TWI531452B - Industrial robots - Google Patents

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TWI531452B
TWI531452B TW102139981A TW102139981A TWI531452B TW I531452 B TWI531452 B TW I531452B TW 102139981 A TW102139981 A TW 102139981A TW 102139981 A TW102139981 A TW 102139981A TW I531452 B TWI531452 B TW I531452B
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TW
Taiwan
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arm
disposed
hole
internal space
robot
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Application number
TW102139981A
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English (en)
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TW201429656A (zh
Inventor
Takayuki Yazawa
Yoshihisa Masuzawa
Original Assignee
Nidec Sankyo Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2013000541A external-priority patent/JP6007111B2/ja
Application filed by Nidec Sankyo Corp filed Critical Nidec Sankyo Corp
Publication of TW201429656A publication Critical patent/TW201429656A/zh
Application granted granted Critical
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/041Cylindrical coordinate type
    • B25J9/042Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0075Means for protecting the manipulator from its environment or vice versa
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67742Mechanical parts of transfer devices

Description

產業用機器人
本發明係關於一種在真空中使用之產業用機器人。
先前,眾所周知的是於真空中搬送基板之真空機器人(例如參照專利文獻1)。專利文獻1中記載之真空機器人包括:手部,其搭載基板;臂,其於前端側連結有手部;及本體部,其連結有臂之基端側。臂包括:臂底座,其可旋動地連結於本體部;第1臂,其基端側可旋動地連結於臂底座;及第2臂,其基端側可旋動地連結於第1臂之前端側。又,臂包括:第1連桿,其基端側可旋動地連結於臂底座;第2連桿,其基端側可旋動地連結於第1連桿之前端側;第1連結連桿,其連接第1臂之前端側與第1連桿之前端側;及第2連結連桿,其連接第2臂之前端側與第2連桿之前端側。
專利文獻1中記載之真空機器人中,臂底座及第1臂形成為中空狀。又,第2臂、第1連桿、第2連桿、第1連結連桿及第2連結連桿亦形成為中空狀。於臂底座之內部配置有驅動臂之臂驅動用馬達、及將臂驅動用馬達之旋轉減速並向第1臂傳遞之第1減速機。於第1減速機之輸出軸固定有第1臂之基端側。於第1臂之前端側,配置有將臂驅動用馬達之旋轉減速並向第2臂傳遞之第2減速機。於第2減速機之輸出軸,固定有第2臂之基端側。
又,專利文獻1記載之真空機器人中,本體部之一部分固定於真空容器之底面,臂及手部配置於真空中。於形成為中空狀之臂底座及 第1臂之內部空間中確保氣密性,臂底座及第1臂之內部空間成為大氣壓。即,臂驅動用馬達、第1減速機及第2減速機配置於大氣中。另一方面,於第2臂、第1連桿、第2連桿、第1連結連桿及第2連結連桿,形成有連通至其等之內部空間之開口部,第2臂、第1連桿、第2連桿、第1連結連桿及第2連結連桿之內部空間成為真空。即,可旋動地連結臂底座與第1連桿之軸承、或可旋動地連結第1連桿與第2連桿之軸承等配置於真空中。又,該真空機器人中,藉由沿上下方向分割為兩部分之大致有底圓筒狀之2個分割殼體相互接合而構成臂底座。於2個分割殼體之接合部,為了確保臂底座之內部空間之氣密性而配置有環狀之密封構件,2個分割殼體於夾持該密封構件之狀態下接合。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2011-101912號公報
專利文獻1記載之真空機器人中,2個分割殼體於夾持環狀之密封構件之狀態下接合。因此,該真空機器人中,若機器人大型化而使臂底座大型化,則密封構件亦大型化,故而組裝臂底座時之密封構件之操作變得煩雜。又,若密封構件之操作變得煩雜,則產生在2個分割殼體之間無法確實地夾持密封構件之作業錯誤,從而無法確保臂底座之內部空間之氣密性之可能性亦變高。
因此,本發明(第1發明)之課題在於提供一種產業用機器人,其具有配置於真空中並且其內部空間之至少一部分成為大氣壓之臂,即便產業用機器人大型化,亦可降低安裝用以確保臂之內部空間之氣密性之密封構件時之作業錯誤。
又,專利文獻1記載之真空機器人中,即便臂配置於真空中,由 於臂底座及第1臂之內部空間成為大氣壓,故而可冷卻配置於臂底座之內部之臂驅動用馬達。又,該真空機器人中,即便搭載於手部之基板之溫度較高,亦可自內部冷卻臂底座及第1臂,從而可抑制臂底座或第1臂之溫度上升。因此,可抑制臂底座或第1臂之熱膨脹。進而,該真空機器人中,即便臂配置於真空中,臂驅動用馬達、第1減速機及第2減速機配置於大氣中,故而作為臂驅動用馬達、第1減速機及第2減速機之潤滑劑,無須使用真空潤滑油等高價之潤滑劑,只要使用在大氣壓中所使用之潤滑油等潤滑劑即可。因此,可減少真空機器人之初始成本及運轉成本。
然而,該真空機器人中,構成臂之第2臂、第1連桿、第2連桿、第1連結連桿及第2連結連桿之內部空間成為真空,故而若搭載於手部之基板之溫度較高,則有第2臂、第1連桿及第2連桿等之溫度變高,從而第2臂、第1連桿及第2連桿等之熱膨脹量變大之虞。若第2臂、第1連桿及第2連桿等之熱膨脹量變大,則有搭載於手部而搬送之基板自原本之目標到達位置大幅偏移之虞。
又,該真空機器人中,可旋動地連結臂底座與第1連桿之軸承、或可旋動地連結第1連桿與第2連桿之軸承等配置於真空中,故而若搭載於手部之基板之溫度較高,則有該等軸承之溫度上升,而使該等軸承之壽命下降之虞。又,該等軸承配置於真空中,故而作為該等軸承之潤滑劑,必須使用真空潤滑油等高價之潤滑劑。因此,該真空機器人中,初始成本及運轉成本變高。
因此,本發明(第2發明)之課題在於提供一種產業用機器人,即便搭載於手部且於真空中搬送之搬送對象物之溫度較高,亦可抑制搬送對象物自目標到達位置偏移而提高搬送對象物之搬送精度,及可減少初始成本及運轉成本。
為了解決上述問題,本發明(第1發明)之產業用機器人之特徵在於,其包括臂,該臂具有:平板狀之第1平面部;平板狀之第2平面部,其與第1平面部隔著特定之間隙而大致平行地對向配置;及側面部,其連接第1平面部之外周端與第2平面部之外周端;且臂之至少一部分形成為具有由第1平面部、第2平面部及側面部包圍之內部空間之中空狀,並且臂配置於真空中,臂之內部空間成為大氣壓,於第1平面部形成有連通至內部空間之複數個貫通孔,臂包括固定於第1平面部且蓋住貫通孔之複數個蓋構件、及配置於第1平面部與蓋構件之間而防止空氣自內部空間流出之複數個密封構件,於第2平面部之與第1平面部之對向面,以凹陷之方式形成有自第1平面部與第2平面部之對向方向觀察時至少一部分與貫通孔重疊之複數個凹部。
本發明(第1發明)之產業用機器人中,於構成配置於真空中並且其內部空間成為大氣壓之臂之第1平面部,形成有連通至內部空間之複數個貫通孔。又,本發明(第1發明)中,臂包括:複數個蓋構件,其固定於第1平面部且蓋住複數個貫通孔;及複數個密封構件,其配置於第1平面部與蓋構件之間而防止空氣自內部空間流出。因此,本發明(第1發明)中,即便產業用機器人大型化而使臂大型化,亦可使複數個密封構件之各者之大小變小,其結果,於組裝臂時,可容易地操作密封構件。因此,本發明(第1發明)中,即便產業用機器人大型化,亦可減少安裝用以確保臂之內部空間之氣密性之密封構件時之作業錯誤。
此處,於配置於真空中之臂之內部空間成為大氣壓之情形時,形成為中空狀之臂藉由內部之壓力而以向外側凸起之方式變形。本發明(第1發明)中,於第2平面部之與第1平面部之對向面,以凹陷之方式形成有自第1平面部與第2平面部之對向方向觀察時至少一部分與貫通孔重疊之複數個凹部,故而可以臂朝向第1平面部與第2平面部之對 向方向之兩外側大致均等地凸起之方式使臂變形。即,於第2平面部之與第1平面部之對向面未形成凹部之情形時,形成有複數個貫通孔之第1平面部之強度低於第2平面部之強度,故而臂容易藉由內部之壓力,而以臂之第1平面部側較臂之第2平面部側朝向外側更大地凸起之方式變形,本發明(第1發明)中,於第2平面部之與第1平面部之對向面形成有複數個凹部,可使第2平面部之強度接近於第1平面部之強度,故而可以臂朝向第1平面部側與第2平面部側之兩外側大致均等地凸起之方式使臂變形。因此,本發明(第1發明)中,即便於第1平面部形成有複數個貫通孔,亦可抑制臂以向第1平面部與第2平面部之對向方向之一側傾斜之方式變形,或臂以扭曲之方式變形,其結果,可確保臂之前端側之位置精度。
於本發明(第1發明)中,較佳為,於自第1平面部與第2平面部之對向方向觀察時,貫通孔之內周面與凹部之內周面大致一致。又,於本發明(第1發明)中,較佳為貫通孔形成為圓形狀,凹部形成為內徑與貫通孔之內徑相等之圓形狀。若如此構成,則容易使臂以臂朝向第1平面部與第2平面部之對向方向之兩外側均等地凸起之方式變形。因此,即便於第1平面部形成有複數個貫通孔,亦可有效地抑制臂以朝向第1平面部與第2平面部之對向方向之一側傾斜之方式變形,或臂以扭曲之方式變形,其結果,可提高臂之前端側之位置精度。
於本發明(第1發明)中,較佳為,內部空間藉由使用自貫通孔插入之切削用工具之切削加工而形成,第1平面部、第2平面部及側面部成為一體。若如此構成,則與藉由相互分開形成之第1平面部、第2平面部及側面部接合而形成內部空間之情形相比,容易防止空氣自內部空間流出。又,若如此構成,則與藉由鑄造物而一體地形成第1平面部、第2平面部及側面部之情形相比,可減少自第1平面部、第2平面部及側面部向真空中釋放之氣體(外部氣體)之釋放量。
為了解決上述問題,本發明(第2發明)之產業用機器人之特徵在於包括:本體部;臂,其基端側可旋動地連結於本體部;及手部,其可旋動地連結於臂之前端側;且手部與臂配置於真空中,臂之整體形成為中空狀,臂之內部空間成為大氣壓。
本發明(第2發明)之產業用機器人中,臂之整體形成為中空狀,臂之內部空間成為大氣壓。因此,本發明(第2發明)中,即便搭載於手部並於真空中搬送之搬送對象物之溫度較高,亦可自臂之內部冷卻臂之整體,從而可抑制臂整體之溫度上升。因此,本發明(第2發明)中,即便搭載於手部並於真空中搬送之搬送對象物之溫度較高,亦可抑制臂整體之熱膨脹,其結果,可抑制搬送對象物自目標到達位置偏移而提高搬送對象物之搬送精度。
又,本發明(第2發明)中,臂之整體形成為中空狀,臂之內部空間成為大氣壓,故而即便搭載於手部並於真空中搬送之搬送對象物之溫度較高,亦可抑制配置於臂之內部之所有軸承之溫度上升,從而可抑制該等軸承之壽命下降。又,本發明(第2發明)中,臂之內部空間成為大氣壓,故而作為配置於臂之內部之馬達或減速機之潤滑劑,可使用在大氣壓中所使用之潤滑油等潤滑劑,而不使用真空潤滑油等高價之潤滑劑。因此,本發明中,可減少產業用機器人之初始成本及運轉成本。
於本發明(第2發明)中,例如,臂由相互可相對旋動地連結之複數個臂部構成,且複數個臂部之各者形成為中空狀。於該情形時,例如,臂包括:作為臂部之第1臂部,其基端側可旋動地連結於本體部;及作為臂部之第2臂部,其基端側可旋動地連結於第1臂部之前端側,並且於其前端側可旋動地連結有手部。
於本發明(第2發明)中,較佳為,產業用機器人包括:第1馬達,其用以使第2臂部相對於第1臂部旋動;第2馬達,其用以使手部相對 於第2臂部旋動;第1減速機,其將第1馬達之旋轉減速並傳遞至第2臂部;及第2減速機,其將第2馬達之旋轉減速並傳遞至手部;且第1減速機構成連接第1臂部與第2臂部之第1關節部之至少一部分,並且配置於第1臂部之內部,第2減速機構成連接第2臂部與手部之第2關節部之至少一部分,並且配置於第2臂部之內部。又,於該情形時,較佳為第1馬達及第2馬達配置於第1臂部之內部。
若如此構成,則第1減速機構成第1關節部之至少一部分,第2減速機構成第2關節部之至少一部分,故而可提高第1關節部及第2關節部之剛性。又,若如此構成,則由於第1馬達及第2馬達配置於第1臂部之內部,故而可使第2臂小型化。此處,若第2馬達配置於第1臂部之內部,則自第2馬達至手部為止之動力之傳遞路徑變長,但若如此構成,則由於第2減速機構成第2關節部之至少一部分,故而可將手部直接固定於第2減速機之輸出側。因此,例如與第2減速機以構成第1關節部之方式配置,且第2減速機與手部經由皮帶及滑輪連接之情形相比,可提高手部之停止精度,其結果,可提高搬送對象物之搬送精度。
於本發明(第2發明)中,較佳為,產業用機器人包括配置於臂之內部空間之冷卻機構。若如此構成,則可自臂之內部有效地冷卻臂之整體,從而可有效地抑制臂整體之溫度上升。
如以上般,本發明(第1發明)中,於具有配置於真空中並且其內部空間之至少一部分成為大氣壓之臂之產業用機器人中,即便產業用機器人大型化,亦可減少安裝用以確保臂之內部空間之氣密性之密封構件時之作業錯誤。
如以上般,本發明(第2發明)之產業用機器人中,即便搭載於手部並於真空中搬送之搬送對象物之溫度較高,亦可抑制搬送對象物自 目標到達位置偏移而提高搬送對象物之搬送精度,及減少初始成本及運轉成本。
1‧‧‧機器人(產業用機器人)
2‧‧‧玻璃基板
3‧‧‧製造系統
4‧‧‧轉移腔室
5~10‧‧‧製程腔室
13‧‧‧手部
14‧‧‧臂
15‧‧‧本體部
16‧‧‧升降機構
17‧‧‧殼體
18‧‧‧凸緣
20‧‧‧基部
21‧‧‧叉部
23‧‧‧第1臂部(臂部)
24‧‧‧第2臂部(臂部)
25‧‧‧關節部
26‧‧‧關節部(第1關節部)
27‧‧‧關節部(第2關節部)
28‧‧‧配重
31、40‧‧‧馬達
32、50、51、62‧‧‧中空旋轉軸
33、61‧‧‧減速機
34、55、65‧‧‧保持構件
35、71、72‧‧‧磁性流體密封
36‧‧‧波紋管
38‧‧‧螺絲構件
39‧‧‧螺母構件
45、66‧‧‧內部空間
46‧‧‧馬達(第1馬達)
47‧‧‧馬達(第2馬達)
48‧‧‧減速機(第1減速機)
52、53、57、58、60、63‧‧‧滑輪
54、59、64‧‧‧皮帶
70‧‧‧冷卻用管
73‧‧‧張力滑輪
80、85‧‧‧臂部本體
80a、85a‧‧‧上表面部(第1平面部)
80b、85b‧‧‧下表面部(第2平面部)
80c、85c‧‧‧側面部
80d、80k、85d‧‧‧插通孔
80e、80m、85e、85f、85m‧‧‧作業用孔
80f、85g‧‧‧貫通孔
80g‧‧‧槽部
80n、85n‧‧‧凹部
80p‧‧‧安裝座
81、82、83、86、87、88、89‧‧‧蓋構件
AR‧‧‧大氣區域
C1、C2‧‧‧旋動中心
VR‧‧‧真空區域
圖1係本發明之實施形態之產業用機器人組裝於有機EL(Electroluminescence,電致發光)顯示器之製造系統之狀態之俯視圖。
圖2係圖1所示之產業用機器人之圖,(A)係俯視圖,(B)係側視圖。
圖3係用以自側面說明圖2所示之產業用機器人之內部構造之剖面圖。
圖4係圖3所示之第1臂部及關節部之放大圖。
圖5係圖3所示之第2臂部及關節部之放大圖。
圖6係圖5所示之第2臂部之臂部本體之圖,(A)係俯視圖,(B)係(A)之E-E剖面之剖面圖。
圖7係圖6(A)之F部之放大圖。
圖8係圖6(B)之G部之放大圖。
圖9(A)~(C)係用以說明圖1所示之自製程腔室搬出基板並向其他製程腔室搬入時之產業用機器人之移動之圖。
圖10(A)~(C)係用以說明圖1所示之向製程腔室搬入基板時之產業用機器人之移動之圖。
圖11係本發明之其他實施形態之產業用機器人之俯視圖。
圖12係本發明之其他實施形態之產業用機器人之俯視圖。
以下,一面參照圖式,一面對本發明之實施形態進行說明。
(產業用機器人之概略構成)
圖1係表示本發明之實施形態之產業用機器人1組裝於有機EL顯 示器之製造系統3之狀態之俯視圖。圖2係圖1所示之產業用機器人1之圖,(A)係俯視圖,(B)係側視圖。圖3係用以自側面說明圖2所示之產業用機器人1之內部構造之剖面圖。
本形態之產業用機器人1(以下,稱為「機器人1」)係用以搬送作為搬送對象物之有機EL(有機電致發光)顯示器用之玻璃基板2(以下,稱為「基板2」)之機器人。該機器人1係適合搬送比較大型之基板2之機器人。機器人1如圖1所示,組裝於有機EL顯示器之製造系統3而使用。
製造系統3包括配置於中心之轉移腔室4(以下,稱為「腔室4」)、及以包圍腔室4之方式配置之複數個製程腔室5~10(以下,稱為「腔室5~10」)。腔室4及腔室5~10之內部成為真空。於腔室4之內部配置有機器人1之一部分。藉由構成機器人1之下述叉部21進入至腔室5~10內,而機器人1於腔室5~10間搬送基板2。即,機器人1於真空中搬送基板2。於腔室5~10配置有各種裝置等,且收納利用機器人1搬送之基板2。又,於腔室5~10中,對基板2進行各種處理。關於製造系統3之更具體的構成將於下文敍述。
如圖2、圖3所示,機器人1包括:手部13,其搭載基板2;臂14,其前端側可旋動地連結有手部13;本體部15,其係可旋動地連結有臂14之基端側;及升降機構16,其使本體部15升降。本體部15及升降機構16收納於大致有底圓筒狀之殼體17中。於殼體17之上端固定有形成為圓板狀之凸緣18。於凸緣18形成有配置本體部15之上端側部分之貫通孔。再者,圖2(A)中,省略了本體部15、升降機構16及殼體17等之圖示。
手部13及臂14配置於本體部15之上側。又,手部13及臂14配置於凸緣18之上側。如上所述,機器人1之一部分配置於腔室4之內部。具體而言,機器人1之較凸緣18之下端面更靠上側之部分配置於腔室4 之內部。即,機器人1之較凸緣18之下端面更靠上側之部分配置於真空區域VR中,手部13及臂14配置於真空中。另一方面,機器人1之較凸緣18之下端面更靠下側之部分配置於大氣區域AR中(大氣中)。
手部13包括連結於臂14之基部20、及搭載基板2之4根叉部21。叉部21形成為直線狀。4根叉部21中之2根叉部21以相互空開特定間隔之狀態而平行地配置。該2根叉部21以自基部20向水平方向之一側突出之方式而固定於基部20。剩餘之2根叉部21以朝向自基部20向水平方向之一側突出之2根叉部21之相反側而自基部20突出之方式固定於基部20。
臂14由第1臂部23與第2臂部24之2個臂部構成。第1臂部23及第2臂部24形成為中空狀。即,臂14之整體形成為中空狀。第1臂部23之基端側可旋動地連結於本體部15。於第1臂部23之前端側可旋動地連結有第2臂部24之基端側。即,第1臂部23與第2臂部24相互可相對旋動地連結。於第2臂部24之前端側可旋動地連結有手部13。
臂14與本體部15之連結部(即,第1臂部23與本體部15之連結部)成為關節部25。第1臂部23與第2臂部24之連結部成為關節部26。臂14與手部13之連結部(即,第2臂部24與手部13之連結部)成為關節部27。第2臂部24相對於第1臂部23之旋動中心與第1臂部23相對於本體部15之旋動中心之距離,和第2臂部24相對於第1臂部23之旋動中心與手部13相對於第2臂部24之旋動中心之距離相等。本形態中,關節部26係連接第1臂部23與第2臂部24之第1關節部,關節部27係連接第2臂部24與手部13之第2關節部。
第1臂部23以自本體部15向水平方向之一側延伸之方式而安裝於本體部15。於第1臂部23,安裝有自本體部15向第1臂部23延伸之方向之相反側(即水平方向之另一側)延伸之配重28。第2臂部24配置於較第1臂部23更靠上側。又,手部13配置於較第2臂部24更靠上側。
於本體部15安裝有用以使第1臂部23相對於本體部15旋動之馬達31。又,本體部15包括:中空旋轉軸32,其固定第1臂部23之基端側;減速機33,其將馬達31之旋轉減速並傳遞至第1臂部23;及保持構件34,其為大致圓筒狀,保持減速機33之殼體並且可旋動地保持中空旋轉軸32。
減速機33係於其直徑方向之中心形成有貫通孔之中空減速機。該減速機33以其貫通孔之軸中心與中空旋轉軸32之軸中心一致之方式配置。於減速機33之輸入側,經由滑輪及皮帶而連結有馬達31。於減速機33之輸出側固定有中空旋轉軸32之下端。於中空旋轉軸32之上端固定有第1臂部23之基端側之下表面。中空旋轉軸32配置於保持構件34之內周側,於中空旋轉軸32之外周面與保持構件34之內周面之間配置有軸承。
於關節部25配置有防止空氣向真空區域VR流出之磁性流體密封35。磁性流體密封35配置於中空旋轉軸32之外周面與保持構件34之內周面之間。又,於關節部25配置有用以防止空氣向真空區域VR流出之波紋管36。具體而言,於磁性流體密封35之外周側且保持構件34之外周側配置有波紋管36。波紋管36之下端固定於保持構件34,波紋管36之上端固定於凸緣18。若構成升降機構16之下述馬達40旋轉而使本體部15升降,則波紋管36伸縮。
升降機構16包括:螺絲構件38,其以上下方向為軸方向而配置;螺母構件39,其卡合於螺絲構件38;及馬達40,其使螺絲構件38旋轉。螺絲構件38可旋轉地安裝於殼體17之底面側。馬達40安裝於殼體17之底面側。螺絲構件38經由滑輪及皮帶而連結於馬達40。螺母構件39經由特定之支架而安裝於本體部15。本形態中,若馬達40旋轉,則螺絲構件38旋轉,而使本體部15與螺母構件39一同升降。再者,升降機構16包括用以將本體部15向上下方向導引之導引軸、及卡合於該 導引軸且向上下方向滑動之導引塊。
(第1臂部、第2臂部之內部之構成及關節部之構成)
圖4係圖3所示之第1臂部23及關節部26之放大圖。圖5係圖3所示之第2臂部24及關節部27之放大圖。
如上所述,第1臂部23及第2臂部24形成為中空狀。於形成為中空狀之第1臂部23之內部空間45,配置有用以使第2臂部24相對於第1臂部23旋動之作為第1馬達之馬達46、及用以使手部13相對於第2臂部24旋動之作為第2馬達之馬達47。關節部26包括將馬達46之旋轉減速並傳遞至第2臂部24之作為第1減速機之減速機48。減速機48係於其直徑方向之中心形成有貫通孔之中空減速機。又,關節部26包括中空旋轉軸50、及配置於中空旋轉軸50之外周側且與中空旋轉軸50為同軸上之中空旋轉軸51。再者,於中空旋轉軸50之外周面與中空旋轉軸51之內周面之間配置有軸承。
於減速機48之輸入側,經由滑輪52、53及皮帶54而連結有馬達46。於減速機48之輸出側,固定有中空旋轉軸51之下端。減速機48以其貫通孔之軸中心與中空旋轉軸51之軸中心一致之方式配置。中空旋轉軸51之上端固定於第2臂部24之基端側之下表面。減速機48之殼體固定於形成為大致圓筒狀之保持構件55。保持構件55固定於第1臂部23之前端側。又,保持構件55配置於中空旋轉軸51之外周側。若馬達46旋轉,則馬達46之動力經由滑輪52、53、皮帶54及減速機48等傳遞至第2臂部24之基端側,從而第2臂部24旋動。
於中空旋轉軸50之下端側固定有滑輪57。於馬達47之輸出軸固定有滑輪58。於滑輪57與滑輪58架設有皮帶59。於中空旋轉軸50之上端固定有滑輪60。滑輪60配置於形成為中空狀之第2臂部24之基端側之內部。關節部27包括將馬達47之旋轉減速並傳遞至手部13之作為第2減速機之減速機61、及中空旋轉軸62。減速機61係於其直徑方向之 中心形成有貫通孔之中空減速機。
於減速機61之輸入側固定有滑輪63。於滑輪60與滑輪63架設有皮帶64。於減速機61之輸出側固定有中空旋轉軸62之下端。減速機61以其貫通孔之軸中心與中空旋轉軸62之軸中心一致之方式而配置。中空旋轉軸62之上端固定於手部13之基部20之下表面。減速機61之殼體固定於形成為大致圓筒狀之保持構件65。保持構件65固定於第2臂部24之前端側。又,保持構件65配置於中空旋轉軸62之外周側。若馬達47旋轉,則馬達47之動力經由滑輪57、58、60、63、皮帶59、64及減速機61等傳遞至手部13之基部20,從而手部13旋動。
第1臂部23之內部空間45密閉,內部空間45之壓力成為大氣壓。又,第2臂部24之內部空間66亦密閉,且內部空間66之壓力亦成為大氣壓。即,臂14之內部空間45、66成為大氣壓。再者,內部空間45與內部空間66係經由中空旋轉軸50之內周側而連通。又,於第1臂部23之基端側之下表面,形成有連通至中空旋轉軸32之內周側之貫通孔(省略圖示),內部空間45連通至成為大氣壓之本體部15之內部。
如上所述,馬達46、47配置於內部空間45。又,減速機48於第1臂部23之前端側配置於內部空間45,減速機61於第2臂部24之前端側配置於內部空間66。即,馬達46、47及減速機48、61配置於大氣中。於馬達46捲繞有用以冷卻馬達46之冷卻用管70。可對該冷卻用管70供給壓縮空氣,藉由通過冷卻用管70之內部之壓縮空氣而冷卻馬達46。再者,本形態中,馬達47之發熱量與馬達46之發熱量相比較小,故而於馬達47未捲繞冷卻用管。
於關節部26配置有用以確保內部空間45之密閉狀態之磁性流體密封71,於關節部27配置有用以確保內部空間66之密閉狀態之磁性流體密封72。即,於關節部26配置有防止空氣自內部空間45向真空區域VR流出之磁性流體密封71,於關節部27配置有防止空氣自內部空間 66向真空區域VR流出之磁性流體密封72。磁性流體密封71配置於中空旋轉軸51之外周面與保持構件55之內周面之間,磁性流體密封72配置於中空旋轉軸62之外周面與保持構件65之內周面之間。再者,於內部空間66配置有用以調整皮帶64之張力之張力滑輪73。
(第1臂部及第2臂部之構成)
圖6係圖5所示之第2臂部24之臂部本體80之圖,(A)係俯視圖,(B)係(A)之E-E剖面之剖面圖。圖7係圖6(A)之F部之放大圖。圖8係圖6(B)之G部之放大圖。
第2臂部24包括臂部本體80與複數個蓋構件81。臂部本體80包括:上表面部80a,其構成臂部本體80之上表面;下表面部80b,其構成臂部本體80之下表面,並且與上表面部80a隔著特定間隙而大致平行地對向配置;及側面部80c,其連接上表面部80a之外周端與下表面部80b之外周端。上表面部80a及下表面部80b形成為細長之大致長圓形之平板狀,且於上下方向對向。側面部80c形成為自上下方向觀察時之形狀成為細長之大致長圓形狀之筒狀。由上表面部80a、下表面部80b及側面部80c包圍之空間成為內部空間66。本形態之上表面部80a為第1平面部,下表面部80b為第2平面部。於以下之說明中,將上表面部80a及下表面部80b之第2臂部24之基端側設為「基端側」,將上表面部80a及下表面部80b之第2臂部24之前端側設為「前端側」。
於上表面部80a之前端側形成有使中空旋轉軸62或保持構件65插通之插通孔80d。於上表面部80a之基端側形成有用以組裝關節部26之作業用孔80e。插通孔80d及作業用孔80e形成為貫通上表面部80a之圓孔狀。於上表面部80a之插通孔80d與作業用孔80e之間,形成有連通至內部空間66之複數個貫通孔80f。本形態中,4個貫通孔80f以固定之間距形成於上表面部80a。貫通孔80f形成為圓孔狀。即,貫通孔80f形成為圓形狀。又,本形態中,作業用孔80e之內徑與貫通孔80f 之內徑相等。
於上表面部80a之上表面,以向下側凹陷之方式形成有圓環狀之槽部80g。本形態中,形成有5個槽部80g。5個槽部80g中之4個槽部80g之各者以包圍4個貫通孔80f之各者之方式形成,剩餘之1個槽部80g以包圍作業用孔80e之方式形成。
於下表面部80b之基端側形成有使中空旋轉軸50插通之插通孔80k。於下表面部80b之前端側形成有用以組裝關節部27之作業用孔80m。插通孔80k及作業用孔80m形成為貫通下表面部80b之圓孔狀。插通孔80k形成於上表面部80a上所形成之作業用孔80e之下側,作業用孔80m形成於上表面部80a上所形成之插通孔80d之下側。
於下表面部80b之上表面(即,與上表面部80a之對向面),形成有向下側凹陷之複數個凹部80n。凹部80n以不貫通下表面部80b之方式形成。本形態中,4個凹部80n以固定之間距形成。凹部80n形成為圓形狀。具體而言,凹部80n形成為內徑與貫通孔80f之內徑相等之圓形狀。4個凹部80n以與4個貫通孔80f之間距相同之間距形成。又,凹部80n於自上下方向觀察時,以與貫通孔80f重疊之方式形成,且於上下方向觀察時,貫通孔80f之內周面與凹部80n之內周面大致一致。再者,於配置於最基端側之凹部80n形成有用以安裝張力滑輪73之安裝座80p。
臂部本體80由鋁合金形成。該臂部本體80係藉由對鋁合金之塊體進行切削加工而形成,且上表面部80a、下表面部80b及側面部80c成為一體。即,內部空間66係藉由使用自貫通孔80f、插通孔80d、80k及作業用孔80e、80m插入之切削工具之切削加工而形成,藉由切削加工形成內部空間66,藉此亦形成上表面部80a、下表面部80b及側面部80c。
蓋構件81形成為外徑較貫通孔80f之內徑更大之圓板狀。蓋構件 81之外徑大於形成為圓環狀之槽部80g之外徑。蓋構件81以蓋住貫通孔80f之方式而固定於上表面部80a之上表面。於上表面部80a與蓋構件81之間,配置有防止空氣自內部空間66流出之環狀之密封構件(省略圖示)。該密封構件嵌入至以包圍貫通孔80f之方式形成之槽部80g。
作業用孔80e藉由形成為與蓋構件81相同形狀之蓋構件82而覆蓋。即,蓋構件82以蓋住作業用孔80e之方式而固定於上表面部80a之上表面。於上表面部80a與蓋構件82之間,配置有防止空氣自內部空間66流出之環狀之密封構件(省略圖示)。該密封構件嵌入至以包圍作業用孔80e之方式而形成之槽部80g。於下表面部80b之下表面,以蓋住作業用孔80m之方式而固定有圓板狀之蓋構件83。於下表面部80b與蓋構件83之間,配置有防止空氣自內部空間66流出之環狀之密封構件(省略圖示)。該密封構件嵌入至形成於蓋構件83之外周側之圓環狀之槽部。
第1臂部23與第2臂部24同樣地,包括臂部本體85與複數個蓋構件86。如圖4所示,臂部本體85包括:上表面部85a,其構成臂部本體85之上表面;下表面部85b,其構成臂部本體85之下表面,並且與上表面部85a隔著特定間隙而大致平行地對向配置;及側面部85c,其連接上表面部85a之外周端與下表面部85b之外周端。上表面部85a及下表面部85b形成為細長之大致長圓形之平板狀。側面部85c形成為自上下方向觀察時之形狀成為細長之大致長圓形狀之筒狀。由上表面部85a、下表面部85b及側面部85c包圍之空間成為內部空間45。本形態之上表面部85a為第1平面部,下表面部85b為第2平面部。於以下之說明中,將上表面部85a及下表面部85b之第1臂部23之基端側設為「基端側」,將上表面部85a及下表面部85b之第1臂部23之前端側設為「前端側」。
於上表面部85a之前端側,形成有使中空旋轉軸50、51或保持構件55插通之插通孔85d。又,於上表面部85a之前端側,形成有用以安裝馬達46、47之作業用孔85e,於上表面部85a之基端側形成有用以組裝關節部25之作業用孔85f。插通孔85d及作業用孔85e、85f形成為貫通上表面部85a之圓孔狀。
於上表面部85a之作業用孔85e與作業用孔85f之間,形成有連通至內部空間45之複數個貫通孔85g。本形態中,2個貫通孔85g以特定之間距形成於上表面部85a。貫通孔85g形成為圓孔狀。即,貫通孔85g形成為圓形狀。又,本形態中,作業用孔85e、85f之內徑與貫通孔85g之內徑相等。於上表面部85a之上表面,以向下側凹陷之方式而形成有圓環狀之槽部。本形態中,形成有5個槽部。5個槽部之各者以包圍插通孔85d、作業用孔85e、85f及2個貫通孔85g之各者之方式而形成。
於下表面部85b之前端側,形成有用以組裝關節部26或者安裝馬達46、47之作業用孔85m。作業用孔85m形成為貫通下表面部85b之圓孔狀。又,作業用孔85m形成於上表面部85a上所形成之插通孔85d及作業用孔85e之下側。
於下表面部85b之上表面(即,與上表面部85a之對向面),形成有向下側凹陷之複數個凹部85n。凹部85n以不貫通下表面部85b之方式形成。本形態中,2個凹部85n以特定間距形成。凹部85n形成為圓形狀。具體而言,凹部85n形成為內徑與貫通孔85g之內徑相等之圓形狀。2個凹部85n以與2個貫通孔85g之間距相同之間距而形成。又,凹部85n於自上下方向觀察時,以與貫通孔85g重疊之方式而形成,且於自上下方向觀察時,貫通孔85g之內周面與凹部85n之內周面大致一致。
臂部本體85與臂部本體80同樣地,藉由對鋁合金之塊體進行切 削加工而形成,且上表面部85a、下表面部85b及側面部85c成為一體。即,內部空間45係藉由使用自貫通孔85g、插通孔85d及作業用孔85e、85f、85m插入之切削工具之切削加工而形成,藉由切削加工形成內部空間45,藉此亦形成上表面部85a、下表面部85b及側面部85c。
蓋構件86形成為外徑較貫通孔85g之內徑更大之圓板狀。蓋構件86之外徑大於形成於上表面部85a之上表面之圓環狀之槽部之外徑。蓋構件86以蓋住貫通孔85g之方式而固定於上表面部85a之上表面。於上表面部85a與蓋構件86之間,配置有防止空氣自內部空間45流出之環狀之密封構件(省略圖示)。該密封構件嵌入至以包圍貫通孔85g之方式形成之槽部。
又,於上表面部85a之上表面,以蓋住作業用孔85f之方式而固定有形成為與蓋構件86相同形狀之蓋構件87。於上表面部85a與蓋構件87之間,配置防止空氣自內部空間45流出之環狀之密封構件(省略圖示)。該密封構件嵌入至以包圍作業用孔85f之方式而形成之槽部。又,於上表面部85a之上表面,以蓋住作業用孔85e之方式而固定有形成大致有底圓筒狀之蓋構件88。於上表面部85a與蓋構件88之間,配置有防止空氣自內部空間45流出之環狀之密封構件(省略圖示)。該密封構件嵌入至以包圍作業用孔85e之方式而形成之槽部。
於下表面部85b之下表面,以蓋住作業用孔85m之方式固定有圓板狀之蓋構件89。於下表面部85b與蓋構件89之間,配置有防止空氣自內部空間45流出之環狀之密封構件(省略圖示)。該密封構件嵌入至形成於蓋構件89之外周側之圓環狀之槽部。
(製造系統之構成)
如上所述,製造系統3包括以包圍腔室4之方式配置之複數個腔室5~10。本形態之製造系統3中,以包圍腔室4之方式而配置有6個腔 室5~10。以下,於圖1中,將相互正交之3個方向之各者設為X方向、Y方向及Z方向。機器人1以其上下方向與Z方向一致之方式而配置。因此,以下,將Z方向設為上下方向。又,以下,將X1方向側設為「右」側,將X2方向側設為「左」側,將Y1方向側設為「前」側,將Y2方向側設為「後(後)」側。
腔室4係以自上下方向觀察時之形狀成為大致八邊形狀之方式而形成。腔室5係以連接於腔室4之左端之方式配置,腔室6係以連接於腔室4之右端之方式配置。又,腔室7及腔室8係以連接於腔室4之後端之方式配置。腔室7與腔室8係於左右方向鄰接。本形態中,腔室7配置於左側,腔室8配置於右側。進而,腔室9及腔室10係以連接於腔室4之前端之方式配置。腔室9與腔室10係於左右方向鄰接。本形態中,腔室9配置於左側,腔室10配置於右側。
腔室5、6係自上下方向觀察時,以通過第1臂部23相對於本體部15之旋動中心C1且與左右方向平行之假想線通過腔室5、6之前後方向之中心位置之方式配置。腔室7、8以通過旋動中心C1且與前後方向平行之假想線通過腔室7、8間之左右方向之中心位置之方式配置。即,左右方向之腔室7、8之中心位置相對於旋動中心C1偏移。同樣地,腔室9、10以通過旋動中心C1且與前後方向平行之假想線通過腔室9、10間之左右方向之中心位置之方式而配置。即,左右方向之腔室9、10之中心位置相對於旋動中心C1偏移。又,於左右方向,腔室7與腔室9配置於相同位置,腔室8與腔室10配置於相同位置。
(產業用機器人之概略動作)
圖9係用以說明圖1所示之自製程腔室5搬出基板2並向製程腔室6搬入基板2時之產業用機器人1之移動之圖。圖10係用以說明圖1所示之向製程腔室7搬入基板2時之產業用機器人1之移動之圖。
機器人1使馬達31、40、46、47驅動而於腔室5~10間搬送基板 2。例如,如圖9所示,機器人1自腔室5搬出基板2並向腔室6搬入基板2。即,機器人1係如圖9(A)所示,將臂14伸長而於腔室5內搭載基板2之後,如圖9(B)所示,收縮臂14直至第1臂部23與第2臂部24於上下方向重疊為止而自腔室5搬出基板2。其後,機器人1使手部13旋動180°之後,將臂14伸長,如圖9(C)所示,向腔室6搬入基板2。
又,例如,機器人1將自腔室5搬出之基板2向腔室7搬入(參照圖10)。此時,機器人1首先如圖10(A)所示,自收縮臂14之狀態使馬達31、46、47驅動,如圖10(B)所示,以叉部21與前後方向平行並且基板2配置於手部13之後端側之方式,且以於左右方向手部13相對於第2臂部24之旋動中心C2與左右方向之腔室7之中心大致一致之方式,而使手部13、第1臂部23及第2臂部24旋動。其後,機器人1將臂14伸長,如圖10(C)所示,向腔室7搬入基板2。
同樣地,機器人1例如將自腔室5搬出之基板2向腔室9搬入。此時,機器人1首先自收縮臂14之狀態使馬達31、46、47驅動,以叉部21與前後方向平行並且基板2配置於手部13之前端側之方式,且以於左右方向旋動中心C2與左右方向之腔室9之中心大致一致之方式,而使手部13、第1臂部23及第2臂部24旋動。其後,機器人1將臂14伸長而向腔室9搬入基板2。
又,機器人1例如將自腔室5搬出之基板2向腔室8搬入。此時,機器人1首先自收縮臂14之狀態使馬達31、46、47驅動,以叉部21與前後方向平行並且基板2配置於手部13之後端側之方式,且以於左右方向旋動中心C2與左右方向之腔室8之中心大致一致之方式,而使手部13、第1臂部23及第2臂部24旋動。其後,機器人1將臂14伸長而向腔室8搬入基板2。
進而,機器人1例如將自腔室5搬出之基板2向腔室10搬入。此時,機器人1首先自收縮臂14之狀態使馬達31、46、47驅動,以叉部 21與前後方向平行並且基板2配置於手部13之前端側之方式,且於左右方向旋動中心C2與左右方向之腔室10之中心大致一致之方式,而使手部13、第1臂部23及第2臂部24旋動。其後,機器人1將臂14伸長而向腔室10搬入基板2。
於基板2之搬出時及搬入時,手部13及第1臂部23以第1臂部23相對於本體部15之旋動角度與手部13相對於第2臂部24之旋動角度相等,且第1臂部23相對於本體部15之旋動方向與手部13相對於第2臂部24之旋動方向成為相反方向之方式旋動。即,馬達31、47以第1臂部23相對於本體部15之旋動角度與手部13相對於第2臂部24之旋動角度相等,且第1臂部23相對於本體部15之旋動方向與手部13相對於第2臂部24之旋動方向成為相反方向之方式旋轉。因此,基板2之搬出時及搬入時之手部13之朝向保持為固定。
(本形態之主要效果)
如以上所說明,(第1發明之)本形態中,於臂部本體80形成有複數個貫通孔80f,且於蓋住貫通孔80f之蓋構件81與臂部本體80之上表面部80a之間,配置有防止空氣自成為大氣壓之內部空間66流出之環狀之密封構件。因此,本形態中,即便機器人1大型化而使第2臂部24大型化,亦可使複數個密封構件之各者之大小變小,其結果,可於組裝第2臂部24時容易地操作密封構件。同樣地,本形態中,於臂部本體85形成有複數個貫通孔85g,於蓋住貫通孔85g之蓋構件86與臂部本體85之上表面部85a之間,配置有防止空氣自成為大氣壓之內部空間45流出之環狀之密封構件。因此,本形態中,即便機器人1大型化而使第1臂部23大型化,亦可使複數個密封構件之各者之大小變小,其結果,可於組裝第1臂部23時容易地操作密封構件。因此,本形態中,即便機器人1大型化,亦可減少安裝用以確保臂14之內部空間45、66之氣密性之密封構件時之作業錯誤。
此處,(第1發明之)本形態中,配置於真空中之第2臂部24之內部空間66成為大氣壓,故而形成為中空狀之第2臂部24藉由內部之壓力而以向外側凸起之方式變形,本形態中,於臂部本體80之下表面部80b之上表面,形成有於自上下方向觀察時與貫通孔80f重疊之凹部80n,故而可以第2臂部朝向上下兩側大致均等地24凸起之方式而使第2臂部24變形。
即,於在下表面部80b之上表面未形成凹部80n之情形時,形成有複數個貫通孔80f之上表面部80a之強度低於下表面部80b之強度,故而第2臂部24易於藉由內部之壓力,而以上側較下側更大地凸起之方式變形,本形態中,於下表面部80b之上表面形成有凹部80n,可使下表面部80b之強度接近於上表面部80a之強度,故而可以第2臂部24朝向上下兩側大致均等地凸起之方式而使第2臂部24變形。因此,本形態中,即便於上表面部80a形成有複數個貫通孔80f,亦可抑制第2臂部24以向上下方向之一側傾斜之方式變形,或第2臂部24以扭曲之方式變形。
同樣地,(第1發明之)本形態中,配置於真空中之第1臂部23之內部空間45成為大氣壓,故而形成為中空狀之第1臂部23藉由內部之壓力而以向外側凸起之方式變形,本形態中,於臂部本體85之下表面部85b之上表面,形成有於自上下方向觀察時與貫通孔85g重疊之凹部85n,故而可以第1臂部23朝向上下兩側大致均等地凸起之方式使第1臂部23變形。因此,本形態中,即便於上表面部85a形成有複數個貫通孔85g,亦可抑制第1臂部23以向上下方向之一側傾斜之方式變形,或第1臂部23以扭曲之方式變形。
如此,(第1發明之)本形態中,即便於上表面部80a、85a形成有複數個貫通孔80f、85g,亦可抑制臂14以向上下方向之一側傾斜之方式變形,或臂14以扭曲之方式變形,故而可確保臂14之前端側之位置 精度。因此,本形態中,即便於上表面部80a、85a形成有複數個貫通孔80f、85g,亦可精度良好地向腔室5~10之特定之位置搬送基板2。即,本形態中,可抑制基板2自目標到達位置偏移並提高基板2之搬送精度。
尤其,(第1發明之)本形態中,於自上下方向觀察時,貫通孔80f之內周面與凹部80n之內周面大致一致,且貫通孔85g之內周面與凹部85n之內周面大致一致,故而第1臂部23、第2臂部24容易以朝向上下兩側大致均等地凸起之方式而使第1臂部23、第2臂部24變形。因此,本形態中,即便於上表面部80a、85a形成有複數個貫通孔80f、85g,亦可有效地抑制臂14以向上下方向之一側傾斜之方式變形,或臂14以扭曲之方式而變形,其結果,可提高臂14之前端側之位置精度。
(第1發明之)本形態中,臂部本體80、85係藉由對鋁合金之塊體進行切削加工而形成。因此,本形態中,與藉由將相互分開形成之上表面部80a、85a、下表面部80b、85b及側面部80c、85c接合而形成臂部本體80、85之情形相比,易於防止空氣自內部空間45、66流出。又,本形態中,與臂部本體80、85藉由鑄造物而形成之情形相比,可減少自臂部本體80、85向真空中釋放之氣體(外部氣體)之釋放量。
如以上所說明,(第2發明之)本形態中,臂14之整體形成為中空狀,臂14之內部空間45、66成為大氣壓。因此,本形態中,即便搭載於手部13並於真空中搬送之基板2之溫度較高,亦可自臂14之內部冷卻臂14之整體,從而可抑制臂14整體之溫度上升。因此,本形態中,即便搭載於手部13並搬送之基板2之溫度較高,亦可抑制臂14整體之熱膨脹,其結果,可向腔室5~10之特定位置精度良好地搬送基板2。即,本形態中,即便搭載於手部13並搬送之基板2之溫度較高,亦可抑制基板2自目標到達位置偏移並提高基板2之搬送精度。
又,(第2發明之)本形態中,臂14之整體形成為中空狀,臂14之 內部空間45、66成為大氣壓,故而即便搭載於手部13並搬送之基板2之溫度較高,亦可抑制配置於臂14之內部之所有軸承之溫度上升,從而可抑制該等壽命下降。即,本形態中,即便搭載於手部13並搬送之基板2之溫度較高,亦可抑制構成馬達46、47、減速機48、61及張力滑輪73等之所有軸承之壽命下降。又,本形態中,臂14之內部空間45、66成為大氣壓,故而作為配置於臂14之內部之馬達46、47或減速機48、61之潤滑劑,只要使用在大氣壓中所使用之潤滑油等之潤滑劑即可,而不使用真空潤滑油等之高價之潤滑劑。因此,本形態中,可減少機器人1之初始成本及運轉成本。
又,(第2發明之)本形態中,臂14之內部空間45、66成為大氣壓,故而於真空區域VR中,可防止自馬達46、47、減速機48、61、滑輪52、53、57、58、60、63及皮帶54、59、64產生氣體(外部氣體)。又,本形態中,臂14之內部空間45、66成為大氣壓,可減少配置於真空區域VR內之臂14之表面積,故而於真空區域VR中,可減少來自臂14之外部氣體之產生量。因此,本形態中,於基板2之製造步驟中,可抑制起因於外部氣體之故障之產生。
(第2發明之)本形態中,藉由減速機48而構成關節部26之一部分,藉由減速機61而構成關節部27之一部分。因此,本形態中,可提高關節部26、27之剛性。
(第2發明之)本形態中,馬達47配置於第1臂部23之內部。因此,本形態中,與馬達47配置於第2臂部24之內部之情形相比,可使第2臂部24小型化。再者,於馬達47配置於第1臂部23之內部之情形時,自馬達47至手部13為止之動力之傳遞路徑變長,本形態中,藉由減速機61而構成關節部27之一部分,於減速機61之輸出側直接固定有手部13。因此,本形態中,例如,與以減速機61構成關節部26之方式而配置,且減速機61與手部13經由皮帶及滑輪而連接之情形相比,可提高 手部13之停止精度,其結果,可提高基板2之搬送精度。即,於以減速機61構成關節部26之方式而配置,且減速機61與手部13經由皮帶及滑輪而連接之情形時,對用以連接減速機61與手部13之皮帶施加減速後之負載,故而於手部13停止時,該皮帶伸長而手部13之停止精度容易下降,本形態中,對皮帶64施加減速前之負載,故而可抑制手部13停止時之皮帶64之伸長,提高手部13之停止精度。
(產業用機器人之變化例1)
圖11係本發明(第2發明)之其他實施形態之產業用機器人1之俯視圖。
上述形態中,臂14係由1個第1臂部23與1個第2臂部24構成。除此以外,例如,如圖11所示,臂14亦可由1個第1臂部23與2個第2臂部24構成。於該情形時,第1臂部23形成為大致V形狀或直線狀,且其中心部成為可旋動地連結於本體部15之基端部。又,如圖11所示,於第1臂部23之2個前端側之各者可旋動地連結有第2臂部24,於第1臂部23之2個前端側之各者形成有關節部26。
即便於該情形時,亦與上述形態同樣地,藉由減速機48而構成關節部26之一部分,藉由減速機61而構成關節部27之一部分。又,於第1臂部23之2個前端側分別於第1臂部23之內部空間45配置有馬達46、47及減速機48,於2個第2臂部24之前端側分別於第2臂部24之內部空間66配置有減速機61。又,內部空間45、66成為大氣壓。再者,於該情形時,於手部13之基部20,僅安裝向水平方向之一側突出之2根叉部21。又,於圖8中,對於與上述形態之構成相同之構成或與上述形態之構成對應之構成附加相同之符號。
(產業用機器人之變化例2)
圖12係本發明(第2發明)之其他實施形態之產業用機器人1之俯視圖。
上述之形態中,機器人1包括1根臂14。除此以外,例如,如圖12所示,機器人1亦可包括基端側可旋動地連結於本體部15之2根臂14。即便於該情形時,亦與上述形態同樣地,藉由減速機48而構成關節部26之一部分,藉由減速機61而構成關節部27之一部分。又,於第1臂部23之前端側,於第1臂部23之內部空間45配置有馬達46、47及減速機48,於第2臂部24之前端側分別於第2臂部24之內部空間66配置有減速機61。又,內部空間45、66成為大氣壓。再者,於該情形時,於手部13之基部20,僅安裝向水平方向之一側突出之2根叉部21。又,於圖12中,對於與上述形態之構成相同之構成或與上述形態之構成對應之構成附加相同之符號。
(其他實施形態)
上述形態係本發明之較佳之形態之一例,但並不限定於此,可於不變更本發明之主旨之範圍內實施各種變化。
上述形態中,臂14係由1個第1臂部23與1個第2臂部24構成。除此以外,例如,如圖11所示,臂14亦可由1個第1臂部23與2個第2臂部24構成。於該情形時,第1臂部23形成為大致V形狀或直線狀,且其中心部成為可旋動地連結於本體部15之基端部。又,如圖11所示,於第1臂部23之2個前端側分別可旋動地連結有第2臂部24,於第1臂部23之2個前端側分別形成有關節部26。又,於該情形時,例如,於手部13之基部20,僅安裝向水平方向之一側突出之2根叉部21。再者,於圖11中,對於與上述形態之構成相同之構成或與上述形態之構成對應之構成附加相同之符號。
又,上述之形態中,機器人1包括1根臂14,但如圖12所示,機器人1亦可包括基端側可旋動地連結於本體部15之2根臂14。於該情形時,例如,於手部13之基部20,僅安裝向水平方向之一側突出之2根叉部21。再者,於圖12中,對於與上述形態之構成相同之構成或與上 述形態之構成對應之構成附加相同之符號。
上述形態中,凹部80n係以自上下方向觀察時與貫通孔80f重疊之方式形成,於自上下方向觀察時,貫通孔80f之內周面與凹部80n之內周面大致一致。除此以外,例如,亦可為凹部80n以自上下方向觀察時,凹部80n之一部分與貫通孔80f重疊之方式形成,於自上下方向觀察時,貫通孔80f之內周面與凹部80n之內周面偏移。同樣地,上述形態中,凹部85n係以自上下方向觀察時與貫通孔85g重疊之方式形成,於自上下方向觀察時,貫通孔85g之內周面與凹部85n之內周面大致一致,但亦可為凹部85n以自上下方向觀察時,凹部85n之一部分與貫通孔85g重疊之方式而形成,於自上下方向觀察時,貫通孔85g之內周面與凹部85n之內周面偏移。
上述形態中,凹部80n之內徑與貫通孔80f之內徑相等。除此以外,例如,凹部80n之內徑亦可大於貫通孔80f之內徑,亦可小於貫通孔80f之內徑。同樣地,凹部85n之內徑與貫通孔85g之內徑相等,但凹部85n之內徑亦可大於貫通孔85g之內徑,亦可小於貫通孔85g之內徑。又,上述形態中,貫通孔80f、85g形成為圓形狀,但貫通孔80f、85g亦可形成為多邊形狀,亦可形成為橢圓形狀或長圓形狀。又,上述形態中,凹部80n、85n形成為圓形狀,但凹部80n、85n亦可形成為多邊形狀,亦可形成為橢圓形狀或長圓形狀。
上述形態中,凹部80n、85n以不貫通下表面部80b、85b之方式形成。除此以外,例如,凹部80n、85n亦可以貫通下表面部80b、85b之方式形成。於該情形時,於下表面部80b、85b之下表面固定有蓋住凹部80n、85n之蓋構件。又,於該蓋構件與下表面部80b、85b之間,配置有防止空氣自內部空間45、66流出之密封構件。
上述之形態中,第1臂部23之內部空間45及第2臂部24之內部空間66成為大氣壓。除此以外,例如,內部空間45或內部空間66亦可稱 為真空。又,上述形態中,臂14係由第1臂部23與第2臂部24之2個臂部構成,但臂14亦可由1個臂部構成,亦可由3個以上之臂部構成。於臂14由3個以上之臂部構成之情形時,亦可為所有臂部之內部空間成為大氣壓,亦可為內部空間成為真空之臂部。
上述之形態中,機器人1包括用以使第2臂部24相對於第1臂部23旋動之馬達46、及用以使手部13相對於第2臂部24旋動之馬達47。除此以外,例如亦可藉由1台馬達,而以使第2臂部24相對於第1臂部23旋動,且使手部13相對於第2臂部24旋動之方式,構成動力自馬達向臂14之傳遞機構。
上述之形態中,於第1臂部23之前端側之內部空間45配置有減速機48。除此以外,例如,亦可於第2臂部24之基端側之內部空間66配置有減速機48。又,上述形態中,馬達47配置於第1臂部23之內部空間45,但馬達47亦可配置於第2臂部24之內部空間66。又,上述形態中,馬達46配置於第1臂部23之內部空間45,但馬達46亦可配置於第2臂部24之內部空間66。又,上述形態中,減速機61配置於第2臂部24之內部空間66,但減速機61亦可配置於第1臂部23之內部空間45。於該情形時,於關節部26中,減速機48與減速機61以於軸方向重疊之方式配置。
上述形態中,機器人1包括用以使第2臂部24相對於第1臂部23旋動之馬達46、及用以使手部13相對於第2臂部24旋動之馬達47。除此以外,例如,亦可藉由1台馬達,以使第2臂部24相對於第1臂部23旋動,且使手部13相對於第2臂部24旋動之方式,構成動力自馬達向臂14之傳遞機構。
上述之形態中,臂14係由第1臂部23與第2臂部24之2個臂部構成。除此以外,例如,臂14亦可由3個以上之臂部構成。於該情形時,3個以上之臂部之各者形成為中空狀,並且3個以上之臂部之各者 之內部空間成為大氣壓。
於上述之形態中,亦可於內部空間45、66配置有氣冷式或水冷式之冷卻機構。例如,具有冷卻用之壓縮空氣之噴出口之冷卻用管亦可配置於內部空間45、66。於該情形時,例如,於減速機48、61等之軸承或磁性流體密封71、72之配置部位以供給壓縮空氣之方式而配置有冷卻用管。又,於該情形時,例如,配置於內部空間45、66之冷卻用管連接於配置於殼體17之內部或殼體17之外部之大氣中之壓縮空氣之供給源。又,該冷卻管與壓縮空氣之供給源係藉由形成於第1臂部23之基端側之下表面之貫通孔及迴繞至中空旋轉軸32之內周側之配管而連接。進而,於該情形時,例如,於殼體17之內部配置有電磁閥,藉由將該電磁閥打開關閉,而自冷卻用管之噴出口供給壓縮空氣,或調整自冷卻用管之噴出口供給之壓縮空氣之量。進而,於該情形時,例如,檢測內部空間45、66之溫度之溫度感測器等檢測器件配置於內部空間45、66之適當之位置,基於該檢測器件之檢測結果而將電磁閥打開關閉。又,於該情形時,例如供給至內部空間45、66之壓縮空氣循環過整個內部空間45、66之後向本體部15側排出。於該情形時,自臂14之內部有效地冷卻整個臂14,從而可有效地抑制臂14整體之溫度上升。
上述之形態中,藉由機器人1搬送之搬送對象物係有機EL顯示器用之基板2,但藉由機器人1搬送之搬送對象物亦可為液晶顯示器用之玻璃基板,亦可為半導體晶圓等。又,上述之形態中,機器人1係用以對搬送對象物進行搬送之機器人,但機器人1亦可為焊接機器人等其他用途中所使用之機器人。
1‧‧‧機器人(產業用機器人)
13‧‧‧手部
14‧‧‧臂
15‧‧‧本體部
16‧‧‧升降機構
17‧‧‧殼體
18‧‧‧凸緣
20‧‧‧基部
21‧‧‧叉部
23‧‧‧第1臂部(臂部)
24‧‧‧第2臂部(臂部)
25‧‧‧關節部
26‧‧‧關節部(第1關節部)
27‧‧‧關節部(第2關節部)
28‧‧‧配重
31、40‧‧‧馬達
32‧‧‧中空旋轉軸
33、61‧‧‧減速機
34‧‧‧保持構件
35‧‧‧磁性流體密封
36‧‧‧波紋管
38‧‧‧螺絲構件
39‧‧‧螺母構件
45、66‧‧‧內部空間
46‧‧‧馬達(第1馬達)
47‧‧‧馬達(第2馬達)
48‧‧‧減速機(第1減速機)
80、85‧‧‧臂部本體
81、82、83、86、87、88、89‧‧‧蓋構件
AR‧‧‧大氣區域
VR‧‧‧真空區域

Claims (5)

  1. 一種產業用機器人,其特徵在於包括臂,該臂具有:平板狀之第1平面部;平板狀之第2平面部,其與上述第1平面部隔著特定間隙而大致平行地對向配置;及側面部,其連接上述第1平面部之外周端與上述第2平面部之外周端;且上述臂之至少一部分形成為具有由上述第1平面部、上述第2平面部及上述側面部包圍之內部空間之中空狀,並且上述臂配置於真空中,上述內部空間成為大氣壓,於上述第1平面部形成有連通至上述內部空間之複數個貫通孔,上述臂包括:複數個蓋構件,其固定於上述第1平面部且蓋住上述貫通孔;及複數個密封構件,其配置於上述第1平面部與上述蓋構件之間而防止空氣自上述內部空間流出;於上述第2平面部之與上述第1平面部之對向面,以凹陷之方式形成有自上述第1平面部與上述第2平面部之對向方向觀察時至少一部分與上述貫通孔重疊之複數個凹部。
  2. 如請求項1之產業用機器人,其中自上述對向方向觀察時,上述貫通孔之內周面與上述凹部之內周面大致一致。
  3. 如請求項1或2之產業用機器人,其中上述貫通孔形成為圓形狀,且上述凹部形成為內徑與上述貫通孔之內徑相等之圓形狀。
  4. 如請求項1或2之產業用機器人,其中上述內部空間係藉由使用自上述貫通孔插入之切削用工具之切削加工而形成,且上述第1平面部、上述第2平面部及上述側面部成為一體。
  5. 如請求項3之產業用機器人,其中上述內部空間係藉由使用自上述貫通孔插入之切削用工具之切削加工而形成,且上述第1平面部、上述第2平面部及上述側面部成為一體。
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