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JP3539537B2 - Articulated robot - Google Patents

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JP3539537B2
JP3539537B2 JP30472097A JP30472097A JP3539537B2 JP 3539537 B2 JP3539537 B2 JP 3539537B2 JP 30472097 A JP30472097 A JP 30472097A JP 30472097 A JP30472097 A JP 30472097A JP 3539537 B2 JP3539537 B2 JP 3539537B2
Authority
JP
Japan
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arm
articulated robot
hand
work
rotation
Prior art date
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JP30472097A
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Japanese (ja)
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JPH11138474A (en
Inventor
康行 北原
晴弘 常田
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Nidec Instruments Corp
Original Assignee
Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Priority to US09/173,882 priority patent/US6491491B1/en
Priority to EP98119888A priority patent/EP0913236B1/en
Priority to DE69841678T priority patent/DE69841678D1/en
Priority to EP01122439A priority patent/EP1219394B1/en
Priority to DE69806326T priority patent/DE69806326T2/en
Publication of JPH11138474A publication Critical patent/JPH11138474A/en
Priority to US10/013,286 priority patent/US20020048505A1/en
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多関節ロボットに関する。更に詳述すると、本発明はカセットやプロセス装置の間で半導体ウェハなどのワークを搬送する多関節ロボットの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体ウェハなどのワークをカセットからプロセス装置へ、あるいはその逆にカセットへと搬送するため、多関節ロボットが使用される。この多関節ロボットには、図8に示す2つのアーム部102,103とハンド部105とから形成される多関節ロボット101など、ワーク110を平行に移動させることができるように設けられるものがある。この場合の多関節ロボット101あるいは図9に示すような3つのアーム部102,103,104を有する多関節ロボット101は、ワーク110を保持するハンド部105を、その軸方向に直線状に移動させることにより、ワーク110を回転させずに搬送するようにしている。
【0003】
このようにハンド部105を直線移動させる機構としては、アーム部102,103などが連動するように設けられるベルトやプーリなどの伝達機構がある。このような機構により、多関節ロボット101は、アーム部102,103(,104)などの動きに一定の制限を与えると共に、例えば多連カセットにおける各カセットなど異なる位置に載置されている各ワーク110,…,110をハンド部105で保持し、その位置からそのまま平行に搬送し得るように設けられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ハンド部105の軸線が第1のアーム部102の回転中心106の近傍を通るような状態で当該ハンド部105が平行移動する場合、つまり搬送されるワーク110の中心軌跡が回転中心106の近傍を通るような場合に、第1アーム部102の回転中心106がいわゆる特異点となり、機構上各アーム部102,103の動きに負荷が生じるおそれがある。即ち、図10(A)〜(C)に示すように、ハンド部105の支持点107が第1アーム部102の回転中心(特異点)106の近傍を通過するときに、各アーム部102,103が回転中心(特異点)106の周りを180度程度大きく回り込む動きをしなければならなくなり、しかもワーク110を一定の速度で移動させようとすれば、各アーム部102,103は素早く回り込む必要があるためその動きに無理が生じてしまうおそれがある。これは、図11に示すような3つのアーム部102〜104とハンド部105から構成される多関節ロボット101においても同様である。
【0005】
一方、図12に示すように、基台108ごとの平行移動を可能とする直動機構109を備えた多関節ロボット101も提案されており、これによればハンド部105が第1アーム部102の回転中心106から離された状態でワーク110を平行移動させることもできるようになる。したがってハンド部105が回転中心106の近傍を通過しないようにすることができ、これによって上述のような特異点が発生してしまう問題を解消することが可能である。しかし、多関節ロボット101を基台108ごと平行移動可能に設けるためには設置のためのスペースが必要となることに加え、直動機構109は平行移動の際に発塵し易く、クリーンルームなどで使用されるのに適していないことがあるという問題を有している。
【0006】
そこで本発明は、アーム部に無理な動きをさせることなくワークを直線状に移動させることができ、しかもワークを移動させる動作中において発塵が起こり難い多関節ロボットを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項1記載の発明は、アーム部あるいはハンド部からなる4つのリンクがそれぞれ駆動源を有し他のリンクとは互いに独立した回転運動を行う多関節ロボットにおいて、回転中心に対して偏心した位置に第1回転軸を形成して第1アーム部を構成し、第1回転軸の位置を搬送しようとするワークの位置に応じてワークの搬送中心軌跡に対して十分な距離を保つ位置に移動させることにより、この第1回転軸位置が、前記第1アーム部より先のリンクがこの第1回転軸周りを素早く回り込むのを要する特異点となることを防止する回転テーブルと、第1回転軸に回転可能に保持される第2アーム部と、該第2アーム部の先端に回転可能に保持される第3アーム部と、該第3アーム部の先端に回転可能に保持されるハンド部とを特異点の発生を防止しうる位置で第1アーム部を停止させた状態で第2アーム部と第3アーム部と前記ハンド部とをそれぞれ独立して回転制御することによって前記ハンド部を一定方向を向かせながら直線移動させるようにしている。
【0008】
したがって第2アーム部、第3アーム部、ハンド部の回転運動を組み合わせることによりワークを保持し、搬送することができる。しかもこの場合、ワークを保持・搬送する前に、まず第1アーム部を適宜回転させることによって第1回転軸の位置を適宜移動させることができる。よってワークが様々な位置に載置されていても、ワーク中心が通過する軌跡との距離が十分に保たれるようにこの第2アーム部の回転軸を配置し、ワーク搬送中に特異点を発生させないようにすることができる。
また、請求項1記載の多関節ロボットにおいては、第2アーム部、第3アーム部でハンド部の直線移動を行うと共に、ハンド部は一定方向を向くようにし、第1アーム部の回転制御をすることにより特異点の発生を防止するようにしているので、ワークはハンド部により保持されたまま平行かつ直線状に移動される。
【0009】
請求項2記載の多関節ロボットでは、第1アーム部又は第2アーム部を上下動可能に構成している。したがって多関節ロボットの動きの自由度が増え、ワークを更に自在に搬送することができるようになる。
【0011】
請求項4記載の多関節ロボットにおいては、第1アーム部の軸間距離をL1、第2アーム部の軸間距離をL2、第3アーム部の軸間距離をL3としたとき、(L2−L3)≦L1と設定している。したがって第1アーム部の位置を適宜設定することにより、第1アーム部の回転中心からの距離が0から最大(L1+L2−L3)までの間で直線移動するようにワークを搬送することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【0013】
図1から図6に、本発明の多関節ロボットの一実施形態を示す。この多関節ロボット10では、回転テーブルの回転中心1aに対して偏心した位置に第1回転軸2aを形成して回転テーブルを第1アーム部1とし、第1回転軸2aに回転可能に保持されるアームを第2アーム部2とし、該第2アーム部2の先端に第3アーム部3を、該第3アーム部3の先端にハンド部4を回転可能に保持している。そしてこれら第1アーム部1、第2アーム部2、第3アーム部3、ハンド部4の回転制御をすることにより特異点の発生を防止できるようにしている。以下において、特異点の発生を防止するための構成について説明する。
【0014】
第1アーム部1は、本実施形態では回転中心1aに回転可能に設けられる回転テーブルから成るが特にこれに限られることはなく、例えば固定基台に設けられるアームから構成されることも可能である。この第1アーム部1は回転自在であるため、第1回転軸2aから先端側の第2アーム部2、第3アーム部3及びハンド部4を周状に移動させ、かつ任意の位置で停止させることができる。
【0015】
本実施形態の多関節ロボット10を構成する第1アーム部1、第2アーム部2、第3アーム部3、ハンド部4の4つのリンクは、それぞれ独立した駆動源を有し、他のリンクとは互いに独立した回転運動を行うことができるように設けられている。したがって一つのリンクのみが単独で運動することができるし、あるいは複数のリンクの動きを組み合わせた動きを行うこともできる。駆動源は特に限定されないが、例えばステッピングモータ又はサーボモータであり、コンピュータなどの制御手段により各アーム部1,2,3やハンド部4はそれぞれ回転制御されている。
【0016】
また第2アーム部2が第1回転軸2aに関節構造によって回転可能に保持されているのと同様に、第3アーム部3、ハンド部4はそれぞれ第2回転軸3a、第3回転軸4aに回転可能に保持されている。それぞれのリンクの長さについては、図2に示すように、第1アーム部1の軸間距離をL1、第2アーム部2の軸間距離をL2、第3アーム部3の軸間距離をL3としている。またハンド部4の先端にはワーク20を搬送するための搬送手段、例えば半導体ウェハを搬送するような場合にあっては下面から吸着して保持するための手段が設けられている。なお、第3回転軸4aからこの吸着手段の中心までの長さがL4とされている。
【0017】
更に本実施形態の多関節ロボット10では、図3に示すように、アーム部2,3及びハンド部4を一体的に上下動可能に構成している。したがってこの多関節ロボット10における自由度は計5とされ、鉛直方向を含む自在な動きが可能となるように設けられている。この第2アーム部2の代わりに、第1アーム部1を上下動可能に構成しても同様の効果を得ることができる。なお図2や図3において、符号11はワーク20のローテーションを行うアライナ、符号12はワーク20の端部に設けられるノッチ(図示省略)を検出するための検出手段をそれぞれ示している。
【0018】
次に、例えば図4に示すような多連のカセット21,…,21に載置されたワーク20,…,20をこの多関節ロボット10を用いて取り出す場合について説明する。ここで、図示するように回転中心1aを通るワーク搬送方向に平行な中心線Cを仮想し、更にワーク中心20aからこの中心線Cまでの距離を以下オフセット長さDと呼ぶ。
【0019】
ワーク20を取り出す場合、まず第1アーム部1の回転制御を行い、第2アーム部2、第3アーム部3及びハンド部4をワーク20の位置に対して好適となるような位置に移動させる。この場合の好適位置とは、特異点の発生を防止し得る位置のことであり、具体的には図5(A)〜(C)に示すような各位置のことを指す。即ち、図5の各形態において、第2アーム部2の回転軸である第1回転軸2aは、搬送しようとするワーク20の中心軌跡に対して十分な距離を保つような位置に移動されており、例えば図5(A)のように第1アーム部1から離れて位置するワーク20に対しては当該ワーク20寄りに移動される一方、図5(C)のような第1アーム部1寄りのワーク20に対しては、図中下側となる位置まで移動され、ワーク20の中心軌跡との距離を十分に保つようにしている。これと同様にして、図4に示す場合においても、第1回転軸2aは第1アーム部1の回転により各ワーク20,…,20に対する好適位置まで移動される。なお、図中下側のカセット21からワーク20を取り出す際には、アーム部2,3及びハンド部4を図4の中心線Cに関し線対称となるように位置させれば良いことはいうまでもない。また、図中符号22はプロセス装置を示している。
【0020】
このようにして第1回転軸2aを好適位置まで移動させた後は、第1アーム部1を当該位置で停止させ、第2アーム部2、第3アーム部3及びハンド部4によってワーク20をカセット21から取り出す。このとき、第2アーム部2、第3アーム部3でハンド部4の直線移動を行うと共に、ハンド部4は一定方向を向くようにしながらワーク20を取り出すようにしている。即ち、この多関節ロボット10を用いてワーク20を搬送する場合、各リンクの回転運動を組み合わせて当該ワーク20を直線状に移動させると共に、ワーク搬送方向に対するハンド部4の長手軸線の傾きを0に保ち、ワーク20を平行かつ直線状に移動させるようにしている。
【0021】
また、図4及び図5に示す実施形態では、ワーク20をカセット21から搬送する動作中に第2アーム部2と第3アーム部3とが交差することはないが、これらを交差させるようにしながらワーク20を搬送する別の実施形態も可能である。これは、図6(A),(B)に示すように、ワーク20を搬送する途中で第3アーム部3を第2アーム部2に重ね合わせ、更に回転させるようにして引き続きワーク20を搬送するものである。このように場合において、各アーム部の軸間距離L1,L2,L3の長さについて特に限定されることはないが、図6(B)に示すようにオフセット長さDが0の状態でワーク20を搬送するときには、(L2−L3)≦L1となるように設定することが必要である。この場合、第1回転軸2aの位置を適宜設定することにより、オフセット長さDが0から最大(L1+L2−L3)までの間で直線移動するようにワーク20を搬送することが可能である。
【0022】
以上のように構成された多関節ロボット10によると、まず第1回転軸2aをワーク20の中心軌跡との距離が十分に保たれる好適位置まで移動させるようにしているので、ワーク中心20aを第1回転軸2aから離れた位置で直線移動させることができる。したがってワーク20を直線移動させる際に特異点が発生し難く、ワーク20を一定速度で搬送する際にも各リンクに無理な動きを生じさせないようにすることができる。また上述した別の実施形態によればオフセット距離Dが0から最大(L1+L2−L3)離れた中心軌跡上においてワーク20を搬送することができるし、また第1の実施形態によればこれより更に離れた中心軌跡上を搬送することが可能である。
【0023】
しかも、本実施形態での第1アーム部1は回転テーブルにより形成されているため、第2アーム部2などを回転移動させる際に塵埃が発生し難く、かつ設置スペースも少なくて済む。
【0024】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば本実施形態では、ハンド部4を直線運動させる際に当該ハンド部4の長手軸線とワーク搬送方向とを一致させるようにしていたが、図7に示すように、ワーク搬送方向に対しハンド部4の軸線4cを傾けるようにしたまま移動させることにより、上述の実施形態よりも更に離れた位置にあるワーク20を取り出し、搬送することが可能である。ただしこの場合において、ハンド部4とカセット21とが干渉し合わないようにしなければならないことはもとより、ワーク20を回転させずに搬送するには軸線4cの傾きを一定としたまま移動させることを要するのはいうまでもない。
【0025】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、請求項1記載の発明の多関節ロボットでは、第1アーム部を構成する回転テーブルの回転中心に対して偏心した位置に第1回転軸を形成して、この第1回転軸の位置を搬送しようとするワークの位置に応じてワークの搬送中心軌跡に対して十分な距離を保ち特異点が発生しない位置に移動させるようにしているので、アーム部などに無理な動きをさせることなく、複数位置に載置された各ワークを直線移動させることができ、更にはワーク移動速度を一定に保つことも可能である。
【0026】
しかも本発明の多関節ロボットは、第1アーム部が回転テーブルにより形成されているため動作中において発塵が起こり難く、省スペース化も図られるので、クリーンルームなどにおける使用にも適している。
更に請求項1記載の発明の多関節ロボットでは、第2アーム部、第3アーム部でハンド部の直線移動を行うと共に、ハンド部が一定方向を向くようにしているので、ワークを回転させずに平行かつ直線状に搬送することができる。しかも第1アーム部の回転制御をすることにより特異点の発生を防止するようにしているので、複数位置に載置された各ワークを、アーム部などに無理な動きをさせることなく移動させ得る。
【0027】
また請求項2記載の発明の多関節ロボットでは、第1アーム部又は第2アーム部を上下動可能に構成しているので、多関節ロボットの動きの自由度が増え、ワークを更に自在に搬送することができる。
【0029】
また、請求項4記載の発明の多関節ロボットでは、各アーム部の軸間距離について、(L2−L3)≦L1となるように設定しているので、第1アーム部の位置を適宜設定することにより第1アーム部の回転中心からの距離0から最大(L1+L2−L3)までの間で直線移動するようにワークを搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多関節ロボットの一実施形態を示す平面図である。
【図2】多関節ロボットの各アーム部及びハンド部の一形態を示す平面図である。
【図3】アーム部などが上下動可能に設けられた多関節ロボットを示す側面図である。
【図4】多関節ロボットによりカセットに載置されたワークを取り出す様子を示す平面図である。
【図5】多関節ロボットによりワークを搬送する各形態を示す平面図であり、(A)〜(C)によりオフセット長さDの違いを表す。
【図6】多関節ロボットによりワークを搬送する際の別形態を示す平面図であり、(A)はオフセット長さDがある場合、(B)はオフセット長さDが0のときを表す。
【図7】多関節ロボットによりカセットに載置されたワークを取り出す際の別の形態を示す平面図である。
【図8】従来の多関節ロボットを示す平面図である。
【図9】従来の3アーム型多関節ロボットを示す平面図である。
【図10】図8に示した多関節ロボットによりワークを特異点近傍で搬送する様子を示す平面図であり、(A)から(C)まで順に搬送経過を示す。
【図11】図9に示した多関節ロボットによりワークを特異点近傍で搬送する様子を示す平面図であり、(A)から(C)まで順に搬送経過を示す。
【図12】直動機構を備えた従来の多関節ロボットを示す平面図である。
【符号の説明】
1 回転テーブル
1a 回転中心
2 第2アーム部
2a 第1回転軸
3 第3アーム部
4 ハンド部
10 多関節ロボット
L1 第1アーム部の軸間距離
L2 第2アーム部の軸間距離
L3 第3アーム部の軸間距離
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an articulated robot. More specifically, the present invention relates to an improvement of an articulated robot that transports a work such as a semiconductor wafer between a cassette and a process device.
[0002]
[Prior art]
An articulated robot is used to transfer a work such as a semiconductor wafer from a cassette to a process device or vice versa. As the articulated robot, there is an articulated robot, such as an articulated robot 101 formed of two arms 102 and 103 and a hand 105 shown in FIG. . In this case, the articulated robot 101 or the articulated robot 101 having three arms 102, 103, and 104 as shown in FIG. 9 moves the hand 105 holding the work 110 linearly in the axial direction. Thus, the workpiece 110 is transported without being rotated.
[0003]
As a mechanism for linearly moving the hand unit 105 in this manner, there is a transmission mechanism such as a belt or a pulley provided so that the arm units 102 and 103 are linked. With such a mechanism, the articulated robot 101 limits the movement of the arm units 102, 103 (104), etc., to a certain extent, and, for example, allows each workpiece placed at a different position such as each cassette in a multiple cassette. , 110 are held by the hand unit 105 and provided so as to be able to be conveyed in parallel from that position.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the hand unit 105 moves in parallel with the axis of the hand unit 105 passing near the rotation center 106 of the first arm unit 102, that is, the center locus of the conveyed work 110 is When passing through the vicinity, the center of rotation 106 of the first arm unit 102 becomes a so-called singular point, and there is a possibility that a load is generated in the movement of each of the arm units 102 and 103 mechanically. That is, as shown in FIGS. 10A to 10C, when the support point 107 of the hand unit 105 passes near the rotation center (singular point) 106 of the first arm unit 102, each of the arm units 102, The arm 103 has to move around the rotation center (singular point) 106 by about 180 degrees, and if the work 110 is to be moved at a constant speed, the arms 102 and 103 need to move quickly. Therefore, there is a possibility that the movement may be unreasonable. The same applies to the articulated robot 101 including three arms 102 to 104 and a hand 105 as shown in FIG.
[0005]
On the other hand, as shown in FIG. 12, an articulated robot 101 having a linear motion mechanism 109 that enables parallel movement of each base 108 has also been proposed. The workpiece 110 can be translated in a state where the workpiece 110 is separated from the rotation center 106. Therefore, it is possible to prevent the hand unit 105 from passing near the center of rotation 106, and it is possible to solve the above-described problem that a singular point is generated. However, in order to provide the articulated robot 101 with the base 108 so as to be able to move in parallel, a space for installation is required, and the linear motion mechanism 109 is liable to generate dust during the parallel movement, so that it can be used in a clean room or the like. It has the problem that it may not be suitable for use.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide an articulated robot that can move a work in a straight line without excessively moving an arm portion, and that hardly generates dust during the operation of moving the work. .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is directed to an articulated robot in which four links each including an arm portion or a hand portion have a driving source and perform a rotational motion independent of other links. A first rotation axis is formed at a position eccentric with respect to the center to constitute a first arm portion, and the position of the first rotation axis is sufficient for a work transfer center trajectory according to a position of a work to be transferred. distance by moving the holding one position such, the first rotational shaft position, the tip of the link from the first arm portion is prevented from becoming singular point requiring going around quickly around the first rotary shaft A rotary table, a second arm portion rotatably held on the first rotation shaft, a third arm portion rotatably held on the tip of the second arm portion, and a rotation on the tip end of the third arm portion. Held possible Wherein by rotating the control first arm portion and a command portion at a position capable of preventing the occurrence of singularities in a state of stopping the second arm and the third arm portion and the hand portion independently Hand The part is moved linearly while pointing in a certain direction .
[0008]
Therefore, the work can be held and transported by combining the rotational movements of the second arm, the third arm, and the hand. Moreover, in this case, before holding and transporting the work, the position of the first rotating shaft can be appropriately moved by first rotating the first arm portion appropriately. Therefore, even if the work is placed at various positions, the rotation axis of the second arm is arranged so that the distance from the locus through which the center of the work passes is sufficiently maintained, and the singular point is set during the transfer of the work. It can be prevented from occurring.
Further, in the articulated robot according to the first aspect, the hand portion is linearly moved by the second arm portion and the third arm portion, and the hand portion is oriented in a fixed direction, and the rotation control of the first arm portion is performed. By doing so, the occurrence of a singular point is prevented, so that the work is moved in parallel and linearly while being held by the hand unit.
[0009]
In the articulated robot according to the second aspect, the first arm or the second arm is configured to be vertically movable. Therefore, the degree of freedom of movement of the articulated robot is increased, and the work can be transported more freely.
[0011]
In the articulated robot according to the fourth aspect, when the distance between the axes of the first arm part is L1, the distance between the axes of the second arm part is L2, and the distance between the axes of the third arm part is L3, (L2- L3) ≦ L1 is set. Therefore, by appropriately setting the position of the first arm, the workpiece can be transferred so that the distance from the rotation center of the first arm moves linearly from 0 to the maximum (L1 + L2-L3).
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on an example of an embodiment shown in the drawings.
[0013]
1 to 6 show an embodiment of the articulated robot according to the present invention. In the articulated robot 10, the first rotary shaft 2a is formed at a position eccentric with respect to the rotation center 1a of the rotary table, and the rotary table is used as the first arm 1, and is rotatably held by the first rotary shaft 2a. The second arm 2 is a second arm 2, and the third arm 3 is held at the tip of the second arm 2, and the hand 4 is held at the tip of the third arm 3 so as to be rotatable. By controlling the rotation of the first arm 1, the second arm 2, the third arm 3, and the hand 4, the occurrence of a singular point can be prevented. Hereinafter, a configuration for preventing occurrence of a singular point will be described.
[0014]
In the present embodiment, the first arm unit 1 is formed of a rotary table rotatably provided at the rotation center 1a, but is not particularly limited to this. For example, the first arm unit 1 may be formed of an arm provided on a fixed base. is there. Since the first arm unit 1 is rotatable, the second arm unit 2, the third arm unit 3, and the hand unit 4 on the distal end side are moved circumferentially from the first rotation shaft 2a and stopped at an arbitrary position. Can be done.
[0015]
The four links of the first arm unit 1, the second arm unit 2, the third arm unit 3, and the hand unit 4 constituting the articulated robot 10 of the present embodiment have independent drive sources, respectively, and have other links. Are provided so as to be able to perform rotational movements independent of each other. Therefore, only one link can move independently, or a movement combining a plurality of links can be performed. The drive source is not particularly limited, but is, for example, a stepping motor or a servomotor, and the rotation of each of the arms 1, 2, 3 and the hand 4 is controlled by control means such as a computer.
[0016]
Similarly to the case where the second arm 2 is rotatably held on the first rotating shaft 2a by an articulated structure, the third arm 3 and the hand unit 4 are the second rotating shaft 3a and the third rotating shaft 4a, respectively. It is held rotatably. Regarding the length of each link, as shown in FIG. 2, the distance between the axes of the first arm 1 is L1, the distance between the axes of the second arm 2 is L2, and the distance between the axes of the third arm 3 is L2. L3. At the tip of the hand unit 4, a transfer unit for transferring the work 20, for example, a unit for sucking and holding the semiconductor wafer from the lower surface when transferring a semiconductor wafer is provided. The length from the third rotation shaft 4a to the center of the suction means is L4.
[0017]
Further, in the articulated robot 10 of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the arms 2, 3 and the hand 4 are configured to be integrally movable up and down. Therefore, the articulated robot 10 has a total of five degrees of freedom, and is provided so that it can freely move in the vertical direction. The same effect can be obtained even if the first arm 1 is configured to be vertically movable instead of the second arm 2. 2 and 3, reference numeral 11 denotes an aligner for rotating the work 20, and reference numeral 12 denotes a detection means for detecting a notch (not shown) provided at an end of the work 20.
[0018]
Next, a case where the workpieces 20,..., 20 placed on the multiple cassettes 21,. Here, as shown in the figure, a center line C parallel to the work transfer direction passing through the rotation center 1a is imagined, and a distance from the work center 20a to the center line C is hereinafter referred to as an offset length D.
[0019]
When removing the work 20, first, the rotation of the first arm 1 is controlled, and the second arm 2, the third arm 3, and the hand 4 are moved to positions suitable for the position of the work 20. . The preferred position in this case is a position where occurrence of a singular point can be prevented, and specifically refers to each position as shown in FIGS. 5 (A) to 5 (C). That is, in each of the embodiments of FIG. 5, the first rotation shaft 2a, which is the rotation shaft of the second arm 2, is moved to a position that maintains a sufficient distance from the center locus of the work 20 to be conveyed. For example, a work 20 located away from the first arm unit 1 as shown in FIG. 5A is moved toward the work 20 while the first arm unit 1 as shown in FIG. The approaching work 20 is moved to a position on the lower side in the figure to keep a sufficient distance from the center locus of the work 20. Similarly, in the case shown in FIG. 4, the first rotating shaft 2a is moved to a suitable position for each of the works 20,..., 20 by the rotation of the first arm unit 1. When the work 20 is taken out from the lower cassette 21 in the figure, it is needless to say that the arms 2, 3 and the hand 4 may be positioned so as to be symmetric with respect to the center line C in FIG. Nor. Reference numeral 22 in the drawing indicates a process device.
[0020]
After the first rotating shaft 2a is moved to a suitable position in this manner, the first arm 1 is stopped at the position, and the workpiece 20 is moved by the second arm 2, the third arm 3, and the hand 4. Take out from the cassette 21. At this time, the hand unit 4 is linearly moved by the second arm unit 2 and the third arm unit 3, and the hand 20 is taken out while the hand unit 4 is oriented in a certain direction. That is, when the workpiece 20 is transported by using the articulated robot 10, the workpiece 20 is moved linearly by combining the rotational motions of the links, and the inclination of the longitudinal axis of the hand unit 4 with respect to the workpiece transport direction is set to 0. , And the work 20 is moved in a parallel and linear manner.
[0021]
In the embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the second arm 3 and the third arm 3 do not intersect during the operation of transporting the work 20 from the cassette 21. Another embodiment in which the work 20 is conveyed while moving is also possible. As shown in FIGS. 6A and 6B, the third arm 3 is superimposed on the second arm 2 while the work 20 is being conveyed, and the work 20 is continuously conveyed by being further rotated. Is what you do. In this case, the lengths of the center distances L1, L2, and L3 of the respective arm portions are not particularly limited. However, as shown in FIG. When conveying 20, it is necessary to set so that (L2−L3) ≦ L1. In this case, by appropriately setting the position of the first rotating shaft 2a, it is possible to convey the work 20 so that the offset length D linearly moves from 0 to the maximum (L1 + L2-L3).
[0022]
According to the articulated robot 10 configured as described above, first, the first rotation axis 2a is moved to a suitable position where the distance from the center locus of the work 20 is sufficiently maintained. It can be moved linearly at a position away from the first rotation shaft 2a. Therefore, a singular point hardly occurs when the work 20 is moved linearly, and even when the work 20 is conveyed at a constant speed, it is possible to prevent an unreasonable movement of each link. Further, according to the above-described another embodiment, the work 20 can be transported on the center trajectory in which the offset distance D is a maximum (L1 + L2−L3) away from 0. According to the first embodiment, the work 20 can be further moved. It is possible to convey on a distant center locus.
[0023]
In addition, since the first arm 1 in the present embodiment is formed by a rotary table, dust is less likely to be generated when the second arm 2 and the like are rotationally moved, and the installation space can be reduced.
[0024]
The above embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the present embodiment, when the hand unit 4 is moved linearly, the longitudinal axis of the hand unit 4 is made to coincide with the work transfer direction. However, as shown in FIG. By moving the axis 4c while tilting the axis 4c, it is possible to take out and transport the work 20 at a position further distant from the above-described embodiment. However, in this case, not only must the hand unit 4 and the cassette 21 not interfere with each other, but in order to transport the work 20 without rotating it, it is necessary to move the work while keeping the inclination of the axis 4c constant. Needless to say.
[0025]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, in the articulated robot according to the first aspect of the present invention , the first rotary shaft is formed at a position eccentric to the rotation center of the rotary table constituting the first arm. The first rotation axis is moved to a position where a singular point does not occur while maintaining a sufficient distance with respect to the transfer center trajectory of the work in accordance with the position of the work to be transferred. Each work placed at a plurality of positions can be moved linearly without making any unnecessary movement, and the movement speed of the work can be kept constant.
[0026]
Moreover, the articulated robot of the present invention is suitable for use in a clean room or the like, since the first arm portion is formed by a rotary table, so that dust is unlikely to occur during operation and space can be saved.
Further, in the articulated robot according to the first aspect of the present invention, since the hand section is linearly moved by the second arm section and the third arm section, and the hand section is oriented in a fixed direction, the workpiece is not rotated. And can be conveyed in a straight line in parallel. Moreover, since the occurrence of a singular point is prevented by controlling the rotation of the first arm, each work placed at a plurality of positions can be moved without forcibly moving the arm or the like. .
[0027]
In the articulated robot according to the second aspect of the present invention, since the first arm or the second arm is configured to be vertically movable, the degree of freedom of movement of the articulated robot is increased, and the workpiece can be transported more freely. can do.
[0029]
Further, in the articulated robot according to the fourth aspect of the present invention, since the distance between the axes of the respective arm portions is set so as to satisfy (L2−L3) ≦ L1, the position of the first arm portion is appropriately set. Thus, the work can be transported so as to move linearly from a distance 0 from the rotation center of the first arm portion to the maximum (L1 + L2-L3).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view illustrating an embodiment of an articulated robot according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing one form of each arm unit and hand unit of the articulated robot.
FIG. 3 is a side view showing an articulated robot in which an arm and the like are provided to be vertically movable.
FIG. 4 is a plan view showing a state in which a work placed on a cassette is taken out by an articulated robot.
FIGS. 5A to 5C are plan views showing modes in which a workpiece is carried by an articulated robot, and FIGS. 5A to 5C show differences in offset length D. FIGS.
FIGS. 6A and 6B are plan views showing another embodiment when a workpiece is transferred by an articulated robot, wherein FIG. 6A shows a case where an offset length D is present, and FIG. 6B shows a case where the offset length D is zero.
FIG. 7 is a plan view showing another embodiment when a work placed on a cassette is taken out by an articulated robot.
FIG. 8 is a plan view showing a conventional articulated robot.
FIG. 9 is a plan view showing a conventional three-arm articulated robot.
FIG. 10 is a plan view showing how the articulated robot shown in FIG. 8 conveys a work in the vicinity of a singular point, and shows the progress of conveyance from (A) to (C).
11 is a plan view showing how the articulated robot shown in FIG. 9 conveys a work near a singular point, and shows the progress of conveyance from (A) to (C) in order.
FIG. 12 is a plan view showing a conventional articulated robot having a linear motion mechanism.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 rotary table 1a rotation center 2 second arm 2a first rotation axis 3 third arm 4 hand 10 articulated robot L1 distance L2 between first arm L2 distance L3 between second arm L3 third arm Distance between shafts

Claims (3)

アーム部あるいはハンド部からなる4つのリンクがそれぞれ駆動源を有し他のリンクとは互いに独立した回転運動を行う多関節ロボットにおいて、回転中心に対して偏心した位置に第1回転軸を形成して第1アーム部を構成し、前記第1回転軸の位置を搬送しようとするワークの位置に応じて前記ワークの搬送中心軌跡に対して十分な距離を保つ位置に移動させることにより、この第1回転軸位置が、前記第1アーム部より先のリンクがこの第1回転軸周りを素早く回り込むのを要する特異点となることを防止する回転テーブルと、前記第1回転軸に回転可能に保持される第2アーム部と、該第2アーム部の先端に回転可能に保持される第3アーム部と、該第3アーム部の先端に回転可能に保持される前記ハンド部とを備え、前記特異点の発生を防止しうる位置で前記第1アーム部を停止させた状態で前記第2アーム部と前記第3アーム部と前記ハンド部とをそれぞれ独立して回転制御することによって前記ハンド部を一定方向を向かせながら直線移動させることを特徴とする多関節ロボット。An articulated robot in which four links each composed of an arm portion or a hand portion has a driving source and performs a rotating motion independent of other links, wherein a first rotating shaft is formed at a position eccentric with respect to a center of rotation. the first constitutes the arm portion Te, by moving a sufficient distance to maintain its one position with respect to the transport center locus of the workpiece according to the position of the workpiece to be transported to the position of the first rotary shaft, the A rotary table for preventing a position of a first rotation axis from becoming a singular point that requires a link ahead of the first arm to quickly wrap around the first rotation axis; and a rotatable rotation about the first rotation axis. A second arm portion held, a third arm portion rotatably held at a tip of the second arm portion, and the hand portion rotatably held at a tip of the third arm portion, Source of the singularity By controlling the rotation of the second arm, the third arm, and the hand independently of each other in a state where the first arm is stopped at a position where the hand can be prevented, the hand is moved in a certain direction. An articulated robot that moves linearly while facing . 前記第1アーム部又は第2アーム部を上下動可能に構成してなることを特徴とする請求項1記載の多関節ロボット。The articulated robot according to claim 1, wherein the first arm or the second arm is configured to be vertically movable. 前記第1アーム部の軸間距離をL1、第2アーム部の軸間距離をL2、第3アーム部の軸間距離をL3としたとき、(L2−L3)≦L1と設定してなることを特徴とする請求項1または2に記載の多関節ロボット。When the center distance of the first arm is L1, the center distance of the second arm is L2, and the center distance of the third arm is L3, (L2−L3) ≦ L1. The articulated robot according to claim 1 or 2, wherein:
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