JP3972473B2 - 無人搬送車 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にクリーンルーム内においてウエハーカセットを搬送するため等に用いて好適な無人搬送車に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体の製造を行うクリーンルームにおいては、無人搬送車によりウエーハカセット(ウエーハを多数収納する容器)の搬送を行っている。
従来の無人搬送車は、基本的に、走行台車上にワーク載置用の荷台と、移載ロボットを備えた構成となっており、複数の製造装置(外部装置)に沿って軌道を敷設しておき、この軌道に沿って無人搬送車を走行させ、移載ロボットで各製造装置と荷台との間でワークの移載を行うようになっている。
【0003】
ところで、このような無人搬送車においては、省スペース化を図るために、製造装置と無人搬送車の間隔、および無人搬送車自体の外形寸法を縮小することが望まれており、このために種々の工夫がなされている。
【0004】
図13ないし図15に示す各例においては、いずれも、無人搬送車1は、走行台車2上の前部と後部にワーク載置用の荷台3を設け、走行台車2の中央部に移載ロボット4を備えた構成となっている。そして、無人搬送車1は、移載ロボット4の先端部に備えたフィンガ6でワークWをすくい取り、移載ロボット4のアーム7を旋回させることによって、各製造装置(外部装置)5のワーク受け渡しポート5aと荷台3との間でワークWの移載を行うようになっている。
【0005】
これらの例のうち、まず、図13に示すものは、無人搬送車1と製造装置5との間隔を最小とすることを目的としたもので、この無人搬送車1Aでは、アーム7の上面にフィンガ6が備えられた構成となっている。そして、無人搬送車1と製造装置5との間隔を最小限としたときに、アーム7の先端面を製造装置5の前面に対向して位置してワーク受け渡しポート5aにワークWを受け渡しできるよう、フィンガ6の長さが設定されている。
【0006】
図14に示すものは、無人搬送車1の前後長を最小限とすることを目的としたもので、この無人搬送車1Bでは、一方の荷台3にワークWを受け渡しするときに、このワークWを保持するフィンガ6の後端部が他方の荷台3に干渉しない範囲内で、前後の荷台3,3の間隔が最小限となるよう設定されている。
【0007】
図15に示すものは、フィンガ6の長さを最小とすることを主眼としたもので、この無人搬送車1Cでは、アーム7の先端部を構成する上部アーム7aの下面にフィンガ6Cを備えている。このような構成では、上部アーム7aが製造装置5の前面に干渉することなくワーク受け渡しポート5a内に入り込むようになっているため、フィンガ6Cが、ワーク受け渡しポート5aでワークWを受け渡しできる最小限の長さに設定されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の無人搬送車には、以下のような問題が存在する。
まず、図13に示した無人搬送車1Aでは、フィンガ6の長さが、アーム7の先端面を製造装置5の前面に対向して位置させた状態でワーク受け渡しポート5aにワークWを受け渡しできるよう設定されているため、フィンガ6が長くなる。したがって、アーム7を旋回させるときの最小半径はフィンガ6の長さによって決定されてしまい、その結果、図13(b)に示したように、前後の荷台3,3間の間隔がフィンガ6の長さ以上必要となり、無人搬送車1Aの前後長をそれ以上縮めることができないという問題がある。
【0009】
また、図14に示した無人搬送車1Bでは、その前後長を最小限とすることができるものの、フィンガ6を旋回させるときには、荷台3,3間の間隔が狭いので、他方の荷台3に干渉しない範囲でフィンガ6の後端部側を中心として先端部側を振って旋回させなければならない(図14(a)中の二点鎖線を参照)。このため、フィンガ6が無人搬送車1Bの側方に張り出して旋回することになるため、無人搬送車1Bと製造装置5との間隔を狭めることができない。
【0010】
図15に示した無人搬送車1Cでは、フィンガ6Cの上方に上部アーム7aが位置するため、フィンガ6Cを引き込むとフィンガ6C上で保持したワークWと上部アーム7aが干渉してしまう(図15(a)中の二点鎖線を参照)。このため、フィンガ6Cの引き込み寸法が制限され、アーム7を旋回させたときの旋回半径(フィンガ6Cの先端部が旋回したときの軌跡)が大きくなる。その結果、この旋回半径によって無人搬送車1Cと製造装置5との間隔、および前後の荷台3,3の間隔が決定されてしまい、無人搬送車1Cと製造装置5との間隔については、図13に示した無人搬送車1Aの場合ほど小さくすることができず、また前後の荷台3,3の間隔については図14に示した無人搬送車1Bの場合ほど小さくすることができない。
【0011】
このように、製造装置5と無人搬送車1の間隔、および無人搬送車1自体の外形寸法を縮小することが望まれていながらも、これを実現できる決定的な無人搬送車1は依然として提供されていないのが現実である。
【0012】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、製造装置と無人搬送車の間隔、および無人搬送車自体の外形寸法を縮小することのできる無人搬送車を提供することを課題とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、走行方向の前方及び後方に配置された荷台にワークを載せて搬送する走行台車上に、前記荷台と外部装置との間でワークを移載する移載ロボットを搭載した無人搬送車であって、前記走行方向の前方及び後方に配置された荷台同士の間に前記移載ロボットが搭載され、前記移載ロボットが、前記走行台車上に立設された主軸と、この主軸の上端に水平面内で旋回可能に連結されたアームとを有した構成とされ、前記アームの上端が、前記外部装置の荷台よりも高位に位置し、かつ前記走行台車の荷台よりも低位に位置しており、前記アームの先端部には、水平方向から前記ワークを把持するフィンガと、該フィンガを昇降させるための昇降機構が備えられて、前記昇降機構は、前記アームが旋回されて前記フィンガが前記走行台車の荷台から前記走行方向に交差する方向に突出する突出位置に配された状態で、前記アームの上方の位置と前記アームの下方の位置との間で前記フィンガを昇降させ、前記フィンガが前記走行台車の上に配された状態で、前記アームの上方の位置に前記フィンガを配することを特徴とするとしている。
【0014】
このようにしてアームの先端部にフィンガを昇降させる昇降機構を備え、ワーク受け渡しポートでワークを受け渡しするときにはフィンガがアームよりも下方に下げることによって、アームの先端部が外部装置に干渉することがなく、フィンガの長さを最小限にすることができる。また、フィンガを引き込んだときにはフィンガをアームの上方に上げることによって、フィンガで保持したワークがアームの先端部に干渉することがなく、フィンガの旋回半径を小さくすることができる。
【0015】
請求項2に係る発明は、請求項1記載の無人搬送車であって、前記昇降機構が、一端が前記アーム側に鉛直面内で回転駆動可能に連結され、他端が前記フィンガに回動可能に連結された平行リンクからなることを特徴としている。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る無人搬送車の実施の形態の一例を、図1ないし図12を参照して説明する。
【0017】
図1および図2に示す無人搬送車10は、主として半導体製造設備のクリーンルーム内に配備されるものであり、下部に複数の走行車輪11aを備える走行台車11を有し、走行台車11上の前後にはそれぞれ半導体カセット等のワークWを載置するための荷台3,3が設けられ、荷台3,3間の略中央部分には、外部との間でワークWを移載する移載ロボット12が搭載されている。
【0018】
移載ロボット12は、走行台車11の上面より上方に延びる主軸13と、主軸13の上端に設けられたアーム14とを主体とし、アーム14の先端部には、ワークWをすくい上げて把持するフィンガ15と、このフィンガ15を昇降させる昇降機構16とが備えられている。アーム14は、主軸13の上端に下部アーム14aの基端部が水平面内で旋回可能に連結され、下部アーム14aの先端部には上部アーム14bの基端部が水平面内で旋回可能に連結された構成となっている。このように、移載ロボット12は、これら下部アーム14a、上部アーム14bを駆動部(図示なし)によって水平面内で自在に旋回駆動させる水平多関節形のロボットを構成している。
【0019】
このとき、図2に示したように、移載ロボット12は、上部アーム14bの上面が、製造装置5のワーク受け渡しポート5aよりも上方で、かつ移載ロボット12の前後に設けられた荷台3よりも下方に位置するよう設定されている。言い換えれば、荷台3の高さが、上部アーム14bの上面よりも上方となり、ワーク受け渡しポート5aの高さが、上部アーム14bの上面よりも下方となるよう設定されている
【0020】
昇降機構16は、アーム14の上部アーム14bの先端部の上面に駆動ユニット17が取り付けられ、この駆動ユニット17には、二本一対の平行リンク18,18が鉛直面内で旋回駆動可能に連結された構成となっている。そして、平行リンク18,18の先端部には、上下方向に延在する連結部材19が回動自在に連結され、この連結部材19の下端部には、平面視略コ字状の前記フィンガ15が一体に取り付けられている。
【0021】
次に、上記構成の無人搬送車1の作用について説明する。
このような無人搬送車10で、製造装置5のワーク受け渡しポート5a上のワークWを、走行台車11の荷台3上に移載するには、まず、図3(a)および(b)に示すように、無人搬送車10を製造装置5に面した所定位置、つまり、移載ロボット12がワーク受け渡しポート5aに面する位置で停止させる。
【0022】
次いで、移載ロボット12のアーム14の下部アーム14a,上部アーム14bをそれぞれ水平旋回駆動させて、フィンガ15を製造装置5側に移動させる。そして、図4(a)および(b)に示すように、下部アーム14aと上部アーム14bとが重なり、フィンガ15がアーム14と干渉しない位置、すなわち上部アーム14bよりも製造装置5側に寄った位置で、昇降機構16の駆動ユニット17で平行リンク18を駆動させ、フィンガ15を上部アーム14bの下面よりも下方に下降させ、ワーク受け渡しポート5aと略同レベルに位置させる。
【0023】
続いて、図5(a)および(b)に示すように、アーム14の下部アーム14a,上部アーム14bをそれぞれ水平旋回駆動させて、フィンガ15をワーク受け渡しポート5aに向けて押し出し、ワーク受け渡しポート5a上のワークWの下方に位置させる。このとき、アーム14の上部アーム14bはフィンガ15よりも上方に位置しているので、フィンガ15をワーク受け渡しポート5aに向けて押し出しても、上部アーム14bは製造装置5に干渉することなく、ワーク受け渡しポート5a内に入り込むこととなる。
【0024】
そして、図6(a)および(b)に示すように、昇降機構16の駆動ユニット17で平行リンク18を駆動し、フィンガ15を上昇させてワークWをすくい上げる。
【0025】
この後、図7(a)および(b)に示すように、アーム14の下部アーム14a,上部アーム14bをそれぞれ水平旋回駆動させて、フィンガ15を無人搬送車10側に引き込む。そして、図8(a)および(b)に示すように、ワークWがワーク受け渡しポート5a外に引き出された時点で、昇降機構16でフィンガ15をさらに上昇させ、アーム14の上部アーム14bよりも上方位置まで上昇させる。この状態で、アーム14を作動させてフィンガ15をさらに引き込むことによって、フィンガ15およびフィンガ15で把持したワークWが上部アーム14bに干渉することはなく、フィンガ15を、平面視すれば上部アーム14bと重なる位置まで引き込むことができる。
【0026】
次いで、図9(a)および(b)に示すように、アーム14の下部アーム14aを旋回駆動させて、フィンガ15を90゜旋回させ、ワークWを移載すべき側の荷台3に対向させる。そして、図10(a)および(b)に示すように、アーム14の下部アーム14a,上部アーム14bをそれぞれ旋回駆動させて、フィンガ15を荷台3の上方に移動させた後、図11(a)および(b)に示すように、昇降機構16でフィンガ15を下降させ、把持したワークWを荷台3上に降ろす。しかる後に、図12(a)および(b)に示すように、アーム14の下部アーム14a,上部アーム14bをそれぞれ旋回駆動させて、フィンガ15をワークWの下方から引き出すことによって、ワークWの製造装置5から無人搬送車10への移載が完了する。
【0027】
なお、ワークWを無人搬送車10の荷台3上から製造装置5のワーク受け渡しポート5aに移載するときには、上記と逆の手順で行えばよい。
【0028】
上述した無人搬送車10では、移載ロボット12のアーム14の先端部に、フィンガ15と、フィンガ15を昇降させるための例えば平行リンク18からなる昇降機構16とを備え、製造装置5のワーク受け渡しポート5aでワークWを受け渡しするときには、フィンガ15がアーム14の上部アーム14aの上面よりも下方に位置し、フィンガ15を走行台車11側に引き込んだときにはフィンガ15がアーム14の上部アーム14aの上面の上方に位置するよう、昇降機構16でフィンガ15を昇降させる構成となっている。
このように、ワーク受け渡しポート5aでワークWを受け渡しするときに、フィンガ15をアーム14よりも下方に位置させることによって、アーム14の先端部が製造装置5に干渉することがなく、したがって、フィンガ15の長さを最小限とすることができる。しかもその結果、一方の荷台3にフィンガ15を対向させた状態で、フィンガ15の後端部が他方の荷台3に干渉しない範囲内で、荷台3,3の間隔を前記最小限の長さのフィンガ15に合わせて設定できるので、無人搬送車10の前後長を最小限とすることが可能となる。
また、フィンガ15を走行台車11側に引き込んだときには、昇降機構16でフィンガ15をアーム14の上方に上げることによって、フィンガ15で保持したワークWがアーム14の先端部に干渉することがなく、したがって、フィンガ15の引き込み寸法が制限されることなく、フィンガ15および昇降機構16の旋回半径を小さくすることができる。その結果、無人搬送車10と製造装置5との間隔を最小限とすることができる。
【0029】
しかも、このように無人搬送車10の前後長を小さくし、さらに無人搬送車10と製造装置5との間隔を最小限とすることによって、フィンガ15の移動距離を最短距離にすることができ、したがってワークWの移載動作をより短時間で行うことが可能となり、無人搬送車10によるワークWの搬送能力を向上させることが可能となる。
【0030】
また、昇降機構16をフィンガ15の基端部に組み付けることによって、ワークW上昇時に昇降機構16に作用する重力負荷はフィンガ15とワークWだけとなり、昇降機構16をこれよりも移載ロボット12の基端部側、つまりアーム14の根元側に組み付ける場合に比較して、昇降機構16の作動負荷を軽減することができる。したがって、昇降機構16をより低出力のもので構成することによる低コスト化、あるいは昇降機構16の動作速度を速めることによる一層の搬送能力の向上、を図ることができる。
【0031】
なお、移載ロボット12の関節数、フィンガ15の形状、昇降機構16の機構等については、上記実施の形態で挙げたものに何ら限定されるものではない。例えば、昇降機構16については、平行リンク18以外の構成を採用しても良い。
【0032】
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない範囲内であれば、いかなる構成を採用しても良く、また上記したような構成を適宜選択的に組み合わせたものとしても良いのは言うまでもない。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1および2に係る無人搬送車によれば、走行台車上に備えた移載ロボットのアームの先端部に、フィンガと、フィンガを昇降させるための例えば平行リンクからなる昇降機構とを備え、外部装置のワーク受け渡しポートでワークを受け渡しするときには、フィンガがアームよりも下方に位置し、フィンガを引き込んだときにはフィンガがアームの上方に位置するよう、昇降機構でフィンガを昇降させる構成となっている。
このように、ワーク受け渡しポートでワークを受け渡しするときには、フィンガをアームよりも下方に位置させることによって、アームの先端部が外部装置に干渉することがなく、フィンガの長さを最小限とすることができる。その結果、この最小限の長さのフィンガに合わせて荷台の間隔を設定できるので、無人搬送車の前後長を最小限とすることが可能となる。
また、フィンガを走行台車側に引き込んだときには、昇降機構でフィンガをアームの上方に上げることによって、フィンガで保持したワークがアームの先端部に干渉することがなく、したがって、フィンガの引き込み寸法が制限されることなく、フィンガの旋回半径を小さくすることができる。その結果、無人搬送車と外部装置との間隔を最小限とすることができる。
しかも、このように無人搬送車の前後長を小さくし、さらに無人搬送車と外部装置との間隔を最小限とすることによって、フィンガの移動距離を最短距離にすることができ、したがってワークの移載動作をより短時間で行うことが可能となり、ひいては無人搬送車によるワークの搬送能力を向上させることが可能となる。
また、昇降機構をフィンガの基端部に組み付けることによって、ワーク上昇時に昇降機構に作用する重力負荷はフィンガとワークだけとなり、昇降機構をこれよりも移載ロボットの基端部側、つまりアームの根元側に組み付ける場合に比較して、昇降機構の作動負荷を軽減することができ、昇降機構をより低出力のもので構成することによる低コスト化、あるいは昇降機構の動作速度を速めることによる一層の搬送能力の向上、を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る無人搬送車の一例を示す平面図である。
【図2】 図1の側面図である。
【図3】 前記無人搬送車でワークを移載する方法を示す図であって、初期状態を示す平面図および側面図である。
【図4】 同、フィンガをアームよりも下方に下げた状態を示す平面図および側面図である。
【図5】 同、アームを伸ばし、フィンガをワークの下方に差し込んだ状態を示す平面図および側面図である。
【図6】 同、フィンガを上昇させてワークをすくい上げた状態を示す平面図および側面図である。
【図7】 同、フィンガを引き込んだ状態を示す平面図および側面図である。
【図8】 同、フィンガをアームよりも上方に上げた状態を示す平面図および側面図である。
【図9】 同、フィンガの向きを変えた状態を示す平面図および正面図である。
【図10】 同、アームを荷台に向けて伸ばした状態を示す平面図および正面図である。
【図11】 同、ワークを荷台に載せた状態を示す平面図および正面図である。
【図12】 同、フィンガを引き込んだ状態を示す平面図および正面図である。
【図13】 従来の無人搬送車の一例を示す図である。
【図14】 従来の無人搬送車の他の一例を示す図である。
【図15】 従来の無人搬送車のさらに他の一例を示す図である。
【符号の説明】
3 荷台
5 製造装置(外部装置)
10 無人搬送車
11 走行台車
12 移載ロボット
14 アーム
15 フィンガ
16 昇降機構
18 平行リンク
W ワーク
Claims (2)
- 走行方向の前方及び後方に配置された荷台にワークを載せて搬送する走行台車上に、前記荷台と外部装置との間でワークを移載する移載ロボットを搭載した無人搬送車であって、
前記走行方向の前方及び後方に配置された荷台同士の間に前記移載ロボットが搭載され、
前記移載ロボットが、
前記走行台車上に立設された主軸と、
この主軸の上端に水平面内で旋回可能に連結されたアームとを有した構成とされ、
前記アームの上端が、前記外部装置の荷台よりも高位に位置し、かつ前記走行台車の荷台よりも低位に位置しており、
前記アームの先端部には、水平方向から前記ワークを把持するフィンガと、該フィンガを昇降させるための昇降機構が備えられて、
前記昇降機構は、
前記アームが旋回されて前記フィンガが前記走行台車の荷台から前記走行方向に交差する方向に突出する突出位置に配された状態で、前記アームの上方の位置と前記アームの下方の位置との間で前記フィンガを昇降させ、前記フィンガが前記走行台車の上に配された状態で、前記アームの上方の位置に前記フィンガを配することを特徴とする無人搬送車。 - 請求項1記載の無人搬送車であって、前記昇降機構が、一端が前記アーム側に鉛直面内で回転駆動可能に連結され、他端が前記フィンガに回動可能に連結された平行リンクからなることを特徴とする無人搬送車。
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