JPS61250432A - クリ−ンル−ム用ロボツト - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、クリーンルーム内における防塵形ロボットと
して、例えば半導体集積回路の製造、組立等の作業用に
好適なりリーンルーム用ロボットに関するものであり、
より特定的には、クリーンルーム用ロボットの開口を閉
塞する帯状幕の破断を未然に検出するクリーンルーム用
ロボットの帯状幕監視装置に関する。

〔従来の技術、および、発明が解決しようとする問題点〕

産業用ロボットを半導体集積回路の製造ライン等の防塵
室において用いるには、ロボットの作業動作に伴って塵
埃の発生が無いような構造に構成されることが要請され
ると同時に多様な動作機能を備えることが要請される。

従って防塵条件の無い開放空間で用いられていた従来か
らの産業用ロボットを安易に転用した構造では、ロボッ
トの動作部から部材間の相対接触動作に伴って微細な粉
塵が発生したり、潤滑油脂類の漏洩成分が落下する等の
不具合が生ずるため、クリーンルームの防塵条件を設計
条件に採り入れた新規構造を具備すると共に従来の工業
用ロボットと同様に複数の軸方向に動作機能を具備した
クリーンルーム用ロボットの提供が要望されていた。

か＼る要望に対し、本件出願の出願人はすでに、作業対
象領域の上方においては、部材間の相対接触運動による
塵埃発生をなくし、かつロボット内方からも塵埃発生を
防止し、かつ充分に長い直線運動ストロークをロボット
可動部に付与できるクリーンルーム用ロボットを提案し
た（例えば、特願昭６０−０３２８６９号）。

しかしながら、上記クリーンルーム用ロボットにおいて
、中空筺体の開口に沿って走行し、該開口を閉塞し中空
筺体内を清浄に維持する帯状幕に万−破断等が生じた場
合、中空筺体内の清浄度が維持できないという問題に遭
遇した。

〔問題を解決するための手段〕

本発明においては、上記問題を解決するため、クリーン
ルーム内を移動するロボット可動部の保持ケーシングと
して形成されると共に一方の側に開口を有する中空筺体
、該中空筺体内に設けられた直線移動発生機構、該直線
移動発生機構から前−記中空筺体の開口を介して前記ロ
ボット可動部に直線移動を伝達する直動出力部材、該直
動出力部材が前記中空筺体の開口に沿って直線移動する
とき同時的に走行し前記中空筺体の開口を閉塞する光学
的反射性を有する帯状幕、および、該帯状幕の光学的反
射部に対向的に設けられたビーム光射出および受光手段
、および該受光手段からの信号により前記帯状幕の破断
を事前に検出する帯状幕監視装置、を具備するクリーン
ルーム用ロボット、が提供される。

〔作　用〕

上記帯状幕監視装置により、帯状幕の破断を事前に検出
する。すなわち、帯状幕は、正常時は全体的に所定の張
力で均一な面を有しているが、破断前に縁部が延びて歪
む、或いは部分的に裂ける等の現象を示す。か＼る歪み
、裂けを光学的に検出する。

〔実施例〕

以下、本発明をロボットアーム部分に適用した実施例に
基いて詳細に説明する。

第１図は本発明によるクリーンルーム用ロボットのロボ
ットアーム部分の構造を示した開蓋状態の平面図、第２
図は第１図の矢視ｎ−ｎ方向から見た側面における要部
を断面した断面図、第３図は帯状幕監視装置の取付図、
である。

さて、第１図、第２図を参照すると、ロボットアームを
ロボット可動部としたクリーンルーム用ロボットのロボ
ットアーム部分ｌＯが示されており、ロボットアーム部
分１０は、中空筺体として形成されたケーシング１２と
筒体構造を有したロボットアーム１４とを有し、後者の
ロボットアーム１４と第１図の矢印Ｒ方向に直線移動が
可能な部材として具備されている。上記ケーシング１２
の第２図における右方端低部には防塵カバー１６に囲繞
された減速装置付きモータ１８が固設されており、この
モータ１８の出力軸に取付けられたブー１１２０には伝
動ベルト２２が架設され、この伝動ベルト２２を介し、
更に上記ケーシング１２の内部に軸受　２４　、２４に
よって軸受されたボールねじ軸２６の右端近傍に取付け
られた被動プーリ２８を介してボールねじ軸２６を正逆
両方向に回転駆動する構造が設けられている。上記ボー
ルねじ軸２６は、ロボットアーム１４の直線移動方向、
つまり矢印Ｒ方向に沿って延設され、第２図に示された
摺動部材３０に組み込まれたボールナツト（図示なし）
が係合することにより、ボールねじ軸２６の正逆再回転
に従って摺動部材３０が矢印Ｒ方向に摺動する構成が設
けられている。この摺動部材３０は、上記ボールねじ軸
２６の両側に設けられた直線運動ガイド手段における軌
道３２　、３２にそれぞれ嵌設された直線運動体３４　
、３６と一体に結合され、上記軌道３２と直線運動体３
４及び軌道３２と直線運動体３６の２組の直線運動ガイ
ド手段の案内によって円滑に直線移動する構造に形成さ
れている。なお、上記直線運動ガイド手段は市販の商品
ｒＬＭガイド」を用いて構成することができる。

上記摺動部材３０は更にその上面において中空部材３８
と結合されており、この中空部材３８はケーシング１２
のロボットアーム１４と対面した一側に設けられた長尺
開口１２ａから外部に突出した位置にフランジ３８ａを
有し、このフランジ３８ａによってロボットアーム１４
の第１図における右端に結合されている。すなわち、中
空部材３８は摺動部材３０、ボールねじ軸２６、軌道３
２　、３２、直線運動体３４　、３６等から構成された
直線移動発生機構からの直線運動をロボットアーム１４
に伝達して該ロボットアーム１４の矢印Ｒ方向における
直線移動を起動させる直動出力部材を形成しているもの
である。なお、中空部材３８は上記ケーシング１２の長
尺開口１２ａに沿って直線移動する際に該開口１２ａの
要部と非接触を保つように微小遊隙を介して設けられて
おり、故に中空部材３８とケーシング１２との部材間に
おける相対接触は回避されている。また中空部材３８の
中空内孔を貫通してケーシング１２の内部からロボット
アーム１４の内部には該ロボットアーム１４に取付けら
れる掴みハンド等の作業具（図示なし）を制御するため
の圧力空気ケーブル、電気ケーブル等のケーブル４０が
延設され、ロボットアーム１４の中空路１４ａを経て上
記作業具に配管される。第１図においては、直線運動体
３４　、３６と一体結合された摺動部材３０が左端位置
に達した状態を破線で示しであるが、このように摺動部
材３０が左端位置に達すれば、同じストロークに亘って
上記直動出力部材３８を介してロボットアーム１４が左
方に移動される。故にロボットアーム１４の左端に掴み
ハンド等の作業具を取付ければ、該作業具の作業対象領
域への接近と離反とをロボットアーム１４の非接触直線
運動に従って制御することかで゛きる。

さて、上述した直動出力部材を形成する中空部材３８に
は、矢印Ｒ方向、つまり、直線運動方向に見た前側面４
２ａと後側面４２ｂとの両側面にはケーシング１２の内
部周縁に沿って張設される帯状幕４４がねじ固着、溶接
法等の適宜な固着方法によって両端を係止されている。

この帯状幕４４は上記ケーシング１２の長尺開口１２ａ
を非接触に閉塞するために設けられているものであり、
ケーシング１２の長尺開口１２ａに沿って該開口１２ａ
の上、下部に軸承配設された複数個の案内ローラ４５及
びケーシング１２の四隅部に立設配置された適宜個数の
テンションローラ４６を経て周回状にかつ適当な緊張状
態を保って張設されており、この帯状幕４４がケーシン
グ１２の長尺開口１２ａを内側から被うことにより閉じ
、ケーシング１２の内部空間をクリーンルームの空間、
つまり外部空間から隔絶する作用を行っている。なお、
上述の如く、帯状幕４４は両端が中空部材３８の前、後
側面４２ａ、４２ｂに結合されているから、中空部材３
８が矢印Ｒ方向に直線移動すると案内ローラ４５及びテ
ンションローラ４６の案内で同時走行し、故にケーシン
グ１２の長尺開口１２ａを常に一定の閉塞状態に維持す
るのである。

帯状幕４４はステンレス鋼板やバネ鋼板等の平滑防錆金
属板で形成され、しかも案内ローラ４５、帯状幕４４と
の転がり接触は鋳造形成されるケーシング１２の内部に
おいて行われ、その上に帯状幕４４とケーシング１２の
長尺開口１２ａの口唇端縁とは微小な空隙を隔て、非接
触性を常時維持するように緊張配設されているから、部
材間の相互接触によって生ずる塵埃の発生はほぼ防止さ
れると共に少なくともケーシング１２の外部の空間、つ
まりクリーンルーム内に漏出することは防止されるので
ある。

なお、後述のように、本発明のクリーンルーム用ロボッ
トはその内部空間を外部空間に対して負圧状態に維持す
る構成が採られるために、ケーシング１２の内部におい
て生ずる部材間の相互接触運動に伴う塵埃発生があって
も塵埃自体がケーシング１２の外部に漏出することは無
いのである。

また、上記負圧状態はケーシング１２の長尺開口１２ａ
に沿って微小空隙が形成されていても圧力勾配として外
部より内部が低圧に保持されれば塵埃の漏出を防止でき
るから、何ら支障もなく、むしろ長尺開口１２ａの近く
で部材間の相対接触を防止できる点で有利である。なお
、ケーシング１２は蓋部材５０によって上方開口は閉塞
されている。

上記ケーシング１２内にはさらに、帯状幕４４に対向し
て、４個の帯状幕監視装置１００　、２００（図示せず
）、３００　、４００（図示せず）が設けられている。

帯状幕監視装置１００　、２００は第３図に図示の如く
、帯状幕４４の両端部（両縁部）に所定の間隔を隔てて
設けられている。監視装置３００　、４００も同様であ
る。監視装置１００を例にとるとビーム光射出および受
光手段１１０および電気回路１２０から構成されている
。

第４図に帯状幕監視装置１００の実施例を示す。

該帯状幕監視装置１００は、同軸状に、内部に射光用光
ファイバ１１１、その外部に受光用光ファイバ１１２が
構成されて成る光ファイバ１１０を有している。また帯
状幕監視装置１００は、射光用光ファイバ１１１に集光
レンズ（図示せず）介してビーム光を射出する発光ダイ
オード１２２、該発光ダイオード１２２、を駆動するた
めの駆動回路１２１、受光用光ファイバ１１２からの光
を集光レンズ（図示せず）を介して受けるフォトトラン
ジスタ１２３、該フォトトランジスタの出力信号を増幅
し、検波する信号検出回路１２４、基準値設定回路１２
５、および比較回路１２６から成る電気回路１２０を備
えている。

帯状幕監視装置の動作について第５図を参照して述べる
。

帯状幕４４は通常は全周に亘って一様の張力がかけられ
て、ゆるみなく案内ローラ４５およびテンションローラ
４６により周動される。また帯状幕４４は、前述の如く
、ステンレス網等の光学的反射性を有するものである。

従って、か＼場合は第５図の下部に示すように、帯状幕
４４には歪、たるみ等が無いから、光ファイバ２１０に
対して帯状幕４４の下端部Ｂは直交し、光ファイバの射
光用光ファイバから射出された光■が帯状幕４４の下端
部Ｂで反射されその反射光Ｒが受光用光ファイバに入射
する。該受光はフォトトランジスタで光電変換され、信
号検出回路を経て比較回路において基準値設定回路から
の値と比較される。

すなわち、この場合の受光レベルは基準値より大きいか
ら、帯状幕４４の下端部Ｂは正常であると判断される。

一方、帯状幕４４が疲労などにより破断する可能性が生
ずる前、第５図上部に図示の如く端部が歪んで（る。従
って監視装置１００の射光用光ファイバから歪のある上
端部ＡにビームＩが射出されたとしてもその反射光Ｒは
受光用光ファイバに入射しない。従って、この場合の信
号検出回路の出力は低く、基準値より小さくなり、歪が
あることが検出される。

又、部分的に裂けているような場合も、受光信号の振幅
が低下するので、「裂け」が検出できる。

上記帯状幕の破断の事前検出に際し、一過性のノイズに
より誤検出を防止するためには、例えば一定時間以内に
複数偏歪を検出した場合のみ異常信号を発生する回路を
第４図に図示の比較回路１２６の後段に設けることがで
きる。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明によれば帯状幕の破断を事
前に検出し、クリーンルーム用ロボットの中空筺体の内
部が汚染されることを未然に防止することがきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるクリーンルーム用ロボ・ノドの要
部構成を示した平面図、第２図は第１図の矢視ｎ−ｎ方
向から見た側面における要部を断面した断面図、第３図
は第１図における帯状幕監視装置の取付図、第４図は帯
状幕監視装置の回路図、第５図は帯状幕の異常を検出す
る方法を示す図、である。 （符号の説明） １０・・・ロボットアーム部分、 １２・・・ケーシング、　　　１２ａ・・・長尺開口、
１４・・・ロボットアーム、　　１８・・・モータ、２
６・・・ボールねし軸、　　３０・・・摺動部材、３２
・・・軌道、　　　　　　３８・・・中空部材、４４・
・・帯状幕、　　　　　　４５・・・案内ローラ、４６
・・・テンションローラ、 １００〜４００・・・帯状幕監視装置、１１０・・・射
光・受光手段、 １２０・・・電気回路。 第２図 （ａ）斜視図 ムム （ｂ）平面図 本発明の実施例の監視装置の取付図 本発明の実施例の監視装置の構成図 帯状幕の異常検出を示す図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、クリーンルーム内を移動するロボット可動部の保持
   ケーシングとして形成されると共に一方の側に開口を有
   する中空筺体、 該中空筺体内に設けられた直線移動発生機構、該直線移
   動発生機構から前記中空筺体の開口を介して前記ロボッ
   ト可動部に直線移動を伝達する直動出力部材、 該直動出力部材が前記中空筺体の開口に沿って直線移動
   するとき同時的に走行し、前記中空筺体の開口を閉塞す
   る光学的反射性を有する帯状幕、および、 該帯状幕の光学的反射部に対向的に設けられたビーム光
   射出および受光手段、および該受光手段からの信号によ
   り前記帯状幕の破断を事前に検出する帯状幕監視装置、 を具備するクリーンルーム用ロボット。 ２、前記帯状幕監視装置のビーム光射出および受光手段
   が、同軸状に、内側光ファイバおよび外側光ファイバが
   形成されて成る、特許請求の範囲第１項に記載のクリー
   ンルーム用ロボット。 ３、前記帯状幕監視装置のビーム光射出および受光手段
   が前記帯状幕の縁部に対向的に設けられた、特許請求の
   範囲第１項又は第２項に記載のクリーンルーム用ロボッ
   ト。