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技術 産業用ロボットおよび製造システム

出願人 日本電産サンキョー株式会社
発明者 矢澤隆之増澤佳久
出願日 2015年4月27日 (5年8ヶ月経過) 出願番号 2015-090689
公開日 2016年12月8日 (4年0ヶ月経過) 公開番号 2016-207937
状態 特許登録済
技術分野 マニプレータ ウエハ等の容器、移送、固着、位置決め等
主要キーワード 多角板状 パネル素材 楕円板状 三角板状 アームユニット ハンドユニット 回動半径 アーム駆動機構
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年12月8日)のものです。
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図面 (13)

課題

ハンドの長さが長くなっても、ハンドやアーム等が内部に配置されるトランスファーチャンバーを水平方向で小型化することが可能な産業用ロボットを提供する。

解決手段

産業用ロボット1は、ハンド12、13が先端側に回動可能に連結されるアーム14、15と、アーム14、15の基端側が回動可能に連結されるアーム支持部16と、アーム支持部16が先端側に回動可能に連結されるスイングアーム17と、スイングアーム17の基端側が回動可能に連結される本体部18とを備えている。アーム14、15は、多関節アームである。上下方向から見たときのアーム支持部16の回動中心を支持部回動中心C1とすると、アーム14、15は、搬送対象物2を含めたハンド12、13の先端側の支持部回動中心C1に対する回動半径R1よりもハンド12、13の基端側の支持部回動中心C1に対する回動半径R2が大きくなる位置まで縮むことが可能になっている。

概要

背景

従来、パネル素材を搬送する産業用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に記載の産業用ロボットは、昇降可能に設置された支持ユニットと、支持ユニットに取り付けられたアームユニットと、アームユニットに取り付けられたハンドユニットとを備えている。支持ユニットは、昇降可能かつ回動可能に設置された柱部と、柱部から水平方向の一方向へ延びるベース部と、ベース部の先端側に回動可能に支持されるヘッド部とを備えている。アームユニットは、一対の多関節アームを備えており、一対の多関節アームの基端側は、ヘッド部に回動可能に連結されている。ハンドユニットは、一対の多関節アームのそれぞれの先端側に回動可能に連結される2個のハンドを備えている。

また、特許文献1に記載の産業用ロボットは、パネル処理装置において使用される。このパネル処理装置において、産業用ロボットは、トランスファーチャンバーの内部に配置されている。具体的には、産業用ロボットは、上下方向から見たときに支持ユニットの柱部の回動中心とトランスファーチャンバーの中心とが一致するように配置されている。トランスファーチャンバーの周りには、パネル供給部と、複数のパネル処理ユニットと、パネル搬出部とがトランスファーチャンバーを囲むように配置されている。パネル供給部は、パネル素材の供給ポートを備えている。パネル処理ユニットは、パネル素材の搬入出ポートを備えている。パネル搬出部は、パネル素材の搬出ポートを備えている。供給ポート、搬入出ポートおよび搬出ポートは、トランスファーチャンバーに接続されている。

特許文献1に記載の産業用ロボットは、柱部の昇降動作および回動動作と、ヘッド部の回動動作と、多関節アームの伸縮動作とを行って、パネル供給部、パネル処理ユニットおよびパネル搬出部に対するパネル素材の搬送を行う。なお、ベース部に対してヘッド部が回動する際には、回動する部分の回動半径が小さくなるように、多関節アームは縮んでいる。

概要

ハンドの長さが長くなっても、ハンドやアーム等が内部に配置されるトランスファーチャンバーを水平方向で小型化することが可能な産業用ロボットを提供する。産業用ロボット1は、ハンド12、13が先端側に回動可能に連結されるアーム14、15と、アーム14、15の基端側が回動可能に連結されるアーム支持部16と、アーム支持部16が先端側に回動可能に連結されるスイングアーム17と、スイングアーム17の基端側が回動可能に連結される本体部18とを備えている。アーム14、15は、多関節アームである。上下方向から見たときのアーム支持部16の回動中心を支持部回動中心C1とすると、アーム14、15は、搬送対象物2を含めたハンド12、13の先端側の支持部回動中心C1に対する回動半径R1よりもハンド12、13の基端側の支持部回動中心C1に対する回動半径R2が大きくなる位置まで縮むことが可能になっている。

目的

本発明の課題は、ハンドの長さが長くなっても、ハンドやアーム等が内部に配置されるトランスファーチャンバーを水平方向で小型化することが可能な産業用ロボットを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

搬送対象物が搭載される2個のハンドと、上下方向を回動の軸方向として2個の前記ハンドのそれぞれが先端側に回動可能に連結される2本のアームと、上下方向を回動の軸方向として2本の前記アームの基端側が回動可能に連結されるアーム支持部と、上下方向を回動の軸方向として前記アーム支持部が先端側に回動可能に連結されるスイングアームと、上下方向を回動の軸方向として前記スイング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、2本の前記アームの基端側は、互いに隣接した状態で前記アーム支持部に連結され、前記アームは、互いに相対回動可能に連結される少なくとも2個のアーム部を有する多関節アームであるとともに、前記ハンドの先端が前記アーム支持部から離れるように伸びる位置と前記ハンドの先端が前記アーム支持部に近づくように縮む位置との間で伸縮可能となっており、上下方向から見たときの、前記スイングアームに対する前記アーム支持部の回動中心を支持部回動中心とすると、前記アームは、前記搬送対象物が前記ハンドに搭載された状態における前記搬送対象物を含めた前記ハンドの先端側の前記支持部回動中心に対する回動半径よりも前記ハンドの基端側の前記支持部回動中心に対する回動半径が大きくなる位置まで縮むことが可能になっていることを特徴とする産業用ロボット

請求項2

上下方向から見たときの形状が正方形状となるトランスファーチャンバーの内部に、前記ハンド、前記アーム、前記アーム支持部および前記スイングアームが配置されることを特徴とする請求項1記載の産業用ロボット。

請求項3

請求項2に記載の産業用ロボットと、前記トランスファーチャンバーとを備え、上下方向から見たときに、正方形状をなす前記トランスファーチャンバーの一辺に平行な方向を第1方向とし、前記第1方向に直交する方向を第2方向とし、前記第1方向の一方側を第3方向側とし、前記第3方向側の反対側を第4方向側とすると、上下方向から見たときに、前記本体部に対する前記スイングアームの回動中心であるアーム回動中心は、前記第2方向において前記トランスファーチャンバーの中心に配置されるとともに前記第1方向において前記トランスファーチャンバーの中心よりも前記第4方向側に配置され、上下方向から見たときに、前記支持部回動中心と前記アーム回動中心との距離は、前記第1方向における前記トランスファーチャンバーの中心と前記アーム回動中心との距離よりも長くなっており、前記アーム回動中心を中心にして前記スイングアームを回転させたときの、上下方向から見たときの前記支持部回動中心の軌跡仮想円とすると、前記スイングアームは、上下方向から見たときに前記仮想円の一部をなす円弧であって前記第1方向における前記トランスファーチャンバーの中心よりも前記第3方向側の前記円弧上を前記支持部回動中心が通過する範囲で前記アーム回動中心を中心に回動し、前記ハンドの先端側が前記第3方向側に配置され前記ハンドの基端側が前記第4方向側に配置された状態で前記スイングアームが前記アーム回動中心を中心に回動するときには、前記アームは、前記搬送対象物が前記ハンドに搭載された状態における前記搬送対象物を含めた前記ハンドの先端側の前記支持部回動中心に対する回動半径よりも前記ハンドの基端側の前記支持部回動中心に対する回動半径が大きくなる位置まで縮んでおり、前記ハンドの先端側が前記第4方向側に配置され前記ハンドの基端側が前記第3方向側に配置された状態で前記スイングアームが前記アーム回動中心を中心に回動するときには、前記アームは、前記搬送対象物が前記ハンドに搭載された状態における前記搬送対象物を含めた前記ハンドの先端側の前記支持部回動中心に対する回動半径よりも前記ハンドの基端側の前記支持部回動中心に対する回動半径が小さくなる位置まで縮んでいることを特徴とする製造システム

技術分野

0001

本発明は、搬送対象物を搬送する産業用ロボットに関する。また、本発明は、かかる産業用ロボットを備える製造システムに関する。

背景技術

0002

従来、パネル素材を搬送する産業用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に記載の産業用ロボットは、昇降可能に設置された支持ユニットと、支持ユニットに取り付けられたアームユニットと、アームユニットに取り付けられたハンドユニットとを備えている。支持ユニットは、昇降可能かつ回動可能に設置された柱部と、柱部から水平方向の一方向へ延びるベース部と、ベース部の先端側に回動可能に支持されるヘッド部とを備えている。アームユニットは、一対の多関節アームを備えており、一対の多関節アームの基端側は、ヘッド部に回動可能に連結されている。ハンドユニットは、一対の多関節アームのそれぞれの先端側に回動可能に連結される2個のハンドを備えている。

0003

また、特許文献1に記載の産業用ロボットは、パネル処理装置において使用される。このパネル処理装置において、産業用ロボットは、トランスファーチャンバーの内部に配置されている。具体的には、産業用ロボットは、上下方向から見たときに支持ユニットの柱部の回動中心とトランスファーチャンバーの中心とが一致するように配置されている。トランスファーチャンバーの周りには、パネル供給部と、複数のパネル処理ユニットと、パネル搬出部とがトランスファーチャンバーを囲むように配置されている。パネル供給部は、パネル素材の供給ポートを備えている。パネル処理ユニットは、パネル素材の搬入出ポートを備えている。パネル搬出部は、パネル素材の搬出ポートを備えている。供給ポート、搬入出ポートおよび搬出ポートは、トランスファーチャンバーに接続されている。

0004

特許文献1に記載の産業用ロボットは、柱部の昇降動作および回動動作と、ヘッド部の回動動作と、多関節アームの伸縮動作とを行って、パネル供給部、パネル処理ユニットおよびパネル搬出部に対するパネル素材の搬送を行う。なお、ベース部に対してヘッド部が回動する際には、回動する部分の回動半径が小さくなるように、多関節アームは縮んでいる。

先行技術

0005

特開2014−73558号公報

発明が解決しようとする課題

0006

特許文献1に記載の産業用ロボットでは、パネル供給部、パネル処理ユニットおよびパネル搬出部に対してパネル素材の適切な搬送を行うために、パネル供給部、パネル処理ユニットおよびパネル搬出部の奥行に応じてハンドの長さが設定される。したがって、パネル供給部、パネル処理ユニットおよびパネル搬出部の奥行が深くなるとハンドの長さが長くなるが、特許文献1に記載の産業用ロボットにおいて、ハンドの長さが長くなると、ヘッド部が回動するときにヘッド部と一緒に回動する部分の回動半径が大きくなるおそれがある。ヘッド部と一緒に回動する部分の回動半径が大きくなると、ヘッド部と一緒に回動する部分とトランスファーチャンバーとの干渉を防止するために、水平方向においてトランスファーチャンバーを大きくしなければならず、パネル処理装置を設置するための広い設置スペースが必要になる。

0007

そこで、本発明の課題は、ハンドの長さが長くなっても、ハンドやアーム等が内部に配置されるトランスファーチャンバーを水平方向で小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。また、本発明の課題は、かかる産業用ロボットを備える製造システムを提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

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2個のハンドと、上下方向を回動の軸方向として2個のハンドのそれぞれが先端側に回動可能に連結される2本のアームと、上下方向を回動の軸方向として2本のアームの基端側が回動可能に連結されるアーム支持部と、上下方向を回動の軸方向としてアーム支持部が先端側に回動可能に連結されるスイングアームと、上下方向を回動の軸方向としてスイング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、2本のアームの基端側は、互いに隣接した状態でアーム支持部に連結され、アームは、互いに相対回動可能に連結される少なくとも2個のアーム部を有する多関節アームであるとともに、ハンドの先端がアーム支持部から離れるように伸びる位置とハンドの先端がアーム支持部に近づくように縮む位置との間で伸縮可能となっており、上下方向から見たときの、スイングアームに対するアーム支持部の回動中心を支持部回動中心とすると、アームは、搬送対象物がハンドに搭載された状態における搬送対象物を含めたハンドの先端側の支持部回動中心に対する回動半径よりもハンドの基端側の支持部回動中心に対する回動半径が大きくなる位置まで縮むことが可能になっ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、上下方向から見たときの、スイングアームに対するアーム支持部の回動中心を支持部回動中心とすると、アームは、搬送対象物がハンドに搭載された状態における搬送対象物を含めたハンドの先端側の支持部回動中心に対する回動半径よりもハンドの基端側の支持部回動中心に対する回動半径が大きくなる位置まで縮むことが可能になっている。そのため、本発明では、搬送対象物を含めたハンドの先端側の支持部回動中心に対する回動半径よりもハンドの基端側の支持部回動中心に対する回動半径が大きくなる位置までアームを縮めた状態で、スイングアームに対してアーム支持部を所定方向へ回動させることで、ハンドの長さが長くなっていても、また、水平方向においてトランスファーチャンバーを小型化しても、スイングアームに対してアーム支持部が回動する際の、回動する部分とトランスファーチャンバーの壁面との干渉を防止することが可能になる。したがって、本発明では、ハンドの長さが長くなっていても、トランスファーチャンバーを水平方向で小型化することが可能になる。

0010

また、本発明では、搬送対象物を含めたハンドの先端側の支持部回動中心に対する回動半径よりもハンドの基端側の支持部回動中心に対する回動半径が大きくなる位置までアームを縮めた状態で、かつ、本体部に対してスイングアームが回動するときにハンドの先端側がトランスファーチャンバーの壁面に近づくようにアームおよびハンドを配置した状態で、本体部に対してスイングアームを回動させることで、ハンドの長さが長くなっていても、また、水平方向においてトランスファーチャンバーを小型化しても、本体部に対してスイングアームが回動する際の、回動する部分とトランスファーチャンバーの壁面との干渉を防止することが可能になる。したがって、本発明では、ハンドの長さが長くなっていても、トランスファーチャンバーを水平方向で小型化することが可能になる。

0011

また、本発明では、搬送対象物を含めたハンドの先端側の支持部回動中心に対する回動半径よりもハンドの基端側の支持部回動中心に対する回動半径が大きくなる位置までアームを縮めた状態で、かつ、本体部に対してスイングアームが回動するときにハンドの先端側がトランスファーチャンバーの壁面に近づくようにアームおよびハンドを配置した状態で、本体部に対してスイングアームを回動させることで、スイングアームの長さを短くしても、本体部に対してスイングアームが回動する際の、回動する部分とトランスファーチャンバーの壁面との干渉を防止することが可能になる。したがって、本発明では、スイングアームの長さを短くすることで産業用ロボットを水平方向で小型化することが可能になり、その結果、トランスファーチャンバーを水平方向で小型化することが可能になる。また、本発明では、スイングアームの長さを短くすることが可能になるため、スイングアームの厚さ(上下方向の厚さ)を薄くしても、スイングアームの剛性を確保することが可能になる。したがって、本発明では、スイングアームの厚さを薄くすることで産業用ロボットを上下方向(鉛直方向)で小型化することが可能になり、その結果、トランスファーチャンバーを上下方向で小型化することが可能になる。

0012

本発明では、たとえば、上下方向から見たときの形状が正方形状となるトランスファーチャンバーの内部に、ハンド、アーム、アーム支持部およびスイングアームが配置される。

0013

本発明の産業用ロボットは、トランスファーチャンバーを備える製造システムに用いることができる。この製造システムでは、たとえば、上下方向から見たときに、正方形状をなすトランスファーチャンバーの一辺に平行な方向を第1方向とし、第1方向に直交する方向を第2方向とし、第1方向の一方側を第3方向側とし、第3方向側の反対側を第4方向側とすると、上下方向から見たときに、本体部に対するスイングアームの回動中心であるアーム回動中心は、第2方向においてトランスファーチャンバーの中心に配置されるとともに第1方向においてトランスファーチャンバーの中心よりも第4方向側に配置され、上下方向から見たときに、支持部回動中心とアーム回動中心との距離は、第1方向におけるトランスファーチャンバーの中心とアーム回動中心との距離よりも長くなっており、アーム回動中心を中心にしてスイングアームを回転させたときの、上下方向から見たときの支持部回動中心の軌跡仮想円とすると、スイングアームは、上下方向から見たときに仮想円の一部をなす円弧であって第1方向におけるトランスファーチャンバーの中心よりも第3方向側の円弧上を支持部回動中心が通過する範囲でアーム回動中心を中心に回動し、ハンドの先端側が第3方向側に配置されハンドの基端側が第4方向側に配置された状態でスイングアームがアーム回動中心を中心に回動するときには、アームは、搬送対象物がハンドに搭載された状態における搬送対象物を含めたハンドの先端側の支持部回動中心に対する回動半径よりもハンドの基端側の支持部回動中心に対する回動半径が大きくなる位置まで縮んでおり、ハンドの先端側が第4方向側に配置されハンドの基端側が第3方向側に配置された状態でスイングアームがアーム回動中心を中心に回動するときには、アームは、搬送対象物がハンドに搭載された状態における搬送対象物を含めたハンドの先端側の支持部回動中心に対する回動半径よりもハンドの基端側の支持部回動中心に対する回動半径が小さくなる位置まで縮んでいる。この製造システムでは、ハンドの長さが長くなっていても、トランスファーチャンバーを水平方向および上下方向(鉛直方向)で小型化することが可能になる。

発明の効果

0014

以上のように、本発明では、ハンドの長さが長くなっても、ハンドやアーム等が内部に配置されるトランスファーチャンバーを水平方向で小型化することが可能になる。

図面の簡単な説明

0015

本発明の実施の形態にかかる産業用ロボットが製造システムに組み込まれた状態を示す平面図である。
図1に示す産業用ロボットの正面図である。
図1に示す産業用ロボットの側面図である。
図1に示す産業用ロボットの平面図である。
図4に示すスイングアームの動作等を説明するための平面図である。
図1に示す製造システムにおける産業用ロボットの動作を説明するための平面図である。
図1に示す製造システムにおける産業用ロボットの動作を説明するための平面図である。
図1に示す製造システムにおける産業用ロボットの動作を説明するための平面図である。
図1に示す製造システムにおける産業用ロボットの動作を説明するための平面図である。
図1に示す製造システムにおける産業用ロボットの動作を説明するための平面図である。
図1に示す製造システムにおける産業用ロボットの動作を説明するための平面図である。
図1に示す製造システムにおける産業用ロボットの動作を説明するための平面図である。

実施例

0016

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。

0017

(産業用ロボットおよび製造システムの構成)
図1は、本発明の実施の形態にかかる産業用ロボット1が製造システム3に組み込まれた状態を示す平面図である。図2は、図1に示す産業用ロボット1の正面図である。図3は、図1に示す産業用ロボット1の側面図である。図4は、図1に示す産業用ロボット1の平面図である。図5は、図4に示すスイングアーム17の動作等を説明するための平面図である。

0018

本形態の産業用ロボット1(以下、「ロボット1」とする。)は、たとえば、搬送対象物である有機EL(有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ用のガラス基板2(以下、「基板2」とする。)を搬送するためのロボットである。このロボット1は、有機ELディスプレイの製造システム3に組み込まれて使用される水平多関節ロボットである。

0019

製造システム3は、トランスファーチャンバー4(以下、「チャンバー4」とする。)と、チャンバー4を囲むように配置される複数のプロセスチャンバー5〜9(以下、「チャンバー5〜9」とする。)とを備えている。本形態の製造システム3は、5個のチャンバー5〜9を備えている。チャンバー4〜9は、真空チャンバーであり、チャンバー4〜9の内部は、真空になっている。チャンバー4の内部には、ロボット1の一部が配置されている。ロボット1を構成する後述のフォーク部21がチャンバー5〜9内に入り込むことで、ロボット1は、複数のチャンバー5〜9の間で基板2を搬送する。チャンバー5〜9には、各種の装置等が配置されており、ロボット1で搬送された基板2が収容される。また、チャンバー5〜9では、基板2に対して各種の処理が行われる。

0020

チャンバー4は、上下方向から見たときの形状が正方形状となる略直方体の箱状に形成されている。以下では、上下方向から見たときに、正方形状をなすチャンバー4の一辺に平行な方向(図1のX方向)を「前後方向」とし、前後方向に直交する方向(図1のY方向)を「左右方向」とする。また、前後方向の一方側(図1のX2方向側)を「奥側」とし、奥側の反対側(図1のX1方向側)を「手前側」とし、左右方向の一方側(図1のY1方向側)を「右」側とし、右側の反対側(図1のY2方向側)を「左」側とする。本形態の前後方向(X方向)は第1方向であり、左右方向(Y方向)は第2方向であり、奥側(X2方向側)は第3方向側であり、手前側(X1方向側)は第4方向側である。

0021

チャンバー5は、チャンバー4の左側に配置されている。また、チャンバー5は、前後方向において、チャンバー5の中心とチャンバー4の中心とに一致するように配置されている。チャンバー6、7は、チャンバー4の手前側に配置され、チャンバー8、9は、チャンバー4の奥側に配置されている。また、チャンバー6とチャンバー7とは左右方向で隣り合うように配置され、チャンバー8とチャンバー9とは左右方向で隣り合うように配置されている。チャンバー6とチャンバー8とは左右方向において同じ位置に配置され、チャンバー7とチャンバー9とは左右方向において同じ位置に配置されている。また、チャンバー6、8は、チャンバー7、9よりも左側に配置されている。チャンバー5〜9のそれぞれとチャンバー4との接続部分には、ゲートが形成されている。

0022

ロボット1は、基板2が搭載される2個のハンド12、13と、ハンド12が先端側に回動可能に連結されるアーム14と、ハンド13が先端側に回動可能に連結されるアーム15と、アーム14、15の基端側が回動可能に連結されるアーム支持部16と、アーム支持部16が先端側に回動可能に連結されるスイングアーム17と、スイングアーム17の基端側が回動可能に連結される本体部18とを備えている。ハンド12、13、アーム14、15、アーム支持部16およびスイングアーム17は、本体部18の上側に配置されている。ハンド12、13、アーム14、15、アーム支持部16、スイングアーム17および本体部18の上端側は、チャンバー4の内部に配置されている。

0023

ハンド12、13は、アーム14、15に連結される基部20と、基板2が搭載されるフォーク部21とを備えている。フォーク部21は、基部20から水平方向へ突出するように基部20に固定されている。基板2は、フォーク部21の先端側部分に搭載されている。すなわち、基板2は、ハンド12、13の先端側部分に搭載されている。本形態では、チャンバー5〜9の奥行が深くなっており、フォーク部21の長さは長くなっている。すなわち、ハンド12、13の長さは長くなっている。また、本形態では、ハンド12は、ハンド13よりも上側に配置されている。

0024

アーム14、15は、互いに相対回動可能に連結される第1アーム部22と第2アーム部23との2個のアーム部によって構成された多関節アームである。第1アーム部22の基端側は、上下方向を回動の軸方向としてアーム支持部16に回動可能に連結されている。アーム14の第1アーム部22の基端側とアーム15の第1アーム部22の基端側とは、水平方向において互いに隣接した状態でアーム支持部16に連結されている。すなわち、2本のアーム14、15の基端側は、互いに隣接した状態でアーム支持部16に連結されている。また、アーム14とアーム15とは、互いに隣接した状態で配置されており、上下方向において同じ位置に配置されている。

0025

第1アーム部22の先端側には、上下方向を回動の軸方向として第2アーム部23の基端側が回動可能に連結されている。第2アーム部23の先端側には、上下方向を回動の軸方向としてハンド12、13が回動可能に連結されている。水平方向において、アーム支持部16に対する第1アーム部22の回動中心と第1アーム部22に対する第2アーム部23の回動中心との距離と、第1アーム部22に対する第2アーム部23の回動中心と第2アーム部23に対するハンド12、13の回動中心との距離とは等しくなっている。

0026

アーム14、15は、ハンド12、13の先端がアーム支持部16から離れるように伸びる位置(図7図10図12参照)と、ハンド12、13の先端がアーム支持部16に近づくように縮む位置(図1参照)との間で伸縮可能となっている。アーム14、15のそれぞれには、アーム14、15のそれぞれを伸縮させるアーム駆動機構が連結されている。アーム駆動機構は、ハンド12、13が一定方向を向いた状態で直線的に移動するようにアーム14、15を伸縮させる。本形態では、アーム14、15の伸縮量が等しいときに、ハンド12とハンド13とは上下方向で重なっている。また、このときには、上下方向から見ると、アーム14とアーム15とは線対称に配置されている。

0027

アーム支持部16は、円板状に形成されている。このアーム支持部16は、上下方向を回動の軸方向としてスイングアーム17の先端側に回動可能に連結されている。図4に示すように、上下方向から見たときに、スイングアーム17に対するアーム支持部16の回動中心である支持部回動中心C1と、アーム支持部16に対するアーム14の第1アーム部22の回動中心であるアーム回動中心C2と、アーム支持部16に対するアーム15の第1アーム部22の回動中心であるアーム回動中心C3とを結ぶと二等辺三角形が形成される。アーム支持部16には、アーム支持部16を回動させる回動機構が連結されている。なお、アーム支持部16は、三角板状四角板状等の多角板状に形成されても良いし、楕円板状等に形成されても良い。

0028

スイングアーム17は、上下方向から見たときの形状が長円形状となる1個のアーム部によって構成されている。スイングアーム17の基端側は、上下方向を回動の軸方向として本体部18に回動可能に連結されている。本体部18は、中空状に形成されるケース体24を備えている。ケース体24の中には、スイングアーム17を回動させる回動機構と、スイングアーム17を昇降させる昇降機構とが収容されている。

0029

本形態では、図4に示すように、アーム14、15は、基板2がハンド12、13に搭載された状態における基板2を含めたハンド12、13の先端側の支持部回動中心C1に対する回動半径(より具体的には、基板2を含めたハンド12、13の先端側の最大回動半径)R1よりもハンド12、13の基端側の支持部回動中心C1に対する回動半径(より具体的には、ハンド12、13の基端側の最大回動半径)R2が大きくなる位置まで縮むことが可能になっている。ここで、アーム14、15が最も縮んで回動半径R1が最小になったときの回動半径R1は、図1二点鎖線で示すように、上下方向から見たときに、アーム14、15が伸縮する際の第1アーム部22の先端が、回動半径R1によって規定される仮想円からはみ出さない大きさとなっている。

0030

また、図5に示すように、上下方向から見たときに、本体部18に対するスイングアーム17の回動中心であるアーム回動中心C4は、左右方向においてチャンバー4の中心に配置されるとともに前後方向においてチャンバー4の中心よりも手前側に配置されている。また、上下方向から見たときに、アーム回動中心C4と支持部回動中心C1との距離は、前後方向におけるチャンバー4の中心とアーム回動中心C4との距離L(すなわち、前後方向におけるチャンバー4の中心線CL1とアーム回動中心C4との距離L)よりも長くなっている。

0031

アーム回動中心C4を中心にしてスイングアーム17を回転させたときの、上下方向から見たときの支持部回動中心C1の軌跡を仮想円とすると、本形態では、図5に示すように、スイングアーム17は、上下方向から見たときにこの仮想円の一部をなす円弧CAであって前後方向におけるチャンバー4の中心よりも奥側の円弧CA上を支持部回動中心C1が通過する範囲でアーム回動中心C4を中心に回動する。本形態では、上下方向から見たときに、前後方向におけるチャンバー4の中心線CL1とこの仮想円との2個の交点(すなわち、円弧CAの両端点)の一方と、左右方向におけるチャンバー6、8の中心線CL2と中心線CL1との交点とが一致しており、中心線CL1とこの仮想円との2個の交点の他方と、左右方向におけるチャンバー7、9の中心線CL3と中心線CL1との交点とが一致している。

0032

(産業用ロボットの動作)
図6図12は、図1に示す製造システム3における産業用ロボット1の動作を説明するための平面図である。

0033

製造システム3において、たとえば、チャンバー5に基板2を搬入したりチャンバー5から基板2を搬出する前には、図6に示すように、ハンド12、13の先端側が左側に配置されハンド12、13の基端側が右側に配置されるように、アーム14、15が縮んだ状態で、ロボット1は待機する。このときには、上下方向から見ると、中心線CL1と中心線CL2との交点と支持部回動中心C1とが一致している。また、このときには、アーム14、15は、ハンド12、13の先端側の支持部回動中心C1に対する回動半径R1よりもハンド12、13の基端側の支持部回動中心C1に対する回動半径R2が大きくなる位置まで縮んでいる。具体的には、この状態において、支持部回動中心C1を中心にしてアーム支持部16が回動しても、ハンド12、13の先端側がチャンバー4の左側の内壁面に干渉しない位置までアーム14、15は縮んでいる。その後、図7に示すように、アーム14およびアーム15の少なくともいずれか一方が伸縮して、チャンバー5に基板2を搬入したりチャンバー5から基板2を搬出する。

0034

また、たとえば、その後、チャンバー8に基板2を搬入したりチャンバー8から基板2を搬出する場合には、図6に示す状態で、図6時計回りの方向(以下、この方向を「時計方向」とする。)へ支持部回動中心C1を中心にして90°、アーム支持部16が回動する。その後、図8に示すように、アーム14およびアーム15の少なくともいずれか一方が伸縮して、チャンバー8に基板2を搬入したりチャンバー8から基板2を搬出する。

0035

また、たとえば、その後、チャンバー9に基板2を搬入したりチャンバー9から基板2を搬出する場合には、図1に示すように、回動半径R1よりも回動半径R2が大きくなる位置までアーム14、15が縮んだ状態で、アーム回動中心C4を中心にしてスイングアーム17が時計方向へ回動する。具体的には、上下方向から見たときに、中心線CL1と中心線CL3との交点と支持部回動中心C1とが一致するまで、スイングアーム17が回動する。その後、図9に示すように、アーム14およびアーム15の少なくともいずれか一方が伸縮して、チャンバー9に基板2を搬入したりチャンバー9から基板2を搬出する。

0036

このように、ハンド12、13の先端側が奥側に配置されハンド12、13の基端側が手前側に配置された状態でスイングアーム17がアーム回動中心C4を中心に回動するときには、アーム14、15は、回動半径R1よりも回動半径R2が大きくなる位置まで縮んでいる。なお、このときには、アーム回動中心C4を中心にしてスイングアーム17が時計方向へ回動しても、ハンド12、13の先端側がチャンバー4の奥側の内壁面に干渉しない位置までアーム14、15は縮んでいる。

0037

また、たとえば、チャンバー5に基板2を搬入したりチャンバー5から基板2を搬出した後に、チャンバー6に基板2を搬入したりチャンバー6から基板2を搬出する場合には、図6に示す状態で、図6反時計回りの方向(以下、この方向を「反時計方向」とする。)へ支持部回動中心C1を中心にして90°、アーム支持部16が回動する。その後、図10に示すように、アーム14およびアーム15の少なくともいずれか一方が伸縮して、チャンバー6に基板2を搬入したりチャンバー6から基板2を搬出する。

0038

また、たとえば、その後、チャンバー7に基板2を搬入したりチャンバー7から基板2を搬出する場合には、図11に示すように、回動半径R1よりも回動半径R2が小さくなる位置までアーム14、15が縮んだ状態で、アーム回動中心C4を中心にしてスイングアーム17が時計方向へ回動する。具体的には、上下方向から見たときに、中心線CL1と中心線CL3との交点と支持部回動中心C1とが一致するまで、スイングアーム17が回動する。その後、図12に示すように、アーム14およびアーム15の少なくともいずれか一方が伸縮して、チャンバー7に基板2を搬入したりチャンバー7から基板2を搬出する。

0039

このように、ハンド12、13の先端側が手前側に配置されハンド12、13の基端側が奥側に配置された状態でスイングアーム17がアーム回動中心C4を中心に回動するときには、アーム14、15は、回動半径R1よりも回動半径R2が小さくなる位置まで縮んでいる。なお、このときには、アーム回動中心C4を中心にしてスイングアーム17が時計方向へ回動しても、ハンド12、13の基端側がチャンバー4の奥側の内壁面に干渉しない位置までアーム14、15は縮んでいる。

0040

また、たとえば、チャンバー9に基板2を搬入したりチャンバー9から基板2を搬出した後に、チャンバー7に基板2を搬入したりチャンバー7から基板2を搬出する場合には、図6に示す位置と同じ位置までアーム14、15が縮んだ状態で、時計方向へ180°、アーム支持部16が回動する。その後、図12に示すように、アーム14およびアーム15の少なくともいずれか一方が伸縮して、チャンバー7に基板2を搬入したりチャンバー7から基板2を搬出する。

0041

(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態では、アーム14、15は、回動半径R1よりも回動半径R2が大きくなる位置まで縮むことが可能になっており、たとえば、チャンバー5に基板2を搬入したりチャンバー5から基板2を搬出した後に、チャンバー8に基板2を搬入したりチャンバー8から基板2を搬出する場合やチャンバー6に基板2を搬入したりチャンバー6から基板2を搬出する場合等に、回動半径R1よりも回動半径R2が大きくなる位置までアーム14、15が縮んだ状態で、支持部回動中心C1を中心にしてアーム支持部16が回動する。すなわち、本形態では、上下方向から見たときに中心線CL1と中心線CL2との交点と支持部回動中心C1とが一致している状態でハンド12、13の先端側が支持部回動中心C1よりも左側を通過するように、支持部回動中心C1を中心にしてアーム支持部16が回動する場合や、上下方向から見たときに中心線CL1と中心線CL3との交点と支持部回動中心C1とが一致している状態でハンド12、13の先端側が支持部回動中心C1よりも右側を通過するように、支持部回動中心C1を中心にしてアーム支持部16が回動する場合に、回動半径R1よりも回動半径R2が大きくなる位置までアーム14、15が縮んでいる。

0042

そのため、本形態では、ハンド12、13の長さが長くなっていても、また、上下方向から見たときのチャンバー4の形状が正方形状となっており左右方向におけるチャンバー4の大きさが小さくなっていても、中心線CL1と中心線CL2との交点と支持部回動中心C1とが一致している状態で、あるいは、中心線CL1と中心線CL3との交点と支持部回動中心C1とが一致している状態で、支持部回動中心C1を中心にしてアーム支持部16が回動する際の、ハンド12、13の先端側部分とチャンバー4の左右の壁面との干渉を防止することが可能になる。したがって、本形態では、ハンド12、13の長さが長くなっていても、チャンバー4を左右方向で小型化することが可能になる。

0043

本形態では、スイングアーム17は、図5に示すように、円弧CA上を支持部回動中心C1が通過する範囲でアーム回動中心C4を中心に回動するが、ハンド12、13の先端側が奥側に配置されハンド12、13の基端側が手前側に配置された状態でスイングアーム17がアーム回動中心C4を中心に回動するときに、アーム14、15は、回動半径R1よりも回動半径R2が大きくなる位置まで縮んでおり、ハンド12、13の先端側が手前側に配置されハンド12、13の基端側が奥側に配置された状態でスイングアーム17がアーム回動中心C4を中心に回動するときには、アーム14、15は、回動半径R1よりも回動半径R2が小さくなる位置まで縮んでいる。そのため、本形態では、ハンド12、13の長さが長くなっていても、また、前後方向においてチャンバー4の大きさが小さくなっていても、本体部18に対してスイングアーム17が回動する際の、ハンド12、13の先端側部分や基端側部分とチャンバー4の奥側の壁面との干渉を防止することが可能になる。したがって、本形態では、ハンド12、13の長さが長くなっていても、チャンバー4を前後方向で小型化することが可能になる。

0044

また、本形態では、ハンド12、13の先端側が奥側に配置されハンド12、13の基端側が手前側に配置された状態でスイングアーム17がアーム回動中心C4を中心に回動するときに、アーム14、15は、回動半径R1よりも回動半径R2が大きくなる位置まで縮んでおり、ハンド12、13の先端側が手前側に配置されハンド12、13の基端側が奥側に配置された状態でスイングアーム17がアーム回動中心C4を中心に回動するときには、アーム14、15は、回動半径R1よりも回動半径R2が小さくなる位置まで縮んでいるため、スイングアーム17の長さを短くしても、本体部18に対してスイングアーム17が回動する際の、ハンド12、13の先端側部分や基端側部分とチャンバー4の奥側の壁面との干渉を防止することが可能になる。したがって、本形態では、スイングアーム17を短くすることが可能になり、その結果、内部にスイングアーム17が配置されるチャンバー4を前後方向で小型化することが可能になる。また、本形態では、スイングアーム17の長さを短くすることが可能になるため、スイングアーム17の厚さ(上下方向)の厚さを薄くしても、スイングアーム17の剛性を確保することが可能になる。したがって、本形態では、スイングアーム17の厚さを薄くすることが可能になり、その結果、内部にスイングアーム17が配置されるチャンバー4を上下方向で小型化することが可能になる。

0045

(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。

0046

上述した形態では、アーム回動中心C4は、左右方向においてチャンバー4の中心に配置されているが、アーム回動中心C4は、左右方向においてチャンバー4の中心からずれた位置に配置されても良い。また、上述した形態では、アーム回動中心C4は、前後方向においてチャンバー4の中心よりも手前側に配置されているが、アーム回動中心C4は、前後方向においてチャンバー4の中心と一致する位置に配置されても良いし、前後方向においてチャンバー4の中心より奥側に配置されても良い。また、上述した形態では、上下方向から見たときに、アーム回動中心C4と支持部回動中心C1との距離は、前後方向におけるチャンバー4の中心とアーム回動中心C4との距離Lよりも長くなっているが、アーム回動中心C4と支持部回動中心C1との距離は、距離Lと等しくても良いし、距離Lより短くても良い。

0047

上述した形態では、チャンバー4は、上下方向から見たときの形状が正方形状となるように形成されている。この他にもたとえば、チャンバー4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する長方形状となるように形成されても良いし、上下方向から見たときの形状が前後方向を長手方向とする長方形状となるように形成されても良い。また、上述した形態では、製造システム3は、5個のチャンバー(プロセスチャンバー)5〜9を備えているが、製造システム3が備えるプロセスチャンバーの数は、4個以下であっても良いし、6個以上であっても良い。

0048

上述した形態では、アーム14、15は、第1アーム部22と第2アーム部23との2個のアーム部によって構成されているが、アーム14、15は、3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によって搬送される搬送対象物は有機ELディスプレイ用の基板2であるが、ロボット1によって搬送される搬送対象物は、液晶ディスプレイ用のガラス基板であっても良いし、半導体ウエハ等であっても良い。

0049

1ロボット(産業用ロボット)
2基板(ガラス基板、搬送対象物)
3 製造システム
4チャンバー(トランスファーチャンバー)
12、13ハンド
14、15アーム
16 アーム支持部
17スイングアーム
18 本体部
22 第1アーム部(アーム部)
23 第2アーム部(アーム部)
C1 支持部回動中心
C4アーム回動中心
CA円弧
L 第1方向におけるトランスファーチャンバーの中心とアーム回動中心との距離
R1 ハンドの先端側の支持部回動中心に対する回動半径
R2 ハンドの基端側の支持部回動中心に対する回動半径
X 第1方向
X1 第4方向側
X2 第3方向側
Y 第2方向

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