KR20210069029A

KR20210069029A - 엘보 하드 스톱을 구비한 로봇식 아암 조립체

Info

Publication number: KR20210069029A
Application number: KR1020217002424A
Authority: KR
Inventors: 다니엘 알라니즈; 토마스 월톤; 마이클 데일리
Original assignee: 팹웍스 솔루션스 인코포레이티드
Priority date: 2018-06-27
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2021-06-10
Also published as: SG11202100159XA; TW202012128A; US20210260751A1; JP2021536142A; WO2020006155A1

Abstract

로봇이 제공되고, 로봇은, 허브; 엘보 조인트; 손목형 조립체; 제1 상부 아암으로서, 이의 제1 단부에서 허브에 회전 가능하게 부착되고, 이의 제2 단부에서 엘보 조인트에 부착되는, 제1 상부 아암; 제1 하부 아암으로서, 이의 제1 단부에서 엘보 조인트에 부착되고, 이의 제2 단부에서 손목형 조립체에 부착되는, 제1 하부 아암; 및 하부 아암의 일부분 및 엘보 조인트 위로 연장되는 하드 스톱을 포함한다. 하드 스톱은, 로봇의 모터가 맞물리지 않는 경우 손목형 조립체가 허브와 접촉되는 것을 방지한다.

Description

엘보 하드 스톱을 구비한 로봇식 아암 조립체

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 동일한 발명자를 갖고 "엘보 하드 스톱을 구비한 로봇식 아암 조립체"라는 명칭으로 2018년 6월 27일자로 출원된 미국 특허출원 번호 제62/690,854호의 우선권의 이익을 주장하며, 이는 그 전체가 본원에 참조로 포함된다.

본 출원은 일반적으로 로봇식 아암 조립체(robotic arm assembly)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 엘보 하드 스톱(elbow hard stop)을 구비한 아암 조립체에 관한 것이다.

전형적인 반도체 제조 공정에서, 화학 기상 증착(CVD), 물리 기상 증착(PVD), 에칭, 평탄화, 및 이온 주입을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 다수의 순차적인 공정 단계에 단일 웨이퍼가 노출될 수 있다. 부분적으로, 로봇이 반복적인 작업을 신속하고 정확하게 수행할 수 있고, 사람에게 위험한 환경에서 작업할 수 있기 때문에, 이러한 공정 단계는 전형적으로 로봇에 의해 수행된다.

다수의 최신 반도체 공정 시스템은 다수의 공정 챔버를 통합하는 로봇식 클러스터 도구(cluster tool)에 중점을 두고 있다. 이러한 장치에 따라, 고도로 제어된 공정 환경 내에서 웨이퍼 상에 다수의 순차적인 공정 단계를 수행할 수 있으므로, 웨이퍼가 외부 오염 물질에 노출되는 것을 최소화한다. 클러스터 도구의 챔버의 조합 뿐만 아니라, 이러한 챔버가 사용되는 작동 조건 및 파라미터는, 특정 공정 방식 및 공정 흐름을 사용하여 특정 구조물을 제조하도록 선택될 수 있다. 통상적으로 사용되는 일부 공정 챔버는, 가스 제거 챔버, 기판 전처리(pre-conditioning) 챔버, 냉각 챔버, 이송 챔버, 화학 기상 증착 챔버, 물리 기상 증착 챔버, 및 에칭 챔버를 포함한다.

알려진 클러스터 도구의 일 실시예는 미국 특허 제6,222,337호(Kroeker 등)에 개시되어 있으며, 이는 본원의 도 1에서 재현된다. 거기에 개시된 클러스터 도구(10)는, 프로그레그(frog-leg) 구조를 갖는 로봇(14, 28)을 특징으로 한다. 이러한 로봇은, 고정된 평면 내에서 이들의 결합된 엔드 이펙터 블레이드(end effector blade)(17)의 반경 방향 및 회전 이동을 모두 제공하도록 적응된다. 이러한 반경 방향 및 회전 이동은, 클러스터 도구(10) 내에서 하나의 공정 챔버로부터 다른 공정 챔버로 웨이퍼(32)를 픽업, 이송 및 전달할 수 있도록 조정되거나 조합될 수 있다.

도 1을 참조하면, 웨이퍼는 카세트 로드락(cassette loadlock)(12)을 통하여, 클러스터 도구(10) 내로 도입되고 클러스터 도구(10)로부터 회수된다. 도시된 구체적인 클러스터 도구에서, 웨이퍼 플레이트 블레이드(17) 엔드 이펙터를 갖는 제1 로봇(14)은 챔버(18) 내에 위치되며, 제1 세트의 공정 챔버 간에 웨이퍼(32)를 이송하기 위해 사용된다. 도시된 구체적인 실시형태에서, 이러한 공정 챔버는, 전술한 카세트 로드락(12), 가스 제거 웨이퍼 배향 챔버(20), 사전 세척 챔버(24), PVD TiN 챔버(22), 및 냉각 챔버(26)를 포함한다. 로봇(14)은 이송 챔버(18) 내에서 자유롭게 회전할 수 있는 수축된 위치로 도시된다.

제2 로봇(28)은 이송 챔버(30)에 위치되며, 제2 세트의 공정 챔버 간에 기판을 이송하도록 적응된다. 도시된 구체적인 실시형태에서, 제2 세트의 공정 챔버는 냉각 챔버(26) 및 사전 세척 챔버(24)를 포함하며, CVD Al 챔버 및 PVD AlCu 공정 챔버를 더 포함할 수 있다. 클러스터 도구(10)의 챔버의 구체적인 구성은, 단일 도구에서 CVD 및 PVD 공정을 모두 수행할 수 있는 통합형 공정 시스템을 제공하도록 설계된다. 제조 공정 순서, 클러스터 도구 내의 조건, 및 로봇(14, 28)의 작동을 제어하기 위한 마이크로프로세서 제어기(29)가 제공된다.

도 2는 도 1의 클러스터 도구에 사용될 수 있는 로봇의 일 실시예를 도시한다. 도 2에 도시된 구체적인 로봇(101)은 이중 프로그레그 설계를 가지며, 일 단부에서 손목형(wrist) 조립체(107)에 부착되고, 다른 단부에서 엘보 조인트(elbow joint)(109)에 부착되는 제1 아암 쌍(103) 및 제2 아암 쌍(105)을 특징으로 한다. 각각의 손목형 조립체(107)는, 반도체 웨이퍼를 조작하기 위해 사용되는 엔드 이펙터(111)에 차례로 부착된다. 로봇(101)은, 허브(121)의 상부 회전식 링(117) 및 하부 회전식 링(119) 상에 장착되는 상부 아암(113, 115)을 더 구비한다. 로봇(101)은, 허브(121)가 장착되는 일체식 허브 플레이트(123); 및 상부 회전식 링(117) 및 하부 회전식 링(119)을 구동시키는 모터(125)를 더 포함한다. 허브(121) 및 허브 플레이트(123)는 허브 조립체(124)를 함께 구성한다.

도 1의 클러스터 도구에 통상적으로 사용되는 한 가지 로봇은, 도 3에 도시된 Endura XP 로봇이다. 거기에 도시된 바와 같이, XP Endura 로봇(201)은, 허브 스풀(spool)(205) 상에 장착된 허브(203)를 포함한다. 제1 및 제2 상부 아암(207)이 허브(203) 상에 회전 가능하게 장착됨으로써, 각각의 제1 및 제2 상부 아암(207)의 제1 단부가 허브에 회전 가능하게 부착되며, 각각의 제1 및 제2 상부 아암(207)의 제2 단부는 이에 회전 가능하게 부착된 엘보 조인트(209)를 갖는다. 로봇은, 제1 및 제2 하부 아암(211), 및 손목형 조립체(213)를 더 포함한다. 각각의 제1 및 제2 하부 아암(211)은 이의 제1 단부에서 제1 및 제2 엘보 조인트(209)에 각각 부착되며, 이의 제2 단부에서 손목형 조립체(213)에 부착된다.

XP Endura 로봇은 대량 생산을 위해 최적화된 300 mm 금속 증착 시스템의 일부로서 상용화되었다. 시스템은, 시스템 소프트웨어에 의해 제어되는 2개의 진공 웨이퍼 조작 로봇과 공장 인터페이스를 조합한다. 이러한 시스템을 통해, 반도체 제조업체는, 저비용, 고수율 반도체 제조를 위해 높은 웨이퍼 처리량으로 첨단 웨이퍼 공정 순서(예를 들어, 로우(low) x 유전체 상의 구리 증착)를 가동할 수 있다.

일 양태에서, 로봇이 제공되고, 로봇은, 허브; 제1 엘보 조인트; 손목형 조립체; 제1 상부 아암으로서, 이의 제1 단부에서 상기 허브에 회전 가능하게 부착되고, 이의 제2 단부에서 상기 제1 엘보 조인트에 부착되는, 제1 상부 아암; 제1 하부 아암으로서, 이의 제1 단부에서 상기 제1 엘보 조인트에 부착되고, 이의 제2 단부에서 상기 손목형 조립체에 부착되는, 제1 하부 아암; 및 상기 하부 아암의 일부분 및 상기 제1 엘보 조인트 위로 연장되는 제1 하드 스톱을 포함하며, 상기 제1 하드 스톱은, 상기 하부 아암이 연장되는 개구를 그 안에 갖고, 상기 로봇은, 상기 손목형 조립체가 상기 허브로부터 최소 거리에 있는 제1 구성과, 상기 손목형 조립체가 상기 허브로부터 최대 거리에 있는 제2 구성 사이에서 이동 가능하며, 상기 로봇이 상기 제2 구성으로부터 상기 제1 구성으로 이동함에 따라, 상기 하부 아암은 상기 상부 아암을 향해 회전하고, 상기 제1 하드 스톱은, 상기 로봇이 상기 제1 구성으로 있는 경우 상기 상부 아암과 인접하는 외부 표면 영역을 갖는다.

다른 양태에서, 로봇의 엘보 조인트의 작동을 제한하기 위한 방법이 제공된다. 방법은, (a) 로봇을 제공하는 단계로서, 로봇은, (i) 허브, (ii) 제1 엘보 조인트, (iii) 손목형 조립체, (iv) 제1 상부 아암으로서, 이의 제1 단부에서 상기 허브에 회전 가능하게 부착되고, 이의 제2 단부에서 상기 제1 엘보 조인트에 부착되는, 제1 상부 아암, 및 (v) 제1 하부 아암으로서, 이의 제1 단부에서 상기 제1 엘보 조인트에 부착되고, 이의 제2 단부에서 상기 손목형 조립체에 부착되는, 제1 하부 아암을 구비하고, 상기 로봇은, 상기 손목형 조립체가 상기 허브로부터 최소 거리에 있는 제1 구성과, 상기 손목형 조립체가 상기 허브로부터 최대 거리에 있는 제2 구성 사이에서 이동 가능하며, 상기 로봇이 상기 제2 구성으로부터 상기 제1 구성으로 이동함에 따라, 상기 하부 아암은 상기 상부 아암을 향해 회전하는, 단계; 및 상기 하부 아암의 일부분 및 상기 제1 엘보 조인트 위로 연장되는 제1 하드 스톱을 적용하는 단계를 포함하며, 상기 제1 하드 스톱은, 상기 하부 아암이 연장되는 개구를 그 안에 갖고, 상기 하드 스톱은, 로봇이 제1 구성으로 있는 경우 상부 및 하부 아암을 이격되게 유지한다.

도 1은 공정 챔버, 및 프로그레그 설계를 갖는 로봇을 구비한 반도체 도구의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 것과 같은 도구에 사용될 수 있는 유형의 종래기술의 반도체 로봇의 사시도이다.
도 3은 XP Endura 로봇의 사시도이다.
도 4는 적층형(stacked) XP Endura 로봇의 사시도로서, 로봇 중 하나를 수축된 구성으로 도시하고, 다른 로봇을 확장된 구성으로 도시한다.
도 5는 로봇을 배송하기 위해 흔히 사용되는 압축된 구성으로 도시된 XP Endura 로봇의 일부분의 평면도이다.
도 6은 본원의 교시에 따른 하드 스톱을 구비한 일 실시형태의 XP Endura 로봇의 사시도이다.
도 7은 도 6의 엘보 조립체 및 하드 스톱의 분해도이다.
도 8은 도 6의 하드 스톱의 분해도이다.
도 9는 커버 플레이트가 투명하게 제공되는 도 6의 로봇의 엘보 조인트 부분의 사시도이다.
도 10은 도 6의 로봇의 하부 아암의 일부분의 사시도이다.
도 11은 도 7의 엘보 조립체 및 하드 스톱의 제1 단면도이다.
도 12는 도 6의 엘보 조립체 및 하드 스톱의 제2 단면도이다.
도 13은 도 8의 하드 스톱의 사시도이다.
도 14 및 도 15는 도 8의 하드 스톱의 사시도이다.
도 16은 도 8의 하드 스톱의 본체의 사시도이다.
도 17은 도 8의 하드 스톱의 본체의 평면도이다.
도 18은 도 8의 하드 스톱의 본체의 저면도이다.

XP Endura 로봇은 광범위한 상업적 적용을 달성하였지만, 그럼에도 불구하고 약간의 결점을 갖고 있다. 이러한 결점 중 하나는 허브 조립체 또는 허브 스풀에 대한 손목형 조립체의 작동 범위와 관련이 있다. 이러한 작동 범위는, 제1 적층형 XP Endura 로봇(303) 및 제2 적층형 XP Endura 로봇(305)을 포함하는 로봇식 조립체(301)를 도시하는 도 4로부터 이해될 수 있다. 거기에 도시된 바와 같이, XP Endura 로봇은, 손목형 조립체(307)와 허브 스풀(309) 사이의 거리가 최소인 수축된 구성(로봇(303)에 의해 유지됨)과, 손목형 조립체(307)와 허브 스풀(309) 사이의 거리가 최대인 확장된 구성(로봇(305)에 의해 유지됨) 사이에서 이동하도록 설계된다. 이러한 작동에 따라, 각각의 로봇(303, 305)은, 로봇이 일 구성 요소인 도구(도 1 참조)에 통상적으로 포함된 공정 챔버 내에 웨이퍼를 배치할 수 있고, 공정 챔버로부터 웨이퍼를 탈거할 수 있다.

XP Endura 로봇은 이의 모터가 분리되는 경우, 전형적으로 이의 일상적인 용도로 사용되는 것보다 더 넓은 작동 범위가 실제로 가능할 수 있다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 로봇(401)이 충분한 작동 범위를 가짐으로써, 허브(도시되지 않음)가 로봇(401)으로부터 탈거되는 경우, 손목형 조립체(405)는, 허브에 의해 일반적으로 점유되는 공간과 실제로 중첩될 수 있다. 실제로, 이러한 고도로 압축된 구성은, 로봇(401)이 배송되고 있는 경우 유리하게 사용될 수 있다.

불행히도, XP Endura 로봇이 이러한 범위를 넘어서 이동할 수 있는 능력은 일부 이점이 있지만, 로봇의 유지 보수 동안 문제를 야기하기도 한다. 특히, 정상적인 사용 동안, 로봇이 수축된 구성이라고 가정할 때, 로봇의 모터는, 손목형 조립체가 스풀, 허브, 또는 상부 아암과 접촉되는 것을 방지한다. 그러나, 로봇의 모터가 분리되는 경우, 로봇의 작동 범위는 더 이상 제한되지 않으며, 손목형 조립체가 이러한 물품 중 하나 이상과 접촉되도록 충분히 멀리 이동할 수 있다. 이러한 문제는 수리 또는 일상적인 유지 보수 동안 주로 발생하며, 이 때 로봇은 수동으로 회전될 수 있다. 로봇의 아암을 물리적으로 수축시키고, 손목형 조립체의 후단이 로봇의 다른 부분과 접촉될 수 있게 됨으로써, 임의의 후속 이동으로 인해, 손목형 조립체와 이러한 다른 부분 간에 마모가 야기될 수 있다. 이러한 마모는, 상당한 양의 금속 부스러기 및 다른 입자를 발생시킴으로써, 웨이퍼 오염 문제 및 다른 문제를 유발할 수 있는 것으로 확인되었다.

이제 전술한 문제는 본원에 개시된 장치 및 방법으로 극복될 수 있음이 확인되었다. 바람직한 실시형태에서, 이러한 장치 및 방법은, (XP Endura 로봇에 있는 것과 같은) 로봇식 엘보 조인트 상에 설치될 수 있는 하드 스톱(본원에서 OD 클램프(clamp)로도 지칭됨)을 특징으로 한다. 이러한 하드 스톱은 로봇의 모터가 분리되는 경우에도, 손목형 조립체가 로봇의 다른 부분과 접촉되는 것을 물리적으로 방지한다. 결과적으로, 이러한 하드 스톱을 사용함으로써, 그렇지 않으면 로봇의 수리 또는 유지 보수 동안 발생할 수 있거나, 로봇의 모터가 분리되는 다른 시간에 발생할 수 있는, 입자 발생 문제 및 다른 문제를 감소시키거나 없앤다.

도 6은 본원의 교시에 따른 하드 스톱을 구비한 로봇의 제한적이지 않은 구체적인 제1 실시형태를 도시한다. 거기에 도시된 바와 같이, 로봇(501)(도시된 구체적인 실시형태에서, XP Endura 로봇임)은, 허브 스풀(505) 상에 장착된 허브(503)를 포함한다. 제1 및 제2 상부 아암(507)이 허브(503) 상에 회전 가능하게 장착됨으로써, 각각의 제1 및 제2 상부 아암(507)의 제1 단부는 허브(503)에 회전 가능하게 부착되고, 각각의 제1 및 제2 상부 아암(507)의 제2 단부는 이에 회전 가능하게 부착된 엘보 조인트(509)를 구비한다. 로봇(501)은, 제1 및 제2 하부 아암(511), 및 손목형 조립체(513)를 더 포함한다. 각각의 제1 및 제2 하부 아암(511)은 이의 제1 단부에서 제1 및 제2 엘보 조인트(509)에 각각 부착되며, 이의 제2 단부에서 손목형 조립체(513)에 부착된다.

도 6의 로봇(501)은, 각각의 제1 및 제2 엘보 조인트(509) 상에 설치된 하드 스톱(551)을 더 포함한다. 도시된 구체적인 실시형태에서 하드 스톱(551)은, 상부 아암(507)의 대향 부분과 상보형 형상인 대향하는 평탄한 측면 표면(553)(도 8 참조)을 갖는 하우징 또는 본체(555)(도 7 및 도 8 참조)를 구비한다.

사용 시에, 로봇은 도 4에 도시된 구성과 유사하게, 손목형 조립체(513)와 허브(503) 사이의 거리가 최소인 수축된 구성과, 손목형 조립체(513)와 허브(503) 사이의 거리가 최대인 확장된 구성 사이에서 이동하도록 설계된다. 이러한 작동에 따라, 로봇(501)은 반도체 공정 도구의 공정 챔버에 웨이퍼를 배치할 수 있고, 공정 챔버로부터 웨이퍼를 회수할 수 있다. 그러나, 하드 스톱(551)은, 로봇(501)의 모터가 분리되는 경우에도, 손목형 조립체(513)가 허브 스풀(505) 또는 로봇의 다른 부분과 접촉되는 것을 방지하기 위한 기계적 장벽의 역할을 한다. 결과적으로, 이러한 하드 스톱(551)을 사용함으로써, 전술한 입자 발생 문제를 극복한다.

하드 스톱(551)의 구조는 도 7 및 도 8과 관련하여 추가로 이해될 수 있다. 거기에 도시된 바와 같이, 하드 스톱(551)은, 로봇(501)의 하부 아암(511)(도 7 참조)을 수용하기 위한 개구부(557)를 그 안에 갖는 본체(555), 및 엘보 조인트(509)의 외부 표면과 상보형 형상인 내부를 포함한다(도 7 참조). 이러한 기하학적 구조에 따라, 하드 스톱(551)은 엘보 조인트(509) 위에 배치될 수 있다(하부 아암(511)에 의해 형성된 엘보 조인트(509)의 부분이 도 10에 도시됨). 또한, 본체(555)는, 전술한 바와 같이, 바람직하게는 로봇(501)의 상부 아암(507)(도 6 참조)의 대향 부분과 상보형 형상인 (바람직하게는 평탄한) 표면(553)(도 8 참조)을 이의 외부 상에 갖는다.

하드 스톱(551)은, 적합한 파스너(fastener)(563)(예를 들어, 1/4-20 플랫 헤드 나사)를 사용하여 엘보 조인트(509)에 고정되는 ID 클램프(561)를 더 구비한다. 또한, 하드 스톱(551)은, (엘보 조인트에 이미 존재하는 나사산 구멍(556)을 사용하여(도 7 참조)) 하드 스톱(551)의 본체(555)를 엘보 조인트(509)에 고정시키는 복수의 파스너(565)(예를 들어 #4-40 버튼 헤드 나사); 및 복수의 파스너(569)(예를 들어, 복수의 #4-40 UNC 플랫 헤드 나사)를 사용하여 하드 스톱(551)에 고정되는 커버(567)를 구비한다. 커버(567)는 가스 배출 목적을 위한 통기공(571)(도 8 참조)을 구비한다. 도 11 및 도 12는 완성된 조립체(하드 스톱(551) 및 엘보 조인트(509))를 도시하며, 도 13은 조립된 하드 스톱(551)을 도시한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 버튼 헤드 나사(565)는 하드 스톱(551)의 슬롯형 개구(573)를 통하여 돌출된다(이러한 개구(573)는 도 16 내지 도 18에서 더 상세하게 볼 수 있다). 도 9에 도시된 바와 같이, 이러한 배치는, 종방향 슬롯(573)의 반경 방향 축을 따라, 하드 스톱(551)의 방향으로 약간의 회전(도시된 구체적인 실시형태에서 ㅁ7.5ㅀ) 및 선형(도시된 구체적인 실시형태에서 약 ㅁ0.29 인치) 조정을 허용한다. 이에 따라, 하드 스톱(551)의 방향이 필요에 따라 조정될 수 있으므로, 하드 스톱(551)의 평탄한 표면(553)은, 로봇이 수축된 구성으로 있는 경우 상부 아암(507)의 대향 표면과 인접하고 이에 평행하다.

도 15에 도시된 바와 같이, 커버(567)는, 커버(567)의 적절한 방향을 보장하도록 본체(555)의 제2 키잉 형상부(keying feature)(577)(도 16 및 도 17 참조)와 해제 가능하게 결합되는 제1 키잉 형상부(575)를 구비한다. 도시된 구체적인 실시형태에서, 제1 키잉 형상부(575)는 개구이고, 제2 키잉 형상부(577)는 개구와 상보형 형상인 돌출부이다. 물론, 서로 간의 적절한 방향을 보장하도록, 커버(567) 또는 본체(555)에 대한 다양한 기하학적 구조의 다양한 수의 키잉 형상부가 사용될 수 있음을 이해할 것이다.

사용 시에, 본원에 개시된 유형의 하드 스톱은, 로봇(바람직하게는 프로그레그 구성을 갖는 로봇, 그리고 보다 바람직하게는, 도 6에 도시된 일반적인 유형의 로봇)의 엘보 조인트 중 하나 또는 둘 모두에 부착될 수 있다. 바람직하게는, 하드 스톱은, 하드 스톱에 제공된 슬롯형 개구를 통하여 연장되는 복수의 (바람직하게는 나사산) 파스너를 사용하여, 로봇의 엘보 조인트 또는 하부 아암에 느슨하게 부착된다(예를 들어, 도 16 참조). 그 다음, 슬롯형 개구에 의해 허용되는 작동 범위 내에서 하드 스톱을 회전시킴으로써, 엘보 조인트 상의 하드 스톱의 방향이 조정된다(도 9 참조). 바람직하게는, 손목형 조립체와 허브 또는 허브 스풀 사이의 원하는 간격이 달성될 때까지, 하드 스톱의 방향이 조정되며, 하드 스톱의 외부 표면은 상부 아암의 인접한 부분과 접촉되어 견고하게 (그리고 이에 평행하게) 압착된다. 그 다음, 복수의 파스너를 조임으로써, 하드 스톱을 이러한 방향으로 고정시킨다.

본원에 개시된 장치 및 방법은 XP Endura 로봇에서의 이들의 사용을 참조하여 구체적으로 도시되고 설명되었지만, 당업자는, 로봇의 정상적인 작동에 따라 엔드 이펙터가 허브, 허브 스풀, 또는 로봇의 다른 부분과 매우 근접하게 되는, 엔드 이펙터, 허브 또는 허브 스풀, 및 손목형 조립체를 구비한 다양한 다른 로봇식 시스템에서, 이러한 장치 및 방법이 필요에 따라 적절한 변경을 통해 사용될 수 있음을 인식할 것이다.

본 발명의 위의 설명은 예시적인 것이며, 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 따라서, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 전술한 실시형태에 대해 다양한 추가, 대체, 및 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위를 참조하여 해석되어야 한다. 또한, 청구범위에 기재된 다양한 특징은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 향후의 청구범위에서 다양한 조합 및 하위 조합으로 제시될 수 있음을 이해할 것이다. 특히, 본 개시물은 마치 그러한 조합 또는 하위 조합이 명시적으로 기재된 것처럼, 종래기술에 알려지지 않은 임의의 그러한 조합 또는 하위 조합을 명시적으로 고려한다.

Claims

로봇으로서,
허브;
제1 엘보 조인트;
손목형 조립체;
제1 상부 아암으로서, 이의 제1 단부에서 상기 허브에 회전 가능하게 부착되고, 이의 제2 단부에서 상기 제1 엘보 조인트에 부착되는, 제1 상부 아암;
제1 하부 아암으로서, 이의 제1 단부에서 상기 제1 엘보 조인트에 부착되고, 이의 제2 단부에서 상기 손목형 조립체에 부착되는, 제1 하부 아암; 및
상기 하부 아암의 일부분 및 상기 제1 엘보 조인트 위로 연장되는 제1 하드 스톱을 포함하며,
상기 제1 하드 스톱은, 상기 하부 아암이 연장되는 개구를 그 안에 갖고,
상기 로봇은, 상기 손목형 조립체가 상기 허브로부터 최소 거리에 있는 제1 구성과, 상기 손목형 조립체가 상기 허브로부터 최대 거리에 있는 제2 구성 사이에서 이동 가능하며,
상기 로봇이 상기 제2 구성으로부터 상기 제1 구성으로 이동함에 따라, 상기 하부 아암은 상기 상부 아암을 향해 회전하고,
상기 제1 하드 스톱은, 상기 로봇이 상기 제1 구성으로 있는 경우 상기 상부 아암과 인접하는 외부 표면 영역을 갖는,
로봇.
제1항에 있어서,
상기 상부 아암은 그 위에 평탄한 영역을 가지며,
상기 제1 하드 스톱의 상기 외부 표면 영역은 상기 평탄한 영역과 상보형 형상이고,
상기 제1 하드 스톱의 상기 외부 표면 영역은, 상기 로봇이 상기 제1 구성으로 있는 경우 상기 평탄한 영역과 인접하는, 로봇.
제2항에 있어서,
상기 제1 하드 스톱은, 상기 상부 아암 상의 상기 평탄한 영역에 수직인 평면 내에서 회전 가능하게 조정 가능한, 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제1 엘보 조인트에 대한 상기 제1 하드 스톱의 방향은 조정 가능한, 로봇.
제4항에 있어서,
상기 제1 하드 스톱은, 복수의 파스너를 사용하여 상기 제1 엘보 조인트에 부착되며,
상기 복수의 파스너 각각은 상기 하드 스톱의 반경 방향 슬롯을 통하여 연장되는, 로봇.
제5항에 있어서,
상기 복수의 파스너는, 상기 제1 하부 아암의 상기 제1 단부에 한정된 복수의 나사산 개구와 해제 가능하게 맞물리는 나사산 파스너인, 로봇.
제1항에 있어서,
제2 엘보 조인트;
제2 상부 아암으로서, 이의 제1 단부에서 상기 허브에 회전 가능하게 부착되고, 이의 제2 단부에서 상기 제2 엘보 조인트에 부착되는, 제2 상부 아암; 및
제2 하부 아암으로서, 이의 제1 단부에서 상기 제2 엘보 조인트에 부착되고, 이의 제2 단부에서 상기 손목형 조립체에 부착되는, 제2 하부 아암을 더 포함하는, 로봇.
제7항에 있어서,
상기 하부 아암의 일부분 및 상기 제2 엘보 조인트 위로 연장되는 제2 하드 스톱을 더 포함하며,
상기 제2 하드 스톱은, 상기 하부 아암이 연장되는 개구를 그 안에 갖는, 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제1 하드 스톱은, 상기 상부 아암과 하부 아암 사이로 연장되어 상기 제1 엘보 조인트에 인접하는 부분을 포함하는, 로봇.
제9항에 있어서,
상기 부분은, 상기 로봇이 상기 제1 구성으로 있는 경우 상기 상부 및 하부 아암과 접촉되는, 로봇.
제1항에 있어서,
상기 하부 아암이 연장되는 상기 개구는 평면에 놓이며,
상기 평면에서의 상기 개구의 폭은, 상기 평면에서의 상기 하부 아암의 폭보다 더 큰, 로봇.
로봇의 엘보 조인트의 작동을 제한하기 위한 방법으로서,
로봇을 제공하는 단계로서, 상기 로봇은,
(a) 허브,
(b) 제1 엘보 조인트,
(c) 손목형 조립체,
(d) 제1 상부 아암으로서, 이의 제1 단부에서 상기 허브에 회전 가능하게 부착되고, 이의 제2 단부에서 상기 제1 엘보 조인트에 부착되는, 제1 상부 아암, 및
(e) 제1 하부 아암으로서, 이의 제1 단부에서 상기 제1 엘보 조인트에 부착되고, 이의 제2 단부에서 상기 손목형 조립체에 부착되는, 제1 하부 아암을 구비하고, 상기 로봇은, 상기 손목형 조립체가 상기 허브로부터 최소 거리에 있는 제1 구성과, 상기 손목형 조립체가 상기 허브로부터 최대 거리에 있는 제2 구성 사이에서 이동 가능하며, 상기 로봇이 상기 제2 구성으로부터 상기 제1 구성으로 이동함에 따라, 상기 하부 아암은 상기 상부 아암을 향해 회전하는, 단계; 및
상기 하부 아암의 일부분 및 상기 제1 엘보 조인트 위로 연장되는 제1 하드 스톱을 적용하는 단계를 포함하며,
상기 제1 하드 스톱은, 상기 하부 아암이 연장되는 개구를 그 안에 갖고,
상기 하드 스톱은, 상기 로봇이 상기 제1 구성으로 있는 경우 상기 상부 및 하부 아암을 이격되게 유지하는,
로봇의 엘보 조인트의 작동을 제한하기 위한 방법.
제12항에 있어서,
상기 제1 하드 스톱은, 상기 상부 아암과 하부 아암 사이로 연장되어 상기 제1 엘보 조인트에 인접하는 부분을 포함하는, 방법.
제12항에 있어서,
상기 하드 스톱은 복수의 반경 방향 개구를 구비하며,
상기 하드 스톱은, 상기 반경 방향 개구를 통하여 연장되는 복수의 파스너를 사용하여 상기 엘보 조인트에 해제 가능하게 부착되는, 방법.
제14항에 있어서,
상기 엘보 조인트에 대한 상기 하드 스톱의 방향은, 상기 복수의 파스너가 느슨한 상태로 있는 동안 회전 가능하게 조정 가능하며, 상기 복수의 파스너가 조여진 상태로 있는 경우 고정되는, 방법.
제15항에 있어서,
상기 복수의 파스너를 느슨한 상태로 배치하는 단계;
상기 손목형 조립체가 상기 허브로부터 이격되고, 상기 하드 스톱이 상기 제1 상부 아암과 인접하도록, 상기 로봇을 상기 제1 구성으로 배치하는 단계; 및
상기 복수의 파스너를 조여진 상태로 변형시키는 단계를 더 포함하는, 방법.