KR101616598B1

KR101616598B1 - 산업용 로보트

Info

Publication number: KR101616598B1
Application number: KR1020127004919A
Authority: KR
Inventors: 다카유키 야자와; 히로토 나카지마
Original assignee: 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
Priority date: 2009-08-26
Filing date: 2010-08-25
Publication date: 2016-05-12
Anticipated expiration: 2030-08-25
Also published as: TWI507279B; KR20120068843A; CN102481690A; JP5480562B2; JP2011045945A; WO2011024839A1; US9064919B2; TW201127575A; US20120189419A1; CN102481690B

Abstract

본 출원은, 2개의 암을 개별적으로 신축시키는 것이 가능하여도, 2개의 암의 신축동작이나 본체부에 대한 회동동작을 안정시키는 것이 가능한 산업용 로보트를 제공하는 것이다. 제1 암(5)은 제1 암부(11)와 제1 암부(11)에 유지되는 제2 암부(12)를 구비하고, 제2 암(6)은 제3 암부(13)와 제3 암부(13)에 유지되는 제4 암부(14)를 구비하고 있다. 로보트(1)에서는 제1 암(5)과 제2 암(6)을 개별적으로 신축시키는 것이 가능하게 되어 있다. 또, 로보트(1)에서는 제1 암부(11)의 회동중심과 제3 암부(13)의 회동중심은 동축상에 배치됨과 아울러, 제1 암(5)과 제2 암(6)은 제1 암(5) 및 제2 암(6)이 줄어들어 있는 상태에서 가상선(L)에 대해서 대략 선대칭이 되도록 구성되며, 제1 암부(11)와 제3 암부(13)와 제2 암부(12)와 제4 암부(14)는 상하방향에서 이 순서로 배치되어 있다.

Description

산업용 로보트 {INDUSTRIAL ROBOT}

본 발명은 소정의 반송대상물을 반송하는 산업용 로보트에 관한 것이다.

종래, 반도체 웨이퍼나 액정유리기판 등의 반송대상물을 반송하는 산업용 로보트로서, 반송대상물을 반송할 때에 신축하는 2개의 암과, 2개의 암의 각각의 선단 측에 장착되는 핸드와, 2개의 암을 지지하는 케이스를 구비하는 산업용 로보트가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재한 산업용 로보트에서는, 2개의 암은 각각, 평행 4절 링크기구를 가지고 있으며, 암이 신축하면, 이 평행 4절 링크기구의 작용에 의해, 핸드는 직선상으로 이동한다.

또, 이 산업용 로보트에서는 2개의 암이 줄어들었을 때에 2개의 핸드가 상하방향으로 겹치도록 2개의 암이 구성되어 있다. 여기서, 상측에 배치되는 핸드가 장착되는 암을 제1 암으로 하고, 하측에 배치되는 핸드가 장착되는 암을 제2 암으로 하면, 이 산업용 로보트에서는 제1 암이 늘어나 있는 경우에는 제2 암을 펴지 못하고, 제2 암이 늘어나 있는 경우에는 제1 암을 펼 수 없도록, 평행 4절 링크기구가 구성되어 있다.

따라서, 특허문헌 1에 기재한 산업용 로보트에서는, 제1 암이 줄어들지 않으면 제2 암에 장착되는 핸드는 반송대상물이 수납되는 수납부에 대해서 반송대상물의 출입을 행하지 못하고, 제2 암이 줄어들지 않으면 제1 암에 장착되는 핸드는 수납부에 대해서 반송대상물의 출입을 행할 수 없다. 이와 같이, 특허문헌 1에 기재한 산업용 로보트에서는 2개의 암의 신축동작을 개별적으로 행할 수 없다. 이 때문에, 특허문헌 1에 기재한 산업용 로보트에서는 2개의 암을 구비하고 있음에도 불구하고, 수납부에 대한 반송대상물의 출입을 암마다 개별적으로 행하지 못하여, 반송대상물의 반송처리에 시간이 걸린다고 하는 문제가 있다.

그래서, 종래, 2개의 암을 개별적으로 신축시켜, 2개의 암에 의한 수납부에 대한 반송대상물의 출입을 개별적으로 행하는 것이 가능한 산업용 로보트가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 2 및 3 참조). 특허문헌 2에 기재한 산업용 로보트는 제1 핸드를 지지하는 제1 암과, 제2 핸드를 지지하는 제2 암과, 원통체 형상의 베이스부를 구비하고 있다. 이 산업용 로보트에서는, 제1 암은 베이스부에 마련된 제1 선회지축과, 제1 선회지축에 선회 가능하게 지지되는 제1 링크와, 제1 링크의 구동 단부에 마련된 제2 선회지축과, 제2 선회지축에 선회 가능하게 지지되는 제2 링크를 구비하며, 제2 암은 베이스부에 마련된 제1 선회지축과, 제1 선회지축에 선회 가능하게 지지되는 제1 링크와, 제1 링크의 구동 단부에 마련된 제2 선회지축과, 제2 선회지축에 선회 가능하게 지지되는 제2 링크를 구비하고 있다.

특허문헌 2에 기재한 산업용 로보트에서는, 제1 암을 신축시켰을 때에, 제2 암 및 제2 핸드와 제1 암의 제2 링크가 간섭하지 않도록, 제1 암의 제1 링크와 제2 링크와의 사이에 큰 틈새가 형성되며, 이 틈새에 제2 암 및 제2 핸드가 배치되어 있다. 또, 이 산업용 로보트에서는, 제1 암의 제1 링크와 제2 암의 제1 링크는 그 길이나 형상이 다르고, 제1 암의 제2 링크와 제2 암의 제2 링크는 그 길이나 형상이 다르게 되어 있다.

특허문헌 3에 기재한 산업용 로보트는, 선회암과 중단(中段)암과 기판유지암으로 이루어지는 제1 다관절암과, 선회암과 중단암과 기판유지암으로 이루어지는 제2 다관절암을 구비하고 있다. 이 산업용 로보트에서는, 수평방향에서 보았을 때에, 제2 다관절암의 선회암과, 제1 다관절암의 선회암이 하측으로부터 이 순서로 배치되어 있다. 또, 이 산업용 로보트에서는, 수평방향에서 보았을 때에, 제1 다관절암의 중단암과, 제2 다관절암의 중단암이 같은 높이에 배치되며, 또, 제1 다관절암의 기판유지암과 제2 다관절암의 기판유지암이 같은 높이에 배치되어 있다.

또, 특허문헌 3에 기재한 산업용 로보트는 제1 다관절암을 선회시키는 제1 선회구동부와, 제2 다관절암을 선회시키는 제2 선회구동부와, 제1 다관절암을 신축시키는 제1 신축구동부와, 제2 다관절암을 신축시키는 제2 신축구동부를 구비하고 있다.

[특허문헌 1] 일본국 특개2008-284629호 공보 [특허문헌 2] 일본국 특개2002-172570호 공보 [특허문헌 3] 일본국 특개2004-288719호 공보

특허문헌 2 및 3에 기재한 산업용 로보트에서는, 2개의 암을 개별적으로 신축시켜, 2개의 암에 의한 수납부에 대한 반송대상물의 출입을 개별적으로 행하는 것이 가능하기 때문에, 반송대상물의 반송처리의 시간을 단축하는 것이 가능하다.

그렇지만, 특허문헌 2에 기재한 산업용 로보트에서는, 제1 암의 제1 링크와 제2 링크와의 사이에 큰 틈새가 형성되며, 이 틈새에 제2 암 및 제2 핸드가 배치되어 있다. 또, 이 산업용 로보트에서는 제1 암의 제1 링크와 제2 암의 제1 링크는, 그 길이나 형상이 다르고, 제1 암의 제2 링크와 제2 암의 제2 링크는 그 길이나 형상이 다르게 되어 있다. 이 때문에, 특허문헌 2에 기재한 산업용 로보트에서는 제1 암과 제2 암과의 중량의 밸런스가 나쁘다.

또, 특허문헌 3에 기재한 산업용 로보트에서는, 제2 다관절암의 선회암과, 제1 다관절암의 선회암이 하측으로부터 이 순서로 배치되어 있음에도 불구하고, 제1 다관절암의 중단암과, 제2 다관절암의 중단암이 같은 높이에 배치되어 있다. 이 때문에, 제2 다관절암의 선회암과 중단암과의 거리가 제1 다관절암의 선회암과 중단암과의 거리보다도 길게 되어 있다. 따라서, 특허문헌 3에 기재한 산업용 로보트에서는 제1 다관절암과 제2 다관절암의 중량의 밸런스가 나쁘다.

이와 같이, 특허문헌 2에 기재한 산업용 로보트에서는 제1 암과 제2 암과의 중량의 밸런스가 나쁘고, 특허문헌 3에 기재한 산업용 로보트에서는 제1 다관절암과 제2 다관절암과의 중량의 밸런스가 나쁘다. 이 때문에, 특허문헌 2에 기재한 산업용 로보트나 특허문헌 3에 기재한 산업용 로보트에서는 2개의 암의 신축동작이 불안정하게 되기 쉽고, 또, 베이스부에 대한 2개의 암의 회동동작이 불안정하게 되기 쉽다.

그래서, 본 발명의 과제는 2개의 암을 개별적으로 신축시키는 것이 가능하여도, 2개의 암의 신축동작이나 본체부에 대한 2개의 암의 회동동작을 안정시키는 것이 가능한 산업용 로보트를 제공하는 것에 있다.

상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 산업용 로보트는, 반송대상물이 수납되는 수납부로부터의 상기 반송대상물의 반출 및 상기 수납부로의 상기 반송대상물의 반입을 행하는 산업용 로보트에 있어서, 상기 반송대상물이 탑재되는 제1 핸드 및 제2 핸드와, 그 선단 측에서 상기 제1 핸드를 회동 가능하게 유지함과 아울러 상기 수납부에 대한 상기 반송대상물의 출입시에 신축하는 제1 암과, 그 선단 측에서 상기 제2 핸드를 회동 가능하게 유지함과 아울러 상기 수납부에 대한 상기 반송대상물의 출입시에 신축하는 제2 암과, 상기 제1 암 및 상기 제2 암을 신축시키기 위한 구동기구와, 상기 구동기구의 일부가 수납되는 본체부를 구비하고, 상기 제1 암은 그 기단 측을 중심으로 하여 상기 본체부에 대해서 회동 가능한 제1 암부와, 상기 제1 암부의 선단 측에 그 기단 측이 회동 가능하게 유지되는 제2 암부를 구비하며, 상기 제2 암은 그 기단 측을 중심으로 하여 상기 본체부에 대해서 회동 가능한 제3 암부와, 상기 제3 암부의 선단 측에 그 기단 측이 회동 가능하게 유지되는 제4 암부를 구비하고, 상기 제1 암부의 회동중심과 상기 제3 암부의 회동중심이 동축상에 배치되고, 상기 제1 암과 상기 제2 암은, 상기 제1 암 및 상기 제2 암이 줄어들어 있는 상태에서 상기 산업용 로보트의 상측으로부터 보았을 때에, 상기 제1 암부 및 상기 제3 암부의 회동중심을 통과하는 가상선에 대해서 선대칭이 되도록 구성되며, 수평방향으로부터 보았을 때에, 상기 제1 암부와 상기 제3 암부와 상기 제2 암부와 상기 제4 암부는, 하측으로부터 상측으로 향하여 이 순서로 배치되고, 상기 구동기구는, 상기 제1 암부 및 상기 제3 암부의 회동중심을 축중심으로 하는 제1 회동축과, 상기 제1 회동축의 외주면을 덮도록 상기 제1 회동축과 동심(同心)모양으로 배치되는 중공형상의 제2 회동축과, 상기 제2 회동축의 외주면을 덮도록 상기 제1 회동축과 동심모양으로 배치되는 중공형상의 제3 회동축과, 상기 제1 회동축을 회동시키는 제1 구동원과, 상기 제2 회동축을 회동시키는 제2 구동원과, 상기 제3 회동축을 회동시키는 제3 구동원을 구비함과 아울러, 상기 제1 암의 신축동작과 상기 제2 암의 신축동작을 개별적으로 행하는 것이 가능하도록 구성되며, 상기 본체부의 안에는, 상기 본체부에 대한 상기 제2 회동축의 상대회동위치를 검출하기 위한 제1 위치검출기구와, 상기 제2 회동축에 대한 상기 제1 회동축의 상대회동위치를 검출하기 위한 제2 위치검출기구와, 상기 제2 회동축에 대한 상기 제3 회동축의 상대회동위치를 검출하기 위한 제3 위치검출기구가 배치되고, 상기 제1 회동축에는, 상기 제1 구동원의 동력을 상기 제1 회동축에 전달하기 위한 제1 풀리가 고정되며, 상기 제2 회동축에는, 상기 제2 구동원의 동력을 상기 제2 회동축에 전달하기 위한 제2 풀리가 고정되고, 상기 제3 회동축에는, 상기 제3 구동원의 동력을 상기 제3 회동축에 전달하기 위한 제3 풀리가 고정되며, 상기 제1 풀리와 상기 제2 풀리와 상기 제3 풀리는, 상하방향으로 겹쳐지도록 배치됨과 아울러, 하측으로부터 이 순서로 배치되고, 상기 제1 풀리에는, 상하방향으로 관통하는 제1 관통구멍이 형성되며, 상기 제2 풀리에는, 상하방향으로 관통하는 제2 관통구멍이 형성되며, 상기 제2 풀의 하면에는 상측을 향하여 움푹 패인 제1 오목부가 형성되고, 상기 제1 오목부는, 상하방향으로부터 보았을 때의 형상이 상기 제2 풀리의 회전중심을 중심으로 하는 원호모양이 되도록 형성되며, 상기 제3 풀리의 하면에서는, 상측을 향하여 움푹 패인 제2 오목부가 형성되고, 상기 2 오목부는, 상하방향으로부터 보았을 때의 형상이 상기 제3 풀리의 회전중심을 중심으로 하는 원호모양이 되도록 형성되며, 상기 제2 위치검출기구는, 제1 센서유지부재를 통해서 상기 제1 관통구멍에 고정되는 제1 근접센서와, 자성재료로 형성됨과 아울러 상기 제1 오목부의 일부분에 고정되는 제1 검출판을 구비하고, 상기 제1 센서유지부재의 상단측은, 상기 제1 오목부의 안에 배치되며, 상기 제1 오목부의 안에 배치되는 상기 제1 센서유지부재의 상단측 부분은, 상기 제2 풀리에 대한 상기 제1 풀리의 회동범위를 규제하는 스토퍼로서의 기능을 하고 있으며, 상기 제3 위치검출기구는, 제2 센서유지부재를 통해서 상기 제2 관통구멍에 고정되는 제2 근접센서와, 자성재료로 형성됨과 아울러 상기 제2 오목부의 일부분에 고정되는 제2 검출판을 구비하며, 상기 제2 센서유지부재의 상단측은, 상기 제2 오목부의 안에 배치되며, 상기 제2 오목부의 안에 배치되는 상기 제2 센서유지부재의 상단측 부분은, 상기 제3 풀리에 대한 상기 제2 풀리의 회동범위를 규제하는 스토퍼로서의 기능을 하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 산업용 로보트에서는, 제1 암부의 회동중심과 제3 암부의 회동중심이 동축상에 배치됨과 아울러, 제1 암과 제2 암이, 제1 암 및 제2 암이 줄어들어 있는 상태에서 산업용 로보트의 상측으로부터 보았을 때에, 제1 암부 및 제3 암부의 회동중심을 통과하는 가상선에 대해서 대략 선대칭이 되도록 구성되어 있다. 또, 수평방향에서 보았을 때에, 제1 암부와 제3 암부와 제2 암부와 제4 암부가 하측으로부터 상측을 향하여 이 순서로 배치되어 있다. 이 때문에, 본 발명에서는 제1 암과 제2 암과의 중량의 밸런스를 취하기 쉬워진다. 따라서, 본 발명에서는 제1 암의 신축동작과 제2 암의 신축동작을 개별적으로 행하는 것이 가능하게 되도록 구동기구가 구성되어 있어도, 2개의 암의 신축동작이나 본체부에 대한 2개의 암의 회동동작을 안정시키는 것이 가능하게 된다. 또, 본 형태에서는 제1 암의 구성부품의 일부와 제2 암의 구성부품의 일부를 공통화하는 것이 가능하게 되어, 그 결과, 산업용 로보트의 비용을 저감하는 것이 가능하게 된다. 또한 본 발명에서, 산업용 로보트는 본체부에 대한 제2 회동축의 상대회동위치를 검출하기 위한 제1 위치검출기구와, 제2 회동축에 대한 제1 회동축의 상대회동위치를 검출하기 위한 제2 위치검출기구와, 제2 회동축에 대한 제3 회동축의 상대회동위치를 검출하기 위한 제3 위치검출기구를 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 제1 위치검출기구와 제2 위치검출기구와 제3 위치검출기구에 의해서, 본체부에 대한 2개의 암의 회동위치나 2개의 암의 신축상태를 적절히 검출하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에서, 예를 들어, 제2 암부의 선단 측에 제1 핸드가 회동 가능하게 유지되고, 제4 암부의 선단 측에 제2 핸드가 회동 가능하게 유지되어 있다.

본 발명에서, 제1 암은 중공형상으로 형성되는 제1 암부의 내부의 기단 측에 배치되는 제1 회동부재와, 제1 암부의 내부의 선단 측에 배치되는 제2 회동부재와, 제1 회동부재로부터 제2 회동부재로 동력을 전달하기 위한 제1 전달부재를 구비하며, 제2 암은 중공형상으로 형성되는 제3 암부의 내부의 기단 측에 배치되는 제3 회동부재와, 제3 암부의 내부의 선단 측에 배치되는 제4 회동부재와, 제3 회동부재로부터 제4 회동부재로 동력을 전달하기 위한 제2 전달부재를 구비하며, 제1 회동축에는 제3 암부의 기단 측이 고정되고, 제2 회동축에는 제1 회동부재와 제3 회동부재가 고정되며, 제3 회동축에는 제1 암부의 기단 측이 고정되고, 제2 회동부재는 제1 암부에 회동 가능하게 유지됨과 아울러, 제2 회동부재에는 제2 암부가 고정되며, 제4 회동부재는 제3 암부에 회동 가능하게 유지됨과 아울러, 제4 회동부재에는 제4 암부가 고정되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성하면, 제1 회동축을 회동시킴으로써, 제2 암을 신축시켜, 제3 회동축을 회동시키는 것으로, 제1 암을 신축시키는 것이 가능하게 된다. 즉, 제1 암과 제2 암을 개별적으로 신축시키는 것이 가능하게 된다. 또, 이와 같이 구성하면, 제1 회동축과 제2 회동축과 제3 회동축을 동시에 회동시킴으로써, 제1 암 및 제2 암을 신축시키지 않고 본체부에 대해서 함께 회동시키는 것이 가능하게 된다.

본 발명에서, 예를 들어, 제1 회동부재, 제2 회동부재, 제3 회동부재 및 제4 회동부재는 풀리이며, 제1 전달부재 및 제2 전달부재는 벨트이다. 이 경우에는 벨트는, 예를 들어, 금속제의 평벨트이다. 또, 이 경우에는, 예를 들어, 풀리는 톱니부착풀리이며, 벨트는 톱니부착벨트이다.

본 발명에서, 산업용 로보트는 제3 암부를 회동 가능하게 지지하는 제3 암부 베어링을 구비하고, 제3 암부 베어링은 제2 회동축에 장착되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 제3 암부의 하측에 배치되는 제1 암부에 제3 암부 베어링이 장착되어 있는 경우와 비교하여, 제3 암부 베어링의 주변의 구성을 간소화하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 제3 암부 베어링의 주변 부분을 소형화하는 것이 가능하게 된다.

삭제

이상과 같이, 본 발명의 산업용 로보트에서는 2개의 암을 개별적으로 신축시키는 것이 가능해도, 2개의 암의 신축동작이나 본체부에 대한 2개의 암의 회동동작을 안정시키는 것이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 산업용 로보트를 나타내는 평면도로서, (A)는 제1 암이 줄어들고, 제2 암이 늘어나 있는 상태를 나타내는 도면, (B)는 제1 암 및 제2 암이 줄어들어 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 (B)의 E-E방향에서 산업용 로보트를 나타내는 측면도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 산업용 로보트의 동력의 전달기구의 개략 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 도 3의 F부의 구체적인 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 도 3에 나타내는 구동기구의 개략 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 도 5의 주요부의 확대도이다.
도 7은 도 6의 G부의 확대도이다.
도 8은 도 6에 나타내는 풀리에 형성되는 가이드 오목부를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 1에 나타내는 산업용 로보트의 개략 동작을 설명하기 위한 도면으로서, (A)는 제1 암이 늘어나고, 제2 암이 줄어들어 있는 상태를 나타내는 도면, (B)는 제1 암 및 제2 암이 늘어나 있는 상태를 나타내는 도면이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태를 설명한다.

(산업용 로보트의 개략 구성)

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 산업용 로보트(1)를 나타내는 평면도로서, (A)는 제1 암(5)이 줄어들고, 제2 암(6)이 늘어나 있는 상태를 나타내는 도면, (B)는 제1 암(5) 및 제2 암(6)이 줄어들어 있는 상태를 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1의 (B)의 E-E방향에서 산업용 로보트(1)를 나타내는 측면도이다. 도 3은 도 1에 나타내는 산업용 로보트(1)의 동력의 전달기구의 개략 구성을 설명하기 위한 개념도이다.

본 형태의 산업용 로보트(1)(이하, 「로보트(1)」라고 한다.)는 반송대상물인 얇은 원반상의 반도체 웨이퍼(2)(이하, 「웨이퍼(2)」라고 한다.)를 반송하기 위한 로보트이다. 이 로보트(1)는, 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(2)가 탑재되는 제1 핸드(3) 및 제2 핸드(4)와, 제1 핸드(3)를 선단 측에서 회동 가능하게 유지함과 아울러 신축 가능한 제1 암(5)와, 제2 핸드(4)를 선단 측에서 회동 가능하게 유지함과 아울러 신축 가능한 제2 암(6)과, 원통 모양으로 형성되는 본체부(7)를 구비하고 있다. 또, 이 로보트(1)는 제1 암(5) 및 제2 암(6)을 신축시키기 위한 구동기구(8)(도 3 참조)를 구비하고 있다.

로보트(1)는, 예를 들어, 반도체 제조시스템(도시생략)에 조립되어 사용된다. 구체적으로는, 로보트(1)는 반도체 제조시스템과 외부장치(도시생략)와의 사이에 웨이퍼(2)의 받아넘기기를 행하는 받아넘기기 챔버나 웨이퍼(2)에 소정의 처리를 행하는 처리 챔버 등의 챔버(10)(도 1의 (A) 참조)와, 로보트(1)가 배치되는 이송 챔버(도시생략)를 구비하는 반도체 제조시스템에 조립되어 사용된다.

이 로보트(1)는 챔버(10)로부터 웨이퍼(2)를 반출하거나, 챔버(10)로 웨이퍼(2)를 반입한다. 구체적으로는, 제1 암(5) 및 제2 암(6)이 본체부(7)에 대해서 신축하여, 챔버(10)에 대한 웨이퍼(2)의 출입을 행한다. 보다 구체적으로는, 챔버(10)에 웨이퍼(2)를 반입할 때에는, 줄어들어 있던 제1 암(5)이나 제2 암(6)이 늘어나, 제1 핸드(3)나 제2 핸드(4)가 챔버(10)의 내부에 비집고 들어간다. 또, 챔버(10)로부터 웨이퍼(2)를 반출할 때에는, 챔버(10)의 내부에 비집고 들어가 늘어나 있던 제1 암(5)이나 제2 암(6)이 줄어들어, 제1 핸드(3)나 제2 핸드(4)가 챔버(10)로부터 나온다. 본 형태의 챔버(10)는 반송대상물인 웨이퍼(2)가 수납되는 수납부이다.

제1 핸드(3) 및 제2 핸드(4)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 상하방향에서 보았을 때의 형상이 대략 'Y'형상이 되도록 형성되어 있으며, 양다리 모양으로 되어 있는 제1 핸드(3)의 선단부 및 제2 핸드(4)의 선단부에 웨이퍼(2)가 탑재된다. 또, 제1 핸드(3)와 제2 핸드(4)는 대략 같은 형상으로 형성되어 있다.

제1 암(5)은 제1 암부(11)와 제2 암부(12)를 구비하고 있다. 제1 암부(11)는 그 기단 측을 중심으로 하여 본체부(7)에 대해서 회동 가능하게 되어 있다. 제2 암부(12)의 기단 측은 제1 암부(11)의 선단 측에 회동 가능하게 유지되어 있다. 제2 암부(12)의 선단 측에는 제1 핸드(3)의 기단 측이 회동 가능하게 유지되어 있다. 제1 암부(11) 및 제2 암부(12)는 중공형상으로 형성되어 있다.

제2 암(6)은 제3 암부(13)와 제4 암부(14)를 구비하고 있다. 제3 암부(13)는 그 기단 측을 중심으로 하여 본체부(7)에 대해서 회동 가능하게 되어 있다. 제4 암부(14)의 기단 측은 제3 암부(13)의 선단 측에 회동 가능하게 유지되어 있다. 제4 암부(14)의 선단 측에는 제2 핸드(4)의 기단 측이 회동 가능하게 유지되어 있다. 제3 암부(13) 및 제4 암부(14)는 중공형상으로 형성되어 있다.

본 형태에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 수평방향에서 보았을 때에, 제1 암부(11)와 제3 암부(13)와 제2 암부(12)와 제4 암부(14)는 하측으로부터 상측을 향하여 이 순서로 배치되어 있다. 또, 수평방향에서 보았을 때에, 제1 핸드(3) 및 제2 핸드(4)는 제2 암부(12)와 제4 암부(14)와의 사이에 배치되어 있다. 구체적으로는, 제2 암부(12)의 상면 측에서 제1 핸드(3)가 유지되고, 제4 암부(14)의 하면 측에서 제2 핸드(4)가 유지되어 있으며, 수평방향에서 보았을 때에, 제1 핸드(3)의 상측에 제2 핸드(4)가 배치되어 있다.

또, 제1 암(5)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 암부(11)의 내부에 배치되는 풀리(15, 16) 및 벨트(17)와, 제2 암부(12)의 내부에 배치되는 풀리(18, 19) 및 벨트(20)를 구비하고 있다. 풀리(15)는 제1 암부(11)의 기단 측에 배치되고, 풀리(16)는 제1 암부(11)의 선단 측에 배치되어 있다. 벨트(17)는 풀리(15, 16)에 걸쳐져 있다. 풀리(18)는 제2 암부(12)의 기단 측에 배치되고, 풀리(19)는 제2 암부(12)의 선단 측에 배치되어 있다. 벨트(20)는 풀리(18, 19)에 걸쳐져 있다.

마찬가지로, 제2 암(6)은 제3 암부(13)의 내부에 배치되는 풀리(21, 22) 및 벨트(23)와, 제4 암부(14)의 내부에 배치되는 풀리(24, 25) 및 벨트(26)를 구비하고 있다. 풀리(21)는 제3 암부(13)의 기단 측에 배치되며, 풀리(22)는 제3 암부(13)의 선단 측에 배치되어 있다. 벨트(23)는 풀리(21, 22)에 걸쳐져 있다. 풀리(24)는 제4 암부(14)의 기단 측에 배치되고, 풀리(25)는 제4 암부(14)의 선단 측에 배치되어 있다. 벨트(26)는 풀리(24, 25)에 걸쳐져 있다.

또한, 벨트(17, 20, 23, 26)는 강판 등의 금속으로 형성되어도 되고, 고무로 형성되어도 된다. 또, 벨트(17, 20, 23, 26)는 톱니부착벨트라도 되고, 톱니가 없는 평벨트나 V벨트 등이라도 된다. 벨트(17, 20, 23, 26)가 평벨트인 경우에는, 예를 들어, 벨트(17, 20, 23, 26)는 금속으로 형성된다. 또, 풀리(15, 16, 18, 19, 21, 22, 24, 25)는 톱니부착풀리라도 되고, 톱니가 없는 평풀리나 V풀리 등이라도 된다.

구동기구(8)는 본체부(7)의 지름방향의 중심부에 배치되는 제1 회동축으로서의 중실(中實) 회동축(28)과, 중실 회동축(28)의 외주면을 덮도록 중실 회동축(28)과 동심상으로 배치되는 제2 회동축으로서의 제1 중공 회동축(29)과, 제1 중공 회동축(29)의 외주면을 덮도록 중실 회동축(28) 및 제1 중공 회동축(29)과 동심상으로 배치되는 제3 회동축으로서의 제2 중공 회동축(30)을 구비하고 있다. 중실 회동축(28), 제1 중공 회동축(29) 및 제2 중공 회동축(30)의 각각은, 후술과 같이, 개별의 구동원에 연결되어 있어, 서로 상대 회전 가능하게 되어 있다. 구동기구(8)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.

중실 회동축(28)의 상단 측에는 제3 암부(13)의 기단 측이 고정되어 있다. 제2 중공 회동축(30)의 상단 측에는 제1 암부(11)의 기단 측이 고정되어 있다. 즉, 본 형태에서는, 제1 암부(11)의 회동중심과, 제3 암부(13)의 회동중심이 동축상에 배치되어 있다. 제1 중공 회동축(29)의 상단 측에는 풀리(15, 21)가 고정되어 있다. 구체적으로는, 풀리(21)가 상측에 배치되고, 풀리(15)가 하측에 배치되도록, 제1 중공 회동축(29)의 상단 측에 풀리(15, 21)가 고정되어 있다.

제1 암부(11)의 선단 측의 저면에는 고정축(31)이 고정되어 있다. 고정축(31)의 하단 측에는 풀리(16)가 회동 가능하게 지지되어 있다. 즉, 풀리(16)는 제1 암부(11)에 회동 가능하게 유지되어 있다. 또, 고정축(31)의 상단 측에는 풀리(18)가 고정되어 있다. 풀리(16)에는 제2 암부(12)가 고정되어 있다. 구체적으로는, 연결부재(32)를 통하여 풀리(16)에 제2 암부(12)의 기단 측이 고정되어 있다.

제2 암부(12)의 선단 측의 저면에는 고정축(33)이 고정되어 있다. 고정축(33)에는 풀리(19)가 회동 가능하게 지지되어 있다. 즉, 풀리(19)는 제2 암부(12)에 회동 가능하게 유지되어 있다. 풀리(19)에는 제1 핸드(3)가 고정되어 있다. 구체적으로는, 연결부재(34)를 통하여 풀리(19)에 제1 핸드(3)의 기단 측이 고정되어 있다.

마찬가지로, 제3 암부(13)의 선단 측의 저면에는 고정축(31)이 고정되어 있다. 고정축(31)의 하단 측에는 풀리(22)가 회동 가능하게 지지되어 있다. 즉, 풀리(22)는 제3 암부(13)에 회동 가능하게 유지되어 있다. 또, 고정축(31)의 상단 측에는 풀리(24)가 고정되어 있다. 풀리(22)에는 제4 암부(14)가 고정되어 있다. 구체적으로는, 연결부재(32)를 통하여 풀리(22)에 제4 암부(14)의 기단 측이 고정되어 있다.

또, 마찬가지로, 제4 암부(14)의 선단 측의 상면에는 고정축(33)이 고정되어 있다. 고정축(33)에는 풀리(25)가 회동 가능하게 지지되어 있다. 즉, 풀리(25)는 제4 암부(14)에 회동 가능하게 유지되어 있다. 풀리(25)에는 제2 핸드(4)가 고정되어 있다. 구체적으로는, 연결부재(34)를 통하여 풀리(25)에 제2 핸드(4)의 기단 측이 고정되어 있다.

본 형태에서는, 제1 암부(11)와 제3 암부(13)는 대략 같은 형상으로 형성되고, 제2 암부(12)와 제4 암부(14)는 대략 같은 형상으로 형성되어 있다. 즉, 제1 암(5)과 제2 암(6)은 대략 같은 형상으로 형성되어 있다. 또, 풀리(15)와 풀리(21)는 같은 것이며, 풀리(16)와 풀리(22)는 같은 것이고, 풀리(18)와 풀리(24)는 같은 것이며, 풀리(19)와 풀리(25)는 같은 것이다. 또, 벨트(17)와 벨트(23)는 같은 것이며, 벨트(20)와 벨트(26)는 같은 것이다.

또, 도 1의 (B)에 나타내는 바와 같이, 제1 암(5)과 제2 암(6)은 제1 암(5) 및 제2 암(6)이 줄어들어 있는 상태에서 로보트(1)의 상측으로부터 보았을 때에, 제1 암부(11) 및 제3 암부(13)의 회동중심(C)을 통과하는 가상선(L)에 대해서 대략 대칭으로 배치되어 있다. 즉, 제1 암(5)과 제2 암(6)은 제1 암(5) 및 제2 암(6)이 줄어들어 있는 상태에서 로보트(1)의 상측으로부터 보았을 때에, 가상선(L)에 대해서 대략 선대칭이 되도록 구성되어 있다. 또한, 제1 암(5) 및 제2 암(6)이 줄어들어 있는 상태에서 로보트(1)의 상측으로부터 보았을 때에는, 제1 핸드(3)와 제2 핸드(4)가 겹쳐져 있다.

또, 본 형태에서는, 풀리(15, 16)의 풀리간 피치, 풀리(18, 19)의 풀리간 피치, 풀리(21, 22)의 풀리간 피치 및 풀리(24, 25)의 풀리간 피치가 동일하게 되어 있다. 또, 풀리(15)의 지름과 풀리(16)의 지름과의 비 및 풀리(21)의 지름과 풀리(22)의 지름과의 비가 2:1이 되고, 풀리(18)의 지름과 풀리(19)의 지름과의 비 및 풀리(24)의 지름과 풀리(25)의 지름과의 비가 1:2로 되어 있다.

이 때문에, 본 형태에서는, 후술의 제1 암(5)의 신축동작시에는, 제1 핸드(3)와 제2 암부(12)가 이루는 각도 및 제2 암부(12)와 제1 암부(11)가 이루는 각도는 변화하지만, 제1 핸드(3)는 풀리(15)의 중심(즉, 본체부(7)의 중심)과 풀리(19)의 중심(즉, 제1 핸드(3)의 회동중심)을 잇는 가상 직선상(즉, 가상선(L)상)을 방향을 일정하게 한 상태에서 이동한다. 마찬가지로, 제2 암(6)의 신축동작시에는, 제2 핸드(4)와 제4 암부(14)가 이루는 각도 및 제4 암부(14)와 제3 암부(13)가 이루는 각도는 변화하지만, 제2 핸드(4)는 풀리(21)의 중심과 풀리(25)의 중심을 잇는 가상 직선상(즉, 가상선(L)상)을 방향을 일정하게 한 상태에서 이동한다.

또한, 본 형태의 풀리(15)는 제1 암부(11)의 내부의 기단 측에 배치되는 제1 회동부재이며, 풀리(16)는 제1 암부(11)의 내부의 선단 측에 배치되는 제2 회동부재이다. 또, 벨트(17)는 제1 회동부재인 풀리(15)로부터 제2 회동부재인 풀리(16)로 동력을 전달하기 위한 제1 전달부재이다. 또, 풀리(21)는 제3 암부(13)의 내부의 기단 측에 배치되는 제3 회동부재이며, 풀리(22)는 제3 암부(13)의 내부의 선단 측에 배치되는 제4 회동부재이다. 또, 벨트(23)는 제3 회동부재인 풀리(21)으로부터 제4 회동부재인 풀리(22)로 동력을 전달하기 위한 제2 전달부재이다.

(제3 암부의 지지구조)

도 4는 도 3의 F부의 구체적인 구성을 설명하기 위한 단면도이다.

상술한 바와 같이, 중실 회동축(28)의 상단 측에는 제3 암부(13)의 기단 측이 고정되어 있고, 제3 암부(13)는 그 기단 측을 중심으로 하여 본체부(7)에 대해서 회동 가능하게 되어 있다. 이하, 이 제3 암부(13)의 지지구조에 대해서 설명한다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 제3 암부(13)의 기단 측의 상면 부분은 제3 암부(13)를 중실 회동축(28)에 고정하기 위한 고정부재(37)에 고정되어 있다. 고정부재(37)에는 중실 회동축(28)의 상단 부분이 삽입 통과되는 삽통(揷通)구멍이 형성되어 있으며, 이 삽통구멍의 내주면과 중실 회동축(28)의 상단 부분의 외주면과의 사이에는 스판링(38)이 배치되어 있다. 본 형태에서는, 이 스판링(38)에 의해서, 중실 회동축(28)의 상단 측에 고정부재(37)가 고정되어 있다. 즉, 본 형태에서는, 제3 암부(13)를 중실 회동축(28)에 고정하기 위해서, 고정부재(37)와 스판링(38)이 이용되고 있다. 또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 빠짐방지부재(39)에 의해서, 스판링(38)의 위쪽으로의 빠짐이 방지되고 있다.

또, 제3 암부(13)는 베어링(40)에 회동 가능하게 지지되어 있다. 베어링(40)은 제1 중공 회동축(29)에 장착되어 있다. 구체적으로는, 베어링(40)은 베어링 유지부재(41)를 통하여 제1 중공 회동축(29)의 상단 측에 고정되어 있다. 즉, 제1 중공 회동축(29)의 상단 측에 베어링 유지부재(41)가 고정되어 있고, 베어링(40)은 베어링 유지부재(41)의 외주 측에 고정되어 있다. 본 형태의 베어링(40)은 제3 암부(13)를 회동 가능하게 지지하는 제3 암부 베어링이다.

베어링 유지부재(41)에는 풀리(15, 21)도 고정되어 있다. 구체적으로는, 베어링 유지부재(41)의 상단면 측에 풀리(21)가 고정되고, 베어링 유지부재(41)의 하단면 측에 풀리(15)가 고정되어 있다. 또, 고정판(42) 및 고정나사(도시생략)에 의해서, 베어링 유지부재(41)에 풀리(15, 21)가 고정되어 있다.

(구동기구 및 위치검출기구의 개략 구성)

도 5는 도 3에 나타내는 구동기구(8)의 개략 구성을 설명하기 위한 단면도이다. 도 6은 도 5의 주요부의 확대도이다. 도 7은 도 6의 G부의 확대도이다. 도 8은 도 6에 나타내는 풀리(52)에 형성되는 가이드 오목부(52a)를 설명하기 위한 도면이다.

구동기구(8)는 상술의 중실 회동축(28), 제1 중공 회동축(29) 및 제2 중공 회동축(30)에 더하여, 중실 회동축(28)을 회동시키는 제1 구동원으로서 제1 모터(44)와, 제1 중공 회동축(29)을 회동시키는 제2 구동원으로서의 제2 모터(도시생략)와, 제2 중공 회동축(30)을 회동시키는 제3 구동원으로서의 제3 모터(도시생략)를 구비하고 있다. 중실 회동축(28), 제1 중공 회동축(29) 및 제2 중공 회동축(30)의 상단 측의 일부를 제외한 구동기구(8)의 각 구성은 본체부(7) 안에 수납되어 있다.

또, 본체부(7) 안에는 본체부(7)에 대한 제1 중공 회동축(29)의 상대회동위치를 검출하기 위한 제1 위치검출기구(45)와, 제1 중공 회동축(29)에 대한 중실 회동축(28)의 상대회동위치를 검출하기 위한 제2 위치검출기구(46)와, 제1 중공 회동축(29)에 대한 제2 중공 회동축(30)의 상대회동위치를 검출하기 위한 제3 위치검출기구(47)가 배치되어 있다. 또, 본체부(7) 안에는 중실 회동축(28), 제1 중공 회동축(29) 및 제2 중공 회동축(30)을 함께 승강시키기 위한 승강기구(도시생략)가 배치되어 있다.

중실 회동축(28)의 하단 측에는 풀리(48)가 고정되어 있다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 제1 모터(44)의 출력축에 고정되는 풀리(49)와 풀리(48)에는 벨트(50)가 걸쳐져 있다. 제1 중공 회동축(29)의 하단 측에는 풀리(51)가 고정되어 있다. 제2 모터의 출력축에 고정되는 풀리(도시생략)와 풀리(51)에는 벨트(도시생략)가 걸쳐져 있다. 제2 중공 회동축(30)의 하단 측에는 풀리(52)가 고정되어 있다. 제3 모터의 출력축에 고정되는 풀리(도시생략)와 풀리(52)에는 벨트(도시생략)가 걸쳐져 있다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 풀리(48, 51, 52)는 상하방향에서 겹쳐지도록 배치됨과 아울러, 하측으로부터 이 순서로 배치되어 있다.

풀리(52)의 하면에는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 상측을 향하여 움푹 패인 오목부(52a)가 형성되어 있다. 오목부(52a)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 상하방향에서 보았을 때의 형상이 풀리(52)의 회전중심을 중심으로 하는 대략 원호 모양이 되도록 형성되어 있다.

풀리(51)의 하면에는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 상측을 향하여 움푹 패인 오목부(51a)가 형성되어 있다. 오목부(51a)는, 오목부(52a)와 마찬가지로, 상하방향에서 보았을 때의 형상이 풀리(51)의 회전중심을 중심으로 하는 대략 원호 모양이 되도록 형성되어 있다. 또, 풀리(51)에는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 상하방향으로 관통하는 둥근 구멍 모양의 관통구멍(51b)이 형성되어 있다.

풀리(48)에는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 상하방향으로 관통하는 관통구멍(48a)이 형성되어 있다. 관통구멍(48a)은 상하방향에서 보았을 때의 형상이 풀리(48)의 회전중심을 중심으로 하는 대략 원호 모양이 되도록 형성되어 있다. 또, 풀리(48)에는 상하방향으로 관통하는 둥근 구멍 모양의 관통구멍(48b)이 형성되어 있다.

중실 회동축(28)의 외주면과 제1 중공 회동축(29)의 내주면과의 사이에는 베어링(53)과 자기씰(54)이 배치되어 있다. 제1 중공 회동축(29)의 외주면과 제2 중공 회동축(30)의 내주면과의 사이에는 베어링(55)과 자기씰(56)이 배치되어 있다. 또, 본체부(7)에 고정되는 대략 원통형의 지지부재(57)의 내주면과 제2 중공 회동축(30)의 외주면과의 사이에는 베어링(58)과 자기씰(59)이 배치되어 있다.

제1 위치검출기구(45)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 서로 대향 배치되는 발광소자(도시생략) 및 수광소자(도시생략)를 가지는 광학식의 센서(60)와, 검출판(61)을 구비하고 있다. 센서(60)는 본체부(7)에 고정되는 센서고정부(62)에 고정되어 있다. 검출판(61)은 센서(60)의 발광소자로부터 수광소자로 향하는 광을 차단하는 것이 가능한 차광성의 부재로 형성됨과 아울러, 센서(60)의 발광소자로부터 수광소자로 향하는 광을 차단하는 것이 가능하게 되도록, 풀리(51)의 상면에 고정되어 있다.

제2 위치검출기구(46)는 근접센서(63)와 검출판(64)을 구비하고 있다. 근접센서(63)는 대략 원통 모양으로 형성되는 센서유지부재(65)를 통하여 풀리(48)의 관통구멍(48b)에 고정되어 있다. 즉, 근접센서(63)는 센서유지부재(65)의 내주 측에 고정되며, 센서유지부재(65)는 관통구멍(48b)의 내주 측에 고정되어 있다. 또, 근접센서(63)는 그 상단부분이 센서유지부재(65)의 상단보다 위쪽으로 약간 돌출하도록, 센서유지부재(65)에 고정되어 있다. 센서유지부재(65)의 상단 측은 풀리(51)의 오목부(51a) 안에 배치되어 있다. 상술한 바와 같이, 오목부(51a)는 상하방향에서 보았을 때의 형상이 풀리(51)의 회전중심을 중심으로 하는 대략 원호 모양이 되도록 형성되어 있으며, 오목부(51a) 안에 배치되는 센서유지부재(65)의 상단 측 부분은 풀리(51)에 대한 풀리(48)의 회동범위를 규제하는 스토퍼로서의 기능을 발휘하고 있다.

검출판(64)은, 예를 들어, 자성재료로 형성되어 있다. 이 검출판(64)은 풀리(51)에 고정되어 있다. 구체적으로는, 검출판(64)은 풀리(51)의 오목부(51a)의 저면의 일부분에 고정되어 있다. 보다 구체적으로는, 제1 중공 회동축(29)에 대해서, 중실 회동축(28)이 소정의 기준위치에 있을 때, 근접센서(63)의 선단부와 검출판(64)이 소정의 틈새를 통하여 대향하도록, 검출판(64)은 오목부(51a)의 저면에 고정되어 있다.

제3 위치검출기구(47)는 근접센서(66)와 검출판(67)을 구비하고 있다. 근접센서(66)는 대략 원통 모양으로 형성되는 센서유지부재(68)를 통하여 풀리(51)의 관통구멍(51b)에 고정되어 있다. 즉, 근접센서(66)는 센서유지부재(68)의 내주 측에 고정되며, 센서유지부재(68)는 관통구멍(51b)의 내주 측에 고정되어 있다. 또, 근접센서(66)는 그 상단부분이 센서유지부재(68)의 상단보다 위쪽으로 약간 돌출하도록 센서유지부재(68)에 고정되어 있다. 센서유지부재(68)의 상단 측은 풀리(52)의 오목부(52a) 안에 배치되어 있다. 상술한 바와 같이, 오목부(52a)는 상하방향에서 보았을 때의 형상이 풀리(52)의 회전중심을 중심으로 하는 대략 원호 모양이 되도록 형성되어 있으며, 오목부(52a) 안에 배치되는 센서유지부재(68)의 상단 측 부분은 풀리(51)에 대한 풀리(52)의 회동범위를 규제하는 스토퍼로서의 기능을 발휘하고 있다. 또, 센서유지부재(68)의 하단 측은 풀리(48)의 관통구멍(48a) 안에 삽입 통과되어 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 관통구멍(48a)은 상하방향에서 보았을 때의 형상이 풀리(48)의 회전중심을 중심으로 하는 대략 원호 모양이 되도록 형성되어 있고, 풀리(51)에 대해서 풀리(48)가 상대 회동하여도 풀리(51)에 고정되는 센서유지부재(68)와 풀리(48)가 접촉하지 않도록 되어 있다.

검출판(67)은, 예를 들어, 자성재료로 형성되어 있다. 이 검출판(67)은 풀리(52)에 고정되어 있다. 구체적으로는, 검출판(67)은 풀리(52)의 오목부(52a)의 저면의 일부분에 고정되어 있다. 보다 구체적으로는, 제1 중공 회동축(29)에 대해서, 제2 중공 회동축(30)이 소정의 기준위치에 있을 때, 근접센서(66)의 선단부와 검출판(67)이 소정의 틈새를 통하여 대향하도록, 검출판(67)은 오목부(52a)의 저면에 고정되어 있다.

후술과 같이, 중실 회동축(28)과 제1 중공 회동축(29)과 제2 중공 회동축(30)이 함께 회동하면, 제1 암(5) 및 제2 암(6)이 신축하지 않고 회동중심(C)을 중심으로 회동한다. 본 형태에서는, 회동중심(C)을 중심으로 하는 회동방향에서 제1 암(5)과 제2 암(6)이 소정의 원점위치에 있는 것이 제1 위치검출기구(45)에 의해서 검출된다. 즉, 회동중심(C)을 중심으로 하는 회동방향에서 제1 암(5)과 제2 암(6)이 소정의 원점위치에 있을 때, 검출판(61)이 센서(60)의 발광소자로부터 수광소자로 향하는 광을 차단한다.

또, 후술과 같이, 중실 회동축(28)이 회동하면, 제2 암(6)이 신축하고, 상술한 바와 같이, 제1 중공 회동축(29)에 대해서, 중실 회동축(28)이 소정의 기준위치에 있을 때, 근접센서(63)의 선단부와 검출판(64)이 소정의 틈새를 통하여 대향한다. 본 형태에서는, 예를 들어, 제2 암(6)이 줄어들어 있을 때, 근접센서(63)의 선단부와 검출판(64)이 소정의 틈새를 통하여 대향한다. 즉, 제2 암(6)이 줄어들어 있는 상태인 것이 제2 위치검출기구(46)에 의해서 검출된다.

또, 후술과 같이, 제2 중공 회동축(30)이 회동하면, 제1 암(5)이 신축하고, 상술한 바와 같이, 제1 중공 회동축(29)에 대해서, 제2 중공 회동축(30)이 소정의 기준위치에 있을 때, 근접센서(66)의 선단부와 검출판(67)이 소정의 틈새를 통하여 대향한다. 본 형태에서는, 예를 들어, 제1 암(5)이 줄어들어 있을 때, 근접센서(66)의 선단부와 검출판(67)이 소정의 틈새를 통하여 대향한다. 즉, 제1 암(5)이 줄어들어 있는 상태인 것이 제3 위치검출기구(47)에 의해서 검출된다.

또한, 근접센서(63)로부터 인출되는 배선(71)의 단부 및 근접센서(66)로부터 인출되는 배선(72)의 단부는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 로터리 조인트(73)에 접속되어 있다. 로터리 조인트(73)는 본체부(7)에 고정되는 고정부재(74)에 고정되어 있다.

(로보트의 개략 동작)

도 9는 도 1에 나타내는 로보트(1)의 개략 동작을 설명하기 위한 도면이며, (A)는 제1 암(5)이 늘어나고, 제2 암(6)이 줄어들어 있는 상태를 나타내는 도면, (B)는 제1 암(5) 및 제2 암(6)이 늘어나 있는 상태를 나타내는 도면이다.

본 형태에서는, 도 1의 (B)에 나타내는 바와 같이, 제1 암(5) 및 제2 암(6)이 줄어들어 있는 상태에서 제2 중공 회동축(30)이 회동하면, 도 9의 (A)에 나타내는 바와 같이, 제1 암(5)이 늘어난다. 또, 제1 암(5) 및 제2 암(6)이 줄어들어 있는 상태에서 중실 회동축(28)이 회동하면, 도 1의 (A)에 나타내는 바와 같이, 제2 암(6)이 늘어난다.

또, 제1 암(5) 및 제2 암(6)이 줄어들어 있는 상태에서 중실 회동축(28) 및 제2 중공 회동축(30)이 회동하면, 도 9의 (B)에 나타내는 바와 같이, 제1 암(5) 및 제2 암(6)이 늘어난다. 구체적으로는, 제1 핸드(3)와 제2 핸드(4)가 동일한 방향으로 이동하도록 제1 암(5) 및 제2 암(6)이 늘어난다. 또, 제1 암(5)이 늘어나 제2 암(6)이 줄어들어 있는 상태에서 중실 회동축(28)이 회동하면, 제2 암(6)이 늘어나고 제1 암(5)이 줄어들며, 제2 암(6)이 늘어나 있는 상태에서 제2 중공 회동축(30)이 회동하면, 제1 암(5)이 늘어난다.

이와 같이 본 형태의 로보트(1)에서는 제1 암(5)의 신축동작과 제2 암(6)의 신축동작을 개별적으로 행하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 중실 회동축(28), 제1 중공 회동축(29) 및 제2 중공 회동축(30)이 동일한 회동속도로 동일한 각도만큼 회동하면, 제1 암(5) 및 제2 암(6)이 신축하지 않는 상태에서 회동중심(C)을 중심으로 하여, 제1 암(5) 및 제2 암(6)이 본체부(7)에 대해서 회동한다. 즉, 중실 회동축(28), 제1 중공 회동축(29) 및 제2 중공 회동축(30)이 동일한 회동속도로 동일한 각도만큼 회동하면, 로보트(1)는 선회동작을 행한다. 또한, 본 형태에서는 제1 암(5) 및 제2 암(6)이 줄어들어 있는 상태에서, 로보트(1)는 선회동작을 행한다.

(본 형태의 주된 효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 형태에서는, 중실 회동축(28) 및/또는 제2 중공 회동축(30)을 회동시킴으로써, 제1 암(5)과 제2 암(6)을 개별적으로 신축시킬 수 있다. 이 때문에, 제1 암(5)과 제2 암(6)을 개별적으로 신축시켜, 챔버(10)에 대한 웨이퍼(2)의 출입을 개별적으로 행할 수 있다. 예를 들어, 챔버(10) 안에 웨이퍼(2)의 받침대가 상하 2단으로 배치되어 있는 경우에는, 제1 암(5)과 제2 암(6)에 의해서, 2매의 웨이퍼(2)를 동시에 챔버(10)에 반입하거나 2매의 웨이퍼(2)를 동시에 챔버(10)로부터 반출하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 웨이퍼(2)의 반송처리 시간을 단축하는 것이 가능하게 된다.

본 형태에서는, 제1 암부(11)의 회동중심과 제3 암부(13)의 회동중심이 동축상에 배치되어 있다. 또, 본 형태에서는, 제1 암(5)과 제2 암(6)은 제1 암(5) 및 제2 암(6)이 줄어들어 있는 상태에서 로보트(1)의 상측으로부터 보았을 때에, 가상선(L)에 대해서 대략 선대칭이 되도록 구성되어 있다. 또한, 본 형태에서는, 수평방향에서 보았을 때에, 제1 암부(11)와 제3 암부(13)와 제2 암부(12)와 제4 암부(14)는 하측으로부터 상측을 향하여 이 순서로 배치되어 있다. 또, 본 형태에서는, 제1 암(5)과 제2 암(6)은 대략 같은 형상으로 형성되어 있다. 이 때문에, 본 형태에서는, 제1 암(5)과 제2 암(6)의 중량의 밸런스가 좋다. 따라서, 본 형태에서는, 제1 암(5) 및 제2 암(6)의 신축동작이나 제1 암(5) 및 제2 암(6)의 본체부(7)에 대한 회동동작을 안정시키는 것이 가능하게 된다.

또, 본 형태에서는, 제1 암(5)과 제2 암(6)은 대략 같은 형상으로 형성되어 있기 때문에, 제1 암(5)의 구성부품의 일부와 제2 암(6)의 구성부품의 일부를 공통화할 수 있다. 따라서, 로보트(1)의 비용을 저감할 수 있다.

본 형태에서는, 제3 암부(13)를 회동 가능하게 지지하는 베어링(40)이 베어링 유지부재(41)를 통하여 제1 중공 회동축(29)의 상단 측에 고정되어 있다. 이 때문에, 제1 암부(11)에 베어링(40)이 장착되어 있는 경우와 비교하여, 베어링(40)의 주변의 구성을 간소화하는 것이 가능하게 되어, 베어링(40)의 주변 부분을 소형화하는 것이 가능하게 된다.

본 형태에서는, 본체부(7) 안에는, 제1 위치검출기구(45)와 제2 위치검출기구(46)와 제3 위치검출기구(47)가 배치되어 있다. 이 때문에, 회동중심(C)을 중심으로 하는 회동방향에서 제1 암(5)과 제2 암(6)이 소정의 원점위치에 있는 것 및 제1 암(5)이나 제2 암(6)이 줄어들어 있는 상태인 것을 적절히 검출할 수 있다.

(다른 실시형태)

상술한 형태는, 본 발명의 바람직한 형태의 일례이지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에 대해 여러 가지 변형 실시가 가능하다.

상술한 형태에서는, 제1 암(5)은 회동부재로서의 풀리(15, 16, 18, 19) 및 전달부재로서의 벨트(17, 20)를 구비하고 있다. 그 밖에도 예를 들어, 제1 암(5)은 풀리(15, 16, 18, 19) 및 벨트(17, 20)에 대신하여, 회동부재로서의 스프로켓 및 전달부재로서의 체인을 구비하고 있어도 된다. 이 경우에는, 풀리(15)에 대신해서 배치되는 스프로켓은 제1 암부(11)의 내부의 기단 측에 배치되는 제1 회동부재이며, 풀리(16)에 대신해서 배치되는 스프로켓은 제1 암부(11)의 내부의 선단 측에 배치되는 제2 회동부재이다. 또, 벨트(17)에 대신해서 배치되는 체인은 제1 회동부재인 스프로켓으로부터 제2 회동부재인 스프로켓으로 동력을 전달하기 위한 제1 전달부재이다.

마찬가지로, 제2 암(6)은 회동부재로서의 풀리(21, 22, 24, 25) 및 전달부재로서의 벨트(23, 26)를 구비하고 있지만, 제2 암(6)은 풀리(21, 22, 24, 25) 및 벨트(23, 26)에 대신하여, 회동부재로서의 스프로켓 및 전달부재로서의 체인을 구비하고 있어도 된다. 이 경우에는, 풀리(21)에 대신해서 배치되는 스프로켓은 제3 암부(13)의 내부의 기단 측에 배치되는 제3 회동부재이며, 풀리(22)에 대신해서 배치되는 스프로켓은 제3 암부(13)의 내부의 선단 측에 배치되는 제4 회동부재이다. 또, 벨트(23)에 대신해서 배치되는 체인은 제3 회동부재인 스프로켓으로부터 제4 회동부재인 스프로켓으로 동력을 전달하기 위한 제2 전달부재이다.

또, 제1 암(5)은 풀리(15, 16, 18, 19) 및 벨트(17, 20)에 대신하여, 회동부재 및 전달부재로서의 톱니바퀴열을 구비하고 있어도 된다. 이 경우에는, 풀리(15)에 대신해서 배치되는 톱니바퀴는 제1 암부(11)의 내부의 기단 측에 배치되는 제1 회동부재이며, 풀리(16)에 대신해서 배치되는 톱니바퀴는 제1 암부(11)의 내부의 선단 측에 배치되는 제2 회동부재이다. 또, 풀리(15)에 대신해서 배치되는 톱니바퀴와 풀리(16)에 대신해서 배치되는 톱니바퀴와의 사이에 배치되는 톱니바퀴는 제1 회동부재인 톱니바퀴로부터 제2 회동부재인 톱니바퀴로 동력을 전달하기 위한 제1 전달부재이다.

마찬가지로, 제2 암(6)은 풀리(21, 22, 24, 25) 및 벨트(23, 26)에 대신하여, 회동부재 및 전달부재로서의 톱니바퀴열을 구비하고 있어도 된다. 이 경우에는, 풀리(21)에 대신해서 배치되는 톱니바퀴는 제3 암부(13)의 내부의 기단 측에 배치되는 제3 회동부재이며, 풀리(22)에 대신해서 배치되는 톱니바퀴는 제3 암부(13)의 내부의 선단 측에 배치되는 제4 회동부재이다. 또, 풀리(21)에 대신해서 배치되는 톱니바퀴와 풀리(22)에 대신해서 배치되는 톱니바퀴와의 사이에 배치되는 톱니바퀴는 제3 회동부재인 톱니바퀴로부터 제4 회동부재인 톱니바퀴로 동력을 전달하기 위한 제2 전달부재이다.

상술한 형태에서는, 제1 핸드(3)와 제2 핸드(4)가 동일한 방향으로 이동하도록 제1 암(5) 및 제2 암(6)이 늘어나 있다. 그 밖에도 예를 들어, 제1 핸드(3)와 제2 핸드(4)가 다른 방향으로 이동하도록 제1 암(5) 및 제2 암(6)이 늘어나도 된다. 이와 같이 구성하면, 예를 들어, 로보트(1)를 중심으로 하여 방사상으로 복수의 챔버(10)가 배치되는 경우에는, 제1 암(5)과 제2 암(6)에 의해서, 2개의 챔버(10)에 웨이퍼(2)를 동시에 반입하거나 2개의 챔버(10)로부터 웨이퍼(2)를 동시에 반출하는 것이 가능하게 된다. 또한, 이 경우에는, 웨이퍼(2)를 반입하는 2개의 챔버(10)의 회동중심(C)에 대한 상대 각도와, 웨이퍼(2)를 반출하는 2개의 챔버(10)의 회동중심(C)에 대한 상대 각도가 동일할 필요가 있다.

상술한 형태에서는, 제3 암부(13)를 회동 가능하게 지지하는 베어링(40)이 베어링 유지부재(41)를 통하여 제1 중공 회동축(29)의 상단 측에 고정되어 있다. 그 밖에도 예를 들어, 베어링(40)이 제1 암부(11)에 직접, 고정되어도 되고, 소정의 베어링 유지부재를 통하여 베어링(40)이 제1 암부(11)에 고정되어도 된다.

상술한 형태에서는, 중실 회동축(28)에 제3 암부(13)가 고정되고, 제2 중공 회동축(30)에 제1 암부(11)가 고정되어 있다. 그 밖에도 예를 들어, 중실 회동축(28)에 제1 암부(11)가 고정되고, 제2 중공 회동축(30)에 제3 암부(13)가 고정되어도 된다.

상술한 형태에서는, 로보트(1)에 의해서 반송되는 반송대상물은 원반 모양의 웨이퍼(2)이지만, 로보트(1)에 의해서 반송되는 반송대상물은 웨이퍼(2) 이외의 원반 모양으로 형성된 기판이라도 되고, 직사각형 모양 등의 다각형 모양으로 형성된 기판 등이라도 된다.

1 로보트(산업용 로보트) 2 웨이퍼(반송대상물)
3 제1 핸드 4 제2 핸드
5 제1 암 6 제2 암
7 본체부 8 구동기구
10 챔버(수납부) 11 제1 암부
12 제2 암부 13 제3 암부
14 제4 암부 15 풀리(제1 회동부재)
16 풀리(제2 회동부재) 17 벨트(제1 전달부재)
21 풀리(제3 회동부재) 22 풀리(제4 회동부재)
23 벨트(제2 전달부재) 28 중실회동축(제1 회동축)
29 제1 중공 회동축(제2 회동축) 30 제2 중공 회동축(제3 회동축)
40 베어링(제3 암부 베어링) 44 제1 모터(제1 구동원)
45 제1 위치검출기구 46 제2 위치검출기구
47 제3 위치검출기구 C 회동중심
L 가상선

Claims

반송대상물이 수납되는 수납부로부터의 상기 반송대상물의 반출 및 상기 수납부로의 상기 반송대상물의 반입을 행하는 산업용 로보트에 있어서,
상기 반송대상물이 탑재되는 제1 핸드 및 제2 핸드와, 그 선단 측에서 상기 제1 핸드를 회동 가능하게 유지함과 아울러 상기 수납부에 대한 상기 반송대상물의 출입시에 신축하는 제1 암과, 그 선단 측에서 상기 제2 핸드를 회동 가능하게 유지함과 아울러 상기 수납부에 대한 상기 반송대상물의 출입시에 신축하는 제2 암과, 상기 제1 암 및 상기 제2 암을 신축시키기 위한 구동기구와, 상기 구동기구의 일부가 수납되는 본체부를 구비하고,
상기 제1 암은 그 기단 측을 중심으로 하여 상기 본체부에 대해서 회동 가능한 제1 암부와, 상기 제1 암부의 선단 측에 그 기단 측이 회동 가능하게 유지되는 제2 암부를 구비하며,
상기 제2 암은 그 기단 측을 중심으로 하여 상기 본체부에 대해서 회동 가능한 제3 암부와, 상기 제3 암부의 선단 측에 그 기단 측이 회동 가능하게 유지되는 제4 암부를 구비하고,
상기 제1 암부의 회동중심과 상기 제3 암부의 회동중심이 동축상에 배치되고,
상기 제1 암과 상기 제2 암은, 상기 제1 암 및 상기 제2 암이 줄어들어 있는 상태에서 상기 산업용 로보트의 상측으로부터 보았을 때에, 상기 제1 암부 및 상기 제3 암부의 회동중심을 통과하는 가상선에 대해서 선대칭이 되도록 구성되며,
수평방향으로부터 보았을 때에, 상기 제1 암부와 상기 제3 암부와 상기 제2 암부와 상기 제4 암부는, 하측으로부터 상측으로 향하여 이 순서로 배치되고,
상기 구동기구는, 상기 제1 암부 및 상기 제3 암부의 회동중심을 축중심으로 하는 제1 회동축과, 상기 제1 회동축의 외주면을 덮도록 상기 제1 회동축과 동심(同心) 모양으로 배치되는 중공형상의 제2 회동축과, 상기 제2 회동축의 외주면을 덮도록 상기 제1 회동축과 동심 모양으로 배치되는 중공형상의 제3 회동축과, 상기 제1 회동축을 회동시키는 제1 구동원과, 상기 제2 회동축을 회동시키는 제2 구동원과, 상기 제3 회동축을 회동시키는 제3 구동원을 구비함과 아울러, 상기 제1 암의 신축동작과 상기 제2 암의 신축동작을 개별적으로 행하는 것이 가능하도록 구성되며,
상기 본체부의 안에는, 상기 본체부에 대한 상기 제2 회동축의 상대회동위치를 검출하기 위한 제1 위치검출기구와, 상기 제2 회동축에 대한 상기 제1 회동축의 상대회동위치를 검출하기 위한 제2 위치검출기구와, 상기 제2 회동축에 대한 상기 제3 회동축의 상대회동위치를 검출하기 위한 제3 위치검출기구가 배치되고,
상기 제1 회동축에는, 상기 제1 구동원의 동력을 상기 제1 회동축에 전달하기 위한 제1 풀리가 고정되며,
상기 제2 회동축에는, 상기 제2 구동원의 동력을 상기 제2 회동축에 전달하기 위한 제2 풀리가 고정되고,
상기 제3 회동축에는, 상기 제3 구동원의 동력을 상기 제3 회동축에 전달하기 위한 제3 풀리가 고정되며,
상기 제1 풀리와 상기 제2 풀리와 상기 제3 풀리는, 상하방향으로 겹쳐지도록 배치됨과 아울러, 하측으로부터 이 순서로 배치되고,
상기 제1 풀리에는, 상하방향으로 관통하는 제1 관통구멍이 형성되며,
상기 제2 풀리에는, 상하방향으로 관통하는 제2 관통구멍이 형성되며, 상기 제2 풀의 하면에는 상측을 향하여 움푹 패인 제1 오목부가 형성되고,
상기 제1 오목부는, 상하방향으로부터 보았을 때의 형상이 상기 제2 풀리의 회전중심을 중심으로 하는 원호모양이 되도록 형성되며,
상기 제3 풀리의 하면에서는, 상측을 향하여 움푹 패인 제2 오목부가 형성되고,
상기 제2 오목부는, 상하방향으로부터 보았을 때의 형상이 상기 제3 풀리의 회전중심을 중심으로 하는 원호모양이 되도록 형성되며,
상기 제2 위치검출기구는, 제1 센서유지부재를 통해서 상기 제1 관통구멍에 고정되는 제1 근접센서와, 자성재료로 형성됨과 아울러 상기 제1 오목부의 일부분에 고정되는 제1 검출판을 구비하고,
상기 제1 센서유지부재의 상단측은, 상기 제1 오목부의 안에 배치되며, 상기 제1 오목부의 안에 배치되는 상기 제1 센서유지부재의 상단측 부분은, 상기 제2 풀리에 대한 상기 제1 풀리의 회동범위를 규제하는 스토퍼로서의 기능을 하고 있으며,
상기 제3 위치검출기구는, 제2 센서유지부재를 통해서 상기 제2 관통구멍에 고정되는 제2 근접센서와, 자성재료로 형성됨과 아울러 상기 제2 오목부의 일부분에 고정되는 제2 검출판을 구비하며,
상기 제2 센서유지부재의 상단측은, 상기 제2 오목부의 안에 배치되며, 상기 제2 오목부의 안에 배치되는 상기 제2 센서유지부재의 상단측 부분은, 상기 제3 풀리에 대한 상기 제2 풀리의 회동범위를 규제하는 스토퍼로서의 기능을 하고 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 암부의 선단 측에 상기 제1 핸드가 회동 가능하게 유지되고,
상기 제4 암부의 선단 측에 상기 제2 핸드가 회동 가능하게 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 제1 암은 중공형상으로 형성되는 상기 제1 암부의 내부의 기단 측에 배치되는 제1 회동부재와, 상기 제1 암부의 내부의 선단 측에 배치되는 제2 회동부재와, 상기 제1 회동부재로부터 상기 제2 회동부재으로 동력을 전달하기 위한 제1 전달부재를 구비하며,
상기 제2 암은 중공형상으로 형성되는 상기 제3 암부의 내부의 기단 측에 배치되는 제3 회동부재와, 상기 제3 암부의 내부의 선단 측에 배치되는 제4 회동부재와, 상기 제3 회동부재로부터 상기 제4 회동부재로 동력을 전달하기 위한 제2 전달부재를 구비하고,
상기 제1 회동축에는 상기 제3 암부의 기단 측이 고정되며,
상기 제2 회동축에는 상기 제1 회동부재와 상기 제3 회동부재가 고정되고,
상기 제3 회동축에는 상기 제1 암부의 기단 측이 고정되며,
상기 제2 회동부재는 상기 제1 암부에 회동 가능하게 유지됨과 아울러, 상기 제2 회동부재에는 상기 제2 암부가 고정되고,
상기 제4 회동부재는 상기 제3 암부에 회동 가능하게 유지됨과 아울러, 상기 제4 회동부재에는 상기 제4 암부가 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
청구항 3에 있어서,
상기 제1 회동부재, 상기 제2 회동부재, 상기 제3 회동부재 및 상기 제4 회동부재는 풀리이고, 상기 제1 전달부재 및 상기 제2 전달부재는 벨트인 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
청구항 4에 있어서,
상기 벨트는 금속제의 평벨트인 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
청구항 4에 있어서,
상기 풀리는 톱니부착풀리이며, 상기 벨트는 톱니부착벨트인 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
청구항 3에 있어서,
상기 제3 암부를 회동 가능하게 지지하는 제3 암부 베어링을 구비하고,
상기 제3 암부 베어링은 상기 제2 회동축에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
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