1374108 九、發明說明
關 件多 工由 運藉 1搬係 域來， 領用置 術於裝 技關載 之係移 屬明之 所發用 明本使 發所 ί 等 物 象 對 S 運 搬 使 臂 手 節 統水 系一 運同 搬在 •y 件丨Η 平面內進行直線移動β 【先前技術】 在製造半導體基板或液晶顯示板等的工廠中，爲了使 平板狀材料（半導體晶圓或玻璃板）之多步驟處理在不同位 置進行，必須使用搬運系統以將收容有平板狀材料之托架 等（作爲搬運對象物之工件）在清淨室內進行搬運。該搬運 系統所使用之移載裝置，係藉由多關節的手臂使工件在同 一水平面內進行直線移動。 如此般在清淨室內使用多關節手臂型移載裝置（也稱 爲「SCAR Α手臂」）之原因在於，爲了避免會污染清淨室 之粒子產生。 關於這種移載裝置，第12圖係顯示本發明的技術背景 之移載裝置一例之前視圖。該移載裝置記載於專利文獻1 中〇 該移載裝置100係具備：一對基台101、在該一對基台 101上分別安裝成旋轉自如之一對的基端側手臂102、在該 一對基端側手臂102的前端分別安裝成可旋轉之一對的前 端側手臂1 03、將該一對前端側手臂1 03的前端側連結成旋 轉自如之移載手臂105。 -4- 1374108 各基台101係使基端側手臂102以其基台1〇1中心線對 稱的方式進行同步旋轉驅動’藉此該移載裝置1〇〇，會將 移載手臂105由圖中二點鏈線的想像線所示狀態，沿對稱 中心線方向直線移動至實線所示狀態。 移載手臂105係設有用來把持工件w之一對的把持手 臂106。藉此，該移載裝置1〇〇可發揮，在其直線移動範圍 內將工件W把持、移動、卸下之功能。 然而’關於該移載裝置100，當工件w爲小型輕量的 情形雖不太會產生問題，但當工件W變得大型化時，移 載距離變長且移載重量增加。對應於此，各手臂的距離也 變長，又必須謀求其作爲梁架之強度，而根據這種多關節 的構造很難對應於移載距離和移載重量變大的情形，而 必須謀求解決。 〔專利文獻1〕日本特開平6-156632號公報（第1圖） 【發明內容】 本發明係爲了解決上述問題而構成者，其課題在於提 供一種能避免粒子產生並對應於大型工件的移載之移載裝 置。 申請專利範圍第1項之移載裝置，其特徵在於：係將 分別由二根手臂構成之一對活動手臂的基端側以可旋動的 方式安裝於基台，並具備將前述一對活動手臂的前端側連 結成可互相旋動之移載手臂，又具備使前述基台在移載方 向滑動之滑動部。 -5- 1374108 在本發明’係將移載裝置之移載對象稱爲移載物 移載物當作搬運系統中之搬運對象物時也稱爲工件， 代表的意義相同。 申請專利範圍第2項記載之移載裝置，係依附於 專利範圍第1項，在裝載著移載物的情形，係以前述 手臂位於待機位置的狀態，藉由前述滑動部使前述基 動。 申請專利範圍第3項記載之移載裝置，係依附於 專利範圍第3項，在未裝載移載物的情形，係同時進 由前述移載手臂之前述移載物的移動和藉由前述滑動 前述基台的移動。 依據申請專利範圍第1項之移載裝置，係將分別 根手臂構成之一對活動手臂的基端側以可旋動的方式 於基台，並具備將前述一對活動手臂的前端側連結成 相旋動之移載手臂，又具備使前述基台在移載方向滑 滑動部；因此可縮短移載手臂之行程，而能對應於大 移載物的移載。 此外，在進行移載物之移載時，移載手臂以外的 不會侵入移載物之裝載區域等，因此能防止移載裝置 生之粒子對於位於移載區域之其他移載物造成污染。 依據申請專利範圍第2項記載之移載裝置，除具 請專利範圍第1項的效果以外，在裝載著移載物的情 係以前述移載手臂位於待機位置的狀態，藉由前述滑 使前述基台滑動；因此可減少施加於滑動部的軸承之 ，該 其所 申請 移載 台滑 甲5H 行藉 部之 由二 安裝 可互 動之 型化 部分 所產 備申 形， 動部 動態 -6- 1374108 負荷，而能提昇軸承之耐久性。 依據申請專利範圍第3項記載之移載裝置，除具備申 請專利範圍第2項之效果以外，在未裝載移載物的情形， 係同時進行藉由前述移載手臂之前述移載物的移動和藉由 前述滑動部之前述基台的移動；因此當負荷較少時，能更 快地移動移載手臂和移載物，而能縮短動作時間^ 【實施方式】 以下’針對本發明的實施形態（實施例）參照圖式作說 明。 第1(a)圖係顯示本發明的移載裝置一例之前視圖，（b) 爲（a)之側視圖。 該移載裝置30，例如在製造半導體基板或液晶顯示板 等的工廠中，爲了將平板狀材料（半導體晶圓或玻璃板）在 清淨室內實施各種加工處理，係將逐片收容著該平板狀材 料之托架當作搬運對象物之工件W，以一個或積層複數段 的狀態進行移載。 在此，關於移載裝置之較佳例，雖是例示出在清淨室 內搬運托架（收容有平板狀材料）的情形，但本發明之移載 裝置並不限於此，一般是用於將搬運對象移載至同一平面 上之其他位置的情形。 本發明之移載裝置3 0，係將分別由二根手臂（基端惻 手臂2和前端側手臂3)所構成之一對活動手臂4的基端側手 臂2的基端側以可旋動的方式安裝於基台1，並具備將一對 1374108 活動手臂4的前端側手臂3的前端側連結成可互相旋動之移 載手臂5，又具備使基台1在移載方向滑動之滑動部20。 一對基台1，係使一對基端側手臂2各個以中心線對稱 的方式進行同步旋轉驅動，藉此使移載手臂5沿該對稱中 心線方向直線移動，這點係和第12圖所示之背景技術的移 載裝置1〇〇相同，故省略其詳細說明。 在此的對稱中心線係指：在基台1軸心線之連結線的 中點，與該軸心線的連結線呈正交的線；第1(b)圖係沿該 對稱中心線將移載裝置3 0剖斷之縱截面圖。 上述分別都是一對的基台1、基端側手臂2及前端側手 臂3(兩者合起來稱爲「活動手臂4」）、移載手臂5等集合 起來稱爲手臂移載部10»該手臂移載部10或是移載裝置30 也稱爲「SCARA手臂」。 移載裝置30，除上述各部以外，還具備使手臂移載部 10整體沿上述對稱中心線方向（該方向爲工件W之移載方 向，也稱爲「移載方向」）滑動之滑動部20，如上述般這 點爲本發明之基本特徵。 承載著手臂移載部10之滑動部20，係裝載於旋轉部40 上，藉此使手臂移載部10和滑動部20形成可旋轉。 該旋轉部40，係裝載於圖中2點鏈線所示之昇降台50 上，藉此使手臂移載部10及滑動部20(亦即移載裝置30)以 及旋轉部40形成可昇降。 在此，本移載裝置30之特徵在於，在手臂移載部1〇的 下方具備：用來裝載該手臂移載部10整體而使其沿移載方 -8- 1374108 向進行直線移動之滑動部20。 亦即’爲了達成目標之移載距離，係使用藉由滑動部 20進行之移載以及藉由手臂移載部1〇進行的移載雙方，如 後述般，將手臂移載部10設置於上方，特別是只讓其移載 手臂5位於移載對象之工件W上方，而使位於下方之滑動 部2 0不致位於工件W的上方或附近。 亦即，依據該移載裝置30，在移載物之上方及附近， 係藉由粒子產生量少之手臂移載部10進行移動，在移載物 的下方及遠離的位置，係藉由滑動部20進行移動，藉此可 減輕手臂移載部10的負擔，其整體能達成目標的移載距離 而對應於工件W之大型化，且能減少粒子的影響。關於 其作用效果，接下來使用第3〜10圖來做詳細的說明。 在本發明，手臂移載部10本身也是特徵所在。手臂移 載部10之移載手臂5係具備：構成移載面之上面5a、手臂 的下面5b、構成手臂的基端之基端部5d、以及邊維持移載 面5a邊從基端部5d朝移載方向的前側伸出之一對的支承 手臂5e。 其特徵點包括：該移載.手臂5的下面5b，係位於將該 移載手臂5支承成旋轉自如之前端側手臂3的上面3a的下 方。亦即，設計成移載手臂5對於前端側手臂3在上下方向 產生干涉。 更具體而言，如此般使移載手臂5的高度形成和前端 側手臂3側產生干涉的結果，移載手臂5的上面（移載面5a) ，係和活動手臂4的前端側手臂3上面3a位於大致相同的 -9 - 1374108 圖，（b)爲（a)之側視圖。關於先前已說明過的部分，係賦 予相同的符號而省略其重複說明。 該滑動部2 0係具備：左右一對之公知的直線移動引導 • 手段11、設置有該一對的直線移動引導手段11之滑動框架 .. 12、設於該左右一對的直線移動引導手段11的中間位置之 公知的直線移動驅動手段13'以及設於直線移動引導手段 ♦ 1 1的兩端之制動器1 4。 • 直線移動引導手段π係具備：用來形成直線路之軌道 部lib、以及移動於該軌道部lib上之移動體lla。本例中 ，在一側的軌道部lib上設有三個移動體11a。 直線移動驅動手段13，本例中係採用螺桿軸和母螺紋 的組合，除此外也能採用齒條和小齒輪的組合、線性馬達 等，只要是能產生直線移動的驅動力者即可，其種類不限 。但當使用於清淨室內的情形，宜使用粒子的產生量少者 〇 ® 在左右一對的直線移動引導手段11之合計6個移動體 11a上，固定著移載手臂部10之基台1。該基台1，係在其 • 長邊方向的中心位置受到直線移動驅動手段1 3之直線驅動 . 力的作用而進行滑動’其移動的兩端係受制動器1 4的限制 〇 根據這種構造’滑動部2 0係在上方裝載移載手臂部1〇 ，而以和移載手臂部10本身所進行之直線移動獨立的方式 ，使移載手臂部1〇在既定的距離間進行直線移.動。 針對具備上述構造及作用效果之移載裝置30的動作態 -11 - 1374108 樣，使用第3圖至第10圖來作說明並予以確認》 第3圖係顯示第1圖的移載裝置之移載手臂部和滑動部 的動作時序之時序圖，（a)爲裝載移載物時的時序圖，（b) 爲未裝載移載物時的時序圖。 這兩個時序圖中’橫軸代表時間t，縱軸代表：移載 手臂部10之移載手臂5單獨在移載方向之移動速度vl、滑 動部20所造成之移載手臂部1〇的基台1在移載方向的移動 速度v2、裝載於基台1上之移載手臂部10之移載手臂5在 移載方向之實際的移動速度v3。 在此’當各個是朝同方向移動時，移動速度vl+移動 速度v2 =移動速度v3之關係式成立。 關於移載手臂部10、滑動部20之具體動作態樣，係使 用第4圖至第10圖來作說明，在此係使用上述二個時序圖 來說明移載裝置3 0的動作態樣之特徵點。 <裝載移載物時> 在移載手臂部10之移載手臂5上承載有工件W時，依 據第3(a)圖之裝載移載物時之時序圖，首先，僅滑動部2〇 單獨動作而將待機狀態之移載手臂部10加速，然後維持一 定速度，最後在接近滑動終點時進行減速而停止（速度v2) 〇 在此期間’移載手臂部10未動作，在滑動部20開始減 速的時點才開始進行移載手臂5之加速，在滑動部2〇的減 速結束的時點達到一定速度，維持該—定速度，而在接近 -12- 1374108 最伸長狀態時進行減速而停止（速度V 1 )。 結果，移載手臂5之實際的移動速度v3係成爲第3(a) 圖中之最上段。 亦即，當裝載移載物時’本發明之移載裝置30，係在 移載手臂5處於待機位置的狀態下，藉由滑動部20使基台1 滑動’另一方面，當移載手臂5動作時，則讓滑動部2〇停 止。 又在裝載移載物的狀態下，爲了儘量避免對移載物之 工件W造成振動，係調整彼此的加減速之時點，以維持 於一定速度。 當移載手臂部10形成最伸長狀態的情形，裝載於移載 手臂5上的工件w負荷係以最大的力矩經由基台1作用於 滑動部20，但在移載手臂5處於待機位置的狀態下，作用 於滑動部20之工件W負荷所造成之力矩最小，因此在此 狀態下使滑動部20動作時，施加於該滑動部20的軸承之動 態負荷減少，藉此提昇軸承之耐久性。 <未裝載移載物時> 在移載手臂部10之移載手臂5上未承載工件W時，依 據第3(b)圖之未裝載移載物時之時序圖，移載手臂部10和 滑動部20同時動作，當完成既定距離的移動之滑動部20的 速度v2成爲0後，接著移載手臂部1〇之移載手臂5的速度 v 1成爲0。 結果，移載手臂5之實際的移動速度v3，係成爲第 -13- 1374108 3(b)圖的最上段。 亦即，在未裝載移載物的情形，係同時進行移載手臂 5之藉由活動手臂4(移載手臂部10)的移動以及藉由滑動部 20之基台1的移動，因此可進行高速移動。 這時，由於工件W並未裝載於移載手臂5上，不須考 慮該工件W負荷產生的力矩對滑動部20的影響，藉由使 雙方同時動作，能使移載手臂5移動更快，可縮短爲了達 成目標的移載距離之時間（由第3(a)圖和第3(b)圖之比較可 知）。 關於用來驅動移載手臂部10之驅動源A、用來驅動滑 動部20之驅動源B，基於動力效率之觀點，像本移載裝置 3〇般採用各別獨立的驅動源A、B的情形，可將個別動作 時所使用之驅動源A、B同時驅動，而由雙方的移動速度 vl、v2加總成移載手臂5之高速移動速度V3。 另一方面，爲了達成同樣是加總成的移動速度v3, 例如若藉由驅動移載手臂部10之驅動源C來進行時，驅動 源C所需的功率，必須爲驅動源a、B之功率的加總値。 然而在此情形，在裝載移載物時，必須以更低速來移動， 因此無法充分利用驅動源C之高功率，而造成動力效率變 差。 亦即，如此般，將移載用之移動手段分成移載手臂部 1〇和滑動部20，並各別具備適當的驅動源a、B，而能使 雙方的驅動源各個單獨的動作或同時動作，如此可增加使 用態樣，除能有效利用各個驅動源A、B外，並能達成各 -14- !3741〇8 個單獨時無法達成之高速移動。 接著使用第4圖至第10圖來說明移載手臂部10'滑動 部20之具體的動作態樣。 在第1圖的狀態，移載裝置30之移載方向和裝載於該 移載裝置30之昇降台50的長邊方向一致。在此，藉由旋轉 部40，將滑動部20和移載裝置30逆時針轉90度而成爲第4 圖的狀態。 待移載工件W之裝載場所，如後述之第11圖所示， 係設於沿著昇降台5 0的長邊方向之行走路的兩側，一旦裝 載於移載裝置30而處於待機狀態之工件W(第1圖）的移載 動作是從第4圖的狀態開始進行。其後之移載裝置30的動 作，係依據第3(a)圖之裝載移載物時的時序圖。 在第4圖至第5圖，僅移載裝置30之滑動部20動作，移 載手臂部10未動作。亦即，移載手臂部10之活動手臂4維 持最後退狀態（待機狀態）下，使移載手臂部10整體進行滑 動，而變成第5圖的狀態， 在此期間進行之移載移動，移載手臂部10係處於承載 著工件W之裝載移載物的狀態，而在最後退之待機狀態 下，工件W負荷所作用於滑動部20之力矩最小，如上述 般，可減少施加於滑動部20的軸承之動態負荷，而提昇軸 承的耐久性。 然後，在第5圖至第9圖，僅使移載手臂部10動作’而 使其前端側之移載手臂5以承載工件W的狀態依序前進。 在此期間，由於滑動部20呈靜止’裝載於移載手臂5上之 -15- 1374108 ’係具備多關節構造，其粒子產生量小，因此能儘量抑制 工件w之污染。 此外，移載裝置30整體之移載距離，係由移載手臂部 • 10之移載距離和滑動部20之移載距離相加而成，因此整體 .. 而言，可達成更長的移載距離。 如此般’依據本發明之移載裝置30，可避免粒子產生 之問題，並對應於大型化工件之移載。 • 第11圖係顯示具備第1圖的移載裝置的搬運系統一例 之外觀立體圖。 第11圖所示之搬運系統80係具備：先前所說明之具備 移載手臂部1Q和滑動部20之移載裝置30、旋轉部40、昇降 台50，此外還具備：用來昇降該昇降台50之昇降裝置60、 設有該昇降裝置60之行走台車70。 一對的昇降裝置60，係在行走台車70上豎設在行走方 向之前後端，在其內部設置昇降驅動手段（未圖示），藉此 ® 使架設於一對昇降裝置60間之昇降台50進行昇降。 上部框架61，係將一對的昇降裝置60之頂部連結，藉 - 此由行走台車70、一對的昇降裝置60、上部框架61構成強 固的構造體。 行走台車70，係具備設於行走台車框架67的四角之車 輪61，藉此使昇降裝置60、昇降台50、移載裝置30沿著行 走路62進行直線移動。 工件係裝載於移載裝置3〇之移載手臂5上，藉由移載 裝置30之移載手臂部進行前進後退（箭頭P1)，藉由滑動 -17- 1374108 部2 0進行前進後退（箭頭P2)，藉由旋轉部40進行旋轉（箭 頭 P3)。 工件在裝載於移載裝置30的狀態下，藉由承載著該移 載裝置30之昇降台50進行上下昇降（箭頭P4)，藉由承載著 昇降裝置60(用來使昇降台50昇降）之行走台車70的行走進 行直線移動（箭頭P5)。 移載裝置30,在其待機位置，在裝載著工件的狀態， 於昇降台50上’可從圖中之移載手臂5的前端方向旋轉180 度至相反方向。 因此，依據本搬運系統80，可在行走路62兩側之不同 位置不同高度之A地點、B地點之間進行工件之搬運。這 時’本發明之移載裝置30，係採用多關節的移載手臂部1〇 和滑動部20之組合，因此能減少移載動作時之粒子產生， 可對應於工件大型化之移載，其效果可及於搬運系統8 〇整 體。 以上係在實施態樣中詳細說明本發明之具體例，但該 等不過只是例示，並非用來限定申請專利範圍者。申請專 利範圍所記載之技術，亦即本發明之技術範圍，如各段落 所適當記載般係包含：將以上例示的實施態樣進行各種變 形、變更而成者以及其等之組合。 本發明之移載裝置，能避免粒子產生並對應於大型工 件的移載。 【圖式簡單說明】 -18- 1374108 第1(a)圖係顯示本發明的移載裝置一例之前視圖，第 1(b)圖係第1(a)圖之側視圖》 第2圖係顯示移載裝置之滑動部，（a)爲前視圖，（b)爲 (a)之側視圖。 第3圖係顯示第1圖的移載裝置之移載手臂部和滑動部 的動作時序之時序圖，（a)爲裝載移載物時的時序圖，（b) 爲未裝載移載物時的時序圖。 第4圖係顯示第1圖的移載裝置依據第3圖的時序圖之 動作態樣。 第5圖係顯示第1圖的移載裝置依據第3圖的時序圖之 動作態樣。 第6圖係顯示第1圖的移載裝置依據第3圖的時序圖之 動作態樣。 第7圖係顯示第1圖的移載裝置依據第3圖的時序圖之 動作態樣。 第8圖係顯示第1圖的移載裝置依據第3圖的時序圖之 動作態樣。 第9圖係顯示第1圖的移載裝置依據第3圖的時序圖之 動作態樣。 第10圖係顯示第1圖的移載裝置依據第3圖的時序圖之 動作態樣。 第11圖係顯示具備第1圖的移載裝置之搬運系統一例 之外觀立體圖。 第1 2圖係顯示本發明的背景技術之移載裝置之前視圖 -19- 1374108 【主 元件符號說明】 基台 基端側手臂 前端側手臂 活動手臂 移載手臂 :離隙部 :移載手臂部 :滑動部 :移載裝置 :旋轉部 :昇降台 =昇降裝置 :行走台車 :搬運系統 -20