JPH11138473A - ロボット装置および基板搬送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の搬送時間を短縮可能な基板搬送ロボッ
トおよび基板搬送方法を提供すること。 【解決手段】 基板４６を搬送するためのロボット装置
２０において、複数のアーム３３，３４が回動自在に連
結されており、先端のアーム３４に基板４６を保持する
保持部３５が回動自在に連結されたアーム体３２と、上
記アーム体３２を回転駆動させる回転駆動手段２４と、
上記保持部３５を上記アーム体３２の回転中心に対して
径方向に進行させるアーム駆動手段２９と、上記アーム
体３２を装置本体２２の回転方向に沿って回転駆動させ
る回転駆動手段２４と、上記回転駆動手段２４及びアー
ム駆動手段２９を駆動させることにより生じる固有振動
数を調整して上記保持部３５での振動を低減させる制御
手段４７と、を具備したことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハなど
の基板を搬送する基板搬送ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工程においてはスカラ型のロ
ボット装置が多く用いられている。これらは、半導体ウ
エハや液晶用ガラス基板に回路パターンを形成するため
のプロセスにおいて、この基板の洗浄を行うための基板
処理装置に基板を搬入したり、又は洗浄の終了した基板
を基板処理装置から搬出したりする場合に用いられるこ
とが多い。このロボット装置の一例を図１１に示す。

【０００３】上記ロボット装置１は、２本のアーム（そ
れぞれ第１のアーム２、第２のアーム３とする）とこの
第２のアーム３の先端に取り付けられたハンド４からな
るアーム体５を有している。

【０００４】上記アーム体５は円筒形状に形成された装
置本体６に取り付けられている。この装置本体６は、上
記ハンド４を直進させるためのＲ方向モータ７、および
アーム体５を回転させる図示しないθ方向モータ５を有
している。

【０００５】上記第１のアーム２、第２のアーム３の内
部には、タイミングベルトが配設されており、上記Ｒ方
向モータ７を駆動させると、図１２に示すように上記ハ
ンド４が直進運動を行うように設けられている。

【０００６】このＲ方向モータ７を停止させてθ方向モ
ータを駆動させると、図１３に示すように２本のアーム
２，３とこの先端に取付けられたハンド４の姿勢を変え
ずに、アーム体５の回転運動を行うことができる。

【０００７】上記ロボット装置１は、基板８を載置した
ときにこの基板８とハンド４の間に生じる摩擦により、
アーム体５の摺動に対する抗力を与え、これを保持力と
して基板８を搬送する。このため、基板８を搬送する場
合には、なるべく基板８を保持するハンド４に振動が伝
達しない、もしくは振動が低減されることが好ましい。
振動が生じると、基板８の保持状態が悪化するためであ
る。

【０００８】ここで、振動の発生源は上述のＲ方向モー
タ７、θ方向モータであり、このモータより発生する振
動が多くの周波数振動として基板８を保持するハンド４
に伝達される。

【０００９】これらモータより発生する振動と基板８を
搬送するために生じる加速度の和の値が最大摩擦係数を
越えると基板８は滑り出してしまい、良好な基板８の搬
送を行えなくなる。この基板８の滑りを防止するための
方策として、摩擦係数を大きくするか、振動を低減する
ことが考えられている。

【００１０】ここで、摩擦係数の大きな材料を用いて基
板８を保持する場合には、基板８を高温の炉の中に設置
するなどの作業を行う場合には、選択できる材質に限り
があり、そのため振動を低減する方法が用いられる。

【００１１】この振動低減を行うために、基板８の搬送
速度を遅くすれば、モータの周波数が遅くなるため、振
動の周期と基板８を搬送する場合のアーム体５の加速度
の両方を低減することができる。このため、基板８を最
大摩擦係数内で搬送することが可能となり、効果が大き
いものとなっている。しかしながら、基板８の搬送速度
を遅くすれば、それだけ基板８の搬送時間が長くなるた
め、搬送能力を低下させる原因となっている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、アーム体５
を駆動する上述のモータにおいては、一定の原因によっ
て振動が発生しているのではなく、種々の周波数振動が
合成されることによって振動が発生したものとなってい
る。

【００１３】ここで、上記ロボット装置１の駆動部の伝
達系や支持系の固有振動数であって振動源の振動に一致
したり定数倍である部分では、振動が大きくなって基板
８を保持するハンド４まで伝達してしまう。

【００１４】この場合、ロボット装置１の剛性が高けれ
ば、このロボット装置１の作動停止によりこの振動が減
衰してしまうが、どんなにロボットの剛性が高くても上
記ハンドの振動は抑えることができないものとなってい
る。

【００１５】本発明は上記の事情にもとづきなされたも
ので、その目的とするところは、基板の搬送時間を短縮
可能な基板搬送ロボットおよび基板搬送方法を提供しよ
うとするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、基板を搬送するためのロボ
ット装置において、複数のアームが回動自在に連結され
ており、先端のアームに基板を保持する保持部が回動自
在に連結されたアーム体と、上記アーム体を回転駆動さ
せる回転駆動手段と、上記保持部を上記アーム体の回転
中心に対して径方向に進行させるアーム駆動手段と、上
記アーム体を装置本体の回転方向に沿って回転駆動させ
る回転駆動手段と、上記回転駆動手段及びアーム駆動手
段を駆動させることにより生じる固有振動数を調整して
上記保持部での振動を低減させる制御手段と、を具備し
たことを特徴とするロボット装置である。

【００１７】請求項２記載の発明は、複数のアームが回
動自在に連結され、先端のアームに基板を保持する保持
部が連結されたアーム体を有し、この保持部を駆動させ
るとともに上記アーム体を回転駆動して上記基板を搬送
する基板搬送方法において、上記アーム体の回転駆動及
び上記保持部の駆動により生じる固有振動数を調整して
保持部の振動を低減させることを特徴とする基板搬送方
法である。

【００１８】請求項３記載の発明は、基板を搬送するた
めのロボット装置において、複数のアームが回動自在に
連結されており、先端のアームに基板を保持する保持部
が回動自在に連結されたアーム体と、上記アーム体を回
転駆動させる回転駆動手段と、上記保持部をアーム体の
回転中心に対して径方向に進行させるアーム駆動手段
と、上記保持部に設けられ、アーム体の回転駆動時に上
記基板の回転中心側よりも外径側が高くなるように傾斜
させる傾斜手段と、を具備したことを特徴とするロボッ
ト装置である。

【００１９】請求項４記載の発明は、上記保持部は長板
状部材よりなり、その中央部分をアームにより支持さ
れ、長板状部材の両端部でそれぞれ基板を支持可能とし
ていることを特徴とする請求項３記載のロボット装置で
ある。

【００２０】請求項５記載の発明は、上記傾斜手段は、
基板を載置する基板保持台と、基板保持台下面に設けら
れた内部に液体の封入された伸縮部材よりなることを特
徴とする請求項３記載のロボット装置である。

【００２１】請求項６記載の発明は、上記傾斜手段は、
支持軸により水平面より上方へ回動自在に支持された基
板保持台と、基板保持台の支持軸側下方に固設された錘
り部材からなることを特徴とする請求項３記載のロボッ
ト装置である。

【００２２】請求項７記載の発明は、上記傾斜手段は、
垂直方向に伸縮自在で上面に基板が載置されるアクチュ
エータを具備するとともに、保持部に生じる回転速度を
検知するセンサと、このセンサによって検知した回転速
度に応じて基板の回転中心側よりも外径側が高くなるよ
うに上記アクチュエータを伸縮作動させる制御手段と、
を具備することを特徴とする請求項３記載のロボット装
置である。

【００２３】請求項１の発明によると、上記回転駆動手
段及びアーム駆動手段を駆動させることにより生じる固
有振動数を調整して上記保持部での振動を低減させる制
御手段が設けられたため、上記アーム体を回転駆動させ
ながら、アーム駆動手段でこのアーム体の姿勢を変化さ
せることで、アーム体の固有振動数が変化し、よって回
転駆動手段より発生する振動の振動数とこの固有振動数
とが一致して共振する時間を短縮することが可能とな
る。そのため、アーム体の振動の低減を図ることが可能
となっている。

【００２４】このようにアーム体の振動を低減できるの
で、保持部との間の摩擦による基板の保持状態を良好な
ものにでき、よってアーム体の速度を遅くせずに済み、
基板の搬送速度を向上させることが可能となっている。

【００２５】請求項２の発明によると、上記アーム体の
回転駆動及び保持部の駆動により生じる固有振動数を調
整して保持部の振動を低減させるため、アーム体を回転
駆動する場合、固有振動数と上記アーム体へ伝達する振
動の振動数が一致して共振する時間を短縮することが可
能となる。このため、アーム体の振動の低減を図ること
が可能となっている。

【００２６】これにより、保持部との間の摩擦による基
板の保持状態を良好なものにでき、よってアーム体の速
度を遅くせずに済むため、基板の搬送速度を向上させる
ことが可能となっている。

【００２７】請求項３の発明によると、上記保持部に設
けられ、アーム体の回転駆動時に上記基板の回転中心側
よりも外形側が高くなるように傾斜させる傾斜手段を具
備するため、このように傾斜させることで、このアーム
体の回転駆動により保持部と基板の間の摩擦力が増大す
る。

【００２８】このため、アーム体の回転駆動により生じ
る遠心力に抗する抗力が増大し、よってこのアーム体の
回転速度を上昇させることも可能となる。これにより、
基板の搬送速度を向上させることが可能となっている。

【００２９】請求項４の発明によると、上記保持部は長
板状部材よりなり、その中央部分をアームにより支持さ
れ、長板状部材の両端部でそれぞれ基板を支持可能とし
ているため、基板の搬送能力が向上したものとなってい
る。

【００３０】請求項５の発明によると、上記傾斜手段
は、基板を載置する基板保持台と、基板保持台下面に設
けられた内部に液体の封入された伸縮部材よりなるた
め、アーム体の回転動作中には伸縮部材内部の液体に遠
心力が働き、この液体が外径側に移動する。このため、
伸縮部材は外径側が伸びて内径側が縮み、伸縮部材の上
面が傾斜するようになる。

【００３１】よって、この上面に基板を載置すれば、ア
ーム体の回転駆動により保持部と基板の間の摩擦力が増
大し、このためアーム体の回転駆動により生じる遠心力
に抗する抗力が増大し、このアーム体の回転速度を上昇
させることも可能となる。

【００３２】これより、基板の搬送速度を向上させるこ
とが可能となる。請求項６の発明によると、上記傾斜手
段は、支持軸により水平面より上方へ回動自在に支持さ
れた基板保持台と、基板保持台の支持軸側下方に固設さ
れた錘り部材からなるため、アーム体の回転駆動により
錘り部材に回転速度に応じた遠心力が作用すれば、この
錘り部材が回転軸を支点として外径側に向かうように回
動する。これに伴って回動部も外径側が上方に向かって
回動するため、保持部と基板の間の摩擦力が遠心力によ
って増大することとなり、よってアーム体の回転駆動に
より生じる遠心力に抗する抗力が増大し、このアーム体
の回転速度を上昇させることも可能となる。

【００３３】このため、基板の搬送速度を向上させるこ
とが可能となっている。請求項７の発明によると、上記
傾斜部材は垂直方向に伸縮自在で上面に基板が載置され
るアクチュエータを具備するとともに、保持部に生じる
回転速度を検知するセンサと、このセンサによって検知
した回転速度に応じて基板の回転中心側よりも外径側が
高くなるように上記アクチュエータを伸縮作動させる制
御手段と、を具備するため、アーム体の回転速度をセン
サにより検知してこの回転速度に応じてアクチュエータ
を制御手段で制御して伸縮作動させれば、回動部にアー
ム体の回転速度に応じた適宜の傾斜角度を与えることが
可能となり、よってこの保持部での基板の保持が良好と
なり、アーム体の回転速度を上昇させることで基板の搬
送速度を向上させることが可能となる。

【００３４】

【発明の実施の形態】（第一の実施の形態）以下、本発
明の第一の実施の形態について、図１ないし図５に基づ
いて説明する。

【００３５】ロボット装置２０は、図１に示すようにベ
ース２１に装置本体２２が固定されて設けられたもので
ある。この装置本体２２は、ハウジング２５によってθ
方向モータ２４などを有する内部が覆われた構成となっ
ている。

【００３６】上記ハウジング２５内部には、内部が中空
で大径に形成されたＲ方向駆動軸２６と、このＲ方向駆
動軸２６の内部に設けられて後述する第１のアーム３３
と一体的に取り付けられたθ方向駆動軸２７が設けられ
ている。

【００３７】上記Ｒ方向駆動軸２６の下端には、プーリ
２８が取り付けられている。またハウジング２５の外部
にはＲ方向モータ２９が設けられており、このＲ方向モ
ータ２９の下端に取り付けられたプーリ３０との間にベ
ルト３１が巻回されることによりこのＲ方向モータ２９
によって生じる駆動力を伝達可能としている。

【００３８】上記Ｒ方向駆動軸２６の内部には、θ方向
駆動軸２７が上下方向に延伸して設けられるとともに、
このθ方向駆動軸２７の下端にはθ方向モータ２４が固
定部位に取り付けられている。このθ方向駆動軸２７の
上端は第１のアーム３３の内部上面に一体的に取り付け
られている。このため、上記θ方向モータ２４が回転駆
動すれば、アーム体３２の回転方向の向きを変更可能と
なっている。

【００３９】上記Ｒ方向駆動軸２６の上端にはアーム体
３２が設けられている。このアーム体３２は、上記θ方
向駆動軸２７と一体的に取り付けられる第１のアーム３
３と、この第１のアーム３３と同じ位相だけ回転駆動す
るように設けられ、第１のアーム３３の先端に設けられ
た第２のアーム３４、この第２のアーム３４に対して上
記第１のアーム３３の開口角度分だけ相対的に移動する
ハンド３５とから構成されている。

【００４０】これら第１のアーム３３、第２のアーム３
４は支持中心である後述する各駆動軸間の長さが等しく
なるように形成されている。上記第１のアーム３３ない
し第２のアーム３４の内部は中空に形成されており、こ
れらアーム３３，３４の内部には駆動軸およびプーリ、
ベルトが設けられている。すなわち、上記Ｒ方向駆動軸
２６の上端にはプーリ３６が取り付けられており、また
プーリ３７は第２のアーム３４と一体的なアーム駆動軸
３８に固定され、これらの間にベルト３９が巻回されて
いる。

【００４１】さらにプーリ４０は第１のアーム３３から
突出して形成された中空駆動軸４１に取り付けられてい
る。またプーリ４２は上記ハンド３５と一体的に設けら
れた駆動軸４３に取り付けられている。これらプーリ４
０，４２の間にも、ベルト４４が巻回された構成となっ
ている。

【００４２】このような構成により、上記Ｒ方向モータ
２９が作動すれば、上記ハンド３５は装置本体２２の径
方向に直線的に移動させることが可能となっている。上
記ハンド３５は、図２に示すように平板状に形成された
フィンガ４５を有しており、このフィンガ４５の上面に
半導体ウエハなどの基板４６を載置するように設けられ
ている。

【００４３】なお、上記装置本体２２内部には、上記θ
方向モータ２４およびＲ方向モータ２９の作動を制御す
るための制御手段４７が設けられている。以上のような
構成を有するロボット装置２０の動作について説明す
る。

【００４４】上記フィンガ４５に基板４６を載置し、こ
の基板４６をロボット装置２０を用いて搬送する場合に
は、上記θ方向モータ２４およびＲ方向モータ２９を作
動させる。

【００４５】第１のアーム３３、第２のアーム３４、ハ
ンド３５からなるアーム体３２の固有振動数ｆ_n は、 ｆ_n ＝（１／２π）×√（ｋ／Ｉ） で示される。ここで、ｋはバネ定数、Ｉは慣性モーメン
トである。上記第１のアーム３３のバネ定数をｋ₁ 、第
２のアーム３４のバネ定数をｋ₂ 、ハンド３５のバネ定
数をｋ₃ とすると、アーム体３２のバネ定数は、 １／ｋ＝１／ｋ₁ ＋１／ｋ₂ ＋１／ｋ₃ より、 ｋ＝ｋ₁ ・ｋ₂ ・ｋ₃ ／（ｋ₁ ・ｋ₂ ＋ｋ₂ ・ｋ₃ ＋ｋ
₃ ・ｋ₁ ） となる。

【００４６】ここで、ロボットの回転方法における固有
振動数を求めてみる。第１のアーム３３の回転中心Ｏ₁
周りの慣性モーメントをＩ₁ 、第２のアーム３４の回転
中心Ｏ₂ 周りの慣性モーメントをＩ₂ 、ハンド３５の周
りの慣性モーメントをＩ₃ とすると、アーム体３２の回
転中心Ｏ周りの慣性モーメントＩは、 Ｉ＝Ｉ₁ ＋Ｉ₂ ＋Ｉ₃ となる。これらｋ，Ｉよりロボット装置２０の固有振動
数ｆ_n は、 ｆ_n ＝（１／２π）×√｛（ｋ₁ ・ｋ₂ ・ｋ₃ ）／
｛（Ｉ₁ ＋Ｉ₂ ＋Ｉ₃）×（ｋ₁ ・ｋ₂ ＋ｋ₂ ・ｋ₃ ＋
ｋ₃ ・ｋ₁ ）｝ となる。ｋ₁ ないしｋ₃ 、Ｉ₁ ないしＩ₃ は、アーム体
３２の回転運動中一定なので、ロボット装置２０の固有
振動数ｆ_n は回転運動中一定の値となっている。

【００４７】しかしながら、本発明におけるロボット装
置２０の回転方法では、ロボット装置２０の固有振動数
ｆ_n ´は次のようになっている。まず図３に示すよう
に、第１のアーム３３の回転中心をＯとして、このＯを
中心とするＸＹ座標を考える。第１のアーム３３がｙ軸
となす角度をθ、第１のアーム３３のＯ周りの慣性モー
メントをＩ₁ ´、第２のアーム３４のＡ周りの慣性モー
メントをＩ₂ ´、第２のアーム３４の質量をｍ₂ 、ハン
ド３５の質量をｍ₃とし、第２のアームの重心をＡＢの
中点とする。この場合、Ｏ周りの等価慣性モーメントを
Ｉ´、角速度をωとすると、アーム体３２の運動エネル
ギーＥは、 Ｅ＝（１／２）Ｉ´ω² ＝（１／２）Ｉ₁ ´ω² ＋（１／２）Ｉ₂ ´ω² ＋（１／２）ｍ₂ （ｖ_x ² ＋ｖ_y ² ）＋（１／２）ｍ₃ ｖ² …(1) となる。ここで、ｖ_x ，ｖ_y は第２のアーム３４の重心
のｘ方向、ｙ方向の速度、ｖはハンド３５の速度であ
る。

【００４８】さらに、第１のアーム３３、第２のアーム
３４の軸間距離（ＯＡ、及びＡＢ）をｌとすると、第２
のアーム３４の重心の座標は、（（３／２）ｌｓｉｎ
θ，（１／２）ｌｃｏｓθ）となるため、 ｖ_x ＝（３／２）ωｌｃｏｓθ ｖ_y ＝（−１／２）ωｌｓｉｎθ さらに、 ｖ＝２ωｌｃｏｓθ となる。なお、θは時間ｔの関数で、θ＝ωｔであるこ
とに注意する。

【００４９】これらを(1) 式の右辺に代入して、 Ｉ´＝Ｉ₁ ´＋Ｉ₂ ´＋２ｌ² ｃｏｓ² θ（ｍ₂ ＋２ｍ₃ ）＋（１／４） ｍ₂ ｌ² …(2) となる。この(2) 式より、ｆ_n ´は、 ｆ_n ´＝（１／２π）×√（ｋ／Ｉ´）＝（１／２π）
×√｛（ｋ₁ ・ｋ₂ ・ｋ₃ ）／｛（Ｉ₁ ´＋Ｉ₂ ´＋２
ｌ² ｃｏｓ² θ（ｍ₂ ＋２ｍ₃ ）＋（１／４）ｍ₂ ｌ
² ）×（ｋ₁ ・ｋ₂ ＋ｋ₂ ・ｋ₃ ＋ｋ₃ ・ｋ₁ ）｝ となり、θの関数となっている。このため、θを変化さ
せればｆ_n ´も変化させることが可能となっている。

【００５０】これより、アーム体３２の回転駆動中に上
述のθ方向モータ２４、およびＲ方向モータ２９の振動
数と上述の固有振動数ｆ_n ´を一致させないように制御
手段４７でθ方向モータ２４、およびＲ方向モータ２９
の作動を制御し、θを変化させれば、これらの共振によ
り上記ハンド３５で振動が大きくなることを防止でき
る。

【００５１】一例として、図４に示すように、θ方向モ
ータ２４を加速して行く場合には、このθ方向モータ２
４の周波数は増大する。そのため、アーム体３２の固有
振動数を例えば減少させるようにアーム体３２を駆動さ
せれば、このアーム体３２の固有振動数とθ方向モータ
２４により生じる振動の振動数とが共振する時間が短く
なり、よってフィンガ４５と基板４６の間の摩擦力が振
動によって低下することがなくなる。

【００５２】すなわち、この場合には図３に示すθを減
少させる方向、すなわち図５に示すように、アーム体３
２が伸長した状態から収縮させると、上記アーム体３２
の固有振動数が減少し、そのため周波数が増大している
θ方向モータ２４と共振する時間を短縮化することが可
能となる。

【００５３】このように、共振時間を短縮することが可
能となるため、上記基板４６とフィンガ４５の間の摩擦
による保持状態を良好なものにでき、よってアーム体３
２の回転速度を遅くせずに済むため、上記θ方向モータ
２４の回転周波数を増加させ、基板４６の搬送能力を向
上させることが可能となる。

【００５４】なお、上述のようにθ方向モータ２４の回
転周波数が増大する場合でも、アーム体３２の固有振動
数と一致しない限りにおいては、共振によりアーム体３
２の固有振動数が増大することがないため、θ方向モー
タ２４の回転周波数とアーム体３２の固有振動数のグラ
フが平行かつ一致しないように設定しても構わない。す
なわち、上記アーム体３２を所定の速度で収縮した状態
から伸長させ、この固有振動数の増加の割合を上記θ方
向モータ２４の回転周波数の増加の割合と一致するよう
に設定しても構わない。

【００５５】また、θ方向モータ２４の回転周波数が減
少する場合にも、上述のアーム体３２の作動と同様にし
ても構わない。以上、本発明の一実施の形態について説
明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となって
いる。以下それについて述べる。

【００５６】上記実施の形態では、アーム体３２が第１
のアーム３３および第２のアーム３４の二つのアーム部
材を有する場合について述べたが、これ以上のアーム部
材を有する構成であっても、Ｒ方向モータ２９によりハ
ンド３５が直進駆動する構成を有していれば構わない。

【００５７】（第二の実施の形態）以下、本発明の第二
の実施の形態について、図６ないし図８を参照して説明
する。

【００５８】本発明のロボット装置５０は、上述の第一
の実施の形態で述べた構成と同様に、アーム体５１を構
成する第１のアーム５２および第２のアーム５３と、装
置本体５４を構成するハウジング５５、θ方向モータ２
４、Ｒ方向モータ２９を有している。

【００５９】しかしながら、アーム体５１を構成する一
部である上記第２のアーム５３の先端に取り付けられる
ハンド５６は、装置としてのスループットを向上させる
ために基板４６が回転軸対称に２枚保持できるようにな
っている。すなわち、ハンド５６は平板状に形成されて
おり、中間部が上記第２のアーム５３の先端に取り付け
られている。そして、このハンド５６の両端側が基板４
６を保持する平面状に形成されたフィンガ５７となって
いる。

【００６０】上記ハンド５６を直進させるには、上記第
一の実施の形態で述べたようにＲ方向モータ２９を作動
させればよく、また上記アーム体５１を旋回させるに
は、θ方向モータ２４を作動させればよい。

【００６１】上記ハンド５６のフィンガ５７上には、図
７に示すような伸縮部材としての金属ベローズ５８が設
けられており、この金属ベローズ５８の上面には基板保
持台５９が取り付けられている。この金属ベローズ５８
は、フィンガ５７の上面と基板保持台５９の下面により
密封容器状に形成されており、この内部に液体６０が封
入されるようになっている。そして上記基板保持台５９
の上面は平面状に形成されていて、基板４６をこの面に
載置可能としている。

【００６２】上記基板保持台５９は上面が平行を維持す
る程度の強度を有するとともに、上面に載置される基板
４６に対して所定の摩擦力を生じさせる材質にて形成さ
れている。このため、上面に載置された基板４６の保持
能力が低下しないような構成となっている。

【００６３】以上のような構成を有するロボット装置５
０の動作について、以下に説明する。基板４６の搬送を
行うに際しては、上記基板保持台５９の上面に基板４６
を載置した後にハンド５６を回転駆動させると、図８に
示すように、回転駆動によって生じる遠心力により、金
属ベローズ５８内部の液体６０が移動し、外径側に液体
６０が集まるようになる。

【００６４】そのため上記基板保持台５９は、回転中心
側が低くなるように傾斜した状態となる。ここでハンド
５６の回転駆動時には、基板４６に遠心力が作用し、基
板４６とフィンガ５７の間の摩擦力よりこの遠心力が勝
ると基板４６は外方に向かって飛散してしまう。

【００６５】しかしながら、上述のように基板保持台５
９の回転中心側が低くかつ外径側が高くなるように傾斜
すると、遠心力の一部が基板保持台５９に対して基板４
６を押し付ける力として働くため、基板４６とフィンガ
５７の間の摩擦力も増大するので、遠心力に対する抗力
が増大することとなり、上記基板４６は基板保持台５９
から外方に向かって飛散され難くなる。

【００６６】このためアーム体５１の回転速度を上昇さ
せることが可能となり、基板４６の搬送能力が向上する
こととなる。なお、ハンド５６の回転速度が増加すれば
する程、上記金属ベローズ５８内部に密封された液体６
０に作用する遠心力も増加することから、基板保持台５
９の傾斜角度も大きくなる。このため、上記アーム体５
１の回転速度が増大した場合であっても、傾斜角度が大
きくなることにより、基板４６が外径側に飛散され難く
なり、よって基板４６の搬送を良好にすることが可能と
なっている。

【００６７】また、上記ハンド５６の回転駆動時および
停止時にも、金属ベローズ５８内部の液体６０に慣性力
が作用し、加速時には回転方向の後方側に、停止時には
回転方向の前方側に液体が移動して基板保持台５９が傾
斜することとなり、この基板保持台５９の傾斜によって
基板４６とフィンガ５７の間の摩擦力も増大するので基
板４６の搬送能力が向上する。

【００６８】以上、本発明の第二の実施の形態について
述べたが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となって
いる。以下それについて述べる。上記実施の形態では、
金属ベローズ５８に液体６０を封入した構成を示した
が、内部に液体を封入可能な構成であれば、金属ベロー
ズ５８以外の伸縮部材を用いても構わない。

【００６９】（第三の実施の形態）以下、本発明の第三
の実施の形態について、図９および図１０を参照して説
明する。

【００７０】本実施の形態のロボット装置７０は、上述
の第二の実施の形態で述べたロボット装置５０と同様
に、アーム体７１を構成する第１のアーム７２および第
２のアーム７３と、上記第二の実施の形態と同様な装置
本体５４を構成するハウジング５５、θ方向モータ２
４、Ｒ方向モータ２９を有している。

【００７１】ここで、上記第２のアーム７３の先端に取
り付けられるハンド７４は、上記ハンド５６と同様に基
板４６を回転軸対称に２枚保持できるようになっている
とともに、ハンド７４の中間部で回動自在に軸支された
構成となっている。

【００７２】このハンド７４は、外径側が回動部（保持
台）７５となっており、回転中心側端部に形成された軸
受７６と支持軸７６ａにより軸支され、回動部７５が上
方側に回動可能な構成となっている。

【００７３】この回動部７５の回転中心側端部には、軸
受７６から回動部７５に対して垂直を成すように、下方
に向かって一体的に設けられた延伸部７７が形成されて
いる。そして、この延伸部７７に錘り７８が取り付けら
れた構成となっている。

【００７４】しかしながら、上記回動部７５は、アーム
体７１が作動せずに静止している場合には回動部７５の
上面が水平面を成すように、軸受７６で回動部７５がこ
れ以上下方に回動しないように係止されるようになって
いる。

【００７５】以上のような構成を有するロボット装置７
０の動作について、以下に説明する。基板４６を回動部
７５に載置してアーム体７１を回転駆動させると、錘り
７８に遠心力が生じるようになる。そのため、錘り７８
は支持軸７６ａを中心として外径側に向かい回動する。

【００７６】すると、この錘り７８と一体的に形成され
た上記回動部７５も支持軸７６ａを中心に上方に向かっ
て移動するようになるが、回動部７５に載置されている
基板４６には外径側へ向かう遠心力が作用しており、こ
の遠心力の一部が回動部７５に対して基板４６を押し付
ける力として働くため、この基板４６と回動部７５の間
の摩擦力も増大するので、遠心力に対する抗力が増大す
ることとなり、よって基板４６が回動部７５から飛散さ
れ難くなる。

【００７７】これにより、上記アーム体７１の回転速度
を増加させることが可能となり、基板４６の搬送能力が
向上することとなる。また、アーム体７１の旋回速度を
速くした場合には、上記錘り７８に作用する遠心力もそ
れだけ大きくなるため、回動部７５の傾斜角度もより垂
直に近づくようになり、遠心力に対してそれだけ大きな
抗力を生じさせることとなる。

【００７８】なお、上記錘り７８の質量を適宜調整すれ
ば、回動部７５に作用する遠心力を調整することが可能
となっている。以上、本発明の第三の実施の形態につい
て述べたが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっ
ている。以下それについて述べる。

【００７９】上記実施の形態では、回動部７５は軸受７
６により回動自在な構成としたが、この回動部７５は、
軸受７６でヒンジなどにより回動自在な構成であっても
構わない。

【００８０】また、上記実施の形態では、回動部７５は
回転中心側端部で軸支された構成となっているが、回動
部７５の中心側に設けた軸受で軸支される構成としても
構わない。この場合にも、軸受の下方側に錘りを取り付
け、この錘りに作用する遠心力で上記回動部の傾斜具合
を調整することが可能となっている。

【００８１】さらに、上記実施の形態では、錘り７８に
作用する遠心力で回動部７５が回動する構成を示してい
るが、アクチュエータの駆動により、遠心力に抗する構
成としても構わない。

【００８２】この場合、例えば基板４６を載置するため
の平板体を設け、この平板体の下方に例えば電気式、も
しくは油圧式などの方式によるアクチュエータを外径側
または内径側などに所定個数配置する。そして、アーム
体７１の回転駆動時にはこの回転速度を検知するセンサ
を例えば平板体に設け、このセンサの検出信号を受信し
てアクチュエータの作動を制御する制御手段を装置本体
２２内部などに設ける。

【００８３】そして、このアーム体７１の回転速度に応
じた量だけ上記平板体を傾斜させるようにアクチュエー
タを作動させる構成であっても構わない。その他、本発
明の要旨を変更しない範囲において、種々変形可能とな
っている。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によると、上記回転駆動手段及びアーム駆動手段を駆
動させることにより生じる固有振動数を調整して上記保
持部での振動を低減させる制御手段が設けられたため、
上記アーム体を回転駆動させながら、アーム駆動手段で
このアーム体の姿勢を変化させることで、アーム体の固
有振動数が変化し、よって回転駆動手段より発生する振
動の振動数とこの固有振動数とが一致して共振する時間
を短縮することが可能となる。そのため、アーム体の振
動の低減を図ることが可能となる。

【００８５】このようにアーム体の振動を低減できるの
で、保持部との間の摩擦による基板の保持状態を良好な
ものにでき、よってアーム体の速度を遅くせずに済み、
基板の搬送速度を向上させることが可能となる。

【００８６】請求項２記載の発明によると、上記アーム
体の回転駆動及び保持部の駆動により生じる固有振動数
を調整して保持部の振動を低減させるため、アーム体を
回転駆動する場合、固有振動数と上記アーム体へ伝達す
る振動の振動数が一致して共振する時間を短縮すること
が可能となる。このため、アーム体の振動の低減を図る
ことが可能となる。

【００８７】これにより、保持部との間の摩擦による基
板の保持状態を良好なものにでき、よってアーム体の速
度を遅くせずに済むため、基板の搬送速度を向上させる
ことが可能となる。

【００８８】請求項３記載の発明によると、上記保持部
に設けられ、アーム体の回転駆動時に上記基板の回転中
心側よりも外形側が高くなるように傾斜させる傾斜手段
を具備するため、このように傾斜させることで、このア
ーム体の回転駆動により保持部と基板の間の摩擦力が増
大する。

【００８９】このため、アーム体の回転駆動により生じ
る遠心力に抗する抗力が増大し、よってこのアーム体の
回転速度を上昇させることも可能となる。これにより、
基板の搬送速度を向上させることが可能となる。

【００９０】請求項４記載の発明によると、上記保持部
は長板状部材よりなり、その中央部分をアームにより支
持され、長板状部材の両端部でそれぞれ基板を支持可能
としているため、基板の搬送能力が向上したものとなっ
ている。

【００９１】請求項５記載の発明によると、上記傾斜手
段は、基板を載置する基板保持台と、基板保持台下面に
設けられた内部に液体の封入された伸縮部材よりなるた
め、アーム体の回転動作中には伸縮部材内部の液体に遠
心力が働き、この液体が外径側に移動する。このため、
伸縮部材は外径側が伸びて内径側が縮み、伸縮部材の上
面が傾斜するようになる。

【００９２】よって、この上面に基板を載置すれば、ア
ーム体の回転駆動により保持部と基板の間の摩擦力が増
大し、このためアーム体の回転駆動により生じる遠心力
に抗する抗力が増大し、このアーム体の回転速度を上昇
させることも可能となる。

【００９３】これより、基板の搬送速度を向上させるこ
とが可能となる。請求項６記載の発明によると、上記傾
斜手段は、支持軸により水平面より上方へ回動自在に支
持された基板保持台と、基板保持台の支持軸側下方に固
設された錘り部材からなるため、アーム体の回転駆動に
より錘り部材に回転速度に応じた遠心力が作用すれば、
この錘り部材が回転軸を支点として外径側に向かうよう
に回動する。これに伴って回動部も外径側が上方に向か
って回動するため、保持部と基板の間の摩擦力が遠心力
によって増大することとなり、よってアーム体の回転駆
動により生じる遠心力に抗する抗力が増大し、このアー
ム体の回転速度を上昇させることも可能となる。

【００９４】このため、基板の搬送速度を向上させるこ
とが可能となる。請求項７記載の発明によると、上記傾
斜部材は垂直方向に伸縮自在で上面に基板が載置される
アクチュエータを具備するとともに、保持部に生じる回
転速度を検知するセンサと、このセンサによって検知し
た回転速度に応じて基板の回転中心側よりも外径側が高
くなるように上記アクチュエータを伸縮作動させる制御
手段と、を具備するため、アーム体の回転速度をセンサ
により検知してこの回転速度に応じてアクチュエータを
制御手段で制御して伸縮作動させれば、回動部にアーム
体の回転速度に応じた適宜の傾斜角度を与えることが可
能となり、よってこの保持部での基板の保持が良好とな
り、アーム体の回転速度を上昇させることで基板の搬送
速度を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態に係わるロボット装
置の構成を示す側断面図。

【図２】同実施の形態に係わるアーム体の構成を示す平
面図。

【図３】同実施の形態に係わるアーム体の伸縮時のｙ軸
に対する角度変化を示す図。

【図４】同実施の形態に係わるθ方向モータの周波数の
増加に対する固有振動数の変化の望ましい一例を示す
図。

【図５】同実施の形態に係わるアーム体の固有振動数が
減少する場合のアーム体の挙動を示す図。

【図６】本発明の第二の実施の形態に係わるロボット装
置の構成を示す斜視図。

【図７】同実施の形態に係わる伸縮部材の構成を示す側
断面図。

【図８】同実施の形態に係わる回転駆動時の伸縮部材の
状態を示す側断面図。

【図９】本発明の第三の実施の形態に係わるロボット装
置の構成を示す部分側面図。

【図１０】同実施の形態に係わるハンドの構成を示す部
分平面図。

【図１１】従来のロボット装置の構成を示す斜視図。

【図１２】従来のロボット装置におけるアーム体のＲ方
向モータによる挙動を示す図。

【図１３】従来のロボット装置におけるアーム体のθ方
向モータによる挙動を示す図。

【符号の説明】 ２０，５０，７０…ロボット装置 ２２，５４…装置本体 ２４…θ方向モータ ２９…Ｒ方向モータ ３２，５１，７１…アーム体 ３３，５２，７２…第１のアーム ３４，５３，７３…第２のアーム ３５，５６，７４…ハンド ４５、５７…フィンガ ４６…基板 ４７…制御手段 ５８…金属ベローズ ５９…基板保持台 ７５…回動部 ７８…錘り

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を搬送するためのロボット装置にお
   いて、 複数のアームが回動自在に連結されており、先端のアー
   ムに基板を保持する保持部が回動自在に連結されたアー
   ム体と、 上記アーム体を回転駆動させる回転駆動手段と、 上記保持部を上記アーム体の回転中心に対して径方向に
   進行させるアーム駆動手段と、 上記アーム体を装置本体の回転方向に沿って回転駆動さ
   せる回転駆動手段と、上記回転駆動手段及びアーム駆動
   手段を駆動させることにより生じる固有振動数を調整し
   て上記保持部での振動を低減させる制御手段と、 を具備したことを特徴とするロボット装置。
2. 【請求項２】 複数のアームが回動自在に連結され、先
   端のアームに基板を保持する保持部が連結されたアーム
   体を有し、この保持部を駆動させるとともに上記アーム
   体を回転駆動して上記基板を搬送する基板搬送方法にお
   いて、 上記アーム体の回転駆動及び上記保持部の駆動により生
   じる固有振動数を調整して保持部の振動を低減させるこ
   とを特徴とする基板搬送方法。
3. 【請求項３】 基板を搬送するためのロボット装置にお
   いて、 複数のアームが回動自在に連結されており、先端のアー
   ムに基板を保持する保持部が回動自在に連結されたアー
   ム体と、 上記アーム体を回転駆動させる回転駆動手段と、 上記保持部をアーム体の回転中心に対して径方向に進行
   させるアーム駆動手段と、 上記保持部に設けられ、アーム体の回転駆動時に上記基
   板の回転中心側よりも外径側が高くなるように傾斜させ
   る傾斜手段と、 を具備したことを特徴とするロボット装置。
4. 【請求項４】 上記保持部は長板状部材よりなり、その
   中央部分をアームにより支持され、長板状部材の両端部
   でそれぞれ基板を支持可能としていることを特徴とする
   請求項３記載のロボット装置。
5. 【請求項５】 上記傾斜手段は、基板を載置する基板保
   持台と、基板保持台下面に設けられた内部に液体の封入
   された伸縮部材よりなることを特徴とする請求項３記載
   のロボット装置。
6. 【請求項６】 上記傾斜手段は、支持軸により水平面よ
   り上方へ回動自在に支持された基板保持台と、基板保持
   台の支持軸側下方に固設された錘り部材からなることを
   特徴とする請求項３記載のロボット装置。
7. 【請求項７】 上記傾斜手段は、垂直方向に伸縮自在で
   上面に基板が載置されるアクチュエータを具備するとと
   もに、保持部に生じる回転速度を検知するセンサと、こ
   のセンサによって検知した回転速度に応じて基板の回転
   中心側よりも外径側が高くなるように上記アクチュエー
   タを伸縮作動させる制御手段と、を具備することを特徴
   とする請求項３記載のロボット装置。