JP2004196438A - 搬送用ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】傾いた基板を簡易に取り出すことができる搬送用ロボットを得ること。
【解決手段】固定された固定ベース部５と、固定ベース部５に対して上下動可能な上下アーム７を有する上下機構と、上下アーム７に連結固定されると共に、上下アーム７に対して水平方向に旋回自在な旋回アーム９を有する旋回機構と、該旋回アーム９に連結固定されると共に、水平方向に直線的に動作可能な第１の直動アーム１３を有する第１の直動機構と、第１の直動アーム１３に連結固定され、直線的に動作すると共に、被対象物を搬送可能な第２の直動アーム１７を有する第２の直動機構とを備えたものである。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カセットに収納されている液晶ガラス基板等を取り出して搬送する搬送用ロボットの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カセット内に収納された基板を取り出す、従来の搬送ロボットを特開平１１−３１２７２６号公報によって説明する。該公報によれば、搬送ロボットは回転及び並進運動するロボット本体を有しており、該ロボット本体には、実効長さが同一で、内部に設けられた連動機構によって連結して駆動される第１及び第２のアームが設けられている。
第２のアームは、基端部分が回転可能に取り付けられ、第１のアームは第２のアームの先端部分に基端部分が回転可能に連結されている。そして、載置部材は第１のアームの先端部分に回転可能に連結されると共に、常に直線に沿って並進運動するように構成されている。
【０００３】
かかる搬送ロボットによれば、載置部材の先端部分がカセット内に進入することにより、カセット内に段状に収容された基板を持ち上げる。そして、搬送ロボットを駆動して載置部材により基板をカセット内から取り出す。該基板の取り出しの際には、位置検出センサによって基板の前縁を検出する。その後、搬送ロボットにおけるロボット本体が横移動した後、横移動しながら回転することにより基板を定位置に搬送する。以上の動作により基板のずれ量の算出と、基板の位置補正が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記搬送ロボットは、ロボット本体を並進移動させる並進移動機構を備えなければならないので、ロボット本体として基板の傾きを修正しながら基板をカセットから取り出すことができなかった。したがって、ロボット本体を並進移動させる並進移動機構が大型化するという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、カセット内の被対象物としての例えば基板が傾いていても簡易に取り出すことができる搬送用ロボットを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る搬送用ロボットは、固定された固定ベース部と、該固定ベース部に対して上下動可能な上下アームを有する上下機構と、該上下アームに連結固定されると共に、前記上下アームに対して水平方向に旋回自在な旋回アームを有する旋回機構と、該旋回アームに連結固定されると共に、前記水平方向に直線的に動作可能な第１の直動アームを有する第１の直動機構と、該第１の直動アームに連結固定され、直線的に動作すると共に、被対象物を搬送可能な第２の直動アームを有する第２の直動機構と、を備えたことを特徴とするものである。
かかる搬送用ロボットによれば、第２の直動アームを第１の直動アームによって直線移動するようにしたものである。よって、例えばカセットに収納された基板が傾いていても、補正しながら基板をカセットから取り出しできる。しかも、第１の直動アームは、搬送ロボットの一部となる第２の直動機構を動作すれば足りる。したがって、搬送ロボット本体自身を直線動作しないので、第２の直動機構が簡易になるという効果がある。
【０００７】
第２の発明に係る搬送用ロボットは、第１の直動アームと第２の直動アームとが直交されている、ことを特徴とするものである。
かかる搬送用ロボットによれば、第１及び第２の直動アーム、旋回アームの制御が簡易になるという効果がある。
【０００８】
第３の発明に係る搬送用ロボットは、第２の直動アームに連結固定されると共に、被対象物を載せる載置部材と、前記被対象物の傾き角度を検出する検出手段と、前記傾き角度に基いて前記第１及び第２の直動アームを直線動作すると共に、前記旋回アームを回転させることにより前記傾き角度を補正する制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。
かかる搬送ロボットによれば、例えばカセットに収納された被対象物としての基板が傾いていても、基板の傾き角度に基いて第１及び第２の直動アームを直線動作すると共に、旋回アームを回転させることにより前記傾き角度に基いて補正しながら基板をカセットから取り出すことができる。したがって、被対象物が傾いていても容易にカセット等から被対象物を取り出すことができる搬送ロボットを得ることができるという効果がある。
【０００９】
第４の発明に係る搬送用ロボットは、第２の直動アームを第１の直動アームに対しての取付け位置を可変できる可変機構を、備えたことを特徴とするものである。
かかる搬送用ロボットによれば、可変機構により第２の直動アームを第１の直動アームに対して取付け位置を可変にできるので、第２の直動アームの旋回半径を調整できる。したがって、搬送ロボットの占有空間を少なくすることができるという効果がある。
【００１０】
第５の発明に係る搬送用ロボットは、第１の直動機構の代りに、第１の一端部が前記旋回アームに連結固定され、第１の他端部を有する第１のリンクと、該第１の他端部に第２の一端部が連結固定されると共に、第２の他端部が直線動作すると共に、前記第２の直動アームに連結固定された第２のリンクとから成る第３の直動機構を、備えたことを特徴とものである。
かかる搬送用ロボットによれば、伸縮軸を二本の第１のリンク，第２のリンクによって形成することにより第３の直動機構を関節構造としたで、小型化を図ることができるという効果がある。
【００１１】
第６の発明に係る搬送用ロボットは、第２の直線機構の代りに、第３の一端部が該第１の直動アームに連結固定されると共に、第３の他端部を有する第３のリンクと、該第３の他端部に第４の一端部が連結固定されると共に、第４の他端部が直線動作する第４のリンクとから成る第４の直動機構を、備えたことを特徴とするものである。
かかる搬送用ロボットによれば、伸縮軸を二本の第３のリンク，第４のリンクによって形成することにより第４の直動機構を関節構造としたで、小型化を図ることができるという効果がある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
本発明の一実施の形態を図１乃至図３によって説明する。図１は搬送用ロボットで基板を搬送する側面図、図２は搬送用ロボットの斜視図(ａ)、ロボットの軸構成図(ｂ)、図３は図１及び図２による搬送用ロボットにより基板を搬送する状態を示す平面図である。
図１及び図２において、搬送用ロボットを用いたシステムは、被対象物としての基板５２を載せる略フォーク状の載置部材３１を直線動作させる搬送ロボット１と、多数段の基板５２が収容されているカセット５０と、載置部材３１の内側に固定された２つの位置検出センサ４１ａ，４１ｂと、搬送ロボット１を制御する制御部(制御手段)６０とを備えている。
ここで、載置部材３１の上面部には、基板５２を吸引して吸着する吸着パッド３１ａを多数設けることによりカセット５０内から基板５２の両端部を持ち上げて取り出すように形成されている。
位置検出センサ４１ａ，４１ｂは、載置部材３１を真直ぐに基板５２に挿入する際に、基板５２の端の位置をそれぞれ検出することにより後述する第２の直動アーム１７の軸線を基準にして、基板５２の端部の位置から基板５２の傾きを検出するもので、一対の発光素子及び受光素子、磁気、静電容量型などを用いている。
【００１３】
搬送用ロボット１は、基台３の上面に固定された固定ベース部５と、該固定ベース部５に対して上下方向に動作する上下アーム７を有する上下機構と、該上下アーム７に固定された旋回ベース部８と、旋回ベース部８に固定されると共に、上下アーム７に対して水平方向に旋回自在な旋回アーム９を有する旋回機構と、該旋回アーム９に固定された第１のアームベース部１１と、旋回アーム９に連結固定されると共に、上記水平方向に直線的に動作する第１の直動アーム１３を有する第１の直動機構と、該第１の直動アーム１３に固定された第２のアームベース部１５と、第１の直動アーム１３と直交して連結固定され、直線的に動作すると共に、載置部材３１を固定する第２の直動アーム１７を有する第２の直動機構とを備えている。
【００１４】
図１乃至図３において、上下機構(図示せず)は、固定ベース部５内に設けられた上下用モータと、上下方向にボールネジが配設されており、該ボールネジの端部に上下用モータの軸が固定され、該ボールネジにナットが螺合されていて、該ナットに上下アーム７が連結固定されている。
旋回機構(図示せず)は、旋回ベース部８の内部に設けられた旋回用モータと、該旋回用モータの軸に固定された歯車を介して旋回自在に旋回アーム９とから成っている。第１の直動機構(図示せず)は、第１のアームベース部１１の内部に設けられたモータと、水平方向にボールネジが配設されており、該ボールネジの端部にモータの軸が固定され、該ボールネジにナット(図示せず)が螺合されていて、該ナットに第１の直動アーム１１が連結固定されている。第２の直動機構は、第２のアームベース部１５の内部に設けられたモータと、水平方向にボールネジが配設されており、該ボールネジの端部にモータの軸が固定され、該ボールネジにナットが螺合されていて、該ナットに第２の直動アーム１７が連結固定されている。
【００１５】
次に、上記のように構成された搬送ロボット１によってカセット５０からの基板５２を取り出す際の動作を図１乃至図３によって説明する。
最初、搬送ロボット１の載置部材３１がカセット５２に対して後方に位置した状態で(図３(a))、制御部６０は、直動アーム１７を前進して載置部材３１に設けられた位置センサ４１ａ，４１ｂによってカセット５０に収納された基板５２の縁部を検出して基板５２の傾きθaを求め(図３(b))、さらに、直動アーム１７を前進することにより載置部材３１を前進し、基板５２の中心と載置部材３１の中心と一致する位置まで載置部材３１を挿入する(図３(c))。
制御部６０は載置部材３１に基板５２を載せて、基板５２を吸着パッド３１ａにより吸着した状態で、第１の直動アーム１３、第２の直動アーム１７、旋回アーム９を動作させて載置部材３１の傾き角度θcと基板５２の傾きθaとを一致させた後(図３(d))、第１の直動アーム１３、第２の直動アーム１７、旋回アーム９を動作させて載置部材３１の傾き角度θcを除々に０°にしながら、第２の直動アーム１７を後退させながら載置部材３１を元の位置に復帰させることにより基板５２をカセット５０から取り出す(図３(e)，(f))。
【００１６】
かかる搬送ロボット１によれば、ロボット内部に二つの直動アーム１３，１７を備えた簡易な構成で、カセット５０の内部において基板５２が傾いていても、傾いた基板５２を真直ぐに補正しながら基板５２をカセット５０から取り出すことができるものである。
なお、搬送用ロボット１は、第２のアームベース部１５を直線方向に伸縮自在な伸縮直動機構を設け、すなわち、第２の直動アーム１７を第１の直動アーム１３に対して取付け位置を可変できる可変機構を設けることにより第２のアームベース部１５の回転範囲Ｒを調節することができるので、搬送用ロボット１の占有面積を少なくできる。
【００１７】
実施の形態２．
本発明による他の実施の形態を図４によって説明する。図４は他の実施形態による搬送ロボットの斜視図である。図４中、図２と同一符号は、同一又は相当部分を示し説明を省略する。
図４において、搬送用ロボット１０１における第３の直線機構は、第１の一端部１０３ａが旋回アーム９に連結固定され、第１の他端部１０３ｃを有する第１のリンク１０３と、第１の他端部１０３ｃに第２の一端部１０５ａが連結固定されると共に、第２の他端部１０５ｃが水平に直線動作すると共に、第２のアームベース部１５に固定された第２のリンク１０５とを備えている。
なお、第２のリンク１０５が第２の直動アーム１７に連結固定されている。
【００１８】
かかる搬送用ロボット１０１によれば、第３の直動機構を第１及び第２のリンク１０３，１０５で形成して該リンク１０３，１０５を同期動作することにより、第２のリンク１０５の他端部１０５ｃを直線動作させるものである。したがって、搬送用ロボット１０１は、第３の直動機構における伸縮軸を二本のリンク１０３，１０５で形成することにより、第３の直動機構が関節構造となるので、小型化を図ることができる。
【００１９】
実施の形態３．
本発明による他の実施の形態を図５によって説明する。図５は他の実施形態による搬送ロボットの斜視図である。図５中、図２と同一符号は、同一又は相当部分を示し説明を省略する。
図５において、搬送ロボット２０１における第４の直動機構は、一端部２０３ａが該第１の直動アーム１３に連結固定されると共に、第３の他端部２０３ｃを有する第３のリンク２０３と、該第３のリンク２０３の他端部２０３ｃに第４の一端部２０５ａが連結固定されると共に、第４の他端部２０５ｃが直線動作する第４のリンク２０５とを備えており、第４のリンク２０５の先端部(他端部)２０５ｃに載置部材３１が固定されている。
すなわち、第４の直動機構を第３及び第４のリンク２０３，２０５で形成して該リンク２０３，２０５を同期動作させることにより、第４のリンク２０５の先端部(他端部)２０５ｃを、すなわち、載置部材３１を直線動作させるものである。
かかる搬送ロボット２０１によれば、伸縮軸を二本のリンク２０３，２０５による形成とすることにより、第４の直動機構が関節構造となるので、小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による搬送用ロボットで基板を搬送する側面図である。
【図２】図１に示す搬送用ロボットの斜視図(ａ)、ロボットの軸構成図(b)である。
【図３】図１及び図２に示す搬送用ロボットにより各工程における基板の搬送動作(a)〜(f)を示す平面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態による搬送用ロボットを示す斜視図である。
【図５】本発明の他の実施の形態による搬送用ロボットを示す斜視図である。
【符号の説明】
１０１，２０１，３０１ 搬送用ロボット、５ 固定ベース部、７ 上下アーム、９ 旋回アーム、１３ 第１の直動アーム、１７ 第２の直動アーム、６０ 制御部、１０３ 第１のリンク、１０３ａ 第１のリンクの一端部、１０３ｃ 第１のリンクの他端部、１０５ 第２のリンク、１０５ａ 第２のリンクの一端部、１０５ｃ 第２のリンクの他端部、２０３ 第３のリンク、２０３ａ 第３のリンクの一端部、２０３ｃ 第３のリンクの他端部、２０５ 第４のリンク、２０５ａ 第４のリンクの一端部、２０５ｃ 第４のリンクの他端部。

Claims (6)

1. 固定された固定ベース部と、
   該固定ベース部に対して上下動可能な上下アームを有する上下機構と、
   該上下アームに連結固定されると共に、前記上下アームに対して水平方向に旋回自在な旋回アームを有する旋回機構と、
   該旋回アームに連結固定されると共に、前記水平方向に直線的に動作可能な第１の直動アームを有する第１の直動機構と、
   該第１の直動アームに連結固定され、直線的に動作すると共に、被対象物を搬送可能な第２の直動アームを有する第２の直動機構と、
   を備えたことを特徴とする搬送用ロボット。
2. 前記第１の直動アームと前記第２の直動アームとが直交されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の搬送用ロボット。
3. 前記第２の直動アームに連結固定されると共に、前記被対象物を載せる載置部材と、
   前記被対象物の傾き角度を検出する検出手段と、
   前記傾き角度に基いて前記第１及び第２の直動アームを直線動作すると共に、前記旋回アームを回転させることにより前記傾き角度を補正する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の搬送用ロボット。
4. 前記第２の直動アームを前記第１の直動アームに対して取付け位置を可変できる可変機構を、
   備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の搬送用ロボット。
5. 前記第１の直線機構の代りに、第１の一端部が前記旋回アームに連結固定され、第１の他端部を有する第１のリンクと、該第１の他端部に第２の一端部が連結固定されると共に、第２の他端部が直線動作すると共に、前記第２の直動アームに連結固定された第２のリンクとから成る第３の直動機構を、
   備えたことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の搬送用ロボット。
6. 前記第２の直動機構の代りに、第３の一端部が該第１の直動アームに連結固定されると共に、第３の他端部を有する第３のリンクと、
   該第３の他端部に第４の一端部が連結固定されると共に、第４の他端部が直線動作する第４のリンクとから成る第４の直動機構を、
   備えたことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の搬送用ロボット。

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