CN102481690B - 工业用机器人 - Google Patents

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Abstract

一种工业用机器人，即便能个别地使两根臂伸缩，也能使两根臂的伸缩动作和两根臂相对于主体部的转动动作稳定。第一臂(5)包括：第一臂部(11)；以及保持于第一臂部(11)的第二臂部(12)，第二臂(6)包括：第三臂部(13)；以及保持于第三臂部(13)的第四臂部(14)。在机器人(1)中，能个别地使第一臂(5)和第二臂(6)伸缩。另外，在机器人(1)中，第一臂部(11)的转动中心和第三臂部(13)的转动中心被配置在同轴上，并且，第一臂(5)和第二臂(6)在它们收缩的状态下相对于假想线(L)呈大致线对称，第一臂部(11)、第三臂部(13)、第二臂部(12)及第四臂部(14)被依次配置在上下方向上。

Description

工业用机器人
技术领域
本发明涉及一种对规定的搬运对象物进行搬运的工业用机器人。
背景技术
目前，作为对半导体晶片、液晶玻璃基板等搬运对象物进行搬运的工业用机器人，已知一种包括在对搬运对象物进行搬运时伸缩的两根臂、安装于两根臂中的每一根臂的前端侧的手部、对两根臂进行支承的筐体的工业用机器人(例如参照专利文献1)。在专利文献1所记载的工业用机器人中，两根臂分别具有平行四连杆机构，当臂伸缩时，手部在该平行四连杆机构的作用下呈直线状地移动。
另外，在该工业用机器人中，以当两根臂收缩时两个手部在上下方向上重叠的方式构成两根臂。此处，当将供配置于上侧的手部安装的臂设为第一臂，将供配置于下侧的手部安装的臂设为第二臂时，在该工业用机器人中，若第一臂伸长，则不能使第二臂伸长，若第二臂伸长，则不能使第一臂伸长，由此来构成平行四连杆机构。
因此，在专利文献1所记载的工业用机器人中，当第一臂不收缩时，安装于第二臂的手部不能进行搬运对象物相对于收纳搬运对象物的收纳部的进出，当第二臂不收缩时，安装于第一臂的手部不能进行搬运对象物相对于收纳部的进出。这样，在专利文献1所记载的工业用机器人中，不能个别地进行两根臂的伸缩动作。因此，在专利文献1所记载的工业用机器人中，尽管包括两根臂，也都不能按每一根臂个别地进行搬运对象物相对于收纳部的进出，从而存在搬运对象物的搬运处理很费时间这样的问题。
因此，目前，已知一种能个别地使两根臂伸缩以利用两根臂个别地进行搬运对象物相对于收纳部的进出的工业用机器人(例如参照专利文献2及专利文献3)。专利文献2所记载的工业用机器人包括：对第一手部进行支承的第一臂；对第二手部进行支承的第二臂；以及圆筒体形状的底座部。在该工业用机器人中，第一臂包括：设于底座部的第一回旋支轴；以能自由回旋的方式支承于第一回旋支轴的第一连杆；设于第一连杆的驱动端部的第二回旋支轴；以及以能自由回旋的方式支承于第二回旋支轴的第二连杆，第二臂包括：设于底座部的第一回旋支轴；以能自由回旋的方式支承于第一回旋支轴的第一连杆；设于第一连杆的驱动端部的第二回旋支轴；以及以能自由回旋的方式支承于第二回旋支轴的第二连杆。
在专利文献2所记载的工业用机器人中，在第一臂的第一连杆与第二连杆之间形成有较大的间隙，以当使第一臂伸缩时使第二臂及第二手部与第一臂的第二连杆不干涉，并且，在该间隙中配置有第二臂及第二手部。另外，在该工业用机器人中，第一臂的第一连杆和第二臂的第一连杆的长度、形状不同，第一臂的第二连杆和第二臂的第二连杆的长度、形状不同。
专利文献3所记载的工业用机器人包括：由回旋臂、中段臂及基板保持臂构成的第一多关节臂；以及由回旋臂、中段臂及基板保持臂构成的第二多关节臂。在该工业用机器人中，从水平方向观察时，从下侧起依次配置有第二多关节臂的回旋臂和第一多关节臂的回旋臂。另外，在该工业用机器人中，从水平方向观察时，第一多关节臂的中段臂和第二多关节臂的中段臂被配置在相同的高度上，此外，第一多关节臂的基板保持臂和第二多关节臂的基板保持臂被配置在相同的高度上。
另外，专利文献3所记载的工业用机器人包括：使第一多关节臂回旋的第一回旋驱动部；使第二多关节臂回旋的第二回旋驱动部；使第一多关节臂伸缩的第一伸缩驱动部；以及使第二多关节臂伸缩的第二伸缩驱动部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2008-284629号公报
专利文献2：日本专利特开2002-172570号公报
专利文献3：日本专利特开2004-288719号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献2及专利文献3所记载的工业用机器人中，由于能个别地使两根臂伸缩以利用两根臂个别地进行搬运对象物相对于收纳部的进出，因此，能缩短搬运对象物的搬运处理的时间。
然而，在专利文献2所记载的工业用机器人中，在第一臂的第一连杆与第二连杆之间形成有较大的间隙，在该间隙中配置有第二臂和第二手部。另外，在该工业用机器人中，第一臂的第一连杆和第二臂的第一连杆的长度、形状不同，第一臂的第二连杆和第二臂的第二连杆的长度、形状不同。因此，在专利文献2所记载的工业用机器人中，第一臂与第二臂的重量平衡较差。
另外，在专利文献3所记载的工业用机器人中，尽管从下侧起依次配置第二多关节臂的回旋臂和第一多关节臂的回旋臂，但第一多关节臂的中段臂与第二多关节臂的中段臂还是被配置在相同的高度上。因此，第二多关节臂的回旋臂与中段臂的距离比第一多关节臂的回旋臂与中段臂的距离长。因此，在专利文献3所记载的工业用机器人中，第一多关节臂与第二多关节臂的重量平衡较差。
这样，在专利文献2所记载的工业用机器人中，第一臂与第二臂的重量平衡较差，在专利文献3所记载的工业用机器人中，第一多关节臂与第二多关节臂的重量平衡较差。因此，在专利文献2所记载的工业用机器人和专利文献3所记载的工业用机器人中，两根臂的伸缩动作容易变得不稳定，另外，两根臂相对于底座部的转动动作容易变得不稳定。
因此，本发明的技术问题在于提供一种即便能个别地使两根臂伸缩，也能使两根臂的伸缩动作和两根臂相对于主体部的转动动作稳定的工业用机器人。
解决技术问题所采用的技术方案
为解决上述技术问题，本发明的工业用机器人用于将搬运对象物从收纳搬运对象物的收纳部搬出以及将搬运对象物搬入收纳部，其特征是，包括：第一手部和第二手部，在该第一手部和第二手部上装载搬运对象物；第一臂，该第一臂在其前端侧将第一手部保持成能转动，并在搬运对象物相对于收纳部进出时伸缩；第二臂，该第二臂在其前端侧将第二手部保持成能转动，并在搬运对象物相对于收纳部进出时伸缩；驱动机构，该驱动机构用于使第一臂及第二臂伸缩；以及主体部，在该主体部中收纳驱动机构的一部分，第一臂包括：第一臂部，该第一臂部能以其基端侧为中心相对于主体部转动；以及第二臂部，该第二臂部的基端侧以能转动的方式保持于第一臂部的前端侧，第二臂包括：第三臂部，该第三臂部能以其基端侧为中心相对于主体部转动；以及第四臂部，该第四臂部的基端侧以能转动的方式保持于第三臂部的前端侧，驱动机构能个别地进行第一臂的伸缩动作和第二臂的伸缩动作，第一臂部的转动中心和第三臂部的转动中心被配置在同轴上，在第一臂和第二臂收缩的状态下从工业用机器人的上侧观察时，第一臂和第二臂相对于穿过第一臂部及第三臂部的转动中心的假想线呈大致线对称，从水平方向观察时，第一臂部、第三臂部、第二臂部及第四臂部从下侧朝向上侧被依次配置着。
在本发明的工业用机器人中，第一臂部的转动中心和第三臂部的转动中心被配置在同轴上，并且，在第一臂和第二臂收缩的状态下从工业用机器人的上侧观察时，第一臂和第二臂相对于穿过第一臂部及第三臂部的转动中心的假想线呈大致线对称。此外，从水平方向观察时，第一臂部、第三臂部、第二臂部及第四臂部从下侧朝上侧被依次配置着。因此，在本发明中，容易实现第一臂与第二臂的重量平衡。因此，在本发明中，即便以能个别地进行第一臂的伸缩动作和第二臂的伸缩动作的方式构成驱动机构，也能使两根臂的伸缩动作、两根臂相对于主体部的转动动作稳定。另外，在本发明中，能使第一臂的一部分构成零件与第二臂的一部分构成零件通用，其结果是，能降低工业用机器人的成本。
在本发明中，例如，在第二臂部的前端侧以能转动的方式保持有第一手部，在第四臂部的前端侧以能转动的方式保持有第二手部。
在本发明中，较为理想的是，驱动机构包括：第一转动轴，该第一转动轴将第一臂部及第三臂部的转动中心作为轴中心；中空状的第二转动轴，该第二转动轴以将第一转动轴的外周面覆盖的方式被配置成与第一转动轴同心；中空状的第三转动轴，该第三转动轴以将第二转动轴的外周面覆盖的方式被配置成与第一转动轴同心；第一驱动源，该第一驱动源使第一转动轴转动；第二驱动源，该第二驱动源使第二转动轴转动；以及第三驱动源，该第三驱动源使第三转动轴转动；第一臂包括：第一转动构件，该第一转动构件配置于形成为中空状的第一臂部的内部的基端侧；第二转动构件，该第二转动构件配置于第一臂部的内部的前端侧；以及第一传递构件，该第一传递构件用于从第一转动构件朝第二转动构件传递动力，第二臂包括：第三转动构件，该第三转动构件配置于形成为中空状的第三臂部的内部的基端侧；第四转动构件，该第四转动构件配置于第三臂部的内部的前端侧；以及第二传递构件，该第二传递构件用于从第三转动构件朝第四转动构件传递动力，在第一转动轴上固定有第三臂部的基端侧，在第二转动轴上固定有第一转动构件和第三转动构件，在第三转动轴上固定有第一臂部的基端侧，第二转动构件以能转动的方式保持于第一臂部，并且在第二转动构件上固定有第二臂部，第四转动构件以能转动的方式保持于第三臂部，并且在第四转动构件上固定有第四臂部。
若采用上述结构，则能通过使第一转动轴转动来使第二臂伸缩，并能通过使第三转动轴转动来使第一臂伸缩。即，能个别地使第一臂和第二臂伸缩。另外，若采用上述结构，则通过使第一转动轴、第二转动轴及第三转动轴同时转动，能使第一臂及第二臂在不伸缩的情况下相对于主体部一起转动。
在本发明中，例如，第一转动构件、第二转动构件、第三转动构件及第四转动构件是带轮，第一传递构件及第二传递构件是传动带。在该情况下，传动带例如是金属制的平传动带。另外，在该情况下，例如，带轮是带齿的带轮，传动带是带齿的传动带。
在本发明中，较为理想的是，工业用机器人包括将第三臂部支承成能转动的第三臂部轴承，第三臂部轴承安装于第二转动轴。若采用上述结构，则与在配置于第三臂部的下侧的第一臂部安装有第三臂部轴承的情况比较，能简化第三臂部轴承的周边结构。因此，能使第三臂部轴承的周边部分小型化。
在本发明中，较为理想的是，工业用机器人包括：第一位置检测机构，该第一位置检测机构用于检测第二转动轴相对于主体部的相对转动位置；第二位置检测机构，该第二位置检测机构用于检测第一转动轴相对于第二转动轴的相对转动位置；以及第三位置检测机构，该第三位置检测机构用于检测第三转动轴相对于第二转动轴的相对转动位置。若采用上述结构，则能利用第一位置检测机构、第二位置检测机构及第三位置检测机构恰当地检测出两根臂相对于主体部的转动位置和两根臂的伸缩状态。
发明效果
如上所述，在本发明的工业用机器人中，即便能个别地使两根臂伸缩，也能使两根臂的伸缩动作和两根臂相对于主体部的转动动作稳定。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的工业用机器人的俯视图，图1(A)是表示第一臂收缩、第二臂伸长的状态的图，图1(B)是表示第一臂及第二臂收缩的状态的图。
图2是从图1(B)的E－E方向表示工业用机器人的侧视图。
图3是用于说明图1所示的工业用机器人的动力传递机构的概略结构的示意图。
图4是用于说明图3的F部的具体结构的剖视图。
图5是用于说明图3所示的驱动机构的概略结构的剖视图。
图6是图5的主要部分的放大图。
图7是图6的G部的放大图。
图8是用于对形成于图6所示的带轮的导向凹部进行说明的图。
图9是用于说明图1所示的工业用机器人的概略动作的图，图9(A)是表示第一臂伸长、第二臂收缩的状态的图，图9(B)是表示第一臂及第二臂伸长的状态的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(工业用机器人的概略结构)
图1是表示本发明实施方式的工业用机器人1的俯视图，图1(A)是表示第一臂5收缩、第二臂6伸长的状态的图，图1(B)是表示第一臂5及第二臂6收缩的状态的图。图2是从图1(B)的E－E方向表示工业用机器人1的侧视图。图3是用于说明图1所示的工业用机器人1的动力传递机构的概略结构的示意图。
本实施方式的工业用机器人1(以下称为“机器人1”)是用于对搬运对象物即较薄的圆盘状的半导体晶片2(以下称为“晶片2”)进行搬运的机器人。如图1、图2所示，该机器人1包括：装载晶片2的第一手部3及第二手部4；在前端侧将第一手部3保持成能转动，并能伸缩的第一臂5；在前端侧将第二手部4保持成能转动，并能伸缩的第二臂6；以及形成为圆筒状的主体部7。另外，该机器人1包括用于使第一臂5及第二臂6伸缩的驱动机构8(参照图3)。
机器人1是例如通过组装于半导体制造系统(未图示)而被使用的。具体而言，机器人1是通过组装于包括在半导体制造系统与外部装置(未图示)之间进行晶片2的交接的交接室、对晶片2进行规定处理的处理室等室10(参照图1(A))和供机器人1配置的移送室(未图示)的半导体制造系统而被使用的。
该机器人1从室10搬出晶片2或朝室10搬入晶片2。具体而言，使第一臂5及第二臂6相对于主体部7伸缩，以进行晶片2相对于室10的进出。更具体而言，当朝室10搬入晶片2时，收缩的第一臂5、第二臂6伸长，以使第一手部3、第二手部4进入室10的内部。另外，当从室10搬出晶片2时，进入室10的内部并伸长了的第一臂5、第二臂6收缩，第一室3、第二室4从室10出来。本实施方式的室10是收纳搬运对象物即晶片2的收纳部。
如图1所示，第一手部3及第二手部4从上下方向观察时的形状为大致Y形状，在形成为双叉状的第一手部3的前端部及第二手部4的前端部装载晶片2。另外，第一手部3和第二手部4形成为大致相同的形状。
第一臂5包括第一臂部11和第二臂部12。第一臂部11能以其基端侧为中心相对于主体部7转动。第二臂部12的基端侧以能转动的方式保持于第一臂部11的前端侧。在第二臂部12的前端侧以能转动的方式保持有第一手部3的基端侧。第一臂部11及第二臂部12形成为中空状。
第二臂6包括第三臂部13和第四臂部14。第三臂部13能以其基端侧为中心相对于主体部7转动。第四臂部14的基端侧以能转动的方式保持于第三臂部13的前端侧。在第四臂部14的前端侧以能转动的方式保持有第二手部4的基端侧。第三臂部13及第四臂部14形成为中空状。
在本实施方式中，如图2所示，从水平方向观察时，第一臂部11、第三臂部13、第二臂部12及第四臂部14从下侧朝上侧被依次配置着。另外，从水平方向观察时，第一手部3及第二手部4配置于第二臂部12与第四臂部14之间。具体而言，在第二臂部12的上表面侧保持有第一手部3，在第四臂部14的下表面侧保持有第二手部4，从水平方向观察时，在第一手部3的上侧配置有第二手部4。
另外，如图3所示，第一臂5包括：配置于第一臂部11的内部的带轮15、16和传动带17；以及配置于第二臂部12的内部的带轮18、19和传动带20。带轮15配置于第一臂部11的基端侧，带轮16配置于第一臂部11的前端侧。传动带17架设于带轮15、16。带轮18配置于第二臂部12的基端侧，带轮19配置于第二臂部12的前端侧。传动带20架设于带轮18、19。
同样地，第二臂6包括：配置于第三臂部13的内部的带轮21、22和传动带23；以及配置于第四臂部14的内部的带轮24、25和传动带26。带轮21配置于第三臂部13的基端侧，带轮22配置于第三臂部13的前端侧。传动带23架设于带轮21、22。带轮24配置于第四臂部14的基端侧，带轮25配置于第四臂部14的前端侧。传动带26架设于带轮24、25。
传动带17、20、23、26既可以由钢板等金属形成，也可以由橡胶形成。另外，传动带17、20、23、26既可以是带齿的传动带，也可以是没有齿的平传动带、V形传动带等。在传动带17、20、23、26是平传动带的情况下，例如，传动带17、20、23、26由金属形成。另外，带轮15、16、18、19、21、22、24、25既可以是带齿的带轮，也可以是没有齿的平带轮、V形带轮等。
驱动机构8包括：实心转动轴28，该实心转动轴28作为第一转动轴，配置于主体部7的径向中心部；第一中空转动轴29，该第一中空转动轴29作为第二转动轴，以将实心转动轴28的外周面覆盖的方式配置成与实心转动轴28同心；以及第二中空转动轴30，该第二中空转动轴30作为第三转动轴，以将第一中空转动轴29的外周面覆盖的方式配置成与实心转动轴28及第一中空转动轴29同心。实心转动轴28、第一中空转动轴29及第二中空转动轴30各自如后所述与个别的驱动源连接在一起，能彼此相对旋转。驱动机构8的详细结构会在后面进行说明。
在实心转动轴28的上端侧固定有第三臂部13的基端侧。在第二中空转动轴30的上端侧固定有第一臂部11的基端侧。即，在本实施方式中，第一臂部11的转动中心和第三臂部13的转动中心被配置在同轴上。在第一中空转动轴29的上端侧固定有带轮15、21。具体而言，以带轮21配置于上侧、带轮15配置于下侧的方式，在第一中空转动轴29的上端侧固定带轮15、21。
在第一臂部11的前端侧的底面固定有固定轴31。在固定轴31的下端侧以能转动的方式支承有带轮16。即，带轮16以能转动的方式保持于第一臂部11。另外，在固定轴31的上端侧固定有带轮18。在带轮16上固定有第一臂部12。具体而言，第二臂部12的基端侧通过连结构件32而固定于带轮16。
在第二臂部12的前端侧的底面固定有固定轴33。在固定轴33上以能转动的方式支承有带轮19。即，带轮19以能转动的方式保持于第二臂部12。在带轮19上固定有第一手部3。具体而言，第一手部3的基端侧通过连结构件34而固定于带轮19。
同样地，在第三臂部13的前端侧的底面固定有固定轴31。在固定轴31的下端侧以能转动的方式支承有带轮22。即，带轮22以能转动的方式保持于第三臂部13。另外，在固定轴31的上端侧固定有带轮24。在带轮22上固定有第四臂部14。具体而言，第四臂部14的基端侧通过连结构件32而固定于带轮22。
另外，同样地，在第四臂部14的前端侧的上表面固定有固定轴33。在固定轴33上以能转动的方式支承有带轮25。即，带轮25以能转动的方式保持于第四臂部14。在带轮25上固定有第二手部4。具体而言，第二手部4的基端侧通过连结构件34而固定于带轮25。
在本实施方式中，第一臂部11和第三臂部13形成为大致相同的形状，第二臂部12和第四臂部14形成为大致相同的形状。即，第一臂5和第二臂6形成为大致相同的形状。另外，带轮15与带轮21是相同的，带轮16与带轮22是相同的，带轮18与带轮24是相同的，带轮19与带轮25是相同的。另外，传动带17与传动带23是相同的，传动带20与传动带26是相同的。
此外，如图1(B)所示，在第一臂5和第二臂6收缩的状态下从机器人1的上侧观察时，第一臂5和第二臂6被配置成相对于穿过第一臂部11及第三臂部13的转动中心C的假想线L呈大致对称。即，在第一臂5和第二臂6收缩的状态下从机器人1的上侧观察时，第一臂5和第二臂6相对于假想线L呈大致对称。在第一臂5及第二臂6收缩的状态下从机器人1的上侧观察时，第一手部3与第二手部4重叠。
另外，在本实施方式中，带轮15、16的带轮间节距(pitch)、带轮18、19的带轮间节距、带轮21、22的带轮间节距及带轮24、25的带轮间节距相等。另外，带轮15的直径与带轮16的直径之比及带轮21的直径与带轮22的直径之比为2：1，带轮18的直径与带轮19的直径之比及带轮24的直径与带轮25的直径之比为1：2。
因此，在本实施方式中，当后述第一臂5进行伸缩动作时，第一手部3和第二臂部12所构成的角度及第二臂部12和第一臂部11所构成的角度会变化，但第一手部3在将带轮15的中心(即主体部7的中心)和带轮19的中心(即第一手部3的转动中心)连接在一起的假想直线上(即假想线L上)以使朝向固定的状态移动。同样地，当第二臂6进行伸缩动作时，第二手部4和第四臂部14所构成的角度及第四臂部14和第三臂部13所构成的角度会变化，但第二手部4在将带轮21的中心和带轮25的中心连接在一起的假想直线上(即假想线L上)以使朝向固定的状态移动。
本实施方式的带轮15是配置于第一臂部11的内部的基端侧的第一转动构件，带轮16是配置于第一臂部11的内部的前端侧的第二转动构件。另外，传动带17是用于从第一转动构件即带轮15朝第二转动构件即带轮16传递动力的第一传递构件。另外，带轮21是配置于第三臂部13的内部的基端侧的第三转动构件，带轮22是配置于第三臂部13的内部的前端侧的第四转动构件。此外，传动带23是用于从第三转动构件即带轮21朝第四转动构件即带轮22传递动力的第二传递构件。
(第三臂部的支承结构)
图4是用于说明图3的F部的具体结构的剖视图。
如上所述，在实心转动轴28的上端侧固定有第三臂部13的基端侧，第三臂部13能以其基端侧为中心相对于主体部7转动。以下，对该第三臂部13的支承结构进行说明。
如图4所示，第三臂部13的基端侧的上表面部分固定于固定构件37，该固定构件37用于将第三臂部13固定于实心转动轴28。在固定构件37上形成有供实心转动轴28的上端部分插通的插通孔，在该插通孔的内周面与实心转动轴28的上端部分的外周面之间配置有楔紧环38。在本实施方式中，利用该楔紧环38将固定构件37固定在实心转动轴28的上端侧。即，在本实施方式中，为了将第三臂部13固定于实心转动轴28，利用固定构件37和楔紧环38。如图4所示，利用防脱构件39防止楔紧环38朝上方脱落。
另外，第三臂部13以能转动的方式支承于轴承40。轴承40安装于第一中空转动轴29。具体而言，轴承40通过轴承保持构件41固定于第一中空转动轴29的上端侧。即，在第一中空转动轴29的上端侧固定有轴承保持构件41，轴承40固定于轴承保持构件41的外周侧。本实施方式的轴承40是将第三臂部13支承成能转动的第三臂部轴承。
在轴承保持构件41上还固定有带轮15、21。具体而言，在轴承保持构件41的上端面侧固定有带轮21，在轴承保持构件41的下端面侧固定有带轮15。另外，利用固定板42及固定螺钉(未图示)将带轮15、21固定于轴承保持构件41。
(驱动机构及位置检测机构的概略结构)
图5是用于说明图3所示的驱动机构8的概略结构的剖视图。图6是图5的主要部分的放大图。图7是图6的G部的放大图。图8是用于对形成于图6所示的带轮52的导向凹部52a进行说明的图。
除了上述实心转动轴28、第一中空转动轴29及第二中空转动轴30之外，驱动机构8还包括：使实心转动轴28转动的作为第一驱动源的第一电动机44；使第一中空转动轴29转动的作为第二驱动源的第二电动机(未图示)；以及使第二中空转动轴30转动的作为第三驱动源的第三电动机(未图示)。除了实心转动轴28、第一中空转动轴29及第二中空转动轴30的上端侧的一部分之外的驱动机构8的各结构收纳于主体部7中。
另外，在主体部7中配置有第一位置检测机构45、第二位置检测机构46及第三位置检测机构47，其中，上述第一位置检测机构45用于对第一中空转动轴29相对于主体部7的相对转动位置进行检测，上述第二位置检测机构46用于对实心转动轴28相对于第一中空转动轴29的相对转动位置进行检测，上述第三位置检测机构47用于对第二中空转动轴30相对于第一中空转动轴29的相对转动位置进行检测。另外，在主体部7中配置有用于使实心转动轴28、第一中空转动轴29及第二中空转动轴30一起升降的升降机构(未图示)。
在实心转动轴28的下端侧固定有带轮48。如图5所示，在固定于第一电动机44的输出轴的带轮49和带轮48上架设有传动带50。在第一中空转动轴29的下端侧固定有带轮51。在固定于第二电动机的输出轴的带轮(未图示)和带轮51上架设有传动带(未图示)。在第二中空转动轴30的下端侧固定有带轮52。在固定于第三电动机的输出轴的带轮(未图示)和带轮52上架设有传动带(未图示)。如图5所示，带轮48、51、52被配置成在上下方向上重叠，并从下侧被依次配置着。
如图7所示，在带轮52的下表面形成有朝上侧凹陷的凹部52a。如图8所示，凹部52a从上下方向观察时的形状呈以带轮52的旋转中心为中心的大致圆弧状。
如图7所示，在带轮51的下表面形成有朝上侧凹陷的凹部51a。凹部51a与凹部52a相同，从上下方向观察时的形状呈以带轮51的旋转中心为中心的大致圆弧状。另外，如图7所示，在带轮51上形成有沿上下方向贯穿的圆孔状的通孔51b。
如图7所示，在带轮48上形成有沿上下方向贯穿的通孔48a。通孔48a从上下方向观察时的形状呈以带轮48的旋转中心为中心的大致圆弧状。另外，在带轮48上形成有沿上下方向贯穿的圆孔状的通孔48b。
在实心转动轴28的外周面与第一中空转动轴29的内周面之间配置有轴承53和磁密封54。在第一中空转动轴29的外周面与第二中空转动轴30的内周面之间配置有轴承55和磁密封56。另外，在固定于主体部7的大致圆筒状的支承构件57的内周面与第二中空转动轴30的外周面之间配置有轴承58和磁密封59。
如图7所示，第一位置检测机构45包括：具有彼此相对配置的发光元件(未图示)和受光元件(未图示)的光学式的传感器60；以及检测板61。传感器60固定于传感器固定部62，该传感器固定部62固定于主体部7。检测板61由能遮蔽从传感器60的发光元件朝向受光元件的光的遮光性的构件形成，并以能遮蔽从传感器60的发光元件朝向受光元件的光的方式固定于带轮51的上表面。
第二位置检测机构46包括非接触式传感器63和检测板64。非接触式传感器63通过形成为大致圆筒状的传感器保持构件65而固定于带轮48的通孔48b。即，非接触式传感器63固定于传感器保持构件65的内周侧，传感器保持构件65固定于通孔48b的内周侧。另外，非接触式传感器63以其上端部分朝比传感器保持构件65的上端更靠上侧的位置稍许突出的方式固定于传感器保持构件65。传感器保持构件65的上端侧配置于带轮51的凹部51a中。如上所述，凹部51a从上下方向观察时的形状呈以带轮51的旋转中心为中心的大致圆弧状，配置于凹部51a中的传感器保持构件65的上端侧部分起到了作为对带轮48相对于带轮51的转动范围进行限制的限位件的功能。
检测板64例如由磁性材料形成。该检测板64固定于带轮51。具体而言，检测板64固定于带轮51的凹部51a的底面的一部分。更具体而言，检测板64固定于凹部51a的底面，以当实心转动轴28相对于第一中空转动轴29位于规定基准位置时，使非接触式传感器63的前端部和检测板64隔着规定的间隙而相对。
第三位置检测机构47包括非接触式传感器66和检测板67。非接触式传感器66通过形成为大致圆筒状的传感器保持构件68而固定于带轮51的通孔51b。即，非接触式传感器66固定于传感器保持构件68的内周侧，传感器保持构件68固定于通孔51b的内周侧。另外，非接触式传感器66以其上端部分朝比传感器保持构件68的上端更靠上侧的位置稍许突出的方式固定于传感器保持构件68。传感器保持构件68的上端侧配置于带轮52的凹部52a中。如上所述，凹部51a从上下方向观察时的形状呈以带轮52的旋转中心为中心的大致圆弧状，配置于凹部52a中的传感器保持构件68的上端侧部分起到了作为对带轮52相对于带轮51的转动范围进行限制的限位件的功能。另外，传感器保持构件68的下端侧被插通在带轮48的通孔48a中。如上所述，通孔48a从上下方向观察时的形状呈以带轮48的旋转中心为中心的大致圆弧状，即便带轮48相对于带轮51相对转动，固定于带轮51的传感器保持构件68与带轮48也不接触。
检测板67例如由磁性材料形成。该检测板67固定于带轮52。具体而言，检测板67固定于带轮52的凹部52a的底面的一部分。更具体而言，检测板67固定于凹部52a的底面，以当第二中空转动轴30相对于第一中空转动轴29位于规定基准位置时，使非接触式传感器66的前端部和检测板67隔着规定的间隙而相对。
如后所述，当实心转动轴28、第一中空转动轴29及第二中空转动轴30一起转动时，第一臂5及第二臂6在不伸缩的情况下以转动中心C为中心进行转动。在本实施方式中，利用第一位置检测机构45检测出第一臂5和第二臂6在将转动轴心C作为中心的转动方向上位于规定的原点位置。即，当第一臂5和第二臂6在将转动中心C作为中心的转动方向上位于规定的原点位置时，检测板61将从传感器60的发光元件朝向受光元件的光遮住。
另外，如后所述，当实心转动轴28转动时，第二臂6伸缩，如上所述，当实心转动轴29相对于第一中空转动轴29位于规定的基准位置时，非接触式传感器63的前端部与检测板64隔着规定的间隙而相对。在本实施方式中，例如，当第二臂6收缩时，非接触式传感器63的前端部与检测板64隔着规定的间隙而相对。即，利用第二位置检测机构46检测出第二臂6收缩的状态。
另外，如后所述，当第二中空转动轴30转动时，第一臂5伸缩，如上所述，当第二中空转动轴30相对于第一中空转动轴29位于规定的基准位置时，非接触式传感器66的前端部与检测板67隔着规定的间隙而相对。在本实施方式中，例如，当第一臂5收缩时，非接触式传感器66的前端部与检测板67隔着规定的间隙而相对。即，利用第三位置检测机构47检测出第一臂5收缩的状态。
如图5所示，从非接触式传感器63引出的配线71的端部及从非接触式传感器66引出的配线72的端部与旋转接头73连接在一起。旋转接头73固定于固定构件74，该固定构件74固定于主体部7。
(机器人的概略动作)
图9是用于说明图1所示的机器人1的概略动作的图，图9(A)是表示第一臂5伸长、第二臂6收缩的状态的图，图9(B)是表示第一臂5及第二臂6伸长的状态的图。
在本实施方式中，如图1(B)所示，当第二中空转动轴30在第一臂5及第二臂6收缩的状态下转动时，如图9(A)所示，第一臂5伸长。另外，当实心转动轴30在第一臂5及第二臂6收缩的状态下转动时，如图1(A)所示，第二臂6伸长。
此外，当实心转动轴28及第二中空转动轴30在第一臂5及第二臂6收缩的状态下转动时，如图9(B)所示，第一臂5和第二臂6伸长。具体而言，第一臂5和第二臂6以第一手部3和第二手部4朝相同方向移动的方式伸长。另外，当实心转动轴28在第一臂5伸长、第二臂6收缩的状态下转动时，第二臂6伸长，当第二中空转动轴30在第一臂5收缩、第二臂6伸长的状态下转动时，第一臂5伸长。
这样，在本实施方式的机器人1中，能个别地进行第一臂5的伸缩动作和第二臂6的伸缩动作。
另外，当实心转动轴28、第一中空转动轴29及第二中空转动轴30以相同的转动速度转动相同的角度时，第一臂5和第二臂6在第一臂5及第二臂6不伸缩的状态下以转动中心C作为中心相对于主体部7转动。即，当实心转动轴28、第一中空转动轴29及第二中空转动轴30以相同的转动速度转动相同的角度时，机器人1进行回旋动作。在本实施方式中，机器人1在第一臂5及第二臂6收缩的状态下进行回旋动作。
(本实施方式的主要效果)
如上所述，在本实施方式中，通过使实心转动轴28和/或第二中空转动轴30转动，能使第一臂5和第二臂6个别地伸缩。因此，能使第一臂5和第二臂6个别地伸缩，以个别地进行晶片2相对于室10的进出。例如，在室10中以上下两层配置晶片2的置放台的情况下，能利用第一臂5和第二臂6将两片晶片2同时搬入室10或将两片晶片2同时从室10中搬出。因此，能缩短晶片2的搬运处理时间。
在本实施方式中，第一臂部11的转动中心和第三臂部13的转动中心被配置在同轴上。另外，在本实施方式中，在第一臂5和第二臂6收缩的状态下从机器人1的上侧观察时，第一臂5和第二臂6相对于假想线L呈大致对称。此外，在本实施方式中，从水平方向观察时，第一臂部11、第三臂部13、第二臂部12及第四臂部14从下侧朝上侧被依次配置着。另外，在本实施方式中，第一臂5和第二臂6形成为大致相同的形状。因此，在本实施方式中，第一臂5和第二臂6的重量平衡较佳。因此，在本实施方式中，能使第一臂5及第二臂6的伸缩动作和第一臂5及第二臂6相对于主体部7的转动动作稳定。
另外，在本实施方式中，由于第一臂5和第二臂6形成为大致相同的形状，因此，能使第一臂5的一部分构成零件与第二臂6的一部分构成零件通用。因此，能降低机器人1的成本。
在本实施方式中，将第三臂部13支承成能转动的轴承40通过轴承保持构件41固定于第一中空转动轴29的上端侧。因此，与在第一臂部11上安装有轴承40的情况比较，能简化轴承40的周边结构，从而能使轴承40的周边部分小型化。
在本实施方式中，在主体部7中配置有第一位置检测机构45、第二位置检测机构46及第三位置检测机构47。因此，能恰当地检测出第一臂5和第二臂6在将转动中心C作为中心的转动方向上位于规定的原点位置及第一臂5、第二臂6收缩的状态。
(其它实施方式)
上述实施方式是本发明的优选实施方式中的一例，但本发明并不限定于此，能在不改变本发明技术思想的范围内进行各种变形实施。
在上述实施方式中，第一臂5包括作为转动构件的带轮15、16、18、19及作为传递构件的传动带17、20。除此之外，例如，第一臂5也可包括作为转动构件的链轮及作为传递构件的链条，以代替带轮15、16、18、19及传动带17、20。在该情况下，被配置成代替带轮15的链轮是配置于第一臂部11的内部的基端侧的第一转动构件，被配置成代替带轮16的链轮是配置于第一臂部11的内部的前端侧的第二转动构件。另外，被配置成代替传动带17的链条是用于从第一转动构件即链轮朝第二转动构件即链轮传递动力的第一传递构件。
同样地，第二臂6包括作为转动构件的带轮21、22、24、25及作为传递构件的传动带23、26，但第二臂6也可包括作为转动构件的链轮及作为传递构件的传动带，以代替带轮21、22、24、25及带轮23、26。在该情况下，被配置成代替带轮21的链轮是配置于第三臂部13的内部的基端侧的第三转动构件，被配置成代替带轮22的链轮是配置于第三臂部13的内部的前端侧的第四转动构件。另外，被配置成代替传动带23的链条是用于从第三转动构件即链轮朝第四转动构件即链轮传递动力的第二传递构件。
另外，第一臂5也可包括作为转动构件及传递构件的齿轮系，以代替带轮15、16、18、19及传动带17、20。在该情况下，被配置成代替带轮15的齿轮是配置于第一臂部11的内部的基端侧的第一转动构件，被配置成代替带轮16的齿轮是配置于第一臂部11的内部的前端侧的第二转动构件。另外，在被配置成代替带轮15的齿轮与被配置成代替带轮16的齿轮之间所配置的齿轮是从第一转动构件即齿轮朝第二转动构件即齿轮传递动力的第一传递构件。
同样地，第二臂6也可包括作为转动构件及传递构件的齿轮系，以代替带轮21、22、24、25及传动带23、26。在该情况下，被配置成代替带轮21的齿轮是配置于第三臂部13的内部的基端侧的第三转动构件，被配置成代替带轮22的齿轮是配置于第三臂部13的内部的前端侧的第四转动构件。另外，在被配置成代替带轮21的齿轮与被配置成代替带轮22的齿轮之间所配置的齿轮是从第三转动构件即齿轮朝第四转动构件即齿轮传递动力的第二传递构件。
在上述实施方式中，第一臂5和第二臂6以第一手部3和第二手部4朝相同方向移动的方式伸长。除此之外，例如，第一臂5和第二臂6也可以以第一手部3和第二手部4朝不同方向移动的方式伸长。若采用上述结构，则例如在以机器人1作为中心呈放射状地配置有多个室10的情况下，能利用第一臂5和第二臂6将晶片2同时搬入两个室10或将晶片2同时从两个室10中搬出。在该情况下，需使搬入晶片2的两个室10的相对于转动中心C的相对角度与搬出晶片2的两个室10的相对于转动中心C的相对角度相同。
在上述实施方式中，将第三臂部13支承成能转动的轴承40通过轴承保持构件41固定于第一中空转动轴29的上端侧。除此之外，例如，既可将轴承40直接固定于第一臂部11，也可以将轴承40通过规定的轴承保持构件固定于第一臂部11。
在上述实施方式中，在实心转动轴28上固定有第三臂部13，在第二中空转动轴30上固定有第一臂部11。除此之外，例如，也可在实心转动轴28上固定有第一臂部11，在第二中空转动轴30上固定有第三臂部13。
在上述实施方式中，被机器人1搬运的搬运对象物是圆盘状的晶片2，但被机器人1搬运的搬运对象物既可以是晶片2以外的形成为圆盘状的基板，也可以是形成为矩形等多边形的基板等。
(符号说明)
1  机器人(工业用机器人)
2  晶片(搬运对象物)
3  第一手部
4  第二手部
5  第一臂
6  第二臂
7  主体部
8  驱动机构
10  室(收纳部)
11  第一臂部
12  第二臂部
13  第三臂部
14  第四臂部
15  带轮(第一转动构件)
16  带轮(第二转动构件)
17  传动带(第一传递构件)
21  带轮(第三转动构件)
22  带轮(第四转动构件)
23  传动带(第二传递构件)
28  实心转动轴(第一转动轴)
29  第一中空转动轴(第二转动轴)
30  第二中空转动轴(第三转动轴)
40  轴承(第三臂部轴承)
44  第一电动机(第一驱动源)
45  第一位置检测机构
46  第二位置检测机构
47  第三位置检测机构
C  转动中心
L  假想线

Claims (7)

1.一种工业用机器人，用于将搬运对象物从收纳所述搬运对象物的收纳部搬出以及将所述搬运对象物搬入所述收纳部，其特征在于，包括：
第一手部和第二手部，在该第一手部和第二手部上装载所述搬运对象物；
第一臂，该第一臂在其前端侧将所述第一手部保持成能转动，并在所述搬运对象物相对于所述收纳部进出时伸缩；
第二臂，该第二臂在其前端侧将所述第二手部保持成能转动，并在所述搬运对象物相对于所述收纳部进出时伸缩；
驱动机构，该驱动机构用于使所述第一臂及所述第二臂伸缩；以及
主体部，在该主体部中收纳所述驱动机构的一部分，
所述第一臂包括：
第一臂部，该第一臂部能以其基端侧为中心相对于所述主体部转动；以及
第二臂部，该第二臂部的基端侧以能转动的方式保持于所述第一臂部的前端侧，
所述第二臂包括：
第三臂部，该第三臂部能以其基端侧为中心相对于所述主体部转动；以及
第四臂部，该第四臂部的基端侧以能转动的方式保持于所述第三臂部的前端侧，
所述第一臂部的转动中心和所述第三臂部的转动中心被配置在同轴上，
在所述第一臂和所述第二臂收缩的状态下从所述工业用机器人的上侧观察时，所述第一臂和所述第二臂相对于穿过所述第一臂部及所述第三臂部的转动中心的假想线呈大致线对称，
从水平方向观察时，所述第一臂部、所述第三臂部、所述第二臂部及所述第四臂部从下侧朝向上侧被依次配置着，
所述驱动机构包括：
第一转动轴，该第一转动轴将所述第一臂部及所述第三臂部的转动中心作为轴中心；
中空状的第二转动轴，该第二转动轴以将所述第一转动轴的外周面覆盖的方式被配置成与所述第一转动轴同心；
中空状的第三转动轴，该第三转动轴以将所述第二转动轴的外周面覆盖的方式被配置成与所述第一转动轴同心；
第一驱动源，该第一驱动源使所述第一转动轴转动；
第二驱动源，该第二驱动源使所述第二转动轴转动；以及
第三驱动源，该第三驱动源使所述第三转动轴转动，
所述驱动机构能个别地进行所述第一臂的伸缩动作和所述第二臂的伸缩动作，
在所述主体部中包括：
第一位置检测机构，该第一位置检测机构用于检测所述第二转动轴相对于所述主体部的相对转动位置；
第二位置检测机构，该第二位置检测机构用于检测所述第一转动轴相对于所述第二转动轴的相对转动位置；以及
第三位置检测机构，该第三位置检测机构用于检测所述第三转动轴相对于所述第二转动轴的相对转动位置，
在所述第一转动轴上固定有用于将所述第一驱动源的动力传递至所述第一转动轴的第一带轮，
在所述第二转动轴上固定有用于将所述第二驱动源的动力传递至所述第二转动轴的第二带轮，
在所述第三转动轴上固定有用于将所述第三驱动源的动力传递至所述第三转动轴的第三带轮，
所述第一带轮、所述第二带轮和所述第三带轮从下侧起依次配置，并配置成在上下方向上重叠，
在所述第一带轮上形成有沿上下方向贯穿的圆孔状的第一通孔，
在所述第二带轮上形成有沿上下方向贯穿的圆孔状的第二通孔，在所述第二带轮的下表面形成有朝上侧凹陷的第一凹部，
所述第一凹部的从上下方向观察时的形状呈以所述第二带轮的旋转中心为中心的大致圆弧状，
在所述第三带轮的下表面形成有朝上侧凹陷的第二凹部，
所述第二凹部的从上下方向观察时的形状呈以所述第三带轮的旋转中心为中心的大致圆弧状，
所述第二位置检测机构包括：
第一非接触式传感器，该第一非接触式传感器通过形成为大致圆筒状的第一传感器保持构件固定于所述第一通孔；以及
第一检测板，该第一检测板由磁性材料形成，并固定于所述第一凹部的一部分，
所述第一传感器保持构件的上端侧配置在所述第一凹部中，所述第一传感器保持构件的配置在所述第一凹部中的上端侧部分起到限制所述第一带轮相对于所述第二带轮的转动范围的限位件的作用，
所述第三位置检测机构包括：
第二非接触式传感器，该第二非接触式传感器通过形成为大致圆筒状的第二传感器保持构件固定于所述第二通孔；以及
第二检测板，该第二检测板由磁性材料形成，并固定于所述第二凹部的一部分，
所述第二传感器保持构件的上端侧配置在所述第二凹部中，所述第二传感器保持构件的配置在所述第二凹部中的上端侧部分起到限制所述第二带轮相对于所述第三带轮的转动范围的限位件的作用。
2.如权利要求1所述的工业用机器人，其特征在于，
在所述第二臂部的前端侧以能转动的方式保持有所述第一手部，
在所述第四臂部的前端侧以能转动的方式保持有所述第二手部。
3.如权利要求1所述的工业用机器人，其特征在于，
所述第一臂包括：
第一转动构件，该第一转动构件配置于形成为中空状的所述第一臂部的内部的基端侧；
第二转动构件，该第二转动构件配置于所述第一臂部的内部的前端侧；以及
第一传递构件，该第一传递构件用于从所述第一转动构件朝所述第二转动构件传递动力，
所述第二臂包括：
第三转动构件，该第三转动构件配置于形成为中空状的所述第三臂部的内部的基端侧；
第四转动构件，该第四转动构件配置于所述第三臂部的内部的前端侧；以及
第二传递构件，该第二传递构件用于从所述第三转动构件朝所述第四转动构件传递动力，
在所述第一转动轴上固定有所述第三臂部的基端侧，
在所述第二转动轴上固定有所述第一转动构件和所述第三转动构件，
在所述第三转动轴上固定有所述第一臂部的基端侧，
所述第二转动构件以能转动的方式保持于所述第一臂部，并且在所述第二转动构件上固定有所述第二臂部，
所述第四转动构件以能转动的方式保持于所述第三臂部，并且在所述第四转动构件上固定有所述第四臂部。
4.如权利要求3所述的工业用机器人，其特征在于，
所述第一转动构件、所述第二转动构件、所述第三转动构件及所述第四转动构件是带轮，
所述第一传递构件及所述第二传递构件是传动带。
5.如权利要求4所述的工业用机器人，其特征在于，
所述传动带是金属制的平传动带。
6.如权利要求3所述的工业用机器人，其特征在于，
所述第一转动构件、所述第二转动构件、所述第三转动构件及所述第四转动构件是带齿的带轮，所述第一传递构件及所述第二传递构件是带齿的传动带。
7.如权利要求1至6中任一项所述的工业用机器人，其特征在于，
所述工业用机器人包括将所述第三臂部支承成能转动的第三臂部轴承，
所述第三臂部轴承安装于所述第二转动轴。
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