(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送対象物が搭載されるハンドと、前記ハンドが先端側に回動可能に連結されるアームと、前記アームの基端側が回動可能に連結される本体部とを備え、
前記本体部は、前記アームの基端側が上面側に回動可能に連結される昇降体と、前記昇降体を昇降可能に保持するとともに前記昇降体の少なくとも下端側の一部が収容される筐体と、前記昇降体を昇降させる昇降機構と、ガイドレールと前記ガイドレールに係合するガイドブロックとを有し前記昇降体を上下方向へ案内するガイド機構とを備え、
前記昇降機構は、モータと、ボールネジと、前記モータの出力軸に固定される第１プーリと、前記ボールネジのネジ軸に固定される第２プーリと、前記第１プーリと前記第２プーリとに架け渡されるベルトとを備えるとともに、上下方向から見たときに、前記昇降体と重なるように前記筐体に収容され、
前記筐体は、上下方向から見たときの形状が左右方向を長手方向とし前後方向を短手方向とする略長方形状となるように形成されるとともに、前記筐体の前後方向の一方の側面を構成する第１側壁部と、前記筐体の左右方向の一方の側面を構成する第２側壁部と、前記筐体の左右方向の他方の側面を構成する第３側壁部とを備え、
前記第１側壁部と前記第２側壁部との境界部分の、前記筐体の内部側、および、前記第１側壁部と前記第３側壁部との境界部分の、前記筐体の内部側は、前後方向および左右方向の厚さが厚くなった肉厚部となっており、
前記昇降体は、上下方向から見たときの形状が左右方向を長手方向とし前後方向を短手方向とする略長方形状となるように形成され前記昇降体の下降時に前記筐体に収容されるフレーム部を備え、
前記フレーム部の左右方向の両側面のそれぞれには、ブロック保持部材が固定され、
前記ガイドレールは、前記肉厚部に固定されるとともに、前記ガイドブロックは、前記ブロック保持部材に固定されており、前記ガイドレールおよび前記ガイドブロックは、左右方向における前記フレーム部の両外側に配置されるとともに前記筐体の内部に収容され、
前記モータと前記ボールネジとは、左右方向で隣り合うように前記筐体の中に配置されていることを特徴とする産業用ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の搬送対象物を搬送する産業用ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ）と半導体ウエハ処理装置との間で半導体ウエハを搬送する水平多関節ロボットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の水平多関節ロボットは、ＥＦＥＭ（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ  Ｍｏｄｕｌｅ）の一部を構成しており、ＥＦＥＭの筐体の内部に配置されている。ＥＦＥＭは、半導体ウエハ処理装置の前側に配置され、ＦＯＵＰは、ＥＦＥＭの前側に配置されている。ＥＦＥＭの筐体は、前後方向を短手方向とし左右方向を長手方向とする細長い直方体の箱状に形成されている。
【０００３】
また、特許文献１に記載の水平多関節ロボットは、半導体ウエハが搭載される２個のハンドと、２個のハンドが先端側に回動可能に連結されるアームと、アームの基端側が回動可能に連結される本体部とを備えている。本体部は、上端にアームの基端側が回動可能に連結される柱状部材と、柱状部材を昇降可能に保持する筐体と、柱状部材を昇降させる昇降機構とを備えている。下降時の柱状部材は、筐体に収容されている。また、昇降機構は、筐体に収容されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−３６１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、特許文献１に記載の水平多関節ロボットは、ＥＦＥＭの筐体の内部に配置されている。ＥＦＥＭの筐体の内部では、各種の配管や配線が引き回されることがある。ＥＦＥＭの筐体の内部で、配管や配線の引き回しスペースを確保するためには、水平多関節ロボットの本体部は、前後方向において薄くなっていることが好ましい。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、アームの基端側が回動可能に連結される本体部を薄型化することが可能な産業用ロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明の産業用ロボットは、搬送対象物が搭載されるハンドと、ハンドが先端側に回動可能に連結されるアームと、アームの基端側が回動可能に連結される本体部とを備え、本体部は、アームの基端側が上面側に回動可能に連結される昇降体と、昇降体を昇降可能に保持するとともに昇降体の少なくとも下端側の一部が収容される筐体と、昇降体を昇降させる昇降機構と、ガイドレールとガイドレールに係合するガイドブロックとを有し昇降体を上下方向へ案内するガイド機構とを備え、昇降機構は、モータと、ボールネジと、モータの出力軸に固定される第１プーリと、ボールネジのネジ軸に固定される第２プーリと、第１プーリと第２プーリとに架け渡されるベルトとを備えるとともに、上下方向から見たときに、昇降体と重なるように筐体に収容され、筐体は、上下方向から見たときの形状が左右方向を長手方向とし前後方向を短手方向とする略長方形状となるように形成されるとともに、筐体の前後方向の一方の側面を構成する第１側壁部と、筐体の左右方向の一方の側面を構成する第２側壁部と、筐体の左右方向の他方の側面を構成する第３側壁部とを備え、第１側壁部と第２側壁部との境界部分の、筐体の内部側、および、第１側壁部と第３側壁部との境界部分の、筐体の内部側は、前後方向および左右方向の厚さが厚くなった肉厚部となっており、昇降体は、上下方向から見たときの形状が左右方向を長手方向とし前後方向を短手方向とする略長方形状となるように形成され昇降体の下降時に筐体に収容されるフレーム部を備え、フレーム部の左右方向の両側面のそれぞれには、ブロック保持部材が固定され、ガイドレールは、肉厚部に固定されるとともに、ガイドブロックは、ブロック保持部材に固定されており、ガイドレールおよびガイドブロックは、左右方向におけるフレーム部の両外側に配置されるとともに筐体の内部に収容され、モータとボールネジとは、左右方向で隣り合うように筐体の中に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の産業用ロボットでは、本体部は、アームの基端側が上面側に回動可能に連結される昇降体と、昇降体の少なくとも下端側の一部が収容される筐体と、昇降体を昇降させる昇降機構とを備え、昇降機構は、上下方向から見たときに、昇降体と重なるように筐体に収容されている。そのため、本発明では、昇降機構が前後方向において昇降体とずれた状態で筐体に収容されている場合と比較して、前後方向における筐体の幅を狭くすることが可能になる。すなわち、本発明では、昇降機構が前後方向において昇降体とずれた状態で筐体に収容されている場合と比較して、前後方向における本体部の幅を狭くすることが可能になり、その結果、本体部を薄型化することが可能になる。
【００１０】
また、本発明では、本体部は、ガイドレールとガイドレールに係合するガイドブロックとを有し昇降体を上下方向へ案内するガイド機構を備え、ガイドレールおよびガイドブロックは、左右方向におけるフレーム部の両外側に配置されるとともに筐体の内部に収容されている。そのため、フレーム部の左側に配置されるガイドレールおよびガイドブロックと、フレーム部の右側に配置されるガイドレールおよびガイドブロックとの距離を長くすることが可能になる。したがって、ガイド機構によって昇降体を上下方向へ円滑に案内することが可能になる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明の産業用ロボットでは、アームの基端側が回動可能に連結される本体部を薄型化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態にかかる産業用ロボットの斜視図であり、（Ａ）は昇降体が下降している状態を示す図、（Ｂ）は昇降体が上昇している状態を示す図である。
【図２】図１に示す産業用ロボットの側面図である。
【図３】図１に示す産業用ロボットが使用される半導体製造システムの概略平面図である。
【図４】図２のＥ−Ｅ断面の構成を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
（産業用ロボットの構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる産業用ロボット１の斜視図であり、（Ａ）は昇降体２０が下降している状態を示す図、（Ｂ）は昇降体２０が上昇している状態を示す図である。図２は、図１に示す産業用ロボット１の側面図である。図３は、図１に示す産業用ロボット１が使用される半導体製造システム９の概略平面図である。図４は、図２のＥ−Ｅ断面の構成を説明するための断面図である。
【００１５】
本形態の産業用ロボット１は、搬送体対象物である半導体ウエハ２（図３参照）を搬送するための水平多関節ロボットである。この産業用ロボット１は、半導体ウエハ２が搭載される２個のハンド４、５と、ハンド４、５が先端側に回動可能に連結されるとともに水平方向に動作するアーム６と、アーム６の基端側が回動可能に連結される本体部７とを備えている。以下の説明では、産業用ロボット１を「ロボット１」とし、半導体ウエハ２を「ウエハ２」とする。また、以下の説明では、上下方向に直交する図１等のＸ方向を「左右方向」とし、上下方向と左右方向とに直交する図１等のＹ方向を「前後方向」とするとともに、Ｘ１方向側を「右」側、Ｘ２方向側を「左」側、Ｙ１方向側を「前」側、Ｙ２方向側を「後（後ろ）」側とする。
【００１６】
図３に示すように、ロボット１は、半導体製造システム９に組み込まれて使用される。この半導体製造システム９は、ＥＦＥＭ１０と、ウエハ２に対して所定の処理を行う半導体ウエハ処理装置１１とを備えている。ＥＦＥＭ１０は、半導体ウエハ処理装置１１の前側に配置されている。ロボット１は、ＥＦＥＭ１０の一部を構成している。また、ＥＦＥＭ１０は、ＦＯＵＰ１２を開閉する複数のロードポート１３と、ロボット１が収容される筺体１４とを備えている。筺体１４は、左右方向に細長い直方体の箱状に形成されている。ロードポート１３は、筺体１４の前側に配置されている。ロボット１は、筐体１４の内部の前側面１４ａにアーム６の基端側が隣接するように筐体１４の内部に配置されており、ＦＯＵＰ１２と半導体ウエハ処理装置１１との間でウエハ２を搬送する。
【００１７】
アーム６は、基端側が本体部７に回動可能に連結される第１アーム部１６と、第１アーム部１６の先端側に基端側が回動可能に連結される第２アーム部１７と、第２アーム部１７の先端側に基端側が回動可能に連結される第３アーム部１８とから構成されている。第１アーム部１６、第２アーム部１７および第３アーム部１８は、中空状に形成されている。本体部７と第１アーム部１６と第２アーム部１７と第３アーム部１８とは、上下方向において、下側からこの順番で配置されている。
【００１８】
ハンド４、５は、上下方向から見たときの形状が略Ｙ形状となるように形成されている。ハンド４、５の基端側部分は、第３アーム部１８の先端側に回動可能に連結されている。また、ハンド４、５は、上下方向で重なるように配置されている。具体的には、ハンド４が上側に配置され、ハンド５が下側に配置されている。また、ハンド４、５は、第３アーム部１８よりも上側に配置されている。なお、図３では、ハンド５の図示を省略している。
【００１９】
本体部７は、アーム６の基端側が上面側に回動可能に連結される昇降体２０と、昇降体２０を昇降可能に保持する筺体２１と、筺体２１に対して昇降体２０を昇降させる昇降機構２２（図４参照）と、昇降体２０を上下方向へ案内するガイド機構２３（図４参照）とを備えている。
【００２０】
筺体２１は、扁平な略直方体の箱状に形成されており、上下方向から見たときの筺体２１の形状は、左右方向を長手方向とし前後方向を短手方向とする略長方形状となっている。具体的には、上下方向から見たときの筺体２１の形状は、左右方向に細長い略長方形状となっている。筺体２１の前面および後面は、前後方向に直交する平面となっており、筺体２１の左右の両側面は、左右方向に直交する平面となっている。また、筺体２１の上面および底面は、上下方向に直交する平面となっている。
【００２１】
昇降体２０は、扁平な略直方体に形成されるフレーム部２５と、フレーム部２５の上端側に固定される上端側フレーム部２６とを備えている。フレーム部２５と上端側フレーム部２６とは別体で形成され、互いに固定されている。具体的には、フレーム部２５と上端側フレーム部２６とは、図示を省略するネジによって互いに固定されている。
【００２２】
フレーム部２５は、底面が開口する箱状に形成されており、上下方向から見たときのフレーム部２５の形状は左右方向を長手方向とし前後方向を短手方向とする略長方形状となっている。具体的には、上下方向から見たときのフレーム部２５の形状は、左右方向に細長い略長方形状となっている。フレーム部２５の前面および後面は、前後方向に直交する平面となっており、フレーム部２５の左右の両側面は、左右方向に直交する平面となっている。また、フレーム部２５の上面は、上下方向に直交する平面となっている。
【００２３】
上端側フレーム部２６は、略直方体状に形成されている。この上端側フレーム部２６は、上下方向から見たときの形状が前後方向を長手方向とし左右方向を短手方向とする略長方形状となるように形成されている。また、上端側フレーム部２６は、中空状に形成されている。上端側フレーム部２６の左右方向の幅はフレーム部２５の左右方向の幅よりも狭くなっている。上端側フレーム部２６は、フレーム部２５に固定される被固定部２６ａを備えている。被固定部２６ａは、フレーム部２５の上端側の左右方向の中心に形成される凹部の中に収容されている。
【００２４】
また、上端側フレーム部２６は、被固定部２６ａの前端に繋がるとともにフレーム部２５の前面から前側へ突出する突出部２６ｂを備えている。すなわち、昇降体２０は、前側に突出する突出部２６ｂを昇降体２０の上端側に備えるとともに、突出部２６ｂが形成される上端側フレーム部２６を備えている。アーム６の基端側は、突出部２６ｂの上面側に配置されており、突出部２６ｂに回動可能に連結されている。すなわち、第１アーム部１６の基端側は、突出部２６ｂの上面側に配置されており、突出部２６ｂに回動可能に連結されている。
【００２５】
昇降体２０の下降時には、フレーム部２５は筐体２１に収容されている。具体的には、昇降体２０が下限位置まで下降しているとき（図１（Ａ）に示す状態のとき）には、フレーム部２５の全体が筐体２１に収容されている。すなわち、昇降体２０が下限位置まで下降しているときには、昇降体２０の、突出部２６ｂ以外の部分が筐体２１に収容されている。また、昇降体２０が下限位置から上昇しているとき（図１（Ｂ）に示す状態のとき）には、フレーム部２５の下端側部分が筐体２１に収容されている。すなわち、昇降体２０が下限位置から上昇しているときには、昇降体２０の下端側部分が筐体２１に収容されている。筐体２１の前面部の上端側には、昇降体２０が下降しているときに突出部２６ｂが配置される切欠き部２１ａ（図１（Ｂ）参照）が形成されている。なお、筐体２１の上面部には、昇降体２０の昇降時にフレーム部２５が通過する切欠き部が形成されている。
【００２６】
昇降機構２２は、筐体２１に収容されている。この昇降機構２２は、図４に示すように、モータ２８とボールネジ２９とを備えている。ボールネジ２９は、モータ２８の動力で回転するネジ軸３０と、ネジ軸３０に係合するナット３１とを備えている。モータ２８は、筐体２１に収容されており、筐体２１の下端側に固定されている。また、モータ２８は、左右方向における筐体２１の略中心位置に配置されている。ネジ軸３０は、ネジ軸３０の軸方向と上下方向とが一致するように配置されている。また、ネジ軸３０は、モータ２８よりも右側に配置されている。このネジ軸３０は、筐体２１に回転可能に保持されている。
【００２７】
ナット３１は、ナット保持部材３２に固定されている。ナット保持部材３２は、フレーム部２５の内部に固定されている。すなわち、ナット３１は、ナット保持部材３２を介してフレーム部２５の内部に固定されている。モータ２８の出力軸には、プーリ３３が固定され、ネジ軸３０の下端側には、プーリ３４が固定されている。プーリ３３とプーリ３４とには、ベルト３５が架け渡されている。図４に示すように、昇降機構２２は、上下方向から見たときに、昇降体２０と重なるように筐体２１に収容されている。より具体的には、昇降機構２２は、上下方向から見たときに、フレーム部２５と重なるように筐体２１に収容されている。
【００２８】
ガイド機構２３は、ガイドレール３８と、ガイドレール３８に係合するガイドブロック３９とを備えている。ガイドレール３８は、ガイドレール３８の長手方向と上下方向とが一致するように筐体２１の内部に固定されている。また、ガイドレール３８は、筐体２１の内部の左右の両端側に固定されている。ガイドブロック３９は、ブロック保持部材４０に固定されている。ブロック保持部材４０は、フレーム部２５の左右の両側面のそれぞれに固定されている。すなわち、ガイドブロック３９は、ブロック保持部材４０を介してフレーム部２５の左右の両側面に固定されており、ガイドレール３８およびガイドブロック３９は、左右方向におけるフレーム部２５の両外側に配置されている。また、ガイドレール３８およびガイドブロック３９は、筐体２１に収容されている。
【００２９】
本形態では、モータ２８が回転すると、昇降体２０は、ガイド機構２３に案内されながら筐体２１に対して上下動する。なお、フレーム部２５の内部には、ケーブルベア（登録商標）４２の一端側が固定され、筐体２１の内部には、ケーブルベア（登録商標）４２の他端側が固定されている。ケーブルベア（登録商標）４２は、モータ２８よりも左側に配置されている。
【００３０】
また、ロボット１は、第１アーム部１６および第２アーム部１７を回動させて第１アーム部１６と第２アーム部１７とからなるアーム６の一部を伸縮させるアーム部駆動機構４５（図２参照）と、第３アーム部１８を回動させる第３アーム部駆動機構（図示省略）と、ハンド４を回動させるハンド駆動機構（図示省略）と、ハンド５を回動させるハンド駆動機構（図示省略）とを備えている。
【００３１】
アーム部駆動機構４５は、図２に示すように、モータ４６と、モータ４６の動力を減速して第１アーム部１６に伝達するための減速機４７と、モータ４６の動力を減速して第２アーム部１７に伝達するための減速機４８とを備えている。モータ４６は、上端側フレーム部２６の被固定部２６ａの下面部に固定されている。具体的には、モータ４６は、モータ４６の出力軸が被固定部２６ａの内部に配置されるとともに、モータ４６の本体部がフレーム部２５の内部に配置されるように被固定部２６ａの下面部に固定されている。
【００３２】
減速機４７は、第１アーム部１６と突出部２６ｂとを繋ぐ関節部を構成している。この減速機４７は、中空減速機である。減速機４７のケース体は、突出部２６ｂの内部に固定されている。減速機４７の出力軸の上端面は、第１アーム部１６の基端側の下面に固定されている。減速機４７は、第１アーム部１６の基端側の下面に固定される出力軸の上端側の一部分を除いて突出部２６ｂの内部に収容されている。モータ４６と減速機４７とは、モータ４６の出力軸に固定されるプーリ４９と、減速機４７の入力軸に固定されるプーリ５０と、プーリ４９とプーリ５０とに架け渡されるベルト５１を介して連結されている。プーリ４９、５０およびベルト５１は、上端側フレーム部２６の内部に収容されている。
【００３３】
減速機４８は、第１アーム部１６と第２アーム部１７とを繋ぐ関節部を構成している。この減速機４８は、減速機４７と同様に、中空減速機である。モータ４６と減速機４８とは、プーリ４９、５０、ベルト５１および第１アーム部１６の内部に配置されるプーリ、ベルト（図示省略）等を介して連結されている。
【００３４】
第３アーム部駆動機構は、モータと、このモータの動力を減速して第３アーム部１８に伝達するための減速機とを備えている。第３アーム部駆動機構のモータは、第２アーム部１７の内部に配置され、第３アーム部駆動機構の減速機は、第２アーム部１７と第３アーム部１８とを繋ぐ関節部を構成している。ハンド駆動機構は、モータと、このモータの動力を減速してハンド４、５に伝達するための減速機とを備えている。ハンド駆動機構のモータおよび減速機は、第３アーム部１８の内部に配置されている。また、ハンド駆動機構の減速機とハンド４、５とは、図示を省略するプーリおよびベルトを介して連結されている。
【００３５】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、昇降機構２２は、上下方向から見たときに、筐体２１に収容されるフレーム部２５と重なるように筐体２１に収容されている。そのため、本形態では、昇降機構２２が前後方向においてフレーム部２５とずれた状態で筐体２１に収容されている場合と比較して、前後方向における筐体２１の幅を狭くすることが可能になる。すなわち、本形態では、昇降機構２２が前後方向においてフレーム部２５とずれた状態で筐体２１に収容されている場合と比較して、前後方向における本体部７の幅を狭くすることが可能になり、その結果、本体部７を薄型化することが可能になる。
【００３６】
本形態では、フレーム部２５は、上下方向から見たときの形状が左右方向に細長い略長方形状となるように形成されており、ガイドレール３８およびガイドブロック３９は、左右方向におけるフレーム部２５の両外側に配置されている。そのため、本形態では、フレーム部２５の左側に配置されるガイドレール３８およびガイドブロック３９と、フレーム部２５の右側に配置されるガイドレール３８およびガイドブロック３９との距離を長くすることが可能になる。したがって、本形態では、ガイドレール３８とガイドブロック３９とによって昇降体２０を上下方向へ円滑に案内することが可能になる。
【００３７】
（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
【００３８】
上述した形態では、昇降体２０が下限位置まで下降しているときに、フレーム部２５の全体が筐体２１に収容されているが、昇降体２０が下限位置まで下降しているときに、フレーム部２５の上端側部分が筐体２１の上面よりも上側へ突出していても良い。また、上述した形態では、昇降体２０は、前側に突出する突出部２６ｂを備えているが、昇降体２０は、突出部２６ｂを備えていなくても良い。また、上述した形態において、ロボット１は、本体部７を昇降させる（具体的には、筐体２１を昇降させる）昇降機構を備えていても良い。すなわち、特開２０１５−３６１８５号公報に開示された昇降機構と同様の昇降機構をロボット１が備えていても良い。
【００３９】
上述した形態では、第３アーム部１８の先端側に２個のハンド４、５が取り付けられているが、第３アーム部１８の先端側に１個のハンドが取り付けられても良い。また、上述した形態では、アーム６は、第１アーム部１６、第２アーム部１７および第３アーム部１８の３個のアーム部によって構成されているが、アーム６は、２個のアーム部によって構成されても良いし、４個以上のアーム部によって構成されても良い。また、上述した形態では、ロボット１は、ウエハ２を搬送するためのロボットであるが、ロボット１は、液晶用のガラス基板等の他の搬送対象物を搬送するロボットであっても良い。
【符号の説明】
【００４０】
１  ロボット（産業用ロボット）
２  ウエハ（半導体ウエハ、搬送対象物）
４、５  ハンド
６  アーム
７  本体部
２０  昇降体
２１  筐体
２２  昇降機構
２３  ガイド機構
２５  フレーム部
３８  ガイドレール
３９  ガイドブロック
Ｘ  左右方向
Ｙ  前後方向
【図１】
0006722459.tif 000002
【図２】
0006722459.tif 000003
【図３】
0006722459.tif 000004
【図４】
0006722459.tif 000005