TW202120278A - 產業用機器人 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種產業用機器人，包括具有以在左右方向上空開間隔的狀態配置的兩根支柱的門型的門型框架，即便可將搭載在手的搬送對象物在前後方向上搬送至離門型框架更遠的位置為止，也可以防止臂與支柱的干涉。在產業用機器人（1）中，若將第一臂部（10）相對於臂支撐部（5）的轉動中心設為轉動中心（C1），將第二臂部（11）相對於第一臂部（10）的轉動中心設為轉動中心（C2），將兩根支柱（16）之間的左右方向的中心位置設為支柱間中心（CL1），則當第一臂部（10）相對於臂支撐部（5）轉動且轉動中心（C2）在前後方向上配置在與轉動中心（C1）相同的位置時，轉動中心（C2）配置在與支柱間中心（CL1）相比更靠左右方向的一側的位置，另一方面，轉動中心（C1）配置在與支柱間中心（CL1）相比更靠左右方向的另一側的位置。

Description

產業用機器人
本發明關於一種搬送半導體晶片等搬送對象物的產業用機器人。
以往，搬送半導體晶片的搬送裝置已為人所知（例如，參照專利文獻1）。專利文獻1中記載的搬送裝置包括門型框架、及可升降地保持在門型框架的移動體。門型框架包括以在左右方向上空開間隔的狀態配置的兩個支柱、及將兩個支柱的上下的兩端部彼此連接的兩個連結部。移動體包括作為多關節臂的搬送臂、可轉動地連結在搬送臂的前端側的手（末端執行器）、以及搬送臂的基端側可轉動地連結的基座。
在專利文獻1中記載的搬送裝置中，搬送臂包含供基端側可轉動地連結在基座的第一臂部、及供基端側可轉動地連結在第一臂部的前端側的第二臂部。手可轉動地連結在第二臂部的前端側。在手搭載半導體晶片。基座可升降地安裝在兩個支柱。移動體在左右方向上配置在兩個支柱之間。在專利文獻1中記載的搬送裝置中，當搬送半導體晶片時，臂進行伸縮，以使手以手的前端朝向前後方向的一側的固定的姿勢在前後方向上進行直線移動。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2013-118229號公報
[發明所欲解決之課題] 在如專利文獻1中記載的搬送裝置那樣的搬送裝置中，若使第一臂部及第二臂部的長度變長，則可使搬送臂伸長時的搬送臂的前後方向的長度變長，因此可將搭載在手的半導體晶片在前後方向上搬送至離門型框架更遠的位置為止。另一方面，在所述搬送裝置的情況下，若使第一臂部及第二臂部的長度變長，則當伸長的搬送臂收縮時，產生第一臂部與第二臂部的連結部分、或第二臂部與手的連結部分干涉門型框架的支柱的擔憂。
因此，本發明的課題在於提供一種產業用機器人，包括具有以在左右方向上空開間隔的狀態配置的兩根支柱的門型的門型框架，即便可將搭載在手的搬送對象物在前後方向上搬送至離門型框架更遠的位置為止，也可以防止臂與支柱的干涉。 [解決問題的技術手段]
為了解決所述課題，本發明的產業用機器人的特徵在於包括：手，搭載搬送對象物；臂，手可轉動地連結在所述臂的前端側，並且在水平方向上伸縮；臂支撐部，臂的基端側可轉動地連結在臂支撐部；以及門型的門型框架，可升降地保持臂支撐部；臂包括：第一臂部，基端側可轉動地連結在臂支撐部；以及第二臂部，基端側可轉動地連結在第一臂部的前端側，並且供手可轉動地連結在前端側；若將水平方向中的規定的方向設為左右方向，將與上下方向及左右方向正交的方向設為前後方向，則門型框架包括以在左右方向上空開間隔的狀態配置的兩根支柱，手及臂在左右方向上配置在兩根支柱之間，若將第一臂部相對於臂支撐部的轉動中心設為第一轉動中心，將第二臂部相對於第一臂部的轉動中心設為第二轉動中心，將手相對於第二臂部的轉動中心設為第三轉動中心，將左右方向上的兩根支柱之間的中心位置設為支柱間中心，則第一轉動中心與第二轉動中心的距離、和第二轉動中心與第三轉動中心的距離變成相等，當第一臂部相對於臂支撐部轉動且第二轉動中心在前後方向上配置在與第一轉動中心相同的位置時，第二轉動中心配置在與支柱間中心相比更靠左右方向的一側的位置，第一轉動中心配置在與支柱間中心相比更靠左右方向的另一側的位置。
在本發明的產業用機器人中，若將第一臂部相對於臂支撐部的轉動中心設為第一轉動中心，將第二臂部相對於第一臂部的轉動中心設為第二轉動中心，將手相對於第二臂部的轉動中心設為第三轉動中心，則第一轉動中心與第二轉動中心的距離、和第二轉動中心與第三轉動中心的距離變成相等。另外，在本發明中，若將左右方向上的兩根支柱之間的中心位置設為支柱間中心，則當第一臂部相對於臂支撐部轉動且第二轉動中心在前後方向上配置在與第一轉動中心相同的位置時，第二轉動中心配置在與支柱間中心相比更靠左右方向的一側的位置，另一方面，第一轉動中心配置在與支柱間中心相比更靠左右方向的另一側的位置。
因此，在本發明中，即便使第一臂部及第二臂部的長度變長，使臂伸長時的臂的前後方向的長度變長，當伸長的臂收縮時，也可以防止第一臂部與第二臂部的連結部分、或第二臂部與手的連結部分干涉支柱。因此，在本發明中，即便可將搭載在手的搬送對象物在前後方向上搬送至離門型框架更遠的位置為止，也可以防止臂與支柱的干涉。
在本發明中，優選手在收縮狀態的臂伸長時，以手的前端朝向前後方向的一側的固定的姿勢朝前後方向的一側進行直線移動，若將門型框架的前後方向的中心位置設為框架中心，則第一轉動中心配置在與框架中心相比更靠前後方向的另一側的位置。若如此構成，則例如可使搭載在手的搬送對象物及手在前後方向上退避至離搬送對象物被產業用機器人搬送的規定的裝置更遠的位置為止。
在本發明中，優選手的前後方向的長度比第一臂部的長度及第二臂部的長度長。若如此構成，則例如當在搬送對象物被產業用機器人搬送的規定的處理裝置的蓋形成有手可進出，但臂無法進出的大小的開口部時，可防止處理裝置的蓋與臂的干涉，並將搭載在手的搬送對象物搬送至處理裝置的更裡側為止。
在本發明中，優選產業用機器人包括以可實現將上下方向作為轉動的軸方向的門型框架的轉動的方式，載置門型框架的基底構件，手在臂伸縮時，以手的前端朝向前後方向的一側的固定的姿勢在前後方向上進行直線移動，若將門型框架相對於基底構件的轉動中心設為第四轉動中心，將手的左右方向的中心位置設為手中心，則第一轉動中心配置在左右方向上與第四轉動中心錯開的位置，手中心配置在左右方向上與第四轉動中心相同的位置。
若如此構成，則手中心配置在左右方向上與第四轉動中心相同的位置，因此即便第一轉動中心配置在左右方向上與第四轉動中心錯開的位置，例如和手中心配置在左右方向上與第一轉動中心相同的位置的情況相比，對搬送對象物進行搬送時的產業用機器人的控制也變得容易。 [發明的效果]
如上所述，在本發明中，在包括具有以在左右方向上空開間隔的狀態配置的兩根支柱的門型的門型框架的產業用機器人中，即便可將搭載在手的搬送對象物在前後方向上搬送至離門型框架更遠的位置為止，也可以防止臂與支柱的干涉。
以下，一邊參照圖式一邊對本發明的實施方式進行說明。
（產業用機器人的構成） 圖1是本發明的實施方式的產業用機器人1的立體圖。圖2是圖1中所示的產業用機器人1的平面圖。圖3是圖1中所示的產業用機器人1的臂4收縮的狀態的平面圖。圖4是圖1中所示的產業用機器人1的臂4的伸縮動作的中途的狀態的平面圖。
本形態的產業用機器人1（以下，設為“機器人1”）是用於搬送作為搬送對象物的半導體晶片2（以下，設為“晶片2”）的水平多關節型的機器人。機器人1例如從對晶片2進行規定的處理的處理裝置（省略圖示）搬出晶片2、及朝處理裝置搬入晶片2。晶片2形成為圓板狀。
機器人1包括：手3，搭載晶片2；臂4，手3可轉動地連結在所述臂的前端側，並且在水平方向上伸縮；臂支撐部5，臂4的基端側可轉動地連結在臂支撐部5；門型的門型框架6，可升降地保持臂支撐部5；以及基底構件7，以可實現將上下方向（圖1等的Z方向）作為轉動的軸方向的門型框架6的轉動的方式，載置門型框架6。另外，機器人1包括：驅動機構（省略圖示），使臂4相對於臂支撐部5伸縮，並且使手3相對於臂4轉動；升降機構（省略圖示），使臂支撐部5相對於門型框架6升降；以及轉動機構（省略圖示），使門型框架6相對於基底構件7轉動。
臂4包含第一臂部10與第二臂部11。第一臂部10的基端側可轉動地連結在臂支撐部5。第二臂部11的基端側可轉動地連結在第一臂部10的前端側。手3可轉動地連結在第二臂部11的前端側。手3包含搭載晶片2的手叉部12、及連結在臂4的手基部13。
手叉部12形成為雙叉狀，手3整體形成為大致Y形狀。手叉部12的基端部固定在手基部13的前端部。手基部13的基端側可轉動地連結在第二臂部11的前端側。手3、第二臂部11及第一臂部10從上側起以此順序配置。臂支撐部5形成為空心的塊狀。第一臂部10的基端側可轉動地連結在臂支撐部5的上表面。
如上所述，機器人1包括使臂4相對於臂支撐部5伸縮，並且使手3相對於臂4轉動的驅動機構。驅動機構包括配置在臂支撐部5的內部的馬達、及將馬達的動力傳達至臂4及手3的動力傳達機構。馬達配置在臂支撐部5與第一臂部10的連結部分的下側。動力傳達機構例如包括配置在臂支撐部5的內部的減速機、以及配置在臂4的內部的帶（belt）及滑輪。
驅動機構使第一臂部10相對於臂支撐部5轉動、且使第二臂部11相對於第一臂部10轉動，並且使手3相對於第二臂部11轉動。另外，驅動機構使臂4伸縮，以使手3在朝向固定方向的狀態下進行直線移動。
在以下的說明中，將水平方向中的手3的往返移動方向（圖1等的X方向）設為前後方向，將與前後方向及上下方向正交的圖1等的Y方向設為左右方向。另外，在以下的說明中，將作為前後方向的一側的圖1等的X1方向側設為“前”側，將作為前後方向的另一側的圖1等的X2方向側設為“後”側，將作為左右方向的一側的圖1等的Y2方向側設為“左”側，將作為左右方向的另一側的圖1等的Y1方向側設為“右”側。
在本形態中，手3在臂4伸縮時，以手3的前端（即，手叉部12的前端）朝向前側的固定的姿勢在前後方向上進行直線移動。具體而言，手3在收縮狀態的臂4（參照圖3）伸長時，以手3的前端朝向前側的固定的姿勢朝前側進行直線移動，在伸長狀態的手3（參照圖2）收縮時，以手3的前端朝向前側的固定的姿勢朝後側進行直線移動。
另外，在圖2中圖示臂4最伸長且手3移動至最前側為止的狀態。對晶片2進行規定的處理的處理裝置配置在機器人1的前側，在圖2中所示的狀態下，手3配置在處理裝置中。另外，在圖3中圖示臂4收縮且手3移動至最後側為止的狀態。在本形態中，在此狀態下，門型框架6相對於基底構件7轉動。即，在此狀態下，機器人1回旋。另外，在此狀態時，機器人1的回旋半徑變成最小。
門型框架6包括以在左右方向上空開間隔的狀態配置的兩根支柱16。支柱16形成為將上下方向作為長邊方向的柱狀。手3及臂4在左右方向上配置在兩根支柱16之間。另外，門型框架6包括：連結部17，將兩根支柱16的上端部彼此連接；以及框架下部18，固定兩根支柱16的下端部，並且構成門型框架6的下端部。基底構件7構成機器人1的下端部。基底構件7形成為平板狀。框架下部18可轉動地連結在基底構件7的上表面。
如上所述，機器人1包括使臂支撐部5相對於門型框架6升降的升降機構。升降機構包括：馬達、將馬達的動力傳達至臂支撐部5的動力傳達機構、以及在上下方向上引導臂支撐部5的引導機構。升降機構的動力傳達機構例如包括配置在支柱16的內部的滾珠螺杆。或者，升降機構的動力傳達機構包括配置在支柱16的內部的帶及滑輪。引導機構包括沿著支柱16配置的導軌、及與導軌卡合併固定在臂支撐部5的導塊。
另外，如上所述，機器人1包括使門型框架6相對於基底構件7轉動的轉動機構。轉動機構包括馬達、及將馬達的動力傳達至框架下部18的動力傳達機構。轉動機構的動力傳達機構例如包括配置在框架下部18的內部的帶及滑輪。
在本形態中，第一臂部10相對於臂支撐部5的轉動中心C1與第二臂部11相對於第一臂部10的轉動中心C2的距離L1（參照圖2）、和手3相對於第二臂部11的轉動中心C3與轉動中心C2的距離L2（參照圖2）變成相等。本形態的轉動中心C1是第一轉動中心，轉動中心C2是第二轉動中心，轉動中心C3是第三轉動中心。
另外，在本形態中，如上所述，手3在臂4伸縮時，以手3的前端朝向前側的固定的姿勢在前後方向上進行直線移動，因此轉動中心C1與轉動中心C3在左右方向上經常配置在相同的位置。另外，在本形態中，第一臂部10的長度與第二臂部11的長度變成相等。另外，在臂4伸縮時，以手3的前端朝向前側的固定的姿勢在前後方向上進行直線移動的手3的前後方向的長度比第一臂部10的長度及第二臂部11的長度長。
若第一臂部10相對於臂支撐部5轉動，則轉動中心C2如圖4所示，當從上下方向觀察時，在將轉動中心C1作為曲率中心，並且朝左側鼓起的半圓弧狀的假想線VL上穿過。若將左右方向上的兩根支柱16之間的中心位置設為支柱間中心CL1，則如圖4所示，當第一臂部10相對於臂支撐部5轉動且轉動中心C2在前後方向上配置在與轉動中心C1相同的位置時，轉動中心C2配置在與支柱間中心CL1相比更靠左側的位置。即，當轉動中心C2在前後方向上配置在與轉動中心C1相同的位置時，臂4以第一臂部10和第二臂部11的連結部分配置在與支柱間中心CL1相比更靠左側的位置的方式收縮。另外，此時，當從上下方向觀察時，轉動中心C1與轉動中心C3重疊。
另外，轉動中心C1配置在與支柱間中心CL1相比更靠右側的位置。即，臂支撐部5和第一臂部10的連結部分配置在與支柱間中心CL1相比更靠右側的位置。另外，如圖2所示，若將門型框架6的前後方向的中心位置設為框架中心CL2，則轉動中心C1配置在與框架中心CL2相比更靠後側的位置。另外，轉動中心C1在左右方向上，配置在與門型框架6相對於基底構件7的轉動中心C4錯開的位置。具體而言，轉動中心C1配置在與轉動中心C4相比更靠右側的位置。另外，轉動中心C1配置在與轉動中心C4相比更靠後側的位置。轉動中心C4配置在與支柱間中心CL1相比更靠右側的位置，並且配置在與框架中心CL2相比更靠後側的位置。本形態的轉動中心C4是第四轉動中心。
若將在臂4伸縮時，以手3的前端朝向前側的固定的姿勢在前後方向上進行直線移動的手3的左右方向的中心位置設為手中心CL3，則手中心CL3在左右方向上配置在與轉動中心C4相同的位置。即，在臂4伸縮時，若從上下方向觀察，則手中心CL3在轉動中心C4上穿過。
（本形態的主要效果） 如以上說明那樣，在本形態中，轉動中心C1與轉動中心C2的距離L1、和轉動中心C2與轉動中心C3的距離L2變成相等。另外，在本形態中，當第一臂部10相對於臂支撐部5轉動且轉動中心C2在前後方向上配置在與轉動中心C1相同的位置時，轉動中心C2配置在與支柱間中心CL1相比更靠左側的位置，另一方面，轉動中心C1配置在與支柱間中心CL1相比更靠右側的位置。
因此，在本形態中，即便使第一臂部10及第二臂部11的長度變長，使臂4伸長時的臂4的前後方向的長度變長，當伸長的臂4收縮時，也可以防止第一臂部10與第二臂部11的連結部分、或第二臂部11與手3的連結部分干涉兩根支柱16。因此，在本形態中，即便可將搭載在手3的晶片2朝前側搬送至離門型框架6更遠的位置為止，也可以防止臂4與支柱16的干涉。
在本形態中，轉動中心C1配置在與框架中心CL2相比更靠後側的位置。因此，在本形態中，當使臂4收縮至圖3中所示的狀態為止時，可使搭載在手3的晶片2及手3在前後方向上退避至離配置在機器人1的前側的處理裝置更遠的位置為止。因此，在本形態中，當機器人1回旋時，容易防止晶片2及手3與處理裝置的干涉。
在本形態中，手3的前後方向的長度比第一臂部10的長度及第二臂部11的長度長。因此，在本形態中，例如當在構成處理裝置的後表面的蓋形成有手3可進出，但臂4無法進出的大小的開口部時，可防止處理裝置的蓋與臂4的干涉，並將搭載在手3的晶片2搬送至處理裝置的更裡側（前側）為止。
在本形態中，手中心CL3在左右方向上配置在與轉動中心C4相同的位置。因此，在本形態中，即便轉動中心C1在左右方向上配置在與轉動中心C4錯開的位置，例如和手中心CL3在左右方向上配置在與轉動中心C1相同的位置的情況相比，搬送晶片2時的機器人1的控制也變得容易。
（其他實施方式） 所述形態是本發明的適宜的形態的一例，但並不限定於此，可在不變更本發明的主旨的範圍內實施各種變形。
在所述形態中，轉動中心C1也可以在前後方向上配置在與框架中心CL2相同的位置，也可以配置在與框架中心CL2相比更靠前側的位置。另外，在所述形態中，手3的前後方向的長度也可以與第一臂部10、第二臂部11的長度相同，也可以比第一臂部10、第二臂部11的長度短。
在所述形態中，轉動中心C1也可以在左右方向上配置在與轉動中心C4相同的位置，也可以配置在與轉動中心C4相比更靠左側的位置。另外，轉動中心C1也可以在前後方向上配置在與轉動中心C4相同的位置，也可以配置在與轉動中心C4相比更靠前側的位置。另外，在所述形態中，手中心CL3也可以在左右方向上配置在與轉動中心C4錯開的位置。
在所述形態中，轉動中心C4也可以在左右方向上配置在與支柱間中心CL1相同的位置，也可以在前後方向上配置在與框架中心CL2相同的位置。另外，在所述形態中，轉動中心C4也可以配置在與支柱間中心CL1相比更靠左側的位置，也可以配置在與框架中心CL2相比更靠前側的位置。另外，在所述形態中，也可以藉由機器人1來搬送晶片2以外的搬送對象物。例如，也可以藉由機器人1來搬送玻璃基板。
1:機器人（產業用機器人） 2:晶片（半導體晶片、搬送對象物） 3:手 4:臂 5:臂支撐部 6:門型框架 7:基底構件 10:第一臂部 11:第二臂部 12:手叉部 13:手基部 16:支柱 17:連結部 18:框架下部 C1:轉動中心（第一轉動中心） C2:轉動中心（第二轉動中心） C3:轉動中心（第三轉動中心） C4:轉動中心（第四轉動中心） CL1:支柱間中心 CL2:框架中心 CL3:手中心 L1:第一轉動中心與第二轉動中心的距離 L2:第二轉動中心與第三轉動中心的距離 VL:假想線 X:前後方向 X1:前後方向的一側（前側） X2:前後方向的另一側（後側） Y:左右方向 Y1:左右方向的另一側（右側） Y2:左右方向的一側（左側） Z:上下方向
圖1是本發明的實施方式的產業用機器人的立體圖。 圖2是圖1中所示的產業用機器人的平面圖。 圖3是圖1中所示的產業用機器人的臂收縮的狀態的平面圖。 圖4是圖1中所示的產業用機器人的臂的伸縮動作的中途的狀態的平面圖。
1:機器人(產業用機器人)
2:晶片(半導體晶片、搬送對象物)
3:手
4:臂
5:臂支撐部
6:門型框架
7:基底構件
10:第一臂部
11:第二臂部
12:手叉部
13:手基部
16:支柱
17:連結部
18:框架下部
C1:轉動中心(第一轉動中心)
C2:轉動中心(第二轉動中心)
C3:轉動中心(第三轉動中心)
C4:轉動中心(第四轉動中心)
CL1:支柱間中心
CL3:手中心
VL:假想線
X:前後方向
X1:前後方向的一側(前側)
X2:前後方向的另一側(後側)
Y:左右方向
Y1:左右方向的另一側(右側)
Y2:左右方向的一側(左側)
Z:上下方向

Claims (5)

  1. 一種產業用機器人，其特徵在於包括： 手，搭載搬送對象物；臂，所述手能夠轉動地連結在所述臂的前端側，並且在水平方向上伸縮；臂支撐部，所述臂的基端側能夠轉動地連結在所述臂支撐部；以及門型的門型框架，能夠升降地保持所述臂支撐部； 所述臂包括：第一臂部，基端側能夠轉動地連結在所述臂支撐部；以及第二臂部，基端側能夠轉動地連結在所述第一臂部的前端側，並且供所述手能夠轉動地連結在前端側； 若將水平方向中的規定的方向設為左右方向，將與上下方向及左右方向正交的方向設為前後方向， 則所述門型框架包括以在左右方向上空開間隔的狀態配置的兩根支柱， 所述手及所述臂在左右方向上配置在兩根所述支柱之間， 若將所述第一臂部相對於所述臂支撐部的轉動中心設為第一轉動中心，將所述第二臂部相對於所述第一臂部的轉動中心設為第二轉動中心，將所述手相對於所述第二臂部的轉動中心設為第三轉動中心，將左右方向上的兩根所述支柱之間的中心位置設為支柱間中心， 則所述第一轉動中心與所述第二轉動中心的距離、和所述第二轉動中心與所述第三轉動中心的距離變成相等， 當所述第一臂部相對於所述臂支撐部轉動且所述第二轉動中心在前後方向上配置在與所述第一轉動中心相同的位置時，所述第二轉動中心配置在與所述支柱間中心相比更靠左右方向的一側的位置， 所述第一轉動中心配置在與所述支柱間中心相比更靠左右方向的另一側的位置。
  2. 如請求項1所述的產業用機器人，其中， 所述手在收縮狀態的所述臂伸長時，以所述手的前端朝向前後方向的一側的固定的姿勢朝前後方向的一側進行直線移動， 若將所述門型框架的前後方向的中心位置設為框架中心， 則所述第一轉動中心配置在與所述框架中心相比更靠前後方向的另一側的位置。
  3. 如請求項1或2所述的產業用機器人，其中， 所述手的前後方向的長度比所述第一臂部的長度及所述第二臂部的長度長。
  4. 如請求項1或2所述的產業用機器人，其中， 包括以能夠實現將上下方向作為轉動的軸方向的所述門型框架的轉動的方式，載置所述門型框架的基底構件， 所述手在所述臂伸縮時，以所述手的前端朝向前後方向的一側的固定的姿勢在前後方向上進行直線移動， 若將所述門型框架相對於所述基底構件的轉動中心設為第四轉動中心，將所述手的左右方向的中心位置設為手中心， 則所述第一轉動中心配置在左右方向上與所述第四轉動中心錯開的位置， 所述手中心配置在左右方向上與所述第四轉動中心相同的位置。
  5. 如請求項3所述的產業用機器人，其中， 包括以能夠實現將上下方向作為轉動的軸方向的所述門型框架的轉動的方式，載置所述門型框架的基底構件， 所述手在所述臂伸縮時，以所述手的前端朝向前後方向的一側的固定的姿勢在前後方向上進行直線移動， 若將所述門型框架相對於所述基底構件的轉動中心設為第四轉動中心，將所述手的左右方向的中心位置設為手中心， 則所述第一轉動中心配置在左右方向上與所述第四轉動中心錯開的位置， 所述手中心配置在左右方向上與所述第四轉動中心相同的位置。
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