CN103824791A - 基板搬运机器人和基板搬运方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基板搬运机器人和基板搬运方法。所述基板搬运机器人包括可伸展/可缩回臂单元、机器人手和传感器单元。所述可伸展/可缩回臂单元构造成在水平方向上伸展和缩回。所述机器人手设置有用于保持基板的叉齿。所述机器人手包括以可旋转的方式连接到所述可伸展/可缩回臂单元的末端部的基端部。所述传感器单元布置成借助所述机器人手的旋转力而旋转。所述传感器单元构造成通过旋转与由所述叉齿保持的所述基板的侧端部在俯视观察时交叉并且检测所述基板的侧端位置。

Description

基板搬运机器人和基板搬运方法

技术领域

本文所公开的实施方式涉及基板搬运机器人和基板搬运方法。

背景技术

传统上，已知一种基板搬运机器人，该机器人从作为基板接收容器的盒中取出诸如玻璃基板或半导体晶片的薄板状基板并且将该基板搬运到预定搬运位置。基板搬运机器人通常由所谓的水平多关节型机器人形成。

水平多关节型机器人是设置有可伸展/可缩回臂单元的机器人，在该可伸展/可缩回臂单元中，两个臂通过关节连接。安装在可伸展/可缩回臂单元的末端部处的机器人手（在下文只称为“手”）通过使每个臂进行旋转操作而被线性地移动。

在基板搬运机器人中，所述手设置有诸如叉等的基板保持构件。基板搬运机器人依靠手的前述线性运动而线性地移动基板保持构件并且使该基板保持构件进入盒中。基板保持构件通过从下方抬起基板而保持该基板。通过缩回可伸展/可缩回臂单元，基板搬运机器人从盒中线性地取出基板。

有时发生基板在盒内被容纳在偏离正常位置的区域的情况。为此，在基板搬运机器人中要求在校正位置偏差的同时将基板搬运到正确位置。为了符合该要求，已经提出了各种建议。

作为一个示例，已经提出了一种手位置对准方法和装置，其中，基板的位置偏差通过利用安装在叉的根部中的第一传感器检测基板的后边缘并且利用安装在从叉向左突出的突出部中的第二传感器检测基板的左边缘来校正。

在上述建议的情况下，叉很可能因突出部不可避免地进入盒中而与盒干涉。因为突出部形成在固定位置，因此可能存在这样的情况，即，基于基板的偏离模式，基板的侧边缘不能由安装在突出部中的第二传感器检测到。

在这种情况下，本申请的申请人已例如在日本专利No.4766233中提出了一种基板搬运机器人，在该基板搬运机器人中，设置有传感器的臂安装在手的框架中并且基板的位置通过将臂摆动到盒外部来检测。

这使得可以防止手与盒干涉。而且，可以因旋转检测由传感器来执行而提高位置检测的可靠性。在日本专利No.4766233中公开的基板搬运机器人中，设置有传感器的臂由独立的驱动动力源以可摆动的方式驱动。

然而，在前述现有技术中，在成本效益方面存在进一步改进的空间。更具体地，因为在前述现有技术中设置有传感器的臂由独立驱动动力源驱动，因此必须采用驱动动力源、减速器等。因此成本会增加。

而且，手会因利用驱动动力源、减速器等而变得特别重。近年来，搬运大的基板的机会趋于增多。因此，有时因横向摇摆或其他原因而难以保持基板位置的检测精确性。

发明内容

鉴于上述情况，本文所公开的实施方式提供了一种基板搬运机器人和基板搬运方法，它们能够使成本效益与保证基板位置检测精度并存。

根据实施方式的第一方面，提供一种基板搬运机器人，该基板搬运机器人包括：构造成在水平方向上伸展和缩回的可伸展/可缩回臂单元；设置有用于保持基板的叉齿的机器人手，所述机器人手包括以可旋转的方式连接到所述可伸展/可缩回臂单元的末端部的基端部；以及布置成借助所述机器人手的旋转力而旋转的传感器单元，所述传感器单元构造成通过旋转与由所述叉齿保持的所述基板的侧端部在俯视观察时交叉并且检测所述基板的侧端位置。

根据本公开内容的一个实施方式，可以使成本效益与保证基板位置检测精度并存。

附图说明

图1是示出根据一实施方式的机器人的示意性构造的示意图。

图2A是示出其中机器人的可伸展/可缩回臂单元被最大程度地缩回的状态的示意性平面图。

图2B是示出其中机器人的可伸展/可缩回臂单元被伸展的状态的示意性平面图。

图3A是示出传感器单元的旋转结构的示意性平面图。

图3B是示出传感器单元的旋转结构的示意性前视图。

图3C是示出传感器单元的旋转结构的示意性侧视图。

图4A至图4D是示出工件搬运方法的示意图。

图5是说明计算工件偏差量的方法的视图。

图6A和图6B是示出根据第一修改例的手的构造的示意性平面图。

图7A和图7B是示出根据第二修改例的手的构造的示意性平面图。

具体实施方式

现在将参照形成本申请的一部分的附图详细地描述本申请中所公开的基板搬运机器人和基板搬运方法的实施方式。本公开内容不受下文描述的实施方式的限制。

在下列描述中，将通过示例描述用于搬运作为搬运目标对象的玻璃基板的基板搬运机器人。基板搬运机器人将仅称为“机器人”。作为末端执行器的机器人手将仅称为“手”。玻璃基板将称为“工件”。

首先，将参照图1描述根据实施方式的机器人10的构造。图1是示出根据本实施方式的机器人10的示意性构造的示意图。

为了使描述更容易理解，图1显示了三维直角坐标系，其包括Z轴，该Z轴的正方向是竖直向上方向并且其负方向是竖直向下方向。平行于XY平面的方向是指“水平方向”。直角坐标系有时将在下列描述中使用的其他附图中显示。在下列描述中，X轴的正方向将被定义为“前方”并且Y轴的正方向将被定义为“左方”。

在下列描述中，有时可以是这样的情况：如果存在多个部件，则这些部件中的仅一部分用附图标记表示，且其余部件未用附图标记表示。在该情况下，用附图标记表示的部件在构造上与未用附图标记表示的其余部件相同。

图1中所示的机器人10是双臂水平多关节型机器人，其包括一对可伸展/可缩回臂单元11，这对臂单元可以在伸展/收回方向上（即，在X轴方向上）被伸展和缩回。更具体地，机器人10包括一对可伸展/可缩回臂单元11、一对手12、臂基部13、升降架14以及行进台15。

每个可伸展/可缩回臂单元11均包括第一臂11a和第二臂11b。升降架14包括第一升降臂14a、第二升降臂14b和基部14c。

每个手12均是安装在每个可伸展/可缩回臂单元11的末端部中的末端执行器。臂基部13是可伸展/可缩回臂单元11的基部并且构造成以可水平旋转的方式支撑可伸展/可缩回臂单元11。

可伸展/可缩回臂单元11、手12和臂基部13的细节稍后将参照图2A和随后的图来描述。

臂基部13安装成绕平行于竖直方向的摆动轴线S相对于升降架14摆动。在下列描述中，绕摆动轴线S的摆动操作有时将被称为机器人10的“摆动轴线操作”。

升降架14是这样的单元，即，该单元以可摆动的方式支撑位于其末端部中的臂基部13并且沿着平行于竖直方向的上下运动方向上下移动臂基部13。

第一升降臂14a支撑位于其末端部中的臂基部13，使得臂基部13可以绕摆动轴线S摆动并且可以绕轴线U1旋转。第二升降臂14b支撑位于其末端部中的第一升降臂14a的基端部，使得第一升降臂14a可以绕轴线U2旋转。

基部14c安装在行进台15上以支撑第二升降臂14b的基端部，使得第二升降臂14b可绕轴线L旋转。行进台15是由行进托架等形成的行进机构。行进台15沿着例如平行于图1中的Y轴的行进轴线SL行进。行进轴线SL不限于具有线性形状的轴线。在下列描述中，沿着行进轴线SL的行进操作有时将被称为机器人10的“行进轴线操作”。

机器人10通过绕轴线U1旋转臂基部13、绕轴线U2旋转第一升降臂14a以及绕轴线L旋转第二升降臂14b而执行上下操作。

控制装置20连接至机器人10而与机器人10相互通信。控制装置20执行操作控制以使机器人10能够进行不同种类的操作，诸如前述上下操作、前述摆动轴线操作、前述行进轴线操作和下面提及的可伸展/可缩回臂单元11的伸展/缩回操作。基板搬运系统1构造成至少包括控制装置20和机器人10。

接着，将参照图2A和图2B主要描述存在于臂基部13上方的结构，该图2A和图2B示出了俯视所观察的机器人10。图2A是示出其中机器人10的可伸展/可缩回臂单元11被最大程度地缩回的状态的示意性平面图。图2B是示出其中机器人10的可伸展/可缩回臂单元11被伸展的状态的示意性平面图。

为了使描述更容易理解，将示出并在下文描述作为双臂安装的可伸展/可缩回臂单元11中的仅一个单元，即，对应于右臂的可伸展/可缩回臂单元11。

如图2A所示，第一臂11a的基端部连接到臂基部13，使得第一臂11a可以绕轴线P1旋转。第二臂11b的基端部连接到第一臂11a的末端部，使得第二臂11b可以绕轴线P2旋转。

手12的基端部连接到第二臂11b的末端部，使得手12可以绕轴线P3旋转。手12包括框架12a、多个叉齿12b、传感器单元12c和旋转偏差传感器12d。框架12a连接到第二臂11b。

框架12a包括基部框架12aa和传感器支撑框架12ab。基部框架12aa以平行的方式支撑叉齿12b。传感器支撑框架12ab以可旋转的方式支撑传感器单元12c的基端部。

框架12a具有中空结构。稍后将描述的诸如带轮和带的不同种类的构件被布置在框架12a内。在这点上，稍后将参照图3A、图3B和图3C更详细地进行描述。

如图2A所示，叉齿12b是用于保持工件W的构件并且构造成通过例如将工件W支撑在其主表面上来保持工件W。保持工件W的方法不限于该支撑方法。作为另选示例，叉齿12b可以从上方吸住工件W。在本实施方式中，假定工件W被支撑在叉齿12b上。

传感器单元12c是用于检测由叉齿12b保持的工件W的侧端部的检测单元。传感器单元12c例如由具有光发射/接收部12cb的光束传感器单元（将在稍后描述）形成。传感器单元12c不限于光学类型而是可以是磁性类型、静电类型或超声波类型。在本实施方式中，假定传感器单元12c是光学类型。

传感器单元12c在其基端部中以可旋转的方式连接到传感器支撑框架12ab（即，框架12a）。在传感器单元12c的末端部中，光发射/接收部12cb布置成向下（即朝着工件W的上表面）形成光轴。

如果传感器单元12c的基端部相对于框架12a旋转，则存在于传感器单元12c的末端部处的光发射/接收部12cb在俯视观察时与工件W的侧端部交叉。因此，传感器单元12c检测工件W的侧端部。

传感器单元12c的旋转借助绕轴线P3旋转的手12的旋转力被动地执行。因此，传感器单元12c不需要用于旋转地驱动该传感器单元12c本身的独立的驱动动力源。

如图2A所示，当可伸展/可缩回臂单元11保持处于缩回状态时，传感器单元12c旋转使得其末端部面向工件W。稍后将参照图3A、图3B和图3C更详细地描述包括该点的传感器单元12c的旋转机构。

如图2A所示，旋转偏差传感器12d是用于检测工件W的旋转偏差的单元。旋转偏差传感器12d分别布置在例如相对两端的叉齿12b的基端部的附近。在本实施方式中，术语“旋转偏差”旨在包括工件W在沿着X轴延伸的前后方向上的偏差。

稍后将参照图4A至图4D描述旋转偏差传感器12d的作用。在本实施方式中，旋转偏差传感器12d是正如传感器单元12c一样的光学类型传感器并且布置成向上（即，朝着工件W的下表面）形成光轴。

如关于图1已经描述的并且如图2A所示的，机器人10可以执行绕摆动轴线S的摆动轴线操作（参见图2A中的双头箭头201）和沿着行进轴线SL的行进轴线操作（参见图2A中的双头箭头202）。

图2A中所绘的圆minR是在可伸展/可缩回臂单元11保持在最大缩回状态的情况下在执行摆动轴线操作时由框架12a的基端部描绘出的轨迹，即，“最小摆动半径”。

如图2B所示，当伸展该可伸展/可缩回臂单元11时（参见图2B中的箭头203），机器人10在将手12的移动方向和取向限制到特定移动方向和特定取向（限制到图2B的X轴正方向）的同时来执行伸展所述可伸展/可缩回臂单元11的操作。

更具体地，当伸展所述可伸展/可缩回臂单元11时，机器人10使第一臂11a绕轴线P1逆时针旋转一旋转量θ（参见图2B中的箭头204）。这时，第二臂11b相对于第一臂11a绕轴线P2顺时针旋转两倍的旋转量2θ（参见图2B中的箭头205）。

手12相对于第二臂11b绕轴线P3逆时针旋转所述旋转量θ（参见图2B中的箭头206）。结果，可伸展/可缩回臂单元11可以在将手12的移动方向保持为沿着X轴线性地延伸的方向并且将手12的取向（即，叉齿12b的末端部的取向）保持为向前方的同时被伸展。

这时，传感器单元12c相对于手12的框架12a绕轴线P5顺时针旋转（参见图2B中的箭头207），使得传感器单元12c的末端部面向后（即，朝着手12的基端部）。因此，当手12进入盒以便取出工件W时，可以防止传感器单元12c与盒干涉。

当缩回可伸展/可缩回臂单元11时，绕轴线P1、P2、P3和P5的旋转方向与在伸展该可伸展/可缩回臂单元11时所利用的旋转方向相反。在缩回可伸展/可缩回臂单元11的过程中，传感器单元12c在俯视观察时与工件W的侧端部交叉。因此，传感器单元12c可以检测工件W的侧端位置。

换言之，第二臂11b沿与第一臂11a的旋转方向相反的方向旋转为第一臂11a的旋转量θ的两倍大的旋转量2θ。手12沿与第二臂11b的旋转方向相反的方向旋转一旋转量θ。因此，机器人10在将手12的取向保持在预定取向的同时进行伸展和缩回。在可伸展/可缩回臂单元11被伸展的状态下，传感器单元12c的末端部朝着手12的基端部避开。当可伸展/可缩回臂单元11保持在缩回状态时，传感器单元12c进行弧状旋转以使得其末端部可以与工件W的侧端部交叉。

接着，将参照图3A、图3B和图3C描述传感器单元12c的旋转结构。图3A是示出传感器单元12c的旋转结构的示意性平面图。图3B是示出传感器单元12c的旋转结构的示意性前视图。图3c是示出传感器单元12c的旋转结构的示意性侧视图。在图3A、图3B和图3C中，仅示出了描述中所需的构件。图3C以略微放大的比例描绘。

如图3A所示，绕轴线P3旋转的带轮12ac（参见图3A中的双头箭头301）和绕轴线P4旋转的中间带轮12ad布置在框架12a内。

如上所述，传感器单元12c的基端部与框架12a连接成使得该传感器单元12c可以绕轴线P5旋转（参见图3A中的双头箭头302）。从动带轮12ca安装在传感器单元12c的基端部中。传感器单元12c设置有位于其末端部处的光发射/接收部12cb。

带轮12ac和中间带轮12ad由带12ae彼此连接。如图3B所示，带轮12ac从第二臂11b的内部竖立地安装并且布置在插入穿过框架12a的柱11ba的末端部处。因此，当手12相对于第二臂11b旋转时，带轮12ac相对于手12进行旋转。

由带轮12ac的相对旋转产生的旋转力经由带12ae被传递到中间带轮12ad。如图3C所示，中间带轮12ad和从动带轮12ca由带12af彼此连接。

被传递到中间带轮12ad的旋转力用来借助带12af使从动带轮12ca旋转并且使传感器单元12c绕轴线P5旋转。也就是说，传感器单元12c响应于手12的旋转而旋转。换言之，因为从动轮12ca接收通过带12ae和12af传递的旋转力，因此，在手12相对于可伸展/可缩回臂单元11进行旋转时，传感器单元12c响应于手12的旋转而旋转。

因此，传感器单元12c可以在不必使用独立的驱动动力源的情况下旋转，并且在光发射/接收部12cb感测到由工件W的侧端部导致的光轴303的截断（cutoff）时该传感器单元可以检测到工件W的侧端位置。因此可以使成本效益与保证工件W的位置的检测精度并存。

省除独立的驱动动力源使得可以降低手12的重量。因此，可以减少由于手12变得特别重而横向摆动的原因。这可以有助于保证工件W的位置的检测精度。

带轮12ac、中间带轮12ad和从动带轮12ca构造成具有限制传感器单元12c的旋转量的预定带轮比。换言之，预定带轮比被预先确定为使得在缩回可伸展/可缩回臂单元11的过程中，传感器单元12c可以旋转以与工件W的侧端部可靠地交叉并且传感器单元12c不会干涉其他构件。

关于带轮比，如图3A所示，传感器单元12c的长度优选地被确定为确保该传感器单元12c在作为最小摆动半径的圆minR内旋转。这使得可以防止传感器单元12c不必要地干涉其他构件。因此可以保证工件W的位置的检测精度。

接着，将参照图4A至图4D描述根据本实施方式的搬运工件W的方法。图4A至图4D是示出搬运工件W的方法的示意图。图4A至图4D非常示意地示出了各个单元和构件。

首先，从盒30取出工件W。在该情况下，如图4A所示，机器人10使手12沿平行于X轴的方向（参见图4A所示的箭头401）进入盒30，由此将叉齿12b定位在作为搬运目标对象的工件W的下方。

这时，传感器单元12c绕轴线P5旋转（参见图4A中的箭头402），使得其末端部可以面向后。然后，机器人10使旋转偏差传感器12d检测盒30内的工件W的旋转偏差。

如图4A所示，旋转偏差传感器12d是布置在手12的左右两个地方处（例如，布置在相对两端的叉齿12b中）的光学传感器。旋转偏差传感器12d构造成形成向上光轴。当手12移到容纳在盒30内的工件W的下方时，旋转偏差传感器12d接连地感测工件W的侧端部，从而检测工件W的旋转偏差，即，工件W在θ方向上相对于手12偏差程度。

在该方面，假定工件W的旋转偏差已由旋转偏差传感器12d检测到。在该情况下，如图4B所示，机器人10执行与旋转偏差成比例的绕摆动轴线S的摆动轴线操作（参见图4B中的箭头403）和沿着行进轴线SL的行进轴线操作（参见图4B中的箭头404），由此校正叉齿12b相对于工件W的位置。

依靠升降架14的操作，手12被向上移动以利用叉齿12b抬起工件W。因此，工件W被放置在叉齿12b上并且由叉齿12b保持。

随后，如图4C所示，机器人10执行行进轴线操作（参见图4C中的箭头405）和摆动轴线操作（参见图4C中的箭头406）使得工件W的侧端部可以变得平行于盒30的侧壁。

接着，如图4D所示，机器人10执行缩回可伸展/可缩回臂单元11的操作，从而从盒30中取出工件W（参见图4D中的箭头407）。当取出工件W时，传感器单元12c响应于手12绕轴线P3的旋转而旋转。因此，传感器单元12c的末端部面向前方。传感器单元12c与工件W的侧端部交叉并且检测工件W的侧端位置（参见图4D中的箭头408）。

在工件W的侧端部由传感器单元12c检测所处的时刻与工件W被搬运到搬运目的地所处的时刻之间的期间，机器人10基于所检测的侧端位置来计算工件W的偏差量。该计算可以由控制装置20来执行。

现在参看图5，将对计算工件W的偏差量的方法进行描述。图5是说明计算工件W的偏差量的方法的视图。如图5所示，假设工件W的X轴方向的长度为“Gx”并且假设工件W的Y轴方向的长度为“Gy”。工件W的正常位置由“Gy/2”表示。

假设带轮12ac的中心与从动带轮12ca的中心之间的Y轴方向的距离为“Yay”。假设带轮12ac的齿数为“Z₁”。假设从动带轮12ca的齿数为“Z₂”。假设传感器单元12c的长度为“R”。

假设相对于绕轴线P1的旋转量θ传感器单元12c的旋转量为“β”。如图5所示，当旋转量θ等于0度时，假设角度为“γ”。-γ被定义为“β₀”。

假设Yay的校正值为“ΔY”，假设R的校正值为“ΔR”，并且假设检测延迟校正值为

在该情况下，工件W的侧端位置的Y轴方向的偏差量可以由下列等式（1）计算：

如果工件W的偏差量大于0，则在图5的A的一侧处出现偏差。如果工件W的偏差量小于0，则在图5的B的一侧处出现偏差。

接着，机器人10例如通过依据工件W的被计算的偏差量在校正工件W的位置的同时将工件W放置在搬运目的地的目标位置来释放工件W。

虽然已经通过示例描述了传感器单元12c主要检测单向（X方向）偏差，但是传感器单元12c可以检测双向（X方向和Y方向）偏差。

该情况被认为是第一修改例并且将参照图6A和图6B进行描述。图6A和图6B是示出根据第一修改例的手12’的构造的示意性平面图。

如图6A和图6B所示，根据第一修改例的手12’包括一对分支式传感器单元12c’，这些传感器单元布置成响应于手12’的旋转而绕轴线P5旋转。第一传感器12d’安装在每个分支式传感器单元12c’的末端部中的一个末端部中。第二传感器12cb’安装在每个分支式传感器单元12c’的另一末端部中。

如果手12’如由图6A中的箭头601所指示的插入盒30中并且如果手12’定位在作为搬运目标对象的工件W的下方，则第一传感器12d’正如上述的旋转偏差传感器12d一样检测工件W的旋转偏差。接着校正该旋转偏差。

如果如图6B所示从盒30中取出工件W（参见图6B中的箭头602），则每个传感器单元12c’响应于手12’的旋转而旋转（参见图6B中的箭头603）。因此第二传感器12cb’与工件W的侧端部交叉并且检测工件W的侧端位置。

接着，基于所检测的侧端位置来计算偏差量。工件W的位置依据所计算的偏差量来校正。随后，工件W在搬运目的地的目标位置被释放。

根据第一修改例，可以使成本效益与保证工件W的位置的检测精度并存。

在工件W如图6B所示被取出的情况下，第二传感器12cb’可以检测工件W的Y轴方向的侧端位置。另外，第一传感器12d’可以再次检测工件W的X轴方向的侧端位置。

在该情况下，可以在四个点处检测侧端位置。因此可以提高工件W的位置的检测精度。

在图6A和图6B中，示出了其中每个传感器单元12c’均具有在俯视观察时大体上L状形状的示例。然而，这只不过是一个示例。实际上，每个传感器单元12c’均可以具有如下最佳形状：其展开度和长度被确定为避免与盒30或其他构件干涉。

虽然已经通过示例描述了其中设置至少两个旋转偏差检测传感器的情况，但是可以使用单个旋转偏差检测传感器。在该情况下，传感器单元12c可以用作旋转偏差检测传感器。

该情况被认为是第二修改例并且将参照图7A和图7B进行描述。图7A和图7B是示出根据第二修改例的手12”的构造的示意性平面图。

如图7A和图7B所示，根据第二修改例的手12”包括布置在左端叉齿12b中的一个旋转偏差传感器12d。

如果手12”如由图7A中的箭头701所示插入被容纳在盒30中的工件W的下方，则传感器单元12c在俯视观察时绕手12”的基端部顺时针旋转，从而使光发射/接收部12cb与工件W的前侧的侧端部交叉。因此传感器单元12c首先检测工件W的前侧的侧端位置（参见图7A中的箭头702）。

基于传感器单元12c的检测结果和布置在叉齿12b中的旋转偏差传感器12d的检测结果来检测工件W的旋转偏差。接着，校正工件W的旋转偏差。

如果如图7B中的箭头703所示从盒30中取出工件W，则传感器单元12c在俯视观察时绕手12”的基端部逆时针旋转，从而使光发射/接收部12cb与工件W的右侧的侧端部交叉。接着，传感器单元12c检测工件W的右侧的侧端位置（参见图7B中的箭头704）。

随后，基于所检测的侧端位置计算Y轴方向的偏差量。工件W的位置依据所计算的偏差量来校正。此后，在搬运目的地的目标位置释放工件W。

通过改变例如构成上述预定带轮比的带轮12ac的齿数“Z₁”和从动带轮12ca的齿数“Z₂”可以容易地实现传感器单元12c的旋转操作。而且，使用单个旋转偏差传感器12d便已足够。这有助于实现成本效益。

根据第二修改例，可以使成本效益和保证工件W的位置的检测精度并存。

在图7A和图7B中，示出了其中旋转偏差传感器12d布置在左端叉齿12b中并且传感器单元12c布置成与右端叉齿12b相邻的情况。然而，旋转偏差传感器12d和传感器单元12c的布置位置可以被颠倒。换言之，传感器单元12c可以构造成进行弧状旋转，使得在可伸展/可缩回臂单元11处于伸展状态时，传感器单元12c的末端部可以与工件W的前侧的侧端部交叉，并且使得在可伸展/可缩回臂单元11处于缩回状态时，传感器单元12c的末端部可以与工件W的右侧的侧端部或左侧的侧端部交叉。即使在设置至少两个旋转偏差传感器12d的情况下，传感器单元12c也可以布置成与左端叉齿12b相邻。

如上所述，根据本实施方式的机器人（基板搬运机器人）包括可伸展/可缩回臂单元、手（机器人手）以及传感器单元。所述可伸展/可缩回臂单元在水平方向上伸展和缩回。所述手设置有用于保持工件（基板）的叉齿。所述手的基端部以可旋转的方式连接到可伸展/可缩回臂单元的末端部。所述传感器单元布置成借助机器人手的旋转力而旋转。所述传感器单元构造成通过旋转与由叉齿保持的工件的侧端部在俯视观察时交叉并且检测工件的侧端位置。

根据前述实施方式的机器人，可以使成本效益与保证工件的位置的检测精度并存。

虽然已经在前述实施方式中通过示例描述了双臂机器人，但是这并不旨在限制机器人的臂的数量。本公开内容可以应用于单臂机器人或者具有三个或更多个臂的机器人。

在前述实施方式中，机器人安装在行进托架上以执行行进轴线操作。然而，行进机构的种类不受限制，只要机器人可以沿着预定轨迹移动即可。

在前述实施方式中，已通过示例描述了搬运目标对象是玻璃基板的情况。然而，搬运目标对象不限于玻璃基板而可以是半导体晶片或其他薄板状基板。

相应构件的详细形状可以不同于本申请的附图中所示的形状。上述实施方式和修改例中出现的相应的部件可适当地组合，只要不发生冲突即可。

本领域技术人员可以容易地得出其他效果和修改例。为此，本公开内容的宽泛方面不限于所示的和以上描述的具体公开内容以及代表性实施方式。因此，在没有脱离由所附权利要求及其等同要求限定的公开内容的精神和范围的情况下，本公开内容可以以许多不同的形式进行修改。

Claims (13)

1.一种基板搬运机器人，该基板搬运机器人包括：

可伸展/可缩回臂单元，该可伸展/可缩回臂单元构造成在水平方向上伸展和缩回；

机器人手，该机器人手设置有用于保持基板的叉齿，所述机器人手包括以可旋转的方式连接到所述可伸展/可缩回臂单元的末端部的基端部；以及

传感器单元，该传感器单元布置成借助所述机器人手的旋转力而旋转，所述传感器单元构造成通过旋转与由所述叉齿保持的所述基板的侧端部在俯视观察时交叉并且检测所述基板的侧端位置。

2.根据权利要求1所述的基板搬运机器人，其中，所述传感器单元设置在所述机器人手的框架处。

3.根据权利要求2所述的基板搬运机器人，其中，所述机器人手的旋转力经由连接到该机器人手的旋转轴的动力传递机构被传递到所述传感器单元。

4.根据权利要求3所述的基板搬运机器人，其中，所述动力传递机构布置在所述机器人手的所述框架内。

5.根据权利要求4所述的基板搬运机器人，其中，所述动力传递机构包括连接到所述机器人手的所述旋转轴的带轮以及绕该带轮缠绕的带。

6.根据权利要求5所述的基板搬运机器人，其中，所述传感器单元包括以可旋转的方式连接到所述机器人手的所述框架的基端部以及设置有从动带轮的旋转轴，所述从动带轮相对于连接到所述机器人手的所述旋转轴的所述带轮具有预定带轮比，所述从动带轮构造成接收通过所述带传递的所述机器人手的旋转力，所述传感器单元布置成在所述机器人手相对于所述可伸展/可缩回臂单元旋转时响应于所述机器人手的旋转而旋转。

7.根据权利要求6所述的基板搬运机器人，其中，所述传感器单元构造成进行弧状旋转，使得在所述可伸展/可缩回臂单元被伸展时，所述传感器单元的末端部朝着所述机器人手的基端部避开，并且使得在所述可伸展/可缩回臂单元被缩回时，所述传感器单元的末端部与所述基板的侧端部交叉。

8.根据权利要求6所述的基板搬运机器人，其中，所述传感器单元构造成进行弧状旋转，使得在所述可伸展/可缩回臂单元被伸展时，所述传感器单元的末端部与所述基板的前侧的侧端部交叉，并且使得在所述可伸展/可缩回臂单元被缩回时，所述传感器单元的末端部与所述基板的右侧的侧端部或左侧的侧端部交叉。

9.根据权利要求6所述的基板搬运机器人，其中，所述传感器单元的旋转量由所述预定带轮比限制。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的基板搬运机器人，其中，所述可伸展/可缩回臂单元包括：第一臂，该第一臂的基端部以可旋转的方式连接到臂基部；以及第二臂，该第二臂的基端部以可旋转的方式连接到所述第一臂的末端部，并且该第二臂的末端部供所述机器人手以可旋转的方式连接，所述第一臂构造成旋转一旋转量θ，所述第二臂构造成在与所述第一臂的旋转方向相反的方向上旋转为所述旋转量θ的两倍大的旋转量2θ，所述机器人手构造成在与所述第二臂的旋转方向相反的方向上旋转旋转量θ，借此所述可伸展/可缩回臂单元在保持所述机器人手处于预定取向的同时伸展和缩回。

11.根据权利要求1至9中的任一项所述的基板搬运机器人，其中，所述传感器单元构造成：响应于由所述可伸展/可缩回臂单元的缩回操作引起的所述机器人手的旋转而旋转；并且在所述传感器单元的末端部与所述基板的侧端部在俯视观察的情况下交叉时检测所述基板的侧端位置，并且其中在所述基板的所述侧端位置由所述传感器单元检测所处的时刻和所述基板被搬运到搬运目的地所处的时刻之间的期间，基于所检测的所述侧端位置来计算所述基板的偏差量。

12.根据权利要求11所述的基板搬运机器人，该基板搬运机器人还包括：

旋转偏差传感器，该旋转偏差传感器构造成在所述叉齿进入容纳有所述基板的盒中时检测所述基板在所述盒内的旋转偏差，

其中，通过依据由所述旋转偏差传感器所检测的所述旋转偏差执行摆动轴线操作和行进轴线操作并且因此相对于所述基板校正所述叉齿的位置而将所述基板保持在所述叉齿上，并且通过利用基于由所述传感器单元所检测的所述基板的所述侧端位置计算的所述基板的偏差量来校正所述基板的位置，而在搬运目的地的目标位置释放所述基板。

13.一种基板搬运方法，该方法包括：

第一检测步骤，该第一检测步骤用于检测在叉齿进入容纳有基板的盒中时所述基板在所述盒内的旋转偏差；

第一校正步骤，该第一校正步骤用于通过依据在所述第一检测步骤中所检测的所述旋转偏差来执行摆动轴线操作和行进轴线操作并且因此相对于所述基板校正所述叉齿的位置而将所述基板保持在所述叉齿上；

第二检测步骤，该第二检测步骤用于通过使传感器单元在保持所述基板的所述叉齿被移出所述盒时响应于包括所述叉齿的机器人手的旋转而旋转并且使所述传感器单元与所述基板的侧端部在俯视观察的情况下交叉来检测所述基板的侧端位置；以及

第二校正步骤，该第二校正步骤用于通过利用所述基板的偏差量来校正所述基板的位置而在搬运目的地的目标位置释放所述基板，其中基于在所述第二检测步骤中所检测的所述基板的所述侧端位置来计算所述基板的所述偏差量。

Images