JP2007260862A - Robot - Google Patents

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Akira Kunisaki
晃 国崎
Masahiro Yamazawa
昌弘 山沢
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase rigidity and to restrain upsizing and a rise in cost of a robot. <P>SOLUTION: The robot is furnished with: a hand device 5 to hold a workpiece 12; a horizontally moving mechanism 6 connected to the hand device and to move the hand device in the horizontal direction; and a vertically moving mechanism 7 connected to the horizontally moving mechanism and to move the hand device in the vertical direction, and the robot carries the workpiece placed at a specified place to another place by holding it by moving the hand device in the horizontal direction and the vertical direction by the horizontally moving mechanism and the vertically moving mechanism. The horizontally moving mechanism has a pair of horizontal arms 31, 32, 33, 34 respectively moving the workpiece in the same direction along the horizontal direction, fixes the hand device free to rotate against one of the horizontal arm and connects it through a sliding mechanism 8 free to slide and move it in the horizontal direction orthogonal to the moving direction of the horizontal arms against the other horizontal arm. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、フラットディスプレイパネル用のガラス基板を搬送するロボットに関する。   The present invention relates to a robot for transporting a glass substrate for a flat display panel.

液晶ディスプレイパネルやプラズマディスプレイパネルの生産工程において、その材料を生産工程内で搬送するために、ロボットを用いた搬送設備が多く用いられる。一般に、ロボットは、カセット内に収納されたワークとしてのガラス基板を取り出してプロセス装置に供給したり、プロセス工程で処理が完了したガラス基板をカセットに収納する用途や、高低差のあるコンベア間を搬送する用途などに用いられることが多い(例えば、特許文献1〜5参照。)。
このような用途に用いられるロボットは、垂直多関節型や円筒座標型の構造を持つものが多く、先端にハンドを有するハンド装置を搭載し、多くの場合、ガラス基板を下からハンドですくい上げて搬送する。また、ラインの生産効率を上げるため、ロボットの動作速度は、より速くすることが求められている。その一方で、大型テレビの普及などから、ガラス基板は大型化する傾向が強くなってきている。
In a production process of a liquid crystal display panel or a plasma display panel, a conveyance facility using a robot is often used to convey the material within the production process. In general, a robot takes out a glass substrate as a workpiece stored in a cassette and supplies it to a process device, stores a glass substrate that has been processed in a process step in a cassette, or between conveyors with different heights. It is often used for applications such as conveying (see, for example, Patent Documents 1 to 5).
Many robots used in such applications have a vertical articulated type or cylindrical coordinate type structure, and are equipped with a hand device with a hand at the tip, often scooping up a glass substrate from below with a hand. Transport. Further, in order to increase the production efficiency of the line, it is required to increase the operation speed of the robot. On the other hand, due to the widespread use of large-sized televisions and the like, the tendency for glass substrates to increase in size has become stronger.

上記のロボットは、大型のガラス基板をカセットに収納したり、カセットから取り出したりする必要があることから、ガラス基板を片持ちの状態で把持する必要があるが、ロボットには大きな偏荷重がかかることとなる。
また、カセット内に水平に収納されたガラス基板の狭いすきまに、干渉することなくハンドを抜き差しするためには、ロボットは、ハンド上にガラス基板を載せた状態においても載せない状態においても、また、ロボットの動作位置に依らず、ハンドが極力水平な状態となるように姿勢を保つ必要があり、また、ロボットの動作によるハンドの振動もより小さくする必要がある。
The above robot needs to hold a glass substrate in a cantilevered state because a large glass substrate needs to be stored in a cassette or removed from the cassette, but the robot is subject to a large offset load. It will be.
In addition, in order to insert and remove the hand without interfering with the narrow clearance of the glass substrate stored horizontally in the cassette, the robot can operate with or without the glass substrate placed on the hand. It is necessary to maintain the posture so that the hand is as horizontal as possible regardless of the movement position of the robot, and it is also necessary to reduce the vibration of the hand due to the movement of the robot.

特開平11−33951号公報JP 11-33951 A 特開平11−238779号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-238779 特開2002−210684号公報JP 2002-210684A 特開2004−106167号公報JP 2004-106167 A 特開2005−32942号公報JP 2005-32942 A

しかし、上記特許文献1〜5に記載の発明においては、ガラス基板を把持するハンド装置は、当該ハンド装置を上下移動させる一つのアームと水平移動させる一つのアームとによって支持されている。そのため、ハンド装置の重量やガラス基板の重量が全てこれらのアームに作用し、ロボットに高精度な動作をさせるためにはロボットの各関節部の減速機や軸受に大型のものを採用してロボットの剛性を高くする必要があるが、ロボットが大型化するとともに、コストが高くなるという問題があった。また、ハンドを剛性の高い特殊材料で形成する方法も考えられるが、材料費が高くなるため、コストが高くなるという問題があった。   However, in the inventions described in Patent Documents 1 to 5, the hand device that holds the glass substrate is supported by one arm that moves the hand device up and down and one arm that moves the hand device horizontally. Therefore, the weight of the hand device and the weight of the glass substrate all act on these arms, and in order to make the robot operate with high accuracy, a robot with a large reduction gear and bearings for each joint of the robot is adopted. However, there is a problem that the robot becomes larger and the cost is increased. Although a method of forming the hand with a special material having high rigidity is also conceivable, there is a problem that the cost increases because the material cost increases.

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、剛性を高めることができ、ロボットの大型化やコストの高騰を抑制するロボットを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a robot that can increase rigidity and suppress an increase in size and cost of the robot.

請求項1に記載の発明は、ワークを把持するハンド装置と、前記ハンド装置に連結され、前記ハンド装置を水平方向に移動させる水平移動機構と、前記水平移動機構に連結され、前記ハンド装置を上下方向に移動させる上下移動機構と、を備え、前記水平移動機構及び前記上下移動機構により、前記ハンド装置を水平方向及び上下方向に移動させて所定の場所に載置されたワークを把持して他の場所に搬送するロボットにおいて、前記水平移動機構は、水平方向に沿ってそれぞれ同方向に移動可能な一対の水平アームを有し、前記ハンド装置を、一方の水平アームに対して回転自在に固定するとともに、他方の水平アームに対して前記水平アームの移動方向に直交する水平方向にスライド移動可能とするスライド機構を介して連結したことを特徴とする。   The invention described in claim 1 is a hand device that grips a workpiece, a horizontal movement mechanism that is connected to the hand device and moves the hand device in a horizontal direction, and is connected to the horizontal movement mechanism. A vertical movement mechanism for moving in the vertical direction, and by using the horizontal movement mechanism and the vertical movement mechanism, the hand device is moved in the horizontal direction and the vertical direction to grip a workpiece placed in a predetermined place. In the robot for transporting to another place, the horizontal movement mechanism has a pair of horizontal arms movable in the same direction along the horizontal direction, and the hand device can be rotated with respect to one horizontal arm. It is fixed and connected to the other horizontal arm via a slide mechanism that is slidable in a horizontal direction perpendicular to the moving direction of the horizontal arm. And butterflies.

請求項2に記載の発明は、ワークを把持するハンド装置と、前記ハンド装置に連結され、前記ハンド装置を水平方向に移動させる水平移動機構と、前記水平移動機構に連結され、前記ハンド装置を上下方向に移動させる上下移動機構と、を備え、前記水平移動機構及び前記上下移動機構により、前記ハンド装置を水平方向及び上下方向に移動させて所定の場所に載置されたワークを把持して他の場所に搬送するロボットにおいて、前記水平移動機構は、水平方向に沿ってそれぞれ同方向に移動可能な一対の水平アームを有し、各水平アームにそれぞれ前記ハンド装置を設け、各ハンド装置を個別に動作可能としたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a hand device that grips a workpiece, a horizontal movement mechanism that is connected to the hand device and moves the hand device in a horizontal direction, and is connected to the horizontal movement mechanism. A vertical movement mechanism for moving in the vertical direction, and by using the horizontal movement mechanism and the vertical movement mechanism, the hand device is moved in the horizontal direction and the vertical direction to grip a workpiece placed in a predetermined place. In the robot for transporting to other places, the horizontal movement mechanism has a pair of horizontal arms that can move in the same direction along the horizontal direction, and each of the horizontal arms is provided with the hand device. It is characterized by being individually operable.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のロボットにおいて、各ハンド装置同士を連結可能にしたことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the robot according to the second aspect, the hand devices can be connected to each other.

請求項1に記載の発明によれば、ハンド装置は一対の水平アームによって支持されるので、ハンド装置の重量やハンド装置が把持するワークの重量の総和は各水平アームに分散される。これにより、従来のように一つの水平アームでハンド装置を支持する場合に比べて各水平アームに作用するモーメント荷重を減少させることができるので、ロボットの剛性を高めることができる。すなわち、よりコンパクトなサイズの水平アームで、より小型の減速機、軸受を使用し、大型のワークを搬送するに十分な強度と剛性をもつロボットとすることができる。よって、同構造の一つの水平アームのみで搬送する場合に比して、約2倍の強度(特に耐モーメント荷重)・剛性を得ることができるため、この分、より小さい機械機素(減速機、軸受など)を採用することが可能となり、ロボットのダウンサイジングと低コスト化が可能となる。
また、一対の水平アームのうちの一つはスライド機構を介して連結されているため、水平アーム同士間でのモーメント荷重や移動量の差により水平アームにかかる荷重をスライド機構により解放することができるので、水平アームのたわみや変形を抑制することができる。
According to the first aspect of the invention, since the hand device is supported by the pair of horizontal arms, the sum of the weight of the hand device and the weight of the work gripped by the hand device is distributed to each horizontal arm. As a result, the moment load acting on each horizontal arm can be reduced as compared with the case where the hand device is supported by one horizontal arm as in the prior art, so that the rigidity of the robot can be increased. That is, a more compact size horizontal arm, a smaller reduction gear and a bearing can be used, and a robot having sufficient strength and rigidity to transport a large workpiece can be obtained. Therefore, it is possible to obtain approximately twice the strength (especially moment load resistance) and rigidity compared with the case of transporting with only one horizontal arm of the same structure. , Bearings, etc.) can be employed, and robot downsizing and cost reduction are possible.
In addition, since one of the pair of horizontal arms is connected via the slide mechanism, the load applied to the horizontal arm can be released by the slide mechanism due to the moment load and the movement amount between the horizontal arms. As a result, the deflection and deformation of the horizontal arm can be suppressed.

請求項2に記載の発明によれば、各水平アームにそれぞれハンド装置が設けられ、各ハンド装置を個別に動作可能としたので、各ハンド装置を同期させて動作させることにより比較的大きなワークを搬送することができるとともに、一方のハンド装置だけを動作させることにより比較的小さなワークも搬送することができる。また、二つのワークを同時に搬送することもできるので、一つのロボットで作業効率を向上させることができる。   According to the second aspect of the present invention, since each horizontal arm is provided with a hand device and each hand device can be operated individually, a relatively large work can be obtained by operating each hand device in synchronization. In addition to being able to convey, relatively small workpieces can also be conveyed by operating only one hand device. In addition, since two workpieces can be conveyed simultaneously, the work efficiency can be improved with one robot.

請求項3に記載の発明によれば、各ハンド装置を連結して動作させることにより比較的大きなワークを搬送することができるので、一つのロボットで大きさの異なるワークが搬送可能となり、ロボットの汎用性を向上させることができる。   According to the third aspect of the present invention, since a relatively large work can be transported by connecting and operating the hand devices, a single robot can transport work of different sizes. Versatility can be improved.

以下、図面を参照して、ロボットの最良の形態について詳細に説明する。
図1は、ロボット2を備えて構築されるロボットシステム100の概要を示す図である。
ロボットシステム100は、大型の薄型テレビ等に用いられる液晶ディスプレイパネルやプラズマディスプレイパネルを生産する際に用いられる。ディスプレイパネルの生産は、塵芥の付着による製品の品質不良を避けるため、クリーンルーム1内で行われており、これらのディスプレイパネルやその材料を生産工程内で搬送するために、クリーンルーム1内にはロボット2が配置されている。このロボット2は、多段に積み上げられたカセット11内に収納されたガラス基板12を取り出してプロセス装置に供給したり、プロセス工程で処理が完了したガラス基板12をカセット11に収納する用途や、高低差のあるコンベア間を搬送する用途等に用いられる。
Hereinafter, the best mode of the robot will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a robot system 100 constructed with a robot 2.
The robot system 100 is used when producing a liquid crystal display panel or a plasma display panel used for a large-sized thin television or the like. The production of display panels is performed in the clean room 1 in order to avoid product quality defects due to the adhesion of dust. In order to transport these display panels and their materials in the production process, a robot is installed in the clean room 1. 2 is arranged. The robot 2 takes out the glass substrates 12 stored in the cassettes 11 stacked in multiple stages and supplies the glass substrates 12 to the process apparatus, and stores the glass substrates 12 that have been processed in the process steps in the cassette 11. It is used for applications such as conveying between conveyors with differences.

ロボットシステム100は、クリーンルーム1内で使用されるロボット2と、このロボット2の動作制御を行う制御装置4と、を備えている。
(クリーンルーム)
クリーンルーム1は、パーテーション1aにより外気との接触を遮断され、天井に設けられた一つ又は複数の送気装置13から床面に向けて層流の清浄な空気が送気される環境となっている。送気装置13は、汎用のファンフィルタユニットであり、外部から吸気した空気をフィルタに通して塵芥等を除去し、所定の基準を満たす清浄な空気をクリーンルーム1内で上方から下方に向けて送気するものである。
クリーンルーム1の床面には、当該クリーンルーム1内で発生した塵芥を引き込んでクリーンルーム1の外部に排出するための塵芥蓄積部14が設けられており、この塵芥蓄積部14の上方には塵芥蓄積部14の蓋を構成するとともに、塵芥を塵芥蓄積部14に導くグレーティング15が設けられている。
The robot system 100 includes a robot 2 used in the clean room 1 and a control device 4 that controls the operation of the robot 2.
(Clean room)
The clean room 1 has an environment in which contact with the outside air is blocked by the partition 1a, and laminar clean air is supplied from one or more air supply devices 13 provided on the ceiling toward the floor surface. Yes. The air supply device 13 is a general-purpose fan filter unit that passes air sucked from outside through a filter to remove dust and the like, and sends clean air that satisfies a predetermined standard from above to below in the clean room 1. I care.
On the floor surface of the clean room 1, there is provided a dust storage unit 14 that draws the dust generated in the clean room 1 and discharges it to the outside of the clean room 1. Above the dust storage unit 14, a dust storage unit is provided. A grating 15 that guides the dust to the dust storage unit 14 is provided.

クリーンルーム1の床面には、複数のカセット11が多段に積み重ねられ、各カセット11には、ディスプレイパネルの生産に用いるワークとしてのガラス基板12が収納されている。
クリーンルーム1には、ロボット2を挟んでカセット11と対向する位置にコンベア装置16が設けられている。コンベア装置16は、ロボット2によりカセット11から取り出されたガラス基板12をプロセス装置に搬送するものである。なお、コンベア装置16は、プロセス工程で処理が完了したガラス基板12をカセット11に収納するためにロボット2に向けて搬送する役割を担ってもよい。
なお、カセット11及びコンベア装置16は、ロボット2の動作範囲内に配置されている。
A plurality of cassettes 11 are stacked in multiple stages on the floor surface of the clean room 1, and each cassette 11 stores a glass substrate 12 as a work used for production of a display panel.
In the clean room 1, a conveyor device 16 is provided at a position facing the cassette 11 with the robot 2 interposed therebetween. The conveyor apparatus 16 conveys the glass substrate 12 taken out from the cassette 11 by the robot 2 to the process apparatus. The conveyor device 16 may play a role of transporting the glass substrate 12 that has been processed in the process step toward the robot 2 in order to store the glass substrate 12 in the cassette 11.
Note that the cassette 11 and the conveyor device 16 are disposed within the operation range of the robot 2.

(ロボット)
ロボット2は、クリーンルーム1の床に固定されている。図1〜図3に示すように、ロボット2は、最上部に設けられ、ガラス基板12を把持するハンド装置5と、ハンド装置5に連結され、ハンド装置5を水平方向に移動させる水平移動機構6と、水平移動機構6に連結され、ハンド装置5を上下方向に移動させる上下移動機構7と、を備えている。そして、ロボット2は、水平移動機構6及び上下移動機構7により、ハンド装置5を水平方向及び上下方向に移動させて所定の場所(例えば、カセット11)に載置されたガラス基板12を把持して他の場所(例えば、コンベア装置16)に搬送する。
(robot)
The robot 2 is fixed to the floor of the clean room 1. As shown in FIGS. 1 to 3, the robot 2 is provided at the uppermost portion, and a hand device 5 that holds the glass substrate 12 and a horizontal movement mechanism that is connected to the hand device 5 and moves the hand device 5 in the horizontal direction. 6 and a vertical movement mechanism 7 that is connected to the horizontal movement mechanism 6 and moves the hand device 5 in the vertical direction. Then, the robot 2 holds the glass substrate 12 placed in a predetermined place (for example, the cassette 11) by moving the hand device 5 in the horizontal direction and the vertical direction by the horizontal movement mechanism 6 and the vertical movement mechanism 7. To another place (for example, the conveyor device 16).

(上下移動機構)
図1〜図3に示すように、ロボット2は、床に固定されたベースフレーム21を備えており、このベースフレーム21には、上下アーム22の一端が連結されている。上下アーム22の一端はベースフレーム21に対して回動自在に連結され、ベースフレーム21に設けられた上下動モータ23により上下アーム22は、一端を支点に回動し、他端が弧状の軌跡を描くように動作する。
上下アーム22の他端には、上下アーム24の一端が連結されている。上下アーム24の一端は上下アーム22の他端に対して回動自在に連結され、上下アーム22の他端に設けられた上下動モータ25により上下アーム24は、一端を支点に回動し、他端が弧状の軌跡を描くように動作する。
従って、上下アーム22,24及び上下動モータ23,25を備えることによって、上下移動機構7が構成されている。
(Vertical movement mechanism)
As shown in FIGS. 1 to 3, the robot 2 includes a base frame 21 fixed to the floor, and one end of an upper and lower arm 22 is connected to the base frame 21. One end of the upper and lower arms 22 is rotatably connected to the base frame 21, and the upper and lower arms 22 are rotated about one end by a vertical movement motor 23 provided on the base frame 21, and the other end is an arc-shaped locus. Works to draw.
One end of an upper and lower arm 24 is connected to the other end of the upper and lower arm 22. One end of the upper and lower arms 24 is rotatably connected to the other end of the upper and lower arms 22, and the upper and lower arms 24 are rotated about one end by a vertical movement motor 25 provided at the other end of the upper and lower arms 22. The other end operates so as to draw an arc-shaped trajectory.
Therefore, the vertical movement mechanism 7 is configured by including the vertical arms 22 and 24 and the vertical movement motors 23 and 25.

(水平移動機構)
図1及び図2に示すように、上下アーム24の他端には、旋回ベース26が上下アーム24に対して旋回自在に設けられている。この旋回ベース26は、リンク27及びリンク28の動作により、その姿勢を一定の状態に保つことができるようになっている。
旋回ベース26には、旋回フレーム29が旋回ベース26に対して回動自在に設けられており、この旋回フレーム29は、旋回ベース26に設けられた旋回モータ30により旋回ベース26上で旋回するようになっている。
(Horizontal movement mechanism)
As shown in FIGS. 1 and 2, a turning base 26 is provided at the other end of the upper and lower arms 24 so as to be rotatable with respect to the upper and lower arms 24. The turning base 26 can maintain its posture in a constant state by the operation of the link 27 and the link 28.
A turning frame 29 is provided on the turning base 26 so as to be rotatable with respect to the turning base 26. The turning frame 29 is turned on the turning base 26 by a turning motor 30 provided on the turning base 26. It has become.

図2,3に示すように、旋回フレーム29の上面には、一対の水平アーム31,32のそれぞれの一端が旋回自在に連結されている。水平アーム31の他端には、当該水平アーム31の上面に水平アーム33の一端が旋回自在に設けられている。水平アーム33の他端には、当該水平アーム33の上面に手首フレーム35が旋回自在に設けられている。この手首フレーム35の上面には、台座36が連結され、この台座36の上面にハンド装置5のブラケット50が固定されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, one end of each of a pair of horizontal arms 31 and 32 is connected to the upper surface of the revolving frame 29 so as to be able to revolve. At the other end of the horizontal arm 31, one end of the horizontal arm 33 is pivotably provided on the upper surface of the horizontal arm 31. At the other end of the horizontal arm 33, a wrist frame 35 is pivotably provided on the upper surface of the horizontal arm 33. A pedestal 36 is connected to the upper surface of the wrist frame 35, and a bracket 50 of the hand device 5 is fixed to the upper surface of the pedestal 36.

水平アーム32の他端には、当該水平アーム32の上面に水平アーム34の一端が旋回自在に設けられている。水平アーム34の他端には、当該水平アーム34の上面に手首フレーム37が旋回自在に設けられている。この手首フレーム37の上面には、図4に示すように、土台81が固定されている。この土台81の上面には、水平アーム34の移動方向に直交する水平方向に直線状に延びるガイドレール82が二本並んで設けられている。そして、このガイドレール82には、ブラケット50の下面に設けられ、ガイドレール82に嵌り込み、ガイドレール82をスライド移動可能又は相対的にスライド移動可能な四つの嵌合部材83が設けられている。これらの嵌合部材83は、二つずつガイドレール82に嵌め込まれる。
従って、土台81、ガイドレール82、嵌合部材83とを備えることによって、スライド機構8が構成される。
At the other end of the horizontal arm 32, one end of the horizontal arm 34 is pivotably provided on the upper surface of the horizontal arm 32. At the other end of the horizontal arm 34, a wrist frame 37 is pivotably provided on the upper surface of the horizontal arm 34. A base 81 is fixed to the upper surface of the wrist frame 37 as shown in FIG. Two guide rails 82 extending in a straight line in the horizontal direction perpendicular to the moving direction of the horizontal arm 34 are provided side by side on the upper surface of the base 81. The guide rail 82 is provided with four fitting members 83 which are provided on the lower surface of the bracket 50 and fit into the guide rail 82 so that the guide rail 82 can slide or relatively slide. . These fitting members 83 are fitted into the guide rails 82 two by two.
Therefore, the slide mechanism 8 is configured by including the base 81, the guide rail 82, and the fitting member 83.

水平アーム31,33及び手首フレーム35は、水平移動モータ38(図5参照)により連動するように構成され、水平アーム32,34及び手首フレーム37は、水平移動モータ39(図5参照)により連動するように構成されている。
従って、旋回フレーム29、旋回モータ30、水平アーム31〜34、手首フレーム35,37、水平移動モータ38,39を備えることによって、水平移動機構6が構成されている。
The horizontal arms 31 and 33 and the wrist frame 35 are configured to be linked by a horizontal movement motor 38 (see FIG. 5), and the horizontal arms 32 and 34 and the wrist frame 37 are linked by a horizontal movement motor 39 (see FIG. 5). Is configured to do.
Accordingly, the horizontal movement mechanism 6 is configured by including the turning frame 29, the turning motor 30, the horizontal arms 31 to 34, the wrist frames 35 and 37, and the horizontal movement motors 38 and 39.

(ハンド装置)
図2〜図4に示すように、ハンド装置5は、手首フレーム33に連結されており、ブラケット50と、ブラケット50の上面に固定され、ガラス基板12を下方から把持する複数のフォーク51,52,53と、を備えている。
フォーク51,52,53は、略水平方向に延びる薄板状に形成され、フォーク51,52,53の上面には、所定間隔毎に複数の吸着パッド51a,52a,53aが設けられている。すなわち、ハンド装置5がカセット11に収納されたガラス基板12の下面側からすくい上げるように移動して、吸着パッド51a,52a,53aでガラス基板12を真空圧で吸着することにより、ガラス基板12を把持することができるようになっている。
(Hand device)
As shown in FIGS. 2 to 4, the hand device 5 is connected to the wrist frame 33, and is fixed to the upper surface of the bracket 50 and the bracket 50, and a plurality of forks 51 and 52 that grip the glass substrate 12 from below. , 53.
The forks 51, 52, 53 are formed in a thin plate shape extending in a substantially horizontal direction, and a plurality of suction pads 51a, 52a, 53a are provided on the top surfaces of the forks 51, 52, 53 at predetermined intervals. That is, the hand device 5 moves so as to scoop up from the lower surface side of the glass substrate 12 accommodated in the cassette 11 and sucks the glass substrate 12 with vacuum pressure by the suction pads 51a, 52a, 53a. It can be gripped.

(制御装置)
図1に示すように、制御装置4は、ケーブル40によりロボット2と接続されており、クリーンルーム1の外に設けられている。すなわち、作業者はクリーンルーム1に立ち入ることなくクリーンルーム1外から制御装置4の操作を行うことにより、ロボット2によるガラス基板12の搬送を行うことができるようになっている。
図5は、制御装置4を有するロボットシステム100の構成を示すブロック図である。
制御装置4は、ロボット2の動作制御に関する処理プログラムに従って各処理を実行するCPU41と、各処理を実行するための処理プログラムや処理データ等が記憶されるメモリ42と、を備えている。
メモリ42には、ロボット2の動作制御を行うに当たって必要な制御プログラム43pが記憶されたプログラムエリア43と、ロボット2の動作制御を行うに当たって必要なデータが記憶されたデータエリア44と、種々のワークメモリやカウンタなどが設けられ、各処理が行われる作業エリア45と、が形成されている。
この制御装置4には、上述した上下動モータ23,25、旋回モータ30、水平移動モータ38,39、ハンド装置5が接続され、ユーザによる操作入力、あるいは制御プログラム43pに基づいて各部の駆動制御が行われる。
(Control device)
As shown in FIG. 1, the control device 4 is connected to the robot 2 by a cable 40 and is provided outside the clean room 1. That is, the operator can carry the glass substrate 12 by the robot 2 by operating the control device 4 from outside the clean room 1 without entering the clean room 1.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the robot system 100 having the control device 4.
The control device 4 includes a CPU 41 that executes each process in accordance with a process program related to operation control of the robot 2, and a memory 42 that stores a process program, process data, and the like for executing each process.
The memory 42 includes a program area 43 in which a control program 43p necessary for controlling the operation of the robot 2 is stored, a data area 44 in which data necessary for controlling the operation of the robot 2 is stored, and various works. A memory, a counter, and the like are provided, and a work area 45 where each process is performed is formed.
The control device 4 is connected to the vertical movement motors 23 and 25, the turning motor 30, the horizontal movement motors 38 and 39, and the hand device 5, and the drive control of each part based on the operation input by the user or the control program 43p. Is done.

<ロボットの動作及びその作用効果>
上記実施形態によれば、ロボット2は、水平移動モータ38,39を同期させて駆動し、水平アーム31,33と水平アーム32,34を同方向へ同速度で作動する条件でロボット2が動作して、ハンド装置5によりガラス基板12を把持して搬送するという、所定の作業を行う。
ここで、ハンド装置5の自重及びガラス基板12の重量による負荷は、台座36から手首フレーム35を介して水平アーム33及び水平アーム31に加わるほか、スライド機構8から手首フレーム37を介して水平アーム34及び水平アーム32に加わる。
<Robot motion and its effects>
According to the above embodiment, the robot 2 drives the horizontal movement motors 38 and 39 in synchronism, and the robot 2 operates under the condition that the horizontal arms 31 and 33 and the horizontal arms 32 and 34 operate in the same direction at the same speed. Then, a predetermined operation of holding and transporting the glass substrate 12 by the hand device 5 is performed.
Here, the load due to the weight of the hand device 5 and the weight of the glass substrate 12 is applied to the horizontal arm 33 and the horizontal arm 31 from the pedestal 36 through the wrist frame 35 and from the slide mechanism 8 through the wrist frame 37 to the horizontal arm. 34 and the horizontal arm 32.

つまり、ハンド装置5は一対の水平アーム31〜34によって支持されるので、ハンド装置5の重量やハンド装置5が把持するガラス基板12の重量の総和は各水平アーム31〜34に分散される。これにより、従来のように一つの水平アームでハンド装置5を支持する場合に比べて各水平アーム31〜34に作用するモーメント荷重を減少させることができるので、ロボット2の剛性を高めることができる。すなわち、よりコンパクトなサイズの水平アーム31〜34で、より小型の減速機、軸受を使用し、大型のガラス基板12を搬送するに十分な強度と剛性をもつロボット2とすることができる。
よって、同構造の一つの水平アームのみで搬送する場合に比して、約2倍の強度(特に耐モーメント荷重)・剛性を得ることができるため、この分、より小さい機械機素(減速機、軸受など)を採用することが可能となり、ロボット2のダウンサイジングと低コスト化が可能となる。
また、一対の水平アーム31〜34のうちの一つはスライド機構8を介して連結されているため、水平アーム31,33と水平アーム32,34の間でのモーメント荷重や移動量の差、作動誤差により水平アーム31〜34にかかる荷重をスライド機構8により解放することができるので、水平アーム31〜34のたわみや変形を抑制することができる。
That is, since the hand device 5 is supported by the pair of horizontal arms 31 to 34, the sum of the weight of the hand device 5 and the weight of the glass substrate 12 held by the hand device 5 is distributed to the horizontal arms 31 to 34. Thereby, since the moment load which acts on each horizontal arm 31-34 can be reduced compared with the case where the hand apparatus 5 is supported by one horizontal arm like before, the rigidity of the robot 2 can be improved. . That is, the robot 2 having sufficient strength and rigidity to transport the large glass substrate 12 by using smaller reduction gears and bearings with the horizontal arms 31 to 34 having a more compact size.
Therefore, it is possible to obtain approximately twice the strength (especially moment load resistance) and rigidity compared to the case of transporting with only one horizontal arm of the same structure. , Bearings, etc.) can be employed, and the robot 2 can be downsized and reduced in cost.
In addition, since one of the pair of horizontal arms 31 to 34 is connected via the slide mechanism 8, a difference in moment load and movement amount between the horizontal arms 31 and 33 and the horizontal arms 32 and 34, Since the load applied to the horizontal arms 31 to 34 due to the operation error can be released by the slide mechanism 8, the deflection and deformation of the horizontal arms 31 to 34 can be suppressed.

<変形例>
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、図6及び図7に示すロボット2Aのように、ハンド装置70,90を各水平アーム毎に設けてもよい。また、このような機構を有する各ハンド装置70,90同士を連結可能にしてもよい。
具体的には、ハンド装置70は、水平アーム33の一端の手首フレーム35に台座36を介して設けられており、ハンド装置5と同様、ブラケット73と、ブラケット73の上面に固定され、ガラス基板12を下方から把持する複数のフォーク71,72と、を備えている。
フォーク71,72は、略水平方向に延びる薄板状に形成され、フォーク71,72の上面には、所定間隔毎に複数の吸着パッド71a,72aが設けられている。すなわち、ハンド装置70がカセット11に収納されたガラス基板12の下面側からすくい上げるように移動して、吸着パッド71a,72aでガラス基板12を真空圧で吸着することにより、ガラス基板12を把持することができるようになっている。
<Modification>
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, like the robot 2A shown in FIGS. 6 and 7, the hand devices 70 and 90 may be provided for each horizontal arm. Further, the hand devices 70 and 90 having such a mechanism may be connectable.
Specifically, the hand device 70 is provided on the wrist frame 35 at one end of the horizontal arm 33 via a pedestal 36, and is fixed to the bracket 73 and the upper surface of the bracket 73 like the hand device 5, and is a glass substrate. And a plurality of forks 71 and 72 for holding 12 from below.
The forks 71 and 72 are formed in a thin plate shape extending in a substantially horizontal direction, and a plurality of suction pads 71a and 72a are provided on the upper surfaces of the forks 71 and 72 at predetermined intervals. That is, the hand device 70 moves so as to scoop up from the lower surface side of the glass substrate 12 accommodated in the cassette 11, and the glass substrate 12 is gripped by the suction pads 71 a and 72 a by vacuum pressure. Be able to.

ハンド装置90は、水平アーム34の一端の手首フレーム37にスライド機構8を介して設けられており、ハンド装置5と同様、ブラケット93と、ブラケット93の上面に固定され、ガラス基板12を下方から把持する複数のフォーク91,92と、を備えている。
フォーク91,92は、略水平方向に延びる薄板状に形成され、フォーク91,92の上面には、所定間隔毎に複数の吸着パッド91a,92aが設けられている。すなわち、ハンド装置90がカセット11に収納されたガラス基板12の下面側からすくい上げるように移動して、吸着パッド91a,92aでガラス基板12を真空圧で吸着することにより、ガラス基板12を把持することができるようになっている。
The hand device 90 is provided on the wrist frame 37 at one end of the horizontal arm 34 via the slide mechanism 8. Like the hand device 5, the hand device 90 is fixed to the bracket 93 and the upper surface of the bracket 93. And a plurality of forks 91 and 92 for gripping.
The forks 91 and 92 are formed in a thin plate shape extending in a substantially horizontal direction, and a plurality of suction pads 91a and 92a are provided on the upper surfaces of the forks 91 and 92 at predetermined intervals. That is, the hand device 90 moves so as to scoop up from the lower surface side of the glass substrate 12 accommodated in the cassette 11, and the glass substrate 12 is gripped by the suction pads 91 a and 92 a by vacuum pressure. Be able to.

ハンド装置70のブラケット73とハンド装置90のブラケット93は互いに連結可能に構成され、連結することにより一つのブラケットとして機能する。なお、連結にはボルト及びナット等の連結部材10が用いられるが、連結部材10はこれらに限られるものではなく、自由に変更可能である。   The bracket 73 of the hand device 70 and the bracket 93 of the hand device 90 are configured to be connectable to each other, and function as one bracket by being connected. In addition, although connection members 10 such as bolts and nuts are used for connection, the connection members 10 are not limited to these and can be freely changed.

ロボット2Aをこのような構成とすることにより、図6に示すように、比較的大きなガラス基板12を搬送する際にはブラケット73とブラケット93とを締結具10で連結することで、4本のフォークを有する一つの大きなハンド装置として用いることができる。また、図7に示すように、比較的小さな基板を短時間で大量に搬送したい場合には、ブラケット73とブラケット93の連結を解放し、それぞれの水平アーム31〜34等を水平移動モータ38,39でそれぞれ個別に駆動させることにより、ガラス基板12aの単位時間当たりの搬送能力をほぼ2倍にすることができる。   By configuring the robot 2A as described above, as shown in FIG. 6, when the relatively large glass substrate 12 is conveyed, the bracket 73 and the bracket 93 are connected by the fastener 10, thereby It can be used as one large hand device with a fork. As shown in FIG. 7, when it is desired to transport a relatively small substrate in a large amount in a short time, the connection between the bracket 73 and the bracket 93 is released, and the horizontal arms 31 to 34 are moved to the horizontal movement motor 38, By individually driving at 39, the conveyance capacity per unit time of the glass substrate 12a can be almost doubled.

また、上記実施形態においては、一対の水平アーム(水平アーム31,33と水平アーム32,34)は、別々の水平移動モータ38,39で駆動した例を示したが、同一のモータで駆動しても良い。
また、ハンド装置5は手首フレーム37に対して、水平かつ、水平軸の動作と直交する方向に直動可能な2列のガイドレール82を介して固定されているが、強度・剛性上支障のない範囲で、1列のガイドレールとしても良い。さらに水平軸動作方向に直動可能なガイドレールを追加しても良い。
その他、水平アームの数量、ハンド装置のフォークの数量も任意であって自由に変更が可能である。
In the above embodiment, the pair of horizontal arms (the horizontal arms 31 and 33 and the horizontal arms 32 and 34) are driven by separate horizontal movement motors 38 and 39, but are driven by the same motor. May be.
Further, the hand device 5 is fixed to the wrist frame 37 via two rows of guide rails 82 that can move in a direction that is horizontal and orthogonal to the operation of the horizontal axis. As long as there is not, it is good also as one line of guide rails. Furthermore, you may add the guide rail which can be linearly moved in a horizontal axis operation direction.
In addition, the number of horizontal arms and the number of forks of the hand device are arbitrary and can be freely changed.

ロボットを有するロボットシステムの概要を示す図。The figure which shows the outline | summary of the robot system which has a robot. ロボットの上方からの斜視図。The perspective view from the upper direction of a robot. ロボットの下方からの斜視図。The perspective view from the downward direction of a robot. ハンド装置の一部を断面視した上方からの斜視図。The perspective view from the upper part which carried out the cross sectional view of some hand apparatuses. ロボットの構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of a robot. ロボットの変形例において、ブラケットを連結した状態での上方からの斜視図。The perspective view from the top in the state which connected the bracket in the modification of a robot. ロボットの変形例において、ブラケットを互いに独立させた状態での上方からの斜視図。The perspective view from the top in the state which made the bracket mutually independent in the modification of a robot.

符号の説明Explanation of symbols

2 ロボット
2A ロボット
5 ハンド装置
6 水平移動機構
7 上下移動機構
8 スライド機構
31 水平アーム
32 水平アーム
33 水平アーム
34 水平アーム
70 ハンド装置
90 ハンド装置
12 ガラス基板(ワーク)
2 Robot 2A Robot 5 Hand device 6 Horizontal movement mechanism 7 Vertical movement mechanism 8 Slide mechanism 31 Horizontal arm 32 Horizontal arm 33 Horizontal arm 34 Horizontal arm 70 Hand device 90 Hand device 12 Glass substrate (workpiece)

Claims (3)

ワークを把持するハンド装置と、
前記ハンド装置に連結され、前記ハンド装置を水平方向に移動させる水平移動機構と、
前記水平移動機構に連結され、前記ハンド装置を上下方向に移動させる上下移動機構と、を備え、
前記水平移動機構及び前記上下移動機構により、前記ハンド装置を水平方向及び上下方向に移動させて所定の場所に載置されたワークを把持して他の場所に搬送するロボットにおいて、
前記水平移動機構は、水平方向に沿ってそれぞれ同方向に移動可能な一対の水平アームを有し、
前記ハンド装置を、一方の水平アームに対して回転自在に固定するとともに、他方の水平アームに対して前記水平アームの移動方向に直交する水平方向にスライド移動可能とするスライド機構を介して連結したことを特徴とするロボット。
A hand device for gripping a workpiece;
A horizontal movement mechanism connected to the hand device and moving the hand device in a horizontal direction;
A vertical movement mechanism that is connected to the horizontal movement mechanism and moves the hand device in the vertical direction;
In the robot that moves the hand device in the horizontal direction and the vertical direction by the horizontal movement mechanism and the vertical movement mechanism to grip a workpiece placed in a predetermined place and convey it to another place.
The horizontal movement mechanism has a pair of horizontal arms that can move in the same direction along the horizontal direction,
The hand device is rotatably fixed to one horizontal arm and connected to the other horizontal arm via a slide mechanism that can slide in a horizontal direction perpendicular to the moving direction of the horizontal arm. A robot characterized by that.
ワークを把持するハンド装置と、
前記ハンド装置に連結され、前記ハンド装置を水平方向に移動させる水平移動機構と、
前記水平移動機構に連結され、前記ハンド装置を上下方向に移動させる上下移動機構と、を備え、
前記水平移動機構及び前記上下移動機構により、前記ハンド装置を水平方向及び上下方向に移動させて所定の場所に載置されたワークを把持して他の場所に搬送するロボットにおいて、
前記水平移動機構は、水平方向に沿ってそれぞれ同方向に移動可能な一対の水平アームを有し、
各水平アームにそれぞれ前記ハンド装置を設け、
各ハンド装置を個別に動作可能としたことを特徴とするロボット。
A hand device for gripping a workpiece;
A horizontal movement mechanism connected to the hand device and moving the hand device in a horizontal direction;
A vertical movement mechanism that is connected to the horizontal movement mechanism and moves the hand device in the vertical direction;
In the robot that moves the hand device in the horizontal direction and the vertical direction by the horizontal movement mechanism and the vertical movement mechanism to grip a workpiece placed in a predetermined place and convey it to another place.
The horizontal movement mechanism has a pair of horizontal arms that can move in the same direction along the horizontal direction,
Each horizontal arm is provided with the hand device,
A robot characterized in that each hand device can be operated individually.
各ハンド装置同士を連結可能にしたことを特徴とする請求項2に記載のロボット。   The robot according to claim 2, wherein each hand device is connectable.
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