JP2012210676A - Robot arm type transport apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複数のリンクを回転可能に接続して構成されるロボットアーム型搬送装置に係り、特に搬送対象物の保持状態を検出する機能を適正化したロボットアーム型搬送装置に関する。 The present invention relates to a robot arm type transfer device configured by connecting a plurality of links in a rotatable manner, and more particularly to a robot arm type transfer device having an optimized function for detecting a holding state of a transfer object.
薄い円盤状をなす半導体ウェハ等の搬送対象物を製造工程に従って搬送する搬送装置が知られている。その中でも、関節部を介して複数のリンクを回転可能に直列接続して構成され、各関節部を回転駆動することで、所定ピッチで搬送対象物を収納した収納ケースから搬送対象物を一枚ずつ取り出して搬送するロボットアーム型搬送装置がある。 2. Description of the Related Art A transport device that transports a transport target such as a thin semiconductor wafer according to a manufacturing process is known. Among them, a plurality of links are connected in series via a joint portion so as to be rotatable, and each joint portion is rotationally driven, so that one piece of transport object is stored from a storage case that stores the transport target object at a predetermined pitch. There is a robot arm type transfer device that takes out and conveys each one.
このようなロボットアームにおいて、先端のリンクであるエンドエフェクタ(第一のリンク)には、搬送対象物を保持するための保持部が設けられている。搬送対象物を保持するための手段として、真空吸着で保持する方法やメカチャックにより挟み持つ方法、その他、ただ単に載置する方法など種々の手段があるが、いずれにしてもエンドエフェクタが搬送対象物を適切に保持しているか否かを検出する必要がある。 In such a robot arm, an end effector (first link), which is a link at the tip, is provided with a holding unit for holding an object to be conveyed. There are various means for holding the object to be transported, such as a method of holding by vacuum suction, a method of holding by a mechanical chuck, and a method of simply placing it. It is necessary to detect whether an object is properly held.
そのための一つの手段として特許文献1には、エンドエフェクタに、搬送対象物の有無を検出するフォトセンサや静電センサ等のセンサを設けることが開示されている。
As one means for that purpose,
しかしながら、上記のようなロボットアーム型搬送装置には、例えばウェハの収納ピッチの短い収納ケース内部等の狭い空間にエンドエフェクタが出入り可能となるように、エンドエフェクタに可能な限り小形化が求められているものの、上記のようにエンドエフェクタ自体にセンサを設ける構成では、センサを取り付けるためのスペースがエンドエフェクタに必要となり、エンドエフェクタ自体が大形化してしまう。しかも、例えば処理装置内部の高温領域や低温領域にエンドエフェクタを出入りさせる場合には、エンドエフェクタと共にセンサが高温領域や低温領域に出入りして、センサが損傷してしまうおそれがある。 However, the robot arm type transfer apparatus as described above is required to be as small as possible in the end effector so that the end effector can enter and exit in a narrow space such as the inside of a storage case with a short wafer storage pitch. However, in the configuration in which the sensor is provided in the end effector itself as described above, a space for attaching the sensor is required for the end effector, and the end effector itself is increased in size. Moreover, for example, when the end effector is moved in and out of the high temperature region and the low temperature region inside the processing apparatus, the sensor may enter and exit the high temperature region and the low temperature region together with the end effector, and the sensor may be damaged.
一方、上記不具合を回避する一つの手段として、エンドエフェクタにおける搬送対象物の有無を検出するためのセンサを、ロボットアーム型搬送装置以外の別の装置に取り付けることが考えられるが、センサを取り付ける場所を確保する必要や検出のたびに別装置に設けたセンサの所定検出位置まで搬送対象物を搬送する必要があり、搬送効率を損なってしまう。 On the other hand, as one means for avoiding the above problem, it is conceivable to attach a sensor for detecting the presence or absence of a conveyance object in the end effector to another apparatus other than the robot arm type conveyance apparatus. It is necessary to transport the object to be transported to a predetermined detection position of a sensor provided in a separate device each time it is necessary to ensure the transport efficiency, which impairs transport efficiency.
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、搬送対象物を保持するエンドエフェクタの大形化やセンサの損傷、搬送効率の低減を伴うことなく、搬送対象物の保持状態を適切に検出可能なロボットアーム型搬送装置を提供することである。 The present invention has been made paying attention to such a problem, and its purpose is to carry the transfer without enlarging the size of the end effector holding the transfer object, damaging the sensor, or reducing the transfer efficiency. It is an object of the present invention to provide a robot arm type transfer device that can appropriately detect a holding state of an object.
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。 In order to achieve this object, the present invention takes the following measures.
すなわち、本発明のロボットアーム型搬送装置は、搬送対象物を保持する第一のリンクを含む複数のリンクを関節部を介して水平面内で回動可能に接続して構成されるアーム機構と、前記アーム機構を構成する複数のリンクのうち前記第一のリンクよりも基端側のリンクに取り付けられ、取り付け位置に応じて定まる検出位置に前記搬送対象物があることを検出するセンサとを具備してなり、前記センサを取り付けたリンクに対し前記第一のリンクが近づく方向に前記関節部を回動駆動した場合に前記第一のリンクに正規に保持される搬送対象物が前記検出位置を通過して検出できるように、前記センサの取り付け位置が設定されていることを特徴とする。 That is, the robot arm-type transfer device of the present invention includes an arm mechanism configured by connecting a plurality of links including a first link holding a transfer object so as to be rotatable in a horizontal plane via a joint portion; A sensor that is attached to a link closer to the base end side than the first link among the plurality of links constituting the arm mechanism, and that detects the presence of the conveyance object at a detection position determined according to the attachment position. Thus, when the joint portion is rotationally driven in the direction in which the first link approaches the link to which the sensor is attached, the conveyance object that is normally held by the first link has the detection position. The mounting position of the sensor is set so that it can be detected by passing through.
このように、センサを取り付けたリンクに対し第一のリンクが近づく方向に関節部を回動駆動するだけで、第一のリンクに正規に保持される搬送対象物が検出位置を通過して検出できるように、センサの取り付け位置が設定されているので、第一のリンクが搬送対象物を保持しているか否かを検出することができ、搬送対象物の有無を検出するために搬送装置以外の別の装置に設けた所定検出位置まで搬送対象物を搬送する必要がなくなり、搬送効率を向上させることが可能となる。しかも、搬送対象物を保持する第一のリンクよりも基端側のリンクにセンサが取り付けられているので、従来のように第一のリンク(エンドエフェクタ)にセンサを取り付けている場合に比べて第一のリンクを薄型化することができ、例えば収納ピッチの短い収納ケース内部等の狭い空間に第一のリンクを出入りさせる要求にも対応することが可能となる。さらに、搬送対象物を保持する第一のリンクよりも基端側のリンクにセンサが取り付けられているので、例えば処理装置内部の高温領域や低温領域に第一のリンクが出入りする場合であっても、第一のリンクと共にセンサが高温領域や低温領域に出入りすることを避けて、センサが損傷することを回避することが可能となる。 In this way, the conveyance object normally held by the first link passes through the detection position and is detected only by rotationally driving the joint portion in the direction in which the first link approaches the link to which the sensor is attached. Since the attachment position of the sensor is set so that it is possible, it can be detected whether or not the first link holds the object to be conveyed, and other than the conveying device to detect the presence or absence of the object to be conveyed Therefore, it is not necessary to transport the transport object to a predetermined detection position provided in another apparatus, and transport efficiency can be improved. And since the sensor is attached to the link of the base end side rather than the 1st link holding a conveyance subject, compared with the case where the sensor is attached to the 1st link (end effector) like before. The first link can be thinned, and for example, it is possible to meet the demand for the first link to enter and exit in a narrow space such as the inside of a storage case with a short storage pitch. Furthermore, since the sensor is attached to the link on the proximal end side relative to the first link holding the conveyance object, for example, when the first link enters and exits the high temperature region and the low temperature region inside the processing apparatus. However, it is possible to avoid the sensor from being damaged by avoiding the sensor entering and exiting the high temperature region and the low temperature region together with the first link.
搬送対象物Wが保持されているか否かだけでなく、搬送対象物が所定位置から位置ズレした状態で保持されているか否かを検出するためには、前記搬送対象物を所定速度で移動させて当該搬送対象物の一端から他端までが前記検出位置を通過するのに要する時間を計測し、計測した時間と前記第一のリンクの所定位置に保持されているときの所定時間との誤差に応じて前記搬送対象物が前記所定位置から位置ズレしているか否かを判定する判定部を設けていることが好ましい。 In order to detect not only whether or not the conveyance object W is held, but also whether or not the conveyance object is held in a state shifted from a predetermined position, the conveyance object is moved at a predetermined speed. Measuring the time required for one end to the other end of the conveyance object to pass through the detection position, and an error between the measured time and the predetermined time when held at the predetermined position of the first link It is preferable that a determination unit that determines whether or not the object to be conveyed is displaced from the predetermined position is provided.
本発明は、以上のように構成しているので、センサを取り付けたリンクに対し第一のリンクが近づく方向に関節部を回動駆動するだけで、搬送対象物を保持しているか否かを検出でき、余計な動作を極力低減して搬送効率を向上させることが可能となる。しかも、搬送対象物を保持する第一のリンクよりも基端側のリンクにセンサを取り付けているので、センサの設置スペースを無くして第一のリンクを小形化できるとともに、第一のリンクと共にセンサが高温・低温領域に出入りすることを避けて、センサが損傷することを回避することが可能となる。したがって、これら不具合を伴うことなく、搬送対象物の保持状態を適切に検出可能なロボットアーム型搬送装置を提供することが可能となる。 Since the present invention is configured as described above, it is determined whether or not the conveyance object is held by merely rotating the joint in a direction in which the first link approaches the link to which the sensor is attached. It is possible to detect, and it is possible to improve the conveyance efficiency by reducing unnecessary operations as much as possible. Moreover, since the sensor is attached to the link on the base end side relative to the first link holding the object to be conveyed, the first link can be reduced in size by eliminating the sensor installation space, and the sensor together with the first link. It is possible to prevent the sensor from being damaged by avoiding entering and exiting the high temperature / low temperature region. Therefore, it is possible to provide a robot arm type transfer device that can appropriately detect the holding state of the transfer object without causing these problems.
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態のロボットアーム型搬送装置は、図1及び図4に示すように、円盤状をなす半導体ウェハ等の搬送対象物Wを保持するエンドエフェクタとも呼ばれる第一のリンク21を含む複数のリンク21・22・23を関節部24・25・26を介して水平面内で回動可能に接続して構成されたアーム機構2と、第一のリンク21に保持される搬送対象物Wを検出するためのセンサ3と、アーム機構2における各々の関節部24・25・26の回動駆動を制御することで、第一のリンク21で保持した搬送対象物Wを所望の位置に搬送する制御部4とを有している。
As shown in FIGS. 1 and 4, the robot arm type transfer apparatus of the present embodiment includes a plurality of links including a
アーム機構2は、図1及び図4に示すように、先端側で搬送対象物Wを保持する第一のリンク21と、第一のリンク21の基端部21bを先端部22aに水平面内で回動可能に接続した第二のリンク22と、第二のリンク22の基端部22bを先端部23aに水平面内で回動可能に接続した第三のリンク23と、第三のリンク23の基端部23bを水平面内で回動可能に支持する基台20とを有する。第一のリンク21は、平面視略Y字状且つ板状をなし、円盤状の搬送対象物Wの周縁に対応する形状の段差部21cが上面に形成されている。段差部23cは、搬送対象物Wが置かれる載置面であり、外周側よりも内周側を低く形成されることで、搬送対象物を保持する機能を発揮している。第一のリンク21の基端部21b及び第二のリンク22の先端部22aは、互いに鉛直方向に沿った回転軸C1回りに水平面内で回動可能に接続されて第一の関節部24を構成している。これと同様に、第二のリンク22の基端部22b及び第三のリンク23の先端部23a、第三のリンク23の基端部23b及び基台20も互いに鉛直方向に沿った回転軸C2・C3回りに水平面内で回動可能に接続されてそれぞれ第二の関節部25、第三の関節部26を構成している。これら各々の関節部24・25・26は、モータ等を用いた動力部Mにより、他の関節部と独立して回動駆動して各リンク21・23・24の角度θを変更可能に構成されている(図4参照)。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
図3に示すように、搬送対象物Wを検出するためのセンサ3は、発光素子30及び受光素子31からなる光電センサ等のように、取り付け位置に応じた検出位置Seに搬送対象物Wがあることを検出するもので、発光素子30及び受光素子31を結ぶ光の通路である検出位置Seを搬送対象物Wが通過して、発光素子30から受光素子31に向かう光が遮光されるか否かに応じて搬送対象物Wを検出する。このセンサ3は、図1〜図4に示すように、アーム機構2を構成する複数のリンク21・22・23のうち第一のリンク21よりも基端側にある第二のリンク22の基端部22bに取り付けてあり、図2及び図4に示すように、センサ3を取り付けた第二のリンク22に対し第一のリンク21が近づく方向に第一の関節部24を回動駆動した場合に、第一のリンク21に正規に保持される搬送対象物Wが検出位置Seを通過して検出できるように、センサ3の取り付け位置が設定されている。さらに、センサ3は、関節部24・25・26を回動駆動した際に、複数のリンク21・22・23に干渉しないように、その取り付け位置が設定されている。すなわち、センサ3は、各々のリンク21・22・23の回転軌道を避けた位置に取り付けられているとも言える。
As shown in FIG. 3, the
図1や図2に示す制御部4は、CPU、メモリ及びインターフェイスを具備する通常のマイクロコンピュータユニットにより構成されて、メモリ内に搬送制御ルーチン等の所要のプログラムが書き込まれており、CPUは適宜必要なプログラムを呼び出して実行することにより、周辺ハードリソースと協働して、所望の搬送動作や搬送対象物Wの保持状態を判定する判定部41を実現する。
The
この判定部41によって、上記センサを用いた保持状態チェック処理が実行される。すなわち、図4(a)に示すように、搬送元のFOUP(Front Open Unified Pod)等の収納ケースCaに対し第一のリンク21のみを挿入し、第一のリンク21で半導体ウェハ等の搬送対象物Wを保持し、収納ケースCaから搬送対象物Wを取り出す動作を実行した場合に、図2及び図4(b)に示すように、センサ3が取り付けられている第二のリンク22に対し第一のリンク21を近づける方向に第一の関節部24を回動駆動して、第一のリンク21に保持されているであろう搬送対象物Wを移動させ検出位置Seを通過させる。この場合、第二のリンク22に対する第一のリンク21の角度θが検出位置Seに搬送対象物Wがあるであろう所定角度(例えば180度、図4(b)参照)であるときのセンサ3の検出結果に応じて搬送対象物Wの保持状態を判定する。具体的には、センサ3により遮蔽状態が検出された場合には、搬送対象物Wが保持されていると判定して次の搬送動作に移る一方で、センサ3により透光状態が検出された場合には、搬送対象物Wが保持されていないと判定してエラー処理に移る。
The
以上のように本実施形態に係るロボットアーム型搬送装置は、搬送対象物Wを保持する第一のリンク21を含む複数のリンク21・22・23を関節部24・25・26を介して水平面内で回動可能に接続して構成されるアーム機構2と、アーム機構2を構成する複数のリンク21・22・23のうち第一のリンク21よりも基端側のリンク22に取り付けられ、取り付け位置に応じて定まる検出位置Seに搬送対象物Wがあることを検出するセンサ3とを具備してなり、センサ3を取り付けたリンク22に対し第一のリンク21が近づく方向に関節部24を回動駆動した場合に第一のリンク21に正規に保持される搬送対象物Wが検出位置Seを通過して検出できるように、センサ3の取り付け位置が設定されている。
As described above, the robot arm type transfer device according to the present embodiment is configured so that the plurality of
このように、センサ3を取り付けたリンク22に対し第一のリンク21が近づく方向に関節部24を回動駆動するだけで、第一のリンク21に正規に保持される搬送対象物Wが検出位置Seを通過して検出できるように、センサ3の取り付け位置が設定されているので、第一のリンク21が搬送対象物Wを保持しているか否かを検出することができ、搬送対象物Wの有無を検出するために搬送装置以外の別の装置に設けた所定検出位置まで搬送対象物を搬送する必要がなくなり、搬送効率を向上させることが可能となる。しかも、搬送対象物Wを保持する第一のリンク21よりも基端側のリンク22にセンサ3が取り付けられているので、従来のように第一のリンク(エンドエフェクタ)にセンサを取り付けている場合に比べて第一のリンクを薄型化することができ、例えば収納ピッチの短い収納ケース内部等の狭い空間に第一のリンクを出入りさせる要求にも対応することが可能となる。さらに、搬送対象物Wを保持する第一のリンク21よりも基端側のリンク22にセンサが取り付けられているので、例えば処理装置内部の高温領域や低温領域に第一のリンクが出入りする場合であっても、第一のリンクと共にセンサが高温領域や低温領域に出入りすることを避けて、センサが損傷することを回避することが可能となる。
In this way, the conveyance object W that is normally held by the
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described based on drawing, it should be thought that a specific structure is not limited to these embodiment. The scope of the present invention is shown not only by the above description of the embodiments but also by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
例えば、本実施形態では、センサ3は、第二のリンク22に取り付けられているが、第一のリンク21よりも基端側のリンクであれば、これに限定されず、例えば第三のリンク23に取り付けてもよい。本実施形態においてアーム機構は、三つのリンク21〜23を水平面内で回動可能に接続して構成しているが、二つ又は四つ以上のリンクを接続して構成したものでもよい。
For example, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、搬送対象物Wが第一のリンク21に保持されているか否かを検出するように構成されているが、図5に示すように、搬送対象物Wが第一のリンク21における正規の所定位置p1から位置ズレした状態で保持されているか否かを判定するように構成してもよい。すなわち、搬送対象物Wを所定速度(例えば速度V)で移動させて搬送対象物Wの一端eg1から他端eg2までが検出位置Seを通過するのに要する時間tを計測し、計測した時間tと第一のリンク21の所定位置p1に保持されているときの所定時間tsとの誤差(|t−ts|)に応じて搬送対象物Wが所定位置p1から位置ズレしているか否かを判定する判定部41を設けている。具体的には、判定部41は、搬送対象物Wの中心Pが所定位置p1と一致する(所定位置で保持されている状態)ときに、搬送対象物Wの一端eg1から他端eg2までが検出位置Seを通過するのに要する所定時間tsを予め設定しておき、計測した時間tと所定時間tsとの誤差(|t−ts|)が所定範囲内であれば(|t−ts|≦th、thは所定閾値を示す)、搬送対象物Wが所定位置p1で保持されていると判定する一方、上記誤差(|t−ts|)が所定範囲内でなければ(|t−ts|>th)、搬送対象物Wが所定位置p1から位置ズレした状態で保持されていると判定する。このように構成すれば、関節部24を回転駆動して搬送対象物Wを所定速度で検出位置Seを通過させるだけで、第一のリンク21に搬送対象物Wが保持されているか否かを検出できるだけでなく、搬送対象物Wが第一のリンク21における所定位置p1から位置ズレした状態で保持されているか否かを検出することが可能となる。なお、搬送対象物Wであるウェハの周縁部(エッジ)に切り欠き(ノッチ)がある場合には、この切り欠き(ノッチ)を避けた部位が検出位置Seを通過するようにすればよい。
Moreover, in this embodiment, although it is comprised so that it may detect whether the conveyance target object W is hold | maintained at the
さらに、本実施形態では、センサとして透過式の光電センサを用いているが、反射式の光電センサを用いてもよい。 Furthermore, in this embodiment, a transmissive photoelectric sensor is used as the sensor, but a reflective photoelectric sensor may be used.
さらにまた、上記に述べた軌道補正は、複数のリンクを回転可能に直列接続して構成されるアーム機構を備えた搬送装置に適用しているが、これ以外のアーム機構を用いた搬送装置にも適用可能である。例えば、複数のリンクを並列接続したパラレルマニピュレータ等の搬送装置が挙げられる。 Furthermore, the trajectory correction described above is applied to a transport device provided with an arm mechanism configured by connecting a plurality of links in series in a rotatable manner. However, the trajectory correction is applied to a transport device using other arm mechanisms. Is also applicable. For example, a transport device such as a parallel manipulator in which a plurality of links are connected in parallel can be used.
その他、本実施形態では、ウェハ等の搬送対象物Wを第一のリンク(エンドエフェクタ)に載置することで搬送対象物Wを保持するように構成しているが、真空吸着やメカチャック等で搬送対象物Wを保持するように構成してもよい。 In addition, in this embodiment, it is configured to hold the transfer object W by placing the transfer object W such as a wafer on the first link (end effector), but vacuum suction, mechanical chuck, etc. It may be configured to hold the conveyance object W.
各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 The specific configuration of each unit is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
2…アーム機構
21・23・24…複数のリンク
21…第一のリンク
22…センサを取り付けたリンク
24・25・26…関節部
3…センサ
41…判定部
Se…検出位置
V…所定速度
W…搬送対象物(ウェハ)
eg1…搬送対象物の一端
eg2…搬送対象物の他端
t…計測時間
ts…所定時間
2 ...
eg1 ... other end t ... measured time t s ... predetermined time end eg2 ... transporting objects conveyed object
Claims (2)
前記センサを取り付けたリンクに対し前記第一のリンクが近づく方向に前記関節部を回動駆動した場合に前記第一のリンクに正規に保持される搬送対象物が前記検出位置を通過して検出できるように、前記センサの取り付け位置が設定されていることを特徴とするロボットアーム型搬送装置。 An arm mechanism configured by connecting a plurality of links including a first link holding a conveyance object in a horizontal plane via a joint portion, and among the plurality of links constituting the arm mechanism A sensor that is attached to the link on the proximal end side relative to the first link, and that detects the presence of the conveyance object at a detection position determined according to the attachment position;
When the joint portion is rotationally driven in a direction in which the first link approaches the link to which the sensor is attached, a conveyance object that is normally held by the first link passes through the detection position and is detected. The robot arm type transfer device, wherein the mounting position of the sensor is set so as to be able to do so.
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Legal Events
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