CN114378838B - 工业用机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够防止尘埃从框体流出到外部且防止外部空气流入框体内部的工业用机器人。机器人(1)具备：框体(11)，其具有开口(16K)；升降体(10)，其以能够通过开口(16K)的状态容纳于框体(11)中，构成为在上下方向上移动自如；臂(4)，其与升降体(10)连接；排气扇(13)，其用于排出框体(11)内部的气体；以及喷嘴部(400)，其能够朝向框体(11)的开口(16K)和升降体(10)间的间隙(G)送出空气。

Description

工业用机器人

技术领域

本发明涉及一种工业用机器人。

背景技术

以往，已知一种搬运半导体晶圆等搬运对象物的工业用机器人(例如，参照专利文献1)。在专利文献1中记载了一种工业用机器人，其具备臂和主体部，该主体部包括在上表面侧连接臂的基端侧的升降体、容纳有升降体的至少下端侧部分的框体、容纳于框体中并且使升降体相对于框体升降的升降机构及用于排出框体内部的气体的排气扇。在该工业用机器人中，在升降体上升或下降时，通过排气扇将框体的内部空间的气体全部从主体部排出，从而能够防止尘埃从主体部的内部流出到臂侧的外部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019－123024号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在像专利文献1所述的工业用机器人那样防止主体部的内部的空气流出的结构中，通过排气扇的工作，主体部外部的空气流入主体部内。但是，也有想尽量不将外部空气吸入主体部的内部的状况。例如，在充满腐蚀性气体的场所使用工业用机器人的情况下，需要防止该腐蚀性气体对主体部的内部结构的影响。专利文献1没有考虑这样的技术问题。

本发明的目的在于，提供一种能够防止尘埃从将臂支承为移动自如的框体内流出到外部且防止外部空气流入框体内部的工业用机器人。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的一方式的工业用机器人具备：框体，所述框体具有开口；可动体，所述可动体以能够通过所述开口的状态容纳于所述框体中，构成为在第一方向和与所述第一方向相反的第二方向上移动自如；臂，所述臂与所述可动体连接；排气扇，所述排气扇用于排出所述框体内部的气体；以及喷嘴部，所述喷嘴部能够朝向所述框体的所述开口和所述可动体间的间隙送出空气。

发明效果

根据本发明，能够防止尘埃从将臂支承为移动自如的框体内流出到外部且防止外部空气流入框体内部。

附图说明

图1是本发明实施方式的工业用机器人的立体图。

图2是图1所示的主体部的纵剖视图。

图3是图1所示的主体部的横剖视图。

图4是从上侧观察图1所示的主体部的上表面部及喷嘴部的立体图。

图5是从下侧观察图4所示的上表面部及喷嘴部的立体图。

图6是在图5中省略上表面部的图示的立体图。

图7是从下侧观察图6所示的副平板部件的立体图。

图8是从上侧观察图6所示的框状部件的立体图。

图9是图1所示的机器人中的喷嘴部附近的纵端视图。

图10是图1所示的机器人中的喷嘴部附近的纵端视图。

附图标记说明

1…机器人(工业用机器人)；4…臂；5…主体部；10…升降体；11…框体；12…升降机构；13…排气扇；15…底面部；15a…排气孔；16…上表面部；16K…开口；400…喷嘴部；G…间隙。

具体实施方式

下面，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是本发明实施方式的工业用机器人1的立体图。以下，将铅锤方向记载为下方向，将铅锤方向的相反方向记载为上方向，将上方向和下方向合在一起记载为上下方向，将与上下方向垂直的方向记载为水平方向。在图1～图3中，用方向Z表示上下方向，用方向X和方向Y表示与上下方向正交且相互正交的两个方向。

本实施方式的工业用机器人1(以下设为“机器人1”。)是用于搬运半导体晶圆的水平多关节型机器人。机器人1具备装载半导体晶圆的两个手3、在前端侧以能够转动的方式连接两个手3并且在水平方向上动作的臂4、以及连接臂4的基端侧的主体部5。机器人1配置于洁净室中。

臂4由基端侧以能够转动的方式连接到主体部5的第一臂部7、基端侧以能够转动的方式连接到第一臂部7的前端侧的第二臂部8、以及基端侧以能够转动的方式连接到第二臂部8的前端侧的第三臂部9构成。两个手3以能够转动的方式连接到第三臂部9的前端侧。两个手3配置为在上下方向上重叠。另外，主体部5、第一臂部7、第二臂部8、第三臂部9以及手3在上下方向上从下侧起依次配置。

(主体部的结构)

图2是图1所示的主体部5的纵剖视图。图3是图1所示的主体部5的横剖视图。

主体部5具备臂4的基端侧以能够转动的方式连接到上表面侧的升降体10、将升降体10保持为能够沿上下方向升降的框体11、容纳于框体11中并且使升降体10相对于框体11升降的升降机构12、固定于框体11的上表面部16的喷嘴部400、以及用于排出框体11内部的气体(具体而言为空气)的排气扇13。本实施方式的主体部5具备一个排气扇13。

框体11的外形为大致棱柱状。框体11具备构成框体11的底面的底面部15、构成框体11的上表面的上表面部16、以及构成框体11的侧面的侧面部17。底面部15形成为矩形的平板状，配置为底面部15的厚度方向和上下方向一致。上表面部16形成为大致半圆盘状，配置为上表面部16的厚度方向和上下方向一致。侧面部17形成为薄壁的大致棱筒状。

在框体11的内部形成有空间(以下将该空间设为“内部空间S”。)。框体11具备用于保持构成升降机构12的一部分的后述的螺杆轴25的保持部件18和支承一端侧固定于升降体10且另一端侧固定于框体11的配线或配管的支承机构19(参照图3)。如图3所示，保持部件18配置于侧面部17的内周侧。保持部件18固定于侧面部17的内周面。在保持部件18上固定有用于在上下方向上引导升降体10的两个导轨20。导轨20配置为导轨20的长边方向和上下方向一致。两个导轨20以在水平方向上隔开恒定的间隔的状态配置。支承机构19例如是拖链(注册商标)。支承机构19配置于侧面部17的内周侧。

如图2所示，在底面部15形成有供从排气扇13排出的气体通过的排气孔15a。在本实施方式中，一个排气孔15a形成于底面部15。排气孔15a在上下方向上贯通底面部15。即，排气孔15a贯通框体11。排气孔15a的下侧通向配置有机器人1的洁净室的外部。

排气扇13配置于框体11的内部。另外，排气扇13安装于底面部15的上表面侧。本实施方式的排气孔15a为阶梯孔，排气扇13的下端部配置于排气孔15a的上端部中。排气扇13及排气孔15a配置于升降体10的正下方。排气扇13朝向下侧排出框体11内部的气体。即，排气扇13以框体11的内部的气体通过排气孔15a向洁净室的外部排出的方式朝向下侧排出框体11的内部的气体。

在上表面部16形成有用于使升降体10升降的开口16K。开口16K在上下方向上贯通上表面部16。在上表面部16的上表面固定有大致半圆盘状的喷嘴部400。喷嘴部400配置为其厚度方向和上下方向一致。在喷嘴部400形成有用于使升降体10升降的开口40K。开口40K在上下方向上贯通喷嘴部400。在开口16K和开口40K中配置有升降体10的一部分。

如图2所示，升降机构12具备电动机23和滚珠丝杠24。滚珠丝杠24具备利用电动机23的动力旋转的螺杆轴25和与螺杆轴25卡合的螺母26。电动机23固定于框体11的内部的下端侧。螺杆轴25配置为螺杆轴25的轴向和上下方向一致。螺杆轴25被保持部件18保持为能够旋转。在电动机23的输出轴上安装有带轮27。在螺杆轴25的下端安装有带轮28。在带轮27和带轮28上架设有带29。螺母26安装于升降体10上，当电动机23旋转时，升降体10相对于框体11升降。

升降体10形成为在上下方向上长的块状。如图3所示，升降体10具备与导轨20卡合的两个导向块31。导向块31固定于升降体10的主体框架上。在升降体10的下端形成有底面部，升降体10的下端例如被该底面部封闭。

在升降体10的上端侧的内部配置有使第一臂部7及第二臂部8转动且使由第一臂部7和第二臂部8构成的臂4的一部分伸缩的驱动机构(图示省略)的一部分。例如，在升降体10的上端侧的内部配置有电动机和用于将该电动机的动力减速并传递给第一臂部7的减速器。减速器构成升降体10和第一臂部7的连接部(即，关节部)，第一臂部7的基端侧的下表面固定于减速器的输出轴上。

当升降体10下降到下限位置时(处于图2所示的状态时)，升降体10整体配置于框体11的内部。另外，当升降体10上升到上限位置时，升降体10的下端侧部分配置于框体11的内部。即，相对于框体11升降的升降体10的至少下端侧部分容纳于框体11中。另外，当升降体10下降到下限位置时，升降体10的上端部也配置于上表面部16的开口16K及喷嘴部400的开口40K中，在开口16K及开口40K的边缘和升降体10的外周面之间始终形成有间隙G(参照图9、图10)。排气孔15a的大小为当升降体10升降时从排气扇13排出的气体能够通过的大小。

(喷嘴部件的结构)

图4是从上侧观察主体部5中的上表面部16及喷嘴部400的立体图。图5是从下侧观察图4所示的上表面部16及喷嘴部400的立体图。图6是在图5中省略上表面部16的图示的立体图。

如图6所示，喷嘴部400具备：平板状的平板部件40，其厚度方向与上下方向一致且具有沿上下方向贯通的开口40K；以及在图示例中为四个的接头43，其固定于平板部件40上。在各接头43上连接有省略图示的配管。该配管与设置在洁净室的外部的送出压缩空气的泵等空气送出源连接。在该配管上设置有电磁阀，能够切换从空气送出源向接头43供给空气的状态和停止从空气送出源向接头43供给空气的状态。电磁阀和配管容纳于框体11中。

平板部件40由厚度方向与上下方向一致且具有沿上下方向贯通的贯通孔41K的副平板部件41和以插入到贯通孔41K中的状态与副平板部件41固定的大致八边形状的框状部件42构成。

图7是从下侧观察副平板部件41的立体图。图8是从上侧观察框状部件42的立体图。图9及图10是机器人1中的喷嘴部400附近的纵端视图。图9和图10的截面的切断位置在方向Y上不同。

如图7所示，副平板部件41的贯通孔41K为从下侧朝向上侧变窄的阶梯结构。具体而言，贯通孔41K由位于最上侧的上段开口部411、直径大于上段开口部411且位于最下侧的下段开口部412、以及上段开口部411和下段开口部412之间的中段开口部413构成。中段开口部413的直径大于上段开口部411，小于下段开口部412。上段开口部411和中段开口部413之间为与上下方向垂直的框状的平面部414。中段开口部413和下段开口部412之间为与上下方向垂直的框状的平面部415。如图7及图9所示，在平面部414的上段开口部411侧的缘部形成有向下方向突出的框状的第二凸部414a。

如图8所示，在框状部件42的上表面421形成有从框状部件42的开口423侧的端部向上侧突出的框状的凸部422。在框状部件42的上表面421上的比凸部422靠外侧的位置形成有四个安装有接头43的接头安装用孔421a。如图10所示，接头安装用孔421a沿上下方向(厚度方向)贯通框状部件42。四个接头安装用孔421a在框状部件42的周向上以等间隔排列形成。如图6及图10所示，在四个接头安装用孔421a中分别安装有接头43。如图8及图9所示，在凸部422的上表面422a形成有从框状部件42的开口423侧的缘部向上侧突出的第一凸部424。

在图7所示的副平板部件41的平面部415和图8所示的框状部件42的上表面421对接的状态下，如图6所示，平面部415和框状部件42由螺丝或螺栓固定。在该固定状态下，由副平板部件41的上段开口部411和框状部件42的开口423构成平板部件40的开口40K。另外，如图9所示，框状部件42的第一凸部424和副平板部件41的第二凸部414a以隔开微小的间隙Spa的状态面对面。该间隙Spa在平板部件40的开口40K露出，形成为围绕能够在该开口40K中移动的升降体10的外周。间隙Spa在上下方向上的位置为比平板部件40在厚度方向上的中心位置靠上侧。另外，在该固定状态下，由副平板部件41的内周部(贯通孔41K的内表面)和框状部件42围绕的空间SP形成于平板部件40的内部。空间SP除了形成于框状部件42的四个接头安装用孔421a和上述的间隙Spa之外，为密闭的空间。

形成于框状部件42的四个接头安装用孔421a以与空间SP连通的方式形成于与空间SP重叠的位置。当上述的空气送出源工作时，经由配管及接头43向空间SP供给空气。供给至空间SP的空气从上述的间隙Spa朝向平板部件40的开口40K送出。这样，空间SP构成将从接头43供给的空气送出到开口40K的空气通道。间隙Spa构成该空气通道的出口。接头43构成该空气通道的入口。如图5所示，上表面部16的开口16K构成为接头43露出。

虽未图示，但在框体11的内部容纳有控制部(具体而言为处理器)，该控制部进行手3的控制、臂4的控制、基于电动机23的控制的升降体10的上升及下降的控制、排气扇13的控制、以及上述的配管的电磁阀的控制等。该控制部在进行使升降体10上升的控制的情况下，停止排气扇13，且打开电磁阀，从喷嘴部400的间隙Spa送出空气。另一方面，控制部在进行使升降体10下降的控制的情况下，关闭电磁阀且使排气扇13工作。

(本实施方式的主要效果)

在本实施方式中，当升降体10上升时，从喷嘴部400的间隙Spa送出空气。因此，能够防止从框体11的开口16K及喷嘴部400的开口40K的缘和升降体10的外周面之间的间隙G排出框体11的内部空间S的气体。另外，当升降体10上升时，由于来自喷嘴部400的空气经由间隙G流入框体11，因而能够将框体11的内部设为正压，能够防止外部空气侵入框体11。其结果是，能够实现防止框体11的内部空气的流出和防止外部空气向框体11的侵入。

(其它实施方式)

上述的实施方式为本发明的最佳实施方式的一例，但不限于此，在不变更本发明的主旨的范围内能够实施各种变形。

在上述的实施方式中，平板部件40由副平板部件41和框状部件42这两个部件构成。但是，平板部件40也可以由单一的部件构成。在通过多个部件的对接构成平板部件40的情况下，与由单一的部件构成平板部件40的情况相比，能够降低制造成本。

在上述的实施方式中，主体部5也可以构成为能够使升降体10沿水平方向移动。

在上述的实施方式中，排气扇13及排气孔15a也可以配置于偏离升降体10的正下方的位置。另外，排气孔15a也可以形成于侧面部17。另外，在上述的实施方式中，主体部5也可以具备两个以上的排气扇13。在该情况下，根据排气扇13的个数，形成数量与排气扇13的个数相同的排气孔15a。另外，在上述的实施方式中，也可以是：当升降体10下降到下限位置时，升降体10的上端部向比框体11的上端靠上侧的位置突出。

在上述的实施方式中，也可以在第三臂部9的前端侧安装一个手3。另外，在上述的实施方式中，臂4可以由两个臂部构成，也可以由四个以上的臂部构成。另外，在上述的实施方式中，机器人1也可以是搬运液晶用的玻璃基板等其它搬运对象物的机器人。

在本说明书中至少记载了以下的事项。此外，在括弧内示出在上述的实施方式中对应的构成要素等，但不限于此。

(1)一种工业用机器人(机器人1)，其具备：

框体(框体11)，其具有开口(开口16K)；

可动体(升降体10)，其以能够通过上述开口的状态容纳于上述框体中，构成为在第一方向(上方向)和与上述第一方向相反的第二方向(下方向)上移动自如；

臂(臂4)，其与上述可动体连接；

排气扇(排气扇13)，其用于排出上述框体内部的气体；以及

喷嘴部(喷嘴部400)，其能够朝向上述框体的上述开口和上述可动体间的间隙(间隙G)送出空气。

根据(1)，例如，在进行可动体上的与臂侧相反侧的端部接近开口的动作(上升动作)时，通过从喷嘴部将空气向间隙送出，能够防止框体的内部空气向外部流出，同时将框体的内部设为正压，防止外部空气侵入框体。

(2)

根据(1)所记载的工业用机器人，其中，

上述第一方向是上述可动体从上述框体上的与上述开口侧相反侧的端部远离的方向，

上述工业用机器人具备控制部，该控制部进行如下控制：在上述可动体沿上述第一方向移动的状态下，从上述喷嘴部送出空气，在上述可动体沿上述第二方向移动的状态下，停止空气从上述喷嘴部的送出，且使上述排气扇工作。

根据(2)，在进行可动体沿第一方向移动的动作(上升动作)时，能够防止框体的内部空气向外部流出，同时防止外部空气侵入框体。另外，在进行可动体在第二方向上移动的动作(下降动作)时，能够防止框体的内部空气从框体的开口被挤出。

(3)

根据(1)或(2)所记载的工业用机器人，其中，

上述喷嘴部具有：设置于上述框体的上述开口侧的端部上的、具有上述可动体能够通过的第一贯通孔(开口40K)的平板部件(平板部件40)；以及与空气送出源连接的连接部件(接头43)，

上述平板部件在内部具有连接上述第一贯通孔和上述连接部件的空气通道(空间SP)。

根据(3)，只需要对现有的工业用机器人的框体追加包括平板部件和连接部件的喷嘴部、连接连接部件和空气送出源的配管即可。因此，能够在不大幅增加制造成本的情况下实现上述的效果。

(4)

根据(3)所述的工业用机器人，其中，

上述平板部件由具有上述可动体能够通过的第二贯通孔(贯通孔41K)的副平板部件(副平板部件41)和插入到上述第二贯通孔中的框状部件(框状部件42)构成，

在上述框状部件上形成有沿上述可动体的可动方向贯通的孔部(接头安装用孔421a)，

在上述孔部安装有上述连接部件，

由上述副平板部件和上述框状部件之间的空间(空间SP)形成上述空气通道。

根据(4)，能够容易地形成空气通道。因此，能够减少制造成本。

(5)

根据(4)所记载的工业用机器人，其中，

上述副平板部件的上述第二贯通孔为阶梯结构，

在上述框状部件上形成有从内周缘部向上述副平板部件侧突出的第一凸部(第一凸部424)，

在上述副平板部件的内周部，形成有从上述第二贯通孔的缘部向上述框状部件侧突出且与上述框状部件的上述第一凸部面对面的第二凸部(第二凸部414a)，

由上述第一凸部和上述第二凸部间的间隙(间隙Spa)形成上述空气通道的出口。

根据(5)，围绕可动体和平板部件间的间隙而设置空气通道的出口。因此，能够提高防止框体的内部空气向外部流出、同时防止外部空气侵入框体的效果。

(6)

根据(5)所述的工业用机器人，其中，

在上述框状部件上，上述孔部沿周向以等间隔配置。

根据(6)，无论空气通道的出口的位置如何，都能够送出一定量的空气，能够防止由于空气的送出而阻碍可动体的移动。

(7)

根据(5)或(6)所记载的工业用机器人，其中，

上述平板部件的厚度方向(上下方向)上的、上述第一凸部和上述第二凸部间的上述间隙的位置比上述平板部件的厚度的中心位置靠上述第一方向侧。

根据(7)，能够提高防止框体的内部空气向外部流出、同时防止外部空气侵入框体的效果。

Claims (6)

1.一种工业用机器人，其具备：

框体，所述框体具有开口；

可动体，所述可动体以能够通过所述开口的状态容纳于所述框体中，且构成为在第一方向和与所述第一方向相反的第二方向上移动自如；

臂，所述臂与所述可动体连接；

排气扇，所述排气扇用于排出所述框体内部的气体；以及

喷嘴部，所述喷嘴部能够朝向所述框体的所述开口和所述可动体间的间隙送出空气，

所述喷嘴部具有：设置于所述框体的所述开口侧的端部上的、具有所述可动体能够通过的第一贯通孔的平板部件；以及与空气送出源连接的连接部件，

所述平板部件在内部具有连接所述第一贯通孔和所述连接部件的空气通道。

2.根据权利要求1所述的工业用机器人，其中，

所述第一方向是所述可动体从所述框体上的与所述开口侧相反的一侧的端部远离的方向，

所述工业用机器人具备控制部，所述控制部进行如下控制：在所述可动体沿所述第一方向移动的状态下，从所述喷嘴部送出空气，在所述可动体沿所述第二方向移动的状态下，停止空气从所述喷嘴部的送出，且使所述排气扇工作。

3.根据权利要求1所述的工业用机器人，其中，

所述平板部件由副平板部件和框状部件构成，所述副平板部件具有所述可动体能够通过的第二贯通孔，所述框状部件插入到所述第二贯通孔中，

在所述框状部件上形成有沿所述可动体的可动方向贯通的孔部，

在所述孔部安装有所述连接部件，

由所述副平板部件和所述框状部件之间的空间形成所述空气通道。

4.根据权利要求3所述的工业用机器人，其中，

所述副平板部件的所述第二贯通孔为阶梯结构，

在所述框状部件上形成有从内周缘部向所述副平板部件侧突出的第一凸部，

在所述副平板部件的内周部，形成有从所述第二贯通孔的缘部向所述框状部件侧突出且与所述框状部件的所述第一凸部面对面的第二凸部，

由所述第一凸部和所述第二凸部间的间隙形成所述空气通道的出口。

5.根据权利要求4所述的工业用机器人，其中，

在所述框状部件上，所述孔部沿周向以等间隔配置。

6.根据权利要求4或5所述的工业用机器人，其中，

所述平板部件的厚度方向上的、所述第一凸部和所述第二凸部间的所述间隙的位置比所述平板部件的厚度的中心位置靠所述第一方向侧。