JPH05228880A - Robot - Google Patents

Robot

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Publication number
JPH05228880A
JPH05228880A JP7224092A JP7224092A JPH05228880A JP H05228880 A JPH05228880 A JP H05228880A JP 7224092 A JP7224092 A JP 7224092A JP 7224092 A JP7224092 A JP 7224092A JP H05228880 A JPH05228880 A JP H05228880A
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JP
Japan
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arm
drive unit
horizontal drive
robot
horizontal
Prior art date
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Application number
JP7224092A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhide Watanabe
和秀 渡辺
Yoichi Kanemitsu
陽一 金光
Naoharu Hirashiro
直治 平城
Shinichi Moriyama
伸一 森山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
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Abstract

PURPOSE:To provide a robot that is excellent in positioning accuracy in addition to undusty and nonlubricant, and besides, suitable for use in special surroundings such as a semiconductor manufacturing process or the like where high cleanliness is required. CONSTITUTION:This robot is featured as follows; an arm 2 providing the teeth of a magnetic body is supported by means of noncontact, while it is shifted in the horizontal direction and provided with a horizontal driving part 3 consisting of an electromagnet group arranged in the horizontal direction rocking it in the vertical direction and three means 5, 6 and 7 rotating the horizontal driving part, respectively.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ロボットに係り、特に
発塵や潤滑が問題となる特殊環境下(宇宙、真空中、ク
リーンルーム、液体中)で使用することができるロボッ
トに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a robot, and more particularly to a robot that can be used in a special environment (in space, in a vacuum, in a clean room, in a liquid) where dusting and lubrication are problems.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、半導体製造プロセスに於いて、
高いクリーン度を維持するためにクリーンルーム内で使
用するロボットには以下の対策が必要とされる。 (1)低発塵、無発塵機構の採用。発塵要素を除去する
か、又は削減し、低発塵又は無発塵機構を採用する。 (2)防塵機構の組み込み。防塵機構を組み込み、内部
発生粒子の外部流出を防止するとともに拡散防止をす
る。 (3)信頼性、保全性の向上。信頼性、保全性の向上を
はかりメンテナンスフリー化を図る。
2. Description of the Related Art For example, in a semiconductor manufacturing process,
The following measures are required for robots used in a clean room to maintain high cleanliness. (1) Uses a low-dust and non-dust generation mechanism. Eliminate or reduce dust generating elements and adopt low dust generating or no dust generating mechanism. (2) Built-in dustproof mechanism. A dustproof mechanism is incorporated to prevent the outflow of internally generated particles and to prevent their diffusion. (3) Improvement of reliability and maintainability. Aiming for maintenance-free by improving reliability and maintainability.

【0003】具体的な対策方法としては以下の方法があ
る。 (1)内部負圧吸引 ロボットの内部を負圧として、外部に開口した部分を通
して塵埃が流出しないように、常に外部から内部に向か
う空気の流れを作る。 (2)磁性流体シール 磁性流体によってロボット内部と外部を完全に分離し、
内部からの塵埃の拡散防止を図る。 (3)ACサーボモータ ブラシが無いため、従来のDCサーボモータに比べそれ
自体の発塵が少なくなり、メンテナンスもフリーにな
る。
The following methods are available as specific countermeasures. (1) Suction of internal negative pressure A negative pressure is created inside the robot to constantly create a flow of air from the outside to the inside so that dust does not flow out through the portion opened to the outside. (2) Magnetic fluid seal Magnetic fluid completely separates the inside and outside of the robot,
Prevents diffusion of dust from inside. (3) AC Servo Motor Since it has no brush, it produces less dust than the conventional DC servo motor and maintenance is free.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】宇宙、真空中、クリー
ンルーム、液体中などの特殊環境下では、アクチュエー
タの接触部からの発塵や、軸受部に潤滑を要することな
どが問題となる。例えば、半導体製造分野ではLSIの
高集積化が進み、よりクリーン度の高い製造環境、装置
が要求されている。このため現在、製造プロセス内の無
人化が進められているが、使用するロボット内部からの
発塵や、潤滑を必要とする部分のメンテナンス等が問題
となっている。現状ではこれらの問題に対応するために
発塵源となるロボットに防塵機構を設けるなど前述の対
応策を施している。
Under special environments such as space, vacuum, clean room, and liquid, there are problems such as dust generation from the contact portion of the actuator and lubrication of the bearing portion. For example, in the field of semiconductor manufacturing, high integration of LSI is advanced, and a manufacturing environment and apparatus with higher cleanliness are required. For this reason, currently unmanned manufacturing processes are being promoted, but dust generation from the inside of the robot used, maintenance of parts requiring lubrication, and the like have become problems. At present, in order to deal with these problems, the above-mentioned countermeasures are taken such as providing a dust-proof mechanism to the robot that is a dust source.

【0005】本発明は係る事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、防塵機構を設ける等の対策を
せずに小形で位置決め精度がよく無発塵、無潤滑のロボ
ットを実現し、特殊環境下でも問題なく使用することが
できるロボットを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object thereof is to realize a small-sized robot with high positioning accuracy, no dust generation, and no lubrication without taking measures such as providing a dustproof mechanism. However, it is to provide a robot that can be used without problems even in a special environment.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明のロボットは、磁
性体の歯を具備するアームを、非接触で支承すると共
に、水平方向に移動させ、且つ鉛直方向に揺動させる水
平方向に配列された電磁石群からなる水平駆動部と、該
水平駆動部を回転させる手段とを具備することを特徴と
する。
A robot according to the present invention is arranged in a horizontal direction in which an arm having teeth of a magnetic material is supported in a non-contact manner, and is horizontally moved and vertically swung. And a means for rotating the horizontal drive section.

【0007】[0007]

【作用】本発明のロボットによれば、水平駆動部は、先
端にハンドを有するアームが磁気軸受によって非接触で
支持され、無発塵となり、潤滑も不要で雰囲気が汚染さ
れることはなく、メンテナンスフリーとなる。更にリニ
アパルスモータによって、高精度に位置決めを行うこと
ができ、特殊環境での使用に好適なロボットが提供され
る。
According to the robot of the present invention, in the horizontal drive unit, the arm having the hand at the tip is supported by the magnetic bearing in a non-contact manner, no dust is generated, no lubrication is required, and the atmosphere is not polluted. Maintenance free. Further, the linear pulse motor enables highly accurate positioning, and provides a robot suitable for use in a special environment.

【0008】[0008]

【実施例】図1は、本発明の第1の実施例のロボットの
構造図である。ロボットのアーム2は、その先端にハン
ド1を具備し、ハンド1には半導体ウェファ等の被搬送
物が載置される。アーム2は、磁性体の歯を具備し、水
平方向に配列された電磁石群からなる、磁気軸受兼リニ
アパルスモータとして機能する水平駆動部3によって、
水平方向に非接触で駆動され、半導体ウェファ等を搬送
する。水平駆動部3は、点線で図示するようにアーム2
のハンド1を鉛直方向に揺動することができ、アーム2
の先端のハンド1を上下させることにより、ハンド1に
載置された半導体ウェファ等をウェファ処理室12に引
渡す等の動作を行うことができる。
1 is a structural diagram of a robot according to a first embodiment of the present invention. The arm 2 of the robot has a hand 1 at its tip, on which a transported object such as a semiconductor wafer is placed. The arm 2 is provided with a horizontal drive unit 3 having magnetic teeth and composed of electromagnet groups arranged in a horizontal direction, which functions as a magnetic bearing and a linear pulse motor.
It is driven in the horizontal direction without contact and conveys semiconductor wafers and the like. The horizontal drive unit 3 is connected to the arm 2 as shown by a dotted line.
Hand 1 can be vertically swung, and the arm 2
By raising and lowering the hand 1 at the tip of the hand, operations such as handing over the semiconductor wafer or the like placed on the hand 1 to the wafer processing chamber 12 can be performed.

【0009】更に、水平駆動部3を回転させる手段を具
備する。即ち、サーボモータ5が回転するとベルト6を
介してプーリー7が回転し、プーリー7に固定された水
平駆動部3が回転する。ここで、サーボモータ5、ベル
ト6、プーリー7、水平駆動部3はキャン9内に密閉さ
れているので、機械的な接触、或いは電磁石の配線等に
より生ずるガスによって環境を汚染するという問題を生
じない。
Furthermore, means for rotating the horizontal drive unit 3 is provided. That is, when the servo motor 5 rotates, the pulley 7 rotates via the belt 6, and the horizontal drive unit 3 fixed to the pulley 7 rotates. Here, since the servomotor 5, the belt 6, the pulley 7, and the horizontal drive unit 3 are sealed in the can 9, there arises a problem that the environment is polluted by the gas generated by mechanical contact or electromagnet wiring. Absent.

【0010】従って、本実施例のロボットは、アーム2
を鉛直方向に揺動(僅かな距離の上下移動)し、水平方
向に移動することを非接触支承された状態で行うことが
でき、且つアーム2をプーリー7を軸心として回転させ
る、3自由度運動ができる。例えば、ウェファ処理室1
2でハンド1を僅かな距離上げることにより、半導体ウ
ェファをハンド1に載置して、アーム2を水平に戻す。
次にアーム2を右方向にアーム2の重心が水平駆動部3
の位置に達する迄水平移動させる。次に、サーボモータ
5を駆動して、水平駆動部3、即ち、アーム2を回転さ
せ、図示しない他のウェファ処理室の前迄、半導体ウェ
ファを移動させる。そして、水平駆動部3によりアーム
2を水平方向に延ばし、ハンド1を他のウェファ処理室
に移動させ、先端のハンド1を揺動する(僅かな距離下
げる)ことによって、半導体ウェファを他の処理室に引
渡すことができる。
Therefore, the robot of the present embodiment has the arm 2
Can be oscillated in the vertical direction (moved up and down by a slight distance) and moved in the horizontal direction in a non-contact supported state, and the arm 2 can be rotated about the pulley 7 as an axial center. You can exercise. For example, the wafer processing chamber 1
The semiconductor wafer is placed on the hand 1 by raising the hand 1 by a slight distance 2 and the arm 2 is returned horizontally.
Next, move the arm 2 to the right,
Move horizontally until the position is reached. Next, the servo motor 5 is driven to rotate the horizontal drive unit 3, that is, the arm 2 to move the semiconductor wafer to the front of another wafer processing chamber (not shown). Then, the arm 2 is extended in the horizontal direction by the horizontal drive unit 3, the hand 1 is moved to another wafer processing chamber, and the hand 1 at the tip is swung (lowered by a slight distance), so that the semiconductor wafer is processed by another processing. Can be handed over to the room.

【0011】図2は、アームの構造図であり、(A)は
側面図であり、(B)は平面図である。ハンド1は、ア
ーム2の先端に取り付けられ、薄いアルミの板からな
り、(B)に図示するように、半導体ウェファ11等の
被搬送物が載置される。アーム2自体は、高透磁率の磁
性体からなり、その表面及び裏面には、磁性体の歯21
を備える。(A)に図示するように、水平駆動部3は、
磁気軸受兼リニアパルスモータとして、アーム2を非接
触浮上した状態で支承し、水平方向にアーム2を移動さ
せ、且つ鉛直方向に先端のハンド1を揺動させる。
FIG. 2 is a structural view of the arm, (A) is a side view, and (B) is a plan view. The hand 1 is attached to the tip of the arm 2 and is made of a thin aluminum plate, on which an object to be conveyed such as a semiconductor wafer 11 is placed, as shown in FIG. The arm 2 itself is made of a magnetic material having high magnetic permeability, and the teeth 21 of the magnetic material are provided on the front surface and the back surface thereof.
Equipped with. As shown in (A), the horizontal drive unit 3 is
As a magnetic bearing and linear pulse motor, the arm 2 is supported in a non-contact floating state, the arm 2 is moved in the horizontal direction, and the hand 1 at the tip is swung in the vertical direction.

【0012】図3は、水平駆動部の構造図であり、
(A)は、磁性体の歯を具備するアームの平面図であ
り、(B)は、アームの面が対向する水平駆動部の平面
図を示す。(A)に示すように、アーム2の面には、中
央に磁性体の凹凸である歯21及び両側に厚い板状部分
22を備える。(B)に示すように、水平駆動部3は、
水平(Y)方向、鉛直(Z)方向磁気軸受となる電磁石
31,32,33,34及びアーム2を水平(X)方向
に駆動するリニアパルスモータとなる電磁石36,3
7,38が、水平方向に配列されている。Y方向、Z方
向位置センサー41,42,43,44は対向するアー
ム2の両側の板状部分22の位置を検出することによ
り、アーム2を所定の位置に浮上支承するよう、電磁石
31,32,33,34の励磁を制御する。X方向位置
センサー46,47はアーム2の凹凸の歯の位置を検出
し、電磁石36,37,38を順次選択的に励磁を強め
ることにより、アーム2を水平(X)方向に駆動する。
FIG. 3 is a structural diagram of the horizontal drive unit,
(A) is a plan view of an arm having teeth of a magnetic material, and (B) is a plan view of a horizontal drive unit where the surfaces of the arms face each other. As shown in (A), the surface of the arm 2 is provided with a tooth 21 which is an unevenness of a magnetic material in the center and thick plate-like portions 22 on both sides. As shown in (B), the horizontal drive unit 3 is
Electromagnets 31, 32, 33, 34 that serve as horizontal (Y) and vertical (Z) direction magnetic bearings, and electromagnets 36, 3 that serve as linear pulse motors that drive the arm 2 in the horizontal (X) direction.
7, 38 are arranged in the horizontal direction. The Y-direction and Z-direction position sensors 41, 42, 43, 44 detect the positions of the plate-like portions 22 on both sides of the opposing arm 2 to support the arm 2 to float at a predetermined position. , 33, 34 are controlled. The X-direction position sensors 46 and 47 detect the positions of the teeth of the unevenness of the arm 2 and sequentially and selectively enhance the excitation of the electromagnets 36, 37 and 38 to drive the arm 2 in the horizontal (X) direction.

【0013】尚、電磁石36,37,38は3相リニア
パルスモータを構成し、アームの歯21のピッチに対し
て、電磁石36,37,38のヨークの位置は、その位
相が各120°ずれている。このため、電磁石36,3
7,38を順次選択的に励磁を強めることにより、磁性
体の歯21の凸部が電磁石の磁極に磁気吸引力により順
次吸い寄せられ、アーム2が水平方向に移動する。
(B)におけるA−A′線は、(A)のアームの中央の
A−A′線の位置に対応し、(B)におけるB−B′線
は、(A)のアームの端のB−B′線の位置に対応す
る。
The electromagnets 36, 37 and 38 constitute a three-phase linear pulse motor, and the positions of the yokes of the electromagnets 36, 37 and 38 are displaced by 120 ° with respect to the pitch of the arm teeth 21. ing. Therefore, the electromagnets 36, 3
By selectively increasing the excitation of 7 and 38 sequentially, the convex portions of the teeth 21 of the magnetic body are sequentially attracted to the magnetic poles of the electromagnet by the magnetic attraction force, and the arm 2 moves in the horizontal direction.
The line AA ′ in (B) corresponds to the position of the center line AA ′ of the arm in (A), and the line BB ′ in (B) corresponds to the position B of the end of the arm in (A). Corresponds to the position of the -B 'line.

【0014】図4は、水平駆動部の断面図であり、
(A)は図3(B)のA−A′線に沿った断面であり、
(B)は図3(B)のB−B′線に沿った断面である。
図4(A)の断面図に示されるように、アーム2は、鉛
直(Z)方向に浮上した状態で、リニアパルスモータを
構成する電磁石36,37,38を順次励磁することに
より、(X)方向に駆動される。電磁石36,37,3
8の磁極は、アーム2の歯21のピッチに対して、それ
ぞれ位相角で120°ずれている。
FIG. 4 is a sectional view of the horizontal drive section,
3A is a cross section taken along the line AA ′ of FIG.
3B is a cross section taken along the line BB ′ of FIG.
As shown in the cross-sectional view of FIG. 4A, the arm 2 is levitated in the vertical (Z) direction, and sequentially magnetizes electromagnets 36, 37, and 38 constituting the linear pulse motor, thereby ) Direction. Electromagnets 36, 37, 3
The magnetic poles of No. 8 are displaced from each other by 120 ° in phase angle with respect to the pitch of the teeth 21 of the arm 2.

【0015】又、図4(B)の断面図に示されるよう
に、アーム2の両端の板状部分22は、磁気軸受を構成
する電磁石32,34によって、鉛直(Z)方向に非接
触浮上した状態で支承される。Z方向位置センサ42,
44は、アーム2の両端の板状部分22から、アームの
位置を検出し、電磁石32,34の励磁を調整すること
により、板状部分22の浮上位置を制御する。
Further, as shown in the sectional view of FIG. 4 (B), the plate-like portions 22 at both ends of the arm 2 are floated in the vertical (Z) direction in a non-contact manner by the electromagnets 32 and 34 constituting the magnetic bearings. Will be supported in the condition Z direction position sensor 42,
44 controls the floating position of the plate-shaped portion 22 by detecting the position of the arm from the plate-shaped portions 22 at both ends of the arm 2 and adjusting the excitation of the electromagnets 32 and 34.

【0016】水平駆動部3がアーム2のハンド1を鉛直
方向(Z方向)に揺動(僅かの距離の移動)する動作
も、磁気軸受を構成する電磁石31,32,33,34
の励磁電流の制御によって行われる。アーム2の先端の
ハンド1は、水平駆動部より、電磁石32,34間の距
離に対して数倍遠い所に位置するので、ハンド1の
(Z)方向の揺動の幅(移動の幅)は、電磁石32,3
4間の揺動の幅に対して、数倍大きくなる。尚、揺動の
幅は、Z方向位置センサ42,44により、アーム2の
位置を検出して、電磁石32U,32D,34U,34
Dの励磁をそれぞれ調整することにより制御される。ア
ーム2の両側の板状部分22のもう一方の側を支承する
電磁石31,33についても、アーム2の水平(Y)方
向の軸心は水平に維持されるように、電磁石32,34
と同様に励磁される。
The operation in which the horizontal drive unit 3 swings the hand 1 of the arm 2 in the vertical direction (Z direction) (moves a slight distance) also serves as electromagnets 31, 32, 33, 34 constituting the magnetic bearing.
Is performed by controlling the excitation current of the. Since the hand 1 at the tip of the arm 2 is located several times farther than the distance between the electromagnets 32 and 34 from the horizontal drive unit, the swing width (movement width) of the hand 1 in the (Z) direction. Is an electromagnet 32,3
It becomes several times larger than the swing width between four. The swing width is determined by detecting the position of the arm 2 by the Z direction position sensors 42 and 44, and the electromagnets 32U, 32D, 34U and 34 are detected.
It is controlled by adjusting the excitation of D respectively. The electromagnets 31, 33 supporting the other side of the plate-shaped portions 22 on both sides of the arm 2 are also electromagnets 32, 34 so that the axis of the arm 2 in the horizontal (Y) direction is maintained horizontal.
Is excited as in.

【0017】図5は、水平駆動部の断面図であり、
(A)は図3のC−C′線に沿った断面であり、(B)
は図3のD−D′線に沿った断面である。(A)に示す
ように、アーム2の両側の板状部分22の両端は、電磁
石33,34のヨークの直下にY方向にずれてそれぞれ
位置する。従って、電磁石33,34のヨークより生じ
る磁束は、アーム2の両側の板状部分22の両端部に集
中し、そこに強い磁気吸引力とせん断力が生じ、アーム
2を鉛直(Z)と水平(Y)方向に支承する。(B)に
示すように、アーム2の歯21には、電磁石36のヨー
クの磁束が空隙を介して形成され、この磁気吸引力によ
り水平(X)方向に駆動される。
FIG. 5 is a sectional view of the horizontal drive section,
3A is a cross section taken along the line CC ′ of FIG. 3, and FIG.
Is a cross section taken along the line D-D 'in FIG. As shown in (A), both ends of the plate-shaped portions 22 on both sides of the arm 2 are positioned immediately below the yokes of the electromagnets 33 and 34, respectively, being displaced in the Y direction. Therefore, the magnetic flux generated from the yokes of the electromagnets 33 and 34 is concentrated on both ends of the plate-like portion 22 on both sides of the arm 2, and a strong magnetic attraction force and a shearing force are generated there, so that the arm 2 is vertically (Z) and horizontal. Support in the (Y) direction. As shown in (B), the magnetic flux of the yoke of the electromagnet 36 is formed in the teeth 21 of the arm 2 via the air gap, and is driven in the horizontal (X) direction by this magnetic attraction force.

【0018】図6は、本発明の第2の実施例のロボット
の構造図である。(A)はロボットの水平駆動部の側面
図であり、(B)はアームの平面図である。磁性体の歯
を具備するアーム2を非接触で支承すると共に、水平方
向に移動させ、鉛直方向に揺動させる水平駆動部3を具
備することは、第1の実施例のロボットと共通する。そ
して、アーム2の先端のハンド1により、半導体ウェフ
ァ11等を水平、揺動、回転の3自由度で搬送すること
も、第1の実施例のロボットと共通する。
FIG. 6 is a structural diagram of a robot according to the second embodiment of the present invention. (A) is a side view of a horizontal drive unit of the robot, and (B) is a plan view of an arm. It is common to the robot according to the first embodiment that the arm 2 having magnetic teeth is supported in a non-contact manner, and that the arm 2 is provided with a horizontal drive unit 3 that moves the arm 2 horizontally and swings the arm vertically. The hand 1 at the tip of the arm 2 conveys the semiconductor wafer 11 and the like with three degrees of freedom of horizontal, swing, and rotation, which is also common to the robot of the first embodiment.

【0019】第1の実施例のロボットと異なる点は、水
平駆動部を回転させる手段は、放射状の歯を備える円盤
状の磁性体15に固定された水平駆動部3を、回転させ
る同心円状に配列された円盤状の電磁石群からなる回転
駆動部16を具備している点である。この回転駆動部1
6により、水平駆動部3を搭載した円盤状の磁性体15
をステッピングモータのロータとして回転させることが
できる。
The point different from the robot of the first embodiment is that the means for rotating the horizontal drive unit is concentric to rotate the horizontal drive unit 3 fixed to a disk-shaped magnetic body 15 having radial teeth. The point is that the rotary drive unit 16 including an array of disk-shaped electromagnets is provided. This rotation drive unit 1
6, the disk-shaped magnetic body 15 equipped with the horizontal drive unit 3
Can be rotated as a rotor of a stepping motor.

【0020】図7は、回転駆動部と水平駆動部の構造図
である。回転駆動部16は、同心円状に配列された円盤
状の電磁石25,26,27及び回転角センサ28,2
9とから構成され、放射状の歯を備える円盤状の磁性体
15を回転させる、円盤状のステッピングモータのステ
ータである。水平方向に配列された電磁石群からなる水
平駆動部3は、第1の実施例で詳細に説明したものと同
様であり、図8(A)にアームの構造図を、図8(B)
に水平駆動部の構造図を示す。図7に図示されるよう
に、水平駆動部3の上面及び下面は、円盤状の表面に放
射状の歯を具備する磁性体15に固定されている。
FIG. 7 is a structural diagram of the rotary drive unit and the horizontal drive unit. The rotation drive unit 16 includes disk-shaped electromagnets 25, 26, 27 and rotation angle sensors 28, 2 arranged concentrically.
9 is a stator of a disk-shaped stepping motor that rotates a disk-shaped magnetic body 15 having radial teeth. The horizontal drive unit 3 composed of electromagnet groups arranged in the horizontal direction is the same as that described in detail in the first embodiment, and FIG. 8A is a structural diagram of the arm and FIG.
Fig. 2 shows the structure of the horizontal drive unit. As shown in FIG. 7, the upper surface and the lower surface of the horizontal drive unit 3 are fixed to a magnetic body 15 having radial teeth on a disk-shaped surface.

【0021】図9は、放射状の歯を有する円盤状の磁性
体15の平面図である。円盤状の磁性体15には、一定
ピッチの放射状の凹凸(歯)23を具備し、反対面には
水平駆動部3を構成する電磁石群が固定されている。放
射状の歯23が、回転駆動部を構成する同心円状に配置
された電磁石群25,26,27の磁気吸引力によっ
て、回転トルクを与えられる。
FIG. 9 is a plan view of a disk-shaped magnetic body 15 having radial teeth. The disk-shaped magnetic body 15 is provided with radial irregularities (teeth) 23 having a constant pitch, and the electromagnet group constituting the horizontal drive unit 3 is fixed to the opposite surface. The radial teeth 23 are given a rotational torque by the magnetic attraction force of the electromagnet groups 25, 26, 27 that are arranged concentrically and form a rotation drive unit.

【0022】図10は、回転駆動部を構成する同心円状
に配列された電磁石群の平面図である。同心円状の電磁
石25,26,27は、それぞれ円環状に巻回されたコ
イルと、コイルを取り囲むように設けられたヨークとか
らなり、ヨークは図10に示すような凹凸(歯)を具備
している。ヨークの歯のピッチは、電磁石25,26,
27でそれぞれ120°づつ位相がずれている。従っ
て、電磁石25,26,27を順次パルスによって励磁
することにより、対向する磁性体15の放射状の歯23
が磁気吸引力により、電磁石25,26,27のヨーク
に順次引き寄せられ、放射状の歯23を具備する円盤状
の磁性体15は回転する。尚、かかる構造の円盤状のス
テッピングモータについては、特願平3−17619号
特許出願によってその詳細が開示されている。
FIG. 10 is a plan view of a group of electromagnets that are arranged in a concentric circle and form a rotary drive unit. The concentric electromagnets 25, 26, 27 each include a coil wound in an annular shape, and a yoke provided so as to surround the coil, and the yoke has irregularities (teeth) as shown in FIG. ing. The tooth pitch of the yoke is determined by the electromagnets 25, 26,
27, the phases are shifted by 120 °. Therefore, by sequentially exciting the electromagnets 25, 26, and 27 with pulses, the radial teeth 23 of the magnetic body 15 facing each other.
Are sequentially attracted to the yokes of the electromagnets 25, 26, 27 by the magnetic attraction force, and the disk-shaped magnetic body 15 having the radial teeth 23 rotates. The details of the disk-shaped stepping motor having such a structure are disclosed in Japanese Patent Application No. 3-17619.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように,本発明
のロボットによれば、アームを水平移動及び鉛直方向に
上下に揺動する水平駆動部は、磁気軸受によって非接触
で支持され、無発塵となり、且つ潤滑の必要がない。
又、アームを回転させる回転駆動部は、キャンによって
電磁石及び配線等が密閉されていることから、雰囲気中
の汚染が防止され、メンテナンスフリーとなる。更に水
平駆動部は、リニアパルスモータにより高精度の位置決
めが可能となるので、高清浄度の半導体製造工程等、特
殊環境で使用されるのに好適なロボットが実現された。
As is apparent from the above description, according to the robot of the present invention, the horizontal drive unit for horizontally moving and vertically swinging the arm is supported by the magnetic bearings in a non-contact manner. No dust is required and lubrication is not required.
In addition, since the electromagnet, the wiring, and the like are sealed by the can in the rotary drive unit that rotates the arm, contamination in the atmosphere is prevented and the maintenance is free. Further, since the horizontal drive unit can be positioned with high accuracy by a linear pulse motor, a robot suitable for use in a special environment such as a semiconductor manufacturing process with high cleanliness has been realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例のロボットの構造図。FIG. 1 is a structural diagram of a robot according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例のロボットのアームの構
造図。
FIG. 2 is a structural diagram of an arm of the robot according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施例のロボットの水平駆動部
の構造図。
FIG. 3 is a structural diagram of a horizontal drive unit of the robot according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施例のロボットの水平駆動部
の断面図。
FIG. 4 is a sectional view of a horizontal drive unit of the robot according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施例のロボットの水平駆動部
の断面図。
FIG. 5 is a sectional view of a horizontal drive unit of the robot according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施例のロボットの構造図。FIG. 6 is a structural diagram of a robot according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施例のロボットの回転駆動部
と水平駆動部の構造図。
FIG. 7 is a structural diagram of a rotation drive unit and a horizontal drive unit of a robot according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施例のロボットの水平駆動部
の構造図。
FIG. 8 is a structural diagram of a horizontal drive unit of a robot according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2の実施例のロボットの磁性体の平
面図。
FIG. 9 is a plan view of a magnetic body of the robot according to the second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第2の実施例のロボットの回転駆動
部の平面図。
FIG. 10 is a plan view of a rotation drive unit of the robot according to the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ハンド 2 アーム 3 水平駆動部 5 サーボモータ 6 ベルト 7 プーリー 9 キャン 11 半導体ウエファ 12 ウエファ処理室 15 放射状の歯を有する磁性体 16 回転駆動部 21,23 磁性体の歯 22 板状部分 25,26,27 円盤状の電磁石 28,29 回転角センサ 31,32,33,34 磁気軸受電磁石 36,37,38 リニアパルスモータ電磁石 41,42,43 同心円状電磁石 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hand 2 Arm 3 Horizontal drive part 5 Servo motor 6 Belt 7 Pulley 9 Can 11 Semiconductor wafer 12 Wafer processing chamber 15 Magnetic material with radial teeth 16 Rotation drive part 21,23 Magnetic material tooth 22 Plate part 25, 26 , 27 Disc-shaped electromagnet 28, 29 Rotation angle sensor 31, 32, 33, 34 Magnetic bearing electromagnet 36, 37, 38 Linear pulse motor electromagnet 41, 42, 43 Concentric electromagnet

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁性体の歯を具備するアームを、非接触
で支承すると共に、水平方向に移動させ、且つ鉛直方向
に揺動させる水平方向に配列された電磁石群からなる水
平駆動部と、該水平駆動部を回転させる手段とを具備す
ることを特徴とするロボット。
1. A horizontal drive unit comprising electromagnet groups arranged in a horizontal direction for supporting an arm provided with magnetic teeth in a non-contact manner, moving the arm horizontally, and swinging the arm vertically. And a means for rotating the horizontal drive unit.
【請求項2】 前記水平駆動部、及び前記水平駆動部を
回転させる手段は、キャンに密閉されていることを特徴
とする請求項1のロボット。
2. The robot according to claim 1, wherein the horizontal drive unit and the means for rotating the horizontal drive unit are sealed in a can.
【請求項3】 前記水平駆動部を回転させる手段は、放
射状の歯を備える円盤状の磁性体に固定された水平駆動
部を、同心円状に配列された円盤状の電磁石群よって前
記放射状の歯に磁気吸引力を作用させ回転させるもので
あることを特徴とする請求項2のロボット。
3. A means for rotating the horizontal drive unit, wherein the horizontal drive unit fixed to a disk-shaped magnetic body having radial teeth is formed by a group of disk-shaped electromagnets arranged concentrically to form the radial teeth. The robot according to claim 2, wherein the robot is rotated by applying a magnetic attraction force to the robot.
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