JP6809662B2 - Transfer robot system - Google Patents
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Description
本発明は、半導体基板や液晶基板などのワークを搬送する搬送ロボットシステムに関する。 The present invention relates to a transfer robot system that conveys a workpiece such as a semiconductor substrate or a liquid crystal substrate.
半導体基板や液晶基板などの製造プロセスでは、複数枚の基板をカセットと呼ばれる基板搬送容器に多段収納し、そのカセットをプロセス装置や検査装置に搬送してカセット内の基板のプロセス処理や検査処理が行われる。そして、プロセス装置や検査装置では、搬送されたカセットに基板を収納したり、カセットから基板を取り出したりする産業用ロボットとして、搬送ロボットが用いられている。搬送ロボットとして、例えば特許文献1には、水平多関節型の搬送ロボットが開示されている。
In the manufacturing process of semiconductor substrates and liquid crystal substrates, multiple substrates are stored in multiple stages in a substrate transport container called a cassette, and the cassette is transported to a process device or inspection device for process processing and inspection processing of the substrates in the cassette. Will be done. Then, in the process apparatus and the inspection apparatus, the transfer robot is used as an industrial robot for storing the substrate in the conveyed cassette and taking out the substrate from the cassette. As a transfer robot, for example,
水平多関節型の搬送ロボットは、支持部と、支持部に対して昇降および旋回する旋回部と、旋回部に対して回動する第1アームと、第1アームに対して回動する第2アームと、第2アームに対して回動するハンドとを備えている。 The horizontal articulated transfer robot has a support portion, a swivel portion that moves up and down and turns with respect to the support portion, a first arm that rotates with respect to the swivel portion, and a second arm that rotates with respect to the first arm. It includes an arm and a hand that rotates with respect to the second arm.
真空環境で使用される搬送ロボットには、タクトタイムを短縮するために、エンドレス機構を備えているものがある。エンドレス機構とは、旋回部の旋回に制限を設けないようにして、360度回転可能にする機構である。具体的には、第1アーム、第2アームおよびハンドを回動させる駆動源であるモータを支持部内に配置して、ギアやベルトで構成される駆動機構を介して各部に回転力を伝達する。モータは、支持部内に配置されているので、旋回部の旋回には関係なく、移動しない。したがって、モータに接続されたケーブルが、旋回部の旋回によってねじ切れるという問題が発生しない。これにより、旋回部は制限なく旋回を行うことができる。 Some transfer robots used in a vacuum environment are equipped with an endless mechanism in order to shorten the tact time. The endless mechanism is a mechanism that allows the swivel portion to rotate 360 degrees without limiting the swivel of the swivel portion. Specifically, a motor that is a drive source for rotating the first arm, the second arm, and the hand is arranged in the support portion, and the rotational force is transmitted to each portion via a drive mechanism composed of gears and belts. .. Since the motor is arranged in the support portion, it does not move regardless of the rotation of the swivel portion. Therefore, the problem that the cable connected to the motor is twisted by the swivel of the swivel portion does not occur. As a result, the swivel portion can swivel without limitation.
一方、ハンドにワークが載置されているか否かを検出するためには、ハンドのワークが載置される面にセンサを設けるのが一般的である。この場合、センサの検出信号を伝達するためのケーブルが、センサから支持部を介して、コントローラに接続される。これにより、コントローラで、ワークの有無を確認することができる。 On the other hand, in order to detect whether or not a work is placed on the hand, it is common to provide a sensor on the surface on which the work of the hand is placed. In this case, a cable for transmitting the detection signal of the sensor is connected from the sensor to the controller via the support portion. As a result, the presence or absence of the work can be confirmed by the controller.
しかしながら、エンドレス機構を備えた搬送ロボットにおいて、ケーブルをセンサから支持部に配線した場合、問題が生じる。具体的には、センサから支持部に配線されるケーブルは、センサと支持部との間に存在する旋回部を通過する必要がある。なお、旋回部を通過とは、ケーブルが旋回部の内部に配置されている場合だけでなく、ケーブルが旋回部の外部に沿って配置されている場合も含んでいる。しかし、旋回部が同じ方向に旋回を繰り返すことで、当該ケーブルがねじ切れてしまう可能性がある。したがって、従来のエンドレス機構を備えた搬送ロボットシステムにおいては、ハンドにセンサを設けられず、搬送ロボットが配置される搬送チャンバにセンサを設けていた。 However, in a transfer robot provided with an endless mechanism, a problem arises when the cable is routed from the sensor to the support portion. Specifically, the cable routed from the sensor to the support portion needs to pass through the swivel portion existing between the sensor and the support portion. Note that passing through the swivel portion includes not only the case where the cable is arranged inside the swivel portion but also the case where the cable is arranged along the outside of the swivel portion. However, if the swivel portion repeatedly swivels in the same direction, the cable may be twisted. Therefore, in the conventional transfer robot system provided with the endless mechanism, the sensor is not provided in the hand, but the sensor is provided in the transfer chamber in which the transfer robot is arranged.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、信号を伝達するためのケーブルを旋回部を通過させて配線することなく、ハンドとコントローラとの間で信号を伝達することができる搬送ロボットシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and can transmit a signal between a hand and a controller without wiring a cable for transmitting a signal through a swivel portion. An object of the present invention is to provide a transfer robot system.
本発明の第1の側面によって提供される搬送ロボットシステムは、支持部と、前記支持部に対して旋回可能に設けられた旋回部と、ワークを載置するためのハンドを有し、前記旋回部に支持され、前記ハンドを所定の経路上で移動させる移動部と、前記移動部に配置され、無線通信を行う第1通信部とを備えている搬送ロボットと、少なくとも前記移動部を覆っており、内部を真空状態に保つ搬送チャンバと、前記搬送チャンバの外部に配置されて、前記搬送ロボットの制御を行い、前記第1通信部と通信を行う第2通信部を備えているコントローラとを備えており、前記搬送チャンバは、通信用の電波が通過可能な通過部を備えていることを特徴とする。この構成によると、移動部に配置された第1通信部と、コントローラに備えられている第2通信部とが通信を行う。移動部は搬送チャンバに覆われているが、搬送チャンバは通信用の電波が通過可能な通過部を備えているので、第1通信部が無線送信した信号は、搬送チャンバの外部に無線通信可能である。したがって、信号を伝達するためのケーブルを旋回部を通過させて配線しなくても、移動部とコントローラとの間で、第1通信部および第2通信部を介して、信号を伝達することができる。 The transfer robot system provided by the first aspect of the present invention has a support portion, a swivel portion rotatably provided with respect to the support portion, and a hand for mounting a work, and the swivel portion. A transfer robot that is supported by a unit and includes a moving unit that moves the hand on a predetermined route, a first communication unit that is arranged in the moving unit and performs wireless communication, and at least covers the moving unit. A transfer chamber that keeps the inside in a vacuum state and a controller that is arranged outside the transfer chamber and has a second communication unit that controls the transfer robot and communicates with the first communication unit. The transfer chamber is provided with a passing portion through which radio waves for communication can pass. According to this configuration, the first communication unit arranged in the mobile unit and the second communication unit provided in the controller communicate with each other. The moving part is covered with a transfer chamber, but since the transfer chamber has a passing part through which radio waves for communication can pass, the signal transmitted wirelessly by the first communication unit can be wirelessly communicated to the outside of the transfer chamber. Is. Therefore, it is possible to transmit a signal between the moving unit and the controller via the first communication unit and the second communication unit without wiring the cable for transmitting the signal through the swivel unit. it can.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記搬送チャンバの外側で、かつ、前記通過部の近傍に配置され、前記第1通信部と前記第2通信部との通信の中継を行う中継装置を、前記搬送ロボットシステムは、さらに備えている。この構成によると、第1通信部または第2通信部の出力が小さくても、中継装置を介して、第1通信部と第2通信部とが通信を行うことができる。つまり、第1通信部または第2通信部を出力の小さいものとすることができる。 In a preferred embodiment of the present invention, a relay device that is arranged outside the transfer chamber and in the vicinity of the passing portion and relays communication between the first communication unit and the second communication unit is used. The transfer robot system is further provided. According to this configuration, even if the output of the first communication unit or the second communication unit is small, the first communication unit and the second communication unit can communicate with each other via the relay device. That is, the first communication unit or the second communication unit can have a small output.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記中継装置と前記第2通信部とは、無線通信を行う。この構成によると、中継装置と第2通信部とを接続する通信ケーブルを必要としない。 In a preferred embodiment of the present invention, the relay device and the second communication unit perform wireless communication. According to this configuration, a communication cable for connecting the relay device and the second communication unit is not required.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記ハンドは、載置された前記ワークの有無を検出するセンサを備えており、前記第1通信部は、前記センサが検出した検出結果を送信する。この構成によると、センサが検出した検出信号を、コントローラに伝達することができる。したがって、搬送チャンバにワークの有無を検出するためのセンサを配置する必要がない。 In a preferred embodiment of the present invention, the hand includes a sensor for detecting the presence or absence of the mounted work, and the first communication unit transmits a detection result detected by the sensor. According to this configuration, the detection signal detected by the sensor can be transmitted to the controller. Therefore, it is not necessary to arrange a sensor for detecting the presence or absence of the work in the transfer chamber.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記ハンドは、前記第1通信部が受信した信号に基づいて前記ワークを把持する把持機構を備えている。この構成によると、コントローラから操作信号を送信して、把持機構でワークを把持することができる。これにより、ハンドの移動速度を速くできる。 In a preferred embodiment of the present invention, the hand is provided with a gripping mechanism that grips the work based on a signal received by the first communication unit. According to this configuration, an operation signal can be transmitted from the controller to grip the work by the gripping mechanism. As a result, the moving speed of the hand can be increased.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記搬送チャンバは金属製であり、前記通過部は、前記搬送チャンバの一部に設けられた透明な窓である。この構成によると、搬送チャンバの強度を保ちつつ、内部の状態を監視可能とすることができる。 In a preferred embodiment of the invention, the transfer chamber is made of metal and the passage is a transparent window provided in a portion of the transfer chamber. According to this configuration, it is possible to monitor the internal state while maintaining the strength of the transfer chamber.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記通過部は、ガラスまたは合成樹脂製である。この構成によると、通信用の電波を確実に通過させることができる。 In a preferred embodiment of the invention, the passage is made of glass or synthetic resin. According to this configuration, radio waves for communication can be reliably passed.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記搬送ロボットは、前記第1通信部を密閉する密閉容器をさらに備えている。この構成によると、搬送チャンバ内が真空状態になっても、密閉容器内の気圧は一定に保たれる。したがって第1通信部が真空環境にさらされることはない。 In a preferred embodiment of the present invention, the transfer robot further includes a closed container for sealing the first communication unit. According to this configuration, the air pressure in the closed container is kept constant even when the inside of the transfer chamber is in a vacuum state. Therefore, the first communication unit is not exposed to the vacuum environment.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記搬送ロボットシステムは、高周波電源装置をさらに備えており、前記支持部は、前記高周波電源装置から供給される交流電流が流れることで磁界を生成する送電部をさらに備えており、前記移動部は、前記送電部に磁気的に結合される受電コイルをさらに備えており、前記第1通信部には、前記受電コイルが受電した電力が供給される。この構成によると、送電部から受電コイルに非接触で電力伝送を行うことができる。したがって、電力伝送のためのケーブルを旋回部を通過させて配線することなく、高周波電源から第1通信部に電力を供給することができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the transfer robot system further includes a high frequency power supply device, and the support unit is a power transmission unit that generates a magnetic field by flowing an alternating current supplied from the high frequency power supply device. The moving unit further includes a power receiving coil that is magnetically coupled to the power transmission unit, and the power received by the power receiving coil is supplied to the first communication unit. According to this configuration, power can be transmitted from the power transmission unit to the power receiving coil in a non-contact manner. Therefore, power can be supplied from the high-frequency power supply to the first communication unit without wiring the cable for power transmission through the swivel unit.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記送電部は、前記旋回部の周囲に、前記旋回部の周方向の全周にわたって延びる平行な2本の導体線である。この構成によると、送電部が旋回部の周方向の全周にわたって配置されるので、旋回部が支持部に対して旋回したときでも、受電コイルが送電部から受電することを可能にする。また、送電部が平行な2本の導体線なので、配置が容易である。 In a preferred embodiment of the present invention, the power transmission unit is two parallel conductor wires extending around the swivel unit over the entire circumference in the circumferential direction of the swivel unit. According to this configuration, since the power transmission unit is arranged over the entire circumference in the circumferential direction of the swivel portion, the power receiving coil can receive power from the power transmission unit even when the swivel portion swivels with respect to the support portion. Moreover, since the power transmission unit is two parallel conductor wires, the arrangement is easy.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記移動部は、複数のアームをさらに備えており、前記複数のアームが連動してそれぞれ回動することで、前記ハンドを移動させる。この構成によると、ハンドを所定の経路上で移動させることができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the moving portion further includes a plurality of arms, and the plurality of arms rotate in conjunction with each other to move the hand. According to this configuration, the hand can be moved on a predetermined route.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記移動部は、ガイドレールをさらに備えており、前記ハンドは、前記ガイドレールに支持されて移動する。この構成によると、ハンドをガイドレールに沿って所定の経路上で移動させることができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the moving portion further includes a guide rail, and the hand moves while being supported by the guide rail. According to this configuration, the hand can be moved along a predetermined path along the guide rail.
本発明によると、移動部に配置された第1通信部と、コントローラに備えられている第2通信部とが通信を行う。移動部は搬送チャンバに覆われているが、搬送チャンバは通信用の電波が通過可能な通過部を備えているので、第1通信部が無線送信した信号は、搬送チャンバの外部に無線通信可能である。したがって、信号を伝達するためのケーブルを旋回部を通過させて配線しなくても、移動部とコントローラとの間で、第1通信部および第2通信部を介して、信号を伝達することができる。 According to the present invention, the first communication unit arranged in the mobile unit and the second communication unit provided in the controller communicate with each other. The moving part is covered with a transfer chamber, but since the transfer chamber has a passing part through which radio waves for communication can pass, the signal transmitted wirelessly by the first communication unit can be wirelessly communicated to the outside of the transfer chamber. Is. Therefore, it is possible to transmit a signal between the moving unit and the controller via the first communication unit and the second communication unit without wiring the cable for transmitting the signal through the swivel unit. it can.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent with the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings.
図1は、第1実施形態に係る搬送ロボットシステムA1の概略を示している。図1(a)は、搬送ロボットシステムA1の斜視図である。図1(b)は、搬送ロボットシステムA1の正面図である。図1においては、後述する搬送チャンバ9を透過させて、内部の搬送ロボットB1などを破線で示している(図6〜図9についても同様)。また、図1(b)においては、コントローラ8などの記載を省略している(図7(b)、図8(b)についても同様)。
FIG. 1 shows an outline of the transfer robot system A1 according to the first embodiment. FIG. 1A is a perspective view of the transfer robot system A1. FIG. 1B is a front view of the transfer robot system A1. In FIG. 1, the
搬送ロボットシステムA1は、例えばプロセス装置などに用いられ、カセットとプロセスチャンバとの間でワークを搬送するものである。図1に示すように、搬送ロボットシステムA1は、搬送ロボットB1、コントローラ8、搬送チャンバ9、および、中継装置92を備えている。搬送チャンバ9の周囲には、カセットが配置されたロードロックチャンバ(図示なし)およびプロセスチャンバ(図示なし)が配置されており、それぞれの開口部が搬送チャンバ9の開口部(図示なし)に接続されている。搬送チャンバ9、ロードロックチャンバおよびプロセスチャンバは、内部が真空状態に保たれている。なお、真空とは、絶対真空を意味するのではなく、圧力が大気圧より低い状態を意味している。搬送ロボットB1は、搬送チャンバ9内の真空環境で、カセットまたはプロセスチャンバからワークを取り出したり、当該ワークをカセットまたはプロセスチャンバに収納したりする作業を行うロボットである。
The transfer robot system A1 is used in, for example, a process apparatus, and transfers a work between a cassette and a process chamber. As shown in FIG. 1, the transfer robot system A1 includes a transfer robot B1, a
図2は、第1実施形態に係る搬送ロボットB1の概略を示している。図2(a)は、搬送ロボットB1の平面図である。図2(b)は、搬送ロボットB1の側面図であり、図1(a)において右側の側面を見た図を示している。図2(c)は、図2(a)のII−II線断面図である。図2(c)においては、一部の構成(後述する第2アーム4a,4bおよびハンド5a,5b)の記載を省略しており、旋回部2および第1アーム3a,3bの内部構造の記載も省略している。
FIG. 2 shows an outline of the transfer robot B1 according to the first embodiment. FIG. 2A is a plan view of the transfer robot B1. FIG. 2B is a side view of the transfer robot B1 and shows a view of the right side surface in FIG. 1A. FIG. 2C is a sectional view taken along line II-II of FIG. 2A. In FIG. 2C, the description of a part of the configuration (
図2に示すように、搬送ロボットB1は、支持部1、旋回部2、第1アーム3a,3b、第2アーム4a,4b、および、ハンド5a,5bを備えている。図2において、ハンド5a,5bが移動する方向であるx方向、水平面内でx方向と直交する方向であるy方向、および、鉛直方向であるz方向とするローカル座標系に基づいて説明を行う(以下の図においても同様)。当該ローカル座標系は、旋回部2を基準に設定されており、旋回部2の旋回に応じてx方向およびy方向が回転し、旋回部2の昇降に応じてz方向に平行移動する。
As shown in FIG. 2, the transfer robot B1 includes a
支持部1は、搬送チャンバ9に固定されており、旋回部2を昇降移動可能に、かつ、旋回可能に支持している。なお、支持部1は、床面に直接固定されていてもよい。本実施形態においては、支持部1は、有底円筒形状の金属製であり、上端部にはフランジ部11が設けられている。なお、支持部1の形状、寸法、材質は限定されない。
The
旋回部2は、中空の円柱形状のアルミニウム製であり、支持部1の内部に配置されている。なお、旋回部2の形状、寸法、材質は限定されない。旋回部2は、支持部1の開口部1aから突出するようにして、昇降移動可能に設けられている。本実施形態においては、旋回部2は、50mm程度の昇降移動が可能になっている。なお、もっと昇降移動が可能であってもよい。図2においては、旋回部2が上昇して開口部1aから突出している状態を示している。また、旋回部2は、支持部1に対して、z方向に延びる旋回軸Z1周りに旋回可能に設けられている。旋回部2は、エンドレス機構を備えているので、制限なく旋回を行うことができる。旋回部2を昇降移動させるための駆動機構および旋回部2を旋回させるための駆動機構(エンドレス機構)については、図示および説明を省略する。旋回部2は、旋回することでハンド5aおよびハンド5bの向きを変更して、ハンド5a,5bの移動する方向を変更する。また、旋回部2は、昇降移動することで、ハンド5a,5bの鉛直方向の位置を変更する。
The
第1アーム3aは、旋回部2に対して、z方向に延びる回動軸Z2a周りに回動可能に設けられている。第1アーム3bは、旋回部2に対して、z方向に延びる回動軸Z2b周りに回動可能に設けられている。第1アーム3aの回動軸Z2aおよび第1アーム3bの回動軸Z2bは、x方向においては旋回軸Z1と同じ位置であり、y方向においては旋回軸Z1から等距離に配置されている(図2(b)参照)。つまり、回動軸Z2a、旋回軸Z1および回動軸Z2bは、この順番でy方向に一列に等間隔で配置されている。なお、回動軸Z2aおよび回動軸Z2bの配置は、これに限定されない。第1アーム3aおよび第1アーム3bは、同じ高さ(z方向において同じ位置)に配置されているが、両者の回動範囲は制限されているので、両者が接触することはない。第1アーム3aおよび第1アーム3bを回動させるための駆動機構については、図示および説明を省略する。
The
第2アーム4aは、第1アーム3aに対して、z方向に延びる回動軸Z3a周りに回動可能に設けられている。第2アーム4bは、第1アーム3bに対して、z方向に延びる回動軸Z3b周りに回動可能に設けられている。回動軸Z3aは、第1アーム3aの先端側に配置されており、回動軸Z3bは、第1アーム3bの先端側に配置されている。第2アーム4aおよび第2アーム4bは、同じ高さ(z方向において同じ位置)に配置されているが、両者の回動範囲は制限されているので、両者が接触することはない。第2アーム4aおよび第2アーム4bを回動させるための駆動機構については、図示および説明を省略する。
The
ハンド5a,5bは、ワークが載置されるものである。ハンド5aは、ハンドホルダ5cに固定されて、第2アーム4aに対して、z方向に延びる回動軸Z4a周りに回動可能に設けられている。ハンド5bは、ハンドホルダ5dに固定されて、第2アーム4bに対して、z方向に延びる回動軸Z4b周りに回動可能に設けられている。回動軸Z4aは、第2アーム4aの先端側に配置されており、回動軸Z4bは、第2アーム4bの先端側に配置されている。ハンドホルダ5dは、側面視(x方向から見た場合)において、断面が略コの字形状となっており(図2(b)参照)、ハンド5bは、ハンドホルダ5dの上側の内側の面に固定されている。また、ハンド5aは、ハンドホルダ5cの上面に固定されている。ハンド5bは、z方向における位置がハンド5aより高い位置になっている(図2(b)参照)ので、ハンド5aとハンド5bとが接触することはない。また、ハンド5aとハンド5bとは、平面視(z方向から見た場合)において、同じ軌道上を移動することができる。ハンド5aおよびハンド5bを回動させるための駆動機構については、図示および説明を省略する。
The
第1アーム3a、第2アーム4aおよびハンド5aがそれぞれ連動して回動することで、ハンド5aは、x方向に移動する。また、第1アーム3b、第2アーム4bおよびハンド5bがそれぞれ連動して回動することで、ハンド5bは、x方向に移動する。ハンド5aおよびハンド5bのx方向の移動は、それぞれ互いに独立して制御される。また、上述したように、互いに接触することがないように構成されている。なお、第1アーム3a,3b、第2アーム4a,4bおよびハンド5a,5bのz方向の配置は、上述したものに限定されない。第1アーム3a,3b、第2アーム4a,4b、ハンドホルダ5c,5dおよびハンド5a,5bは、ある程度の強度が必要であり、軽量であることが望ましいので、本実施形態においては、いずれもアルミニウム製としている。なお、これらの形状、寸法、材質は限定されない。本実施形態においては、第1アーム3a、第2アーム4a、ハンドホルダ5cおよびハンド5aを合わせたもの、または、第1アーム3b、第2アーム4b、ハンドホルダ5dおよびハンド5bを合わせたものが、本発明の「移動部」に相当する。
The
搬送ロボットB1は、旋回部2を旋回させることでハンド5a,5bの移動する方向(x方向)を変更し、旋回部2を昇降移動させることでハンド5a,5bの鉛直方向(z方向)の位置を変更し、第1アーム3a,3b、第2アーム4a,4bおよびハンド5a,5bを回動させることで、ハンド5a,5bをx方向に移動させる。搬送ロボットB1は、これらの各動作によって、カセット内のワークを取り出したり、ワークをカセットに収納したりする。
The transfer robot B1 changes the moving direction (x direction) of the
ハンド5a(5b)は、動作をしていないときは、旋回部2の上方の所定の位置である基本位置に位置している。このとき、第1アーム3a(3b)および第2アーム4a(4b)もそれぞれ対応した基本位置に位置することになる。図2(a)においては、ハンド5a、第1アーム3aおよび第2アーム4aがそれぞれ基本位置に位置している状態(基本状態)を示している。旋回部2が旋回するときには、ハンド5a,5b(第1アーム3a,3bおよび第2アーム4a,4bも)がいずれも基本位置に位置するように制御される。
When the
次に、搬送ロボットB1における電力の供給について説明する。 Next, the power supply in the transfer robot B1 will be described.
搬送ロボットB1は、旋回部2が同じ方向に旋回を繰り返した場合に断線が発生しないように、支持部1から第1アーム3a,3bに、非接触で電力を供給する。また、旋回部2が旋回してどの位置にあるときでも電力供給ができるようになっている。
The transfer robot B1 supplies electric power from the
図3は、搬送ロボットB1における電力の供給を説明するための図である。図3(a)は、搬送ロボットB1の概略平面図であり、第1アーム3b、第2アーム4a,4bおよびハンド5a,5bを省略したものである。
FIG. 3 is a diagram for explaining the supply of electric power in the transfer robot B1. FIG. 3A is a schematic plan view of the transfer robot B1, omitting the
支持部1のフランジ部11の上面(第1アーム3aに対向する面)には、全周にわたってドーナツ状の絶縁シート12が配置されている。そして、絶縁シート12の上面には、2本の平行な導体線131,132を備えた平行二線13が、フランジ部11の上面の周方向に沿って、全周にわたって延びるようにして、配置されている(図3(a)および図2(c)参照)。絶縁シート12は、平行二線13を支持部1から絶縁するものである。支持部1が絶縁体であれば、絶縁シート12を配置しなくてもよい。また、支持部1が絶縁体であれば、平行二線13をフランジ部11の内部に配置するようにしてもよい。2本の平行な導体線131,132は、旋回軸Z1を中心とした同心円状に配置されている。また、2本の平行な導体線131,132によって規定される面は、フランジ部11の上面に平行になっている。また、本実施形態においては、導体線131,132の終端は短絡されている。なお、導体線131,132の終端は開放されていてもよいし、特定のインピーダンスを接続した状態であってもよい。平行二線13には、高周波電源装置61から高周波電力が供給される。高周波電流が流れることで、導体線131と導体線132との間に、z方向の高周波磁界が発生する。つまり、平行二線13は、高周波電源装置61が出力する電力を送電する送電アンテナ(送電コイル)として機能する。本実施形態においては、平行二線13が、本発明の「送電部」に相当する。
A donut-shaped insulating
高周波電源装置61は、支持部1の内部に配置されており、平行二線13に高周波電力を供給する。高周波電源装置61は、図示しない直流電源装置とインバータ装置とを備えている。直流電源装置は、直流電力を生成して出力するものであり、例えば、商用電源から入力される交流電圧(例えば、商用電圧200[V]など)を整流、平滑して、所定のレベル(目標電圧)の直流電圧に変換して、インバータ回路に出力する。インバータ回路は、直流電力を高周波電力に変換するものであり、直流電源装置より入力される直流電力を高周波電力に変換して出力する。インバータ回路は、例えば、単相フルブリッジ型のインバータ回路である。インバータ回路は、所定の周波数f0(例えば13.56[MHz]など)の高周波電力を出力する。なお、高周波電源装置61の構成は限定されず、高周波電力を出力するものであればよい。
The high-frequency
高周波電源装置61と平行二線13とは接続線で接続されており、一方の接続線には共振コンデンサ62が直列接続されている。共振コンデンサ62は、平行二線13とで直列共振回路を構成するためのものである。平行二線13および共振コンデンサ62は、共振周波数が高周波電源装置61より供給される高周波電力の周波数f0と一致するように設計される。すなわち、平行二線13の自己インダクタンスLtと、共振コンデンサ62のキャパシタンスCtとが、下記(1)式の関係になるように設計される。
第1アーム3aの下面(支持部1に対向する面)には、絶縁シート31が配置されていいる。そして、絶縁シート31の下面には、受電コイル32が、コイル面が第1アーム3aの下面と平行になるように配置されている。(図3(a)および図2(c)参照)。図3(a)において、絶縁シート31および受電コイル32は、第1アーム3aの下面にあるので、破線で示している。絶縁シート31は、受電コイル32を第1アーム3aから絶縁するものである。第1アーム3aが絶縁体であれば、絶縁シート31を配置しなくてもよい。また、第1アーム3aが絶縁体であれば、受電コイル32を第1アーム3aの内部に配置するようにしてもよい。
An insulating
受電コイル32は、平行二線13と磁気結合して、非接触で受電するものである。すなわち、高周波電源装置61から入力される高周波電流によって平行二線13が生成した高周波磁界の範囲内に受電コイル32が配置されることで、受電コイル32に鎖交する磁束が変化し、受電コイル32に高周波電流が流れる。これにより、平行二線13から受電コイル32に非接触で電力を供給することができる。本実施形態においては、受電コイル32は、略矩形状の巻き数が1のコイルである。なお、受電コイル32の形状および巻き数は限定されない。受電コイル32は,例えば、矩形の渦巻き状のコイル(コイル面と同じ面上で巻き線が巻かれているコイル)としてもよい。この場合、受電コイル32の厚さ(z方向の寸法)を大きくすることなく、受電コイル32のインダクタンスを大きくすることができる。また、矩形の筒形状のコイル(コイル面に直交する方向に積み上げるように巻き線が巻かれているコイル)としてもよいし、円形の渦巻き状のコイルとしてもよいし、円筒形状のコイル(いわゆるソレノイドコイル)としてもよい。ただし、筒形状とする場合は、受電コイル32の厚さ(z方向の寸法)が大きくなるので、旋回部2が最も下の位置に移動したときでも、平行二線13に接触しないように設計する必要がある。
The
また、受電コイル32のコイル面の形状は、第1アーム3aが基本位置に位置するときに、受電コイル32が最も受電できるように、設計されている。すなわち、第1アーム3aが基本位置に位置するときに、受電コイル32のコイル面の長辺が、平面視において、それぞれ導体線131,132に重なるようになっている(図3(a)参照)。この場合、平面視において、受電コイル32のコイル面と平行二線13との重なりが大きいので、受電コイル32の受電量が大きい。導体線131,132は旋回軸Z1を中心とした同心円状であり、旋回部2は旋回軸Z1を中心として旋回する(図3(a)に示す実線矢印参照)。したがって、第1アーム3aが基本位置に位置する場合は、旋回部2が旋回によってどの方向を向いていても、受電コイル32のコイル面が、平面視において、平行二線13に重なることになる。つまり、第1アーム3aが基本位置に位置する場合は、常に、受電コイル32の受電量を大きくすることができる。逆に考えると、第1アーム3aが基本位置に位置する状態で、旋回部2が旋回したときの、受電コイル32のコイル面の軌道に対向する位置に、平行二線13が配置されているともいえる。
Further, the shape of the coil surface of the
一方、第1アーム3aは、旋回軸Z1とは異なる回動軸Z2aを中心として回動する(図3(a)に示す破線矢印参照)。したがって、第1アーム3aが基本位置に位置しないとき(基本位置から回動した位置にあるとき)は、受電コイル32のコイル面が、平面視において、平行二線13からずれることになる(図3(a)の破線で記載した第1アーム3aの受電コイル32参照)。この場合、受電コイル32のコイル面のずれ具合によって(平面視における平行二線13との重なり部分の面積に応じて)、受電コイル32の受電量が小さくなる。したがって、ハンド5aが移動している間は、基本位置に位置する場合と比べて、受電コイル32の受電量が小さくなる。
On the other hand, the
受電コイル32には共振コンデンサ71が直列接続されている。共振コンデンサ71は、受電コイル32とで直列共振回路を構成するためのものである。受電コイル32および共振コンデンサ71は、共振周波数が高周波電源装置61より供給される高周波電力の周波数f0と一致するように設計される。すなわち、受電コイル32の自己インダクタンスLrと、共振コンデンサ71のキャパシタンスCrとが、下記(2)式の関係になるように設計される。
受電コイル32が受電した電力は、直流電源回路72によって直流電力に変換され、電力負荷73に供給される。直流電源回路72は、図示しない整流回路、平滑回路、および、DC/DCコンバータ回路を備えている。整流回路は、例えば、4つのダイオードをブリッジ接続した全波整流回路であり、入力される高周波電圧を整流し、直流電圧として、平滑回路に出力する。平滑回路は、整流回路から入力される直流電圧を平滑して、DC/DCコンバータ回路に出力する。DC/DCコンバータ回路は、整流回路から入力される直流電圧を所定の電圧に変換して、電力負荷73に出力する。なお、直流電源回路72の構成は限定されず、高周波電力を直流電力に変換するものであればよい。
The electric power received by the
共振コンデンサ71および直流電源回路72は、ハンド5aに配置された基板に搭載されている。受電コイル32と直流電源回路72とは例えばケーブルで接続されている。当該ケーブルは第1アーム3aとハンド5aとの間に配置されているが、第2アーム4aおよびハンド5aの回動の範囲は限定されているので、無制限に同じ方向に回転してケーブルがねじ切れることはない。なお、共振コンデンサ71および直流電源回路72は、第1アーム3aまたは第2アーム4aに配置するようにしてもよい。
The
電力負荷73は、直流電源回路72から入力される直流電力によって駆動するものである。本実施形態における電力負荷73は、ハンド5aに設けられている。
The
図4は、ハンド5aに設けられている電力負荷73を説明するための図であり、同図(a)はハンド5aの概略を示す平面図であり、同図(b)はハンド5aに配置された基板上の回路の機能構成図を示している。
FIG. 4 is a diagram for explaining a
図4(a)に示すように、ハンド5aの基端部分には、基板51が配置されている。図4(b)に示すように、基板51には、先述した共振コンデンサ71および直流電源回路72と、電力負荷73とが搭載されている。なお、基板51は、ハンド5aが固定されるハンドホルダ5cに配置するようにしてもよいし、第1アーム3aまたは第2アーム4aに配置するようにしてもよい。電力負荷73は、直流電源回路72から電力を供給される。電力負荷73には、検出部52および通信部54が含まれている。
As shown in FIG. 4A, the
検出部52は、ワークWの有無を検出するものであり、センサ52aを備えている。センサ52aは、図4(a)に示すように、ハンド5aの上面に2つ設けられている。センサ52aは、例えば反射型のフォトセンサであり、発光素子と受光素子とを備え、発光素子が発する光がワークWで反射して、反射光が受光素子に受光された場合に通電することを利用して、ハンド5aの上面に載置されるワークWの有無を検出する。検出部52は検出信号を通信部54に出力する。なお、センサ52aの数は限定されないし、配置場所も限定されない。また、検出部52は、センサ52aとしてリミットスイッチなどを利用した、他の方法でワークWの有無を検出するものであってもよい。ただし、リミットスイッチなどの動く部品を用いると、パーティクルが発生する可能性があるので、動きの無いフォトセンサなどを用いるのが望ましい。
The
通信部54は、後述するコントローラ8の通信部81との間で無線通信を行うものであり、例えばZigBee(登録商標)などの無線通信規格に対応する通信モジュールを備えている。なお、無線通信規格は限定されず、Wi−Fi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)などであってもよい。通信部54は、検出部52より入力された検出信号を、無線通信により送信する。通信部54は、送信専用であってもよいし、双方向通信用であってもよい。本実施形態においては、通信部54が、本発明の「第1通信部」に相当する。
The
基板51は、真空環境に配置されるので、基板51に搭載される各回路は真空環境でも故障しないものとする必要がある。また、基板51は、ワークWに悪影響を与えるガスが発生しないもの、または、ガスが発生したとしても微量であり、実質的にワークWに影響を与えないものが好ましい。なお、基板51を、密閉容器で覆うようにしてもよい。密閉容器は、例えば、電波を通す素材(例えば合成樹脂)で形成してもよいし、金属製として、電波を通すために一部をガラスや合成樹脂製としてもよい。この場合、搬送チャンバ9内が真空状態になっても、密閉容器内の気圧は一定に保たれるので、基板51に搭載された各回路が真空環境にさらされることはない。なお、密閉容器としてガラスや合成樹脂を使用する場合は、真空環境においてワークWに悪影響を与えるガスが発生しない、または、ガスが発生したとしても微量であり、実質的にワークWに影響を与えないものが選定される。このようにすると、基板51が真空環境においてワークWに悪影響を与えるガスを発生させる素材であったとしても、基板51を密閉容器で覆うことにより、ワークWに悪影響を与えないようにすることができる。
Since the
第1アーム3bおよびハンド5bの構成は、それぞれ、第1アーム3aおよびハンド5aと同様である。
The configurations of the
図3(b)は、搬送ロボットB1における電力供給に関する部分を示す回路図である。図3(b)に示すように、平行二線13と共振コンデンサ62とは直列共振回路を構成して、高周波電源装置61から供給される高周波電力を送電する。また、平行二線13に磁気結合した受電コイル32と共振コンデンサ71とは直列共振回路を構成して、平行二線13から送電される高周波電力を受電する。つまり、搬送ロボットB1においては、磁界共鳴方式で、非接触電力伝送が行われている。
FIG. 3B is a circuit diagram showing a part related to power supply in the transfer robot B1. As shown in FIG. 3B, the parallel two
図1に戻って、コントローラ8は、搬送ロボットB1の動作を制御するものである。コントローラ8は、モータ動力線82を介して、搬送ロボットB1の各モータに駆動信号を送信することで、搬送ロボットB1を動作させる。また、モータエンコーダ線83を介して、エンコーダが検出した各モータの回転角度を受信して、フィードバック制御を行っている。コントローラ8は、搬送ロボットB1の動作手順を記憶しており、当該動作手順に従って、搬送ロボットB1を動作させる。
Returning to FIG. 1, the
また、コントローラ8は、後述する中継装置92を介して、搬送ロボットB1の通信部54と無線通信を行うための通信部81を備えている。通信部81は、例えばZigBeeなどの無線通信規格に対応する通信モジュールを備えている。なお、無線通信規格は限定されない。通信部81は、搬送ロボットB1の通信部54が送信した検出信号を受信する。通信部81は、受信専用であってもよいし、双方向通信用であってもよい。コントローラ8は、通信部81が受信した検出信号(ワークWの有無を検出した信号)を、搬送ロボットB1の動作の制御に利用する。本実施形態においては、通信部81が、本発明の「第2通信部」に相当する。
Further, the
搬送チャンバ9は、ワークWがプロセスチャンバとロードロックチャンバとの間で搬送されるための真空環境の空間を提供する。搬送チャンバ9は、例えば直方体形状で内部が空洞になっており、図示しない固定部で床面に固定されている。搬送チャンバ9の下面の中央には円形状の開口が設けられており、搬送ロボットB1は、支持部1を当該開口を通過させて、フランジ部11の下面を搬送チャンバ9の開口の周辺部に当接させて固定され、搬送チャンバ9の内部の空間に配置されている。つまり、搬送チャンバ9は、搬送ロボットB1の第1アーム3a,3b、第2アーム4a,4b、および、ハンド5a,5bを覆っている。なお、搬送ロボットB1の支持部1を床面に固定して、搬送チャンバ9を支持部1のフランジ部11に固定するようにしてもよい。搬送チャンバ9は、少なくとも、搬送ロボットB1の第1アーム3a,3b、第2アーム4a,4b、および、ハンド5a,5bを覆っていればよい。また、搬送チャンバ9は、例えばアルミニウムなどの金属製であり、内部を真空状態に保つことができる。これにより、搬送チャンバ9は、搬送ロボットB1がワークWを搬送するための空間を真空環境に保つことができる。搬送チャンバ9は、内壁に搬送ロボットB1が接触しない程度に、可能な限り小さく設計される。また、本実施形態では、搬送チャンバ9が直方体形状の場合を図示しているが、搬送チャンバ9の形状は限定されない。搬送チャンバ9の形状は、周囲に配置されるプロセスチャンバおよびロードロックチャンバの数や形状によって、適宜設計される。
The
また、搬送チャンバ9は、窓91を備えている。窓91は、搬送チャンバ9内の搬送ロボットB1の動作やワークWの状態を監視するためののぞき窓である。窓91は、例えばガラス製であり、搬送チャンバ9を構成する面の一部に、隙間ができないように取り付けられている。窓91によって、搬送チャンバ9の内部を真空状態に保ちつつ、内部の状態を監視できるようになっている。本実施形態では、窓91が搬送チャンバ9の上面に設けられており、搬送チャンバ9の上方から内部を監視できるようになっている。搬送ロボットB1の通信部54が出力する通信用の電波は、金属を通過できないが、ガラスである窓91を通過することができる。これにより、通信部54は、搬送チャンバ9の外部と通信を行うことができる。本実施形態においては、窓91が、本発明の「通過部」に相当する。
Further, the
なお、窓91は、ガラス製に限定されず、例えばアクリル樹脂などの透明な合成樹脂などで形成されていてもよい。ただし、空気を通過させず、かつ、通信用の電波を通過させる素材である必要がある。また、搬送チャンバ9の内部を監視する必要がない場合は、窓91が透明でなくてもよい。例えば、内部を監視するためのガラス窓があったとしても、当該ガラス窓の近辺に中継装置92を取り付けられない場合や、搬送ロボットB1の通信部54とコントローラ8の通信部81との通信状態が悪い場合に、通信専用の合成樹脂製の窓91を別に設けることで、適切に通信を行うようにすることができる。なお、窓91としてガラスや合成樹脂を使用する場合は、真空環境においてワークWに悪影響を与えるガスが発生しない、または、ガスが発生したとしても微量であり、実質的にワークWに影響を与えないものが選定される。
The
中継装置92は、搬送ロボットB1の通信部54とコントローラ8の通信部81との中継を行うものである。中継装置92は、例えばZigBeeなどの無線通信規格に対応する通信モジュールを備えている。なお、無線通信規格は限定されない。中継装置92は、搬送チャンバ9の外側で、かつ、窓91の近傍に配置される。中継装置92は、搬送ロボットB1の通信部54が送信した検出信号を受信して、増幅してから、コントローラ8の通信部81に送信する。なお、受信した信号を増幅することなく、そのまま送信するようにしてもよい。中継装置92は、通信部54および通信部81と窓91との位置関係や、通信部54および通信部81の出力の大きさから、通信部54と通信部81とが直接、無線通信を行えない場合があるので、両者の中継を行うために設けられている。したがって、後述する第3実施形態のように、通信部54と通信部81とが直接、無線通信を行える場合は、中継装置92を備えなくてもよい。
The
次に、本実施形態に係る搬送ロボットシステムA1の作用および効果について説明する。 Next, the operation and effect of the transfer robot system A1 according to the present embodiment will be described.
本実施形態によると、搬送ロボットB1の通信部54は、検出部52が検出した検出信号を無線通信により送信する。通信部54より出力された通信用の電波は、搬送チャンバ9に設けられた窓91を通過して、搬送チャンバ9の外部に出力される。そして、当該電波は、搬送チャンバ9の外側の、窓91の近傍に配置された中継装置92によって中継されて、コントローラ8の通信部81に入力される。これにより、通信部54が無線通信により送信した検出信号は、コントローラ8の通信部81に受信される。したがって、搬送ロボットB1は、検出部52が検出した検出信号をコントローラ8に伝達することができる。また、検出部52が配置されるハンド5a(5b)から支持部1にケーブルを配線する必要がない。すなわち、信号を伝達するためのケーブルを旋回部2を通過させて配線することなく、ハンド5a(5b)とコントローラ8との間で信号を伝達することができる。したがって、搬送ロボットB1がエンドレス機構を備えていても、ケーブルがねじ切れてしまうこともない。ワークWの有無を検出するためのセンサ52a(検出部52)をハンド5a(5b)に設けることができるので、搬送チャンバ9にワークWの有無を検出するためのセンサを配置する必要がない。
According to the present embodiment, the
また、通信部54が送信した信号を中継装置92が中継するので、通信部54の出力が小さくても、通信部54と通信部81とが通信を行うことができる。つまり、通信部54を出力の小さいものとすることができる。また、中継装置92と通信部81とは、無線通信を行う。したがって、中継装置92と通信部81とを接続する通信ケーブルを必要としない。
Further, since the
また、本実施形態によると、高周波電源装置61から出力された高周波電流が、支持部1に配置された平行二線13に流れ、導体線131と導体線132との間にz方向の高周波磁界が発生する。そして、第1アーム3a(3b)に配置された受電コイル32が当該高周波磁界の範囲内に配置されて、受電コイル32に高周波電流が流れる。すなわち、平行二線13と受電コイル32との磁界結合により、非接触での電力伝送が行われる。したがって、支持部1と第1アーム3a(3b)との間にケーブルを設けなくても、支持部1から第1アーム3a(3b)に高周波電力を供給することができる。受電コイル32が受電した高周波電力は、直流電源回路72で直流電力に変換されて、ハンド5a(5b)に設けられた検出部52および通信部54(電力負荷73)に供給される。したがって、エンドレス機構を備えている搬送ロボットB1においても、ハンド5a(5b)に電力を供給することができる。
Further, according to the present embodiment, the high frequency current output from the high frequency
本実施形態によると、平行二線13から受電コイル32への非接触電力伝送に磁界共鳴方式を用いているので、旋回部2が上昇して、平行二線13と受電コイル32との距離が比較的に離れた場合でも、平行二線13から受電コイル32に電力を供給できる。また、本実施形態によると、支持部1のフランジ部11の上面の全周にわたって、平行二線13が配置されている。したがって、旋回部2の旋回によって受電コイル32の位置が変化しても、受電コイル32は受電できる。また、本実施形態によると、第1アーム3a(3b)が基本位置に位置するときに、平面視における、受電コイル32のコイル面と平行二線13との重なりが最も大きく、受電コイル32の受電量が最も大きくなる。ハンド5a(5b)が動作をしていないときや、旋回部2が旋回するときには、第1アーム3a(3b)は基本位置に位置するので、第1アーム3a(3b)が基本位置に位置している時間は長い。したがって、効率よく電力を伝送することができる。
According to this embodiment, since the magnetic field resonance method is used for the non-contact power transmission from the parallel two
本実施形態によると、2つのハンド5a,5bを備えている。したがって、ハンドが1つの場合より作業効率を向上することができる。
According to this embodiment, two
なお、上記第1実施形態においては、平行二線13と共振コンデンサ62とが直列共振回路を構成し、受電コイル32と共振コンデンサ71とが直列共振回路を構成する場合について説明したが、これに限られない。いずれか一方または両方が、並列共振回路を構成するようにしてもよい。また、上記第1実施形態においては、平行二線13から受電コイル32への非接触電力伝送が磁界共鳴方式を用いた場合について説明したが、これに限られない。例えば、電磁誘導方式を用いるようにしてもよい。
In the first embodiment, the case where the parallel two
上記第1実施形態においては、直流電源回路72が出力する電力を電力負荷73が直接消費する場合について説明したが、これに限られない。直流電源回路72と電力負荷73との間に、バッテリやキャパシタなどの蓄電手段を接続して、直流電源回路72が出力する直流電力を蓄電手段に蓄積するようにしてもよい。この場合、ハンド5a(5b)が基本位置から離れて、受電コイル32の受電量が小さくなっても、蓄電手段に蓄積された電力を供給できるので、電力負荷73が電力不足になることを防止できる。また、蓄電手段の充電状態に応じて、高周波電源装置61の稼動状態を制御することもできる。例えば、蓄電手段が所定の充電量未満の場合にのみ、高周波電源装置61を稼働するようにしてもよい。
In the first embodiment, the case where the
上記第1実施形態においては、支持部1が備えている平行二線13が送電を行う場合について説明したが、これに限られない。支持部1が平行二線13に代えて、送電コイルを備え、当該送電コイルが送電を行うようにしてもよい。送電コイルは、例えば、フランジ部11の上面の周方向に沿って、全周にわたって延びるコイル(矩形の渦巻き状または筒形状のコイルを、コイル面と同一の平面上で引き伸ばして円形状に形成したもの)であってもよい。また、渦巻き状または筒形状の送電コイルを、フランジ部11の上面の周方向に沿って、全周にわたって多数並べるようにしてもよい。これらの場合、送電コイルが、本発明の「送電部」に相当する。
In the first embodiment, the case where the parallel two
上記第1実施形態においては、平行二線13をフランジ部11の上面に備えている場合について説明したが、これに限られない。例えば、平行二線13をフランジ部11の側面に備えるようにしてもよい。この場合、受電コイル32は、平行二線13が生成した高周波磁束に鎖交できるように、フランジ部11の側面に対向する位置となるように配置する必要がある。
In the first embodiment, the case where the parallel two
上記第1実施形態においては、平行二線13と受電コイル32とを用いた非接触電力伝送により、支持部1の高周波電源装置61から電力負荷73に電力を供給する場合について説明したが、これに限られない。例えば、ハンド5a(5b)に電池を配置して、当該電池から電力負荷73に電力を供給するようにしてもよい。この場合でも、エンドレス機構を備えた搬送ロボットB1において、電力負荷73に電力を供給することができる。また、平行二線13や受電コイル32、直流電源回路72などの構成を省略することができる。
In the first embodiment, the case where power is supplied from the high frequency
上記第1実施形態においては、ハンドを2つ備えている場合について説明したが、これに限られない。例えば、ハンドは1つだけであってもよいし、3つ以上備えていてもよい。 In the first embodiment described above, the case where two hands are provided has been described, but the present invention is not limited to this. For example, there may be only one hand, or three or more hands.
上記第1実施形態においては、ハンドを直線経路上で移動させる場合について説明したが、これに限られない。ハンドは直線以外の経路上で移動するようにしてもよい。また、第1アーム3a、第2アーム4aおよびハンド5a(第1アーム3b、第2アーム4bおよびハンド5b)は、連動して回動するものに限定されず、それぞれ自由に回動するようにしてもよい。
In the first embodiment, the case where the hand is moved on the straight path has been described, but the present invention is not limited to this. The hand may be moved on a path other than a straight line. Further, the
上記第1実施形態においては、窓91が搬送チャンバ9の上面の一部に1つだけ設けられている場合について説明したが、これに限られない。窓91は、複数設けられていてもよい。また、窓91の形状および大きさは限定されない。例えば、搬送チャンバ9の上面の全体を窓91としてもよい。さらに、窓91の配置位置も限定されず、例えば、搬送チャンバ9の側面に配置されていてもよい。内部を真空状態に保つ強度があれば、搬送チャンバ9全体をガラスや合成樹脂で形成して、全体を窓91とするようにしてもよい。
In the first embodiment, the case where only one
上記第1実施形態においては、検出部52が検出したワークWの有無の検出信号を、通信部54が通信部81に送信する場合について説明したが、これに限られない。通信部54が通信部81に送信する信号は、他の信号であってもよい。例えば、基板51に加速度センサを搭載し、ハンド5a(5b)の3軸方向の加速度を検出して、当該検出信号を送信するようにしてもよい。この場合、コントローラ8は、通信部81が受信した検出信号に基づいて、ハンド5a(5b)の加速度情報を入手できるので、故障予測を行うことができる。例えば、ハンド5a(5b)の移動時の加速度情報に基づいてハンド5a(5b)の振動を検出し、振動が所定以上に大きくなった場合に、故障のおそれがあるとして、警告を行うようにしてもよい。
In the first embodiment, the case where the
また、コントローラ8の通信部81が、搬送ロボットB1の通信部54に信号を送信するようにしてもよい。例えば、ハンド5a(5b)の上面にワークWを把持するための把持機構を設けて、コントローラ8からの操作信号に基づいて当該把持機構を操作するようにしてもよい。
Further, the
図5は、ハンド5aの上面に把持機構を設けた場合について説明するための図であり、同図(a)はハンド5aの概略を示す平面図であり、(b)はハンド5aに配置された基板上の回路の機能構成図を示している。
5A and 5B are views for explaining a case where a gripping mechanism is provided on the upper surface of the
図5(a)に示すように、把持機構は、係止部56、当接部57、および、モータ58を備えている。係止部56は、ハンド5aの上面の先端部(ハンド5aの移動方向(x方向)前方側)に、固定されており、ワークWの縁(ハンド5aの移動方向前方側の縁)を係止する。本実施形態においては、係止部56は2つ設けられている。当接部57は、ハンド5aの上面の中央付近に、x方向に移動可能に設けられている。当接部57は、モータ58によって、ワークW側に移動させられて、ワークWの縁(係止部56によって係止させられている縁とは反対側の縁)に当接する。本実施形態においては、当接部57は1つ設けられている。モータ58は当接部57を移動させるものである。当接部57は、モータ58がオフのとき、バネなどによって、ハンド5aの移動方向後方側に移動させられている(図5(a)の破線で示す当接部57参照)。そして、当接部57は、モータ58がオンになると、ハンド5aの移動方向前方側に移動させられて、ワークWの縁に当接して、係止部56との間でワークWを把持する(図5(a)の実線で示す当接部57参照)。なお、係止部56および当接部57の数、形状および配置場所は限定されない。
As shown in FIG. 5A, the gripping mechanism includes a locking
図5(b)に示すように、モータ58は、基板51に搭載されたスイッチ59を介して、直流電源回路72に接続されている。モータ58も、直流電源回路72から電力を供給される電力負荷73である。コントローラ8は、記憶している動作手順に応じて、通信部81から操作信号を送信する。通信部54は、通信部81から送信された操作信号を受信し、当該受信信号に応じてスイッチ59の開放状態と導通状態とを切り替える。スイッチ59は、例えばトランジスタなどの半導体スイッチであり、操作信号がオンの場合に導通状態になる。これにより、モータ58は、直流電源回路72から電力を供給されて駆動し(オン状態)、当接部57と係止部56によってワークWが把持される。一方、操作信号がオフの場合、スイッチ59は開放状態になる。これにより、モータ58は、直流電源回路72から電力を供給されなくなって駆動を停止し(オフ状態)、ワークWの把持が解除される。なお、把持機構は、他の構成であってもよい。例えば、静電チャックなどであってもよい。
As shown in FIG. 5B, the
コントローラ8からの操作信号で把持機構を操作する場合、通信部81が送信専用で、通信部54が受信専用であってもよい。なお、図4に示す検出部52によるワークWの有無の検出と、図5に示す把持機構によるワークWの把持とを両方備えるようにしてもよい。この場合は、通信部54および通信部81を双方向通信可能にする必要がある。
When the gripping mechanism is operated by the operation signal from the
上記第1実施形態においては、搬送ロボットB1が円形状のワークWを搬送する場合について説明したが、これに限られない。ワークWは、液晶基板などの矩形状のワークであってもよい。またワークWは、半導体基板や液晶基板に限定されない。 In the first embodiment, the case where the transfer robot B1 conveys the circular work W has been described, but the present invention is not limited to this. The work W may be a rectangular work such as a liquid crystal substrate. Further, the work W is not limited to the semiconductor substrate and the liquid crystal substrate.
上記第1実施形態においては、中継装置92とコントローラ8の通信部81とが無線通信を行う場合について説明したが、これに限られない。中継装置92と通信部81とが有線通信を行う場合を、第2実施形態として、以下に説明する。
In the first embodiment, the case where the
図6は、第2実施形態に係る搬送ロボットシステムA2の概略を示す斜視図である。図6において、第1実施形態に係る搬送ロボットシステムA1(図1(a)参照)と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。図6に示すように、搬送ロボットシステムA2は、中継装置92と通信部81とが通信ケーブル93で接続されており、中継装置92と通信部81とが有線通信を行う点で、第1実施形態に係る搬送ロボットシステムA1と異なる。
FIG. 6 is a perspective view showing an outline of the transfer robot system A2 according to the second embodiment. In FIG. 6, elements that are the same as or similar to the transfer robot system A1 (see FIG. 1A) according to the first embodiment are designated by the same reference numerals. As shown in FIG. 6, the transfer robot system A2 is first implemented in that the
第2実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、第2実施形態においては、中継装置92と通信部81とが通信ケーブル93で接続されているので、中継装置92とコントローラ8との間に電波を遮断する遮蔽物が存在する場合でも、中継装置92と通信部81とが確実に通信を行うことができる。
Also in the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, in the second embodiment, since the
上記第1実施形態においては、搬送ロボットB1の通信部54とコントローラ8の通信部81との通信が中継装置92で中継される場合について説明したが、これに限られない。中継装置92による中継を行わない場合を、第3実施形態として、以下に説明する。
In the first embodiment, the case where the communication between the
図7は、第3実施形態に係る搬送ロボットシステムA3の概略を示している。同図(a)は斜視図であり、同図(b)は正面図である。図7において、第1実施形態に係る搬送ロボットシステムA1(図1参照)と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。図7に示すように、搬送ロボットシステムA3は、中継装置92を備えておらず、通信部54と通信部81とが、直接、無線通信を行う点で、第1実施形態に係る搬送ロボットシステムA1と異なる。
FIG. 7 shows an outline of the transfer robot system A3 according to the third embodiment. FIG. 3A is a perspective view, and FIG. 9B is a front view. In FIG. 7, the same or similar elements as those of the transfer robot system A1 (see FIG. 1) according to the first embodiment are designated by the same reference numerals. As shown in FIG. 7, the transfer robot system A3 does not include the
第3実施形態では、窓91が、搬送チャンバ9の、コントローラ8が配置される側の側面に設けられている。また、窓91は、搬送チャンバ9の側面の長手方向に延びるように設けられている。したがって、搬送ロボットB1のハンド5a(5b)がどの位置にあっても、ハンド5a(5b)に配置された通信部54とコントローラ8に配置された通信部81とが、直接、無線通信を行うことができる。
In the third embodiment, the
第3実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、第3実施形態においては、中継装置92を設ける必要がない。なお、通信部54および通信部81の通信出力が十分大きくて、窓91の位置に関係なく(例えば図1に示す窓91の位置などでも)、通信部54と通信部81とが、直接、無線通信を行うことができるのであれば、中継装置92を設けなくてもよい。
Also in the third embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, in the third embodiment, it is not necessary to provide the
上記第1実施形態においては、搬送ロボットB1が搬送チャンバ9に取り付けられており、搬送チャンバ9が搬送ロボットB1の一部を覆っている場合について説明したが、これに限られない。搬送チャンバ9が搬送ロボットB1の全体を覆っている場合を、第4実施形態として、以下に説明する。
In the first embodiment, the case where the transfer robot B1 is attached to the
図8は、第4実施形態に係る搬送ロボットシステムA4の概略を示している。同図(a)は斜視図であり、同図(b)は正面図である。図8において、第1実施形態に係る搬送ロボットシステムA1(図1参照)と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。図8に示すように、搬送ロボットシステムA4においては、搬送チャンバ9が搬送ロボットB1の全体を覆っている点で、第1実施形態に係る搬送ロボットシステムA1と異なる。
FIG. 8 shows an outline of the transfer robot system A4 according to the fourth embodiment. FIG. 3A is a perspective view, and FIG. 9B is a front view. In FIG. 8, the same or similar elements as those of the transfer robot system A1 (see FIG. 1) according to the first embodiment are designated by the same reference numerals. As shown in FIG. 8, the transfer robot system A4 is different from the transfer robot system A1 according to the first embodiment in that the
第4実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、第4実施形態においては、支持部1を、x方向およびy方向によって規定されるxy平面に平行に移動可能とすることもできる。
Also in the fourth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, in the fourth embodiment, the
上記第1実施形態においては、搬送ロボットB1が水平多関節型の搬送ロボットである場合について説明したが、これに限られない。搬送ロボットB1に代えて、ハンドをスライド式で移動させる搬送ロボットを備えている場合を、第5実施形態として、以下に説明する。 In the first embodiment, the case where the transfer robot B1 is a horizontal articulated transfer robot has been described, but the present invention is not limited to this. A case where a transfer robot that slides the hand is provided instead of the transfer robot B1 will be described below as a fifth embodiment.
図9は、第5実施形態に係る搬送ロボットシステムA5の概略を示す斜視図である。図9において、第1実施形態に係る搬送ロボットシステムA1(図1(a)参照)と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。図9に示すように、搬送ロボットシステムA5は、搬送ロボットB1に代えて、搬送ロボットB2を備えている点で、第1実施形態に係る搬送ロボットシステムA1と異なる。 FIG. 9 is a perspective view showing an outline of the transfer robot system A5 according to the fifth embodiment. In FIG. 9, elements that are the same as or similar to the transfer robot system A1 (see FIG. 1A) according to the first embodiment are designated by the same reference numerals. As shown in FIG. 9, the transfer robot system A5 is different from the transfer robot system A1 according to the first embodiment in that the transfer robot B2 is provided instead of the transfer robot B1.
搬送ロボットB2は、支持部1、旋回部2(図示なし)、ガイド体21、および、ハンド5a,5bを備えている。支持部1および旋回部2は、第1実施形態に係る搬送ロボットB1の支持部1および旋回部2と同様である。ガイド体21は、平面視長矩形状の箱状をなし、内部に長手方向に直線状に延びる2対のガイドレールを備えている。ガイド体21は、旋回部2に固定されており、旋回部2とともに昇降移動し、旋回部2とともに旋回する。ハンド5a,5bは、それぞれ、ガイド体21のガイドレールに沿ってスライド移動可能に設けられている。搬送ロボットB1は、旋回部2を旋回させることでハンド5a,5bの移動する方向を変更し、旋回部2を昇降移動させることでハンド5a,5bの鉛直方向の位置を変更し、ガイド体21のガイドレールに沿ってハンド5a,5bをスライド移動させる。ハンド5a,5bは、それぞれ、通信部54を備えている。本実施形態においては、ガイド体21およびハンド5a(ハンド5b)を合わせたものが、本発明の「移動部」に相当する。
The transfer robot B2 includes a
第5実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。 Also in the fifth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
上記第1〜5実施形態においては、搬送ロボットB1がエンドレス機構を備えている場合について説明したが、これに限られない。本発明は、エンドレス機構を備えていない搬送ロボットシステムにおいても適用することができる。エンドレス機構を備えていない場合でも、本発明を適用すれば、センサの検出信号を出力するためのケーブルが不要になるので、ケーブルが邪魔になることを回避できる。 In the first to fifth embodiments, the case where the transfer robot B1 is provided with the endless mechanism has been described, but the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a transfer robot system that does not have an endless mechanism. Even if the endless mechanism is not provided, if the present invention is applied, the cable for outputting the detection signal of the sensor becomes unnecessary, so that the cable can be avoided from becoming an obstacle.
本発明に係る搬送ロボットシステムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る搬送ロボットシステムの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The transfer robot system according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the transfer robot system according to the present invention can be freely redesigned.
A1,A2,A3,A4,A5:搬送ロボットシステム
B1,B2:搬送ロボット
1 :支持部
1a :開口部
11 :フランジ部
12 :絶縁シート
13 :平行二線(送電部)
131,132 :導体線
2 :旋回部
21 :ガイド体(移動部)
3a,3b :第1アーム(移動部)
31 :絶縁シート
32 :受電コイル
4a,4b :第2アーム(移動部)
5a,5b :ハンド(移動部)
5c,5d :ハンドホルダ(移動部)
51 :基板
52 :検出部
52a :センサ
54 :通信部(第1通信部)
56 :係止部(把持機構)
57 :当接部(把持機構)
58 :モータ(把持機構)
59 :スイッチ
61 :高周波電源装置
62 :共振コンデンサ
71 :共振コンデンサ
72 :直流電源回路
73 :電力負荷
8 :コントローラ
81 :通信部(第2通信部)
82 :モータ動力線
83 :モータエンコーダ線
9 :搬送チャンバ
91 :窓(通過部)
92 :中継装置
93 :通信ケーブル
W :ワーク
Z1 :旋回軸
Z2a,Z2b :回動軸
Z3a,Z3b :回動軸
Z4a,Z4b :回動軸
A1, A2, A3, A4, A5: Transfer robot system B1, B2: Transfer robot 1: Support part 1a: Opening 11: Flange part 12: Insulation sheet 13: Parallel two wires (transmission part)
131, 132: Conductor wire 2: Swirling part 21: Guide body (moving part)
3a, 3b: 1st arm (moving part)
31: Insulation sheet 32:
5a, 5b: Hand (moving part)
5c, 5d: Hand holder (moving part)
51: Substrate 52:
56: Locking part (grip mechanism)
57: Contact portion (grip mechanism)
58: Motor (grip mechanism)
59: Switch 61: High-frequency power supply device 62: Resonant capacitor 71: Resonant capacitor 72: DC power supply circuit 73: Power load 8: Controller 81: Communication unit (second communication unit)
82: Motor power line 83: Motor encoder line 9: Conveyance chamber 91: Window (passing part)
92: Relay device 93: Communication cable W: Work Z1: Swirling shaft Z2a, Z2b: Rotating shaft Z3a, Z3b: Rotating shaft Z4a, Z4b: Rotating shaft
Claims (6)
前記支持部に対して旋回可能に設けられた旋回部と、
ワークを載置するためのハンドを有し、前記旋回部に支持され、前記ハンドを所定の経路上で移動させる移動部と、
前記移動部に配置され、無線通信を行う第1通信部と、
を備えている搬送ロボットと、
少なくとも前記移動部を覆っており、内部を真空状態に保つ搬送チャンバと、
前記搬送チャンバの外部に配置されて、前記搬送ロボットの制御を行い、前記第1通信部と通信を行う第2通信部を備えているコントローラと、
高周波電源装置と、
を備えており、
前記搬送チャンバは、通信用の電波が通過可能な通過部を備えており、
前記支持部は、前記高周波電源装置から供給される交流電流が流れることで磁界を生成する送電部を備えており、
前記移動部は、前記送電部に磁気的に結合される受電コイルをさらに有しており、
前記第1通信部には、前記受電コイルが受電した電力が供給され、
前記送電部は、前記旋回部の周囲に、前記旋回部の周方向の全周にわたって延びる平行な2本の導体線である、
ことを特徴とする搬送ロボットシステム。 Support part and
A swivel portion provided so as to be swivel with respect to the support portion,
A moving portion that has a hand for mounting a work, is supported by the turning portion, and moves the hand on a predetermined path, and a moving portion.
The first communication unit, which is arranged in the mobile unit and performs wireless communication,
With a transfer robot,
A transfer chamber that covers at least the moving part and keeps the inside in a vacuum state,
A controller arranged outside the transfer chamber, having a second communication unit that controls the transfer robot and communicates with the first communication unit, and a controller.
High frequency power supply and
Is equipped with
The transfer chamber is provided with a passage portion through which radio waves for communication can pass .
The support unit includes a power transmission unit that generates a magnetic field by flowing an alternating current supplied from the high-frequency power supply device.
The moving unit further has a power receiving coil that is magnetically coupled to the power transmission unit.
The power received by the power receiving coil is supplied to the first communication unit.
The power transmission unit is two parallel conductor wires extending around the swivel portion over the entire circumference of the swivel portion in the circumferential direction.
A transfer robot system characterized by this.
請求項1に記載の搬送ロボットシステム。 A relay device which is arranged outside the transfer chamber and in the vicinity of the passing portion and relays communication between the first communication unit and the second communication unit is further provided.
The transfer robot system according to claim 1.
請求項2に記載の搬送ロボットシステム。 The relay device and the second communication unit perform wireless communication.
The transfer robot system according to claim 2.
前記第1通信部は、前記センサが検出した検出結果を送信する、
請求項1ないし3のいずれかに記載の搬送ロボットシステム。 The hand is provided with a sensor that detects the presence or absence of the mounted work.
The first communication unit transmits the detection result detected by the sensor.
The transfer robot system according to any one of claims 1 to 3.
請求項1ないし4のいずれかに記載の搬送ロボットシステム。 The hand includes a gripping mechanism for gripping the work based on a signal received by the first communication unit.
The transfer robot system according to any one of claims 1 to 4.
複数のアームをさらに備えており、
前記複数のアームが連動してそれぞれ回動することで、前記ハンドを移動させる、
請求項1ないし5のいずれかに記載の搬送ロボットシステム。 The moving part
It also has multiple arms
The hand is moved by rotating the plurality of arms in conjunction with each other.
The transfer robot system according to any one of claims 1 to 5 .
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