TW552185B - Driving device for robot hand - Google Patents

Description

552185 Α7 Β7 五、發明說明（1 ) [發明所屬技術領域】 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於一種機器人手臂之驅動裝置，詳言之， 係關於可用K保持並移動半導體晶圓、液晶顯示器、電漿 顯示器用玻璃基板等薄層基板之機器人手臂之驅動裝置。 [習知技術】 習知技術中，例如水平多闞節型機器人等具有可用Μ 保持並移動薄層基板之手臂的機器人中，已知者有第17圖 所示型態的機器人，其具備有反轉機構32，藉Μ令手臂6 Κ 一致於手臂長度方向之水平軸31為軸而旋轉。 具備習知反轉機構32之機器人，係如第17_所示地， 在臂部4、5向前伸出之狀態下，令手臂6反轉，或者如 第18圖所示地，藉著將手臂6設定在充分離開第一臂部5 之高度位置，使手臂6在反轉時，薄曆基板8不會干擾到 手臂4、5。 [發明所欲解決之問題】 然而，在前者之情形中，有轉動軌跡（機器人之公稱 回旋範圍）擴大的問題，而在後者的情形中，則有基板移 動路線上昇的問題。而且，兩者皆難Μ適用於雙壁式機器 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 人0 本發明之目的在解決習知機器人之上逑問題，而提供 一種可使轉動軌跡縮小，同時可防止基板移動路線上昇， 且對於雙臂式機器人亦容易適用之機器人手臂用驅動裝置。 [解決課題所用之方案] 本發明之機器人手臂之驅動裝置，係為一種可保持並 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 552185 A7 B7 五、發明說明（2 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 移動薄層基板之機器人手臂用驅動裝置，其特徵在具備有 反轉機構，使機器人手臂K垂直相交於手臂長度方向之水 平軸為軸而旋轉。 藉由前逑反轉機構使保持有前逑薄層基板之機器人手 臂旋轉之期間，係對前逑機器人手臂在手臂長度方向上之 位置加K控制，俾將前逑薄層基板的中心位置在手臂長度 方向上維持於一定位置。 再者，前述水平軸上配設有齒間鬆隙抑制機構。 [發明之實_形態】 Μ下參佐圖面詳细說明本發明之實施形態。 第1圖為組裝有本發明實_形態之機器人手臂用驅動 裝置的單臂式水平多闞節型機器人之側視圖。第2圖為該 水平多關節型機器人之俯視圖。第3圖為該水平多闞節型 機器人之正視圖。 第1圖至第3圓中，水平多關節型機器人1具備：機 台2、軀體部3、第二臂部4、第一臂部5、手臂6及使手臂 6反轉之反轉機構7。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 手臂6係與Κ往公知之水平多關節型機器人之手臂相 同地藉由軀體部3之昇降動作及回旋動作而昇降及回旋， 且藉由第二臂部4及第一臂部5之屈伸動作而在水平面上 之直線軌道上移動。在本實_形態之情形中，手臂為真空 吸附式手臂，可Μ在第1圖實線所示之手臂6之上面6a側 吸附並保持玻璃基板8。 手臂6之反轉機構7的構造揭示於第4圖至第7圖中 一 5 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 552185 Α7 Β7 五、發明說明（3 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 。第4圖為由反轉機構7之正面觀察時之剖視圖，第5圖 為掲示反轉機構之殻體内部構造之俯視圖，第6圏為由反 轉機構7之側面觀察時之剖視圖，第7圖為齒間鬆隙抑制 機構之說明圖。 第4圖至第7圈中，手臂6之頭端部6b固裝有與手臂 6之直線軌道（長度方向）垂直相交之水平軸（反轉_)9。 水平軸9則藉由配設在殼體10之軸承部11、12而保持成旋 轉自如狀態，其一端固裝有蝸輪13。該蝸輪13又喃合於與 手臂6之直線軌道平行配置之蝸桿軸14，且使蝸桿軸14上 固裝在皮帶輪15上。殻體10之内部配設有電動機16。該電 動機16之輸出軸上固裝有皮帶輪17,且在該皮帶輪17與上 逑皮帶輪15之間繞掛有同步皮帶18。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於手臂6維持在第1圖實線所示之平常狀態時，電動 機16若在預定之期間正轉，則其動力可藉由動力傳遞機構 (皮帶輪17、同步皮帶18、皮帶輪15、蝸稈軸14及蝸輪13) 而使水平軸9正轉，手臂6則向第1圖兩點鐽線所示之反 轉狀態轉變。其次，手臂6位於反轉狀態時，如令電動機 16在預定期間逆向移動，水平軸9則透過動力傳遞機構（ 17、18、15、14、13)而逆轉，電動機16乃復原成平常狀 態。然而，手臂6雖然在旋轉時（反轉時及復原時）會通遇 第7(A)圖所示之垂直狀態附近，但在通過垂直狀態附近 時，有因齒輪裝置14、13之齒間鬆隙而發生手臂6鬆動之 虞。因此，Μ設置齒間鬆隙抑制機構較理想。第4圖所示 之螺旋弾簧41即用來構成第一齒間鬆隙抑制機構。螺旋弾 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 552185 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（4 ) 簧4 1係套裝於水平軸9上。於水平軸9朝反轉方向旋轉時 ，使方向與該旋轉方向相反之力量可作用於水平軸9，藉 K防止鬆隙之發生。第7圖（B)、（C)係槪念性揭示第二齒 間鬆隙抑制機構之構造。該齒間鬆隙抑制機構係在相對向 配置之一對板簧19、20間配置可與水平軸9 一體旋轉之轉 子部21。轉子部21在兩端設有可與板簧19、2 0抵接之滾輪 22、23。於手臂6處於平常狀態時，如第7圖（B)所示地 ,轉子部21係處在兩個滾輪22、23雛開一對板簧19、20 之狀態。手臂6旋轉時，在手臂6由平常狀態旋轉9fl°之 前，即開始與一對板簧19、20抵接，令板簧19、20作弾 性變形。於手臂6旋轉90°時，即如第7圈（C)所示，在 承受來自一對板簧19、20之充分彈性復原力（推壓力）之情 形下動作。藉此設計，即得Μ防止齒間鬆隙之產生，手臂 6不會發生鬆動。上逑第一、第二齒間鬆隙抑制機構中， 可僅裝設其任一者，亦可兩者都安裝。 手臂6旋轉時，水平軸9係一邊維持在直線軌道上之 一定位置，一邊令手臂6旋轉，換這之，雖然不是積極地 使第一臂部5及第二臂部4完全保持不動而僅令手臂6轉 動之情形不會發生，但若考慮到手臂6旋轉時，玻璃基板 8所受到的風壓，則Κ 一邊改變水平軸9在直線軌道上之 位置，一邊令手臂6旋轉，換言之，以一邊使第一臂部5 及第二臂部4動作，一邊令手臂6旋轉為佳。此時，如第 8圖所示，係對第一臂部5及第二臂部4之動作加Κ控制 ，俾使玻璃基板8之中心位置在直線軌道方向上維持於一 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -1--1111 訂· —---I---· 552185 Α7 Β7 五、發明說明（5 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 定位置。換言之，係對手臂6在直線軌道方向上之位置加 K控制。此外，此種控制係根據未圖示之控制電路所執行 之演算處理來進行。 其次，依據第9圖至第14圖說明K上逑方式構成之水 平多關節型機器人1之一連串動作例。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 首先，如第9圖（A)(B)所示，使水平多闢節型1正 對卡匣24，俾從卡匣24内取出玻璃基板8。其次，如第10 圖（A)(B)所示，令手臂6前進至所欲取出之玻璃基板8 正下方，使手臂6上昇，並將玻璃基板8置放於手臂6之 上面6a。然後，如第11圖（A)(B)所示，令手臂6後退至 相同於第9圖（A)(B)之位置，再藉反轉機構7使手臂6 反轉。在該反轉期間，如i所逑地控制第一臂部5及第二 臂部4之動作，俾使玻璃基板8之中心位置在直線轨道方 向上維持一定位置。換言之，使手臂6在直線軌道方向之 位置獲得控制。第12圖（A)、（B)係顯示在該反轉時，玻 璃基板8位於垂直狀態時之水平多關節型機器人1之情況 ，第13圖（A)、（B)則顯示手臂6完成反轉時之水平多關 節型機器人之情況。此外，在完成反轉時，手臂6係僅藉 對玻璃基板8之吸附力而保持玻璃基板8。然後，如第14 圖所示，令手臂6前進，將玻璃基板8置放於載置台2 5上。 如Μ上所說明者，本發明實施形態之機器人手臂6之 驅動裝置，係為可用Κ保持並移動薄層基板（玻璃基板8) 者，其特徵為具備反轉機構7,藉Κ令機器人手臂6 Κ垂 直相交於直線軌道（手臂長度方向）之水平軸9為軸而旋轉 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 552185 Α7 Β7 五、發明說明（6 ) 。依本實施形態，即使在機器人1之臂部4、5屈曲之狀 態中反轉手臂6,亦不會發生薄層基板8與臂部4、5干擾 之情形，故可縮小移動軌跡。其次，即使手臂6設定在接 近臂部4、5之高度位置，亦可令手臂6反轉，而不會導 致薄層基板8與臂部4、5發生干揠之情形，故得Μ防止 基板移動路線上升之情形。 再者，本實施形態係在藉反轉機構7使保持有薄層基 板8之機器人手臂6反轉之期間，對機器人手臂6在直線 軌道方向（手臂長度方向）之位置施行控制，而將薄層基板 8之中心位置維持在直線軌道方向（手臂長度方向）上的一 定位置。因此，手臂6旋轉時，可Μ減少薄層基板8所受 到的風壓，達成手臂6旋轉速度增加的目的。 其次，由於設有齒間鬆隙抑制機構（一對板簧19、20 轉子部21、滾輪22、23、螺旋弾簧41)，故可防止手臂6 通過垂直狀態時因齒輪裝置14、13之鬆隙而導致手臂6之 鬆動。 而且，上述實胨形態係就移送玻璃基板8之機器人加 Κ說明，但在玻璃基板8之外，亦可輕易適用於搬送半導 體晶圓等其他薄層基板之機器人，當無庸赘言。此外，亦 可適用於多關節型機器人。 第15圖（Α)(Β)揭示本發明之其他實施形態。該實施 形態係在以往公知之雙臂型水平多關節機器人26之上側手 臂2 7上裝設反轉機構7者。該反轉機構7之構造及動作係 與上逑實施形態相同。 一9 一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 0 ϋ I mlm I I n n 訂---------* 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 552185 Α7 Β7 五、發明說明（7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外，第16圖（A)、（B)係揭示本發明之另一其他實 施例。該實施形態係在Μ往公知之雙壁型直線動作式機器 人28之上側手臂2 9上裝設反轉機構7者該反轉機構7之構 造及動作係與上逑實施形態相同。 由第15圖及第16圖可知，本發明亦可輕易適用於雙臂 型機器人26、28。 【發明之功效】 依據本發明，令手臂反轉時，可使移動軌跡縮小，同 時亦可防止基板之移動路線上升。而且，也可輕易適用於 雙臂型機器人。 圖式之簡單說明 第1圖為組裝有本發明一實施形態之機器人手臂用驅 動裝置之單臂式水平多關節型機器人之側視圖。 第2圖為該水平多關節型機器人之俯視圖。 第3圖為該水平多關節型機器人之正視圖。 第4圖為由反轉機構之正面觀察時之剖視圖。 第5圖為反轉機構之殻體內部構造之俯視圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第6圖為由反轉機構之側面觀察時之剖視圖。 第7圖（A) (B) (C)為齒間鬆隙制機構之說明圖。 第8圖為手臂反轉時之玻璃基板狀態變化圖。 第9圖（Α)(Β)為水平多關節型機器人之一連串動作 之斜視圖及側視圖。 第10圖U)(B)同樣為水平多關節型機器人之一連串 一10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2川χ 297公釐） 552185 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（8 動作之斜視圖及側視圖。 第11圖U)(B)同樣為水平多關節型機器人之一連串 動作之斜視圖及側視圖。 第12圖（A)(B)同樣為水平多關節型機器人之一連串 動作之斜視圖及側視圖。 第13圓（A)(B)同樣為水平多關節型機器人之一連串 動作之斜視圖及側視圖。 第14圖（A)(B)同樣為水平多關節型機器人之一連串 動作之斜視圖及側視圔。 第15圖（A)(B}為本發明其他實施形態之雙臂型水平 多關節機器人之斜視画及正視圖。 第16圖（A)(B)為本發明另一其他實施形態之雙臂型 直線動作式機器人之斜視圖及正視圖。 第17圖為顯示習知水平多關節機器人用反轉機構之問 題的斜視圖。 第18圖同樣為顯示習知水平多關節機器人用反轉機構 之問題的斜視圖。 符號說明 1----水平多關節機器人 3——軀體部 5· · ·.第一臂部 6 a · · ·手臂上面 7、32. · ·反轉機構 9、31 . . ·水平軸 ..機合 4——第二臂部 6、27、29. · ·手臂 6b...手臂頭端部 8. ·..玻璃基板 10...殻體 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I ϋ 1— I n ϋ n-^-r^JI a^i 1 ·1 1· ϋ I ^ 2 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 552185 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（9 ) 1卜 12 . • · 軸 承部 13 . • •蝸 輪 (齒輪裝置） 14 .. •蝸 桿 軸 (齒輪裝置） 15 ^ 17 . • * 皮帶輪 18 .. •同 步 皮 帶 19 ^ 20 . • · 板簧 21 .. •轉 子 部 11、 23 . * · 滾輪 24 .. •卡 匣 25 ., .•載 置 台 26 .. •水 平 多 關節機器人（雙臂型 ) 28.. •雙 臂 型 直線動作式機 器人 41 .. •螺 旋 彈 簧 -12- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 552185 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 1. 一種機器人手臂之驅動裝置，係為可用κ保持並 移動薄層基板者，其特徵在具備反轉機構，藉Μ令前逑機 器人手臂Κ垂直相交於手臂長度方向之水平軸為軸而旋轉。 2. 如申請專利範圍第1項之機器人手臂之驅動裝置 ，其中，在以前述反轉機構令保持有前逑薄層基板之機器 人手臂旋轉之期間，係對前逑機器人手臂在手臂長度方向 之位置加Μ控制，而使前逑薄型基板之中心位置在手臂長 度方向上維持於一定位置者。 3. 如申請專利範圍第1項或第2項之機器人手臂之 驅動裝置，其中，前述水平軸上配設有齒間鬆隙抑制機構 ------：—：—--------訂---------線 丨 ί (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -13一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐）