專利名稱：工業(yè)用機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種搬運規(guī)定搬運對象物的工業(yè)用機器人。
背景技術(shù)：
以往，將搬運對象物從收納搬運對象物的收納部搬出并將搬運對象物向收 納部搬入的工業(yè)用機器人得到了廣泛使用。作為這種工業(yè)用機器人，已知有一 種將作為搬運對象物的半導體晶片從作為收納部的真空室內(nèi)搬出并將半導體 晶片向真空室內(nèi)搬入的工業(yè)用機器人(例如參照專利文獻l)。
專利文獻1所述的工業(yè)用機器人被組裝在半導體設備的制造系統(tǒng)中， 該工業(yè)用機器人將半導體晶片從自外部接收半導體晶片的預備減壓室(真 空過渡室(日文口一 F 口 '7夕千^ >"一))搬出，并將半導體晶片向
對半導體晶片進行規(guī)定處理用的處理室(真空室)搬入。該工業(yè)用機器人 配置在移送室(真空室)中，移送室配置在預備減壓室和處理室的周圍。
近年來，為了提高生產(chǎn)效率，要求工業(yè)用機器人搬運半導體晶片的速 度高速化。另一方面，為了在搬運速度高速化時半導體晶片也不會在載放 半導體晶片的手部上產(chǎn)生錯位，需要在手部上可靠地把持半導體晶片。在 此，在大氣中使用的工業(yè)用機器人廣泛采用的是通過真空吸附來把持半導 體晶片的方法，但配置在真空室內(nèi)的工業(yè)用機器人卻無法通過真空吸附來 把持半導體晶片。因此，在專利文獻1中，作為響應這種搬運速度高速化
要求的技術(shù)方案，提出了一種在手部上把持半導體晶片的機械式的夾持機 構(gòu)。
在專利文獻1中提出的夾持機構(gòu)包括安裝于手部、與半導體晶片抵 接的桿機構(gòu)；以及安裝在將手部可轉(zhuǎn)動地保持的機臂上、使桿機構(gòu)動作的 動作部件。動作部件配置在從手部的轉(zhuǎn)動中心偏離的位置上。另外，通過機臂與手部之間的相對轉(zhuǎn)動來使桿機構(gòu)動作。在專利文獻1中提出的夾持 機構(gòu)通過像這樣使桿機構(gòu)動作來進行半導體晶片的把持、釋放。
專利文獻l:日本專利特開2000-308988號公報
近年來，半導體設備正在小型化、薄型化。隨著這種半導體設備的小 型化、薄型化，半導體晶片也在薄型化。然而，在專利文獻1中提出的半 導體晶片的夾持機構(gòu)并未針對把持薄型化的半導體晶片作充分考慮。因此， 在專利文獻1所述的半導體晶片的夾持機構(gòu)把持半導體晶片時，可能會給 半導體晶片造成沖擊，使半導體晶片受損。
另外，在專利文獻1所提出的半導體晶片的夾持機構(gòu)中，通過機臂與 手部之間的相對轉(zhuǎn)動，用配置在從手部的轉(zhuǎn)動中心偏離的位置上的動作部 件使桿機構(gòu)動作，從而進行半導體晶片的把持、釋放。因此，把持、釋放 半導體晶片用的結(jié)構(gòu)復雜化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種即使以機械結(jié)構(gòu)來把持搬運對象物也可 抑制對搬運對象物的沖擊的工業(yè)用機器人。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能以簡單的結(jié)構(gòu)來進行搬運對象物的把 持、釋放的工業(yè)用機器人。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是一種進行搬運對象物從收納搬運對象物 的收納部搬出和搬運對象物向收納部的搬入的工業(yè)用機器人，其特征在于，包 括裝載搬運對象物的手部；具有包括將手部可轉(zhuǎn)動地保持在前端側(cè)的手部保 持機臂在內(nèi)的兩個以上的機臂、在搬運對象物相對于收納部出入時進行伸縮的 多關(guān)節(jié)機臂部；以及將多關(guān)節(jié)機臂部可轉(zhuǎn)動地保持的本體部，手部包括用于 與搬運對象物抵接來把持搬運對象物的把持部、以及朝著把持搬運對象物的方 向?qū)Π殉植渴┝Φ氖┝Σ考?，手部保持機臂包括偏心部件，該偏心部件以從手 部相對于手部保持機臂的轉(zhuǎn)動中心偏離的位置固定在手部保持機臂上，并在搬 運對象物被從收納部搬出開始之前與把持部抵接而使把持部從搬運對象物退 避，隨著將搬運對象物從收納部搬出時的多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮動作，偏心部件以使把持部朝著把持搬運對象物的方向移動的形態(tài)相對于把持部相對移動，在
將搬運對象物從收納部搬出時的多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮動作的恒速中或減速中，
把持部通過施力部件的施力而開始把持搬運對象物。
在本發(fā)明的工業(yè)用機器人中，偏心部件在搬運對象物被從收納部搬出開始 之前與把持部抵接而使把持部從搬運對象物退避，并隨著將搬運對象物從收納 部搬出時的多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮動作以使把持部朝著把持搬運對象物的方向 移動的形態(tài)相對于把持部相對移動。在將搬運對象物從收納部搬出時的多關(guān)節(jié) 機臂部的伸縮動作的恒速中或減速中，把持部通過施力部件的施力而開始把持 搬運對象物。
因此，在將搬運對象物從收納部搬出時，可在多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮動作開 始后到多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮動作變?yōu)楹闼倩驕p速為止的較長時間內(nèi)利用偏 心部件來控制把持部的移動速度。因此，與專利文獻1所述的夾持機構(gòu)相 比，可使把持部緩慢地朝搬運對象物抵接來把持搬運對象物。其結(jié)果是， 在本發(fā)明的工業(yè)用機器人中，即使以使用了把持部、偏心部件和施力部件 的機械結(jié)構(gòu)來把持搬運對象物，也可抑制對搬運對象物的沖擊。
在本發(fā)明中，最好把持部在搬運對象物被向收納部搬入開始之前通過 施力部件的施力來把持搬運對象物，隨著將搬運對象物向收納部搬入時的多 關(guān)節(jié)機臂部的伸縮動作，偏心部件以使把持部從搬運對象物退避的方向移動的 形態(tài)相對于把持部相對移動，在將搬運對象物向收納部搬入時的多關(guān)節(jié)機臂部 的伸縮動作的加速中或恒速中，把持部開始從搬運對象物退避。若這樣構(gòu)成， 則可在將搬運對象物向收納部搬入時的多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮動作的加速或恒 速開始后到多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮動作中的較長時間內(nèi)使把持部退避。艮卩， 可使把持部較緩慢地退避。其結(jié)果是，可抑制構(gòu)成把持部的零件等的損傷。
在本發(fā)明中，最好把持部配置在作為手部保持機臂側(cè)的手部的基端側(cè)，手 部在前端側(cè)具有與搬運對象物的端部抵接的抵接部。若這樣構(gòu)成，則即使是在 將搬運對象物從收納部搬出時的多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮動作的恒速中或減速中 通過施力部件的施力而開始把持搬運對象物的情況下，在將搬運對象物從收納 部搬出時的多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮動作的加速時等，搬運對象物的端部也會與抵接部抵接，因此，可抑制搬運對象物的錯位。另外，即使是在將搬運對象物向 收納部搬入時的多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮動作的加速中或恒速中使把持部開始從 搬運對象物退避的情況下，在將搬運對象物向收納部搬入時的多關(guān)節(jié)機臂部的 伸縮動作的加速等時，搬運對象物的端部也會與抵接部抵接，因此，可抑制搬 運對象物的錯位。
在本發(fā)明中，最好把持部具有與搬運對象物抵接并可轉(zhuǎn)動的滾筒。若這樣 構(gòu)成，則即使在把持部與搬運對象物抵接時搬運對象物在手部上產(chǎn)生了錯 位，也可在不會給搬運對象物造成損傷的情況下將搬運對象物向規(guī)定位置 適當?shù)匾龑А?br> 在本發(fā)明中，最好把持部朝著把持搬運對象物的把持方向和從搬運對象物 退避的退避方向直線狀移動。若這樣構(gòu)成，則可使把持部的配置空間變窄，可 實現(xiàn)手部的小型化、薄型化。
在本發(fā)明中，最好把持部具有被朝著把持方向和退避方向直線狀引導的至 少兩個軸部件。若這樣構(gòu)成，則可利用兩個軸部件來防止以把持部的移動方向 為軸心的把持部的旋轉(zhuǎn)。
在本發(fā)明中，最好把持部具有筒狀的凸輪部件，該凸輪部件在內(nèi)周側(cè)形成
有與偏心部件抵接的凸輪面。若這樣構(gòu)成，則能以使用了偏心部件和凸輪部件 的簡單結(jié)構(gòu)來使把持部朝著把持搬運對象物的把持方向和從搬運對象物退避
的退避方向直線狀移動。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是一種進行搬運對象物從收納搬運對象物 的收納部搬出和搬運對象物向收納部的搬入的工業(yè)用機器人，其特征在于，包 括裝載搬運對象物的手部；具有包括將手部可轉(zhuǎn)動地保持在前端側(cè)的手部保 持機臂在內(nèi)的兩個以上的機臂、在搬運對象物相對于收納部出入時進行伸縮的 多關(guān)節(jié)機臂部；以及將多關(guān)節(jié)機臂部可轉(zhuǎn)動地保持的本體部，手部包括用于 與搬運對象物抵接來把持搬運對象物的把持部、以及朝著使把持部從搬運對象 物退避的方向?qū)Π殉植渴┝Φ氖┝Σ考植勘３謾C臂包括偏心部件，該偏心 部件以從手部相對于手部保持機臂的轉(zhuǎn)動中心偏離的位置固定在手部保持機 臂上，并可與把持部抵接，隨著將搬運對象物從收納部搬出時的多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮動作，偏心部件以使把持部朝著把持搬運對象物的方向移動的形 態(tài)相對于把持部相對移動，把持部在搬運對象物被從收納部搬出開始之前 從搬運對象物退避，并在將搬運對象物從收納部搬出時的多關(guān)節(jié)機臂部的 伸縮動作的恒速或減速中通過與把持部抵接的偏心部件的作用而開始把持 搬運對象物。
在本發(fā)明的工業(yè)用機器人中，隨著將搬運對象物從收納部搬出時的多 關(guān)節(jié)機臂部的伸縮動作，偏心部件以使把持部朝著把持搬運對象物的方向 移動的形態(tài)相對于把持部相對移動。把持部在搬運對象物被從收納部搬出 開始之前從搬運對象物退避，并在將搬運對象物從收納部搬出時的多關(guān)節(jié) 機臂部的伸縮動作的恒速或減速中通過與把持部抵接的偏心部件的作用而 開始把持搬運對象物。
因此，在將搬運對象物從收納部搬出時，可在多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮動 作開始后到到多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮動作變?yōu)楹闼倩驕p速為止的較長時間內(nèi) 利用偏心部件來控制把持部的移動速度。因此，與專利文獻1所述的夾持 機構(gòu)相比，可使把持部較緩慢地與搬運對象物抵接來把持搬運對象物。其 結(jié)果是，在本發(fā)明的工業(yè)用機器人中，即使以使用了把持部、偏心部件和 施力部件的機械結(jié)構(gòu)來把持搬運對象物，也可抑制對搬運對象物的沖擊。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是一種進行搬運對象物從收納搬運對象物 的收納部搬出和搬運對象物向收納部的搬入的工業(yè)用機器人，其特征在于，包 括裝載搬運對象物的手部；具有包括將手部可轉(zhuǎn)動地保持在前端側(cè)的手部保 持機臂在內(nèi)的兩個以上的機臂、在搬運對象物相對于收納部出入時進行伸縮的 多關(guān)節(jié)機臂部；以及將多關(guān)節(jié)機臂部可轉(zhuǎn)動地保持的本體部，手部包括用于 與搬運對象物抵接來把持搬運對象物的把持部、以及朝著使把持部從搬運對象 物退避的方向?qū)Π殉植渴┝Φ氖┝Σ考殉植堪膳c搬運對象物抵接 的把持部件、以及利用多關(guān)節(jié)機臂部伸縮動作時產(chǎn)生的慣性力來使把持部 件朝著與搬運對象物抵接的方向移動的配重部件。
在本發(fā)明的工業(yè)用機器人中，手部包括用于與搬運對象物抵接來把持 搬運對象物的把持部、以及朝著使把持部從搬運對象物退避的方向?qū)Π殉植渴┝Φ氖┝Σ考?。把持部包括可與搬運對象物抵接的把持部件、以及利用多 關(guān)節(jié)機臂部伸縮動作時產(chǎn)生的慣性力來使把持部件朝著與搬運對象物抵接 的方向移動的配重部件。因此，可用由把持部件和配重部件構(gòu)成的簡單結(jié) 構(gòu)來把持搬運對象物，并可用由施力部件構(gòu)成的簡單結(jié)構(gòu)來釋放搬運對象 物。
在本發(fā)明中，最好把持部配置在作為手部保持機臂側(cè)的手部的基端側(cè)， 手部在前端側(cè)具有與搬運對象物的端部抵接的抵接部，在將搬運對象物從 收納部搬出時的多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮動作的減速中，配重部件使把持部件 朝著與搬運對象物抵接的方向移動。若這樣構(gòu)成，則可在將搬運對象物從 收納部搬出時的多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮動作的減速中利用把持部件來防止搬 運對象物的錯位，另外，在將搬運對象物從收納部搬出時的多關(guān)節(jié)機臂部 的伸縮動作的加速或恒速中，搬運對象物的端部與抵接部抵接，因此，可 利用抵接部來防止搬運對象物的錯位。
在本發(fā)明中，最好把持部配置在作為手部保持機臂側(cè)的手部的基端側(cè)， 手部在前端側(cè)具有與搬運對象物的端部抵接的抵接部，在將搬運對象物向 收納部搬入時的多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮動作的加速中，配重部件使把持部件 朝著與搬運對象物抵接的方向移動。若這樣構(gòu)成，則可在將搬運對象物向 收納部搬入時的多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮動作的加速中利用把持部件來防止搬 運對象物的錯位，另外，在將搬運對象物向收納部搬入時的多關(guān)節(jié)機臂部 的伸縮動作的減速中，搬運對象物的端部與抵接部抵接，因此，可利用抵 接部來防止搬運對象物的錯位。
在本發(fā)明中，最好手部具有限制部件，該限制部件限制把持部在施力 部件對把持部的施力方向上的動作。若這樣構(gòu)成，則可在退避時進行配重 部件的定位，可利用多關(guān)節(jié)機臂部伸縮動作時產(chǎn)生的慣性力可靠地使把持 部件與搬運對象物抵接。
在本發(fā)明中，最好把持部將把持部件與配重部件連結(jié)，并具有可轉(zhuǎn)動 的大致L形狀的桿部件，把持部件安裝在桿部件的一端側(cè)，配重部件安裝 在桿部件的另一端側(cè)。若這樣構(gòu)成，則可在使用了桿部件的簡單結(jié)構(gòu)下利用慣性力來使把持部件朝著與搬運對象物抵接的方向移動。
在本發(fā)明中，最好把持部件是可轉(zhuǎn)動的滾筒。若這樣構(gòu)成，則即使在
把持部件與搬運對象物抵接時搬運對象物在手部上產(chǎn)生了錯位，也可在不
會給搬運對象物造成損傷的情況下將搬運對象物向規(guī)定位置適當?shù)匾龑А?br> 如上所述，在本發(fā)明的工業(yè)用機器人中，即使以機械結(jié)構(gòu)來把持搬運
對象物，也可抑制對搬運對象物的沖擊。
如上所述，在本發(fā)明的工業(yè)用機器人中，能以簡單的結(jié)構(gòu)來進行搬運
對象物的把持、釋放。


圖1是表示本發(fā)明實施形態(tài)的工業(yè)用機器人的側(cè)視圖。
圖2是表示圖1所示的工業(yè)用機器人的俯視圖，圖2 (A)表示的是第一 實施形態(tài)的多關(guān)節(jié)機臂部伸展后的狀態(tài)，圖2 (B)表示的是第一實施形態(tài)的多 關(guān)節(jié)機臂部收縮后的狀態(tài)。
圖3是表示組裝有圖1所示的工業(yè)用機器人的半導體制造系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu) 的俯視圖。
圖4是用于說明圖1所示的多關(guān)節(jié)機臂部和手部內(nèi)的動力傳遞機構(gòu)的概略 剖視圖。
圖5是用于說明圖1所示的多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮狀態(tài)與手部的朝向之間的 關(guān)系的圖。
圖6是表示圖1所示的手部的主要部分和偏心部件的俯視圖。 圖7是用于從側(cè)面說明圖2 (A)的F部的結(jié)構(gòu)的剖視圖。 圖8是用于從側(cè)面說明圖2 (A)的G部的結(jié)構(gòu)的剖視圖。 圖9是表示圖6的H-H截面的剖視圖。 圖10是用于說明圖6所示的把持部的動作的圖。
圖11是表示用圖1所示的機器人進行晶片的搬出、搬入時空心轉(zhuǎn)軸的驅(qū) 動馬達的速度與第一機臂的轉(zhuǎn)動角度之間的關(guān)系的圖。
圖12是表示進行本發(fā)明第一實施形態(tài)的其它實施形態(tài)的晶片的搬出、搬入時空心轉(zhuǎn)軸的驅(qū)動馬達的速度與第一機臂的轉(zhuǎn)動角度之間的關(guān)系的圖。 圖13是用于說明本發(fā)明第一實施形態(tài)的其它實施形態(tài)的把持部的圖。
圖14是用于說明本發(fā)明第一實施形態(tài)的其它實施形態(tài)的把持部的圖。 圖15是用于說明本發(fā)明第一實施形態(tài)的其它實施形態(tài)的把持部的圖。 圖16是用于說明本發(fā)明第一實施形態(tài)的其它實施形態(tài)的把持部的圖。 圖17是表示圖1所示的工業(yè)用機器人的俯視圖，圖17 (A)表示的是第
二實施形態(tài)的多關(guān)節(jié)機臂部伸展后的狀態(tài)，圖17 (B)表示的是第二實施形態(tài)
的多關(guān)節(jié)機臂部收縮后的狀態(tài)。
圖18是用于說明圖1所示的多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮狀態(tài)與手部的朝向之間
的關(guān)系的圖。
圖19是表示圖1所示的手部的主要部分的俯視圖，圖19 (A)表示的是 把持部從晶片退避后的狀態(tài)，圖19 (B)表示的是把持部把持著晶片的狀態(tài)。 圖20是圖19所示的手部的主要部分的側(cè)視圖。
圖21是用于說明本發(fā)明第二實施形態(tài)的其它實施形態(tài)的施力部件的圖。 圖22是用于說明本發(fā)明第二實施形態(tài)的其它實施形態(tài)的把持部的圖。 (符號說明)
1機器人(工業(yè)用機器人) 2晶片(搬運對象物) 3A、 3B手部 4多關(guān)節(jié)機臂部 5本體部
6第二機臂(手部保持機臂)
10過渡室(收納部)
11處理室(收納部)
28A、 28B、 48A、 58A、 68A、 78A把持部
29A、 2犯、49B壓縮螺旋彈簧(施力部件)
30抵接部件(抵接部)
31A偏心部件31B限制部件 34A、 34B滾筒 35B、 45B配重部件 36A軸部件 36B桿部件 37A凸輪部件 37Aa凸輪面
39B壓縮螺旋彈簧(施力部件) 61A、 79A拉伸螺旋彈簧(施力部件) CL轉(zhuǎn)動中心
具體實施例方式
下面參照附圖對本發(fā)明的實施形態(tài)進行說明。 (第一實施形態(tài)) (工業(yè)用機器人的概略結(jié)構(gòu))
圖1是表示本發(fā)明實施形態(tài)的工業(yè)用機器人1的側(cè)視圖。圖2是表示圖1 所示的工業(yè)用機器人1的俯視圖，圖2 (A)表示的是多關(guān)節(jié)機臂部4伸展后的 狀態(tài)，圖2 (B)表示的是多關(guān)節(jié)機臂部4收縮后的狀態(tài)。圖3是表示組裝有圖 1所示的工業(yè)用機器人1的半導體制造系統(tǒng)9的概略結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖4是用 于說明圖1所示的多關(guān)節(jié)機臂部4和手部3A內(nèi)的動力傳遞機構(gòu)的概略剖視圖。 圖5是用于說明圖1所示的多關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮狀態(tài)與手部3A的朝向之間 的關(guān)系的圖。圖4中表示的是從圖2 (A)的E-E方向看時多關(guān)節(jié)機臂部4等的 概略截面。
第一實施形態(tài)的工業(yè)用機器人1 (下面稱作"機器人1")是用于搬運作 為搬運對象物的薄圓盤狀半導體晶片2 (下面稱作"晶片2")的機器人。如 圖l、圖2所示，該機器人l包括裝載晶片2的手部3A、將手部3A可轉(zhuǎn)動 地保持并在搬運晶片2時伸縮的多關(guān)節(jié)機臂部4、以及將多關(guān)節(jié)機臂部4可轉(zhuǎn) 動地保持的本體部5。第一實施形態(tài)的多關(guān)節(jié)機臂部4由第二機臂6和第一機臂7兩個機臂構(gòu)成。
第一實施形態(tài)的機器人1例如組裝到如圖3所示的半導體制造系統(tǒng)9中使 用。具體而言，機器人1組裝到半導體制造系統(tǒng)9中使用，該半導體制造系統(tǒng) 9包括在半導體制造系統(tǒng)9與外部裝置(未圖示)之間交接晶片2的過渡室 10、對晶片2進行規(guī)定處理的處理室11、以及供機器人1進行配置的移送室 12。
如圖3所示，在半導體制造系統(tǒng)9中，多個(圖3所示的例子中為兩個) 過渡室10和多個(圖3所示的例子中為四個)處理室11被配置在移送室12 的周圍。在過渡室10或處理室11與移送室12之間配置有供晶片2出入的門 (未圖示)。
配置在移送室12內(nèi)的機器人1將晶片2從過渡室10或處理室11中搬出， 并將晶片2向過渡室10或處理室11搬入。S卩，通過多關(guān)節(jié)機臂部4伸縮，使 晶片2相對于過渡室10和處理室11出入。具體而言，在搬入晶片2時，收縮 的多關(guān)節(jié)機臂部4伸展，手部3A穿過門而進入過渡室10或處理室11的內(nèi)部。 在搬出晶片2時，進入過渡室10或處理室11內(nèi)部的伸展后的多關(guān)節(jié)機臂部4 收縮，手部3A穿過門而回到移送室12中。
在處理晶片2時，使過渡室IO、處理室11和移送室12都成為真空狀態(tài)。 即，本實施形態(tài)的機器人l在真空狀態(tài)下使用。在第一實施形態(tài)中，過渡室IO 和處理室11是收納作為搬運對象物的晶片2的收納部。
如圖1、圖2所示，手部3A的基端側(cè)與第二機臂6的前端側(cè)可轉(zhuǎn)動地連 結(jié)。第二機臂6的基端側(cè)與第一機臂7的前端側(cè)可轉(zhuǎn)動地連結(jié)。第一機臂7的 基端側(cè)與本體部5可轉(zhuǎn)動地連結(jié)。在上下方向上，手部3A、第二機臂6、第一 機臂7和本體部5從上側(cè)起按此順序依次配置。在本實施形態(tài)中，第二機臂6 是將手部3A可轉(zhuǎn)動地保持在前端側(cè)的手部保持機臂。
本體部5的外形形成為大致圓柱狀。該本體部5包括配置在徑向中心部 的實心轉(zhuǎn)軸15、以覆蓋實心轉(zhuǎn)軸15外周面的形態(tài)與實心轉(zhuǎn)軸15同心配置的空 心轉(zhuǎn)軸16、固定在實心轉(zhuǎn)軸15上端側(cè)的帶輪17、用于使實心轉(zhuǎn)軸15轉(zhuǎn)動的 驅(qū)動馬達(未圖示)、以及用于使空心轉(zhuǎn)軸16轉(zhuǎn)動的驅(qū)動馬達(未圖示)?？招霓D(zhuǎn)軸16的上端固定在第一機臂7基端側(cè)的底面上。
空心轉(zhuǎn)軸16可相對于實心轉(zhuǎn)軸15旋轉(zhuǎn)。本體部5具有將實心轉(zhuǎn)軸15與 空心轉(zhuǎn)軸16連結(jié)的連結(jié)機構(gòu)(未圖示)，實心轉(zhuǎn)軸15與空心轉(zhuǎn)軸16也可一 體地轉(zhuǎn)動。
如圖4所示，第一機臂7形成為具有中空部的大致中空狀。在第一機 臂7基端側(cè)的內(nèi)部配置有帶輪17。在第一機臂7前端側(cè)的內(nèi)部固定有固定 軸18。
如圖4所示，第二機臂6與第一機臂7—樣，也形成為具有中空部的 大致中空狀。在第二機臂6基端側(cè)的底面上固定有帶輪19。在第二機臂6 前端側(cè)的內(nèi)部固定有固定軸20。帶輪19包括配置在第二機臂6內(nèi)部的第 一帶輪部19a、以及配置在第一機臂7前端側(cè)的內(nèi)部的第二帶輪部19b。在 帶輪19中插通著固定軸18，帶輪19可相對于固定軸18轉(zhuǎn)動。在帶輪17 與第二帶輪部19b之間架設有皮帶21。
在手部3A基端側(cè)的底面上固定有帶輪22。帶輪22配置在第二機臂6 前端側(cè)的內(nèi)部。在帶輪22中插通著固定軸20，帶輪22可相對于固定軸20 轉(zhuǎn)動。在帶輪22與第一帶輪部19a之間架設有皮帶23。
手部3A的詳細結(jié)構(gòu)以及第二機臂6與手部3A之間的連結(jié)部分的詳細 結(jié)構(gòu)在下面說明。
在第一實施形態(tài)中，若空心轉(zhuǎn)軸16在實心轉(zhuǎn)軸15被固定的狀態(tài)下轉(zhuǎn) 動，則多關(guān)節(jié)機臂部4進行伸縮。即，若在規(guī)定狀態(tài)下空心轉(zhuǎn)軸16的驅(qū)動 馬達驅(qū)動，則多關(guān)節(jié)機臂部4進行伸縮動作。另一方面，若實心轉(zhuǎn)軸15與 空心轉(zhuǎn)軸16—體地轉(zhuǎn)動，則多關(guān)節(jié)機臂部4并不伸縮，多關(guān)節(jié)機臂部4相 對于本體部5旋轉(zhuǎn)。g卩，若在規(guī)定狀態(tài)下實心轉(zhuǎn)軸15的驅(qū)動馬達驅(qū)動，則 多關(guān)節(jié)機臂部4進行旋轉(zhuǎn)動作。
在第一實施形態(tài)中，帶輪17、 19的帶輪間距與帶輪19、 22的帶輪間 距相等。帶輪17的直徑與第二帶輪部19b的直徑之比為2: 1，第一帶輪部 19a的直徑與帶輪22的直徑之比為1: 2。因此，在本實施形態(tài)中，若空心 轉(zhuǎn)軸16在實心轉(zhuǎn)軸15被固定的狀態(tài)下轉(zhuǎn)動，則如圖5所示，手部3A與第二機臂6之間的角度以及第二機臂6與第一機臂7之間的角度會發(fā)生變化， 但手部3A在連結(jié)帶輪17的中心(即本體部5的中心)與帶輪22的中心(即 手部3A的轉(zhuǎn)動中心)的點劃線X上以一定的朝向進行移動。即，本實施形 態(tài)的機器人1是在多關(guān)節(jié)機臂部4進行伸縮時手部3A以朝向一定方向的狀 態(tài)輻射狀移動的所謂的圓筒形機器人。
圖5 (A)表示的是多關(guān)節(jié)機臂部4伸展至最長的狀態(tài)，在此狀態(tài)下開 始從過渡室IO或處理室11搬出晶片2。圖5 (D)表示的是多關(guān)節(jié)機臂部4 收縮至最短的狀態(tài)，在此狀態(tài)下開始將晶片2向過渡室10或處理室11搬 入。圖5 (B)表示的是多關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮動作的正中間狀態(tài)。S卩，若 將多關(guān)節(jié)機臂部4在圖5 (A)的狀態(tài)到圖5 (D)的狀態(tài)之間進行伸縮動作 時第一機臂7的轉(zhuǎn)動角度設為9 ,則圖5 (B)表示的是圖5 (A)的狀態(tài)的 第一機臂7與圖5 (B)的狀態(tài)的第一機臂7之間所成的角度(或者是圖5 (D)的狀態(tài)的第一機臂7與圖5 (B)的狀態(tài)的第一機臂7之間所成的角度) 為9 /2時的狀態(tài)。圖5 (C)表示的是手部3A的轉(zhuǎn)動中心與本體部5的中 心對齊了的狀態(tài)。
(手部以及手部與第二機臂之間的連結(jié)部分的結(jié)構(gòu))
圖6是表示圖1所示的手部3A的主要部分和偏心部件31A的俯視圖。圖 7是用于從側(cè)面說明圖2 (A)的F部的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖8是用于從側(cè)面說明 圖2 (A)的G部的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖9是表示圖6的H-H截面的剖視圖。圖 10是用于說明圖6所示的把持部28A的動作的圖。圖ll是表示用圖l所示的 機器人1進行晶片2的搬出、搬入時空心轉(zhuǎn)軸16的驅(qū)動馬達的速度與第一機 臂7的轉(zhuǎn)動角度之間的關(guān)系的圖。
圖10 (A)表示的是與圖5 (A)的狀態(tài)(即多關(guān)節(jié)機臂部4伸展至最 長的狀態(tài))對應的把持部28A和偏心部件31A的狀態(tài)。圖10 (B)表示的是 與圖5 (B)的狀態(tài)(即多關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮動作的正中間狀態(tài))對應的 把持部28A和偏心部件31A的狀態(tài)。圖10 (C)表示的是與圖5 (D)的狀 態(tài)(即多關(guān)節(jié)機臂部4收縮至最短的狀態(tài))對應的把持部28A和偏心部件 31A的狀態(tài)。在下面的說明中，為了方便，將圖6的上下方向設為左右方向，
17將圖6的左右方向設為前后方向。
如圖6等所示，手部3A包括用于載放晶片2的兩個載放部件26、 供兩個載放部件26的基端側(cè)固定的基座部件27A、與晶片2的端部抵接來 把持晶片2的把持部28A、朝著把持晶片2的方向?qū)Π殉植?8A施力的作為 施力部件的壓縮螺旋彈簧29A、以及與晶片2的端部抵接的作為抵接部的抵 接部件30。如圖9所示，第二機臂6包括偏心部件31A，該偏心部件31A 在從手部3A相對于第二機臂6的轉(zhuǎn)動中心CL偏離的位置上固定在第二機 臂6上。
載放部件26為薄板狀部件，例如用陶瓷形成。如上所述，兩個載放部 件26的基端側(cè)固定在基座部件27A上。具體而言，如圖2等所示，兩個載 放部件26的基端側(cè)固定在基座部件27A上，以使兩個載放部件26在左右 方向上隔開規(guī)定間隔的狀態(tài)彼此大致平行。在載放部件26的基端側(cè)形成有 與晶片2端部的下端抵接的傾斜面26a。具體而言，如圖8所示，傾斜面 26a以朝著前端側(cè)平緩地下降的形態(tài)形成。另外，如圖2 (A)所示，當在 沿上下方向看時，傾斜面26a以與抵接在傾斜面26a上的晶片2的抵接部
分的切線方向大致平行的形態(tài)形成。
抵接部件30分別固定在兩個載放部件26的前端側(cè)。如圖7所示，在 該抵接部件30上形成有與晶片2的端部抵接的鉛垂面30a以及與晶片2端 部的下端抵接的傾斜面30b。傾斜面30b從鉛垂面30a的下端朝著手部3A 的基端側(cè)形成，并以朝著手部3A的基端側(cè)平緩下降的形態(tài)形成。如圖2 (A) 所示，在沿上下方向看時，鉛垂面30a和傾斜面30b形成為與抵接在傾斜 面30b上的晶片2的抵接部分的切線方向大致平行。
如下面所述，鉛垂面30a具有與把持部28A —起把持晶片2的功能。 另外，如下面所述，鉛垂面30a在晶片2的搬出、搬入時具有防止晶片2 錯位的功能。
基座部件27A構(gòu)成了手部3A的基端側(cè)部分。如圖9所示，帶輪22固 定在該基座部件27A的底面上。另外，在基座部件27A上形成有供偏心部 件31A等進行配置的圓形的貫穿孔27Aa。把持部28A配置在手部3A的基端側(cè)。具體而言，把持部28A安裝在基 座部件27A的上面?zhèn)取Ａ硗?，把持?8A配置在兩個載放部件26之間。如 圖6等所示，該把持部28A包括與晶片2抵接并可轉(zhuǎn)動的兩個滾筒34A、 將兩個滾筒34A可轉(zhuǎn)動地保持的大致塊狀的保持部件35A、將滾筒34A和保 持部件35A沿著圖6中的左右方向引導的兩個軸部件36A、以及內(nèi)周側(cè)形成 有與偏心部件31A抵接的凸輪面37Aa的筒狀的凸輪部件37A。
兩個滾筒34A以在左右方向上隔開規(guī)定間隔的狀態(tài)可轉(zhuǎn)動地安裝在保 持部件35A的前端側(cè)。滾筒34A以可與晶片2抵接的形態(tài)比保持部件35A 的前端向前端側(cè)稍許突出地安裝在保持部件35A上。
軸部件36A形成為細長的圓柱狀。在該軸部件36A上形成有與壓縮螺 旋彈簧29A的端部抵接的彈簧抵接部36Aa。具體而言，直徑變大的彈簧抵 接部36Aa形成在軸部件36A的長度方向的中間位置上。軸部件36A的前端 固定在保持部件35A的基端側(cè)，軸部件36A的后端固定在凸輪部件37A的 前端側(cè)。
兩個軸部件36A以在左右方向上隔開規(guī)定間隔的狀態(tài)保持在滑動軸承 38A上，該滑動軸承38A固定在基座部件27A的上表面上。具體而言，各個 軸部件36A被保持在以在前后方向上隔開規(guī)定間隔的狀態(tài)配置的兩個滑動 軸承38A上。在本實施形態(tài)中，兩個軸部件36A被滑動軸承38A在前后方 向上直線狀引導。S卩，兩個軸部件36A被滑動軸承38A朝著把持晶片2的 把持方向(圖6中的右方向)和從晶片2退避的退避方向(圖6中的左方 向)直線狀引導。因此，本實施形態(tài)的把持部28A朝把持方向和退避方向 直線狀移動。
軸部件36A插通壓縮螺旋彈簧29A的內(nèi)周側(cè)。彈簧抵接部36Aa配置在 兩個滑動軸承38A之間，這兩個滑動軸承38A以在前后方向上隔開規(guī)定間 隔的狀態(tài)配置，壓縮螺旋彈簧29A配置在被配置于基端側(cè)的滑動軸承38A 與彈簧抵接部36Aa之間。因此，軸部件36A被壓縮螺旋彈簧29A朝著把持 晶片2的把持方向施力。gp，把持部28A被壓縮螺旋彈簧29A朝著把持晶 片2的把持方向施力。如上所述，凸輪部件37A形成為筒狀。具體而言，凸輪部件37A形成 為大致四邊形的孔沿上下方向貫穿的大致四角筒狀，四個內(nèi)周面在前后方 向或左右方向上平行配置。在本實施形態(tài)中，偏心部件31A與圖6中凸輪 部件37A的左側(cè)的內(nèi)周面抵接。SP，圖6中凸輪部件37A的左側(cè)的內(nèi)周面 為凸輪面37Aa。
如圖9等所示，偏心部件31A形成為厚壁的圓筒狀，并利用固定螺釘 39A安裝在固定軸20的上端，固定軸20固定在第二機臂6的前端側(cè)。如上 所述，偏心部件31A從手部3A的轉(zhuǎn)動中心CL偏離。因此，通過多關(guān)節(jié)機 臂部4的伸縮動作，偏心部件31A沿著虛線圓Y相對于手部3A相對移動。
偏心部件31A配置在凸輪部件37A的內(nèi)周面?zhèn)龋膳c凸輪面37Aa抵接。 本實施形態(tài)的偏心部件31A安裝在與手部3A的轉(zhuǎn)動中心CL比較接近的位 置上。具體而言，當沿上下方向看時，手部3A的轉(zhuǎn)動中心CL也配置在凸 輪部件37A的內(nèi)周面?zhèn)取?br> 偏心部件31A既可以固定在固定軸20的上端，也可以可轉(zhuǎn)動地安裝在 固定軸20的上端。另外，偏心部件31A還可與轉(zhuǎn)軸20 —體形成。如圖9 所示，在固定軸20與帶輪22之間配置有軸承40，如上所述，帶輪22可相 對于固定軸20轉(zhuǎn)動。
在第一實施形態(tài)中，如圖2 (A)所示，在多關(guān)節(jié)機臂部4伸展了的狀 態(tài)下(即開始將晶片2從過渡室IO或處理室11中搬出之前)，把持部28A 從晶片2退避。即，如圖10 (A)所示，在此狀態(tài)下，滾筒34A從晶片2 分離。具體而言，在此狀態(tài)下，偏心部件31A與凸輪面37Aa抵接，利用偏 心部件31A來克服壓縮螺旋彈簧29A的施力，使把持部28A朝退避方向移 動。另外，如圖10 (A)所示，在此狀態(tài)下，偏心部件31A配置在與過手部 3A的轉(zhuǎn)動中心CL而朝前后方向延伸的虛線中心線與虛線圓Y在基端側(cè)的交 點接近的位置上。另外，在多關(guān)節(jié)機臂部4伸展了的狀態(tài)下，偏心部件31A 也可以配置在過轉(zhuǎn)動中心CL而朝前后方向延伸的虛線中心線與虛線圓Y在
基端側(cè)的交點上。
另一方面，如圖2 (B)所示，在多關(guān)節(jié)機臂部4收縮了的狀態(tài)下(即開始將晶片2搬入過渡室10或處理室11中之前)，把持部28A與晶片2 抵接而把持著晶片2。艮卩，如圖IO (C)所示，在此狀態(tài)下，滾筒34A與晶 片2抵接而把持著晶片2。具體而言，在此狀態(tài)下，偏心部件31A從凸輪面 37Aa分離，在壓縮螺旋彈簧29A的施力作用下，把持部28A朝把持方向移 動。另外，如圖10(C)所示，在此狀態(tài)下，偏心部件31A配置在與過手部 3A的轉(zhuǎn)動中心CL而朝左右方向延伸的虛線中心線與虛線圓Y在圖10 (C) 下側(cè)的交點接近的位置上。
在把持部28A把持著晶片2時，抵接部件30的鉛垂面30a也與晶片2 抵接。即，把持部28A和鉛垂面30a把持著晶片2。在本實施形態(tài)中，如圖 2所示，把持部28A和鉛垂面30a以大致120。的間距與晶片2抵接，從而 把持部28A和鉛垂面30a把持著晶片2。
為了將晶片2從過渡室IO或處理室11中搬出，當多關(guān)節(jié)機臂部4從 伸展狀態(tài)收縮時，偏心部件31A隨著多關(guān)節(jié)機臂部4的動作而相對于把持 部28A相對移動，以使把持部28A朝把持方向移動。具體而言，偏心部件 31A沿虛線圓Y朝著圖10的逆時針方向相對于把持部28A相對移動。
在此，如上所述，在多關(guān)節(jié)機臂部4伸展了的狀態(tài)下，偏心部件31A 配置在與過手部3A的轉(zhuǎn)動中心CL而朝前后方向延伸的虛線中心線與虛線 圓Y在基端側(cè)的交點接近的位置上。因此，在本實施形態(tài)中，當多關(guān)節(jié)機 臂部4從圖5 (A)所示的狀態(tài)開始收縮時，起初偏心部件31A的前后方向 移動量相對于偏心部件31A的轉(zhuǎn)動角度較小，接著偏心部件31A的前后方 向移動量相對于偏心部件31A的轉(zhuǎn)動角度逐漸變大。即，當多關(guān)節(jié)機臂部4 開始收縮時，把持部28A緩慢地開始朝把持方向移動。
如上所述，在第一實施形態(tài)中，偏心部件31A安裝在與手部3A的轉(zhuǎn)動 中心CL比較接近的位置上，因此，在多關(guān)節(jié)機臂部4從伸展狀態(tài)即將完成 收縮時，偏心部件31A與凸輪面37Aa抵接。因此，在偏心部件31A的作用 下，把持部28A (具體而言是凸輪部件37A)沿正弦曲線順暢地動作。
另外，由于在多關(guān)節(jié)機臂部4從伸展狀態(tài)即將完成收縮時偏心部件31A 與凸輪面37Aa抵接，因此偏心部件31A從凸輪面37A分離的位置是把持部28A與晶片2接近的位置。在本實施形態(tài)中，壓縮螺旋彈簧29A的恢復力較 小。因此，即使偏心部件31A從凸輪面37Aa分離，把持部28A也不會以給 晶片2造成沖擊的形態(tài)與晶片2抵接。
另一方面，為了將晶片2搬入過渡室IO或處理室11中，當多關(guān)節(jié)機 臂部4從收縮狀態(tài)伸展時，偏心部件31A隨著多關(guān)節(jié)機臂部4的動作而相 對于把持部28A相對移動，以使把持部28A朝退避方向移動。具體而言， 偏心部件31A沿虛線圓Y朝著圖10的順時針方向相對于把持部28A相對移 動。
在第一實施形態(tài)中，如圖10 (B)所示，在圖5 (B)所示的多關(guān)節(jié)機 臂部4的伸縮動作的正中間狀態(tài)下，偏心部件31A與凸輪面37Aa抵接，把 持部28A不與晶片2抵接。B卩，若多關(guān)節(jié)機臂部4在圖5 (B)所示的狀態(tài) 下不進一步收縮，則把持部28A就不與晶片2抵接。
在此，在本實施形態(tài)中，在進行晶片2的搬出、搬入時，空心轉(zhuǎn)軸16 的驅(qū)動馬達的旋轉(zhuǎn)速度如圖11所示地變化。即，空心轉(zhuǎn)軸16的驅(qū)動馬達 加速后在沒有恒速旋轉(zhuǎn)的情況下就減速?！熠啵殡S空心轉(zhuǎn)軸16的轉(zhuǎn)動而進 行的多關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮動作沒有恒速動作，僅有加減速動作。
在本實施形態(tài)中，空心轉(zhuǎn)軸16的驅(qū)動馬達的加速變化率與減速變化率 相等，在圖5 (B)所示的狀態(tài)下，空心轉(zhuǎn)軸16的驅(qū)動馬達的加減速進行切 換。B卩，在晶片2的搬出或搬入開始后，當?shù)谝粰C臂7旋轉(zhuǎn)6/2時，多關(guān) 節(jié)機臂部4的伸縮動作的加減速進行切換。
如上所述，在本實施形態(tài)中，在圖5 (B)所示的狀態(tài)下，把持部28A 與晶片2并不抵接，把持部28A并不把持晶片2。因此，在本實施形態(tài)中， 在多關(guān)節(jié)機臂部4收縮時(即進行晶片2的搬出時)的多關(guān)節(jié)機臂部4的 減速動作中，把持部28A在壓縮螺旋彈簧29A的施力作用下與晶片2抵接 而開始把持晶片2。即，至少在多關(guān)節(jié)機臂部4收縮時的多關(guān)節(jié)機臂部4 的加速動作中，把持部28A并不把持晶片2。
在本實施形態(tài)中，在多關(guān)節(jié)機臂部4伸展時(即進行晶片2的搬入時) 的多關(guān)節(jié)機臂部4的加速動作中，把持部28A在偏心部件31A的作用下開始從晶片2分離(即開始從晶片2退避)，釋放晶片2。 g卩，至少在多關(guān)節(jié) 機臂部4伸展時的多關(guān)節(jié)機臂部4的減速動作中，把持部28A并不把持晶 片2。
在搬出晶片2時的多關(guān)節(jié)機臂部4的加速動作中，會在晶片2上產(chǎn)生 朝手部3A前端側(cè)的相對慣性力。另外，在搬入晶片2時的多關(guān)節(jié)機臂部4 的減速動作中，也會在晶片2上產(chǎn)生朝手部3A前端側(cè)的相對慣性力。因此， 這些時候，晶片2與抵接部件30的鉛垂面30a抵接，可防止晶片2錯位。 (第一實施形態(tài)的主要效果)
如上所述，在本實施形態(tài)中，在晶片2的搬出開始前，偏心部件31A 與凸輪面37Aa抵接而使把持部28A從晶片2退避。若在搬出晶片2時多關(guān) 節(jié)機臂部4收縮，則偏心部件31A相對于把持部28A相對移動，以使把持 部28A朝把持方向移動。另外，在搬出晶片2時的多關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮 動作的減速中，把持部28A在壓縮螺旋彈簧29A的施力作用下開始把持晶 片2。
因此，在搬出晶片2時，可在多關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮動作開始后到多 關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮動作變?yōu)闇p速為止的較長時間內(nèi)使偏心部件31A與凸 輪面37Aa抵接，可利用偏心部件31A來控制把持部28A的移動速度。因此， 可使把持部28A較緩慢地與晶片2抵接來把持晶片2。其結(jié)果是，在本實施 形態(tài)中，即使以使用了把持部28A、施力部件29A和偏心部件31A的機械結(jié) 構(gòu)來把持晶片2，也可抑制對晶片2的沖擊。
在本實施形態(tài)中，在晶片2的搬入開始前，用壓縮螺旋彈簧29A的施 力來把持晶片2。若在搬入晶片2時多關(guān)節(jié)機臂部4伸展，則偏心部件31A 相對于把持部28A相對移動以使把持部28A朝退避方向移動，在搬入晶片2 時的多關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮動作的加速中，把持部28A開始從晶片2退避。 因此，可在從搬入晶片2時多關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮動作的加速時到多關(guān)節(jié) 機臂部4的伸縮動作中的較長時間內(nèi)使把持部28A從晶片2退避。其結(jié)果 是，在本實施形態(tài)中，可抑制構(gòu)成把持部28A的各種零件的損傷。
在本實施形態(tài)中，把持部28A配置在手部3A的基端側(cè)，抵接部件30固定在作為手部3A前端側(cè)的載放部件26的前端側(cè)。因此，即使在搬出晶 片2時的多關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮動作的減速中開始把持晶片2，在搬出晶片 2時的多關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮動作的加速中，也可利用抵接部件30 (具體 而言是鉛垂面30a)來防止晶片2的錯位。另外，即使在搬入晶片2時的多 關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮動作的加速中把持部28A開始從晶片2退避，在搬入 晶片2時的多關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮動作的減速中，也可利用抵接部件30來 防止晶片2的錯位。
在本實施形態(tài)中，把持部28A具有與晶片2抵接并可轉(zhuǎn)動的滾筒34A。 因此，在把持部28A與晶片2抵接時，即使晶片2在手部3A上產(chǎn)生錯位， 也可通過滾筒34A的作用在不會給晶片2造成損傷的情況下將晶片2向規(guī) 定位置定位。
在本實施形態(tài)中，把持部28A朝著把持晶片2的方向和從晶片2退避 的方向直線狀移動。因此，與上述專利文獻1所述的使用桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)相 比，可使把持部28A的配置空間變窄，可實現(xiàn)手部3A的小型化、薄型化。 另外，在本實施形態(tài)中，把持部28A包括被滑動軸承38A直線狀引導的兩 個軸部件36A。因此，可利用兩個軸部件36A來防止以把持部28A的移動方 向為軸心的把持部28A的旋轉(zhuǎn)。
在本實施形態(tài)中，把持部28A包括凸輪部件37A，該凸輪部件37A在 內(nèi)周側(cè)形成有與偏心部件31A抵接的凸輪面37Aa。因此，能以使用偏心部 件31A和凸輪部件37A的簡單結(jié)構(gòu)來使把持部28A朝著把持晶片2的把持 方向和從晶片2退避的退避方向直線狀移動。 (第一實施形態(tài)的其它實施形態(tài))
上述實施形態(tài)是本發(fā)明的較佳實施形態(tài)的一例，但并不局限于此，可 在不變更本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進行各種變形實施。
在上述第一實施形態(tài)中，在多關(guān)節(jié)機臂部4收縮時的多關(guān)節(jié)機臂部4 的減速動作中，把持部28A與晶片2抵接而開始把持晶片2。此外，例如像 圖12所示的那樣，在進行晶片2的搬出、搬入時空心轉(zhuǎn)軸16的驅(qū)動馬達 在加速后恒速旋轉(zhuǎn)、然后減速的情況下，也可以在多關(guān)節(jié)機臂部4收縮時的多關(guān)節(jié)機臂部4的恒速動作中使把持部28A與晶片2抵接而開始把持晶 片2。這種情況下，也可使把持部28A較緩慢地與晶片2抵接來把持晶片2， 可抑制對晶片2的沖擊。即使在空心轉(zhuǎn)軸16的驅(qū)動馬達恒速旋轉(zhuǎn)的情況下， 也可在多關(guān)節(jié)機臂部4收縮時的多關(guān)節(jié)機臂部4的減速動作中使把持部28A 與晶片2抵接而開始把持晶片2。
在上述實施形態(tài)中，在多關(guān)節(jié)機臂部4伸展時的多關(guān)節(jié)機臂部4的加 速動作中，把持部28A開始從晶片2退避。此外，例如在進行晶片2的搬 出、搬入時空心轉(zhuǎn)軸16的驅(qū)動馬達在加速后恒速旋轉(zhuǎn)、然后減速的情況下， 也可以在多關(guān)節(jié)機臂部4伸展時的多關(guān)節(jié)機臂部4的恒速動作中使把持部 28A開始從晶片2退避。這種情況下，也可使把持部28A從晶片2較緩慢地 退避，可抑制構(gòu)成把持部28A的各種零件的損傷。即使在空心轉(zhuǎn)軸16的驅(qū) 動馬達恒速旋轉(zhuǎn)的情況下，也可在多關(guān)節(jié)機臂部4伸展時的多關(guān)節(jié)機臂部4 的加速動作中使把持部28A開始從晶片2退避。
在上述實施形態(tài)中，空心轉(zhuǎn)軸16的驅(qū)動馬達的加速變化率與減速變化 率相等，但空心轉(zhuǎn)軸16的驅(qū)動馬達的加速變化率與減速變化率也可不同。
在上述實施形態(tài)中，把持部28A包括兩個軸部件36A。此外，把持部 28A也可包括三個以上的軸部件36A。另外，如圖13所示，把持部也可僅 包括一個軸部件46A。在該軸部件46A上形成有相當于彈簧抵接部36Aa的 彈簧抵接部46Aa。這種情況下，只要將形成為V形狀的保持部件45A代替 保持部件35A固定在軸部件46A的前端側(cè)即可。在僅使用一個軸部件46A 時，為了防止軸部件46A旋轉(zhuǎn)，軸部件46A最好形成為多角柱狀而不是圓 柱狀。在圖13中，對與上述實施形態(tài)相同的結(jié)構(gòu)標記相同的符號。
在上述實施形態(tài)中，手部3A包括把持部28A，該把持部28A具有兩個 軸部件36A并朝把持方向和退避方向直線狀移動。此外，如圖14所示，手 部3A也可包括把持部58A來代替把持部28A，該把持部58A具有安裝有滾 筒34A的一對桿59A，桿59A以規(guī)定軸60A為中心進行轉(zhuǎn)動來把持晶片2。
在該把持部58A中，桿59A形成為L形狀，被拉伸螺旋彈簧61A朝著 把持晶片2的把持方向施力。在桿59A的一端側(cè)可轉(zhuǎn)動地安裝有滾筒34A。偏心部件31A可與桿59A的另一端側(cè)抵接。因此，通過將偏心部件31A安 裝在固定軸20上端的規(guī)定位置上，在多關(guān)節(jié)機臂部4伸展了的狀態(tài)下，例 如像圖14 (A)所示的那樣，偏心部件31A與桿59A抵接，克服拉伸螺旋彈 簧61A的施力而使桿59A轉(zhuǎn)動，滾筒34A從晶片2退避。在多關(guān)節(jié)機臂部4 收縮了的狀態(tài)下，例如圖14(B)所示的那樣，偏心部件31A從桿59A分離， 桿59A在拉伸螺旋彈簧61A的施力下轉(zhuǎn)動，滾筒34A把持晶片2。在圖14 中，對與上述實施形態(tài)相同的結(jié)構(gòu)標記相同的符號。
如圖15所示，手部3A也可包括把持部68A來代替把持部28A，該把 持部68A包括安裝有滾筒34A的一對桿69A、以及將一對桿69A彼此連接 的線狀的線材72A，桿69A以規(guī)定軸70A為中心進行轉(zhuǎn)動來把持晶片2。
在該把持部68A中，桿69A形成為直線狀，并被拉伸螺旋彈簧61A朝 把持晶片2的把持方向施力。在桿69A的一端側(cè)可轉(zhuǎn)動地安裝著滾筒34A， 在桿69A的另一端側(cè)固定著線材72A的端部。偏心部件31A與線材72A抵 接而使線材72A撓曲。因此，通過將偏心部件31A安裝在固定軸20上端的 規(guī)定位置上，在多關(guān)節(jié)機臂部4伸展了的狀態(tài)下，例如像圖15 (A)所示的 那樣，偏心部件31A與線材72A抵接而使線材72A撓曲，從而克服拉伸螺 旋彈簧61A的施力而使桿69A轉(zhuǎn)動，滾筒34A從晶片2退避。在多關(guān)節(jié)機 臂部4收縮了的狀態(tài)下，例如圖15 (B)所示的那樣，偏心部件31A從線材 72A分離，在拉伸螺旋彈簧61A的施力作用下，桿69A轉(zhuǎn)動，滾筒34A把持 晶片2。另外，也可使用薄板狀的皮帶來代替線材72A。在圖15中，對與 上述實施形態(tài)相同的結(jié)構(gòu)標記相同的符號。
在上述實施形態(tài)中，當多關(guān)節(jié)機臂部4如圖2 (B)所示地收縮了時， 如圖IO (C)所示，在偏心部件31A從凸輪面37Aa分離的狀態(tài)下，把持部 28A與晶片2抵接。此外，例如也可如下地構(gòu)成偏心部件31A和凸輪面37Aa 等，即當多關(guān)節(jié)機臂部4如圖2 (B)所示地收縮了時，在偏心部件31A與 凸輪面37Aa抵接的狀態(tài)下，使把持部28A與晶片2抵接。
在上述實施形態(tài)中，把持部28A被壓縮螺旋彈簧29A朝把持晶片2的 把持方向施力。此外，例如也可像圖16所示的那樣，把持部78A被作為施力部件的拉伸螺旋彈簧79A朝從晶片2退避的退避方向施力。這種情況下， 使固定拉伸螺旋彈簧79A —端的彈簧固定部86Aa形成在軸部件86A上，拉 伸螺旋彈簧79A的一端固定在彈簧固定部86Aa上，拉伸螺旋彈簧79A的另 一端固定在被配置于基端側(cè)的滑動軸承38A上。這種情況下，在軸部件86A 的前端通過壓縮螺旋彈簧87A安裝有滾筒34A。在圖16中，對與上述實施 形態(tài)相同的結(jié)構(gòu)標記相同的符號。
這種情況下，偏心部件31A安裝在固定軸20上端的規(guī)定位置上，以在 多關(guān)節(jié)機臂部4伸展了的狀態(tài)下如圖16 (A)所示，使偏心部件31A從凸輪 部件37A的內(nèi)周面分離，并在多關(guān)節(jié)機臂部4收縮了的狀態(tài)下如圖16 (B) 所示，使偏心部件31A與圖16的凸輪部件37A的右側(cè)側(cè)面、即凸輪面37Ab 抵接。
因此，在多關(guān)節(jié)機臂部4伸展了的狀態(tài)下，在拉伸螺旋彈簧79A的施 力作用下，滾筒34A從晶片2退避。在多關(guān)節(jié)機臂部4收縮了的狀態(tài)下， 偏心部件31A與凸輪面37Ab抵接，把持部78A朝著把持晶片2的方向移動 而把持晶片2。當多關(guān)節(jié)機臂部4從伸展狀態(tài)收縮時，偏心部件31A沿虛線 圓Y朝圖16的逆時針方向相對于把持部78A相對移動而與凸輪面37Ab抵 接，當多關(guān)節(jié)機臂部4從收縮狀態(tài)伸展時，偏心部件31A沿虛線圓Y朝圖 16的順時針方向相對于把持部78A相對移動而從凸輪面37Ab分離。
這種情況下，與上述實施形態(tài)一樣，在多關(guān)節(jié)機臂部4收縮時的多關(guān) 節(jié)機臂部4的減速動作中，把持部78A在與凸輪面78Ab抵接的偏心部件31A 的作用下與晶片2抵接而開始把持晶片2，在多關(guān)節(jié)機臂部4伸展時的多關(guān) 節(jié)機臂部4的加速中，把持部78A在拉伸螺旋彈簧79A的施力作用下從晶 片2退避。
在如圖16所示地構(gòu)成的情況下，在搬出晶片2時，可在多關(guān)節(jié)機臂部 4的伸縮動作開始后到多關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮動作變?yōu)闇p速為止的較長時 間內(nèi)利用偏心部件31A來控制把持部78A的移動速度。因此，可使把持部 78A較緩慢地與晶片2抵接來把持晶片2。其結(jié)果是，可抑制對晶片2的沖 擊。在上述第一實施形態(tài)中，朝著把持晶片2的方向?qū)Π殉植?8A施力的 施力部件為壓縮螺旋彈簧29A，但對把持部28A施力的施力部件也可以是板 簧等其它彈簧部件或橡膠等彈性部件。 (第二實施形態(tài))
下面參照附圖對本發(fā)明的第二實施形態(tài)進行說明。對第二實施形態(tài)與 上述第一實施形態(tài)相同的結(jié)構(gòu)標記相同的符號。 (工業(yè)用機器人的概略結(jié)構(gòu))
圖1是表示本發(fā)明實施形態(tài)的工業(yè)用機器人1的側(cè)視圖。圖17是表示圖 1所示的工業(yè)用機器人1的俯視圖，圖17 (A)表示的是多關(guān)節(jié)機臂部4伸展 后的狀態(tài)，圖17 (B)表示的是多關(guān)節(jié)機臂部4收縮后的狀態(tài)。圖3是表示組 裝有圖1所示的工業(yè)用機器人1的半導體制造系統(tǒng)9的概略結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖 4是用于說明圖1所示的多關(guān)節(jié)機臂部4和手部3B內(nèi)的動力傳遞機構(gòu)的概略剖 視圖。圖18是用于說明圖1所示的多關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮狀態(tài)與手部3B的朝 向之間的關(guān)系的圖。圖11是表示用圖1所示的機器人1進行晶片2的搬出、 搬入時空心轉(zhuǎn)軸16的驅(qū)動馬達的速度與第一機臂7的轉(zhuǎn)動角度之間的關(guān)系的 圖。圖4中表示的是從圖17 (A)的E-E方向看時多關(guān)節(jié)機臂部4等的概略截 面。
本實施形態(tài)的工業(yè)用機器人1 (下面稱作"機器人1")是用于搬運作為 搬運對象物的薄圓盤狀半導體晶片2 (下面稱作"晶片2")的機器人。如圖1、 圖17所示，該機器人1包括裝載晶片2的手部3B、將手部3B可轉(zhuǎn)動地保持 并在搬運晶片2時伸縮的多關(guān)節(jié)機臂部4、以及將多關(guān)節(jié)機臂部4可轉(zhuǎn)動地保 持的本體部5。本實施形態(tài)的多關(guān)節(jié)機臂部4由第二機臂6和第一機臂7兩個 機臂構(gòu)成。
本實施形態(tài)的機器人1例如組裝到如圖3所示的半導體制造系統(tǒng)9中使用。
由于圖3所示的半導體制造系統(tǒng)9與上述第一實施形態(tài)相同，因此在此省 略其詳細說明，但在第二實施形態(tài)中，在搬入晶片2時，收縮的多關(guān)節(jié)機臂部 4伸展，手部3B穿過門而進入過渡室10或處理室11的內(nèi)部。在搬出晶片2時，進入過渡室10或處理室11內(nèi)部的伸展后的多關(guān)節(jié)機臂部4收縮，手部3B 穿過門而回到移送室12中。
如圖1、圖17所示，手部3B的基端側(cè)與第二機臂6的前端側(cè)可轉(zhuǎn)動地連 結(jié)。第二機臂6的基端側(cè)與第一機臂7的前端側(cè)可轉(zhuǎn)動地連結(jié)。第一機臂7的 基端側(cè)與本體部5可轉(zhuǎn)動地連結(jié)。在上下方向上，手部3B、第二機臂6、第一 機臂7和本體部5從上側(cè)起按此順序依次配置。在本實施形態(tài)中，第二機臂6 是將手部3B可轉(zhuǎn)動地保持在前端側(cè)的手部保持機臂。
對圖4的說明與上述第一實施形態(tài)相同，因此在此省略其詳細說明，但在 第二實施形態(tài)中，在手部3B基端側(cè)的底面上固定有帶輪22。帶輪22配置 在第二機臂6前端側(cè)的內(nèi)部。在帶輪22中插通著固定軸20，帶輪22可相 對于固定軸20轉(zhuǎn)動。在帶輪22與第一帶輪部19a之間架設有皮帶23。
手部3B的詳細結(jié)構(gòu)在下面說明。
在本實施形態(tài)中，若空心轉(zhuǎn)軸16在實心轉(zhuǎn)軸15被固定的狀態(tài)下轉(zhuǎn)動， 則多關(guān)節(jié)機臂部4進行伸縮。g卩，若在規(guī)定狀態(tài)下空心轉(zhuǎn)軸16的驅(qū)動馬達 驅(qū)動，則多關(guān)節(jié)機臂部4進行伸縮動作。另一方面，若實心轉(zhuǎn)軸15與空心 轉(zhuǎn)軸16—體地轉(zhuǎn)動，則多關(guān)節(jié)機臂部4并不伸縮，多關(guān)節(jié)機臂部4相對于 本體部5旋轉(zhuǎn)。S卩，若在規(guī)定狀態(tài)下實心轉(zhuǎn)軸15的驅(qū)動馬達驅(qū)動，則多關(guān) 節(jié)機臂部4進行旋轉(zhuǎn)動作。
在本實施形態(tài)中，帶輪17、 19的帶輪間距與帶輪19、 22的帶輪間距 相等。帶輪17的直徑與第二帶輪部19b的直徑之比為2: 1，第一帶輪部 19a的直徑與帶輪22的直徑之比為1: 2。因此，在本實施形態(tài)中，若空心 轉(zhuǎn)軸16在實心轉(zhuǎn)軸15被固定的狀態(tài)下轉(zhuǎn)動，則如圖18所示，手部3B與 第二機臂6之間的角度以及第二機臂6與第一機臂7之間的角度會發(fā)生變 化，但手部3B在連結(jié)帶輪17的中心(即本體部5的中心)與帶輪22的中 心(即手部3B的轉(zhuǎn)動中心)的點劃線X上以一定的朝向進行移動。g卩，本 實施形態(tài)的機器人1是在多關(guān)節(jié)機臂部4進行伸縮時手部3B以朝向一定方 向的狀態(tài)輻射狀移動的所謂的圓筒形機器人。
圖18 (A)表示的是多關(guān)節(jié)機臂部4伸展至最長的狀態(tài)，在此狀態(tài)下開始從過渡室IO或處理室ll搬出晶片2。圖18 (D)表示的是多關(guān)節(jié)機臂 部4收縮至最短的狀態(tài)，在此狀態(tài)下開始將晶片2向過渡室10或處理室11 搬入。圖18 (B)表示的是多關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮動作的正中間狀態(tài)。艮P， 若將多關(guān)節(jié)機臂部4在圖18 (A)的狀態(tài)到圖18 (D)的狀態(tài)之間進行伸縮 動作時第一機臂7的轉(zhuǎn)動角度設為6 ，則圖18 (B)表示的是圖18 (A)的 狀態(tài)的第一機臂7與圖18 (B)的狀態(tài)的第一機臂7之間所成的角度(或者 是圖18 (D)的狀態(tài)的第一機臂7與圖18 (B)的狀態(tài)的第一機臂7之間所 成的角度)為e /2時的狀態(tài)。圖18 (C)表示的是手部3B的轉(zhuǎn)動中心與本 體部5的中心對齊了的狀態(tài)。
在第二實施形態(tài)中，在進行晶片2的搬出、搬入時，空心轉(zhuǎn)軸16的驅(qū) 動馬達的旋轉(zhuǎn)速度如圖11所示地變化。S卩，空心轉(zhuǎn)軸16的驅(qū)動馬達在加 速后沒經(jīng)恒速旋轉(zhuǎn)就進行減速。S卩，伴隨空心轉(zhuǎn)軸16的轉(zhuǎn)動而進行的多關(guān) 節(jié)機臂部4的伸縮動作是沒有恒速動作的加減速動作。
在本實施形態(tài)中，空心轉(zhuǎn)軸16的驅(qū)動馬達的加速變化率與減速變化率 相等，在圖18 (B)所示的狀態(tài)下，空心轉(zhuǎn)軸16的驅(qū)動馬達的加減速進行 切換。艮卩，在晶片2的搬出或搬入開始后，當?shù)谝粰C臂7旋轉(zhuǎn)6/2時，多 關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮動作的加減速進行切換。 (第二實施形態(tài)的手部的結(jié)構(gòu))
圖19是表示圖1所示的手部3B的主要部分的俯視圖，圖19 (A)表示的 是把持部28B從晶片2退避后的狀態(tài)，圖19 (B)表示的是把持部28B把持著 晶片2的狀態(tài)。圖20是圖19所示的手部3B的主要部分的側(cè)視圖。圖7是用 于從側(cè)面說明圖17 (A)的F部的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖8是用于從側(cè)面說明圖17 (A)的G部的結(jié)構(gòu)的剖視圖。在下面的說明中，為了方便，將圖7的上下方 向設為左右方向，將圖19的左右方向設為前后方向。
如圖19等所示，手部3B包括用于載放晶片2的兩個載放部件26、 供兩個載放部件26的基端側(cè)固定的基座部件27B、與晶片2的端部抵接來 把持晶片2的把持部28B、朝著使把持部28B從晶片2退避的方向?qū)Π殉植?28B施力的作為施力部件的拉伸螺旋彈簧29B、與晶片2的端部抵接的作為抵接部的抵接部件30、以及限制把持部28B在拉伸螺旋彈簧29B對把持部 28B的施力方向上的動作的限制部件31B。
載放部件26為薄板狀部件，例如用陶瓷形成。如上所述，兩個載放部 件26的基端側(cè)固定在基座部件27B上。具體而言，如圖2等所示，兩個載 放部件26的基端側(cè)固定在基座部件27B上，以使兩個載放部件26在左右 方向上隔開規(guī)定間隔的狀態(tài)彼此大致平行。在載放部件26的基端側(cè)形成有 與晶片2端部的下端抵接的傾斜面26a。具體而言，如圖8所示，傾斜面 26a以朝著前端側(cè)平緩地下降的形態(tài)形成。另外，如圖17 (A)所示，當在 沿上下方向看時，傾斜面26a以與抵接在傾斜面26a上的晶片2的抵接部 分的切線方向大致平行的形態(tài)形成。
抵接部件30分別固定在兩個載放部件26的前端側(cè)。如圖7所示，在 該抵接部件30上形成有與晶片2的端部抵接的鉛垂面30a以及與晶片2端 部的下端抵接的傾斜面30b。傾斜面30b從鉛垂面30a的下端朝著手部3B 的基端側(cè)形成，并以朝著手部3B的基端側(cè)平緩下降的形態(tài)形成。如圖17 (A)所示，在沿上下方向看時，鉛垂面30a和傾斜面30b形成為與抵接在 傾斜面30b上的晶片2的抵接部分的切線方向大致平行。
如下面所述，鉛垂面30a具有與把持部28B —起把持晶片2的功能。 另外，如下面所述，鉛垂面30a在晶片2的搬出、搬入時具有防止晶片2 錯位的功能。
基座部件27B構(gòu)成了手部3B的基端側(cè)部分。帶輪22固定在該基座部 件27B的底面上。
把持部28B配置在手部3B的基端側(cè)。具體而言，把持部28B安裝在基 座部件27B的上面?zhèn)?。如圖19等所示，該把持部28B包括與晶片2抵接 并可轉(zhuǎn)動的兩個滾筒34B、利用多關(guān)節(jié)機臂部4伸縮動作時產(chǎn)生的慣性力來 使?jié)L筒34B朝著與晶片2抵接的方向移動的兩個配重部件35B、將滾筒與配 重部件35B連結(jié)的兩個桿部件36B、以及將桿部件36B可轉(zhuǎn)動地支撐的兩個 固定軸37B。兩個滾筒34B、兩個配重部件35B、兩個桿部件36B和兩個固 定軸37B分別相對于手部3B的左右方向上的中心位置對稱地配置。在本實施形態(tài)中，滾筒34B是與作為搬運對象物的晶片2抵接來把持晶片2的把 持部件。
如圖19所示，兩個固定軸37B固定在基座部件27B前端側(cè)的靠左右兩 端側(cè)。g卩，兩個固定軸37B以在左右方向上隔開規(guī)定間隔的狀態(tài)固定在基 座部件27B的前端側(cè)。如圖20所示，固定軸37B以從基座部件27B的上表 面突出的形態(tài)固定在基座部件27B上。
桿部件36B形成為大致L形狀。具體而言，桿部件36B由彼此大致直 角狀連結(jié)的大致直線狀的第一桿部36Ba和大致直線狀的第二桿部36Bb構(gòu) 成。如上所述，桿部件36B被固定軸37B可轉(zhuǎn)動地支撐。具體而言，第一 桿部36Ba與第二桿部36Bb之間的連結(jié)部被固定軸37B可轉(zhuǎn)動地支撐。桿 部件36B可轉(zhuǎn)動地支撐在固定軸37B上，以使大致前后方向成為第一桿部 36Ba的長度方向，使大致左右方向成為第二桿部36Bb的長度方向，并使第 一桿部36Ba從固定軸37B朝著前端側(cè)突出，使第二桿部36Bb從固定軸37B 朝著左右方向的內(nèi)側(cè)突出。
滾筒34B安裝在桿部件36B的一端側(cè)。具體而言，滾筒34B可轉(zhuǎn)動地 安裝在第一桿部36Ba的前端側(cè)。
配重部件35B是用比重較大的金屬材料等形成的重物。本實施形態(tài)的 配重部件35B形成為大致圓盤狀。該配重部件35B安裝在桿部件36B的另 一端側(cè)。具體而言，配重部件35B安裝在第二桿部36Bb的前端側(cè)。
限制部件31B形成為平板狀，配置成與左右方向和上下方向所形成的 平面平行。具體而言，限制部件31B固定在兩個載放部件26的基端側(cè)的上 表面上。在本實施形態(tài)中，限制部件31B配置在比固定于桿部件36B的配 重部件35B更靠手部3B前端側(cè)的位置上。限制部件31B配置成可與配重部 件35B抵接，該配重部件35B與桿部件36B —起以固定軸37B為中心進行 轉(zhuǎn)動。B卩，在本實施形態(tài)中，通過配重部件35B與限制部件31B抵接來限 制把持部28B在拉伸螺旋彈簧29B對把持部28B的施力方向上的動作。
如圖19所示，拉伸螺旋彈簧29B的一端安裝在限制部件31B上，拉伸 螺旋彈簧29B的另一端安裝在第二桿部36Bb的前端側(cè)。因此，如上所述，把持部28B (具體而言是滾筒34B)被拉伸螺旋彈簧29B朝著從晶片2退避 的方向施力。具體而言，配置在圖19上側(cè)的桿部件36B被朝著逆時針方向 施力，配置在圖19下側(cè)的桿部件36B被朝著順時針方向施力。
在本實施形態(tài)中，如下面所述，設定第二桿部36Bb的長度、配重部件 35B的重量和拉伸螺旋彈簧29B的施力等，以利用多關(guān)節(jié)機臂部4伸縮動作 時產(chǎn)生的慣性力來使?jié)L筒34B朝著與晶片2抵接的方向移動。
如圖19 (A)所示，在本實施形態(tài)中，在拉伸螺旋彈簧29B的施力作 用下，把持部28B從晶片2退避，滾筒34B不與晶片2抵接。S卩，把持部 28B將晶片2釋放。此時，配重部件35B與限制部件31B抵接，限制了把持 部28B的動作。
另一方面，為了將晶片2從過渡室IO或處理室11中搬出，多關(guān)節(jié)機 臂部4從伸展狀態(tài)收縮，當多關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮動作成為減速動作時， 配重部件35B朝著手部3B的基端側(cè)產(chǎn)生相對于基座部件27B的相對慣性力。 因此，如圖19 (B)所示，桿部件36B克服拉伸螺旋彈簧29B的施力而使?jié)L 筒34B朝著把持晶片2的方向轉(zhuǎn)動。gp，在搬出晶片2時的多關(guān)節(jié)機臂部4 的伸縮動作的減速中，配重部件35B利用慣性力而使?jié)L筒34B朝著與晶片2 抵接的方向移動。若桿部件36B克服拉伸螺旋彈簧29B的施力而轉(zhuǎn)動，則 滾筒34B與晶片2抵接而把持晶片2。若多關(guān)節(jié)機臂部4收縮后停止，則如 上所述，滾筒34B在拉伸螺旋彈簧29B的施力作用下釋放晶片2。
同樣，為了將晶片2向過渡室IO或處理室11中搬入，若多關(guān)節(jié)機臂 部4從收縮狀態(tài)伸展，則在多關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮動作加速時，配重部件 35B朝著手部3B的基端側(cè)產(chǎn)生相對于基座部件27B的相對慣性力，桿部件 36B克服拉伸螺旋彈簧29B的施力而使?jié)L筒34B朝著把持晶片2的方向轉(zhuǎn) 動。即，在搬入晶片2時的多關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮動作的加速中，配重部 件35B利用慣性力而使?jié)L筒34B朝著與晶片2抵接的方向移動。若桿部件 36B克服拉伸螺旋彈簧29B的施力而轉(zhuǎn)動，則滾筒34B與晶片2抵接而把持 晶片2。若多關(guān)節(jié)機臂部4伸展后停止，則滾筒34B在拉伸螺旋彈簧29B 的施力作用下釋放晶片2。
33當把持部28B把持著晶片2時，抵接部件30的鉛垂面30b也與晶片2 抵接。即，把持部28B和鉛垂面30a把持著晶片2。在本實施形態(tài)中，如圖 17所示，把持部28B和鉛垂面30a以大致120°的間距與晶片2抵接，從 而把持部28B和鉛垂面30a把持著晶片2。
在搬出晶片2時的多關(guān)節(jié)機臂部4的加速動作中，會在晶片2上產(chǎn)生 朝手部3B前端側(cè)的相對慣性力。另外，在搬入晶片2時的多關(guān)節(jié)機臂部4 的減速動作中，也會在晶片2上產(chǎn)生朝手部3B前端側(cè)的相對慣性力。因此， 這些時候，晶片2與抵接部件30的鉛垂面30a抵接，可防止晶片2錯位。
在搬出晶片2時的多關(guān)節(jié)機臂部4的加速動作中以及在搬入晶片2時 的多關(guān)節(jié)機臂部4的減速動作中，配重部件35B朝著手部3B前端側(cè)產(chǎn)生相 對于基座部件27B的相對慣性力。 (第二實施形態(tài)的主要效果)
如上所述，在本實施形態(tài)中，手部3B包括與晶片2抵接來把持晶片 2的把持部28B、以及朝著使把持部28B從晶片2退避的方向?qū)Π殉植?8B 施力的拉伸螺旋彈簧29B。另外，把持部28B包括與晶片2抵接來把持晶 片2的滾筒34B、以及利用多關(guān)節(jié)機臂部4伸縮動作時產(chǎn)生的慣性力來使?jié)L 筒34B朝著與晶片2抵接的方向移動的配重部件35B。因此，可利用由滾筒 34B和配重部件35B構(gòu)成的簡單結(jié)構(gòu)來把持晶片2，可利用由拉伸螺旋彈簧 29B構(gòu)成的簡單結(jié)構(gòu)來釋放晶片2。
在本實施形態(tài)中，把持部28B配置在手部3B的基端側(cè)，抵接部件30 固定在作為手部3B前端側(cè)的載放部件26的前端側(cè)。在搬出晶片2時的多 關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮動作的減速中，利用配重部件35B來使?jié)L筒34B朝著 與晶片2抵接的方向移動。因此，在搬出晶片2時的多關(guān)節(jié)機臂部4的伸 縮動作的減速中，可利用滾筒34B來防止晶片2的錯位，在搬出晶片2時 的多關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮動作的加速中，可利用抵接部件30 (具體而言是 鉛垂面30a)來防止晶片2的錯位。
在本實施形態(tài)中，在搬入晶片2時的多關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮動作的加 速中，利用配重部件35B來使?jié)L筒34B朝著與晶片2抵接的方向移動。因此，同樣地，在搬入晶片2時的多關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮動作的加速中，可
利用滾筒34B來防止晶片2的錯位，在搬入晶片2時的多關(guān)節(jié)機臂部4的 伸縮動作的減速中，可利用抵接部件30 (具體而言是鉛垂面30a)來防止 晶片2的錯位。
在本實施形態(tài)中，手部3B包括限制部件31B，該限制部件31B限制把 持部28B在拉伸螺旋彈簧29B對把持部28B的施力方向上的動作。因此， 在把持部28B從晶片2后退了時(即釋放晶片2時)，可對配重部件35B 進行定位。因此，可使多關(guān)節(jié)機臂部4伸縮動作時產(chǎn)生的慣性力適當?shù)刈?用在配重部件35B上，從而使桿部件36B可靠地轉(zhuǎn)動。其結(jié)果是，能可靠 地使?jié)L筒34B與晶片2抵接。
在本實施形態(tài)中，在形成為大致L形狀的桿部件36B的一端側(cè)安裝有 滾筒34B，在桿部件36B的另一端側(cè)安裝有配重部件35B。因此，在使用了 以固定軸37B為中心進行轉(zhuǎn)動的桿部件36B的簡單結(jié)構(gòu)下，可利用慣性力 使?jié)L筒34B朝著與晶片2抵接的方向移動。
在本實施形態(tài)中，把持部28B包括與晶片2抵接并可轉(zhuǎn)動的滾筒34B。 因此，在把持部28B與晶片2抵接時，即使晶片2在手部3B上產(chǎn)生錯位， 也可通過滾筒34B的作用在不會給晶片2造成損傷的情況下將晶片2向規(guī) 定位置定位。
(第二實施形態(tài)的其它實施形態(tài))
上述第二實施形態(tài)是本發(fā)明的較佳實施形態(tài)的一例，但并不局限于此， 可在不變更本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進行各種變形實施。
在上述實施形態(tài)中，利用拉伸螺旋彈簧29B對把持部28B朝著從晶片 2退避的方向施力。此外，例如也可像圖21所示的那樣，利用壓縮螺旋彈 簧39B對把持部28B朝著從晶片2退避的方向施力。這種情況下，如圖21 所示，壓縮螺旋彈簧39B的一端安裝在第二桿部36Bb上，壓縮螺旋彈簧3犯 的另一端安裝在載放部件26 (或基座部件27B)上。在圖21中，對與上述 實施形態(tài)相同的結(jié)構(gòu)標記相同的符號。
在上述實施形態(tài)中，手部3B包括把持部28B，該把持部28B使形成為大致L形狀的兩個桿部件36B轉(zhuǎn)動來把持、釋放晶片2。此外，例如也可像 圖22所示的那樣，手部3B也可包括把持部48B來代替把持部28B,該把持 部48B具有固定在皮帶41B上的配重部件45B、以及通過保持部件42B 安裝在皮帶41B上的滾筒34B，通過使?jié)L筒34B直線狀移動來把持、釋放晶 片2。
在該把持部48B中，皮帶41B例如架設在兩個帶輪43B上。滾筒34B 可轉(zhuǎn)動地安裝在保持部件42B的前端側(cè)。在保持部件42B的后端側(cè)安裝著 拉伸螺旋彈簧49B的一端，拉伸螺旋彈簧49B的另一端安裝在基座部件27B 上。與上述實施形態(tài)一樣，如圖22 (A)所示，該把持部48B通常在拉伸螺 旋彈簧49B的施力作用下從晶片2退避。在搬出晶片2時的多關(guān)節(jié)機臂部4 的伸縮動作的減速中、或是在搬入晶片2時的多關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮動作 的加速中，如圖22 (B)所示，把持部48B在慣性力作用下用滾筒34B來把 持晶片2。在圖22中，對與上述實施形態(tài)相同的結(jié)構(gòu)標記相同的符號。
在圖22所示的把持部48B上，也可使用線性引導件來代替皮帶41B和 帶輪43B。
在上述第二實施形態(tài)中，在空心轉(zhuǎn)軸16的轉(zhuǎn)動下進行的多關(guān)節(jié)機臂部 4的伸縮動作中沒有恒速動作，僅有加減速動作。此外，在空心轉(zhuǎn)軸16的 轉(zhuǎn)動下進行的多關(guān)節(jié)機臂部4的伸縮動作中，除加速動作、減速動作之外， 還可以包括恒速動作。在上述實施形態(tài)中，空心轉(zhuǎn)軸16的驅(qū)動馬達的加速 變化率與減速變化率相等，但空心轉(zhuǎn)軸16的驅(qū)動馬達的加速變化率與減速
變化率也可不同。
在上述第二實施形態(tài)中，滾筒34B是與作為搬運對象物的晶片2抵接 來把持晶片2的把持部件。此外，與晶片2抵接來把持晶片2的把持部件 也可以是固定在桿部件36B —端側(cè)的固定部件。在上述實施形態(tài)中，對把 持部28B朝著把持晶片2的方向施力的施力部件為拉伸螺旋彈簧29B，但對 把持部28B施力的施力部件也可以是板簧等其它彈簧部件或橡膠等彈性部 件。
在上述實施形態(tài)中，通過配重部件35B與限制部件31B抵接來限制把持部28B在拉伸螺旋彈簧29B對把持部28B的施力方向上的動作。此外， 也可通過桿部件36B與限制部件31B抵接來限制把持部28B在拉伸螺旋彈 簧29B對把持部28B的施力方向上的動作。
在上述第一、第二實施形態(tài)中，機器人1是在多關(guān)節(jié)機臂部4進行伸 縮時手部3A、3B以朝向一定方向的狀態(tài)輻射狀移動的所謂的圓筒形機器人。 此外，應用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的機器人也可以不是圓筒形機器人。目卩，也可將 本發(fā)明的結(jié)構(gòu)應用于手部3A、 3B的朝向隨著多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮而變化的 機器人。在上述實施形態(tài)中，多關(guān)節(jié)機臂部4由第二機臂6和第一機臂7兩 個機臂構(gòu)成，但多關(guān)節(jié)機臂部4也可以由三個以上的機臂構(gòu)成。
在上述第一、第二實施形態(tài)中，抵接部件30與載放部件26分開形成 并固定在載放部件26上，但具有與抵接部件30相同的功能的抵接部也可 與載放部件26—體形成。
在上述第一、第二實施形態(tài)等中，機器人1是在真空狀態(tài)下使用的所 謂的真空機器人，但機器人1也可以在大氣中使用。即，應用本發(fā)明的結(jié) 構(gòu)的機器人并不局限于真空機器人。在上述實施形態(tài)中，被機器人1搬運 的搬運對象物為圓盤狀的晶片2，但被機器人1搬運的搬運對象物也可以是 晶片2以外的形成為圓盤狀的基板，或者也可以是形成為矩形等多邊形形 狀的基板等。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)用機器人，用于進行搬運對象物從收納所述搬運對象物的收納部的搬出和所述搬運對象物向所述收納部的搬入，其特征在于，包括裝載所述搬運對象物的手部；多關(guān)節(jié)機臂部，該多關(guān)節(jié)機臂部具有包括將所述手部可轉(zhuǎn)動地保持在前端側(cè)的手部保持機臂在內(nèi)的兩個以上的機臂，在所述搬運對象物相對于所述收納部出入時進行伸縮；以及將所述多關(guān)節(jié)機臂部可轉(zhuǎn)動地保持的本體部，所述手部包括用于與所述搬運對象物抵接來把持所述搬運對象物的把持部、以及朝著把持所述搬運對象物的方向?qū)λ霭殉植渴┝Φ氖┝Σ考?，所述手部保持機臂包括偏心部件，該偏心部件以從所述手部相對于所述手部保持機臂的轉(zhuǎn)動中心偏離的位置固定在所述手部保持機臂上，并在所述搬運對象物被從所述收納部搬出開始之前與所述把持部抵接而使所述把持部從所述搬運對象物退避，隨著將所述搬運對象物從所述收納部搬出時的所述多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮動作，所述偏心部件相對于所述把持部相對移動，以使所述把持部朝著把持所述搬運對象物的方向移動，在將所述搬運對象物從所述收納部搬出時的所述多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮動作的恒速中或減速中，所述把持部通過所述施力部件的施力而開始把持所述搬運對象物。
2. 如權(quán)利要求1所述的工業(yè)用機器人，其特征在于， 在所述搬運對象物被向所述收納部搬入開始之前，所述把持部通過所述施力部件的施力來把所述持搬運對象物，隨著將所述搬運對象物向所述收納部搬入時的所述多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮 動作，所述偏心部件相對于所述把持部相對移動，以使所述把持部從所述搬運 對象物退避的方向移動，在將所述搬運對象物向所述收納部搬入時的所述多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮動作的加速中或恒速中，所述把持部開始從所述搬運對象物退避。
3. 如權(quán)利要求1所述的工業(yè)用機器人，其特征在于， 所述把持部配置在作為所述手部保持機臂側(cè)的所述手部的基端側(cè)， 所述手部在前端側(cè)具有與所述搬運對象物的端部抵接的抵接部。
4. 如權(quán)利要求1所述的工業(yè)用機器人，其特征在于，所述把持部具有與所 述搬運對象物抵接并可轉(zhuǎn)動的滾筒。
5. 如權(quán)利要求1所述的工業(yè)用機器人，其特征在于，所述把持部朝著 把持所述搬運對象物的把持方向和從所述搬運對象物退避的退避方向直線 狀移動。
6. 如權(quán)利要求5所述的工業(yè)用機器人，其特征在于，所述把持部具有被朝 著所述把持方向和所述退避方向直線狀弓I導的至少兩個軸部件。
7. 如權(quán)利要求5所述的工業(yè)用機器人，其特征在于，所述把持部具有筒狀 的凸輪部件，該凸輪部件在內(nèi)周側(cè)形成有與所述偏心部件抵接的凸輪面。
8. —種工業(yè)用機器人，用于進行搬運對象物從收納所述搬運對象物的收納 部的搬出和所述搬運對象物向所述收納部的搬入，其特征在于，包括裝載所述搬運對象物的手部；多關(guān)節(jié)機臂部，該多關(guān)節(jié)機臂部具有包括將所述手部可轉(zhuǎn)動地保持在前端 側(cè)的手部保持機臂在內(nèi)的兩個以上的機臂，在所述搬運對象物相對于所述收納 部出入時進行伸縮；以及將所述多關(guān)節(jié)機臂部可轉(zhuǎn)動地保持的本體部，所述手部包括用于與所述搬運對象物抵接來把持所述搬運對象物的把持 部、以及朝著使所述把持部從所述搬運對象物退避的方向?qū)λ霭殉植渴┝Φ?施力部件，所述手部保持機臂包括偏心部件，該偏心部件以從所述手部相對于所述手 部保持機臂的轉(zhuǎn)動中心偏離的位置固定在所述手部保持機臂上，并可與所述把 持部抵接，隨著將所述搬運對象物從所述收納部搬出時的所述多關(guān)節(jié)機臂部的伸 縮動作，所述偏心部件相對于所述把持部相對移動，以使所述把持部朝著把持所述搬運對象物的方向移動，所述把持部在所述搬運對象物被從所述收納部搬出開始之前從所述搬 運對象物退避，并在將所述搬運對象物從所述收納部搬出時的所述多關(guān)節(jié) 機臂部的伸縮動作的恒速或減速中通過與所述把持部抵接的所述偏心部件 的作用而開始把持所述搬運對象物。
9. 一種工業(yè)用機器人，用于進行搬運對象物從收納所述搬運對象物的收 納部的搬出和所述搬運對象物向所述收納部的搬入，其特征在于，包括裝載所述搬運對象物的手部；多關(guān)節(jié)機臂部，該多關(guān)節(jié)機臂部具有包括將所述手部可轉(zhuǎn)動地保持在前端 側(cè)的手部保持機臂在內(nèi)的兩個以上的機臂，在所述搬運對象物相對于所述收納 部出入時進行伸縮；以及將所述多關(guān)節(jié)機臂部可轉(zhuǎn)動地保持的本體部，所述手部包括用于與所述搬運對象物抵接來把持所述搬運對象物的 把持部、以及朝著使所述把持部從所述搬運對象物退避的方向?qū)λ霭殉植渴?力的施力部件，所述把持部包括可與所述搬運對象物抵接的把持部件、以及利用所 述多關(guān)節(jié)機臂部伸縮動作時產(chǎn)生的慣性力來使所述把持部件朝著與所述搬 運對象物抵接的方向移動的配重部件。
10. 如權(quán)利要求9所述的工業(yè)用機器人，其特征在于， 所述把持部配置在作為所述手部保持機臂側(cè)的所述手部的基端側(cè)， 所述手部在前端側(cè)具有與所述搬運對象物的端部抵接的抵接部， 在將所述搬運對象物從所述收納部搬出時的所述多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮動作的減速中，所述配重部件使所述把持部件朝著與所述搬運對象物抵接 的方向移動。
11. 如權(quán)利要求9所述的工業(yè)用機器人，其特征在于， 所述把持部配置在作為所述手部保持機臂側(cè)的所述手部的基端側(cè)， 所述手部在前端側(cè)具有與所述搬運對象物的端部抵接的抵接部， 在將所述搬運對象物向所述收納部搬入時的所述多關(guān)節(jié)機臂部的伸縮動作的加速中，所述配重部件使所述把持部件朝著與所述搬運對象物抵接 的方向移動。
12. 如權(quán)利要求9所述的工業(yè)用機器人，其特征在于，所述手部具有限制 部件，該限制部件限制所述把持部在所述施力部件對所述把持部的施力方 向上的動作。
13. 如權(quán)利要求9所述的工業(yè)用機器人，其特征在于，所述把持部將所述 把持部件與所述配重部件連結(jié)，并具有可轉(zhuǎn)動的大致L形狀的桿部件，所述把持部件安裝在所述桿部件的一端側(cè)，所述配重部件安裝在所述桿部件 的另一端側(cè)。
14. 如權(quán)利要求9所述的工業(yè)用機器人，其特征在于，所述把持部件是可 轉(zhuǎn)動的滾筒。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使以機械結(jié)構(gòu)來把持搬運對象物也可抑制對搬運對象物的沖擊的工業(yè)用機器人。機器人(1)包括裝載晶片(2)的手部(3A)、以及具有保持手部(3A)的第二機臂(6)的多關(guān)節(jié)機臂部(4)。手部(3A)包括用于把持晶片(2)的把持部(28A)、以及朝著把持晶片(2)的方向?qū)Π殉植?28A)施力的施力部件，第二機臂(6)具有偏心部件(31A)，該偏心部件(31A)固定在從手部(3A)的轉(zhuǎn)動中心偏離的位置上，在晶片(2)的搬出開始前與把持部(28A)抵接而使把持部(28A)從晶片(2)退避，隨著將晶片(2)搬出時的多關(guān)節(jié)機臂部(4)的伸縮動作，偏心部件(31A)以使把持部(28A)朝著把持晶片(2)的方向移動的形態(tài)相對于把持部(28A)相對移動，在將晶片(2)搬出時的多關(guān)節(jié)機臂部(4)的伸縮動作的減速中，把持部(28A)開始把持晶片(2)。
文檔編號B25J3/00GK101318325SQ20081012591
公開日2008年12月10日 申請日期2008年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月5日
發(fā)明者小山淳之介, 矢澤隆之 申請人:日本電產(chǎn)三協(xié)株式會社