JP2015196241A - ８ロボットアームを備えた搬送ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】８ロボットアームの個別駆動が可能であり、一定のピッチ単位で上下積載される搬送物（基板又はウェハなど）の同時積載及び取り出しが可能な８ロボットアームを備えた搬送ロボットを提供すること。【解決手段】８ロボットアームを備えた搬送ロボット１００は、アームユニットが、上下直線運動が可能なように結合するポスト１４０と、前記アームユニットは、前記ポスト両側面の上下に結合する第１〜第４ロボットアーム組からなり、前記第１〜第４ロボットアーム組は、２つのロボットアームが水平に結合して一組からなり、第１〜第８ロボットアームからなる。同一位置に取り出し、搬送又は積載されるように具現され、同時に多数個の搬送物を搬送することができ、ＴＡＣＴ ＴＩＭＥ（タクトタイム）を減らすことができるようになる。【選択図】図１

Description

本出願において開示される技術は、８ロボットアームを備えた搬送ロボットに関するもので、特に、８ロボットアームの個別駆動が可能であり、一定のピッチ単位で上下積載される搬送物（基板又はウェハなど）の同時積載及び取り出しが可能な８ロボットアームを備えた搬送ロボットに関する。

半導体装置や液晶表示装置等の製造工程においては、半導体ウェハや液晶表示装置用ガラス基板等の基板に対して引き込み及び取り出し過程が行われる。

基板処理装置（搬送ロボット）は、ダブルアームロボット、多数個のアームで構成された搬送ロボット等が開発されて使用されており、複数のキャリアを保持するキャリア保持部と、基板を処理する基板処理部と、キャリア保持部と基板処理部との間で上下に積層された反転ユニットと、各反転ユニットとキャリア保持部との間で基板を搬送するインデクサロボットと、各反転ユニットと基板処理部との間で基板を搬送するメイン搬送ロボットと、を備えるのが一般的である。

このような搬送ロボットは、根本的に、ウェハ、基板又は搬送物の移送をさらに効率的に行うためのものであり、これで工程のタックタイム（Ｔａｃｋ Ｔｉｍｅ）を減らして工程効率を高めることができる方向に開発が成されることになる。

一つの基板を搬送するための一つのアームを有する搬送ロボットからダブルアームを備えた搬送ロボットが開発され、ダブルアームの構造を改善してさらに効率的な工程を目的として、大韓民国公開特許公報１０−２００８−００４７２０５号（基板移載ロボット）（特許文献１）及び大韓民国公開特許公報１０−２０１２−０００７４４９号（基板処理装置及び基板搬送方法）（特許文献２）が開示されている。

特許文献１は、独立的回転移動及び同時的上下移動が可能な多数のアームを備え、効率的な基板移載を達成できる基板移載ロボットが開示されている。

特許文献１は、東西南北の４方向に設置され位置された搬送物をそれぞれの方向から搬送可能な構造という点で利得があるが、東西南北の４方向に独立的に動作するので、インライン工程や一方向に進められる工程では、使用するのに不適合な短所を有している。

特許文献２は、基板処理装置のスループット（ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ、単位時間当たりの基板の処理枚数）を増加させて、インデクサロボット及びメイン搬送ロボットの待機時間を短縮するための搬送ロボットを提供する。

特許文献２は、工程時間を短縮する長所を有しているが、一つのアームに多数のハンドが取り付けられた構造なので同時駆動をしなければならない短所を有し、多数のハンド構造により一定間隔で位置した場合にだけ多数の搬送物の搬送が可能であるという短所を有している。

大韓民国公開特許公報１０−２００８−００４７２０５号 大韓民国公開特許公報１０−２０１２−０００７４４９号

本発明の様々な実施形態では、同じ水平方向の直線運動で搬送物の同時又は個別的な搬送が可能な８ロボットアームを備えた搬送ロボットを提供する。

また、本発明の様々な実施形態では、インライン（Ｉｎ−Ｌｉｎｅ）工程及び一方向に連続する工程において、搬送物を１個〜８個の同時移送で迅速な工程の流れを誘導し、工程時間を短縮して工程効率を高めることができる８ロボットアームを備えた搬送ロボットを提供する。

上述した課題を解決するための本発明の一態様による８ロボットアームを備えた搬送ロボットは、アームユニットが、上下直線運動が可能なように結合するポストと、前記アームユニットは、前記ポスト両側面の上下に結合する第１〜第４ロボットアーム組からなり、前記第１〜第４ロボットアーム組は、２つのロボットアームが水平に結合して一組からなり、第１〜第８ロボットアームからなる。

ここで、前記第１〜第８ロボットアームのうち、外側に配列されたロボットアームの外側面には、スライディング可能なようにスライダーが装着され、内側に配列されたロボットアームの内側面には、スライディング可能なようにスライダーが装着されてもよい。

ここで、前記スライダーと直角方向にブリッジが連結されてもよい。

ここで、前記ブリッジと直角方向にロボットハンドが装着されてもよい。

ここで、前記第１及び第２ロボットアーム組は下側に、前記第３及び第４ロボットアーム組は上側に配列され、下側に配列された前記第１及び第２ロボットアーム組は、内側に第１及び第２ロボットアームが、外側に第３及び第４ロボットアームが配列され、上側に配列された前記第３及び第４ロボットアーム組は、内側に第７及び第８ロボットアームが、外側に第５及び第６ロボットアームが配列されてもよい。

ここで、前記ポストの下端部は、３６０度回転が可能な回転ベースの一側端に連結され、前記第１〜第８ロボットアームには、それぞれ第１〜第８ロボットハンドが装着され、前記第１〜第８ロボットハンドの中心、前記回転ベースの回転軸及び前記ポストの中心は、一つの基準ラインに一直線上に配置されることが好ましい。

ここで、前記第１〜第８ロボットアームは、同時駆動、個別駆動又は２以上の選択駆動が可能である。

ここで、前記第１〜第８ロボットアームには、前後方作動が可能なようになったスライダーを介して第１〜第８ロボットハンドが装着され、前記第１〜第８ロボットハンドは、上下に配列されて上下間隔が同一であり、運動軌道が互いに同一なように具現することが好ましい。

上述した本発明の様々な実施形態によれば、同じ水平方向の直線運動で搬送物の同時又は個別的な搬送が可能であり、インライン（Ｉｎ−Ｌｉｎｅ）工程及び一方向に連続する工程において、搬送物を１個〜８個の同時移送で迅速な工程の流れを誘導し、工程時間を短縮して工程効率を高めることができるようになる。

本発明の一実施形態による８ロボットアームを備えた搬送ロボットの斜視図である。 本発明の一実施形態による８ロボットアームを備えた搬送ロボットのアームユニットの構造図である。 本発明の一実施形態による８ロボットアームを備えた搬送ロボットを具現するための最適なアームの配列図である。 本発明の一実施形態による８ロボットアームを備えた搬送ロボットの平面図である。 本発明の一実施形態による８ロボットアームを備えた搬送ロボットの側面図である。 本発明の一実施形態による８ロボットアームを備えた搬送ロボットの８ロボットアームが収められた状態図である。 本発明の一実施形態による８ロボットアームを備えた搬送ロボットの第１ロボットアームが水平前進した状態図である。 本発明の一実施形態による８ロボットアームを備えた搬送ロボットの第４ロボットアームが水平前進した状態図である。 本発明の一実施形態による８ロボットアームを備えた搬送ロボットの第５ロボットアームが水平前進した状態図である。 本発明の一実施形態による８ロボットアームを備えた搬送ロボットの第８ロボットアームが水平前進した状態図である。 本発明の一実施形態による８ロボットアームを備えた搬送ロボットの８ロボットアーム全体が水平前進した状態図である。

以下、添付された図面を参照して、本発明の一実施形態による８ロボットアームを備えた搬送ロボットの構造及び作用効果を説明する。

図１は、本発明の一実施形態による８ロボットアームを備えた搬送ロボットの斜視図であり、図２は、本発明の一実施形態による８ロボットアームを備えた搬送ロボットのアームユニットの構造図であり、図３は、本発明の一実施形態による８ロボットアームを備えた搬送ロボットを具現するための最適なアームの配列図であり、図４は、本発明の一実施形態による８ロボットアームを備えた搬送ロボットの平面図であり、図５は、本発明の一実施形態による８ロボットアームを備えた搬送ロボットの側面図である。

図１ないし図５に示されたように、本発明の一実施形態による８ロボットアームを備えた搬送ロボット１００は、走行ベース１１０、走行スライダー１２０、回転ベース１３０、アップダウンポスト１４０、及びアームユニット２００を含んでなる。

走行ベース１１０は、四角フレーム形態から成ってもよく、必要に応じて移動が容易なようにキャスターが装着されてもよく、ロボットの作動時に流動性を防止するように多数個の固定装置が付着されてもよい。

また、走行ベース１１０の内側には走行スライダー１２０が位置し、走行ベース１１０の両内側には走行スライダー１２０の水平移動のためのレールが形成されてもよい。

走行スライダー１２０は、両側のレールと連結されて左右水平移動が可能なように構成され、中心上端には回転ベース１３０が連結され、回転ベース１３０の側面先端部にはアップダウンポスト１４０が形成されてもよい。

回転ベース１３０は、回転軸１３０ａを基準として３６０度回転されてもよく、回転ベース１３０の３６０度回転に応じてアップダウンポスト１４０も同じく３６０度回転が可能になる。

回転ベース１３０は、回転軸１３０ａを基準として第１〜第８ロボットアーム２１１〜２１８を３６０度回転させ、アップダウンポスト１４０は第１〜第８ロボットアーム２１１〜２１８を上下アップダウン直線運動を可能にする。

アップダウンポスト１４０の両側面にはレールが形成されてもよく、このレールの両側にはアームユニット２００が装着され、上下アップダウン直線運動をする。

図２及び図３を参照し、アームユニット２００の構造を詳しく見てみる。

アームユニット２００は、第１〜第８ロボットアーム２１１〜２１８、第１〜第８スライダー２５１〜２５８、第１〜第８ブリッジ２６１〜２６８、及び第１〜第８ロボットハンド２７１〜２７８を含んでなる。

第１〜第８ロボットアーム２１１〜２１８は、上下左右の４分割の配列をなし、２つのロボットアームが一組ずつ水平に接して、それぞれ第１〜第４ロボットアーム組２１０〜２４０を成すようになり、また、下側の第１及び第２ロボットアーム組２１０、２２０は下側部ロボットアーム３１０を構成し、上側の第３及び第４ロボットアーム組２３０、２４０は上側部ロボットアーム３２０を構成する。

第１及び第３ロボットアーム組２１０、２３０は、アップダウンポスト１４０の左側面にスライディング可能に連結され、第２及び第４ロボットアーム組２２０、２４０は、アップダウンポスト１４０の右側面にスライディング可能に連結される。

アップダウンポスト１４０を基準として第１及び第３ロボットアーム組２１０、２３０と第２及び第４ロボットアーム組２２０、２４０とが両サイドに配置されながら、その間にはロボットハンドの移動空間が設けられる。

第１〜第８ロボットアーム２１１〜２１８は、図３のように配列されてもよいが、下部の内側に第１ロボットアーム２１１と第２ロボットアーム２１２が位置し、下部の外側に第３ロボットアーム２１３と第４ロボットアーム２１４が位置し、上部の外側に第５ロボットアーム２１５と第６ロボットアーム２１６が位置し、上部の内側に第７ロボットアーム２１７と第８ロボットアーム２１８が位置してもよい。

第１〜第８ロボットアーム２１１〜２１８は、同一の軌跡で出入りして、上下同一の離隔距離を有し、上下配列されて上下順次的配列を成すようになる。

したがって、限定された空間において上下順次的配列を有するために、本発明の一実施形態においては、図３でのように、上下及び左右側４分割配列とともに内外側順序位置を選定し、出入りの際に互いに干渉がなく、同一間隔及び同一軌跡運動をするようにして、ワークパネルの搬送を同時に行えるようにする。

内側に位置した第１、第２、第７、第８ロボットアーム２１１、２１２、２１７、２１８には、外側でスライディング可能なように第１、第２、第７、第８スライダー２５１、２５２、２５７、２５８が装着され、外側に位置した第３、第４、第５、第６ロボットアーム２１３、２１４、２１５、２１６には、内側でスライディング可能なように第３、第４、第５、第６スライダー２５３、２５４、２５５、２５６が装着される。

第１〜第８スライダー２５１〜２５８は、走行ベース１１０と直角方向に前後直線運動するようになる。

第１〜第８スライダー２５１〜２５８の先端部には、第１〜第８ブリッジ２６１〜２６８が垂直に装着され、第１〜第８ブリッジ２６１〜２６８の先端には、直角方向に第１〜第８ロボットハンド２７１〜２７８がそれぞれ装着される。

第１〜第８ロボットハンド２７１〜２７８それぞれは、互いに同一の間隔で上下配列され、それぞれのワークパネル１５０を搬送及び搬入させることができるエンドエフェクタの役割をする。

ワークパネル１５０は、図面上で、走行ベース１１０によって左右に水平往復移動が可能であり、回転ベース１３０によって３６０度回転移動が可能であり、アップダウンポスト１４０によって上下アップダウン移動が可能であり、第１〜第８ロボットアーム２１１〜２１８によって前後方向に位置移動が可能になる。

８つのロボットアームを最小の空間で効率的に作動させるために、本発明の一実施形態では次のような条件を提示する。

まず、図３でのように、第１〜第８ロボットアーム２１１〜２１８の配列を、左右、上下の４分割配列となるように２つのロボットアームを一組ずつ結合させ、結合された組のロボットアームを内側及び外側に配列させ、第１〜第８ロボットハンド２７１〜２７８を同一の間隔で離隔させて上下配列されるように、下部内側に第１、第２ロボットアーム２１１、２１２、下部外側に第３、第４ロボットアーム２１３、２１４、上部内側に第７、第８ロボットアーム２１７、２１８、上部外側に第５、第６ロボットアーム２１５、２１６を配列する構造を選択する。これは８つのロボットアームが同一の軌跡で作動できるようにするが、その体積を最小化するためであり、上下配列された第１〜第８ロボットハンド２７１〜２７８の出入り作動上における相互間の干渉を無くすための具現方法と言える。

また、ワークパネル、ロボットハンド、回転ベース、アップダウンポストの位置上にて、体積の最小化及び作業効率を具現するようにする。

図４を参照すると、ワークパネル１５０の中心、ロボットハンド２７１〜２７８の中心、回転ベース１３０の回転軸１３０ａ中心、及びアップダウンポスト１４０の中心が、基準ライン４０１の一直線上に置かれるように配置される。

図６は、本発明の一実施形態による８ロボットアームを備えた搬送ロボットの８ロボットアームが収められた状態図であり、図７は、本発明の一実施形態による８ロボットアームを備えた搬送ロボットの第１ロボットアームが水平前進した状態図であり、図８は、本発明の一実施形態による８ロボットアームを備えた搬送ロボットの第４ロボットアームが水平前進した状態図であり、図９は、本発明の一実施形態による８ロボットアームを備えた搬送ロボットの第５ロボットアームが水平前進した状態図であり、図１０は、本発明の一実施形態による８ロボットアームを備えた搬送ロボットの第８ロボットアームが水平前進した状態図であり、図１１は、本発明の一実施形態による８ロボットアームを備えた搬送ロボットの８ロボットアーム全体が水平前進した状態図である。

本発明の一実施形態に係るアームユニット２００は、それぞれ８つのアームからなっており、アップダウンポスト１４０を基準として両サイド４分割されて上下４列ずつ配置される構造を有し、それぞれのロボットアームは、独立的駆動、同時駆動、及び選択的駆動が可能であり、１個のワークパネル、８個のワークパネル又は２個ないし７個のパネルを選択的に搬送が可能になる。

図６を参照すると、第１〜第８ロボットハンド２７１〜２７８は、すべて両サイド及び上下の第１〜第４ロボットアーム組２１０〜２４０から形成される空間内に引き込まれて納められた形状を呈している。

図７を参照すると、第１ロボットアーム２１１の作動状態を示しているが、第１ロボットアーム２１１をベースとして第１スライダー２５１が前方に向かってスライドし、第１スライダー２５１と直角に結合した第１ブリッジ２６１が連動してスライドし、第１ブリッジ２６１と直角方向に結合した第１ロボットハンド２７１が前方に移動してワークパネル１５０ａを搬送したり取り出したりする。

図８を参照すると、第４ロボットアーム２１４の作動状態を示しているが、第４ロボットアーム２１４をベースとして第４ロボットアーム２１４の外側面にスライディング可能に連結された第４スライダー２５４が前方に向かってスライドし、第４スライダー２５４と直角に結合された第４ブリッジ２６４が連動してスライドし、第４ブリッジ２６４と直角方向に結合した第４ロボットハンド２７４が前方に移動してワークパネル１５０ｄを搬送したり取り出したりする。

図９を参照すると、第５ロボットアーム２１５の作動状態を示しており、第５ロボットアーム２１５をベースとして第５スライダー２５５が前方に向かってスライドし、第５スライダー２５５と直角に結合した第５ブリッジ２６５連動してスライドし、第５ブリッジ２６５と直角方向に結合した第５ロボットハンド２７５が前方に移動してワークパネル１５０ｅを搬送したり取り出したりする。ここで、第５スライダー２５５と第５ブリッジ２６５は一体に形成されてもよく、残りの第１〜第８スライダー２５１〜２５８と第１〜第８ブリッジ２６１〜２６８もやはり一体に形成されてもよい。

図１０を参照すると、第８ロボットアーム２１８の作動状態を示しており、第８ロボットアーム２１８の内側面をベースとして第８スライダー２５８が前方に向かってスライドし、第８スライダー２５８と直角に結合した第８ブリッジ２６８が連動してスライドし、第８ブリッジ２６８と直角方向に結合した第８ロボット２７８が前方に移動してワークパネル１５０ｈを搬送したり取り出したりする。

図１１は、第１〜第８ロボットアーム２１１〜２１８がすべて伸びた状態を示したものであって、８枚のワークパネルを同時に取り出し及び搬送するために使用され得る状態である。

８枚のワークパネルを同時に取り出し及び搬送するため、図６及び図１１のように、同時に第１〜第８ロボットアーム２１１〜２１８を伸ばしたり収めることができ、第１〜第８ロボットハンド２７１〜２７８を上下同一の間隔を維持したまま、同一の作動軌道を有するようになる。

以上、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した本発明の技術的構成は、本発明に属する技術分野の当業者が、本発明のその技術的思想や必須的特徴を変更せずに、他の具体的な形態で実施され得ることが理解できるだろう。それゆえに、以上において上述した実施形態は、全ての面で例示的なものであり、限定的なものでないことと理解されなければならず、本発明の範囲は、上記詳細な説明よりは後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその等価概念から導出される全ての変更又は変形された形態が、本発明の範囲に含まれるものと解釈されなければならない。

１００ ８ロボットアームを備えた搬送ロボット
１１０ 走行ベース
１２０ 走行スライダー
１３０ 回転ベース
１３０ａ 回転軸
１４０ アップダウンポスト
１５０、１５０ａ、１５０ｄ、１５０ｅ、１５０ｈ ワークパネル
２００ アームユニット
２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８ ロボットアーム
２１０、２２０、２３０、２４０ ロボットアーム組
２５１、２５２、２５３、２５４、２５５、２５６、２５７、２５８ スライダー
２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８ ブリッジ
２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８ ロボットハンド
３１０ 下側部ロボットアーム
３２０ 上側部ロボットアーム

Claims (8)

1. アームユニットが、上下直線運動が可能なように結合するポストを含み、
   前記アームユニットは、前記ポスト両側面の上下に結合する第１〜第４ロボットアーム組からなり、
   前記第１〜第４ロボットアーム組は、２つのロボットアームが水平に結合して一組からなり、第１〜第８ロボットアームからなる、８ロボットアームを備えた搬送ロボット。
2. 前記第１〜第８ロボットアームのうち、外側に配列されたロボットアームの外側面には、スライディング可能なようにスライダーが装着され、内側に配列されたロボットアームの内側面には、スライディング可能なようにスライダーが装着される、請求項１に記載の８ロボットアームを備えた搬送ロボット。
3. 前記スライダーと直角方向にブリッジが連結される、請求項２に記載の８ロボットアームを備えた搬送ロボット。
4. 前記ブリッジと直角方向にロボットハンドが装着される、請求項２に記載の８ロボットアームを備えた搬送ロボット。
5. 前記第１及び第２ロボットアーム組は下側に、前記第３及び第４ロボットアーム組は上側に配列され、
   下側に配列された前記第１及び第２ロボットアーム組は、内側に第１及び第２ロボットアームが、外側に第３及び第４ロボットアームが配列され、
   上側に配列された前記第３及び第４ロボットアーム組は、内側に第７及び第８ロボットアームが、外側に第５及び第６ロボットアームが配列される、請求項１に記載の８ロボットアームを備えた搬送ロボット。
6. 前記ポストの下端部は、３６０度回転が可能な回転ベースの一側端に連結され、
   前記第１〜第８ロボットアームには、それぞれ第１〜第８ロボットハンドが装着され、
   前記第１〜第８ロボットハンドの中心、前記回転ベースの回転軸及び前記ポストの中心は、一つの基準ラインに一直線上に配置される、請求項１に記載の８ロボットアームを備えた搬送ロボット。
7. 前記第１〜第８ロボットアームは、同時駆動、個別駆動又は２以上の選択駆動が可能な、請求項１に記載の８ロボットアームを備えた搬送ロボット。
8. 前記第１〜第８ロボットアームには、前後方作動が可能なようになったスライダーを介して第１〜第８ロボットハンドが装着され、
   前記第１〜第８ロボットハンドは、上下に配列されて上下間隔が同一であり、運動軌道が互いに同一な、請求項１に記載の８ロボットアームを備えた搬送ロボット。

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