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WO2023149072A1 - 基板搬送ロボット - Google Patents

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Publication number
WO2023149072A1
WO2023149072A1 PCT/JP2022/045059 JP2022045059W WO2023149072A1 WO 2023149072 A1 WO2023149072 A1 WO 2023149072A1 JP 2022045059 W JP2022045059 W JP 2022045059W WO 2023149072 A1 WO2023149072 A1 WO 2023149072A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bearing
arm
substrate holding
holding hand
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2022/045059
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
武士 芝田
良太 小野
淳一 松岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd, Kawasaki Jukogyo KK filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to CN202280090103.4A priority Critical patent/CN118715605A/zh
Priority to US18/833,536 priority patent/US20250153349A1/en
Priority to KR1020247019596A priority patent/KR102846274B1/ko
Publication of WO2023149072A1 publication Critical patent/WO2023149072A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/0095—Manipulators transporting wafers
    • H10P72/3302—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0014—Gripping heads and other end effectors having fork, comb or plate shaped means for engaging the lower surface on a object to be transported
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints
    • B25J17/02—Wrist joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/041—Cylindrical coordinate type
    • B25J9/042—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/041—Cylindrical coordinate type
    • B25J9/042—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm
    • B25J9/043—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm double selective compliance articulated robot arms [SCARA]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/06—Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/108—Bearings specially adapted therefor
    • H10P72/30—
    • H10P72/3311—
    • H10P72/7602—

Definitions

  • This disclosure relates to a substrate transfer robot.
  • a substrate transport robot equipped with a robot arm is known.
  • Such a substrate transport robot is disclosed in Japanese Patent No. 6271266, for example.
  • Japanese Patent No. 6271266 discloses a horizontal articulated robot for transporting objects such as glass substrates.
  • This robot includes an arm and a hand rotatably connected to the tip side of the arm.
  • a connecting portion between the arm and the hand is a joint portion.
  • a speed reducer and a bearing for rotating the hand are arranged in the joint.
  • This bearing is a cross roller bearing.
  • the rollers are cross roller bearings
  • the rollers made of cylindrical rollers may be biased.
  • the bias of the rollers varies with each repetitive motion, and the friction of the bearings varies due to the variation in the bias of the rollers.
  • the amount of rotation of the joint portion also fluctuates due to the fluctuation of the friction of the bearing. Therefore, the position of the repetitive motion of the robot fluctuates due to the fluctuation of the amount of rotation of the joint portion. Therefore, when cross roller bearings are used as bearings, there is a problem that it is difficult to improve the repeatability of positioning.
  • This disclosure has been made to solve the problems described above, and aims to provide a substrate transport robot capable of increasing the repeatability of positioning.
  • a substrate transport robot includes a horizontal articulated robot arm and a substrate holding hand arranged at the tip of the robot arm, the substrate holding hand comprising a first substrate holding hand;
  • a second substrate holding hand is disposed above the first substrate holding hand and operates independently of the first substrate holding hand, and the robot arm drives the first substrate holding hand and the second substrate holding hand.
  • the wrist joint includes a first bearing that rotatably supports a first rotation shaft that rotates the first substrate holding hand, and a second rotation shaft that rotates the second substrate holding hand. and a second bearing that rotatably supports the shaft, wherein the first bearing and the second bearing are ball bearings.
  • the substrate transfer robot configures the first bearing and the second bearing to be ball bearings, as described above.
  • spherical balls can be used as rolling elements instead of rollers made of cylindrical rollers.
  • a substrate transport robot includes a horizontal articulated robot arm and a substrate holding hand disposed at the tip of the robot arm. is connected to the first arm and the other end is connected to the substrate holding hand; and an arm joint for driving the second arm.
  • 2 has an arm rotation shaft bearing that rotatably supports an arm rotation shaft that rotates the arm, and the arm rotation shaft bearing is arranged between the first arm and the second arm in the height direction. It is arranged so as to straddle the part.
  • the arm rotation shaft bearing is arranged so as to straddle the first arm and the second arm in the height direction.
  • the height of the arm rotation bearing is large enough to accommodate the entire arm rotation bearing in the first arm or the second arm. Since it is no longer necessary, it is possible to prevent the first arm portion or the second arm portion from increasing in size in the height direction. As a result, it is possible to prevent the substrate transport robot from increasing in size in the height direction.
  • FIG. 1 is a diagram showing an outline of a configuration of a substrate transport robot according to a first embodiment
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a substrate transport robot according to a first embodiment
  • FIG. 3 is a partially enlarged view showing the configuration around the first arm of FIG. 2
  • FIG. FIG. 3 is a partially enlarged view showing a configuration around a second arm in FIG. 2
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of a substrate transport robot according to a second embodiment
  • the substrate transport robot 100 is a robot that transports substrates W.
  • a substrate transport robot 100 is arranged in a clean room 200 .
  • the substrate transport robot 100 is arranged in a vacuum environment. Specifically, the substrate transport robot 100 is arranged inside a vacuum chamber 201 .
  • the substrate transport robot 100 includes a robot arm 10, a substrate holding hand 20 arranged at the tip of the robot arm 10, and a base portion 30.
  • the substrate holding hand 20 holds the substrate W.
  • the substrate W is, for example, a semiconductor wafer.
  • a semiconductor wafer undergoes a predetermined process in a process chamber 202 .
  • the substrate transfer robot 100 performs a repeated operation of repeatedly transferring semiconductor wafers to the processing chamber 202 .
  • the substrate holding hand 20 includes a first substrate holding hand 21 and a second substrate holding hand 22 arranged above the first substrate holding hand 21 and operating separately from the first substrate holding hand 21 .
  • the robot arm 10 is a horizontal articulated robot arm.
  • the robot arm 10 includes a first arm portion 11 and a second arm portion 12 .
  • the robot arm 10 also includes a shoulder joint JT1, an elbow joint JT2, and a wrist joint JT3.
  • One end of the first arm portion 11 is connected to the base portion 30 via a shoulder joint JT1.
  • One end of the second arm portion 12 is connected to the other end of the first arm portion 11 via an elbow joint JT2.
  • a first substrate holding hand 21 and a second substrate holding hand 22 are connected to the other end of the second arm portion 12 via a wrist joint JT3.
  • the shoulder joint JT1 is an example of a first joint.
  • the elbow joint JT2 is an example of the second joint and the arm joint.
  • the shoulder joint JT1 is provided to drive the first arm section 11. Specifically, the shoulder joint JT1 rotates the first arm portion 11 with respect to the base portion 30 around the first rotation axis A1 extending in the vertical direction.
  • the elbow joint JT2 is provided to drive the second arm portion 12. As shown in FIG. Specifically, the elbow joint JT2 rotates the second arm portion 12 with respect to the first arm portion 11 around the second rotation axis A2 extending in the vertical direction.
  • the wrist joint JT3 is provided to drive the first substrate holding hand 21 and the second substrate holding hand 22. As shown in FIG. Specifically, the wrist joint JT3 rotates the first substrate holding hand 21 and the second substrate holding hand 22 with respect to the second arm portion 12 about the third rotation axis A3 extending in the vertical direction.
  • the wrist joint JT3 can rotate the first board holding hand 21 and the second board holding hand 22 separately. Details of the shoulder joint JT1, the elbow joint JT2, and the wrist joint JT3 will be described later.
  • the base portion 30 includes an elevating mechanism 31 for elevating the robot arm 10.
  • the lifting mechanism 31 has a motor 311 , a belt pulley mechanism 312 , a ball screw mechanism 313 and a torque tube 314 .
  • a motor 311 is a drive source for elevation. Motor 311 is connected to ball screw mechanism 313 via belt pulley mechanism 312 .
  • the ball screw mechanism 313 is connected to the torque tube 314 and moves the torque tube 314 up and down by driving force from the motor 311 .
  • the torque tube 314 is connected to one end of the first arm portion 11 of the robot arm 10 , and moves the robot arm 10 up and down via the first arm portion 11 by driving force from the ball screw mechanism 313 .
  • the wrist joint JT3 is a first bearing that rotatably supports the first rotation shaft 41 that rotates the first substrate holding hand 21. 42 and a second bearing 44 that rotatably supports a second rotating shaft 43 that rotates the second substrate holding hand 22 .
  • the first bearing 42 and the second bearing 44 are ball bearings.
  • the first bearing 42 and the second bearing 44 are angular contact ball bearings, and two of each are provided.
  • Each of the first bearing 42 and the second bearing 44 has balls as rolling elements, a retainer that holds the balls, an outer ring, and an inner ring. The balls are evenly arranged by being held by the retainer.
  • the second rotating shaft 43 is arranged radially inward of the first rotating shaft 41 and extends above the first rotating shaft 41 .
  • the two second bearings 44 are arranged above and below the second rotating shaft 43, respectively.
  • the two second bearings 44 are spaced apart in the Z direction, which is the height direction.
  • the upper second bearing 44 receives one axial load
  • the lower second bearing 44 receives the other axial load.
  • the upper second bearing 44 is arranged between the housing portion 211 of the first substrate holding hand 21 and the second rotating shaft 43 in the radial direction.
  • the lower second bearing 44 is arranged between the first rotating shaft 41 and the second rotating shaft 43 in the radial direction.
  • the two first bearings 42 are arranged on the first rotation shaft 41 between the two second bearings 44 .
  • the two first bearings 42 are arranged adjacent to each other in the Z direction, which is the height direction.
  • the upper first bearing 42 receives one axial load
  • the lower first bearing 42 receives the other axial load.
  • the two first bearings 42 are arranged between the housing portion 121 of the second arm portion 12 and the first rotation shaft 41 in the radial direction.
  • the second bearing 44 arranged below the second rotating shaft 43 is smaller in size than the second bearing 44 arranged above the second rotating shaft 43 .
  • the second bearing 44 arranged below the second rotation shaft 43 is larger in size in the height direction and radial direction than the second bearing 44 arranged above the second rotation shaft 43 . is small.
  • the second rotating shaft 43 is formed such that the portion where the upper second bearing 44 is arranged has a larger diameter than the portion where the lower second bearing 44 is arranged.
  • the portion of the second rotating shaft 43 that is arranged above the first rotating shaft 41 is formed to have a larger diameter than the portion that overlaps the first rotating shaft 41 in the radial direction. It is Note that the two first bearings 42 have the same size.
  • the hand drive mechanism 50 is provided at the wrist joint JT3.
  • the hand driving mechanism 50 and the first bearing 42 are arranged so as to overlap each other in the Y direction, which is the horizontal direction.
  • the hand drive mechanism 50 and the lower first bearing 42 of the two first bearings 42 are arranged so as to overlap in the Y direction, which is the horizontal direction.
  • the Y direction is also the longitudinal direction of the second arm portion 12 .
  • Two hand driving mechanisms 50 are provided so as to correspond to the first substrate holding hand 21 and the second substrate holding hand 22 . 2 and 3, for convenience, one of the two hand driving mechanisms 50 is shown as a whole, and the other of the two hand driving mechanisms 50 is only a part of a gear 521, which will be described later. is illustrated.
  • the two hand drive mechanisms 50 basically have the same configuration except that the hands to be driven are different. Therefore, one of the two hand drive mechanisms 50 will be described in detail.
  • the hand drive mechanism 50 includes a motor 51 and a power transmission section 52.
  • a motor 51 is a drive source for driving the second substrate holding hand 22 .
  • the power transmission portion 52 transmits the driving force from the motor 51 to the second rotating shaft 43 .
  • the power transmission unit 52 has multiple gears including a gear 521 .
  • the output side of the gear 521 is connected to the gear 53 arranged coaxially with the second rotating shaft 43 .
  • the gear 53 is fastened and fixed to the second rotating shaft 43 so as to rotate together with the second rotating shaft 43 . When the gear 53 rotates, the second rotating shaft 43 rotates.
  • the output side of the gear 521 is connected to a gear portion 411 integrally formed with the lower portion of the first rotating shaft 41 .
  • the gear portion 411 is rotated, the first rotating shaft 41 is rotated.
  • the second arm portion 12 has a thin housing portion 122 arranged below the hand drive mechanism 50 and the wrist joint JT3. As a result, since the hand drive mechanism 50 and the wrist joint JT3 can be shifted downward, the first substrate holding hand 21 and the second substrate holding hand 22 can be shifted downward. As a result, it is possible to prevent the substrate transport robot 100 from increasing in size in the height direction.
  • the second arm portion 12 has a housing portion 122 and a housing portion 123 connected to the housing portion 122 and arranged closer to the first arm portion 11 than the housing portion 122 is.
  • the housing portion 122 is formed to be thinner than the housing portion 123 in the Z direction, which is the height direction.
  • the shoulder joint JT1 includes a third bearing 62 that rotatably supports the third rotating shaft 61 that rotates the first arm portion 11.
  • the elbow joint JT2 has a fourth bearing 72 that rotatably supports a fourth rotation shaft 71 that rotates the second arm portion 12 .
  • the third bearing 62 and the fourth bearing 72 are ball bearings.
  • the third bearing 62 and the fourth bearing 72 are angular contact ball bearings, and are provided two each.
  • Each of the third bearing 62 and the fourth bearing 72 has balls as rolling elements, a retainer that holds the balls, an outer ring, and an inner ring. The balls are evenly arranged by being held by the retainer.
  • the fourth rotating shaft 71 is an example of an arm portion rotating shaft.
  • the fourth bearing 72 is an example of an arm rotation shaft bearing.
  • the two third bearings 62 are arranged on the third rotating shaft 61 .
  • the two third bearings 62 are arranged adjacent to each other in the Z direction, which is the height direction.
  • the upper third bearing 62 receives one axial load
  • the lower third bearing 62 receives the other axial load.
  • the two third bearings 62 are arranged between the housing portion 111 of the first arm portion 11 and the third rotating shaft 61 in the radial direction. Also, the two third bearings 62 have the same size.
  • the third bearing 62 is arranged to protrude downward from the portion 112 extending in the Y direction, which is the horizontal direction, of the first arm portion 11 .
  • a portion of the upper third bearing 62 and the entire lower third bearing 62 are arranged to protrude below the portion 112 .
  • the third rotating shaft 61 is also arranged so that the portion below the portion radially overlapping the third bearing 62 protrudes below the portion 112 .
  • Part 112 is the lower housing part of the first arm part 11 .
  • the Y direction is also the longitudinal direction of the first arm portion 11 .
  • the two fourth bearings 72 are arranged on the fourth rotating shaft 71 .
  • the two fourth bearings 72 are arranged adjacent to each other in the Z direction, which is the height direction.
  • the upper fourth bearing 72 receives one axial load
  • the lower fourth bearing 72 receives the other axial load.
  • the two fourth bearings 72 are arranged between the housing portion 113 of the first arm portion 11 and the fourth rotation shaft 71 in the radial direction. Also, the two fourth bearings 72 have the same size.
  • the fourth bearing 72 is arranged so as to straddle the first arm portion 11 and the second arm portion 12 in the Z direction, which is the height direction. That is, the fourth bearing 72 is arranged so as to overlap the first arm portion 11 and the second arm portion 12 in the horizontal Y direction. Also, at the elbow joint JT2, the first arm portion 11 and the second arm portion 12 are connected so that the second arm portion 12 partially covers the first arm portion 11 from above and from the sides. Specifically, the second arm portion 12 has a recess 124 that covers the upwardly projecting housing portion 113 from above and from the sides. The recess 124 is recessed upward. Further, the side wall portion of the concave portion 124 extending in the Z direction, which is the height direction, is arranged adjacent to the housing portion 113 in the Y direction, which is the horizontal direction.
  • First arm drive mechanism 80 includes a motor 81 and a power transmission section 82 .
  • the motor 81 is a drive source for driving the first arm portion 11 .
  • the power transmission portion 82 transmits the driving force from the motor 81 to the third rotating shaft 61 .
  • Power transmission unit 82 has a plurality of gears including gear 821 .
  • the gear 821 is arranged coaxially with the third rotating shaft 61 and fastened and fixed to the third rotating shaft 61 so as to rotate integrally with the third rotating shaft 61 . When the gear 821 rotates, the third rotating shaft 61 rotates.
  • a second arm drive mechanism 90 is also provided at the elbow joint JT2.
  • the second arm drive mechanism 90 includes a motor 91 and a power transmission section 92 .
  • the motor 91 is a drive source for driving the second arm portion 12 .
  • the power transmission section 92 transmits the driving force from the motor 91 to the fourth rotating shaft 71 .
  • the power transmission section 92 has multiple gears including a gear 921 .
  • the gear 921 is arranged coaxially with the fourth rotation shaft 71 and fastened and fixed to the fourth rotation shaft 71 so as to rotate integrally with the fourth rotation shaft 71 . When the gear 921 rotates, the fourth rotating shaft 71 rotates.
  • the substrate transport robot 100 includes the horizontal articulated robot arm 10 and the substrate holding hand 20 arranged at the tip of the robot arm 10.
  • the substrate holding hand 20 is , a first substrate holding hand 21, and a second substrate holding hand 22 arranged above the first substrate holding hand 21 and operating independently of the first substrate holding hand 21, and the robot arm 10 includes a first
  • a wrist joint JT3 for driving the substrate holding hand 21 and the second substrate holding hand 22 is included, and the wrist joint JT3 rotatably supports a first rotation shaft 41 for rotating the first substrate holding hand 21. and a second bearing 44 that rotatably supports a second rotating shaft 43 that rotates the second substrate holding hand 22.
  • the first bearing 42 and the second bearing 44 are , are ball bearings.
  • the above configuration enables spherical balls to be used as rolling elements instead of rollers made of cylindrical rollers. It is possible to avoid the occurrence of variations in bearing friction and variations in the amount of rotation of the wrist joint JT3 due to variations in . As a result, it is possible to suppress the occurrence of variation in the position of the substrate transport robot 100 during repeated motions, so that the repeated positioning accuracy can be improved.
  • the substrate transport robot 100 includes the horizontal articulated robot arm 10 and the substrate holding hand 20 arranged at the tip of the robot arm 10 . drives the first arm portion 11, the second arm portion 12 having one end connected to the first arm portion 11 and the other end connected to the substrate holding hand 20, and the second arm portion 12.
  • the elbow joint JT2 has a fourth bearing 72 that rotatably supports a fourth rotation shaft 71 that rotates the second arm portion 12.
  • the fourth bearing 72 is It is arranged so as to straddle the first arm portion 11 and the second arm portion 12 in the height direction.
  • the entirety of the fourth bearing 72 is housed in the first arm portion 11 or the second arm portion 12, unlike the case where the fourth pivot shaft 71 is disposed in the first arm portion 11 or the second arm portion 12. Therefore, it is possible to prevent the first arm portion 11 or the second arm portion 12 from increasing in size in the height direction. As a result, it is possible to prevent the substrate transport robot 100 from increasing in size in the height direction. It should be noted that the fact that the substrate transport robot 100 can be prevented from increasing in size in the height direction is particularly effective when using ball bearings, which tend to be thicker in the height direction than cross roller bearings. be.
  • the first bearing 42 and the second bearing 44 are angular contact ball bearings, and two of each are provided.
  • the axial loads on both sides in the axial direction can be appropriately received by the two angular contact ball bearings, so that the repeatability of positioning can be improved while appropriately receiving the axial loads on both sides in the axial direction.
  • the second rotating shaft 43 is arranged radially inward of the first rotating shaft 41 and extends above the first rotating shaft 41.
  • the two second bearings 44 are arranged above and below the second rotation shaft 43 , respectively, and the two first bearings 42 are arranged between the two second bearings 44 on the first rotation shaft 41 . are placed.
  • the two second bearings 44 can easily support the second rotating shaft 43
  • the two first bearings 42 can easily support the first rotating shaft 41 .
  • the second bearing 44 arranged below the second rotation shaft 43 is more sensitive than the second bearing 44 arranged above the second rotation shaft 43. Small size in height direction. As a result, even if the substrate transport robot 100 tends to be large in the height direction due to the provision of the two first bearings 42 and the two second bearings 44, the substrate transport robot 100 can be made as large as possible in the height direction. can be suppressed.
  • the wrist joint JT3 is provided with the hand drive mechanism 50, and the hand drive mechanism 50 and the first bearing 42 overlap each other in the horizontal direction. are placed.
  • the hand driving mechanism 50 and the first bearing 42 are arranged so as not to overlap in the horizontal direction, it is possible to prevent the robot arm 10 from increasing in size in the height direction.
  • the substrate transport robot 100 from increasing in size in the height direction. It should be noted that the fact that the substrate transport robot 100 can be prevented from increasing in size in the height direction is particularly effective when using ball bearings, which tend to be thicker in the height direction than cross roller bearings. be.
  • the robot arm 10 includes the first arm portion 11 and the first substrate holding hand 21 connected to the first arm portion 11 at one end and the first substrate holding hand 21 at the other end. Further includes a second arm portion 12 to which the second substrate holding hand 22 is connected, a shoulder joint JT1 for driving the first arm portion 11, and an elbow joint JT2 for driving the second arm portion 12.
  • the shoulder joint JT1 has a third bearing 62 that rotatably supports a third rotation shaft 61 that rotates the first arm portion 11, and the elbow joint JT2 rotates the second arm portion 12.
  • the first bearing 42, the second bearing 44, the third bearing 62, and the fourth bearing 72 are angular contact ball bearings.
  • the first bearing 42, the second bearing 44, the third bearing 62, and the fourth bearing 72 can be configured by angular contact ball bearings suitable for high-precision motion.
  • the third bearing 62 is arranged to protrude downward from the horizontally extending portion of the first arm portion 11 .
  • the third bearing 62 is arranged above the horizontally extending portion of the first arm portion 11, it is possible to suppress the first arm portion 11 from increasing in size in the height direction. can.
  • the first arm portion 11 and the second arm portion 11 are arranged such that the second arm portion 12 covers a part of the first arm portion 11 from above and from the sides.
  • the arm part 12 is connected.
  • the fourth bearing 72 can be easily arranged so as to straddle the first arm portion 11 and the second arm portion 12 in the height direction, so that the first arm portion 11 or the second arm portion 12 can be positioned at a height. An increase in size in the vertical direction can be easily suppressed.
  • the second arm portion 12 since the second arm portion 12 partially covers the first arm portion 11 from above and from the side, the second arm portion 12 can increase the rigidity of the connection portion with the first arm portion 11 . As a result, while increasing the rigidity of the connecting portion with the first arm portion 11 by the second arm portion 12, the first arm portion 11 or the second arm portion 12 is easily prevented from becoming large in the height direction. be able to.
  • a substrate transport robot 300 according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
  • symbol is attached
  • the wrist joint JT3 of the substrate transport robot 300 rotates the first substrate holding hand 21 instead of the first bearing 42 and the second bearing 44 of the first embodiment.
  • a first bearing 242 that rotatably supports the first rotating shaft 41 to be moved, and a second bearing 244 that rotatably supports the second rotating shaft 43 that rotates the second substrate holding hand 22 . have.
  • the first bearing 242 and the second bearing 244 are ball bearings.
  • the first bearings 242 are deep groove ball bearings, and two of them are provided.
  • the second bearings 244 are deep groove ball bearings, and three of them are provided.
  • Each of the first bearing 242 and the second bearing 244 has balls as rolling elements, a retainer that holds the balls, an outer ring, and an inner ring. The balls are evenly arranged by being held by the retainer.
  • Two of the three second bearings 244 are arranged above the second rotating shaft 43, and the remaining one is arranged below.
  • the three second bearings 244 are spaced apart in the Z direction, which is the height direction.
  • the upper two second bearings 244 are arranged between the housing portion 211 of the first substrate holding hand 21 and the second rotating shaft 43 in the radial direction.
  • one second bearing 244 on the lower side is arranged between the first rotating shaft 41 and the second rotating shaft 43 in the radial direction.
  • the two first bearings 242 are arranged on the first rotation shaft 41 between the two second bearings 244 .
  • the two first bearings 242 are arranged adjacent to each other in the Z direction, which is the height direction.
  • the two first bearings 242 are arranged between the housing portion 121 of the second arm portion 12 and the first rotation shaft 41 in the radial direction.
  • two of the three second bearings 244 are located in the hand space S1 within the first substrate holding hand 21 and in the second arm section 12 of the robot arm 10. It is arranged below the through hole 221 that connects with the arm space S2 and is preloaded below the through hole 221 .
  • the remaining one second bearing 244 of the three second bearings 244 is further arranged above the through hole 221 .
  • the upper second bearing 244 is referred to as a second bearing 244a
  • the lower second bearing 244 is referred to as a second bearing 244b. call.
  • the second bearing 244a is preloaded in one axial direction by the large diameter portion 43a of the second rotating shaft 43.
  • a large-diameter portion 43a of the second rotating shaft 43 is provided with a preload portion 43b that presses the second bearing 244a in one axial direction.
  • the preload portion 43b is a protrusion that protrudes downward.
  • the second bearing 244a is preloaded by being pressed downward by the preload portion 43b.
  • the second bearing 244a can also be called a preload bearing.
  • the second bearing 244b is preloaded by the gear 53 in the other axial direction.
  • the gear 53 is provided with a preload portion 53a that presses the second bearing 244b in the other axial direction.
  • the preload portion 53a is a protrusion that protrudes upward.
  • the second bearing 244b is preloaded by being pressed upward by the preload portion 53a. 5, only one preload position of the second bearing 244a and the second bearing 244b is shown for convenience.
  • the second bearings 244a and 244b are preloaded so as to face each other in the axial direction.
  • the through hole 221 is provided for arranging wiring such as sensor wiring of the first substrate holding hand 21 .
  • the through hole 221 is connected to a through hole 222 provided in the second rotating shaft 43 .
  • Through hole 221 connects hand space S1 and arm space S2 via through hole 222 .
  • the through hole 221 is formed so as to extend horizontally from the first substrate holding hand 21 to the through hole 222 of the second rotating shaft 43 .
  • Through hole 222 is formed to extend in the axial direction. Wiring of the first substrate holding hand 21 is arranged from the hand space S1 to the arm space S2 via the through holes 221 and 222 .
  • the first bearing 242 and the second bearing 244 are ball bearings. As a result, it is possible to improve the repeatability of positioning, as in the first embodiment.
  • the two second bearings 244a and 244b are through holes that connect the hand space S1 in the first substrate holding hand 21 and the arm space S2 in the robot arm 10. 221 and preloaded below the through-hole 221 .
  • the two second bearings 244a and 244b are preloaded across the through hole 221, it is possible to prevent the load due to the preload from being applied to the through hole 221, and the through hole 221 allows the preload to escape. Therefore, it is possible to avoid that the preload applied to the bearing becomes small due to this.
  • the second bearing 244 is further arranged above the through hole 221 as described above.
  • the second bearing 244 above the through hole 221 and the two second bearings 244 below the through hole 221 can reliably rotatably support the second rotary shaft 43 .
  • the substrate transport robot has two substrate holding hands, but the present disclosure is not limited to this.
  • a substrate transport robot may have one or more substrate holding hands.
  • first bearing and the second bearing are angular contact ball bearings
  • first bearing and the second bearing are deep groove ball bearings.
  • the first bearing and the second bearing may be ball bearings other than angular ball bearings and deep groove ball bearings.
  • the third bearing and the fourth bearing are angular contact ball bearings, but the present disclosure is not limited to this.
  • the third bearing and the fourth bearing may be ball bearings such as deep groove ball bearings other than angular ball bearings. Further, it is not necessary that all of the first bearing, the second bearing, the third bearing, and the fourth bearing are the same type of ball bearings. The parts may be different types of ball bearings. Also, the third bearing and the fourth bearing may be cross roller bearings or the like.
  • the second bearing arranged at the lower portion of the second rotating shaft is smaller in size in the height direction than the second bearing arranged at the upper portion of the second rotating shaft.
  • the second bearing arranged above the second rotating shaft may be smaller in size in the height direction than the second bearing arranged below the second rotating shaft.
  • the two second bearings may have the same size.
  • the hand driving mechanism and the second bearing are arranged so as to overlap in the horizontal direction, but the present disclosure is not limited to this.
  • the hand drive mechanism and the second bearing do not have to be arranged so as to overlap in the horizontal direction.
  • a robot arm may include three or more arm portions.
  • the fourth bearing is arranged so as to straddle the first arm portion and the second arm portion in the height direction, but the present disclosure is not limited to The entire fourth bearing may be arranged on the first arm portion or the second arm portion.
  • the third bearing is arranged so that a part thereof projects downward from the horizontally extending portion of the first arm portion, but the present disclosure is not limited to this.
  • the entire third bearing may be arranged to protrude downward from the horizontally extending portion of the first arm portion. Further, the entire third bearing need not be arranged to protrude downward from the horizontally extending portion of the first arm portion.
  • the substrate transport robot is a vacuum robot arranged in a vacuum environment
  • the substrate transport robot may be an atmospheric robot arranged in an atmospheric environment.

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Abstract

基板搬送ロボット（１００）では、手首関節（ＪＴ３）は、第１基板保持ハンド（２１）を回動させる第１回動軸（４１）を回動可能に支持する第１軸受け（４２）と、第２基板保持ハンド（２２）を回動させる第２回動軸（４３）を回動可能に支持する第２軸受け（４４）とを有する。第１軸受けと第２軸受けとは、玉軸受けである。

Description

基板搬送ロボット
　この開示は、基板搬送ロボットに関する。
　従来、ロボットアームを備える基板搬送ロボットが知られている。このような基板搬送ロボットは、たとえば、特許第６２７１２６６号公報に開示されている。
　上記特許第６２７１２６６号公報には、ガラス基板などの搬送対象物を搬送するための水平多関節ロボットが開示されている。このロボットは、アームと、アームの先端側に回動可能に連結されるハンドとを備える。アームとハンドとの連結部は、関節部となっている。関節部には、ハンドを回動させるための減速機および軸受が配置されている。この軸受は、クロスローラベアリングである。
特許第６２７１２６６号公報
　しかしながら、上記特許第６２７１２６６号公報に記載されたロボットでは、軸受がクロスローラベアリングであるため、円筒状のコロからなるローラの偏りが存在する場合がある。この場合、ロボットの繰り返し動作を行うと、繰り返し動作ごとにローラの偏りが変動するとともに、ローラの偏りの変動に起因して軸受の摩擦が変動する。また、軸受の摩擦が変動すると、軸受の摩擦の変動に起因して関節部の回転量が変動するため、関節部の回転量の変動に起因してロボットの繰り返し動作の位置が変動する。このため、軸受けにクロスローラベアリングを使用する場合には、繰り返し位置決め精度を高めることが困難であるという問題点がある。
　この開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、繰り返し位置決め精度を高めることが可能な基板搬送ロボットを提供することである。
　この開示の第１の局面による基板搬送ロボットは、水平多関節型のロボットアームと、ロボットアームの先端に配置される基板保持ハンドと、を備え、基板保持ハンドは、第１基板保持ハンドと、第１基板保持ハンドの上方に配置され、第１基板保持ハンドとは別個に動作する第２基板保持ハンドとを含み、ロボットアームは、第１基板保持ハンドと第２基板保持ハンドとを駆動するための手首関節を含み、手首関節は、第１基板保持ハンドを回動させる第１回動軸を回動可能に支持する第１軸受けと、第２基板保持ハンドを回動させる第２回動軸を回動可能に支持する第２軸受けとを有し、第１軸受けと第２軸受けとは、玉軸受けである。
　この開示の第１の局面による基板搬送ロボットは、上記のように、第１軸受けと第２軸受けとを、玉軸受けであるように構成する。これにより、第１軸受けと第２軸受けとしてクロスローラベアリングを使用する場合と異なり、円筒状のコロからなるローラではなく球状の玉を転動体として使用することができるので、ローラの偏りの変動に起因して、軸受けの摩擦の変動および手首関節の回転量の変動が発生することを回避することができる。その結果、基板搬送ロボットの繰り返し動作の位置に変動が発生することを抑制することができるので、繰り返し位置決め精度を高めることができる。
　この開示の第２の局面による基板搬送ロボットは、水平多関節型のロボットアームと、ロボットアームの先端に配置される基板保持ハンドと、を備え、ロボットアームは、第１アーム部と、一方端部が第１アーム部に接続されるとともに他方端部に基板保持ハンドが接続される第２アーム部と、第２アーム部を駆動するためのアーム部関節とを含み、アーム部関節は、第２アーム部を回動させるアーム部回動軸を回動可能に支持するアーム部回動軸軸受けを有し、アーム部回動軸軸受けは、高さ方向において、第１アーム部と第２アーム部とに跨るように配置されている。
　この開示の第２の局面による基板搬送ロボットは、上記のように、アーム部回動軸軸受けを、高さ方向において、第１アーム部と第２アーム部とに跨るように配置する。これにより、アーム部回動軸受けを第１アーム部または第２アーム部に配置する場合と異なり、第１アーム部または第２アーム部にアーム部回動軸受けの全体を収納する程の高さが必要なくなるので、第１アーム部または第２アーム部が高さ方向に大型化することを抑制することができる。その結果、基板搬送ロボットが高さ方向に大型化することを抑制することができる。
　繰り返し位置決め精度を高めることができる。
第１実施形態による基板搬送ロボットの構成の概略を示す図である。 第１実施形態による基板搬送ロボットの構成を示す断面図である。 図２の第１アームの周辺の構成を示す部分拡大図である。 図２の第２アームの周辺の構成を示す部分拡大図である。 第２実施形態による基板搬送ロボットの構成を示す断面図である。
　以下、本開示を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
　　（基板搬送ロボットの構成）
　図１から図４までを参照して、第１実施形態による基板搬送ロボット１００の構成について説明する。図１に示すように、基板搬送ロボット１００は、基板Ｗを搬送するロボットである。基板搬送ロボット１００は、クリーンルーム２００に配置されている。また、基板搬送ロボット１００は、真空環境下に配置されている。具体的には、基板搬送ロボット１００は、真空室２０１内に配置されている。
　基板搬送ロボット１００は、ロボットアーム１０と、ロボットアーム１０の先端に配置される基板保持ハンド２０と、ベース部３０とを備える。基板保持ハンド２０は、基板Ｗを保持する。基板Ｗは、たとえば、半導体ウェハである。半導体ウェハは、処理室２０２において所定の処理が行われる。基板搬送ロボット１００は、半導体ウェハを処理室２０２に繰り返し搬送する繰り返し動作を行う。
　また、基板保持ハンド２０は、第１基板保持ハンド２１と、第１基板保持ハンド２１の上方に配置され、第１基板保持ハンド２１とは別個に動作する第２基板保持ハンド２２とを含む。
　ロボットアーム１０は、水平多関節型のロボットアームである。ロボットアーム１０は、第１アーム部１１と、第２アーム部１２とを含む。また、ロボットアーム１０は、肩関節ＪＴ１と、肘関節ＪＴ２と、手首関節ＪＴ３とを含む。第１アーム部１１の一方端部は、肩関節ＪＴ１を介してベース部３０に接続されている。第２アーム部１２の一方端部は、肘関節ＪＴ２を介して第１アーム部１１の他方端部に接続されている。第２アーム部１２の他方端部には、手首関節ＪＴ３を介して第１基板保持ハンド２１と第２基板保持ハンド２２とが接続されている。なお、肩関節ＪＴ１は、第１関節の一例である。また、肘関節ＪＴ２は、第２関節およびアーム部関節の一例である。
　肩関節ＪＴ１は、第１アーム部１１を駆動するために設けられている。具体的には、肩関節ＪＴ１は、ベース部３０に対して第１アーム部１１を、上下方向に延びる第１回転軸線Ａ１周りに回転させる。肘関節ＪＴ２は、第２アーム部１２を駆動するために設けられている。具体的には、肘関節ＪＴ２は、第１アーム部１１に対して第２アーム部１２を、上下方向に延びる第２回転軸線Ａ２周りに回転させる。手首関節ＪＴ３は、第１基板保持ハンド２１と第２基板保持ハンド２２とを駆動するために設けられている。具体的には、手首関節ＪＴ３は、第２アーム部１２に対して第１基板保持ハンド２１と第２基板保持ハンド２２とを、上下方向に延びる第３回転軸線Ａ３周りに回転させる。なお、手首関節ＪＴ３は、第１基板保持ハンド２１と第２基板保持ハンド２２とを、別個に回転させることが可能である。なお、肩関節ＪＴ１、肘関節ＪＴ２および手首関節ＪＴ３の詳細については、後述する。
　図２に示すように、ベース部３０は、ロボットアーム１０を昇降させるための昇降機構３１を含む。昇降機構３１は、モータ３１１と、ベルトプーリ機構３１２と、ボールねじ機構３１３と、トルクチューブ３１４とを有する。モータ３１１は、昇降の駆動源である。モータ３１１は、ベルトプーリ機構３１２を介してボールねじ機構３１３に接続されている。ボールねじ機構３１３は、トルクチューブ３１４に接続されており、モータ３１１からの駆動力により、トルクチューブ３１４を昇降させる。トルクチューブ３１４は、ロボットアーム１０の第１アーム部１１の一方端部に接続されており、ボールねじ機構３１３からの駆動力により、第１アーム部１１を介してロボットアーム１０を昇降させる。
　（手首関節）
　ここで、第１実施形態では、図２および図３に示すように、手首関節ＪＴ３は、第１基板保持ハンド２１を回動させる第１回動軸４１を回動可能に支持する第１軸受け４２と、第２基板保持ハンド２２を回動させる第２回動軸４３を回動可能に支持する第２軸受け４４とを有する。第１軸受け４２と第２軸受け４４とは、玉軸受けである。具体的には、第１軸受け４２と第２軸受け４４とは、アンギュラ玉軸受けであり、２つずつ設けられている。第１軸受け４２と第２軸受け４４との各軸受けは、転動体としての玉と、玉を保持する保持器と、外輪と、内輪とを有する。玉は、保持器に保持されることにより、偏りなく配置されている。
　また、第１実施形態では、第２回動軸４３は、第１回動軸４１の径方向内方に配置され、第１回動軸４１よりも上方に延びている。２つの第２軸受け４４は、第２回動軸４３の上部および下部にそれぞれ配置されている。２つの第２軸受け４４は、高さ方向であるＺ方向において、離間して配置されている。２つの第２軸受け４４のうち、上側の第２軸受け４４が、軸方向一方のアキシアル荷重を受け、下側の第２軸受け４４が軸方向他方のアキシアル荷重を受ける。また、上側の第２軸受け４４は、径方向において、第１基板保持ハンド２１のハウジング部２１１と、第２回動軸４３との間に配置されている。また、下側の第２軸受け４４は、径方向において、第１回動軸４１と、第２回動軸４３との間に配置されている。
　また、２つの第１軸受け４２は、２つの第２軸受け４４の間において、第１回動軸４１に配置されている。２つの第１軸受け４２は、高さ方向であるＺ方向において、隣接して配置されている。また、２つの第１軸受け４２のうち、上側の第１軸受け４２が、軸方向一方のアキシアル荷重を受け、下側の第１軸受け４２が軸方向他方のアキシアル荷重を受ける。また、２つの第１軸受け４２は、径方向において、第２アーム部１２のハウジング部１２１と、第１回動軸４１との間に配置されている。
　また、第１実施形態では、第２回動軸４３の下部に配置された第２軸受け４４は、第２回動軸４３の上部に配置された第２軸受け４４よりも、サイズが小さい。具体的には、第２回動軸４３の下部に配置された第２軸受け４４は、第２回動軸４３の上部に配置された第２軸受け４４よりも、高さ方向および径方向のサイズが小さい。また、第２回動軸４３は、上側の第２軸受け４４が配置される部分が、下側の第２軸受け４４が配置される部分よりも、大径に形成されている。具体的には、第２回動軸４３は、第１回動軸４１よりも上方に配置される部分が、第１回動軸４１と径方向にオーバーラップする部分よりも、大径に形成されている。なお、２つの第１軸受け４２は、サイズが同じである。
　また、第１実施形態では、手首関節ＪＴ３には、ハンド駆動機構５０が設けられている。ハンド駆動機構５０と第１軸受け４２とは、水平方向であるＹ方向において、オーバーラップするように配置されている。具体的には、ハンド駆動機構５０と、２つの第１軸受け４２のうちの下側の第１軸受け４２とは、水平方向であるＹ方向において、オーバーラップするように配置されている。なお、Ｙ方向は、第２アーム部１２の長手方向でもある。
　ハンド駆動機構５０は、第１基板保持ハンド２１と第２基板保持ハンド２２とに対応するように、２つ設けられている。なお、図２および図３では、便宜上、２つのハンド駆動機構５０のうちの一方については、全体を図示し、２つのハンド駆動機構５０のうちの他方については、後述するギア５２１の一部のみを図示している。２つのハンド駆動機構５０は、駆動対象のハンドが異なることを除いて、基本的には同様の構成を有する。このため、２つのハンド駆動機構５０のうちの一方について詳細に説明する。
　ハンド駆動機構５０は、モータ５１と、動力伝達部５２とを含む。モータ５１は、第２基板保持ハンド２２を駆動するための駆動源である。動力伝達部５２は、モータ５１からの駆動力を第２回動軸４３に伝達する。動力伝達部５２は、ギア５２１を含む複数のギアを有する。ギア５２１は、出力側が第２回動軸４３と同軸に配置されたギア５３に接続されている。ギア５３は、第２回動軸４３と一体的に回転するように、第２回動軸４３に締結固定されている。ギア５３が回転されると、第２回動軸４３が回動される。
　なお、他方のハンド駆動機構５０では、ギア５２１は、出力側が第１回動軸４１の下部に一体的に形成されたギア部４１１に接続されている。ギア部４１１が回転されると、第１回動軸４１が回動される。
　また、第２アーム部１２は、ハンド駆動機構５０と手首関節ＪＴ３との下方に配置されるハウジング部１２２が薄肉部として形成されている。これにより、ハンド駆動機構５０と手首関節ＪＴ３とを下方にずらして配置可能であるので、第１基板保持ハンド２１と第２基板保持ハンド２２とを下方にずらして配置可能である。その結果、基板搬送ロボット１００が高さ方向に大型化することを抑制可能である。第２アーム部１２は、ハウジング部１２２と、ハウジング部１２２に接続され、ハウジング部１２２よりも第１アーム部１１側に配置されるハウジング部１２３とを有する。ハウジング部１２２は、高さ方向であるＺ方向において、ハウジング部１２３よりも厚みが小さくなるように形成されている。
　（肩関節および肘関節）
　また、第１実施形態では、図２および図４に示すように、肩関節ＪＴ１は、第１アーム部１１を回動させる第３回動軸６１を回動可能に支持する第３軸受け６２を有する。肘関節ＪＴ２は、第２アーム部１２を回動させる第４回動軸７１を回動可能に支持する第４軸受け７２を有する。第３軸受け６２と第４軸受け７２とは、玉軸受けである。具体的には、第３軸受け６２と第４軸受け７２とは、アンギュラ玉軸受けであり、２つずつ設けられている。第３軸受け６２と第４軸受け７２との各軸受けは、転動体としての玉と、玉を保持する保持器と、外輪と、内輪とを有する。玉は、保持器に保持されることにより、偏りなく配置されている。なお、第４回動軸７１は、アーム部回動軸の一例である。また、第４軸受け７２は、アーム部回動軸軸受けの一例である。
　また、２つの第３軸受け６２は、第３回動軸６１に配置されている。２つの第３軸受け６２は、高さ方向であるＺ方向において、隣接して配置されている。また、２つの第３軸受け６２のうち、上側の第３軸受け６２が、軸方向一方のアキシアル荷重を受け、下側の第３軸受け６２が軸方向他方のアキシアル荷重を受ける。また、２つの第３軸受け６２は、径方向において、第１アーム部１１のハウジング部１１１と、第３回動軸６１との間に配置されている。また、２つの第３軸受け６２は、サイズが同じである。
　また、第１実施形態では、第３軸受け６２は、少なくとも一部が第１アーム部１１の水平方向であるＹ方向に延びる部分１１２よりも下方に突出するように配置されている。具体的には、２つの第３軸受け６２のうち、上側の第３軸受け６２の一部と、下側の第３軸受け６２の全体とが部分１１２よりも下方に突出するように配置されている。また、第３回動軸６１も、第３軸受け６２と径方向にオーバーラップする部分から下側の部分が、部分１１２よりも下方に突出するように配置されている。部分１１２は、第１アーム部１１の下側のハウジング部である。なお、Ｙ方向は、第１アーム部１１の長手方向でもある。
　また、２つの第４軸受け７２は、第４回動軸７１に配置されている。２つの第４軸受け７２は、高さ方向であるＺ方向において、隣接して配置されている。また、２つの第４軸受け７２のうち、上側の第４軸受け７２が、軸方向一方のアキシアル荷重を受け、下側の第４軸受け７２が軸方向他方のアキシアル荷重を受ける。また、２つの第４軸受け７２は、径方向において、第１アーム部１１のハウジング部１１３と、第４回動軸７１との間に配置されている。また、２つの第４軸受け７２は、サイズが同じである。
　また、第１実施形態では、第４軸受け７２は、高さ方向であるＺ方向において、第１アーム部１１と第２アーム部１２とに跨るように配置されている。すなわち、第４軸受け７２は、水平方向であるＹ方向において、第１アーム部１１と第２アーム部１２とにオーバーラップするように配置されている。また、肘関節ＪＴ２では、第２アーム部１２が第１アーム部１１の一部を上方および側方から覆うように、第１アーム部１１と第２アーム部１２とが接続されている。具体的には、第２アーム部１２は、上方に突出するハウジング部１１３を上方および側方から覆う凹部１２４を有する。凹部１２４は、上方に窪んでいる。また、凹部１２４は、高さ方向であるＺ方向に延びる側壁部が、ハウジング部１１３と水平方向であるＹ方向に隣接して配置されている。
　また、肩関節ＪＴ１には、第１アーム部駆動機構８０が設けられている。第１アーム部駆動機構８０は、モータ８１と、動力伝達部８２とを含む。モータ８１は、第１アーム部１１を駆動するための駆動源である。動力伝達部８２は、モータ８１からの駆動力を第３回動軸６１に伝達する。動力伝達部８２は、ギア８２１を含む複数のギアを有する。ギア８２１は、第３回動軸６１と同軸に配置されているとともに、第３回動軸６１と一体的に回転するように、第３回動軸６１に締結固定されている。ギア８２１が回転されると、第３回動軸６１が回動される。
　また、肘関節ＪＴ２には、第２アーム部駆動機構９０が設けられている。第２アーム部駆動機構９０は、モータ９１と、動力伝達部９２とを含む。モータ９１は、第２アーム部１２を駆動するための駆動源である。動力伝達部９２は、モータ９１からの駆動力を第４回動軸７１に伝達する。動力伝達部９２は、ギア９２１を含む複数のギアを有する。ギア９２１は、第４回動軸７１と同軸に配置されているとともに、第４回動軸７１と一体的に回転するように、第４回動軸７１に締結固定されている。ギア９２１が回転されると、第４回動軸７１が回動される。
　［第１実施形態の効果］
　第１実施形態では、上記のように、基板搬送ロボット１００は、水平多関節型のロボットアーム１０と、ロボットアーム１０の先端に配置される基板保持ハンド２０と、を備え、基板保持ハンド２０は、第１基板保持ハンド２１と、第１基板保持ハンド２１の上方に配置され、第１基板保持ハンド２１とは別個に動作する第２基板保持ハンド２２とを含み、ロボットアーム１０は、第１基板保持ハンド２１と第２基板保持ハンド２２とを駆動するための手首関節ＪＴ３を含み、手首関節ＪＴ３は、第１基板保持ハンド２１を回動させる第１回動軸４１を回動可能に支持する第１軸受け４２と、第２基板保持ハンド２２を回動させる第２回動軸４３を回動可能に支持する第２軸受け４４とを有し、第１軸受け４２と第２軸受け４４とは、玉軸受けである。
　上記構成により、第１軸受け４２と第２軸受け４４としてクロスローラベアリングを使用する場合と異なり、円筒状のコロからなるローラではなく球状の玉を転動体として使用することができるので、ローラの偏りの変動に起因して、軸受けの摩擦の変動および手首関節ＪＴ３の回転量の変動が発生することを回避することができる。その結果、基板搬送ロボット１００の繰り返し動作の位置に変動が発生することを抑制することができるので、繰り返し位置決め精度を高めることができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、基板搬送ロボット１００は、水平多関節型のロボットアーム１０と、ロボットアーム１０の先端に配置される基板保持ハンド２０と、を備え、ロボットアーム１０は、第１アーム部１１と、一方端部が第１アーム部１１に接続されるとともに他方端部に基板保持ハンド２０が接続される第２アーム部１２と、第２アーム部１２を駆動するための肘関節ＪＴ２とを含み、肘関節ＪＴ２は、第２アーム部１２を回動させる第４回動軸７１を回動可能に支持する第４軸受け７２を有し、第４軸受け７２は、高さ方向において、第１アーム部１１と第２アーム部１２とに跨るように配置されている。
　上記構成により、第４回動軸７１受けを第１アーム部１１または第２アーム部１２に配置する場合と異なり、第１アーム部１１または第２アーム部１２に第４軸受け７２の全体を収納する程の高さが必要なくなるので、第１アーム部１１または第２アーム部１２が高さ方向に大型化することを抑制することができる。その結果、基板搬送ロボット１００が高さ方向に大型化することを抑制することができる。なお、基板搬送ロボット１００が高さ方向に大型化することを抑制することができることは、クロスローラベアリングに比べて高さ方向の厚みが大きくなりやすい玉軸受けを使用する場合において、特に効果的である。
　また、第１実施形態では、上記のように、第１軸受け４２と第２軸受け４４とは、アンギュラ玉軸受けであり、２つずつ設けられている。これにより、２つのアンギュラ玉軸受けにより、軸方向の両側のアキシアル荷重を適切に受けることができるので、軸方向の両側のアキシアル荷重を適切に受けながら、繰り返し位置決め精度を高めることができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、第２回動軸４３は、第１回動軸４１の径方向内方に配置され、第１回動軸４１よりも上方に延びており、２つの第２軸受け４４は、第２回動軸４３の上部および下部にそれぞれ配置されており、２つの第１軸受け４２は、２つの第２軸受け４４の間において、第１回動軸４１に配置されている。これにより、２つの第２軸受け４４により、第２回動軸４３を容易に支持することができるとともに、２つの第１軸受け４２により、第１回動軸４１を容易に支持することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、第２回動軸４３の下部に配置された第２軸受け４４は、第２回動軸４３の上部に配置された第２軸受け４４よりも、高さ方向のサイズが小さい。これにより、２つの第１軸受け４２と２つの第２軸受け４４とを設けるために、基板搬送ロボット１００が高さ方向に大型化しやすい場合にも、極力、基板搬送ロボット１００が高さ方向に大型化することを抑制することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、手首関節ＪＴ３には、ハンド駆動機構５０が設けられており、ハンド駆動機構５０と第１軸受け４２とは、水平方向において、オーバーラップするように配置されている。これにより、ハンド駆動機構５０と第１軸受け４２とが水平方向においてオーバーラップしないように配置されている場合に比べて、ロボットアーム１０が高さ方向に大型化することを抑制することができる。その結果、基板搬送ロボット１００が高さ方向に大型化することを抑制することができる。なお、基板搬送ロボット１００が高さ方向に大型化することを抑制することができることは、クロスローラベアリングに比べて高さ方向の厚みが大きくなりやすい玉軸受けを使用する場合において、特に効果的である。
　また、第１実施形態では、上記のように、ロボットアーム１０は、第１アーム部１１と、一方端部が第１アーム部１１に接続されるとともに他方端部に第１基板保持ハンド２１と第２基板保持ハンド２２とが接続される第２アーム部１２と、第１アーム部１１を駆動するための肩関節ＪＴ１と、第２アーム部１２を駆動するための肘関節ＪＴ２とをさらに含み、肩関節ＪＴ１は、第１アーム部１１を回動させる第３回動軸６１を回動可能に支持する第３軸受け６２を有し、肘関節ＪＴ２は、第２アーム部１２を回動させる第４回動軸７１を回動可能に支持する第４軸受け７２を有し、第１軸受け４２と第２軸受け４４と第３軸受け６２と第４軸受け７２とは、玉軸受けである。これにより、手首関節ＪＴ３だけでなく、肩関節ＪＴ１と肘関節ＪＴ２とにおいても、ローラの偏りの変動に起因して、軸受けの摩擦の変動および肩関節ＪＴ１と肘関節ＪＴ２との各関節の回転量の変動が発生することを回避することができる。その結果、基板搬送ロボット１００の繰り返し動作の位置に変動が発生することをより抑制することができるので、繰り返し位置決め精度をより高めることができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、第１軸受け４２と第２軸受け４４と第３軸受け６２と第４軸受け７２とは、アンギュラ玉軸受けである。これにより、第１軸受け４２と第２軸受け４４と第３軸受け６２と第４軸受け７２とを、高精度の動作に適したアンギュラ玉軸受けにより、構成することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、第３軸受け６２は、少なくとも一部が第１アーム部１１の水平方向に延びる部分よりも下方に突出するように配置されている。これにより、第３軸受け６２が第１アーム部１１の水平方向に延びる部分よりも上方に配置される場合に比べて、第１アーム部１１が高さ方向に大型化することを抑制することができる。その結果、基板搬送ロボット１００が高さ方向に大型化することを抑制することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、肘関節ＪＴ２では、第２アーム部１２が第１アーム部１１の一部を上方および側方から覆うように、第１アーム部１１と第２アーム部１２とが接続されている。これにより、第４軸受け７２を高さ方向において第１アーム部１１と第２アーム部１２とに跨るように容易に配置することができるので、第１アーム部１１または第２アーム部１２が高さ方向に大型化することを容易に抑制することができる。また、第２アーム部１２が第１アーム部１１の一部を上方および側方から覆うので、第２アーム部１２により第１アーム部１１との接続部分の剛性を高めることができる。これらの結果、第２アーム部１２により第１アーム部１１との接続部分の剛性を高めながら、第１アーム部１１または第２アーム部１２が高さ方向に大型化することを容易に抑制することができる。
　［第２実施形態］
　図５を参照して、第２実施形態による基板搬送ロボット３００について説明する。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
　図５に示すように、第２実施形態による基板搬送ロボット３００の手首関節ＪＴ３は、上記第１実施形態の第１軸受け４２と第２軸受け４４とに代えて、第１基板保持ハンド２１を回動させる第１回動軸４１を回動可能に支持する第１軸受け２４２と、第２基板保持ハンド２２を回動させる第２回動軸４３を回動可能に支持する第２軸受け２４４とを有する。第１軸受け２４２と第２軸受け２４４とは、玉軸受けである。具体的には、第１軸受け２４２は、深溝玉軸受けであり、２つ設けられている。第２軸受け２４４は、深溝玉軸受けであり、３つ設けられている。第１軸受け２４２と第２軸受け２４４との各軸受けは、転動体としての玉と、玉を保持する保持器と、外輪と、内輪とを有する。玉は、保持器に保持されることにより、偏りなく配置されている。
　３つの第２軸受け２４４のうちの２つは、第２回動軸４３の上側に配置され、残りの１つは、下側に配置されている。３つの第２軸受け２４４は、高さ方向であるＺ方向において、離間して配置されている。また、上側の２つの第２軸受け２４４は、径方向において、第１基板保持ハンド２１のハウジング部２１１と、第２回動軸４３との間に配置されている。また、下側の１つの第２軸受け２４４は、径方向において、第１回動軸４１と、第２回動軸４３との間に配置されている。
　また、２つの第１軸受け２４２は、２つの第２軸受け２４４の間において、第１回動軸４１に配置されている。２つの第１軸受け２４２は、高さ方向であるＺ方向において、隣り合って配置されている。また、２つの第１軸受け２４２は、径方向において、第２アーム部１２のハウジング部１２１と、第１回動軸４１との間に配置されている。
　ここで、第２実施形態では、３つの第２軸受け２４４のうちの２つの第２軸受け２４４が、第１基板保持ハンド２１内のハンド空間Ｓ１と、ロボットアーム１０の第２アーム部１２内のアーム空間Ｓ２とを接続する貫通孔２２１の下方に配置されるとともに、貫通孔２２１の下方において予圧されている。また、３つの第２軸受け２４４のうちの残りの１つの第２軸受け２４４が、貫通孔２２１の上方にさらに配置されている。なお、便宜上、以下では、貫通孔２２１の下方の２つの第２軸受け２４４のうち、上側の第２軸受け２４４を、第２軸受け２４４ａと呼び、下側の第２軸受け２４４を、第２軸受け２４４ｂと呼ぶ。
　第２軸受け２４４ａは、第２回動軸４３の大径部４３ａにより、軸方向一方に予圧されている。第２回動軸４３の大径部４３ａには、第２軸受け２４４ａを軸方向一方に押圧する予圧部４３ｂが設けられている。予圧部４３ｂは、下方に突出する突起である。第２軸受け２４４ａは、予圧部４３ｂにより下方に押圧されることにより、予圧されている。なお、第２軸受け２４４ａは、予圧用軸受けと言うこともできる。
　第２軸受け２４４ｂは、ギア５３により、軸方向他方に予圧されている。ギア５３には、第２軸受け２４４ｂを軸方向他方に押圧する予圧部５３ａが設けられていている。予圧部５３ａは、上方に突出する突起である。第２軸受け２４４ｂは、予圧部５３ａにより上方に押圧されることにより、予圧されている。なお、図５では、便宜上、第２軸受け２４４ａおよび第２軸受け２４４ｂの予圧位置を１個所だけ図示している。
　第２軸受け２４４ａおよび第２軸受け２４４ｂは、軸方向に互いに対向するように予圧されている。
　貫通孔２２１は、第１基板保持ハンド２１のセンサ配線などの配線を配置するために設けられている。貫通孔２２１は、第２回動軸４３に設けられた貫通孔２２２に接続されている。貫通孔２２１は、貫通孔２２２を介して、ハンド空間Ｓ１と、アーム空間Ｓ２とを接続する。貫通孔２２１は、第１基板保持ハンド２１から第２回動軸４３の貫通孔２２２まで、水平方向に延びるように形成されている。貫通孔２２２は、軸方向に延びるように形成されている。第１基板保持ハンド２１の配線は、貫通孔２２１および貫通孔２２２を介して、ハンド空間Ｓ１からアーム空間Ｓ２まで配置されている。
　なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
　［第２実施形態の効果］
　第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
　第２実施形態では、上記のように、第１軸受け２４２と第２軸受け２４４とは、玉軸受けである。これにより、上記第１実施形態と同様に、繰り返し位置決め精度を高めることができる。
　また、第２実施形態では、上記のように、２つの第２軸受け２４４ａ、２４４ｂが、第１基板保持ハンド２１内のハンド空間Ｓ１と、ロボットアーム１０内のアーム空間Ｓ２とを接続する貫通孔２２１の下方に配置されるとともに、貫通孔２２１の下方において予圧されている。これにより、２つの第２軸受け２４４ａ、２４４ｂが貫通孔２２１を挟んで予圧される場合と異なり、予圧による負荷が貫通孔２２１に掛かることを回避することができるとともに、貫通孔２２１により予圧が逃げることに起因して軸受けに掛かる予圧が小さくなることを回避することができる。
　また、第２実施形態では、上記のように、第２軸受け２４４が、貫通孔２２１の上方にさらに配置されている。これにより、貫通孔２２１の上方の第２軸受け２４４と、貫通孔２２１の下方の２つの第２軸受け２４４とにより、第２回動軸４３を確実に回動可能に支持することができる。
　なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
　［変形例］
　なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
　たとえば、上記第１および第２実施形態では、基板搬送ロボットが、２つの基板保持ハンドを備える例を示したが、本開示はこれに限られない。基板搬送ロボットが、１つまたは３つ以上の基板保持ハンドを備えていてもよい。
　また、上記第１実施形態では、第１軸受けと第２軸受けとが、アンギュラ玉軸受けである例を示し、上記第２実施形態では、第１軸受けと第２軸受けとが、深溝玉軸受けである例を示したが、本開示はこれに限られない。第１軸受けと第２軸受けとが、アンギュラ玉軸受けおよび深溝玉軸受け以外の玉軸受けであってもよい。
　また、上記第１および第２実施形態では、第３軸受けと第４軸受けとが、アンギュラ玉軸受けである例を示したが、本開示はこれに限られない。第３軸受けと第４軸受けとが、アンギュラ玉軸受け以外の深溝玉軸受けなどの玉軸受けであってもよい。また、第１軸受けと第２軸受けと第３軸受けと第４軸受けとの全てが同じ種類の玉軸受けである必要はなく、第１軸受けと第２軸受けと第３軸受けと第４軸受けとの一部が、異なる種類の玉軸受けであってもよい。また、第３軸受けと第４軸受けとが、クロスローラベアリングなどであってもよい。
　また、上記第１実施形態では、第２回動軸の下部に配置された第２軸受けが、第２回動軸の上部に配置された第２軸受けよりも、高さ方向のサイズが小さい例を示したが、本開示はこれに限られない。第２回動軸の上部に配置された第２軸受けが、第２回動軸の下部に配置された第２軸受けよりも、高さ方向のサイズが小さくてもよい。また、２つの第２軸受けが、サイズが同じであってもよい。
　また、上記第１および第２実施形態では、ハンド駆動機構と第２軸受けとが、水平方向において、オーバーラップするように配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。ハンド駆動機構と第２軸受けとが、水平方向において、オーバーラップするように配置されていなくてもよい。
　また、上記第１および第２実施形態では、ロボットアームが、２つのアーム部を含む例を示したが、本開示はこれに限られない。ロボットアームが、３つ以上のアーム部を含んでいてもよい。
　また、上記第１および第２実施形態では、第４軸受けが、高さ方向において、第１アーム部と第２アーム部とに跨るように配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。第４軸受けの全体が、第１アーム部または第２アーム部に配置されていてもよい。
　また、上記第１および第２実施形態では、第３軸受けが、一部が第１アーム部の水平方向に延びる部分よりも下方に突出するように配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。第３軸受けの全体が、第１アーム部の水平方向に延びる部分よりも下方に突出するように配置されていてもよい。また、第３軸受けの全体が、第１アーム部の水平方向に延びる部分よりも下方に突出するように配置されていなくてもよい。
　また、上記第１および第２実施形態では、基板搬送ロボットが、真空環境下に配置される真空ロボットである例を示したが、本開示はこれに限られない。基板搬送ロボットが、大気環境下に配置される大気ロボットであってもよい。
　また、上記第２実施形態では、２つの第２軸受けが貫通孔の下方に配置され、１つの第２軸受けが貫通孔の上方に配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、貫通孔の上方には第２軸受けが配置されず、２つの第２軸受けが貫通孔の下方に配置されて予圧されてもよい。
　１０　ロボットアーム
　１１　第１アーム部
　１２　第２アーム部
　２０　基板保持ハンド
　２１　第１基板保持ハンド
　２２　第２基板保持ハンド
　４１　第１回動軸
　４２、２４２　第１軸受け
　４３　第２回動軸
　４４、２４４、２４４ａ、２４４ｂ　第２軸受け
　５０　ハンド駆動機構
　６１　第３回動軸
　６２　第３軸受け
　７１　第４回動軸（アーム部回動軸）
　７２　第４軸受け（アーム部回動軸軸受け）
　１００、３００　基板搬送ロボット
　１１２　第１アーム部の水平方向に延びる部分
　２２１　貫通孔
　ＪＴ１　肩関節（第１関節）
　ＪＴ２　肘関節（第２関節、アーム部関節）
　ＪＴ３　手首関節
　Ｓ１　ハンド空間
　Ｓ２　アーム空間
 

Claims (14)

  1. 　水平多関節型のロボットアームと、
    　前記ロボットアームの先端に配置される基板保持ハンドと、を備え、
    　前記基板保持ハンドは、第１基板保持ハンドと、前記第１基板保持ハンドの上方に配置され、前記第１基板保持ハンドとは別個に動作する第２基板保持ハンドとを含み、
    　前記ロボットアームは、前記第１基板保持ハンドと前記第２基板保持ハンドとを駆動するための手首関節を含み、
    　前記手首関節は、前記第１基板保持ハンドを回動させる第１回動軸を回動可能に支持する第１軸受けと、前記第２基板保持ハンドを回動させる第２回動軸を回動可能に支持する第２軸受けとを有し、
    　前記第１軸受けと前記第２軸受けとは、玉軸受けである、基板搬送ロボット。
  2. 　前記第１軸受けと前記第２軸受けとは、アンギュラ玉軸受けであり、２つずつ設けられている、請求項１に記載の基板搬送ロボット。
  3. 　前記第２回動軸は、前記第１回動軸の径方向内方に配置され、前記第１回動軸よりも上方に延びており、
    　２つの前記第２軸受けは、前記第２回動軸の上部および下部にそれぞれ配置されており、
    　２つの前記第１軸受けは、２つの前記第２軸受けの間において、前記第１回動軸に配置されている、請求項２に記載の基板搬送ロボット。
  4. 　前記第２回動軸の下部に配置された前記第２軸受けは、前記第２回動軸の上部に配置された前記第２軸受けよりも、高さ方向のサイズが小さい、請求項３に記載の基板搬送ロボット。
  5. 　前記手首関節には、ハンド駆動機構が設けられており、
    　前記ハンド駆動機構と前記第１軸受けとは、水平方向において、オーバーラップするように配置されている、請求項１に記載の基板搬送ロボット。
  6. 　前記ロボットアームは、第１アーム部と、一方端部が前記第１アーム部に接続されるとともに他方端部に前記第１基板保持ハンドと前記第２基板保持ハンドとが接続される第２アーム部と、前記第１アーム部を駆動するための第１関節と、前記第２アーム部を駆動するための第２関節とをさらに含み、
    　前記第１関節は、前記第１アーム部を回動させる第３回動軸を回動可能に支持する第３軸受けを有し、
    　前記第２関節は、前記第２アーム部を回動させる第４回動軸を回動可能に支持する第４軸受けを有し、
    　前記第１軸受けと前記第２軸受けと前記第３軸受けと前記第４軸受けとは、玉軸受けである、請求項１に記載の基板搬送ロボット。
  7. 　前記第１軸受けと前記第２軸受けと前記第３軸受けと前記第４軸受けとは、アンギュラ玉軸受けである、請求項６に記載の基板搬送ロボット。
  8. 　前記第４軸受けは、高さ方向において、前記第１アーム部と前記第２アーム部とに跨るように配置されている、請求項６に記載の基板搬送ロボット。
  9. 　前記第３軸受けは、少なくとも一部が前記第１アーム部の水平方向に延びる部分よりも下方に突出するように配置されている、請求項６に記載の基板搬送ロボット。
  10. 　２つの前記第２軸受けが、前記第１基板保持ハンド内のハンド空間と、前記ロボットアーム内のアーム空間とを接続する貫通孔の下方に配置されるとともに、前記貫通孔の下方において予圧されている、請求項１に記載の基板搬送ロボット。
  11. 　前記第２軸受けが、前記貫通孔の上方にさらに配置されている、請求項１０に記載の基板搬送ロボット。
  12. 　水平多関節型のロボットアームと、
    　前記ロボットアームの先端に配置される基板保持ハンドと、を備え、
    　前記ロボットアームは、第１アーム部と、一方端部が前記第１アーム部に接続されるとともに他方端部に前記基板保持ハンドが接続される第２アーム部と、前記第２アーム部を駆動するためのアーム部関節とを含み、
    　前記アーム部関節は、前記第２アーム部を回動させるアーム部回動軸を回動可能に支持するアーム部回動軸軸受けを有し、
    　前記アーム部回動軸軸受けは、高さ方向において、前記第１アーム部と前記第２アーム部とに跨るように配置されている、基板搬送ロボット。
  13. 　前記アーム部関節では、前記第２アーム部が前記第１アーム部の一部を上方および側方から覆うように、前記第１アーム部と前記第２アーム部とが接続されている、請求項１２に記載の基板搬送ロボット。
  14. 　前記アーム部回動軸軸受けは、玉軸受けである、請求項１２に記載の基板搬送ロボット。
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