JP5705663B2 - 基板搬送ロボット - Google Patents

Description

本発明は、基板を支持するハンドを備える基板搬送ロボットに関する。

従来、この種の基板搬送ロボットとして、駆動アーム部材に関節部を介して従動アーム部材を連結して成る屈伸自在な一対のアームと、基板を支持するハンドとを備え、両アームの従動アーム部材の先端に夫々ギヤが固定され、両ギヤを互いに噛合させた状態でハンドに軸支したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このものでは、両アームの駆動アーム部材間の角度をアーム間角度、アーム間角度の等角二等分線をアーム中心線として、両アームの従動アーム部材がその先端のギヤの噛合でアーム中心線に関して対称になるように揺動する。そのため、アーム間角度を可変すると、ハンドがアーム中心線に対し傾くことなく当該中心線に沿って直線的に移動する。

ところで、両ギヤのバックラッシュが適正範囲を超えると、アーム中心線に関する両アームの対称性に狂いを生じて、ハンドがアーム中心線に対し傾いてしまう。ここで、従来は、ギヤの加工精度でバックラッシュを管理している。そのため、ギヤの摩耗を生じてバックラッシュが適正範囲を超えたときは、ギヤを交換せざるを得ず、その作業に時間がかかって、ロボットの稼働率が低下する不具合があった。

特開２００９−１８３９３号公報

本発明は、以上の点に鑑み、ハンドに軸支するギヤの摩耗を生じてもバックラッシュを適正範囲に簡単に調整できるようにした基板搬送ロボットを提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、駆動アーム部材に関節部を介して従動アーム部材を連結して成る屈伸自在な一対のアームと、基板を支持するハンドとを備え、両アームの従動アーム部材の先端に夫々ギヤが固定され、両ギヤを互いに噛合させた状態でハンドに軸支し、両アームの駆動アーム部材間の角度をアーム間角度、アーム間角度の等角二等分線をアーム中心線として、アーム間角度を可変することでハンドをアーム中心線に沿って直線的に移動させるようにした基板搬送ロボットにおいて、各ギヤをハンドに軸支する各支軸を、該各支軸に対し偏心した偏心部を介してハンドに回動調整自在に連結することを特徴とする。

本発明によれば、支軸の偏心部を回動させると、偏心部に対し偏心した支軸を介してギヤが径方向に変位し、バックラッシュが調整される。従って、ギヤの摩耗を生じても、偏心部の回動で簡単に短時間でバックラッシュを適正範囲に調整でき、ロボットの稼働率向上に寄与する。

ところで、両ギヤを軸支する両支軸の中心がアーム中心線に関して対称な位置に存在しないと、ハンドがアーム中心線に対し傾いてしまう。そのため、本発明においては、各支軸の偏心部の外端面に、偏心部の回動角を視認するためのマークが付されていることが望ましい。これによれば、マークを視認することで両支軸の偏心部を均等に回動調整することができ、両支軸の中心がアーム中心線に関して対称な位置からずれてしまうこと、即ち、ハンドがアーム中心線に対し傾いてしまうことを防止できる。

本発明の実施形態の基板搬送ロボットを備える真空処理装置の平面図。 実施形態の基板搬送ロボットの平面図。 実施形態の基板搬送ロボットの側面図。 （ａ）実施形態の基板搬送ロボットの要部の拡大平面図、（ｂ）図４（ａ）のｂ−ｂ線で切断した断面図。

図１は、基板Ｓに各種処理を施す真空処理装置を示している。この真空処理装置は、中央の搬送室Ａと、搬送室Ａの周囲に配置した、搬入室Ｂと、搬出室Ｃと、複数の処理室Ｄとを備えている。搬送室Ａには、本発明の実施形態の基板搬送ロボット１が設置されており、このロボット１により、基板Ｓが搬入室Ｂから複数の処理室Ｄを経由して搬出室Ｃに搬送される。

基板搬送ロボット１は、図２、図３に示す如く、上下方向に長手の回転軸２と、第１と第２の一対のアーム３_１，３_２と、基板Ｓを支持するハンド４とを備えている。回転軸２は、内軸２１と内軸２１に外挿される筒状の外軸２２とで構成されている。内軸２１と外軸２２は、図示省略した各別のモータにより回転駆動される。

第１と第２の各アーム３_１，３_２は、駆動アーム部材３１_１，３１_２と従動アーム部材３２_１，３２_２とを関節部３３_１，３３_２で上下方向の軸線回りに揺動自在に連結して成るものであり、水平面上で屈伸する。第１アーム３_１の駆動アーム部材（以下、第１駆動アーム部材という）３１_１は、その基端部において内軸２１に連結され、内軸２１の回転で内軸２１と同一軸線回りに揺動される。また、第２アーム３_２の駆動アーム部材（以下、第２駆動アーム部材という）３１_２は、その基端部において外軸２２に連結され、外軸２２の回転で内軸２１と同一軸線回りに揺動される。

ここで、内軸２１と外軸２２とを互いに逆方向に回転させると、第１駆動アーム部材３１_１と第２駆動アーム部材３１_２との間のアーム間角度θ（正確には、内軸２１と第１アーム３_１の関節部（以下、第１関節部という）３３_１とを結ぶ線と、内軸２１と第２アーム３_２の関節部（以下、第２関節部という）３３_２とを結ぶ線との間の角度）が可変し、後述する如くハンド４がアーム間角度θの等角二等分線（以下、アーム中心線という）Ｍに沿って直線的に移動する。また、内軸２１と外軸２２とを同方向に同期回転させると、ハンド４が回転軸２の周方向に旋回する。従って、ハンド４を各室Ｂ，Ｃ，Ｄに対向する周方向位置に旋回させた状態で各室Ｂ，Ｃ，Ｄに向けて直線的に進退させることにより、各室Ｂ，Ｃ，Ｄに基板Ｓを搬入、搬出することができる。

ハンド４は、基板Ｓを支持するフォーク状のハンド本体４１と、ハンド本体４１の基端に取り付けたギヤホルダ４２とで構成されている。そして、図４（ａ）（ｂ）に示す如く、第１アーム３_１の従動アーム部材（以下、第１従動アーム部材という）３２_１の先端に第１ギヤ５_１を固定すると共に、第２アーム３_２の従動アーム部材（以下、第２従動アーム部材という）３２_２の先端に第１ギヤ５_１と同一の大きさの第２ギヤ５_２を固定し、第１と第２の両ギヤ５_１，５_２を互いに噛合させた状態でギヤホルダ４２に軸支している。

具体的には、ギヤホルダ４２に、第１と第２の一対の支軸６_１，６_２を設けている。そして、第１と第２の各従動アーム部材３２_１，３２_２の先端部に第１と第２の各ギヤ５_１，５_２と同芯の軸支穴３２ａを形成し、この軸支穴３２ａに第１と第２の各支軸６_１，６_２に外嵌させたベアリング７を内嵌させて、第１と第２の各ギヤ５_１，５_２を第１と第２の各支軸６_１，６_２に軸支している。尚、ベアリング７で発塵したパーティクルが軸支穴３２ａから下方に落下することを防止するために、各従動アーム部材３２_１，３２_２の先端部下面に軸支穴３２ａを覆うカバー３２ｂを取り付けている。

ここで、内軸２１と第１関節部３３_１との間の距離と、内軸２１と第２関節部３３_２との間の距離は等しく、また、第１関節部３３_１と第１支軸６_１との間の距離と、第２関節部３３_２と第２支軸６_２との間の距離は等しい。そして、第１と第２の両支軸６_１，６_２がアーム中心線Ｍに関して対称な位置に設けられていれば、第１従動アーム部材３２_１と第２従動アーム部材３２_２とが第１と第２の両ギヤ５_１，５_２の噛合でアーム中心線Ｍに関して対称になるように揺動する。そのため、アーム間角度θを可変することにより、ハンド４がアーム中心線Ｍに対し傾くことなく当該中心線Ｍに沿って直線的に移動する。

然し、両ギヤ５_１，５_２のバックラッシュがギヤ５_１，５_２の摩耗で適正範囲を超えると、第１と第２の両従動アーム部材３２_１，３２_２がアーム中心線Ｍに関し対称に揺動しなくなり、アーム中心線Ｍに関する両従動アーム部材３２_１，３２_２の対称性に狂いを生ずる。そして、この狂いにより、ハンド４がアーム中心線Ｍに対し傾いてしまう。

そこで、本実施形態では、第１と第２の各支軸６_１，６_２の一端（上端）に、各支軸６_１，６_２に対し偏心したフランジ状の偏心部６ａを形成すると共に、ギヤホルダ４２の上面に、各支軸６_１，６_２の偏心部６ａが嵌合する凹部４２ａを形成している。そして、各支軸６_１，６_２が偏心部６ａを介してギヤホルダ４２に回動調整自在に連結されるようにしている。尚、図４では、分かり易くするために、各支軸６_１，６_２の中心Ｏに対する偏心部６ａの中心Ｏ´の偏心量を実物よりも大きくして図示している。

偏心部６ａの外端面（上端面）には、その回動角を視認できるように、十字状のケガキから成るマーク６ｂを付している。更に、偏心部６ａには、６角穴６ｃが形成されており、この穴６ｃに工具を嵌めて偏心部６ａを回動できるようにしている。また、各支軸６_１，６_２の下端には、固定ボルト６ｄが螺入されている。そして、固定ボルト６ｄの頭部をベアリング７の内輪下端面に当接させ、この当接反力で偏心部６ａの下面を凹部４２ａの底面に圧接させることにより、各支軸６_１，６_２が回り止めされるようにしている。

第１と第２のギヤ５_１，５_２の摩耗でそのバックラッシュが適正範囲を超えたときは、各支軸６_１，６_２の固定ボルト６ｄを緩めた状態で偏心部６ａを回動する。これによれば、偏心部６ａに対し偏心した支軸６_１，６_２の回動で、これに軸支されるギヤ５_１，５_２が径方向に変位し、バックラッシュが調整される。従って、ギヤ５_１，５_２の摩耗を生じても、偏心部６ａの回動で簡単に短時間でバックラッシュを適正範囲に調整でき、ギヤ交換を行う従来例のものに比し基板搬送ロボット１の稼働率が向上する。また、ギヤ５_１，５_２の摩耗を生じても、ギヤ５_１，５_２を交換することなく長期間使用できるため、ランニングコストの削減を図ることもできる。

尚、第１と第２の両支軸６_１，６_２の中心がアーム中心線Ｍに関して対称な位置に存在しないと、ハンド４がアーム中心線Ｍに対し傾いてしまう。ここで、本実施形態では、各支軸６_１，６_２の偏心部６ａにマーク６ｂを付しているため、マーク６ｂを視認することで両支軸６_１，６_２の偏心部６ａを均等に回動して、両支軸６_１，６_２の中心位置がアーム中心線Ｍに関して対称になるように調整できる。従って、バックラッシュ調整でハンドがアーム中心線に対し傾いてしまうことを防止できる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、第１と第２の両駆動アーム部材３１_１，３１_２を同一軸線（内軸２１の軸線）回りに揺動させるようにしているが、両駆動アーム部材３１_１，３１_２を平行な異なる軸線回りに揺動させるようにしてもよい。

Ｓ…基板、１…基板搬送ロボット、３_１，３_２…アーム、３１_１，３１_２…駆動アーム部材、３２_１，３２_２…従動アーム部材、３３_１，３３_２…関節部、４…ハンド、５_１，５_２…ギヤ、６_１，６_２…支軸、６ａ…偏心部、６ｂ…マーク、θ…アーム間角度、Ｍ…アーム中心線。

Claims (2)

1. 駆動アーム部材に関節部を介して従動アーム部材を連結して成る屈伸自在な一対のアームと、基板を支持するハンドとを備え、両アームの従動アーム部材の先端に夫々ギヤが固定され、両ギヤを互いに噛合させた状態でハンドに軸支し、両アームの駆動アーム部材間の角度をアーム間角度、アーム間角度の等角二等分線をアーム中心線として、アーム間角度を可変することでハンドをアーム中心線に沿って直線的に移動させるようにした基板搬送ロボットにおいて、
   各ギヤをハンドに軸支する各支軸を、該各支軸に対し偏心した偏心部を介してハンドに回動調整自在に連結することを特徴とする基板搬送ロボット。
2. 前記各支軸の前記偏心部の外端面に、偏心部の回動角を視認するためのマークが付されることを特徴とする請求項１記載の基板搬送ロボット。

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