リンク式ロボットアーム装置
【課題】アームの制御性低下を効果的に抑制するとともに、吸着ＯＮ・ＯＦＦ状態の切替応答性が向上するリンク式ロボットアーム装置を提供する。
【解決手段】アームの先端側に配置され且つ吸着用エア供給口Ｃ３を有するエンドエフェクタＣによって搬送対象物を吸着保持可能なリンク式ロボットアーム装置Ｘとして、アーム１の内部に設けたエア管４を介して吸着用エア供給口Ｃ３に接続され、吸着用エア供給口Ｃ３に吸着用エアを供給可能な状態と、吸着用エア供給口Ｃ３への吸着用エア供給を停止する状態との間で切替可能な吸着切替ユニット３を備え、この吸着切替ユニット３を、アーム１のうちアーム長１Ｌの半分１Ｃよりもシータ軸Ｊ３に近い位置に設けた。
【解決手段】アームの先端側に配置され且つ吸着用エア供給口Ｃ３を有するエンドエフェクタＣによって搬送対象物を吸着保持可能なリンク式ロボットアーム装置Ｘとして、アーム１の内部に設けたエア管４を介して吸着用エア供給口Ｃ３に接続され、吸着用エア供給口Ｃ３に吸着用エアを供給可能な状態と、吸着用エア供給口Ｃ３への吸着用エア供給を停止する状態との間で切替可能な吸着切替ユニット３を備え、この吸着切替ユニット３を、アーム１のうちアーム長１Ｌの半分１Ｃよりもシータ軸Ｊ３に近い位置に設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばウェーハや液晶等の搬送対象物を搬送（移送）する機構に適用されるリンク式ロボットアーム装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ウェーハや液晶等の搬送対象物を搬送するロボットアーム装置として、複数のリンク要素を連結したリンク式（リンク構造）のアームを備え、アームのうち最も基端側に配置したリンク要素（以下、「第１リンク要素」と称する）を旋回軸によって基台に水平旋回可能に支持させたものが知られている。このリンク式ロボットアーム装置によって搬送対象物を吸着保持して例えば次工程の処理装置などの所定場所に搬送できるように、アームのうち最も先端側に配置したリンク要素であるエンドエフェクタ（ロボットが作業対象に直接働きかける機能をもつ部分）には、吸着切替ユニットにエア管を介して接続された吸着用エア供給口が形成されている。例えば、吸着用エア供給口から供給されるエアが負圧エアである場合には、吸引作用によって搬送対象物を吸着保持することができる。また、吸着用エア供給口から供給されるエアが正の低圧エアである場合には、吸着用エア供給口から吐出される低圧エアが搬送対象物とエンドエフェクタとの隙間に流れて、当該隙間の気圧を低下させて負圧とし、大気圧との圧力差によって搬送対象物に働くエンドエフェクタ側に向かう力を利用して搬送対象物を吸着することができる。
【０００３】
このようなリンク式ロボットアーム装置においては、アームの先端部近傍に吸着切替ユニットを設ける態様が考えられる。しかしながら、比較的重量の大きい吸着切替ユニットをアームの先端部近傍に設けた場合には、当然のことながらアームの先端部近傍領域の負荷重量が増大し、リンク要素をそれぞれ回転可能に支持する各軸に作用する負荷も増加することによって、アーム全体の制御性能が大幅に低下するおそれがある。
【０００４】
そこで、通常のリンク式ロボットアーム装置には、アームを支持する基台、或いは基台の外部（基台よりもさらにアームの先端部から離れた位置）に吸着切替ユニットを設ける態様が採用されている（特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−９１３２号公報
【特許文献２】特開２００９−８８２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、吸着切替ユニットを基台あるいは基台の外部に設けた態様では、アームの先端部に設けられる吸着用エア供給口から吸着切替ユニットまでの距離（エア管の経路長）が必然的に長くなる。そして、この吸着用エア供給口と吸着切替ユニットとの距離が長ければ長いほど、吸着切替ユニットをエア供給を停止している状態（エア供給停止状態）からエア供給可能な状態（エア供給可能状態）に切り替えた場合に、吸着用エア供給口から実際にエアが供給されるまでの時間、または吸着切替ユニットをエア供給可能状態からエア供給停止状態に切り替えた場合に、吸着用エア供給口からのエア供給が実際に停止されるまでの時間が掛かることになり、エンドエフェクタによる吸着動作のＯＮ・ＯＦＦ切替の応答性が低下し得るという問題が考えられる。
【０００７】
本発明は、このような問題に着目してなされたものであって、主たる目的は、アームの制御性低下を効果的に抑制するとともに、吸着ＯＮ・ＯＦＦ状態の切替応答性の向上を図ることが可能なリンク式ロボットアーム装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本発明は、複数のリンク要素から構成されたアームと、アームのうち最も基端側に配置した第１リンク要素を旋回軸により水平旋回可能に支持する基台とを備え、アームのうち最も先端側に配置されて吸着用エア供給口を有するエンドエフェクタによって搬送対象物を吸着保持可能なリンク式ロボットアーム装置に関するものである。
【０００９】
ここで、「吸着用エア供給口」から供給されるエアは負圧または正の低圧の何れであってもよい。吸着用エア供給口から供給されるエアが負圧である場合は、吸引作用を利用して搬送対象物を吸着することができる。また、吸着用エア供給口から供給されるエアが低圧である場合は、吸着用エア供給口から吐出される低圧エアが搬送対象物とエンドエフェクタとの隙間に流れて、当該隙間の圧力を低下させて負圧として、大気圧との圧力差によって搬送対象物に働くエンドエフェクタ側に向かう力を利用して搬送対象物を吸着することができる。また、本発明において、エンドエフェクタはリンク要素の１つである。
【００１０】
そして、本発明に係るリンク式ロボットアーム装置は、アームの内部に設けたエア管を介して吸着用エア供給口に接続され、吸着用エア供給口に吸着用エアを供給可能な状態（供給可能状態）と、吸着用エア供給口への吸着用エア供給を停止する状態（供給停止状態）との間で切替可能な吸着切替ユニットを備え、この吸着切替ユニットを、アームのうちアームの全長の半分よりも旋回軸に近い位置に付帯していることを特徴としている。ここで、「付帯」とは、アームの内部空間に配置した「内蔵」及びアームの内部空間外に配置した「外付け」の何れをも含む概念である。また、以下の説明では、「吸着用エア」、「吸着用エア供給口」をそれぞれ「エア」、「エア供給口」と称する場合がある。
【００１１】
本発明のリンク式ロボットアーム装置は、吸着切替ユニットをアーム自体に付帯させているため、吸着切替ユニットが基台に設けられた従来の態様と比較して、アームの先端部に設けたエア供給口から吸着切替ユニットまでの距離（エア供給口と吸着切替ユニットを接続するエア管の経路長）を短く設定することができる。その結果、吸着切替ユニットを供給可能状態から供給停止状態に切り替えた際にエア供給口からのエア供給が実際に停止されるまでの時間、及び吸着切替ユニットを供給停止状態から供給可能状態に切り替えた際にエア供給口からエアが実際に供給されるまでの時間を効率良く短縮することができ、エンドエフェクタによる吸着保持機能を発揮する吸着ＯＮ状態と、エンドエフェクタによる吸着保持機能を発揮し得ない吸着ＯＦＦ状態との間の切替反応速度が向上する。
【００１２】
さらに、本発明のリンク式ロボットアーム装置は、アームのうちアーム長（アームの全長）の半分よりも旋回軸に近い位置に吸着切替ユニットを付帯させるという技術的思想を採用することによって、吸着切替ユニットをアームの先端部近傍領域に設けた態様であれば生じ得る不具合、すなわち、アームの先端部近傍領域に作用する負荷の増大に伴って、リンク要素を連結する各軸に作用する負荷も増大し、アーム全体の制御性能が大幅に低下し得るという不具合を効果的に抑制することができる。
【００１３】
また、本発明のリンク式ロボットアーム装置において、吸着切替ユニットの好ましい配置箇所としては、アームのうち最も基端側に配置した第１リンク要素を挙げることができ、より具体的な好ましい配置箇所としては、第１リンク要素のうち当該第１リンク要素の全長の半分よりも旋回軸に近い位置を挙げることができる。このような配置箇所を選択した場合には、吸着切替ユニットの重量は各リンク要素同士を接続する軸には負荷とはならず、吸着切替ユニットの重量が負荷として作用する軸は旋回軸のみとなり、アームの制御性能が大きく低下する事態を回避することができる。
【００１４】
また、本発明のリンク式ロボットアーム装置は、リンク要素同士の連結態様や、アームと基台との連結態様を特に限定するものではないが、高速なタクトタイム（生産工程の均等なタイミングを図るための工程作業時間）が要求される場合には、少なくとも第１リンク要素を旋回軸によって基台に水平旋回可能に連結していることが望ましい。このような連結態様を採用すれば、アームの基端側の小さい回転角度でアームの先端側を大きく回転させることができ、搬送対象物を所定の搬送場所へ効率良く搬送することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、吸着切替ユニットをアームのうちアーム長の半分よりも基端側（旋回軸側）に付帯させるという斬新な技術的思想を採用することによって、アームの制御性能低下を効果的に抑制するとともに、吸着ＯＮ・ＯＦＦ状態の切替応答速度の向上を図ることが可能なリンク式ロボットアーム装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るリンク式ロボットアーム装置の全体概略図。
【図２】同実施形態に係るリンク式ロボットアーム装置全体を一部断面にして示す模式図。
【図３】図２の要部拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１８】
本実施形態に係るリンク式ロボットアーム装置Ｘは、図１、図２及び図３に示すように、複数のリンク要素（第１リンク要素Ａ、第２リンク要素Ｂ、エンドエフェクタＣ）から構成されたアーム１と、アーム１を支持する基台２とを備えたものである。
【００１９】
アーム１は、アーム１のうち最も基端側（基台２側）に配置した第１リンク要素Ａと、第１旋回軸Ｊ１を介して第１リンク要素Ａの先端部に水平旋回可能に連結した第２リンク要素Ｂと、第２旋回軸Ｊ２を介して第２リンク要素Ｂの先端部に水平旋回可能に連結したエンドエフェクタＣとを備えたものである。このアーム１は、各リンク要素（第１リンク要素Ａ、第２リンク要素Ｂ、エンドエフェクタＣ）が各軸（第１旋回軸Ｊ１、第２旋回軸Ｊ２、後述するシータ軸Ｊ３）回りに旋回することによってアーム長１Ｌが最大になる伸長状態（図１参照）と、アーム長１Ｌが最小になる折畳状態（図示省略）との間で形状が変わるリンク構造（多関節構造）のものである。本実施形態では、第２リンク要素Ｂを第１リンク要素Ａよりも相対的に上方に配置し、エンドエフェクタＣを第２リンク要素Ｂよりも相対的に上方に配置している。したがって、折畳状態では、第１リンク要素Ａ、第２リンク要素Ｂ及びエンドエフェクタＣが重なり合った状態になる。なお、本発明及び本実施形態においてアーム１の「基端」側とは、伸長状態において基台２に近い側を意味し、アーム１の「先端」側とは、伸長状態において基台２から遠い側を意味する。
【００２０】
本実施形態のリンク式ロボットアーム装置Ｘは、シータ軸Ｊ３（本発明の「旋回軸」に相当）を介してアーム１と基台２とを連結している。本実施形態では、シータ軸Ｊ３を介して第１リンク要素Ａの基端部を基台２に連結している。
【００２１】
第１リンク要素Ａは、底壁部Ａ１１及び底壁部Ａ１１の外縁から上方に起立した起立壁部Ａ１２を有する第１リンク本体Ａ１と、底壁部Ａ１１と対向する位置に設けられて第１リンク本体Ａ１の上方に開口した開口部Ａ１３を蓋封する第１リンク蓋体Ａ２とを備え、これら第１リンク本体Ａ１と第１リンク蓋体Ａ２とによって囲まれた内部空間ＡＳを有するものである。なお、図１及び図２では、第１リンク蓋体Ａ２を、相対的に第１リンク本体Ａ１の基端側領域を被覆する蓋体Ａ２１と、相対的に第１リンク本体の先端部側領域を被覆する蓋体Ａ２２とから構成した態様を例示しているが、単一の蓋体のみで第１リンク蓋体Ａ２を構成してもよい。
【００２２】
また、第１リンク要素Ａの底壁部Ａ１１における基端側には、シータ軸Ｊ３を配置する領域Ａ３を形成している。なお、図示していないが、本実施形態では、シータ軸Ｊ３の下端部に、シータ軸用モータによって駆動・従動するシータ軸用プーリ及びシータ軸用ベルトを配置し、シータ軸Ｊ３のうちこれらシータ軸用プーリ及びシータ軸用ベルトに干渉しない上半部領域にシータ軸用ギアを一体回転可能に設けている。
【００２３】
また、第１リンク蓋体Ａ２（具体的には蓋体Ａ２２）の先端部には、第２リンク要素Ｂの基端部の形状に対応した切欠部Ａ２ａを形成し、この切欠部Ａ２ａに第２リンク要素Ｂの基端部を嵌合可能に構成している。
【００２４】
第２リンク要素Ｂは、底壁部Ｂ１１及び底壁部Ｂ１１の外縁から上方に起立した起立壁部Ｂ１２を有する第２リンク本体Ｂ１と、底壁部Ｂ１１と対向する位置に設けられ、第２リンク本体Ｂ１の上方に開口した開口部Ｂ１３を蓋封する第２リンク蓋体Ｂ２とを備え、これら第２リンク本体Ｂ１と第２リンク蓋体Ｂ２とによって囲まれた内部空間ＢＳを有するものである。第２リンク要素Ｂの底壁部Ｂ１１における基端側には、第１旋回軸Ｊ１を配置する領域Ｂ３を形成している。なお、図示していないが、本実施形態では、第１旋回軸Ｊ１の下端部に、第１旋回軸用モータによって駆動・従動する第１旋回軸用プーリ及び第１旋回軸用ベルトを配置し、第１旋回軸Ｊ１のうちこれら第１旋回軸用プーリ及び第１旋回軸用ベルトに干渉しない上半部領域に第１旋回軸用ギアを一体回転可能に設けている。
【００２５】
また、第２リンク蓋体Ｂ２の先端部には、エンドエフェクタＣの基端部の形状に対応した切欠部Ｂ２ａを形成し、この切欠部Ｂ２ａにエンドエフェクタＣの基端部を嵌合可能に構成している。
【００２６】
エンドエフェクタＣは、先端部がフォーク状（図示例では二股状）をなすエンドエフェクタ本体Ｃ１と、エンドエフェクタ本体Ｃ１の基端部を支持し、第２リンク要素Ｂの先端部に直接固定される固定部Ｃ２とを備えたものである。本実施形態では、板状をなすエンドエフェクタ本体Ｃ１及び固定部Ｃ２の組を複数組（図示例では２組）積層したエンドエフェクタＣを適用している。エンドエフェクタ本体Ｃ１の適宜箇所には吸着用エア供給口Ｃ３を形成している。本実施形態では、エンドエフェクタ本体Ｃ１のうち、先端部（フォーク部分の先端部）と、フォーク状に分岐していない部分にそれぞれ吸着用エア供給口Ｃ３を形成している。これら吸着用エア供給口Ｃ３は、アーム１の内部に設けたエア管（具体的には後述する第１エア管４）を介して吸着切替ユニット３に接続されている。なお、エア管４と供給口Ｃ３との接続は周知の手段や構造で実現することができる。また、エンドエフェクタ（エンドエフェクタ本体）の形状はフォーク状のものに限られず、他の適宜の形状のものであってもよい。
【００２７】
吸着切替ユニット３は、吸着用エア供給口Ｃ３に吸着用エアを供給可能な状態（以下、「供給可能状態」と称する）と、吸着用エア供給口Ｃ３への吸着用エア供給を停止する状態（以下、「供給停止状態」と称する）との間で切替可能なものである。図１及び図２では、説明の便宜上、極めて概略的に示した吸着切替ユニット３にパターンを付している。
【００２８】
そして、本実施形態のリンク式ロボットアーム装置Ｘは、伸長状態にあるアーム１のアーム長１Ｌの中間点１Ｃよりもシータ軸Ｊ３に近い位置に吸着切替ユニット３を設けている。具体的には、第１リンク要素Ａのうち当該第１リンク要素Ａの全長ＡＬの半分ＡＣよりもシータ軸Ｊ３に近い位置に吸着切替ユニット３を設けている。本実施形態では、第１リンク要素Ａの底壁部Ａ１１上に吸着切替ユニット３を載置して固定した状態で第１リンク蓋体Ａ２を第１リンク本体Ａ１に取り付けることによって、吸着切替ユニット３を第１リンク要素Ａ内（内部空間ＡＳ）に収容（内蔵）している。
【００２９】
吸着切替ユニット３は、切替バルブ３１を主体としてなり、複数の給排口（第１給排口３２、第２給排口３３）を備えたものである。第１給排口３２には、先端を吸着用エア供給口Ｃ３に接続した第１エア管４の基端を接続し、第２給排口３３には、リンク式ロボットアーム装置Ｘの外部に配置した図示しないエア供給源（本実施形態では真空ポンプ）に基端を接続した第２エア管５の先端を接続している。
【００３０】
吸着用エア供給口Ｃ３と吸着切替ユニット３とを接続する第１エア管４は、アーム１の内部に這わせた状態で設けられている。本実施形態では、第１旋回軸Ｊ１及び第２旋回軸Ｊ２として軸心部を中空にした筒状のものを適用しており、第１エア管４はこれら第１旋回軸Ｊ１及び第２旋回軸Ｊ２の筒状中空部Ｊ１ａ，Ｊ２ａを通過している。また、第１リンク要素Ａ内（内部空間ＡＳ）及び第２リンク要素Ｂ内（内部空間ＢＳ）で第１エア管４がギアやモータ等の部品と干渉することを回避すべく、第１リンク要素Ａ内や第２リンク要素Ｂ内における複数箇所で第１エア管４を保持（固定）している。好適な保持（固定）態様としては、タイマウント及び結束用バンド（タイケーブルとも称される）を用いた態様を挙げることができる。本実施形態では、図２に示すように、第１リンク要素Ａ内において第１エア管４を底壁部Ａ１１近く（第１リンク要素Ａの下部側）を通過させるとともに、第２リンク要素Ｂ内において第１エア管４を第２リンク蓋体Ｂ２近く（第２リンク要素Ｂの上部側）を通過させて、第１リンク要素Ａ内及び第２リンク要素Ｂ内でエア管４が他の部品と干渉することを回避している。特に、第１リンク要素Ａ及び第２リンク要素Ｂの内部空間ＡＳ，ＢＳのうち幅方向（長手方向と直交する方向）中央領域はエア管４以外の部材を配置する密度が高くなる傾向があるため、本実施形態では、第１リンク要素Ａ及び第２リンク要素Ｂの各起立壁部Ａ１２，Ｂ１２に沿って第１エア管４を通している。
【００３１】
基台２は、基台本体部２１と、シータ軸Ｊ３を介してアーム１の基端部（第１リンク要素Ａの基端部）を水平旋回可能に支持した状態で基台本体部２１に対して昇降可能な昇降部２２とを備えたものである。なお、図１では、基台本体部２１のカバー２１ａ、２１ｂを外した状態を示している。昇降部２２を昇降させる昇降機構２３としては、種々のものを採用することができるが、本実施形態では、図１に示すように、基台本体部２１に設けたリニアガイドレール２３１と、昇降部２２に取り付けられてリニアガイドレール２３１に沿って上下動する可動子（図示省略）とを備えた昇降機構２３を採用し、基台本体部２１に設けた昇降用モータで昇降用プーリ及び昇降用ベルトを駆動・従動させて、基台本体部２１に起立姿勢で配置したボールネジのネジ軸２３２を回転させ、このネジ軸２３２に対して螺合進退動作可能な可動子をリニアガイドレール２３１に沿って上下動させることによって、昇降部２２を昇降移動可能に構成している。
【００３２】
なお、吸着切替ユニット３の第２給排口３３に先端を接続した第２エア管５は、第１リンク要素Ａの内部空間ＡＳ、シータ軸Ｊ３の中空筒状部Ｊ３ａ、昇降部２２の内部空間２２Ｓ、図示しないケーブルベア、及び基台本体部２１の内部空間２１Ｓを通過して、リンク式ロボットアーム装置Ｘの外部に引き出され、図示しない真空ポンプに接続されている。
【００３３】
このような構成を有するリンク式ロボットアーム装置Ｘは、シータ軸Ｊ３、第１旋回軸Ｊ１、第２旋回軸Ｊ２、これら各軸Ｊ１，Ｊ２周りに水平旋回する第１リンク要素Ａ、第２リンク要素Ｂ、エンドエフェクタＣを作動させてアーム１全体の形状（姿勢）を適宜変形させることができる。
【００３４】
そして、本実施形態に係るリンク式ロボットアーム装置Ｘは、エンドエフェクタＣ上にウェーハ等の搬送対象物を保持して搬送する際に、吸着切替ユニット３を供給可能状態にして、エンドエフェクタＣの吸着用エア供給口Ｃ３から供給される負圧エアによって搬送対象物をエンドエフェクタＣ上に吸引して保持することができる状態（吸着ＯＮ状態）になる。また、本実施形態に係るリンク式ロボットアーム装置Ｘは、吸着ＯＮ状態を維持したままアーム１を適宜変形させて搬送対象物を所定の搬送位置まで搬送した時点で、吸着切替ユニット３を供給可能状態から供給停止状態に切り替える。その結果、リンク式ロボットアーム装置Ｘは、エンドエフェクタＣの吸着用エア供給口Ｃ３からの負圧エア供給動作を停止して搬送対象物の吸引保持状態を解除する状態（吸着ＯＦＦ状態）になる。
【００３５】
このように、本実施形態に係るリンク式ロボットアーム装置Ｘは、吸着切替ユニット３を供給可能状態と供給停止状態との間で切り替えることによって、吸着ＯＮ状態または吸着ＯＦＦ状態となり、エンドエフェクタＣ上に吸着保持した搬送対象物を好適に搬送することができる。
【００３６】
そして、本実施形態のリンク式ロボットアーム装置Ｘは、アーム長１Ｌの中間点１Ｃよりも基端側（基台２側）に配置されるリンク要素である第１リンク要素Ａ内に吸着切替ユニット３を設けているため、吸着切替ユニット３を基台２に設ける態様と比較して、アーム１の先端部に設けた吸着用エア供給口Ｃ３から吸着切替ユニット３までの距離（エア供給口Ｃ３と吸着切替ユニット３との間に配置される第１エア管４の経路長）が短くなる。これにより、本実施形態のリンク式ロボットアーム装置Ｘは、吸着切替ユニット３の供給可能状態と供給停止状態との間の切替に応じて、エンドエフェクタＣによる吸着保持機能を発揮する吸着ＯＮ状態とエンドエフェクタＣによる吸着保持機能を発揮し得ない吸着ＯＦＦ状態との間で瞬時に切り替わり、応答性が向上する。
【００３７】
また、本実施形態のリンク式ロボットアーム装置Ｘは、吸着切替ユニット３を第１リンク要素Ａに設けることによって、吸着切替ユニット３の重量が負荷として作用する軸がシータ軸Ｊ３のみとなるように構成しているため、吸着切替ユニット３をアーム１の先端部近傍領域に設けた態様であれば生じ得る不具合、すなわち、アーム１の先端部近傍領域に作用する負荷の増大に伴って、エンドエフェクタＣ、第２リンク要素Ｂ、第１リンク要素Ａをそれぞれ回転可能に支持する各軸（第２旋回軸Ｊ２、第１旋回軸Ｊ１、シータ軸Ｊ３）及びこれら各軸Ｊ２，Ｊ１，Ｊ３を回転駆動させるモータ（第２旋回軸用モータ、第１旋回軸用モータ、シータ軸用モータ）に吸着切替ユニット３の重量が負荷として作用し、アーム１全体の制御性能低下を招来するという不具合を効果的に抑制することができる。特に、本実施形態では、第１リンク要素Ａの全長ＡＬの半分ＡＣよりもシータ軸Ｊ３に近い位置に吸着切替ユニット３を設けているため、第１リンク要素Ａの先端部側に吸着切替ユニット３を設ける態様と比べて、シータ軸Ｊ３に作用する負荷の軽減、及びシータ軸用モータの負荷イナーシャの軽減を有効に図ることができる。
【００３８】
また、本実施形態に係るリンク式ロボットアーム装置Ｘは、アーム１の基端部である第１リンク要素Ａの基端部をシータ軸Ｊ３によって水平旋回可能に構成しているため、シータ軸Ｊ３の少ない回転角度でアーム１の先端（エンドエフェクタＣ）側を大きく回転させることができ、速いタクトタイムが要求される場面にも好適に対応することができる。
【００３９】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、吸着用エア供給口から低圧エアを供給するリンク式ロボットアーム装置であってもよい。この場合、吸着用エア供給口から吐出される低圧エアをエンドエフェクタの表面に沿って流すことで、搬送対象物とエンドエフェクタを近付けた際に、搬送対象物とエンドエフェクタとの隙間に負圧が生じ、大気圧との圧力差によって搬送対象物に働くエンドエフェクタ側に向かう力を利用して搬送対象物を吸着することができる。
【００４０】
また、アームに対する吸着切替ユニットの配置箇所は、伸長状態におけるアーム長の中間位置（図２の「１Ｃ」に相当する位置）よりもシータ軸側に寄った位置であればよく、上述した実施形態で例示した配置箇所（第１リンク要素の全長の半分よりもシータ軸側に寄った位置）に限定されない。
【００４１】
また、吸着切替ユニットとして、アームの内部空間に収容される内蔵型のものに代えて、アームの内部空間外に設けた外付け型のものを適用することもできる。
【００４２】
また、アームを構成するリンク要素の数や長さは適宜変更してもよく、リンク要素同士を、水平旋回動作に代えて、或いは加えて、鉛直面内で旋回（回転）する（縦振り）動作可能に連結したり、スライド動作可能に連結してもよい。さらには、エンドエフェクタの形状、或いは吸着用エア供給口の数や形状等も適宜変更しても構わない。
【００４３】
また、本発明のリンク式ロボットアーム装置Ｘで搬送可能な搬送対象物は、ウェーハに限らず、液晶等、他のものであってもよい。
【００４４】
また、基台は、シータ軸を介してアームを旋回可能に支持するものであればよく、アームを昇降動作可能に支持するものでなくても構わない。
【００４５】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１…アーム
２…基台
３…吸着切替ユニット
４…エア管（第１エア管）
Ａ…第１リンク要素
Ｂ…第２リンク要素
Ｃ…エンドエフェクタ
Ｃ３…吸着用エア供給口
Ｊ３…旋回軸（シータ軸）
Ｘ…リンク式ロボットアーム装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばウェーハや液晶等の搬送対象物を搬送（移送）する機構に適用されるリンク式ロボットアーム装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ウェーハや液晶等の搬送対象物を搬送するロボットアーム装置として、複数のリンク要素を連結したリンク式（リンク構造）のアームを備え、アームのうち最も基端側に配置したリンク要素（以下、「第１リンク要素」と称する）を旋回軸によって基台に水平旋回可能に支持させたものが知られている。このリンク式ロボットアーム装置によって搬送対象物を吸着保持して例えば次工程の処理装置などの所定場所に搬送できるように、アームのうち最も先端側に配置したリンク要素であるエンドエフェクタ（ロボットが作業対象に直接働きかける機能をもつ部分）には、吸着切替ユニットにエア管を介して接続された吸着用エア供給口が形成されている。例えば、吸着用エア供給口から供給されるエアが負圧エアである場合には、吸引作用によって搬送対象物を吸着保持することができる。また、吸着用エア供給口から供給されるエアが正の低圧エアである場合には、吸着用エア供給口から吐出される低圧エアが搬送対象物とエンドエフェクタとの隙間に流れて、当該隙間の気圧を低下させて負圧とし、大気圧との圧力差によって搬送対象物に働くエンドエフェクタ側に向かう力を利用して搬送対象物を吸着することができる。
【０００３】
このようなリンク式ロボットアーム装置においては、アームの先端部近傍に吸着切替ユニットを設ける態様が考えられる。しかしながら、比較的重量の大きい吸着切替ユニットをアームの先端部近傍に設けた場合には、当然のことながらアームの先端部近傍領域の負荷重量が増大し、リンク要素をそれぞれ回転可能に支持する各軸に作用する負荷も増加することによって、アーム全体の制御性能が大幅に低下するおそれがある。
【０００４】
そこで、通常のリンク式ロボットアーム装置には、アームを支持する基台、或いは基台の外部（基台よりもさらにアームの先端部から離れた位置）に吸着切替ユニットを設ける態様が採用されている（特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−９１３２号公報
【特許文献２】特開２００９−８８２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、吸着切替ユニットを基台あるいは基台の外部に設けた態様では、アームの先端部に設けられる吸着用エア供給口から吸着切替ユニットまでの距離（エア管の経路長）が必然的に長くなる。そして、この吸着用エア供給口と吸着切替ユニットとの距離が長ければ長いほど、吸着切替ユニットをエア供給を停止している状態（エア供給停止状態）からエア供給可能な状態（エア供給可能状態）に切り替えた場合に、吸着用エア供給口から実際にエアが供給されるまでの時間、または吸着切替ユニットをエア供給可能状態からエア供給停止状態に切り替えた場合に、吸着用エア供給口からのエア供給が実際に停止されるまでの時間が掛かることになり、エンドエフェクタによる吸着動作のＯＮ・ＯＦＦ切替の応答性が低下し得るという問題が考えられる。
【０００７】
本発明は、このような問題に着目してなされたものであって、主たる目的は、アームの制御性低下を効果的に抑制するとともに、吸着ＯＮ・ＯＦＦ状態の切替応答性の向上を図ることが可能なリンク式ロボットアーム装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本発明は、複数のリンク要素から構成されたアームと、アームのうち最も基端側に配置した第１リンク要素を旋回軸により水平旋回可能に支持する基台とを備え、アームのうち最も先端側に配置されて吸着用エア供給口を有するエンドエフェクタによって搬送対象物を吸着保持可能なリンク式ロボットアーム装置に関するものである。
【０００９】
ここで、「吸着用エア供給口」から供給されるエアは負圧または正の低圧の何れであってもよい。吸着用エア供給口から供給されるエアが負圧である場合は、吸引作用を利用して搬送対象物を吸着することができる。また、吸着用エア供給口から供給されるエアが低圧である場合は、吸着用エア供給口から吐出される低圧エアが搬送対象物とエンドエフェクタとの隙間に流れて、当該隙間の圧力を低下させて負圧として、大気圧との圧力差によって搬送対象物に働くエンドエフェクタ側に向かう力を利用して搬送対象物を吸着することができる。また、本発明において、エンドエフェクタはリンク要素の１つである。
【００１０】
そして、本発明に係るリンク式ロボットアーム装置は、アームの内部に設けたエア管を介して吸着用エア供給口に接続され、吸着用エア供給口に吸着用エアを供給可能な状態（供給可能状態）と、吸着用エア供給口への吸着用エア供給を停止する状態（供給停止状態）との間で切替可能な吸着切替ユニットを備え、この吸着切替ユニットを、アームのうちアームの全長の半分よりも旋回軸に近い位置に付帯していることを特徴としている。ここで、「付帯」とは、アームの内部空間に配置した「内蔵」及びアームの内部空間外に配置した「外付け」の何れをも含む概念である。また、以下の説明では、「吸着用エア」、「吸着用エア供給口」をそれぞれ「エア」、「エア供給口」と称する場合がある。
【００１１】
本発明のリンク式ロボットアーム装置は、吸着切替ユニットをアーム自体に付帯させているため、吸着切替ユニットが基台に設けられた従来の態様と比較して、アームの先端部に設けたエア供給口から吸着切替ユニットまでの距離（エア供給口と吸着切替ユニットを接続するエア管の経路長）を短く設定することができる。その結果、吸着切替ユニットを供給可能状態から供給停止状態に切り替えた際にエア供給口からのエア供給が実際に停止されるまでの時間、及び吸着切替ユニットを供給停止状態から供給可能状態に切り替えた際にエア供給口からエアが実際に供給されるまでの時間を効率良く短縮することができ、エンドエフェクタによる吸着保持機能を発揮する吸着ＯＮ状態と、エンドエフェクタによる吸着保持機能を発揮し得ない吸着ＯＦＦ状態との間の切替反応速度が向上する。
【００１２】
さらに、本発明のリンク式ロボットアーム装置は、アームのうちアーム長（アームの全長）の半分よりも旋回軸に近い位置に吸着切替ユニットを付帯させるという技術的思想を採用することによって、吸着切替ユニットをアームの先端部近傍領域に設けた態様であれば生じ得る不具合、すなわち、アームの先端部近傍領域に作用する負荷の増大に伴って、リンク要素を連結する各軸に作用する負荷も増大し、アーム全体の制御性能が大幅に低下し得るという不具合を効果的に抑制することができる。
【００１３】
また、本発明のリンク式ロボットアーム装置において、吸着切替ユニットの好ましい配置箇所としては、アームのうち最も基端側に配置した第１リンク要素を挙げることができ、より具体的な好ましい配置箇所としては、第１リンク要素のうち当該第１リンク要素の全長の半分よりも旋回軸に近い位置を挙げることができる。このような配置箇所を選択した場合には、吸着切替ユニットの重量は各リンク要素同士を接続する軸には負荷とはならず、吸着切替ユニットの重量が負荷として作用する軸は旋回軸のみとなり、アームの制御性能が大きく低下する事態を回避することができる。
【００１４】
また、本発明のリンク式ロボットアーム装置は、リンク要素同士の連結態様や、アームと基台との連結態様を特に限定するものではないが、高速なタクトタイム（生産工程の均等なタイミングを図るための工程作業時間）が要求される場合には、少なくとも第１リンク要素を旋回軸によって基台に水平旋回可能に連結していることが望ましい。このような連結態様を採用すれば、アームの基端側の小さい回転角度でアームの先端側を大きく回転させることができ、搬送対象物を所定の搬送場所へ効率良く搬送することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、吸着切替ユニットをアームのうちアーム長の半分よりも基端側（旋回軸側）に付帯させるという斬新な技術的思想を採用することによって、アームの制御性能低下を効果的に抑制するとともに、吸着ＯＮ・ＯＦＦ状態の切替応答速度の向上を図ることが可能なリンク式ロボットアーム装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るリンク式ロボットアーム装置の全体概略図。
【図２】同実施形態に係るリンク式ロボットアーム装置全体を一部断面にして示す模式図。
【図３】図２の要部拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１８】
本実施形態に係るリンク式ロボットアーム装置Ｘは、図１、図２及び図３に示すように、複数のリンク要素（第１リンク要素Ａ、第２リンク要素Ｂ、エンドエフェクタＣ）から構成されたアーム１と、アーム１を支持する基台２とを備えたものである。
【００１９】
アーム１は、アーム１のうち最も基端側（基台２側）に配置した第１リンク要素Ａと、第１旋回軸Ｊ１を介して第１リンク要素Ａの先端部に水平旋回可能に連結した第２リンク要素Ｂと、第２旋回軸Ｊ２を介して第２リンク要素Ｂの先端部に水平旋回可能に連結したエンドエフェクタＣとを備えたものである。このアーム１は、各リンク要素（第１リンク要素Ａ、第２リンク要素Ｂ、エンドエフェクタＣ）が各軸（第１旋回軸Ｊ１、第２旋回軸Ｊ２、後述するシータ軸Ｊ３）回りに旋回することによってアーム長１Ｌが最大になる伸長状態（図１参照）と、アーム長１Ｌが最小になる折畳状態（図示省略）との間で形状が変わるリンク構造（多関節構造）のものである。本実施形態では、第２リンク要素Ｂを第１リンク要素Ａよりも相対的に上方に配置し、エンドエフェクタＣを第２リンク要素Ｂよりも相対的に上方に配置している。したがって、折畳状態では、第１リンク要素Ａ、第２リンク要素Ｂ及びエンドエフェクタＣが重なり合った状態になる。なお、本発明及び本実施形態においてアーム１の「基端」側とは、伸長状態において基台２に近い側を意味し、アーム１の「先端」側とは、伸長状態において基台２から遠い側を意味する。
【００２０】
本実施形態のリンク式ロボットアーム装置Ｘは、シータ軸Ｊ３（本発明の「旋回軸」に相当）を介してアーム１と基台２とを連結している。本実施形態では、シータ軸Ｊ３を介して第１リンク要素Ａの基端部を基台２に連結している。
【００２１】
第１リンク要素Ａは、底壁部Ａ１１及び底壁部Ａ１１の外縁から上方に起立した起立壁部Ａ１２を有する第１リンク本体Ａ１と、底壁部Ａ１１と対向する位置に設けられて第１リンク本体Ａ１の上方に開口した開口部Ａ１３を蓋封する第１リンク蓋体Ａ２とを備え、これら第１リンク本体Ａ１と第１リンク蓋体Ａ２とによって囲まれた内部空間ＡＳを有するものである。なお、図１及び図２では、第１リンク蓋体Ａ２を、相対的に第１リンク本体Ａ１の基端側領域を被覆する蓋体Ａ２１と、相対的に第１リンク本体の先端部側領域を被覆する蓋体Ａ２２とから構成した態様を例示しているが、単一の蓋体のみで第１リンク蓋体Ａ２を構成してもよい。
【００２２】
また、第１リンク要素Ａの底壁部Ａ１１における基端側には、シータ軸Ｊ３を配置する領域Ａ３を形成している。なお、図示していないが、本実施形態では、シータ軸Ｊ３の下端部に、シータ軸用モータによって駆動・従動するシータ軸用プーリ及びシータ軸用ベルトを配置し、シータ軸Ｊ３のうちこれらシータ軸用プーリ及びシータ軸用ベルトに干渉しない上半部領域にシータ軸用ギアを一体回転可能に設けている。
【００２３】
また、第１リンク蓋体Ａ２（具体的には蓋体Ａ２２）の先端部には、第２リンク要素Ｂの基端部の形状に対応した切欠部Ａ２ａを形成し、この切欠部Ａ２ａに第２リンク要素Ｂの基端部を嵌合可能に構成している。
【００２４】
第２リンク要素Ｂは、底壁部Ｂ１１及び底壁部Ｂ１１の外縁から上方に起立した起立壁部Ｂ１２を有する第２リンク本体Ｂ１と、底壁部Ｂ１１と対向する位置に設けられ、第２リンク本体Ｂ１の上方に開口した開口部Ｂ１３を蓋封する第２リンク蓋体Ｂ２とを備え、これら第２リンク本体Ｂ１と第２リンク蓋体Ｂ２とによって囲まれた内部空間ＢＳを有するものである。第２リンク要素Ｂの底壁部Ｂ１１における基端側には、第１旋回軸Ｊ１を配置する領域Ｂ３を形成している。なお、図示していないが、本実施形態では、第１旋回軸Ｊ１の下端部に、第１旋回軸用モータによって駆動・従動する第１旋回軸用プーリ及び第１旋回軸用ベルトを配置し、第１旋回軸Ｊ１のうちこれら第１旋回軸用プーリ及び第１旋回軸用ベルトに干渉しない上半部領域に第１旋回軸用ギアを一体回転可能に設けている。
【００２５】
また、第２リンク蓋体Ｂ２の先端部には、エンドエフェクタＣの基端部の形状に対応した切欠部Ｂ２ａを形成し、この切欠部Ｂ２ａにエンドエフェクタＣの基端部を嵌合可能に構成している。
【００２６】
エンドエフェクタＣは、先端部がフォーク状（図示例では二股状）をなすエンドエフェクタ本体Ｃ１と、エンドエフェクタ本体Ｃ１の基端部を支持し、第２リンク要素Ｂの先端部に直接固定される固定部Ｃ２とを備えたものである。本実施形態では、板状をなすエンドエフェクタ本体Ｃ１及び固定部Ｃ２の組を複数組（図示例では２組）積層したエンドエフェクタＣを適用している。エンドエフェクタ本体Ｃ１の適宜箇所には吸着用エア供給口Ｃ３を形成している。本実施形態では、エンドエフェクタ本体Ｃ１のうち、先端部（フォーク部分の先端部）と、フォーク状に分岐していない部分にそれぞれ吸着用エア供給口Ｃ３を形成している。これら吸着用エア供給口Ｃ３は、アーム１の内部に設けたエア管（具体的には後述する第１エア管４）を介して吸着切替ユニット３に接続されている。なお、エア管４と供給口Ｃ３との接続は周知の手段や構造で実現することができる。また、エンドエフェクタ（エンドエフェクタ本体）の形状はフォーク状のものに限られず、他の適宜の形状のものであってもよい。
【００２７】
吸着切替ユニット３は、吸着用エア供給口Ｃ３に吸着用エアを供給可能な状態（以下、「供給可能状態」と称する）と、吸着用エア供給口Ｃ３への吸着用エア供給を停止する状態（以下、「供給停止状態」と称する）との間で切替可能なものである。図１及び図２では、説明の便宜上、極めて概略的に示した吸着切替ユニット３にパターンを付している。
【００２８】
そして、本実施形態のリンク式ロボットアーム装置Ｘは、伸長状態にあるアーム１のアーム長１Ｌの中間点１Ｃよりもシータ軸Ｊ３に近い位置に吸着切替ユニット３を設けている。具体的には、第１リンク要素Ａのうち当該第１リンク要素Ａの全長ＡＬの半分ＡＣよりもシータ軸Ｊ３に近い位置に吸着切替ユニット３を設けている。本実施形態では、第１リンク要素Ａの底壁部Ａ１１上に吸着切替ユニット３を載置して固定した状態で第１リンク蓋体Ａ２を第１リンク本体Ａ１に取り付けることによって、吸着切替ユニット３を第１リンク要素Ａ内（内部空間ＡＳ）に収容（内蔵）している。
【００２９】
吸着切替ユニット３は、切替バルブ３１を主体としてなり、複数の給排口（第１給排口３２、第２給排口３３）を備えたものである。第１給排口３２には、先端を吸着用エア供給口Ｃ３に接続した第１エア管４の基端を接続し、第２給排口３３には、リンク式ロボットアーム装置Ｘの外部に配置した図示しないエア供給源（本実施形態では真空ポンプ）に基端を接続した第２エア管５の先端を接続している。
【００３０】
吸着用エア供給口Ｃ３と吸着切替ユニット３とを接続する第１エア管４は、アーム１の内部に這わせた状態で設けられている。本実施形態では、第１旋回軸Ｊ１及び第２旋回軸Ｊ２として軸心部を中空にした筒状のものを適用しており、第１エア管４はこれら第１旋回軸Ｊ１及び第２旋回軸Ｊ２の筒状中空部Ｊ１ａ，Ｊ２ａを通過している。また、第１リンク要素Ａ内（内部空間ＡＳ）及び第２リンク要素Ｂ内（内部空間ＢＳ）で第１エア管４がギアやモータ等の部品と干渉することを回避すべく、第１リンク要素Ａ内や第２リンク要素Ｂ内における複数箇所で第１エア管４を保持（固定）している。好適な保持（固定）態様としては、タイマウント及び結束用バンド（タイケーブルとも称される）を用いた態様を挙げることができる。本実施形態では、図２に示すように、第１リンク要素Ａ内において第１エア管４を底壁部Ａ１１近く（第１リンク要素Ａの下部側）を通過させるとともに、第２リンク要素Ｂ内において第１エア管４を第２リンク蓋体Ｂ２近く（第２リンク要素Ｂの上部側）を通過させて、第１リンク要素Ａ内及び第２リンク要素Ｂ内でエア管４が他の部品と干渉することを回避している。特に、第１リンク要素Ａ及び第２リンク要素Ｂの内部空間ＡＳ，ＢＳのうち幅方向（長手方向と直交する方向）中央領域はエア管４以外の部材を配置する密度が高くなる傾向があるため、本実施形態では、第１リンク要素Ａ及び第２リンク要素Ｂの各起立壁部Ａ１２，Ｂ１２に沿って第１エア管４を通している。
【００３１】
基台２は、基台本体部２１と、シータ軸Ｊ３を介してアーム１の基端部（第１リンク要素Ａの基端部）を水平旋回可能に支持した状態で基台本体部２１に対して昇降可能な昇降部２２とを備えたものである。なお、図１では、基台本体部２１のカバー２１ａ、２１ｂを外した状態を示している。昇降部２２を昇降させる昇降機構２３としては、種々のものを採用することができるが、本実施形態では、図１に示すように、基台本体部２１に設けたリニアガイドレール２３１と、昇降部２２に取り付けられてリニアガイドレール２３１に沿って上下動する可動子（図示省略）とを備えた昇降機構２３を採用し、基台本体部２１に設けた昇降用モータで昇降用プーリ及び昇降用ベルトを駆動・従動させて、基台本体部２１に起立姿勢で配置したボールネジのネジ軸２３２を回転させ、このネジ軸２３２に対して螺合進退動作可能な可動子をリニアガイドレール２３１に沿って上下動させることによって、昇降部２２を昇降移動可能に構成している。
【００３２】
なお、吸着切替ユニット３の第２給排口３３に先端を接続した第２エア管５は、第１リンク要素Ａの内部空間ＡＳ、シータ軸Ｊ３の中空筒状部Ｊ３ａ、昇降部２２の内部空間２２Ｓ、図示しないケーブルベア、及び基台本体部２１の内部空間２１Ｓを通過して、リンク式ロボットアーム装置Ｘの外部に引き出され、図示しない真空ポンプに接続されている。
【００３３】
このような構成を有するリンク式ロボットアーム装置Ｘは、シータ軸Ｊ３、第１旋回軸Ｊ１、第２旋回軸Ｊ２、これら各軸Ｊ１，Ｊ２周りに水平旋回する第１リンク要素Ａ、第２リンク要素Ｂ、エンドエフェクタＣを作動させてアーム１全体の形状（姿勢）を適宜変形させることができる。
【００３４】
そして、本実施形態に係るリンク式ロボットアーム装置Ｘは、エンドエフェクタＣ上にウェーハ等の搬送対象物を保持して搬送する際に、吸着切替ユニット３を供給可能状態にして、エンドエフェクタＣの吸着用エア供給口Ｃ３から供給される負圧エアによって搬送対象物をエンドエフェクタＣ上に吸引して保持することができる状態（吸着ＯＮ状態）になる。また、本実施形態に係るリンク式ロボットアーム装置Ｘは、吸着ＯＮ状態を維持したままアーム１を適宜変形させて搬送対象物を所定の搬送位置まで搬送した時点で、吸着切替ユニット３を供給可能状態から供給停止状態に切り替える。その結果、リンク式ロボットアーム装置Ｘは、エンドエフェクタＣの吸着用エア供給口Ｃ３からの負圧エア供給動作を停止して搬送対象物の吸引保持状態を解除する状態（吸着ＯＦＦ状態）になる。
【００３５】
このように、本実施形態に係るリンク式ロボットアーム装置Ｘは、吸着切替ユニット３を供給可能状態と供給停止状態との間で切り替えることによって、吸着ＯＮ状態または吸着ＯＦＦ状態となり、エンドエフェクタＣ上に吸着保持した搬送対象物を好適に搬送することができる。
【００３６】
そして、本実施形態のリンク式ロボットアーム装置Ｘは、アーム長１Ｌの中間点１Ｃよりも基端側（基台２側）に配置されるリンク要素である第１リンク要素Ａ内に吸着切替ユニット３を設けているため、吸着切替ユニット３を基台２に設ける態様と比較して、アーム１の先端部に設けた吸着用エア供給口Ｃ３から吸着切替ユニット３までの距離（エア供給口Ｃ３と吸着切替ユニット３との間に配置される第１エア管４の経路長）が短くなる。これにより、本実施形態のリンク式ロボットアーム装置Ｘは、吸着切替ユニット３の供給可能状態と供給停止状態との間の切替に応じて、エンドエフェクタＣによる吸着保持機能を発揮する吸着ＯＮ状態とエンドエフェクタＣによる吸着保持機能を発揮し得ない吸着ＯＦＦ状態との間で瞬時に切り替わり、応答性が向上する。
【００３７】
また、本実施形態のリンク式ロボットアーム装置Ｘは、吸着切替ユニット３を第１リンク要素Ａに設けることによって、吸着切替ユニット３の重量が負荷として作用する軸がシータ軸Ｊ３のみとなるように構成しているため、吸着切替ユニット３をアーム１の先端部近傍領域に設けた態様であれば生じ得る不具合、すなわち、アーム１の先端部近傍領域に作用する負荷の増大に伴って、エンドエフェクタＣ、第２リンク要素Ｂ、第１リンク要素Ａをそれぞれ回転可能に支持する各軸（第２旋回軸Ｊ２、第１旋回軸Ｊ１、シータ軸Ｊ３）及びこれら各軸Ｊ２，Ｊ１，Ｊ３を回転駆動させるモータ（第２旋回軸用モータ、第１旋回軸用モータ、シータ軸用モータ）に吸着切替ユニット３の重量が負荷として作用し、アーム１全体の制御性能低下を招来するという不具合を効果的に抑制することができる。特に、本実施形態では、第１リンク要素Ａの全長ＡＬの半分ＡＣよりもシータ軸Ｊ３に近い位置に吸着切替ユニット３を設けているため、第１リンク要素Ａの先端部側に吸着切替ユニット３を設ける態様と比べて、シータ軸Ｊ３に作用する負荷の軽減、及びシータ軸用モータの負荷イナーシャの軽減を有効に図ることができる。
【００３８】
また、本実施形態に係るリンク式ロボットアーム装置Ｘは、アーム１の基端部である第１リンク要素Ａの基端部をシータ軸Ｊ３によって水平旋回可能に構成しているため、シータ軸Ｊ３の少ない回転角度でアーム１の先端（エンドエフェクタＣ）側を大きく回転させることができ、速いタクトタイムが要求される場面にも好適に対応することができる。
【００３９】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、吸着用エア供給口から低圧エアを供給するリンク式ロボットアーム装置であってもよい。この場合、吸着用エア供給口から吐出される低圧エアをエンドエフェクタの表面に沿って流すことで、搬送対象物とエンドエフェクタを近付けた際に、搬送対象物とエンドエフェクタとの隙間に負圧が生じ、大気圧との圧力差によって搬送対象物に働くエンドエフェクタ側に向かう力を利用して搬送対象物を吸着することができる。
【００４０】
また、アームに対する吸着切替ユニットの配置箇所は、伸長状態におけるアーム長の中間位置（図２の「１Ｃ」に相当する位置）よりもシータ軸側に寄った位置であればよく、上述した実施形態で例示した配置箇所（第１リンク要素の全長の半分よりもシータ軸側に寄った位置）に限定されない。
【００４１】
また、吸着切替ユニットとして、アームの内部空間に収容される内蔵型のものに代えて、アームの内部空間外に設けた外付け型のものを適用することもできる。
【００４２】
また、アームを構成するリンク要素の数や長さは適宜変更してもよく、リンク要素同士を、水平旋回動作に代えて、或いは加えて、鉛直面内で旋回（回転）する（縦振り）動作可能に連結したり、スライド動作可能に連結してもよい。さらには、エンドエフェクタの形状、或いは吸着用エア供給口の数や形状等も適宜変更しても構わない。
【００４３】
また、本発明のリンク式ロボットアーム装置Ｘで搬送可能な搬送対象物は、ウェーハに限らず、液晶等、他のものであってもよい。
【００４４】
また、基台は、シータ軸を介してアームを旋回可能に支持するものであればよく、アームを昇降動作可能に支持するものでなくても構わない。
【００４５】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１…アーム
２…基台
３…吸着切替ユニット
４…エア管（第１エア管）
Ａ…第１リンク要素
Ｂ…第２リンク要素
Ｃ…エンドエフェクタ
Ｃ３…吸着用エア供給口
Ｊ３…旋回軸（シータ軸）
Ｘ…リンク式ロボットアーム装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリンク要素から構成されたアームと、当該アームのうち最も基端側に配置した第１リンク要素を旋回軸によって旋回可能に支持する基台とを備え、前記アームのうち最も先端側に配置され且つ吸着用エア供給口を有するエンドエフェクタによって搬送対象物を吸着保持可能なリンク式ロボットアーム装置であって、
前記アームの内部に設けたエア管を介して前記吸着用エア供給口に接続され、吸着用エア供給口に吸着用エアを供給可能な状態と、吸着用エア供給口への吸着用エア供給を停止する状態との間で切替可能な吸着切替ユニットを備え、
当該吸着切替ユニットを、前記アームのうち当該アームの全長の半分よりも前記旋回軸に近い位置に付帯していることを特徴とするリンク式ロボットアーム装置。
【請求項２】
前記吸着切替ユニットを前記第１リンク要素に付帯している請求項１に記載のリンク式ロボットアーム装置。
【請求項３】
前記吸着切替ユニットを前記第１リンク要素のうち当該第１リンク要素の全長の半分よりも前記旋回軸に近い位置に付帯している請求項１又は２の何れかに記載のリンク式ロボットアーム装置。
【請求項４】
前記第１リンク要素を前記旋回軸によって前記基台に水平旋回可能に連結している請求項１乃至３の何れかに記載のリンク式ロボットアーム装置。
【請求項１】
複数のリンク要素から構成されたアームと、当該アームのうち最も基端側に配置した第１リンク要素を旋回軸によって旋回可能に支持する基台とを備え、前記アームのうち最も先端側に配置され且つ吸着用エア供給口を有するエンドエフェクタによって搬送対象物を吸着保持可能なリンク式ロボットアーム装置であって、
前記アームの内部に設けたエア管を介して前記吸着用エア供給口に接続され、吸着用エア供給口に吸着用エアを供給可能な状態と、吸着用エア供給口への吸着用エア供給を停止する状態との間で切替可能な吸着切替ユニットを備え、
当該吸着切替ユニットを、前記アームのうち当該アームの全長の半分よりも前記旋回軸に近い位置に付帯していることを特徴とするリンク式ロボットアーム装置。
【請求項２】
前記吸着切替ユニットを前記第１リンク要素に付帯している請求項１に記載のリンク式ロボットアーム装置。
【請求項３】
前記吸着切替ユニットを前記第１リンク要素のうち当該第１リンク要素の全長の半分よりも前記旋回軸に近い位置に付帯している請求項１又は２の何れかに記載のリンク式ロボットアーム装置。
【請求項４】
前記第１リンク要素を前記旋回軸によって前記基台に水平旋回可能に連結している請求項１乃至３の何れかに記載のリンク式ロボットアーム装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−５６０３５（Ｐ２０１２−５６０３５Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０２３２７（Ｐ２０１０−２０２３２７）
【出願日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ケーブルベア
【出願人】（０００００２０５９）シンフォニアテクノロジー株式会社 (1,111)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ケーブルベア
【出願人】（０００００２０５９）シンフォニアテクノロジー株式会社 (1,111)
【Ｆターム（参考）】
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