JPS6279986A

JPS6279986A - 工業用ロボツトのハンド装置

Info

Publication number: JPS6279986A
Application number: JP22024385A
Authority: JP
Inventors: 斉藤　邦博; 前川　義明; 長原　外志夫
Original assignee: Nippei Toyama Corp
Current assignee: Nippei Toyama Corp
Priority date: 1985-10-04
Filing date: 1985-10-04
Publication date: 1987-04-13
Anticipated expiration: 2010-01-25
Also published as: JPH074786B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】発明の技術分野本発明は、工業用ロボットのハンド装置に関し、特にク
リーンルーム内での作業に適切なフィンガーの駆動構造
に係る。

従来技術半導体ウェハなどの製造工程は、クリーンルーム内に設
定される。そしてその作業の一部に工業用ロボットが利
用されている。通常、この工業用ロボットは、主として
半導体ウェハ収納用のカセットの運搬に利用されている
。

半導体ウェハを搬送する場合に、複数のウエノ＼を並列
に並べて収納したカセットが多用されている。そして、
このカセ”ットを工業用ロボットによって移動させると
きのハンド機構は、もつとも簡単なものでは、単に２本
のフィンガーを突き出して、これによりカセットの縁部
を引っ掛けて持ち上げて運ぶもの、あるいは一対のフィ
ンガーをノ＼ンド本体内部の支点で支えて前面で開閉さ
せるか、またはハンド本体内部の摺動機構によって、平
行移動するフィンガーによって、前面で開閉する構造の
ものであった。

前者の場合は、カセットを床面で平行、または上下に動
かすことはできるが、これを転回させて立てようとすれ
ば、カセットを落としてしまうので、把持物の姿勢を変
えることはできない。また後者ではカセットを垂直面で
転回したときに、本体内部の機構からの発塵がウェハの
上面に振り掛かる危険が多い。またこの場合、フィンガ
ーを左右に張り出させて遠回りで把持させようとすれば
、全体が幅広（、大型に形成されて、コスト高をまねき
、かつロボットハンドが相手機械と干渉しやすくなるな
ど不都合があった。

発明の目的したがって、本発明の目的は、クリーンルーム内で適切
な工業用ロボットのハンド装置として、そのフィンガー
の張り出し部分を最小限に抑えながら、その把持力を充
分強化し、さらに発塵の可能性を最小限度に抑えること
である。

発明の解決手段そこで、本発明は、比較的細いフィンガーをハンド本体
の外部でほぼ平行移動させる形式とし、そのフィンガー
の一端でカセットなどを把持し、他端部分でロボットハ
ンド本体側のストッパーに当てることにより、制限され
た移動範囲内で大きな把持力を得られるようにし、また
そのフィンガーの駆動部分としてのリンク機構、および
フィンガーアームをハンド本体の内部で上記フィンガー
の下方に位置させることにより、クリーンルーム内での
空気流に対し、常に機械的な部分をカセットなどの把持
部分より下方に位置させることにより、発塵の影響を最
小限に抑えている。

発明の構成第１図ないし第４図は、本発明の工業用ロボットのハン
ド装置１を示している。このハンド装置１は、ハンド本
体２の部分に組み込まれている。

このハンド本体２は、工業用ロボットの手首部３に対し
直接または回転駆動機構を介して取り付けられる。なお
、この回転駆動機構の説明は、都合上、後に記載する。

上記ハンド本体２は、その内部の下方の部分で、水平方
向の一対の支点軸４を中心線に対して対称的に固定して
おり、これらの支点軸４によって、一対のフィンガーア
ーム５をその下端部分で回動自在に支持している。これ
らのフィンガーアーム５の先端部分は、それぞれＴ字状
のフィンガー６を交差状態で固定している。このフィン
ガー６は、はぼ中央部分で、フィンガーアーム５の先端
に固定され、他の部分をハンド本体２の開口窓７の部分
から外部に突出し、その先端部分で支点ビン８によって
、把持体９を小さな回動角の範囲で回動自在に支持して
おり、また他端部分でハンド本体２に固定されたストッ
パー１０の頭部と対応している。なお、このフィンガー
６の一部は、ハンド本体２の内部に取り付けられた、コ
字状の案内枠１１の内部にあって、それに案内され、ね
じりのない状態で移動できるようになっている。

また、上記ハンド本体２は、一対のフィンガーアーム５
の中間で、当り板４６、回転板１２、およびこれと一体
の支持板１３を玉軸受け１４によって、回転自在に支持
し、またこの回転板１２を駆動するために、モータ１５
およびハーモニックドライブ式の減速機１６を備えてい
る。すなわち、そのモータ１５のモータ軸１７は、減速
機１６の入力軸１８に連結されている。この入力軸１８
は、一端で、このモータ軸１７により支持されており、
また他端部分で、補助軸１９および玉軸受け２０によっ
て、上記支持板１３に対し回転自在に支持されており、
減速機１６内のウェプジエネレータ２１によりその外周
のフレクスプライン２２に回転力を伝達する。そして、
このフレクスプライン２２は、一方で減速機枠２３に固
定された固定サーキュラスプライン２４にかみ合い、ま
た同時に支持板１３に取り付けられた出力サーキュラス
プライン２５にもかみ合っている。

そして、上記回転板１２は、直径線上の等しい位置に一
対の連結ピン２６を有しており、この連結ピン２６によ
って、リンク機構（四節回転連鎖）としての２つのリン
ク２８の一端に固定されており、またこのリンク２８の
他端部分は、各支点軸４から等しい距離の位置にあるフ
ィンガーアーム５の連結ピン２７にそれぞれ連結されて
いる。なおこのリンク２８は、互いに接近したときの干
渉を避けるために、への字状に屈曲している。そして一
方のリンク２８は、位置を検出するために、板状のドグ
２９を備えており、その部分で最大変位位置の２つの近
接スイッチ３０，３１と対応している。

さて、このハンド本体２は、背面側の取り付はフランジ
３３によって、手首部３に取り付けられる。そしてこの
取り付はフランジ３３の部分に前述の回転駆動機構３２
が組み込まれる。その駆動源としての駆動モータ３４は
、取り付はフランジ３３の内部にあって、そのモータ軸
３５によりハーモニックドライブ式の減速機３６の入力
軸３７に連結されている。このハーモニックドライブ式
の減速機３６は、軸受け４５を介在しつつハンド本体２
に組み込まれており、前記減速機１６と同様に、減速機
枠４２の内部で、入力軸３７、補助軸３８、それらの玉
軸受け３９、ウェブジェネレータ４０．フレクスプライ
ン４１、固定サーキ互ラスプライン４３および出力サー
キユラスプライン４４によって構成されている。

発明の作用上記ハンド装置１は、通常、一対の支点軸４を下方とし
、一対のフィンガー６を上方の部分に位置した状態で、
取り付はフランジ３３により工業用ロボットの手首部３
に取り付けられる。駆動用のモータ３４が回転したとき
、このハンド本体２は、入力軸３７および補助軸３８を
中心として、第４図に示すように、一定の範囲内で回転
運動、すなわち首振り運動を行う。

そして、工業用ロボットの手首部３の運動によって、把
持すべき物体例えば半導体ウェハ収納用のカセット４７
の位置まで移動する。ハンド装置１がカセット４７を把
持しようとするとき、回転板１２が第４図で時計方向に
回転し、一対のフィンガーアーム５およびその先端部分
のフィンガー６を想像線で示すように、開放状態として
いる。

ハンド装置１が、カセット４７の位置まできたとき、そ
の前面の当り板４６によって、カセット４７の一方の側
面に接触する。この状態で、モータ１５は回転板１２を
第４図で反時計方向に駆動するため、一対のリンク２８
は、ハンド本体２の中心線を越えて、一対のフィンガー
アーム５を互いに接近させる方向に引き寄せるため、そ
の先端の一対のフィンガー６は、それぞれの把持体９の
部分でカセット４７を挟み込んでいく。この挟み込み過
程で、把持体９は、その支点ピン８によって、ある範囲
で回動しながら、カセット４７の側面になじんだ状態で
均一な力により当接する。しかもこの把持体９がカセッ
ト４７の側面に接した後も、一対のフィンガーアーム５
が引き寄せられルタメ、フィンガー６の下端部分は、ス
トッパー１０に当たり、そのストッパーＩＯを支点とし
て、先端の把持体９をさらに閉じる方向に移動させる。

このとき、モータ１５の回転力が減速機１６によって、
大きな減速比の下に減速されて回転板１２に伝達され、
しかもその回転板１２およびリンク機構（連結ピン２６
．２７、リンク２８）が一種のトグル機構を構成してい
るため、把持体９の閉じる方向に大きな把持力が作用す
る。この結果、カセット４７は、その一対のストンパー
１０の間で大きな把持力の下に保持されることになる。

このようにして、把持状態のカセット４７は、工業用ロ
ボットの手首部３の移動運動によって、所定の位置に送
り込まれる。その所定の位置でも、モータ１５が逆方向
に回転することによって、一対のフィンガーアーム５は
、互いに開く方向に移動し、把持体９をカセット４７の
側面から離し、開放状態とする。

発明の変形例上記実施例は、回転板１２を円板として構成しているが
、単なる棒状のリンク体であってもよい。

また２本の支点軸４は、ハンド本体２の中心線上で、１
本の共通の支点軸４として構成することもできる。また
上記実施例は、一対のフィンガーアーム５を含む平面に
対して一対のフィンガー９を直交方向に設けているが、
このフィンガー６は、フィンガーアーム５を含む平面上
で、設けられていてもよい。

発明の効果本発明では、次のような特有の効果が得られる。

一対のフィンガーがロボットハンド本体のフィンガーア
ームによって平行移動可能な状態で支持され、かつカセ
ットなどの把持時に、一端でその側面に当たり、かつ他
端部分でハンド本体側のストッパーに当たるため、フィ
ンガーアームの小さな動きの範囲内で、比較的大、きな
力が作用させうる。またリンク機構がモータおよび減速
機によって駆動され、しかもトグル機構としても作用す
るため、把持力が一層大きくなり、カセットなどの滑り
による落下が確実に防止できる。

一対のフィンガーアームおよびフィンガーがその中心位
置のリンク機構によって、対称な状態で駆動されるから
、カセットなどが常にハンド装置の中心位置に割り出さ
れるため、工業用ロボツトのカセット供給時の位置決め
が確実となる。

一対のフィンガ一部分がハンド装置の上方の部分に位置
しており、しかもその駆動機構がハンド本体の内部にあ
って、フィンガーよりも下方の部分に位置しており、し
かも防塵布などによって被覆できる状態となっているた
め、使用中の発塵が少なく、クリーンルーム用ロボット
のハンド装置として適切である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工業用ロボットのハンド装置の平面図
、第２図は側面図、第３図は同装置の垂直断面図、第４
図は正面から見た垂直断面図である。１・・工業用ロボットのハンド装置、２・・ハンド本体
、３・・工業用ロボットの手首部、４・・支点軸、５・
・フィンガーアーム、６・・フィンガー、８・・支点ピ
ン、９・・把持体、１０・・ストッパー、１２・・回転
板、１５・・モータ、１６・・ハーモニックドライブ式
の減速機、２６．２７・・連結ピン、２８・・リンク、
３２・・回転駆動機構。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ロボットの手首部に装着されるハンド本体に、そ
の中心線を対称軸として、一対のフィンガーアームの基
端部をそれぞれ回動自在に設け、この一対のフィンガー
アームの先端にＴ字状にフィンガーを固定し、この各フ
ィンガーの一端に把持体を取り付け、かつ他端を上記ハ
ンド本体のストッパーに対向させるとともに、上記一対
のフィンガーアーム間に回転板を回転自在に設け、この
回転板と上記各フィンガーアームとをリンク機構で連結
してなることを特徴とする工業用ロボットのハンド装置
。
（２）各フィンガーに対して把持体を支点ピンにより小
角度範囲で回動自在に取り付けてなることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の工業用ロボットのハンド装
置。
（３）上記リンク機構を回転板の直径線上で等しい位置
に設けた一対の連結ピン、それぞれのフィンガーアーム
に設けた連結ピン、およびこれらの連結ピンを相互に連
結する等しい長さのリンクにより構成することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の、工業用ロボットのハ
ンド装置。
（４）上記フィンガーアームを支点軸により支持し、こ
の支点軸をアーム本体の下方の位置に設け、上記一対の
フィンガーアームを垂直方向に配設するとともに、上記
フィンガーをこのフィンガーアームの上端部分で、ハン
ド本体の外側に突出させてなることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の工業用ロボットのハンド装置。