搬送ロボット
【課題】昇降駆動手段において必要となる昇降駆動力を低減することができる搬送ロボットを提供すること。
【解決手段】本発明の搬送ロボットは、第１軸線周りに回転可能に構成された第１リンク部材と、第１軸線に対して所定距離に位置する第２軸線周りに回転可能に構成された第２リンク部材と、第２軸線に対して所定距離に位置する第３軸線周りに回転可能であり且つ物品を保持可能に構成された保持部材と、少なくとも保持部材を昇降駆動するための昇降駆動手段と、を備える。第１リンク部材、第２リンク部材、及び保持部材が、この順番で連結されてアームリンク機構を構成しており、昇降駆動手段が、第１リンク部材と保持部材との間に配置されてアームリンク機構の一部を構成している。
【解決手段】本発明の搬送ロボットは、第１軸線周りに回転可能に構成された第１リンク部材と、第１軸線に対して所定距離に位置する第２軸線周りに回転可能に構成された第２リンク部材と、第２軸線に対して所定距離に位置する第３軸線周りに回転可能であり且つ物品を保持可能に構成された保持部材と、少なくとも保持部材を昇降駆動するための昇降駆動手段と、を備える。第１リンク部材、第２リンク部材、及び保持部材が、この順番で連結されてアームリンク機構を構成しており、昇降駆動手段が、第１リンク部材と保持部材との間に配置されてアームリンク機構の一部を構成している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品を搬送するための搬送ロボットに関し、特に、ソーラーパネル用の大型ガラス基板のような重い基板の搬送に適している。
【背景技術】
【０００２】
化学蒸着装置（ＣＶＤ装置）のような基板処理装置に対して、処理すべき基板を搬入し、処理済みの基板を搬出するために、各種の搬送ロボットが用いられている。
【０００３】
処理される基板の一例として、ソーラーパネルに用いられる角形のガラス基板があり、そのサイズは一辺が２ｍを超えており、大型の重量物である。
【０００４】
このような大型のガラス基板を水平状態でラックに収容した場合、重力によってその中央部が下方に撓む。このため、複数のガラス基板をラックに収容するためには、ガラス基板同士の接触を防止するために上下方向において十分な間隔を確保する必要がある。
【０００５】
その結果、ラック全体の高さが高くなり、この高さに対応するために、搬送ロボットにおいても、基板を保持するための基板保持部材の昇降動作について、高さ方向への十分な移動距離を確保する必要がある。
【０００６】
従来、基板保持部材の昇降動作において十分な移動距離を確保すべく、基板保持部材を昇降駆動するための昇降駆動手段を備えた搬送ロボットが知られている。そのような昇降駆動手段としては、ロボットアームの基端部が装着された回転主軸を昇降させるものが知られている（特許文献１）。また、上下方向に延在する柱状部材と、この柱状部材に沿って昇降可能な昇降部材とを備え、昇降部材に基板保持部材を装着したものが知られている（特許文献２、３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２７７９７０号公報
【特許文献２】特開２００１−２７４２１８号公報
【特許文献３】ＷＯ２００８／００７５１６Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上述した従来の搬送ロボットにおいては、第１リンク部材、第２リンク部材、及び基板保持部材から成るロボットアーム（水平多関節アーム）の全体を昇降させる構成であるため、ロボットアームの昇降駆動のために大きな駆動力が必要になるという問題があった（特許文献１、２、３）。
【０００９】
特に、大型ガラス基板のような重量物を搬送するためには、十分な剛性を備えた部材によってロボットアームを構成する必要があるため、アーム重量が必然的に大きくなり、昇降駆動手段において必要となる昇降駆動力が益々大きくなる。
【００１０】
また、従来の技術においては、ロボットアームの昇降駆動手段を水平面内で移動させるための機構を、第１リンク部材、第２リンク部材及び基板保持部材からなるリンク機構とは独立に設けていた（引用文献２、３）。
【００１１】
このため、搬送ロボットを構成するために必要な部材の点数が増加し、搬送ロボットの構造が複雑化し、また、搬送ロボットによる専有面積（空間）が増大してしまうという問題があった。
【００１２】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、昇降駆動手段において必要となる昇降駆動力を低減することができる搬送ロボットを提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明は、搬送ロボットの昇降駆動手段を水平面内において移動させるための機構を、ロボット構造の複雑化を極力抑えながら実現できる搬送ロボットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明による搬送ロボットは、第１軸線周りに回転可能に構成された第１リンク部材と、前記第１軸線に対して所定距離に位置する第２軸線周りに回転可能に構成された第２リンク部材と、前記第２軸線に対して所定距離に位置する第３軸線周りに回転可能であり且つ物品を保持可能に構成された保持部材と、少なくとも前記保持部材を昇降駆動するための昇降駆動手段と、を備え、前記第１リンク部材、前記第２リンク部材、及び前記保持部材が、この順番で連結されてアームリンク機構を構成しており、前記昇降駆動手段が、前記第１リンク部材と前記保持部材との間に配置されて前記アームリンク機構の一部を構成していることを特徴とする。
【００１５】
また、好ましくは、前記昇降駆動手段は、前記第２リンク部材と前記保持部材との連結に使用されている。
【００１６】
また、好ましくは、前記昇降駆動手段は、前記第２リンク部材に固定して設けられた柱状部材と、前記柱状部材に対して昇降可能に設けられた昇降部材と、を有し、前記保持部材は、前記昇降部材に前記第３軸線周りに回転可能に設けられている。
【００１７】
また、好ましくは、前記昇降駆動手段は、前記第２リンク部材に前記第３軸線周りに回転可能に設けられた柱状部材と、前記柱状部材に対して昇降可能に設けられた昇降部材と、を有し、前記保持部材は、前記昇降部材に固定して設けられている。
【００１８】
また、好ましくは、前記昇降駆動手段は、前記第１リンク部材と前記第２リンク部材との連結に使用されている。
【００１９】
また、好ましくは、前記昇降駆動手段は、前記第１リンクに固定して設けられた柱状部材と、前記柱状部材に対して昇降可能に設けられた昇降部材と、を有し、前記第２リンク部材は、前記昇降部材に前記第２軸線周りに回転可能に設けられており、前記保持部材は、前記第２リンク部材に前記第３軸線周りに回転可能に設けられている。
【００２０】
また、好ましくは、前記昇降駆動手段は、前記第１リンク部材に前記第２軸線周りに回転可能に設けられた柱状部材と、前記柱状部材に対して昇降可能に設けられた昇降部材と、を有し、前記第２リンク部材は、前記昇降部材に固定して設けられている。
【００２１】
また、好ましくは、前記第１軸線と前記第２軸線との前記所定距離が、前記第２軸線と前記第３軸線との前記所定距離に等しい。
【００２２】
また、好ましくは、動作範囲制御上の最後退位置において物品を保持した前記保持部材、前記保持部材に保持された前記物品、前記第１リンク部材、前記第２リンク部材、前記昇降駆動手段を含む領域が、前記第１軸線から前記物品又は前記保持部材の最遠点までの距離を半径として前記第１軸線周りに１回転したときの旋回領域内に配置されるように、前記保持部材、前記第１リンク部材、前記第２リンク部材、前記昇降駆動手段の各寸法、前記昇降駆動手段の向きが選ばれている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明による搬送ロボットによれば、第１リンク部材、第２リンク部材、及び保持部材が、この順番で連結されてアームリンク機構を構成しており、昇降駆動手段が、第１リンク部材と保持部材との間に配置されてアームリンク機構の一部を構成しているので、少なくとも第１リンク部材を、昇降駆動手段による昇降対象から除くことができるので、昇降駆動手段において必要となる昇降駆動力を低減することができる。
【００２４】
また、昇降駆動手段の水平面内での移動を、ロボットアームを構成する第１リンク部材及び／又は第２リンク部材の回転動作によって実施することができるので、ロボット構造の複雑化を極力抑ながら昇降駆動手段の水平移動を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態による搬送ロボットを示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】図１に示した搬送ロボットの概略構成図。
【図３】図１に示した搬送ロボットの内部構造の概略を示した図。
【図３Ａ】図１に示した搬送ロボットの内部構造の他の例の概略を示した図。
【図４】図１に示した搬送ロボットの動作を説明するための図であり、（ａ）は基板保持部を、動作範囲制限制御上、最も後退させた状態を示し、（ｃ）は基板保持部を、動作範囲制限制御上、最も前進させた状態を示し、（ｂ）は（ａ）の状態と（ｃ）の状態との中間の状態を示している。
【図４Ａ】図１に示した搬送ロボットにおける、基板を保持したロボットアームの自転動作を説明するための図であり、（ａ）は一方のラックの方向を向いた状態を示し、（ｂ）は他方のラックの方向を向いた状態を示す。
【図５】本発明の他の実施形態による搬送ロボットを示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図６】図５に示した搬送ロボットの概略構成図。
【図７】図５に示した搬送ロボットの内部構造の概略を示した図。
【図８】図５に示した搬送ロボットの動作を説明するための図であり、（ａ）は基板保持部を、動作範囲制限制御上、最も後退させた状態を示し、（ｃ）は基板保持部を、動作範囲制限制御上、最も前進させた状態を示し、（ｂ）は（ａ）の状態と（ｃ）の状態との中間の状態を示している。
【図８Ａ】図５に示した搬送ロボットにおける、基板を保持したロボットアームの自転動作を説明するための図であり、（ａ）は一方のラックの方向を向いた状態を示し、（ｂ）は他方のラックの方向を向いた状態を示す。
【図９】本発明の更に他の実施形態による搬送ロボットを示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１０】図９に示した搬送ロボットの概略構成図。
【図１１】図９に示した搬送ロボットの内部構造の概略を示した図。
【図１２】図９に示した搬送ロボットの動作を説明するための図であり、（ａ）は基板保持部を、動作範囲制限制御上、最も後退させた状態を示し、（ｃ）は基板保持部を、動作範囲制限制御上、最も前進させた状態を示し、（ｂ）は（ａ）の状態と（ｃ）の状態との中間の状態を示している。
【図１２Ａ】図９に示した搬送ロボットにおける、基板を保持したロボットアームの自転動作を説明するための図であり、（ａ）は一方のラックの方向を向いた状態を示し、（ｂ）は他方のラックの方向を向いた状態を示す。
【図１３】図９に示した実施形態の一変形例による搬送ロボットを示した概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態による搬送ロボットについて、図面を参照して説明する。なお、以下に述べる搬送ロボットは、大型のガラス基板の搬送に適しており、単一のアームを備えている。
【００２７】
まず初めに、図１乃至図４Ａを参照して、本発明の一実施形態による搬送ロボットについて説明する。
【００２８】
図１に示した実施形態による搬送ロボットは、基台１を備えており、この基台１に対して、第１リンク部材２の基端部が、第１軸線Ｌ１周りに回転可能に連結されている。第１リンク部材２の先端部には、第２リンク部材３の基端部が、第１軸線Ｌ１から所定距離Ｄ１に位置する第２軸線Ｌ２周りに回転可能に連結されている。
【００２９】
第２リンク部材３上には昇降駆動手段４が設けられており、この昇降駆動手段４は、上下方向に延在する柱状部材５と、この柱状部材５に対して昇降可能に設けられた昇降部材６とを備えている。昇降駆動手段４の柱状部材５は、前面が開放した中空部材で形成されており、その水平断面が長方形を成している。柱状部材５の下端部は、第２リンク部材３上の、第２軸線Ｌ２よりも先端側の部分に固定して設けられている。
【００３０】
昇降駆動手段４の昇降部材６は、水平方向に延在する細長い形状を有しており、昇降部材６自体が、ロボットアームの水平方向の実質的な長さの一部を形成している。図１（ａ）に示したように、昇降部材６は、柱状部材５の前面に対して斜め方向に張り出すように形成されている。
【００３１】
昇降部材６の先端部の下面には、基板保持部材７の基端部８が第３軸線Ｌ３周りに回転可能に連結されている。第３軸線Ｌ３は、第２軸線Ｌ２から所定距離Ｄ２に位置しており、この距離Ｄ２は距離Ｄ１に等しい。
【００３２】
基板保持部材７の基端部８から、複数（本例では２本）のフィンガー部９が水平方向に延在しており、フィンガー部９の上にガラス製の基板Ｓが保持される。フィンガー部９には、基板Ｓを吸着して保持するための手段（図示を省略）が設けられている。
【００３３】
回転軸線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は互いに平行であり、且つ、Ｚ軸方向（鉛直方向）に延びており、基板保持部材７は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の方向への自由度を有して変位駆動される。
【００３４】
上記の通り本実施形態においては、昇降駆動手段４が、第２リンク部材３と基板保持部材７との間に配置され、アームリンク機構の一部を構成している。
【００３５】
図１及び図２に示したように、本実施形態による搬送ロボットはロボット制御手段１０を備えており、このロボット制御手段１０によって、第１リンク駆動手段１１、第２リンク駆動手段１２、昇降駆動手段４、手首軸駆動手段１３の駆動が制御される。
【００３６】
図３に示したように、第１リンク部材２の基端部の下面には第１回転軸１４が固定して設けられている。この第１回転軸１４は、動力伝達機構１５を介してサーボモータ１６により回転駆動され、これにより、第１軸線Ｌ１周りに第１リンク部材２が回転する。動力伝達機構１５及びサーボモータ１６によって、図２に示した第１リンク駆動手段１１が構成されている。
【００３７】
第２リンク部材３の基端部の下面には、第２回転軸１７が固定して設けられており、この第２回転軸１７は、中空の第１リンク部材２の先端部上面に形成された孔に回転可能に挿入されている。この第２回転軸１７は、第１リンク部材２内の動力伝達機構１８を介してサーボモータ１９により回転駆動され、これにより、第２軸線Ｌ２周りに第２リンク部材３が回転する。動力伝達機構１８及びサーボモータ１９によって、図２に示した第２リンク駆動手段１２が構成されている。
【００３８】
第２リンク部材３の先端側の部分の上面に、昇降駆動手段４が固定して設けられている。昇降駆動手段４は、昇降部材６を昇降させるための駆動機構（直動機構）を備えており、この駆動機構としては各種の機構を採用可能である。本実施形態においては、中空部材で形成した柱状部材５の内部の上端及び下端に一対のプーリ２０、２１を設け、その間にベルト２２を掛け渡し、このベルト２２に昇降部材６の基端部を固定する。そして、サーボモータ２３によりプーリ２０を回転駆動することにより、ベルト２２と共に昇降部材６を昇降させる。
【００３９】
基板保持部材７の基端部の上面には、第３回転軸（手首軸）２４が固定して設けられており、この第３回転軸２４は、中空の昇降部材６の先端部下面に形成された孔に回転可能に挿入されている。この第３回転軸２４は、昇降部材６内の動力伝達機構２５を介してサーボモータ２６により回転駆動され、これにより、第３軸線Ｌ３周りに基板保持部材７が回転する。動力伝達機構２５及びサーボモータ２６によって、図２に示した手首軸駆動手段１３が構成されている。
【００４０】
動力伝達機構１５、１８、２５には、減速機を備えた歯車動力伝達機構が用いられる。サーボモータ１６、１９、２６の動力が減速機の入力側に伝達され、そのトルクが予め定める増幅比で増幅されると共に、その回転速度が予め定める減速比で減速されて、減速機の出力側から出力される。このようにして減速機の出力側から出力された動力によって、各回転軸１４、１７、２４のそれぞれが回転駆動される。これにより、第１リンク部材２、第２リンク部材３、及び基板保持部材７のそれぞれが回転駆動される。
【００４１】
なお、変形例としては、ダイレクトドライブモータによって各回転軸１４、１７、２４を回転駆動するようにしても良い。
【００４２】
図３Ａに示したように、昇降駆動手段４における駆動機構（直動機構）の他の例としては、角変位量を調整可能な回転モータを用いたボールねじ機構３０によって実現することもできる。このボールねじ機構３０は、ねじ棒３１と、このねじ棒３１に螺合される螺合体３２と、ねじ棒３１を回転駆動する回転モータ３３と、この回転モータ３３の動力をねじ棒３１に伝達する動力伝達機構３４とを含み、螺合体３２に昇降部材６の基端部が固定される。
【００４３】
また、図３Ａに示した例においては、第１リンク部材２を回転駆動するサーボモータ１６及び動力伝達機構１５が、第１リンク部材２の内部に配置されており、動力伝達機構１５と第１回転軸１４との間には減速機３５が設けられている。
【００４４】
同様に、図３Ａに示した例においては、第２リンク部材３を回転駆動するサーボモータ１９及び動力伝達機構１８が、第２リンク部材３の内部に配置されており、動力伝達機構１８と第２回転軸１７との間には減速機３６が設けられている。さらに、第３回転軸（手首軸）２４と動力伝達機構２５との間にも減速機３７が設けられている。
【００４５】
ロボット制御手段１０は、第１リンク駆動手段１１、第２リンク駆動手段１２、昇降駆動手段４、及び手首軸駆動手段１３のそれぞれのサーボモータ１６、１９、２３、２６のエンコーダから、各サーボモータ１６、１９、２３、２６の角度位置を取得することによって、各駆動手段１１、１２、４、１３をフィードバック制御することができる。これにより、基板保持部材７を目的位置に精度良く位置合わせすることが可能となる。
【００４６】
次に、図４を参照して、本実施形態による搬送ロボットの動作について説明する。
【００４７】
図４（ａ）に示した、基板保持部材７を、動作範囲制限制御上（即ち、動作範囲ソフトリミット上、又は通常動作範囲上）、最も後退させた位置から、第１軸線Ｌ１を中心として、第１リンク部材２を、上方から見て時計回りに回転させる。すると、第１リンク部材２の回転に連動して、第２軸線Ｌ２を中心として第２リンク部材３が、上方から見て反時計回りに回転する（図４（ｂ）、（ｃ））。このとき、基板保持部材７も、第３軸線Ｌ３を中心として、上方から見て時計回りに回転し、基板保持部材７の向きが一定に維持される。
【００４８】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から分かるように、基板保持部材７の前後動作に際して、第３軸線Ｌ３は、第１軸線Ｌ１を通る共通の直線Ｍに沿って移動する。この共通の直線Ｍは基板保持部材７の中心線に略致しており、基板保持部材７に保持された基板Ｓの中心が共通の直線Ｍに沿って移動する。
【００４９】
なお、基板Ｓを基板保持部材７で保持したロボットアームを自転させる際には、図４（ａ）に示した状態において、図４Ａ（ａ）、（ｂ）に示したように、第１軸線Ｌ１周りに第１リンク部材２を回転させる。これにより、異なる位置に配置された複数のラック４０から基板Ｓを搬送又は搬出することができる。ここで、基板Ｓは重量物なので、その重心をなるべく第１軸線Ｌ１に近づけることで、基板Ｓを保持したロボットアームの自転時に必要となる動力を低減させることができると共に、自転時に基板Ｓ及びこれを保持するロボットアームが専有する回転専有面積を最小化することができる。
【００５０】
このことは、長尺で且つ高い剛性を備えているためにその重量が大きい昇降駆動手段４においても同様である。そこで、本実施形態においては、昇降駆動手段４を図４（ａ）に示した位置に退避させることにより、基板Ｓの重心が第１軸線Ｌ１に近づくと共に、昇降駆動手段４を極力第１軸線Ｌ１に近づけてその旋回半径を最小化することを可能としている。
【００５１】
図４Ａに示したように、本実施形態においては、動作範囲制御上の最後退位置において基板Ｓを保持した基板保持部材７、基板保持部材７に保持された基板Ｓ、第１リンク部材２、第２リンク部材３、昇降駆動手段４を含む領域が、第１軸線Ｌ１から基板Ｓ又は基板保持部材７の最遠点までの距離を半径として第１軸線Ｌ１周りに１回転したときの旋回領域Ｒ内に配置されるように、基板保持部材７、第１リンク部材２、第２リンク部材３、昇降駆動手段４の各寸法、昇降駆動手段４の向きが選ばれている。
【００５２】
上記構成より成る本実施形態によれば、第２リンク部材３と基板保持部材７との間に昇降駆動手段４を配置するようにしたので、昇降駆動手段４によって昇降させる部分が、ロボットアーム全体ではなく、昇降部材６に装着された基板保持部材７のみである。このため、昇降駆動手段４の昇降部材６にかかる荷重が減少し、昇降駆動手段４において必要となる駆動力を低減することができる。
【００５３】
また、本実施形態においては、昇降駆動手段４を水平面内で移動させるための手段として、ロボットアームの一部である第１リンク部材２及び第２リンク部材３を利用しているので、ロボット構造の複雑化を極力抑えながら昇降駆動手段４の水平移動を可能としている。
【００５４】
また、本実施形態においては、第２リンク部材３上の、第２軸線Ｌ２よりも先端側の部分に昇降駆動手段４を設けたので、図４（ａ）に示したように、基板保持部材７を、動作範囲制限制御上、最も後退させた状態において、基板Ｓ及び基板保持部材７との干渉をちょうど回避できる位置にくるように、昇降駆動手段４を設置することができる。
【００５５】
また、本実施形態においては、基板Ｓを保持したロボットアームの自転時においてその重心をなるべく第１軸線Ｌ１に近づけると共に、昇降駆動手段４の旋回半径も最小化することで、自転時に必要となる動力を低減させることができると共に、自転時に基板Ｓ及びこれを保持するロボットアームが専有する回転専有面積を最小化することができる。
【００５６】
特に本実施形態においては、昇降駆動手段４の柱状部材５が方形断面を有しており、その方形断面の一辺と基板Ｓの一辺とが平行になるように昇降駆動手段４を配置している。このため、図４（ａ）に示したように、昇降駆動手段４と基板Ｓとを極力接近させることができるので、第２リンク部材３上の昇降駆動手段４の位置に関して、第２軸線Ｌ２に近い位置に配置しつつ、基板Ｓを極力後退させることができる。これにより、自転時に基板Ｓ及びこれを保持するロボットアームが専有する回転専有面積をさらに最小化することができる。
【００５７】
また、第１リンク部材２の動作と第２リンク部材３の動作との合成動作によって昇降駆動手段４を後退位置（図４（ａ））に移動させるようにしたので、合成動作中、昇降駆動手段４が、第１軸線Ｌ１からの距離が短くなるようにしながら移動できる。このため、１本のリンク部材によって円弧状に移動させる場合に比べて、基板Ｓの向きを一定に保ちつつ、昇降駆動手段４の移動距離自体を短くすることができると共に、重量物である昇降駆動手段４が、第１軸線Ｌ１からの距離を縮めながら移動できるので移動に要する駆動力を低減することができる。
【００５８】
また、第２リンク部材３上の、第２軸線Ｌ２よりも先端側の部分に昇降駆動手段４を設けたので、図４（ｃ）に示したように、ロボットアームを伸ばした状態において、昇降駆動手段４を共通の直線Ｍ上に位置させることができる。このため、アームを伸ばした状態において、昇降駆動手段４の重量がアームを捻る方向（ロール方向）に作用することを防止できる。
【００５９】
また、昇降駆動手段４の柱状部材５の側面に昇降部材６を配置して、柱状部材５の側面に沿って昇降部材６と共に基板保持部材７が昇降できるようにしたので、従来の搬送ロボットにおけるパンタグラフ式の昇降手段に比べて、基板保持部材７の最下位置をより低くすることができる。
【００６０】
次に、図５乃至図８Ａを参照して、本発明の他の実施形態による搬送ロボットついて説明する。
【００６１】
図５に示した実施形態による搬送ロボットは、基台１Ａを備えており、この基台１Ａに対して、第１リンク部材２Ａの基端部が、第１軸線Ｌ１周りに回転可能に連結されている。第１リンク部材２Ａの先端部には、第２リンク部材３Ａの基端部が、第１軸線Ｌ１から所定距離Ｄ１に位置する第２軸線Ｌ２周りに回転可能に連結されている。
【００６２】
なお、本実施形態における第２リンク部材３Ａは、図１に示した実施形態における第２リンク部材３よりも長く、第１リンク部材２Ａと同じ長さを有している。
【００６３】
第２リンク部材３Ａの先端部には昇降駆動手段４Ａが設けられており、この昇降駆動手段４Ａは、上下方向に延在する柱状部材５Ａと、この柱状部材５Ａに対して昇降可能に設けられた昇降部材６Ａとを備えている。本実施形態においては、昇降部材６Ａが、基板保持部材７Ａの基端部８Ａと一体的に形成されている。
【００６４】
昇降駆動手段４Ａの柱状部材５Ａは、前面が開放した中空部材で形成されており、その水平断面が長方形を成している。柱状部材５Ａの下端部は、第２リンク部材３Ａの先端部に、第３軸線Ｌ３周りに回転可能に設けられている。第３軸線Ｌ３は、第２軸線Ｌ２から所定距離Ｄ２に位置しており、この距離Ｄ２は距離Ｄ１に等しい。
【００６５】
基板保持部材７Ａの基端部８Ａから、複数（本例では２本）のフィンガー部９Ａが水平方向に延在しており、フィンガー部９Ａの上にガラス製の基板Ｓが保持される。フィンガー部９Ａには、基板Ｓを吸着して保持するための手段（図示を省略）が設けられている。
【００６６】
回転軸線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は互いに平行であり、且つ、Ｚ軸方向（鉛直方向）に延びており、基板保持部材７Ａは、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の方向への自由度を有して変位駆動される。
【００６７】
上記の通り本実施形態においては、昇降駆動手段４Ａが、第２リンク部材３Ａと基板保持部材７Ａとの間に配置され、アームリンク機構の一部を構成している。また、昇降駆動手段４Ａの柱状部材５Ａが、第２リンク部材３Ａの先端部に回転可能に設けられており、柱状部材５Ａが基板保持部材７Ａの回転軸として機能する。
【００６８】
図５及び図６に示したように、本実施形態による搬送ロボットはロボット制御手段１０Ａを備えており、このロボット制御手段１０Ａによって、第１リンク駆動手段１１Ａ、第２リンク駆動手段１２Ａ、昇降駆動手段４Ａ、手首軸駆動手段１３Ａの駆動が制御される。
【００６９】
図７に示したように、第１リンク部材２Ａの基端部の下面には第１回転軸１４Ａが固定して設けられている。この第１回転軸１４Ａは、動力伝達機構１５Ａを介してサーボモータ１６Ａにより回転駆動され、これにより、第１軸線Ｌ１周りに第１リンク部材２Ａが回転する。動力伝達機構１５Ａ及びサーボモータ１６Ａによって、図６に示した第１リンク駆動手段１１Ａが構成されている。
【００７０】
第２リンク部材３Ａの基端部の下面には、第２回転軸１７Ａが固定して設けられており、この第２回転軸１７Ａは、中空の第１リンク部材２Ａの先端部上面に形成された孔に回転可能に挿入されている。この第２回転軸１７Ａは、第１リンク部材２Ａ内の動力伝達機構１８Ａを介してサーボモータ１９Ａにより回転駆動され、これにより、第２軸線Ｌ２周りに第２リンク部材３Ａが回転する。動力伝達機構１８Ａ及びサーボモータ１９Ａによって、図６に示した第２リンク駆動手段１２Ａが構成されている。
【００７１】
昇降駆動手段４Ａの柱状部材５Ａの下端部には、第３回転軸（手首軸）２４Ａが固定して設けられており、この第３回転軸２４Ａは、中空の第２リンク部材３Ａの先端部上面に形成された孔に回転可能に挿入されている。この第３回転軸２４Ａは、第２リンク部材３Ａ内の動力伝達機構２５Ａを介してサーボモータ２６Ａにより回転駆動され、これにより、第３軸線Ｌ３周りに昇降駆動手段４Ａが回転する。動力伝達機構２５Ａ及びサーボモータ２６Ａによって、図６に示した手首軸駆動手段１３Ａが構成されている。
【００７２】
昇降駆動手段４Ａは、昇降部材６Ａを昇降させるための駆動機構（直動機構）を備えており、この駆動機構としては各種の機構を採用可能である。本実施形態においては、中空部材で形成した柱状部材５Ａの内部の上端及び下端に一対のプーリ２０Ａ、２１Ａを設け、その間にベルト２２Ａを掛け渡し、このベルト２２Ａに、基板保持部材７Ａと一体的に形成された昇降部材６Ａを固定する。そして、サーボモータ２３Ａによりプーリ２０Ａを回転駆動することにより、ベルト２２Ａと共に、昇降部材６Ａ及び基板保持部材７Ａを昇降させる。
【００７３】
動力伝達機構１５Ａ、１８Ａ、２５Ａには、減速機を備えた歯車動力伝達機構が用いられる。サーボモータ１６Ａ、１９Ａ、２６Ａの動力が減速機の入力側に伝達され、そのトルクが予め定める増幅比で増幅されると共に、その回転速度が予め定める減速比で減速されて、減速機の出力側から出力される。このようにして減速機の出力側から出力された動力によって、各回転軸１４Ａ、１７Ａ、２４Ａのそれぞれが回転駆動される。これにより、第１リンク部材２Ａ、第２リンク部材３Ａ、及び基板保持部材７Ａのそれぞれが回転駆動される。
【００７４】
なお、変形例としては、ダイレクトドライブモータによって各回転軸１４Ａ、１７Ａ、２４Ａを回転駆動するようにしても良い。
【００７５】
昇降駆動手段４Ａにおける駆動機構（直動機構）の他の例としては、角変位量を調整可能な回転モータを用いたボールねじ機構によって実現することもできる。このボールねじ機構は、ねじ棒と、このねじ棒に螺合される螺合体と、ねじ棒を回転駆動する回転モータと、を含み、螺合体に昇降部材６Ａが固定される。
【００７６】
ロボット制御手段１０Ａは、第１リンク駆動手段１１Ａ、第２リンク駆動手段１２Ａ、手首軸駆動手段１３Ａ、及び昇降駆動手段４Ａのそれぞれのサーボモータ１６Ａ、１９Ａ、２６Ａ、２３Ａのエンコーダから、各サーボモータ１６Ａ、１９Ａ、２６Ａ、２３Ａの角度位置を取得することによって、各駆動手段１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ、４Ａをフィードバック制御することができる。これにより、基板保持部材７Ａを目的位置に精度良く位置合わせすることが可能となる。
【００７７】
次に、図８を参照して、本実施形態による搬送ロボットの動作について説明する。
【００７８】
図８（ａ）に示した、基板保持部材７Ａを、動作範囲制限制御上、最も後退させた位置から、第１軸線Ｌ１を中心として、第１リンク部材２Ａを、上方から見て時計回りに回転させる。すると、第１リンク部材２Ａの回転に連動して、第２軸線Ｌ２を中心として、第２リンク部材３Ａが、上方から見て反時計回りに回転する（図８（ｂ）、（ｃ））。このとき、昇降駆動手段４Ａが、基板保持部材７Ａと共に、第３軸線Ｌ３を中心として、上方から見て時計回りに回転し、基板保持部材７Ａの向きが一定に維持される。
【００７９】
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から分かるように、基板保持部材７Ａの前後動作に際して、第３軸線Ｌ３は、第１軸線Ｌ１を通る共通の直線Ｍに沿って移動する。この共通の直線Ｍは基板保持部材７Ａの中心線に略一致しており、基板保持部材７Ａに保持された基板Ｓの中心が共通の直線Ｍに沿って移動する。
【００８０】
なお、基板Ｓを基板保持部材７Ａで保持したロボットアームを自転させる際には、図８（ａ）に示した状態において、図８Ａ（ａ）、（ｂ）に示したように、第１軸線Ｌ１周りに第１リンク部材２Ａを回転させる。これにより、異なる位置に配置された複数のラック４０から基板Ｓを搬送又は搬出することができる。ここで、基板Ｓは重量物なので、その重心をなるべく第１軸線Ｌ１に近づけることで、基板Ｓを保持したロボットアームの自転時に必要となる動力を低減させることができると共に、自転時に基板Ｓ及びこれを保持するロボットアームが専有する回転専有面積を最小化することができる。このことは、同じく重量物である昇降駆動手段４においても同様である。そこで、本実施形態においては、昇降駆動手段４を図８（ａ）に示した位置に退避させることにより、基板Ｓの重心が第１軸線Ｌ１に近づくと共に、昇降駆動手段４の旋回半径を最小化することを可能としている。
【００８１】
図８Ａに示したように、本実施形態においては、動作範囲制御上の最後退位置において基板Ｓを保持した基板保持部材７Ａ、基板保持部材７Ａに保持された基板Ｓ、第１リンク部材２Ａ、第２リンク部材３Ａ、昇降駆動手段４Ａを含む領域が、第１軸線Ｌ１から基板Ｓ又は基板保持部材７Ａの最遠点までの距離を半径として第１軸線Ｌ１周りに１回転したときの旋回領域Ｒ内に配置されるように、基板保持部材７Ａ、第１リンク部材２Ａ、第２リンク部材３Ａ、昇降駆動手段４Ａの各寸法、昇降駆動手段４Ａの向きが選ばれている。
【００８２】
上記構成より成る本実施形態によれば、第２リンク部材３Ａと基板保持部材７Ａとの間に昇降駆動手段４Ａを配置するようにしたので、昇降駆動手段４Ａによって昇降させる部分が、ロボットアーム全体ではなく、昇降部材６Ａと一体に形成された基板保持部材７Ａのみである。このため、昇降駆動手段４Ａの昇降部材６Ａにかかる荷重が減少し、昇降駆動手段４Ａにおいて必要となる駆動力を低減することができる。
【００８３】
特に本実施形態においては、図１に示した上記実施形態とは異なり、昇降駆動手段４Ａを第２リンク部材３Ａに対して回転可能に設けると共に、基板保持部材７Ａを昇降駆動装置４Ａに直接設けるようにしたので、手首軸駆動手段１３Ａを昇降対象から除外することができ、昇降駆動手段４Ａの必要駆動力をさらに低減することができる。
【００８４】
また、本実施形態においては、基板Ｓを保持したロボットアームの自転時においてその重心をなるべく第１軸線Ｌ１に近づけると共に、昇降駆動手段４の旋回半径も最小化することで、自転時に必要となる動力を低減させることができると共に、自転時に基板Ｓ及びこれを保持するロボットアームが専有する回転専有面積を最小化することができる。
【００８５】
また、本実施形態においては、昇降駆動手段４Ａを水平面内で移動させるための手段として、ロボットアームの一部である第１リンク部材２Ａ及び第２リンク部材３Ａを利用しているので、ロボット構造の複雑化を極力抑えながら昇降駆動手段４Ａの水平移動を可能としている。
【００８６】
また、第１リンク部材２Ａの動作と第２リンク部材３Ａの動作との合成動作によって昇降駆動手段４を後退位置（図８（ａ））に移動させるようにしたので、合成動作中、昇降駆動手段４が、第１軸線Ｌ１からの距離が短くなるようにしながら移動できる。このため、１本のリンク部材によって円弧状に移動させる場合に比べて、基板Ｓの向きを一定に保ちつつ、昇降駆動手段４Ａの移動距離自体を短くすることができると共に、重量物である昇降駆動手段４が、第１軸線Ｌ１からの距離を縮めながら移動できるので移動に要する駆動力を低減することができる。
【００８７】
また、第２リンク部材３Ａの先端部に昇降駆動手段４Ａを設けることにより、図８（ｃ）に示したように、ロボットアームを伸ばした状態において、昇降駆動手段４Ａを共通の直線Ｍ上に位置させることができる。このため、アームを伸ばした状態において、昇降駆動手段４Ａの重量がアームを捻る方向（ロール方向）に作用することを防止できる。
【００８８】
また、本実施形態においては、基板搬送動作の全体にわたって昇降駆動手段４Ａが共通の直線Ｍ上に位置しており、昇降駆動手段４Ａは直線的に移動するので、搬送時の揺れの発生を抑えることができる。
【００８９】
また、昇降駆動手段４Ａの柱状部材５Ａの側面に昇降部材６Ａを配置して、柱状部材５Ａの側面に沿って昇降部材６Ａと共に基板保持部材７Ａが昇降できるようにしたので、従来の搬送ロボットにおけるパンタグラフ式の昇降手段に比べて、基板保持部材７Ａの最下位置をより低くすることができる。
【００９０】
次に、図９乃至図１２Ａを参照して、本発明のさらに他の実施形態による搬送ロボットについて説明する。
【００９１】
図９に示した実施形態による搬送ロボットは、基台１Ｂを備えており、この基台１Ｂに対して、第１リンク部材２Ｂの基端部が、第１軸線Ｌ１周りに回転可能に連結されている。
【００９２】
第１リンク部材２Ｂの先端部には昇降駆動手段４Ｂが設けられており、この昇降駆動手段４Ｂは、上下方向に延在する柱状部材５Ｂと、この柱状部材５Ｂに対して昇降可能に設けられた昇降部材６Ｂとを備えている。昇降駆動手段４Ｂの柱状部材５Ｂは、前面が開放した中空部材で形成されており、その水平断面が長方形を成している。柱状部材５Ｂの下端部は、第１リンク部材２Ｂの先端部の上面に固定して設けられている。
【００９３】
昇降駆動手段４Ｂの昇降部材６Ｂには、第２リンク部材３Ｂの基端部が、第１軸線Ｌ１から所定距離Ｄ１に位置する第２軸線Ｌ２周りに回転可能に連結されている。昇降部材６Ｂは、水平方向に延在し且つ屈曲した張出し形状を有している。
【００９４】
第２リンク部材３Ｂの先端部の下面には、基板保持部材７Ｂの基端部が、第３軸線Ｌ３周りに回転可能に連結されている。第３軸線Ｌ３は、第２軸線Ｌ２から所定距離Ｄ２に位置しており、この距離Ｄ２は距離Ｄ１に等しい。
【００９５】
基板保持部材７Ｂの基端部８Ｂから、複数（本例では２本）のフィンガー部９Ｂが水平方向に延在しており、フィンガー部９Ｂの上にガラス製の基板Ｓが保持される。フィンガー部９Ｂには、基板Ｓを吸着して保持するための手段（図示を省略）が設けられている。
【００９６】
回転軸線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は互いに平行であり、且つ、Ｚ軸方向（鉛直方向）に延びており、基板保持部材７Ｂは、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の方向への自由度を有して変位駆動される。
【００９７】
上記の通り本実施形態においては、昇降駆動手段４Ｂが、第１リンク部材２Ｂと第２リンク部材３Ｂとの間に配置され、アームリンク機構の一部を構成している。
【００９８】
図９及び図１０に示したように、本実施形態による搬送ロボットはロボット制御手段１０Ｂを備えており、このロボット制御手段１０Ｂによって、第１リンク駆動手段１１Ｂ、第２リンク駆動手段１２Ｂ、昇降駆動手段４Ｂ、手首軸駆動手段１３Ｂの駆動が制御される。
【００９９】
図１１に示したように、第１リンク部材２Ｂの基端部の下面には第１回転軸１４Ｂが固定して設けられている。この第１回転軸１４Ｂは、動力伝達機構１５Ｂを介してサーボモータ１６Ｂにより回転駆動され、これにより、第１軸線Ｌ１周りに第１リンク部材２Ｂが回転する。動力伝達機構１５Ｂ及びサーボモータ１６Ｂによって、図１０に示した第１リンク駆動手段１１Ｂが構成されている。
【０１００】
第１リンク部材２Ｂの先端部の上面に、昇降駆動手段４Ｂが固定して設けられている。昇降駆動手段４Ｂは、昇降部材６Ｂを昇降させるための駆動機構（直動機構）を備えており、この駆動機構としては各種の機構を採用可能である。本実施形態においては、中空部材で形成した柱状部材５Ｂの内部の上端及び下端に一対のプーリ２０Ｂ、２１Ｂを設け、その間にベルト２２Ｂを掛け渡し、このベルト２２Ｂに昇降部材６Ｂの基端部を固定する。そして、サーボモータ２３Ｂによりプーリ２０Ｂを回転駆動することにより、ベルト２２Ｂと共に昇降部材６Ｂを昇降させる。
【０１０１】
第２リンク部材３Ｂの基端部の上面には、第２回転軸１７Ｂが固定して設けられており、この第２回転軸１７Ｂは、中空の昇降部材６Ｂの先端部下面に形成された孔に回転可能に挿入されている。この第２回転軸１７Ｂは、昇降部材６Ｂ内の動力伝達機構１８Ｂを介してサーボモータ１９Ｂにより回転駆動され、これにより、第２軸線Ｌ２周りに第２リンク部材３Ｂが回転する。動力伝達機構１８Ｂ及びサーボモータ１９Ｂによって、図１０に示した第２リンク駆動手段１２Ｂが構成されている。
【０１０２】
基板保持部材７Ｂの基端部の上面には第３回転軸（手首軸）２４Ｂが固定して設けられており、この第３回転軸２４Ｂは、第２リンク部材３Ｂの先端部下面に形成された孔に回転可能に挿入されている。この第３回転軸２４Ｂは、第２リンク部材３Ｂ内の動力伝達機構２５Ｂを介してサーボモータ２６Ｂにより回転駆動され、これにより、第３軸線Ｌ３周りに基板保持部材７Ｂが回転する。動力伝達機構２５Ｂ及びサーボモータ２６Ｂによって、図１０に示した手首軸駆動手段１３Ｂが構成されている。
【０１０３】
動力伝達機構１５Ｂ、１８Ｂ、２５Ｂには、減速機を備えた歯車動力伝達機構が用いられる。サーボモータ１６Ｂ、１９Ｂ、２６Ｂの動力が減速機の入力側に伝達され、そのトルクが予め定める増幅比で増幅されると共に、その回転速度が予め定める減速比で減速されて、減速機の出力側から出力される。このようにして減速機の出力側から出力された動力によって、各回転軸１４Ｂ、１７Ｂ、２４Ｂのそれぞれが回転駆動される。これにより、第１リンク部材２Ｂ、第２リンク部材３Ｂ、及び基板保持部材７Ｂのそれぞれが回転駆動される。
【０１０４】
なお、変形例としては、ダイレクトドライブモータによって各回転軸１４Ｂ、１７Ｂ、２４Ｂを回転駆動するようにしても良い。
【０１０５】
昇降駆動手段４Ｂにおける駆動機構（直動機構）の他の例としては、角変位量を調整可能な回転モータを用いたボールねじ機構によって実現することもできる。このボールねじ機構は、ねじ棒と、このねじ棒に螺合される螺合体と、ねじ棒を回転駆動する回転モータと、を含み、螺合体に昇降部材６Ｂの基端部が固定される。
【０１０６】
ロボット制御手段１０Ｂは、第１リンク駆動手段１１Ｂ、昇降駆動手段４Ｂ、第２リンク駆動手段１２Ｂ、及び手首軸駆動手段１３Ｂのそれぞれのサーボモータ１６Ｂ、２３Ｂ、１９Ｂ、２６Ｂのエンコーダから、各サーボモータ１６Ｂ、２３Ｂ、１９Ｂ、２６Ｂの角度位置を取得することによって、各駆動手段１１Ｂ、４Ｂ、１２Ｂ、１３Ｂをフィードバック制御することができる。これにより、基板保持部材７Ｂを目的位置に精度良く位置合わせすることが可能となる。
【０１０７】
次に、図１２を参照して本実施形態による搬送ロボットの動作について説明する。
【０１０８】
図１２（ａ）に示した、基板保持部材７Ｂを、動作範囲制限制御上、最も後退させた位置から、第１軸線Ｌ１を中心として、第１リンク部材２Ｂを、上方から見て時計回りに昇降駆動手段４Ｂと共に回転させる。すると、第１リンク部材２Ｂの回転に連動して、第２軸線Ｌ２を中心として第２リンク部材３Ｂが、上方から見て反時計回りに回転する（図１２（ｂ）、（ｃ））。このとき、基板保持部材７Ｂも、第３軸線Ｌ３を中心として、上方から見て時計回りに回転し、基板保持部材７Ｂの向きが一定に維持される。
【０１０９】
図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から分かるように、基板保持部材７Ｂの前後動作に際して、第３軸線Ｌ３は、第１軸線Ｌ１を通る共通の直線Ｍに沿って移動する。この共通の直線Ｍは基板保持部材７Ｂの中心線に略一致しており、基板保持部材７Ｂに保持された基板Ｓの中心が共通の直線Ｍに沿って移動する。
【０１１０】
なお、基板保持部材７Ｂで基板Ｓを保持したロボットアームを自転させる際には、図１２（ａ）に示した状態において、図１２Ａ（ａ）、（ｂ）に示したように、第１軸線Ｌ１周りに第１リンク部材２Ｂを回転させる。これにより、異なる位置に配置された複数のラック４０から基板Ｓを搬送又は搬出することができる。ここで、基板Ｓは重量物なので、その重心をなるべく第１軸線Ｌ１に近づけることで、基板Ｓを保持したロボットアームの自転時に必要となる動力を低減させることができると共に、自転時に基板Ｓ及びこれを保持するロボットアームが専有する回転専有面積を最小化することができる。そこで、本実施形態においては、昇降駆動手段４Ｂを図１２（ａ）に示した位置に退避させることにより、基板Ｓの重心が第１軸線Ｌ１に近づくと共に、昇降駆動手段４の旋回半径を最小化することを可能としている。
【０１１１】
図１２Ａに示したように、本実施形態においては、動作範囲制御上の最後退位置において基板Ｓを保持した基板保持部材７Ｂ、基板保持部材７Ｂに保持された基板Ｓ、第１リンク部材２Ｂ、第２リンク部材３Ｂ、昇降駆動手段４Ｂを含む領域が、第１軸線Ｌ１から基板Ｓ又は基板保持部材７Ｂの最遠点までの距離を半径として第１軸線Ｌ１周りに１回転したときの旋回領域Ｒ内に配置されるように、基板保持部材７Ｂ、第１リンク部材２Ｂ、第２リンク部材３Ｂ、昇降駆動手段４Ｂの各寸法、昇降駆動手段４Ｂの向きが選ばれている。
【０１１２】
上記構成より成る本実施形態によれば、第１リンク部材２Ｂと第２リンク部材３Ｂとの間に昇降駆動手段４Ｂを配置するようにしたので、昇降駆動手段４Ｂによって昇降させる部分が、ロボットアーム全体ではなく、昇降部材６に装着された第２リンク３Ｂ及び基板保持部材７Ｂのみである。このため、昇降駆動手段４Ｂの昇降部材６Ｂにかかる荷重が減少し、昇降駆動手段４Ｂにおいて必要となる駆動力を低減することができる。
【０１１３】
また、本実施形態においては、基板Ｓを保持したロボットアームの自転時においてその重心をなるべく第１軸線Ｌ１に近づけると共に、昇降駆動手段４の旋回半径も最小化することで、自転時に必要となる動力を低減させることができると共に、自転時に基板Ｓ及びこれを保持するロボットアームが専有する回転専有面積を最小化することができる。
【０１１４】
また、本実施形態においては、昇降駆動手段４Ｂを水平面内で移動させるための手段として、ロボットアームの一部である第１リンク部材２Ｂを利用しているので、ロボット構造の複雑化を極力抑えながら昇降駆動手段４Ｂの水平移動を可能としている。
【０１１５】
また、昇降駆動手段４Ｂの柱状部材５Ｂの側面に昇降部材６Ｂを配置して、柱状部材５Ｂの側面に沿って昇降部材６Ｂと共に基板保持部材７Ｂが昇降できるようにしたので、従来の搬送ロボットにおけるパンタグラフ式の昇降手段に比べて、基板保持部材７Ｂの最下位置をより低くすることができる。
【０１１６】
次に、図９乃至図１２Ａに示した上記実施形態の一変形例としては、図１３に示したように、昇降駆動手段４Ｂの柱状部材５Ｂを第１リンク部材２Ｂに第２軸線Ｌ２周りに回転可能に設けると共に、第２リンク部材３Ｂを昇降部材６Ｂに固定して設けるようにしても良い。
【０１１７】
図１３に示した変形例においては、柱状部材５Ｂの下端に第２回転軸１７Ｂが設けられており、この第２回転軸１７Ｂを回転させる第２リンク駆動手段１２Ｂが、第１リンク部材２Ｂの内部に配置されている。
【０１１８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、上記実施形態は、本発明の範囲内で適宜変更することができる。例えば、上記各実施形態においては、各回転軸に各サーボモータを設けて個別に駆動できるようにしているが、これに代えて、回転軸同士の間にベルトを掛け渡して一方の回転軸の回転力が他方の回転軸に伝達されるようにして、他方の回転軸のサーボモータを省略しても良い。また、昇降駆動手段における駆動機構は、ラックピニオン、リニアモータ、又はシリンダ、等の直動機構でも良い。
【符号の説明】
【０１１９】
１，１Ａ，１Ｂ 基台
２，２Ａ，２Ｂ 第１リンク部材
３，３Ａ，３Ｂ 第２リンク部材
４，４Ａ，４Ｂ 昇降駆動手段
５，５Ａ，５Ｂ 昇降駆動手段の柱状部材
６，６Ａ，６Ｂ 昇降駆動手段の昇降部材
７，７Ａ，７Ｂ 基板保持部材
８，８Ａ，８Ｂ 基板保持部材の基端部
９，９Ａ，９Ｂ 基板保持部材のフィンガー部
１０ ロボット制御手段
１１ 第１リンク駆動手段
１２ 第２リンク駆動手段
１３ 手首軸駆動手段
Ｌ１ 第１軸線
Ｌ２ 第２軸線
Ｌ３ 第３軸線
Ｍ 共通の直線
Ｓ ガラス基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品を搬送するための搬送ロボットに関し、特に、ソーラーパネル用の大型ガラス基板のような重い基板の搬送に適している。
【背景技術】
【０００２】
化学蒸着装置（ＣＶＤ装置）のような基板処理装置に対して、処理すべき基板を搬入し、処理済みの基板を搬出するために、各種の搬送ロボットが用いられている。
【０００３】
処理される基板の一例として、ソーラーパネルに用いられる角形のガラス基板があり、そのサイズは一辺が２ｍを超えており、大型の重量物である。
【０００４】
このような大型のガラス基板を水平状態でラックに収容した場合、重力によってその中央部が下方に撓む。このため、複数のガラス基板をラックに収容するためには、ガラス基板同士の接触を防止するために上下方向において十分な間隔を確保する必要がある。
【０００５】
その結果、ラック全体の高さが高くなり、この高さに対応するために、搬送ロボットにおいても、基板を保持するための基板保持部材の昇降動作について、高さ方向への十分な移動距離を確保する必要がある。
【０００６】
従来、基板保持部材の昇降動作において十分な移動距離を確保すべく、基板保持部材を昇降駆動するための昇降駆動手段を備えた搬送ロボットが知られている。そのような昇降駆動手段としては、ロボットアームの基端部が装着された回転主軸を昇降させるものが知られている（特許文献１）。また、上下方向に延在する柱状部材と、この柱状部材に沿って昇降可能な昇降部材とを備え、昇降部材に基板保持部材を装着したものが知られている（特許文献２、３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２７７９７０号公報
【特許文献２】特開２００１−２７４２１８号公報
【特許文献３】ＷＯ２００８／００７５１６Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上述した従来の搬送ロボットにおいては、第１リンク部材、第２リンク部材、及び基板保持部材から成るロボットアーム（水平多関節アーム）の全体を昇降させる構成であるため、ロボットアームの昇降駆動のために大きな駆動力が必要になるという問題があった（特許文献１、２、３）。
【０００９】
特に、大型ガラス基板のような重量物を搬送するためには、十分な剛性を備えた部材によってロボットアームを構成する必要があるため、アーム重量が必然的に大きくなり、昇降駆動手段において必要となる昇降駆動力が益々大きくなる。
【００１０】
また、従来の技術においては、ロボットアームの昇降駆動手段を水平面内で移動させるための機構を、第１リンク部材、第２リンク部材及び基板保持部材からなるリンク機構とは独立に設けていた（引用文献２、３）。
【００１１】
このため、搬送ロボットを構成するために必要な部材の点数が増加し、搬送ロボットの構造が複雑化し、また、搬送ロボットによる専有面積（空間）が増大してしまうという問題があった。
【００１２】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、昇降駆動手段において必要となる昇降駆動力を低減することができる搬送ロボットを提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明は、搬送ロボットの昇降駆動手段を水平面内において移動させるための機構を、ロボット構造の複雑化を極力抑えながら実現できる搬送ロボットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明による搬送ロボットは、第１軸線周りに回転可能に構成された第１リンク部材と、前記第１軸線に対して所定距離に位置する第２軸線周りに回転可能に構成された第２リンク部材と、前記第２軸線に対して所定距離に位置する第３軸線周りに回転可能であり且つ物品を保持可能に構成された保持部材と、少なくとも前記保持部材を昇降駆動するための昇降駆動手段と、を備え、前記第１リンク部材、前記第２リンク部材、及び前記保持部材が、この順番で連結されてアームリンク機構を構成しており、前記昇降駆動手段が、前記第１リンク部材と前記保持部材との間に配置されて前記アームリンク機構の一部を構成していることを特徴とする。
【００１５】
また、好ましくは、前記昇降駆動手段は、前記第２リンク部材と前記保持部材との連結に使用されている。
【００１６】
また、好ましくは、前記昇降駆動手段は、前記第２リンク部材に固定して設けられた柱状部材と、前記柱状部材に対して昇降可能に設けられた昇降部材と、を有し、前記保持部材は、前記昇降部材に前記第３軸線周りに回転可能に設けられている。
【００１７】
また、好ましくは、前記昇降駆動手段は、前記第２リンク部材に前記第３軸線周りに回転可能に設けられた柱状部材と、前記柱状部材に対して昇降可能に設けられた昇降部材と、を有し、前記保持部材は、前記昇降部材に固定して設けられている。
【００１８】
また、好ましくは、前記昇降駆動手段は、前記第１リンク部材と前記第２リンク部材との連結に使用されている。
【００１９】
また、好ましくは、前記昇降駆動手段は、前記第１リンクに固定して設けられた柱状部材と、前記柱状部材に対して昇降可能に設けられた昇降部材と、を有し、前記第２リンク部材は、前記昇降部材に前記第２軸線周りに回転可能に設けられており、前記保持部材は、前記第２リンク部材に前記第３軸線周りに回転可能に設けられている。
【００２０】
また、好ましくは、前記昇降駆動手段は、前記第１リンク部材に前記第２軸線周りに回転可能に設けられた柱状部材と、前記柱状部材に対して昇降可能に設けられた昇降部材と、を有し、前記第２リンク部材は、前記昇降部材に固定して設けられている。
【００２１】
また、好ましくは、前記第１軸線と前記第２軸線との前記所定距離が、前記第２軸線と前記第３軸線との前記所定距離に等しい。
【００２２】
また、好ましくは、動作範囲制御上の最後退位置において物品を保持した前記保持部材、前記保持部材に保持された前記物品、前記第１リンク部材、前記第２リンク部材、前記昇降駆動手段を含む領域が、前記第１軸線から前記物品又は前記保持部材の最遠点までの距離を半径として前記第１軸線周りに１回転したときの旋回領域内に配置されるように、前記保持部材、前記第１リンク部材、前記第２リンク部材、前記昇降駆動手段の各寸法、前記昇降駆動手段の向きが選ばれている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明による搬送ロボットによれば、第１リンク部材、第２リンク部材、及び保持部材が、この順番で連結されてアームリンク機構を構成しており、昇降駆動手段が、第１リンク部材と保持部材との間に配置されてアームリンク機構の一部を構成しているので、少なくとも第１リンク部材を、昇降駆動手段による昇降対象から除くことができるので、昇降駆動手段において必要となる昇降駆動力を低減することができる。
【００２４】
また、昇降駆動手段の水平面内での移動を、ロボットアームを構成する第１リンク部材及び／又は第２リンク部材の回転動作によって実施することができるので、ロボット構造の複雑化を極力抑ながら昇降駆動手段の水平移動を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態による搬送ロボットを示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】図１に示した搬送ロボットの概略構成図。
【図３】図１に示した搬送ロボットの内部構造の概略を示した図。
【図３Ａ】図１に示した搬送ロボットの内部構造の他の例の概略を示した図。
【図４】図１に示した搬送ロボットの動作を説明するための図であり、（ａ）は基板保持部を、動作範囲制限制御上、最も後退させた状態を示し、（ｃ）は基板保持部を、動作範囲制限制御上、最も前進させた状態を示し、（ｂ）は（ａ）の状態と（ｃ）の状態との中間の状態を示している。
【図４Ａ】図１に示した搬送ロボットにおける、基板を保持したロボットアームの自転動作を説明するための図であり、（ａ）は一方のラックの方向を向いた状態を示し、（ｂ）は他方のラックの方向を向いた状態を示す。
【図５】本発明の他の実施形態による搬送ロボットを示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図６】図５に示した搬送ロボットの概略構成図。
【図７】図５に示した搬送ロボットの内部構造の概略を示した図。
【図８】図５に示した搬送ロボットの動作を説明するための図であり、（ａ）は基板保持部を、動作範囲制限制御上、最も後退させた状態を示し、（ｃ）は基板保持部を、動作範囲制限制御上、最も前進させた状態を示し、（ｂ）は（ａ）の状態と（ｃ）の状態との中間の状態を示している。
【図８Ａ】図５に示した搬送ロボットにおける、基板を保持したロボットアームの自転動作を説明するための図であり、（ａ）は一方のラックの方向を向いた状態を示し、（ｂ）は他方のラックの方向を向いた状態を示す。
【図９】本発明の更に他の実施形態による搬送ロボットを示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１０】図９に示した搬送ロボットの概略構成図。
【図１１】図９に示した搬送ロボットの内部構造の概略を示した図。
【図１２】図９に示した搬送ロボットの動作を説明するための図であり、（ａ）は基板保持部を、動作範囲制限制御上、最も後退させた状態を示し、（ｃ）は基板保持部を、動作範囲制限制御上、最も前進させた状態を示し、（ｂ）は（ａ）の状態と（ｃ）の状態との中間の状態を示している。
【図１２Ａ】図９に示した搬送ロボットにおける、基板を保持したロボットアームの自転動作を説明するための図であり、（ａ）は一方のラックの方向を向いた状態を示し、（ｂ）は他方のラックの方向を向いた状態を示す。
【図１３】図９に示した実施形態の一変形例による搬送ロボットを示した概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態による搬送ロボットについて、図面を参照して説明する。なお、以下に述べる搬送ロボットは、大型のガラス基板の搬送に適しており、単一のアームを備えている。
【００２７】
まず初めに、図１乃至図４Ａを参照して、本発明の一実施形態による搬送ロボットについて説明する。
【００２８】
図１に示した実施形態による搬送ロボットは、基台１を備えており、この基台１に対して、第１リンク部材２の基端部が、第１軸線Ｌ１周りに回転可能に連結されている。第１リンク部材２の先端部には、第２リンク部材３の基端部が、第１軸線Ｌ１から所定距離Ｄ１に位置する第２軸線Ｌ２周りに回転可能に連結されている。
【００２９】
第２リンク部材３上には昇降駆動手段４が設けられており、この昇降駆動手段４は、上下方向に延在する柱状部材５と、この柱状部材５に対して昇降可能に設けられた昇降部材６とを備えている。昇降駆動手段４の柱状部材５は、前面が開放した中空部材で形成されており、その水平断面が長方形を成している。柱状部材５の下端部は、第２リンク部材３上の、第２軸線Ｌ２よりも先端側の部分に固定して設けられている。
【００３０】
昇降駆動手段４の昇降部材６は、水平方向に延在する細長い形状を有しており、昇降部材６自体が、ロボットアームの水平方向の実質的な長さの一部を形成している。図１（ａ）に示したように、昇降部材６は、柱状部材５の前面に対して斜め方向に張り出すように形成されている。
【００３１】
昇降部材６の先端部の下面には、基板保持部材７の基端部８が第３軸線Ｌ３周りに回転可能に連結されている。第３軸線Ｌ３は、第２軸線Ｌ２から所定距離Ｄ２に位置しており、この距離Ｄ２は距離Ｄ１に等しい。
【００３２】
基板保持部材７の基端部８から、複数（本例では２本）のフィンガー部９が水平方向に延在しており、フィンガー部９の上にガラス製の基板Ｓが保持される。フィンガー部９には、基板Ｓを吸着して保持するための手段（図示を省略）が設けられている。
【００３３】
回転軸線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は互いに平行であり、且つ、Ｚ軸方向（鉛直方向）に延びており、基板保持部材７は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の方向への自由度を有して変位駆動される。
【００３４】
上記の通り本実施形態においては、昇降駆動手段４が、第２リンク部材３と基板保持部材７との間に配置され、アームリンク機構の一部を構成している。
【００３５】
図１及び図２に示したように、本実施形態による搬送ロボットはロボット制御手段１０を備えており、このロボット制御手段１０によって、第１リンク駆動手段１１、第２リンク駆動手段１２、昇降駆動手段４、手首軸駆動手段１３の駆動が制御される。
【００３６】
図３に示したように、第１リンク部材２の基端部の下面には第１回転軸１４が固定して設けられている。この第１回転軸１４は、動力伝達機構１５を介してサーボモータ１６により回転駆動され、これにより、第１軸線Ｌ１周りに第１リンク部材２が回転する。動力伝達機構１５及びサーボモータ１６によって、図２に示した第１リンク駆動手段１１が構成されている。
【００３７】
第２リンク部材３の基端部の下面には、第２回転軸１７が固定して設けられており、この第２回転軸１７は、中空の第１リンク部材２の先端部上面に形成された孔に回転可能に挿入されている。この第２回転軸１７は、第１リンク部材２内の動力伝達機構１８を介してサーボモータ１９により回転駆動され、これにより、第２軸線Ｌ２周りに第２リンク部材３が回転する。動力伝達機構１８及びサーボモータ１９によって、図２に示した第２リンク駆動手段１２が構成されている。
【００３８】
第２リンク部材３の先端側の部分の上面に、昇降駆動手段４が固定して設けられている。昇降駆動手段４は、昇降部材６を昇降させるための駆動機構（直動機構）を備えており、この駆動機構としては各種の機構を採用可能である。本実施形態においては、中空部材で形成した柱状部材５の内部の上端及び下端に一対のプーリ２０、２１を設け、その間にベルト２２を掛け渡し、このベルト２２に昇降部材６の基端部を固定する。そして、サーボモータ２３によりプーリ２０を回転駆動することにより、ベルト２２と共に昇降部材６を昇降させる。
【００３９】
基板保持部材７の基端部の上面には、第３回転軸（手首軸）２４が固定して設けられており、この第３回転軸２４は、中空の昇降部材６の先端部下面に形成された孔に回転可能に挿入されている。この第３回転軸２４は、昇降部材６内の動力伝達機構２５を介してサーボモータ２６により回転駆動され、これにより、第３軸線Ｌ３周りに基板保持部材７が回転する。動力伝達機構２５及びサーボモータ２６によって、図２に示した手首軸駆動手段１３が構成されている。
【００４０】
動力伝達機構１５、１８、２５には、減速機を備えた歯車動力伝達機構が用いられる。サーボモータ１６、１９、２６の動力が減速機の入力側に伝達され、そのトルクが予め定める増幅比で増幅されると共に、その回転速度が予め定める減速比で減速されて、減速機の出力側から出力される。このようにして減速機の出力側から出力された動力によって、各回転軸１４、１７、２４のそれぞれが回転駆動される。これにより、第１リンク部材２、第２リンク部材３、及び基板保持部材７のそれぞれが回転駆動される。
【００４１】
なお、変形例としては、ダイレクトドライブモータによって各回転軸１４、１７、２４を回転駆動するようにしても良い。
【００４２】
図３Ａに示したように、昇降駆動手段４における駆動機構（直動機構）の他の例としては、角変位量を調整可能な回転モータを用いたボールねじ機構３０によって実現することもできる。このボールねじ機構３０は、ねじ棒３１と、このねじ棒３１に螺合される螺合体３２と、ねじ棒３１を回転駆動する回転モータ３３と、この回転モータ３３の動力をねじ棒３１に伝達する動力伝達機構３４とを含み、螺合体３２に昇降部材６の基端部が固定される。
【００４３】
また、図３Ａに示した例においては、第１リンク部材２を回転駆動するサーボモータ１６及び動力伝達機構１５が、第１リンク部材２の内部に配置されており、動力伝達機構１５と第１回転軸１４との間には減速機３５が設けられている。
【００４４】
同様に、図３Ａに示した例においては、第２リンク部材３を回転駆動するサーボモータ１９及び動力伝達機構１８が、第２リンク部材３の内部に配置されており、動力伝達機構１８と第２回転軸１７との間には減速機３６が設けられている。さらに、第３回転軸（手首軸）２４と動力伝達機構２５との間にも減速機３７が設けられている。
【００４５】
ロボット制御手段１０は、第１リンク駆動手段１１、第２リンク駆動手段１２、昇降駆動手段４、及び手首軸駆動手段１３のそれぞれのサーボモータ１６、１９、２３、２６のエンコーダから、各サーボモータ１６、１９、２３、２６の角度位置を取得することによって、各駆動手段１１、１２、４、１３をフィードバック制御することができる。これにより、基板保持部材７を目的位置に精度良く位置合わせすることが可能となる。
【００４６】
次に、図４を参照して、本実施形態による搬送ロボットの動作について説明する。
【００４７】
図４（ａ）に示した、基板保持部材７を、動作範囲制限制御上（即ち、動作範囲ソフトリミット上、又は通常動作範囲上）、最も後退させた位置から、第１軸線Ｌ１を中心として、第１リンク部材２を、上方から見て時計回りに回転させる。すると、第１リンク部材２の回転に連動して、第２軸線Ｌ２を中心として第２リンク部材３が、上方から見て反時計回りに回転する（図４（ｂ）、（ｃ））。このとき、基板保持部材７も、第３軸線Ｌ３を中心として、上方から見て時計回りに回転し、基板保持部材７の向きが一定に維持される。
【００４８】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から分かるように、基板保持部材７の前後動作に際して、第３軸線Ｌ３は、第１軸線Ｌ１を通る共通の直線Ｍに沿って移動する。この共通の直線Ｍは基板保持部材７の中心線に略致しており、基板保持部材７に保持された基板Ｓの中心が共通の直線Ｍに沿って移動する。
【００４９】
なお、基板Ｓを基板保持部材７で保持したロボットアームを自転させる際には、図４（ａ）に示した状態において、図４Ａ（ａ）、（ｂ）に示したように、第１軸線Ｌ１周りに第１リンク部材２を回転させる。これにより、異なる位置に配置された複数のラック４０から基板Ｓを搬送又は搬出することができる。ここで、基板Ｓは重量物なので、その重心をなるべく第１軸線Ｌ１に近づけることで、基板Ｓを保持したロボットアームの自転時に必要となる動力を低減させることができると共に、自転時に基板Ｓ及びこれを保持するロボットアームが専有する回転専有面積を最小化することができる。
【００５０】
このことは、長尺で且つ高い剛性を備えているためにその重量が大きい昇降駆動手段４においても同様である。そこで、本実施形態においては、昇降駆動手段４を図４（ａ）に示した位置に退避させることにより、基板Ｓの重心が第１軸線Ｌ１に近づくと共に、昇降駆動手段４を極力第１軸線Ｌ１に近づけてその旋回半径を最小化することを可能としている。
【００５１】
図４Ａに示したように、本実施形態においては、動作範囲制御上の最後退位置において基板Ｓを保持した基板保持部材７、基板保持部材７に保持された基板Ｓ、第１リンク部材２、第２リンク部材３、昇降駆動手段４を含む領域が、第１軸線Ｌ１から基板Ｓ又は基板保持部材７の最遠点までの距離を半径として第１軸線Ｌ１周りに１回転したときの旋回領域Ｒ内に配置されるように、基板保持部材７、第１リンク部材２、第２リンク部材３、昇降駆動手段４の各寸法、昇降駆動手段４の向きが選ばれている。
【００５２】
上記構成より成る本実施形態によれば、第２リンク部材３と基板保持部材７との間に昇降駆動手段４を配置するようにしたので、昇降駆動手段４によって昇降させる部分が、ロボットアーム全体ではなく、昇降部材６に装着された基板保持部材７のみである。このため、昇降駆動手段４の昇降部材６にかかる荷重が減少し、昇降駆動手段４において必要となる駆動力を低減することができる。
【００５３】
また、本実施形態においては、昇降駆動手段４を水平面内で移動させるための手段として、ロボットアームの一部である第１リンク部材２及び第２リンク部材３を利用しているので、ロボット構造の複雑化を極力抑えながら昇降駆動手段４の水平移動を可能としている。
【００５４】
また、本実施形態においては、第２リンク部材３上の、第２軸線Ｌ２よりも先端側の部分に昇降駆動手段４を設けたので、図４（ａ）に示したように、基板保持部材７を、動作範囲制限制御上、最も後退させた状態において、基板Ｓ及び基板保持部材７との干渉をちょうど回避できる位置にくるように、昇降駆動手段４を設置することができる。
【００５５】
また、本実施形態においては、基板Ｓを保持したロボットアームの自転時においてその重心をなるべく第１軸線Ｌ１に近づけると共に、昇降駆動手段４の旋回半径も最小化することで、自転時に必要となる動力を低減させることができると共に、自転時に基板Ｓ及びこれを保持するロボットアームが専有する回転専有面積を最小化することができる。
【００５６】
特に本実施形態においては、昇降駆動手段４の柱状部材５が方形断面を有しており、その方形断面の一辺と基板Ｓの一辺とが平行になるように昇降駆動手段４を配置している。このため、図４（ａ）に示したように、昇降駆動手段４と基板Ｓとを極力接近させることができるので、第２リンク部材３上の昇降駆動手段４の位置に関して、第２軸線Ｌ２に近い位置に配置しつつ、基板Ｓを極力後退させることができる。これにより、自転時に基板Ｓ及びこれを保持するロボットアームが専有する回転専有面積をさらに最小化することができる。
【００５７】
また、第１リンク部材２の動作と第２リンク部材３の動作との合成動作によって昇降駆動手段４を後退位置（図４（ａ））に移動させるようにしたので、合成動作中、昇降駆動手段４が、第１軸線Ｌ１からの距離が短くなるようにしながら移動できる。このため、１本のリンク部材によって円弧状に移動させる場合に比べて、基板Ｓの向きを一定に保ちつつ、昇降駆動手段４の移動距離自体を短くすることができると共に、重量物である昇降駆動手段４が、第１軸線Ｌ１からの距離を縮めながら移動できるので移動に要する駆動力を低減することができる。
【００５８】
また、第２リンク部材３上の、第２軸線Ｌ２よりも先端側の部分に昇降駆動手段４を設けたので、図４（ｃ）に示したように、ロボットアームを伸ばした状態において、昇降駆動手段４を共通の直線Ｍ上に位置させることができる。このため、アームを伸ばした状態において、昇降駆動手段４の重量がアームを捻る方向（ロール方向）に作用することを防止できる。
【００５９】
また、昇降駆動手段４の柱状部材５の側面に昇降部材６を配置して、柱状部材５の側面に沿って昇降部材６と共に基板保持部材７が昇降できるようにしたので、従来の搬送ロボットにおけるパンタグラフ式の昇降手段に比べて、基板保持部材７の最下位置をより低くすることができる。
【００６０】
次に、図５乃至図８Ａを参照して、本発明の他の実施形態による搬送ロボットついて説明する。
【００６１】
図５に示した実施形態による搬送ロボットは、基台１Ａを備えており、この基台１Ａに対して、第１リンク部材２Ａの基端部が、第１軸線Ｌ１周りに回転可能に連結されている。第１リンク部材２Ａの先端部には、第２リンク部材３Ａの基端部が、第１軸線Ｌ１から所定距離Ｄ１に位置する第２軸線Ｌ２周りに回転可能に連結されている。
【００６２】
なお、本実施形態における第２リンク部材３Ａは、図１に示した実施形態における第２リンク部材３よりも長く、第１リンク部材２Ａと同じ長さを有している。
【００６３】
第２リンク部材３Ａの先端部には昇降駆動手段４Ａが設けられており、この昇降駆動手段４Ａは、上下方向に延在する柱状部材５Ａと、この柱状部材５Ａに対して昇降可能に設けられた昇降部材６Ａとを備えている。本実施形態においては、昇降部材６Ａが、基板保持部材７Ａの基端部８Ａと一体的に形成されている。
【００６４】
昇降駆動手段４Ａの柱状部材５Ａは、前面が開放した中空部材で形成されており、その水平断面が長方形を成している。柱状部材５Ａの下端部は、第２リンク部材３Ａの先端部に、第３軸線Ｌ３周りに回転可能に設けられている。第３軸線Ｌ３は、第２軸線Ｌ２から所定距離Ｄ２に位置しており、この距離Ｄ２は距離Ｄ１に等しい。
【００６５】
基板保持部材７Ａの基端部８Ａから、複数（本例では２本）のフィンガー部９Ａが水平方向に延在しており、フィンガー部９Ａの上にガラス製の基板Ｓが保持される。フィンガー部９Ａには、基板Ｓを吸着して保持するための手段（図示を省略）が設けられている。
【００６６】
回転軸線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は互いに平行であり、且つ、Ｚ軸方向（鉛直方向）に延びており、基板保持部材７Ａは、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の方向への自由度を有して変位駆動される。
【００６７】
上記の通り本実施形態においては、昇降駆動手段４Ａが、第２リンク部材３Ａと基板保持部材７Ａとの間に配置され、アームリンク機構の一部を構成している。また、昇降駆動手段４Ａの柱状部材５Ａが、第２リンク部材３Ａの先端部に回転可能に設けられており、柱状部材５Ａが基板保持部材７Ａの回転軸として機能する。
【００６８】
図５及び図６に示したように、本実施形態による搬送ロボットはロボット制御手段１０Ａを備えており、このロボット制御手段１０Ａによって、第１リンク駆動手段１１Ａ、第２リンク駆動手段１２Ａ、昇降駆動手段４Ａ、手首軸駆動手段１３Ａの駆動が制御される。
【００６９】
図７に示したように、第１リンク部材２Ａの基端部の下面には第１回転軸１４Ａが固定して設けられている。この第１回転軸１４Ａは、動力伝達機構１５Ａを介してサーボモータ１６Ａにより回転駆動され、これにより、第１軸線Ｌ１周りに第１リンク部材２Ａが回転する。動力伝達機構１５Ａ及びサーボモータ１６Ａによって、図６に示した第１リンク駆動手段１１Ａが構成されている。
【００７０】
第２リンク部材３Ａの基端部の下面には、第２回転軸１７Ａが固定して設けられており、この第２回転軸１７Ａは、中空の第１リンク部材２Ａの先端部上面に形成された孔に回転可能に挿入されている。この第２回転軸１７Ａは、第１リンク部材２Ａ内の動力伝達機構１８Ａを介してサーボモータ１９Ａにより回転駆動され、これにより、第２軸線Ｌ２周りに第２リンク部材３Ａが回転する。動力伝達機構１８Ａ及びサーボモータ１９Ａによって、図６に示した第２リンク駆動手段１２Ａが構成されている。
【００７１】
昇降駆動手段４Ａの柱状部材５Ａの下端部には、第３回転軸（手首軸）２４Ａが固定して設けられており、この第３回転軸２４Ａは、中空の第２リンク部材３Ａの先端部上面に形成された孔に回転可能に挿入されている。この第３回転軸２４Ａは、第２リンク部材３Ａ内の動力伝達機構２５Ａを介してサーボモータ２６Ａにより回転駆動され、これにより、第３軸線Ｌ３周りに昇降駆動手段４Ａが回転する。動力伝達機構２５Ａ及びサーボモータ２６Ａによって、図６に示した手首軸駆動手段１３Ａが構成されている。
【００７２】
昇降駆動手段４Ａは、昇降部材６Ａを昇降させるための駆動機構（直動機構）を備えており、この駆動機構としては各種の機構を採用可能である。本実施形態においては、中空部材で形成した柱状部材５Ａの内部の上端及び下端に一対のプーリ２０Ａ、２１Ａを設け、その間にベルト２２Ａを掛け渡し、このベルト２２Ａに、基板保持部材７Ａと一体的に形成された昇降部材６Ａを固定する。そして、サーボモータ２３Ａによりプーリ２０Ａを回転駆動することにより、ベルト２２Ａと共に、昇降部材６Ａ及び基板保持部材７Ａを昇降させる。
【００７３】
動力伝達機構１５Ａ、１８Ａ、２５Ａには、減速機を備えた歯車動力伝達機構が用いられる。サーボモータ１６Ａ、１９Ａ、２６Ａの動力が減速機の入力側に伝達され、そのトルクが予め定める増幅比で増幅されると共に、その回転速度が予め定める減速比で減速されて、減速機の出力側から出力される。このようにして減速機の出力側から出力された動力によって、各回転軸１４Ａ、１７Ａ、２４Ａのそれぞれが回転駆動される。これにより、第１リンク部材２Ａ、第２リンク部材３Ａ、及び基板保持部材７Ａのそれぞれが回転駆動される。
【００７４】
なお、変形例としては、ダイレクトドライブモータによって各回転軸１４Ａ、１７Ａ、２４Ａを回転駆動するようにしても良い。
【００７５】
昇降駆動手段４Ａにおける駆動機構（直動機構）の他の例としては、角変位量を調整可能な回転モータを用いたボールねじ機構によって実現することもできる。このボールねじ機構は、ねじ棒と、このねじ棒に螺合される螺合体と、ねじ棒を回転駆動する回転モータと、を含み、螺合体に昇降部材６Ａが固定される。
【００７６】
ロボット制御手段１０Ａは、第１リンク駆動手段１１Ａ、第２リンク駆動手段１２Ａ、手首軸駆動手段１３Ａ、及び昇降駆動手段４Ａのそれぞれのサーボモータ１６Ａ、１９Ａ、２６Ａ、２３Ａのエンコーダから、各サーボモータ１６Ａ、１９Ａ、２６Ａ、２３Ａの角度位置を取得することによって、各駆動手段１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ、４Ａをフィードバック制御することができる。これにより、基板保持部材７Ａを目的位置に精度良く位置合わせすることが可能となる。
【００７７】
次に、図８を参照して、本実施形態による搬送ロボットの動作について説明する。
【００７８】
図８（ａ）に示した、基板保持部材７Ａを、動作範囲制限制御上、最も後退させた位置から、第１軸線Ｌ１を中心として、第１リンク部材２Ａを、上方から見て時計回りに回転させる。すると、第１リンク部材２Ａの回転に連動して、第２軸線Ｌ２を中心として、第２リンク部材３Ａが、上方から見て反時計回りに回転する（図８（ｂ）、（ｃ））。このとき、昇降駆動手段４Ａが、基板保持部材７Ａと共に、第３軸線Ｌ３を中心として、上方から見て時計回りに回転し、基板保持部材７Ａの向きが一定に維持される。
【００７９】
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から分かるように、基板保持部材７Ａの前後動作に際して、第３軸線Ｌ３は、第１軸線Ｌ１を通る共通の直線Ｍに沿って移動する。この共通の直線Ｍは基板保持部材７Ａの中心線に略一致しており、基板保持部材７Ａに保持された基板Ｓの中心が共通の直線Ｍに沿って移動する。
【００８０】
なお、基板Ｓを基板保持部材７Ａで保持したロボットアームを自転させる際には、図８（ａ）に示した状態において、図８Ａ（ａ）、（ｂ）に示したように、第１軸線Ｌ１周りに第１リンク部材２Ａを回転させる。これにより、異なる位置に配置された複数のラック４０から基板Ｓを搬送又は搬出することができる。ここで、基板Ｓは重量物なので、その重心をなるべく第１軸線Ｌ１に近づけることで、基板Ｓを保持したロボットアームの自転時に必要となる動力を低減させることができると共に、自転時に基板Ｓ及びこれを保持するロボットアームが専有する回転専有面積を最小化することができる。このことは、同じく重量物である昇降駆動手段４においても同様である。そこで、本実施形態においては、昇降駆動手段４を図８（ａ）に示した位置に退避させることにより、基板Ｓの重心が第１軸線Ｌ１に近づくと共に、昇降駆動手段４の旋回半径を最小化することを可能としている。
【００８１】
図８Ａに示したように、本実施形態においては、動作範囲制御上の最後退位置において基板Ｓを保持した基板保持部材７Ａ、基板保持部材７Ａに保持された基板Ｓ、第１リンク部材２Ａ、第２リンク部材３Ａ、昇降駆動手段４Ａを含む領域が、第１軸線Ｌ１から基板Ｓ又は基板保持部材７Ａの最遠点までの距離を半径として第１軸線Ｌ１周りに１回転したときの旋回領域Ｒ内に配置されるように、基板保持部材７Ａ、第１リンク部材２Ａ、第２リンク部材３Ａ、昇降駆動手段４Ａの各寸法、昇降駆動手段４Ａの向きが選ばれている。
【００８２】
上記構成より成る本実施形態によれば、第２リンク部材３Ａと基板保持部材７Ａとの間に昇降駆動手段４Ａを配置するようにしたので、昇降駆動手段４Ａによって昇降させる部分が、ロボットアーム全体ではなく、昇降部材６Ａと一体に形成された基板保持部材７Ａのみである。このため、昇降駆動手段４Ａの昇降部材６Ａにかかる荷重が減少し、昇降駆動手段４Ａにおいて必要となる駆動力を低減することができる。
【００８３】
特に本実施形態においては、図１に示した上記実施形態とは異なり、昇降駆動手段４Ａを第２リンク部材３Ａに対して回転可能に設けると共に、基板保持部材７Ａを昇降駆動装置４Ａに直接設けるようにしたので、手首軸駆動手段１３Ａを昇降対象から除外することができ、昇降駆動手段４Ａの必要駆動力をさらに低減することができる。
【００８４】
また、本実施形態においては、基板Ｓを保持したロボットアームの自転時においてその重心をなるべく第１軸線Ｌ１に近づけると共に、昇降駆動手段４の旋回半径も最小化することで、自転時に必要となる動力を低減させることができると共に、自転時に基板Ｓ及びこれを保持するロボットアームが専有する回転専有面積を最小化することができる。
【００８５】
また、本実施形態においては、昇降駆動手段４Ａを水平面内で移動させるための手段として、ロボットアームの一部である第１リンク部材２Ａ及び第２リンク部材３Ａを利用しているので、ロボット構造の複雑化を極力抑えながら昇降駆動手段４Ａの水平移動を可能としている。
【００８６】
また、第１リンク部材２Ａの動作と第２リンク部材３Ａの動作との合成動作によって昇降駆動手段４を後退位置（図８（ａ））に移動させるようにしたので、合成動作中、昇降駆動手段４が、第１軸線Ｌ１からの距離が短くなるようにしながら移動できる。このため、１本のリンク部材によって円弧状に移動させる場合に比べて、基板Ｓの向きを一定に保ちつつ、昇降駆動手段４Ａの移動距離自体を短くすることができると共に、重量物である昇降駆動手段４が、第１軸線Ｌ１からの距離を縮めながら移動できるので移動に要する駆動力を低減することができる。
【００８７】
また、第２リンク部材３Ａの先端部に昇降駆動手段４Ａを設けることにより、図８（ｃ）に示したように、ロボットアームを伸ばした状態において、昇降駆動手段４Ａを共通の直線Ｍ上に位置させることができる。このため、アームを伸ばした状態において、昇降駆動手段４Ａの重量がアームを捻る方向（ロール方向）に作用することを防止できる。
【００８８】
また、本実施形態においては、基板搬送動作の全体にわたって昇降駆動手段４Ａが共通の直線Ｍ上に位置しており、昇降駆動手段４Ａは直線的に移動するので、搬送時の揺れの発生を抑えることができる。
【００８９】
また、昇降駆動手段４Ａの柱状部材５Ａの側面に昇降部材６Ａを配置して、柱状部材５Ａの側面に沿って昇降部材６Ａと共に基板保持部材７Ａが昇降できるようにしたので、従来の搬送ロボットにおけるパンタグラフ式の昇降手段に比べて、基板保持部材７Ａの最下位置をより低くすることができる。
【００９０】
次に、図９乃至図１２Ａを参照して、本発明のさらに他の実施形態による搬送ロボットについて説明する。
【００９１】
図９に示した実施形態による搬送ロボットは、基台１Ｂを備えており、この基台１Ｂに対して、第１リンク部材２Ｂの基端部が、第１軸線Ｌ１周りに回転可能に連結されている。
【００９２】
第１リンク部材２Ｂの先端部には昇降駆動手段４Ｂが設けられており、この昇降駆動手段４Ｂは、上下方向に延在する柱状部材５Ｂと、この柱状部材５Ｂに対して昇降可能に設けられた昇降部材６Ｂとを備えている。昇降駆動手段４Ｂの柱状部材５Ｂは、前面が開放した中空部材で形成されており、その水平断面が長方形を成している。柱状部材５Ｂの下端部は、第１リンク部材２Ｂの先端部の上面に固定して設けられている。
【００９３】
昇降駆動手段４Ｂの昇降部材６Ｂには、第２リンク部材３Ｂの基端部が、第１軸線Ｌ１から所定距離Ｄ１に位置する第２軸線Ｌ２周りに回転可能に連結されている。昇降部材６Ｂは、水平方向に延在し且つ屈曲した張出し形状を有している。
【００９４】
第２リンク部材３Ｂの先端部の下面には、基板保持部材７Ｂの基端部が、第３軸線Ｌ３周りに回転可能に連結されている。第３軸線Ｌ３は、第２軸線Ｌ２から所定距離Ｄ２に位置しており、この距離Ｄ２は距離Ｄ１に等しい。
【００９５】
基板保持部材７Ｂの基端部８Ｂから、複数（本例では２本）のフィンガー部９Ｂが水平方向に延在しており、フィンガー部９Ｂの上にガラス製の基板Ｓが保持される。フィンガー部９Ｂには、基板Ｓを吸着して保持するための手段（図示を省略）が設けられている。
【００９６】
回転軸線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は互いに平行であり、且つ、Ｚ軸方向（鉛直方向）に延びており、基板保持部材７Ｂは、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の方向への自由度を有して変位駆動される。
【００９７】
上記の通り本実施形態においては、昇降駆動手段４Ｂが、第１リンク部材２Ｂと第２リンク部材３Ｂとの間に配置され、アームリンク機構の一部を構成している。
【００９８】
図９及び図１０に示したように、本実施形態による搬送ロボットはロボット制御手段１０Ｂを備えており、このロボット制御手段１０Ｂによって、第１リンク駆動手段１１Ｂ、第２リンク駆動手段１２Ｂ、昇降駆動手段４Ｂ、手首軸駆動手段１３Ｂの駆動が制御される。
【００９９】
図１１に示したように、第１リンク部材２Ｂの基端部の下面には第１回転軸１４Ｂが固定して設けられている。この第１回転軸１４Ｂは、動力伝達機構１５Ｂを介してサーボモータ１６Ｂにより回転駆動され、これにより、第１軸線Ｌ１周りに第１リンク部材２Ｂが回転する。動力伝達機構１５Ｂ及びサーボモータ１６Ｂによって、図１０に示した第１リンク駆動手段１１Ｂが構成されている。
【０１００】
第１リンク部材２Ｂの先端部の上面に、昇降駆動手段４Ｂが固定して設けられている。昇降駆動手段４Ｂは、昇降部材６Ｂを昇降させるための駆動機構（直動機構）を備えており、この駆動機構としては各種の機構を採用可能である。本実施形態においては、中空部材で形成した柱状部材５Ｂの内部の上端及び下端に一対のプーリ２０Ｂ、２１Ｂを設け、その間にベルト２２Ｂを掛け渡し、このベルト２２Ｂに昇降部材６Ｂの基端部を固定する。そして、サーボモータ２３Ｂによりプーリ２０Ｂを回転駆動することにより、ベルト２２Ｂと共に昇降部材６Ｂを昇降させる。
【０１０１】
第２リンク部材３Ｂの基端部の上面には、第２回転軸１７Ｂが固定して設けられており、この第２回転軸１７Ｂは、中空の昇降部材６Ｂの先端部下面に形成された孔に回転可能に挿入されている。この第２回転軸１７Ｂは、昇降部材６Ｂ内の動力伝達機構１８Ｂを介してサーボモータ１９Ｂにより回転駆動され、これにより、第２軸線Ｌ２周りに第２リンク部材３Ｂが回転する。動力伝達機構１８Ｂ及びサーボモータ１９Ｂによって、図１０に示した第２リンク駆動手段１２Ｂが構成されている。
【０１０２】
基板保持部材７Ｂの基端部の上面には第３回転軸（手首軸）２４Ｂが固定して設けられており、この第３回転軸２４Ｂは、第２リンク部材３Ｂの先端部下面に形成された孔に回転可能に挿入されている。この第３回転軸２４Ｂは、第２リンク部材３Ｂ内の動力伝達機構２５Ｂを介してサーボモータ２６Ｂにより回転駆動され、これにより、第３軸線Ｌ３周りに基板保持部材７Ｂが回転する。動力伝達機構２５Ｂ及びサーボモータ２６Ｂによって、図１０に示した手首軸駆動手段１３Ｂが構成されている。
【０１０３】
動力伝達機構１５Ｂ、１８Ｂ、２５Ｂには、減速機を備えた歯車動力伝達機構が用いられる。サーボモータ１６Ｂ、１９Ｂ、２６Ｂの動力が減速機の入力側に伝達され、そのトルクが予め定める増幅比で増幅されると共に、その回転速度が予め定める減速比で減速されて、減速機の出力側から出力される。このようにして減速機の出力側から出力された動力によって、各回転軸１４Ｂ、１７Ｂ、２４Ｂのそれぞれが回転駆動される。これにより、第１リンク部材２Ｂ、第２リンク部材３Ｂ、及び基板保持部材７Ｂのそれぞれが回転駆動される。
【０１０４】
なお、変形例としては、ダイレクトドライブモータによって各回転軸１４Ｂ、１７Ｂ、２４Ｂを回転駆動するようにしても良い。
【０１０５】
昇降駆動手段４Ｂにおける駆動機構（直動機構）の他の例としては、角変位量を調整可能な回転モータを用いたボールねじ機構によって実現することもできる。このボールねじ機構は、ねじ棒と、このねじ棒に螺合される螺合体と、ねじ棒を回転駆動する回転モータと、を含み、螺合体に昇降部材６Ｂの基端部が固定される。
【０１０６】
ロボット制御手段１０Ｂは、第１リンク駆動手段１１Ｂ、昇降駆動手段４Ｂ、第２リンク駆動手段１２Ｂ、及び手首軸駆動手段１３Ｂのそれぞれのサーボモータ１６Ｂ、２３Ｂ、１９Ｂ、２６Ｂのエンコーダから、各サーボモータ１６Ｂ、２３Ｂ、１９Ｂ、２６Ｂの角度位置を取得することによって、各駆動手段１１Ｂ、４Ｂ、１２Ｂ、１３Ｂをフィードバック制御することができる。これにより、基板保持部材７Ｂを目的位置に精度良く位置合わせすることが可能となる。
【０１０７】
次に、図１２を参照して本実施形態による搬送ロボットの動作について説明する。
【０１０８】
図１２（ａ）に示した、基板保持部材７Ｂを、動作範囲制限制御上、最も後退させた位置から、第１軸線Ｌ１を中心として、第１リンク部材２Ｂを、上方から見て時計回りに昇降駆動手段４Ｂと共に回転させる。すると、第１リンク部材２Ｂの回転に連動して、第２軸線Ｌ２を中心として第２リンク部材３Ｂが、上方から見て反時計回りに回転する（図１２（ｂ）、（ｃ））。このとき、基板保持部材７Ｂも、第３軸線Ｌ３を中心として、上方から見て時計回りに回転し、基板保持部材７Ｂの向きが一定に維持される。
【０１０９】
図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から分かるように、基板保持部材７Ｂの前後動作に際して、第３軸線Ｌ３は、第１軸線Ｌ１を通る共通の直線Ｍに沿って移動する。この共通の直線Ｍは基板保持部材７Ｂの中心線に略一致しており、基板保持部材７Ｂに保持された基板Ｓの中心が共通の直線Ｍに沿って移動する。
【０１１０】
なお、基板保持部材７Ｂで基板Ｓを保持したロボットアームを自転させる際には、図１２（ａ）に示した状態において、図１２Ａ（ａ）、（ｂ）に示したように、第１軸線Ｌ１周りに第１リンク部材２Ｂを回転させる。これにより、異なる位置に配置された複数のラック４０から基板Ｓを搬送又は搬出することができる。ここで、基板Ｓは重量物なので、その重心をなるべく第１軸線Ｌ１に近づけることで、基板Ｓを保持したロボットアームの自転時に必要となる動力を低減させることができると共に、自転時に基板Ｓ及びこれを保持するロボットアームが専有する回転専有面積を最小化することができる。そこで、本実施形態においては、昇降駆動手段４Ｂを図１２（ａ）に示した位置に退避させることにより、基板Ｓの重心が第１軸線Ｌ１に近づくと共に、昇降駆動手段４の旋回半径を最小化することを可能としている。
【０１１１】
図１２Ａに示したように、本実施形態においては、動作範囲制御上の最後退位置において基板Ｓを保持した基板保持部材７Ｂ、基板保持部材７Ｂに保持された基板Ｓ、第１リンク部材２Ｂ、第２リンク部材３Ｂ、昇降駆動手段４Ｂを含む領域が、第１軸線Ｌ１から基板Ｓ又は基板保持部材７Ｂの最遠点までの距離を半径として第１軸線Ｌ１周りに１回転したときの旋回領域Ｒ内に配置されるように、基板保持部材７Ｂ、第１リンク部材２Ｂ、第２リンク部材３Ｂ、昇降駆動手段４Ｂの各寸法、昇降駆動手段４Ｂの向きが選ばれている。
【０１１２】
上記構成より成る本実施形態によれば、第１リンク部材２Ｂと第２リンク部材３Ｂとの間に昇降駆動手段４Ｂを配置するようにしたので、昇降駆動手段４Ｂによって昇降させる部分が、ロボットアーム全体ではなく、昇降部材６に装着された第２リンク３Ｂ及び基板保持部材７Ｂのみである。このため、昇降駆動手段４Ｂの昇降部材６Ｂにかかる荷重が減少し、昇降駆動手段４Ｂにおいて必要となる駆動力を低減することができる。
【０１１３】
また、本実施形態においては、基板Ｓを保持したロボットアームの自転時においてその重心をなるべく第１軸線Ｌ１に近づけると共に、昇降駆動手段４の旋回半径も最小化することで、自転時に必要となる動力を低減させることができると共に、自転時に基板Ｓ及びこれを保持するロボットアームが専有する回転専有面積を最小化することができる。
【０１１４】
また、本実施形態においては、昇降駆動手段４Ｂを水平面内で移動させるための手段として、ロボットアームの一部である第１リンク部材２Ｂを利用しているので、ロボット構造の複雑化を極力抑えながら昇降駆動手段４Ｂの水平移動を可能としている。
【０１１５】
また、昇降駆動手段４Ｂの柱状部材５Ｂの側面に昇降部材６Ｂを配置して、柱状部材５Ｂの側面に沿って昇降部材６Ｂと共に基板保持部材７Ｂが昇降できるようにしたので、従来の搬送ロボットにおけるパンタグラフ式の昇降手段に比べて、基板保持部材７Ｂの最下位置をより低くすることができる。
【０１１６】
次に、図９乃至図１２Ａに示した上記実施形態の一変形例としては、図１３に示したように、昇降駆動手段４Ｂの柱状部材５Ｂを第１リンク部材２Ｂに第２軸線Ｌ２周りに回転可能に設けると共に、第２リンク部材３Ｂを昇降部材６Ｂに固定して設けるようにしても良い。
【０１１７】
図１３に示した変形例においては、柱状部材５Ｂの下端に第２回転軸１７Ｂが設けられており、この第２回転軸１７Ｂを回転させる第２リンク駆動手段１２Ｂが、第１リンク部材２Ｂの内部に配置されている。
【０１１８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、上記実施形態は、本発明の範囲内で適宜変更することができる。例えば、上記各実施形態においては、各回転軸に各サーボモータを設けて個別に駆動できるようにしているが、これに代えて、回転軸同士の間にベルトを掛け渡して一方の回転軸の回転力が他方の回転軸に伝達されるようにして、他方の回転軸のサーボモータを省略しても良い。また、昇降駆動手段における駆動機構は、ラックピニオン、リニアモータ、又はシリンダ、等の直動機構でも良い。
【符号の説明】
【０１１９】
１，１Ａ，１Ｂ 基台
２，２Ａ，２Ｂ 第１リンク部材
３，３Ａ，３Ｂ 第２リンク部材
４，４Ａ，４Ｂ 昇降駆動手段
５，５Ａ，５Ｂ 昇降駆動手段の柱状部材
６，６Ａ，６Ｂ 昇降駆動手段の昇降部材
７，７Ａ，７Ｂ 基板保持部材
８，８Ａ，８Ｂ 基板保持部材の基端部
９，９Ａ，９Ｂ 基板保持部材のフィンガー部
１０ ロボット制御手段
１１ 第１リンク駆動手段
１２ 第２リンク駆動手段
１３ 手首軸駆動手段
Ｌ１ 第１軸線
Ｌ２ 第２軸線
Ｌ３ 第３軸線
Ｍ 共通の直線
Ｓ ガラス基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軸線周りに回転可能に構成された第１リンク部材と、
前記第１軸線に対して所定距離に位置する第２軸線周りに回転可能に構成された第２リンク部材と、
前記第２軸線に対して所定距離に位置する第３軸線周りに回転可能であり且つ物品を保持可能に構成された保持部材と、
少なくとも前記保持部材を昇降駆動するための昇降駆動手段と、を備え、
前記第１リンク部材、前記第２リンク部材、及び前記保持部材が、この順番で連結されてアームリンク機構を構成しており、前記昇降駆動手段が、前記第１リンク部材と前記保持部材との間に配置されて前記アームリンク機構の一部を構成している、搬送ロボット。
【請求項２】
前記昇降駆動手段は、前記第２リンク部材と前記保持部材との連結に使用されている、請求項１記載の搬送ロボット。
【請求項３】
前記昇降駆動手段は、前記第２リンク部材に固定して設けられた柱状部材と、前記柱状部材に対して昇降可能に設けられた昇降部材と、を有し、前記保持部材は、前記昇降部材に前記第３軸線周りに回転可能に設けられている、請求項２記載の搬送ロボット。
【請求項４】
前記昇降駆動手段は、前記第２リンク部材に前記第３軸線周りに回転可能に設けられた柱状部材と、前記柱状部材に対して昇降可能に設けられた昇降部材と、を有し、前記保持部材は、前記昇降部材に固定して設けられている、請求項２記載の搬送ロボット。
【請求項５】
前記昇降駆動手段は、前記第１リンク部材と前記第２リンク部材との連結に使用されている、請求項１記載の搬送ロボット。
【請求項６】
前記昇降駆動手段は、前記第１リンクに固定して設けられた柱状部材と、前記柱状部材に対して昇降可能に設けられた昇降部材と、を有し、前記第２リンク部材は、前記昇降部材に前記第２軸線周りに回転可能に設けられており、前記保持部材は、前記第２リンク部材に前記第３軸線周りに回転可能に設けられている、請求項５記載の搬送ロボット。
【請求項７】
前記昇降駆動手段は、前記第１リンク部材に前記第２軸線周りに回転可能に設けられた柱状部材と、前記柱状部材に対して昇降可能に設けられた昇降部材と、を有し、前記第２リンク部材は、前記昇降部材に固定して設けられている、請求項５記載の搬送ロボット。
【請求項８】
前記第１軸線と前記第２軸線との前記所定距離が、前記第２軸線と前記第３軸線との前記所定距離に等しい、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の搬送ロボット。
【請求項９】
動作範囲制御上の最後退位置において物品を保持した前記保持部材、前記保持部材に保持された前記物品、前記第１リンク部材、前記第２リンク部材、前記昇降駆動手段を含む領域が、前記第１軸線から前記物品又は前記保持部材の最遠点までの距離を半径として前記第１軸線周りに１回転したときの旋回領域内に配置されるように、前記保持部材、前記第１リンク部材、前記第２リンク部材、前記昇降駆動手段の各寸法、前記昇降駆動手段の向きが選ばれていることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の搬送ロボット。
【請求項１】
第１軸線周りに回転可能に構成された第１リンク部材と、
前記第１軸線に対して所定距離に位置する第２軸線周りに回転可能に構成された第２リンク部材と、
前記第２軸線に対して所定距離に位置する第３軸線周りに回転可能であり且つ物品を保持可能に構成された保持部材と、
少なくとも前記保持部材を昇降駆動するための昇降駆動手段と、を備え、
前記第１リンク部材、前記第２リンク部材、及び前記保持部材が、この順番で連結されてアームリンク機構を構成しており、前記昇降駆動手段が、前記第１リンク部材と前記保持部材との間に配置されて前記アームリンク機構の一部を構成している、搬送ロボット。
【請求項２】
前記昇降駆動手段は、前記第２リンク部材と前記保持部材との連結に使用されている、請求項１記載の搬送ロボット。
【請求項３】
前記昇降駆動手段は、前記第２リンク部材に固定して設けられた柱状部材と、前記柱状部材に対して昇降可能に設けられた昇降部材と、を有し、前記保持部材は、前記昇降部材に前記第３軸線周りに回転可能に設けられている、請求項２記載の搬送ロボット。
【請求項４】
前記昇降駆動手段は、前記第２リンク部材に前記第３軸線周りに回転可能に設けられた柱状部材と、前記柱状部材に対して昇降可能に設けられた昇降部材と、を有し、前記保持部材は、前記昇降部材に固定して設けられている、請求項２記載の搬送ロボット。
【請求項５】
前記昇降駆動手段は、前記第１リンク部材と前記第２リンク部材との連結に使用されている、請求項１記載の搬送ロボット。
【請求項６】
前記昇降駆動手段は、前記第１リンクに固定して設けられた柱状部材と、前記柱状部材に対して昇降可能に設けられた昇降部材と、を有し、前記第２リンク部材は、前記昇降部材に前記第２軸線周りに回転可能に設けられており、前記保持部材は、前記第２リンク部材に前記第３軸線周りに回転可能に設けられている、請求項５記載の搬送ロボット。
【請求項７】
前記昇降駆動手段は、前記第１リンク部材に前記第２軸線周りに回転可能に設けられた柱状部材と、前記柱状部材に対して昇降可能に設けられた昇降部材と、を有し、前記第２リンク部材は、前記昇降部材に固定して設けられている、請求項５記載の搬送ロボット。
【請求項８】
前記第１軸線と前記第２軸線との前記所定距離が、前記第２軸線と前記第３軸線との前記所定距離に等しい、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の搬送ロボット。
【請求項９】
動作範囲制御上の最後退位置において物品を保持した前記保持部材、前記保持部材に保持された前記物品、前記第１リンク部材、前記第２リンク部材、前記昇降駆動手段を含む領域が、前記第１軸線から前記物品又は前記保持部材の最遠点までの距離を半径として前記第１軸線周りに１回転したときの旋回領域内に配置されるように、前記保持部材、前記第１リンク部材、前記第２リンク部材、前記昇降駆動手段の各寸法、前記昇降駆動手段の向きが選ばれていることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の搬送ロボット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図３Ａ】
【図４】
【図４Ａ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図８Ａ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１２Ａ】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図３Ａ】
【図４】
【図４Ａ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図８Ａ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１２Ａ】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１１５９３２（Ｐ２０１２−１１５９３２Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６６９５０（Ｐ２０１０−２６６９５０）
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
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