JPS6263207A - 把持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は把持装置に関し、例えばクリーンルーム内で半
導体ウェハバスケットを把持するのに好適なグリッパ−
に関するものである。

口、従来技術 半導体技術を駆使したＩＣ（集積回路）が高性能化、高
集積化の要求に応えるためには、半導体装置を製造する
過程で特にゴミや塵埃等の不純物の混入を可能な限り防
止し、半導体を高純度に保持して処理しなければならな
い。このために従来、クリーンルーム内で半導体の処理
を人間ではなくロボットに行わせることが注目され、現
に実現されている。

第７図には、そうしたロボットの一例を示したが、この
ロボットによれば１回転可能な第１アーム部１の一端側
が上下動も可能に支持軸部２に取付けられ、かつその他
端側にはやはり回転可能に第２アーム部３が取付けられ
、半導体の把持等を行うアーム部（出力軸）４が第２ア
ーム部３に上下動可能に設けられている。なお、このロ
ボットにおいては、小型で構造が簡単な同軸系の減速機
としてハーモニックドライブ５が必要箇所に設けられて
いる。

このロボットにおいて、アーム部４には半導体ウェハバ
スケット等の物品（ワーク）を把持するグリッパ−６が
設けられる。このグリッパ−６は、一対のフィンガー間
にワークを把持するように構成できる。しかしながら、
把持に際して、ワークトクリッパ−６との中心を合わせ
る（センター合わせ）必要があるが、このためのワーク
の位置を決める作業が面倒であり、かなりの時間を要す
る。

もしもワークの位置がずれたり、或いはグリッパ−の停
止精度が悪い場合、物品に近い側のフィンガーがワーク
に接当した後、そのままワークを引きずってしまい、ワ
ークに余分な力やショックを与えることがある。特に、
ワークがウェハバスケットであると、半導体ウェハがバ
スケット壁面で擦られてゴミが発生したり、バスケット
内で位置がずれる等の好ましくない事態が生じる。とこ
ろが、実際には、上記のセンター合わせは不可能であり
、不可避的に生じる位置ずれ分に対応して、上記した余
分な力やショックが加わってしまう。

ハ０発明の目的 本発明の目的は、把持されるべき物体と把持装置との位
置合わせがたとえ不充分であっても確実に把持を行える
と共に、物体に余分な力やショック等を与えることのな
い把持装置を提供することにある。

ニ０発明の構成 即ち、本発明は、所定の物体を把持する一対の把持部材
と；これらの把持部材を把持方向へ移動させる移動手段
と；前記一対の把持部材の一方が前記物体に接当した後
に、この接当状態を保持したまま他方の把持部材を前記
物体に接当する位置まで移動させる移動機構とを有する
把持装置に係るものである。

ホ、実施例 以下、本発明の実施例を第１図〜第６図について詳細に
説明する。

第１図及び第２図について、本実施例のグリッパ−１６
の構成を説明する。

このグリッパ−１６は、第７図で示した如きロボットの
アーム部４上にベースプレート１０を介して固定される
。この固定ベースプレート１０上には、センター合わせ
がブロック１１及びセンター合わせユニット１２が設け
られ、更にこのユニット１２の回転軸１３と同心にウオ
ームホイール１４が設けられている。このウオームホイ
ール（Ａ　） １４はセンター合わせユニット１２と同軸に同時に回転
せしめられ、その回転軸１５はベアリングを介して円筒
軸部１６内に挿入され、更にこの円筒軸部１６には可動
ベースプレート１７が固定されている。

この可動ベースプレート１７下には、固定ベースプレー
ト１０に固定のガイドブロック１８に対し摺動可能に嵌
め合わされた摺動ブロック１９が固定され、これら両ブ
ロックによってスライドユニット２０が構成されている
。このスライドユニットは、可動ベースプレート１７下
に４箇所配置されている。

また、ウオームホイール１４には、同軸で同時回転可能
にリンク２１が固定され、このリンク２１の両端部には
夫々別のリンク２２及び２３が回動可能に連結されてお
り、更にこれらの各リンク２２．２３の端部にはフィン
ガー２４．２５がやはり回動可能に連結されている。第
２図には、一方のリンク２３側のみを示したが、他方の
リンク２２側も図示省略はしたもののリンク２３側と（
ｑ） 同様に構成されている。

リンク２２．２３とウオームホイール１４との間には夫
々、スプリング２６．２７がピン２８．２９．３０．３
１を介して固定されている。第１図の３２．３３はレバ
ー２１の位置を規制するストッパピンである。ウオーム
ホイール１４の側面には、モーター３４の回転軸に連結
したピニオン３５及びギヤ３６を介して回転駆動される
ウオーム３７に噛み合う歯が設けられ、これによってウ
オームホイール１４は所定方向（即ち、時計方向にも反
時計方向にも）に回転せしめられる。

また、フィンガー２４及び２５の所定位置には、ガイド
ブロック３８と摺動ブロック３９とからなるスライドユ
ニット４０が４箇所に配置されている。このスライドユ
ニット４０は上述したスライドユニット２０と同様のも
のであり、摺動ブロック３９はフィンガー２４．２５の
下面に固定され、かつガイドブロック３８は可動プレー
ト１７上に固定されている。

次に、本実施例のグリッパ−１６の動作を第３図〜第６
図も含めて説明する。

まず第１図のように、一対のフィンガー２４及び２５の
間にワーク（例えば半導体ウェハを収容したウェハバス
ケット）４１を位置せしめる。但し、この場合、一般に
はワーク４１とその位置決めガイド（第６図の４２）と
のガタを±１〜２Ｎ位とらねばならないこともあって、
図示の如くにワーク４１のセンターとグリッパ−１６の
センターとがずれている。

そして動作時には、ウオームホイール１４の回転（第１
図では反時計方向）に伴って、各フィンガー２４．２５
は、スプリング２６．２７によってリンク２２．２３を
介し把持方向に同時に移動させられる。この際、ベース
プレート１０上のセンター合わせユニット１２はフィン
ガー２４及び２５が開いているときには第３図の如くに
ブロック１１に接していて両者間にはギャップがないの
で、両フィンガー２４及び２５は上述したスライドユニ
ット４０によって均等に同時移動することになる（即ち
、可動ベースプレート１７はその時点では位置固定され
ている。）。

ところが、ワーク４１に対して一方のフィンガー２４が
先に接当すると、この後は、ウオームホイール１４の更
なる回転によってセンター合わせユニット１２が第４図
の如くにブロック１１から外れ、ついには両者間には最
大のギャップａが生じる（但し、第４図はフィンガー２
４．２５でワーク４１を把持したときの状態を示す）。

従って、一方のフィンガー２４がワーク４１に接当した
後は、ユニット１２とブロック１１との間のギャップが
徐々に拡大されてゆくことになるが、ワーク４１に接当
したフィンガー２４はもはやそれ以上移動できずにスプ
リング２６の力でワーク４１に押圧された状態が保持さ
れる。このため、次に他方のフィンガー２５と共に、上
記ギャップに対応して可動ベースプレート１７も−７４
にフィンガー２４方向へ移動させられる。即ち、フィン
ガー２４がワーク４１に接当した後は、ワーク４１の重
量と載置面での摩擦力とを合わせた力がフィンガー２４
による押圧力に勝っているので、その反作用によってフ
ィンガー２５及び可動ベースプレート１７を含めたグリ
ッパ−１６全体がフィンガー２４側へ移動せざるを得な
くなる。この移動は、上述したスライドユニット２０に
よって可動プレート１７が案内されるために容易かつス
ムーズに行われる。

そして、フィンガー２５がワーク４１に接当した時点（
第４図の状態）で両フィンガー２４及び２５間にワーク
４１が把持されることになる。

次いで第６図のように、フィンガー２４及び２５間に把
持されたワーク４１をその位置決めガイド４２より上方
へ持ち上げ、ウオームホイール１４（即ちセンター合わ
せユニット１２）を更に４５°回転させると、フィンガ
ー２４及び２５はワーク４１を把持したままでその位置
を保持する一方、そのグリップ力はスプリング２６．２
７が伸びた分だけ増加する。この際、フィンガー２４及
び２５はリンク２１と２２及び２３で連結されているの
で、ワーク４１とフィンガー２４及び２５とが位置ずれ
することはない。上記のようにセンター合わせユニット
１２が４５°回転して第５図の状態になると、それまで
上述した移動によって位置かずれていた可動ベースプレ
ート１７が固定ベースプレート１０に対して強制的に位
置合わせせしめられることになる。即ち、ユニット１２
が第５図の状態となるまで回転する間に、固定のブロッ
ク１１によってユニット１２自体の回転中心がブロック
１１−１１間の中心に一致するように移動じながらユニ
ット１２が回転するから、結果的にユニット１２と同軸
の可動ベースプレート１７（従ってグリッパ−１６）が
固定ベースプレート１０にセンター合わせされる。換言
すれば、ワーク４１はフィンガー２４及び２５に把持さ
れたまり ま、上２４位置へ移動するので、ワーク４１とグ’Ｊ−
／パー１６とのセンターが完全に一致することになる。

以上に説明したように、本実施例によるグリッパ−１６
は、スライドユニット２０及び４０の存在によって、一
方のフィンガー２４がワーク４１に接当した後に全体を
可動ベースプレート１７を介して同フィンガー側へ移動
せしめているので、ワーク４１を引きずったりショック
を与えることなしに確実に把持することができる。しが
も、可動ベースプレート１７の存在に加え、センター合
わせユニット１２とセンター合わせブロック１１との組
合わせによって、把持されたワーク４１をグリッパ−１
６に対して常に中心合わせすることができる。従って、
ワーク４１の位置決め精度やグリッパ−１６の停止精度
が悪い場合でも、両者を目的とする位置に常にセットす
ることができる。

以上、本発明を例示したが、上述の実施例は本発明の技
術的思想に基づいて更に変形が可能である。

例えば、上述したフィンガーの移動手段及び可動ベース
プレートの移動機構、更にはセンター合わせ機構は種々
変更してよい。この場合、フィンガーの連結及び移動は
上述のリンクによるものに限られないし、また上述のス
ライドユニットの構造やそのガイド方向も様々であって
よい。また、フィンガーによるグリップ力は上述のスプ
リングＣ１１） 力に限ることはなく、他の押圧力付与方式であってもよ
い。なお、本発明は半導体ウェハバスケットの把持に適
用するとクリーンルーム内での使用に好適であるが、他
のワーク（物品）の把持にも勿論適用可能である。

へ０発明の作用効果 本発明は上述した如く、一方の把持部材が接当した後に
、この状態を保持したまま他方の把持部材を　Ｉ　　　
−−・ →娼赫佛林率接当位置まで移動させているので、物体の
位置がずれていても、物体を引きずったり、ショックを
与えることもなしに確実に把持を行える。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の実施例を示すものであって、 第１図はグリッパ−の平面図、 第２図は同グリッパ−の一部断面背面図、第３図、第４
図、第５図はセンター合わせ機構の動作を示す各平面図
、 第６図はワークを持ち上げる状況を示す正面図である。 第７図は従来のロボットの概略図である。 なお、図面に示す符号において、 １０・・・・・・・・・固定ベースプレート１１・・・
・・・・・・センター合わせブロック１２・・・・・・
・・・センター合わせユニット１４・・・・・・・・・
ウオームホイール１７・・・・・・・・・可動ベースプ
レート１８．３８・・・・・・・・・ガイドブロック１
９．３９・・・・・・・・・摺動ブロック２０．４０・
・・・・・・・・スライドユニット２１．２２．２３・
・・・・・・・・リンク２４．２５・・・・・・・・・
フィンガー２６．２７・・・・・・・・・スプリング４
１・・・・・・・・・ワーク（物品）４２・・・・・・
・・・位置決めガイドである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、所定の物体を把持する一対の把持部材と；これらの
   把持部材を把持方向へ移動させる移動手段と；前記一対
   の把持部材の一方が前記物体に接当した後に、この接当
   状態を保持したまま他方の把持部材を前記物体に接当す
   る位置まで移動させる移動機構とを有する把持装置。