JP4473075B2 - 搬送ロボットおよびそのアーム構造体 - Google Patents
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Description
旋回軸線を有し、旋回軸線まわりに角変位自在にかつ旋回軸線に沿う方向に変位自在に形成される支持部と、
支持部を旋回軸線まわりに角変位駆動するとともに支持部を旋回軸線に沿う方向に変位駆動する支持部駆動手段と、
支持部に連結され、前記旋回軸線に垂直な移動軸線を有し、支持部に対して前記移動軸線に沿う方向に変位自在に構成される第1アーム部材と、
第1アーム部材に支持され、被搬送物を保持するハンドが連結され、第1アーム部材に対して前記移動軸線に沿う方向に変位自在に構成される第2アーム部材と、
第1アーム部材を移動軸線に沿う方向に移動させる動力を与えるアーム駆動手段と、
アーム駆動手段の動力を第1アーム部材に伝達する伝達手段と、
アーム駆動手段の動力を第2アーム部材に伝達し、支持部に対して第1アーム部材が移動する移動方向と同じ方向に、第1アーム部材に対して第2アーム部材を連動させる連動手段と、
第1アーム部材の支持部に対する移動方向以外の変位を阻止する案内手段とを有し、
前記伝達手段は、支持部に設けられ、旋回軸線に平行な軸線まわりに回転可能に支持され、前記アーム駆動手段からの回転力が伝達される駆動側回転体と、
前記駆動側回転体に巻き掛けられ、前記アーム駆動手段の回転にともなって移動方向に移動する移動部分が形成される伝達索条体と、
伝達索条体のうち前記移動部分と第1アーム部材とを連結する連結体とを含み、
前記伝達索条体は、両端部が駆動側回転体の外周部に固定され、
前記駆動側回転体は、周長が前記案内手段の長軸方向の長さよりも大きく形成されることを特徴とする搬送ロボットである。
また、アーム駆動手段を回転させると、回転力を伝達索条体に伝達する。伝達索条体は、回転力が伝達されることによって、伝達索条体の一部を移動方向に移動させる。伝達索条体に第1アーム部材が連結されることによって、アーム駆動手段からの回転力を直進する力に変換して第1アーム部材に伝達することができる。
また、案内手段によって、第1アーム部材が支持部に対して移動方向以外にずれることを防止することができ、より正確に被搬送物を搬送することができる。
旋回軸線を有し、旋回軸線まわりに角変位自在にかつ旋回軸線に沿う方向に変位自在に形成される支持部と、
支持部を旋回軸線まわりに角変位駆動するとともに支持部を旋回軸線に沿う方向に変位駆動する支持部駆動手段と、
支持部に連結され、前記旋回軸線に垂直な移動軸線を有し、支持部に対して前記移動軸線に沿う方向に変位自在に構成される第1アーム部材と、
第1アーム部材に支持され、被搬送物を保持するハンドが連結され、第1アーム部材に対して前記移動軸線に沿う方向に変位自在に構成される第2アーム部材と、
第1アーム部材を移動軸線に沿う方向に移動させる動力を与えるアーム駆動手段と、
アーム駆動手段の動力を第1アーム部材に伝達する伝達手段と、
アーム駆動手段の動力を第2アーム部材に伝達し、支持部に対して第1アーム部材が移動する移動方向と同じ方向に、第1アーム部材に対して第2アーム部材を連動させる連動手段と、
前記伝達手段は、支持部に設けられ、旋回軸線に平行な軸線まわりに回転可能に支持され、前記アーム駆動手段からの回転力が伝達される駆動側回転体と、
前記駆動側回転体に巻き掛けられ、前記アーム駆動手段の回転にともなって移動方向に移動する移動部分が形成される伝達索条体と、
伝達索条体のうち前記移動部分と第1アーム部材とを連結する連結体とを含み、
前記伝達索条体は、両端部が駆動側回転体の外周部に固定され、
前記駆動側回転体は、その周長が第1アーム部材の移動方向の移動量とほぼ等しく形成され、伝達索条体の一端部は、伝達索条体の他端部に対して駆動側回転体の周方向他方に第1アーム部材の移動量だけずれて駆動側回転体に固定されることを特徴とする搬送ロボットである。
なお、駆動側回転体の周長が第1アーム部材の移動方向の移動量とほぼ同じ状態とは、ベルトを固定するために必要な長さを考慮した周長に決定される。この場合、駆動側回転体の周長は、アームの移動量よりもベルトを固定するために必要な長さぶんだけ大きく形成される。
本発明では連動手段を用いることによって、1つのアーム駆動手段で、支持部に対して第1アーム部材を変位駆動するとともに、第1アーム部材に対して第2アーム部材を連動して変位駆動する。したがって第1アーム部材を支持部に向けて移動させると、第2アーム部材も支持部に向けて移動する。これによって支持部から移動方向に予め離れた位置へ被搬送物を搬送する場合、1つのアームで被搬送物を搬送する場合に比べて、各アーム部材の長さを短くすることができる。
したがって第1アーム部材および第2アーム部材を支持部の旋回軸線に近接させた縮退状態では、1つのアーム部材を用いる場合に比べて、支持部の旋回軸線に垂直な平面における搬送ロボットの投影面積を小形化することができる。これによって縮退状態で支持部を旋回軸線まわりに旋回したときに必要な旋回半径を小さくすることができる。
また、アーム駆動手段を回転させると、回転力を伝達索条体に伝達する。伝達索条体は、回転力が伝達されることによって、伝達索条体の一部を移動方向に移動させる。伝達索条体に第1アーム部材が連結されることによって、アーム駆動手段からの回転力を直進する力に変換して第1アーム部材に伝達することができる。
また、駆動側回転体を一回転角変位させることによって、第1アーム部材を移動方向に必要な移動量だけ移動させることができる。これによって伝達索条体が重なることを防いで、駆動側回転体の外周部に金属ベルトを有効に当接させることができ、可及的に駆動側回転体の外径を小形化することができる。
可撓性を有して環状に形成され、内周面に各当接体の外周面が部分的に接触して張架され、各当接体によって移動方向にU字状に折り返し、周方向に変位可能な連動索条体と、
連動索条体のうちで、1つの当接体に対して伸延方向一方側部分と、支持部とを固定する第1固定体と、
連動索条体のうちで、1つの当接体に対して伸延方向他方側部分と、第2アーム部材とを固定する第2固定体とを含むことを特徴とする。
前記伝達索条体の両端部のうち、一端部が駆動側回転体の外周部に固定されて、一端部から駆動側回転体の周方向一方に延び、他端部が駆動側回転体の外周部に固定されて、他端部から駆動側回転体の周方向他方に延び、中間部が従動側回転体に巻き掛けられ、
前記伝達索条体の一端部は、伝達索条体の他端部に対して、駆動側回転体の周方向他方にずれるとともに、駆動側回転体の軸線方向にずれて配置されることを特徴とする。
また、伝達索条体を金属ベルトによって実現することによって、真空中でも使用可能な樹脂ベルトを用いる場合に比べて、ガスの発生を防ぐことができる。
予め定める移動軸線を有し、支持部に対して前記移動軸線に沿う方向に変位自在に構成される第1アーム部材と、
第1アーム部材に支持され、被搬送物を保持するハンドが連結され、第1アーム部材に対して前記移動軸線に沿う方向に変位自在に構成される第2アーム部材と、
第1アーム部材を移動軸線に沿う方向に移動させる動力を与えるアーム駆動手段と、
アーム駆動手段の動力を第1アーム部材に伝達する伝達手段と、
アーム駆動手段の動力を第2アーム部材に伝達し、支持部に対して第1アーム部材が移動する移動方向と同じ方向に、第1アーム部材に対して第2アーム部材を連動させる連動手段と、
第1アーム部材の支持部に対する移動方向以外の変位を阻止する案内手段とを有し、
前記伝達手段は、支持部に設けられ、旋回軸線に平行な軸線まわりに回転可能に支持され、前記アーム駆動手段からの回転力が伝達される駆動側回転体と、
前記駆動側回転体に巻き掛けられ、前記アーム駆動手段の回転にともなって移動方向に移動する移動部分が形成される伝達索条体と、
伝達索条体のうち前記移動部分と第1アーム部材とを連結する連結体とを含み、
前記伝達索条体は、両端部が駆動側回転体の外周部に固定され、
前記駆動側回転体は、周長が前記案内手段の長軸方向の長さよりも大きく形成されることを特徴とする搬送ロボットのアーム構造体である。
また1つのアーム駆動手段からの動力を、連動手段によって伝達することによって、第2アーム部材が移動するための動力を得ることができる。したがって第2アーム部材を変位移動するための駆動手段を別途必要とすることがない。比較例として、第2アーム部材を変位移動するための駆動手段を別途用いる場合には、2つのアーム駆動手段が必要となるとともに構造が複雑となるので、ロボットを安価に構成することができない。これに対して本発明では、上述したように1つのアーム駆動手段からの動力を第1アーム部材と第2アーム部材とにそれぞれ伝達する。これによって簡単な構造で安価にロボットを実現することができる。
また、アーム駆動手段を回転させると、回転力を伝達索条体に伝達する。伝達索条体は、回転力が伝達されることによって、伝達索条体の一部を移動方向に移動させる。伝達索条体に第1アーム部材が連結されることによって、アーム駆動手段からの回転力を直進する力に変換して第1アーム部材に伝達することができる。
また、案内手段によって、第1アーム部材が支持部に対して移動方向以外にずれることを防止することができ、より正確に被搬送物を搬送することができる。
予め定める移動軸線を有し、支持部に対して前記移動軸線に沿う方向に変位自在に構成される第1アーム部材と、
第1アーム部材に支持され、被搬送物を保持するハンドが連結され、第1アーム部材に対して前記移動軸線に沿う方向に変位自在に構成される第2アーム部材と、
第1アーム部材を移動軸線に沿う方向に移動させる動力を与えるアーム駆動手段と、
アーム駆動手段の動力を第1アーム部材に伝達する伝達手段と、
アーム駆動手段の動力を第2アーム部材に伝達し、支持部に対して第1アーム部材が移動する移動方向と同じ方向に、第1アーム部材に対して第2アーム部材を連動させる連動手段と、
前記伝達手段は、支持部に設けられ、旋回軸線に平行な軸線まわりに回転可能に支持され、前記アーム駆動手段からの回転力が伝達される駆動側回転体と、
前記駆動側回転体に巻き掛けられ、前記アーム駆動手段の回転にともなって移動方向に移動する移動部分が形成される伝達索条体と、
伝達索条体のうち前記移動部分と第1アーム部材とを連結する連結体とを含み、
前記伝達索条体は、両端部が駆動側回転体の外周部に固定され、
前記駆動側回転体は、その周長が第1アーム部材の移動方向の移動量とほぼ等しく形成され、伝達索条体の一端部は、伝達索条体の他端部に対して駆動側回転体の周方向他方に第1アーム部材の移動量だけずれて駆動側回転体に固定されることを特徴とする搬送ロボットのアーム構造体である。
本発明に従えば、支持部から移動方向に予め離れた位置へ被搬送物を搬送する場合、1つのアームで搬送する場合に比べて、各アームの長さを短くすることができる。したがって第1アーム部材および第2アーム部材を支持部の回転軸線に近接させた縮退状態では、1つのアームを用いる場合に比べてロボットの旋回軸線に垂直な平面で切断したときの面積を小形化することができる。これによって縮退状態で支持部を旋回軸線まわりに旋回したときに必要な旋回半径を小さくすることができる。
また1つのアーム駆動手段からの動力を、連動手段によって伝達することによって、第2アーム部材が移動するための動力を得ることができる。したがって第2アーム部材を変位移動するための駆動手段を別途必要とすることがない。比較例として、第2アーム部材を変位移動するための駆動手段を別途用いる場合には、2つのアーム駆動手段が必要となるとともに構造が複雑となるので、ロボットを安価に構成することができない。これに対して本発明では、上述したように1つのアーム駆動手段からの動力を第1アーム部材と第2アーム部材とにそれぞれ伝達する。これによって簡単な構造で安価にロボットを実現することができる。
また、アーム駆動手段を回転させると、回転力を伝達索条体に伝達する。伝達索条体は、回転力が伝達されることによって、伝達索条体の一部を移動方向に移動させる。伝達索条体に第1アーム部材が連結されることによって、アーム駆動手段からの回転力を直進する力に変換して第1アーム部材に伝達することができる。
また、駆動側回転体を一回転角変位させることによって、第1アーム部材を移動方向に必要な移動量だけ移動させることができる。これによって伝達索条体が重なることを防いで、駆動側回転体の外周部に金属ベルトを有効に当接させることができ、可及的に駆動側回転体の外径を小形化することができる。
また本発明は、搬送ロボットは、大気圧よりも低い圧力に保たれる真空領域で被搬送物を搬送することを特徴とする。
また第1アーム部材が案内手段によって案内されるので、第1アーム部材が支持部に対して移動方向以外の方向にずれることを防止することができる。これによってハンドが振動することを防止することができ、より正確に被搬送物を搬送することができる。
また本発明では、第1アーム部材と第2アーム部材とを1つのアーム駆動手段によって動作させ、各アーム部材を変位させることができ、構造を簡単化することができる。これによって安価にロボットを構成することができる。
また、駆動側回転体を一回転以内角変位させることによって、第1アーム部材を移動方向に必要な移動量だけ移動させることができる。これによって伝達索条体が互いに重なることなく駆動回転体に当接させることができ、可及的に駆動側回転体の外径を小形化することができ、ひいてはロボットを小形化することができる。
また連動索条体を、環状に形成することによって、移動軸線の向きにかかわらず、第2アーム部材を移動させることができる。また移動軸線が水平に延びる場合、重力の影響を受けることなく、移動方向一方に第1アーム部材を移動させる場合と、移動方向他方に第1アーム部材を移動させる場合とで、アーム駆動手段が第1アーム部材を移動させるに必要な力を同じにすることができる。
また伝達索条体の一端部と他端部とが駆動側回転体の周方向にずれるとともに、駆動側回転体の軸線方向にずれて固定されることによって、弾性変形量が小さい金属ベルトを用いても動力伝達することができる。また巻き取られた伝達索条体が、重なることを防ぐことができ、伝達索条体の損傷および振動の発生を防ぐことができる。これによって安定して被搬送物を搬送することができる。
また、アーム駆動手段を回転させると、回転力を伝達索条体に伝達する。伝達索条体は、回転力が伝達されることによって、伝達索条体の一部を移動方向に移動させる。伝達索条体に第1アーム部材が連結されることによって、アーム駆動手段からの回転力を直進する力に変換して第1アーム部材に伝達することができる。
また、案内手段によって、第1アーム部材が支持部に対して移動方向以外にずれることを防止することができ、より正確に被搬送物を搬送することができる。
また、アーム駆動手段を回転させると、回転力を伝達索条体に伝達する。伝達索条体は、回転力が伝達されることによって、伝達索条体の一部を移動方向に移動させる。伝達索条体に第1アーム部材が連結されることによって、アーム駆動手段からの回転力を直進する力に変換して第1アーム部材に伝達することができる。
また、駆動側回転体を一回転角変位させることによって、第1アーム部材を移動方向に必要な移動量だけ移動させることができる。これによって伝達索条体が重なることを防いで、駆動側回転体の外周部に金属ベルトを有効に当接させることができ、可及的に駆動側回転体の外径を小形化することができる。
31 真空チャンバ
32 半導体ウェハ
43 ベース体
44 旋回用回転モータ
45 昇降用回転モータ
50 筒状部
51 支持部
80 アーム用回転モータ
81 回転軸体
96 駆動側回転体
97a,97b 従動側回転体
100 第2ベルト
103 連結体
110 第1アーム部材
111 第2アーム部材
121,122 連動回転体
123 第1固定体
124 連動ベルト
125 第2固定体
L1 旋回軸線
L2 移動軸線
Claims (10)
- 被搬送物を搬送する搬送ロボットであって、
旋回軸線を有し、旋回軸線まわりに角変位自在にかつ旋回軸線に沿う方向に変位自在に形成される支持部と、
支持部を旋回軸線まわりに角変位駆動するとともに支持部を旋回軸線に沿う方向に変位駆動する支持部駆動手段と、
支持部に連結され、前記旋回軸線に垂直な移動軸線を有し、支持部に対して前記移動軸線に沿う方向に変位自在に構成される第1アーム部材と、
第1アーム部材に支持され、被搬送物を保持するハンドが連結され、第1アーム部材に対して前記移動軸線に沿う方向に変位自在に構成される第2アーム部材と、
第1アーム部材を移動軸線に沿う方向に移動させる動力を与えるアーム駆動手段と、
アーム駆動手段の動力を第1アーム部材に伝達する伝達手段と、
アーム駆動手段の動力を第2アーム部材に伝達し、支持部に対して第1アーム部材が移動する移動方向と同じ方向に、第1アーム部材に対して第2アーム部材を連動させる連動手段と、
第1アーム部材の支持部に対する移動方向以外の変位を阻止する案内手段とを有し、
前記伝達手段は、支持部に設けられ、旋回軸線に平行な軸線まわりに回転可能に支持され、前記アーム駆動手段からの回転力が伝達される駆動側回転体と、
前記駆動側回転体に巻き掛けられ、前記アーム駆動手段の回転にともなって移動方向に移動する移動部分が形成される伝達索条体と、
伝達索条体のうち前記移動部分と第1アーム部材とを連結する連結体とを含み、
前記伝達索条体は、両端部が駆動側回転体の外周部に固定され、
前記駆動側回転体は、周長が前記案内手段の長軸方向の長さよりも大きく形成されることを特徴とする搬送ロボット。 - 被搬送物を搬送する搬送ロボットであって、
旋回軸線を有し、旋回軸線まわりに角変位自在にかつ旋回軸線に沿う方向に変位自在に形成される支持部と、
支持部を旋回軸線まわりに角変位駆動するとともに支持部を旋回軸線に沿う方向に変位駆動する支持部駆動手段と、
支持部に連結され、前記旋回軸線に垂直な移動軸線を有し、支持部に対して前記移動軸線に沿う方向に変位自在に構成される第1アーム部材と、
第1アーム部材に支持され、被搬送物を保持するハンドが連結され、第1アーム部材に対して前記移動軸線に沿う方向に変位自在に構成される第2アーム部材と、
第1アーム部材を移動軸線に沿う方向に移動させる動力を与えるアーム駆動手段と、
アーム駆動手段の動力を第1アーム部材に伝達する伝達手段と、
アーム駆動手段の動力を第2アーム部材に伝達し、支持部に対して第1アーム部材が移動する移動方向と同じ方向に、第1アーム部材に対して第2アーム部材を連動させる連動手段と、
前記伝達手段は、支持部に設けられ、旋回軸線に平行な軸線まわりに回転可能に支持され、前記アーム駆動手段からの回転力が伝達される駆動側回転体と、
前記駆動側回転体に巻き掛けられ、前記アーム駆動手段の回転にともなって移動方向に移動する移動部分が形成される伝達索条体と、
伝達索条体のうち前記移動部分と第1アーム部材とを連結する連結体とを含み、
前記伝達索条体は、両端部が駆動側回転体の外周部に固定され、
前記駆動側回転体は、その周長が第1アーム部材の移動方向の移動量とほぼ等しく形成され、伝達索条体の一端部は、伝達索条体の他端部に対して駆動側回転体の周方向他方に第1アーム部材の移動量だけずれて駆動側回転体に固定されることを特徴とする搬送ロボット。 - 連動手段は、第1アーム部材に設けられて移動方向に並ぶ2つ以上の当接体と、
可撓性を有して環状に形成され、内周面に各当接体の外周面が部分的に接触して張架され、各当接体によって移動方向にU字状に折り返し、周方向に変位可能な連動索条体と、
連動索条体のうちで、1つの当接体に対して伸延方向一方側部分と、支持部とを固定する第1固定体と、
連動索条体のうちで、1つの当接体に対して伸延方向他方側部分と、第2アーム部材とを固定する第2固定体とを含むことを特徴とする請求項1または2記載の搬送ロボット。 - 前記伝達手段は、支持部に設けられ、旋回軸線に平行な軸線まわりに回転可能に支持される従動側回転体とをさらに含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の搬送ロボット。
- 伝達索条体は、可撓性を有する金属ベルトによって実現され、
前記伝達索条体の両端部のうち、一端部が駆動側回転体の外周部に固定されて、一端部から駆動側回転体の周方向一方に延び、他端部が駆動側回転体の外周部に固定されて、他端部から駆動側回転体の周方向他方に延び、中間部が従動側回転体に巻き掛けられ、
前記伝達索条体の一端部は、伝達索条体の他端部に対して、駆動側回転体の周方向他方にずれるとともに、駆動側回転体の軸線方向にずれて配置されることを特徴とする請求項1または2に記載の搬送ロボット。 - 第1アーム部材と第2アーム部材とアーム駆動手段と伝達手段と連動手段とを含んで構成されるアーム構造体を複数備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の搬送ロボット。
- 前記搬送ロボットは、大気圧よりも低い圧力に保たれる真空領域で被搬送物を搬送することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の搬送ロボット。
- 被搬送物を搬送する搬送ロボットの支持部に連結されるアーム構造体であって、
予め定める移動軸線を有し、支持部に対して前記移動軸線に沿う方向に変位自在に構成される第1アーム部材と、
第1アーム部材に支持され、被搬送物を保持するハンドが連結され、第1アーム部材に対して前記移動軸線に沿う方向に変位自在に構成される第2アーム部材と、
第1アーム部材を移動軸線に沿う方向に移動させる動力を与えるアーム駆動手段と、
アーム駆動手段の動力を第1アーム部材に伝達する伝達手段と、
アーム駆動手段の動力を第2アーム部材に伝達し、支持部に対して第1アーム部材が移動する移動方向と同じ方向に、第1アーム部材に対して第2アーム部材を連動させる連動手段と、
第1アーム部材の支持部に対する移動方向以外の変位を阻止する案内手段とを有し、
前記伝達手段は、支持部に設けられ、旋回軸線に平行な軸線まわりに回転可能に支持され、前記アーム駆動手段からの回転力が伝達される駆動側回転体と、
前記駆動側回転体に巻き掛けられ、前記アーム駆動手段の回転にともなって移動方向に移動する移動部分が形成される伝達索条体と、
伝達索条体のうち前記移動部分と第1アーム部材とを連結する連結体とを含み、
前記伝達索条体は、両端部が駆動側回転体の外周部に固定され、
前記駆動側回転体は、周長が前記案内手段の長軸方向の長さよりも大きく形成されることを特徴とする搬送ロボットのアーム構造体。 - 被搬送物を搬送する搬送ロボットの支持部に連結されるアーム構造体であって、
予め定める移動軸線を有し、支持部に対して前記移動軸線に沿う方向に変位自在に構成される第1アーム部材と、
第1アーム部材に支持され、被搬送物を保持するハンドが連結され、第1アーム部材に対して前記移動軸線に沿う方向に変位自在に構成される第2アーム部材と、
第1アーム部材を移動軸線に沿う方向に移動させる動力を与えるアーム駆動手段と、
アーム駆動手段の動力を第1アーム部材に伝達する伝達手段と、
アーム駆動手段の動力を第2アーム部材に伝達し、支持部に対して第1アーム部材が移動する移動方向と同じ方向に、第1アーム部材に対して第2アーム部材を連動させる連動手段と、
前記伝達手段は、支持部に設けられ、旋回軸線に平行な軸線まわりに回転可能に支持され、前記アーム駆動手段からの回転力が伝達される駆動側回転体と、
前記駆動側回転体に巻き掛けられ、前記アーム駆動手段の回転にともなって移動方向に移動する移動部分が形成される伝達索条体と、
伝達索条体のうち前記移動部分と第1アーム部材とを連結する連結体とを含み、
前記伝達索条体は、両端部が駆動側回転体の外周部に固定され、
前記駆動側回転体は、その周長が第1アーム部材の移動方向の移動量とほぼ等しく形成され、伝達索条体の一端部は、伝達索条体の他端部に対して駆動側回転体の周方向他方に第1アーム部材の移動量だけずれて駆動側回転体に固定されることを特徴とする搬送ロボットのアーム構造体。 - 前記搬送ロボットは、大気圧よりも低い圧力に保たれる真空領域で被搬送物を搬送することを特徴とする請求項8または9に記載の搬送ロボットのアーム構造体。
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