工业用机器人的机械手及工业用机器人的制作方法

1.本发明涉及一种在对输送对象物进行输送的工业用机器人中使用的工业用机器人的机械手。另外，本发明还涉及具备该机械手的工业用机器人。


背景技术：

2.以往，已知有用于输送半导体晶片的水平多关节型的工业用机器人(例如，参照专利文献1)。专利文献1所记载的工业用机器人具备：搭载半导体晶片的机械手；将机械手可转动地连结在前端侧的机械臂；以及将机械臂的基端侧可转动地连结的主体部。机械手包括：搭载半导体晶片的搭载部；构成机械手的基端侧部分的机械手基部；用于将搭载于搭载部的半导体晶片保持在水平方向的一定位置的保持机构。搭载部的基端侧固定于机械手基部。机械手基部可转动地连结在机械臂的前端侧。
3.在专利文献1所记载的工业用机器人中，保持机构具备：端面抵接部件，其具有与半导体晶片的端面抵接的抵接面；按压部件，其与半导体晶片的端面接触而将半导体晶片的端面按压于端面抵接部件的抵接面；以及气缸，其使按压部件直线地移动。气缸收纳在形成为中空状的机械手基部的内部。按压部件的基端部与气缸连结，并被收纳在机械手基部的内部。按压部件的前端侧部分配置在机械手基部的外部，按压部件的前端能够与半导体晶片的端面接触。在机械手基部上形成有供按压部件插通的开口部。[现有技术文献][专利文献]
[0004]
专利文献1：日本特开2015-36186号公报


技术实现要素：

[0005]
专利文献1中记载的工业用机器人例如在输送进行了使用液体的规定处理后的半导体晶片的情况下，残留在半导体晶片上的液体有可能从机械手基部的开口部浸入到机械手基部的内部。另外，如果液体浸入到机械手基部的内部，则可能会腐蚀收纳在机械手基部内部的气缸等。为了防止液体向机械手基部的内部浸入，只要在机械手基部的开口部配置密封部件，使密封部件的内周面与直线移动的按压部件的外周面紧密接触即可。
[0006]
但是，如果在机械手基部的开口部配置密封部件并使其与按压部件的外周面紧密接触，则每当保持机构保持半导体晶片时，以及每当释放保持机构所保持的半导体晶片时，在按压部件的外周面以高接触压力与密封部件的内周面接触的状态下，按压部件直线移动按压部件的行程量，因此密封部件的磨损加剧，密封部件的寿命有可能变短。
[0007]
因此，本发明的课题在于提供一种工业用机器人的机械手，其具备：搭载输送对象物的搭载部；构成机械手的基端侧部分并且固定搭载部的基端侧的机械手基部；以及用于将搭载于搭载部的输送对象物保持在水平方向的一定位置的保持机构，与以往相比能够降低用于防止液体向机械手基部的内部浸入的密封部件的磨损量。另外，本发明的课题在于提供一种具备该机械手的工业用机器人。
[0008]
为了解决上述课题，本发明的工业用机器人的机械手是5对输送对象物进行输送的工业用机器人的机械手，其特征在于，包括：搭载部，其搭载输送对象物；机械手基部，其构成机械手的基端侧部分，并且固定搭载部的基端侧；以及保持机构，其用于将搭载于搭载部的输送对象物保持在水平方向的一定位置，保持机构包括：端面抵接部件，其具有与输送对象物的端面抵接的抵接面，且安装于搭载部的前端侧；按压部件，其具有与输送对象物的端面接触而将输送对象物的端面按压于抵接面的按压部，且保持于机械手基部；驱动源，其收纳于机械手基部的内部，并且以上下方向作为转动的轴向而使按压部件相对于机械手基部转动；轴承，其以能够转动的方式支撑按压部件；以及密封部件，其用于防止液体向机械手基部的内部浸入，按压部件包括：转动轴，其成为按压部件的转动中心；以及第一杆部，其从转动轴朝向转动轴的径向外侧延伸，第一杆部配置在机械手基部的外部，按压部与第一杆部的前端部连接，轴承以能够转动的方式支撑转动轴，密封部件配置在转动轴的外周侧，并且与转动轴的外周面紧密接触。
[0009]
在本发明的工业用机器人的机械手中，具有与输送对象物的端面接触而将输送对象物的端面按压在端面抵接部件的抵接面上的按压部的按压部件包括：成为按压部件的转动中心的转动轴；以及从转动轴朝向转动轴的径向外侧延伸的第一杆部。另外，在本发明中，按压部与配置在机械手基部的外部的第一杆部的前端部连接。
[0010]
因此，在本发明中，即使减小转动轴的转动角度，也能够确保用于保持机构保持输送对象物、或释放保持机构所保持的输送对象物的按压部的移动量。因此，在本发明中，能够确保用于保持机构保持输送对象物或释放保持机构所保持的输送对象物的按压部的移动量，并且能够减小在转动轴的外周面以高接触压力与密封部件的内周面接触的状态下转动的转动轴的转动角度。其结果，在本发明中，与以往相比能够降低密封部件的磨损量。
[0011]
在本发明中，例如，按压部是能旋转地保持在第一杆部上的辊。另外，在本发明中，例如，按压部件包括从转动轴朝向转动轴的径向外侧延伸的第二杆部，第二杆部配置在机械手基部的内部，第二杆部的前端部与驱动源连结。在该情况下，例如，从上下方向观察时的按压部件的形状为l形状。
[0012]
本发明的机械手能够用于包括与机械手连结的机械臂和与机械臂连结的主体部的工业用机器人。在该工业用机器人中，与以往相比，能够降低用于防止液体向机械手基部的内部浸入的密封部件的磨损量。
[0013]
如上所述，在本发明中，在包括搭载输送对象物的搭载部、构成机械手的基端侧部分并且固定搭载部的基端侧的机械手基部、用于将搭载于搭载部的输送对象物保持在水平方向的一定位置的保持机构的工业用机器人的机械手中，与以往相比能够降低用于防止液体向机械手基部的内部浸入的密封部件的磨损量。
附图说明
[0014]
图1是本发明的实施方式的工业用机器人的俯视图。图2是用于说明图1的e部的结构的放大图。图3是用于说明图2的f-f剖面的结构的剖视图。(符号说明)1机器人(工业用机器人)
2晶片(半导体晶片、输送对象物)3机械手4机械臂5主体部11搭载部12机械手基部13保持机构15端面抵接部件15a抵接面16辊(按压部)17按压部件19气缸(驱动源)20轴承21密封部件22转动轴23第一杆部24第二杆部
具体实施方式
[0015]
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0016]
(工业用机器人的概略结构)图1是本发明的实施方式的工业用机器人1的俯视图。
[0017]
本实施方式的工业用机器人1(以下称为“机器人1”)是用于输送作为输送对象物的半导体晶片2(以下称为“晶片2”)的水平多关节型机器人。晶片2形成为圆板状。机器人1被组装到半导体制造系统中使用。在本实施方式中，对晶片2进行使用液体的规定的处理，机器人1输送处理后的晶片2。
[0018]
机器人1具有：搭载晶片2的机械手3；机械臂4，机械手3以能够转动的方式连结于机械臂4的前端侧，机械臂4在水平方向上动作；以及主体部5，机械臂4的基端侧以能够转动的方式连结于主体部5。机械臂4由基端侧可转动地连结在主体部5上的臂部7、基端侧可转动地连结在臂部7的前端侧的臂部8、基端侧可转动地连结在臂部8的前端侧的臂部9构成。
[0019]
臂部7～9以上下方向为转动的轴向进行转动。主体部5具备可转动地连结臂部7的基端侧的柱状部件、使柱状部件与机械臂4一起升降的升降机构。臂部7的基端侧可转动地连结于柱状部件的上端部。主体部5、臂部7、臂部8和臂部9在上下方向上从下侧起依次配置。另外，机器人1具备：使臂部7、8转动而使由臂部7和臂部8构成的机械臂4的一部分伸缩的臂部驱动机构；使臂部9转动的臂部驱动机构；以及使机械手3转动的机械手驱动机构。
[0020]
机械手3形成为从上下方向观察时的形状为大致y形状，机械手3的前端侧分为两股状。机械手3可转动地连结在臂部9的前端侧。另外，机械手3配置在臂部9的上侧。机械手3以上下方向为转动的轴向进行转动。机械手3具有：搭载晶片2的搭载部11；构成机械手3的基端侧部分的机械手基部12；以及用于将搭载于搭载部11的晶片2保持在水平方向的一定
位置的保持机构13。
[0021]
机械手基部12可转动地连结在臂部9的前端侧。在机械手基部12上固定有搭载部11的基端侧。搭载部11形成为平板状。搭载部11以搭载部11的厚度方向与上下方向一致的方式配置。机械手基部12形成为上下方向的厚度较薄的扁平的块状。机械手基部12形成为中空状。保持机构13是边缘握式的保持机构，其从三个方向与搭载在搭载部11上的晶片2的端面(外周面)接触，以将搭载在搭载部11上的晶片2在水平方向上保持在一定位置。以下，对保持机构13的结构进行说明。
[0022]
(保持机构的结构)图2是用于说明图1的e部的结构的放大图。图3是用于说明图2的f-f剖面的结构的剖视图。
[0023]
保持机构13具有：端面抵接部件15，其具有与晶片2的端面抵接的抵接面15a；按压部件17，其具有作为按压部的辊16，该辊16与晶片2的端面接触而将晶片2的端面按压在端面抵接部件15的抵接面15a上。端面抵接部件15安装在搭载部11的前端侧。具体而言，端面抵接部件15固定在呈大致y形状的机械手3的前端部的两个部位。另外，端面抵接部件15固定在搭载部11的上表面。另外，在搭载部11的基端侧的上表面固定有载置晶片2的两个晶片载置部件18，晶片2被搭载于端面抵接部件15和晶片载置部件18。
[0024]
按压部件17可转动地保持在机械手基部12上。具体而言，按压部件17以能够相对于机械手基部12以上下方向为转动的轴向进行转动的方式保持于机械手基部12。另外，保持机构13具备：作为驱动源的气缸19，其以上下方向为转动的轴向使按压部件17相对于机械手基部12转动；轴承20，其以能够转动的方式支撑按压部件17；密封部件21，其用于防止液体向机械手基部12的内部浸入。
[0025]
按压部件17具备：成为按压部件17的转动中心的转动轴22；从转动轴22朝向转动轴22的径向外侧延伸的第一杆部23及第二杆部24。转动轴22以转动轴22的轴向与上下方向一致的方式配置。转动轴22插通在形成于机械手基部12的前端部的上表面侧的插通孔12a中。
[0026]
第一杆部23及第二杆部24形成为从上下方向观察时的形状为细长的长圆形状的平板状。第一杆部23的基端部与转动轴22的上端连接。第二杆部24的基端部与转动轴22的下端连接。从上下方向观察时，第一杆部23和第二杆部24从转动轴22向相互不同的方向延伸，从上下方向观察时的按压部件17的形状为l形状。
[0027]
第一杆部23配置在机械手基部12的外部。在第一杆部23的前端部连接有辊16。辊16由第一杆部23可旋转地保持。具体而言，辊16可转动地保持在固定于第一杆部23的前端部的固定轴25上，通过固定轴25可旋转地保持在第一杆部23上。固定轴25以固定轴25的轴向与上下方向一致的方式配置。辊16能够相对于第一杆部23以上下方向为旋转的轴向进行旋转。
[0028]
第二杆部24配置在机械手基部12的内部。即，第二杆部24收纳在机械手基部12的内部。气缸19收纳在机械手基部12的内部。第二杆部24的前端部与气缸19连结。具体而言，第二杆部24的前端部以能够转动的方式与固定于气缸19的杆的前端的连结部件26连结。第二杆部24的前端部能够相对于连结部件26以上下方向为转动的轴向进行转动。另外，气缸19的主体部以能够相对于机械手基部12以上下方向为转动的轴向进行转动的方式安装于
机械手基部12。
[0029]
轴承20例如是滚珠轴承等滚动轴承。轴承20配置在机械手基部12的插通孔12a中。轴承20以能够转动的方式支撑转动轴22。轴承20的外圈固定于插通孔12a的内周侧，轴承20的内圈固定于转动轴22的外周面。另外，轴承20也可以是滑动轴承。
[0030]
密封部件21形成为圆环状。密封部件21配置在机械手基部12的插通孔12a中。另外，密封部件21配置在轴承20的上侧。密封部件21配置在转动轴22的外周侧。即，转动轴22配置在密封部件21的内周侧。密封部件21与转动轴22的外周面紧密接触。具体而言，密封部件21的内周面与转动轴22的外周面紧密接触。
[0031]
在如上构成的保持机构13中，气缸19使按压部件17以转动轴22为转动中心在辊16与晶片2的端面接触而将晶片2的端面按压在端面抵接部件15的抵接面15a上的晶片保持位置(图2的双点划线所示的位置)和辊16以离开晶片2的端面的方式退避的退避位置(图2的实线所示的位置)之间转动。
[0032]
(本实施方式的主要效果)如以上说明的那样，在本实施方式中，具有与晶片2的端面接触而将晶片2的端面按压在端面抵接部件15的抵接面15a上的辊16的按压部件17具备：成为按压部件17的转动中心的转动轴22、和从转动轴22朝向转动轴22的径向外侧延伸的第一杆部23。另外，在本实施方式中，辊16与配置在机械手基部12的外部的第一杆部23的前端部连接。因此，在本实施方式中，即使减小转动轴22的转动角度，也能够确保用于保持机构13保持晶片2或释放保持机构13所保持的晶片2的辊16的移动量。
[0033]
即，在本实施方式中，由于辊16与以转动轴22为转动中心转动的第一杆部23的前端部连接，因此即使减小转动轴22的转动角度，也能够使辊16在图2的双点划线所示的位置与图2的实线所示的位置之间移动。因此，在本实施方式中，能够确保用于保持机构13保持晶片2或释放保持机构13所保持的晶片2的辊16的移动量，并且能够减小在转动轴22的外周面以高接触压力与密封部件21的内周面接触的状态下转动的转动轴22的转动角度。其结果是，在本实施方式中，能够降低密封部件21的磨损量。
[0034]
(其他实施方式)上述实施方式是本发明的优选实施方式的一例，但并不限定于此，在不改变本发明的主旨的范围内能够进行各种变形实施。
[0035]
在上述实施方式中，保持机构13也可以代替气缸19而具备使按压部件17相对于机械手基部12转动的马达等驱动源。在保持机构13具备马达作为驱动源的情况下，例如，马达也可以直接使转动轴22转动。在该情况下，按压部件17也可以不具备第二杆部24。另外，在上述实施方式中，辊16也可以不相对于第一杆部23旋转。另外，在上述实施方式中，按压部件17也可以具备辊16以外的按压部。
[0036]
在上述实施方式中，机器人1也可以具备可转动地连结在机械臂4的前端侧的两个机械手3。另外，在上述实施方式中，机械臂4既可以由两个臂部构成，也可以由四个以上的臂部构成。另外，在上述实施方式中，由机器人1输送的输送对象物也可以是晶片2以外的对象物。在这种情况下，例如，输送对象物也可以形成为正方形或长方形的平板状。
[0037]
应用本发明的工业用机器人也可以是水平多关节型的工业用机器人以外的机器人。例如，应用本发明的工业用机器人也可以是具备以机械手3能够直线往复移动的方式连
结机械手3的机械臂、以能够转动的方式连结机械臂的主体部、和使机械手3相对于机械臂直线往复移动的直线驱动部的工业用机器人。

技术特征：
1.一种机械手，是对输送对象物进行输送的工业用机器人的机械手，其特征在于，包括：搭载部，其搭载所述输送对象物；机械手基部，其构成所述机械手的基端侧部分，并且固定所述搭载部的基端侧；以及保持机构，其用于将搭载于所述搭载部的所述输送对象物保持在水平方向的一定位置，所述保持机构包括：端面抵接部件，其具有与所述输送对象物的端面抵接的抵接面，且安装于所述搭载部的前端侧；按压部件，其具有与所述输送对象物的端面接触而将所述输送对象物的端面按压于所述抵接面的按压部，且保持于所述机械手基部；驱动源，其收纳于所述机械手基部的内部，并且以上下方向作为转动的轴向而使所述按压部件相对于所述机械手基部转动；轴承，其以能够转动的方式支撑所述按压部件；以及密封部件，其用于防止液体向所述机械手基部的内部浸入，所述按压部件包括：转动轴，其成为所述按压部件的转动中心；以及第一杆部，其从所述转动轴朝向所述转动轴的径向外侧延伸，所述第一杆部配置在所述机械手基部的外部，所述按压部与所述第一杆部的前端部连接，所述轴承以能够转动的方式支撑所述转动轴，所述密封部件配置在所述转动轴的外周侧，并且与所述转动轴的外周面紧密接触。2.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述按压部是能旋转地保持在所述第一杆部上的辊。3.根据权利要求1或2所述的机械手，其特征在于，所述按压部件包括从所述转动轴朝向所述转动轴的径向外侧延伸的第二杆部，所述第二杆部配置在所述机械手基部的内部，所述第二杆部的前端部与所述驱动源连结。4.根据权利要求3所述的机械手，其特征在于，从上下方向观察时的所述按压部件的形状为l形状。5.一种工业用机器人，其特征在于，包括：权利要求1至4中任一项所述的机械手；与所述机械手连结的机械臂；以及与所述机械臂连结的主体部。

技术总结
本发明提供一种工业用机器人的机械手，包括：搭载输送对象物的搭载部；构成机械手的基端侧部分并且固定搭载部的基端侧的机械手基部；以及用于将搭载于搭载部的输送对象物保持在水平方向的一定位置的保持机构，与以往相比能够降低用于防止液体向机械手基部的内部浸入的密封部件的磨损量。在机械手(3)中，具有与输送对象物(2)的端面接触而将输送对象物(2)的端面按压在端面抵接部件的抵接面上的按压部(16)的按压部件(17)包括：成为按压部件(17)的转动中心的转动轴；以及从转动轴朝向转动轴的径向外侧延伸的第一杆部(23)。在机械手(3)中，按压部(16)与配置在机械手基部(12)外部的第一杆部(23)的前端部连接。第一杆部(23)的前端部连接。第一杆部(23)的前端部连接。


技术研发人员：栗林保 青木雅裕
受保护的技术使用者：日本电产三协株式会社
技术研发日：2023.02.17
技术公布日：2023/8/21