KR102575400B1 - 산업용 로봇 - Google Patents

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KR102575400B1
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야스유키 기타하라
다모츠 구리바야시
다카오 나카에
시게유키 가이노
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니덱 인스트루먼츠 가부시키가이샤
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Abstract

본 출원은 아암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부를 박형화하는 것이 가능한 산업용 로봇을 제공한다. 예를 들어, 이 산업용 로봇은, 반송 대상물이 탑재되는 핸드와, 핸드가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 아암과, 아암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부(7)를 구비하고 있고, 본체부(7)는, 아암의 기단측이 상면측에 회동 가능하게 연결되는 승강체(20)와, 승강체(20)를 승강 가능하게 보유 지지함과 함께 승강체(20)의 적어도 하단측의 일부가 수용되는 하우징(21)과, 승강체(20)를 승강시키는 승강 기구(22)를 구비하고 있다. 승강 기구(22)는, 상하 방향에서 보았을 때, 승강체(20)와 겹치도록 하우징(21)에 수용되어 있다.

Description

산업용 로봇 {INDUSTRIAL ROBOT}
본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 반송 대상물을 반송하는 산업용 로봇에 관한 것이다.
종래, FOUP(Front Open Unified Pod)와 반도체 웨이퍼 처리 장치의 사이에서 반도체 웨이퍼를 반송하는 수평 다관절 로봇이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 수평 다관절 로봇은, EFEM(Equipment Front End Module)의 일부를 구성하고 있고, EFEM의 하우징의 내부에 배치되어 있다. EFEM은, 반도체 웨이퍼 처리 장치의 전방측에 배치되고, FOUP는, EFEM의 전방측에 배치되어 있다. EFEM의 하우징은, 전후 방향을 짧은 변 방향으로 하고 좌우 방향을 긴 변 방향으로 하는 가늘고 긴 직육면체의 상자형으로 형성되어 있다.
또한, 특허문헌 1에 기재된 수평 다관절 로봇은, 반도체 웨이퍼가 탑재되는 2개의 핸드와, 2개의 핸드가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 아암과, 아암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부를 구비하고 있다. 아암은, 기단측이 본체부에 회동 가능하게 연결되는 제1 아암부와, 제1 아암부의 선단측에 기단측이 회동 가능하게 연결되는 제2 아암부와, 제2 아암부의 선단측에 기단측이 회동 가능하게 연결됨과 함께 선단측에 핸드가 회동 가능하게 연결되는 제3 아암부로 구성되어 있다. 본체부는, 상단에 아암의 기단측(즉, 제1 아암부의 기단측)이 회동 가능하게 연결되는 기둥형 부재와, 기둥형 부재를 승강 가능하게 보유 지지하는 하우징과, 기둥형 부재를 승강시키는 승강 기구를 구비하고 있다. 하강 시의 기둥형 부재는 하우징에 수용되어 있다. 기둥형 부재가 하강하고 있을 때에는, 기둥형 부재는 하우징에 수용되어 있다. 또한, 승강 기구는 하우징에 수용되어 있다. 기둥형 부재가 상승하고 있을 때라도, 기둥형 부재의 하단측 부분은 하우징에 수용되어 있다.
하우징은, 상하 방향에서 보았을 때의 형상이 대략 정사각형으로 되도록 형성되어 있고, 하우징의 전방면 및 후방면은, 전후 방향에 직교하는 평면형으로 형성되고, 하우징의 좌우의 양측면은, 좌우 방향에 직교하는 평면형으로 형성되어 있다. 또한, 상하 방향에서 보았을 때, 기둥형 부재는 하우징의 외형 내에 들어 있다. 기둥형 부재는, 상하 방향에서 보았을 때, 좌우 방향에 있어서의 하우징의 중심 위치에 배치되어 있다. 또한, 기둥형 부재는, 상하 방향에서 보았을 때, 전후 방향에 있어서, 하우징의 전방면측에 배치되어 있다. 즉, 상하 방향에서 보았을 때, 기둥형 부재에 연결되는 아암의 기단측은, 하우징의 전방면측에 배치되어 있다.
특허문헌 1에 기재된 수평 다관절 로봇은, EFEM의 하우징의 내부의 전방면과 수평 다관절 로봇의 하우징의 전방면이 인접하도록, EFEM의 하우징의 내부에 배치되어 있다. 즉, 이 수평 다관절 로봇은, 기둥형 부재에 연결되는 아암의 기단측과 EFEM의 하우징의 내부의 전방면이 인접하도록, EFEM의 하우징의 내부에 배치되어 있다. 그 때문에, 이 수평 다관절 로봇이 설치되는 반도체의 제조 시스템에서는, 제1 아암부, 제2 아암부 및 제3 아암부의 길이를 확보하면서, EFEM의 하우징의 내부의 전방면 및 후방면과, 아암의 간섭을 방지하는 것이 가능하게 되어 있다.
일본 특허 공개 제2015-36186호 공보
상술한 바와 같이, 특허문헌 1에 기재된 수평 다관절 로봇은, EFEM의 하우징의 내부에 배치되어 있다. EFEM의 하우징의 내부에서는, 각종 배관이나 배선이 배치되는 경우가 있다. EFEM의 하우징의 내부에서, 배관이나 배선의 배치 스페이스를 확보하기 위해서는, 수평 다관절 로봇의 본체부는, 전후 방향에 있어서 얇게 되어 있는 것이 바람직하다.
특허문헌 1에 기재된 수평 다관절 로봇이 배치되는 EFEM의 하우징의 내부에서는, 각종 배관이나 배선이 배치되는 경우가 있다. 그러나, 특허문헌 1에 기재된 수평 다관절 로봇은, 제1 아암부, 제2 아암부 및 제3 아암부의 길이를 확보하면서, EFEM의 하우징의 내부의 전방면 및 후방면과 아암의 간섭을 방지하기 위해, EFEM의 하우징의 내부의 전방면과 수평 다관절 로봇의 아암의 기단측이 인접하도록 EFEM의 하우징의 내부에 배치되어 있고, EFEM의 하우징의 내부의 전방면과 수평 다관절 로봇의 하우징의 전방면이 인접하고 있다. 따라서, 특허문헌 1에 기재된 수평 다관절 로봇이 배치되는 EFEM의 하우징의 내부에서는, EFEM의 하우징의 내부의 전방면을 따라 배관이나 배선을 배치하는 것이 곤란해지고, 그 결과, 배관이나 배선의 배치 자유도가 낮아진다.
따라서, 본 발명의 과제는, 아암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부를 박형화하는 것이 가능한 산업용 로봇을 제공하는 데 있다.
따라서, 본 발명의 과제는, EFEM 등의 하우징의 내부의 측면에 아암의 기단측이 인접하도록 배치되어도, EFEM 등의 하우징의 내부에서의 배관이나 배선의 배치 자유도를 높이는 것이 가능한 산업용 로봇을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 산업용 로봇은, 반송 대상물이 탑재되는 핸드와, 핸드가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 아암과, 아암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부를 구비하고, 본체부는, 아암의 기단측이 상면측에 회동 가능하게 연결되는 승강체와, 승강체를 승강 가능하게 보유 지지함과 함께 승강체의 적어도 하단측의 일부가 수용되는 하우징과, 승강체를 승강시키는 승강 기구를 구비하고, 승강 기구는, 상하 방향에서 보았을 때, 승강체와 겹치도록 하우징에 수용되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 예를 들어 하우징은, 상하 방향에서 보았을 때의 형상이 좌우 방향을 긴 변 방향으로 하고 전후 방향을 짧은 변 방향으로 하는 대략 직사각 형상으로 되도록 형성되고, 승강체는, 상하 방향에서 보았을 때의 형상이 좌우 방향을 긴 변 방향으로 하고 전후 방향을 짧은 변 방향으로 하는 대략 직사각 형상으로 되도록 형성되고 승강체의 하강 시에 하우징에 수용되는 프레임부를 구비하고 있다.
본 발명의 산업용 로봇에서는, 본체부는, 아암의 기단측이 상면측에 회동 가능하게 연결되는 승강체와, 승강체의 적어도 하단측의 일부가 수용되는 하우징과, 승강체를 승강시키는 승강 기구를 구비하고, 승강 기구는, 상하 방향에서 보았을 때, 승강체와 겹치도록 하우징에 수용되어 있다. 그 때문에, 본 발명에서는, 예를 들어 상하 방향에서 보았을 때의 형상이 좌우 방향을 긴 변 방향으로 하고 전후 방향을 짧은 변 방향으로 하는 대략 직사각 형상으로 되도록 하우징이 형성되어 있다고 하면, 승강 기구가 전후 방향에 있어서 승강체와 어긋난 상태로 하우징에 수용되어 있는 경우와 비교하여, 전후 방향에 있어서의 하우징의 폭을 좁게 하는 것이 가능하게 된다. 즉, 본 발명에서는, 예를 들어 승강 기구가 전후 방향에 있어서 승강체와 어긋난 상태로 하우징에 수용되어 있는 경우와 비교하여, 전후 방향에 있어서의 본체부의 폭을 좁게 하는 것이 가능하게 되고, 그 결과, 본체부를 박형화하는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 있어서, 본체부는, 가이드 레일과 가이드 레일에 걸림 결합하는 가이드 블록을 갖고, 승강체를 상하 방향으로 안내하는 가이드 기구를 구비하고, 가이드 레일 및 가이드 블록은, 좌우 방향에 있어서의 프레임부의 양 외측에 배치됨과 함께 하우징의 내부에 수용되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 프레임부의 좌측에 배치되는 가이드 레일 및 가이드 블록과, 프레임부의 우측에 배치되는 가이드 레일 및 가이드 블록의 거리를 길게 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 가이드 기구에 의해 승강체를 상하 방향으로 원활하게 안내하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 산업용 로봇은, 반송 대상물이 탑재되는 핸드와, 핸드가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 아암과, 아암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부를 구비하고, 본체부는, 아암의 기단측이 상면측에 회동 가능하게 연결되는 승강체와, 승강체를 승강 가능하게 보유 지지함과 함께 승강체의 적어도 하단측의 일부가 수용되는 하우징을 구비하고, 승강체는, 수평 방향의 일방측으로 돌출되는 돌출부를 승강체의 상단측에 구비하고, 아암의 기단측은, 돌출부의 상면측에 배치되고, 돌출부에 회동 가능하게 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 산업용 로봇에서는, 승강체는, 수평 방향의 일방측으로 돌출되는 돌출부를 승강체의 상단측에 구비하고, 아암의 기단측은, 돌출부의 상면측에 배치되고, 돌출부에 회동 가능하게 연결되어 있다. 그 때문에, 본 발명에서는, 예를 들어 EFEM의 하우징의 내부의 측면에 아암의 기단측이 인접하도록 산업용 로봇이 EFEM의 하우징의 내부에 배치되어도, 돌출부의 하측의 공간을 이용하여, 아암의 기단측이 인접하는 EFEM의 하우징의 내부의 측면을 따라 배관이나 배선을 배치하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 EFEM 등의 하우징의 내부의 측면에 아암의 기단측이 인접하도록 산업용 로봇이 배치되어도, EFEM 등의 하우징의 내부에서의 배관이나 배선의 배치 자유도를 높이는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 있어서, 승강체는, 승강체의 하강 시에 하우징에 수용되는 프레임부와, 돌출부가 형성되는 상단측 프레임부를 구비하고, 프레임부와 상단측 프레임부는 별체로 형성되고, 서로 고정되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 공통의 프레임부에 대하여, 돌출부의 돌출량이 상이한 복수 종류의 상단측 프레임부를 고정하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 승강체의 전체를 변경하지 않아도, 상단측 프레임부를 교환함으로써, 승강체의 돌출부의 돌출량을 변경하는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 있어서, 예를 들어 하우징은, 상하 방향에서 보았을 때의 형상이 좌우 방향을 긴 변 방향으로 하고 전후 방향을 짧은 변 방향으로 하는 대략 직사각 형상으로 되도록 형성되고, 돌출부는, 전후 방향의 일방측으로 돌출되어 있다.
본 발명에 있어서, 본체부는, 승강체를 승강시키는 승강 기구를 구비하고, 승강체는, 상하 방향에서 보았을 때의 형상이 좌우 방향을 긴 변 방향으로 하고 전후 방향을 짧은 변 방향으로 하는 대략 직사각 형상으로 되도록 형성되고 승강체의 하강 시에 하우징에 수용되는 프레임부를 구비하고, 승강 기구는, 상하 방향에서 보았을 때, 프레임부와 겹치도록 하우징에 수용되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 승강 기구가 전후 방향에 있어서 프레임부와 어긋난 상태로 하우징에 수용되어 있는 경우와 비교하여, 전후 방향에 있어서의 하우징의 폭을 좁게 하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 본체부를 박형화하는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 있어서, 본체부는, 가이드 레일과 가이드 레일에 걸림 결합하는 가이드 블록을 갖고 승강체를 상하 방향으로 안내하는 가이드 기구를 구비하고, 승강체는, 상하 방향에서 보았을 때의 형상이 좌우 방향을 긴 변 방향으로 하고 전후 방향을 짧은 변 방향으로 하는 대략 직사각 형상으로 되도록 형성되고 승강체의 하강 시에 하우징에 수용되는 프레임부를 구비하고, 가이드 레일 및 가이드 블록은, 좌우 방향에 있어서의 프레임부의 양 외측에 배치됨과 함께 하우징의 내부에 수용되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 프레임부의 좌측에 배치되는 가이드 레일 및 가이드 블록과, 프레임부의 우측에 배치되는 가이드 레일 및 가이드 블록의 거리를 길게 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 가이드 기구에 의해 승강체를 상하 방향으로 원활하게 안내하는 것이 가능하게 된다.
이상과 같이, 본 발명의 산업용 로봇에서는, 아암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부를 박형화하는 것이 가능하게 된다.
이상과 같이, 본 발명에서는 EFEM 등의 하우징의 내부의 측면에 아암의 기단측이 인접하도록 산업용 로봇이 배치되어도, EFEM 등의 하우징의 내부에서의 배관이나 배선의 배치 자유도를 높이는 것이 가능하게 된다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 사시도이며, (A)는 승강체가 하강하고 있는 상태를 도시하는 도면, (B)는 승강체가 상승하고 있는 상태를 도시하는 도면이다.
도 2는, 도 1에 도시하는 산업용 로봇의 측면도이다.
도 3은, 도 1에 도시하는 산업용 로봇이 사용되는 반도체 제조 시스템의 개략 평면도이다.
도 4는, 도 2의 E-E 단면의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
(산업용 로봇의 구성)
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 산업용 로봇(1)의 사시도이며, (A)는 승강체(20)가 하강하고 있는 상태를 도시하는 도면, (B)는 승강체(20)가 상승하고 있는 상태를 도시하는 도면이다. 도 2는, 도 1에 도시하는 산업용 로봇(1)의 측면도이다. 도 3은, 도 1에 도시하는 산업용 로봇(1)이 사용되는 반도체 제조 시스템(9)의 개략 평면도이다. 도 4는, 도 2의 E-E 단면의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
본 형태의 산업용 로봇(1)은, 반송체 대상물인 반도체 웨이퍼(2)(도 3 참조)를 반송하기 위한 수평 다관절 로봇이다. 이 산업용 로봇(1)은, 반도체 웨이퍼(2)가 탑재되는 2개의 핸드(4, 5)와, 핸드(4, 5)가 선단측에 회동 가능하게 연결됨과 함께 수평 방향으로 동작하는 아암(6)과, 아암(6)의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부(7)를 구비하고 있다. 이하의 설명에서는, 산업용 로봇(1)을 「로봇(1)」이라고 하고, 반도체 웨이퍼(2)를 「웨이퍼(2)」라고 한다. 또한, 이하의 설명에서는, 상하 방향에 직교하는 도 1 등의 X 방향을 「좌우 방향」이라 하고, 상하 방향과 좌우 방향에 직교하는 도 1 등의 Y 방향을 「전후 방향」이라 함과 함께, X1 방향측을 「우」측, X2 방향측을 「좌」측, Y1 방향측을 「전방」측, Y2 방향측을 「후방」측이라 한다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 로봇(1)은, 반도체 제조 시스템(9)에 내장되어 사용된다. 이 반도체 제조 시스템(9)은, EFEM(10)과, 웨이퍼(2)에 대하여 소정의 처리를 행하는 반도체 웨이퍼 처리 장치(11)를 구비하고 있다. EFEM(10)은, 반도체 웨이퍼 처리 장치(11)의 전방측에 배치되어 있다. 로봇(1)은, EFEM(10)의 일부를 구성하고 있다. 또한, EFEM(10)은, FOUP(12)를 개폐하는 복수의 로드 포트(13)와, 로봇(1)이 수용되는 하우징(14)을 구비하고 있다. 하우징(14)은, 좌우 방향으로 가늘고 긴 직육면체의 상자형으로 형성되어 있다. 로드 포트(13)는 하우징(14)의 전방측에 배치되어 있다. 로봇(1)은, 하우징(14)의 내부의 전방측면(14a)에 아암(6)의 기단측이 인접하도록 하우징(14)의 내부에 배치되어 있고, FOUP(12)와 반도체 웨이퍼 처리 장치(11)의 사이에서 웨이퍼(2)를 반송한다.
아암(6)은, 기단측이 본체부(7)로 회동 가능하게 연결되는 제1 아암부(16)와, 제1 아암부(16)의 선단측에 기단측이 회동 가능하게 연결되는 제2 아암부(17)와, 제2 아암부(17)의 선단측에 기단측이 회동 가능하게 연결되는 제3 아암부(18)로 구성되어 있다. 제1 아암부(16), 제2 아암부(17) 및 제3 아암부(18)는 중공상으로 형성되어 있다. 본체부(7)와 제1 아암부(16)와 제2 아암부(17)와 제3 아암부(18)는, 상하 방향에 있어서, 하측으로부터 이 순서대로 배치되어 있다.
핸드(4, 5)는, 상하 방향에서 보았을 때의 형상이 대략 Y 형상으로 되도록 형성되어 있다. 핸드(4, 5)의 기단측 부분은, 제3 아암부(18)의 선단측에 회동 가능하게 연결되어 있다. 또한, 핸드(4, 5)는, 상하 방향에서 겹치도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 핸드(4)가 상측에 배치되고, 핸드(5)가 하측에 배치되어 있다. 또한, 핸드(4, 5)는, 제3 아암부(18)보다 상측에 배치되어 있다. 또한, 도 3에서는 핸드(5)의 도시를 생략하고 있다.
본체부(7)는, 아암(6)의 기단측이 상면측에 회동 가능하게 연결되는 승강체(20)와, 승강체(20)를 승강 가능하게 보유 지지하는 하우징(21)과, 하우징(21)에 대하여 승강체(20)를 승강시키는 승강 기구(22)(도 4 참조)와, 승강체(20)를 상하 방향으로 안내하는 가이드 기구(23)(도 4 참조)를 구비하고 있다.
하우징(21)은, 편평한 대략 직육면체의 상자형으로 형성되어 있고, 상하 방향에서 보았을 때의 하우징(21)의 형상은, 좌우 방향을 긴 변 방향으로 하고 전후 방향을 짧은 변 방향으로 하는 대략 직사각 형상으로 되어 있다. 구체적으로는, 상하 방향에서 보았을 때의 하우징(21)의 형상은, 좌우 방향으로 가늘고 긴 대략 직사각 형상으로 되어 있다. 하우징(21)의 전방면 및 후방면은, 전후 방향에 직교하는 평면으로 되어 있고, 하우징(21)의 좌우의 양측면은, 좌우 방향에 직교하는 평면으로 되어 있다. 또한, 하우징(21)의 상면 및 저면은, 상하 방향에 직교하는 평면으로 되어 있다.
승강체(20)는, 편평한 대략 직육면체로 형성되는 프레임부(25)와, 프레임부(25)의 상단측에 고정되는 상단측 프레임부(26)를 구비하고 있다. 프레임부(25)와 상단측 프레임부(26)는 별체로 형성되고, 서로 고정되어 있다. 구체적으로는, 프레임부(25)와 상단측 프레임부(26)는, 도시를 생략하는 나사에 의해 서로 고정되어 있다.
프레임부(25)는, 저면이 개구되는 상자형으로 형성되어 있고, 상하 방향에서 보았을 때의 프레임부(25)의 형상은 좌우 방향을 긴 변 방향으로 하고 전후 방향을 짧은 변 방향으로 하는 대략 직사각 형상으로 되어 있다. 구체적으로는, 상하 방향에서 보았을 때의 프레임부(25)의 형상은, 좌우 방향으로 가늘고 긴 대략 직사각 형상으로 되어 있다. 프레임부(25)의 전방면 및 후방면은, 전후 방향에 직교하는 평면으로 되어 있고, 프레임부(25)의 좌우의 양측면은, 좌우 방향에 직교하는 평면으로 되어 있다. 또한, 프레임부(25)의 상면은, 상하 방향에 직교하는 평면으로 되어 있다.
상단측 프레임부(26)는, 대략 직육면체상으로 형성되어 있다. 이 상단측 프레임부(26)는, 상하 방향에서 보았을 때의 형상이 전후 방향을 긴 변 방향으로 하고 좌우 방향을 짧은 변 방향으로 하는 대략 직사각 형상으로 되도록 형성되어 있다. 또한, 상단측 프레임부(26)는 중공상으로 형성되어 있다. 상단측 프레임부(26)의 좌우 방향의 폭은 프레임부(25)의 좌우 방향의 폭보다 좁게 되어 있다. 상단측 프레임부(26)는, 프레임부(25)에 고정되는 피고정부(26a)를 구비하고 있다. 피고정부(26a)는, 프레임부(25)의 상단측의 좌우 방향의 중심에 형성되는 오목부 내에 수용되어 있다.
또한, 상단측 프레임부(26)는, 피고정부(26a)의 전단에 연결됨과 함께 프레임부(25)의 전방면으로부터 전방측으로 돌출되는 돌출부(26b)를 구비하고 있다. 즉, 승강체(20)는, 전방측으로 돌출되는 돌출부(26b)를 승강체(20)의 상단측에 구비함과 함께, 돌출부(26b)가 형성되는 상단측 프레임부(26)를 구비하고 있다. 아암(6)의 기단측은, 돌출부(26b)의 상면측에 배치되어 있고, 돌출부(26b)로 회동 가능하게 연결되어 있다. 즉, 제1 아암부(16)의 기단측은, 돌출부(26b)의 상면측에 배치되어 있고, 돌출부(26b)로 회동 가능하게 연결되어 있다.
승강체(20)의 하강 시에는, 프레임부(25)는 하우징(21)에 수용되어 있다. 구체적으로는, 승강체(20)가 하한 위치까지 하강하고 있을 때(도 1의 (A)에 도시하는 상태일 때)에는, 프레임부(25)의 전체가 하우징(21)에 수용되어 있다. 즉, 승강체(20)가 하한 위치까지 하강하고 있을 때에는, 승강체(20)의, 돌출부(26b) 이외의 부분이 하우징(21)에 수용되어 있다. 또한, 승강체(20)가 하한 위치로부터 상승하고 있을 때(도 1의 (B)에 도시하는 상태일 때)에는, 프레임부(25)의 하단측 부분이 하우징(21)에 수용되어 있다. 즉, 승강체(20)가 하한 위치로부터 상승하고 있을 때에는, 승강체(20)의 하단측 부분이 하우징(21)에 수용되어 있다. 하우징(21)의 전방면부의 상단측에는, 승강체(20)가 하강하고 있을 때 돌출부(26b)가 배치되는 절결부(21a)(도 1의 (B) 참조)가 형성되어 있다. 또한, 하우징(21)의 상면부에는, 승강체(20)의 승강 시에 프레임부(25)가 통과하는 절결부가 형성되어 있다.
승강 기구(22)는 하우징(21)에 수용되어 있다. 이 승강 기구(22)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 모터(28)와 볼 나사(29)를 구비하고 있다. 볼 나사(29)는, 모터(28)의 동력으로 회전하는 나사축(30)과, 나사축(30)에 걸림 결합하는 너트(31)를 구비하고 있다. 모터(28)는 하우징(21)에 수용되어 있고, 하우징(21)의 하단측에 고정되어 있다. 또한, 모터(28)는, 좌우 방향에 있어서의 하우징(21)의 대략 중심 위치에 배치되어 있다. 나사축(30)은, 나사축(30)의 축 방향과 상하 방향이 일치하도록 배치되어 있다. 또한, 나사축(30)은, 모터(28)보다 우측에 배치되어 있다. 이 나사축(30)은 하우징(21)으로 회전 가능하게 보유 지지되어 있다.
너트(31)는, 너트 보유 지지 부재(32)에 고정되어 있다. 너트 보유 지지 부재(32)는, 프레임부(25)의 내부에 고정되어 있다. 즉, 너트(31)는, 너트 보유 지지 부재(32)를 개재시켜 프레임부(25)의 내부에 고정되어 있다. 모터(28)의 출력축에는 풀리(33)가 고정되고, 나사축(30)의 하단측에는 풀리(34)가 고정되어 있다. 풀리(33)와 풀리(34)에는 벨트(35)가 걸쳐져 있다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 승강 기구(22)는, 상하 방향에서 보았을 때, 승강체(20)와 겹치도록 하우징(21)에 수용되어 있다. 보다 구체적으로는, 승강 기구(22)는, 상하 방향에서 보았을 때, 프레임부(25)와 겹치도록 하우징(21)에 수용되어 있다.
가이드 기구(23)는, 가이드 레일(38)과, 가이드 레일(38)에 걸림 결합하는 가이드 블록(39)을 구비하고 있다. 가이드 레일(38)은, 가이드 레일(38)의 긴 변 방향과 상하 방향이 일치하도록 하우징(21)의 내부에 고정되어 있다. 또한, 가이드 레일(38)은, 하우징(21)의 내부의 좌우의 양단측에 고정되어 있다. 가이드 블록(39)은, 블록 보유 지지 부재(40)에 고정되어 있다. 블록 보유 지지 부재(40)는, 프레임부(25)의 좌우의 양측면의 각각에 고정되어 있다. 즉, 가이드 블록(39)은, 블록 보유 지지 부재(40)를 개재시켜 프레임부(25)의 좌우의 양측면에 고정되어 있고, 가이드 레일(38) 및 가이드 블록(39)은, 좌우 방향에 있어서의 프레임부(25)의 양 외측에 배치되어 있다. 또한, 가이드 레일(38) 및 가이드 블록(39)은, 하우징(21)에 수용되어 있다.
본 형태에서는, 모터(28)가 회전하면, 승강체(20)는, 가이드 기구(23)로 안내되면서 하우징(21)에 대하여 상하 이동한다. 또한, 프레임부(25)의 내부에는, 케이블 베어(등록 상표)(42)의 일단측이 고정되고, 하우징(21)의 내부에는, 케이블 베어(등록 상표)(42)의 타단측이 고정되어 있다. 케이블 베어(등록 상표)(42)는, 모터(28)보다 좌측에 배치되어 있다.
또한, 로봇(1)은, 제1 아암부(16) 및 제2 아암부(17)를 회동시켜 제1 아암부(16)와 제2 아암부(17)를 포함하는 아암(6)의 일부를 신축시키는 아암부 구동 기구(45)(도 2 참조)와, 제3 아암부(18)를 회동시키는 제3 아암부 구동 기구(도시 생략)와, 핸드(4)를 회동시키는 핸드 구동 기구(도시 생략)와, 핸드(5)를 회동시키는 핸드 구동 기구(도시 생략)를 구비하고 있다.
아암부 구동 기구(45)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 모터(46)와, 모터(46)의 동력을 감속시켜 제1 아암부(16)에 전달하기 위한 감속기(47)와, 모터(46)의 동력을 감속시켜 제2 아암부(17)에 전달하기 위한 감속기(48)를 구비하고 있다. 모터(46)는, 상단측 프레임부(26)의 피고정부(26a)의 하면부에 고정되어 있다. 구체적으로는, 모터(46)는, 모터(46)의 출력축이 피고정부(26a)의 내부에 배치됨과 함께, 모터(46)의 본체부가 프레임부(25)의 내부에 배치되도록 피고정부(26a)의 하면부에 고정되어 있다.
감속기(47)는, 제1 아암부(16)와 돌출부(26b)를 연결하는 관절부를 구성하고 있다. 이 감속기(47)는 중공 감속기이다. 감속기(47)의 케이스체는, 돌출부(26b)의 내부에 고정되어 있다. 감속기(47)의 출력축의 상단면은, 제1 아암부(16)의 기단측의 하면에 고정되어 있다. 감속기(47)는, 제1 아암부(16)의 기단측의 하면에 고정되는 출력축의 상단측의 일부분을 제외하고 돌출부(26b)의 내부에 수용되어 있다. 모터(46)와 감속기(47)는, 모터(46)의 출력축에 고정되는 풀리(49)와, 감속기(47)의 입력축에 고정되는 풀리(50)와, 풀리(49)와 풀리(50)에 걸쳐지는 벨트(51)를 통하여 연결되어 있다. 풀리(49, 50) 및 벨트(51)는, 상단측 프레임부(26)의 내부에 수용되어 있다.
감속기(48)는, 제1 아암부(16)와 제2 아암부(17)를 연결하는 관절부를 구성하고 있다. 이 감속기(48)는, 감속기(47)와 마찬가지로 중공 감속기이다. 모터(46)와 감속기(48)는, 풀리(49, 50), 벨트(51) 및 제1 아암부(16)의 내부에 배치되는 풀리, 벨트(도시 생략) 등을 통하여 연결되어 있다.
제3 아암부 구동 기구는, 모터와, 이 모터의 동력을 감속시켜 제3 아암부(18)에 전달하기 위한 감속기를 구비하고 있다. 제3 아암부 구동 기구의 모터는, 제2 아암부(17)의 내부에 배치되고, 제3 아암부 구동 기구의 감속기는, 제2 아암부(17)와 제3 아암부(18)를 연결하는 관절부를 구성하고 있다. 핸드 구동 기구는, 모터와, 이 모터의 동력을 감속시켜 핸드(4, 5)에 전달하기 위한 감속기를 구비하고 있다. 핸드 구동 기구의 모터 및 감속기는, 제3 아암부(18)의 내부에 배치되어 있다. 또한, 핸드 구동 기구의 감속기와 핸드(4, 5)는, 도시를 생략하는 풀리 및 벨트를 통하여 연결되어 있다.
(본 형태의 주된 효과)
이상 설명한 바와 같이, 본 형태에서는, 승강 기구(22)는, 상하 방향에서 보았을 때, 하우징(21)에 수용되는 프레임부(25)와 겹치도록 하우징(21)에 수용되어 있다. 그 때문에, 본 형태에서는, 승강 기구(22)가 전후 방향에 있어서 프레임부(25)와 어긋난 상태로 하우징(21)에 수용되어 있는 경우와 비교하여, 전후 방향에 있어서의 하우징(21)의 폭을 좁게 하는 것이 가능하게 된다. 즉, 본 형태에서는, 승강 기구(22)가 전후 방향에 있어서 프레임부(25)와 어긋난 상태로 하우징(21)에 수용되어 있는 경우와 비교하여, 전후 방향에 있어서의 본체부(7)의 폭을 좁게 하는 것이 가능하게 되고, 그 결과, 본체부(7)를 박형화하는 것이 가능하게 된다.
본 형태에서는, 프레임부(25)는, 상하 방향에서 보았을 때의 형상이 좌우 방향으로 가늘고 긴 대략 직사각 형상으로 되도록 형성되어 있고, 가이드 레일(38) 및 가이드 블록(39)은, 좌우 방향에 있어서의 프레임부(25)의 양 외측에 배치되어 있다. 그 때문에, 본 형태에서는, 프레임부(25)의 좌측에 배치되는 가이드 레일(38) 및 가이드 블록(39)과, 프레임부(25)의 우측에 배치되는 가이드 레일(38) 및 가이드 블록(39)의 거리를 길게 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 형태에서는, 가이드 레일(38)과 가이드 블록(39)에 의해 승강체(20)를 상하 방향으로 원활하게 안내하는 것이 가능하게 된다.
또한, 이상 설명한 바와 같이, 본 형태에서는, 승강체(20)는, 전방측으로 돌출되는 돌출부(26b)를 승강체(20)의 상단측에 구비하고 있고, 아암(6)의 기단측은, 돌출부(26b)로 회동 가능하게 연결되어 있다. 그 때문에, 본 형태에서는, 도 3에 도시하는 바와 같이, EFEM(10)의 하우징(14)의 내부의 전방측면(14a)에 아암(6)의 기단측이 인접하도록 로봇(1)이 하우징(14)의 내부에 배치되어도, 돌출부(26b)의 하측의 공간(도 2 참조)을 이용하여, 하우징(14)의 내부에서 배치되는 배관이나 배선을 하우징(14)의 전방측면(14a)을 따라 배치하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 형태에서는, 하우징(14)의 전방측면(14a)에 아암(6)의 기단측이 인접하도록 로봇(1)이 배치되어도, 하우징(14)의 내부에서의 배관이나 배선의 배치 자유도를 높이는 것이 가능하게 된다.
본 형태에서는, 프레임부(25)와 상단측 프레임부(26)는 별체로 형성되고, 서로 고정되어 있다. 그 때문에, 본 형태에서는, 공통의 프레임부(25)에 대하여, 돌출부(26b)의 돌출량이 상이한 복수 종류의 상단측 프레임부(26)를 고정하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 형태에서는, 승강체(20)의 전체를 변경하지 않아도, 상단측 프레임부(26) 및 벨트(51)를 교환함으로써, 승강체(20)의 돌출부(26b)의 돌출량을 변경하는 것이 가능하게 된다.
본 형태에서는, 승강 기구(22)는, 상하 방향에서 보았을 때, 하우징(21)에 수용되는 프레임부(25)와 겹치도록 하우징(21)에 수용되어 있다. 그 때문에, 본 형태에서는, 승강 기구(22)가 전후 방향에 있어서 프레임부(25)와 어긋난 상태로 하우징(21)에 수용되어 있는 경우와 비교하여, 전후 방향에 있어서의 하우징(21)의 폭을 좁게 하는 것이 가능하게 되고, 그 결과, 본체부(7)를 박형화하는 것이 가능하게 된다.
본 형태에서는, 프레임부(25)는, 상하 방향에서 보았을 때의 형상이 좌우 방향으로 가늘고 긴 대략 직사각 형상으로 되도록 형성되어 있고, 가이드 레일(38) 및 가이드 블록(39)은, 좌우 방향에 있어서의 프레임부(25)의 양 외측에 배치되어 있다. 그 때문에, 본 형태에서는, 프레임부(25)의 좌측에 배치되는 가이드 레일(38) 및 가이드 블록(39)과, 프레임부(25)의 우측에 배치되는 가이드 레일(38) 및 가이드 블록(39)의 거리를 길게 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 형태에서는, 가이드 레일(38)과 가이드 블록(39)에 의해 승강체(20)를 상하 방향으로 원활하게 안내하는 것이 가능하게 된다.
(다른 실시 형태)
상술한 형태는, 본 발명의 적합한 형태의 일례이기는 하지만, 이것에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에 있어서 여러 가지 변형 실시가 가능하다.
상술한 형태에서는, 돌출부(26b)는, 프레임부(25)의 전방면으로부터 전방측으로 돌출되어 있지만, 돌출부(26b)는, 프레임부(25)의 후방면으로부터 후방측으로 돌출되어 있어도 된다. 이 경우에는, EFEM(10)의 하우징(14)의 내부의 후방측면에 아암(6)의 기단측이 인접하도록 로봇(1)이 하우징(14)의 내부에 배치된다. 또한, 상술한 형태에서는, 하우징(21) 및 프레임부(25)는, 상하 방향에서 보았을 때의 형상이 좌우 방향으로 가늘고 긴 대략 직사각 형상으로 되도록 형성되어 있지만, 하우징(21) 및 프레임부(25)는, 예를 들어 상하 방향에서 보았을 때의 형상이 정사각 형상, 사각형 이외의 다각 형상, 혹은 원 형상으로 되도록 형성되어도 된다.
상술한 형태에서는, 프레임부(25)와 상단측 프레임부(26)가 별체로 형성되어 서로 고정되어 있지만, 프레임부(25)와 상단측 프레임부(26)가 일체로 형성되어도 된다. 즉, 프레임부(25)에 돌출부(26b)가 직접 형성되어 있어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 승강 기구(22)는, 상하 방향에서 보았을 때, 하우징(21)에 수용되는 프레임부(25)와 겹치도록 하우징(21)에 수용되어 있지만, 승강 기구(22)는, 전후 방향에 있어서 프레임부(25)와 어긋난 상태로 하우징(21)에 수용되어도 되고, 좌우 방향에 있어서 프레임부(25)와 어긋난 상태로 하우징(21)에 수용되어도 된다.
상술한 형태에서는, 승강체(20)가 하한 위치까지 하강되었을 때, 프레임부(25)의 전체가 하우징(21)에 수용되어 있지만, 승강체(20)가 하한 위치까지 하강되었을 때, 프레임부(25)의 상단측 부분이 하우징(21)의 상면보다 상측으로 돌출되어 있어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 승강체(20)는 전방측으로 돌출되는 돌출부(26b)를 구비하고 있지만, 승강체(20)는 돌출부(26b)를 구비하고 있지 않아도 된다. 또한, 상술한 형태에 있어서, 로봇(1)은 본체부(7)를 승강시키는(구체적으로는, 하우징(21)을 승강시키는) 승강 기구를 구비하고 있어도 된다. 즉, 일본 특허 공개 제2015-36185호 공보에 개시된 승강 기구와 마찬가지의 승강 기구를 로봇(1)이 구비하고 있어도 된다.
상술한 형태에서는, 제3 아암부(18)의 선단측에 2개의 핸드(4, 5)가 설치되어 있지만, 제3 아암부(18)의 선단측에 1개의 핸드가 설치되어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 아암(6)은, 제1 아암부(16), 제2 아암부(17) 및 제3 아암부(18)의 3개의 아암부에 의해 구성되어 있지만, 아암(6)은, 2개의 아암부에 의해 구성되어도 되고, 4개 이상의 아암부에 의해 구성되어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 로봇(1)은 웨이퍼(2)를 반송하기 위한 로봇이지만, 로봇(1)은 액정용 유리 기판 등의 다른 반송 대상물을 반송하는 로봇이어도 된다.
1: 로봇(산업용 로봇)
2: 웨이퍼(반도체 웨이퍼, 반송 대상물)
4, 5: 핸드
6: 아암
7: 본체부
20: 승강체
21: 하우징
22: 승강 기구
23: 가이드 기구
25: 프레임부
26: 상단측 프레임부
26b: 돌출부
38: 가이드 레일
39: 가이드 블록
X: 좌우 방향
Y: 전후 방향

Claims (5)

  1. 반송 대상물이 탑재되는 핸드와, 상기 핸드가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 아암과, 상기 아암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부를 구비하고,
    상기 본체부는, 상기 아암의 기단측이 상면측에 회동 가능하게 연결되는 승강체와, 상기 승강체를 승강 가능하게 보유 지지함과 함께 상기 승강체의 적어도 하단측의 일부가 수용되는 하우징을 구비하고,
    상기 승강체는, 전후 방향의 일방측으로 돌출되는 돌출부를 상기 승강체의 상단측에 구비하고,
    상기 아암의 기단측은, 상기 돌출부의 상면측에 배치되고, 상기 돌출부에 회동 가능하게 연결되고,
    상기 돌출부의 좌우 방향의 폭은, 상기 승강체의 좌우 방향의 폭보다 좁게 되어 있고,
    상기 하우징의 상단측에는, 상기 승강체가 하강하고 있을 때에 상기 돌출부가 배치되는 절결부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 산업용 로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 승강체는, 상기 승강체의 하강 시에 상기 하우징에 수용되는 프레임부와, 상기 돌출부가 형성되는 상단측 프레임부를 구비하고,
    상기 프레임부와 상기 상단측 프레임부는 별체로 형성되고, 서로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는, 산업용 로봇.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 하우징은, 상하 방향에서 보았을 때의 형상이 좌우 방향을 긴 변 방향으로 하고 전후 방향을 짧은 변 방향으로 하는 직사각 형상으로 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 산업용 로봇.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 본체부는, 상기 승강체를 승강시키는 승강 기구를 구비하고,
    상기 승강체는, 상하 방향에서 보았을 때의 형상이 좌우 방향을 긴 변 방향으로 하고 전후 방향을 짧은 변 방향으로 하는 직사각 형상으로 되도록 형성되고 상기 승강체의 하강 시에 상기 하우징에 수용되는 프레임부를 구비하고,
    상기 승강 기구는, 상하 방향에서 보았을 때, 상기 프레임부와 겹치도록 상기 하우징에 수용되어 있는 것을 특징으로 하는, 산업용 로봇.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 본체부는, 가이드 레일과 상기 가이드 레일에 걸림 결합하는 가이드 블록을 갖고 상기 승강체를 상하 방향으로 안내하는 가이드 기구를 구비하고,
    상기 승강체는, 상하 방향에서 보았을 때의 형상이 좌우 방향을 긴 변 방향으로 하고 전후 방향을 짧은 변 방향으로 하는 직사각 형상으로 되도록 형성되고 상기 승강체의 하강 시에 상기 하우징에 수용되는 프레임부를 구비하고,
    상기 가이드 레일 및 상기 가이드 블록은, 좌우 방향에 있어서의 상기 프레임부의 양 외측에 배치됨과 함께 상기 하우징의 내부에 수용되어 있는 것을 특징으로 하는, 산업용 로봇.
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