JP2009208174A - 産業用ロボット - Google Patents

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JP2009208174A
JP2009208174A JP2008051493A JP2008051493A JP2009208174A JP 2009208174 A JP2009208174 A JP 2009208174A JP 2008051493 A JP2008051493 A JP 2008051493A JP 2008051493 A JP2008051493 A JP 2008051493A JP 2009208174 A JP2009208174 A JP 2009208174A
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Ryuta Kagawa
隆太 香川
Kazuhiro Haniya
和宏 埴谷
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Yaskawa Electric Corp
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Abstract

【課題】本発明は、水平方向、垂直方向、水平垂直方向に搬送可能で、ワークの搬送面を自由に変更することが可能で、ワーク搬送間にロボットの設置が不要な産業用ロボットを提供する。
【解決手段】ワーク32を搬送する産業用ロボット1において、回転軸が大地に対し略水平方向に設けられた第1アーム3と、前記第1アーム3先端部に設けられ、回転軸が前記第1アーム回転軸と同方向である第2アーム4と、前記第2アーム先端部に設けられ、アームの長手方向が前記第2アーム4の回転軸方向に固定された第3アーム5と、前記第3アーム5先端部に設けられ、直交する3軸の駆動部を持つリスト6を備えたものである。
【選択図】図1

Description

本発明は、ワークを搬送する産業用ロボットに関する。
産業用ロボットにはシリコンウエハ、ガラス基板や自動車のボディー等のワークを搬送する専用のロボットが存在する。ワークを搬送するロボットには、ワークの姿勢を変更しながら搬送するタイプとワークの姿勢を一定方向に保持したまま搬送するタイプの2パターンが存在するが、ワーク搬送の多くは搬送面を水平状態に保持したままワークを移送する後者のタイプが大半を占めている。ワークの搬送形態は主に水平搬送、垂直搬送、垂直水平搬送の3パターンに区分される。このワークの搬送工程では搬送工程間距離を短くすることが要求されている。搬送工程間距離を短くすると、全体のラインが短くなり、空調設備等に必要な投資が抑えられるというメリットがある。
このために、産業用ロボットには、ロボット自体の小型化が要求されると共に搬送工程間距離を短くするためのロボット構成も考慮する必要が出てきている。
従来の産業用ロボットでは図8に示すようにワークを搬送するためにロボットをワーク搬送間に設置する必要があった。そのため、ワーク搬送間距離はワーク取り付けスペース、ロボット設置スペースとワーク解放スペースを足した距離となっていた。
このように、従来の産業用ロボットでは搬送工程間にロボットを設置していたため搬送工程間距離を短くすることが出来ず、課題となっていた。これらの問題点を解決するためにロボットの設置面積を小さくした構成が発案されている(例えば、特許文献1参照)。
ここで従来の基板搬送ロボットを図9にて説明する。真空容器101の側壁面127 に3 関節リンク構造の昇降用ロボット128 を設け、該昇降用ロボット128のアーム先端に搬送ロボット114 を設ける。
前記昇降用ロボット128 は前記搬送ロボット114 と同様な構成を有し、昇降用モータ130 の出力軸に昇降第1 アーム131 が嵌着され、又該昇降第1 アーム131 には昇降第2 アーム132 が、又該昇降第2 アーム132 には昇降第3 アーム133 が順次連結されている。該昇降第3 アーム133 は前記昇降第3 アーム133 に搬送ロボット114 が設けられている。尚、前記昇降用モータ130 の2 重軸の回転部分には磁気シールが設けられている。
前記昇降用モータ130 を駆動することで、前記昇降第1 アーム131 、昇降第2 アーム132 が上下方向に伸縮し、前記昇降第3 アーム133 が水平を保持して昇降し、又前記昇降第3 アーム133 を任意の位置で保持可能である。更に、前記モータ115 を駆動することで前記第3 節アーム118 が水平方向に進退する。
以上のように、水平作動が3 関節リンク構成の搬送ロボットによりなされ、又昇降作動が3 関節リンク構成の昇降用ロボットによりなされ、いずれもアームの回転の合成で動きが構成され、摺動部が真空容器内に存在しないので発塵、汚染が大幅に低減する。又、昇降用ロボットに水平移動機能を持たせることで搬送態様の多様化が可能となり、又基板搬送装置に対する処理室等の配置が簡略化しシステムの占有面積が小さくなる等の優れた効果を発揮する。
特開平9−82780号公報(第3頁、図1) 特開2002−273681号公報
しかしながら、従来の産業用ロボットは、水平搬送、垂直搬送、水平垂直搬送を行うことは出来るが、ワークの搬送面は水平の状態に保持することだけを目的としている機構のため、ワークの向きを変更することが出来ない。そのため、ワークの向きに合わせ、生産設備のライン検討が必要であり、生産設備の都合上でワークの向きの変更が必要な場合はワーク反転の工程が増え、搬送工程間距離の延長及び設備費用の増大に繋がるという問題が生じていた。また、ワーク搬送工程間にロボットの設置が必要であるため、ロボットの設置面積は小さくても、ワーク搬送を行う生産ライン自体の長さは短く出来ていないという問題が生じていた。
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、水平方向、垂直方向、水平垂直方向に搬送可能で、ワークの搬送面を自由に変更することが可能で、ワーク搬送間にロボットの設置が不要な産業用ロボットを提供することを目的とする。
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項1に記載の発明は、ワークを搬送する産業用ロボットにおいて、回転軸が大地に対し略水平方向に設けられた第1アームと、前記第1アーム先端部に設けられ、回転軸が前記第1アーム回転軸と同方向である第2アームと、前記第2アーム先端部に設けられ、アームの長手方向が前記第2アームの回転軸方向に固定された第3アームと、前記第3アーム先端部に設けられ、直交する3軸の駆動部を持つリストを備えたものである。
また、請求項2に記載の発明は、少なくとも前記第1アームおよび前記第2アームのいずれか一方の基端部にカウンタウエイトを設けたものである。
また、請求項3に記載の発明は、前記第3アームの長さをワークの大きさに応じて設定したものである。
請求項1に記載の発明によると、ロボットをワーク搬送工程間では無く、ワーク搬送工程と平行な位置に配置できるため、ワーク搬送に必要なライン長を短くすることが可能となり、空調等に必要な設備投資が抑えられる。また、あらゆる角度にワークを傾けることもできるので、必要に応じてはワークの反転作業なども可能となり、新たな設備を負荷する必要がなくなるものである。
また、請求項2記載の発明によると、カウンタウエイトにより第1アーム及び第2アームを駆動するモータへの負荷が小さくなるため、モータの容量を小さくすることが出来る。また、モータ容量を小さくすることで、モータを駆動させる制御盤のアンプの容量も小さく出来る。これによりロボット本体及び制御盤のコスト削減が可能となる。
また、請求項3記載の発明によると、ワークに応じてアーム長を設定することで、搬送工程の幅も最小に設定することが可能となり、空調等に必要な設備投資が抑えられる。
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は、本発明の実施形態における産業用ロボットの側面図であり、図2は上面図である。図において、1は産業用ロボットであり、2はロボットを設置するためのベース、3はロボットの第1アーム、4はロボットの第2アーム、5はロボットの第3アーム、6はロボットの手首部である。ベース2は地面に対し垂直な面に設置されている。第1アーム3は基端部がベース2の上端部に設けられ、大地に平行な第1軸線A1回りに回転可能に連結されている。第2アーム4は基端部が第1アーム3の先端部に設けられ、第1軸線A1に平行な第2軸線A2回りに回転可能に連結されている。第3アーム5は基端部が第2アーム4の先端部に設けられ、アームの長手方向が第2軸線A2と同方向となるように連結されている。第3アーム5は、搬送する物品の長さに合わせられるように長さを変えることが可能となっており、本実施例では3つのアーム部品51〜53から構成されている。手首部6は第3アーム5の先端部に設けられている。図3は手首部6の詳細図である。図において、手首部6はリストベース61、リスト62、フランジ63の3部品から構成され、リストベース61は基端部が第3アーム5の先端部にアーム長手方向に平行な第3軸線A3回りに回転可能に連結されている。リスト62は基端部がリストベース61の先端部に設けられ、第3軸線A3に垂直な第4軸線A4回りに回転可能に連結されている。フランジ63は基端部がリスト62の先端部に設けられ、第4軸線A4に垂直な第5軸線A5回りに回転可能に連結されている。フランジ63の先端には図示しないワーク搬送用のハンドが取り付けられる。
さらに図1から図3を用いて産業用ロボットについて説明する。11は第1アーム3を第1軸線A1回りに駆動させるモータであり、第1アーム3の基端部に設けられている。12は第2アーム4を第2軸線A2回りに駆動させるモータであり、第2アーム4の基端部に設けられている。13はリストベース61を第3軸線A3回りに駆動させるモータ、14はリスト62を第4軸線A4回りに駆動させるモータ、15はフランジ63を第5軸線A5回りに駆動させるモータであり、それぞれ第3アームの基端部に設けられている。
21は第1アーム3のカウンタウエイトであり、第1アーム3と第2アーム4が連結された端部の反対側の端部に設けられ、第1軸線A1を中心として、第1アーム3、第2アーム4および第3アーム5と第3アーム5に備えられた不図示の物品の最大モーメントに相当するように第1軸線A1からの距離から求まる質量からなっており、第1アーム3を駆動させるモータ11の負荷を軽減する役割を持っている。ここで、カウンタウエイト21の質量を軽減するために、第1アームを駆動させるモータ11はカウンタウエイト21が配置されている側に配置されている。22は第2アーム4のカウンタウエイトであり、第2アーム4と第3アーム5が連結された端部の反対側の端部に設けられ、第2軸線A2を中心として、第2アーム4および第3アーム5と第3アーム5に備えられた不図示の物品の最大モーメントに相当するように第2軸線A2からの距離から求まる質量からなっており、第2アーム4を駆動させるモータ12の負荷を軽減する役割を持っている。ここで、カウンタウエイト22の質量を軽減するために、第2アームを駆動させるモータ12はカウンタウエイト22が配置されている側に配置されている。
図4は本ロボットのワーク搬送実施例であり、側面図を表している。図4において31はワークを把持するためのハンドであり、32はワークである。ハンド31はフランジ63の先端部に設けられており、ワーク32はハンド31に把持されている。ここでワーク32がロボット本体に干渉しないために第3アーム5の長さはワーク32の大きさによって決定されている。つまり、ワーク32の大きさに応じて、第3アーム5の長さを設定することで、搬送工程ラインの幅を最小限に抑えることが可能となる。
また、図5はそれぞれ水平搬送の実施例である。図5は水平搬送の実施例であり、第1軸線A1まわりを時計まわりに第1アーム3を回転させ、第2軸線A2まわりを反時計回りに第2アーム4を回転させ、第4軸線まわりに回転させることでフランジ63を水平状態に保持することで、ハンド31上に載置されたワーク32は、水平状態に保持したまま搬送される。同様に図6および図7に示すように、ワーク32は水平に保持されたまま、垂直搬送、水平垂直搬送のどの動作パターンにも対応可能となっている。
また、第3軸線A3、第4軸線A4および第5軸線A5まわりにリスト62を回転させることで、ハンド32上でワークを地面に平行に回転させることや、地面に対して傾けることも可能であり、ワーク32をあらゆる姿勢に変更することが可能である。そのため、ワーク32の搬送面を水平に保持した搬送のみではなく、ワーク32の搬送面を水平状態から垂直状態へまたは垂直状態から水平状態へなど様々な形態の搬送が可能である。
また、ロボットはワークの搬送間では無く、搬送ラインの側面に設置されるため、ワークの搬送間距離がロボットの設置スペースに左右されず、搬送工程間の短縮が可能となる。
本発明の実施例を示すワークを搬送する産業用ロボットの側面図 本発明の実施例を示すワークを搬送する産業用ロボットの上面図 本発明の実施例を示すワークを搬送する産業用ロボットのリスト部詳細図 ワーク搬送実施例の側面図 ワークの水平搬送の模式図 ワークの垂直搬送の模式図 ワークの垂直および水平搬送の模式図 従来のワーク搬送の上面図 従来の基板搬送ロボットの斜視図
符号の説明
1 産業用ロボット
2 ベース
3 第1アーム
4 第2アーム
5 第3アーム
6 リスト
11 第1アーム駆動モータ
12 第2アーム駆動モータ
13 リストベース駆動モータ
14 リスト駆動モータ
15 フランジ駆動モータ
21 第1アームカウンタウエイト
22 第2アームカウンタウエイト
31 ハンド
32 ワーク
61 リストベース
62 リスト
63 フランジ

Claims (3)

  1. ワークを搬送する産業用ロボットにおいて、
    回転軸が大地に対し略水平方向に設けられた第1アームと、前記第1アーム先端部に設けられ、回転軸が前記第1アーム回転軸と同方向である第2アームと、前記第2アーム先端部に設けられ、アームの長手方向が前記第2アームの回転軸方向に固定された第3アームと、前記第3アーム先端部に設けられ、直交する3軸の駆動部を持つリストを備えたことを特徴とする産業用ロボット。
  2. 少なくとも前記第1アームおよび前記第2アームのいずれか一方の基端部にカウンタウエイトを設けたことを特徴とする請求項1記載の産業用ロボット。
  3. 前記第3アームの長さをワークの大きさに応じて設定したことを特徴とする請求項1または2に記載の産業用ロボット。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5630559B2 (ja) * 2011-02-28 2014-11-26 村田機械株式会社 上肢訓練装置

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