JP5071514B2 - 水平多関節ロボットおよびそれを備えた基板搬送システム - Google Patents
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Description
従来の水平多関節ロボットでは、各アームやフォークの駆動源であるモータや減速機をボディの内部に収納し、プーリとベルトなどの伝達機構でモータの回転力をアームやフォークに伝達していた(例えば特許文献1参照)。このようにすべてのモータをボディに収納する構成は、アームの内部構造を簡単にできるので、アームを小型化したり、薄型化したりするのに都合が良い。アームがコンパクトになれば、半導体製造装置の内部のように限られた狭い空間での動作範囲が広がる。しかし、この構成ではモータから駆動対象までの距離が長いのでベルトなどの伝達機構が長くなり、アームやフォークを精密に駆動できなくなる。つまり、アームやフォークの駆動性が悪化する。このことは、昨今の半導体製造装置のように基板の搬送精度が求められるのに対して適さない。また、この構成ではボディの内部構造が複雑になるとともに、伝達機構が長く、増加するという課題もある。
そこで、アーム上やアーム内にモータや減速機を配置して伝達機構を簡素化するとともに駆動性を向上させることが考えられている(例えば、特許文献2,3,4参照)。アーム上やアーム内にモータや減速機を配置する構成は、モータから駆動対象までの距離が短いので、すべてのモータをボディに収納する構成よりはアームやフォークの駆動性が向上する。しかしながら、この構成ではモータや減速機をアーム内に収納するので、アームが大きくなり、複数のアームのうちボディに近いアームを駆動するモータが容量不足に陥ったり、それに伴って駆動性が低下したりする、という問題が発生する。
また、半導体製造装置に使用される搬送ロボットには、単位時間当たりの搬送可能枚数の向上も求められている。そこで、ロボットが搬送可能な枚数を向上させるために、1組のアームに対して複数のフォークを備えるものが提案されている(例えば、特許文献5参照)。フォークには、通常、基板を保持するために使用する流体用チューブや、基板が正しく保持されたかを確認するセンサ用のケーブルなどが接続されている。これらチューブなどは、ボディからアームの内部を経由してフォークまで配線される。従って、アームには、上述したモータや伝達機構を収容することはもちろんのこと、これら複数のフォークへと接続されるチューブなどを、適切に処理するスペースまでもが必要となっていて、アームがより大型化する原因となっている(例えば、特許文献6参照)。
以上のように、特に半導体製造装置に使用される搬送ロボットのアームの構成には、駆動性、コンパクト性が求められていて、アームの形状や構成の開発において多大な努力がなされている。
本発明は、基板を搬送するための水平多関節ロボットにおいて、ボディと、前記ボディに第1関節部で回転可能に支持される第1アームと、前記第1アームの先端部上の第2関節部で基端部が回転可能に支持される第2アームと、前記第2アームの先端部上の第3関節部で基端部が回転可能に支持され、前記基板を載置するフォークと、を備え、前記第1アームが、前記第1アームの先端部上面において前記第1アームの基端側上面よりも高い面を有する第1アーム凸部を有し、前記第2アームが、前記第2アームの先端部下面において前記第2アームの基端側下面よりも低い面を有する第2アーム凸部を有し、前記第1アーム凸部と前記第2アーム凸部とが、上下方向の配置高さ範囲の少なくとも一部が互いに重なるように配置されている、水平多関節ロボットとするものである。
また、本発明は、前記第2アームの回転の駆動源であって、前記ボディの内部に設けられた第2アーム駆動モータと、前記第1アームの内部に収容され、前記第2アーム駆動モータによって回転する第1関節プーリと、前記第1関節プーリに巻装された第1ベルトと、前記第1ベルトによって前記第1関節プーリとともに回転する第2アーム駆動減速機入力プーリと、前記第2アーム減速機入力プーリの回転が入力される第2アーム駆動減速機と、前記第2アーム駆動減速機の出力軸に設けられた第2アーム減速機出力プーリと、前記第2アーム減速機出力プーリに巻装された第2ベルトと、前記第2アームの基端部に連結され、前記第2ベルトによって前記減速機出力プーリとともに回転する第2関節プーリと、を備え、前記第2アーム減速機入力プーリと、前記第2アーム駆動減速機と、前記第2アーム減速機出力プーリと、前記第2ベルトと、前記第2関節プーリとが、前記第1アーム凸部の内部に収容された水平多関節ロボットとするものである。
また、本発明は、前記第2アーム減速機出力プーリと前記第2関節プーリの間隔よりも、前記第1関節プーリと前記第2アーム減速機入力プーリの間隔のほうがより長くなるよう配置された水平多関節ロボットとするものである。
また、本発明は、前記第2アーム減速機入力プーリの回転軸中心と、前記第2アーム駆動減速機の出力軸中心と、前記第2アーム減速機出力プーリの回転軸中心と、が互いに同軸になるよう配置され、前記第2アーム減速機出力プーリが、前記第2アーム駆動減速機を内包するようカップ形状に形成され、前記第2アーム駆動減速機の外周側面を覆う外周部に前記第2ベルトと噛み合うベルト歯が形成された水平多関節ロボットとするものである。
また、本発明は、前記第1ベルトと前記第2ベルトとにおいて、前記第2ベルトのベルト幅よりも前記第1ベルトのベルト幅が狭く形成された水平多関節ロボットとするものである。
また、本発明は、前記第2関節プーリの内側に収容されたフォーク駆動モータと、前記第2アームの内部に収容され、前記フォーク駆動モータによって回転するフォーク駆動用プーリと、前記フォーク駆動用プーリに巻装されたフォーク駆動用入力ベルトと、前記フォーク駆動用入力ベルトによって前記フォーク駆動用プーリとともに回転するフォーク駆動減速機入力プーリと、前記フォーク駆動減速機入力プーリの回転が入力されるフォーク駆動減速機と、前記フォーク駆動減速機の出力軸に設けられたフォーク駆動減速機出力プーリと、前記フォーク駆動減速機出力プーリに巻装されたフォーク駆動用出力ベルトと、前記フォークの基端部に連結され、前記フォーク駆動用出力ベルトによって前記フォーク駆動減速機出力プーリとともに回転する第3関節プーリと、を備え、前記フォーク駆動用減速機入力プーリと、前記フォーク駆動減速機と、前記フォーク駆動減速機出力プーリと、前記フォーク駆動用出力ベルトと、前記第3関節プーリとが、前記第2アーム凸部の内部に収容された水平多関節ロボットとするものである。
また、本発明は、前記フォーク駆動減速機出力プーリと前記第3関節プーリの間隔よりも、前記フォーク駆動用プーリと前記フォーク駆動減速機入力プーリの間隔のほうがより長くなるよう配置された水平多関節ロボットとするものである。
また、本発明は、前記フォーク駆動用入力ベルトと前記フォーク駆動用出力ベルトとにおいて、前記フォーク駆動用出力ベルトのベルト幅よりも前記フォーク駆動用入力ベルトのベルト幅が狭く形成された水平多関節ロボットとするものである。
また、本発明は、前記フォークが前記第3関節部において同軸上で互いに回転可能な第1フォークと第2フォークとからなる場合、前記フォーク駆動モータが、第1フォーク駆動モータと第2フォーク駆動モータとからなり、前記第1フォーク駆動モータによって回転する第1フォーク駆動用プーリと、前記第2フォーク駆動モータによって回転する第2フォーク駆動用プーリと、前記第1フォーク駆動用プーリに巻装された第1フォーク駆動用入力ベルトと、前記第2フォーク駆動用プーリに巻装された第2フォーク駆動用入力ベルトと、前記第1フォーク駆動用入力ベルトによって前記第1フォーク駆動用プーリとともに回転する第1フォーク駆動減速機入力プーリと、前記第2フォーク駆動用入力ベルトによって前記第2フォーク駆動用プーリとともに回転する第2フォーク駆動減速機入力プーリと、前記第1フォーク駆動減速機入力プーリの回転が入力される第1フォーク駆動減速機と、前記第2フォーク駆動減速機入力プーリの回転が入力される第2フォーク駆動減速機と、前記第1フォーク駆動減速機の出力軸に設けられた第1フォーク駆動減速機出力プーリと、前記第2フォーク駆動減速機の出力軸に設けられた第2フォーク駆動減速機出力プーリと、前記第1フォーク駆動減速機出力プーリに巻装された第1フォーク駆動用出力ベルトと、前記第2フォーク駆動減速機出力プーリに巻装された第2フォーク駆動用出力ベルトと、前記第1フォークの基端部に連結され、前記第1フォーク駆動用出力ベルトによって前記第1フォーク駆動減速機出力プーリとともに回転する第1フォーク用第3関節プーリと、前記第2フォークの基端部に連結され、前記第2フォーク駆動用出力ベルトによって前記第2フォーク駆動減速機出力プーリとともに回転する第2フォーク用第3関節プーリと、を備え、前記第1フォーク駆動用プーリと、前記第2フォーク駆動用プーリと、前記第1フォーク駆動減速機入力プーリと、前記第2フォーク駆動減速機入力プーリとが、上下方向の配置高さ範囲の少なくとも一部が互いに重なるように配置され、平面視において、前記第1フォーク駆動用プーリと前記第1フォーク駆動用入力ベルトと前記第1フォーク駆動減速機入力プーリとで囲まれた空間に、前記第2フォーク駆動用プーリと前記第2フォーク駆動用入力ベルトと前記第2フォーク駆動減速機入力プーリとが配置された水平多関節ロボットとするものである。
また、本発明は、前記ボディから前記第1アームと前記第2アームの内部を経由して前記フォークに配線されるフォーク用ケーブルと、前記第3関節プーリが連結される前記フォークの基端部に設けられた巻取り部と、前記第2アームの内部に形成され、平面視において、前記フォーク駆動用プーリと前記フォーク駆動減速機入力プーリとの間に張られた前記フォーク駆動用入力ベルトの下部に形成されたケーブル開放スペースと、前記巻取り部と前記ケーブルスペースとを繋ぐとともに、前記フォーク駆動減速機の側部を通って前記第2アームの長手方向に沿って形成されたケーブル用通路と、を備え、前記フォーク用ケーブルは、前記ケーブル処理スペースと前記ケーブル用通路と前記巻取り部とを経由して前記フォークへ配線され、前記フォークが前記第3関節部において一方向に回転する際、前記巻取り部の周囲に巻きつき、前記フォークが前記第3関節部において他方向に回転する際、前記ケーブル開放スペースに開放される水平多関節ロボットとするものである。
また、本発明は、上端が前記第1アームに固定された筒状の第1アーム駆動シャフトと、前記ボディの内部に設けられ、前記第1アーム駆動シャフトを回転させる第1アーム駆動モータと、を備え、前記第1アーム駆動シャフトが、前記第2アーム駆動モータを収容するように配置された水平多関節ロボットとするものである。
また、本発明は、前記第1アーム駆動シャフトを上下に昇降させる昇降機構が、前記ボディに収容された水平多関節ロボットとするものである。
また、本発明は、上記水平多関節ロボットを備えた基板搬送システムとするものである。
まず、ボディ2の内部構成について図4を使って説明する。図4は、本発明の水平多関節ロボット50の一実施形態を示す側断面図を示している。ボディ2は本実施形態では箱型に形成されている。ボディ2の内部には第1アーム駆動モータ1が設置されている。場合によって第1アーム駆動モータ1の先端部には減速機が取り付けられる。第1アーム駆動モータ1はプーリやベルトを介して第1アーム駆動シャフト4を回転させる。第1アーム駆動シャフト4の先端付近はボディ2の上面から突出していて、第1アーム駆動シャフト4の上端が第1アーム3の基端部の下面に固定されている。この構成によって第1アーム駆動モータ1は第1アーム3を第1関節部31において回転させる。なお、ボディ2の内部には昇降機構52が設けられる場合がある。昇降機構52は第1アーム駆動シャフト4を昇降させるための機構であって、本実施形態ではモータとボールネジを利用したものが図示されている。昇降機構52については公知のものを利用すればよい。
従って、第2アーム駆動モータ5の回転が第1関節プーリ6と第1ベルト11と第2アーム駆動減速機入力プーリ7によって第2アーム駆動減速機8に入力され、第2アーム駆動減速機8で減速された回転が第2アーム減速機出力プーリ9と第2ベルト12と第2関節プーリ10とによって第2アーム27を回転させる。
従って、まず、第2アーム駆動モータ5は第1アーム3の基端部付近にあって、かつボディ2内に収容されているので第1アーム3の基端部側は薄く形成できる。また、第2アーム駆動減速機8と第2関節プーリ10とが第1アーム3の先端部側の内部で別れて配置されるので、第1アーム凸部43の突出量つまり第1アーム3の先端部側の厚みを抑えることができる。さらに、第2アーム減速機出力プーリ9をカップ形状に形成し、本実施形態のように配置すれば第1アーム凸部43は最小限の容積で形成できる。また、第2アーム駆動モータ5が第1アーム3の基端部付近に配置されているものの、第2アーム駆動減速機8が第2関節部32に近い位置に配置されるので、第2アーム駆動減速機8の出力軸と第2アーム27の基端部とが近くなり、第2ベルト12が短くなるので、駆動源と駆動対象とが近くなり、ベルトによる駆動性の低下の恐れが少なくなる。
さらに、本実施形態では、第1ベルト11のほうが第2ベルト12よりもベルト幅が狭いものが使用されている。第2アーム駆動モータ5と第1関節プーリ6との間には減速機を使用していないので、第1関節プーリ6と第1ベルト11と第2アーム駆動減速機入力プーリ7は、第2アーム駆動モータ5の回転軸の回転数と同じ回転数で回転する。一方、第2アーム減速機出力プーリ9と第2関節プーリ10と第2ベルト12は、第2アーム駆動減速機8によって減速された回転数で回転する。つまり、第1ベルト11は第2ベルト12よりも実質的に長く、かつ速く回転する。よって、第1ベルト11はベルトの剛性が低いが、第2アーム駆動減速機8を覆うように形成された第2アーム減速機出力プーリ9の外周に巻装された第2ベルト12は、第1ベルト11よりもベルト幅が大きく、かつベルトの長さも短いので、ベルトとしての剛性が高く、さらに第2アーム27の駆動性を向上させる。
図4が示すように、第2フォーク駆動減速機入力プーリ18の下部には第2フォーク駆動減速機29が配置されている。第2フォーク駆動減速機入力プーリ18は第2フォーク駆動減速機29の入力軸と固定されていて、第2フォーク駆動減速機入力プーリ18の回転が第2フォーク駆動減速機29に入力される。第1フォーク駆動減速機入力プーリ16の下部には第1フォーク駆動減速機30が配置されている。第1フォーク駆動減速機入力プーリ16は第1フォーク駆動減速機30の入力軸と固定されていて、第1フォーク駆動減速機入力プーリ16の回転が第1フォーク駆動減速機30に入力される。第2フォーク駆動減速機29のさらに下部には第2フォーク駆動減速機出力プーリ21が配置されている。第2フォーク駆動減速機出力プーリ21は第2フォーク駆動減速機29の出力軸に固定されている。第1フォーク駆動減速機30のさらに下部には第1フォーク駆動減速機出力プーリ19が配置されている。第1フォーク駆動減速機出力プーリ19は第1フォーク駆動減速機30の出力軸に固定されている。第1フォーク駆動減速機出力プーリ19と第2フォーク駆動減速機出力プーリ21はそれぞれ配置高さが異なり、第1フォーク駆動減速機出力プーリ19のほうが第2フォーク駆動減速機出力プーリ21よりも高い位置で回転するように配置されている。第2フォーク駆動減速機出力プーリ21には第2フォーク駆動用出力ベルト26が、第1フォーク駆動減速機出力プーリ19には第1フォーク駆動用出力ベルト25が、それぞれ巻装されている。一方、第2フォーク35の基端部には、第2アーム27の先端部内部において第2フォーク用第3関節プーリ22が連結されている。第2フォーク用第3関節プーリ22は第2フォーク駆動減速機出力プーリ21と同じ高さになるよう配置されている。第2フォーク用第3関節プーリ22と第2フォーク駆動減速機出力プーリ21とに第2フォーク駆動用出力ベルト26が巻装されている。同様に、第1フォーク36の基端部には、第2アーム27の先端部内部において第1フォーク用第3関節プーリ20が連結されている。第1フォーク用第3関節プーリ20は第1フォーク駆動減速機出力プーリ19と同じ高さになるよう配置されている。第1フォーク用第3関節プーリ20と第1フォーク駆動減速機出力プーリ19とに第1フォーク駆動用出力ベルト25が巻装されている。
従って、第2フォーク駆動モータ14の回転が第1フォーク駆動用プーリ17と第1フォーク駆動用入力ベルト24と第2フォーク駆動減速機入力プーリ18によって第2フォーク駆動減速機29に入力され、第2フォーク駆動減速機29で減速された回転が第2フォーク駆動減速機出力プーリ21と第2フォーク駆動用出力ベルト26と第2フォーク用第3関節プーリ22とによって第2フォーク35を回転させる。また、第1フォーク駆動モータ13の回転が第1フォーク駆動用プーリ15と第1フォーク駆動用入力ベルト23と第1フォーク駆動減速機入力プーリ16とによって第1フォーク駆動減速機30に入力され、第1フォーク駆動減速機30で減速された回転が第1フォーク駆動減速機出力プーリ19と第1フォーク駆動用出力ベルト25と第1フォーク用第3関節プーリ20とによって第1フォーク36を回転させる。
従って、まず、第1フォーク駆動モータ13あるいは第2フォーク駆動モータ14は第2アーム27の基端部付近にあって、かつそれらのフレームの一部が第2関節プーリ10内に収容されているので第2アーム27の基端部側は薄く形成できる。また、第2フォーク駆動減速機29と第2フォーク用第3関節プーリ22とが(あるいは第1フォーク駆動減速機30と第1フォーク用第3関節プーリ20とが)第2アーム27の先端部側の内部で別れて配置されるので、第2アーム凸部44の突出量つまり第2アーム凸部44の先端部側の厚みを抑えることができ、第2アーム凸部44を最小限の容積で形成できる。また、第1フォーク駆動モータ13あるいは第2フォーク駆動モータ14が第2アーム27の基端部付近に配置されているものの、第2フォーク駆動減速機29あるいは第1フォーク駆動減速機30が第3関節部33に近い位置に配置されるので、第2フォーク駆動減速機29あるいは第1フォーク駆動減速機30の出力軸と第2フォーク35あるいは第1フォーク36の基端部とが近くなり、第1フォーク駆動用出力ベルト25あるいは第2フォーク駆動用出力ベルト26が短くなるので、駆動源と駆動対象とが近くなり、ベルトによる駆動性の低下の恐れが少なくなる。
さらに、本実施形態では、第1フォーク駆動用入力ベルト23あるいは第2フォーク駆動用入力ベルト24のほうが、第1フォーク駆動用出力ベルト25あるいは第2フォーク駆動用出力ベルト26よりもベルト幅が狭いものが使用されている。第1フォーク駆動モータ13あるいは第2フォーク駆動モータ14と第1フォーク駆動用プーリ15あるいは第2フォーク駆動用プーリ17との間には減速機を使用していないので、第1フォーク駆動用プーリ15と第1フォーク駆動用入力ベルト23と第1フォーク駆動減速機入力プーリ16、あるいは第2フォーク駆動用プーリ17と第2フォーク駆動用入力ベルト24と第2フォーク駆動減速機入力プーリ18は、第1フォーク駆動モータ13あるいは第2フォーク駆動モータ14の回転軸の回転数と同じ回転数で回転する。一方、第2フォーク駆動減速機出力プーリ21と第2フォーク駆動用出力ベルト26と第2フォーク用第3関節プーリ22、あるいは第1フォーク駆動減速機出力プーリ19と第1フォーク駆動用出力ベルト25と第1フォーク用第3関節プーリ20は、第2フォーク駆動減速機29あるいは第1フォーク駆動減速機30によって減速された回転数で回転する。つまり、第1フォーク駆動用入力ベルト23あるいは第2フォーク駆動用入力ベルト24は第1フォーク駆動用出力ベルト25あるいは第2フォーク駆動用出力ベルト26よりも実質的に長く、かつ速く回転する。
従って、第1フォーク駆動用入力ベルト23あるいは第2フォーク駆動用入力ベルト24はベルトの剛性が低いが、第2フォーク駆動用出力ベルト26あるいは第1フォーク駆動用出力ベルト25は、第1フォーク駆動用入力ベルト23あるいは第2フォーク駆動用入力ベルト24よりもベルト幅が大きく、かつベルトの長さも短くなるので、ベルトとしての剛性が高く、さらに第2フォーク35あるいは第1フォーク36の駆動性を向上させる。
さらに、本実施形態では、第2アーム27の先端に複数のフォークを有する場合、第1フォーク駆動用プーリ15と第1フォーク駆動減速機入力プーリ16、第2フォーク駆動用プーリ17と第2フォーク駆動減速機入力プーリ18、を、上下方向の配置高さにおいて、少なくとも一部が互いに重なる高さになるように配置されている。そして、平面視において、第1フォーク駆動用プーリ15と第1フォーク駆動用入力ベルト23と第1フォーク駆動減速機入力プーリ16とで囲まれた空間に、第2フォーク駆動用プーリ17と第2フォーク駆動用入力ベルト24と第2フォーク駆動減速機入力プーリ18とが配置されるようになっている。
よって、複数のフォークを有する場合であっても、第2アーム27の厚みを抑えることができる。
以下、本実施形態におけるフォーク用ケーブル34の配線処理の構成について、図4と図5を参照しながら説明する。フォーク用ケーブル34はボディ2の内部から第1アーム3と第2アーム27の内部を経由して第2フォーク35や第1フォーク36に到達するように配線される。フォーク用ケーブル34の基端側は、ボディ2の内部あるいは外部に設けられる水平多関節ロボット50のコントローラ部や流体の供給源へと接続される。フォーク用ケーブル34は、まず第1アーム駆動シャフト4の内部を通って第1アーム3の内部へと配線される。第1アーム3の内部では第1ベルト11の近傍を通って第1アーム3の先端側へと配線される。第1アーム3の先端側では第2関節プーリ10の内部を通って第2アーム27の内部へと配線される。そして、第1フォーク駆動モータ13あるいは第2フォーク駆動モータ14の近くで第2アーム27の内部の底面から第2アーム27の下面へと配線される。第2アーム27の下面にはケーブル下部カバー54が設けられていて、第2アーム27の下面へと配線されてきたフォーク用ケーブル34を収容している。ケーブル下部カバー54は第2アーム27の下面において第2アーム凸部44よりも基端側にあって、第2アーム凸部44と第2関節部32との間に位置している。ケーブル下部カバー54へ収容されたフォーク用ケーブル34はケーブル下部カバー54内部においてさらに第2アーム27の先端側へと配線される。そして、第2フォーク駆動減速機29あるいは第1フォーク駆動減速機30に近い位置で、再び第2アーム27の内部に形成されているケーブル開放スペース41へと配線される。ケーブル開放スペース41は、第1フォーク駆動用プーリ15と第1フォーク駆動減速機入力プーリ16の間、あるいは第2フォーク駆動用プーリ17と第2フォーク駆動減速機入力プーリ18の間に張られた第1フォーク駆動用入力ベルト23あるいは第2フォーク駆動用入力ベルト24の下部に形成されている。ケーブル開放スペース41の上側、つまり第1フォーク駆動用入力ベルト23と第2フォーク駆動用入力ベルト24の直下には、フォーク用ケーブル34を覆う仕切り板28が配置されている。仕切り板28はフォーク用ケーブル34が後述するように動作したとき、第1フォーク駆動用入力ベルト23や第2フォーク駆動用入力ベルト24に接触しないために設けられる。ケーブル開放スペース41へ配線される位置は、第2フォーク駆動減速機29あるいは第1フォーク駆動減速機30よりも第2アーム27の基端側である。ケーブル開放スペース41内の周囲には、多数のコロ53が設けられている。本実施例ではコロ53の各々は鉛直の回転軸を有するローラで構成されている。コロ53は後述するようにフォーク用ケーブル34が動作する際に、フォーク用ケーブル34と接触しながら回転することで、フォーク用ケーブル34が円滑に動作させるためのものである。ケーブル開放スペース41内へ配線されてきたフォーク用ケーブル34は、ケーブル開放スペース41に対して固定されること無く、ケーブル開放スペース41内において一旦第2アーム27の基端側を周ってケーブル開放スペース41内の周囲を輪を描くように配線される。そして第2アーム27の長手方向に沿って第2アーム27の先端部側へと配線される。第2アーム27の内部における第2フォーク駆動減速機29あるいは第1フォーク駆動減速機30の側部には、第2アーム27の長手方向に沿ってケーブル用通路42が形成されていて、フォーク用ケーブル34はここを通って第3関節部33へと配線される。ケーブル用通路42にもコロ53が多数配置されている。さらに、第1フォーク用第3関節プーリ20あるいは第2フォーク用第3関節プーリ22が連結されている第2フォーク35あるいは第1フォーク36の基端部には巻取り部40が形成されていて、フォーク用ケーブル34は巻取り部40に巻きつくように配線される。そして、フォーク用ケーブル34は、第2フォーク35あるいは第1フォーク36に設けられている吸着などのための機構あるいはセンサへと接続される。
また、本実施形態のように、第2フォーク35と第1フォーク36のように複数のフォークを備える場合であっても、第1フォーク駆動用プーリ15と第1フォーク駆動減速機入力プーリ16、第2フォーク駆動用プーリ17と第2フォーク駆動減速機入力プーリ18、を、上下方向の配置高さにおいて、少なくとも一部が互いに重なる高さになるように配置されていて、第1フォーク駆動用プーリ15と第1フォーク駆動用入力ベルト23と第1フォーク駆動減速機入力プーリ16とで囲まれた空間に、第2フォーク駆動用プーリ17と第2フォーク駆動用入力ベルト24と第2フォーク駆動減速機入力プーリ18とが配置されるようになっているので、ケーブル開放スペース41を設けたとしても第2アーム27の厚みを抑えることができる。
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
2 ボディ
3 第1アーム
4 第1アーム駆動シャフト
5 第2アーム駆動モータ
6 第1関節プーリ
7 第2アーム駆動減速機入力プーリ
8 第2アーム駆動減速機
9 第2アーム減速機出力プーリ
10 第2関節プーリ
11 第1ベルト
12 第2ベルト
13 第1フォーク駆動モータ
14 第2フォーク駆動モータ
15 第1フォーク駆動用プーリ
16 第1フォーク駆動減速機入力プーリ
17 第2フォーク駆動用プーリ
18 第2フォーク駆動減速機入力プーリ
19 第1フォーク駆動減速機出力プーリ
20 第1フォーク用第3関節プーリ
21 第2フォーク駆動減速機出力プーリ
22 第2フォーク用第3関節プーリ
23 第1フォーク駆動用入力ベルト
24 第2フォーク駆動用入力ベルト
25 第1フォーク駆動用出力ベルト
26 第2フォーク駆動用出力ベルト
27 第2アーム
28 仕切り板
29 第2フォーク駆動減速機
30 第1フォーク駆動減速機
31 第1関節部
32 第2関節部
33 第3関節部
34 フォーク用ケーブル
35 第2フォーク
36 第1フォーク
37 フラットチューブ
38 フラットケーブル
39 フラットケーブル
40 巻取り部
41 ケーブル開放スペース
42 ケーブル用通路
43 第1アーム凸部
44 第2アーム凸部
45 基板搬送システム
46 カセット
47 基板
48 カセットステージ
49 処理装置
50 水平多関節ロボット
51 FFU
52 昇降機構
53 コロ
54 ケーブル下部カバー
Claims (12)
- 基板を搬送するための水平多関節ロボットにおいて、
ボディと、
前記ボディに第1関節部で回転可能に支持される第1アームと、
前記第1アームの先端部上の第2関節部で基端部が回転可能に支持される第2アームと、
前記第2アームの先端部上の第3関節部で基端部が回転可能に支持され、前記基板を載置するフォークと、を備え、
前記第1アームが、前記第1アームの先端部上面において前記第1アームの基端側上面よりも高い面を有する第1アーム凸部を有し、
前記第2アームが、前記第2アームの先端部下面において前記第2アームの基端側下面よりも低い面を有する第2アーム凸部を有し、
前記第1アーム凸部と前記第2アーム凸部とが、上下方向の配置高さ範囲の少なくとも一部が互いに重なるように配置されており、
前記ボディは、
前記第2アームの回転の駆動源である第2アーム駆動モータを内部に備え、
前記第1アームは、
前記第2アーム駆動モータによって回転する第1関節プーリと、
前記第1関節プーリに巻装された第1ベルトと、
前記第1ベルトによって前記第1関節プーリとともに回転する第2アーム駆動減速機入力プーリと、
前記第2アーム減速機入力プーリの回転が入力される第2アーム駆動減速機と、
前記第2アーム駆動減速機の出力軸に設けられた第2アーム減速機出力プーリと、
前記第2アーム減速機出力プーリに巻装された第2ベルトと、
前記第2アームの基端部に連結され、前記第2ベルトによって前記減速機出力プーリとともに回転する第2関節プーリと
を内部に収容し、
前記第1アーム凸部は、
前記第2アーム減速機入力プーリと、前記第2アーム駆動減速機と、前記第2アーム減速機出力プーリと、前記第2ベルトと、前記第2関節プーリとを、内部に収容する水平多関節ロボット。 - 前記第2アーム減速機出力プーリと前記第2関節プーリの間隔よりも、前記第1関節プーリと前記第2アーム減速機入力プーリの間隔のほうがより長くなるよう配置された、請求項1記載の水平多関節ロボット。
- 前記第2アーム減速機入力プーリの回転軸中心と、前記第2アーム駆動減速機の出力軸中心と、前記第2アーム減速機出力プーリの回転軸中心と、が互いに同軸になるよう配置され、
前記第2アーム減速機出力プーリが、前記第2アーム駆動減速機を内包するようカップ形状に形成され、前記第2アーム駆動減速機の外周側面を覆う外周部に前記第2ベルトと噛み合うベルト歯が形成された、請求項1記載の水平多関節ロボット。 - 前記第1ベルトと前記第2ベルトとにおいて、前記第2ベルトのベルト幅よりも前記第1ベルトのベルト幅が狭く形成された、請求項1記載の水平多関節ロボット。
- 前記第2関節プーリの内側に収容されたフォーク駆動モータと、
前記第2アームの内部に収容され、前記フォーク駆動モータによって回転するフォーク駆動用プーリと、
前記フォーク駆動用プーリに巻装されたフォーク駆動用入力ベルトと、
前記フォーク駆動用入力ベルトによって前記フォーク駆動用プーリとともに回転するフォーク駆動減速機入力プーリと、
前記フォーク駆動減速機入力プーリの回転が入力されるフォーク駆動減速機と、
前記フォーク駆動減速機の出力軸に設けられたフォーク駆動減速機出力プーリと、
前記フォーク駆動減速機出力プーリに巻装されたフォーク駆動用出力ベルトと、
前記フォークの基端部に連結され、前記フォーク駆動用出力ベルトによって前記フォーク駆動減速機出力プーリとともに回転する第3関節プーリと、
を備え、
前記フォーク駆動用減速機入力プーリと、前記フォーク駆動減速機と、前記フォーク駆動減速機出力プーリと、前記フォーク駆動用出力ベルトと、前記第3関節プーリとが、前記第2アーム凸部の内部に収容された、請求項1記載の水平多関節ロボット。 - 前記フォーク駆動減速機出力プーリと前記第3関節プーリの間隔よりも、前記フォーク駆動用プーリと前記フォーク駆動減速機入力プーリの間隔のほうがより長くなるよう配置された、請求項5記載の水平多関節ロボット。
- 前記フォーク駆動用入力ベルトと前記フォーク駆動用出力ベルトとにおいて、前記フォーク駆動用出力ベルトのベルト幅よりも前記フォーク駆動用入力ベルトのベルト幅が狭く形成された、請求項5記載の水平多関節ロボット。
- 前記フォークが前記第3関節部において同軸上で互いに回転可能な第1フォークと第2フォークとからなる場合、
前記フォーク駆動モータが、第1フォーク駆動モータと第2フォーク駆動モータとからなり、
前記第1フォーク駆動モータによって回転する第1フォーク駆動用プーリと、
前記第2フォーク駆動モータによって回転する第2フォーク駆動用プーリと、
前記第1フォーク駆動用プーリに巻装された第1フォーク駆動用入力ベルトと、
前記第2フォーク駆動用プーリに巻装された第2フォーク駆動用入力ベルトと、
前記第1フォーク駆動用入力ベルトによって前記第1フォーク駆動用プーリとともに回転する第1フォーク駆動減速機入力プーリと、
前記第2フォーク駆動用入力ベルトによって前記第2フォーク駆動用プーリとともに回転する第2フォーク駆動減速機入力プーリと、
前記第1フォーク駆動減速機入力プーリの回転が入力される第1フォーク駆動減速機と、
前記第2フォーク駆動減速機入力プーリの回転が入力される第2フォーク駆動減速機と、
前記第1フォーク駆動減速機の出力軸に設けられた第1フォーク駆動減速機出力プーリと、
前記第2フォーク駆動減速機の出力軸に設けられた第2フォーク駆動減速機出力プーリと、
前記第1フォーク駆動減速機出力プーリに巻装された第1フォーク駆動用出力ベルトと、
前記第2フォーク駆動減速機出力プーリに巻装された第2フォーク駆動用出力ベルトと、
前記第1フォークの基端部に連結され、前記第1フォーク駆動用出力ベルトによって前記第1フォーク駆動減速機出力プーリとともに回転する第1フォーク用第3関節プーリと、
前記第2フォークの基端部に連結され、前記第2フォーク駆動用出力ベルトによって前記第2フォーク駆動減速機出力プーリとともに回転する第2フォーク用第3関節プーリと、
を備え、
前記第1フォーク駆動用プーリと、前記第2フォーク駆動用プーリと、前記第1フォーク駆動減速機入力プーリと、前記第2フォーク駆動減速機入力プーリとが、上下方向の配置高さ範囲の少なくとも一部が互いに重なるように配置され、
平面視において、前記第1フォーク駆動用プーリと前記第1フォーク駆動用入力ベルトと前記第1フォーク駆動減速機入力プーリとで囲まれた空間に、前記第2フォーク駆動用プーリと前記第2フォーク駆動用入力ベルトと前記第2フォーク駆動減速機入力プーリとが配置された、請求項5記載の水平多関節ロボット。 - 前記ボディから前記第1アームと前記第2アームの内部を経由して前記フォークに配線されるフォーク用ケーブルと、
前記第3関節プーリが連結される前記フォークの基端部に設けられた巻取り部と、
前記第2アームの内部に形成され、平面視において、前記フォーク駆動用プーリと前記フォーク駆動減速機入力プーリとの間に張られた前記フォーク駆動用入力ベルトの下部に形成されたケーブル開放スペースと、
前記巻取り部と前記ケーブルスペースとを繋ぐとともに、前記フォーク駆動減速機の側部を通って前記第2アームの長手方向に沿って形成されたケーブル用通路と、を備え、
前記フォーク用ケーブルは、
前記ケーブル処理スペースと前記ケーブル用通路と前記巻取り部とを経由して前記フォークへ配線され、
前記フォークが前記第3関節部において一方向に回転する際、前記巻取り部の周囲に巻きつき、
前記フォークが前記第3関節部において他方向に回転する際、前記ケーブル開放スペースに開放される、請求項5記載の水平多関節ロボット。 - 上端が前記第1アームに固定された筒状の第1アーム駆動シャフトと、
前記ボディの内部に設けられ、前記第1アーム駆動シャフトを回転させる第1アーム駆動モータと、を備え、
前記第1アーム駆動シャフトが、前記第2アーム駆動モータを収容するように配置された、請求項1記載の水平多関節ロボット。 - 前記第1アーム駆動シャフトを上下に昇降させる昇降機構が、前記ボディに収容された、請求項10記載の水平多関節ロボット。
- 請求項1記載の水平多関節ロボットを備えた、基板搬送システム。
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