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JP5078738B2 - Robot for workpiece transfer - Google Patents
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Description

本発明は、ワーク搬送用ロボットに関する。   The present invention relates to a workpiece transfer robot.

半導体製造装置においては、半導体ウエハなどのワークを搬送するためのワーク搬送ロボットが用いられている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照。)。   In a semiconductor manufacturing apparatus, a workpiece transfer robot for transferring a workpiece such as a semiconductor wafer is used (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特許文献1及び特許文献2に開示されたワーク搬送用ロボットは、いずれも2段連結された2つのアーム(第1アーム及び第2アーム)と、第2アームの先端部に取り付けられ、ワークを保持するハンドとを有するワーク搬送用ロボットである。   Each of the workpiece transfer robots disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 is attached to two arms (first arm and second arm) that are connected in two stages, and the tip of the second arm. A workpiece transfer robot having a holding hand.

このようなワーク搬送用ロボットにおいて、特許文献1に開示されたワーク搬送用ロボットは、第1アーム、第2アーム及びハンドそれぞれに対応してモータ(第1アーム駆動用モータ、第2アーム駆動用モータ及びハンド駆動用モータ)が設けられ、これらの各モータによって、第1アーム、第2アーム及びハンドそれぞれが個別に駆動される。また、第1アーム、第2アーム及びハンドを昇降させるための昇降フレームと、昇降フレームを駆動するための昇降用モータが設けられている。昇降フレームは、昇降用モータの正逆回転により、垂直方向に上下動可能となっている。なお、第1アーム駆動用モータ、第2アーム駆動用モータ及びハンド駆動用モータは、昇降フレームに固定され、昇降フレームとともに上下動する。   In such a workpiece transfer robot, the workpiece transfer robot disclosed in Patent Document 1 corresponds to the first arm, the second arm, and the hand, respectively (motors for driving the first arm and for driving the second arm). A motor and a hand driving motor), and the first arm, the second arm and the hand are individually driven by these motors. Also, an elevating frame for elevating the first arm, the second arm, and the hand, and an elevating motor for driving the elevating frame are provided. The elevating frame can be moved up and down in the vertical direction by forward and reverse rotation of the elevating motor. The first arm driving motor, the second arm driving motor, and the hand driving motor are fixed to the lifting frame and move up and down together with the lifting frame.

このように構成された第1従来技術によるワーク搬送用ロボットは、第1アーム、第2アーム及びハンドそれぞれに対応して設けられモータによって、第1アーム、第2アーム及びハンドをそれぞれ個別にエンドレスに旋回させることができる。また、昇降用モータによって第1アーム、第2アーム及びハンドを昇降動作させることができる。   The workpiece transfer robot according to the first prior art configured as described above is provided corresponding to each of the first arm, the second arm and the hand, and the first arm, the second arm and the hand are individually endless by the motor. Can be swiveled. Further, the first arm, the second arm and the hand can be moved up and down by the lifting motor.

一方、特許文献2に開示されたワーク搬送用ロボットは、第1アーム駆動用モータ、第2アーム駆動用モータ及びハンド駆動用モータをワーク搬送用ロボットの固定フレームに設置し、固定フレームに設置された各モータの回転駆動力を駆動伝達機構により第1アーム、第2アーム及びハンドに伝達する構造となっている。   On the other hand, in the workpiece transfer robot disclosed in Patent Document 2, the first arm drive motor, the second arm drive motor, and the hand drive motor are installed on the fixed frame of the workpiece transfer robot and installed on the fixed frame. In addition, the rotational driving force of each motor is transmitted to the first arm, the second arm, and the hand by a drive transmission mechanism.

特開2003−25262号公報JP 2003-25262 A 特開2001−96480号公報JP 2001-96480 A

特許文献1に開示されたワーク搬送用ロボットにおいては、第1アーム駆動用モータ、第2アーム駆動用モータ及びハンド駆動用モータは、それぞれ昇降フレームに固定され、昇降フレームとともに上下動する構造となっている。このため、昇降フレームが昇降動作を行うたびに、これら各モータの配線ケーブルもその都度、折れ曲がったりねじれたりといった変形を繰り返すこととなる。昇降フレームの昇降動作が頻繁に長期間繰り返されると、配線ケーブルに大きな負荷がかかり、接続部分の接触不良や断線が発生するおそれがある。   In the workpiece transfer robot disclosed in Patent Document 1, the first arm driving motor, the second arm driving motor, and the hand driving motor are each fixed to the lifting frame and move up and down together with the lifting frame. ing. For this reason, whenever the elevating frame performs the elevating operation, the wiring cables of these motors are repeatedly deformed such as being bent or twisted each time. If the lifting and lowering operation of the lifting frame is frequently repeated for a long period of time, a heavy load is applied to the wiring cable, and there is a risk of contact failure or disconnection at the connection portion.

これに対して、第2従来技術によるワーク搬送用ロボットにおいては、各モータはワーク搬送用ロボットの固定フレームに設定されているため、各モータは移動しない構造である。したがって、第2従来技術によるワーク搬送用ロボットにおいては、各モータの配線ケーブルに折れ曲がりやねじれなどの変形が生じることがなく、配線ケーブルの接触不良や断線を防止することができる。   On the other hand, in the robot for workpiece transfer according to the second prior art, each motor is set to a fixed frame of the workpiece transfer robot, so that each motor does not move. Therefore, in the workpiece transfer robot according to the second prior art, deformation such as bending or twisting does not occur in the wiring cable of each motor, and contact failure or disconnection of the wiring cable can be prevented.

しかしながら、第2従来技術によるワーク搬送用ロボットは、アーム機構部を垂直方向に昇降動作させるための機構は存在せず、アーム機構を水平面上で旋回させるための旋回機構とアーム機構を水平面上で伸縮させるための伸縮機構のみである。したがって、例えば、垂直方向に多段に収納されているワークの位置にハンドを昇降させて、当該ワークを保持して、保持したワークを搬送して任意の高さの位置に収納するといった使い方には不向きであるといった問題がある。   However, the robot for workpiece transfer according to the second prior art does not have a mechanism for vertically moving the arm mechanism unit, and the turning mechanism and the arm mechanism for turning the arm mechanism on the horizontal plane are on the horizontal plane. It is only an expansion / contraction mechanism for expanding / contracting. Therefore, for example, when the hand is moved up and down to the position of the work stored in multiple stages in the vertical direction, the work is held, the held work is transported and stored at an arbitrary height position There is a problem that it is unsuitable.

そこで本発明は、複数のアームとハンドとを有するアーム機構部の旋回及び伸縮を可能とする各モータの配線ケーブルに折れ曲がりやねじれなどの変形が生じるのを防止し、かつ、アーム機構部の水平面上の旋回及び伸縮の他にアーム機構部の垂直方向の昇降動作を可能としたワーク搬送用ロボットを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention prevents the deformation of the wiring cable of each motor that enables turning and expansion / contraction of the arm mechanism unit having a plurality of arms and hands from occurring, and prevents horizontal deformation of the arm mechanism unit. It is an object of the present invention to provide a workpiece transfer robot that can move up and down in the vertical direction of an arm mechanism in addition to turning and expanding and contracting.

(1)本発明のワーク搬送用ロボットは、多段連結された複数のアームとワークを保持するハンドとを有するアーム機構部と、前記アーム機構部を垂直方向に昇降させるための昇降機構部と、前記アーム機構部を水平面上で伸縮動作させるための伸縮機構部と、前記アーム機構部を水平面上で旋回動作させるための旋回機構部と、前記アーム機構部、昇降機構部、伸縮機構部及び旋回機構部を支持する固定フレームとを有するワーク搬送用ロボットであって、前記昇降機構部は、前記固定フレームに固定された昇降用モータと、前記アーム機構部が取り付けられ、前記昇降用モータの駆動力によって垂直方向に昇降動作する昇降盤とを有し、前記伸縮機構部は、前記固定フレームに固定された伸縮用モータと、前記伸縮用モータの駆動力を前記アーム機構部に伝達する第1スプライン軸とを有し、前記旋回機構部は、前記固定フレームに固定された旋回用モータと、前記旋回用モータの駆動力を前記アーム機構部に伝達する第2スプライン軸とを有することを特徴とする。   (1) A workpiece transfer robot according to the present invention includes an arm mechanism unit having a plurality of arms connected in multiple stages and a hand for holding a workpiece, an elevating mechanism unit for elevating the arm mechanism unit in a vertical direction, A telescopic mechanism for extending and retracting the arm mechanism on a horizontal plane, a pivoting mechanism for rotating the arm mechanism on a horizontal plane, the arm mechanism, an elevating mechanism, a telescopic mechanism, and a pivot A robot for conveying a workpiece having a fixed frame that supports a mechanism unit, wherein the lifting mechanism unit includes a lifting motor fixed to the fixed frame, and the arm mechanism unit is attached to drive the lifting motor. An elevating board that moves up and down in a vertical direction by force, and the extension mechanism includes a telescopic motor fixed to the fixed frame and a driving force of the extension motor. A first spline shaft that transmits to the arm mechanism, the turning mechanism being fixed to the fixed frame, and a second that transmits the driving force of the turning motor to the arm mechanism. And a spline shaft.

本発明のワーク搬送用ロボットによれば、昇降用モータは勿論のこと、伸縮用モータ及び旋回用モータもワーク搬送用ロボットの固定フレームに取り付けているので、これら伸縮用モータ及び旋回用モータは、自身以外のモータの駆動によってアーム機構部が上下動や旋回動作などを行ったとしても、伸縮用モータ及び旋回用モータの位置は変化しない。これにより、伸縮用モータ及び旋回用モータの配線ケーブルに折れ曲がりやねじれなどの変形が生じることがなく、配線ケーブルの接触不良や断線を防止することができる。   According to the workpiece transfer robot of the present invention, not only the lifting and lowering motor, but also the telescopic motor and the turning motor are attached to the fixed frame of the workpiece transfer robot. Even if the arm mechanism moves up and down or turns by driving a motor other than itself, the positions of the telescopic motor and the turning motor do not change. As a result, the wiring cables of the telescopic motor and the turning motor are not deformed such as bending or twisting, and contact failure or disconnection of the wiring cable can be prevented.

また、伸縮用モータ及び旋回用モータの配線ケーブルに折れ曲がりやねじれなどの変形が生じないことから、アーム機構部を時計方向及び反時計方向にそれぞれ360度以上エンドレスに旋回させることも可能となる。このように、アーム機構を時計方向及び反時計方向にそれぞれ360度以上エンドレスに旋回可能とすることにより、ワーク搬送能率を向上させることが可能となる。   In addition, since the wiring cables of the telescopic motor and the turning motor do not bend or twist, the arm mechanism can be turned endlessly by 360 degrees or more in the clockwise and counterclockwise directions. As described above, by enabling the arm mechanism to turn 360 degrees or more in the clockwise direction and in the counterclockwise direction, it is possible to improve the work transfer efficiency.

(2)前記(1)に記載のワーク搬送用ロボットにおいては、前記複数のアームは2つのアームからなり、前記2つのアームのうち前記固定フレーム側のアームを第1アーム、前記ハンド側のアームを第2アームとし、前記第1アーム及び第2アームの各アームにおける前記固定フレーム側を当該アームの後端側、前記ハンド側を当該アームの先端側としたとき、前記第1アームの後端側には、前記旋回用モータの駆動力を第2スプライン軸を介して受けて回転し、前記第1アームの回転時には該第1アームの回転に対して相対的に逆回転状態となる第1プーリと、該第1プーリと中心軸を共有して前記第1アームに連結する前記第1スプライン軸とが設けられ、前記第1アームの先端側には、前記第1プーリと連動して回転し、その回転力を前記第2アームの後端側に伝達して第2アームを回転させる第2プーリが設けられ、前記第2アームの後端側には、前記第2プーリと中心軸を共有し前記第2アームの回転に対して相対的に逆回転状態となる第3プーリが設けられ、前記第2アームの先端側には、前記第3プーリと連動して前記ハンドを回転させる第4プーリが設けられ、前記第1アームが前記第1スプライン軸の回転によって所定方向に所定角度だけ回転することによって、前記第2アームが第1アームと反対方向に所定角度だけ回転し、第2アームが所定方向に所定角度だけ回転することによって、前記ハンドが第2アームと反対方向に所定角度だけ回転する動作を行うことにより、前記第1アーム、第2アーム及びハンドが水平面上で伸縮動作を行うことが好ましい。   (2) In the workpiece transfer robot according to (1), the plurality of arms include two arms, and among the two arms, the arm on the fixed frame side is the first arm, and the arm on the hand side Is the second arm, the fixed frame side of each of the first arm and the second arm is the rear end side of the arm, and the hand side is the front end side of the arm. On the side, the driving force of the turning motor is received via the second spline shaft and rotates, and when the first arm rotates, the first arm is in a reverse rotation state relative to the rotation of the first arm. A pulley and a first spline shaft that is connected to the first arm by sharing a central axis with the first pulley are provided, and the tip end side of the first arm rotates in conjunction with the first pulley. And its rotational force A second pulley that rotates the second arm by transmitting to the rear end side of the second arm is provided, and the second arm shares a central axis with the second pulley on the rear end side of the second arm. A third pulley that is in a reverse rotation state with respect to the rotation of the second arm is provided, and a fourth pulley that rotates the hand in conjunction with the third pulley is provided on the distal end side of the second arm, When the first arm rotates by a predetermined angle in a predetermined direction by the rotation of the first spline shaft, the second arm rotates by a predetermined angle in the opposite direction to the first arm, and the second arm predetermined by the predetermined direction. It is preferable that the first arm, the second arm, and the hand perform a telescopic operation on a horizontal plane by performing an operation in which the hand rotates by a predetermined angle in a direction opposite to the second arm by rotating by an angle.

アーム機構部をこのような構成とすることにより、伸縮用モータ及び旋回用モータが固定フレーム側に取り付けられていても、前記第1アーム、第2アーム及びハンドを水平面上で伸縮動作させることができる。   By configuring the arm mechanism as described above, the first arm, the second arm, and the hand can be expanded and contracted on a horizontal plane even when the expansion and contraction motor and the turning motor are attached to the fixed frame side. it can.

(3)前記(2)に記載のワーク搬送用ロボットにおいては、前記旋回機構部が旋回動作を行う際は、前記旋回用モータを駆動させてその駆動力を前記第2スプライン軸を介して前記第1プーリに伝達して、該第1プーリを回転させるとともに、前記旋回用モータと同期して前記伸縮用モータを駆動させてその駆動力を前記第1スプライン軸を介して前記第1アームに伝達して、該第1アームを回転させることが好ましい。   (3) In the workpiece transfer robot according to (2), when the turning mechanism performs a turning operation, the turning motor is driven and the driving force is transmitted via the second spline shaft. The first pulley is transmitted to the first pulley, and the first pulley is rotated, and the telescopic motor is driven in synchronization with the turning motor, and the driving force is transmitted to the first arm via the first spline shaft. It is preferable to transmit and rotate the first arm.

本発明のワーク搬送用ロボットにおいては、旋回動作を行う際は、旋回用モータと伸縮用モータとを同期を取りながら駆動させる制御を行う。これは、第1アーム、第2アーム及びハンドが所定の角度を保持した状態で回転可能とするための制御であり、このような制御を行うことによって、アーム機構部を旋回させる際、第1アーム、第2アーム及びハンドが所定の角度を保持した状態でアーム機構部全体を旋回させることができる。   In the workpiece transfer robot of the present invention, when performing a turning operation, control is performed to drive the turning motor and the telescopic motor while synchronizing them. This is a control for enabling the first arm, the second arm, and the hand to rotate while maintaining a predetermined angle. By performing such a control, The entire arm mechanism unit can be turned in a state where the arm, the second arm, and the hand hold a predetermined angle.

以下、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

図1は、本発明の実施形態に係るワーク搬送用ロボットの外観構成を示す斜視図である。本発明の実施形態に係るワーク搬送用ロボット10は、図1に示すように、アーム機構部100と、アーム機構部100を垂直方向(z軸に沿った方向)に昇降させるための昇降機構部200と、アーム機構部100を水平面上(x−y平面上)で伸縮動作させるための伸縮機構部300と、アーム機構部100全体を水平面上で旋回動作させるための旋回機構部400と、アーム機構部100、昇降機構部200、伸縮機構部300及び旋回機構部400を支持する固定フレーム500とを有する。   FIG. 1 is a perspective view showing an external configuration of a workpiece transfer robot according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a workpiece transfer robot 10 according to an embodiment of the present invention includes an arm mechanism unit 100 and an elevating mechanism unit for moving the arm mechanism unit 100 in the vertical direction (direction along the z axis). 200, an expansion / contraction mechanism 300 for expanding / contracting the arm mechanism 100 on the horizontal plane (on the xy plane), a swing mechanism 400 for rotating the entire arm mechanism 100 on the horizontal plane, and an arm The mechanism unit 100, the elevating mechanism unit 200, the telescopic mechanism unit 300, and the fixed frame 500 that supports the turning mechanism unit 400 are included.

アーム機構部100は、2段連結された第1アーム110及び第2アーム120の2つのアームと、図示しないワークを真空吸着して保持するハンド130とを有する。なお、この明細書においては、第1アーム110及び第2アーム120の各アームにおける固定フレーム500側を当該アームの後端側、ハンド130側を当該アームの先端側として説明する。   The arm mechanism unit 100 includes two arms, a first arm 110 and a second arm 120 that are connected in two stages, and a hand 130 that holds a workpiece (not shown) by vacuum suction. In this specification, the fixed frame 500 side of each arm of the first arm 110 and the second arm 120 is described as the rear end side of the arm, and the hand 130 side is described as the front end side of the arm.

第1アーム110の先端側と第2アーム120の後端側はそれぞれが回転自在に連結され、第1アーム110の後端側は、昇降機構部200における円筒状のアーム機構保持部210に回転自在に支持されている。また、第2アーム120の先端側には、ハンド130の後端側が回転自在に支持されている。   The front end side of the first arm 110 and the rear end side of the second arm 120 are rotatably connected to each other, and the rear end side of the first arm 110 rotates to the cylindrical arm mechanism holding unit 210 in the lifting mechanism unit 200. It is supported freely. Further, the rear end side of the hand 130 is rotatably supported on the front end side of the second arm 120.

図1においては、アーム機構部100における第1アーム110及び第2アーム120は、それぞれがアームカバー110a及び120aに覆われている状態が示されている。したがって、図1においては、第1アーム110及び第2アーム120は、これらアームカバー110a,120a内に存在するものである。このアーム機構部100の詳細な構成については後述する。なお、アームカバー110a,120a内の詳細な構成については後述する。   FIG. 1 shows a state in which the first arm 110 and the second arm 120 in the arm mechanism unit 100 are covered with arm covers 110a and 120a, respectively. Therefore, in FIG. 1, the first arm 110 and the second arm 120 are present in the arm covers 110a and 120a. The detailed configuration of the arm mechanism unit 100 will be described later. The detailed configuration of the arm covers 110a and 120a will be described later.

ハンド130は、先端側にU字状のワーク保持部131が形成され、そのワーク保持部131には、ワーク(半導体ウエハとする)を真空吸着によって保持するための空気流通孔132が設けられている。   The hand 130 has a U-shaped work holding part 131 formed on the tip side, and the work holding part 131 is provided with an air circulation hole 132 for holding the work (semiconductor wafer) by vacuum suction. Yes.

固定フレーム500は、ワーク搬送用ロボットの底辺をなす基台510と、この基台510に支柱520を介して固定されている第1ステージ530と、第1ステージ530に支柱540を介して固定されている第2ステージ550とを有している。   The fixed frame 500 is fixed to the base 510 that forms the bottom of the workpiece transfer robot, the first stage 530 that is fixed to the base 510 via a column 520, and the first stage 530 via the column 540. A second stage 550.

図2は、昇降機構部200の構成を説明するために図1の要部を取り出して示す図である。なお、図2において、図1と同一部分には同一の符号が付されている。   FIG. 2 is a diagram showing an essential part of FIG. 1 taken out in order to explain the configuration of the elevating mechanism unit 200. In FIG. 2, the same parts as those in FIG.

昇降機構部200は、図2に示すように、第1アーム110の後端側を保持する円筒状のアーム機構保持部210と、昇降用モータ220と、昇降用モータ220の駆動軸にカップリング230を介して接続されたボールネジ240と、ボールネジ240に螺合するボールナット250が固定された昇降盤260とを有している。昇降用モータ220は、図2では図示が省略されている第1ステージ530に固定されている(図1参照。)。   As shown in FIG. 2, the elevating mechanism unit 200 is coupled to a cylindrical arm mechanism holding unit 210 that holds the rear end side of the first arm 110, an elevating motor 220, and a drive shaft of the elevating motor 220. The ball screw 240 is connected to the ball screw 240, and the elevator 260 is fixed with a ball nut 250 screwed to the ball screw 240. The lifting motor 220 is fixed to a first stage 530, which is not shown in FIG. 2 (see FIG. 1).

アーム機構保持部210はその後端側が昇降盤260のほぼ中央部に固定され昇降盤260の昇降動作とともに昇降動作を行う。また、昇降盤260は、支柱540によりスライド可能に支持されており、昇降用モータ220の駆動によりボールネジ240が回転することによって、支柱540をガイドとして垂直方向(図2におけるz−z’方向)に昇降動作するようになっている。昇降盤が垂直方向に昇降動作することにより、アーム機構保持部210も昇降動作し、それによってアーム機構部100も昇降動作する。   The rear end side of the arm mechanism holding unit 210 is fixed to a substantially central portion of the elevator board 260 and performs an elevator operation together with the elevator board 260. The lifting board 260 is slidably supported by a support column 540. When the ball screw 240 is rotated by driving the lifting motor 220, the support column 540 serves as a guide in the vertical direction (the zz ′ direction in FIG. 2). It is designed to move up and down. As the elevator board moves up and down in the vertical direction, the arm mechanism holding unit 210 also moves up and down, and the arm mechanism unit 100 also moves up and down.

図3は、伸縮機構部300の構成を説明するために図1の要部を取り出して示す図である。なお、図3において、図1と同一部分には同一の符号が付されている。   FIG. 3 is a diagram showing the main part of FIG. 1 in order to explain the configuration of the expansion / contraction mechanism unit 300. In FIG. 3, the same parts as those in FIG.

伸縮機構部300は、図3に示すように、伸縮用モータ310と、伸縮用モータ310の駆動軸に取り付けられた主動プーリ320と、主動プーリ320の回転力をタイミングベルト330を介して受けて回転する従動プーリ340と、従動プーリ340の回転力を受けて回転するスプライン軸350(第1スプライン軸350という。)とを有している。伸縮用モータ310は、図3では図示が省略されている第1ステージ530に固定されている(図1参照。)。   As shown in FIG. 3, the expansion / contraction mechanism 300 receives the expansion / contraction motor 310, the main driving pulley 320 attached to the drive shaft of the expansion / contraction motor 310, and the rotational force of the main driving pulley 320 via the timing belt 330. It has a driven pulley 340 that rotates, and a spline shaft 350 that rotates by receiving the rotational force of the driven pulley 340 (referred to as a first spline shaft 350). The telescopic motor 310 is fixed to the first stage 530, which is not shown in FIG. 3 (see FIG. 1).

第1スプライン軸350の先端部は、第1アーム110の後端側に連結され、第1スプライン軸350の回転力が第1アーム110に伝達される。なお、第1スプライン軸350は、図3では図示が省略されている円筒状のアーム機構保持部210の中心を貫通し、かつ、アーム機構保持部210に対して回転自在に設けられている。
このように構成された伸縮機構部300によるアーム機構部100の伸縮動作については後述する。
The front end portion of the first spline shaft 350 is connected to the rear end side of the first arm 110, and the rotational force of the first spline shaft 350 is transmitted to the first arm 110. Note that the first spline shaft 350 passes through the center of a cylindrical arm mechanism holding portion 210 (not shown in FIG. 3) and is rotatably provided with respect to the arm mechanism holding portion 210.
The expansion / contraction operation of the arm mechanism unit 100 by the expansion / contraction mechanism unit 300 configured as described above will be described later.

図4は、旋回機構部400の構成を説明するために図1の要部を取り出して示す図である。なお、図4において、図1と同一部分には同一の符号が付されている。また、図4においては、アーム機構部100は図示が省略されている。   FIG. 4 is a view showing the main part of FIG. 1 in order to explain the configuration of the turning mechanism part 400. In FIG. 4, the same parts as those in FIG. In FIG. 4, the arm mechanism unit 100 is not shown.

旋回機構部400は、図4に示すように、旋回用モータ410と、この旋回用モータ410の回転軸にカップリング420を介して接続されたスプライン軸430(第2スプライン軸430という。)と、この第2スプライン軸430に取り付けられた主動プーリ440と、この主動プーリ440の回転力をタイミングベルト450を介して受けて回転する従動プーリ460と、この従動プーリ460の回転力を受けて回転する円筒回転体470と、この円筒回転体470の先端部に設けられ円筒回転体470とともに回転する第1プーリ480とを有している。旋回用モータ410は、図4においては図示が省略されている第1ステージ530に固定されている(図1参照。)。   As shown in FIG. 4, the turning mechanism unit 400 includes a turning motor 410, a spline shaft 430 (referred to as a second spline shaft 430) connected to a rotation shaft of the turning motor 410 via a coupling 420. The main driving pulley 440 attached to the second spline shaft 430, the driven pulley 460 that rotates by receiving the rotational force of the main driving pulley 440 via the timing belt 450, and the rotational force of the driven pulley 460 that rotates. And a first pulley 480 that is provided at the tip of the cylindrical rotating body 470 and rotates together with the cylindrical rotating body 470. The turning motor 410 is fixed to a first stage 530 (not shown in FIG. 4) (see FIG. 1).

また、第1プーリ480はリング状をなし、その内側空間部の中心には、伸縮機構部300の第1スプライン軸350が貫通している。なお、第1プーリ480は、第1アーム110と第1スプライン軸350とに対しては非連結状態となっている。   The first pulley 480 has a ring shape, and the first spline shaft 350 of the telescopic mechanism 300 passes through the center of the inner space. The first pulley 480 is not connected to the first arm 110 and the first spline shaft 350.

このように構成され旋回機構部400は、旋回用モータ410が回転することにより、その回転力が第2スプライン軸430、主動プーリ440、タイミングベルト450、従動プーリ460を介して円筒回転体470に伝達され、円筒回転体470の先端部に設けられた第1プーリ480を回転させる。なお、旋回機構部400によるアーム機構部100の旋回動作を行う際は、旋回用モータ410と伸縮用モータ310とを同期させて駆動させる制御(モーション制御と呼ぶことにする。)を行うことによって、アーム機構部100の旋回動作が可能となる。このモーション制御については後述する。   The turning mechanism unit 400 configured as described above rotates the turning motor 410 so that the rotational force is applied to the cylindrical rotating body 470 via the second spline shaft 430, the main driving pulley 440, the timing belt 450, and the driven pulley 460. The first pulley 480 transmitted to the tip of the cylindrical rotating body 470 is rotated. When the turning mechanism unit 400 performs the turning operation of the arm mechanism unit 100, the turning motor 410 and the telescopic motor 310 are controlled to be driven in synchronization (hereinafter referred to as motion control). The arm mechanism 100 can be turned. This motion control will be described later.

図5はアーム機構部100の構成を詳細に示す図である。なお、図5において、図1〜図4と同一部分には同一の符号が付されている。また、図5は図1〜図3におけるアーム機構部100のアームカバー110a,120aを外した状態が示されている。   FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of the arm mechanism unit 100 in detail. In FIG. 5, the same parts as those in FIGS. FIG. 5 shows a state in which the arm covers 110a and 120a of the arm mechanism unit 100 in FIGS. 1 to 3 are removed.

図5において、第1アーム110は、その後端側が第1スプライン軸350に連結され、第1スプライン軸350の回転力を受けて回転する。また、第1アーム110の後端側には、旋回機構部400における円筒回転体470の先端側に固定された第1プーリ480が存在する。この第1プーリ480は、第1アーム110とは直接は連結してなく、第1アーム110の回転時には、第1アーム110の回転に対して相対的に逆回転状態となるものである。したがって、第1プーリ480を以下では第1相対回転プーリ480という。   In FIG. 5, the rear end side of the first arm 110 is connected to the first spline shaft 350, and receives the rotational force of the first spline shaft 350 and rotates. Further, on the rear end side of the first arm 110, there is a first pulley 480 fixed to the front end side of the cylindrical rotating body 470 in the turning mechanism unit 400. The first pulley 480 is not directly connected to the first arm 110, and is in a reverse rotation state relative to the rotation of the first arm 110 when the first arm 110 rotates. Therefore, the first pulley 480 is hereinafter referred to as a first relative rotation pulley 480.

一方、第1アーム110の先端側には、第1相対回転プーリ480よりも小径の第2プーリ140が設けられている。第2プーリ140は第1相対回転プーリ480の回転力を連動ベルト150を介して受けて回転するものであり、以下では第1連動プーリ140という。また、第1連動プーリ140は第1アーム110の先端側に対しては回転自在に支持されており、第2アーム120の後端側には固定されている。これにより、第1相対回転プーリ480の回転力は連動ベルト150を介して第2アーム120に伝達され、第2アーム120は第1連動プーリ140の回転軸を中心に回転するようになっている。   On the other hand, a second pulley 140 having a smaller diameter than the first relative rotation pulley 480 is provided on the distal end side of the first arm 110. The second pulley 140 rotates by receiving the rotational force of the first relative rotation pulley 480 via the interlocking belt 150, and is hereinafter referred to as the first interlocking pulley 140. The first interlocking pulley 140 is rotatably supported with respect to the front end side of the first arm 110 and is fixed to the rear end side of the second arm 120. As a result, the rotational force of the first relative rotation pulley 480 is transmitted to the second arm 120 via the interlocking belt 150, and the second arm 120 rotates about the rotation axis of the first interlocking pulley 140. .

また、第2アーム120の後端側には、第1アーム110に固定された第3プーリ160が取り付けられ、第2アーム120の先端側には、第3プーリ160よりも大径の第4プーリ170が第2アーム120に対して回転自在に取り付けられている。なお、第3プーリ160は、第2アーム120とは直接は連結してなく、第2アーム120の回転時には、第2アーム120の回転に対して相対的に逆回転状態となるものである。したがって、第3プーリを以下では第2相対回転プーリ160という。   A third pulley 160 fixed to the first arm 110 is attached to the rear end side of the second arm 120, and a fourth diameter larger than that of the third pulley 160 is attached to the front end side of the second arm 120. A pulley 170 is rotatably attached to the second arm 120. The third pulley 160 is not directly connected to the second arm 120, and is in a reverse rotation state relative to the rotation of the second arm 120 when the second arm 120 rotates. Therefore, the third pulley is hereinafter referred to as a second relative rotation pulley 160.

また、第4プーリ170は、第2相対回転プーリ160の回転力を連動ベルト180を介して受けて回転するものであり、以下では第2連動プーリ170という。第2連動プーリ170は、ハンド130の後端側に固定され、自身の回転力をハンド130に伝達する。   Further, the fourth pulley 170 rotates by receiving the rotational force of the second relative rotation pulley 160 via the interlock belt 180, and is hereinafter referred to as a second interlock pulley 170. The second interlocking pulley 170 is fixed to the rear end side of the hand 130 and transmits its rotational force to the hand 130.

このようなアーム機構部100の構成及びその動作は公知のものであるため、その動作についてここでは簡単に説明する。まず、伸縮用モータ310が駆動されることにより、その駆動力が第1スプライン軸350を介して第1アーム110に伝達され、第1アーム110が水平面上において例えば反時計方向(矢印y’方向)に所定角度だけ回転したとする。第1アーム110の反時計方向への回転により、第1相対回転プーリ480(このとき旋回用モータ410は非駆動状態である。)は、第1アーム110の回転に対して相対的に逆回転状態となる。すなわち、第1相対回転プーリ480は、第1アーム110の反時計方向への回転に対して相対的に時計方向(矢印y方向)に回転する。   Since the configuration and operation of the arm mechanism unit 100 are known, the operation will be briefly described here. First, when the telescopic motor 310 is driven, the driving force is transmitted to the first arm 110 via the first spline shaft 350, and the first arm 110 is, for example, counterclockwise (arrow y ′ direction) on the horizontal plane. ) Is rotated by a predetermined angle. Due to the counterclockwise rotation of the first arm 110, the first relative rotation pulley 480 (the turning motor 410 is in a non-driven state at this time) rotates in the reverse direction relative to the rotation of the first arm 110. It becomes a state. That is, the first relative rotation pulley 480 rotates in the clockwise direction (arrow y direction) relative to the counterclockwise rotation of the first arm 110.

第1相対回転プーリ480の時計方向への相対的な回転は、連動ベルト150を介して第1連動プーリ140に伝達され、第1連動プーリ140も時計方向に回転する。第1連動プーリ140が時計方向に回転すると、第2アーム120も時計方向(矢印y方向)に回転する。第2アーム120が時計方向に回転すると、第2相対回転プーリ160は、第2アーム120の回転に対して相対的に逆回転状態となる。すなわち、第2相対回転プーリ160は、第2アーム120の時計方向への回転に対して相対的に反時計方向(矢印y’方向)に回転する。   The relative rotation of the first relative rotation pulley 480 in the clockwise direction is transmitted to the first interlocking pulley 140 via the interlocking belt 150, and the first interlocking pulley 140 also rotates in the clockwise direction. When the first interlocking pulley 140 rotates in the clockwise direction, the second arm 120 also rotates in the clockwise direction (arrow y direction). When the second arm 120 rotates in the clockwise direction, the second relative rotation pulley 160 is in a reverse rotation state relative to the rotation of the second arm 120. That is, the second relative rotation pulley 160 rotates in the counterclockwise direction (arrow y ′ direction) relative to the clockwise rotation of the second arm 120.

第2相対回転プーリ160の反時計方向への相対的な回転は、連動ベルト180を介して第2連動プーリ170に伝達され、第2連動プーリ170も反時計方向(矢印y’方向)に回転する。これにより、第2連動プーリ170に固定されたハンド130は、反時計方向(矢印y’方向)に回転する。   The relative rotation of the second relative rotation pulley 160 in the counterclockwise direction is transmitted to the second interlocking pulley 170 via the interlocking belt 180, and the second interlocking pulley 170 also rotates in the counterclockwise direction (arrow y ′ direction). To do. As a result, the hand 130 fixed to the second interlocking pulley 170 rotates counterclockwise (arrow y ′ direction).

ここで、第1アーム110側においては、第1相対回転プーリ480の有効径と第1連動プーリ140の有効径の比が、例えば、2対1に設定され、第2アーム120側においては、第2相対回転プーリ160の有効径と第2連動プーリ170の有効径の比が、例えば、1対2に設定されていたとする。これにより、第2アーム120は、第1アーム110の回転角度の2倍の角度だけ第1アーム110の回転方向と反対方向に回転し、ハンド130は、第2アーム120の回転角度の1/2の角度だけ第2アーム120の回転方向と反対方向に回転する。このため、ハンド130は、第1アーム110及び第2アーム120の上記したような回転動作に伴って、第1アームの回転軸(第1スプライン軸350)の中心から遠ざかる方向に伸長動作を行う。   Here, on the first arm 110 side, the ratio of the effective diameter of the first relative rotation pulley 480 and the effective diameter of the first interlocking pulley 140 is set to, for example, 2 to 1, and on the second arm 120 side, Assume that the ratio of the effective diameter of the second relative rotation pulley 160 and the effective diameter of the second interlocking pulley 170 is set to, for example, 1: 2. As a result, the second arm 120 rotates in the direction opposite to the rotation direction of the first arm 110 by an angle twice as large as the rotation angle of the first arm 110, and the hand 130 is 1 / of the rotation angle of the second arm 120. The second arm 120 rotates in the direction opposite to the rotation direction by an angle of 2. For this reason, the hand 130 performs an extending operation in a direction away from the center of the rotation axis (first spline shaft 350) of the first arm in accordance with the rotation operation of the first arm 110 and the second arm 120 as described above. .

そして、第1アーム110、第2アーム120及びハンド130が最大に伸長した状態から、さらに、第1アーム110を反時計方向または時計方向に回転させて行けば、今度は、第1アーム110、第2アーム120及びハンド130はそれぞれが折り畳まれて行くように動作する。   Then, if the first arm 110 is further rotated counterclockwise or clockwise from the state in which the first arm 110, the second arm 120 and the hand 130 are extended to the maximum, the first arm 110, The second arm 120 and the hand 130 operate so that each is folded.

以上はアーム機構部100の伸縮動作であるが、アーム機構部100の旋回動作は、旋回機構部400の旋回用モータ410と伸縮機構部300の伸縮用モータ310とを同期させて駆動する制御(モーション制御)を行うことによって可能となる。モーション制御は、第1アーム110、第2アーム120及びハンド130が所定の角度を保持した状態でアーム機構部100全体を水平面上で旋回可能とするための制御である。   The above is the expansion / contraction operation of the arm mechanism unit 100. The rotation operation of the arm mechanism unit 100 is a control in which the rotation motor 410 of the rotation mechanism unit 400 and the expansion / contraction motor 310 of the expansion mechanism unit 300 are driven synchronously ( This is possible by performing motion control. Motion control is control for enabling the entire arm mechanism unit 100 to turn on a horizontal plane in a state where the first arm 110, the second arm 120, and the hand 130 hold a predetermined angle.

例えば、アーム機構部100全体を反時計方向に旋回させる場合を考える。この場合、伸縮用モータ310によって第1スプライン軸350を反時計方向に回転させれば、第1アーム110が反時計方向に回転するが、伸縮用モータ310のみの駆動では、図5において説明したように、アーム機構部100の伸縮動作がなされてしまう。   For example, consider a case where the entire arm mechanism unit 100 is turned counterclockwise. In this case, if the first spline shaft 350 is rotated counterclockwise by the telescopic motor 310, the first arm 110 rotates counterclockwise. However, the driving of the telescopic motor 310 alone has been described with reference to FIG. As described above, the arm mechanism 100 is expanded and contracted.

そこで、第1アーム110の回転方向と同じ方向でかつ同じ回転速度となるように、第1相対回転プーリ480を回転させるように旋回用モータ410を駆動させる制御を行う。このような制御を行うことにより、第1アーム110、第2アーム120及びハンド130が所定の角度を保持した状態でアーム機構部100全体を水平面上で反時計方向に旋回させることができる。なお、時計方向に旋回させる場合も同様に実施することができる。   Therefore, control is performed to drive the turning motor 410 so that the first relative rotation pulley 480 is rotated in the same direction as the rotation direction of the first arm 110 and the same rotation speed. By performing such control, the entire arm mechanism unit 100 can be turned counterclockwise on the horizontal plane while the first arm 110, the second arm 120, and the hand 130 hold a predetermined angle. In addition, it can implement similarly when turning clockwise.

図6はアーム機構部100の動作の一例を説明するために図1を斜め上方から見た図である。図6(a)〜図6(c)のうち、図6(a)及び図6(b)はアーム機構部100の旋回動作を示す図であり、図6(a)を例えばホームポジション(初期位置)とする。図6(a)に示すホームポジションの位置から、アーム機構部100の第1アーム110、第2アーム120及びハンド130の角度を保持させた状態でアーム機構部100を180度旋回させた状態が図6(b)である。なお、旋回動作を行う場合には、上記したように、旋回用モータ410と伸縮用モータ310とを同期させて駆動するモーション制御を行う。   FIG. 6 is a view of FIG. 1 as viewed obliquely from above for explaining an example of the operation of the arm mechanism unit 100. 6 (a) to 6 (c), FIGS. 6 (a) and 6 (b) are diagrams showing a turning operation of the arm mechanism unit 100, and FIG. Position). The state where the arm mechanism unit 100 is rotated 180 degrees from the position of the home position shown in FIG. 6A while maintaining the angles of the first arm 110, the second arm 120 and the hand 130 of the arm mechanism unit 100. It is FIG.6 (b). When performing a turning operation, as described above, motion control is performed in which the turning motor 410 and the expansion / contraction motor 310 are driven in synchronization.

また、図6(c)は、伸縮機構部300により、アーム機構部100を伸長させた状態を示す図であり、このようなアーム機構の伸長動作は、図5によって説明した動作によって可能となる。なお、図6(c)では、アーム機構部100が図6(a)及び図6(b)の状態からわずかに上昇した状態が示されている。このようにアーム機構部100を昇降させる動作は、昇降機構部200によって行うことができる。   FIG. 6C is a diagram illustrating a state in which the arm mechanism unit 100 is extended by the expansion / contraction mechanism unit 300, and the extension operation of such an arm mechanism can be performed by the operation described with reference to FIG. . FIG. 6C shows a state where the arm mechanism unit 100 is slightly raised from the state of FIGS. 6A and 6B. The operation of raising and lowering the arm mechanism unit 100 in this way can be performed by the elevation mechanism unit 200.

昇降機構部200によるアーム機構部100の昇降動作は、昇降用モータ220を駆動することによって行うことができる。すなわち、昇降用モータ220が駆動されるとボールネジ240が回転し、それによって昇降盤260が上方向または下方向に移動する。昇降盤260にはアーム機構保持部210が取り付けられているので、昇降盤260の昇降動作に伴ってアーム機構部100も昇降動作する。   The lifting / lowering operation of the arm mechanism 100 by the lifting / lowering mechanism 200 can be performed by driving the lifting / lowering motor 220. That is, when the elevating motor 220 is driven, the ball screw 240 rotates, and thereby the elevating board 260 moves upward or downward. Since the arm mechanism holding unit 210 is attached to the elevator plate 260, the arm mechanism unit 100 also moves up and down as the elevator plate 260 moves up and down.

なお、昇降盤260によりアーム機構部100が昇降動作する際、伸縮機構部300における第1スプライン軸350及び旋回機構部400における第2スプライン軸430が垂直方向にスライドする。このため、伸縮機構部300の伸縮用モータ310及び旋回機構部400の旋回用モータ410がそれぞれ固定フレーム500に固定されていても、アーム機構部100が昇降動作した位置において、伸縮用モータ310の駆動力を第1アーム110に伝達することができ、また、旋回用モータ410の駆動力を第1プーリ480(第1相対回転プーリ480)に伝達することができる。   When the arm mechanism unit 100 moves up and down by the lift board 260, the first spline shaft 350 in the telescopic mechanism unit 300 and the second spline shaft 430 in the turning mechanism unit 400 slide in the vertical direction. For this reason, even if the expansion / contraction motor 310 of the expansion / contraction mechanism unit 300 and the rotation motor 410 of the rotation mechanism unit 400 are fixed to the fixed frame 500, the expansion / contraction motor 310 has a position where the arm mechanism unit 100 is moved up and down. The driving force can be transmitted to the first arm 110, and the driving force of the turning motor 410 can be transmitted to the first pulley 480 (first relative rotation pulley 480).

以上説明したように、本発明の実施形態に係るワーク搬送用ロボットは、昇降用モータ220は勿論のこと、伸縮用モータ310及び旋回用モータ410も固定フレーム500に固定させている。これにより、これら伸縮用モータ310及び旋回用モータ410は、自身以外のモータの駆動によってアーム機構部100が昇降動作や伸縮動作などを行ったとしても、その位置は変化しない。このため、伸縮用モータ310及び旋回用モータ410の配線ケーブルに折れ曲がりやねじれなどの変形が生じることがなく、配線ケーブルの接触不良や断線を防止することができる。   As described above, in the workpiece transfer robot according to the embodiment of the present invention, not only the lifting motor 220 but also the telescopic motor 310 and the turning motor 410 are fixed to the fixed frame 500. As a result, the positions of the telescopic motor 310 and the turning motor 410 do not change even when the arm mechanism unit 100 moves up and down or expands and contracts by driving a motor other than itself. Therefore, the wiring cables of the telescopic motor 310 and the turning motor 410 are not deformed such as bending or twisting, and the contact failure or disconnection of the wiring cable can be prevented.

また、伸縮用モータ310及び旋回用モータ410の配線ケーブルに折れ曲がりやねじれなどの変形が生じることがないことから、アーム機構部100を時計方向及び反時計方向にそれぞれ360度以上エンドレスに旋回させることも可能となる。このように、アーム機構部100を時計方向及び反時計方向にそれぞれ360度以上エンドレスに旋回させることも可能とすることにより、ワーク搬送能率を向上させることが可能となる。   Further, since the wiring cables of the telescopic motor 310 and the turning motor 410 are not bent or twisted, the arm mechanism unit 100 is turned endlessly by 360 degrees clockwise or counterclockwise. Is also possible. In this way, the arm mechanism 100 can be turned endlessly by 360 degrees or more in the clockwise direction and in the counterclockwise direction, thereby improving the work transfer efficiency.

たとえば、今、アーム機構部100がホームポジション位置から反時計方向に340度だけ回転した位置(現在位置という。)にあったとして、その現在位置から、ホームポジションまでハンド130を戻そうとする場合を考える。この場合、アーム機構部100が360度以上の回転ができないとすると、ホームポジションに戻すには、アーム機構部100を時計方向に340度だけ回転させる必要がある。これに対して、アーム機構部100が360度以上エンドレスに回転可能であれば、現在位置から反時計方向にそのまま20度だけ回転させればホームポジションに容易に戻すことできる。このように、アーム機構部100が360度以上エンドレスに回転可能であると、所望とする位置に効率よく移行させることができる。   For example, when the arm mechanism unit 100 is now at a position (current position) that is rotated 340 degrees counterclockwise from the home position position, the hand 130 is to be returned from the current position to the home position. think of. In this case, if the arm mechanism unit 100 cannot rotate 360 degrees or more, the arm mechanism unit 100 needs to be rotated clockwise by 340 degrees to return to the home position. On the other hand, if the arm mechanism unit 100 can be rotated endlessly by 360 degrees or more, it can be easily returned to the home position by rotating it 20 degrees counterclockwise as it is from the current position. As described above, when the arm mechanism unit 100 can be rotated endlessly by 360 degrees or more, it can be efficiently transferred to a desired position.

なお、本発明は前述の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能となるものである。たとえば、前述の実施形態では、半導体ウエハの搬送に用いるワーク搬送用ロボットについて説明したが、これに限られるものではなく、昇降、旋回及び伸縮を可能とするワーク搬送用ロボットであれば本発明を適用することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the workpiece transfer robot used for transferring the semiconductor wafer has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to any workpiece transfer robot that can move up and down, turn, and extend. Can be applied.

本発明の実施形態に係るワーク搬送用ロボットの外観構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance structure of the robot for workpiece conveyance which concerns on embodiment of this invention. 昇降機構部200の構成を説明するために図1の要部を取り出して示す図である。It is a figure which takes out and shows the principal part of FIG. 1 in order to demonstrate the structure of the raising / lowering mechanism part 200. FIG. 伸縮機構部300の構成を説明するために図1の要部を取り出して示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an essential part of FIG. 1 taken out in order to explain the configuration of the telescopic mechanism 300. 旋回機構部400の構成を説明するために図1の要部を取り出して示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an essential part of FIG. 1 taken out in order to explain the configuration of a turning mechanism part 400; アーム機構部100の構成を詳細に示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an arm mechanism unit 100 in detail. アーム機構部100の動作の一例を説明するために図1を斜め上方から見た図である。FIG. 2 is a view of FIG. 1 as viewed obliquely from above for explaining an example of the operation of the arm mechanism section 100. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10・・・ワーク搬送用ロボット、100・・・アーム機構部、110・・・第1アーム、120・・・第2アーム、110a,120a・・・アームカバー、130・・・ハンド、140・・・第2プーリ(第1連動プーリ)、150,180・・・連動ベルト、160・・・第3プーリ(第2相対回転プーリ)、170・・・第4プーリ(第2連動プーリ)、200・・・昇降機構部、210・・・アーム機構保持部、220・・・昇降用モータ、240・・・ボールネジ、250・・・ボールナット、260・・・昇降盤、300・・・伸縮機構部、310・・・伸縮用モータ、340,450・・・タイミングベルト、350・・・第1スプライン軸、400・・・旋回機構部、410・・・旋回用モータ、430・・・第2スプライン軸、470・・・円筒回転体、480・・・第1プーリ(第1相対回転プーリ)、500・・・固定フレーム、530・・・第1ステージ、540・・・支柱、550・・・第2ステージ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Robot for workpiece conveyance, 100 ... Arm mechanism part, 110 ... 1st arm, 120 ... 2nd arm, 110a, 120a ... Arm cover, 130 ... Hand, 140 .... Second pulley (first interlocking pulley), 150, 180 ... interlocking belt, 160 ... third pulley (second relative rotating pulley), 170 ... fourth pulley (second interlocking pulley), DESCRIPTION OF SYMBOLS 200 ... Lifting mechanism part, 210 ... Arm mechanism holding part, 220 ... Lifting motor, 240 ... Ball screw, 250 ... Ball nut, 260 ... Lifting board, 300 ... Expansion / contraction Mechanism part, 310 ... telescopic motor, 340, 450 ... timing belt, 350 ... first spline shaft, 400 ... turning mechanism part, 410 ... turning motor, 430 ... first 2 supra 470 ... Cylinder rotator, 480 ... first pulley (first relative rotation pulley), 500 ... fixed frame, 530 ... first stage, 540 ... post, 550 ...・ Second stage

Claims (1)

多段連結された複数のアームとワークを保持するハンドとを有するアーム機構部と、前記アーム機構部を垂直方向に昇降させるための昇降機構部と、前記アーム機構部を水平面上で伸縮動作させるための伸縮機構部と、前記アーム機構部を水平面上で旋回動作させるための旋回機構部と、前記アーム機構部、昇降機構部、伸縮機構部及び旋回機構部を支持する固定フレームとを有するワーク搬送用ロボットであって、
前記昇降機構部は、前記固定フレームに固定された昇降用モータと、前記アーム機構部が取り付けられ、前記昇降用モータの駆動力によって垂直方向に昇降動作する昇降盤とを有し、
前記伸縮機構部は、前記固定フレームに固定された伸縮用モータと、前記伸縮用モータの駆動力を前記アーム機構部に伝達する第1スプライン軸とを有し、
前記旋回機構部は、前記固定フレームに固定された旋回用モータと、前記旋回用モータの駆動力を前記アーム機構部に伝達する第2スプライン軸とを有し、
前記複数のアームは2つのアームからなり、前記2つのアームのうち前記固定フレーム側のアームを第1アーム、前記ハンド側のアームを第2アームとし、前記第1アーム及び第2アームの各アームにおける前記固定フレーム側を当該アームの後端側、前記ハンド側を当該アームの先端側としたとき、
前記第1アームの後端側には、前記旋回用モータの駆動力を第2スプライン軸を介して受けて回転し、前記第1アームの回転時には当該第1アームの回転に対して相対的に逆回転状態となる第1プーリと、当該第1プーリと中心軸を共有して前記第1アームに連結する前記第1スプライン軸とが設けられ、
前記第1アームの先端側には、前記第1プーリと連動して回転し、その回転力を前記第2アームの後端側に伝達して第2アームを回転させる第2プーリが設けられ、
前記第2アームの後端側には、前記第2プーリと中心軸を共有し前記第2アームの回転に対して相対的に逆回転状態となる第3プーリが設けられ、
前記第2アームの先端側には、前記第3プーリと連動して前記ハンドを回転させる第4プーリが設けられ、
前記第1アームが前記第1スプライン軸の回転によって所定方向に所定角度だけ回転することによって、前記第2アームが第1アームと反対方向に所定角度だけ回転し、第2アームが所定方向に所定角度だけ回転することによって、前記ハンドが第2アームと反対方向に所定角度だけ回転する動作を行うことにより、前記第1アーム、第2アーム及びハンドが水平面上で伸縮動作を行い、
前記旋回機構部が旋回動作を行う際は、前記旋回用モータを駆動させて、その駆動力を前記第2スプライン軸を介して前記第1プーリに伝達して、当該第1プーリを所定方向に回転させるとともに、前記旋回用モータと同期して前記伸縮用モータを駆動させて、その駆動力を前記第1スプライン軸を介して前記第1アームに伝達して、当該第1アームを前記第1プーリの回転方向と同方向に回転させることを特徴とするワーク搬送用ロボット。
An arm mechanism having a plurality of arms connected in multiple stages and a hand for holding a workpiece; an elevating mechanism for elevating the arm mechanism vertically; and for extending and retracting the arm mechanism on a horizontal plane. Work mechanism having a telescopic mechanism part, a turning mechanism part for turning the arm mechanism part on a horizontal plane, and a fixed frame that supports the arm mechanism part, a lifting mechanism part, a telescopic mechanism part, and a turning mechanism part. Robot,
The elevating mechanism unit includes an elevating motor fixed to the fixed frame, and an elevating plate to which the arm mechanism unit is attached and which moves up and down in a vertical direction by a driving force of the elevating motor,
The expansion / contraction mechanism has an expansion / contraction motor fixed to the fixed frame, and a first spline shaft that transmits a driving force of the expansion / contraction motor to the arm mechanism.
The turning mechanism unit, possess a turning motor which is fixed to the fixed frame, and a second spline shaft for transmitting the driving force of the turning motor to the arm mechanism,
The plurality of arms are composed of two arms. Of the two arms, the arm on the fixed frame side is a first arm, the arm on the hand side is a second arm, and each arm of the first arm and the second arm When the fixed frame side is the rear end side of the arm and the hand side is the front end side of the arm,
The rear end side of the first arm is rotated by receiving the driving force of the turning motor through a second spline shaft, and is relatively relative to the rotation of the first arm when the first arm rotates. A first pulley that is in a reverse rotation state, and the first spline shaft that is connected to the first arm by sharing the central axis with the first pulley;
A second pulley that rotates in conjunction with the first pulley and transmits the rotational force to the rear end side of the second arm to rotate the second arm is provided on the front end side of the first arm,
On the rear end side of the second arm, a third pulley is provided which shares a central axis with the second pulley and is in a reverse rotation state relative to the rotation of the second arm,
A fourth pulley that rotates the hand in conjunction with the third pulley is provided on the tip side of the second arm,
When the first arm rotates by a predetermined angle in a predetermined direction by the rotation of the first spline shaft, the second arm rotates by a predetermined angle in the opposite direction to the first arm, and the second arm predetermined by the predetermined direction. The first arm, the second arm, and the hand perform expansion and contraction operations on a horizontal plane by performing an operation in which the hand rotates by a predetermined angle in a direction opposite to the second arm by rotating by an angle,
When the turning mechanism performs a turning operation, the turning motor is driven and the driving force is transmitted to the first pulley via the second spline shaft so that the first pulley is moved in a predetermined direction. While rotating, the expansion / contraction motor is driven in synchronization with the turning motor, the driving force is transmitted to the first arm via the first spline shaft, and the first arm is transmitted to the first arm. A workpiece transfer robot that rotates in the same direction as a pulley .
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