JPH0661487U - キャリヤロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶板等のワークを搬送するキャリヤロボッ
トにおいて、少ないロボット専有面積で大きなストロー
クが得られるようにする。 【構成】 ロボット本体１の回転テーブル２上に配置さ
れるアームを、固定アーム４と複数の移動アーム５から
構成する。各移動アーム５は下部のアームにリニアガイ
ド７を介して取り付け、最上部の移動アーム５−３にハ
ンド６を設ける。第１移動アーム５−１を直線駆動機構
により駆動し、移動アーム５−１，５−２に動力伝達用
ピニオン１１を設け、このピニオンを下部ラック１２と
上部ラック１３により挟持し、下部の移動アームの移動
を上部の移動アームに伝達させる。各移動アームのスト
ロークの合計で大きなストロークが得られ、旋回時には
ロボット本体１上にアーム・ハンドが収納され、専有面
積を小さくできる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、ワークを搬送するキャリヤロボット、特にクリーンルーム内にお いて液晶板やウエハなどを搬送するためのキャリヤロボットに関するものである 。

【０００２】

【従来の技術】

クリーンルーム内における液晶板やウエハの製造工程においては、カセット内 に収納されたワークを取り出し、必要な処理を施した後、次工程のカセットや搬 出用のカセット内に格納することが行われており、このような搬送には、関節型 のロボットや直交座標型のロボットなどが使用されている。

【０００３】 関節型のロボットは、図９に示すように、ロボット本体の上部に回転自在に取 り付けられた回転テーブルＴに複数のアームＡ₁ ，Ａ₂ を屈曲自在に取り付け、 先端のアームにワークＷを把持するハンドＨを取り付けた構造である。また、直 交座標型のロボットは、図１０に示すように、回転テーブルＴに板状のアームＡ を固定し、このアームＡにハンドＨを移動自在に取り付け、エンドレスの歯付ベ ルトにより牽引移動させる構造である。いずれも、ワークＷをハンドＨに移載す ると、アームＡあるいはハンドＨを引き込んでロボット本体を旋回させ、次の箇 所にワークを搬送する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前述のような従来のキャリヤロボットの場合、ワークを把持し たハンドを引き込んで旋回する際、ハンド部分（ワーク）あるいはアーム部分が ロボット本体部分から大きく突出することにより、旋回半径が大きくなり、ロボ ットの専有面積が大きくなる問題点がある。

【０００５】 この考案は、前述のような問題点を解消すべくなされたもので、その目的は、 少ないロボット専有面積で大きなストロークを得ることができるキャリアロボッ トを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案の第１のキャリヤロボットは、ロボット本体の上部にアームを旋回可 能に設け、このアームに、ワークが着脱可能に取り付けられるハンドをワーク移 載箇所に対して進退移動可能に設けてなるキャリヤロボットにおいて、前記アー ムを最下部の固定アームと上部の複数の移動アームから多段のアームとする。前 記各移動アームはリニアガイドを介して移動自在に下部のアームに取り付け、最 上部の移動アームにハンドを設けると共に、固定アームの上に位置する第１の移 動アームをラック・ピニオン等の直線駆動機構により駆動する。固定アームと最 上部の移動アームとの間に位置する中間の移動アームに動力伝達用のピニオンを 回転自在に設け、このピニオンに噛合する動力伝達用のラックを前記ピニオン付 きの移動アームの上下のアームに、ピニオンを挟持するように一対で設け、下部 の移動アームの移動を上部の移動アームに順次伝達するように構成する。

【０００７】 この考案の第２のキャリヤロボットは、ロボット本体の上部にアームを旋回可 能に設け、このアームに、ワークが着脱可能に取り付けられるハンドをワーク移 載箇所に対して進退移動可能に設けてなるキャリヤロボットにおいて、前記アー ムを最下部の固定アームと上部の少なくとも１段の移動アームから構成する。こ の移動アームをリニアガイドを介して移動自在に下部のアームに取り付けると共 に、前記ハンドをリニアガイドを介して移動自在に前記移動アームに取り付ける 。移動アームをラック・ピニオン等の直線駆動機構により駆動し、移動アームの 移動を動力伝達用のラックを介して動力伝達用のピニオンの回転に変換し、この ピニオンの回転をプーリに伝達し、このプーリに巻回したエンドレスのベルトに より前記ハンドを牽引移動するように構成する。移動アームは、１段でも複数段 でもよく、複数段とした場合には、第１のキャリヤロボットと同様のピニオンと 上下のラックで動力を伝達するようにする。

【０００８】

【作用】

以上のような構成において、第１の考案では、直線駆動機構により第１移動ア ームを移動させると、この第１移動アームの動力伝達用ピニオンが固定アームの 下部ラックに沿って転動し、このピニオンの回転により第２移動アームの上部ラ ックが押送されて第２移動アームが移動する。これと同時に、第３移動アームも 同様に移動し、各移動アームのストロークの合計により大きなストロークを得る ことができる。ロボット旋回時には、各移動アームとハンドは、ロボット本体の 上部に重なって位置し、ロボット本体からの突出量か少なく、旋回半径を小さく できるため、ロボット専有面積を低減させることができる。

【０００９】 第２の考案では、直線駆動機構により移動アームを移動させると、移動アーム の動力伝達用ピニオンが固定アームの動力伝達用ラックに沿って転動し、このピ ニオンの回転が駆動プーリーに伝達され、ベルトが駆動され、ハンドが牽引移動 される。移動アームとハンドの移動により大きなストロークを得ることができる 。ロボット旋回時には、移動アームとハンドはロボット本体の上部に重なって位 置し、第１の考案と同様にロボット専有面積を小さくできる。

【００１０】

【実施例】

以下、この考案を図示する実施例に基づいて説明する。これは、クリーンルー ム内において数１００ｍｍ角の液晶板を搬送するキャリヤロボットの例であり、 図１、図２、図３、図４は多段アームをラックとピニオンのみで駆動するキャリ ヤロボットの第１実施例を示す側面図、正面図、平面図、全体図、図５、図６、 図７は、ラック・ピニオンと歯付ベルトで駆動するキャリヤロボットの第２実施 例を示す部分断面側面図、横断面図、平面図である。

【００１１】 ＜第１実施例＞ 図１ないし図３に示すように、ロボット本体１の上部に、旋回用モータ３によ り回転駆動される回転テーブル２を設け、この回転テーブル２上に下から順に、 固定アーム４、第１移動アーム５−１、第２移動アーム５−２、第３移動アーム ５−３を設け、この第３移動アーム５−３の上にハンド６を固定する。

【００１２】 固定アーム４および移動アーム５は、長尺の板状部材であり、固定アーム４は 回転テーブル２上に固定し、各移動アーム５はリニアガイド７を介して下部の固 定アーム４あるいは移動アーム５に取り付け、アーム長手方向に水平移動可能と する。リニアガイド７のガイドレール７ａは、アーム４，５−１，５−２の上面 に左右一対で配設し、スライダ７ｂは一本のガイドレールに対して一対で配設し 、各移動アーム５の長手方向中央部における下面に固定する。

【００１３】 このような多段アームにおいて、第１移動アーム５−１を駆動用ピニオン８・ 駆動用ラック９と直進用モータ１０からなる直線駆動機構で水平移動させ、この 水平移動力を２組の動力伝達用ピニオン１１および動力伝達用の下部ラック１２ ・上部ラック１３を介して第２移動アーム５−２と第３移動アーム５−３に伝達 してこれらアームを水平移動させる。

【００１４】 即ち、図２に示すように、駆動用ラック９は第１移動アーム５−１の下面に取 り付け、駆動用ピニオン８は水平に配置して直進用モータ１０により回転させる 。そして、第１移動アーム５−１の一方の側面における長手方向中央部に第１動 力伝達用ピニオン１１−１を回転自在に取り付け、このピニオン１１−１を、固 定アーム４の側面に設けた第１下部ラック１２−１と、第２移動アーム５−２の 側面に設けた第１上部ラック１３−１とで挟持する。同様に、第２移動アーム５ −２の反対側の側面にも、第２動力伝達用ピニオン１１−２を取り付け、第１移 動アーム５−１と第３移動アーム５−３の第２下部ラック１２−２と第２上部ラ ック１３−２とで挟持する。

【００１５】 従って、第１移動アーム５−１が直線駆動機構により移動すると、その第１動 力伝達用ピニオン１１−１が下部ラック１２−１に沿って転動し、この第１動力 伝達用ピニオン１１−１の回転により上部ラック１３−１が押送されて第２移動 アーム５−２が移動する。これと同時に、第２移動アーム５−２が移動すると、 同様に第２動力伝達用ピニオン１１−２・第２下部ラック１２−２・第２上部ラ ック１３−２により第３移動アーム５−３が移動する。

【００１６】 ハンド６は、例えばワークＷを載置してエア吸引により固定する方式であり、 その基部を第３移動アーム５−３の先端部分に固定する。なお、この実施例では 、ハンド６は固定されているが、移動アーム５上にリニアガイドにより移動自在 とし、ラックとピニオン等により移動させてもよい。

【００１７】 なお、ロボット本体１は、図４に示すように、支持ブラケット２０を介して直 線駆動機構のナット部材２１に取り付けられ、ボールねじ２２とモータ２３によ り上下動可能とされ、ロボット本体１を昇降させることにより、カセットＣ内に 多段に収納されたワークＷを取り出されるようにされている。また、この上下用 の直線駆動機構はナット部材２４・ボールねじ２５とモータ２６により水平方向 に移動可能に設けられ、ロボット本体１の水平方向位置も調整できるようにされ ている。

【００１８】 以上のような構成において、次のようにワークの搬送を行う。 (1) 所定のカセットＣに対してロボット本体１を水平移動させ、直進用モータ１ ０を起動してハンド６をカセットＣ内に挿入する。第１移動アーム５−１が進出 方向に移動し始めると、これと同時に第２移動アーム５−２、第３移動アーム５ −３が水平移動し、１段の場合の３倍のストロークが得られる。また、第２移動 アーム５−２は第１移動アーム５−３に対して同速で、第３移動アーム５−３は 第２移動アーム５−４に対して同速で移動するため、先端のハンド６は１段の場 合に比較して３倍の速度で移動することになり、搬送速度が大幅に向上する。

【００１９】 (2) ロボット本体１を若干上昇させることにより、ワークＷをカセットＣの棚（ ワークの両端を支持している）からハンド６に移載し、エア吸引により固定する 。 (3) 第１移動アーム５−１を引き込む方向に移動させると、進出の場合と同様に 第２、第３移動アーム５−２，３、ハンド６が後退して収縮退避状態となる。

【００２０】 (4) 旋回用モータ３の起動により回転テーブル２を回転させ、収縮した移動アー ム５を旋回させてワークを所定の処理位置へ移送する。この際、各移動アーム５ およびハンド６は、図３に示すように、ロボット本体１から大きく突出すること がないため、旋回半径を小さくでき、従来と比較してロボットの専有面積を大幅 に減少させることができる。

【００２１】 なお、以上は移動アームを３段配置した例を示したが、これに限らず、必要な ストロークに応じて段数を増減できることはいうまでもない。

【００２２】 ＜第２実施例＞ 図５ないし図７に示すように、ロボット本体１０１の上部に、旋回用モータ１ ０３により回転駆動される回転テーブル１０２を設け、この回転テーブル１０２ 上に下から順に、固定アーム１０４、移動アーム１０５、ハンド１０６を設ける 。

【００２３】 固定アーム１０４は回転テーブル１０２上に固定し、移動アーム１０５はリニ アガイド１０７を介してアーム長手方向に水平移動可能に下部の固定アーム１０ ４に取り付ける。また、ハンド１０６もリニアガイド１０７を介してアーム長手 方向に水平移動可能に下部の移動アーム１０５に取り付ける。

【００２４】 リニアガイド１０７のガイドレール１０７ａは、固定アーム１０４および移動 アーム１０５の上面に左右一対で配設し、移動アーム１０５のスライダ１０７ｂ は一本のガイドレールに対して一対で配設し、移動アーム１０５の長手方向中央 部における下面に固定する。ハンド１０６のスライダ１０７ｂは、ハンド１０６ の基部下面に固定し、ハンド１０６を片持ちで支持する。

【００２５】 このような多段構造において、移動アーム１０５を駆動用ピニオン１０８・駆 動用ラック１０９と直進用モータ１１０からなる直線駆動機構で水平移動させ、 この水平移動力を動力伝達用ラック１１１と動力伝達用ピニオン１１２によりベ ルト伝動機構１１３の駆動プーリー１１４に伝達してハンド１０６を牽引移動さ せる。

【００２６】 即ち、図６に示すように、移動アーム１０５の下面に駆動用ラック１０９を固 定し、この駆動用ラック１０９に固定アーム１０４上に水平に配した駆動用ピニ オン１０８を噛合させる。動力伝達用ラック１１１は固定アーム１０４上に固定 し、移動アーム１０５の下面に動力伝達用ピニオン１１２を回転自在に取り付け る。この伝達用ピニオン１１２と駆動プーリー１１４を回転軸１１５により一体 化する。

【００２７】 従って、移動アーム１０５が直線駆動機構により移動すると、動力伝達用ピニ オン１１２が動力伝達用ラック１１１に沿って転動し、動力伝達用ピニオン１１ ２の回転が駆動プーリー１１４に伝達され、ベルト伝動機構１１３が駆動される 。

【００２８】 ベルト伝動機構１１３は、図７に示すように、移動アーム１０５の上面に配設 され、移動アーム１０５の長手方向両端部に配置した従動プーリー１１７に巻回 したエンドレスの歯付ベルト１１６を、中間に位置した駆動プーリー１１４に中 間ローラー１１８により巻掛け、テンションローラ１１９により張力を与えてい る。このような歯付ベルト１１６に連結具１２０を介してハンド１０６の基部下 面を接続する。

【００２９】 ハンド１０６は、先端にワークＷの係止部１２１、基端部にエア吸引孔１２２ を有する支持板であり、ワークＷを着脱自在に吸引固定する。

【００３０】 なお、駆動用ピニオン１０８は、図６に示すように、駆動軸１３０の上端に固 定し、この駆動軸１３０の下端に直進用ギヤ１３１，１３２を介して直進用モー タ１１０を接続する。回転テーブル１０２は、ベアリング１４０によりロボット 本体１０１に回転自在に支持し、駆動軸１３０が貫通する突出軸１０２ａの下端 に旋回用ギヤ１４１，１４２を介して旋回用モータ１０３を接続する。

【００３１】 旋回用モータ１０３および直進用モータ１１０にはロータリエンコーダ１５０ ，１５１を接続し、コントローラによりフィードバック制御する。また、ロボッ ト本体１０１の下部には、ファン１６０を配置し、塵埃等を排気ダクト１６１を 介してクリーンルーム外へ排出できるようにされている。

【００３２】 以上のような構成において、次のようにワークの搬送を行う。 (1) 直進用モータ１１０を起動してハンド１０６をカセットＣ内に挿入する。移 動アーム１０５が進出方向に移動し始めると、これと同時にハンド１０６がベル ト伝動機構１１３により牽引移動し、移動アームと１０５とハンド１０６のスト ロークの合計により大きなストロークが得られる。また、移動アーム１０５に対 してハンド１０６が移動するため、さらにピニオンの径を適当に選択し、駆動用 ピニオン１０８の１回転に対して動力伝達用ピニオン１１２が数回転させること により、ハンド１０６を数倍の速度で移動させることができ、搬送速度が大幅に 向上する。

【００３３】 (2) ロボット本体１０１を若干上昇させることにより、ワークをカセットＣの棚 からハンド１０６に移載し、エア吸引により固定する。 (3) 移動アーム１０５を引き込む方向に移動させると、進出の場合と同様にハン ド１０６が後退して収縮退避状態となる。

【００３４】 (4) 旋回用モータ３の起動により回転テーブル２を回転させ、収縮した移動アー ム１０５を旋回させてワークを所定の位置へ移送する。この際、移動アーム１０ ５およびハンド１０６は、図５に示すように、ロボット本体１０１から大きく突 出することがないため、図８のように旋回半径を小さくでき、ロボットの専有面 積を大幅に減少させることができる。

【００３５】 なお、この第２実施例では、移動アームが１段の場合を示したが、複数段とし てもよい。この場合、第１実施例と同様の動力伝達用のラック・ピニオンで移動 させることができる。

【００３６】

【考案の効果】

前述の通り、この考案のキャリヤロボットは、複数段の移動アームをピニオン とこれを挟持する上下のラックにより連動させ、あるいは移動アームの移動をラ ックとピニオンでハンドに伝達してハンドを牽引移動させるようにしたため、大 きなストロークを得ることができると共に、旋回時にアームやハンドのロボット 本体からの突出量を少なくでき、ロボット専有面積を大幅に削減し、省スペース を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案のキャリヤロボットの第１実施例にお
ける種々の作動状態を示す側面図である。

【図２】図１のキャリヤロボットの正面図である。

【図３】図１のキャリヤロボットのアーム収縮状態を示
す平面図である。

【図４】図１のキャリヤロボットの使用状態を示す全体
図である。

【図５】この考案のキャリヤロボットの第２実施例を示
す部分断面側面図である。

【図６】図５のキャリヤロボットの横断面図である。

【図７】図５のキャリヤロボットの平面図であり、(a)
はハンド、(b) は移動アーム、(c) は固定アームを示
す。

【図８】図５のキャリヤロボットのハンド・アーム収縮
状態を示す平面図である。

【図９】従来の関節型ロボットを示す平面図である。

【図１０】従来の直交座標型ロボットを示す側面図であ
る。

【符号の説明】

１ ロボット本体 １０１ ロ
ボット本体 ２ 回転テーブル １０２ 回
転テーブル ３ 旋回用モータ １０３ 旋
回用モータ ４ 固定アーム １０４ 固
定アーム ５−１ 第１移動アーム １０５ 移
動アーム ５−２ 第２移動アーム １０６ ハ
ンド ５−３ 第３移動アーム １０７ リ
ニアガイド ６ ハンド １０８ 駆
動用ピニオン ７ リニアガイド １０９ 駆
動用ラック ７ａ ガイドレール １１０ 直
進用モータ ７ｂ スランダー １１１ 動
力伝達用ラック ８ 駆動用ピニオン １１２ 動
力伝達用ピニオン ９ 駆動用ラック １１３ ベ
ルト伝動機構 １０ 直進用モータ １１４
駆動プーリー １１ 動力伝達用ピニオン １１５
回転軸 １２ 動力伝達用下部ラック １１６
歯付ベルト １３ 動力伝達用上部ラック

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボット本体の上部にアームを旋回可能
   に設け、このアームに、ワークが着脱可能に取り付けら
   れるハンドをワーク移載箇所に対して進退移動可能に設
   けてなるキャリヤロボットにおいて、 前記アームを最下部の固定アームと上部の複数の移動ア
   ームから多段のアームとし、前記各移動アームをリニア
   ガイドを介して移動自在に下部のアームに取り付け、最
   上部の移動アームにハンドを設けると共に、固定アーム
   の上に位置する第１の移動アームを直線駆動機構により
   駆動し、固定アームと最上部の移動アームとの間に位置
   する中間の移動アームに動力伝達用のピニオンを回転自
   在に設け、このピニオンに噛合する動力伝達用のラック
   を前記ピニオン付きの移動アームの上下のアームに、ピ
   ニオンを挟持するように一対で設け、下部の移動アーム
   の移動を上部の移動アームに順次伝達するように構成し
   たことを特徴とするキャリヤロボット。
2. 【請求項２】 ロボット本体の上部にアームを旋回可能
   に設け、このアームに、ワークが着脱可能に取り付けら
   れるハンドをワーク移載箇所に対して進退移動可能に設
   けてなるキャリヤロボットにおいて、 前記アームを最下部の固定アームと上部の少なくとも１
   段の移動アームから構成し、この移動アームをリニアガ
   イドを介して移動自在に下部のアームに取り付けると共
   に、前記ハンドをリニアガイドを介して移動自在に前記
   移動アームに取り付け、前記移動アームを直線駆動機構
   により駆動し、移動アームの移動を動力伝達用のラック
   を介して動力伝達用のピニオンの回転に変換し、このピ
   ニオンの回転をプーリに伝達し、このプーリに巻回した
   エンドレスのベルトにより前記ハンドを牽引移動するよ
   うに構成したことを特徴とするキャリヤロボット。