KR101514142B1

KR101514142B1 - 로봇 아암 및 로봇

Info

Publication number: KR101514142B1
Application number: KR1020130111687A
Authority: KR
Inventors: 가즈토시 이마이; 노부유키 후루카와; 다다타카 노구치
Original assignee: 가부시키가이샤 야스카와덴키
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2013-09-17
Publication date: 2015-04-21
Also published as: JP5545337B2; CN103707320A; KR20140042677A; JP2014069288A; TW201420291A; US20140090507A1

Abstract

로봇 아암은 제 1 아암과, 제 2 아암과, 링크부를 구비한다. 제 1 아암은 아암 베이스에 대하여 회전 가능하게 연결된다. 제 2 아암은 상기 제 1 아암의 선단부에 대하여 회전 가능하게 연결된 기단부와, 로봇 핸드가 회전 가능하게 연결되는 선단부를 갖는다. 링크부는 상기 아암 베이스에 대하여 회전 가능하게 지지되는 기단부를 갖고, 상기 제 1 아암에 대하여 상기 제 2 아암을 회전시킨다. 또한, 상기 링크부의 선단부는, 상기 제 1 아암의 중도부에서 상기 제 1 아암에 대하여 상대적 회전이 가능하게 지지됨과 함께, 상기 제 1 아암의 내부로 관통 삽입되고, 상기 링크부는, 상기 상대적 회전을 상기 제 2 아암의 기단부에 전달하는 것에 의해 해당 제 2 아암을 회전시킨다.

Description

로봇 아암 및 로봇{ROBOT ARM AND ROBOT}

본 발명은 로봇 아암 및 로봇에 관한 것이다.

종래에, 유리 기판이나 반도체 웨이퍼 등의 워크를 반송하는 로봇으로서, 수평 다관절 로봇이 알려져 있다. 수평 다관절 로봇은, 2개의 아암부가 관절을 거쳐서 연결된 신축 아암을 구비하는 로봇으로, 각 아암부를 회전 동작시키는 것에 의해 신축 아암의 선단부에 마련된 엔드 이펙터(end effector)를 직선적으로 이동시킨다. 또한, 수평 다관절 로봇은, 신축 아암을 지지하는 베이스부가, 연직축인 선회축을 중심으로 해서 회전 가능하게 구성된다.

이러한 수평 다관절 로봇에서는, 신축 아암의 선단부에 장착되는 엔드 이펙터의 방향이 아암부의 회전 동작에 의해 변화되지 않을 것이 요구된다. 이와 관련해, 각 아암부의 회전 동작에 추종하여 동작하는 링크 기구를 마련해서 엔드 이펙터의 회전을 규제하는 다관절 로봇이, 예를 들면, 특허 문헌 1에서 제안되어 있다.

구체적으로, 특허 문헌 1에 개시된 다관절 로봇은, 기단측의 아암부(제 1 아암)와 선단측의 아암부(제 2 아암)를 연결하는 관절에, 제 2 아암과 동축으로 지지된 적어도 하나의 보조 링크를 포함하는 복수개의 보조 링크로 이루어지는 평행 링크 기구를 이용하여 엔드 이펙터의 회전을 규제한다.

또한, 제 1 아암의 기단측 및 제 2 아암의 기단측에는 각각 감속기가 마련되어 있고, 구동원인 모터의 동력은, 상기 감속기와 벨트 풀리 기구를 통해 전달되어, 제 1 아암 및 제 2 아암을 회전시키고 있다.

일본 특허 공개 공보 제 2005-66718 호

그러나, 상술한 종래 기술에는, 작업 공간의 협소화를 도모하기 위한 개선의 여지가 더 있다. 예를 들면, 상술한 종래 기술에서는, 평행 링크 기구에 제 1 아암 혹은 제 2 아암과 동일 길이의 보조 링크가 포함되어 있고, 수평 다관절 로봇이 신축 아암을 수축한 상태에서 베이스부의 선회축을 중심으로 해서 회전하는 경우에, 상기 보조 링크가 가장 외측으로 돌출해 버려서, 최소 선회 직경을 커지게 만들었다.

또한, 상술한 바와 같이, 제 1 아암과 제 2 아암을 연결하는 관절에는, 적어도 하나의 보조 링크가 제 2 아암과 동축으로 지지되고, 또한 감속기를 필요로 하기 때문에, 신축 아암 전체의 두께가 커진다.

이에 대해, 동력 전달 기구를 단순한 벨트 풀리 기구만으로 구성하는 것에 의해 신축 아암 전체의 두께를 작게 하는 것은 가능하지만, 이러한 구성으로는, 동력 전달 강성을 현저하게 저하시키는 결점이 있다.

본 발명은 상기한 사항을 감안하여 이루어진 것으로, 작업 공간의 협소화와 동력 전달 강성의 확보를 양립시킬 수 있는 로봇 아암 및 로봇을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 로봇 아암은 제 1 아암과, 제 2 아암과, 링크부를 구비한다. 제 1 아암은 아암 베이스에 대하여 회전 가능하게 연결된다. 제 2 아암은 상기 제 1 아암의 선단부에 대하여 회전 가능하게 연결된 기단부와, 로봇 핸드가 회전 가능하게 연결되는 선단부를 갖는다. 링크부는 상기 아암 베이스에 대하여 회전 가능하게 지지되는 기단부를 갖고, 상기 제 1 아암에 대하여 상기 제 2 아암을 회전시킨다. 또한, 상기 링크부의 선단부는, 상기 제 1 아암의 중도부에서 상기 제 1 아암에 대하여 상대적 회전이 가능하게 지지되는 동시에, 상기 제 1 아암의 내부로 관통 삽입되고, 상기 링크부는, 상기 상대적 회전을 상기 제 2 아암의 기단부에 전달하는 것에 의해 해당 제 2 아암을 회전시킨다.

본 발명에 의하면, 작업 공간의 협소화와 동력 전달 강성의 확보를 양립시킬 수 있다.

도 1은 일 실시 형태에 따른 로봇의 구성을 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 2a는 로봇 아암이 가장 수축된 상태를 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 2b는 로봇 아암이 신장된 상태를 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 3a는 종래와 동일한 평행 링크 기구를 채용한 경우에 있어서의 로봇의 구성을 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 3b는 종래와 동일한 평행 링크 기구를 채용한 경우에 있어서의 로봇의 최소 선회 직경을 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 4는 종래와 동일한 벨트 풀리 기구를 채용한 경우에 있어서의 로봇의 구성을 나타내는 모식적인 단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본원이 개시하는 로봇 아암 및 로봇의 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

또한, 이하에서는, 로봇이 진공 챔버내에 설치되고, 피반송물로서 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등을 반송하는 반송 로봇인 경우를 예로 들어서 설명을 행한다. 또한, 이들 피반송물에 대해서는 "워크(workpiece)"라고 기재한다. 또한, 엔드 이펙터인 "로봇 핸드"에 대해서는 "핸드"라고 기재한다.

먼저, 일 실시 형태에 따른 로봇(1)의 구성에 대해서 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 따른 로봇(1)의 구성을 나타내는 모식적인 단면도이다.

또한, 이해를 돕기 위해서, 도 1에는 연직 상방향을 정방향으로 하고, 연직 하방향을 부방향으로 하는 Z축을 포함하는 3차원의 직교 좌표계가 도시되어 있다. 따라서, XY 평면을 따른 방향은, "수평 방향"을 가리킨다. 상기 직교 좌표계는, 이하의 설명에 이용하는 다른 도면에 있어서도 도시하는 경우가 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 로봇(1)은 수평 방향으로 신축하는 신축 아암을 구비하는 수평 다관절 로봇이다. 구체적으로, 로봇(1)은 동체부(10)와, 로봇 아암(20)을 구비한다.

동체부(10)는 로봇 아암(20)의 하부에 마련되며, 하우징체(11)와, 플랜지부(12)와, 지지부재(13)를 구비한다. 하우징체(11)는 대략 통형상으로 형성되어 있고, 그 내부에 제 1 아암(22)을 회전시키는 모터 등의 구동원을 구비한다.

플랜지부(12)는 하우징체(11)의 상부에 형성되고, 플랜지부(12)가 진공 챔버(30)에 고정되는 것에 의해 로봇 아암(20)이 진공 챔버(30)의 내부에 설치된다. 지지 회전부(26)는 로봇 아암(20)의 기단부(후술하는 제 1 아암(22)의 기단부)를 지지한다. 또한, 지지 회전부(26)는 상술한 구동원에 의해 회전 구동되고, 제 1 아암(22)을 축(P1) 주위로 회전시킨다.

로봇 아암(20)은 지지부재(13)를 거쳐서 동체부(10)와 연결된다. 구체적으로는, 로봇 아암(20)은 아암 베이스(21)와, 지지 회전부(26)와, 제 1 아암(22)과, 제 2 아암(23)과, 핸드(24)와, 링크부(후술함)를 구비한다.

아암 베이스(21)는 지지부재(13)의 상면측에 고정된 로봇 아암(20)의 베이스부이다. 또한, 아암 베이스(21)는 지지부재(13)가 회전함에 따라, 플랜지부(12)의 상방에서 선회한다. 제 1 아암(22)은 아암 베이스(21)에 대하여 축(P1) 주위로 회전 가능하도록, 그 기단부가 지지 회전부(26)에 연결된다.

또한, 제 1 아암(22)의 선단부 상측에는, 축(P2) 주위로 회전 가능하게 제 2 아암(23)의 기단부가 연결된다. 또한, 제 2 아암(23)의 선단부 상측에는, 축(P3) 주위로 회전 가능하게 핸드(24)의 기단부가 연결된다.

또한, 로봇 아암(20)은 지지부(25a)와, 제 1 링크바(25b)와, 제 2 링크바(25c)를 구비한다. 이들은 링크부를 구성한다.

지지부(25a)는 아암 베이스(21)에 세워서 설치된다. 제 1 링크바(25b)는 그 기단부가 지지부(25a)에 의해 축(P4) 주위로 회전 가능하게 축지된다.

제 2 링크바(25c)는, 그 기단부가, 제 1 아암(22)의 하면 및 제 1 링크바(25b)보다 하측(즉, 아암 베이스(21)측)에서 제 1 링크바(25b)의 선단부에 대하여 축(P5) 주위로 회전 가능하게 연결된다.

또한, 제 2 링크바(25c)는, 그 선단부가, 제 1 아암(22)의 하면으로부터 그 내부로 관통 삽입된다. 여기서, 상기 제 2 링크바(25c)의 선단부가 관통 삽입되는 곳은 제 1 아암(22)의 기단부와 선단부 사이의 중도부(中途部)이다.

또한, 상기 제 1 아암(22)의 중도부는 제 2 아암(23)의 기단부의 근방인 것이 바람직하다. 상술한 내용에 대해서는, 도 2a 이후의 설명에서 자세하게 기술한다.

그리고, 제 1 아암(22)의 중도부에서 내부로 관통 삽입된 제 2 링크바(25c)의 선단부는, 제 1 아암(22)에 대하여 축(P6) 주위로 상대적 회전이 가능하게 지지되고, 고정 풀리(22a)가 마련된다. 따라서, 제 1 아암(22)이 축(P1) 주위로 회전한 경우, 이에 동반하여 고정 풀리(22a)가 상대적으로 회전하게 된다.

이와 달리, 제 2 아암(23)의 기단부에는, 그 기단부에 대하여, 고정 풀리(22a)와 동일한 높이 위치에서 직접 연결된 고정 풀리(23b)가 마련된다. 또한, 고정 풀리(23b)의 중앙부에는, 제 1 아암(22)의 선단부의 내부에 세워서 설치된 지주(22b)가 관통하고 있다.

상기 고정 풀리(23b)와 고정 풀리(22a)는, 소정의 풀리비로 구성되고, 서로 타이밍 벨트(TB1)로 연결된다. 또한, 소정의 풀리비에 대해서는, 도 2a 이후의 설명에서 후술한다. 또한, 타이밍 벨트(TB1)의 소재로서는, 클로로프렌 고무 등을 적절히 이용할 수 있다.

또한, 고정 풀리(22a)와 고정 풀리(23b)는 서로 두께가 달라도 된다. 따라서, 고정 풀리(22a)와 고정 풀리(23b)가 동일한 높이 위치에 마련된다는 것은, 타이밍 벨트(TB1)가 제 1 아암의 주면(主面) 방향을 따라서 대략 평행이 되도록 배치된다고 바꿔 말할 수 있다.

상기한 구성에 의해, 제 1 아암(22)이 축(P1) 주위로 회전하는 경우에, 이에 동반하여 고정 풀리(22a)가 상대적으로 회전하고, 이러한 상대적 회전은 타이밍 벨트(TB1)를 거쳐서 고정 풀리(23b)에 전달되고, 제 2 아암(23)을 제 1 아암(22)에 대하여 상대적으로 반대 방향으로 축(P2) 주위로 회전시킨다.

또한, 지주(22b)의 선단부에는 풀리(23c)가 고정되고, 핸드(24)의 기단부에는 풀리(24a)가 직접 연결되어서 마련된다. 그리고, 상기 풀리(23c)와 풀리(24a)는 타이밍 벨트(TB2)에 의해 연결된다.

따라서, 제 1 아암(22)이 축(P1) 주위로 회전하는 경우, 이에 동반하여 풀리(23c)가 제 2 아암(23)에 대하여 상대적으로 회전하고, 이러한 상대적 회전은 타이밍 벨트(TB2)를 통해 풀리(24a)에 전달되고, 핸드(24)를 제 2 아암(23)에 대하여 상대적으로 반대 방향으로 축(P3) 주위로 회전시키게 된다.

다음으로, 로봇 아암(20)을 평면에서 본 경우에 대해서, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한다. 도 2a는 로봇 아암(20)이 가장 수축한 상태를 나타내는 모식적인 평면도이고, 도 2b는 로봇 아암(20)이 신장한 상태를 나타내는 모식적인 평면도이다.

또한, 도 2a에 나타내는 원(R1)은 로봇 아암(20)이 가장 수축한 상태에서 축(P1) 주위로 선회한 경우에, 제 2 아암(23)의 선단부 혹은 핸드(24)의 기단부가 그리는 궤적, 즉, ‘최소 선회 직경'을 갖는 원이다. 또한, 부호 W가 부여된 부재는 ‘워크'를 나타내고 있다.

도 2a에 도시하는 바와 같이, 제 1 링크바(25b) 및 제 2 링크바(25c)를 포함하여 이루어지는 링크부는, 아암 베이스(21)와 제 1 아암(22)의 사이에서 소위 평행 링크 기구를 형성한다.

그리고, 본 실시 형태에서는, 상기 평행 링크 기구에서, 제 1 링크바(25b)의 축(P4)과 축(P5) 사이의 길이 L2 혹은 제 2 링크바(25c)의 축(P5)와 축(P6) 사이의 길이 L2를, 제 1 아암(22)의 축(P1)과 축(P2) 사이의 길이 L1 보다 작게 하고 있다.

구체적으로는, 상기 길이 L2 및 이것에 근거하는 제 1 링크바(25b)의 기단부의 배치 위치, 제 2 링크바(25c)의 선단부의 배치 위치(즉, 상술한 제 1 아암(22)의 중도부의 위치)는, 로봇 아암(20)이 가장 수축한 최소 선회 자세를 취한 경우에, 평행 링크 기구가 원(R1)의 내측에 들어가도록 결정된다.

또한, 이 때, 제 1 아암(22)의 중도부의 위치가, 제 2 아암(23)의 기단부의 근방이 되도록 결정되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 타이밍 벨트(TB1)(도 1 참조)의 길이를 짧게 할 수 있으므로, 타이밍 벨트(TB1)에 의해 동력 전달 강성이 저하하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 최소 선회 자세로부터 로봇 아암(20)을 신장할 때에, 핸드(24)에 대해서는, 핸드의 이동 방향과 핸드의 바라보는 방향을 소정의 방향(도면 중 X축 방향)으로 규제할 필요가 있다.

따라서, 본 실시형태에서는, 상술한 ‘소정의 풀리비'에 의해 이것을 규제한다. 구체적으로는, 제 1 아암(22)에 대한 제 2 아암(23)의 회전량이 아암 베이스(21)에 대한 제 1 아암(22)의 회전량의 2배가 되도록, 제 1 아암(22) 및 제 2 아암(23)을 회전시킨다.

예를 들면, 제 1 아암(22)을 아암 베이스(21)에 대하여 α도 회전시키는 경우에, 제 2 아암(23)을 제 1 아암(22)에 대하여 2α도 회전시킨다. 이것은, 상술한 고정 풀리(22a) 및 고정 풀리(23b)의 풀리비를 ‘2:1'로 함에 의해서 행할 수 있다.

또한, 이러한 경우, 핸드(24)에 대해서는, 제 2 아암(23)에 대하여 α도 회전시키면 된다. 따라서, 상술한 풀리(23c) 및 풀리(24a)의 풀리비를 ‘1:2'로 하면, 핸드(24)를 제 1 아암(22)의 회전량과 같은 회전량으로, 제 2 아암(23)과는 반대 방향으로 회전시킬 수 있다.

이에 따라, 로봇 아암(20)을 신축시키는 경우라도, 핸드(24)의 이동 방향과 바라보는 방향을 소정 이동 방향 및 바라보는 방향으로 규제할 수 있다.

여기서, 지금까지 설명한 본 실시형태에 의해 달성할 수 있는 효과에 대해서, 종래와 동일한 구성을 채용한 경우와 비교하여 도 3a 내지 도 4를 참조해서 설명한다.

도 3a는, 종래와 동일한 평행 링크 기구를 채용한 경우에 있어서의 로봇(1')의 구성을 나타내는 모식적인 단면도이다. 또한, 도 3b는, 종래와 동일한 평행 링크 기구를 채용한 경우에 있어서의 로봇(1')의 최소 선회 직경을 갖는 원을 나타내는 모식적인 평면도이다. 또한, 도 4는 종래와 동일한 벨트 풀리 기구를 채용한 경우에 있어서의 로봇(1")의 구성을 나타내는 모식 단면도이다.

또한, 로봇(1') 및 로봇(1")에 대해서는, 본 실시형태에 따른 로봇(1)과의 비교에 필요한 구성 요소에 대해서만 설명하는 것으로 하고, 그 밖의 구성 요소에 대해서는 도시 및 설명을 생략한다.

도 3a에 도시하는 바와 같이, 로봇(1')의 로봇 아암(20')은 제 1 아암(22')과, 제 2 아암(23')과, 제 1 링크바(25b') 및 제 2 링크바(25c')를 포함해서 이루어지는 링크부를 구비한다.

이러한 로봇(1')에서는, 제 1 아암(22')의 회전 동작을 제 2 링크바(25c')로 직접 관절부(M1)의 기어열을 구동시키는 것에 의해, 제 2 아암(23')을 회전시키고 있다. 이 때문에, 기어를 상하 2단 구성으로 해서 속도를 빠르게 할 필요가 있고, 제 1 아암(22'), 나아가서는, 로봇 아암(20') 전체가 두께 방향으로 커지기 쉬웠다.

또한, 제 2 링크바(25c')도 제 1 아암(22')의 상면측으로부터 접속되기 때문에, 역시 로봇 아암(20') 전체의 두께를 늘리는 요인이 되어 있었다. 이 때문에, 작업 공간의 협소화를 도모하기 어려웠다.

또한, 도 3b에 도시하는 바와 같이, 로봇(1')의 로봇 아암(20')에서는, 제 1 링크바(25b') 혹은 제 2 링크바(25c')의 축간 길이를, 제 1 아암(22')의 축간 길이 L1와 동일하게 해서 평행 링크 기구가 형성되어 있었다.

이 때문에, 최소 선회 직경이, 제 2 아암(23')의 선단부가 그리는 원(R1)보다 크고, 제 1 링크바(25b') 및 제 2 링크바(25c')에 의해 형성되는 팔꿈치부가 그리는 원(R2)으로 되어 있었다. 따라서, 역시 작업 공간의 협소화를 도모하기 어려다.

또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 로봇(1")의 로봇 아암(20")은, 풀리(22a', 23b', 23c', 24a')와, 타이밍 벨트(TB1', TB2')를 구비하고, 이들을 단순하게 연결한 벨트 풀리 기구를 채용하고 있다.

이 경우, 타이밍 벨트(TB1', TB2')의 신장이나 휨, 꼬임 등에 의해 현저하게 동력 전달 강성이 저하하기 때문에, 워크(W)가 바라보는 방향을 소정 방향으로 유지한 채로 워크(W)를 직선적으로 이동시키는데에 지장을 초래할 우려가 있었다.

그러나, 본 실시형태에 따른 로봇(1)에 의하면, 제 1 아암(22)의 회전에 대한 상대적 회전을 1단의 벨트 풀리 기구로 전달하는 것에 의해 제 2 아암(23)을 회전시킬수 있으므로, 로봇 아암(20)을 얇게 구성할 수 있다. 즉, 작업 공간의 협소화를 도모할 수 있다.

또한, 제 2 링크바(25c)를 제 1 아암(22)의 하면으로부터 접속하는 구성으로 했으므로, 로봇 아암(20)을 더욱 얇게 구성할 수 있다. 따라서, 작업 공간의 협소화를 도모할 수 있다.

또한, 제 1 링크바(25b) 혹은 제 2 링크바(25c)의 축간 길이를, 제 1 아암(22)의 축간 길이 L1보다 작은 길이 L2로 했으므로, 최소 선회 직경을 작게 할 수 있다. 따라서, 역시 작업 공간의 협소화를 더욱 도모할 수 있다.

또한, 제 2 아암(23)을 회전시키는 데에 평행 링크 기구를 채용했으므로, 동력 전달 강성을 확보할 수 있다. 또한, 제 2 링크바(25c)를 통해 제 1 아암(22)의 상대적 회전을 제 2 아암(23)에 전달함에 있어서, 제 2 링크바(25c)의 선단부를 제 2 아암(23)의 기단부의 근방에 배치해서 짧은 타이밍 벨트(TB1)를 이용하는 구성으로 했으므로, 벨트 풀리 기구를 이용하여, 동력 전달 강성을 확보할 수 있다.

따라서, 본 실시 형태에 따른 로봇 아암(20) 및 그것을 구비하는 로봇(1)에 의하면, 작업 공간의 협소화와 동력 전달 강성의 확보를 동시에 달성할 수 있다.

또한, 도 1에 대해서 보충하면, 본 실시 형태에 따른 로봇(1)에서는, 모터라고 하는 구동원 등은 대기압으로 유지된 하우징체(11)의 내부에 수납되고, 제 1 아암(22)이나 제 2 아암(23) 등은 감압 환경하인 진공 챔버(30)의 내부에 수용되어 있다.

즉, 제 1 아암(22) 및 제 2 아암(23)의 내부는 진공에 노출되어 있다. 이에 따라, 구동원의 구동에 의한 파티클의 생성 등으로 진공 챔버(30)의 내부가 오염되는 것을 억제할 수 있음은 물론, 파티클의 생성 등의 영향에 의해 제 1 아암(22) 및 제 2 아암(23)의 내부 기구에 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 로봇 아암은, 제 1 아암과, 제 2 아암과, 링크부를 구비한다. 제 1 아암은, 기단부가 아암 베이스에 대하여 회전 가능하게 연결된다. 제 2 아암은, 기단부가 상기 제 1 아암의 선단부에 대하여 회전 가능하게 연결되고, 선단부에 있어서는 로봇 핸드가 회전 가능하게 연결된다. 링크부는, 기단부가 아암 베이스에 대하여 회전 가능하게 지지되고, 제 1 아암과의 사이에서 평행 링크 기구를 형성하여, 제 1 아암에 대하여 제 2 아암을 회전시킨다. 또한, 링크부의 선단부는, 제 1 아암의 중도부에 있어서 제 1 아암에 대하여 상대적 회전이 가능하게 지지되는 동시에, 제 1 아암의 내부로 관통 삽입되고, 링크부는, 상기 상대적 회전을 제 2 아암의 기단부에 전달하는 것에 의해 제 2 아암을 회전시킨다.

따라서, 본 실시 형태에 따른 로봇 아암에 의하면, 작업 공간의 협소화와 동력 전달 강성의 확보를 모두 달성할 수 있다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 로봇이 워크를 반송하는 반송 로봇인 경우를 예로 들어서 설명했지만, 로봇은 워크의 반송 이외의 작업을 행하는 로봇이라도 좋다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 로봇이 진공 챔버내에 설치되는 경우를 예로 들어서 설명했지만, 로봇이 설치되는 챔버는 진공 챔버 이외의 챔버라도 좋다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 풀리 상호의 연결 부재로서 타이밍 벨트(timing belt)를 이용하는 경우를 예로 들어서 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 스틸 벨트(steel belt)를 이용하여도 좋다. 또한, 벨트 전체 중, 풀리와 접촉하지 않는 부분을, 스틸 벨트로 부분적으로 보강하는 것으로 해도 좋다. 또한, 벨트가 아니라, 기어열을 이용해도 좋다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 하나의 아암의 로봇을 예로 들어서 설명했지만, 아암의 수를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 쌍 아암 이상의 복수의 아암 로봇에 적용하는 것으로 해도 좋다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 피반송물이 주로 웨이퍼나 유리 기판인 경우를 예로 들어서 설명했지만, 피반송물의 종류를 한정하는 것은 아니다.

그 밖의 다른 효과나 변형예는, 당업자에 의해 용이하게 도출될 수 있다. 본 발명의 보다 광범위한 형태는, 이상과 같이 나타내고 또한 기술한 특정한 상세한 설명 및 대표적인 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 첨부의 특허 청구의 범위 및 그 균등물에 의해 정의되는 총괄적인 발명의 개념의 정신 또는 범위로부터 일탈하는 일 없이, 여러 가지 변경이 가능하다.

1 로봇 10 동체부
11 하우징체 12 플랜지부
13 지지부재 20 로봇 아암
21 아암 베이스 22 제 1 아암
22a 고정 풀리 22b 지주
23 제 2 아암 23b 고정 풀리
23c 풀리 24 핸드
24a 풀리 25a 지지부
25b 제 1 링크바 25c 제 2 링크바
26 지지 회전부 30 진공 챔버
M1 관절부 P1 내지 P6 축
R1, R2 원 (최소 선회 직경) TB1, TB2 타이밍 벨트
W 워크

Claims

구동원에 의해 회전 구동되는 동시에, 아암 베이스에 대하여 회전 가능하게 연결되는 기단부를 갖는 제 1 아암과,
상기 제 1 아암의 선단부에 대하여 회전 가능하게 연결되는 기단부와, 로봇 핸드가 회전 가능하게 연결되는 선단부를 갖는 제 2 아암과,
상기 아암 베이스에 대하여 회전 가능하게 지지되는 기단부를 갖고, 상기 제 1 아암에 대하여 상기 제 2 아암을 회전시키는 링크부
를 구비하고,
상기 링크부의 선단부는, 상기 제 1 아암의 중도부에서 상기 제 1 아암에 대하여 상대적 회전이 가능하게 지지되는 동시에, 상기 제 1 아암의 내부로 관통 삽입되고,
상기 링크부는, 상기 구동원에 의한 상기 제 1 아암의 회전 구동에 수반하여 상기 제 1 아암에 대하여 상대적으로 회전하고, 상기 상대적 회전을 상기 제 2 아암의 기단부로 전달하는 것에 의해 상기 제 2 아암을 회전시키는 것을 특징으로 하는 로봇 아암.
제 1 항에 있어서,
상기 링크부의 선단부에 고정되는 제 1 고정 풀리와, 상기 제 2 아암의 기단부에 지주를 통해 고정되는 제 2 고정 풀리가 마련되어 있고,
상기 제 1 및 제 2 고정 풀리는, 서로를 연결하는 벨트가 상기 제 1 아암의 주면 방향을 따라서 대략 평행이 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는
로봇 아암.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 링크부의 선단부는, 상기 제 1 아암의 하면으로부터 해당 제 1 아암의 내부로 관통 삽입되는 것을 특징으로 하는 로봇 아암.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 링크부는,
상기 아암 베이스에 세워서 설치되는 지지부와,
상기 지지부에 의해 축지지되는 기단부를 갖는 제 1 링크바와,
상기 제 1 아암의 하면 및 상기 제 1 링크바보다도 상기 아암 베이스측에서, 상기 제 1 링크바의 선단부에 대하여 회전 가능하게 연결되는 기단부와, 상기 제 1 아암의 하면으로부터 해당 제 1 아암의 내부로 관통 삽입되는 선단부를 갖는 제 2 링크바를 구비하는 것을 특징으로 하는
로봇 아암.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 아암의 중도부는, 상기 제 2 아암의 기단부의 근방인 것을 특징으로 하는 로봇 아암.
제 4 항에 있어서,
상기 로봇 아암이 부착되는 로봇이 상기 로봇 아암을 가장 수축한 상태에서 연직 방향과 평행한 선회축 주위로 선회한 경우에, 상기 링크부가 상기 제 2 아암의 선단부 혹은 상기 로봇 핸드의 기단부가 그리는 원의 내측에 수납되도록, 상기 제 1 링크바의 길이와 기단부의 배치 위치 및 상기 제 2 링크바의 길이와 상기 중도부의 위치가 정해지는 것을 특징으로 하는 로봇 아암.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 아암의 선단부의 내부에는, 상기 제 2 아암내로 관통 삽입되는 지주가 세워서 설치되어 있고,
상기 지주의 선단부에는 풀리가 더 고정되고,
상기 로봇 핸드는,
상기 로봇 핸드의 기단부에 고정된 풀리와, 상기 지주의 선단부에 고정된 풀리가 벨트에 의해 연결됨으로써, 상기 로봇 핸드의 바라보는 방향이 소정의 방향으로 규제되는 것을 특징으로 하는 로봇 아암.
제 7 항에 있어서,
상기 지주가 상기 제 2 고정 풀리를 관통하는 것으로, 상기 제 2 고정 풀리가 상기 제 2 아암의 기단부에 고정되는 것을 특징으로 하는 로봇 아암.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 아암 및 상기 제 2 아암의 내부가 진공 상태에 있는 것을 특징으로 하는 로봇 아암.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 로봇 아암을 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇.