JP2001062772A - 作業用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業用ロボットにおいて、発生した塵埃のワ
ークへの付着を確実に防止すると共に、各種の作業に使
用可能として汎用性の向上を図る。 【解決手段】 作業用ロボット１１の第２アーム１６の
先端部に把持装置１７を装着し、この把持装置１７を、
第２アーム１６の先端部から垂下する一対の把持爪２１
と、把持爪２１を作動する駆動機構２２と、第２アーム
１６に取付けられて把持爪２１を被覆するカバー２４
と、カバー２４の下端部に形成されて把持爪２１が突出
する開口部２５とで構成し、開口部２５に吸引装置１９
を連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットアームの
先端部にワークの把持、加工、ねじ締めなどの作業を行
う作業用ツールが装着された作業用ロボットに関し、特
に、クリーンルーム内でワークへの部品の組付や移載な
どを行う作業に用いて好適である。

【０００２】

【従来の技術】半導体や精密機械などの取扱工程では、
特に、塵埃を嫌っており、これらの取扱作業工程では、
防塵対策が施されるのが一般的である。この塵埃の発生
は、物と物との接触による磨耗が大きな原因であり、特
に、クリーンルーム内で使用する装置では、作動時に発
生する塵埃を集めたり、ワークに付着するのを防止する
ように考慮されているものが多い。この場合、摩耗によ
る塵埃の発生を避けるため、クリーンルーム内でワーク
を搬送するとき、エアによりワークを浮上させたり、エ
アによりワークを吸着することが一般的である。

【０００３】このような従来の作業用ロボットとして
は、例えば、実開平４−７６３９０号公報に開示された
「複合ハンド」がある。

【０００４】この公報に開示された「複合ハンド」は、
ディスクの外周を把持する一対のディスク把持爪を駆動
機構により作動可能とし、この駆動機構の中央部に吸引
口を設けてホースを介して吸引機に接続したものであ
る。従って、駆動機構により一対のディスク把持爪を作
動してディスクの外周を把持すると共に、吸引機により
ホースを介して吸引口から吸引することで、摩擦による
塵埃が発生してもこの吸引口から吸引して他のディスク
に付着する不具合を防止できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
「複合ハンド」にあっては、特定のワークに対応して製
作されたものであり、他の形状のワークを把持すること
ができず、ワークの種類ごとに専用のハンドを用いる必
要があり、汎用性に乏しいという問題がある。

【０００６】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、発生した塵埃のワークへの付着を確実に防止す
ると共に、各種の作業に使用可能な汎用性の高い作業用
ロボットを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１の発明の作業用ロボットは、ロボットアー
ムの先端部にガイド筒部を設け、該ガイド筒部内に作業
用ツールを装着すると共に、前記ガイド筒部と該作業用
ツールとの間の開口部を通して吸引する吸引手段を設け
たことを特徴とするものである。

【０００８】従って、作業用ツールによりワークに対し
て各種の作業を行うとき、この作業用ツールとワークと
の接触部で塵埃が発生する虞があるが、ここに吸引手段
により開口部を通して吸引力が作用するため、塵埃は吸
引されてワークに付着することが防止される。

【０００９】また、請求項２の発明の作業用ロボットで
は、前記作業用ツールは先端部が前記ガイド筒部の開口
を通して突出していることを特徴としている。

【００１０】従って、作業用ツールによりワークに対し
て各種の作業を行うとき、ガイド筒部に対する作業用ツ
ールの接触をなくすことで、作業用ツールとガイド筒部
との接触による塵埃の発生を防止できる。また、作業用
ツールの可動部をできるだけカバーでき、また、対応す
るワークに近い部分の最小限の開口から吸引すること
で、作業時に発生する埃等を強力に吸引できる。

【００１１】また、請求項３の発明の作業用ロボットで
は、前記ガイド筒部は前記作業用ツールの外周部を被覆
するカバーであって、該カバーは前記作業用ツールと共
に着脱自在であることを特徴としている。

【００１２】従って、ワークに対する作業の種類やワー
クの大きさ、形状などに応じて作業用ツール及びカバー
を交換することで、汎用性の向上が図れる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１４】図１に本発明の第１実施形態に係る作業用
ロボットの概略、図２にロボットアーム先端部の把持装
置を表す概略、図３にロボットアームによるワークの把
持状態を表す概略、図４に吸引通路を表す作業用ロボッ
トの断面、図５に作業用ロボットによるワーク組付作業
を表す概略を示す。

【００１５】本実施形態において、図１に示すように、
作業用ロボット１１は、所定の位置に設置されるロボッ
ト本体１２と、ロボット本体１２に昇降自在に支持され
た昇降軸１３と、この昇降軸１３の上端部に旋回自在に
支持された第１アーム１４と、該第１アーム１４の先端
部に連結軸１５により旋回自在に支持された第２アーム
１６と、この第２アーム１６の先端部に装着された把持
装置１７とから構成されている。なお、昇降軸１３、第
１アーム１４、第２アーム１６等は図示しない流体シリ
ンダや駆動モータなどにより駆動可能となっている。

【００１６】この把持装置１７は、図１及び図２に示す
ように、第２アーム１６の先端部から垂下する一対の把
持爪２１を有すると共に、この把持爪２１を作動する駆
動機構２２を有している。把持爪２１は下端部に外方に
屈曲した係止部２３が一体に形成されており、駆動機構
２２により図２の矢印方向に移動可能となっている。ガ
イド筒部としてのカバー２４は円錐形状をなし、下端部
に一対の開口部２５が形成される一方、上端部に取付フ
ランジ部２６が一体に形成されている。そして、カバー
２４が取付フランジ部２６を介して図示しないボルト、
あるいはワンタッチ着脱機構等により第２アーム１６の
先端部に取付けられたとき、カバー２４は把持爪２１の
ほとんどを被覆すると共に、各開口部２５から把持爪２
１の先端が突出し、また、把持爪２１が作動時に開口部
２５の端縁に接触しないようになっている。

【００１７】従って、図３に示すように、一対の把持爪
２１が接近した閉止状態で、第２アーム１６と共に把持
装置１７を下降し、この一対の把持爪２１の下端部をワ
ークとしてのドーナッツ形状のディスク１０１の中心孔
１０２に挿入し、ここで、駆動機構２２により一対の把
持爪２１を互いに離間させると、各係止部２３がディス
ク１０１の中心孔１０２に接触してこれを把持すること
ができる。

【００１８】また、本実施形態の作業用ロボット１１に
て、図４に示すように、カバー２４の開口部２５と把持
爪２１との間の隙間は吸引口として作用するものであ
り、カバー２４の内部は、第２アーム１６、第１アーム
１４、昇降軸１３、ロボット本体１２の中空部に連通
し、ロボット本体１２の中空部は連通管１８を介して吸
引装置１９に連結されている。

【００１９】従って、作業用ロボット１１による作業時
に、吸引装置１９を作動させることで、一対の把持爪２
１がディスク１０１の中心孔１０２を把持したとき、把
持爪２１とディスク１０１との接触により塵埃が発生し
たとしても、この塵埃は開口部２５からカバー２４内に
吸引され、更に第２アーム１６、第１アーム１４、昇降
軸１３、ロボット本体１２の中空部を通り、連通管１８
を介して吸引装置１９に集められることとなる。

【００２０】ここで、上述した本実施形態の作業用ロボ
ット１１によるディスク１０１の組付作業について説明
する。図５に示すように、ケース本体１０３が搭載され
たパレット３１は搬送コンベヤ３２により搬送可能とな
っており、この搬送コンベヤ３２の側方に作業用ロボッ
ト１１が設置され、この作業用ロボット１１の側方に部
品供給コンベヤ３３が配設され、この部品供給コンベヤ
３３により複数のディスク１０１が搭載されたパレット
３４が搬送可能となっている。従って、まず、作業用ロ
ボット１１は、一対の把持爪２１をパレット３４内のデ
ィスク１０１の上方に移動し、次に把持爪２１を下降し
てディスク１０１の中心孔１０２に挿入し、各係止部２
３がこのディスク１０１を把持する。続いて、把持爪２
１と共に把持したディスク１０１を上昇し、パレット３
１上のケース本体１０３の上方まで移動し、次に把持爪
２１を下降して把持したディスク１０１をケース本体１
０３内に組付ける。そして、把持爪２１のみを上昇して
元位置に復帰させる。

【００２１】この作業用ロボット１１によるディスク１
０１の組付作業時、吸引装置１９を作動させることで、
把持爪２１がディスク１０１を把持したときに発生する
塵埃を開口部２５からカバー２４、第２アーム１６、第
１アーム１４、昇降軸１３、ロボット本体１２の中空部
を通し、連通管１８を介して吸引装置１９に集め、ディ
スク１０１やケース本体１０３などへの塵埃の付着を防
止する。

【００２２】なお、本実施形態の作業用ロボット１１で
は、その作業内容に応じて第２アーム１６に装着された
把持装置１７を他の作業装置と交換可能となっている。
図６に本発明の第２実施形態に係る作業用ロボットの要
部概略、図７にロボットアーム先端部の締結装置を表す
概略、図８に作業用ロボットによるワーク組付作業を表
す断面を示す。なお、前述した実施形態で説明したもの
と同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複
する説明は省略する。

【００２３】本実施形態の作業用ロボット１１におい
て、図６及び図７(ａ)に示すように、第２アーム１６の
先端部には締結装置４１が装着されている。この締結装
置４１は、第２アーム１６の先端部から垂下する締結軸
４２を有すると共に、この締結軸４２を回転する駆動機
構２２を有しており、締結軸４２の下端部にはねじ１０
４の十字溝１０５に係止する係止部４３が形成されてい
る。ガイド筒部としてのカバー４４は円錐形状をなし、
下端部に開口部４５が形成される一方、上端部に取付フ
ランジ部４６が一体に形成されている。そして、カバー
４４が取付フランジ部４６を介して図示しないボルト等
により第２アーム１６の先端部に取付けられたとき、カ
バー４４は締結軸４２のほとんどを被覆すると共に、開
口部４５から係止部４３の先端が突出するようになって
いる。

【００２４】従って、第２アーム１６と共に締結装置４
１を下降し、締結軸４２の係止部４３をねじ１０４の十
字溝１０５に係止する。このとき、係止部４３をねじ１
０４に押し付けると、締結軸４２は後退してねじ１０４
と共にカバー４４内に入り込むようになっており、開口
部４５に作用する吸引力によりねじ１０４を保持するこ
とができる。この場合、開口部４５の直径は、ねじ１０
４の頭部よりやや大きく設定されており、開口部４５内
にねじ１０４が容易に入り込み、且つ、保持したときに
揺動しないようになっている。この状態で、ねじ１０４
を所定のねじ孔に押し付け、駆動機構２２により締結軸
４２を回転すると、ねじ１０４を締結することができ
る。

【００２５】ここで、上述した本実施形態の作業用ロボ
ット１１によるねじ１０４の締結作業について説明す
る。図８に示すように、ディスク等が組付けられてカバ
ー１０６が装着されたケース本体１０３が搭載されたパ
レット３１は搬送コンベヤ３２により搬送可能となって
おり、この搬送コンベヤ３２の側方に作業用ロボット１
１が設置され、この作業用ロボット１１の側方に部品供
給コンベヤ３３が配設され、この部品供給コンベヤ３３
により複数のねじ１０４が搭載されたパレット３４が搬
送可能となっている。従って、まず、作業用ロボット１
１は、締結軸４２をパレット３４内のねじ１０４の上方
に移動し、次に締結軸４２を下降して係止部４３をねじ
１０４の十字溝１０５に挿入し、吸引力により開口部４
５内にこのねじ１０４を保持する。続いて、締結軸４２
と共に保持したねじ１０４を上昇し、パレット３１上の
ケース本体１０３の上方まで移動し、次に締結軸４２を
下降して保持したねじ１０４をケース本体１０３上に取
付けられたカバー１０６の取付孔に挿入し、締結軸４２
を回転することでこのねじ１０４を螺合する。そして、
締結軸４２のみを上昇して元位置に復帰させる。

【００２６】この作業用ロボット１１によるねじ１０４
の締結作業時、吸引装置１９を作動させることで、締結
軸４２がねじ１０４を保持及び締結したときに発生する
塵埃を開口部４５からカバー４４内の吸引し、ケース本
体１０３内への塵埃の付着を防止する。

【００２７】なお、上述の各実施形態では、作業用ロボ
ット１１の第２アーム１６の先端部に把持装置１７や締
結装置４１を装着して説明したが、作業用ツールはこれ
らに限るものではなく、容易に交換して使用することが
できる。また、作業用ロボット１１による作業時に発生
する塵埃を、開口部２５，４５からカバー２４，４４内
に吸引し、第２アーム１６、第１アーム１４、昇降軸１
３、ロボット本体１２の中空部を通し、連通管１８を介
して吸引装置１９に集めたが、カバー２４，４４内に吸
引した塵埃を直接ホースや吸引管を通して外部の吸引装
置１９に集めてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように請求項１の発明の作業用ロボットによれば、ロボ
ットアームの先端部にガイド筒部を設け、このガイド筒
部内に作業用ツールを装着すると共に、ガイド筒部と作
業用ツールとの間の開口部を通して吸引する吸引手段を
設けたので、作業用ツールによりワークに対して各種の
作業を行うとき、この作業用ツールとワークとの接触部
で塵埃が発生する虞があるが、ここに吸引手段により開
口部を通して吸引力が作用するため、塵埃が吸引される
こととなり、塵埃のワークへの付着を確実に防止するこ
とができる。

【００２９】また、請求項２の発明の作業用ロボットに
よれば、作業用ツールの先端部をガイド筒部の開口を通
して突出するようにしたので、作業用ツールによりワー
クに対して各種の作業を行うとき、ガイド筒部に対する
作業用ツールの接触をなくすことで、作業用ツールとガ
イド筒部との接触による塵埃の発生を防止することがで
きる。

【００３０】また、請求項３の発明の作業用ロボットに
よれば、ガイド筒部を作業用ツールの外周部を被覆する
カバーとし、このカバーを作業用ツールと共に着脱自在
としたので、ワークに対する作業の種類やワークの大き
さ、形状などに応じて作業用ツール及びカバーを交換す
ることで、汎用性の向上が図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る作業用ロボットの
概略図である。

【図２】ロボットアーム先端部の把持装置を表す概略図
である。

【図３】ロボットアームによるワークの把持状態を表す
概略図である。

【図４】吸引通路を表す作業用ロボットの断面図であ
る。

【図５】作業用ロボットによるワーク組付作業を表す概
略図である。

【図６】本発明の第２実施形態に係る作業用ロボットの
要部概略図である。

【図７】ロボットアーム先端部の締結装置を表す断面図
である。

【図８】作業用ロボットによるワーク組付作業を表す概
略図である。

【符号の説明】

１１ 作業用ロボット １４ 第１アーム １６ 第２アーム １７ 把持装置 １８ 連通管 １９ 吸引装置 ２１ 把持爪 ２２ 駆動機構 ２３ 係止部 ２４ カバー（ガイド筒部） ２５ 開口部 ４１ 締結装置 ４２ 締結軸 ４３ 係止部 ４４ カバー（ガイド筒部） ４５ 開口部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットアームの先端部にガイド筒部を
   設け、該ガイド筒部内に作業用ツールを装着すると共
   に、前記ガイド筒部と該作業用ツールとの間の開口部を
   通して吸引する吸引手段を設けたことを特徴とする作業
   用ロボット。
2. 【請求項２】 請求項１記載の作業用ロボットにおい
   て、前記作業用ツールは先端部が前記ガイド筒部の開口
   を通して突出していることを特徴とする作業用ロボッ
   ト。
3. 【請求項３】 請求項１記載の作業用ロボットにおい
   て、前記ガイド筒部は前記作業用ツールの外周部を被覆
   するカバーであって、該カバーは前記作業用ツールと共
   に着脱自在であることを特徴とする作業用ロボット。