JP2004090186A - クリーン搬送ロボット - Google Patents
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Abstract
【課題】基本構成部分の共通化を図りつつ、その他の構成部分については、基本構成部分に対して選択的に組み付けることによって、多種多様な作業環境及び作業内容などに十分に適用できる安価なクリーン搬送ロボットを提供すること。
【解決手段】クリーン搬送ロボットは、鉛直軸回りに回転可能な回転板１２と、回転板１２上に立設された支柱１３と、支柱１３に昇降可能に配設された取付ブラケット１５とを備え、取付ブラケット１５に複数種類の基板搬送ユニット２００Ａ〜２００Ｅが択一的に組み付けられる。
【選択図】図１
【解決手段】クリーン搬送ロボットは、鉛直軸回りに回転可能な回転板１２と、回転板１２上に立設された支柱１３と、支柱１３に昇降可能に配設された取付ブラケット１５とを備え、取付ブラケット１５に複数種類の基板搬送ユニット２００Ａ〜２００Ｅが択一的に組み付けられる。
【選択図】図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーン搬送ロボット、詳しくは、半導体基板、ＬＣＤ，ＰＤＰ，ＦＥＤ等ＦＰＤ（フラット・パネル・ディスプレイ）基板搬送用のクリーンロボットとして好適なクリーン搬送ロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、基板搬送用のクリーン搬送ロボットは、例えば、処理すべき基板をカセット又はコンベアなどから取り出して処理ステージに搬入し、処理ステージで処理された基板を処理ステージから搬出してカセットに収納するなどの一連の作業を行っている。
【０００３】
しかし、クリーン搬送ロボットが置かれる作業環境及びその作業内容などは、ユーザーにおいて様々であるため、通常、メーカー側においては、このような実情を考慮して予め基本タイプの異なるロボット（例えば、特開２００２−１５８２７２号公報にはスカラロボットが、特開平１１−２０４６１７号公報には、直動式ロボットが開示されている。）を複数用意している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、基本タイプの異なる複数のロボットを独立して製造することがコスト高を招く点に着目し、基本構成部分の共通化を図りつつ、その他の構成部分については、基本構成部分に対して選択的に組み付けることによって、多種多様な作業環境及び作業内容などに十分に適用できる安価なクリーン搬送ロボットを提供することを主な目的とする。
【０００５】
また、本発明は、近年のＦＰＤの大型化に伴う基板サイズの大型化に十分に対応できるクリーン搬送ロボットを提供することを目的とする。つまり、従来のクリーン搬送ロボットでは基板サイズの大型化に伴うストロークの増大によるロボットハンドの垂れが増大し、また、横置きカセット内での基板中央部の垂れが増大することになるため、ロボットと基板との干渉を防止するためにロボットの動作を複雑に制御する必要が生じたり、横置きカセットの高さ寸法を拡大させることによって基板パスラインが上昇し、ロボットの上下移動ストロークを増大させる必要が生じるが、本発明は、ロボットの動作を複雑に制御する必要が無く、また、基板パスラインの上昇にも十分に対応できるクリーン搬送ロボットを提供することを目的とする。
【０００６】
さらに、本発明は、大型のガラス基板に撓みを発生させないで搬送する縦型搬送コンベアから垂直状態のガラス基板を取り出し可能なクリーン搬送ロボットを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るクリーン搬送ロボットは、鉛直軸回りに回転可能な回転板と、該回転板上に立設された支柱と、該支柱に昇降可能に配設された取付ブラケットとを備え、該取付ブラケットに複数種類の基板搬送ユニットが択一的に組み付けられることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に係るクリーン搬送ロボットによると、取付ブラケットに任意の基板搬送ユニットを組み付けることによって、ユーザーの作業環境及び作業内容に適したロボットを得ることが可能となり、回転板と支柱と取付ブラケットの共通化により安価なロボットを提供できるようになる。また、作業環境及び作業内容の変更に対して、基板搬送ユニットを交換するだけで変更後の作業環境及び作業内容に適したロボットを容易に得ることが可能になる。また、支柱に対し昇降可能に取付ブラケットを配設したことにより、十分に大きな上下移動ストロークを確保できる。
【０００９】
請求項２に係るクリーン搬送ロボットは、請求項１において、前記支柱は門型支柱であることを特徴とする。支柱は、１本のみの支柱でもよいが、門型支柱にすることによって基板搬送ユニットのモーメント負荷を減少させることができる。
【００１０】
請求項３に係るクリーン搬送ロボットは、請求項１又は２において、前記複数種類の基板搬送ユニットには、前記取付ブラケットに取り付けられる水平方向へ伸縮可能な複数段の直動式スライド部と、該直動式スライド部に延設された多関節型又はスカラ型アーム部とからなる大型基板対応型基板搬送ユニットが含まれることを特徴とする。直動式スライド部に多関節型又はスカラ型アーム部を延設したことにより、直動式スライド部の高剛性と多関節型又はスカラ型アーム部の長ストロークの両者の利点を有効に利用できるようになり、基板サイズの大型化に対し、ストロークを増大させつつアーム部の撓み（垂れ）を防止可能になり、ロボット制御の複雑化を招かなくなる。
【００１１】
請求項４に係るクリーン搬送ロボットは、請求項３において、前記多関節型又はスカラ型アーム部は、ハンド部の長手方向と直交する水平軸回りに回転可能なハンド部を備えることを特徴とする。ハンド部が上記のような水平軸回りに回転可能とされることから、ハンド部を縦状態（鉛直状態を含む。）にすることができ、ハンド部を縦状態にして回転板を回転させると、ハンド部を水平状態にしたままで回転板を回転させる場合と比べ、ロボットの旋回半径が小さくなる、換言すると、フットプリントを縮小化することができ、また、例えば縦型搬送コンベアから縦置き基板を取り出し可能になる。
【００１２】
請求項５に係るクリーン搬送ロボットは、請求項３において、前記多関節型又はスカラ型アーム部は、ハンド部の長手方向と平行な水平軸回りに回転可能なハンド部を備えることを特徴とする。ハンド部が上記のような水平軸回りに回転可能とされることから、ハンド部を縦状態にすることができ、例えば縦型搬送コンベアで搬送されてきた縦置き基板を取り出すことが可能になる。
【００１３】
請求項６に係るクリーン搬送ロボットは、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記複数種類の基板搬送ユニットには、前記取付ブラケットに取り付けられる水平方向へ伸縮可能な複数段の直動式スライド部と、該直動式スライド部に延設され該直動式スライド部の移動方向と同一方向へ移動可能とされるとともに該直動式スライド部の移動方向と平行な水平軸回りに回転可能なハンド部とからなるハンド前後方向回転型基板搬送ユニットが含まれることを特徴とする。このロボットは、多関節型又はスカラ型アーム部を備えていないことからストロークは短くなるが、直動式スライド部の高剛性により、より大型サイズの基板の搬送に適したロボットとなる。また、ハンド部が上記のような水平軸回りに回転可能とされているため、基板を表裏反転させる必要のある作業内容に適したロボットとなる。
【００１４】
請求項７に係るクリーン搬送ロボットは、請求項１〜６のいずれかにおいて、前記複数種類の基板搬送ユニットには、前記取付ブラケットに取り付けられる水平方向へ伸縮可能な複数段の直動式スライド部と、該直動式スライド部に延設され該直動式スライド部の移動方向と同一方向へ移動可能とされるとともに該直動式スライド部の移動方向と平行な水平軸回りに回転可能なハンド部とからなるハンド左右方向回転型基板搬送ユニットが含まれることを特徴とする。このロボットは、請求項６記載のロボットと同様、多関節型又はスカラ型アーム部を備えていないことからストロークは短くなるが、直動式スライド部の高剛性により、より大型サイズの基板の搬送に適したロボットとなる。また、ハンド部が上記のような水平軸回りに回転可能とされているため、請求項５記載のロボットと同様、ハンド部を縦状態にすることができ、例えば縦型搬送コンベアで搬送されてきた縦置き基板を取り出すことが可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係るクリーン搬送ロボットの基本構成部とこの基本構成部に択一的に組み付けられる基板搬送ユニットを模式的に表した分解斜視図、図２〜図４は、第１のクリーン搬送ロボットの動作説明図、図５〜図８は、第２のクリーン搬送ロボットの動作説明図、図９〜図１１は、第３のクリーン搬送ロボットの動作説明図、図１２〜図１６は、第４のクリーン搬送ロボットの動作説明図、図１７〜図２２は、同じく第４のクリーン搬送ロボットの他の動作説明図、図２３〜図２５は、第５のクリーン搬送ロボットの動作説明図、図２６及び図２７は、上記第５のクリーン搬送ロボットの作業説明図、図２８は、ハンド部の反転動作説明図をそれぞれ示す。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態に係るクリーン搬送ロボットは、基本構成部１００とこの基本構成部１００に対して択一的に組み付けられる複数種類の基板搬送ユニット２００（２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ，２００Ｄ，２００Ｅ）とから構成される。
【００１８】
基本構成部１００は、床面に設置されるベースプレート１１を備え、ベースプレート１１上に回転板１２が回転可能に設けられている。回転板１２は、内部に図示しない駆動機構を備え、この駆動機構によって鉛直軸（θ軸）回りに回転駆動される。駆動機構は、例えば、サーボモータ、ラック、ピニオンなどを備えて構成される。
【００１９】
回転板１２の上には、門型支柱１３が固定されている。門型支柱１３の左右の柱１３ａ，１３ｂの内部には、ボールネジ１４が鉛直方向に設けられており、各ボールネジ１４は、図示しない駆動機構によって同期回転するよう構成されている。駆動機構は、例えば、サーボモータ、ベルト、プーリーなどを備えて構成される。
【００２０】
各ボールネジ１４には、取付ブラケット１５が配設されている。取付ブラケット１５は、ボールネジ１４に螺合した雌ネジ部を有しており、ボールネジ１４の回転により上下方向（Ｚ軸方向）へ移動できる。
【００２１】
次に、取付ブラケット１４に取り付けられる基板搬送ユニット２００について説明する。
【００２２】
図１において最上部に図示した第１の基板搬送ユニット２００Ａは、図２〜図４にも示すように、直動式スライド部２１とこの直動式スライド部２１に延設された上下２つのハンド部２２，２３とから構成される。直動式スライド部２１は、下段プレート２１ａ及び上段プレート２１ｂを備え、下段プレート２１ａは取付ブラケット１５に固定され、上段プレート２１ｂは、下段プレート２１ａに対し水平長手方向（Ａ軸方向）へ移動可能とされる。各ハンド部２２，２３は、上段プレート２１ｂに対し各々独立して水平長手方向（Ａ軸方向）へ移動可能とされる。上段プレート２１ｂ及びハンド部２２，２３の駆動機構は、例えば、サーボモータ、ラック、ピニオン、ベルトなどを備えて構成される。
【００２３】
このような第１の基板搬送ユニット２００Ａが基本構成部１００に取り付けられた第１のクリーン搬送ロボット３００Ａは、例えば、図２に示す状態、つまり、直動式スライド部２１が縮んだ状態でかつ各々基板４００を保持した２つのハンド部２２，２３が後退した状態で、基板搬送ユニット２００Ａを上下方向（Ｚ軸方向）へ移動させたり、門型支柱１３をθ軸回りに回転させ、また、図３に示すように、図２図示の状態から直動式スライド部２１を伸ばすとともに上側のハンド部２２のみをＡ軸方向へ前進させて上側のハンド部２２の最大ストロークを得、また、図４に示すように、図２図示の状態から直動式スライド部２１を伸ばすとともに下側のハンド部２３のみをＡ軸方向へ前進させて下側のハンド部２３の最大ストロークを得るなどして使用することができる。
【００２４】
上記のような第１のクリーン搬送ロボットは、直動式スライド部２１を備えるため、モーメント負荷に対する剛性に優れ大型サイズの基板の搬送に好適である。また、上下２つのハンド部２２，２３を独立して動作させることができるため、多様な作業内容に対応可能となる。
【００２５】
図１において上から二番目に図示した第２の基板搬送ユニット（ハンド前後方向回転型基板搬送ユニット）２００Ｂは、図５〜図８にも示すように、直動式スライド部２１と１つのハンド部２４とから構成される。直動式スライド部２１及びハンド部２４の動作は上記第１の基板搬送ユニット２００Ａの直動式スライド部２１及び各ハンド部２２，２３の動作と同様である。さらに、ハンド部２４は、直動式スライド部２１の移動方向（Ａ軸方向）と直交する水平軸（φ１軸）回りに回転可能とされる。このハンド部２４の駆動機構は、例えば、サーボモータ、ウオーム、ウオームホイールなどを備えて構成される。
【００２６】
このような第２の基板搬送ユニット（ハンド前後方向回転型基板搬送ユニット）２００Ｂが基本構成部１００に取り付けられた第２のクリーン搬送ロボット３００Ｂは、例えば、図５に実線で示す状態、つまり、直動式スライド部２１が縮んだ状態でかつ基板４００を保持したハンド部２４が後退した状態で、基板搬送ユニット２００Ｂを上下方向（Ｚ軸方向）へ移動させたり、門型支柱１３をθ軸回りに回転させ、また、図５に実線で示す状態から二点鎖線で示すように直動式スライド部２１及びハンド部２４をＡ軸方向へ伸ばして最大ストロークを得、また、図５図示の状態からハンド部２４をφ１軸回りに回転させ、図６図示の状態を経た後、図７に示すように、ハンド部２４をφ１軸回りに１８０°回転させて基板４００の表裏を反転させるとともに直動式スライド部２１をＡ軸の反対方向へ伸ばし、図５に二点鎖線で示す状態とは反対のＡ軸方向において最大ストロークを得、また、図８に示すように、図５に二点鎖線で示す状態から、ハンド部２４をφ１軸回りに下方へ９０°回転させ、基板４００を縦状態にし、基板搬送ユニット２００ＢをＺ軸方向へ下降させるなどして使用することができる。
【００２７】
上記のような第２のクリーン搬送ロボット３００Ｂは、直動式スライド部２１の高剛性により、モーメント負荷に対する剛性に優れ大型サイズの基板の搬送に好適である。また、ハンド部２４が水平軸（φ１軸）回りに回転可能とされているため、基板４００を表裏反転させる必要のある作業内容や、縦型搬送コンベア上から縦状態の基板４００を取り出したり基板４００を縦状態にして処理ステージなどにセットする必要のある作業内容に適したロボットとなる。
【００２８】
図１において上から三番目に図示した第３の基板搬送ユニット（ハンド左右方向回転及び移動型基板搬送ユニット）２００Ｃは、図９〜図１１にも示すように、直動式スライド部２１と１つのハンド部２４とから構成される。直動式スライド部２１及びハンド部２４の動作は上記第１の基板搬送ユニット２００Ａの直動式スライド部２１及び各ハンド部２２，２３の動作と同様である。さらに、ハンド部２４は、直動式スライド部２１の移動方向（Ａ軸方向）と直交する水平軸方向（Ｂ軸方向）へ移動可能とされるとともにＡ軸方向と平行な水平軸（φ２軸）回りに回転可能とされる。このハンド部２４のＢ軸方向への駆動機構は、例えば、サーボモータ、ラック、ピニオン、ベルトなどを備えて構成され、また、ハンド部２４のφ２軸回りの駆動機構は、例えば、サーボモータ、ウオーム、ウオームホイールなどを備えて構成される。
【００２９】
このような第３の基板搬送ユニット（ハンド左右方向回転及び移動型基板搬送ユニット）２００Ｃが基本構成部１００に取り付けられた第３のクリーン搬送ロボット３００Ｃは、例えば、図９に示す状態、つまり、直動式スライド部２１が縮んだ状態でかつ基板４００を保持したハンド部２４が後退した状態で、基板搬送ユニット２００Ｃを上下方向（Ｚ軸方向）へ移動させたり、門型支柱１３をθ軸回りに回転させ、また、図９図示の状態から図１０図示の状態を経た後、図１１に示すように、直動式スライド部２１及びハンド部２４をＡ軸方向へ伸ばして最大ストロークを得、さらに、ハンド部２４をφ２軸回りに９０°回転させて基板４００を縦状態にするとともにハンド部２４をＢ軸方向へ移動するなどして使用することができる。
【００３０】
上記のような第３のクリーン搬送ロボット３００Ｃは、直動式スライド部２１の高剛性により、モーメント負荷に対する剛性に優れ大型サイズの基板の搬送に好適である。また、ハンド部２４が水平軸（φ２軸）回りに回転可能とされているため、基板４００を表裏反転させる必要のある作業内容や、縦型搬送コンベア５００（図２６，２７参照）上から縦状態の基板４００を取り出したり基板４００を縦状態にして処理ステージ６００（図２６参照）などにセットする必要のある作業内容に適したロボットとなる。
【００３１】
図１において下から二番目に図示した第４の基板搬送ユニット２００Ｄは、図１２〜図１６及び図１７〜図２２にも示すように、直動式スライド部２１とこの直動式スライド部２１に延設された多関節型アーム部２５とから構成される。直動式スライド部２１は、下段プレート２１ａ及び上段プレート２１ｂを備え、下段プレート２１ａは取付ブラケット１５に固定され、上段プレート２１ｂは、下段プレート２１ａに対し水平長手方向（Ａ軸方向）へ移動可能とされる。多関節型アーム部２５は、ハンド部２６と第１アーム部２７と第２アーム部２８を備え、第２アーム部２８は、その基部が直動式スライド部２１の上段プレート２１ｂに対し鉛直方向のＡ３軸回りに回転可能とされ、第１アーム部２７は、その基部が第２アーム部２８に対し鉛直方向のＡ２軸回りに回転可能とされ、ハンド部２６は、その基部が第１アーム部２７に対し鉛直方向のＡ１軸回りに回転可能とされる。これらの駆動機構は、例えばサーボモータ、ベルトなどを備えて構成される。また、ハンド部２６は、長手方向と直交する水平軸（φ１軸）回りに回転可能とされる。この駆動機構は、例えば、サーボモータ、ウオーム、ウオームホイールなどを備えて構成される。
【００３２】
このような第４の基板搬送ユニット２００Ｄが基本構成部１００に取り付けられた第４のクリーン搬送ロボット３００Ｄは、例えば、図１２に示す状態、つまり、直動式スライド部２１が縮んだ状態でかつ基板４００を保持した多関節型アーム部２５が縮んだ状態で、基板搬送ユニット２００Ｄを上下方向（Ｚ軸方向）へ移動させたり、門型支柱１３をθ軸回りに回転させ、また、図１２図示の状態からハンド部２６を上方へφ１軸回りに９０°回転させて図１３に示すようにハンド部２６を縦状態にしたり、図１４に示すように、図１２図示の状態から上段プレート２１ｂをＡ軸方向へ前進させ、その後、図１５に示すように、ハンド部２６、第１アーム部２７及び第２アーム部２８をそれぞれＡ１軸、Ａ２軸及びＡ３軸回りに回転させることによって多関節型アーム部２５を伸ばして最大ストロークを得、また、図１６に示すように、第１アーム部２７を伸ばした状態でハンド部２６をφ１軸回りに下方へ９０°回転させ基板４００を縦状態にし、基板搬送ユニット２００ＤをＺ軸方向へ下降させるなどして使用することができる。
【００３３】
また、第４のクリーン搬送ロボット３００Ｄは、例えば、図１７に示す状態（図１２に示す状態と同様な状態である。）からハンド部２６をφ１軸回りに上方へ９０°回転させて図１８（図１３と一致する。）に示すようにハンド部２６を縦状態にし、その後、図１９に示すように縦状態のハンド部２６を鉛直軸（Ａ１軸）回りに１８０°回転させた後、ハンド部２６をφ１軸回りに下方へ９０°回転させることにより、図２０に示すように、図１８図示の状態に対しハンド部２６が基板４００を表裏反対に保持する状態とし、図２０図示の状態から、図２１に示すように、ハンド部２６、第１アーム部２７及び第２アーム部２８をそれぞれＡ１軸、Ａ２軸及びＡ３軸回りに回転させることによってハンド部２６を前進させ、また、図２２に示すように、第１アーム部２７を伸ばした状態でハンド部２６をφ１軸回りに下方へ９０°回転させることによって基板４００を縦状態にし、基板搬送ユニット２００ＤをＺ軸方向に下降させるなどして使用することができる。
【００３４】
上記のような第４のクリーン搬送ロボット３００Ｄは、直動式スライド部２１に多関節型アーム部２５を延設したことにより、直動式スライド部２１の高剛性と多関節型アーム部２５の長ストロークの両者の利点を有効に利用できるようになり、基板サイズの大型化に対し、ストロークを増大させつつハンド部２６の撓み（垂れ）を防止可能になり、ロボット制御の複雑化を招かなくなる。さらに、ハンド部２６がその長手方向と直交する水平軸（φ１軸）回りに回転可能とされることから、ハンド部２６を縦状態にすることができ、ハンド部２６を縦状態にして回転板１２を回転させると、ハンド部２６を水平状態にしたままで回転板１２を回転させる場合と比べ、ロボットの旋回半径が小さくなる、換言すると、フットプリントを縮小化することができ、また、例えば縦型搬送コンベア５００（図２６，２７参照）から縦状態の基板４００を取り出し可能になる。
【００３５】
図１において最下部に図示した第５の基板搬送ユニット２００Ｅは、図２３〜図２５にも示すように、直動式スライド部２１とこの直動式スライド部２１に延設された多関節型アーム部２５とから構成される。直動式スライド部２１は、上記第４の基板搬送ユニット２００Ｄの直動式スライド部２１と同様に構成される。多関節型アーム部２５は、上記第４の基板搬送ユニット２００Ｄの多関節型アーム部２５と同様に構成される。ただし、ハンド部２６は、その長手方向と平行な水平軸（φ２軸）回りに回転可能とされる。この駆動機構は、例えば、サーボモータ、ウオーム、ウオームホイールなどを備えて構成される。
【００３６】
このような第５の基板搬送ユニット２００Ｅが基本構成部に取り付けられた第５のクリーン搬送ロボット３００Ｅは、例えば、図２３に示す状態、つまり、直動式スライド部２１が縮んだ状態でかつ基板４００を保持した多関節型アーム部２５が縮んだ状態で、基板搬送ユニット２００Ｅを上下方向（Ｚ軸方向）へ移動させたり、門型支柱１３をθ軸回りに回転させ、また、図２４に示すように、図２３図示の状態から上段プレート２１ｂをＡ軸方向へ前進させ、その後、図２５に示すように、ハンド部２６、第１アーム部２７及び第２アーム部２８をそれぞれＡ１軸、Ａ２軸及びＡ３軸回りに回転させることによって多関節型アーム部２５を伸ばして最大ストロークを得、さらに、ハンド部２６を左方向又は右方向へφ２軸回りに９０°回転させてハンド部２６を縦状態にするなどして使用することができる。
【００３７】
上記のような第５のクリーン搬送ロボット３００Ｅは、直動式スライド部２１に多関節型アーム部２５を延設したことにより、上記第４のクリーン搬送ロボット３００Ｄと同様、直動式スライド部２１の高剛性と多関節型アーム部２５の長ストロークの両者の利点を有効に利用できるようになり、基板サイズの大型化に対し、ストロークを増大させつつアーム部の撓み（垂れ）を防止可能になり、ロボット制御の複雑化を招かなくなる。さらに、ハンド部２６がその長手方向と平行な水平軸（φ２軸）回りに回転可能とされることから、ハンド部２６を縦状態にすることができ、例えば縦型搬送コンベア５００（図２６，２７参照）から縦状態の基板４００を取り出し可能になる。
【００３８】
図２６及び図２７は、第５のクリーン搬送ロボット３００Ｅの作業例を示しており、この搬送ロボット３００Ｅは、縦型搬送コンベア５００によって搬送されてきた縦置き基板４００の側方に、図２５に示すような縦状態としたハンド部２６を配し、このハンド部２６を基板４００へ接近させて保持し、その後、ハンド部２６を水平状態に戻したり基板搬送ユニット２００Ｅを縮めた状態にしてから門型支柱１３をθ軸回りに回転させて基板搬送ユニット２００Ｅを処理ステージ６００に正対させ、さらに、基板搬送ユニット２００Ｅを処理ステージ６００に向けて伸ばすなどの作業を行なうことによって、基板４００を縦型搬送コンベア５００上から処理ステージ６００に移載する。
【００３９】
図２８は、第４のクリーン搬送ロボット３００Ｄにおいて、水平状態のハンド部２６をφ１軸回りに１８０°回転させ基板４００の表裏を反転させる際の制御方法を示している。この制御方法は、単にハンド部２６をφ１軸回りに回転させるのではなく、ハンド部２６の回転と同時に、ハンド部２６の前後方向の位置も制御し、基板４００を▲１▼〜▲７▼の順で示すように基板４００の中心位置を前後方向において定位置に維持しながら回転させるようにしたものである。この制御方法によると、基板回転時に基板４００が受ける風圧を減少させることができ、ハンド部２６の回転速度を増大させ、ロボットの作業速度を増大させることが可能になる。
【００４０】
なお、第４、第５の基板搬送ユニット２００Ｄ，２００Ｅは多関節型アーム部２５を用いているが、この多関節型アーム部２５の代わりにスカラ型アーム部（プーリー、ベルトなどによる第１、第２アーム部の回転に従ってハンド部が直進するタイプのもの）を用いるようにしてもよく、この場合にも、多関節型アーム部２５を用いた場合と同様な作用効果を奏する。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によると、基本構成部分の共通化を図りつつ、その他の構成部分については、基本構成部分に対して選択的に組み付けることによって、多種多様な作業環境及び作業内容などに十分に適用できる安価なクリーン搬送ロボットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るクリーン搬送ロボットの基本構成部とこの基本構成部に択一的に組み付けられる基板搬送ユニットを模式的に表した分解斜視図である。
【図２】第１のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図３】同じく第１のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図４】同じく第１のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図５】第２のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図６】同じく第２のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図７】同じく第２のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図８】同じく第２のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図９】第３のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図１０】同じく第３のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図１１】同じく第３のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図１２】第４のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図１３】同じく第４のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図１４】同じく第４のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図１５】同じく第４のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図１６】同じく第４のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図１７】同じく第４のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図１８】同じく第４のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図１９】同じく第４のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図２０】同じく第４のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図２１】同じく第４のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図２２】同じく第４のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図２３】第５のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図２４】同じく第５のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図２５】同じく第５のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図２６】第５のクリーン搬送ロボットの作業説明図である。
【図２７】同じく第５のクリーン搬送ロボットの作業説明図である。
【図２８】第４の基板搬送ユニットのハンド部の反転動作説明図である。
【符号の説明】
１００ 基本構成部
１２ 回転板
１３ 門型支柱（支柱）
１５ 取付ブラケット
２００（２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ，２００Ｄ，２００Ｅ） 基板搬送ユニット
２１ 直動式スライド部
２２，２３，２４，２６ ハンド部
２５ 多関節型アーム部
３００（３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ，３００Ｄ，３００Ｅ） クリーン搬送ロボット
４００ 基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーン搬送ロボット、詳しくは、半導体基板、ＬＣＤ，ＰＤＰ，ＦＥＤ等ＦＰＤ（フラット・パネル・ディスプレイ）基板搬送用のクリーンロボットとして好適なクリーン搬送ロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、基板搬送用のクリーン搬送ロボットは、例えば、処理すべき基板をカセット又はコンベアなどから取り出して処理ステージに搬入し、処理ステージで処理された基板を処理ステージから搬出してカセットに収納するなどの一連の作業を行っている。
【０００３】
しかし、クリーン搬送ロボットが置かれる作業環境及びその作業内容などは、ユーザーにおいて様々であるため、通常、メーカー側においては、このような実情を考慮して予め基本タイプの異なるロボット（例えば、特開２００２−１５８２７２号公報にはスカラロボットが、特開平１１−２０４６１７号公報には、直動式ロボットが開示されている。）を複数用意している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、基本タイプの異なる複数のロボットを独立して製造することがコスト高を招く点に着目し、基本構成部分の共通化を図りつつ、その他の構成部分については、基本構成部分に対して選択的に組み付けることによって、多種多様な作業環境及び作業内容などに十分に適用できる安価なクリーン搬送ロボットを提供することを主な目的とする。
【０００５】
また、本発明は、近年のＦＰＤの大型化に伴う基板サイズの大型化に十分に対応できるクリーン搬送ロボットを提供することを目的とする。つまり、従来のクリーン搬送ロボットでは基板サイズの大型化に伴うストロークの増大によるロボットハンドの垂れが増大し、また、横置きカセット内での基板中央部の垂れが増大することになるため、ロボットと基板との干渉を防止するためにロボットの動作を複雑に制御する必要が生じたり、横置きカセットの高さ寸法を拡大させることによって基板パスラインが上昇し、ロボットの上下移動ストロークを増大させる必要が生じるが、本発明は、ロボットの動作を複雑に制御する必要が無く、また、基板パスラインの上昇にも十分に対応できるクリーン搬送ロボットを提供することを目的とする。
【０００６】
さらに、本発明は、大型のガラス基板に撓みを発生させないで搬送する縦型搬送コンベアから垂直状態のガラス基板を取り出し可能なクリーン搬送ロボットを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るクリーン搬送ロボットは、鉛直軸回りに回転可能な回転板と、該回転板上に立設された支柱と、該支柱に昇降可能に配設された取付ブラケットとを備え、該取付ブラケットに複数種類の基板搬送ユニットが択一的に組み付けられることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に係るクリーン搬送ロボットによると、取付ブラケットに任意の基板搬送ユニットを組み付けることによって、ユーザーの作業環境及び作業内容に適したロボットを得ることが可能となり、回転板と支柱と取付ブラケットの共通化により安価なロボットを提供できるようになる。また、作業環境及び作業内容の変更に対して、基板搬送ユニットを交換するだけで変更後の作業環境及び作業内容に適したロボットを容易に得ることが可能になる。また、支柱に対し昇降可能に取付ブラケットを配設したことにより、十分に大きな上下移動ストロークを確保できる。
【０００９】
請求項２に係るクリーン搬送ロボットは、請求項１において、前記支柱は門型支柱であることを特徴とする。支柱は、１本のみの支柱でもよいが、門型支柱にすることによって基板搬送ユニットのモーメント負荷を減少させることができる。
【００１０】
請求項３に係るクリーン搬送ロボットは、請求項１又は２において、前記複数種類の基板搬送ユニットには、前記取付ブラケットに取り付けられる水平方向へ伸縮可能な複数段の直動式スライド部と、該直動式スライド部に延設された多関節型又はスカラ型アーム部とからなる大型基板対応型基板搬送ユニットが含まれることを特徴とする。直動式スライド部に多関節型又はスカラ型アーム部を延設したことにより、直動式スライド部の高剛性と多関節型又はスカラ型アーム部の長ストロークの両者の利点を有効に利用できるようになり、基板サイズの大型化に対し、ストロークを増大させつつアーム部の撓み（垂れ）を防止可能になり、ロボット制御の複雑化を招かなくなる。
【００１１】
請求項４に係るクリーン搬送ロボットは、請求項３において、前記多関節型又はスカラ型アーム部は、ハンド部の長手方向と直交する水平軸回りに回転可能なハンド部を備えることを特徴とする。ハンド部が上記のような水平軸回りに回転可能とされることから、ハンド部を縦状態（鉛直状態を含む。）にすることができ、ハンド部を縦状態にして回転板を回転させると、ハンド部を水平状態にしたままで回転板を回転させる場合と比べ、ロボットの旋回半径が小さくなる、換言すると、フットプリントを縮小化することができ、また、例えば縦型搬送コンベアから縦置き基板を取り出し可能になる。
【００１２】
請求項５に係るクリーン搬送ロボットは、請求項３において、前記多関節型又はスカラ型アーム部は、ハンド部の長手方向と平行な水平軸回りに回転可能なハンド部を備えることを特徴とする。ハンド部が上記のような水平軸回りに回転可能とされることから、ハンド部を縦状態にすることができ、例えば縦型搬送コンベアで搬送されてきた縦置き基板を取り出すことが可能になる。
【００１３】
請求項６に係るクリーン搬送ロボットは、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記複数種類の基板搬送ユニットには、前記取付ブラケットに取り付けられる水平方向へ伸縮可能な複数段の直動式スライド部と、該直動式スライド部に延設され該直動式スライド部の移動方向と同一方向へ移動可能とされるとともに該直動式スライド部の移動方向と平行な水平軸回りに回転可能なハンド部とからなるハンド前後方向回転型基板搬送ユニットが含まれることを特徴とする。このロボットは、多関節型又はスカラ型アーム部を備えていないことからストロークは短くなるが、直動式スライド部の高剛性により、より大型サイズの基板の搬送に適したロボットとなる。また、ハンド部が上記のような水平軸回りに回転可能とされているため、基板を表裏反転させる必要のある作業内容に適したロボットとなる。
【００１４】
請求項７に係るクリーン搬送ロボットは、請求項１〜６のいずれかにおいて、前記複数種類の基板搬送ユニットには、前記取付ブラケットに取り付けられる水平方向へ伸縮可能な複数段の直動式スライド部と、該直動式スライド部に延設され該直動式スライド部の移動方向と同一方向へ移動可能とされるとともに該直動式スライド部の移動方向と平行な水平軸回りに回転可能なハンド部とからなるハンド左右方向回転型基板搬送ユニットが含まれることを特徴とする。このロボットは、請求項６記載のロボットと同様、多関節型又はスカラ型アーム部を備えていないことからストロークは短くなるが、直動式スライド部の高剛性により、より大型サイズの基板の搬送に適したロボットとなる。また、ハンド部が上記のような水平軸回りに回転可能とされているため、請求項５記載のロボットと同様、ハンド部を縦状態にすることができ、例えば縦型搬送コンベアで搬送されてきた縦置き基板を取り出すことが可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係るクリーン搬送ロボットの基本構成部とこの基本構成部に択一的に組み付けられる基板搬送ユニットを模式的に表した分解斜視図、図２〜図４は、第１のクリーン搬送ロボットの動作説明図、図５〜図８は、第２のクリーン搬送ロボットの動作説明図、図９〜図１１は、第３のクリーン搬送ロボットの動作説明図、図１２〜図１６は、第４のクリーン搬送ロボットの動作説明図、図１７〜図２２は、同じく第４のクリーン搬送ロボットの他の動作説明図、図２３〜図２５は、第５のクリーン搬送ロボットの動作説明図、図２６及び図２７は、上記第５のクリーン搬送ロボットの作業説明図、図２８は、ハンド部の反転動作説明図をそれぞれ示す。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態に係るクリーン搬送ロボットは、基本構成部１００とこの基本構成部１００に対して択一的に組み付けられる複数種類の基板搬送ユニット２００（２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ，２００Ｄ，２００Ｅ）とから構成される。
【００１８】
基本構成部１００は、床面に設置されるベースプレート１１を備え、ベースプレート１１上に回転板１２が回転可能に設けられている。回転板１２は、内部に図示しない駆動機構を備え、この駆動機構によって鉛直軸（θ軸）回りに回転駆動される。駆動機構は、例えば、サーボモータ、ラック、ピニオンなどを備えて構成される。
【００１９】
回転板１２の上には、門型支柱１３が固定されている。門型支柱１３の左右の柱１３ａ，１３ｂの内部には、ボールネジ１４が鉛直方向に設けられており、各ボールネジ１４は、図示しない駆動機構によって同期回転するよう構成されている。駆動機構は、例えば、サーボモータ、ベルト、プーリーなどを備えて構成される。
【００２０】
各ボールネジ１４には、取付ブラケット１５が配設されている。取付ブラケット１５は、ボールネジ１４に螺合した雌ネジ部を有しており、ボールネジ１４の回転により上下方向（Ｚ軸方向）へ移動できる。
【００２１】
次に、取付ブラケット１４に取り付けられる基板搬送ユニット２００について説明する。
【００２２】
図１において最上部に図示した第１の基板搬送ユニット２００Ａは、図２〜図４にも示すように、直動式スライド部２１とこの直動式スライド部２１に延設された上下２つのハンド部２２，２３とから構成される。直動式スライド部２１は、下段プレート２１ａ及び上段プレート２１ｂを備え、下段プレート２１ａは取付ブラケット１５に固定され、上段プレート２１ｂは、下段プレート２１ａに対し水平長手方向（Ａ軸方向）へ移動可能とされる。各ハンド部２２，２３は、上段プレート２１ｂに対し各々独立して水平長手方向（Ａ軸方向）へ移動可能とされる。上段プレート２１ｂ及びハンド部２２，２３の駆動機構は、例えば、サーボモータ、ラック、ピニオン、ベルトなどを備えて構成される。
【００２３】
このような第１の基板搬送ユニット２００Ａが基本構成部１００に取り付けられた第１のクリーン搬送ロボット３００Ａは、例えば、図２に示す状態、つまり、直動式スライド部２１が縮んだ状態でかつ各々基板４００を保持した２つのハンド部２２，２３が後退した状態で、基板搬送ユニット２００Ａを上下方向（Ｚ軸方向）へ移動させたり、門型支柱１３をθ軸回りに回転させ、また、図３に示すように、図２図示の状態から直動式スライド部２１を伸ばすとともに上側のハンド部２２のみをＡ軸方向へ前進させて上側のハンド部２２の最大ストロークを得、また、図４に示すように、図２図示の状態から直動式スライド部２１を伸ばすとともに下側のハンド部２３のみをＡ軸方向へ前進させて下側のハンド部２３の最大ストロークを得るなどして使用することができる。
【００２４】
上記のような第１のクリーン搬送ロボットは、直動式スライド部２１を備えるため、モーメント負荷に対する剛性に優れ大型サイズの基板の搬送に好適である。また、上下２つのハンド部２２，２３を独立して動作させることができるため、多様な作業内容に対応可能となる。
【００２５】
図１において上から二番目に図示した第２の基板搬送ユニット（ハンド前後方向回転型基板搬送ユニット）２００Ｂは、図５〜図８にも示すように、直動式スライド部２１と１つのハンド部２４とから構成される。直動式スライド部２１及びハンド部２４の動作は上記第１の基板搬送ユニット２００Ａの直動式スライド部２１及び各ハンド部２２，２３の動作と同様である。さらに、ハンド部２４は、直動式スライド部２１の移動方向（Ａ軸方向）と直交する水平軸（φ１軸）回りに回転可能とされる。このハンド部２４の駆動機構は、例えば、サーボモータ、ウオーム、ウオームホイールなどを備えて構成される。
【００２６】
このような第２の基板搬送ユニット（ハンド前後方向回転型基板搬送ユニット）２００Ｂが基本構成部１００に取り付けられた第２のクリーン搬送ロボット３００Ｂは、例えば、図５に実線で示す状態、つまり、直動式スライド部２１が縮んだ状態でかつ基板４００を保持したハンド部２４が後退した状態で、基板搬送ユニット２００Ｂを上下方向（Ｚ軸方向）へ移動させたり、門型支柱１３をθ軸回りに回転させ、また、図５に実線で示す状態から二点鎖線で示すように直動式スライド部２１及びハンド部２４をＡ軸方向へ伸ばして最大ストロークを得、また、図５図示の状態からハンド部２４をφ１軸回りに回転させ、図６図示の状態を経た後、図７に示すように、ハンド部２４をφ１軸回りに１８０°回転させて基板４００の表裏を反転させるとともに直動式スライド部２１をＡ軸の反対方向へ伸ばし、図５に二点鎖線で示す状態とは反対のＡ軸方向において最大ストロークを得、また、図８に示すように、図５に二点鎖線で示す状態から、ハンド部２４をφ１軸回りに下方へ９０°回転させ、基板４００を縦状態にし、基板搬送ユニット２００ＢをＺ軸方向へ下降させるなどして使用することができる。
【００２７】
上記のような第２のクリーン搬送ロボット３００Ｂは、直動式スライド部２１の高剛性により、モーメント負荷に対する剛性に優れ大型サイズの基板の搬送に好適である。また、ハンド部２４が水平軸（φ１軸）回りに回転可能とされているため、基板４００を表裏反転させる必要のある作業内容や、縦型搬送コンベア上から縦状態の基板４００を取り出したり基板４００を縦状態にして処理ステージなどにセットする必要のある作業内容に適したロボットとなる。
【００２８】
図１において上から三番目に図示した第３の基板搬送ユニット（ハンド左右方向回転及び移動型基板搬送ユニット）２００Ｃは、図９〜図１１にも示すように、直動式スライド部２１と１つのハンド部２４とから構成される。直動式スライド部２１及びハンド部２４の動作は上記第１の基板搬送ユニット２００Ａの直動式スライド部２１及び各ハンド部２２，２３の動作と同様である。さらに、ハンド部２４は、直動式スライド部２１の移動方向（Ａ軸方向）と直交する水平軸方向（Ｂ軸方向）へ移動可能とされるとともにＡ軸方向と平行な水平軸（φ２軸）回りに回転可能とされる。このハンド部２４のＢ軸方向への駆動機構は、例えば、サーボモータ、ラック、ピニオン、ベルトなどを備えて構成され、また、ハンド部２４のφ２軸回りの駆動機構は、例えば、サーボモータ、ウオーム、ウオームホイールなどを備えて構成される。
【００２９】
このような第３の基板搬送ユニット（ハンド左右方向回転及び移動型基板搬送ユニット）２００Ｃが基本構成部１００に取り付けられた第３のクリーン搬送ロボット３００Ｃは、例えば、図９に示す状態、つまり、直動式スライド部２１が縮んだ状態でかつ基板４００を保持したハンド部２４が後退した状態で、基板搬送ユニット２００Ｃを上下方向（Ｚ軸方向）へ移動させたり、門型支柱１３をθ軸回りに回転させ、また、図９図示の状態から図１０図示の状態を経た後、図１１に示すように、直動式スライド部２１及びハンド部２４をＡ軸方向へ伸ばして最大ストロークを得、さらに、ハンド部２４をφ２軸回りに９０°回転させて基板４００を縦状態にするとともにハンド部２４をＢ軸方向へ移動するなどして使用することができる。
【００３０】
上記のような第３のクリーン搬送ロボット３００Ｃは、直動式スライド部２１の高剛性により、モーメント負荷に対する剛性に優れ大型サイズの基板の搬送に好適である。また、ハンド部２４が水平軸（φ２軸）回りに回転可能とされているため、基板４００を表裏反転させる必要のある作業内容や、縦型搬送コンベア５００（図２６，２７参照）上から縦状態の基板４００を取り出したり基板４００を縦状態にして処理ステージ６００（図２６参照）などにセットする必要のある作業内容に適したロボットとなる。
【００３１】
図１において下から二番目に図示した第４の基板搬送ユニット２００Ｄは、図１２〜図１６及び図１７〜図２２にも示すように、直動式スライド部２１とこの直動式スライド部２１に延設された多関節型アーム部２５とから構成される。直動式スライド部２１は、下段プレート２１ａ及び上段プレート２１ｂを備え、下段プレート２１ａは取付ブラケット１５に固定され、上段プレート２１ｂは、下段プレート２１ａに対し水平長手方向（Ａ軸方向）へ移動可能とされる。多関節型アーム部２５は、ハンド部２６と第１アーム部２７と第２アーム部２８を備え、第２アーム部２８は、その基部が直動式スライド部２１の上段プレート２１ｂに対し鉛直方向のＡ３軸回りに回転可能とされ、第１アーム部２７は、その基部が第２アーム部２８に対し鉛直方向のＡ２軸回りに回転可能とされ、ハンド部２６は、その基部が第１アーム部２７に対し鉛直方向のＡ１軸回りに回転可能とされる。これらの駆動機構は、例えばサーボモータ、ベルトなどを備えて構成される。また、ハンド部２６は、長手方向と直交する水平軸（φ１軸）回りに回転可能とされる。この駆動機構は、例えば、サーボモータ、ウオーム、ウオームホイールなどを備えて構成される。
【００３２】
このような第４の基板搬送ユニット２００Ｄが基本構成部１００に取り付けられた第４のクリーン搬送ロボット３００Ｄは、例えば、図１２に示す状態、つまり、直動式スライド部２１が縮んだ状態でかつ基板４００を保持した多関節型アーム部２５が縮んだ状態で、基板搬送ユニット２００Ｄを上下方向（Ｚ軸方向）へ移動させたり、門型支柱１３をθ軸回りに回転させ、また、図１２図示の状態からハンド部２６を上方へφ１軸回りに９０°回転させて図１３に示すようにハンド部２６を縦状態にしたり、図１４に示すように、図１２図示の状態から上段プレート２１ｂをＡ軸方向へ前進させ、その後、図１５に示すように、ハンド部２６、第１アーム部２７及び第２アーム部２８をそれぞれＡ１軸、Ａ２軸及びＡ３軸回りに回転させることによって多関節型アーム部２５を伸ばして最大ストロークを得、また、図１６に示すように、第１アーム部２７を伸ばした状態でハンド部２６をφ１軸回りに下方へ９０°回転させ基板４００を縦状態にし、基板搬送ユニット２００ＤをＺ軸方向へ下降させるなどして使用することができる。
【００３３】
また、第４のクリーン搬送ロボット３００Ｄは、例えば、図１７に示す状態（図１２に示す状態と同様な状態である。）からハンド部２６をφ１軸回りに上方へ９０°回転させて図１８（図１３と一致する。）に示すようにハンド部２６を縦状態にし、その後、図１９に示すように縦状態のハンド部２６を鉛直軸（Ａ１軸）回りに１８０°回転させた後、ハンド部２６をφ１軸回りに下方へ９０°回転させることにより、図２０に示すように、図１８図示の状態に対しハンド部２６が基板４００を表裏反対に保持する状態とし、図２０図示の状態から、図２１に示すように、ハンド部２６、第１アーム部２７及び第２アーム部２８をそれぞれＡ１軸、Ａ２軸及びＡ３軸回りに回転させることによってハンド部２６を前進させ、また、図２２に示すように、第１アーム部２７を伸ばした状態でハンド部２６をφ１軸回りに下方へ９０°回転させることによって基板４００を縦状態にし、基板搬送ユニット２００ＤをＺ軸方向に下降させるなどして使用することができる。
【００３４】
上記のような第４のクリーン搬送ロボット３００Ｄは、直動式スライド部２１に多関節型アーム部２５を延設したことにより、直動式スライド部２１の高剛性と多関節型アーム部２５の長ストロークの両者の利点を有効に利用できるようになり、基板サイズの大型化に対し、ストロークを増大させつつハンド部２６の撓み（垂れ）を防止可能になり、ロボット制御の複雑化を招かなくなる。さらに、ハンド部２６がその長手方向と直交する水平軸（φ１軸）回りに回転可能とされることから、ハンド部２６を縦状態にすることができ、ハンド部２６を縦状態にして回転板１２を回転させると、ハンド部２６を水平状態にしたままで回転板１２を回転させる場合と比べ、ロボットの旋回半径が小さくなる、換言すると、フットプリントを縮小化することができ、また、例えば縦型搬送コンベア５００（図２６，２７参照）から縦状態の基板４００を取り出し可能になる。
【００３５】
図１において最下部に図示した第５の基板搬送ユニット２００Ｅは、図２３〜図２５にも示すように、直動式スライド部２１とこの直動式スライド部２１に延設された多関節型アーム部２５とから構成される。直動式スライド部２１は、上記第４の基板搬送ユニット２００Ｄの直動式スライド部２１と同様に構成される。多関節型アーム部２５は、上記第４の基板搬送ユニット２００Ｄの多関節型アーム部２５と同様に構成される。ただし、ハンド部２６は、その長手方向と平行な水平軸（φ２軸）回りに回転可能とされる。この駆動機構は、例えば、サーボモータ、ウオーム、ウオームホイールなどを備えて構成される。
【００３６】
このような第５の基板搬送ユニット２００Ｅが基本構成部に取り付けられた第５のクリーン搬送ロボット３００Ｅは、例えば、図２３に示す状態、つまり、直動式スライド部２１が縮んだ状態でかつ基板４００を保持した多関節型アーム部２５が縮んだ状態で、基板搬送ユニット２００Ｅを上下方向（Ｚ軸方向）へ移動させたり、門型支柱１３をθ軸回りに回転させ、また、図２４に示すように、図２３図示の状態から上段プレート２１ｂをＡ軸方向へ前進させ、その後、図２５に示すように、ハンド部２６、第１アーム部２７及び第２アーム部２８をそれぞれＡ１軸、Ａ２軸及びＡ３軸回りに回転させることによって多関節型アーム部２５を伸ばして最大ストロークを得、さらに、ハンド部２６を左方向又は右方向へφ２軸回りに９０°回転させてハンド部２６を縦状態にするなどして使用することができる。
【００３７】
上記のような第５のクリーン搬送ロボット３００Ｅは、直動式スライド部２１に多関節型アーム部２５を延設したことにより、上記第４のクリーン搬送ロボット３００Ｄと同様、直動式スライド部２１の高剛性と多関節型アーム部２５の長ストロークの両者の利点を有効に利用できるようになり、基板サイズの大型化に対し、ストロークを増大させつつアーム部の撓み（垂れ）を防止可能になり、ロボット制御の複雑化を招かなくなる。さらに、ハンド部２６がその長手方向と平行な水平軸（φ２軸）回りに回転可能とされることから、ハンド部２６を縦状態にすることができ、例えば縦型搬送コンベア５００（図２６，２７参照）から縦状態の基板４００を取り出し可能になる。
【００３８】
図２６及び図２７は、第５のクリーン搬送ロボット３００Ｅの作業例を示しており、この搬送ロボット３００Ｅは、縦型搬送コンベア５００によって搬送されてきた縦置き基板４００の側方に、図２５に示すような縦状態としたハンド部２６を配し、このハンド部２６を基板４００へ接近させて保持し、その後、ハンド部２６を水平状態に戻したり基板搬送ユニット２００Ｅを縮めた状態にしてから門型支柱１３をθ軸回りに回転させて基板搬送ユニット２００Ｅを処理ステージ６００に正対させ、さらに、基板搬送ユニット２００Ｅを処理ステージ６００に向けて伸ばすなどの作業を行なうことによって、基板４００を縦型搬送コンベア５００上から処理ステージ６００に移載する。
【００３９】
図２８は、第４のクリーン搬送ロボット３００Ｄにおいて、水平状態のハンド部２６をφ１軸回りに１８０°回転させ基板４００の表裏を反転させる際の制御方法を示している。この制御方法は、単にハンド部２６をφ１軸回りに回転させるのではなく、ハンド部２６の回転と同時に、ハンド部２６の前後方向の位置も制御し、基板４００を▲１▼〜▲７▼の順で示すように基板４００の中心位置を前後方向において定位置に維持しながら回転させるようにしたものである。この制御方法によると、基板回転時に基板４００が受ける風圧を減少させることができ、ハンド部２６の回転速度を増大させ、ロボットの作業速度を増大させることが可能になる。
【００４０】
なお、第４、第５の基板搬送ユニット２００Ｄ，２００Ｅは多関節型アーム部２５を用いているが、この多関節型アーム部２５の代わりにスカラ型アーム部（プーリー、ベルトなどによる第１、第２アーム部の回転に従ってハンド部が直進するタイプのもの）を用いるようにしてもよく、この場合にも、多関節型アーム部２５を用いた場合と同様な作用効果を奏する。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によると、基本構成部分の共通化を図りつつ、その他の構成部分については、基本構成部分に対して選択的に組み付けることによって、多種多様な作業環境及び作業内容などに十分に適用できる安価なクリーン搬送ロボットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るクリーン搬送ロボットの基本構成部とこの基本構成部に択一的に組み付けられる基板搬送ユニットを模式的に表した分解斜視図である。
【図２】第１のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図３】同じく第１のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図４】同じく第１のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図５】第２のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図６】同じく第２のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図７】同じく第２のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図８】同じく第２のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図９】第３のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図１０】同じく第３のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図１１】同じく第３のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図１２】第４のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図１３】同じく第４のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図１４】同じく第４のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図１５】同じく第４のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図１６】同じく第４のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図１７】同じく第４のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図１８】同じく第４のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図１９】同じく第４のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図２０】同じく第４のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図２１】同じく第４のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図２２】同じく第４のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図２３】第５のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図２４】同じく第５のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図２５】同じく第５のクリーン搬送ロボットの動作説明図である。
【図２６】第５のクリーン搬送ロボットの作業説明図である。
【図２７】同じく第５のクリーン搬送ロボットの作業説明図である。
【図２８】第４の基板搬送ユニットのハンド部の反転動作説明図である。
【符号の説明】
１００ 基本構成部
１２ 回転板
１３ 門型支柱（支柱）
１５ 取付ブラケット
２００（２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ，２００Ｄ，２００Ｅ） 基板搬送ユニット
２１ 直動式スライド部
２２，２３，２４，２６ ハンド部
２５ 多関節型アーム部
３００（３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ，３００Ｄ，３００Ｅ） クリーン搬送ロボット
４００ 基板
Claims (7)
- 鉛直軸回りに回転可能な回転板と、該回転板上に立設された支柱と、該支柱に昇降可能に配設された取付ブラケットとを備え、該取付ブラケットに複数種類の基板搬送ユニットが択一的に組み付けられることを特徴とするクリーン搬送ロボット。
- 前記支柱は門型支柱であることを特徴とする請求項１記載のクリーン搬送ロボット。
- 前記複数種類の基板搬送ユニットには、前記取付ブラケットに取り付けられる水平方向へ伸縮可能な複数段の直動式スライド部と、該直動式スライド部に延設された多関節型又はスカラ型アーム部とからなる大型基板対応型基板搬送ユニットが含まれることを特徴とする請求項１又は２記載のクリーン搬送ロボット。
- 前記多関節型又はスカラ型アーム部は、ハンド部の長手方向と直交する水平軸回りに回転可能なハンド部を備えることを特徴とする請求項３記載のクリーン搬送ロボット。
- 前記多関節型又はスカラ型アーム部は、ハンド部の長手方向と平行な水平軸回りに回転可能なハンド部を備えることを特徴とする請求項３記載のクリーン搬送ロボット。
- 前記複数種類の基板搬送ユニットには、前記取付ブラケットに取り付けられる水平方向へ伸縮可能な複数段の直動式スライド部と、該直動式スライド部に延設され該直動式スライド部の移動方向と同一方向へ移動可能とされるとともに該直動式スライド部の移動方向と直交する水平軸回りに回転可能なハンド部とからなるハンド前後方向回転型基板搬送ユニットが含まれることを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載のクリーン搬送ロボット。
- 前記複数種類の基板搬送ユニットには、前記取付ブラケットに取り付けられる水平方向へ伸縮可能な複数段の直動式スライド部と、該直動式スライド部に延設され該直動式スライド部の移動方向と同一方向へ移動可能とされるとともに該直動式スライド部の移動方向と平行な水平軸回りに回転可能なハンド部とからなるハンド左右方向回転型基板搬送ユニットが含まれることを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載のクリーン搬送ロボット。
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