JP2003136442A - ワーク搬送ロボット - Google Patents
ワーク搬送ロボットInfo
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- JP2003136442A JP2003136442A JP2001331431A JP2001331431A JP2003136442A JP 2003136442 A JP2003136442 A JP 2003136442A JP 2001331431 A JP2001331431 A JP 2001331431A JP 2001331431 A JP2001331431 A JP 2001331431A JP 2003136442 A JP2003136442 A JP 2003136442A
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J18/00—Arms
- B25J18/02—Arms extensible
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/06—Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
図り、さらに、真空中での使用を可能にすること。 【解決手段】撓み補正機構4は、上面41aの高さ位置
が円周方向に沿って変化するカムプレート41と、プー
リ2fと一体になって回動し、かつ、プーリ2f側の水
平軸44回りに回動可能な可動ブロック43と、可動ブ
ロック43に固定され、プーリ2fの回動に伴いカムプ
レート上面41a上を円周方向へ転動するカムフォロア
42とを備え、ワークを保持したハンド1が前進及び後
退する間、カムフォロア42がカムプレート上面41a
上を円周方向へ転動することにより可動ブロック43が
水平軸44回りに回動し、ハンド1を水平状態に維持す
る。更にアーム自体の撓み等により発生したアーム先端
での上下変位量は、ロボット本体の上下軸(Z軸)によ
り常に一定の高さを保つよう補正する。
Description
プラズマディスプレイパネル(PDP)の大型ガラス基
板及び半導体用大型ウエハなどワークを搬送するワーク
搬送ロボットに関する。
を搬送するワーク搬送ロボットにおいては、ハンドにワ
ークを積載してハンドを伸長する時モーメント負荷によ
りハンド上で撓みが発生する。
いては、例えば、ハンドの元部(付け根)にアジャスタ
ボルトを設け、予めアジャスタボルトを操作してハンド
の仰角を調整しハンドが伸長して最大前進位置(実用使
用領域での終端位置)に達したときハンドが水平状態に
なるように設定している。
ットにおいては、ハンドの付け根にモータによる撓み補
正軸を設けてハンドの撓みに対応していた。
ジャスタボルト使用タイプのワーク搬送ロボットによる
と、ハンドが始端位置から終端位置まで移動する間、モ
ーメント負荷の変動によりハンド先端が弧を描くような
動作をするようになり、このため、ハンドに積載された
ワークがこのワークの搬送先であるカセット及び装置ス
テージなどの各スロット及びゲート間口などと干渉しや
すくなる。そこで、このような干渉を避けるために、予
め各スロット間ピッチ及びゲート間口高さなどを広く設
定しており、これに伴い、ロボットのZ軸方向(上下方
向)のストロークを大きくとる必要があった。
ロボットによると、コスト高になると共に真空中ではモ
ータ及びその配線類からのアウトガス及びモータ配線処
理等に対する効果的な対応策をとることが困難なため現
状使用できないという問題があった。
ロボットが抱えている問題を解決し、Z軸方向のストロ
ークを減少させることができると共にコストの低減を図
ることができ、しかも、真空中での使用が可能なワーク
搬送ロボットを提供することを目的とする。
スカラ型のロボット(例えば、第2アームと第1アーム
とハンドとを備えると共にプーリ及びタイミングベルト
又は、スチールベルト等を内蔵し、第2アームと第1ア
ームとの水平面上の回転位相及び第1アームとハンドと
の水平面上の回転位相が変化してハンドが水平直線軌道
上を前進、後退するロボット)、及び、直動型のロボッ
ト(例えば、固定ベース上をスライドベースが水平直線
移動すると共にスライドベース上をハンドが水平直線移
動するロボット)が知られているが、本発明は、いずれ
のロボットに対しても適用できるようにしたものであ
る。
ットは、ワークを保持したハンドの前進及び後退に連動
して前記ハンドを水平状態に維持する機械的構造のみに
よる撓み補正機構を前記ハンドの元部側に設けたことを
特徴とする。
のワーク搬送ロボットにおいて、撓み補正機構を設け、
該撓み補正機構は、第1アームの先端部のケース上面側
に固定されるカムプレートであって、上面の高さ位置が
円周方向に沿って変化するカムプレートと、ハンドの元
部に固定される可動ブロックであって、前記第1アーム
の先端部のプーリと一体になって回動し、かつ、該プー
リ側の水平軸回りに回動可能な可動ブロックと、前記可
動ブロックに固定されるカムフォロアであって、前記プ
ーリの回動に伴い前記カムプレートの上面上を円周方向
へ転動するカムフォロアとを備え、ワークを保持したハ
ンドが前進及び後退する間、前記カムフォロアが前記カ
ムプレートの上面上を円周方向へ転動することにより前
記可動ブロックが前記水平軸回りに回動し、前記ハンド
を水平状態に維持することを特徴とする。また、アーム
の垂れから起因する上下方向の高さの変位補正は、その
アーム垂れの個体差を予め教示することによりロボット
の上下軸(Z軸)を使用し、上下変位の補正を行う。
ワーク搬送ロボットにおいて、撓み補正機構を設け、該
撓み補正機構は、スライドベースの上面に固定されるカ
ムプレートであって、上面の高さ位置が前後方向に沿っ
て変化するカムプレートと、前記スライドベースの上面
上を前後方向へ直動可能なハンドベースと、ハンドの元
部に固定される可動ブロックであって、前記ハンドベー
スの水平軸回りに回動可能な可動ブロックと、前記可動
ブロックに固定されるカムフォロアであって、前記ハン
ドベースの直動に伴い前記カムプレートの上面上を前後
方向へ転動するカムフォロアとを備え、ワークを保持し
たハンドが前進及び後退する間、前記カムフォロアが前
記カムプレートの上面上を前後方向へ転動することによ
り前記可動ブロックが前記水平軸回りに回動し、前記ハ
ンドを水平状態に維持することを特徴とする。また、ア
ームの垂れから起因する上下方向の高さの変位補正は、
そのアーム垂れの個体差を予め教示することによりロボ
ットの上下軸(Z軸)を使用し、上下変位の補正を行
う。
基づいて説明する。
ワーク搬送ロボットの要部の平面図、図2は、同ロボッ
トの要部を概念的に示した側面図である。
板など重量の大きなワークを積載するハンド、2はハン
ド1の元部1aに先端部2aが連結された第1アーム、
3は第1アーム2の元部2bに先端部3aが連結された
第2アームをそれぞれ表しており、第2アーム3の元部
3bは、Z軸方向(上下方向)へ移動可能かつθ軸方向
(水平面における円周方向)へ回転可能な図示しない機
台に連結されている。第2アーム3、第1アーム2及び
ハンド1は、公知のように、図示しない駆動機構(プー
リ、タイミングベルト又は、スチールベルトなど)によ
って、図1に示した点Oを固定位置として図1及び図2
に実線で示した状態Ss から図1及び図2に一点鎖線で
示した状態Sm を経て図1及び図2に二点鎖線で示した
状態Seへと変位し、ハンドは始端位置から終端位置ま
での直線軌道上を前進する。また、第2アーム3、第1
アーム2及びハンド1は、公知のように、上記とは逆の
状態へも変位し、ハンド1は前進時と同じ直線軌道上を
終端位置から始端位置まで後退する。
は、ワークを積載したハンド1が前進及び後退するとき
モーメント負荷によって第2アーム3、第1アーム2及
びハンド1に生じる撓みを補正するための機械的構造の
みによる撓み補正機構4が設けられている。
2aのケース2cの上面2d側に固定されるカムプレー
ト41を備える。このカムプレート41の上面41a
は、その高さ位置が円周方向に沿って変化するよう形成
されている。すなわち、カムプレート41の上面41a
は、ハンド1が始端位置にあるときに後述するカムフォ
ロア42と接触する位置から、ハンド1が終端位置にあ
るときにカムフォロア42と接触する位置まで、高さ位
置が連続的に徐々に上昇するように形成されている。ハ
ンド1の元部1aには可動ブロック43が固定されてい
る。この可動ブロック43は、第1アーム2の先端部2
aのプーリ(図示せず)と一体になって回動すると共に
上記プーリ側の水平軸44回りに回動可能である。可動
ブロック43にはカムフォロア42が固定されている。
このカムフォロア42は、上記プーリの回動に伴いカム
プレート41の上面41a上を円周方向へ転動する。
ワークを保持したハンド1が始端位置から終端位置まで
前進する間、モーメント負荷によって第2アーム3、第
1アーム2及びハンド1に俯角方向の撓みが生じ、この
俯角方向の撓みは、ハンド1が始端位置から終端位置に
向かうに従って徐々に増大してゆく。この間、カムフォ
ロア42はカムプレート41の上面41a上を円周方向
へ転動し、カムフォロア42の高さ位置は、上述したよ
うにカムプレート41の上面41aがその高さ位置が徐
々に上昇するよう形成されているため、徐々に上昇して
ゆく。このようなカムフォロア42の高さ位置の上昇に
伴い、可動ブロック43は水平軸44回りに回動し、ハ
ンド1に対しその先端部1bを上昇させる方向、換言す
ると、ハンド1の仰角を増大させる方向に作用する。そ
して、このようなハンド1の仰角の増大は、第2アーム
3、第1アーム2及びハンド1の俯角方向の撓みと相殺
され、ハンド1は、前進する間、水平状態に維持され
る。更に、アーム自体の撓み等により発生したアーム部
先端での上下変位量は、ロボット本体の上下軸(Z軸)
により常に一定の高さを保つように補正される。
は反対に終端位置から始端位置まで後退する間は、上述
したハンド1の前進時とは逆の動作が行われ、ハンド1
は前進時と同様に水平状態に維持される。
補正機構4を具体的に示しており、図3は撓み補正機構
の側面図、図4は撓み補正機構の正面図、図5は撓み補
正機構の平面図である。
ハンド1の元部、2は第1アーム、2aは第1アーム2
の先端部、2cは先端部2aのケース、2dはケース2
cの上面をそれぞれ表している。
内部には、固定軸2eが設けられており、この固定軸2
eに可動プーリ2fが回動自在に配設されている。可動
プーリ2fには、タイミングベルト又はスチールベルト
等2gが掛け渡されており、このタイミングベルト又は
スチールベルト等2gは、第1アーム2の図示しない元
部側の固定プーリにも掛け渡されている。
の先端部2aのケース2cの上面2dには、カバー体4
5が固着されている。カバー体45の内部のケース上面
2dには、カムプレート保持部材46が固着されてお
り、このカムプレート保持部材46に、図4に示すよう
に、カムプレート用アジャスタスクリュー47によって
カムプレート41が固定されている。カムプレート用ア
ジャスタスクリュー47は、カムプレート41の姿勢を
微調整するものである。カムプレート41は円環状に形
成されており、このカムプレート41の上面41aは、
その高さ位置が円周方向に沿って変化するよう形成され
ている。すなわち、カムプレート41の上面41aは、
ハンド1が始端位置にあるときにカムフォロア42と接
触する位置から、ハンド1が終端位置にあるときにカム
フォロア42と接触する位置まで、高さ位置が連続的に
徐々に上昇するように形成されている。
に、第1アーム2の可動プーリ2fに固着された水平軸
保持部材48が収容されている。水平軸保持部材48
は、図5に示すように、水平軸44を回動自在に保持す
る軸受部49を備えている。水平軸44の両端部には、
図3〜図5に示すように、可動ブロック43が固着され
ている。可動ブロック43は、水平軸44回りに回動可
能である。可動ブロック43には、図4に示すように、
カムフォロア用アジャスタボルト50によって微調整ブ
ロック52が固定されている。微調整ブロック52に
は、円環状のカムプレート41の上面41a上を円周方
向へ転動可能にカムフォロア42が固定されている。カ
ムフォロア用アジャスタボルト50は、可動ブロック4
3に対する微調整ブロック52の姿勢を調整し、カムフ
ォロア42の高さ位置を微調整するものである。
aが固定されている。
おいて、ワークを保持したハンド1が始端位置から終端
位置まで前進する間、カムフォロア42はカムプレート
41の上面41a上を円周方向へ転動し、カムフォロア
42の高さ位置は、上述したようにカムプレート41の
上面41aがその高さ位置が徐々に上昇するよう形成さ
れているため、徐々に上昇してゆく。このようなカムフ
ォロア42の高さ位置の上昇に伴い、可動ブロック43
は水平軸44回りに回動し、ハンド1に対しその先端部
1bを上昇させる方向、換言すると、ハンド1の仰角を
増大させる方向に作用する。そして、このようなハンド
1の仰角の増大は、第2アーム3、第1アーム2及びハ
ンド1の俯角方向の撓みと相殺され、ハンド1は、前進
する間、水平状態に維持される。
は反対に終端位置から始端位置まで後退する間は、上述
したハンド1の前進時とは逆の動作が行われ、ハンド1
は前進時と同様に水平状態に維持される。なお、ハンド
1が前進してゆくにしたがってハンド1の高さ位置は撓
みによって徐々に下降してゆくが、この高さ位置は、Z
軸方向(上下方向)の高さ位置が調整可能な機台を制御
することによって補正することができ、ハンド1を常に
同じ高さ位置に保ちながら水平状態に維持させることが
できる。
カラ型のワーク搬送ロボットによると、重量の大きなワ
ークを保持したハンド1が前進及び後退する間、ハンド
1は水平状態を維持できるため、ワークがその搬送先で
あるカセット及び装置ステージなどの各スロット及びゲ
ート間口などと干渉するおそれが少なくなり、各スロッ
ト間ピッチ及びゲート間口高さなどを広く設定する必要
性が無くなる。したがって、ロボットのZ軸方向(上下
方向)のストロークを小さく設定することが可能にな
る。
によるため、モータ使用タイプの撓み補正機構と比べコ
スト安になると共に、モータレスにより真空中でのアウ
トガス等の発生も抑制でき、真空中でも十分使用できる
ようになる。
のワーク搬送ロボットの要部の平面図、図7は、同ロボ
ットの要部を概念的に示した側面図、図8は、同ロボッ
トの要部を概念的に示した背面図である。
など重量の大きなワークを積載するハンド、11は、ロ
ボット本体部から突出し、Z軸方向(上下方向)へ移動
可能かつθ方向(水平面における円周方向)へ回転可能
な機台を表している。機台11には長四角板状の固定ベ
ース12が水平状態で連結固定されている。固定ベース
12の上面には、長手方向に沿った左右一対のレール1
3、13に係合したリニアガイド14、14を介して固
定ベース12と略同じ平面形状のスライドベース15が
配置されている。スライドベース15の上面には、長手
方向に沿った左右一対のレール16、16に係合したリ
ニアガイド17、17を介してハンド1が配設されてい
る(厳密には、ハンド1とリニアガイド17、17との
間には、後述する撓み補正機構6が介在する)。スライ
ドベース15及びハンド1は、公知のように、図示しな
い駆動機構(ベルト、あるいは、ラックとピニオンな
ど)によって、図6及び図7に実線で示した状態Ss か
ら図6及び図7に一点鎖線で示した状態Sm を経て図6
及び図7に二点鎖線で示した状態Se へと変位し、ハン
ド1は始端位置から終端位置までの直線軌道上を前進す
る。また、スライドベース15及びハンド1は、公知の
ように、上記とは逆の状態へも変位し、ハンド1は前進
時と同じ直線軌道上を終端位置から始端位置まで後退す
る。
位には、ワークを積載したハンド1が前進及び後退する
ときモーメント負荷によって固定ベース12、スライド
ベース15及びハンド1に生じる俯角方向の撓みを補正
するための機械的構造のみによる撓み補正機構6が設け
られている。
の左右一対のレール16、16に係合したリニアガイド
17、17に固定された左右一対のハンドベース61を
備える。左右一対のハンドベース61は水平軸62を介
して連結されている。水平軸62には可動ブロック63
が回動自在に配設されており、可動ブロック63は水平
軸62回りに回動可能とされている。スライドベース1
5の上面には、長手方向に沿って長尺なカムプレート6
4が固定されている。カムプレート64は、その上面6
4aの高さ位置が、前方へ向かうにしたがって連続的に
徐々に上昇するように形成されている。可動ブロック6
3には、カムプレート64の上面63a上を転動可能な
カムフォロア65が固定されている。可動ブロック63
にはハンド1の元部1aが固定されている。
おいて、ワークを保持したハンド1が始端位置から終端
位置まで前進する間、カムフォロア65はカムプレート
64の上面64a上を前方へ向かって転動し、カムフォ
ロア65の高さ位置は、上述したようにカムプレート6
4の上面64aがその高さ位置が徐々に上昇するよう形
成されているため、徐々に上昇してゆく。このようなカ
ムフォロア65の高さ位置の上昇に伴い、可動ブロック
63は水平軸62回りに回動し、ハンド1に対しその先
端部1bを上昇させる方向、換言すると、ハンド1の仰
角を増大させる方向に作用する。そして、このようなハ
ンド1の仰角の増大は、固定ベース12、スライドベー
ス15及びハンド1の俯角方向の撓みと相殺され、ハン
ド1は、前進する間、水平状態に維持される。更に、ス
ライドベース15自体の撓み等により発生したスライド
ベース先端での上下変位量は、ロボット本体の上下軸
(Z軸)により常に一定の高さを保つように補正され
る。
は反対に終端位置から始端位置まで後退する間は、上述
したハンド1の前進時とは逆の動作が行われ、ハンド1
は前進時と同様に水平状態に維持される。なお、ハンド
1が前進してゆくにしたがってハンド1の高さ位置は撓
みによって徐々に下降してゆくが、この高さ位置は、Z
軸方向(上下方向)の高さ位置が調整可能な機台11を
制御することによって補正することができ、ハンド1を
常に同じ高さ位置に保ちながら水平状態に維持させるこ
とができる。
動型のワーク搬送ロボットによると、重量の大きなワー
クを保持したハンド1が前進及び後退する間、ハンド1
は水平状態を維持できるため、ワークがその搬送先であ
るカセット及び装置ステージなどの各スロット及びゲー
ト間口などと干渉するおそれが少なくなり、各スロット
間ピッチ及びゲート間口高さなどを広く設定する必要性
が無くなる。したがって、ロボットのZ軸方向(上下方
向)のストロークを小さく設定することが可能になる。
によるため、モータ使用タイプの撓み補正機構と比べコ
スト安になると共に、モータレスにより真空中でのアウ
トガス等の発生を抑制でき、真空中でも十分使用できる
ようになる。
を減少させることができると共にコストの低減を図るこ
とができ、しかも、真空中での使用が可能になる。
ボットの要部の平面図である。
る。
ロボットの要部の平面図である。
る。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 ワークを保持したハンドの前進及び後退
に連動して前記ハンドを水平状態に維持する機械的構造
のみによる撓み補正機構を前記ハンドの元部側に設けた
ことを特徴とするワーク搬送ロボット。 - 【請求項2】 スカラ型のワーク搬送ロボットにおい
て、 撓み補正機構を設け、 該撓み補正機構は、 第1アームの先端部のケース上面側に固定されるカムプ
レートであって、上面の高さ位置が円周方向に沿って変
化するカムプレートと、 ハンドの元部に固定される可動ブロックであって、前記
第1アームの先端部のプーリと一体になって回動し、か
つ、該プーリ側の水平軸回りに回動可能な可動ブロック
と、 前記可動ブロックに固定されるカムフォロアであって、
前記プーリの回動に伴い前記カムプレートの上面上を円
周方向へ転動するカムフォロアとを備え、ワークを保持
したハンドが前進及び後退する間、前記カムフォロアが
前記カムプレートの上面上を円周方向へ転動することに
より前記可動ブロックが前記水平軸回りに回動し、前記
ハンドを水平状態に維持することを特徴とするワーク搬
送ロボット。 - 【請求項3】 直動型のワーク搬送ロボットにおいて、 撓み補正機構を設け、 該撓み補正機構は、 スライドベースの上面に固定されるカムプレートであっ
て、上面の高さ位置が前後方向に沿って変化するカムプ
レートと、 前記スライドベースの上面上を前後方向へ直動可能なハ
ンドベースと、 ハンドの元部に固定される可動ブロックであって、前記
ハンドベースの水平軸回りに回動可能な可動ブロック
と、 前記可動ブロックに固定されるカムフォロアであって、
前記ハンドベースの直動に伴い前記カムプレートの上面
上を前後方向へ転動するカムフォロアとを備え、ワーク
を保持したハンドが前進及び後退する間、前記カムフォ
ロアが前記カムプレートの上面上を前後方向へ転動する
ことにより前記可動ブロックが前記水平軸回りに回動
し、前記ハンドを水平状態に維持することを特徴とする
ワーク搬送ロボット。
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