JPH09201735A - 移載装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークを長距離にわたって移載でき、更に、
２点間の直線距離を高速でかつ高精度に移載でき、そし
て更に、ワークの向きを変えずに移載できる移載装置を
得ること 【解決手段】 本発明の本発明の移載装置１Ａは、３組
の平行リンク（第１リンク３１、３２、第２リンク３
３、３４、第３リンク３５、３６）を水平状態で第１伸
縮角度伝達装置４０と第２伸縮角度伝達装置６０で連結
して伸縮アーム３０を形成し、これを基板２１の下面に
存在するサーボモータ２２に連結し、制御することによ
り伸縮アーム３０を伸縮させ、位置Ａに存在するワーク
Ｗを保持、搬送させ、位置Ｂまたは位置Ｃに移載できる
ように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移載装置に係わ
り、特に半導体ウエハ、液晶表示基板などのようなワー
クを移載する場合に用いて好適な移載装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】先ず、従来技術の移載装置を図７及び図
８を参照しながら説明する。図７は従来技術のコンベア
式の移載装置を概念的に示した一部平面図であり、図８
は従来技術のスカラ型アーム式の移載装置の原理を説明
するための概念図であって、同図Ａは複数枚の基板が載
置されている或る所定の位置にアームが伸びた状態を示
した平面図、同図Ｂは同図Ａに示した状態から基板を保
持してアームが縮んだ状態を示した平面図、そして図Ｃ
は同図Ｂに示した状態から基板を保持して回動し、アー
ムが伸びて所定の他の位置に移載し終えた状態を示した
平面図である。

【０００３】従来、半導体ウエハ、液晶表示基板などの
ようなワークを或る所定の場所から他の所定の場所に移
載する場合に用いる移載装置としては、先ず、図７に示
したようなコンベア式の移載装置１Ｂがある。この移載
装置１は搬送路を構成する基台２に、その両側部に沿っ
て複数の回転ローラ３を回転自在に整列、装着して構成
されており、これらの回転ローラ３上に移載しようとす
るワークＷを載置し、そしてこれらの回転ローラ３を回
転駆動することによって、そのワークＷを矢示の方の下
流に在る所定の位置に移動させ、移載できるようになっ
ている。

【０００４】また、図８に示した従来の他のスカラ型ア
ーム式の移載装置１Ｃは、２個の大プーリ４、５と、こ
れら大プーリの１／２の直径の上下に重ねて配設されて
いる２個の小プーリ６Ａ、６Ｂ（６Ｂは６Ａの下に在
る）と、大プーリ４と小プーリ６Ｂとに掛け渡されたベ
ルト７及びそれらのプーリの軸に連結されたアーム８
と、小プーリ６Ａと大プーリ５とに掛け渡されたベルト
９及びそれらのプーリの回転軸に連結されたアーム１０
と、大プーリ５の軸に装着されているホルダー１１と、
大プーリ４を回動するサーボモータ（不図示）などから
構成されている。

【０００５】この移載装置１Ｃは、大プーリ４がサーボ
モータの駆動制御の下に回動してアーム８が所定の回転
角度、例えば、反時計方向に３０°回動すると、小プー
リ６Ａ、６Ｂが時計方向に６０°回動し、従ってアーム
１０も時計方向に６０°の角度、回動して開き、そして
大プーリ５は３０°の角度、反時計方向に回動して、そ
の軸に連結しているホルダー１１も同方向に３０°回動
し、全体として、この移載装置１Ｃのアームが矢示Ｘａ
の方向に伸びて、移載しようとするワークＷを保持す
る。ホルダー１１が一枚のワークＷを保持すると、サー
ボモータが逆回転して、図８Ｂに示したように、２本の
アーム８、１０が折り畳まれた状態に縮む。

【０００６】そして、ワークＷを保持し、２本のアーム
８、１０が折り畳まれた状態のまま、この移載装置１Ｃ
を別駆動源のサーボモータ（不図示）の回転制御の下
に、矢示Ｒの方向に回動した後、前記サーボモータを駆
動させ、図８Ｂを用いて説明した動作と逆の動作をさせ
ると、図８Ｃに示したように、縮んでいたアーム８、１
０及びホルダー１１は矢示Ｘｂの方向に伸びて、保持し
ていたワークＷを所定の位置に移載することができる。
以上の操作が順次繰り返されることにより、次々にワー
クＷを移載することができる。

【０００７】更に、このような移載装置１Ｃの構成及び
動作は、例えば、昭和６２年９月２２日に公開された実
開昭６２−１５００８７「搬送装置」の公開公報に詳細
に記載されているので、その説明に委ね、ここでは省略
する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記の回転
ローラ３を用いた移載装置１Ｂにおいては、移載される
ワークＷが基台２と接触することから、基台２に付着し
たダストがワークＷに付着したり、或いは、ワークＷと
基台２との接触により、ワークＷが損傷するおそれがあ
る。また、ワークＷと基台２との間に滑りなどに起因し
て、ワークＷの位置出しを高精度に行うことができない
といった問題点がある。

【０００９】一方、後者の移載装置１Ｃにおいては、直
線搬送に移載装置１Ｃそのものの回動動作を必要とする
ため、高速搬送が制限され、そして、この回動動作によ
って搬送されるワークＷの姿勢が、図８Ｃに示したよう
に反転してしまい、例えば、後工程の搬送路に設置され
る種々の処理装置にワークＷを同一姿勢で移載しようと
すると、各処理装置の移載装置に対する設置位置が制限
されて、設置の自由度が狭められてしまう。

【００１０】それ故、本発明はこのような課題を解決し
ようとするものであって、ダストの発生や、このダスト
が基板に付着することを極力防止し、そして少ない設置
面積、空間で、基板を長距離にわたって移載でき、更
に、２点間の直線距離を高速でかつ高精度に移載でき、
そして更に、基板の向きを変えずに移載できる移載装置
を得ることを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】それ故、本発明の移載装
置は、駆動装置と、この駆動装置に基端部が水平状態で
連結し、前記駆動装置の制御の下に所定の方向に所定の
回転角度だけ回動する互いに平行な一対の第１リンク
と、この第１リンクの先端部に連結した第１伸縮角度伝
達装置と、この第１伸縮角度伝達装置に基端部が前記第
１リンクが存在する方向から水平状態で連結し、前記第
１リンクの前記所定の回転角度と同一の回転角度だけ前
記第１リンクの回動方向とは逆の回動方向に回動し、前
記第１リンクの２倍の長さを有する互いに平行な一対の
第２リンクと、この第２リンクの先端部に連結した第２
伸縮角度伝達装置と、この第２伸縮角度伝達装置に基端
部が前記第２リンクが存在する方向から水平状態で連結
し、前記第２リンクの前記所定の回転角度と同一の回転
角度だけ前記第２リンクの回動方向とは逆の回動方向に
回動し、前記第１リンクと同一の長さを有する互いに平
行な一対の第３リンクと、この第３リンクの先端部に装
着されたホルダーとから構成して、前記課題を解決し
た。

【００１２】従って、本発明の移載装置は、３組の平行
リンクを連動して作動させることにより、移載装置のア
ームの回転半径が同じでも、比較的長い距離にわたって
移載することができる。特に基板の向きを変えることな
く、高速で直線移載することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、図１乃至図６を参照しなが
ら、本発明の移載装置を説明する。図１は本発明の移載
装置の実施例を示す外観斜視図であり、図２は図１に示
した本発明の移載装置の上面図であり、図３は図２にお
ける矢示Ｙの方向から見た側面図であり、図４は本発明
の移載装置の駆動装置部分の構造を示す、図２のＡ−Ａ
線上における一部断面図であり、図５は本発明の移載装
置の伸縮角度伝達装置部分の構造を示していて、同図Ａ
は図２における矢示Ｘの方向から見た側面図、、同図Ｂ
は図Ａの下面図であり、図６は本発明の移載装置の動作
説明図で、同図Ａは回転移載の動作を、そして同図Ｂは
直線移載の動作を示す。

【００１４】先ず、図１乃至図５を参照して、本発明の
移載装置の実施例の構成を説明する。符号１Ａは本発明
の移載装置を指す。この移載装置１Ａは、大きく別け
て、駆動装置２０部分と伸縮アーム３０部分とから構成
されている。駆動装置２０部分は基板２１の下面に、そ
の回転軸２３が基板２１に開けた貫通孔を突き抜けて上
方に垂直に突出するように固定されたサーボモータ２２
と、その回転軸２３の先端部に固定されたプーリ２４な
どから構成されている。

【００１５】一方、伸縮アーム３０は、互いに平行な一
対の第１リンク３１、３２、第１伸縮角度伝達装置４
０、互いに平行な一対の第２リンク３３、３４、第２伸
縮角度伝達装置６０、互いに平行な一対の第３リンク３
５、３６及びワークＷを保持するホルダー３７とから構
成されている。前記第１リンク３１、３２は、その基端
部３１Ａ、３２Ａが後記するような構造で駆動装置２０
に水平状態で連結し、その駆動装置２０のサーボモータ
２２の制御の下に所定の方向に所定の回転角度だけ回動
できる。

【００１６】図５を用いて説明するように、この第１リ
ンク３１、３２の先端部３１Ｂ、３２Ｂは前記第１伸縮
角度伝達装置４０の下部に回動自在に連結されており、
そしてこの第１伸縮角度伝達装置４０の上部には第２リ
ンク３３、３４の基端部３３Ａ、３４Ａが回動自在に連
結している。基端部３３Ａ、３４Ａが前記のように第１
伸縮角度伝達装置４０に連結している第２リンク３３、
３４の先端部３３Ｂ、３４Ｂは回転軸２３の上方に、第
１リンク３１、３２と平行に水平状態で存在し、第１リ
ンク３１、３２の２倍の長さを備えている。

【００１７】この第２リンク３３、３４の先端部３３
Ｂ、３４Ｂは第２伸縮角度伝達装置６０の下部に回動自
在に連結しており、その上部には第３リンク３５、３６
の基端部３５Ａ、３６Ａが回動自在に連結している。そ
して基端部３５Ａ、３６Ａが前記のように第２伸縮角度
伝達装置６０に回動自在に連結している第３リンク３
５、３６の先端部３５Ｂ、３６Ｂは回転軸２３の上方
に、第２リンク３３、３４と平行に水平状態で存在し、
前記第１リンクと同一の長さを備えている。そして第３
リンク３５、３６の先端部３５Ｂ、３６Ｂにはホルダー
３７が装着されている。

【００１８】図２に上面図で示した、この移載装置１Ａ
は、その伸縮アーム３０を伸ばした状態のものである。
そして図３には図２に矢示で示した方向から見た側面の
移載装置１Ａを示した。

【００１９】次に、前記第１リンク３１、３２の基端部
３１Ａ、３２Ａと駆動装置２０との連結構造を図４を参
照しながら説明する。基板２１の下面に固定されたサー
ボモータ２２の回転軸２３の両隣に所定の間隔で近接し
て、２本の固定軸２５、２６が回転軸２３と並行に、か
つこれら３本が一直線上に並ぶように、基板２１の上面
に植設されている。これらの上端部には回転自在なベア
リング２７、２８がそれぞれ固定されており、更に、こ
れらのベアリング２７、２８上にそれぞれ第１リンク３
１、３２の基端部３１Ａ、３２Ａが固定されている。

【００２０】そして、図４Ｂに示したように、これらの
ベアリング２７、２８の周面及びこれら周面と反対側の
プーリ２４の周面に金属ベルト２９が掛け渡されてい
る。この金属ベルト２９はプーリ２４及びベアリング２
７、２８に接している各周面で固定されている。金属ベ
ルト２９がプーリ２４の周面に掛け渡される角範囲は９
０°或いはそれ以下の範囲とする。

【００２１】このように構成することで、サーボモータ
２２が作動し、プーリ２４が時計方向に回動すると、各
ベアリング２７、２８は反時計方向に回動し、従って、
第１リンク３１、３２はそれらの基端部３１Ａ、３２Ａ
を中心にして、共に平行を保って矢示Ｒａの反時計方向
に回動し、逆にプーリ２４が反時計方向にに回動する
と、各ベアリング２７、２８は時計方向に回動させ、従
って、第１リンク３１、３２はそれらの基端部３１Ａ、
３２Ａを中心にして、共に平行を保って矢示Ｒｂの時計
方向に回動させることができる。

【００２２】次に、図５を参照しながら、前記第１伸縮
角度伝達装置４０の連結構造を説明する。短冊状の支持
板４１にはベアリングを介して、４本の回転軸４２、４
３、４４、４５が一直線状に、所定の間隔で近接して支
持板４１に垂直に回転自在に装着されている。支持板４
１の下方においては、各回転軸４２、４３、４４、４５
の下端部にそれぞれプーリ４６、４７、４８、４９が固
定されており、そして更に、回転軸４２、４５の最下端
部に前記第１リンク３１、３２の先端部３１Ｂ、３２Ｂ
が固定されている。更にまた、回転軸４３、４４の上端
部には第２リンク３３、３４の基端部３３Ａ、３４Ａが
固定されている。

【００２３】また、プーリ４６と４７には、プーリ４６
の手前周面からプーリ４７の後方周面に金属ベルト５０
が掛け渡されており、その金属ベルト５０の両端部はそ
れぞれ９０°或いはそれ以下の角範囲にわたって巻き付
けられて固定されている。そして、プーリ４８と４９に
は、金属ベルト５０の向きと逆向きに掛け渡されるよう
に、プーリ４９の手前周面からプーリ４８の後方周面に
金属ベルト５１が掛け渡されており、その金属ベルト５
１の両端部はそれぞれ９０°或いはそれ以下の角範囲に
わたって巻き付けられて固定されている。

【００２４】従って、このように構成することで、図５
Ｂにおいて、第１リンク３１、３２が共に矢示Ｒａで示
した時計方向に回動すると、プーリ４６、４７の組では
プーリ４６が時計方向に、プーリ４７が反時計方向に回
動し、プーリ４８、４９の組ではプーリ４９が時計方向
に、プーリ４８は反時計方向に回動し、従って、第２リ
ンク３３、３４はそれらの基端部３３Ａ、３４Ａを中心
にして、共に平行を保って矢示Ｒａの反時計方向に回動
する。

【００２５】そして逆に、第１リンク３１、３２が共に
矢示Ｒｂで示した反時計方向に回動すると、プーリ４
６、４７の組ではプーリ４６は反時計方向に回動し、プ
ーリ４７は時計方向に回動し、プーリ４８、４９の組で
はプーリ４９が反時計方向に回動し、プーリ４８は時計
方向に回動し、従って、第２リンク３３、３４はそれら
の基端部３３Ａ、３４Ａを中心にして、共に平行を保っ
て矢示Ｒａの時計方向に回動させることができる。

【００２６】第１伸縮角度伝達装置４０は以上説明した
ような構造で構成され、そして動作を行うものである
が、第２伸縮角度伝達装置６０についても同様の構造で
構成され、そして動作を行うものであるので、これらの
説明は省略する。

【００２７】次に、本発明の移載装置１Ａの動作を図６
を用いて説明する。移載装置１Ａは前記のように構成さ
れているため、今、図１において、サーボモータ２２が
所定の制御の下に作動して、プーリ２４が矢示Ｒｂの反
時計方向に回動すると、第１リンク３１、３２は矢示Ｒ
ａの時計方向に回動し、この動きに従って、第２リンク
３３、３４は矢示Ｒｂの反時計方向に回動し、そしてこ
の動きに従って、第３リンク３５、３６が矢示Ｒａの反
時計方向に回動し、伸縮アーム３０は、図６Ａに示した
ように、ワークＷが載置されている所定の位置Ａまで伸
長する。

【００２８】伸びた伸縮アーム３０が、その先端部に装
着されているホルダー３７でワークＷを保持すると、サ
ーボモータ２２を逆転、回動させる。そうすると、伸縮
アーム３０は前記の伸長動作と逆の動きをして縮まり、
先ず、ホルダー３７が回転中心のプーリ２４上に折り畳
まれる。

【００２９】この伸縮アーム３０全体を折り畳んだ状態
で、全体を不図示の動力源で９０°回動させ、そしてサ
ーボモータ２２を作動させて、前記と同様に動作で伸縮
アーム３０を伸長させると、図６Ａに示したように、位
置Ａから９０°の角度位置に在る位置Ｂに保持したワー
クＷを移載することができる。ワークＷを移載し終わる
と伸縮アーム３０は全体が縮まり、そして逆方向に９０
°回動して、その位置からまた前記と同様の動作を繰り
返し行い、次々とワークＷを一枚ずつ位置Ａから位置Ｂ
に移載することができる。

【００３０】伸縮アーム３０の全体が、前記回転中心の
プーリ２４上に折り畳まれた状態から９０°回動させる
ことなく、その折り畳まれた状態を一通過点として更に
プーリ２４を回動させると、図６Ｂに示したように、伸
縮アーム３０は伸び出し、位置Ａと反対側に存在する位
置Ｃに一直線で進み、ワークＷを移載することができ
る。そしてサーボモータ２２を作動させて、前記と同様
に逆動作させて伸縮アーム３０を縮ませて回転中心に全
体を折り畳み、そしてこの状態を始点としてまた前記と
同様にサーボモータ２２の回転を制御すると、伸縮アー
ム３０を前記のように繰り返し伸縮させることができ、
ワークＷを一枚ずつ位置Ａから位置Ｃへ次々に移載する
ことができる。

【００３１】本発明の移載装置１Ａは、同一回転半径内
で比較して、ワークＷを他の伸縮アームより長い距離離
れた位置に移載することができる。例えば、本発明の移
載装置１Ａが、３組の平行リンクを縮めて、伸縮アーム
３０全体が回転した時に最も小さい半径になるが、この
半径を「最小回転半径」とする。ここでこの「最小回転
半径」を５５０ｍｍ、ホルダー３７の長さを１５０ｍｍ
とすると、最大搬送距離Ｌｍは、〔数１〕のような距離
になる。

【００３２】

【数１】

【００３３】これを同じスカラ型アームで比較すると、
〔数２〕の距離にに過ぎず、本発明の移載装置１Ａの方
が約１．８倍の長い距離にわたってワークＷを搬送、移
載できることが判る。

【００３４】

【数２】

【００３５】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の移載装
置によれば、３組の平行リンクを連動して伸縮作動させ
ることにより、移載装置のアームの回転半径が同じで
も、比較的長い距離にわたって移載することができる。
特に直線搬送させる場合には、ワークの向きを変えるこ
となく、高速で移載することができる。そして伸縮アー
ムの伸縮の角度伝達に金属ベルトとプーリのみを使用し
ているだけであるので、搬送の位置精度を高めることが
できるばかりか、発塵が少なく、オイルを使用しないた
め、真空中においても使用することができるなど、数々
の優れた効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の移載装置の実施例を示す外観斜視図
である。

【図２】 図１に示した本発明の移載装置の上面図であ
る。

【図３】 図２における矢示Ｙの方向から見た側面図で
ある。

【図４】 本発明の移載装置の駆動装置部分の構造を示
す、図２のＡ−Ａ線上における一部断面図である。

【図５】 本発明の移載装置の伸縮角度伝達装置部分の
構造を示していて、同図Ａは図２における矢示Ｘの方向
から見た側面図、同図Ｂは図Ａの下面図である。

【図６】 本発明の移載装置の動作説明図で、同図Ａは
回転移載の動作を、そして同図Ｂは直線移載の動作を示
す。

【図７】 従来技術のコンベア式の移載装置を概念的に
示した一部平面図である。

【図８】 従来技術のスカラ型アーム式の移載装置の原
理を説明するための概念図であって、同図Ａは複数枚の
基板が載置されている或る所定の位置にアームが伸びた
状態を示した平面図、同図Ｂは同図Ａに示した状態から
基板を保持してアームが縮んだ状態を示した平面図、そ
して図Ｃは同図Ｂに示した状態から基板を保持して回動
し、アームが伸びて所定の他の位置に移載し終えた状態
を示した平面図である。

【符号の説明】

１Ａ 本発明の移載装置 ２０ 駆動装置 ２１
基板 ２２ サーボモータ ２３ 回転軸 ２４ プーリ
２９ 金属ベルト ３０ 伸縮アーム ３１、３２ 第１リンク ３３、３４ 第２リンク ３５、３６ 第３リンク ４０ 第１伸縮角度伝達装置 ５０、５１ 金属ベル
ト ６０ 第２伸縮角度伝達装置 Ｗ ワーク（半導体ウエハ、液晶表示基板など）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動装置と、該駆動装置に基端部が水平
   状態で連結し、前記駆動装置の制御の下に所定の方向に
   所定の回転角度だけ回動する互いに平行な一対の第１リ
   ンクと、該第１リンクの先端部に連結した第１伸縮角度
   伝達装置と、該第１伸縮角度伝達装置に基端部が前記第
   １リンクが存在する方向から水平状態で連結し、前記第
   １リンクの前記所定の回転角度と同一の回転角度だけ前
   記第１リンクの回動方向とは逆の回動方向に回動し、前
   記第１リンクの２倍の長さを有する互いに平行な一対の
   第２リンクと、該第２リンクの先端部に連結した第２伸
   縮角度伝達装置と、該第２伸縮角度伝達装置に基端部が
   前記第２リンクが存在する方向から水平状態で連結し、
   前記第２リンクの前記所定の回転角度と同一の回転角度
   だけ前記第２リンクの回動方向とは逆の回動方向に回動
   し、前記第１リンクと同一の長さを有する互いに平行な
   一対の第３リンクと、該第３リンクの先端部に装着され
   たホルダーとから構成されていることを特徴とする移載
   装置。