TWI770658B - 基板搬送機器人 - Google Patents

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TWI770658B
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清水一平
高氏龍之介
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日商川崎重工業股份有限公司
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Abstract

本發明之基板搬送機器人係具備纜線引導部，該纜線引導部係配置於殼體的內部並且配置有從機臂延伸的機器人纜線，且以追隨與機臂之升降一同移動的機器人纜線之方式變形。

Description

基板搬送機器人
本發明係關於一種基板搬送機器人，尤有關於具備從機臂(arm)延伸之機器人纜線(robot cable)的基板搬送機器人。
以往已知有一種基板搬送機器人。此種基板搬送機器人已揭示於例如日本專利公開公報特開2013-69914號中。
在日本專利公開公報特開2013-69914號中，揭示了由水平多關節機器人所構成的基板搬送機器人。此基板搬送機器人具備有：基台；機臂，係連接於基台且在水平面旋轉；及基板搬送手(hand)，係連接於機臂且在水平面旋轉。
此外，日本專利公開公報特開2013-69914號中雖未明載，但在日本專利公開公報特開2013-69914號所記載之以往的基板搬送機器人中，有藉由昇降機構使機臂升降的基板搬送機器人。
在此，在由機臂升降的基板搬送機器人中，隨同機臂的升降從機臂延伸的機器人纜線、和引導機器人纜線的纜線引導部係伴隨著機臂的升降而移動。此時，會發生會有塵埃等伴隨著機器人纜線和纜線引導部 的移動，在配置有基板搬送機器人的空間(無塵室(clean room)等)內擴散之情形的問題。
本發明係為了解決上述的問題而研創者，本發明之一目的為提供一種基板搬送機器人，可抑制塵埃等擴散在配置有基板搬送機器人之空間內的情形。
本發明之一型態的基板搬送機器人係具備：基板保持手；機臂，係使基板保持手移動；機臂升降機構，係使機臂升降；大致柱狀的殼體，係覆蓋機臂升降機構；及纜線引導部，係配置於殼體的內部並且配置有從機臂延伸的機器人纜線，且以追隨與機臂之升降一同移動的機器人纜線之方式變形。
在本發明之一型態的基板搬送機器人中，如上所述，基板搬送機器人係具備纜線引導部，該纜線引導部係配置於殼體的內部並且配置有從機臂延伸的機器人纜線，且以追隨與機臂之升降一同移動的機器人纜線之方式變形。藉此，由於機器人纜線和纜線引導部係配置於殼體的內部，因此即使機器人纜線和纜線引導部在殼體的內部中移動，亦可抑制塵埃等擴散在殼體的外部中的情形。結果，可抑制塵埃等擴散在配置有基板搬送機器人的空間內(無塵室內)的情形。
依據本發明，如上所述，可抑制塵埃等擴散在配置有基板搬送機器人的空間內的情形。
1:基板保持手
2,602:機臂
2a:基座
3:機臂升降機構
3a:升降部
3b:驅動部
3c:搬送用帶
3d:第一孔部
3e:皮帶輪
4,604:殼體
4a:外表面
4b:第一空間
4c:第二空間
4d:底面
4e:第二孔部
4f:板狀的構件
4g:罩蓋構件
4h:凸部
5:纜線引導部
5a:一方端
5b:另一方端
6:連接插座
7:風扇
100,600:基板搬送機器人
101:機器人纜線
101a:第一纜線部分
101b:第二纜線部分
101c:第三纜線部分
200:機器人控制部
201:第一機臂
202:第二機臂
300:無塵室
301:地板
301a:第三孔部
L1,L2:長度
圖1係本發明之一實施型態之基板搬送機器人的立體圖。
圖2係本發明之一實施型態之基板搬送機器人的側視圖(從Y1方向側觀看時的圖)。
圖3係本發明之一實施型態之基板搬送機器人的前視圖(從X1方向側觀看時的圖)。
圖4係本發明之一實施型態之基板搬送機器人的剖面圖(沿著Y-Z平面的剖面圖)。
圖5係沿著圖3之400-400線的剖面圖。
圖6(a)係顯示驅動部位於殼體之上部之狀態的圖。圖6(b)係顯示驅動部位於殼體之下部之狀態的圖。
圖7係本發明之一實施型態之基板搬送機器人之連接插座(connector)的俯視圖(從Z1方向側觀看時的圖)。
圖8係沿著圖3之500-500線的剖面圖。
圖9係本發明之一實施型態之基板搬送機器人的仰視圖(從X2方向側觀看時的圖)。
圖10係變形例之基板搬送機器人的立體圖。
以下根據圖式來說明將本發明具體化之本發明的一實施型態。
參照圖1至圖9來說明本實施型態之基板搬送機器人100的構成。
如圖1及圖2所示，基板搬送機器人100係具備有：基板保持手1，係保持基板(半導體晶圓)；及機臂2，係使基板保持手1移動。
如圖1及圖2所示，機臂2係水平多關節機器人機臂。機臂2係包含有第一機臂201、和第二機臂202。第一機臂201係構成為可以一方端部為轉動中心而相對於後述的基座(base)2a轉動。具體而言，第一機臂201的一方端部，係經由第一關節以可轉動之方式連接於基座2a。第二機臂202係構成為可以一方端部為轉動中心而相對於第一機臂201轉動。具體而言，第二機臂202的一方端部，係經由第二關節以可轉動之方式連接於第一機臂201的另一方端部。此外，在第二機臂202的另一方端部，係以可經由第三關節轉動之方式連接有基板保持手1。在第一關節、第二關節和第三關節的各關節中係設有驅動機構，該驅動機構係包含：旋轉驅動之驅動源亦即是伺服馬達(seovo motor)；旋轉位置感測器(sensor)，係檢測伺服馬達之輸出軸的旋轉位置；及動力傳遞機構，係將伺服馬達的輸出傳遞至關節。
如圖3至圖5所示，在本實施型態中，基板搬送機器人100係具備：機臂升降機構3，係使機臂2升降；大致柱狀的殼體4，係覆蓋機臂升降機構3；以及纜線引導部5(纜線軸承(Cable Bear)(註冊商標))(參照圖4)，係配置於殼體4的內部並且配置有從機臂2延伸的機器人纜線101，且以追隨與同機臂2之升降一同移動的機器人纜線101之方式變形。
大致呈柱狀的殼體4係藉由金屬等而構成，在內部具有空間。此外，在基板搬送機器人100與機器人控制部200之間，經由機器人纜線101進行信號的傳送接收。此外，纜線引導部5係具有保護配置(連接)於纜線引導部5之機器人纜線101的功能。此外，纜線引導部5係具有連結有如鎖鏈般之較小的零件的構造。
此外，在本實施型態中，如圖4所示，機器人纜線101的至少一部分，係插入於纜線引導部5的內部。具體而言，係機器人纜線101的中央部插入於纜線引導部5的內部，機器人纜線101的兩端部配置於纜線引導部5的外部。
此外，在本實施型態中，纜線引導部5的一方端5a，係與同機臂2的升降一同移動的移動端，纜線引導部5的另一方端5b，係固定於殼體4的固定端。具體而言，機器人纜線101係固定於纜線引導部5的一方端5a和另一方端5b。此外，纜線引導部5的一方端5a，係固定於升降部3a。藉此，纜線引導部5之一方端5a、和固定於纜線引導部5之一方端5a的機器人纜線101，係與同機臂2的升降一同移動。此外，纜線引導部5的另一方端5b，係固定於殼體4之內部的板狀構件4f。板狀構件4f係以沿著Z方向之方式配置。
此外，在本實施型態中，機器人纜線101係包含：第一纜線部分101a，係配置於纜線引導部5，且與機臂2的升降一同移動；及第二纜線部分101b，係配置於纜線引導部5的外部，並且被固定為不會與機臂2的升降一同移動，且沿著鉛直方向(Z方向)延伸。再者，基板搬送機器人100係更具備連接插座6，該連接插座6係設於第二纜線部分101b的端部 且與機器人控制部200(參照圖3)連接，該機器人控制部200係設於殼體4的外部，用以控制基板搬送機器人100。
具體而言，第一纜線部分101a係機器人纜線101的中央部。此外，第二纜線部分101b係機器人纜線101的一方端部。此外，第二纜線部分101b係以從板狀構件4f的Y2方向側超過上端往Y1方向側延伸之方式配置。此外，第二纜線部分101b係以在板狀構件4f的Y1方向側，沿著板狀構件4f之方式配置。此外，機器人纜線101之另一方端部亦即第三纜線部分101c，係配置於纜線引導部5的外部。
此外，在本實施型態中，如圖1及圖7所示，連接插座6係配置於殼體4的外表面4a。具體而言，殼體4之下方側的部分係具有段差形狀，連接插座6係配置於屬於段差形狀之上側之面的外表面4a上。此外，連接插座6係以朝上方延伸之方式配置。
如圖1及圖2所示，基板搬送機器人100係更具備供機臂2安裝的基座2a。再者，如圖4所示，機臂升降機構3係包含：供基座2a安裝的升降部3a；及使升降部3a升降的驅動部3b(馬達)。升降部3a係安裝於搬送用帶(belt)3c，且由驅動部3b驅動搬送用帶3c而使升降部3a升降。如圖5所示，藉由驅動部3b(馬達)使皮帶輪(pulley)3e旋轉，藉此使搬送用帶3c移動。
搬送用帶3c係以沿著Z方向之方式配置。此外，皮帶輪3e係設於殼體4的上部和下部。搬送用帶3c係被捲繞於皮帶輪3e。
此外，在本實施型態中，如圖4所示，驅動部3b係配置於殼體4的上部。在此，如圖6(b)所示，當將驅動部3b配置於殼體4的下部 時，驅動部3b即會變成將殼體4之內部之空氣排出至外部之風扇(fan)7之風路的障礙。因此，藉由將驅動部3b配置於殼體4的上部，可抑制驅動部3b會成為風扇7之風路的障礙。此外，驅動部3b係安裝於殼體4的外側。此外，在殼體4中，係設有覆蓋驅動部3b的罩蓋(cover)構件4g。
此外，如圖6(a)所示，藉由將驅動部3b配置於殼體4的上部，相較於將驅動部3b配置於殼體4的下部之情形(參照圖6(b))，由於對應於驅動部3b與升降部3a之間之搬送用帶3c的長度L1會比配置於下部之情形的長度L2更短，並且對於搬送用帶3c的張力會變大，因此可抑制搬送用帶3c的齒輪跳脫。換言之，如圖6(b)所示，當對應於驅動部3b與升降部3a之間之搬送用帶3c的長度L2變長時，搬送用帶3c的伸展即變大，因此齒輪易於跳脫。
此外，在本實施型態中，如圖3及圖4所示，升降部3a係從殼體4露出，並且在升降部3a中係設有第一孔部3d，該第一孔部3d係供從基座2a延伸的機器人纜線101插入。再者，從機臂2延伸的機器人纜線101，係通過升降部3a的第一孔部3d配置於纜線引導部5。
此外，如圖1所示，在殼體4中係設有朝X1方向側突出的凸部4h。機器人纜線101的第三纜線部分101c(參照圖4)，係在凸部4h的內側，以從第一空間4b(參照圖8)側延伸至第二空間4c(參照圖8)側之方式配置。
此外，在本實施型態中，如圖8所示，殼體4係包含：第一空間4b，係供機臂升降機構3配置；及第二空間4c，係供纜線引導部5配置。如圖4所示，第一空間4b和第二空間4c係以朝Z方向延伸之方式構 成。此外，第一空間4b和第二空間4c係以在Y方向上相鄰之方式配置。此外，第一空間4b和第二空間4c係彼此連接。另外，所謂第一空間4b係指殼體4之Y2方向側的空間。所謂第二空間4c係指殼體4之Y1方向側的空間。
此外，在本實施型態中，如圖4所示，基板搬送機器人100係更具備風扇7，該風扇7係配置於殼體4的內部，用以將殼體4之內部的空氣排出至外部者。
具體而言，在本實施型態中，如圖4所示，基板搬送機器人100係配置於無塵室300內。風扇7係設於殼體4(第二空間4c)的下部。在殼體4的底面4d，係設有供藉由風扇7所排出之空氣通過的第二孔部4e(參照圖9)。藉由風扇7所排出的空氣，係構成為經由第二孔部4e而從設於無塵室300之地板301的第三孔部301a朝地板301的下方(Z2方向)排出。
在本實施型態中，係可獲得如下的功效。
在本實施型態中，如上所述，基板搬送機器人100係具備纜線引導部5，該纜線引導部5係配置於殼體4的內部並且配置有從機臂2延伸的機器人纜線101，且以追隨與機臂2之升降一同移動的機器人纜線101之方式變形。藉此，由於機器人纜線101和纜線引導部5被配置於殼體4的內部，因此即使機器人纜線101和纜線引導部5在殼體4的內部中移動，亦可抑制塵埃等擴散在殼體4的外部中的情形。結果，可抑制塵埃等擴散在配置有基板搬送機器人100的空間內(無塵室300內)的情形。
此外，在本實施型態中，如上所述，機器人纜線101的至少一部分，係插入於纜線引導部5的內部。藉此，由於機器人纜線101的至少一部分插入於纜線引導部5的內部，故易於使機器人纜線101伴隨著纜線引導部5的移動而移動。此外，藉由將機器人纜線101的至少一部分插入於纜線引導部5的內部，相較於機器人纜線101全都配置於纜線引導部5的外部之情形，可使殼體4內之機器人纜線101所佔據的空間減少，故可使殼體4小型化。
此外，在本實施型態中，如上所述，纜線引導部5的一方端5a係與機臂2的升降而一同移動的移動端，而纜線引導部5的另一方端5b則為固定於殼體4的固定端。藉此，可在纜線引導部5之另一方端5b被固定的狀態下，使纜線引導部5與機臂2的升降而一同移動(變形)。
此外，在本實施型態中，如上所述，機器人纜線101係包含：第一纜線部分101a，係配置於纜線引導部5，且與機臂2的升降而一同移動；及第二纜線部分101b，係配置於纜線引導部5的外部，並且固定為不會與機臂2的升降而一同移動，且沿著鉛直方向延伸；基板搬送機器人100更具備連接插座6，該連接插座6係設於第二纜線部分101b的端部且連接於機器人控制部200，該機器人控制部200係設於殼體4的外部，用以控制基板搬送機器人100。藉此，可藉由設於殼體4之外部的連接插座6進行機器人纜線101、與控制基板搬送機器人100之機器人控制部200的連接，因此可簡化機器人纜線101與機器人控制部200的連接作業。
此外，在本實施型態中，如上所述，連接插座6係配置於殼體4的外表面4a。藉此，只要將機器人控制部200連接於配置於殼體4之 外表面4a的連接插座6，可容易地連接機器人纜線101與機器人控制部200。
此外，在本實施型態中，如上所述，係更具備供機臂2安裝的基座2a；且機臂升降機構3係包含：升降部3a，係供基座2a安裝；及驅動部3b，係使升降部3a升降。藉此，藉由驅動部3b使升降部3a升降，可容易地使機臂2升降。
此外，在本實施型態中，如上所述，驅動部3b係配置於殼體4的上部。藉此，可抑制驅動部3b對於纜線引導部5造成干擾。
此外，在本實施型態中，如上所述，升降部3a係從殼體4露出，並且在升降部3a中係設有供從基座2a延伸之機器人纜線101插入的第一孔部3d，而從機臂2延伸的機器人纜線101，係通過升降部3a的第一孔部3d而配置於纜線引導部5。藉此，可容易地通過第一孔部3d使配置於纜線引導部5的機器人纜線101隨同升降部3a的移動而移動。
此外，在本實施型態中，如上所述，殼體4係包含：第一空間4b，係供機臂升降機構3配置；及第二空間4c，係供纜線引導部5配置。藉此，由於機臂升降機構3和纜線引導部5配置於個別的空間，故可抑制機臂升降機構3與纜線引導部5產生干擾。
此外，在本實施型態中，如上所述更具備風扇7，該風扇7係配置於殼體4的內部，用以將殼體4之內部的空氣排出至外部。藉此，即可將在殼體4的內部中所產生的塵埃等排出至殼體4的外部。
此外，在本實施型態中，如上所述，基板搬送機器人100係配置於無塵室300內，風扇7係設於殼體4的下部，且在殼體4的底面4d 係設有供藉由風扇7所排出之空氣通過的第二孔部4e，藉由風扇7所排出的空氣係構成為通過第二孔部4e而從設於無塵室300之地板301的第三孔部301a朝地板301的下方排出。藉此，即可抑制當將在殼體4的內部中所產生的塵埃等排出至殼體4的外部時，從殼體4排出的塵埃等擴散至無塵室300之內部的情形。
[變形例]
另外，此次揭示的實施型態，應理解其所有觀點僅為例示，並非用以限制者。本發明之範圍係由申請專利範圍而非上述之實施型態的說明所示，且更包含在與申請專利範圍均等的涵義及範圍內的所有變更(變形例)。
例如，在上述實施型態中，雖已顯示了應用纜線軸承(註冊商標)作為纜線引導部5之例，但本發明不限定於此。在本發明中，亦可應用纜線軸承(註冊商標)以外的纜線引導部作為纜線引導部5。
此外，在上述實施型態中，雖顯示了機器人纜線101的一部分插入於纜線引導部5之內部之例，但本發明不限定於此。例如，亦可機器人纜線101的全部插入於纜線引導部5的內部。此外，亦可機器人纜線101的全部安裝於纜線引導部5的外部。
此外，在上述實施型態中，雖顯示了纜線引導部5的另一方端5b為固定於殼體4的固定端之例，但本發明不限定於此。例如，纜線引導部5的另一方端5b亦可為移動端。
此外，在上述實施型態中，雖顯示了連接插座6配置於殼體4之段差形狀之上側之面亦即外表面4a之例，但本發明不限定於此。例如，連接插座6亦可配置於殼體4的側面(X方向側之面或Y方向側之面)等。
此外，在上述實施型態中，雖顯示了機臂升降機構3由升降部3a、供升降部3a安裝的搬送用帶3c、及驅動搬送用帶3c的驅動部3b(馬達)所構成之例，但本發明不限定於此。例如，亦可藉由將升降部3a安裝於將馬達等旋轉運動轉換為線性運動的滾珠螺桿來構成機臂升降機構。
此外，在上述實施型態中，雖顯示了驅動部3b配置於殼體4之上部之例，但本發明不限定於此。只要驅動部3b不會成為風扇7之風路的障礙，亦可將驅動部3b配置於殼體4的下部。
此外，在上述實施型態中，雖顯示了從機臂2延伸之機器人纜線101經由升降部3a的第一孔部3d而配置於纜線引導部5之例，但本發明不限定於此。例如，亦可在升降部3a設置缺口部以取代第一孔部3d，且將機器人纜線101通過缺口部配置於纜線引導部5。
此外，在上述實施型態中，雖顯示了風扇7設於殼體4之下部之例，但本發明不限定於此。例如，亦可將風扇7設於殼體4的上部，而將殼體4內的空氣從地板301的第三孔部301a予以排出。
此外，在上述實施型態中，雖顯示了基板搬送機器人100之機臂2為水平多關節機器人機臂之例，但本發明不限定於此。例如，亦可如同圖10所示之變形例的基板搬送機器人600，構成為機臂602沿著X方向進行線性運動。基板搬送機器人600係構成為機臂602相對於大致柱狀的殼體604沿著Z方向升降。
2a:基座
3:機臂升降機構
3a:升降部
3b:驅動部
3c:搬送用帶
3d:第一孔部
4:殼體
4a:外表面
4b:第一空間
4c:第二空間
4d:底面
4e:第二孔部
4f:板狀的構件
4g:罩蓋構件
5:纜線引導部
5a:一方端
5b:另一方端
101:機器人纜線
101a:第一纜線部分
101b:第二纜線部分
101c:第三纜線部分
300:無塵室
301:地板
301a:第三孔部

Claims (10)

  1. 一種基板搬送機器人，係具備：基板保持手；機臂，係使前述基板保持手移動；機臂升降機構，係使前述機臂升降；大致柱狀的殼體，係覆蓋前述機臂升降機構；纜線引導部，係配置於前述殼體的內部並且配置有從前述機臂延伸的機器人纜線，且以追隨與前述機臂之升降一同移動的前述機器人纜線之方式變形；及連接插座，係設於前述機器人纜線的端部，且配置於前述殼體的外表面，並連接於設於前述殼體的外部之機器人控制部。
  2. 如請求項1所述之基板搬送機器人，其中，前述機器人纜線的至少一部分係插入於前述纜線引導部的內部。
  3. 如請求項1所述之基板搬送機器人，其中，前述纜線引導部的一方端係與前述機臂之升降而一同移動的移動端；前述纜線引導部的另一方端係固定於前述殼體的固定端。
  4. 如請求項1所述之基板搬送機器人，其中，前述機器人纜線係包含：第一纜線部分，係配置於前述纜線引導部，且與前述機臂的升降而一同移動；及第二纜線部分，係配置於前述纜線引導部的外部，並且固定為不會與前述機臂的升降而一同移動，且沿著鉛直方向延伸； 前述連接插座係設於前述第二纜線部分的端部且連接於前述機器人控制部，該機器人控制部係設於前述殼體的外部，用以控制前述基板搬送機器人。
  5. 如請求項1所述之基板搬送機器人，更具備基座，係供前述機臂安裝；前述機臂升降機構係包含：升降部，係供前述基座安裝；及驅動部，係使前述升降部升降。
  6. 如請求項5所述之基板搬送機器人，其中，前述驅動部係配置於前述殼體的上部。
  7. 如請求項5所述之基板搬送機器人，其中，前述升降部係從前述殼體露出，並且在前述升降部中係設有第一孔部，該第一孔部係供從前述基座延伸的前述機器人纜線插入；從前述機臂延伸的前述機器人纜線係經由前述升降部的前述第一孔部而配置於前述纜線引導部。
  8. 如請求項1所述之基板搬送機器人，其中，前述殼體係包含：第一空間，係供前述機臂升降機構配置；及第二空間，係供前述纜線引導部配置。
  9. 如請求項1所述之基板搬送機器人，更具備風扇，該風扇係配置於前述殼體的內部，將前述殼體之內部的空氣予以排出至外部。
  10. 如請求項9所述之基板搬送機器人，其中，前述基板搬送機器人係配置於無塵室內；前述風扇係設於前述殼體的下部； 在前述殼體的底面係設有第二孔部，該第二孔部係供藉由前述風扇所排出的空氣通過；藉由前述風扇所排出的空氣係構成為經由前述第二孔部而從設於前述無塵室之地板的第三孔部朝前述地板的下方排出。
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