特許ウォッチ

公開番号2025016638
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-04
出願番号2024191279,2022115165
出願日2024-10-31,2018-02-15
発明の名称装置及び方法
出願人パーシモンテクノロジーズコーポレイション,PERSIMMON TECHNOLOGIES, CORP.
代理人個人
主分類B25J 9/10 20060101AFI20250128BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】複数のエンドエフェクタを備えた材料取り扱いロボットを提供する
【解決手段】好適な実施形態の一例の装置は、複数のモータ及び複数の同軸駆動シャフトを有するロボット駆動部と、ロボット駆動部に連結されるロボットアームとを備える。ロボットアームは、いずれかの同軸駆動シャフトに連結される第1及び第2の上腕と、第1の上腕に連結される第1の前腕セットと、第2の上腕に連結される第2の前腕セットと、それぞれいずれかの前腕に接続される複数のエンドエフェクタとを有する。前記装置はまた、第1の上腕に配置され、第1の前腕セットの前腕を回転させる第1のモータと、第2の上腕に配置され、第2の前腕セットの前腕を回転させる第2のモータとを備える
【選択図】図13B
特許請求の範囲【請求項１】
複数のモータ及び複数の同軸駆動シャフトを有するロボット駆動部と；
前記ロボット駆動部に連結されるロボットアームであって、第１の上腕と、第２の上腕と、前記第１の上腕に連結される第１の前腕セットと、前記第２の上腕に連結される第２の前腕セットと、それぞれいずれかの前腕に接続される複数のエンドエフェクタとを有し、前記第１及び第２の上腕は、それぞれ前記複数の同軸駆動シャフトのうちの第１の同軸駆動シャフト及び第２の同軸駆動シャフトのいずれかに連結される、ロボットアームと；
前記第１の上腕に配置される第１のモータであって、前記第１の前腕セットに含まれる第１の前腕を、前記第１の上腕に対して回転させるように構成される第１のモータと；
前記第２の上腕に配置される第２のモータであって、前記第２の前腕セットに含まれる第１の前腕を、前記第２の上腕に対して回転させるように構成される第２のモータと；
を備える、装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第１の上腕に配置される第３のモータであって、前記第１の前腕セットに含まれる第２の前腕を、前記第１の上腕に対して回転させるように構成される第３のモータを更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２の上腕に配置される第４のモータであって、前記第２の前腕セットに含まれる第２の前腕を、前記第２の上腕に対して回転させるように構成される第４のモータを更に備える、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の上腕に設けられ、前記第１のモータを前記第１の上腕の前記第１の前腕に接続する第１の駆動ベルト機構と、
前記第１の上腕に設けられ、前記第１のモータを前記第１の上腕の前記第２の前腕に接続する第２の駆動ベルト機構と、
を更に備える、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の駆動ベルト機構が、前記第１の上腕の前記第１の前腕に結合される直線状ベルト駆動部を有し、
前記第２の駆動ベルト機構が、前記第１の上腕の前記第２の前腕に結合される交差状ベルト駆動部を有する、
請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の駆動ベルト機構及び前記第２の駆動ベルト機構は、各々、少なくとも１組のプーリと、前記１組のプーリの間の駆動ベルトとを備え、前記１組のプーリのうちの少なくとも１つは非円形プーリである、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の上腕に設けられ、前記第１のモータを前記第１の上腕の前記第１の前腕に接続する第１の駆動ベルト機構を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第１の上腕に設けられ、前記第１のモータを、前記第１の上腕の前記第１の前腕セットの第２の前腕に接続する第２の駆動ベルト機構と、
を更に備える、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第１の前腕セットは、共通の回転軸で前記第１の上腕に連結される、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記ロボット駆動部に接続される制御装置を更に備え、前記制御装置は、少なくとも１つのプロセッサと、前記モータを制御するためのコンピュータ命令を格納する少なくとも１つのメモリとを有する、請求項１に記載の装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
例示的で非限定的な実施形態は、概して材料取り扱いロボットに関し、より詳細には、複数のエンドエフェクタを有する材料取り扱いロボットに関する。
続きを表示（約 5,500 文字）【従来技術の簡単な説明】
【０００２】
例えば、半導体ウェハ処理システムにおける用途のためなどの、材料取り扱いロボットが知られている。いくつかの例は、以下の米国特許および特許公報（それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる）すなわち、非円形プーリがどのように計算され得るかを開示する米国特許第９，１４９，９３６号明細書、米国特許出願公開第２０１６／０１６７２２９号明細書、および米国特許出願公開第２０１７／００２８５４６号明細書に見出され得る。
【摘要】
【０００３】
以下の摘要は、単に例示的なものであるように意図されている。摘要は、特許請求の範囲を限定するように意図されていない。
【０００４】
本願に開示される装置の一例は、
複数のモータ及び複数の同軸駆動シャフトを有するロボット駆動部と；
前記ロボット駆動部に連結されるロボットアームであって、第１の上腕と、第２の上腕と、前記第１の上腕に連結される第１の前腕セットと、前記第２の上腕に連結される第２の前腕セットと、それぞれいずれかの前腕に接続される複数のエンドエフェクタとを有し、前記第１及び第２の上腕は、それぞれ前記複数の同軸駆動シャフトのうちの第１の同軸駆動シャフト及び第２の同軸駆動シャフトのいずれかに連結される、ロボットアームと；
前記第１の上腕に配置される第１のモータであって、前記第１の前腕セットに含まれる第１の前腕を、前記第１の上腕に対して回転させるように構成される第１のモータと；
前記第２の上腕に配置される第２のモータであって、前記第２の前腕セットに含まれる第１の前腕を、前記第２の上腕に対して回転させるように構成される第２のモータと；
を備える。
【０００５】
本願に開示される方法の一例は、
ロボット駆動部の第１の同軸駆動シャフトに第１の上腕を連結することと；
前記ロボット駆動部の第２の同軸駆動シャフトに第２の上腕を連結することと；
前記第１の上腕に第１の前腕セットを連結することと；
前記第１の前腕セットに含まれる第１の前腕を、前記第１の上腕に対して回転させるように構成される第１のモータであって、前記第１の上腕に配置される第１のモータを、前記第１の前腕セットの前記第１の前腕に接続することと；
前記第２の上腕に第２の前腕セットを連結することと；
前記第２の前腕セットに含まれる第１の前腕を、前記第２の上腕に対して回転させるように構成される第２のモータであって、前記第２の上腕に配置される第２のモータを、前記第２の前腕セットの前記第１の前腕に接続することと；
複数のエンドエフェクタをそれぞれ前腕に連結することと；
を含む。
【０００６】
本願に開示される方法の一例は、
ロボットアームの第１の上腕を第１の軸の周りに回転させるべく、ロボット駆動部の第１の同軸駆動シャフトを前記第１の軸の周りに第１の方向に回転させることと；
前記第１の同軸駆動シャフトが回転している間に、前記第１の上腕に配置されている第１のモータを作動させ、前記第１の上腕上で第１の前腕を回転させることと；
ロボットアームの第２の上腕を前記第１の軸の周りに回転させるべく、前記ロボット駆動部の第２の同軸駆動シャフトを前記第１の軸の周りに第２の方向に回転させることと；
前記第２の同軸駆動シャフトが回転している間に、前記第２の上腕に配置されている第２のモータを作動させ、前記第２の上腕上で第２の前腕を回転させることと；
を含む、方法。
【０００７】
本願に開示される装置の一例は、複数のモータと、前記モータに接続された複数の同軸駆動シャフトとを備えるロボット駆動部と、前記ロボット駆動部に接続されたロボットアームと、を備える。前記ロボットアームは、２つの上腕と、前記上腕の第１の上腕に接続された第１の組の前腕と、前記上腕の第２の上腕に接続された第２の組の前腕と、前記前腕のそれぞれに接続された複数のエンドエフェクタとを備え、前記第１の上腕および前記第２の上腕は、前記同軸駆動シャフトのそれぞれの第１の同軸駆動シャフトおよび第２の同軸駆動シャフトに接続され、前記第１の組の前腕は、第１の上腕上に装着されるとともに、それぞれの第１の駆動ベルト組立体および第２の駆動ベルト組立体によって前記同軸駆動シャフトの第３の同軸駆動シャフトに接続され、前記第２の組の前腕は、前記第２の上腕に装着されるとともに、それぞれの第３の駆動ベルト組立体および第４の駆動ベルト組立体によって前記同軸駆動シャフトの第４の同軸駆動シャフトに接続される。
別の態様によれば、例示的な方法は、ロボット駆動部の第１の同軸駆動シャフトに第１の上腕を接続することと、前記ロボット駆動部の第２の同軸駆動シャフトに第２の上腕を接続することと、前記第１の上腕に第１の組の前腕を接続することであって、第１の駆動ベルト機構が、前記ロボット駆動部の第３の同軸駆動シャフトに前記第１の組の前腕のうちの前記前腕の第１の前腕を接続し、かつ第２の駆動ベルト機構が、前記ロボット駆動部の第３の同軸駆動シャフトに前記第１の組の前腕のうちの前記前腕の第２の前腕を接続する、前記接続することと、前記第２の上腕に第２の組の前腕を接続することであって、第３の駆動ベルト機構が、前記ロボット駆動部の第４の同軸駆動シャフトに前記第２の組の前腕のうちの前記前腕の第１の前腕を接続し、かつ第４の駆動ベルト機構が、前記ロボット駆動部の前記第４の同軸駆動シャフトに前記第２の組の前腕のうちの前記前腕の第２の前腕を接続する、前記接続することと、前記前腕にそれぞれのエンドエフェクタを接続することと、を含む。
一態様によれば、例示的な方法は、第１の軸を中心にロボット駆動部の第１の同軸駆動シャフトを第１の方向に回転させて、前記第１の軸を中心にロボットアームの第１の上腕を回転させることと、前記第１の同軸駆動シャフトを回転させている間に、前記第１の軸を中心にロボット駆動部の第２の同軸駆動シャフトを回転させて、第１の駆動ベルト機構および第２の駆動ベルト機構を移動させ、それによって、前記第１の上腕上の第１の前腕および第２の前腕を回転させることと、前記第１の軸を中心に前記ロボット駆動部の第３の同軸駆動シャフトを第２の方向に回転させて、前記第１の軸を中心にロボットアームの第２の上腕を回転させることと、前記第１の軸を中心に前記ロボット駆動部の第４の同軸駆動シャフトを回転させて、第３の駆動ベルト機構および第４の駆動ベルト機構を移動させ、それによって、前記第２の上腕上の第３の前腕および第４の前腕を回転させることと、を含む。
別の態様によれば、例示的な方法は、第１の軸を中心にロボット駆動部の第１の同軸駆動シャフトを第１の方向に回転させて、前記第１の軸を中心にロボットアームの少なくとも１つの上腕を回転させることと、前記第１の同軸駆動シャフトを回転させている間に、前記第１の軸を中心に前記ロボット駆動部の第２の同軸駆動シャフトを回転させて、少なくとも第１の駆動ベルト機構を移動させ、前記少なくとも１つの上腕上の第１の前腕を回転させるとともに、前記第１の前腕上の第１のエンドエフェクタを後退位置から延出位置に向けて延出させることと、前記第１の軸を中心に前記ロボット駆動部の第３の同軸駆動シャフトを第２の方向に回転させて、少なくとも第２の駆動ベルト機構を移動させ、前記少なくとも１つの上腕上の第２の前腕を回転させるとともに、前記第１のエンドエフェクタを前記後退位置から前記延出位置に向けて移動させる間に前記第２の前腕上の第２のエンドエフェクタを後退位置に保持することと、を含んでもよい。
【０００８】
別の態様によれば、例示的な方法は、基準点がロボットアーム上のエンドエフェクタ上にある、前記基準点の開始位置から前記基準点の終了位置までの前記基準点の所望の経路に基づいて、前記開始位置に対応するとともに前記終了位置に対応する挟角を決定することであって、前記ロボットアームは、前記ロボットアームを移動させるためのモータを有するロボット駆動部に接続される、決定することと、少なくとも部分的に前記挟角に基づいて前記エンドエフェクタ上の前記基準点の動径座標の軌道を計算することと、前記エンドエフェクタ上の前記基準点が前記開始位置と前記終了位置との間の前記所望の経路をたどるように、前記計算された動径座標に基づいて、前記エンドエフェクタ上の前記基準点の対応する角度座標を計算することと、逆運動学の修正定式化を使用して、前記軌道の前記挟角ならびに前記エンドエフェクタの対応する角速度および加速度で補完された、前記エンドエフェクタ上の前記基準点の前記動径座標および前記角度座標を所望の関節位置、速度、および加速度に変換して、前記ロボットアームの運動設定値を形成することと、前記運動設定点に基づいて前記ロボットアームを移動させるように前記ロボット駆動部の前記モータを制御することと、を含む。
【０００９】
別の態様によれば、例示的な方法は、ロボットアームのエンドエフェクタ上の基準点の開始位置と終了位置との間の前記基準点の経路を制御装置によって決定することであって、前記ロボットアームは、前記ロボットアームを移動させるためのモータを有するロボット駆動部に接続され、かつ前記制御装置は、少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータコードを有する少なくとも１つの非一時的メモリとを備える、前記決定することと、前記制御装置が、複数の異なる移動制御モードから移動制御モードを選択することであって、前記異なる移動制御モードは、前記開始位置と前記終了位置との間の前記経路が前記ロボットアームの運動学的特異点と交差すると判定し、前記経路を用いて前記ロボットアームの動きを実行しないことと、前記開始位置と前記終了位置との間の前記経路が前記ロボットアームの前記運動学的特異点から所定の閾値距離の外側を通過すると判定し、デカルト空間軌道生成スキームを使用して前記ロボットアームを移動させることと、前記開始位置と前記終了位置との間の前記経路が前記ロボットアームの前記運動学的特異点から前記所定の閾値距離以内を通過すると判定し、前記開始位置に対応するとともに前記終了位置に対応する挟角を決定し、関節座標として前記開始位置および前記終了位置を計算し、少なくとも部分的に前記挟角に基づいて動径座標で前記開始位置から前記終了位置までの軌道を計算し、前記基準点が前記開始位置と前記終了位置との間のデカルト空間内の前記経路をたどるように前記基準点の対応する角度座標を計算することと、を含む、前記選択することと、前記制御装置が、前記選択された制御モードに基づいて前記ロボットアームの前記モータの動きを制御することと、を含む。
【００１０】
別の態様によれば、例示的な実施形態は、少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つの非一時的メモリとを備える装置であって、前記少なくとも１つのメモリおよび前記コンピュータプログラムコードは、前記少なくとも１つのプロセッサを用いて、前記装置に、前記少なくとも１つのメモリおよび前記コンピュータプログラムコードによってロボットアームのエンドエフェクタ上の基準点の開始位置と前記基準点の終了位置との間の前記基準点の経路を軌道として決定することであって、前記ロボットアームは、前記ロボットアームを移動させるためのモータを有するロボット駆動部に接続される、前記決定することと、前記少なくとも１つのプロセッサおよび前記コンピュータプログラムコードによって複数の異なる移動制御モードから移動制御モードを選択することであって、前記複数の異なる移動制御モードは、前記開始位置と前記終了位置との間の前記経路が前記ロボットアームの運動学的特異点と交差すると判定し、前記経路を用いて前記ロボットアームの動きを実行しないことと、前記開始位置と前記終了位置との間の前記経路が前記ロボットアームの前記運動学的特異点から所定の閾値距離の外側を通過すると判定し、デカルト軌道生成スキームを使用して前記ロボットアームを移動させることと、前記開始位置と終前記了位置との間の前記経路が前記ロボットアームの前記運動学的特異点から前記所定の閾値距離以内を通過すると判定し、前記開始位置に対応するとともに前記終了位置に対応する挟角を決定し、関節座標として前記開始位置および前記終了位置を計算し、少なくとも部分的に前記挟角に基づいて動径座標で前記基準点の前記軌道を計算し、前記基準点が前記動きの前記開始位置と前記終了位置との間のデカルト空間内の前記経路をたどるように前記エンドエフェクタ上の前記基準点の対応する角度座標を計算することと、を含む、前記選択することと、を行わせるように構成される、前記装置において提供されてもよい。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許