JP2016505219A - Robot with arm having unequal link length - Google Patents

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Abstract

駆動装置と、駆動装置に接続される第1のアームであって、第1のアームは、駆動装置と直列に接続される、第1のリンク、第2のリンクおよびエンドエフェクタを含み、第1のリンクおよび第2のリンクは異なる有効長を有する、第1のアームと、第1のアームが伸長または収縮されるときに駆動装置に対するエンドエフェクタの実質的に直線のみの運動を提供するために、第2のリンクに対するエンドエフェクタの回転を制限するためのシステムと、を含む、搬送装置。【選択図】図1AA drive device and a first arm connected to the drive device, the first arm including a first link, a second link and an end effector connected in series with the drive device, The first and second links have different effective lengths to provide a substantially linear motion of the first effector and the end effector relative to the drive when the first arm is extended or retracted. A system for limiting rotation of the end effector relative to the second link. [Selection] Figure 1A

Description

開示される実施形態は、不等リンク長を有するアームを有するロボットに関し、より詳細には、1枚以上の基板を各々支持する、不等リンク長を有する1本以上のアームを有するロボットに関する。   The disclosed embodiments relate to robots having arms with unequal link lengths, and more particularly to robots having one or more arms with unequal link lengths, each supporting one or more substrates.

半導体、LED、太陽光、MEMSまたはその他のデバイスの製造に関連付けられるものなどの用途のための真空、大気および制御環境処理は、基板、および基板に関連付けられる運搬台を保管場所、処理場所またはその他の場所へ、またはそこから搬送するために、ロボット技術および他の形態のオートメーションを利用する。基板のこのような搬送は、1枚以上の基板を搬送する単一のアームを用いて、または1枚以上の基板を各々搬送する複数のアームを用いて、個々の基板、基板の集団を動かしてもよい。製造の多くは、例えば、半導体製造に関連付けられるもののように、設置面積および容積が重要である清浄または真空環境内で行われる。さらに、自動搬送の多くは、搬送時間の最小化によってサイクル時間の短縮ならびに関連設備のスループットおよび利用率の増大がもたらされる場合に実施される。したがって、所与の範囲の搬送用途のために必要な設置面積および作業空間容積が最小限に抑えられ、搬送時間が最小限に抑えられる基板搬送オートメーションを提供することが望まれている。   Vacuum, atmospheric and controlled environment processing for applications such as those associated with the manufacture of semiconductors, LEDs, sunlight, MEMS or other devices, storage locations, processing locations or other substrates, and carriages associated with substrates Utilize robot technology and other forms of automation to transport to and from the location. Such transport of substrates moves individual substrates, groups of substrates using a single arm that transports one or more substrates, or multiple arms that each transport one or more substrates. May be. Much of the manufacturing takes place in a clean or vacuum environment where footprint and volume are important, such as those associated with semiconductor manufacturing, for example. Furthermore, many automated transfers are performed when minimizing transfer times results in shorter cycle times and increased associated equipment throughput and utilization. Accordingly, it is desirable to provide a substrate transport automation that minimizes the footprint and work space volume required for a given range of transport applications and minimizes transport time.

摘要Abstract

以下の摘要は単に例示となることを意図されているにすぎない。摘要は請求項を限定することを意図されてはいない。   The following summary is intended to be exemplary only. The abstract is not intended to limit the claims.

例示的実施形態の一態様によれば、搬送装置は、駆動装置と、駆動装置に接続される第1のアームであって、第1のアームは、駆動装置と直列に接続される、第1のリンク、第2のリンクおよびエンドエフェクタを有し、第1のリンクおよび第2のリンクは異なる有効長を有する、第1のアームと、第1のアームが伸長または収縮されるときに駆動装置に対するエンドエフェクタの実質的に直線のみの運動を提供するために、第2のリンクに対するエンドエフェクタの回転を制限するためのシステムと、を有する。   According to one aspect of the exemplary embodiment, the transport device is a drive device and a first arm connected to the drive device, wherein the first arm is connected in series with the drive device. The first arm and the second link and the end effector, the first link and the second link having different effective lengths, and the drive device when the first arm is extended or contracted A system for limiting the rotation of the end effector relative to the second link to provide substantially linear movement of the end effector relative to the second link.

例示的実施形態の別の態様によれば、駆動装置によってアームの第1のリンクを回転させることと、第1のリンクが回転されるときにアームの第2のリンクを回転させること、ただし、第2のリンクは第1のリンク上で回転される、回転させることと、第2のリンク上でエンドエフェクタを回転させること、ただし、第1および第2のリンクは異なる有効長を有し、第2のリンク上におけるエンドエフェクタの回転は、アームが伸長または収縮されるときに、エンドエフェクタが駆動装置に対する実質的に直線のみの運動に制限されるように、束縛される、回転させることと、を含む、方法が提供される。   According to another aspect of the exemplary embodiment, rotating the first link of the arm by the drive and rotating the second link of the arm when the first link is rotated, provided that The second link is rotated on the first link, rotating and rotating the end effector on the second link, provided that the first and second links have different effective lengths; The rotation of the end effector on the second link is constrained to rotate so that when the arm is extended or retracted, the end effector is limited to substantially linear motion relative to the drive. A method is provided.

例示的実施形態の別の態様によれば、駆動装置と、駆動装置に接続されるアームであって、アームは、第1の関節において駆動装置に接続される第1のリンク、第2の関節において第1のリンクに接続される第2のリンク、および第3の関節において第2のリンクに接続されるエンドエフェクタを有し、第1のリンクは、第2および第3の関節の間の第2のリンクの第2の長さと異なる第1および第2の関節の間の第1の長さを有し、第3の関節におけるエンドエフェクタの運動は、アームの伸長および収縮の間に駆動装置の回転中心に対する実質的に直線の半径方向線内をたどるように束縛される、アームと、を有する搬送装置が提供される。   According to another aspect of the exemplary embodiment, a drive device and an arm connected to the drive device, wherein the arm is a first link connected to the drive device at a first joint, a second joint. A second link connected to the first link at a first end and an end effector connected to the second link at a third joint, wherein the first link is between the second and third joints. A first length between the first and second joints different from the second length of the second link, the movement of the end effector in the third joint being driven during arm extension and contraction There is provided a transfer device having arms that are constrained to follow within a substantially straight radial line relative to the center of rotation of the device.

上述の態様およびその他の特徴は以下の記載において添付の図面に関連して説明される。   The above aspects and other features are described in the following description with reference to the accompanying drawings.

搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面部分概略図である。It is the upper surface partial schematic of a conveying apparatus. 搬送装置の側面断面部分概略図である。It is a side surface partial fragmentary schematic diagram of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. グラフィカルプロットを示す図である。It is a figure which shows a graphical plot. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面部分概略図である。It is the upper surface partial schematic of a conveying apparatus. 搬送装置の側面断面部分概略図である。It is a side surface partial fragmentary schematic diagram of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. グラフィカルプロットを示す図である。It is a figure which shows a graphical plot. 搬送装置の側面断面部分概略図である。It is a side surface partial fragmentary schematic diagram of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面断面部分概略図である。It is a side surface partial fragmentary schematic diagram of a conveying apparatus. 搬送装置の側面断面部分概略図である。It is a side surface partial fragmentary schematic diagram of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面断面部分概略図である。It is a side surface partial fragmentary schematic diagram of a conveying apparatus. 搬送装置の側面断面部分概略図である。It is a side surface partial fragmentary schematic diagram of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面断面部分概略図である。It is a side surface partial fragmentary schematic diagram of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の側面図である。It is a side view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 例示的なプーリを示す図である。FIG. 3 illustrates an exemplary pulley. 搬送装置の上面図である。It is a top view of a conveying apparatus. 搬送装置のコピー図である。It is a copy figure of a conveying apparatus. 基板搬送ロボットの一例の上面図である。It is a top view of an example of a substrate transfer robot. 基板搬送ロボットの一例の側面図である。It is a side view of an example of a substrate conveyance robot. 基板搬送ロボットの一例の上面図である。It is a top view of an example of a substrate transfer robot. 基板搬送ロボットの一例の上面図である。It is a top view of an example of a substrate transfer robot. 基板搬送ロボットの一例の上面図である。It is a top view of an example of a substrate transfer robot. 基板搬送ロボットの一例の上面図である。It is a top view of an example of a substrate transfer robot. 基板搬送ロボットの一例の側面図である。It is a side view of an example of a substrate conveyance robot. 基板搬送ロボットの一例の上面概略図である。It is the upper surface schematic of an example of a substrate conveyance robot. 基板搬送ロボットの一例の断面概略図である。It is a section schematic diagram of an example of a substrate conveyance robot. 基板搬送ロボットの一例の上面概略図である。It is the upper surface schematic of an example of a substrate conveyance robot. 基板搬送ロボットの一例の断面概略図である。It is a section schematic diagram of an example of a substrate conveyance robot. は、基板搬送ロボットの一例の上面図である。FIG. 3 is a top view of an example of a substrate transfer robot. 基板搬送ロボットの一例の上面図である。It is a top view of an example of a substrate transfer robot. 基板搬送ロボットの一例の上面図である。It is a top view of an example of a substrate transfer robot. 基板搬送ロボットの一例の側面図である。It is a side view of an example of a substrate conveyance robot. 基板搬送ロボットの一例の上面概略図である。It is the upper surface schematic of an example of a substrate conveyance robot. 基板搬送ロボットの一例の断面概略図である。It is a section schematic diagram of an example of a substrate conveyance robot. 基板搬送ロボットの一例の上面概略図である。It is the upper surface schematic of an example of a substrate conveyance robot. 基板搬送ロボットの一例の断面概略図である。It is a section schematic diagram of an example of a substrate conveyance robot. 基板搬送ロボットの一例の上面図である。It is a top view of an example of a substrate transfer robot. 基板搬送ロボットの一例の上面図である。It is a top view of an example of a substrate transfer robot. 基板搬送ロボットの一例の上面図である。It is a top view of an example of a substrate transfer robot. 基板搬送ロボットの一例の側面図である。It is a side view of an example of a substrate conveyance robot. 基板搬送ロボットの一例の上面概略図である。It is the upper surface schematic of an example of a substrate conveyance robot. 基板搬送ロボットの一例の断面概略図である。It is a section schematic diagram of an example of a substrate conveyance robot. 基板搬送ロボットの一例の上面図である。It is a top view of an example of a substrate transfer robot. 基板搬送ロボットの一例の上面図である。It is a top view of an example of a substrate transfer robot. 基板搬送ロボットの一例の上面図である。It is a top view of an example of a substrate transfer robot. 基板搬送ロボットの一例の側面図である。It is a side view of an example of a substrate conveyance robot. 基板搬送ロボットの一例の上面図である。It is a top view of an example of a substrate transfer robot. 基板搬送ロボットの一例の側面図である。It is a side view of an example of a substrate conveyance robot. 基板搬送ロボットの一例の上面図である。It is a top view of an example of a substrate transfer robot. 基板搬送ロボットの一例の上面図である。It is a top view of an example of a substrate transfer robot. 基板搬送ロボットの一例の上面概略図である。It is the upper surface schematic of an example of a substrate conveyance robot. 基板搬送ロボットの一例の断面概略図である。It is a section schematic diagram of an example of a substrate conveyance robot. 基板搬送ロボットの一例の上面概略図である。It is the upper surface schematic of an example of a substrate conveyance robot. 基板搬送ロボットの一例の断面概略図である。It is a section schematic diagram of an example of a substrate conveyance robot. 基板搬送ロボットの一例の上面概略図である。It is the upper surface schematic of an example of a substrate conveyance robot. 基板搬送ロボットの一例の断面概略図である。It is a section schematic diagram of an example of a substrate conveyance robot. 基板搬送装置の一例の上面図である。It is a top view of an example of a substrate transfer device. 基板搬送装置の一例の側面図である。It is a side view of an example of a substrate conveyance device. 基板搬送装置の一例の上面図である。It is a top view of an example of a substrate transfer device. 基板搬送装置の一例の側面図である。It is a side view of an example of a substrate conveyance device.

例示的実施形態の詳細説明Detailed Description of Exemplary Embodiments

以下に開示される実施形態のほかに、開示される実施形態は他の実施形態が可能であり、さまざまな方法で実施または実行することができる。それゆえ、開示される実施形態はその適用において、以下の記載に説明されているか、または図面に示されている構造の細部および構成要素の配置に限定されないことを理解されたい。1つの実施形態のみが本明細書に記載されている場合には、これに関する請求項はその実施形態に限定されるべきではない。さらに、これに関する請求項は、確実な除外、限定、または放棄を表明する明確で説得力のある証拠がないかぎり、限定的に読むべきではない。   In addition to the embodiments disclosed below, the disclosed embodiments are capable of other embodiments and can be implemented or carried out in various ways. Therefore, it is to be understood that the disclosed embodiments are not limited in their application to the details of construction and the arrangement of components set forth in the following description or illustrated in the drawings. If only one embodiment is described herein, the claims hereof should not be limited to that embodiment. In addition, claims in this regard should not be read in a limited manner unless there is clear and convincing evidence that states a certain exclusion, limitation, or waiver.

次に、図1Aおよび図1Bを参照すると、駆動装置12およびアーム14を有するロボット10の上面図および側面図がそれぞれ示されている。アーム14は収縮位置で示されている。アーム14は、駆動装置12の中心回転軸18の周りに回転可能な上腕または第1のリンク16を有する。アーム14は、肘回転軸22の周りに回転可能な前腕または第2のリンク20をさらに有する。アーム14は、手首回転軸26の周りに回転可能なエンドエフェクタまたは第3のリンク24をさらに有する。エンドエフェクタ24は基板28を支持する。説明されるように、アーム14は、駆動装置12の中心回転軸18と一致する線形経路32と(図1Aに見られるように)一致してもよい半径方向経路30、または線形経路32と平行な経路、例えば、経路34、36もしくは他のものに沿って基板28が搬送されるように駆動装置12と協働するように構成される。図示されている実施形態では、前腕または第2のリンク20の関節間長さは上腕または第1のリンク16の関節間長さよりも大きい。図示されている実施形態では、エンドエフェクタまたは第3のリンク24の横方向オフセット38は前腕20および上腕16の関節間長さの差に相当する。以下においてさらに詳細に説明されるように、横方向オフセット38はアーム14の伸長および収縮の間に実質的に一定に維持され、それにより、基板28は、線形経路に対する基板28またはエンドエフェクタ24の回転を伴うことなく、線形経路に沿って動かされる。これは、説明されるように、前腕20に対する手首26におけるエンドエフェクタ24の回転を制御するための追加の制御軸を用いることなく、アーム14の内部の構造を用いて達成される。図1Aに関して開示されている実施形態の一態様では、第3のリンクまたはエンドエフェクタ24の質量中心は手首中心線または回転軸26に存在してもよい。代替的に、第3のリンクまたはエンドエフェクタ24の質量中心は、中心回転軸18からオフセットされた(38)経路40に沿って存在してもよい。このようにして、アームの伸長および収縮の間に質量が別様にオフセットされた結果として加えられるモーメントによる、エンドエフェクタ24をリンク16、20に対して束縛するバンドへの外乱は最小限に抑えられてもよい。ここで、質量中心は、基板がある状態もしくはない状態で決定されてもよいし、またはその中間で決定されてもよい。代替的に、第3のリンクまたはエンドエフェクタ24の質量中心は任意の好適な場所に存在してもよい。図示されている実施形態では、基板搬送装置10は、中心回転軸18上で駆動部12に結合された可動アームアセンブリ14を用いて基板28を搬送する。基板支持体24は手首回転軸26上でアームアセンブリ14に結合される。ここで、アームアセンブリ14は、図3A〜Cに関して見られるように、伸長および収縮の間に中心回転軸18の周りに回転する。手首回転軸26は伸長および収縮の間に、中心回転軸18に対する半径方向経路、例えば、経路30、34または36と平行であり、そこから38または他のようにオフセットされた手首経路40に沿って動く。基板支持体24は同様に伸長および収縮の間に、回転を伴うことなく半径方向経路30と平行に動く。開示されている実施形態の他の態様においてより詳細に説明されるように、前腕の長さが上腕のものよりも短いという、エンドエフェクタをほぼ純粋に半径方向の運動で動くように束縛する原理および構造が適用されてもよい。さらに、複数枚の基板がエンドエフェクタによって扱われるという特徴が適用されてもよい。さらに、1枚以上の追加の基板を扱う第2のアームが、駆動装置と接続して用いられるという特徴が適用されてもよい。したがって、このような変形例は全て包含されてもよい。   1A and 1B, a top view and a side view of a robot 10 having a drive device 12 and an arm 14 are shown, respectively. Arm 14 is shown in the retracted position. The arm 14 has an upper arm or first link 16 that is rotatable about a central rotational axis 18 of the drive device 12. The arm 14 further includes a forearm or second link 20 that is rotatable about an elbow rotation axis 22. The arm 14 further includes an end effector or third link 24 that is rotatable about a wrist rotation axis 26. The end effector 24 supports the substrate 28. As described, the arm 14 is parallel to the linear path 32 that may coincide with the linear path 32 that coincides with the central rotational axis 18 of the drive device 12 (as seen in FIG. 1A), or parallel to the linear path 32. It is configured to cooperate with the drive device 12 such that the substrate 28 is transported along a simple path, such as the path 34, 36 or others. In the illustrated embodiment, the inter-articular length of the forearm or second link 20 is greater than the inter-articular length of the upper arm or first link 16. In the illustrated embodiment, the lateral offset 38 of the end effector or third link 24 corresponds to the difference between the joint lengths of the forearm 20 and the upper arm 16. As will be described in more detail below, the lateral offset 38 is maintained substantially constant during the extension and contraction of the arm 14 so that the substrate 28 is positioned on the substrate 28 or end effector 24 relative to a linear path. It is moved along a linear path without rotation. This is accomplished using the internal structure of the arm 14 without using an additional control axis to control the rotation of the end effector 24 at the wrist 26 relative to the forearm 20, as will be described. In one aspect of the embodiment disclosed with respect to FIG. 1A, the center of mass of the third link or end effector 24 may be at the wrist centerline or axis of rotation 26. Alternatively, the center of mass of the third link or end effector 24 may exist along a path 40 that is offset (38) from the central axis of rotation 18. In this way, disturbances to the band that binds the end effector 24 to the links 16, 20 due to the moment applied as a result of the mass being otherwise offset during arm extension and contraction are minimized. May be. Here, the center of mass may be determined with or without the substrate, or may be determined in the middle thereof. Alternatively, the center of mass of the third link or end effector 24 may be at any suitable location. In the illustrated embodiment, the substrate transport apparatus 10 transports the substrate 28 using the movable arm assembly 14 coupled to the driving unit 12 on the central rotating shaft 18. The substrate support 24 is coupled to the arm assembly 14 on the wrist rotation shaft 26. Here, the arm assembly 14 rotates about a central axis of rotation 18 during expansion and contraction, as seen with respect to FIGS. The wrist axis of rotation 26 is parallel to a radial path relative to the central axis of rotation 18 during expansion and contraction, eg, along the wrist path 40 that is 38 or otherwise offset therefrom. Move. The substrate support 24 also moves parallel to the radial path 30 without rotation during expansion and contraction. The principle of constraining the end effector to move in a substantially purely radial motion, with the length of the forearm being shorter than that of the upper arm, as will be explained in more detail in another aspect of the disclosed embodiment And structures may be applied. Furthermore, the feature that a plurality of substrates are handled by the end effector may be applied. Further, a feature that a second arm that handles one or more additional substrates is used in connection with a driving device may be applied. Accordingly, all such modifications may be included.

図2Aおよび図2Bを同様に参照すると、図1Aおよび図1Bに示されるアーム14の個々のリンクを駆動するために用いられる内部機構を示すシステム10の部分概略上面図および側面図がそれぞれ示されている。駆動装置12は、ハウジング60に結合され、第1および第2のシャフト62、64をそれぞれ駆動する、対応する第1および第2のエンコーダ56、58を有する第1および第2のモータ52、54を有する。ここで、シャフト62はプーリ66に結合されてもよく、シャフト64は上腕16に結合されてもよく、シャフト62、64は同心状であるか、または別様に配設されてもよい。代替的な態様では、任意の好適な駆動装置が提供されてもよい。ハウジング60はチャンバ68と連通していてもよく、蛇腹70、チャンバ68、およびハウジング60の内部部分は真空環境72を大気環境74から隔離する。ハウジング60は可動台としてスライド76上をz方向にスライドしてもよく、ハウジング60、およびそこに結合されたアーム14をz(80)方向に選択的に動かすために、親ねじまたはその他の好適な垂直もしくは線形z駆動装置78が提供されてもよい。図示されている実施形態では、上腕16はモータ54によって中心回転軸18の周りに駆動される。同様に、前腕は、モータ52によって、従来の円形プーリおよびバンド等のプーリ66、82およびバンド84、86を有するバンド駆動装置を通じて駆動される。代替的な態様では、前腕20を上腕16に対して駆動するための任意の好適な構造が提供されてもよい。プーリ66および82の間の比は1:1、2:1または任意の好適な比であってもよい。エンドエフェクタを有する第3のリンク24は、リンク16に対して接地されるプーリ88、エンドエフェクタもしくは第3のリンク24に対して接地されるプーリ90、ならびにプーリ88およびプーリ90を束縛するバンド92、94を有するバンド駆動装置によって束縛されてもよい。説明されるように、第3のリンク24が、アーム14の伸長および収縮の間に回転を伴うことなく半径方向経路をたどるために、プーリ88、90の間の比は一定でなくてもよい。これは、プーリ88、90は、2つの非円形プーリ等の、1つ以上の非円形プーリであってもよい場合、またはプーリ88、90の一方は円形であり、他方は非円形であってもよい場合に達成されてもよい。代替的に、第3のリンクまたはエンドエフェクタ24の経路を説明されているように束縛するために、任意の好適な連結装置またはリンケージが提供されてもよい。図示されている実施形態では、少なくとも1つの非円形プーリが上腕16および前腕20の不等長の影響を相殺し、それにより、エンドエフェクタ24は最初の2本のリンク16、20の位置にかかわりなく半径方向30に向くようにしている。実施形態は、非円形であるプーリ90および円形であるプーリ88に関して説明されることになる。代替的に、プーリ88が非円形であってもよく、プーリ90が円形であってもよい。代替的に、プーリ88および92が非円形であってもよく、あるいはアーム14のリンクを説明されているように束縛するための任意の好適な連結装置が提供されてもよい。例として、1989年9月12日に発行され、非円形駆動装置(Noncircular Drive)と題する米国特許第4,865,577号に、非円形プーリまたはスプロケットが説明されている。同特許はその全体が本明細書において参照により組み込まれている。代替的に、アーム14のリンクを説明されているように束縛するための任意の好適な連結装置が提供されてもよく、例えば、任意の好適な可変比駆動装置あるいは連結装置、連結歯車もしくはスプロケット、カムまたはその他のものが、単独で、または好適なリンケージもしくはその他の連結装置と組み合わせて用いられてもよい。図示されている実施形態では、肘プーリ88は上腕16に結合され、丸形または円形に示され、手首または第3のリンク24に結合された手首プーリ90は、非円形に示されている。手首プーリの形状は非円形であり、半径方向軌道30に対して直角な線96の周りに対称性を有してもよい。線96は同様に、例えば、図3Bに見られるように、手首軸26が肩軸18に最も接近した状態で前腕20および上腕16が互いの真上に並ぶと、2つのプーリ88、90の間の線と一致するかまたはそれと平行になってもよい。プーリ90の形状は、アーム14が伸長および収縮する際にバンド92、94がぴんと張ったままになり、手首回転軸26からの変化する半径方向距離102、104を有するプーリ90の反対側に接点98、100を確立するようなものになっている。例えば、図3Bに示される配向においては、プーリ上の2つのバンドの接点98、100の各々は、手首回転軸26から等しい半径方向距離102、104にある。これは、それぞれの比を示す図4に関してさらに説明されることになる。アーム14が回転するために、ロボットの駆動シャフト62、64は両方ともアームの回転方向に同じ量だけ動く必要がある。エンドエフェクタ24が直線経路に沿って半径方向に伸長および収縮するために、2本の駆動シャフト62、64は、例えば、本セクションにおいて後に提示される例示的な逆運動学方程式に従って、協調して動く必要がある。ここで、基板搬送装置10は、基板28を搬送するようになっている。前腕20は上腕16に回転可能に結合され、中心軸18から上腕リンク長だけオフセットされた肘軸22の周りに回転可能である。エンドエフェクタ24は前腕20に回転可能に結合され、肘軸22から前腕リンク長だけオフセットされた手首軸26の周りに回転可能である。手首プーリ90はエンドエフェクタ24に固定され、バンド92、94を用いて肘プーリ88に結合される。ここで、前腕リンク長は上腕リンク長と異なり、エンドエフェクタは肘プーリ、手首プーリおよびバンドによって上腕に対して束縛され、それにより、基板は中心軸18に対する線形半径方向経路30に沿って動く。ここで、基板支持体24は、基板支持体連結装置92を用いて上腕16に結合され、肘回転軸22の周りの前腕20と上腕16との間の相対運動によって手首回転軸26の周りに駆動される。図3A、3Bおよび3Cは図1および2のロボットの伸長運動を示す。図3Aは、アーム14がその収縮位置にある状態におけるロボット10の上面図を示す。図3Bは、前腕20が上腕16の上に整列された状態における部分的に伸長したアーム14を示し、エンドエフェクタの横方向オフセット38は前腕20および上腕16の関節間長さの差に相当することを図解している。図3Cは、完全な伸長ではないが、伸長位置にあるアーム14を示す。   Referring also to FIGS. 2A and 2B, there are shown a partial schematic top view and a side view, respectively, of the system 10 showing the internal mechanism used to drive the individual links of the arm 14 shown in FIGS. 1A and 1B. ing. The drive device 12 is coupled to the housing 60 and has first and second motors 52, 54 having corresponding first and second encoders 56, 58 that drive the first and second shafts 62, 64, respectively. Have Here, the shaft 62 may be coupled to the pulley 66, the shaft 64 may be coupled to the upper arm 16, and the shafts 62, 64 may be concentric or otherwise disposed. In alternative aspects, any suitable drive may be provided. The housing 60 may be in communication with the chamber 68, and the bellows 70, the chamber 68, and the interior portion of the housing 60 isolate the vacuum environment 72 from the atmospheric environment 74. The housing 60 may slide in the z-direction on the slide 76 as a movable platform, and a lead screw or other suitable for selectively moving the housing 60 and the arm 14 coupled thereto in the z (80) direction. A vertical or linear z drive 78 may be provided. In the illustrated embodiment, the upper arm 16 is driven about the central axis of rotation 18 by a motor 54. Similarly, the forearm is driven by a motor 52 through a band drive having pulleys 66, 82 and bands 84, 86, such as conventional circular pulleys and bands. In alternative aspects, any suitable structure for driving the forearm 20 relative to the upper arm 16 may be provided. The ratio between the pulleys 66 and 82 may be 1: 1, 2: 1, or any suitable ratio. The third link 24 having the end effector includes a pulley 88 that is grounded to the link 16, a pulley 90 that is grounded to the end effector or the third link 24, and a band 92 that binds the pulley 88 and the pulley 90. , 94 may be constrained by a band drive. As described, the ratio between the pulleys 88, 90 may not be constant because the third link 24 follows a radial path without rotation during the extension and contraction of the arm 14. . This is because the pulleys 88, 90 may be one or more non-circular pulleys, such as two non-circular pulleys, or one of the pulleys 88, 90 is circular and the other is non-circular. It may be achieved if it is good. Alternatively, any suitable coupling device or linkage may be provided to constrain the path of the third link or end effector 24 as described. In the illustrated embodiment, at least one non-circular pulley counteracts the unequal length effects of the upper arm 16 and forearm 20 so that the end effector 24 is involved in the position of the first two links 16, 20. Instead, it faces the radial direction 30. Embodiments will be described with respect to a pulley 90 that is non-circular and a pulley 88 that is circular. Alternatively, the pulley 88 may be non-circular and the pulley 90 may be circular. Alternatively, the pulleys 88 and 92 may be non-circular, or any suitable coupling device may be provided for binding the links of the arms 14 as described. By way of example, a non-circular pulley or sprocket is described in US Pat. No. 4,865,577, issued September 12, 1989 and entitled Non-Circular Drive. This patent is incorporated herein by reference in its entirety. Alternatively, any suitable coupling device for constraining the link of the arm 14 as described may be provided, such as any suitable variable ratio drive or coupling device, coupling gear or sprocket. , Cams or others may be used alone or in combination with suitable linkages or other coupling devices. In the illustrated embodiment, the elbow pulley 88 is coupled to the upper arm 16 and is shown round or circular, and the wrist pulley 90 coupled to the wrist or third link 24 is shown non-circular. The shape of the wrist pulley is non-circular and may have symmetry about a line 96 perpendicular to the radial track 30. Line 96 is also similar to that of the two pulleys 88, 90 when the forearm 20 and upper arm 16 are aligned directly above each other with the wrist shaft 26 closest to the shoulder shaft 18, for example, as seen in FIG. 3B. It may coincide with or be parallel to the line between. The shape of the pulley 90 is such that the bands 92, 94 remain taut as the arm 14 extends and retracts and contacts the opposite side of the pulley 90 with varying radial distances 102, 104 from the wrist rotation axis 26. 98, 100 are established. For example, in the orientation shown in FIG. 3B, each of the two band contacts 98, 100 on the pulley is at an equal radial distance 102, 104 from the wrist rotation axis 26. This will be further explained with respect to FIG. 4 showing the respective ratios. In order for the arm 14 to rotate, both the robot drive shafts 62, 64 need to move the same amount in the direction of arm rotation. In order for the end effector 24 to radially expand and contract along a linear path, the two drive shafts 62, 64 are coordinated according to, for example, the exemplary inverse kinematic equations presented later in this section. Need to move. Here, the substrate transport apparatus 10 is configured to transport the substrate 28. The forearm 20 is rotatably coupled to the upper arm 16 and is rotatable about an elbow axis 22 that is offset from the central axis 18 by the upper arm link length. The end effector 24 is rotatably coupled to the forearm 20 and is rotatable about a wrist axis 26 that is offset from the elbow axis 22 by the forearm link length. The wrist pulley 90 is fixed to the end effector 24 and is coupled to the elbow pulley 88 using bands 92 and 94. Here, the forearm link length is different from the upper arm link length and the end effector is constrained to the upper arm by an elbow pulley, a wrist pulley and a band so that the substrate moves along a linear radial path 30 relative to the central axis 18. Here, the substrate support 24 is coupled to the upper arm 16 using the substrate support coupling device 92, and around the wrist rotation axis 26 by the relative movement between the forearm 20 and the upper arm 16 around the elbow rotation axis 22. Driven. 3A, 3B and 3C show the extension motion of the robot of FIGS. FIG. 3A shows a top view of the robot 10 with the arm 14 in its retracted position. FIG. 3B shows the partially extended arm 14 with the forearm 20 aligned over the upper arm 16, with the end effector lateral offset 38 corresponding to the difference in joint length between the forearm 20 and upper arm 16. Illustrates that. FIG. 3C shows arm 14 in the extended position, but not fully extended.

例示的な順運動学が提供されてもよい。代替的な態様では、任意の好適な順運動学が、代替構造に対応するために提供されてもよい。以下の例示的な方程式は、エンドエフェクタの位置をモータの位置の関数として求めるために用いられてもよい。
=lcos θ+lcos θ (1.1)
=lsin θ+lsin θ (1.2)
=sqrt(x +y ) (1.3)
=atan2(y,x) (1.4)
α=asin(d/R) ここで、d=l−l (1.5)
α12=θ−θ (1.6)
α12<πならば:R=sqrt(R −d )+l,T=T+α、さもなければ、R=−sqrt(R −d )+l,T=T−α+π (1.7)
Exemplary forward kinematics may be provided. In alternative aspects, any suitable forward kinematics may be provided to accommodate alternative structures. The following exemplary equations may be used to determine end effector position as a function of motor position.
x 2 = l 1 cos θ 1 + l 2 cos θ 2 (1.1)
y 2 = l 1 sin θ 1 + l 2 sin θ 2 (1.2)
R 2 = sqrt (x 2 2 + y 2 2 ) (1.3)
T 2 = atan2 (y 2 , x 2 ) (1.4)
α 3 = asin (d 3 / R 2 ) where d 3 = l 2 −l 1 (1.5)
α 12 = θ 1 −θ 2 (1.6)
If α 12 <π: R = sqrt (R 2 2 −d 3 2 ) + l 3 , T = T 2 + α 3 , otherwise R = −sqrt (R 2 2 −d 3 2 ) + l 3 , T = T 23 + π (1.7)

例示的な逆運動学が提供されてもよい。代替的な態様では、任意の好適な逆運動学が、代替構造に対応するために提供されてもよい。以下の例示的な方程式は、エンドエフェクタの指定された位置を達成するためのモータの位置を求めるために利用されてもよい。
=R cos T (1.8)
=R sin T (1.9)
=x−lcos T+dsin T (1.10)
=y−lsin T−dcos T (1.11)
=sqrt(x +y ) (1.12)
=atan2(y,x) (1.13)
α=acos((R +l −l )/(2R)) (1.14)
α=acos((R −l +l )/(2R)) (1.15)
R>lならば:θ=T+α,θ=T−α、さもなければ:θ=T−α,θ=T+α (1.16)
Exemplary inverse kinematics may be provided. In alternative aspects, any suitable inverse kinematics may be provided to accommodate alternative structures. The following exemplary equations may be utilized to determine the position of the motor to achieve the specified position of the end effector.
x 3 = R cos T (1.8)
y 3 = R sin T (1.9)
x 2 = x 3 −l 3 cos T + d 3 sin T (1.10)
y 2 = y 3 −l 3 sin Td 3 cos T (1.11)
R 2 = sqrt (x 2 2 + y 2 2 ) (1.12)
T 2 = atan2 (y 2 , x 2 ) (1.13)
α 1 = acos ((R 2 2 + l 1 2 −l 2 2 ) / (2R 2 l 1 )) (1.14)
α 2 = acos ((R 2 2 −l 1 2 + l 2 2 ) / (2R 2 l 2 )) (1.15)
If R> l 3 : θ 1 = T 2 + α 1 , θ 2 = T 2 −α 2 , otherwise: θ 1 = T 2 −α 1 , θ 2 = T 2 + α 2 (1.16)

運動学方程式においては以下の命名法が用いられてもよい。
=エンドエフェクタの横方向オフセット(m)
=第1のリンクの関節間長さ(m)
=第2のリンクの関節間長さ(m)
=手首関節からエンドエフェクタ上の基準点まで測定された、エンドエフェクタを有する第3のリンクの長さ(m)
R=エンドエフェクタの半径方向位置(m)
=手首関節の半径座標(m)
T=エンドエフェクタの角度位置(rad)
=手首関節の角度座標(rad)
=手首関節のx座標(m)
=エンドエフェクタのx座標(m)
=手首関節のy座標(m)
=エンドエフェクタのy座標(m)
θ=第1のリンクに結合された駆動シャフトの角度位置(rad)
θ=第2のリンクに結合された駆動シャフトの角度位置(rad)。
The following nomenclature may be used in the kinematic equations.
d 3 = end effector lateral offset (m)
l 1 = joint length of the first link (m)
l 2 = inter-joint length of the second link (m)
l 3 = length of third link with end effector measured from wrist joint to reference point on end effector (m)
R = radial position of end effector (m)
R 2 = wrist joint radius coordinate (m)
T = angular position of end effector (rad)
T 2 = Wrist joint angle coordinate (rad)
x 2 = wrist joint x coordinate (m)
x 3 = end effector x coordinate (m)
y 2 = y coordinate of wrist joint (m)
y 3 = y effector's y coordinate (m)
θ 1 = angular position (rad) of the drive shaft coupled to the first link
θ 2 = angular position (rad) of the drive shaft coupled to the second link.

上記の例示的な運動学方程式は、エンドエフェクタ24がアーム14の最初の2本のリンク16、20の位置にかかわりなく半径方向30に向くように第3のリンク24の配向を束縛する好適な駆動装置、例えば、バンド駆動装置、を設計するために用いられてもよい。   The exemplary kinematic equation above is suitable for constraining the orientation of the third link 24 so that the end effector 24 is oriented in the radial direction 30 regardless of the position of the first two links 16, 20 of the arm 14. It may be used to design a drive device, for example a band drive device.

図4を参照すると、第3のリンクの配向を束縛するバンド駆動装置の伝達比r31 122の、ロボットの中心からエンドエフェクタの根元まで測定されたアームの正規化された伸長、すなわち、(R−l)/lの関数としてのプロット120が示されている。伝達比r31は、どちらも第2のリンクに対して定義される、第3のリンクに取り付けられたプーリの角速度、ω32の、第1のリンクに取り付けられたプーリの角速度、ω12に対する比として定義される。図は、異なるl/l(0.1の増分で0.5〜1.0、および0.2の増分で1.0〜2.0)についての伝達比r31をグラフで示している。非円形プーリ(単数または複数)の外形、例えば、図2A、54Aおよび54Bに示されている外形は、図4に係る伝達比r31を達成するように算出されてもよい。 Referring to FIG. 4, the normalized extension of the arm measured from the center of the robot to the root of the end effector, ie, (R, of the transmission ratio r 31 122 of the band drive that constrains the orientation of the third link. A plot 120 as a function of −l 3 ) / l 1 is shown. The transmission ratio r 31 is defined for the second link, the angular velocity of the pulley attached to the third link, ω 32 , the angular velocity of the pulley attached to the first link, ω 12 Defined as a ratio. The figure graphically illustrates the transmission ratio r 31 for different l 2 / l 1 (0.5 to 1.0 in 0.1 increments and 1.0 to 2.0 in 0.2 increments). Yes. The outer shape of the non-circular pulley (s), such as the outer shape shown in FIGS. 2A, 54A and 54B, may be calculated to achieve the transmission ratio r 31 according to FIG.

開示されている実施形態では、エンドエフェクタ運動を束縛するために1つ以上の非円形プーリ(単数または複数)またはその他の好適なデバイスを用いることにより、同じ格納容積を有する等リンクアームと比べてより長いリーチが得られてもよい。代替的な態様では、第1のリンクはモータによって、直接か、または任意の種類の連結装置もしくは伝達機構を介するかのいずれかによって駆動されてもよい。ここでは、任意の好適な伝達比を用いることができる。代替的に、第2のリンクを作動させるバンド駆動装置は、ベルト駆動装置、ケーブル駆動装置、歯車駆動装置、リンケージベースのメカニズムまたは以上のものの任意の組み合わせ等の、同等の機能性を有する任意の他の機構によって置換されてもよい。同様に、第3のリンクを束縛するバンド駆動装置は、ベルト駆動装置、ケーブル駆動装置、非円形歯車、リンケージベースのメカニズムまたは以上のものの任意の組み合わせ等の、任意の他の好適な機構によって置換されてもよい。ここで、エンドエフェクタは半径方向に向いていてもよいが、そうである必要はない。例えば、エンドエフェクタは第3のリンクに対して、任意の好適なオフセットを有して位置付けられ、任意の好適な方向を向いていてもよい。さらに、代替的な態様では、第3のリンクは複数のエンドエフェクタまたは基板を運搬してもよい。任意の好適な数のエンドエフェクタおよび/または材料保持器が第3のリンクによって運搬されることができる。さらに、代替的な態様では、例えば、図4においてl/l<1によって表されて見られるように、ならびに図25〜34および43〜53に関して見られ、説明されているように、前腕の関節間長さは上腕の関節間長さよりも小さくなることができる。 In the disclosed embodiments, by using one or more non-circular pulley (s) or other suitable device to constrain end effector motion, compared to an equilink arm having the same storage volume Longer reach may be obtained. In alternative aspects, the first link may be driven by a motor, either directly or via any type of coupling device or transmission mechanism. Here, any suitable transmission ratio can be used. Alternatively, the band drive for actuating the second link may be any device with equivalent functionality, such as a belt drive, cable drive, gear drive, linkage-based mechanism or any combination of the above It may be replaced by other mechanisms. Similarly, the band drive that binds the third link is replaced by any other suitable mechanism, such as a belt drive, cable drive, non-circular gear, linkage-based mechanism, or any combination of the above. May be. Here, the end effector may be oriented in the radial direction, but this need not be the case. For example, the end effector may be positioned with any suitable offset relative to the third link and may be oriented in any suitable direction. Further, in an alternative aspect, the third link may carry multiple end effectors or substrates. Any suitable number of end effectors and / or material holders can be carried by the third link. Further, in alternative embodiments, the forearm, for example, as seen and represented in FIG. 4 by l 2 / l 1 <1, and as seen and described with respect to FIGS. 25-34 and 43-53 The joint length can be smaller than the joint length of the upper arm.

次に、図5Aおよび5Bを参照すると、ロボット10のいくつかの特徴を組み込んだロボット150の上面図および側面図がそれぞれ示されている。ロボット150は、駆動装置12、および収縮位置で示されたアーム152を有するように示されている。アーム152は、本明細書における説明を除いて、アーム14の特徴と同様の特徴を有する。例として、前腕または第2のリンク158の関節間長さは上腕または第1のリンク154の関節間長さよりも大きい。同様に、エンドエフェクタまたは第3のリンク162の横方向オフセット168は前腕158および上腕154の関節間長さの差に相当する。図6Aおよび図6Bを同様に参照すると、アームの個々のリンクを駆動するために用いられる内部機構を有する駆動装置12が示されている。図示されている実施形態では、上腕154は、図1および2のアーム14に関して説明されたように、1つのモータによってシャフト64を介して駆動される。同様に、エンドエフェクタまたは第3のリンク162は、図1および2のアーム14に関して説明されたように、非円形プーリ機構によって上腕154に対して束縛される。アーム152とアーム14との例示的な相違は、前腕158は、少なくとも1つの非円形プーリを有するバンド機構を介してシャフト62および駆動装置12の別のモータに結合されるところに見られる。ここで、連結装置またはバンド機構は、本明細書に説明されているとおりの、あるいは図1および図2のプーリ駆動装置88、90に関して説明されているとおりの特徴を有してもよい。連結装置またはバンド機構は、駆動装置12のシャフト62に結合される非円形プーリ202を有し、シャフト62とともに軸18の周りに回転可能である。アーム152のバンド機構は、上腕リンク154に結合され、肘軸156の周りに回転可能な円形プーリ204をさらに有する。円形プーリ204はバンド206、208を介して非円形プーリ202に結合される。ここで、バンド206、208は非円形プーリ202の外形のおかげでぴんと張ったままに保持されてもよい。代替的な態様では、プーリまたはその他の好適な伝達装置の任意の組み合わせが提供されてもよい。プーリ202および204ならびにバンド206、208は、プーリ202に対する上腕154の回転(例えば、プーリ202を静止した状態に保持し、その一方で、上腕154を回転させる)が、手首関節160を、エンドエフェクタの所望の半径方向経路180と平行で、経路180からオフセットされた(168)直線に沿って伸長および収縮させるように、協働する。ここで、エンドエフェクタを有する第3のリンク162は、例えば、少なくとも1つの非円形プーリを有する、アーム14に関して説明されたとおりのバンド駆動装置によって、エンドエフェクタが最初の2本のリンク154、158の位置にかかわりなく半径方向180に向くように束縛される。ここでは、アーム152のリンクを説明されているように束縛するための任意の好適な連結装置が提供されてもよく、例えば、1つ以上の好適な可変比駆動装置あるいは連結装置、連結歯車もしくはスプロケット、カムまたはその他のものが、単独で、または好適なリンケージもしくはその他の連結装置と組み合わせて用いられてもよい。図示されている実施形態では、肘プーリ204は前腕158に結合され、丸形または円形に示され、シャフト62に結合された肩プーリ202は、非円形に示されている。シャフトプーリの形状は非円形であり、半径方向軌道180に対して直角な線218の周りに対称性を有してもよい。線218は同様に、例えば、図7Bに見られるように、手首軸160が肩軸18に最も接近した状態で前腕158および上腕154が互いの真上に並ぶと、2つのプーリ202、204の間の線と一致するかまたはそれと平行になってもよい。プーリ202の形状は、アーム152が伸長および収縮する際にバンド206、208がぴんと張ったままになり、肩回転軸18からの変化する半径方向距離214、216を有するプーリ202の反対側に接点210、212を確立するようなものになっている。例えば、図7Bに示される配向においては、プーリ上の2つのバンドの接点210、212の各々は、肩回転軸18から等しい半径方向距離214、216にある。これは、それぞれの比を示す図8に関してさらに説明されることになる。アーム152が回転するために、ロボットの駆動シャフト62、64は両方ともアームの回転方向に同じ量だけ動く必要がある。エンドエフェクタ162が直線経路に沿って半径方向に伸長および収縮するために、2本の駆動シャフト62、64は、例えば、本セクションにおいて後に提示される例示的な逆運動学方程式に従って、協調して動く必要がある。例えば、上腕に結合された駆動シャフトは、他方のモータは静止状態に保持されている一方で、以下に提示される逆運動学方程式に従って動く必要がある。図7A、7Bおよび7Cは図5および6のロボット150の伸長運動を示す。図7Aは、アーム152がその収縮位置にある状態におけるロボットの上面図を示す。図7Bは、前腕が上腕の上に整列された状態における部分的に伸長したアームを示し、エンドエフェクタ162の横方向オフセット168は前腕158および上腕154の関節間長さの差に相当することを図解している。図7Cは、完全な伸長ではないが、伸長位置にあるアームを示す。   5A and 5B, there are shown a top view and a side view, respectively, of a robot 150 that incorporates several features of the robot 10. FIG. The robot 150 is shown having a drive 12 and an arm 152 shown in a retracted position. The arm 152 has the same characteristics as those of the arm 14 except for the description in this specification. As an example, the joint length of the forearm or the second link 158 is greater than the joint length of the upper arm or the first link 154. Similarly, the lateral offset 168 of the end effector or third link 162 corresponds to the difference in joint length between the forearm 158 and the upper arm 154. Referring also to FIGS. 6A and 6B, there is shown a drive 12 having an internal mechanism used to drive individual links of the arm. In the illustrated embodiment, the upper arm 154 is driven through a shaft 64 by a single motor, as described with respect to the arm 14 of FIGS. Similarly, the end effector or third link 162 is constrained to the upper arm 154 by a non-circular pulley mechanism, as described with respect to the arm 14 of FIGS. An exemplary difference between arm 152 and arm 14 is seen where forearm 158 is coupled to shaft 62 and another motor of drive 12 via a band mechanism having at least one non-circular pulley. Here, the coupling device or band mechanism may have features as described herein or as described with respect to the pulley drive devices 88, 90 of FIGS. The coupling device or band mechanism has a non-circular pulley 202 that is coupled to the shaft 62 of the drive device 12 and is rotatable about the axis 18 with the shaft 62. The band mechanism of the arm 152 further includes a circular pulley 204 coupled to the upper arm link 154 and rotatable about the elbow axis 156. Circular pulley 204 is coupled to non-circular pulley 202 via bands 206 and 208. Here, the bands 206, 208 may be held taut thanks to the outer shape of the non-circular pulley 202. In alternative aspects, any combination of pulleys or other suitable transmission devices may be provided. Pulleys 202 and 204 and bands 206, 208 cause rotation of upper arm 154 relative to pulley 202 (eg, holding pulley 202 stationary while rotating upper arm 154) causes wrist joint 160 to become end effector. Cooperate to extend and contract along a straight line 168 that is parallel to and offset from the desired radial path 180. Here, the third link 162 with the end effector is connected to the first two links 154, 158 by the end effector by, for example, a band drive as described with respect to the arm 14 having at least one non-circular pulley. It is constrained to face in the radial direction 180 regardless of the position of. Here, any suitable coupling device for constraining the link of the arm 152 as described may be provided, such as one or more suitable variable ratio drive or coupling devices, coupling gears or Sprockets, cams or others may be used alone or in combination with suitable linkages or other coupling devices. In the illustrated embodiment, the elbow pulley 204 is coupled to the forearm 158 and shown as round or circular, and the shoulder pulley 202 coupled to the shaft 62 is shown as non-circular. The shape of the shaft pulley is non-circular and may be symmetric about a line 218 perpendicular to the radial track 180. Line 218 is also similar to that of the two pulleys 202, 204 when the forearm 158 and upper arm 154 are aligned directly above each other with the wrist shaft 160 closest to the shoulder shaft 18, for example, as seen in FIG. 7B. It may coincide with or be parallel to the line between. The shape of the pulley 202 is such that the bands 206, 208 remain taut as the arm 152 extends and retracts and contacts the opposite side of the pulley 202 with varying radial distances 214, 216 from the shoulder rotation axis 18. 210 and 212 are established. For example, in the orientation shown in FIG. 7B, each of the two bands of contacts 210, 212 on the pulley is at an equal radial distance 214, 216 from the shoulder rotation axis 18. This will be further explained with respect to FIG. 8 showing the respective ratios. In order for the arm 152 to rotate, both the robot drive shafts 62, 64 need to move the same amount in the direction of arm rotation. In order for the end effector 162 to radially expand and contract along a linear path, the two drive shafts 62, 64 are coordinated according to, for example, the exemplary inverse kinematic equations presented later in this section. Need to move. For example, the drive shaft coupled to the upper arm needs to move according to the inverse kinematic equation presented below while the other motor is held stationary. 7A, 7B and 7C show the extension motion of the robot 150 of FIGS. FIG. 7A shows a top view of the robot with the arm 152 in its retracted position. FIG. 7B shows a partially extended arm with the forearm aligned over the upper arm, and that the lateral offset 168 of the end effector 162 corresponds to the difference in joint length between the forearm 158 and upper arm 154. Illustrated. FIG. 7C shows the arm in the extended position, but not fully extended.

例示的な順運動学が提供されてもよい。代替的な態様では、任意の好適な順運動学が、代替構造に対応するために提供されてもよい。以下の例示的な方程式は、エンドエフェクタの位置をモータの位置の関数として求めるために用いられてもよい。
=lsin(θ−θ) (2.1)
(θ−θ)<π/2ならば:θ2l=θ−lasin((d+d)/l)、さもなければ、θ2l=θ+lasin((d+d)/l)+π
(2.2)
=lcos θ+lcos θ2l (2.3)
=lsin θ+lsin θ2l (2.4)
=sqrt(x +y ) (2.5)
=atan2(y,x) (2.6)
(θ−θ)<π/2ならば:R=sqrt(R −d )+l,T=θ、さもなければ、R=−sqrt(R −d )+l,T=θ (2.7)
Exemplary forward kinematics may be provided. In alternative aspects, any suitable forward kinematics may be provided to accommodate alternative structures. The following exemplary equations may be used to determine end effector position as a function of motor position.
d 1 = l 1 sin (θ 1 −θ 2 ) (2.1)
If (θ 1 −θ 2 ) <π / 2: θ 2l = θ 2 −l 2 asin ((d 1 + d 3 ) / l 2 ), otherwise θ 2l = θ 2 + l 2 asin ((d 1 + d 3 ) / l 2 ) + π
(2.2)
x 2 = l 1 cos θ 1 + l 2 cos θ 2l (2.3)
y 2 = l 1 sin θ 1 + l 2 sin θ 2l (2.4)
R 2 = sqrt (x 2 2 + y 2 2 ) (2.5)
T 2 = atan2 (y 2 , x 2 ) (2.6)
If (θ 1 −θ 2 ) <π / 2: R = sqrt (R 2 2 −d 3 2 ) + l 3 , T = θ 2 , otherwise R = −sqrt (R 2 2 −d 3 2 ) + L 3 , T = θ 2 (2.7)

例示的な逆運動学が提供されてもよい。代替的な態様では、任意の好適な逆運動学が、代替構造に対応するために提供されてもよい。以下の例示的な方程式は、エンドエフェクタの指定された位置を達成するためのモータの位置を求めるために利用されてもよい。
=R cos T (2.8)
=R sin T (2.9)
=x−lcos T+dsin T (2.10)
=y−lsin T−dcos T (2.11)
=sqrt(x +y ) (2.12)
=atan2(y,x) (2.13)
α=acos((R +l −l )/(2R)) (2.14)
R>lならば:θ=T+α,θ=T、さもなければ:θ=T−α,θ=T (2.15)
Exemplary inverse kinematics may be provided. In alternative aspects, any suitable inverse kinematics may be provided to accommodate alternative structures. The following exemplary equations may be utilized to determine the position of the motor to achieve the specified position of the end effector.
x 3 = R cos T (2.8)
y 3 = R sin T (2.9)
x 2 = x 3 −l 3 cos T + d 3 sin T (2.10)
y 2 = y 3 −l 3 sin Td 3 cos T (2.11)
R 2 = sqrt (x 2 2 + y 2 2 ) (2.12)
T 2 = atan2 (y 2 , x 2 ) (2.13)
α 1 = acos ((R 2 2 + l 1 2 −l 2 2 ) / (2R 2 l 1 )) (2.14)
If R> l 3 : θ 1 = T 2 + α 1 , θ 2 = T, otherwise: θ 1 = T 2 −α 1 , θ 2 = T (2.15)

運動学方程式においては以下の命名法が用いられる。
=エンドエフェクタの横方向オフセット(m)
=第1のリンクの関節間長さ(m)
=第2のリンクの関節間長さ(m)
=手首関節からエンドエフェクタ上の基準点まで測定された、エンドエフェクタを有する第3のリンクの長さ(m)
R=エンドエフェクタの半径方向位置(m)
=手首関節の半径座標(m)
T=エンドエフェクタの角度位置(rad)
=手首関節の角度座標(rad)
=手首関節のx座標(m)
=エンドエフェクタのx座標(m)
=手首関節のy座標(m)
=エンドエフェクタのy座標(m)
θ=第1のリンクに結合された駆動シャフトの角度位置(rad)
θ=第2のリンクに結合された駆動シャフトの角度位置(rad)。
The following nomenclature is used in the kinematic equations.
d 3 = end effector lateral offset (m)
l 1 = joint length of the first link (m)
l 2 = inter-joint length of the second link (m)
l 3 = length of third link with end effector measured from wrist joint to reference point on end effector (m)
R = radial position of end effector (m)
R 2 = wrist joint radius coordinate (m)
T = angular position of end effector (rad)
T 2 = Wrist joint angle coordinate (rad)
x 2 = wrist joint x coordinate (m)
x 3 = end effector x coordinate (m)
y 2 = y coordinate of wrist joint (m)
y 3 = y effector's y coordinate (m)
θ 1 = angular position (rad) of the drive shaft coupled to the first link
θ 2 = angular position (rad) of the drive shaft coupled to the second link.

上記の運動学方程式は、バンド駆動装置を設計するために用いられてもよい。ここで、このバンド駆動装置は第2のリンク158を制御し、上腕154の回転が手首関節160を、エンドエフェクタ162の所望の半径方向経路180と平行な直線に沿って伸長および収縮させる   The above kinematic equations may be used to design a band drive. Here, the band drive controls the second link 158 and rotation of the upper arm 154 causes the wrist joint 160 to expand and contract along a straight line parallel to the desired radial path 180 of the end effector 162.

次に、図8を参照すると、第2のリンクを駆動するバンド駆動装置の伝達比r20 272を、ロボットの中心からエンドエフェクタの根元まで測定されたアームの正規化された伸長、すなわち、(R−l)/lの関数として示すグラフ270が示されている。伝達比r20は、どちらも第1のリンクに対して定義される、第2のリンクに取り付けられたプーリの角速度、ω21の、第2のモータに取り付けられたプーリの角速度、ω01に対する比として定義される。図は、異なるl/lについての伝達比r20をグラフで示している。
第2のリンクを駆動するバンド駆動装置のための非円形プーリ(単数または複数)の外形は、図8に係る伝達比r20 272を達成するように算出される。プーリ外形の一例が図6Aに示されており、図55Aおよび55Bに関して説明されることになる。
Referring now to FIG. 8, the transmission ratio r 20 272 of the band drive that drives the second link is measured as the normalized extension of the arm measured from the center of the robot to the root of the end effector, ie, ( A graph 270 is shown as a function of R-l 3 ) / l 1 . The transmission ratio r 20 is defined for the first link, the angular velocity of the pulley attached to the second link, ω 21 , the angular velocity of the pulley attached to the second motor, ω 01 , both defined for the first link Defined as a ratio. The figure graphically shows the transmission ratio r 20 for different l 2 / l 1 .
The outline of the non-circular pulley (s) for the band drive that drives the second link is calculated to achieve the transmission ratio r 20 272 according to FIG. An example of a pulley profile is shown in FIG. 6A and will be described with respect to FIGS. 55A and 55B.

第3のリンク162の配向を束縛するバンド駆動装置の伝達比r31は、図1および2の実施形態のために図4に示されているのと同じであってもよい。伝達比r31は、どちらも第2のリンクに対して定義される、第3のリンクに取り付けられたプーリの角速度、ω32の、第1のリンクに取り付けられたプーリの角速度、ω12に対する比として定義される。図は、異なるl/l(0.1の増分で0.5〜1.0、および0.2の増分で1.0〜2.0)についての伝達比r31をグラフで示している。第3のリンク162を束縛するバンド駆動装置のための非円形プーリ(単数または複数)の外形は、図4に係る伝達比r31を達成するように算出されてもよい。プーリ外形の一例が図6Aに示されている。 The transmission ratio r 31 of the band drive that constrains the orientation of the third link 162 may be the same as shown in FIG. 4 for the embodiment of FIGS. The transmission ratio r 31 is defined for the second link, the angular velocity of the pulley attached to the third link, ω 32 , the angular velocity of the pulley attached to the first link, ω 12 Defined as a ratio. The figure graphically illustrates the transmission ratio r 31 for different l 2 / l 1 (0.5 to 1.0 in 0.1 increments and 1.0 to 2.0 in 0.2 increments). Yes. The outer shape of the non-circular pulley (s) for the band drive that binds the third link 162 may be calculated to achieve the transmission ratio r 31 according to FIG. An example of the pulley profile is shown in FIG. 6A.

図示されている実施形態では、エンドエフェクタを説明されているように束縛するための非円形プーリまたはその他の好適なメカニズムを用いつつ、同じ格納容積を有する等リンクアームと比べてより長いリーチが得られてもよい。図1および2に開示されている実施形態と比べて、非円形プーリを有するもう1つのバンド駆動装置が肩軸18における従来のバンド駆動装置の代わりになってもよい。代替的な態様では、第1のリンクはモータによって、直接か、または任意の種類の連結装置もしくは伝達機構を介するかのいずれかによって駆動されてもよく、例えば、任意の好適な伝達比が用いられてよい。代替的に、第2のリンクを作動させ、第3のリンクを束縛するバンド駆動装置は、ベルト駆動装置、ケーブル駆動装置、非円形歯車、リンケージベースのメカニズムまたは以上のものの任意の組み合わせ等の、同等の機能性を有する任意の他の機構によって置換されてもよい。さらに、第3のリンクは、図9に示されるように、第3のリンクを、第2のモータによって駆動されるプーリに同期させる従来の2段バンド機構を介して、エンドエフェクタを半径方向に保持するように束縛されてもよい。代替的に、2段バンド機構は、ベルト駆動装置、ケーブル駆動装置、歯車駆動装置、リンケージベースのメカニズムまたは以上のものの任意の組み合わせ等の、任意の他の好適な機構によって置換されてもよい。加えて、エンドエフェクタは半径方向に向いていてもよいが、そうである必要はない。例えば、エンドエフェクタは第3のリンクに対して、任意の好適なオフセットを有して位置付けられ、任意の好適な方向を向いていてもよい。代替的な態様では、第3のリンクは1つを超えるエンドエフェクタまたは基板を運搬してもよい。ここでは、任意の好適な数のエンドエフェクタおよび/または材料保持器が第3のリンクによって運搬されることができる。さらに、前腕の関節間長さは、例えば、図8においてl/l<1によって表されるように、上腕の関節間長さよりも小さくてもよい。 In the illustrated embodiment, a longer reach is obtained compared to an equi-link arm having the same storage volume while using a non-circular pulley or other suitable mechanism to constrain the end effector as described. May be. Compared to the embodiment disclosed in FIGS. 1 and 2, another band drive having a non-circular pulley may replace the conventional band drive on the shoulder shaft 18. In alternative aspects, the first link may be driven either by a motor, either directly or via any type of coupling device or transmission mechanism, for example using any suitable transmission ratio. May be. Alternatively, the band drive that operates the second link and binds the third link can be a belt drive, a cable drive, a non-circular gear, a linkage-based mechanism, or any combination of the above, etc. It may be replaced by any other mechanism having equivalent functionality. In addition, the third link, as shown in FIG. 9, causes the end effector to move radially through a conventional two-band mechanism that synchronizes the third link to a pulley driven by a second motor. It may be constrained to hold. Alternatively, the two-stage band mechanism may be replaced by any other suitable mechanism, such as a belt drive, cable drive, gear drive, linkage-based mechanism or any combination of the above. In addition, the end effector may be radially oriented but need not be. For example, the end effector may be positioned with any suitable offset relative to the third link and may be oriented in any suitable direction. In alternative aspects, the third link may carry more than one end effector or substrate. Here, any suitable number of end effectors and / or material holders can be carried by the third link. Further, the joint length of the forearm may be smaller than the joint length of the upper arm, for example, as represented by l 2 / l 1 <1 in FIG.

次に、図9を参照すると、代替的なロボット300が示されている。ロボット300では、第3のリンクは、第3のリンクを、第2のモータによって駆動されるプーリに同期させる従来の2段バンド機構を介して、エンドエフェクタを半径方向に保持するように束縛されてもよい。ロボット300は、駆動装置12およびアーム302を有するように示されている。アーム302は、シャフト64に結合され、中心軸または肩軸18の周りに回転可能な上腕または第1のリンク304を有してもよい。アーム302は、肘軸306において上腕304に回転可能に結合される前腕または第2のリンク308を有する。リンク304、308は、上述されたように、長さが異なっていてもよい。第3のリンクまたはエンドエフェクタ312は手首軸310において第2のリンクまたは前腕308に回転可能に結合され、エンドエフェクタ312は、上述されたように不等リンク長を有するリンク304、308によって回転を伴うことなく半径方向経路に沿って基板28を搬送してもよい。図示されている実施形態では、シャフト62は2つのプーリ、314、316に結合される。ここで、プーリ314は円形であってもよく、プーリ316は非円形であってもよい。ここで、円形プーリ314は、第3のリンク312を、シャフト62によって駆動されるプーリに同期させる従来の2段(318、320)円形バンド機構を介して、エンドエフェクタ312を半径方向に保持するように第3のリンク312を束縛する。2段機構318、320は、バンド322によって肘プーリ324に結合されるプーリ314を有する。肘プーリ324は肘プーリ326に結合され、肘プーリ326はバンド330を介して手首プーリ328に結合される。前腕308は、円形であり、バンド334を通じて肩プーリ316に結合されてもよい肘プーリ332をさらに有してもよい。肩プーリは非円形であり、プーリ314およびシャフト62に結合されてもよい。   Referring now to FIG. 9, an alternative robot 300 is shown. In robot 300, the third link is constrained to hold the end effector radially through a conventional two-stage band mechanism that synchronizes the third link to a pulley driven by a second motor. May be. The robot 300 is shown having a drive 12 and an arm 302. The arm 302 may have an upper arm or first link 304 that is coupled to the shaft 64 and is rotatable about the central or shoulder axis 18. The arm 302 has a forearm or second link 308 that is rotatably coupled to the upper arm 304 at an elbow axis 306. The links 304, 308 may have different lengths as described above. The third link or end effector 312 is rotatably coupled to the second link or forearm 308 at the wrist axis 310, and the end effector 312 is rotated by links 304, 308 having unequal link lengths as described above. The substrate 28 may be transported along a radial path without being accompanied. In the illustrated embodiment, the shaft 62 is coupled to two pulleys 314, 316. Here, the pulley 314 may be circular, and the pulley 316 may be non-circular. Here, the circular pulley 314 holds the end effector 312 radially via a conventional two-stage (318, 320) circular band mechanism that synchronizes the third link 312 to the pulley driven by the shaft 62. Thus, the third link 312 is bound. The two-stage mechanism 318, 320 has a pulley 314 that is coupled to an elbow pulley 324 by a band 322. The elbow pulley 324 is coupled to the elbow pulley 326, and the elbow pulley 326 is coupled to the wrist pulley 328 via the band 330. The forearm 308 may further include an elbow pulley 332 that is circular and may be coupled to the shoulder pulley 316 through a band 334. The shoulder pulley is non-circular and may be coupled to pulley 314 and shaft 62.

開示されている実施形態は、追加の軸を有するロボット駆動装置を有するロボットであって、ロボット駆動装置に結合されたアームは、1枚以上の基板を運搬する能力を有する独立して動作可能な追加のエンドエフェクタを有してもよいロボットに関してさらに具体化されてもよい。例として、2つの独立して動作可能なアームリンケージまたは「デュアルアーム」構成を有するアームであって、各々の独立して動作可能なアームは、1枚、2枚または任意の好適な数の基板を支持するようになっているエンドエフェクタを有してもよい、アームが提供されてもよい。ここで、および以下において説明されるように、各々独立して動作可能なアームは、異なるリンク長を有する第1および第2のリンクを有してもよく、リンクに結合されたエンドエフェクタおよび支持された基板は、上述されたように動作し、経路をたどる。ここで、基板搬送装置は第1および第2の基板を搬送し、共通回転軸上の駆動部に結合される第1および第2の独立して可動なアームアセンブリを有してもよい。第1および第2の基板支持体は、それぞれ第1および第2の手首回転軸上で第1および第2のアームアセンブリに結合される。第1および第2のアームアセンブリの一方または両方は、伸長および収縮の間に共通回転軸の周りに回転する。第1および第2の手首回転軸は伸長および収縮の間に、共通回転軸に対する半径方向経路と平行に、この半径方向経路からオフセットされた第1および第2の手首経路に沿って動く。第1および第2の基板支持体は伸長および収縮の間に、回転を伴うことなく半径方向経路と平行に動く。以下に、複数の独立して動作可能なアームを有する、開示されている実施形態の変形例が提供される。ここで、代替的な態様では、特徴の任意の好適な組み合わせが提供されてもよい。   The disclosed embodiment is a robot having a robot drive with additional axes, wherein an arm coupled to the robot drive is independently operable with the ability to carry one or more substrates. It may be further embodied with respect to a robot that may have additional end effectors. By way of example, two independently operable arm linkages or arms having a “dual arm” configuration, each independently operable arm being one, two or any suitable number of substrates An arm may be provided that may have an end effector adapted to support the. As described herein and below, each independently operable arm may have first and second links having different link lengths, and an end effector and support coupled to the link. The processed substrate operates as described above and follows the path. Here, the substrate transport apparatus may include first and second independently movable arm assemblies that transport the first and second substrates and are coupled to a drive unit on a common rotation axis. First and second substrate supports are coupled to the first and second arm assemblies on first and second wrist rotation axes, respectively. One or both of the first and second arm assemblies rotate about a common axis of rotation during expansion and contraction. The first and second wrist rotation axes move along first and second wrist paths offset from the radial path during extension and contraction, parallel to the radial path relative to the common rotation axis. The first and second substrate supports move parallel to the radial path without rotation during expansion and contraction. In the following, variations of the disclosed embodiments having a plurality of independently operable arms are provided. Here, in alternative aspects, any suitable combination of features may be provided.

次に、図10Aおよび10Bを参照すると、デュアルアーム機構を有するロボット350の上面図および側面図がそれぞれ示されている。ロボット350は、共通の上腕354、およびそれぞれのエンドエフェクタ360、362を各々有する独立して動作可能な前腕356、358を有するアーム352を有する。図示されている実施形態では、リンケージは両方ともそれらの収縮位置で示されている。エンドエフェクタの横方向オフセット366は上腕354および前腕356、358の関節間長さの差に相当する。図示されている実施形態では、上腕は同じ長さを有し、前腕よりも長くてもよい。さらに、エンドエフェクタ360、362は前腕356、358の上方に位置付けられる。次に、図11Aおよび11Bを参照すると、代替的な構成のアームを有するロボット375の上面図および側面図がそれぞれ示されている。図示されている実施形態では、アーム377は、図10Aおよび10Bに関して説明されたとおりの特徴を有してもよく、リンケージは両方ともそれらの収縮位置で示されている。この構成では、上部リンケージのエンドエフェクタ382を有する第3のリンクは、2つのエンドエフェクタ382、384の間の垂直間隔を低減するために、前腕380の下に設けられる。ここでは、図10Aおよび10Bの構成の上部エンドエフェクタ362に段をつけて(368)低くすることによって、同様の効果が達成されてもよい。図12および13を同様に参照すると、図10および11のアームの個々のリンクを駆動するためにそれぞれ用いられるロボット350、375の内部機構がそれぞれ示されている。図示されている実施形態では、駆動装置390は、同心シャフト398、400、402をそれぞれ駆動し、位置エンコーダ404、406、408をそれぞれ有する回転子固定子機構であってもよい第1、第2および第3の駆動モータ392、394、396を有してもよい。Z駆動装置410がモータを垂直方向に駆動してもよい。この場合には、モータはハウジング412内に部分的または完全に包含されてもよく、蛇腹414がハウジング412の内部容積をチャンバ416に封止し、内部容積およびチャンバ416の内部は真空またはその他のもの等の隔離された環境内で動作してもよい。図示されている実施形態では、共通の上腕354は1つのモータ396によって駆動される。2本の前腕356、358の各々は上腕354の肘における共通軸420上で枢動し、それぞれ、モータ394、396によって、それぞれ、従来のプーリを有してもよいバンド駆動装置422、424を通じて独立して駆動される。エンドエフェクタ360、362を有する第3のリンクは、上腕および前腕の不等長の影響を相殺する、少なくとも1つの非円形プーリを各々有するバンド駆動装置426、428によってそれぞれ束縛される。ここで、リンケージの各々の内のバンド駆動装置は、図1および2のために説明された方法論を用いて設計されてもよく、図1および2のために提示された運動学方程式が同様にデュアルアームの2つのリンケージの各々のために用いられてもよい。アームが回転するために、ロボットの3本の駆動シャフト398、400、402は全てアームの回転方向に同じ量だけ動く必要がある。エンドエフェクタのうちの1つが直線経路に沿って半径方向に伸長および収縮するために、共通の上腕の駆動シャフト、およびアクティブなエンドエフェクタに関連付けられた前腕に結合された駆動シャフトは、図1および2のための逆運動学方程式に従って協調して動く必要がある。同時に、他方の前腕に結合された駆動シャフトは、非アクティブなエンドエフェクタが収縮したままとどまるために、共通の上腕の駆動シャフトと同期して回転する必要がある。図14A、14Bおよび14Cを同様に参照すると、上部および下部リンケージが伸長する際の図11Aおよび11Bのアームが示されている。ここで、アクティブなリンケージ358、362が伸長する間に、非アクティブなリンケージ356、360は回転する。例として、下部リンケージ356、360が伸長するにつれて上部リンケージ358、362は回転し、上部リンケージ358、362が伸長するにつれて下部リンケージ356、360は回転する。図10および11の開示されている実施形態では、組み立ておよび制御を単純化することができ、この場合には、アーム機構は、運動用シールを有しない同軸駆動装置上で用いられてもよく、その一方で、同じ格納容積を有する等リンク長アームと比べてより長いリーチを提供する。ここでは、エンドエフェクタのいずれを支持するためにもブリッジは用いられない。図示されている実施形態では、アクティブなアームが伸長する間に、非アクティブなアームは回転する。手首関節の一方は下部エンドエフェクタの上方を(等リンク機構の場合よりもウェハに接近して)移動する。   10A and 10B, there are shown a top view and a side view, respectively, of a robot 350 having a dual arm mechanism. The robot 350 has a common upper arm 354 and an arm 352 having independently operable forearms 356, 358 each having a respective end effector 360, 362. In the illustrated embodiment, both linkages are shown in their retracted positions. The end effector lateral offset 366 corresponds to the difference in length between the joints of the upper arm 354 and the forearms 356, 358. In the illustrated embodiment, the upper arms have the same length and may be longer than the forearms. Further, the end effectors 360, 362 are positioned above the forearms 356, 358. 11A and 11B, there are shown a top view and a side view, respectively, of a robot 375 having an alternative configuration of arms. In the illustrated embodiment, the arm 377 may have features as described with respect to FIGS. 10A and 10B, both linkages being shown in their retracted positions. In this configuration, a third link with an upper linkage end effector 382 is provided under the forearm 380 to reduce the vertical spacing between the two end effectors 382, 384. Here, a similar effect may be achieved by stepping (368) and lowering the upper end effector 362 in the configuration of FIGS. 10A and 10B. Referring also to FIGS. 12 and 13, the internal mechanisms of robots 350 and 375, respectively, used to drive the individual links of the arms of FIGS. 10 and 11 are shown. In the illustrated embodiment, the drive 390 may be a first and second rotor stator mechanism that respectively drive concentric shafts 398, 400, and 402 and have position encoders 404, 406, and 408, respectively. And third drive motors 392, 394, and 396. The Z driving device 410 may drive the motor in the vertical direction. In this case, the motor may be partially or fully contained within the housing 412 and the bellows 414 seals the internal volume of the housing 412 to the chamber 416 and the internal volume and the interior of the chamber 416 may be vacuum or other It may operate in an isolated environment such as things. In the illustrated embodiment, the common upper arm 354 is driven by a single motor 396. Each of the two forearms 356, 358 pivots on a common shaft 420 at the elbow of the upper arm 354 and is respectively driven by motors 394, 396 through band drives 422, 424, which may have conventional pulleys, respectively. Driven independently. The third links with end effectors 360, 362 are respectively constrained by band drives 426, 428, each having at least one non-circular pulley that offsets the effects of unequal length of the upper and forearms. Here, the band drive within each of the linkages may be designed using the methodology described for FIGS. 1 and 2, and the kinematic equations presented for FIGS. It may be used for each of the two linkages of the dual arm. In order for the arm to rotate, all three drive shafts 398, 400, 402 of the robot need to move the same amount in the direction of arm rotation. The common upper arm drive shaft and the drive shaft coupled to the forearm associated with the active end effector for one of the end effectors to radially expand and contract along a linear path are shown in FIG. It is necessary to move in accordance with the inverse kinematic equation for 2. At the same time, the drive shaft coupled to the other forearm needs to rotate in synchrony with the common upper arm drive shaft in order for the inactive end effector to remain contracted. Referring also to FIGS. 14A, 14B and 14C, the arms of FIGS. 11A and 11B are shown as the upper and lower linkages extend. Here, the inactive linkages 356, 360 rotate while the active linkages 358, 362 extend. As an example, the upper linkages 358, 362 rotate as the lower linkages 356, 360 extend, and the lower linkages 356, 360 rotate as the upper linkages 358, 362 extend. In the disclosed embodiment of FIGS. 10 and 11, assembly and control can be simplified, in which case the arm mechanism may be used on a coaxial drive without a motion seal, On the other hand, it provides a longer reach compared to an equal link length arm having the same storage volume. Here, no bridge is used to support any of the end effectors. In the illustrated embodiment, the inactive arm rotates while the active arm extends. One of the wrist joints moves above the lower end effector (closer to the wafer than in the case of an equal link mechanism).

次に、図15Aおよび15Bを参照すると、デュアルアーム機構を有するロボット450の上面図および側面図がそれぞれ示されている。ロボット450は、共通の上腕454、およびそれぞれのエンドエフェクタ460、462を各々有する独立して動作可能な前腕456、458を有するアーム452を有する。図示されている実施形態では、リンケージは両方ともそれらの収縮位置で示されている。エンドエフェクタ460、462の横方向オフセット466、486は上腕454および前腕456、458の関節間長さの差に相当する。図示されている実施形態では、上腕は同じ長さを有し、前腕よりも長くてもよい。さらに、エンドエフェクタ460、462は前腕456、458の上方に位置付けられる。図16Aおよび16Bを同様に参照すると、代替的な構成のアームを有するロボット475の上面図および側面図がそれぞれ示されている。この場合も先と同様に、リンケージは両方ともそれらの収縮位置で示されている。この構成では、左側リンケージの第3のリンクおよびエンドエフェクタ482は、2つのエンドエフェクタ482、484の間の垂直間隔を低減するために、前腕480の下に設けられる。図15Aおよび15Bの構成の上部エンドエフェクタに段をつけて(468)低くすることによって、同様の効果を達成することができる。代替的に、エンドエフェクタの一方を支持するために、ブリッジを用いることができる。一体化された上腕リンク454は、図15および16に示されるように、単一の部品であってもよく、あるいは図17Aおよび17Bの例に示されるように、2つ以上の部分470、472によって形成してもよい。ここで、2部分の設計は、より軽いもの、およびより少ない材料を用いるものとして提供されてもよく、左側472および右側470の部分は同一の構成要素であってもよい。ここで、2部分の設計は同様に、左側および右側部分の間の角度オフセットの調整のための設備を有してもよい。これらの設備は、異なる収縮位置がサポートされる必要がある場合に有用となりうる。図18および19を同様に参照すると、図15および16のアームの個々のリンクを駆動するために用いられる内部機構がそれぞれ示されている。一体化された上腕454は、1つのモータによってシャフト402とともに駆動されるように示されている。2本の前腕456、458の各々は、1つのモータによって、各々、シャフト400、398を介して、それぞれ、従来のプーリを有するバンド駆動装置490、492を通じて、独立して駆動される。ここで、リンク456、458は別個の軸494、496上でそれぞれ回転する。エンドエフェクタ460、462を有する第3のリンクは、上腕および前腕の不等長の影響を相殺する、少なくとも1つの非円形プーリを各々有するバンド駆動装置498、500によってそれぞれ束縛される。ここで、リンケージ456、460および458、462の各々の内のバンド駆動装置498、500は、図1および2のために説明された方法論を用いて設計される。ここで、図1および2のために提示された運動学方程式が同様にデュアルアームの2つのリンケージ456、460および458、462の各々のために用いられてもよい。アーム452が回転するために、ロボットの3本の駆動シャフト398、400、402は全てアームの回転方向に同じ量だけ動く必要がある。エンドエフェクタのうちの1つが直線経路に沿って半径方向に伸長および収縮するために、共通の上腕の駆動シャフト、およびアクティブなエンドエフェクタに関連付けられた前腕に結合された駆動シャフトは、図1および2に関して提示された逆運動学方程式に従って協調して動く必要がある。同時に、他方の前腕に結合された駆動シャフトは、非アクティブなエンドエフェクタが収縮したままとどまるために、共通の上腕の駆動シャフトと同期して回転する必要がある。図20A、20Bおよび20Cを同様に参照すると、左側458、462および右側456、460のリンケージが伸長する際の図16Aおよび16Bのアームが示されている。アクティブなリンケージ458、462が伸長する間に、非アクティブなリンケージ456、460は回転することに留意されたい。ここでは、左側リンケージ458、462が伸長するにつれて右側リンケージ456、460は回転し、右側リンケージ456、460が伸長するにつれて左側リンケージ458、462は回転する。図示されている実施形態は、立体的リンク設計は組み立ておよび制御が容易であるという利点、および、例えば、運動用シールを有しない、同軸駆動装置の利点を利用し、その一方で、同じ格納容積を有する等リンクアームと比べてより長いリーチを提供する。ここでは、エンドエフェクタのいずれを支持するためにもブリッジは用いられない。ここで、アクティブなアームが伸長する間に、非アクティブなアームは回転する。手首関節の一方は下部エンドエフェクタの上方を、等リンク機構の場合よりもウェハに接近して移動する。これは、上部エンドエフェクタを支持するためのブリッジ(不図示)を用いることによって回避することができる。この場合には、ブリッジの支持されない長さは等リンクアーム設計と比べてより長くなりうる。さらに、収縮角度は、例えば、図10および11に見られるとおりの共通の肘関節、および、例えば、図21および22に見られるとおりの独立したデュアルアームを有する構成と比べて、変化がより難しくなりうる。   Referring now to FIGS. 15A and 15B, there are shown a top view and a side view, respectively, of a robot 450 having a dual arm mechanism. The robot 450 has a common upper arm 454 and an arm 452 having independently operable forearms 456, 458 each having a respective end effector 460, 462. In the illustrated embodiment, both linkages are shown in their retracted positions. The lateral offsets 466, 486 of the end effectors 460, 462 correspond to the difference between the joint lengths of the upper arm 454 and the forearms 456, 458. In the illustrated embodiment, the upper arms have the same length and may be longer than the forearms. Further, the end effectors 460, 462 are positioned above the forearms 456, 458. Referring also to FIGS. 16A and 16B, top and side views, respectively, of a robot 475 having an alternative configuration of arms are shown. Again, as before, both linkages are shown in their contracted positions. In this configuration, the third linkage and end effector 482 of the left linkage is provided under the forearm 480 to reduce the vertical spacing between the two end effectors 482, 484. Similar effects can be achieved by stepping (468) the upper end effector of the configuration of FIGS. 15A and 15B. Alternatively, a bridge can be used to support one of the end effectors. The integrated upper arm link 454 may be a single piece, as shown in FIGS. 15 and 16, or two or more portions 470, 472 as shown in the examples of FIGS. 17A and 17B. May be formed. Here, the two-part design may be provided as lighter and with less material, and the left 472 and right 470 parts may be the same component. Here, the two-part design may also have provisions for adjusting the angular offset between the left and right parts. These facilities can be useful when different contraction positions need to be supported. Referring also to FIGS. 18 and 19, the internal mechanisms used to drive the individual links of the arms of FIGS. 15 and 16 are shown, respectively. The integrated upper arm 454 is shown to be driven with the shaft 402 by a single motor. Each of the two forearms 456, 458 is independently driven by a single motor through shafts 400, 398, respectively, through band drives 490, 492 having conventional pulleys, respectively. Here, the links 456, 458 rotate on separate axes 494, 496, respectively. The third links with end effectors 460, 462 are respectively constrained by band drives 498, 500 each having at least one non-circular pulley that offsets the effects of unequal length of the upper and forearms. Here, the band drives 498, 500 within each of the linkages 456, 460 and 458, 462 are designed using the methodology described for FIGS. Here, the kinematic equations presented for FIGS. 1 and 2 may be used for each of the dual arm two linkages 456, 460 and 458, 462 as well. In order for the arm 452 to rotate, all three drive shafts 398, 400, 402 of the robot need to move the same amount in the direction of arm rotation. The common upper arm drive shaft and the drive shaft coupled to the forearm associated with the active end effector for one of the end effectors to radially expand and contract along a linear path are shown in FIG. It is necessary to move in accordance with the inverse kinematic equation presented for 2. At the same time, the drive shaft coupled to the other forearm needs to rotate in synchrony with the common upper arm drive shaft in order for the inactive end effector to remain contracted. Referring also to FIGS. 20A, 20B, and 20C, the arms of FIGS. 16A and 16B are shown as the left 458,462 and right 456,460 linkages extend. Note that inactive linkages 456, 460 rotate while active linkages 458, 462 extend. Here, the right linkage 456, 460 rotates as the left linkage 458, 462 extends, and the left linkage 458, 462 rotates as the right linkage 456, 460 extends. The illustrated embodiment takes advantage of the fact that the three-dimensional link design is easy to assemble and control, and the advantage of a coaxial drive, for example, without a motion seal, while the same storage volume. Provides a longer reach compared to an equal link arm having Here, no bridge is used to support any of the end effectors. Here, the inactive arm rotates while the active arm extends. One of the wrist joints moves above the lower end effector closer to the wafer than in the case of an equal link mechanism. This can be avoided by using a bridge (not shown) for supporting the upper end effector. In this case, the unsupported length of the bridge can be longer compared to the equilink arm design. Further, the angle of contraction is more difficult to change compared to a configuration with a common elbow joint as seen in FIGS. 10 and 11, and an independent dual arm as seen in FIGS. 21 and 22, for example. Can be.

次に、図21Aおよび21Bを参照すると、独立したデュアルアーム522、524を有するロボット520の上面図および側面図がそれぞれ示されている。図示されている実施形態では、リンケージ522、524は両方ともそれらの収縮位置で示されている。アーム522は、独立して動作可能な上腕526、前腕528、およびエンドエフェクタ530を有する第3のリンクを有する。アーム524は、独立して動作可能な上腕532、前腕534、およびエンドエフェクタ536を有する第3のリンクを有する。図示されている実施形態では、前腕528、534は上腕526、532よりも長く示され、エンドエフェクタ530、536はそれぞれ前腕528、534の上方に位置付けられる。図22Aおよび22Bを同様に参照すると、代替的な構成のアームを有する、ロボット520のものと同様の特徴を有するロボット550の上面図および側面図が示されており、リンケージは両方ともそれらの収縮位置で示されている。この構成では、左側リンケージの第3のリンクおよびエンドエフェクタ552は、2つのエンドエフェクタの間の垂直間隔を低減するために、前腕554の下に設けられる。図21の構成の上部エンドエフェクタに段をつけて低くすることによって、同様の効果を達成することができる。代替的に、エンドエフェクタの一方を支持するために、ブリッジを用いることができる。図21および22では、右側上腕532は左側上腕526の下方に配置される。代替的に、例えば、左側上部が右側上腕の上方に配置されてもよく、この場合には、一方のリンケージは他方の内に入れ子状に入れることができる。図23を同様に参照すると、図21Aおよび21Bのアームの個々のリンクを駆動するために用いられる内部機構が示されている。ここでは、図解の明瞭性のために、構成要素の重なりを回避するべく、リンクの高さは調整されている。2本の上腕526、532の各々は1つのモータによって、各々、それぞれのシャフト398、402を通じて独立して駆動される。前腕528、534は、少なくとも1つの非円形プーリを各々有するバンド機構570、572を介して、シャフト400を介して第3のモータに結合される。エンドエフェクタを有する第3のリンク530、536は、少なくとも1つの非円形プーリを各々有するバンド駆動装置574、576によって束縛される。バンド駆動装置は、上腕526、532の一方の回転が、対応するリンケージ528、530および534、536をそれぞれ、他方のリンケージが静止したままとどまっている間に、直線に沿って伸長および収縮させるように設計される。リンケージの各々の内のバンド駆動装置は、図5および6に関して説明された方法論を用いて設計されてもよく、図5および6のために提示された運動学方程式を同様にデュアルアームの2つのリンケージの各々のために用いることができる。アームが回転するために、ロボットの3本の駆動シャフト398、400、402は全てアームの回転方向に同じ量だけ動く必要がある。エンドエフェクタの一方が直線経路に沿って半径方向に伸長および収縮するために、アクティブなエンドエフェクタに関連付けられた上腕の駆動シャフトは図5および6のための逆運動学方程式に従って回転される必要があり、他の2本の駆動シャフトは静止した状態に保持される必要がある。図24A、24Bおよび24Cを同様に参照すると、左側522および右側524のリンケージが伸長する際の図22のアームが示されている。アクティブなリンケージ522が伸長する間に、非アクティブなリンケージ524は静止したままとどまることに留意されたい。すなわち、右側リンケージ524が伸長する間に左側リンケージ522は動かず、左側リンケージ522が伸長するときに右側リンケージ524は動かない。図示されている実施形態は、同じ格納容積を有する等リンクアーム設計と比べてより長いリーチを提供する。ここでは、エンドエフェクタのいずれを支持するためのブリッジも用いられず、アクティブなリンケージが伸長する間に、非アクティブなリンケージは静止したままとどまる。アクティブなリンケージは荷重を伴わずにより高速に伸長または収縮しうるため、より高いスループットが潜在的にもたらされる。図示されている実施形態は、従来のものの代わりに非円形プーリを有するさらに2つのバンド駆動装置を有し、図15および16に示されるのよりも複雑になりうる。手首関節の一方は、図24に見られるように、下部エンドエフェクタの上方を移動する。これは、上部エンドエフェクタを支持するためのブリッジ(不図示)を用いることによって回避することができる。この場合には、ブリッジの支持されない長さは等リンクアーム設計と比べてより長くなる。   Referring now to FIGS. 21A and 21B, there are shown a top view and a side view, respectively, of a robot 520 having independent dual arms 522, 524. In the illustrated embodiment, both linkages 522, 524 are shown in their retracted positions. Arm 522 has a third link with independently operable upper arm 526, forearm 528, and end effector 530. Arm 524 has a third link with independently operable upper arm 532, forearm 534, and end effector 536. In the illustrated embodiment, forearms 528, 534 are shown longer than upper arms 526, 532, and end effectors 530, 536 are positioned above forearms 528, 534, respectively. Referring also to FIGS. 22A and 22B, there is shown a top view and a side view of a robot 550 having features similar to that of robot 520 with an alternative configuration of arms, both of which are their contractions. Shown in position. In this configuration, the third linkage of the left linkage and the end effector 552 are provided under the forearm 554 to reduce the vertical spacing between the two end effectors. Similar effects can be achieved by lowering the upper end effector of the configuration of FIG. Alternatively, a bridge can be used to support one of the end effectors. 21 and 22, the right upper arm 532 is disposed below the left upper arm 526. Alternatively, for example, the upper left side may be located above the right upper arm, in which case one linkage can be nested within the other. Referring also to FIG. 23, the internal mechanism used to drive the individual links of the arms of FIGS. 21A and 21B is shown. Here, for the sake of clarity of illustration, the height of the link is adjusted in order to avoid overlapping of components. Each of the two upper arms 526, 532 is independently driven by a single motor through a respective shaft 398, 402. The forearms 528, 534 are coupled to the third motor via the shaft 400 via band mechanisms 570, 572 each having at least one non-circular pulley. Third links 530, 536 having end effectors are constrained by band drives 574, 576 each having at least one non-circular pulley. The band drive causes one rotation of the upper arms 526, 532 to cause the corresponding linkages 528, 530 and 534, 536, respectively, to expand and contract along a straight line while the other linkage remains stationary. Designed to. The band drive within each of the linkages may be designed using the methodology described with respect to FIGS. 5 and 6, and the kinematic equations presented for FIGS. Can be used for each of the linkages. In order for the arm to rotate, all three drive shafts 398, 400, 402 of the robot need to move the same amount in the direction of arm rotation. In order for one of the end effectors to radially expand and contract along a linear path, the upper arm drive shaft associated with the active end effector needs to be rotated according to the inverse kinematic equations for FIGS. Yes, the other two drive shafts need to be held stationary. Referring also to FIGS. 24A, 24B and 24C, the arm of FIG. 22 is shown as the left and right 522 and 524 linkages extend. Note that the inactive linkage 524 remains stationary while the active linkage 522 extends. That is, the left linkage 522 does not move while the right linkage 524 extends, and the right linkage 524 does not move when the left linkage 522 extends. The illustrated embodiment provides longer reach compared to an equilink arm design having the same storage volume. Here, no bridge is used to support any of the end effectors, and the inactive linkage remains stationary while the active linkage extends. An active linkage can stretch or contract faster without loading, potentially resulting in higher throughput. The illustrated embodiment has two more band drives with non-circular pulleys instead of the conventional one and can be more complex than shown in FIGS. 15 and 16. One of the wrist joints moves over the lower end effector as seen in FIG. This can be avoided by using a bridge (not shown) for supporting the upper end effector. In this case, the unsupported length of the bridge is longer compared to the equilink arm design.

次に、図25Aおよび25Bを参照すると、アーム602を有するロボット600の上面図および側面図がそれぞれ示されている。図示されている実施形態では、リンケージは両方ともそれらの収縮位置で示されている。エンドエフェクタの横方向オフセット604は上腕606および前腕608、612の関節間長さの差に相当する。ここで、この実施形態では、前腕608、612は共通の上腕606よりも短い。アームの個々のリンクを駆動するために用いられる内部機構は、例えば、図13の場合のように、図10〜13と同様であってもよいが、本例における前腕は共通の上腕よりも短い。ここで、共通の上腕は1つのモータによって駆動される。2本の前腕の各々は1つのモータによって、従来のプーリを有するバンド駆動装置を通じて独立して駆動される。エンドエフェクタを有する第3のリンク614、616は、上腕および前腕の不等長の影響を相殺する、少なくとも1つの非円形プーリを各々有するバンド駆動装置によって束縛される。リンケージの各々の内のバンド駆動装置は、図1および2のために説明された方法論を用いて設計されてもよい。図1および2のために提示された運動学方程式が同様にデュアルアームの2つのリンケージの各々のために用いられてもよい。図26A、26Bおよび26Cを同様に参照すると、上部リンケージ612、616が伸長する際の図25Aおよび25Bのアームが示されている。エンドエフェクタの横方向オフセット604は上腕および前腕の関節間長さの差に相当し、手首関節は、ウェハの中心の軌道に対してこの差だけオフセットされた直線に沿って移動する。アクティブなリンケージ612、616が伸長する間に、非アクティブなリンケージ608、614は回転することに留意されたい。例えば、下部リンケージが伸長するにつれて上部リンケージは回転し、上部リンケージが伸長するにつれて下部リンケージは回転する。ここで、図26Aは、リンケージが両方とも収縮位置にある状態におけるアームを示す。図26Bは、上部リンケージの手首関節が、下部リンケージによって運搬されるウェハに最も接近する位置における部分的に伸長された上部リンケージ612、616を示す。上部リンケージの手首関節は、(それはウェハの上方の平面内を動くものの、)ウェハの真上を移動しないことが観察される。図26Cは上部リンケージ612、616のさらに遠くへの伸長を示す。図示されている実施形態は組み立ておよび制御の容易さを提供することができ、運動用シールを有しない同軸もしくは3軸駆動装置、またはその他の好適な駆動装置上で用いられてもよい。ここでは、エンドエフェクタのいずれを支持するためにもブリッジは用いられなくてよい。上部リンケージの手首関節は、(それは下部エンドエフェクタ上のウェハの上方の平面内を動くものの、)等リンク設計の場合のように、下部エンドエフェクタ上のウェハの真上を移動しない。ここで、アクティブなアームが伸長する間に、非アクティブなアームは回転する。肘関節はより複雑になってもよく、これは、より大きな旋回半径、またはより短いリーチにつながりうる。ここでは、アームは、前腕608、612の重なりのために、図30および31ならびに図33に示されるアームよりも高くなってもよい。   Referring now to FIGS. 25A and 25B, a top view and a side view of a robot 600 having an arm 602 is shown, respectively. In the illustrated embodiment, both linkages are shown in their retracted positions. The end effector lateral offset 604 corresponds to the difference between the joint lengths of the upper arm 606 and the forearms 608, 612. Here, in this embodiment, the forearms 608 and 612 are shorter than the common upper arm 606. The internal mechanism used to drive the individual links of the arms may be similar to FIGS. 10-13, for example, as in FIG. 13, but the forearm in this example is shorter than the common upper arm . Here, the common upper arm is driven by one motor. Each of the two forearms is independently driven by a motor through a band drive having a conventional pulley. The third links 614, 616 having end effectors are constrained by a band drive, each having at least one non-circular pulley that offsets the effects of unequal length of the upper and forearms. The band drive in each of the linkages may be designed using the methodology described for FIGS. The kinematic equations presented for FIGS. 1 and 2 may similarly be used for each of the two linkages of the dual arm. Referring also to FIGS. 26A, 26B, and 26C, the arms of FIGS. 25A and 25B are shown as the upper linkages 612, 616 extend. The end effector lateral offset 604 corresponds to the difference between the joint lengths of the upper arm and the forearm, and the wrist joint moves along a straight line offset by this difference with respect to the center trajectory of the wafer. Note that inactive linkage 608, 614 rotates while active linkage 612, 616 extends. For example, the upper linkage rotates as the lower linkage extends, and the lower linkage rotates as the upper linkage extends. Here, FIG. 26A shows the arm with both linkages in the retracted position. FIG. 26B shows partially extended upper linkages 612, 616 where the upper linkage wrist joint is closest to the wafer carried by the lower linkage. It is observed that the wrist joint of the upper linkage does not move directly above the wafer (although it moves in a plane above the wafer). FIG. 26C shows further extension of the upper linkages 612, 616. FIG. The illustrated embodiment can provide ease of assembly and control, and may be used on a coaxial or triaxial drive without a motion seal, or other suitable drive. Here, the bridge need not be used to support any of the end effectors. The wrist joint of the upper linkage does not move directly over the wafer on the lower end effector as in the case of an equilink design (although it moves in a plane above the wafer on the lower end effector). Here, the inactive arm rotates while the active arm extends. The elbow joint can become more complex, which can lead to a larger turning radius or shorter reach. Here, the arms may be higher than the arms shown in FIGS. 30 and 31 and FIG. 33 due to the overlap of the forearms 608,612.

次に、図27Aおよび27Bを参照すると、アーム632を有するロボット630の上面図および側面図がそれぞれ示されている。前腕638、640は、上腕636よりも短いリンク長を有するように示される点を除き、アーム632は、図15〜19に関して開示されているものと同様の特徴を有してもよい。リンケージは両方ともそれらの収縮位置で示されている。エンドエフェクタ642、646の横方向オフセット634は上腕636および前腕638、640の関節間長さの差に相当する。一体化された上腕リンク636は、図27Aおよび27Bに示されるように、単一の部品であってもよいか、あるいは上腕リンクは、図28Aおよび28Bの例に示されるように、2つ以上の部分636'、636"によって形成することができる。2部分の設計はより少ない材料を用いてより軽くなってもよく、左側636'および右側636"の部分は同一の構成要素であってもよい。例えば、異なる収縮位置がサポートされる必要がある場合には、左側636'および右側636"の部分の間の角度オフセットの調整のための余裕が提供されてもよい。アーム632の個々のリンクを駆動するために用いられる内部機構は図15〜19におけるものと同様であってもよく、例えば、図19に見られるとおりであってもよい。共通の上腕636は1つのモータによって駆動される。2本の前腕638、640の各々は1つのモータによって、従来のプーリを有するバンド駆動装置を通じて独立して駆動される。エンドエフェクタ642、646を有する第3のリンクは、上腕636および前腕638、640の不等長の影響を相殺する、少なくとも1つの非円形プーリを各々有するバンド駆動装置によって束縛されてもよい。リンケージの各々の内のバンド駆動装置は、図1および2のために説明された方法論を用いて設計されてもよい。図1および2のために提示された運動学方程式が同様にデュアルアームの2つのリンケージの各々のために用いられてもよい。図29A、29Bおよび29Cを同様に参照すると、右側の上部リンケージ640、646が伸長する際の図27Aおよび27Bのアームが示されている。エンドエフェクタの横方向オフセット634は上腕および前腕の関節間長さの差に相当し、手首関節は、ウェハの中心の軌道に対してこの差だけオフセットされた直線に沿って移動する。ここで、アクティブなリンケージ640、646が伸長する間に、非アクティブなリンケージ638、642は回転する。例えば、下部リンケージが伸長するにつれて上部リンケージは回転し、上部リンケージが伸長するにつれて下部リンケージは回転する。図29A、29Bおよび29Cにおいて、図29Aは、リンケージが両方とも収縮位置にある状態におけるアームを示す。図29Bは、右側の上部リンケージ640、646の手首関節が、左側の下部リンケージ638、642によって運搬されるウェハに最も接近する位置における部分的に伸長された右側の上部リンケージ640、646を示す。ここで、右側の上部リンケージ640、646の手首関節はウェハの真上を移動しない。ただし、この手首関節はウェハの上方の平面内を動く。図29Cは右側の上部リンケージ640、646のさらに遠くへの伸長を示す。図示されている実施形態は、立体的リンク設計、組み立ておよび制御の容易性、ならびに同軸駆動装置、例えば、運動用シールを有しないこと、の利点を利用する。エンドエフェクタのいずれを支持するためにもブリッジは用いられない。上部リンケージの手首関節は、等リンク設計の場合のように、下部エンドエフェクタ上のウェハの真上を移動しない。ただし、この手首関節は下部エンドエフェクタ上のウェハの上方の平面内を動く。アクティブなアーム640、646が伸長する間に、非アクティブなアーム638、642は回転する。収縮角度は、例えば、図25Aおよび25Bに見られるとおりの共通の肘関節、および、例えば、図33Aおよび33Bに見られるとおりの独立したデュアルアームを有する構成と比べて、変化がより難しくなる。さらに、前腕640は、前腕638よりも高い位置に示されているため、図30および31ならびに図33Aおよび33Bよりも、アームの位置が高く示されている。   Referring now to FIGS. 27A and 27B, a top view and a side view of a robot 630 having an arm 632 is shown, respectively. Except that the forearms 638, 640 are shown to have a shorter link length than the upper arm 636, the arms 632 may have features similar to those disclosed with respect to FIGS. Both linkages are shown in their contracted positions. The lateral offset 634 of the end effector 642, 646 corresponds to the difference between the joint lengths of the upper arm 636 and the forearms 638, 640. The integrated upper arm link 636 may be a single piece, as shown in FIGS. 27A and 27B, or there may be more than one upper arm link, as shown in the example of FIGS. 28A and 28B. The two-part design may be lighter with less material, and the left 636 'and right 636 "parts may be the same component Good. For example, if different retracted positions need to be supported, allowance for adjustment of the angular offset between the left 636 'and right 636 "portions may be provided. The internal mechanism used to drive may be similar to that in Figures 15-19, for example as seen in Figure 19. The common upper arm 636 is driven by one motor. Each of the two forearms 638, 640 is independently driven by a motor through a band drive with a conventional pulley, and a third link with end effectors 642, 646 includes an upper arm 636 and a forearm 638, It may be constrained by a band drive that each has at least one non-circular pulley that offsets the 640 unequal length effect. The band drive in each of the cages may be designed using the methodology described for Figures 1 and 2. The kinematic equations presented for Figures 1 and 2 are similarly dual-armed. It may be used for each of the two linkages: Referring also to Figures 29A, 29B and 29C, the arms of Figures 27A and 27B are shown as the right upper linkage 640, 646 extends. The end effector lateral offset 634 corresponds to the difference in length between the upper and forearm joints, and the wrist joint moves along a straight line offset by this difference relative to the center trajectory of the wafer. Inactive linkages 638, 642 rotate while active linkages 640, 646 extend, eg, as the lower linkage extends. The upper linkage rotates and the lower linkage rotates as the upper linkage extends In Figures 29A, 29B and 29C, Figure 29A shows the arm with both linkages in the retracted position. The wrist joint of the right upper linkage 640, 646 shows the partially extended right upper linkage 640, 646 in a position closest to the wafer carried by the left lower linkage 638, 642. Here, the right side The upper joint 640, 646 wrist joint does not move directly over the wafer, but the wrist joint moves in a plane above the wafer, and Figure 29C shows the right upper linkage 640, 646 extending further away. The illustrated embodiment is a three-dimensional link design, assembly and control Easily soluble, and coaxial drive device, for example, to have no dynamic seals, take advantage of. No bridge is used to support any of the end effectors. The wrist joint of the upper linkage does not move directly over the wafer on the lower end effector as in the equilink design. However, the wrist joint moves in a plane above the wafer on the lower end effector. Inactive arms 638, 642 rotate while active arms 640, 646 extend. The contraction angle is more difficult to change compared to, for example, a configuration with a common elbow joint as seen in FIGS. 25A and 25B and an independent dual arm as seen in FIGS. 33A and 33B, for example. Further, since the forearm 640 is shown at a higher position than the forearm 638, the position of the arm is shown higher than in FIGS. 30 and 31 and FIGS. 33A and 33B.

次に、図30Aおよび30Bを参照すると、アーム662を有するロボット660の上面図および側面図がそれぞれ示されている。アーム662は、図27〜29に関して説明されたとおりの特徴を有してもよいが、説明されるように、ブリッジを用い、同じ高さの位置に2本の前腕を有する。リンケージは両方ともそれらの収縮位置で示されている。エンドエフェクタの横方向オフセット664は上腕666および前腕668、670の関節間長さの差に相当する。一体化された上腕リンク666は、図30Aおよび30Bに示されるように、単一の部品であることができるか、あるいは上腕リンクは、図31Aおよび31Bの例に示されるように、2つ以上の部分666'、666"によって形成することができる。アームの個々のリンクを駆動するために用いられる内部機構は、図15〜19のために示されているものと同一であってもよいが、この場合には、前腕668、670は上腕666よりも短い。共通の上腕666は1つのモータによって駆動される。2本の前腕668、670の各々は1つのモータによって、従来のプーリを有するバンド駆動装置を通じて独立して駆動される。エンドエフェクタ672、674を有する第3のリンクは、上腕および前腕の不等長の影響を相殺する、少なくとも1つの非円形プーリを各々有するバンド駆動装置によって束縛される。リンケージの各々の内のバンド駆動装置は、図1および2のために説明された方法論を用いて設計されてもよい。図1および2のために提示された運動学方程式を同様にデュアルアームの2つのリンケージの各々のために用いることができる。第3のリンクおよびエンドエフェクタ674は、上部エンドエフェクタ部682、リンク670とリンク674との間の手首軸からオフセットされた側方オフセット支持部684を有し、手首軸をオフセット支持部684に結合する下部支持部686をさらに有する、ブリッジ680を有する。ブリッジ680は、以下において図32に関して見ることができるように、第3のリンクおよびエンドエフェクタ672(ウェハを含んでもよい)ならびにブリッジ680の交互配置部のための間隙を提供しつつ、前腕668および670が同じレベルにおいて詰められることを可能にする。ブリッジ680は、例えば、2つの手首関節に関連付けられた、あらゆる運動部分が、搬送の間にウェハ表面の下方に位置する機構をさらに提供する。図32A、32B、32Cおよび32Dを同様に参照すると、右側リンケージ670、674が伸長する際の図30Aおよび30Bのロボットアームの上面図が示されている。エンドエフェクタの横方向オフセット664は上腕666および前腕670の関節間長さの差に相当し、手首関節690は、ウェハ692の中心の軌道に対してこの差だけオフセットされた直線に沿って移動する。アクティブなリンケージ670、674が伸長する間に、非アクティブなリンケージ668、672は回転することに留意されたい。例えば、下部リンケージが伸長するにつれて上部リンケージは回転し、上部リンケージが伸長するにつれて下部リンケージは回転する。図32A、32B、32Cおよび32Dにおいて、図32Aは、リンケージが両方とも収縮位置にある状態におけるアームを示す。図32Bは、右側リンケージ670、674のブリッジ680と左側リンケージ668、672のエンドエフェクタ672との間の最悪の場合の間隙に対応する(または最悪の場合の間隙に近い)位置における部分的に伸長された右側リンケージ670、674を示す。図32Cは、前腕670が上腕666"と整列したときの位置における部分的に伸長された右側リンケージ670、674を示す。エンドエフェクタの横方向オフセットは上腕および前腕の関節間長さの差に相当する。手首関節690の軸は、ウェハ692の中心の軌道に対してこの差だけオフセットされた直線に沿って移動する。図32Dは右側リンケージ670、674のさらに遠くへの伸長を示す。図示されている実施形態は、並列双対スカラ機構(side-by-side dual scara arrangement)の利点、例えば、小さい容積を有する浅いチャンバをもたらす、スリムな外形、立体的リンク設計の利点、および同軸駆動装置の利点を組み合わせる。右側リンケージ670、674上のブリッジ680ははるかにより低く、垂直部材684と手首690との間のその支持されない長さは従来技術の同軸の双対スカラアームの場合よりも短く、関節の全てはエンドエフェクタの下方にある。ここで、アクティブなアーム670、674が伸長する間に、非アクティブなアーム668、672は回転する。以下において説明されるように、開示されている実施形態の他の態様では、ここに開示されている従来のものの代わりに、非円形プーリを有する異なるバンド駆動装置を有する、この挙動を呈しないアームが提供されてもよい。代替的に、上部エンドエフェクタを支持するブリッジは、図25A、図25B、図27、図28のために上記で説明されたものと同様の機構を利用することによって、排除されてもよい。   30A and 30B, a top view and a side view of a robot 660 having an arm 662 are shown, respectively. The arm 662 may have features as described with respect to FIGS. 27-29, but as described, uses a bridge and has two forearms at the same height. Both linkages are shown in their contracted positions. The end effector lateral offset 664 corresponds to the difference in joint length between the upper arm 666 and the forearms 668, 670. The integrated upper arm link 666 can be a single piece, as shown in FIGS. 30A and 30B, or more than one upper arm link can be used as shown in the example of FIGS. 31A and 31B. Portion 666 ', 666 ". The internal mechanism used to drive the individual links of the arms may be the same as shown for FIGS. In this case, the forearms 668, 670 are shorter than the upper arm 666. The common upper arm 666 is driven by one motor, each of the two forearms 668, 670 having a conventional pulley by one motor. Driven independently through a band drive, a third link with end effectors 672, 674 compensates for the effects of unequal length on the upper arm and forearm, and less Are also constrained by a band drive, each having one non-circular pulley, and the band drive in each of the linkages may be designed using the methodology described for FIGS. The kinematic equations presented for and 2 can similarly be used for each of the two linkages of the dual arm, the third link and end effector 674 linked to the upper end effector section 682, link 670 and 674 has a side offset support 684 offset from the wrist axis between 674 and further includes a lower support 686 that couples the wrist axis to the offset support 684. Bridge 680 is illustrated below. As can be seen with respect to 32, a third link and end effector 672 (wafer And forearms 668 and 670 can be packed at the same level while providing clearance for the interleaves of bridge 680. Bridge 680 is associated with, for example, two wrist joints , Every moving part further provides a mechanism that is located below the wafer surface during transfer, and similarly referring to Figures 32A, 32B, 32C and 32D, the right linkages 670, 674 as shown in FIGS. A top view of the robot arm at 30B is shown, where the end effector lateral offset 664 corresponds to the difference in joint length between the upper arm 666 and the forearm 670, and the wrist joint 690 is relative to the center trajectory of the wafer 692. Move along a straight line offset by the difference of the lever active linkages 670, 674 During the extension, inactive linkages 668,672 It should be noted that the rotation. For example, the upper linkage rotates as the lower linkage extends, and the lower linkage rotates as the upper linkage extends. 32A, 32B, 32C and 32D, FIG. 32A shows the arm with both linkages in the retracted position. FIG. 32B shows a partial extension in a position corresponding to (or close to the worst case gap) between the bridge 680 of the right linkage 670, 674 and the end effector 672 of the left linkage 668, 672. The right linkage 670, 674 is shown. FIG. 32C shows the partially extended right linkage 670, 674 in a position when the forearm 670 is aligned with the upper arm 666 ". The lateral offset of the end effector corresponds to the difference in joint length between the upper arm and the forearm. The axis of the wrist joint 690 moves along a straight line offset by this difference with respect to the center trajectory of the wafer 692. Figure 32D shows the further extension of the right linkage 670, 674. Embodiments that benefit from a side-by-side dual scara arrangement, such as a slim profile, a three-dimensional link design, and a coaxial drive, resulting in a shallow chamber with a small volume. Combining the advantages: the bridge 680 on the right linkage 670, 674 is much lower and the vertical member 684 and the wrist 690 Its unsupported length is shorter than in the case of prior art dual coaxial scalar arms and all of the joints are below the end effector, where the inactive arms 670, 674 are inactive while being extended. The arms 668, 672 rotate, and as described below, in another aspect of the disclosed embodiment, a different band drive with a non-circular pulley is substituted for the conventional one disclosed herein. An arm that does not exhibit this behavior may be provided, alternatively, the bridge that supports the upper end effector is similar to that described above for Figures 25A, 25B, 27, and 28. May be eliminated by utilizing this mechanism.

次に、図33Aおよび33Bを参照すると、アーム702を有するロボット700の上面図および側面図がそれぞれ示されている。アーム702は図21〜23に示されたアームの特徴と同様の特徴を有してもよいが、前腕長さは上腕長さよりも短く、例としてブリッジ680に関して説明されたとおりのブリッジを用い、前腕は同じ高さに配置される。リンケージは両方ともそれらの収縮位置で示されている。図33Aおよび33Bでは、右側上腕708は左側上腕706の上方に配置される。代替的に、左側上部706が右側上腕708の上方に配置されてもよい。同様に、右側リンケージ712、716の第3のリンクおよびエンドエフェクタ716は、左側リンケージ710、714の第3のリンクおよびエンドエフェクタ714の真上に延びるブリッジを特徴とする。代替的に、左側リンケージ710、714の第3のリンクおよびエンドエフェクタ714が、右側リンケージ712、716の第3のリンクおよびエンドエフェクタ716の真上に延びてもよいブリッジを特徴としてもよい。アームの個々のリンクを駆動するために用いられる内部機構は、図21〜23に示された実施形態と同様であってもよい。2本の上腕706、708の各々は1つのモータによって独立して駆動される。前腕710、712は、少なくとも1つの非円形プーリを各々有するバンド機構を介して第3のモータに結合される。エンドエフェクタを有する第3のリンク714、716は、少なくとも1つの非円形プーリを各々有するバンド駆動装置によって束縛される。バンド駆動装置は、上腕706、708の一方の回転が、対応するリンケージを、他方のリンケージが静止したままとどまっている間に、直線に沿って伸長および収縮させるように設計される。リンケージの各々の内のバンド駆動装置は、図5および6に示される実施形態のために説明された方法論を用いて設計される。図5および6に示される実施形態のために提示された運動学方程式を同様にデュアルアームの2つのリンケージの各々のために用いることができる。図34A、34Bおよび34Cを同様に参照すると、右側リンケージ708、712、716が伸長する際の図33Aおよび33Bのアームが示されている。ここで、アクティブなリンケージ712、716が伸長する間に、非アクティブなリンケージ706、710、714は静止したままとどまる。すなわち、右側リンケージが伸長する間に左側リンケージは動かず、左側リンケージが伸長するときに右側リンケージは動かない。図示されている実施形態は、並列双対スカラ機構の利点、例えば、小さい容積を有する浅いチャンバをもたらす、スリムな外形、および同軸駆動装置の利点を組み合わせる。右側リンケージ上のブリッジははるかにより低く、その支持されない長さは既存の同軸の双対スカラアームの場合よりも短く、関節の全てはエンドエフェクタの下方にある。アクティブなリンケージが伸長する間に、非アクティブなリンケージは静止したままとどまる。アクティブなリンケージは荷重を伴わずにより高速に伸長または収縮しうるため、より高いスループットが潜在的にもたらされる。代替的に、上部エンドエフェクタを支持するブリッジは、図25、27および28のために説明されたものと同様の機構を利用することによって、排除されてもよい。   Referring now to FIGS. 33A and 33B, a top view and a side view of a robot 700 having an arm 702 are shown, respectively. Arm 702 may have features similar to those of the arms shown in FIGS. 21-23, but the forearm length is shorter than the upper arm length, using a bridge as described for bridge 680 as an example, The forearms are placed at the same height. Both linkages are shown in their contracted positions. In FIGS. 33A and 33B, the right upper arm 708 is positioned above the left upper arm 706. Alternatively, the left upper portion 706 may be disposed above the right upper arm 708. Similarly, the third link and end effector 716 of the right linkage 712, 716 feature a bridge that extends directly above the third link and end effector 714 of the left linkage 710, 714. Alternatively, the third link and end effector 714 of the left linkage 710, 714 may feature a bridge that may extend directly above the third link and end effector 716 of the right linkage 712, 716. The internal mechanism used to drive the individual links of the arms may be similar to the embodiment shown in FIGS. Each of the two upper arms 706 and 708 is independently driven by one motor. The forearms 710, 712 are coupled to the third motor via a band mechanism each having at least one non-circular pulley. The third links 714, 716 having end effectors are constrained by a band drive, each having at least one non-circular pulley. The band drive is designed such that rotation of one of the upper arms 706, 708 causes the corresponding linkage to extend and retract along a straight line while the other linkage remains stationary. The band drive within each of the linkages is designed using the methodology described for the embodiment shown in FIGS. The kinematic equations presented for the embodiment shown in FIGS. 5 and 6 can also be used for each of the dual arm two linkages. Referring also to FIGS. 34A, 34B and 34C, the arms of FIGS. 33A and 33B are shown as the right linkage 708, 712, 716 extends. Here, the inactive linkages 706, 710, 714 remain stationary while the active linkages 712, 716 extend. That is, the left linkage does not move while the right linkage extends, and the right linkage does not move when the left linkage extends. The illustrated embodiment combines the advantages of a parallel dual scalar mechanism, such as a slim profile and a coaxial drive resulting in a shallow chamber with a small volume. The bridge on the right linkage is much lower, its unsupported length is shorter than in the case of existing coaxial dual scalar arms and all of the joints are below the end effector. The inactive linkage remains stationary while the active linkage extends. An active linkage can stretch or contract faster without loading, potentially resulting in higher throughput. Alternatively, the bridge supporting the upper end effector may be eliminated by utilizing a mechanism similar to that described for FIGS.

次に、図35Aおよび35Bを参照すると、リンケージが両方ともそれらの収縮位置で示されているアーム732を有するロボット730の上面図および側面図が示されている。各リンケージは、合計4枚の支持可能な基板のために互いからオフセットされた2枚の基板を各々支持する、双対保持器エンドエフェクタ(dual-holder end-effector)740、742を有する。アーム732の個々のリンクを駆動するために用いられる内部機構は、図10および11、例えば、図13と同一であってもよい。共通の上腕734は1つのモータによって駆動される。2本の前腕736、738の各々は1つのモータによって、従来のプーリを有するバンド駆動装置を通じて独立して駆動される。エンドエフェクタ740、742を有する第3のリンクは、上腕および前腕の不等長の影響を相殺する、少なくとも1つの非円形プーリを各々有するバンド駆動装置によって束縛される。図示されている実施形態は、上腕よりも長い前腕を有する。代替的に、前腕はより短くてもよい。リンケージの各々の内のバンド駆動装置は、図1および2のために説明された方法論を用いて設計される。図1および2のために提示された運動学方程式が同様にデュアルアームの2つのリンケージの各々のために用いられてもよい。図36を同様に参照すると、一方のリンケージ738、742が伸長する際の図35Aおよび35Bのアームが示されている。アクティブなリンケージ738、742が伸長する間に、非アクティブなリンケージ736、740は回転することに留意されたい。例えば、下部リンケージが伸長するにつれて上部リンケージは回転し、上部リンケージが伸長するにつれて下部リンケージは回転する。図37および38と比べて、エンドエフェクタは、反対側の肘との干渉を回避する形状に作られる必要がない。   Referring now to FIGS. 35A and 35B, top and side views of a robot 730 having arms 732 with both linkages shown in their retracted positions are shown. Each linkage has dual-holder end-effectors 740, 742 that each support two substrates that are offset from each other for a total of four supportable substrates. The internal mechanism used to drive the individual links of arm 732 may be the same as in FIGS. 10 and 11, eg, FIG. The common upper arm 734 is driven by one motor. Each of the two forearms 736, 738 is independently driven by a motor through a band drive with a conventional pulley. The third link with end effectors 740, 742 is constrained by a band drive that each has at least one non-circular pulley that offsets the effects of unequal length of the upper and forearms. The illustrated embodiment has a forearm that is longer than the upper arm. Alternatively, the forearm may be shorter. The band drive within each of the linkages is designed using the methodology described for FIGS. The kinematic equations presented for FIGS. 1 and 2 may similarly be used for each of the two linkages of the dual arm. Referring also to FIG. 36, the arms of FIGS. 35A and 35B are shown as one linkage 738, 742 extends. Note that the inactive linkage 736, 740 rotates while the active linkage 738, 742 extends. For example, the upper linkage rotates as the lower linkage extends, and the lower linkage rotates as the upper linkage extends. Compared to FIGS. 37 and 38, the end effector need not be shaped to avoid interference with the opposite elbow.

次に、図37Aおよび37Bを参照すると、アーム750を有するロボットの上面図および側面図がそれぞれ示されている。リンケージは両方ともそれらの収縮位置で示されており、各リンケージは双対保持器エンドエフェクタ758、760を有する。一体化された上腕リンク752は、図37Aおよび37Bに示されるように、単一の部品であってもよく、あるいは上腕リンクは、図38Aおよび38Bの例に示されるように、2つ以上の部分752'、752"によって形成してもよい。アームの個々のリンクを駆動するために用いられる内部機構は、図15〜19、例えば、図19と同一であってもよい。一体化された上腕752は1つのモータによって駆動される。2本の前腕754、756の各々は1つのモータによって、従来のプーリを有するバンド駆動装置を通じて独立して駆動される。エンドエフェクタを有する第3のリンク758、760は、上腕および前腕の不等長の影響を相殺する、少なくとも1つの非円形プーリを各々有するバンド駆動装置によって束縛される。図示されている実施形態は、上腕よりも長い前腕を有する。代替的に、前腕はより短くてもよい。リンケージの各々の内のバンド駆動装置は、図1および2のために説明された方法論を用いて設計される。図1および2のために提示された運動学方程式が同様にデュアルアームの2つのリンケージの各々のために用いられてもよい。アームが回転するために、ロボットの3本の駆動シャフトは全てアームの回転方向に同じ量だけ動く必要がある。エンドエフェクタアセンブリの一方が直線経路に沿って半径方向に伸長および収縮するために、共通の上腕の駆動シャフト、およびアクティブなリンケージに関連付けられた前腕に結合された駆動シャフトは、図1および2のための逆運動学方程式に従って協調して動く必要がある。同時に、他方の前腕に結合された駆動シャフトは、非アクティブなリンケージが収縮したままとどまるために、共通の上腕の駆動シャフトと同期して回転する必要がある。図39を同様に参照すると、一方のリンケージ756、760が伸長する際の図37Aおよび37Bのアームが示されている。ここで、アクティブなリンケージが伸長する間に、非アクティブなリンケージ754、758は回転する。例えば、左側リンケージが伸長するにつれて右側リンケージは回転し、右側リンケージが伸長するにつれて左側リンケージは回転する。図示されている実施形態はブリッジを有しない。上部手首は下部エンドエフェクタ上のウェハの一方の真上を移動する。ここで、アームおよびエンドエフェクタは、上部肘が下部エンドエフェクタに触れずに通過するように設計される必要がある。   Referring now to FIGS. 37A and 37B, top and side views of a robot having an arm 750 are shown, respectively. Both linkages are shown in their retracted positions, and each linkage has a dual cage end effector 758,760. The integrated upper arm link 752 may be a single piece, as shown in FIGS. 37A and 37B, or the upper arm link may be two or more, as shown in the example of FIGS. 38A and 38B. May be formed by portions 752 ', 752 ". The internal mechanism used to drive the individual links of the arms may be the same as in FIGS. 15-19, eg, FIG. 19. Integrated. The upper arm 752 is driven by a single motor, and each of the two forearms 754, 756 is independently driven by a single motor through a band drive having a conventional pulley, a third link having an end effector 758, 760 are constrained by band drives each having at least one non-circular pulley that offsets the effects of unequal length of the upper and forearms. The embodiment shown has a longer forearm than the upper arm Alternatively, the forearm may be shorter The band drive within each of the linkages uses the methodology described for FIGS. The kinematic equations presented for Figures 1 and 2 may be used for each of the two linkages of the dual arm as well. All of the drive shafts need to move the same amount in the direction of arm rotation, so that one of the end effector assemblies extends and contracts radially along a linear path, so that the common upper arm drive shaft and the active linkage The drive shaft coupled to the forearm associated with is required to move in concert according to the inverse kinematic equations for Figures 1 and 2. At the same time, the other forearm The drive shaft coupled to the shaft needs to rotate in synchronism with the common upper arm drive shaft in order for the inactive linkage to remain contracted, referring also to FIG. 37A and 37B are shown as they extend, where the inactive linkages 754, 758 rotate while the active linkage extends, eg, the right linkage as the left linkage extends. The left linkage rotates as the right linkage extends, the illustrated embodiment has no bridge, and the upper wrist moves over one of the wafers on the lower end effector, where the arm And end effector so that the upper elbow passes without touching the lower end effector There needs to be designed.

次に、図40Aおよび40Bを参照すると、アーム782を有するロボット780の上面図および側面図がそれぞれ示されている。リンケージは両方ともそれらの収縮位置で示されており、各リンケージは双対保持器エンドエフェクタ792、794を有する。アームの個々のリンクを駆動するために用いられる内部機構は図21〜23と同一であってもよい。2本の上腕784、786の各々は1つのモータによって独立して駆動される。前腕788、790は、少なくとも1つの非円形プーリを各々有するバンド機構を介して第3のモータに結合される。エンドエフェクタ792、794を有する第3のリンクは、少なくとも1つの非円形プーリを各々有するバンド駆動装置によって束縛される。バンド駆動装置は、上腕の一方の回転が、対応するリンケージを、他方のリンケージが静止したままとどまっている間に、直線に沿って伸長および収縮させるように設計される。図示されている実施形態は、上腕よりも長い前腕を有する。代替的に、前腕はより短くてもよい。リンケージの各々の内のバンド駆動装置は、図5および6のために説明された方法論を用いて設計される。図5および6のために提示された運動学方程式を同様にデュアルアームの2つのリンケージの各々のために用いることができる。アームが回転するために、ロボットの3本の駆動シャフトは全てアームの回転方向に同じ量だけ動く必要がある。エンドエフェクタアセンブリの一方が直線経路に沿って半径方向に伸長および収縮するために、アクティブなリンケージに関連付けられた上腕の駆動シャフトは図5および6のための逆運動学方程式に従って回転される必要があり、他の2本の駆動シャフトは静止した状態に保持される必要がある。図41を同様に参照すると、一方のリンケージ784、788、794が伸長する際の図40Aおよび40Bのアームが示されている。アクティブなリンケージ784、788、794が伸長する間に、非アクティブなリンケージ786、790、792は静止したままであってもよいことに留意されたい。すなわち、右側リンケージが伸長する間に左側リンケージは動かず、左側リンケージが伸長するときに右側リンケージは動かない。代替的に、例えば、図41と比べて右側リンケージが独立して若干伸長する図42に見られるように、左側および右側リンケージは独立して半径方向に同時に動かされてもよい。上部リンケージの肘の運動は下部エンドエフェクタ上のウェハとの潜在的干渉のために制限されうる。これは、図41に示されるように、ロボットのリーチを制限しうる。この制限は、図42示されるように、追加の間隙を提供し、完全なリーチを達成するために、下部リンケージを若干伸長させることによって緩和されてもよい。図示されている実施形態はブリッジを有しない。上部リンケージの手首は下部エンドエフェクタ上のウェハの上方を移動してもよい。   Referring now to FIGS. 40A and 40B, a top view and a side view of a robot 780 having an arm 782 are shown, respectively. Both linkages are shown in their retracted positions, and each linkage has dual retainer end effectors 792, 794. The internal mechanism used to drive the individual links of the arms may be the same as in FIGS. Each of the two upper arms 784 and 786 is independently driven by one motor. The forearms 788, 790 are coupled to the third motor via a band mechanism each having at least one non-circular pulley. A third link having end effectors 792, 794 is constrained by a band drive, each having at least one non-circular pulley. The band drive is designed such that one rotation of the upper arm causes the corresponding linkage to extend and contract along a straight line while the other linkage remains stationary. The illustrated embodiment has a forearm that is longer than the upper arm. Alternatively, the forearm may be shorter. The band drive within each of the linkages is designed using the methodology described for FIGS. The kinematic equations presented for FIGS. 5 and 6 can similarly be used for each of the two linkages of the dual arm. In order for the arm to rotate, all three drive shafts of the robot must move the same amount in the direction of arm rotation. In order for one of the end effector assemblies to radially extend and retract along a linear path, the upper arm drive shaft associated with the active linkage needs to be rotated according to the inverse kinematic equations for FIGS. Yes, the other two drive shafts need to be held stationary. Referring also to FIG. 41, the arms of FIGS. 40A and 40B are shown as one linkage 784, 788, 794 extends. Note that inactive linkages 786, 790, 792 may remain stationary while active linkages 784, 788, 794 extend. That is, the left linkage does not move while the right linkage extends, and the right linkage does not move when the left linkage extends. Alternatively, the left and right linkages may be independently moved simultaneously in the radial direction, as seen, for example, in FIG. 42 where the right linkage is slightly extended independently compared to FIG. The motion of the elbow of the upper linkage can be limited due to potential interference with the wafer on the lower end effector. This can limit the reach of the robot, as shown in FIG. This limitation may be relaxed by slightly extending the lower linkage to provide additional clearance and achieve full reach, as shown in FIG. The illustrated embodiment does not have a bridge. The wrist of the upper linkage may move over the wafer on the lower end effector.

次に、図43Aおよび43Bを参照すると、アーム812を有するロボット810の上面図および側面図がそれぞれ示されている。リンケージは両方ともそれらの収縮位置で示されており、各リンケージは双対保持器エンドエフェクタ820、822を有する。アームの個々のリンクを駆動するために用いられる内部機構は図10〜13と同一であってもよい。共通の上腕814は1つのモータによって駆動される。2本の前腕816、818の各々は1つのモータによって、従来のプーリを有するバンド駆動装置を通じて独立して駆動される。エンドエフェクタ820、822を有する第3のリンクは、上腕および前腕の不等長の影響を相殺する、少なくとも1つの非円形プーリを各々有するバンド駆動装置によって束縛される。図示されている実施形態では、前腕は上腕よりも短い。代替的に、前腕はより長くてもよい。リンケージの各々の内のバンド駆動装置は、図1および2のために説明された方法論を用いて設計される。図1および2のために提示された運動学方程式が同様にデュアルアームの2つのリンケージの各々のために用いられてもよい。図44および45を同様に参照すると、上部リンケージ818、822が伸長する際の図43Aおよび43Bのアームが示されている。アクティブなリンケージ818、822が伸長する間に、非アクティブなリンケージ816、820は回転することに留意されたい。例えば、下部リンケージが伸長するにつれて上部リンケージは回転し、上部リンケージが伸長するにつれて下部リンケージは回転する。図44および45は、上部リンケージ818、822の手首関節824が、アームの下部リンケージ816、820によって運搬されるウェハ826の真上を移動しないことを示す。図示されている実施形態はブリッジを有しない。図46および47と比べて、エンドエフェクタは、反対側の肘との干渉を回避する形状に作られる必要がない。   43A and 43B, a top view and a side view of a robot 810 having an arm 812 are shown, respectively. Both linkages are shown in their retracted positions, and each linkage has dual retainer end effectors 820, 822. The internal mechanism used to drive the individual links of the arms may be the same as in FIGS. The common upper arm 814 is driven by one motor. Each of the two forearms 816, 818 is independently driven by a motor through a conventional band drive having a pulley. The third link with end effectors 820, 822 is constrained by a band drive that each has at least one non-circular pulley that offsets the effects of unequal length of the upper and forearms. In the illustrated embodiment, the forearm is shorter than the upper arm. Alternatively, the forearm may be longer. The band drive within each of the linkages is designed using the methodology described for FIGS. The kinematic equations presented for FIGS. 1 and 2 may similarly be used for each of the two linkages of the dual arm. Referring also to FIGS. 44 and 45, the arms of FIGS. 43A and 43B are shown as the upper linkages 818, 822 extend. Note that inactive linkage 816, 820 rotates while active linkage 818, 822 extends. For example, the upper linkage rotates as the lower linkage extends, and the lower linkage rotates as the upper linkage extends. 44 and 45 illustrate that the wrist joint 824 of the upper linkage 818, 822 does not move directly over the wafer 826 carried by the lower linkage 816, 820 of the arm. The illustrated embodiment does not have a bridge. Compared to FIGS. 46 and 47, the end effector need not be shaped to avoid interference with the opposite elbow.

次に、図46Aおよび46Bを参照すると、アーム842を有するロボット840の上面図および側面図がそれぞれ示されている。リンケージは両方ともそれらの収縮位置で示されており、各リンケージは双対保持器エンドエフェクタ850、852を有する。一体化された上腕リンク844は、図46Aおよび46Bに示されるように、単一の部品であることができるか、あるいは上腕リンクは、図47Aおよび47Bの例に示されるように、2つ以上の部分844'、844"によって形成することができる。アームの個々のリンクを駆動するために用いられる内部機構は、図15〜19、例えば、図19と同一であってもよい。一体化された上腕844は1つのモータによって駆動される。2本の前腕846、848の各々は1つのモータによって、従来のプーリを有するバンド駆動装置を通じて独立して駆動される。エンドエフェクタ850、852を有する第3のリンクは、上腕および前腕の不等長の影響を相殺する、少なくとも1つの非円形プーリを各々有するバンド駆動装置によって束縛される。図示されている実施形態では、前腕は上腕よりも短い。代替的に、前腕はより長くてもよい。リンケージの各々の内のバンド駆動装置は、図1および2のために説明された方法論を用いて設計される。図1および2のために提示された運動学方程式が同様にデュアルアームの2つのリンケージの各々のために用いられてもよい。アームが回転するために、ロボットの3本の駆動シャフトは全てアームの回転方向に同じ量だけ動く必要がある。エンドエフェクタアセンブリの一方が直線経路に沿って半径方向に伸長および収縮するために、共通の上腕844の駆動シャフト、およびアクティブなリンケージに関連付けられた前腕に結合された駆動シャフトは、図1および2のための逆運動学方程式に従って協調して動く必要がある。同時に、他方の前腕に結合された駆動シャフトは、非アクティブなリンケージが収縮したままとどまるために、共通の上腕の駆動シャフトと同期して回転する必要がある。図48および49を同様に参照すると、上部リンケージ848、852が伸長する際の図46Aおよび46Bのアームが示されている。ここで、アクティブなリンケージ848、852が伸長する間に、非アクティブなリンケージ846、850は回転する。例えば、下部リンケージが伸長するにつれて上部リンケージは回転し、上部リンケージが伸長するにつれて下部リンケージは回転する。図48および49は、上部リンケージの手首関節854が、アームの下部リンケージによって運搬されるウェハ856の真上を移動しないことを示す。図示されている実施形態はブリッジを有せず、上部リンケージの手首関節は、下部リンケージによって運搬されるウェハの真上を移動しない。ここでは、非アクティブなアームはより小さく回転し、アクティブなアームが荷重を伴わずに伸長または収縮する際におけるより高い運動速度を可能にする。   46A and 46B, a top view and a side view of a robot 840 having an arm 842 are shown, respectively. Both linkages are shown in their retracted positions, and each linkage has dual retainer end effectors 850, 852. The integrated upper arm link 844 can be a single piece as shown in FIGS. 46A and 46B, or more than one upper arm link can be used as shown in the example of FIGS. 47A and 47B. 844 ', 844 ". The internal mechanism used to drive the individual links of the arms may be the same as in FIGS. 15-19, eg, FIG. The upper arm 844 is driven by a single motor, and each of the two forearms 846, 848 is independently driven by a single motor through a band drive having a conventional pulley, having end effectors 850, 852. The third link is constrained by a band drive, each having at least one non-circular pulley, that counteracts the unequal length effects of the upper and forearms. In the illustrated embodiment, the forearm is shorter than the upper arm, alternatively, the forearm may be longer, a band drive within each of the linkages has been described for FIGS. Designed using a methodology, the kinematic equations presented for Figures 1 and 2 may also be used for each of the two linkages of the dual arm. All three drive shafts need to move the same amount in the direction of arm rotation, because one of the end effector assemblies extends and contracts radially along a linear path, and the common upper arm 844 drive shaft, and The drive shaft coupled to the forearm associated with the active linkage needs to move in concert according to the inverse kinematic equations for FIGS. In addition, the drive shaft coupled to the other forearm must rotate in synchrony with the common upper arm drive shaft in order for the inactive linkage to remain contracted, see also FIGS. 46A and 46B are shown as the upper linkage 848, 852 extends, where the inactive linkage 846, 850 rotates while the active linkage 848, 852 extends. The upper linkage rotates as the lower linkage extends, and the lower linkage rotates as the upper linkage extends FIGS. The embodiment shown is a block diagram. Tsu not have a di, wrist joint of the upper linkage do not move directly above the wafer carried by the lower linkage. Here, the inactive arm rotates smaller, allowing a higher rate of movement when the active arm extends or contracts without load.

次に、図50Aおよび50Bを参照すると、アーム872を有するロボット870の上面図および側面図が示されている。リンケージは両方ともそれらの収縮位置で示されており、各リンケージは双対保持器エンドエフェクタ880、882を有する。一体化された上腕リンク874は、図50Aおよび50Bに示されるように、単一の部品であることができるか、あるいは上腕リンクは、図47Aおよび47Bの例に示されるように、2つ以上の部分によって形成することができる。アームの個々のリンクを駆動するために用いられる内部機構は、図15〜19、例えば、図18と同一であってもよい。一体化された上腕874は1つのモータによって駆動される。2本の前腕876、878の各々は1つのモータによって、従来のプーリを有するバンド駆動装置を通じて独立して駆動される。エンドエフェクタを有する第3のリンクは、上腕および前腕の不等長の影響を相殺する、少なくとも1つの非円形プーリを各々有するバンド駆動装置によって束縛される。図示されている実施形態では、前腕は上腕よりも短い。代替的に、前腕はより長くてもよい。リンケージの各々の内のバンド駆動装置は、図1および2のために説明された方法論を用いて設計されてもよい。図1および2のために提示された運動学方程式が同様にデュアルアームの2つのリンケージの各々のために用いられてもよい。アームが回転するために、ロボットの3本の駆動シャフトは全てアームの回転方向に同じ量だけ動く必要がある。エンドエフェクタアセンブリの一方が直線経路に沿って半径方向に伸長および収縮するために、共通の上腕874の駆動シャフト、およびアクティブなリンケージに関連付けられた前腕に結合された駆動シャフトは、図1および2のための逆運動学方程式に従って協調して動く必要がある。同時に、他方の前腕に結合された駆動シャフトは、非アクティブなリンケージが収縮したままとどまるために、共通の上腕874の駆動シャフトと同期して回転する必要がある。図51を同様に参照すると、一方のリンケージ878、882が伸長された状態における図50Aおよび50Bのアームが示されている。ここで、アクティブなリンケージ878、882が伸長する間に、非アクティブなリンケージ876、880は回転する。例えば、下部リンケージが伸長するにつれて上部リンケージは回転し、上部リンケージが伸長するにつれて下部リンケージは回転する。図示されている実施形態は、より短い短バンドを用い、より剛性が高くなりうる短い前腕リンクを有し、前腕は並列に配置され、浅いチャンバを容易にする。ここで、短いリンクは、より長い上腕によって対処されてもよい図46および47と比べて、非アクティブなアームのより大きな回転を生じさせうる。ブリッジ884が設けられており、アームおよびエンドエフェクタは、ブリッジ884が、伸長運動の間に、非アクティブなエンドエフェクタ880に触れずに通過するように設計されてもよい。ここでは、エンドエフェクタの基部は、図示されるように、角度がついた形状886を特徴とする。   50A and 50B, top and side views of a robot 870 having an arm 872 are shown. Both linkages are shown in their retracted positions, and each linkage has a dual cage end effector 880,882. The integrated upper arm link 874 can be a single piece, as shown in FIGS. 50A and 50B, or there can be more than one upper arm link, as shown in the example of FIGS. 47A and 47B. It can be formed by the part. The internal mechanism used to drive the individual links of the arms may be the same as in FIGS. The integrated upper arm 874 is driven by one motor. Each of the two forearms 876, 878 is independently driven by a single motor through a band drive having a conventional pulley. The third link with the end effector is constrained by a band drive that each has at least one non-circular pulley that offsets the effects of unequal length of the upper and forearms. In the illustrated embodiment, the forearm is shorter than the upper arm. Alternatively, the forearm may be longer. The band drive in each of the linkages may be designed using the methodology described for FIGS. The kinematic equations presented for FIGS. 1 and 2 may similarly be used for each of the two linkages of the dual arm. In order for the arm to rotate, all three drive shafts of the robot must move the same amount in the direction of arm rotation. A drive shaft coupled to a common upper arm 874 drive shaft and a forearm associated with an active linkage for one of the end effector assemblies to radially expand and contract along a linear path is shown in FIGS. Need to move in accordance with the inverse kinematic equation for At the same time, the drive shaft coupled to the other forearm needs to rotate in synchrony with the drive shaft of the common upper arm 874 in order for the inactive linkage to remain contracted. Referring also to FIG. 51, the arms of FIGS. 50A and 50B are shown with one linkage 878, 882 extended. Here, the inactive linkage 876, 880 rotates while the active linkage 878, 882 extends. For example, the upper linkage rotates as the lower linkage extends, and the lower linkage rotates as the upper linkage extends. The illustrated embodiment uses shorter short bands and has short forearm links that can be more rigid, with the forearms placed in parallel to facilitate shallow chambers. Here, a short link may cause greater rotation of the inactive arm compared to FIGS. 46 and 47, which may be addressed by a longer upper arm. A bridge 884 is provided and the arm and end effector may be designed such that the bridge 884 passes through without touching the inactive end effector 880 during the extension movement. Here, the base of the end effector features an angled shape 886 as shown.

次に、図52Aおよび52Bを参照すると、アーム902を有するロボット900の上面図および側面図がそれぞれ示されている。リンケージは両方ともそれらの収縮位置で示されており、各リンケージは双対保持器エンドエフェクタを有する。アームの個々のリンクを駆動するために用いられる内部機構は図21〜23と同一であってもよい。2本の上腕904、906の各々は1つのモータによって独立して駆動される。前腕908、910は、少なくとも1つの非円形プーリを各々有するバンド機構を介して第3のモータに結合される。エンドエフェクタ912、914を有する第3のリンクは、少なくとも1つの非円形プーリを各々有するバンド駆動装置によって束縛される。バンド駆動装置は、上腕904、906の一方の回転が、対応するリンケージを、他方のリンケージが静止したままとどまっている間に、直線に沿って伸長および収縮させるように設計される。図示されている実施形態では、前腕は上腕よりも短い。代替的に、前腕はより長くてもよい。リンケージの各々の内のバンド駆動装置は、図5〜6のために説明された方法論を用いて設計される。図5〜6のために提示された運動学方程式が同様にデュアルアームの2つのリンケージの各々のために用いられてもよい。アームが回転するために、ロボットの3本の駆動シャフトは全てアームの回転方向に同じ量だけ動く必要がある。エンドエフェクタアセンブリの一方が直線経路に沿って半径方向に伸長および収縮するために、アクティブなリンケージに関連付けられた上腕の駆動シャフトは図5〜6のための逆運動学方程式に従って回転される必要があり、他の2本の駆動シャフトは静止した状態に保持される必要がある。図53を同様に参照すると、一方のリンケージ906、910、914が伸長された状態における図52Aおよび52Bのアームが示されている。アクティブなリンケージ906、910、914がブリッジ916とともに伸長する間に、非アクティブなリンケージ904、908、912は静止したままとどまることに留意されたい。すなわち、右側リンケージが伸長する間に左側リンケージは動く必要がなく、左側リンケージが伸長するときに右側リンケージは動く必要がない。ただし、リンケージは半径方向に独立して動かされてもよい。図示されている実施形態は、短いバンドを用い、より剛性が高くなりうるより短いリンク、および浅いチャンバを容易にする並列の前腕を有する。代替的に、前腕は、ブリッジを有する構成で上腕よりも長くてもよい。   52A and 52B, a top view and a side view of a robot 900 having an arm 902 are shown, respectively. Both linkages are shown in their retracted positions and each linkage has a dual cage end effector. The internal mechanism used to drive the individual links of the arms may be the same as in FIGS. Each of the two upper arms 904 and 906 is independently driven by one motor. The forearms 908, 910 are coupled to the third motor via a band mechanism each having at least one non-circular pulley. A third link having end effectors 912, 914 is constrained by a band drive, each having at least one non-circular pulley. The band drive is designed such that rotation of one of the upper arms 904, 906 causes the corresponding linkage to expand and contract along a straight line while the other linkage remains stationary. In the illustrated embodiment, the forearm is shorter than the upper arm. Alternatively, the forearm may be longer. The band drive within each of the linkages is designed using the methodology described for FIGS. The kinematic equations presented for FIGS. 5-6 may similarly be used for each of the two linkages of the dual arm. In order for the arm to rotate, all three drive shafts of the robot must move the same amount in the direction of arm rotation. In order for one of the end effector assemblies to radially expand and contract along a linear path, the upper arm drive shaft associated with the active linkage needs to be rotated according to the inverse kinematic equations for FIGS. Yes, the other two drive shafts need to be held stationary. Referring also to FIG. 53, the arms of FIGS. 52A and 52B are shown with one linkage 906, 910, 914 extended. Note that the inactive linkages 904, 908, 912 remain stationary while the active linkages 906, 910, 914 extend with the bridge 916. That is, the left linkage need not move while the right linkage is extended, and the right linkage need not move when the left linkage is extended. However, the linkage may be moved independently in the radial direction. The illustrated embodiment uses shorter bands, has shorter links that can be more rigid, and parallel forearms that facilitate shallow chambers. Alternatively, the forearm may be longer than the upper arm in a configuration with a bridge.

次に、図54〜55を参照すると、反対のエンドエフェクタ938、940を有する結合されたデュアルアーム930が示されている。図54Aおよび54Bはそれぞれ、アームを有するロボットの上面図および側面図を示す。リンケージは両方ともそれらの収縮位置で示されており、エンドエフェクタの横方向オフセットは上腕932および前腕934、936の関節間長さの差に相当する。一体化された上腕リンク932は、図54に示されるように、単一の部品であることができるか、または上腕リンクは2つ以上の部分によって形成することができる。例として、2部分の設計はより少ない材料を用いてより軽くなってもよく、左側および右側部分は同一の構成要素であってもよい。アームの個々のリンクを駆動するために用いられる内部機構は、図18および19に関して示されたもの、あるいは別のものに基づいてもよい。共通の上腕932は1つのモータによって駆動される。2本の前腕934、936の各々は1つのモータによって、従来のプーリを有するバンド駆動装置を通じて独立して駆動される。エンドエフェクタ938、940を有する第3のリンクは、上腕932および前腕934、936の不等長の影響を相殺する、少なくとも1つの非円形プーリを各々有するバンド駆動装置によって束縛される。リンケージの各々の内のバンド駆動装置は、図1に関して説明された方法論を用いて、または別の方法で設計される。図1のために提示された運動学方程式を同様にデュアルアームの2つのリンケージの各々のために用いることができる。図55A〜55Cは、第1のリンケージ934、938および第2のリンケージ936、940が収縮位置から伸長する際の図54のアームを示す。エンドエフェクタの横方向オフセットは上腕932および前腕934、936の関節間長さの差に相当し、手首関節942、946は、ウェハの中心の軌道に対してこの差だけオフセットされた直線に沿って移動する。アクティブなリンケージが伸長する間に、非アクティブなリンケージは回転することに留意されたい。例えば、第1のリンケージが伸長するにつれて第2のリンケージは回転し、第2のリンケージが伸長するにつれて第1のリンケージは回転する。図55Aは、リンケージが両方とも収縮位置にある状態におけるアームを示す。図55Bは、第1のリンケージ934、938が伸長された様子を示す。図55Cは、第2のリンケージ936、940が伸長された様子を示す。前腕は同じ平面内を移動し、かつエンドエフェクタは同じ平面内を移動するため、図示されているアームは低い外形を有し、小さい容積を有する浅い真空チャンバを可能にする。一方のリンケージの手首の収縮位置は他方のリンケージの手首によって束縛されるため、アームの格納半径(containment radius)は大きくなってもよく、アームは、スロットバルブのサイズによってチャンバの直径が決定づけられる、多数のプロセスモジュールを用いる用途に特に適したものになる。その低い外形のゆえに、アームは、反対のエンドエフェクタを有するフロッグレッグ型アームに取って代わりうる。図示されている実施形態では、前腕は上腕よりも短い。代替的に、前腕はより長くてもよく、例えば、この場合には、前腕は異なる高さにあり、重なり合う。   54-55, a combined dual arm 930 having opposite end effectors 938, 940 is shown. 54A and 54B show a top view and a side view, respectively, of a robot having an arm. Both linkages are shown in their retracted positions, and the lateral offset of the end effector corresponds to the difference between the joint lengths of the upper arm 932 and the forearms 934,936. The integrated upper arm link 932 can be a single piece, as shown in FIG. 54, or the upper arm link can be formed by two or more parts. As an example, a two part design may be lighter with less material and the left and right parts may be the same component. The internal mechanism used to drive the individual links of the arms may be based on that shown with respect to FIGS. 18 and 19 or another. The common upper arm 932 is driven by one motor. Each of the two forearms 934 and 936 is independently driven by a single motor through a band driving device having a conventional pulley. The third link with end effectors 938, 940 is constrained by a band drive, each having at least one non-circular pulley that offsets the unequal length effects of upper arm 932 and forearms 934, 936. The band drive within each of the linkages is designed using the methodology described with respect to FIG. 1 or otherwise. The kinematic equation presented for FIG. 1 can similarly be used for each of the two linkages of the dual arm. 55A-55C show the arm of FIG. 54 as the first linkage 934, 938 and the second linkage 936, 940 extend from the retracted position. The lateral offset of the end effector corresponds to the difference between the joint lengths of the upper arm 932 and the forearms 934, 936, and the wrist joints 942, 946 are along a straight line offset by this difference with respect to the center trajectory of the wafer. Moving. Note that the inactive linkage rotates while the active linkage extends. For example, the second linkage rotates as the first linkage extends, and the first linkage rotates as the second linkage extends. FIG. 55A shows the arm with both linkages in the retracted position. FIG. 55B shows the first linkage 934, 938 extended. FIG. 55C shows the second linkage 936, 940 extended. Since the forearm moves in the same plane and the end effector moves in the same plane, the illustrated arm has a low profile, allowing a shallow vacuum chamber with a small volume. Since the retracted position of the wrist of one linkage is constrained by the wrist of the other linkage, the containment radius of the arm may be large, and the arm has a chamber diameter determined by the size of the slot valve. It is particularly suitable for applications using a large number of process modules. Because of its low profile, the arm can replace a frog-leg type arm with an opposite end effector. In the illustrated embodiment, the forearm is shorter than the upper arm. Alternatively, the forearm may be longer, for example in this case the forearm is at different heights and overlaps.

図56〜57を参照すると、反対のエンドエフェクタ970、972を有する独立したデュアルアーム960が示されている。図56Aおよび56Bは、アームを有するロボットの上面図および側面図を示す。リンケージは両方ともそれらの収縮位置で示されている。図56では、第1のリンケージの上腕962は第2のリンケージの上腕964の上方に配置されている。代替的に、第2のリンケージの上腕が第1のリンケージの上腕の上方に配置されてもよい。アームの個々のリンクを駆動するために用いられる内部機構は、図23に基づくか、または別様であってもよい。ここで、2本の上腕962、964の各々は1つのモータによって独立して駆動されてもよい。前腕966、968は、少なくとも1つの非円形プーリを各々有するバンド機構を介して第3のモータに結合される。エンドエフェクタ970、972を有する第3のリンクは、少なくとも1つの非円形プーリを各々有するバンド駆動装置によって束縛される。バンド駆動装置は、上腕の一方の回転が、対応するリンケージを、他方のリンケージが静止したままとどまっている間に、直線に沿って伸長および収縮させるように設計される。リンケージの各々の内のバンド駆動装置は、図5のために説明された方法論を用いて設計される。図5のために提示された運動学方程式を同様にデュアルアームの2つのリンケージの各々のために用いることができる。図57A〜57Cは、第1のリンケージ962、966、970および第2のリンケージ964、968、972が収縮位置から伸長する際の図56のアームを示す。ここで、アクティブなリンケージが伸長する間に、非アクティブなリンケージは静止したままとどまる(ただし、そうする必要があるわけではない)。すなわち、第1のリンケージが伸長する間に第2のリンケージは動かず、第2のリンケージが伸長するときに第1のリンケージは動かない。前腕は同じ平面内を移動し、かつエンドエフェクタは同じ平面内を移動するため、アームは低い外形を有し、小さい容積を有する浅い真空チャンバを可能にする。一方のリンケージの手首の収縮位置は他方のリンケージの手首によって束縛されるため、アームの格納半径は大きくなり、アームは、スロットバルブのサイズによってチャンバの直径が決定づけられる、多数のプロセスモジュールを用いる用途に特に適したものになる。その低い外形のゆえに、アームは、反対のエンドエフェクタを有するフロッグレッグ型アームに取って代わることができる。図示されている実施形態では、前腕は上腕よりも短い。代替的に、前腕はより長くてもよく、例えば、この場合には、前腕は異なる高さにあり、重なり合う。   56-57, an independent dual arm 960 having opposite end effectors 970, 972 is shown. 56A and 56B show top and side views of a robot having an arm. Both linkages are shown in their contracted positions. In FIG. 56, the upper arm 962 of the first linkage is disposed above the upper arm 964 of the second linkage. Alternatively, the upper arm of the second linkage may be disposed above the upper arm of the first linkage. The internal mechanism used to drive the individual links of the arms may be based on FIG. 23 or otherwise. Here, each of the two upper arms 962 and 964 may be independently driven by one motor. The forearms 966, 968 are coupled to the third motor via a band mechanism each having at least one non-circular pulley. A third link having end effectors 970, 972 is constrained by a band drive, each having at least one non-circular pulley. The band drive is designed such that one rotation of the upper arm causes the corresponding linkage to extend and contract along a straight line while the other linkage remains stationary. The band drive within each of the linkages is designed using the methodology described for FIG. The kinematic equation presented for FIG. 5 can similarly be used for each of the two linkages of the dual arm. 57A-57C show the arm of FIG. 56 as the first linkage 962, 966, 970 and the second linkage 964, 968, 972 extend from the retracted position. Here, the inactive linkage remains stationary (but need not do so) while the active linkage extends. That is, the second linkage does not move while the first linkage extends, and the first linkage does not move when the second linkage extends. Since the forearm moves in the same plane and the end effector moves in the same plane, the arm has a low profile, allowing a shallow vacuum chamber with a small volume. The retracted position of the wrist of one linkage is constrained by the wrist of the other linkage, so the arm retract radius is large, and the arm uses multiple process modules where the slot valve size determines the chamber diameter Especially suitable for Because of its low profile, the arm can replace a frog-leg type arm with an opposite end effector. In the illustrated embodiment, the forearm is shorter than the upper arm. Alternatively, the forearm may be longer, for example in this case the forearm is at different heights and overlaps.

次に、図58を参照すると、角度的にオフセットされたエンドエフェクタ998、1000を有する結合されたデュアルアーム990が示されている。図58Aおよび58Bは、アームを有するロボットの上面図および側面図を示す。リンケージは両方ともそれらの収縮位置で示されている。エンドエフェクタの横方向オフセット1002、1004は上腕992および前腕994、996の関節間長さの差に相当する。一体化された上腕リンク992は、図59に示されるように、単一の部品であってもよいし、2つ以上の部分によって形成してもよい。アームの個々のリンクを駆動するために用いられる内部機構は、図18および19に基づくか、または別様である。ここで、共通の上腕992は1つのモータによって駆動されてもよい。2本の前腕994、996の各々は1つのモータによって、従来のプーリを有するバンド駆動装置を通じて独立して駆動されてもよい。エンドエフェクタ998、1000を有する第3のリンクは、上腕および前腕の不等長の影響を相殺する、少なくとも1つの非円形プーリを各々有するバンド駆動装置によって束縛される。リンケージの各々の内のバンド駆動装置は、図1のために説明された方法論を用いて、または別の方法で設計される。図1のために提示された運動学方程式を同様にデュアルアームの2つのリンケージの各々のために用いることができる。図59A〜Cを同様に参照すると、左側994、998および右側996、1000のリンケージが伸長する際の図58のアームが示されている。エンドエフェクタの横方向オフセット1002、1004は上腕および前腕の関節間長さの差に相当し、手首関節は、ウェハの中心の軌道に対してこの差だけオフセットされた直線に沿って移動する。ここで、アクティブなリンケージが伸長する間に、非アクティブなリンケージは回転する。例えば、左側リンケージが伸長するにつれて右側リンケージは回転し、右側リンケージが伸長するにつれて左側リンケージは回転する。図59Aは、リンケージが両方とも収縮位置にある状態におけるアームを示す。図59Bは、左側のリンケージ994、998が伸長された様子を示す。図59Cは、右側のリンケージ996、1000が伸長された様子を示す。ここで、アクティブなアームが伸長する間に、非アクティブなアームは回転する。図示されている実施形態では、前腕は上腕よりも短い。代替的に、前腕はより長くてもよく、例えば、この場合には、前腕は異なる高さにあり、重なり合う。図示されている実施形態では、エンドエフェクタは90度離れていてもよい。代替的に、任意の分離角度が提供されてもよい。   Referring now to FIG. 58, a combined dual arm 990 having angularly offset end effectors 998, 1000 is shown. 58A and 58B show top and side views of a robot having an arm. Both linkages are shown in their contracted positions. The end effector lateral offsets 1002, 1004 correspond to the difference in joint length between the upper arm 992 and the forearms 994 996. As shown in FIG. 59, the integrated upper arm link 992 may be a single part or may be formed by two or more parts. The internal mechanism used to drive the individual links of the arms is based on FIGS. 18 and 19 or otherwise. Here, the common upper arm 992 may be driven by one motor. Each of the two forearms 994, 996 may be independently driven by one motor through a band drive having a conventional pulley. The third link with end effectors 998, 1000 is constrained by a band drive that each has at least one non-circular pulley that offsets the effects of unequal length of the upper and forearms. The band drive within each of the linkages is designed using the methodology described for FIG. 1 or otherwise. The kinematic equation presented for FIG. 1 can similarly be used for each of the two linkages of the dual arm. Referring also to FIGS. 59A-C, the arm of FIG. 58 is shown as the left 994, 998 and right 996, 1000 linkages extend. The end effector lateral offsets 1002, 1004 correspond to the difference in joint length between the upper arm and the forearm, and the wrist joint moves along a straight line offset by this difference with respect to the center trajectory of the wafer. Here, the inactive linkage rotates while the active linkage extends. For example, the right linkage rotates as the left linkage extends, and the left linkage rotates as the right linkage extends. FIG. 59A shows the arm with both linkages in the retracted position. FIG. 59B shows how the left linkages 994, 998 are extended. FIG. 59C shows the right linkages 996, 1000 extended. Here, the inactive arm rotates while the active arm extends. In the illustrated embodiment, the forearm is shorter than the upper arm. Alternatively, the forearm may be longer, for example in this case the forearm is at different heights and overlaps. In the illustrated embodiment, the end effectors may be 90 degrees apart. Alternatively, any separation angle may be provided.

次に、図60を参照すると、角度的にオフセットされたエンドエフェクタ1040、1042を有する独立したデュアルアーム1030が示されている。ここで、図60Aおよび60Bは、アームを有するロボットの上面図および側面図を示す。リンケージは両方ともそれらの収縮位置で示されている。図60では、右側上腕1034は左側上腕1032の下方に配置される。代替的に、左側上部が右側上腕の下方に配置されてもよい。アームの個々のリンクを駆動するために用いられる内部機構は図23に基づいてもよい。2本の上腕1032、1034の各々は1つのモータによって各々独立して駆動されてもよい。前腕は、少なくとも1つの非円形プーリを各々有するバンド機構を介して第3のモータに結合される。エンドエフェクタ1040、1042を有する第3のリンクは、少なくとも1つの非円形プーリを各々有するバンド駆動装置によって束縛される。バンド駆動装置は、上腕1032、1034の一方の回転が、対応するリンケージを、他方のリンケージが静止したままとどまっている間に、直線に沿って伸長および収縮させるように設計される。リンケージの各々の内のバンド駆動装置は、図5のために説明された方法論を用いて、または別の方法で設計される。図5のために提示された運動学方程式を同様にデュアルアームの2つのリンケージの各々のために用いることができる。図61A〜61Cは、左側のリンケージ1032、1036、1040および次に右側のリンケージ1034、1038、1042が伸長する際の図60のアームを示す。ここで、アクティブなリンケージが伸長する間に、非アクティブなリンケージは静止したままとどまる(ただし、そうする必要があるわけではない)。すなわち、右側リンケージが伸長する間に左側リンケージは動かず、左側リンケージが伸長するときに右側リンケージは動かない。ここで、アクティブなリンケージが伸長する間に、非アクティブなリンケージは静止したままとどまる。図示されている実施形態では、前腕は上腕よりも短い。代替的に、前腕はより長くてもよく、例えば、この場合には、前腕は異なる高さにあり、重なり合う。図示されている実施形態では、エンドエフェクタは90度離れていてもよい。代替的に、任意の分離角度が提供されてもよい。   Referring now to FIG. 60, an independent dual arm 1030 having angularly offset end effectors 1040, 1042 is shown. Here, FIGS. 60A and 60B show a top view and a side view of a robot having an arm. Both linkages are shown in their contracted positions. In FIG. 60, the right upper arm 1034 is disposed below the left upper arm 1032. Alternatively, the upper left side may be located below the right upper arm. The internal mechanism used to drive the individual links of the arm may be based on FIG. Each of the two upper arms 1032 and 1034 may be independently driven by one motor. The forearm is coupled to the third motor via a band mechanism each having at least one non-circular pulley. A third link having end effectors 1040, 1042 is constrained by a band drive, each having at least one non-circular pulley. The band drive is designed such that one rotation of the upper arms 1032, 1034 causes the corresponding linkage to expand and contract along a straight line while the other linkage remains stationary. The band drive in each of the linkages is designed using the methodology described for FIG. 5 or otherwise. The kinematic equation presented for FIG. 5 can similarly be used for each of the two linkages of the dual arm. 61A-61C show the arm of FIG. 60 as the left linkage 1032, 1036, 1040 and then the right linkage 1034, 1038, 1042 extend. Here, the inactive linkage remains stationary (but need not do so) while the active linkage extends. That is, the left linkage does not move while the right linkage extends, and the right linkage does not move when the left linkage extends. Here, the inactive linkage remains stationary while the active linkage extends. In the illustrated embodiment, the forearm is shorter than the upper arm. Alternatively, the forearm may be longer, for example in this case the forearm is at different heights and overlaps. In the illustrated embodiment, the end effectors may be 90 degrees apart. Alternatively, any separation angle may be provided.

図62に関する例または別様の例として、第3のリンクアセンブリと各々呼ばれてもよい、第3のリンクおよびエンドエフェクタ1060、1062は、アームの対応するリンケージが伸長および収縮する際に、質量中心1064、1066がそれぞれ手首関節1068、1070の直線軌道上またはその近くにあるように設計されてもよい。これは、第3のリンクアセンブリの質量中心において作用する慣性力および手首関節における反力によるモーメントを低減し、それゆえ、第3のリンクアセンブリを束縛するバンド機構にかかる荷重を低減する。ここで、第3のリンクアセンブリは、その質量中心が、ペイロードが存在するときには、手首関節軌道の一方の側にあり、ペイロードが存在しないときには、軌道の他方の側にあるようにさらに設計されてもよい。代替的に、通例、最良の直線追跡性能は、ペイロードを載せた状態で要求されるため、第3のリンクアセンブリは、図62に示されるように、その質量中心が、ペイロードが存在するときに実質的に手首関節軌道上にあるように設計されてもよい。図62において、1Lは左側リンケージの手首関節の中心の直線軌道であり、2Lは左側リンケージの手首関節の中心1070であり、3Lは左側リンケージの第3のリンクアセンブリの質量中心1066であり、4Lは、左側リンケージが伸長運動の開始時に加速する際に(または収縮運動の終了時に減速する際に)、左側リンケージの第3のリンクアセンブリに作用する力であり、5Lは、左側リンケージが伸長運動の開始時に加速する際に(または収縮運動の終了時に減速する際に)、左側リンケージの第3のリンクアセンブリの質量中心において作用する慣性力である。同様に、1Rは右側リンケージの手首関節の中心の直線軌道であり、2Rは右側リンケージの手首関節の中心1068であり、3Rは右側リンケージの第3のリンクアセンブリの質量中心1064であり、4Rは、右側リンケージが伸長運動の終了時に減速する際に(または収縮運動の開始時に加速する際に)、右側リンケージの第3のリンクアセンブリに作用する力であり、5Rは、右側リンケージが伸長運動の終了時に減速する際に(もしくは収縮運動の開始時に加速する際に)、右側リンケージの第3のリンクアセンブリの質量中心において作用する慣性力である。図示されている実施形態では、双対ウェハエンドエフェクタが提供されている。代替的な態様では、任意の好適なエンドエフェクタおよびアームもしくはリンクの幾何配置が提供されてもよい。   As an example with respect to FIG. 62 or another example, a third link and end effector 1060, 1062, each of which may be referred to as a third link assembly, may have a mass as the corresponding linkage of the arm extends and contracts. The centers 1064, 1066 may be designed to be on or near the linear trajectories of the wrist joints 1068, 1070, respectively. This reduces moments due to inertial forces acting at the center of mass of the third link assembly and reaction forces at the wrist joint, thus reducing the load on the band mechanism that binds the third link assembly. Here, the third link assembly is further designed so that its center of mass is on one side of the wrist joint trajectory when the payload is present and on the other side of the trajectory when no payload is present. Also good. Alternatively, typically the best linear tracking performance is required with the payload loaded, so that the third link assembly has its center of mass when the payload is present, as shown in FIG. It may be designed to be substantially on the wrist joint trajectory. 62, 1L is the straight trajectory of the center of the wrist joint of the left linkage, 2L is the center 1070 of the wrist joint of the left linkage, 3L is the center of mass 1066 of the third link assembly of the left linkage, Is the force acting on the third linkage assembly of the left linkage as the left linkage accelerates at the beginning of the extension movement (or decelerates at the end of the contraction movement) and 5L is the extension of the left linkage The inertial force acting at the center of mass of the third linkage assembly of the left linkage when accelerating at the start of (or decelerating at the end of the contraction movement). Similarly, 1R is the straight trajectory of the right linkage wrist joint center, 2R is the right linkage wrist joint center 1068, 3R is the right linkage third link assembly mass center 1064, and 4R is A force acting on the third linkage assembly of the right linkage when the right linkage is decelerated at the end of the extension movement (or when accelerating at the start of the contraction movement), and 5R is the right linkage of the extension movement. The inertial force acting at the center of mass of the third linkage assembly of the right linkage when decelerating at the end (or when accelerating at the start of the contraction movement). In the illustrated embodiment, a dual wafer end effector is provided. In alternative aspects, any suitable end effector and arm or link geometry may be provided.

代替的な態様では、本実施形態の態様のいずれかにおける上腕はモータによって、直接か、または任意の種類の連結装置もしくは伝達機構を介するかのいずれかによって駆動することができる。任意の伝達比が用いられてよい。代替的に、第2のリンクを作動させ、第3のリンクを束縛するバンド駆動装置は、ベルト駆動装置、ケーブル駆動装置、円形および非円形歯車、リンケージベースのメカニズムあるいは以上のものの任意の組み合わせ等の、同等の機能性の任意の他の機構によって置換することができる。代替的に、例えば、本実施形態のデュアルアームおよびクワッドアーム(quad arm)の態様では、各リンケージの第3のリンクは、図9のシングルアームのコンセプトと同様に、第3のリンクを、第2のモータによって駆動されるプーリに同期させる従来の2段バンド機構を介して、エンドエフェクタを半径方向に維持するように束縛することができる。代替的に、2段バンド機構は、ベルト駆動装置、ケーブル駆動装置、歯車駆動装置、リンケージベースのメカニズムまたは以上のものの任意の組み合わせ等の、任意の他の好適な機構によって置換することができる。代替的に、本実施形態のデュアルアームおよびクワッドアームの態様における上腕は同軸状に配置されなくてもよい。上腕は別個の肩関節を有することができる。デュアルアームおよびクワッドアームの2つのリンケージは、上腕の同じ長さおよび前腕の同じ長さを有する必要はない。一方のリンケージの上腕の長さは他方のリンケージの上腕の長さと異なってもよく、一方のリンケージの前腕の長さは他方のリンケージの前腕の長さと異なってもよい。前腕対上腕の比が2つのリンケージについて異なることもできる。左側および右側リンケージのリンクの異なる高さを有する本実施形態のデュアルアームおよびクワッドアームの態様では、左側および右側リンケージを相互交換することができる。デュアルアームおよびクワッドアームの2つのリンケージは同じ方向に沿って伸長する必要はない。アームは、各リンケージが異なる方向に伸長するように構成することができる。本実施形態の態様のいずれかにおける2つのリンケージは、3本よりも多いかまたは少ないリンク(第1のリンク=上腕、第2のリンク=前腕、第3のリンク=エンドエフェクタを有するリンク)からなってもよい。本実施形態のデュアルアームおよびクワッドアームの態様では、各リンケージは異なる数のリンクを有してもよい。本実施形態のシングルアームの態様では、第3のリンクは複数のエンドエフェクタを運搬することができる。任意の好適な数のエンドエフェクタおよび/または材料保持器が第3のリンクによって運搬されることができる。同様に、本実施形態のデュアルアームの態様では、各リンケージは任意の好適な数のエンドエフェクタを運搬することができる。どちらの場合でも、エンドエフェクタは、同じ平面内に位置付けられるか、互いの上方に積み重ねられるか、その2つの組み合わせで配置されるか、または任意の他の好適な仕方で配置されることができる。さらに、デュアルアームの構成については、例えば、2012年11月6日の出願日を有し、「独立したアームを有するロボットシステム(Robot System with Independent Arms)」と題し、一連番号第13/670,004号を有する係属中の米国特許出願に関して説明されているように、各アームは独立して動作可能であってもよく、例えば、回転、伸長および/またはz(垂直)において独立して動作可能であってもよい。同出願はその全体が参照により本明細書に組み込まれている。したがって、このような変更、組み合わせおよび変形は全て包含される。   In an alternative aspect, the upper arm in any of the aspects of this embodiment can be driven by a motor, either directly or via any kind of coupling device or transmission mechanism. Any transmission ratio may be used. Alternatively, the band drive that operates the second link and binds the third link can be a belt drive, a cable drive, circular and non-circular gears, a linkage-based mechanism, or any combination of the above Can be replaced by any other mechanism of equivalent functionality. Alternatively, for example, in the dual-arm and quad-arm aspects of this embodiment, the third link of each linkage is the same as the single-arm concept of FIG. The end effector can be constrained to remain radially through a conventional two-stage band mechanism that is synchronized to a pulley driven by two motors. Alternatively, the two-stage band mechanism can be replaced by any other suitable mechanism, such as a belt drive, cable drive, gear drive, linkage-based mechanism, or any combination of the above. Alternatively, the upper arms in the dual-arm and quad-arm aspects of this embodiment may not be arranged coaxially. The upper arm can have a separate shoulder joint. The two linkages, dual arm and quad arm, need not have the same length of the upper arm and the same length of the forearm. The length of the upper arm of one linkage may be different from the length of the upper arm of the other linkage, and the length of the forearm of one linkage may be different from the length of the forearm of the other linkage. The forearm to upper arm ratio can also be different for the two linkages. In the dual-arm and quad-arm aspects of this embodiment having different heights for the left and right linkage links, the left and right linkages can be interchanged. The two linkages, dual arm and quad arm, do not need to extend along the same direction. The arms can be configured so that each linkage extends in a different direction. The two linkages in any of the aspects of this embodiment are from more or less than three links (first link = upper arm, second link = forearm, third link = link with end effector). It may be. In the dual arm and quad arm aspects of this embodiment, each linkage may have a different number of links. In the single arm aspect of this embodiment, the third link can carry multiple end effectors. Any suitable number of end effectors and / or material holders can be carried by the third link. Similarly, in the dual arm aspect of this embodiment, each linkage can carry any suitable number of end effectors. In either case, the end effectors can be positioned in the same plane, stacked on top of each other, arranged in a combination of the two, or arranged in any other suitable manner. . Further, the configuration of the dual arm, for example, having a filing date of November 6, 2012, entitled “Robot System with Independent Arms”, serial number 13/670, As described with respect to pending US patent application having No. 004, each arm may be independently operable, eg, independently operable in rotation, extension and / or z (vertical) It may be. This application is incorporated herein by reference in its entirety. Accordingly, all such modifications, combinations and variations are encompassed.

例示的実施形態の一態様によれば、基板搬送装置は、基板を搬送するようになっている。基板搬送装置は、中心回転軸上で駆動部に結合される可動アームアセンブリを有する。基板支持体が手首回転軸上でアームアセンブリに結合される。アームアセンブリは伸長および収縮の間に中心回転軸の周りに回転する。手首回転軸は伸長および収縮の間に、中心回転軸に対する半径方向経路に平行であり、それからオフセットされた手首経路に沿って動く。基板支持体は伸長および収縮の間に、回転を伴うことなく半径方向経路と平行に動く。   According to one aspect of the exemplary embodiment, the substrate transport apparatus is configured to transport a substrate. The substrate transfer apparatus has a movable arm assembly coupled to a drive unit on a central rotation axis. A substrate support is coupled to the arm assembly on the wrist rotation axis. The arm assembly rotates about the central axis of rotation during extension and contraction. The wrist rotation axis is parallel to the radial path relative to the central rotation axis and then moves along the offset wrist path during expansion and contraction. The substrate support moves parallel to the radial path without rotation during expansion and contraction.

例示的実施形態の別の態様によれば、基板搬送装置は第1および第2の基板を搬送するようになっている。基板搬送装置は、共通回転軸上で駆動部に結合される第1および第2の独立した可動アームアセンブリを有する。第1および第2の基板支持体は、それぞれ第1および第2の手首回転軸上で第1および第2のアームアセンブリに結合される。第1および第2のアームアセンブリは伸長および収縮の間に共通回転軸の周りに回転する。第1および第2の手首回転軸は伸長および収縮の間に、共通回転軸に対する半径方向経路と平行で、それからオフセットされた第1および第2の手首経路に沿って動く。第1および第2の基板支持体は伸長および収縮の間に、回転を伴うことなく半径方向経路と平行に動く。   According to another aspect of the exemplary embodiment, the substrate transport apparatus is configured to transport the first and second substrates. The substrate transport apparatus has first and second independent movable arm assemblies coupled to a drive unit on a common rotation axis. First and second substrate supports are coupled to the first and second arm assemblies on first and second wrist rotation axes, respectively. The first and second arm assemblies rotate about a common axis of rotation during expansion and contraction. The first and second wrist rotation axes move along first and second wrist paths parallel to and offset from a radial path relative to the common rotation axis during extension and contraction. The first and second substrate supports move parallel to the radial path without rotation during expansion and contraction.

例示的実施形態の別の態様によれば、基板搬送装置は、基板を搬送するようになっている。基板搬送装置は、駆動部、および駆動部に回転可能に結合される上腕を有し、上腕は中心軸の周りに回転可能である。肘プーリが上腕に固定される。前腕が上腕に回転可能に結合される。前腕は肘軸の周りに回転可能であり、肘軸は中心軸から上腕リンク長だけオフセットされている。エンドエフェクタは前腕に回転可能に結合される。エンドエフェクタは手首軸の周りに回転可能であり、手首軸は肘軸から前腕リンク長だけオフセットされている。エンドエフェクタは基板を支持する。手首プーリはエンドエフェクタに固定される。手首プーリはバンドを用いて肘プーリに結合される。前腕リンク長は上腕リンク長と異なる。エンドエフェクタは肘プーリ、手首プーリおよびバンドによって上腕に対して束縛され、それにより、基板は中心軸に対する線形半径方向経路に沿って動く。   According to another aspect of the exemplary embodiment, the substrate transport apparatus is adapted to transport a substrate. The substrate transfer apparatus has a drive unit and an upper arm that is rotatably coupled to the drive unit, and the upper arm is rotatable about a central axis. The elbow pulley is fixed to the upper arm. A forearm is rotatably coupled to the upper arm. The forearm is rotatable about the elbow axis, and the elbow axis is offset from the central axis by the upper arm link length. The end effector is rotatably coupled to the forearm. The end effector is rotatable about the wrist axis, and the wrist axis is offset from the elbow axis by the forearm link length. The end effector supports the substrate. The wrist pulley is fixed to the end effector. The wrist pulley is coupled to the elbow pulley using a band. The forearm link length is different from the upper arm link length. The end effector is constrained to the upper arm by elbow pulleys, wrist pulleys and bands so that the substrate moves along a linear radial path relative to the central axis.

例示的実施形態の別の態様によれば、基板搬送装置は、基板を搬送するようになっている。基板搬送装置は、第1および第2の回転駆動装置を有する駆動部を有する。上腕は中心回転軸上で第1の回転駆動装置に回転可能に結合される。前腕は上腕に回転可能に結合される。前腕は上腕の肘回転軸の周りに回転可能であり、肘回転軸は中心回転軸から上腕リンク長だけオフセットされている。前腕は、前腕連結装置を用いて第2の回転駆動装置にさらに結合され、第2の回転駆動装置によって肘回転軸の周りに駆動される。基板支持体は基板を支持する。基板支持体は前腕に回転可能に結合され、前腕の手首回転軸の周りに回転可能である。手首回転軸は肘回転軸から前腕リンク長だけオフセットされている。基板支持体は、基板支持体連結装置を用いて上腕にさらに結合され、肘回転軸の周りの前腕と上腕との間の相対運動によって手首回転軸の周りに駆動される。前腕リンク長は上腕リンク長と異なる。基板支持体は基板支持体連結装置によって、基板が中心回転軸に対する線形経路に沿って動くように束縛される。   According to another aspect of the exemplary embodiment, the substrate transport apparatus is adapted to transport a substrate. The substrate transfer device has a drive unit having first and second rotation drive devices. The upper arm is rotatably coupled to the first rotational drive on a central rotational axis. The forearm is rotatably coupled to the upper arm. The forearm is rotatable about the elbow rotation axis of the upper arm, and the elbow rotation axis is offset from the central rotation axis by the upper arm link length. The forearm is further coupled to the second rotational drive using a forearm coupling device and is driven about the elbow rotation axis by the second rotational drive. The substrate support supports the substrate. The substrate support is rotatably coupled to the forearm and is rotatable about a wrist rotation axis of the forearm. The wrist rotation axis is offset from the elbow rotation axis by the forearm link length. The substrate support is further coupled to the upper arm using a substrate support coupling device and driven about the wrist rotation axis by relative movement between the forearm and the upper arm about the elbow rotation axis. The forearm link length is different from the upper arm link length. The substrate support is constrained by the substrate support coupling device so that the substrate moves along a linear path relative to the central rotational axis.

例示的実施形態の別の態様によれば、線形経路は、中心回転軸と交差する方向に沿う。   According to another aspect of the exemplary embodiment, the linear path is along a direction intersecting the central rotational axis.

例示的実施形態の別の態様によれば、線形経路は、中心回転軸と直角であり、それに対してオフセットされた方向に沿う。   According to another aspect of the exemplary embodiment, the linear path is perpendicular to the central rotational axis and along a direction offset thereto.

例示的実施形態の別の態様によれば、手首回転軸は線形経路と平行な手首経路に沿って動く。   According to another aspect of the exemplary embodiment, the wrist rotation axis moves along a wrist path parallel to the linear path.

例示的実施形態の別の態様によれば、基板支持体連結装置は、1つ以上の非円形プーリを有するバンド駆動装置を有する。   According to another aspect of the exemplary embodiment, the substrate support coupling device includes a band drive having one or more non-circular pulleys.

例示的実施形態の別の態様によれば、前腕連結装置は、1つ以上の非円形プーリを有するバンド駆動装置を有する。   According to another aspect of the exemplary embodiment, the forearm coupling device has a band drive having one or more non-circular pulleys.

例示的実施形態の別の態様によれば、搬送装置は、駆動装置と、駆動装置に接続される第1のアームであって、第1のアームは、駆動装置と直列に接続される、第1のリンク、第2のリンクおよびエンドエフェクタを有し、第1のリンクおよび第2のリンクは異なる有効長を有する、第1のアームと、第1のアームが伸長または収縮されるときに駆動装置に対するエンドエフェクタの実質的に直線のみの運動を提供するために、第2のリンクに対するエンドエフェクタの回転を制限するためのシステムと、を有する。   According to another aspect of the exemplary embodiment, the transport device is a drive device and a first arm connected to the drive device, wherein the first arm is connected in series with the drive device. A first arm, a second link and an end effector, the first link and the second link having different effective lengths, driven when the first arm is extended or contracted A system for limiting rotation of the end effector relative to the second link to provide substantially linear movement of the end effector relative to the device.

例示的実施形態の別の態様によれば、第1のリンクの有効長は第2のリンクの有効長よりも短い。   According to another aspect of the exemplary embodiment, the effective length of the first link is shorter than the effective length of the second link.

例示的実施形態の別の態様によれば、第1のリンクの有効長は第2のリンクの有効長よりも長い。   According to another aspect of the exemplary embodiment, the effective length of the first link is longer than the effective length of the second link.

例示的実施形態の別の態様によれば、エンドエフェクタは、第1および第2のリンクの有効長の差と略等しい、第2のリンクとの手首関節と基板支持部の中心線との間の横方向オフセットを有する。   According to another aspect of the exemplary embodiment, the end effector is between the wrist joint with the second link and the center line of the substrate support, approximately equal to the difference between the effective lengths of the first and second links. With a lateral offset of.

例示的実施形態の別の態様によれば、回転を制限するためのシステムは、第1のアームが伸長または収縮されるときに、手首関節が駆動装置の中心回転軸に対して横方向オフセットに維持された状態で、エンドエフェクタを平行移動させるように構成される。   According to another aspect of the exemplary embodiment, the system for limiting rotation is such that when the first arm is extended or retracted, the wrist joint is offset laterally with respect to the central rotational axis of the drive. The end effector is configured to translate in a maintained state.

例示的実施形態の別の態様によれば、エンドエフェクタの回転を制限するためのシステムは、第1のアームが伸長または収縮されるときに、駆動装置に対するエンドエフェクタの実質的に半径方向のみの運動を提供する。   According to another aspect of the exemplary embodiment, a system for limiting rotation of an end effector is substantially radially only of the end effector relative to the drive when the first arm is extended or retracted. Provide exercise.

例示的実施形態の別の態様によれば、エンドエフェクタの回転を制限するためのシステムは、エンドエフェクタが第1および第2のリンクの位置にかかわりなく駆動装置に対する半径方向に向くようにエンドエフェクタの配向を束縛するように構成される。   According to another aspect of the exemplary embodiment, a system for limiting rotation of an end effector is such that the end effector is oriented radially with respect to the drive regardless of the position of the first and second links. Configured to constrain the orientation of the.

例示的実施形態の別の態様によれば、エンドエフェクタは、その上で少なくとも2枚の離間配置された基板を支持するように構成され、第2のリンクとのエンドエフェクタの手首関節と、第1のアームが伸長または収縮されるときのエンドエフェクタの直線線形運動経路の中心との間に横方向オフセットが設けられ、横方向オフセットは、第1のアームが伸長または収縮されるときにおける、手首関節が駆動装置の中心回転軸に対して横方向オフセットに維持された状態での、エンドエフェクタの実質的に平行移動のみの運動のために設けられる。   According to another aspect of the exemplary embodiment, the end effector is configured to support at least two spaced apart substrates thereon, the end effector wrist joint with the second link, and There is a lateral offset between the center of the linear linear motion path of the end effector when one arm is extended or contracted, and the lateral offset is the wrist when the first arm is extended or contracted Provided for substantially translational movement of the end effector with the joint maintained at a lateral offset relative to the central rotational axis of the drive.

例示的実施形態の別の態様によれば、回転を制限するためのシステムは、プーリおよびバンドを有するバンド駆動装置を有する。   According to another aspect of the exemplary embodiment, a system for limiting rotation includes a band drive having a pulley and a band.

例示的実施形態の別の態様によれば、プーリは少なくとも1つの非円形プーリを有する。   According to another aspect of the exemplary embodiment, the pulley has at least one non-circular pulley.

例示的実施形態の別の態様によれば、プーリは、第2のリンクまたはエンドエフェクタに固定接続される少なくとも1つのプーリを有する。   According to another aspect of the exemplary embodiment, the pulley has at least one pulley fixedly connected to the second link or end effector.

例示的実施形態の別の態様によれば、エンドエフェクタは、基板支持部、および基板支持部を第2のリンクとのエンドエフェクタの手首関節に接続する脚を有し、脚は、手首関節に接続される第1の部分、基板支持部に接続される第2の部分を有し、第1および第2の部分は約90度〜約120度の角度で互いに接続される。   According to another aspect of the exemplary embodiment, the end effector has a substrate support and a leg connecting the substrate support to the wrist joint of the end effector with the second link, and the leg is connected to the wrist joint. A first portion to be connected, a second portion to be connected to the substrate support, and the first and second portions are connected to each other at an angle of about 90 degrees to about 120 degrees.

例示的実施形態の別の態様によれば、エンドエフェクタは、2つの基板支持部、および基板支持部を第2のリンクとのエンドエフェクタの手首関節に接続する脚フレームを有し、脚フレームは基部および2本の脚を有して実質的にU字形であり、各脚は基板支持部の個別の1つに接続され、手首関節は、基部の中心からオフセットされた場所においてエンドエフェクタを第2のリンクに接続する。   According to another aspect of the exemplary embodiment, the end effector has two substrate supports and a leg frame connecting the substrate support to the wrist joint of the end effector with the second link, the leg frame being It is substantially U-shaped with a base and two legs, each leg connected to a separate one of the substrate supports, and the wrist joint is connected to the end effector at a location offset from the center of the base. Connect to 2 links.

例示的実施形態の別の態様によれば、駆動装置によってアームの第1のリンクを回転させることと、第1のリンクが回転されるときにアームの第2のリンクを回転させること、ただし、第2のリンクは第1のリンク上で回転される、回転させることと、第2のリンク上でエンドエフェクタを回転させること、ただし、第1および第2のリンクは異なる有効長を有し、第2のリンク上におけるエンドエフェクタの回転は、アームが伸長または収縮されるときに、エンドエフェクタが駆動装置に対する実質的に直線のみの運動に制限されるように、束縛される、回転させることと、を含む、方法が提供される。   According to another aspect of the exemplary embodiment, rotating the first link of the arm by the drive and rotating the second link of the arm when the first link is rotated, provided that The second link is rotated on the first link, rotating and rotating the end effector on the second link, provided that the first and second links have different effective lengths; The rotation of the end effector on the second link is constrained to rotate so that when the arm is extended or retracted, the end effector is limited to substantially linear motion relative to the drive. A method is provided.

例示的実施形態の別の態様によれば、運動は、駆動装置の中心軸に対する半径方向運動である。   According to another aspect of the exemplary embodiment, the movement is a radial movement relative to the central axis of the drive.

例示的実施形態の別の態様によれば、エンドエフェクタは、第1および第2のリンクの有効長の差と略等しい、第2のリンクとの手首関節と基板支持部の中心線との間の横方向オフセットを有する。   According to another aspect of the exemplary embodiment, the end effector is between the wrist joint with the second link and the center line of the substrate support, approximately equal to the difference between the effective lengths of the first and second links. With a lateral offset of.

例示的実施形態の別の態様によれば、第2のリンク上でエンドエフェクタを回転させることは、第1のアームが伸長または収縮されるときに、第2のリンクとの手首関節が駆動装置の中心回転軸に対して横方向オフセットに維持された状態で、エンドエフェクタの平行移動運動のみを生じさせる。   According to another aspect of the exemplary embodiment, rotating the end effector on the second link causes the wrist joint with the second link to drive when the first arm is extended or contracted. Only a translational movement of the end effector is produced while being maintained at a lateral offset with respect to the central rotational axis of the end effector.

例示的実施形態の別の態様によれば、エンドエフェクタを回転させることは、第1のアームが伸長または収縮されるときに、駆動装置に対するエンドエフェクタの実質的に半径方向のみの運動を提供する。   According to another aspect of the exemplary embodiment, rotating the end effector provides substantially only radial movement of the end effector relative to the drive device when the first arm is extended or retracted. .

例示的実施形態の別の態様によれば、エンドエフェクタを回転させることは、エンドエフェクタが第1および第2のリンクの位置にかかわりなく駆動装置に対する半径方向に向くようにエンドエフェクタの配向を束縛する。   According to another aspect of the exemplary embodiment, rotating the end effector constrains the orientation of the end effector such that the end effector is oriented radially with respect to the drive regardless of the position of the first and second links. To do.

例示的実施形態の別の態様によれば、駆動装置と、駆動装置に接続されるアームであって、アームは、第1の関節において駆動装置に接続される第1のリンク、第2の関節において第1のリンクに接続される第2のリンク、および第3の関節において第2のリンクに接続されるエンドエフェクタを有し、第1のリンクは、第2および第3の関節の間の第2のリンクの第2の長さと異なる第1および第2の関節の間の第1の長さを有し、第3の関節におけるエンドエフェクタの運動は、アームの伸長および収縮の間に駆動装置の回転中心に対する実質的に直線の半径方向線内をたどるように束縛される、アームと、を有する搬送装置が提供される。   According to another aspect of the exemplary embodiment, a drive device and an arm connected to the drive device, wherein the arm is a first link connected to the drive device at a first joint, a second joint. A second link connected to the first link at a first end and an end effector connected to the second link at a third joint, wherein the first link is between the second and third joints. A first length between the first and second joints different from the second length of the second link, the movement of the end effector in the third joint being driven during arm extension and contraction There is provided a transfer device having arms that are constrained to follow within a substantially straight radial line relative to the center of rotation of the device.

一実施形態例によれば、搬送装置は、駆動装置と、駆動装置に接続される第1のアームであって、第1のアームは、駆動装置と直列に接続される、第1のリンク、第2のリンクおよびエンドエフェクタを有し、第1のリンクおよび第2のリンクは異なる有効長を有する、第1のアームと、第1のアームが伸長または収縮されるときに駆動装置に対するエンドエフェクタの実質的に直線のみの運動を提供するために、第2のリンクに対するエンドエフェクタの回転を制限するためのシステムと、を有する。   According to an example embodiment, the transport device is a drive device and a first arm connected to the drive device, the first arm being connected in series with the drive device, a first link; A first arm having a second link and an end effector, wherein the first link and the second link have different effective lengths, and an end effector for the drive when the first arm is extended or contracted A system for limiting the rotation of the end effector relative to the second link to provide substantially linear movement of the second effector.

第1のリンクの有効長は第2のリンクの有効長よりも短くてもよい。第1のリンクの有効長は第2のリンクの有効長よりも長くてもよい。エンドエフェクタは、第1および第2のリンクの有効長の差と略等しい、第2のリンクとの手首関節と基板支持部の中心線との間の横方向オフセットを有してもよい。回転を制限するためのシステムは、第1のアームが伸長または収縮されるときに、手首関節が駆動装置の中心回転軸に対して横方向オフセットに維持された状態で、エンドエフェクタを平行移動させるように構成されてもよい。エンドエフェクタの回転を制限するためのシステムは、第1のアームが伸長または収縮されるときに、駆動装置に対するエンドエフェクタの実質的に半径方向のみの運動を提供してもよい。エンドエフェクタの回転を制限するためのシステムは、エンドエフェクタが第1および第2のリンクの位置にかかわりなく駆動装置に対する半径方向に向くようにエンドエフェクタの配向を束縛するように構成されてもよい。エンドエフェクタは、その上で少なくとも2枚の離間配置された基板を支持するように構成されてもよく、第2のリンクとのエンドエフェクタの手首関節と、第1のアームが伸長または収縮されるときのエンドエフェクタの直線線形運動経路の中心との間に横方向オフセットが設けられ、横方向オフセットは、第1のアームが伸長または収縮されるときにおける、手首関節が駆動装置の中心回転軸に対して横方向オフセットに維持された状態での、エンドエフェクタの実質的に平行移動のみの運動のために設けられる。回転を制限するためのシステムは、プーリおよびバンドを有するバンド駆動装置を有してもよい。プーリは少なくとも1つの非円形プーリを有してもよい。プーリは、第2のリンクまたはエンドエフェクタに固定接続される少なくとも1つのプーリを有してもよい。エンドエフェクタは、基板支持部、および基板支持部を第2のリンクとのエンドエフェクタの手首関節に接続する脚を有してもよく、脚は、手首関節に接続される第1の部分、基板支持部に接続される第2の部分を有し、第1および第2の部分は約90度〜約120度の角度で互いに接続される。エンドエフェクタは、2つの基板支持部、および基板支持部を第2のリンクとのエンドエフェクタの手首関節に接続する脚フレームを有してもよく、脚フレームは基部および2本の脚を有して実質的にU字形であり、各脚は基板支持部の個別の1つに接続され、手首関節は、基部の中心からオフセットされた場所においてエンドエフェクタを第2のリンクに接続する。   The effective length of the first link may be shorter than the effective length of the second link. The effective length of the first link may be longer than the effective length of the second link. The end effector may have a lateral offset between the wrist joint with the second link and the centerline of the substrate support, approximately equal to the difference between the effective lengths of the first and second links. A system for limiting rotation translates the end effector when the first arm is extended or retracted, with the wrist joint maintained at a lateral offset relative to the central rotational axis of the drive. It may be configured as follows. A system for limiting the rotation of the end effector may provide substantially only radial movement of the end effector relative to the drive device when the first arm is extended or retracted. The system for limiting the rotation of the end effector may be configured to constrain the orientation of the end effector so that the end effector is oriented radially with respect to the drive regardless of the position of the first and second links. . The end effector may be configured to support at least two spaced apart substrates thereon, with the end effector wrist joint with the second link and the first arm extended or contracted. A lateral offset is provided between the end effector and the center of the linear linear motion path, and the lateral offset is such that when the first arm is extended or contracted, the wrist joint is at the central rotational axis of the drive device. Provided for a substantially translation-only movement of the end effector while being maintained at a lateral offset relative to it. A system for limiting rotation may have a band drive having a pulley and a band. The pulley may have at least one non-circular pulley. The pulley may have at least one pulley fixedly connected to the second link or end effector. The end effector may have a substrate support and a leg connecting the substrate support to the wrist joint of the end effector with the second link, the leg being a first portion connected to the wrist joint, the substrate The second portion is connected to the support, and the first and second portions are connected to each other at an angle of about 90 degrees to about 120 degrees. The end effector may have two substrate supports and a leg frame connecting the substrate support to the wrist joint of the end effector with the second link, the leg frame having a base and two legs Each leg is connected to a separate one of the substrate supports, and the wrist joint connects the end effector to the second link at a location offset from the center of the base.

1つの種類の方法例は、駆動装置によってアームの第1のリンクを回転させることと、第1のリンクが回転されるときにアームの第2のリンクを回転させること、ただし、第2のリンクは第1のリンク上で回転される、回転させることと、第2のリンク上でエンドエフェクタを回転させること、ただし、第1および第2のリンクは異なる有効長を有し、第2のリンク上におけるエンドエフェクタの回転は、アームが伸長または収縮されるときに、エンドエフェクタが駆動装置に対する実質的に直線のみの運動に制限されるように、束縛される、回転させることと、を含んでもよい。   One type of method is to rotate the first link of the arm by the drive and to rotate the second link of the arm when the first link is rotated, provided that the second link Is rotated on the first link, rotating and rotating the end effector on the second link, provided that the first and second links have different effective lengths and the second link Rotating the end effector above includes constraining and rotating so that the end effector is limited to substantially linear motion relative to the drive when the arm is extended or retracted. Good.

運動は、駆動装置の中心軸に対する半径方向運動であってもよい。エンドエフェクタは、第1および第2のリンクの有効長の差と略等しい、第2のリンクとの手首関節と基板支持部の中心線との間の横方向オフセットを有してもよい。第2のリンク上でエンドエフェクタを回転させることは、第1のアームが伸長または収縮されるときに、第2のリンクとの手首関節が駆動装置の中心回転軸に対して横方向オフセットに維持された状態で、エンドエフェクタの平行移動運動のみを生じさせてもよい。エンドエフェクタは、第1のアームが伸長または収縮されるときに、駆動装置に対するエンドエフェクタの実質的に半径方向のみの運動を提供してもよい。エンドエフェクタを回転させることは、エンドエフェクタが第1および第2のリンクの位置にかかわりなく駆動装置に対する半径方向に向くようにエンドエフェクタの配向を束縛してもよい。   The movement may be a radial movement relative to the central axis of the drive. The end effector may have a lateral offset between the wrist joint with the second link and the centerline of the substrate support, approximately equal to the difference between the effective lengths of the first and second links. Rotating the end effector on the second link maintains the wrist joint with the second link at a lateral offset with respect to the central axis of rotation of the drive when the first arm is extended or retracted. In this state, only the translational movement of the end effector may be generated. The end effector may provide substantially only radial movement of the end effector relative to the drive device when the first arm is extended or retracted. Rotating the end effector may constrain the orientation of the end effector such that the end effector is oriented radially relative to the drive regardless of the position of the first and second links.

1つの種類の実施形態例は、駆動装置と、駆動装置に接続されるアームであって、アームは、第1の関節において駆動装置に接続される第1のリンク、第2の関節において第1のリンクに接続される第2のリンク、および第3の関節において第2のリンクに接続されるエンドエフェクタを有し、第1のリンクは、第2および第3の関節の間の第2のリンクの第2の長さと異なる第1および第2の関節の間の第1の長さを有し、第3の関節におけるエンドエフェクタの運動は、アームの伸長および収縮の間に駆動装置の回転中心に対する実質的に直線の半径方向線内をたどるように束縛される、アームと、を有する搬送装置内に提供されてもよい。   One type of example embodiment is a drive device and an arm connected to the drive device, the arm being a first link connected to the drive device at a first joint and a first at a second joint. A second link connected to the second link, and an end effector connected to the second link at a third joint, the first link being a second link between the second and third joints. The end effector movement in the third joint has a first length between the first and second joints different from the second length of the link, and the rotation of the drive during arm extension and contraction An arm may be provided having an arm that is constrained to follow a substantially straight radial line relative to the center.

次に、図63を参照すると、例示的なプーリのグラフ図1100が示されている。例示的なプーリ外形は、説明されるように、不等リンク長を有するアームのためのものであってもよい。例として、グラフ1100は、肘プーリが円形である場合の手首プーリのための外形を示してもよい。ここでは、以下の設計例が図のために用いられた:Re/l2=0.2。ここで、Reは肘プーリの半径であり、l2は前腕の関節間長さである。代替的に、任意の好適な比が提供されてもよい。明瞭にする目的のために、グラフは、等リンクアームのためのプーリと比較して極端な設計の場合を示す。最も外側の外形1110はl2/l1=2のためのものである。ここで、l2は前腕の関節間長さであり、l1は上腕の関節間長さであり、例えば、この場合はより長い前腕を表す。中間の外形1112は、l2/l1=1、例えば、等しいリンク長を有する場合、のためのものである。最も内側の外形1114はl2/l1=0.5のためのものであり、例えば、この場合はより短い前腕を表す。図示されている実施形態では、極座標系1120が用いられている。ここでは、半径方向距離は肘プーリの半径に対して正規化されており、例えば、肘プーリの半径の倍数として表現される。換言すれば、Rw/Reが示されている。ここで、Rwは手首プーリの極座標を表し、Reは肘プーリを表す。角度座標は度単位であり、0は、エンドエフェクタの方向1122に沿った向きを有し、例えば、エンドエフェクタは図に対して右に向く。   Referring now to FIG. 63, an exemplary pulley graph 1100 is shown. An exemplary pulley profile may be for an arm having an unequal link length, as will be described. As an example, graph 1100 may show an outline for a wrist pulley when the elbow pulley is circular. Here, the following design example was used for the diagram: Re / l2 = 0.2. Here, Re is the radius of the elbow pulley, and l2 is the joint length of the forearm. Alternatively, any suitable ratio may be provided. For the sake of clarity, the graph shows an extreme design case compared to a pulley for an equilink arm. The outermost profile 1110 is for l2 / l1 = 2. Here, l2 is the joint length of the forearm, and l1 is the joint length of the upper arm. For example, in this case, it represents a longer forearm. Intermediate profile 1112 is for l2 / l1 = 1, eg, when having equal link length. The innermost profile 1114 is for l2 / l1 = 0.5, for example in this case representing a shorter forearm. In the illustrated embodiment, a polar coordinate system 1120 is used. Here, the radial distance is normalized with respect to the radius of the elbow pulley, and is expressed, for example, as a multiple of the radius of the elbow pulley. In other words, Rw / Re is shown. Here, Rw represents the polar coordinates of the wrist pulley, and Re represents the elbow pulley. Angular coordinates are in degrees, with 0 having an orientation along the end effector direction 1122, for example, the end effector points to the right with respect to the figure.

次に、図64および65を参照すると、不等リンク長を有するアーム1140および1160の2つの追加の構成が示されている。アーム1140は、上腕1142よりも長い前腕1144を有するように示されている。ここで、シングルアームの構成は、図1〜4および5〜8に関して開示されたとおりの、または別様の特徴を利用してもよい。図示されている実施形態では、それぞれの基板1150、1152を支持する2つのエンドエフェクタ1146、1148は互いに強固に接続され、反対の方向に向いている。基板は、図示されているように、アーム1140の中心1156と一致し、手首からオフセットされた(1154)半径方向経路内を移動する。同様に、アーム1160は、上腕1162よりも短い前腕1164を有するように示されている。ここで、シングルアームの構成は、図1〜4および5〜8に関して開示されたとおりの、または別様の特徴を利用してもよい。図示されている実施形態では、それぞれの基板1170、1172を支持する2つのエンドエフェクタ1166、1168は互いに強固に接続され、反対の方向に向いている。基板は、図示されているように、アーム1160の中心1176と一致し、手首からオフセットされた(1174)半径方向経路内を移動する。ここで、開示されている実施形態の特徴は、他の開示されている実施形態の任意のものと同様に共有されてもよい。   64 and 65, two additional configurations of arms 1140 and 1160 having unequal link lengths are shown. Arm 1140 is shown having a forearm 1144 that is longer than upper arm 1142. Here, the single arm configuration may utilize features as disclosed or otherwise with respect to FIGS. 1-4 and 5-8. In the illustrated embodiment, the two end effectors 1146, 1148 that support the respective substrates 1150, 1152 are firmly connected to each other and are oriented in opposite directions. The substrate moves in a radial path coincident with the center 1156 of the arm 1140 and offset from the wrist (1154) as shown. Similarly, arm 1160 is shown having a forearm 1164 that is shorter than upper arm 1162. Here, the single arm configuration may utilize features as disclosed or otherwise with respect to FIGS. 1-4 and 5-8. In the illustrated embodiment, the two end effectors 1166, 1168 supporting the respective substrates 1170, 1172 are firmly connected to each other and are oriented in opposite directions. The substrate moves in a radial path coincident with the center 1176 of the arm 1160 and offset from the wrist (1174) as shown. Here, features of the disclosed embodiments may be shared as well as any of the other disclosed embodiments.

図66Aを参照すると、基板搬送ロボット1200の一例の概略上面平面図が示されている。ロボット1200は、以下においてより詳細に説明されるように、駆動部分1210、および駆動部分1210に結合されるアーム部分1212を有する、真空対応の、または任意の好適なロボットであってもよい。全体にわたって示されている実施形態では、上腕リンク長および前腕リンク長は異なり、例えば、上述されたとおりの、円形または非円形プーリによって駆動されてもよい。代替的な態様では、同じリンク長を有するアーム、または不等リンク長を有し、円形プーリもしくはその他の好適な駆動機構を有するアームが、例えば、開示されている任意の好適な構成を用いて、提供されてもよい。図66Aおよび66Bは、アーム1212を有するロボット1200の上面図および側面図をそれぞれ示す。駆動ユニット1210は4本の同軸駆動シャフトを提供してもよく、それにより、アーム1212の第1の部分1214および第2の部分1216は独立して駆動されてもよい。4本の同軸の軸を有する好適な駆動装置が図70Bに例として示されている。ここでは、アーム1212は、2つの独立したリンケージ、上部1214および下部1216、を特徴とする。上部リンケージ1214は駆動装置1210の2本の最も内側の駆動シャフトによって駆動されてもよく、下部リンケージ1216は駆動装置1210の2本の最も外側の駆動シャフトによって駆動されてもよい。図67Aおよび68Aでは、リンケージはそれらの収縮位置で示されている。2つのリンケージ1214、1216の各々は、第1のリンク(上腕1218、1220)、第2のリンク(前腕1222、1224)および第3のリンク(エンドエフェクタ1226、1228)からなる。第2のリンクの関節間長さは、第1のリンクの関節間長さよりも小さく示されている。第3のリンクの横方向オフセット1230、1232は前腕および上腕の関節間長さの差ならびに追加のオフセットに相当し、合計して2つのアーム間のオフセット1234になる。オフセット1234は2ステーションのプロセスモジュール内の基板間の公称中心距離に相当してもよく、横方向オフセット1230、1232は合計中心距離1234の半分であってもよい。より短い前腕と組み合わせられたオフセット1230、1232は空隙Gを形成し、それにより、アーム1214、1216は、空隙G内でいかなるものにも、例えば、四腕(quad)の適用例におけるスリットバルブ間のチャンバ材料に、物理的に干渉することなく、伸長または収縮しうる。代替的に、任意の好適なオフセット(単数または複数)が提供されてもよい。ここで、エンドエフェクタ1228、1226は、回転を伴うことなく互いと公称平行に公称伸長および収縮してもよい。エンドエフェクタ1228、1226は独立して位置付け可能でもあるため、それらの上の基板は独立して置かれるか、または取り上げられてもよい。図68A〜68Bを同様に参照すると、基板搬送ロボット1200の例の上面図が示されている。図68Aは、ロボット1200が収縮された様子を示すのに対して、図68Bは、ロボット1200が伸長された様子を示す。説明されるロボット1200は、独立して位置付け可能であるアーム1214、1216を有する。代替実施形態では、アーム1214、1216は2本の同軸シャフトによって駆動され、互いに依存し合ってもよい。駆動構成の一例が図80Bに関して説明されており、同図では、駆動シャフトの2つの同軸のセットがアームの2つのセットを駆動する。ここでは、同軸駆動シャフトのうちの1本は、例として、アーム1214、1216を駆動するために提供されてもよい。図67A〜67Cを同様に参照すると、代替的なロボット構成1200'が示されている。ロボット1200'はアーム1214'および1216'を有し、ロボット1200の特徴と同様の特徴を有してもよい。ここでは、ロボット1200'のアームは独立して伸長および収縮されてもよい。ただし、アームは一緒に回転する。4本の同軸の軸の駆動装置の代わりに、ロボット1200'は、3本の同軸の軸を有する駆動装置を利用する。好適な駆動装置およびプーリ機構が、図23および24あるいは33および34に関して示されている。代替的な態様では、例えば、開示されているように、上腕が互いに束縛される、任意の好適な駆動装置およびプーリ機構が提供されてもよい。   Referring to FIG. 66A, a schematic top plan view of an example of a substrate transfer robot 1200 is shown. The robot 1200 may be a vacuum-enabled or any suitable robot having a drive portion 1210 and an arm portion 1212 coupled to the drive portion 1210, as will be described in more detail below. In the embodiment shown throughout, the upper arm link length and the forearm link length are different and may be driven by, for example, a circular or non-circular pulley, as described above. In an alternative embodiment, an arm having the same link length, or an arm having unequal link length and having a circular pulley or other suitable drive mechanism, for example, using any suitable configuration disclosed , May be provided. 66A and 66B show a top view and a side view, respectively, of a robot 1200 having an arm 1212. The drive unit 1210 may provide four coaxial drive shafts, whereby the first portion 1214 and the second portion 1216 of the arm 1212 may be driven independently. A suitable drive having four coaxial axes is shown by way of example in FIG. 70B. Here, the arm 1212 features two independent linkages, an upper portion 1214 and a lower portion 1216. The upper linkage 1214 may be driven by the two innermost drive shafts of the drive device 1210 and the lower linkage 1216 may be driven by the two outermost drive shafts of the drive device 1210. In FIGS. 67A and 68A, the linkages are shown in their retracted positions. Each of the two linkages 1214, 1216 consists of a first link (upper arms 1218, 1220), a second link (forearms 1222, 1224) and a third link (end effectors 1226, 1228). The inter-joint length of the second link is shown smaller than the inter-joint length of the first link. The third link lateral offsets 1230, 1232 correspond to the forearm and upper arm inter-articular length differences and additional offsets, which add up to an offset 1234 between the two arms. The offset 1234 may correspond to the nominal center distance between substrates in a two station process module, and the lateral offsets 1230, 1232 may be half of the total center distance 1234. The offsets 1230, 1232 combined with the shorter forearm form a gap G, so that the arms 1214, 1216 can be anything in the gap G, for example, between slit valves in quad applications. Can expand or contract without physically interfering with the chamber material. Alternatively, any suitable offset (s) may be provided. Here, the end effectors 1228, 1226 may nominally expand and contract in parallel with each other without rotation. Since the end effectors 1228, 1226 can also be positioned independently, the substrates above them may be placed or picked up independently. Referring to FIGS. 68A-68B as well, a top view of an example substrate transport robot 1200 is shown. 68A shows the robot 1200 contracted, while FIG. 68B shows the robot 1200 extended. The described robot 1200 has arms 1214, 1216 that are independently positionable. In an alternative embodiment, the arms 1214, 1216 may be driven by two coaxial shafts and depend on each other. An example drive configuration is described with respect to FIG. 80B, where two coaxial sets of drive shafts drive two sets of arms. Here, one of the coaxial drive shafts may be provided as an example to drive the arms 1214, 1216. Referring also to FIGS. 67A-67C, an alternative robot configuration 1200 ′ is shown. The robot 1200 ′ has arms 1214 ′ and 1216 ′ and may have features similar to those of the robot 1200. Here, the arm of the robot 1200 'may be extended and contracted independently. However, the arms rotate together. Instead of a four coaxial shaft drive, the robot 1200 'utilizes a drive device with three coaxial shafts. A suitable drive and pulley mechanism is shown with respect to FIGS. 23 and 24 or 33 and 34. In alternative aspects, any suitable drive and pulley mechanism may be provided, for example, as disclosed, where the upper arms are tied together.

図69Aを参照すると、基板搬送ロボット1300の一例の概略上面平面図が示されている。ロボット1300は、以下においてより詳細に説明されるように、駆動部分1310、および駆動部分1310に結合されるアーム部分1312を有する、真空対応の、または任意の好適なロボットであってもよい。全体にわたって示されている実施形態では、上腕リンク長および前腕リンク長は異なり、円形または非円形プーリによって駆動されてもよい。代替的な態様では、同じリンク長を有するアーム、または不等リンク長を有し、円形プーリもしくはその他の好適な駆動機構を有するアームが提供されてもよい。図69Aおよび69Bは、アーム1312を有するロボット1300の上面図および側面図をそれぞれ示す。駆動ユニット1310は4本の同軸駆動シャフトを提供してもよく、それにより、アーム1312の第1の部分1314および第2の部分1316は独立して駆動されてもよい。ここでは、アーム1312は、2つの独立したリンケージ、上部1314および下部1316、を特徴とする。上部リンケージ1314は駆動装置1310の2本の最も内側の駆動シャフトによって駆動されてもよく、下部リンケージ1316は駆動装置1310の2本の最も外側の駆動シャフトによって駆動されてもよい。図69Aでは、リンケージはそれらの収縮位置で示されている。2つのリンケージ1314、1316の各々は、第1のリンク(上腕1318、1320)、第2のリンク(前腕1322、1324)および第3のリンク(エンドエフェクタ1326、1328)からなる。第2のリンクの関節間長さは第1のリンクの関節間長さよりも小さい。第3のリンクの横方向オフセット1330、1332は前腕および上腕の関節間長さの差に相当する。第3のリンクは、2本の最も内側の駆動シャフト1334のための空間を提供する形状に作られている。   Referring to FIG. 69A, a schematic top plan view of an example of a substrate transfer robot 1300 is shown. The robot 1300 may be a vacuum capable or any suitable robot having a drive portion 1310 and an arm portion 1312 coupled to the drive portion 1310, as will be described in more detail below. In the embodiment shown throughout, the upper arm link length and the forearm link length are different and may be driven by a circular or non-circular pulley. In alternative embodiments, arms having the same link length, or arms having unequal link lengths and having circular pulleys or other suitable drive mechanisms may be provided. FIGS. 69A and 69B show a top view and a side view, respectively, of a robot 1300 having an arm 1312. The drive unit 1310 may provide four coaxial drive shafts, whereby the first portion 1314 and the second portion 1316 of the arm 1312 may be driven independently. Here, the arm 1312 features two independent linkages, an upper portion 1314 and a lower portion 1316. The upper linkage 1314 may be driven by the two innermost drive shafts of the drive device 1310 and the lower linkage 1316 may be driven by the two outermost drive shafts of the drive device 1310. In FIG. 69A, the linkages are shown in their retracted positions. Each of the two linkages 1314, 1316 consists of a first link (upper arms 1318, 1320), a second link (forearms 1322, 1324) and a third link (end effectors 1326, 1328). The inter-joint length of the second link is smaller than the inter-joint length of the first link. The lateral offsets 1330 and 1332 of the third link correspond to the difference between the joint lengths of the forearm and the upper arm. The third link is shaped to provide space for the two innermost drive shafts 1334.

図70Aおよび70Bを同様に参照すると、各リンケージの個々のリンクを駆動するために用いられる内部機構の一例が示されている。機構は上部リンケージについて説明されることになる。同等の機構が下部リンケージ内で用いられてもよい。上部リンケージ1314の上腕1318は1つのモータ1350によって駆動されてもよい。上部リンケージ1314の前腕1322は別のモータ1352によって、従来のプーリを有するバンド駆動装置1354を通じて駆動されてもよい。エンドエフェクタ1326を有する第3のリンクは、上腕および前腕の不等長の影響を相殺する、少なくとも1つの非円形プーリを有するバンド駆動装置1356によって、エンドエフェクタが最初の2本のリンクの位置にかかわりなく半径方向に向くように束縛されてもよい。バンド駆動装置の設計は、図1〜4に示されたものに従ってもよい。上部リンケージが回転するために、リンケージに関連付けられた両方の駆動シャフトはリンケージの回転方向に同じ量だけ動く必要がある。エンドエフェクタが直線経路に沿って半径方向に伸長および収縮するために、2本の駆動シャフトは、例えば、式(1.8)〜(1.16)に提示されたとおりの、逆運動学方程式に従って協調して動く必要がある。代替的な態様では、例えば、オフセットされたエンドエフェクタを有する図66〜68に関して開示されたとおりの、または別様の、任意の好適なアーム機構が用いられてもよい。   Referring also to FIGS. 70A and 70B, an example of an internal mechanism used to drive the individual links of each linkage is shown. The mechanism will be described for the upper linkage. An equivalent mechanism may be used in the lower linkage. The upper arm 1318 of the upper linkage 1314 may be driven by one motor 1350. The forearm 1322 of the upper linkage 1314 may be driven by a separate motor 1352 through a band drive 1354 having a conventional pulley. The third link with end effector 1326 is moved to the position of the first two links by a band drive 1356 having at least one non-circular pulley that counteracts the unequal length effects of the upper and forearms. It may be constrained to face in the radial direction regardless. The design of the band drive may follow that shown in FIGS. In order for the upper linkage to rotate, both drive shafts associated with the linkage need to move the same amount in the direction of linkage rotation. In order for the end effector to radially expand and contract along a linear path, the two drive shafts may have inverse kinematic equations, for example as presented in equations (1.8)-(1.16) Need to move in concert. In alternative aspects, any suitable arm mechanism may be used, for example as disclosed or otherwise with respect to FIGS. 66-68 with offset end effectors.

図71Aおよび71Bを同様に参照すると、各リンケージの個々のリンクを駆動するために用いられる内部機構の別の例が示されている。この場合も先と同様に、機構は上部リンケージ1314'について説明されることになる。同等の機構が下部リンケージ内で用いられてもよい。ここで、上部リンケージ1314'の上腕1318は1つのモータ1350によって駆動される。上部リンケージ1314'の前腕1322は、少なくとも1つの非円形プーリを有するバンド機構1354'を介して別のモータ1352に結合される。バンド駆動装置1354'は、上腕の回転が手首関節をエンドエフェクタの所望の半径方向経路と平行な直線に沿って伸長および収縮させるように設計される。エンドエフェクタ1326を有する第3のリンクは、少なくとも1つの非円形プーリを有するバンド駆動装置1356'によって、エンドエフェクタが最初の2本のリンクの位置にかかわりなく半径方向に向くように束縛される。バンド駆動装置は図5〜8に従って設計されてもよい。上部リンケージ1314'が回転するために、リンケージに関連付けられた両方の駆動シャフトはリンケージの回転方向に同じ量だけ動いてもよい。エンドエフェクタ1326が直線経路に沿って半径方向に伸長および収縮するために、上部リンケージの上腕に結合された駆動シャフトは、上部リンケージに関連付けられた他方のモータが静止した状態に保持されている間に、式(2.8)〜(2.15)に提示された逆運動学方程式に従って動く必要がある。代替的な態様では、任意の好適な駆動機構が提供されてもよい。   Referring also to FIGS. 71A and 71B, another example of an internal mechanism used to drive the individual links of each linkage is shown. Again, as before, the mechanism will be described for the upper linkage 1314 ′. An equivalent mechanism may be used in the lower linkage. Here, the upper arm 1318 of the upper linkage 1314 ′ is driven by one motor 1350. The forearm 1322 of the upper linkage 1314 ′ is coupled to another motor 1352 via a band mechanism 1354 ′ having at least one non-circular pulley. Band drive 1354 ′ is designed such that rotation of the upper arm causes the wrist joint to extend and retract along a straight line parallel to the desired radial path of the end effector. The third link with end effector 1326 is constrained by a band drive 1356 ′ having at least one non-circular pulley so that the end effector is oriented radially regardless of the position of the first two links. The band drive may be designed according to FIGS. Because the upper linkage 1314 ′ rotates, both drive shafts associated with the linkage may move the same amount in the direction of rotation of the linkage. Because the end effector 1326 extends and contracts radially along a straight path, the drive shaft coupled to the upper arm of the upper linkage is held while the other motor associated with the upper linkage is held stationary. In addition, it is necessary to move according to the inverse kinematic equations presented in equations (2.8) to (2.15). In alternative aspects, any suitable drive mechanism may be provided.

図72A〜72Cおよび73A−73Cは図69のロボットの2つのリンケージの独立した動作を示す。具体的には、図72A〜72Cおよび図73A〜73Cは2つのリンケージ1314、1316の独立した回転運動および伸長運動をそれぞれ示す。図72A〜72Cは、図69のロボット1300の上部リンケージ1314の回転運動を示す。図72Aは、リンケージが両方ともそれらの収縮位置にある状態におけるロボットの上面図を示す。図72Bは、上部リンケージ1314が時計方向に90度だけ回転された状態におけるロボットの上面図を示す。図72Cは、上部リンケージ1314が180度だけ回転された状態におけるロボットの上面図を示す。図73A〜73Cは図69のロボット1300の伸長運動を示す。図73Aは、リンケージが両方ともそれらの収縮位置にある状態におけるロボットの上面図を示す。図73Bは、上部リンケージ1314が部分的に伸長された状態におけるロボットの上面図を示す。図73Cは、上部リンケージ1314が伸長位置にある状態におけるロボットの上面図を示す。   72A-72C and 73A-73C show the independent operation of the two linkages of the robot of FIG. Specifically, FIGS. 72A-72C and FIGS. 73A-73C show the independent rotational and extension motions of the two linkages 1314, 1316, respectively. 72A-72C show the rotational movement of the upper linkage 1314 of the robot 1300 of FIG. FIG. 72A shows a top view of the robot with both linkages in their retracted positions. FIG. 72B shows a top view of the robot with the upper linkage 1314 rotated 90 degrees clockwise. FIG. 72C shows a top view of the robot with the upper linkage 1314 rotated by 180 degrees. 73A to 73C show the extension motion of the robot 1300 of FIG. FIG. 73A shows a top view of the robot with both linkages in their retracted positions. FIG. 73B shows a top view of the robot with the upper linkage 1314 partially extended. FIG. 73C shows a top view of the robot with the upper linkage 1314 in the extended position.

開示されている実施形態の代替的な態様例が図74Aおよび74Bに示されている。同図には、駆動装置1310およびアーム1452を有するロボット1450が示されている。ここでは、アーム1452の2つのリンケージ1454、1456は、ロボット1450の上面図および側面図を示す図74Aおよび74Bに従って配置されてもよい。ここでは、ロボットの駆動ユニット1310は4本の同軸駆動シャフトを提供する。アーム1452は、2つの独立したリンケージ、上部1454および下部1456、を特徴とする。上部リンケージ1454は2本の最も内側の駆動シャフト1334によって駆動されてもよく、下部リンケージは駆動装置1310の2本の最も外側の駆動シャフトによって駆動されてもよい。図74Aでは、リンケージはそれらの収縮位置で示されている。2つのリンケージ1454、1456の各々は、第1のリンク(上腕)1458、1460、第2のリンク(前腕)1462、1464および第3のリンク(エンドエフェクタ)1466、1468からなってもよい。第2のリンクの関節間長さは第1のリンクの関節間長さよりも小さくてもよい。第3のリンクの横方向オフセット1470は前腕および上腕の関節間長さの差に相当する。第3のリンクは、2本の最も内側の駆動シャフト1334のための空間を提供する形状に作られている。   Alternative example aspects of the disclosed embodiments are shown in FIGS. 74A and 74B. In the figure, a robot 1450 having a driving device 1310 and an arm 1452 is shown. Here, the two linkages 1454, 1456 of the arm 1452 may be arranged according to FIGS. 74A and 74B showing a top view and a side view of the robot 1450. Here, the robot drive unit 1310 provides four coaxial drive shafts. The arm 1452 features two independent linkages, an upper portion 1454 and a lower portion 1456. The upper linkage 1454 may be driven by the two innermost drive shafts 1334 and the lower linkage may be driven by the two outermost drive shafts of the drive device 1310. In FIG. 74A, the linkages are shown in their retracted positions. Each of the two linkages 1454, 1456 may consist of a first link (upper arm) 1458, 1460, a second link (forearm) 1462, 1464 and a third link (end effector) 1466, 1468. The joint length of the second link may be smaller than the joint length of the first link. The lateral offset 1470 of the third link corresponds to the difference between the joint lengths of the forearm and upper arm. The third link is shaped to provide space for the two innermost drive shafts 1334.

図75Aおよび75Bは、各リンケージの個々のリンクを駆動するために用いられる内部機構の一例を示す。機構は上部リンケージ1454について説明されることになる。同等の機構が下部リンケージ1456内で用いられてもよい。上部リンケージ1454の上腕1458は1つのモータ1350によって駆動されてもよい。上部リンケージ1454の前腕1462は別のモータ1352によって、従来のプーリを有するバンド駆動装置1472を通じて駆動されてもよい。エンドエフェクタ1466を有する第3のリンクは、上腕および前腕の不等長の影響を相殺する、少なくとも1つの非円形プーリを有するバンド駆動装置1474によって、エンドエフェクタが最初の2本のリンクの位置にかかわりなく半径方向に向くように束縛されてもよい。バンド駆動装置の設計は図1〜4に従ってもよい。上部リンケージ1454が回転するために、リンケージに関連付けられた両方の駆動シャフトはリンケージの回転方向に同じ量だけ動く必要がある。エンドエフェクタが直線経路に沿って半径方向に伸長および収縮するために、2本の駆動シャフトは、式(1.8)〜(1.16)に提示された逆運動学方程式に従って協調して動く必要がある。   75A and 75B show an example of an internal mechanism used to drive the individual links of each linkage. The mechanism will be described for the upper linkage 1454. An equivalent mechanism may be used in the lower linkage 1456. The upper arm 1458 of the upper linkage 1454 may be driven by one motor 1350. The forearm 1462 of the upper linkage 1454 may be driven by a separate motor 1352 through a band drive 1472 having a conventional pulley. The third link with end effector 1466 is moved to the position of the first two links by a band drive 1474 with at least one non-circular pulley that offsets the effects of unequal length of the upper and forearms. It may be constrained to face in the radial direction regardless. The design of the band drive may be according to FIGS. In order for the upper linkage 1454 to rotate, both drive shafts associated with the linkage need to move the same amount in the direction of linkage rotation. The two drive shafts move in concert according to the inverse kinematic equations presented in equations (1.8)-(1.16) as the end effector extends and contracts radially along a linear path. There is a need.

図76Aおよび76Bは、各リンケージの個々のリンクを駆動するために用いられる内部機構の別の例を示す。ここでは、機構は上部リンケージ1454について説明されることになる。同等の機構が下部リンケージ1456内で用いられてもよい。上部リンケージの上腕1458は1つのモータ1350によって駆動されてもよい。上部リンケージ1454の前腕1462は、少なくとも1つの非円形プーリを有するバンド機構1472'を介して別のモータ1352に結合されてもよい。バンド駆動装置は、上腕1458の回転が手首関節をエンドエフェクタ1466の所望の半径方向経路と平行な直線に沿って伸長および収縮させるように設計される。エンドエフェクタ1466を有する第3のリンクは、少なくとも1つの非円形プーリを有するバンド駆動装置によって、エンドエフェクタが最初の2本のリンクの位置にかかわりなく半径方向に向くように束縛される。バンド駆動装置は図5〜8に従って設計されてもよい。上部リンケージ1454が回転するために、リンケージに関連付けられた両方の駆動シャフトはリンケージの回転方向に同じ量だけ動いてもよい。エンドエフェクタ1466が直線経路に沿って半径方向に伸長および収縮するために、上部リンケージの上腕に結合された駆動シャフトは、上部リンケージに関連付けられた他方のモータが静止した状態に保持されている間に、式(2.8)〜(2.15)に提示された逆運動学方程式に従って動く必要がある。   FIGS. 76A and 76B show another example of an internal mechanism used to drive the individual links of each linkage. Here, the mechanism will be described for the upper linkage 1454. An equivalent mechanism may be used in the lower linkage 1456. The upper arm 1458 of the upper linkage may be driven by one motor 1350. The forearm 1462 of the upper linkage 1454 may be coupled to another motor 1352 via a band mechanism 1472 ′ having at least one non-circular pulley. The band drive is designed such that rotation of the upper arm 1458 extends and retracts the wrist joint along a straight line parallel to the desired radial path of the end effector 1466. The third link with end effector 1466 is constrained by a band drive having at least one non-circular pulley so that the end effector is oriented radially regardless of the position of the first two links. The band drive may be designed according to FIGS. Because the upper linkage 1454 rotates, both drive shafts associated with the linkage may move the same amount in the direction of linkage rotation. Because the end effector 1466 extends and contracts radially along a straight path, the drive shaft coupled to the upper arm of the upper linkage is held while the other motor associated with the upper linkage is held stationary. In addition, it is necessary to move according to the inverse kinematic equations presented in equations (2.8) to (2.15).

図77A〜Cおよび78A〜Cは図74Aおよび74Bのロボットの2つのリンケージ1454、1456の独立した動作を示す。具体的には、図77A〜Cおよび図78A〜Cは2つのリンケージ1454、1456の独立した回転運動および伸長運動を示す。図77A〜Cはロボットの上部リンケージの回転運動を示す。図77Aは、リンケージが両方ともそれらの収縮位置にある状態におけるロボットの上面図を示す。図77Bは、上部リンケージ1454が時計方向に90度だけ回転された状態におけるロボットの上面図を示す。図77Cは、上部リンケージ1454が180度だけ回転された状態におけるロボットの上面図を示す。図78A〜Cは図74Aおよび74Bのロボットの伸長運動を示す。図78Aは、リンケージが両方ともそれらの収縮位置にある状態におけるロボットの上面図を示す。図78Bは、上部リンケージが部分的に伸長された状態におけるロボットの上面図を示す。図78Cは、上部リンケージ1454が伸長位置(完全な伸長ではない)にある状態におけるロボットの上面図を示す。   77A-C and 78A-C show the independent operation of the two linkages 1454, 1456 of the robot of FIGS. 74A and 74B. Specifically, FIGS. 77A-C and FIGS. 78A-C show the independent rotational and extension motions of the two linkages 1454, 1456. FIG. 77A-C show the rotational motion of the upper linkage of the robot. FIG. 77A shows a top view of the robot with both linkages in their retracted positions. FIG. 77B shows a top view of the robot with the upper linkage 1454 rotated 90 degrees clockwise. FIG. 77C shows a top view of the robot with the upper linkage 1454 rotated by 180 degrees. 78A-C show the extension motion of the robot of FIGS. 74A and 74B. FIG. 78A shows a top view of the robot with both linkages in their retracted positions. FIG. 78B shows a top view of the robot with the upper linkage partially extended. FIG. 78C shows a top view of the robot with the upper linkage 1454 in the extended position (not fully extended).

上述の双腕リンケージ機構の代替実施形態が同様に提供されてもよい。例えば、第1のリンクはモータによって、直接か、または任意の種類の連結装置もしくは伝達機構を介するかのいずれかによって駆動されてもよい。任意の伝達比を用いることができる。さらなる例として、第2のリンクを作動させるバンド駆動装置は、ベルト駆動装置、ケーブル駆動装置、歯車駆動装置、リンケージベースのメカニズムまたは以上のものの任意の組み合わせ等の、同等の機能性を有する任意の他の機構によって置換されてもよい。同様に、第3のリンクを束縛するバンド駆動装置は、ベルト駆動装置、ケーブル駆動装置、非円形歯車、リンケージベースのメカニズムまたは以上のものの任意の組み合わせ等の、任意の他の好適な機構によって置換されてもよい。ここで、エンドエフェクタは半径方向に向いている必要はない。エンドエフェクタは第3のリンクに対して、任意の好適なオフセットを有して位置付けられ、任意の好適な方向を向くことができる。同様に、第3のリンクは複数のエンドエフェクタを運搬してもよい。任意の好適な数のエンドエフェクタおよび/または材料保持器が第3のリンクによって運搬されることができる。さらなる例として、個々のリンクおよびエンドエフェクタの垂直配置の任意の順序が用いられてもよい。例えば、上部リンケージのエンドエフェクタは、2つのリンケージの間に挟まれるのと対照的に、上部リンケージの上方に配置されてもよい。   Alternative embodiments of the dual arm linkage mechanism described above may be provided as well. For example, the first link may be driven by a motor, either directly or via any kind of coupling device or transmission mechanism. Any transmission ratio can be used. As a further example, a band drive that operates the second link can be any device with equivalent functionality, such as a belt drive, a cable drive, a gear drive, a linkage-based mechanism, or any combination of the above. It may be replaced by other mechanisms. Similarly, the band drive that binds the third link is replaced by any other suitable mechanism, such as a belt drive, cable drive, non-circular gear, linkage-based mechanism, or any combination of the above. May be. Here, the end effector need not be oriented in the radial direction. The end effector can be positioned with any suitable offset relative to the third link and can be oriented in any suitable direction. Similarly, the third link may carry multiple end effectors. Any suitable number of end effectors and / or material holders can be carried by the third link. As a further example, any order of vertical placement of individual links and end effectors may be used. For example, the end effector of the upper linkage may be placed above the upper linkage as opposed to being sandwiched between the two linkages.

次に、図79Aおよび79Bを参照すると、アーム1552および駆動装置1310を有するロボット1550の上面図および側面図が示されている。駆動ユニット1310は4本の同軸駆動シャフトを提供する。アームは、リンケージの2つの独立した対、上部リンケージ対1554および下部リンケージ対1556、を特徴とする。上部リンケージ対1554は2本の最も内側の駆動シャフト1334によって駆動され、下部リンケージ対は2本の最も外側の駆動シャフトによって駆動される。図79Aでは、リンケージはそれらの収縮位置で示されている。2つのリンケージ対1554、1556の各々は、2つのリンケージ、左側リンケージ1558、1560および右側リンケージ1562、1564、からなる。リンケージの各々は、第1のリンク(上腕)、第2のリンク(前腕)および第3のリンク(エンドエフェクタ)を含む。第2のリンクの関節間長さは第1のリンクの関節間長さよりも小さい。第2のリンクおよび第1のリンクの関節間長さの差は、第2のリンクが駆動ユニットの駆動シャフトに触れずに通過するように選択される。   79A and 79B, top and side views of a robot 1550 having an arm 1552 and a drive 1310 are shown. The drive unit 1310 provides four coaxial drive shafts. The arm features two independent pairs of linkages, an upper linkage pair 1554 and a lower linkage pair 1556. The upper linkage pair 1554 is driven by two innermost drive shafts 1334 and the lower linkage pair is driven by two outermost drive shafts. In FIG. 79A, the linkages are shown in their retracted positions. Each of the two linkage pairs 1554, 1556 consists of two linkages, a left linkage 1558, 1560 and a right linkage 1562, 1564. Each of the linkages includes a first link (upper arm), a second link (forearm), and a third link (end effector). The inter-joint length of the second link is smaller than the inter-joint length of the first link. The difference between the joint lengths of the second link and the first link is selected so that the second link passes without touching the drive shaft of the drive unit.

図80Aおよび80Bは、各リンケージの個々のリンクを駆動するために用いられる内部機構の一例を示す。機構は上部リンケージ対1554について説明されることになる。同等の機構が下部リンケージ対1556内で用いられてもよい。側面図の明瞭性のために、上部リンケージ対の前腕(およびエンドエフェクタ)は異なる高さに示されている(ただし、それらは同じ水平面内に配置されてもよい)。同様に、下部リンケージ対の前腕は側面図において異なる高さに示されている。左側の上部リンケージ1558の上腕1570は第1の駆動シャフト1572によって駆動され、右側の上部リンケージ1562の上腕1574は第2の駆動シャフト1576によって駆動される。左側の上部リンケージ1558の前腕1578は第2の駆動シャフト1576によって、少なくとも1つの非円形プーリを有するバンド駆動装置1580を通じて駆動される。同様に、右側の上部リンケージ1562の前腕1582は第1の駆動シャフト1572によって、少なくとも1つの非円形プーリを有するバンド駆動装置1584を通じて駆動される。例えば、等しいリンク長が提供される、代替的な態様では、円形プーリが用いられてもよい。2本の前腕のバンド駆動装置は、第1および第2の駆動シャフト1572、1576が反対方向に等しく回転すると、左側および右側リンケージの手首関節が、互いに平行な直線経路に沿って動くように設計される。左側の上部リンケージ1558の第3のリンク/エンドエフェクタ1586は、左側の上部リンケージ1558の上腕1570および前腕1578の不等長の影響を相殺する、少なくとも1つの非円形プーリを有するバンド駆動装置1588によって、エンドエフェクタ1586が左側の上部リンケージ1558の最初の2本のリンク1570、1578の位置にかかわりなく半径方向に向くように束縛される。バンド駆動装置の設計は図1〜4に従ってもよい。同様に、右側の上部リンケージ1562の第3のリンク/エンドエフェクタ1590は、右側の上部リンケージの上腕および前腕の不等長の影響を相殺する、少なくとも1つの非円形プーリを有するバンド駆動装置1592によって、エンドエフェクタが右側の上部リンケージの最初の2本のリンクの位置にかかわりなく半径方向に向くように束縛されてもよい。例えば、等しいリンク長が提供される、代替的な態様では、円形プーリが用いられてもよい。この場合も先と同様に、このバンド駆動装置は図1〜4に従って設計されてもよい。上部リンケージ対が回転するために、第1および第2の駆動シャフトは上部リンケージ対の所望の回転方向に同期して回転してもよい。上部リンケージ対のエンドエフェクタが直線経路に沿って伸長および収縮するために、2本の駆動シャフトは反対方向に同期して回転してもよい。   80A and 80B show an example of an internal mechanism used to drive the individual links of each linkage. The mechanism will be described for the upper linkage pair 1554. An equivalent mechanism may be used in the lower linkage pair 1556. For clarity of the side view, the forearms (and end effectors) of the upper linkage pair are shown at different heights (although they may be located in the same horizontal plane). Similarly, the forearms of the lower linkage pair are shown at different heights in the side view. The upper arm 1570 of the left upper linkage 1558 is driven by a first drive shaft 1572 and the upper arm 1574 of the right upper linkage 1562 is driven by a second drive shaft 1576. The forearm 1578 of the left upper linkage 1558 is driven by a second drive shaft 1576 through a band drive 1580 having at least one non-circular pulley. Similarly, the forearm 1582 of the right upper linkage 1562 is driven by a first drive shaft 1572 through a band drive 1584 having at least one non-circular pulley. For example, in an alternative embodiment where equal link lengths are provided, circular pulleys may be used. The two forearm band drives are designed so that the wrist joints of the left and right linkages move along straight paths parallel to each other when the first and second drive shafts 1572, 1576 rotate equally in opposite directions. Is done. The third link / end effector 1586 of the left upper linkage 1558 is provided by a band drive 1588 having at least one non-circular pulley that offsets the unequal length effects of the upper arm 1570 and forearm 1578 of the left upper linkage 1558. The end effector 1586 is constrained to face radially regardless of the position of the first two links 1570, 1578 of the left upper linkage 1558. The design of the band drive may be according to FIGS. Similarly, the third link / end effector 1590 of the right upper linkage 1562 is provided by a band drive 1592 having at least one non-circular pulley that counteracts the unequal length effects of the upper arm and forearm of the right upper linkage. The end effector may be constrained to face radially regardless of the position of the first two links of the right upper linkage. For example, in an alternative embodiment where equal link lengths are provided, circular pulleys may be used. Again, as before, the band drive may be designed according to FIGS. In order for the upper linkage pair to rotate, the first and second drive shafts may rotate in synchronism with the desired direction of rotation of the upper linkage pair. The two drive shafts may rotate synchronously in opposite directions so that the end effector of the upper linkage pair extends and retracts along a linear path.

図81A〜Cおよび82A〜Cは図79Aおよび79Bのロボットの2つのリンケージ対の独立した動作を示す。具体的には、図81A〜Cおよび図82A〜Cは2つのリンケージ対の独立した回転運動および伸長運動を示す。図81A〜Cはロボットの上部リンケージ対1554の回転運動を示す。図81Aは、リンケージ対が両方ともそれらの収縮位置にある状態におけるロボットの上面図を示す。図81Bは、上部リンケージ対1554が時計方向に45度だけ回転された状態におけるロボットの上面図を示す。図81Cは、上部リンケージ対が180度だけ回転された状態におけるロボットの上面図を示す。図82A〜Cはロボットの伸長運動を示す。図82Aは、リンケージ対が両方ともそれらの収縮位置にある状態におけるロボットの上面図を示す。図82Bは、上部リンケージ対が部分的に伸長された状態におけるロボットの上面図を示す。図82Aに示される伸長は、強固に結合された並列エンドエフェクタを有する従来の解決策の最大伸長におおよそ相当する。図82Cに示されるように、本実施形態は、リンケージ、この特定の例では、上部リンケージ対、がこの点を大きく超えて伸長することを可能にし、それゆえ、同じ格納容積からのより長いリーチを提供する。   81A-C and 82A-C show the independent operation of the two linkage pairs of the robot of FIGS. 79A and 79B. Specifically, FIGS. 81A-C and FIGS. 82A-C show the independent rotational and extension motions of the two linkage pairs. 81A-C show the rotational movement of the upper linkage pair 1554 of the robot. FIG. 81A shows a top view of the robot with both linkage pairs in their retracted positions. FIG. 81B shows a top view of the robot with the upper linkage pair 1554 rotated 45 degrees clockwise. FIG. 81C shows a top view of the robot with the upper linkage pair rotated by 180 degrees. 82A-C show the robot's extension motion. FIG. 82A shows a top view of the robot with both linkage pairs in their retracted positions. FIG. 82B shows a top view of the robot with the upper linkage pair partially extended. The extension shown in FIG. 82A roughly corresponds to the maximum extension of the conventional solution with tightly coupled parallel end effectors. As shown in FIG. 82C, this embodiment allows the linkage, in this particular example, the upper linkage pair, to extend far beyond this point, and therefore a longer reach from the same storage volume. I will provide a.

代替的に、リンケージは、ロボット1650の上面図および側面図を示す、図83Aおよび83Bに従って配置することができる。ここでは、ロボット1650は、上部アーム対1554および下部アーム対1556'を有する図79Aおよび79Bに関して説明されたとおりの特徴を有してもよい。ただし、この実施形態では、下部アーム対1556'の右側上腕は下部アーム対の左側上腕の下方に配されている。   Alternatively, the linkage can be arranged according to FIGS. 83A and 83B, which show top and side views of the robot 1650. Here, the robot 1650 may have features as described with respect to FIGS. 79A and 79B having an upper arm pair 1554 and a lower arm pair 1556 ′. However, in this embodiment, the right upper arm of the lower arm pair 1556 ′ is disposed below the left upper arm of the lower arm pair.

代替実施形態では、任意の好適な四腕リンケージ機構が提供されてもよい。例として、第1のリンクはモータによって、直接か、または任意の種類の連結装置もしくは伝達機構を介するかのいずれかによって駆動することができる。ここでは、任意の伝達比を用いることができる。代替的に、第2のリンクを作動させるバンド駆動装置は、ベルト駆動装置、ケーブル駆動装置、歯車駆動装置、リンケージベースのメカニズムまたは以上のものの任意の組み合わせ等の、同等の機能性を有する任意の他の機構によって置換されてもよい。同様に、第3のリンクを束縛するバンド駆動装置は、ベルト駆動装置、ケーブル駆動装置、非円形歯車、リンケージベースのメカニズムまたは以上のものの任意の組み合わせ等の、任意の他の好適な機構によって置換されてもよい。さらに、エンドエフェクタは任意の好適なオフセットを有して位置付けられ、任意の好適な方向に向いてもよい。代替的に、第3のリンクは複数のエンドエフェクタを運搬することができる。リンケージのいずれの第3のリンクによっても任意の好適な数のエンドエフェクタおよび/または材料保持器が運搬されることができる。例として、各エンドエフェクタによって複数の基板が支持される、太陽電池の製造に適した機構1700が図83〜86に示されている。ここでは、個々のリンクおよびエンドエフェクタの垂直配置の任意の順序が用いられてもよい。例えば、上部リンケージ対によって運搬されるエンドエフェクタは、下部および上部リンケージ対の間に挟まれるのと対照的に、上部リンケージ対の上方に位置してもよい。   In alternate embodiments, any suitable four-arm linkage mechanism may be provided. As an example, the first link can be driven by a motor, either directly or via any kind of coupling device or transmission mechanism. Here, any transmission ratio can be used. Alternatively, the band drive for actuating the second link may be any device with equivalent functionality, such as a belt drive, cable drive, gear drive, linkage-based mechanism or any combination of the above It may be replaced by other mechanisms. Similarly, the band drive that binds the third link is replaced by any other suitable mechanism, such as a belt drive, cable drive, non-circular gear, linkage-based mechanism, or any combination of the above. May be. Further, the end effector may be positioned with any suitable offset and may be oriented in any suitable direction. Alternatively, the third link can carry multiple end effectors. Any suitable number of end effectors and / or material holders can be carried by any third link of the linkage. By way of example, a mechanism 1700 suitable for manufacturing solar cells in which multiple substrates are supported by each end effector is shown in FIGS. Here, any sequence of vertical placement of the individual links and end effectors may be used. For example, the end effector carried by the upper linkage pair may be located above the upper linkage pair as opposed to being sandwiched between the lower and upper linkage pairs.

上述のデュアルアームおよびクワッドアーム構成は、例えば、以上において、および図に示されているように、4本の同軸回転軸を有するロボット駆動ユニットによって駆動されてもよい。ロボット駆動ユニットは、図87Aおよび87Bに概略的に示されているように、共通の垂直上昇軸1750をさらに含んでもよい。代替的に、ロボット駆動ユニットは、図88A〜Bおよび89A〜Bに模式的に示されるように、2本の独立した垂直上昇軸1750Aおよび1750Bを含んでもよい。この場合には、各垂直軸は、双腕リンケージ機構の2つのリンケージのうちの一方、または四腕リンケージ機構の2つのリンケージ対のうちの一方に結合される。図88A〜Bでは、上昇軸1750A、1750Bは回転駆動ユニット1806、1808に独立して結合される。ここでは、上昇軸1750A、1750Bは独立して回転可能な親ねじを有する。同様に、図89A〜Bでは、上昇軸1750A'、1750B'は回転駆動ユニット1806'、1808'に独立して結合される。ここでは、上昇軸1750A'、1750B'は共通の固定された親ねじを共有する。   The dual arm and quad arm configurations described above may be driven, for example, by a robot drive unit having four coaxial rotation axes as described above and as illustrated. The robot drive unit may further include a common vertical lift axis 1750, as schematically shown in FIGS. 87A and 87B. Alternatively, the robot drive unit may include two independent vertical ascending axes 1750A and 1750B, as schematically shown in FIGS. 88A-B and 89A-B. In this case, each vertical axis is coupled to one of the two linkages of the dual-arm linkage mechanism or one of the two linkage pairs of the four-arm linkage mechanism. 88A-B, the ascending shafts 1750A, 1750B are independently coupled to the rotary drive units 1806, 1808. Here, ascending shafts 1750A and 1750B have lead screws that can rotate independently. Similarly, in FIGS. 89A-B, the ascending shafts 1750A ′, 1750B ′ are independently coupled to the rotary drive units 1806 ′, 1808 ′. Here, the lift shafts 1750A ′, 1750B ′ share a common fixed lead screw.

図90Aおよび90Bは、非並置駆動ユニット(non-collocated drive units)によって駆動される独立したロボットアーム1902、1904を有する真空チャンバ1900の上面図および側面図の概略描写の一例を示す。図90Aおよび90Bの例では、各駆動ユニットは3本の回転軸および任意追加の垂直上昇軸を提供してもよい。各ロボットアームは、第1のリンク(上腕)、第2のリンク(前腕)、およびエンドエフェクタを有する第3のリンクからなってもよい。図に示されるように、第2のリンクの関節間長さは第1のリンクの関節間長さよりも小さくてもよい。3本のリンクの各々は、対応するロボット駆動ユニットの回転軸のうちの1本によって駆動されてもよい。一般的には、任意の数の回転軸およびリンクが用いられてもよい。図90Aおよび90Bの2本のロボットアームおよび駆動ユニットは、2本のアームが互いの真上および/または真下を通って伸び、真空チャンバに取り付けられたあらゆるステーションに到達して、ステーションへ/から材料を送達/除去することができるように構成されてもよい。代替的に、図91Aおよび91Bに概略的に示されるように、2つの駆動ユニット1902'、1904'の各々は、駆動ユニットの回転軸からの回転運動を真空チャンバ内の所与の点へ伝達することができる、延長部材を特徴としてもよい。延長部材は水平面内で静止していてもよいが、その一方で、対応する駆動ユニットが垂直上昇軸を備えている場合には、延長部材は垂直に動いてもよい。図91Aおよび91Bの例に示されるように、標準的なロボットアームが延長部材の各々によって駆動されてもよい。例えば、延長部材を有する各駆動ユニットは、2本の回転軸および任意追加の垂直上昇軸を提供してもよい。このとき、ロボットアームの各々は、第1のリンク(上腕)、第2のリンク(前腕)、およびエンドエフェクタを有する第3のリンクからなってもよい。図91Aおよび91Bの例では、最初の2本のリンクは、対応する駆動ユニットの2本の回転軸によって駆動され、第3のリンクは、エンドエフェクタが半径方向に配向を維持するように機械的に束縛される。図91Aおよび91Bには3リンクのアームが示されているが、アームは任意の好適な数のリンクからなってもよい。代替実施形態では、図90Aおよび90Bならびに図91Aおよび91Bのアーム機構および駆動ユニットあるいは他のものの任意の好適な組み合わせが用いられてもよい。1つのさらなる例によれば、例えば、メモリ1951'等の、動作を遂行するために機械によって実行可能な命令のプログラムを有形に組み込む、機械によって可読の非一時的プログラム記憶デバイスが提供されてもよい。ここで、動作は、本明細書に記載されているとおりのコントローラによって遂行される動作のいずれかを含む。上述の方法は、プロセッサ1951、メモリ1951'およびソフトウェア1951"を用いて少なくとも部分的に遂行または制御されてもよい。   FIGS. 90A and 90B show an example of a schematic depiction of a top view and a side view of a vacuum chamber 1900 having independent robotic arms 1902, 1904 driven by non-collocated drive units. In the example of FIGS. 90A and 90B, each drive unit may provide three axes of rotation and any additional vertical lift axis. Each robot arm may consist of a first link (upper arm), a second link (forearm), and a third link having an end effector. As shown in the figure, the joint length of the second link may be smaller than the joint length of the first link. Each of the three links may be driven by one of the rotation axes of the corresponding robot drive unit. In general, any number of rotational axes and links may be used. The two robot arms and the drive unit of FIGS. 90A and 90B extend to and from any station where the two arms extend directly above and / or below each other and attached to the vacuum chamber. It may be configured to be able to deliver / remove material. Alternatively, as schematically shown in FIGS. 91A and 91B, each of the two drive units 1902 ′, 1904 ′ transmits rotational motion from the rotational axis of the drive unit to a given point in the vacuum chamber. An extension member that can be featured. The extension member may be stationary in a horizontal plane, while the extension member may move vertically if the corresponding drive unit has a vertical lifting axis. As shown in the example of FIGS. 91A and 91B, a standard robot arm may be driven by each of the extension members. For example, each drive unit having an extension member may provide two axes of rotation and an optional additional vertical lift axis. At this time, each of the robot arms may include a first link (upper arm), a second link (forearm), and a third link having an end effector. In the example of FIGS. 91A and 91B, the first two links are driven by the two axes of rotation of the corresponding drive unit, and the third link is mechanical so that the end effector maintains the radial orientation. Be bound by Although FIGS. 91A and 91B show a three-link arm, the arm may consist of any suitable number of links. In alternative embodiments, any suitable combination of the arm mechanism and drive unit of FIGS. 90A and 90B and FIGS. 91A and 91B or others may be used. According to one further example, a machine-readable non-transitory program storage device may be provided that tangibly incorporates a program of instructions executable by the machine to perform an operation, such as a memory 1951 ′, for example. Good. Here, the operations include any of the operations performed by the controller as described herein. The methods described above may be performed or controlled at least in part using a processor 1951, memory 1951 ′, and software 1951 ″.

上述の説明は単なる例示であると見なされるべきである。種々の代替例および変更例が当業者によって考案されることができる。したがって、本実施形態は、このような代替例、変更例、および変形例を全て包含することを意図されている。例えば、種々の従属請求項に記載されている特徴は任意の好適な組み合わせ(単数または複数)で互いと組み合わせることができるであろう。加えて、上述の異なる実施形態からの特徴を選択的に組み合わせ、新たな実施形態を作ることができるであろう。したがって、本説明は、添付の請求項の範囲内に含まれるこのような代替例、変更例および変形例を全て包含することを意図されている。   The above description should be regarded as illustrative only. Various alternatives and modifications can be devised by those skilled in the art. Accordingly, the present embodiment is intended to encompass all such alternatives, modifications, and variations. For example, the features recited in the various dependent claims may be combined with each other in any suitable combination (s). In addition, features from the different embodiments described above could be selectively combined to create new embodiments. Accordingly, the description is intended to embrace all such alternatives, modifications and variances that fall within the scope of the appended claims.

Claims (20)

駆動装置と、
前記駆動装置に接続される第1のアームであって、前記第1のアームは、前記駆動装置と連続して接続される、第1のリンク、第2のリンクおよびエンドエフェクタを有し、前記第1のリンクおよび前記第2のリンクは異なる有効長を有する、前記第1のアームと;
前記第1のアームが伸長または収縮されるときに前記駆動装置に対する前記エンドエフェクタの実質的に直線のみの運動を提供するために、前記第2のリンクに対する前記エンドエフェクタの回転を制限するためのシステムと;
を備える、搬送装置。
A driving device;
A first arm connected to the drive device, the first arm comprising a first link, a second link and an end effector connected in series with the drive device; The first arm and the second link have different effective lengths, and the first arm;
For limiting rotation of the end effector relative to the second link to provide substantially linear movement of the end effector relative to the drive when the first arm is extended or contracted. With the system;
A conveying device comprising:
前記第1のリンクの前記有効長が前記第2のリンクの前記有効長よりも短い、請求項1に記載の搬送装置。   The transport apparatus according to claim 1, wherein the effective length of the first link is shorter than the effective length of the second link. 前記第1のリンクの前記有効長が前記第2のリンクの前記有効長よりも長い、請求項1に記載の搬送装置。   The transport apparatus according to claim 1, wherein the effective length of the first link is longer than the effective length of the second link. 前記エンドエフェクタが、前記第1および第2のリンクの前記有効長の差と略等しい、前記第2のリンクとの手首関節と基板支持部の中心線との間の横方向オフセットを有する、請求項1に記載の搬送装置。   The end effector has a lateral offset between a wrist joint with the second link and a centerline of the substrate support, approximately equal to the difference between the effective lengths of the first and second links. Item 2. The transfer device according to Item 1. 回転を制限するための前記システムが、前記第1のアームが伸長または収縮されるときに、前記手首関節が前記駆動装置の中心回転軸に対して前記横方向オフセットに維持された状態で、前記エンドエフェクタを平行移動させるように構成される、請求項4に記載の搬送装置。   The system for limiting rotation, wherein the wrist joint is maintained at the lateral offset relative to a central rotational axis of the drive device when the first arm is extended or contracted; The transport apparatus of claim 4, configured to translate the end effector. 前記エンドエフェクタの回転を制限するための前記システムが、前記第1のアームが伸長または収縮されるときに、前記駆動装置に対する前記エンドエフェクタの実質的に半径方向のみの運動を提供する、請求項1に記載の搬送装置。   The system for limiting rotation of the end effector provides substantially only radial movement of the end effector relative to the drive when the first arm is extended or contracted. 2. The transfer device according to 1. 前記エンドエフェクタの回転を制限するための前記システムが、前記エンドエフェクタが前記第1および第2のリンクの位置にかかわりなく前記駆動装置に対する半径方向に向くように前記エンドエフェクタの配向を束縛するように構成される、請求項1に記載の搬送装置。   The system for limiting rotation of the end effector constrains the orientation of the end effector so that the end effector is oriented radially relative to the drive device regardless of the position of the first and second links. The transport apparatus according to claim 1, which is configured as follows. 前記エンドエフェクタが、その上で少なくとも2枚の離間配置された基板を支持するように構成され、
前記第2のリンクとの前記エンドエフェクタの手首関節と、前記第1のアームが伸長または収縮されるときの前記エンドエフェクタの直線線形運動経路の中心との間に横方向オフセットが設けられ、
前記横方向オフセットは、前記第1のアームが伸長または収縮されるときにおける、前記手首関節が前記駆動装置の中心回転軸に対して前記横方向オフセットに維持された状態での、前記エンドエフェクタの実質的に平行移動のみの運動のために設けられる、請求項1に記載の搬送装置。
The end effector is configured to support at least two spaced apart substrates thereon;
A lateral offset is provided between a wrist joint of the end effector with the second link and a center of a linear linear motion path of the end effector when the first arm is extended or contracted;
The lateral offset is the position of the end effector in a state where the wrist joint is maintained at the lateral offset with respect to the central rotation axis of the driving device when the first arm is extended or contracted. The transport device according to claim 1, provided for substantially translational movement only.
回転を制限するための前記システムが、プーリおよびバンドを有するバンド駆動装置を有する、請求項1に記載の搬送装置。   The transport device of claim 1, wherein the system for limiting rotation comprises a band drive having a pulley and a band. 前記プーリが少なくとも1つの非円形プーリを有する、請求項9に記載の搬送装置。   The conveying device according to claim 9, wherein the pulley has at least one non-circular pulley. 前記プーリが、前記第2のリンクまたは前記エンドエフェクタに固定接続される少なくとも1つのプーリを有する、請求項9に記載の搬送装置。   The conveying device according to claim 9, wherein the pulley has at least one pulley fixedly connected to the second link or the end effector. 前記エンドエフェクタが、基板支持部、および前記基板支持部を前記第2のリンクとの前記エンドエフェクタの手首関節に接続する脚を有し、
前記脚は、前記手首関節に接続される第1の部分、前記基板支持部に接続される第2の部分を有し、
前記第1および第2の部分は約90度〜約120度の角度で互いに接続される、請求項1に記載の搬送装置。
The end effector has a substrate support, and a leg connecting the substrate support to a wrist joint of the end effector with the second link;
The leg has a first part connected to the wrist joint, a second part connected to the substrate support part,
The transport apparatus of claim 1, wherein the first and second portions are connected to each other at an angle of about 90 degrees to about 120 degrees.
前記エンドエフェクタが、2つの基板支持部、および前記基板支持部を前記第2のリンクとの前記エンドエフェクタの手首関節に接続する脚フレームを有し、
前記脚フレームは基部および2本の脚を有して実質的にU字形であり、
各脚は前記基板支持部の個別の1つに接続され、前記手首関節は、前記基部の中心からオフセットされた場所において前記エンドエフェクタを前記第2のリンクに接続する、請求項1に記載の搬送装置。
The end effector has two substrate supports and a leg frame connecting the substrate support to a wrist joint of the end effector with the second link;
The leg frame is substantially U-shaped with a base and two legs;
The leg of claim 1, wherein each leg is connected to a separate one of the substrate supports, and the wrist joint connects the end effector to the second link at a location offset from the center of the base. Conveying device.
駆動装置によってアームの第1のリンクを回転させることと;
前記第1のリンクが回転されるときに前記アームの第2のリンクを回転させること、ただし、前記第2のリンクは前記第1のリンク上で回転される、前記回転させることと;
前記第2のリンク上でエンドエフェクタを回転させること、ただし、前記第1および第2のリンクは異なる有効長を有し、前記第2のリンク上における前記エンドエフェクタの回転は、前記アームが伸長または収縮されるときに、前記エンドエフェクタが前記駆動装置に対する実質的に直線のみの運動に制限されるように、束縛される、前記回転させることと;
を含む、方法。
Rotating the first link of the arm by a drive;
Rotating the second link of the arm when the first link is rotated, wherein the second link is rotated on the first link;
Rotating an end effector on the second link, wherein the first and second links have different effective lengths, and rotation of the end effector on the second link causes the arm to extend Or the rotation, constrained such that, when contracted, the end effector is limited to substantially linear motion relative to the drive;
Including a method.
前記運動が、前記駆動装置の中心軸に対する半径方向運動である、請求項14に記載の方法。   The method of claim 14, wherein the movement is a radial movement relative to a central axis of the drive. 前記エンドエフェクタが、前記第1および第2のリンクの前記有効長の差と略等しい、前記第2のリンクとの手首関節と基板支持部の中心線との間の横方向オフセットを有する、請求項14に記載の方法。   The end effector has a lateral offset between a wrist joint with the second link and a centerline of the substrate support, approximately equal to the difference between the effective lengths of the first and second links. Item 15. The method according to Item 14. 前記第2のリンク上で前記エンドエフェクタを回転させることが、前記第1のアームが伸長または収縮されるときに、前記第2のリンクとの手首関節が前記駆動装置の中心回転軸に対して横方向オフセットに維持された状態で、前記エンドエフェクタの平行移動運動のみを生じさせる、請求項14に記載の方法。   Rotating the end effector on the second link means that when the first arm is extended or contracted, the wrist joint with the second link is relative to the central rotational axis of the drive device. 15. The method of claim 14, wherein only a translational movement of the end effector is produced while maintained at a lateral offset. 前記エンドエフェクタを回転させることが、前記第1のアームが伸長または収縮されるときに、前記駆動装置に対する前記エンドエフェクタの実質的に半径方向のみの運動を提供する、請求項14に記載の方法。   15. The method of claim 14, wherein rotating the end effector provides a substantially radial only movement of the end effector relative to the drive device when the first arm is extended or retracted. . 前記エンドエフェクタを回転させることが、前記エンドエフェクタが前記第1および第2のリンクの位置にかかわりなく前記駆動装置に対する半径方向に向くように前記エンドエフェクタの配向を束縛する、請求項14に記載の方法。   The rotation of the end effector constrains the orientation of the end effector such that the end effector is oriented radially with respect to the drive device regardless of the position of the first and second links. the method of. 駆動装置と;
前記駆動装置に接続されるアームであって、前記アームは、第1の関節において前記駆動装置に接続される第1のリンク、第2の関節において前記第1のリンクに接続される第2のリンク、および第3の関節において前記第2のリンクに接続されるエンドエフェクタを有し、前記第1のリンクは、前記第2および第3の関節の間の前記第2のリンクの第2の長さと異なる前記第1および第2の関節の間の第1の長さを有し、前記第3の関節における前記エンドエフェクタの運動は、前記アームの伸長および収縮の間に前記駆動装置の回転中心に対する実質的に直線の半径方向線内をたどるように束縛される、前記アームと;
を備える搬送装置。
A driving device;
An arm connected to the drive device, wherein the arm is a first link connected to the drive device at a first joint, and a second link connected to the first link at a second joint. A link, and an end effector connected to the second link at a third joint, the first link being a second of the second link between the second and third joints. The first effector has a first length between the first and second joints different from the length, and movement of the end effector in the third joint causes rotation of the drive device during extension and contraction of the arm. Said arm constrained to follow a substantially straight radial line relative to the center;
A transport apparatus comprising:
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