CN104538338A - 具有可变机械手的四臂搬运机器人 - Google Patents
具有可变机械手的四臂搬运机器人 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供具有可变机械手的四臂搬运机器人，尤其提供一种能够个别驱动四个机械臂，能够同时装载及提起按既定节距单位上下装载的货物(基板或晶片等)的具有四个机械臂的可变的机械手的搬运机器人。本发明的具有可变机械手的四臂搬运机器人包括：具有第1至第4机械臂，内部形成有位置可变块，按上下及左右排列，以前后方向进行直线运动；第1至第4机械手，分别与所述位置可变块接合，在既定范围内改变左右宽幅，将货物同时或个别地从规定位置提起、搬运或装载至另一规定的位置，能够同时搬运多个货物，并且能够分别对应工艺设备或箱子的节距，从而，提高工艺效率。
Description
技术领域
本发明涉及具有四个机械臂的搬运机器人，尤其涉及一种能够个别驱动四个机械臂，能够同时装载及提起按既定节距单位上下装载的货物(基板或晶片等)的具有可变机械手的四臂搬运机器人。
背景技术
在半导体设备或液晶显示装置等制造工艺中，对半导体晶片或液晶显示装置用玻璃基板等的基板执行引入及提起过程。
基板处理装置(搬运机器人)为研发并使用双臂机器人、由多臂构成的搬运机器人等，并且，一般包括：搬运器支撑部，支撑多个搬运器；基板处理部，处理基板；旋转单元，在搬运器支撑部和基板处理部之间上下层叠；分度器机器人(indexer robot)，在各个旋转单元和搬运器支撑部之间搬运基板；主搬运机器人，在各个旋转单元和基板处理部之间搬运基板。
该搬运机器人用于从根本上更有效地输送晶片、基板或货物，由此，以缩短作业节拍时间(Tack Time)，提高工艺效率为研发方向。
由从用于搬运一个基板的具有一只臂的搬运机器人研发了具有双臂的搬运机器人，并以改善双臂的结构而进行更有效的工艺为目的，公开有韩国公开专利文献10-2008-0047205号(搬运基板机器人)及韩国公开专利文献10-2012-0007449号(基板处理装置及基板搬运方法)。
韩国公开专利文献10-2008-0047205号公开有能够独立旋转移动并同时上下移动的具有多臂而能够有效实现搬运基板的搬运基板机器人。
韩国公开专利文献10-2008-0047205号，在设置于东西南北四个方向而从各个方向能够搬运货物的结构这一层面上具有优点，但因向东西南北四个方向独立地运行，因此，在直线式工艺或向一个方向进行的工艺中，具有不便于使用的缺点。
韩国公开专利文献10-2012-0007449号提供一种用于增加基板处理装置的吞吐量(through put，单位时间的基板的处理数量)，缩短分度器机器人及主搬运机器人的待机时间的搬运机器人。
韩国公开专利文献10-2012-0007449号具有缩短工艺时间的优点，但具有如下缺点，因是单臂上附着有多只机械手的结构，而必须同时驱动，并且通过多只机械手的结构，只有处于既定间距的情况下，才能搬运多个货物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1 韩国公开专利文献第10-2008-0047205号
专利文献2 韩国公开专利文献第10-2012-0007449号
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的为提供一种按相同水平方向的直线运动，能够同时或个别地搬运货物的具有可变机械手的四臂搬运机器人。
并且，本发明的目的为提供一种在直线式(In-Line)工艺及按一个方向连续的工艺中，通过同时输送一张至四张货物，引导进行快速的工艺流程，缩短工艺时间并提高工艺效率的具有可变机械手的四臂搬运机器人。
并且，本发明的目的为提供一种将四个机械臂以上下左右排列，能够对机械手改变水平位置的具有可变机械手的四臂搬运机器人。
用于解决问题的方案
为了解决如上所述问题，本发明的具有可变机械手的四臂搬运机器人包括：第1至第4机械臂，该第1至第4机械臂在内部分别形成有位置可变块，该第1至第4机械臂上下及左右排列，并且能够在前后方向上进行直线运动；以及第1至第4机械手，该第1至第4机械手分别与所述位置可变块接合，能够在预定范围内改变左右宽度；将货物同时或分从预定位置提起、搬运或装载至另一预定位置，由此能够同时搬运多个货物，并能够分别对应工艺设备或箱子的各个节距，以提高工艺效率。
在此，所述位置可变块分别在所述第1至第4机械臂的前端面具有开口部，并分别在所述第1至第4机械臂的内部形成有位置可变导轨，在所述第1至第4机械手的前端分别形成有与所述位置可变导轨进行导轨接合的可变滑动器。
在此，优选的是，所述第1及第3机械臂上下配置，所述第2及第4机械臂上下配置，各个所述第1及第3机械臂的可变滑动器形成于相对的位置，各个所述第2及第4机械臂的可变滑动器形成于相对的位置，由此实现上下对称的结构。
在此，所述第1至第4机械臂的外侧面分别以能够滑动的方式接合于第1至第4水平导轨，所述第1及第2水平导轨的内侧面分别安装于上端垂直滑动器，所述第3及第4水平导轨的内侧面分别安装于下端垂直滑动器，所述上端垂直滑动器和所述下端垂直滑动器相对于垂直形状的垂直体进行导轨接合，并且所述上端垂直滑动器和所述下端垂直滑动器为上下关系。
在此，所述第1至第4机械臂的外侧面分别以能够滑动的方式接合于第1至第4水平导轨，所述第1及第2水平导轨的内侧面分别安装于上端垂直滑动器，所述第3及第4水平导轨的内侧面分别安装于下端垂直滑动器，所述上端垂直滑动器和所述下端垂直滑动器相对于垂直形状的垂直体进行导轨接合，并且所述上端垂直滑动器和所述下端垂直滑动器为上下关系，所述垂直体的下端连接于进行圆周运动的旋转体。
在此，所述第1至第4机械臂的外侧面分别与第1至第4水平滑动器接合，所述第1至第4水平滑动器分别以能够滑动的方式接合于第1至第4水平导轨，所述第1至第4水平导轨的外侧面形成有导轨
发明效果
上述本发明的结构具有如下优点，能够以相同水平方向的直线运动，同时或个别地搬运货物，在直线式(In-Line)工艺及一个方向连续的工艺中，通过个别或同时输送一张至四张货物，而引导进行快速工艺流程，并缩短工艺时间，以提高工艺效率。
附图说明
图1为本发明的具有可变机械手的四臂搬运机器人的剖视图；
图2为本发明的具有可变机械手的四臂搬运机器人的平面图；
图3为本发明的具有可变机械手的四臂搬运机器人的正面图；
图4为本发明的具有可变机械手的四臂搬运机器人的侧面图；
图5为显示本发明的具有可变机械手的四臂搬运机器人的机械手的改变水平位置动作的状态图；
图6为本发明的具有可变机械手的四臂搬运机器人的第1机械臂的水平前进状态图；
图7为本发明的具有可变机械手的四臂搬运机器人的第1及第2机械臂的水平前进状态图；
图8为本发明的具有可变机械手的四臂搬运机器人的第1至第3机械臂的水平前进状态图；
图9为本发明的具有可变机械手的四臂搬运机器人的第1至第4机械臂的水平前进状态图。
附图标记说明
10:搬运机器人 11:底座框架
12:滑动器底座 13:导轨盒子
14:导轨 15:旋转体
16:垂直体 17a、17b:垂直滑动器
18a、18b、18c、18d:水平导轨
19a、19b、19c、19d:水平滑动器
20a、20b、20c、20d:机械臂
21a、21b、21c、21d:机械手
22a、22b、22c、22d:位置可变块
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的具有可变机械手的四臂搬运机器人的结构及作用效果进行说明。
图1为本发明的具有可变机械手的四臂搬运机器人的剖视图，图2为本发明的具有可变机械手的四臂搬运机器人的平面图，图3为本发明的具有可变机械手的四臂搬运机器人的正面图，图4为本发明的具有可变机械手的四臂搬运机器人的侧面图。
如图1至图4所示，本发明的具有可变机械手的四臂搬运机器人(10)包括：底座框架(11)、滑动器底座(12)、导轨盒子(13)、导轨(14)、旋转体(15)、垂直体(16)、上下端垂直滑动器(17a、17b)、第1至第4水平导轨(18a至18d)、第1至第4水平滑动器(19a至19d)、第1至第4机械臂(20a至20d)及第1至第4机械手(21a至21d)。
底座框架(11)支撑搬运机器人(10)并形成为四角框架形状，根据需要，安装有便于移动的滑轮，并安装有多个固定装置，以防止机器人运转时移动。
并且，为了确认搬运机器人(10)的左右移动距离，底座框架(11)安装有限位器。
滑动器底座(12)形成于底座框架(11)的内侧，底座框架(11)的两侧上形成有用于水平移动滑动器底座(12)的导轨(14)。
导轨(14)通过导轨盒子(13)覆盖，在导轨盒子(13)内安装有传输电源及控制信号的线缆(未图示)。
滑动器底座(12)与两侧的导轨(14)连接，能够进行左右水平移动，并且，旋转体(15)形成于中心上端，旋转体(15)的前端安装有垂直体(16)。
旋转体(15)的中心形成有旋转中心轴，旋转体(15)以旋转中心轴为基准旋转。
旋转体(15)以旋转中心轴为基准，使第1至第4机械臂(20a至20d)旋转360度，垂直体(16)能够使第1至第4机械臂(20a至20d)进行上下往复直线运动。
导轨形成于垂直体(15)的一侧面，该导轨上下接合有上端垂直滑动器(17a)和下端垂直滑动器(17b)，上下端垂直滑动器(17a、17b)同时进行上下往复直线运动。
第1及第2水平导轨(18a、18b)安装于上下端垂直滑动器(17a、17b)的外侧的一面，第3及第4水平导轨(18c、18d)安装于上下端垂直滑动器(17a、17b)的外侧的另一面。
第1至第4水平导轨(18a至18d)向外侧形成有导轨，具有长条状，以便机械臂的水平移动。
第1及第3水平导轨(18a、18c)为上下排列，第2及第4水平导轨(18b、18d)也具有上下排列的形状。
第1至第4水平滑动器(19a至19d)能够前后滑动地接合于各个第1至第4水平导轨(18a至18d)的导轨。
第1至第4机械臂(20a至20d)分别安装于各个第1至第4水平滑动器(19a至19d)的内侧，因水平滑动器的前后滑动地联动，使得机械臂进行前后滑动。
第1至第4水平滑动器(19a至19d)和第1至第4机械臂(20a至20d)能够实现物理性地分离，或接合为一体，接合为一体时，第1至第4机械臂(20a至20d)兼有滑动器，而能够安装于第1至第4水平导轨(18a至18d)。
第1至第4机械臂(20a至20d)为方格式排列，即第1及第4机械臂(20a、20d)和第2及第3机械臂(20b、20c)分别以相互对角方向配置，第1及第2机械臂(20a、20b)为上端水平排列，第3及第4机械臂(20c、20d)为下端水平排列。
第1至第4机械臂(20a至20d)的前端安装有第1至第4机械手(21a至21d)，第1至第4机械手(21a至21d)放置有搬运物体。
第1至第4机械臂(20a至20d)的前端部形成有供安装第1至第4机械手(21a至21d)的第1至第4位置可变块(22a至22d)。
第1至第4机械手(21a至21d)接合于第1至第4位置可变块(22a至22d)，根据第1至第4位置可变块(22a至22d)的可变区域，第1至第4机械手(21a至21d)分别以左右改变位置。
第1至第4机械臂(20a至20d)能够被分别独立驱动，也能够驱动两个或三个，并且，能够同时驱动。
第1至第4机械臂(20a至20d)能够被同时或个别地驱动进行x轴方向的水平直线运动(x)、y轴方向的垂直直线运动(y)、z轴方向的水平直线运动(z)及旋转运动(θ)。
x轴方向的水平直线运动(x)通过滑动器底座(12)和导轨(14)的接合，能够实现以滑动器底座(12)的x轴方向进行往复运动，y轴方向的垂直直线运动(y)为以垂直体(16)为基准，使上下端垂直滑动器(17a、17b)以y轴方向进行上下垂直运动，z轴方向的水平直线运动为以第1至第4水平导轨(18a至18d)及第1至第4水平滑动器(19a至19d)为基准，第1至第4机械臂(20a至20d)以z轴方向被水平驱动，旋转运动(θ)为以旋转体(15)的旋转中心轴为基准，使垂直体(16)旋转运动360度。
第1至第4机械臂(20a至20d)的排列为方格式排列，即'口'文字排列，使得能够同时搬运及装载货物。
根据第1至第4机械臂(20a至20d)的排列，能够同时或个别搬运及装载四张货物，但根据工艺，不驱动某一个或两个机械臂地驱动三个机械臂或两个机械臂，能够同时搬运及个别装载三个货物或两个货物。
并且，也可以不驱动第1至第4机械臂(20a至20d)中的某一个的机械臂，而驱动三个机械臂。
图5为显示本发明的具有可变机械手的四臂搬运机器人的机械手的改变水平位置动作的状态图。
图5为显示在四个机械臂(20a至20d)向前方前进的状态下，第1至第4机械手(21a至21d)改变为了最大宽幅和改变为了最小宽幅的。
(A)为在第1至第4机械手(21a至21d)向前方前进的状态下，向两侧展开至最大宽幅时的状态图，(B)为在第1至第4机械手(21a至21d)向前方前进的状态下，缩小至最小宽幅时的状态图。
四个机械手(21a至21d)的可变范围能够在第1至第4位置可变块(22a至22d)的可变范围内进行，机械手(21a至21d)分别接合导轨，以便在位置可变块(22a至22d)内进行滑动。
第1至第4位置可变块(22a至22d)形成于第1至第4机械臂(20a至20d)内部，第1至第4机械臂(20a至20d)的前端面具有开口部。
开口部侧为用于接合第1至第4机械手(21a至21d)而插入的部分。
为了位置可变块(22a至22d)和机械手(21a至21d)进行导轨接合，在位置可变块(22a、22c)的内部形成有第1及第3位置可变导轨(24a、24c)，并分别通过导轨接合于各个第1及第3位置可变导轨(24a、24c)的第1及第3可变滑动器(23a、23c)安装于机械手(21a、21c)前端部。
第2、第4位置可变导轨及第2、第4可变滑动器也同第1、第3可变导轨(24a、24c)及第1、第3可变滑动器(23a、23c)一样地形成。
优选地，第1及第3可变滑动器(23a、23c)以相对方向形成，第2及第4可变滑动器也以相对方向形成，而形成上下对称结构。
如图1至图5所示，本发明的搬运机器人(10)的四个机械臂按水平方向进行直线运动，能够同时传输四张货物(以显示板为代表)，能够同时传输四张构成为既定的上下节距的工艺设备或箱子内部的货物，并且能够同时传输四张构成为既定的左右节距的工艺设备或箱子内部的货物。
在该直线式工艺中，能够传输大量货物，能够按工艺设备或箱子的各个节距进行对应，通过缩短机器人的设定时间，极大化提高工艺效率。
图6为本发明的具有可变机械手的四臂搬运机器人的第1机械臂的水平前进状态图，图7为本发明的具有可变机械手的四臂搬运机器人的第1及第2机械臂的水平前进状态图，图8为本发明的具有可变机械手的四臂搬运机器人的第1至第3机械臂的水平前进状态图，图9为本发明的具有可变机械手的四臂搬运机器人的第1至第4机械臂的水平前进状态图。
参照图6，第1机械臂(20a)以第1水平导轨(18a)为基准，以前进方向进行水平移动(z轴方向)，第1机械手(21a)安装于第1机械臂(20a)，同时按z轴方向运动，并且在形成于第1机械臂(20a)前端的第1位置可变块(22a)的范围内，左右位置为可变状态。
参照图7，第1机械臂(20a)及第2机械臂(20b)以第2水平导轨(18b)为基准，以前进方向水平移动(z轴方向)，第2机械手(21b)安装于第2机械臂(20b)，同时以z轴方向运动，并且在形成于第2机械臂(20b)前端的第2位置可变块(22b)的范围内，左右位置为可变状态。
参照图8及图9，与第1及第2机械臂(20a、20b)一样，第3及第4机械臂(20c、20d)也以第3及第4水平导轨(18c、18d)为基准，以前进方向水平移动(z轴方向)，第3及第4机械手(21c、21d)安装于第3及第4机械臂(20c、20d)，同时以z轴方向运动，并且，在第3及第4位置可变块(22c、22d)的范围内，左右位置为可变状态。
参照如上附图对本发明的优选实施例进行了说明，但应当理解，上述本发明的技术结构，本发明所属技术领域的技术人员在不脱离本发明的技术思想或必要特征的情况下，可通过其它具体的形式实施。因此，应当理解，上述实施例在所有方面只用于例示，并非限定本发明，本发明的范围通过权利要求范围显示，而非根据上述所述详细说明，从权利要求范围的意义及范围以及等同概念得出的所有变更或变形的形状都包含于本发明的范围内。
Claims (6)
1.一种具有可变机械手的四臂搬运机器人，其特征在于，
包括：
第1至第4机械臂，该第1至第4机械臂在内部分别形成有位置可变块，该第1至第4机械臂上下及左右排列，并且能够在前后方向上进行直线运动；以及
第1至第4机械手，该第1至第4机械手分别与所述位置可变块接合，能够在预定范围内改变左右宽度；
将货物同时或分别从预定位置提起、搬运或装载至另一预定位置。
2.根据权利要求1所述的具有可变机械手的四臂搬运机器人，其特征在于，
所述位置可变块分别在所述第1至第4机械臂的前端面具有开口部，并分别在所述第1至第4机械臂的内部形成有位置可变导轨，
在所述第1至第4机械手的前端分别形成有与所述位置可变导轨进行导轨接合的可变滑动器。
3.根据权利要求2所述的具有可变机械手的四臂搬运机器人，其特征在于，
所述第1及第3机械臂上下配置，所述第2及第4机械臂上下配置，
各个所述第1及第3机械臂的可变滑动器形成于相对的位置，各个所述第2及第4机械臂的可变滑动器形成于相对的位置。
4.根据权利要求1所述的具有可变机械手的四臂搬运机器人，其特征在于，
所述第1至第4机械臂的外侧面分别以能够滑动的方式接合于第1至第4水平导轨，
所述第1及第2水平导轨的内侧面分别安装于上端垂直滑动器，所述第3及第4水平导轨的内侧面分别安装于下端垂直滑动器，
所述上端垂直滑动器和所述下端垂直滑动器相对于垂直形状的垂直体进行导轨接合，并且所述上端垂直滑动器和所述下端垂直滑动器为上下关系。
5.根据权利要求1所述的具有可变机械手的四臂搬运机器人，其特征在于，
所述第1至第4机械臂的外侧面分别以能够滑动的方式接合于第1至第4水平导轨，
所述第1及第2水平导轨的内侧面分别安装于上端垂直滑动器，所述第3及第4水平导轨的内侧面分别安装于下端垂直滑动器，
所述上端垂直滑动器和所述下端垂直滑动器相对于垂直形状的垂直体进行导轨接合，并且该上端垂直滑动器和该下端垂直滑动器为上下关系，
所述垂直体的下端连接于进行圆周运动的旋转体。
6.根据权利要求1所述的具有可变机械手的四臂搬运机器人，其特征在于，
所述第1至第4机械臂的外侧面分别与第1至第4水平滑动器接合，
所述第1至第4水平滑动器分别以能够滑动的方式接合于第1至第4水平导轨，
所述第1至第4水平导轨的外侧面形成有导轨。
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