JP4253945B2 - ロボットハンドのチルト機構 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にウエーハカセットなどを搬送するのに用いられるロボットハンドのチルト機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
たとえば半導体の製造を行うクリーンルームにおいては、移載ロボットを搭載した無人搬送車によりウエーハカセット(ウエーハを多数収納する容器)の搬送を行っている。
このような移載ロボットには、従来より複数の関節で連結されたアームを有する多関節形のものが一般的に使用されている。このような移載ロボットのアーム先端には、ウエーハカセットのようなワークを把持するためのグリップ機構を備えたロボットハンドが取り付けられている。また、ウエーハカセットのようなワークを搬送するロボットハンドには、搬送時におけるウエーハの飛び出しを防止するため、カセットの開口部側を上向きに傾斜させるチルト機構が設けられている。
【0003】
図5は、従来のチルト機構を備えたロボットハンドを示したもので、図中の符号1はロボットハンド、2a,2bはロボット本体側に連結されたアーム、3はアーム2a,2b間を連結する関節、4はチルト機構、5はウエーハカセット、6は外部装置の受入ポートである。
このロボットハンド1は、図示省略のグリップ機構によりウエーハカセット5を把持した後、チルト機構4を作動させて、ウエーハカセット5の開口部5a側が上向きとなるよう角度αだけ傾斜させた状態(想像線で表示)を維持し、たとえば外部装置の受入ポート6へ搬送するようになっている。このようにウエーハカセット5を傾斜させた状態で搬送するのは、ロボットハンド1に生じる加減速動作により、開口部5aより内部に収納されたウエーハが飛び出すのを防止するためである。なお、受入ポート6内への搬送が完了すると、チルト機構4を作動させてウエーハカセット5を水平状態(実線で表示)に戻し、グリップ機構の把持を解除して所定位置に載置する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ロボットハンドのチルト機構は、ロボットハンド1で搬送するワークの受入、搬送及び搬入に必要なスペースを考慮すると、できるだけ薄くて小さものが望まれる。
しかしながら、図5に示した従来のチルト機構4は、ロボットハンド1の上部に配設されているため、アーム2a上端からウエーハカセット5下端までの高さ寸法が大きくなり、結果として受入ポート6の高さ寸法Hが大きくなるという問題がある。
また、チルト機構4をロボットハンド1の横(ウエーハカセット5の側面)に配設した場合、受入ポート6の幅寸法が大きくなるという問題が生じる。
【0005】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、チルト機構部が薄型化されたロボットハンドのチルト機構を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため以下の手段を採用した。請求項1記載のロボットハンドのチルト機構は、ロボット本体に第一の回転軸回りに揺動自在に連結されたロボットハンドによって把持した搬送物を、該搬送物の把持する前の状態に対して傾斜した状態に保持して搬送するロボットハンドのチルト機構において、前記ロボット本体または前記ロボットハンドのいずれか一方に第二の回転軸回りに回転可能に設けられたローラと、前記ロボット本体または前記ロボットハンドの他方に前記第二の回転軸と直交する直動方向に直動可能に設けられ、前記ロボット本体または前記ロボットハンドの一方に設けられた前記ローラの周面と接して前記ロボット本体に対して前記ロボットハンドを前記第一の回転軸回りの所定位置で保持するとともに前記直動方向に対して傾斜して形成された傾斜面を有するローラ摺動部材とを具備し、該ローラ摺動部材を前記ロボット本体または前記ロボットハンドの他方に対して直動させて、前記傾斜面における前記ローラの周面の接する位置を前記直動方向に変化させることで前記ロボット本体に対する前記ロボットハンドの前記第一の回転軸回りの角度を変化させるように構成したことを特徴とするものである。
【0007】
このようなロボットハンドのチルト機構によれば、傾斜面の高低差を利用してロボットハンドを傾斜させることができるので、チルト機構の薄型化が可能となる。
【0008】
請求項2記載のロボットハンドのチルト機構は、前記ロボットハンドは、前記第一の回転軸と平行に配設されたリニアガイドと、該リニアガイドに沿ってそれぞれ摺動することで、前記搬送物の把持、開放を行う一対のグリップを有し、前記ローラ摺動部材は、前記リニアガイドに、該リニアガイドに沿う方向を前記直動方向として直動可能に設けられ、前記ローラは、前記第二の回転軸が前記リニアガイドと直交するようにして回転可能であるとともに、前記第一の回転軸と平行な軸回りにも揺動可能に設けられていることを特徴とするものである。
【0009】
このようなロボットハンドのチルト機構によれば、チルト機構とグリップ開閉機構とにおいて同一のガイドを利用することができるようになり、傾斜面を利用しての薄型化に加えて、部品共用による小型化も可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るロボットハンドのチルト機構の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
第1実施形態を示す図1において、符号10はロボットハンド、20はロボット本体(アーム先端)であり、ロボットハンド10は、ロボット本体20に対し一対のヒンジ21を介して揺動自在に連結されている。また、ロボット本体20にはヒンジ21との間に距離を設けた位置に支持部材22が下向きに突設され、その先端(下端)部近傍において、ヒンジ21の軸21aと平行に配設された回転軸23aによりローラ23が回動自在に支持されている。このため、ローラ23の周面とロボット本体20との間には、所定の間隙が形成されている。
【0011】
一方、ロボットハンド10には、ヒンジ21の軸21a及びローラ23の回転軸23aと直交する方向に直動可能なローラ摺動部材として、スライドテーブル11が設けられている。このスライドテーブル11は、スライドガイド12のガイドレール12aに沿って回転軸23aと直交する方向に摺動するが、その駆動手段としては、たとえば図2に示すようなリニアアクチュエータ13がある。このリニアアクチュエータ13は、その伸縮ロッド13aが連結部材14を介してスライドテーブル11と連結されているので、該リニアアクチュエータ13を作動させることによって、スライドテーブル11をガイドレール12aに沿って摺動させることができる。
【0012】
また、スライドテーブル11のローラ23との対向面(下面)には、ローラ23の周面と接する傾斜面11aが形成されている。この傾斜面11aは、スライドテーブル11の直動(摺動)方向において、中央部から端部側へ高さhを増すように形成されている。換言すれば、スライドテーブル11の傾斜面11aは、ヒンジ21側からローラ23側へ徐々に高さhを増して、水平面であるスライドガイド12から下方への厚みが増すようになっている。
【0013】
そして、図1(a)に示すように、スライドテーブル11がヒンジ21側の所定位置にあるとき、高さhは比較的小さく、結果としてロボットハンド10は水平位置に保持されている。この状態からリニアアクチュエータ13を作動させ、スライドテーブル11をヒンジ21側(左側)へ摺動させると、ローラ23の周面に接する傾斜面の高さhは徐々に高くなる。このため、ロボットハンド10がヒンジ21を中心に揺動し、図1(b)に示すように、スライドテーブル11を設けた側の端部(右側端部)が押し上げられてチルト(傾斜)した状態のチルト位置となる。すなわち、ローラ23の周面とロボット本体20との間隙は一定であるため、ローラ23の周面に接する傾斜面11aの高さhが変化した分だけヒンジ21を支点にして揺動自在のロボットハンド10が持ち上げられ、従って、スライドテーブル11がその作動範囲内で最もヒンジ21側へ移動した時、リニアアクチュエータ13を停止するとチルト角がαとなって保持されるのである。
【0014】
このようにロボットハンド10がチルト位置にある状態では、図5の従来技術に示したように、ロボットハンド10に把持されたウエーハカセットなどのワークも角度αだけ傾斜した状態に保持される。
なお、図1(b)に示したチルト位置から図1(a)に示した水平位置に戻すときには、リニアアクチュエータ13を逆方向へ作動させればよく、この時、ヒンジ21の位置とロボットハンド10及びワークなどの重心位置とを考慮しておくことで、ロボットハンド10は重力により自動的に復帰する。
【0015】
このように構成されたチルト機構は、スライドテーブル11に形成した傾斜面11aの高低差を利用してロボットハンド10を傾斜させているので、上下方向にそれほど大きな寸法を必要とせず、チルト機構を備えたロボットハンド10の薄型化が可能となる。
なお、上述した実施形態では、ローラ23をロボット本体20側に設置し、傾斜面11aを形成したスライドテーブル11をロボットハンド10側に設置したが、逆の配置、すなわちローラ23をロボットハンド10側に設置し、傾斜面11aを形成したスライドテーブル11をロボット本体20側に設置することも可能であることはいうまでもない。
【0016】
続いて、本発明に係るロボットハンドのチルト機構の第2実施形態を図3及び図4に示して説明する。
この第2実施形態では、上述したローラ23の代わりに揺動ローラ30を採用し、かつ、上述した傾斜面11aの移動(摺動)方向をロボットハンド10のグリップ開閉方向と同一にする点が第1実施形態と異なっている。
【0017】
この実施形態における揺動ローラ30は、回転軸31に凸曲面のローラ支持面32を備え、該ローラ支持面32に対して揺動ローラ30の凹曲面30aが摺動可能に結合されている。このため、揺動ローラ30は、回転軸31を中心とした回動に加えて、図3(b)に示すように、回転軸31と直交する位置から左右両方向への揺動が可能となっており、回転軸31に対し傾斜した状態でも両方向へ回転することができる。
【0018】
また、図4において、符号の40はリニアガイド、41L、41Rはグリップ開閉機構のグリップ、42L、42Rはグリップアクチュエータであり、左右一対のグリップ41L,41Rを開閉操作することで、ワークを把持したり開放したりすることができる。
この場合、左右一対のグリップ41L,41Rは、それぞれがグリップアクチュエータ42L,42Rに連結されたグリップ連結板43L,43Rと一体の摺動部44L,44Rを備えている。そして、グリップ41L,41Rは、グリップ連結板43L,43Rからそれぞれ一対突設されたグリップシャフト45L,45Rの先端に取り付けられ、グリップアクチュエータ42L,42Rを作動させることで、摺動部44L,44Rがリニアガイド40に沿って摺動し開閉動作が行われる。
【0019】
このようなグリップ機構のリニアガイド40を共用するため、本実施形態の傾斜面11aは、リニアアクチュエータ13に連結された連結部材14と一体的に設けられた摺動部14aに連結され、該摺動部14aがリニアガイド40に沿って摺動するように構成されている。このため、チルト機構を作動させる傾斜面11aの移動方向は、ロボットハンド10のグリップ41L,41R開閉方向と同一になる。
【0020】
上述した構成としたので、リニアガイド40に沿ってヒンジ21の軸方向21aへ移動する傾斜面11aがチルト動作により傾斜した場合でも、図3(b)に示すように、揺動ローラ30が傾斜面11aに追従した状態で回動可能となる。従って、ローラ30のスムーズな回動を確保できるので、グリップ機構のリニアガイド40をチルト機構に共用できるようになり、ロボットハンド10のより一層の小型化が可能となる。
なお、このような作用効果は、上述した揺動ローラ30に代えて、第1実施形態に示したローラ23のローラ面を凸状の曲面としたものを採用しても同様に得ることができる。
【0021】
【発明の効果】
本発明のロボットハンドのチルト機構によれば、傾斜面の高低差を利用してロボットハンドを傾斜させることができるので、ロボットハンドの薄型化が可能となる。
また、リニアアクチュエータを採用できるので、アクチュエータ自体の小型化も可能となる。
さらに、揺動可能なローラを採用し、傾斜面をグリップ機構と同一方向に移動させるようにしたので、リニアガイドの共用化が可能となってロボットハンドを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るロボットハンドのチルト機構の第1実施形態を示す正面図で、(a)はロボットハンドが水平位置にある状態、(b)はロボットハンドがチルト位置にある状態である。
【図2】 図1のロボットハンドを示す平面図である。
【図3】 本発明に係るロボットハンドのチルト機構の第2実施形態を示す図で、(a)はロボットハンドが水平位置にある状態の正面図、(b)はロボットハンドがチルト位置にある状態の要部拡大図である。
【図4】 図2のロボットハンドを示す平面図である。
【図5】 従来のロボットハンドのチルト機構を示す構成図である。
【符号の説明】
10 ロボットハンド
11 スライドテーブル
11a 傾斜面
12 スライドガイド
13 リニアアクチュエータ
14 連結部材
20 ロボット本体(アーム先端)
21 ヒンジ
22 支持部材
23 ローラ
30 揺動ローラ
40 リニアガイド
Claims (2)
- ロボット本体に第一の回転軸回りに揺動自在に連結されたロボットハンドによって把持した搬送物を、該搬送物の把持する前の状態に対して傾斜した状態に保持して搬送するロボットハンドのチルト機構において、
前記ロボット本体または前記ロボットハンドのいずれか一方に第二の回転軸回りに回転可能に設けられたローラと、
前記ロボット本体または前記ロボットハンドの他方に前記第二の回転軸と直交する直動方向に直動可能に設けられ、前記ロボット本体または前記ロボットハンドの一方に設けられた前記ローラの周面と接して前記ロボット本体に対して前記ロボットハンドを前記第一の回転軸回りの所定位置で保持するとともに前記直動方向に対して傾斜して形成された傾斜面を有するローラ摺動部材とを具備し、
該ローラ摺動部材を前記ロボット本体または前記ロボットハンドの他方に対して直動させて、前記傾斜面における前記ローラの周面の接する位置を前記直動方向に変化させることで前記ロボット本体に対する前記ロボットハンドの前記第一の回転軸回りの角度を変化させるように構成したことを特徴とするロボットハンドのチルト機構。 - 前記ロボットハンドは、前記第一の回転軸と平行に配設されたリニアガイドと、
該リニアガイドに沿ってそれぞれ摺動することで、前記搬送物の把持、開放を行う一対のグリップを有し、
前記ローラ摺動部材は、前記リニアガイドに、該リニアガイドに沿う方向を前記直動方向として直動可能に設けられ、
前記ローラは、前記第二の回転軸が前記リニアガイドと直交するようにして回転可能であるとともに、前記第一の回転軸と平行な軸回りにも揺動可能に設けられていることを特徴とする請求項1記載のロボットハンドのチルト機構。
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