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TW200848231A - Work transfer system - Google Patents

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TW200848231A
TW200848231A TW096144607A TW96144607A TW200848231A TW 200848231 A TW200848231 A TW 200848231A TW 096144607 A TW096144607 A TW 096144607A TW 96144607 A TW96144607 A TW 96144607A TW 200848231 A TW200848231 A TW 200848231A
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TW096144607A
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TWI398335B (zh
Inventor
Yasuyuki Kitahara
Shigeyuki Kaino
Original Assignee
Nidec Sankyo Corp
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Publication date
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Description

200848231 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於具有在匣中裝恭 衣載/卸载工件之際使 關節型機器人之工件搬送系統。 【先前技術】 為了將半導體晶圓等工件裝載 τ執/卸載至匣中，通常 可互相旋轉地連結有複數臂，且 且得達％轉動源之旋轉力 而使其施行伸縮等動作之多關節型機器人。而，利用㈣ 工件之複錄、對X件施以特定處理之工件處理裝置、及 此多關節型機器人構成1個工件搬 1卞微迗系統。茲利用圖5詳述 有關以往之工件搬送系統（例如參照專利文獻丨）。
如圖5所示，以往之工件搬送系統具有多關節編人 100、工件處理裝置200、及收納工件3〇1〜3〇3之複數£(匡 1〜3)。又，複數ϋ係將工件積載載置成擱板狀，多關節型 機器人100係將工件對Ε之各擱板段搬出搬入。又，在 此，作為匣之一例，考慮 SEME(Semic〇nduct〇r EquipmeW and Materials International)標準 E47.1 規定之正面開 口式匣 一體型搬送、保管箱之Foup(Fr〇nt_〇pening Unified p〇d) #。此等複數匣係等間隔地被並列載置著。多關節型機器 人100具有手部101、臂部102、臂部側連桿部103、基台側 連桿部104、及基台105，例如，可由匣（匣3)取出工件3〇3 而搬送至工件處理裝置2〇〇。 多關節型機器人1〇〇係被配置於工件處理裝置2〇〇與複數 E (E 1〜3)之中間位置。更具體而言，多關節型機器人1〇〇 126835.doc 200848231 係被配置於假設連結被收納於複數匣之工件3〇1〜3〇3之各 中心點之直線為直線1，包含於工件處理裝置2〇〇之背面之 直線，且處於與直線1平行之關係之直線為直線2時，由與 直線1及與直線2之距離均相等之點之集合所構成之直線3 之線上。 在此，在圖5所示之工件搬送系統中，採用處理收納3個 工件301〜303之3個匣之3F0UP方式，但假使採用處理4個 匣之4FOUP方式之情形，則必須延長上述之臂部1〇2、臂 部側連桿部103、及基台側連桿部i 〇4之全部或一部分之長 度。處理5個以上之匣之情形亦同。 [專利文獻1]日本特開2006-289555號公報 【發明内容】 (發明所欲解決之問題） 但，延長臂部102、臂部側連桿部1〇3、及基台侧連桿部 104之全部或一部分之長度之情形，雖可向圖5中之X方向 施行更遠之存取（可實現對應s4Foup之動作），但機器人 之干涉區域會向圖5中之γ方向擴大，導致多關節型機器人 1〇〇之整個裝置’ it而導致工件搬送系統之整個系統增大 (機器人設置空間擴大舉圖5為例時’具有圖5中之丫方 向之尺寸Μ之干涉區域，即作業所需區域（確保不干涉到收 納工件之匣且不干涉到工件處理裝置而可施行作業之區 域）增大之結果，尺寸]S[也會增大。 本發明係㈣此種問題點而完成者，其目的在於提供即 使在處理多㈣之情形’也可防止整個系統增大，進而可 126835.doc 200848231 謀求省空間化之工件搬送系統。 (解決問題之技術手段） 為解決如以上之問顳，士政DO t 門碭本發明提供以下之工件搬送系 統。 ⑴一種工件搬送系統’其特徵在於包含：複數h 係收納工件；工件處理裝置，其係配置於至少與前述複數 匣之排列相對向之位詈·；5夕抑— 置，及夕關卽型機器人，其係在匣中 裝載/卸載工件；前述多關節型機器人係包含：保持工件 2手部；可旋轉地保持前述手部之臂部；及可旋轉地保持 前述臂部之基端側之臂關節部，且以前述臂關節部之移動 軌跡成為與前述裝载/卸載之方向大致正交之方向之直線 之方式動作之連桿機構；前述連桿機構係藉連桿關節部連 結可旋轉地被保持於前述多關節型機器人之基台之基台側 連桿部、及位於前述臂部側之臂部側連桿部；且前述複數 Ε係被並列配置成與前述臂關節部之移動軌跡平行，前述 連桿機構之前述基台側連桿部之旋轉中心及前述臂關節部 之方疋轉中心係位於比前述工件處理裳置與前述複數Ε之中 間位置更偏向前述工件處理裝置與前述複數ε中任一方側 =位置’且隨著前述連桿機構之驅動，對前述複數匡及前 二:處理裝置裝載/#載前述卫件時，前述連桿關節部 向與丽述一方側相反側彎曲而突出。 依據本發明，由於工件搬送系統係包含·複數匿、工件 ::裝置及多關節型機器人，此多關節型機器人係包含： '、、件之手邛’可旋轉地保持其之臂部；及以臂部之基 126835.doc 200848231 端側之臂關節部之移動軌跡成為與裝載/卸载之方向大致 正交之方向之直線之方式動作之連桿機構；此 = 藉連桿關節部連結基台側連桿部、及臂部側連桿部.且U 數E係被並列配置成與臂關節部之移動軌跡平行: 構之前述基台侧連桿部之旋轉中心及臂關節部之旋轉中于、、 係位於比工件處理裝置與複數厘之中間位置更偏 ^ 理裝置與複數㈣任-方側之位置，且隨著連桿機構之 動，對前述複數S及前述工件處理裝置裝載/卸载前述工 件時’連桿關節部向與一方側相反側彎曲而突出，故例如 在延長臂部及連桿機構之各部之長度之情形，也可防止連 桿機構之連桿關節部突出而觸及工件處理裝置或觸及收納 複數匣之g殼。 因此’可防止整個工件搬送系統大型化，進而可謀求省 空間化。 在此所明工件處理裝置與複數匣之「中間位置」可設 定為：例如，設連結被收納於複數E之工件之各中心點1 直線1 又包含於工件處理裝置之背面之直線，且處於與 直線1平行之關係之直線為直線2時，由距直線1及距直線2 之距離均相等之點之集合所構成之直線位置。 +或者’所謂工件處理裝置與複數「中間位置」可設 為下歹j中間位置中之_者：前述工件處理裝置與前述複 數匣之互相對向而使手部與工件處理裝置與複數匣不相干 /v之面間之中間位置；形成於前述工件處理裝置與前述複 數E之間之前述多關節型機器人之作業所需區域之前述工 126835.doc 200848231 ^處理褒置與前述複數匣之中間位置；及對前述工件處理 f置側之前述手部可到彡之最遠位置與對前述複數厘側之 前述手部可到達之最遠位置之令間位置。 另外，也可延長手部、臂部、基台側連桿部、及臂部側 連桿部之任一長度。既可為1個部位，也可為2個以上之部 ^又，最好以基台側連桿部4與臂部側連桿部5之旋轉角 度比為1 · 2 ’使兩者之長度相同。藉此，可簡易地施行直 、 又使手部之長度不變’關於手部，於3FOUP用 或4FOUP用可共通化，可提高通用性。 后又，本發明不僅連桿機構之基台側連桿部之旋轉中心， 臂關節部之旋轉中心也位於偏離上述「中間位置」之位 ^，故與例如僅連桿機構之基台位於「中間位置」時相 比，可容易施行内插（直線内插或仿直線内插）。 ()在别述一方側規定前述臂部之迴旋範圍。 依據本發明’由於在上述一方側規定上述臂部之迴旋範 圍’故可將臂部之動作範圍限定於一定範圍，進而可更有 件搬送系統之設置空間。更具體而言，前述臂 P可構成為於與前述一方側相反側迴旋240度。 (發明之效果） 如以上所說明’依據本發明，由於多關節 台侧連桿部之旋轉中，與臂關節部之旋轉中心位;比工^ 數^中間位置更偏向於工件處理裝置與複 j中任一方側之位置，故即使增加匿數（例如由3FOUP 夂、4FOUP) ’延長多關節型機器人之各部之情形，也可 126835.doc -10- 200848231 防止連桿機構之連桿M節部 觸，進而可防止整個工件系統大型化置心殼等接 空間化。 x亦可有助於省 【實施方式】 面說明實施本發明之最佳型 以下，一面參照圖式， 態。 [系統構成] 、圖!係表示本發明之實施型態之工件搬送系統之系統構 成之圖。X，在圖1中’揭示3種姿勢之多關節型機器人 1 ° 在圖1中，工件搬达系統具有多關節型機器人1、工件處 理裝置20、及分別收納工件3卜叫例如圓形之半導體晶 圓）之4個£ (4FOUP方式）。 夕關即型機器人1係用於在匣中裝載/卸載工件31〜34， 而具有保持工件之手部7、可旋轉地保持手部7之臂部6、 可旋轉地保持臂部6之基端側之臂關節部，且以使臂關 節部乃之移動軌跡成為與裝載/卸載之方向大致成正交之方 向之直線之方式執行動作之連桿機構3、及可旋轉地支持 連桿機構3之基端侧之基台2。 連才干機構3係位於多關節型機器人1之基端（基台2)側， 藉連桿關節部J2連結可旋轉地被保持於基台2之基台側連 桿部4、及位於臂部6側之臂部側連桿部5。有關更詳細之 機械構成’將在[多關節型機器人之機械構成]中予以詳 述0 126835.doc • 11 - 200848231 件處理裝置20係對工件31〜34施以特定處理之裝置， 配置於與4個匣之排列相對向之位置。又，在圖!中，雖僅 配置於與4個g之排列相對向之位置，但配置於其他之場 所也無妨。例如，配置於臂關節部之移動執跡之延長： 線上也無妨。 4個匣係以與臂關節部之移動軌跡平行方式，保持距 離間隔L而被並列配置。又，E係被設置於搬出搬入工件 31〜34之目標位置，只要屬於可界定此種搬入搬出位置， 除了匣以外，也可使用加工裝置等。 在此，在本實施型態之工件搬送系統中，連桿機構3之 位置即可旋轉地被保持於基台2之基台側連桿部 4之旋轉中心及旋轉中心位置之臂關節部l係比工件處理 裝置2〇與4個匣之中間位置更偏向4個匣之侧（僅長度p)之 位置。而，隨著連桿機構3之驅動，可使連桿關節部“向 與此偏向之位置相反側彎曲而突出。 因此，在增多並列配置之匣數之情形，即使延長臂部6 與連柃機構3之各部之長度時，也可防止連桿機構3之連桿 關節部J2接觸到工件處理裝置2〇及匣。其結果，可防止整 個工件搬运系統大型化，進而可謀求省空間化。具體而 吕，與圖5所不之以往之工件搬送系統相比，幾乎不會（或 完全部會）改變作業所需區域之尺寸Μ及尺寸N，可施行對 更多之匣之搬送，故可實現更省空間之搬送系統。 又，在本實施型態中，雖設定為比上述中間位置更偏離 4個匣之側之位置，但例如也可設定為更偏向工件處理襞 126835.doc •12- 200848231 置20之側之位置。此情形，臂關節部(旋轉中心）之移動 軌跡變成位於偏向工件處理裝置2〇之側之位置，連桿關節 部J2會向比中間位置更偏向匣側彎曲而突出。又，在本實 施型態中，「中間位置」，考慮設定為與連結被收納 於複數E之工件之各中心點之直線、及平行於此直線而包 含於工件處理裝置之背面之直線之雙方之距離均相等之點 之集合所構成之直線位置（在圖丨中通過距離2N之中間位置 之直線之位置），但，例如作為「中間位置」，考慮設定為 與複數匣中包含於多關節型機器人丨側之面之直線、及平 行於此直線而包含於工件處理裝置2〇中多關節型機器人i 側之面之直線之雙方之距離均相等之點之集合所構成之直 線位置（在圖1中通過距離M之中間位置之直線之位置）也無 妨。即’考慮設定為在圖1中距離μ所示之前述工件處理 裝置20之多關節型機器人1側之前面與前述複數匣之多關 節型機器人1側之前面之相互對向之面間之中間位置也無 妨。或者’作為「中間位置」，考慮設定為形成在圖5中尺 寸Μ所示之前述工件處理裝置與前述複數匣之間之前述多 關節型機器人之作業所需區域之前述工件處理裝置與前述 複數Ε之中間位置、或對前述工件處理裝置側之前述手部 之可到達之最遠位置與對前述複數匣側之前述手部之可到 達之最遠位置與之中間位置也無妨。 [多關節型機器人之機械構成及機械動作] 利用圖1〜圖3說明有關圖1所示之多關節型機器人1之機 械構成及機械動作。圖2係表示圖1所示之多關節型機器人 126835.doc •13· 200848231 1之機械構成之剖面圖’圖2⑷係、平面剖面圖，圖叩)係縱 d面圖又，圖3係臂部6之迴旋範圍圖。 在圖中夕關蜻型機器人1係由基台2、連桿機構3、臂 P及手"卩7所構成。連桿機構3係包含可相互旋轉地連 結之基台側連桿部4與臂部側連桿部5。基台2係包含藉升 降馬達（未圖示）之旋轉而向上下方向升降之升降筒8。又， 升降筒8係被以圖中之上下方向為長側方向之導軸（未圖示） 所導動而升降。 *基台側連桿部4係經由連桿軸陶皮連結於升降筒8，被内 藏於升降筒8之連桿機構馬達心可旋轉地保持著。又，基 台側連桿部4⑽著升降筒8之升降而可對基台2升降。在 土口側連；f干邛4 ’内藏有基台侧滑輪4a、臂部側滑輪朴、 皮帶4C。而，基台侧滑輪4a與臂部側滑輪4b之徑之比為 2.1又，臂部側滑輪4b與臂部側連桿部5係被連結軸4d 斤連、、、σ因此，基台側連桿部4以基台側滑輪仏之旋轉中 心為中心旋轉時’基台侧滑輪仏與臂部侧滑輪朴之旋轉角 度比’即基台側連桿部4與臂部側連桿部5之旋轉角度比為 1 2另外，基台側連桿部4與臂部側連桿部5之長度相 等。其結I ’連桿機構3可旋轉地連結臂部側連桿部5與臂 部6之連結軸化之中心，點（臂關節部J〇之移動軌跡可被規制 於特定之直線上。 臂部6係經由連結軸5a被連結於臂部側連桿部5之前端， 被内藏於臂部側連桿部5之臂部馬達51可旋轉地料著。 又’在圖2中’為說明之方便起見，使臂部馬達51内藏於 126835.doc -14- 200848231 臂部側連桿部5，但本發明 ^ ^ ^ ^ 个限疋於此，例如既可使臂 4馬達5!内滅於臂部6 ’也可設置料他任何處。 成手：二二平仃之2支之上支持架以與下支持架7b所構 軸6d、皮遠社木h及下支持架％係分別經由連結軸6C及連結 軸:d被連結於臂部6之前端，且分別被内藏於臂部6之下支 持架馬物及上切架馬達的可旋轉地保持著。 又’驅動未圖示之升降馬達、連桿機構馬達8a、臂部馬 ^:支持架馬達以及上支持架馬達抑之控制信號係依 據插作貝所輪人 > 斗、，i π 』之耘式，由未圖示之控制器適宜地被發 达。此控制器係被配置成可藉纜線而與機械手（機器人本 體1)連結，只要是與其他裝置不相干涉之位置，配置於任 何處均無妨。 在圖3令，在本實施型態之多關節型機器人丨中，臂部6 之迴旋範圍係被前述一方之側所規制。具體而言，臂部6 如圖3所不，只能在左右Q(例如Q = 120度，但此角度可依 需要自由設定）之範圍旋轉。即，就圖丨而言，雖可在與所 明則述一方之側相反側之工件處理裝置2〇側自由旋轉，但 在匣側，則呈現不能旋轉一定角度以上之狀態。藉此，臂 部6之動作範圍由以往之橢圓形（參照圖5)變成切下一部分
之扁平形（參照圖1)，故可更有效地使用工件搬送系統之設 置空間。 X 兹概略說明圖1所示之多關節型機器人1之機械動作。多 關節型機器人1之姿勢假設現在呈現圖1中之右方之多關節 型機器人1之姿勢（實線）。首先，手部7之上支持架為了 126835.doc -15- 200848231 由厘_取出工侔34，_ 向直線移動。更詳^ :持該方向’一面向❻之正方 以臂關節部“二左轉 支持架Μ藉上支持竿=時針方向)旋轉，手部7之上 (順時針方… 連結軸6c為中心向右轉 呈 〇疋轉。此時，臂關節部之移動軌跡 =工件之卸载方向成正交之方向斷負方向)之直 連“㈣；2f曲而突^連桿關㈣^之位 置 备手部7之上支持牟a v ά丄 睥，车μ 又符木以向丫軸之正方向移動特定距離 時J:7之上支持架7a會進…。又，在此所謂「順 」係由上方看多關節型機器人1時之（參照圖1}右 =向，所謂「反時針方向」，係由上方看多關節型機器 守之（參照圖1)左轉方向。又，在此所謂「X軸之負方 ，」’係由上方看多關節型機器人1時之（參照圖〇左方向， X軸之正方向」’係由上方看多關節型機器人^時之（參照 圖1)右方向。 ^ 而，工件被載置於手部7之上支持架化後（參照圖丨中之 右方之多關節型機器人丨之姿勢後（鏈線）），施行與上述動 作相反順序之動作，返回圖丨中之右方之多關節型機器人 之姿勢(實線)。又，作為其次之作業，為了取出被收納於 j端之E中之工件31，連桿機構3及臂部6執行動作使臂關 即部J!向X軸之負方向移動後（參照圖〗中之左方之多關節 型機！§人1之姿勢（鏈線）後），施行上述同樣之動作。又， 對匣之各搁板之工件之載置係藉升降馬達（未圖示）之旋轉 而使升降筒8向上下方向微量地升降而施行。又，藉升降 126835.doc •16- 200848231 馬達（未圖示）之旋轉而使 ^ 文开降荀8向上下方向升降時，可對 不h度之擱板，將卫件31〜34適宜地搬出搬入， 或仃對工件處理裝置20之搬出搬入。 圖4係表示對工件處理褒置2〇裝載/卸載工件之情形之 圖0 如圖4所示，例如為 μ辟明μ 比丫取出之工件3 1，也可一面 吏’關郎部J丨向X轴之正方6 μ τ & 方向移動，一面使臂部以臂關節
σ卜、巾心、向左轉（反時針方向）旋轉（參照圖4中之右方之 多關節型機器人1之姿勢（實線）），使手部7之上支持架Μ 入工件處理裝置2〇。 [實施型態之效果] 如以上所說明，依據本實施型態之工件搬送系統，如圖 1或圖4所不，即使在使匣對應4F〇up，延長臂部6及連桿 機構3之各。卩（基台側連桿部4及臂部側連桿部5)之長度之情 形，也可使連桿機構3之連桿關節部J2突出，以防止接觸 到工件處理裝置2G及複數g。因此，可防止整個工件搬送 系統之大型化，進而可难少办日日，丨 』°杲衣,空間化。又，藉由將臂部6 之迴旋範圍限定於4之範圍’可更有效地制工件搬送 系統之設置空間。 >又，在本實施型‘態t，多_節型機器人j之基台2及臂關 節部。雖位於由工件處理裝置20與複數匣之中間位置更偏 向於複數g側之位置，但此並非表示必須一直位於此位 置。例如，採用使用滑動機構等而可在工件處理裝置2〇與 複數ϋ之中間位置與偏向位置令來回移動之構成也無妨。 126835.doc 17 200848231 (產業上之可利用性） 如以上所說明’本發明可有效、 ^ ^ ^ 利用作為可一面施行對並 列配置之多數匣之工件搬送，_ 防止整個系統之大型化 之工件搬送系統。 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明之實施型能 玉心之工件搬送系統之系統構 成之圖。
圖2(a)、（b)係表示圖1所示夕夕扣^ t ， 口尸；r不之夕關節型機器人之機械構 成之剖面圖。 圖3係圖1所示之多關節型機器人之臂部之迴旋範圍圖。 圖4係表示對工件處理裝置裝載/卸載工件之情形之圖。 【主要元件符號說明】 圖5係表示以往之工件搬送系統之系統構成之圖。 1 多關節型機器人 2 基台 3 連桿機構 4 基台側連桿部 5 臂部側連桿部 6 臂部 7 手部 20 工件處理裝置 3 1 〜3 4 工件 126835.doc -18·

Claims (1)

  1. 200848231 十、申清專利範圍： 種工件搬送系統，其特徵在於包含·· 複數匣，其係收納工件； 相董+内处理边置’其係配置於至少與前述複數匣之排列 相對向之位置；及 多關節型機55人 ^ . , 口口 ，/、係在S中裝载/卸載工件； 轉節型機器人係包含:保持工件之手部;可旋 、刖述手部之臂部；及可旋轉地保持前述臂部之 基^側之臂關節部，且 與前述裝載/卸载之方向大致:交二軌跡成為 作之連桿機構； K万式動 前==構係藉連桿關節部連結可旋轉地被保持於 夕即型機益人之基台之基台側連桿部、及位於 述#部側之臂部側連桿部；且 l 跡：複數S係被並列配置成與前述臂關節部之移動執 前述連桿_之_基纟㈣料 臂：節部之旋轉中心係位於比前述工件處理裝置 ®中任一方側之位置；且 “述硬數 隨著前述連桿機構之驅動，對前述複數 處理裝置裝载/卸载前述工件時， ，述工件 述—方側相反側f曲而突出。 干關節部向與前 2·如請求項1之工件搬送系統，其中 126835.doc 200848231 則述工件處理裝置與前述複數匣之中間位置，係指下 列位置中之任一者： 設連結被收納於前述複數匣之工件之各中心點之直線 為直線1 ’設包含於工件處理裝置之背面之直線中處於 與直線1平行之關係之直線為直線2時，由距前述直線1 及距W述直線2之距離均㈣之點之集合所構成之 位置； ' 則述工件處理裝置與前述複數
    中間位置 形成於前述工件處理襄置與前述複數E之間之前述多 關節型機器人之作業所需區 前述複數^中間位置；及處之别〇件處理装置與 件處理裝置侧之前述手料到達之最遠 ;=述複數_之前述手部可到達之最遠位置之Μ 其中在前述一方側規定 中前述臂料於與前述 3·如請求項丨或2之工件搬送系統， 前述臂部之迴旋範圍。 4·如請求項3之工件搬送系統，其 一方侧相反之側迴旋240度。 126835.doc -2-
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