机器人系统、机器人的控制方法、半导体制造系统与流程

文档序号:25032690发布日期:2021-05-11 17:03阅读:64来源:国知局
机器人系统、机器人的控制方法、半导体制造系统与流程

公开的实施方式涉及机器人系统、机器人的控制方法以及半导体制造系统。



背景技术:

在专利文献1中记载有使水平多关节型的两个臂回转及伸缩来进行搬运对象物的搬运的工业用机器人。

专利文献1:日本特开2011-045945号公报

在机器人系统中,为了实现小型化,要求在尽可能确保臂的伸长较长的同时减小臂的回转半径。但是,在上述现有技术中,在确保臂的伸长的同时实现回转半径的小型化的情况下,在使一方的臂延伸时,有可能与另一方的臂所保持的工件发生干涉,存在小型化受到限制的问题。



技术实现要素:

本发明是鉴于这样的问题而完成的,其目的在于提供一种能够在确保臂的伸长的同时使回转半径小型化的机器人系统、机器人的控制方法以及半导体制造系统。

为了解决上述课题,根据本发明的一个观点,应用一种机器人系统,该机器人系统具有:机器人;和对所述机器人进行控制的机器人控制器,所述机器人具备:水平多关节型的第一臂,该第一臂具备:第一基部连杆,其被设置成能够绕回转轴线旋转;第一中间连杆,其以能够绕第一旋转轴线旋转的方式连结于所述第一基部连杆的末端部;和第一手部,其以能够绕第二旋转轴线旋转的方式连结于所述第一中间连杆的末端部,在延伸设置方向上形成得分别比所述第一基部连杆及所述第一中间连杆长,该第一手部对工件进行保持,所述第一臂使所述第一手部沿着以所述回转轴线为中心的第一径向移动;水平多关节型的第二臂,该第二臂具备:第二基部连杆,其被设置成能够与所述第一基部连杆独立地绕所述回转轴线旋转;第二中间连杆,其以能够绕第三旋转轴线旋转的方式连结于所述第二基部连杆的末端部;和第二手部,其以能够绕第四旋转轴线旋转的方式连结于所述第二中间连杆的末端部,在延伸设置方向上形成得分别比所述第二基部连杆及所述第二中间连杆长,该第二手部对所述工件进行保持,所述第二臂使所述第二手部沿着第二径向移动,所述第二径向与所述第一径向之间绕所述回转轴线具有规定的角度;以及回转装置,其使所述第一臂和所述第二臂在保持绕所述回转轴线的周向的位置关系的状态下在所述周向上一起回转。

另外,根据本发明的另一观点,应用一种机器人的控制方法,所述机器人具有:水平多关节型的第一臂,该第一臂具备:第一基部连杆,其被设置成能够绕回转轴线旋转;第一中间连杆,其以能够绕第一旋转轴线旋转的方式连结于所述第一基部连杆的末端部;和第一手部,其以能够绕第二旋转轴线旋转的方式连结于所述第一中间连杆的末端部,在延伸设置方向上形成得分别比所述第一基部连杆及所述第一中间连杆长,该第一手部对工件进行保持,所述第一臂使所述第一手部沿着以所述回转轴线为中心的第一径向移动;水平多关节型的第二臂,该第二臂具备:第二基部连杆,其被设置成能够与所述第一基部连杆独立地绕所述回转轴线旋转;第二中间连杆,其以能够绕第三旋转轴线旋转的方式连结于所述第二基部连杆的末端部;和第二手部,其以能够绕第四旋转轴线旋转的方式连结于所述第二中间连杆的末端部,在延伸设置方向上形成得分别比所述第二基部连杆及所述第二中间连杆长,该第二手部对所述工件进行保持,所述第二臂使所述第二手部沿着第二径向移动,所述第二径向与所述第一径向之间绕所述回转轴线具有规定的角度;以及回转装置,其使所述第一臂和所述第二臂在保持绕所述回转轴线的周向的位置关系的状态下在所述周向上一起回转;以及升降装置,其使所述第一臂和所述第二臂在保持所述周向的位置关系的状态下在所述回转轴线的轴向上一起升降,所述机器人的控制方法具有如下步骤:与使所述第一臂和所述第二臂在所述周向上回转并行地,使所述第一臂和所述第二臂在所述轴向上升降。

另外,根据本发明的另一观点,应用一种半导体制造系统,该半导体制造系统具有:第一室,在该第一室中配置有对半导体晶片进行搬运的机器人;和多个第二室,它们配置在所述第一室的周围,用于对所述半导体晶片进行规定的处理,所述机器人具有:水平多关节型的第一臂,该第一臂具备:第一基部连杆,其被设置成能够绕回转轴线旋转;第一中间连杆,其以能够绕第一旋转轴线旋转的方式连结于所述第一基部连杆的末端部;和第一手部,其以能够绕第二旋转轴线旋转的方式连结于所述第一中间连杆的末端部,在延伸设置方向上形成得分别比所述第一基部连杆及所述第一中间连杆长,该第一手部对所述半导体晶片进行保持,所述第一臂使所述第一手部沿着以所述回转轴线为中心的第一径向移动;水平多关节型的第二臂,该第二臂具备:第二基部连杆,其被设置成能够与所述第一基部连杆独立地绕所述回转轴线旋转;第二中间连杆,其以能够绕第三旋转轴线旋转的方式连结于所述第二基部连杆的末端部;和第二手部,其以能够绕第四旋转轴线旋转的方式连结于所述第二中间连杆的末端部,在延伸设置方向上形成得分别比所述第二基部连杆及所述第二中间连杆长,该第二手部对所述半导体晶片进行保持,所述第二臂使所述第二手部沿着第二径向移动,所述第二径向与所述第一径向之间绕所述回转轴线具有规定的角度;以及回转装置,其使所述第一臂和所述第二臂在保持绕所述回转轴线的周向的位置关系的状态下在所述周向上一起回转。

根据本发明的机器人等,能够在确保臂的伸长的同时使回转半径小型化。

附图说明

图1是表示机器人系统的概略结构的一例的示意图。

图2是表示机器人缩回了第一臂和第二臂的状态的一例的俯视图。

图3是表示机器人缩回了第一臂和第二臂的状态的一例的、从图2中箭头x方向观察的侧视图。

图4是表示机器人伸长了第一臂的状态的一例的俯视图。

图5是表示机器人伸长了第二臂的状态的一例的俯视图。

图6是表示机器人的动力机构的概略结构的一例的示意图。

图7是表示机器人控制器的功能结构的一例的框图。

图8是表示机器人控制器执行的控制内容的一例的流程图。

图9是表示机器人的动作的一例的说明图。

图10是表示机器人的动作的一例的说明图。

图11是表示机器人的动作的一例的说明图。

图12是表示机器人的动作的一例的说明图。

图13是表示机器人的动作的一例的说明图。

图14是表示机器人的动作的一例的说明图。

图15是表示机器人的动作的一例的说明图。

图16是表示比较例的机器人缩回了第一臂和第二臂的状态的一例的俯视图。

图17是表示比较例的机器人伸长了第一臂的状态的一例的俯视图。

图18是表示机器人控制器的硬件结构的一例的框图。

标号说明

1机器人系统

3机器人

5搬运室(第一室)

7处理室(第二室)

17第一臂

19第二臂

21第一手部

23第二手部

24回转装置

25升降装置

26壁部

29第一基部连杆

31第一中间连杆

39第二基部连杆

41第二中间连杆

91第一马达

97第二马达

103第三马达

113机器人控制器

ax0回转轴线

ax1第一旋转轴线

ax2第二旋转轴线

ax3第三旋转轴线

ax4第四旋转轴线

d1第一径向

d2第二径向

d错开距离

l1~l6距离

r回转半径

w工件

θ规定的角度

具体实施方式

以下,参照附图对一实施方式进行说明。

<1.机器人系统的结构>

首先,参照图1对本实施方式的机器人系统1的结构的一例进行说明。图1是表示机器人系统1的概略结构的一例的示意图。

机器人系统1是具备在真空环境下搬运工件w的机器人3的工件处理系统,例如应用于半导体制造系统或液晶制造系统等多种用途。在本实施方式中,对机器人系统1是对半导体晶片进行处理的半导体制造系统的情况进行说明。

如图1所示,机器人系统1具有机器人3、搬运室5、处理室7和盒室9。机器人系统1是对作为半导体晶片的工件w逐片进行连续处理的多腔室方式的处理系统。

搬运室5(第一室的一例)从上方观察的形状例如为大致六边形状,在搬运室5中配置有机器人3。在搬运室5的周围,以包围搬运室5的方式配置有处理室7和盒室9。在处理室7(第二室的一例)中对工件w进行规定的处理,在盒室9中进行工件w的搬入、搬出。搬运室5具有以规定的大小开口的多个连接口5a,处理室7分别具有以规定的大小开口的连接口7a,盒室9分别具有以规定的大小开口的连接口9a。连接口5a、7a彼此和连接口5a、9a彼此通过开闭自如的闸阀11分别连接。另外,在盒室9中设有向外部开口的开口部9b,由开闭自如的闸阀13密封。通过这样的结构,搬运室5、处理室7、盒室9能够相互保持气密。

搬运室5和各处理室7成为被减压成比大气压低的规定压力的状态(也称为真空状态)。盒室9适当地重复真空状态和大气压状态。即,当开放闸阀13而从外部搬入工件盒15时,盒室9成为大气压状态。另一方面,在开放闸阀11而与搬运室5连接时,盒室9被减压至与搬运室5相同程度的压力而成为真空状态。在工件盒15中等间隔地设置有支承架(省略图示),收纳有多层处理前或处理后的工件w。

机器人3是具有水平多关节型的第一臂17及第二臂19的scara型机器人,配置在搬运室5的大致中央位置。第一臂17在末端具有第一手部21,第二臂19在末端具有第二手部23。机器人3通过使第一臂17及第二臂19回转及伸缩,将工件w载置在第一手部21及第二手部23上而搬运到所希望的位置。具体而言,机器人3利用回转装置24(参照后述的图6)使第一臂17及第二臂19双方在缩回的状态下一起回转。在规定的闸阀11开放的状态下,机器人3使第一臂17或第二臂19伸缩,以使第一手部21或第二手部23经由连接口5a、7a、9a出入于处理室7或盒室9。此时,通过将工件w放置在第一手部21或第二手部23上,将工件w从处理室7或盒室9取出。通过从第一手部21或第二手部23卸下工件w,工件w被插入处理室7或盒室9中。

另外,机器人3通过升降装置25(参照后述的图6)使第一臂17及第二臂19沿上下方向移动。因此,例如,通过使第一手部21和第二手部23升降,能够相对于处理室7的处理架7b(参照后述的图9等)或工件盒15的支承架等抬起或放置工件w。此外,例如,通过使第一手部21和第二手部23相对于与规定的处理室7的连接口7a连接的连接口5a或工件盒15中的特定位置的支承架等升降,能够调节第一手部21和第二手部23的高度位置。

另外,搬运室5在相邻的连接口5a、5a之间具有壁部26。该壁部26被配置成,在机器人3回转成处理室7或盒室9位于第一臂17的第一手部21的移动方向(第一径向d1。参照后述的图2以及图4)以及第二臂19的第二手部23的移动方向(第二径向d2。参照后述的图2和图5)中的任一个方向的正面的角度的状态下,该壁部26位于机器人3的另一个方向的正面。换言之,处理室7的配置的角度间隔(例如60度)与第一径向d1和第二径向d2的角度差θ(例如30度)不同。例如,在图1所示的示例中,机器人3回转成处理室7位于第一臂17的第一手部21的移动方向(第一径向d1)的正面的角度,在该状态下,壁部26位于第二臂19的第二手部23的移动方向(第二径向d2)的正面。如果在该状态下机器人3使第二臂19伸长,则第二手部23与壁部26抵接。

另外,上述机器人系统1的结构是一例,并不限定于上述内容。例如,搬运室5的形状也可以是六边形以外的多边形(例如三角形、四边形、五边形、八边形等)。在该情况下,处理室7和盒室9的数量和配置可以根据搬运室5的形状适当变更。

<2.机器人的外观构造>

接着,参照图2~图5对机器人3的外观构造的一例进行说明。图2是表示机器人3缩回了第一臂17及第二臂19的状态的一例的俯视图,图3是表示机器人3缩回了第一臂17及第二臂19的状态的一例的、从图2中箭头x方向观察的侧视图,图4是表示机器人3使第一臂17伸长的状态的一例的俯视图,图5是表示机器人3使第二臂19伸长的状态的一例的俯视图。

如图2及图3所示,机器人3具有基座部27、第一臂17和第二臂19。基座部27是大致圆筒状的部件,将第一臂17及第二臂19支承为能够回转及伸缩。基座部27内置有作为第一臂17的伸缩动作、第二臂19的伸缩动作以及基于回转装置24的第一臂17及第二臂19的回转动作的驱动源的三个马达等(参照后述的图6)。

第一臂17具有第一基部连杆29、第一中间连杆31和第一手部21,是使第一手部21沿着以回转轴线ax0为中心的第一径向d1移动的水平多关节型的臂。第一基部连杆29以能够绕回转轴线ax0旋转的方式设置在基座部27的上部(详细地说是第二臂19的第二基部连杆39的上部。参照图3)。第一中间连杆31经由连结部件33以能够绕第一旋转轴线ax1旋转的方式与第一基部连杆29的末端部连结。如图3所示,在第一基部连杆29与第一中间连杆31之间,借助连结部件33设置有比第二臂19的第二中间连杆41、连结部件45及第二手部23(包括载置于第二手部23的工件w)的高度方向尺寸稍大的间隙。第一手部21经由连结部件35以能够绕第二旋转轴线ax2旋转的方式连结于第一中间连杆31的末端部。在第一手部21的末端部形成有缺口37,该缺口37用于相对于处理室7的处理架7b(参照后述的图9等)或工件盒15的支承架等抬起或放置工件w。

第二臂19具有第二基部连杆39、第二中间连杆41和第二手部23,是使第二手部23沿着以回转轴线ax0为中心的第二径向d2移动的水平多关节型的臂。第二径向d2与第一径向d1之间在绕回转轴线ax0的周向上具有规定的角度θ。角度θ被设定为在通过后述的升降装置25(参照图6)使机器人3在上下方向上升降第一手部21和第二手部23之间的错开距离d(参照图3)所需的时间段能够使第一臂17和第二臂19回转的范围的角度差(例如,30度。但是也可以是30度以外)。

第二基部连杆39以能够绕回转轴线ax0旋转的方式设置在基座部27的上部。第二中间连杆41经由连结部件43以能够绕第三旋转轴线ax3旋转的方式与第二基部连杆39的末端部连结。如图3所示,在第二基部连杆39和第二中间连杆41之间,借助连结部件43设置有比第一臂17的第一基部连杆29的高度方向尺寸稍大的间隙。第二手部23经由连结部件45以能够绕第四旋转轴线ax4旋转的方式与第二中间连杆41的末端部连结。在第二手部23的末端部形成有缺口47,该缺口47用于相对于处理室7的处理架7b(参照后述的图9等)或工件盒15的支承架等抬起或放置工件w。

第一臂17和第二臂19借助回转装置24回转时,通过后述的机器人控制器113(参照图7)成为图2所示的回转姿态。在该回转姿态下,从回转轴线ax0的轴向观察,第一臂17成为第一手部21的第二旋转轴线ax2相对于回转轴线ax0位于与第一手部21的末端侧相反一侧的姿态。此外,从回转轴线ax0的轴向观察,第二臂19成为第二手部23的第四旋转轴线ax4相对于回转轴线ax0位于与第二手部23的末端侧相反一侧的姿态。另外,在回转姿态下,从回转轴线ax0的轴向观察,第一臂17及第二臂19成为第二旋转轴线ax2在周向上位于第四旋转轴线ax4与第三旋转轴线ax3之间、第四旋转轴线ax4在周向上位于第二旋转轴线ax2与第一旋转轴线ax1之间的姿态。

另外,如图2所示,第一臂17及第二臂19在回转姿态下以收纳在回转圆tc内的方式缩回。另外,回转圆tc是在机器人3使第一臂17及第二臂19缩回并绕回转轴线ax0回转时,在半径方向上距离回转轴线ax0最远的部位(例如第一基部连杆29或第二基部连杆39的外周侧的端部)的回转轨迹。第一手部21在回转姿态下以沿着第一径向d1的朝向配置。第一手部21的延伸设置方向(第一径向d1)上的长度是回转轴线ax0与第一基部连杆29的外周侧的端部在半径方向上的距离(与回转圆tc的回转半径r大致相同)的大致2倍。即,第一手部21的长度与回转圆tc的直径大致一致。同样地,第二手部23在回转姿态下以沿着第二径向d2的朝向配置。第二手部23的延伸设置方向(第二径向d2)上的长度是回转轴线ax0与第二基部连杆39的外周侧的端部在半径方向上的距离(与回转圆tc的回转半径r大致相同)的大致2倍。即,第二手部23的长度与回转圆tc的直径大致一致。

另外,关于第一手部21及第二手部23,有时仅将形成有切口37、47的末端侧的部分称为手部,将与第一中间连杆31及第二中间连杆41能够旋转地连结的基端侧的部分称为连杆,但在本实施方式中,包括从基端侧的部分到末端侧的部分在内称为第一手部21及第二手部23。

如图2所示,第一基部连杆29和第一中间连杆31构成为,回转轴线ax0与第一旋转轴线ax1的距离l1和第一旋转轴线ax1与第二旋转轴线ax2的距离l2大致相等。另外,第一臂17在回转姿态下,成为回转轴线ax0与第一旋转轴线ax1的距离l1、第一旋转轴线ax1与第二旋转轴线ax2的距离l2、第二旋转轴线ax2与回转轴线ax0的距离l3分别大致相等的姿态。即,在该状态下,回转轴线ax0、第一旋转轴线ax1、第二旋转轴线ax2从上方观察构成大致正三角形的顶点,第一基部连杆29、第一中间连杆31、第一手部21各自的交叉角度分别为大致60度。

另外,第二基部连杆39和第二中间连杆41构成为,回转轴线ax0与第三旋转轴线ax3的距离l4和第三旋转轴线ax3与第四旋转轴线ax4的距离l5大致相等。另外,在回转姿态下,第二臂19处于回转轴线ax0与第三旋转轴线ax3的距离l4、第三旋转轴线ax3与第四旋转轴线ax4的距离l5、第四旋转轴线ax4与回转轴线ax0的距离l6分别大致相等的姿态。即,在该状态下,回转轴线ax0、第三旋转轴线ax3、第四旋转轴线ax4从上方观察构成大致正三角形的顶点,第二基部连杆39、第二中间连杆41、第二手部23各自的交叉角度分别为大致60度。

另外,在本说明书中,将使第一臂17以及第二臂19绕回转轴线ax0一起旋转称为“回转”。另一方面,在使第一臂17或者第二臂19伸缩动作时的、第一基部连杆29绕回转轴线ax0的旋转、第一中间连杆31绕第一旋转轴线ax1的旋转、第一手部21绕第二旋转轴线ax2的旋转、第二基部连杆39绕回转轴线ax0的旋转、第二中间连杆41绕第三旋转轴线ax3的旋转和第二手部23绕第四旋转轴线ax4的旋转称为“旋转”来加以区分。

如图2及图4所示,第一臂17通过使第一手部21沿着第一径向d1移动,将载置在第一手部21上的工件w沿着第一径向d1搬运。在本实施方式中,如上所述,通过使回转轴线ax0与第一旋转轴线ax1的距离l1和第一旋转轴线ax1与第二旋转轴线ax2的距离l2大致相等,从而将第一臂17的轮径比调整为适当的值,由此,在第一臂17的伸缩动作中,能够使第一手部21在保持沿着第一径向d1的延伸方向的状态下沿着第一径向d1直线前进。另外,也可以是距离l1和距离l2不同的结构。在该情况下,通过将第一臂17的轮径比调整为适当的值,即使在第一手部21的基端部的轨道与第一径向d1不一致的情况下(基端部的轨道相对于第一径向d1平行即可,也可以是错开的位置),载置工件w的末端部的轨道也能够形成为沿着第一径向d1的大致直线状。“使第一手部21沿第一径向d1移动”也包括这种情况。

这里,由于第一臂17的连结部件33与第二臂19的第二手部23位于相同的高度,因此,当将工件w载置在第二手部23上的状态下,例如使第一基部连杆29旋转直到第一基部连杆29、第一中间连杆31以及第一手部21沿着第一径向d1处于一条直线上时,连结部件33与工件w干涉。因此,如图4所示,以如下方式设定第一基部连杆29的旋转角度范围:在使第一臂17伸长时,第一基部连杆29仅旋转到连结部件33与载置在第二手部23上的工件w不干涉的极限角度(与第一径向d1的角度差θ1)。以下,将该状态的第一臂17的姿态(图4的姿态)称为“延伸姿态”。在该延伸状态下的伸长为第一臂17的最大伸长。

如图2及图5所示,第二臂19通过使第二手部23沿第二径向d2移动,从而将载置在第二手部23上的工件w沿第二径向d2搬运。在本实施方式中,如上所述,通过使回转轴线ax0与第三旋转轴线ax3之间的距离l4和第三旋转轴线ax3与第四旋转轴线ax4之间的距离l5大致相等,能够将第二臂19的轮径比调整为适当的值,由此,在第二臂19的伸缩动作中,能够使第二手部23在保持沿着第二径向d2的延伸方向的状态下沿着第二径向d2直线前进。另外,也可以是距离l4和距离l5不同的结构。在该情况下,通过将第二臂19的轮径比调整为适当的值,即使在第二手部23的基端部的轨道与第二径向d2不一致的情况下(基端部的轨道只要与第二径向d2平行即可,也可以是错开的位置),载置工件w的末端部的轨道也能够形成为沿着第二径向d2的大致直线状。“使第二手部23沿第二径向d2移动”也包括这种情况。

这里,由于构成第二臂19的各部件位于与第一臂17的第一手部21不同的高度(在该例子中为较低的位置),因此,在将工件w载置于第一手部21上的状态下,即便例如使第二基部连杆39旋转到第二基部连杆39、第二中间连杆41以及第二手部23沿着第二径向d2处于一条直线上,第二臂19和工件w也不干涉。因此,可以使第二臂19这样延伸,但这里为了统一第二臂19和第一臂17的伸长,如图5所示,以如下方式设定第二基部连杆39的旋转角度范围:在使第二臂19伸长时,第二基部连杆39仅旋转到规定的角度(与第二径向d2的角度差θ2)。另外,θ2例如是与θ1相同的角度。以下,也将该状态的第二臂19的姿态(图5的姿态)称为“延伸姿态”。该延伸状态下的伸长为第二臂19的最大伸长。

<3.机器人的动力机构>

接着,参照图6对机器人3的动力机构的一例进行说明。图6是表示机器人3的动力机构的概略结构的一例的示意图。另外,在图6中适当省略了密封部件等的图示。

如图6所示,第一臂17具有:配置在第一基部连杆29的内部的带轮49、51及带53;和配置在第一中间连杆31的内部的带轮55、57及带59。带轮49配置在第一基部连杆29的基端部,带轮51配置在第一基部连杆29的末端部。带53架设在带轮49、51上。带轮55配置在第一中间连杆31的基端部,带轮57配置在第一中间连杆31的末端部。带59架设在带轮55、57上。

同样,第二臂19具有:配置在第二基部连杆39的内部的带轮61、63以及带65;和配置在第二中间连杆41的内部的带轮67、69以及带71。带轮61配置在第二基部连杆39的基端部,带轮63配置在第二基部连杆39的末端部。带65架设在带轮61、63上。带轮67配置在第二中间连杆41的基端部,带轮69配置在第二中间连杆41的末端部。带71架设在带轮67、69上。

另外,带53、59、65、71可以由钢板等金属形成,也可以由橡胶或树脂等形成。另外,带53、59、65、71可以是带齿的带,也可以是没有齿的平带或v形带等。另外,带轮49、51、55、57、61、63、67、69可以是带齿的带轮,也可以是没有齿的平带轮或v形带轮等。

机器人3具有第一回转轴部件73、第二回转轴部件75和第三回转轴部件77。第一回转轴部件73是被支承为能够绕回转轴线ax0旋转的实心或中空的轴部件。第二回转轴部件75是呈同心状配置在第一回转轴部件73的径向外侧且被支承为能够绕回转轴线ax0旋转的中空的轴部件。第三回转轴部件77是呈同心状配置在第二回转轴部件75的径向外侧且被支承为能够绕回转轴线ax0旋转的中空的轴部件。第一回转轴部件73、第二回转轴部件75及第三回转轴部件77分别与不同的马达连结,能够彼此相对旋转。

第一回转轴部件73的上端固定在第一基部连杆29的基端部。第三回转轴部件77的上端固定在第二基部连杆39的基端部。在第二回转轴部件75的上端侧固定有带轮49、61。带轮49配置在比带轮61靠上侧处。

在第一基部连杆29的末端部的底面固定有固定轴79。带轮51以能够旋转的方式支承在固定轴79的下端侧。带轮55固定在固定轴79的上端侧。第一中间连杆31的基端部经由连结部件33固定于带轮51。在第一中间连杆31的末端部的底面固定有固定轴81。带轮57以能够旋转的方式固定于固定轴81。第一手部21的基端部经由连结部件35固定于带轮57。带轮49、51、55、57各自的直径(轮径)被设定为适当的比率(轮径比),以便如前所述,第一手部21在保持沿着第一径向d1的延伸方向的状态下沿着第一径向d1直线前进。

同样,在第二基部连杆39的末端部的底面固定有固定轴83。带轮63以能够旋转的方式支承在固定轴83的下端侧。带轮67固定在固定轴83的上端侧。第二中间连杆41的基端部经由连结部件43固定于带轮63。在第二中间连杆41的末端部的底面固定有固定轴85。带轮69以能够旋转的方式固定于固定轴85。第二手部23的基端部经由连结部件45固定于带轮69。带轮61、63、67、69各自的直径(轮径)被设定成适当的比率(轮径比),以便如前所述,第二手部23在保持沿着第二径向d2的延伸方向的状态下沿着第二径向d2直线前进。

在第一回转轴部件73的下端设置有磁体87。在磁体87的径向外侧,以与磁体87对置的方式设置有定子线圈89。定子线圈89固定于圆筒状的框架88的内周面。在框架88的负载相反侧(图6中下侧)固定有第一托架90。第一托架90支承轴承92,该轴承92将第一回转轴部件73支承为能够旋转。磁体87、定子线圈89、框架88、第一托架90以及轴承92等构成第一马达91。

同样,在第二回转轴部件75的下端设置有磁体93。在磁体93的径向外侧,以与磁体93对置的方式设置有定子线圈95。定子线圈95固定于圆筒状的框架94的内周面。在框架94的负载相反侧(图6中下侧)固定有第二托架96。第二托架96支承轴承98,该轴承98将第二回转轴部件75支承为能够旋转。磁体93、定子线圈95、框架94、第二托架96以及轴承98等构成第二马达97。

同样,在第三回转轴部件77的下端设置有磁体99。在磁体99的径向外侧,以与磁体99对置的方式设置有定子线圈101。定子线圈101固定于圆筒状的框架100的内周面。在框架100的负载相反侧(图6中下侧)固定有第三托架102,在框架100的负载侧(图6中上侧)固定有负载侧罩105。第三托架102支承轴承104,该轴承104将第三回转轴部件77支承为能够旋转。磁体99、定子线圈101、框架100、第三托架102以及轴承104等构成第三马达103。

第一马达91、第二马达97以及第三马达103在基座部27的内侧被配置成,第三马达103位于上端,第一马达91位于下端,第二马达97位于它们的中间。

在第二马达97停止而第二回转轴部件75静止的状态下,第一马达91进行驱动从而第一回转轴部件73绕回转轴线ax0旋转时,第一臂17伸缩。另外,在第二马达97停止而第二回转轴部件75静止的状态下,第三马达103进行驱动从而第三回转轴部件77绕回转轴线ax0旋转时,第二臂19伸缩。另外,在第二马达97停止而第二回转轴部件75静止的状态下,第一马达91及第三马达103同时进行驱动从而第一回转轴部件73及第三回转轴部件77绕回转轴线ax0同时旋转时,第一臂17及第二臂19同时伸缩。

另外,当第一马达91、第二马达97及第三马达103同时进行驱动从而第一回转轴部件73、第二回转轴部件75及第三回转轴部件77以相同的旋转速度向相同的旋转方向旋转相同的角度时,第一臂17及第二臂19相互不进行伸缩动作,在保持相互的绕回转轴线ax0的周向的位置关系的状态下,绕回转轴线ax0回转。该回转动作在第一臂17和第二臂19都成为上述回转姿态后进行。另外,所谓“保持绕回转轴线ax0的周向的位置关系的状态”是指,在维持第一手部21的移动方向(第一径向d1)与第二手部23的移动方向(第二径向d2)的角度差θ的状态下,将第一臂17的各部件29、31、21相对于第一径向d1的配置方向(角度)和将第二臂19的各部件39、41、23相对于第二径向d2的配置方向(角度)分别维持在图2所示的回转姿态的状态。另外,第一马达91、第二马达97、第三马达103、第一回转轴部件73、第二回转轴部件75及第三回转轴部件77等构成回转装置24。

机器人3具有升降装置25,该升降装置25使第一臂17和第二臂19在保持周向的位置关系的状态下一起沿回转轴线ax0的轴向(上下方向)升降。如图6所示,升降装置25具有滑动件107、进给丝杠109、升降马达111和线性引导件112等。升降马达111借助支承部件27a设置在基座部27内部的马达91、97、103的侧方。进给丝杠109由未图示的轴承支承为能够相对于支承部件27a以及基座部27的上端部旋转。马达91、97、103被设置成能够借助线性引导件112相对于基座部27沿上下方向移动。在配置于升降马达111下侧的输出轴设有带轮106,在进给丝杠109的下端部设有带轮108。带110架设在带轮106、108上。升降马达111通过带轮106、108及带110使进给丝杠109旋转。滑动件107与马达91、97、103中的至少一个连结,借助进给丝杠109的旋转而沿上下方向移动。这样,通过升降马达111的驱动,第一臂17及第二臂19与第一马达91、第二马达97及第三马达103等一起在回转轴线ax0的轴向上升降。另外,升降装置25的设置位置不限于马达91、97、103的侧方,例如也可以设置在马达91、97、103的下方。另外,也可以将升降装置25设置在基座部27的外部。

另外,通过将机器人3配置在真空状态的搬运室5中,从而与真空空间连通的各马达91、97、103的内部空间成为真空状态。另一方面,各马达91、97、103的外部空间、即配置有升降装置25和线性引导件112等的基座部27的内部空间成为大气压状态。

<4.机器人控制器的功能结构>

接着,参照图7说明机器人控制器的功能结构的一例。图7是表示机器人控制器的功能结构的一例的框图。

机器人系统1具有对机器人3进行控制的机器人控制器113。机器人控制器113例如由运动控制器、个人计算机(pc)、可编程逻辑控制器(plc)、伺服放大器等构成。机器人控制器113具有第一动作控制部115、第二动作控制部117和第三动作控制部119。

第一动作控制部115控制第一臂17的伸缩动作。即,第一动作控制部115在第二马达97的停止状态下驱动第一马达91,由此使第一臂17伸缩而使第一手部21沿着第一径向d1移动。

第二动作控制部117控制第一臂17及第二臂19的回转动作和升降动作。即,第二动作控制部117以如下方式控制回转装置24及升降装置25:使第一臂17及第二臂19在周向上回转的同时并行地在轴向上升降。并且,在使第一手部21和第二手部23出入于同一方向的区域(例如同一处理室7的连接口7a)的情况下,第二动作控制部117使第一臂17和第二臂19以第一径向d1与第二径向d2的角度差即规定的角度θ回转,同时并行地在轴向上升降。并且,当使第一手部21和第二手部23出入于同一高度的区域(例如,同一处理室7的连接口7a)的情况下,第二动作控制部117使第一臂17和第二臂19以第一径向d1和第二径向d2之间的角度差θ回转,同时并行地在轴向上升降第一手部21和第二手部23之间的错开距离d。

具体而言,第二动作控制部117通过同时驱动第一马达91、第二马达97及第三马达103,使第一臂17及第二臂19在保持绕回转轴线ax0的周向的位置关系的状态下在周向上一起回转规定的角度θ。并且,第二动作控制部117与该回转动作同时并行地驱动升降马达111,以使第一臂17和第二臂19在回转轴线ax0的轴向上升降规定距离(例如,第一手部21和第二手部23之间的错开距离d)。另外,角度θ的回转动作所需的时间为规定距离的升降动作所需的时间以下。

第三动作控制部119控制第二臂19的伸缩动作。即,第三动作控制部119在第二马达97停止的状态下驱动第三马达103,由此使第二臂19伸缩而使第二手部23沿第二径向d2移动。

另外,机器人控制器113还控制机器人3的上述以外的动作。例如,分别执行第一臂17和第二臂19的回转动作和升降动作。例如,为了相对于处理室7的处理架7b(参照后述的图9等)或工件盒15的支承架等抬起或放置工件w,进行使第一手部21及第二手部23升降规定距离的动作等。另外,在上述第二动作控制部117的升降动作中,也可以相对于第一手部21与第二手部23的错开距离d增减用于抬起或放置上述工件w的规定距离。并且,在使第一手部21和第二手部23出入于具有不同高度的区域(例如,工件盒15中的不同支承架等)的情况下,在第二动作控制部117的升降动作中,可以相对于错开距离d增减上述不同高度的距离。

另外,机器人控制器113可以由一个控制装置构成,也可以由多个控制装置构成。在为多个控制装置的情况下,例如也可以将输出位置指令的上位控制器和向各马达91、97、103、111供给电力的伺服放大器等分体构成。

另外,上述的第一动作控制部115、第二动作控制部117、第三动作控制部119等中的处理等并不限定于这些处理的分担的例子,例如,也可以由更少数量的处理部(例如1个处理部)进行处理,另外,也可以由进一步细化的处理部进行处理。另外,机器人控制器113的各处理部可以是,仅向各马达91、97、103、111供给驱动电力的部分(伺服放大器等)通过实际的装置安装,其他功能通过后述的cpu901(参照图18)执行的程序来安装,也可以是,其一部分或全部通过asic(专用集成电路)、fpga(现场可编程门阵列)或其他电路等实际的装置来安装。

<5.机器人控制器的控制内容以及机器人的动作>

接着,根据图8及图9~图15,对将工件w搬入处理室7时机器人控制器113执行的控制内容的一例及机器人3的动作的一例进行说明。图8是表示机器人控制器113执行的控制内容的一例的流程图。图9~图15是表示机器人3的动作的一例的说明图。

如图8所示,在步骤s10中,机器人控制器113使第一臂17和第二臂19绕回转轴ax0回转,并且通过升降装置25使第一臂17和第二臂19升降,由此使第一手部21移动到规定的区域的正面。另外,“规定的区域”在本例中例如是指与规定的处理室7的连接口7a连接的连接口5a。另外,也可以是工件盒15中的特定的支承架等。

图9表示步骤s10中的机器人3的动作的一例。另外,在图9中省略了搬运室5和连接口5a的图示(图10~图15也同样)。在图9所示的例子中,在将工件w分别载置于第一手部21和第二手部23双方的状态下,机器人3使第一臂17和第二臂19双方成为回转姿态。进而,机器人3使第一臂17和第二臂19回转和升降,以将第一手部21移动到处理室7的连接口7a的正面。即,机器人3以使得处理室7的连接口7a位于第一径向d1上的方式使第一臂17和第二臂19回转,并且以使得第一手部21的高度位置与处理室7的连接口7a的高度位置大致一致的方式使第一臂17和第二臂19升降。

返回图8,在步骤s20中,机器人控制器113借助第一动作控制部115使第一臂17伸缩而使第一手部21出入于规定的区域。具体地,使第一臂17伸长而使载置有工件w的第一手部21经由连接口5a、7a进入处理室7,将工件w载置在处理架7b上。然后,使第一臂17缩回,使卸下了工件w的第一手部21从处理室7后退,使第一臂17返回到回转姿态。

图10及图11表示步骤s20中的机器人3的动作的一例。如图10所示,机器人3使第一臂17伸长至例如成为上述延伸姿态,从而使载置有工件w的第一手部21沿第一径向d1移动,经由连接口7a进入处理室7,将工件w载置在处理架7b上。然后,如图11所示,机器人3使第一臂17缩回,使卸下了工件w的第一手部21从处理室7沿着第一径向d1后退,使第一臂17返回到回转姿态。

返回图8,在步骤s30中,机器人控制器113借助第二动作控制部117使第一臂17和第二臂19在周向上回转,同时并行地在轴向上升降。具体地,使第一臂17和第二臂19绕回转轴线ax0回转规定的角度θ(其中,该规定的角度θ是第一径向d1与第二径向d2之间的角度差),同时并行地使第一臂17和第二臂19沿回转轴线ax0的轴向上升第一手部21与第二手部23之间的错开距离d,使第二手部23移动到规定的区域(在该示例中,与规定的处理室7的连接口7a连接的连接口5a)的正面。即,机器人3以使得处理室7的连接口7a位于第二径向d2上的方式使第一臂17和第二臂19回转,并且以使得第二手部23的高度位置与处理室7的连接口7a的高度位置大致一致的方式使第一臂17和第二臂19上升错开距离d。

图12及图13表示步骤s30中的机器人3的动作的一例。另外,在图12中,例如将处理室7的处理架7b更换成未载置工件w的处理架。另外,图13是从图12中箭头y方向观察的侧视图。如图12所示,机器人3使第一臂17和第二臂19回转和升降,以将第二手部23移动到处理室7的连接口7a的正面。即,如图12所示,机器人3以使得处理室7的连接口7a位于第二径向d2上的方式使第一臂17和第二臂19回转,同时并行地如图13所示,以使得第二手部23的高度位置与处理室7的连接口7a的高度位置大致一致的方式使第一臂17和第二臂19上升错开距离d。

另外,在上述步骤s30的升降动作中,也可以相对于错开距离d增减用于将上述工件w从处理架7b抬起或放置的规定距离。例如,当使第一手部21和第二手部23出入于不同高度的区域(例如,同一处理室7中的不同高度的连接口7a等)的情况下,在步骤s30的升降动作中,可以相对于错开距离d增减上述不同高度的距离。

返回图8,在步骤s40中,机器人控制器113借助第三动作控制器119使第二臂19伸缩,以使第二手部23出入于规定的区域。具体地,使第二臂19伸长,以使载置有工件w的第二手部23经由连接口5a、7a进入处理室7,将工件w载置在处理架7b上。然后,使第二臂19缩回,使卸下了工件w的第二手部23从处理室7后退,使第二臂19返回到回转姿态。

图14及图15表示步骤s40中的机器人3的动作的一例。如图14所示,机器人3使第二臂19伸长至成为例如上述延伸姿态而使载置有工件w的第二手部23沿第二径向d2移动,经由连接口7a进入处理室7,将工件w载置在处理架7b上。然后,如图15所示,机器人3使第二臂19缩回,使卸下了工件w的第二手部23从处理室7沿着第二径向d2后退,使第二臂19返回到回转姿态。

返回图8,在步骤s50中,机器人控制器113判定在机器人系统1中执行的针对工件w的连续处理是否完成。在没有完成处理的情况下(步骤s50:否),返回先前的步骤s10。在完成了处理的情况下(步骤s50:是),结束本流程。

另外,以上,以将工件w搬入处理室7时的控制内容及动作为一例进行了说明,但搬入盒室9(工件盒15)或其他区域的情况也同样。另外,将工件w从处理室7或其他区域搬出时的控制内容及动作也相同。

<6.实施方式的效果>

如以上说明的那样,本实施方式的机器人系统1具有机器人3和对机器人3进行控制的机器人控制器113,机器人3具有:水平多关节型的第一臂17,其使第一手部21沿着以回转轴线ax0为中心的第一径向d1移动;水平多关节型的第二臂19,其使第二手部23沿着第二径向d2移动,第二径向d2与第一径向d1之间绕回转轴线ax0具有规定的角度θ;以及回转装置24,其使第一臂17和第二臂19在保持绕回转轴线ax0的周向的位置关系的状态下在周向上一起回转,所述第一臂17具备:被设置成能够绕回转轴线ax0旋转的第一基部连杆29;以能够绕第一旋转轴线ax1旋转的方式与第一基部连杆29的末端部连结的第一中间连杆31;以及第一手部21,其以能够绕第二旋转轴线ax2旋转的方式与第一中间连杆31的末端部ax2连结,在延伸设置方向上形成得分别比第一基部连杆29及第一中间连杆31长,用于保持工件w,所述第二臂19具备:第二基部连杆39,其被设置成能够与第一基部连杆29独立地绕回转轴线ax0旋转;第二中间连杆41,其以能够绕第三旋转轴线ax3旋转的方式与第二基部连杆39的末端部连结;以及第二手部23,其以能够绕第四旋转轴线ax4旋转的方式与第二中间连杆41的末端部连结,在延伸设置方向上形成得分别比第二基部连杆39及第二中间连杆41长。

使用比较例说明本实施方式的效果。图16及图17表示比较例的机器人300的结构的一例。图16是表示机器人300缩回了第一臂17及第二臂19的状态的一例的俯视图,图17是表示机器人300使第一臂17伸长的状态的一例的俯视图。另外,在这些图16和图17中,对与上述实施方式的机器人3相同的结构标注相同标号并省略说明。

比较例的机器人300与上述实施方式的机器人3的不同点在于,基于第一臂17的第一手部21的移动方向和基于第二臂19的第二手部23的移动方向为同一径向(径向d0)。因此,如图16所示,在第一臂17和第二臂19成为回转姿态时,第一手部21的大致整体和第二手部23的大致整体在回转轴线ax0的轴向(上下方向)上重叠。如图17所示,第一臂17通过使第一手部21沿着径向d0移动,从而将载置在第一手部21上的工件w沿着径向d0搬运。在该第一臂17的伸缩动作中,第一手部21在保持沿着径向d0的延伸方向的状态下沿着径向d0直线前进。同样,虽然省略了图示,但第二臂19也通过使第二手部23沿径向d0移动,由此将载置在第二手部23上的工件w沿径向d0搬运。在第二臂19的伸缩动作中,第二手部23在保持沿着径向d0的延伸方向的状态下沿着径向d0直线前进。另外,除了第一手部21和第二手部23的移动方向为同一方向这一点之外,构成为与上述实施方式的机器人3大致相同的结构。

在机器人300中,也与上述实施方式的机器人3同样地,当在第二手部23上载置有工件w的状态下使第一臂17伸长规定量以上时,连结部件33与工件w干涉。因此,如图17所示,以如下方式设定第一基部连杆29的旋转角度范围:使得在伸长第一臂17时,第一基部连杆29仅旋转到连结部件33与载置在第二手部23上的工件w不干涉的极限角度(与径向d0的角度差θ0)。由于机器人300的第一手部21和第二手部23的朝向是相同的方向,所以角度差θ0比上述实施方式中的角度差θ1大,第一基部连杆29的可旋转的角度范围变小。其结果是,存在各臂17、19的伸长受到限制的问题。

在本实施方式中,通过使基于第一臂17的第一手部21的移动方向(第一径向d1)与基于第二臂19的第二手部23的移动方向(第二径向d2)相差规定的角度θ,从而如图4所示,在使第一臂17延伸时容易避免或抑制与第二臂19所保持的工件w发生干涉。即,角度差θ1比上述角度差θ0小,能够增大第一基部连杆29的可旋转的角度范围。其结果是,能够增大第一臂17的伸长。另外,为了对伸长进行比较,用虚线表示本实施方式的机器人3的第一臂17的延伸姿态。由此,能够尽可能地确保各臂17、19的伸长较长,并且能够尽可能将臂17、19的回转半径r小型化。即,能够兼顾伸长的最大化和回转半径的最小化。

另外,在本实施方式中,特别地,机器人系统1还具有升降装置25,该升降装置25使第一臂17和第二臂19在保持周向上的位置关系的状态下在回转轴线ax0的轴向上一起升降,机器人控制器113以如下方式对回转装置24和升降装置25进行控制:与使第一臂17和第二臂19在周向上回转并行地使第一臂17和第二臂19在轴向上升降。

由此,与分别执行第一臂17及第二臂19的回转动作和升降动作的情况相比,能够缩短生产节拍时间。

另外,在本实施方式中,特别地,机器人控制器113包括:第一动作控制部115,其以使第一手部21沿着第一径向d1移动的方式使第一臂17伸缩;第二动作控制部117,其以如下方式对回转装置24和升降装置25进行控制:与使第一臂17及第二臂19在周向上回转并行地使第一臂17和第二臂19在轴向上升降;以及第三动作控制部119,其以使第二手部23沿着第二径向d2移动的方式使第二臂19伸缩。

由此,能够缩短生产节拍时间,并且能够使第一手部21和第二手部23出入于同一区域。

另外,在本实施方式中,特别地,第二动作控制部117以如下方式对回转装置24及升降装置25进行控制:与使第一臂17及第二臂19回转第一径向d1与第二径向d2之间的角度差即规定的角度θ并行地,使第一臂17及第二臂19在轴向上升降。

在本实施方式中,基于第一臂17的第一手部21的移动方向(第一径向d1)与基于第二臂19的第二手部23的移动方向(第二径向d2)相差规定的角度θ,因此,为了使第一手部21和第二手部23出入于同一区域,必须使第一臂17和第二臂19回转规定的角度θ。另一方面,在机器人3搬运工件w时,例如在规定的区域抬起或放置工件w的情况等,进行第一臂17和第二臂19(第一手部21和第二手部23)的升降动作。在本实施方式中,通过使上述回转动作与升降动作同时并行执行,能够防止生产节拍时间延长。

特别地,在本实施方式中,第一手部21和第二手部23在轴向上错开地配置。第二动作控制部117以如下方式控制回转装置24和升降装置25:与使第一臂17和第二臂19在周向上回转并行地使第一臂17和第二臂19在轴向上升降错开距离。

在本实施方式中,基于第一臂17的第一手部21的移动方向(第一径向d1)与基于第二臂19的第二手部23的移动方向(第二径向d2)相差规定的角度θ,因此,为了使第一手部21和第二手部23出入于同一区域,必须使第一臂17和第二臂19回转规定的角度θ。另一方面,由于第一手部21和第二手部23沿轴向错开地配置,因此,为了使第一手部21和第二手部23出入于同一区域,需要使第一臂17和第二臂19升降错开距离。在本实施方式中,通过使上述回转动作与升降动作同时并行执行(换言之,通过使规定的角度θ成为在升降中能够回转的范围的角度差),能够防止生产节拍时间延长。

另外,在本实施方式中,特别地,机器人控制器113在借助回转装置24使第一臂17以及第二臂19回转时,使第一臂17以及第二臂19处于如下的回转姿态:第一手部21的第二旋转轴线ax2相对于回转轴线ax0位于与第一手部21的末端侧相反一侧,并且,第二手部23的第四旋转轴线ax4相对于回转轴线ax0位于与第二手部23的末端侧相反一侧。

由此,能够使第一臂17和第二臂19一起回转时的回转姿态的半径(回转半径r)小型化。

另外,在本实施方式中,特别是在回转姿态下,机器人控制器113使第二旋转轴线ax2在周向上位于第三旋转轴线ax3与第四旋转轴线ax4之间,使第四旋转轴线ax4在周向上位于第一旋转轴线ax1与第二旋转轴线ax2之间。

在本实施方式中,在使第一臂17及第二臂19缩回而成为回转姿态时,第一臂17和第二臂19的至少一部分在轴向上重叠配置。由此,例如与将第一臂17和第二臂19在与轴向垂直的面方向上并列配置的情况相比,能够使回转半径r更加小型化。

此外,在本实施方式中,特别地,在回转姿态下,机器人控制器113将第一手部21配置成沿着第一径向d1的朝向,将第二手部23配置成沿着第二径向d2的朝向。

在本实施方式中,在第一臂17和第二臂19缩回而成为回转姿态的状态下,第一手部21的朝向和第二手部23的朝向不同。由此,在使一方的臂(例如第二臂19)缩回的状态下保持工件w时、使另一方的臂(例如第一臂17)延伸的情况下,由于一方的臂的手部(例如第二手部23)的朝向与另一方的臂(例如第一臂17)的延伸方向不同,因此能够更容易地避免臂与工件w的干涉。此外,在处于回转姿态时,由于第一手部21和第二手部23中的至少一部分在轴向上重叠配置,因此与例如第一手部21和第二手部23在与轴向垂直的面方向上并列配置的情况相比,能够进一步减小回转半径r。

另外,在本实施方式中,特别地,第一臂17构成为,回转轴线ax0与第一旋转轴线ax1的距离l1和第一旋转轴线ax1与第二旋转轴线ax2的距离l2大致相等,第二臂19构成为,回转轴线ax0与第三旋转轴线ax3的距离l4和第三旋转轴线ax3与第四旋转轴线ax4的距离l5大致相等。

由此,在使第一臂17伸缩时,能够使第一手部21沿着第一径向d1直线前进。同样地,在使第二臂19伸缩时,第二手部23能够沿第二径向d2直线前进。其结果是,能够无横向晃动等地稳定地搬运工件w,并且能够使搬运距离及搬运时间最短。

另外,在本实施方式中,特别地,机器人控制器113在回转姿态下,使回转轴线ax0与第一旋转轴线ax1的距离l1、第一旋转轴线ax1与第二旋转轴线ax2的距离l2、第二旋转轴线ax2与回转轴线ax0的距离l3分别大致相等,并且使回转轴线ax0与第三旋转轴线ax3的距离l4、第三旋转轴线ax3与第四旋转轴线ax4的距离l5、第四旋转轴线ax4与回转轴线ax0的距离l6分别大致相等。

由此,能够使各臂17、19的伸长最大化并且使回转半径r最小化。

另外,在本实施方式中,特别地,第一手部21的延伸设置方向上的长度是回转轴线ax0与第一基部连杆29的外周侧的端部的距离的大致两倍,第二手部23的延伸设置方向上的长度是回转轴线ax0与第二基部连杆39的外周侧的端部的距离的大致两倍。

由此,第一手部21和第二手部23的长度可以形成为,与作为处于回转姿态的臂17、19的回转轨迹的回转圆tc的直径大致相同的长度(回转圆tc的极限(使い切る)长度)。因此,能够以尽可能确保各臂17、19的伸长较长的方式实现最大化。

另外,在本实施方式中,特别地,机器人3具有基座部27,该基座部27内置有三个马达91、97、103,该三个马达91、97、103是第一臂17的伸缩动作、第二臂19的伸缩动作、基于回转装置24的第一臂17及第二臂19的回转动作的驱动源。

通过将作为第一臂17及第二臂19的伸缩动作及回转动作的驱动源的马达91、97、103不设置于各臂17,19而是配置在基座部27内,只要在第一臂17及第二臂19配置传递动力的机构(带轮或带等)即可,能够使臂17、19紧凑化(薄型化)。

另外,在本实施方式中,特别地,机器人系统1还具有配置有机器人3的搬运室5和配置在搬运室5的周围的多个处理室7,搬运室5具有壁部26,该壁部26位于机器人3的另一个方向的正面,其中,该机器人3回转到多个处理室7中的任一个位于第一径向d1和第二径向d2中的任一个方向的正面的角度。

在本实施方式中,能够不受处理室7的配置制约地设计第一径向d1和第二径向d2的角度差θ,因此能够提高设计的自由度。

另外,在本实施方式中,特别是,搬运室5和处理室7被减压为比大气压低的压力。

由此,能够将本实施方式的机器人系统1应用于例如半导体制造装置、液晶制造装置等在真空环境下对工件w进行处理以及搬运工件w的制造工序等。

<7.控制器的硬件结构例>

接下来,参照图18对机器人控制器113的硬件结构例进行说明,该机器人控制器113实现由通过由上述说明的cpu901执行的程序安装的各动作控制部115、117、119等进行的处理。另外,在图18中,适当省略了与向机器人控制器113的各马达91、97、103、111提供驱动电力的功能相关的结构来图示。

如图18所示,机器人控制器113例如具有:cpu901;rom903;ram905;面向asic或fpga等特定用途而构建的专用集成电路907;输入装置913;输出装置915;记录装置917;驱动器919;连接端口921;和通信装置923。这些结构经由总线909和输入输出接口911以能够相互传递信号的方式进行连接。

程序可以预先记录在例如由rom903、ram905、硬盘等构成的记录装置917等中。

此外,程序例如也可以预先暂时或非暂时(永久性)地记录在软盘等的磁盘、各种cd·mo盘·dvd等光盘、半导体存储器等可移动的记录介质925中。这样的记录介质925也可以作为所谓的打包软件来提供。在这种情况下,记录在这些记录介质925中的程序也可以由驱动器919读出,并经由输入输出接口911和总线909等被记录在上述记录装置917中。

另外,程序例如也可以预先记录在下载网站、其他计算机、其他记录装置等(未图示)中。在该情况下,程序经由lan或因特网等网络nw进行转送,通信装置923接收该程序。进而,通信装置923接收到的程序也可以经由输入输出接口911和总线909等被记录在上述记录装置917中。

另外,程序例如也可以预先记录在适当的外部连接设备927中。在该情况下,程序也可以经由适当的连接端口921进行转送,并经由输入输出接口911和总线909等被记录在上述记录装置917中。

并且,cpu901按照记录在上述记录装置917中的程序来执行各种处理,由此实现上述第一动作控制部115、第二动作控制部117、第三动作控制部119等的处理。此时,cpu901例如可以从上述记录装置917直接读出程序来执行,也可以暂时加载到ram905后执行。并且,cpu901例如也可以在经由通信装置923、驱动器919、连接端口921接收程序的情况下,将接收到的程序不记录在记录装置917中而是直接执行。

另外,根据需要,cpu901例如也可以根据从鼠标、键盘、麦克风(未图示)等输入装置913输入的信号或信息进行各种处理。

并且,cpu901例如可以从显示装置或声音输出装置等的输出装置915输出执行上述处理后得到的结果,并且,根据需要,cpu901也可以经由通信装置923或连接端口921发送该处理结果,cpu901也可以将该处理结果记录在上述记录装置917或记录介质925中。

另外,在以上的说明中,在有“垂直”、“平行”、“平面”等记载的情况下,该记载不是严格的意思。即,这些“垂直”、“平行”、“平面”是指允许在设计上、制造上的公差、误差,意思是“实质上垂直”、“实质上平行”、“实质上平面”。

另外,在以上的说明中,存在外观上的尺寸或大小、形状、位置等为“同一”、“相同”、“相等”、“不同”等记载的情况下,该记载不是严格的意思。即,这些“同一”、“相同”、“相等”、“不同”是指允许在设计上、制造上的公差、误差,意思是“实质上同一”、“实质上相同”、“实质上相等”、“实质上不同”。

此外,除了以上已经叙述的方法以外,也可以适当组合利用上述实施方式或各变形例的方法。此外,虽然没有一一示例,但上述实施方式和各变形例在不脱离其主旨的范围内,可以施加各种变更来实施。

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