JP6869137B2 - Industrial robot - Google Patents
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Description
本発明は、真空中で搬送対象物を搬送する産業用ロボットに関する。 The present invention relates to an industrial robot that conveys an object to be conveyed in a vacuum.
従来、ガラス基板を搬送する産業用ロボットが知られている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の産業用ロボットは、ガラス基板が搭載される第1ハンドおよび第2ハンドと、第1ハンドが固定される第1ハンド支持部材と、第2ハンドが固定される第2ハンド支持部材と、第1ハンド支持部材および第2ハンド支持部材を保持するアームと、アームを保持するアーム支持部材とを備えている。アームは、前後方向に細長い略直方体状に形成されている。第1ハンド支持部材および第2ハンド支持部材は、アームに対して前後方向へ直線的に往復移動可能となっている。アームは、アーム支持部材に対して前後方向へ直線的に往復移動可能となっている。
Conventionally, an industrial robot that conveys a glass substrate is known (see, for example, Patent Document 1). The industrial robot described in
また、特許文献1に記載の産業用ロボットは、アームに対して第1ハンド支持部材を往復移動させる第1駆動機構と、アームに対して第2ハンド支持部材を往復移動させる第2駆動機構と、アーム支持部材に対してアームを往復移動させる第3駆動機構とを備えている。第1駆動機構は、外周面にオネジが形成される第1ネジ部材と、第1ハンド支持部材に固定されるとともに第1ネジ部材に係合する第1ナット部材と、第1ネジ部材を回転させる第1モータとを備えている。第2駆動機構は、外周面にオネジが形成される第2ネジ部材と、第2ハンド支持部材に固定されるとともに第2ネジ部材に係合する第2ナット部材と、第2ネジ部材を回転させる第2モータとを備えている。第3駆動機構は、外周面にオネジが形成される第3ネジ部材と、アーム支持部材に固定されるとともに第3ネジ部材に係合する第3ナット部材と、第3ネジ部材を回転させる第3モータとを備えている。
Further, the industrial robot described in
特許文献1に記載の産業用ロボットでは、アームの左側面に、第1ハンド支持部材を前後方向へ案内するための2本の第1ガイドレールが固定され、アームの右側面に、第2ハンド支持部材を前後方向へ案内するための2本の第2ガイドレールが固定されている。また、アームの下面には、アームを前後方向へ案内するための2本の第3ガイドレールが固定されている。なお、アームの剛性をある程度確保しつつ、アームを軽量化するために、アームは、たとえば、アルミニウム合金で形成されている。また、ガイドレールの剛性を確保するために、第1〜第3ガイドレールは、たとえば、ステンレス鋼で形成されている。
In the industrial robot described in
また、従来、真空中でガラス基板を搬送する産業用ロボットが知られている(たとえば、特許文献2参照)。特許文献2に記載の産業用ロボットは、ガラス基板が搭載されるハンドと、ハンドが先端側に回動可能に連結されるアームと、アームの基端側が回動可能に連結される本体部とを備えている。この産業用ロボットは、トランスファーチャンバーと、トランスファーチャンバーを囲むように配置される複数のプロセスチャンバーとを備える製造システムに組み込まれて使用される。トランスファーチャンバーおよびプロセスチャンバーの内部は、真空になっている。
Further, conventionally, an industrial robot that conveys a glass substrate in a vacuum is known (see, for example, Patent Document 2). The industrial robot described in
特許文献2に記載の産業用ロボットのハンドおよびアームは、トランスファーチャンバーの中に配置されている。プロセスチャンバーには、各種の機器が設置されており、プロセスチャンバーでは、ガラス基板に対する各種の処理が実行される。特許文献2に記載の産業用ロボットは、プロセスチャンバーからのガラス基板の搬出やプロセスチャンバーへのガラス基板の搬入を行う。なお、プロセスチャンバーでは、高温環境下でガラス基板に対する処理が実行されることがあり、高温環境下でガラス基板の処理が実行されるプロセスチャンバーでは、その内部温度が高くなっている。
The hands and arms of the industrial robot described in
本願発明者は、特許文献2に記載の産業用ロボットのように真空中でガラス基板等の搬送対象物を搬送する産業用ロボットとして、特許文献1に記載の産業用ロボットのようにアームに対して直線的に往復移動する第1ハンドおよび第2ハンドを有する産業用ロボットの採用を検討している。
The inventor of the present application is an industrial robot that transports an object to be transported such as a glass substrate in a vacuum like the industrial robot described in
特許文献1に記載の産業用ロボットによって、高温環境下でガラス基板の処理が実行されるプロセスチャンバー(すなわち、高温になっているプロセスチャンバー)に対する搬送対象物の搬入や搬出を行う場合、アームが高温のプロセスチャンバーに近づいて、アームに固定される第1〜第3ガイドレールおよびアームの温度が上昇する。特許文献1に記載の産業用ロボットでは、たとえば、アームがアルミニウム合金で形成されるとともに、第1〜第3ガイドレールがステンレス鋼で形成されており、アームと第1〜第3ガイドレールの線膨張係数とが異なる。そのため、特許文献1に記載の産業用ロボットでは、高温のプロセスチャンバーに近づいた第1〜第3ガイドレールおよびアームの温度が上昇して、第1〜第3ガイドレールおよびアームが伸びると、前後方向に直交する方向(すなわち、第1ハンド支持部材および第2ハンド支持部材の移動方向に直交する方向)へアームが変形するおそれがある。
When the industrial robot described in
そこで、本発明の課題は、アームに対して前後方向へ直線的に往復移動する第1ハンドおよび第2ハンドを有するとともに真空中で搬送対象物を搬送する産業用ロボットにおいて、たとえば、高温になっているプロセスチャンバーに対する搬送対象物の搬入や搬出を行う場合であっても、熱の影響によるアームの上下左右方向への変形を抑制することが可能な産業用ロボットを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is, for example, an industrial robot having a first hand and a second hand that linearly reciprocate in the front-rear direction with respect to an arm and transporting an object to be transported in a vacuum, for example, becoming hot. It is an object of the present invention to provide an industrial robot capable of suppressing deformation of an arm in the vertical and horizontal directions due to the influence of heat even when the object to be transported is carried in or out of the process chamber.
上記の課題を解決するため、本発明の産業用ロボットは、真空中で搬送対象物を搬送する産業用ロボットであって、搬送対象物が搭載される第1ハンドおよび第2ハンドと、第1ハンドが固定される第1ハンド支持部材と、第2ハンドが固定される第2ハンド支持部材と、第1ハンド支持部材と第2ハンド支持部材とが水平方向の同じ方向へ直線的に往復移動可能となるように第1ハンド支持部材および第2ハンド支持部材を保持するアームと、アームに対して第1ハンド支持部材を往復移動させる第1駆動機構と、アームに対して第2ハンド支持部材を往復移動させる第2駆動機構とを備えるとともに、アームに対する第1ハンド支持部材および第2ハンド支持部材の移動方向を前後方向とし、上下方向と前後方向とに直交する方向を左右方向とすると、第1ハンド支持部材を前後方向へ案内する第1ガイド機構と、第2ハンド支持部材を前後方向へ案内する第2ガイド機構とを備え、第1ガイド機構は、アームのフレームであるアームフレームの左右方向の両端側のそれぞれに固定される第1ガイドレールと、第1ハンド支持部材に固定されるとともに第1ガイドレールに係合する第1ガイドブロックとを備え、第2ガイド機構は、アームフレームの左右方向の両端側のそれぞれにかつ第1ガイドレールの上側または下側に固定される第2ガイドレールと、第2ハンド支持部材に固定されるとともに第2ガイドレールに係合する第2ガイドブロックとを備え、第1ガイドレールと第2ガイドレールとは、同形状に形成されるとともに、同じ金属材料で形成され、アームフレームは、第1ガイドレールおよび第2ガイドレールと線膨張係数の異なる金属材料で形成されるとともに、前後方向から見たときに上下左右方向で略対称となるように形成され、第1ガイドレールと第2ガイドレールとは、前後方向から見たときにアームフレームに対して上下左右方向で対称となる位置でアームフレームに固定されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the industrial robot of the present invention is an industrial robot that conveys an object to be conveyed in a vacuum, and is a first hand and a second hand on which the object to be conveyed is mounted, and a first hand. The first hand support member to which the hand is fixed, the second hand support member to which the second hand is fixed, and the first hand support member and the second hand support member linearly reciprocate in the same horizontal direction. An arm that holds the first hand support member and the second hand support member so as to be possible, a first drive mechanism that reciprocates the first hand support member with respect to the arm, and a second hand support member with respect to the arm. A second drive mechanism for reciprocating the arm is provided, and the moving direction of the first hand support member and the second hand support member with respect to the arm is the front-rear direction, and the direction orthogonal to the up-down direction and the front-back direction is the left-right direction. A first guide mechanism for guiding the first hand support member in the front-rear direction and a second guide mechanism for guiding the second hand support member in the front-rear direction are provided. A first guide rail fixed to each of both ends in the left-right direction and a first guide block fixed to the first hand support member and engaged with the first guide rail are provided, and the second guide mechanism is an arm. A second guide rail fixed to both ends of the frame in the left-right direction and above or below the first guide rail, and a second guide rail fixed to the second hand support member and engaged with the second guide rail. A guide block is provided, and the first guide rail and the second guide rail are formed in the same shape and the same metal material, and the arm frame has a linear expansion coefficient with the first guide rail and the second guide rail. It is formed of different metal materials and is formed so as to be substantially symmetrical in the vertical and horizontal directions when viewed from the front-rear direction, and the first guide rail and the second guide rail are arms when viewed from the front-rear direction. It is characterized in that it is fixed to the arm frame at a position symmetrical with respect to the frame in the vertical and horizontal directions.
本発明の産業用ロボットでは、第1ガイドレールと第2ガイドレールとは、同形状に形成されるとともに同じ金属材料で形成されている。そのため、本発明では、たとえば、高温になっているプロセスチャンバーに対する搬送対象物の搬入や搬出を行う場合に、第1ガイドレールおよび第2ガイドレールの温度が上昇しても、第1ガイドレールおよび第2ガイドレールは、前後方向へ同じように伸縮する。また、本発明では、アームフレームの左右方向の両端側のそれぞれに固定される第1ガイドレールと、アームフレームの左右方向の両端側のそれぞれにかつ第1ガイドレールの上側または下側に固定される第2ガイドレールとは、前後方向から見たときにアームフレームに対して上下左右方向で対称となる位置でアームフレームに固定されている。 In the industrial robot of the present invention, the first guide rail and the second guide rail are formed in the same shape and are made of the same metal material. Therefore, in the present invention, for example, when the object to be transported is carried in or out of the process chamber having a high temperature, even if the temperature of the first guide rail and the second guide rail rises, the first guide rail and the first guide rail and the second guide rail The second guide rail expands and contracts in the same way in the front-rear direction. Further, in the present invention, the first guide rail is fixed to each of both ends in the left-right direction of the arm frame, and the first guide rail is fixed to each of both ends in the left-right direction of the arm frame and to the upper side or the lower side of the first guide rail. The second guide rail is fixed to the arm frame at a position symmetrical with respect to the arm frame in the vertical and horizontal directions when viewed from the front-rear direction.
すなわち、本発明では、前後方向から見たときにアームフレームに対して上下左右方向で対称となる位置でアームフレームに固定されている第1ガイドレールおよび第2ガイドレールは、第1ガイドレールおよび第2ガイドレールの温度が上昇すると、前後方向へ同じように伸縮する。また、本発明では、アームフレームが、前後方向から見たときに上下左右方向で略対称となるように形成されているため、たとえば、高温になっているプロセスチャンバーに対する搬送対象物の搬入や搬出を行う場合に、アームフレームの温度が上昇しても、アームフレームは、上下左右方向へは変形しにくい。 That is, in the present invention, the first guide rail and the second guide rail fixed to the arm frame at positions symmetrical with respect to the arm frame in the vertical and horizontal directions when viewed from the front-rear direction are the first guide rail and the second guide rail. When the temperature of the second guide rail rises, it expands and contracts in the same way in the front-rear direction. Further, in the present invention, since the arm frame is formed so as to be substantially symmetrical in the vertical and horizontal directions when viewed from the front-rear direction, for example, loading and unloading of a transport object to a process chamber at a high temperature. Even if the temperature of the arm frame rises, the arm frame is unlikely to be deformed in the vertical and horizontal directions.
したがって、本発明では、たとえば、高温になっているプロセスチャンバーに対する搬送対象物の搬入や搬出を行う場合に、線膨張係数が異なる第1、第2ガイドレールおよびアームフレームの温度が上昇しても、アームのフレームであるアームフレームの上下左右方向への変形を抑制することが可能になる。その結果、本発明では、たとえば、高温になっているプロセスチャンバーに対する搬送対象物の搬入や搬出を行う場合であっても、熱の影響によるアームの上下左右方向への変形を抑制することが可能になる。 Therefore, in the present invention, for example, when the object to be transported is carried in or out of the process chamber having a high temperature, even if the temperatures of the first and second guide rails and the arm frame having different linear expansion coefficients rise. , It becomes possible to suppress the deformation of the arm frame, which is the frame of the arm, in the vertical and horizontal directions. As a result, in the present invention, for example, even when the object to be transported is carried in or out of the process chamber at a high temperature, it is possible to suppress the deformation of the arm in the vertical and horizontal directions due to the influence of heat. become.
本発明において、産業用ロボットは、たとえば、アームが回動可能に連結される本体部を備え、アームの中心が本体部に連結されている。この場合には、特許文献1に記載の産業用ロボットのようにアームの下面にガイドレールを固定する必要がなくなる。また、本発明において、たとえば、アームフレームは、アルミニウム合金で形成され、第1ガイドレールおよび第2ガイドレールは、ステンレス鋼で形成されている。
In the present invention, the industrial robot includes, for example, a main body portion to which an arm is rotatably connected, and the center of the arm is connected to the main body portion. In this case, it is not necessary to fix the guide rail to the lower surface of the arm as in the industrial robot described in
本発明において、たとえば、アームフレームは、アームフレームの左右の側面を構成する平板状の右側板部および左側板部と、アームフレームの上下の側面を構成する平板状の上側板部および下側板部とを備え、右側板部は、右側板部の厚さ方向と左右方向とが一致するように配置され、左側板部は、左側板部の厚さ方向と左右方向とが一致するように配置され、上側板部は、上側板部の厚さ方向と上下方向とが一致するように配置され、下側板部は、下側板部の厚さ方向と上下方向とが一致するように配置され、第1ガイドレールは、右側板部および左側板部に固定され、第2ガイドレールは、右側板部および左側板部に固定され、前後方向から見たときに、右側板部と左側板部とは、左右方向におけるアームフレームの中心に対して左右対称に配置され、上側板部と下側板部とは、上下方向におけるアームフレームの中心に対して上下対称に配置され、右側板部に固定される第1ガイドレールと左側板部に固定される第1ガイドレールとは、上下方向において同じ位置に配置され、右側板部に固定される第2ガイドレールと左側板部に固定される第2ガイドレールとは、上下方向において同じ位置に配置されている。 In the present invention, for example, the arm frame has a flat plate-shaped right side plate portion and a left side plate portion forming the left and right side surfaces of the arm frame, and a flat plate-shaped upper plate portion and a lower plate portion forming the upper and lower side surfaces of the arm frame. The right plate portion is arranged so that the thickness direction of the right plate portion and the left-right direction coincide with each other, and the left plate portion is arranged so that the thickness direction and the left-right direction of the left plate portion coincide with each other. The upper plate portion is arranged so that the thickness direction of the upper plate portion and the vertical direction coincide with each other, and the lower plate portion is arranged so that the thickness direction and the vertical direction of the lower plate portion coincide with each other. The first guide rail is fixed to the right side plate and the left side plate, and the second guide rail is fixed to the right side plate and the left side plate. Are arranged symmetrically with respect to the center of the arm frame in the left-right direction, and the upper plate portion and the lower plate portion are arranged vertically symmetrically with respect to the center of the arm frame in the vertical direction and are fixed to the right plate portion. The first guide rail and the first guide rail fixed to the left plate portion are arranged at the same position in the vertical direction, and the second guide rail fixed to the right plate portion and the second guide rail fixed to the left plate portion are fixed. The guide rails are arranged at the same position in the vertical direction.
本発明において、たとえば、第1ガイド機構は、前後方向で分割された複数の第1ガイドレールを備え、第2ガイド機構は、前後方向で分割された複数の第2ガイドレールを備えている。 In the present invention, for example, the first guide mechanism includes a plurality of first guide rails divided in the front-rear direction, and the second guide mechanism includes a plurality of second guide rails divided in the front-rear direction.
本発明において、第1ガイドレールおよび第2ガイドレールは、前後方向において間隔をあけた状態で配置される複数のボルトによってアームフレームに固定され、第1ガイドレールおよび第2ガイドレールには、ボルトの一部が配置される複数の配置穴が前後方向において間隔をあけた状態で形成され、アームフレームには、ボルトの軸部に形成されたオネジがねじ込まれる複数のネジ穴が前後方向において間隔をあけた状態で形成され、複数の配置穴のうちの少なくとも1個の配置穴の、前後方向の幅は、ボルトの外径よりも広くなっており、前後方向の幅がボルトの外径よりも広くなっている配置穴を第1配置穴とすると、前後方向における第1ガイドレールおよび第2ガイドレールの長さは、アームの周囲温度が変動して第1ガイドレール、第2ガイドレールおよびアームフレームが伸縮しても、前後方向における第1配置穴の側面とボルトとの間に隙間が形成される長さに設定されていることが好ましい。 In the present invention, the first guide rail and the second guide rail are fixed to the arm frame by a plurality of bolts arranged at intervals in the front-rear direction, and the first guide rail and the second guide rail are bolted. A plurality of placement holes in which a part of the bolt is arranged are formed with a space in the front-rear direction, and a plurality of screw holes in which a male screw formed on a bolt shaft is screwed are spaced in the front-rear direction on the arm frame. The width of at least one of the plurality of placement holes in the front-rear direction is wider than the outer diameter of the bolt, and the width in the front-rear direction is wider than the outer diameter of the bolt. Assuming that the widening arrangement hole is the first arrangement hole, the lengths of the first guide rail and the second guide rail in the front-rear direction vary with the ambient temperature of the arm, and the first guide rail, the second guide rail, and the second guide rail Even if the arm frame expands and contracts, it is preferable that the length is set so that a gap is formed between the side surface of the first arrangement hole and the bolt in the front-rear direction.
このように構成すると、第1、第2ガイドレールの線膨張係数とアームフレームの線膨張係数とが異なっていても、第1、第2ガイドレールおよびアームフレームの温度が上昇して第1、第2ガイドレールおよびアームフレームが前後方向へ伸縮したときの第1配置穴の側面とボルトとの接触を防止することが可能になる。したがって、たとえば、高温になっているプロセスチャンバーに対する搬送対象物の搬入や搬出を行う場合であっても、熱の影響によるアームフレームの上下左右方向への変形を効果的に抑制することが可能になる。 With this configuration, even if the linear expansion coefficient of the first and second guide rails and the linear expansion coefficient of the arm frame are different, the temperatures of the first and second guide rails and the arm frame rise and the first and second guide rails are configured. It is possible to prevent contact between the side surface of the first arrangement hole and the bolt when the second guide rail and the arm frame expand and contract in the front-rear direction. Therefore, for example, even when the object to be transported is carried in or out of the process chamber at a high temperature, it is possible to effectively suppress the deformation of the arm frame in the vertical and horizontal directions due to the influence of heat. Become.
本発明において、たとえば、配置穴は、ボルトの軸部の一部が配置される軸部配置穴と、ボルトの頭部が配置される頭部配置穴とから構成され、第1配置穴の軸部配置穴を第1軸部配置穴とし、第1配置穴の頭部配置穴を第1頭部配置穴とすると、前後方向における第1軸部配置穴の幅は、ボルトの軸部の外径よりも広くなっており、前後方向における第1頭部配置穴の幅は、ボルトの頭部の外径よりも広くなっており、前後方向における第1ガイドレールおよび第2ガイドレールの長さは、アームの周囲温度が変動して第1ガイドレール、第2ガイドレールおよびアームフレームが伸縮しても、前後方向における第1軸部配置穴の側面とボルトの軸部との間に隙間が形成され、かつ、前後方向における第1頭部配置穴の側面とボルトの頭部との間に隙間が形成される長さに設定されている。 In the present invention, for example, the arrangement hole is composed of a shaft portion arrangement hole in which a part of the shaft portion of the bolt is arranged and a head arrangement hole in which the head of the bolt is arranged, and the shaft of the first arrangement hole. Assuming that the portion placement hole is the first shaft portion placement hole and the head placement hole of the first placement hole is the first head placement hole, the width of the first shaft portion placement hole in the front-rear direction is outside the shaft portion of the bolt. It is wider than the diameter, and the width of the first head placement hole in the front-rear direction is wider than the outer diameter of the head of the bolt, and the lengths of the first guide rail and the second guide rail in the front-rear direction. Is that even if the ambient temperature of the arm fluctuates and the first guide rail, the second guide rail, and the arm frame expand and contract, there is a gap between the side surface of the first shaft portion arrangement hole in the front-rear direction and the shaft portion of the bolt. The length is set so that a gap is formed between the side surface of the first head arrangement hole in the front-rear direction and the head of the bolt.
以上のように、本発明では、アームに対して前後方向へ直線的に往復移動する第1ハンドおよび第2ハンドを有するとともに真空中で搬送対象物を搬送する産業用ロボットにおいて、たとえば、高温になっているプロセスチャンバーに対する搬送対象物の搬入や搬出を行う場合であっても、熱の影響によるアームの上下左右方向への変形を抑制することが可能になる。 As described above, in the present invention, in an industrial robot having a first hand and a second hand that linearly reciprocate in the front-rear direction with respect to an arm and transporting an object to be transported in a vacuum, for example, at a high temperature. Even when the object to be transported is carried in or out of the process chamber, it is possible to suppress the deformation of the arm in the vertical and horizontal directions due to the influence of heat.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(産業用ロボットの概略構成)
図1は、本発明の実施の形態にかかる産業用ロボット1の平面図である。図2は、図1に示す産業用ロボット1の側面図である。図3は、図1に示す産業用ロボット1の背面図である。
(Outline configuration of industrial robot)
FIG. 1 is a plan view of the
本形態の産業用ロボット1(以下、「ロボット1」とする。)は、搬送対象物である液晶ディスプレイ用のガラス基板2(以下、「基板2」とする。)を真空中で搬送するロボットである。このロボット1は、液晶ディスプレイ装置の製造システムに組み込まれて使用される。この製造システムは、中心に配置されるトランスファーチャンバー3(以下、「チャンバー3」とする。)と、チャンバー3を囲むように配置される複数のプロセスチャンバー4(以下、「チャンバー4」とする。)とを備えている(図1参照)。
The industrial robot 1 (hereinafter referred to as “
チャンバー3、4の内部は、真空になっている。すなわち、チャンバー3、4は、真空チャンバーである。チャンバー3の内部には、ロボット1の一部が配置されている。ロボット1は、チャンバー4への基板2の搬入とチャンバー4からの基板2の搬出とを行う。チャンバー4の内部には、各種の装置等が配置されており、チャンバー4の内部では、基板2に対して各種の処理が行われる。本形態のチャンバー4では、高温環境下で基板2に対する処理が実行される。そのため、チャンバー4の内部温度は高くなっている。
The inside of the
ロボット1は、基板2が搭載される第1ハンドとしてのハンド5と、基板2が搭載される第2ハンドとしてのハンド6と、ハンド5が固定される第1ハンド支持部材としてのハンド支持部材7と、ハンド6が固定される第2ハンド支持部材としてのハンド支持部材8と、ハンド支持部材7、8を保持するアーム9と、アーム9が回動可能に連結される本体部10とを備えている。
The
本体部10は、アーム9の中心部が固定される円柱状の昇降部材12(図2参照)と、昇降部材12を昇降させる昇降機構と、昇降部材12を回動させる回動機構と、これらの構成が収容されるケース体13とを備えている。ケース体13は、略有底円筒状に形成されている。ケース体13の上端には、円板状に形成されたフランジ14が固定されている。フランジ14には、昇降部材12の上端側部分が配置される貫通孔が形成されている。
The main body 10 includes a columnar elevating member 12 (see FIG. 2) to which the central portion of the
ハンド5、6およびアーム9は、本体部10の上側に配置されている。上述のように、ロボット1の一部は、チャンバー3の内部に配置されている。具体的には、ロボット1の、フランジ14の下端面よりも上側の部分がチャンバー3の内部に配置されている。すなわち、ロボット1の、フランジ14の下端面よりも上側の部分は、真空領域VRの中に配置されており、ハンド5、6およびアーム9は、真空チャンバー内(真空中)に配置されている。一方、ロボット1の、フランジ14の下端面よりも下側の部分は、大気領域ARの中(大気中)に配置されている。
The
アーム9は、ハンド支持部材7とハンド支持部材8とが水平方向の同じ方向へ直線的に往復移動可能となるようにハンド支持部材7、8を保持している。ロボット1は、アーム9に対してハンド支持部材7を往復移動させる第1駆動機構としての駆動機構17と、アーム9に対してハンド支持部材8を往復移動させる第2駆動機構としての駆動機構18とを備えている(図4参照)。
The
以下、ハンド5、6、ハンド支持部材7、8、アーム9および駆動機構17、18の具体的な構成を説明する。なお、以下の説明では、アーム9に対するハンド支持部材7、8の移動方向である図1等のX方向を「前後方向」とし、上下方向(鉛直方向)と前後方向とに直交する図1等のY方向を「左右方向」とする。また、前後方向のうちのX1方向側を「前」側とし、その反対側であるX2方向側を「後ろ」側とする。
Hereinafter, specific configurations of the
(ハンド、ハンド支持部材、アームおよび駆動機構の構成)
図4(A)は、図1に示すアーム9の内部構造を説明するための平面図であり、図4(B)は、図4(A)のE−E方向からアーム9の内部構造を説明するための図である。図5(A)は、図4(A)のF部の拡大図であり、図5(B)は、図4(B)のG部の拡大図である。図6(A)は、図4(A)のH部の拡大図であり、図6(B)は、図4(A)のJ部の拡大図である。図7(A)は、図4(A)のK−K方向からアーム9の内部構造を説明するための図であり、図7(B)は、図4(A)のL−L方向からアーム9の内部構造を説明するための図である。図8は、図4(B)のN−N方向からハンド支持部材7、8、アーム9および駆動機構17、18の構成を説明するための断面図である。図9は、図4(B)のQ−Q方向からハンド支持部材7、8、アーム9および駆動機構17、18の構成を説明するための断面図である。
(Structure of hand, hand support member, arm and drive mechanism)
4 (A) is a plan view for explaining the internal structure of the
ハンド5は、基板2が搭載される複数のフォーク20と、複数のフォーク20の基端部(後端部)が固定されるハンド基部21とを備えている。ハンド6は、ハンド5と同様に、基板2が搭載される複数のフォーク20と、複数のフォーク20の基端部(後端部)が固定されるハンド基部22とを備えている。本形態のハンド5、6は、6本のフォーク20を備えている。フォーク20は、前後方向に細長い直線状に形成されている。ハンド基部21、22は、左右方向に細長い略長方形状の平板状に形成されている。ハンド基部21の長さ(左右方向の長さ)は、ハンド基部22の長さ(左右方向の長さ)よりも長くなっている。
The
ハンド5とハンド6とは、前後方向から見たときに、上下方向で互いに重なるように配置されている。本形態では、前後方向から見たときに、ハンド5が上側に配置され、ハンド6が下側に配置されている。すなわち、前後方向から見たときに、ハンド基部21が上側に配置され、ハンド基部22が下側に配置されている。また、図3に示すように、ハンド5とハンド6とは、前後方向から見たときに、ハンド基部21の中心とハンド基部22の中心とが左右方向において一致するように配置されている。すなわち、ハンド5とハンド6とは、前後方向から見たときに、ハンド5の中心とハンド6の中心とが左右方向において一致するように配置されている。
The
アーム9は、ハンド6の下側に配置されている。このアーム9は、前後方向に細長い略直方体状に形成されている。また、アーム9は、中空状に形成されている。アーム9の左右方向の幅は、ハンド5、6の左右方向の幅よりも狭くなっている。アーム9は、前後方向から見たときに、ハンド5、6の中心とアーム9の中心とが左右方向において一致するように配置されている。アーム9は、アーム9のフレームであるアームフレーム23と、アーム9の上下、左右および前後の側面を構成するカバー部材24と、アーム9の中心部に配置される箱状のモータ収容部材25と、モータ収容部材25の上面に固定される上面カバー26とを備えている。なお、図4〜図9では、カバー部材24の図示を省略している。
The
アームフレーム23は、アルミニウム合金で形成されている。また、アームフレーム23は、前後方向におけるアーム9の全域でアーム9のフレームを構成している。このアームフレーム23は、アームフレーム23の右側面を構成する右側板部23aと、アームフレーム23の左側面を構成する左側板部23bと、アームフレーム23の上側面を構成する上側板部23cと、アームフレーム23の下側面を構成する下側板部23dとを備えている。
The arm frame 23 is made of an aluminum alloy. Further, the arm frame 23 constitutes the frame of the
右側板部23a、左側板部23b、上側板部23cおよび下側板部23dは、平板状に形成されている。右側板部23aは、右側板部23aの厚さ方向と左右方向とが一致するように配置され、左側板部23bは、左側板部23bの厚さ方向と左右方向とが一致するように配置されている。上側板部23cは、上側板部23cの厚さ方向と上下方向とが一致するように配置され、下側板部23dは、下側板部23dの厚さ方向と上下方向とが一致するように配置されている。
The right
右側板部23aと左側板部23bとは、左右方向に間隔をあけた状態で配置されている。右側板部23aの上端面と左側板部23bの上端面とは、同じ高さで配置されている。また、右側板部23aの下端面と左側板部23bの下端面とは、同じ高さで配置されている。上側板部23cは、右側板部23aの上端および左側板部23bの上端にネジによって固定されている。下側板部23dは、右側板部23aの下端および左側板部23bの下端にネジによって固定されている。
The right
上側板部23cの右端面および下側板部23dの右端面は、右側板部23aよりも右側に配置され、上側板部23cの左端面および下側板部23dの左端面は、左側板部23bよりも左側に配置されている。また、上側板部23cの右端面と下側板部23dの右端面とは、左右方向において同じ位置に配置され、上側板部23cの左端面と下側板部23dの左端面とは、左右方向において同じ位置に配置されている。さらに、前後方向から見たときに、上側板部23cの右端面および下側板部23dの右端面と、右側板部23aの右面との左右方向の距離と、上側板部23cの左端面および下側板部23dの左端面と、左側板部23bの左面との左右方向の距離とは、等しくなっている。
The right end surface of the upper plate portion 23c and the right end surface of the
このように、前後方向から見たときに、右側板部23aと左側板部23bとは、左右方向におけるアームフレーム23の中心に対して左右対称に配置され、上側板部23cと下側板部23dとは、上下方向におけるアームフレーム23の中心に対して上下対称に配置されている。すなわち、アームフレーム23は、図8、図9に示すように、前後方向から見たときに、上下左右方向で略対称となるように形成されている。
As described above, when viewed from the front-rear direction, the right
モータ収容部材25は、上面側が開口する略直方体の箱状に形成されている。また、モータ収容部材25は、前後方向に細長い略直方体の箱状に形成されている。モータ収容部材25には、駆動機構17を構成する後述のモータ37と、駆動機構18を構成する後述のモータ38とが収容されている。モータ収容部材25は、アームフレーム23の中心部分に固定されている。すなわち、モータ収容部材25は、アーム9の中心部分に配置されている。モータ収容部材25の底面の中心は、昇降部材12の上端に固定されている。すなわち、アーム9の中心は、本体部10に回動可能に連結されている。なお、モータ収容部材25の、下端部以外の大半部分は、左右方向において、右側板部23aと左側板部23bとの間に配置されている(図5(A)、図9参照)。
The
上面カバー26は、長方形の平板状に形成されている。上面カバー26は、モータ収容部材25の上面側に形成される開口部を塞ぐようにモータ収容部材25の上面に固定されている。アーム9の中心部分の内部には、モータ収容部材25と上面カバー26とによって画定される内部空間Sが形成されている。モータ収容部材25の底面部の中心には、上下方向に貫通する貫通穴25aが形成されている。上述のように、昇降部材12は、円筒状に形成されている。昇降部材12は、貫通穴25aを囲むようにモータ収容部材25の底面に固定されており、ケース体13の内部と内部空間Sとが通じている。ケース体13の内部および内部空間Sは、大気圧となっている。
The
図8、図9に示すように、右側板部23aの右面および左側板部23bの左面には、ハンド支持部材7を前後方向へ案内するためのガイドレール29が固定されている。すなわち、アームフレーム23の左右方向の両端側のそれぞれに(具体的には、アームフレーム23の左右方向の両側面のそれぞれに)ガイドレール29が固定されている。また、右側板部23aの右面および左側板部23bの左面には、ハンド支持部材8を前後方向へ案内するためのガイドレール30が固定されている。すなわち、アームフレーム23の左右方向の両端側のそれぞれに(具体的には、アームフレーム23の左右方向の両側面のそれぞれに)ガイドレール30が固定されている。ガイドレール29、30は、ガイドレール29、30の長手方向と前後方向とが一致するように、右側板部23aおよび左側板部23bに固定されている。
As shown in FIGS. 8 and 9,
本形態では、前後方向で分割された複数のガイドレール29が右側板部23aおよび左側板部23bに固定されている(図7参照)。同様に、前後方向で分割された複数のガイドレール30が右側板部23aおよび左側板部23bに固定されている。ガイドレール29とガイドレール30とは、同形状に形成されている。また、ガイドレール29とガイドレール30とは、同じ金属材料で形成されている。また、ガイドレール29、30は、アームフレーム23と線膨張係数の異なる金属材料で形成されている。本形態のガイドレール29、30は、ステンレス鋼で形成されている。
In this embodiment, a plurality of
右側板部23aの右面に固定されるガイドレール29と、左側板部23bの左面に固定されるガイドレール29とは、上下方向において同じ位置に配置されている。同様に、右側板部23aの右面に固定されるガイドレール30と、左側板部23bの左面に固定されるガイドレール30とは、上下方向において同じ位置に配置されている。また、ガイドレール30は、ガイドレール29の上側に配置されている。
The
また、前後方向から見たときに、アームフレーム23の中心とガイドレール29との上下方向の距離と、アームフレーム23の中心とガイドレール30との上下方向の距離とは、等しくなっている。すなわち、図8、図9に示すように、ガイドレール29とガイドレール30とは、前後方向から見たときにアームフレーム23に対して(アームフレーム23の中心に対して)上下左右方向で対称となる位置でアームフレーム23に固定されている。
Further, when viewed from the front-rear direction, the vertical distance between the center of the arm frame 23 and the
ハンド支持部材7は、ガイドレール29に沿って前後方向にスライドする2個のスライド部7aと、ハンド5のハンド基部21が固定される2個のハンド固定部7bとから構成されている。同様に、ハンド支持部材8は、ガイドレール30に沿って前後方向にスライドする2個のスライド部8aと、ハンド6のハンド基部22が固定される2個のハンド固定部8bとから構成されている。
The
図8、図9に示すように、2個のスライド部7aのそれぞれは、右側板部23aおよび左側板部23bの左右方向の外側に配置されている。2個のスライド部8aのそれぞれは、右側板部23aおよび左側板部23bの左右方向の外側に配置されている。また、2個のスライド部8aは、2個のスライド部7aの上側に配置されている。図3に示すように、右側に配置されるスライド部7a、8aの右端部分は、カバー部材24の右側面よりも右側へ突出し、左側に配置されるスライド部7a、8aの左端部分は、カバー部材24の左側面よりも左側へ突出している。
As shown in FIGS. 8 and 9, each of the two
2個のハンド固定部7bのうちの一方のハンド固定部7bは、右側に配置されるスライド部7aの右端側から右斜め上側に向かって伸びるようにこのスライド部7aに固定されており、このハンド固定部7bの上端には、図3に示すように、ハンド基部21の右端部分の下面が固定されている。他方のハンド固定部7bは、左側に配置されるスライド部7aの左端側から左斜め上側に向かって伸びるようにこのスライド部7aに固定されており、このハンド固定部7bの上端には、図3に示すように、ハンド基部21の左端部分の下面が固定されている。
One of the two
2個のハンド固定部8bのうちの一方のハンド固定部8bは、右側に配置されるスライド部8aの右端側から右斜め上側に向かって伸びるようにこのスライド部8aに固定されており、このハンド固定部8bの上端には、図3に示すように、ハンド基部22の、左右方向の中心よりも右寄りの部分の下面が固定されている。他方のハンド固定部8bは、左側に配置されるスライド部8aの左端側から左斜め上側に向かって伸びるようにこのスライド部8aに固定されており、このハンド固定部8bの上端には、図3に示すように、ハンド基部22の、左右方向の中心よりも左寄りの部分の下面が固定されている。
One of the two
右側に配置されるスライド部7aには、右側に配置されるガイドレール29に係合するガイドブロック31が固定され、左側に配置されるスライド部7aには、左側に配置されるガイドレール29に係合するガイドブロック31が固定されている。同様に、右側に配置されるスライド部8aには、右側に配置されるガイドレール30に係合するガイドブロック32が固定され、左側に配置されるスライド部8aには、左側に配置されるガイドレール30に係合するガイドブロック32が固定されている。
A
すなわち、ハンド支持部材7には、ガイドブロック31が固定され、ハンド支持部材8には、ガイドブロック32が固定されている。具体的には、2個のスライド部7aのそれぞれに3個のガイドブロック31が前後方向に間隔をあけた状態で固定されている(図7(B)参照)。また、2個のスライド部8aのそれぞれに3個のガイドブロック32が前後方向に間隔をあけた状態で固定されている(図7(A)参照)。
That is, the
本形態のガイドレール29は第1ガイドレールであり、ガイドレール30は第2ガイドレールであり、ガイドブロック31は第1ガイドブロックであり、ガイドブロック32は第2ガイドブロックである。また、本形態では、複数のガイドレール29と6個のガイドブロック31とによってハンド支持部材7を前後方向へ案内する第1ガイド機構としてのガイド機構33が構成されている。また、複数のガイドレール30と6個のガイドブロック32とによってハンド支持部材8を前後方向へ案内する第2ガイド機構としてのガイド機構34が構成されている。
The
駆動機構17、18は、アーム9の内部に配置されている。駆動機構17は、駆動源としてのモータ37を備えている。駆動機構18は、駆動源としてのモータ38を備えている。モータ37、38は、内部空間Sに配置されている。すなわち、モータ37、38は、アーム9の中心部分の内部に配置されている。モータ37、38は、所定のブラケットを介して、モータ収容部材25に固定されている。モータ37とモータ38とは、前後方向に間隔をあけた状態で配置されている。具体的には、モータ37が後ろ側に配置され、モータ38が前側に配置されている。
The
モータ37、38は、モータ37、38の出力軸の軸方向と前後方向とが一致するように配置されている。また、モータ37、38は、モータ37の出力軸とモータ38の出力軸とが反対方向に突出するように内部空間Sに配置されている。具体的には、モータ37の出力軸が後ろ側に向かって突出し、モータ38の出力軸が前側に向かって突出するように、モータ37、38が内部空間Sに配置されている。前後方向から見たときに、モータ37の回転中心とモータ38の回転中心とは一致している。また、前後方向から見たときに、モータ37、38の回転中心とアーム9の中心とは略一致している。なお、モータ37、38には、冷却用のエア配管(図示省略)が巻き付けられている。
The
また、駆動機構17は、モータ37の出力軸に連結される回転軸39と、回転軸39の先端部に固定される傘歯車40と、傘歯車40に噛み合う傘歯車41と、傘歯車41が固定される回転軸42とを備えている。同様に、駆動機構18は、モータ38の出力軸に連結される回転軸43と、回転軸43の先端部に固定される傘歯車44と、傘歯車44に噛み合う傘歯車45と、傘歯車45が固定される回転軸46とを備えている。
Further, the
さらに、駆動機構17は、回転軸42に固定される2個の駆動プーリ48と、回転軸46に回転可能に保持される2個の従動プーリ49と、駆動プーリ48と従動プーリ49とに架け渡される2本のベルト50とを備えている。同様に、駆動機構18は、回転軸46に固定される2個の駆動プーリ52と、回転軸42に回転可能に保持される2個の従動プーリ53と、駆動プーリ52と従動プーリ53とに架け渡される2本のベルト54とを備えている。
Further, the
回転軸39、43は、ステンレス鋼で形成されている。回転軸39は、回転軸39の軸方向と前後方向とが一致するように配置されており、モータ37の出力軸の先端(後端)にカップリング55を介して連結されている(図5参照)。回転軸43は、回転軸43の軸方向と前後方向とが一致するように配置されており、モータ38の出力軸の先端(前端)にカップリング55を介して連結されている(図5参照)。傘歯車40、41、回転軸42、駆動プーリ48および従動プーリ53は、アーム9の後端側の内部に配置されている。傘歯車44、45、回転軸46、駆動プーリ52および従動プーリ49は、アーム9の前端側の内部に配置されている。
The rotating
また、駆動機構17は、回転軸39を回転可能に保持するとともに内部空間Sからの空気の流出を防ぐ磁性流体シール56を備えている。同様に、駆動機構18は、回転軸43を回転可能に保持するとともに内部空間Sからの空気の流出を防ぐ磁性流体シール57を備えている。図5に示すように、磁性流体シール56は、モータ収容部材25の後面を構成する後壁部25bに固定されている。磁性流体シール57は、モータ収容部材25の前面を構成する前壁部25cに固定されている。具体的には、磁性流体シール56は、後壁部25bを前後方向で貫通する貫通穴の中に挿通された状態で後壁部25bに固定され、磁性流体シール57は、前壁部25cを前後方向で貫通する貫通穴の中に挿通された状態で前壁部25cに固定されている。
Further, the
また、回転軸39、43は、アームフレーム23に固定される複数の軸受59に回転可能に支持されている。なお、本形態の回転軸39は、長さの短い2本の短軸と、長さの長い1本の長軸とによって形成されている。2本の短軸のうちの一方の短軸は、カップリング55を介してモータ37の出力軸に連結されるとともに磁性流体シール56に回転可能に保持されている。他方の短軸には、傘歯車40が固定されている。一方の短軸と長軸の前端とは、磁性流体シール56の後ろ側に配置されるカップリング60によって連結され(図5参照)、他方の短軸と長軸の後端とは、最も後ろ側の軸受59の前側に配置されるカップリング60によって連結されている(図6(B)参照)。
Further, the rotating
同様に、本形態の回転軸43は、長さの短い2本の短軸と、長さの長い1本の長軸とによって形成されている。2本の短軸のうちの一方の短軸は、カップリング55を介してモータ38の出力軸に連結されるとともに磁性流体シール57に回転可能に保持されている。他方の短軸には、傘歯車44が固定されている。一方の短軸と長軸の後端とは、磁性流体シール57の前側に配置されるカップリング60によって連結され(図5参照)、他方の短軸と長軸の前端とは、最も前側の軸受59の後ろ側に配置されるカップリング60によって連結されている(図6(A)参照)。なお、回転軸39、43は、1本の長軸によって構成されていても良い。
Similarly, the rotating
回転軸42は、傘歯車40の後ろ側に配置されている。回転軸42は、回転軸42の軸方向と左右方向とが一致するように配置されており、モータ37の動力で左右方向を回転の軸方向として回転する。すなわち、回転軸42に固定される駆動プーリ48は、モータ37の動力で左右方向を回転の軸方向として回転する。また、回転軸42に回転可能に保持される従動プーリ53も、左右方向を回転の軸方向として回転する。傘歯車41は、左右方向における回転軸42の中心側に固定されている。
The rotating
回転軸46は、傘歯車44の前側に配置されている。回転軸46は、回転軸46の軸方向と左右方向とが一致するように配置されており、モータ38の動力で左右方向を回転の軸方向として回転する。すなわち、回転軸46に固定される駆動プーリ52は、モータ38の動力で左右方向を回転の軸方向として回転する。また、回転軸46に回転可能に保持される従動プーリ49も、左右方向を回転の軸方向として回転する。傘歯車45は、左右方向における回転軸46の中心側に固定されている。
The rotating
2個の駆動プーリ48のそれぞれは、左右方向における回転軸42の両端部のそれぞれに固定されている。従動プーリ53は、傘歯車41と駆動プーリ48との間で回転軸42に回転可能に保持されており、2個の従動プーリ53は、2個の駆動プーリ48よりも左右方向の内側に配置されている。2個の従動プーリ49のそれぞれは、左右方向における回転軸46の両端部のそれぞれに回転可能に保持されている。駆動プーリ52は、傘歯車45と従動プーリ49との間で回転軸46に固定されており、2個の駆動プーリ52は、2個の従動プーリ49よりも左右方向の内側に配置されている。
Each of the two drive pulleys 48 is fixed to both ends of the
ベルト50は、ハンド支持部材7に固定されている。具体的には、所定の取付部材およびボルトによって、2本のベルト50のそれぞれの一部が2個のスライド部7aのそれぞれの上端部に固定されている。本形態のベルト50は、有端ベルトであり、駆動プーリ48および従動プーリ49に架け渡されたベルト50の両端部のそれぞれが取付部材およびボルトによってスライド部7aに固定されている(図7(B)参照)。なお、ベルト50は、環状に形成された無端ベルトであっても良い。
The
ベルト54は、ハンド支持部材8に固定されている。具体的には、所定の取付部材およびボルトによって、2本のベルト54のそれぞれの一部が2個のスライド部8aのそれぞれの下端部に固定されている。ベルト50と同様に、本形態のベルト54は、有端ベルトであり、駆動プーリ52および従動プーリ53に架け渡されたベルト54の両端部のそれぞれが取付部材およびボルトによってスライド部8aに固定されている(図7(A)参照)。なお、ベルト54は、環状に形成された無端ベルトであっても良い。
The
駆動プーリ48、52および従動プーリ49、53が上述のように配置されているため、前後方向から見たときに、2本のベルト50のそれぞれは、モータ37、38の左右の両側のそれぞれに配置され、2本のベルト54のそれぞれは、モータ37、38の左右の両側のそれぞれに配置されている。また、ベルト54は、ベルト50と左右方向で隣り合うように、かつ、ベルト50と同じ高さで配置されている。すなわち、アーム9の内部の左右の両端側において、ベルト54は、左右方向の内側でベルト50と隣り合うように、かつ、ベルト50と同じ高さで配置されている。
Since the drive pulleys 48 and 52 and the driven
(ガイドレールの固定構造)
図10(A)は、図8のP−P断面の断面図であり、図10(B)は、図10(A)のR部の拡大図である。
(Fixed structure of guide rail)
10 (A) is a cross-sectional view of the PP cross section of FIG. 8, and FIG. 10 (B) is an enlarged view of the R portion of FIG. 10 (A).
ガイドレール29は、前後方向において間隔をあけた状態で配置される複数のボルト65によってアームフレーム23の右側板部23aおよび左側板部23bに固定されている。ガイドレール29には、複数のボルト65のそれぞれの一部が配置される複数の配置穴29aが前後方向において間隔をあけた状態で形成されている。左側板部23bには、ボルト65の軸部65aに形成されたオネジがねじ込まれる複数のネジ穴23fが前後方向において間隔をあけた状態で形成されている。右側板部23aにも、軸部65aに形成されたオネジがねじ込まれる複数のネジ穴が前後方向において間隔をあけた状態で形成されている。
The
配置穴29aは、ガイドレール29を左右方向で貫通する貫通穴である。この配置穴29aは、ボルト65の軸部65aの一部が配置される軸部配置穴29bと、ボルト65の頭部65bが配置される頭部配置穴29cとから構成されている。軸部配置穴29bおよび頭部配置穴29cは、丸穴状に形成されている。軸部配置穴29bの内径は、ボルト65の軸部65aの外径よりも大きくなっている。また、頭部配置穴29cの内径は、ボルト65の頭部65bの外径よりも大きくなっている。
The
すなわち、配置穴29aは、いわゆるバカ穴であり、前後方向における配置穴29aの幅は、ボルト65の外径よりも広くなっている。具体的には、前後方向における軸部配置穴29bの幅は、ボルト65の軸部65aの外径よりも広くなっており、前後方向における頭部配置穴29cの幅は、ボルト65の頭部65bの外径よりも広くなっている。本形態では、全ての配置穴29aが、前後方向の幅がボルト65の外径よりも広くなった第1配置穴となっている。また、全ての軸部配置穴29bは、第1軸部配置穴であり、全ての頭部配置穴29cは、第1頭部配置穴である。
That is, the
前後方向におけるガイドレール29の長さは、アーム9の周囲温度が変動してガイドレール29およびアームフレーム23が伸縮しても、前後方向における配置穴29aの側面とボルト65との間に隙間が形成される長さに設定されている。すなわち、前後方向におけるガイドレール29の長さは、アーム9の周囲温度が変動してガイドレール29およびアームフレーム23が伸縮しても、前後方向における配置穴29aの側面とボルト65とが接触しない長さに設定されている。
Regarding the length of the
具体的には、前後方向におけるガイドレール29の長さは、アーム9の周囲温度が変動してガイドレール29およびアームフレーム23が伸縮しても、前後方向における軸部配置穴29bの側面とボルト65の軸部65aとの間に隙間が形成され、かつ、前後方向における頭部配置穴29cの側面とボルト65の頭部65bとの間に隙間が形成される長さに設定されている。なお、頭部配置穴29cの内径と頭部65bの外径との差は、軸部配置穴29bの内径と軸部65aの外径との差よりも大きくなっている。
Specifically, the length of the
ガイドレール29と同様に、ガイドレール30は、前後方向において間隔をあけた状態で配置される複数のボルト65によってアームフレーム23の右側板部23aおよび左側板部23bに固定されている。ガイドレール30には、配置穴29aと同形状の配置穴が形成されている。すなわち、ガイドレール30には、ガイドレール30を左右方向で貫通するとともに、軸部配置穴と頭部配置穴とから構成される配置穴が形成されている。左側板部23bおよび右側面部23aには、軸部65aに形成されたオネジがねじ込まれる複数のネジ穴が前後方向において間隔をあけた状態で形成されている
Like the
ガイドレール29と同様に、前後方向におけるガイドレール30の長さは、アーム9の周囲温度が変動してガイドレール30およびアームフレーム23が伸縮しても、ガイドレール30の配置穴の前後方向の側面とボルト65との間に隙間が形成される長さに設定されている。具体的には、前後方向におけるガイドレール30の長さは、アーム9の周囲温度が変動してガイドレール30およびアームフレーム23が伸縮しても、ガイドレール30の軸部配置穴の前後方向の側面と軸部65aとの間に隙間が形成され、かつ、ガイドレール30の頭部配置穴の前後方向の側面と頭部65bとの間に隙間が形成される長さに設定されている。
Similar to the
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態では、ガイドレール29とガイドレール30とは、同形状に形成されるとともに同じ金属材料で形成されている。そのため、本形態では、高温になっているチャンバー4に対する基板2の搬入や搬出を行う場合に、ガイドレール29、30の温度が上昇しても、ガイドレール29とガイドレール30とが前後方向へ同じように伸縮する。また、本形態では、アームフレーム23の左右方向の両側面のそれぞれに固定されるガイドレール29とガイドレール30とは、前後方向から見たときにアームフレーム23に対して上下左右方向で対称となる位置でアームフレーム23に固定されている。
(Main effect of this form)
As described above, in the present embodiment, the
すなわち、本形態では、ガイドレール29、30の温度が上昇すると、前後方向から見たときにアームフレーム23に対して上下左右方向で対称となる位置でアームフレーム23に固定されているガイドレール29とガイドレール30とが前後方向へ同じように伸縮する。また、本形態では、アームフレーム23が、前後方向から見たときに上下左右方向で略対称となるように形成されているため、高温になっているチャンバー4に対する基板2の搬入や搬出を行う場合に、アームフレーム23の温度が上昇しても、アームフレーム23は、上下左右方向へは変形しにくい。
That is, in the present embodiment, when the temperature of the guide rails 29 and 30 rises, the guide rails 29 are fixed to the arm frame 23 at positions symmetrical with respect to the arm frame 23 in the vertical and horizontal directions when viewed from the front-rear direction. And the
したがって、本形態では、高温のチャンバー4に対する基板2の搬入や搬出をロボット1が行う場合に、線膨張係数が異なるガイドレール29、30およびアームフレーム23の温度が上昇しても、アームフレーム23の上下左右方向への変形を抑制することが可能になる。その結果、本形態では、高温のチャンバー4に対する基板2の搬入や搬出をロボット1が行う場合であっても、熱の影響によるアーム9の上下左右方向への変形を抑制することが可能になる。
Therefore, in the present embodiment, when the
本形態では、前後方向におけるガイドレール29の長さは、アーム9の周囲温度が変動してガイドレール29およびアームフレーム23が伸縮しても、前後方向における配置穴29aの側面とボルト65とが接触しない長さに設定され、前後方向におけるガイドレール30の長さは、アーム9の周囲温度が変動してガイドレール30およびアームフレーム23が伸縮しても、ガイドレール30の配置穴の前後方向の側面とボルト65との間に隙間が形成される長さに設定されている。
In this embodiment, the length of the
そのため、本形態では、ガイドレール29、30の線膨張係数とアームフレーム23の線膨張係数とが異なっていても、ガイドレール29、30およびアームフレーム23の温度が上昇してガイドレール29、30およびアームフレーム23が前後方向へ伸縮したときの、配置穴29aの側面とボルト65との接触、および、ガイドレール30の配置穴の側面とボルト65との接触を防止することが可能になる。したがって、本形態では、高温のチャンバー4に対する基板2の搬入や搬出をロボット1が行う場合であっても、熱の影響によるアームフレーム23の上下左右方向への変形を効果的に抑制することが可能になる。
Therefore, in this embodiment, even if the linear expansion coefficient of the guide rails 29 and 30 and the linear expansion coefficient of the arm frame 23 are different, the temperatures of the guide rails 29 and 30 and the arm frame 23 rise and the guide rails 29 and 30 are raised. When the arm frame 23 expands and contracts in the front-rear direction, it is possible to prevent the side surface of the
なお、本形態では、回転軸39がカップリング55を介してモータ37の出力軸に連結され、回転軸43がカップリング55を介してモータ38の出力軸に連結されている。また、回転軸39、43では、2本の短軸と1本の長軸とがカップリング60によって連結されている。そのため、本形態では、ステンレス製の回転軸39、43の、熱の影響による前後方向の伸縮量と、アルミニウム合金製のアームフレーム23の、熱の影響による前後方向の伸縮量との差は、カップリング55、60で吸収される。
In this embodiment, the rotating
(駆動機構の配置の変形例)
図11は、本発明の他の実施の形態にかかるアーム9の内部構造を説明するための図である。図12は、図11(A)のW−W方向からハンド支持部材7、8、アーム9および駆動機構17、18の構成を説明するための断面図である。
(Modified example of drive mechanism arrangement)
FIG. 11 is a diagram for explaining the internal structure of the
上述した形態において、図11(A)、図12に示すように、ベルト50とベルト54とが上下方向で重なるように配置されていても良い。具体的には、前後方向から見たときに、モータ37、38の左右の両側のそれぞれにおいて、ベルト50とベルト54とが上下方向で重なるように配置されていても良い。この場合であっても、図12に示すように、アームフレーム23は、前後方向から見たときに上下左右方向で略対称となるように形成されている。また、アームフレーム23の左右方向の両側面のそれぞれに固定されるガイドレール29とガイドレール30とは、前後方向から見たときにアームフレーム23に対して上下左右方向で対称となる位置でアームフレーム23に固定されている。なお、図11、図12では、上述した形態と同様の構成については同一の符号を付している。
In the above-described embodiment, as shown in FIGS. 11A and 12, the
また、この変形例では、図11(B)に示すように、たとえば、モータ37は、アーム9の後端部の内部に配置され、モータ38は、アーム9の前端部の内部に配置されている。ただし、この変形例において、モータ37、38は、上述した形態と同様に、アーム9の中心部分の内部に配置されていても良い。また、この変形例では、モータ38は、モータ37よりも上側に配置されている。また、モータ37とモータ38とは、左右方向において同じ位置に配置されている。
Further, in this modification, as shown in FIG. 11B, for example, the
また、この変形例では、駆動プーリ52が固定される回転軸46とは別に、従動プーリ49が回転可能に保持される固定軸67が設けられている(図12参照)。同様に、駆動プーリ48が固定される回転軸42とは別に、従動プーリ53が回転可能に保持される固定軸が設けられている。従動プーリ49は、駆動プーリ52の真下に配置され、従動プーリ53は、駆動プーリ48の真上に配置されている。
Further, in this modification, a fixed
(他の実施の形態)
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
(Other embodiments)
The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be carried out without changing the gist of the present invention.
上述した形態において、ハンド支持部材7にハンド6が固定され、ハンド支持部材8にハンド5が固定されていても良い。この場合には、ハンド支持部材8は、第1ハンド支持部材となり、ハンド支持部材7は、第2ハンド支持部材となり、ガイド機構34は、第1ガイド機構となり、ガイド機構33は、第2ガイド機構となる。また、ガイドレール30は、第1ガイドレールとなり、ガイドレール29は、第2ガイドレールとなる。
In the above-described embodiment, the
上述した形態において、下側板部23dの上面の左右方向の両端側のそれぞれにガイドレール29が固定され、上側板部23cの下面の左右方向の両端側のそれぞれにガイドレール30が固定されていても良い。この場合であっても、アームフレーム23の左右方向の両端側のそれぞれに固定されるガイドレール29とガイドレール30とは、前後方向から見たときにアームフレーム23に対して上下左右方向で対称となる位置でアームフレーム23に固定されている。
In the above-described embodiment, the guide rails 29 are fixed to both ends of the upper surface of the
上述した形態において、ガイドレール29は、前後方向で分割されていなくても良い。すなわち、右側板部23aおよび左側板部23bのそれぞれに1本のガイドレール29が固定されていても良い。同様に、右側板部23aおよび左側板部23bのそれぞれに1本のガイドレール30が固定されていても良い。また、上述した形態において、アームフレーム23は、アルミニウム合金以外の金属材料で形成されていても良いし、ガイドレール29、30は、ステンレス鋼以外の金属材料で形成されていても良い。
In the above-described form, the
上述した形態において、ガイドレール29に形成される複数の配置穴29aの中に、内径がボルト65の外径と略等しくなっている配置穴29aがあっても良い。すなわち、軸部配置穴29bの内径がボルト65の軸部65aの外径と略等しくなり、かつ、頭部配置穴29cの内径がボルト65の頭部65bの外径と略等しくなっている配置穴29aがあっても良い。同様に、上述した形態において、ガイドレール30に形成される複数の配置穴の中に、内径がボルト65の外径と略等しくなっている配置穴があっても良い。
In the above-described embodiment, among the plurality of
上述した形態では、ベルト50、54を用いてハンド支持部材7、8を前後方向に移動させているが、上述の特許文献1に記載された産業用ロボットのように、ネジ部材を用いてハンド支持部材7、8を前後方向に移動させても良い。また、上述した形態において、アーム9の内部の全体が大気圧となっていても良い。また、アーム9の内部の全体が真空となっていても良い。すなわち、モータ37、38は、真空中に配置されていても良い。さらに、上述した形態では、ロボット1によって搬送される搬送対象物は液晶ディスプレイ用のガラス基板2であるが、ロボット1によって搬送される搬送対象物は、たとえば、有機EL(有機エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ用のガラス基板であっても良いし、ガラス基板2以外の搬送対象物であっても良い。
In the above-described embodiment, the
1 ロボット(産業用ロボット)
2 基板(ガラス基板、搬送対象物)
5 ハンド(第1ハンド)
6 ハンド(第2ハンド)
7 ハンド支持部材(第1ハンド支持部材)
8 ハンド支持部材(第2ハンド支持部材)
9 アーム
10 本体部
17 駆動機構(第1駆動機構)
18 駆動機構(第2駆動機構)
23 アームフレーム
23a 右側板部
23b 左側板部
23c 上側板部
23d 下側板部
23f ネジ穴
29 ガイドレール(第1ガイドレール)
29a 配置穴(第1配置穴)
29b 軸部配置穴(第1軸部配置穴)
29c 頭部配置穴(第1頭部配置穴)
30 ガイドレール(第2ガイドレール)
31 ガイドブロック(第1ガイドブロック)
32 ガイドブロック(第2ガイドブロック)
33 ガイド機構(第1ガイド機構)
34 ガイド機構(第2ガイド機構)
65 ボルト
65a 軸部
65b 頭部
X 前後方向
Y 左右方向
1 Robot (industrial robot)
2 Substrate (glass substrate, object to be transported)
5 hands (1st hand)
6 hands (2nd hand)
7 Hand support member (first hand support member)
8 Hand support member (second hand support member)
9 Arm 10
18 Drive mechanism (second drive mechanism)
23
29a placement hole (first placement hole)
29b Shaft placement hole (1st shaft placement hole)
29c Head placement hole (1st head placement hole)
30 guide rail (second guide rail)
31 Guide block (1st guide block)
32 guide block (second guide block)
33 Guide mechanism (1st guide mechanism)
34 Guide mechanism (2nd guide mechanism)
65
Claims (7)
前記搬送対象物が搭載される第1ハンドおよび第2ハンドと、前記第1ハンドが固定される第1ハンド支持部材と、前記第2ハンドが固定される第2ハンド支持部材と、前記第1ハンド支持部材と前記第2ハンド支持部材とが水平方向の同じ方向へ直線的に往復移動可能となるように前記第1ハンド支持部材および前記第2ハンド支持部材を保持するアームと、前記アームに対して前記第1ハンド支持部材を往復移動させる第1駆動機構と、前記アームに対して前記第2ハンド支持部材を往復移動させる第2駆動機構とを備えるとともに、
前記アームに対する前記第1ハンド支持部材および前記第2ハンド支持部材の移動方向を前後方向とし、上下方向と前後方向とに直交する方向を左右方向とすると、
前記第1ハンド支持部材を前後方向へ案内する第1ガイド機構と、前記第2ハンド支持部材を前後方向へ案内する第2ガイド機構とを備え、
前記第1ガイド機構は、前記アームのフレームであるアームフレームの左右方向の両端側のそれぞれに固定される第1ガイドレールと、前記第1ハンド支持部材に固定されるとともに前記第1ガイドレールに係合する第1ガイドブロックとを備え、
前記第2ガイド機構は、前記アームフレームの左右方向の両端側のそれぞれにかつ前記第1ガイドレールの上側または下側に固定される第2ガイドレールと、前記第2ハンド支持部材に固定されるとともに前記第2ガイドレールに係合する第2ガイドブロックとを備え、
前記第1ガイドレールと前記第2ガイドレールとは、同形状に形成されるとともに、同じ金属材料で形成され、
前記アームフレームは、前記第1ガイドレールおよび前記第2ガイドレールと線膨張係数の異なる金属材料で形成されるとともに、前後方向から見たときに上下左右方向で略対称となるように形成され、
前記第1ガイドレールと前記第2ガイドレールとは、前後方向から見たときに前記アームフレームに対して上下左右方向で対称となる位置で前記アームフレームに固定されていることを特徴とする産業用ロボット。 An industrial robot that transports an object to be transported in a vacuum.
The first and second hands on which the object to be transported is mounted, the first hand support member to which the first hand is fixed, the second hand support member to which the second hand is fixed, and the first hand. An arm that holds the first hand support member and the second hand support member, and the arm so that the hand support member and the second hand support member can linearly reciprocate in the same horizontal direction. On the other hand, a first drive mechanism for reciprocating the first hand support member and a second drive mechanism for reciprocating the second hand support member with respect to the arm are provided.
When the moving direction of the first hand support member and the second hand support member with respect to the arm is the front-rear direction, and the direction orthogonal to the vertical direction and the front-rear direction is the left-right direction
A first guide mechanism for guiding the first hand support member in the front-rear direction and a second guide mechanism for guiding the second hand support member in the front-rear direction are provided.
The first guide mechanism is fixed to a first guide rail fixed to each of both ends of the arm frame, which is a frame of the arm, in the left-right direction, and to the first hand support member and to the first guide rail. Equipped with a first guide block to engage
The second guide mechanism is fixed to the second guide rail fixed to both ends of the arm frame in the left-right direction and to the upper side or the lower side of the first guide rail, and to the second hand support member. Also provided with a second guide block that engages with the second guide rail.
The first guide rail and the second guide rail are formed in the same shape and made of the same metal material.
The arm frame is made of a metal material having a coefficient of linear expansion different from that of the first guide rail and the second guide rail, and is formed so as to be substantially symmetrical in the vertical and horizontal directions when viewed from the front-rear direction.
An industry characterized in that the first guide rail and the second guide rail are fixed to the arm frame at positions symmetrical with respect to the arm frame in the vertical and horizontal directions when viewed from the front-rear direction. Robot for.
前記アームの中心が前記本体部に連結されていることを特徴とする請求項1記載の産業用ロボット。 A main body portion to which the arm is rotatably connected is provided.
The industrial robot according to claim 1, wherein the center of the arm is connected to the main body portion.
前記第1ガイドレールおよび前記第2ガイドレールは、ステンレス鋼で形成されていることを特徴とする請求項1または2記載の産業用ロボット。 The arm frame is made of an aluminum alloy.
The industrial robot according to claim 1 or 2, wherein the first guide rail and the second guide rail are made of stainless steel.
前記右側板部は、前記右側板部の厚さ方向と左右方向とが一致するように配置され、
前記左側板部は、前記左側板部の厚さ方向と左右方向とが一致するように配置され、
前記上側板部は、前記上側板部の厚さ方向と上下方向とが一致するように配置され、
前記下側板部は、前記下側板部の厚さ方向と上下方向とが一致するように配置され、
前記第1ガイドレールは、前記右側板部および前記左側板部に固定され、
前記第2ガイドレールは、前記右側板部および前記左側板部に固定され、
前後方向から見たときに、前記右側板部と前記左側板部とは、左右方向における前記アームフレームの中心に対して左右対称に配置され、前記上側板部と前記下側板部とは、上下方向における前記アームフレームの中心に対して上下対称に配置され、
前記右側板部に固定される前記第1ガイドレールと前記左側板部に固定される前記第1ガイドレールとは、上下方向において同じ位置に配置され、
前記右側板部に固定される前記第2ガイドレールと前記左側板部に固定される前記第2ガイドレールとは、上下方向において同じ位置に配置されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の産業用ロボット。 The arm frame includes a flat plate-shaped right side plate portion and a left side plate portion forming the left and right side surfaces of the arm frame, and a flat plate-shaped upper plate portion and a lower side plate portion forming the upper and lower side surfaces of the arm frame. ,
The right side plate portion is arranged so that the thickness direction and the left-right direction of the right side plate portion coincide with each other.
The left plate portion is arranged so that the thickness direction and the left-right direction of the left plate portion coincide with each other.
The upper plate portion is arranged so that the thickness direction and the vertical direction of the upper plate portion coincide with each other.
The lower plate portion is arranged so that the thickness direction and the vertical direction of the lower plate portion coincide with each other.
The first guide rail is fixed to the right side plate portion and the left side plate portion, and is fixed to the right side plate portion.
The second guide rail is fixed to the right side plate portion and the left side plate portion, and is fixed to the right side plate portion.
When viewed from the front-rear direction, the right plate portion and the left plate portion are arranged symmetrically with respect to the center of the arm frame in the left-right direction, and the upper plate portion and the lower plate portion are vertically and vertically arranged. Arranged vertically symmetrically with respect to the center of the arm frame in the direction,
The first guide rail fixed to the right side plate portion and the first guide rail fixed to the left side plate portion are arranged at the same position in the vertical direction.
Claims 1 to 3 are characterized in that the second guide rail fixed to the right side plate portion and the second guide rail fixed to the left side plate portion are arranged at the same position in the vertical direction. An industrial robot described in any of.
前記第2ガイド機構は、前後方向で分割された複数の前記第2ガイドレールを備えることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の産業用ロボット。 The first guide mechanism includes a plurality of the first guide rails divided in the front-rear direction.
The industrial robot according to any one of claims 1 to 4, wherein the second guide mechanism includes a plurality of the second guide rails divided in the front-rear direction.
前記第1ガイドレールおよび前記第2ガイドレールには、前記ボルトの一部が配置される複数の配置穴が前後方向において間隔をあけた状態で形成され、
前記アームフレームには、前記ボルトの軸部に形成されたオネジがねじ込まれる複数のネジ穴が前後方向において間隔をあけた状態で形成され、
複数の前記配置穴のうちの少なくとも1個の前記配置穴の、前後方向の幅は、前記ボルトの外径よりも広くなっており、
前後方向の幅が前記ボルトの外径よりも広くなっている前記配置穴を第1配置穴とすると、
前後方向における前記第1ガイドレールおよび前記第2ガイドレールの長さは、前記アームの周囲温度が変動して前記第1ガイドレール、前記第2ガイドレールおよび前記アームフレームが伸縮しても、前後方向における前記第1配置穴の側面と前記ボルトとの間に隙間が形成される長さに設定されていることを特徴とする請求項5記載の産業用ロボット。 The first guide rail and the second guide rail are fixed to the arm frame by a plurality of bolts arranged at intervals in the front-rear direction.
The first guide rail and the second guide rail are formed with a plurality of arrangement holes in which a part of the bolts are arranged at intervals in the front-rear direction.
The arm frame is formed with a plurality of screw holes into which male screws formed on the shaft portion of the bolt are screwed, in a state of being spaced apart in the front-rear direction.
The width of at least one of the arrangement holes in the front-rear direction is wider than the outer diameter of the bolt.
Assuming that the arrangement hole whose width in the front-rear direction is wider than the outer diameter of the bolt is the first arrangement hole,
The lengths of the first guide rail and the second guide rail in the front-rear direction can be set in the front-rear direction even if the ambient temperature of the arm fluctuates and the first guide rail, the second guide rail, and the arm frame expand and contract. The industrial robot according to claim 5, wherein the length is set so that a gap is formed between the side surface of the first arrangement hole and the bolt in the direction.
前記第1配置穴の前記軸部配置穴を第1軸部配置穴とし、前記第1配置穴の前記頭部配置穴を第1頭部配置穴とすると、
前後方向における前記第1軸部配置穴の幅は、前記ボルトの前記軸部の外径よりも広くなっており、
前後方向における前記第1頭部配置穴の幅は、前記ボルトの前記頭部の外径よりも広くなっており、
前後方向における前記第1ガイドレールおよび前記第2ガイドレールの長さは、前記アームの周囲温度が変動して前記第1ガイドレール、前記第2ガイドレールおよび前記アームフレームが伸縮しても、前後方向における前記第1軸部配置穴の側面と前記ボルトの前記軸部との間に隙間が形成され、かつ、前後方向における前記第1頭部配置穴の側面と前記ボルトの前記頭部との間に隙間が形成される長さに設定されていることを特徴とする請求項6記載の産業用ロボット。 The arrangement hole is composed of a shaft portion arrangement hole in which a part of the shaft portion of the bolt is arranged and a head arrangement hole in which the head portion of the bolt is arranged.
Assuming that the shaft portion placement hole of the first placement hole is the first shaft portion placement hole and the head placement hole of the first placement hole is the first head placement hole,
The width of the first shaft portion arranging hole in the front-rear direction is wider than the outer diameter of the shaft portion of the bolt.
The width of the first head arrangement hole in the front-rear direction is wider than the outer diameter of the head of the bolt.
The lengths of the first guide rail and the second guide rail in the front-rear direction can be set in the front-rear direction even if the ambient temperature of the arm fluctuates and the first guide rail, the second guide rail, and the arm frame expand and contract. A gap is formed between the side surface of the first shaft portion arrangement hole in the direction and the shaft portion of the bolt, and the side surface of the first head arrangement hole in the front-rear direction and the head portion of the bolt. The industrial robot according to claim 6, wherein the length is set so that a gap is formed between them.
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