JP2007130734A - 上下機構を備えた搬送ロボット - Google Patents
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Abstract
【課題】液晶などの搬送ロボットにおいて、剛性を向上させた上下機構を提供することよって、ロボットの倒れを防止できるようにする。また、剛性を向上させることにより、上下機構の加減速時間を短縮することで、ロボットのサイクルタイムを減少させる
【解決手段】上下機構には、水平方向に延在するベースアームと、その両端部に鉛直方向に立設された２本の上下軸アームと、２本の上下軸アームの各々に設けられた上下案内手段と、からなる複数の上下軸スライダ１７、１８、１９を設けると共に、複数の上下軸スライダは、各々のベースアームの両端部が、他の上下軸スライダの上下案内手段に順次接続され、ベースアームには、前記２本の上下軸アームの各々に設けられた上下案内手段を駆動する駆動手段を設けた。
【選択図】図１
【解決手段】上下機構には、水平方向に延在するベースアームと、その両端部に鉛直方向に立設された２本の上下軸アームと、２本の上下軸アームの各々に設けられた上下案内手段と、からなる複数の上下軸スライダ１７、１８、１９を設けると共に、複数の上下軸スライダは、各々のベースアームの両端部が、他の上下軸スライダの上下案内手段に順次接続され、ベースアームには、前記２本の上下軸アームの各々に設けられた上下案内手段を駆動する駆動手段を設けた。
【選択図】図１
Description
本発明は、半導体や液晶を製造する基板等を搬送するロボットであって、特にロボットのアームを上下させる上下機構の構成に関するものである。
液晶などの搬送用ロボットは、設置効率よく工場に配置されるため、設置スペースを小さくしたいが、広い動作範囲も確保しなくてはならないという要求が高い。よって、ロボットの全高が低くできるものの、上下ストロークは長く確保し、動作範囲を確保したい。
このような要求から、従来の液晶などの搬送用ロボットに適用される上下機構には、例えば伸縮するリンク式のものが適用されている。これは、安川電機製液晶搬送用クリーンロボットなどに採用されている。つまり、上下方向に動作可能なリンクをアームによって構成し、モータによってリンクを動作させるものである。リンク式の上下機構であれば、リンクの縮小時にはロボットの全高が低く抑えられ、伸長時には高い位置でワークを搬送できる。
また、上下機構には、ワークを搭載し得るフォークを有するアームユニットが搭載されている。アームユニットは、水平方向に動作し、カセットや所望の搬送位置にフォークを接近させることができる。アームユニットの構成は、リンク式やリニアモータ式をはじめ、様々な動作機構が既に公知となっている。そして、上下機構とアームユニットと、更に上下機構を旋回させる機構とを組み合わせることで、アームユニットに搭載したワークを所望の位置に搬送している。
このような要求から、従来の液晶などの搬送用ロボットに適用される上下機構には、例えば伸縮するリンク式のものが適用されている。これは、安川電機製液晶搬送用クリーンロボットなどに採用されている。つまり、上下方向に動作可能なリンクをアームによって構成し、モータによってリンクを動作させるものである。リンク式の上下機構であれば、リンクの縮小時にはロボットの全高が低く抑えられ、伸長時には高い位置でワークを搬送できる。
また、上下機構には、ワークを搭載し得るフォークを有するアームユニットが搭載されている。アームユニットは、水平方向に動作し、カセットや所望の搬送位置にフォークを接近させることができる。アームユニットの構成は、リンク式やリニアモータ式をはじめ、様々な動作機構が既に公知となっている。そして、上下機構とアームユニットと、更に上下機構を旋回させる機構とを組み合わせることで、アームユニットに搭載したワークを所望の位置に搬送している。
しかしながら、従来のリンク式の上下機構とアームユニットとを組み合わせた搬送ロボットでは、上下機構がリンク式の構造であるために、その剛性が確保できず、特に上下機構が伸長し、更にアームユニットのフォークを伸長させて、ワークを搭載したときに、上下機構に多大なモーメントがかかり、フォークが傾斜（倒れる）するという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、剛性を向上させた上下機構を提供することよって、その倒れを防止できるようにする。また、剛性を向上させることにより、上下機構の加減速時間を短縮できるので、ロボットのサイクルタイムを減少させることができる。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、剛性を向上させた上下機構を提供することよって、その倒れを防止できるようにする。また、剛性を向上させることにより、上下機構の加減速時間を短縮できるので、ロボットのサイクルタイムを減少させることができる。
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、ワークを搭載するフォークを水平方向に移動させるアームユニットと、前記アームユニットを搭載して鉛直方向に移動させる上下機構と、を有する搬送ロボットであって、前記上下機構は、水平方向に延在するベースアームと、前記ベースアームの両端部に鉛直方向に立設された２本の上下軸アームと、前記２本の上下軸アームの各々に設けられた上下案内手段と、からなる複数の上下軸スライダを有し、前記複数の上下軸スライダは、前記ベースアームの各々の両端部が、他の上下軸スライダの前記上下案内手段に接続された多段構成であると共に、最上段の前記上下軸スライダの前記２本の上下軸アームに前記アームユニットが接続され、前記ベースアームには、前記２本の上下軸アームの各々に設けられた上下案内手段を駆動する駆動手段が設けられていることを特徴とする搬送ロボットとするものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記複数の上下軸スライダのうち最下の上下軸スライダの前記ベースアームには、該最下の上下軸スライダを鉛直軸まわりに回転可能に支持する旋回機構が設けられた請求項１記載の搬送ロボットとするものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１記載の搬送ロボットにおける動作方法であって、前記上下機構を上昇動作させる際、前記複数の上下軸スライダのうち最上段の前記上下軸スライダを上昇させ、前記最上段の上下軸スライダが所定の距離を上昇した後に、前記最上段の上下軸スライダに接続されている直下の上下軸スライダを上昇させるステップを繰り返すことで、順次鉛直方向上側のスライダから上昇させることとした請求項１記載の搬送ロボットにおける動作方法とするものである。
請求項１に記載の発明は、ワークを搭載するフォークを水平方向に移動させるアームユニットと、前記アームユニットを搭載して鉛直方向に移動させる上下機構と、を有する搬送ロボットであって、前記上下機構は、水平方向に延在するベースアームと、前記ベースアームの両端部に鉛直方向に立設された２本の上下軸アームと、前記２本の上下軸アームの各々に設けられた上下案内手段と、からなる複数の上下軸スライダを有し、前記複数の上下軸スライダは、前記ベースアームの各々の両端部が、他の上下軸スライダの前記上下案内手段に接続された多段構成であると共に、最上段の前記上下軸スライダの前記２本の上下軸アームに前記アームユニットが接続され、前記ベースアームには、前記２本の上下軸アームの各々に設けられた上下案内手段を駆動する駆動手段が設けられていることを特徴とする搬送ロボットとするものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記複数の上下軸スライダのうち最下の上下軸スライダの前記ベースアームには、該最下の上下軸スライダを鉛直軸まわりに回転可能に支持する旋回機構が設けられた請求項１記載の搬送ロボットとするものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１記載の搬送ロボットにおける動作方法であって、前記上下機構を上昇動作させる際、前記複数の上下軸スライダのうち最上段の前記上下軸スライダを上昇させ、前記最上段の上下軸スライダが所定の距離を上昇した後に、前記最上段の上下軸スライダに接続されている直下の上下軸スライダを上昇させるステップを繰り返すことで、順次鉛直方向上側のスライダから上昇させることとした請求項１記載の搬送ロボットにおける動作方法とするものである。
本発明によれば、上下軸が鉛直方向の多段スライド式となっているため、各段を下方にスライドさせれば、ロボット全体の全高を非常に低く抑えることができる。
また、各段のスライドの上下軸アームが２本あるため、上下機構の上部に備えられたアームユニットを、分担して支持できるため、アームユニットが伸長してワークを把持しても、上下機構が倒れにくくなっている。
また、スライドの各段は、ベースアームにて連結されているため、剛性が強く、更に機構の倒れ防止に効果がある。
また、上下機構の所定の位置に旋回機構を設けているので、上下機構と共にアームユニットも旋回可能となって、広い動作範囲が確保できる。
また、上下機構を上方に動作させる際、複数のスライダのうち、最上段のスライダから動作させるように制御するので、上下機構が倒れることなく、更に上下動作の加速減速時間が短くできるため、サイクルタイムが短縮される。
また、各段のスライドの上下軸アームが２本あるため、上下機構の上部に備えられたアームユニットを、分担して支持できるため、アームユニットが伸長してワークを把持しても、上下機構が倒れにくくなっている。
また、スライドの各段は、ベースアームにて連結されているため、剛性が強く、更に機構の倒れ防止に効果がある。
また、上下機構の所定の位置に旋回機構を設けているので、上下機構と共にアームユニットも旋回可能となって、広い動作範囲が確保できる。
また、上下機構を上方に動作させる際、複数のスライダのうち、最上段のスライダから動作させるように制御するので、上下機構が倒れることなく、更に上下動作の加速減速時間が短くできるため、サイクルタイムが短縮される。
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図１に示すように、クリーンルーム内でガラス液晶基板などの薄板ワークを、カセットや装置間にて搬送する液晶搬送ロボットの上下軸に本発明を適用した場合について説明する。図１は本ロボットの正面図であり、図２は図１におけるＡＡ断面の矢視図である。
本ロボットはアームユニットとして、ワークを把持させるための前後軸第１アームユニット１０と、更に別のワークを把持させるための前後軸第２アームユニット１１を備えている。これらは、詳細に説明しないが、図の前後にフォークを前後させることができる機構である。フォークにワークを搭載または把持することができる。前後軸第２アームユニット１１は、略コの字形状の部材に吊られるように支持されている。一方、前後軸第１アームユニット１０は、略コの字部材を支持する第４ベースアーム１２に支持されている。これら前後軸第２アームユニット１１と前後軸第１アームユニット１０の、各々のフォークが上下に整列するように、それぞれのアームユニットは位置している。
本ロボットはアームユニットとして、ワークを把持させるための前後軸第１アームユニット１０と、更に別のワークを把持させるための前後軸第２アームユニット１１を備えている。これらは、詳細に説明しないが、図の前後にフォークを前後させることができる機構である。フォークにワークを搭載または把持することができる。前後軸第２アームユニット１１は、略コの字形状の部材に吊られるように支持されている。一方、前後軸第１アームユニット１０は、略コの字部材を支持する第４ベースアーム１２に支持されている。これら前後軸第２アームユニット１１と前後軸第１アームユニット１０の、各々のフォークが上下に整列するように、それぞれのアームユニットは位置している。
上記アームユニット１０、１１を下方から支持するのが上下動作機構１３である。以下、上下機構について説明する。
本ロボットの上下軸機構１３は、図１の下方から、上下軸スライダ１段目１７と、上下軸スライダ２段目１８と、上下軸スライダ３段目１９とから構成される。各々のスライドアーム部は、上方に開口した略コの字形状となっている。
上下軸スライダ１段目１７は、水平方向の第１ベースアーム７と、第１ベースアーム７の両端に垂直に支持されている上下軸第１アーム１と上下軸第４アーム４とから構成される。
上下軸スライダ２段目１８は、水平方向の第２ベースアーム８と、第２ベースアーム８の両端に垂直に支持されている上下軸第２アーム２と上下軸第５アーム５とから構成される。
上下軸スライダ３段目１９は、水平方向の第３ベースアーム９と、第３ベースアーム９の両端に垂直に支持されている上下軸第３アーム３と上下軸第６アーム６とから構成される。
本ロボットの上下軸機構１３は、図１の下方から、上下軸スライダ１段目１７と、上下軸スライダ２段目１８と、上下軸スライダ３段目１９とから構成される。各々のスライドアーム部は、上方に開口した略コの字形状となっている。
上下軸スライダ１段目１７は、水平方向の第１ベースアーム７と、第１ベースアーム７の両端に垂直に支持されている上下軸第１アーム１と上下軸第４アーム４とから構成される。
上下軸スライダ２段目１８は、水平方向の第２ベースアーム８と、第２ベースアーム８の両端に垂直に支持されている上下軸第２アーム２と上下軸第５アーム５とから構成される。
上下軸スライダ３段目１９は、水平方向の第３ベースアーム９と、第３ベースアーム９の両端に垂直に支持されている上下軸第３アーム３と上下軸第６アーム６とから構成される。
上下軸スライダ１段目１７には、第１ベースアーム７内に内蔵された駆動モータ１４と、これにプーリなどを介して接続されたベルト２０とベルト２１と、更にこれらベルトによって回転されるボールネジ２６とボールネジ２７とが、上下軸第１アーム１と上下軸第４アーム４とに備えられている。また、上下軸第１アーム１と上下軸第４アーム４には、鉛直方向に案内するリニアガイド３５とリニアガイド３６とが設置されている。このリニアガイド３５、３６とボールネジ２６、２７とに、第２ベースアーム８の両端部が接続されている。よって、駆動モータ１４の回転によって、上下軸スライダ２段目１８は上下動作が可能となっている。
上下軸スライダ２段目１８には、第２ベースアーム８内に内蔵された駆動モータ１５と、これにプーリなどを介して接続されたベルト２２とベルト２３と、更にこれらベルトによって回転されるボールネジ２８とボールネジ２９とが、上下軸第２アーム２と上下軸第５アーム５とに備えられている。また、上下軸第２アーム２と上下軸第５アーム５には、鉛直方向に案内するリニアガイド３７とリニアガイド３８とが設置されている。このリニアガイド３７、３８とボールネジ２８、２９とに、第３ベースアーム９の両端部が接続されている。よって、駆動モータ１５の回転によって、上下軸スライダ３段目１９は上下動作が可能となっている。
上下軸スライダ３段目１９には、第３ベースアーム９内に内蔵された駆動モータ１６と、これにプーリなどを介して接続されたベルト２４とベルト２５と、更にこれらベルトによって回転されるボールネジ３０とボールネジ３１とが、上下軸第３アーム３と上下軸第６アーム６とに備えられている。また、上下軸第３アーム３と上下軸第６アーム６には、鉛直方向に案内するリニアガイド３９とリニアガイド４０とが設置されている。このリニアガイド３９、４０とボールネジ３０、３１とに、第４ベースアーム１２の両端部が接続されている。よって、駆動モータ１６の回転によって、第４ベースアーム１２に支持されているアームユニットの上下動作が可能となっている。
以上のように、上下軸スライダ１段目〜３段目は、図２が示す断面図が示すとおり、上下軸スライダ１段目の上下案内機構に２段目が接続され、その２段目の上下案内機構に３段目が接続される多段スライド構成となっている。そして、３段目のスライダの上下案内機構には、アームユニットを支持する部材が接続されている。
従って、本発明の上下機構によれば、１段目より上側のスライダを全て下降させれば、上下機構の全高は、ほぼ１段目のスライダの高さまで低くなることになる。
上下軸スライダ２段目１８には、第２ベースアーム８内に内蔵された駆動モータ１５と、これにプーリなどを介して接続されたベルト２２とベルト２３と、更にこれらベルトによって回転されるボールネジ２８とボールネジ２９とが、上下軸第２アーム２と上下軸第５アーム５とに備えられている。また、上下軸第２アーム２と上下軸第５アーム５には、鉛直方向に案内するリニアガイド３７とリニアガイド３８とが設置されている。このリニアガイド３７、３８とボールネジ２８、２９とに、第３ベースアーム９の両端部が接続されている。よって、駆動モータ１５の回転によって、上下軸スライダ３段目１９は上下動作が可能となっている。
上下軸スライダ３段目１９には、第３ベースアーム９内に内蔵された駆動モータ１６と、これにプーリなどを介して接続されたベルト２４とベルト２５と、更にこれらベルトによって回転されるボールネジ３０とボールネジ３１とが、上下軸第３アーム３と上下軸第６アーム６とに備えられている。また、上下軸第３アーム３と上下軸第６アーム６には、鉛直方向に案内するリニアガイド３９とリニアガイド４０とが設置されている。このリニアガイド３９、４０とボールネジ３０、３１とに、第４ベースアーム１２の両端部が接続されている。よって、駆動モータ１６の回転によって、第４ベースアーム１２に支持されているアームユニットの上下動作が可能となっている。
以上のように、上下軸スライダ１段目〜３段目は、図２が示す断面図が示すとおり、上下軸スライダ１段目の上下案内機構に２段目が接続され、その２段目の上下案内機構に３段目が接続される多段スライド構成となっている。そして、３段目のスライダの上下案内機構には、アームユニットを支持する部材が接続されている。
従って、本発明の上下機構によれば、１段目より上側のスライダを全て下降させれば、上下機構の全高は、ほぼ１段目のスライダの高さまで低くなることになる。
本実施例では、上述の上下機構１３による上下動作は、例えば上方向に動作させるとき、上下軸スライダ３段目１９を上方に動作させ、ストロークエンドに到達した後、上下軸スライダ２段目１８を動作させ、同じくストロークエンドに到達した後、上下軸スライダ１段目１７を動作させる。
一方、上下機構１３の下部には、旋回機構が備えられている。旋回機構は、第１ベースアーム７に内蔵された旋回モータ３２と、これに接続されたベルト３３と、ベルトに接続された旋回減速機３４とから構成されている。旋回減速機３４のハウジングは、フロアや、図示しない走行機構に固定される。走行機構に固定される場合は、以上で構成される本ロボットを、所定の範囲内で直線的に水平移動できるように構成される。
よって、旋回モータ３２を回転させると、以上で構成される本ロボットを旋回減速機３４の回転中心で回転させることができる。
よって、旋回モータ３２を回転させると、以上で構成される本ロボットを旋回減速機３４の回転中心で回転させることができる。
以上のように、本発明の上下機構によれば、上下軸が上下軸１〜３段の鉛直方向の多段スライド式となっているため、各段を下方にスライドさせれば、ロボット全体の全高を非常に低く抑えることができる。
また、各段のスライドの上下軸アームが２本あるため、上下機構の上部に備えられたアームユニットを、分担して支持できるため、アームユニットが伸長してワークを把持しても、上下機構が倒れにくくなっている。
また、スライドの各段は、ベースアームにて連結されているため、剛性が強く、更に機構の倒れ防止に効果がある。
また、上下軸の動作方法は、負荷の軽い上下軸スライダ３段目１９から動作させることにより、上下機構が倒れることなく、更に上下動作の加速減速時間が短くできるため、サイクルタイムが短縮される。
また、各段のスライドの上下軸アームが２本あるため、上下機構の上部に備えられたアームユニットを、分担して支持できるため、アームユニットが伸長してワークを把持しても、上下機構が倒れにくくなっている。
また、スライドの各段は、ベースアームにて連結されているため、剛性が強く、更に機構の倒れ防止に効果がある。
また、上下軸の動作方法は、負荷の軽い上下軸スライダ３段目１９から動作させることにより、上下機構が倒れることなく、更に上下動作の加速減速時間が短くできるため、サイクルタイムが短縮される。
１ 上下軸第１アーム
２ 上下軸第２アーム
３ 上下軸第３アーム
４ 上下軸第４アーム
５ 上下軸第５アーム
６ 上下軸第６アーム
７ 第１ベースアーム
８ 第２ベースアーム
９ 第３ベースアーム
１０ 前後軸第１アームユニット
１１ 前後軸第２アームユニット
１２ 第４ベースアーム
１３ 上下機構
１４ 駆動モータ
１５ 駆動モータ
１６ 駆動モータ
１７ 上下軸スライダ１段目
１８ 上下軸スライダ２段目
１９ 上下軸スライダ３段目
２０〜２５ ベルト
２６〜３１ ボールネジ
３２ 旋回モータ
３３ ベルト
３４ 旋回減速機
３５〜４０ リニアガイド
４１ 旋回機構
２ 上下軸第２アーム
３ 上下軸第３アーム
４ 上下軸第４アーム
５ 上下軸第５アーム
６ 上下軸第６アーム
７ 第１ベースアーム
８ 第２ベースアーム
９ 第３ベースアーム
１０ 前後軸第１アームユニット
１１ 前後軸第２アームユニット
１２ 第４ベースアーム
１３ 上下機構
１４ 駆動モータ
１５ 駆動モータ
１６ 駆動モータ
１７ 上下軸スライダ１段目
１８ 上下軸スライダ２段目
１９ 上下軸スライダ３段目
２０〜２５ ベルト
２６〜３１ ボールネジ
３２ 旋回モータ
３３ ベルト
３４ 旋回減速機
３５〜４０ リニアガイド
４１ 旋回機構
Claims (3)
- ワークを搭載するフォークを水平方向に移動させるアームユニットと、
前記アームユニットを搭載して鉛直方向に移動させる上下機構と、を有する搬送ロボットであって、
前記上下機構は、水平方向に延在するベースアームと、前記ベースアームの両端部に鉛直方向に立設された２本の上下軸アームと、前記２本の上下軸アームの各々に設けられた上下案内手段と、からなる複数の上下軸スライダを有し、
前記複数の上下軸スライダは、前記ベースアームの各々の両端部が、他の上下軸スライダの前記上下案内手段に接続された多段構成であると共に、最上段の前記上下軸スライダの前記２本の上下軸アームに前記アームユニットが接続され、
前記ベースアームには、前記２本の上下軸アームの各々に設けられた上下案内手段を駆動する駆動手段が設けられていることを特徴とする搬送ロボット。 - 前記複数の上下軸スライダのうち最下の上下軸スライダの前記ベースアームには、該最下の上下軸スライダを鉛直軸まわりに回転可能に支持する旋回機構が設けられたことを特徴とする請求項１記載の搬送ロボット。
- 請求項１記載の搬送ロボットにおける動作方法であって、
前記上下機構を上昇動作させる際、前記複数の上下軸スライダのうち最上段の前記上下軸スライダを上昇させ、前記最上段の上下軸スライダが所定の距離を上昇した後に、前記最上段の上下軸スライダに接続されている直下の上下軸スライダを上昇させるステップを繰り返すことで、順次鉛直方向上側のスライダから上昇させることを特徴とした請求項１記載の搬送ロボットにおける動作方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005328263A JP2007130734A (ja) | 2005-11-14 | 2005-11-14 | 上下機構を備えた搬送ロボット |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005328263A JP2007130734A (ja) | 2005-11-14 | 2005-11-14 | 上下機構を備えた搬送ロボット |
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|---|---|
| JP2007130734A true JP2007130734A (ja) | 2007-05-31 |
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ID=38152805
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