WO2012074007A1 - 搬送ロボット - Google Patents

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WO2012074007A1
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elevating
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烈 加藤
茂樹 小野
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川崎重工業株式会社
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    • B65G2249/02—Controlled or contamination-free environments or clean space conditions

Definitions

  • the present invention relates to a transport robot for transporting articles, and is particularly suitable for transporting heavy substrates such as large glass substrates for solar panels.
  • Various transfer robots are used to load a substrate to be processed into a substrate processing apparatus such as a chemical vapor deposition apparatus (CVD apparatus) and to carry out a processed substrate.
  • a substrate processing apparatus such as a chemical vapor deposition apparatus (CVD apparatus)
  • CVD apparatus chemical vapor deposition apparatus
  • a substrate to be processed there is a square glass substrate used for a solar panel, and the size thereof is over 2 m on a side, and is a large heavy object.
  • the transfer robot also has a sufficient movement distance in the height direction for the lifting operation of the substrate holding member for holding the substrate. It is necessary to secure.
  • the conventional transfer robot described above has a configuration in which the entire robot arm (horizontal articulated arm) composed of the first link member, the second link member, and the substrate holding member is moved up and down. Therefore, there is a problem that a large driving force is required (Patent Documents 1, 2, and 3).
  • a mechanism for moving the raising / lowering driving means of the robot arm in a horizontal plane is provided independently of the link mechanism including the first link member, the second link member, and the substrate holding member ( Cited references 2, 3).
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a transport robot that can reduce the lifting driving force required in the lifting driving means.
  • Another object of the present invention is to provide a transfer robot that can realize a mechanism for moving the lifting drive means of the transfer robot in a horizontal plane while minimizing the complexity of the robot structure.
  • a transfer robot rotates around a first link member configured to be rotatable around a first axis and a second axis positioned at a predetermined distance with respect to the first axis.
  • a second link member configured to be capable of rotating, a holding member configured to be rotatable around a third axis located at a predetermined distance from the second axis and capable of holding an article, and at least the holding member.
  • Elevating drive means for driving up and down, and the first link member, the second link member, and the holding member are connected in this order to form an arm link mechanism, and the elevating drive means Is arranged between the first link member and the holding member to constitute a part of the arm link mechanism.
  • the elevating drive means is used to connect the second link member and the holding member.
  • the elevating drive means includes a columnar member fixed to the second link member, and an elevating member provided so as to be movable up and down with respect to the columnar member, and the holding member Is provided on the elevating member so as to be rotatable around the third axis.
  • the elevating drive means includes: a columnar member provided on the second link member so as to be rotatable around the third axis; and an elevating member provided so as to be movable up and down with respect to the columnar member. And the holding member is fixed to the elevating member.
  • the elevating drive means is used to connect the first link member and the second link member.
  • the elevating drive means includes a columnar member fixed to the first link, and an elevating member provided to be movable up and down with respect to the columnar member, and the second link.
  • the member is provided on the elevating member so as to be rotatable around the second axis, and the holding member is provided on the second link member so as to be rotatable around the third axis.
  • the elevating drive means includes: a columnar member provided on the first link member so as to be rotatable about the second axis; and an elevating member provided so as to be able to move up and down relative to the columnar member.
  • the second link member is fixed to the elevating member.
  • the predetermined distance between the first axis and the second axis is equal to the predetermined distance between the second axis and the third axis.
  • the holding member that holds the article at the last retracted position in the operation range control, the article held by the holding member, the first link member, the second link member, and the elevating drive means.
  • the holding member, the region, and the holding member, so that the region is disposed in a swivel region when rotating around the first axis with a distance from the first axis to the farthest point of the article or the holding member as a radius The first link member, the second link member, the dimensions of the elevating drive means, and the direction of the elevating drive means are selected.
  • the first link member, the second link member, and the holding member are connected in this order to form an arm link mechanism, and the lifting drive means holds the first link member. Since it is disposed between the members and forms a part of the arm link mechanism, at least the first link member can be excluded from the lift target by the lift drive means, and therefore the lift drive required in the lift drive means The force can be reduced.
  • the lifting / lowering drive means can be lifted while minimizing the complexity of the robot structure. Horizontal movement of the driving means can be realized.
  • FIG. 1 shows the figure which showed the conveyance robot by one Embodiment of this invention
  • (a) is a top view
  • (b) is a side view.
  • the schematic block diagram of the conveyance robot shown in FIG. The figure which showed the outline of the internal structure of the conveyance robot shown in FIG.
  • FIG. 2A and 2B are diagrams for explaining a rotation operation of a robot arm holding a substrate in the transfer robot shown in FIG. 1, in which FIG. 1A shows a state facing one rack direction, and FIG. The state facing the direction of is shown.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the transfer robot shown in FIG. 5. The figure which showed the outline of the internal structure of the conveyance robot shown in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the transfer robot shown in FIG.
  • FIG. 5 shows a state in which the substrate holding unit is retracted most in the operation range restriction control, and (c) shows the substrate holding unit, In the operation range restriction control, the most advanced state is shown, and (b) shows an intermediate state between the state (a) and the state (c).
  • 6A and 6B are diagrams for explaining a rotation operation of a robot arm holding a substrate in the transfer robot shown in FIG. 5, in which FIG. 5A shows a state facing one rack direction, and FIG. The state facing the direction of is shown. It is the figure which showed the conveyance robot by further another embodiment of this invention, (a) is a top view, (b) is a side view.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram of the transfer robot shown in FIG. 9.
  • FIGS. 10A and 10B are diagrams for explaining a rotation operation of a robot arm holding a substrate in the transfer robot shown in FIG. 9, in which FIG. The state facing the direction of is shown. Schematic which showed the conveyance robot by the modification of embodiment shown in FIG.
  • the transfer robot described below is suitable for transferring a large glass substrate, and includes a single arm.
  • the transport robot according to the embodiment shown in FIG. 1 includes a base 1, and the base end of the first link member 2 is connected to the base 1 so as to be rotatable around the first axis L1. ing. A proximal end portion of the second link member 3 is connected to the distal end portion of the first link member 2 so as to be rotatable around a second axis L2 located at a predetermined distance D1 from the first axis L1.
  • the elevating drive unit 4 includes a columnar member 5 extending in the vertical direction and an elevating unit provided so as to be movable up and down with respect to the columnar member 5. And a member 6.
  • the columnar member 5 of the elevating drive means 4 is formed of a hollow member whose front surface is open, and its horizontal cross section is rectangular. The lower end portion of the columnar member 5 is fixedly provided on a portion of the second link member 3 on the front end side with respect to the second axis L2.
  • the elevating member 6 of the elevating drive means 4 has an elongated shape extending in the horizontal direction, and the elevating member 6 itself forms a part of the substantial length of the robot arm in the horizontal direction. As shown in FIG. 1A, the elevating member 6 is formed so as to protrude obliquely with respect to the front surface of the columnar member 5.
  • the base end portion 8 of the substrate holding member 7 is connected to the lower surface of the distal end portion of the elevating member 6 so as to be rotatable around the third axis L3.
  • the third axis L3 is located at a predetermined distance D2 from the second axis L2, and this distance D2 is equal to the distance D1.
  • a plurality of (in this example, two) finger portions 9 extend in the horizontal direction from the base end portion 8 of the substrate holding member 7, and the glass substrate S is held on the finger portions 9.
  • the finger portion 9 is provided with means (not shown) for sucking and holding the substrate S.
  • the rotation axes L1, L2, and L3 are parallel to each other and extend in the Z-axis direction (vertical direction), and the substrate holding member 7 has a degree of freedom in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions. Then, the displacement is driven.
  • the lifting drive means 4 is disposed between the second link member 3 and the substrate holding member 7 and constitutes a part of the arm link mechanism.
  • the transfer robot includes a robot control unit 10, and the robot control unit 10 uses the first link drive unit 11, the second link drive unit 12, and the lift drive.
  • the drive of the means 4 and the wrist shaft drive means 13 is controlled.
  • the first rotating shaft 14 is fixedly provided on the lower surface of the base end portion of the first link member 2.
  • the first rotating shaft 14 is rotationally driven by a servo motor 16 via a power transmission mechanism 15, whereby the first link member 2 rotates around the first axis L ⁇ b> 1.
  • the power transmission mechanism 15 and the servo motor 16 constitute the first link driving means 11 shown in FIG.
  • a second rotating shaft 17 is fixedly provided on the lower surface of the base end portion of the second link member 3, and the second rotating shaft 17 is formed on the upper surface of the distal end portion of the hollow first link member 2. It is rotatably inserted into the hole.
  • the second rotary shaft 17 is rotationally driven by a servo motor 19 via a power transmission mechanism 18 in the first link member 2, whereby the second link member 3 rotates around the second axis L2.
  • the power transmission mechanism 18 and the servo motor 19 constitute the second link driving means 12 shown in FIG.
  • the elevating drive means 4 is fixedly provided on the upper surface of the tip side portion of the second link member 3.
  • the elevating drive means 4 includes a drive mechanism (linear motion mechanism) for elevating the elevating member 6, and various mechanisms can be adopted as this drive mechanism.
  • a pair of pulleys 20 and 21 are provided at the upper and lower ends inside the columnar member 5 formed of a hollow member, and a belt 22 is stretched between the pulleys. Fix it. Then, the pulley 20 is rotationally driven by the servo motor 23 to raise and lower the elevating member 6 together with the belt 22.
  • a third rotating shaft (wrist shaft) 24 is fixedly provided on the upper surface of the base end portion of the substrate holding member 7, and the third rotating shaft 24 is formed on the lower surface of the distal end portion of the hollow elevating member 6. It is rotatably inserted in the formed hole.
  • the third rotating shaft 24 is rotationally driven by a servo motor 26 via a power transmission mechanism 25 in the elevating member 6, whereby the substrate holding member 7 rotates about the third axis L 3.
  • the power transmission mechanism 25 and the servo motor 26 constitute the wrist shaft driving means 13 shown in FIG.
  • a gear power transmission mechanism equipped with a reduction gear is used for the power transmission mechanisms 15, 18, 25.
  • the power of the servo motors 16, 19, and 26 is transmitted to the input side of the speed reducer, and the torque is amplified with a predetermined amplification ratio, and the rotational speed is reduced with the predetermined speed reduction ratio, so that the output side of the speed reducer Is output from.
  • each of the rotary shafts 14, 17 and 24 is rotationally driven by the power output from the output side of the speed reducer.
  • substrate holding member 7 is rotationally driven.
  • the rotary shafts 14, 17, and 24 may be rotationally driven by a direct drive motor.
  • the drive mechanism (linear motion mechanism) in the elevation drive means 4 it can be realized by a ball screw mechanism 30 using a rotary motor capable of adjusting the amount of angular displacement.
  • the ball screw mechanism 30 includes a screw rod 31, a screwed body 32 that is screwed to the screw rod 31, a rotary motor 33 that rotationally drives the screw rod 31, and the power of the rotary motor 33 is transmitted to the screw rod 31. And a base end portion of the elevating member 6 is fixed to the screwed body 32.
  • the servo motor 16 and the power transmission mechanism 15 that rotationally drive the first link member 2 are disposed inside the first link member 2, and the first power transmission mechanism 15 and the first power transmission mechanism 15 are connected to each other.
  • a reduction gear 35 is provided between the rotary shaft 14 and the rotary shaft 14.
  • a servo motor 19 and a power transmission mechanism 18 that rotationally drive the second link member 3 are disposed inside the second link member 3, and the power transmission mechanism 18 and the A reduction gear 36 is provided between the two rotation shafts 17. Further, a speed reducer 37 is also provided between the third rotating shaft (wrist shaft) 24 and the power transmission mechanism 25.
  • the robot control means 10 includes servomotors 16, 19, 23, 26 of the first link drive means 11, second link drive means 12, lift drive means 4, and wrist shaft drive means 13. By obtaining the angular positions of 16, 19, 23, and 26, each of the driving means 11, 12, 4, and 13 can be feedback-controlled. As a result, the substrate holding member 7 can be accurately aligned with the target position.
  • the substrate holding member 7 shown in FIG. 4A is centered on the first axis L1 from the position where the substrate holding member 7 is most retracted in the operation range restriction control (that is, on the operation range soft limit or the normal operation range).
  • the first link member 2 is rotated clockwise as viewed from above.
  • the second link member 3 rotates about the second axis L2 counterclockwise when viewed from above (FIGS. 4B and 4C).
  • the substrate holding member 7 also rotates clockwise around the third axis L3 as viewed from above, and the orientation of the substrate holding member 7 is maintained constant.
  • the third axis L3 moves along a common straight line M passing through the first axis L1 when the substrate holding member 7 moves back and forth.
  • the common straight line M is abbreviated to the center line of the substrate holding member 7, and the center of the substrate S held by the substrate holding member 7 moves along the common straight line M.
  • the lift driving means 4 is retracted to the position shown in FIG. 4A, so that the center of gravity of the substrate S approaches the first axis L1, and the lift driving means 4 is moved to the first axis as much as possible. It is possible to minimize the turning radius closer to L1.
  • the substrate holding member 7 that holds the substrate S at the most retracted position in the operation range control the substrate S that is held by the substrate holding member 7, the first link member 2,
  • the swivel region when the region including the second link member 3 and the lifting / lowering driving means 4 makes one rotation around the first axis L1 with the distance from the first axis L1 to the farthest point of the substrate S or the substrate holding member 7 as a radius.
  • the dimensions of the substrate holding member 7, the first link member 2, the second link member 3, the lifting drive means 4, and the direction of the lifting drive means 4 are selected so as to be arranged in R.
  • the lifting drive means 4 is arranged between the second link member 3 and the substrate holding member 7, the part that is lifted and lowered by the lifting drive means 4 is the entire robot arm. Instead, only the substrate holding member 7 mounted on the elevating member 6 is provided. For this reason, the load concerning the raising / lowering member 6 of the raising / lowering drive means 4 reduces, and the drive force required in the raising / lowering drive means 4 can be reduced.
  • the robot structure since the first link member 2 and the second link member 3 which are part of the robot arm are used as means for moving the lifting drive means 4 in the horizontal plane, the robot structure
  • the elevation drive means 4 can be moved horizontally while minimizing the complexity of the above.
  • the raising / lowering drive means 4 is provided on the second link member 3 at the tip end side of the second axis L2, as shown in FIG. 4A, the substrate holding member In the state where 7 is most retracted in the operation range restriction control, the elevating drive means 4 can be installed so as to be at a position where interference with the substrate S and the substrate holding member 7 can be avoided.
  • the center of gravity of the robot arm holding the substrate S is made as close as possible to the first axis L1, and the turning radius of the elevating drive means 4 is minimized, so that it is necessary at the time of rotation.
  • the power can be reduced, and the rotation exclusive area occupied by the substrate S and the robot arm holding the substrate S during rotation can be minimized.
  • the columnar member 5 of the elevating drive means 4 has a square cross section, and the elevating drive means 4 is arranged so that one side of the square cross section and one side of the substrate S are parallel. .
  • the lifting drive means 4 and the substrate S can be made as close as possible, and therefore the second axis L2 with respect to the position of the lifting drive means 4 on the second link member 3.
  • the substrate S can be retracted as much as possible while being disposed at a position close to. Thereby, the rotation exclusive area which the board
  • the raising / lowering driving means 4 is moved to the retracted position (FIG. 4A) by the synthesis operation of the operation of the first link member 2 and the operation of the second link member 3, the elevation drive is performed during the synthesis operation.
  • the means 4 can move while reducing the distance from the first axis L1. For this reason, compared with the case where it moves to a circular arc shape by one link member, while the direction of the board
  • the elevating drive means 4 is provided on the second link member 3 at the tip end side of the second axis L2, as shown in FIG.
  • the driving means 4 can be positioned on a common straight line M. For this reason, in the state which extended the arm, it can prevent that the weight of the raising / lowering drive means 4 acts on the direction (roll direction) which twists an arm.
  • the elevating member 6 is arranged on the side surface of the columnar member 5 of the elevating drive means 4 so that the substrate holding member 7 can be moved up and down along with the elevating member 6 along the side surface of the columnar member 5,
  • the lowermost position of the substrate holding member 7 can be made lower than that of the pantograph type lifting means.
  • the transport robot according to the embodiment shown in FIG. 5 includes a base 1A, and the base end portion of the first link member 2A is connected to the base 1A so as to be rotatable around the first axis L1. ing.
  • a proximal end portion of the second link member 3A is rotatably connected to a distal end portion of the first link member 2A around a second axis L2 located at a predetermined distance D1 from the first axis L1.
  • 3 A of 2nd link members in this embodiment are longer than the 2nd link member 3 in embodiment shown in FIG. 1, and have the same length as 2 A of 1st link members.
  • a lift drive means 4A is provided at the tip of the second link member 3A.
  • the lift drive means 4A is provided with a columnar member 5A extending in the vertical direction and capable of moving up and down with respect to the columnar member 5A.
  • Elevating member 6A is integrally formed with the base end portion 8A of the substrate holding member 7A.
  • the columnar member 5A of the elevating drive means 4A is formed of a hollow member whose front surface is open, and its horizontal cross section is rectangular.
  • the lower end portion of the columnar member 5A is provided at the distal end portion of the second link member 3A so as to be rotatable around the third axis L3.
  • the third axis L3 is located at a predetermined distance D2 from the second axis L2, and this distance D2 is equal to the distance D1.
  • a plurality (two in this example) of finger portions 9A extend in the horizontal direction from the base end portion 8A of the substrate holding member 7A, and the glass substrate S is held on the finger portions 9A.
  • the finger portion 9A is provided with means (not shown) for attracting and holding the substrate S.
  • the rotation axes L1, L2, and L3 are parallel to each other and extend in the Z-axis direction (vertical direction), and the substrate holding member 7A has a degree of freedom in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions. Then, the displacement is driven.
  • the lifting drive means 4A is disposed between the second link member 3A and the substrate holding member 7A, and constitutes a part of the arm link mechanism. Further, the columnar member 5A of the elevating drive means 4A is rotatably provided at the tip of the second link member 3A, and the columnar member 5A functions as a rotation axis of the substrate holding member 7A.
  • the transfer robot As shown in FIGS. 5 and 6, the transfer robot according to the present embodiment is provided with a robot control means 10A.
  • this robot control means 10A By this robot control means 10A, the first link drive means 11A, the second link drive means 12A, and the lift drive.
  • the driving of the means 4A and the wrist shaft driving means 13A is controlled.
  • the first rotating shaft 14A is fixedly provided on the lower surface of the base end portion of the first link member 2A.
  • the first rotating shaft 14A is rotationally driven by a servo motor 16A via a power transmission mechanism 15A, whereby the first link member 2A rotates around the first axis L1.
  • the power transmission mechanism 15A and the servo motor 16A constitute the first link driving means 11A shown in FIG.
  • a second rotating shaft 17A is fixedly provided on the lower surface of the base end portion of the second link member 3A, and the second rotating shaft 17A is formed on the upper surface of the distal end portion of the hollow first link member 2A. It is rotatably inserted into the hole.
  • the second rotating shaft 17A is rotationally driven by a servo motor 19A via a power transmission mechanism 18A in the first link member 2A, and thereby the second link member 3A rotates around the second axis L2.
  • the power transmission mechanism 18A and the servo motor 19A constitute the second link driving means 12A shown in FIG.
  • a third rotating shaft (wrist shaft) 24A is fixedly provided at the lower end of the columnar member 5A of the elevating drive means 4A, and the third rotating shaft 24A is the tip of the hollow second link member 3A. A hole formed in the upper surface is rotatably inserted.
  • the third rotating shaft 24A is rotationally driven by a servo motor 26A via a power transmission mechanism 25A in the second link member 3A, whereby the lifting drive means 4A rotates around the third axis L3.
  • the power transmission mechanism 25A and the servo motor 26A constitute the wrist shaft driving means 13A shown in FIG.
  • the elevating drive means 4A includes a drive mechanism (linear motion mechanism) for raising and lowering the elevating member 6A, and various mechanisms can be adopted as this drive mechanism.
  • a pair of pulleys 20A and 21A are provided at the upper and lower ends inside the columnar member 5A formed of a hollow member, a belt 22A is stretched between them, and the belt 22A is integrated with the substrate holding member 7A.
  • the elevating member 6A formed in the above is fixed.
  • the pulley 20A is rotationally driven by the servo motor 23A, so that the elevating member 6A and the substrate holding member 7A are raised and lowered together with the belt 22A.
  • a gear power transmission mechanism equipped with a reduction gear is used for the power transmission mechanisms 15A, 18A, and 25A.
  • the power of the servo motors 16A, 19A, and 26A is transmitted to the input side of the speed reducer, and the torque is amplified with a predetermined amplification ratio, and the rotation speed is reduced with a predetermined speed reduction ratio, so that the output side of the speed reducer Is output from.
  • each of the rotating shafts 14A, 17A, and 24A is rotationally driven by the power output from the output side of the speed reducer.
  • each of the first link member 2A, the second link member 3A, and the substrate holding member 7A is rotationally driven.
  • the rotary shafts 14A, 17A, and 24A may be rotationally driven by a direct drive motor.
  • the drive mechanism in the elevation drive means 4A, it can be realized by a ball screw mechanism using a rotary motor capable of adjusting the amount of angular displacement.
  • This ball screw mechanism includes a screw rod, a screwed body that is screwed to the screw rod, and a rotary motor that rotationally drives the screw rod, and the elevating member 6A is fixed to the screwed body.
  • the robot control means 10A includes servo motors 16A, 19A, 26A and 23A encoders of the first link drive means 11A, second link drive means 12A, wrist shaft drive means 13A, and lift drive means 4A.
  • servo motors 16A, 19A, 26A and 23A encoders of the first link drive means 11A, second link drive means 12A, wrist shaft drive means 13A, and lift drive means 4A By obtaining the angular positions of 16A, 19A, 26A, and 23A, it is possible to feedback control each of the driving units 11A, 12A, 13A, and 4A. As a result, the substrate holding member 7A can be accurately aligned with the target position.
  • the first link member 2A is clockwise when viewed from above, with the first axis L1 as the center. Rotate. Then, in conjunction with the rotation of the first link member 2A, the second link member 3A rotates about the second axis L2 counterclockwise when viewed from above (FIGS. 8B and 8C). . At this time, the raising / lowering driving means 4A rotates together with the substrate holding member 7A clockwise about the third axis L3 as viewed from above, and the orientation of the substrate holding member 7A is maintained constant.
  • the third axis L3 moves along a common straight line M that passes through the first axis L1.
  • the common straight line M substantially coincides with the center line of the substrate holding member 7A, and the center of the substrate S held by the substrate holding member 7A moves along the common straight line M.
  • the lifting drive means 4 is retracted to the position shown in FIG. 8A, so that the center of gravity of the substrate S approaches the first axis L1 and the turning radius of the lifting drive means 4 is minimized. It is possible to make it.
  • the substrate holding member 7A that holds the substrate S at the last retracted position in the operation range control the substrate S that is held by the substrate holding member 7A, the first link member 2A,
  • the dimensions of the substrate holding member 7A, the first link member 2A, the second link member 3A, the lifting drive means 4A, and the direction of the lifting drive means 4A are selected so as to be arranged in R.
  • the raising / lowering driving means 4A is arranged between the second link member 3A and the substrate holding member 7A. Instead, it is only the substrate holding member 7A formed integrally with the elevating member 6A. For this reason, the load concerning the raising / lowering member 6A of the raising / lowering drive means 4A reduces, and the driving force required in the raising / lowering drive means 4A can be reduced.
  • the elevating drive means 4A is provided rotatably with respect to the second link member 3A, and the substrate holding member 7A is provided directly on the elevating drive device 4A. Since it did in this way, wrist axis drive means 13A can be excluded from the raising / lowering object, and the required driving force of raising / lowering driving means 4A can further be reduced.
  • the center of gravity of the robot arm holding the substrate S is made as close as possible to the first axis L1, and the turning radius of the elevating drive means 4 is minimized, so that it is necessary at the time of rotation.
  • the power can be reduced, and the rotation exclusive area occupied by the substrate S and the robot arm holding the substrate S during rotation can be minimized.
  • first link member 2A and the second link member 3A which are part of the robot arm, are used as means for moving the lifting drive means 4A in the horizontal plane.
  • the elevation drive means 4A can be moved horizontally while minimizing the complexity of the above.
  • the raising / lowering driving means 4 is moved to the retracted position (FIG. 8A) by the synthesis operation of the operation of the first link member 2A and the operation of the second link member 3A, the elevation drive is performed during the synthesis operation.
  • the means 4 can move while reducing the distance from the first axis L1. For this reason, as compared with the case of moving in a circular arc shape by a single link member, the moving distance of the elevating drive means 4A itself can be shortened while keeping the orientation of the substrate S constant, and the elevating and lowering being a heavy object Since the driving unit 4 can move while reducing the distance from the first axis L1, the driving force required for the movement can be reduced.
  • the lifting drive means 4A is placed on a common straight line M in a state where the robot arm is extended. Can be positioned. For this reason, in the state which extended the arm, it can prevent that the weight of the raising / lowering drive means 4A acts in the direction (roll direction) which twists an arm.
  • the lifting drive means 4A is positioned on the common straight line M throughout the substrate transport operation, and the lifting drive means 4A moves linearly, thereby suppressing the occurrence of shaking during transport. be able to.
  • the elevating member 6A is arranged on the side surface of the columnar member 5A of the elevating drive means 4A, and the substrate holding member 7A can be moved up and down along with the elevating member 6A along the side surface of the columnar member 5A, Compared with the pantograph type lifting means, the lowest position of the substrate holding member 7A can be made lower.
  • the transport robot according to the embodiment shown in FIG. 9 includes a base 1B, and the base end of the first link member 2B is connected to the base 1B so as to be rotatable around the first axis L1. ing.
  • a lift drive means 4B is provided at the tip of the first link member 2B.
  • the lift drive means 4B is provided so as to be vertically movable with respect to the columnar member 5B extending in the vertical direction.
  • the columnar member 5B of the elevating drive means 4B is formed of a hollow member whose front surface is open, and its horizontal cross section forms a rectangle. The lower end portion of the columnar member 5B is fixed to the upper surface of the tip portion of the first link member 2B.
  • the base end portion of the second link member 3B is connected to the lift member 6B of the lift drive means 4B so as to be rotatable around the second axis L2 located at a predetermined distance D1 from the first axis L1.
  • the elevating member 6B has a protruding shape that extends in the horizontal direction and is bent.
  • the base end portion of the substrate holding member 7B is coupled to the lower surface of the distal end portion of the second link member 3B so as to be rotatable around the third axis L3.
  • the third axis L3 is located at a predetermined distance D2 from the second axis L2, and this distance D2 is equal to the distance D1.
  • a plurality of (two in this example) finger portions 9B extend in the horizontal direction from the base end portion 8B of the substrate holding member 7B, and the glass substrate S is held on the finger portions 9B.
  • the finger portion 9B is provided with means (not shown) for sucking and holding the substrate S.
  • the rotation axes L1, L2, and L3 are parallel to each other and extend in the Z-axis direction (vertical direction), and the substrate holding member 7B has a degree of freedom in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions. Then, the displacement is driven.
  • the lifting drive means 4B is disposed between the first link member 2B and the second link member 3B and constitutes a part of the arm link mechanism.
  • the transfer robot includes the robot control means 10B.
  • the robot control means 10B By the robot control means 10B, the first link drive means 11B, the second link drive means 12B, and the lift drive.
  • the driving of the means 4B and the wrist shaft driving means 13B is controlled.
  • the first rotating shaft 14B is fixedly provided on the lower surface of the base end portion of the first link member 2B.
  • the first rotating shaft 14B is rotationally driven by a servo motor 16B via a power transmission mechanism 15B, whereby the first link member 2B rotates around the first axis L1.
  • the power transmission mechanism 15B and the servo motor 16B constitute the first link driving means 11B shown in FIG.
  • the elevating drive means 4B is fixedly provided on the upper surface of the tip of the first link member 2B.
  • the raising / lowering drive means 4B is provided with the drive mechanism (linear motion mechanism) for raising / lowering the raising / lowering member 6B, and various mechanisms are employable as this drive mechanism.
  • a pair of pulleys 20B and 21B are provided at the upper and lower ends inside the columnar member 5B formed of a hollow member, a belt 22B is stretched between them, and the base end of the elevating member 6B is attached to the belt 22B. Fix it. Then, the pulley 20B is rotationally driven by the servo motor 23B, so that the elevating member 6B is raised and lowered together with the belt 22B.
  • a second rotating shaft 17B is fixedly provided on the upper surface of the base end portion of the second link member 3B, and the second rotating shaft 17B is a hole formed in the lower surface of the distal end portion of the hollow elevating member 6B. Is inserted in a rotatable manner.
  • the second rotary shaft 17B is rotationally driven by a servo motor 19B via a power transmission mechanism 18B in the elevating member 6B, whereby the second link member 3B rotates around the second axis L2.
  • the power transmission mechanism 18B and the servo motor 19B constitute the second link driving means 12B shown in FIG.
  • a third rotation shaft (wrist shaft) 24B is fixedly provided on the upper surface of the base end portion of the substrate holding member 7B, and the third rotation shaft 24B is formed on the lower surface of the distal end portion of the second link member 3B. It is rotatably inserted into the hole.
  • the third rotating shaft 24B is rotationally driven by the servo motor 26B via the power transmission mechanism 25B in the second link member 3B, and thereby the substrate holding member 7B rotates around the third axis L3.
  • the power transmission mechanism 25B and the servo motor 26B constitute the wrist shaft driving means 13B shown in FIG.
  • a gear power transmission mechanism equipped with a reduction gear is used for the power transmission mechanisms 15B, 18B, and 25B.
  • the power of the servo motors 16B, 19B, and 26B is transmitted to the input side of the speed reducer, and the torque is amplified with a predetermined amplification ratio, and the rotation speed is reduced with the predetermined speed reduction ratio, so that the output side of the speed reducer Is output from.
  • each of the rotating shafts 14B, 17B, and 24B is rotationally driven by the power output from the output side of the speed reducer.
  • substrate holding member 7B is rotationally driven.
  • the rotary shafts 14B, 17B, and 24B may be rotationally driven by a direct drive motor.
  • the drive mechanism in the elevating drive means 4B, it can be realized by a ball screw mechanism using a rotary motor capable of adjusting the amount of angular displacement.
  • This ball screw mechanism includes a screw rod, a screwed body that is screwed to the screw rod, and a rotary motor that rotationally drives the screw rod, and a base end portion of the elevating member 6B is fixed to the screwed body.
  • the robot control means 10B includes servo motors 16B, 23B, 19B, and 26B encoders of the first link drive means 11B, the lift drive means 4B, the second link drive means 12B, and the wrist shaft drive means 13B.
  • servo motors 16B, 23B, 19B, and 26B encoders of the first link drive means 11B, the lift drive means 4B, the second link drive means 12B, and the wrist shaft drive means 13B.
  • the first link member 2B is clockwise when viewed from above with the first axis L1 as the center. It rotates with the raising / lowering drive means 4B. Then, in conjunction with the rotation of the first link member 2B, the second link member 3B rotates about the second axis L2 counterclockwise when viewed from above (FIGS. 12B and 12C). At this time, the substrate holding member 7B also rotates clockwise around the third axis L3 as viewed from above, and the orientation of the substrate holding member 7B is maintained constant.
  • the third axis L3 moves along a common straight line M passing through the first axis L1 when the substrate holding member 7B is moved back and forth.
  • the common straight line M substantially coincides with the center line of the substrate holding member 7B, and the center of the substrate S held by the substrate holding member 7B moves along the common straight line M.
  • the substrate holding member 7B that holds the substrate S at the last retracted position in the operation range control the substrate S that is held by the substrate holding member 7B, the first link member 2B,
  • the dimensions of the substrate holding member 7B, the first link member 2B, the second link member 3B, the elevating drive means 4B, and the direction of the elevating drive means 4B are selected so as to be arranged in R.
  • the lifting drive means 4B is arranged between the first link member 2B and the second link member 3B, the part to be moved up and down by the lifting drive means 4B is the robot arm. Only the second link 3B and the substrate holding member 7B attached to the elevating member 6 are not the entirety. For this reason, the load concerning the raising / lowering member 6B of the raising / lowering drive means 4B reduces, and the driving force required in the raising / lowering drive means 4B can be reduced.
  • the center of gravity of the robot arm holding the substrate S is made as close as possible to the first axis L1, and the turning radius of the elevating drive means 4 is minimized, so that it is necessary at the time of rotation.
  • the power can be reduced, and the rotation exclusive area occupied by the substrate S and the robot arm holding the substrate S during rotation can be minimized.
  • the first link member 2B which is a part of the robot arm, is used as a means for moving the elevating drive means 4B in the horizontal plane, so that the robot structure can be kept from becoming complicated as much as possible.
  • the elevation drive means 4B can be moved horizontally.
  • the elevating member 6B is arranged on the side surface of the columnar member 5B of the elevating drive means 4B so that the substrate holding member 7B can be moved up and down along with the elevating member 6B along the side surface of the columnar member 5B, Compared with the pantograph type lifting and lowering means, the lowermost position of the substrate holding member 7B can be made lower.
  • the columnar member 5B of the elevating drive means 4B is moved around the second axis L2 to the first link member 2B. While providing rotatably, you may make it provide the 2nd link member 3B fixed to the raising / lowering member 6B.
  • the second rotating shaft 17B is provided at the lower end of the columnar member 5B, and the second link driving means 12B for rotating the second rotating shaft 17B is used for the first link member 2B. Arranged inside.
  • each servo motor is provided on each rotary shaft so that it can be driven individually.
  • a belt is placed between the rotary shafts, and one of the rotary shafts
  • the servo motor for the other rotating shaft may be omitted so that the rotational force is transmitted to the other rotating shaft.
  • the drive mechanism in the lifting drive means may be a linear motion mechanism such as a rack and pinion, a linear motor, or a cylinder.

Abstract

　昇降駆動手段において必要となる昇降駆動力を低減することができる搬送ロボットを提供する。本発明の搬送ロボットは、第１軸線（Ｌ１）周りに回転可能に構成された第１リンク部材（２）と、第１軸線に対して所定距離に位置する第２軸線（Ｌ２）周りに回転可能に構成された第２リンク部材（３）と、第２軸線に対して所定距離に位置する第３軸線（Ｌ３）周りに回転可能であり且つ物品を保持可能に構成された保持部材（７）と、少なくとも保持部材を昇降駆動するための昇降駆動手段（４）と、を備える。第１リンク部材、第２リンク部材、及び保持部材が、この順番で連結されてアームリンク機構を構成しており、昇降駆動手段が、第１リンク部材と保持部材との間に配置されてアームリンク機構の一部を構成している。

Description

搬送ロボット
　本発明は、物品を搬送するための搬送ロボットに関し、特に、ソーラーパネル用の大型ガラス基板のような重い基板の搬送に適している。
　化学蒸着装置（ＣＶＤ装置）のような基板処理装置に対して、処理すべき基板を搬入し、処理済みの基板を搬出するために、各種の搬送ロボットが用いられている。
　処理される基板の一例として、ソーラーパネルに用いられる角形のガラス基板があり、そのサイズは一辺が２ｍを超えており、大型の重量物である。
　このような大型のガラス基板を水平状態でラックに収容した場合、重力によってその中央部が下方に撓む。このため、複数のガラス基板をラックに収容するためには、ガラス基板同士の接触を防止するために上下方向において十分な間隔を確保する必要がある。
　その結果、ラック全体の高さが高くなり、この高さに対応するために、搬送ロボットにおいても、基板を保持するための基板保持部材の昇降動作について、高さ方向への十分な移動距離を確保する必要がある。
　従来、基板保持部材の昇降動作において十分な移動距離を確保すべく、基板保持部材を昇降駆動するための昇降駆動手段を備えた搬送ロボットが知られている。そのような昇降駆動手段としては、ロボットアームの基端部が装着された回転主軸を昇降させるものが知られている（特許文献１）。また、上下方向に延在する柱状部材と、この柱状部材に沿って昇降可能な昇降部材とを備え、昇降部材に基板保持部材を装着したものが知られている（特許文献２、３）。
特開平５－２７７９７０号公報 特開２００１－２７４２１８号公報 ＷＯ２００８／００７５１６Ａ１
　ところが、上述した従来の搬送ロボットにおいては、第１リンク部材、第２リンク部材、及び基板保持部材から成るロボットアーム（水平多関節アーム）の全体を昇降させる構成であるため、ロボットアームの昇降駆動のために大きな駆動力が必要になるという問題があった（特許文献１、２、３）。
　特に、大型ガラス基板のような重量物を搬送するためには、十分な剛性を備えた部材によってロボットアームを構成する必要があるため、アーム重量が必然的に大きくなり、昇降駆動手段において必要となる昇降駆動力が益々大きくなる。
　また、従来の技術においては、ロボットアームの昇降駆動手段を水平面内で移動させるための機構を、第１リンク部材、第２リンク部材及び基板保持部材からなるリンク機構とは独立に設けていた（引用文献２、３）。
　このため、搬送ロボットを構成するために必要な部材の点数が増加し、搬送ロボットの構造が複雑化し、また、搬送ロボットによる専有面積（空間）が増大してしまうという問題があった。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、昇降駆動手段において必要となる昇降駆動力を低減することができる搬送ロボットを提供することを目的とする。
　また、本発明は、搬送ロボットの昇降駆動手段を水平面内において移動させるための機構を、ロボット構造の複雑化を極力抑えながら実現できる搬送ロボットを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明による搬送ロボットは、第１軸線周りに回転可能に構成された第１リンク部材と、前記第１軸線に対して所定距離に位置する第２軸線周りに回転可能に構成された第２リンク部材と、前記第２軸線に対して所定距離に位置する第３軸線周りに回転可能であり且つ物品を保持可能に構成された保持部材と、少なくとも前記保持部材を昇降駆動するための昇降駆動手段と、を備え、前記第１リンク部材、前記第２リンク部材、及び前記保持部材が、この順番で連結されてアームリンク機構を構成しており、前記昇降駆動手段が、前記第１リンク部材と前記保持部材との間に配置されて前記アームリンク機構の一部を構成していることを特徴とする。
　また、好ましくは、前記昇降駆動手段は、前記第２リンク部材と前記保持部材との連結に使用されている。
　また、好ましくは、前記昇降駆動手段は、前記第２リンク部材に固定して設けられた柱状部材と、前記柱状部材に対して昇降可能に設けられた昇降部材と、を有し、前記保持部材は、前記昇降部材に前記第３軸線周りに回転可能に設けられている。
　また、好ましくは、前記昇降駆動手段は、前記第２リンク部材に前記第３軸線周りに回転可能に設けられた柱状部材と、前記柱状部材に対して昇降可能に設けられた昇降部材と、を有し、前記保持部材は、前記昇降部材に固定して設けられている。
　また、好ましくは、前記昇降駆動手段は、前記第１リンク部材と前記第２リンク部材との連結に使用されている。
　また、好ましくは、前記昇降駆動手段は、前記第１リンクに固定して設けられた柱状部材と、前記柱状部材に対して昇降可能に設けられた昇降部材と、を有し、前記第２リンク部材は、前記昇降部材に前記第２軸線周りに回転可能に設けられており、前記保持部材は、前記第２リンク部材に前記第３軸線周りに回転可能に設けられている。
　また、好ましくは、前記昇降駆動手段は、前記第１リンク部材に前記第２軸線周りに回転可能に設けられた柱状部材と、前記柱状部材に対して昇降可能に設けられた昇降部材と、を有し、前記第２リンク部材は、前記昇降部材に固定して設けられている。
　また、好ましくは、前記第１軸線と前記第２軸線との前記所定距離が、前記第２軸線と前記第３軸線との前記所定距離に等しい。
　また、好ましくは、動作範囲制御上の最後退位置において物品を保持した前記保持部材、前記保持部材に保持された前記物品、前記第１リンク部材、前記第２リンク部材、前記昇降駆動手段を含む領域が、前記第１軸線から前記物品又は前記保持部材の最遠点までの距離を半径として前記第１軸線周りに１回転したときの旋回領域内に配置されるように、前記保持部材、前記第１リンク部材、前記第２リンク部材、前記昇降駆動手段の各寸法、前記昇降駆動手段の向きが選ばれている。
　本発明による搬送ロボットによれば、第１リンク部材、第２リンク部材、及び保持部材が、この順番で連結されてアームリンク機構を構成しており、昇降駆動手段が、第１リンク部材と保持部材との間に配置されてアームリンク機構の一部を構成しているので、少なくとも第１リンク部材を、昇降駆動手段による昇降対象から除くことができるので、昇降駆動手段において必要となる昇降駆動力を低減することができる。
　また、昇降駆動手段の水平面内での移動を、ロボットアームを構成する第１リンク部材及び／又は第２リンク部材の回転動作によって実施することができるので、ロボット構造の複雑化を極力抑ながら昇降駆動手段の水平移動を実現できる。
本発明の一実施形態による搬送ロボットを示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 図１に示した搬送ロボットの概略構成図。 図１に示した搬送ロボットの内部構造の概略を示した図。 図１に示した搬送ロボットの内部構造の他の例の概略を示した図。 図１に示した搬送ロボットの動作を説明するための図であり、（ａ）は基板保持部を、動作範囲制限制御上、最も後退させた状態を示し、（ｃ）は基板保持部を、動作範囲制限制御上、最も前進させた状態を示し、（ｂ）は（ａ）の状態と（ｃ）の状態との中間の状態を示している。 図１に示した搬送ロボットにおける、基板を保持したロボットアームの自転動作を説明するための図であり、（ａ）は一方のラックの方向を向いた状態を示し、（ｂ）は他方のラックの方向を向いた状態を示す。 本発明の他の実施形態による搬送ロボットを示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 図５に示した搬送ロボットの概略構成図。 図５に示した搬送ロボットの内部構造の概略を示した図。 図５に示した搬送ロボットの動作を説明するための図であり、（ａ）は基板保持部を、動作範囲制限制御上、最も後退させた状態を示し、（ｃ）は基板保持部を、動作範囲制限制御上、最も前進させた状態を示し、（ｂ）は（ａ）の状態と（ｃ）の状態との中間の状態を示している。 図５に示した搬送ロボットにおける、基板を保持したロボットアームの自転動作を説明するための図であり、（ａ）は一方のラックの方向を向いた状態を示し、（ｂ）は他方のラックの方向を向いた状態を示す。 本発明の更に他の実施形態による搬送ロボットを示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 図９に示した搬送ロボットの概略構成図。 図９に示した搬送ロボットの内部構造の概略を示した図。 図９に示した搬送ロボットの動作を説明するための図であり、（ａ）は基板保持部を、動作範囲制限制御上、最も後退させた状態を示し、（ｃ）は基板保持部を、動作範囲制限制御上、最も前進させた状態を示し、（ｂ）は（ａ）の状態と（ｃ）の状態との中間の状態を示している。 図９に示した搬送ロボットにおける、基板を保持したロボットアームの自転動作を説明するための図であり、（ａ）は一方のラックの方向を向いた状態を示し、（ｂ）は他方のラックの方向を向いた状態を示す。 図９に示した実施形態の一変形例による搬送ロボットを示した概略図。
　以下、本発明の実施形態による搬送ロボットについて、図面を参照して説明する。なお、以下に述べる搬送ロボットは、大型のガラス基板の搬送に適しており、単一のアームを備えている。
　まず初めに、図１乃至図４Ａを参照して、本発明の一実施形態による搬送ロボットについて説明する。
　図１に示した実施形態による搬送ロボットは、基台１を備えており、この基台１に対して、第１リンク部材２の基端部が、第１軸線Ｌ１周りに回転可能に連結されている。第１リンク部材２の先端部には、第２リンク部材３の基端部が、第１軸線Ｌ１から所定距離Ｄ１に位置する第２軸線Ｌ２周りに回転可能に連結されている。
　第２リンク部材３上には昇降駆動手段４が設けられており、この昇降駆動手段４は、上下方向に延在する柱状部材５と、この柱状部材５に対して昇降可能に設けられた昇降部材６とを備えている。昇降駆動手段４の柱状部材５は、前面が開放した中空部材で形成されており、その水平断面が長方形を成している。柱状部材５の下端部は、第２リンク部材３上の、第２軸線Ｌ２よりも先端側の部分に固定して設けられている。
　昇降駆動手段４の昇降部材６は、水平方向に延在する細長い形状を有しており、昇降部材６自体が、ロボットアームの水平方向の実質的な長さの一部を形成している。図１（ａ）に示したように、昇降部材６は、柱状部材５の前面に対して斜め方向に張り出すように形成されている。
　昇降部材６の先端部の下面には、基板保持部材７の基端部８が第３軸線Ｌ３周りに回転可能に連結されている。第３軸線Ｌ３は、第２軸線Ｌ２から所定距離Ｄ２に位置しており、この距離Ｄ２は距離Ｄ１に等しい。
　基板保持部材７の基端部８から、複数（本例では２本）のフィンガー部９が水平方向に延在しており、フィンガー部９の上にガラス製の基板Ｓが保持される。フィンガー部９には、基板Ｓを吸着して保持するための手段（図示を省略）が設けられている。
　回転軸線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は互いに平行であり、且つ、Ｚ軸方向（鉛直方向）に延びており、基板保持部材７は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の方向への自由度を有して変位駆動される。
　上記の通り本実施形態においては、昇降駆動手段４が、第２リンク部材３と基板保持部材７との間に配置され、アームリンク機構の一部を構成している。
　図１及び図２に示したように、本実施形態による搬送ロボットはロボット制御手段１０を備えており、このロボット制御手段１０によって、第１リンク駆動手段１１、第２リンク駆動手段１２、昇降駆動手段４、手首軸駆動手段１３の駆動が制御される。
　図３に示したように、第１リンク部材２の基端部の下面には第１回転軸１４が固定して設けられている。この第１回転軸１４は、動力伝達機構１５を介してサーボモータ１６により回転駆動され、これにより、第１軸線Ｌ１周りに第１リンク部材２が回転する。動力伝達機構１５及びサーボモータ１６によって、図２に示した第１リンク駆動手段１１が構成されている。
　第２リンク部材３の基端部の下面には、第２回転軸１７が固定して設けられており、この第２回転軸１７は、中空の第１リンク部材２の先端部上面に形成された孔に回転可能に挿入されている。この第２回転軸１７は、第１リンク部材２内の動力伝達機構１８を介してサーボモータ１９により回転駆動され、これにより、第２軸線Ｌ２周りに第２リンク部材３が回転する。動力伝達機構１８及びサーボモータ１９によって、図２に示した第２リンク駆動手段１２が構成されている。
　第２リンク部材３の先端側の部分の上面に、昇降駆動手段４が固定して設けられている。昇降駆動手段４は、昇降部材６を昇降させるための駆動機構（直動機構）を備えており、この駆動機構としては各種の機構を採用可能である。本実施形態においては、中空部材で形成した柱状部材５の内部の上端及び下端に一対のプーリ２０、２１を設け、その間にベルト２２を掛け渡し、このベルト２２に昇降部材６の基端部を固定する。そして、サーボモータ２３によりプーリ２０を回転駆動することにより、ベルト２２と共に昇降部材６を昇降させる。
　基板保持部材７の基端部の上面には、第３回転軸（手首軸）２４が固定して設けられており、この第３回転軸２４は、中空の昇降部材６の先端部下面に形成された孔に回転可能に挿入されている。この第３回転軸２４は、昇降部材６内の動力伝達機構２５を介してサーボモータ２６により回転駆動され、これにより、第３軸線Ｌ３周りに基板保持部材７が回転する。動力伝達機構２５及びサーボモータ２６によって、図２に示した手首軸駆動手段１３が構成されている。
　動力伝達機構１５、１８、２５には、減速機を備えた歯車動力伝達機構が用いられる。サーボモータ１６、１９、２６の動力が減速機の入力側に伝達され、そのトルクが予め定める増幅比で増幅されると共に、その回転速度が予め定める減速比で減速されて、減速機の出力側から出力される。このようにして減速機の出力側から出力された動力によって、各回転軸１４、１７、２４のそれぞれが回転駆動される。これにより、第１リンク部材２、第２リンク部材３、及び基板保持部材７のそれぞれが回転駆動される。
　なお、変形例としては、ダイレクトドライブモータによって各回転軸１４、１７、２４を回転駆動するようにしても良い。
　図３Ａに示したように、昇降駆動手段４における駆動機構（直動機構）の他の例としては、角変位量を調整可能な回転モータを用いたボールねじ機構３０によって実現することもできる。このボールねじ機構３０は、ねじ棒３１と、このねじ棒３１に螺合される螺合体３２と、ねじ棒３１を回転駆動する回転モータ３３と、この回転モータ３３の動力をねじ棒３１に伝達する動力伝達機構３４とを含み、螺合体３２に昇降部材６の基端部が固定される。
　また、図３Ａに示した例においては、第１リンク部材２を回転駆動するサーボモータ１６及び動力伝達機構１５が、第１リンク部材２の内部に配置されており、動力伝達機構１５と第１回転軸１４との間には減速機３５が設けられている。
　同様に、図３Ａに示した例においては、第２リンク部材３を回転駆動するサーボモータ１９及び動力伝達機構１８が、第２リンク部材３の内部に配置されており、動力伝達機構１８と第２回転軸１７との間には減速機３６が設けられている。さらに、第３回転軸（手首軸）２４と動力伝達機構２５との間にも減速機３７が設けられている。
　ロボット制御手段１０は、第１リンク駆動手段１１、第２リンク駆動手段１２、昇降駆動手段４、及び手首軸駆動手段１３のそれぞれのサーボモータ１６、１９、２３、２６のエンコーダから、各サーボモータ１６、１９、２３、２６の角度位置を取得することによって、各駆動手段１１、１２、４、１３をフィードバック制御することができる。これにより、基板保持部材７を目的位置に精度良く位置合わせすることが可能となる。
　次に、図４を参照して、本実施形態による搬送ロボットの動作について説明する。
　図４（ａ）に示した、基板保持部材７を、動作範囲制限制御上（即ち、動作範囲ソフトリミット上、又は通常動作範囲上）、最も後退させた位置から、第１軸線Ｌ１を中心として、第１リンク部材２を、上方から見て時計回りに回転させる。すると、第１リンク部材２の回転に連動して、第２軸線Ｌ２を中心として第２リンク部材３が、上方から見て反時計回りに回転する（図４（ｂ）、（ｃ））。このとき、基板保持部材７も、第３軸線Ｌ３を中心として、上方から見て時計回りに回転し、基板保持部材７の向きが一定に維持される。
　図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から分かるように、基板保持部材７の前後動作に際して、第３軸線Ｌ３は、第１軸線Ｌ１を通る共通の直線Ｍに沿って移動する。この共通の直線Ｍは基板保持部材７の中心線に略致しており、基板保持部材７に保持された基板Ｓの中心が共通の直線Ｍに沿って移動する。
　なお、基板Ｓを基板保持部材７で保持したロボットアームを自転させる際には、図４（ａ）に示した状態において、図４Ａ（ａ）、（ｂ）に示したように、第１軸線Ｌ１周りに第１リンク部材２を回転させる。これにより、異なる位置に配置された複数のラック４０から基板Ｓを搬送又は搬出することができる。ここで、基板Ｓは重量物なので、その重心をなるべく第１軸線Ｌ１に近づけることで、基板Ｓを保持したロボットアームの自転時に必要となる動力を低減させることができると共に、自転時に基板Ｓ及びこれを保持するロボットアームが専有する回転専有面積を最小化することができる。
　このことは、長尺で且つ高い剛性を備えているためにその重量が大きい昇降駆動手段４においても同様である。そこで、本実施形態においては、昇降駆動手段４を図４（ａ）に示した位置に退避させることにより、基板Ｓの重心が第１軸線Ｌ１に近づくと共に、昇降駆動手段４を極力第１軸線Ｌ１に近づけてその旋回半径を最小化することを可能としている。
　図４Ａに示したように、本実施形態においては、動作範囲制御上の最後退位置において基板Ｓを保持した基板保持部材７、基板保持部材７に保持された基板Ｓ、第１リンク部材２、第２リンク部材３、昇降駆動手段４を含む領域が、第１軸線Ｌ１から基板Ｓ又は基板保持部材７の最遠点までの距離を半径として第１軸線Ｌ１周りに１回転したときの旋回領域Ｒ内に配置されるように、基板保持部材７、第１リンク部材２、第２リンク部材３、昇降駆動手段４の各寸法、昇降駆動手段４の向きが選ばれている。
　上記構成より成る本実施形態によれば、第２リンク部材３と基板保持部材７との間に昇降駆動手段４を配置するようにしたので、昇降駆動手段４によって昇降させる部分が、ロボットアーム全体ではなく、昇降部材６に装着された基板保持部材７のみである。このため、昇降駆動手段４の昇降部材６にかかる荷重が減少し、昇降駆動手段４において必要となる駆動力を低減することができる。
　また、本実施形態においては、昇降駆動手段４を水平面内で移動させるための手段として、ロボットアームの一部である第１リンク部材２及び第２リンク部材３を利用しているので、ロボット構造の複雑化を極力抑えながら昇降駆動手段４の水平移動を可能としている。
　また、本実施形態においては、第２リンク部材３上の、第２軸線Ｌ２よりも先端側の部分に昇降駆動手段４を設けたので、図４（ａ）に示したように、基板保持部材７を、動作範囲制限制御上、最も後退させた状態において、基板Ｓ及び基板保持部材７との干渉をちょうど回避できる位置にくるように、昇降駆動手段４を設置することができる。
　また、本実施形態においては、基板Ｓを保持したロボットアームの自転時においてその重心をなるべく第１軸線Ｌ１に近づけると共に、昇降駆動手段４の旋回半径も最小化することで、自転時に必要となる動力を低減させることができると共に、自転時に基板Ｓ及びこれを保持するロボットアームが専有する回転専有面積を最小化することができる。
　特に本実施形態においては、昇降駆動手段４の柱状部材５が方形断面を有しており、その方形断面の一辺と基板Ｓの一辺とが平行になるように昇降駆動手段４を配置している。このため、図４（ａ）に示したように、昇降駆動手段４と基板Ｓとを極力接近させることができるので、第２リンク部材３上の昇降駆動手段４の位置に関して、第２軸線Ｌ２に近い位置に配置しつつ、基板Ｓを極力後退させることができる。これにより、自転時に基板Ｓ及びこれを保持するロボットアームが専有する回転専有面積をさらに最小化することができる。
　また、第１リンク部材２の動作と第２リンク部材３の動作との合成動作によって昇降駆動手段４を後退位置（図４（ａ））に移動させるようにしたので、合成動作中、昇降駆動手段４が、第１軸線Ｌ１からの距離が短くなるようにしながら移動できる。このため、１本のリンク部材によって円弧状に移動させる場合に比べて、基板Ｓの向きを一定に保ちつつ、昇降駆動手段４の移動距離自体を短くすることができると共に、重量物である昇降駆動手段４が、第１軸線Ｌ１からの距離を縮めながら移動できるので移動に要する駆動力を低減することができる。
　また、第２リンク部材３上の、第２軸線Ｌ２よりも先端側の部分に昇降駆動手段４を設けたので、図４（ｃ）に示したように、ロボットアームを伸ばした状態において、昇降駆動手段４を共通の直線Ｍ上に位置させることができる。このため、アームを伸ばした状態において、昇降駆動手段４の重量がアームを捻る方向（ロール方向）に作用することを防止できる。
　また、昇降駆動手段４の柱状部材５の側面に昇降部材６を配置して、柱状部材５の側面に沿って昇降部材６と共に基板保持部材７が昇降できるようにしたので、従来の搬送ロボットにおけるパンタグラフ式の昇降手段に比べて、基板保持部材７の最下位置をより低くすることができる。
　次に、図５乃至図８Ａを参照して、本発明の他の実施形態による搬送ロボットついて説明する。
　図５に示した実施形態による搬送ロボットは、基台１Ａを備えており、この基台１Ａに対して、第１リンク部材２Ａの基端部が、第１軸線Ｌ１周りに回転可能に連結されている。第１リンク部材２Ａの先端部には、第２リンク部材３Ａの基端部が、第１軸線Ｌ１から所定距離Ｄ１に位置する第２軸線Ｌ２周りに回転可能に連結されている。
　なお、本実施形態における第２リンク部材３Ａは、図１に示した実施形態における第２リンク部材３よりも長く、第１リンク部材２Ａと同じ長さを有している。
　第２リンク部材３Ａの先端部には昇降駆動手段４Ａが設けられており、この昇降駆動手段４Ａは、上下方向に延在する柱状部材５Ａと、この柱状部材５Ａに対して昇降可能に設けられた昇降部材６Ａとを備えている。本実施形態においては、昇降部材６Ａが、基板保持部材７Ａの基端部８Ａと一体的に形成されている。
　昇降駆動手段４Ａの柱状部材５Ａは、前面が開放した中空部材で形成されており、その水平断面が長方形を成している。柱状部材５Ａの下端部は、第２リンク部材３Ａの先端部に、第３軸線Ｌ３周りに回転可能に設けられている。第３軸線Ｌ３は、第２軸線Ｌ２から所定距離Ｄ２に位置しており、この距離Ｄ２は距離Ｄ１に等しい。
　基板保持部材７Ａの基端部８Ａから、複数（本例では２本）のフィンガー部９Ａが水平方向に延在しており、フィンガー部９Ａの上にガラス製の基板Ｓが保持される。フィンガー部９Ａには、基板Ｓを吸着して保持するための手段（図示を省略）が設けられている。
　回転軸線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は互いに平行であり、且つ、Ｚ軸方向（鉛直方向）に延びており、基板保持部材７Ａは、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の方向への自由度を有して変位駆動される。
　上記の通り本実施形態においては、昇降駆動手段４Ａが、第２リンク部材３Ａと基板保持部材７Ａとの間に配置され、アームリンク機構の一部を構成している。また、昇降駆動手段４Ａの柱状部材５Ａが、第２リンク部材３Ａの先端部に回転可能に設けられており、柱状部材５Ａが基板保持部材７Ａの回転軸として機能する。
　図５及び図６に示したように、本実施形態による搬送ロボットはロボット制御手段１０Ａを備えており、このロボット制御手段１０Ａによって、第１リンク駆動手段１１Ａ、第２リンク駆動手段１２Ａ、昇降駆動手段４Ａ、手首軸駆動手段１３Ａの駆動が制御される。
　図７に示したように、第１リンク部材２Ａの基端部の下面には第１回転軸１４Ａが固定して設けられている。この第１回転軸１４Ａは、動力伝達機構１５Ａを介してサーボモータ１６Ａにより回転駆動され、これにより、第１軸線Ｌ１周りに第１リンク部材２Ａが回転する。動力伝達機構１５Ａ及びサーボモータ１６Ａによって、図６に示した第１リンク駆動手段１１Ａが構成されている。
　第２リンク部材３Ａの基端部の下面には、第２回転軸１７Ａが固定して設けられており、この第２回転軸１７Ａは、中空の第１リンク部材２Ａの先端部上面に形成された孔に回転可能に挿入されている。この第２回転軸１７Ａは、第１リンク部材２Ａ内の動力伝達機構１８Ａを介してサーボモータ１９Ａにより回転駆動され、これにより、第２軸線Ｌ２周りに第２リンク部材３Ａが回転する。動力伝達機構１８Ａ及びサーボモータ１９Ａによって、図６に示した第２リンク駆動手段１２Ａが構成されている。
　昇降駆動手段４Ａの柱状部材５Ａの下端部には、第３回転軸（手首軸）２４Ａが固定して設けられており、この第３回転軸２４Ａは、中空の第２リンク部材３Ａの先端部上面に形成された孔に回転可能に挿入されている。この第３回転軸２４Ａは、第２リンク部材３Ａ内の動力伝達機構２５Ａを介してサーボモータ２６Ａにより回転駆動され、これにより、第３軸線Ｌ３周りに昇降駆動手段４Ａが回転する。動力伝達機構２５Ａ及びサーボモータ２６Ａによって、図６に示した手首軸駆動手段１３Ａが構成されている。
　昇降駆動手段４Ａは、昇降部材６Ａを昇降させるための駆動機構（直動機構）を備えており、この駆動機構としては各種の機構を採用可能である。本実施形態においては、中空部材で形成した柱状部材５Ａの内部の上端及び下端に一対のプーリ２０Ａ、２１Ａを設け、その間にベルト２２Ａを掛け渡し、このベルト２２Ａに、基板保持部材７Ａと一体的に形成された昇降部材６Ａを固定する。そして、サーボモータ２３Ａによりプーリ２０Ａを回転駆動することにより、ベルト２２Ａと共に、昇降部材６Ａ及び基板保持部材７Ａを昇降させる。
　動力伝達機構１５Ａ、１８Ａ、２５Ａには、減速機を備えた歯車動力伝達機構が用いられる。サーボモータ１６Ａ、１９Ａ、２６Ａの動力が減速機の入力側に伝達され、そのトルクが予め定める増幅比で増幅されると共に、その回転速度が予め定める減速比で減速されて、減速機の出力側から出力される。このようにして減速機の出力側から出力された動力によって、各回転軸１４Ａ、１７Ａ、２４Ａのそれぞれが回転駆動される。これにより、第１リンク部材２Ａ、第２リンク部材３Ａ、及び基板保持部材７Ａのそれぞれが回転駆動される。
　なお、変形例としては、ダイレクトドライブモータによって各回転軸１４Ａ、１７Ａ、２４Ａを回転駆動するようにしても良い。
　昇降駆動手段４Ａにおける駆動機構（直動機構）の他の例としては、角変位量を調整可能な回転モータを用いたボールねじ機構によって実現することもできる。このボールねじ機構は、ねじ棒と、このねじ棒に螺合される螺合体と、ねじ棒を回転駆動する回転モータと、を含み、螺合体に昇降部材６Ａが固定される。
　ロボット制御手段１０Ａは、第１リンク駆動手段１１Ａ、第２リンク駆動手段１２Ａ、手首軸駆動手段１３Ａ、及び昇降駆動手段４Ａのそれぞれのサーボモータ１６Ａ、１９Ａ、２６Ａ、２３Ａのエンコーダから、各サーボモータ１６Ａ、１９Ａ、２６Ａ、２３Ａの角度位置を取得することによって、各駆動手段１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ、４Ａをフィードバック制御することができる。これにより、基板保持部材７Ａを目的位置に精度良く位置合わせすることが可能となる。
　次に、図８を参照して、本実施形態による搬送ロボットの動作について説明する。
　図８（ａ）に示した、基板保持部材７Ａを、動作範囲制限制御上、最も後退させた位置から、第１軸線Ｌ１を中心として、第１リンク部材２Ａを、上方から見て時計回りに回転させる。すると、第１リンク部材２Ａの回転に連動して、第２軸線Ｌ２を中心として、第２リンク部材３Ａが、上方から見て反時計回りに回転する（図８（ｂ）、（ｃ））。このとき、昇降駆動手段４Ａが、基板保持部材７Ａと共に、第３軸線Ｌ３を中心として、上方から見て時計回りに回転し、基板保持部材７Ａの向きが一定に維持される。
　図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から分かるように、基板保持部材７Ａの前後動作に際して、第３軸線Ｌ３は、第１軸線Ｌ１を通る共通の直線Ｍに沿って移動する。この共通の直線Ｍは基板保持部材７Ａの中心線に略一致しており、基板保持部材７Ａに保持された基板Ｓの中心が共通の直線Ｍに沿って移動する。
　なお、基板Ｓを基板保持部材７Ａで保持したロボットアームを自転させる際には、図８（ａ）に示した状態において、図８Ａ（ａ）、（ｂ）に示したように、第１軸線Ｌ１周りに第１リンク部材２Ａを回転させる。これにより、異なる位置に配置された複数のラック４０から基板Ｓを搬送又は搬出することができる。ここで、基板Ｓは重量物なので、その重心をなるべく第１軸線Ｌ１に近づけることで、基板Ｓを保持したロボットアームの自転時に必要となる動力を低減させることができると共に、自転時に基板Ｓ及びこれを保持するロボットアームが専有する回転専有面積を最小化することができる。このことは、同じく重量物である昇降駆動手段４においても同様である。そこで、本実施形態においては、昇降駆動手段４を図８（ａ）に示した位置に退避させることにより、基板Ｓの重心が第１軸線Ｌ１に近づくと共に、昇降駆動手段４の旋回半径を最小化することを可能としている。
　図８Ａに示したように、本実施形態においては、動作範囲制御上の最後退位置において基板Ｓを保持した基板保持部材７Ａ、基板保持部材７Ａに保持された基板Ｓ、第１リンク部材２Ａ、第２リンク部材３Ａ、昇降駆動手段４Ａを含む領域が、第１軸線Ｌ１から基板Ｓ又は基板保持部材７Ａの最遠点までの距離を半径として第１軸線Ｌ１周りに１回転したときの旋回領域Ｒ内に配置されるように、基板保持部材７Ａ、第１リンク部材２Ａ、第２リンク部材３Ａ、昇降駆動手段４Ａの各寸法、昇降駆動手段４Ａの向きが選ばれている。
　上記構成より成る本実施形態によれば、第２リンク部材３Ａと基板保持部材７Ａとの間に昇降駆動手段４Ａを配置するようにしたので、昇降駆動手段４Ａによって昇降させる部分が、ロボットアーム全体ではなく、昇降部材６Ａと一体に形成された基板保持部材７Ａのみである。このため、昇降駆動手段４Ａの昇降部材６Ａにかかる荷重が減少し、昇降駆動手段４Ａにおいて必要となる駆動力を低減することができる。
　特に本実施形態においては、図１に示した上記実施形態とは異なり、昇降駆動手段４Ａを第２リンク部材３Ａに対して回転可能に設けると共に、基板保持部材７Ａを昇降駆動装置４Ａに直接設けるようにしたので、手首軸駆動手段１３Ａを昇降対象から除外することができ、昇降駆動手段４Ａの必要駆動力をさらに低減することができる。
　また、本実施形態においては、基板Ｓを保持したロボットアームの自転時においてその重心をなるべく第１軸線Ｌ１に近づけると共に、昇降駆動手段４の旋回半径も最小化することで、自転時に必要となる動力を低減させることができると共に、自転時に基板Ｓ及びこれを保持するロボットアームが専有する回転専有面積を最小化することができる。
　また、本実施形態においては、昇降駆動手段４Ａを水平面内で移動させるための手段として、ロボットアームの一部である第１リンク部材２Ａ及び第２リンク部材３Ａを利用しているので、ロボット構造の複雑化を極力抑えながら昇降駆動手段４Ａの水平移動を可能としている。
　また、第１リンク部材２Ａの動作と第２リンク部材３Ａの動作との合成動作によって昇降駆動手段４を後退位置（図８（ａ））に移動させるようにしたので、合成動作中、昇降駆動手段４が、第１軸線Ｌ１からの距離が短くなるようにしながら移動できる。このため、１本のリンク部材によって円弧状に移動させる場合に比べて、基板Ｓの向きを一定に保ちつつ、昇降駆動手段４Ａの移動距離自体を短くすることができると共に、重量物である昇降駆動手段４が、第１軸線Ｌ１からの距離を縮めながら移動できるので移動に要する駆動力を低減することができる。
　また、第２リンク部材３Ａの先端部に昇降駆動手段４Ａを設けることにより、図８（ｃ）に示したように、ロボットアームを伸ばした状態において、昇降駆動手段４Ａを共通の直線Ｍ上に位置させることができる。このため、アームを伸ばした状態において、昇降駆動手段４Ａの重量がアームを捻る方向（ロール方向）に作用することを防止できる。
　また、本実施形態においては、基板搬送動作の全体にわたって昇降駆動手段４Ａが共通の直線Ｍ上に位置しており、昇降駆動手段４Ａは直線的に移動するので、搬送時の揺れの発生を抑えることができる。
　また、昇降駆動手段４Ａの柱状部材５Ａの側面に昇降部材６Ａを配置して、柱状部材５Ａの側面に沿って昇降部材６Ａと共に基板保持部材７Ａが昇降できるようにしたので、従来の搬送ロボットにおけるパンタグラフ式の昇降手段に比べて、基板保持部材７Ａの最下位置をより低くすることができる。
　次に、図９乃至図１２Ａを参照して、本発明のさらに他の実施形態による搬送ロボットについて説明する。
　図９に示した実施形態による搬送ロボットは、基台１Ｂを備えており、この基台１Ｂに対して、第１リンク部材２Ｂの基端部が、第１軸線Ｌ１周りに回転可能に連結されている。
　第１リンク部材２Ｂの先端部には昇降駆動手段４Ｂが設けられており、この昇降駆動手段４Ｂは、上下方向に延在する柱状部材５Ｂと、この柱状部材５Ｂに対して昇降可能に設けられた昇降部材６Ｂとを備えている。昇降駆動手段４Ｂの柱状部材５Ｂは、前面が開放した中空部材で形成されており、その水平断面が長方形を成している。柱状部材５Ｂの下端部は、第１リンク部材２Ｂの先端部の上面に固定して設けられている。
　昇降駆動手段４Ｂの昇降部材６Ｂには、第２リンク部材３Ｂの基端部が、第１軸線Ｌ１から所定距離Ｄ１に位置する第２軸線Ｌ２周りに回転可能に連結されている。昇降部材６Ｂは、水平方向に延在し且つ屈曲した張出し形状を有している。
　第２リンク部材３Ｂの先端部の下面には、基板保持部材７Ｂの基端部が、第３軸線Ｌ３周りに回転可能に連結されている。第３軸線Ｌ３は、第２軸線Ｌ２から所定距離Ｄ２に位置しており、この距離Ｄ２は距離Ｄ１に等しい。
　基板保持部材７Ｂの基端部８Ｂから、複数（本例では２本）のフィンガー部９Ｂが水平方向に延在しており、フィンガー部９Ｂの上にガラス製の基板Ｓが保持される。フィンガー部９Ｂには、基板Ｓを吸着して保持するための手段（図示を省略）が設けられている。
　回転軸線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は互いに平行であり、且つ、Ｚ軸方向（鉛直方向）に延びており、基板保持部材７Ｂは、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の方向への自由度を有して変位駆動される。
　上記の通り本実施形態においては、昇降駆動手段４Ｂが、第１リンク部材２Ｂと第２リンク部材３Ｂとの間に配置され、アームリンク機構の一部を構成している。
　図９及び図１０に示したように、本実施形態による搬送ロボットはロボット制御手段１０Ｂを備えており、このロボット制御手段１０Ｂによって、第１リンク駆動手段１１Ｂ、第２リンク駆動手段１２Ｂ、昇降駆動手段４Ｂ、手首軸駆動手段１３Ｂの駆動が制御される。
　図１１に示したように、第１リンク部材２Ｂの基端部の下面には第１回転軸１４Ｂが固定して設けられている。この第１回転軸１４Ｂは、動力伝達機構１５Ｂを介してサーボモータ１６Ｂにより回転駆動され、これにより、第１軸線Ｌ１周りに第１リンク部材２Ｂが回転する。動力伝達機構１５Ｂ及びサーボモータ１６Ｂによって、図１０に示した第１リンク駆動手段１１Ｂが構成されている。
　第１リンク部材２Ｂの先端部の上面に、昇降駆動手段４Ｂが固定して設けられている。昇降駆動手段４Ｂは、昇降部材６Ｂを昇降させるための駆動機構（直動機構）を備えており、この駆動機構としては各種の機構を採用可能である。本実施形態においては、中空部材で形成した柱状部材５Ｂの内部の上端及び下端に一対のプーリ２０Ｂ、２１Ｂを設け、その間にベルト２２Ｂを掛け渡し、このベルト２２Ｂに昇降部材６Ｂの基端部を固定する。そして、サーボモータ２３Ｂによりプーリ２０Ｂを回転駆動することにより、ベルト２２Ｂと共に昇降部材６Ｂを昇降させる。
　第２リンク部材３Ｂの基端部の上面には、第２回転軸１７Ｂが固定して設けられており、この第２回転軸１７Ｂは、中空の昇降部材６Ｂの先端部下面に形成された孔に回転可能に挿入されている。この第２回転軸１７Ｂは、昇降部材６Ｂ内の動力伝達機構１８Ｂを介してサーボモータ１９Ｂにより回転駆動され、これにより、第２軸線Ｌ２周りに第２リンク部材３Ｂが回転する。動力伝達機構１８Ｂ及びサーボモータ１９Ｂによって、図１０に示した第２リンク駆動手段１２Ｂが構成されている。
　基板保持部材７Ｂの基端部の上面には第３回転軸（手首軸）２４Ｂが固定して設けられており、この第３回転軸２４Ｂは、第２リンク部材３Ｂの先端部下面に形成された孔に回転可能に挿入されている。この第３回転軸２４Ｂは、第２リンク部材３Ｂ内の動力伝達機構２５Ｂを介してサーボモータ２６Ｂにより回転駆動され、これにより、第３軸線Ｌ３周りに基板保持部材７Ｂが回転する。動力伝達機構２５Ｂ及びサーボモータ２６Ｂによって、図１０に示した手首軸駆動手段１３Ｂが構成されている。
　動力伝達機構１５Ｂ、１８Ｂ、２５Ｂには、減速機を備えた歯車動力伝達機構が用いられる。サーボモータ１６Ｂ、１９Ｂ、２６Ｂの動力が減速機の入力側に伝達され、そのトルクが予め定める増幅比で増幅されると共に、その回転速度が予め定める減速比で減速されて、減速機の出力側から出力される。このようにして減速機の出力側から出力された動力によって、各回転軸１４Ｂ、１７Ｂ、２４Ｂのそれぞれが回転駆動される。これにより、第１リンク部材２Ｂ、第２リンク部材３Ｂ、及び基板保持部材７Ｂのそれぞれが回転駆動される。
　なお、変形例としては、ダイレクトドライブモータによって各回転軸１４Ｂ、１７Ｂ、２４Ｂを回転駆動するようにしても良い。
　昇降駆動手段４Ｂにおける駆動機構（直動機構）の他の例としては、角変位量を調整可能な回転モータを用いたボールねじ機構によって実現することもできる。このボールねじ機構は、ねじ棒と、このねじ棒に螺合される螺合体と、ねじ棒を回転駆動する回転モータと、を含み、螺合体に昇降部材６Ｂの基端部が固定される。
　ロボット制御手段１０Ｂは、第１リンク駆動手段１１Ｂ、昇降駆動手段４Ｂ、第２リンク駆動手段１２Ｂ、及び手首軸駆動手段１３Ｂのそれぞれのサーボモータ１６Ｂ、２３Ｂ、１９Ｂ、２６Ｂのエンコーダから、各サーボモータ１６Ｂ、２３Ｂ、１９Ｂ、２６Ｂの角度位置を取得することによって、各駆動手段１１Ｂ、４Ｂ、１２Ｂ、１３Ｂをフィードバック制御することができる。これにより、基板保持部材７Ｂを目的位置に精度良く位置合わせすることが可能となる。
　次に、図１２を参照して本実施形態による搬送ロボットの動作について説明する。
　図１２（ａ）に示した、基板保持部材７Ｂを、動作範囲制限制御上、最も後退させた位置から、第１軸線Ｌ１を中心として、第１リンク部材２Ｂを、上方から見て時計回りに昇降駆動手段４Ｂと共に回転させる。すると、第１リンク部材２Ｂの回転に連動して、第２軸線Ｌ２を中心として第２リンク部材３Ｂが、上方から見て反時計回りに回転する（図１２（ｂ）、（ｃ））。このとき、基板保持部材７Ｂも、第３軸線Ｌ３を中心として、上方から見て時計回りに回転し、基板保持部材７Ｂの向きが一定に維持される。
　図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から分かるように、基板保持部材７Ｂの前後動作に際して、第３軸線Ｌ３は、第１軸線Ｌ１を通る共通の直線Ｍに沿って移動する。この共通の直線Ｍは基板保持部材７Ｂの中心線に略一致しており、基板保持部材７Ｂに保持された基板Ｓの中心が共通の直線Ｍに沿って移動する。
　なお、基板保持部材７Ｂで基板Ｓを保持したロボットアームを自転させる際には、図１２（ａ）に示した状態において、図１２Ａ（ａ）、（ｂ）に示したように、第１軸線Ｌ１周りに第１リンク部材２Ｂを回転させる。これにより、異なる位置に配置された複数のラック４０から基板Ｓを搬送又は搬出することができる。ここで、基板Ｓは重量物なので、その重心をなるべく第１軸線Ｌ１に近づけることで、基板Ｓを保持したロボットアームの自転時に必要となる動力を低減させることができると共に、自転時に基板Ｓ及びこれを保持するロボットアームが専有する回転専有面積を最小化することができる。そこで、本実施形態においては、昇降駆動手段４Ｂを図１２（ａ）に示した位置に退避させることにより、基板Ｓの重心が第１軸線Ｌ１に近づくと共に、昇降駆動手段４の旋回半径を最小化することを可能としている。
　図１２Ａに示したように、本実施形態においては、動作範囲制御上の最後退位置において基板Ｓを保持した基板保持部材７Ｂ、基板保持部材７Ｂに保持された基板Ｓ、第１リンク部材２Ｂ、第２リンク部材３Ｂ、昇降駆動手段４Ｂを含む領域が、第１軸線Ｌ１から基板Ｓ又は基板保持部材７Ｂの最遠点までの距離を半径として第１軸線Ｌ１周りに１回転したときの旋回領域Ｒ内に配置されるように、基板保持部材７Ｂ、第１リンク部材２Ｂ、第２リンク部材３Ｂ、昇降駆動手段４Ｂの各寸法、昇降駆動手段４Ｂの向きが選ばれている。
　上記構成より成る本実施形態によれば、第１リンク部材２Ｂと第２リンク部材３Ｂとの間に昇降駆動手段４Ｂを配置するようにしたので、昇降駆動手段４Ｂによって昇降させる部分が、ロボットアーム全体ではなく、昇降部材６に装着された第２リンク３Ｂ及び基板保持部材７Ｂのみである。このため、昇降駆動手段４Ｂの昇降部材６Ｂにかかる荷重が減少し、昇降駆動手段４Ｂにおいて必要となる駆動力を低減することができる。
　また、本実施形態においては、基板Ｓを保持したロボットアームの自転時においてその重心をなるべく第１軸線Ｌ１に近づけると共に、昇降駆動手段４の旋回半径も最小化することで、自転時に必要となる動力を低減させることができると共に、自転時に基板Ｓ及びこれを保持するロボットアームが専有する回転専有面積を最小化することができる。
　また、本実施形態においては、昇降駆動手段４Ｂを水平面内で移動させるための手段として、ロボットアームの一部である第１リンク部材２Ｂを利用しているので、ロボット構造の複雑化を極力抑えながら昇降駆動手段４Ｂの水平移動を可能としている。
　また、昇降駆動手段４Ｂの柱状部材５Ｂの側面に昇降部材６Ｂを配置して、柱状部材５Ｂの側面に沿って昇降部材６Ｂと共に基板保持部材７Ｂが昇降できるようにしたので、従来の搬送ロボットにおけるパンタグラフ式の昇降手段に比べて、基板保持部材７Ｂの最下位置をより低くすることができる。
　次に、図９乃至図１２Ａに示した上記実施形態の一変形例としては、図１３に示したように、昇降駆動手段４Ｂの柱状部材５Ｂを第１リンク部材２Ｂに第２軸線Ｌ２周りに回転可能に設けると共に、第２リンク部材３Ｂを昇降部材６Ｂに固定して設けるようにしても良い。
　図１３に示した変形例においては、柱状部材５Ｂの下端に第２回転軸１７Ｂが設けられており、この第２回転軸１７Ｂを回転させる第２リンク駆動手段１２Ｂが、第１リンク部材２Ｂの内部に配置されている。
　以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、上記実施形態は、本発明の範囲内で適宜変更することができる。例えば、上記各実施形態においては、各回転軸に各サーボモータを設けて個別に駆動できるようにしているが、これに代えて、回転軸同士の間にベルトを掛け渡して一方の回転軸の回転力が他方の回転軸に伝達されるようにして、他方の回転軸のサーボモータを省略しても良い。また、昇降駆動手段における駆動機構は、ラックピニオン、リニアモータ、又はシリンダ、等の直動機構でも良い。

Claims (9)

  1. 　第１軸線周りに回転可能に構成された第１リンク部材と、
    　前記第１軸線に対して所定距離に位置する第２軸線周りに回転可能に構成された第２リンク部材と、
    　前記第２軸線に対して所定距離に位置する第３軸線周りに回転可能であり且つ物品を保持可能に構成された保持部材と、
    　少なくとも前記保持部材を昇降駆動するための昇降駆動手段と、を備え、
    　前記第１リンク部材、前記第２リンク部材、及び前記保持部材が、この順番で連結されてアームリンク機構を構成しており、前記昇降駆動手段が、前記第１リンク部材と前記保持部材との間に配置されて前記アームリンク機構の一部を構成している、搬送ロボット。
  2. 　前記昇降駆動手段は、前記第２リンク部材と前記保持部材との連結に使用されている、請求項１記載の搬送ロボット。
  3. 　前記昇降駆動手段は、前記第２リンク部材に固定して設けられた柱状部材と、前記柱状部材に対して昇降可能に設けられた昇降部材と、を有し、前記保持部材は、前記昇降部材に前記第３軸線周りに回転可能に設けられている、請求項２記載の搬送ロボット。
  4. 　前記昇降駆動手段は、前記第２リンク部材に前記第３軸線周りに回転可能に設けられた柱状部材と、前記柱状部材に対して昇降可能に設けられた昇降部材と、を有し、前記保持部材は、前記昇降部材に固定して設けられている、請求項２記載の搬送ロボット。
  5. 　前記昇降駆動手段は、前記第１リンク部材と前記第２リンク部材との連結に使用されている、請求項１記載の搬送ロボット。
  6. 　前記昇降駆動手段は、前記第１リンクに固定して設けられた柱状部材と、前記柱状部材に対して昇降可能に設けられた昇降部材と、を有し、前記第２リンク部材は、前記昇降部材に前記第２軸線周りに回転可能に設けられており、前記保持部材は、前記第２リンク部材に前記第３軸線周りに回転可能に設けられている、請求項５記載の搬送ロボット。
  7. 　前記昇降駆動手段は、前記第１リンク部材に前記第２軸線周りに回転可能に設けられた柱状部材と、前記柱状部材に対して昇降可能に設けられた昇降部材と、を有し、前記第２リンク部材は、前記昇降部材に固定して設けられている、請求項５記載の搬送ロボット。
  8. 　前記第１軸線と前記第２軸線との前記所定距離が、前記第２軸線と前記第３軸線との前記所定距離に等しい、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の搬送ロボット。
  9. 　動作範囲制御上の最後退位置において物品を保持した前記保持部材、前記保持部材に保持された前記物品、前記第１リンク部材、前記第２リンク部材、前記昇降駆動手段を含む領域が、前記第１軸線から前記物品又は前記保持部材の最遠点までの距離を半径として前記第１軸線周りに１回転したときの旋回領域内に配置されるように、前記保持部材、前記第１リンク部材、前記第２リンク部材、前記昇降駆動手段の各寸法、前記昇降駆動手段の向きが選ばれていることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の搬送ロボット。
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