TW201410568A - 搬運裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題為提供一種配置各種裝置用的空間限制少的搬運裝置。其解決手段為具備：固定部(1)；設置可相對於上述固定部(1)移動的活動部；及在上述固定部(1)與上述活動部之間所構成的一對線性馬達(3、3)，上述線性馬達(3)是由一次側磁極部(31)與二次側磁極部(32)構成一組，該等一次側磁極部(31)與二次側磁極部(32)是相對配置使上述活動部可相對於上述固定部(1)移動，上述活動部具備可搬運被搬運物的移動體(2)及位在該移動體(2)的寬方向兩端部的上述一次側磁極部(31)或二次側磁極部(32)的其中一方，上述固定部(1)具備上述一次側磁極部(31)或二次側磁極部(32)之中的另一方。

Description

搬運裝置
本發明是有關線性馬達驅動的搬運裝置。
線性馬達驅動的搬運裝置廣為人知。其中一例有如專利文獻1記載的搬運裝置。這是可將載放被搬運物的活動部朝著長方向移動(往返移動)的裝置。在框體的底面具備向上方突出並朝著長方向延伸的一次側磁極部。並且，活動部具備向下方突出並從寬方向兩外側夾持上述一次側磁極部的二次側磁極部。
專利文獻1記載的搬運裝置中，一次側磁極部在框體的寬方向中央設置有一個，二次側磁極部為了從寬方向兩外側夾持一次側磁極部，在跨活動部的可移動範圍，有確保二次側磁極部可通過一次側磁極部的寬方向兩外側的空間的必要。為此，框體內部的中央空間的使用受到限制。
[先前專利文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2010-41889號公報
如上述，由於框體內部的中央空間的使用受到限制，所以感測器類或搬運被搬運物到工作台上用的裝置等，在配置各種裝置時，可配置的空間受到限制。
為此本發明以提供配置各種裝置用的空間限制少的搬運裝置為課題。
本發明的搬運裝置，具備：固定部；設置可相對於上述固定部移動的活動部；及在上述固定部與上述活動部之間所構成的一對線性馬達，上述線性馬達是由一次側磁極部與二次側磁極部構成一組，該等一次側磁極部與二次側磁極部是相對配置使上述活動部可相對於上述固定部移動，上述活動部具備可搬運被搬運物的移動體及位在該移動體與上述活動部的移動方向正交的寬方向兩端部的上述一次側磁極部或二次側磁極部的其中一方，上述固定部具備上述一次側磁極部或二次側磁極部之中的另一方。再者，上述「兩端部」不限於端緣的位置，也包含端緣附近的位置。
根據此一構成，活動部在寬方向的兩端部具備一對線性馬達的一次側磁極部或二次側磁極部中的一方。為此，可在一方的線性馬達與另一方的線性馬達之間確保空間。
並且，上述二次側磁極部在與上述一次側磁極部相對的位置可具備永久磁鐵。根據此構成，僅使得永久磁鐵沿著長方向排列即可製造二次側磁極部。因此，在製造二次側磁極部時，在磁斥力的作用中，沒有進行將永久磁鐵的相同磁極貼合作業的必要，作業效率佳。
並且，上述固定部具備從下方支撐上述活動部的支撐部，上述支撐部具備為規定上述活動部的移動方向，朝著長方向延伸的引導部，上述活動部具備一邊卡合上述引導部並可移動的被引導部，上述引導部及被引導部的正上方位置或正下方位置，具備藉著磁斥力或磁引力將上述活動部向上方推壓，可減輕施加於上述引導部及被引導部的重量負載的負載減輕機構。再者，上述「正上方」「正下方」不僅限於垂直上、下方，也包含垂直上、下方的附近位置。
根據此一構成，在引導部及被引導部的正上方位置或正下方位置，具備藉著固定部與活動部的上下方向距離的保持以減輕施加於引導部及被引導部之重量負載的負載減輕機構。因此，藉重量負載的減輕得以使引導部及被引導部長壽命化。
並且，上述引導部及被引導部是位在上述固 定部及活動部的寬方向的兩端部，上述活動部為寬方向的兩端部，在比上述引導部及被引導部更接近寬方向的外側或內側，可具備安裝上述一次側磁極部或二次側磁極部的其中之一用的安裝部。
根據此一構成，可以使引導部及被引導部與安裝部接近，減小因線性馬達的推進力所產生活動部的位移。因此，由於負載的減輕得以使引導部及被引導部長壽命化。
本發明可在各對的線性馬達間確保空間。因此，可提供配置各種裝置用的空間限制少的搬運裝置。
1‧‧‧固定部、框體
2‧‧‧移動體
23‧‧‧安裝部、搬運台
3‧‧‧線性馬達
31‧‧‧一次側磁極部
32‧‧‧二次側磁極部
4‧‧‧線性導件
41‧‧‧引導部、導軌
42‧‧‧被引導部、導塊
5‧‧‧負載減輕機構
第1圖表示本實施形態的搬運裝置的立體圖(透視圖)。
第2圖表示本實施形態的搬運裝置的縱剖視圖。
第3圖表示其他實施形態的縱剖視圖。
第4圖表示另一其他實施形態的縱剖視圖。
針對本發明，取一實施形態與圖示一起進行以下說明。以下的說明中，方向的表示以和框體1的長方 向一致的方向為長方向，並以和該長方向正交的方向為寬方向說明。再者，關於上下左右的方向雖是以本實施形態的狀態為基準，但是也可以例如和本實施形態上下相反方向的形態(如垂吊搬運被搬運物的形態)實施，本發明不為本實施形態的方向的樣態所限定。且，關於內外方向則是以框體1的寬方向朝向中央的方向為內側方向，相反地以框體1的寬方向從中央遠離的方向為外側方向。
如第1圖及第2圖表示，本實施形態的搬運裝置具備：框體1、搬運台2、線性馬達3、線性導件4及負載減輕機構5。上述各構成元件相對於寬方向的中央配置成線對稱。
框體1具有作為固定部的功能，外形為長方體箱型。且上述固定部是由框體1、線性馬達3的一部份、線性導件4的一部份及負載減輕機構5的一部份所構成。該框體1具備位在下方的底壁部11、位在四方側方的側壁部12及位在上方的頂壁部(頂壁部在說明上省略圖示)。底壁部11的上面配置有構成線性馬達3的一次側磁極部31。又，側壁部12具備有朝著長方向延伸的向上的面的階段部。該階段部是由下側階段部13與上側階段部14的上下兩個部份所構成。下側階段部13具有從下方支撐搬運台2的支撐部的功能，在該下側階段部13的上面配置有構成線性導件4的導軌41。並在上側階段部14的上面配置有構成負載減輕機構5的吸附板51。
以上述各壁部形成有圍繞的空間並朝長方向 延伸的處理室。本實施形態是將底壁部11及側壁部12以鋁合金形成為一體，氣密地組合各壁部，所以可使得該處理室呈真空狀態或減壓狀態。
搬運台2具有可相對於固定部移動而設置之活動部的移動體的功能，位在框體1的上方(詳細為底壁部11的上方)。並且上述活動部是由搬運台2、線性馬達3的一部份、線性導件4的一部份及負載減輕機構5的一部分所構成，可朝長方向移動。該搬運台2可藉馬達3的驅動在框體1內朝著長方向移動(往返移動)。該搬運台2具備寬方向位於中央側的載放部21與位於兩端側的被支撐部22。將電子零組件等的被搬運物(例如矽晶圓)載放於載放部21的上面進行搬運。順帶一提，搬運台2的長方向尺寸是對應被搬運物的尺寸來設定。在該載放部21例如也可配置機器手臂等，使被搬運物在搬運台2上移動、上舉或旋轉等的裝置。且被支撐部22被形成在比載放部21的更下方，線性導件4是位在該被支撐部22的下方，且負載減輕機構5是位於上方。
搬運台2在寬方向兩端部具備支撐構成線性馬達3的二次側磁極部32用的二次側支撐托架23。該二次側支撐托架23為板狀，從載放部21的下面向下方延伸。且，搬運台2在比上述二次側支撐托架23更朝著寬方向外側的位置上，具備構成線性導件4的導塊42。搬運台2的寬方向兩端部的上面，安裝有構成負載減輕機構5的永久磁鐵52。並設有檢測搬運台2的長方向位置的感 測器中的一部份。本實施形態為磁致伸縮感測器61的磁鐵部612。再者，該磁致伸縮感測器61是如第1圖表示，藉位於磁致伸縮線部611一端的檢測部613檢測磁鐵部612所賦予設置在框體1朝長方向延伸之磁致伸縮線部611的扭轉伸縮，可檢測磁鐵部612的(即搬運台2的)長方向位置。並根據需要，搬運台2上具備對機器手臂等的裝置進行供電用的供電機構(未圖示)。
接著針對線性馬達3說明。該線性馬達3構成在固定部與活動部之間(跨固定部與活動部)。本實施形態的線性馬達3為同步型線性馬達，在二次側使用永久磁鐵。該線性馬達3是由朝長方向成直線延伸的一列的一次側磁極部31及位在與該一次側磁極部31平行，朝著長方向成直線延伸的一列的二次側磁極部32所構成。即，該線性馬達3以一次側磁極部31及二次側磁極部32構成一組，相對配置一次側磁極部31與二次側磁極部32使活動部可相對於固定部移動。即相對配置使得產生的推進力作用而在長方向移動搬運台2。
框體1具備一次側磁極部31，搬運台2具備二次側磁極部32。並且，將一對線性馬達3、3定位以使其與搬運台2的寬方向兩端部(第2圖的左右端部)一致。亦即，本實施形態的搬運裝置為搬運台2的每一台具備兩台的線性馬達3，寬方向的一端部具備一台，另一端部具備一台。
一次側磁極部31雖未圖示，但具備芯子與捲 繞於芯子的線圈。另外，也可以無芯子僅具備線圈的構造。上述芯子與線圈的組合是以對應三相交流的U相、V相、W相的順序排成一列，藉著對線圈的導電，主要對寬方向的內側產生磁通。芯子及線圈是以不鏽鋼合金等的非磁性體所構成的殼體311包覆。該殼體311在真空環境下或減壓環境下使用搬運裝置的場合，具有作為真空(減壓)區域和大氣區域的隔壁的功能。該一次側磁極部31是如第1圖表示，在長方向間歇配置。又如第1圖及第2圖表示，在寬方向成相對配置。
二次側磁極部32是由透過間隔件23a固定在二次側支撐托架23的複數永久磁鐵321~321所構成。該等複數永久磁鐵321~321對於露出內側方向的磁極，配置使N極與S極鄰接於長方向。該二次側磁極部32在上述一次側磁極部31的內側與一次側磁極部31相對保持著預定的間隔(間隙)。亦即，二次側磁極部32在與一次側磁極部31相對的位置具備永久磁鐵321~321。
在此，習知的搬運裝置存在有一次側磁極部從寬方向兩側夾持一個二次側磁極部的構成。該構成的二次側磁極部所產生的磁通方向必需有寬方向的一方(例如左方)與另一方(例如右方)的雙方。因此，使用永久磁鐵形成二次側磁極部的場合必須貼合相同磁極的彼此間。但是，此一貼合必須在磁斥力的作用中進行所以作業效率不佳。
相對於此，本實施形態的二次側磁極部32只 要將永久磁鐵321~321沿著長方向並排即可製造。因此，不需如上述在磁斥力的作用中進行永久磁鐵的相同磁極彼此間貼合的作業，製造二次側磁極部32時的作業效率佳。
從上述一次側磁極部31與二次側磁極部32構成單體的線性馬達3。並使得一對線性馬達3、3分開位於寬方向。藉此，如第2圖表示，框體1的中央，搬運台2的下方可確保空間S。本實施形態是在以上所確保的空間S，如第1圖表示，設置檢測搬運台2的長方向位置用的感測器(雷射感測器62)。由於反射從雷射感測器62的雷射照射部621所照射的雷射光返回雷射感測器62，雖未圖示，但是在搬運台2的載放部21的下部，設有反射鏡部使反射面與上述雷射照射部621相對。另外，該雷射感測器62是與上述磁致伸縮感測器61不同的感測器。本實施形態中，搬運台2的長方向位置的檢測，主要是雷射感測器62來進行，磁致伸縮感測器61為備用。如上述由於可確保空間S，可以提升配置搬運裝置的各種構成元件時的自由度。
另外，單體的線性馬達3的一次側磁極部31與二次側磁極部32的相對處為一處，各磁極部31、32的面彼此間相對，所以和以往所存在二次側磁極部位於一次側磁極部的寬方向兩側的構成比較時，將一次側磁極部31與二次側磁極部32的間隔(間隙)設定成正確值的作業容易。
並且，移動搬運台2用的驅動力是在搬運台2寬方向的兩端部產生，所以使搬運台2彎曲的力的產生源分散不會集中。因此，可使得搬運台2的彎曲變小。
線性導件4是如第2圖表示，相對於框體1側的長方向延伸作為引導部的導軌41，被引導部是跨固定於搬運台2的導塊42所構成。藉此構成，規定搬運台2的移動方向。
滾珠軸承(未圖示)是位在導軌41與導塊42之間，可以小的阻力沿著導軌41移動導塊42。該線性導件4是位在線性馬達3寬方向的更外側。
和以往在框體1的中央具備線性馬達3的構成比較，可以使線性馬達3與線性導件4接近。所以，可減小因線性馬達3的推進力所產生搬運台2的位移。因此，可減輕施加於線性導件4(尤其是滾珠軸承)的負載。尤其在真空環境下或減壓環境下所使用搬運裝置中，為防止因潤滑油飛濺造成的汙染，和使用環境油的軸承比較使用持久性低的含油軸承，由於此負載的減輕可以使線性導件4長壽命化。
負載減輕機構5具有位在框體1側的磁性體的吸附板51，及位在搬運台2側的永久磁鐵52。吸附板51位在永久磁鐵52的上方。該負載減輕機構5位在線性導件4的正上方(另外，本說明書中的「正上方」在概念上不僅限於垂直上方也包含垂直上方的附近位置)。藉此構成，以永久磁鐵52相對於吸附板51的磁引力將搬運台 2朝著上方(正上方)彈推。可減輕作用於該搬運台2彈推力的量、施加於線性導件4的重量負載。因此，可減小線性導件4施加於滾珠軸承的負擔，獲得線性導件4的長壽命化。又，使用永久磁鐵可簡化負載減輕機構5的構成。
以上，雖針對本發明之一實施形態已作說明，但本發明不限於上述實施形態，在不脫離本發明主旨的範圍內可進行種種的變更。
例如，本實施形態的搬運裝置雖將框體1內的處理室設成真空環境或減壓環境，但不限於此，也可以在大氣環境使用。並且，處理室也可以是惰性氣體環境。
另外，本實施形態中，一次側磁極部31在寬方向位於外側，二次側磁極部32是位於內側，但是，也可以如第3圖表示，一次側磁極部31是位在內側，而二次側磁極部32是位於外側。並且，本實施形態中，一次側磁極部31與二次側磁極部32是並列於水平方向(左右方向)，但也可以如第4圖表示，並列在上下方向。
又，本實施形態中，框體1具備一次側磁極部31，搬運台2具備二次側磁極部32，但相反地，框體1也可具備二次側磁極部32，搬運台2可具備一次側磁極部31。
另外，本實施形態的一次側磁極部31雖是間歇配置在長方向，但也可以連續配置。且本實施形態的一次側磁極部31雖相對於寬方向的中心線成對稱配置，但也可以偏位配置。但是，在真空環境下或減壓環境下使用 搬運裝置的場合，為抑制隨減壓導致各構成元件的不均勻變形，以相對配置為佳。
又，二次側磁極部32也可具備芯子及捲繞於芯子的線圈。
並且，負載減輕機構5也可以位於線性導件4的正下方(本說明書中的「正下方」，概念上不僅限於垂直下方也包含垂直下方的附近位置)。例如也可以使永久磁鐵的相同磁極相對，藉磁斥力將搬運台2向上方彈推。也可使用電磁鐵來取代永久磁鐵。
又，本實施形態的長方向為直線方向(沿直線的方向)，但不限於此，框體1為彎曲形狀或環狀，藉以使長方向形成沿曲線的方向。
1‧‧‧框體
2‧‧‧移動體
3‧‧‧線性馬達
4‧‧‧線性導件
5‧‧‧負載減輕機構
11‧‧‧底壁部
12‧‧‧側壁部
13‧‧‧下側階段部
14‧‧‧上側階段部
21‧‧‧載放部
22‧‧‧被支撐部
23‧‧‧二次側支撐托架
31‧‧‧一次側磁極部
32‧‧‧二次側磁極部
41‧‧‧導軌
42‧‧‧導塊
51‧‧‧吸附板
52‧‧‧永久磁鐵
62‧‧‧雷射感測器
611‧‧‧磁致伸縮線部
612‧‧‧磁鐵部
613‧‧‧檢測部
621‧‧‧雷射照射部
311‧‧‧殼體

Claims (4)

  1. 一種搬運裝置，具備：固定部；活動部，設置可相對於上述固定部移動；及一對線性馬達，構成於上述固定部與上述活動部之間，上述線性馬達是由一次側磁極部與二次側磁極部構成一組，該等一次側磁極部與二次側磁極部是相對配置使上述活動部可相對於上述固定部移動，上述活動部具備：可搬運被搬運物的移動體，及位在該移動體與上述活動部的移動方向正交的寬方向兩端部的上述一次側磁極部或二次側磁極部的其中一方，上述固定部具備上述一次側磁極部或二次側磁極部之中的另一方。
  2. 如申請專利範圍第1項記載的搬運裝置，其中，上述二次側磁極部在與上述一次側磁極部相對的位置具備永久磁鐵。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項記載的搬運裝置，其中，上述固定部具備從下方支撐上述活動部的支撐部，上述支撐部具備為規定上述活動部的移動方向，朝著長方向延伸的引導部，上述活動部具備一邊卡合上述引導部並可移動的被引導部，上述引導部及被引導部的正上方位置或正下方位置， 具備藉著磁斥力或磁引力將上述活動部向上方推壓，可減輕施加於上述引導部及被引導部的重量負載的負載減輕機構。
  4. 如申請專利範圍第3項記載的搬運裝置，其中，上述引導部及被引導部是位在上述固定部及活動部的寬方向的兩端部，上述活動部為寬方向的兩端部，在比上述引導部及被引導部更接近寬方向的外側或內側，具備安裝上述一次側磁極部或二次側磁極部的其中之一用的安裝部。
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