JP2001001282A - ロボットアームのたわみ補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の伸縮アームのたわみ量の補正を、単一
の上下駆動手段４によって、円滑に行うこと。 【解決手段】 たとえば上下駆動手段の最上部に、一対
のアームが、個別的に前後駆動手段によって伸縮駆動さ
れるように設けられて、ロボットが構成される。一方の
アームＡ２が伸長されて加熱炉からガラス基板を取出す
際に、その伸長しているアームのたわみ量の補正制御
が、上下駆動手段によって行われ、このアームＡ２のた
わみ量が、別のアームＡ１のたわみ量に等しい前後軸に
沿う位置に到達したとき、前進中の前記別のアームＡ１
のたわみ量の補正制御が行われる。こうして各アームの
たわみ量のうち、最大値のたわみ量を補正するように、
上下駆動手段が制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットのたとえ
ば水平に延びるアームのたわみ補正をする装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】典型的な先行技術は、特開平４−２３３
６０２および特開平７−８８７８９に開示される。これ
らの先行技術では、複数軸を有するロボットの各軸に作
用する関節トルクを検出して、各軸毎のたわみ角を求
め、これによって各軸毎の指令値を補正して、手先位置
の変位を、指令値にもたらす構成を有する。

【０００３】このような先行技術では、各軸毎の関節ト
ルクを検出してたわみを補正するので、複雑な計算を必
要とする。しかも各軸毎にたわみ補正を行うので、各軸
毎の制御が複雑である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、演算
処理を簡略化するとともに、制御を簡単にしたロボット
アームのたわみ補正装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前後軸に沿っ
て前後駆動手段によって変位する複数のアームを、それ
らのアームを共通に、上下軸に沿って上下駆動手段によ
って変位するロボットアームのたわみ補正装置におい
て、各アームの前後軸の位置を検出する検出手段と、検
出手段の出力に応答し、各アームの前後軸に対応するた
わみ量を演算するたわみ量演算手段と、たわみ量演算手
段の出力に応答し、各アームのたわみ量から適切なたわ
み補正量を演算して補正するように、上下駆動手段を制
御する制御手段とを含むことを特徴とするロボットアー
ムのたわみ補正装置である。

【０００６】本発明に従えば、ロボットは、複数のアー
ムを有し、これらのアームは、たとえば水平に延び、液
晶表示装置を構成するガラス基板を加熱炉内に装入し、
また加熱炉から取出すために、好適に用いられる。これ
らのアームは、たとえば一方のアームがガラス基板など
の被搬送物を加熱炉等の予め定める場所に載置するため
に、または前記定める場所から取り出すために、前進し
後退する。またたとえば、一方のアームが前進してガラ
ス基板などの被搬送物を加熱炉内の予め定める場所に搬
送している前進中に、他方のアームは、加熱炉の前記予
め定める場所から取出した被搬送物を加熱炉の外に後退
して搬送する。こうして複数のアームの前進と後退とが
単独にまたは同時に行われ、被搬送物の搬送を迅速に行
うことができる。

【０００７】アームは、それ自体の自重によって、また
そのアームによって搬送される被搬送物の重量によって
アームが下方にたわむ。一方、加熱炉等予め定める搬送
場所の開口部は一般的に狭い。前記アームのたわみにか
かわらず、前記予め定める開口部の狭い場所に向けて前
進および後退するアームのたわみ補正を行い、アームの
たとえば先端部などの予め定める部分が、希望する指令
値にもたらされるように、これらのアームに共通な上下
駆動手段が制御される。このために、各アームの前後軸
の位置を、検出手段によって検出し、たわみ量演算手段
は、各アームの前後軸の位置に対応したたわみ量を、た
とえばメモリに予めストアされているデータを読出して
演算する。複数の各アームの前後軸の位置に対応するた
わみ量の特性が、相互に異なり、たわみ量演算手段は、
このような各アーム毎のたわみ量をメモリから上述のよ
うに読出すなどして、演算する。制御手段は、演算して
得られたたわみ量のうち、最大値を補正するように、こ
れらのアームに共通な上下駆動手段を制御する。アーム
は、予め定める場所に向けて近づくように伸長するにつ
れて、たわみ量が大きくなり、前記場所から遠去かるよ
うに後退するにつれてたわみ量が小さくなる。したがっ
て制御手段は、前記場所から後退するアームのたわみ量
の補正が行われるように上下駆動手段を制御し、後退中
のアームと前進中のアームとのたわみ量が等しくなった
後には、前記場所に向かう前進中のアームのたわみ量を
補正するように、上下駆動手段が制御される。こうして
上下制御手段は、その上下制御手段によって共通に上下
駆動されて昇降される複数のアームの上下変位を円滑に
行わせることができ、アームの急激な昇降変位を防ぐこ
とができる。

【０００８】本発明の前提となる技術において、伸長し
たアームが前記場所から後退して前後軸に沿う予め定め
る位置に到達する期間において、その後退しているアー
ムのたわみ補正を行い、その後、前進中のアームのたわ
み補正を行うとすれば、後退中のアームと前進中のアー
ムとの前後軸に沿う変位に対応したたわみ量の特性が相
互に異なることに起因して、前記予め定める位置で上下
駆動手段は、急激な昇降変位を生じる結果になる。本発
明は、複数の各アームのたわみ量を演算し、急激な昇降
変位を生じることのない最適なたわみ補正値を求めるよ
うにしたので、このような上下駆動手段の急激な昇降変
位を生じるという問題を防ぐことができる。

【０００９】また本発明は、前記駆動手段は、上下駆動
手段の最上部に設けられ、水平に延びる各アームを、前
後軸に沿って変位することを特徴とする。

【００１０】本発明に従えば、上下駆動手段の上下に変
位する最上部の筒体に、複数の各アームを個別的に駆動
して前後軸に沿って伸長、縮小して変位する前後駆動手
段が、それぞれ設けられる。本発明は、このような構成
を有するロボットに関連して好適に実施することができ
る。

【００１１】また本発明は、制御手段は、前後駆動手段
と上下駆動手段とを制御し、いずれか一方のアームによ
って前進位置で前記予め定める場所に載置された被搬送
物を上昇して後退し、いずれか他方のアームによって被
搬送物を前進して搬送して前進位置で被搬送物を予め定
める場所に下降して載置する動作を、繰返すことを特徴
とする。

【００１２】本発明に従えば、複数のアームのうち、一
方のアームによって、たとえば加熱炉の予め定める場所
に載置された液晶表示装置のガラス基板などの被搬送物
を、その場所から上昇して持上げ、後退して加熱炉から
被搬送物を取出し、このとき他方のアームは、新たな被
搬送物を前記場所に向けて前進して搬送し、前記場所に
被搬送物を下降して載置し、このような複数のアームの
前進／後退および昇降動作をサイクリックに繰返すこと
によって、迅速に被搬送物の予め定める場所への装入、
取出しなどの動作を繰返すことができ、作業効率が向上
される。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
ロボット１の側面図である。このロボットは、前後軸ｘ
に伸縮可能な複数（この実施の形態ではたとえば２）の
アームＡ１，Ａ２を有し、これらのアームＡ１，Ａ２
は、個別的な前後駆動手段２，３によって前後軸ｘに沿
って伸縮駆動される。これらのアームＡ１，Ａ２を個別
的に駆動する前後駆動手段２，３は、上下駆動手段４に
設けられ、アームＡ１，Ａ２に共通に、これらのアーム
Ａ１，Ａ２を上下軸に沿って昇降変位する。上下駆動手
段４は、望遠鏡式に上下に伸縮する複数の同軸の筒体５
〜８を備え、モータを含む駆動源１０によって最上部の
筒体５の上下軸に沿う位置が希望する指令値にもたらさ
れる。

【００１４】最上部の筒体５には、前述の前後駆動手段
２，３によってアームＡ１，Ａ２が伸縮変位可能に設け
られる。

【００１５】図２は、上下駆動手段４が下降されて縮小
した状態を示すロボット１の側面図である。上下駆動手
段４は、前述のように望遠鏡式であり、このように上下
に伸縮可能である。こうしてアームＡ１，Ａ２は、上下
の位置が調整され、たわみ量の補正を行うことができ
る。図１（１）では、２つのアームＡ１，Ａ２が前後軸
ｘの後退位置にある状態が示される。図１（２）では、
２つのアームＡ１，Ａ２が前後軸ｘに沿って伸長して前
進位置にある状態が示される。

【００１６】図３は、ロボット１の簡略化した平面図で
ある。一方のアームＡ１は、前後駆動手段２によって図
３の右方に縮小して後退位置にある状態が示される。他
方のアームＡ２は、図３の左方に伸長した前進位置に、
前後駆動手段３によってもたらされた状態が示される。
前後駆動手段２は、駆動源１１によって鉛直軸線まわり
に角変位されるリンク１２と、そのリンク１２にピン結
合されたリンク１３と、このリンク１３に連結される取
付け部１４とを含み、この取付け部１４に、水平に延び
るアームＡ１の基端部が固定される。前後駆動手段３で
は、前述の駆動源１１と隣接して設けられる駆動源１６
によってリンク１７と、そのリンク１７にピン結合され
たリンク１８とが角変位され、リンク１８には取付け部
１９がピン結合され、この取付け部１９には、アームＡ
２の基端部が固定される。こうして各アームＡ１，Ａ２
の前後軸ｘに沿う伸縮駆動のための構成は、類似し、こ
れらのアームＡ１，Ａ２は、各駆動源１１，１６によっ
て個別的に駆動される。アームＡ１，Ａ２には、液晶表
示装置のガラス基板２４が乗載されて搬送される。アー
ムＡ１，Ａ２は、それらの遊端部２１，２２（図３の左
方の端部）の下方のたわみ量が、補正されて、その遊端
部２１，２２の上下軸ｚに沿う位置が、希望する位置に
もたらされるように、たわみ補正される。

【００１７】図４は、図１〜図３に示される実施の形態
の電気的構成を示すブロック図である。駆動源１０によ
る上下駆動手段４の最上部の筒体５の上下軸ｚに沿う上
下の位置は、エンコーダ２６によって検出される。駆動
源１１，１６によるアームＡ１，Ａ２の前後軸ｘに沿う
位置を検出する検出手段であるエンコーダ２７，２８が
設けられる。これらのエンコーダ２６〜２８の各出力
は、マイクロコンピュータなどによって実現される処理
回路２９に与えられる。処理回路２９には、メモリ３１
が接続され、この処理回路２９の演算処理によって、駆
動源１１，１６によるアームＡ１，Ａ２の遊端部２１，
２２が、たわみ補正されるように、これらのアームＡ
１，Ａ２に共通の上下駆動手段４が、駆動源１０によっ
て昇降駆動され、その上下軸ｚに沿う位置がエンコーダ
２６によって検出される。

【００１８】図５は、アームＡ１，Ａ２の前後軸ｘに沿
う位置に対応する遊端部２１，２２の上下軸ｚ方向のた
わみ量Δｚ１，Δｚ２の特性を示す図である。各アーム
Ａ１，Ａ２の特性は、相互に異なっている。これらのア
ームＡ１，Ａ２のたわみ量Δｚ１，Δｚ２は、前後軸ｘ
に沿う伸び量が増大するにつれて、増大する。

【００１９】図６は、アームＡ１，Ａ２を用いて被搬送
物であるガラス基板２３，２４を交互に搬送するときに
おける各アームＡ１，Ａ２の遊端部２１，２２のたわみ
量Δｚ１，Δｚ２の時間経過を示す図である。アームＡ
１は、図１（１）、図２および図３に示される後退位置
から、前後軸ｘに沿って予め定める速度で、図１（２）
に示される前進位置にまで伸長する。このとき同時に、
アームＡ２は、図１（２）および図３に示される前後軸
ｘに沿う前進位置から、図１（１）、図２に示される後
退位置にまで、アームＡ１とは逆方向に同一速度で後退
する。こうしてアームＡ１によってガラス基板２３を前
進位置に搬送し、またガラス基板２４をアームＡ２によ
って後退位置に搬送することが、同時に行われ、作業効
率を向上することができる。

【００２０】処理回路２９に接続されるメモリ３１に
は、図５および図６に示されるように、各アームＡ１，
Ａ２の遊端部２１，２２の前後軸ｘに沿う位置に対応し
たたわみ量Δｚ１，Δｚ２が、ストアされる。したがっ
てエンコーダ２７，２８によって各アームＡ１，Ａ２の
前後軸ｘに沿う位置が検出されることによって、その位
置に対応するアームＡ１，Ａ２のたわみ量Δｚ１，Δｚ
２を予測して検出することができる。このたわみ量Δｚ
１，Δｚ２は、アームＡ１，Ａ２の自重、およびそれら
のアームＡ１，Ａ２に乗載される被搬送物であるガラス
基板２３，２４の既知の重量に対応する値である。本発
明の実施の他の形態では、たわみ量Δｚ１，Δｚ２は、
アームＡ１，Ａ２の自重のみに対応した値に定められて
もよい。

【００２１】図７は、処理回路２９の動作を説明するた
めのフローチャートである。図７のステップａ１からス
テップａ２に移り、アームＡ１の前後軸ｘに沿う位置を
エンコーダ２７によって検出する。ステップａ３では、
この検出されたアームＡ１の位置に対応して、メモリ３
１から、その位置における遊端部２１の上下軸ｚに沿う
たわみ量Δｚ１を読出す。同様にしてステップａ４で
は、アームＡ２の前後軸ｘに沿う位置をエンコーダ２８
によって検出し、ステップａ５では、メモリ３１から、
そのアームＡ２の位置に対応した遊端部２２の上下軸ｙ
に沿うたわみ量Δｚ２を読出す。こうしてアームＡ１，
Ａ２の同一時刻におけるたわみ量Δｚ１，Δｚ２がメモ
リ３１から読出されることになる。ステップａ６では、
これらのアームＡ１，Ａ２のたわみ量ΔＺ１，ΔＺ２か
ら適切なたわみ補正量が演算される。本実施例では、演
算方法として各アームのたわみ量のうち、最大値を選択
する方式とする。図６の時刻ｔ０〜ｔ１では、縮小して
後退するアームＡ２のたわみ量Δｚ２が、破線で示され
るアームＡ１のたわみ量Δｚ１を超えた値であり、した
がって最大値としてアームＡ２のたわみ量Δｚ２が選択
される。時刻ｔ１以降では、伸長するアームＡ１のたわ
み量Δｚ１が、縮小するアームＡ２のたわみ量Δｚ２を
超える値であり、したがって最大値は、たわみ量Δｚ１
が選ばれる。

【００２２】ステップａ７では、アームＡ１，Ａ２の各
たわみ量Δｚ１，Δｚ２のうち、前述のステップａ６に
おいて選択されたたわみ量の最大値を上下変位量に加算
して、上下駆動手段４の駆動源１０を駆動して、最上部
の筒体５を昇降変位する。こうして図６の時刻ｔ０〜ｔ
１では、アームＡ２のたわみ量Δｚ２が補正されて、そ
のアームＡ２の遊端部２２が希望する指令値の高さに保
たれて水平移動する。時刻ｔ１以降では、伸長するアー
ムＡ１のたわみ量Δｚ１が補正され、その遊端部２１が
希望する指令値となるように、たわみ補正される。こう
して時刻ｔ１では、２つのアームＡ１，Ａ２のたわみ量
Δｚ１，Δｚ２が等しく、このときたわみ量補正が行わ
れるアームＡ２からアームＡ１に切換わるので、上下駆
動手段４の最上部の筒体５が急激に上下軸ｚに沿って昇
降変位することはなく、したがってアームＡ１，Ａ２に
よって搬送される被搬送物であるガラス基板２３，２４
に衝撃力が作用することが防がれる。

【００２３】図８および図９は、図１〜図７に示される
実施の形態におけるアームＡ１，Ａ２を用いて、被搬送
物であるガラス基板２３，２４を搬送する状態を簡略化
して示す側面図である。この動作の状態は、表１に示さ
れるとおりである。

【００２４】

【表１】

【００２５】加熱炉３３の加熱室３４には、予め定める
場所に、支持片３５によって、加熱処理されたガラス基
板２４が載置されており、このガラス基板２４は、アー
ムＡ２によって取出され、これに代って新たなガラス基
板２３がアームＡ１によって支持片３５に搬送される。
図８（１）に示されるように、アームＡ１，Ａ２は、前
後軸ｘの後退位置にあり、このとき上下駆動手段４は予
め定める下降位置Ｐ１である。この下降位置Ｐ４は、ア
ームＡ１が加熱炉３３の加熱室３４内で後述の図８
（３）に示されるように支持片３５に載置されたガラス
基板２３の下方に位置する上下軸ｚに沿う高さである。
図８（２）では、まずアームＡ１が後退位置のままでア
ームＡ２が前進する。このとき、各アームＡ１，Ａ２の
たわみ量ΔＺ１，ΔＺ２が、処理回路２９によって演算
してメモリ３１から読出される。その結果その最大値で
あるΔＺ２が選択されアームＡ２の遊端部２２が希望す
る位置にもたらされるようにたわみ補正される。これに
よって図８（３）に示されるようにアームＡ２は支持片
３５によって載置されているガラス基板２４の下方に入
り込んでアームＡ２は前進位置とされる。このときアー
ムＡ１は後退位置のままである。またこの時上下駆動手
段４は、下降位置Ｐ１からアームＡ２の前進位置におけ
るたわみ補正量を考慮したＰ１＋ΔＺ２の高さである。
そこで図８（５）に示されるように上下駆動手段４によ
って筒体５が上昇され、したがって支持片３５によって
載置されたガラス基板２４は、上昇されたアームＡ２に
乗載される。この上昇位置Ｐ２＋ΔＺ２は図９（２）お
よび図９（３）に示されるような、アームＡ１が支持片
３５の上方にガラス基板２３を搬送することが可能な高
さで、アームＡ２のたわみ補正量を含んだものである。

【００２６】そこで図８（５）に示されるようにアーム
Ａ２が後退し、これと同時にアームＡ１が前進する。ア
ームＡ２が縮小し、アームＡ１が伸長するとき、各アー
ムＡ１，Ａ２のたわみ量Δｚ１，Δｚ２が、処理回路２
９において演算してメモリ３１から読出される。この結
果、たわみ量Δｚ１，Δｚ２の最大値が前述のように選
択され、その最大値のたわみ量Δｚ１またはΔｚ２が補
正される。図８（１）〜図８（５）における図６の時刻
ｔ０〜ｔ１では、アームＡ２の遊端部２２が希望する位
置にもたらされるようにたわみ量Δｚ２の補正が行われ
る。

【００２７】図９（１）では、図６の時刻ｔ１において
各アームＡ１，Ａ２のたわみ量Δｚ１，Δｚ２は等し
く、この時刻ｔ１以降では、アームＡ１のたわみ量Δｚ
１が補正されることになる。図９（２）では、アームＡ
２がさらに後退され、アームＡ１が前進され、次の図９
（３）では、アームＡ２が後退にもたらされ、アームＡ
１は、支持片３５の上方でガラス基板２３を搬送した状
態とされる。そこで図９（４）に示されるように、上下
駆動手段４によって最上部の筒体５が下降されて下降位
置Ｐ３＋ΔＺ１とされる。これによってガラス基板２３
は支持片３５上に載置される。その後、図９（５）に示
されるように、アームＡ１が後退される。このとき、前
述した方法により、アームＡ１によるΔＺ１のたわみ補
正が行われる。そして、図９（６）に示されるようにア
ームＡ１，Ａ２共、後退位置となる。このようにして２
つのアームＡ１，Ａ２によって加熱炉３３の予め定める
場所に設けられた支持片３５上のガラス基板２３，２４
の装入、取出しをサイクリックに繰返して行うことが、
効率よく実現される。加熱炉３３から取出したアームＡ
２上のガラス基板２４は、搬送手段によって取出され、
アームＡ１上のガラス基板２３は、加熱炉３３に装入さ
れる。

【００２８】本発明の実施の他の形態では、アームＡ
１，Ａ２は、３以上、設けられてもよい。

【００２９】

【発明の効果】請求項１の本発明によれば、複数のアー
ムに共通な上下駆動手段によって、アームのたわみ量の
補正を行ってアームのたとえば先端部などの予め定める
部分の上下軸に沿う位置を、指令値に正確にもたらして
たわみ補正することが容易に可能になり、その演算は、
簡単であり、また制御が簡単である。

【００３０】また本発明によれば、複数の各アームのた
わみ量から求めた適切なたわみ量を補正するように、制
御手段は上下駆動手段を制御するので、各アームの前後
軸に沿う変位位置に対応したたわみ量の特性が異なる構
成において、上下駆動手段がアームを急激に昇降変位す
ることがなく、アームに衝撃が生じることはない。これ
によってアームは被搬送物を円滑に安定した姿勢で搬送
することができ、またアームによって円滑に下降などを
続行することなどが可能である。

【００３１】請求項２の本発明によれば、望遠鏡式上下
駆動手段の最上部の筒体に複数の各アーム毎の前後駆動
手段を設け、これによってたとえば水平に伸縮するアー
ムのたわみ量の補正を、円滑に行うことができる。この
ような上下駆動手段と複数の前後駆動手段とを備えるロ
ボットは、構成が簡単であり、本発明を好適に実施する
ことができる。

【００３２】請求項３の本発明によれば、たとえば加熱
炉等の予め定める場所に載置された被搬送物を、一方の
アームによって上昇して後退し、前記場所から取出し、
このとき他方のアームは、新たな被搬送物を前記場所に
向けて搬送し、その被搬送物を下降して前記場所に載置
し、このような動作が繰返されることによって、前記場
所への被搬送物の装入および取出しを効率よく行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態のロボット１の側面図で
ある。

【図２】上下駆動手段４が下降されて縮小した状態を示
すロボット１の側面図である。

【図３】ロボット１の簡略化した平面図である。

【図４】図１〜図３に示される実施の形態の電気的構成
を示すブロック図である。

【図５】アームＡ１，Ａ２の前後軸ｘに沿う位置に対応
する遊端部２１，２２の上下軸ｚ方向のたわみ量Δｚ
１，Δｚ２の特性を示す図である。

【図６】アームＡ１，Ａ２を用いて被搬送物であるガラ
ス基板２３，２４を交互に搬送するときにおける各アー
ムＡ１，Ａ２の遊端部２１，２２のたわみ量Δｚ１，Δ
ｚ２の時間経過を示す図である。

【図７】処理回路２９の動作を説明するためのフローチ
ャートである。

【図８】図１〜図７に示される実施の形態におけるアー
ムＡ１，Ａ２を用いて、被搬送物であるガラス基板２
３，２４を搬送する状態を簡略化して示す側面図であ
る。

【図９】図１〜図７に示される実施の形態におけるアー
ムＡ１，Ａ２を用いて、被搬送物であるガラス基板２
３，２４を搬送する状態を簡略化して示す側面図であ
る。

【符号の説明】

１ ロボット ２，３ 前後駆動手段 ４ 上下駆動手段 ５〜８ 筒体 １０，１１，１６ 駆動源 １２，１３，１７，１８ リンク １４，１９ 取付け部 ２１，２２ 遊端部 ２３，２４，３６ ガラス基板 ２６，２７，２８ エンコーダ ２９ 処理回路 ３１ メモリ ３３ 加熱炉 ３４ 加熱室 ３５ 支持片３ Ａ１，Ａ２ アーム Δｚ１，Δｚ２ たわみ量 ｘ 前後軸 ｚ 上下軸

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【手続補正書】

【提出日】平成１２年３月６日（２０００．３．６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、（ａ）前後軸
ｘに伸縮可能な一方のアームＡ１と、（ｂ）一方のアー
ムＡ１の上方で、前後軸ｘに伸縮可能な他方のアームＡ
２と、（ｃ）一方のアームＡ１の基端部に設けられ、そ
の一方のアームＡ１を伸縮駆動する第１の駆動源１１
と、（ｄ）他方のアームＡ２の基端部に設けられ、その
他方のアームＡ２を伸縮駆動し、第１の駆動源１１と隣
接して配置される第２の駆動源１６と、（ｅ）第１およ
び第２駆動源１１，１６が最上部５に設けられ、その最
上部５を、上下軸ｚに沿って望遠鏡式に昇降駆動する上
下駆動手段４と、（ｆ）一方のアームＡ１の前後軸ｘに
沿う位置を検出する第１エンコーダ２７と、（ｇ）他方
のアームＡ２の前後軸ｘに沿う位置を検出する第２エン
コーダ２８と、（ｈ）上下駆動手段４の上下軸ｚに沿う
上下の位置を検出する第３エンコーダ２６と、（ｉ）メ
モリ３１であって、一方のアームＡ１の遊端部２１の前
後軸ｘに沿う位置に対応した前後軸ｚに沿う被搬送物の
重量による第１たわみ量Δｚ１と、他方のアームＡ２の
遊端部２２の前後軸ｘに沿う位置に対応した上下軸ｚに
沿う被搬送物の重量による第２たわみ量Δｚ２とをスト
アするメモリ３１と、（ｊ）処理回路２９であって、予
め定める場所に載置された被搬送物を、前記一方のアー
ムＡ１または前記他方のアームＡ２のいずれか一方が載
置位置まで前進して上昇して被搬送物を把持した後、予
め被搬送物を把持していた前記一方のアームＡ１または
前記他方のアームＡ２のいずれか他方が前記載置位置に
前進を開始すると同時に前記いずれか一方が後退を開始
し、両アームＡ１，Ａ２の動作完了後、下降して載置す
る動作を、繰返し、第１、第２および第３エンコーダ２
７，２８，２６の出力に応答し、第１エンコーダ２７に
よって検出された一方のアームＡ１の前後軸ｘに沿う位
置に対応してメモリ３１にストアされている第１たわみ
量Δｚ１と、第２エンコーダ２８によって検出された他
方のアームＡ２の前後軸ｘに沿う位置に対応してメモリ
３１にストアされている第２たわみ量Δｚ２とを読出
し、第１および第２たわみ量Δｚ１，Δｚ２のうち、最
大値を選択し、この最大値を用いて、上下駆動手段４の
最上部５を昇降変位させることによって、最大値のたわ
み量（Δｚ１またはΔｚ２）を有する前記一方または他
方のアーム（Ａ１またはＡ２）の遊端部（２１または２
２）を希望する指令値の高さに保つ処理回路２９とを含
むことを特徴とするロボットアームのたわみ補正装置で
ある。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】本発明に従えば、ロボットは、２つのアー
ムＡ１，Ａ２を有し、これらのアームは、たとえば水平
に延び、液晶表示装置を構成するガラス基板を加熱炉内
に装入し、また加熱炉から取出すために、好適に用いら
れる。これらのアームは、たとえば一方のアームがガラ
ス基板などの被搬送物を加熱炉等の予め定める場所に載
置するために、または前記定める場所から取り出すため
に、前進し後退する。またたとえば、一方のアームが前
進してガラス基板などの被搬送物を加熱炉内の予め定め
る場所に搬送している前進中に、他方のアームは、加熱
炉の前記予め定める場所から取出した被搬送物を加熱炉
の外に後退して搬送する。こうして複数のアームの前進
と後退とが単独にまたは同時に行われ、被搬送物の搬送
を迅速に行うことができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】アームは、それ自体の自重によって、また
そのアームによって搬送される被搬送物の重量によって
アームが下方にたわむ。一方、加熱炉等予め定める搬送
場所の開口部は一般的に狭い。前記アームのたわみにか
かわらず、前記予め定める開口部の狭い場所に向けて前
進および後退するアームのたわみ補正を行い、アームの
遊端部２１または２２が、希望する指令値にもたらされ
るように、これらのアームに共通な上下駆動手段の最上
部５が制御される。このために、各アームの前後軸の位
置を、検出手段によって検出し、たわみ量演算手段は、
各アームの前後軸の位置に対応したたわみ量を、たとえ
ばメモリに予めストアされているデータを読出して演算
する。複数の各アームの前後軸の位置に対応するたわみ
量の特性が、相互に異なり、処理回路２９は、このよう
な各アーム毎のたわみ量をメモリから上述のように読出
して、演算する。処理回路２９は、演算して得られたた
わみ量のうち、最大値を補正するように、これらのアー
ムに共通な上下駆動手段を制御する。アームは、予め定
める場所に向けて近づくように伸長するにつれて、たわ
み量が大きくなり、前記場所から遠去かるように後退す
るにつれてたわみ量が小さくなる。したがって、前記場
所から後退するアームのたわみ量の補正が行われるよう
に上下駆動手段を制御し、後退中のアームと前進中のア
ームとのたわみ量が等しくなった後には、前記場所に向
かう前進中のアームのたわみ量を補正するように、上下
駆動手段が制御される。こうして駆動手段は、共通に上
下駆動されて昇降される２つのアームの上下変位を円滑
に行わせることができ、アームの急激な昇降変位を防ぐ
ことができる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】削除

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】本発明に従えば、上下駆動手段の上下に変
位する最上部５に、複数の各アームを個別的に駆動して
前後軸に沿って伸長、縮小して変位する前後駆動手段
が、それぞれ設けられる。本発明は、このような構成を
有するロボットに関連して好適に実施することができ
る。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】削除

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】本発明に従えば、２つのアームのうち、一
方のアームによって、たとえば加熱炉の予め定める場所
に載置された液晶表示装置のガラス基板などの被搬送物
を、その場所から上昇して持上げ、後退して加熱炉から
被搬送物を取出し、このとき他方のアームは、新たな被
搬送物を前記場所に向けて前進して搬送し、前記場所に
被搬送物を下降して載置し、このような複数のアームの
前進／後退および昇降動作をサイクリックに繰返すこと
によって、迅速に被搬送物の予め定める場所への装入、
取出しなどの動作を繰返すことができ、作業効率が向上
される。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】処理回路２９に接続されるメモリ３１に
は、図５および図６に示されるように、各アームＡ１，
Ａ２の遊端部２１，２２の前後軸ｘに沿う位置に対応し
たたわみ量Δｚ１，Δｚ２が、ストアされる。したがっ
てエンコーダ２７，２８によって各アームＡ１，Ａ２の
前後軸ｘに沿う位置が検出されることによって、その位
置に対応するアームＡ１，Ａ２のたわみ量Δｚ１，Δｚ
２を予測して検出することができる。このたわみ量Δｚ
１，Δｚ２は、アームＡ１，Ａ２の自重、およびそれら
のアームＡ１，Ａ２に乗載される被搬送物であるガラス
基板２３，２４の既知の重量に対応する値である。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】図７は、処理回路２９の動作を説明するた
めのフローチャートである。図７のステップａ１からス
テップａ２に移り、アームＡ１の前後軸ｘに沿う位置を
エンコーダ２７によって検出する。ステップａ３では、
この検出されたアームＡ１の位置に対応して、メモリ３
１から、その位置における遊端部２１の上下軸ｚに沿う
たわみ量Δｚ１を読出す。同様にしてステップａ４で
は、アームＡ２の前後軸ｘに沿う位置をエンコーダ２８
によって検出し、ステップａ５では、メモリ３１から、
そのアームＡ２の位置に対応した遊端部２２の上下軸ｚ
に沿うたわみ量Δｚ２を読出す。こうしてアームＡ１，
Ａ２の同一時刻におけるたわみ量Δｚ１，Δｚ２がメモ
リ３１から読出されることになる。ステップａ６では、
これらのアームＡ１，Ａ２のたわみ量ΔＺ１，ΔＺ２か
ら適切なたわみ補正量が演算される。本実施例では、演
算方法として各アームのたわみ量のうち、最大値を選択
する方式とする。図６の時刻ｔ０〜ｔ１では、縮小して
後退するアームＡ２のたわみ量Δｚ２が、破線で示され
るアームＡ１のたわみ量Δｚ１を超えた値であり、した
がって最大値としてアームＡ２のたわみ量Δｚ２が選択
される。時刻ｔ１以降では、伸長するアームＡ１のたわ
み量Δｚ１が、縮小するアームＡ２のたわみ量Δｚ２を
超える値であり、したがって最大値は、たわみ量Δｚ１
が選ばれる。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】削除

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】

【発明の効果】請求項１の本発明によれば、２つのアー
ムＡ１，Ａ２に共通な上下駆動手段によって、アームの
たわみ量の補正を行ってアームの遊端部の上下軸に沿う
位置を、指令値に正確にもたらしてたわみ補正すること
が容易に可能になり、その演算は、簡単であり、また制
御が簡単である。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】また本発明によれば、２つの各アームのた
わみ量から求めた適切なたわみ量を補正するように、処
理回路２９は上下駆動手段を制御するので、各アームの
前後軸に沿う変位位置に対応したたわみ量の特性が異な
る構成において、上下駆動手段がアームを急激に昇降変
位することがなく、アームに衝撃が生じることはない。
これによってアームは被搬送物を円滑に安定した姿勢で
搬送することができ、またアームによって円滑に下降な
どを続行することなどが可能である。

【手続補正１４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３１】望遠鏡式上下駆動手段の最上部５に２つの
各アーム毎の前後駆動手段を設け、これによってたとえ
ば水平に伸縮するアームのたわみ量の補正を、円滑に行
うことができる。このような上下駆動手段と複数の前後
駆動手段とを備えるロボットは、構成が簡単であり、本
発明を好適に実施することができる。

【手続補正１５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】たとえば加熱炉等の予め定める場所に載置
された被搬送物を、一方のアームによって上昇して後退
し、前記場所から取出し、このとき他方のアームは、新
たな被搬送物を前記場所に向けて搬送し、その被搬送物
を下降して前記場所に載置し、このような動作が繰返さ
れることによって、前記場所への被搬送物の装入および
取出しを効率よく行うことができる。特に本発明によれ
ば、一方および他方の各アームＡ１，Ａ２の基端部が、
第１および第２駆動源１１，１６によって駆動され、こ
れらの各アームＡ１，Ａ２が個別的に伸縮駆動され、こ
れらの第１および第２駆動源１１，１６は、隣接して配
置され、上下駆動手段４の最上部５によって上下軸ｚに
沿って望遠鏡式に昇降駆動され、これらの各アームＡ
１，Ａ２の前後軸ｘに沿う位置が第１および第２エンコ
ーダ２７によって検出され、こうして検出された被搬送
物の重量による第１および第２たわみ量Δｚ１，Δｚ２
がメモリ３１から処理回路２９の働きによって読出さ
れ、これらの第１および第２たわみ量Δｚ１，Δｚ２の
うち、大きい方の値、すなわち最大値を選択し、この最
大値を、第３エンコーダ２６によって検出される上下駆
動手段４の上下軸ｚに沿う上下の位置に補正演算し、最
大値のたわみ量（Δｚ１またはΔｚ２）を有する一方ま
たは他方のアーム（Ａ１またはＡ２）の遊端部（２１ま
たは２２）が希望する指令値の高さに保たれるように、
上下駆動手段４の最上部５が昇降変位され、こうして２
つのアームＡ１，Ａ２の遊端部２１または２２のたわみ
量Δｚ１またはΔｚ２の大きい方の遊端部２１または２
２が、希望する指令値の高さに保たれることになる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 雅也 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 Ｆターム(参考） 3F059 AA01 BA00 DA09 DD01 FB17 3F060 AA02 BA06 DA09 EB12 EC12 GD14

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前後軸に沿って前後駆動手段によって変
   位する複数のアームを、それらのアームを共通に、上下
   軸に沿って上下駆動手段によって変位するロボットアー
   ムのたわみ補正装置において、 各アームの前後軸の位置を検出する検出手段と、 検出手段の出力に応答し、各アームの前後軸に対応する
   たわみ量を演算するたわみ量演算手段と、 たわみ量演算手段の出力に応答し、各アームのたわみ量
   から適切なたわみ補正量を演算して補正するように、上
   下駆動手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とす
   るロボットアームのたわみ補正装置。
2. 【請求項２】 前記駆動手段は、上下駆動手段の最上部
   に設けられ、水平に延びる各アームを、前後軸に沿って
   変位することを特徴とする請求項１記載のロボットアー
   ムのたわみ補正装置。
3. 【請求項３】 制御手段は、 前後駆動手段と上下駆動手段とを制御し、 予め定める場所に載置された被搬送物を、いずれか一方
   のアームが載置位置まで前進して上昇して被搬送物を把
   持した後、 予め被搬送物を把持していた他方アームが前記載置位置
   に前進を開始すると同時に前記アームが後退を開始し、 両アームの動作完了後、下降して載置する動作を、繰返
   すことを特徴とする請求項１または２記載のロボットア
   ームのたわみ補正装置。