CN1418056A - 工件运送机器人 - Google Patents

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Abstract

工件运送机器人，谋求减少Z轴方向的行程及成本的降低，且能在真空中使用。挠曲修正机构(4)具有：上面(41a)的高度位置沿圆周方向变化的凸轮盘(41)；与皮带轮(2f)成为一体转动，且可绕着皮带轮(2f)侧的水平轴(44)转动的可动块(43)；固定在可动块(43)上，伴随着皮带轮(2f)的转动在凸轮盘的上面(41a)上向圆周方向转动的凸轮随动器(42)；在保持着工件的机械手(1)前进及后退期间，凸轮随动器(42)通过在凸轮盘的上面(41a)上向圆周方向转动，可动块(43)绕着水平轴(44)转动，使上述机械手(1)维持在水平状态。由于臂自身的挠曲发生的在臂前端的上下位移量，通过机器人自身的上下轴(Z轴)通常保持一定地修正。

Description

工件运送机器人
技术领域
本发明涉及运送液晶显示装置及等离子显示器板(PDP)的大型玻璃基板以及半导体用大型单晶片等工件的工件运送机器人。
背景技术
在运送大型玻璃基板等重量大的工件的工件运送机器人中，在机械手上装载工件在机械手伸长时由于力矩载荷在机械手上产生挠曲。
因此，在以往的工件运送机器人中，例如，在机械手的根部(根)上设置调整螺栓，预先操作调整螺栓调整机械手的仰角，使机械手伸长到最大前进位置(实际使用领域中的终端位置)时机械手成为水平状态地进行设定。
还有，在大气中所使用的工件运送机器人，在机械手的根上设置根据马达的挠曲修正轴，以对应机械手的挠曲。
但是，上述使用调整螺栓型的工件运送机器人，机械手从初始端位置移动到终端位置期间，由于力矩载荷的变动机械手前端将象画圆弧那样地动作，因此，装载于机械手上的工件与作为此工件的运送地点的盒子及装置阶段等的各沟槽及出入口范围等容易干扰。因此，为了回避这样的干扰，预先将各沟槽间的间距及出入口范围的高度设定得很宽大，伴随于此，需要加大机器人的Z轴方向(上下方向)的行程。
另外，上述使用马达型的工件运送机器人，在成本高的同时，由于难于对在真空中从马达及其配线来的脱气以及马达配线处理等采取有效的对策，存在现状不能使用的问题。
本发明的目的在于，解决上述那样以往的工件运送机器人所存在的问题，在能够减少Z轴方向的行程的同时，提供能够谋求成本的降低，而且，能够在真空中使用的工件运送机器人。
另外，对于工件运送机器人，所谓的标量型机器人(例如，在具有第2臂和第1臂及机械手的同时，内藏皮带轮及正时皮带或者钢带，在第2臂和第1臂的水平面上的旋转相位以及第1臂和机械手的水平面上的旋转相位变化，机械手在水平直线轨道上前进、后退的机器人)及直动型机器人(例如，在固定基础上滑动基础水平直线移动的同时，在滑动基础上机械手水平直线移动的机器人)被世人所知，本发明对于任一种机器人都能够适用。
发明内容
本发明的工件运送机器人，其特征在于，将与保持着工件的机械手的前进及后退连动、使上述机械手维持于水平状态的只根据机械构造的挠曲修正机构设置在上述机械手的根部一侧。
本发明的工件运送机器人，在标量型的工件运送机器人中，其特征在于，设置挠曲修正机构，该挠曲修正机构具有：固定在第1臂的前端部的外壳上面侧的凸轮盘，上面的高度位置沿圆周方向变化；固定在机械手根部的可动块，与上述第1臂的前端部的皮带轮成为一体转动，并且可绕着该皮带轮侧的水平轴转动；固定在上述可动块上的凸轮随动器，伴随着上述皮带轮的转动在上述凸轮盘的上面上向圆周方向转动；在保持着工件的机械手前进及后退期间，上述凸轮随动器通过在上述凸轮盘的上面上向圆周方向转动，上述可动块绕着上述水平轴转动，使上述机械手维持在水平状态。还有，由臂的下垂起因的上下方向的高度的位移的修正，通过预先指示该臂下垂的个体差使用机器人的上下轴(Z轴)，进行上下位移的修正。
本发明的工件运送机器人，在直动型的工件运送机器人中，其特征在于，设置挠曲修正机构，该挠曲修正机构具有：固定在滑动基础的上面的凸轮盘，上面的高度位置沿圆周方向变化；可在上述滑动基础的上面上向前后方向直动的机械手基础；固定在机械手的根部的可动块，可绕着上述滑动基础的水平轴转动；固定在上述可动块上的凸轮随动器，伴随着上述滑动基础的直动在上述凸轮盘的上面上向前后方向转动；在保持着工件的机械手前进及后退期间，上述凸轮随动器通过在上述凸轮盘的上面上向前后方向转动，上述可动块绕着上述水平轴转动，使上述机械手维持在水平状态。还有，由臂的下垂起因的上下方向的高度的位移的修正，通过预先指示该臂下垂的个体差使用机器人的上下轴(Z轴)，进行上下位移的修正。
附图说明
图1是作为本发明适用例的标量型工件运送机器人的主要部分的俯视图。
图2是概念上表示同一机器人的主要部分的侧视图。
图3是挠曲修正机构的侧视图。
图4是挠曲修正机构的正视图。
图5是挠曲修正机构的俯视图。
图6是作为本发明其他适用例的直动型工件运送机器人的主要部分的俯视图。
图7是概念上表示同一机器人的主要部分的侧视图。
图8是概念上表示同一机器人的主要部分的后视图。
具体实施方式
下面根据附图说明本发明的实施例。
图1是作为本发明适用例的标量型工件运送机器人的主要部分的俯视图，图2是概念上表示同一机器人的主要部分的侧视图。
在图1及图2中分别表示，1是装载大型玻璃基板等重量大的工件的机械手，2是前端部2a连结在机械手1的根部1a的第1臂，3是前端部3a连结在第1臂2的根部2b的第2臂，第2臂3的根部3b与可向Z轴方向(上下方向)移动且可向θ轴方向(水平面上的圆周方向)旋转的未图示的机台连结。众所周知，第2臂3、第1臂2及机械手1通过未图示的驱动机构(皮带轮、正时皮带或者钢带等)，以图1所示的点O为固定位置，从图1及图2用实线表示的状态Ss经过图1及图2中用点划线表示的状态Sm，向图1及图2中用双点划线表示的状态Se位移，机械手1在从始端位置到终端位置的直线轨道上前进。还有，众所周知，第2臂3、第1臂2及机械手1，也向与上述相反的状态位移，机械手1在与上述前进时同样的直线轨道上从终端位置后退到始端位置。
在机械手1与第1臂2的连结部位上，设置只根据机械构造的挠曲修正机构4，该挠曲修正机构4用于修正装载着工件的机械手1在前进及后退时由于力矩负荷的第2臂3、第1臂2及机械手1上产生的挠曲。
挠曲修正机构4具有被固定在第1臂2的前端部2a的外壳2c的上面2d侧的凸轮盘41。该凸轮盘41的上面41a的高度位置形成为沿圆周方向变化。即，凸轮盘41的上面41a从机械手1位于始端位置时与后述的凸轮随动器42接触的位置开始，直到机械手1位于终端位置时与凸轮随动器42接触的位置，形成为高度位置连续地逐渐上升。在机械手的根部1a上固定着可动块43。该可动块43在与第1臂2的前端部2a的皮带轮(未图示)成为一体转动的同时，可绕着上述皮带轮侧的水平轴44转动。在可动块43上固定着凸轮随动器42。该凸轮随动器42伴随着上述皮带轮的转动在凸轮盘41的上面41a上向圆周方向转动。
这样构成的挠曲修正机构4，保持着工件的机械手1从始端位置前进到终端位置期间，由于力矩负荷在第2臂3、第1臂2及机械手1上产生俯角方向的挠曲，该俯角方向的挠曲根据机械手1从始端位置前进到终端位置逐渐地增大。其间，凸轮随动器42在凸轮盘41的上面41a上向圆周方向转动，如上所述地由于形成为凸轮盘41的上面41a的高度位置逐渐地上升，凸轮随动器42的高度位置逐渐地上升。伴随着这样的凸轮随动器42的高度位置的上升，可动块43绕着水平轴44转动，对于机械手1作用于使其前端部1b上升的方向，换而言之，使机械手1的仰角增大的方向。因而，这样的机械手1的仰角的增大，与第2臂3、第1臂2及机械手1的俯角方向的挠曲相抵消，机械手1在前进期间维持水平状态。再有，由于臂自身的挠曲等发生的在臂部的前端的上下位移量，通过机器人主体的上下轴(Z轴)，使其通常保持一定高度地进行修正。
另外，在保持着工件的机械手1与上述相反地从终端位置后退到始端位置期间，进行与上述机械手1前进时相反的动作，机械手1与前进时同样地维持于水平状态。
图3～图5具体地表示了图2中概念上表示的挠曲修正机构4，图3是挠曲修正机构的侧视图，图4是挠曲修正机构的正视图，图5是挠曲修正机构的俯视图。
在图3～图5中分别表示：1为机械手，1a为机械手1的根部，2为第1臂，2a为第1臂2的前端部，2c为前端部2a的外壳，2d为外壳2c的上面。
如图3及图4所示，在外壳2c的内部设有固定轴2e，在该固定轴2e上可自由转动地配设可动皮带轮2f。在可动皮带轮2f架设正时皮带或钢带等2g，该正时皮带或钢带等2g也架设在第1臂2的图中未示的根部侧的固定皮带轮上。
如图3及图4所示，在第1臂2的前端部2a的外壳2c的上面2d上，固定着盖体45。在盖体45的内部的外壳上面2d上，固定着凸轮盘保持部件46，在该凸轮盘保持部件46上，如图4所示，通过凸轮盘用调整螺丝47固定着凸轮盘41。凸轮盘用调整螺丝47是微调整凸轮盘41的姿势的部件。凸轮盘41形成为圆环状，该凸轮盘41的上面41a的高度位置形成为沿圆周方向变化。即，凸轮盘41的上面41a从机械手1位于始端位置时与凸轮随动器42接触的位置开始，直到机械手1位于终端位置时与凸轮随动器42接触的位置，形成为高度位置连续地逐渐上升。
在盖体45的内部，如图3所示，收容着固定在第1臂2的可动皮带轮2f的水平轴保持部件48。该水平轴保持部件48，如图5所示，具有自由旋转地保持水平轴44的轴承部49。在水平轴44的两端部上，如图3～图5所示，固定着可动块43。可动块43能够绕着水平轴44转动。在可动块43上，如图4所示，通过凸轮随动器用调整螺栓50固定着微调整块52。在微调整块52上，固定着可在圆环状的凸轮盘41的上面41a上向圆周方向转动的凸轮随动器42。凸轮随动器用调整螺栓50是对于可动块43调整微调整块52的姿势，微调整凸轮随动器42的高度位置的部件。
在可动块43上固定着机械手1的根部1a。
在这样构成的挠曲修正机构4中，保持着工件的机械手1从始端位置前进到终端位置期间，凸轮随动器42在凸轮盘41的上面41a上向圆周方向转动，如上所述地由于形成为凸轮盘41的上面41a的高度位置逐渐地上升，凸轮随动器42的高度位置逐渐地上升。伴随着这样的凸轮随动器42的高度位置的上升，可动块43绕着水平轴44转动，对于机械手1作用于使其前端部1b上升的方向，换而言之，使机械手1的仰角增大的方向。因而，这样的机械手1的仰角的增大，与第2臂3、第1臂2及机械手1的俯角方向的挠曲相抵消，机械手1在前进期间维持水平状态。
还有，在保持着工件的机械手1与上述相反地从终端位置后退到始端位置期间，进行与上述机械手1前进时相反的动作，机械手1与前进时同样地维持于水平状态。另外，根据机械手1逐渐前进，机械手1的高度位置由于挠曲而逐渐地下降，该高度位置能够通过控制可调整Z轴方向(上下方向)的高度位置的机台进行修正，能够一边使机械手1通常保持同样的高度一边维持水平状态。
如以上所说明的那样，根据本发明的标量型工件运送机器人，保持着重量大的工件的机械手1从始端位置前进到终端位置期间，由于能够维持在水平状态，没有了工件与作为其运送地点的盒子及装置阶段等的各沟槽及出入口范围等干扰的担心。不必将各沟槽间的间距及出入口范围的高度设定得很宽大，因此，能够将机器人的Z轴方向(上下方向)的行程设定得很小。
还有，挠曲修正机构4由于只根据机械的构造，与使用马达型的挠曲修正机构相比，在成本降低的同时，能够抑制由于无动力的在真空中的脱气等的发生，即使在真空中也能充分使用。
图6是作为本发明其他适用例的直动型工件运送机器人的主要部分的俯视图，图7是概念上表示同一机器人的主要部分的侧视图，图8是概念上表示同一机器人的主要部分的后视图。
在图6～图8中分别表示，1为装载大型玻璃基板等重量大的工件的机械手，11为从机器人主体部突出、可向Z轴方向(上下方向)移动且可向θ方向(水平面上的圆周方向)旋转的机台。在机台11上以水平状态连结固定着长四方板状的固定基础12。在固定基础12的上面，通过结合在沿长度方向的左右一对轨道13、13中的直线引导槽14、14配置着与固定基础12大致相同平面形状的滑动基础15。在滑动基础15的上面，通过结合在沿长度方向的左右一对轨道16、16中的直线引导槽17、17配置机械手1。(严密地说在机械手1与直线引导槽17、17之间夹置后述的挠曲修正机构6)。众所周知，滑动基础15及机械手1通过未图示的驱动机构(皮带或者齿条和小齿轮等)，从图6及图7用实线表示的状态Ss经过图6及图7用点划线表示的状态Sm，向图6及图7用双点划线表示的状态Se位移，机械手1在从始端位置到终端位置的直线轨道上前进。还有，众所周知，滑动基础15及机械手1，也向与上述相反的状态位移，机械手1在与上述前进时同样的直线轨道上从终端位置后退到始端位置。
在机械手1与滑动基础15的连结部位上，设置只根据机械构造的挠曲修正机构6，该挠曲修正机构6用于修正装载着工件的机械手1在前进及后退时由于力矩负荷的在固定基础12、滑动基础15及机械手1上产生的俯角方向的挠曲。
挠曲修正机构6具有被固定在直线引导槽17、17的左右一对的机械手基础61，该直线引导槽17、17与滑动基础15上的左右一对的轨道16、16结合。左右一对的机械手基础61通过水平轴62被连结。在水平轴62上可自由转动地配设着可动块63，可动块63可绕着水平轴62转动。在滑动基础15的上面，沿长度方向固定着长型的凸轮盘64。凸轮盘64，其上面64a的高度位置形成为根据朝向前方前进而连续地逐渐上升。在可动块63上固定着可在凸轮盘64的上面64a上转动的凸轮随动器65。在可动块63上固定着机械手1的根部1a。
在这样构成的挠曲修正机构6中，保持着工件的机械手1从始端位置前进到终端位置期间，凸轮随动器65在凸轮盘64的上面64a上朝向前方转动，如上所述地由于形成为凸轮盘64的上面64a的高度位置逐渐地上升，凸轮随动器65的高度位置逐渐地上升。伴随着这样的凸轮随动器65的高度位置的上升，可动块63绕着水平轴62转动，对于机械手1作用于使其前端部1b上升的方向，换而言之，使机械手1的仰角增大的方向。因而，这样的机械手1的仰角的增大，与固定基础12、滑动基础15及机械手1的俯角方向的挠曲相抵消，机械手1在前进期间维持水平状态。再有，由于滑动基础15自身的挠曲等发生的在滑动基础前端的上下位移量，通过机器人主体的上下轴(Z轴)，使其通常保持一定高度地进行修正。
还有，在保持着工件的机械手1与上述相反地从终端位置后退到始端位置期间，进行与上述机械手1前进时相反的动作，机械手1与前进时同样地维持于水平状态。另外，遵从机械手1逐渐前进机械手1的高度位置由于挠曲而逐渐地下降，该高度位置能够通过控制可调整Z轴方向(上下方向)的高度位置的机台11进行修正，能够一边使机械手1通常保持同样的高度一边维持水平状态。
如以上所说明的那样，根据本发明的直动型工件运送机器人，保持着重量大的工件的机械手1从始端位置前进到终端位置期间，由于能够维持在水平状态，没有了工件与作为其运送地点的盒子及装置阶段等的各沟槽及出入口范围等干扰的担心。不必将各沟槽间的间距及出入口范围的高度设定得很宽大，因此，能够将机器人的Z轴方向(上下方向)的行程设定得很小。
还有，挠曲修正机构6由于只根据机械的构造，与使用马达型的挠曲修正机构相比，在成本降低的同时，能够抑制由于无动力的在真空中的脱气等的发生，即使在真空中也能充分使用。
根据本发明，在能够使Z轴方向的行程减少的同时能够谋求成本的降低，且能在真空中使用。

Claims (3)

1.一种工件运送机器人，其特征在于，将与保持着工件的机械手的前进及后退连动、使上述机械手维持于水平状态的只根据机械构造的挠曲修正机构设置在上述机械手的根部一侧。
2.一种工件运送机器人，是标量型的工件运送机器人，其特征在于，设置挠曲修正机构，该挠曲修正机构具有：固定在第一臂的前端部的外壳上面侧的凸轮盘，上面的高度位置沿圆周方向变化；固定在机械手的根部的可动块，与上述第一臂的前端部的皮带轮成为一体转动，并且可绕着该皮带轮侧的水平轴转动；固定在上述可动块上的凸轮随动器，伴随着上述皮带轮的转动在上述凸轮盘的上面上向圆周方向转动；在保持着工件的机械手前进及后退期间，上述凸轮随动器通过在上述凸轮盘的上面上向圆周方向转动，上述可动块绕着上述水平轴转动，使上述机械手维持在水平状态。
3.一种工件运送机器人，是直动型的工件运送机器人，其特征在于，设置挠曲修正机构，该挠曲修正机构具有：固定在滑动基础的上面的凸轮盘，上面的高度位置沿圆周方向变化；可在上述滑动基础的上面上向前后方向直动的机械手基础；固定在机械手的根部的可动块，可绕着上述滑动基础的水平轴转动；固定在上述可动块上的凸轮随动器，伴随着上述滑动基础的直动在上述凸轮盘的上面上向前后方向转动；在保持着工件的机械手前进及后退期间，上述凸轮随动器通过在上述凸轮盘的上面上向前后方向转动，上述可动块绕着上述水平轴转动，使上述机械手维持在水平状态。
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