JPH1133950A - 2アーム方式の搬送用ロボット装置 - Google Patents
2アーム方式の搬送用ロボット装置Info
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Abstract
すると共に、コンパクトで生産性の良好な2アーム方式
の搬送用ロボット装置を提供すること。 【解決手段】 第1支点Q1廻りの第1回転軸2は第一
の回転駆動機8に連結され、第1アーム11が取付けら
れ、これに第2支点Q2廻りに回転自在な外側リンク1
2を取付け、内側リンク15とを一対の中間リンク1
3,14で連結した平行四節リンク16が第3支点Q3
廻りにオフセットされて第一のアーム機構23が構成さ
れ、実質的に同一構造の第2アーム機構43が第一支点
の左右に配置され、夫々に第一、第二のハンド部材2
4,44を取付け、第1及び第2のハンド部材が第1支
点を通る水平方向に直線移動されると共に、第1及び第
2のハンド部材が第1支点を中心として同時に旋回され
る。
Description
液晶基板製造装置等に用いられて、特には、真空雰囲気
下で被加工物を処理室間に搬送するための2アーム方式
の搬送用ロボット装置に関する。
置等においては、被加工物、例えばウエハを載置するた
めのハンド部材をアームにより水平方向に直線的に移動
させると共に、ハンド部材を先端に取付けたアームを水
平方向に旋回させる搬送用ロボット装置が用いられ、こ
の搬送用ロボット装置の旋回軸を中心とした放射状の複
数箇所に各種の製造工程にたずさわる処理室が配置され
て、搬送用ロボット装置により、適宜の処理室間に被加
工物が搬入・搬出されている。
夫々のアームの先端にハンド部材を取付けた、いわゆる
2アーム方式の搬送用ロボットが使用されている。
としては、例えば、図14乃至図17に示される装置が
提言されている。すなわち、図14乃至図17におい
て、80は固定の枠体、81は、固定の枠体80に対し
て適宜の駆動機により軸芯O1 のまわりに旋回される水
平旋回台、82は水平旋回台81の軸芯O1 と平行な第
1支点P1 のまわりで回転自在に支持された第1のアー
ムで、この第1のアーム82は旋回台81に取付けられ
た適宜の駆動機により適宜に回転駆動される。83は第
1のアーム82に対して第1支点P1 に平行な第2支点
Q1 のまわりで回転自在に支持された第2のアーム、8
4は第2のアーム83に対して第2支点Q1 に平行な第
3支点R1 のまわりで回転自在に支持されたハンド部
材、85は、第1支点P1 を軸芯として旋回台81に固
定された第1の回転伝達部材、86は、第2支点Q1 を
軸芯として第2のアーム83に固定された第2の回転伝
達部材、87は、第2支点Q1 を軸芯として第1のアー
ム82に固定された第3の回転伝達部材、88は、第3
支点R1 を軸芯としてハンド部材84に固定された第4
の回転伝達部材、89および90は、第1の回転伝達部
材85と第2の回転伝達部材86および第3の回転伝達
部材87と第4の回転伝達部材88との間に夫々配設さ
れた第1および第2の回転連結具である。なお、第1お
よび第2の支点の間隔Sと、第3および第4の支点の間
隔Sとが同一で、かつ第1の回転伝達部材85と第2の
回転伝達部材86および第4の回転伝達部材88と第3
の回転伝達部材87との半径比が夫々2:1に形成され
ている。勿論、第1乃至第4の回転伝達部材85乃至8
8は、チェーンスプロケットあるいはプーリーが適宜に
用いられ、これらに応じて第1および第2の回転連結具
89,90はチェーンあるいは歯付ベルト等が適宜に用
いられる。
91が構成され、この第1のアーム機構とX−X線に対
して線対称に構成された第2のアーム機構92が、軸芯
O1と平行な第2支点P2 のまわりで回転自在に支持さ
れている。すなわち、軸芯O1 と第1及び第2の支点P
1 、P2 との間隔は同一である。上記80乃至92によ
り2アーム方式の搬送用ロボット装置が構成されてい
る。この搬送用ロボット装置において、第1及び第2の
アーム機構91、92の動作は線対称であるが、実質的
に同一であるため、第1のアーム機構91の動作につい
て説明する。今、仮に旋回台81が固定の枠体80に対
して固定の状態に維持されているものとする。図16に
おいて、第1,第2および第3支点P1 ,Q1 ,R1 が
一直線上に位置する状態で駆動機により第1のアーム8
2が第1支点P1 を中心として反時計方向に角度θだけ
回動されたものとする。
あり、このときに第2支点Q1 がQ11の位置まで角度θ
だけ反時計方向に移動すれば、第1および第2の回転伝
達部材85,86間に配設された第1の回転連結具89
のうち、Y1 方向のものは第1の回転伝達部材85に巻
きつき、Y2 方向のものは第1の回転伝達部材85から
巻戻された状態となる。すなわち、図16において第1
の回転連結具89はa1 およびa2 ロの方向に移動す
る。これにより第2の回転伝達部材86は第2支点Q1
を中心として時計方向に回動される。ところで第1の回
転伝達部材85と第2の回転伝達部材86とは半径比が
2:1であるため、上記のごとく、第1のアーム82が
第1支点P1 を中心として角度θだけ反時計方向に回動
すれば、第2の回転伝達部材86は第2支点Q11を中心
として角度2θだけ時計方向に回動される。この場合、
第2の回転伝達部材86は第2のアーム83に固定され
ているため、第2の回転伝達部材86と第2のアーム8
3とは第2支点Q1 を中心として角度2θだけ時計方向
に回動される。すなわち、第1,第2および第3支点P
1 ,Q1 ,R1 が一直線上に位置する状態で第1のアー
ム82が第1支点P1 を中心として反時計方向に角度θ
だけ回動されると、仮想的に第3支点はR11の位置に回
動されるが、この場合、上記のごとく、第2の回転伝達
部材86は第2支点Q11を中心として角度2θだけ時計
方向に回動される。このため、第3支点R11は第2支点
Q11を中心として角度2θだけ時計方向に回動されて、
R12の位置に回動される。従って、上記のごとく第1の
アーム82が上記のごとく第1支点P1 を中心として反
時計方向に角度θだけ回動されたときの第3支点R12の
位置は、第1および第2のアーム82,83の回動前の
第1および第3支点P1 ,R1 を結ぶ直線状に位置して
いる。
により仮想的にR11に位置する第3支点が第2支点Q11
を中心として角度2θだけ、すなわちR12の位置まで時
計方向に回動された場合、第1のアーム82に固定され
た第3の回転伝達部材87と第4の回転伝達部材88と
の間に配設された第2の回転連結具90のうち、Y2方
向のものは第3の回転伝達部材87に巻きつき、Y1 方
向のものは第3の回転伝達部材87から巻戻された状態
となる。すなわち、図16において第2の回転連結具9
0は、b1 およびb2 の方向に移動する。これにより第
4の回転伝達部材88は第3支点R12を中心として反時
計方向に回動される。ところで、上記のごとく、第2の
アーム83が第2支点Q11を中心として角度2θだけ時
計方向に回動すれば、第4の回転伝達部材88と第3の
回転伝達部材87とは半径比が2:1であるため、第4
の回転伝達部材88は第3支点R12を中心として角度θ
だけ反時計方向に回動され、結果として、第4の回転伝
達部材88の特定点C0 は第1および第3支点P1 ,R
12を結ぶ直線上の点C1 に位置されることとなる。
点P1 を中心として反時計方向に回動され、この場合、
第4の回転伝達部材88に固定されたハンド部材84
は、第1のアーム82の回動前の第1および第3支点P
1 ,R1 を結ぶ直線上で、初期姿勢を維持しつつ第1の
アーム機構91がX方向に駆動される。
び第3支点P2 ,R2 を結ぶ直線上で、初期姿勢を維持
しつつX方向に駆動される。この第1および第2のアー
ム機構91、92の夫々のハンド部材84A、84B
は、支点P1 、P2 間の位置となるように取付けられる
と共に、ハンド部材84A、84Bの先端部は上下方向
に間隔を設けて取付けられているため、第1および第2
のアーム機構91、92の直線移動時に、夫々のハンド
部材84、84は相互に干渉することなく軸芯O1 を通
るX−X線に沿って移動する。さらに、水平旋回台81
が軸芯O1 のまわりに旋回されることにより、第1およ
び第2のアーム機構91、92が同時に軸芯O1 のまわ
りに旋回される。
ト装置の旋回軸芯O1 を中心とした円周方向の放射状の
複数箇所に、例えば6箇所に適宜の処理室71〜76を
配置して、被加工物の搬送処理が適宜に行なわれてい
る。
来の搬送用ロボット装置においては、図15および図1
6に示されるごとく、ハンド部材84が初期姿勢を維持
しつつ第1および第3支点P1 ,R1 を結ぶ直線上で移
動されるために、第2のアーム83の先端部には、第4
の回転伝達部材88および第2の回転連結具90が配置
されている。このため、第3支点R1 近傍の装置として
の高さH1 が嵩高くなり、第2のアーム83の先端部、
換言すればハンド部材84の基部側を真空処理室内に出
入りさせる際には、真空処理室に設けられる窓を大きく
しなければならない。
ロボット装置においては、図14乃至図16示されるご
とく、第1および第2のアーム機構91,92の回転駆
動軸の軸芯P1 ,P2 は水平旋回台81の旋回軸の軸芯
O1 を跨いで配置されているため、水平旋回台81の回
転半径が大きくなる。このため、水平旋回台81を固定
の枠体80に回転自在に取付けるための回転用軸受9
3,93や、この回転部分を上下方向に対して気密に維
持するための磁性流体シール94が大径となり、装置が
大径化すると共に大径の回転用軸受93,93および大
径の磁性流体シール94の使用により装置が高価となっ
ていた。
1,92のハンド部材84A,84Bを夫々直線移動さ
せるための回転駆動機は、水平旋回台81に搭載され
て、水平旋回台81と共に旋回されるが、この回転用駆
動機には固定の枠体80側から給電用のケーブルが配線
されるため、このケーブルの断線防止として旋回角度、
すなわち旋回回数が制限されていた。このため、初期設
置状態に対して、水平旋回台81の旋回中心O1 に対す
る時計廻りおよび反時計廻りの旋回角度が許容値、例え
ば夫々540度以内となるように制限するための電気的
監視装置が必要であり、装置が高価となる割りには、装
置としての使い勝手が悪かった。
で、その目的は、ハンド部材の基部側の高さを可及的に
小さくすると共に、コンパクトで生産性の良好な2アー
ム方式の搬送用ロボット装置を提供することである。
め、本第1の発明は、被加工物を載置するためのハンド
部材を夫々先端に取付けた第1および第2のアーム機構
を有し、該ハンド部材を水平方向に直線移動させると共
に該ハンド部材を水平方向に旋回させる2アーム方式の
搬送用ロボット装置に適用される。その特徴とするとこ
ろは、固定の枠体と、水平旋回軸の軸芯である第1支点
のまわりで前記固定の枠体に回転自在に同軸に支持され
た第1乃至第3の回転軸と、前記固定の枠体に取付けら
れて、前記第1乃至第3の回転軸に夫々連結された第1
乃至第3の回転駆動機とを具備し、かつ、前記第1の回
転軸に取付けられた第1アームと、前記第1アームに対
して第1支点に平行な第2支点のまわりで回転自在な外
側リンクと、平面視で第2支点を跨いだ外側の位置で対
をなす第3支点のまわりで外側リンクに対して回転自在
に支持された1対の中間リンクと、1対の中間リンクの
自由端部で対をなす第4支点のまわりで回転自在に支持
された内側リンクであって、該内側リンク、1対の中間
リンクおよび外側リンクにより、第3および第4の支点
の間隔と第1および第2の支点の間隔とが同一に形成さ
れた平行四節リンクと、第2の回転軸に固定された第1
の回転伝達部材と、第2支点を軸芯として外側リンクに
固定された第2の回転伝達部材と、第2支点を軸芯とし
て第1のアームに固定された第3の回転伝達部材と、第
3支点を軸芯として中間リンクに固定された第4の回転
伝達部材と、第1の回転伝達部材と第2の回転伝達部材
およびと第3の回転伝達部材と第4の回転伝達部材との
間に夫々配設された第1および第2の回転連結具とによ
り第1のアーム機構が構成されると共に、該第1のアー
ム機構と実質的に同一構造の第2のアーム機構が第3の
回転軸に連結され、かつ該第1および第2のアーム機構
が第1支点を境に左右に配置され、前記平行四節リンク
の夫々の内側リンクに上下方向に離間する第1および第
2のハンド部材を取付け、該第1および第2のハンド部
材が適宜に第1支点を通る水平方向に直線移動されると
共に、該第1および第2のハンド部材が第1支点を中心
として同時に旋回されることである。
おいて、前記第1支点を境に左右に配置される第1およ
び第2のアーム機構における前記夫々の平行四節リンク
は、夫々の中間リンクが同一平面内に配置されてなるこ
とを特徴としている。
2の発明において、前記第1支点を境に左右に配置され
る第1および第2のアーム機構における前記夫々の平行
四節リンクは、一方の内側リンクが中間リンクの上部に
配置され、他方の内側リンクが中間リンクの下部に配置
されてなることを特徴としている。
3のいずれかの発明において、前記ハンド部材は、前記
内側リンクから相反して突出する2個のハンド部材が取
付けられてなることを特徴としている。
4のいずれかの発明において、前記同軸に支持された第
1乃至第3の回転軸は、気密用の磁性流体シールを介し
て回転自在に支持されてなることを特徴としている。
1支点を境に左右に配置され、前記平行四節リンクの夫
々の内側リンクに上下方向に離間する第1および第2の
ハンド部材を取付け、該第1および第2のハンド部材が
適宜に第1支点を通る水平方向に直線移動されると共
に、該第1および第2のハンド部材が第1支点を中心と
して同時に旋回されるため、第1支点まわりの回転力を
第4の回転伝達部材に伝達する機構が簡素化され、装置
としての平面的スペースがコンパクトとなり、かつ、第
1乃至第3の回転軸は、垂直線を軸芯として同軸に回転
支持されているため、第1乃至第3の回転軸を回転自在
に支持する回転軸受を可及的に小径とすることができた
め、結果として装置がコンパクトとなり、しかも小径の
回転軸受を使用するため装置が安価となる。さらに、夫
々の平行四節リンクのうち対をなす第3支点が第2支点
を跨いで、第1支点の外側にオフセットされて、第3お
よび第4の支点の間隔が第1および第2の支点の間隔と
同一に形成されているため、第1支点を同軸の回転軸と
して第1支点を境に左右に配置された第1および第2の
アーム機構が作動されると、夫々の平行四節リンクの内
側リンクは、相対向する内側リンクの水平方向の間隙を
一定に維持しつつ、第1支点を通る水平方向の直線と平
行に移動することができる。しかも、第1および第2の
ハンド部材が取付けられる内側リンクは、従前のような
回転伝達部材や回転連結具を用いることなく、可及的に
薄くできるリンク結合により支持されて、結果として2
個のハンド部材の基部側の高さを可及的に小さくするこ
とができるため、、ハンド部材出入り用の真空処理室の
窓を可及的に小さくすることができる。このため、真空
雰囲下で処理が行われる半導体製造装置等の搬送用ロボ
ット装置として、特に好適である。さらに、第1乃至第
3の回転駆動機は固定の枠体に取付けられているため、
第1および第2のハンド部材を水平方向に旋回させると
きには、旋回方向の回動角度に制限があった従来の装置
に比較して、旋回角度に関係なく自在位置に旋回させて
被加工物の搬送を行なうことができるため、従来に比べ
て装置の使い勝手、すなわち生産性が良好である。要す
るに、本第1の発明によればハンド部材の基部側の高さ
を可及的に小さくすると共に、コンパクトで生産性の良
好な2アーム方式の搬送用ロボット装置を実現すること
ができる。
右に配置される第1および第2のアーム機構における夫
々の平行四節リンクは、夫々の中間リンクが同一平面内
に配置されてなるため、2個のハンド部材の基部側の高
さを小さくすることができる。
右に配置される第1および第2のアーム機構における前
記夫々の平行四節リンクは、一方の内側リンクが中間リ
ンクの上部に配置され、他方の内側リンクが中間リンク
の下部に配置されてなるため、2個のハンド部材の基部
側の高さH2 を可及的に小さくすることができる。
記内側リンクから相反して突出する2個のハンド部材が
取付けられてなるため、単一の旋回位置で4個の被加工
物の搬入・搬出が行われて、被加工物の搬入・搬出にお
けるタクトタイムを少なくすることができる。
で固定の枠体に回転自在に同軸に支持された第1乃至第
3の回転軸が気密用の磁性流体シールを介して回転自在
に支持されてなるため、気密用の磁性流体シールを夫々
可及的に小径とすることができ、装置が安価となる。
り詳細に説明する。図1乃至図10において、1は固定
の枠体、2乃至4は、水平旋回軸の軸芯である第1支点
O1 のまわりで固定の枠体1に回転自在に同軸に支持さ
れた第1乃至第3の回転軸で、適宜に回転軸受を介して
支持されている。例えば、固定の枠体1は真空室V.C
に取付けられるが、真空状態を維持するために、夫々の
回転軸部には気密用の磁性流体シール5乃至7が配設さ
れている。
で、この第1乃至第3の回転駆動機8乃至10は、適宜
に連結された減速機、スプロケットあるいはプーリー等
の回転伝達部材およびチェーンあるいは歯付ベルト等の
回転連結具を介して、第1乃至第3の回転軸2乃至4に
連結されている。
アーム、12は第1アーム11に対して第1支点O1 に
平行な第2支点O2 のまわりで回転自在に支持された外
側リンク、13,14は平面視で第2支点O2 を跨いだ
外側の位置で対をなす第3支点O3 のまわりで外側リン
ク12に対して回転自在に支持された1対の中間リン
ク、15は1対の中間リンク13,14の自由端部で対
をなす第4支点O4 のまわりで回転自在に支持された内
側リンクで、この内側リンク15、1対の中間リンク1
3,14および外側リンク12により平行四節リンク1
6が形成されている。なお、この平行四節リンク16
は、第3および第4の支点O3 ,O4 の間隔が第1およ
び第2の支点O1 ,O2 の間隔と同一に形成されてい
る。
回転伝達部材、18は第2支点O2を軸芯として外側リ
ンク12に固定された第2の回転伝達部材、19は第2
支点O2 を軸芯として第1のアーム11に固定された第
3の回転伝達部材、20は第3支点O3 を軸芯として中
間リンク13,14に固定された第4の回転伝達部材、
21,22は第1の回転伝達部材17と第2の回転伝達
部材18および第3の回転伝達部材19と第4の回転伝
達部材20との間に夫々配設された第1および第2の回
転連結具である。なお、第1の回転伝達部材17と第2
の回転伝達部材18および第3の回転伝達部材19と第
4の回転伝達部材20とは夫々同一直径のものが採用さ
れている。上記11乃至22により第1のアーム機構2
3が構成されている。
構造の第2のアーム機構43、すなわち31乃至42に
より構成される第2のアーム機構43が第3の回転軸4
に連結されている。
く、第1および第2のアーム機構23,43が第1支点
O1 を境に左右に配置されている。この第1および第2
のアーム機構23,43の平行四節リンク16,36の
夫々の内側リンク15,35には、上下方向に離間する
第1および第2のハンド部材24,44が取付けられて
いる。なお、この第1および第2のハンド部材24,4
4は、後述するように、適宜に第1支点O1 を通る水平
方向に直線移動されると共に、第1および第2のハンド
部材24,44が第1支点O1 を中心として同時に旋回
される。
用ロボット装置が構成されている。勿論、垂直の第1支
点O1 を中心とした放射状の複数箇所に適宜に複数の処
理室が設けられることは、従来と同様である。
構23の動作について説明する。なお、図3に示される
ごとく、今仮に、第1および第2の支点O1 ,O2 を通
る直線が左右方向の直線、すなわちX方向の直線と平行
であるものとする。
機8により第1の回転軸2が第1支点O1 を中心として
時計方向に角度θだけ回動されると、図8(B)に示さ
れるごとく、第1アーム11が第1支点O1 を中心とし
て時計方向に角度θだけ回動される。この場合、第2の
回転軸3に連結された第2の回転駆動機9が停止状態に
維持されていると、第2の回転軸3に固定された第1の
回転伝達部材17は固定の状態に維持される。
(B)の状態となるように第1アーム11が角度θだけ
回動されると、第1および第2の回転伝達部材17,1
8間に配設された第1の回転連結具21のうち、Y1 方
向のものは、固定された第1の回転伝達部材17から巻
戻され、Y2 方向のものは第1の回転伝達部材17に巻
きついた状態となる。すなわち、図8(B)において、
第1の回転連結具21はa1 およびa2 の方向に移動す
る。これにより第2の回転伝達部材18は第2支点O2
を中心として反時計方向に角度θだけ回動される。この
第2の回転伝達部材18は外側リンク12に固定されて
いるため、結局、図8(A)の状態から図8(B)の状
態となるように第1アーム11が角度θだけ回動される
と、外側リンク12は初期の姿勢を維持しつつ位置変位
される。
伝達部材19,20と、第2の回転連結具22との状態
について説明する。すなわち、図9(A)の状態から図
9(B)の状態となるように第1アーム11が角度θだ
け回動されると、第1アーム11に固定された第3の回
転伝達部材19が初期の状態に対して、第2支点O2 を
中心として時計方向に角度θだけ回動された状態とな
り、第2の回転連結具22がb1 およびb2 の方向に移
動する。これにより第4の回転伝達部材20は第3支点
O3 を中心として反時計方向に角度θだけ回動される。
(B)の状態となるように第1アーム11が角度θだけ
回動されると、第4の回転伝達部材20は初期状態に対
して、第3支点O3 を中心として反時計方向に角度θだ
け回動された状態となる。ところで第4の回転伝達部材
20,20は中間リンク13,14に固定されているた
め、上記のごとく第1アーム11が第1支点O1 を中心
として時計方向に角度θだけ回動されると、外側リンク
12、1対の中間リンク13,14および内側リンク1
5により形成される平行四節リンク16は、図10
(A)の状態から図10(B)の状態となるように平行
に移動する。
よび第4の支点O3 ,O4 の間隔が第1および第2の支
点O1 ,O2 の間隔と同一に形成され、かつ第1の回転
伝達部材17と第2の回転伝達部材18および第3の回
転伝達部材19と第4の回転伝達部材20とは夫々同一
直径のものが採用されているため、図10(A)の状態
から図10(B)の状態となるように、第1アーム11
が第1支点O1 を中心として時計方向に角度θだけ回動
されると、平行四節リンク16は初期状態に対して、第
3支点O3 を中心として反時計方向に角度θだけ平行に
移動された状態となる。
よび第2の支点O1 ,O2 の間隔および第3および第4
の支点O3 ,O4 の間隔をL1 とし、第2および第3の
支点O2 ,O3 の間隔をL2 とすれば、第4および第1
の支点O4 ,O1 の間隔X11は、当然L2 と等しくな
る。さらに、図10(B)に示されるごとく、夫々の支
点のX方向の間隔を、例えば、X12、X13およびX14と
すれば、X12+L2 =X13+X14であり、かつ、 X12=L1 COSθ X13=L1 COSθ であるため、X14=L2 であることが分かる。すなわ
ち、X11=X14=L2 であるため、第1アーム11が第
1支点O1 を中心として時計方向あるいは反時計方向に
回動されると、平行四節リンク16は、第4の支点
O4 ,O4 を通る直線が同一線上となるように平行に移
動される。
ンク15は、第1支点O1 と内側リンク15との水平方
向の間隙L0 を維持しつつ第1支点O1 を通る水平方向
の直線と平行に移動される。勿論、第1および第2のア
ーム機構23,43に取付けられる第1および第2のハ
ンド部材24,44は、夫々のハンド部材の中心が第1
支点O1 を通る水平方向の直線上となるように夫々第2
および第1のアーム機構43,23側に張出されている
が、すでに述べたように、第1および第2のハンド部材
24,44は、上下に離間して夫々の内側リンク15,
35に突設されているため、第1および第2のハンド部
材24,44が、自在に水平方向に直線移動されても、
これらのハンド部材24,44とアーム機構43,23
とが当接することはない。
ごとく、第1のハンド部材24がY1 方向に直線移動す
るように、第1のアーム機構23が水平半径方向に伸ば
された所定の位置で、第1のハンド部材24に対して被
加工物が搬入・搬出される。この後、第1のアーム機構
23が屈折されて、第1のハンド部材24が第1支点O
1 方向に引寄せられた状態、例えば図1(A)に示され
る状態が、第1のハンド部材24の水平旋回状態であ
る。
旋回状態に配置されている場合に、第2のアーム機構4
3が作動される。この場合、第2のハンド部材44をY
1 方向に位置変位させるために、図3において、第1ア
ーム31は第1支点O1 を中心として反時計方向に移動
されるが、第2のアーム機構43の動作は、第1のアー
ム機構23の動作と基本的に同一である。すなわち、第
2のハンド部材44をY1 方向に位置変位させる場合に
は、第3の回転駆動機4のみが駆動され、第2のアーム
機構43が水平方向に伸ばされた所定の位置で、第2の
ハンド部材44に対して被加工物が搬入・搬出される。
この後、第2のアーム機構43が屈折されて、第2のハ
ンド部材44が第1支点O1 方向に引寄せられた水平旋
回状態に配置される。
44が水平旋回状態に配置されている場合に、第1乃至
第3の回転駆動機8乃至10が互いに同期して回転駆動
されて、第1乃至第3の回転軸2乃至4が同一方向に同
一角速度で回転されると、第1乃至第3の回転軸2乃至
4に取付けられた各部が全体として同一方向に移動す
る。このため、図4に示された状態を維持しつつ、第1
乃至第3の回転軸2乃至4に取付けられた各部全体が、
図3における第1支点O1 を中心として時計方向または
反時計方向に旋回される
24,44が同時に適宜の角度旋回された後、第1およ
び第2のハンド部材24,44が第1支点O1 を通る水
平方向に自在に選択して個別に突出されて、第1および
第2のハンド部材24,44への被加工物の搬入・搬出
が行われる。
の軸芯である第1支点のまわりで前記固定の枠体に回転
自在に同軸に支持された第1乃至第3の回転軸と、前記
固定の枠体に取付けられて、前記第1乃至第3の回転軸
に夫々連結された第1乃至第3の回転駆動機とを具備
し、かつ、前記第1の回転軸に取付けられた第1アーム
と、前記第1アームに対して第1支点に平行な第2支点
のまわりで回転自在な外側リンクと、平面視で第2支点
を跨いだ外側の位置で対をなす第3支点のまわりで外側
リンクに対して回転自在に支持された1対の中間リンク
と、1対の中間リンクの自由端部で対をなす第4支点の
まわりで回転自在に支持された内側リンクであって、該
内側リンク、1対の中間リンクおよび外側リンクによ
り、第3および第4の支点の間隔と第1および第2の支
点の間隔とが同一に形成された平行四節リンクと、第2
の回転軸に固定された第1の回転伝達部材と、第2支点
を軸芯として外側リンクに固定された第2の回転伝達部
材と、第2支点を軸芯として第1のアームに固定された
第3の回転伝達部材と、第3支点を軸芯として中間リン
クに固定された第4の回転伝達部材と、第1の回転伝達
部材と第2の回転伝達部材およびと第3の回転伝達部材
と第4の回転伝達部材との間に夫々配設された第1およ
び第2の回転連結具とにより夫々第1および第2のアー
ム機構が構成されていれば、第1支点O1 まわりの回転
力を第4の回転伝達部材20,40に伝達する機構が簡
素化され、装置としての平面的スペースがコンパクトと
なる。
なす第3支点O3 が第2支点O2 を跨いだ外側に位置さ
れて、すなわち外側にオフセットされて、第3および第
4の支点O3 ,O4 の間隔が第1および第2の支点
O1 ,O2 の間隔と同一に形成されているため、第1支
点O1 を同軸の駆動軸として第1支点O1 を境に左右に
配置された第1および第2のアーム機構23,43が作
動されると、夫々の平行四節リンクの内側リンク15,
35は、相対向する内側リンク15,35の水平方向の
間隙を一定に維持しつつ、第1支点O1 を通る水平方向
の直線と平行に移動することができる。しかも、第1お
よび第2のハンド部材24,44が取付けられる内側リ
ンク15,35は、従前のような回転伝達部材や回転連
結具を用いることなく、可及的に薄くできるリンク結合
により支持されて、結果として2個のハンド部材24,
44の基部側の高さH2 を可及的に小さくすることがで
きるため、、ハンド部材出入り用の真空処理室の窓を可
及的に小さくすることができる。
は、垂直線を軸芯として同軸に回転支持されているた
め、第1乃至第3の回転軸2乃至4を回転自在に支持す
る回転軸受および気密用の磁性流体シール5乃至7を夫
々可及的に小径とすることができ、装置がコンパクトと
なり、かつ小径の回転軸受および小径の磁性流体シール
を使用するため装置が安価となる。このため、真空雰囲
下で処理が行われる半導体製造装置等の搬送用ロボット
装置として、特に好適である。なお、2アーム方式の搬
送用ロボット装置の旋回軸芯O1 を中心とした円周方向
の放射状の複数箇所に適宜の処理室が配置されるが、第
1および第2のアーム機構の駆動軸は水平旋回軸の軸芯
である第1支点O1 の回りに同軸に支持されているた
め、第1および第2のアーム機構の旋回状況の如何に拘
らず、搬送用ロボット装置と円周方向の複数の処理室と
の関係は常に一定の位置関係に維持される。
10は固定の枠体1に取付けられているため、第1およ
び第2ハンド部材24,44を水平方向に旋回させると
きには、角度に制限されることなく旋回させることがで
きる。このため、ハンド部材24,44は、旋回角度、
すなわち旋回方向の回動角度の確認が必要であった従来
の装置に比較して、旋回角度に関係なく自在位置に旋回
されて被加工物の搬送を行なうことができるため、従来
に比べて装置の使い勝手、すなわち生産性が良好であ
る。
間リンクが同一平面内に配置されていれば、2個のハン
ド部材24,44の基部側の高さH2 を小さくすること
ができる。
を示す図であって、内側リンク15,35に取付けられ
るハンド部材は、水平方向に相反して突出する夫々2個
のハンド部材24,24,44,44が取付けられる。
この場合、2個のハンド部材は、例えば、Y1 およびY
2 方向の端部に適宜に位置変位されて、単一の旋回位置
で4個の被加工物の搬入・搬出が行われる。なお、2個
のハンド部材は単一の処理室に対して同時に同方向に直
線移動されることはないが、移動方向を適宜に選定する
ことにより、例えば、相互に異なる方向に移動させれば
被加工物の搬入・搬出のタクトタイムを少なくすること
ができるため、生産性が良好である。
図であって、第1支点O1 を境に左右に配置される第1
および第2のアーム機構23,44における夫々の平行
四節リンクは、例えば、一方の内側リンク35が中間リ
ンクの上部に配置され、他方の内側リンク15が中間リ
ンクの下部に配置されて、夫々の内側リンク15,35
にハンド部材が取付けられる。このように、内側リンク
およびハンド部材を配置すれば、2個のハンド部材の基
部側の高さH2 を可及的に小さくすることができる。
発明に係る搬送用ロボット装置は、被加工物を載置する
ためのハンド部材を夫々先端に取付けた第1および第2
のアーム機構を有し、該ハンド部材を水平方向に直線移
動させると共に該ハンド部材を水平方向に旋回させる2
アーム方式の搬送用ロボット装置において、固定の枠体
と、水平旋回軸の軸芯である第1支点のまわりで前記固
定の枠体に回転自在に同軸に支持された第1乃至第3の
回転軸と、前記固定の枠体に取付けられて、前記第1乃
至第3の回転軸に夫々連結された第1乃至第3の回転駆
動機とを具備し、かつ、前記第1の回転軸に取付けられ
た第1アームと、前記第1アームに対して第1支点に平
行な第2支点のまわりで回転自在な外側リンクと、平面
視で第2支点を跨いだ外側の位置で対をなす第3支点の
まわりで外側リンクに対して回転自在に支持された1対
の中間リンクと、1対の中間リンクの自由端部で対をな
す第4支点のまわりで回転自在に支持された内側リンク
であって、該内側リンク、1対の中間リンクおよび外側
リンクにより、第3および第4の支点の間隔と第1およ
び第2の支点の間隔とが同一に形成された平行四節リン
クと、第2の回転軸に固定された第1の回転伝達部材
と、第2支点を軸芯として外側リンクに固定された第2
の回転伝達部材と、第2支点を軸芯として第1のアーム
に固定された第3の回転伝達部材と、第3支点を軸芯と
して中間リンクに固定された第4の回転伝達部材と、第
1の回転伝達部材と第2の回転伝達部材およびと第3の
回転伝達部材と第4の回転伝達部材との間に夫々配設さ
れた第1および第2の回転連結具とにより第1のアーム
機構が構成されると共に、該第1のアーム機構と実質的
に同一構造の第2のアーム機構が第3の回転軸に連結さ
れ、かつ該第1および第2のアーム機構が第1支点を境
に左右に配置され、前記平行四節リンクの夫々の内側リ
ンクに上下方向に離間する第1および第2のハンド部材
を取付け、該第1および第2のハンド部材が適宜に第1
支点を通る水平方向に直線移動されると共に、該第1お
よび第2のハンド部材が第1支点を中心として同時に旋
回されるため、第1支点まわりの回転力を第4の回転伝
達部材に伝達する機構が簡素化され、装置としての平面
的スペースがコンパクトとなり、かつ、第1乃至第3の
回転軸は、垂直線を軸芯として同軸に回転支持されてい
るため、第1乃至第3の回転軸を回転自在に支持する回
転軸受を可及的に小径とすることができため、結果とし
て装置がコンパクトとなり、しかも小径の回転軸受を使
用するため装置が安価となる。さらに、夫々の平行四節
リンクのうち対をなす第3支点が第2支点を跨いで、第
1支点の外側にオフセットされて、第3および第4の支
点の間隔が第1および第2の支点の間隔と同一に形成さ
れているため、第1支点を同軸の回転軸として第1支点
を境に左右に配置された第1および第2のアーム機構が
作動されると、夫々の平行四節リンクの内側リンクは、
相対向する内側リンクの水平方向の間隙を一定に維持し
つつ、第1支点を通る水平方向の直線と平行に移動する
ことができる。しかも、第1および第2のハンド部材が
取付けられる内側リンクは、従前のような回転伝達部材
や回転連結具を用いることなく、可及的に薄くできるリ
ンク結合により支持されて、結果として2個のハンド部
材の基部側の高さを可及的に小さくすることができるた
め、、ハンド部材出入り用の真空処理室の窓を可及的に
小さくすることができる。このため、真空雰囲下で処理
が行われる半導体製造装置等の搬送用ロボット装置とし
て、特に好適である。なお、2アーム方式の搬送用ロボ
ット装置の旋回軸芯O1 を中心とした円周方向の放射状
の複数箇所に適宜の処理室が配置されるが、第1および
第2のアーム機構の駆動軸は水平旋回軸の軸芯である第
1支点O1 の回りに同軸に支持されているため、第1お
よび第2のアーム機構の旋回状況の如何に拘らず、搬送
用ロボット装置と円周方向の複数の処理室との関係は常
に一定の位置関係に維持される。さらに、第1乃至第3
の回転駆動機は固定の枠体に取付けられているため、第
1および第2のハンド部材を水平方向に旋回させるとき
には、旋回方向の回動角度に制限があった従来の装置に
比較して、旋回角度に関係なく自在位置に旋回させて被
加工物の搬送を行なうことができるため、従来に比べて
装置の使い勝手、すなわち生産性が良好である。要する
に、本第1の発明によればハンド部材の基部側の高さを
可及的に小さくすると共に、コンパクトで生産性の良好
な2アーム方式の搬送用ロボット装置を実現することが
できる。
右に配置される第1および第2のアーム機構における夫
々の平行四節リンクは、夫々の中間リンクが同一平面内
に配置されてなるため、2個のハンド部材の基部側の高
さを小さくすることができる。
右に配置される第1および第2のアーム機構における前
記夫々の平行四節リンクは、一方の内側リンクが中間リ
ンクの上部に配置され、他方の内側リンクが中間リンク
の下部に配置されてなるため、2個のハンド部材の基部
側の高さH2 を可及的に小さくすることができる。
記内側リンクから相反して突出する2個のハンド部材が
取付けられてなるため、単一の旋回位置で4個の被加工
物の搬入・搬出が行われて、被加工物の搬入・搬出にお
けるタクトタイムを少なくすることができる。
で固定の枠体に回転自在に同軸に支持された第1乃至第
3の回転軸が気密用の磁性流体シールを介して回転自在
に支持されてなるため、気密用の磁性流体シールを夫々
可及的に小径とすることができ、装置が安価となる。
第1及び第2のアーム機構23,43が屈曲された、旋
回状態を示す図であり、図1(B)は第1のアーム機構
23により第1のハンド部材24が直線移動される状態
を示す図である。
図
面図
Claims (5)
- 【請求項1】 被加工物を載置するためのハンド部材を
夫々先端に取付けた第1および第2のアーム機構を有
し、該ハンド部材を水平方向に直線移動させると共に該
ハンド部材を水平方向に旋回させる2アーム方式の搬送
用ロボット装置において、固定の枠体と、水平旋回軸の
軸芯である第1支点のまわりで前記固定の枠体に回転自
在に同軸に支持された第1乃至第3の回転軸と、前記固
定の枠体に取付けられて、前記第1乃至第3の回転軸に
夫々連結された第1乃至第3の回転駆動機とを具備し、
かつ、前記第1の回転軸に取付けられた第1アームと、
前記第1アームに対して第1支点に平行な第2支点のま
わりで回転自在な外側リンクと、平面視で第2支点を跨
いだ外側の位置で対をなす第3支点のまわりで外側リン
クに対して回転自在に支持された1対の中間リンクと、
1対の中間リンクの自由端部で対をなす第4支点のまわ
りで回転自在に支持された内側リンクであって、該内側
リンク、1対の中間リンクおよび外側リンクにより、第
3および第4の支点の間隔と第1および第2の支点の間
隔とが同一に形成された平行四節リンクと、第2の回転
軸に固定された第1の回転伝達部材と、第2支点を軸芯
として外側リンクに固定された第2の回転伝達部材と、
第2支点を軸芯として第1のアームに固定された第3の
回転伝達部材と、第3支点を軸芯として中間リンクに固
定された第4の回転伝達部材と、第1の回転伝達部材と
第2の回転伝達部材およびと第3の回転伝達部材と第4
の回転伝達部材との間に夫々配設された第1および第2
の回転連結具とにより第1のアーム機構が構成されると
共に、該第1のアーム機構と実質的に同一構造の第2の
アーム機構が第3の回転軸に連結され、かつ該第1およ
び第2のアーム機構が第1支点を境に左右に配置され、
前記平行四節リンクの夫々の内側リンクに上下方向に離
間する第1および第2のハンド部材を取付け、該第1お
よび第2のハンド部材が適宜に第1支点を通る水平方向
に直線移動されると共に、該第1および第2のハンド部
材が第1支点を中心として同時に旋回されることを特徴
とする2アーム方式の搬送用ロボット装置。 - 【請求項2】 前記第1支点を境に左右に配置される第
1および第2のアーム機構における前記夫々の平行四節
リンクは、夫々の中間リンクが同一平面内に配置されて
なる請求項1記載の2アーム方式の搬送用ロボット装
置。 - 【請求項3】 前記第1支点を境に左右に配置される第
1および第2のアーム機構における前記夫々の平行四節
リンクは、一方の内側リンクが中間リンクの上部に配置
され、他方の内側リンクが中間リンクの下部に配置され
てなる請求項1又は2に記載の2アーム方式の搬送用ロ
ボット装置。 - 【請求項4】 前記ハンド部材は、前記内側リンクから
相反して突出する2個のハンド部材が取付けられてなる
請求項1ないし3のいずれかに記載の2アーム方式の搬
送用ロボット装置。 - 【請求項5】 前記同軸に支持された第1乃至第3の回
転軸は、気密用の磁性流体シールを介して回転自在に支
持されてなる請求項1ないし4のいずれかに記載の2ア
ーム方式の搬送用ロボット装置。
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JP20863697A JP3722598B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 2アーム方式の搬送用ロボット装置 |
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JP20863697A Expired - Lifetime JP3722598B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 2アーム方式の搬送用ロボット装置 |
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