CN103227131B

CN103227131B - 传送机器人

Info

Publication number: CN103227131B
Application number: CN201210553485.8A
Authority: CN
Inventors: 古市昌稔
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2012-01-31
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2015-09-23
Anticipated expiration: 2032-12-19
Also published as: JP5569544B2; US20130195598A1; TWI491484B; JP2013157561A; CN103227131A; TW201338943A; KR20130088731A; US8992160B2; KR101443457B1

Abstract

本发明提供一种传送机器人。该传送机器人包括臂和本体。所述臂在末端设有用于传送薄板状工件的机器人手，并且所述臂在水平方向上操作。所述本体包括使所述臂升降的升降机构。在所述传送机器人中，所述本体的至少一部分布置在传送室的侧壁外，所述传送室连接至开闭装置并且连接至对所述薄板状工件进行加工的加工室，所述开闭装置用来开闭用于储存所述薄板状工件的储存容器。

Description

传送机器人

技术领域

本发明涉及一种传送机器人。

背景技术

传统上已知用于传送诸如半导体晶片或者液晶面板等的薄板状工件的传送机器人。

此外，也提出了多种例如将这种机器人安装于在加工室和储存容器之间设置的本地净化室（在下文中称为“传送室”）的技术，在所述储存容器中多级储存多个半导体晶片（例如参见日本专利申请特开No.2008-28134）。需要注意，传送室并不限于安装在储存容器和加工室之间。

然而，当传送机器人安装在传送室中时，如此安装的传送机器人在传送室中需要预定的占据空间。为此，从确保传送室中的足够空间的观点出发，在传送室中安装的传送机器人还有一定改进的余地。

例如，传送室中的空间不足会导致传送机器人的可维护性变差。然而，为了防止这种可维护性变差需要增加传送室中的整体空间，也就是说，需要增加传送室的尺寸。

考虑到以上描述的内容，该实施方式的一个方面的目的是提供一种能够有效利用传送室中的空间的传送机器人。

发明内容

根据一个实施方式的传送机器人包括臂和本体。所述臂在末端设有用于传送薄板状工件的机器人手，并且所述臂在水平方向上操作。本体包括使臂升降的升降机构。在传送机器人中，所述本体的至少一部分布置在传送室的侧壁外，所述传送室连接至开闭装置并且连接至对所述薄板状工件进行加工的加工室，所述开闭装置用来开闭用于储存所述薄板状工件的储存容器。

根据实施方式的一个方面，能够有效地利用传送室中的空间。

附图说明

由于在阅读了下文参照附图的详细描述之后将更好地理解本发明以及本发明所具有的优点，因此能够更全面地理解本发明以及本发明所具有的优点，在附图中：

图1是根据一个实施方式的传送室的俯视图；

图2是根据本实施方式的传送机器人的示意性立体图；

图3是根据本实施方式的传送机器人的俯视图；

图4是升降机构的侧视图；

图5是升降机构的俯视图；以及

图6是屏蔽构件的侧视图。

具体实施方式

下文将参照附图详细说明在本说明书中所公开的传送机器人的实施方式。需要注意的是，本发明并不限于在下文所举例说明的实施方式。

首先，将利用图1来描述根据本实施方式的传送机器人10。图1是根据本实施方式的传送室1的俯视图。需要注意，为了便于描述，图1中的形状的一部分是以简化方式示出的。

如图1所示，传送室1既设有开闭装置5也设有加工室3（或者可以是与加工室3相通的部件），并且传送室1布置有根据本实施方式的传送机器人10。传送室1是指通常被称为设备前端模块（EFEM）的本地净化室。此传送室1在上部设有用于净化气体的过滤器（未示出），被该过滤器净化后的向下流动的气体流净化壳体的内部。

开闭装置5是用于打开和关闭储存容器2上设置的开闭机构的装置，并且该开闭装置5安装于在传送室1的侧壁上形成的开口处。开闭装置5例如是一个被称为装载口或FOUP开启器的装置，并且该开闭装置5通常符合国际半导体设备和材料国际（SEMI）标准。

SEMI标准还规定了传送室1的侧壁上所形成的开口的位置以及这些开口之间的间隔。因此，传送室1也符合SEMI标准。例如，对于处理直径为300mm的半导体晶片的传送室1的情况，SEMI表示规定了开闭装置5之间的安装间隔为505mm。

储存容器2是这样的盒状容器，该盒状容器能够在高度方向上多级储存多个诸如半导体晶片或液晶面板等的薄板状工件（在下文中称为“晶片4”），并且在前表面具有开闭机构。储存容器2例如是在SEMI标准中所规定的被称为前开口通用容器（FOUP）的装置。

储存容器2被加载成在开闭机构侧与开闭装置5相接触，因而开闭装置5将在开闭机构和开闭装置5上所形成的各个门打开和关闭。

加工室3是一个这样的室，在该室内安装有对于晶片4实施诸如化学气相沉积（CVD）、曝光、蚀刻和灰化等加工的装置。

传送机器人10是能够将晶片4作为传送对象进行保持的机器人。具体而言，传送机器人10设有本体11、臂驱动单元12、支架13和臂20。

臂20具有能够将晶片4作为传送对象进行保持的机器人手（下文中称为“手23”）。臂20被支撑成在臂驱动单元12的顶部在水平方向上可转动，该臂驱动单元12连接至设有升降机构的本体11的支架13。

利用这种配置，传送机器人10可以在将臂20进行升降以及旋转的同时，将晶片4取出储存容器2并且将晶片4放在手23上，可以将晶片4传送至各加工室3中的一个预定加工室中，并且可以将晶片4传送至目标位置。将在下文参照图2描述臂20的细节。

在这里，根据常规技术，当传送机器人安装在传送室1中时，如此安装的传送机器人在传送室1中需要预定的占据空间。为此，从确保传送室1中的足够空间的观点出发，在传送室1中安装的传送机器人还有一定改进的余地。

例如，在传送室1中不充足的空间会迫使工人在狭窄的空间内实施对于传送机器人的维护，从而导致传送机器人的可维护性变差。然而，为了避免在可维护性方面的下降，需要增加传送室1中的整体空间，也就是说，需要增加传送室1的尺寸。

因此，在根据本实施方式的传送机器人10的情况下，传送机器人10的本体11安装在传送室1外，而臂驱动单元12和臂20安装在传送室1内。利用这种配置，可以消除本体11在传送室1中所占据的空间，因此可以有效地利用传送室1中的空间。

在工人对于传送机器人10实施维护工作的情况下，工人对于本体11所实施的维护工作通常远远多于对于臂驱动单元12和臂20所实施的维护工作。这是因为在臂20的内部需要工人调整的部分更少。

相反地，本体11布置有线性运动导向装置、滚珠丝杠等等，并且此外布置有对晶片4的保持进行控制的气动装置（未示出）。因而，对本体11执行许多维护工作项目，例如对线性运动导向装置、滚珠丝杠等加润滑脂，以及调整气动装置等等。

通过这种方式，在根据本实施方式的传送机器人10的情况下，通常要对其实施维护工作的本体11安装在传送室1外，由此，可以在传送室1外实施多种工作项目。

为此原因，在根据本实施方式的传送机器人10的情况下，工人不需要在狭窄的空间内工作，因此可减轻负担，此外，可以抑制由于维护工作而在传送室1中产生扬尘。

而且，在根据本实施方式的传送机器人10中，当工人在传送室1中实施除了传送机器人10之外的维护时，通过在传送室1中将臂20向上或者向下缩回，还能够为工人提供宽阔的空间。

接下来，将参照图2描述根据本实施方式的传送机器人10的细节。图2是根据本实施方式的传送机器人10的示意性立体图。

如图2所示，传送机器人10是水平的多关节机器人，该机器人设有两个在水平方向上伸缩的可延伸的臂。具体地，传送机器人10设有本体11、臂驱动单元12、支架13、缝隙14、盖罩15和臂20。

本体11经由支架13连接至臂驱动单元12。本体11在其与支架13相对的一侧设有可开闭的盖罩15。盖罩15在本体11的维护工作中由工人打开和关闭。盖罩15可以是可拆离的板状盖罩，或者可以是围绕用作枢轴的铰接部以弧形打开和关闭的铰接门。

本体11设有升降机构，并且本体11利用该升降机构使得臂驱动单元12和臂20沿着在竖直方向上开出的缝隙14升降。将参照图4和图5来描述升降机构的细节。

臂20是连接至臂驱动单元12的单元。具体地，臂20设有第一臂21、第二臂22和手23。此外，手23设有第三臂23a，该第三臂在其前端又设有保持晶片4的末端执行器23b。

在根据本实施方式的传送机器人10的情况下，将描述具有由第一臂21、第二臂22和手23组成的单臂20的单臂机器人。然而，并不限于这种配置，传送机器人10可以是具有两个臂20的双臂机器人，或者可以被配置为具有三个臂或者更多个臂20。

在双臂机器人的情况下，可以按照如下的方式并行地同时执行两种操作：其中一个臂20用于将晶片4中的一个取出预定的传送位置，同时另一个臂20用于将新的一个晶片4运送至该预定的传送位置。此外，传送机器人10可以被配置成所述单个第二臂22设有两个或更多个手23。

臂驱动单元12是设置在臂20下部的单元，并且设有转动机构，该转动机构由马达、减速器以及其它部件组成。臂20被支撑成能相对于臂驱动单元12旋转，并且利用该转动机构来旋转。

第一臂21的基端支撑在臂驱动单元12的顶部上，并且第二臂22的基端支撑在第一臂21的前端的顶部上，各自以可旋转的方式被支撑并且利用由马达、减速器和其它部件构成的转动机构来旋转。

此外，第三臂23a以可旋转的方式连接至第二臂22的前端。第三臂23a在前端设有用于保持晶片4的末端执行器23b，并且该末端执行器23b随着第一臂21、第二臂22和第三臂23a的旋转操作而移动。传送机器人10通过同步地操作第一臂21和第二臂22，可以线性地移动第三臂23a和末端执行器23b。

在这里，虽然在臂驱动单元12内设有由马达、减速器和其它部件组成的转动机构，但是该转动机构的一部分（例如，马达）也可以被容纳在本体11内。

接下来，将参照图3描述传送机器人10的安装位置。图3是根据本实施方式的传送机器人10的俯视图。

如图3所示，传送机器人10安装在传送室1的侧壁上所形成的开口6处，以使得本体11定位在传送室1的外部51，而臂驱动单元12和支架13定位在传送室1的内部52。

例如，本体11安装成悬挂于在开口6的上部设置的钩状构件。当臂驱动单元12配置成宽度不大于开口6的宽度时，工人仅仅需要将传送机器人10从传送室1的外部51插入开口6，由此可以容易地安装传送机器人10。

开口6是这样的开放口，该开放口在传送室1的侧壁中预先设置，用于安装开闭装置5，并且该开放口符合SEMI标准。传送机器人10可以安装在传送室1上形成的任何这种开口6处。

例如，如果在传送室1的纵向侧壁上形成有三个开口6，传送机器人10可以安装在处于中央的开口6处。传送机器人10将手23移动至装载在另一开口6的储存容器2，并且取出该储存容器2中储存的晶片4。

传送机器人10也可以安装在加工室3侧的其中一个开口6处。以此方式，传送机器人10可以被容易地安装在设有符合SEMI标准的开口6的传送室1处的多个开口6中的任意一个开口处。

因此，根据本实施方式，不必为了安装传送机器人10而改造传送室1。因而，传送机器人10能够降低安装所需的成本并且能够有效地利用传送室1中的空间。

在这里，传送机器人10安装成将本体11定位在传送室1的外部51。然而，并不限于这种配置，传送机器人10也可以埋在开口6内以使得本体11的一部分进入传送室1的内部52。

此外，虽然传送机器人10安装在符合SEMI标准的开口6处，本实施方式并不限于这种配置。所述开口仅仅需要是这样的开放口，该开放口处可以安装传送机器人10以便将传送机器人10的本体11定位在传送室1的外部51并且将传送机器人10的臂驱动单元12和支架13定位在传送机器人1的内部。

在此情况下，即使所述开放口不符合SEMI标准，通过将臂驱动单元12配置成宽度不大于该开放口的宽度，也能够容易地从传送室1的外部51将传送机器人10安装在开放口处。

接下来将参照图4和图5来描述升降机构的细节。图4是升降机构的侧视图，图5是升降机构的俯视图。

首先，如图4所示，作为该升降机构，线性运动导向装置30设置在本体11内侧的侧壁上，并且滚珠丝杠31设置在本体11内，二者都沿着竖直方向。线性运动导向装置30包括导轨30a和滑动件30b，滚珠丝杠31包括滚珠丝杠轴31a和滚珠丝杠螺母31b。本体11内设置有马达32、皮带33和带轮34。

皮带33围绕着固定至马达32的输出轴的带轮34以及固定至滚珠丝杠轴31a的带轮34卷绕。通过这种配置，皮带33将马达32的驱动力传递至滚珠丝杠轴31a。滚珠丝杠轴31a在马达32所传递的驱动力作用下转动。

由于插入在滚珠丝杠螺母31b中的滚珠丝杠轴31a的转动，滚珠丝杠螺母31b沿着滚珠丝杠轴31a的旋转轴线上下移动。

线性运动导向装置30是用于使滑动件30b在导轨30a的方向上（竖直方向）顺畅地线性运动的构件。

滑动件30b连接至滚珠丝杠螺母31b，由此在滚珠丝杠螺母31b上下移动时，滑动件30b与滚珠丝杠轴31a的旋转轴线完全平行地（也就是说，沿着竖直方向）直接线性移动。滑动件30b还经由支架13连接至臂驱动单元12，由此随着滑动件30b的线性移动，臂驱动单元12和臂20沿着竖直方向（图4中的箭头）上下移动。

以此方式，升降机构构造为包括线性运动导向装置30、滚珠丝杠31和马达23，因此，通过将马达32的旋转运动转换成线性运动，升降机构沿着竖直方向使臂驱动单元12升降。因此设置在臂驱动单元12的顶部上的臂20上下移动。

线性运动导向装置30如上所述沿着本体11内侧的侧壁设置，该线性运动导向装置30可以被安装成导轨30a被埋在本体11内侧的侧壁内。

升降机构如上所述利用滚珠丝杠31使支架13、臂20和其他部件升降。然而，升降机构也可以利用沿着竖直方向设置的带而使支架13、臂20和其他部件升降。

根据常规技术，本体设置在传送机器人的臂的底部。由于这个原因，臂无法下降至本体以下，因而限制了手的可移动范围。

因此，根据本实施方式的传送机器人10安装成将设有升降机构的本体11定位在传送室1的外部51。结果，传送机器人10在竖直方向上可以具有臂20的更宽的升降范围，因而可以具有手23的更宽的可移动范围。

随着臂20上下移动，位置彼此相对并夹设有线性运动导向装置30的一对支架13沿着在竖直方向所开出的缝隙14上下移动，如图5所示。此时，允许支架13顺畅地上下移动，缝隙14配置成宽度大于支架13的宽度。

由于这种配置，如果在缝隙14和支架13之间存在间隙，则线性运动装置30、滚珠丝杠31、带轮34和皮带33所导致的扬尘将会污染传送室1的已经净化过的内部。因此，在根据本实施方式的传送机器人10的情况下，缝隙14的开放口被宽度大于缝隙14的宽度的遮蔽构件35覆盖。

在这里，传送机器人10设置有相对布置并且夹设有线性运动导向装置30的所述一对支架13。然而，可以仅将传送机器人10内设置的支架13中的一个支架配置为连接至如上所述的升降机构。通过这种配置，可以减小传送机器人10的升降机构的重量。

接下来，将利用图6描述屏蔽构件35的细节。图6是其中一个屏蔽构件35的侧视图。

如图6所示，本体11沿着其内侧的侧壁设置有屏蔽构件35，以便覆盖缝隙14的开放口。屏蔽构件35是环形的，并且其两端连接至由升降机构升降的支架13的顶部13a和底部13b。

屏蔽构件35围绕在缝隙14的上端侧和下端侧分别设置的辊子35a和35b卷绕。辊子35a和35b伴随着屏蔽构件35的由支架13的起落引起的运动而转动（参见图6中的箭头）。

结果，当支架13上下移动时，缝隙14的开放口始终被屏蔽构件35覆盖。

通过以此方式配置，传送机器人10可以避免线性运动导向装置30、滚珠丝杠31、带轮34和皮带33所导致的扬尘污染传送室1的内部。

虽然屏蔽构件35被配置为通过卷绕在支架13上方和下方设置的辊子35a和35b而转动，但本实施方式并不限于这种配置。屏蔽构件35例如可以是波纹管状的幕帘。在此情况下，由于不需要辊子35a和35b，从而能够降低成本。

如上所述，在根据本实施方式的传送机器人的情况下，传送机器人的本体安装在传送室外，而臂驱动单元和臂安装在传送室内。此外，在根据本实施方式的情况下，在与支架相反的侧面上设置有可开闭的盖罩，并且缝隙的开放口被比缝隙更宽的屏蔽构件覆盖。

通过以此方式配置，根据本实施方式的传送机器人可以有效地利用传送室中的空间。根据本实施方式的传送机器人也可以改善传送机器人的可维护性，并同时改善传送室内部的可维护性。此外，根据本实施方式的传送机器人可以避免传送室的净化后的内部被扬尘污染。

Claims

1.一种传送机器人，所述传送机器人包括：

臂，在该臂的末端设有用于传送薄板状工件的机器人手，并且所述臂在水平方向操作；以及

本体，该本体包括使所述臂升降的升降机构；其中

所述本体的至少一部分布置在传送室的侧壁外，所述传送室连接至开闭装置并且连接至对所述薄板状工件进行加工的加工室，所述开闭装置用来开闭用于所述薄板状工件的储存容器，

所述本体的宽度不大于在所述传送室的侧壁上安装的所述开闭装置的宽度；并且

构成所述臂的构件所具有的最大宽度不大于供安装所述开闭装置的开口的宽度。

2.根据权利要求1所述的传送机器人，其中，所述本体安装在所述加工室上，使得所述升降机构定位在所述传送室的侧壁外。

3.根据权利要求1或2所述的传送机器人，其中，所述臂经由支架连接至所述升降机构，所述支架穿过在所述本体的传送室侧设置的竖直取向的缝隙。

4.根据权利要求3所述的传送机器人，所述传送机器人还包括屏蔽构件，所述屏蔽构件设置在所述缝隙和所述升降机构之间并且在所述支架的两个操作方向被连接从而覆盖所述缝隙。

5.根据权利要求1或2所述的传送机器人，其中，当从上方观察所述传送室时，所述本体布置在两个所述开闭装置之间。

6.根据权利要求1或2所述的传送机器人，其中，所述本体在其从所述传送室突出的部分处包括能开闭的盖罩。