JP2009269122A

JP2009269122A - ワーク搬送用ロボット

Info

Publication number: JP2009269122A
Application number: JP2008121276A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sato; 貴志佐藤; Osamu Yoneya; 修米屋
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-05-07
Filing date: 2008-05-07
Publication date: 2009-11-19
Anticipated expiration: 2028-05-07
Also published as: JP5078738B2

Abstract

【課題】アーム機構部の旋回及び伸縮を可能とする各モータの配線ケーブルに折れ曲がりやねじれなどの変形が生じるのを防止する。
【解決手段】第１及び第２のアームとハンドとを有するアーム機構部１００と、該アーム機構部を昇降させるための昇降機構部２００と、アーム機構部を伸縮動作させるための伸縮機構部３００と、アーム機構部を旋回動作させるための旋回機構部４００と、固定フレーム５００とを有するワーク搬送用ロボットであって、昇降機構部２００は、固定フレーム５００に固定された昇降用モータ２２０を有し、伸縮機構部２００は、固定フレーム５００に固定された伸縮用モータ３１０と、該伸縮用モータの駆動力をアーム機構部１００に伝達する第１スプライン軸３５０とを有し、旋回機構部４００は、固定フレーム５００に固定された旋回用モータ４１０と、該旋回用モータの駆動力をアーム機構部１００に伝達する第２スプライン軸４３０とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワーク搬送用ロボットに関する。

半導体製造装置においては、半導体ウエハなどのワークを搬送するためのワーク搬送ロボットが用いられている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。

特許文献１及び特許文献２に開示されたワーク搬送用ロボットは、いずれも２段連結された２つのアーム（第１アーム及び第２アーム）と、第２アームの先端部に取り付けられ、ワークを保持するハンドとを有するワーク搬送用ロボットである。

このようなワーク搬送用ロボットにおいて、特許文献１に開示されたワーク搬送用ロボットは、第１アーム、第２アーム及びハンドそれぞれに対応してモータ（第１アーム駆動用モータ、第２アーム駆動用モータ及びハンド駆動用モータ）が設けられ、これらの各モータによって、第１アーム、第２アーム及びハンドそれぞれが個別に駆動される。また、第１アーム、第２アーム及びハンドを昇降させるための昇降フレームと、昇降フレームを駆動するための昇降用モータが設けられている。昇降フレームは、昇降用モータの正逆回転により、垂直方向に上下動可能となっている。なお、第１アーム駆動用モータ、第２アーム駆動用モータ及びハンド駆動用モータは、昇降フレームに固定され、昇降フレームとともに上下動する。

このように構成された第１従来技術によるワーク搬送用ロボットは、第１アーム、第２アーム及びハンドそれぞれに対応して設けられモータによって、第１アーム、第２アーム及びハンドをそれぞれ個別にエンドレスに旋回させることができる。また、昇降用モータによって第１アーム、第２アーム及びハンドを昇降動作させることができる。

一方、特許文献２に開示されたワーク搬送用ロボットは、第１アーム駆動用モータ、第２アーム駆動用モータ及びハンド駆動用モータをワーク搬送用ロボットの固定フレームに設置し、固定フレームに設置された各モータの回転駆動力を駆動伝達機構により第１アーム、第２アーム及びハンドに伝達する構造となっている。

特開２００３−２５２６２号公報特開２００１−９６４８０号公報

特許文献１に開示されたワーク搬送用ロボットにおいては、第１アーム駆動用モータ、第２アーム駆動用モータ及びハンド駆動用モータは、それぞれ昇降フレームに固定され、昇降フレームとともに上下動する構造となっている。このため、昇降フレームが昇降動作を行うたびに、これら各モータの配線ケーブルもその都度、折れ曲がったりねじれたりといった変形を繰り返すこととなる。昇降フレームの昇降動作が頻繁に長期間繰り返されると、配線ケーブルに大きな負荷がかかり、接続部分の接触不良や断線が発生するおそれがある。

これに対して、第２従来技術によるワーク搬送用ロボットにおいては、各モータはワーク搬送用ロボットの固定フレームに設定されているため、各モータは移動しない構造である。したがって、第２従来技術によるワーク搬送用ロボットにおいては、各モータの配線ケーブルに折れ曲がりやねじれなどの変形が生じることがなく、配線ケーブルの接触不良や断線を防止することができる。

しかしながら、第２従来技術によるワーク搬送用ロボットは、アーム機構部を垂直方向に昇降動作させるための機構は存在せず、アーム機構を水平面上で旋回させるための旋回機構とアーム機構を水平面上で伸縮させるための伸縮機構のみである。したがって、例えば、垂直方向に多段に収納されているワークの位置にハンドを昇降させて、当該ワークを保持して、保持したワークを搬送して任意の高さの位置に収納するといった使い方には不向きであるといった問題がある。

そこで本発明は、複数のアームとハンドとを有するアーム機構部の旋回及び伸縮を可能とする各モータの配線ケーブルに折れ曲がりやねじれなどの変形が生じるのを防止し、かつ、アーム機構部の水平面上の旋回及び伸縮の他にアーム機構部の垂直方向の昇降動作を可能としたワーク搬送用ロボットを提供することを目的とする。

（１）本発明のワーク搬送用ロボットは、多段連結された複数のアームとワークを保持するハンドとを有するアーム機構部と、前記アーム機構部を垂直方向に昇降させるための昇降機構部と、前記アーム機構部を水平面上で伸縮動作させるための伸縮機構部と、前記アーム機構部を水平面上で旋回動作させるための旋回機構部と、前記アーム機構部、昇降機構部、伸縮機構部及び旋回機構部を支持する固定フレームとを有するワーク搬送用ロボットであって、前記昇降機構部は、前記固定フレームに固定された昇降用モータと、前記アーム機構部が取り付けられ、前記昇降用モータの駆動力によって垂直方向に昇降動作する昇降盤とを有し、前記伸縮機構部は、前記固定フレームに固定された伸縮用モータと、前記伸縮用モータの駆動力を前記アーム機構部に伝達する第１スプライン軸とを有し、前記旋回機構部は、前記固定フレームに固定された旋回用モータと、前記旋回用モータの駆動力を前記アーム機構部に伝達する第２スプライン軸とを有することを特徴とする。

本発明のワーク搬送用ロボットによれば、昇降用モータは勿論のこと、伸縮用モータ及び旋回用モータもワーク搬送用ロボットの固定フレームに取り付けているので、これら伸縮用モータ及び旋回用モータは、自身以外のモータの駆動によってアーム機構部が上下動や旋回動作などを行ったとしても、伸縮用モータ及び旋回用モータの位置は変化しない。これにより、伸縮用モータ及び旋回用モータの配線ケーブルに折れ曲がりやねじれなどの変形が生じることがなく、配線ケーブルの接触不良や断線を防止することができる。

また、伸縮用モータ及び旋回用モータの配線ケーブルに折れ曲がりやねじれなどの変形が生じないことから、アーム機構部を時計方向及び反時計方向にそれぞれ３６０度以上エンドレスに旋回させることも可能となる。このように、アーム機構を時計方向及び反時計方向にそれぞれ３６０度以上エンドレスに旋回可能とすることにより、ワーク搬送能率を向上させることが可能となる。

（２）前記（１）に記載のワーク搬送用ロボットにおいては、前記複数のアームは２つのアームからなり、前記２つのアームのうち前記固定フレーム側のアームを第１アーム、前記ハンド側のアームを第２アームとし、前記第１アーム及び第２アームの各アームにおける前記固定フレーム側を当該アームの後端側、前記ハンド側を当該アームの先端側としたとき、前記第１アームの後端側には、前記旋回用モータの駆動力を第２スプライン軸を介して受けて回転し、前記第１アームの回転時には該第１アームの回転に対して相対的に逆回転状態となる第１プーリと、該第１プーリと中心軸を共有して前記第１アームに連結する前記第１スプライン軸とが設けられ、前記第１アームの先端側には、前記第１プーリと連動して回転し、その回転力を前記第２アームの後端側に伝達して第２アームを回転させる第２プーリが設けられ、前記第２アームの後端側には、前記第２プーリと中心軸を共有し前記第２アームの回転に対して相対的に逆回転状態となる第３プーリが設けられ、前記第２アームの先端側には、前記第３プーリと連動して前記ハンドを回転させる第４プーリが設けられ、前記第１アームが前記第１スプライン軸の回転によって所定方向に所定角度だけ回転することによって、前記第２アームが第１アームと反対方向に所定角度だけ回転し、第２アームが所定方向に所定角度だけ回転することによって、前記ハンドが第２アームと反対方向に所定角度だけ回転する動作を行うことにより、前記第１アーム、第２アーム及びハンドが水平面上で伸縮動作を行うことが好ましい。

アーム機構部をこのような構成とすることにより、伸縮用モータ及び旋回用モータが固定フレーム側に取り付けられていても、前記第１アーム、第２アーム及びハンドを水平面上で伸縮動作させることができる。

（３）前記（２）に記載のワーク搬送用ロボットにおいては、前記旋回機構部が旋回動作を行う際は、前記旋回用モータを駆動させてその駆動力を前記第２スプライン軸を介して前記第１プーリに伝達して、該第１プーリを回転させるとともに、前記旋回用モータと同期して前記伸縮用モータを駆動させてその駆動力を前記第１スプライン軸を介して前記第１アームに伝達して、該第１アームを回転させることが好ましい。

本発明のワーク搬送用ロボットにおいては、旋回動作を行う際は、旋回用モータと伸縮用モータとを同期を取りながら駆動させる制御を行う。これは、第１アーム、第２アーム及びハンドが所定の角度を保持した状態で回転可能とするための制御であり、このような制御を行うことによって、アーム機構部を旋回させる際、第１アーム、第２アーム及びハンドが所定の角度を保持した状態でアーム機構部全体を旋回させることができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るワーク搬送用ロボットの外観構成を示す斜視図である。本発明の実施形態に係るワーク搬送用ロボット１０は、図１に示すように、アーム機構部１００と、アーム機構部１００を垂直方向（ｚ軸に沿った方向）に昇降させるための昇降機構部２００と、アーム機構部１００を水平面上（ｘ−ｙ平面上）で伸縮動作させるための伸縮機構部３００と、アーム機構部１００全体を水平面上で旋回動作させるための旋回機構部４００と、アーム機構部１００、昇降機構部２００、伸縮機構部３００及び旋回機構部４００を支持する固定フレーム５００とを有する。

アーム機構部１００は、２段連結された第１アーム１１０及び第２アーム１２０の２つのアームと、図示しないワークを真空吸着して保持するハンド１３０とを有する。なお、この明細書においては、第１アーム１１０及び第２アーム１２０の各アームにおける固定フレーム５００側を当該アームの後端側、ハンド１３０側を当該アームの先端側として説明する。

第１アーム１１０の先端側と第２アーム１２０の後端側はそれぞれが回転自在に連結され、第１アーム１１０の後端側は、昇降機構部２００における円筒状のアーム機構保持部２１０に回転自在に支持されている。また、第２アーム１２０の先端側には、ハンド１３０の後端側が回転自在に支持されている。

図１においては、アーム機構部１００における第１アーム１１０及び第２アーム１２０は、それぞれがアームカバー１１０ａ及び１２０ａに覆われている状態が示されている。したがって、図１においては、第１アーム１１０及び第２アーム１２０は、これらアームカバー１１０ａ，１２０ａ内に存在するものである。このアーム機構部１００の詳細な構成については後述する。なお、アームカバー１１０ａ，１２０ａ内の詳細な構成については後述する。

ハンド１３０は、先端側にＵ字状のワーク保持部１３１が形成され、そのワーク保持部１３１には、ワーク（半導体ウエハとする）を真空吸着によって保持するための空気流通孔１３２が設けられている。

固定フレーム５００は、ワーク搬送用ロボットの底辺をなす基台５１０と、この基台５１０に支柱５２０を介して固定されている第１ステージ５３０と、第１ステージ５３０に支柱５４０を介して固定されている第２ステージ５５０とを有している。

図２は、昇降機構部２００の構成を説明するために図１の要部を取り出して示す図である。なお、図２において、図１と同一部分には同一の符号が付されている。

昇降機構部２００は、図２に示すように、第１アーム１１０の後端側を保持する円筒状のアーム機構保持部２１０と、昇降用モータ２２０と、昇降用モータ２２０の駆動軸にカップリング２３０を介して接続されたボールネジ２４０と、ボールネジ２４０に螺合するボールナット２５０が固定された昇降盤２６０とを有している。昇降用モータ２２０は、図２では図示が省略されている第１ステージ５３０に固定されている（図１参照。）。

アーム機構保持部２１０はその後端側が昇降盤２６０のほぼ中央部に固定され昇降盤２６０の昇降動作とともに昇降動作を行う。また、昇降盤２６０は、支柱５４０によりスライド可能に支持されており、昇降用モータ２２０の駆動によりボールネジ２４０が回転することによって、支柱５４０をガイドとして垂直方向（図２におけるｚ−ｚ’方向）に昇降動作するようになっている。昇降盤が垂直方向に昇降動作することにより、アーム機構保持部２１０も昇降動作し、それによってアーム機構部１００も昇降動作する。

図３は、伸縮機構部３００の構成を説明するために図１の要部を取り出して示す図である。なお、図３において、図１と同一部分には同一の符号が付されている。

伸縮機構部３００は、図３に示すように、伸縮用モータ３１０と、伸縮用モータ３１０の駆動軸に取り付けられた主動プーリ３２０と、主動プーリ３２０の回転力をタイミングベルト３３０を介して受けて回転する従動プーリ３４０と、従動プーリ３４０の回転力を受けて回転するスプライン軸３５０（第１スプライン軸３５０という。）とを有している。伸縮用モータ３１０は、図３では図示が省略されている第１ステージ５３０に固定されている（図１参照。）。

第１スプライン軸３５０の先端部は、第１アーム１１０の後端側に連結され、第１スプライン軸３５０の回転力が第１アーム１１０に伝達される。なお、第１スプライン軸３５０は、図３では図示が省略されている円筒状のアーム機構保持部２１０の中心を貫通し、かつ、アーム機構保持部２１０に対して回転自在に設けられている。
このように構成された伸縮機構部３００によるアーム機構部１００の伸縮動作については後述する。

図４は、旋回機構部４００の構成を説明するために図１の要部を取り出して示す図である。なお、図４において、図１と同一部分には同一の符号が付されている。また、図４においては、アーム機構部１００は図示が省略されている。

旋回機構部４００は、図４に示すように、旋回用モータ４１０と、この旋回用モータ４１０の回転軸にカップリング４２０を介して接続されたスプライン軸４３０（第２スプライン軸４３０という。）と、この第２スプライン軸４３０に取り付けられた主動プーリ４４０と、この主動プーリ４４０の回転力をタイミングベルト４５０を介して受けて回転する従動プーリ４６０と、この従動プーリ４６０の回転力を受けて回転する円筒回転体４７０と、この円筒回転体４７０の先端部に設けられ円筒回転体４７０とともに回転する第１プーリ４８０とを有している。旋回用モータ４１０は、図４においては図示が省略されている第１ステージ５３０に固定されている（図１参照。）。

また、第１プーリ４８０はリング状をなし、その内側空間部の中心には、伸縮機構部３００の第１スプライン軸３５０が貫通している。なお、第１プーリ４８０は、第１アーム１１０と第１スプライン軸３５０とに対しては非連結状態となっている。

このように構成され旋回機構部４００は、旋回用モータ４１０が回転することにより、その回転力が第２スプライン軸４３０、主動プーリ４４０、タイミングベルト４５０、従動プーリ４６０を介して円筒回転体４７０に伝達され、円筒回転体４７０の先端部に設けられた第１プーリ４８０を回転させる。なお、旋回機構部４００によるアーム機構部１００の旋回動作を行う際は、旋回用モータ４１０と伸縮用モータ３１０とを同期させて駆動させる制御（モーション制御と呼ぶことにする。）を行うことによって、アーム機構部１００の旋回動作が可能となる。このモーション制御については後述する。

図５はアーム機構部１００の構成を詳細に示す図である。なお、図５において、図１〜図４と同一部分には同一の符号が付されている。また、図５は図１〜図３におけるアーム機構部１００のアームカバー１１０ａ，１２０ａを外した状態が示されている。

図５において、第１アーム１１０は、その後端側が第１スプライン軸３５０に連結され、第１スプライン軸３５０の回転力を受けて回転する。また、第１アーム１１０の後端側には、旋回機構部４００における円筒回転体４７０の先端側に固定された第１プーリ４８０が存在する。この第１プーリ４８０は、第１アーム１１０とは直接は連結してなく、第１アーム１１０の回転時には、第１アーム１１０の回転に対して相対的に逆回転状態となるものである。したがって、第１プーリ４８０を以下では第１相対回転プーリ４８０という。

一方、第１アーム１１０の先端側には、第１相対回転プーリ４８０よりも小径の第２プーリ１４０が設けられている。第２プーリ１４０は第１相対回転プーリ４８０の回転力を連動ベルト１５０を介して受けて回転するものであり、以下では第１連動プーリ１４０という。また、第１連動プーリ１４０は第１アーム１１０の先端側に対しては回転自在に支持されており、第２アーム１２０の後端側には固定されている。これにより、第１相対回転プーリ４８０の回転力は連動ベルト１５０を介して第２アーム１２０に伝達され、第２アーム１２０は第１連動プーリ１４０の回転軸を中心に回転するようになっている。

また、第２アーム１２０の後端側には、第１アーム１１０に固定された第３プーリ１６０が取り付けられ、第２アーム１２０の先端側には、第３プーリ１６０よりも大径の第４プーリ１７０が第２アーム１２０に対して回転自在に取り付けられている。なお、第３プーリ１６０は、第２アーム１２０とは直接は連結してなく、第２アーム１２０の回転時には、第２アーム１２０の回転に対して相対的に逆回転状態となるものである。したがって、第３プーリを以下では第２相対回転プーリ１６０という。

また、第４プーリ１７０は、第２相対回転プーリ１６０の回転力を連動ベルト１８０を介して受けて回転するものであり、以下では第２連動プーリ１７０という。第２連動プーリ１７０は、ハンド１３０の後端側に固定され、自身の回転力をハンド１３０に伝達する。

このようなアーム機構部１００の構成及びその動作は公知のものであるため、その動作についてここでは簡単に説明する。まず、伸縮用モータ３１０が駆動されることにより、その駆動力が第１スプライン軸３５０を介して第１アーム１１０に伝達され、第１アーム１１０が水平面上において例えば反時計方向（矢印ｙ’方向）に所定角度だけ回転したとする。第１アーム１１０の反時計方向への回転により、第１相対回転プーリ４８０（このとき旋回用モータ４１０は非駆動状態である。）は、第１アーム１１０の回転に対して相対的に逆回転状態となる。すなわち、第１相対回転プーリ４８０は、第１アーム１１０の反時計方向への回転に対して相対的に時計方向（矢印ｙ方向）に回転する。

第１相対回転プーリ４８０の時計方向への相対的な回転は、連動ベルト１５０を介して第１連動プーリ１４０に伝達され、第１連動プーリ１４０も時計方向に回転する。第１連動プーリ１４０が時計方向に回転すると、第２アーム１２０も時計方向（矢印ｙ方向）に回転する。第２アーム１２０が時計方向に回転すると、第２相対回転プーリ１６０は、第２アーム１２０の回転に対して相対的に逆回転状態となる。すなわち、第２相対回転プーリ１６０は、第２アーム１２０の時計方向への回転に対して相対的に反時計方向（矢印ｙ’方向）に回転する。

第２相対回転プーリ１６０の反時計方向への相対的な回転は、連動ベルト１８０を介して第２連動プーリ１７０に伝達され、第２連動プーリ１７０も反時計方向（矢印ｙ’方向）に回転する。これにより、第２連動プーリ１７０に固定されたハンド１３０は、反時計方向（矢印ｙ’方向）に回転する。

ここで、第１アーム１１０側においては、第１相対回転プーリ４８０の有効径と第１連動プーリ１４０の有効径の比が、例えば、２対１に設定され、第２アーム１２０側においては、第２相対回転プーリ１６０の有効径と第２連動プーリ１７０の有効径の比が、例えば、１対２に設定されていたとする。これにより、第２アーム１２０は、第１アーム１１０の回転角度の２倍の角度だけ第１アーム１１０の回転方向と反対方向に回転し、ハンド１３０は、第２アーム１２０の回転角度の１／２の角度だけ第２アーム１２０の回転方向と反対方向に回転する。このため、ハンド１３０は、第１アーム１１０及び第２アーム１２０の上記したような回転動作に伴って、第１アームの回転軸（第１スプライン軸３５０）の中心から遠ざかる方向に伸長動作を行う。

そして、第１アーム１１０、第２アーム１２０及びハンド１３０が最大に伸長した状態から、さらに、第１アーム１１０を反時計方向または時計方向に回転させて行けば、今度は、第１アーム１１０、第２アーム１２０及びハンド１３０はそれぞれが折り畳まれて行くように動作する。

以上はアーム機構部１００の伸縮動作であるが、アーム機構部１００の旋回動作は、旋回機構部４００の旋回用モータ４１０と伸縮機構部３００の伸縮用モータ３１０とを同期させて駆動する制御（モーション制御）を行うことによって可能となる。モーション制御は、第１アーム１１０、第２アーム１２０及びハンド１３０が所定の角度を保持した状態でアーム機構部１００全体を水平面上で旋回可能とするための制御である。

例えば、アーム機構部１００全体を反時計方向に旋回させる場合を考える。この場合、伸縮用モータ３１０によって第１スプライン軸３５０を反時計方向に回転させれば、第１アーム１１０が反時計方向に回転するが、伸縮用モータ３１０のみの駆動では、図５において説明したように、アーム機構部１００の伸縮動作がなされてしまう。

そこで、第１アーム１１０の回転方向と同じ方向でかつ同じ回転速度となるように、第１相対回転プーリ４８０を回転させるように旋回用モータ４１０を駆動させる制御を行う。このような制御を行うことにより、第１アーム１１０、第２アーム１２０及びハンド１３０が所定の角度を保持した状態でアーム機構部１００全体を水平面上で反時計方向に旋回させることができる。なお、時計方向に旋回させる場合も同様に実施することができる。

図６はアーム機構部１００の動作の一例を説明するために図１を斜め上方から見た図である。図６（ａ）〜図６（ｃ）のうち、図６（ａ）及び図６（ｂ）はアーム機構部１００の旋回動作を示す図であり、図６（ａ）を例えばホームポジション（初期位置）とする。図６（ａ）に示すホームポジションの位置から、アーム機構部１００の第１アーム１１０、第２アーム１２０及びハンド１３０の角度を保持させた状態でアーム機構部１００を１８０度旋回させた状態が図６（ｂ）である。なお、旋回動作を行う場合には、上記したように、旋回用モータ４１０と伸縮用モータ３１０とを同期させて駆動するモーション制御を行う。

また、図６（ｃ）は、伸縮機構部３００により、アーム機構部１００を伸長させた状態を示す図であり、このようなアーム機構の伸長動作は、図５によって説明した動作によって可能となる。なお、図６（ｃ）では、アーム機構部１００が図６（ａ）及び図６（ｂ）の状態からわずかに上昇した状態が示されている。このようにアーム機構部１００を昇降させる動作は、昇降機構部２００によって行うことができる。

昇降機構部２００によるアーム機構部１００の昇降動作は、昇降用モータ２２０を駆動することによって行うことができる。すなわち、昇降用モータ２２０が駆動されるとボールネジ２４０が回転し、それによって昇降盤２６０が上方向または下方向に移動する。昇降盤２６０にはアーム機構保持部２１０が取り付けられているので、昇降盤２６０の昇降動作に伴ってアーム機構部１００も昇降動作する。

なお、昇降盤２６０によりアーム機構部１００が昇降動作する際、伸縮機構部３００における第１スプライン軸３５０及び旋回機構部４００における第２スプライン軸４３０が垂直方向にスライドする。このため、伸縮機構部３００の伸縮用モータ３１０及び旋回機構部４００の旋回用モータ４１０がそれぞれ固定フレーム５００に固定されていても、アーム機構部１００が昇降動作した位置において、伸縮用モータ３１０の駆動力を第１アーム１１０に伝達することができ、また、旋回用モータ４１０の駆動力を第１プーリ４８０（第１相対回転プーリ４８０）に伝達することができる。

以上説明したように、本発明の実施形態に係るワーク搬送用ロボットは、昇降用モータ２２０は勿論のこと、伸縮用モータ３１０及び旋回用モータ４１０も固定フレーム５００に固定させている。これにより、これら伸縮用モータ３１０及び旋回用モータ４１０は、自身以外のモータの駆動によってアーム機構部１００が昇降動作や伸縮動作などを行ったとしても、その位置は変化しない。このため、伸縮用モータ３１０及び旋回用モータ４１０の配線ケーブルに折れ曲がりやねじれなどの変形が生じることがなく、配線ケーブルの接触不良や断線を防止することができる。

また、伸縮用モータ３１０及び旋回用モータ４１０の配線ケーブルに折れ曲がりやねじれなどの変形が生じることがないことから、アーム機構部１００を時計方向及び反時計方向にそれぞれ３６０度以上エンドレスに旋回させることも可能となる。このように、アーム機構部１００を時計方向及び反時計方向にそれぞれ３６０度以上エンドレスに旋回させることも可能とすることにより、ワーク搬送能率を向上させることが可能となる。

たとえば、今、アーム機構部１００がホームポジション位置から反時計方向に３４０度だけ回転した位置（現在位置という。）にあったとして、その現在位置から、ホームポジションまでハンド１３０を戻そうとする場合を考える。この場合、アーム機構部１００が３６０度以上の回転ができないとすると、ホームポジションに戻すには、アーム機構部１００を時計方向に３４０度だけ回転させる必要がある。これに対して、アーム機構部１００が３６０度以上エンドレスに回転可能であれば、現在位置から反時計方向にそのまま２０度だけ回転させればホームポジションに容易に戻すことできる。このように、アーム機構部１００が３６０度以上エンドレスに回転可能であると、所望とする位置に効率よく移行させることができる。

なお、本発明は前述の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能となるものである。たとえば、前述の実施形態では、半導体ウエハの搬送に用いるワーク搬送用ロボットについて説明したが、これに限られるものではなく、昇降、旋回及び伸縮を可能とするワーク搬送用ロボットであれば本発明を適用することができる。

本発明の実施形態に係るワーク搬送用ロボットの外観構成を示す斜視図である。昇降機構部２００の構成を説明するために図１の要部を取り出して示す図である。伸縮機構部３００の構成を説明するために図１の要部を取り出して示す図である。旋回機構部４００の構成を説明するために図１の要部を取り出して示す図である。アーム機構部１００の構成を詳細に示す図である。アーム機構部１００の動作の一例を説明するために図１を斜め上方から見た図である。

符号の説明

１０・・・ワーク搬送用ロボット、１００・・・アーム機構部、１１０・・・第１アーム、１２０・・・第２アーム、１１０ａ，１２０ａ・・・アームカバー、１３０・・・ハンド、１４０・・・第２プーリ（第１連動プーリ）、１５０，１８０・・・連動ベルト、１６０・・・第３プーリ（第２相対回転プーリ）、１７０・・・第４プーリ（第２連動プーリ）、２００・・・昇降機構部、２１０・・・アーム機構保持部、２２０・・・昇降用モータ、２４０・・・ボールネジ、２５０・・・ボールナット、２６０・・・昇降盤、３００・・・伸縮機構部、３１０・・・伸縮用モータ、３４０，４５０・・・タイミングベルト、３５０・・・第１スプライン軸、４００・・・旋回機構部、４１０・・・旋回用モータ、４３０・・・第２スプライン軸、４７０・・・円筒回転体、４８０・・・第１プーリ（第１相対回転プーリ）、５００・・・固定フレーム、５３０・・・第１ステージ、５４０・・・支柱、５５０・・・第２ステージ

Claims

多段連結された複数のアームとワークを保持するハンドとを有するアーム機構部と、前記アーム機構部を垂直方向に昇降させるための昇降機構部と、前記アーム機構部を水平面上で伸縮動作させるための伸縮機構部と、前記アーム機構部を水平面上で旋回動作させるための旋回機構部と、前記アーム機構部、昇降機構部、伸縮機構部及び旋回機構部を支持する固定フレームとを有するワーク搬送用ロボットであって、
前記昇降機構部は、前記固定フレームに固定された昇降用モータと、前記アーム機構部が取り付けられ、前記昇降用モータの駆動力によって垂直方向に昇降動作する昇降盤とを有し、
前記伸縮機構部は、前記固定フレームに固定された伸縮用モータと、前記伸縮用モータの駆動力を前記アーム機構部に伝達する第１スプライン軸とを有し、
前記旋回機構部は、前記固定フレームに固定された旋回用モータと、前記旋回用モータの駆動力を前記アーム機構部に伝達する第２スプライン軸とを有することを特徴とするワーク搬送用ロボット。
請求項１に記載のワーク搬送用ロボットにおいて、
前記複数のアームは２つのアームからなり、前記２つのアームのうち前記固定フレーム側のアームを第１アーム、前記ハンド側のアームを第２アームとし、前記第１アーム及び第２アームの各アームにおける前記固定フレーム側を当該アームの後端側、前記ハンド側を当該アームの先端側としたとき、
前記第１アームの後端側には、前記旋回用モータの駆動力を第２スプライン軸を介して受けて回転し、前記第１アームの回転時には該第１アームの回転に対して相対的に逆回転状態となる第１プーリと、該第１プーリと中心軸を共有して前記第１アームに連結する前記第１スプライン軸とが設けられ、
前記第１アームの先端側には、前記第１プーリと連動して回転し、その回転力を前記第２アームの後端側に伝達して第２アームを回転させる第２プーリが設けられ、
前記第２アームの後端側には、前記第２プーリと中心軸を共有し前記第２アームの回転に対して相対的に逆回転状態となる第３プーリが設けられ、
前記第２アームの先端側には、前記第３プーリと連動して前記ハンドを回転させる第４プーリが設けられ、
前記第１アームが前記第１スプライン軸の回転によって所定方向に所定角度だけ回転することによって、前記第２アームが第１アームと反対方向に所定角度だけ回転し、第２アームが所定方向に所定角度だけ回転することによって、前記ハンドが第２アームと反対方向に所定角度だけ回転する動作を行うことにより、前記第１アーム、第２アーム及びハンドが水平面上で伸縮動作を行うことを特徴とするワーク搬送用ロボット。
請求項２記載のワーク搬送用ロボットにおいて、
前記旋回機構部が旋回動作を行う際は、前記旋回用モータを駆動させてその駆動力を前記第２スプライン軸を介して前記第１プーリに伝達して、該第１プーリを回転させるとともに、前記旋回用モータと同期して前記伸縮用モータを駆動させてその駆動力を前記第１スプライン軸を介して前記第１アームに伝達して、該第１アームを回転させることを特徴とするワーク搬送用ロボット。