CN101484281B - 多关节机器人及配线方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种提高了生产效率将液晶用玻璃基板、半导体晶圆等薄板状的工件取出送入储料器的多关节机器人。具体为，一种多关节机器人(1)，具备：载置搬运物的手部(8)；与所述手部(8)连接，具备至少2个以上的旋转关节(3)、(4)、(5)，使所述手部(8)向一个方向移动地进行伸缩，配置为在轴向上相对的多关节臂(21)、(22)；对所述多关节臂(21)、(22)和上下移动的移动机构(11)进行连接的支撑构件(10)；及安装于所述移动机构(11)具有旋转功能的台座(13)，其为，在至少一个所述旋转关节(3)、(4)、(5)的旋转中心具有中空连接孔(23)。

Description

多关节机器人及配线方法
技术领域
本发明涉及一种将液晶用玻璃基板、半导体晶圆等薄板状的工件取出送入储料器的多关节机器人。
背景技术
作为现有的多关节机器人，提出了通过偏置肩关节部的旋转中心和台座的旋转中心，在使台座转动时减小多关节机器人的旋转半径的多关节机器人(例如，参照专利文献1)。
现有的多关节机器人1构成为，如图5所示，具备两组通过关节部3、4、5可旋转地被连接并传递旋转驱动源所产生的旋转力，进行期望动作的臂2，使设置在两组臂2上的基端的关节部3的旋转中心轴上下(或轴向)配置。
多关节机器人1具备两组臂2，一组臂驱动型装置2为供给用，另一组为取出用，能够同时进行工件9的供给动作及其它工件9的取出动作。
而且，现有的多关节机器人1构成为，通过臂2保持工件9的手部8能够在由图中箭头X所示的工件9的取出·供给方向上直线移动。
而且，现有的多关节机器人1具备使设置有臂2的支撑构件10上下移动的移动构件11(以下，称为上下移动机构11)，能够调节臂2的上下位置。而且，上下移动机构11的台座13可转动地设置，能够使多关节机器人1旋转并改变方向。
另外，在本实施方式的多关节机器人1中，在图中箭头Y所示的方向，即与手部8的移动方向和支撑构件10的上下移动方向分别正交的方向上，相对于基台14可移动地设置台座13并能够调节上下移动机构11的位置。
而且，现有的多关节机器人1所具备的两组臂2例如具有多个关节部，即多关节机器人1构成为水平多关节型机器人。本实施方式中的臂2具备第一臂6(以下，称为上臂6)、与上臂6连接的第二臂7(以下，称为前臂7)及与前臂7连接并保持工件9的手部8。
上臂6的基端通过驱动轴连接于支撑构件10，构成可转动的关节部3(以下，称为肩关节部3)。该肩关节部3成为臂2的基端的关节部3。而且，上臂6的前端和前臂7的基端通过驱动轴连接，构成可转动的关节部4(以下，称为肘关节部4)。而且，前臂7的前端和手部8通过驱动轴连接，构成可转动的关节部5(以下，称为手关节部5)。为使肩关节部3的旋转中心轴处于同轴上，配置为在上下方向上相对。
臂2通过未图示的旋转驱动源使肩关节部3、肘关节部4及手关节部5转动，使手部8向工件取出·供给方向移动。此时，臂2按其结构进行伸缩动作，以使手部8朝向一个方向，在使上臂6和前臂7伸直的伸长位置以及使上臂6和前臂7处于折叠状态的缩短位置之间进行直线移动。
专利文献1：日本国特开2001-274218(第4页～5页，图1)
发明内容
将液晶用玻璃基板、半导体晶圆等薄板状的工件取出送入储料器的多关节机器人向大型化发展，要求在增加处理的基板张数的同时在短时间内进行处理。因此对于机器人，尽管设备自身大型化至配置基板的储料器几乎到达天花板的高度，但还是希望在储料器中配置更多的基板并进行处理。而且，液晶基板、半导体晶圆等的生产张数逐年递增，为了提高生产效率对于机器人要求搬运生产率。但是，由于机器人包括机械零件所以需要维护，维护时间也变为涉及生产率的重要因素，希望能够容易地进行维护。
但是，现有的多关节机器人在臂基端容纳马达、带轮等，将电缆朝向配置于手部的传感器进行配线。考虑到该电缆的弯曲半径，构成在上下方向上较厚的结构。因此，由于无法缩小臂间隔，所以产生了不得不较宽地设定储料器内配置液晶基板或半导体基板的间隔的问题。也就是说，由于可配置在储料器内的面板或基板的张数变少，所以产生了生产效率降低这样的问题。为了避免这样的问题，可以考虑通过上下移动机构在取出送入时改变臂的高度，但是此时，为了反复进行使臂上下移动的顺序动作需要花费时间，产生了作业时间变长等的问题。
本发明是基于上述问题而进行的，目的是提供一种提高了生产效率的将液晶用玻璃基板、半导体晶圆等薄板状的工件取出送入储料器的多关节机器人。
为解决上述问题，本发明是如下构成的。
方案1所述的发明为一种多关节机器人，具备：载置搬运物的手部；与所述手部连接，具备至少2个以上的旋转关节，使所述手部向一个方向移动地进行伸缩，配置为在轴向上相对的多关节臂；对所述多关节臂和上下移动的移动机构进行连接的支撑构件；及安装于所述移动机构具有旋转功能的台座，其为，在至少一个所述旋转关节的旋转中心具有中空连接孔，以去除了多芯电缆外皮的单芯电缆穿过至少一个所述旋转关节的形式进行配线，在从多芯电缆成为单芯电缆时，具有固定单芯电缆的捆束部件，所述捆束部件配备于中空连接孔的中空部。
方案2所述的发明为，以在所述中空连接孔中穿过电缆的形式进行配置。
方案3所述的发明为，以去除了多芯电缆外皮的单芯电缆穿过所述旋转关节所具备的中空连接孔，穿过至少一个所述旋转关节的形式进行配线。
方案4所述的发明为，以去除了多芯电缆外皮的单芯电缆穿过所述旋转关节所具备的中空连接孔，在所述中空连接孔的任意一侧的端面上，所述单芯电缆伸出时在圆周上单芯电缆穿过至少一个所述旋转关节的形式，以喷水状进行配线。
方案5所述的发明为，所述捆束部件的断面以大致C型形状形成，在C型开口部具有由螺钉等构成的连结部。
方案6所述的发明为，在所述支撑构件所具备的所述旋转关节上具备中空连接孔，穿过所述旋转关节的电缆由单芯电缆构成，并穿过所述中空连接孔进行配线。
方案7所述的发明为一种多关节机器人，具备：载置搬运物的手部；与所述手部连接，具备至少2个以上的旋转关节，使所述手部向一个方向移动地进行伸缩，配置为在轴向上相对的多关节臂；对所述多关节臂和上下移动的移动机构进行连接的支撑构件；及安装于所述移动机构具有旋转功能的台座，其为，以去除了多芯电缆外皮的单芯电缆穿过所述旋转关节所具备的中空连接孔，利用配备于所述中空连接孔的中空部的捆束部件捆束所述多芯电缆，在所述中空连接孔的上臂侧的端面上，所述单芯电缆伸出时在圆周上单芯电缆穿过至少一个所述旋转关节的形式，以喷水状进行配线，转动自如地连接于所述支撑构件的上臂的轴向厚度形成为与所述支撑构件的厚度相同的厚度或者比其薄。
方案8所述的发明为一种多关节机器人的配线方法，所述多关节机器人具备：载置搬运物的手部；与所述手部连接，具备至少2个以上的旋转关节，使所述手部向一个方向移动地进行伸缩，配置为在轴向上相对的多关节臂；对所述多关节臂和上下移动的移动机构进行连接的支撑构件；及安装于所述移动机构具有旋转功能的台座，其为，穿过设置于所述旋转关节的中空连接孔对电缆进行配线，以去除了多芯电缆外皮的单芯电缆穿过至少一个所述旋转关节的形式进行配线，在从多芯电缆成为单芯电缆时，具有固定单芯电缆的捆束部件，利用配备于中空连接孔的中空部的所述捆束部件进行捆束。
根据方案1至6以及方案8所述的发明，通过在旋转关节内具备中空连接孔，可消除因构件旋转而导致旋转连接的电缆扭转。而且，通过在该中空连接孔内对电缆进行配线，由于不必配置配线用路径就能够对电缆进行配线，所以可实现小型化。另外，通过使穿过中空连接孔内的电缆从多芯电缆成为单芯电缆，能够减小电缆的曲率半径，通过去掉不需要的空间，能够减小旋转关节的上下方向的厚度。
另外，根据方案7所述的发明，由于转动自如地连接于支撑构件的上臂的轴向厚度形成为与支撑构件的厚度相同的厚度或者比其薄，所以能够减小旋转关节的上下方向的厚度，因此，能够减小臂间隔，由于能够在储料器内较多地配置液晶基板或半导体基板，因此可提高生产效率。
附图说明
图1是表示本发明实施例的多关节机器人的立体图。
图2是表示本发明实施例的多关节机器人的俯视图。
图3是表示本发明实施例的多关节机器人的旋转关节的侧视剖视图。
图4是表示本发明实施例的多关节机器人的旋转关节的俯视图。
图5是现有的多关节机器人的立体图。
符号说明
1-多关节机器人；2-臂；21-上臂；22-下臂；3-肩关节部；4-肘关节部；5-手关节部；6-上臂；7-前臂；8-手部；9-工件；10-支撑构件；11-上下移动机构；12-支柱；13-台座；14-基台；16-支柱块；17-马达；18-带轮；19-轮带；20-电缆；201-多芯电缆；202-单芯电缆；23-中空连接孔；24-捆束部件。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
实施例1
图1是本发明的多关节机器人的立体图。
本发明的多关节机器人1具备两组通过关节部3、4、5可旋转地被连接并传递旋转驱动源所产生的旋转力，进行期望动作的臂2。而且，构成为通过臂2保持工件9的手部8能够在由图中箭头X所示的工件9的取出·供给方向上直线移动。而且，设置于两组臂2上的基端的关节部3的旋转中心轴的关系构成为，如图2所示，相对于上臂的基端的关节部3，下臂的基端的关节部3配置为在手部8的移动方向上偏移。
另外，多关节机器人1是为了应对未图示的储料器的高层化而连接分为多块的支柱12的结构。如此，通过依次连接各支柱块16形成具有对应于高层的高度的多关节机器人1。在本实施例中，构成4个支柱块16连接的结构。
另外，具备使设置有臂2的支撑构件10上下移动的上下移动机构11，能够调节臂2的上下位置。而且，上下移动机构11的台座13可转动地设置，能够使多关节机器人1旋转并改变方向。这里，上下移动机构11配置在与手部的移动方向相同的方向上，支撑构件10从上下移动机构11向相对于手部的移动方向正交的方向突出，连接于臂的基端的关节部3。
下面，对臂的详细结构进行说明。如图3及图4所示，在臂2的基端的关节部3上构成有旋转臂2的马达17和连接于该马达17的带轮18及轮带19等，同时手8所具备的未图示的传感器的电缆20穿过中空连接孔23进行配线。为了减小基端的关节部3的厚度，传感器的电缆20从上臂6进入中空连接孔23时需要弯曲电缆20，但是弯曲捆扎了多根单芯电缆的多芯电缆201时曲率半径变大，因此，在本发明中为了成为减小弯曲半径的结构，在从中空连接孔23内部至上臂6的区间内形成为去除了多芯电缆201外皮的单芯电缆202，在单芯电缆202从中空连接孔23向上臂6伸出时，在圆周上以单芯电缆202穿过的形式，以喷水状进行配线，向上臂6进行配线。此时，从单芯电缆202捆扎为多芯电缆201时，通过捆束部件24分别捆扎单芯电缆202。在本实施例中，捆束部件24设置于连接孔23内部和上臂6，构成断面呈大致C型形状在C型开口部具有由螺钉等构成的连结部的形状。通过上述结构，可使传感器的电缆20的曲率半径小，能够使基端的关节部3的厚度比支撑构件10的厚度薄，能减小两个臂的间隔。另外，在本实施例中，虽然对支撑构件和上臂之间的配线结构进行了说明，但是并不局限于此，理所当然在上臂与前臂之间或前臂与手之间也可以通过同样的方法进行实施。
本发明与专利文献1的不同部分在于，形成为穿过各关节的电缆由单芯电缆构成，通过减小电缆的曲率半径，可减小臂的轴向厚度，由此较窄地配置两个臂的间隔。
下面，对动作进行说明。本发明的多关节机器人1所具备的两组臂2例如具有多个关节部，即多关节机器人1构成为水平多关节型机器人。本实施方式中的臂2具备与现有的臂2的结构相同的结构。
上臂6的基端通过驱动轴连接于支撑构件10，构成可转动的肩关节部3。该肩关节部3成为臂2的基端的关节部3。而且，上臂6的前端和前臂7的基端通过驱动轴连接，构成可转动的肘关节部4。而且，前臂7的前端和手部8通过驱动轴连接，构成可转动的手关节部5。
臂2通过未图示的旋转驱动源使肩关节部3、肘关节部4及手关节部5转动，使手部8向工件取出·供给方向移动。此时，臂2按其结构进行伸缩动作，以使手部8朝向一个方向，在使上臂6和前臂7伸直的伸长位置以及使上臂6和前臂7处于折叠状态的缩短位置之间进行直线移动。
由于能够通过这种在手部上载置物品进行搬运来进行物品的交换作业，所以也能够应用于厚板或箱状物品的搬运作业这样的用途。

Claims (8)

1.一种多关节机器人，具备：载置搬运物的手部；与所述手部连接，具备至少2个以上的旋转关节，使所述手部向一个方向移动地进行伸缩，配置为在轴向上相对的多关节臂；对所述多关节臂和上下移动的移动机构进行连接的支撑构件；及安装于所述移动机构具有旋转功能的台座，其特征在于，
在至少一个所述旋转关节上具有中空连接孔，
以去除了多芯电缆外皮的单芯电缆穿过至少一个所述旋转关节的形式进行配线，在从多芯电缆成为单芯电缆时，具有固定单芯电缆的捆束部件，
所述捆束部件配备于中空连接孔的中空部。
2.根据权利要求1所述的多关节机器人，其特征在于，以在所述中空连接孔中穿过电缆的形式进行配置。
3.根据权利要求1所述的多关节机器人，其特征在于，以去除了多芯电缆外皮的单芯电缆穿过所述旋转关节所具备的中空连接孔，穿过至少一个所述旋转关节的形式进行配线。
4.根据权利要求1所述的多关节机器人，其特征在于，以去除了多芯电缆外皮的单芯电缆穿过所述旋转关节所具备的中空连接孔，在所述中空连接孔的任意一侧的端面上，所述单芯电缆伸出时在圆周上单芯电缆穿过至少一个所述旋转关节的形式，以喷水状进行配线。
5.根据权利要求1所述的多关节机器人，其特征在于，所述捆束部件的断面以大致C型形状形成，在C型开口部具有由螺钉等构成的连结部。
6.根据权利要求1所述的多关节机器人，其特征在于，在所述支撑构件所具备的所述旋转关节上具备中空连接孔，穿过所述旋转关节的电缆由单芯电缆构成，并穿过所述中空连接孔进行配线。
7.一种多关节机器人，具备：载置搬运物的手部；与所述手部连接，具备至少2个以上的旋转关节，使所述手部向一个方向移动地进行伸缩，配置为在轴向上相对的多关节臂；对所述多关节臂和上下移动的移动机构进行连接的支撑构件；及安装于所述移动机构具有旋转功能的台座，其特征在于，
以去除了多芯电缆外皮的单芯电缆穿过所述旋转关节所具备的中空连接孔，利用配备于所述中空连接孔的中空部的捆束部件捆束所述多芯电缆，在所述中空连接孔的上臂侧的端面上，所述单芯电缆伸出时在圆周上单芯电缆穿过至少一个所述旋转关节的形式，以喷水状进行配线，
转动自如地连接于所述支撑构件的上臂的轴向厚度形成为与所述支撑构件的厚度相同的厚度或者比其薄。
8.一种多关节机器人的配线方法，是具备载置搬运物的手部；与所述手部连接，具备至少2个以上的旋转关节，使所述手部向一个方向移动地进行伸缩，配置为在轴向上相对的多关节臂；对所述多关节臂和上下移动的移动机构进行连接的支撑构件；及安装于所述移动机构具有旋转功能的台座的多关节机器人的电缆配线方法，其特征在于，
穿过设置于所述旋转关节的中空连接孔对电缆进行配线，
以去除了多芯电缆外皮的单芯电缆穿过至少一个所述旋转关节的形式进行配线，在从多芯电缆成为单芯电缆时，具有固定单芯电缆的捆束部件，
利用配备于中空连接孔的中空部的所述捆束部件进行捆束。
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