JPH04254351A - ハンドリングロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ウエハやマスク等の物
品を狭いクリーンルーム内でハンドリングするためのハ
ンドリングロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】物品をある場所から他の場所に移動する
ために用いられるハンドリングロボットとしては、旋回
アーム式のものや回転円板式のものなど、種々のものが
提案されている。

【０００３】ところで、狭いクリーンルーム内等で使用
されるハンドリングロボットにあっては、コンパクトで
あることが要求される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ハンドリングロボットにおいては、物品の移動のために
大きい旋回ないし回転半径を確保する必要があることか
ら、大形化し、広い設置スペースを必要とする問題があ
った。

【０００５】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、設置スペースをとらないコンパクトなハンドリング
ロボットを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、ベースに設けられ昇降移動される支持板と
、該支持板に３個の太陽車を一体に有する支持軸を介し
て回転自在に支持されベースおよび支持板を覆う回転外
胴と、支持板に設けられ一の太陽車を駆動する第１の駆
動部と、回転外胴に設けられ他の一の太陽車を駆動する
第２の駆動部と、回転外胴頂部の偏心位置に設けられそ
の偏心距離とほぼ等しい長さを有し残りの太陽車により
１対２の回転比で水平に旋回されるアームと、該アーム
の先端に回転外胴側から平行運動機構を介して設けられ
た物品保持部とを備えたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】支持板の上下移動により支持軸を介して回転外
胴、アームおよび物品保持部が一体的に上下動する。こ
れにより物品の受取りおよび受渡しのための物品保持部
の上下動作ができる。

【０００８】第２の駆動部を停止固定状態にすると、太
陽車および支持軸が回転外胴と一体の状態になり、かつ
回転外胴、アームおよび物品保持部が一体の状態になる
。この状態で、第１の駆動部を作動させることにより全
体の方向転換ができる。

【０００９】第１の駆動部を停止固定状態にすると、太
陽車および支持軸が支持板と一体の状態になる。この状
態で、第２の駆動部を作動させると、固定状態の太陽車
および支持軸に対して回転外胴が相対的に回転し、この
回転外胴の相対回転に連動してアームが旋回される。

【００１０】この場合、アームの長さが回転外胴の回転
中心からアームの旋回中心までの偏心距離とほぼ等しく
、かつ太陽車に対する回転比が１対２になっているため
、アームは回転外胴の２倍の回転角となり、アームの先
端がこの先端と上記回転中心を結ぶ中心線上を通って直
線状に移動し、物品保持部を回転外胴から半径方向外方
へ差し出したり引き込んだりすることができる。また、
アーム先端の物品保持部が回転外胴側から平行運動機構
を介して設けられているため、物品保持部はアームが旋
回しても常に一定の方向を維持できる。

【００１１】このように回転外胴の回転と連動ないし同
期させてアームをその先端が中心線上を通るように旋回
させ、物品保持部を常に一定の方向に維持させて回転外
胴の半径方向外方に出没させるようにしたので、位置制
御が精度よく容易に行えると共に、アームおよび物品保
持部を回転外胴の範囲内に収めた状態で方向転換ができ
、コンパクトで設置スペースをとらない。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。

【００１３】図１ないし図２において、１はクリーンル
ーム内の床に設置されるベースで、このベース１上には
昇降移動される支持板２が設けられている。ベース１は
円形の上げ底状に形成され、中心部には支持板２を昇降
移動するための送りねじ機構を構成するねじ軸３が垂直
に回転自在に取付けられ、これより偏心した位置には支
持板２を回転させないで昇降自在に案内するガイドロッ
ド４が垂直に取付けられている。

【００１４】支持板２にはねじ軸３が螺合するボス部５
が形成されると共に、ガイドロッド４が摺動自在に嵌合
するガイド穴６が形成されている。ねじ軸３を回転駆動
するためにベース１には昇降用モータ７が取付けられ、
その回転軸とねじ軸３の下端部とは歯付ベルト８および
歯付車９，１０を介して連結されている。

【００１５】なお、送りねじ機構としては、摩擦の少な
いボールねじが好ましい。

【００１６】支持板２上には３個の太陽車１１，１２，
１３を一体に有する垂直の支持軸１４を介して支持板２
およびベース１を覆う回転外胴１５が回転自在に取付け
られている。回転外胴１５は頂部（上面部）１６を有す
る円筒体からなり、支持軸１４の上端部は頂部１６の中
心部に形成したボス部１７に回転自在に支持され、支持
軸１４の下端部は上記支持板２のボス部５に回転自在に
支持されている。なおこれら太陽車１１，１２，１３は
実施例では同一歯数の歯付車からなっているが、同一歯
数でなくてもよい。

【００１７】支持板２には下部の太陽車１３を駆動する
第１の駆動部（モータ）１８が取付けられ、その回転軸
に取付けた歯付車１９と下部の太陽車１３には歯付ベル
ト２０が巻掛けられている。

【００１８】回転外胴１５の内壁には中央の太陽車１２
を駆動する第２の駆動部（モータ）２１が取付けられ、
その回転軸に取付けた歯付車２２と中央の太陽車１２に
は歯付ベルト２３が巻掛けられている。なお、上記昇降
用モータ７、第１および第２の駆動部（モータ）１８，
２１はサーボモータからなっており、停止状態ではロッ
ク状態となる。

【００１９】回転外胴１５の頂部１６にはその回転中心
より偏心した位置に中空のアーム２４が水平旋回自在に
取付けられ、アーム２４の先端部にはマスクやウエハ等
の物品を保持する物品保持部２５が回転外胴１５側から
平行運動機構２６を介して設けられている。

【００２０】アーム２４の基端部には中空の旋回軸２７
が直角に一体形成され、この旋回軸２７は回転外胴１５
の頂部１６に軸受２８を介して回転自在に支持されてい
る。旋回軸２７の下端部には歯付車２９が取付けられ、
この歯付車２９と上部の太陽車１１には歯付ベルト３０
が巻掛けられている。

【００２１】特に、アーム２４の長さ（具体的にはアー
ム２４の旋回軸中心と物品保持部２５の回転軸３１中心
間の距離）ｇは、回転外胴１５の頂部１６におけるアー
ム２４の偏心距離（回転外胴１５の回転中心とアーム２
４の旋回軸２７中心間の距離）ｈと等しく設定されてい
る。また、アーム２４が上部の太陽車１１により１対２
の回転比で駆動されるよう、上部の太陽車１１と旋回軸
２７の歯付車２９の歯数比は２対１に設定されている。

【００２２】物品保持部２５の基端部には回転軸３１が
直角に一体形成され、この回転軸３１はアーム２４の先
端部にこれを直角に貫通するようにして回転自在に支持
されている。上記平行運動機構２６として、回転外胴１
５の内壁に固定した固定部３２には中立軸３３が上記旋
回軸２７を遊貫通するようにして起立固定され、この中
立軸３３の上端部と物品保持部２５の回転軸３１とは同
じ歯数の歯付車３４，３５および歯付ベルト３６を介し
て連結されている。

【００２３】物品保持部２５の先端上面部には物品を吸
着保持するための真空吸引穴３７が形成され、この真空
吸引穴３７はアーム２４、回転軸３１および中立軸３３
に形成した通路３８，３９、これらの軸３１，３３に嵌
装した回転自在継手４０，４１およびチューブ４２，４
３を介して真空源に接続されている。

【００２４】次に実施例の作用を述べる。

【００２５】先ず、図１〜図３の（ａ）に示すように物
品保持部２５を回転外胴１５から半径方向外方に延出さ
せた状態で、昇降用モータ７の作動により物品保持部２
５を支持板２、支持軸１４、回転外胴１５およびアーム
２４と一体に上下動させ、真空吸引穴３７からの真空引
きと相俟って物品受取り位置イから物品４４を受取る。

【００２６】次いで、第１の駆動部１８を停止状態にし
て第２の駆動部２１を作動させると、固定状態の中央の
太陽車１２に対する第２の駆動部２１の公転により回転
外胴１５が回転し、この回転外胴１５の回転に伴いアー
ム２４の旋回軸２７が固定状態の上部の太陽車１１に歯
付ベルト３０を介して連結されていることから、アーム
２４もその旋回軸２７回りに旋回する。

【００２７】この場合、回転外胴１５上のアーム２４の
偏心距離ｈとアーム２４の長さｇがほぼ等しく設定され
、かつアーム２４が太陽車１１と歯付車２９の歯数比に
より回転外胴に対して１対２の回転比により回転するよ
うになっているので、アーム２４の先端がこの先端部と
回転外胴１５の回転中心とを結ぶ中心線上を直線移動す
る。また、物品保持部２５は平行運動機構２６により一
定の方向を維持している。従って、物品４４は図３の（
ａ）〜（ｃ）に示すように物品受取り位置イから回転外
胴１５上に平行移動で引き込まれるようになる。

【００２８】次いで、第２の駆動部２１を停止状態にし
て第１の駆動部１８を作動させ、物品４４の方向転換を
行う。第２の駆動部２１を停止させると、回転外胴１５
が第２の駆動部２１、歯付ベルト２３および中央の太陽
車１２を介して支持軸１４と一体となるため、第１の駆
動部１８の作動により第３図の（ｄ）に示すように回転
外胴１５を回転させて物品４４の方向転換を行うことが
できる。

【００２９】次いで、第１の駆動部１８を停止状態にし
て第２の駆動部２１を前述とは逆方向に作動させると、
回転外胴１５の回転に連動ないし同期してアーム２４が
旋回し、物品４４が回転外胴１５上から半径方向外方へ
差し出される。そして、この状態で回転外胴１５を上下
動させることにより物品４４を受渡し位置ロに受渡すこ
とができる。

【００３０】なお、実施例では太陽車１１，１２，１３
に回転を伝達する手段として歯付ベルトを用いたが、こ
れの代わりにチェーンやベルト等を用いてもよく、ある
いは直接歯車同士を噛合させるようにしてもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、回転外胴
の回転と連動ないし同期させてアームをその先端が中心
線上を通るように旋回させ、物品保持部を常に一定の方
向に維持させて回転外胴の半径方向外方に出没させるよ
うにしたので、位置制御が精度よく容易に行えると共に
、アームおよび物品保持部を回転外胴の範囲内に収めた
状態で方向転換ができ、コンパクトで設置スペースをと
らない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るハンドリングロボットの一実施例
を示す断面図である。

【図２】ハンドリングロボットの平面図である。

【図３】ハンドリングロボットの動作を説明するための
図である。

【符号の説明】

１　　ベース ２　　支持板 １１，１２，１３　　太陽車 １４　　支持軸 １５　　回転外胴 １８　　第１の駆動部 ２１　　第２の駆動部 ２４　　アーム ２５　　物品保持部 ２６　　平行運動機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ベースに設けられ昇降移動される支持
   板と、該支持板に３個の太陽車を一体に有する支持軸を
   介して回転自在に支持されベースおよび支持板を覆う回
   転外胴と、支持板に設けられ一の太陽車を駆動する第１
   の駆動部と、回転外胴に設けられ他の一の太陽車を駆動
   する第２の駆動部と、回転外胴頂部の偏心位置に設けら
   れその偏心距離とほぼ等しい長さを有し残りの太陽車に
   より１対２の回転比で水平に旋回されるアームと、該ア
   ームの先端に回転外胴側から平行運動機構を介して設け
   られた物品保持部とを備えたことを特徴とするハンドリ
   ングロボット。