JP2002217269A - 移載機 - Google Patents

移載機

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JP2002217269A JP2001013913A JP2001013913A JP2002217269A JP 2002217269 A JP2002217269 A JP 2002217269A JP 2001013913 A JP2001013913 A JP 2001013913A JP 2001013913 A JP2001013913 A JP 2001013913A JP 2002217269 A JP2002217269 A JP 2002217269A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リンク機構で円滑に死点を通過できるように
構成することにより、発塵を抑制し、かつ高速での移載
を可能とし、さらに、移載先の装置のレイアウト上、移
載時に旋回が必要な場合でも簡単な方法で、被搬送物を
反転させることができるようにした移載機を提供するこ
と。 【解決手段】 両端と略中間に支点を有し、一端の支点
を直線上を移動する移動体4に、他端の支点を搬器3
に、それぞれ軸着した主レバー1と、この主レバー1の
略2分の1の長さで、両端に支点を有し、一端の支点を
移動体4が移動する直線の延長上のフレーム6に軸着
し、他端の支点を主レバー1の略中間位置に軸着した副
レバー2と、主レバー1及び副レバー2、この主レバー
1及び副レバー2にそれぞれ平行な2本の平行リンクL
1,L3並びにこれらを接続する平行リンクL2からな
り、フレーム6及び搬器3を接続する平行四辺形の形状
をした2組の平行リンク体と、この平行リンク体の駆動
装置としての副レバー駆動装置7とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、移載機に関し、特
に、クリーンルーム内を高速で搬送される液晶などの大
形の基板の移載を、発塵を抑制しつつ、高速で、精度良
く行うことができるようにした移載機に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、クリーンルーム内を液晶などの大
形の基板の搬送を行う場合、その移載機として、例え
ば、図5〜図6に示すように、先端にピックアップフォ
ークを備えた水平多関節を用いたり、テレスコピックア
ームを用いたロボットが汎用されている。そして、この
いずれの方式においても、本体Hに昇降機構及び旋回機
構を備え、フォーク又はアームの出入、昇降、旋回の各
動作を組み合せて、搬器3を、図5において、左右方向
へ移動して、液晶などの移載を行うようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の移載
機は、水平多関節を用いたものにおいては、水平多関節
のリンク機構Aの死点を回避するために、ギア、ベル
ト、ロープなどを利用するようにしている。また、クリ
ーンルームでは、液晶のガラス基板や半導体のウエーハ
などの薄板状の被搬送物を移載するため、ピックアップ
フォークやテレスコピックアームの先端は、狭い場所に
挿入する必要があり、このため、片持ち梁の形式の薄型
に形成し、これを支持する水平多関節のリンク機構Aや
フレームは、その外側に配置されている。
【0004】このため、従来の移載機は、次のような問
題点があった。 ピックアップフォークやテレスコピックアームの先
端を支持する水平多関節のリンク機構Aやフレームは、
剛性を高めるため、所定の高さ方向の寸法が必要であ
り、ピックアップフォークやテレスコピックアームの外
側に配置せざるを得ないため、被搬送物の移載に際し
て、旋回動作が不可欠で、旋回動作のために時間がかか
り、高速での移載に限度がある。 旋回時に被搬送物及び移載機の最大半径のスペース
を確保する必要があり、工場全体のレイアウト上の制約
が生じる。 水平多関節を用いたものにおいては、リンク機構に
死点があり、これを回避するため、ギア、ベルト、ロー
プなどを利用すると、発塵、給油、伸び等の点から保
守、停止精度、耐久性などにおいて、高精度のクリーン
ルームでの使用上の難点がある。 テレスコピックアームを用いたものにおいては、多
段式にすることにより、旋回せずに被搬送物を移載する
ようにすることができるが、移載機の構造が複雑にな
り、また、その駆動装置を完全にシールすることが難し
く、クリーン度を維持することに限界があり、給油及び
信頼性の点から保守上の難点がある。
【0005】本発明は、上記従来の移載機の有する問題
点に鑑み、ギア、ベルト、ロープなどによる旋回動作を
なくし、リンク機構で円滑に死点を通過できるように構
成することにより、発塵を抑制し、かつ高速での移載を
可能とし、さらに、移載先の装置のレイアウト上、移載
時に旋回が必要な場合でも簡単な方法で、被搬送物を反
転させることができるようにした移載機を提供すること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の移載機は、両端と略中間に支点を有し、一
端の支点を直線上を移動する移動体に、他端の支点を搬
器に、それぞれ軸着した主レバーと、該主レバーの略2
分の1の長さで、両端に支点を有し、一端の支点を前記
移動体が移動する直線の延長上のフレームに軸着し、他
端の支点を前記主レバーの略中間位置に軸着した副レバ
ーと、前記主レバー及び副レバー、該主レバー及び副レ
バーにそれぞれ平行な2本の平行リンク並びにこれらを
接続する平行リンクからなり、フレーム及び搬器を接続
する平行四辺形の形状をした2組の平行リンク体と、該
平行リンク体の駆動装置とで構成したことを特徴とす
る。
【0007】この移載機は、移載機の旋回動作なしで、
移載機の反対側に被搬送物を移載するようにしているの
で、移載の時間を短縮できるとともに、移載点には枢軸
となるピン形式の支点のみが移動するため、高度のクリ
ーン度が維持でき、ガイドレールが移載機の中央にあ
り、前後の移動がないので、発塵源が固定され、塵埃の
巻き上げがわずかで、クリーン度対策がテレスコピック
アームにくらべ容易で、軽量かつ安価に対策でき、ま
た、出入り動作の両先端ではリンク機構上、緩起動緩停
止が可能でショックが少なく、高速化が容易であり、さ
らに、リンク機構のため、構造が単純となり、寿命や保
守の点で有利である。
【0008】この場合において、平行リンク体の死点通
過時に、平行リンク体の形状を制御する形状制御機構を
備えることができる。そして、この形状制御機構は、平
行リンク体の形状の維持又は非維持を、選択的に行うこ
とができるようにすることができる。
【0009】これにより、搬器を安定的に平行に移動又
は反転させながら移動して、被搬送物の移載を行うこと
ができる。
【0010】また、形状制御機構を、電磁石と、該電磁
石と相対位置関係にある永久磁石とで構成することがで
きる。
【0011】これにより、形状制御機構を、構造が単純
で、制御が容易で、信頼性が高く、発塵のない構造とす
ることができる。
【0012】また、搬器を含むフレーム全体を昇降させ
る昇降装置を備えることができる。
【0013】これにより、発塵源が固定され、塵埃の巻
き上げがわずかで、クリーン度対策が一層容易となる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の移載機の実施の形
態を図面に基づいて説明する。
【0015】図1〜図4に、本発明の移載機の一実施例
を示す。この移載機は、次のように構成されている。
【0016】被搬送物Gを移載する移載距離に適した長
さを備えた主レバー1の基端側をピンP7を介して移動
体4に軸着するとともに、先端側をピンP1を介して搬
器3に軸着する。
【0017】この搬器3には、その上にガラス基板など
の被搬送物Gを、必要に応じて、吸盤(図示省略)によ
り吸着等させることにより、載置可能に構成する。な
お、本実施例において、搬器3の形状は、H形のものを
示したが、特にこれに限定されるものではなく、パン状
のもの、チャック式のもの等、任意の形状のものを採用
することができる。そして、この搬器3は、その中心位
置で、ピンP1を介し主レバー1に軸着するようにす
る。また、搬器3は、その移動方向Yと直角方向Xにピ
ンP1より適当な距離をおいて、主レバー1と平行に配
設する平行リンクL1の先端に、ピンP2を介して軸着
するようにする。
【0018】主レバー1の基端側には、ピンP7を介し
て移動体4を軸着し、この移動体4を、搬器3の移動方
向Yと直角方向Xに自由に移動できるように、ガイドレ
ール5にて案内するように構成する。また、ガイドレー
ル5は、リニアベアリング、車輪式のもの等を採用する
ことができ、必要に応じて、給電線、制御線を連結する
ケーブルキャリア(図示省略)を側面に取付けることが
できる。
【0019】平行リンクL1は、主レバー1の略2分の
1の長さで、主レバー1の下方に配設し、搬器3が移動
方向Yに移動中に、互いに干渉しないように配置され
る。また、平行リンクL1は、搬器3のピンP1,P2
を結ぶ方向と平行となるように配設する平行リンクL2
とピンP3を介して軸着する。
【0020】この平行リンクL2は、平行リンクL1の
下方位置に配設し、搬器3が移動方向Yに移動中に、互
いに干渉しないように配置される。また、平行リンクL
2の一端は、主レバー1の略中間位置に、ピンP4を介
して軸着されるとともに、平行リンクL2を平行リンク
L1の下方位置に配設し、同様に搬器3が移動方向Yに
移動中に干渉しないように配置される。このようにし
て、ピンP1,ピンP2,ピンP3及びピンP4を介し
て、軸着される主レバー1、平行リンクL1、平行リン
クL2及び搬器3により、平行四辺形の形状をした平行
リンク体を形成し、これにより、搬器3と平行リンクL
2は、移動方向Yに移動中も平行の位置関係を維持する
ようにする。
【0021】そして、平行リンクL2には、ピンP3を
介して主レバー1の略2分の1の長さを有する平行リン
クL3を軸着する。この平行リンクL3は、平行リンク
L2の下方に位置し、移動方向Yに移動中に干渉しない
ように配置される。平行リンクL3は、フレーム6にピ
ンP5を介して軸着されている。
【0022】また、副レバー2は、平行リンクL3と平
行に配設され、主レバー1の略中間位置にてピンP4を
介して軸着され、この副レバー2の他端は、フレーム6
に揺動可能にピンP6を介して軸着される。この副レバ
ー2は、平行リンクL3と同様に、主レバー1の略2分
の1の長さで、平行リンクL3の下方位置に配設し、移
動方向Yに移動中に干渉しないように配置される。
【0023】また、平行リンクL3の基端側をフレーム
6に軸着するピンP5及び副レバー2の基端側をフレー
ム6に軸着するピンP6は、移動体4の移動方向Xの延
長上に配置され、これらのピンP3、ピンP4、ピンP
5及びピンP6にて連結される平行リンクL2、平行リ
ンクL3、副レバー2及びフレーム6の一部により、平
行四辺形の形状をした平行リンク体を形成し、これによ
り、平行リンクL2は、搬器3が移動方向Yに移動中に
おいても移動体4の移動方向Xと平行の位置関係を維持
するようにする。
【0024】そして、この副レバー2の基端側は、ピン
P6を介して、副レバー駆動装置7の回転軸に固定さ
れ、副レバー駆動装置7を駆動することにより、ピンP
6を中心として揺動するようにする。これにより、副レ
バー駆動装置7は、上記ピンP1,ピンP2,ピンP3
及びピンP4を介して、軸着される主レバー1、平行リ
ンクL1、平行リンクL2及び搬器3により形成される
平行四辺形の形状をした平行リンク体、及びピンP3、
ピンP4、ピンP5及びピンP6にて連結される平行リ
ンクL2、平行リンクL3、副レバー2及びフレーム6
の一部により形成される平行四辺形の形状をした平行リ
ンク体の駆動装置を構成する。なお、平行リンク体の駆
動装置としては、副レバー2をピンP6を中心として揺
動させるもののほか、平行リンクL3をピンP5を中心
として揺動させるものや移動体4を搬器3の移動方向Y
と直角方向Xに移動させるものを、任意に採用すること
ができる。
【0025】また、フレーム6は昇降装置8に連結さ
れ、搬器3、主レバー1、副レバー2、及び平行リンク
L1,L2,L3などと共に、昇降可能に構成する。
【0026】また、搬器3には、平行リンク体の死点通
過時に、平行リンク体の形状を制御する形状制御機構と
して、ピンP1とピンP2を結ぶ延長上位置に永久磁石
M1を、フレーム6上には電磁石E1をそれぞれ取り付
け、この永久磁石M1と電磁石E1とは相対して平行リ
ンクL1、L3の死点通過時に互いに作用するように相
対位置関係を有するようにする。
【0027】また、平行リンクL2の先端又はその延長
上に電磁石E2を、平行リンクL3上に永久磁石M2を
それぞれが取りつけ、この電磁石E2と永久磁石M2と
は、相対して平行リンクL2、平行リンクL3の死点通
過時に互いに作用するように相対位置関係を有するよう
にする。この場合、電磁石E1,E2は、図3に示すよ
うに、それぞれ1対のコイルEC1,EC2からなり、
平行リンクL1、平行リンクL2及び平行リンクL3の
移動方向を制御できるように構成されている。
【0028】また、フレーム6内には、副レバー駆動装
置7を配設し、副レバー2を介して平行リンク体が屈伸
動作をするようにするとともに、ガイドレール5を側方
方向へ突設し、移動体4の移動方向を規制しつつ移動可
能に支持し、さらには、昇降装置8によりフレーム6全
体を昇降するようにする。
【0029】なお、主レバー1、副レバー2及び平行リ
ンクL1,L2,L3の形状は、図示のものに限定され
ず、丸棒、パイプ形状、H形、湾曲したもの等を任意に
採用することができる。また、主レバー1、副レバー2
及び平行リンクL1,L2,L3の寸法を変更すること
により、移載点や旋回角度の調整が可能となる。このた
め、平行リンク体の主レバー1、副レバー2及び平行リ
ンクL1,L2,L3に、必要に応じて、長さ調整用手
段、例えば、調整ねじ等を付設することもできる。
【0030】平行リンク体の形状を制御する形状制御機
構としての永久磁石M1,M2及び電磁石E1,E2
は、図1に示すように、左右方向、上下方向、挟み込
み、円弧状等各種の配設形態を採用することができる。
【0031】次に、この移載機の動作について、図2〜
図4に基づいて説明する。搬器3上に載置された被搬送
物Gを移載する場合、副レバー駆動装置7により副レバ
ー2を揺動させることにより行うことができる。例え
ば、図2に示す実線位置からピンP6を中心に副レバー
2を揺動させ、副レバー2を破線位置まで移動させる
と、副レバー2は主レバー1の略2分の1の長さを有す
るので、ピンP1,P4,P6間を結んで形成される三
角形と、ピンP4,P6,P7間を結んで形成される三
角形は、いずれも二等辺三角形となる。この場合、主レ
バー1、副レバー2及び平行リンク、ガイドレール等の
なす角度は、2α+γ=2β+δ=180°、γ+δ=
180°となる。したがって、α+β=90°となるの
で、ピンP7は移動体と共に直線状のガイドレール5上
を移動するので、ピンP1の位置は常にガイドレール5
に直角の位置にあり、直線上を移動することとなる。
【0032】また、主レバー1は片側のガイドレール5
上に支持されているので、これにより、剛性が高く、マ
ニュピュレータ方式に比べ、レバーの断面寸法を小さく
でき、軽量化が可能で、小型化、高速化に適している。
ピンP1,P2,P3,P4間を結んで形成される四角
形と、ピンP3,P4,P5,P6間を結んで形成され
る四角形は、いずれも平行四辺形の形状をした平行リン
ク体からなるため、ピンP1,P2を結ぶ線は固定点で
あるピンP5,P6を結ぶ線と常に平行であり、したが
って、搬器3の方向も一定となる。これにより、副レバ
ー2がガイドレール5上を越え、さらに揺動させること
により、平行リンク体の平行四辺形が維持されると、搬
器3は向きを変えることなく、ガイドレール5の反対側
へ移動するものとなる。
【0033】このように、平行リンク体の平行四辺形が
維持されると、搬器3はそのまま方向を変えずに連続し
て移動が可能となり、したがって、旋回動作を行うこと
なく、高速で被搬送物の移載が可能となる。
【0034】ところで、主レバー1及び副レバー2がガ
イドレール5上にあるときは、平行リンク体が死点上に
あり、平行四辺形が維持される保証がない。このため、
本実施例においては、平行リンク体が死点上を通過する
時に、平行リンク体の形状を制御する形状制御機構とし
て、永久磁石M1,M2及び電磁石E1,E2を相対的
に配設するようにしている。
【0035】この形状制御機構の作用を、永久磁石M1
及び電磁石E1を例に説明する。永久磁石M1は、N極
とS極を有し、例えば、N極を図3(a)に示すように
配置する。一方、電磁石E1は、2個のコイルEC1,
EC2から形成され、それぞれ独立して励磁することが
できるようにされ、その中心をガイドレール5の中心に
一致するように配置する。そして、永久磁石M1が図3
(a)に示す方向に移動し、コイルEC1,EC2を中
央がN極、両端がS極となるように励磁すると、そのと
きの反発力は、図3(b)に示す曲線のようになる。永
久磁石M1の中心が略コイルコイルEC1,EC2の中
心を通過する時に、力の方向が反転するので、永久磁石
M1の中心が略コイルEC1の中心を通過する時に励磁
し、永久磁石の中心が略コイルEC2の中心を通過する
時に消磁すると、永久磁石M1は平行リンク体の死点通
過時に反発力を受け、ピンP1,P2,P3,P4間を
結んで形成される平行リンク体の四角形は、図4(a)
に示すように、平行四辺形が維持される。
【0036】また、永久磁石Mの移動方向が逆の場合も
同様である。
【0037】また、同様に、永久磁石M2及び電磁石E
2からなる形状制御機構も、同様の制御により、ピンP
3,P4,P5,P6間を結んで形成される平行リンク
体の四角形は、平行四辺形を維持できる。
【0038】一方、レイアウト上、搬器3の前後を、例
えば、180°反転して、被搬送物を移載する必要があ
る場合がある。この場合は、平行リンク体の死点通過時
に、電磁石E1(又は電磁石E2)のコイルEC1,E
C2の励磁方向を逆にして、中央をS極、両端をN極と
なるように励磁すると、吸引力を生じ、図4(b)に示
すように、ピンP1,P2,P3,P4間を結んで形成
される平行リンク体の四角形は、平行四辺形が維持され
ず、向かい合った平行リンク1,L1が交差する形とな
り、結果的に搬器3を旋回させることができる。この場
合、平行リンク体の主レバー1、副レバー2及び平行リ
ンクL1,L2,L3の長さを適当に選定することによ
り、旋回角度を調整することができる。
【0039】また、永久磁石Mの移動方向が逆の場合も
同様である。
【0040】これにより、リンク機構にギア、ベルト、
ロープなどを利用することなく、平行リンク体の形状を
制御して死点を通過させることができ、摩耗部品もな
く、長寿命、発塵のないクリーンルーム用に適した移載
機を得ることができる。
【0041】以上、本発明の移載機について、その一実
施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載
した構成に限定されるものではなく、例えば、平行リン
ク体の死点通過時に、平行リンク体の形状を制御する形
状制御機構に、上記実施例の電磁石と永久磁石の組み合
わせ以外の任意の機構を用いることができる等、その趣
旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更するこ
とができるものである。また、本発明の移載機は、固定
側に設置して用いるほか、被搬送物の搬送装置側に設置
して用いることもできるものである。
【0042】
【発明の効果】本発明の移載機によれば、移載機の旋回
動作なしで、移載機の反対側に被搬送物を移載するよう
にしているので、移載の時間を短縮できるとともに、移
載点には枢軸となるピン形式の支点のみが移動するた
め、高度のクリーン度が維持できる。また、ガイドレー
ルが移載機の中央にあり、前後の移動がないので、発塵
源が固定され、塵埃の巻き上げがわずかで、クリーン度
対策がテレスコピックアームにくらべ容易で、軽量かつ
安価に対策できる。また、出入り動作の両先端ではリン
ク機構上、緩起動緩停止が可能でショックが少なく、高
速化が容易であり、さらに、リンク機構のため、構造が
単純となり、寿命や保守の点で有利である。これによ
り、クリーンルーム内を高速で搬送される液晶などの大
形の基板の移載を、発塵を抑制しつつ、高速で、精度良
く行うために好適な移載機を、低コストで得ることがで
きる。
【0043】また、平行リンク体の死点通過時に、必要
に応じて、平行リンク体の形状の維持又は非維持を、選
択的に行うことができる形状制御機構を備えることによ
り、搬器を安定的に平行に移動又は反転させながら移動
して、被搬送物の移載を行うことができる。
【0044】また、形状制御機構を、電磁石と、この電
磁石と相対位置関係にある永久磁石とで構成することに
より、形状制御機構を、構造が単純で、制御が容易で、
信頼性が高く、発塵のない構造とすることができる。
【0045】また、搬器を含むフレーム全体を昇降させ
る昇降装置を備えることにより、発塵源が固定され、塵
埃の巻き上げがわずかで、クリーン度対策が一層容易と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の移載機の一実施例を示す外観斜視図で
ある。
【図2】移載機のスケルトンである。
【図3】電磁石と永久磁石との関係を示す説明図であ
る。
【図4】移載機の動作状態を示し、(a)は平行リンク
体の形状を維持する場合を、(b)は平行リンク体の形
状を維持しない場合を、それぞれ示す。
【図5】従来の移載機を示す平面図である。
【図6】従来の移載機を示す外観図である。
【符号の説明】
1 主レバー 2 副レバー 3 搬器 4 移動体 5 ガイドレール 6 フレーム 7 副レバー駆動装置(平行リンク体の駆動装置) 8 昇降装置 G 被搬送物 L1,L2,L3 平行リンク E1,E2 電磁石(形状制御機構) M1,M2 永久磁石(形状制御機構) P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7 ピン X 移動体の移動方向 Y 搬器の移動方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B65G 49/07 B65G 49/07 D

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 両端と略中間に支点を有し、一端の支点
    を直線上を移動する移動体に、他端の支点を搬器に、そ
    れぞれ軸着した主レバーと、該主レバーの略2分の1の
    長さで、両端に支点を有し、一端の支点を前記移動体が
    移動する直線の延長上のフレームに軸着し、他端の支点
    を前記主レバーの略中間位置に軸着した副レバーと、前
    記主レバー及び副レバー、該主レバー及び副レバーにそ
    れぞれ平行な2本の平行リンク並びにこれらを接続する
    平行リンクからなり、フレーム及び搬器を接続する平行
    四辺形の形状をした2組の平行リンク体と、該平行リン
    ク体の駆動装置とで構成したことを特徴とする移載機。
  2. 【請求項2】 平行リンク体の死点通過時に、平行リン
    ク体の形状を制御する形状制御機構を備えたことを特徴
    とする請求項1記載の移載機。
  3. 【請求項3】 形状制御機構が、平行リンク体の形状の
    維持又は非維持を、選択的に行うものであることを特徴
    とする請求項2記載の移載機。
  4. 【請求項4】 形状制御機構が、電磁石と、該電磁石と
    相対位置関係にある永久磁石とからなることを特徴とす
    る請求項2又は3記載の移載機。
  5. 【請求項5】 搬器を含むフレーム全体を昇降させる昇
    降装置を備えたことを特徴とする請求項1、2、3又は
    4記載の移載機。
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