(57)【要約】【課題】アーム内部の状態の確認が容易なロボットを提供すること。【解決手段】所定の設置面に設けられる胴体部と、基端部が胴体部にアーム支軸を介して水平回転可能に設けられる一方、先端部にはハンド部がハンド支軸を介して回転可能に設けられたアーム部とを備えている。アーム部は、所定の部材を内蔵した筐体を有し、筐体の少なくとも一部には、内部を視認可能とした窓部が形成されている。かかる構成により、アームの内部状態をアーム外側から容易に確認することが可能となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端部が、アーム支軸を介して水平回転可能に設けられ、内部に所定の部材が配設されたアームを備え、
前記アームを構成する筐体の少なくとも一部を、透明な材料で形成したこと
を特徴とするロボット。
【請求項２】
前記アームは、前記透明な材料で形成された窓部を有することを特徴とする請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記透明な材料に、あるいは当該材料を透して視認可能な領域内に、所定のスケールを有するインジケータ部を設けたこと
を特徴とする請求項１または２に記載のロボット。
【請求項４】
前記インジケータ部に、前記筐体内に配設された部材の変化の許容範囲を示す領域を形成したこと
を特徴とする請求項３に記載のロボット。
【請求項５】
前記透明な材料に、あるいは当該材料を透して視認可能な領域内に、アーム内部の点検部位を示すマークを設けたこと
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のロボット。
【請求項６】
前記アームの先端部には、ハンド支軸を介してハンド部が回転可能に設けられるとともに、前記筐体内には、前記ハンド部と所定の設置面に設けられた胴体部との間を接続するケーブルが配設されており、当該ケーブルの少なくとも一部が、前記窓部から視認可能な領域に存在すること
を特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載のロボット。
【請求項７】
前記筐体内には、前記ハンド部を駆動するためのハンド駆動機構が配設されるとともに、前記ハンド駆動機構と前記筐体の上面との間には、ケーブル処理空間が設けられ、前記ケーブル処理空間内に導入された前記ケーブルを、前記窓部を介して視認できること
を特徴とする請求項６に記載のロボット。
【請求項８】
前記窓部は、前記筐体の上面に形成されていること
を特徴とする請求項２〜７のいずれか１つに記載のロボット。
【請求項９】
前記ケーブル処理空間内に、前記ハンド支軸の回動に連動して前記ケーブルを巻き取るケーブル巻取機構を備え、前記ケーブル巻取機構が巻き取ったとき、あるいは開放したときの前記ケーブルの位置が前記窓部から視認できること
を特徴とする請求項７または８に記載のロボット。
【請求項１０】
前記アームは、
基端部が、所定の設置面に設けられた胴体部に第１アーム支軸を介して回転可能に設けられた第１アームと、
当該第１アームの先端部に、基端部が第２アーム支軸を介して回転可能に設けられる一方、先端部には、前記ハンド部が前記ハンド支軸を介して回転可能に設けられた第２アームとであり、
前記窓部は、前記第２アームを構成する筐体に形成されていること
を特徴とする請求項２〜９のいずれか１つに記載のロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウェハなどの基板を搬送するロボットとして、いわゆる水平多関節ロボットが知られている。水平多関節ロボットは、旋回可能なアームの先端部にエンドエフェクタとなるハンドを、アームに対して水平回転可能に設け、このハンドで基板を保持可能としている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
かかるロボットでは、通常、ハンドを駆動するハンド駆動機構がアームの筐体内に配設されている。また、基板の有無を検出するセンサなどがハンドに設けられることがあり、アームの筐体内には電気ケーブルなどが配線されている場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２２４７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の構成では、例えば、ハンド駆動機構やケーブル類などの点検を行おうとした場合、アーム筐体に設けられているカバーを取り外さなければ内部の状態を確認することができない。
【０００６】
実施形態の一態様は、アーム内部の状態の確認が容易なロボットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の一態様に係るロボットは、基端部が、アーム支軸を介して水平回転可能に設けられ、内部に所定の部材が配設されたアームを備え、前記アームを構成する筐体の少なくとも一部を、透明な材料で形成した。
【発明の効果】
【０００８】
実施形態の一態様によれば、アームの内部状態をアーム外側から容易に確認することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施形態に係るロボットの模式的説明図である。
【図２】図２は、同ロボットの第２アームの側断面視による模式的説明図である。
【図３】図３は、同ロボットの第２アームに設けた窓部を示す説明図である。
【図４】図４は、窓部の変形例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本願の開示するロボットの実施形態を詳細に説明する。なお、以下では、ロボットを水平多関節タイプのロボットとして説明するが、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
まず、本実施形態に係る水平多関節タイプのロボット（以下、単に「ロボット１」とする）の概略構成について、図１を用いて説明する。図１は本実施形態に係るロボット１の模式的説明図である。
【００１２】
なお、以下において、ロボット１の各構成要素の相対的な位置関係を説明する場合、上下、左右、および前後あるいは手前側、奥側で方向を示す場合がある。その場合、図１に示した３次元直交座標系を基準とし、Ｚ方向を上方向、Ｘ方向を水平右方向、Ｙ方向を奥行き方向とする。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態に係るロボット１は、床面などの所定の設置面に設けられた胴体部２と、胴体部２に対して水平方向に回転自在に設けられ、先端部に、やはり水平方向に回転自在に設けられたハンド部４を備えるアーム部３とを備える。
【００１４】
胴体部２は、ロボット１の基台となり、アーム部３を昇降させるための昇降部５を駆動する昇降機構（不図示）などを内蔵している。昇降機構としては、例えば、モータとボールネジを利用した周知構造の機構を用いることができる。
【００１５】
アーム部３は、柱状に形成された前述の昇降部５を介して胴体部２の上面から鉛直方向（Ｚ軸方向）にスライド可能に設けられている（図中の両矢印１００ａ参照）。
【００１６】
また、アーム部３は、第１アーム６と第２アーム７とから構成され、第１アーム６は、基端部が昇降部５の上端に第１関節部６１の第１アーム支軸を介して軸心１０１ａ周りに水平回転可能に設けられている。
【００１７】
また、第２アーム７は、第１アーム６の先端部に、基端部が第２関節部６２の第２アーム支軸を介して軸心１０２ａ周りに水平回転可能に設けられている。そして、この第２アーム７の端部に、第３関節部６３のハンド支軸１０３（図２を参照）を介してハンド部４が軸心１０３ａ周りに回転可能に設けられている。
【００１８】
ハンド部４は、ウェハを保持するエンドエフェクタであり、フォーク状に形成された第１ハンド４ａと、第２ハンド４ｂとから構成されている。
【００１９】
第１ハンド４ａおよび第２ハンド４ｂは、ハンド支軸１０３に沿って所定間隔をあけて設けられている。すなわち、第１ハンド４ａおよび第２ハンド４ｂは、ハンド支軸１０３を同軸として上下に重ねられた状態で、かつ、それぞれ所定の回動範囲で独立して回転可能に取付けられている。
【００２０】
ところで、図示するように、第１ハンド４ａおよび第２ハンド４ｂは、双方ともに同一の構成としているが、双方で異なる構成としてもよい。また、本実施形態では、ハンド部４が２個のハンドからなる構成としたが、個数を限定するものではない。
【００２１】
上述のロボット１は、例えば、不図示の基板搬送システムなどに設置されて、ウェハなどの基板を搬送するのに好適に用いることができる。基板搬送システムは、例えば、洗浄、エッチング、アッシング、ＣＶＤ、露光といった処理を基板に施す処理装置に併設される。なお、勿論ではあるが、ロボット１は、様々な箇所に設置されて基板などのような板状体を所望する位置間で搬送することができる。
【００２２】
次に、本実施形態に係るロボット１における第２アーム７の構成について、さらに図２〜図４を参照しながら詳述する。
【００２３】
図２は、ロボット１の第２アーム７の側断面視による模式的説明図である。また、図３は、ロボット１の第２アーム７に設けた窓部１２を示す説明図、図４は、同窓部１２の変形例を示す説明図である。
【００２４】
図１および図２に示すように、所定長さを有するロボット１の第２アーム７は、両端が略半円状の周面からなり、先端側の略半分が所定の厚みを有する一方、基端側の略半分が先端側よりも薄く形成された箱型形状のアーム筐体７０を外殻として備えている。
【００２５】
図１に示すように、第２アーム７は、第２関節部６２を介して第１アーム６の先端部に回転可能に連結されており、アーム筐体７０の内部には、図２に示すように、ハンド支軸１０３を減速駆動する駆動機構であるハンド駆動機構８が配設されている。
【００２６】
本実施形態に係るハンド支軸１０３は、図２に示すように、第１ハンド４ａを連結する第１ハンド支軸１０３１と、第２ハンド４ｂを連結する第２ハンド支軸１０３２とを組み合わせた構成を有する。すなわち、相対的に大径の筒状に形成した第２ハンド支軸１０３２に、これも筒状に形成された第１ハンド支軸１０３１が挿嵌されて構成され、第１ハンド支軸１０３１と第２ハンド支軸１０３２とは、互いの軸心１０３ａが同一となる。
【００２７】
ハンド駆動機構８は、第１ハンド４ａに対応する機構と、第２ハンド４ｂに対応する機構とから構成される。なお、両機構は略同様な構成を有しており、以下では、図２を参照しながら第２ハンド４ｂに対応する機構について説明してハンド駆動機構８に関する説明とし、第１ハンド４ａに対応する機構についての説明は省略する。
【００２８】
第２ハンド４ｂに対応するハンド駆動機構８は、モータ９と、このモータ９のモータ軸である駆動軸９１に設けられた駆動側プーリ８１と、所定の減速比を有し、第２ハンド支軸１０３２に直接設けられた従動側プーリ８２とを備えている。さらに、ハンド駆動機構８は、駆動側プーリ８１と従動側プーリ８２との間に、所定の減速比を有する中間プーリ８３と、この中間プーリ８３を介して駆動側プーリ８１と従動側プーリ８２とを連動連結する複数のベルトを備えている。
【００２９】
図示するように、中間プーリ８３は、駆動側中間プーリ８３１と、この駆動側中間プーリ８３１の直下に配置された駆動側サブプーリ８３２とを備えており、駆動側中間プーリ８３１と駆動側プーリ８１とが前段伝動ベルト８４Ｆを介して連動連結される。他方、駆動側サブプーリ８３２と従動側プーリ８２とが後段伝動ベルト８４Ｒを介して連動連結される。
【００３０】
ところで、モータ９は、図２に示すように、モータ基端部９０が第１アーム６内に配置され、駆動軸９１から先を第２アーム７のアーム筐体７０内に臨ませている。したがって、第２アーム７の薄型化に寄与することができる。しかし、アーム筐体７０の薄型化を図るものでなければ、必ずしもモータ９のモータ基端部９０を第１アーム６内に配置せずともよい。すなわち、モータ９を第２アーム７内に配設して構わない。
【００３１】
このように、本実施形態に係るロボット１は、第１ハンド４ａや第２ハンド４ｂを所定のトルクで駆動させるハンド駆動機構８を、第２アーム７のアーム筐体７０の内部に配設している。
【００３２】
また、第１ハンド４ａおよび第２ハンド４ｂには、例えば、載置する基板の有無を検出するセンサなどが設けられており、かかるセンサに第１、第２ケーブル１１ａ，１１ｂが接続される。
【００３３】
すなわち、図２に示すように、第１ハンド４ａから伸延する第１ケーブル１１ａは、筒状の第１ハンド支軸１０３１の内部を通って第１アーム６側へと延在している。また、第２ハンド４ｂから伸延する第２ケーブル１１ｂは、第２アーム７に内蔵されたハンド駆動機構８とアーム筐体７０の上面との間にケーブル処理空間１０を設け、このケーブル処理空間１０内を通って第１アーム６側へと延在している。このように、本実施形態に係るロボット１のアーム筐体７０内には、ハンド部４と胴体部２とを接続する第１、第２ケーブル１１ａ，１１ｂが配設されている。
【００３４】
そして、図３に示すように、ケーブル処理空間１０には、第２ハンド４ｂの回転動作を規制しつつ、第２ハンド４ｂから伸延する第２ケーブル１１ｂの捩れなどを防止可能としたケーブル巻取機構１３が設けられている。
【００３５】
ケーブル巻取機構１３は、第２ハンド支軸１０３２の回動に連動して第２ケーブル１１ｂを巻き取る構造を備えている。すなわち、図３に示すように、第２ハンド支軸１０３２と同軸に回転自在に取付けられた環状巻取部１３０に、第２ケーブル１１ｂと接続した連結体１３１を突設している。
【００３６】
図３において、第２ハンド４ｂが、例えば反時計回りに回転すると、第２ケーブル１１ｂはケーブル用通路１３２を通って環状巻取部１３０に巻き取られる。
【００３７】
一方、第２ハンド４ｂが時計回りに回転すると、環状巻取部１３０に巻き取られていた第２ケーブル１１ｂはケーブル用通路１３２を通ってケーブル処理空間１０内へ開放される。その際に、ケーブル処理空間１０内では、第２ケーブル１１ｂの湾曲部１１０は、ケーブル処理空間１０内の外側（図中の矢印１１０ａを参照）に向けて広がる。
【００３８】
このように、ケーブル巻取機構１３を有するケーブル処理空間１０内に第２ケーブル１１ｂを導入して、無用な弛みなどが生じないようにしている。そのため、第２ハンド４ｂの回転動作時において、第２ケーブル１１ｂが捩れたりすることを可及的に防止してスムーズな動作を可能にするとともに、第２ハンド４ｂの回動量を規制可能としている。
【００３９】
かかる構成において、本実施形態に係るロボット１は、図１に示すように、第２アーム７のアーム筐体７０の上面に、透明な材料で形成された窓部１２を設け、第２ケーブル１１ｂの少なくとも一部を当該窓部１２から視認可能としている。
【００４０】
窓部１２を形成する透明材料としては、例えば、アクリルやポリカーボネートなどの樹脂や強化ガラスなどを用いることができる。
【００４１】
本実施形態に係る窓部１２は、ケーブル処理空間１０内における第２ケーブル１１ｂの湾曲部１１０の位置を視認することができるように配置されている。このように、第２ケーブル１１ｂの湾曲部１１０の位置を視認することにより、第２ケーブル１１ｂの挙動をアーム筐体７０の外部からでも容易に確認することが可能となる。
【００４２】
また、図３に示すように、窓部１２を形成する透明材料に、所定のスケール１２１を有するインジケータ部１２２を設けている。
【００４３】
そして、かかるインジケータ部１２２には、第２ケーブル１１ｂの挙動の変化の許容範囲を示すケーブル位置許容領域１２２ｃが形成されている。
【００４４】
本実施形態に係るインジケータ部１２２では、ケーブル位置許容領域１２２ｃの左右に異常領域１２２ａ，１２２ｂが設けられている。すなわち、第２ハンド４ｂが規制された回動量を超えて回動されていた場合、第２ケーブル１１ｂの湾曲部１１０は、ケーブル位置許容領域１２２ｃを逸脱した位置、すなわち異常領域１２２ａ，１２２ｂに位置していることが、外部から一目瞭然となる。
【００４５】
このように、第２アーム７に窓部１２を設け、この窓部１２を介して第２ケーブル１１ｂの挙動を視認することにより、第２ハンド４ｂが規制された回動量を超えて回動されていないかの判断を容易に行うことができる。
【００４６】
また、外部から、第２ケーブル１１ｂの異常などを簡単に発見できるため、トラブル発生時の第２ケーブル１１ｂの確認や、その他、必要に応じたタイムリーな緊急メンテナンスの実施も可能である。
【００４７】
ところで、図４に示すように、窓部１２を形成する透明材料に、アーム筐体７０の内部の点検部位を示すマーク１２３を設けることができる。
【００４８】
かかるマーク１２３の存在により、１つの窓部１２から複数の点検箇所を視認する場合、点検者は、窓部１２のどの領域に注目すべきかが容易に判る。
【００４９】
例えば、ケーブル処理空間１０の構造によっては、下方に配設されているハンド駆動機構８のベルトなども視認可能な窓部１２を形成することができる。その場合、一方のマーク１２３はベルト点検用の視認箇所を示し、また、他方のマーク１２３は第２ケーブル１１ｂの点検用の視認箇所を示す、というように設けるとよい。
【００５０】
かかる構成とすることにより、第２ケーブル１１ｂのみならず、ハンド駆動機構８の点検まで同一の窓部１２から行うことができる。しかも、マーク１２３を適宜設けることにより、点検者が熟練者であっても初心者であっても、必要な点検を見落としたりするおそれがない。
【００５１】
ところで、マーク１２３についても、前述のインジケータ部１２２についても、樹脂やガラスなどからなる透明材料に直接ではなく、アーム筐体７０内であって、透明材料を透して視認可能な領域内に設けてもよい。
【００５２】
また、本実施形態に係る窓部１２を利用してアーム内部を確認しようとすると、点検者は略真上から覗く必要があるが、例えば、ミラーやプリズムなどをアーム筐体７０内に配設して、窓部１２のやや斜め上方からでも内部を視認可能にすることもできる。かかる構成により、複数の点検者の間に著しい身長差があったとしても、それぞれの点検者に応じた視認性を確保することができる。
【００５３】
なお、窓部１２の配置は、本実施形態で示したように、第２ケーブル１１ｂの湾曲部１１０の位置のみに限定されるものではなく、アーム筐体７０の内部における目視点検が必要な部位に応じた位置に適宜な数の窓部１２を設けることができる。
【００５４】
すなわち、本実施形態に係るロボット１では、窓部１２を、第２アーム７を構成するアーム筐体７０の上面に設けているが、配設対象となるアームや配設位置や配設個数などは何ら限定されるものではない。内部に所定の部材が配設されたアームであれば、例えば、第１アーム６に設けてもよい。
【００５５】
また、窓部１２の配設位置、配設個数についても適宜設定することができる。すなわち、アーム内部に配設されている所定部材の目視点検が可能であれば、アーム筐体７０の少なくとも一部が透明材料で形成されていればよい。
【００５６】
すなわち、必ずしも窓部１２を設けるのではなく、アーム筐体７０の少なくとも一部を、透明な材料で形成すればよいため、アーム筐体７０自体を、必要な強度を有する透明な強化樹脂や強化ガラスで形成したスケルトン構造とすることも考えられる。
【００５７】
以上、説明してきたように、本実施形態に係るロボット１では、窓部１２を透して、アーム筐体７０の内部に配設された第２ケーブル１１ｂやハンド駆動機構８を外部からでも容易に視認することが可能である。したがって、第２ケーブル１１ｂを介して、作業開始前における第２ハンド４ｂの停止位置の適・不適を判断することができる。また、第２ケーブル１１ｂやハンド駆動機構８を適切なタイミングでメンテナンスすることができる。
【００５８】
また、ロボット１を、基端部が、アーム支軸を介して回転可能に設けられる一方、先端部には出力軸としてハンド支軸１０３が設けられ、内部にはハンド支軸１０３を減速駆動するハンド駆動機構８が配設された第２アーム７を備える構成として説明した。
【００５９】
しかし、出力軸としてはハンド支軸１０３に限定されるものではなく、当然ながらハンド駆動機構８に代えて、何らかの出力軸を駆動する駆動機構であればよい。そして、かかる駆動機構を内蔵するアームも第２アーム７に限定されるものではないことは言うまでもない。つまり、窓部１２は、アーム内部の部材の状態を視認可能であればよく、かかる窓部１２の設置箇所についても、必要に応じて適宜設定することができる。
【００６０】
また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１    ロボット
２    胴体部
３    アーム部
４    ハンド部
４ａ    第１ハンド
４ｂ    第２ハンド
７    第２アーム
８    ハンド駆動機構
８ａ    第１駆動機構
８ｂ    第２駆動機構
９ａ    第１モータ
９ｂ    第２モータ
１０    ケーブル処理空間
１１ａ    第１ケーブル
１１ｂ    第２ケーブル
１２    窓部
１３    ケーブル巻取機構
７０    アーム筐体
１２１    スケール
１２２    インジケータ部
１２３    マーク
【図１】
2013158849.tif 000003
【図２】
2013158849.tif 000004
【図３】
2013158849.tif 000005
【図４】
2013158849.tif 000006