JP7400540B2

JP7400540B2 - モバイルマニピュレータ

Info

Publication number: JP7400540B2
Application number: JP2020032230A
Authority: JP
Inventors: 知大岡田; 禎介樫
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2020-02-27
Filing date: 2020-02-27
Publication date: 2023-12-19
Anticipated expiration: 2040-02-27
Also published as: WO2021171965A1; EP4112233A1; CN115003458A; US20230044274A1; JP2021133466A; KR20220110279A; EP4112233A4

Description

本発明は、モバイルマニピュレータに関する。

半導体工場では、規格に従った材料（以下、ウエハという）をベースとし、様々な工程を経由しながら、半導体製品が作られる。数枚のウエハをセットにして搬送できる機器（以下、カセットという）を使用して、それらのウエハをある工程から次の工程に搬送する作業を、人が行っていることが多い。一方で、人手不足のため、人が行っている、ウエハの搬送作業を自動化したいという要望も多い。

特開２００１－３０６１４８号公報

この搬送作業の自動化（以下、自動搬送という）を行う上で重要なのは、２個のカセットを同時に搬送することである。

１個のカセットしか搬送できない場合には、無人搬送車は、加工完了のカセットを取りに行き、搭載して、次工程に搬送し、新しいカセットを取りに行き、搬送する。そのため、無駄が発生する。一方、２個同時に搬送できるスペースがある場合には、無人搬送車は、加工完了したカセットを取るとともに、新しいカセットを装置に仕掛けることができる。従って、無駄を減らすことができる。

しかし、カセットを２個並べて搭載すると、自動搬送機の寸法（幅）が大きくなり、旋回可能な半径が大きくなってしまう。

このことから、日本における半導体業界では、工場内通路の幅が狭いところが多いため、自動搬送機を導入できる環境が限られるという問題があった。逆に、工場内通路の幅を大きくすると、コストが嵩むという問題があった。

本発明の一態様は、搬送車の幅を大きくすることなく、２個の搬送物を載置することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るモバイルマニピュレータは、無人搬送車と、前記無人搬送車に搭載されたロボット基部と、前記ロボット基部に搭載されたロボットアームと、前記ロボット基部上に配置された、所定の搬送物が載置される第１載置部および第２載置部とを備え、前記第１載置部は、前記搬送物の底面が水平に対して傾斜した状態で前記搬送物を保持し、平面視において、前記第１載置部の上に前記第２載置部の一部が重なっている。

前記構成によれば、第１載置部の上に第２載置部の一部が重なっているので、搬送車の幅を大きくすることなく、２個の搬送物を載置することができる。また、第１載置部の上に第２載置部の一部が重なっていても、ロボットアームは、傾斜した搬送物を斜め方向に取り出すことができる。これにより、２個の搬送物を載置するスペースを確保し、かつ、通路の幅が狭い既存の工場にも自動搬送機（モバイルマニピュレータ）を導入することができる。

一実施形態において、前記モバイルマニピュレータでは、前記第１載置部および前記第２載置部は、前記無人搬送車のフットプリントの内側に収まるよう配置されている。

一般に、無人搬送車は、上面に搭載されている構造物のサイズを認識することなく、移動、旋回等を行う。上面の構造物は、フットプリントからはみ出ると、例えば、無人搬送車が旋回したときに周囲の物に衝突する可能性がある。前記構成によれば、第１載置部および第２載置部は、フットプリント内に収まるので、無人搬送車の旋回中に周囲の物に衝突するのを回避することができる。

一実施形態において、前記モバイルマニピュレータでは、前記第１載置部に載置された前記搬送物から、該搬送物の底面に垂直な方向の空間を避ける位置に前記第２載置部が配置されている。

前記構成によれば、載置されている搬送物を底面に垂直な方向（すなわち、斜め方向）に直線的に出し入れすることができる。従って、上に持ち上げて横移動する等の動作が不要になる。また、上昇、横移動等の動作の切り替えが必要なく、搬送物を素早く取り出す出し入れすることができる。

一実施形態において、前記モバイルマニピュレータでは、前記第２載置部は、前記搬送物の底面が水平に対して傾斜した状態で前記搬送物を保持する。

前記構成によれば、第１載置部および第２載置部ともに、搬送物の底面が水平に対して傾斜した状態で搬送物を保持するので、ロボットアームにより２個の搬送物を同時に同じ斜め方向に出し入れすることができる。

一実施形態において、前記モバイルマニピュレータでは、前記第１載置部は、前記搬送物の底面を支持する底面支持壁と、前記搬送物の２つの側面を支持する、互いに対向する２つの側面支持壁とを有し、前記２つの側面支持壁は、テーパ形状を構成している。

前記構成によれば、対応するテーパ形状の側面を有する搬送物を、置くだけで位置決めすることができる。

一実施形態において、前記モバイルマニピュレータでは、前記第１載置部の横方向に位置し、かつ前記第２載置部の下方向に位置する空間に、機器が配置されている。

前記構成によれば、第２載置部を上にずらすことによって生じた空間に、制御機器、操作スイッチ等の機器を配置することができる。

本発明の一態様によれば、搬送車の幅を大きくすることなく、２個の搬送物を載置することができる。

本発明の実施形態に係るモバイルマニピュレータの外観を示す図である。本発明の実施形態に係るモバイルマニピュレータの外観を示す図である。本発明の実施形態に係るブラケットの外観を示す図である。本発明の実施形態に係るカセットの外観を示す図である。本発明の実施形態に係るカセットの外観を示す図である。本発明の実施形態に係るブラケット、および、カセットの外観を示す図である。

以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。

§１適用例
（モバイルマニピュレータ１の外観および構成）
図１、２は、本実施形態に係るモバイルマニピュレータ１の外観を示す図である。図１には、ロボットアーム４が含まれている。図２には、ロボットアーム４が含まれていない。図１、２ともに、モバイルマニピュレータ１の斜視図、平面図、正面図、および、側面図が示される。モバイルマニピュレータ１は、カセット（搬送物）１１を搬送して、所定の場所に配置する。

図１に示すように、モバイルマニピュレータ１は、無人搬送車２と、ロボット基部３と、ロボットアーム４と、ブラケット（第１載置部）５と、ブラケット（第２載置部）６とを備えている。無人搬送車２は、ロボットアーム４の付け根より下側の内、下半分の部分であり、左右の車輪２１を備える。無人搬送車２は、左右の車輪２１が回転することにより移動し、また、左右の車輪２１の回転数および回転方向を制御することにより方向転換する。ロボット基部３は、ロボットアーム４の付け根より下側の内、上半分の部分であり、無人搬送車２に搭載されている。ロボット基部３は、左右の車輪２１、および、ロボットアーム４を制御する制御部、外部と通信する通信部などを備えている。

ロボットアーム４は、ロボット基部３に搭載され、ブラケット５、６と、所定の場所との間で、カセット（所定の搬送物）１１を移動させる。ブラケット５およびブラケット６は、ロボット基部３上に配置され、カセット１１が載置される載置部である。

図１、２の正面図に示すように、ブラケット５は、カセット１１の底面が水平に対して傾斜した状態でカセット１１を保持する。そして、図１、２の平面図および正面図に示すように、平面視において、ブラケット５の上にブラケット６の一部が重なっている。

また、ブラケット６は、カセット１１の底面が水平に対して傾斜した状態でカセット１１を保持してもよい。

図２の平面図、正面図、および、側面図に示すように、ブラケット５、６は、無人搬送車２のフットプリントの内側に収まるよう配置されていてもよい。フットプリントとは、上面視での無人搬送車２の投影領域であり、図２の正面図、および、側面図の破線で示される領域である。実際に、図２の正面図、および、側面図における２本の破線の間に、ブラケット５、６は収まっている。

図２の正面図に示すように、ブラケット５に載置されたカセット１１から、当該カセット１１の底面に垂直な方向の空間を避ける位置にブラケット６が配置されていてもよい。すなわち、図２の正面図において、ブラケット５から矢印の方向に、ブラケット６は配置されていない。

これにより、ロボットアーム４は、ブラケット６による干渉なく、カセット１１を、ブラケット５からそのまま真っ直ぐに（矢印の方向に）取り出し、また、ブラケット５に真っ直ぐに挿入することができる。

図２の正面図に示すように、ブラケット５の右方向（横方向）に位置し、かつ、ブラケット６の下方向に位置する空間に、機器７が配置されていてもよい。すなわち、図２の正面図において、斜線部は、ブラケット５の右方向であって、ブラケット６の下方向に位置するので、何もない空間になるため、制御機器、操作スイッチなどの機器７を配置するようにしてもよい。

（ブラケット５、６の外観）
図３は、本実施形態に係るブラケット５の外観を示す図である。図３には、ブラケット５の平面図、側面図、および、正面図が示される。なお、ブラケット６の外観は、ブラケット５の外観と同様である。

図３に示すように、ブラケット５は、底面支持壁５１と、２つの側面支持壁５２とを有してもよい。そのとき、底面支持壁５１は、カセット１１の底面を支持する。２つの側面支持壁５２は、カセット１１の２つの側面を支持し、互いに対向する。そして、２つの側面支持壁５２は、カセット１１の底面に向かうほど狭まるテーパ形状を構成している。カセット１１の２つの側面は、それぞれが対応する、カセット１１の側面に接する。ブラケット５はブラケット６の下方に設置されるので、カセット１１を載置し難いこともあるが、ブラケット５がテーパ形状の側面支持壁５２を有することにより、カセット１１の位置決めを簡単に行うことができる。

（カセット１１の外観）
図４、５は、本実施形態に係るカセット１１の外観を示す図である。図４には、ウエハ１２が含まれていない。図５には、ウエハ１２が含まれている。図４、５ともに、カセット１１の斜視図、平面図、側面図、および、正面図が示される。

図５に示すように、カセット１１には、複数のウエハ１２が挿入されている。

（ブラケット５、６およびカセット１１の外観）
図６は、本実施形態に係るブラケット５、および、カセット１１の外観を示す図である。図６には、ブラケット５、および、カセット１１の平面図、側面図、および、正面図が示される。なお、ブラケット６の外観は、ブラケット５の外観と同様である。

図６に示すように、カセット１１には、複数のウエハ１２が挿入されている。

（本実施形態の効果）
カセット１１を並べて配置するのではなく、斜めにカセット１１を保持することにより、水平、垂直方向から取りだしていた従来とは異なり、斜めにカセット１１を出し入れすることができる。これにより、狭いスペースでも２個のカセット１１を搭載するスペースを確保することができる。従って、通路の幅が狭い既存の工場にもモバイルマニピュレータ１を導入することができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１モバイルマニピュレータ
２無人搬送車
３ロボット基部
４ロボットアーム
５ブラケット（第１載置部）
６ブラケット（第２載置部）
７機器
１１カセット（搬送物）
１２ウエハ
２１車輪
５１底面支持壁
５２側面支持壁

Claims

無人搬送車と、
前記無人搬送車に搭載されたロボット基部と、
前記ロボット基部に搭載されたロボットアームと、
前記ロボット基部上に配置された、所定の搬送物が載置される第１載置部および第２載置部とを備え、
前記第１載置部は、前記搬送物の底面が水平に対して傾斜した状態で前記搬送物を保持し、
平面視において、前記第１載置部の上に前記第２載置部の一部が重なっている、モバイルマニピュレータ。
前記第１載置部および前記第２載置部はそれぞれ、前記搬送物の底面を支持する第１底面支持壁および第２底面支持壁を有し、
前記第２底面支持壁は、前記第１底面支持壁を含む平面に対して上側に位置する、請求項１に記載のモバイルマニピュレータ。
前記第１載置部および前記第２載置部は、前記無人搬送車のフットプリントの内側に収まるよう配置されている、請求項１または２に記載のモバイルマニピュレータ。
前記第１載置部に載置された前記搬送物から、該搬送物の底面に垂直な方向の空間を避ける位置に前記第２載置部が配置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のモバイルマニピュレータ。
前記第２載置部は、前記搬送物の底面が水平に対して傾斜した状態で前記搬送物を保持する、請求項１から４のいずれか一項に記載のモバイルマニピュレータ。
前記第１載置部は、前記搬送物の底面を支持する第１底面支持壁と、前記搬送物の２つの側面を支持する、互いに対向する２つの側面支持壁とを有し、
前記２つの側面支持壁は、テーパ形状を構成している、請求項１に記載のモバイルマニピュレータ。
前記第１載置部の横方向に位置し、かつ前記第２載置部の下方向に位置する空間に、機器が配置されている、請求項１から６のいずれか一項に記載のモバイルマニピュレータ。