KR101438150B1 - 반송 로봇 - Google Patents

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다이스케 사도
아키라 오카모토
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가부시키가이샤 다이헨
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Abstract

본 발명의 목적은 정확한 직선 이동 행정을 실현하면서, 구조의 간략화를 도모할 수 있는 직선 이동기구 및 이것을 이용한 반송 로봇, 또한, 진공환경하에서의 사용에 적합한 상기 반송 로봇을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 구성으로서, 본 발명에 따른 직선 이동기구(B1)는 가이드 부재(1)와, 이 가이드 부재(1) 위에 설정된 수평 직선 형상의 이동 행정(GL)을 따라 이동가능한 2개의 이동부재와, 구동 풀리(3lb) 및 이 구동 풀리(3lb)에 걸어 회전되어 이동 행정(GL)의 평행선을 따르는 소정의 왕복이동구간(3Aa), (3Bb)을 왕복이동하는 출력 벨트(33)를 포함해서 구성된 구동기구(3A), (3B)와, 상기 구동 풀리(3lb)를 구동하기 위한 모터(M3), (M4)를 구비하고, 상기 이동부재는 연결부재(24a), (24b)에 의해 구동의 출력 벨트(33)에 각각 연결되어 있고, 상기 구동기구(3A), (3B) 및 상기 모터(M3), (M4)는 각각 상기 가이드 부재(1)에 지지되어 있다.
Figure R1020070074462
직선이동기구, 가이드 부재, 이동부재, 구동기구, 구동원

Description

반송 로봇{TRANSPORT ROBOT}
본 발명은 반송 로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기판 등의 얇은 판 형상의 가공품을 직선 형상으로 반송할 수 있는 반송 로봇에 관한 것이다.
반송 로봇 중, 직선 형상의 이동 행정을 따라 핸드(hand)를 이동시키는 기구(직선 이동기구)를 가지는 것은 소위 다관절형 로봇에 비교해서 구성이 간단하고 저렴해서, 예를 들어, 반도체장치의 제조 공정 또는 액정표시패널의 제조 공정에 있어서, 각 처리실에의 웨이퍼 혹은 유리 기판 등의 얇은 판형상 가공품의 반입 혹은 반출용의 로봇으로서 많이 사용되고 있다.
이와 같은 반송 로봇에 있어서의 직선 이동기구로서는, 예를 들어, 평행사변형 링크를 2개 조합시킨 링크 암(arm)식의 것이 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 상기 문헌에 표시된 링크 암식의 직선 이동기구에 있어서는, 2개의 평행사변형 링크는 기어기구를 경유해서 연결되어 있고, 상기 기어기구는 제1 평행사변형 링크가 소정 각도 요동하면, 제2 평행사변형 링크가 배의 각속도로 요동하도록 구 성되어 있다. 또한, 제2 평행사변형 링크의 단부에는, 가공품 등을 탑재하기 위한 핸드가 연결되어 있다. 이러한 구성에 의해, 제1 평행사변형 링크의 주된 링크 암의 주축을 회전시키면, 상기 문헌의 도 1에 표시되어 있는 링크 암이 굴절하는 상태로부터 도 2에 표시되어 있는 링크 암이 신장하는 상태에 이르기까지의 범위에 있어서, 상기 핸드는 그 방향성을 일정하게 유지하면서 직선 형상의 이동 행정을 이동한다.
그런데, 최근에 있어서는, 예를 들어, 반도체 제조에 있어서 취급하는 웨이퍼의 외경이 점점 커지고, 또한, 액정표시패널의 제조에 있어서도, 패널 크기가 커지는 경향이 있다. 그에 따라, 반송 로봇에 있어서의 핸드 및 이것에 탑재해서 반송해야 할 가공품의 치수가 커지고, 또한, 이동 행정의 장대화가 요구되고 있다. 그렇다면, 특허 문헌 1에 나타낸 2개의 평행사변형 링크를 조합시킨 직선 이동기구에 있어서는, 특히 링크 암이 신장한 상태에 있어서, 가공품이나 이것을 지지하는 핸드의 무게가 링크 암 전체를 상하 방향으로 휘어버리는 경향이 생겨, 정확한 직선 이동 행정을 확보하기 어려워진다고 하는 문제가 생긴다.
한편, 상기 링크 암식과는 다른 직선 이동기구로서, 하기의 특허 문헌 2에 기재된 것이 있다. 특허 문헌 2에 기재되어 있는 직선 이동기구는 가이드 부재에 지지된 직선 형상으로 뻗는 1쌍의 가이드 레일 위로 이동부재를 배치하고, 이 이동부재를 벨트 구동기구에 의해 구동시키도록 구성되어 있다. 이 직선 이동기구에 있어서는, 이동부재는 벨트 구동기구로부터의 구동력을 받고, 가이드 부재에 지지된 가이드 레일 위를 직선이동한다. 이러한 구성에 의하면, 가이드 레일의 길이를 연장함으로써, 가공품 치수의 대형화 등에 의한 이동 행정의 장대화의 요구에 적절하게 대응할 수 있다.
또한, 특허 문헌 2에 있어서는, 이러한 직선 이동기구를 이용한 반송 로봇 에 관해서도 개시되어 있다. 직선 이동기구를 이용한 반송 로봇은, 반도체장치 혹은 액정표시패널의 제조 공정에 있어서, 프로세스 챔버에 가공품을 반입하고 혹은 반출하기 위해서 이용할 수 있다. 각 프로세스 챔버에의 가공품의 반입, 반출은, 예를 들어, 대기반송모듈과 각 프로세스 챔버와의 사이에 진공반송모듈을 배치하고, 이 진공반송모듈을 통한 반송에 의해 행하여진다. 상기 진공반송모듈은, 둘레부에 복수의 프로세스 챔버가 배치된 트랜스포트 챔버와, 대기반송모듈과 상기 트랜스포트 챔버를 연결시키는 로드 록을 구비하고, 트랜스포트 챔버 내에 진공분위기 하에서 작동가능한 이 종류의 직진 반송 로봇이 배치되어 구성된다. 상기 직진 반송 로봇은, 로드 록 내의 가공품을 받아서 트랜스포트 챔버 내에 반송하고, 그리고, 어느 한쪽의 프로세스 챔버 내에 가공품을 반입하고, 처리완료된 가공품을 프로세스 챔버로부터 받아서, 로드 록 내에 반송한다고 하는 작동을 한다.
특허 문헌 2에 기재된 반송 로봇은, 해당 문헌의 도 5에 표시된 바와 같이, 상기 직선 이동기구를 지지하기 위한 고정 베이스를 구비하고, 직선 이동기구에 있어서의 가이드 부재가 고정 베이스에 대하여 소정의 선회 축을 중심으로 해서 선회가능하고, 또한, 상기 선회 축을 따라 승강 가능하게 되어 있다. 또한, 직선 이동기구로서는, 2개의 이동부재(핸드)를 상하로 중첩되도록 제각기 달리 가이드 레일에 지지시켜, 이들 2개의 이동부재를 별개 독립해서 벨트 구동기구에 의해 구동시 키는 구성의 것이 기재되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 2개의 핸드를 독립하여 구동시킬 수 있기 때문에, 각 프로세스 챔버에의 가공품의 반송 효율을 높일 수 있다. 또한, 고정 베이스는, 그 내부가 외부에 대하여 기밀 밀봉되어 있고, 고정 베이스 내의 적소에는 직선 이동기구에 의한 2개의 이동부재의 슬라이드 동작, 가이드 부재의 선회 동작 및 가이드 부재의 승강 동작의 각각의 구동원인 4개의 모터가 수납되어 있다. 이에 따라, 반송 로봇을 진공환경하에 있어서 사용할 경우에도, 구동원인 모터로서는, 진공영역으로부터 기밀된 공간(고정 베이스의 내부)에 두고 있기 때문에, 진공용도 등의 특수한 모터를 사용할 필요가 없고, 대기압하에서의 사용을 전제로 한 일반적인 모터를 이용할 수 있다.
이와 같이, 특허 문헌 2에 개시되어 있는 직선 이동기구 및 반송 로봇에 있어서는, 2개의 핸드를 독립 구동해서 반송 효율을 높이면서, 진공환경하에 있어서도, 이들 2개의 핸드의 구동원으로서 진공용도의 특수한 모터를 사용할 필요가 없다. 한편, 이동부재의 구동원인 모터는 고정 베이스 내에 수납되고, 이 모터로부터의 구동력을 받는 이동부재는 고정 베이스에 지지된 가이드 부재 상에 있어서 직선이동하도록 구성되어 있다. 이 때문에, 상기 모터로부터 상기 이동부재에의 구동력을 전동하는 구동기구로서는, 그 동력전동경로가 길어져, 그 구조가 복잡화하는 경향에 있다. 또한, 구동기구의 동력전동경로가 길어지면, 구동기구에 있어서의 구동력의 전달 손실도 커진다고 하는 문제가 있다. 이와 같이, 특허 문헌 2에 기재된 구성에서는, 여전히 개선의 여지가 있었다.
특허 문헌 1: 일본국 공개특허공보 평10-6258호
특허 문헌 2: 일본국 공개특허공보 제2006-123135호.
본 발명은 이러한 사정을 기초로 해서 이루어진 것으로, 정확한 직선 이동 행정을 실현하면서, 구조의 간략화를 도모할 수 있는 직선 이동기구 및 이것을 이용한 반송 로봇, 또한, 진공환경하에서의 사용에 적합한 상기 반송 로봇을 제공하는 것을 그 과제로 하고 있다.
상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에서는 이하의 기술적 수단을 채용하였다.
본 발명의 제1 측면에 의해 제공되는 직선 이동기구는, 가이드 부재; 상기 가이드 부재 위에 설정된 수평 직선 형상의 이동 행정을 따라 이동가능한 이동부재; 구동 풀리 및 이 구동 풀리에 걸어 회전되어 상기 이동 행정의 평행선을 따르는 소정의 왕복이동 구간을 왕복이동하는 출력 벨트를 포함한 구동기구; 및 상기 구동 풀리를 구동하기 위한 구동원을 포함한다. 상기 이동부재는 연결부재에 의해 상기 구동기구의 상기 출력 벨트에 연결되고 있다. 또한, 상기 구동기구 및 상기 구동원은 각각 상기 가이드 부재에 지지되어 있다.
바람직하게는, 상기 구동원은 상기 이동부재에 근접해서 배치되어 있다.
본 발명의 직선 이동기구에 있어서는, 이동부재의 이동 거리의 장대화에 대응가능한 벨트 방식의 구동기구를 채용하면서, 구동기구와 구동원의 각각이 가이드 부재에 지지되도록 구성되어 있다. 이 때문에, 이들 구동기구 및 구동원을 서로 근접해서 배치하는 것이 가능해지고, 구동원으로부터 이동부재에의 벨트 방식에 의한 구동기구의 구조를 비교적 간단한 것으로 할 수 있다. 더 구체적으로는, 예를 들면 구동원의 일례인 모터와, 구동기구를 구성하는 구동 풀리를 근접해서 배치하는 것이 가능하다. 이 경우, 구동 풀리를 구동원 모터의 출력 축에 대해서, 직접 연결하고, 또는 간단한 감속 기구 등을 경유해서 연계시키는 구성을 채용할 수 있다. 이러한 구성의 구동기구에 있어서는, 구동원으로부터 이동부재까지의 동력전달경로를 짧게 할 수 있고, 구동기구에 있어서의 구동력의 전달 손실을 억제할 수 있다. 그 결과, 구동원으로서는 비교적 출력이 작은 것을 채용하는 것도 가능해지고, 공간 절약화나 전력 절약화에도 기여할 수 있다. 또한, 가이드 부재에 지지되는 구동원을 이동부재에 근접해서 배치하면, 이동부재를 포함시킨 직선 이동기구 전체의 점유 스페이스를 작게 할 수 있어, 공간 절약화를 도모할 수 있는 점에서 바람직하다.
바람직하게는, 상기 구동기구는 상기 출력 벨트에 장력을 부여하는 텐셔너(tensioner)를 포함하고 있다.
이러한 구성에 의하면, 구조의 간략화를 도모하면서, 벨트식의 구동기구를 적정하게 작동시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 이동부재는 상기 이동 행정에 따라 서로 간섭하지 않고 이동가능하게 상기 가이드 부재에 지지된 제1이동부재 및 제2이동부재를 포함하고 있고, 상기 구동기구는 상기 제1이동부재 및 상기 제2이동부재를 각각 구동하도록 상기 가이드 부재에 설치된 제1구동기구 및 제2구동기구를 포함하고 있으며, 상기 구동원은 상기 제1구동기구 및 상기 제2이동기구에 각각 구동력을 부여하기 위한 제1구동원 및 제2구동원을 포함하고 있다.
바람직한 실시예에 있어서는, 상기 가이드 부재에는, 상기 제1이동부재를 이동가능하게 지지하고, 상기 이동 행정 사이에 위치하는 1쌍의 제1가이드 레일과, 상기 제2이동부재를 이동가능하게 지지하고, 상기 1쌍의 제1가이드 레일의 바깥쪽에 있어서 상기 이동 행정 사이에 위치하는 1쌍의 제2가이드 레일이 설치되어 있다.
바람직한 실시예에 있어서는, 상기 제1이동부재 및 상기 제2이동부재는 각각 주판부(主板部)를 구비하고 있는 한편, 상기 제2이동부재의 주판부는 상기 제1이동부재의 주판부보다 위쪽에 위치하고 있는 동시에, 상기 제2이동부재는 그 주판부의 양측부로부터 상기 제1이동부재의 주판부의 양측부를 우회해서 연장되는 1쌍의 지지 암을 경유해서 상기 1쌍의 제2가이드 레일에 지지되어 있다.
바람직하게는, 상기 제1구동원 및 상기 제2구동원은 상기 이동 행정을 따른 방향으로 떨어지게 배치되어 있다.
이러한 구성에 의하면, 상하 방향으로 중첩된 2개의 이동부재를 구비한 직선 이동기구를 적절하게 실현할 수 있다. 또한, 2개의 이동부재를 구동하기 위한 2개의 구동원에 대해서는, 이동 행정의 방향으로 이간해서 배치함으로써, 가이드 부재의 중량 밸런스를 잘 취할 수 있다. 따라서, 가이드 부재에 편하중이 걸리는 것을 적절하게 억제할 수 있어, 가이드 부재의 변형에 의한 정밀도 저하의 방지의 면으로 유리하다. 또한, 2개의 구동기구에 대해서는, 구동원의 배치에 대응시켜서, 가 이드 부재의 중심에 대하여 점대칭의 관계가 되도록 배치하는 것이 가능하다. 이 경우, 2개의 구동기구를 동일한 구성으로 하는 것이 가능하므로, 제조비의 삭감을 도모할 수 있어, 2개의 이동부재를 독립하여 구동하는 구성을 채용하는 경우에도, 구동기구의 구조가 복잡해지는 것은 회피된다.
본 발명의 제2 측면에 의하면, 반송 로봇이 제공된다. 이 반송 로봇은, 상기 제1 측면에 의해 제공되는 직선 이동기구와, 이 직선 이동기구가 상기 이동 행정상에 있어서의 연직 형상의 선회 축을 중심으로 해서 선회할 수 있도록 상기 직선 이동기구를 지지하는 고정 베이스와, 상기 이동부재에 설치되고, 또한, 판형상 가공품을 탑재할 수 있는 핸드를 구비하고 있다.
바람직한 실시예에 있어서는, 상기 직선 이동기구는 또한 상기 고정 베이스에 대하여, 상기 선회 축에 따라 승강할 수 있도록 지지되어 있다.
이러한 구성에 의하면, 전술한 직선 이동기구를 이용하여, 예를 들어 가공품 등을 정확하게 또한 고속으로 반송할 수 있다. 또한, 고정 베이스에 대하여, 직선 이동기구를 적당하게 선회시킴으로써, 예를 들면 이 반송 로봇의 고정 베이스에 대하여 방사상으로 배치된 복수의 프로세스 챔버에 대하여, 임의의 프로세스 챔버에 대해서 가공품의 반송을 행하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 상기 반송 로봇은 상기 구동원을 기밀상태에서 수용하는 하우징을 한층 더 구비하고 있고, 이 하우징에는, 상기 기밀상태를 유지한 채 상기 고정 베이스와 연통하는 연통로가 연결되어 있다.
이러한 구성에 의하면, 본 발명에 따른 반송 로봇을 진공상태에 있어서 사용 할 경우에, 구동원을 진공영역으로부터 기밀된 하우징 내에 있어서 대기압의 분위기에 두는 것이 가능해서, 반송 로봇의 저가격화에 적합하다. 또한, 구동원의 전력공급용의 케이블류에 관해서도, 연통로를 경유해서 고정 베이스의 내부에 돌아 들어가는 것이 가능해진다.
본 발명의 그 밖의 특징 및 이점은 도면을 참조해서 이하에 행하는 상세한 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.
이상, 본 발명에 의하면, 구조의 간략화를 도모하면서, 벨트식의 구동기구를 적정하게 작동시킬 수 있다.
보다 구체적으로는, 본 발명에 의하면, 직선 이동기구를 이용하여, 예를 들어 가공품 등을 정확하게 또한 고속으로 반송할 수 있다. 또한, 고정 베이스에 대하여, 직선 이동기구를 적당하게 선회시킴으로써, 예를 들면 이 반송 로봇의 고정 베이스에 대하여 방사상으로 배치된 복수의 프로세스 챔버에 대하여, 임의의 프로세스 챔버에 대해서 가공품의 반송을 행하는 것이 가능하다.
또, 본 발명에 의하면, 본 발명에 따른 반송 로봇을 진공상태에 있어서 사용할 경우에, 구동원을 진공영역으로부터 기밀된 하우징 내에 있어서 대기압의 분위기에 두는 것이 가능해서, 반송 로봇의 저가격화에 적합하다. 또한, 구동원의 전력공급용의 케이블류에 관해서도, 연통로를 경유해서 고정 베이스의 내부에 돌아 들어가는 것이 가능해진다.
이하, 본 발명에 따른 직선 이동기구 및 이것을 이용한 반송 로봇의 바람직한 실시형태에 대해서, 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 8은 본 발명에 근거한 반송 로봇을 나타내고 있다. 도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 도시된 반송 로봇(A1)은, 고정 베이스(200)에 대하여 선회 축(Os)을 중심으로 선회 가능하게 또한 승강 가능하게 지지된 직선 이동기구(B1)를 구비하고 있다. 이 직선 이동기구(B1)는, 테이블 형상을 한 가이드 부재(1)와, 이 가이드 부재(1) 위에 설정된 수평 직선 형상의 이동 행정(GL)을 따라 이동가능한 제1이동부재(2A) 및 제2이동부재(2B)를 구비하고 있다. 제1이동부재(2A) 및 제2이동부재(2B)에는, 예를 들어, 액정 패널용의 유리 기판 등, 얇은 판형상의 가공품(W)을 탑재할 수 있는 핸드(21a), (2lb)가 설치되어 있다.
도 5에 잘 나타나 있는 바와 같이, 고정 베이스(200)는 하부 벽부(201), 원통 형상 측벽부(202) 및 천정 벽(203)을 가지고 있고, 대략 원기둥 형상의 외형을 갖는 하우징(200A)을 구비하고 있으며, 천정 벽(203)에는 중심 통로(204)가 형성되어 있다. 이 고정 베이스(200)의 내부에는, 승강 베이스(210)가 승강가능하게 지지되어 있다. 승강 베이스(210)는 중심 개구부(204)보다 작은 직경의 외경을 가지고, 상하 방향으로 소정의 치수를 갖는 원통부(211)와, 이 원통부(211)의 하단에 형성된 외향 플랜지부(212)를 갖고 있다. 하우징(200A)의 원통 형상 측벽부(202)의 내벽에는, 상하 방향의 직선 가이드 레일(220)이 복수 설치되어 있는 동시에, 승강 베이스(210)의 외향 플랜지부(212)에 마련한 복수의 가이드 부재 (221)가 직선 가이드 레일(220)에 대하여 상하 방향으로 슬라이드 이동가능하게 지지되어 있 다. 이에 따라 승강 베이스(210)는, 고정 베이스(200)에 대하여, 도면 중 상하 방향으로 이동가능하며, 이때, 이 승강 베이스(210)의 원통부(211)의 상부가 하우징(200A)의 중심 개구부(204)로부터 출몰한다. 고정 베이스(200)의 천정 벽(203)과 승강 베이스(210)의 외향 플랜지부(212) 사이에는, 이 승강 베이스(210)의 원통부(211)를 둘러싸도록 해서 배치된 벨로우즈(bellows)(230)의 양단이 연결되어 있고, 이 벨로우즈(230)는 승강 베이스(210) 상하방향의 이동에 관계 없이, 고정 베이스(200)의 천정 벽(203)과 승강 베이스(210)의 외향 플랜지부(212) 사이를 기밀 밀봉한다.
고정 베이스(200)의 내부에는, 또한 벨로우즈(230)의 외측에 있어서, 연직 방향으로 배치되어 회전하는 나사 축(241)과, 이 나사 축(241)에 나사결합되고, 또, 승강 베이스(210)의 외향 플랜지부(212)에 관통 형상으로 고정된 너트부재(242)로 이루어진 볼 나사 기구(240)가 배치되어 있다. 나사 축(241)은 그 하단에 설치한 풀리(243)에 걸어 회전되는 벨트(244)에 의해 모터(M1)에 연계되고 있어, 이 모터(M1)의 구동에 의해 정반대 방향으로 회전된다. 이와 같이 해서 나사 축(241)을 회전함으로써, 승강 베이스(210)가 승강된다.
직선 이동기구(B1)는, 승강 베이스(210)에 대하여, 연직 형상의 선회 축(Os)을 중심으로 해서 선회 가능하게 지지된다. 직선 이동기구(B1)의 하부에는, 원통부(15)가 설치되어 있고, 이 원통부(15)가 승강 베이스(210)의 원통부(211)의 내부에 베어링(302)을 경유해서 회전가능하게 지지되어 있다. 그와 같이 해서, 직선 이동기구(B1)의 원통부(15)의 하단부에는, 풀리(15a)가 일체로 형성되어 있고, 승 강 베이스(210)의 원통부(211)의 중간벽(213)에 지지시킨 모터(M2)의 출력 축에 부착된 풀리(304)와의 사이에 벨트(305)를 걸어 회전시키고 있다. 이에 따라 모터(M2)를 구동함으로써, 직선 이동기구(B1)가 선회 축(Os)을 중심으로 해서 선회된다. 승강 베이스(210)의 원통부(211)와 직선 이동기구(B1)의 원통부(15) 사이에는 또한, 베어링(302)보다 위쪽에 위치하는 밀봉 기구(306)가 개재되어 있다.
도 5에 나타나 있는 바와 같이 직선 이동기구(B1)는 가이드 부재(1)와, 이 가이드 부재(1)에 지지된 1쌍의 제1가이드 레일(4A)과, 1쌍의 제2가이드 레일(4B)을 갖는다. 또한, 도 5 및 도 6은, 도 2와 달리, 제1이동부재(2A) 및 제2이동부재(2B)의 쌍방이 고정 베이스(200)의 위쪽에 위치하는 상태로 된 반송 로봇(A1)을 나타내고 있다. 가이드 부재(1)는 하부벽(11), 4군데에 마련되어진 세로벽(12) 및 커버(13)를 구비하고 있다. 하부벽(11)은 원통부(15)에 고정되어 있고, 원통부(15)와 하부벽(11) 사이는 O링 등의 밀봉부재에 의해 기밀 밀봉되어 있다. 하부벽(11)의 중앙부에는, 원통부(15)를 경유해서 고정 베이스(200)의 내부와 연통가능한 관통구멍(11a)이 형성되어 있다. 또한, 하부벽(11) 위에는, 관통구멍(11a)을 덮도록 하우징(14)이 부착되어 있으며, 이 하우징(14)과 하부벽(11) 사이는 O링 등의 밀봉부재(도시 생략)에 의해서 기밀밀봉되어 있다. 세로벽(12)은 가이드 레일(4A), (4B)을 지지하는 부분으로서 이동 행정(GL)의 평행선을 따른 소정 길이를 가지고 있으며, 예를 들어 알루미늄 인발재(알루미늄 프로파일)를 소정 높이 쌓아 올려서 연결한 것이다. 1쌍의 제1가이드 레일(4A)은 내측의 1쌍의 세로벽(12) 위에 있어서, 이동 행정을 사이에 개입시켜 이것에 평행하게 배치되어 있다. 1쌍의 제2가이드 레일(4B)은, 외측의 1쌍의 세로벽(12) 위에 있어서, 이동 행정(GL)을 사이에 개입시켜 이것에 평행하게 배치되어 있다. 제1가이드 레일(4A)에는, 제1이동부재(2A)가 그 하부에 마련한 슬라이더(22a)를 경유해서 이동 행정(GL)에 따라 이동가능하게 지지되고, 제2가이드 레일(4B)에는, 제2이동부재(2B)가 슬라이더(22b)를 경유해서 이동 행정(GL)에 따라 이동가능하게 지지되어 있다. 각 가이드 레일(4A), (4B)의 위쪽은 커버(13)에 의해 덮여 있다.
제1이동부재(2A)와 제2이동부재(2B)는 도 1 및 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 가이드 부재(1)의 폭 방향으로 소정 길이 연장되는 수평 판 형상의 주판부(20a), (20b)를 구비하고 있다. 이들 주판부(20a), (20b)는 도 3 및 도 4에 나타나 있는 바와 같이 빈 틈을 경유해서 상하에 겹치도록 위치시켜서, 서로 간섭하는 일없이 이동 행정(GL)에 따라 이동가능하다.
도 5에 나타나 있는 바와 같이 제1이동부재(2A)의 주판부(20a)는, 그 하부에 형성된 지지 암(23a) 및 이 지지 암(23a)의 밑면에 좌우 1쌍 설치한 상기 슬라이더(22a)를 경유해서 1쌍의 제2가이드 레일(4A)에 지지되어 있다. 한편, 제2이동부재(2B)의 주판부(20b)는, 그 폭 방향 양단부에서 제1이동부재(2A)의 주판부(20a)의 양측부를 우회해서 연장되는 1쌍의 지지 암(23b) 및 이 지지 암(23b)에 마련한 슬라이더(22b)를 경유해서 1쌍의 제2가이드 레일(4B)에 지지되어 있다. 이에 따라 제1이동부재(2A) 및 제2이동부재(2B)에 있어서는, 전체로서도, 서로 간섭하는 일없이 이동 행정(GL)에 따라 이동 가능한 동시에, 그 주판부(20a), (20b)를 각각 양쪽에 가진 형상으로 제1가이드 레일(4A)과 제2가이드 레일(4B)에 지지되어 있기 때문 에, 안정적인 지지 상태를 얻을 수 있다. 또한, 제1이동부재(2A)에 있어서는, 1쌍의 지지 암(23a)이 커버(13)의 윗면에 형성된 슬릿(13a)을 관통하고 있다. 도면 중, 오른쪽의 지지 암(23a)에는, 연결부재(24a)가 설치되어 있고, 이 연결부재(24a)는 후술하는 제1구동기구(3A)의 출력 벨트(33)에 연결되어 있다. 또한, 제2이동부재(2B)에 있어서는, 1쌍의 지지 암(23b)이 커버(14)의 측면에 형성된 슬릿(13b)을 관통하고 있다. 도면 중, 좌측의 지지 암(23b)에는, 연결부재(24b)가 설치되어 있고, 이 연결부재(24b)는 후술하는 제2구동기구(3B)의 출력 벨트(33)에 연결되어 있다.
도 1 내지 도 3에 표시되어 있는 바와 같이, 각 주판부(20a), (20b)에는 가이드 부재(1)의 길이 방향으로 연장되는 포크 형상의 핸드(21a), (2lb)가 일체로 형성되어 있어, 이들 핸드(21a), (2lb) 위로는, 액정표시패널의 제조용 유리 기판 등의 비교적 대형의 얇은 판 형상 가공품(W)이 탑재된다.
도 6 또는 도 7에 나타나 있는 바와 같이, 가이드 부재(1)에 있어서의 세로벽(12)의 길이 방향의 양단에는, 밑면을 가진 상자형상의 브래킷(16)이 설치되어 있고, 이들 브래킷(16)에 1쌍의 모터 하우징(17), 제1구동기구(3A) 및 제2구동기구(3B)가 지지되어 있다. 도면 중, 좌측의 모터 하우징(17) 안에는 제1구동원으로서의 모터(M3)가 수납되어 있고, 도면 중 오른쪽의 모터 하우징(17) 안에는 제2구동원으로서의 모터(M4)가 수납되어 있다. 각 모터 하우징(17)에는, 모터(M3) 또는 모터(M4)에의 전력공급용의 케이블(도시 생략)을 통과시키기 위한 관체(18)가 접속되어 있다. 관체(18)는, 가이드 부재(1)의 하부벽(11) 위에 마련된 하우징(14)에 연통되어 있고, 모터 하우징(17)과 관체(18) 사이 및 관체(18)와 하우징(14) 사이는, 각각 O링 등의 밀봉부재(도시 생략)에 의해 기밀 밀봉되어 있다.
각 모터 하우징(17)에는 전동축(31)이 장착되어 있고, 이 전동축(31)은 그 일단부에 설치된 기어(31a)가 모터(M3) 또는 모터(M4)의 출력 축에 부착된 기어(171) 및 감속용의 기어(172)를 경유해서 모터(M3) 또는 모터(M4)에 연계되어 있다. 각 전동축(31)의 타단부는 모터 하우징(17)의 외부로 돌출하고 있고, 전동축(31)과 모터 하우징(17) 사이에는, 예를 들어 자성유체 유닛 등의 밀봉 기구(19)가 개재되어 있다. 이 밀봉 기구(19)에 의해, 모터 하우징(17)의 내부는, 외부에 대하여 기밀 밀봉된 상태가 된다. 그리고, 모터 하우징(17)의 내부공간은, 관체(18), 하우징(14)을 경유해서 고정 베이스(200)의 내부공간과 기밀 밀봉된 상태로 연통되어 있고, 이에 따라 이러한 연통 공간은, 외부에 대하여 기밀 밀봉된 폐쇄된 공간이 된다. 따라서, 반송 로봇(A1)을 진공환경하에 있어서 사용하는 경우에도, 고정 베이스(200) 안에 수납된 모터(M1), (M2) 및 모터 하우징(17) 안에 수납된 모터(M3), (M4)는 모두 진공영역으로 기밀된 공간에 배합되게 되므로, 이들 모터로서는, 예를 들어 진공용도 등의 특수한 모터를 이용할 필요가 없고, 대기압에서의 사용을 전제로 한 일반적인 모터를 이용할 수 있다.
제1구동기구(3A) 및 제2구동기구(3B)는 제1이동부재(2A) 및 제2이동부재(2B)를 각각 이동 행정(GL)에 따라 이동시키기 위한 것이다. 제1구동기구(3A) 및 제2구동기구(3B)는 동일한 구성을 가지고 있으므로, 이하에 제1구동기구(3A)의 구성에 대해서 구체적으로 설명하고, 제2구동기구(3B)에 대해서는 적절하게 설명을 생략한 다.
제1구동기구(3A)는 전동축(31), 텐셔너(32) 및 출력 벨트(33)를 구비하고 있다. 전동축(31)은 모터 하우징(17)에 베어링을 경유해서 회전가능하게 지지되어 있다. 전동축(31)의 타단부에는 구동 풀리(3lb)가 일체로 설치되어 있다. 텐셔너(32)는 도 7에 있어서 오른쪽의 브래킷(16)에 지지되어 있다. 텐셔너(32)는 지지축(321)과, 이 지지축(321)에 베어링을 경유해서 회전가능하게 밖에서 끼워진 풀리(322)와, 코일스프링 등을 갖는 가압부재(323)와, 이 가압부재(323) 및 지지축(321)을 일체로 연결시키는 접속부재(324)와, 평면에서 보아 대략 ㄷ자 형상으로 접어 구부린 형상으로 세워 설치된 지지 플레이트(325)를 가진다. 지지축(321)은 지지 플레이트(325)에 있어서의 이동 행정(GL)의 평행선에 따라 형성된 1쌍의 긴 구멍(325a)에 삽입되어 있고, 이에 따라 지지축(321)은 지지 플레이트(325)에 대하여 이동 행정(GL)의 평행선을 따른 방향에 있어서 소정의 융통 값을 갖도록 슬라이드 가능하게 지지되어 있다. 또한, 지지축(321)에는 가압부재(323)에 의해 전동축(31)의 구동 풀리(3lb)로부터 이탈하는 방향으로 적당한 가압력이 부여되도록 구성되어 있다. 출력 벨트(33)는 전동축(31)의 구동 풀리(3lb) 및 텐셔너(32)의 풀리(322)에 걸어 회전되고 있다. 여기에서, 출력 벨트(33)에는, 텐셔너(32)에 의해 적당한 장력이 부여되어 있다. 출력 벨트(33)로서는, 예를 들어 타이밍벨트가 적합하게 이용될 수 있다.
도 7 또는 도 8에 나타낸 바와 같이, 제1구동기구(3A)는 이동 행정(GL)의 평행선에 따라 배치되어 있고, 제1이동부재(2A)에 대하여 근접해서 설치되어 있다. 그리고, 출력 벨트(33)에 있어서의 구동 풀리(3lb)의 위쪽에 위치하는 영역은, 이동 행정(GL)과 평행인 동시에 제1이동부재(2A)에 근접하는 구간(3Aa)이 되고 있고, 출력 벨트(33)는 이 구간에 있어서 왕복이동할 수 있도록 구성되어 있다. 출력 벨트(33)에 있어서의 상기 구간(3Aa)의 소정 부위에는, 제1이동부재(2A)의 지지 암(23a)으로부터 연장되는 연결부재(24a)가 연결되어 있다. 이에 따라, 제1이동부재(2A)는 제1구동기구(3A)에 의해 이동 행정(GL)에 따라 왕복이동 자유롭게 되어 있다.
제2구동기구(3B)는 제1구동기구(3A)와 기본적으로 동일한 구성을 가지고 있고, 양자는 가이드 부재(1)의 중심에 대하여 180도 회전한 점대칭의 관계로 되도록 배치되어 있다. 즉, 제2구동기구(3B)는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 평면에서 보아서 제1구동기구(3A)를 180도 회전시킨 자세로 설치되어 있고, 제2구동기구(3B)를 구성하는 전동축(31)은 도면 중 오른쪽에 배치되어 있으며, 제2구동기구(3B)를 구성하는 텐셔너(32)는 도면 중 왼쪽에 배치되어 있다. 제2구동기구(3B)에 있어서는, 출력 벨트(33)에 있어서의 구동 풀리(3lb)의 위쪽에 위치하는 영역은 이동 행정(GL)과 평행한 제2이동부재(2B)에 근접하는 구간(3Bb)으로 되어 있고, 출력 벨트(33)는 이 구간에 있어서 왕복이동할 수 있도록 구성되어 있다. 출력 벨트(33)에 있어서의 상기 구간(3Bb)의 소정부위에는, 제2이동부재(2B)의 지지 암(23b)으로부터 연장되는 연결부재(24b)가 연결되어 있다. 이에 따라, 제2이동부재(2B)는 제2구동기구(3B)에 의해 이동 행정(GL)에 따라 왕복이동 자유롭게 되어 있다.
다음에, 상기 구성을 구비한 반송 로봇(A1)의 작용에 대해서 설명한다.
모터(M3)가 구동되면, 상기 구동력이 기어(172)를 경유해서 제1구동기구(3A)에 전달되어서, 제1이동부재(2A)가 이동 행정(GL)에 따라 이동될 수 있다. 한편, 모터(M4)가 구동되면, 상기 구동력이 기어(172)를 경유해서 제2구동기구(3B)에 전달되어서, 제2이동부재(2B)가 이동 행정(GL)에 따라 이동될 수 있다. 또한, 제1이동부재(2A) 및 제2이동부재는 서로 간섭하는 것이 방지되어 있다. 따라서, 제1이동부재(2A) 및 제2이동부재(2B)의 이동에 대해서는, 각각 독립해서 행할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 나타낸 바와 같이 제2이동부재(2B)를 고정 베이스(200)의 위쪽의 대기위치에 두고, 제1이동부재(2A)를 이동 행정(GL)에 따라 이동시켜서 전진 위치에 두면, 제1이동부재(2A)에 의해, 가공품(W)의 반송을 행할 수 있다. 또한, 이 상태에 있어서는, 제2이동부재(2B) 위로 별도의 가공품(W)를 유지시켜 두는 것도 가능하다. 이것과는 반대로, 제2이동부재(2B)를 상기 전진 위치에 있어서 가공품(W)의 반송을 행하는 동시에, 제1이동부재(2A)를 상기 대기위치에 있어서 별도의 가공품(W)를 유지시켜 두는 것도 가능하다. 이와 같이, 반송 로봇(A1)에 의하면, 2개의 가공품(W)을 동시에 보유하고, 또 이와 동시에, 각각을 독립적으로 주고 받는 것이 가능해서, 반도체의 제조 공정에 있어서의 웨이퍼의 반송이나, 액정표시패널의 제조 공정에 있어서의 유리 기판의 반송을 유연하게 행하여, 제조 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 반송 로봇(A1)에 있어서는, 직선 이동기구(B1)가 고정 베이스(200)에 대하여 선회 및 승강 가능하게 되어 있다. 예를 들어, 트랜스포트 챔버와, 이 트랜스포트 챔버를 중심으로 해서 방사상으로 연결된 복수의 프로세스 챔버를 구비한 제조 장치에 있어서, 반송 로봇(A1)의 고정 베이스(200)를 상기 트랜스포트 챔버에 설치한다. 이러한 구성에 의하면, 반송 로봇(A1)의 직선 이동기구(B1)를 적당하게 선회시킴으로써, 상기 복수의 프로세스 챔버 중 임의의 프로세스 챔버 내에 핸드(21a), (2lb)를 진입시켜서, 가공품(W)의 반송을 행할 수 있다. 또한, 각 프로세스 챔버 내에 있어서, 각 공정의 높이에 따라 가공품(W)을 적절하게 승강시킬 수 있다. 따라서, 반송 로봇(A1)에 의하면, 제조 장치의 공간 절약화나, 제조 공정의 다기능화 및 고효율화를 도모하는 데도 바람직하다.
본 실시예에 있어서는, 제1이동부재(2A) 및 제2이동부재(2B)의 왕복이동 거리를 연장하기 위해서는, 제1구동기구(2A) 및 제2구동기구(2B)에 있어서, 제1가이드 레일(4A) 및 제2가이드 레일(4B), 그리고, 출력 벨트(33)를 길게 함으로써 용이하게 대응할 수 있다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 제1구동기구(3A) 및 제2구동기구(3B), 그리고 이들을 구동하기 위한 모터(M3), (M4)가 각각 가이드 부재(1)에 지지되어 있다. 또한, 제1구동기구(3A) 및 모터(M3)와, 제2구동기구(3B) 및 모터(M4)가 각각 서로 근접하게 배치되어 있다. 이러한 배치의 연구에 의해, 제1이동부재(2A) 및 제2이동부재(2B)의 왕복이동 거리의 장대화에 대응가능한 벨트 방식을 채용하면서, 모터(M3), (M4)로부터 이동부재(2A), (2B)에의 구동기구(3A), (3B)의 구조를 비교적 간단한 것으로 할 수 있다. 즉, 제1구동기구(3A) 및 제2구동기구(3B)에 있어서는, 모터(M3), (M4)의 출력 축에 대하여 감속용의 기어(172)만을 경유해서 구동 풀리(3lb)가 연계되는 콤팩트한 구조로 되고 있다. 이렇게 구동기구(3A), (3B)의 구조가 간단하게 됨으로써, 모터(M3), (M4)로부터 이동부재(2A), (2B)까지의 동력전달경로를 각각 짧게 할 수 있고, 구동기구(3A), (3B)에 있어서의 구동력의 전달 로스를 억제할 수 있다. 그 결과, 모터(M3), (M4)로서는 비교적으로 출력이 작은 것을 채용할 수 있어, 공간 절약화나 전력 절약화에도 기여한다.
또, 본 실시예에서는, 제1구동기구(3A) 및 제2구동기구(3B)를 구동하기 위한 모터(M3), (M4)에 대해서는, 고정 베이스(200)의 내부와 연통하는 모터 하우징(17) 안에 기밀된 상태로 수납되어 있다. 이와 같이 기밀된 공간을 고정 베이스(200)로부터 가이드 부재(1)에 지지된 부분(모터 하우징(17))까지 연장시킨다고 하는 연구를 행함으로써, 모터(M3), (M4)에 대해서는, 구동기구(3A), (3B)에 근접하고, 또한, 외부의 진공영역으로부터 기밀된 대기압 분위기 하에 배치할 수 있다. 또한, 모터(M3), (M4)에의 전력공급용의 케이블류에 관해서도, 관체(18), 하우징(14)을 경유해서 고정 베이스(200)의 내부에 끌어들이는 것이 가능하다.
또한, 본 실시예에 있어서는, 모터(M3) 및 모터(M4)는 이동 행정(GL)을 따른 방향으로 이간해서 배치되어 있고, 중량이 있는 모터 주변의 구성을 가이드 부재(1)의 길이 방향의 양쪽으로 나누어서 배치할 수 있다. 따라서, 가이드 부재(1)의 중량 밸런스를 잘 취할 수 있고, 가이드 부재(1)를 선회 가능하게 지지하기 위한 구성의 강도보유의 면이나 가이드 부재(1)의 변형에 의한 정밀도 저하의 방지의 면에서 유리하게 된다.
본 실시예의 제1구동기구(3A) 및 제2구동기구(3B)는 모터(M3) 및 모터(M4)의 배치에 대응시켜서, 가이드 부재(1)의 중심에 대하여 점대칭의 관계가 되도록 배치되어 있다. 이러한 배치의 연구에 의해, 제1구동기구(3A) 및 제2구동기구(3B)로서 동일한 구성의 것을 채용하는 것이 가능해지므로, 제조비의 삭감을 도모할 수 있고, 또한, 2개의 이동부재(2A), (2B)를 독립하여 구동하는 구성을 채용하는 경우에도, 구동기구의 구조가 복잡해지는 것은 회피된다.
또, 제1구동기구(3A) 및 제2구동기구(3B)에 있어서는, 출력 벨트(33)에 장력을 부여하기 위한 텐셔너(32)가 구비되어 있기 때문에, 벨트를 걸어서 회전시키는 것과 관련되는 부분의 구조를 간략한 것으로 하면서, 벨트식의 구동기구를 적정하게 작동시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 직선 이동기구 및 반송 로봇은 상기 설명한 실시형태로 한정되는 것은 아니다.
상기 실시예에서는 제1구동기구(3A) 및 제2구동기구(3B)의 출력 벨트(33)는 타이밍 벨트로 되어 있지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 출력 벨트(33) 대신에 평벨트나 스틸 벨트 혹은 와이어를 사용해도 무방하다.
본 발명의 반송 로봇은 제1이동부재(2A) 및 제2이동부재(2B)의 쌍방을 구비한 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 제1이동부재(2A) 및 제1구동기구(3A)의 어느 한쪽만을 구비한 구성으로 해도 무방하다. 이러한 한 팔 로봇의 경우에도, 가공품의 장대화나, 반송 거리의 연장에 적절에 대응할 수 있다.
상기 실시예에서는 진공분위기 하에 이용하는 것을 전제로 해서 설명하였지만, 물론, 본 발명에 따른 반송 로봇은 대기압하에서 이용하는 것으로서 구성하는 것도 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 반송 로봇의 전체 사시도;
도 2는 도 1에 나타낸 반송 로봇의 평면도;
도 3은 도 1에 나타낸 반송 로봇의 측면도;
도 4는 도 1에 나타낸 반송 로봇의 정면도;
도 5는 도 2의 V-V선을 따른 단면도;
도 6은 도 2의 VI-VI선을 따른 단면도;
도 7은 도 5의 VII-VII선을 따른 단면도;
도 8은 도 5의 VIII-VIII선을 따른 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
A1: 반송 로봇 B1: 직선 이동기구
GL: 이동 행정 M3: 모터(제1구동원)
M4: 모터(제2구동원) Os: 선회 축
W: 가공품 1: 가이드 부재
17: 모터 하우징(하우징) 18: 관체(연통로)
2A: 제1이동부재 2B: 제2이동부재
21a, 2lb: 핸드 24a, 24b: 연결부재
3A: 제1구동기구 3B: 제2구동기구
3Aa, 3Bb: 구간(왕복이동 구간) 3lb: 구동 풀리
200: 고정 베이스

Claims (7)

  1. 가이드 부재;
    상기 가이드 부재 위에 설정된 수평 직선 형상의 이동 행정을 따라 이동가능한 이동부재;
    구동 풀리 및 이 구동 풀리에 걸어 회전되어 상기 이동 행정의 평행선을 따르는 소정의 왕복이동 구간을 왕복이동하는 출력 벨트를 포함한 구동기구; 및
    상기 구동 풀리를 구동하기 위한 구동원을 포함하고,
    상기 이동부재는 연결부재에 의해 상기 구동기구의 상기 출력 벨트에 연결되어 있고,
    상기 구동기구 및 상기 구동원은 각각 상기 가이드 부재에 지지되어 있는 직선 이동기구를 구비한 반송로봇에 있어서,
    상기 직선 이동기구가 상기 이동 행정상에 있어서의 연직 형상의 선회 축을 중심으로 해서 선회할 수 있도록 상기 직선 이동기구를 지지하는 고정 베이스;
    상기 이동부재에 설치되고, 또한, 판 형상 가공품을 탑재할 수 있는 핸드; 및
    상기 구동원을 기밀상태에서 수용하는 하우징을 더 구비하고,
    상기 하우징에는, 상기 기밀상태를 유지한 채 상기 고정 베이스와 연통하는 연통로가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 반송 로봇.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 구동원은 상기 이동부재에 근접해서 배치되어 있는 반송 로봇.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 구동기구는 상기 출력 벨트에 장력을 부여하는 텐셔너(tensioner)를 포함하고 있는 반송 로봇.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 이동부재는 상기 이동 행정을 따라 서로 간섭하지 않고 이동가능하게 상기 가이드 부재에 지지된 제1이동부재 및 제2이동부재를 포함하고 있고,
    상기 구동기구는 상기 제1이동부재 및 상기 제2이동부재를 각각 구동하도록 상기 가이드 부재에 설치된 제1구동기구 및 제2구동기구를 포함하고 있으며,
    상기 구동원은 상기 제1구동기구 및 상기 제2구동기구에 각각 구동력을 부여하기 위한 제1구동원 및 제2구동원을 포함하고 있는 반송 로봇.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제1구동원 및 상기 제2구동원은 상기 이동 행정을 따른 방향으로 떨어져서 배치되어 있는 반송 로봇.
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  7. 삭제
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