CN106920765A - 工业用机器人 - Google Patents

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金子健郎
金子健一郎
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Abstract

一种工业用机器人，其能够对组装并使用有工业用机器人的半导体制造系统等制造系统的节拍时间进行缩短。工业用机器人(1)具有：四个手(3～6)；以及手(3～6)能够转动地连接到末端侧的臂(7)，手(3～6)以手(3～6)的基端侧在上下方向上重叠的方式连接到臂(7)且能够分别相对于臂(7)转动。手(3～6)中的配置在最上面的手(3)以及配置在由上往下数第二个的手(4)的保持搬运对象物(2)的保持部(30)包括：具有供搬运对象物(2)的端面抵接的抵接面的端面抵接部件；以及以搬运对象物(2)的端面按压于抵接面的方式按压搬运对象物(2)的按压机构。余下的两个手(5、6)的保持搬运对象物(2)的保持部(45)具有吸引并保持搬运对象物(2)的吸引孔(46)。

Description

工业用机器人
技术领域
本发明涉及对半导体晶圆等搬运对象物进行搬运的工业用机器人。
背景技术
以往，公知有对半导体晶圆进行搬运的工业用机器人(例如参照专利文献1)。专利文献1所记载的工业用机器人具有：供半导体晶圆装设的第一手以及第二手；能够转动地连接第一手以及第二手的臂；以及能够转动地连接臂的基端侧的本体部。第一手与第二手以第一手的基端部与第二手的基端部在上下方向上重叠的方式连接到臂的末端侧。并且，该工业用机器人具有：使第一手相对于臂转动的第一手驱动机构；以及使第二手相对于臂转动的第二手驱动机构，第一手与第二手能够分别相对于臂转动。
专利文献1所记载的工业用机器人被组装到半导体制造系统中使用，例如在存储盒与处理装置之间搬运半导体晶圆，所述存储盒容纳以隔着规定的间距在上下方向上重叠的半导体晶圆，所述处理装置中配置在上下方向上不重叠的半导体晶圆。在这种情况下，在第一手的末端侧与第二手的末端侧重叠的状态下，臂伸缩并从存储盒同时搬出两张半导体晶圆，接下来，在臂相对于本体部转动以使第一手以及第二手的末端朝向处理装置侧，且第一手以及第二手转动以使第一手的末端侧与第二手的末端侧分离后，臂伸缩并向处理装置同时搬进两张半导体晶圆。
并且，在第一手的末端侧与第二手的末端侧不重叠的状态下，臂伸缩并从处理装置同时搬出处理后的两张半导体晶圆，接下来，在臂相对于本体部转动以使以第一手以及第二手的末端朝向存储盒侧，且第一手以及第二手转动以使第一手的末端侧与第二手的末端侧重叠后，臂伸缩并向存储盒同时搬进两张半导体晶圆。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-66342号公报
要求在组装并使用有专利文献1所记载的工业用机器人的半导体制造系统中缩短节拍时间。
发明内容
本发明的课题在于提供一种能够对组装并使用有工业用机器人的半导体制造系统等制造系统的节拍时间进行缩短的工业用机器人。
为了解决上述课题，本发明的工业用机器人的特征在于，具有：供搬运对象物装设的四个手；四个手能够转动地连接到末端侧的臂；以及能够转动地连接臂的基端侧的本体部，四个手具有保持搬运对象物的保持部，且以四个手的基端侧在上下方向上重叠的方式连接到臂，能够分别相对于臂转动，如果将四个手中的配置在最上面的手和配置在由上往下数第二个手作为一对第一手，将剩余的两个手作为一对第二手，则构成一对第一手以及一对第二手中的任一方的两个手的保持部具有端面抵接部件和按压机构，所述端面抵接部件具有供搬运对象物的端面抵接的抵接面，所述按压机构以搬运对象物的端面按压于抵接面的方式按压搬运对象物，构成一对第一手以及一对第二手中的另一方的两个手的保持部具有吸引并保持搬运对象物的吸引孔。
在本发明中，按压机构例如具有：朝向抵接面按压搬运对象物的端面的按压部；驱动按压部的气缸；以及检测按压部的动作的检测机构。
本发明的工业用机器人具有以基端侧在上下方向上重叠的方式连接到臂的末端侧的四个手，四个手能够分别相对于臂转动。因此，在本发明中，例如在工业用机器人被组装到半导体系统中使用的情况下，在使用构成一对第一手的两个手刚刚从存储盒同时搬出处理前的两张半导体晶圆(搬运对象物)后，能够立即使用构成一对第二手的两个手将处理后的两张半导体晶圆同时搬进存储盒。并且，在使用构成一对第二手的两个手刚刚从处理装置同时搬出处理后的两张半导体晶圆后，能够立即使用构成一对第一手的两个手将处理前的两张半导体晶圆同时搬进处理装置。因此，在本发明中，能对组装并使用有工业用机器人的半导体制造系统等的制造系统的节拍时间进行缩短。
在此，例如在本发明的工业用机器人被组装到半导体制造系统中使用的情况下，一般不要求被搬进存储盒的半导体晶圆(搬运对象物)在存储盒内的位置精度，但要求被搬进处理装置的半导体晶圆在处理装置内的位置精度。即，尽管不需要将半导体晶圆精确地搬进存储盒，但需要将半导体晶圆精确地搬进处理装置。并且，在保持搬运对象物的手的保持部为包括具有供搬运对象物的端面抵接的抵接面的端面抵接部件和以搬运对象物的端面按压于抵接面的方式按压搬运对象物的按压机构在内的回形针型的保持部的情况下，通过朝向抵接面按压搬运对象物的端面，能够提高装设于手的搬运对象物的位置精度，其结果是，能够将半导体晶圆(搬运对象物)精确地搬进处理装置，但是在手的保持部为包括吸引并保持搬运对象物的吸引孔在内的吸引型的保持部的情况下，难以提高装设于手的搬运对象物的位置精度，其结果是，难以将半导体晶圆(搬运对象物)精确地搬进处理装置。因此，在本发明中，如果四个手的保持部全都是回形针型的保持部，则能够将半导体晶圆精确地搬进处理装置。然而，在手的保持部为回形针型的保持部的情况下，例如由于需要将气缸用的空气配管和检测机构用的配线拉绕到手的保持部，因此与手的保持部为吸引型的保持部的情况相比，臂与手的连接部分的结构变得复杂。
在本发明中，构成一对第一手以及一对第二手中的一方的两个手的保持部为回形针型的保持部，构成一对第一手以及一对第二手中的另一方的两个手的保持部为吸引型的保持部。因此，在本发明中，例如在工业用机器人被组装到半导体制造系统中使用的情况下，通过使用具有回形针型的保持部的两个手将处理前的两张半导体晶圆(搬运对象物)从存储盒搬出，使用具有吸引型的保持部的两个手将处理后的两张半导体晶圆搬进存储盒，并使用具有吸引型的保持部的两个手将处理后的两张半导体晶圆从处理装置搬出，使用具有回形针型的保持部的两个手将处理前的两张半导体晶圆搬进处理装置，能够将半导体晶圆精确地搬进处理装置。并且，在本发明中，由于构成一对第一手以及一对第二手中的另一方的两个手的保持部为吸引型的保持部，因此与四个手的保持部全部是回形针型的保持部的情况相比，能够简化臂与四个手间的连接部分的结构。即，在本发明中，不仅能够将搬运对象物精确地搬进处理装置等，还能够简化臂与四个手间的连接部分的结构。
在本发明中，如果将四个手中的配置在最上面的手作为第一手，将配置在由上往下数第二个手作为第二手，将配置在由上往下数第三个手作为第三手，将配置在最下面的手作为第四手，则优选工业用机器人具有：第一中空转动轴，所述第一中空转动轴形成为中空状，且供第一手的基端侧部分的下表面侧固定；第二中空转动轴，该第二中空转动轴形成为中空状，并配置在第一中空转动轴的外周侧，且第二中空转动轴与第一中空转动轴配置在同一轴线上，并供第二手的基端侧部分的下表面侧固定；第三中空转动轴，该第三中空转动轴形成为中空状，并配置在第二中空转动轴的外周侧，且第三中空转动轴与第一中空转动轴配置在同一轴线上，并供第三手的基端侧部分的下表面侧固定；以及第四中空转动轴，该第四中空转动轴形成为中空状，并配置在第三中空转动轴的外周侧，且第四中空转动轴与第一中空转动轴配置在同一轴线上，并供第四手的基端侧部分的下表面侧固定，第一手以及第二手的保持部具有端面抵接部件和按压机构，第三手以及第四手的保持部吸引并保持搬运对象物。
在这种情况下，例如，第一手以及第二手具有：供搬运对象物装设的装设部；以及支承装设部的支承部，第一手的支承部将第一手的装设部与第一手的基端侧部分连接，第二手的支承部将第二手的装设部和第二手的基端侧部分连接，第一手的基端侧部分及支承部、第二手的基端侧部分及支承部、第三手以及第四手呈中空状，在第一手的支承部的内部以及第二手的支承部的内部配置有气缸以及检测机构，配置在第一手的支承部的内部的气缸用的空气配管以及配置在第一手的支承部的内部的检测机构用的配线通过第一中空转动轴的内周侧而被拉进第一手的基端侧部分的内部，在第一中空转动轴以在第一中空转动轴的径向上贯通的方式形成狭缝状的缺口部，且该狭缝状的缺口部以第一中空转动轴的周向为长边方向，缺口部配置在比第二中空转动轴的上端靠上侧的位置，配置在第二手的支承部的内部的气缸用的空气配管以及配置在第二手的支承部的内部的检测机构用的配线在通过第一中空转动轴的内周侧后通过缺口部并被拉进第二手的基端侧部分的内部，在第三中空转动轴以及第四中空转动轴形成有与第三手的内部连通的空气孔，在第四中空转动轴形成有与第四手的内部连通的空气孔。
如果像这样构成，能够利用第一中空转动轴的内周侧将气缸用的空气配管以及检测机构用的配线向第一手的基端侧部分的内部拉绕。并且，利用第一中空转动轴的内周侧且利用形成于第一中空转动轴的缺口部，能够将气缸用的空气配管以及检测机构用的配线向第二手的基端侧部分的内部拉绕。并且，利用形成于第三中空转动轴以及第四中空转动轴的空气孔，能够形成与第三手的内部连通的空气的通道，其结果是，能够从第三手的吸引孔吸引空气。并且，通过形成于第四中空转动轴的空气孔，能够形成与第四手的内部连通的空气的通道，其结果是，能够从第四手的吸引孔吸引空气。因此，与第一手以及第二手的保持部为吸引型的保持部、且第三手以及第四手的保持部为回形针型的保持部的情况相比，能够简化臂与四个手间的连接部分的结构。
发明效果
如上所述，在本发明中，能够对组装并使用有工业用机器人的半导体制造系统等的制造系统的节拍时间进行缩短。
附图说明
图1为本发明的实施方式所涉及的工业用机器人的俯视图。
图2为图1所示的工业用机器人的侧视图。
图3为图2所示的工业用机器人的手腕部的剖视图。
图4为用于说明图1所示的第一手的末端侧部分的结构的俯视图。
图5为图4的E部的放大图。
图6为图3所示的第四中空转动轴的一部分的剖视图。
图7为图3所示的轴支承部件的剖视图。
图8为从图7的F-F方向示出轴支承部件的一部分的图。
图9(A)、图9(B)、图9(C)为用于说明图1所示的工业用机器人的动作的俯视图。
图10(A)、图10(B)、图10(C)为用于说明图1所示的工业用机器人的动作的俯视图。
附图标记说明
1 机器人(工业用机器人)
2 晶圆(半导体晶圆、搬运对象物)
3 手(第一手、一对第一手的一部分)
3a 基端侧部分(第一手的基端侧部分)
3c 装设部
3d 支承部
4 手(第二手、一对第一手的一部分)
4a 基端侧部分(第二手的基端侧部分)
4c 装设部
4d 支承部
5 手(第三手、一对第二手的一部分)
5a 基端侧部分(第三手的基端侧部分)
6 手(第四手、一对第二手的一部分)
6a 基端侧部分(第四手的基端侧部分)
7 臂
8 本体部
30 保持部
31 端面抵接部件
31a 抵接面
32 按压机构
34 按压部
35 气缸
36 检测机构
45 保持部
46 吸引孔
51 中空转动轴(第一中空转动轴)
51a 缺口部
52 中空转动轴(第二中空转动轴)
53 中空转动轴(第三中空转动轴)
53a 空气孔
54 中空转动轴(第四中空转动轴)
54a、54d 空气孔
71 空气配管(配置在第一手的支承部的内部的气缸用的空气配管)
72 配线(配置在第一手的支承部的内部的检测机构用的配线)
73 空气配管(配置在第二手的支承部的内部的气缸用的空气配管)
74 配线(配置在第二手的支承部的内部的检测机构用的配线)
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为本发明的实施方式所涉及的工业用机器人1的俯视图。图2为图1所示的工业用机器人1的侧视图。图3为图2所示的工业用机器人1的手腕部11的剖视图。
本实施方式的工业用机器人1为用于搬运作为搬运对象物的半导体晶圆2的水平多关节机器人。该工业用机器人1具有：供半导体晶圆2装设的四个手3～6；能够转动地连接四个手3～6的臂7；以及能够转动地连接臂7的基端侧的本体部8。在以下的说明中，将工业用机器人1作为“机器人1”，将半导体晶圆2作为“晶圆2”。
四个手3～6以四个手3～6的基端侧在上下方向上重叠的方式连接到臂7的末端侧。以下，在区别表示四个手3～6的情况下，将四个手3～6中的配置在最上面的手3作为“第一手3”，将配置在由上往下数第二个手4作为“第二手4”，将配置在由上往下数第三个手5作为“第三手5”，将配置在最下面的手6作为“第四手6”。在本实施方式中，由第一手3和第二手4构成一对第一手，由第三手5和第四手6构成一对第二手。
本体部8形成为大致四方柱状。在本体部8的内部容纳有使臂7升降的臂升降机构(省略图示)。臂7由第一臂部9和第二臂部10构成。第一臂部9以及第二臂部10形成为中空状。第一臂部9的基端侧能够转动地连接到本体部8。第二臂部10的基端侧能够转动地连接到第一臂部9的末端侧。并且，机器人1具有：使第一臂部9相对于本体部8转动的第一臂驱动机构(省略图示)；以及使第二臂部10相对于第一臂部9转动的第二臂驱动机构(省略图示)。
四个手3～6能够转动地连接到第二臂部10的末端侧。手3～6与第二臂部10间的连接部成为手腕部11。手3～6能够分别相对于臂7转动。并且，手3～6形成为从上下方向观察时，能够以共用的转动中心C1(参照图1)为中心转动。本体部8、第一臂部9、第二臂部10以及手3～6在上下方向上从下侧起按该顺序配置。
并且，机器人1具有：使第一手3转动的第一手驱动机构；使第二手4转动的第二手驱动机构；使第三手5转动的第三手驱动机构；以及使第四手6转动的第四手驱动机构。第一手驱动机构具有马达12。第二手驱动机构具有马达13。并且，第三手驱动机构具有马达14，第四手驱动机构具有马达15。
马达12、13配置在第一臂部9与本体部8间的连接部分。并且，马达12与马达13相邻配置。马达14、15配置在第二臂部10的基端侧的内部。并且，马达14和马达15相邻配置。在本实施方式中，由于马达12、13配置在第一臂部9的基端侧，因此能够减小第一臂部9相对于本体部8转动时的惯性。并且，在本实施方式中，由于马达14、15配置在第二臂部10的基端侧，因此能够减小第二臂部10相对于第一臂部9转动时的惯性。
并且，第一手驱动机构具有用于将马达12的动力传递到第一手3的带轮16以及传动带17(参照图3)等。同样，第二手驱动机构具有用于将马达13的动力传递到第二手4的带轮18以及传动带19(参照图3)等，第三手驱动机构具有用于将马达14的动力传递到第三手5的带轮20以及传动带21(参照图3)等，第四手驱动机构具有用于将马达15的动力传递到第四手6的带轮22以及传动带23(参照图3)等。
(第一手以及第二手的结构)
图4为用于说明图1所示的第一手3的末端侧部分的结构的俯视图。图5为图4的E部的放大图。
第一手3以及第二手4以从上下方向观察时呈弯折的方式形成。具体地说，第一手3以及第二手4以从上下方向观察时呈以规定的角度折弯一次的方式形成。并且，第一手3以及第二手4形成为在从上下方向观察时以规定的轴线为对称轴线的大致线对称。即，从上下方向观察时的第一手3的弯折方向与第二手4的弯折方向呈相反方向。
第一手3由基端侧部分3a和末端侧部分3b构成。并且，第一手3从上下方向观察时以基端侧部分3a与末端侧部分3b所形成的角度为钝角的方式折弯一次，从而整体形成为大致L形状(或者大致“く”字形状)。末端侧部分3b由供晶圆2装设的作为装设部的晶圆装设部3c和支承晶圆装设部3c的支承部3d构成。支承部3d配置在基端侧部分3a与晶圆装设部3c之间，且将基端侧部分3a和晶圆装设部3c连接。晶圆装设部3c的末端侧形成为两叉状，且从上下方向观察时的晶圆装设部3c的形状呈大致Y形。晶圆装设部3c形成为平板状。基端侧部分3a以及支承部3d形成为中空状。并且，基端侧部分3a的内部与支承部3d的内部连通。
同样，第二手4由基端侧部分4a和末端侧部分4b构成。并且，第二手4从上下方向观察时以基端侧部分4a与末端侧部分4b所形成的角度呈钝角的方式折弯一次，从而整体形成为大致L形状(或者大致“く”字形状)。末端侧部分4b由供晶圆2装设的作为装设部的晶圆装设部4c和支承晶圆装设部4c的支承部4d构成。支承部4d配置在基端侧部分4a与晶圆装设部4c之间，且将基端侧部分4a和晶圆装设部4c连接。晶圆装设部4c形成为与晶圆装设部3c相同的形状。基端侧部分4a以及支承部4d形成为中空状。并且，基端侧部分4a的内部与支承部4d的内部连通。
第一手3以及第二手4具有保持晶圆2的保持部30。如图4所示，保持部30为具有端面抵接部件31和按压机构32的回形针型的保持部，所述端面抵接部件31具有供晶圆2的端面(外周面)抵接的抵接面31a，所述按压机构32以晶圆2的端面按压于抵接面31a的方式按压晶圆2。端面抵接部件31固定在形成为两叉状的晶圆装设部3c、4c的末端侧的上表面。即，在晶圆装设部3c、4c固定有两个端面抵接部件31。另外，在晶圆装设部3c、4c的基端侧的上表面的两处固定有供晶圆2装设的晶圆装设部件33，晶圆2装设于端面抵接部件31和晶圆装设部件33。
按压机构32具有：朝向抵接面31a按压晶圆2的端面(外周面)的按压部34；驱动按压部34的气缸35；以及检测按压部34的动作的检测机构36。按压部34具有：与晶圆2的端面接触的辊37；以及将辊37保持为能够旋转的辊保持部件38。检测机构36具有：固定于辊保持部件38的检测板39；以及两个传感器40。
辊保持部件38形成为细长的大致长方体形状。辊保持部件38的基端侧固定于气缸35的杆。辊37保持于辊保持部件38的末端侧。该辊37能够以上下方向为旋转的轴向进行旋转。按压部34在按压位置与退避位置之间直线移动，在所述按压位置处，如图5的双点划线所示，辊37与晶圆2的端面接触，从而朝向抵接面31a按压晶圆2，在所述退避位置处，如图5的实线所示，辊37以离开晶圆2的端面的方式进行退避。
传感器40为具有彼此相向地配置的发光元件和受光元件的穿透型的光学式传感器。在检测板39形成有用于遮挡传感器40的发光元件与受光元件之间的遮光部39a。在按压部34处于按压位置时，两个传感器40中的一个传感器40的发光元件与受光元件之间被遮光部39a遮挡，在按压部34处于退避位置时，两个传感器40中的另一个传感器40的发光元件与受光元件之间被遮光部39a遮挡。
气缸35配置在形成为中空状的支承部3d、4d的内部。辊保持部件38除辊保持部件38的末端侧的一部分之外配置在支承部3d、4d的内部，检测板39配置在支承部3d、4d的内部。并且，传感器40配置在支承部3d、4d的内部。即，检测机构36配置在支承部3d、4d的内部。另外，如图5所示，在支承部3d、4d的内部固定有用于引导直线移动的辊保持部件38的导轨41。固定在辊保持部件38的下表面侧的导向块42与导轨41卡合。
(第三手以及第四手的结构)
第三手5以及第四手6与第一手3以及第二手4相同，在从上下方向观察时呈弯折的方式形成。即，第三手5以及第四手6在从上下方向观察时以规定的角度折弯一次。并且，第三手5以及第四手6形成为在从上下方向观察时以规定的轴线为对称轴线的大致线对称，从上下方向观察时的第三手5的弯折方向与第四手5的弯折方向呈相反方向。
第三手5由基端侧部分5a和末端侧部分5b构成。并且，第三手5从上下方向观察时以基端侧部分5a与末端侧部分5b所形成的角度呈钝角的方式折弯一次，从而整体形成为大致L形状(或者大致“く”字形状)。末端侧部分5b由供晶圆2装设的晶圆装设部5c和支承晶圆装设部5c的支承部5d构成。支承部5d配置在基端侧部分5a与晶圆装设部5c之间，且将基端侧部分5a和晶圆装设部5c连接。
同样，第四手6由基端侧部分6a和末端侧部分6b构成。并且，第四手6从上下方向观察时以基端侧部分6a与末端侧部分6b所形成的角度呈钝角的方式折弯一次，从而整体形成为大致L形状(或者大致“く”字形状)。末端侧部分6b由供晶圆2装设的晶圆装设部6c和支承晶圆装设部6c的支承部6d构成。支承部6d配置在基端侧部分6a与晶圆装设部6c之间，且将基端侧部分6a和晶圆装设部6c连接。
第三手5形成为中空状。即，基端侧部分5a、晶圆装设部5c以及支承部5d形成为基端侧部分5a的内部、晶圆装设部5c的内部及支承部5d的内部连通的中空状。同样，第四手6形成为中空状。即，基端侧部分6a、晶圆装设部6c以及支承部6d形成为基端侧部分6a的内部、晶圆装设部6c的内部及支承部6d的内部连通的中空状。
第三手5以及第四手6具有保持晶圆2的保持部45。保持部45具有吸引并保持晶圆2的吸引孔46(参照图1)。即，第三手5以及第四手6具有吸引型的保持部45，且吸引并保持晶圆2。吸引孔46形成在晶圆装设部5c、6c的末端侧。该吸引孔46以从形成为中空状的晶圆装设部5c、6c的内部向上侧贯通的方式形成。后述的空气配管64的一端与形成于晶圆装设部5c的吸引孔46连接。后述的空气配管62的一端与形成于晶圆装设部6c的吸引孔46连接。
(手腕部的结构)
图6为图3所示的中空转动轴54的局部剖视图。图7为图3所示的轴支承部件55的剖视图。图8为从图7的F-F方向示出轴支承部件55的局部的图。
如图3所示，在手腕部11配置有：作为第一中空转动轴的中空转动轴51，该中空转动轴51形成为中空状；作为第二中空转动轴的中空转动轴52，该中空转动轴52形成为中空状、且配置在中空转动轴51的外周侧、并与中空转动轴51配置在同一轴线上；作为第三中空转动轴的中空转动轴53，该中空转动轴53形成为中空状、且配置在中空转动轴52的外周侧、并与中空转动轴51配置在同一轴线上；以及作为第四中空转动轴的中空转动轴54，该中空转动轴54形成为中空状、且配置在中空转动轴53的外周侧、并与中空转动轴51配置在同一轴线上。
中空转动轴51～54形成为细长的大致圆筒状，且以中空转动轴51～54的轴向与上下方向一致的方式配置。并且，中空转动轴51～54形成为从上下方向观察时能够以共用的转动中心C1为中心转动。中空转动轴51的长度形成得比中空转动轴52的长度长。并且，中空转动轴52的长度形成得比中空转动轴53的长度长，中空转动轴53的长度形成得比中空转动轴54的长度长。并且，中空转动轴51的上端、中空转动轴52的上端、中空转动轴53的上端以及中空转动轴54的上端从上侧起按该顺序配置，且中空转动轴51的下端、中空转动轴52的下端、中空转动轴53的下端以及中空转动轴54的下端从下侧起按该顺序配置。
第一手3的基端侧部分3a的下表面侧固定于中空转动轴51的上端，第二手4的基端侧部分4a的下表面侧固定于中空转动轴52的上端，第三手5的基端侧部分5a的下表面侧固定于中空转动轴53的上端，第四手6的基端侧部分6a的下表面侧固定于中空转动轴54的上端。在中空转动轴51的下端侧固定有带轮16，在中空转动轴52的下端侧固定有带轮18，在中空转动轴53的下端侧固定有带轮20，在中空转动轴54的下端侧固定有带轮22。
如图3所示，带轮16、18、20、22配置在第二臂部10的末端侧的内部。即，中空转动轴51～54的下端侧部分配置在第二臂部10的末端侧的内部。在第二臂部10的末端侧固定有轴支承部件55，该轴支承部件55形成为圆筒状、且配置在中空转动轴54的外周侧，并与中空转动轴51配置在同一轴线上。轴支承部件55固定在第二臂部10的上表面侧。
贯通孔3e以形成为中空状的基端侧部分3a的内部与中空转动轴51的内周侧连通的方式形成于第一手3的基端侧部分3a的下表面侧，基端侧部分3a的内部与中空转动轴51的内周侧通过贯通孔3e而连接。在第二手4的基端侧部分4a形成有在上下方向上贯通的贯通孔4e。中空转动轴51的上端侧部分插通贯通孔4e。在第三手5的基端侧部分5a形成有在上下方向上贯通的贯通孔5e。中空转动轴51、52的上端侧部分插通贯通孔5e。在第四手6的基端侧部分6a形成有在上下方向上贯通的贯通孔6e。中空转动轴51～53的上端侧部分插通贯通孔6e。
在插通第二手4的贯通孔4e的中空转动轴51的上端侧部分形成有狭缝状的缺口部51a，所述缺口部51a以在中空转动轴51的径向上贯通中空转动轴51的方式形成，且以中空转动轴51的周向为长边方向。该缺口部51a配置在比中空转动轴52的上端靠上侧的位置。在基端侧部分4a的内部固定有形成为管状的管状部件56。管状部件56以管状部件56的轴向与中空转动轴51的径向一致的方式配置，管状部件56的一端侧部分在中空转动轴51的径向上贯穿插入到缺口部51a中。管状部件56的一端配置在比中空转动轴51的内周面靠内周侧的位置。
在轴支承部件55形成有两个空气孔55a、55b，两个空气孔55a、55b从轴支承部件55的下端面与轴支承部件55的内周面连通。空气孔55a、55b由从轴支承部件55的下端面的外周侧部分向上侧形成的纵孔和从该纵孔的上端向轴支承部件55的内周面形成的横孔构成。如图7、图8所示，空气孔55a与空气孔55b在轴保持部件55的周向上错开。并且，空气孔55a的横孔与空气孔55b的横孔在上下方向上错开。
如图3所示，在空气孔55b的下端固定有接头57，空气配管58的一端与接头57连接。空气配管58的另一端例如与配置在本体部8的内部的空气的吸引机构(省略图示)连接。同样，在空气孔55a的下端也固定有接头(省略图示)，空气配管(省略图示)的一端与该接头连接。该空气配管的另一端例如与配置在本体部8的内部的空气的吸引机构(省略图示)连接。
如图7所示，在轴支承部件55的内周面形成有：与空气孔55a的横孔连通的圆环状的空气槽55c；以及与空气孔55b的横孔连通的圆环状的空气槽55d。并且，在轴支承部件55的内周面的空气槽55c的上侧、空气槽55d的下侧、以及空气槽55c与空气槽55d之间形成有供O型圈59配置的圆环状的密封件配置槽55e。该O型圈59发挥防止空气从空气槽55c、55d泄漏的功能。
在中空转动轴54形成有空气孔54a，该空气孔54a从中空转动轴54的外周面与中空转动轴54的内周面连通。空气孔54a在上下方向上配置在与空气槽55c相同的高度，且形成在中空转动轴54的外周面的空气孔54a的一端与空气槽55c连通。如图6所示，在中空转动轴54的内周面形成有与空气孔54a的另一端连通的圆环状的空气槽54b。并且，在中空转动轴54的内周面的空气槽54b的上侧以及空气槽54b的下侧形成有供O型圈59配置的圆环状的密封件配置槽54c。该O型圈59发挥防止空气从空气槽54b泄漏的功能。
并且，在中空转动轴54形成有空气孔54d，空气孔54d从中空转动轴54的外周面与中空转动轴54的上端面连通。空气孔54d由从中空转动轴54的外周面向中空旋转轴54的径向内侧形成的横孔、从该横孔的径向内侧端向上侧形成的纵孔、从该纵孔的上端向径向外侧形成的横孔、以及从该横孔的径向外侧端向中空转动轴54的上端面形成的纵孔构成。如图6所示，空气孔54a与空气孔54d在转动中心轴54的周向上错开。
空气孔54d的从中空转动轴54的外周面向中空旋转轴54的径向内侧形成的横孔在上下方向上配置在与空气槽55d相同的高度，形成于中空转动轴54的外周面的该横孔的一端与空气槽55d相通。在空气孔54d的上端固定有接头61。接头61配置在第四手6的基端侧部分6a的内部。空气配管62的一端与接头61连接。空气配管62的另一端与形成于晶圆装设部6c的吸引孔46连接，空气配管62在第四手6的内部被拉绕。
在中空转动轴53形成有空气孔53a，所述空气孔53a从中空转动轴53的外周面与中空转动轴53的上端面连通。空气孔53a由从中空转动轴53的外周面向中空旋转轴53的径向内侧形成的横孔、从该横孔的径向内侧端向上侧形成的纵孔、从该纵孔的上端向径向外侧形成的横孔、以及从该横孔的径向外侧端向中空转动轴53的上端面形成的纵孔构成。
空气孔53a的从中空转动轴53的外周面向中空旋转轴53的径向的内侧形成的横孔在上下方向上配置在与空气槽54b相同的高度，形成于中空转动轴53的外周面的该横孔的一端与空气槽54b相通。在空气孔53a的上端固定有接头63。接头63配置在第三手5的基端侧部分5a的内部。空气配管64的一端与接头63连接。空气配管64的另一端与形成于晶圆装设部5c的吸引孔46连接，空气配管64在第三手5的内部被拉绕。
配置在第一手3的支承部3d的内部的气缸35用的两个空气配管71以及配置在支承部3d的内部的检测机构36用的配线(具体地说，传感器40用的配线)72通过中空转动轴51的内周侧而被拉进第一手3的基端侧部分3a的内部。具体地说，从本体部8拉出并通过臂7的内部的空气配管71以及配线72从中空转动轴51的下端向上端通过中空转动轴51的内周侧，并穿过贯通孔3e而被拉进基端侧部分3a的内部。并且，被拉进基端侧部分3a的内部的空气配管71以及配线72穿过基端侧部分3a的内部，并被拉绕至支承部3d的内部。另外，两个空气配管71中的一个空气配管71为给气用的配管，另一个空气配管71为排气用的配管。并且，在图4、图5中，省略配线72的图示。
配置在第二手4的支承部4d的内部的气缸35用的两个空气配管73以及配置在支承部4d的内部的检测机构36用的配线(具体地说，传感器40用的配线)74通过中空转动轴51的内周侧后，经由管状部件56被拉进第二手4的基端侧部分4a的内部。即，空气配管73以及配线74在通过中空转动轴51的内周侧后再经由缺口部51a被拉进第二手4的基端侧部分4a的内部。
具体地说，从本体部8拉出并通过臂7的内部的空气配管73以及配线74从中空转动轴51的下端向上端侧，通过中空转动轴51的内周侧，再经由管状部件56被拉进基端侧部分4a的内部。并且，拉进基端侧部分4a的内部的空气配管73以及配线74穿过基端侧部分4a的内部并被拉绕至支承部4d的内部。另外，两个空气配管73中的一个空气配管73为给气用的配管，另一个空气配管73为排气用的配管。
如上所述，在轴支承部件55形成有空气孔55a和与空气孔55a的横孔连通的空气槽55c。并且，在中空转动轴54形成有配置在与空气槽55c相同高度的空气孔54a以及与空气孔54a连通的圆环状的空气槽54b。并且，在中空转动轴53形成有空气孔53a，且空气孔53a的从中空转动轴53的外周面向中空旋转轴54的径向的内侧形成的横孔在上下方向上配置在与空气槽54b相同的高度。并且，在空气孔53a的上端固定有接头63，接头63配置在第三手5的基端侧部分5a的内部。
如此一来，在中空转动轴53、54以及轴支承部件55形成有与基端侧部分5a的内部连通的空气孔53a、54a、55a。并且，空气的吸引机构经由接头以及空气配管连接到空气孔55a的下端，空气孔53a的上端经由接头63以及空气配管64与形成于晶圆装设部5c的吸引孔46相连，并且由空气孔53a、54a、55a、空气槽54b、55c、接头63以及空气配管64等形成空气的吸引路径(通道)，所述吸引路径用于利用形成于晶圆装设部5c的吸引孔46来吸引晶圆2。
并且，如上所述，在轴支承部件55形成有空气孔55b和与空气孔55b的横孔连通的空气槽55d。并且，在中空转动轴54形成有空气孔54d，所述空气孔54d具有配置在与空气槽55d相同高度的横孔。并且，在空气孔54d的上端固定有配置在第四手6的基端侧部分6a的内部的接头61。如此一来，在中空转动轴54以及轴支承部件55形成有与基端侧部分6a的内部相连通的空气孔54d、55b。并且，空气的吸引机构经由接头57以及空气配管58与空气孔55b的下端连接，空气孔54d的上端经由接头61以及空气配管62与形成在晶圆装设部6c的吸引孔46相连。即，由空气孔54d、55b、空气槽55d、接头57、61以及空气配管58、62等形成吸引路径(通道)，所述吸引路径用于利用形成于晶圆装设部6c的吸引孔46来吸引晶圆2。
另外，在本实施方式中，由三个O型圈59和空气槽55c、55d在转动中心轴54与轴支承部件55之间形成旋转接头66，这三个O型圈59配置于空气槽55c的上侧、空气槽55d的下侧、以及空气槽55c与空气槽55d之间。并且，由配置于空气槽54b的上下两侧的两个O型圈59和空气槽54b在转动中心轴54与转动中心轴53之间形成旋转接头67。
(工业用机器人的示意动作)
图9(A)、图9(B)、图9(C)、图10(A)、图10(B)、图10(C)为用于说明图1所示的机器人1的动作的俯视图。
本实施方式的机器人1被组装到半导体制造系统中使用。例如，机器人1配置在半导体制造系统的入口。在这种情况下，机器人1在存储盒81与处理装置82之间搬运晶圆2，晶圆2以隔着规定的间距在上下方向上重叠的方式被容纳于所述存储盒81，晶圆2以在上下方向上不重叠的方式配置于处理装置82。
具体地说，如图9(A)、图9(B)所示，机器人1利用第一手3以及第二手4从存储盒81同时搬出由处理装置82处理前的两张处理前的晶圆2。并且，机器人1在利用第一手3以及第二手4刚刚从存储盒81搬出两张晶圆2后，如图9(C)所示，立即利用第三手5以及第四手6将由处理装置82处理后的两张处理后的晶圆2同时搬进存储盒81。在第一手3以及第二手4从存储盒81搬出晶圆2时，第一手3的末端侧与第二手4的末端侧在上下方向上重叠。并且，在第三手5以及第四手6将晶圆2搬进存储盒81时，第三手5的末端侧与第四手6的末端侧在上下方向上重叠。
并且，如图10(A)所示，机器人1利用第三手5以及第四手6从处理装置82同时搬出由处理装置82处理后的两张处理后的晶圆2。并且，机器人1在利用第三手5以及第四手6刚刚将两张晶圆2搬出处理装置82后，如图10(B)、图10(C)所示，立即利用第一手3以及第二手4将由处理装置82处理前的两张处理前的晶圆2同时搬进处理装置82。在第三手5以及第四手6从处理装置82搬出晶圆2时，第三手5的末端侧与第四手6的末端侧在上下方向上不重叠。在第一手3以及第二手4将晶圆2搬进处理装置82时，第一手3的末端侧与第二手4的末端侧在上下方向上不重叠。
(本实施方式的主要效果)
如上述说明，本实施方式的机器人1具有与臂7的末端侧连接的四个手3～6，四个手3～6能够分别相对于臂7转动。因此，在本实施方式中，如上所述，在使用第一手3以及第二手4刚刚从存储盒81同时搬出由处理装置82处理前的两张处理前的晶圆2后，能够立即利用第三手5以及第四手6将由处理装置82处理后的两张处理后的晶圆2同时搬进存储盒81。并且，在本实施方式中，如上所述，在使用第三手5以及第四手6刚刚从处理装置82同时搬出处理后的晶圆2后，能够立即使用第一手3以及第二手4将处理前的两张晶圆2同时搬进处理装置82。因此，在本实施方式中，能够对组装并使用有机器人1的半导体系统的节拍时间进行缩短。
在此，一般不要求晶圆2在存储盒81中的配置位置精度，但要求晶圆2在处理装置82中的配置位置精度。即，尽管不必精确地将晶圆2搬进存储盒81，但需要精确地将晶圆2搬进处理装置82。在本实施方式中，利用具有回形针型的保持部30的第一手3以及第二手4从存储盒81搬出晶圆2并向处理装置82搬进晶圆2，所述保持部30具有：端面抵接部件31，其具有供晶圆2的端面抵接的抵接面31a；以及按压机构32，其以晶圆2的端面按压于抵接面31a的方式按压晶圆2。因此，在本实施方式中，能够将搬进处理装置82的晶圆2精确地装设于第一手3以及第二手4，其结果是，能够将晶圆2精确地搬进处理装置82。
并且，吸引型的保持部45的情况与回形针型的保持部30相比，尽管装设于第三手5以及第四手6的晶圆2的位置精度降低，但由于不必如回形针型的保持部30那样在手腕部11处拉绕两根空气配管71、73以及配线72、74，因此能够简化手腕部11的结构。在本实施方式中，由于第三手5以及第四手6具有吸引型的保持部45，因此与第三手5以及第四手6具有回形针型的保持部30的情况相比，能够简化手腕部11的结构。并且，在本实施方式中，尽管利用具有带有吸引孔46的吸引型的保持部45的第三手5以及第四手6从处理装置82搬出晶圆2且向存储盒81搬进晶圆2，但由于在存储盒81中不要求晶圆2的搬进位置精度，因此不易产生因向存储盒81搬进晶圆2的位置而引起的问题。
并且，在本实施方式中，由于具有回形针型的保持部30的第一手3以及第二手4配置在比具有吸引型的保持部45的第三手5以及第四手6靠上侧的位置，且利用中空转动轴51的内周侧拉绕空气配管71、73以及配线72、74，因此与第三手5以及第四手6配置在比第一手3以及第二手4靠上侧的情况相比，能够简化手腕部11的结构。
(其他实施方式)
上述实施方式为本发明的优选实施方式的一个例子，但并不限定于此，在不改变本发明的主旨的范围内，能够实施各种变形。
在上述实施方式中，第一手3以及第二手4具有回形针型的保持部30，第三手5以及第四手6具有吸引型的保持部45，但也可是第一手3以及第二手4具有吸引型的保持部45，而第三手5以及第四手6具有回形针型的保持部30。并且，在上述实施方式中，马达14、15配置在第二臂部10的基端侧的内部，但马达14、15也可配置在第一臂部9的内部。
在上述实施方式中，臂7由第一臂部9以及第二臂部10这两个臂部构成，但臂7也可由三个以上的臂部构成。并且，在上述实施方式中，机器人1为用于搬运晶圆2的机器人，但机器人1也可是搬运液晶用的玻璃基板等其他的搬运对象物的机器人。

Claims (4)

1.一种工业用机器人，其特征在于，具有：
四个手，四个所述手供搬运对象物装设；
臂，四个所述手能够转动地连接到所述臂的末端侧；以及
本体部，所述臂的基端侧能够转动地连接到所述本体部，
四个所述手具有保持所述搬运对象物的保持部，且以四个所述手的基端侧在上下方向上重叠的方式连接到所述臂，并且能够分别相对于所述臂转动，
如果将四个所述手中的配置在最上面的所述手和配置在由上往下数第二个所述手作为一对第一手，将剩余的两个所述手作为一对第二手，
则构成所述一对第一手以及所述一对第二手中的一方的两个所述手的所述保持部具有：
端面抵接部件，所述端面抵接部件具有供所述搬运对象物的端面抵接的抵接面；以及
按压机构，所述按压机构以所述搬运对象物的端面安装于所述抵接面的方式按压所述搬运对象物，
构成所述一对第一手以及所述一对第二手中的另一方的两个所述手的所述保持部具有吸引孔，所述吸引孔吸引并保持所述搬运对象物。
2.根据权利要求1所述的工业用机器人，其特征在于，
所述按压机构具有：
按压部，所述按压部朝向所述抵接面按压所述搬运对象物的端面；
气缸，所述气缸驱动所述按压部；以及
检测机构，所述检测机构检测所述按压部的动作。
3.根据权利要求2所述的工业用机器人，其特征在于，
如果将四个所述手中的配置在最上面的所述手作为第一手，将配置在由上往下数第二个所述手作为第二手，将配置在由上往下数第三个所述手作为第三手，将配置在最下面的所述手作为第四手，
则具有：
第一中空转动轴，所述第一中空转动轴形成为中空状，并供所述第一手的基端侧部分的下表面侧固定；
第二中空转动轴，所述第二中空转动轴形成为中空状，并配置在所述第一中空转动轴的外周侧，且所述第二中空转动轴与所述第一中空转动轴配置在同一轴线上，并供所述第二手的基端侧部分的下表面侧固定；
第三中空转动轴，所述第三中空转动轴形成为中空状，并配置在所述第二中空转动轴的外周侧，且所述第三中空转动轴与所述第一中空转动轴配置在同一轴线上，并供所述第三手的基端侧部分的下表面侧固定；以及
第四中空转动轴，所述第四中空转动轴形成为中空状，且配置在所述第三中空转动轴的外周侧，并所述第四中空转动轴与所述第一中空转动轴配置在同一轴线上，并供所述第四手的基端侧部分的下表面侧固定，
所述第一手以及所述第二手的所述保持部具有所述端面抵接部件和所述按压机构，
所述第三手以及所述第四手的所述保持部吸引并保持所述搬运对象物。
4.根据权利要求3所述的工业用机器人，其特征在于，
所述第一手以及所述第二手具有：
装设部，所述装设部供所述搬运对象物装设；以及
支承部，所述支承部支承所述装设部，
所述第一手的所述支承部将所述第一手的所述装设部与所述第一手的基端侧部分连接，
所述第二手的所述支承部将所述第二手的所述装设部与所述第二手的基端侧部分连接，
所述第一手的基端侧部分及所述支承部、所述第二手的基端侧部分及所述支承部、所述第三手、以及所述第四手形成为中空状，
在所述第一手的所述支承部的内部以及所述第二手的所述支承部的内部配置有所述气缸以及所述检测机构，
配置在所述第一手的所述支承部的内部的所述气缸用的空气配管以及配置在所述第一手的所述支承部的内部的所述检测机构用的配线通过所述第一中空转动轴的内周侧而被拉进所述第一手的基端侧部分的内部，
在所述第一中空转动轴形成有狭缝状的缺口部，所述缺口部在所述第一中空转动轴的径向上贯通且以所述第一中空转动轴的周向为长边方向，
所述缺口部配置在比所述第二中空转动轴的上端靠上侧的位置，
配置在所述第二手的所述支承部的内部的所述气缸用的空气配管以及配置在所述第二手的所述支承部的内部的所述检测机构用的配线在通过所述第一中空转动轴的内周侧后，通过所述缺口部，并被拉进所述第二手的基端侧部分的内部，
在所述第三中空转动轴以及所述第四中空转动轴形成有与所述第三手的内部连通的空气孔，
在所述第四中空转动轴形成有与所述第四手的内部连通的空气孔。
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