JP2005319550A - Balancer device, device equipped with the same, vertically rotatable robot, and thin plate-like object manufacturing equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、上下運動を介助するバランサ装置を有する、塗装用、溶接用、搬送用等の垂直回動型部材を有する装置、特に垂直回動型ロボットに関する。特に、半導体ウエハや液晶ディスプレー用、有機エレクトロルミネッセンス・ディスプレー用、プラズマ・ディスプレー用ガラス基板などの薄板を搬送するロボットに関し、さらに、本発明のロボットを組み込んだ薄板状物製造設備にも関する。 The present invention relates to a device having a vertical rotation type member for painting, welding, conveyance and the like, particularly a vertical rotation type robot, having a balancer device for assisting vertical movement. In particular, the present invention relates to a robot for transporting a thin plate such as a semiconductor wafer, a liquid crystal display, an organic electroluminescence display, a plasma display glass substrate, and the like, and further relates to a thin plate manufacturing apparatus incorporating the robot of the present invention.
従来から、塗装用、溶接用のロボットは、垂直回動型がほとんどで、シリコンウエハやガラス基板などの薄板状製品の搬送にも使用されてきた。これら薄板状物は、半導体チップや液晶ディスプレー(LCD)、有機エレクトロルミネッセンス・ディスプレー(ELD)、プラズマ・ディスプレー(PDP)などの製造に使用され、クリーンルーム内やクリーンブース内で、搬送される。最近、特にLCDやPDPの大型化にともない、これらに使用するガラス基板はさらに大きく、大型ディスプレー製品の2〜8倍の面積があるため、これに使用する搬送用ロボットも大きくなってきている。
Conventionally, most robots for painting and welding are of the vertical rotation type, and have been used for conveying thin plate products such as silicon wafers and glass substrates. These thin plates are used for manufacturing semiconductor chips, liquid crystal displays (LCDs), organic electroluminescence displays (ELDs), plasma displays (PDPs), etc., and are transported in clean rooms and clean booths. Recently, especially as LCDs and PDPs become larger, the glass substrates used for these are larger and have an
従来の溶接ロボットや建設機械のように、上下運動(Z軸動作)を、垂直回動多関節アーム群による屈伸動作に依存し、油圧シリンダやエアシリンダにより回動させて行う方法がある。また、前記クリーンルーム用ロボットでは、Z軸動作をボールねじによるほかに、例えば特開平11−265924号公報に提案されたように、関節内にモータ部、減速機を組み込んでそれらから発生する塵埃を閉じ込めてしまう方法が一般的である。クリーンルーム以外で使用する場合は、Z軸の屈伸動作を介助するバランサを用いる例として、特開平5−228884号公報で提案され、図1、図2に示す塗装用ロボットように、エアシリンダ内に介助用バネを組み込んだ例もある。 As in conventional welding robots and construction machines, there is a method in which the vertical movement (Z-axis operation) depends on a bending / extension operation by a vertical rotation articulated arm group and is rotated by a hydraulic cylinder or an air cylinder. Further, in the clean room robot, in addition to the Z-axis operation using a ball screw, as proposed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-265924, a motor unit and a speed reducer are incorporated in a joint to generate dust generated from them. The method of confinement is common. When used outside a clean room, as an example of using a balancer for assisting the Z-axis bending and stretching operation, it is proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-228884 and, like a painting robot shown in FIGS. There is also an example incorporating an assisting spring.
図1は、従来のバランサ装置を有する工業用ロボットで、基台上の旋回部と、第1のモータ部により垂直回動する第1アームと、第2のモータ部によりリンクを介して垂直回動する第2アームと、第2アームの後部内に配置された3つのモータ部(不図示)により駆動される先端部に、作業装置を設けたものである。ここで、可動部でもっとも重量のある第1アームをバランス装置が、空気供給ユニットの制御により、その上下運動を介助している。 FIG. 1 shows an industrial robot having a conventional balancer device, in which a turning unit on a base, a first arm that rotates vertically by a first motor unit, and a vertical rotation through a link by a second motor unit. A working device is provided at the tip of the second arm that is driven and three motor parts (not shown) arranged in the rear part of the second arm. Here, the balance device assists the vertical movement of the first arm, which is the heaviest of the movable parts, by the control of the air supply unit.
前記従来例のバランサは、図2で示すように、シリンダ内の下部にバネ抑えで隔離され弾性係数の小さいバネ設けられた部屋に、シリンダ側部に取付けられた給排気管を通して空気供給ユニットから制御された圧縮空気が圧入されることによってロッドが収縮し、モータ部による第1アームの上方への回動を介助する。即ち、バランス装置は、バネと空気圧によって第1のモータ部の出力を介助するようになっている。 As shown in FIG. 2, the balancer of the conventional example is separated from the air supply unit through a supply / exhaust pipe attached to the side of the cylinder in a chamber provided with a spring having a small elastic coefficient and separated by a spring at the bottom of the cylinder. When the controlled compressed air is press-fitted, the rod contracts, and assists the motor unit to rotate the first arm upward. In other words, the balance device assists the output of the first motor unit by the spring and the air pressure.
従来、クリーンルーム内では、大きな動力を必要としない小型ロボットが多かった。近年、特に液晶パネル製造用に要求される大型ロボットでは、例えば、図1のバランサ5のようにそれ自体が大きく長くなってきた。バランサは、大きくなると回動するアームに対して鋭角に連結せざるを得ず、バランサの出力も大きく設計しなければならない。
Conventionally, there are many small robots that do not require large power in a clean room. In recent years, large robots particularly required for manufacturing liquid crystal panels have become large and long, for example, like the
加えて摩擦部分が露出するバランサではロッド近傍からの油漏れや発塵の問題があり使用されていなかった。従って、前記のバランサのクリーンルーム用途には、油圧シリンダと同様な理由で用いられていない。前述の理由から、近年のクリーンルーム用大型ロボットは、前記特開平11−265924号公報が提案するように、関節内にモータや減速機を組み込んだものが一般的となっている。 In addition, the balancer where the friction part is exposed was not used due to problems of oil leakage and dust generation from the vicinity of the rod. Therefore, it is not used for the same reason as the hydraulic cylinder in the balance room for use in the clean room. For the above-described reasons, recent large-sized robots for clean rooms are generally built with a motor and a speed reducer in the joint, as proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-265924.
また、関節内モータ部組み込み型屈伸ロボットは、逆テコの原理から最初の立ち上がりで最も大きな回転力を必要とするため、前記バランサがあったとしても、前記モータ部には大出力が要求され、大型のモータ部を関節部に取付けざるを得ない。そのため、アームの強度、関節部の強度などを支える部品も大きくなり、ロボット全体の重量が増加してくる。このことはロボットが床面上を左右(X軸)に移動、あるいは前後(Y軸)に移動する場合には、重いロボットを支持するために強固な基礎工事と大電力を要する大型モータ部が必要となり、設備費、ランニングコストが高額になるという問題があった。 In addition, since the in-joint motor unit built-in type bending robot requires the largest rotational force at the first rise from the principle of reverse lever, even if there is the balancer, the motor unit is required to have a large output, A large motor must be attached to the joint. For this reason, the parts that support the strength of the arm, the strength of the joint, and the like also increase, and the weight of the entire robot increases. This means that if the robot moves left and right (X-axis) on the floor or back and forth (Y-axis), a large motor unit that requires strong foundation work and high power to support the heavy robot There was a problem that the equipment cost and running cost were high.
また、前記図1においては、大きなバランサ装置を効率的に作動させるために、空気供給ユニットを用いて供給空気圧を制御し、モータ部を介助しているが、そのような制御装置を設けることにより、構造の複雑化とコスト上昇をもたらし、また、空気圧の応答変化速度を上げることができないため迅速に運動できず、必ずしも得策とは言えなかった。 Further, in FIG. 1, in order to operate a large balancer device efficiently, the supply air pressure is controlled by using an air supply unit and the motor unit is assisted, but by providing such a control device. This increases the complexity of the structure and the cost, and the speed of response change of the pneumatic pressure cannot be increased, so that it cannot move quickly and is not necessarily a good solution.
本発明者は、前述の課題を解決するためには、大きなエネルギーが必要な負荷と自重が移動する上下運動(Z軸運動)のための動力を軽減させる装置、即ち、真に効果的なバランサ装置の開発が重要であるとの考えから鋭意検討を重ねた結果、本発明に到達した。即ち、本発明ではまず、互いに近接及び離反運動する第1の部材と第2の部材と、
前記二つの部材に連結されて前記第1の部材の前記離反運動を介助するバランサを有するバランサ装置において、前記第1の部材の前記離反運動範囲の一部を介助することを特徴とする、バランサ装置を開発した。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has proposed a device that reduces power for a vertical motion (Z-axis motion) in which a load requiring large energy and its own weight move (Z-axis motion), that is, a truly effective balancer. As a result of intensive studies from the idea that the development of the apparatus is important, the present invention has been achieved. That is, in the present invention, first, the first member and the second member that move toward and away from each other,
A balancer device having a balancer coupled to the two members and assisting the separation movement of the first member, wherein the balancer assists a part of the separation movement range of the first member. A device was developed.
本発明では、上記バランサ装置の一種として、前記近接及び離反運動が垂直回動運動であって、前記垂直回動の軸に同心軸状に連結または固定された連結部材と、一端が前記連結部材に連結し他端が前記第2の部材に連結したバランサと、前記連結部材に施され前記同心軸を中心とする円弧状長穴と、前記円弧状長穴に嵌合するピンとからなり、前記ピンは前記第1の部材又は前記バランサの一端に連結または固定されていることを特徴とする、請求項1に記載のバランサ装置を開発した。 In the present invention, as one type of the balancer device, the approaching and separating movement is a vertical rotation movement, and a connection member concentrically connected or fixed to the vertical rotation axis, and one end of the connection member A balancer having the other end connected to the second member, an arc-shaped elongated hole centered on the concentric shaft provided on the connecting member, and a pin fitted into the arc-shaped elongated hole, The balancer device according to claim 1, wherein the pin is connected or fixed to one end of the first member or the balancer.
前記円弧状長穴の長さと前記連結部材の回動角度により、介助する回動角度を定める。介助する最低角度から最大角度までは、前記ピンが前記円弧状長穴の一方の端位置にあって第1の部材の回動を介助し、介助範囲を超えて第1の部材が回動する場合は、その後ピンは前記の円弧状長穴内を自由に相対的移動する。
ここでバランサの一端は前記連結部材に連結されるが、その連結場所は、アームとの同心軸以外には特に限定はなく、設計上配置しやすい場所に連結することができる。好ましくは、前記同心軸から見て前記円弧長穴の外側に位置すると、テコの原理により、より大きな力でアームの回動を介助する。
The assisting rotation angle is determined by the length of the arc-shaped elongated hole and the rotation angle of the connecting member. From the minimum angle to the maximum angle to assist, the pin is located at one end position of the arc-shaped elongated hole to assist the rotation of the first member, and the first member rotates beyond the assistance range. In that case, the pin then freely moves relative to the arcuate slot.
Here, one end of the balancer is connected to the connecting member, but the connecting place is not particularly limited except for the concentric shaft with the arm, and can be connected to a place where it is easy to arrange by design. Preferably, when it is located outside the elongated circular arc hole when viewed from the concentric axis, the arm is assisted with a greater force according to the principle of leverage.
また、別種として、本発明は、少なくとも、取付け部を有する筒状部と、弾性体部と、弾性体抑え部に固定され取付け部を有するロッドと、からなるバランサを有するバランサ装置において、前記弾性体抑え部が前記弾性体部と離れて筒状部の内部で自由に移動する空間が設けられたことを特徴とするバランサ装置をも開発した。このバランサ装置は、第1の部材の運動の介助範囲においては、圧縮された前記弾性体部が前記弾性体抑え部を介して前記ロッドを押し出してバランサを伸張させ、介助範囲を超えて第1の部材が運動する場合は、前記筒状部の内部の空間を自由に移動する。 As another type, the present invention provides a balancer device having a balancer comprising at least a cylindrical part having an attachment part, an elastic body part, and a rod having an attachment part fixed to the elastic body restraining part. We have also developed a balancer device in which a space is provided in which the body restraining part moves away from the elastic body part and freely moves inside the cylindrical part. In the balancer device, in the assistance range of the movement of the first member, the compressed elastic body portion pushes out the rod through the elastic body restraining portion to extend the balancer, and the balancer device extends beyond the assistance range. When the member moves, it moves freely in the space inside the cylindrical portion.
本発明のバランサ装置の応用分野として、大型ロボットがある。即ち、上下運動するために垂直回動する第1の部材と、前記垂直回動の中心軸を共有する第2の部材と、前記アームを回動させるための少なくとも1つモータ部と、前記アームの上端または他の垂直回動アームの上端に設けた作業装置と、すべての可動部を制御する手段と、を有するロボットにおいて、前述のバランサ装置のいずれかを備えることを特徴とするものである。 As an application field of the balancer device of the present invention, there is a large robot. That is, a first member that rotates vertically to move up and down, a second member that shares the central axis of the vertical rotation, at least one motor unit that rotates the arm, and the arm A robot having a working device provided at the upper end of the arm or an upper end of another vertical rotation arm and means for controlling all the movable parts is provided with any of the above-described balancer devices. .
本発明の前記ロボットにおいては、第1の部材とはアームやリンク、リンクを駆動するためのリンク装置などをいう。また、第2の部材としては、基台や他のアーム、作業装置を設置する支台、前述のリンクとは別のリンクなどがある。前記ピンは、前記アーム、リンクまたはバランサのロッド端部のいずれかに固設され、バランサの反発応力をこれらに伝達する部材である。 In the robot of the present invention, the first member refers to an arm, a link, a link device for driving the link, or the like. Further, as the second member, there are a base and other arms, a support for installing the working device, a link different from the above-mentioned link, and the like. The pin is a member fixed to either the arm, the link, or the rod end of the balancer, and transmits the repulsive stress of the balancer to these.
ここでバランサは、少なくとも、アーム又はロボットの下部基台や上部作業台に連結するための端部を有するシリンダと、弾性体と、バネ抑え部に固定され連結用端部を有するロッドとからなる。弾性体としては金属製ないしセラミック製のコイル状バネ、帯状バネ、シリンダに封じ込まれた空気、ゴムなどを用いることができる。ここでは、鋼製のバネがメンテナンスフリーとすることができるために好ましく、バネの中でも皿バネが少量の変位で大きな応力を発するため最も好ましい。シリンダに設ける取付け部は、通常シリンダ外部の底部に固設するが、シリンダ側部に固設してもよい。一般にバランサは全長を運動半径内に収めなければならないが、シリンダの側部にバランサを回動させるための軸状の取付け部を設けると、バランサのより大きな介助伸張距離が得られ好ましい。 Here, the balancer includes at least a cylinder having an end for connecting to an arm or a lower base or upper work table of a robot, an elastic body, and a rod having a connecting end fixed to a spring holding portion. . As the elastic body, a metal or ceramic coil spring, a strip spring, air sealed in a cylinder, rubber, or the like can be used. Here, a steel spring is preferable because it can be maintenance-free. Among the springs, a disc spring is most preferable because it generates a large stress with a small amount of displacement. The mounting portion provided on the cylinder is usually fixed to the bottom outside the cylinder, but may be fixed to the side of the cylinder. In general, the balancer must have the entire length within the radius of motion. However, it is preferable to provide a shaft-like mounting portion for rotating the balancer on the side of the cylinder, because a larger assisting extension distance of the balancer can be obtained.
本発明のバランサを取付ける垂直回動アームの回動に要するトルクについて、水平面に対する回動角度の函数として考察する。アームを回動させるに必要なトルクFは、回動角θとの関係で定まり、F=Wcosθ で表される(ここでW=関節に架かる最大トルク)。前記バランサによって介助されるアームの垂直回動の範囲は、全荷重の1/2以上を介助、即ち、アームの回動角度の−45度から70度までを介助することが好ましい。−45度を下回ると、連結部材とバランサとの連結部分が、他方の連結部分を連結した基台などに干渉し、回動できなくなる。70度を超えると、回動させるに必要な負荷は少なくモータなどの駆動部のみでも問題はなく、介助する必要はない。通常、−30度から60度を介助範囲とするとバランサを小型化でき好ましい。また、アームの回動角度範囲が0度から90度の場合、0度から60度間を介助範囲とすると、さらにバランサを小型化でき、且つ、多くの関節部に適用でき実用的には効果がある。また、アームの回動角度の最大は90度までが一般的で、その場合の88度程度にすることが、次の第2アーム2の収縮動作を開始するために好ましい。しかし、本発明では、モータによる回動を組み合わせているので、アームの回動角度の最大は、連結部材に設ける円弧状長穴を長く設計する事により90度を超えて180度まで広げることができる。
The torque required for the rotation of the vertical rotation arm for mounting the balancer of the present invention will be considered as a function of the rotation angle with respect to the horizontal plane. The torque F required to rotate the arm is determined by the relationship with the rotation angle θ, and is expressed as F = W cos θ (W = maximum torque applied to the joint). The range of the vertical rotation of the arm assisted by the balancer is preferably assisted by more than half of the total load, that is, assisted from -45 degrees to 70 degrees of the arm rotation angle. When the angle is less than −45 degrees, the connecting portion between the connecting member and the balancer interferes with a base or the like connecting the other connecting portion and cannot rotate. If the angle exceeds 70 degrees, the load required for rotation is small, and there is no problem with only a drive unit such as a motor, and there is no need to assist. Usually, it is preferable that the assistance range is from -30 degrees to 60 degrees because the balancer can be reduced in size. In addition, when the arm rotation angle range is 0 to 90 degrees, if the assistance range is between 0 and 60 degrees, the balancer can be further miniaturized and can be applied to many joints, and is practically effective. There is. Further, the maximum rotation angle of the arm is generally up to 90 degrees, and in this case, it is preferable to set it to about 88 degrees in order to start the next contraction operation of the
これらの範囲を超えるアームの回動は、モータ部のみによる。モータ部は、前記回動関節の軸に直結、またはベルト・プーリやギヤにより間接的に連結してもよい。最低介助角度から最大介助角度までの範囲では、バランサとモータ部双方の力により、低角度ほどバランサが貢献し、高角度ほどモータ部が寄与することになる。バランサが回動に寄与しない範囲では、前述の円弧状長穴の中をアームに固定されたピンが移動して最大回動角度まで案内する。モータ部とは、モータ単独または減速機を組み合わせた原動部分を指し、モータとしては公知の電動モータであり、特に公知のサーボモータまたはステッピングモータが好ましい。垂直回動用モータ部の取付け部位は、昇降部分の重量を軽減し、また、配線距離を短くするために基台に近い場所が好ましいが、複数の垂直回動関節がある場合は2以上のモータ部を搭載してもよい。この際、関節内に設置してもよいが、関節から離れた部位にモータを取付けベルトとプーリ、ギヤ、チェーンなどの伝動部品を用いてトルクを伝達してもよい。 The rotation of the arm that exceeds these ranges depends only on the motor unit. The motor unit may be directly connected to the shaft of the rotary joint or indirectly connected by a belt / pulley or gear. In the range from the minimum assistance angle to the maximum assistance angle, the balancer contributes to the lower angle by the force of both the balancer and the motor unit, and the motor unit contributes to the higher angle. In a range where the balancer does not contribute to the rotation, the pin fixed to the arm moves through the arc-shaped elongated hole to guide to the maximum rotation angle. The motor unit refers to a motor part that combines a motor alone or a reduction gear, and is a known electric motor as the motor, and a known servo motor or stepping motor is particularly preferable. The mounting part of the vertical rotation motor part is preferably close to the base in order to reduce the weight of the lifting part and shorten the wiring distance. However, when there are a plurality of vertical rotation joints, two or more motors are provided. May be mounted. At this time, the motor may be installed in the joint, but the motor may be attached to a part away from the joint, and the torque may be transmitted using transmission parts such as a belt, a pulley, a gear, and a chain.
前述の最低介助角度におけるバランサの発現する応力は、荷重とのバランスにおいて任意に定めることができる。ここで前述の最低介助角度におけるバランサの発現応力は、前記回動関節での荷重と等価であることが好ましい。しかし、作業装置の構造や付属部品の有無により前記荷重の増減があり、前記バランサの発現応力は、前記荷重よりわずかに少なくすることも出来る。変化するトルクに対しては、前記回動関節に連結するモータ部の出力調整によって対応する。 The stress generated by the balancer at the aforementioned minimum assistance angle can be arbitrarily determined in balance with the load. Here, it is preferable that the stress exerted by the balancer at the aforementioned minimum assistance angle is equivalent to the load at the rotating joint. However, the load increases or decreases depending on the structure of the working device and the presence / absence of accessory parts, and the stress generated by the balancer can be slightly less than the load. The changing torque is dealt with by adjusting the output of the motor unit connected to the rotating joint.
本発明のロボットは、半導体やフラットパネルディスプレーなどの製造プロセスが要求するクリーンな環境で使用されるため、バランサについても、発塵には注意をしなければならない。そのため、バランサのロッドの伸縮に伴ってシリンダ内に出入りする空気を、その出入り口に設けるフィルタで濾過することができる。また、シリンダに2つの口を設け一方の口からシリンダ内の空気を塵埃無害な区域に排気し、他方の口から清浄環境の空気を導入し換気することができる。従って、バネ抑え部にも通気口を設けることができる。 Since the robot of the present invention is used in a clean environment required by a manufacturing process such as a semiconductor or a flat panel display, attention must be paid to dust generation even for the balancer. Therefore, the air entering and exiting the cylinder as the balancer rod expands and contracts can be filtered by a filter provided at the entrance. In addition, two ports can be provided in the cylinder, and air in the cylinder can be exhausted from one port to a dust-free area, and clean environment air can be introduced and ventilated from the other port. Therefore, a vent can also be provided in the spring holding part.
本発明のバランサは、取付け部を有する筒状部と、弾性体部と、取付け部と反対側にバネ抑え部を有するロッドとからなるシリンダ状であって、前記筒状部の底部のみならず、側面に回動軸状の取付け部を移動して設けることもできる。これにより小型であっても、シリンダを長くすることができロッドの伸縮距離も大きくとることができる。 The balancer of the present invention has a cylindrical shape including a cylindrical portion having an attachment portion, an elastic body portion, and a rod having a spring restraining portion on the opposite side of the attachment portion, and not only the bottom portion of the cylindrical portion. Further, a pivot shaft-like attachment portion can be moved and provided on the side surface. Thereby, even if it is small, a cylinder can be lengthened and the expansion-contraction distance of a rod can also be taken large.
本発明のロボットには、介助されるアームの上端または他の垂直回動アームの先端に設ける作業装置を有するものすべてを含む。ここで作業装置とは、各種物体、特に薄板状物を搬送する装置、塗装装置、溶接装置、組み立て装置、ねじ止め装置などで、一般に作業ヘッドともよばれるものを含む。このほかに本発明は、コンピュータや機械的装置による制御手段のほか、ベアリングなど公知の要素、手段を備えることができる。 The robot according to the present invention includes all robots having a work device provided at the upper end of an assisting arm or the tip of another vertical rotation arm. Here, the working device includes a device that conveys various objects, particularly a thin plate-like object, a coating device, a welding device, an assembling device, a screwing device, and the like, which are generally called a working head. In addition, the present invention can include known elements and means such as bearings in addition to control means using a computer or mechanical device.
次に本発明においては、前記のような新規なバランサを垂直回動するアームの回動運動を介助に応用したロボット、或いは、公知のバランサによって回動範囲の一部を介助するロボットを配置した薄板状物製造設備をも含む。この薄板状物製造設備は、本発明のロボット、基板を載荷するためのカセット、カセットを載置するための台、基板の処理装置などを備えた設備である。また、カセットに変えて各種容器に基板を収納して搬送し、ロードポートなどの台に載置する場合や、クリーン環境にしたロボット動作空間などがあるが、これらすべてを含む。ここで薄板とは、シリコンウエハ、ガラス基板、化合物半導体基板或いはこれらを用いた薄板状製品など薄板状物すべてを含む。また、処理装置とは、プラズマCVD装置、プラズマ・アッシング装置、プラズマRIE装置、レジスト塗布装置、露光装置、現像装置、熱酸化装置、熱処理装置、蒸着装置、メッキ装置、リアクティブメカニカルポリッシング装置などをいう。 Next, in the present invention, a robot that is applied to assist the rotational movement of the arm that vertically rotates the novel balancer as described above, or a robot that assists a part of the rotation range by a known balancer is arranged. Includes thin plate manufacturing equipment. This thin plate manufacturing equipment is equipment provided with the robot of the present invention, a cassette for loading a substrate, a table for placing the cassette, a substrate processing apparatus, and the like. In addition, there are cases where substrates are stored in various containers instead of cassettes, transported, and placed on a table such as a load port, or a robot operating space in a clean environment. Here, the thin plate includes all thin plate-like objects such as a silicon wafer, a glass substrate, a compound semiconductor substrate, or a thin plate-like product using these. The processing apparatus includes a plasma CVD apparatus, a plasma ashing apparatus, a plasma RIE apparatus, a resist coating apparatus, an exposure apparatus, a developing apparatus, a thermal oxidation apparatus, a heat treatment apparatus, a vapor deposition apparatus, a plating apparatus, and a reactive mechanical polishing apparatus. Say.
また、本発明のバランサ装置は、他のクリーン環境用装置における垂直回動する部材の回動を介助することができる。例えば、プラズマ用・移送機用などの真空チャンバー装置、スピンコート、現像、ウエットエッチング用の湿式装置などにおける水平状蓋や垂直状蓋の開閉がある。さらに、クリーン環境に係わらず、一般のクレーン装置などにも本発明のバランサ装置を応用する事もできる。 Further, the balancer device of the present invention can assist the rotation of the vertically rotating member in another clean environment device. For example, there are opening and closing of a horizontal lid and a vertical lid in a vacuum chamber apparatus for plasma and a transfer machine, a wet apparatus for spin coating, development, wet etching, and the like. Furthermore, the balancer device of the present invention can be applied to a general crane device or the like regardless of a clean environment.
垂直回動型ロボットのアームの回動をバランサによる介助装置と前記回動関節内に回動用モータ部を有するロボットおいては、水平近傍でアームを上に回動するに必要トルクは最大となる。そのため、水平近傍を含む回動角度範囲の一部をバランサで介助すると、回動用モータ部の負荷は大幅に減少でき、省エネルギー効果は非常に大きい。回動角度が60−70度以上では、必要トルクは水平の場合の2分の1以下になり介助の必要はない。必要トルクを減少させることができることは、前記モータ部も小型化でき、その重量も減少させることができ、モータの騒音も減少させることができる。 In a robot having an assisting device using a balancer and a rotating motor part in the rotating joint for rotating the arm of a vertical rotating robot, the torque required to rotate the arm upward in the vicinity of the horizontal is maximized. . Therefore, if a part of the rotation angle range including the vicinity of the horizontal is assisted by the balancer, the load on the rotation motor unit can be greatly reduced, and the energy saving effect is very large. When the rotation angle is 60-70 degrees or more, the required torque is less than half that of the horizontal case, and no assistance is required. Since the required torque can be reduced, the motor unit can also be reduced in size, its weight can be reduced, and the noise of the motor can also be reduced.
また、本発明のバランサは、従来の全角度介助型バランサに比べ、アームを最大70度までしか介助しないためロッドの伸縮距離が短く、バランサ自体も小型化でき、ロボット全体をコンパクトに設計できる。さらに、小型のバランサと円弧状長穴を有する連結板によって、バランサを介助すべきアームに対し、直角前後に配置する事ができ、介助の効果も大きくなる。さらに、バランサが小型であるため、複数の垂直回動関節にこれらを配設することができ、省エネルギーとロボットの軽量化に寄与する。 In addition, the balancer of the present invention supports the arm only up to 70 degrees as compared with the conventional full-angle assist type balancer, so that the expansion / contraction distance of the rod is short, the balancer itself can be miniaturized, and the entire robot can be designed compactly. Further, the connecting plate having the small balancer and the arc-shaped elongated hole can be arranged at right and left sides with respect to the arm to be assisted by the balancer, and the effect of assistance is increased. Furthermore, since the balancer is small, these can be arranged in a plurality of vertical rotation joints, which contributes to energy saving and weight reduction of the robot.
本発明で用いるバランサは、内部のバネ及びバネ抑え部がシリンダ内壁と摩擦して発塵することが予想されるが、シリンダに通気口を設け、フィルタや排気手段を施して、周囲に塵埃を散布しないクリーン度を保証している。また、運動装置として摩擦スライド型ではなく垂直回動型及び水平回動型を採用しているため、回動部分に公知の磁性流体を用いてシールすることができ、発塵の恐れのあるモータやベアリングをアーム内やロボット体内に配置しても体内から塵埃無害な場所に排気すれば何ら問題はなく、クリーン仕様を実現できる。 The balancer used in the present invention is expected to generate dust due to friction between the internal spring and the spring restraint portion against the inner wall of the cylinder. Guarantees cleanliness without spraying. Also, since the motion device adopts a vertical rotation type and a horizontal rotation type instead of a friction slide type, the motor can be sealed with a known magnetic fluid at the rotation part, and there is a risk of dust generation. Even if the bearings and bearings are placed in the arm or robot body, there is no problem if the dust is exhausted from the body to a harmless place, and a clean specification can be realized.
図3に、本発明のロボット40の一例を示す。第1アーム1は、関節部23aを回動軸とする第1アーム1と基台10に連結されたバランサ装置32の介助と、モータ部3によって垂直回動する。バランサ装置32は、図5で詳述するように第1アーム1の水平位置から60度の位置まで介助する。このとき、図3において、第アーム1とリンク4aと基台10とリンク駆動部7とが平行リンクを形成し、モータ部3のトルクをリンク4bに伝達する。第1アーム1の他端に設けた垂直回動関節23bを軸に、第1アーム1と同じ長さの第2アーム2が、リンク4bとリンク駆動部7の作用によって、第2アーム2の上端に設けた支台8を、平行リンクの原理により水平に保ちながら垂直に昇降させる。支台8の上には、第3アーム20、支持筒19、第4アーム21a、21b、エンドエフェクタ22a、22b、旋回部9、チルト装置18と、第3アーム20内に設けられ不図示のモータ部、プーリ、ベルトからなる作業装置24が配設されている。
前記の構成要素と不図示の制御手段により、高さ差をもって重ね合わさっているエンドエフェクタ22a、22bが交互に同一方向に直線状に伸縮し、第1アーム1、第2アーム2の垂直回動動作と合わせ、フラットパネル表示器あるいはそれ用の基板など薄板状物を載置し搬送する。
FIG. 3 shows an example of the
The
本発明においては、バランサは複数の関節部に配設してもよい。図4(a)、(b)は、3箇所の垂直回動関節を有し、上部と下部の垂直回動関節部23a、23c近傍にそれぞれ1つずつ、中央部の垂直回動関節部23b近傍に2つ、合計4つの本発明のバランサ装置32を設けたロボットの一例である。図4(a)は、ロボットの右側面図で、モータ部3が組み込まれた垂直回動軸23a近傍での第1アーム1の回動介助装置は、前述の図3と同じである。垂直回動関節23bの回動を介助するバランサ5の一方は、シリンダ側取付け部29aを第1アーム1に連結し、バランサのロッド13の取付け部29bにピン31がロッド13に直角に固定され、このピン31は、連結部材17に設けられた円弧状長穴30に嵌合されて連結されている。本例では、垂直回動関節23b内に図示しないモータ部を設け、下部の垂直回動関節23aに取付けられたモータ3と共に、第1アーム1と第2アーム2の屈伸運動を駆動する。連結部材17は、垂直回動関節23bの軸に固定され、この軸は第1アーム1と第2アーム2内を通って第2アーム2の関節部に固定されて、第2アーム2の回動を介助する。また、前記垂直回動関節23bの軸は、前記の不図示のモータ部が駆動する。
In the present invention, the balancer may be disposed at a plurality of joints. 4 (a) and 4 (b) have three vertical rotary joints, one in the vicinity of the upper and lower
図4(b)は、図4(a)と同じ3箇所の垂直回動関節を有する本発明のバランサ5を設けたロボットを図4(a)の紙面裏側から見た左側面図である。ここでは垂直回動関節23b近傍に設けた他方のバランサ5は、その端部を第2アーム2に連結し、バランサのロッド13の端部はリンク4bに連結してある。ここで用いるバランサ5は、後述の図9に示したもので、皿バネ12bが伸びきった後は、バネ抑え部14とロッド13がシリンダ11内を自由に移動し介助はしない。垂直回動関節23aの裏側にあるモータ部3と不図示の垂直回動関節23b内のモータ部が起動しロボット40が立ち上がる際、第1アーム1と第2アーム2とが上方に回動すると、これに平行して設けられているリンク4aが垂直回動関節23bと同心軸のリンク装置7を押し、リンク装置7は第2アーム2に平行して設けられているリンク4bを押し、支台8を押して第2アーム2を起こしている。ここでバランサ5が、リンク4bの平行運動を押すように配置され第2アーム2の回動を介助する。
FIG. 4B is a left side view of the robot provided with the
図4(b)の垂直回動関節23c近傍に示したバランサ装置32について説明する。ここでは、支台8と第2アーム2の上部とをバランサ5と連結部材17で連結し、第2アーム2の回動を介助する。リンク4bは、リンク駆動部7の回動に伴い支台8を昇降させるが、支台8と第2アーム2とに連結したバランサ装置32は上方への回動を介助する。これによりモータ部3を配設されていない垂直回動関節23cは、支台8は水平を維持しながら垂直に上昇する。
尚、図4(a)、(b)ではバランサ装置32を、3箇所すべての垂直回動関節部に配設したが、いずれかの1箇所ないし2箇所に配設してもよい。
The
In FIGS. 4A and 4B, the
例えば図5において、本発明でバランサ装置32は、バランサ5と連結部材17と駆動すべき第1アーム1に固定されたピン31と、これを案内するための連結部材17に施した円弧状長穴30とからなる構成体を指す。さらにバランサ5は、不図示のバネ12を内臓し取付け部29aを有するシリンダ11と、シリンダ内にあるバネ抑え部14と、バネ抑え部14に固定され反対側に取付け部29bを有するロッド13とからなる。ここでモータ部3としては、不図示の減速機とサーボモータとを組み合わせて構成している。
For example, in FIG. 5, the
本発明の介助装置の代表例として図5に、垂直回動関節23aの近傍で、第1アーム1と基台10との間に設けたバランサ装置32とモータ部3とを示す。連結部材17に施した円弧状長穴30の円弧中心軸は、連結部材17の回動中心と、第1アーム1の回動中心である垂直回動関節23aと共に、同心軸状に基台10に連結されている。この連結部材17は円弧状長穴30と第1アーム1に固定されたピン31とが許容する範囲で垂直回動する。連結部材17に設けた固定軸34にバランサ5のロッド端を連結し、シリンダ側の他端は基台10の下部に設けた固定軸33に連結する。本実施例では、最低角の0度(水平)から60度まで、ピン31が円弧状長穴30の最低部位に支持されて、モータ部3を介助して第1アーム1を上方に向けて回動させる。最大介助角度60度を超えるとモータ部3のみの力により第1アーム1を回動させる。この際、最大角度以上ではバランサ5は伸びないため、第1アーム1を引っ張らないようにするために、ピン31が円弧状長穴30内を自由な状態で案内される。本実施例では前記最大角度60度から88度まで、第1アーム1に固定されたピン31が円弧状長穴30内を移動する。
As a representative example of the assistance device of the present invention, FIG. 5 shows the
図6に本発明の一例として、図4におけるロボット40の作業装置24の下にある垂直回動関節23c近傍における第2アーム2の回動とバランサ装置32の介助の動作状況を示す。図6(a)は作業装置24が最低位置の水平状態にある場合で、バランサ5のロッド13は、シリンダ11の中に隠れバネを最も圧縮し露出していない。この時、円弧状長穴30の最上端に、第2アーム2に固定されたピン31が接触し、連結部材17の端部に連結したバランサは、最も大きな応力をピン31を通して第2アーム2に負荷している。図6(b)では、リンク4bによって伝達される応力により第2アーム2が水平の0度から60度までの間の角度θをなす状況では、円弧状長穴30の最上端にピン31が接触したまま、第2アーム2の回動をバランサ5のロッド13が伸張することによって介助する。ここで回動角度θが図5と同様、0度から60度の間をバランサ5が介助する。図6(c)では、第2アーム2の回動角度θが60度をこえた場合である。この状況では、バランサ5のロッド13は最大に伸びきり、リンク4bの伝達する応力によってのみ水平に保つように支台8が回動され、これに固定されたピン31は円弧状長穴30内を移動し、これに応じて連結部材17は垂直回動関節23cと同心軸にθが88度まで回動する。
As an example of the present invention, FIG. 6 shows the operation state of the rotation of the
本発明のバランサ5はクリーン環境で使用する。この一例としての図7は、前記図5にも示したバランサ5の断面図を示したもので、換気構造を設けて塵埃をクリーン環境に出さないようにすることができる。バランサ5は、シリンダ11と内部にあるバネ12bとバネ抑え部14に固定したロッド13とからなるが、ロッドが移動する際、シリンダ11内に空気が出入りする。この際、内部でバネ12bが摩擦して発塵するため、吸気口26から新鮮空気を吸い込み、排気管28を真空に引いて、塵埃無害な外部環境へ排気する。図7にバランサ5の内部構造を示す。ここではバネとして複数の皿バネ12bをシリンダ11内に収納し、皿バネ12bと連結するバネ抑え部14には通気口16bを設け、吸気口26から入った空気は、隙間をもたせた皿バネ12bの近傍を通って排気管28に達し排出される。バランサ5の取付け部29a、29bは、基台、支台、アーム、リンクのいずれかに連結されるが、上下どちらにしても許容される。
The
図8は、一箇所ある吸気口にフィルタ27を取付け、ロッドの運動に伴い空気が出入りする通気口16とした本発明のバランサである。ここで用いるフィルタは、粒子径0.1μmの以上の塵埃を99.99%以上遮断することが好ましく、HEPAフィルタ、ULPAフィルタ、メンブレンウルトラフィルタ、金属微粒子焼結体、セラミック焼結体、各種微粒子の多孔質接着体など公知の材料でよい。
FIG. 8 shows a balancer according to the present invention, in which a
図9は、取付け部29dをシリンダ11の側部に取付けた本発明のバランサ5の断面図である。ロッド端の取付け部29bとシリンダの取付け部29dとの距離に比べて、シリンダ11とロッド13の長さを大きく取る事ができ、長い介助距離が要求される場合に対応する。シリンダ11内には、皿バネ12bを多く用いロッド13の伸張距離と収縮時の大きい応力を実現させている。尚、ここでは前記図8と同様に、通気口16にフィルタ27を取付け、クリーン環境に塵埃を出さないように配慮している。
FIG. 9 is a cross-sectional view of the
図10は、本発明のバランサ装置32の他の例を示す。ここでは、皿バネ12bが圧縮されている間は介助力を発揮するが、伸びきった後は、バネ抑え部14が固定されたロッドが、シリンダ11内を自由に往復できる空間35を有する例である。図5で示したバランサ装置のような円弧状長穴30とピン31を用いないで、これと同様な作用を行うことができる。
FIG. 10 shows another example of the
図11には、前記図9に示し、シリンダ11とロッド13の長さを大きく取った本発明のバランサ5を使用したロボットを示す。ここでは第1アーム1を水平以下(負の角度)まで下げる事ができ、第2アーム2の先端には作業装置24の一例として塗装ガンを取付けた。このロボットは、第1アーム1を−30度から120度までの範囲を回動させることができ、そのうち−30度から60度までの回動を介助する。図11で連結部材17の円弧状長穴30は、第1アーム1が垂直(90度)を超えて不図示の120度まで、即ち、紙面に向かって左側30度まで回動できるように設計されている。但し、90度を超えて第1アーム1を回動させるとこれが自重で倒れるため、垂直回動関節23内に設けられたモータ部の出力は90度で自動的に逆転させる必要がある。
FIG. 11 shows a robot using the
一般にバネの反発応力は収縮距離に比例するので、収縮距離を求めれば応力を計算する事ができる。図12において、回動半径Rの第1アーム1の回動軸(図5では23a)中心をO,バランサ5の基台10への取付け部(図5では33)の中央をQ,第1アーム1に取付けたピン31の中央位置(図5では34)をPとし、OQの水平OHに対する角度をα、第1アーム1OPの水平OHに対する回動角度をθとすると、変数はバランサの長さPQと回動角度θで、距離OPと距離OQとは一定である。図12のP点を半径Rの円周上を移動させて、距離PQを図上計算すると、PQは、回動角度θの−45度から70度の範囲でθに対して非常にゆるいカーブを描くが、ほぼ直線に近似できる事がわかる。長さPQの圧縮量はバランサの反発応力に正比例するから、第1アーム1に与える回動トルクも、回動角度θに対してほぼ直線とみることができる。
In general, the repulsive stress of a spring is proportional to the contraction distance, and therefore the stress can be calculated by obtaining the contraction distance. In FIG. 12, the center of the rotation axis (23a in FIG. 5) of the first arm 1 having the rotation radius R is O, the center of the attachment portion (33 in FIG. 5) to the
図13に、モータの必要トルクを図示する。ここでは、回動角θが0度のとき、搬送物なしの場合の必要トルクにバランサの介助トルクを一致させて設計している。水平位置にあるアームを回動させ始めるトルクを1とすると、アームの回動に必要なトルクは、cosθと表わされ、図13の曲線「全揚力」となる。他方、バランサの介助トルクは、前述のように直線的に変化し、θが60度でバランサのバネが伸びきるように設計すると、ここで介助力は0となるので、図13の直線「バランサ」となる。従って、バランサの介助は図13のabとなり、モータが出力すべきトルクはbcとなり、これを改めて曲線「モータ」として描くと、モータの出力は、最大値の1/2以下でよいことが解る。尚、本実施例では、アームの回動が停止した場合は、モータが電磁ブレーキの作用を発揮するように設計されている。ここでの揚力とは、モータのトルクやバランサの反発力により発生する、上向きに働く力を指す。 FIG. 13 shows the required torque of the motor. Here, when the rotation angle θ is 0 degree, the balancer assistance torque is made to coincide with the required torque when there is no conveyed object. Assuming that the torque at which the arm in the horizontal position starts to rotate is 1, the torque necessary for the rotation of the arm is represented as cos θ, and is the curve “total lift” in FIG. On the other hand, the assisting torque of the balancer changes linearly as described above, and if the design is such that θ is 60 degrees and the spring of the balancer is extended, the assisting force is zero here. " Therefore, the assistance of the balancer is ab in FIG. 13, and the torque to be output by the motor is bc. If this is again drawn as a curve “motor”, it can be understood that the output of the motor may be less than or equal to ½ of the maximum value. . In this embodiment, the motor is designed so as to exert an electromagnetic brake action when the rotation of the arm stops. The lift here refers to a force acting upward generated by the torque of the motor or the repulsive force of the balancer.
図14は、前記図11のロボットの場合について前述と同様な方法で考察し、図上計算した例である。アームの回動可能角度θが−30度(直線0E)から120度(直線0F)まで、合計150度の全可動範囲のうち、−30度から60度までの全90度間をバランサが介助する。ここでは、−30度でのアームを回動させる必要トルクとバランサの介助トルクとを一致させて設計している。同様に、バランサの介助トルクはabとなり、モータが出力すべきトルクは、bcとなり、θが−30度から120度の範囲にわたって、最大値の60%程度以下で良い事が解る。 FIG. 14 shows an example in which the case of the robot shown in FIG. 11 is considered and calculated in the same manner as described above. The balancer assists the entire 90 degree range from -30 degrees to 60 degrees out of the total movable range of 150 degrees, with arm rotation angle θ ranging from -30 degrees (straight line 0E) to 120 degrees (straight line 0F). To do. Here, the required torque for rotating the arm at −30 degrees is matched with the assist torque of the balancer. Similarly, the assisting torque of the balancer is ab, the torque to be output by the motor is bc, and it can be understood that θ may be about 60% or less of the maximum value over a range of −30 degrees to 120 degrees.
図15には、前述の新規なバランサ装置32を備えたクリーン環境用処理装置60の一つである大型平面表示パネル用レジスト膜現像装置の例を示す。現像は液体処理工程であるから、現像液が漏れないようにするために蓋59は上部に取付けられている。この蓋59の開閉は、この蓋59に固定した垂直回動軸23dを中心に水平(0度)から75度までの範囲で、蓋59の反対側に設けたリンク4cの先端と、処理装置50本体下部に設けた取付け台44との間に連結したエアシリンダ43の伸縮により駆動される。エアシリンダ43にはその円筒部の上端と下端に設けた配管によりほぼ一定圧力の圧搾空気を導入して伸縮させるため、リンク4cを牽引する力もほぼ一定である。
FIG. 15 shows an example of a resist film developing apparatus for a large-sized flat display panel, which is one of the clean
そのため、エアシリンダ43による蓋59の回動を介助するために、本例では、バランサ装置32を回動軸近傍に設けた。即ち、垂直回動軸23dと同心軸に連結部材17が独立して回動するように連結する。この連結部材17に設けられた円弧状長穴30に嵌合したピン31を直角にバランサ5のロッド13先端の取付け部29aに固定し、バランサ5のシリンダ11の取付け部29bは処理装置50本体に連結する。ここではバランサ5は、蓋59の回動初期の0度から45度までピン31が円弧状長穴30の上端に接して介助し、45度から75度まではエアシリンダ43単独でリンク4cを引いて蓋59を回動させている。
Therefore, in order to assist the rotation of the
本発明は、前述の新規なバランサ装置32を有するロボット40を備えた薄板状物製造設備をも含む。例えば、図16に示す液晶パネルの製造工程において、カセット台54上に載置され複数の棚段に大型ガラス基板を収納したカセット53と、本発明のロボット40と、処理装置50とをこの順に並べて配置する。さらに、前記に配置された装置は、送風機を有するフィルタユニット52を備えたクリーンブース55内に収納し、大型ガラス基板を収納したカセット53は、その近傍に設けたクリーンブースドア58を通して、不図示のカセット搬送装置により搬入搬出される。クリーンブース55内には、フィルタユニット52から供給される清浄空気が層流状態を保ちながら供給され、その下部に設けた排気口56から排出される。
The present invention also includes a thin plate manufacturing apparatus equipped with the
本発明のロボット40は台車42上に設置され、複数のカセット台54の前に移動できるようにレール41(X軸という)によって導かれる。このようなクリーン環境下で、ロボット40は、カセット53の棚間にエンドエフェクタ22bを直線運動(Y方向)させて挿入し、これを少し持ち上げて(Z軸方向)ガラス基板57を載置し、第3アーム20を回動させて連動する前記エンドエフェクタ22bをカセット53から引き出し、22aと22bとが重なる状態(ホームポジションという)で旋回部9を回動させてエンドエフェクタを180度旋回させ、X軸上を処理装置50の前までロボット40を移動させる。処理装置ドアが開くのを待ってエンドエフェクタ22bは伸張しないままエンドエフェクタ22aを直進させ、Z軸を少し持ち上げ処理装置50内部の処理済みガラス基板を22aに載置してホームポジションまで直線的にもどし、代わって、エンドエフェクタ22bを伸張させて、新しいガラス基板57を処理装置50内に挿入して載置し、エンドエフェクタ22bをホームポジションにもどすと処理装置ドアがしまって処理が始まる。エンドエフェクタ22a、22bが上下に重なった状態で再び180度旋回し、必要に応じてX軸上を移動して所定のカセット53の前まで行き、処理済基板をそのカセット53に処理済ガラス基板を収納する。以上の一連の動作を繰り返し行ってガラス基板を処理していく。
The
図16では、カセット53は2段積みとしたが、カセットも大型になると強度、重量に問題がでる場合は3段に分割して上下に重ねてもよい。逆に、強度に問題が無ければ、1段であってもよい。また、カセット台54は、紙面に奥にも配置し複数台設けることができる。また、処理装置50としては、レジスト塗布装置、露光装置、現像装置、化学エッチング装置、プラズマCVD装置、プラズマアッシング装置、プラズマRIE装置、熱処理装置、熱酸化装置、金属蒸着装置などがある。また、クリーン環境として、クリーンブース55は用いず、0.3μm塵埃についてクラス100以下の薄板状物製造設備以外の装置も据え付ける事のできる大きなクリーンルームを利用してもよい。しかし、0.3μmクラス100程度のクリーンルーム内に前記クリーンブース55を設置して、その中は0.1μmクラス10以下の高清浄環境を保つ事が好ましい。
In FIG. 16, the cassettes 53 are stacked in two stages. However, if there are problems with strength and weight when the cassettes are large, they may be divided into three stages and stacked one above the other. Conversely, if there is no problem in strength, it may be one stage. Further, a plurality of cassette stands 54 can be provided in the back of the sheet. Examples of the
本発明は、新規または公知のバランサ5による新規なバランサ装置32によって大型であって省エネルギー型、且つ、クリーン環境対応のロボット40を提供する。これによって、従来の塗装用や溶接用のロボットとしてのみならず、近年ますます大型化する第6世代、第7世代、第8世代の液晶パネルの製造工程や、大型プラズマディスプレーの製造工程などに利用され、それらの製造に貢献する。また本発明では、ロボット40のみならず、これを用いてクリーン環境での薄板状物の製造設備を提供する。また、本発明のバランサ5のうち皿バネを用いた場合は、少ない変位に対し大きな応力変化がえられ、本発明の垂直回動装置の介助に最適である他に、発塵防止装置を備えたクリーン仕様のバランサ5は、クリーンルーム内の各種機器、例えば水平蓋の開閉介助などにも応用できる。また、本発明のバランサ装置32は、クリーン仕様の不要な建設機械、塗装ロボット、組み立てロボット、その他回動する重量機械部分の介助にも応用できる。
The present invention provides a
1 第1アーム
2 第2アーム
3 モータ部
4 リンク
5 バランサ
6 空気供給ユニット
7 リンク駆動部
8 支台
9 旋回部
10 基台
11 シリンダ
12 バネ
13 ロッド
14 バネ抑え部
15 給排気管
16 通気口
17 連結部材
18 チルト装置
19 支持筒
20 第3アーム
21 第4アーム
22 エンドエフェクタ
23 垂直回動関節
24 作業装置
25 ボルト・ナット
26 吸気口
27 フィルタ
28 排気管
29 取付け部
30 円弧状長穴
31 ピン
32 バランサ装置
33 固定軸
34 連結部材固定軸
35 空間
40 ロボット
41 レール
42 台車
43 エアシリンダ
44 取付け台
45 エア配管
50 処理装置
51 処理装置ドア
52 フィルタユニット
53 カセット
54 カセット台
55 クリーンブース
56 排気口
57 ガラス基板
58 クリーンブースドア
59 蓋
60 クリーン環境用処理装置
61 カセット載置台
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (12)
前記二つの部材に連結されて前記第1の部材の前記離反運動を介助するバランサを有するバランサ装置において、
前記第1の部材の前記離反運動範囲の一部を介助することを特徴とする、バランサ装置。 A first member and a second member that move toward and away from each other;
In the balancer device having a balancer connected to the two members and assisting the separation movement of the first member,
The balancer device assists a part of the separation movement range of the first member.
前記垂直回動の軸に同心軸状に連結または固定された連結部材と、
一端が前記連結部材に連結し他端が前記第2の部材に連結したバランサと、
前記連結部材に施され前記同心軸を中心とする円弧状長穴と、
前記円弧状長穴に嵌合するピンとからなり、
前記ピンは前記第1の部材又は前記バランサの一端に連結または固定されていること
を特徴とする、請求項1に記載のバランサ装置。 The approaching and separating movements are vertical pivoting movements,
A connecting member connected or fixed concentrically to the vertical rotation shaft;
A balancer having one end connected to the connecting member and the other end connected to the second member;
A circular arc-shaped hole centered on the concentric shaft provided on the connecting member;
It consists of a pin that fits into the arc-shaped elongated hole,
The balancer device according to claim 1, wherein the pin is connected or fixed to one end of the first member or the balancer.
前記弾性体抑え部が前記弾性体部から離れて前記筒状部の内部で自由に移動できる空間が設けられていることを特徴とする、請求項1に記載のバランサ装置。 In a balancer device having a balancer composed of at least a cylindrical part having an attachment part, an elastic body part, and a rod having an attachment part fixed to the elastic body holding part,
The balancer device according to claim 1, wherein a space is provided in which the elastic body restraining portion can move freely inside the cylindrical portion away from the elastic body portion.
を特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載のバランサ装置。 The balancer device according to any one of claims 1 to 3, wherein the elastic body portion of the balancer includes at least one disc spring.
前記介助される前記第1の部材の前記垂直回動の角度範囲が、水平位置に対して−45度から+70度であることを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載のバランサ装置。 The approaching and separating movements are vertical pivoting movements,
The balancer according to any one of claims 1 to 4, wherein an angle range of the vertical rotation of the assisted first member is -45 degrees to +70 degrees with respect to a horizontal position. apparatus.
前記第1の部材と垂直回動の中心軸を共有する第2の部材と、
前記第1の部材を回動させるための少なくとも1つモータ部と、
前記第1の部材の上端または他の垂直回動する部材の上端に設けた作業装置と、
少なくとも前記モータ部の運動を制御する手段と、を有するロボットにおいて、
請求項1から5いずれかに記載のバランサ装置を備えることを特徴とする、ロボット。 A first member that pivots vertically to move up and down;
A second member sharing a central axis of vertical rotation with the first member;
At least one motor unit for rotating the first member;
A working device provided at an upper end of the first member or an upper end of another vertically rotating member;
A robot having at least means for controlling the movement of the motor unit,
A robot comprising the balancer device according to claim 1.
前記筒状部の内部から排出される空気を塵埃無関係領域に導くための配管と、
前記筒状部側面にもうけた吸気口と
を有することを特徴とする、バランサ。 At least in a cylindrical balancer composed of a cylindrical part having an attachment part, an elastic body part, and a rod fixed to the spring holding part and having an attachment part,
A pipe for guiding the air discharged from the inside of the cylindrical part to the dust-independent region;
A balancer having an intake port provided on a side surface of the cylindrical part.
前記筒状部の内部に出入する空気の通気口にフィルタを設けることを特徴とする、バランサ。 At least in a cylindrical balancer composed of a cylindrical part having an attachment part, an elastic body part, and a rod fixed to the spring holding part and having an attachment part,
A balancer, wherein a filter is provided in an air vent that enters and exits the inside of the cylindrical portion.
前記筒状部の側面に回動軸である取付け部を設けることを特徴とする、バランサ。 At least in a cylindrical balancer composed of a cylindrical part having an attachment part, an elastic body part, and a rod fixed to the spring holding part and having an attachment part,
A balancer, wherein a mounting portion that is a rotation shaft is provided on a side surface of the cylindrical portion.
A thin plate manufacturing apparatus, comprising the robot according to any one of claims 6, 10, and 11.
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007080988A1 (en) * | 2006-01-13 | 2007-07-19 | Nabtesco Corporation | Joint mechanism |
EP1905551A1 (en) * | 2006-09-27 | 2008-04-02 | Abb Ab | Industrial robot with pressurized air supply in balancing device |
JP2009262297A (en) * | 2008-04-28 | 2009-11-12 | Yaskawa Electric Corp | Industrial robot and method of operating the same |
JP2011025335A (en) * | 2009-07-23 | 2011-02-10 | Yaskawa Electric Corp | Robot |
JP2011099507A (en) * | 2009-11-05 | 2011-05-19 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Reduction gear |
WO2015098094A1 (en) | 2013-12-25 | 2015-07-02 | 川崎重工業株式会社 | Balancer device |
US10036841B2 (en) | 2006-03-24 | 2018-07-31 | Zeon Corporation | Lengthy stretched film, and manufacturing method and use thereof |
WO2018189823A1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-10-18 | 株式会社Fuji | Device for acquiring data from assisting device |
JP2020093342A (en) * | 2018-12-12 | 2020-06-18 | 川崎重工業株式会社 | Multi-joint robot |
JP7425701B2 (en) | 2020-09-16 | 2024-01-31 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | Board transfer device |
-
2004
- 2004-05-10 JP JP2004140361A patent/JP2005319550A/en active Pending
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007080988A1 (en) * | 2006-01-13 | 2007-07-19 | Nabtesco Corporation | Joint mechanism |
US7971503B2 (en) | 2006-01-13 | 2011-07-05 | Nabtesco Corporation | Joint mechanism |
JP4903719B2 (en) * | 2006-01-13 | 2012-03-28 | ナブテスコ株式会社 | Joint mechanism |
KR101233960B1 (en) | 2006-01-13 | 2013-02-22 | 나부테스코 가부시키가이샤 | Joint mechanism |
US10036841B2 (en) | 2006-03-24 | 2018-07-31 | Zeon Corporation | Lengthy stretched film, and manufacturing method and use thereof |
US9221182B2 (en) | 2006-09-27 | 2015-12-29 | Abb Ab | Industrial robot with pressurized air supply in balancing device |
EP1905551A1 (en) * | 2006-09-27 | 2008-04-02 | Abb Ab | Industrial robot with pressurized air supply in balancing device |
WO2008037702A1 (en) * | 2006-09-27 | 2008-04-03 | Abb Ab | Industrial robot with pressurized air supply in balancing device |
CN101505926B (en) * | 2006-09-27 | 2012-12-12 | Abb公司 | Industrial robot with pressurized air supply in balancing device |
JP2009262297A (en) * | 2008-04-28 | 2009-11-12 | Yaskawa Electric Corp | Industrial robot and method of operating the same |
JP2011025335A (en) * | 2009-07-23 | 2011-02-10 | Yaskawa Electric Corp | Robot |
JP2011099507A (en) * | 2009-11-05 | 2011-05-19 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Reduction gear |
WO2015098094A1 (en) | 2013-12-25 | 2015-07-02 | 川崎重工業株式会社 | Balancer device |
KR20160091370A (en) | 2013-12-25 | 2016-08-02 | 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 | Balancer device |
US10391642B2 (en) | 2013-12-25 | 2019-08-27 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Balancer device |
WO2018189823A1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-10-18 | 株式会社Fuji | Device for acquiring data from assisting device |
JP2020093342A (en) * | 2018-12-12 | 2020-06-18 | 川崎重工業株式会社 | Multi-joint robot |
JP7346023B2 (en) | 2018-12-12 | 2023-09-19 | 川崎重工業株式会社 | articulated robot |
JP7425701B2 (en) | 2020-09-16 | 2024-01-31 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | Board transfer device |
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