CN114800580A - 工业用机器人 - Google Patents

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Abstract

一种工业用机器人，其输送半导体晶圆等输送对象物，通过安装于手的基端部的检测机构，可以检测配置于远离工业用机器人的位置的输送对象物，还可以防止检测机构在工业用机器人进行规定动作时成为工业用机器人的动作的障碍。该工业用机器人具备：在前端侧装载输送对象物(2)的手(3)、用于检测输送对象物(2)的检测机构(10)以及使检测机构(10)转动的转动机构(11)。检测机构(10)具备发光部(21)和受光部(22)，并且可转动地安装于手(3)的基端部。转动机构(11)使检测机构(10)在发光部(21)及受光部(22)远离手(3)的检测位置(10A)和发光部(21)及受光部(22)接近手(3)的避让位置之间转动。

Description

工业用机器人
技术领域
本发明涉及一种输送半导体晶圆等输送对象物的工业用机器人。
背景技术
以往，已知一种自动输送半导体晶圆的无人输送车(例如，参照专利文献1)。专利文献1中记载的无人输送车具备转载半导体晶圆的转载装置和收纳半导体晶圆的缓冲盒。在缓冲盒中形成有载置半导体晶圆的端部的多层架，能够在上下方向上以固定间距收纳多个半导体晶圆。转载装置具备由手(转载手)、第一臂和第二臂构成的转载臂。从上下方向观察时的手的形状为细长的长方形。
在专利文献1所记载的转载装置中，在手的前端部形成有用于吸附并抓握半导体晶圆的吸附孔。吸附孔形成于从上下方向观察时的形状为细长的长方形的手的长边方向的一端部。在手的与前端部相反侧的部分的基端部(即，手的长边方向的另一端部)安装有映射传感器。映射传感器具备光电传感器。光电传感器从手的基端朝向手的长边方向的另一侧突出。在专利文献1所记载的转载装置中，通过以使映射传感器接近缓冲盒的状态使手下降，通过光电传感器检测缓冲盒的每个架上有无半导体晶圆。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002－313876号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1所记载的转载装置中，由于映射传感器安装在手的基端部，所以与映射传感器安装在手的前端部的情况相比，可以使手的前端侧部分薄型化。因此，在该转载装置中，即使收纳于缓冲盒的半导体晶圆的上下方向上的间距变窄，也能够将手的前端侧部分插入缓冲盒中，并将半导体晶圆装载到手的前端侧部分。
另一方面，在专利文献1所记载的转载装置中，由于构成映射传感器的一部分的光电传感器从手的基端朝向手的长边方向的另一侧突出，例如，如果转载装置的一部分的结构配置于手的周围，则光电传感器在转载装置进行规定动作时干扰该结构，存在给转载装置的规定动作带来障碍的风险。为了防止光电传感器在转载装置进行规定动作时成为障碍，只要减少光电传感器从手的基端的突出量即可。但是，如果减少光电传感器从手的基端的突出量，则难以用映射传感器检测配置于远离转载装置的位置的半导体晶圆。
于是，本发明的课题在于，提供一种输送半导体晶圆等输送对象物的工业用机器人，通过安装于手的基端部的检测机构，能够检测配置于远离工业用机器人的位置的输送对象物，还能够防止检测机构在工业用机器人进行规定动作时成为工业用机器人的动作的障碍。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种工业用机器人，其特征在于，具备在前端侧装载输送对象物的手、用于检测输送对象物的检测机构以及使检测机构转动的转动机构，检测机构具备发光部和接收从发光部射出的光的受光部，并且可转动地安装于手的基端部，转动机构使检测机构在发光部及受光部远离手的检测位置和发光部及受光部接近手的避让位置之间转动。
在本发明的工业用机器人中，转动机构使检测机构在发光部及受光部远离手的检测位置和发光部及受光部接近手的避让位置之间转动。因此，在本发明中，通过配置于检测位置的检测机构的发光部和受光部，能够检测配置于远离工业用机器人的位置的输送对象物。另外，在本发明中，当工业用机器人进行规定动作时，通过将检测机构配置于发光部及受光部接近手的避让位置，可以防止检测机构在工业用机器人进行规定动作时成为工业用机器人的动作的障碍。即，在本发明中，可以由安装于手的基端部的检测机构检测配置于远离工业用机器人的位置的输送对象物，还可以防止检测机构在工业用机器人进行规定动作时成为工业用机器人的动作的障碍。
在本发明中，理想的是，发光部和受光部以在水平方向上隔开间隔的状态配置，发光部的光轴与水平方向平行，转动机构使检测机构以与发光部的光轴平行的方向为转动的轴方向在检测位置和避让位置之间转动。据此，可以进一步减少配置于避让位置的检测机构的、在从手的前端朝向基端的方向上自手的突出量。因此，可以可靠地防止检测机构成为工业用机器人的动作的障碍。
在本发明中，例如，转动机构使检测机构在检测位置和避让位置之间转动90°。在该情况下，可以将检测机构的转动范围设为必要的最小范围。另外，在该情况下，例如，检测机构具备保持发光部及受光部的平板状的保持部件，当检测机构配置于检测位置时，保持部件的厚度方向和上下方向一致，当检测机构配置于避让位置时，保持部件的厚度方向和水平方向一致。
在本发明中，理想的是，检测机构具备保持部件和信号处理部，该保持部件保持发光部及受光部，该信号处理部具有安装有对受光部的输出信号进行处理的信号处理电路的电路基板，转动机构具备固定于保持部件的转动轴和固定于手的基端部且使转动轴转动的驱动源，信号处理部安装在保持部件上。一般来说，作为从信号处理部朝向手引出的配线，由于可以使用比连接受光部和信号处理部的配线粗的配线，据此，可以沿着转动轴穿绕比连接受光部和信号处理部的配线粗的配线。因此，即使沿着转动轴穿绕的配线伴随转动轴的转动而反复变形，也能够防止该配线断线。
发明效果
如上所述，在本发明中，在输送半导体晶圆等输送对象物的工业用机器人中，通过安装在手的基端部的检测机构可以检测配置于远离工业用机器人的位置的输送对象物，还可以防止检测机构在工业用机器人进行规定动作时成为工业用机器人的动作的障碍。
附图说明
图1是本发明的实施方式的工业用机器人的局部立体图。
图2是图1所示的手等的俯视图。
图3是图2所示的检测机构及转动机构的立体图。
图4是用于说明图2所示的检测机构的动作的侧视图。
附图标记说明
1…机器人(工业用机器人)；2…晶圆(半导体晶圆、输送对象物)；3…手；10…检测机构；10A…检测位置；10B…避让位置；11…转动机构；21…发光部；22…受光部；23…保持部件；24…电路基板；25…信号处理部；28…转动轴；29…气缸(驱动源)；L…发光部的光轴。
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是本发明的实施方式的工业用机器人1的局部的立体图。图2是图1所示的手3等的俯视图。
本方式的工业用机器人1(以下，设为“机器人1”。)是用于输送作为输送对象物的半导体晶圆2(以下，设为“晶圆2”。)的机器人。晶圆2形成为薄的圆盘状。机器人1例如从在上下方向上以固定间距收纳有多个晶圆2的FOUP(前开式晶圆传送盒)等盒(省略图示)同时搬出多个晶圆2，并将从盒中搬出的多个晶圆2搬入到构成半导体制造系统(省略图示)的规定处理装置中。另外，机器人1从在上下方向上以固定间距收纳有多个晶圆2的处理装置同时搬出多个晶圆2，并将搬出的多个晶圆2搬入到盒中。
机器人1具备：装载晶圆2的手3、4；在前端侧可转动地连接手3的臂5；在前端侧可转动地连接手4的臂6；可转动地连接臂5、6的基端侧的臂支承部7；可转动地保持臂支承部7的升降部8；可升降地保持升降部8的柱部9。另外，机器人1具备用于检测晶圆2的检测机构10和使检测机构10转动的转动机构11。
臂5、6由第一臂部14和第二臂部15构成。第一臂部14的基端侧可转动地与臂支承部7连接。第二臂部15的基端侧可转动地与第一臂部14的前端侧连接。手3、4可转动地与第二臂部15的前端侧连接。第一臂部14配置于比臂支承部7靠上侧的位置，第二臂部15配置于比第一臂部14靠上侧的位置。手3、4配置于比第二臂部15靠上侧的位置。
手3由装载晶圆2的多个板16和保持多个板16的板保持部17构成。板16构成手3的前端侧部分，晶圆2装载于手3的前端侧。板保持部17构成手3的基端侧部分，板16的基端部安装于板保持部17。本方式的手3具备五张板16。五张板16在上下方向上以规定间距配置。另外，五张板16朝向相同的方向。板保持部17可转动地与第二臂部15的前端侧连接。板保持部17具备改变五张板16的间距的间距变更机构(省略图示)。
手4由装载晶圆2并且构成手4的前端侧部分的一张板(省略图示)和保持该板并且构成手4的基端侧部分的板保持部18构成。板保持部18可转动地与第二臂部15的前端侧连接。
机器人1具备使臂5相对于臂支承部7伸缩的臂驱动机构。该臂驱动机构使臂5相对于臂支承部7伸缩，使得手3以朝向固定方向的状态直线移动。另外，机器人1具备使臂6相对于臂支承部7伸缩的臂驱动机构。该臂驱动机构使臂6相对于臂支承部7伸缩，使得手4以朝向固定方向的状态直线移动。
升降部8将臂支承部7保持为可以实现臂支承部7相对于升降部8以上下方向为转动的轴向的转动。柱部9形成为在上下方向上细长的柱状，如上所述，将升降部8保持为能够升降。机器人1具备使臂支承部7相对于升降部8转动的转动机构和使升降部8相对于柱部9升降的升降机构。
(检测机构及转动机构的结构)
图3是图2所示的检测机构10及转动机构11的立体图。图4是用于说明图2所示的检测机构10的动作的侧视图。
在以下的说明中，将与上下方向(铅锤方向、图3等的Z方向)正交的图3等中的X方向设为“前后方向”，将与上下方向和前后方向正交的图3等中的Y方向设为“左右方向”。另外，以下，为了便于说明，将前后方向的一侧即图3等中的X1方向侧设为“前”侧，将其相反侧即图3等中的X2方向侧设为“后”侧。在本方式中，前侧是手3的前端侧，后侧是手3的基端侧。即，前方向是从手3的基端朝向前端的方向，后方向是从手3的前端朝向基端的方向。
检测机构10是用于检测在上下方向上以固定间距收纳多个晶圆2的盒或处理装置的各层上是否存在晶圆2的映射传感器(映射机构)。另外，检测机构10是具有发光部21和接收从发光部21射出的光的受光部22的透射型光学式传感器。发光部21和受光部22以在水平方向上隔开间隔的状态配置，发光部21的光轴L与水平方向平行。具体地说，发光部21和受光部22以在左右方向上隔开间隔的状态配置，发光部21的光轴L与左右方向平行。另外，发光部21的发光元件和受光部22的受光元件在左右方向上对置。
检测机构10安装于手3的基端部(后端部)。即，检测机构10安装于板保持部17的后端部。检测机构10比手3的后端(基端)更向后侧突出。检测机构10除了发光部21及受光部22以外，还具备保持发光部21及受光部22的平板状的保持部件23和具有电路基板24的信号处理部25。在电路基板24上安装有处理受光部22的输出信号的信号处理电路。
检测机构10经由转动机构11安装在板保持部17的后端部，能够相对于手3以水平方向为转动的轴向转动。具体地说，检测机构10能够相对于手3以左右方向为转动的轴向转动。即，检测机构10可转动地安装于手3的基端部。
检测机构10能够在发光部21及受光部22远离手3的检测位置10A和发光部21及受光部22接近手3的避让位置10B(参照图4(B))之间转动。更具体地说，检测机构10能够在发光部21及受光部22在前后方向上远离手3的检测位置10A和发光部21及受光部22在前后方向上接近手3的避让位置10B之间转动90°。
当检测机构10配置于检测位置10A时，形成为平板状的保持部件23的厚度方向和上下方向一致。当检测机构10配置于避让位置10B时，保持部件23的厚度方向和水平方向一致。具体地说，当检测机构10配置于避让位置10B时，保持部件23的厚度方向和前后方向一致。
另外，检测机构10能够以构成转动机构11的一部分的后述的转动轴28为转动中心转动。转动轴28与检测机构10配置于检测位置10A时的保持部件23的前端部连接，且与检测机构10配置于避让位置10B时的保持部件23的下端部连接。就发光部21及受光部22而言，当检测机构10配置于检测位置10A时，从保持部件23的后端向后侧突出，当检测机构10配置于避让位置10B时，从保持部件23的上端向上侧突出。当检测机构10配置于避让位置10B时，检测机构10相对于手3处于折叠的状态。
安装在电路基板24上的信号处理电路进行模拟信号即受光部22的输出信号的放大等，将受光部22的输出信号转换为成电子信号，并且输出该电子信号。信号处理部25安装于保持部件23。就信号处理部25而言，当检测机构10配置于检测位置10A时，其配置于保持部件23的上侧，当检测机构10配置于避让位置10B时，其配置于保持部件23的前侧。
转动机构11具备固定于保持部件23的转动轴28和作为使转动轴28转动的驱动源的气缸29。转动轴28配置为转动轴28的轴向和左右方向一致。转动轴28的一端部固定于保持部件23。转动轴28的另一端部安装于气缸29。气缸29是摆动式气缸。气缸29固定于支架30上。支架30固定于板保持部17的后端部。即，气缸29经由支架30固定于手3的基端部。
转动机构11使检测机构10在检测位置10A和避让位置10B之间转动。具体地说，转动机构11使检测机构10以转动轴28为转动中心(即，以左右方向为转动的轴向)在检测位置10A和避让位置10B之间转动。即，转动机构11使检测机构10以与发光部21的光轴L平行的方向为转动的轴向在检测位置10A和避让位置10B之间转动。另外，转动机构11使检测机构10在检测位置10A和避让位置10B之间转动90°。当检测在盒或处理装置的各层是否存在晶圆2时，检测机构10配置于检测位置10A，在其他时候，检测机构10配置于避让位置10B。
例如，当由检测机构10检测在盒的各层是否存在晶圆2时，机器人1使臂支承部7相对于升降部8转动，使得发光部21及受光部22面向盒侧，并且使臂5相对于臂支承部7伸到从发光部21朝向受光部22的光被收纳在盒中的晶圆2遮住的位置，并使发光部21及受光部22接近盒。在该状态下，使升降部8相对于柱部9升降，由检测机构10检测晶圆2的有无。
(本实施方式的主要效果)
如上所述，在本方式中，转动机构11使检测机构10在发光部21及受光部22远离手3的检测位置10A和发光部21及受光部22接近手3的避让位置10B之间转动。因此，在本方式中，通过配置于检测位置10A的检测机构10的发光部21和受光部22，可以检测配置于远离机器人1的位置的晶圆2。
另外，在本方式中，检测机构10在检测在盒或处理装置的各层是否存在晶圆2时配置于检测位置10A，但在其他时候，检测机构10配置于避让位置10B。因此，在本方式中，当机器人1进行除检测机构10对晶圆2的检测动作以外的规定动作时，例如，可以防止检测机构10和柱部9发生干扰。即，在本方式中，可以防止检测机构10在机器人1进行除检测机构10对晶圆2的检测动作以外的规定动作时成为机器人1的动作的障碍。
这样，在本方式中，通过安装于手3的基端部的检测机构10，能够检测配置于远离机器人1的位置上的晶圆2，还能够防止当机器人1进行规定动作时检测机构10成为机器人1的动作的障碍。另外，在本方式中，由于当机器人1进行除检测机构10对晶圆2的检测动作以外的规定动作时，检测机构10配置于避让位置10B，因此可以减小臂支承部7以将臂5缩回的状态相对于升降部8转动时的最大转动半径。
在本方式中，转动机构11使检测机构10以与发光部21的光轴L平行的方向为转动的轴向在检测位置10A和避让位置10B之间转动。因此，在本方式中，可以进一步减小配置于避让位置10B的检测机构10从手3的后端朝向后侧的突出量。因此，在本方式中，当机器人1进行除检测机构10对晶圆2的检测动作以外的规定动作时，可以可靠地防止检测机构10成为机器人1的动作的障碍。
在本方式中，转动机构11使检测机构10在检测位置10A和避让位置10B之间转动90°。因此，在本方式中，通过安装在手3的基端部的检测机构10，能够检测配置于远离机器人1的位置的晶圆2，并且能够防止检测机构10在机器人1进行除检测机构10对晶圆2的检测动作以外的规定动作时成为机器人1的动作的障碍，还能够将检测机构10的转动范围设为必要的最小范围。
在本方式中，信号处理部25安装于保持部件23。一般来说，作为从信号处理部25朝向手3引出的配线，可以使用比连接受光部22和信号处理部25的配线粗的配线，因此，在本方式中，可以沿着转动轴28穿绕比连接受光部22和信号处理部25的配线粗的配线。因此，在本方式中，即使沿着转动轴28穿绕的配线随着转动轴28的转动反复变形，也能够防止该配线的断线。
(其他实施方式)
上述的方式是本发明的最佳方式的一例，但不限于此，可以在不变更本发明的主旨的范围内实施各种变形。
在上述的方式中，也可以是，当检测机构10配置于避让位置10B时，保持部件23的厚度方向相对于前后方向倾斜。即，在上述的方式中，转动机构11也可以使检测机构10在检测位置10A和避让位置10B之间以超过90°的角度转动，也可以使检测机构10在检测位置10A和避让位置10B之间以小于90°的角度转动。另外，在上述的方式中，转动机构11也可以使检测机构10以上下方向为转动的轴向转动，也可以使检测机构10以与前后方向正交的方向即相对于上下方向和左右方向倾斜的方向为转动的轴向转动。
在上述的方式中，检测机构10也可以是反射型光学式传感器。另外，在上述的方式中，使转动轴28转动的驱动源也可以是电动机。此外，在上述的方式中，信号处理部25也可以安装于板保持部17。另外，在上述的方式中，检测机构10经由转动机构11可转动地安装于手3的基端部，但检测机构10也可以直接可转动地安装于手3的基端部。
在上述的方式中，手3所具有的板16的数量也可以少于四张，也可以在六张以上。另外，在上述的方式中，机器人1也可以具备使手3、4直线移动的移动机构来代替臂5、6。此外，在上述的方式中，机器人1也可以不具备手4及臂6。另外，在上述的方式中，机器人1也可以输送晶圆2以外的输送对象物。

Claims (5)

1.一种工业用机器人，其特征在于，
具备：在前端侧装载输送对象物的手、用于检测所述输送对象物的检测机构以及使所述检测机构转动的转动机构，
所述检测机构具备发光部和接收从所述发光部射出的光的受光部，并且可转动地安装于所述手的基端部，
所述转动机构使所述检测机构在所述发光部及所述受光部远离所述手的检测位置和所述发光部及所述受光部接近所述手的避让位置之间转动。
2.根据权利要求1所述的工业用机器人，其特征在于，
所述发光部和所述受光部以在水平方向上隔开间隔的状态配置，
所述发光部的光轴与水平方向平行，
所述转动机构使所述检测机构以与所述发光部的光轴平行的方向为转动的轴方向在所述检测位置和所述避让位置之间转动。
3.根据权利要求2所述的工业用机器人，其特征在于，
所述转动机构使所述检测机构在所述检测位置和所述避让位置之间转动90°。
4.根据权利要求3所述的工业用机器人，其特征在于，
所述检测机构具备保持所述发光部及所述受光部的平板状的保持部件，
当所述检测机构配置于所述检测位置时，所述保持部件的厚度方向和上下方向一致，
当所述检测机构配置于所述避让位置时，所述保持部件的厚度方向和水平方向一致。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的工业用机器人，其特征在于，
所述检测机构具备保持部件和信号处理部，该保持部件保持所述发光部及所述受光部，该信号处理部具有安装有对所述受光部的输出信号进行处理的信号处理电路的电路基板，
所述转动机构具备固定于所述保持部件的转动轴和固定于所述手的基端部且使所述转动轴转动的驱动源，
所述信号处理部安装在所述保持部件上。
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