平板状物的传送用平面多关节型机器人及平板状物的处理系统技术方案

一种平面多关节型机器人，包括末端在水平面内可转动地与基部（１１）连结且可水平屈伸之臂体（１４）、与臂体的另一末端在水平面内可转动地进行连结且固定有用于平板状物（７）的保持用的机械手指部（１６ａ）、（１６ｂ）的肘节部（１５ａ）、（１５ｂ）、用于前述臂体及肘节部的驱动装置。前述驱动装置可使连结前述肘节部和前述臂体的转动部、使前述臂体屈伸的转动部、连结前述臂体和前述基部的转动部彼此独立地进行转动，使保持平板状物的前述机械手指部可沿彼此大致平行的多数个略呈直线状的路径进行移动，且可使这些转动部中的至少一个转动一圈以上，并具有将前述可转动一圈以上之转动部的转动限制在一圈以上的一定转动角度之限制器（２１ａ、２１ｂ）。藉此，使固定在肘节部并保持平板状物的机械手指部相对目标机器的正面入口面进行大致垂直方向的移动，并且可以防止因过度旋转而扭断臂体内的配线与配管。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种传送平板状物的平面多关节型机器人，特别是关于一种在半导体晶圆、液晶显示板用透明基板、印刷电路基板等平板状物的移送、搬运中所使用的机器人。而且，本专利技术也关于一种组装有该平面多关节型机器人的平板状物处理系统。
技术介绍
在将半导体晶圆和液晶基板从传送用盒取出并交给各种处理装置，且在那里完成处理后，再次返回盒中等而向下一工程进行移送时，一般使用平面多关节型机器人。所谓平面关节(SCARA)型，是取SelectiveCompliance Assembly Robot Arm(驯服的装配机器人臂)的开头字母而形成的略语，平面多关节型机器人是藉由各机械臂在水平面内进行转动而实现臂体的屈伸进而为机械手的水平移动的，多在厌尘性环境下使用，初期是使用具有与躯体连接并使机械手直线移动之一个臂体的机器人。此后，为了提高晶圆等的移送效率，开发出了一种例如专利2739413号所记述的，在可旋转的躯体上安装二个臂体，并由两臂体使二个机械手沿同一方向交互进行直线运动，而以二倍的效率传送晶圆等的平面多关节型机器人。而且，在日本专利早期公开之特开平11-163090号公报中，提出了一种如图14所示，虽然臂体为一个，但该臂体14由三条机械臂构成，且存在于该臂体顶端的二个机械手部16打开120°角配置并固定在一个肘节部15上之平面多关节型机器人。藉此，可实现由一个机械手部16传送未处理的晶圆，由另一个机械手部接收加工、处理后的晶圆等动作，提高传送效率。另外，由于臂体14有三条机械臂，所以也具有使机械手部16可到达远处之优点。但是，习知的平面多关节型机器人中的前者，采用二个臂体使二个机械手沿同一方向进行直线运动的构成，所以在向晶圆处理装置和晶圆盒等目的机器进行晶圆的传入和传出时，机器人必须位于它们的正面，如果晶圆盒和处理装置等排成一横列，则必须沿它们的排列设置轨道，使机器人主体横向移动。而且，当采用设置轨道的方法时，不只是其自身要耗费成本，还需要机器人可进行移动动作的面积，使高价的净室内的使用面积增大，并不合适。因此，提出了如图14所示的后者的习知例那样，为了削减成本并提高传送效率，在一个臂体的顶端设有固定了二个机械手的肘节部之平面多关节型机器人，在该习知的机器人中，藉由可转动的肘节部和可使其直线运动的臂体的组合，可使机器人主体不用横向移动而将晶圆在与斜前方的目的机器之间自由地传入、传出，但是因为二个机械手指被一体安装在一个肘节部上，所以在目的机器面前，需要一个用于在搭载二个晶圆的状态下使肘节部旋转的区域，而且当目的机器的入口小时，另一机械手指会形成障碍，出现与目的机器无法交接等问题。而且，在后者的习知例中，用于使安装有二个机械手指的肘节部转动驱动之沉重的电动机被安装在臂体的顶端，而且臂体为三条机械臂构成，长度长，所以出于保持刚性的需要而使各机械臂变粗，使臂体运动之场合的惯性大，不只需要大的臂体驱动力，在使臂体停止时也难以精度良好地进行定位。另外，在后者的习知例中，由于没有限制臂体和肘节部之转动角度的限制器，所以也存在对肘节部上所安装的电动机和传感器之电气配线、对机械手顶端的吸附孔之真空配管等过度扭转而被切断的可能性，假如在转动部上设置由止动销和制动面构成之众所周知的限制器，则这次只能转动不足360°(转动一圈)，产生无法连续进行机器人前面侧的交接作业和背面侧的交接作业等方向差别很大的作业之问题。
技术实现思路
本专利技术者为了解决上述这样的习知的平面多关节型机器人的课题，专心地反复进行了研讨，结果开发了一种平面多关节型机器人，为平板状物的传送用平面多关节型机器人，包括基部、一末端在水平面内可转动地与前述基部连结且可水平屈伸之二条机械臂构成的臂体、与前述臂体的另一末端在水平面内可转动地进行连结且固定有用于平板状物的保持之机械手指部的肘节部、用于前述臂体及肘节部的驱动装置；其特征在于前述驱动装置可使连结前述肘节部和前述臂体的转动部、使前述臂体屈伸的转动部、连结前述臂体和前述基部的转动部彼此独立地进行转动，使前述机械手部可沿彼此大致平行的多数个略呈直线状的路径进行移动，且可使这些转动部中的至少一个转动一圈以上，并具有将前述可转动一圈以上之转动部的转动限制在一圈以上的一定转动角度之限制器。另外，该专利技术的平面多关节型机器人可具有二个前述肘节部，并使这些肘节部可彼此独立转动，且彼此配置在同一转动轴线上，而且也可在前述臂体的二条机械臂中的，连结有前述肘节部的一机械臂之两末端间的部分内，组入用于该肘节部的前述驱动装置。如利用本专利技术的平面多关节型机器人，为了使机械手指部可沿彼此大致平行的多数个略呈直线状的路径进行移动，驱动装置可使连结肘节部和臂体的转动部、使臂体屈伸的转动部、连结臂体和基部的转动部彼此独立地进行转动，且可使这些转动部中的至少一个转动一圈以上，所以藉由组合在使臂体屈伸的转动部(关节部)、使臂体向基部及肘节部连结的各转动部进行的转动运动，可使固定在肘节部上并保持平板状物之机械手部，对用于收纳平板状物的容器、加工，处理，检查平板状物的机械、定位平板状物的机械等目的机器的正面入口，略呈垂直方向进行移动。另外，使载置有平板状物之状态下的机械手指部，以不使该平板状物触及目的机器的侧面之形态，对正面入口沿垂直方向呈直线状移动，或象画出大的弧形一样进行旋转并沿略垂直方向略呈直线状移动即可，而不载置平板状物之状态下的机械手指部对目的机器的插入和拔出，也可沿正面入口的倾斜方向。而且，如利用本专利技术的平面多关节型机器人，可使转动部中的至少一个转动一圈以上，并具有将该可旋转一圈以上之转动部的转动限制在一圈以上的一定转动角度之限制器，所以可将例如晶圆的从清净容器的获取、向晶圆定位装置的交接和获取、向晶圆处理装置的交接和获取、向处理后的清净容器的交接这些各动作间所积留之角度的修正，在一系列的动作之后统一进行，特别是在具有多数个机械手指部而连续地处理多数个晶圆的情况下是有利的。为了该角度的修正，通常最好是可转动接近二圈，如能转动三圈则更加合适，根据富余情况如为可容许转动四圈的限制器就已经足够了。在本专利技术中，也可将固定了臂体的一末端之躯体由基部进行支持，并在躯体内设置使该躯体对基部进行转动的驱动部、使该躯体对基部进行上下(Z轴方向)移动的驱动部。驱动装置所使用的电动机只要为能够利用控制装置进行旋转角度控制的电动机即可，可为伺服电动机、步进电动机、直接驱动电动机等众所周知的任一种电动机。这里，作为旋转角度的测定装置通常使用编码器(encoder)，但是在步进电动机的情况下，如果没有需要也可不用。作为用于降低电动机旋转速度的减速机构，可利用使皮带轮和同步皮带组合的皮带式减速机、在内部具有固定轴齿轮的独立的减速机、行星齿轮型减速机、偏芯行星齿轮型减速机(商品名harmonic driver(选频驱动)等)、电动机和变速机的框体相同之减速机一体型电动机等众所周知的技术。这里，如果与转动轴在同一轴线上将直接驱动电动机进行二级直接连结配置，就没有必要设置减速机。为了确认传送对象的平板状物或传送目的地的目的机器的存在和位置，也可在本专利技术的机器人的机械手指部或肘节部中设置传感器，该传感器可使用透过型光传感器、反射型传感器等众所周知的类型。而且，肘节部并不限定为平面状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平面多关节型机器人，为平板状物的传送用平面多关节型机器人，包括基部、一末端在水平面内可转动地与前述基部连结且可水平屈伸之二条机械臂构成的臂体、与前述臂体的另一末端在水平面内可转动地进行连结且固定有用于平板状物的保持之机械手指部的肘节部、用于前述臂体及肘节部的驱动装置；其特征在于：前述驱动装置可使连结前述肘节部和前述臂体的转动部、使前述臂体屈伸的转动部、连结前述臂体和前述基部的转动部彼此独立地进行转动，使保持平板状物的前述机械手指部可沿彼此大致平行的多数个略 呈直线状的路径进行移动，且可使这些转动部中的至少一个转动一圈以上，并具有将前述可转动一圈以上之转动部的转动限制在一圈以上的一定转动角度之限制器。

【技术特征摘要】
JP 2001-12-4 370626/20011.一种平面多关节型机器人，为平板状物的传送用平面多关节型机器人，包括基部、一末端在水平面内可转动地与前述基部连结且可水平屈伸之二条机械臂构成的臂体、与前述臂体的另一末端在水平面内可转动地进行连结且固定有用于平板状物的保持之机械手指部的肘节部、用于前述臂体及肘节部的驱动装置；其特征在于前述驱动装置可使连结前述肘节部和前述臂体的转动部、使前述臂体屈伸的转动部、连结前述臂体和前述基部的转动部彼此独立地进行转动，使保持平板状物的前述机械手指部可沿彼此大致平行的多数个略呈直线状...

【专利技术属性】
技术研发人员：前田彰，
申请(专利权)人：罗兹株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]