CN105127984B - 工业用机器人及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种工业用机器人及其控制方法,工业用机器人具有包括被连接成能相对转动的多个臂部的臂,工业用机器人的控制方法即使在工业用机器人包括用于使多个臂部转动的多个马达时,也能使工业用机器人以臂的姿势呈指定状态的方式紧急停止。工业用机器人具有包括被连接成能够相对转动的多个臂部的臂,且包括:多个马达,用于使多个臂部转动;多个马达驱动器,分别对多个马达进行驱动控制;电源,对多个马达驱动器供电;充放电部,与多个马达驱动器连接,且能通过由多个马达产生的再生电流充电;以及控制执行部,控制多个马达驱动器。在工业用机器人紧急停止时,切断电源,且控制执行部使用从充放电部供给的电力一面控制多个马达驱动器一面使多个马达停止。

Description

工业用机器人及其控制方法
本发明专利申请是国际申请号为PCT/JP2013/070160,国际申请日为2013年7月25日,进入中国国家阶段的申请号为201380011432.6,名称为“工业用机器人”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
第一发明涉及一种在真空中使用的工业用机器人。
第二发明涉及一种使工业用机器人返回至原点位置的工业用机器人的原点位置返回方法。并且,在本发明中涉及一种包括手和臂的工业用机器人。
第三发明涉及一种具有包括被连接成能够相对转动的多个臂部的臂的工业用机器人。
第四发明涉及一种具有包括被连接成能够相对转动的多个臂部的臂的工业用机器人以及该工业用机器人的控制方法。
背景技术
以往,已知一种在真空中搬送基板的真空机器人(例如参照专利文献1)。专利文献1中记载的真空机器人包括:手,其用于装载基板;臂,其前端侧与手连接;以及主体部,其与臂的基端侧连接。臂包括:臂基座,其与主体部连接成能够转动;第一臂部,其基端侧与臂基座连接成能够转动;以及第二臂部,其基端侧与第一臂的前端侧连接成能够转动。臂基座以及第一臂形成为中空状。在臂基座的内部配置有使臂驱动的臂驱动用马达以及将臂驱动用马达的旋转减速并传递至第一臂的第一减速机。在第一减速机的输出轴固定有第一臂的基端侧。在第一臂的前端侧配置有将臂驱动用马达的旋转减速并传递至第二臂的第二减速机。在第二减速机的输出轴固定有第二臂的基端侧。
在专利文献1中记载的真空机器人中,主体部的一部分固定于真空容器的底面,臂以及手配置在真空中。另一方面,在形成为中空状的臂基座以及第一臂的内部空间中确保了气密性,臂基座以及第一臂的内部空间成为大气压。因此,在该真空机器人中,即便将臂配置在真空中,也无需使用真空润滑脂等高价的润滑剂作为第一减速机以及第二减速机的润滑剂,只要使用在大气压中所使用的润滑脂等润滑剂即可。因此,能够降低真空机器人的初期成本以及运转成本。并且,在该真空机器人中,即便将臂配置在真空中,由于臂基座以及第一臂的内部空间成为大气压,因此也能够冷却配置在臂基座的内部的臂驱动用马达。
其次,以往已知一种使通过控制程序进行一系列动作的工业用机器人从紧急停止位置返回至原点位置的原点位置返回方法(例如参照专利文献2)。在专利文献2中记载的原点位置返回方法中,根据记录于机器人控制器的紧急停止时的工业用机器人的当前位置的坐标(当前状态)以及基于由编码器检测的检测结果获取的紧急停止时的工业用机器人的实际当前位置的坐标,使工业用机器人进行指定的动作,从而使工业用机器人返回至原点位置。
并且,以往已知一种具有包括多个臂部的臂的多关节型工业用机器人(例如参照专利文献3)。专利文献3中记载的工业用机器人包括:臂,所述臂包括在主体部安装成能够转动的第一臂部、在第一臂部安装成能够转动的第二臂部以及在第二臂部安装成能够转动的第三臂部;以及两个手,所述两个手在第三臂部安装成能够转动。并且,该工业用机器人包括:第一驱动用马达,其使第一臂部以及第二臂部转动;第二驱动用马达,其使第三臂部转动;以及两个手驱动用马达,所述两个手驱动用马达使两个手分别转动。该工业用机器人例如配置在半导体制造系统的入口,从晶圆盒取出收纳于晶圆盒内的半导体晶圆,并将半导体晶圆收纳于指定的处理装置中。
另外,以往已知一种搬送半导体晶圆的半导体搬送机器人(例如参照专利文献4)。专利文献4中记载的搬送用机器人是水平多关节型的三轴机器人,其包括:升降轴,其设置在基台;臂,其基端侧与升降轴连接成能够转动;以及手,其与臂的前端侧连接成能够转动。臂包括:第一臂部,其基端侧与升降轴连接成能够转动;以及第二臂部,其基端侧与第一臂部的前端侧连接成能够转动,且在所述第二臂部的前端侧将手连接成能够转动。并且,该搬送用机器人包括使第一臂部、第二臂部以及手分别转动的三个马达。
在专利文献4中记载的搬送机器人中,根据以第一臂部相对于升降轴的转动中心为原点的圆柱坐标系控制手的位置。并且,在专利文献1中公开了一种自动指示方法,其自动指示用于使臂以在从上下方向观察时手在通过第一臂部的转动中心的直线上移动的方式(即,以手向圆柱坐标系的径向移动的方式)伸缩的手的移动位置。另外,在专利文献4中,记载了也可根据XY坐标系控制手的位置的内容。
并且,专利文献4中记载的搬送机器人使用在用于制造半导体的半导体制造系统中。在半导体制造系统中,以往在从上下方向观察时呈以第一臂部的转动中心为中心的放射状配置有半导体晶圆的处理装置,搬送机器人使手呈以第一臂部的转动中心为中心的放射状移动(即,使手在通过第一臂部的转动中心的直线上移动)来搬送半导体晶圆。
现有专利文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-101912号公报
专利文献2:日本特开2009-90383号公报
专利文献3:日本特开2011-230256号公报
专利文献4:日本特开2010-284728号公报
发明内容
发明所要解决的课题
近年来,在真空中搬送的基板等搬送对象物越来越大型化。例如,若由专利文献1中记载的真空机器人搬送的基板大型化,则由于施加至臂驱动用马达的负载变大,因此臂驱动用马达的发热量变大。因此,在专利文献1中记载的真空机器人中,若不有效地冷却臂驱动用马达,则可能会因热的影响而损伤臂驱动用马达。
因此,第一发明的课题为提供一种工业用机器人,其将配置在真空中的臂的至少一部分的内部设为大气压,且能够有效地冷却配置在臂内部的大气中的手或臂的驱动用马达。
如上所述,在专利文献2中记载的原点位置返回方法中,能够使掌握自身当前位置的坐标(当前状态)的工业用机器人从紧急停止位置返回至原点位置。但是,在专利文献2中记载的原点位置返回方法中,无法使由于某种原因而在当前位置的坐标为未知的状态下紧急停止的工业用机器人返回至原点位置。
因此,第二发明的课题为提供一种工业用机器人的原点位置返回方法,其能够用简单的方法使在当前位置的坐标为未知的状态下停止的工业用机器人返回至原点位置。并且,本发明的课题为提供一种工业用机器人,其即便在当前位置的坐标为未知的状态下停止,也能够用简单的方法返回至原点位置。
接着,在半导体制造系统等使用工业用机器人的系统中,有可能发生因某种原因而必须使工业用机器人紧急停止来确保安全的状况。此时,一般做法为立即切断工业用机器人的电源,使工业用机器人停止。
但是,如专利文献3中记载的工业用机器人,在设置有使第一臂部以及第二臂部转动的第一驱动用马达、使第三臂部转动的第二驱动用马达以及使两个手分别转动的两个手驱动用马达的工业用机器人中,若在第一臂部、第二臂部、第三臂部以及手正在动作时,切断对第一驱动用马达、第二驱动用马达以及手驱动用马达供电的电源而使工业用机器人紧急停止,则有可能由于正在动作的第一臂部以及第二臂部的惯性、第三臂部的惯性以及手的惯性而导致第一臂部、第二臂部、第三臂部以及手分别自由转动,直至第一臂部、第二臂部、第三臂部以及手停止为止。若第一臂部、第二臂部、第三臂部以及手分别自由转动,直至第一臂部、第二臂部、第三臂部以及手停止为止,则有可能导致第一臂部、第二臂部、第三臂部或手例如与收纳有半导体晶圆的晶圆盒或处理半导体晶圆的处理装置相碰撞,引起意外事故。
因此,第三发明的课题为提供一种工业用机器人以及工业用机器人的控制方法,该工业用机器人具有包括被连接成能够相对转动的多个臂部的臂,所述工业用机器人的控制方法即使在所述工业用机器人包括用于使多个臂部转动的多个马达时,也能够使工业用机器人以臂的姿势呈指定状态的方式紧急停止。
如上所述,在使用专利文献4中记载的搬送机器人的半导体制造系统中,以往在从上下方向观察时呈以第一臂部的转动中心为中心的放射状配置有半导体晶圆的处理装置。但是,若呈放射状配置有半导体晶圆的处理装置,则由于半导体制造系统的设置面积容易变大,因此存在希望变更处理装置的布局来减小半导体制造系统的设置面积的需求。另一方面,若变更处理装置的布局,则有可能产生以下情形:必须使手在从上下方向观察时在不沿着通过第一臂部的转动中心的直线的位置直线地移动而搬送半导体晶圆。
专利文献4中记载的搬送机器人由于包括使第一臂部、第二臂部以及手分别转动的三个马达,因此能够使手在从上下方向观察时在不沿着通过第一臂部的转动中心的直线的位置直线地移动。但是,在使手在从上下方向观察时在不沿着通过第一臂部的转动中心的直线的位置直线地移动的情况下,有可能导致手的移动位置的指示变得复杂。
因此,第四发明的课题为提供一种工业用机器人,其包括:臂,所述臂包括被连接成能够相对转动的多个臂部;多个马达,所述多个马达用于使多个臂部转动;以及主体部,臂的基端侧与所述主体部连接成能够转动,该工业用机器人即使在从臂的转动的轴向观察时臂的前端侧在不沿着通过臂相对于主体部的转动中心的假想线的位置直线地移动的情况下,也能够容易地指示臂的前端侧的移动位置。
并且,第四发明的课题为提供一种工业用机器人的控制方法,该工业用机器人包括:臂,所述臂包括被连接成能够相对转动的多个臂部;多个马达,所述多个马达用于使多个臂部转动;以及主体部,臂的基端侧与所述主体部连接成能够转动,该工业用机器人的控制方法即使在从臂的转动转动的轴向观察时臂的前端侧在不沿着通过臂相对于主体部的转动中心的假想线的位置直线地移动的情况下,也能够容易地指示臂的前端侧的移动位置。
用于解决课题的方法
为了解决所述课题,已在权利要求1至6中叙述了第一发明,第一发明的工业用机器人的特征在于,其包括:主体部;臂,所述臂包括第一臂部以及第二臂部,所述第一臂部的基端侧与主体部连接成能够转动,所述第二臂部的基端侧与第一臂部的前端侧连接成能够转动;手,所述手与第二臂部的前端侧连接成能够转动;第一马达,所述第一马达用于使第二臂部相对于第一臂部转动;第二马达,所述第二马达用于使手相对于第二臂部转动;第一减速机,所述第一减速机将第一马达的旋转减速并传递至第二臂部;以及第二减速机,所述第二减速机将第二马达的旋转减速并传递至手,手和臂配置在真空中,第一减速机和第二减速机是在其径向的中心形成有贯通孔的中空减速机,第一减速机与第二减速机以第二臂部相对于第一臂部的转动中心或手相对于第二臂部的转动中心与第一减速机的轴中心以及第二减速机的轴中心一致的方式同轴地重叠配置,且构成连接第一臂部与第二臂部的第一关节部或连接第二臂部与手的第二关节部中的至少一部分,在形成为中空状的第一臂部或第二臂部的内部空间配置有第一马达、第二马达、第一减速机以及第二减速机,内部空间成为大气压。
在第一发明的工业用机器人中,形成为中空状的第一臂部或第二臂部的内部空间成为大气压,在该内部空间配置有第一马达、第二马达、第一减速机以及第二减速机。并且,在第一发明中,配置在内部空间的第一减速机与第二减速机以其轴中心一致的方式同轴地重叠。因此,在第一发明中,能够在第一减速机的轴向以及第二减速机的轴向增大内部空间。即,在第一发明中,能够增大成为大气压的内部空间的容积,从而增加内部空间内的空气的量。因此,在第一发明中,能够有效地冷却配置在成为大气压的内部空间的第一马达和第二马达。并且,在第一发明中,由于在第二臂部相对于第一臂部的转动中心上或手相对于第二臂部的转动中心上配置有两台减速机,因此能够提高第一关节部或第二关节部的刚性。
在第一发明中,优选第一臂部以及手在从收纳有装载于手的搬送对象物的收纳部搬出搬送对象物时以及向收纳部搬入搬送对象物时,以第一臂部相对于主体部的转动角度与手相对于第二臂部的转动角度相同且第一臂部相对于主体部的转动方向与手相对于第二臂部的转动方向成为相反方向的方式转动。若如此构成,则能够将手在搬出以及搬入搬送对象物时的朝向保持为恒定。即,能够以比较简单的控制将手在搬出以及搬入搬送对象物时的朝向保持为恒定。
在第一发明中,例如第一臂部以从主体部向水平方向的一侧延伸的方式安装于主体部,在第一臂部安装有从主体部向水平方向的另一侧延伸的平衡器。此时,能够降低作用于将第一臂部支承为能够转动的轴承的负载。
并且,为了解决所述课题,第一发明的工业用机器人的特征在于,其包括:主体部;臂,所述臂包括第一臂部、第二臂部以及第三臂部,所述第一臂部的基端侧与主体部连接成能够转动,所述第二臂部的基端侧与第一臂部的前端侧连接成能够转动,所述第三臂部的基端侧与第二臂部的前端侧连接成能够转动;手,所述手与第三臂部的前端侧连接成能够转动;第一马达,所述第一马达用于使第二臂部相对于第一臂部转动;第二马达,所述第二马达用于使第三臂部相对于第二臂部转动;第三马达,所述第三马达用于使手相对于第三臂部转动;第一减速机,所述第一减速机将第一马达的旋转减速并传递至第二臂部;第二减速机,所述第二减速机将第二马达的旋转减速并传递至第三臂部;以及第三减速机,所述第三减速机将第三马达的旋转减速并传递至手,手和臂配置在真空中,第一减速机、第二减速机以及第三减速机是在其径向的中心形成有贯通孔的中空减速机,第一减速机、第二减速机以及第三减速机中的至少两个减速机以其轴中心与第二臂部相对于第一臂部的转动中心、第三臂部相对于第二臂部的转动中心或手相对于第三臂部的转动中心一致的方式同轴地重叠配置,且构成连接第一臂部与第二臂部的第一关节部、连接第二臂部与第三臂部的第二关节部或连接第三臂部与手的第三关节部中的至少一部分,在形成为中空状的第一臂部、第二臂部或第三臂部的内部空间配置有以同轴地重叠的方式配置的至少两个减速机、以及与该至少两个减速机连接的第一马达、第二马达以及第三马达中的至少两个马达,内部空间成为大气压。
在第一发明的工业用机器人中,形成为中空状的第一臂部、第二臂部或第三臂部的内部空间成为大气压,在该内部空间配置有第一减速机、第二减速机以及第三减速机中的至少两个减速机、以及与该至少两个减速机连接的第一马达、第二马达以及第三马达中的至少两个马达。并且,在第一发明中,配置在内部空间的至少两个减速机以其轴中心一致的方式同轴地重叠。因此,在第一发明中,能够在减速机的轴向增大内部空间。即,在本发明中,能够增大成为大气压的内部空间的容积,从而增加内部空间内的空气的量。因此,在第一发明中,能够有效地冷却配置在成为大气压的内部空间的至少两个马达。并且,在第一发明中,由于在第二臂部相对于第一臂部的转动中心上、第三臂部相对于第二臂部的转动中心上或手相对于第三臂部的转动中心上配置有至少两台减速机,因此能够提高第一关节部、第二关节部或第三关节部的刚性。
并且,为了解决所述课题,第一发明的工业用机器人的特征在于,其包括:主体部;臂,所述臂包括第一臂部、第二臂部以及第三臂部,所述第一臂部的基端侧与主体部连接成能够转动,所述第二臂部的基端侧与第一臂部的前端侧连接成能够转动,所述第三臂部的基端侧与第二臂部的前端侧连接成能够转动;手,所述手与第三臂部的前端侧连接成能够转动;第一马达,所述第一马达用于使臂伸缩;第二马达,所述第二马达用于使手相对于第三臂部转动;第一减速机,所述第一减速机将第一马达的旋转减速并传递至臂;以及第二减速机,所述第二减速机将第二马达的旋转减速并传递至手,手和臂配置在真空中,第一减速机和第二减速机是在其径向的中心形成有贯通孔的中空减速机,第一减速机以及第二减速机以其轴中心与第二臂部相对于第一臂部的转动中心、第三臂部相对于第二臂部的转动中心或手相对于第三臂部的转动中心一致的方式同轴地重叠配置,且构成连接第一臂部与第二臂部的第一关节部、连接第二臂部与第三臂部的第二关节部或连接第三臂部与手的第三关节部中的至少一部分,在形成为中空状的第一臂部、第二臂部或第三臂部的内部空间配置有第一马达、第二马达、第一减速机以及第二减速机,内部空间成为大气压。
在第一发明的工业用机器人中,形成为中空状的第一臂部、第二臂部或第三臂部的内部空间成为大气压,在该内部空间配置有第一马达、第二马达、第一减速机以及第二减速机。并且,在第一发明中,配置在内部空间的第一减速机与第二减速机以其轴中心一致的方式同轴地重叠。因此,在第一发明中,能够在第一减速机的轴向以及第二减速机的轴向增大内部空间。即,在第一发明中,能够增大成为大气压的内部空间的容积,从而增加内部空间内的空气的量。因此,在第一发明中,能够有效地冷却配置在成为大气压的内部空间的第一马达和第二马达。并且,在第一发明中,由于在第二臂部相对于第一臂部的转动中心上、第三臂部相对于第二臂部的转动中心上或手相对于第三臂部的转动中心上配置有两台减速机,因此能够提高第一关节部、第二关节部或第三关节部的刚性。
此外,为了解决所述课题,第一发明的工业用机器人的特征在于,其包括:主体部;臂,所述臂包括第一臂部、第二臂部、第三臂部以及第四臂部,所述第一臂部的基端侧与主体部连接成能够转动,所述第二臂部的基端侧与第一臂部的前端侧连接成能够转动,所述第三臂部的基端侧与第二臂部的前端侧连接成能够转动,所述第四臂部的基端侧与第三臂部的前端侧连接成能够转动;手,所述手与第四臂部的前端侧连接成能够转动;第一马达,所述第一马达用于使第二臂部相对于第一臂部转动;第二马达,所述第二马达用于使第三臂部相对于第二臂部转动;第三马达,所述第三马达用于使第四臂部相对于第三臂部转动;第四马达,所述第四马达用于使手相对于第四臂部转动;第一减速机,所述第一减速机将第一马达的旋转减速并传递至第二臂部;第二减速机,所述第二减速机将第二马达的旋转减速并传递至第三臂部;第三减速机,所述第三减速机将第三马达的旋转减速并传递至第四臂部;以及第四减速机,所述第四减速机将第四马达的旋转减速并传递至手,手和臂配置在真空中,第一减速机、第二减速机、第三减速机以及第四减速机是在其径向的中心形成有贯通孔的中空减速机,第一减速机、第二减速机、第三减速机以及第四减速机中的至少两个减速机以其轴中心与第二臂部相对于第一臂部的转动中心、第三臂部相对于第二臂部的转动中心、第四臂部相对于第三臂部的转动中心或手相对于第四臂部的转动中心一致的方式同轴地重叠配置,且构成连接第一臂部与第二臂部的第一关节部、连接第二臂部与第三臂部的第二关节部、连接第三臂部与第四臂部的第三关节部或连接第四臂部与手的第四关节部中的至少一部分,在形成为中空状的第一臂部、第二臂部、第三臂部或第四臂部的内部空间配置有以同轴地重叠的方式配置的至少两个减速机、以及与该至少两个减速机连接的第一马达、第二马达、第三马达以及第四马达中的至少两个马达,内部空间成为大气压。
在第一发明的工业用机器人中,形成为中空状的第一臂部、第二臂部、第三臂部或第四臂部的内部空间成为大气压,在该内部空间配置有第一减速机、第二减速机、第三减速机以及第四减速机中的至少两个减速机、以及与该至少两个减速机连接的第一马达、第二马达、第三马达以及第四马达中的至少两个马达。并且,在第一发明中,配置在内部空间的至少两个减速机以其轴中心一致的方式同轴地重叠。因此,在第一发明中,能够在减速机的轴向增大内部空间。即,在本发明中,能够增大成为大气压的内部空间的容积,从而增加内部空间内的空气的量。因此,在第一发明中,能够有效地冷却配置在成为大气压的内部空间的至少两个马达。并且,在第一发明中,由于在第二臂部相对于第一臂部的转动中心上、第三臂部相对于第二臂部的转动中心上、第四臂部相对于第三臂部的转动中心上或手相对于第四臂部的转动中心上配置有至少两台减速机,因此能够提高第一关节部、第二关节部、第三关节部或第四关节部的刚性。
接着,为了解决所述课题,已在权利要求7至13中叙述了第二发明,第二发明的工业用机器人的原点位置返回方法使工业用机器人返回至原点位置,工业用机器人的原点位置返回方法的特征在于,包括:假定当前位置设定工序,所述假定当前位置设定工序根据工业用机器人的状态对在当前位置的坐标为未知的状态下停止的工业用机器人的假定当前位置的坐标进行设定;动作工序,所述动作工序在假定当前位置设定工序后,使工业用机器人动作至指定位置;以及返回动作工序,所述返回动作工序在动作工序后,使工业用机器人自动返回至原点位置。
在第二发明的工业用机器人的原点位置返回方法中,由于在假定当前位置设定工序中对在当前位置的坐标为未知的状态下停止的工业用机器人的假定当前位置的坐标进行设定,因此根据已设定的假定当前位置的坐标,能够在动作工序中使工业用机器人进行适当的动作。并且,在第二发明中,由于在动作工序中使工业用机器人动作至指定位置,因此例如通过在动作工序中使工业用机器人动作至能够安全地返回原点的位置,能够在返回动作工序中使工业用机器人安全地自动返回至原点位置。如此,根据第二发明的原点位置返回方法,与以操作员的手动操作之类的复杂的方法使在当前位置的坐标为未知的状态下停止的工业用机器人返回至原点位置时相比,能够简单且安全地使工业用机器人返回至原点位置。
在第二发明中,例如工业用机器人包括:手,所述手用于装载搬送对象物;臂,所述臂包括被连接成能够转动的多个臂部,且手与臂的前端侧连接成能够转动;多个臂用马达,所述多个臂用马达用于使多个臂部转动;以及手用马达,所述手用马达用于使手转动,在假定当前位置设定工序中,设定手相对于臂的转动中心的假定当前位置的坐标,在动作工序中,使工业用机器人动作至在返回动作工序中的工业用机器人的返回动作时、收纳搬送对象物的收纳部与手以及搬送对象物不干涉的位置。
此时,由于工业用机器人包括多个臂用马达和手用马达,因此若以操作员的手动操作使在当前位置的坐标为未知的状态下停止的工业用机器人返回至原点位置,则其操作变得非常复杂,但在第二发明中,能够容易地使工业用机器人返回至原点位置。并且,此时,由于在假定当前位置设定工序中设定手的转动中心的假定当前位置的坐标,因此在动作工序中能够使工业用机器人以手以及搬送对象物与收纳部不干涉的方式动作。并且,此时,由于在动作工序中使工业用机器人动作至在返回动作工序中的工业用机器人的返回动作时、收纳搬送对象物的收纳部与手以及搬送对象物不干涉的位置,因此在返回动作工序中能够使工业用机器人安全地自动返回至原点位置。
在第二发明中,优选在工业用机器人连接有用于对工业用机器人指示动作位置的可搬式指示操作终端,在假定当前位置设定工序中,将操作员以目测确认而决定的手的转动中心的假定当前位置的坐标输入至指示操作终端,设定手的转动中心的假定当前位置的坐标。若如此构成,则能够容易地设定手的转动中心的假定当前位置的坐标。
在第二发明中,优选手在从成为手的转动的轴向的上下方向观察时直线地移动,进行搬送对象物向收纳部的搬入以及搬送对象物从收纳部的搬出,在动作工序中,使工业用机器人进行直线内插动作,以使在从上下方向观察时手在搬入以及搬出搬送对象物时的手的移动方向上移动。若如此构成,则在动作工序中,能够使工业用机器人以手以及搬送对象物与收纳部不干涉的方式动作。
在第二发明中,优选在假定当前位置设定工序中,无论利用在与成为手的转动的轴向的上下方向正交的平面上定义的圆柱坐标系的坐标以及直角坐标系的坐标中的哪个坐标都能够设定从上下方向观察时的手的转动中心的假定当前位置的坐标,通过圆柱坐标系的坐标和直角坐标系的坐标中的任一坐标设定从上下方向观察时的手的转动中心的假定当前位置的坐标。若如此构成,则能够利用在动作工序中易于使工业用机器人动作的坐标系的坐标对从上下方向观察时的手的转动中心的假定当前位置的坐标进行设定。
在第二发明中,优选工业用机器人包括用于在动作工序中使工业用机器人动作的操作部件,在动作工序中,通过点动操作使工业用机器人进行动作,所述点动操作是在工业用机器人的操作员对操作部件进行操作的期间工业用机器人动作、而在操作员停止操作部件的操作时工业用机器人停止的操作。若如此构成,则即使在如假定当前位置设定工序中设定的工业用机器人的假定当前位置的坐标与停止的工业用机器人的实际当前位置的坐标的偏差量较大、且在动作工序中以这种状态继续进行工业用机器人的动作时例如收纳部与手互相干涉的情况下,也能够通过一面进行点动操作,一面重新设定假定当前位置的坐标,防止在动作工序中收纳部与手发生干涉。
并且,为了解决所述课题,第二发明的工业用机器人包括:手,所述手用于装载搬送对象物;臂,所述臂包括被连接成能够转动的多个臂部,且手与臂的前端侧连接成能够转动;多个臂用马达,所述多个臂用马达用于使多个臂部转动;以及手用马达,所述手用马达用于使手转动,工业用机器人的特征在于,工业用机器人包括假定当前位置设定器件,所述假定当前位置设定器件用于对在手相对于臂的转动中心的当前位置的坐标为未知的状态下停止的工业用机器人的手的转动中心的假定当前位置的坐标进行设定。
第二发明的工业用机器人包括假定当前位置设定器件,所述假定当前位置设定器件用于对在手相对于臂的转动中心的当前位置的坐标为未知的状态下停止的工业用机器人的手的转动中心的假定当前位置的坐标进行设定。因此,在第二发明中,通过利用假定当前位置设定器件设定手的转动中心的假定当前位置的坐标,工业用机器人能够对手的转动中心的假定当前位置的坐标进行掌握。因此,在第二发明中,能够使工业用机器人进行适当的动作,从而使工业用机器人返回至原点位置。其结果是,在第二发明中,与以操作员的手动操作之类的复杂方法使在当前位置的坐标为未知的状态下停止的工业用机器人返回至原点位置时相比,能够用简单的方法使工业用机器人返回至原点位置。
并且,为了解决所述课题,已在权利要求14至18中叙述了第三发明,第三发明的工业用机器人具有包括被连接成能够相对转动的多个臂部的臂,工业用机器人的特征在于,工业用机器人包括:多个马达,所述多个马达用于使多个臂部转动;多个马达驱动器,所述多个马达驱动器分别对多个马达进行驱动控制;电源,所述电源对多个马达驱动器供电;充放电部,所述充放电部与多个马达驱动器连接,且能够通过由多个马达产生的再生电流进行充电;以及控制执行部,所述控制执行部控制多个马达驱动器,在工业用机器人紧急停止时,切断电源,且控制执行部使用从充放电部供给的电力一面控制多个马达驱动器,一面使多个马达停止。
在第三发明的工业用机器人中,在其紧急停止时,切断向多个马达驱动器供电的电源。因此,在第三发明中,在工业用机器人紧急停止时,能够使多个马达在比较短时间内停止,从而能够在比较短的时间内确保安全。并且,在第三发明中,在工业用机器人紧急停止时,控制执行部使用从能够通过由多个马达产生的再生电流进行充电的充放电部供给的电力一面控制马达驱动器,一面使多个马达停止。即,在第三发明中,在工业用机器人紧急停止时,使用从充放电部供给的电力一面控制多个马达,一面使多个马达停止。因此,在第三发明中,即使在工业用机器人包括用于使多个臂部转动的多个马达时,也能够使工业用机器人以臂的姿势呈指定的状态的方式紧急停止。
在第三发明中,优选工业用机器人包括:手,所述手与臂的前端侧连接成能够转动;手用马达,所述手用马达用于使手相对于臂转动;以及手用马达驱动器,所述手用马达驱动器对手用马达进行驱动控制,在紧急停止时,控制执行部使用从充放电部供给的电力一面控制手用马达驱动器,一面使手用马达停止。若如此构成,则即使在工业用机器人包括用于使手转动的手用马达时,也能够使工业用机器人将手相对于臂的姿势保持为指定状态而紧急停止。
在第三发明中,工业用机器人例如包括主体部,臂的基端侧与所述主体部连接成能够转动,并且,在工业用机器人中,作为臂部包括:第一臂部,所述第一臂部的基端侧与主体部连接成能够转动;以及第二臂部,所述第二臂部的基端侧与第一臂部的前端侧连接成能够转动,且手与第二臂部的前端侧连接成能够转动,作为马达包括:第一马达,所述第一马达用于使第一臂部相对于主体部转动;以及第二马达,所述第二马达用于使第二臂部相对于第一臂部转动,作为马达驱动器包括:第一马达驱动器,所述第一马达驱动器对第一马达进行驱动控制;以及第二马达驱动器,所述第二马达驱动器对第二马达进行驱动控制。
在第三发明中,优选工业用机器人包括:升降用马达,所述升降用马达用于使臂升降;升降用马达驱动器,所述升降用马达驱动器对升降用马达进行驱动控制;第一制动器,所述第一制动器用于使升降用马达停止;以及第二制动器,所述第二制动器用于以比第一制动器的制动力大的制动力使升降用马达停止,控制执行部控制升降用马达驱动器、第一制动器以及第二制动器,且在紧急停止时,使第一制动器工作后,使第二制动器工作,从而使升降用马达停止。若如此构成,则能够通过第一制动器和第二制动器使升降用马达在比较短的时间内停止。因此,例如即使在使无法控制升降用马达的工业用机器人紧急停止时,也能够防止臂落下。
在此,为了使升降用马达在更短的时间内停止,优选在紧急停止时使制动力较大的第二制动器立即工作。另一方面,在紧急停止时,若使制动力较大的第二制动器立即工作,则有时升降用马达想要过急地停止,反而危险。因此,在紧急停止时想要使制动力较大的第二制动器立即工作的情况下,优选控制执行部以使升降用马达向升降用马达继续旋转的方向旋转的方式控制升降用马达驱动器,以免升降用马达过急地停止。但是,此时,有可能存在紧急停止时充电于充放电部的电力因升降用马达驱动器而在短时间内被消耗的问题。若在紧急停止时充电于充放电部的电力因升降用马达驱动器而在短时间内被消耗,则有可能存在以下问题:控制执行部无法使用从充放电部供给的电力控制马达驱动器,导致多个臂部分别自由转动而引起意外事故。
与此相对,在紧急停止时,只要控制执行部在使制动力较小的第一制动器工作而降低升降用马达的转速后,使制动力较大的第二制动器工作而使升降用马达停止,升降用马达就不易突然停止,其结果能够降低在紧急停止时因升降用马达驱动器而消耗的充放电部的电力。因此,若如此构成,则在紧急停止时,能够使用从充放电部供给的电力控制多个马达,并使工业用机器人以臂的姿势呈指定的状态的方式紧急停止。
并且,为了解决所述课题,在第三发明的工业用机器人的控制方法中,该工业用机器人包括:臂,所述臂包括被连接成能够相对转动的多个臂部;多个马达,所述多个马达用于使多个臂部转动;多个马达驱动器,所述多个马达驱动器分别对多个马达进行驱动控制;电源,所述电源对多个马达驱动器供电;以及充放电部,所述充放电部与多个马达驱动器连接,且能够通过由多个马达产生的再生电流进行充电,工业用机器人的控制方法的特征在于,在工业用机器人紧急停止时,切断电源,且使用从充放电部供给的电力一面控制多个马达驱动器,一面使多个马达停止。
在第三发明的工业用机器人的控制方法中,在工业用机器人紧急停止时,切断对多个马达驱动器供电的电源。因此,在第三发明中,在工业用机器人紧急停止时,能够使多个马达在比较短的时间内停止,从而能够在比较短的时间内确保安全。并且,在第三发明中,在工业用机器人紧急停止时,使用从能够通过由多个马达产生的再生电流进行充电的充放电部供给的电力一面控制马达驱动器,一面使多个马达停止。即,在第三发明中,在工业用机器人紧急停止时,使用从充放电部供给的电力一面控制多个马达,一面使多个马达停止。因此,根据第三发明的工业用机器人的控制方法,即使在工业用机器人包括用于使多个臂部转动的多个马达时,也能够使工业用机器人以臂的姿势呈指定的状态的方式紧急停止。
为了解决所述课题,已在权利要求19至23中叙述了第四发明,第四发明的工业用机器人包括:臂,所述臂包括被连接成能够相对转动的多个臂部;多个马达,所述多个马达用于使多个臂部转动;以及主体部,臂的基端侧与所述主体部连接成能够转动,工业用机器人的特征在于,控制工业用机器人的控制部根据臂的姿势和臂的动作方向切换是使用以臂相对于主体部的转动中心为原点的圆柱坐标系控制工业用机器人,还是使用以臂的转动中心为原点的直角坐标系控制工业用机器人。
并且,为了解决所述课题,在第四发明的工业用机器人的控制方法中,该工业用机器人包括:臂,所述臂包括被连接成能够相对转动的多个臂部;多个马达,所述多个马达用于使多个臂部转动;以及主体部,臂的基端侧与所述主体部连接成能够转动,工业用机器人的控制方法的特征在于,工业用机器人的控制方法根据臂的姿势和臂的动作方向切换是使用以臂相对于主体部的转动中心为原点的圆柱坐标系控制工业用机器人,还是使用以臂的转动中心为原点的直角坐标系控制工业用机器人。
在第四发明的工业用机器人中,控制部根据臂的姿势和臂的动作方向切换是使用以臂相对于主体部的转动中心为原点的圆柱坐标系控制工业用机器人,还是使用以臂的转动中心为原点的直角坐标系控制工业用机器人。并且,在第四发明的工业用机器人的控制方法中,根据臂的姿势和臂的动作方向切换是使用以臂相对于主体部的转动中心为原点的圆柱坐标系控制工业用机器人,还是使用以臂的转动中心为原点的直角坐标系控制工业用机器人。因此,在第四发明中,在从臂的转动的轴向观察时臂的前端侧在通过臂相对于主体部的转动中心的假想线上直线地移动的情况下,能够利用圆柱坐标系控制工业用机器人,在从臂的转动的轴向观察时臂的前端侧在不沿着通过臂相对于主体部的转动中心的假想线的位置直线地移动的情况下,能够利用直角坐标系控制工业用机器人。
因此,在第四发明中,在从臂的转动的轴向观察时臂的前端侧在通过臂的转动中心的假想线上直线地移动的情况下,能够使用圆柱坐标系的坐标指示臂的前端侧的移动位置,在从臂的转动的轴向观察时臂的前端侧在不沿着通过臂的转动中心的假想线的位置直线地移动的情况下,能够使用直角坐标系的坐标指示臂的前端侧的移动位置。即,在第四发明中,在从臂的转动的轴向观察时臂的前端侧在不沿着通过臂的转动中心的假想线的位置直线地移动的情况下,不使用圆柱坐标系的坐标,而能够使用直角坐标系的坐标指示臂的前端侧的移动位置。其结果是,在第四发明中,即使在从臂的转动的轴向观察时臂的前端侧在不沿着通过臂的转动中心的假想线的位置直线地移动的情况下,也能够容易地指示臂的前端侧的移动位置。
在第四发明中,工业用机器人例如包括:手,所述手与臂的前端侧连接成能够转动;以及手用马达,所述手用马达用于使手转动,并且,在工业用机器人中,作为臂部包括:第一臂部,所述第一臂部的基端侧与主体部连接成能够转动;以及第二臂部,所述第二臂部的基端侧与第一臂部的前端侧连接成能够转动,且手与第二臂部的前端侧连接成能够转动,在从成为手、第一臂部以及第二臂部的转动的轴向的上下方向观察时手相对于第二臂部的转动中心在通过臂的转动中心的假想线上直线地移动的情况下,控制部利用圆柱坐标系控制工业用机器人,在从上下方向观察时手的转动中心在不沿着假想线的位置直线地移动的情况下,控制部利用直角坐标系控制工业用机器人。
此时,在从上下方向观察时手的转动中心在通过臂的转动中心的假想线上直线地移动的情况下,能够使用圆柱坐标系的坐标指示手的转动中心的移动位置,在从上下方向观察时手的转动中心在不沿着通过臂的转动中心的假想线的位置直线地移动的情况下,能够使用直角坐标系的坐标指示手的转动中心的移动位置。因此,即使在从上下方向观察时手的转动中心在不沿着通过臂的转动中心的假想线的位置直线地移动的情况下,也能够容易地指示手的转动中心的移动位置。
在第四发明中,例如在第一臂部相对于主体部不转动且第二臂部相对于第一臂部不转动的状态下手相对于第二臂部转动时,控制部利用圆柱坐标系控制工业用机器人。并且,在第四发明中,例如在第二臂部相对于第一臂部不转动且手相对于第二臂部不转动的状态下第一臂部相对于主体部转动时,控制部利用圆柱坐标系控制工业用机器人。
发明效果
如以上说明,在第一发明的配置在真空中的臂的至少一部分的内部成为大气压的工业用机器人中,能够有效地冷却配置在臂的内部的大气中的手或臂的驱动用马达。
接着,如以上说明,根据第二发明的工业用机器人的原点位置返回方法,能够用简单的方法使在当前位置的坐标为未知的状态下停止的工业用机器人返回至原点位置。并且,在第二发明的工业用机器人中,即使工业用机器人在当前位置的坐标为未知的状态下停止,也能够用简单的方法使工业用机器人返回至原点位置。
并且,如以上说明,在第三发明中,即使在工业用机器人包括用于使多个臂部转动的多个马达时,也能够使工业用机器人以臂的姿势呈指定的状态的方式紧急停止。
并且,如以上说明,在第四发明的工业用机器人中,即使在从臂的转动的轴向观察时臂的前端侧在不沿着通过臂相对于主体部的转动中心的假想线的位置直线地移动的情况下,也能够容易地指示臂的前端侧的移动位置。并且,根据第四发明的工业用机器人的控制方法,即使在从臂的转动的轴向观察时臂的前端侧在不沿着通过臂相对于主体部的转动中心的假想线的位置直线地移动的情况下,也能够容易地指示臂的前端侧的移动位置。
附图说明
图1是示出将本发明的实施方式所涉及的工业用机器人组装到有机EL显示器的制造系统的状态的俯视图。
图2是图1所示的工业用机器人的图,(A)是俯视图,(B)是侧视图。
图3是用于从侧面说明图2所示的工业用机器人的内部结构的剖视图。
图4是图3所示的第一臂部以及关节部的放大图。
图5是用于说明从图1所示的制程腔室搬出基板而搬入至其他制程腔室时的工业用机器人的动作的图。
图6是用于说明将基板搬入至图1所示的制程腔室时的工业用机器人的动作的图。
图7是用于说明将基板搬入至图1所示的制程腔室时的工业用机器人的动作的图。
图8是用于说明将基板搬入至图1所示的制程腔室时的工业用机器人的动作的图。
图9是用于说明将基板搬入至图1所示的制程腔室时的工业用机器人的动作的图。
图10是用于从侧面说明本发明的另一实施方式所涉及的工业用机器人的概略结构的图。
图11是本发明的另一实施方式所涉及的工业用机器人的俯视图。
图12是本发明的另一实施方式所涉及的工业用机器人的俯视图。
图13是用于从侧面说明本发明的另一实施方式所涉及的工业用机器人的概略结构的图。
图14是图2所示的工业用机器人的指示操作终端的主视图。
图15是用于说明图2所示的工业用机器人在当前位置的坐标为未知的状态下紧急停止时向原点位置返回的过程的图。
图16是用于说明与图2所示的工业用机器人的马达控制相关联的控制部的结构的方框图。
图17是用于说明与图2所示的工业用机器人的马达控制相关联的控制部的结构的方框图。
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。
(工业用机器人的概略结构)
在此,作为第一发明至第四发明所涉及的本方式进行说明。
图1是示出将本发明的实施方式所涉及的工业用机器人1组装到有机EL显示器的制造系统3的状态的俯视图。图2是图1所示的工业用机器人1的图,(A)是俯视图,(B)是侧视图。图3是用于从侧面说明图2所示的工业用机器人1的内部结构的剖视图。图14是第二发明的实施方式,是图2所示的工业用机器人1的指示操作终端19的主视图。图16是第三发明的实施方式,是用于说明与图2所示的工业用机器人1的马达控制相关联的控制部的结构的方框图。图17是第四发明的实施方式,是用于说明与图2所示的工业用机器人1的马达控制相关联的控制部100的结构的方框图。
本方式的工业用机器人1(以下称为“机器人1”)是用于搬送作为搬送对象物的有机EL(有机电致发光(Organic Electro Luminescence))显示器用的玻璃基板2(以下称为“基板2”)的机器人(水平多关节机器人)。该机器人1是适用于搬送比较大型的基板2的机器人。如图1所示,机器人1组装到有机EL显示器的制造系统3而使用。
制造系统3包括:过渡腔室4(以下称为“腔室4”),过渡腔室4配置于中心;以及多个制程腔室5-10(以下称为“腔室5-10”),多个制程腔室5-10以包围腔室4的方式配置。腔室4以及腔室5-10的内部为真空。在腔室4的内部配置有机器人1的一部分。通过构成机器人1的后述叉部21进入腔室5-10内,机器人1在腔室5-10之间搬送基板2。即,机器人1在真空中搬送基板2。在腔室5-10中配置有各种装置等,且收纳有由机器人1搬送来的基板2。并且,在腔室5-10中,对基板2进行各种处理。本方式的腔室5-10是收纳作为搬送对象物的基板2的收纳部。在以下叙述制造系统3的更具体的结构。
如图2、图3所示,机器人1包括:手13,手13用于装载基板2;臂14,手13与臂14的前端侧连接成能够转动;主体部15,臂14的基端侧与主体部15连接成能够转动;以及升降机构16,升降机构16使主体部15升降。主体部15以及升降机构16收纳于大致有底的圆筒状的壳体17中。在壳体17的上端固定有形成为圆板状的凸缘18。在凸缘18形成有配置主体部15的上端侧部分的贯通孔。并且,在机器人1经由省略图示的机器人控制器而连接有用于对机器人1指示动作位置的可搬式指示操作终端(示教器(Teaching pendant))19(参照图14)。另外,在图1、图2(A)等中,省略主体部15、升降机构16以及壳体17等的图示。
手13以及臂14配置在主体部15的上侧。并且,手13以及臂14配置在凸缘18的上侧。如上所述,机器人1的一部分配置在腔室4的内部。具体地说,机器人1的比凸缘18的下端面靠上侧的部分配置在腔室4的内部。即,机器人1的比凸缘18的下端面靠上侧的部分配置在真空区域VR中,手13以及臂14配置在真空中。另一方面,机器人1的比凸缘18的下端面靠下侧的部分配置在大气区域AR中(大气中)。
手13包括:基部20,基部20与臂14连接;以及四根叉部21,四根叉部21用于装载基板2。叉部21形成为直线状。四根叉部21中的两根叉部21以相互隔开指定间隔的状态平行地配置。该两根叉部21以从基部20向水平方向的一侧突出的方式固定于基部20。剩余两根叉部21以从基部20朝向与从基部20向水平方向的一侧突出的两根叉部21相反的一侧突出的方式固定于基部20。
臂14由第一臂部23和第二臂部24这两个臂部构成。第一臂部23以及第二臂部24形成为中空状。第一臂部23的基端侧与主体部15连接成能够转动。在第一臂部23的前端侧将第二臂部24的基端侧连接成能够转动。在第二臂部24的前端侧将手13连接成能够转动。臂14与主体部15的连接部(即,第一臂部23与主体部15的连接部)成为关节部25。第一臂部23与第二臂部24的连接部成为关节部26。臂14与手13的连接部(即,第二臂部24与手13的连接部)成为关节部27。第二臂部24相对于第一臂部23的转动中心与第一臂部23相对于主体部15的转动中心之间的距离等于第二臂部24相对于第一臂部23的转动中心与手13相对于第二臂部24的转动中心之间的距离。在本方式中,关节部26是连接第一臂部23与第二臂部24的第一关节部,关节部27是连接第二臂部24与手13的第二关节部。
第一臂部23以从主体部15向水平方向的一侧延伸的方式安装于主体部15。在第一臂部23安装有从主体部15向与第一臂部23延伸的方向相反的一侧(即,水平方向的另一侧)延伸的平衡器28。第二臂部24配置在比第一臂部23靠上侧的位置。并且,手13配置在比第二臂部24靠上侧的位置。
在主体部15安装有用于使第一臂部23相对于主体部15转动的马达31。并且,主体部15包括:中空旋转轴32,在中空旋转轴32固定有第一臂部23的基端侧;减速机33,减速机33将马达31的旋转减速并传递到第一臂部23;以及大致圆筒状的保持部件34,保持部件34保持减速机33的壳体且将中空旋转轴32保持为能够转动。
另外,在第二发明所涉及的本方式中,在主体部15安装有用于使第一臂部23相对于主体部15转动的作为臂用马达的马达31。
并且,在第三发明所涉及的本方式中,在主体部15安装有用于使第一臂部23相对于主体部15转动的作为第一马达的马达31。
减速机33是在其径向的中心形成有贯通孔的中空减速机。该减速机33以其贯通孔的轴中心与中空旋转轴32的轴中心一致的方式配置。在减速机33的输入侧经由带轮以及传送带而连接有马达31。在减速机33的输出侧固定有中空旋转轴32的下端。在中空旋转轴32的上端固定有第一臂部23的基端侧的下表面。中空旋转轴32配置在保持部件34的内周侧,在中空旋转轴32的外周面与保持部件34的内周面之间配置有轴承。当马达31旋转时,马达31的动力传递至第一臂部23的基端侧,从而使第一臂部23转动。
在关节部25配置有防止空气流入至真空区域VR的磁流体密封件35。磁流体密封件35配置在中空旋转轴32的外周面与保持部件34的内周面之间。并且,在关节部25配置有用于防止空气流入至真空区域VR的伸缩囊36。具体地说,伸缩囊36配置在磁流体密封件35的外周侧,即保持部件34的外周侧。伸缩囊36的下端固定于保持部件34,伸缩囊36的上端固定于凸缘18。当构成升降机构16的后述马达40旋转而主体部15升降时,伸缩囊36伸缩。
升降机构16包括:螺丝部件38,螺丝部件38将上下方向作为轴向而配置;螺母部件39,螺母部件39与螺丝部件38卡合;以及马达40,马达40使螺丝部件38旋转。螺丝部件38在壳体17的底面侧被安装为能够旋转。马达40安装于壳体17的底面侧。螺丝部件38经由带轮以及传送带而与马达40连接。螺母部件39经由指定的托架而安装于主体部15。在本方式中,当马达40旋转时,螺丝部件38旋转,主体部15与螺母部件39一起升降。另外,升降机构16包括:导向轴,导向轴用于向上下方向引导主体部15;以及导向块,导向块与上述导向轴卡合而向上下方向滑动。
在此,作为第三发明所涉及的本方式进行说明。
升降机构16包括:螺丝部件38,螺丝部件38将上下方向作为轴向而配置;螺母部件39,螺母部件39与螺丝部件38卡合;马达40,马达40使螺丝部件38旋转;作为第一制动器的制动器41,制动器41用于使马达40停止;以及作为第二制动器的制动器42,制动器42用于使马达40停止(参照图16)。
螺丝部件38在壳体17的底面侧被安装成能够旋转。马达40安装于壳体17的底面侧。螺丝部件38经由带轮以及传送带而与马达40连接。螺母部件39经由指定的托架而安装于主体部15。在本方式中,当马达40旋转时,螺丝部件38旋转,主体部15与螺母部件39一起升降。即,当马达40旋转时,手13以及臂14与主体部15一起升降。本方式的马达40是用于使臂14升降的升降用马达。另外,升降机构16包括:导向轴,导向轴用于向上下方向引导主体部15;以及导向块,导向块与上述导向轴卡合而向上下方向滑动。
制动器41安装于螺丝部件38的下端侧。制动器42内置在马达40中。制动器41、42是所谓的无励磁工作型制动器,其包括:壳体,在壳体内收纳有线圈;侧板,侧板固定于壳体;电枢,电枢配置为能够相对于壳体在轴向移动;制动盘,制动盘配置在侧板与电枢之间;以及压缩螺旋弹簧,压缩螺旋弹簧将电枢向制动盘施力。在制动器41中,制动盘安装于螺丝部件38,在制动器42中,制动盘安装于马达40的旋转轴。
在制动器41、42中,若线圈呈通电状态,则电枢被吸引至壳体,制动盘被释放。并且,在制动器41、42中,若停止对线圈通电,则因压缩螺旋弹簧的作用力,制动盘被夹在电枢与侧板之间,对马达40施加制动。在本方式中,制动器42的制动力大于制动器41的制动力。
如图16所示,机器人1的控制部包括:作为第一马达驱动器的马达驱动器71,马达驱动器71对马达31进行驱动控制;作为第二马达驱动器的马达驱动器72,马达驱动器72对马达46进行驱动控制;作为手用马达驱动器的马达驱动器73,马达驱动器73对马达47进行驱动控制;以及作为升降用马达驱动器的马达驱动器74,马达驱动器74对马达40进行驱动控制。并且,机器人1的控制部包括:延迟电路85,延迟电路85用于调整制动器41的动作时刻;以及延迟电路86,延迟电路86用于调整制动器42的动作时刻。
并且,机器人1的控制部包括:电源81,电源81对马达驱动器71-74供电;作为控制执行部的中央处理器(CPU:Central Processing Unit)79,中央处理器79对马达驱动器71-74进行控制;以及充放电部80,充放电部80与马达31、40、46、47连接。中央处理器79经由延迟电路85、86还对制动器41、42进行控制。充放电部80包括省略图示的继电器、二极管以及电容器。该充放电部80能够通过由马达31、40、46、47产生的再生电流进行充电。具体地说,通过由马达31、40、46、47产生的再生电流流动至充放电部80的电容器,能够对该电容器进行充电。
另外,在第二发明所涉及的本方式中,指示操作终端19包括:显示器70,在显示器70显示各种信息等;以及操作按钮76,操作按钮76用于进行各种操作。在本方式的指示操作终端19中能够进行如下点动操作:在操作员按下操作按钮76期间,机器人1动作,并且在操作员停止按下操作按钮76时(即,在停止进行操作按钮76的操作时),机器人1停止。
另外,在第四发明所涉及的本方式中,如图17所示,控制机器人1的控制部100包括:马达驱动器71,马达驱动器71对马达31进行驱动控制;马达驱动器72,马达驱动器72对马达46进行驱动控制;马达驱动器73,马达驱动器73对马达47进行驱动控制;以及马达驱动器74,马达驱动器74对马达40进行驱动控制。并且,控制部100包括:电源81,电源81对马达驱动器71-74供电;以及中央处理器79,中央处理器79对马达驱动器71-74进行控制。
(第一臂部的内部结构以及关节部的结构)
在此,作为第一发明至第四发明所涉及的本方式进行说明。
图4是图3所示的第一臂部23以及关节部26的放大图。
如上所述,第一臂部23以及第二臂部24形成为中空状。在形成为中空状的第一臂部23的内部空间45中配置有:作为第一马达的马达46,马达46用于使第二臂部24相对于第一臂部23转动;以及作为第二马达的马达47,马达47用于使手13相对于第二臂部24转动。关节部26包括:作为第一减速机的减速机48,减速机48将马达46的旋转减速并传递至第二臂部24;以及作为第二减速机的减速机49,减速机49将马达47的旋转减速并传递至手13。减速机48、49是在其径向的中心形成有贯通孔的中空减速机。并且,关节部26包括中空旋转轴50和中空旋转轴51,中空旋转轴51配置在中空旋转轴50的外周侧,且与中空旋转轴50同轴配置。
另外,在第二发明所涉及的本方式中,在形成为中空状的第一臂部23的内部空间45中配置有:作为臂用马达的马达46,马达46用于使第二臂部24相对于第一臂部23转动;以及作为手用马达的马达47,马达47用于使手13相对于第二臂部24转动。
另外,在第三发明所涉及的本方式中,在形成为中空状的第一臂部23的内部空间45中配置有:作为第二马达的马达46,马达46用于使第二臂部24相对于第一臂部23转动;以及作为手用马达的马达47,马达47用于使手13相对于第二臂部24转动。
另外,在第四发明所涉及的本方式中,在形成为中空状的第一臂部23的内部空间45中配置有:马达46,马达46用于使第二臂部24相对于第一臂部23转动;以及作为手用马达的马达47,马达47用于使手13相对于第二臂部24转动。
在减速机48的输入侧经由带轮52、53以及传送带54而连接有马达46。在减速机48的输出侧固定有中空旋转轴51的下端。中空旋转轴51的上端固定于第二臂部24的基端侧的下表面。减速机48的壳体固定于形成为大致圆筒状的保持部件55。保持部件55固定于第一臂部23。并且,保持部件55配置在中空旋转轴51的外周侧。当马达46旋转时,马达46的动力经由带轮52、53、传送带54以及减速机48等被传递至第二臂部24的基端侧,从而使第二臂部24转动。
在减速机49的输入侧经由带轮57、58以及传送带59而连接有马达47。在减速机49的输出侧固定有中空旋转轴50的下端。在中空旋转轴50的上端固定有带轮60。带轮60配置在形成为中空状的第二臂部24的基端侧的内部。如图3所示,在第二臂部24的前端侧的内部配置有带轮61。带轮61在第二臂部24的前端侧被保持为能够转动。在带轮61的上端面固定有手13的基部20的下表面。在带轮60与带轮61之间架设有传送带62。减速机49的壳体固定于形成为大致圆筒状的保持部件63。保持部件63固定于第一臂部23。当马达47旋转时,马达47的动力经由带轮57、58、传送带59、减速机49、带轮60、61以及传送带62等被传递至手13的基部20,从而使手13转动。
减速机48与减速机49以其贯通孔的轴中心与中空旋转轴51的轴中心一致的方式同轴地重叠配置。即,减速机48与减速机49以其轴中心与第二臂部24相对于第一臂部23的转动中心一致的方式同轴地重叠配置。在本方式中,减速机48配置在减速机49的上侧。
第一臂部23的内部空间45被密封,内部空间45的压力成为大气压。如上所述,马达46、47配置于内部空间45。并且,减速机48、49在第一臂部23的前端侧配置于内部空间45。即,马达46、47以及减速机48、49配置在大气中。在马达46卷绕有用于冷却马达46的冷却用管64。在该冷却用管64中能够供给压缩空气,马达46通过在冷却用管64的内部穿过的压缩空气而被冷却。另外,在本方式中,由于马达47的发热量小于马达46的发热量,因此在马达47未卷绕有冷却用管。
在关节部26配置有用于确保内部空间45的密封状态的磁流体密封件65、66。即,在关节部26配置有防止空气从内部空间45流入至真空区域VR的磁流体密封件65、66。磁流体密封件65配置在中空旋转轴50的外周面与中空旋转轴51的内周面之间,磁流体密封件66配置在中空旋转轴51的外周面与保持部件55的内周面之间。另外,在中空旋转轴50的外周面与中空旋转轴51的内周面之间配置有轴承。并且,在本方式中,第二臂部24的内部空间成为真空。
(制造系统的结构)
在此,作为第一发明至第四发明所涉及的本方式进行说明。
如上所述,制造系统3包括以包围腔室4的方式配置的多个腔室5-10。在本方式的制造系统3中,以包围腔室4的方式配置有六个腔室5-10。以下,在图1中,将互相正交的三个方向分别作为X方向、Y方向以及Z方向。机器人1以其上下方向与Z方向一致的方式配置。因此,以下,将Z方向作为上下方向。并且,以下,将X1方向侧作为“右”侧,将X2方向侧作为“左”侧,将Y1方向侧作为“前”侧,将Y2方向侧作为“后(后面)”侧。
腔室4以从上下方向观察时的形状呈大致八边形的方式形成。腔室5-10以从上下方向观察时的形状呈大致长方形的方式形成,且以其侧面与由Y方向和Z方向构成的YZ平面或由Z方向和X方向构成的ZX平面平行的方式配置。腔室5以与腔室4的左端相连的方式配置,腔室6以与腔室4的右端相连的方式配置。并且,腔室7以及腔室8以与腔室4的后端相连的方式配置。腔室7与腔室8在左右方向相邻。在本方式中,腔室7配置在左侧,腔室8配置在右侧。并且,腔室9以及腔室10以与腔室4的前端相连的方式配置。腔室9与腔室10在左右方向相邻。在本方式中,腔室9配置在左侧,腔室10配置在右侧。
腔室5、6以从上下方向观察时通过第一臂部23相对于主体部15的转动中心C1的与左右方向平行的假想线通过腔室5、6的前后方向的中心位置的方式配置。腔室7、8以通过转动中心C1的与前后方向平行的假想线通过腔室7、8之间的左右方向的中心位置的方式配置。即,腔室7、8在左右方向的中心位置相对于转动中心C1偏移。同样地,腔室9、10以通过转动中心C1的与前后方向平行的假想线通过腔室9、10之间的左右方向的中心位置的方式配置。即,腔室9、10在左右方向的中心位置相对于转动中心C1偏移。并且,在左右方向上,腔室7与腔室9配置在相同位置,腔室8与腔室10配置在相同位置。
(工业用机器人的概略动作)
在此,作为第一发明至第四发明所涉及的本方式进行说明。
图5是用于说明从图1所示的制程腔室5搬出基板2并将基板2搬入至制程腔室6时的工业用机器人1的动作的图。图6是用于说明将基板2搬入至图1所示的制程腔室7时的工业用机器人1的动作的图。图7是用于说明将基板2搬入至图1所示的制程腔室9时的工业用机器人1的动作的图。图8是用于说明将基板2搬入至图1所示的制程腔室8时的工业用机器人1的动作的图。图9是用于说明将基板2搬入至图1所示的制程腔室10时的工业用机器人1的动作的图。
机器人1使马达31、40、46、47驱动,并在腔室5-10之间搬送基板2。例如,如图5所示,机器人1从腔室5搬出基板2并将基板2搬入至腔室6。即,机器人1在如图5(A)所示那样在叉部21与左右方向平行的状态下伸展臂14并在腔室5内装载基板2之后,如图5(B)所示那样缩回臂14直至第一臂部23与第二臂部24在上下方向重叠为止,并从腔室5搬出基板2。之后,机器人1使手13转动180°后,伸展臂14,如图5(C)所示那样将基板2搬入至腔室6。在从腔室5搬出基板2并将基板2搬入至腔室6时,若从上下方向观察,则手13相对于第二臂部24的转动中心C2在通过转动中心C1的与左右方向平行的假想线上直线地移动。即,在从腔室5搬出基板2时以及将基板2搬入至腔室6时,若从上下方向观察,则手13向右方向直线地移动。
并且,例如机器人1将从腔室5搬出的基板2搬入至腔室7(参照图6)。此时,机器人1首先从如图6(A)所示那样缩回臂14的状态起使马达31、46、47驱动,如图6(B)所示那样使手13、第一臂部23以及第二臂部24以如下方式转动:叉部21与前后方向平行且基板2配置在手13的后端侧,且在左右方向上,手13相对于第二臂部24的转动中心C2与腔室7的左右方向的中心大致一致。此时,若从上下方向观察,则转动中心C2在通过转动中心C1的与左右方向平行的假想线上直线地移动。之后,机器人1伸展臂14,如图6(C)所示那样将基板2搬入至腔室7。此时,若从上下方向观察,则转动中心C2在通过腔室7的左右方向的中心的与前后方向平行的假想线上直线地移动。即,此时,若从上下方向观察,则转动中心C2在不沿着通过转动中心C1的假想线的位置(偏离通过转动中心C1的假想线的位置)直线地移动。
同样地,机器人1例如将从腔室5搬出的基板2搬入至腔室9(参照图7)。此时,机器人1首先从如图7(A)所示那样缩回臂14的状态起使马达31、46、47驱动,如图7(B)所示那样使手13、第一臂部23以及第二臂部24以如下方式转动:叉部21与前后方向平行且基板2配置在手13的前端侧,且在左右方向上,转动中心C2与腔室9的左右方向的中心大致一致。此时,若从上下方向观察,则转动中心C2在通过转动中心C1的与左右方向平行的假想线上直线地移动。之后,机器人1伸展臂14,如图7(C)所示那样将基板2搬入至腔室9。此时,若从上下方向观察,则转动中心C2在通过腔室9的左右方向的中心的与前后方向平行的假想线上直线地移动。即,此时,若从上下方向观察,则转动中心C2在不沿着通过转动中心C1的假想线的位置直线地移动。
并且,机器人1例如将从腔室5搬出的基板2搬入至腔室8(参照图8)。此时,机器人1首先从如图8(A)所示那样缩回臂14的状态起使马达31、46、47驱动,如图8(B)所示那样使手13、第一臂部23以及第二臂部24以如下方式转动:叉部21与前后方向平行且基板2配置在手13的后端侧,且在左右方向上,转动中心C2与腔室8的左右方向的中心大致一致。此时,若从上下方向观察,则转动中心C2在通过转动中心C1的与左右方向平行的假想线上直线地移动。之后,机器人1伸展臂14,如图8(C)所示那样将基板2搬入至腔室8。此时,若从上下方向观察,则转动中心C2在通过腔室8的左右方向中心的与前后方向平行的假想线上直线地移动。即,此时,若从上下方向观察,则转动中心C2在不沿着通过转动中心C1的假想线的位置直线地移动。
另外,机器人1例如将从腔室5搬出的基板2搬入至腔室10(参照图9)。此时,机器人1首先从如图9(A)所示那样缩回臂14的状态起使马达31、46、47驱动,如图9(B)所示那样使手13、第一臂部23以及第二臂部24以如下方式转动:叉部21与前后方向平行且基板2配置在手13的前端侧,且在左右方向上,转动中心C2与腔室10的左右方向的中心大致一致。此时,若从上下方向观察,则转动中心C2在通过转动中心C1的与左右方向平行的假想线上直线地移动。之后,机器人1伸展臂14,如图9(C)所示那样将基板2搬入至腔室10。此时,若从上下方向观察,则转动中心C2在通过腔室10的左右方向的中心的与前后方向平行的假想线上直线地移动。即,此时,若从上下方向观察,则转动中心C2在不沿着通过转动中心C1的假想线的位置直线地移动。
在搬出和搬入基板2时,手13以及第一臂部23以第一臂部23相对于主体部15的转动角度等于手13相对于第二臂部24的转动角度且第一臂部23相对于主体部15的转动方向与手13相对于第二臂部24的转动方向成为相反方向的方式转动。即,马达31、47以第一臂部23相对于主体部15的转动角度等于手13相对于第二臂部24的转动角度且第一臂部23相对于主体部15的转动方向与手13相对于第二臂部24的转动方向成为相反方向的方式旋转。因此,搬出和搬入基板2时手13的朝向被保持为恒定。即,在相对于腔室5、6搬出和搬入基板2时,以叉部21与左右方向平行的方式保持手13的朝向,在相对于腔室7-10搬出和搬入基板2时,以叉部21与前后方向平行的方式保持手13的朝向。
在此,作为第二发明所涉及的本方式进行说明。
(紧急停止的工业用机器人的原点位置返回方法)
图15是用于说明图2所示的工业用机器人1在当前位置的坐标为未知的状态下紧急停止时向原点位置返回的过程的图。
当机器人1由于某种原因而紧急停止时,即在机器人1在自身当前位置的坐标(当前状态)为未知的状态下停止时,如以下那样使机器人1返回至原点位置(基准状态)。另外,在本方式中,在机器人1在相对于腔室5、6搬出或搬入基板2时紧急停止的情况下,以如下方式控制马达31、46、47:机器人1在叉部21与左右方向平行的状态下、且在从上下方向观察时转动中心C2配置在通过转动中心C1的与左右方向平行的假想线上的状态下停止。并且,在机器人1在相对于腔室7、9搬入或搬出基板2时紧急停止的情况下,以如下方式控制马达31、46、47:机器人1在叉部21与前后方向平行的状态下、且在从上下方向观察时转动中心C2配置在通过腔室7、9的左右方向的中心的与前后方向平行的假想线上的状态下停止。并且,在机器人1在相对于腔室8、10搬入或搬出基板2时紧急停止的情况下,以如下方式控制马达31、46、47:机器人1在叉部21与前后方向平行的状态下、且在从上下方向观察时转动中心C2配置在通过腔室8、10的左右方向的中心的与前后方向平行的假想线上的状态下停止。
当机器人1在自身当前位置的坐标为未知的状态下紧急停止时,在使机器人1返回至原点位置时,首先根据机器人1的状态设定机器人1的假定当前位置的坐标(假定当前位置设定工序)。在假定当前位置设定工序中,设定转动中心C2的假定当前位置的坐标。具体地说,将使机器人1返回至原点位置的操作员以目测确认而决定的转动中心C2的假定当前位置的坐标输入至指示操作终端19,从而设定转动中心C2的假定当前位置的坐标。即,在假定当前位置设定工序中,使用指示操作终端19设定转动中心C2的假定当前位置的坐标。本方式的指示操作终端19是用于设定转动中心C2的假定当前位置的坐标的假定当前位置设定器件。
并且,在假定当前位置设定工序中,无论利用在与上下方向正交的平面中定义的圆柱坐标系的坐标以及在与上下方向正交的平面中定义的直角坐标系的坐标中的哪个坐标都能够设定从上下方向观察时的转动中心C2的假定当前位置的坐标,通过任一坐标对从上下方向观察时的转动中心C2的假定当前位置的坐标进行设定。例如,以转动中心C1为原点而定义圆柱坐标系,并根据转动中心C1至转动中心C2的距离以及连接转动中心C1与转动中心C2的线和通过转动中心C1的指定的基准线所成的角度,设定从上下方向观察时的转动中心C2的假定当前位置的坐标。并且,例如以转动中心C1为原点且以构成直角坐标系的一个坐标轴与左右方向平行、另一坐标轴与前后方向平行的方式定义直角坐标系,并根据转动中心C1与转动中心C2在左右方向上的距离以及转动中心C1与转动中心C2在前后方向上的距离设定从上下方向观察时的转动中心C2的假定当前位置的坐标。
在本方式中,在机器人1在相对于以通过转动中心C1的与左右方向平行的假想线通过其前后方向的中心位置的方式配置的腔室5、6搬出或搬入基板2时紧急停止的情况下,利用圆柱坐标系的坐标设定从上下方向观察时的转动中心C2的假定当前位置的坐标。另一方面,在机器人1在相对于左右方向上偏离转动中心C1的腔室7-10搬出或者搬入基板2时紧急停止的情况下,利用直角坐标系的坐标设定从上下方向观察时的转动中心C2的假定当前位置的坐标。
另外,在假定当前位置设定工序中,除了设定从上下方向观察时的转动中心C2的假定当前位置的坐标,还可设定手13相对于第二臂部24的转动角度的假定当前位置的坐标和转动中心C2的高度的假定当前位置的坐标。这些设定也通过将操作员以目测确认而决定的假定当前位置的坐标输入至指示操作终端19来进行。并且,在本方式中,例如在手13和腔室5-10设置有指定的标记、且预先定义从上下方向观察时手13的标记与腔室5-10的标记一致时的转动中心C2的坐标、且由操作员以目测决定转动中心C2的假定当前位置的坐标时,根据手13的标记与腔室5-10的标记之间的位置关系决定转动中心C2的假定当前位置的坐标。或者,例如在预先定义转动中心C2位于转动中心C2在前后左右的可动范围端时的转动中心C2的坐标、且由操作员以目测决定转动中心C2的假定当前位置的坐标时,以转动中心C2的可动范围端为基准决定转动中心C2的假定当前位置的坐标。
若在假定当前位置设定工序中设定转动中心C2的假定当前位置的坐标,则使机器人1动作至指定位置(动作工序)。在动作工序中,使机器人1动作至在后述的返回动作工序中的机器人1的返回动作时手13或基板2与腔室5-10不干涉的位置。例如,当机器人1如图15(A)所示那样在手13的左端侧进入至腔室5的内部的状态下紧急停止时,在动作工序中,如图15(B)所示那样以手13的整体移动至腔室5的外侧的方式缩回臂14。并且,例如,当机器人1如图6(C)、图7(C)、图8(C)、图9(C)所示那样在手13的后端侧或前端侧进入至腔室7-10的内部的状态下紧急停止时,在动作工序中,如图6(B)、图7(B)、图8(B)、图9(B)所示那样以手13的整体移动至腔室7-10的外侧的方式缩回臂14。
此时,使机器人1进行直线内插动作,以使手13在相对于腔室5-10搬入和搬出基板2时的手13的移动方向上移动。即,此时,使机器人1进行直线内插动作,以使转动中心C2在相对于腔室5-10搬入和搬出基板2时的转动中心C2的移动方向上移动。并且,在动作工序中,通过使用指示操作终端19的操作按钮76的点动操作使机器人1动作。本方式的操作按钮76是用于在动作工序中使机器人1动作的操作部件。
在动作工序中使机器人1动作后,使机器人1自动返回至原点位置(返回动作工序)。在该返回动作工序中,以众所周知的方法使机器人1自动返回至原点位置。
(紧急停止时的工业用机器人的动作)
在此,作为第三发明所涉及的本方式进行说明。
在当手13、第一臂部23以及第二臂部24转动且主体部15升降时由于某种原因而使机器人1紧急停止的情况下,机器人1首先切断电源81。另一方面,即使在使机器人1紧急停止时,机器人1也仍延长切断使中央处理器79驱动的控制电源(省略图示)的时间,通过中央处理器79一面控制制动器41、42以及马达驱动器71-74,一面使马达31、40、46、47停止。例如,机器人1在紧急停止时,将切断控制电源的时间延长数秒左右。
在机器人1紧急停止时,中央处理器79首先使制动器41工作(即,停止对制动器41的线圈通电),在使制动器41工作起经过指定时间后,使制动力较大的制动器42工作(即,停止对制动器42的线圈通电),从而使马达40停止。即,在机器人1紧急停止时,中央处理器79使制动器41工作后,使制动器42工作,从而使马达40停止。例如,为了防止主体部15落下,中央处理器79在使制动器41工作起经过数百毫秒后,使制动器42工作。
并且,在机器人1紧急停止时,中央处理器79使用从充放电部80供给的电力一面控制马达驱动器71-73,一面使马达31、46、47停止。即,中央处理器79使用预先蓄存于充放电部80的电力以及通过由马达31、46、47产生的再生电流而蓄存于充放电部80的电力,一面管理马达31、46、47的旋转位置,一面使马达31、46、47停止。具体地说,中央处理器79一面以保持紧急停止时的手13的朝向且手13向紧急停止时的手13的移动方向直线地移动的方式(更具体地说,以转动中心C2直线地移动的方式)控制马达驱动器71-73,一面使马达31、46、47停止。
另外,在本方式中,中央处理器79以防止马达40在机器人1紧急停止时使制动器41、42工作的情况下过急地停止的方式控制马达驱动器74。具体地说,在制动器41、42工作时马达40似乎过急地停止的情况下,中央处理器79以马达40进一步向紧急停止时的马达40的旋转方向旋转的方式控制马达驱动器74。此时,从充放电部80向马达驱动器74供电。
(工业用机器人的控制方法)
在此,作为第四发明所涉及的本方式进行说明。
本方式的控制部100根据臂14的姿势和臂14的动作方向切换是使用以第一臂部23相对于主体部15的转动中心(即,臂14相对于主体部15的转动中心)C1为原点的圆柱坐标系控制机器人1,还是使用以转动中心C1为原点的直角坐标系控制机器人1。即,控制部100根据臂14的姿势和臂14的动作方向切换是利用圆柱坐标系控制马达驱动器71-74,还是利用直角坐标系控制马达驱动器71-74。
具体地说,在从上下方向观察时手13的转动中心C2在通过转动中心C1的假想线上直线地移动时,控制部100利用圆柱坐标系控制机器人1。即,在从上下方向观察时手13的转动中心C2在通过转动中心C1的假想线上直线地移动时,控制部100利用基于转动中心C1至转动中心C2的距离以及连接转动中心C1与转动中心C2的线和通过转动中心C1的指定的基准线所成的角度的圆柱坐标系控制机器人1。
例如,当为了进行基板2相对于腔室5、6的搬出或搬入,转动中心C2在臂14伸展至叉部21进入至腔室5、6中为止的位置(参照图5(A)、(C))与臂14缩回至第一臂部23与第二臂部24在上下方向重叠为止的位置(参照图5(B))之间直线地移动时,控制部100利用圆柱坐标系控制机器人1。
并且,当为了进行基板2相对于腔室7-10的搬出或搬入,转动中心C2在臂14缩回至第一臂部23与第二臂部24在上下方向重叠为止的位置(参照图6(A)、图7(A)、图8(A)、图9(A))与叉部21平行于前后方向且基板2配置在手13的前端侧或后端侧且在左右方向上转动中心C2与腔室7-10的左右方向的中心大致一致的位置(参照图6(B)、图7(B)、图8(B)、图9(B))之间直线地移动时,控制部100利用圆柱坐标系控制机器人1。
另一方面,在从上下方向观察时转动中心C2在不沿着通过转动中心C1的假想线的位置直线地移动时,控制部100利用直角坐标系控制机器人1。在本方式中,在以构成直角坐标系的一个坐标轴与左右方向平行、另一坐标轴与前后方向平行的方式定义了直角坐标系且在从上下方向观察时转动中心C2在不沿着通过转动中心C1的假想线的位置直线地移动时,控制部100利用基于转动中心C1与转动中心C2在左右方向的距离和转动中心C1与转动中心C2在前后方向的距离的直角坐标系控制机器人1。
即,当为了进行基板2相对于腔室7-10的搬出或搬入,转动中心C2在叉部21与前后方向平行且基板2配置在手13的前端侧或后端侧且在左右方向上转动中心C2与腔室7-10的左右方向的中心大致一致的位置(参照图6(B)、图7(B)、图8(B)、图9(B))与臂14伸展至叉部21进入腔室7-10中为止的位置(参照图6(C)、图7(C)、图8(C)、图9(C))之间直线地移动时,控制部100利用直角坐标系控制机器人1。
并且,在第一臂部23相对于主体部15不转动且第二臂部24相对于第一臂部23不转动的状态下,在手13相对于第二臂部24转动时,控制部100利用圆柱坐标系控制机器人。并且,在第二臂部24相对于第一臂部23不转动且手13相对于第二臂部24不转动的状态下,在第一臂部23相对于主体部15转动时,控制部100也利用圆柱坐标系控制机器人1。
在本方式中,使用圆柱坐标系的坐标对利用圆柱坐标系控制时的转动中心C2的移动位置等进行指示。并且,使用直角坐标系的坐标对利用直角坐标系控制时的转动中心C2的移动位置进行指示。另外,无论在利用圆柱坐标系控制机器人1时以及利用直角坐标系控制机器人1时的哪种情况下,都能够控制从上下方向观察时的转动中心C2的位置、手13的高度以及手13相对于第二臂部24的转动角度。
(第一发明的本方式的主要效果)
如以上说明,在本方式中,形成为中空状的第一臂部23的内部空间45成为大气压,在该内部空间45中配置有马达46、47以及减速机48、49。并且,在本方式中,配置于内部空间45的减速机48与减速机49以其轴中心一致的方式同轴地重叠。因此,在本方式中,能够在减速机48、49的轴向即上下方向上将第一臂部23的厚度设定为较厚。即,在本方式中,能够在上下方向上增大内部空间45,且能够增大内部的压力成为大气压的内部空间45的容积,从而能够增加内部空间45内的空气的量。因此,在本方式中,能够有效地冷却配置于内部空间45的马达46、47。其结果是,在本方式中,能够防止由于热而造成马达46、47损伤。
尤其在第一发明的本方式中,第二臂部24相对于第一臂部23的转动中心与第一臂部23相对于主体部15的转动中心之间的距离等于第二臂部24相对于第一臂部23的转动中心与手13相对于第二臂部24的转动中心之间的距离,且第一臂部23的长度比较长。因此,在本方式中,能够进一步增大内部空间45的容积,从而进一步增加内部空间45内的空气的量,其结果是,能够更加有效地冷却配置于内部空间45的马达46、47。并且,在本方式中,由于在马达46卷绕有冷却用管64,因此能够更加有效地冷却马达46。
并且,在第一发明的本方式中,由于将马达46、47以及减速机48、49配置于内部的压力成为大气压的内部空间45,因此即使手13和臂14配置在真空中,也无需使用真空润滑脂等高价的润滑剂作为马达46、47或减速机48、49的润滑剂,只要使用在大气压中所使用的润滑脂等润滑剂即可。因此,在本方式中,能够降低机器人1的初期成本以及运转成本。
在第一发明的本方式中,由减速机48、49构成关节部26的一部分。因此,在本方式中,能够提高关节部26的刚性。尤其在本方式中,减速机48、49是中空减速机,且以其轴中心与第二臂部24相对于第一臂部23的转动中心一致的方式同轴地配置。即,在本方式中,在第二臂部24相对于第一臂部23的转动中心上配置有两台减速机48、49。因此,在本方式中,能够进一步提高关节部26的刚性。因此,在本方式中,即便用机器人1搬送比较大的基板2,也能够防止关节部26损伤。
另外,如第一发明的本方式,在以将搬出以及搬入基板2时的手13的朝向保持为恒定的状态在腔室5-10之间搬送基板2时,若搬送比较大的基板2,则虽然对关节部26施加较大负载,但对关节部27不会施加较大负载。因此,在本方式中,即使由带轮61等构成关节部27,也不易使关节部27损伤。
在第一发明的本方式中,在搬出以及搬入基板2时,手13以及第一臂部23以第一臂部23相对于主体部15的转动角度与手13相对于第二臂部24的转动角度相等且第一臂部23相对于主体部15的转动方向与手13相对于第二臂部24的转动方向成为相反方向的方式转动。因此,在本方式中,如上所述能够将搬出以及搬入基板2时的手13的朝向保持为恒定。即,在本方式中,能够通过比较简单的控制将搬出以及搬入基板2时的手13的朝向保持为恒定。
在第一发明的本方式中,在从主体部15向水平方向的一侧延伸的第一臂部23安装有从主体部15向与第一臂部23延伸的方向相反的一侧延伸的平衡器28。因此,在本方式中,能够降低作用于配置在固定第一臂部23的中空旋转轴32的外周面与保持部件34的内周面之间的轴承的负载。
(第二发明的本方式的主要效果)
如以上说明,在本方式中,在假定当前位置设定工序中,对在当前位置的坐标为未知的状态下紧急停止的机器人1的转动中心C2的假定当前位置的坐标进行设定,且机器人1能够掌握转动中心C2的假定当前位置的坐标。因此,在本方式中,在动作工序中能够根据所设定的转动中心C2的假定当前位置的坐标一面使第一臂部23、第二臂部24以及手13连动,一面使机器人1进行适当的动作。即,在动作工序中,能够使机器人1进行直线内插动作,以使手13在相对于腔室5-10搬入以及搬出基板2时的手13的移动方向上移动,从而能够防止在动作工序中手13以及基板2与腔室5-10互相干涉。并且,在本方式中,由于在动作工序中使机器人1动作至在机器人1的返回动作时手13或基板2与腔室5-10不干涉的位置,因此在返回动作工序中,能够使机器人1安全地返回至原点位置。
如此,在第二发明的本方式中,与利用操作员的手动操作这种复杂的方法使在当前位置的坐标为未知的状态下停止的机器人1返回至原点位置时相比,能够简单且安全地使机器人1返回至原点位置。尤其在本方式中,由于马达31使第一臂部23转动,马达46使第二臂部24转动,马达47使手13转动,因此在利用操作员的手动操作使在当前位置的坐标为未知的状态下停止的机器人1返回至原点位置时,其操作变得非常复杂,但在本方式中,能够容易地使机器人1返回至原点位置。另外,即使不设定转动中心C2的假定当前位置的坐标,也能够使用指示操作终端19一面使第一臂部23、第二臂部24以及手13分别转动少许,一面使机器人1返回至原点位置,但此时的操作也变得复杂。
在第二发明的本方式中,在假定当前位置设定工序中,将操作员以目测确认而决定的转动中心C2的假定当前位置的坐标输入至指示操作终端19,从而设定转动中心C2的假定当前位置的坐标。因此,在本方式中,能够容易地设定转动中心C2的假定当前位置的坐标。
在第二发明的本方式中,在假定当前位置设定工序中,无论利用圆柱坐标系的坐标和直角坐标系的坐标中的哪个坐标都能够设定转动中心C2的假定当前位置的坐标,通过任一坐标设定转动中心C2的假定当前位置的坐标。因此,在本方式中,能够利用在动作工序中易于使机器人1动作的坐标系的坐标设定转动中心C2的假定当前位置的坐标。即,如上所述,在机器人1在相对于以通过转动中心C1的与左右方向平行的假想线通过其前后方向的中心位置的方式配置的腔室5、6搬出或搬入基板2时紧急停止的情况下,能够利用圆柱坐标系的坐标设定转动中心C2的假定当前位置的坐标,在机器人1在相对于左右方向上偏离转动中心C1的腔室7-10搬出或搬入基板2时紧急停止的情况下,能够利用直角坐标系的坐标设定转动中心C2的假定当前位置的坐标。
在第二发明的本方式中,在动作工序中,通过使用指示操作终端19的操作按钮76的点动操作使机器人1动作。因此,在本方式中,即使在如假定当前位置设定工序中设定的转动中心C2的假定当前位置的坐标与停止的机器人1的转动中心C2的实际当前位置的坐标的偏差量较大、且在动作工序中以这种状态继续进行机器人1的动作时手13或基板2与腔室5-10互相干涉的情况下,也能够通过一面进行点动操作,一面重新设定假定当前位置的坐标,防止在动作工序中手13或基板2与腔室5-10发生干涉。
(第三发明的本方式的主要效果)
如以上说明,在本方式中,在机器人1紧急停止时,切断电源81。因此,在本方式中,在机器人1紧急停止时,能够使马达31、40、46、47在比较短的时间内停止,其结果是能够在比较短的时间内确保安全。
在第三发明的本方式中,在机器人1紧急停止时,中央处理器79使用从充放电部80供给的电力一面控制马达驱动器71-73,一面使马达31、46、47停止。即,在本方式中,在机器人1紧急停止时,使用从充放电部80供给的电力一面控制马达31、46、47,一面使马达31、46、47停止。因此,在本方式中,即使在分别设置有使第一臂部23转动的马达46、使第二臂部24转动的马达47以及使手13转动的马达31时,中央处理器79也能够如上所述那样一面以保持紧急停止时的手13的朝向且手13向紧急停止时的手13的移动方向直线地移动的方式控制马达驱动器71-73,一面使马达31、46、47停止。因此,在本方式中,在紧急停止时,能够防止手13与腔室5-10接触以及臂14与腔室5-10接触,其结果是能够防止意外事故发生。
在第三发明的本方式中,在机器人1紧急停止时,中央处理器79在使制动器41工作后,使制动力比制动器41的制动力大的制动器42工作,从而使马达40停止。因此,在本方式中,能够通过制动器41、42使马达40在比较短的时间内停止。因此,在本方式中,即使在使无法控制马达40的机器人1紧急停止时,也能够防止主体部15落下。
在此,为了使马达40在更短的时间内停止,优选在紧急停止时,使制动力较大的制动器42立即工作。另一方面,在本方式中,为了防止马达40在紧急停止时使制动器41、42工作的情况下过急地停止,中央处理器79以马达40进一步向紧急停止时的马达40的旋转方向旋转的方式控制马达驱动器74,并从充放电部80对马达驱动器74供电。在紧急停止时,若使制动力较大的制动器42立即工作,则马达40易于过急地停止,因此为了使马达40向紧急停止时的马达40的旋转方向旋转,有可能导致从充放电部80供给至马达驱动器74的电力变大,充电至充放电部80的电力因马达驱动器74而在短时间内被消耗。并且,在紧急停止时,若充电至充放电部80的电力因马达驱动器74而在短时间内被消耗,则中央处理器79无法使用从充放电部80供给的电力控制马达驱动器71-73,第一臂部23、第二臂部24以及手13就会分别自由转动,从而有可能引起意外事故。
与此相对,在第三发明的本方式中,在机器人1紧急停止时,由于中央处理器79在使制动器41工作而降低马达40的转速后,使制动力大于制动器41的制动力的制动器42工作,从而使马达40停止,因此马达40不易突然停止,其结果是能够降低紧急停止时因马达驱动器74而消耗的充放电部80的电力。因此,在本方式中,即使中央处理器79以防止马达40在机器人1紧急停止时过急地停止的方式控制马达驱动器74的情况下,中央处理器79也能够在紧急停止时使用从充放电部80供给的电力控制马达31、46、47,一面保持紧急停止时的手13的朝向且使手13向紧急停止时的手13的移动方向直线地移动,一面使马达31、46、47停止。
(第四发明的本方式的主要效果)
如以上说明,在本方式中,在从上下方向观察时手13的转动中心C2在通过转动中心C1的假想线上直线地移动时,利用圆柱坐标系控制机器人1,在从上下方向观察时转动中心C2在不沿着通过转动中心C1的假想线的位置直线地移动时,利用直角坐标系控制机器人1。因此,在本方式中,如上所述,能够使用圆柱坐标系的坐标对利用圆柱坐标系控制时的转动中心C2的移动位置进行指示,且使用直角坐标系的坐标对利用直角坐标系控制时的转动中心C2的移动位置进行指示。即,在本方式中,在从上下方向观察时转动中心C2在不沿着通过转动中心C1的假想线的位置直线地移动时,不使用圆柱坐标系的坐标,而能够使用直角坐标系的坐标指示转动中心C2的移动位置。因此,在本方式中,即使在从上下方向观察时转动中心C2在不沿着通过转动中心C1的假想线的位置直线地移动时,也能够容易地指示转动中心C2的移动位置。
尤其在第四发明的本方式中,在以构成直角坐标系的一个坐标轴与左右方向平行、另一坐标轴与前后方向平行的方式定义直角坐标系、且从上下方向观察时转动中心C2在不沿着通过转动中心C1的假想线的位置直线地移动时,转动中心C2在通过腔室7-10的左右方向的中心的与前后方向平行的假想线上直线地移动。因此,在本方式中,能够使用直角坐标系的坐标更容易地进行在从上下方向观察时转动中心C2在不沿着通过转动中心C1的假想线的位置直线地移动时的转动中心C2的移动位置的指示。
并且,在第四发明的本方式中,由于在从上下方向观察时转动中心C2在通过转动中心C1的假想线上直线地移动时,利用圆柱坐标系控制机器人1,在从上下方向观察时转动中心C2在不沿着通过转动中心C1的假想线的位置直线地移动时,利用直角坐标系控制机器人1,因此容易控制机器人1。
(工业用机器人的变形例1)
图10是用于从侧面说明第一发明的另一实施方式所涉及的工业用机器人1的概略结构的图。
在上述第一发明的方式中,在第一臂部23的内部空间45中配置有马达46、47以及减速机48、49。具体地说,在第一臂部23的前端侧的内部空间45中配置有马达46、47以及减速机48、49,减速机48、49构成关节部26的一部分。除此之外,例如也可在内部的压力成为大气压的第二臂部24的内部空间配置有马达46、47以及减速机48、49。例如,也可在第二臂部24的基端侧的内部空间配置有马达46、47以及减速机48、49。此时,减速机48、49以其轴中心与第二臂部24相对于第一臂部23的转动中心一致的方式同轴地重叠配置,且构成关节部26的一部分。另外,此时,第一臂部23的内部空间45也可成为真空。
并且,如图10所示,也可在第二臂部24的前端侧的内部空间配置有马达46、47以及减速机48、49。此时,减速机48与减速机49以其轴中心与手13相对于第二臂部24的转动中心一致的方式同轴地重叠配置,且构成关节部27的一部分。由于此时也能够在减速机48、49的轴向即上下方向上增大第二臂部24的内部空间,因此能够增大内部的压力成为大气压的第二臂部24的内部空间的容积,从而增加第二臂部24的内部空间内的空气的量。因此,能够有效地冷却配置于第二臂部24的内部空间的马达46、47。并且,此时,由于在手13相对于第二臂部24的转动中心上配置有两台减速机48、49,因此能够提高关节部27的刚性。
(工业用机器人的变形例2)
图11是第一发明的另一实施方式所涉及的工业用机器人1的俯视图。
在上述第一发明的方式中,臂14由一个第一臂部23和一个第二臂部24构成。除此之外,例如如图11所示,臂14也可由一个第一臂部23和两个第二臂部24构成。此时,第一臂部23形成为大致V状或直线状,其中心部成为与主体部15连接成能够转动的基端部。并且,如图11所示,在第一臂部23的两个前端侧分别将第二臂部24连接成能够转动,在第一臂部23的两个前端侧分别形成有关节部26。
此时也与上述的方式相同,由减速机48、49构成关节部26的一部分,分别在第一臂部23的两个前端侧,在第一臂部23的内部空间45配置有马达46、47以及减速机48、49。并且,内部空间45成为大气压。另外,此时,在手13的基部20只安装有向水平方向的一侧突出的两根叉部21。并且,在图11中,对与上述方式的结构相同的结构或与上述方式的结构相对应的结构,标注相同符号。
(工业用机器人的变形例3)
图12是第一发明的另一实施方式所涉及的工业用机器人1的俯视图。
在上述第一发明的方式中,机器人1包括一根臂14。除此之外,例如如图12所示,机器人1也可包括基端侧与主体部15连接成能够转动的两根臂14。此时也与上述方式相同,由减速机48、49构成关节部26的一部分,在第一臂部23的前端侧,在第一臂部23的内部空间45配置有马达46、47以及减速机48、49。并且,内部空间45成为大气压。另外,此时,在手13的基部20只安装有向水平方向的一侧突出的两根叉部21。并且,在图12中,对与上述方式的结构相同的结构或与上述方式的结构相对应的结构,标注相同符号。
(工业用机器人的变形例4)
图13是用于从侧面说明第一发明的另一实施方式所涉及的工业用机器人1的概略结构的图。
在上述第一发明的方式中,臂14由第一臂部23和第二臂部24这两个臂部构成。除此之外,例如如图13所示,臂14也可由第一臂部23、第二臂部24以及第三臂部75这三个臂部构成。此时,与上述方式相同,第一臂部23的基端侧与主体部15连接成能够转动,第二臂部24的基端侧与第一臂部23的前端侧连接成能够转动。并且,第三臂部75的基端侧与第二臂部24的前端侧连接成能够转动,手13与第三臂部75的前端侧连接成能够转动。
并且,与上述第一发明的方式相同,第一臂部23与第二臂部24的连接部成为关节部26,机器人1包括:作为第一马达的马达46,马达46用于使第二臂部24相对于第一臂部23转动;以及作为第一减速机的减速机48,减速机48将马达46的旋转减速并传递至第二臂部24。并且,第二臂部24与第三臂部75的连接部成为关节部77,第三臂部75与手13的连接部成为关节部78。机器人1包括:作为第二马达的马达87,马达87用于使第三臂部75相对于第二臂部24转动;作为第三马达的马达88,马达88用于使手13相对于第三臂部75转动;作为第二减速机的减速机89,减速机89将马达87的旋转减速并传递至第三臂部75;以及作为第三减速机的减速机90,减速机90将马达88的旋转减速并传递至手13。减速机89、90与减速机48相同,是在其径向的中心形成有贯通孔的中空减速机。另外,此时,关节部26是第一关节部,关节部77是第二关节部,关节部78是第三关节部。
减速机48、89、90例如如图13(A)所示,以其轴中心与第二臂部24相对于第一臂部23的转动中心一致的方式同轴地重叠配置,且构成关节部26的一部分。并且,马达46、87、88以及减速机48、89、90配置于第一臂部23的内部空间45。内部空间45成为大气压。另外,此时,马达46、87、88以及减速机48、89、90也可配置在形成为中空状且内部的压力成为大气压的第二臂部24的内部空间。
并且,减速机48、89、90例如也可以以其轴中心与第三臂部75相对于第二臂部24的转动中心一致的方式同轴地重叠配置,且构成关节部77的一部分。此时,马达46、87、88以及减速机48、89、90配置在形成为中空状且内部的压力成为大气压的第二臂部24的内部空间或第三臂部75的内部空间。并且,减速机48、89、90例如也可以以其轴中心与手13相对于第三臂部75的转动中心一致的方式同轴地重叠配置,且构成关节部78的一部分。此时,马达46、87、88以及减速机48、89、90配置在形成为中空状且内部的压力成为大气压的第三臂部75的内部空间。
并且,例如如图13(B)所示,也可以使减速机48以其轴中心与第二臂部24相对于第一臂部23的转动中心一致的方式配置,且构成关节部26的一部分,且使减速机89、90以其轴中心与第三臂部75相对于第二臂部24的转动中心一致的方式同轴地重叠配置,且构成关节部77的一部分。此时,马达46以及减速机48配置在内部的压力成为大气压的第一臂部23的内部空间45,马达87、88以及减速机89、90配置在形成为中空状且内部的压力成为大气压的第二臂部24的内部空间。另外,此时,马达46以及减速机48也可配置在内部的压力成为大气压的第二臂部24的内部空间(具体地说,第二臂部24的基端侧的内部空间)。并且,此时,马达87、88以及减速机89、90也可配置在形成为中空状且内部的压力成为大气压的第三臂部75的内部空间。
同样地,也可以使从减速机48、89、90中选出的任意两个减速机以其轴中心与第二臂部24相对于第一臂部23的转动中心、第三臂部75相对于第二臂部24的转动中心或手13相对于第三臂部75的转动中心一致的方式同轴地重叠配置,且构成关节部26、关节部77或关节部78的一部分。此时,在内部的压力成为大气压的第一臂部23、第二臂部24或第三臂部75的内部空间配置有以同轴地重叠的方式配置的两个减速机以及与两个减速机连接的马达46、87、88中的两个马达。并且,在内部的压力成为大气压的第一臂部23、第二臂部24或第三臂部75的内部空间配置有剩余一个减速机以及与该减速机连接的马达。
即使在如此构成时,也能够获得与上述方式相同的效果。
并且,在由三个臂部构成臂14时,机器人1也可包括:第一马达,第一马达用于使臂14伸缩(即,用于使第二臂部24与第三臂部75连动转动的第一马达);第二马达,第二马达用于使手13相对于第三臂部75转动;第一减速机,第一减速机将第一马达的旋转减速并传递至臂14;以及第二减速机,第二减速机将第二马达的旋转减速并传递至手13。
此时,第一减速机以及第二减速机是在其径向的中心形成有贯通孔的中空减速机,第一减速机以及第二减速机以其轴中心与第二臂部24相对于第一臂部23的转动中心、第三臂部75相对于第二臂部24的转动中心或手13相对于第三臂部75的转动中心一致的方式同轴地重叠配置,且构成关节部26、关节部77或关节部78的一部分。并且,此时,在形成为中空状且内部的压力成为大气压的第一臂部23、第二臂部24或第三臂部75的内部空间配置有第一马达、第二马达、第一减速机以及第二减速机。此时,也能够获得与上述方式相同的效果。
(工业用机器人的变形例5)
在上述第一发明的方式中,臂14由第一臂部23和第二臂部24这两个臂部构成,但臂也可由四个臂部构成。此时,臂由如下构成:第一臂部,第一臂部的基端侧与主体部15连接成能够转动;第二臂部,第二臂部的基端侧与第一臂部的前端侧连接成能够转动;第三臂部,第三臂部的基端侧与第二臂部的前端侧连接成能够转动;以及第四臂部,第四臂部的基端侧与第三臂部的前端侧连接成能够转动。手13与第四臂部的前端侧连接成能够转动。机器人1包括:第一马达,第一马达用于使第二臂部相对于第一臂部转动;第二马达,第二马达用于使第三臂部相对于第二臂部转动;第三马达,第三马达用于使第四臂部相对于第三臂部转动;第四马达,第四马达用于使手相对于第四臂部转动;第一减速机,第一减速机将第一马达的旋转减速并传递至第二臂部;第二减速机,第二减速机将第二马达的旋转减速并传递至第三臂部;第三减速机,第三减速机将第三马达的旋转减速并传递至第四臂部;以及第四减速机,第四减速机将第四马达的旋转减速并传递至手。
并且,此时,第一减速机、第二减速机、第三减速机以及第四减速机与减速机48相同,是在其径向的中心形成有贯通孔的中空减速机。第一减速机、第二减速机、第三减速机以及第四减速机中的至少两个减速机以其轴中心与第二臂部相对于第一臂部的转动中心、第三臂部相对于第二臂部的转动中心、第四臂部相对于第三臂部的转动中心或手相对于第四臂部的转动中心一致的方式同轴地重叠配置,且构成连接第一臂部与第二臂部的第一关节部、连接第二臂部与第三臂部的第二关节部、连接第三臂部与第四臂部的第三关节部或连接第四臂部与手的第四关节部中的至少一部分。并且,在形成为中空状且内部的压力成为大气压的第一臂部、第二臂部、第三臂部或第四臂部的内部空间配置有以同轴地重叠的方式配置的至少两个减速机以及与该至少两个减速机连接的第一马达、第二马达、第三马达以及第四马达中的至少两个马达。
此时,也能够获得与上述方式相同的效果。另外,还能够由五个以上的臂部构成臂。
(其他实施方式)
上述方式是本发明(第一发明至第四发明)的优选方式的一例,但并非限定于此,在不变更本发明的主旨的范围内可进行各种变形。
在上述第一发明的方式中,通过机器人1搬送的搬送对象物是有机EL显示器用的基板2,但通过机器人1搬送的搬送对象物既可以是液晶显示器用的玻璃基板,也可以是半导体晶圆等。并且,在上述方式中,机器人1是用于将搬送对象物搬送的机器人,但机器人1也可以是焊接机器人等在其他用途中所使用的机器人。
在上述第二发明的方式中,在假定当前位置设定工序中,将转动中心C2的假定当前位置的坐标输入至指示操作终端19,从而设定转动中心C2的假定当前位置的坐标。除此之外,例如也可对用于操作机器人1的操作盘输入转动中心C2的假定当前位置的坐标,从而设定转动中心C2的假定当前位置的坐标。此时的操作盘例如设置在机器人1的配置操作员的操作室内。
在上述第二发明的方式中,在动作工序中,通过使用指示操作终端19的操作按钮76的点动操作使机器人1动作。除此之外,例如在动作工序中,也可通过使用设置在机器人1的操作盘的操作按钮等的点动操作使机器人1动作。并且,在上述方式中,在动作工序中通过点动操作使机器人1动作,但在动作工序中也可通过使机器人1连续动作的自动操作使机器人1动作。
在上述第二发明的方式中,指示操作终端19包括操作按钮76。除此之外,例如指示操作终端19也可包括操作杆来代替操作按钮76。此时,例如在动作工序中,通过使用指示操作终端19的操作杆的点动操作使机器人1动作。此时的操作杆是用于在动作工序中使机器人1动作的操作部件。
在上述第二发明的方式中,臂14由第一臂部23和第二臂部24这两个臂部构成。除此之外,例如臂14也可由三个以上的臂部构成。此时,例如设置有与用于使三个以上的臂部分别转动的臂部的数量相同的马达。并且,此时,用于使多个臂部转动的马达的数量也可少于臂部的数量。
在上述方式(第一至第四发明的方式)中,在臂14的前端侧连接有一个手13。除此之外,例如也可在臂14的前端侧连接有两个手。此时,既可设置有用于使两个手分别转动的两个马达,也可设置有使两个手一起转动的一个马达。并且,也可在臂14的前端侧连接有三个以上的手。
在上述方式(第一至第四发明的方式)中,机器人1的一部分配置在真空中。除此之外,例如既可将机器人1的整体配置在真空中,也可将机器人1的整体配置在大气中。并且,在上述方式中,通过机器人1搬送的搬送对象物是有机EL显示器用的基板2,但通过机器人1搬送的搬送对象物既可以是液晶显示器用的玻璃基板,也可以是半导体晶圆等。并且,在上述方式中,机器人1是水平多关节机器人,但应用本发明的结构的工业用机器人也可以是具有包括多个臂部的臂的焊接机器人等垂直多关节机器人。并且,在上述方式中,手13与臂14的前端侧连接成能够转动,但也可在臂14的前端侧连接有终端执行器等除手13之外的结构。
在上述第三发明的方式中,升降机构16包括制动器41、42这两个制动器,在机器人1紧急停止时,使制动器41工作后,使制动器42工作,从而使马达40停止。除此之外,例如在蓄存于充放电部80的电荷量较多时,升降机构16也可只包括制动力较大的制动器42。此时,在机器人1紧急停止时,只要使制动器42立即工作来使马达40停止即可。
在上述第三发明的方式(第四发明的方式也相同)中,臂14由第一臂部23和第二臂部24这两个臂部构成。除此之外,例如臂14也可由三个以上的臂部构成。此时,例如用于使三个以上的臂部转动的马达的数量与臂部的数量相同。即,此时,例如设置有与用于使三个以上的臂部分别转动的臂部的数量相同的马达。并且,此时,只要设置有两个以上的用于使三个以上的臂部转动的马达,则马达的数量也可少于臂部的数量。即,只要设置有两个以上的用于使三个以上的臂部转动的马达,则也可设置有用于使两个或三个臂部一起转动的马达。
在上述第三发明的方式中,机器人1包括升降机构16,但机器人1也可不包括升降机构16。此时,在机器人1紧急停止时,中央处理器79也一面使用从充放电部80供给的电力控制马达驱动器71-73,一面使马达31、46、47停止。
[符号说明]
1 机器人(工业用机器人)
2 基板(玻璃基板、搬送对象物)
5-10 腔室(制程腔室、收纳部)
13 手
14 臂
15 主体部
19 指示操作终端(假定当前位置设定器件)
23 第一臂部(臂部)
24 第二臂部(臂部)
26 关节部(第一关节部)
27 关节部(第二关节部)
28 平衡器
31 马达(臂用马达、第一马达)
40 马达(升降用马达)
41 制动器(第一制动器)
42 制动器(第二制动器)
45 内部空间
46 马达(第一马达、臂用马达、第二马达)
47 马达(第二马达、手用马达)
48 减速机(第一减速机)
49 减速机(第二减速机)
100 控制部
71 马达驱动器(第一马达驱动器)
72 马达驱动器(第二马达驱动器)
73 马达驱动器(手用马达驱动器)
74 马达驱动器(升降用马达驱动器)
75 第三臂部
76 操作按钮(操作部件)
77 关节部(第二关节部)
78 关节部(第三关节部)
79 中央处理器(控制执行部)
80 充放电部
81 电源
87 马达(第二马达)
88 马达(第三马达)
89 减速机(第二减速机)
90 减速机(第三减速机)
Z 上下方向
C1 转动中心(臂相对于主体部的转动中心)
C2 转动中心(手相对于第二臂部的转动中心)

Claims (2)

1.一种工业用机器人,其具有包括被连接成能够相对转动的多个臂部的臂,所述工业用机器人的特征在于,所述工业用机器人包括:
多个马达,所述多个马达用于使多个所述臂部转动;
多个马达驱动器,所述多个马达驱动器分别对多个所述马达进行驱动控制;
升降用马达,所述升降用马达用于使所述臂升降;
升降用马达驱动器,所述升降用马达驱动器对所述升降用马达进行驱动控制;
电源,所述电源对多个所述马达驱动器及所述升降用马达驱动器供电;
充放电部,所述充放电部与多个所述马达驱动器及所述升降用马达驱动器连接,且能够通过由多个所述马达产生的再生电流进行充电;
第一制动器及第二制动器,所述第一制动器及第二制动器用于使所述升降用马达停止;以及
控制执行部,所述控制执行部控制多个所述马达驱动器、所述升降用马达驱动器、所述第一制动器及所述第二制动器,
所述工业用机器人还包括:
主体部,所述臂的基端侧与所述主体部连接成能够转动;
手,所述手与所述臂的前端侧连接成能够转动;
手用马达,所述手用马达用于使所述手相对于所述臂转动;以及
手用马达驱动器,所述手用马达驱动器对所述手用马达进行驱动控制,
并且,在所述工业用机器人中,
作为所述臂部包括:第一臂部,所述第一臂部的基端侧与所述主体部连接成能够转动;以及第二臂部,所述第二臂部的基端侧与所述第一臂部的前端侧连接成能够转动,且所述手与所述第二臂部的前端侧连接成能够转动,
作为所述马达包括:第一马达,所述第一马达用于使所述第一臂部相对于所述主体部转动;以及第二马达,所述第二马达用于使所述第二臂部相对于所述第一臂部转动,
作为所述马达驱动器包括:第一马达驱动器,所述第一马达驱动器对所述第一马达进行驱动控制;以及第二马达驱动器,所述第二马达驱动器对所述第二马达进行驱动控制,
所述第二制动器的制动力比所述第一制动器的制动力大,
在使所述工业用机器人紧急停止的紧急停止时,切断所述电源,且所述控制执行部使用从所述充放电部供给的电力一面控制多个所述马达驱动器,一面使多个所述马达停止,并且,在使所述第一制动器工作后,使所述第二制动器工作,从而使所述升降用马达停止,
在所述紧急停止时,所述控制执行部使用从所述充放电部供给的电力一面控制所述手用马达驱动器,一面使所述手用马达停止。
2.一种工业用机器人的控制方法,所述工业用机器人包括:臂,所述臂包括被连接成能够相对转动的多个臂部;多个马达,所述多个马达用于使多个所述臂部转动;多个马达驱动器,所述多个马达驱动器分别对多个所述马达进行驱动控制;升降用马达,所述升降用马达用于使所述臂升降;升降用马达驱动器,所述升降用马达驱动器对所述升降用马达进行驱动控制;电源,所述电源对多个所述马达驱动器及所述升降用马达驱动器供电;充放电部,所述充放电部与多个所述马达驱动器及所述升降用马达驱动器连接,且能够通过由多个所述马达产生的再生电流进行充电;以及第一制动器及第二制动器,所述第一制动器及第二制动器用于使所述升降用马达停止,所述工业用机器人的控制方法的特征在于,
所述工业用机器人还包括:
主体部,所述臂的基端侧与所述主体部连接成能够转动;
手,所述手与所述臂的前端侧连接成能够转动;
手用马达,所述手用马达用于使所述手相对于所述臂转动;以及
手用马达驱动器,所述手用马达驱动器对所述手用马达进行驱动控制,
并且,在所述工业用机器人中,
作为所述臂部包括:第一臂部,所述第一臂部的基端侧与所述主体部连接成能够转动;以及第二臂部,所述第二臂部的基端侧与所述第一臂部的前端侧连接成能够转动,且所述手与所述第二臂部的前端侧连接成能够转动,
作为所述马达包括:第一马达,所述第一马达用于使所述第一臂部相对于所述主体部转动;以及第二马达,所述第二马达用于使所述第二臂部相对于所述第一臂部转动,
作为所述马达驱动器包括:第一马达驱动器,所述第一马达驱动器对所述第一马达进行驱动控制;以及第二马达驱动器,所述第二马达驱动器对所述第二马达进行驱动控制,
所述第二制动器的制动力比所述第一制动器的制动力大,
在使所述工业用机器人紧急停止的紧急停止时,切断所述电源,且使用从所述充放电部供给的电力一面控制多个所述马达驱动器,一面使多个所述马达停止,并且,在使所述第一制动器工作后,使所述第二制动器工作,从而使所述升降用马达停止,
在所述紧急停止时,所述控制执行部使用从所述充放电部供给的电力一面控制所述手用马达驱动器,一面使所述手用马达停止。
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