TW201402288A - 機器人 - Google Patents

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TW201402288A
TW201402288A TW101149765A TW101149765A TW201402288A TW 201402288 A TW201402288 A TW 201402288A TW 101149765 A TW101149765 A TW 101149765A TW 101149765 A TW101149765 A TW 101149765A TW 201402288 A TW201402288 A TW 201402288A
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housing
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Inventor
Masatoshi Furuichi
Shinichi Katsuda
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Yaskawa Denki Seisakusho Kk
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Abstract

本發明提供一種機器人，該機器人包括臂單元，該臂單元具有透過關節部可旋轉地安裝的基端部。該臂單元包括殼體以及設置在該殼體內的特定的構件。該殼體的至少一部分由透明材料製成。

Description

機器人
揭示於本文中的實施例涉及一種機器人。
傳統上，所謂的水平多關節式機器人公知為用於傳送基板(例如半導體晶片等)的機器人。在水平的多關節式機器人中，將用作末端執行器的手安裝在可擺動臂的末端部，以便相對於該臂水平地旋轉。該手能固持基板(例如，參見日本專利申請公報No.2011-224743)。
在這種類型的機器人中，常將用於驅動手的手驅動機構設設置在該臂的殼體內。將用於探測基板存在與否的感測器安裝在該手中。有時將電纜設置在該臂的殼體內。
然而，在上述傳統構造中，當試圖檢查例如該手驅動機構或電纜時，在不移開附接至臂殼體的覆蓋件的情況下，不能檢查該臂的內部狀態。
揭示於本文中的實施例提供一種機器人，該機器人使容易檢查臂的內部狀態。
根據此實施例的一個態樣，該實施方式提供一種機器人，其包括臂單元，該臂單元具有透過關節部可旋轉地安裝的基端部，該臂單元包括殼體以及設置在該殼體內的特定的構件，其中，該殼體的至少一部分由透明材料製成。
通過揭示於本文中的此實施例，可容易地從臂的外部檢查臂的內部狀態。
現將參照構成本發明的一部分的附圖詳細描述被揭露於本文中的機器人的一個實施例。儘管以下將水平的多關節式機器人作為機器人的一個實施例進行描述，但是本發明並不限於以下描述的實施例。
首先，將參照圖1描述根據本實施例的水平的多關節式機器人(在下文中被簡單稱作“機器人1”)的示意性構造。圖1是示出根據本實施例的機器人1的示意性說明圖。
在下面的描述中，有時有此情況：機器人1的各個元件的相對位置關係由上下方向、左右方向以及前後方向來予以限定。在此情況下，將圖1所示的三維直角坐標系中的Z方向稱作向上方向，將X方向稱作水平的右方，將Y方向稱作前方。
參照圖1，根據本實施例的機器人1包括：基座單元2，該基座單元安裝在特定的安裝表面上，例如地板表面等；以及臂單元3，該臂單元關於基座單元2水平旋轉地安裝。臂單元3的末端設置有可沿水平方向旋轉的手單元4。
基座單元2是機器人1的基座。在基座單元2內設置有升降機構(未示出)，其用於驅動上下移動臂單元3的 升降單元5。例如，採用馬達與滾珠螺桿的公知機構可被用作升降機構。
透過形成為圓柱形的升降單元5，臂單元3被安裝成可相對於基座單元2的上表面沿垂直方向(Z方向)滑動(參見圖1中的雙箭頭100a)。
臂單元3包括第一臂6與第二臂7。第一臂6具有基端部，該基端部透過第一關節部61安裝在升降單元5的上端，以能繞中心軸線101a水平地旋轉。
第二臂7具有基端部，該基端部透過第二關節部62安裝在第一臂6的末端部中，用以可繞著中心軸線102a水平地旋轉。手單元4透過第三關節部63的手樞軸103(參見圖2)安裝在第二臂7的末端部中，用以可繞著中心軸線103a旋轉。
手單元4是用於抓握例如晶片的末端執行器。手單元4包括第一手4a與第二手4b，兩者皆形成為叉子形狀。
沿手樞軸103以間隔開的關係安裝第一手4a與第二手4b。換言之，第一手4a與第二手4b以豎向重疊的狀態附接至手樞軸103，以便能在特定的旋轉範圍內獨立旋轉。
如圖1中所示，第一手4a與第二手4b具有相同的構造。或者，第一手4a與第二手4b可具有不同的構造。在本實施例中，將手單元4構造成包括兩隻手，但是手的數目並不限於此。
機器人1被安裝在例如基板傳輸系統(未示出)中， 並且可適用於傳送基板，例如晶片等。基板傳輸系統與處理裝置並排安裝，該處理裝置用於使基板接受例如清洗、蝕刻、灰化、化學氣相沉積或曝光。不待贅言地，可在不同點安裝多個機器人1，以便在期望的位置間傳送諸如基板之類的板狀構件。
接著，將參照圖2至圖4詳細描述機器人1的第二臂7的構造。
圖2是示出機器人1的第二臂7的垂直剖視的示意性說明圖。圖3是示出安裝在機器人1的第二臂7中的視窗部12的示意性說明圖。圖4是示出窗口部12的變型例的示意性說明圖。
如圖1與圖2中所示，機器人1的第二臂7具有特定的長度，並且包括作為外殼的箱形臂殼體70。臂殼體70的相反兩端部形成為大體半圓環形的表面。臂殼體70在接近其末端的半部分具有特定厚度。臂殼體70在接近其基部端的另一半部分形成為具有小於該特定厚度的厚度。
如圖1中所示，第二臂7透過第二關節部62可旋轉地連接至第一臂6的末端部。如圖2中所示，用於以減小的速度驅動手樞軸103的手驅動機構8設置在臂殼體70中。
如圖2中所示，本實施例的手樞軸103包括第一手樞軸1031與第二手樞軸1032，第一手4a連接至第一手樞軸1031，第二手4b連接至第二手樞軸1032。換言之，形成管狀的第一手樞軸1031***內直徑比第一手樞軸1031 的外直徑大之管狀的第二手樞軸1032中。第一手樞軸1031與第二手樞軸1032具有共同的中心軸線103a。
手驅動機構8包括與第一手4a相應的機構和與第二手4b相應的機構，兩個機構具有大體相同的構造。現將參照圖2描述作為手驅動機構8之與第二手4b相應的機構。將省略對與第一手4a相應的機構的描述。
與第二手4b相應的手驅動機構8包括：馬達9；驅動帶輪81，該驅動帶輪附接至馬達9的驅動軸91(即，馬達軸)；以及具有特定減速比的從動帶輪82，該從動帶輪直接附接至第二手樞軸1032。手驅動機構8還包括：具有特定減速比的中間帶輪83，該中間帶輪設置在驅動帶輪81與從動帶輪82之間；以及多個第一傳送帶，該第一傳送帶透過中間帶輪83使驅動帶輪81與從動帶輪82可操作地彼此連接。
如圖2中所示，中間帶輪83包括驅動中間帶輪831與驅動次級帶輪832，該驅動次級帶輪設置在驅動中間帶輪831的正下方。驅動中間帶輪831和驅動帶輪81透過前端傳動皮帶84F可操作地彼此連接。另一方面，驅動次級帶輪832和從動帶輪82通過後端傳動皮帶84R可操作地彼此連接。
如圖2中所示，馬達9包括設置在第一臂6內的馬達基端部90。馬達9的驅動軸91的上部延伸到第二臂7的臂殼體70中。這有助於減小第二臂7的厚度。然而，如果不需要減小臂殼體70的厚度的話，那麼就無需必定要 將馬達9的馬達基端部90設置在第一臂6內。換言之，可將馬達9設置在第二臂7中。
如上所述，在根據本實施例的機器人1中，用於以特定的轉矩驅動第一手4a與第二手4b的手驅動機構8係設置在第二臂7的臂殼體70內。
例如，用於探測基板存在與否的感測器安裝在第一手4a與第二手4b中。第一纜線11a與第二纜線11b連接至該感測器。
更具體地說，如圖2中所示，來自第一手4a的第一纜線11a穿過管狀的第一手樞軸1031的內部朝第一臂6延伸。來自第二手4b的第二纜線11b穿過纜線處置空間10朝第一臂6延伸，纜線處置空間10限定於設置在第二臂7內的手驅動機構8與臂殼體70的上表面之間。以此方式，將用於使手單元4與基座單元2相互連接的第一纜線11a與第二纜線11b設置在根據本實施例的機器人1的臂殼體70內。
如圖3中所示，在臂殼體70中安裝有捲線器13，該捲線器在限制第二手4b旋轉的同時，能防止從第二手4b延伸到纜線處置空間10中的第二纜線11b纏結。
捲線器13構造成回應於第二手樞軸1032的旋轉而捲取第二纜線11b。更具體地說，如圖3中所示，捲線器13包括：環形纏繞部130，該捲繞部被安裝為可與第二手樞軸1032一起旋轉；以及連接本體131，該連接本體連接至第二纜線11b，並從捲繞部130突出。
如果第二手4b例如圖3中所示逆時針旋轉，那麼第二纜線11b通過纜線通道132移動，並繞環形捲繞部130纏繞。
另一方面，如果第二手4b順時針旋轉，那麼繞環形捲繞部130纏繞的第二纜線11b通過纜線通道132退繞至纜線處置空間10中。此時，第二纜線11b的彎曲部110向纜線處置空間10的內部移動(參見圖3中的箭頭110a)。
以此方式，將第二纜線11b引至其中設置有捲線器13的纜線處置空間10內，從而防止第二纜線11b發生不必要的鬆弛。因此，在第二手4b旋轉期間能防止第二纜線11b扭曲，並確保第二纜線11b順暢移動。也能限制第二手4b的旋轉量。
如圖1中所示，在如上構造的本實施例的機器人1中，由透明材料製成的視窗部12安裝在第二臂7的臂殼體70的上表面上，以便透過視窗部12能視覺地辨識第二纜線11b的至少一部分。換言之，通過視窗部12能視覺地辨識由捲線器13捲繞或退繞的第二纜線11b的位置。
可使用例如諸如丙烯酸樹脂或聚碳酸酯樹脂之類的樹脂或強化玻璃，作為製作視窗部12的透明材料。
在本實施例中，如此設置視窗部12，使得可透過視窗部12視覺地辨識在纜線處置空間10中的第二纜線11b的彎曲部110的位置。通過以此方式視覺地辨識第二纜線11b的彎曲部110的位置，能容易地從臂殼體70的外部 檢查第二纜線11b的運動。
如圖3中所示，在製作視窗部12的透明材料中設置具有特定刻度121的指示器部122。
指示出第二纜線11b的許可運動範圍的纜線位置許可區122c係界定在指示器部122中。
在根據本實施例的指示器部122中，在纜線位置許可區122c的左側和右側限定異常區122a與異常區122b。更具體地說，如果第二手4b超出限定的旋轉量旋轉，那麼第二纜線11b的彎曲部110會位於偏離纜線位置許可區122c的位置，即，在異常區122a和異常區122b之一中。這從外部一眼就能辨識出。
藉由將視窗部12安裝在第二臂7中，並透過視窗部12視覺地辨識第二纜線11b的運動，可容易地確定第二手4b是否旋轉超出限定的旋轉量。
由於從外部就可輕易地發現第二纜線11b的異常，所以當出現故障時可及時檢查第二纜線11b，並及時執行適當的緊急維修。
如圖4中所示，可在製作視窗部12的透明材料中形成一個或多個標記123，用以指示臂殼體70中的檢查區。
由於標記123的存在，希望通過視窗部12視覺地辨識多個檢查區的檢查員可容易地獲悉需要引起注意的視窗部12的區域。
例如，根據纜線處置空間10的結構，視窗部12可形 成為使得能視覺地辨識安裝在下側的手驅動機構8的皮帶。在這種情況下，可將標記123中之一(位於圖4中的左側)設置為指示用於檢查該皮帶的視覺辨識區域，可將另一標記123設置為指示用於檢查第二纜線11b的視覺辨識區域。
藉有這種構造，使得通過視窗部12既能檢查第二纜線11b又能檢查手驅動機構8。藉由適當設置標記123,檢查員(專家或者新手)可無疏漏地執行必要的檢查任務。
標記123與指示器部122可不由例如樹脂或玻璃的透明材料直接形成，而是可形成在臂殼體70內的可透過透明材料視覺地觀察的區域中。
為了透過根據本實施例的視窗部12檢查該臂的內部，檢查員需要從視窗部12的正上方觀察臂的內部。例如，可將反射鏡或棱鏡設置在臂殼體70中，以便可從視窗部12的斜上側視覺地辨識該臂的內部。由於這種構造，即便檢查員之間存在身高的顯著差異，各位檢查員也能進行視覺辨識。
視窗部12的安裝位置不限於第二纜線11b的彎曲部110所在的位置。可將視窗部12安裝在需要觀看並檢查臂殼體70內部的不同區域。
在根據本實施例的機器人1中，視窗部12安裝在第二臂7的臂殼體70的上表面上。然而，並未對目標安裝臂、安裝位置以及安裝數量施加限制。例如，視窗部12 可安裝在設置有特定構件的其他臂中，例如第一臂6。
可任意設置視窗部12的安裝位置與安裝數量。只要能視覺地觀看並檢查設置在臂中的特定構件，臂殼體70的至少一部分可由透明材料製成。
由於臂殼體70的至少一部分可由透明材料製成而不必安裝視窗部12，所以可以想到可將臂殼體70形成為由具有所需強度的透明強化樹脂或強化玻璃製成的骨架結構。
如上所述，對於根據本實施例的機器人1，容易透過視窗部12從外部視覺地辨識設置在臂殼體70內的第二纜線11b與手驅動機構8。因此，在開始工作前，可透過對第二纜線11b的觀察結果確定第二手4b的位置是否合適。也能及時維修第二纜線11b與手驅動機構8。
在上述的機器人1中，第二臂7的基端部透過第二關節部62而可旋轉地附接至第一臂6。在第二臂7的末端部中安裝作為輸出軸的手樞軸103。用來以減小的速度驅動手樞軸103的手驅動機構8係設置在第二臂7內。
然而，輸出軸不限於手樞軸103。當然，能驅動輸出軸的任何其他驅動機構可用來替代手驅動機構8。不待贅言地，用於容納這種驅動機構的臂不限於第二臂7。換言之，只要視窗部12能使檢查員視覺地辨識設置在臂內的構件的狀態即可。可根據需要任意改變視窗部12的安裝位置。
臂單元3不限於能透過關節部水平地旋轉的類型。臂 單元3可水平及垂直旋轉，或者僅可垂直旋轉。倘若臂單元3僅垂直旋轉，那麼作為末端執行器的手單元4僅可允許水平地旋轉。
本領域的那些技術人員可輕易獲得其他效果以及其他變型例。為此，本揭示內容的廣義方面並不限於上述示出以及描述出的特定的揭示內容以及代表性的實施例。因此 ，在不脫離由所附申請專利範圍及其等同物界定的宗旨和範圍的情況下，能以多種不同的形式對本揭示內容進行變型。
1‧‧‧機器人
2‧‧‧基座單元
3‧‧‧臂單元
4‧‧‧手單元
5‧‧‧升降單元
6‧‧‧第一臂
7‧‧‧第二臂
61‧‧‧第一關節部
101a‧‧‧中心軸線
62‧‧‧第二關節部
103‧‧‧手樞軸
4a‧‧‧第一手
4b‧‧‧第二手
12‧‧‧窗口部
70‧‧‧箱形臂殼體
8‧‧‧驅動機構
1031‧‧‧第一手樞軸
1032‧‧‧第二手樞軸
103a‧‧‧共用的中心軸線
9‧‧‧馬達
81‧‧‧驅動帶輪
91‧‧‧驅動軸
82‧‧‧從動帶輪
831‧‧‧驅動中間帶輪
83‧‧‧中間帶輪
832‧‧‧驅動次級帶輪
84F‧‧‧前端傳動皮帶
84R‧‧‧後端傳動皮帶
90‧‧‧馬達基端部
91‧‧‧驅動軸
11a‧‧‧第一纜線
11b‧‧‧第二纜線
13‧‧‧捲線器
131‧‧‧連接本體
132‧‧‧纜線通道
130‧‧‧捲繞部分
12‧‧‧窗口部分
110‧‧‧彎曲部分
10‧‧‧纜線處置空間
122‧‧‧指示器部
121‧‧‧特定的刻度
122c‧‧‧纜線位置許可區
122a‧‧‧異常區
122b‧‧‧異常區
123‧‧‧標記
110a‧‧‧雙頭箭頭
圖1是示出根據本實施例的機器人的示意性說明圖。
圖2是示出機器人的第二臂的垂直剖視的示意性說明圖。
圖3是示出安裝在機器人的第二臂中的視窗部的示意性說明圖。
圖4是示出窗口部的變型例的示意性說明圖。
7‧‧‧第二臂
10‧‧‧纜線處置空間
11b‧‧‧第二纜線
12‧‧‧窗口部
13‧‧‧捲線器
70‧‧‧箱形臂殼體
110‧‧‧彎曲部分
110a‧‧‧雙頭箭頭
121‧‧‧特定的刻度
122‧‧‧指示器部
122a‧‧‧異常區
122b‧‧‧異常區
122c‧‧‧纜線位置許可區
130‧‧‧捲繞部分
131‧‧‧連接本體
132‧‧‧纜線通道
1032‧‧‧第二手樞軸

Claims (10)

  1. 一種機器人，其包含：臂單元，該臂單元具有透過關節部可旋轉地安裝的基端部，該臂單元包括殼體以及設置在該殼體內的特定的構件，其中，該殼體的至少一部分由透明材料製成。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的機器人，其中該殼體的該至少一部分為透明材料製成的視窗部。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的機器人，其中該殼體包括具有特定刻度的指示器部，該指示器部形成在該透明材料中，或者形成在能透過該透明材料視覺地辨識的區域中。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的機器人，其中該指示器部具有一區域，其指示出設置在該殼體內的該構件的變化許可範圍。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述的機器人，其中一用來指示出在該臂單元內的檢查區的標記被形成在該透明材料中或在能透過該透明材料視覺地辨識的區域中。
  6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述的機器人，其中該臂單元具有末端部，手單元透過手樞軸以可旋轉的方式附接至該末端部，並且該機器人更包含：一設置在該殼體內的纜線，該纜線使該手單元與安裝在特定安裝表面上的基座單元相互連接 ，該纜線的至少一部分位於能透過該透明材料視覺地辨識的區域中。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的機器人，其中該臂單元更包含設置在該殼體內用以驅動該手單元的手驅動機構，該臂單元具有限定在該手驅動機構與該殼體的上表面之間的纜線處置空間，該纜線被引入該纜線處置空間中，使得能透過該透明材料視覺地辨識該纜線。
  8. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述的機器人，該透明材料位於該殼體的上表面上。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的機器人，其中該臂單元更包含捲線器，該捲線器用於回應該手樞軸的旋轉而捲取被引入該纜線處置空間中的該纜線，透過該透明材料能視覺地辨識由該捲線器捲繞或退繞的該纜線的位置。
  10. 如申請專利範圍第6項所述的機器人，其中該臂單元包括：一具有基端部的第一臂，該基端部透過第一關節部以可旋轉的方式附接至安裝在特定安裝表面上的基座單元；及一具有基端部的第二臂，該第二臂的該基端部透過第二關節部以可旋轉的方式附接至該第一臂的末端部，該第二臂具有末端部，手單元透過手樞軸以可旋轉的方式附接至該第二臂的末端部，該透明材料係位於該第二臂的殼體中。
TW101149765A 2012-02-01 2012-12-25 機器人 TW201402288A (zh)

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