JP2001274218A - ダブルアーム型ロボット - Google Patents
ダブルアーム型ロボットInfo
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- B25J9/0087—Dual arms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
- B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
- B25J9/041—Cylindrical coordinate type
- B25J9/042—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm
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- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
- B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
- B25J9/046—Revolute coordinate type
Abstract
する。 【解決手段】 関節部3,4,5により回転可能に連結
されて回転駆動源による回転力を伝達し所望の動作をさ
せるアーム2を二組備えてなるダブルアーム型ロボット
1において、二組のアーム2に設けられる基端の関節部
3の回転中心軸を上下(または軸方向)に配置するよう
にしている。
Description
さらに詳述すると、本発明は、ワークの取り出し及び供
給を行なうダブルアーム型ロボットに関するものであ
る。
ハ等の薄板状のワークをストッカから取り出す、またワ
ークをストッカに供給するために、例えば図5から図7
に示すダブルアーム型ロボットが利用されている。
ム101の先端に設けられるハンド部113以外が同一
平面上にあるように、二つのアーム101が左右対称に
設けられている。
下、上腕111と呼ぶ)と、上腕111と連結される第
二アーム112(以下、前腕112と呼ぶ)と、前腕1
12と連結されワーク109を保持するハンド部113
とを備える。
駆動軸に連結されて、回動可能な関節部114(以下、
肩関節部114と呼ぶ)を構成する。また、上腕111
の先端と前腕112の基端とが駆動軸を介して連結され
て、回動可能な関節部115(以下、肘関節部115と
呼ぶ)を構成する。また、前腕112の先端とハンド部
113の基部であるコラム117a,117bそれぞれ
が駆動軸を介して連結されて、回動可能な関節部116
(以下、ハンド関節部116と呼ぶ)を構成する。
より肩関節部114と肘関節部115とハンド関節部1
16とを回動させて、ハンド部113を図中矢印X方
向、即ちワーク取り出し・供給方向に移動させる。この
際、アーム101では、その機構上、ハンド部113が
一方向を向いて、上腕111と前腕112とを伸ばしき
った伸長位置と、上腕111と前腕112とを折り畳ん
だ状態とした縮み位置との間を直線移動するようにして
いる。かかる機構は、例えば、各関節部114,11
5,116に各々タイミングプーリを備えて、タイミン
グプーリ間をタイミングベルトで連結し、各関節部11
4,115,116が所定の回転を行なうように構成さ
れるものである。
とされ、2つのハンド部113の間に上下スペースを生
じるようにし、両アーム101が縮んだ際には、コの字
型コラム117aの空間部に他方のコラム117b(ハ
ンド部113)が入るようにして、2つのハンド部11
3が接触することがないようにしている。また、基台1
02の上部103は回動可能に設けられ、ダブルアーム
型ロボット100を旋回して向きを変えることができる
ようにしている。ここで、図5中の2点鎖線の円106
は、基台上部103の回動によるワーク109の角部の
軌跡を表しており、ダブルアーム型ロボット100の旋
回に際して要するスペースを表している。また、基台1
02は、回動軸105により基台上部103が基台下部
104に対して図中矢印Zで示す上下方向に移動可能で
あるように多段テレスピック構造で設けられ、アーム1
01の高さを調整可能としている。
ば、アーム101によりハンド部113が矢印X方向に
移動して、ワーク109をストッカから取り出す、また
ワーク109をストッカに供給することができ、一方の
アーム101を供給用、他方を取り出し用とし、ワーク
109の供給動作と別のワーク109の取り出し動作と
を同時に行うことを可能としている。また、液晶用のガ
ラス基板等のワーク109は塵埃を避ける必要があるた
め、ダブルアーム型ロボット100の作業は全てクリー
ンルーム内で行われる。
ダブルアーム型ロボット100では、両アーム101が
縮んだ際に両肘関節部115が左右対称に突出して、ダ
ブルアーム型ロボット100の旋回半径、即ち円106
で示す旋回に要する領域が大きくなってしまうという問
題がある。さらに、2つのハンド部113が接触するこ
とがないようにコの字型コラム117aが基台上部10
3の旋回中心の外側に向かって突出しており、ダブルア
ーム型ロボット100の旋回半径が更に大きなものとな
ってしまう。また、コの字型コラム117aの重量は大
きく、ダブルアーム型ロボット100が大型化してしま
うという問題がある。
ないようにダブルアーム型ロボット100の周囲に十分
なスペースを設ける必要が生じ、その分だけ大型のクリ
ーンルームとそれに付帯する浄化設備等の大型化が必要
となりコスト高となる。また、クリーンルーム内におけ
るダブルアーム型ロボットの占有するスペースが大きく
なると、レイアウトの自由度を低下させてしまう。
化により、ガラス板の撓みも大きくなることから、スト
ッカの各段の間隔(ピッチ)を大きくする必要が生じて
いる。それに伴って、ダブルアーム型ロボット100に
おいても上下方向のストロークを大きくする必要があ
る。ここで、従来のダブルアーム型ロボット100で
は、アーム101の縮み動作に伴い両肘関節部115が
左右対称に突出するため、設置スペースを考慮すると、
アーム101の上下移動のための機構はアーム101の
下側に配置する必要がある。しかし、上下移動機構とし
て、従来採用されている多段テレスピック構造では、上
下方向のストロークを大きくするほど、複雑大型化して
しまう。したがって、生産コストの増大、また上述と同
様の占有スペース増大の問題を招くことになる。また、
上下移動機構が大きくなりアーム101の最下位置が高
くなれば、アーム101の作業可能範囲が制限を受けて
その分だけ減少してしまうという問題もある。ここで、
クリーンルームの床の一部に凹んだ穴部を設けてダブル
アーム型ロボット100を入れ込んで配置することも考
えられるが、この場合、ダブルアーム型ロボット100
の配置位置が穴部に制限されてしまい、各装置のレイア
ウトの自由度が低下してしまう。また、ダブルアーム型
ロボット100の着脱が困難となりメンテナンスが煩雑
になってしまうという問題がある。
た、装置の大型化・複雑化を伴わない上下移動機構によ
り構成可能なダブルアーム型ロボットを提供することを
目的とする。
め、請求項1記載の発明は、関節部により回転可能に連
結されて回転駆動源による回転力を伝達し所望の動作を
させるアームを二組備えたダブルアーム型ロボットにお
いて、二組のアームに設けられる基端の関節部の回転中
心軸を上下(または軸方向)に配置するようにしてい
る。
い移動する基端以外の各関節部の位置が、左右対称に位
置することなく、上下(または軸方向)に重なるように
移動することが可能となる。これにより、アームの伸縮
方向の側方に突出する関節部によるダブルアーム型ロボ
ットの占有スペースを減らすことができ、その分だけダ
ブルアーム型ロボットが旋回する際の旋回半径を小さく
することができる。また、二組のアームは、上下(また
は軸方向)に異なる高さで配置されるため、コの字型コ
ラムを設ける必要はなく、その分だけさらに旋回半径が
小さくなる。
ットのように、請求項1記載のダブルアーム型ロボット
において、二組のアームを上下軸方向に移動可能な移動
部材に設けるようにしても良い。この場合、二組のアー
ムの上下方向の位置が調整可能となる。
たは2のいずれかに記載のダブルアーム型ロボットにお
いて、移動部材はコラム形を成し、アームの伸縮方向の
側部に位置するようにしている。
とが可能になり、ダブルアーム型ロボットのハンドリン
グできる高さが下がり、アームの作業可能範囲を広げる
ことができる。また、移動部をスライド移動させるよう
に構成することができ、多段テレスピック構造等で上下
移動機構を構成する場合に比して、機構を複雑化・大型
化することなく上下移動方向のストロークを大きくでき
る。また、二組のアームを上下対称に重ねて配置し、さ
らに二組のアームの伸縮動作に伴い移動する基端以外の
各関節部の位置の軌跡が、上下移動機構が配置される側
面と逆の側面にあるようにすることで、上下移動機構を
アームの側面に配置しても設置スペースを大きく占める
ことはない。
ら3までのいずれかに記載のダブルアーム型ロボットに
おいて、二組のアームがそれぞれ対面するように配置さ
れるようにしている。したがって、二組のアームを、互
いに接触することないように、かつ接近させて配置する
ことが可能になる。これにより、ワークの供給動作と別
のワークの取り出し動作とを効率良く行うことができ
る。
ットのように、請求項1から4のいずれかに記載のダブ
ルアーム型ロボットにおいて、二組のアームは同軸上に
支持部材により設けられるようにしても良い。二組のア
ームを同軸上に配置することで、旋回半径がさらに小さ
くなる。
ットのように、請求項1から5までのいずれかに記載の
ダブルアーム型ロボットにおいて、二組のアームは複数
の関節部を有するものとし、ダブルアーム型ロボットを
水平多関節型ロボットとして構成しても良い。これによ
り、旋回半径の小さい水平多関節型ロボットを実現する
ことができる。
ら6までのいずれかに記載のダブルアーム型ロボットに
おいて、基端の関節部の回転中心軸と平行な旋回中心軸
を中心に旋回可能として、さらに基端の関節部の回転中
心軸は、旋回中心軸から、二組のアームの伸縮方向と直
交する方向で、二組のアームの伸縮動作に伴い移動する
基端以外の関節部の位置を旋回中心軸に近づけるように
偏心するようにしている。
ダブルアーム型ロボットの旋回中心軸からオフセットさ
せることで、アームの伸縮方向の側方に突出する関節部
がダブルアーム型ロボットの旋回中心軸に近づいて、ダ
ブルアーム型ロボットの旋回半径を小さくすることがで
きる。
実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
ロボットの一実施形態を示す。このダブルアーム型ロボ
ット1は、関節部3,4,5により回転可能に連結され
て回転駆動源による回転力を伝達し所望の動作をさせる
アーム2を二組備えてなるもので、二組のアーム2に設
けられる基端の関節部3の回転中心軸を上下(または軸
方向)に配置するように構成されている。
ム2を備え、一方のアーム駆動型装置2を供給用、他方
を取り出し用とし、ワーク9の供給動作と別のワーク9
の取り出し動作とを同時に行うことを可能としている。
ト1は、アーム2によりワーク9を保持するハンド部8
は図中矢印Xで示すワーク9の取り出し・供給方向に直
線移動可能であるように構成される。尚、本明細書で
は、説明の便宜上、ハンド部8の移動平面と直交する図
中矢印Zで示す方向を上下方向とし、図中矢印Z方向を
上側とする。
設けられている支持部材10(以下、スライダ10と呼
ぶ)を上下に移動させる移動部材11(以下、上下移動
機構11と呼ぶ)を備えて、アーム2の上下位置を調整
可能としている。また、上下移動機構11の台座13は
回動可能に設けられ、ダブルアーム型ロボット1を旋回
して向きを変えられるようにしている。さらに、本実施
形態のダブルアーム型ロボット1では、図中矢印Yで示
す方向、即ちハンド部8の移動方向とスライダ10の上
下移動方向とのそれぞれに直交する方向に、台座13を
基台14に対して移動可能に設けて上下移動機構11の
位置を調整可能としている。
組のアーム2は、例えば、複数の関節部を有するもので
あり、即ちダブルアーム型ロボット1は、水平多関節型
ロボットとして構成される。本実施形態でのアーム2
は、第一アーム6(以下、上腕6と呼ぶ)と、上腕6と
連結される第二アーム7(以下、前腕7と呼ぶ)と、前
腕7と連結されワーク9を保持するハンド部8とを備え
る。
介して連結されて、回動可能な関節部3(以下、肩関節
部3と呼ぶ)を構成する。この肩関節部3がアーム2の
基端の関節部3となる。また、上腕6の先端と前腕7の
基端とが駆動軸を介して連結されて、回動可能な関節部
4(以下、肘関節部4と呼ぶ)を構成する。また、前腕
7の先端とハンド部8とが駆動軸を介して連結されて、
回動可能な関節部5(以下、ハンド関節部5と呼ぶ)を
構成する。
肩関節部3と肘関節部4とハンド関節部5とを回動させ
て、ハンド部8をワーク取り出し・供給方向に移動させ
る。この際、アーム2では、その機構上、ハンド部8が
一方向を向いて、上腕6と前腕7とを伸ばしきった伸長
位置と、上腕6と前腕7とを折り畳んだ状態とした縮み
位置との間を直線移動するように、伸縮動作を行なう。
かかる機構は、ここでは詳述しないが、各関節部3,
4,5に各々タイミングプーリを備えて、タイミングプ
ーリ間をタイミングベルトで連結し、各関節部3,4,
5が所定の回転を行なうように構成する従来在るものを
利用することができる。なお、各関節部3,4,5にグ
リスだまりやラビリンスシールを施し、グリスが漏れる
ことがない様にして、アーム2のクリーン度を高めるよ
うにすることが望ましい。
ット1では、アーム2の縮み位置において、ハンド部8
により保持されるワーク9の中心が、台座13の回転中
心と一致するものとなるように設計されている。図2中
の2点鎖線の円15は、ワーク9の角部の軌跡を表すと
ともに、台座2を回動させる際にダブルアーム型ロボッ
ト1の周囲に必要となる最小限領域を示すものである。
ないように、上下方向に対面するように各々スライダ1
0に配置される。即ち、二組のアーム2は、肩関節部3
の回転中心軸が同軸上であるように上下対称に配置され
る。これにより、二組のアーム2を、互いに接触するこ
とないように、かつ接近させて配置することが可能にな
り、ワークの供給動作と別のワークの取り出し動作とを
効率良く行うことができる。また本構成では、従来のよ
うに、一方のアーム2に接触防止用のコの字型コラムを
設ける必要はない。
位置に移動するに際して肘関節部4がハンド部8の移動
方向の側方に突出する方向を同方向となるようにしてい
る。このため、従来のように両肘関節部4が左右対称に
突出することはない。
取り付ける位置を、肩関節部3の回転中心が、台座13
の回転中心の偏心位置で肘関節部4と反対側かつワーク
9の取り出し・供給方向と直交する方向にあるようにオ
フセットしている。これにより、ハンド部8が縮み位置
にある場合においても、台座2を回動させる際にダブル
アーム型ロボット1の周囲に必要となる最小領域円15
から肘関節部4やハンド部8が突出することがないよう
にしている。
・供給方向、即ちアーム2の伸縮方向の側部に位置して
おり、例えば、スライダ10をコラム12の側面でスラ
イド移動させるように構成される。従来は、二組のアー
ム2が左右対称に設けられていたため、設置スペースを
考慮すると、上下移動機構11は二組のアーム2の下側
に配置する必要があった。これに対し本発明のダブルア
ーム型ロボット1では、二組のアーム2を上下対称に重
ねて配置し、ハンド部8が縮み位置に移動するに際して
肘関節部4が突出する方向を同方向となるようにしてい
るので、アーム2の肘関節部4が突出しない側部に上下
移動機構11を配置することができる。
ット1によれば、二組のアーム2によりハンド部8を図
中X方向に伸縮させ、また必要に応じて、上下移動機構
11によりアーム2に図中Z方向の上下位置を調整し、
また台座13の回動により旋回し、さらに図中Y方向の
位置を調整して、ワーク9の供給作業及びワーク9の取
り出し作業を適格かつ効率良く行うことができることは
もちろんのこと、さらに以下のようにダブルアーム型ロ
ボット1の占有スペースを小さくして構成することが可
能である。
れており、基端の肩関節部3の回転中心軸が同軸上に配
置されて、さらにハンド部8が縮み位置に移動するに際
して肘関節部4が突出する方向を同方向となるようにし
ているので、従来のように両肘関節部4が対称に突出す
ることはない。したがって、ダブルアーム型ロボット1
の旋回半径は従来に比して小さくなり、ダブルアーム型
ロボットの占有スペースを減らすことができる。
されており、互いに干渉することがないため、一方のア
ーム2に重量の大きい従来のコの字型コラムを設ける必
要はない。このため、ダブルアーム型ロボット1の小型
化が可能となる。
の回転中心とをオフセットすることで台座2を回動させ
る際にダブルアーム型ロボット1の周囲に必要となる最
小領域円15から肘関節部4やハンド部8が突出するこ
とがないようにして、ダブルアーム型ロボット1の旋回
半径を小さくすることができる。
縮方向の側部に位置しているので、アーム2の最下位置
を下げることが可能になり、ダブルアーム型ロボット1
のハンドリングできる高さが下がり、アーム2の作業可
能範囲を広げることができる。また、スライダ10をコ
ラム12の側面でスライド移動させるように構成してい
るので、上下移動方向のストロークを大きく設計する必
要があった場合でも、多段テレスピック構造等で上下移
動機構11を構成する場合に比して、機構を複雑化・大
型化することなく対応することができる。また、二組の
アーム2を上下対称に重ねて配置しているので、上下移
動機構11をアーム2の側面に配置しても設置スペース
を大きく占めることはない。
施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能で
ある。
として図中X方向に伸縮するタイプのものを用いたが、
これに限られず、例えば、アーム2を平面上で3自由度
を持つタイプとして構成しても良い。なお、二組のアー
ム2を、基端となる肩間接部3の回転中心軸が同軸とな
るように、上下に重ねて配置することに限定されない。
態のように、コラム12を利用したものに特に限らず、
例えば図4に示すように、従来の多段テレスピック構造
等で構成された昇降機構16とC形フレーム10’から
成る移動部材11としても良い。この場合、C形フレー
ム10’の上端と下端とにそれぞれアーム2を、肩関節
部3の回転中心軸が同軸上であるように、上下方向に対
面するように配置する。そして、昇降機構16でC形フ
レーム10’を昇降自在に支持して、所定のストローク
を得るように構成されている。
台14を省くように構成するものとしても良い。
る構成に限られず、同様に構成された二組のアーム2
を、基端となる肩関節部3の回転中心軸が同軸上となる
ようにして、上下に並べて配置するようにしても良い。
この場合、二組のアーム2の上下軸方向の間隔は、対面
配置する場合に比して大きくなるが、二組のアーム2を
構成する部品の共通化を図ることができる。
なる肩関節部3の回転中心軸が同軸上となるようにし
て、上下に重ねて配置するように構成しても良い。この
場合も、2以上の複数アーム2を同一平面上に配置する
場合に比して、ロボットの設置スペースを大きくせず
に、複数のアーム2を利用して作業の多重度を上げるこ
とが可能になる。
1記載のダブルアーム型ロボットでは、二組のアームに
設けられる基端の関節部の回転中心軸を上下(または軸
方向)に配置するようにしているので、二組のアームの
伸縮動作に伴い移動する基端以外の各関節部の位置が、
左右対称に位置することなく、上下(または軸方向)に
重なるように移動することが可能となる。これにより、
アームの伸縮方向の側方に突出する関節部によるダブル
アーム型ロボットの占有スペースを減らすことができ、
その分だけダブルアーム型ロボットが旋回する際の旋回
半径を小さくすることができる。また、二組のアーム
は、上下(または軸方向)に異なる高さで配置されるた
め、コの字型コラムを設ける必要はなく、その分だけさ
らに旋回半径が小さくなる。これにより、ダブルアーム
型ロボットの小型化、少スペース化が可能となる。
ットのように、二組のアームを上下軸方向に移動可能な
移動部材に設けるようにしても良い。この場合、二組の
アームの上下方向の位置が調整可能となる。
ットでは、移動部材はコラム形を成し、アームの伸縮方
向の側部に位置するようにしているので、アームの最下
位置を下げることが可能になり、ダブルアーム型ロボッ
トのハンドリングできる高さが下がり、アームの作業可
能範囲を広げることができる。また、移動部をスライド
移動させるように構成することができ、多段テレスピッ
ク構造等で上下移動機構を構成する場合に比して、機構
を複雑化・大型化することなく上下移動方向のストロー
クを大きくすることができる。
ットでは、二組のアームがそれぞれ対面するように配置
されるようにしているので、二組のアーム2を、互いに
接触することないように、かつ接近させて配置すること
が可能になる。これにより、ワークの供給動作と別のワ
ークの取り出し動作とを効率良く行うことができる。
ットのように、二組のアームは同軸上に支持部材により
設けられるようにしても良い。二組のアームを同軸上に
配置することで、さらに旋回半径を小さくすることがで
きる。
ットのように、二組のアームは複数の関節部を有するも
のとし、ダブルアーム型ロボットを水平多関節型ロボッ
トとして構成しても良い。これにより、水平多関節型ロ
ボットの小型化、省スペース化を実現することができ
る。
ットでは、基端の関節部の回転中心軸と平行な旋回中心
軸を中心に旋回可能として、さらに基端の関節部の回転
中心軸は、旋回中心軸から、二組のアームの伸縮方向と
直交する方向で、二組のアームの伸縮動作に伴い移動す
る基端以外の関節部の位置を旋回中心軸に近づけるよう
に偏心するようにしているので、ダブルアーム型ロボッ
トの旋回半径を小さくすることができる。
施形態の一例を示す概略斜視図である。
る。
る。
の実施形態の一例を示す概略正面図である。
ある。
ある。
ある。
Claims (7)
- 【請求項1】 関節部により回転可能に連結されて回転
駆動源による回転力を伝達し所望の動作をさせるアーム
を二組備えたダブルアーム型ロボットにおいて、上記二
組のアームに設けられる基端の関節部の回転中心軸を上
下(または軸方向)に配置することを特徴とするダブル
アーム型ロボット。 - 【請求項2】 上記二組のアームは上下軸方向に移動可
能な移動部材に設けられてなることを特徴とする請求項
1記載のダブルアーム型ロボット。 - 【請求項3】 上記移動部材はコラム形を成し、上記ア
ームの伸縮方向の側部に位置してなることを特徴とする
請求項2記載のダブルアーム型ロボット。 - 【請求項4】 上記二組のアームがそれぞれ対面するよ
うに配置されることを特徴とする請求項1から3のいず
れかに記載のダブルアーム型ロボット。 - 【請求項5】 上記二組のアームは同軸上に支持部材に
より設けられていることを特徴とする請求項1から4ま
でのいずれかに記載のダブルアーム型ロボット。 - 【請求項6】 上記二組のアームは複数の関節部を有
し、水平多関節型ロボットであることを特徴とする請求
項1から5までのいずれかに記載のダブルアーム型ロボ
ット。 - 【請求項7】 上記基端の関節部の回転中心軸と平行な
旋回中心軸を中心に旋回可能であり、さらに上記基端の
関節部の回転中心軸は、上記旋回中心軸から、上記二組
のアームの伸縮方向と直交する方向で、上記二組のアー
ムの伸縮動作に伴い移動する基端以外の関節部の位置を
上記旋回中心軸に近づけるように偏心してなることを特
徴とする請求項1から5までのいずれかに記載のダブル
アーム型ロボット。
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