搬入搬出机器人的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种搬入搬出机器人，是机器人设计的自由度更高的结构，且使机器人的动作更简单。该搬入搬出机器人具备：臂单元（40），安装于能够升降的支撑单元（20）；和手单元（60），安装于臂单元（40），用于对搬入搬出对象物进行搬运，支撑单元（20）具备能够围绕升降轴回转的基座部（22）以及能够相对于基座部（22）转动的头部（23），臂单元（40）具备能够相对于头部转动的臂（41、51），臂能够沿着其前端从头部穿过的进退方向进退移动，手单元（60）具备能够旋转地安装于臂的搬入搬出手，从头部（23）的转动轴到基部臂（42、52）的旋转轴的轴间距离比从基座部（22）的回转轴到头部（23）的旋转轴的轴间距离短。
【专利说明】搬入搬出机器人
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于对数字设备的材料即面板、片材或者晶片等薄板状材料进行搬运的搬入搬出机器人以及具备搬入搬出机器人的搬入搬出系统。
【背景技术】
[0002]作为搬入搬出机器人，例如存在如下的晶片搬运机器人，该晶片搬运机器人具备:能够升降的支撑台；轴支承于支撑台的第一臂部；轴支承于第一臂部的第二臂部；内置于第一臂部的臂回转机构；设置于第二臂部的2个双链臂；以及内置于第二臂部的双链臂回转机构(参照专利文献1 )。
[0003]该晶片搬运机器人为在多关节型机器人的2节臂的前端安装了双链臂的结构(参照引用文献1的第0033段)，多关节型机器人的臂的前端能够移动到将该臂伸长的圆内的任意位置。该晶片搬运机器人通过使用这种结构的多关节型机器人，能够使双链臂以最短距离移动到任意的规定位置。
[0004]专利文献1:日本特开2010-82742号公报
[0005]然而，为了能够将多关节型机器人的2节臂的前端移动到任意位置，需要将相同长度的臂组合来构成2节臂。因此，机器人的臂的设计的自由度较低。
[0006]此外，为了通过这种晶片搬运机器人来实现使双链臂以最短距离移动到任意的规定位置的动作，要求多关节型机器人的2节臂所能进行的所有动作。换句话说，为了使双链臂以最短距离移动，作为2节臂的动作而被要求复杂的动作，而且需要有使复杂的动作稳定地实现的控制机构。
[0007]并且，在进行复杂的动作的2节臂的动作在中途停止了的情况下，很多时候即使观察停止后的状态也非常难判断出在哪个动作的中途停止了。因此，在这种搬运机器人中，当由于某种原因而动作暂时停止时，之后，为了使搬运机器人恢复需要很长时间。
【发明内容】
[0008]本发明是鉴于这种问题点而做出的，其课题在于提供一种搬入搬出机器人，该搬入搬出机器人为机器人设计的自由度更高的结构，而且机器人的动作更简单。
[0009]本申请的发明为一种搬入搬出机器人，具备:支撑单元，能够升降地设置；臂单元，安装于该支撑单元；以及手单元，安装于该臂单元，用于对搬入搬出对象物进行搬运，其特征在于，上述支撑单元具备:能够围绕沿升降方向延伸的升降轴回转的基座部；和能够转动地安装于该基座部的头部，上述臂单元具备能够转动地安装于上述头部的臂，该臂沿着其前端从上述头部穿过的进退方向进退移动，上述手单元具备能够旋转地安装于上述臂的前部的搬入搬出手，从上述头部的转动轴到上述臂的基部的旋转轴的轴间距离比从上述基座部的旋转轴到上述头部的旋转轴的轴间距离短。
[0010]此外，上述头部的转动轴所处的头根部被安装于上述基座部的头部设置面上，上述基部臂的旋转轴所处的基部臂根部被安装于具备基部臂设置面的头前部，上述头前部的上表面的高度是比上述头根部的上表面低的位置，上述头前部的下表面的高度是比上述头部设置面低的位置。
[0011]此外，上述基座部及头部中的至少任一方具备对该头部的转动范围进行限制的旋转限制部件。
[0012]上述搬入搬出机器人通过使搬入搬出对象物进退移动而将上述搬入搬出对象物相对于可搬入搬出的搬入搬出目的地进行搬入搬出，上述基座部是进行旋转以便成为上述头部的转动轴位于从规定的搬入搬出目的地的中心穿过的搬入搬出线上的状态的旋转轴定位机构，上述臂使其前端部所安装的搬入搬出手沿上述进退方向进退移动，上述头部是在该头部的转动轴已位于上述搬入搬出线上时进行旋转、以便成为上述搬入搬出手的旋转轴的移动路线即进退移动线位于上述搬入搬出线上的状态的进退方向决定机构。
[0013]此外，上述支撑单元具备控制器，该控制器使上述基座部回转以便成为上述头部的转动轴位于规定的搬入搬出目的地的搬入搬出线上的状态，并且在上述头部的转动轴已位于上述搬入搬出线上的状态下使上述头部转动以便成为上述搬入搬出手的进退移动线位于上述搬入搬出线上的状态。
[0014]此外，上述搬入搬出机器人相对于以上述搬入搬出线从上述基座部的转动轴位置的回转范围内穿过的方式配置的多个上述搬入搬出目的地中的任一个，将搬入搬出对象物搬入搬出。
[0015]此外，上述搬入搬出机器人相对于以上述搬入搬出线相互交叉的交点存在一个以上且该交叉点位于上述回转范围内的状态配置的上述多个搬入搬出目的地中的任一个，将上述搬入对象物搬入搬出。
[0016]此外，上述搬入搬出机器人相对于以成为上述交点位于上述基座部的转动轴位置的回转线上的状态的方式配置的上述多个搬入搬出目的地中的任一个，将上述搬入对象物搬入搬出。
[0017]发明效果
[0018]根据本发明，在对搬入搬出对象物进行搬入搬出时，能够使基座部的旋转动作成为更简单的旋转动作，能够更迅速地进行搬入搬出，而且能够更容易地进行使用基座部的旋转动作来进行的支撑单元的动作控制。此外，由于是在头部安装了臂单元的结构，因此能够更容易地进行臂单元的动作控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是表示本发明的第一实施例的搬入搬出机器人所设置的搬入搬出系统的立体图。
[0020]图2是表示图1所示的搬入搬出机器人的分解立体图。
[0021]图3 (A)?(C)是用于说明图1所示的搬入搬出机器人的臂单元的进退动作的俯视图。
[0022]图4 (A)、(B)是用于说明图1所示的搬入搬出机器人的动作的俯视图。
[0023]图5 (A)?(F)是用于说明由图1所示的搬入搬出机器人的臂单元进行的面板搬入搬出动作的侧视图。
[0024]图6是表示本发明的第二实施例的搬入搬出机器人的侧视图。[0025]图7是表示图6所示的搬入搬出机器人的头部的俯视图。
[0026]附图标记的说明
[0027]10…搬入搬出机器人，20…支撑单元，21…柱部，22…基座部，
[0028]22a…头部设置面(基座部的前部的上表面、第二实施例)，
[0029]22S…转动轴的回转线(回转圆弧)，23…头部，
[0030]33…头部(第二实施例)，34…头部的根部，35…头部的前部，
[0031]35a…臂设置面(头部的前部的上表面)，36…头部的台阶部，
[0032]37...转动限制部件，40...臂单元，41…右臂(一侧的臂)，
[0033]42...右侧的第一臂(基部臂)，42a...第一臂的基部，
[0034]43…右侧的第二臂(前部臂)，43a...第二臂的前端部
[0035]51…左臂(另一侧的臂)，52…左侧的第一臂，52a…第一臂52的基部，
[0036]53…左侧的第二臂，53a…左臂的前端部，
[0037]60…手单元，61...上 手(搬入搬出手)，62a...偏置部，
[0038]62…上侧杆部，62m…上侧杆部的进退移动线，63...上侧手部，
[0039]71…下手(搬入搬出手)，72…下侧杆部，
[0040]72a…偏置部，72m…下侧杆部的进退移动线，73...下侧手部，
[0041]80…驱动机构,81...基座回转机构,8 la…回转用减速器,8 lb…回转用马达，
[0042]81c…驱动侧带轮,81d…带,82...头转动机构,82a…转动用减速器，
[0043]82b…转动用马达,82c…驱动侧带轮,82d…带,83...右进退机构，
[0044]83a…旋转用减速器,83b…旋转用马达,83c…驱动侧带轮,83d…带，
[0045]83e…旋转轴，84…左进退机构，84a…旋转用减速器，84b…旋转用马达，
[0046]84c…驱动侧带轮，84d…带，84e…旋转轴，85…右侧的屈伸动力传递部，
[0047]85a…第一旋转轴体,85b…第二旋转轴体,85c…第三轴体,85d…驱动侧带轮，
[0048]85e…中间带轮,85f…中间带轮,85g…从动侧带轮，85h…带,85i…带,
[0049]86…左侧的屈伸动力传递部，86a…第一旋转轴体，86b…第二旋转轴体，86c…第三轴体，
[0050]86d…驱动侧带轮,86e…中间带轮,86f…中间带轮,86g…从动侧带轮，
[0051]86h…带,86i…带,90…面板供给部,90p…供给口 ,
[0052]91~95…面板处理单元，91p~95p…面板搬入搬出口，
[0053]96…面板搬出部，96p…搬出口，
[0054]al...铅垂轴(回转轴)，al...转动轴，a3...旋转轴，a4...手支撑轴，GB...进退方向，
[0055]L1…从铅垂轴到转动轴的轴间距离(基座部回转半径)，
[0056]L2…从转动轴到旋转轴的轴间距离(头部转动半径)，
[0057]L3…两旋转轴的轴间距离，
[0058]L4…从转动轴到旋转轴的进退方向的轴间距离，
[0059]L5…从升降轴到各交点的交点分离距离，
[0060]ml、m2、m3…进退方向的直线，
[0061]P...面板材料(面板)，R...架子，S...面板搬入搬出系统，
[0062]S1~S4…搬入搬出线，X1、X2...搬入搬出线交叉的交点，r...头部的转动方向的一个例子
【具体实施方式】
[0063]本发明的搬入搬出机器人用于液晶面板的制造所使用的薄板状面板材料(搬入搬出对象物)的搬入搬出。
[0064]以下，使用附图对本发明的搬入搬出机器人的实施例进行详细说明。
[0065]【实施例1】
[0066]如图1所示，本实施例的搬入搬出机器人10具备:能够升降地设置的支撑单元20 ;安装于支撑单元的臂单元40 (41、51);以及安装于臂单元40的手单元60。
[0067]支撑单元20具备:能够升降地设置的柱部21 ;固定于柱部21的基座部22 ;以及安装于基座部22的头部23。
[0068]柱部21能够沿铅垂方向升降，并能够围绕柱部21的铅垂轴al旋转(能够回转)。并且，若该柱部21进行升降以及旋转(回转)，则一体地固定于柱部21的基座部22也进行升降以及回转。
[0069]基座部22从固定于柱部21的基部水平地延伸，在基座部22的前部，以能够围绕转动轴a2转动的方式支撑有头部23 (参照图2)。如此，在基座部22，具有回转轴al的回转轴部被配置在基座部22的基部，具有转动轴a2的转动轴部被配置在基座部22的前部。
[0070]从该基座部22的铅垂轴(回转轴)al到转动轴a2的轴间距离(基座部回转半径)L1 (参照图3 (B))，与后述的交点分离距离L5 (参照图4) 一致。若设为这种结构，则如后述那样，能够容易地进行使用基座部22的旋转动作来进行的支撑单元20的动作控制。
[0071]头部23以能够围绕转动轴a2转动的状态安装于基座部22。此外，构成臂单元40的后述的左右的臂41、51的基部42a、52a以能够围绕旋转轴a3旋转的状态安装于头部23。如此，在头部23，具有转动轴a2的转动轴部被配置在头部23的基部，具有旋转轴a3的旋转轴部被配置在头部23的前部。
[0072]从该头部23的转动轴a2到各臂支撑轴即旋转轴a3的轴间距离(头部转动半径)L2，比从基座部22的铅垂轴al到转动轴a2的轴间距离L1短。若设为这种结构，则能够更容易地进行使用头部23的转动动作来进行的支撑单元20的动作控制，并且能够更容易地进行臂单元40的动作控制。
[0073]如图3所示，臂单元40具备左右一对的多关节的臂41、51。
[0074]其中，配置在作为一侧的右侧的右臂(一侧的臂)41具备:右侧的第一臂(基部臂)42，能够转动地安装于头部23 ;和右侧的第二臂(前部臂)43，能够转动地安装于第一臂42。第一臂42在其基部42a，以能够转动的方式安装于头部23的右侧的具有旋转轴a3的旋转轴部。此外，在第一臂42的前部，能够转动地安装有第二臂43的基部。
[0075]并且，右臂41被后述的控制器(未图示)进行动作控制，使得位于其前端侧的第二臂43的前端部43a进行直线移动。更具体地说明，右臂41的前端部43a的手支撑轴a4，沿着从头部23上方穿过的进退方向GB的直线ml进行进退移动(直线移动)。
[0076]此外，配置在作为另一侧的左侧的左臂(另一侧的臂)51具备:左侧的第一臂52，能够转动地安装于头部23 ;和左侧的第二臂53，能够转动地安装于第一臂52。第一臂52在其基部52a，以能够转动的方式安装于左侧的具有旋转轴a3的旋转轴部，第一臂52被控制器进行动作控制，使得左臂51的前端部53a沿着从头部23穿过的进退方向GB的直线m2进行进退移动。如此，左臂51与右臂41成为左右对称的结构以及动作。
[0077]另外，两个臂41、51的旋转轴a3、a3的轴间距离L3 (参照图3 (A))，比从基座部23的铅垂轴al到转动轴a2的轴间距离L1 (参照图3 (B))短。从头部23的转动轴a2到各臂的旋转轴a3的沿进退方向的轴间距离L4比两个臂的旋转轴a3、a3的轴间距离L3短。
[0078]此外，进退方向GB是以头部23为基准确定的方向，在本实施例中是与将头部23的两个旋转轴a3连结而成的直线正交的水平方向。
[0079]换句话说，上述的臂41、51的前端部43a、53a相对于头部23始终在一定的直线ml、m2上进行进退移动。如此，进行简单动作的臂41、51的控制容易，并且能够进行稳定性优良的控制。
[0080]如图3 (B)所示，手单元60具备安装于右臂41的上手(搬入搬出手)61和安装于左臂51的下手71。
[0081]其中，上手61具备安装于右臂41的第二臂43的上侧杆部62和设置于上侧杆部62的前端的上侧手部63。
[0082]上侧杆部62能够旋转地安装于第二臂43的前端部43a，被后述的驱动机构80(参照图2)及控制器(未图示)控制成上侧杆部62的长边方向的朝向始终成为进退方向GB。因此，上手61始终以上侧杆部62的长边方向朝向进退方向GB的状态在进退方向GB上移动。此外，上侧杆部62在其根的部分具备偏置部62a，并沿着从头部23的转动轴a2的正上方穿过的进退方向GB的直线m3进行进退移动。
[0083]另一方面，下手71除了配置在上手61的下侧以外，是与上手61左右对称的结构(参照图3(C))。因此，此处，对于对应的部件赋予对应的附图标记(例如，对于与右臂41的第一臂42对应的左臂51的第一臂赋予附图标记“52”，对于与右的第一臂42的基部42a对应的左侧的第一臂52的基部赋予附图标记“52a”，对于与上手61对应的下手赋予附图标记“71”)，并省略其说明。
[0084]另外，与沿着直线m3移动的下侧杆部72的进退移动路线一致的进退移动线72m(参照图5(A))，位于与沿着直线m3移动的上侧杆部62的进退移动路线一致的进退移动线62m的正下方，两个进退移动线62m、72m平行。
[0085]此外，本实施例的搬入搬出机器人10具备:驱动机构80，实现支撑单元20的柱部21的升降、基座部22的回转、头部23的转动、臂单元40以及手单元60的进退等动作；和控制器(未图不)，用于控制驱动机构80。
[0086]如图2所示，驱动机构80具备:使基座部22回转的基座回转机构81 ;使头部23回转的头转动机构82 ;使右臂41屈伸并且使上手61进退移动的右进退机构83 ;以及使左臂51屈伸并且使左手71进退移动的左进退机构84。
[0087]基座回转机构81具备:回转用减速器81a，插设在用于相对于柱部21能够回转地支撑基座部22的回转轴部；回转用马达81b，内置于基座部22 ；以及带81d，将回转用马达81b的旋转力向回转用减速器81a的驱动侧带轮81c传递。由于回转用减速器81a的从动侧被固定于柱部21，因此若使基座部22内的回转用马达81b工作，则基座部22回转。
[0088]头转动机构82具备:转动用减速器82a，插设在用于相对于基座部22能够转动地支撑头部23的转动轴部；转动用马达82b，内置于基座部22 ;以及带82d，将转动用马达82b的旋转力向转动用减速器82a的驱动侧带轮82c传递。由于转动用减速器82a的从动侧被固定于头部，因此若使基座部22的转动用马达82b工作，则头部23转动。
[0089]右进退机构83具备:旋转用减速器83a，插设在用于相对于头部23能够旋转地支撑右臂41的第一臂42的旋转轴部；旋转用马达83b，内置于头部23 ;带83d，将旋转用马达83b的旋转力向旋转用减速器83a的驱动侧带轮83c传递；以及屈伸动力传递部85，伴随着旋转用减速器83a的从动侧的旋转轴83e的旋转而使右臂41屈伸。
[0090]屈伸动力传递部85具备:第一旋转轴体85a，相对于头部23能够旋转地支撑第一臂42的基部；第二旋转轴体85b，相对于第一臂42能够旋转地支撑第二臂43 ;以及第三轴体85c，相对于第二臂43能够旋转地支撑上手61。第一旋转轴体85a与旋转用减速器83a的从动侧的旋转轴83e—体地连结，驱动侧带轮85d设置在第一臂42内的端部。此外，第二旋转轴体85b在位于第一臂42内以及第二臂43内的两端分别安装有中间带轮85e、85f。并且，在第三旋转轴体85c的位于第二臂43内的端部安装有从动侧带轮85g，第三旋转轴体85c的上手61侧的端部相对于上手61能够旋转地连结。并且，驱动侧带轮85d和中间带轮85e通过带85h而连动，中间带轮85f和从动侧带轮85g通过带85i而连动。
[0091]因此，当旋转用马达83b工作时，其旋转经由旋转用减速器83a传递到屈伸动力传递部85的第一旋转轴体85a，右臂41屈伸并且上手61进退移动。并且，屈伸动力传递部85的各带轮85d?85g的直径被确定为，使得在右臂41进行了屈伸时第二臂43的前端(上手61的基部)的第三旋转轴体85c沿进退方向GB进行直线移动。因此，通过使旋转用马达83b工作，能够使上手61沿进退方向GB进退移动。
[0092]另外，用于使左臂51屈伸并且使下手71进退移动的左进退机构84，与右进退机构83成为左右对称的结构以及动作。因此，此处，对于对应的部件赋予对应的附图标记(例如，对于与右侧的旋转用减速器83a对应的左侧的旋转用减速器赋予附图标记“84a”，对于与右侧的屈伸动力传递部85的第一旋转轴体85a对应的左侧的屈伸动力传递部86的第一旋转轴体赋予附图标记“86a”)，并省略其说明。
[0093]此外，控制器进行用于实现在后述的动作说明中说明的动作的控制，例如，使搬入搬出机器人10的姿态成为规定的姿态的姿态控制、面板接受动作控制、面板交换动作控制、面板搬出动作控制等。另外，驱动机构以及控制器为公知的，因此省略其详细的说明。
[0094]此外，如图4 (A)所示，本实施例的搬入搬出机器人10被使用在对作为搬运对象的面板材料P (以下简称为面板P)进行处理的面板处理装置中。
[0095]在与搬入搬出机器人10相邻接的位置上设置有:面板供给部90，具备面板的供给口 90p ;面板处理单元91?95，具备面板搬入搬出口 91p?95p ；以及面板搬出部96，具备处理结束的面板P的搬出目的地即搬出口 96p ;搬入搬出机器人10被各个口(面板的搬入搬出目的地)包围。例如，搬入搬出机器人10配置在腔室内、EFEM (设备前端模块)内，相对于该腔室、EFEM连接有各个口。通过这种具有口的面板处理装置以及搬入搬出机器人10整体，构建在面板处理装置中良好地工作的面板搬入搬出系统S。
[0096]另外，在图4等各图中，为了说明的方便，省略了各个口所具备的面板的搬入搬出口等的结构。
[0097]在面板供给部90、面板处理单元91?95以及面板搬出部96，设置有载放搬入搬出对象的面板P的架子R。另外，本实施例中所设置的架子R为一层，但也可以是能够上下地载放多个面板P的多层的架子。此外，作为架子R也可以是线盒、半导体晶片用容器等。
[0098]向各个口 90p?96p，经由朝向搬入搬出机器人侧的开口部(未图示)搬入搬出面板P。并且，能够经由各个口 90p?96p，向面板供给部90等所设置的架子R直线地搬入搬出面板P。
[0099]图4示出了从各个口 90p?96p的中心穿过的直线的搬入搬出线S1?S4。
[0100]如图4 (A)所示，各个口 90p?96p都被配置为，搬入搬出线S1?S4从基座部22的转动轴a2的回转线22s的范围内穿过。
[0101]此外，在搬入搬出系统S中，成为处于各个口的搬入搬出线相互交叉的交点存在有一个以上的状态的口配置。
[0102]在本实施例中，例如存在第一交点XI，该第一交点XI为供给口 90p (搬出口 96p)的搬入搬出线S1、第一面板搬入搬出口 91p的搬入搬出线S2、以及第二面板搬入搬出口 92p(第五面板搬入搬出口 95p)的搬入搬出线S3交叉的交点。此外，第二交点X2是第三面板搬入搬出口 93p (第四面板搬入搬出口 94p)的搬入搬出线S4与搬出口 96p的搬入搬出线S1的交点。
[0103]这些交点X1、X2都位于上述的回转线22S的范围内。更具体地说明，各交点X1、X2以位于回转线(回转圆弧)22S上的状态位于回转范围内。并且，从基座部22的升降轴al到各交点X1、X2的交点分离距离L5，与从基座部22的铅垂轴(回转轴)al到转动轴a2的轴间距离(基座部回转半径)L1 (参照图3 (B))—致。
[0104]接着，对本实施例的搬入搬出机器人的动作进行说明。
[0105]此处，针对通过第一面板处理单元91对由面板供给部90 (参照图4)接受的面板P进行处理的情况来对搬入搬出机器人10的动作进行说明。
[0106]此外，此处，以处理中的面板P存在于第一面板处理单元91内、搬入搬出机器人10的上手61以及下手71上未载放有面板的状态为起点，进行搬入搬出机器人10的动作说明。
[0107]并且，以下的动作说明中的搬入搬出线S1?S4、各种轴al?a4以及进退移动线62m,72m等的相互位置关系的说明是基于对搬入搬出机器人10进行俯视的状态下的位置关系来进行的。
[0108]〔面板接受工序〕
[0109]首先，执行从面板供给部90接受向第一面板处理单元91新搬入的未处理的面板P的工序。
[0110]在该工序中，首先，使搬入搬出机器人10的姿态成为能够从面板供给部90接受面板的姿态(姿态控制)。具体地说，首先，使基座部22回转，使基座部22的前端的转动轴a2位于供给口 90p的搬入搬出线S1上(参照图4(A))。此外，头部22使两个杆部62、72的进退移动线m3 (参照图3)与供给口 90p的搬入搬出线S1—致(参照图4 (A))。S卩，基座部22以及头部23被姿态控制成相对于面板供给部90正对的状态。
[0111]进而，使柱部21升降，将朝向供给口 90p进入的手(在此为下手71)的高度设为能够进入到面板供给部90内的保持面板P的架子R的下侧的高度位置。若成为该状态，则能够使下手71沿进退方向GB直线移动而相对于供给口 90p进行搬入搬出。
[0112]另外，关于基座部22的旋转动作、头部23的转动动作以及柱部21的升降动作，也可以使它们同时进行。这一点在以下说明的动作中也是同样的，但在以下的动作说明中省略该说明。
[0113]接着，使下手71向面板供给部90内进入移动，使下侧手部73位于面板供给部90内的处理对象的面板P的下侧(参照图4 (A)的双点划线)。之后，使柱部21上升而使下侧手部73上升，在由下侧手部73接受了面板P之后，使下侧手73后退移动(面板接受动作控制)。由此，面板P的接受结束，成为能够进行搬入搬出机器人10的回转、手单元的转动的状态。
[0114]〔第一面板交换工序〕
[0115]面板P的接受结束后，接着执行第一面板处理单元91中的面板P的交换工序。
[0116]在该工序中，首先，使搬入搬出机器人10的姿态成为能够在第一面板处理单元91中进行面板P的交换的姿态(姿态控制)。具体地说，使头部23向右转动45° (使其摇头)，使两个杆部62、72的进退移动线m3 (参照图3)与第一面板搬入搬出口 91p的搬入搬出线S2—致(参照图4(B))。此外，使柱部21升降，将上手61 (先朝向第一面板搬入搬出口 91p进入的手)的高度设为能够进入到第一面板处理单元91内的保持处理结束面板P的架子R的下侧的高度位置(参照图5(A))。若成为该状态，则能够使上手61沿进退方向GB直线移动而相对于第一面板搬入搬出口 91p进行搬入搬出。
[0117]接着，使上手61向第一面板搬入搬出口 91p内进入移动，使上侧手部63位于处理结束的面板P的下侧(参照图5 (B))。然后，使柱部21上升而使上侧手部63上升，由上侧手部63接受处理结束的面板P (参照图5 (C))。此时，对处理对象的面板P进行了保持的下侧手部73的高度(进退移动线72m的高度)为能够向第一面板处理单元91内的架子R的上侧进入的高度。
[0118]接着，使上侧手部63后退移动，并且使下手71向第一面板搬入搬出口 91p内进入移动，而使下侧手部73位于架子R的上侧(参照图5 (D))。然后，使柱部21下降而使下侧手部73下降，将下侧手部73上所载放的处理对象(未处理)的面板P载放到第一面板单元91内的架子R上(参照图5 (E))。之后，使下手71后退移动(面板交换动作控制)。由此，面板的交换动作结束(参照图5 (F))，成为能够进行搬入搬出机器人10的回转、手单元60的转动的状态。
[0119]之后，例如，在通过第二面板搬入搬出口 92p对由第一面板处理单元91处理后的上手61的面板P进行处理的情况下，可以使头部23进一步向右转动45° (总计向右90° )，或者也可以使头部23直接使基座部22向右回转45°之后使下手71以及上手61进退。
[0120]如上所述，在本工序的搬入搬出机器人10的姿态控制中，不需要使基座部22回转的动作(参照图4)，因此仅通过使头部23转动就能够迅速地使搬入搬出机器人10的姿态成为所希望的姿态，能够迅速地开始面板交换动作。
[0121]在本工序的姿态控制动作中不需要基座部22的旋转动作的原因在于，首先，基座部22是以使头部23的转动轴a2 (参照图4)位于所希望的搬入搬出线上的方式进行回转的转动轴定位机构。换句话说，这是因为只要进行旋转动作而能够一度实现转动轴a2位于所希望的搬入搬出线上的状态，那么之后就不需要使基座部22回转。另外，对直接支撑在基座部22上的头部23的转动轴a2进行定位的机构即基座部22，与构成多关节臂的各节相t匕，目的、功能以及动作完全不同。多关节臂的各节为了使多关节臂的前端位于所希望的位置而始终进行复杂的动作。
[0122]其次，不需要上述旋转动作的原因还在于，以使面板供给部90 (参照图4)的供给口 90p的搬入搬出线S1与第一面板处理单元91的第一面板搬入搬出口 91p的搬入搬出线S2交叉的方式配置供给口 90p以及第一面板搬入搬出口 91p，而且以使该交点XI位于回转圆弧22S上的方式配置供给口 90p以及第一面板搬入搬出口 91p。若将供给口 90p以及第一面板搬入搬出口 91p如此地配置，则通过将头部23的转动轴a2的位置定位在交点XI上，能够一次同时定位到多个搬入搬出线S1、S2上。
[0123]并且，其原因还在于，从基座部22的升降轴al到各交点X1、X2的交点分离距离L5(参照图4 (A))与从基座部22的铅垂轴al到转动轴a2的轴间距离L1 (参照图3 (B)) —致。这是因为，若为这种结构，则通过使头部22的转动轴a2的位置位于规定的交点，能够使头部22的转动轴a2 —次同时位于多个搬入搬出线上。
[0124]并且，不需要上述旋转动作的原因在于，头部22是能够围绕转动轴a2转动的构造，而且还是以成为在该转动轴a2位于搬入搬出线(例如S1)上的状态(参照图4 (A))下使手61、71的进退移动线m3位于所希望的搬入搬出线(例如S2)上的状态的方式决定手61、71的进退移动线m3的方向的机构。在这种结构的情况下，若一旦使转动轴a2位于某个口的搬入搬出线(例如S2)上，则在该状态下无论使头部23如何转动，该头部23所支撑的手61、71的进退移动线m3 (参照图3)也始终为与该搬入搬出线S2交叉的状态或一致的状态。因此，仅通过使头部23转动，就能够简单地使手61、71的进退移动线m3与该搬入搬出线(例如S2)—致(参照图4 (B))。
[0125]此外，若构成为通过使头部23转动而使手61、71的进退移动线m3与所希望的口的搬入搬出线一致的结构，则不需要通过控制左右的臂41、51的动作来使手的进退移动线与所希望的口的搬入搬出线一致。换句话说，左右的臂41、51成为相对于头部23仅在一定的进退方向GB上移动的结构。因·此，左右的臂的动作控制容易，并且能够容易地实现稳定的进退动作。
[0126]【实施例2】
[0127]本实施例的搬入搬出机器人11与第一实施例的搬入搬出机器人10同样具备可升降地设置的支撑单元20、安装于支撑单元20的臂单元40、以及安装于臂单元40的手单元60，但头部的结构与第一实施例的搬入搬出机器人10不同(参照图6)。此外的结构与第一实施例的搬入搬出机器人10同样，因此在此对头部的结构进行详细说明，对于相同的结构赋予共用的附图标记并省略说明。
[0128]如图6所示，本实施例的搬入搬出机器人11的头部33具备:能够转动地支撑于基座部22的根部34 ;将臂单元40的第一臂42、52支撑成能够旋转的前部35 ；以及将根部34和前部35 —体地连结的台阶部36。
[0129]头部33的根部34以能够围绕转动轴a2转动的状态支撑于基座部22。并且，对头部33进行支撑的基座部22的头部设置面22a设置在基座部22的前部的上表面。
[0130]另一方面，在头部33的前部35以能够围绕旋转轴a3旋转的方式安装有左右的臂41、51的第一臂42、52的根部。并且，对左右的第一臂42、52的根部进行支撑的臂设置面35a被设置在头部33的前部35的上表面。头部33的臂设置面35a的高度，虽然可以是与基座部22的上表面高度为齐平面或者其以上的高度，但优选低于基座部22的上表面高度。[0131]并且，头部33的前部35的上表面(臂设置面)35a的高度处于比头根部34的上表面(头部设置面)低的位置，头前部35的下表面35b的高度处于比头部设置面22a低的位置。
[0132]若设为这种结构，臂单元40的第一臂42、52的高度位置被较低地设定，从而能够较低地设定左右的臂41、51的前端所安装的手61、71的高度位置。由此，能够实现搬入搬出机器人11的小型化(特别是低底板化)，能够抑制搬入搬出机器人11整体的高度。作为其结果，在将搬入搬出机器人11例如配置在真空腔室、EFEM (Equipment.Front End Module)内的情况下，能够减小腔室、EFEM的容积，能够实现工序开始时的工序时间的缩短、维护时等的恢复时间的缩短。
[0133]并且，如图7所示，本实施例的头部33具备对头部33的转动范围进行限制的转动限制部件37。因此，例如，若头部33向右旋r的方向转动，则头部23的右侧(图7的上侧)的转动限制部件37 (转动限制部件37的右侧)与基座部22的侧面22b抵接，由此头部33的转动被限制。通过设置这种转动限制部件37，使得本实施例的头部33的可转动范围为以连结基座部22的升降轴al和转动轴a2而成的线段为基准的大约±90° (实际为87° )范围。头部33的转动范围能够通过转动限制部件37的形状以及/或者基座部22的侧面22b的形状在0°至90°的范围内任意设定。
[0134]另外，本发明的搬入搬出机器人不限定于上述实施例的机器人。在不脱离本发明的主旨的范围内进行了改变的搬入搬出机器人包含于本发明的范围。
[0135]例如，在上述实施例中，使手单元60进退移动的是屈伸自如的多关节的臂41、51，但也可以是使用了滑块等的滑动机构。
[0136]此外，在上述实施例1中，交点分离距离L5 (参照图4 (A))与从基座部22的铅垂轴al到转动轴a2的轴间距离L1 (参照图3 (B)) 一致，但也可以是交点分离距离L5比该轴间距离L1短。
[0137]此外，在上述实施例1中，驱动机构80的基座回转机构81的回转用马达81b设置于基座部22，但也可以设置于柱部21，头转动机构82的转动用马达82b设置于基座部22，但也可以设置于头部23。
[0138]此外，在上述实施例2的搬入搬出机器人11中，头部33的转动限制部件37设置在头部33侧，但也可以在基座部22侧设置转动限制部件，也可以在基座部22以及头部23的双方设置转动限制部件。此外，头部33的可转动范围，也可以是以连结基座部22的升降轴al和转动轴a2而成的线段为基准的±45°范围。
【权利要求】
1.一种搬入搬出机器人，具备:支撑单元，能够升降地设置；臂单元，安装于该支撑单元；以及手单元，安装于该臂单元，用于对搬入搬出对象物进行搬运，其特征在于，上述支撑单元具备:能够围绕沿升降方向延伸的升降轴回转的基座部；和能够转动地安装于该基座部的头部，上述臂单元具备能够转动地安装于上述头部的臂，该臂沿着其前端从上述头部穿过的进退方向进退移动，上述手单元具备能够旋转地安装于上述臂的前部的搬入搬出手，从上述头部的转动轴到上述臂的基部的旋转轴的轴间距离比从上述基座部的旋转轴到上述头部的旋转轴的轴间距离短。
2.如权利要求1记载的搬入搬出机器人，其特征在于，上述头部的转动轴所处的头根部被安装于上述基座部的头部设置面上，上述基部臂的旋转轴所处的基部臂根部被安装于具备基部臂设置面的头前部，上述头前部的上表面的高度是比上述头根部的上表面低的位置，上述头前部的下表面的高度是比上述头部设置面低的位置。
3.如权利要求2记载的搬入搬出机器人，其特征在于，上述基座部及头部中的至少任一方具备对该头部的转动范围进行限制的旋转限制部件。
4.如权利要求2记载的搬入搬出机器人，其特征在于，上述搬入搬出机器人通过使搬入搬出对象物进退移动而将上述搬入搬出对象物相对于可搬入搬出的搬入搬出目的地进行搬入搬出，上述基座部是进行旋转以便成为上述头部的转动轴位于从规定的搬入搬出目的地的中心穿过的搬入搬出线上的状态的旋转轴定位机构，上述臂使其前端部所安装的搬入搬出手沿上述进退方向进退移动，上述头部是在该头部的转动轴已位于上述搬入搬出线上时进行旋转、以便成为上述搬入搬出手的旋转轴的移动路线即进退移动线位于上述搬入搬出线上的状态的进退方向决定机构。
5.如权利要求4记载的搬入搬出机器人，其特征在于，上述支撑单元具备控制器，该控制器使上述基座部回转以便成为上述头部的转动轴位于规定的搬入搬出目的地的搬入搬出线上的状态，并且在上述头部的转动轴已位于上述搬入搬出线上的状态下使上述头部转动以便成为上述搬入搬出手的进退移动线位于上述搬入搬出线上的状态。
6.如权利要求5记载的搬入搬出机器人，其特征在于，上述搬入搬出机器人相对于以上述搬入搬出线从上述基座部的转动轴位置的回转范围内穿过的方式配置的多个上述搬入搬出目的地中的任一个，将搬入搬出对象物搬入搬出。
7.如权利要求6记载的搬入搬出机器人，其特征在于，上述搬入搬出机器人相对于以上述搬入搬出线相互交叉的交点存在一个以上且该交叉点位于上述回转范围内的状态配置的上述多个搬入搬出目的地中的任一个，将上述搬入对象物搬入搬出。
8.如权利要求7记载的搬入搬出机器人，其特征在于， 上述搬入搬出机器人相对于以成为上述交点位于上述基座部的转动轴位置的回转线上的状态的方式配置的上述多个搬入搬出目的地中的任一个，将上述搬入对象物搬入搬出。
【文档编号】B25J9/02GK103707285SQ201310455928
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2012年10月4日
【发明者】安藤宽晃 申请人:平田机工株式会社