏輯表格的行列設置只是一種用于說明的實施方式，并不以此限定保護范圍。
[0046]在另一種實施方式中，預置策略為，通過公式P=Xi j-Tmn+f計算對應每個加工腔體于進行不同工藝時的加工基材預取動作的開始時間；
[0047]其中，
[0048]Xu為對應的加工腔體于進行選定的工藝時需要使用的時間；
[0049]Tnm為機械裝置由半導體制造設備的裝卸單元上指定的用于安置未加工的加工基材的容器連接位置取出加工基材，并移動到對應的加工腔體所需要的時間；
[0050]P為于對應的加工腔體進行選定的工藝開始，至機械裝置執行對應加工腔體的加工基材預取動作之間的間隔時間；
[0051]Xij與Tmn的獲取及儲存方式上文中已詳細說明過，在此不再贅述。
[0052]f為微調值，可以秒為單位。微調值可用以調整機械裝置預取加工基材的動作與對應的加工腔體執行的加工工藝完成時間之間的配合度，從而可實現效率最大化。
[0053]需要指出的是本發明的技術方案中給出的微調值f可以是統一對應所有加工腔體的，也可以是針對每個加工腔體單獨設置的，可以取正值也可以取負值。當需要針對每個加工腔體單獨設置時也可于控制邏輯生成裝置內設置第三數據儲存部件進行儲存。
[0054]以上所述僅為本發明較佳的實施例，并非因此限制本發明的實施方式及保護范圍，對于本領域技術人員而言，應當能夠意識到凡運用本發明說明書及圖示內容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應當包含在本發明的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種機械臂控制系統，應用于由聯機設備控制器控制且至少設置有兩個加工腔體的半導體制造設備中，其特征在于，包括控制邏輯生成裝置、控制器以及用以向所述加工腔體中裝卸加工基材的機械裝置，所述控制邏輯生成裝置與所述控制器連接，提供所述控制器用以控制所述機械裝置的指令，所述控制器與所述機械裝置連接，用以控制所述機械裝置動作； 所述控制邏輯生成裝置包括第一數據儲存部件以及監控部件，所述第一數據儲存部件儲存有對應每個所述加工腔體于每種加工工藝時所需用時的工藝用時記錄，所述監控部件監控每個加工腔體執行工藝的進度，所述控制邏輯生成裝置根據所述第一數據儲存部件中儲存的所述工藝用時記錄以及對應的加工腔體當前工藝的執行進度向所述控制器發出指令，所述控制器根據所述控制邏輯生成裝置發送的指令控制所述機械裝置動作。
2.如權利要求1所述機械臂控制系統，其特征在于，所述控制邏輯生成裝置包括第二數據儲存部件，所述第二數據儲存部件儲存有所述機械裝置于各個所述加工腔體以及所述半導體制造設備的其他裝置之間移動所需時間的移動用時記錄，所述控制邏輯生成裝置根據所述第一數據儲存部件中儲存的所述工藝用時記錄、所述第二數據儲存部件中儲存的所述移動用時記錄以及對應的加工腔體當前工藝的執行進度向所述控制器發出指令，所述控制器根據所述控制邏輯生成裝置發送的指令控制所述機械裝置動作。
3.如權利要求1所述機械臂控制系統，其特征在于，所述控制邏輯生成裝置設置于所述半導體制造設備的聯機設備控制器中。
4.如權利要求1所述機械臂控制系統，其特征在于，所述機械裝置主要由所述半導體制造設備的裝卸單元的機械臂形成。
5.如權利要求1所述機械臂控制系統，其特征在于，所述控制器主要由連接于所述聯機設備控制器與所述半導體制造設備之間的可編程邏輯控制器形成。
6.如權利要求2所述機械臂控制系統，其特征在于，所述機械裝置主要由所述半導體制造設備的裝卸單元的機械臂形成。
7.如權利要求6所述機械臂控制系統，其特征在于，所述半導體制造設備的其他裝置包括所述半導體制造設備的裝卸單元用于安置未加工的加工基材的容器的連接位置。
8.—種機械臂控制方法,其特征在于,包括如權利要求1-7中任一所述機械臂控制系統，所述控制邏輯生成裝置根據一預置策略計算出所述機械裝置于整個加工過程中的每次預取加工基材的動作并形成一動作列表； 所述控制邏輯生成裝置根據所述動作列表的順序向所述控制器發送控制指令，所述控制器根據所述控制指令控制所述機械裝置執行預取加工基材的動作； 所述機械裝置每執行一個預取加工基材的動作，所述控制邏輯生成裝置于所述動作列表中去除所述機械裝置已執行的預取加工基材的動作后，根據所述預置策略重新計算所述動作列表中余下的所有預取加工基材的動作，并更新所述動作列表。
9.如權利要求8所述機械臂控制方法，其特征在于，所述預置策略為，通過公式P=Xij-Tnm計算對應每個加工腔體于進行不同工藝時的加工基材預取動作的開始時間； 其中， Xij為對應的加工腔體于進行選定的工藝時需要使用的時間； Tmn為所述機械裝置由所述半導體制造設備的裝卸單元上指定的用于安置未加工的加工基材的容器連接位置取出所述加工基材，并移動到對應的所述加工腔體所需要的時間； P為于所述對應的加工腔體進行所述選定的工藝開始，至所述機械裝置執行對應所述加工腔體的加工基材預取動作之間的間隔時間。
10.如權利要求8或9中任一所述機械臂控制方法，其特征在于，所述預置策略為，通過公式P=Xu-T?+f.計算對應每個加工腔體于進行不同工藝時的加工基材預取動作的開始時間； 其中， Xij為對應的加工腔體于進行選定的工藝時需要使用的時間；Tmn為所述機械裝置由所述半導體制造設備的裝卸單元上指定的用于安置未加工的加工基材的容器連接位置取出所述加工基材，并移動到對應的所述加工腔體所需要的時間； P為于所述對應的加工腔體進行所述選定的工藝開始，至所述機械裝置執行對應所述加工腔體的加工基材預取動作之間的間隔時間；f為微調值。
【文檔編號】B25J9/16GK104162889SQ201310180660
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年5月15日 優先權日:2013年5月15日
【發明者】周虹任, 唐山河, 胡堂林, 李健, 邱栓杉 申請人:上海和輝光電有限公司