TWI526289B - Industrial robots - Google Patents

Description

產業用機器人

本發明係關於一種具有複數個關節部之多關節型之產業用機器人。

先前，作為搬送半導體晶圓等工件之產業用機器人，已知有包含基座、連桿機構、手臂部及手部之產業用機器人(例如，參照專利文獻1)。於專利文獻1所記載之產業用機器人中，連桿機構包括可旋動地安裝於基座上之基座側連桿部與可旋動地安裝於基座側連桿部之手臂部側連桿部。

基座側連桿部係可旋動地保持於內置在基座中之連桿機構馬達。又，基座側連桿部中內置有固定於基座上之基座側滑輪、固定於手臂部側連桿部之手臂部側滑輪、以及架設於基座側滑輪與手臂部側滑輪之間之皮帶。於該產業用機器人中，基座側滑輪與手臂部側滑輪係以使直徑之比為2：1之方式形成，且構成為若使連桿機構馬達旋動，則手臂部側連桿部之前端側會進行直線動作。

又，於該產業用機器人中，手臂部係可旋轉地安裝於手臂部側連桿部之前端側。該手臂部連結於內置在手臂部側連桿部中之手臂部馬達。手臂部馬達係以上下方向作為旋轉軸之方向而內置於手臂部側連桿部中。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2007-152490號公報

於專利文獻1所記載之產業用機器人中，基座側滑輪之直徑與手臂部側滑輪之直徑之比為2：1。又，手臂部側連桿部、手臂部及手部之負載施加至架設於基座側滑輪與手臂部側滑輪之間之皮帶上。因此，易使配置於基座側連桿部之內部之基座側滑輪、手臂部側滑輪及皮帶大型化。故而，於該產業用機器人中，基座側連桿部易變得大型化，其結果，產業用機器人易變得大型化。

又，於該產業用機器人中，由於手臂部馬達係以上下方向作為旋轉軸之方向而內置於手臂部側連桿部中，故而手臂部側連桿部變厚。因此，於該產業用機器人中，存在手部之高度易變高，機器人可達到之最低高度(通過路線)變高之虞。

因此，本發明之課題在於提供一種可實現小型化且可降低通過路線之產業用機器人。

為解決上述課題，本發明之產業用機器人之特徵在於包括：本體部；第1手臂，其基端側可旋動地安裝於本體部；第2手臂，其基端側可旋動地安裝於第1手臂之前端側；前端側動作部，其基端側可旋轉地安裝於第2手臂之前端側；第1減速機，其構成連接本體部與第1手臂之第1關節部；第2減速機，其構成連接第1手臂與第2手臂之第2關節部；第3關節部，其連接第2手臂與前端側動作部；連結機構，其連結作為第1減速機之輸入軸之第1輸入軸與作為第2減速機之輸入軸之第2輸入軸，並且配置於第1手臂之內部；第1驅動用馬達，其連結於第1輸入軸；以及第2驅動用馬達，其旋轉驅動前端側動作部；且以使第3關節部之移動軌跡成為直線狀之方式設定第1減速機之減速比及第2減速機之減速比，並且連結機構以特定之速比連結第1輸入軸與第2輸入軸；第2驅動用馬達係以位於第2手臂之較第3關節部更靠近前端側，且向第1手臂側突出之方式安裝於第2手臂。

於本發明之產業用機器人中，第2驅動用馬達係以位於第2手臂之較第3關節部更靠近前端側，且向第1手臂側突出之方式安裝於第2手臂。因此，與將第2驅動用馬達內置於第2手臂之第2關節部與第3關節部之間之情形相比，可使第2手臂變薄。故而，本發明中可降低產業用機器人之通過路線。

又，於本發明中，連結機構連結作為第1減速機之輸入軸之第1輸入軸與作為第2減速機之輸入軸之第2輸入軸。因此，可減小施加至連結機構之負載。故而，可使配置於第1手臂之內部之連結機構小型化，從而可使第1手臂小型化。又，由於可使第1手臂小型化，故而即便第2驅動用馬達以向第1手臂側突出之方式安裝於第2手臂，亦不會使第2手臂大型化，可防止第1手臂與第2驅動用馬達發生干擾。即，於本發明中，即便第2驅動用馬達以向第1手臂側突出之方式安裝於第2手臂，亦可防止第1手臂與第2驅動用馬達發生干擾，並且可使第2手臂小型化。如此，於本發明中，可使第1手臂及第2手臂小型化。又，於本發明中，如上所述般可使第2手臂變薄。故而，於本發明中，可使產業用機器人小型化。

又，於本發明中，由第1減速機構成第1關節部，且由第2減速機構成第2關節部，故而可提高第1關節部及第2關節部之剛性。

於本發明中，較佳為產業用機器人包括中空狀之中空軸，其以通過第1減速機及第2減速機之至少一者之中心之方式而配置，且第1輸入軸及第2輸入軸之至少一者可旋轉地配置於中空軸之外周側。若如此般構成，則即便於第1關節部或第2關節部由減速機構成之情形時，亦可於第1關節部或第2關節部使用中空軸之內周側纏繞產業用機器人之配線。即，即便於第1關節部或第2關節部未設置用以將配線纏繞於減速機外周側之空間，亦可纏繞產業用機器人之配線。故而，可減小第1關節部及第2關節部之至少一者之直徑，且可使產業用機器人小型化。

於本發明中，較佳為第3關節部由第3減速機構成。若如此般構成，則可提高第3關節部之剛性。

本發明中，較佳為產業用機器人包括中空狀之第2中空軸，其以通過第3減速機之中心之方式而配置，且作為第3減速機之輸入軸之第3輸入軸可旋轉地配置於第2中空軸之外周側。若如此般構成，則即便於第3關節部由減速機構成之情形時，亦可於第3關節部使用第2中空軸之內周側纏繞產業用機器人之配線。即，即便於第3關節部未設置用以將配線纏繞至減速機外周側之空間，亦可纏繞產業用機器人之配線。故而，可減小第3關節部之直徑，且可使產業用機器人小型化。

於本發明中，連結機構包括例如固定於第1輸入軸之第1滑輪、固定於第2輸入軸之第2滑輪、以及架設於第1滑輪與第2滑輪之間之皮帶。

於本發明中，較佳為前端側動作部包括：第3手臂，其基端側可旋轉地安裝於第2手臂之前端側；手，其基端側可旋轉地安裝於第3手臂之前端側；以及手驅動機構，其旋轉驅動手；手驅動機構包括手驅動用馬達、安裝於手驅動用馬達之輸出軸上之手用減速機、以及安裝於手用減速機之手用滑輪；手用滑輪形成為大致筒狀，且以覆蓋手驅動用馬達之本體外周面之一部分之方式安裝於手用減速機。若如此般構成，則由於手用滑輪以覆蓋手驅動用馬達之本體外周面之一部分之方式安裝於手用減速機，故而可降低手驅動機構之高度，從而可降低產業用機器人之通過路線。

於本發明中，較佳為手用減速機以覆蓋手驅動用馬達之輸出軸外周面之方式安裝於手驅動用馬達之輸出軸上。若如此般構成，則可進一步降低手驅動機構之高度，從而可進一步降低產業用機器人之通過路線。

於本發明中，較佳為前端側動作部包括以於上下方向上重疊之方式配置之第1手與第2手作為手，並且包括旋轉驅動第1手之第1手驅動機構與旋轉驅動第2手之第2手驅動機構作為手驅動機構，第1手驅動機構包括作為手驅動用馬達之第1手驅動用馬達、作為手用減速機之第1手用減速機、以及作為手用滑輪之第1手用滑輪，第2手驅動機構包括作為手驅動用馬達之第2手驅動用馬達、作為手用減速機之第2手用減速機、以及作為手用滑輪之第2手用滑輪，第1手驅動用馬達與第2手驅動用馬達配置於大致相同之高度，第1手用減速機與第2手用減速機配置於大致相同之高度，第1手用滑輪與第2手用滑輪配置於在上下方向上錯開之位置。若如此般構成，則即便於前端側動作部包含2個手之情形時，亦可降低手驅動機構之高度，從而可降低產業用機器人之通過路線。

如上所述，藉由本發明之產業用機器人可實現小型化且可降低通過路線。

以下，一面參照圖式一面對本發明之實施形態進行說明。

(產業用機器人之概略構成)

圖1係本發明之實施形態之產業用機器人1之概略側視圖。圖2係自圖1之E-E方向表示產業用機器人1之概略平面圖。圖3係使用圖1中所示之產業用機器人1之半導體製造系統16之概略平面圖。再者，於圖2中省略手7、8之圖示。

本形態之產業用機器人1係用以搬送半導體晶圓2(參照圖3)之多關節型機器人。如圖1所示，該產業用機器人1包括本體部3、可旋動地安裝於本體部3之第1手臂4、可旋動地安裝於第1手臂4之第2手臂5、可旋轉地安裝於第2手臂5之第3手臂6、以及可旋轉地安裝於第3手臂6之手7、8。再者，於以下說明中，將產業用機器人1設為「機器人1」，將半導體晶圓2設為「晶圓2」。

又，機器人1包括：手臂部驅動機構11，其使第1手臂4及第2手臂5旋動而使包含第1手臂4與第2手臂5之手臂部9伸縮；第3手臂驅動機構12，其旋轉驅動第3手臂6；手驅動機構13，其旋轉驅動手7；以及手驅動機構14，其旋轉驅動手8。

如圖3所示，機器人1係組入例如半導體製造系統16中而使用。具體而言，機器人1係配置於半導體製造系統16之入口處，取出晶匣17中所收納之晶圓2並將晶圓2收納至處理裝置18中。

本體部3形成為圓筒狀。本體部3之內部收納有使第1手臂4升降之升降機構(省略圖示)。第1手臂4、第2手臂5及第3手臂6形成為中空狀。第1手臂4之基端側可旋動地安裝於本體部3。第2手臂5之基端側可旋動地安裝於第1手臂4之前端側。第3手臂6之基端側可旋轉地安裝於第2手臂5之前端側。於本形態中，在上下方向上自下側起依序配置有本體部3、第1手臂4、第2手臂5及第3手臂6。

如圖3所示，手7係形成為自上下方向觀察時之形狀大致為Y形狀，且於呈兩叉狀之手7之前端部搭載晶圓2。手8形成為與手7相同之形狀，且於呈兩叉狀之手8之前端部搭載晶圓2。

手7、8之基端側可旋轉地安裝於第3手臂6之前端側。手7、8係以於上下方向上重疊之方式而配置。具體而言，手7配置於上側，手8配置於下側。又，手7、8係配置於較第3手臂6更靠上側。於本形態中，例如，手7為第1手，手8為第2手。又，於本形態中，由第3手臂6與手7、8構成其基端側可旋轉地安裝於第2手臂5之前端側之前端側動作部。

再者，於圖3中省略手8之圖示。又，於本形態之機器人1進行動作時，雖然亦有手7與手8在上下方向上重疊之情形，但大部分情形時手7與手8在上下方向上並不重疊。例如，如以圖3之二點鏈線所表示般，當手7進入晶匣17中時，手8旋轉至本體部3側，並未進入晶匣17中。此時之手8相對於手7之旋轉角度例如為120°~150°。

(手臂部驅動機構之構成)

圖4係表示圖1中所示之產業用機器人1之內部構成之剖面圖。圖5係表示圖4中所示之第1減速機21及其周邊部分之構成的放大剖面圖。圖6係表示圖4中所示之第2減速機22及其周邊部分之構成的放大剖面圖。

手臂部驅動機構11包括成為驅動源之第1驅動用馬達20、用以對第1驅動用馬達20之動力進行減速並將其傳輸至第1手臂4之第1減速機21、用以對第1驅動用馬達20之動力進行減速並將其傳輸至第2手臂5之第2減速機22、以及連結第1減速機21與第2減速機22之連結機構23。

第1驅動用馬達20係配置於本體部3之內部。於該第1驅動用馬達20之輸出軸上固定有滑輪24。

第1減速機21構成連接本體部3與第1手臂4之第1關節部。該第1減速機21例如為作為諧波齒輪裝置之Harmonic Drive(註冊商標)，如圖5所示，包含波形發生器25、鋼輪26及柔輪27。柔輪27係固定於本體部3。鋼輪26係固定於第1手臂4之基端側。波形發生器25之下端固定有滑輪28。在該滑輪28與固定於第1驅動用馬達20之輸出軸上之滑輪24之間架設有皮帶29。

第1手臂4之基端側固定有以通過第1減速機21之中心之方式而配置之中空軸30。波形發生器25係可旋轉地配置於中空軸30之外周側。於本形態中，利用中空軸30之內周側來纏繞特定之配線。

第2減速機22構成連接第1手臂4與第2手臂5之第2關節部。該第2減速機22為與第1減速機21相同形狀之Harmonic Drive(註冊商標)，如圖6所示，包含波形發生器32、鋼輪33及柔輪34。柔輪34係固定於第2手臂5之基端側。鋼輪33係固定於第1手臂4之前端側。

第1手臂4之前端側固定有以通過第2減速機22之中心之方式而配置之中空軸35。波形發生器32係可旋轉地配置於中空軸35之外周側。於本形態中，利用中空軸35之內周側來纏繞特定之配線。

連結機構23包括固定於波形發生器25之上端之滑輪36、固定於波形發生器32之下端之滑輪37、以及架設於滑輪36、37上之皮帶38。滑輪36、37及皮帶38係配置於第1手臂4之內部。

如上所述，第1驅動用馬達20之輸出軸經由皮帶29而連結於波形發生器25之下端所固定之滑輪28，本形態之波形發生器25成為作為第1減速機21之輸入軸之第1輸入軸。又，第1驅動用馬達20之輸出軸經由波形發生器25、皮帶29、38及滑輪28、36、37而連結於波形發生器32，本形態之波形發生器32成為作為第2減速機22之輸入軸之第2輸入軸。又，滑輪36為固定於作為第1輸入軸之波形發生器25之第1滑輪，滑輪37為固定於作為第2輸入軸之波形發生器32之第2滑輪。

於本形態中，雖然第1減速機21與第2減速機22為相同形狀之減速機，但其減速比不同。又，於本形態中，第1減速機21之減速比、第2減速機22之減速比及滑輪36之直徑與滑輪37之直徑之比係以使構成連接第2手臂5與第3手臂6之第3關節部的下述第3減速機41之中心之移動軌跡成為直線狀之方式而設定。即，連結機構23於以使第3減速機41之中心之移動軌跡成為直線狀之方式考慮第1減速機21及第2減速機22之減速比後，以特定之速比連結波形發生器25、32。

具體而言，以於自上下方向觀察時手臂部9之伸縮時之第3減速機41之中心的移動軌跡成為通過第1減速機21之中心之直線L(參照圖2、圖3)之方式，設定滑輪36之直徑與滑輪37之直徑之比。

(第3手臂驅動機構之構成)

圖7係圖4之F部之放大圖。第3手臂部驅動機構12包括成為驅動源之第2驅動用馬達40與用以使第2驅動用馬達40之動力減速並將其傳輸至第3手臂6之第3減速機41。

第2驅動用馬達40係安裝於第2手臂5之前端側。具體而言，第2驅動用馬達40係固定於第2手臂5之較配置有第3減速機41之部位更靠近前端側。第2驅動用馬達40係固定於第2手臂5之前端側，如圖4所示，第2驅動用馬達40之本體向較第2手臂5之下表面更靠近第1手臂4側(即，下側)突出。第2驅動用馬達40之輸出軸上固定有滑輪42。再者，向較第2手臂5之下表面更下側突出之第2驅動用馬達40之本體部分由外殼覆蓋。

又，第2驅動用馬達40係以於手臂部9收縮時(於圖2、圖4等所示之狀態時)，使第2驅動用馬達40之本體配置於第1手臂4之基端側之側方且不與第1手臂4干擾之方式固定於第2手臂5之前端側。又，如圖2所示，於手臂部9收縮時，以使第2驅動用馬達40不伸出至較本體部3之外周面更靠近直徑方向外側之方式，將第2驅動用馬達40固定於第2手臂5之前端側。

第3減速機41構成連接第2手臂5與第3手臂6之第3關節部。該第3減速機41為Harmonic Drive(註冊商標)，如圖7所示，包含波形發生器45、鋼輪46及柔輪47。柔輪47係固定於第3手臂6。鋼輪46係固定於第2手臂5之前端側。波形發生器45之下端固定有滑輪48。在該滑輪48與固定於第2驅動用馬達40之輸出軸上之滑輪42上架設有皮帶49。如此，第2驅動用馬達40之輸出軸經由皮帶49而連結於滑輪48，本形態之波形發生器45成為作為第3減速機41之輸入軸之第3輸入軸。

第2手臂5之前端側固定有以通過第3減速機41之中心之方式而配置之作為第2中空軸之中空軸50。波形發生器45係可旋轉地配置於中空軸50之外周側。於本形態中，利用中空軸50之內周側來纏繞特定之配線。

(手驅動機構之構成)

圖8係表示圖7中所示之手驅動用馬達52及其周邊部分之構成的放大剖面圖。圖9係表示圖7中所示之手驅動用馬達58及其周邊部分之構成的放大剖面圖。

手驅動機構13包括成為驅動源之手驅動用馬達52、用以對手驅動用馬達52之動力進行減速並將其傳輸至手7之手用減速機53、安裝於手用減速機53之滑輪54、安裝於手7之滑輪55、以及架設於滑輪54、55之間之皮帶56。如圖7所示，手驅動用馬達52、手用減速機53、滑輪54、55及皮帶56係配置於第3手臂6之內部。

手驅動機構14係與手驅動機構13同樣地，包括成為驅動源之手驅動用馬達58、用以對手驅動用馬達58之動力進行減速並將其傳輸至手8之手用減速機59、安裝於手用減速機59之滑輪60、安裝於手8之滑輪61、以及架設於滑輪60、61之間之皮帶62。如圖7所示，手驅動用馬達58、手用減速機59、滑輪60、61及皮帶62係配置於第3手臂6之內部。

手驅動用馬達52、58為相同之馬達。該手驅動用馬達52、58係配置為於自上下方向觀察時相對於第3減速機41之中心軸呈點對稱。於本形態中，手驅動用馬達52係固定於較第3減速機41之中心軸更靠近第3手臂6之前端側，手驅動用馬達58係固定於較第3減速機41之中心軸更靠近第3手臂6之基端側。又，手驅動用馬達52、58係配置於大致相同之高度。

手用減速機53為Harmonic Drive(註冊商標)，如圖8所示，包含波形發生器65、鋼輪66及柔輪67。柔輪67上固定有滑輪54。鋼輪66係固定於第3手臂6上。波形發生器65係固定於手驅動用馬達52之輸出軸上。於本形態中，手用減速機53之厚度為與手驅動用馬達52之輸出軸之長度大致相等之程度，且手用減速機53係以覆蓋手驅動用馬達52之輸出軸之外周面之方式而配置。

手用減速機59為與手用減速機53相同之(相同形狀之)Harmonic Drive(註冊商標)，如圖9所示，包含波形發生器69、鋼輪70及柔輪71。柔輪71上固定有滑輪60。鋼輪70係固定於第3手臂6上。波形發生器69係固定於手驅動用馬達58之輸出軸上。於本形態中，手用減速機59之厚度為與手驅動用馬達58之輸出軸之長度大致相等之程度，且手用減速機59係以覆蓋手驅動用馬達58之輸出軸之外周面之方式而配置。又，於本形態中，手用減速機53、59係配置於大致相同之高度。

滑輪54係形成為大致圓筒狀。如圖8所示，滑輪54之上端係固定於柔輪67之下端，且滑輪54覆蓋手驅動用馬達52之本體52a之上端側之外周面的一部分。於滑輪54之側面之下端側形成有皮帶56所卡合之卡合部54a。

滑輪60形成為上下方向之長度短於滑輪54之大致圓筒狀。如圖9所示，滑輪60之上端係固定於柔輪(Flexspline)71之下端，且滑輪60覆蓋手驅動用馬達58之本體58a之上端側之外周面的一部分。於滑輪60之側面形成有卡合皮帶62之卡合部60a。

如圖7所示，滑輪55係固定於手7之基端側所固定之中空軸73之下端側。即，滑輪55係經由中空軸73而固定於手7。滑輪61係固定於手8之基端側所固定之中空軸74之下端。即，滑輪61係經由中空軸74而固定於手8。中空軸74係以覆蓋中空軸73之外周面之方式配置為與中空軸73同心狀，滑輪55、61係配置為於上下方向上重疊。於本形態中，滑輪55係配置於下側，滑輪61係配置於上側。又，由於滑輪55、61係配置為於上下方向上重疊，故而將滑輪54之卡合部54a與滑輪60之卡合部60a配置於在上下方向上錯開之位置。於本形態中，卡合部54a係配置於下側，卡合部60a係配置於上側。

再者，於本形態中，滑輪54、60為安裝於手用減速機53、59之手用滑輪。又，手驅動機構13為旋轉驅動作為第1手之手7的第1手驅動機構，手驅動機構14為旋轉驅動作為第2手之手8的第2手驅動機構。進而，手驅動用馬達52為第1手驅動用馬達，手驅動用馬達58為第2手驅動用馬達，手用減速機53為第1手用減速機，手用減速機59為第2手用減速機，滑輪54為第1手用滑輪，滑輪60為第2手用滑輪。

(產業用機器人之概略動作)

於如上所述般構成之機器人1中，若驅動第1驅動用馬達20，則如圖3所示，以第3減速機41之中心於直線L上移動之方式使手臂部9伸縮。又，若驅動第2驅動用馬達40，則第3手臂6以第3減速機41為中心相對於手臂部9進行相對旋轉。進而，若驅動手驅動用馬達52，則手7以中空軸73為中心相對於第3手臂6進行相對旋轉，若驅動手驅動用馬達58，則手8以中空軸74為中心相對於第3手臂6進行相對旋轉。

將以上動作加以組合，從而機器人1取出晶匣17中所收納之晶圓2並將晶圓2收納至處理裝置18中。再者，機器人1於搬送晶圓2時，藉由配置於本體部3之內部之升降機構視需要使手臂部9、第3手臂6及手7、8升降。

(本形態之主要之效果)

如以上所說明般，於本形態中，第2驅動用馬達40係以位於第2手臂5之較配置有第3減速機41之部位更靠近前端側，且向第1手臂4側突出之方式安裝於第2手臂5。因此，與在第2手臂5之第2減速機22與第3減速機41之間內置第2驅動用馬達40之情形相比，可使第2手臂5變薄。

又，於本形態中，以覆蓋手驅動用馬達52之本體52a之上端側之外周面的一部分之方式將滑輪54固定於手用減速機53，且以覆蓋手驅動用馬達58之本體58a之上端側之外周面的一部分之方式將滑輪60固定於手用減速機59。又，於本形態中，與手驅動用馬達52之輸出軸之長度為大致相等程度之厚度之手用減速機53係以覆蓋手驅動用馬達52之輸出軸之外周面之方式而配置，與手驅動用馬達58之輸出軸之長度為大致相等程度之厚度之手用減速機59係以覆蓋手驅動用馬達58之輸出軸之外周面之方式而配置。因此，即便於在手驅動用馬達52、58之輸出軸上固定手用減速機53、59，且，在手用減速機53、59上固定滑輪54、60之情形時，亦可降低手驅動機構13、14之高度，並可使第3手臂6變薄。

尤其，於本形態中，由於滑輪54之形狀與滑輪60之形狀不同，故而雖然將手驅動用馬達52、58配置於大致相同之高度，且將手用減速機53、59配置於大致相同之高度，但滑輪54之卡合部54a與滑輪60之卡合部60a係配置於在上下方向上錯開之位置。故而，即便於機器人1包含2個手7、8之情形時，亦可使第3手臂6變薄。

如此，於本形態中，可使第2手臂5及第3手臂6變薄。故而，於本形態中，可降低至手7、8之上表面為止之高度，從而可降低機器人1之通過路線。

於本形態中，作為第1減速機21之輸入軸之波形發生器25與作為第2減速機22之輸入軸之波形發生器32係藉由連結機構23而連結。因此，可減小施加至連結機構23之負載。故而，可使配置於第1手臂4之內部之連結機構23小型化，從而可使第1手臂4小型化。

又，於本形態中，由於可使第1手臂4小型化，故而即便以使第2驅動用馬達40之本體向較第2手臂5之下表面更靠近第1手臂4側突出之方式將第2驅動用馬達40固定於第2手臂5之前端側，亦不會使第2手臂5大型化，可防止手臂部9收縮時之第2驅動用馬達40之本體與第1手臂4之干擾。即，於本形態中，即便以向第1手臂4側突出之方式將第2驅動用馬達40安裝於第2手臂5，亦可防止手臂部9收縮時之第2驅動用馬達40之本體與第1手臂4之干擾，並且可使第2手臂5小型化。

如此，於本形態中，可使第1手臂4及第2手臂5小型化。又，於本形態中，如上所述般可使第2手臂5及第3手臂6變薄。故而，於本形態中，可使機器人1小型化。

於本形態中，第1減速機21構成連接本體部3與第1手臂4之第1關節部，第2減速機22構成連接第1手臂4與第2手臂5之第2關節部，第3減速機41構成連接第2手臂5與第3手臂6之第3關節部。因此，可提高第1關節部、第2關節部及第3關節部之剛性。

於本形態中，利用以通過第1減速機21之中心之方式而配置之中空軸30、以通過第2減速機22之中心之方式而配置之中空軸35、以及以通過第3減速機41之中心之方式而配置之中空軸50之內周側來纏繞特定之配線。因此，即便為第1關節部、第2關節部及第3關節部係由減速機構成之情形，亦無需於第1關節部、第2關節部及第3關節部中在減速機之外周側纏繞配線。故而，於本形態中，可減小第1關節部、第2關節部及第3關節部之直徑，從而可使機器人1小型化。

(其他實施形態)

上述形態為本發明之較佳形態之一例，但並不限定於此，可於不變更本發明之主旨之範圍內實施各種變形。

於上述形態中，第1減速機21之柔輪27係固定於本體部3，鋼輪26係固定於第1手臂4之基端側，並且第2減速機22之柔輪34係固定於第2手臂5之基端側，鋼輪33係固定於第1手臂4之前端側。此外例如，亦可將鋼輪26固定於本體部3，將柔輪27固定於第1手臂4之基端側，並且將鋼輪33固定於第2手臂5之基端側，將柔輪34固定於第1手臂4之前端側。即，亦可將第1減速機21及第2減速機22上下反轉而配置。於此情形時，以使第3減速機41之中心之移動軌跡成為直線狀之方式設定滑輪36之直徑與滑輪37之直徑之比。又，亦可將第3減速機41上下反轉而配置。

於上述形態中，第1減速機21、第2減速機22及第3減速機41為Harmonic Drive(註冊商標)，但亦可使第1減速機21、第2減速機22及第3減速機41之至少一者為Harmonic Drive(註冊商標)以外之中空構造之齒輪裝置。例如，第1減速機21、第2減速機22及第3減速機41之至少一者亦可為賽驅樂減速機(Cyclo-Speed Reducers)(註冊商標)，且亦可為RV(Rotor Vector，轉子向量)減速機或行星齒輪減速機等。又，第1減速機21、第2減速機22及第3減速機41之至少一者亦可為包含第1准雙曲面齒輪與嚙合於第1准雙曲面齒輪之第2准雙曲面齒輪的減速機。又，第1減速機21、第2減速機22及第3減速機41之至少一者亦可不成為中空構造。

於上述形態中，連結機構23係由滑輪36、37及皮帶38構成。此外例如，連結機構23亦可由齒輪系構成。又，連結機構23亦可由鏈輪與鏈條構成。

於上述形態中，由第3手臂6及手7、8構成基端側可旋轉地安裝於第2手臂5之前端側之前端側動作部。此外例如，亦可由手7、8構成前端側動作部。又，亦可由特定之末端操縱裝置構成前端側動作部。

於上述形態中，藉由第3減速機41對第2驅動用馬達40之動力進行減速並將其傳輸至第3手臂6。此外例如，亦可代替第3減速機41而藉由滑輪與皮帶、或藉由鏈輪與鏈條對第2驅動用馬達40之動力進行減速並將其傳輸至第3手臂6。

於上述形態中，在第3手臂6之前端側安裝有2個手7、8，但亦可在第3手臂6之前端側安裝1個手。又，於上述形態中，機器人1為用以搬送半導體晶圓2之機器人，但機器人1亦可為搬送液晶用之玻璃基板等其他搬送對象物之搬送用機器人，且亦可為組裝用機器人等搬送用機器人以外之產業用機器人。

於上述形態中，手7、8係以自上下方向觀察時之形狀大致為Y形狀之方式而形成，但手7、8亦可形成為其他形狀。又，於上述形態中，手7、8係形成為相同形狀，又，手7、8亦可不為相同形狀。

1．．．機器人(產業用機器人)

2．．．半導體晶圓

3．．．本體部

4．．．第1手臂

5．．．第2手臂

6．．．第3手臂(前端側動作部之一部分)

7．．．手(第1手，前端側動作部之一部分)

8．．．手(第2手，前端側動作部之一部分)

9．．．手臂部

11．．．手臂部驅動機構

12．．．第3手臂部驅動機構

13．．．手驅動機構(第1手驅動機構)

14．．．手驅動機構(第2手驅動機構)

16．．．半導體製造系統

17．．．晶匣

18．．．處理裝置

20．．．第1驅動用馬達

21．．．第1減速機(第1關節部)

22．．．第2減速機(第2關節部)

23．．．連結機構

24、28、42、48、55、61．．．滑輪

25．．．波形發生器(第1輸入軸)

26、33、46、66、70．．．鋼輪

27、34、47、67、71．．．柔輪

29、38、49、56、62．．．皮帶

30、35、73、74．．．中空軸

32．．．波形發生器(第2輸入軸)

36．．．滑輪(第1滑輪)

37．．．滑輪(第2滑輪)

40．．．第2驅動用馬達

41．．．第3減速機(第3關節部)

45．．．波形發生器(第3輸入軸)

50．．．中空軸(第2中空軸)

52．．．手驅動用馬達(第1手驅動用馬達)

52a．．．手驅動用馬達52之本體

53．．．手用減速機(第1手用減速機)

54．．．滑輪(手用滑輪，第1手用滑輪)

54a、60a．．．卡合部

58．．．手驅動用馬達(第2手驅動用馬達)

58a．．．手驅動用馬達58之本體

59．．．手用減速機(第2手用減速機)

60．．．滑輪(手用滑輪，第2手用滑輪)

65、69．．．波形發生器

L．．．直線

圖1係本發明之實施形態之產業用機器人之概略側視圖；

圖2係自圖1之E-E方向表示產業用機器人之概略平面圖；

圖3係使用圖1中所示之產業用機器人之半導體製造系統之概略平面圖；

圖4係表示圖1中所示之產業用機器人之內部構成之剖面圖；

圖5係表示圖4中所示之第1減速機及其周邊部分之構成的放大剖面圖；

圖6係表示圖4中所示之第2減速機及其周邊部分之構成的放大剖面圖；

圖7係圖4之F部之放大圖；

圖8係表示圖7中所示之第1手驅動用馬達及其周邊部分之構成的放大剖面圖；及

圖9係表示圖7中所示之第2手驅動用馬達及其周邊部分之構成的放大剖面圖。

1．．．機器人(產業用機器人)

3．．．本體部

4．．．第1手臂

5．．．第2手臂

6．．．第3手臂(前端側動作部之一部分)

7．．．手(第1手，前端側動作部之一部分)

8．．．手(第2手，前端側動作部之一部分)

9．．．手臂部

11．．．手臂部驅動機構

12．．．第3手臂部驅動機構

13．．．手驅動機構(第1手驅動機構)

14．．．手驅動機構(第2手驅動機構)

20．．．第1驅動用馬達

21．．．第1減速機(第1關節部)

22．．．第2減速機(第2關節部)

23．．．連結機構

24、28、42、48、55、61．．．滑輪

25．．．波形發生器(第1輸入軸)

30、35．．．中空軸

32．．．波形發生器(第2輸入軸)

36．．．滑輪(第1滑輪)

37．．．滑輪(第2滑輪)

38、49、56、62．．．皮帶

40．．．第2驅動用馬達

41．．．第3減速機(第3關節部)

50．．．中空軸(第2中空軸)

52．．．手驅動用馬達(第1手驅動用馬達)

53．．．手用減速機(第1手用減速機)

54．．．滑輪(手用滑輪，第1手用滑輪)

58．．．手驅動用馬達(第2手驅動用馬達)

59．．．手用減速機(第2手用減速機)

60．．．滑輪(手用滑輪，第2手用滑輪)

Claims (9)

1. 一種產業用機器人，其包括：本體部；第1手臂，其基端側可旋動地安裝於上述本體部；第2手臂，其基端側可旋動地安裝於上述第1手臂之前端側；前端側動作部，其基端側可旋轉地安裝於上述第2手臂之前端側；第1關節部，其連接上述本體部與上述第1手臂；第2關節部，其連接上述第1手臂與上述第2手臂；第3關節部，其連接上述第2手臂與上述前端側動作部；上述產業用機器人之特徵在於：上述第1關節部係藉由第1減速機所構成；上述第2關節部係藉由第2減速機所構成；且上述產業用機器人進一步包含：連結機構，其連結作為上述第1減速機之輸入軸之第1輸入軸與作為上述第2減速機之輸入軸之第2輸入軸，並且配置於上述第1手臂之內部；第1驅動用馬達，其連結於上述第1輸入軸；以及第2驅動用馬達，其旋轉驅動上述前端側動作部；且以使上述第3關節部之移動軌跡成為直線狀之方式設定上述第1減速機之減速比及上述第2減速機之減速比，並且上述連結機構以特定之速比連結上述第1輸入軸與上述第2輸入軸，上述第2驅動用馬達係以位於上述第2手臂之較上述第3關節部更靠近前端側，且向上述第1手臂側突出之方式安裝於上述第2手臂，上述第1關節部與上述第2關節部間之距離被設定成等 於上述第2關節部與上述第3關節部間之距離。
2. 如請求項1之產業用機器人，其中包括中空狀之中空軸，其以通過上述第1減速機及上述第2減速機之至少一者之中心之方式配置，上述第1輸入軸及上述第2輸入軸之至少一者係可旋轉地配置於上述中空軸之外周側。
3. 如請求項1之產業用機器人，其中上述第3關節部係由第3減速機構成。
4. 如請求項3之產業用機器人，其中包括中空狀之第2中空軸，其以通過上述第3減速機之中心之方式配置，作為上述第3減速機之輸入軸之第3輸入軸係可旋轉地配置於上述第2中空軸之外周側。
5. 如請求項1之產業用機器人，其中上述連結機構包括固定於上述第1輸入軸之第1滑輪、固定於上述第2輸入軸之第2滑輪、以及架設於上述第1滑輪與上述第2滑輪之間之皮帶。
6. 如請求項1至5中任一項之產業用機器人，其中上述前端側動作部包括：第3手臂，其基端側可旋轉地安裝於上述第2手臂之前端側；手，其基端側可旋轉地安裝於上述第3手臂之前端側；以及手驅動機構，其旋轉驅動上述手；上述手驅動機構包括手驅動用馬達、安裝於上述手驅動用馬達之輸出軸之手用減速機、以及安裝於上述手用減速機之手用滑輪；上述手用滑輪形成為大致筒狀，且以覆蓋上述手驅動 用馬達之本體外周面之一部分之方式安裝於上述手用減速機。
7. 如請求項6之產業用機器人，其中上述手用減速機係以覆蓋上述手驅動用馬達之輸出軸外周面之方式安裝於上述手驅動用馬達之輸出軸上。
8. 如請求項6之產業用機器人，其中上述前端側動作部包括以於上下方向上重疊之方式配置之第1手與第2手作為上述手，並且包括旋轉驅動上述第1手之第1手驅動機構與旋轉驅動上述第2手之第2手驅動機構作為上述手驅動機構，上述第1手驅動機構包括作為上述手驅動用馬達之第1手驅動用馬達、作為上述手用減速機之第1手用減速機、以及作為上述手用滑輪之第1手用滑輪，上述第2手驅動機構包括作為上述手驅動用馬達之第2手驅動用馬達、作為上述手用減速機之第2手用減速機、以及作為上述手用滑輪之第2手用滑輪，上述第1手驅動用馬達與上述第2手驅動用馬達係配置於大致相同之高度，上述第1手用減速機與上述第2手用減速機係配置於大致相同之高度，上述第1手用滑輪與上述第2手用滑輪係配置於在上下方向上錯開之位置。
9. 如請求項7之產業用機器人，其中上述前端側動作部包括以於上下方向上重疊之方式配置之第1手與第2手作為上述手，並且包括旋轉驅動上述第1手之第1手驅動機構與旋轉驅動上述第2手之第2手驅動機構作為上述手驅動機 構，上述第1手驅動機構包括作為上述手驅動用馬達之第1手驅動用馬達、作為上述手用減速機之第1手用減速機、以及作為上述手用滑輪之第1手用滑輪，上述第2手驅動機構包括作為上述手驅動用馬達之第2手驅動用馬達、作為上述手用減速機之第2手用減速機、以及作為上述手用滑輪之第2手用滑輪，上述第1手驅動用馬達與上述第2手驅動用馬達係配置於大致相同之高度，上述第1手用減速機與上述第2手用減速機係配置於大致相同之高度，上述第1手用滑輪與上述第2手用滑輪係配置於在上下方向上錯開之位置。