JP2002172572A - ダブルアームおよびそれを備えたロボット - Google Patents
ダブルアームおよびそれを備えたロボットInfo
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Abstract
ェクタの長手方向寸法に拘わらず可能な限り旋回動作専
有面積を小さくすることができるダブルアームおよびそ
れを備えたロボットを提供する。 【解決手段】 第1アーム20と第2アーム30とから
なるダブルアームであって、前記第1アーム20の第1
リンクと前記第2アーム30の第1リンクとが一体化さ
れて1つの軸回りに旋回する旋回部材72を形成し、前
記第1アーム20の第2リンクと前記第2アーム30の
第2リンクとが互いに干渉しないような位置関係でそれ
ぞれの第1リンクに旋回自在に装着されてなるものであ
る。
Description
それを備えてなるロボットに関する。さらに詳しくは、
1つのベース部に2つのアームが設けられてなるダブル
アームおよびそれを備えたロボットに関する。
設けられてなるダブルアーム式ロボットとして、例えば
特開平10−163296号公報(図4参照)には、基
台100上端にくの字状の第1アームユニット110が
旋回自在に装着され、この第1アームユニット111の
両先端部に各支軸111、112を設けて、この各支軸
111,112により第2アームユニット113および
第3アームユニット114を支持させるとともに、この
第2アームユニット113および第3アームユニット1
14が初めの待機状態で第1アームユニット110と対
称形状をなす長さ寸法になされ、さらにこの第2アーム
ユニット113および第3アームユニット114のそれ
ぞれにワークW´を把持するハンド121,122が装
着されてなるロボットR1が提案されている。
アームユニット110と第2アームユニット113およ
び第3アームユニット114とが待機状態で対称形状を
なすものとされているので、この状態で第1アームユニ
ット110を旋回させたときのハンド121,122の
旋回半径が大きくなり、径の大きなワークWを取り扱う
場合などハンド121,122に長さ寸法のより大きな
ものを用いる必要が生じた場合は、旋回動作専有面積が
必要以上に大きなものになってしまうという問題があ
る。
術の課題に鑑みなされたものであって、ワークの取り扱
いに必要とされるエンドエフェクタの長手方向寸法に拘
わらず可能な限り旋回動作専有面積を小さくすることが
できるダブルアームおよびそれを備えたロボットを提供
することを目的としている。
は、第1アームと第2アームとからなるダブルアームで
あって、前記第1アームおよび第2アームが少なくとも
第1リンクおよび第2リンクを有し、前記第1アームの
第1リンクと前記第2アームの第1リンクとが一体化さ
れて1つの軸回りに旋回する旋回部材を形成し、この旋
回部材が、前記1つの軸により支持される回転中心部分
と、前記1つの軸とはオフセットに設けられ一方端部で
前記第1アームの第2リンクを支持するとともに他方端
部で前記第2アームの第2リンクを支持する、直線状に
延びる第2リンク支持部分とからなり、前記第1アーム
の第2リンクと前記第2アームの第2リンクとが互いに
干渉しないような位置関係でそれぞれの第1リンクに旋
回自在に装着されることを特徴とする。
1アームおよび第2アームの各第2リンクのそれぞれの
第1リンクとなす角度が待機状態で前記第1アームおよ
び第2アームにそれぞれ装着されるエンドエフェクタの
前記1つの軸回りの旋回半径を最小とする角度に調整さ
れてなるのが好ましく、第2アームの第2リンクが、第
1アームの第2リンクより前記旋回部材に接近させられ
ているのも好ましい。
クタが前記1つの軸方向で隣接するようにされてなるの
がさらに好ましい。
トに搭載される。
1アームおよび第2アームの各第2リンクとそれぞれの
第1リンクとのなす角度が、第1アームおよび第2アー
ムに装着されるエンドエフェクタの旋回半径を最小とす
る角度となるように調整されるので、ワークの取り扱い
に必要とされるエンドエフェクタの長さ寸法に拘わらず
旋回動作専有面積を可能な限り小さくすることができ
る。
明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実
施形態のみに限定されるものではない。
備えたロボットの概略構成を図1に示し、ロボットR
は、円筒体形状のベース部10と、このベース部10の
上端部分に支持される、それぞれが3自由度の旋回機構
からなる第1および第2の各アーム20、30と、半導
体ウェハなどの円盤形状のワークWを把持可能に構成さ
れる、第1アーム20により支持される第1ハンド40
および第2アーム30により支持される第2ハンド50
と、各アーム20、30を駆動するサーボモータ機構6
0とを備えてなる。
設けられる共通の第1旋回機構70を有している。この
第1旋回機構70は軸心がベース部10のセンタと一致
するように設けられる第1旋回支軸71と、この第1旋
回支軸71により水平面内で旋回自在に支持されるとと
もに各アーム20,30の第2旋回機構21,31を支
持する旋回部材72とから構成されている。
2は、第1旋回支軸71により支持される回転中心部分
72aと、第1旋回支軸71とはオフセットに設けら
れ、一方端部で第1アーム20の第2旋回機構21を支
持するとともに他方端部で第2アームの第2旋回機構3
1を支持する、直線的に延びる第2旋回機構支持部分7
2bとからなる平板状部材とされる。
1アームおよび第2アームの各第1リンクを構成してい
る。すなわち、旋回部材72の回転中心部分72aから
第2旋回機構支持部分72bの一方端部に亘る部分が第
1アーム20の第1リンクを構成し、回転中心部分72
aから第2旋回機構支持部分72bの他方端部に亘る部
分が第2アーム30の第1リンクを構成している。各ア
ーム20,30の第1リンクの長さは、第1旋回支軸7
1と第2旋回支軸21Aまたは31Aとの距離とされ
る。なお、本実施形態では、第1アームの第1リンクが
第2アームの第1リンクよりも長いものとされる。
第2の2系統のギアトレイン73、74が設けられてい
る。第1ギアトレイン73は、第1アーム20の第2旋
回機構21を駆動する駆動力を伝達するための歯車列と
され、第2ギアトレイン74は、第2アーム30の第2
旋回機構31を駆動する駆動力を伝達するための歯車列
とされる。
回部材72の第2旋回機構支持部分72bの一端側に設
けられる第2旋回支軸21Aと、この第2旋回支軸21
Aにより水平面内で旋回自在に支持される第2リンク2
1Bとからなる。第2旋回支軸21Aは、第2リンク2
1Bを旋回させたときに、この第2リンク21Bが第2
アーム30および第2ハンド50と干渉しないように、
第2リンク21Bを旋回部材72から旋回軸方向に所定
距離L隔てた位置で支持するようにされる。
がロボットRの待機状態で第1リンクに対してなす角度
θ1は、旋回部材72を第1旋回支軸71回りに旋回さ
せたときの第1ハンド40の旋回動作専有面積が最小と
なる角度に調整される。なお、本実施形態では、前記角
度θ1は、第1旋回支軸71と第2旋回支軸21Aとを
結ぶ線分と、第2旋回支軸21Aと第3旋回支軸22A
(後出)とを結ぶ線分とがなす角度とされる。また、第
1ハンド40は後で説明するように、長手方向の中心線
L1が第1旋回支軸71を通るように第3旋回支軸22
Aにより支持される。
2リンク21Bの駆動端部に設けられ、第1ハンド40
を水平面内で旋回自在に支持する第3旋回支軸22Aか
ら構成されている。
は、旋回部材72の他方の駆動端部に設けられる第2旋
回支軸31Aと、この第2旋回支軸31Aにより水平面
内で旋回自在に支持される第2リンク31Bとからな
る。この第2アーム30の第2リンク31Bは、本実施
形態では第1アーム20の第2リンク21Bよりも短く
形成されている。このことおよび第2アーム30の第1
リンクが第1アーム20の第1リンクより短くされてい
ることにより、第2アーム30の動作範囲が第1アーム
20のそれより小さくなる。これにより、ダブルアーム
としてもシングルアームと同一の動作範囲とすることが
できる。
がロボットRの待機状態で第1リンクに対してなす角度
θ2は、旋回部材72を第1旋回支軸71回りに旋回さ
せたときの第2ハンド50の旋回動作専有面積が最小と
なる角度に調整される。
第1旋回支軸71と第2旋回支軸31Aとを結ぶ線分
と、第2旋回支軸31Aと第3旋回支軸32A(後出)
とを結ぶ線分とがなす角度とされる。また、第2ハンド
50は後で説明するように長手方向の中心線L2が第1
旋回支軸71を通るように第3旋回支軸32Aにより支
持される。
2リンク31Bの駆動端部に設けられ第2ハンド50を
水平面内で旋回自在に支持する第3旋回支軸32Aから
構成されている。
リンク21Bにおける旋回部材72側の面、つまり図1
(a)で第2リンク21Bにおける下側の面で第3旋回
支軸22Aにより支持されている。すなわち、第1ハン
ド40を通常通り第2リンク21Bの反旋回部材72
側、つまり第2リンク21Bの上側に設けると第2ハン
ド50との間の旋回軸方向の距離が大きくなり、ワーク
取り扱い上不都合が生じる場合があるため、本実施形態
のロボットRにおいては、第1ハンド40と第2ハンド
50とを旋回軸方向で隣接させるために、第1ハンド4
0を第2リンク21Bの下側に設けるようにしている。
の第2リンク31Bにおける反旋回部材72側の面、つ
まり図1(a)で第2リンク31Bにおける上側の面で
第3旋回支軸22Aにより支持されている。なお、図1
(b)中、点線で示した円C内部の領域は、待機状態に
おける各アーム20,30および各ハンド40,50を
第1旋回支軸71を回転中心として旋回させた場合の旋
回領域を示す。
0はそれぞれ長手方向中心線L1,L2が第1旋回支軸7
1を通るように第3旋回支軸22A,32Aにより支持
される。これは、ダブルアーム式ロボットの場合、いず
れのワークWをも第1旋回支軸71を通る同一の直線を
軌跡として搬送するように設定されるのが通常だからで
ある。
第2ハンド50を前記中心線L2(図1参照)上にある
フルアウトポイントPまで移動させる場合(同図(b)
参照)は、ロボットRの待機状態から旋回部材72を矢
印Aの方向に旋回させつつ、第2ハンド50がフルアウ
トポイントPに向かって直線的に動くように、第2旋回
機構31および第3旋回機構32の旋回角度位置を調節
する。
トPまで移動させる場合は、ロボットRの待機状態から
旋回部材72を矢印Aの方向に各中心線L1,L2がなす
角度θ3(図1参照)旋回させた後、旋回部材72を矢
印Aの逆方向に旋回させつつ、第2ハンド50がフルア
ウトポイントPに向かって直線的に動くように、第2旋
回機構21および第3旋回機構22の旋回角度位置を調
節する。
待機状態で各第2リンク21B,31Bとそれぞれの第
1リンクとがなす角度θ1,θ2が、各ハンド40,50
の第1旋回支軸71回りの旋回動作専有面積を最小とす
る角度に調節されるので、取り扱うべきワークWの径に
より決まる各ハンド40,50の長手方向寸法に拘わら
ず旋回動作専有面積を最小とすることができる。
第1旋回機構を共通の旋回機構70から構成するととも
に、第2アーム30の動作範囲を第1アーム20の動作
範囲より小さくしているので、ダブルアームとしてもシ
ングルアームと同一の動作範囲に納めることができる。
を旋回させたときにこの第2リンク21Bおよび第2ハ
ンド50が第2アーム30および第2ハンド40と干渉
しないように、第2リンク21Bを旋回軸方向に旋回部
材72と所定距離L隔てた位置で第2旋回支軸21Aに
より支持するようにしているので、各アーム20、30
の動作自由度を大きくすることができる。
Bの旋回部材72側の面で支持することによって、第1
ハンド40と第2ハンド50とが旋回軸方向で隣接する
ようにしているので、ワークW取り扱い上不都合が生じ
る事態を回避することができる。
てきたが、本発明は前記実施形態に限定されるものでは
なく、種々改変が可能である。例えば、本実施形態で
は、第1アーム20の第1リンクが第2アーム30の第
1リンクよりも長いものとしたが、等長とすることもも
ちろん可能である。この場合は、各第2リンク21B、
31Bも等長とするのが好適である。
るための駆動力伝達系は、ギアトレインに限らずベルト
により構成することももちろん可能である。
ームは、待機状態における第1アームおよび第2アーム
の各第2リンクとそれぞれの第1リンクとのなす角度
が、第1アームおよび第2アームに装着されるエンドエ
フェクタの旋回動作専有面積を最小とする角度に調整さ
れるので、ワークの取り扱いに必要とされるエンドエフ
ェクタの長手方向寸法に拘わらず旋回動作専有面積を可
能な限り小さくすることができるという優れた効果を奏
することができる。
を示す模式図であり、同(a)は該ロボットの一側面
図、同(b)は上面図、同(c)は同(a)におけるの
と90°異なる方向から見たときのロボット上部を示す
側面図である。
る。
ダブルアーム式ロボットの外観を示す斜視図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 第1アームと第2アームとからなるダブ
ルアームであって、 前記第1アームおよび第2アームが少なくとも第1リン
クおよび第2リンクを有し、 前記第1アームの第1リンクと前記第2アームの第1リ
ンクとが一体化されて1つの軸回りに旋回する旋回部材
を形成し、 この旋回部材が、前記1つの軸により支持される回転中
心部分と、前記1つの軸とはオフセットに設けられ一方
端部で前記第1アームの第2リンクを支持するとともに
他方端部で前記第2アームの第2リンクを支持する、直
線状に延びる第2リンク支持部分とからなり、 前記第1アームの第2リンクと前記第2アームの第2リ
ンクとが互いに干渉しないような位置関係でそれぞれの
第1リンクに旋回自在に装着されることを特徴とするダ
ブルアーム。 - 【請求項2】 前記第1アームおよび第2アームの各第
2リンクとそれぞれの第1リンクとのなす角度が、待機
状態で前記第1アームおよび第2アームにそれぞれ装着
されるエンドエフェクタの前記1つの軸回りの旋回動作
専有面積を最小とする角度に調整さ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。 - 【請求項3】 第2アームの第2リンクが第1アームの
第2リンクより前記旋回部材に接近させられていること
を特徴とする請求項1記載のダブルアーム。 - 【請求項4】 各アームに装着されるエンドエフェクタ
が前記1つの軸方向で隣接するようにされてなることを
特徴とする請求項1ないし請求項3記載のダブルアー
ム。 - 【請求項5】 請求項1ないし4記載のダブルアームを
備えてなることを特徴とするロボット。
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JP2000369512A JP4682379B2 (ja) | 2000-12-05 | 2000-12-05 | ダブルアームおよびそれを備えたロボット |
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