(57)【要約】      （修正有）【課題】各ロボットのハンドの形状がワークの受け渡しに不適当であっても、製造施設のスペース効率の低下を招来することなくロボット相互においてワークの受け渡しがなし得るワーク受取装置。【解決手段】ワークＷを支持するリフトピン６１を所要数有する回転可能な第１および第２のリフトピン支持部６２，６２と、該第１および第２リフトピン支持部６２，６２を同期させて昇降する昇降手段６３とを備え、前記第１および第２リフトピン支持部６２，６２は対向させて水平に配設され、前記リフトピン６１は前記リフトピン支持部６２の回転により待機姿勢と支持姿勢とに切り替えられ、前記リフトピン６１は、前記昇降手段６３によりワーク受取位置まで上昇可能とされる。【選択図】  図２
2005026290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを支持する支持部材を所要数有する回転可能な第１および第２の支持部と、該第１および第２支持部を同期させて昇降する昇降手段とを備え、
前記第１および第２支持部は、対向させて水平に配設され、
前記支持部材は、前記支持部の回転により待機姿勢と支持姿勢とに切り替えられ、
前記支持部材は、前記昇降手段によりワーク受取位置まで上昇可能とされてなる
ことを特徴とするワーク受取装置。
【請求項２】
前記支持部材の先端位置が、ワークをほぼ水平に載置できるように調整されてなることを特徴とする請求項１記載のワーク受取装置。
【請求項３】
少なくとも一つの前記支持部材がワークを検知するワーク検知センサを備えてなることを特徴とする請求項１記載のワーク受取装置。
【請求項４】
前記支持部材がワークを着脱自在に保持する吸着保持手段を備えてなることを特徴とする請求項１記載のワーク受取装置。
【請求項５】
前記昇降手段が、主昇降手段と従昇降手段とからなることを特徴とする請求項１記載のワーク受取装置。
【請求項６】
ワーク受取位置まで上昇可能とされた支持部材を所要数有してなるワーク受取装置を備えてなることを特徴とするロボット。
【請求項７】
ワークを支持する支持部材を所要数有する第１および第２の支持部と、該第１および第２の支持部を同期させて昇降する昇降手段とを備えてなるワーク受取装置を有し、
前記支持部材は前記昇降手段によりワーク受取位置まで上昇可能とされてなることを特徴とするロボット。
【請求項８】
ワークを支持する支持部材を所要数有する回転可能な第１および第２の支持部と、該第１および第２支持部を同期させて昇降する昇降手段とを備え、前記第１および第２支持部は、対向させて水平に配設され、前記支持部材は、前記支持部の回転により待機姿勢と支持姿勢とに切り替えられ、前記支持部材は、前記昇降手段によりワーク受取位置まで上昇可能とされてなるワーク受取装置を備えてなることを特徴とするロボット。
【請求項９】
前記支持部材の先端位置が、ワークをほぼ水平に載置できるように調整されてなることを特徴とする請求項６、７または８記載のロボット。
【請求項１０】
少なくとも一つの前記支持部材がワークを検知するワーク検知センサを備えてなることを特徴とする請求項６、７または８記載のロボット。
【請求項１１】
前記支持部材が前記ワークを着脱自在に保持する吸着保持手段を備えてなることを特徴とする請求項６、７または８記載のロボット。
【請求項１２】
前記昇降手段が、主昇降手段と従昇降手段とからなることを特徴とする請求項６、７または８記載のロボット。
【請求項１３】
ロボットが直動型ロボットとされてなることを特徴とする請求項６、７または８記載のロボット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワーク受取装置およびそれを備えてなるロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、液晶基板の製造施設や半導体ウェハの製造施設では、板状ワーク（以下、単にワークという）を搬送するための搬送装置として、ロボットが広く用いられている。これは、液晶や半導体製品の製造施設であるクリーンルームではロボットによる作業が必須であることに加え、ロボットを搬送装置として用いることによって高い位置精度を達成することを意図していることによる。
【０００３】
ところで、搬送装置としてロボットを利用する際に、ワークの各載置位置間に障害物があるなどして、１台のロボットで効率よくワークを搬送することができない場合などには、複数のロボットでリレー式にワークを搬送することが行われる。
【０００４】
例えば、特開平９−１０７０１３号公報に記載の基板受渡方法は、図５に示すように、２台のロボット１０１、１０２の間にカセット１０３，１０４を配し、一方のロボット１０１が受渡棚１０５に置かれているワークＷ’をカセット１０３，１０４まで搬送し、他方のロボット１０２がカセット１０３，１０４上に置かれたワークＷ’を基板受け台１０６まで搬送するものとしている。
【０００５】
このように、従来、ロボット相互でワークを受渡する際に、各ロボットのハンド形状がワークの受け渡しに不適当である場合は、ワークの各載置位置間に中継位置を設け、そこに一旦ワークを置くようにしてワークの受け渡しすることが行われている。そのため、製造施設のスペース効率の低下を招来しているという問題がある。また、かかるワークの受渡は効率が悪いばかりでなく、位置精度悪化要因ともなっているという問題もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、複数ロボットの協調動作によりワークを搬送する際の作業効率を向上させるとともに、製造施設のスペース効率の低下を招来することのないワーク受取装置を提供することを主たる目的とし、それを備えてなるロボットを提供することをも目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のワーク受取装置は、ワークを支持する支持部材を所要数有する回転可能な第１および第２の支持部と、該第１および第２支持部を同期させて昇降する昇降手段とを備え、前記第１および第２支持部は対向させて水平に配設され、前記支持部材は前記支持部の回転により待機姿勢と支持姿勢とに切り替えられ、前記支持部材は、前記昇降手段によりワーク受取位置まで上昇可能とされてなることを特徴とする。
【０００８】
本発明のワーク受取装置においては、支持部材の先端位置が、ワークをほぼ水平に載置できるように調整されてなるのが好ましい。
【０００９】
また、本発明のワーク受取装置においては、少なくとも一つの支持部材がワークを検知するワーク検知センサを備えてなるのが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明のワーク受取装置においては、支持部材がワークを着脱自在に保持する吸着保持手段を備えてなるのが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明のワーク受取装置においては、昇降手段が、主昇降手段と従昇降手段とからなるのが好ましい。
【００１２】
一方、本発明のロボットの第１形態は、ワーク受取位置まで上昇可能とされた支持部材を所要数有してなるワーク受取装置を備えてなることを特徴とする。
【００１３】
本発明のロボットの第２形態は、ワークを支持する支持部材を所要数有する第１および第２の支持部と、該第１および第２の支持部を同期させて昇降する昇降手段とを備えてなるワーク受取装置を有し、前記支持部材は前記昇降手段によりワーク受取位置まで上昇可能とされてなることを特徴とする。
【００１４】
本発明のロボットの第３形態は、ワークを支持する支持部材を所要数有する回転可能な第１および第２の支持部と、該第１および第２支持部を同期させて昇降する昇降手段とを備え、前記第１および第２支持部は、対向させて水平に配設され、前記支持部材は、前記支持部の回転により待機姿勢と支持姿勢とに切り替えられ、前記支持部材は、前記昇降手段によりワーク受取位置まで上昇可能とされてなるワーク受取装置を備えてなることを特徴とする。
【００１５】
本発明のロボットにおいては、支持部材の先端位置が、ワークをほぼ水平に載置できるように調整されてなるのが好ましい。
【００１６】
また、本発明のロボットにおいては、少なくとも一つの支持部材がワークを検知するワーク検知センサを備えてなるのが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明のロボットにおいては、支持部材がワークを着脱自在に保持する吸着保持手段を備えてなるのが好ましい。
【００１８】
さらに、本発明のロボットにおいては、昇降手段が、主昇降手段と従昇降手段とからなるのが好ましい。
【００１９】
ここでロボットは、例えば直動型ロボットとされる。
【００２０】
【作用】
本発明は、前記の如く構成されているので、各ロボットのハンド形状・把持態様がワークの受け渡しに適していないような場合であっても、ワーク受け渡しテーブルを別個に設けることなくロボット相互で直接的にワークを受け渡しさせることが可能となる。そのため、スペース効率の向上が図られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。
【００２２】
図１および図２に本発明の一実施形態に係るワーク受取装置を備えてなるロボットの概略構成を示す。
【００２３】
ロボットＡは、例えば液晶基板（もしくは半導体ウエハ）のワークＷを搬送するためのロボットとされ、特にクリーンルーム内での作業に適するよう発塵防止機構等が設けられたクリーンルーム仕様のロボットとされる。
【００２４】
ロボットＡは、具体的には直動型ロボットとされ、基台１０と、この基台１０上部に装着される２組の直動アーム２０、３０と、各アーム２０、３０それぞれに装着されワークＷを把持する上側および下側の各ハンド４０、５０と、ワーク受取装置としてのリフト部６０と、ロボットコントローラ７０とを主要構成要素として備えてなるものとされる。
【００２５】
ロボットＡの各ハンド４０、５０は、それぞれ２本の指状部４１Ａ、４１Ｂおよび５１Ａ、５１Ｂを有し、この各指状部４１Ａ、４１Ｂおよび５１Ａ、５１Ｂに載置するようにしてワークＷを把持するものとされる。また、上側のハンド４０には、ワークＷの位置誤差を検出するための、レーザセンサからなる位置センサ４２が設けられるものとされる。
【００２６】
このように、本実施形態では、上側ハンド４０のみが他のロボットから直接的にワークＷを受け取るものとされる。
【００２７】
基台１０は、例えば角形筒体形状とされ、作業場の床に固定される。
【００２８】
各アーム２０、３０は、鉛直上下軸（Ｚ軸）、水平回転軸（θ軸）および水平前後軸（Ｘ軸）の各軸から構成される。
【００２９】
鉛直上下軸および水平回転軸は、水平面内で回転自在かつ鉛直方向に進退自在に基台１０に設けられる軸１１から構成される。
【００３０】
水平前後軸（直動軸）は、軸１１の上端面に装着される、各アーム２０、３０の共通の基部１２と、この基部１２の両側方に設けられる第１直動部１３、１４と、この各第１直動部１３、１４の側方に設けられハンド４０、５０を支持する、第２直動部としてのハンド支持部材１５、１６とから構成される。
【００３１】
基部１２は、各第１直動部１３、１４を水平方向に進退自在に支持するフレーム部材（不図示である）を有し、このフレーム部材を長方形状のパーティクル飛散防止用カバー１２ａ内部に収納して構成される。
【００３２】
各第１直動部１３，１４は、各ハンド支持部材１５、１６を水平方向に進退自在に支持するフレーム部材（不図示である）をそれぞれ有し、このフレーム部材を長角筒形状のパーティクル飛散防止用カバー１３ａ，１４ａ内部に収納して構成される。
【００３３】
各ハンド支持部材１５、１６は、コの字形のフレーム部材からなり、各ハンド４０，５０が基部１２上方で互いに重なり合うように片持ち支持するものとされる。
【００３４】
リフト部６０は、ロボットＡが他のロボットからワークＷを受け取る際に、他のロボットによるワークＷの把持を解除して一時的にワークＷを保持する複数のリフトピン６１と、各リフトピン６１を支持する回転可能なリフトピン支持部６２と、リフトピン支持部６２により支持された各リフトピン６１を鉛直上下方向に駆動するリフトピン鉛直駆動部（昇降手段）６３とから構成される。
【００３５】
各リフトピン６１は、水平に寝かされた状態（待機姿勢）から鉛直に立てられた状態（支持姿勢）でワークＷに下方から当接してワークＷを支持する棒状部材とされ、また、少なくとも１つのリフトピン６１には、ワークＷが上方に存在することを確認するためのワーク検知センサ６１ａが設けられるものとされる。
【００３６】
なお、各リフトピン６１のワーク当接部には、ワークＷがずれないようワークＷを着脱自在に保持する、公知の吸着パッドなどの吸着保持手段が設けられてもよい。また、本実施形態では、リフトピン６１の本数は８本または１０本とされるが、これに限られるものではなく、少なくとも３本のリフトピン６１があればワークＷを支持することが可能である。
【００３７】
リフトピン支持部６２は、同一の回転角度位置に各リフトピン６１が取り付けられる複数のシャフト６４Ａ，６４Ｂと、各シャフト６４Ａ，６４Ｂを支持するとともに、各シャフト６４Ａ，６４Ｂを回転して、各リフトピン６１を支持姿勢と待機姿勢との間で旋回させるリフトピン旋回機構６５とを含むものとされる。
【００３８】
各シャフト６４Ａ，６４Ｂは、基部１２および各第１直動部１３，１４の長手方向に延びるようにして、基部１２および各第１直動部１３，１４と下側ハンド５０との間に配設される。また、各シャフト６４Ａ、６４Ｂは、ワークＷが載置されたときのたわみを考慮に入れて、各リフトピン６１によってワークＷを水平に支持できるようにその先端位置が調整されている。
【００３９】
リフトピン旋回機構６５は、例えばテーブルシリンダ６７Ａ，６７Ｂと、各テーブルシリンダ６７Ａ，６７Ｂが出力する駆動力を回転駆動力として各シャフト６４Ａ、６４Ｂに伝達する駆動ベルト６８Ａ，６８Ｂとから構成され、各シャフト６４Ａ、６４Ｂを回転し各リフトピン６１を所定角度位置に旋回するようにして、各リフトピン６１の姿勢を、鉛直に立てられた、他のロボットからワークＷを受け取る際の支持姿勢と、水平に寝かされた、ハンドの移動などのロボット動作の障碍とならない位置に退避する待機姿勢との間で切り替えるものとされる。
【００４０】
ここで、図２（ａ）では、各リフトピン６１が待機姿勢にあるときが示され、同（ｂ）では、各リフトピン６１が支持姿勢にあるときが示され、また、同（ｃ）では、各リフトピン６１が待機姿勢にあるときが実線により示され、支持姿勢にあるときが破線により示されている。
【００４１】
このように、リフトピン６１の姿勢を支持姿勢と待機姿勢とで切り替え得るよう構成することによって、この実施形態のロボットＡのような、ダブルアーム式かつクリーンルーム仕様の付加的装備の多い直動型ロボットにおいても、リフトピン６１の設置スペースを確保することが可能となる。
【００４２】
次に、リフトピン鉛直駆動部６３につき説明する。
【００４３】
リフトピン鉛直駆動部６３は、図３に示すように、各リフトピン６１を、他のロボットからワークＷを受け取るときのワーク支持位置Ｌ１、アライメント等を実施するときのアライメント実施位置Ｌ２、各リフトピン６１を旋回させるときのリフトピン旋回位置Ｌ３およびハンド４０にワークＷを載置するときのワーク載置位置Ｌ４の各位置の間で移動させるように、リフトピン支持部６２を鉛直上下方向に駆動するものとされる。
【００４４】
具体的には、リフトピン鉛直駆動部６３は、エアシリンダなどからなる主駆動機構（主昇降手段）６３ａおよび従駆動機構（従昇降手段）６３ｂが直列に配置された２段階の駆動機構とされる。この実施形態においては、図２に示すように、主駆動機構６３ａを構成するエアシリンダは、リフト部６０のケーシング６０ａ内に配設され、また、従駆動機構６３ｂを構成するエアシリンダは、主駆動機構６３ａを構成するエアシリンダのケーシング６０ａ上面が貫通して突出させられているピストンロッドの先端に配設される。
【００４５】
しかして、かかる構成とされているリフトピン鉛直駆動部６３により、最上位のワーク受取位置Ｌ１に各リフトピン６１先端を移動するときには主駆動機構６３ａおよび従駆動機構６３ｂの両方を最大限まで伸張し、アライメント実施位置Ｌ２に各リフトピン６１先端を移動するときには主駆動機構６３ａのみを最大限まで伸張し、ワーク載置位置Ｌ４に各リフトピン６１先端を移動するときには従駆動機構６３ｂのみを最大限まで伸張し、リフトピン旋回位置Ｌ３に各リフトピン６１先端を移動するときには両駆動機構６３ａ，６３ｂをともに伸張しないものとする、というようにして各リフトピン６１先端を各位置Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の間で移動する。
【００４６】
これによって、単純な制御で高速かつ高精度に各リフトピン６１先端を各位置Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４に移動させることが可能となる。
【００４７】
以下、図４を参照しながら、ロボットＡの動作の一例を具体的に説明する。図４は、ロボットＡが他のロボットからワークＷを受け取って搬送する際に、ロボットコントローラ７０が実施する処理の各手順を示す流れ図である。なお、この処理は、各ロボットを統括的に制御する上位制御装置が設けられてい場合には、その上位制御装置が実行するものとしてもよい。
【００４８】
ステップＳ１：ロボットＡが他のロボットからワークＷを受け取れる状態にあるか否かを確認する。すなわち、ロボットＡの各アーム２０、３０および各ハンド４０，５０の位置および姿勢を確認するとともに、上側ハンド４０にワークが載置されていないかを確認する。
【００４９】
ここで、ロボットＡがワークＷを受け取れる状態になければ、受け取れる状態となるまでこの確認処理を繰り返し実施し、受け取れる状態であれば次のステップＳ２に進む。
【００５０】
ステップＳ２：各リフトピン６１の待機姿勢から支持姿勢に切り替えた後、各リフトピン６１先端をワーク受取位置Ｌ１まで上昇させる。
【００５１】
ステップＳ３：協調動作する他のロボットに対して、ロボットＡ上方の所定位置までワークＷを搬送し、リフトピン６１先端上に載置するよう指示する。
【００５２】
ステップＳ４：リフトピン６１先端上にワークＷが存在するか否かをワーク検知センサ６１ａの出力信号に基づき確認した後、吸着パッドによりワークＷを吸着する。
【００５３】
ステップＳ５：アライメント実施位置Ｌ２まで各リフトピン６１先端を降下させ、下記のようにしてアライメントを実施する。なお、このアライメント処理は必要に応じて実施されるものとされ、そのため必ずしも実施される必要はない。
【００５４】
（ａ）ハンド４０の位置センサ４２の出力信号に基づきＸ軸方向のワークＷの位置誤差を検出する。
【００５５】
（ｂ）検出された位置誤差を除去するようにハンド４０を移動させる。
【００５６】
ステップＳ６：リフトピン６１先端をリフトピン旋回位置Ｌ３まで降下させつつ、ワーク載置位置Ｌ４の直前でワークＷの吸着を解除し、ワークＷをハンド４０上に載置する。
【００５７】
ステップＳ７：リフトピン旋回位置Ｌ３でリフトピン６１の姿勢を待機姿勢に切り替えた後、ワークＷを搬送先テーブルＴ２まで搬送する。
【００５８】
このように、実施形態の搬送ロボットＡによれば、ワークＷを他のロボットから受け取る際に、各リフトピン６１によってワークＷを一時的に保持するものとされるので、各ロボットのハンド形状およびワークＷの把持態様が各ロボット間で直接的にワークを受け渡しするのに適さないものである場合にも、ワークＷを直接的に受け渡しすることが可能となる。また、ロボット同士によりワークＷの受渡しが可能となるので、ワーク受け渡しテーブルなどを別個に設ける必要がなくなり、スペース効率の向上が図られる。
【００５９】
また、リフトピン旋回機構６５を設けて、各リフトピン６１の姿勢を切り替え得るようにしたので、ロボットの大型化を極力排除してリフトピン６１の設置スペースを確保することが可能となる。なお、アライメント実施位置Ｌ２からリフトピン旋回位置Ｌ３の間にワーク載置位置Ｌ４があるので、単に主駆動機構６３ａを縮小させる過程でワークＷをハンド４０に受け渡しするようにしてもよい。
【００６０】
以上、本発明を実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではなく、種々改変が可能である。例えば、本実施形態においては、リフトピンは棒状とされているが、リフトピンは棒状に限定されるものではなく、種々の形状とでき、例えばラッパ状とすることもできる。
【００６１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、ロボットのハンド形状・把持態様がワークの受渡に適していないような場合であっても、ロボット相互で直接的にワークを受け渡しさせることが可能という優れた効果が得られる。また、ロボット同士によりワークＷの受渡しが可能となるので、ワーク受け渡しテーブルなどを別個に設ける必要がなくなり、スペース効率の向上が図られるという優れた効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るワーク受取装置を備えてなるロボットの概略構成を示す模式図であって、同（ａ）は平面図を示し、同（ｂ）は側面図を示す。
【図２】同ロボット要部の詳細を示す模式図であって、同（ａ）は平面図示し、同（ｂ）は側面図を示し、同（ｃ）は背面図を示す。
【図３】同ロボットの動作を説明するための模式図であって、リフトピンの各移動位置を示す。
【図４】同ロボットのコントローラが実施する処理の各手順を示す流れ図である。
【図５】従来のロボット搬送システムの概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
Ａ          ロボット
Ｗ          ワーク
１２        基部
１３、１４  第１直動部
１５、１６  ハンド支持部材（第２直動部）
２０、３０  アーム
４０、５０  ハンド
６０        リフト部
６１        リフトピン
６２        リフトピン支持部
６３        リフトピン鉛直駆動機構
６４        シャフト
６５        リフトピン旋回機構
７０        ロボットコントローラ
【図１】
2005026290.tif 000003
【図２】
2005026290.tif 000004
【図３】
2005026290.tif 000005
【図４】
2005026290.tif 000006
【図５】
2005026290.tif 000007