JP3908005B2

JP3908005B2 - Work transfer robot

Info

Publication number: JP3908005B2
Application number: JP2001331431A
Authority: JP
Inventors: 一夫木全; 孝雄中森; 克彦加藤; 清憲中野
Original assignee: I TECH COMPANY LIMITED
Current assignee: I TECH COMPANY LIMITED
Priority date: 2001-10-29
Filing date: 2001-10-29
Publication date: 2007-04-25
Anticipated expiration: 2021-10-29
Also published as: CN1418056A; TW564207B; KR20030035978A; CN1261283C; JP2003136442A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置及びプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の大型ガラス基板及び半導体用大型ウエハなどワークを搬送するワーク搬送ロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
大型ガラス基板など重量の大きなワークを搬送するワーク搬送ロボットにおいては、ハンドにワークを積載してハンドを伸長する時モーメント負荷によりハンド上で撓みが発生する。
【０００３】
このため、従来のワーク搬送ロボットにおいては、例えば、ハンドの元部（付け根）にアジャスタボルトを設け、予めアジャスタボルトを操作してハンドの仰角を調整しハンドが伸長して最大前進位置（実用使用領域での終端位置）に達したときハンドが水平状態になるように設定している。
【０００４】
また、大気中で使用されるワーク搬送ロボットにおいては、ハンドの付け根にモータによる撓み補正軸を設けてハンドの撓みに対応していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記アジャスタボルト使用タイプのワーク搬送ロボットによると、ハンドが始端位置から終端位置まで移動する間、モーメント負荷の変動によりハンド先端が弧を描くような動作をするようになり、このため、ハンドに積載されたワークがこのワークの搬送先であるカセット及び装置ステージなどの各スロット及びゲート間口などと干渉しやすくなる。そこで、このような干渉を避けるために、予め各スロット間ピッチ及びゲート間口高さなどを広く設定しており、これに伴い、ロボットのＺ軸方向（上下方向）のストロークを大きくとる必要があった。
【０００６】
また、上記モータ使用タイプのワーク搬送ロボットによると、コスト高になると共に真空中ではモータ及びその配線類からのアウトガス及びモータ配線処理等に対する効果的な対応策をとることが困難なため現状使用できないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記のような従来のワーク搬送ロボットが抱えている問題を解決し、Ｚ軸方向のストロークを減少させることができると共にコストの低減を図ることができ、しかも、真空中での使用が可能なワーク搬送ロボットを提供することを目的とする。
【０００８】
なお、ワーク搬送ロボットには、いわゆるスカラ型のロボット（例えば、第２アームと第１アームとハンドとを備えると共にプーリ及びタイミングベルト又は、スチールベルト等を内蔵し、第２アームと第１アームとの水平面上の回転位相及び第１アームとハンドとの水平面上の回転位相が変化してハンドが水平直線軌道上を前進、後退するロボット）、及び、直動型のロボット（例えば、固定ベース上をスライドベースが水平直線移動すると共にスライドベース上をハンドが水平直線移動するロボット）が知られているが、本発明は、いずれのロボットに対しても適用できるようにしたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のワーク搬送ロボットは、スカラ型のワーク搬送ロボットにおいて、
機械的構造のみによる撓み補正機構を設け、該撓み補正機構は、第１アームの先端部のケース上面側に固定されるカムプレートであって、該カムプレートの上面の高さ位置が円周方向に沿って変化するカムプレートと、ハンドの元部に固定される可動ブロックであって、前記第１アームの先端部のプーリと一体になって回動し、かつ、該プーリ側の水平軸回りに回動可能な可動ブロックと、前記可動ブロックに固定されるカムフォロアであって、前記プーリの回動に伴い前記カムプレートの上面上を円周方向へ転動するカムフォロアとを備え、前記カムプレートの上面は、前記ハンドが始端位置にあるときに前記カムフォロアと接触する位置から、前記ハンドが終端位置にあるときに前記カムフォロアと接触する位置まで、高さ位置が連続的に徐々に上昇するよう形成されており、ワークを保持したハンドが前進及び後退する間、前記カムフォロアが前記カムプレートの上面上を円周方向へ転動することにより前記可動ブロックが前記水平軸回りに回動し、前記ハンドを水平状態に維持することを特徴とする。また、アームの垂れから起因する上下方向の高さの変位補正は、そのアーム垂れの個体差を予め教示することによりロボットの上下軸（Z軸）を使用し、上下変位の補正を行う。
【００１１】
本発明のワーク搬送ロボットは、直動型のワーク搬送ロボットにおいて、機械的構造のみによる撓み補正機構を設け、該撓み補正機構は、スライドベースの上面に固定されるカムプレートであって、上面の高さ位置が前後方向に沿って変化するカムプレートと、前記スライドベースの上面上を前後方向へ直動可能なハンドベースと、ハンドの元部に固定される可動ブロックであって、前記ハンドベースの水平軸回りに回動可能な可動ブロックと、前記可動ブロックに固定されるカムフォロアであって、前記ハンドベースの直動に伴い前記カムプレートの上面上を前後方向へ転動するカムフォロアとを備え、前記カムプレートの上面は、前方へ向かうにしたがって、高さ位置が連続的に徐々に上昇するよう形成されており、ワークを保持したハンドが前進及び後退する間、前記カムフォロアが前記カムプレートの上面上を前後方向へ転動することにより前記可動ブロックが前記水平軸回りに回動し、前記ハンドを水平状態に維持することを特徴とする。また、アームの垂れから起因する上下方向の高さの変位補正は、そのアーム垂れの個体差を予め教示することによりロボットの上下軸（Z軸）を使用し、上下変位の補正を行う。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の適用例であるスカラ型のワーク搬送ロボットの要部の平面図、図２は、同ロボットの要部を概念的に示した側面図である。
【００１４】
図１及び図２において、１は大型ガラス基板など重量の大きなワークを積載するハンド、２はハンド１の元部１ａに先端部２ａが連結された第１アーム、３は第１アーム２の元部２ｂに先端部３ａが連結された第２アームをそれぞれ表しており、第２アーム３の元部３ｂは、Ｚ軸方向（上下方向）へ移動可能かつθ軸方向（水平面における円周方向）へ回転可能な図示しない機台に連結されている。第２アーム３、第１アーム２及びハンド１は、公知のように、図示しない駆動機構（プーリ、タイミングベルト又は、スチールベルトなど）によって、図１に示した点Ｏを固定位置として図１及び図２に実線で示した状態Ｓs から図１及び図２に一点鎖線で示した状態Ｓm を経て図１及び図２に二点鎖線で示した状態Ｓe へと変位し、ハンドは始端位置から終端位置までの直線軌道上を前進する。また、第２アーム３、第１アーム２及びハンド１は、公知のように、上記とは逆の状態へも変位し、ハンド１は前進時と同じ直線軌道上を終端位置から始端位置まで後退する。
【００１５】
ハンド１と第１アーム２との連結部位には、ワークを積載したハンド１が前進及び後退するときモーメント負荷によって第２アーム３、第１アーム２及びハンド１に生じる撓みを補正するための機械的構造のみによる撓み補正機構４が設けられている。
【００１６】
撓み補正機構４は、第１アーム２の先端部２ａのケース２ｃの上面２ｄ側に固定されるカムプレート４１を備える。このカムプレート４１の上面４１ａは、その高さ位置が円周方向に沿って変化するよう形成されている。すなわち、カムプレート４１の上面４１ａは、ハンド１が始端位置にあるときに後述するカムフォロア４２と接触する位置から、ハンド１が終端位置にあるときにカムフォロア４２と接触する位置まで、高さ位置が連続的に徐々に上昇するように形成されている。ハンド１の元部１ａには可動ブロック４３が固定されている。この可動ブロック４３は、第１アーム２の先端部２ａのプーリ（図示せず）と一体になって回動すると共に上記プーリ側の水平軸４４回りに回動可能である。可動ブロック４３にはカムフォロア４２が固定されている。このカムフォロア４２は、上記プーリの回動に伴いカムプレート４１の上面４１ａ上を円周方向へ転動する。
【００１７】
このように構成された撓み補正機構４は、ワークを保持したハンド１が始端位置から終端位置まで前進する間、モーメント負荷によって第２アーム３、第１アーム２及びハンド１に俯角方向の撓みが生じ、この俯角方向の撓みは、ハンド１が始端位置から終端位置に向かうに従って徐々に増大してゆく。この間、カムフォロア４２はカムプレート４１の上面４１ａ上を円周方向へ転動し、カムフォロア４２の高さ位置は、上述したようにカムプレート４１の上面４１ａがその高さ位置が徐々に上昇するよう形成されているため、徐々に上昇してゆく。このようなカムフォロア４２の高さ位置の上昇に伴い、可動ブロック４３は水平軸４４回りに回動し、ハンド１に対しその先端部１ｂを上昇させる方向、換言すると、ハンド１の仰角を増大させる方向に作用する。そして、このようなハンド１の仰角の増大は、第２アーム３、第１アーム２及びハンド１の俯角方向の撓みと相殺され、ハンド１は、前進する間、水平状態に維持される。更に、アーム自体の撓み等により発生したアーム部先端での上下変位量は、ロボット本体の上下軸（Ｚ軸）により常に一定の高さを保つように補正される。
【００１８】
また、ワークを保持したハンド１が上記とは反対に終端位置から始端位置まで後退する間は、上述したハンド１の前進時とは逆の動作が行われ、ハンド１は前進時と同様に水平状態に維持される。
【００１９】
図３〜図５は、図２に概念的に示した撓み補正機構４を具体的に示しており、図３は撓み補正機構の側面図、図４は撓み補正機構の正面図、図５は撓み補正機構の平面図である。
【００２０】
図３〜図５において、１はハンド、１ａはハンド１の元部、２は第１アーム、２ａは第１アーム２の先端部、２ｃは先端部２ａのケース、２ｄはケース２ｃの上面をそれぞれ表している。
【００２１】
図３及び図４に示すように、ケース２ｃの内部には、固定軸２ｅが設けられており、この固定軸２ｅに可動プーリ２ｆが回動自在に配設されている。可動プーリ２ｆには、タイミングベルト又はスチールベルト等２ｇが掛け渡されており、このタイミングベルト又はスチールベルト等２ｇは、第１アーム２の図示しない元部側の固定プーリにも掛け渡されている。
【００２２】
図３及び図４に示すように、第１アーム２の先端部２ａのケース２ｃの上面２ｄには、カバー体４５が固着されている。カバー体４５の内部のケース上面２ｄには、カムプレート保持部材４６が固着されており、このカムプレート保持部材４６に、図４に示すように、カムプレート用アジャスタスクリュー４７によってカムプレート４１が固定されている。カムプレート用アジャスタスクリュー４７は、カムプレート４１の姿勢を微調整するものである。カムプレート４１は円環状に形成されており、このカムプレート４１の上面４１ａは、その高さ位置が円周方向に沿って変化するよう形成されている。すなわち、カムプレート４１の上面４１ａは、ハンド１が始端位置にあるときにカムフォロア４２と接触する位置から、ハンド１が終端位置にあるときにカムフォロア４２と接触する位置まで、高さ位置が連続的に徐々に上昇するように形成されている。
【００２３】
カバー体４５の内部には、図３に示すように、第１アーム２の可動プーリ２ｆに固着された水平軸保持部材４８が収容されている。水平軸保持部材４８は、図５に示すように、水平軸４４を回動自在に保持する軸受部４９を備えている。水平軸４４の両端部には、図３〜図５に示すように、可動ブロック４３が固着されている。可動ブロック４３は、水平軸４４回りに回動可能である。可動ブロック４３には、図４に示すように、カムフォロア用アジャスタボルト５０によって微調整ブロック５２が固定されている。微調整ブロック５２には、円環状のカムプレート４１の上面４１ａ上を円周方向へ転動可能にカムフォロア４２が固定されている。カムフォロア用アジャスタボルト５０は、可動ブロック４３に対する微調整ブロック５２の姿勢を調整し、カムフォロア４２の高さ位置を微調整するものである。
【００２４】
可動ブロック４３には、ハンド１の元部１ａが固定されている。
【００２５】
上記のように構成された撓み補正機構４において、ワークを保持したハンド１が始端位置から終端位置まで前進する間、カムフォロア４２はカムプレート４１の上面４１ａ上を円周方向へ転動し、カムフォロア４２の高さ位置は、上述したようにカムプレート４１の上面４１ａがその高さ位置が徐々に上昇するよう形成されているため、徐々に上昇してゆく。このようなカムフォロア４２の高さ位置の上昇に伴い、可動ブロック４３は水平軸４４回りに回動し、ハンド１に対しその先端部１ｂを上昇させる方向、換言すると、ハンド１の仰角を増大させる方向に作用する。そして、このようなハンド１の仰角の増大は、第２アーム３、第１アーム２及びハンド１の俯角方向の撓みと相殺され、ハンド１は、前進する間、水平状態に維持される。
【００２６】
また、ワークを保持したハンド１が上記とは反対に終端位置から始端位置まで後退する間は、上述したハンド１の前進時とは逆の動作が行われ、ハンド１は前進時と同様に水平状態に維持される。なお、ハンド１が前進してゆくにしたがってハンド１の高さ位置は撓みによって徐々に下降してゆくが、この高さ位置は、Ｚ軸方向（上下方向）の高さ位置が調整可能な機台を制御することによって補正することができ、ハンド１を常に同じ高さ位置に保ちながら水平状態に維持させることができる。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態に係るスカラ型のワーク搬送ロボットによると、重量の大きなワークを保持したハンド１が前進及び後退する間、ハンド１は水平状態を維持できるため、ワークがその搬送先であるカセット及び装置ステージなどの各スロット及びゲート間口などと干渉するおそれが少なくなり、各スロット間ピッチ及びゲート間口高さなどを広く設定する必要性が無くなる。したがって、ロボットのＺ軸方向（上下方向）のストロークを小さく設定することが可能になる。
【００２８】
また、撓み補正機構４は、機械的構造のみによるため、モータ使用タイプの撓み補正機構と比べコスト安になると共に、モータレスにより真空中でのアウトガス等の発生も抑制でき、真空中でも十分使用できるようになる。
【００２９】
図６は、本発明の他の適用例である直動型のワーク搬送ロボットの要部の平面図、図７は、同ロボットの要部を概念的に示した側面図、図８は、同ロボットの要部を概念的に示した背面図である。
【００３０】
図６〜図８において、１は大型ガラス基板など重量の大きなワークを積載するハンド、１１は、ロボット本体部から突出し、Ｚ軸方向（上下方向）へ移動可能かつθ方向（水平面における円周方向）へ回転可能な機台を表している。機台１１には長四角板状の固定ベース１２が水平状態で連結固定されている。固定ベース１２の上面には、長手方向に沿った左右一対のレール１３、１３に係合したリニアガイド１４、１４を介して固定ベース１２と略同じ平面形状のスライドベース１５が配置されている。スライドベース１５の上面には、長手方向に沿った左右一対のレール１６、１６に係合したリニアガイド１７、１７を介してハンド１が配設されている（厳密には、ハンド１とリニアガイド１７、１７との間には、後述する撓み補正機構６が介在する）。スライドベース１５及びハンド１は、公知のように、図示しない駆動機構（ベルト、あるいは、ラックとピニオンなど）によって、図６及び図７に実線で示した状態Ｓs から図６及び図７に一点鎖線で示した状態Ｓm を経て図６及び図７に二点鎖線で示した状態Ｓe へと変位し、ハンド１は始端位置から終端位置までの直線軌道上を前進する。また、スライドベース１５及びハンド１は、公知のように、上記とは逆の状態へも変位し、ハンド１は前進時と同じ直線軌道上を終端位置から始端位置まで後退する。
【００３１】
ハンド１とスライドベース１５との連結部位には、ワークを積載したハンド１が前進及び後退するときモーメント負荷によって固定ベース１２、スライドベース１５及びハンド１に生じる俯角方向の撓みを補正するための機械的構造のみによる撓み補正機構６が設けられている。
【００３２】
撓み補正機構６は、スライドベース１５上の左右一対のレール１６、１６に係合したリニアガイド１７、１７に固定された左右一対のハンドベース６１を備える。左右一対のハンドベース６１は水平軸６２を介して連結されている。水平軸６２には可動ブロック６３が回動自在に配設されており、可動ブロック６３は水平軸６２回りに回動可能とされている。スライドベース１５の上面には、長手方向に沿って長尺なカムプレート６４が固定されている。カムプレート６４は、その上面６４ａの高さ位置が、前方へ向かうにしたがって連続的に徐々に上昇するように形成されている。可動ブロック６３には、カムプレート６４の上面６３ａ上を転動可能なカムフォロア６５が固定されている。可動ブロック６３にはハンド１の元部１ａが固定されている。
【００３３】
上記のように構成された撓み補正機構６において、ワークを保持したハンド１が始端位置から終端位置まで前進する間、カムフォロア６５はカムプレート６４の上面６４ａ上を前方へ向かって転動し、カムフォロア６５の高さ位置は、上述したようにカムプレート６４の上面６４ａがその高さ位置が徐々に上昇するよう形成されているため、徐々に上昇してゆく。このようなカムフォロア６５の高さ位置の上昇に伴い、可動ブロック６３は水平軸６２回りに回動し、ハンド１に対しその先端部１ｂを上昇させる方向、換言すると、ハンド１の仰角を増大させる方向に作用する。そして、このようなハンド１の仰角の増大は、固定ベース１２、スライドベース１５及びハンド１の俯角方向の撓みと相殺され、ハンド１は、前進する間、水平状態に維持される。更に、スライドベース１５自体の撓み等により発生したスライドベース先端での上下変位量は、ロボット本体の上下軸（Ｚ軸）により常に一定の高さを保つように補正される。
【００３４】
また、ワークを保持したハンド１が上記とは反対に終端位置から始端位置まで後退する間は、上述したハンド１の前進時とは逆の動作が行われ、ハンド１は前進時と同様に水平状態に維持される。なお、ハンド１が前進してゆくにしたがってハンド１の高さ位置は撓みによって徐々に下降してゆくが、この高さ位置は、Ｚ軸方向（上下方向）の高さ位置が調整可能な機台１１を制御することによって補正することができ、ハンド１を常に同じ高さ位置に保ちながら水平状態に維持させることができる。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態に係る直動型のワーク搬送ロボットによると、重量の大きなワークを保持したハンド１が前進及び後退する間、ハンド１は水平状態を維持できるため、ワークがその搬送先であるカセット及び装置ステージなどの各スロット及びゲート間口などと干渉するおそれが少なくなり、各スロット間ピッチ及びゲート間口高さなどを広く設定する必要性が無くなる。したがって、ロボットのＺ軸方向（上下方向）のストロークを小さく設定することが可能になる。
【００３６】
また、撓み補正機構６は、機械的構造のみによるため、モータ使用タイプの撓み補正機構と比べコスト安になると共に、モータレスにより真空中でのアウトガス等の発生を抑制でき、真空中でも十分使用できるようになる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によると、Ｚ軸方向のストロークを減少させることができると共にコストの低減を図ることができ、しかも、真空中での使用が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用例であるスカラ型のワーク搬送ロボットの要部の平面図である。
【図２】同ロボットの要部を概念的に示した側面図である。
【図３】撓み補正機構の側面図である。
【図４】撓み補正機構の正面図である。
【図５】撓み補正機構の平面図である。
【図６】本発明の他の適用例である直動型のワーク搬送ロボットの要部の平面図である。
【図７】同ロボットの要部を概念的に示した側面図である。
【図８】同ロボットの要部を概念的に示した背面図である。
【符号の説明】
１ハンド
１ａ元部
２第１アーム
２ａ先端部
２ｃケース
２ｄ上面
２ｆプーリ
１５スライドベース
４、６撓み補正機構
４１、６４カムプレート
４１ａ、６４ａ上面
４２、６５カムフォロア
４３、６３可動ブロック
４４、６２水平軸
６１ハンドベース[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a workpiece transfer robot that transfers workpieces such as a large glass substrate of a liquid crystal display device and a plasma display panel (PDP) and a large wafer for semiconductor.
[0002]
[Prior art]
In a workpiece transfer robot that transfers a heavy workpiece such as a large glass substrate, bending occurs on the hand due to a moment load when the workpiece is loaded on the hand and the hand is extended.
[0003]
For this reason, in a conventional workpiece transfer robot, for example, an adjuster bolt is provided at the base (base) of the hand, the adjuster bolt is operated in advance to adjust the elevation angle of the hand, and the hand extends to the maximum advanced position (practical use) The hand is set to be horizontal when it reaches the end position in the area.
[0004]
Further, in a workpiece transfer robot used in the atmosphere, a deflection correction axis by a motor is provided at the base of the hand to cope with the deflection of the hand.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above-described work piece robot using the adjuster bolt, while the hand moves from the start position to the end position, the tip of the hand moves in an arc due to fluctuations in the moment load. The workpiece loaded on the slot is likely to interfere with each slot and gate opening of the cassette and apparatus stage, etc., to which the workpiece is transferred. Therefore, in order to avoid such interference, the pitch between the slots and the height of the gate opening are set in advance, and accordingly, it is necessary to increase the stroke in the Z-axis direction (vertical direction) of the robot. It was.
[0006]
Moreover, according to the above-mentioned type of work transfer robot using a motor, the cost is high, and it is difficult to take an effective countermeasure against outgas from the motor and its wiring and motor wiring processing in a vacuum, so that it cannot be used at present. There was a problem.
[0007]
The present invention solves the problems of the conventional workpiece transfer robot as described above, can reduce the stroke in the Z-axis direction, can reduce the cost, and is used in a vacuum. An object of the present invention is to provide a workpiece transfer robot capable of performing the above.
[0008]
The workpiece transfer robot includes a so-called SCARA-type robot (for example, a second arm, a first arm, and a hand, and a pulley, a timing belt, a steel belt, etc., and a second arm and a first arm. The rotation phase on the horizontal plane and the rotation phase on the horizontal plane between the first arm and the hand change so that the hand moves forward and backward on the horizontal linear trajectory, and a direct-acting robot (for example, on a fixed base) The robot is known in which the slide base moves horizontally and linearly and the hand moves horizontally on the slide base. However, the present invention is applicable to any robot.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The workpiece transfer robot of the present invention is a scalar type workpiece transfer robot,
A bend correction mechanism is provided only by a mechanical structure, and the bend correction mechanism is a cam plate fixed to the upper surface of the case at the tip of the first arm, and the height position of the upper surface of the cam plate is in the circumferential direction. And a movable block fixed to the base of the hand, which rotates together with the pulley at the tip of the first arm and rotates around the horizontal axis on the pulley side. And a cam follower fixed to the movable block, the cam follower rolling in a circumferential direction on the upper surface of the cam plate as the pulley rotates. The upper surface of the head has a continuous height position from a position in contact with the cam follower when the hand is in the start position to a position in contact with the cam follower when the hand is in the end position. Is formed so as to gradually increase, while the hand holding the workpiece is advanced and retracted, the movable block is the horizontal axis by said cam follower rolls on the upper surface of the cam plate in the circumferential direction Rotating and maintaining the hand in a horizontal state . In addition, the vertical height displacement correction caused by the arm droop is performed by using the vertical axis (Z axis) of the robot by previously teaching individual differences of the arm droop and correcting the vertical displacement.
[0011]
The workpiece transfer robot of the present invention is a linear motion type workpiece transfer robot provided with a deflection correction mechanism only by a mechanical structure, and the deflection correction mechanism is a cam plate fixed to the upper surface of the slide base, A cam plate whose height position changes along the front-rear direction, a hand base that can move in the front-rear direction on the upper surface of the slide base, and a movable block fixed to the base of the hand, the hand base And a cam follower fixed to the movable block, the cam follower rolling in the front-rear direction on the upper surface of the cam plate as the hand base linearly moves. , the upper surface of the cam plate toward the front, is formed so that the height position is continuously and gradually increased, and holding the work Ha During de is advanced and retracted, characterized in that the cam follower is movable block is rotated on the horizontal axis by rolling on the upper surface of the cam plate in the front-rear direction, to keep the hand in a horizontal state And In addition, the vertical height displacement correction caused by the arm droop is performed by using the vertical axis (Z axis) of the robot by previously teaching individual differences of the arm droop and correcting the vertical displacement.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 is a plan view of the main part of a SCARA-type workpiece transfer robot as an application example of the present invention, and FIG. 2 is a side view conceptually showing the main part of the robot.
[0014]
1 and 2, 1 is a hand for loading a heavy work such as a large glass substrate, 2 is a first arm having a tip 2 a connected to a base 1 a of the hand 1, and 3 is a base of the first arm 2. 2b shows the second arm having the tip 3a connected to the portion 2b. The base 3b of the second arm 3 is movable in the Z-axis direction (vertical direction) and the θ-axis direction (circumferential direction in the horizontal plane). It is connected to a machine base (not shown) that can rotate to the right. As is well known, the second arm 3, the first arm 2 and the hand 1 are connected to each other with the driving mechanism (pulley, timing belt, steel belt, etc.) not shown in FIG. The state Ss shown by the solid line in FIG. 2 is displaced from the state Sm shown by the one-dot chain line in FIGS. 1 and 2 to the state Se shown by the two-dot chain line in FIGS. Advance on a straight track to the position. Further, as is well known, the second arm 3, the first arm 2 and the hand 1 are also displaced in the opposite state to the above, and the hand 1 moves backward from the end position to the start position on the same linear track as when moving forward. To do.
[0015]
A machine for correcting the bending that occurs in the second arm 3, the first arm 2, and the hand 1 due to the moment load when the hand 1 loaded with the workpiece moves forward and backward at the connection portion of the hand 1 and the first arm 2 A deflection correction mechanism 4 having only a mechanical structure is provided.
[0016]
The deflection correction mechanism 4 includes a cam plate 41 that is fixed to the upper surface 2d side of the case 2c of the tip 2a of the first arm 2. The upper surface 41a of the cam plate 41 is formed such that its height position changes along the circumferential direction. That is, the upper surface 41a of the cam plate 41 has a height position from a position in contact with a cam follower 42 described later when the hand 1 is in the start position to a position in contact with the cam follower 42 when the hand 1 is in the end position. It is formed to rise gradually and continuously. A movable block 43 is fixed to the base 1 a of the hand 1. The movable block 43 is rotated integrally with a pulley (not shown) of the distal end portion 2a of the first arm 2 and is rotatable about a horizontal shaft 44 on the pulley side. A cam follower 42 is fixed to the movable block 43. The cam follower 42 rolls on the upper surface 41a of the cam plate 41 in the circumferential direction as the pulley rotates.
[0017]
The bending correction mechanism 4 configured as described above causes the second arm 3, the first arm 2, and the hand 1 to bend in the depression direction by the moment load while the hand 1 holding the workpiece advances from the start position to the end position. This depression in the depression direction gradually increases as the hand 1 moves from the start position to the end position. During this time, the cam follower 42 rolls on the upper surface 41a of the cam plate 41 in the circumferential direction, and the height position of the cam follower 42 is such that the upper surface 41a of the cam plate 41 gradually rises as described above. Because it is formed, it will rise gradually. As the height position of the cam follower 42 rises, the movable block 43 rotates around the horizontal axis 44 and increases the direction in which the tip 1b of the hand 1 is raised, in other words, increases the elevation angle of the hand 1. Acts on direction. The increase in the elevation angle of the hand 1 is offset by the bending in the depression direction of the second arm 3, the first arm 2, and the hand 1, and the hand 1 is maintained in a horizontal state while moving forward. Further, the vertical displacement amount at the tip of the arm portion caused by the bending of the arm itself is corrected so as to always maintain a constant height by the vertical axis (Z axis) of the robot body.
[0018]
Further, while the hand 1 holding the workpiece is retracted from the end position to the start end position as opposed to the above, the operation opposite to the above-described forward movement of the hand 1 is performed, and the hand 1 is horizontal as in the forward movement. Maintained in a state.
[0019]
3 to 5 specifically show the deflection correction mechanism 4 conceptually shown in FIG. 2, FIG. 3 is a side view of the deflection correction mechanism, FIG. 4 is a front view of the deflection correction mechanism, and FIG. It is a top view of a bending correction mechanism.
[0020]
3 to 5, 1 is a hand, 1a is a base part of the hand 1, 2 is a first arm, 2a is a tip part of the first arm 2, 2c is a case of the tip part 2a, and 2d is an upper surface of the case 2c. Represents each.
[0021]
As shown in FIGS. 3 and 4, a fixed shaft 2e is provided inside the case 2c, and a movable pulley 2f is rotatably disposed on the fixed shaft 2e. A timing belt, a steel belt, or the like 2g is stretched over the movable pulley 2f, and this timing belt, a steel belt, or the like 2g is also spanned over a fixed pulley on the base side (not shown) of the first arm 2. .
[0022]
As shown in FIGS. 3 and 4, a cover body 45 is fixed to the upper surface 2 d of the case 2 c of the distal end portion 2 a of the first arm 2. A cam plate holding member 46 is fixed to the case upper surface 2d inside the cover body 45, and the cam plate 41 is fixed to the cam plate holding member 46 by a cam plate adjuster screw 47 as shown in FIG. Has been. The cam plate adjuster screw 47 finely adjusts the posture of the cam plate 41. The cam plate 41 is formed in an annular shape, and the upper surface 41a of the cam plate 41 is formed such that its height position changes along the circumferential direction. That is, the upper surface 41a of the cam plate 41 has a continuous height position from a position in contact with the cam follower 42 when the hand 1 is in the start position to a position in contact with the cam follower 42 when the hand 1 is in the end position. It is formed to rise gradually.
[0023]
As shown in FIG. 3, a horizontal shaft holding member 48 fixed to the movable pulley 2 f of the first arm 2 is accommodated inside the cover body 45. As shown in FIG. 5, the horizontal axis holding member 48 includes a bearing portion 49 that holds the horizontal axis 44 in a freely rotatable manner. As shown in FIGS. 3 to 5, a movable block 43 is fixed to both ends of the horizontal shaft 44. The movable block 43 can rotate around the horizontal axis 44. As shown in FIG. 4, a fine adjustment block 52 is fixed to the movable block 43 by a cam follower adjuster bolt 50. A cam follower 42 is fixed to the fine adjustment block 52 so as to roll on the upper surface 41a of the annular cam plate 41 in the circumferential direction. The cam follower adjuster bolt 50 adjusts the attitude of the fine adjustment block 52 relative to the movable block 43 and finely adjusts the height position of the cam follower 42.
[0024]
The base 1 a of the hand 1 is fixed to the movable block 43.
[0025]
In the bending correction mechanism 4 configured as described above, the cam follower 42 rolls on the upper surface 41a of the cam plate 41 in the circumferential direction while the hand 1 holding the workpiece advances from the start end position to the end position. As described above, the height position 42 of the cam plate 41 gradually increases because the upper surface 41a of the cam plate 41 is formed so that the height position gradually increases. As the height position of the cam follower 42 rises, the movable block 43 rotates around the horizontal axis 44 and increases the direction in which the tip 1b of the hand 1 is raised, in other words, increases the elevation angle of the hand 1. Acts on direction. The increase in the elevation angle of the hand 1 is offset by the bending in the depression direction of the second arm 3, the first arm 2, and the hand 1, and the hand 1 is maintained in a horizontal state while moving forward.
[0026]
Further, while the hand 1 holding the workpiece is retracted from the end position to the start end position as opposed to the above, the operation opposite to the above-described forward movement of the hand 1 is performed, and the hand 1 is horizontal as in the forward movement. Maintained in a state. As the hand 1 moves forward, the height position of the hand 1 gradually falls due to bending. This height position is a machine that can adjust the height position in the Z-axis direction (vertical direction). The correction can be made by controlling the table, and the hand 1 can be maintained in a horizontal state while being always kept at the same height position.
[0027]
As described above, according to the SCARA-type workpiece transfer robot according to the present embodiment, since the hand 1 can maintain a horizontal state while the hand 1 holding a heavy workpiece moves forward and backward, the workpiece is transferred. There is less possibility of interfering with each slot and gate opening, such as the cassette and the apparatus stage, and the need to set the pitch between each slot and the height of the gate opening widely is eliminated. Therefore, the stroke in the Z-axis direction (vertical direction) of the robot can be set small.
[0028]
Further, since the bend correction mechanism 4 is based only on a mechanical structure, the cost is lower than that of a motor-use type bend correction mechanism, and generation of outgas in a vacuum can be suppressed without using a motor, so that it can be used sufficiently even in a vacuum. become.
[0029]
FIG. 6 is a plan view of a main part of a linear motion type workpiece transfer robot as another application example of the present invention, FIG. 7 is a side view conceptually showing the main part of the robot, and FIG. It is the rear view which showed notionally the principal part of the robot.
[0030]
6 to 8, reference numeral 1 denotes a hand for loading a heavy workpiece such as a large glass substrate, and 11 denotes a robot projecting from the robot body, movable in the Z-axis direction (vertical direction), and the θ direction (circumferential direction in the horizontal plane) ) Represents a machine base that can be rotated. A long rectangular plate-like fixed base 12 is connected and fixed to the machine base 11 in a horizontal state. On the upper surface of the fixed base 12, a slide base 15 having substantially the same planar shape as the fixed base 12 is disposed via linear guides 14, 14 engaged with a pair of left and right rails 13, 13 along the longitudinal direction. On the upper surface of the slide base 15, the hand 1 is disposed via linear guides 17 and 17 engaged with a pair of left and right rails 16 and 16 along the longitudinal direction (strictly speaking, the hand 1 and the linear guide are arranged). 17 and 17 is provided with a deflection correction mechanism 6 described later). The slide base 15 and the hand 1 are, as is well known, shown in FIG. 6 and FIG. 7 by a one-dot chain line from a state Ss indicated by a solid line in FIG. 6 and FIG. 7 by a driving mechanism (belt or rack and pinion). After moving through the state Sm shown in FIG. 6 and FIG. 7 to the state Se shown by a two-dot chain line, the hand 1 moves forward on the straight track from the start position to the end position. Further, as is well known, the slide base 15 and the hand 1 are also displaced in a state opposite to the above, and the hand 1 is retracted from the end position to the start end position on the same linear trajectory as at the time of forward movement.
[0031]
A machine for correcting the deflection in the depression direction generated in the fixed base 12, the slide base 15 and the hand 1 due to the moment load when the hand 1 loaded with a work moves forward and backward at the connection portion of the hand 1 and the slide base 15. A deflection correction mechanism 6 based only on a mechanical structure is provided.
[0032]
The deflection correction mechanism 6 includes a pair of left and right hand bases 61 fixed to linear guides 17 and 17 engaged with a pair of left and right rails 16 and 16 on the slide base 15. The pair of left and right hand bases 61 are connected via a horizontal shaft 62. A movable block 63 is rotatably disposed on the horizontal shaft 62, and the movable block 63 is rotatable about the horizontal shaft 62. A long cam plate 64 is fixed to the upper surface of the slide base 15 along the longitudinal direction. The cam plate 64 is formed such that the height position of the upper surface 64a gradually and gradually rises toward the front. A cam follower 65 that can roll on the upper surface 63 a of the cam plate 64 is fixed to the movable block 63. The base 1 a of the hand 1 is fixed to the movable block 63.
[0033]
In the bending correction mechanism 6 configured as described above, the cam follower 65 rolls forward on the upper surface 64a of the cam plate 64 while the hand 1 holding the work advances from the start end position to the end position, and the cam follower As described above, the height position 65 of the cam plate 64 gradually increases because the upper surface 64a of the cam plate 64 is formed so that the height position gradually increases. As the height position of the cam follower 65 rises, the movable block 63 rotates around the horizontal shaft 62 and increases the tip 1b of the hand 1 with respect to the hand 1, in other words, increases the elevation angle of the hand 1. Acts on direction. Then, the increase in the elevation angle of the hand 1 is offset by the bending in the depression direction of the fixed base 12, the slide base 15, and the hand 1, and the hand 1 is maintained in a horizontal state while moving forward. Further, the vertical displacement amount at the tip of the slide base caused by the bending of the slide base 15 itself is corrected so as to always maintain a constant height by the vertical axis (Z axis) of the robot body.
[0034]
Further, while the hand 1 holding the workpiece is retracted from the end position to the start end position as opposed to the above, the operation opposite to the above-described forward movement of the hand 1 is performed, and the hand 1 is horizontal as in the forward movement. Maintained in a state. As the hand 1 moves forward, the height position of the hand 1 gradually falls due to bending. This height position is a machine that can adjust the height position in the Z-axis direction (vertical direction). It can correct | amend by controlling the stand 11, and can maintain the hand 1 in a horizontal state, always maintaining the same height position.
[0035]
As described above, according to the linear motion type workpiece transfer robot according to the present embodiment, the hand 1 can maintain a horizontal state while the hand 1 holding a heavy workpiece moves forward and backward. There is less possibility of interference with each slot and gate opening of the cassette and apparatus stage as the transfer destination, and there is no need to set the pitch between each slot and the height of the gate opening widely. Therefore, the stroke in the Z-axis direction (vertical direction) of the robot can be set small.
[0036]
In addition, since the deflection correction mechanism 6 is based only on a mechanical structure, the cost is lower than that of a motor-use type deflection correction mechanism, and generation of outgas in a vacuum can be suppressed without using a motor, so that it can be used sufficiently even in a vacuum. become.
[0037]
【The invention's effect】
According to the present invention, the stroke in the Z-axis direction can be reduced, the cost can be reduced, and it can be used in a vacuum.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a main part of a scalar type workpiece transfer robot as an application example of the present invention.
FIG. 2 is a side view conceptually showing the main part of the robot.
FIG. 3 is a side view of a deflection correction mechanism.
FIG. 4 is a front view of a deflection correction mechanism.
FIG. 5 is a plan view of a deflection correction mechanism.
FIG. 6 is a plan view of a main part of a linear motion type work transfer robot as another application example of the present invention.
FIG. 7 is a side view conceptually showing the main part of the robot.
FIG. 8 is a rear view conceptually showing the main part of the robot.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hand 1a Base part 2 1st arm 2a Tip part 2c Case 2d Upper surface 2f Pulley 15 Slide base 4, 6 Deflection correction mechanism 41, 64 Cam plate 41a, 64a Upper surface 42, 65 Cam follower 43, 63 Movable block 44, 62 Horizontal axis 61 hand base

Claims

In a SCARA type workpiece transfer robot,
Provide a deflection correction mechanism only by mechanical structure ,
The deflection correction mechanism is
A cam plate fixed to the upper surface side of the case at the tip of the first arm, the height of the upper surface of the cam plate changing along the circumferential direction;
A movable block fixed to the base part of the hand, which rotates integrally with the pulley at the tip of the first arm, and is rotatable about a horizontal axis on the pulley side;
A cam follower fixed to the movable block, the cam follower rolling in a circumferential direction on the upper surface of the cam plate as the pulley rotates.
The upper surface of the cam plate gradually and gradually increases in height from a position in contact with the cam follower when the hand is in the start position to a position in contact with the cam follower when the hand is in the end position. Formed to rise ,
While the hand holding the workpiece moves forward and backward, the cam follower rolls on the upper surface of the cam plate in the circumferential direction, so that the movable block rotates about the horizontal axis, thereby bringing the hand into a horizontal state. A workpiece transfer robot characterized by maintaining .

In direct acting type work transfer robot,
Provide a deflection correction mechanism only by mechanical structure ,
The deflection correction mechanism is
A cam plate fixed to the upper surface of the slide base, wherein the height position of the upper surface changes along the front-rear direction;
A hand base capable of linearly moving in the front-rear direction on the upper surface of the slide base;
A movable block fixed to the base of the hand, the movable block being rotatable about a horizontal axis of the hand base;
A cam follower fixed to the movable block, the cam follower rolling in the front-rear direction on the upper surface of the cam plate as the hand base linearly moves,
The upper surface of the cam plate is formed such that the height position gradually and gradually rises toward the front ,
While the hand holding the workpiece moves forward and backward, the cam follower rolls back and forth on the upper surface of the cam plate, so that the movable block rotates around the horizontal axis and maintains the hand in a horizontal state. A workpiece transfer robot.