CN101148044A - Scara型臂 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种将在中心线对象上设有一对的自由臂的前端连结的结构、每个的臂的结构简单且维护性较好、并且平滑且可靠地实现中心线方向的直线移动的SCARA型臂。一种移载装置(30)，分别将由基端侧臂(2)和前端侧臂(3)构成的一对自由臂(4)的基端侧转动自如地安装在基台(1)上，具备将一对前端侧臂(3)的前端侧相互转动自如地连结的移载臂(5)，将固定在连结于该移载臂(5)上的前端侧臂(3)的前端侧上的连结轴(3c)(参照图2)相互间通过同步机构(6)(参照图2)连结。

Description

SCARA型臂

技术领域

本发明涉及在输送工件(称作“输送对象物”)的输送系统等中使用、通过多关节的臂使工件在同一水平面内直线移动而进行移载的SCARA型臂。

背景技术

在制造半导体基板或液晶显示板的工厂中，由于对作为其坯料的平板状坯料(半导体晶片或玻璃板)在不同的位置上实施多工序的处理，所以必须有将收容该平板状坯料的托盘等的作为输送对象物的工件在清洁室内输送的输送系统。在该输送系统中，使用通过多关节的臂使工件在同一水平面内直线移动的SCARA(具有选择柔顺性的装配机器人手臂Selective Compliance Assembly Robot Arm)型臂。

这样在清洁室内使用多关节的臂型的SCARA型臂(是移载工件的移载装置之一)是因为污染无尘室的微粒的产生较少。

图15是表示这样的SCARA型臂，即作为本发明的背景技术的SCARA型臂的一例的图，图15(a)是其俯视图，图15(b)是其纵剖视图。该SCARA型臂记载在专利文献1中。

该SCARA型臂100具有一个基台101；分别旋转自如地安装在该基台101上的一对基端侧臂102、102’；可旋转地安装在该一对基端侧臂102、102’的各自的前端上的一对前端侧臂103、103’；和分别旋转自如地设置在该一对前端侧臂103、103’的前端侧的一对移载臂105、105’。

另外，将上述分别旋转自如地连结的基台101、基端侧臂102、102’和前端侧臂103、103’称作自由臂(无标号)。

在该自由臂中，在基台101上设有分别独立地旋转驱动一对基端侧臂102、102’的基端侧的减速马达106、106’。

此外，在基端侧臂102、102’、前端侧臂103、103’的内部中，在该基端侧的固定侧和前端侧的旋转侧设有齿数2：1的同步滑轮，并设有将它们通过同步带连结的差动联动机构102a、102a’、103a、103a’。

该差动联动机构102a、102a’、103a、103a’如果对例如基端侧臂102进行考虑，则若该基端侧臂102在减速马达106的作用下顺时针旋转10度，则通过差动联动机构102a作用使前端侧臂103逆时针旋转10度，结果，确保在移载臂105、105’的前端维持着相同的朝向的状态下进行前进后退的、所谓的SCARA型臂的基本动作。

该SCARA型臂100内置这样的差动联动机构102a、102a’、103a、103a’，使分别具备移载臂105、105’的自由臂(未图示)独立地镜像动作，能够将工件(未图示)从一个移载臂105向另一个移载臂105’交接，提高作业效率。

另一方面，作为工件的平板状坯料(半导体晶片或玻璃板)近年来越来越大型化，重量也在增加，也要求能够与其对应的SCARA型臂。

但是，在构成该SCARA型臂100的单体的自由臂中，如果想要增加可移载重量，则自由臂整体大型化，随之，移载臂105、105’的移载面也变高，在移载时不能利用的最低地上高度变高，无效空间(Dead Space)的增加成为问题。

此外，为了更稳定地移载更大型化(占用更大的面积)的工件，优选有两处应该支撑工件的支点轴。

因此，提出了将SCARA型臂100的每个自由臂的分别的移载臂105、105’做成共用化的移载臂、镜像同步驱动每个的自由臂那样的双联直接连结型的自由臂。

但是，在该双联直接连结型的自由臂中，在各自的臂内需要上述的差动联动机构，成为机构上复杂的结构，还需要组装工时，希望能简洁化。

此外，在差动联动机构中，需要适时进行同步带的张紧调节，但由于自由臂的前端侧通过移载臂旋转自如地直接连结，所以如果进行一个自由臂的张紧调节，则其会给移载臂的方向性带来影响，所以另一个自由臂的张紧调节也需要对抗地进行，张紧调节非常困难，维护性较差。

此外，为了能够进行张紧调节，需要使自由臂的各自的臂能够开闭，不能将各自的臂做成闭合截面的免维护的结构。

进而，通过各自的同步旋转驱动和差动联动机构的稍稍的偏移，虽然在实用上是没有障碍的程序，但有移载臂晃动的现象，也要求进行其改善。

【专利文献1】日本专利第2739413号公报(图1)

发明内容

本发明是为了解决上述问题而做出的，目的是提供一种将在中心线对象上设有的自由臂的前端连结的结构、各自的臂的结构简单且维护性较好、并且平滑且可靠地实现中心线方向的直线移动的SCARA型臂。

技术方案1所述的SCARA型臂的特征在于，具备：一对自由臂，分别由两条臂构成；基台，用来将上述一对自由臂的基端侧臂分别以上述基端侧臂的基端为中心转动自如地安装；移载臂，用来将上述一对自由臂的前端侧臂分别以上述前端侧臂的前端上固定的连接轴为中心转动自如地安装；以及同步机构，使那些前端侧臂的转动同步。

技术方案2所述的SCARA型臂从属于技术方案1，其特征在于，上述同步机构具备一对相互啮合的齿轮、和使上述一对齿轮的每个与一对连结轴的每个同步旋转的同步旋转传动机构。

技术方案3所述的SCARA型臂从属于技术方案1，其特征在于，上述一对自由臂中的至少任一个自由臂具备对基端侧臂的旋转驱动方向进行限制以使前端侧臂向规定的方向旋转的旋转方向限制机构。

技术方案4所述的SCARA型臂从属于技术方案3，其特征在于，上述旋转方向限制机构具备固定在上述基台的固定侧外周上的基台侧链轮、固定在上述前端侧臂的基端侧旋转轴上并从该前端侧臂突出的前端侧链轮、和将这两个链轮连结的链。

根据技术方案1所述的SCARA型臂，由于将分别由两条臂构成的一对自由臂的基端转动自如地安装在基台上，具备将上述一对自由臂的前端侧相互转动自如地连结的移载臂，将固定在连结于该移载臂上的上述自由臂的前端侧上的连结轴相互间通过同步机构连结，所以在移载臂的两端上作用有相等的力，移载臂在一对自由臂的对称中心线方向上平滑且可靠地直线移动。

根据技术方案2所述的SCARA型臂，除了技术方案1的效果以外，由于上述同步机构具备一对相互啮合的齿轮、和使上述一对齿轮的每个与一对连结轴的每个同步旋转的同步旋转传动机构，所以能够将同步机构简单地构成，此外，与不使用同步旋转传动机构、而仅铜鼓哦相互啮合的齿轮机构构成同步机构的情况相比，能够减小相互啮合的齿轮。

根据技术方案3所述的SCARA型臂，除了技术方案1的效果以外，由于上述一对自由臂中的至少任一个自由臂具备对基端侧臂的旋转驱动方向进行限制以使前端侧臂向规定的方向旋转的旋转方向限制机构，所以即使成为例如中立状态，前端侧臂在再转动时也会向应该运动的方向转动，整体上能够无障碍地进行移载臂的直线移动。

根据技术方案4所述的SCARA型臂，除了技术方案3的效果以外，由于上述旋转方向限制机构具备固定在上述基台的固定侧外周上的基台侧链轮、固定在上述前端侧臂的基端侧旋转轴上并从该前端侧臂突出的前端侧链轮、和将这两个链轮连结的链，所以旋转方向限制机构能够通过不需要动力源的简单的结构实现。

附图说明

图1(a)是表示本发明的SCARA型臂的一例的正视图，图1(b)是图1(a)的侧视图。

图2是表示图1的SCARA型臂具备的同步机构的俯视图。

图3是表示包含在图2的同步机构中的张紧机构的图，图3(a)是其俯视图，图3(b)是图3(a)的左侧视图，图3(c)是图3(a)的下侧视图。

图4(a)、图4(b)是图2的同步机构的动作说明图。

图5是表示图1的SCARA型臂具备的旋转方向限制机构的图，图5(a)是其俯视图，图5(b)是图5(a)的张紧部的纵剖视图。

图6(a)是图5的旋转方向限制机构的动作说明图，图6(b)是图6(a)的侧视图，图6(c)是表示从图6(a)的状态正常地SCARA型臂动作的状态的图。

图7是依次表示图1的SCARA型臂的动作方式的图。

图8是依次表示图1的SCARA型臂的动作方式的图。

图9是依次表示图1的SCARA型臂的动作方式的图。

图10是依次表示图1的SCARA型臂的动作方式的图。

图11是依次表示图1的SCARA型臂的动作方式的图。

图12是依次表示图1的SCARA型臂的动作方式的图。

图13是依次表示图1的SCARA型臂的动作方式的图。

图14是表示具备图1的SCARA型臂的输送系统的一例的外观立体图。

图15是表示作为本发明的背景技术的SCARA型臂的图，图15(a)是其俯视图，图15(b)是其纵剖视图。

具体实施方式

以下，利用附图对本发明的实施方式(实施例)进行说明。

图1(a)是表示本发明的SCARA型臂的一例的正视图，图1(b)是图1(a)的侧视图。

该SCARA型臂30是在制造例如半导体基板或液晶显示板等的工厂中、为了对其平板状坯料(半导体晶片或玻璃板)在清洁室内实施各种加工处理、将各收容有一片该平板状坯料的托盘作为输送对象物即工件W、在一个或多级层叠的状态下移载时使用的装置。

另外，这里，作为适合使用SCARA型臂的例子，示出了在清洁室内输送收容有平板状坯料的托盘的情况，但本发明的SCARA型臂并不限于此，一般能够在将输送对象直线移载到同一平面上的其他位置上的情况下使用。

本发明的SCARA型臂30，将由两条臂(基端侧臂2、前端侧臂3)构成的一对自由臂4的基端侧臂2的基端侧转动自如地安装在基台1上，具备将一对自由臂4的前端侧臂3的前端侧相互转动自如地连结的移载臂5，并且，具备使基台1沿移载方向滑动的滑动部20。

一对基台1分别中心线对称地同步旋转驱动一对基端侧臂2，由此，移载臂5在该对称中心线方向(该方向也是移载工件W的方向，所以也称作“移载方向”)上直线移动。

该SCARA型臂30的特征是，为了平滑且可靠地实现该直线移动，在图中的移载臂5内具备将连结在该移载臂5上的自由臂4的前端侧、即固定在前端侧臂3的前端侧上的连结轴(参照图2)相互之间连结的同步机构(参照图2)，对于该同步机构，利用图2～图4详细地进行说明。

上述的所谓的对称中心线，是指在连结基台1的轴中心的线的中点上、与连结该轴中心的线正交的线，图1(b)是在该对称中心线处将SCARA型臂30纵剖的纵剖视图。

将上述的各一对的基台1、基端侧臂2、前端侧臂3(将它们合称作“自由臂4”)、移载臂5一起称作臂移载部10。这里，首先对内置上述同步机构的SCARA型臂30的基本结构和作用效果进行说明。

SCARA型臂30除了上述的各部以外，还具备使臂移载部10整体沿上述对称中心线方向滑动的滑动部20。

承载了臂移载部10的滑动部20被载置在旋转部40之上，臂移载部10与滑动部20能够旋转。

该旋转部40被载置在该图中概念性地用双点划线表示的升降台50之上，臂移载部10和滑动部20(即SCARA型臂30)、以及旋转部40能够升降。

臂移载部10的移载臂5具有：构成移载面的上表面5a；臂的下表面5b；作为臂的基端的基端部5d；以及在维持移载面5a的同时从基端部5d向移载方向的前侧伸出的一对承接臂5e。

其特征是，该移载臂5的下表面5b比旋转自如地支撑该移载臂5的前端侧臂3的上表面3a靠下方。即，移载臂5设计为，使其相对于前端侧臂3在上下方向上发生干涉。

更具体地讲，这样在与前端侧臂3侧干涉的方向上获得移载臂5的高度的结果是，移载臂5的上表面(移载面5a)处于与自由臂4的前端侧臂3的上表面3a大致相同的上下位置、或者稍靠上方的位置。即，能够尽量使SCARA型臂30的移载面的高度变低。

另一方面，如果这样的移载臂5与自由臂4的前端侧臂3成为上下干涉的位置关系，则根据自由臂4的旋转相位，会成为移载臂5与前端侧臂3的上下重叠(カブル)的部分发生碰撞的事态。

所以，在该SCARA型臂30中，在移载臂5的根部分、即与前端侧臂3碰撞的部分上，设有图1(a)所示那样的、从移载臂5和前端侧臂3的相互间的连结部向反连结方向使臂部分沿倾斜方向避让的避让部5c。

图1(a)表示使臂移载部10相对于移载方向后退最多的状态，可知通过移载臂5的避让部5c，移载臂5与前端侧臂3虽然接近，但成为相互不会抵接的状态，避免了碰撞。

这样，该臂移载部10达到了整体的高刚性化，能够移载更大型的工件W，同时防止了该移载面5a变高，另一方面，移载行程实质上确保了足够的行程。

此外，该SCARA型臂30的特征还有，在臂移载部10的下方，具备载置该臂移载部10整体、并使其沿移载方向直线移动的滑动部20。

即，为了达到作为目标的移载距离，利用滑动部20的移载和臂移载部10的移载两者，将臂移载部10设置在上方，特别是只有其移载臂5位于作为移载对象的工件W的上方，处于下方的滑动部20不位于工件W的上方或附近。

即，根据该移载装置30，对于移载物的上方或附近，通过微粒产生较少的臂移载部10移动，在移载物的下方及远离的位置处，通过滑动部20移动，能够在减轻臂移载部10的负担的同时，整体上达到作为目标的移载距离，能够对应工件W的大型化，并且能够减少微粒的影响。

另外，根据移载行程的长度，也有不需要滑动部20的情况，在此情况下，臂移载部10为原本的SCARA型臂。

图2是表示图1的SCARA型臂具备的同步机构的俯视图，图3是表示包含在图2的同步机构中的张紧机构的图，图3(a)是其俯视图，图3(b)是图3(a)的左侧视图，图3(c)是图3(a)的下侧视图，图4(a)、图4(b)是图2的差动机构的动作说明图。另外，对于在此之前已经说明的部分赋予相同的标号而省略重复说明。

图2表示从后侧观察图1(a)的移载臂5的基端部5d的情况，在该基端部5d的后侧部分上，设置有构成本发明的同步机构6的齿轮7和同步旋转传动机构8。

齿轮7是由相同模数、相同齿数的一对直齿轮7a、7b构成的齿轮组，做成总是相互啮合的状态。

同步旋转传动机构8具有：同步旋转地分别固定在一对前端侧臂3的前端侧连结轴3c上的一对臂侧链轮8a；同步旋转地分别固定在一对直齿轮7a、7b上的一对齿轮侧链轮8b；和将臂侧链轮8a与齿轮侧链轮8b分别连结的一对链8c。

此外，同步旋转传动机构8对于将臂侧链轮8a与齿轮侧链轮8b连结的一对链8c，具备为了分别独立地施加适度的张紧而使用的张紧关联部件(张紧机构8T)8d、8e、8f、8g、8h、8i、8j及8k。

固定有同步旋转传动机构8的臂侧链轮8a的前端侧臂3的前端侧连结轴3c是将前端侧臂3的前端侧与移载臂5旋转自如地连结的部件，该连结轴3c自身是固定在前端侧臂3的前端侧而不旋转的部件，设在移载臂5侧的轴承(无标号)旋转自如地支撑该连结轴3c，实现了上述两者的旋转自如的连结。

根据这样的结构的同步机构6，如图4(a)所示，如果基端侧臂2被旋转驱动，则前端侧臂3产生要使移载臂5运动的力F2，如图2所示，起因于该力F2的转矩T2作用在前端侧臂3的前端侧连结轴3c上，该转矩T2经由同步旋转传动机构8作用在一对齿轮7a、7b之间，这里，在一对的前端侧臂3的前端上产生的转矩T2相互成为同方向的对抗状态。

因此，即使在一个自由臂4的前端侧产生的转矩T2有差异，其差异也对抗作用，以相互使对方侧向相同方向旋转，所以结果是两者相等，由此，从两端的连结轴3c受到相等的转矩T2的移载臂5在左右相等的转矩T2的合力的作用下，不会晃动，平滑且可靠地在连结轴3c的对称中心线上直线移动。

此外，通过具备该同步机构6，对于分别一对的自由臂4，仅通过由基台1同步镜像驱动基端侧臂2，该驱动力被传递给前端侧臂3和移载臂5，并平滑且可靠地使该移载臂5在中心线方向上直线移动，所以不需要在背景技术中需要的内置在各个臂中的差动联动机构。

即，根据具备这样的同步机构6的SCARA型臂30，虽然是将一对设置在中心线对象上的自由臂4的前端连结的结构，但各个臂的结构简单且维护性变好，并且能够平滑且可靠地实现中心线方向的直线移动。

另外，在构成具备差动联动机构的背景技术的SCARA型臂100的自由臂中，由于包括差动联动机构，所以产生用来维持基于该张紧调节的移载臂的方向性的困难性，但在本发明中，由于臂自身不具有差动联动机构，所以也没有起因于此的困难性。

但是，在具备上述同步机构6的情况下，即使在具备例如差动联动机构、需要进行其张紧调节的情况下，由于通过同步机构6的对抗作用维持着移载臂的方向性，所以张紧调节也变得容易。

为了适当地发挥上述那样的同步机构6的功能，在保持其功能的同时、适当地保持同步旋转传动机构8的链的张紧是很重要的。这里，对于构成其张紧机构8T的张紧关联部件进行说明。

张紧关联部件(张紧机构8T)如图2、图3所示，具有以下构件：由进行张紧调节的两种张紧调节轴8d和8f；支撑被张紧调节的各轴的两种张紧板8e和8g；设在张紧板8g上，以同步旋转状态轴支撑齿轮7a及7b和齿轮侧链轮8b的同步轴8i和8j；在同步轴8i和8j的中间点可转动地轴支撑两种张紧板8e和8g的中心轴8k；轴支撑同步轴8i和8j的反张紧板8g侧的表侧板8h；以及可转动地轴支撑张紧板8e的转动轴8m。

张紧调节轴8d和8f在两端分别具有自由接头，是将该自由接头之间可调节间隙地用调节用螺栓连结而成的，通过使该调节用螺栓部分转动，能够使自由接头之间的距离变长或变短。

张紧调节轴8d的一端固定在外部的不动点上，另一端固定在张紧板8e上，能够调节张紧板8e以转动轴8m为中心转动的量。

张紧调节轴8f的一端固定在张紧板8e上，另一端固定在张紧板8g上，调节这些张紧板8e和8g相互间的以中心轴8k为中心的旋转相位角度。

另外，中心轴8k的位置为轴支撑臂侧链轮8a的连结轴3c间的中点附近。

设在张紧板8g上的同步轴8i和8j旋转支撑齿轮7a和7b，以使其总是啮合。在这些齿轮7a和7b的每个上分别独立地同步旋转的齿轮侧链轮8b是比齿轮7a和7b更小的节圆直径，不会给齿轮7a和7b的平滑的啮合带来障碍。

在这样的结构中，根据该张紧机构8T，如果调节张紧调节轴8d，则张紧板8g上的中心轴8k以转动轴8m为中心转动，中心轴8k在图2中上下移动，随之，上下的链8c的张紧分别被相反地调节。

即，如果中心轴8k向上移动，则上方的链8c被放松、下方的链8c被拉紧。如果中心轴8k向下移动，则上方的链8c被拉紧、下方的链8c被放松。

另一方面，如果调节张紧调节轴8f，则同步轴8i和8j以中心轴8k为中心转动，所以每个齿轮侧链轮8b作用，以使得如果是顺时针则将上下的链8c同时拉紧，如果是逆时针则将上下的链8c同时放松。

这样，根据该张紧机构8T，能够在维持齿轮7的啮合状态的同时、适当地保持同步旋转传动机构8的每个链8c的张紧。

此外，由图2可知，用来调节张紧调节轴8d、8f的调节用螺栓部分为由移载臂5的基端部5d的构造部的框体D形成的空间部分，能够进行从移载臂5的上方(图2的相反面)的调节，作业性较好。

另外，作为同步机构的主要部分的相互啮合的齿轮只要是没有相互的相位偏差、互相影响以使两者间的转矩为同方向的结构就可以，并不限于齿轮的组合。

此外，同步旋转传动机构在这里例示了链轮与链的组合的结构，但并不限于此，也可以是收容在基端部5d内的偶数个的齿轮组或者同步滑轮、带的组合等，也可以是将花键轴与轴正交旋转传动机构组合的结构等，但需要能够可靠地、无偏离地传动旋转相位的结构。

利用图4，对具备内置有同步机构6的移载臂5的臂移载部10的动作进行再确认。

如图4(a)所示，各个基台1通过转矩T1同步镜像旋转驱动基端侧臂2。该转矩T1在基端侧臂2的前端侧成为要使前端侧向图示方向运动的力F1。

该力F1经由前端侧臂3，成为要使移载臂5的两端分别向图示方向运动的力F2。

这里，如上所述，由于在移载臂5中内置有同步机构6，所以该力F2作为齿轮7a、7b间的同方向的转矩T2受到对抗作用，即使有因某种原因此分别不同的情况，也成为相等的转矩T2。

结果，移载臂5的两端的力F2也成为相等的力，其合力F22成为基台1间的对称中心线方向的合力F22，使移载臂5不晃动而平滑且可靠地沿该中心线方向直线移动，成为图4(b)的状态。

另外，作为同步机构6的构成要素，本来仅通过由啮合的两个齿轮组构成的齿轮7就足够，但如果想要仅通过一组齿轮使以一定间隔设置的旋转轴3c间啮合，则齿轮的外径变大，会从移载臂5的基端部5d较大地露出，所以夹装这里例示的同步旋转传动机构8。

图5是表示图1的SCARA型臂具备的旋转方向限制机构的图，图5(a)是其俯视图，图5(b)是图5(a)的张紧部的纵剖视图，图6(a)是图5的旋转方向限制机构的动作说明图，图6(b)是图6(a)的侧视图，图6(c)是表示从图6(a)的状态正常地SCARA型臂动作的状态的图。

具备同步机构6的臂移载部10如上所述，使移载臂5沿对称中心线方向平滑且可靠地直线移动，但如图6(a)所示，在成为基端侧臂2、前端侧臂3、移载臂5的长度方向以一直线状排列的状态[0](在每个标号中添加“[0]”来表示)的情况下发生不良状况。

即，从该状态[0]开始，基端侧臂2被基台1镜像旋转驱动，以使移载臂5前进(向图的上方向)，在要成为状态[1]的情况下，由于前端侧臂3完全是中立状态，所以对于作用在基端侧臂2上的旋转驱动力，不能限制前端侧臂3要运动出的方向为图示的状态[1A]、还是为状态[1B]。

因此，在这样的情况下，为了使前端侧臂3要运动的方向与基端侧臂2的旋转驱动方向对应地限制为想要的方向(状态[1B])而设置旋转方向限制机构13，以下对该旋转方向限制机构13进行说明。

如图5所示，旋转方向限制机构13固定在基台1的固定侧，且具备：不旋转的基台侧链轮13a；固定在可转动地连结在基端侧臂2的前端侧上的前端侧臂3的基端侧旋转轴3b上以使其同步旋转的前端侧链轮13b；和架设在这些基台侧链轮13a和前端侧链轮13b上的链13c。

相对于基台侧链轮13a的齿数，前端侧链轮13b的齿数为2∶1。

前端侧臂3的基端侧旋转轴3b如图6(b)中概念性地表示，贯通基端侧臂2而突出，在该旋转轴3b的突出部分上固定有前端侧链轮13b。

基台侧链轮13a也以露出到基台1的外部的形式设置。由此，旋转方向限制机构13不是收容在基端侧臂2的封闭部分中，而是设在基端侧臂2的外部下方，以将其基台侧与前端侧连接。

这里，对该旋转方向限制机构13的作用进行说明。假设从图5的状态开始，基端侧臂2在来自基台1的旋转驱动力的作用下，如图示那样向方向U稍稍转动。于是，基端侧臂2的前端侧的旋转轴3b从状态[0]成为状态[1]。

但是，旋转方向限制机构13的链13c由于架设在不旋转的基台侧链轮13a上，所以自身不运动。由此，该链13c上的一点X关于状态[1]的旋转轴3b[1]也要保持相同的位置。

因此，固定在该旋转轴3b上的链轮13b向图示的方向u旋转旋转轴3b从状态[0]成为状态[1]的量。

即，根据旋转方向限制机构13，能够进行限制，以使前端侧臂3向与基台1使基端侧臂2转动的方向相反方向转动。此外，此时如果使前端侧链轮13b的齿数相对于基台侧链轮13a的齿数为2∶1，则能够使基端侧臂2的转动角度与前端侧臂3的转动角度相等。

另外，该旋转方向限制机构13由于使用链13c，所以需要施加适当的张紧，为此，具备由张紧链轮14a、可转动且可轴位置滑动地支撑该张紧链轮14a的滑动轴板14b、和使滑动轴板14b滑动的滑动轴14c构成的张紧部14。

本发明的臂移载部10由于具备上述那样的旋转方向限制机构13，所以例如在图6(a)那样的中立状态下停止而再旋转驱动的情况下，也如该图所示，前端侧臂3不会成为状态[1A]而成为图6(c)所示那样的正确的状态[1B]，能够确保正确的动作。

此外，由于旋转方向限制机构13设在基端侧臂2的外部，所以张紧调节等的维护较容易。

另外，即使进行张紧调节，也如上述那样不会通过同步机构6的对抗作用给移载臂5的方向性带来影响，所以在这一点上也是有利的。

该旋转方向限制机构13在结构上与背景技术所示那样的差动联动机构相同。但是，相对于差动联动机构具有动力传递的功能，该动力传递的功能用来将分别连结的下段的臂相对于原来的臂向相反方向强制地旋转驱动，本发明的旋转方向限制机构在只要是仅用来在从中立状态开始的运动最初将前端侧臂的移动方向向希望的方向导引、然后不成为原本的驱动系统的障碍的结构就可以这一点上不同。

因此，在旋转方向限制机构13中使用的链和链轮等与在差动联动机构中使用的部件相比，容量很小就足够了，也可以是会发生滑动的带旋转传动机构等。当然，代替链与链轮的组合，也可以是同步带与滑轮的组合、或者是其他的同步旋转传动机构。

此外，如上所述，旋转方向限制机构由于是进行运动开始的方向确定的机构，所以也可以是例如对基端侧臂2施力以使前端侧臂3总是向希望的方向旋转的小容量的电动马达等。

另外，旋转方向限制机构13如果设置在一对自由臂4中的任一个上，则另一个自由臂4的前端侧臂3的旋转方向也受同步机构6限制，所以是足够的，但也可以设置在两个自由臂4上。

接着，利用图7到图13，对内置有上述的同步机构6、旋转方向限制机构13的SCARA型臂30的具体的动作方式进行说明。

在图1的状态下，SCARA型臂30的移载方向与载置有该SCARA型臂30的升降台50的长度方向一致。这里，如果通过旋转部40使滑动部20与SCARA型臂30逆时针旋转90度，则成为图7的状态。

要载置要移载的工件W的载置场所如通过图14在后面所述的那样，设在沿着升降台50的长度方向的行驶路径的两侧，一旦被载置在SCARA型臂30上，则从该图7的状态开始处于待机状态的工件W(图1)的移载动作。

在图7到图8中，仅SCARA型臂30的滑动部20动作，臂移载部10不动作。即，在维持臂移载部10的自由臂4的退后最多状态(待机状态)的同时，臂移载部10整体滑动，成为图8的状态。

在此期间的移载移动中，臂移载部10是载置有工件W的负载的状态，但为后退最多的待机状态，即通过该工件W的载重而作用在滑动部20上的力矩为最小的状态，如上所述，能够降低作用在滑动部20的轴承上的运动负荷载重，能够使轴承耐用。

接着，在图8到图12中，只有臂移载部10动作，其前端侧的移载臂5在承载着工件W的状态下依次前进。另外，在此期间，由于滑动部20静止，所以给予承载在移载臂5上的工件W的载重的力矩的影响也是静止的，不是运动负荷，所以其影响较小。

这里，在图12中，基端侧臂2及前端侧臂3与移载方向所成的角度为180度(或者两者为平行状态)，自由臂4成为完全伸展的状态，在此状态下，升降台50下降，SCARA型臂30将工件W载置到目的的载置场所。

在将工件W卸下后，SCARA型臂30成为空载的状态，在此情况下，臂移载部10与滑动部20同时动作，使移载臂5高速地后退。即，在空载、在移载臂5上没有负荷时，使移载臂5更快地移动，能够缩短动作时间。

图13是表示该中途过程的图，如果移载臂5后退到最后退位置，则成为图7的状态。但是，在此情况下是没有工件W的状态。

另外，图11、图12所示的标号ZW表示要载置工件W的工件载置区域ZW，标号ZS表示为了输送工件W而使用的输送区域ZS，将这些工件载置区域ZW和输送区域ZS的边界用粗线的双点划线的边界线BZ表示。

这里，如上所述，在本发明的SCARA型臂30中，微粒产生的可能性较高的滑动部20处于比边界线BZ向输送区域ZS侧较大地后退的位置，能够尽量减少微粒对处于工件载置区域ZW中的工件W的影响。

另一方面，向工件载置区域ZW侵入的臂移载部10是多关节臂构造，没有微粒的产生，能够尽量抑制处于该部分上的工件W的污染。

除此以外，SCARA型臂30的整体的移载距离为将臂移载部10的移载距离与滑动部20的移载距离合计后的距离，整体上能够实现更长的移载距离。

这样，根据本发明的SCARA型臂30，虽然是重复说明，但在避免微粒的产生的问题的同时、能够进行对应于大型化的工件的移载。

在这样的发挥SCARA型臂30的基本功能的过程中，同步机构6与旋转方向限制机构13起到确保平滑且可靠的移载臂5的中心线方向的直线移动的作用。

图14是表示具备图1的SCARA型臂的输送系统的一例的外观立体图。

该图14所示的输送系统80除了具备内置有同步机构6、具有旋转方向限制机构13的臂移载部10和滑动部20的SCARA型臂30、旋转部40、和升降台50以外，还具备使该升降台50升降的升降装置60、和设置该升降装置60的行驶台车70。

在行驶台车70的上方，在行驶方向的前后端上立设有一对升降装置60，在其内部中设有升降驱动机构(未图示)，由此使架设在一对升降装置60之间而设置的升降台50升降。

上部框架61将一对升降装置60的顶部分连结，构成由行驶台车70、一对升降装置60、上部框架61构成的牢固的构造体。

行驶台车70具备设在行驶台车框架67的四角上的车轮61，使升降装置60、升降台50、SCARA型臂30沿着行驶路径62直线移动。

被载置在SCARA型臂30的移动臂5上的工件，在SCARA型臂30的臂移载部10的作用下前进后退(箭头P1)，在滑动部20的作用下前进后退(箭头P2)，在旋转部40的作用下旋转(箭头P3)。

此外，工件在被载置在SCARA型臂30上的状态下，在承载该SCARA型臂30的升降台50的作用下上下升降(箭头P4)，此外，工件通过承载使升降台50升降的升降装置60的行驶台车70的行驶，而以直线状移动(箭头P5)。

SCARA型臂30在其待机位置上，在承载着工件的状态下，可以在升降台50上从图中的移载臂5的前端的朝向旋转到180度相反朝向。

因此，根据该输送系统80，能够将工件从其行驶路径62的两侧的不同位置的不同高度的A地点输送到B地点，在此情况下，本发明的SCARA型臂30通过内置有同步机构6、具备旋转方向限制机构13的臂移载部10，各个臂的结构简单而维护性变好，并且平滑且可靠地实现中心线方向的直线移动，其效果也遍及到输送系统80的整体。

以上，在实施方式中详细地说明了本发明的具体例，但这些不过是例示，并不限定权利要求书。在权利要求书中记载的技术、即本专利申请发明的技术范围中，如在各处适当记载的那样，包括将以上例示的实施方式进行各种变形、变更后的实施方式、或者它们的组合。

工业实用性

本发明的SCARA型臂是将在中心线对象上设有一对的自由臂的前端连结的结构，能够在要求各个臂的结构简单而维护性良好、并且平滑且可靠地实现中心线方向的直线移动的产业领域中应用。

Claims (4)

1.一种SCARA型臂，其特征在于，具备：

一对自由臂，分别由两条臂构成；

基台，用来将上述一对自由臂的基端侧臂分别以上述基端侧臂的基端为中心转动自如地安装；

移载臂，用来将上述一对自由臂的前端侧臂分别以上述前端侧臂的前端上固定的连接轴为中心转动自如地安装；以及

同步机构，使那些前端侧臂的转动同步。

2.如权利要求1所述的SCARA型臂，其特征在于，上述同步机构具备一对相互啮合的齿轮、和使上述一对齿轮的每个与一对连结轴的每个同步旋转的同步旋转传动机构。

3.如权利要求1所述的SCARA型臂，其特征在于，上述一对自由臂中的至少任一个自由臂具备旋转方向限制机构，该旋转方向限制机构对基端侧臂的旋转驱动方向进行限制，以使前端侧臂向规定的方向旋转。

4.如权利要求3所述的SCARA型臂，其特征在于，上述旋转方向限制机构具备固定在上述基台的固定侧外周的基台侧链轮、固定在上述前端侧臂的基端侧旋转轴并从该前端侧臂突出的前端侧链轮、和将这两个链轮连结的链。

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