KR20220139361A - 수평 다관절 로봇 및 이를 구비한 기판 반송 시스템 - Google Patents

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마사루 야마사키
유이치로 다나카
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카와사키 주코교 카부시키 카이샤
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Abstract

본 발명의 로봇(100)은, 기대(1)와, 수평방향으로 회전 가능하게 상기 기대(1)에 연결되고 서로 수평방향으로 회전 가능하게 연결된 복수의 링크(30)로 구성된 아암(3)과, 수평방향으로 회전 가능하게 상기 아암(3)에 연결된 핸드(8)를 포함한다. 상기 복수의 링크(30) 중 적어도 하나의 링크인 제1 링크(31)에는 내부공간(40)이 형성되어 있다. 제1 링크(31)는 부품이 각각 수용되는 2개의 수용실, 즉 제1 수용실(40A)과 제2 수용실(40B)로 내부공간(40)을 나누는 칸막이벽(45)을 가진다.

Description

수평 다관절 로봇 및 이를 구비한 기판 반송 시스템
본 명세서에 개시된 기술은 수평 다관절 로봇 및 이를 구비한 기판 반송 시스템에 관한 것이다.
종래부터 수평 다관절 로봇 및 이를 구비한 기판 반송 시스템이 알려져 있다. 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 수평 다관절 로봇은 기대(基台)와 아암과 엔드이펙터를 구비하고 있다. 아암은 수평방향으로 회전 가능하게 기대에 연결되고 또한 서로 수평방향으로 회전 가능하게 연결된 복수의 링크로 구성되어 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허공개 2015-36186호 공보
이와 같이 구성된 수평 다관절 로봇에 있어서 각 링크는 링크 자체의 기능에 더하여 각종 부품을 수용하는 기능도 가지고 있다. 예를 들어 아암은 아암의 구동에 관련된 부품이나 아암의 동작의 검출에 관련된 부품 등을 가지고 있다. 이들 부품의 적어도 일부는 링크내에 수용된다. 특허문헌 1에 개시된 로봇은 복수의 링크 및 엔드이펙터를 구동하는 복수의 모터를 구비하고 있다. 예를 들어 2개의 엔드이펙터를 구동하는 2개의 모터는 아암에 있어서의 가장 선단측의 링크에 수용되어 있다.
링크내에 부품을 수용하는 구성에 있어서는 링크 전체의 중량이 무거워지므로 링크의 강성은 높은 쪽이 바람직하다. 링크의 강성이 높으면 아암의 강성이 높아지고, 결과적으로 엔드이펙터의 위치정밀도가 향상된다. 특히 전술한 바와 같이 복수의 모터를 수용하는 링크는 링크의 전체 중량이 무거워지기 때문에 높은 강성이 요구된다.
여기에 개시된 기술은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는 수평 다관절 로봇에 있어서의 링크의 강성을 향상시키는 것에 있다.
여기에 개시된 수평 다관절 로봇은 기대(基台)와, 수평방향으로 회전 가능하게 상기 기대에 연결되고 또한 서로 수평방향으로 회전 가능하게 연결된 복수의 링크로 구성된 아암과, 수평방향으로 회전 가능하게 상기 아암에 연결된 엔드이펙터를 구비하고, 상기 복수의 링크의 적어도 하나의 링크에는 내부공간이 형성되고, 상기 적어도 하나의 링크는 부품이 각각 수용되는 2개의 수용실로 상기 내부공간을 나누는 칸막이벽을 가진다.
여기에 개시된 기판 반송 시스템은 케이스와, 상기 케이스내에 배치된 상기 수평 다관절 로봇을 구비하고, 상기 수평 다관절 로봇은 상기 케이스에 인접하여 배치되고 기판을 수용하는 용기와, 상기 케이스에 인접하여 배치되고 기판을 처리하는 처리장치의 사이에서 기판을 반송한다.
상기 수평 다관절 로봇에 의하면 링크의 강성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 수평 다관절 로봇의 측면도이다.
도 2는 기판처리설비의 개략적인 평면도이다.
도 3은 로봇의 기능 블록도이다.
도 4는 제1 뚜껑의 일부를 파단한 상태의 제1 링크의 평면도이다.
도 5는 제2 뚜껑의 일부를 파단한 상태의 제1 링크의 저면도이다.
도 6은 도 4의 Ⅵ-Ⅵ선에 있어서의 제1 링크의 개략적인 단면도이다.
도 7은 제2 뚜껑의 일부를 파단한 상태의 제3 링크의 저면도이다.
이하, 예시적인 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
도 1은 수평 다관절 로봇(100)의 측면도이다. 수평 다관절 로봇(이하, 간단히 “로봇”이라고도 함)(100)은 스카라(SCARA: Selective Compliance Assembly Robot Arm)형 로봇이다. 로봇(100)은 기대(1)와, 수평방향으로 회전 가능하게 기대(1)에 연결된 아암(3)과, 수평방향으로 회전 가능하게 아암(3)에 연결된 핸드(8)를 구비하고 있다. 아암(3)은 서로 수평방향으로 회전 가능하게 연결된 복수의 링크(30)로 구성되어 있다. 핸드(8)는 대상물을 홀딩한다. 예를 들어 대상물은 기판(S)이다. 핸드(8)는 엔드이펙터의 일례이다.
도 2는 기판처리설비(120)의 개략적인 평면도이다. 로봇(100)은 예를 들어 기판(S)을 반송하는 기판반송시스템(110)에 장착된다. 기판반송시스템(110)은 케이스(111)와 로봇(100)을 가지고 있다. 예를 들어 기판반송시스템(110)은 EFEM(Equipment Front End Module)이다. 기판반송시스템(110)은 SEMI(Semiconductor Equipment and Materials International) 규격에 준거한다. 또한 기판반송시스템(110)의 구성은 SEMI 규격 외의 구성이어도 된다.
케이스(111)의 내부에는 반송공간(112)이 형성되어 있다. 로봇(100)은 케이스(111)의 내부, 즉 반송공간(112)에 배치되어 있다. 로봇(100)은 반송공간(112)에 있어서 기판(S)을 반송한다. 예를 들어 기판(S)은 원반형상의 반도체 웨이퍼이다. 이하, 설명의 편의상 서로 직교하는 전후방향, 좌우방향 및 상하방향(즉, 연직방향)을 설정한다.
케이스(111)는 대략 직방체의 상자형상으로 형성되어 있다. 케이스(111)는 전후방향에 대향하는 전벽(111a) 및 후벽(111b)과, 좌우방향에 대향하는 좌벽(111c) 및 우벽(111d)과, 상하방향에 대향하는 천장벽(도시생략) 및 바닥벽(도시생략)을 가지고 있다. 좌벽(111c)과 우벽(111d)의 간격은 전벽(111a)과 후벽(111b)의 간격보다 크다. 즉, 케이스(111)는 평면시로 좌우방향으로 긴 대략 장방형상으로 형성되어 있다. 반송공간(112)은 클린화되어 있다. 반송공간(112)을 채우는 분위기 기체는 팬필터유닛 등에 의해 조정된다. 반송공간(112)에는 기판(S)의 위치맞춤을 수행하는 얼라이너(113)가 설치되어 있다.
예를 들어 기판반송시스템(110)은 기판처리설비(120)에 장착되어 있다. 기판처리설비(120)는 기판반송시스템(110)과 기판(S)을 수용하는 복수의 수용부(121)를 가지고 있다. 수용부(121)의 내부에는 수용실이 형성되어 있다. 수용실은 클린화되어 있다. 예를 들어 복수의 수용부(121)는 풉(FOUP: Front Opening Unified Pod)(121A)과 처리장치(121B)를 포함하고 있다. 풉(121A)은 기판(S)을 수용한다. 처리장치(121B)는 기판(S)을 처리한다. 풉(121A) 및 처리장치(121B)는 각각 케이스(111)에 인접하여 배치되어 있다. 풉(121A)은 반도체 웨이퍼를 수용하는 용기의 일례이다.
풉(121A)내에는 처리전 및 처리후의 기판(S)이 수용된다. 풉(121A)은 미니 인바이런먼트용 기판용기이다. 풉(121A)은 복수의 기판(S)을 수평인 상태로 연직방향으로 등간격을 두고 수용한다. 풉(121A)은 케이스(111)의 외측에 배치되고, 풉 오프너(도시생략)를 통해 전벽(111a)에 부착되어 있다. 이 예에서는 4개의 풉(121A)이 설치되어 있다. 4개의 풉(121A)은 좌우방향으로 등간격으로 배치되어 있다. 전벽(111a)에는 풉(121A)에 대응하는 개구(111e)가 형성되어 있다. 풉 오프너에 의해 반송공간(112)과 풉(121A)의 내부공간의 연통 및 차단이 전환된다.
처리장치(121B)는 예를 들어 열처리, 불순물도입처리, 박막형성처리, 리소그래피처리, 세정처리, 평탄화처리 또는 외관 혹은 치수의 검사를 기판(S)에 수행하는 처리장치이다. 혹은 처리장치(121B)가 수행하는 처리는 기판(S)의 수수를 수행하기 위한 일시적인 수용이어도 된다. 후벽(111b)에 2개의 처리장치(121B)가, 좌벽(111c)에 1개의 처리장치(121B)가, 우벽(111d)에 1개의 처리장치(121B)가 설치되어 있다. 처리장치(121B)는 케이스(111)의 외측에 배치되어 있다. 각 벽에는 처리장치(121B)에 대응하는 개구(111f)가 형성되어 있다. 개구(111f)에는 도어(도시생략)가 설치되어도 된다. 도어의 개폐에 의해 반송공간(112)과 처리장치(121B)의 내부공간의 연통 및 차단이 전환된다.
이와 같은 구성에 있어서는 기판반송시스템(110)에 포함되는 로봇(100)은 반도체 웨이퍼를 수용하는 풉(121A)과 반도체 웨이퍼를 처리하는 처리장치(121B)의 사이에서 반도체 웨이퍼를 반송한다. 구체적으로는 핸드(8)는 기판(S)으로서 반도체 웨이퍼를 홀딩한다. 아암(3) 및 핸드(8)는 풉(121A)과 처리장치(121B)의 사이에서 반도체 웨이퍼를 반송한다.
<로봇(100)의 구성>
로봇(100)의 구성에 대하여 도 1, 2를 참조하면서 설명한다.
기대(1)는 케이스(11)와 아암(3)을 연직방향으로 승강시키는 승강기구(2)를 가지고 있다. 케이스(11)는 대략 직방체형상으로 형성되어 있다. 승강기구(2)는 가동부(21)와, 가동부(21)를 구동하는 승강모터(22)를 가지고 있다. 가동부(21)는 기둥형상으로 형성되어 있다. 가동부(21)가 가장 강하한 상태에 있어서는 가동부(21)의 대부분이 케이스(11)내에 수용된다. 가동부(21)는 케이스(11)로부터 상방으로 돌출되도록 상승한다. 아암(3)은 수평방향으로 회전 가능하게 가동부(21)의 상단부에 연결되어 있다. 도 1에 있어서 실선 및 이점쇄선으로 나타내는 바와 같이 가동부(21)가 상하동함으로써 그에 따라 아암(3) 및 핸드(8)가 상하동한다.
아암(3)은 3개의 링크(30)로 구성되어 있다. 3개의 링크(30)를 각각 구별하는 경우에는 기대(1)에 가까운 쪽부터 차례대로 제1 링크(31), 제2 링크(32), 제3 링크(33)라고 칭한다. 제1 링크(31)는 기대(1)에 연결된 링크(30)이다. 제3 링크(33)에는 핸드(8)가 연결되어 있다.
링크(30)는 소정의 길이방향으로 늘인 형상으로 형성되어 있다. 이하 특별히 달리 언급이 없으면 각 링크(30)에 있어서 길이방향에 있어서의 일단부를 제1 단부라고 칭하고, 길이방향에 있어서의 제1 단부의 반대측 단부를 제2 단부라고 칭한다. 또한 특별히 달리 언급이 없으면 링크(30)의 “폭방향”이란 연직방향 및 링크(30)의 길이방향 모두에 직교하는 방향을 의미한다.
제1 링크(31)의 제1 단부(31a)는 연직방향으로 연장되는 제1 축심(L1)을 중심으로 회전 가능하게 기대(1)에 연결되어 있다. 상세하게는 제1 단부(31a)는 가동부(21)의 상단부에 연결되어 있다. 제2 링크(32)의 제1 단부(32a)는 연직방향으로 연장되는 제2 축심(L2)을 중심으로 회전 가능하게 제1 링크(31)의 제2 단부(31b)에 연결되어 있다. 제3 링크(33)의 제1 단부(33a)는 연직방향으로 연장되는 제3 축심(L3)을 중심으로 회전 가능하게 제2 링크(32)의 제2 단부(32b)에 연결되어 있다. 제1 축심(L1), 제2 축심(L2) 및 제3 축심(L3)은 서로 평행하게 연장되어 있다. 제1 링크(31)의 길이(즉, 길이방향의 치수)는 3개의 링크(30) 중에서 가장 길다.
로봇(100)은 2개의 핸드(8), 즉 제1 핸드(8A) 및 제2 핸드(8B)를 가지고 있다. 제1 핸드(8A) 및 제2 핸드(8B)를 구별하지 않는 경우에는 단지 “핸드(8)”라고 칭한다. 제1 핸드(8A) 및 제2 핸드(8B)의 기본적인 구성은 동일하다. 또한 도 2에서는 2개의 핸드(8)가 상하로 포개져 있기 때문에 외관상 핸드(8)가 1개만 도시되어 있다.
핸드(8)에 의한 홀딩은 파지, 흡착, 재치 또는 감합 등 다양한 양태로 구현될 수 있다. 핸드(8)는 본체(81)와, 본체(81)에 연결되고 두갈래로 나뉜 홀딩부(82)를 가지고 있다. 핸드(8)는 판형상으로 형성되어 있다. 핸드(8)는 그 두께방향을 향하여 본 경우에 대략 Y자 형상으로 형성되어 있다. 핸드(8)는 에어실린더 등의 홀딩 액추에이터(도시생략)를 가지고 있다. 홀딩 액추에이터에 의해 핸드(8)에 의한 대상물의 홀딩 및 해방이 전환된다.
각 핸드(8)의 본체(81)는 연직방향으로 연장되는 제4 축심(L4)을 중심으로 회전 가능하게 제3 링크(33)의 제2 단부(33b)에 연결되어 있다. 제4 축심(L4)은 제1 축심(L1), 제2 축심(L2) 및 제3 축심(L3)과 평행하게 연장되어 있다.
제1 링크(31), 제2 링크(32), 제3 링크(33), 제1 핸드(8A), 제2 핸드(8B)는 이 순서로 아래부터 위로 서로 접촉하지 않는 상태로 쌓아 올려져 있다. 제1 링크(31), 제2 링크(32), 제3 링크(33) 및 2개의 핸드(8)는 서로 간섭하는 일 없이 수평방향으로 회전한다.
로봇(100)은 각종 부품을 구비하고 있다. 예를 들어 부품에는 아암(3) 및 핸드(8)(이하 “아암(3) 등”이라고 함)의 구동에 관련된 부품 및 아암(3) 등의 동작의 검출에 관련된 부품 등이 포함된다. 아암(3) 등의 구동에 관련된 부품에는 복수의 링크(30) 및 핸드(8)를 회전구동하는 복수의 모터(6), 각 모터(6)에 대응하는 전달기구 및 핸드(8)에 의한 대상물의 홀딩 및 해방을 실행하는 홀딩 액추에이터(도시생략)에 관련된 부품 등이 포함된다. 홀딩 액추에이터에 관련된 부품은 예를 들어 홀딩 액추에이터가 에어실린더인 경우에는 에어실린더에 공기를 공급하는 배관 및 에어의 공급을 전환하는 전자밸브 등이 포함된다. 아암(3) 등의 동작의 검출에 관련된 부품에는 핸드(8)가 대상물을 흡착에 의해 홀딩하는 경우에 핸드(8)의 흡착부로부터 공기를 흡인하기 위한 배관에 설치된 배관내의 압력을 검출하는 압력센서가 포함된다. 또한 아암(3) 등의 구동에 관련된 부품 및 아암(3) 등의 동작의 검출에 관련된 부품에는 안전벨트 및 배관도 포함된다.
복수의 모터(6)에는 제1 링크(31)를 회전구동하는 제1 모터(61)와, 제2 링크(32)를 회전구동하는 제2 모터(62)와, 제3 링크(33)을 회전구동하는 제3 모터(63)와, 제1 핸드(8A)를 회전구동하는 제4 모터(64)와, 제2 핸드(8B)를 회전구동하는 제5 모터(65)를 포함하고 있다. 제1 모터(61), 제2 모터(62), 제3 모터(63), 제4 모터(64) 및 제5 모터(65)의 각각을 구별하지 않는 경우에는 단지 “모터(6)”라고 칭한다.
링크(30)는 중공형상으로 형성되고, 내부공간을 가지고 있다. 링크(30)의 내부공간은 부품을 수용하는 수용실로 되어 있다. 예를 들어 모터(6)는 링크(30)의 내부공간에 수용되어 있다. 구체적으로는 제1 모터(61) 및 제2 모터(62)는 제1 링크(31)의 내부공간에 수용된다. 제3 모터(63)는 제2 링크(32)의 내부공간에 수용된다. 제4 모터(64) 및 제5 모터(65)는 제3 링크(33)의 내부공간에 수용된다.
로봇(100)의 기대(1)는 전후방향에 있어서 케이스(111)의 중앙보다 전벽(111a) 및 후벽(111b)의 한쪽에 오프셋하여 배치되어 있다. 구체적으로는 기대(1)는 전벽(111a)보다 후벽(111b)의 근처에 배치된다. 좌우방향에서는 기대(1)는 케이스(111)의 대략 중앙에 배치되어 있다. 이와 같이 기대(1)를 전후방향에 있어서 케이스(111)의 중앙보다 전벽(111a) 및 후벽(111b)의 한쪽으로 오프셋하여 배치함으로써 각 링크(30)의 길이를 길게 하여 핸드(8)의 가동범위를 확대하고 있다.
도 3은 로봇(100)의 기능 블록도이다. 로봇(100)은 제어장치(10)를 더 구비하고 있다. 제어장치(10)는 로봇(100)의 전체적인 제어를 수행하는 제어부(101)와, 각종 프로그램 및 각종 데이터를 기억하는 기억부(102)와, 메모리(103)와, 모터(6) 등에 접속되는 인터페이스(104)를 가지고 있다.
기억부(102)는 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체이고, 예를 들어 플래시 메모리로 구성되어 있다. 또한 기억부(102)는 CD-ROM 등의 광디스크 등으로 구성되어 있어도 된다. 기억부(102)는 제어부(101)의 처리의 실행에 필요한 각종 프로그램이나 각종 데이터를 기억하고 있다.
제어부(101)는 기억부(102)에 기억되어 있는 프로그램에 기초하여 모터(6) 등을 제어한다. 제어부(101)는 예를 들어 CPU(Central Processing Unit) 등의 프로세서로 구성되어 있다. 제어부(101)는 기억부(102) 등에 기억된 프로그램을 메모리(103)에 전개하여 실행함으로써 각종 처리를 실행한다. 또한 제어부(101)는 프로세서와 마찬가지의 기능을 가지는 LSI(Large Scale Integration) 등의 하드웨어에 의해 구현되어도 된다.
인터페이스(104)에는 승강모터(22), 제1 모터(61), 제2 모터(62), 제3 모터(63), 제4 모터(64) 및 제5 모터(65)가 접속된다. 또한 엔드이펙터의 양태에 따라 엔드이펙터의 동작을 위한 액추에이터(핸드(8)의 경우에는 홀딩액추에이터)도 인터페이스(104)에 접속된다.
제어장치(10)는 미리 정해진 동작프로그램 또는 사용자로부터 입력되는 동작지령에 따라 모터(6) 등을 제어하여 로봇(100)을 제어한다. 제어장치(10)는 아암(3)을 변위시키거나 핸드(8)에 기판(S)을 홀딩 또는 해방시키거나 한다.
예를 들어 제어장치(10)는 아암(3) 및 핸드(8)를 변위시키고, 핸드(8)를 풉(121A)의 내부공간에 진입시킨다(도 2의 실선 참조). 그리고 제어장치(10)는 핸드(8)에 풉(121A)내의 기판(S)을 홀딩시킨다. 제어장치(10)는 기판(S)을 홀딩한 상태의 핸드(8)를 풉(121A)으로부터 반송공간(112)에 퇴출시키고, 또한 처리장치(121B)에 진입시킨다(도 2의 이점쇄선 참조). 제어장치(10)는 처리장치(121B)내의 소정 위치에 있어서 핸드(8)에 기판(S)을 해방시킨다. 그 후 제어장치(10)는 핸드(8)를 처리장치(121B)로부터 일단 퇴출시킨다. 처리장치(121B)에서는 기판(S)에 소정의 처리가 실시된다. 기판(S)의 처리후 제어장치(10)는 핸드(8)를 처리장치(121B)에 진입시키고, 핸드(8)에 기판(S)을 홀딩시킨다. 제어장치(10)는 기판(S)을 홀딩한 상태의 핸드(8)를 처리장치(121B)로부터 반송공간(112)에 퇴출시키고, 다시 풉(121A)에 진입시킨다. 제어장치(10)는 풉(121A)의 소정 위치에 있어서 핸드(8)에 기판(S)을 해방시킨다. 이와 같이 제어장치(10)는 로봇(100)에게 풉(121A)과 처리장치(121B)의 사이에서 기판(S)을 반송하게 한다.
<아암(3)에 있어서의 모터(6)의 수용>
계속해서 링크(30)에 있어서의 모터(6)의 수용에 대하여 설명한다. 도 4는 제1 뚜껑(42A)의 일부를 파단한 상태의 제1 링크(31)의 평면도이다. 도 5는 제2 뚜껑(42B)의 일부를 파단한 상태의 제1 링크(31)의 저면도이다. 도 6은 도 4의 Ⅵ-Ⅵ에 있어서의 제1 링크(31)의 개략적인 단면도이다.
우선 제1 링크(31)에 있어서의 모터(6)의 수용에 대하여 설명한다. 제1 링크(31)에 수용되는 모터(6)의 개수는 2개이다. 제1 링크(31)에는 각종 부품을 수용하도록 내부공간(40)이 형성되어 있다. 제1 링크(31)는 부품이 각각 수용되는 2개의 수용실로 내부공간(40)을 나누는 칸막이벽(45)을 가진다. 2개의 수용실은 제1 모터(61)가 수용되는 제1 수용실(40A)과 제2 모터(62)가 수용되는 제2 수용실(40B)이다.
상세하게는 제1 링크(31)는 제1 링크(31)의 외형을 구획하는 하우징(4)을 가지고 있다. 하우징(4)의 내부에 내부공간(40)이 형성되어 있다. 하우징(4)은 하우징본체(41)와, 하우징본체(41)에 부착되는 제1 뚜껑(42A) 및 제2 뚜껑(42B)을 가지고 있다.
하우징본체(41)는 내부공간(40)의 적어도 일부를 구획하고, 연직방향으로 떨어진 천장벽(43) 및 바닥벽(44)을 가지고 있다. 하우징본체(41)는 평면시에 있어서의 제1 링크(31)의 외형을 구획하고, 환상으로 형성된 외주벽(46)을 더 가지고 있다.
외주벽(46)은 평면시에 있어서의 제1 링크(31)의 외형, 즉 윤곽을 따라 환상으로 연장되어 있다. 외주벽(46)은 연직방향의 폭(즉, 높이)을 가지고, 연직방향으로도 넓어져 있다.
천장벽(43)은 외주벽(46)의 상단의 개구 중 제1 링크(31)의 제2 단부(31b)를 포함하는 일부를 막도록 외주벽(46)의 상단에 결합되어 있다. 바닥벽(44)은 외주벽(46)의 하단의 개구 중 제1 링크(31)의 제1 단부(31a)를 포함하는 일부를 막도록 외주벽(46)의 하단에 결합되어 있다. 천장벽(43)과 바닥벽(44)은 평면시에 있어서 제1 링크(31)의 길이방향으로 나란해지도록 배치되어 있다.
칸막이벽(45)은 천장벽(43)으로부터 바닥벽(44)까지 내부공간(40)을 가로질러 연장되어 있다. 즉, 칸막이벽(45)은 내부공간(40)을 연직방향으로 가로지르고 있다. 칸막이벽(45)의 상단은 천장벽(43)에 결합되어 있다. 칸막이벽(45)의 하단은 바닥벽(44)에 결합되어 있다.
또한 칸막이벽(45)은 외주벽(46)의 안쪽을 가로질러 연장되고, 외주벽(46)의 적어도 2개소에 연결되어 있다. 이때 칸막이벽(45)은 평면시로 제1 링크(31)의 길이방향에 대하여 전체적으로 경사지도록 내부공간(40)을 가로질러 연장되어 있다. 보다 상세하게는 칸막이벽(45)은 평면시로 지그재그형상으로 형성되어 있다. 칸막이벽(45)은 제1 링크(31)의 길이방향으로 연장되는 세로부분(45a)과 제1 링크(31)의 폭방향으로 연장되는 가로부분(45b)에 의해 형성된 굴곡부(45c)를 가지고 있다. 칸막이벽(45)은 세로부분(45a)과 가로부분(45b)이 번갈아 이어지도록 형성되어 있다. 즉, 칸막이벽(45)은 복수의 굴곡부(45c)를 가지고 있다.
칸막이벽(45)은 천장벽(43) 및 바닥벽(44)과 일체적으로 형성되어 있다. 상세하게는 천장벽(43), 바닥벽(44) 및 칸막이벽(45)은 단일부재로 형성되어 있다. 그에 더해 외주벽(46)도 천장벽(43), 바닥벽(44) 및 칸막이벽(45)과 일체적으로 형성되어 있다. 상세하게는 천장벽(43), 바닥벽(44), 칸막이벽(45) 및 외주벽(46)은 단일부재로 형성되어 있다. 즉, 칸막이벽(45)은 하우징본체(41)와 단일부재로 형성되어 있다. 예를 들어 하우징본체(41)는 단일부재로서의 금속을 깎아냄으로써 형성되어 있다. 이때 칸막이벽(45)은 하우징본체(41)의 일부로서 하우징본체(41)와 일체적으로 깍아내진다. 바꿔 말하면 천장벽(43), 바닥벽(44), 칸막이벽(45) 및 외주벽(46)은 용접 등의 이음매 없이 서로 결합되어 있다.
이와 같이 구성된 하우징본체(41)에는 제1 수용실(40A)이 상방에 개구하도록 형성되고, 제2 수용실(40B)이 하방에 개구하도록 형성되어 있다. 하우징본체(41)에 있어서 제1 수용실(40A)은 제1 단부(31a)를 포함하는 제1 단부(31a) 근처 부분에 형성되고, 제2 수용실(40B)은 제2 단부(31b)를 포함하는 제2 단부(31b) 근처 부분에 형성되어 있다.
바닥벽(44)은 제1 수용실(40A)의 하부를 구획하고 있다. 구체적으로는 제1 수용실(40A)은 외주벽(46)과 바닥벽(44)과 칸막이벽(45)에 의해 구획되어 있다. 외주벽(46)의 상단가장자리에 제1 뚜껑(42A)이 나사(49)에 의해 부착된다. 제1 뚜껑(42A)에 의해 제1 수용실(40A)이 폐쇄된다.
천장벽(43)은 제2 수용실(40B)의 상부를 구획하고 있다. 구체적으로는 제2 수용실(40B)은 외주벽(46)과 천장벽(43)과 칸막이벽(45)에 의해 구획되어 있다. 외주벽(46)의 하단가장자리에 제2 뚜껑(42B)이 나사(49)에 의해 부착된다. 제2 뚜껑(42B)에 의해 제2 수용실(40B)이 폐쇄된다.
제1 수용실(40A)에는 기대(1)로부터 연장되는 가동부(21)의 일부가 배치되어 있다. 상세하게는 가동부(21)의 상단부는 제1 샤프트(21a)에 의해 형성되어 있다. 제1 단부(31a)에 있어서의 바닥벽(44)에는 제1 샤프트(21a)가 관통하는 삽입공(44a)이 형성되어 있다. 제1 샤프트(21a)는 기대(1)에 대하여 회전이 불가능하게 되어 있다. 제1 샤프트(21a)는 삽입공(44a)을 관통하여 제1 수용실(40A)에 진입하고 있다. 제1 샤프트(21a)는 제1 수용실(40A)내에 배치된 베어링(48a)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 제1 샤프트(21a)의 축심은 제1 축심(L1)과 일치하고 있다. 베어링(48a)은 하우징본체(41)에 고정되어 있다. 이에 의해 하우징본체(41)는 베어링(48a)을 통해 제1 샤프트(21a)에 대하여 상대적으로 회전 가능하게 되어 있다. 즉, 제1 링크(31)가 기대(1)에 대하여 상대적으로 회전 가능하게 되어 있다.
제1 수용실(40A)에는 제1 모터(61)와, 제1 모터(61)의 동력을 전달하는 제1 전달기구(71)가 수용되어 있다.
제1 모터(61)는 하우징본체(41)에 고정되는 모터본체(61a)와, 모터본체(61a)로부터 연장되는 회전샤프트(61b)를 가지고 있다. 예를 들어 제1 모터(61)는 전동모터 구체적으로는 써보모터이다. 제1 모터(61)는 회전샤프트(61b)의 회전위치 또는 회전량을 검출하는 인코더(도시생략)를 가지고 있다. 제1 모터(61)는 회전샤프트(61b)가 수평방향(구체적으로는 제1 링크(31)의 길이방향)으로 연장되는 상태로 제1 수용실(40A)에 배치되어 있다.
제1 전달기구(71)는 제1 모터(61)의 동력을 제1 샤프트(21a)에 전달한다. 제1 전달기구(71)는 기어열을 가지고 있다. 기어열은 회전샤프트(61b)에 동축에 부착된 제1 기어(71a)와, 1 또는 복수의 기어(도시생략)를 통해 제1 기어(71a)의 회전이 전달되는 제2 기어(71b)와, 제2 기어(71b)와 일체적으로 회전하는 제3 기어(71c)와, 제3 기어(71c)와 맞물리는 제4 기어(71d)와, 제4 기어(71d)와 일체적으로 회전하는 제5 기어(71e)와, 제5 기어(71e)와 맞물리고, 제1 샤프트(21a)에 동축에 부착된 제6 기어(71f)를 포함하고 있다. 제2 기어(71b) 및 제3 기어(71c)는 수평방향으로 연장되는 축심 둘레에 일체적으로 회전한다. 제3 기어(71c) 및 제4 기어(71d)는 베벨기어이다. 제4 기어(71d) 및 제5 기어(71e)는 제1 축심(L1)과 평행하게 연장되는 축심 둘레에 일체적으로 회전한다. 제1 기어(71a), 제2 기어(71b), 제3 기어(71c), 제4 기어(71d) 및 제5 기어(71e)는 기어박스(71g)에 수용된다. 기어박스(71g)는 제1 수용실(40A)에 배치되어 있다.
제1 모터(61)가 동작하면 회전샤프트(61b)의 회전이 제1 기어(71a) 등의 기어열을 통해 제1 샤프트(21a)에 전달된다. 제1 샤프트(21a)는 회전이 불가능하므로 제1 모터(61)가 고정된 하우징(4)이 제1 축심(L1) 둘레에 회전한다. 이에 의해 제1 링크(31)는 기대(1)에 대하여 상대적으로 제1 축심(L1) 둘레에 회전한다.
제2 수용실(40B)에는 제2 링크(32)로부터 연장되는 제2 샤프트(34)의 일부가 배치되어 있다. 제2 단부(31b)에 있어서의 천장벽(43)에는 제2 샤프트(34)가 관통하는 삽입공(43a)이 형성되어 있다. 제2 샤프트(34)는 제2 링크(32)에 회전이 불가능하게 부착되어 있다. 제2 샤프트(34)의 선단부는 삽입공(43a)을 관통하여 제2 수용실(40B)에 진입하고 있다. 제2 샤프트(34)는 제2 수용실(40B)내에 배치된 베어링(48b)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 제2 샤프트(34)의 축심은 제2 축심(L2)과 일치하고 있다. 베어링(48b)은 하우징본체(41)에 고정되어 있다. 이에 의해 제2 샤프트(34)는 베어링(48b)을 통해 하우징본체(41)에 대하여 상대적으로 회전 가능하게 되어 있다. 즉, 제2 링크(32)가 제1 링크(31)에 대하여 상대적으로 회전 가능하게 되어 있다.
제2 수용실(40B)에는 제2 모터(62)와, 제2 모터(62)의 동력을 전달하는 제2 전달기구(72)가 수용되어 있다.
제2 모터(62)는 하우징본체(41)에 고정되는 모터본체(62a)와, 모터본체(62a)로부터 연장되는 회전샤프트(62b)를 가지고 있다. 예를 들어 제2 모터(62)는 전동모터 구체적으로는 써보모터이다. 제2 모터(62)는 회전샤프트(62b)의 회전위치 또는 회전량을 검출하는 인코더(도시생략)를 가지고 있다. 제2 모터(62)는 회전샤프트(62b)가 수평방향(구체적으로는 제1 링크(31)의 길이방향)으로 연장되는 상태로 제2 수용실(40B)에 배치되어 있다.
제2 전달기구(72)는 제2 모터(62)의 동력을 제2 샤프트(34)에 전달한다. 제2 전달기구(72)는 기어열을 가지고 있다. 기어열은 회전샤프트(62b)에 동축에 부착된 제1 기어(72a)와, 1 또는 복수의 기어(도시생략)를 통해 제1 기어(72a)의 회전이 전달되는 제2 기어(72b)와, 제2 기어(72b)와 일체적으로 회전하는 제3 기어(72c)와, 제3 기어(72c)와 맞물리는 제4 기어(72d)와, 제4 기어(72d)와 일체적으로 회전하는 제5 기어(72e)와, 제5 기어(72e)와 맞물리고, 제2 샤프트(34)에 동축에 부착된 제6 기어(72f)를 포함하고 있다. 제2 기어(72b) 및 제3 기어(72c)는 수평방향으로 연장되는 축심 둘레에 일체적으로 회전한다. 제3 기어(72c) 및 제4 기어(72d)는 베벨기어이다. 제4 기어(72d) 및 제5 기어(72e)는 제2 축심(L2)과 평행하게 연장되는 축심 둘레에 일체적으로 회전한다. 제1 기어(72a), 제2 기어(72b), 제3 기어(72c), 제4 기어(72d) 및 제5 기어(72e)는 기어박스(72g)에 수용된다. 기어박스(72g)는 제2 수용실(40B)에 배치되어 있다.
제2 모터(62)가 동작하면 회전샤프트(62b)의 회전이 제1 기어(72a) 등의 기어열을 통해 제2 샤프트(34)에 전달된다. 제2 모터(62)가 하우징(4)에 고정되어 있으므로 제2 샤프트(34)가 제2 축심(L2) 둘레에 회전한다. 이에 의해 제2 링크(32)는 제1 링크(31)에 대하여 상대적으로 제2 축심(L2) 둘레에 회전한다.
하우징본체(41)에 있어서는 제1 수용실(40A) 및 제2 수용실(40B)은 제1 축심(L1) 또는 제2 축심(L2)의 방향(즉, 연직방향)에 있어서 각각 반대방향으로 개구하고 있다. 구체적으로는 제1 수용실(40A)은 천장벽(43)측에 개구하고, 제2 수용실(40B)은 바닥벽(44)측에 개구한다. 제1 모터(61) 및 기어박스(71g)를 제1 수용실(40A)에 설치할 때에는 사용자는 천장벽(43)측으로부터 제1 수용실(40A)내에 액세스한다. 한편, 제2 모터(62) 및 기어박스(72g)를 제2 수용실(40B)에 설치할 때에는 사용자는 바닥벽(44)측으로부터 제2 수용실(40B)내에 액세스한다.
다음에 제2 링크(32)에 있어서의 모터(6)의 수용에 대하여 설명한다. 제2 링크(32)에 수용되는 모터(6)의 개수는 1개이다. 제2 링크(32)는 2개의 모터(6)를 수용할 필요가 없으므로 제2 링크(32)의 폭은 제1 링크(31)의 폭에 비해 작다. 제2 링크(32)의 내부공간에는 제3 모터(63)와, 제3 모터(63)의 동력을 전달하는 제3 전달기구(도시생략)가 수용되어 있다. 제3 모터(63) 및 제3 전달기구는 제2 모터(62) 및 제2 전달기구(72)와 마찬가지의 구성 및 배치를 하고 있다. 즉, 제2 링크(32)의 내부공간 중 제2 단부(32b)에 상당하는 부분에는 제3 링크(33)로부터 연장되는 제3 샤프트(35)(도 7 참조)의 일부가 배치되어 있다. 제3 샤프트(35)는 제3 축심(L3)과 동축에 연장되어 있다. 제3 전달기구는 제3 모터(63)의 동력을 제3 샤프트에 전달한다.
제3 모터(63)가 동작하면 제3 모터(63)의 회전이 기어열을 통해 제3 샤프트(35)에 전달된다. 제3 모터(63)가 제2 링크(32)의 하우징에 고정되어 있으므로 제3 샤프트(35)가 제3 축심(L3) 둘레에 회전한다. 이에 의해 제3 링크(33)는 제2 링크(32)에 대하여 상대적으로 제3 축심(L3) 둘레에 회전한다.
계속해서 제3 링크(33)에 있어서의 모터(6)의 수용에 대하여 설명한다. 도 7은 제2 뚜껑(52B)의 일부를 파단한 상태의 제3 링크(33)의 저면도이다. 제3 링크(33)에 수용되는 모터(6)의 개수는 2개이다. 제3 링크(33)에는 제4 모터(64) 및 제5 모터(65)를 수용하는 내부공간(50)이 형성되어 있다.
상세하게는 제3 링크(33)는 제3 링크(33)의 외형을 구획하는 하우징(5)을 가지고 있다. 하우징(5)의 내부에 내부공간(50)이 형성되어 있다. 하우징(5)은 하우징본체(51)와, 하우징본체(51)에 부착되는 제1 뚜껑(도시생략) 및 제2 뚜껑(52B)을 가지고 있다.
하우징본체(51)는 내부공간(50)의 적어도 일부를 구획하는 천장벽(53), 바닥벽(54) 및 외주벽(56)을 가지고 있다.
외주벽(56)은 평면시에 있어서의 제3 링크(33)의 외형, 즉 윤곽을 따라 환상으로 연장되어 있다. 외주벽(56)은 연직방향의 폭(즉, 높이)을 가지고, 연직방향으로도 넓어져 있다.
바닥벽(54)은 외주벽(56)의 하단의 개구 중 제3 링크(33)의 제1 단부(33a)를 포함하는 일부를 막도록 외주벽(56)의 하단에 결합되어 있다. 천장벽(53)은 외주벽(56)의 상단의 개구 중 제3 링크(33)의 제2 단부(33b)를 포함하는 일부를 막도록 외주벽(56)의 상단에 결합되어 있다.
천장벽(53), 바닥벽(54) 및 외주벽(56)은 단일부재로 형성되어 있다. 예를 들어 하우징본체(51)는 단일부재로서의 금속을 깎아냄으로써 형성되어 있다. 바꿔 말하면 천장벽(53), 바닥벽(54) 및 외주벽(56)은 용접 등의 이음매 없이 서로 결합되어 있다.
이와 같이 구성된 하우징본체(51)의 내부공간(50) 중 제1 단부(33a)를 포함하는 제1 단부(33a) 근처의 부분은 상방에 개구하고 있다. 한편, 내부공간(50) 중 제2 단부(33b)를 포함하는 제2 단부(33b) 근처의 부분은 하방에 개구하고 있다. 도시는 생략하지만, 외주벽(56)의 상단가장자리에 제1 뚜껑이 나사에 의해 부착된다. 제1 뚜껑은 내부공간(50) 중 상방에 개구하는 부분을 폐쇄한다. 한편, 외주벽(56)의 하단가장자리에 제2 뚜껑(52B)이 나사(59)에 의해 부착된다. 제2 뚜껑(52B)은 내부공간(50) 중 하방에 개구하는 부분을 폐쇄한다. 내부공간(50) 중 상방에 개구하는 부분과 하방에 개구하는 부분은 제1 링크(31)의 칸막이벽(45)과 같은 벽에 의해 나누어져 있지 않다.
바닥벽(54)에는 제3 샤프트(35)가 회전이 불가능하게 부착되어 있다. 제3 샤프트(35)는 제3 축심(L3)과 동축에 연장되어 있다. 제3 샤프트(35)의 일단부는 내부공간(50)내에 배치되고, 제3 샤프트(35)의 타단부(도시생략)는 제2 링크(32)의 내부공간에 진입하고 있다.
내부공간(50)에는 핸드(8)로부터 연장되는 샤프트의 일부가 배치되어 있다. 상세하게는 제1 핸드(8A)의 본체(81)에 원통형상의 제4 샤프트(83a)가 회전이 불가능하게 연결되어 있다. 제4 샤프트(83a)는 제4 축심(L4)과 동축에 연장되어 있다. 제2 핸드(8B)의 본체(81)에 원통형상의 제5 샤프트(83b)가 회전이 불가능하게 연결되어 있다. 제5 샤프트(83b)는 제4 샤프트(83a)의 내측을 지나 제4 축심(L4)과 동축에 연장되어 있다. 제4 샤프트(83a) 및 제5 샤프트(83b)는 내부공간(50)내에 배치된 복수의 베어링에 각각 회전 가능하게 지지되어 있다. 베어링은 하우징본체(51)에 고정되어 있다. 이에 의해 제1 핸드(8A) 및 제2 핸드(8B)는 베어링을 통해 하우징본체(51)에 대하여 상대적으로 회전 가능하게 되어 있다. 즉, 제1 핸드(8A) 및 제2 핸드(8B)가 제3 링크(33)에 대하여 상대적으로 회전 가능하게 되어 있다. 제1 핸드(8A)와 제2 핸드(8B)는 서로 독립하여 회전 가능하게 되어 있다.
내부공간(50)에는 제4 모터(64)와, 제4 모터(64)의 동력을 전달하는 제4 전달기구(74)와, 제5 모터(65)와, 제5 모터(65)의 동력을 전달하는 제5 전달기구(75)가 수용되어 있다.
제4 모터(64)는 하우징본체(51)에 고정되는 모터본체(64a)와, 모터본체(64a)로부터 연장되는 회전샤프트(64b)를 가지고 있다. 예를 들어 제4 모터(64)는 전동모터 구체적으로는 써보모터이다. 제4 모터(64)는 회전샤프트(64b)의 회전위치 또는 회전량을 검출하는 인코더(도시생략)를 가지고 있다. 제4 모터(64)는 회전샤프트(64b)가 수평방향(구체적으로는 제3 링크(33)의 길이방향)으로 연장되는 상태로 내부공간(50)에 배치되어 있다.
제4 전달기구(74)는 제4 모터(64)의 동력을 제4 샤프트(83a)에 전달한다. 제4 전달기구(74)는 기어열을 가지고 있다. 기어열은 도시는 생략하지만, 회전샤프트(64b)에 동축에 부착된 제1 기어와, 제4 샤프트(83a)에 동축에 부착된 제6 기어와, 제1 기어의 회전을 제6 기어에 전달하는 복수의 중간기어를 포함하고 있다. 기어열은 기어박스(74g)에 수용된다. 기어박스(74g)는 내부공간(50)에 배치되어 있다.
제4 모터(64)가 동작하면 회전샤프트(64b)의 회전이 기어열을 통해 제4 샤프트(83a)에 전달된다. 제4 모터(64)가 하우징(5)에 고정되어 있으므로 제4 샤프트(83a)가 제4 축심(L4) 둘레에 회전한다. 이에 의해 제1 핸드(8A)는 제3 링크(33)에 대하여 상대적으로 제4 축심(L4) 둘레에 회전한다.
제5 모터(65)는 하우징본체(51)에 고정되는 모터본체(65a)와, 모터본체(65a)로부터 연장되는 회전샤프트(65b)를 가지고 있다. 예를 들어 제5 모터(65)는 전동모터 구체적으로는 써보모터이다. 제5 모터(65)는 회전샤프트(65b)의 회전위치 또는 회전량을 검출하는 인코더(도시생략)를 가지고 있다. 제5 모터(65)는 회전샤프트(65b)가 수평방향(구체적으로는 제3 링크(33)의 길이방향)으로 연장되는 상태로 내부공간(50)에 배치되어 있다.
제5 전달기구(75)는 제5 모터(65)의 동력을 제5 샤프트(83b)에 전달한다. 제5 전달기구(75)는 기어열을 가지고 있다. 기어열은 도시는 생략하지만, 회전샤프트(65b)에 동축에 부착된 제1 기어와, 제5 샤프트(83b)에 동축에 부착된 제6 기어와, 제1 기어의 회전을 제6 기어에 전달하는 복수의 중간기어를 포함하고 있다. 기어열은 기어박스(75g)에 수용된다. 기어박스(75g)는 내부공간(50)에 배치되어 있다.
제5 모터(65)가 동작하면 회전샤프트(65b)의 회전이 기어열을 통해 제5 샤프트(83b)에 전달된다. 제5 모터(65)가 하우징(5)에 고정되어 있으므로 제5 샤프트(83b)가 제4 축심(L4) 둘레에 회전한다. 이에 의해 제2 핸드(8B)는 제3 링크(33)에 대하여 상대적으로 제4 축심(L4) 둘레에 회전한다.
이와 같은 제3 링크(33)에서는 나누어져 있지 않은 내부공간(50)내에 2개의 모터(6)가 수용된다. 제4 모터(64)와 제5 모터(65)는 제3 링크(33)의 폭방향으로 나란히 배치되어 있다. 이에 대응하도록 제4 전달기구(74)와 제5 전달기구(75)는 제3 링크(33)의 폭방향으로 나란히 배치되어 있다.
이와 같이 구성된 아암(3)은 기대(1)에 캔틸레버형상으로 연결됨과 함께 회전변위 및 변형된다. 그 때문에 각 링크(30)에는 아암(3)의 자중이나 관성력이 작용한다. 제1 링크(31)는 제1 수용실(40A)과 제2 수용실(40B)로 내부공간(40)을 나누는 칸막이벽(45)을 가지므로 칸막이벽(45)을 가지지 않는 구성과 비교하여 제1 링크(31)의 강성(구체적으로는 휨강성 또는 비틀림강성)이 높아진다. 그 결과, 아암(3)의 위치정밀도 나아가서는 핸드(8)의 위치정밀도를 향상시킬 수 있다.
특히 제1 링크(31)는 2개의 모터(6)(제1 모터(61) 및 제2 모터(62))를 수용하므로 제1 링크(31)의 자중이 커진다. 그에 더해 제1 링크(31)는 복수의 링크(30) 중 기대(1)에 가장 가까운 링크(30)이기 때문에 제1 링크(31)에는 다른 링크(30) 및 핸드(8)의 중량도 작용한다. 또한 제1 링크(31)는 3개의 링크(30) 중에서 가장 길기 때문에 휘기 쉽다. 그 때문에 제1 링크(31)의 강성을 높이는 것은 아암(3) 전체의 강성에 있어서 효과적이다.
상세하게는 칸막이벽(45)은 도 4 내지 도 6에 나타내는 바와 같이 천장벽(43) 및 바닥벽(44)에 연결되어 있다. 구체적으로는 천장벽(43), 바닥벽(44) 및 칸막이벽(45)은 전체적으로 크랭크형상으로 굴곡한 형상을 하고 있다. 이에 의해 제1 링크(31)의 휨강성 및/또는 비틀림강성이 향상된다. 또한 칸막이벽(45)은 환상의 외주벽(46)의 내부를 횡단하도록 배치되고, 외주벽(46)의 2개소에 연결되어 있다. 이에 의해 외주벽(46)의 휨강성 및/또는 비틀림강성이 향상되고, 그 결과 제1 링크(31)의 강성이 더욱 향상된다.
그에 더해 칸막이벽(45)은 평면시로 제1 링크(31)의 폭방향에 대하여 전체적으로 경사지도록 연장되어 있다. 즉, 칸막이벽(45)이 존재하는 영역이 제1 링크(31)의 길이방향으로 길어진다. 이에 의해 칸막이벽(45)에 의해 강성이 보강되는 부분을 제1 링크(31)의 길이방향으로 확대할 수 있다. 이에 의해 제1 링크(31)의 강성이 더욱 향상된다.
또한 칸막이벽(45)은 굴곡부(45c)를 가지고 있다. 이에 의해 칸막이벽(45)의 강성을 향상시킬 수 있다. 또한 칸막이벽(45)은 복수의 굴곡부(45c)를 가지고 있으므로 칸막이벽(45)의 강성은 더욱 향상된다. 그 결과, 제1 링크(31)의 강성이 더욱 향상된다.
또한 칸막이벽(45)을 평면시로 제1 링크(31)의 폭방향에 대하여 전체적으로 경사지게 함으로써 제1 링크(31)의 내부공간(40)의 스페이스를 유효하게 활용할 수 있다. 상세하게는 칸막이벽(45)이 평면시로 제1 링크(31)의 폭방향에 대하여 전체적으로 경사져 있음으로써 칸막이벽(45)이 제1 링크(31)의 폭방향으로 연장되는 구성과 비교하여 제1 수용실(40A) 및 제2 수용실(40B)의 각각이 제1 링크(31)의 길이방향으로 긴 공간이 된다. 제1 샤프트(21a)와 기어박스(71g)가 인접하고 또한 기어박스(71g)와 제1 모터(61)가 인접하여 배치되므로 제1 샤프트(21a), 기어박스(71g) 및 제1 모터(61)의 점유공간은 전체적으로 홀쪽해지는 경향에 있다. 그 때문에 제1 수용실(40A)을 제1 링크(31)의 길이방향으로 긴 공간으로 함으로써, 제1 링크(31)의 내부공간(40)을 유효하게 활용하여 제1 샤프트(21a), 기어박스(71g) 및 제1 모터(61)를 배치할 수 있다.
이와 같이 제2 샤프트(34)와 기어박스(72g)가 인접하고 또한 기어박스(72g)와 제2 모터(62)가 인접하여 배치되므로 제2 샤프트(34), 기어박스(72g) 및 제2 모터(62)의 점유공간은 전체적으로 홀쪽해지는 경향에 있다. 그 때문에 제2 수용실(40B)을 제1 링크(31)의 길이방향으로 긴 공간으로 함으로써, 제1 링크(31)의 내부공간(40)을 유효하게 활용하여 제2 샤프트(34), 기어박스(72g) 및 제2 모터(62)를 배치할 수 있다.
이상과 같이 로봇(100)은 기대(1)와, 수평방향으로 회전 가능하게 기대(1)에 연결되고 또한 서로 수평방향으로 회전 가능하게 연결된 복수의 링크(30)로 구성된 아암(3)과, 수평방향으로 회전 가능하게 아암(3)에 연결된 핸드(8)(엔드이펙터)를 구비하고, 복수의 링크(30)의 적어도 하나의 링크인 제1 링크(31)에는 내부공간(40)이 형성되고, 제1 링크(31)는 부품이 각각 수용되는 2개의 수용실, 즉 제1 수용실(40A)과 제2 수용실(40B)로 내부공간(40)을 나누는 칸막이벽(45)을 가진다.
이 구성에 의하면 칸막이벽(45)이 제1 링크(31)의 강성을 향상시킨다. 상세하게는 제1 링크(31)는 부품을 수용하는 내부공간(40)을 가지고, 중공형상으로 형성되어 있다. 내부공간(40)은 부품을 수용하는 2개의 수용실, 즉 제1 수용실(40A)과 제2 수용실(40B)로 칸막이벽(45)에 의해 나누어져 있다. 내부공간(40)을 제1 수용실(40A)과 제2 수용실(40B)로 나눔으로써 각종 부품을 정연하게 수용하기 쉬워진다. 즉, 각종 부품을 단일공간에 수용하는 경우에 비하여 각종 부품을 복수의 수용실로 나누어 즉 정리하여 수용할 수 있다. 또한 로봇(100)의 조립시에도 각종 부품을 단일공간에 배치하는 경우와 비교하여 복수의 수용실이 설치되어 있음으로써 각종 부품의 배치장소를 알기 쉬워지고, 조립도 용이해진다. 그에 더해 칸막이벽(45)은 중공형상의 제1 링크(31)에 있어서 강도부재로서 기능한다. 그 결과, 칸막이벽(45)을 가지지 않는 구성과 비교하여 제1 링크(31)의 강성, 즉 휨강성 또는 비틀림강성을 향상시킬 수 있다.
또한 부품은 복수의 링크(30) 및 핸드(8)를 회전구동하는 복수의 모터(6)를 포함하고, 제1 수용실(40A) 및 제2 수용실(40B)의 각각은 복수의 모터(6) 중 하나의 모터(6)를 수용한다.
구체적으로는 제1 수용실(40A)은 제1 모터(61)를 수용하고, 제2 수용실(40B)은 제2 모터(62)를 수용한다.
이 구성에 의하면 제1 링크(31)는 2개의 모터(6)를 수용하므로 제1 링크(31)의 전체의 중량이 커진다. 그 때문에 제1 링크(31)에 칸막이벽(45)을 설치하여 강성을 향상시키는 것은 매우 유효하다.
또한 제1 링크(31)는 내부공간(40)의 적어도 일부를 구획하고, 연직방향으로 떨어진 천장벽(43) 및 바닥벽(44)을 가지고, 칸막이벽(45)은 천장벽(43)부터 바닥벽(44)까지 연장되어 있다.
이 구성에 의하면 천장벽(43)과 바닥벽(44)이 칸막이벽(45)에 의해 연결된다. 이에 의해 천장벽(43), 바닥벽(44) 및 칸막이벽(45)의 전체적인 강성이 향상된다. 그 결과, 제1 링크(31)의 강성이 향상된다.
또한 바닥벽(44)은 2개의 수용실의 한쪽 수용실인 제1 수용실(40A)의 하부를 구획하고, 제1 수용실(40A)은 상방에 개구하도록 형성되고, 천장벽(43)은 2개의 수용실의 다른 쪽 수용실인 제2 수용실(40B)의 상부를 구획하고, 제2 수용실(40B)은 하방에 개구하도록 형성되어 있다.
이 구성에 의하면 한쪽 수용실은 상방에 개구하고, 다른 쪽 수용실은 하방에 개구한다. 천장벽(43)부터 바닥벽(44)까지 연장되는 칸막이벽(45)에 의하면 이와 같은 구성의 수용실을 구현하기 쉽다.
또한 제1 링크(31)는 제1 링크(31)의 외형을 구획하는 하우징(4)을 가지고, 하우징(4)은 천장벽(43) 및 바닥벽(44)이 형성된 하우징본체(41)를 가지고, 칸막이벽(45)은 하우징본체(41)와 단일부재로 형성되어 있다.
이 구성에 의하면 하우징본체(41)와 칸막이벽(45)이 단일부재로 형성되어 있으므로 칸막이벽(45)이 하우징본체(41)에 부착되는 구성과 비교하여 하우징본체(41)와 칸막이벽(45)의 결합이 강고해진다. 그 결과, 제1 링크(31)의 강성이 더욱 향상된다.
제1 링크(31)는 평면시에 있어서의 제1 링크(31)의 외형을 구획하고, 환상으로 형성된 외주벽(46)을 가지고, 칸막이벽(45)은 외주벽(46)의 내측을 가로질러 연장되고, 외주벽(46)의 적어도 2개소에 연결되어 있다.
이 구성에 의하면 칸막이벽(45)에 의해 외주벽(46)의 강성이 향상된다. 그 결과, 제1 링크(31)의 강성이 더욱 향상된다.
칸막이벽(45)은 굴곡하도록 형성된 굴곡부(45c)를 가진다.
이 구성에 의하면 칸막이벽(45)이 평탄하게 형성되어 있는 경우와 비교하여 칸막이벽(45)의 강성이 향상된다. 칸막이벽(45) 자체의 강성이 향상되므로 제1 링크(31)의 강성이 더욱 향상된다.
복수의 링크(30)는 3개의 링크(30)이다.
이 구성에 의하면 1개 또는 2개의 링크로 형성된 아암과 비교하여 엔드이펙터의 위치정밀도가 저하되기 쉽다. 3개의 링크(30) 중 하나인 제1 링크(31)의 강성을 향상시킴으로써 엔드이펙터의 위치정밀도를 향상시킬 수 있다. 즉, 3개의 링크(30)로 구성된 아암(3)에 있어서는 칸막이벽(45)에 의해 아암(3)의 강성을 향상시키는 것이 특히 유효해진다.
또한 제1 링크(31)는 복수의 링크(30) 중 기대(1)에 연결된 링크이다.
이 구성에 의하면 제1 링크(31)에는 다른 링크(30) 및 핸드(8)의 중량도 작용한다. 그 때문에 제1 링크(31)의 강성을 높이는 것은 아암(3) 전체의 강성을 향상시키는 데 있어서 효과적이다.
핸드(8)는 엔드이펙터의 일례이고, 기판(S)을 홀딩한다.
이 구성에 의하면 로봇(100)은 기판(S)을 반송한다. 아암(3)의 강성을 향상시킴으로써 기판(S)의 위치정밀도를 향상시킬 수 있다.
핸드(8)는 기판(S)으로서 반도체 웨이퍼를 홀딩하고, 아암(3) 및 핸드(8)는 반도체 웨이퍼를 수용하는 용기인 풉(121A)과 반도체 웨이퍼를 처리하는 처리장치(121B)의 사이에서 반도체 웨이퍼를 반송한다.
이 구성에 의하면 로봇(100)은 풉(121A)과 처리장치(121B)의 사이에서 반도체 웨이퍼를 반송한다. 반도체 웨이퍼는 섬세하고 또한 반도체 웨이퍼의 처리는 세밀하기 때문에 반도체 웨이퍼의 반송에 있어서는 높은 위치정밀도가 요구된다. 그 때문에 아암(3)의 강성을 향상시키는 것이 특히 유효해진다.
기판반송시스템(110)은 케이스(111)와, 케이스(111)내에 배치된 로봇(100)을 구비하고, 로봇(100)은 케이스(111)에 인접하여 배치되고 또한 기판(S)을 수용하는 풉(121A)과, 케이스(111)에 인접하여 배치되고 또한 기판(S)을 처리하는 처리장치(121B)의 사이에서 기판(S)을 반송한다.
이 구성에 의하면 기판(S)을 풉(121A)과 처리장치(121B)의 사이에서 반송하는 기판반송시스템(110)에 로봇(100)이 장착되어 있다. 로봇(100)은 아암(3)의 강성이 높으므로 기판반송시스템(110)은 높은 위치정밀도로 기판(S)을 반송할 수 있다.
《그 외의 실시형태》
이상과 같이 본 출원에 있어서 개시하는 기술의 예시로서 상기 실시형태를 설명하였다. 그렇지만 본 개시에 있어서의 기술은 이에 한정되지 않고, 적절히 변경, 치환, 부가, 생략 등을 수행한 실시형태에도 적용 가능하다. 또한 상기 실시형태에서 설명한 각 구성요소를 조합하여 새로운 실시형태로 하는 것도 가능하다. 또한 첨부 도면 및 상세한 설명에 기재된 구성요소 중에는 과제 해결을 위해서 필수적인 구성요소뿐만 아니라 상기 기술을 예시하기 위해서 과제 해결을 위해서는 필수가 아닌 구성요소도 포함될 수 있다. 그 때문에 이들 필수가 아닌 구성요소가 첨부 도면이나 상세한 설명에 기재되어 있다고 하여 곧 이들 필수가 아닌 구성요소가 필수라는 인정을 해서는 안 된다.
예를 들어 로봇(100)은 기판반송시스템(110)에 장착되어 있지만, 이에 한정되지 않는다. 로봇(100)은 반도체를 처리할 수 있는 정도의 클린환경에서의 사용에 한정되는 것은 아니다. 로봇(100)은 생산라인 등에 장착되어도 된다.
기판반송시스템(110)은 기판처리설비(120)에 장착되어 있지 않아도 된다. 즉, 기판반송시스템(110)은 케이스(111)내에서 로봇(100)이 기판(S)을 반송하는 한 임의의 구성을 채택할 수 있다. 기판(S)의 이동원 및 이동처는 풉(121A) 및 처리장치(121B)에 한정되지 않는다.
아암(3)의 분할수, 즉 링크(30)의 개수는 3에 한정되지 않는다. 아암(3)은 2 또는 4 이상의 링크(30)로 구성되어 있어도 된다.
엔드이펙터는 핸드(8)에 한정되지 않는다. 예를 들어 엔드이펙터는 도장용 툴 또는 용접용 툴이어도 된다. 엔드이펙터가 핸드(8)인 경우, 핸드(8)가 홀딩하는 대상물은 기판에 한정되지 않는다. 또한 핸드(8)의 개수(즉, 엔드이펙터의 개수)는 2개에 한정되지 않고, 1 또는 3 이상이어도 된다.
로봇(100)은 링크(30) 및 핸드(8)의 합계와 동수의 모터(6)를 가지고 있지만, 모터(6)의 개수는 링크(30) 및 핸드(8)의 합계와 동수가 아니어도 된다. 예를 들어 1개의 모터(6)가 2개의 링크(30)를 회전구동하여도 된다.
2개의 모터(6)를 수용하고, 칸막이벽(45)을 가지는 링크(30)는 제1 링크(31) 이외의 링크(30)여도 된다. 제2 링크(32) 또는 제3 링크(33)가 칸막이벽을 가지고, 2개의 모터(6)를 수용하여도 된다.
전술한 바와 같이 제3 링크(33)가 2개의 모터(6)(제4 모터(64) 및 제5 모터(65))를 수용하는 구성에 있어서는 제3 링크(33)가 칸막이벽을 가지고 있어도 된다. 예를 들어 하우징본체(51)는 제4 모터(64)가 수용되는 수용실과 제5 모터(65)가 수용되는 수용실로 내부공간(50)을 나누는 칸막이벽을 가지고 있어도 된다. 도 7의 구성에 있어서는 제3 링크(33)의 폭방향 중앙에 있어서 제3 링크(33)의 길이방향으로 연장되도록 칸막이벽을 설치할 수 있다. 이 칸막이벽은 천장벽(53)에 연결될 수 있다.
또한 칸막이벽에 의해 나누어진 2개의 수용실에 수용되는 모터(6)는 제1 모터(61) 및 제2 모터(62)에 한정되지 않고, 복수의 모터(6) 중 어느 2개의 모터(6)이면 된다. 또한 2개의 수용실에 수용되는 부품은 모터(6)에 한정되지 않는다. 하니스 등의 아암(3) 등의 구동에 관련된 부품이나 아암(3) 등의 동작의 검출에 관련된 부품이 각각의 수용실에 수용되어도 된다.
칸막이벽은 2개의 수용실을 나누고 있으면 임의의 구성을 채택할 수 있다. 예를 들어 칸막이벽에 의해 나누어지는 2개의 수용실은 부분적으로 연통하고 있어도 된다. 즉, 2개의 수용실은 완전히 차단되어 있지 않아도 된다.
칸막이벽(45)은 천장벽(43), 바닥벽(44) 및 외주벽(46)의 적어도 하나에 연결되어 있으면 된다. 예를 들어 칸막이벽(45)은 바닥벽(44)에만 연결되고, 천장벽(43) 및 외주벽(46)에 연결되어 있지 않아도 된다. 이 경우에 칸막이벽(45)은 바닥벽(44)의 강성을 향상시키고, 그 결과 제1 링크(31)의 강성을 향상시킨다. 혹은 칸막이벽(45)은 천장벽(43) 및 바닥벽(44)에는 연결되지 않고, 외주벽(46)에 연결되어 있어도 된다.
칸막이벽(45)은 내부공간(40)을 적어도 2개의 수용실로 나누고 있으면 되고, 2개의 수용실을 포함하는 3개 이상의 공간으로 내부공간(40)을 나누고 있어도 된다.
또한 칸막이벽(45)은 굴곡부(45c)를 가지지 않고, 평탄한 형상이어도 된다. 칸막이벽(45)은 링크(30)의 길이방향 또는 폭방향으로 연장되어 있어도 된다.
칸막이벽(45)은 하우징본체(41)와 별체로 형성되고, 용접 또는 나사체결 등에 의해 하우징본체(41)에 연결되어도 된다. 이와 같은 구성이어도 칸막이벽(45)에 의해 하우징본체(41)의 강성이 향상된다.
칸막이벽(45)을 포함하는 하우징본체(41)의 단일부재로의 형성은 깍아내기에 한정되지 않는다. 예를 들어 하우징본체(41)는 주조에 의해 형성되어도 된다.
기판(S)은 반도체기판 및 유리기판 등의 반도체디바이스의 기판의 재료가 되는 박판일 수 있다. 반도체기판으로서는 예를 들어 실리콘기판, 사파이어기판 등이 있다. 유리기판으로서는 예를 들어 FPD(Flat Panel Display)용 유리기판, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)용 유리기판 등이 있다.
이상 설명한 바와 같이 여기에 개시된 기술은 수평 다관절 로봇 및 이를 구비한 기판 반송 시스템에 대하여 유용하다.
100 수평 다관절 로봇
110 기판반송시스템
3 아암
30 링크
31 제1 링크
40 내부공간
40A 제1 수용실(수용실)
40B 제2 수용실(수용실)
43 천장벽
44 바닥벽
45 칸막이벽
46 외주벽
6 모터
61 제1 모터
62 제2 모터
8 핸드(엔드이펙터)
111 케이스
121A 풉
121B 처리장치

Claims (12)

  1. 기대와,
    수평방향으로 회전 가능하게 상기 기대에 연결되고 서로 수평방향으로 회전 가능하게 연결된 복수의 링크로 구성된 아암과,
    수평방향으로 회전 가능하게 상기 아암에 연결된 엔드이펙터를 구비하고,
    상기 복수의 링크 중 적어도 하나의 링크에는 내부공간이 형성되고,
    상기 적어도 하나의 링크는 부품이 각각 수용되는 2개의 수용실로 상기 내부공간을 나누는 칸막이벽을 가지는, 수평 다관절 로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부품은 상기 복수의 링크 및 상기 엔드이펙터를 회전구동하는 복수의 모터를 포함하고,
    상기 2개의 수용실의 각각은 상기 복수의 모터 중 하나의 모터를 수용하는, 수평 다관절 로봇.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 링크는 상기 내부공간의 적어도 일부를 구획하고, 연직방향으로 떨어진 천장벽 및 바닥벽을 가지고,
    상기 칸막이벽은 상기 천장벽부터 상기 바닥벽까지 연장되어 있는, 수평 다관절 로봇.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 바닥벽은 상기 2개의 수용실의 한쪽 수용실의 하부를 구획하고,
    상기 한쪽 수용실은 상방에 개구하도록 형성되며,
    상기 천장벽은 상기 2개의 수용실의 다른 쪽 수용실의 상부를 구획하고,
    상기 다른 쪽 수용실은 하방에 개구하도록 형성되어 있는, 수평 다관절 로봇.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 링크는 상기 적어도 하나의 링크의 외형을 구획하는 하우징을 가지고,
    상기 하우징은 상기 천장벽 및 상기 바닥벽이 형성된 하우징본체를 가지며,
    상기 칸막이벽은 상기 하우징본체와 단일부재로 형성되어 있는, 수평 다관절 로봇.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 링크는 평면시에 있어서의 상기 적어도 하나의 링크의 외형을 구획하고, 환상으로 형성된 외주벽을 가지며,
    상기 칸막이벽은 상기 외주벽의 내측을 가로질러 연장되고, 상기 외주벽의 적어도 2개소에 연결되어 있는, 수평 다관절 로봇.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 칸막이벽은 굴곡하도록 형성된 굴곡부를 가지는, 수평 다관절 로봇.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 링크는 3개의 링크인, 수평 다관절 로봇.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 링크는 상기 복수의 링크 중 상기 기대에 연결된 링크인, 수평 다관절 로봇.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엔드이펙터는 기판을 홀딩하는 핸드인, 수평 다관절 로봇.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 핸드는 기판으로서 반도체 웨이퍼를 홀딩하고,
    상기 아암 및 상기 핸드는 반도체 웨이퍼를 수용하는 용기와 반도체 웨이퍼를 처리하는 처리장치의 사이에서 반도체 웨이퍼를 반송하는, 수평 다관절 로봇.
  12. 케이스와,
    상기 케이스내에 배치된 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 수평 다관절 로봇을 구비하고,
    상기 수평 다관절 로봇은 상기 케이스에 인접하여 배치되고 또한 기판을 수용하는 용기와, 상기 케이스에 인접하여 배치되고 또한 기판을 처리하는 처리장치의 사이에서 기판을 반송하는, 기판 반송 시스템.
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