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CN105408068B - 水平多关节机器人以及水平多关节机器人的制造方法 - Google Patents

水平多关节机器人以及水平多关节机器人的制造方法 Download PDF

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CN105408068B CN201480040746.3A CN201480040746A CN105408068B CN 105408068 B CN105408068 B CN 105408068B CN 201480040746 A CN201480040746 A CN 201480040746A CN 105408068 B CN105408068 B CN 105408068B
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arm portion
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Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
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Abstract

提供一种臂在水平方向上动作的水平多关节机器人，其能在较短时间内容易地以使手向水平方向高精度地动作的方式设置。臂(6)在水平方向上动作的水平多关节机器人(1)具有：手(4、5)，其装载搬运对象物；臂(6)，其具有手侧臂部(18)和第二手侧臂部(17)这至少两个臂部，手(4、5)与手侧臂部(18)的末端侧连接为能旋转，手侧臂部(18)的基端侧与第二手侧臂部(17)的末端侧连接为能旋转；主体部(7)，臂(6)的基端侧与其连接为能旋转；以及水准器(23)，其安装于主体部(7)。在至少调整了手侧臂部(18)的相对于第二手侧臂部(17)的旋转中心轴线相对于铅垂方向的倾斜之后，水准器(23)安装于主体部(7)。

Description

水平多关节机器人以及水平多关节机器人的制造方法
技术领域
本发明涉及一种在水平方向上动作的水平多关节机器人以及水平多关节机器人的制造方法。
背景技术
以往，公知一种构成EFEM(设备前端模块：Equipment Front End Module)的一部分且在FOUP(前开式晶圆盒：Front Open Unified Pod)与半导体晶圆处理装置之间搬运半导体晶圆的水平多关节机器人(例如参照专利文献1)。专利文献1中记载的水平多关节机器人具有：两个手，其装载半导体晶圆；臂，两个手与其末端侧连接为能够旋转；以及主体部，臂的基端侧与其连接为能够旋转。臂由第一臂部、第二臂部以及第三臂部构成，第一臂部的基端侧与主体部连接为能够旋转，第二臂部的基端侧与第一臂部的末端侧连接为能够旋转，第三臂部的基端侧与第二臂的末端侧连接为能够旋转，且手与第三臂部的末端侧连接为能够旋转。在主体部的内部容纳有使第一臂升降的臂升降机构。
并且，以往，作为垂直多关节机器人，公知一种垂直多关节机器人，其具有：基底；主体，其固定于基底；第一臂部，其与主体连接为能够旋转；第二臂，其与第一臂连接为能够旋转；手腕臂，其与第二臂连接为能够旋转；以及指尖臂，其与手腕臂连接为能够旋转(例如参照专利文献2)。在专利文献2中记载的垂直多关节机器人中，在第一臂以及指尖臂安装有原点位置调整用水准器。
此外，以往公知一种搬运半导体晶圆的水平多关节机器人(例如参照专利文献1)。专利文献3中记载的水平多关节机器人具有：手，其装载半导体晶圆；臂，手与其末端侧连接为能够旋转；以及基座，臂的基端侧与其连接为能够旋转。臂由第一臂部和第二臂部构成，第一臂部的基端侧与基座连接为能够旋转，第二臂部的基端侧与第一臂部的末端侧连接为能够旋转，且手与第二臂部的末端侧连接为能够旋转。
并且，专利文献3中记载的水平多关节机器人具有使第二臂部相对于第一臂部旋转的旋转驱动单元。该旋转驱动单元具有：马达，其以输出轴的轴向为水平方向的方式配置于第一臂部的内部；第一圆锥齿轮，其与马达的输出轴连接；第二圆锥齿轮，其与第一圆锥齿轮啮合；第三齿轮，其形成于固定于第二臂部的基端侧的圆筒状的突出部的下端侧；以及第二齿轮，其与第三齿轮啮合且与第二圆锥齿轮一体地形成。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-230256号公报
专利文献2：日本实开昭63-147704号公报
专利文献3：日本特开2008-264980号公报
发明内容
发明想要解决的课题
FOUP根据SEMI(国际半导体设备与材料学会：Semiconductor Equipment andMaterials Institute)标准被制造，多个半导体晶圆以恒定的间距在上下方向上重叠地容纳于FOUP。容纳于FOUP的多个半导体晶圆之间形成有间隙，但该间隙比较窄。在FOUP与半导体晶圆处理装置之间搬运半导体晶圆的水平多关节机器人不得不在将手放入容纳于FOUP的多个半导体晶圆之间的狭窄的间隙之后，将半导体晶圆装载于手并取出。因此，该水平多关节机器人需要被高精度地设置，以便使手向水平方向高精度地动作。
为了高精度地设置水平多关节机器人，一般在设置水平多关节机器人时，一边将水平多关节机器人的状态转变为臂向某一方向伸展的状态、臂向另一方向伸展的状态以及臂收缩的状态等各种状态，一边使用水准器检查各状态下的手的倾斜等，以使手向水平方向进行最佳动作的方式设置水平多关节机器人。因此，设置搬运半导体晶圆的水平多关节机器人需要时间。并且，由于设置有该水平多关节机器人的EFEM的壳体的内部不太大，因此水平多关节机器人的设置作业也较困难。
因此，本发明的第一课题是提供一种臂在水平方向上动作的水平多关节机器人，该水平多关节机器人能够在比较短的时间内容易地以使手向水平方向高精度地动作的方式设置。并且，本发明的课题是提供一种臂在水平方向动作的水平多关节机器人的制造方法，该水平多关节机器人能够在比较短的时间内容易地以使手向水平方向高精度地动作的方式设置。
此外，在专利文献3中记载的水平多关节机器人中，由于以输出轴的轴向为水平方向的方式将马达配置于第一臂部的内部，因此即使马达配置于第一臂部的内部，也能够使第一臂部薄型化。但是，在该水平多关节机器人中，由于构成旋转驱动单元的马达的动力通过第一圆锥齿轮、第二圆锥齿轮、第二齿轮以及第三齿轮传递至第二臂部，因此在动力从马达向第二臂部的传递路径上较难增大减速比。因此，在该水平多关节机器人中，不得不使用输出较大的马达作为构成旋转驱动单元的马达，使马达大型化。并且，在该水平多关节机器人中，由于马达的动力通过第一圆锥齿轮、第二圆锥齿轮、第二齿轮以及第三齿轮传递至第二臂部，因此动力从马达向第二臂部的传递路径上的背隙变大。
因此，本发明的第二课题是提供一种具有以输出轴的轴向为水平方向的方式配置于构成臂的一部分的臂部的内部的马达的水平多关节机器人，该水平多关节机器人能够使马达小型化并能够减小背隙。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述的第一课题，本发明涉及一种水平多关节机器人，其臂在水平方向上动作，该水平多关节机器人的特征在于，具有：手，其装载搬运对象物；臂，其具有至少两个臂部，该两个臂部是手侧臂部和第二手侧臂部，手与手侧臂部的末端侧连接为能够旋转，手侧臂部的基端侧与第二手侧臂部的末端侧连接为能够旋转；以及主体部，臂的基端侧与主体部连接为能够旋转，且具有水准器，在至少调整了手侧臂部的相对于第二手侧臂部的旋转中心轴线相对于铅垂方向的倾斜之后，水准器安装于手、臂或主体部。
并且，为了解决上述的第一课题，本发明涉及一种水平多关节机器人的制造方法，水平多关节机器人具有：手，其装载搬运对象物；臂，其具有至少两个臂部，该两个臂部是手侧臂部和第二手侧臂部，手与手侧臂部的末端侧连接为能够旋转，手侧臂部的基端侧与第二手侧臂部的末端侧连接为能够旋转；主体部，臂的基端侧与主体部连接为能够旋转；以及水准器，其安装于手、臂或主体部，且臂在水平方向上动作，该水平多关节机器人的制造方法的特征在于，至少在调整了手侧臂部的相对于第二手侧臂部的旋转中心轴线相对于铅垂方向的倾斜之后安装水准器。
本发明的水平多关节机器人具有：手，其装载搬运对象物；手侧臂部，手与其连接为能够旋转；以及第二手侧臂部，手侧臂部与其连接为能够旋转，且具有水准器，在至少调整了手侧臂部的相对于第二手侧臂部的旋转中心轴线相对于铅垂方向的倾斜之后，该水准器安装于手、臂或主体部。并且，在本发明的水平多关节机器人的制造方法中，在至少调整了手侧臂部的相对于第二手侧臂部的旋转中心轴线相对于铅垂方向的倾斜之后，将水准器安装于手、臂或主体部。
因此，在本发明中，在设置水平多关节机器人时，通过以安装于水平多关节机器人的水准器示出规定的状态的方式设置水平多关节机器人，能够以将手连接为能够旋转的手侧臂部的相对于第二手侧臂部的旋转中心轴线相对于铅垂方向的倾斜成为适当的倾斜，且手相对于水平方向的倾斜成为适当的倾斜的方式，设置水平多关节机器人。因此，在本发明中，与上述的以往的水平多关节机器人的设置方法相比，能够在比较短的时间内容易地以使手向水平方向高精度地动作的方式设置水平多关节机器人。
在本发明中，优选手形成有装载搬运对象物的装载面，水准器是在调整了装载面相对于水平方向的倾斜之后安装的。若如此构成，则通过以安装于水平多关节机器人的水准器示出规定的状态的方式设置水平多关节机器人，能够以使手向水平方向高精度地动作的方式设置水平多关节机器人。
在本发明中，例如水准器是具有气泡管的气泡管水准器，且是至少在调整了手侧臂部的相对于第二手侧臂部的旋转中心轴线相对于铅垂方向的倾斜之后，以气泡管内的气泡容纳于印于气泡管的基准线中的方式安装的。此时，在设置水平多关节机器人时，通过以水准器的气泡管中的气泡容纳于基准线中的方式设置水平多关节机器人，能够以手侧臂部的相对于第二手侧臂部的旋转中心轴线相对于铅垂方向的倾斜成为适当的倾斜，且手相对于水平方向的倾斜成为适当的倾斜的方式，来设置水平多关节机器人。
在本发明中，优选水准器安装于主体部。若在臂或手安装水准器，则例如在水准器是气泡管水准器的情况下，由于气泡管中的气泡的位置易于根据臂的伸缩状态发生变动，因此即使以气泡容纳于基准线中的方式设置水平多关节机器人，根据设置时的臂的伸缩状态不同，也存在如下担心：不能以手相对于水平方向的倾斜成为适当的倾斜的方式设置水平多关节机器人。与此相对，若水准器安装于主体部，则即使臂的伸缩状态发生变化，由于气泡管中的气泡的位置不易变动，因此通过以气泡容纳于基准线中的方式设置水平多关节机器人，无论设置时的臂的伸缩状态，都能够以手相对于水平方向的倾斜成为适当的倾斜的方式设置水平多关节机器人。
此外，为了解决上述的第二课题，本发明涉及一种水平多关节机器人，其臂在水平方向上动作，该水平多关节机器人的特征在于，具有：手，其装载搬运对象物；臂，其具有彼此连接为能够相对旋转的支承臂部以及被支承臂部这至少两个臂部，且手与其末端侧连接为能够旋转；主体部，臂的基端侧与其连接为能够旋转；以及旋转机构，其使被支承臂部相对于支承臂部旋转，旋转机构具有：马达，其以输出轴的轴向为水平方向的方式配置在支承臂部或被支承臂部的内部；谐波驱动器(注册商标)，其构成了成为支承臂部与被支承臂部的连接部分的关节部，且使马达的动力减速并传递至支承臂部或被支承臂部；第一圆锥齿轮，其与马达的输出轴连接；以及第二圆锥齿轮，其与谐波驱动器(注册商标)的波发生器连接且与第一圆锥齿轮啮合。
在本发明的水平多关节机器人中，通过谐波驱动器(注册商标)，使马达的动力减速并传递至支承臂部或被支承臂部。因此，在本发明中，在动力从马达至支承臂部或被支承臂部的传递路径上，能够增大减速比。因此，在本发明中，即使使用输出较小的马达，也能够使被支承臂部相对于支承臂部旋转，其结果是，能够使马达小型化。并且，在本发明中，由于通过谐波驱动器(注册商标)使马达的动力减速并传递至支承臂部或被支承臂部，因此在动力从马达至支承臂部或被支承臂部的传递路径上能够减小背隙。
在本发明中，臂例如具有第一臂部、第二臂部以及第三臂部作为臂部，第一臂部的基端侧与主体部连接为能够旋转，第二臂部作为支承臂部，且基端侧与第一臂部的末端侧连接为能够旋转，第三臂部作为被支承臂部，且基端侧与第二臂部的末端侧连接为能够旋转，手与第三臂部的末端侧连接为能够旋转。
在本发明中，优选水平多关节机器人具有以在上下方向上重叠的方式配置的第一手以及第二手作为手，且具有：第一手旋转机构，其使第一手相对于第三臂部旋转；以及第二手旋转机构，其使第二手相对于第三臂部旋转，第一手旋转机构具有配置在第三臂部的内部的第一手用马达，第二手旋转机构具有配置于第三臂部的内部的第二手用马达，第一手具有：连接部，其与第三臂部连接；以及平板状的装载部，其装载搬运对象物，且第一手配置在比第二手靠下侧的位置，装载部以从连接部的上端侧向水平方向延伸的方式形成，在第三臂部形成有向上侧突出的突出部，突出部在第三臂部与第一手在上下方向上重叠的状态下，在第三臂部的长度方向上形成于与连接部错开的位置上，且向上侧突出至与装载部不接触的高度，第一手用马达以及第二手用马达以输出轴朝向下侧且一部分配置于突出部中的方式配置在第三臂部的内部。若如此构成，则能够在上下方向上，利用向第一手的装载部与第三臂部之间形成的死角突出的突出部，配置第一手用马达以及第二手用马达的一部分。因此，能够使整个第一手、第二手以及第三臂部的上下方向上的厚度变薄。
在本发明中，优选旋转机构具有配置在谐波驱动器(注册商标)的外周侧的磁性流体密封件。若如此构成，则能够防止谐波驱动器(注册商标)处产生的尘埃向外部流出。
发明效果
如上所述，为了解决上述的第一课题，在本发明的水平多关节机器人中，能够在比较短的时间内容易地以使手向水平方向高精度地动作的方式设置水平多关节机器人。并且，在通过本发明的水平多关节机器人的制造方法制造的水平多关节机器人中，能够在比较短的时间内容易地以使手向水平方向高精度地动作的方式设置水平多关节机器人。
如上所述，为了解决上述的第二课题，在本发明中，在具有以输出轴的轴向为水平方向的方式配置在构成臂的一部分的臂部的内部的马达的水平多关节机器人中，能够使马达小型化，且能够减小背隙。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式所涉及的水平多关节机器人的立体图。
图2是图1所示的水平多关节机器人的臂上升且伸展的状态的立体图。
图3是使用图1所示的水平多关节机器人的半导体制造系统的示意平面图。
图4是图1所示的水平多关节机器人的侧视图。
图5是本发明的第二实施方式所涉及的水平多关节机器人的立体图。
图6是图5所示的水平多关节机器人的臂上升且伸展的状态的立体图。
图7是使用图5所示的水平多关节机器人的半导体制造系统的示意平面图。
图8是图5所示的水平多关节机器人的侧视图。
图9是用于说明图8所示的旋转机构的结构的剖视图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。
(水平多关节机器人的结构)
图1是本发明的第一实施方式所涉及的水平多关节机器人1的立体图。图2是图1所示的水平多关节机器人1的臂6上升且伸展的状态的立体图。图3是使用图1所示的水平多关节机器人1的半导体制造系统9的示意平面图。图4是图1所示的水平多关节机器人1的侧视图。
本实施方式的水平多关节机器人1是用于搬运作为搬运对象物的半导体晶圆2(参照图3)的机器人。该水平多关节机器人1具有：两个手4、5，其装载半导体晶圆2；臂6，手4、5与其末端侧连接为能够旋转且其在水平方向上动作；以及主体部7，臂6的基端侧与其连接为能够旋转。在以下的说明中，将水平多关节机器人称作“机器人1”，将半导体晶圆2称作“晶圆2”。并且，在以下的说明中，将与上下方向正交的图1等的X方向称作“左右方向”，将与上下方向以及左右方向正交的Y方向称作“前后方向”，且将X1方向侧称作“右”侧，将X2方向侧称作“左”侧，将Y1方向侧称作“前”侧，将Y2方向侧称作“后侧”。
如图3所示，机器人1组装于半导体制造系统9而使用。该半导体制造系统9具有EFEM10和对晶圆2进行规定的处理的半导体晶圆处理装置11。EFEM10配置在半导体晶圆处理装置11的前侧。机器人1构成EFEM10的一部分。并且，EFEM10具有开闭FOUP12的多个载入埠13和容纳有机器人1的壳体14。壳体14形成为左右方向上细长的长方体的箱状。壳体14的内部为洁净空间。即，EFEM10的内部为洁净空间，在EFEM10的内部确保规定的清洁度。
FOUP12根据SEMI标准被制造，且25个或13个晶圆2能够以在上下方向上重叠的状态容纳于FOUP12。载入埠13配置在壳体14的前侧。本实施方式的EFEM10具有在左右方向上以规定的间距排列的四个载入埠13，在EFEM10，四个FOUP12在左右方向上以规定的间距配置。机器人1在四个FOUP12与半导体晶圆处理装置11之间搬运晶圆2。
臂6由第一臂部16、第二臂部17以及第三臂部18构成，第一臂部16的基端侧与主体部7连接为能够旋转，第二臂部17的基端侧与第一臂部16的末端侧连接为能够旋转，第三臂部18的基端侧与第二臂部17的末端侧连接为能够旋转。即，臂6具有彼此连接为能够相对旋转的三个臂部。第一臂部16、第二臂部17以及第三臂部18形成为中空状。并且，在本实施方式中，第一臂部16的长度、第二臂部17的长度以及第三臂部18的长度相等。主体部7、第一臂部16、第二臂部17、第三臂部18在上下方向上从下侧按照该顺序配置。本实施方式中的第三臂部18是手侧臂部，第二臂部17是第二手侧臂部。
手4、5以从上下方向观察时的形状呈大致Y形状的方式形成，且由与第三臂部18连接的连接部19和装载晶圆2的晶圆装载部20构成。手4、5以在上下方向上重叠的方式配置。具体地说，手4配置在上侧，手5配置在下侧。并且，手4、5配置在比第三臂部18靠上侧的位置。
连接部19构成手4、5的基端侧部分，且与第三臂部18的末端侧连接为能够旋转。晶圆装载部20构成手4、5的末端侧部分，且形成为二分叉。晶圆装载部20的上表面是装载晶圆2的装载面20a。即，在手4、5形成有装载面20a。在连接部19与第三臂部18的连接处安装有用于微调整装载面20a相对于水平方向的倾斜的调整用螺栓(省略图示)。并且，在连接部19与第三臂部18的连接处形成有供调整用螺栓螺合的螺纹孔，根据调整用螺栓在螺纹孔中的螺纹紧固量，调整装载面20a相对于水平方向的倾斜。
另外，在图3中省略手5的图示。并且，在本实施方式的机器人1动作时，有时手4与手5在上下方向上重叠，但是多数情况下，手4与手5在上下方向上不重叠。例如，如图3的双点划线所示，在手4进入FOUP12时，手5向主体部7侧旋转，不进入FOUP12中。此时的手5相对于手4的旋转角度例如在120°至150°之间。
主体部7具有壳体21和柱状部件22，第一臂部16的基端侧与柱状部件22连接为能够旋转(参照图2)。壳体21呈在上下方向上细长的大致长方体状形成，壳体21从上下方向观察时的形状呈大致长方形状或大致正方形状。并且，壳体21的前表面以及后表面与由上下方向和左右方向构成的平面大致平行，壳体21的左右的两侧面与由上下方向和前后方向构成的平面大致平行。并且，壳体21的底面形成为与上下方向大致正交的平面状。
柱状部件22形成为在上下方向上细长的柱状。第一臂部16的基端侧与柱状部件22的上端连接为能够旋转。在壳体21的内部容纳有使柱状部件22升降的臂升降机构(省略图示)。即，在壳体21的内部容纳有使第一臂部16相对于主体部7升降(即，使臂6升降)的臂升降机构。该臂升降机构例如由将上下方向作为轴向而配置的滚珠丝杠、与该滚珠丝杠卡合的螺母部件以及使滚珠丝杠旋转的马达等构成。在如图1所示的柱状部件22容纳于壳体21的位置与如图2所示的柱状部件22从壳体21向上侧突出的位置之间，臂升降机构使臂6以及柱状部件22升降。
柱状部件22配置在壳体21的前端侧。并且，在左右方向上，柱状部件22配置在壳体21的中心位置。在壳体21的上端侧形成有向上侧突出的突出部21a。突出部21a以包围柱状部件22的左右两侧以及后侧的方式形成。突出部21a的上表面形成为与上下方向正交的平面状。并且，壳体21的下端的四角形成有螺栓安装部21b，该螺栓安装部21b安装有用于微调整整个机器人1相对于水平方向的倾斜的调整用螺栓(省略图示)。供调整用螺栓螺合的螺纹孔以在上下方向上贯通的方式形成于螺栓安装部21b，根据调整用螺栓在螺纹孔中的螺纹紧固量，调整机器人1相对于水平方向的倾斜。
如图1、图2所示，在突出部21a的上表面侧安装有水准器23。即，在主体部7安装有水准器23。本实施方式的水准器23是具有气泡管的气泡管水准器。具体地说，水准器23是从上下方向观察时的气泡管的形状呈圆形状的所谓的牛眼水准器(牛眼水平仪、万向水准器)，在从上下方向观察时的气泡管的中心印有圆形状的基准线。另外，水准器23也可以是由能够确认水平方向的一方向(例如左右方向)的倾斜的一轴型气泡管水准器和能够确认与水平方向的一方向正交的方向(例如前后方向)的倾斜的一轴型气泡管水准器组合而成的二轴型水准器等牛眼水准器以外的气泡管水准器。
并且，机器人1具有：臂部驱动机构，其使第一臂部16以及第二臂部17旋转且使由第一臂部16和第二臂部17构成的臂6的一部分伸缩；第三臂驱动机构，其驱动第三臂部18旋转；第一手驱动机构，其驱动手4旋转；以及第二手驱动机构，其驱动手5旋转。
如图4所示，臂部驱动机构具有：马达125，其作为驱动源；减速机126，其用于使马达125的动力减速并传递至第一臂部16；以及减速机127，其使马达125的动力减速并传递至第二臂部17。马达125配置在壳体21的内部。减速机126构成使主体部7与第一臂部16相连的关节部。减速机127构成使第一臂部16与第二臂部17相连的关节部。减速机126、127例如是波动齿轮装置即谐波驱动器(注册商标)。与上述的专利文献1中记载的水平多关节机器人相同，马达125与减速机126通过省略图示的带轮以及传动带连接，马达125与减速机127通过省略图示的带轮以及传动带连接。
如图4所示，第三臂部驱动机构具有：马达128，其作为驱动源；以及减速机129，其用于使马达128的动力减速并传递至第三臂部18。马达28配置在第二臂部17的末端侧的内部。减速机129构成使第二臂部17与第三臂部18相连的关节部。减速机129例如是谐波驱动器(注册商标)。马达128与减速机129例如通过省略图示的齿轮系连接。
如图4所示，第一手驱动机构具有：马达130，其作为驱动源；以及减速机131，其用于使马达130的动力减速并传递至手4。第二手驱动机构与第一手驱动机构相同，具有：马达132，其作为驱动源；以及减速机133，其使马达132的动力减速并传递至手5。马达130、132以及减速机131、133配置在第三臂部18的内部。减速机131、133例如是谐波驱动器(注册商标)。与上述专利文献1中记载的水平多关节机器人相同，减速机131安装于马达130的输出轴，减速机133安装于马达132的输出轴。并且，手4的连接部19与减速机131通过省略图示的带轮以及传动带连接，手5的连接部19与减速机133通过省略图示的带轮以及传动带连接。
在机器人1的制造工序中，若连接手4、5、臂6以及主体部7使机器人1成为能够动作的状态，则在确保了平面度的规定的基准面上设置机器人1。在该状态下，水准器23未安装于主体部7。之后，调整第三臂部18的相对于第二臂部17的旋转中心轴线相对于上下方向(铅垂方向)的倾斜。并且，调整手4、5的装载面20a相对于水平方向的倾斜。
具体地说，一边使机器人1的状态转变为臂6向某一方向伸展的状态、臂6向另一方向伸展的状态以及臂6收缩的状态等各种状态，一边根据安装于壳体21的螺栓安装部21b的调整用螺栓调整整个机器人1的倾斜，以在任一状态下都避免第三臂部18的相对于第二臂部17的旋转中心轴线相对于铅垂方向倾斜规定的角度以上，藉此，调整第三臂部18的相对于第二臂部17的旋转中心轴线相对于铅垂方向的倾斜。
并且，一边使机器人1的状态转变为各种状态，一边通过安装于连接部19与第三臂部18的连接处的调整用螺栓调整装载面20a相对于水平方向的倾斜，以在任一状态下都避免装载面20a相对于水平方向的倾斜相对于水平方向倾斜规定的角度以上。另外，也调整上下方向上的手4与手5的间隔。
若这些调整结束，则将水准器23安装于主体部7。具体地说，水准器23以水准器23的气泡管内的气泡容纳于印于气泡管的基准线中的方式固定于主体部7。
(本第一实施方式的主要效果)
如以上所做的说明，在本实施方式中，在调整了第三臂部18的相对于第二臂部17的旋转中心轴线相对于铅垂方向的倾斜以及手4、5的装载面20a相对于水平方向的倾斜之后，水准器23以水准器23的气泡管内的气泡被容纳于印于气泡管的基准线中的方式安装于主体部7。因此，在本实施方式中，在EFEM10的壳体14设置机器人1时，通过以水准器23的气泡管中的气泡容纳于基准线中的方式设置机器人1，能够使将手4、5连接为能够旋转的第三臂部18的相对于第二臂部17的旋转中心轴线相对于铅垂方向的倾斜成为适当的倾斜，且能够以装载面20a相对于水平方向的倾斜成为适当的倾斜的方式设置机器人1。因此，在本实施方式中，能够在比较短的时间内容易地以使手4、5向水平方向高精度地动作的方式将机器人1设置于壳体14。
在此，在水准器23安装于手4、5以及臂6的情况下，由于水准器23的气泡管中的气泡的位置易于相应于臂6的伸缩状态而变动，因此即使以气泡容纳于基准线中的方式将机器人1设置于壳体14，根据设置时的臂6的伸缩状态不同，也有如下担心：不能以使手4、5向水平方向高精度地动作的方式将机器人1设置于壳体14。与此相对，在本实施方式中，由于水准器23安装于主体部7，因此即使臂6的伸缩状态发生变化，水准器23的气泡管中的气泡的位置也不易变动。因此，在本实施方式中，通过以水准器23的气泡容纳于基准线中的方式将机器人1设置于壳体14，无论设置时的臂6的伸缩状态如何，都能够以手4、5向水平方向高精度地动作的方式将机器人1设置于壳体14。
(其他实施方式)
上述的第一实施方式是本发明的优选实施方式的一例，但不限于此，在不变更本发明的主旨的范围内能够进行各种变形实施。
在上述实施方式中，在调整了第三臂部18的相对于第二臂部17的旋转中心轴线相对于铅垂方向的倾斜以及手4、5的装载面20a相对于水平方向的倾斜之后，水准器23以水准器23的气泡管内的气泡容纳于印于气泡管的基准线中的方式安装于主体部7。另外例如，也可以在调整了第三臂部18的相对于第二臂部17的旋转中心轴线相对于铅垂方向的倾斜之后，且在未调整装载面20a相对于水平方向的倾斜的状态下，将水准器23以水准器23的气泡管内的气泡容纳于印于气泡管的基准线中的方式安装于主体部7。由于只要调整第三臂部18的相对于第二臂部17的旋转中心轴线相对于铅垂方向的倾斜，就能够抑制手4、5相对于水平方向的倾斜，因此即使在该情况下，也能够通过以水准器23的气泡管中的气泡容纳于基准线中的方式将机器人1设置于壳体14，以使手4、5向水平方向高精度地动作的方式将机器人1设置于壳体14。
在上述的实施方式中，水准器23安装于主体部7。另外例如，水准器23既可以安装于臂6，也可以安装于手4或手5。并且，在上述的实施方式中，水准器23是气泡管水准器，但水准器23例如也可以是激光水准器或数字水准器等气泡管水准器以外的水准器。
在上述的实施方式中，主体部7形成为上下方向上细长的大致长方体状，但主体部7既可以形成为大致圆柱状，也可以形成为从上下方向观察时的形状呈大致六边形状或大致八边形状的多棱柱状。并且，在上述的实施方式中，在第三臂部18的末端侧安装有两个手4、5，但在第三臂部18的末端侧也可以安装有一个手。并且，在上述的实施方式中，臂6由第一臂部16、第二臂部17以及第三臂部18这三个臂部构成，但臂6既可以由两个臂部构成，也可以由四个以上的臂部构成。
在上述的实施方式中，在半导体制造系统9中，半导体晶圆处理装置11配置在EFEM10的后侧。另外例如，半导体晶圆处理装置11也可以配置在EFEM10的右侧、左侧或左右两侧。例如，如图3的双点划线所示，也可以在EFEM10的右侧配置半导体晶圆处理装置11。并且，在上述的实施方式中，机器人1是用于搬运晶圆2的机器人，但机器人1也可以是搬运液晶用玻璃基板等其他搬运对象物的机器人。
(第二实施方式)
以下参照附图对本发明的第二实施方式进行说明。
(水平多关节机器人的整体结构)
图5是本发明的第二实施方式所涉及的水平多关节机器人1的立体图。图6是图5所示的水平多关节机器人1的臂6上升且伸展的状态的立体图。图7是使用图5所示的水平多关节机器人1的半导体制造系统9的示意平面图。图8是图5所示的水平多关节机器人1的侧视图。另外，对与上述的第一实施方式相同的结构标注相同符号。
本第二实施方式的水平多关节机器人1是用于搬运作为搬运对象物的半导体晶圆2(参照图7)的机器人。该水平多关节机器人1具有：两个手4、5，其装载半导体晶圆2；臂6，手4、5与其末端侧连接为能够旋转且其在水平方向上动作；以及主体部7，臂6的基端侧与其连接为能够旋转。在以下的说明中，将水平多关节机器人1称作“机器人1”，将半导体晶圆2称作“晶圆2”。并且，在以下的说明中，将图5等的与上下方向正交的X方向称作“左右方向”，将与上下方向以及左右方向正交的Y方向称作“前后方向”，且将X1方向侧称作“右”侧，将X2方向侧称作“左”侧，将Y1方向侧称作“前”侧，将Y2方向侧称作“后侧”。
如图7所示，机器人1组装于半导体制造系统9而使用。该半导体制造系统9具有EFEM10和对晶圆2进行规定的处理的半导体晶圆处理装置11。EFEM10配置在半导体晶圆处理装置11的前侧。机器人1构成EFEM10的一部分。并且，EFEM10具有开闭FOUP12的多个载入埠13和容纳有机器人1的壳体14。壳体14形成为在左右方向上细长的长方体的箱状。壳体14的内部为洁净空间。即EFEM10的内部为洁净空间，在EFEM10的内部确保规定的清洁度。
FOUP12根据SEMI标准被制造，在FOUP12能够容纳25个或13个晶圆2。载入埠13配置在壳体14的前侧。本实施方式的EFEM10具有以规定的间距排列在左右方向上的四个载入埠13，在EFEM10，四个FOUP12以规定的间距排列在左右方向上。机器人1在四个FOUP12与半导体晶圆处理装置11之间搬运晶圆2。
臂6由第一臂部16、第二臂部17以及第三臂部18构成，第一臂部16的基端部与主体部7连接为能够旋转，第二臂部17的基端侧与第一臂部16的末端侧连接为能够旋转，第三臂部18的基端侧与第二臂部17的末端侧连接为能够旋转。即，臂6具有彼此连接为能够相对旋转的三个臂部。第一臂部16、第二臂部17以及第三臂部18形成为中空状。并且，在本实施方式中，第一臂部16的长度、第二臂部17的长度以及第三臂部18的长度相等。主体部7、第一臂部16、第二臂部17以及第三臂部18在上下方向上从下侧按照该顺序配置。本实施方式的第二臂部17是支承臂部，第三臂部18是被支承臂部。
手4、5以从上下方向观察时的形状呈大致Y形状的方式形成，且由与第三臂部18连接的连接部19和装载晶圆2的装载部20构成。手4、5以手4的连接部19与手5的连接部19在上下方向上重叠的方式配置。具体地说，手4配置在上侧，手5配置在下侧。并且，手4、5配置在比第三臂部18靠上侧的位置。本实施方式的手5是第一手，手4是第二手。
连接部19构成手4、5的基端侧部分，且与第三臂部18的末端侧连接为能够旋转。装载部20构成手4、5的末端侧部分，且形成为二分叉。并且，装载部20形成为平板状。如图8所示，在手4中，装载部20以从连接部19的下端侧向水平方向延伸的方式形成，在手5中，装载部20以从连接部19的上端侧向水平方向延伸的方式形成。装载部20的上表面是装载晶圆2的装载面。
另外，在图7中省略手5的图示。并且，在本实施方式的机器人1动作时，有时手4与手5在上下方向上重叠，但多数情况下，手4与手5在上下方向上不重叠。例如，如图7的双点划线所示，在手4进入FOUP12时，手5向主体部7侧旋转，不进入FOUP12中。此时的手5相对于手4的旋转角度例如在120°至150°之间。
并且，在第三臂部18形成有向上侧突出的突出部18a。如图8所示，突出部18a在第三臂部18与手5在上下方向上重叠的状态下，为了不与手5的连接部19接触，在第三臂部18的长度方向(图8所示的状态下的前后方向)上形成于与手5的连接部19错开的位置。并且，突出部18a向上侧突出至与手5的装载部20不接触的高度。
主体部7具有壳体21和柱状部件22，第一臂部16的基端侧与柱状部件22连接为能够旋转(参照图6)。壳体21形成为在上下方向上细长的大致长方体状，壳体21从上下方向观察时的形状呈大致长方形或大致正方形。并且，壳体21的前表面以及后表面与由上下方向和左右方向构成的平面大致平行，壳体21的左右的两侧面与由上下方向和前后方向构成的平面大致平行。
柱状部件22形成为在上下方向上细长的柱状。第一臂部16的基端侧与柱状部件22的上端连接为能够旋转。在壳体21的内部容纳有使柱状部件22升降的臂升降机构(省略图示)。即，在壳体21的内部容纳有使第一臂部16相对于主体部7升降(即，使臂6升降)的臂升降机构。该臂升降机构例如由将上下方向作为轴向而配置的滚珠丝杠、与该滚珠丝杠卡合的螺母部件以及使滚珠丝杠旋转的马达等构成。在如图5所示的柱状部件22容纳于壳体21的位置与如图6所示的柱状部件22从壳体21向上侧突出的位置之间，臂升降机构使臂6以及柱状部件22升降。柱状部件22配置在壳体21的前端侧。并且，在左右方向上，柱状部件22配置在壳体21的中心位置。
并且，机器人1具有：臂部驱动机构25，其使第一臂部16以及第二臂部17旋转且使由第一臂部16和第二臂部17构成的臂6的一部分伸缩；第三臂部旋转机构26，其作为旋转机构使第三臂部18相对于第二臂部17旋转；第一手旋转机构27，其使手5相对于第三臂部18旋转；以及第二手旋转机构28，其使手4相对于第三臂部18旋转。
如图8所示，臂部驱动机构25具有：马达30，其作为驱动源；减速机31，其用于使马达30的动力减速并传递至第一臂部16；以及减速机32，其用于使马达30的动力减速并传递至第二臂部17。马达30配置在壳体21的内部。减速机31构成使主体部7与第一臂部16相连的关节部。减速机32构成使第一臂部16与第二臂部17相连的关节部。减速机31、32例如是波动齿轮装置即谐波驱动器(注册商标)。例如与日本特开2011-230256号公报记载的水平多关节机器人相同，马达30与减速机31通过省略图示的带轮以及传动带连接。并且，例如与日本特开2011-230256号公报中记载的水平多关节机器人相同，马达30与减速机32通过省略图示的带轮以及传动带连接。
如图8所示，第三臂部旋转机构26具有：马达33，其作为驱动源；以及减速机34，其用于使马达33的动力减速并传递至第三臂部18。以后叙述第三臂部旋转机构26的具体结构。
如图8所示，第一手旋转机构27具有：马达35，其作为驱动源；以及减速机36，其用于使马达35的动力减速并传递至手5。与第一手旋转机构27相同，第二手旋转机构28具有：马达37，其作为驱动源；以及减速机38，其用于使马达37的动力减速并传递至手4。本实施方式的马达35是第一手用马达，马达37是第二手用马达。
马达35、37以及减速机36、38配置在第三臂部18的内部。并且，马达35、37以其输出轴朝向下侧且其反输出轴侧的一部分配置在第三臂部18的突出部18a中的方式配置于第三臂部18的内部。减速机36、38是谐波驱动器(注册商标)。减速机36安装于向下侧突出的马达35的输出轴，减速机38安装于向下侧突出的马达37的输出轴。并且，例如与日本特开2011-230256号公报中记载的水平多关节机器人相同，手5的连接部19与减速机36通过省略图示的带轮以及传动带连接，手4的连接部19与减速机38通过省略图示的带轮以及传动带连接。
(第三臂部旋转机构的结构)
图9是用于说明图8所示的第三臂部旋转机构26的结构的剖视图。
如上所述，第三臂部旋转机构26具有马达33和减速机34。马达33配置在第二臂部17的内部。并且，马达33以其输出轴的轴向为水平方向的方式固定于第二臂部17的内部。具体地说，马达33以输出轴向第二臂部17的末端侧突出的方式固定于第二臂部17的内部。
旋转轴42的一端侧通过联轴器41与马达33的输出轴连接。旋转轴42以其轴向与水平方向一致的方式配置于第二臂部17的内部。在旋转轴42的另一端侧固定有作为第一圆锥齿轮的圆锥齿轮43。即，圆锥齿轮43通过联轴器41以及旋转轴42与马达33的输出轴连接。并且，旋转轴42的另一端侧能够旋转地保持于固定于第二臂部17的内部的轴承44。
减速机34构成使第二臂部17与第三臂部18相连的关节部。即，减速机34构成了成为第二臂部17与第三臂部18的连接部分的关节部。该减速机34以其轴向与上下方向一致的方式配置。并且，减速机34是谐波驱动器(注册商标)，且如图5所示，由波发生器45、刚轮46以及柔轮47构成。柔轮47通过框架48固定于第三臂部18的基端侧。刚轮46通过框架49固定于第二臂部17的末端侧。在波发生器45的下端固定有作为第二圆锥齿轮的圆锥齿轮50。即，圆锥齿轮50与波发生器45的下端连接。圆锥齿轮50与圆锥齿轮43啮合。
在减速机34的外周侧配置有用于防止减速机34处产生的尘埃向第二臂部17以及第三臂部18的外部流出的磁性流体密封件51。并且，在第三臂部18的基端侧固定有以通过减速机34的中心的方式配置的中空轴52。波发生器45能够旋转地配置在中空轴52的外周侧。另外，利用中空轴52的内周侧拉绕规定的配线。
(本第二实施方式的主要效果)
如以上所做的说明，在本第二实施方式中，通过谐波驱动器(注册商标)即减速机34使马达33的动力减速并传递至第三臂部18。因此，在本实施方式中，在动力从马达33向第三臂部18的传递路径上，能够增大减速比。因此，在本实施方式中，即使使用输出较小的马达33，也能够使第三臂部18相对于第二臂部17旋转，其结果是，能够使马达33小型化。并且，在本实施方式中，由于通过谐波驱动器(注册商标)即减速机34使马达33的动力减速并传递至第三臂部18，因此在动力从马达33向第三臂部18的传递路径上，能够减小背隙。
在本第二实施方式中，在第三臂部18形成有向上侧突出的突出部18a。在第三臂部18与手5在上下方向上重叠的状态下，该突出部18a在第三臂部18的长度方向上形成于与手5的连接部19错开的位置，且向上侧突出至与手5的装载部20不接触的高度。并且，在本实施方式中，马达35、37以其输出轴朝向下侧的方式配置在第三臂部18的内部，且马达35、37的反输出轴侧的一部分配置在突出部18a中。因此，在本实施方式中，在上下方向上，利用向形成于手5的装载部20与第三臂部18之间的死角突出的突出部18a，能够配置马达35、37的一部分。因此，在本实施方式中，能够使整个手4、5以及第三臂部18的上下方向上的厚度变薄。
(其他实施方式)
上述的第二实施方式是本发明的优选实施方式的一例，但不限于此，在不变更本发明的主旨的范围内能够进行各种变形实施。
在上述的实施方式中，马达33配置在第二臂部17的内部，但马达33也可以配置在第三臂部18的内部。此时，刚轮46通过框架49固定于第三臂部18的基端侧，柔轮47通过框架48固定于第三臂部18的基端侧。并且，此时，马达33的动力通过减速机34被减速并传递至第二臂部17。
在上述的实施方式中，臂6由第一臂部16、第二臂部17以及第三臂部18这三个臂部构成，但臂6既可以由两个臂部构成，也可以由四个以上的臂部构成。并且，在上述的实施方式中，在第三臂部18的末端侧安装有两个手4、5，但也可以在第三臂部18的末端侧安装有一个手。
在上述的实施方式中，在半导体制造系统9中，半导体晶圆处理装置11配置在EFEM10的后侧。另外例如，半导体晶圆处理装置11也可以配置在EFEM10的右侧、左侧或左右两侧。例如，如图3的双点划线所示，也可以在EFEM10的右侧配置半导体晶圆处理装置11。并且，在上述的实施方式中，机器人1是用于搬运晶圆2的机器人，但机器人1也可以是搬运液晶用玻璃基板等其他搬运对象物的机器人。
(符号说明)
1 机器人(水平多关节机器人)；
2 晶圆(半导体晶圆，搬运对象物)；
4、5 手；
6 臂；
7 主体部；
17 第二臂部(第二手侧臂部)；
18 第三臂部(手侧臂部)；
20a 装载面；
23 水准器；
4 手(第二手)；
5 手(第一手)；
16 第一臂部(臂部)；
17 第二臂部(支承臂部，臂部)；
18 第三臂部(被支承臂部，臂部)；
18a 突出部；
19 连接部；
20 装载部；
26 第三臂部旋转机构(旋转机构)；
27 第一手旋转机构；
28 第二手旋转机构；
33 马达；
34 减速机(谐波驱动器(注册商标))；
35 马达(第一手用马达)；
37 马达(第二手用马达)；
43 圆锥齿轮(第一圆锥齿轮)；
45 波发生器；
50 圆锥齿轮(第二圆锥齿轮)；
51 磁性流体密封件。

Claims (6)

1.一种水平多关节机器人，其臂在水平方向上动作，所述水平多关节机器人的特征在于，其具有：
手，其装载搬运对象物；
所述臂，其具有至少两个臂部，所述两个臂部是手侧臂部和第二手侧臂部，所述手与所述手侧臂部的末端侧连接为能够旋转，所述手侧臂部的基端侧与所述第二手侧臂部的末端侧连接为能够旋转；以及
主体部，所述臂的基端侧与所述主体部连接为能够旋转，
且具有水准器，在至少调整了所述手侧臂部的相对于所述第二手侧臂部的旋转中心轴线相对于铅垂方向的倾斜之后，所述水准器安装于所述主体部，
所述主体部具有壳体，在该壳体的上端侧形成有向上侧突出的突出部，在该突出部的上表面侧安装有所述水准器。
2.根据权利要求1所述的水平多关节机器人，其特征在于，
在所述手形成有装载所述搬运对象物的装载面，
所述水准器是在调整了所述装载面相对于水平方向的倾斜之后安装的。
3.根据权利要求1或2所述的水平多关节机器人，其特征在于，
所述水准器是具有气泡管的气泡管水准器，且是在至少调整了所述手侧臂部的相对于所述第二手侧臂部的旋转中心轴线相对于铅垂方向的倾斜之后，以所述气泡管内的气泡容纳于印于所述气泡管的基准线中的方式安装的。
4.一种水平多关节机器人的制造方法，所述水平多关节机器人具有：
手，其装载搬运对象物；
臂，其具有至少两个臂部，所述两个臂部是手侧臂部和第二手侧臂部，所述手与所述手侧臂部的末端侧连接为能够旋转，所述手侧臂部的基端侧与所述第二手侧臂部的末端侧连接为能够旋转；
主体部，所述臂的基端侧与所述主体部连接为能够旋转；以及
水准器，其安装于所述主体部，
且所述臂在水平方向上动作，
所述水平多关节机器人的制造方法的特征在于，
在至少调整了所述手侧臂部的相对于所述第二手侧臂部的旋转中心轴线相对于铅垂方向的倾斜之后，安装所述水准器，
所述主体部具有壳体，在该壳体的上端侧形成有向上侧突出的突出部，在该突出部的上表面侧安装所述水准器。
5.一种水平多关节机器人，其臂在水平方向上动作，所述水平多关节机器人的特征在于，其具有：
手，其装载搬运对象物；
所述臂，其具有彼此连接为能够相对旋转的支承臂部以及被支承臂部这至少两个臂部，且所述手与所述臂的末端侧连接为能够旋转；
主体部，所述臂的基端侧与所述主体部连接为能够旋转；以及
旋转机构，其使所述被支承臂部相对于所述支承臂部旋转，
所述旋转机构具有：
马达，其以输出轴的轴向为水平方向的方式配置在所述支承臂部或所述被支承臂部的内部；
谐波驱动器，其构成了成为所述支承臂部与所述被支承臂部的连接部分的关节部，且使所述马达的动力减速并传递至所述支承臂部或所述被支承臂部；
第一圆锥齿轮，其与所述马达的所述输出轴连接；以及
第二圆锥齿轮，其与所述谐波驱动器的波发生器连接，且与所述第一圆锥齿轮啮合，
所述臂具有第一臂部、第二臂部和第三臂部作为所述臂部，
所述第一臂部的基端侧与所述主体部连接为能够旋转；
所述第二臂部作为所述支承臂部，且基端侧与所述第一臂部的末端侧连接为能够旋转，
所述第三臂部作为所述被支承臂部，且基端侧与所述第二臂部的末端侧连接为能够旋转，
所述手与所述第三臂部的末端侧连接为能够旋转，
所述水平多关节机器人具有以在上下方向上重叠的方式配置的第一手以及第二手作为所述手，且具有：第一手旋转机构，其使所述第一手相对于所述第三臂部旋转；以及第二手旋转机构，其使所述第二手相对于所述第三臂部旋转，
所述第一手旋转机构具有配置于所述第三臂部的内部的第一手用马达，
所述第二手旋转机构具有配置于所述第三臂部的内部的第二手用马达，
所述第一手具有：连接部，其与所述第三臂部连接；以及平板状的装载部，其装载所述搬运对象物，且所述第一手配置在比所述第二手靠下侧的位置，
所述装载部以从所述连接部的上端侧向水平方向延伸的方式形成，
在所述第三臂部形成有向上侧突出的突出部，
在所述第三臂部与所述第一手在上下方向上重叠的状态下，所述突出部在所述第三臂部的长度方向上形成于与所述连接部错开的位置上，且向上侧突出至与所述装载部不接触的高度，
所述第一手用马达以及所述第二手用马达以输出轴朝向下侧且一部分配置于所述突出部中的方式配置于所述第三臂部的内部，
所述第一臂部的长度、所述第二臂部的长度以及所述第三臂部的长度相等。
6.根据权利要求5所述的水平多关节机器人，其特征在于，
所述旋转机构具有配置于所述谐波驱动器的外周侧的磁性流体密封件。
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