搬送ロボット及び真空装置
【課題】複数の搬送機構を有する搬送ロボットにおいて、スループットを向上させるとともに、搬送ロボット及びこれを配置する真空装置の高さを低く抑える技術を提供する。
【解決手段】第1及び第2の駆動軸11、12に固定された第1及び第2の上側駆動アーム21、22によって構成される上側搬送機構1Aと、第2及び第3の駆動軸12、13に固定された第1及び第2の下側駆動アーム51、52によって構成される下側搬送機構1Bとを有する。第1〜3の駆動軸11〜13は同心状に設けられている。上側搬送機構1Aは、第1の上側平行クランク機構4と第2の上側平行クランク機構5とによって構成される。下側搬送機構1Bは、第1の下側平行クランク機構6と第2の下側平行クランク機構7とによって構成される。
【解決手段】第1及び第2の駆動軸11、12に固定された第1及び第2の上側駆動アーム21、22によって構成される上側搬送機構1Aと、第2及び第3の駆動軸12、13に固定された第1及び第2の下側駆動アーム51、52によって構成される下側搬送機構1Bとを有する。第1〜3の駆動軸11〜13は同心状に設けられている。上側搬送機構1Aは、第1の上側平行クランク機構4と第2の上側平行クランク機構5とによって構成される。下側搬送機構1Bは、第1の下側平行クランク機構6と第2の下側平行クランク機構7とによって構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば基板等の搬送物を搬送する搬送装置に関し、特に、半導体製造装置等における真空装置に好適な搬送ロボットの技術に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の搬送ロボットとしては、スループットを向上させるため、基板載置部をそれぞれ有する二つの搬送機構を設けたものが知られている。
しかし、搬送機構を二つ設ける場合には、搬送機構同士の接触を避けるために搬送機構を上下に配置する必要があり、その結果、搬送ロボットを配置する真空装置の高さが高くなるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、複数の搬送機構を有する搬送ロボットにおいて、スループットを向上させるとともに、搬送ロボット及びこれを配置する真空装置の高さを低く抑える技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
上記目的を達成するためになされた本発明は、所定の回転軸を中心として水平面内で回転可能に設けられた第1、第2及び第3の駆動軸と、前記第1の駆動軸に固定された第1の上側駆動アームと、前記第1の上側駆動アームの下方において前記第2の駆動軸に固定された第2の上側駆動アームと、前記第1及び第2の上側駆動アームの先端部にそれぞれ水平面内において回転可能に連結された第1の上側従動アーム及び第2の上側従動アームとからなる第1の上側平行クランク機構と、前記第2の上側従動アームと、当該第2の上側従動アームの両端部においてそれぞれ水平面内において回転可能に連結された第3の上側従動アーム及び第4の上側従動アームと、当該第3の上側従動アーム及び第4の上側従動アームの先端部にそれぞれ水平面内において回転可能に連結された第5の上側従動アームとからなる第2の上側平行クランク機構と、前記第5の上側従動アームの先端部に取り付けられた上側搬送部とを有する上側搬送機構と、前記第2の上側駆動アームの下方において前記第3の駆動軸に固定された第1の下側駆動アームと、前記第2の上側駆動アームの下側で且つ前記第1の下側駆動アームの上側において前記第2の駆動軸に前記第2の上側駆動アームに対して所定の角度で固定された第2の下側駆動アームと、前記第1及び第2の下側駆動アームの先端部にそれぞれ水平面内において回転可能に連結された第1の下側従動アーム及び第2の下側従動アームとからなる第1の下側平行クランク機構と、前記第2の下側従動アームと、当該第2の下側従動アームの両端部においてそれぞれ水平面内において回転可能に連結された第3の下側従動アーム及び第4の下側従動アームと、当該第3の下側従動アーム及び第4の下側従動アームの先端部にそれぞれ水平面内において回転可能に連結された第5の下側従動アームとからなる第2の下側平行クランク機構と、前記第5の従動アームの先端部に取り付けられた下側搬送部とを有する下側搬送機構と、を有する搬送ロボットである。
本発明では、前記下側搬送部が、前記上側搬送機構の第2の上側平行クランク機構と、前記下側搬送機構の第1の下側平行クランク機構との間の高さ位置に設けられている場合にも効果的である。
本発明では、前記上側搬送部及び前記下側搬送部が、それぞれ二つの載置部を有している。
また、本発明は、真空槽と、前記真空槽内に設けられた、上述したいずれかの搬送ロボットとを有する真空装置である。
【0005】
本発明の場合、第1及び第2の駆動軸に固定された第1及び第2の上側駆動アームによって構成される上側搬送機構と、第2及び第3の駆動軸に固定された第1及び第2の下側駆動アームによって構成される下側搬送機構とを有し、これら第1、第2及び第3の駆動軸は同心状に設けられていることから、上側搬送機構と下側搬送機構とを回転軸に対してそれぞれ側方に配置して動作させることができ、これにより複数の搬送物を同時に搬送することによりスループットを向上させるとともに、搬送ロボット及びこれを配置する真空装置の高さを低く抑えることができる。また、大きな真空槽内において搬送物を搬送することも可能になる。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、複数の搬送機構を有する搬送ロボットにおいて、スループットを向上させるとともに、搬送ロボット及びこれを配置する真空装置の高さを低く抑える技術を提供することにある。
また、搬送物の搬送時における振動をできるだけ少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】(a):本発明に係る搬送ロボットの実施の形態の構成を示す平面図(b):同搬送ロボットの構成を示す正面図
【図2】第1〜第3の駆動軸の構成を示す断面図
【図3】同搬送ロボットの上側搬送機構を示す平面図
【図4】同搬送ロボットの下側搬送機構を示す平面図
【図5】同搬送ロボットの上側搬送機構の伸長動作を示す平面図(その1)
【図6】同搬送ロボットの上側搬送機構の伸長動作を示す平面図(その2)
【図7】同搬送ロボットの上側搬送機構の伸長動作を示す平面図(その3)
【図8】同搬送ロボットの上側搬送機構の伸長動作を示す平面図(その4)
【図9】同搬送ロボットの上側搬送機構の伸長動作を示す平面図(その5)
【図10】同搬送ロボットの上側搬送機構の伸長動作を示す平面図(その6)
【図11】同搬送ロボットの下側搬送機構の伸長動作を示す平面図(その1)
【図12】同搬送ロボットの下側搬送機構の伸長動作を示す平面図(その2)
【図13】同搬送ロボットの下側搬送機構の伸長動作を示す平面図(その3)
【図14】同搬送ロボットの下側搬送機構の伸長動作を示す平面図(その4)
【図15】同搬送ロボットの下側搬送機構の伸長動作を示す平面図(その5)
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1(a)は、本発明に係る搬送ロボットの実施の形態の構成を示す平面図、図1(b)は、同搬送ロボットの構成を示す正面図である。
図2は、第1〜第3の駆動軸の構成を示す断面図である。図3は、同搬送ロボットの上側搬送機構を示す平面図、図4は、同搬送ロボットの下側搬送機構を示す平面図である。
【0009】
図1(a)に示すように、本発明の搬送ロボット1は、例えば真空槽(図示せず)内において搬送物である基板10の搬送を行うもので、図3に示す上側搬送機構1Aと、図4に示す下側搬送機構1Bとを有している。
【0010】
図2に示すように、本実施の形態では、独立した駆動源(図示せず)からそれぞれ時計回り方向又は反時計回り方向の回転動力が伝達される同心状の第1、第2及び第3の駆動軸11、12、13を有している。
ここで、第1の駆動軸11は、最も内側に配置され、その周囲に第2の駆動軸12及び第3の駆動軸13が配置され、回転軸Oを中心として水平方向に回転するように構成されている。
第2の駆動軸12は、段付きの形状に形成され、その上部に第1の連結部12aが設けられ、第1の連結部12aの下方に第1の連結部12aより径の大きな第2の連結部12bが設けられている。
【0011】
図3に示すように、上側搬送機構1Aは、それぞれ直線状に延びる、第1の上側駆動アーム21と、第2の上側駆動アーム22と、第1の上側従動アーム31と、第2の上側従動アーム32によって構成される第1の上側平行クランク機構4を有している。
【0012】
ここで、第1の上側駆動アーム21は第1の駆動軸11に連結され、第2の上側駆動アーム22は、第2の駆動軸12の第1の連結部12aに連結されている。
第1の上側駆動アーム21の他方の端部(先端部)には、第1の上側従動アーム31の一方の端部(基端部)が、第1の上側駆動アーム21の下方において支軸Aを中心として水平方向に回転自在に取り付けられている。
【0013】
また、第2の上側駆動アーム22の他方の端部(先端部)には、第2の上側従動アーム32の一方の端部(基端部)が、第2の上側駆動アーム22の上方において支軸Bを中心として水平方向に回転自在に取り付けられている。
【0014】
さらに、第1の上側従動アーム31の他方の端部(先端部)と、第2の上側従動アーム32の他方の端部(先端部)とが、第2の上側従動アーム32の下方において支軸C、Bを中心としてそれぞれ水平方向に回転自在に取り付けられている。
【0015】
本実施の形態の場合、支軸AC間の軸間距離は、回転軸O及び支軸B間の距離と同一となるように設定されている。また、支軸BC間の軸間距離は、回転軸O及び支軸A間の距離と同一となるように設定されている。
なお、支軸AC間の軸間距離と回転軸O及び支軸B間の距離が、支軸BC間の軸間距離と回転軸O及び支軸A間の距離より長くなるように構成されている。
【0016】
第1の上側平行クランク機構4の先端部即ち動作側端部には、第2の上側平行クランク機構5が連結されている。
この第2の上側平行クランク機構5は、第1の上側平行クランク機構4の第2の上側従動アーム32と、第3の上側従動アーム33と、第4の上側従動アーム34と、第5の上側従動アームである上側エンドエフェクタ40の一部36によって構成されている。
【0017】
ここで、第2の上側従動アーム32の第1の上側従動アーム31側の端部には、第2の上側従動アーム32の上方において、第3の上側従動アーム33の一方の端部(基端部)が、上述した支軸Cを中心として水平方向に回転自在に取り付けられている。
【0018】
また、第2の上側従動アーム32の第2の上側駆動アーム22側の端部には、第2の上側従動アーム32の上方において、第4の上側従動アーム34の一方の端部(基端部)が、上述した支軸Bを中心として水平方向に回転自在に取り付けられている。
これら第3及び第4の上側従動アーム33,34は、第2の上側駆動アーム22及び第1の上側従動アーム31と軸間距離が同一となるように構成されている。
【0019】
さらに、第3及び第4の上側従動アーム33,34の他方の端部(先端部)は、上側エンドエフェクタ40の下方において、支軸BC間の距離と同一の軸間距離を有する位置に設けられた支軸D、E中心として水平方向に回転自在に取り付けられている。
【0020】
本実施の形態では、第2の上側従動アーム32に、第1の上側駆動アーム22と第3の上側従動アーム33の回転方向が反対方向で且つ同一の角度となるように構成されたギアボックスからなる動力伝達機構35が設けられている。
【0021】
すなわち、第2の上側駆動アーム22の動力が第2の上側従動アーム32の動力伝達機構35を介して伝達され、第3の上側従動アーム33が第1の上側駆動アーム22と同一角度で反対方向に回転するように構成されている。
そして、このような構成により、第2の上側平行クランク機構5の動作先端部の支軸D、Eが基板搬送方向Pに沿って直進し、回転軸O上を通過するようになっている。
【0022】
本実施の形態の上側エンドエフェクタ40は、上述した支軸D、Eから基板搬送方向Pに延び所定の間隔で設けられた二つの支持アーム41、42を有し、各支持アーム41、42の先端部に、基板10を載置する基板載置部43、44がそれぞれ設けられている。
【0023】
図4に示すように、下側搬送機構1Bは、それぞれ直線状に延びる、第1の下側駆動アーム51と、第2の下側駆動アーム52と、第1の下側従動アーム61と、第2の下側従動アーム62によって構成される第1の下側平行クランク機構6を有している。
ここで、第1の下側駆動アーム51は第3の駆動軸13に連結され、第2の下側駆動アーム52は、第2の駆動軸12の第2の連結部12bに連結されている。
【0024】
第1の下側駆動アーム51の他方の端部(先端部)には、第1の下側従動アーム61の一方の端部(基端部)が、第1の下側駆動アーム51の上方において支軸Fを中心として水平方向に回転自在に取り付けられている。
【0025】
また、第2の下側駆動アーム52の他方の端部(先端部)には、第2の下側従動アーム62の一方の端部(基端部)が、第2の下側駆動アーム52の下方において支軸Gを中心として水平方向に回転自在に取り付けられている。
【0026】
ところで、本実施の形態では、図2に示すように、第1の下側平行クランク機構6の第2の下側駆動アーム52は第2の駆動軸12の第2の連結部12bに連結され、第1の上側平行クランク機構4の第2の上側駆動アーム22は、第2の駆動軸12の第1の連結部12aに連結されている。
【0027】
ここで、第1の下側平行クランク機構6の第2の下側駆動アーム52は、上述した第1の上側平行クランク機構4の第2の上側駆動アーム22と共に第2の駆動軸12に固定されているため、第2の駆動軸12を回転させると、同じ方向に同じ角度回転する。
【0028】
なお、本実施の形態では、第1の上側平行クランク機構4の第2の上側駆動アーム22と、第1の下側平行クランク機構6の第2の下側駆動アーム52とは、同一の軸間距離を有するように構成されており、図1、3、4に示すように、ホームポジションにある場合に、基板搬送方向Pに対して線対称となるようにこの角度が定められている。
【0029】
そして、第1の下側平行クランク機構6の第1の下側従動アーム61の他方の端部(先端部)と、第2の下側駆動アーム52の他方の端部(先端部)とが、第2の下側従動アーム62の上方において支軸H、Gを中心としてそれぞれ水平方向に回転自在に取り付けられている。
【0030】
本実施の形態の場合、支軸FH間の軸間距離は、回転軸O及び支軸G間の距離と同一となるように設定されている。また、支軸GH間の軸間距離は、回転軸O及び支軸F間の距離と同一となるように設定されている。
なお、支軸FH間の軸間距離と回転軸O及び支軸G間の距離が、支軸GH間の軸間距離と回転軸O及び支軸F間の距離より長くなるように構成されている。
【0031】
第1の下側平行クランク機構6の先端部即ち動作側端部には、第2の下側平行クランク機構7が連結されている。
この第2の下側平行クランク機構7は、第1の下側平行クランク機構6の第2の下側従動アーム62と、第3の下側従動アーム63と、第4の下側従動アーム64と、下側エンドエフェクタ70の一部66によって構成されている。
【0032】
ここで、第2の下側従動アーム62の第1の下側従動アーム61側の端部には、第2の下側従動アーム62の下方において、第3の下側従動アーム63の一方の端部(基端部)が、上述した支軸Hを中心として水平方向に回転自在に取り付けられている。
【0033】
また、第2の下側従動アーム62の第2の下側駆動アーム52側の端部には、第2の下側従動アームの下方において、第4の下側従動アーム64の一方の端部(基端部)が、上述した支軸Gを中心として水平方向に回転自在に取り付けられている。
これら第3及び第4の下側従動アーム63、64は、第2の下側駆動アーム52及び第1の下側従動アーム61と軸間距離が同一となるように構成されている。
【0034】
さらに、第3及び第4の下側従動アーム63、64の他方の端部(先端部)は、下側エンドエフェクタ70の下方において、支軸GH間の距離と同一の軸間距離を有する位置に設けられた支軸I、J中心として水平方向に回転自在に取り付けられている。
【0035】
本実施の形態では、第2の下側従動アーム62に、第2の下側駆動アーム52と第3の下側従動アーム63の回転方向が反対方向で且つ同一の角度となるように構成されたギアボックスからなる動力伝達機構65が設けられている。
【0036】
すなわち、第2の下側駆動アーム52の動力が第2の下側従動アーム62の動力伝達機構65を介して伝達され、第3の下側従動アーム63が第2の下側駆動アーム52と同一角度で反対方向に回転するように構成されている。
そして、このような構成により、第2の下側クランク機構7の動作先端部の支軸I、Jが基板搬送方向Pに沿って直進し、回転軸O上を通過するようになっている。
【0037】
本実施の形態の下側エンドエフェクタ70は、上述した支軸I、Jから基板搬送方向Pに延び所定の間隔で設けられた二つの支持アーム71、72を有し、各支持アーム71、72の先端部に、基板を載置する基板載置部73、74がそれぞれ設けられている。
【0038】
さらに、図1(b)に示すように、下側エンドエフェクタ70は、上側搬送機構1Aの第1の上側平行クランク機構4と第2の上側平行クランク機構5の間の高さ位置に設けられ、また各部材同士が接触しないように、それぞれの形状及び大きさが定められている。
【0039】
以下、本実施の形態の動作について説明する。
まず、図5に示す原点位置から上側搬送機構を伸長させる場合について、図6〜図10を参照して説明する。
【0040】
この場合は、図6に示すように、第2の駆動軸12を時計回り方向に所定角度回転させると同時に、図7に示すように、第3の駆動軸13を時計回り方向に同じ角度回転させる。
本実施の形態の場合、第2の駆動軸12には、下側搬送機構1Bの第2の下側駆動アーム52が固定されているため、この第2の下側駆動アーム52も時計回り方向に所定角度回転する。
【0041】
そして、この回転動作により、第1の上側平行クランク機構4と第2の上側平行クランク機構5が基板搬送方向Pに移動し、図8に示すように、上側エンドエフェクタ40が回転軸Oに対して基板搬送方向Pの下流側に配置される。
【0042】
一方、下側搬送機構1Bは、回転軸Oを中心として、時計回り方向に所定角度旋回し、図9に示す姿勢になる。
そして、以上の動作により、図10に示すように、上側搬送機構1Aが伸長するとともに、下側搬送機構1Bが所定角度旋回した状態になる。
【0043】
なお、下側搬送機構1Bの下側エンドエフェクタ70は、上側搬送機構1Aの第1の上側平行クランク機構4と第2の上側平行クランク機構5の間の高さ位置に設けられているため、上側搬送機構1Aには接触しない。
【0044】
一方、上側搬送機構1Aと下側搬送機構1Bを原点位置に戻す場合には、第2の駆動軸12を反時計回り方向に所定角度回転させると同時に、第3の駆動軸13を反時計回り方向に同じ角度回転させる。
【0045】
次に、図5に示す原点位置から下側搬送機構1Bを伸長させる場合について、図11〜図15を参照して説明する。
この場合は、図11に示すように、第2の駆動軸12を反時計回り方向に所定角度回転させると同時に、図12に示すように、第1の駆動軸を反時計回り方向に同じ角度回転させる。
本実施の形態の場合、第2の駆動軸12には、上側搬送機構1Aの第2の上側駆動アーム22が固定されているため、この第2の上側駆動アーム22も反時計回り方向に所定角度回転する。
【0046】
そして、この回転動作により、第1の下側平行クランク機構6と第2の下側平行クランク機構7が基板搬送方向Pに移動し、図13に示すように、下側エンドエフェクタ70が回転軸Oに対して基板搬送方向P下流側に配置される。
また、上側搬送機構1Aが回転軸Oを中心として、反時計回り方向に所定角度旋回し、図14に示す姿勢になる。
【0047】
そして、以上の動作により、図15に示すように、下側搬送機構1Bが伸長するとともに、上側搬送機構1Aが所定角度旋回した状態になる。
なお、下側搬送機構1Bの下側エンドエフェクタ70は、上側搬送機構1Aの第1の上側平行クランク機構4と第2の上側平行クランク機構5の間の高さ位置に設けられているため、上側搬送機構1Aには接触しない。
【0048】
一方、上側搬送機構1Aと下側搬送機構1Bを原点位置に戻す場合には、第2の駆動軸12を反時計回り方向に所定角度回転させると同時に、第3の駆動軸13を反時計回り方向に同じ角度回転させる。
なお、搬送ロボット1を旋回させる場合には、ホームポジションの状態において、第1〜第3の駆動軸11〜13を同時に同一方向へ同じ角度回転させればよい。
【0049】
以上述べたように本実施の形態にあっては、第1及び第2の駆動軸11、12に固定された第1及び第2の上側駆動アーム21、22によって構成される上側搬送機構1Aと、第2及び第3の駆動軸12、13に固定された第1及び第2の下側駆動アーム51、52によって構成される下側搬送機構1Bとを有し、これら第1〜3の駆動軸11〜13は同心状に設けられていることから、上側搬送機構1Aと下側搬送機構1Bとを第1〜3の駆動軸11〜13に対してそれぞれ側方に配置して動作させることができ、これにより複数の搬送物を同時に搬送することによりスループットを向上させるとともに、搬送ロボット及びこれを配置する真空装置の高さを低く抑えることができる。また、大きな真空槽内において搬送物を搬送することも可能になる。
【0050】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上記実施の形態では、上側搬送機構1Aと下側搬送機構1Bの対応するアームの軸間距離が同一となるようにしたが、本発明はこれに限られず、上側搬送機構1Aと下側搬送機構1Bとにおいて各アームの軸間距離を異なるように構成することもできる。
さらに、上記実施の形態では、各エンドエフェクタにそれぞれ載置部を二つ設けたが、本発明はこれに限られず、一つ又は三つ以上設けることもできる。
【符号の説明】
【0051】
1…搬送ロボット
1A…上側搬送機構
1B…下側搬送機構
4…第1の上側平行クランク機構
5…第2の上側平行クランク機構
6…第1の下側平行クランク機構
7…第2の下側平行クランク機構
10…基板
11…第1の駆動軸
12…第2の駆動軸
13…第3の駆動軸
21…第1の上側駆動アーム
22…第2の上側駆動アーム
40…上側エンドエフェクタ
51…第1の下側駆動アーム
52…第2の下側駆動アーム
70…下側エンドエフェクタ
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば基板等の搬送物を搬送する搬送装置に関し、特に、半導体製造装置等における真空装置に好適な搬送ロボットの技術に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の搬送ロボットとしては、スループットを向上させるため、基板載置部をそれぞれ有する二つの搬送機構を設けたものが知られている。
しかし、搬送機構を二つ設ける場合には、搬送機構同士の接触を避けるために搬送機構を上下に配置する必要があり、その結果、搬送ロボットを配置する真空装置の高さが高くなるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、複数の搬送機構を有する搬送ロボットにおいて、スループットを向上させるとともに、搬送ロボット及びこれを配置する真空装置の高さを低く抑える技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
上記目的を達成するためになされた本発明は、所定の回転軸を中心として水平面内で回転可能に設けられた第1、第2及び第3の駆動軸と、前記第1の駆動軸に固定された第1の上側駆動アームと、前記第1の上側駆動アームの下方において前記第2の駆動軸に固定された第2の上側駆動アームと、前記第1及び第2の上側駆動アームの先端部にそれぞれ水平面内において回転可能に連結された第1の上側従動アーム及び第2の上側従動アームとからなる第1の上側平行クランク機構と、前記第2の上側従動アームと、当該第2の上側従動アームの両端部においてそれぞれ水平面内において回転可能に連結された第3の上側従動アーム及び第4の上側従動アームと、当該第3の上側従動アーム及び第4の上側従動アームの先端部にそれぞれ水平面内において回転可能に連結された第5の上側従動アームとからなる第2の上側平行クランク機構と、前記第5の上側従動アームの先端部に取り付けられた上側搬送部とを有する上側搬送機構と、前記第2の上側駆動アームの下方において前記第3の駆動軸に固定された第1の下側駆動アームと、前記第2の上側駆動アームの下側で且つ前記第1の下側駆動アームの上側において前記第2の駆動軸に前記第2の上側駆動アームに対して所定の角度で固定された第2の下側駆動アームと、前記第1及び第2の下側駆動アームの先端部にそれぞれ水平面内において回転可能に連結された第1の下側従動アーム及び第2の下側従動アームとからなる第1の下側平行クランク機構と、前記第2の下側従動アームと、当該第2の下側従動アームの両端部においてそれぞれ水平面内において回転可能に連結された第3の下側従動アーム及び第4の下側従動アームと、当該第3の下側従動アーム及び第4の下側従動アームの先端部にそれぞれ水平面内において回転可能に連結された第5の下側従動アームとからなる第2の下側平行クランク機構と、前記第5の従動アームの先端部に取り付けられた下側搬送部とを有する下側搬送機構と、を有する搬送ロボットである。
本発明では、前記下側搬送部が、前記上側搬送機構の第2の上側平行クランク機構と、前記下側搬送機構の第1の下側平行クランク機構との間の高さ位置に設けられている場合にも効果的である。
本発明では、前記上側搬送部及び前記下側搬送部が、それぞれ二つの載置部を有している。
また、本発明は、真空槽と、前記真空槽内に設けられた、上述したいずれかの搬送ロボットとを有する真空装置である。
【0005】
本発明の場合、第1及び第2の駆動軸に固定された第1及び第2の上側駆動アームによって構成される上側搬送機構と、第2及び第3の駆動軸に固定された第1及び第2の下側駆動アームによって構成される下側搬送機構とを有し、これら第1、第2及び第3の駆動軸は同心状に設けられていることから、上側搬送機構と下側搬送機構とを回転軸に対してそれぞれ側方に配置して動作させることができ、これにより複数の搬送物を同時に搬送することによりスループットを向上させるとともに、搬送ロボット及びこれを配置する真空装置の高さを低く抑えることができる。また、大きな真空槽内において搬送物を搬送することも可能になる。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、複数の搬送機構を有する搬送ロボットにおいて、スループットを向上させるとともに、搬送ロボット及びこれを配置する真空装置の高さを低く抑える技術を提供することにある。
また、搬送物の搬送時における振動をできるだけ少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】(a):本発明に係る搬送ロボットの実施の形態の構成を示す平面図(b):同搬送ロボットの構成を示す正面図
【図2】第1〜第3の駆動軸の構成を示す断面図
【図3】同搬送ロボットの上側搬送機構を示す平面図
【図4】同搬送ロボットの下側搬送機構を示す平面図
【図5】同搬送ロボットの上側搬送機構の伸長動作を示す平面図(その1)
【図6】同搬送ロボットの上側搬送機構の伸長動作を示す平面図(その2)
【図7】同搬送ロボットの上側搬送機構の伸長動作を示す平面図(その3)
【図8】同搬送ロボットの上側搬送機構の伸長動作を示す平面図(その4)
【図9】同搬送ロボットの上側搬送機構の伸長動作を示す平面図(その5)
【図10】同搬送ロボットの上側搬送機構の伸長動作を示す平面図(その6)
【図11】同搬送ロボットの下側搬送機構の伸長動作を示す平面図(その1)
【図12】同搬送ロボットの下側搬送機構の伸長動作を示す平面図(その2)
【図13】同搬送ロボットの下側搬送機構の伸長動作を示す平面図(その3)
【図14】同搬送ロボットの下側搬送機構の伸長動作を示す平面図(その4)
【図15】同搬送ロボットの下側搬送機構の伸長動作を示す平面図(その5)
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1(a)は、本発明に係る搬送ロボットの実施の形態の構成を示す平面図、図1(b)は、同搬送ロボットの構成を示す正面図である。
図2は、第1〜第3の駆動軸の構成を示す断面図である。図3は、同搬送ロボットの上側搬送機構を示す平面図、図4は、同搬送ロボットの下側搬送機構を示す平面図である。
【0009】
図1(a)に示すように、本発明の搬送ロボット1は、例えば真空槽(図示せず)内において搬送物である基板10の搬送を行うもので、図3に示す上側搬送機構1Aと、図4に示す下側搬送機構1Bとを有している。
【0010】
図2に示すように、本実施の形態では、独立した駆動源(図示せず)からそれぞれ時計回り方向又は反時計回り方向の回転動力が伝達される同心状の第1、第2及び第3の駆動軸11、12、13を有している。
ここで、第1の駆動軸11は、最も内側に配置され、その周囲に第2の駆動軸12及び第3の駆動軸13が配置され、回転軸Oを中心として水平方向に回転するように構成されている。
第2の駆動軸12は、段付きの形状に形成され、その上部に第1の連結部12aが設けられ、第1の連結部12aの下方に第1の連結部12aより径の大きな第2の連結部12bが設けられている。
【0011】
図3に示すように、上側搬送機構1Aは、それぞれ直線状に延びる、第1の上側駆動アーム21と、第2の上側駆動アーム22と、第1の上側従動アーム31と、第2の上側従動アーム32によって構成される第1の上側平行クランク機構4を有している。
【0012】
ここで、第1の上側駆動アーム21は第1の駆動軸11に連結され、第2の上側駆動アーム22は、第2の駆動軸12の第1の連結部12aに連結されている。
第1の上側駆動アーム21の他方の端部(先端部)には、第1の上側従動アーム31の一方の端部(基端部)が、第1の上側駆動アーム21の下方において支軸Aを中心として水平方向に回転自在に取り付けられている。
【0013】
また、第2の上側駆動アーム22の他方の端部(先端部)には、第2の上側従動アーム32の一方の端部(基端部)が、第2の上側駆動アーム22の上方において支軸Bを中心として水平方向に回転自在に取り付けられている。
【0014】
さらに、第1の上側従動アーム31の他方の端部(先端部)と、第2の上側従動アーム32の他方の端部(先端部)とが、第2の上側従動アーム32の下方において支軸C、Bを中心としてそれぞれ水平方向に回転自在に取り付けられている。
【0015】
本実施の形態の場合、支軸AC間の軸間距離は、回転軸O及び支軸B間の距離と同一となるように設定されている。また、支軸BC間の軸間距離は、回転軸O及び支軸A間の距離と同一となるように設定されている。
なお、支軸AC間の軸間距離と回転軸O及び支軸B間の距離が、支軸BC間の軸間距離と回転軸O及び支軸A間の距離より長くなるように構成されている。
【0016】
第1の上側平行クランク機構4の先端部即ち動作側端部には、第2の上側平行クランク機構5が連結されている。
この第2の上側平行クランク機構5は、第1の上側平行クランク機構4の第2の上側従動アーム32と、第3の上側従動アーム33と、第4の上側従動アーム34と、第5の上側従動アームである上側エンドエフェクタ40の一部36によって構成されている。
【0017】
ここで、第2の上側従動アーム32の第1の上側従動アーム31側の端部には、第2の上側従動アーム32の上方において、第3の上側従動アーム33の一方の端部(基端部)が、上述した支軸Cを中心として水平方向に回転自在に取り付けられている。
【0018】
また、第2の上側従動アーム32の第2の上側駆動アーム22側の端部には、第2の上側従動アーム32の上方において、第4の上側従動アーム34の一方の端部(基端部)が、上述した支軸Bを中心として水平方向に回転自在に取り付けられている。
これら第3及び第4の上側従動アーム33,34は、第2の上側駆動アーム22及び第1の上側従動アーム31と軸間距離が同一となるように構成されている。
【0019】
さらに、第3及び第4の上側従動アーム33,34の他方の端部(先端部)は、上側エンドエフェクタ40の下方において、支軸BC間の距離と同一の軸間距離を有する位置に設けられた支軸D、E中心として水平方向に回転自在に取り付けられている。
【0020】
本実施の形態では、第2の上側従動アーム32に、第1の上側駆動アーム22と第3の上側従動アーム33の回転方向が反対方向で且つ同一の角度となるように構成されたギアボックスからなる動力伝達機構35が設けられている。
【0021】
すなわち、第2の上側駆動アーム22の動力が第2の上側従動アーム32の動力伝達機構35を介して伝達され、第3の上側従動アーム33が第1の上側駆動アーム22と同一角度で反対方向に回転するように構成されている。
そして、このような構成により、第2の上側平行クランク機構5の動作先端部の支軸D、Eが基板搬送方向Pに沿って直進し、回転軸O上を通過するようになっている。
【0022】
本実施の形態の上側エンドエフェクタ40は、上述した支軸D、Eから基板搬送方向Pに延び所定の間隔で設けられた二つの支持アーム41、42を有し、各支持アーム41、42の先端部に、基板10を載置する基板載置部43、44がそれぞれ設けられている。
【0023】
図4に示すように、下側搬送機構1Bは、それぞれ直線状に延びる、第1の下側駆動アーム51と、第2の下側駆動アーム52と、第1の下側従動アーム61と、第2の下側従動アーム62によって構成される第1の下側平行クランク機構6を有している。
ここで、第1の下側駆動アーム51は第3の駆動軸13に連結され、第2の下側駆動アーム52は、第2の駆動軸12の第2の連結部12bに連結されている。
【0024】
第1の下側駆動アーム51の他方の端部(先端部)には、第1の下側従動アーム61の一方の端部(基端部)が、第1の下側駆動アーム51の上方において支軸Fを中心として水平方向に回転自在に取り付けられている。
【0025】
また、第2の下側駆動アーム52の他方の端部(先端部)には、第2の下側従動アーム62の一方の端部(基端部)が、第2の下側駆動アーム52の下方において支軸Gを中心として水平方向に回転自在に取り付けられている。
【0026】
ところで、本実施の形態では、図2に示すように、第1の下側平行クランク機構6の第2の下側駆動アーム52は第2の駆動軸12の第2の連結部12bに連結され、第1の上側平行クランク機構4の第2の上側駆動アーム22は、第2の駆動軸12の第1の連結部12aに連結されている。
【0027】
ここで、第1の下側平行クランク機構6の第2の下側駆動アーム52は、上述した第1の上側平行クランク機構4の第2の上側駆動アーム22と共に第2の駆動軸12に固定されているため、第2の駆動軸12を回転させると、同じ方向に同じ角度回転する。
【0028】
なお、本実施の形態では、第1の上側平行クランク機構4の第2の上側駆動アーム22と、第1の下側平行クランク機構6の第2の下側駆動アーム52とは、同一の軸間距離を有するように構成されており、図1、3、4に示すように、ホームポジションにある場合に、基板搬送方向Pに対して線対称となるようにこの角度が定められている。
【0029】
そして、第1の下側平行クランク機構6の第1の下側従動アーム61の他方の端部(先端部)と、第2の下側駆動アーム52の他方の端部(先端部)とが、第2の下側従動アーム62の上方において支軸H、Gを中心としてそれぞれ水平方向に回転自在に取り付けられている。
【0030】
本実施の形態の場合、支軸FH間の軸間距離は、回転軸O及び支軸G間の距離と同一となるように設定されている。また、支軸GH間の軸間距離は、回転軸O及び支軸F間の距離と同一となるように設定されている。
なお、支軸FH間の軸間距離と回転軸O及び支軸G間の距離が、支軸GH間の軸間距離と回転軸O及び支軸F間の距離より長くなるように構成されている。
【0031】
第1の下側平行クランク機構6の先端部即ち動作側端部には、第2の下側平行クランク機構7が連結されている。
この第2の下側平行クランク機構7は、第1の下側平行クランク機構6の第2の下側従動アーム62と、第3の下側従動アーム63と、第4の下側従動アーム64と、下側エンドエフェクタ70の一部66によって構成されている。
【0032】
ここで、第2の下側従動アーム62の第1の下側従動アーム61側の端部には、第2の下側従動アーム62の下方において、第3の下側従動アーム63の一方の端部(基端部)が、上述した支軸Hを中心として水平方向に回転自在に取り付けられている。
【0033】
また、第2の下側従動アーム62の第2の下側駆動アーム52側の端部には、第2の下側従動アームの下方において、第4の下側従動アーム64の一方の端部(基端部)が、上述した支軸Gを中心として水平方向に回転自在に取り付けられている。
これら第3及び第4の下側従動アーム63、64は、第2の下側駆動アーム52及び第1の下側従動アーム61と軸間距離が同一となるように構成されている。
【0034】
さらに、第3及び第4の下側従動アーム63、64の他方の端部(先端部)は、下側エンドエフェクタ70の下方において、支軸GH間の距離と同一の軸間距離を有する位置に設けられた支軸I、J中心として水平方向に回転自在に取り付けられている。
【0035】
本実施の形態では、第2の下側従動アーム62に、第2の下側駆動アーム52と第3の下側従動アーム63の回転方向が反対方向で且つ同一の角度となるように構成されたギアボックスからなる動力伝達機構65が設けられている。
【0036】
すなわち、第2の下側駆動アーム52の動力が第2の下側従動アーム62の動力伝達機構65を介して伝達され、第3の下側従動アーム63が第2の下側駆動アーム52と同一角度で反対方向に回転するように構成されている。
そして、このような構成により、第2の下側クランク機構7の動作先端部の支軸I、Jが基板搬送方向Pに沿って直進し、回転軸O上を通過するようになっている。
【0037】
本実施の形態の下側エンドエフェクタ70は、上述した支軸I、Jから基板搬送方向Pに延び所定の間隔で設けられた二つの支持アーム71、72を有し、各支持アーム71、72の先端部に、基板を載置する基板載置部73、74がそれぞれ設けられている。
【0038】
さらに、図1(b)に示すように、下側エンドエフェクタ70は、上側搬送機構1Aの第1の上側平行クランク機構4と第2の上側平行クランク機構5の間の高さ位置に設けられ、また各部材同士が接触しないように、それぞれの形状及び大きさが定められている。
【0039】
以下、本実施の形態の動作について説明する。
まず、図5に示す原点位置から上側搬送機構を伸長させる場合について、図6〜図10を参照して説明する。
【0040】
この場合は、図6に示すように、第2の駆動軸12を時計回り方向に所定角度回転させると同時に、図7に示すように、第3の駆動軸13を時計回り方向に同じ角度回転させる。
本実施の形態の場合、第2の駆動軸12には、下側搬送機構1Bの第2の下側駆動アーム52が固定されているため、この第2の下側駆動アーム52も時計回り方向に所定角度回転する。
【0041】
そして、この回転動作により、第1の上側平行クランク機構4と第2の上側平行クランク機構5が基板搬送方向Pに移動し、図8に示すように、上側エンドエフェクタ40が回転軸Oに対して基板搬送方向Pの下流側に配置される。
【0042】
一方、下側搬送機構1Bは、回転軸Oを中心として、時計回り方向に所定角度旋回し、図9に示す姿勢になる。
そして、以上の動作により、図10に示すように、上側搬送機構1Aが伸長するとともに、下側搬送機構1Bが所定角度旋回した状態になる。
【0043】
なお、下側搬送機構1Bの下側エンドエフェクタ70は、上側搬送機構1Aの第1の上側平行クランク機構4と第2の上側平行クランク機構5の間の高さ位置に設けられているため、上側搬送機構1Aには接触しない。
【0044】
一方、上側搬送機構1Aと下側搬送機構1Bを原点位置に戻す場合には、第2の駆動軸12を反時計回り方向に所定角度回転させると同時に、第3の駆動軸13を反時計回り方向に同じ角度回転させる。
【0045】
次に、図5に示す原点位置から下側搬送機構1Bを伸長させる場合について、図11〜図15を参照して説明する。
この場合は、図11に示すように、第2の駆動軸12を反時計回り方向に所定角度回転させると同時に、図12に示すように、第1の駆動軸を反時計回り方向に同じ角度回転させる。
本実施の形態の場合、第2の駆動軸12には、上側搬送機構1Aの第2の上側駆動アーム22が固定されているため、この第2の上側駆動アーム22も反時計回り方向に所定角度回転する。
【0046】
そして、この回転動作により、第1の下側平行クランク機構6と第2の下側平行クランク機構7が基板搬送方向Pに移動し、図13に示すように、下側エンドエフェクタ70が回転軸Oに対して基板搬送方向P下流側に配置される。
また、上側搬送機構1Aが回転軸Oを中心として、反時計回り方向に所定角度旋回し、図14に示す姿勢になる。
【0047】
そして、以上の動作により、図15に示すように、下側搬送機構1Bが伸長するとともに、上側搬送機構1Aが所定角度旋回した状態になる。
なお、下側搬送機構1Bの下側エンドエフェクタ70は、上側搬送機構1Aの第1の上側平行クランク機構4と第2の上側平行クランク機構5の間の高さ位置に設けられているため、上側搬送機構1Aには接触しない。
【0048】
一方、上側搬送機構1Aと下側搬送機構1Bを原点位置に戻す場合には、第2の駆動軸12を反時計回り方向に所定角度回転させると同時に、第3の駆動軸13を反時計回り方向に同じ角度回転させる。
なお、搬送ロボット1を旋回させる場合には、ホームポジションの状態において、第1〜第3の駆動軸11〜13を同時に同一方向へ同じ角度回転させればよい。
【0049】
以上述べたように本実施の形態にあっては、第1及び第2の駆動軸11、12に固定された第1及び第2の上側駆動アーム21、22によって構成される上側搬送機構1Aと、第2及び第3の駆動軸12、13に固定された第1及び第2の下側駆動アーム51、52によって構成される下側搬送機構1Bとを有し、これら第1〜3の駆動軸11〜13は同心状に設けられていることから、上側搬送機構1Aと下側搬送機構1Bとを第1〜3の駆動軸11〜13に対してそれぞれ側方に配置して動作させることができ、これにより複数の搬送物を同時に搬送することによりスループットを向上させるとともに、搬送ロボット及びこれを配置する真空装置の高さを低く抑えることができる。また、大きな真空槽内において搬送物を搬送することも可能になる。
【0050】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上記実施の形態では、上側搬送機構1Aと下側搬送機構1Bの対応するアームの軸間距離が同一となるようにしたが、本発明はこれに限られず、上側搬送機構1Aと下側搬送機構1Bとにおいて各アームの軸間距離を異なるように構成することもできる。
さらに、上記実施の形態では、各エンドエフェクタにそれぞれ載置部を二つ設けたが、本発明はこれに限られず、一つ又は三つ以上設けることもできる。
【符号の説明】
【0051】
1…搬送ロボット
1A…上側搬送機構
1B…下側搬送機構
4…第1の上側平行クランク機構
5…第2の上側平行クランク機構
6…第1の下側平行クランク機構
7…第2の下側平行クランク機構
10…基板
11…第1の駆動軸
12…第2の駆動軸
13…第3の駆動軸
21…第1の上側駆動アーム
22…第2の上側駆動アーム
40…上側エンドエフェクタ
51…第1の下側駆動アーム
52…第2の下側駆動アーム
70…下側エンドエフェクタ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定の回転軸を中心として水平面内で回転可能に設けられた第1、第2及び第3の駆動軸と、
前記第1の駆動軸に固定された第1の上側駆動アームと、前記第1の上側駆動アームの下方において前記第2の駆動軸に固定された第2の上側駆動アームと、前記第1及び第2の上側駆動アームの先端部にそれぞれ水平面内において回転可能に連結された第1の上側従動アーム及び第2の上側従動アームとからなる第1の上側平行クランク機構と、
前記第2の上側従動アームと、当該第2の上側従動アームの両端部においてそれぞれ水平面内において回転可能に連結された第3の上側従動アーム及び第4の上側従動アームと、当該第3の上側従動アーム及び第4の上側従動アームの先端部にそれぞれ水平面内において回転可能に連結された第5の上側従動アームとからなる第2の上側平行クランク機構と、
前記第5の上側従動アームの先端部に取り付けられた上側搬送部とを有する上側搬送機構と、
前記第2の上側駆動アームの下方において前記第3の駆動軸に固定された第1の下側駆動アームと、前記第2の上側駆動アームの下側で且つ前記第1の下側駆動アームの上側において前記第2の駆動軸に前記第2の上側駆動アームに対して所定の角度で固定された第2の下側駆動アームと、
前記第1及び第2の下側駆動アームの先端部にそれぞれ水平面内において回転可能に連結された第1の下側従動アーム及び第2の下側従動アームとからなる第1の下側平行クランク機構と、
前記第2の下側従動アームと、当該第2の下側従動アームの両端部においてそれぞれ水平面内において回転可能に連結された第3の下側従動アーム及び第4の下側従動アームと、当該第3の下側従動アーム及び第4の下側従動アームの先端部にそれぞれ水平面内において回転可能に連結された第5の下側従動アームとからなる第2の下側平行クランク機構と、
前記第5の従動アームの先端部に取り付けられた下側搬送部とを有する下側搬送機構と、
を有する搬送ロボット。
【請求項2】
前記下側搬送部が、前記上側搬送機構の第2の上側平行クランク機構と、前記下側搬送機構の第1の下側平行クランク機構との間の高さ位置に設けられている請求項1記載の搬送ロボット。
【請求項3】
前記上側搬送部及び前記下側搬送部が、それぞれ二つの載置部を有している請求項1又は2のいずれか1項記載の搬送ロボット。
【請求項4】
真空槽と、
前記真空槽内に設けられた請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の搬送ロボットとを有する真空装置。
【請求項1】
所定の回転軸を中心として水平面内で回転可能に設けられた第1、第2及び第3の駆動軸と、
前記第1の駆動軸に固定された第1の上側駆動アームと、前記第1の上側駆動アームの下方において前記第2の駆動軸に固定された第2の上側駆動アームと、前記第1及び第2の上側駆動アームの先端部にそれぞれ水平面内において回転可能に連結された第1の上側従動アーム及び第2の上側従動アームとからなる第1の上側平行クランク機構と、
前記第2の上側従動アームと、当該第2の上側従動アームの両端部においてそれぞれ水平面内において回転可能に連結された第3の上側従動アーム及び第4の上側従動アームと、当該第3の上側従動アーム及び第4の上側従動アームの先端部にそれぞれ水平面内において回転可能に連結された第5の上側従動アームとからなる第2の上側平行クランク機構と、
前記第5の上側従動アームの先端部に取り付けられた上側搬送部とを有する上側搬送機構と、
前記第2の上側駆動アームの下方において前記第3の駆動軸に固定された第1の下側駆動アームと、前記第2の上側駆動アームの下側で且つ前記第1の下側駆動アームの上側において前記第2の駆動軸に前記第2の上側駆動アームに対して所定の角度で固定された第2の下側駆動アームと、
前記第1及び第2の下側駆動アームの先端部にそれぞれ水平面内において回転可能に連結された第1の下側従動アーム及び第2の下側従動アームとからなる第1の下側平行クランク機構と、
前記第2の下側従動アームと、当該第2の下側従動アームの両端部においてそれぞれ水平面内において回転可能に連結された第3の下側従動アーム及び第4の下側従動アームと、当該第3の下側従動アーム及び第4の下側従動アームの先端部にそれぞれ水平面内において回転可能に連結された第5の下側従動アームとからなる第2の下側平行クランク機構と、
前記第5の従動アームの先端部に取り付けられた下側搬送部とを有する下側搬送機構と、
を有する搬送ロボット。
【請求項2】
前記下側搬送部が、前記上側搬送機構の第2の上側平行クランク機構と、前記下側搬送機構の第1の下側平行クランク機構との間の高さ位置に設けられている請求項1記載の搬送ロボット。
【請求項3】
前記上側搬送部及び前記下側搬送部が、それぞれ二つの載置部を有している請求項1又は2のいずれか1項記載の搬送ロボット。
【請求項4】
真空槽と、
前記真空槽内に設けられた請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の搬送ロボットとを有する真空装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【公開番号】特開2013−82031(P2013−82031A)
【公開日】平成25年5月9日(2013.5.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−223399(P2011−223399)
【出願日】平成23年10月7日(2011.10.7)
【出願人】(000231464)株式会社アルバック (1,740)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年5月9日(2013.5.9)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年10月7日(2011.10.7)
【出願人】(000231464)株式会社アルバック (1,740)
【Fターム(参考)】
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