本発明の直動軸付搬送ロボットは、ロボッ� ��の最先端のアーム内にエンドエフェクタを� ��線状に案内する直動軸を有し、エンドエフ� ��クタ上に搭載したウエハ及び基板を精度よ� ��搬送するように構成されている。以下、本� ��明の具体的な構成例を説明する。
 本発明の搬送ロボット90は、図2に示すよう� ��概ね、本体部91と、本体部91に回転自在に連 結された複数のアームからなるアーム部92と� ��アーム部92の最先端のアームに搭載された� �動機構部93と、直動機構部93によって直線状� ��案内されるエンドエフェクタ94とから構成� �れている。95はエンドエフェクタ94に搭載さ� ��て搬送される基板95である。なお、図2(a)は� ��ボットの上面図、(b)は側面図を示している� ��

 以下、各部の詳細を図1にて説明する。図1� �本発明の搬送ロボットの側断面図である。� �ンドエフェクタ94の図示は省略している。
 本体部91の構成について説明する。本体部91 は、円筒または直方体状に形成されたロボッ トの胴体にあたる部分である。
 本体部91を形成するケーシング41の内部に、 アーム部92及び直動機構部93を回転させるモ� �タ5、6、7、8が収納されている。各モータ5~8� ��は適当な減速機が装着され、その出力軸に� ��ータ出力軸プーリ1、2、3、4がそれぞれ接続 されている。また、これらプーリにはそれぞ れベルト9、10、11、12が巻装されている。な� �、図1では図示しないが、これらモータ一式� ��アーム部92とを上下動させる機構(上下動機� ��)がケーシング41の内部に収容される場合も� ��る。あるいは、本体部91とアーム部92の全体 を上下動機構が上下させるようにしてもよい 。また、モータ5、6、7、8は、各モータ内に� �るエンコーダの情報を図示しないコントロ� �ラに送出し、一方電源が供給されてその回� �が制御される。よって搬送ロボットはこの� �示しないコントローラとともにロボットシ� �テムとして使用されて、上記モータがコン� �ローラで制御され、アーム部92と直動機構部 93を所望の位置に操作して基板95を搬送する� �

 アーム部92の構成について説明する。アー� �部92は、複数のアームが連結された水平多関 節型のリンク式アームである。アーム部92は� ��概ね第1アーム20と第2アーム29と第3アーム37� ��直動機構部93とエンドエフェクタ94とから構 成されている。各アームは下記に説明するプ ーリやベルトを収納するよう箱船形状に形成 されていて、その上部がカバーで覆われてい る。なお、下記に説明する各プーリは、当然 ながら図示しない軸受などで適宜回転可能に 支持されていることを前提としている。
 第1アーム20の基端側は、ケーシング41に対� �て図示しない軸受で回転可能に支持されて� �る。第1アーム20の基端側の回転中心が、ア� �ム部92の旋回中心となる。また、第1アーム20 の基端側はケーシング41の内部に設けられた� ��1アーム駆動用プーリ16に連結されており、� ��1アーム駆動用プーリ16は上記ベルト12に巻� �されている。よって、第1アーム20は上記モ� �タ8の回転によって回転する。
 第2アーム29の基端側は、第1アーム20の先端� ��に図示しない軸受で回転可能に支持されて� ��る。第2アーム29の基端側は第1アーム20内部� ��先端側に内蔵された第2アーム駆動用プーリ A23に連結されており、第2アーム駆動用プー� �A23にはベルト26が巻装されている。また、第 1アーム20の基端側内部には第2アーム駆動用� �ーリB19が設けられており、ベルト26はこれに も巻装されている。第2アーム駆動用プーリB1 9は、これと同軸となるようケーシング41の内 部に設けられた第2アーム駆動用プーリC13と� �状の支柱で連結されている。そして、第2ア� ��ム駆動用プーリC13は、上記ベルト10に巻装� �れている。よって、第2アーム29は上記モー� �6の回転によって回転する。
 第3アーム37の基端側は、第2アーム29の先端� ��に図示しない軸受で回転可能に支持されて� ��る。第3アーム37の基端側は第2アーム29内部� ��先端側に内蔵された第3アーム駆動用プーリ A33に連結されており、第3アーム駆動用プー� �A33にはベルト31が巻装されている。また、第 2アーム29の基端側内部には第3アーム駆動用� �ーリB28が設けられており、ベルト31はこれに も巻装されている。第3アーム駆動用プーリB2 8は、これと同軸となるよう第1アーム20の先� �側内部に設けられた第3アーム駆動用プーリC 21と棒状の支柱で連結されている。そして、� ��3アーム駆動用プーリC21は、ベルト24に巻装� ��れている。また、第1アーム20の基端側に内� ��された第3アーム駆動用プーリD17にもベルト 24が巻装されている。第3アーム駆動用プーリ D17は、これと同軸となるようケーシング41の� ��部に設けられた第3アーム駆動用プーリE15と 棒状の支柱で連結されている。第3アーム駆� �用プーリE15には上記ベルト11が巻装されてい る。よって、第3アーム37は上記モータ7の回� �によって回転する。
 以上の構成によって、アーム部92の各アー� �(第1アーム20、第2アーム29、第3アーム37)はそ れぞれの基端側で上記モータによって回動さ れる。

 直動機構部93について説明する。直動機構� �93は、エンドエフェクタ94を第3アーム37の延� ��方向に精密に案内しながら駆動する機構で� ��る。
 エンドエフェクタ94は、エンドエフェクタ� �載部40の一端に固定されている。エンドエフ ェクタ搭載部40の他端は、第3アーム37の延在� ��向に収容された案内ガイド39に接続されて� �る。案内ガイド39は、例えば精密なリニアガ イドであって、ガイド部材とガイド部材に案 内されるブロック35から構成されている公知� ��ものである。なお、第3アーム37の側面には� ��2(b)のように延在方向に長手の開口42が設け� ��れている。この側面の開口42を介してエン� �エフェクタ搭載部40の他端がブロック35に接� ��固定されている。開口42は第3アーム37の側� �でも上面でもよいが、この開口から案内ガ� �ド39や後述する直動機構駆動用プーリなどの 可動部からの粉塵が飛散するため、できるだ け開口を小さく、かつ基板(搬送物)から遠ざ� ��る位置がよい。また、エンドエフェクタ搭� ��部40はエンドエフェクタ94と一体に形成して も良い。
 一方、第3アーム37の先端側内部には、直動� ��構駆動用プーリA38が設けられている。また� ��第3アーム37の基端側内部には直動機構駆動� ��プーリB34が設けられている。これらのプー� ��間にはベルト36が巻装されている。ベルト36 が直線状に張られる間の空間に上記案内ガイ ド39が設けられている。そして、エンドエフ� ��クタ搭載部40が、上記のようにブロック35に 接続されるとともにベルト36の直線状に張ら� ��る部分にも接続されている。
 直動機構駆動用プーリB34は、これと同軸と� ��るよう第2アーム29の先端側に内蔵された直� ��機構駆動用プーリC32と棒状の支柱で連結さ� ��ている。直動機構駆動用プーリC32にはベル� ��30が巻装されている。また、第2アーム29の� �端側には直動機構駆動用プーリD27が設けら� �ており、ベルト30はこれにも巻装されている 。直動機構駆動用プーリD27は、これと同軸と なるよう第1アーム20の先端側に内蔵された直 動機構駆動用プーリE22に棒状の支柱で連結さ れている。直動機構駆動用プーリE22にはベル ト25が巻装されている。また、第1アーム20の� ��端側には直動機構駆動用プーリF18が設けら� ��ており、ベルト25はこれにも巻装されてい� �。直動機構駆動用プーリF18は、これと同軸� �なるようケーシング41の内部に設けられた直 動機構駆動用プーリG14に棒状の支柱で連結さ れている。直動機構駆動用プーリG14には上記 ベルト9が巻装されている。よって、エンド� �フェクタ搭載部40及びエンドエフェクタ94は� ��上記モータ5の回転によって、ベルト36に引� ��張られ、案内ガイド39に案内されながら、� �3アーム37の延在方向で直線状に精密に移動� �る。

 以上のように、本発明では直動機構部93� �案内ガイド39が第3アーム37に収容されている 。また、案内ガイド39によって直線状に精密� ��案内されるエンドエフェクタ搭載部40及び� �ンドエフェクタ94を駆動するプーリ及びベル トがすべてアームに収容され、さらにこれら を駆動する直動機構駆動用モータが本体部91� ��収容されている。

 以上の構成に関する補足説明をする。
 本実施例では半導体製造において嫌気され� ��粉塵の発生を抑制できるので上述のように� ��アームはカバーなどで封止している。これ� ��より、案内ガイド39らも第3アーム37の内部� �収容しているが、必ずしも収容した形態を� �る必要はない。
 また、例えば、第3アーム駆動用プーリB28と 直動機構駆動用プーリD27とは、第2アーム29の 基端側で同軸となるよう設けられているので 、第3アーム駆動用プーリB28と第3アーム駆動� ��プーリC21とを連結する棒状の支柱と、直動� ��構駆動用プーリD27と直動機構駆動用プーリE 22とを連結する棒状の支柱とは当然ながら同� ��となるが、これらの支柱は、直動機構駆動� ��プーリD27と直動機構駆動用プーリE22とを連� ��する棒状の支柱を円筒状に形成し、その内� ��に第3アーム駆動用プーリB28と第3アーム駆� �用プーリC21とを連結する棒状の支柱を挿入� �、互いの支柱を図示しない回転軸受で支持� �ている。各アームの基端部における同様な� �成も上記で説明した構造となっている。
 また、本実施例では第1~3アームと第3アーム に搭載された直動機構との構成を説明したが 、アームの数はこれに限られるものではない 。
 また、直動機構を駆動するモータ5は、本体 部91に収納した例を示したが、これを例えば� ��1アーム20の基端側内部などアームの内部に� ��けてもよい。最先端のアームである第3アー ム37の直動機構部をコンパクトに形成するこ� ��が目的であれば、このように直動機構部が� ��る最先端のアーム以外のアームの内部に設� ��ればよい。しかし、後述するようにモータ5 のケーブル類が可動部であるアーム内に存在 することになるので、ケーブル断線の危険性 は増す。

 以上で説明した本発明の搬送ロボット90の� �作について、図3及び図4で説明する。ロボッ トの動作を制御するのは上述のコントローラ である。以下、コントローラの制御について 説明する。
 まず、第3アーム37に対するエンドエフェク� ��94の相対的な位置を変化させずに、第3アー� ��37を第2アーム29に対して回転させる動作、� �なわち図3で示す動作について説明する。こ� ��ときの動作は、直動機構駆動用プーリC32と� ��3アーム駆動用プーリA33とが、同方向、同速 度、同角度で協調して回転するようにモータ 5とモータ7とを動作させればよい。当該動作� ��よれば、図3のように第3アーム37上の移動子 (エンドエフェクタ搭載部40とエンドエフェク タ94)を、第3アーム37との相対的な前後位置を 維持しながら第3アーム37の方向を変えること が出来る。
 また、各アームの姿勢状態を維持したまま� ��第3アーム37に対して移動子を移動させる動� ��、すなわち図4で示す動作について説明する 。このときの動作は、第1アーム20、第2アー� �29、第3アーム37を動かさずに、すなわちモー タ6、7、8を回転させずに、各アームの姿勢状 態(ポーズ)を維持したまま、直動機構駆動用� ��ーリC32を回す(モータ5を回転させる)ことに� ��って、第3アーム37上の移動子が、第3アーム 37に対してその延在方向の前後に動作するこ� ��が出来る。
 なお、この直動機構駆動用プーリC32と第3ア ーム駆動用プーリA33については、プーリの歯 数や直径は同じにする必要はなく、プーリ32� ��プーリ33の回転方向と回転速度と回転角度� �同じであれば上記の動作が成立する。
 また、アーム部92の旋回動作(各アームのポ� ��ズ及び直動機構を第3アーム37に対して移動� ��せずに、これらすべてを本体部91に対して� �転させる動作)や伸縮動作(各アームが互いに なす角度を広げる動作)を行う場合には、従� �の制御方法と同じであるのでこの点は特に� �明しないが、直動機構部93の直動機構駆動用 プーリC32は、上記のように第3アーム37を駆動 する第3アーム駆動用プーリA33の回転に協調� �せなければならない。

 以上で説明した本発明の搬送ロボット90及� �コントローラを使用すれば、例えばエンド� �フェクタ94にレチクル(フォトマスク)を搭載� ��て搬送する際、それを収納するケースとレ� ��クルとの隙間が非常に狭くとも、上記直動� ��構部の作用によって、ケースとレチクルを� ��渉させることなくレチクルを搬送できる。
 また、本発明によれば従来のリンクロボッ� ��の搬送スピードで搬送物を搬送でき、搬送� ��を精密に搬送したいときに直動機構部を使� ��して高精度の軌跡で目的の箇所に搬送でき� ��。
 また、本発明によれば直動機構部を駆動す� ��部品(ベルトやプーリ)をアームの内部にす� �て収納しているので、粉塵を周囲に飛散さ� �ることも少ない。
 また、本発明の直動機構部の構成によれば� ��従来のように直動機構部が大きな構成とな� ��こともないので、駆動部への負担も少なく� ��駆動部自体も小さく構成でき、制御性の良� ��ロボットとすることができる。
 また、直動機構部を駆動するモータを本体� ��の内部に収納すれば、ケーブル類がアーム� ��を這い回ることも無い。つまりアームのよ� ��な可動部に直動機構部を駆動するケーブル� ��が無いのでケーブル断線などにおいて信頼� ��が向上する。