JP4519824B2

JP4519824B2 - ダブルアーム型ロボット

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Publication number: JP4519824B2
Application number: JP2006280935A
Authority: JP
Inventors: 隆之矢澤
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 2006-10-16
Filing date: 2006-10-16
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2020-03-23
Also published as: JP2007030163A

Description

本発明はロボットに関する。さらに詳述すると、本発明は、ワークの取り出し及び供給を行なうダブルアーム型ロボットに関するものである。

従来、液晶用のガラス基板や半導体ウェハ等の薄板状のワークをストッカから取り出す、またワークをストッカに供給するために、例えば図５から図７に示すダブルアーム型ロボットが利用されている。

ダブルアーム型ロボット１００には、アーム１０１の先端に設けられるハンド部１１３以外が同一平面上にあるように、二つのアーム１０１が左右対称に設けられている。

アーム１０１は、第一アーム１１１（以下、上腕１１１と呼ぶ）と、上腕１１１と連結される第二アーム１１２（以下、前腕１１２と呼ぶ）と、前腕１１２と連結されワーク１０９を保持するハンド部１１３とを備える。

そして、上腕１１１の基端は基台１０２の駆動軸に連結されて、回動可能な関節部１１４（以下、肩関節部１１４と呼ぶ）を構成する。また、上腕１１１の先端と前腕１１２の基端とが駆動軸を介して連結されて、回動可能な関節部１１５（以下、肘関節部１１５と呼ぶ）を構成する。また、前腕１１２の先端とハンド部１１３の基部であるコラム１１７ａ，１１７ｂそれぞれが駆動軸を介して連結されて、回動可能な関節部１１６（以下、ハンド関節部１１６と呼ぶ）を構成する。

アーム１０１は、図示しない回転駆動源により肩関節部１１４と肘関節部１１５とハンド関節部１１６とを回動させて、ハンド部１１３を図中矢印Ｘ方向、即ちワーク取り出し・供給方向に移動させる。この際、アーム１０１では、その機構上、ハンド部１１３が一方向を向いて、上腕１１１と前腕１１２とを伸ばしきった伸長位置と、上腕１１１と前腕１１２とを折り畳んだ状態とした縮み位置との間を直線移動するようにしている。かかる機構は、例えば、各関節部１１４，１１５，１１６に各々タイミングプーリを備えて、タイミングプーリ間をタイミングベルトで連結し、各関節部１１４，１１５，１１６が所定の回転を行なうように構成されるものである。

また、一方のコラム１１７ａはコの字形状とされ、２つのハンド部１１３の間に上下スペースを生じるようにし、両アーム１０１が縮んだ際には、コの字型コラム１１７ａの空間部に他方のコラム１１７ｂ（ハンド部１１３）が入るようにして、２つのハンド部１１３が接触することがないようにしている。また、基台１０２の上部１０３は回動可能に設けられ、ダブルアーム型ロボット１００を旋回して向きを変えることができるようにしている。ここで、図５中の２点鎖線の円１０６は、基台上部１０３の回動によるワーク１０９の角部の軌跡を表しており、ダブルアーム型ロボット１００の旋回に際して要するスペースを表している。また、基台１０２は、回動軸１０５により基台上部１０３が基台下部１０４に対して図中矢印Ｚで示す上下方向に移動可能であるように多段テレスピック構造で設けられ、アーム１０１の高さを調整可能としている。

このダブルアーム型ロボット１００によれば、アーム１０１によりハンド部１１３が矢印Ｘ方向に移動して、ワーク１０９をストッカから取り出す、またワーク１０９をストッカに供給することができ、一方のアーム１０１を供給用、他方を取り出し用とし、ワーク１０９の供給動作と別のワーク１０９の取り出し動作とを同時に行うことを可能としている。また、液晶用のガラス基板等のワーク１０９は塵埃を避ける必要があるため、ダブルアーム型ロボット１００の作業は全てクリーンルーム内で行われる。

特開平４−８５８１２号特開平４−１６３９３７号特開平１−１９９７８０号特開昭６２−１８１８８７号特開平３−２０８５８２号特開平１０−２６４０７５号

しかしながら、従来のダブルアーム型ロボット１００では、両アーム１０１が縮んだ際に両肘関節部１１５が左右対称に突出して、ダブルアーム型ロボット１００の旋回半径、即ち円１０６で示す旋回に要する領域が大きくなってしまうという問題がある。さらに、２つのハンド部１１３が接触することがないようにコの字型コラム１１７ａが基台上部１０３の旋回中心の外側に向かって突出しており、ダブルアーム型ロボット１００の旋回半径が更に大きなものとなってしまう。また、コの字型コラム１１７ａの重量は大きく、ダブルアーム型ロボット１００が大型化してしまうという問題がある。

これらに対し、他の装置にぶつかることがないようにダブルアーム型ロボット１００の周囲に十分なスペースを設ける必要が生じ、その分だけ大型のクリーンルームとそれに付帯する浄化設備等の大型化が必要となりコスト高となる。また、クリーンルーム内におけるダブルアーム型ロボットの占有するスペースが大きくなると、レイアウトの自由度を低下させてしまう。

ところで、近年の液晶用ガラス基板の大型化により、ガラス板の撓みも大きくなることから、ストッカの各段の間隔（ピッチ）を大きくする必要が生じている。それに伴って、ダブルアーム型ロボット１００においても上下方向のストロークを大きくする必要がある。ここで、従来のダブルアーム型ロボット１００では、アーム１０１の縮み動作に伴い両肘関節部１１５が左右対称に突出するため、設置スペースを考慮すると、アーム１０１の上下移動のための機構はアーム１０１の下側に配置する必要がある。しかし、上下移動機構として、従来採用されている多段テレスピック構造では、上下方向のストロークを大きくするほど、複雑大型化してしまう。したがって、生産コストの増大、また上述と同様の占有スペース増大の問題を招くことになる。また、上下移動機構が大きくなりアーム１０１の最下位置が高くなれば、アーム１０１の作業可能範囲が制限を受けてその分だけ減少してしまうという問題もある。ここで、クリーンルームの床の一部に凹んだ穴部を設けてダブルアーム型ロボット１００を入れ込んで配置することも考えられるが、この場合、ダブルアーム型ロボット１００の配置位置が穴部に制限されてしまい、各装置のレイアウトの自由度が低下してしまう。また、ダブルアーム型ロボット１００の着脱が困難となりメンテナンスが煩雑になってしまうという問題がある。

そこで、本発明は、旋回半径が小さく、また、装置の大型化・複雑化を伴わない上下移動機構により構成可能なダブルアーム型ロボットを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ハンド部と、前腕と、上腕と、前記前腕と前記上腕とを連結する肘関節部と、前記上腕の前記肘関節部とは反対側に設けたアームの基端の関節部と、前記前腕の前記肘関節部とは反対側に設けた前記ハンド部が取り付けられるハンド関節部とを有するアームを二組備えると共に、前記各関節部を連結駆動して回動させる回転駆動源を備え、前記回転駆動源の駆動により前記上腕と前記前腕とを伸ばしたり折り畳んだりして前記ハンド部を移動させるダブルアーム型ロボットにおいて、二組の前記アームがそれぞれ取り付けられる第１及び第２の支持部材と、前記第１及び第２の支持部材を上下方向に移動可能に保持するコラムとを含む移動機構を備え、前記アームは前記アームの基端の関節部が互いに上下に異なる高さで配置された前記第１及び第２の支持部材にそれぞれ取り付けられると共に、前記アームの基端の関節部はともに前記第１及び第２の支持部材の間に配置され、前記アームは前記ハンド部を前記第1及び第2の支持部材の移動方向及び前記支持部材が前記コラムから延びる方向に関して直行する方向において、前記上腕と前記前腕とを伸ばしきった伸長位置と前記上腕と前記前腕とを折り畳み前記ハンド部を引き込んだ縮み位置との間を移動させるように構成され、前記アームを前記縮み位置に移動させたときに、前記ハンド部に保持されるワークが前記アームの基端の関節部の間に位置するようにしている。また、請求項２記載の発明は、少なくとも、前腕と、上腕と、前記前腕と前記上腕とを連結する肘関節部と、前記上腕の前記肘関節部とは反対側に設けたアームの基端の関節部と、前記前腕の前記肘関節部とは反対側に設けたハンド関節部とを有するアームを二組備えると共に、前記各関節部を連結駆動して回動させる回転駆動源を備え、前記回転駆動源の駆動により前記上腕と前記前腕とを伸ばしたり折り畳んだりして前記ハンド関節部を移動させるダブルアーム型ロボットにおいて、二組の前記アームがそれぞれ取り付けられる第１及び第２の支持部材と、前記第１及び第２の支持部材を上下方向に移動可能に保持するコラムとを含む移動機構を備え、前記アームは前記アームの基端の関節部が互いに上下に異なる高さで配置された前記第１及び第２の支持部材にそれぞれ取り付けられると共に、前記アームの基端の関節部はともに前記第１及び第２の支持部材の間に配置され、前記アームは前記ハンド関節部を前記第1及び第2の支持部材の移動方向及び前記支持部材が前記コラムから延びる方向に関して直交する方向において、前記上腕と前記前腕とを伸ばしきった伸長位置と前記上腕と前記前腕とを折り畳んだ縮み位置との間を移動させるように構成され、前記ハンド関節部にハンド部を取り付けた場合において前記アームを前記縮み位置に移動させたときに、前記ハンド関節部に取り付けたハンド部に保持されるワークを前記アームの基端の関節部の間に位置させるようにしている。また、請求項３記載の発明は、請求項１に記載のダブルアーム型ロボットにおいて、前記二組のアームの各々の前記肘関節部はアームの伸縮動作にともなって同方向に且つ前記アームが前記ハンド部を移動させる方向に関して水平方向側方に突出すると共に、前記アームが前記ハンド部を移動させる方向に関して前記二組のアームの各々の前記肘関節部が突出する方向と反対側に前記移動機構を配置するようにしたものである。また、請求項４記載の発明は、請求項２に記載のダブルアーム型ロボットにおいて、前記二組のアームの各々の前記肘関節部は前記アームの伸縮動作にともなって同方向に且つ前記アームが前記ハンド関節部を移動させる方向に関して水平方向側方に突出すると共に、前記アームが前記ハンド関節部を移動させる方向に関して前記二組のアームの各々の前記肘関節部が突出する方向と反対側に前記移動機構を配置するようにしたものである。

また、請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１つに記載のダブルアーム型ロボットにおいて、二組のアームが、第１および第２の支持部材の間に、互いに干渉することなく上下方向において対称に配置されるようにしたものである。

また、請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１つに記載のダブルアーム型ロボットにおいて、二組のアームがそれぞれ対面するように配置されたものである。

また、請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれか１つに記載のダブルアーム型ロボットにおいて、基端の関節部がアームの回転中心となる回転中心軸を備え、二組のアームは回転中心軸が同軸方向に重なるように取り付けられたものである。

また、請求項８記載の発明は、請求項１から６のいずれか１つに記載のダブルアーム型ロボットにおいて、基端の関節部がアームの回転中心となる回転中心軸を備え、二組のアームの基端の関節部の回転中心軸が同軸に重ならないものである。

請求項９記載の発明は、請求項１から８のいずれか１つに記載のダブルアーム型ロボットにおいて、移動機構が旋回機能を有し、アームの基端の関節部はアームの回転中心となる回転中心軸を備え、回転中心軸は、移動機構の旋回中心軸と平行でかつ該旋回中心軸を中心として旋回可能であるものである。

請求項１０記載の発明は、請求項９記載のダブルアーム型ロボットにおいて、アームの基端の関節部の回転中心軸は、移動機構の旋回中心軸からアームの伸縮方向と直交する方向で偏心させ、アームの伸長位置から縮み位置への伸縮動作に伴い移動するアーム基端の関節部以外の関節部の位置を、偏心させていない場合よりも旋回中心軸に近づけるものである。

請求項１１記載の発明は、請求項９記載のダブルアーム型ロボットにおいて、アームの基端の関節部を移動機構の旋回中心軸からオフセットさせ、アームの伸長位置から縮み位置への伸縮動作に伴い移動する肘関節部が、オフセットさせていない場合よりも移動機構の旋回中心軸に近づくようにしたものである。

請求項１２記載の発明は、請求項９に記載のダブルアーム型ロボットにおいて、支持部材は、移動機構が旋回するときのコラムの旋回領域の内側に前記コラムから延び出しており、かつアームの基端の関節部をコラムよりも移動機構の旋回中心軸の近くに位置させるようにしてなるものである。

請求項１及び請求項２記載のダブルアーム型ロボットによると、第１及び第２の支持部材をコラムに対してスライド移動させるように構成しているので、上下移動方向のストロークを大きく設計する必要があった場合でも、多段テレスピック構造等で上下移動機構を構成する場合に比して、機構を複雑化・大型化することなく対応することができる。また、二組のアームを上下に異なる高さで重ねて配置しているので、上下移動機構をアームの側面に配置しても設置スペースを大きく占めることはない。

さらに、アームを前記縮み位置に移動させたときに、当該アームに取り付けられるそれぞれのハンド部に保持されるワークがアームの基端の関節部の間に位置するようにしているので、図１及び図２に示すように、アームが縮んだ位置でのワークとハンド部と支持部材の回転中心とが同じ領域に重なって配置され、旋回半径を小さくすることができる。

また、本発明によると、ハンド部の高さを互いに変えるためのコの字型コラムを設ける必要がなくなるので、その分だけ旋回半径の径方向外側への突出物が減少し、さらに旋回半径を小さくできる。しかも、支持部材が移動機構のコラムに対し異なる高さで設置されているために、アームを縮め位置に引き込んだ際にアームの基端の関節部即ち肩関節部の間にハンド部を収容させて旋回中心近傍にハンド部ひいてはワークを配置することができるので、旋回半径の最小化を可能とする。更には、コの字型コラムが削減できる分だけハンド部の重量を軽減できる。また、請求項３及び請求項４記載の発明によると、上下移動機構がアームの伸縮方向の側部に位置しているので、アームの最下位置を下げることが可能になり、ダブルアーム型ロボットのハンドリングできる高さを下げて、アームの作業可能範囲を広げることができる。また、二組の肘関節部をハンド部の移動方向に関して同方向に突出させているので、図１及び図２に示すように、アームが縮んだ位置でのワークとハンド部と支持部材の回転中心とが同じ領域に重なって配置され、旋回半径を小さくすることができる。しかも、左右に対称に張り出す従来の構造のものに比べて、片方だけに二組のアームが張り出すため、その分だけロボット旋回時の旋回半径を小さくすることができる。

また、請求項５記載の発明によると、アームを縮め位置に引き込んだ際にアームの基端の関節部即ち肩関節部の間にハンド部を収容させて旋回中心近傍にハンド部ひいてはワークを配置することができるので、旋回半径の最小化を可能とする。しかも、二組のアームを、互いに接触することがないように上下方向において対称に重ねて配置したので、二組のアームを接近させて配置することが可能になり、ワークの供給動作と別のワークの取り出し動作とを効率良く行うことができる。

また、請求項６記載の発明によると、二組のアームを互いに接触することなくかつ接近させて配置することが可能になり、ワークの供給動作と別のワークの取り出し動作とを効率良く行うことができる。

また、請求項７記載の発明によると、二組のアームが互いに干渉することなく、同軸に肩関節部の回転中心軸を配置することで、更に旋回半径を小さくできる。

また、請求項８記載の発明によると、二組のアームの基端の関節部の回転中心軸は、同軸でなくとも、上下に配置されているだけでその重なり分だけ旋回時におけるアームの突出量を少なくして旋回半径を小さくし、ロボットの占有スペースを減らすことに十分寄与できる。

また、請求項９記載の発明によると、移動機構の回転によりアームの向きを変更できるので、任意に方向にアームを伸縮させられる。また、移動機構の回転中心に対してアーム基端の関節部の回転中心軸がオフセットして旋回する状態となるので、アームの伸縮方向の側方に突出する関節部がダブルアーム型ロボットの旋回中心軸たる移動機構の回転中心に近づいてダブルアーム型ロボットの旋回半径を小さくすることができる。

また、請求項１０記載の発明によると、ロボット全体の旋回中心となる台座部の回転中心あるいはその近傍を通ってハンド部を伸縮動作させうるので、旋回半径を小さくすることができる。

また、請求項１１記載の発明によると、台座を回動させる際にダブルアーム型ロボットの周囲に必要となる最小領域円から肘関節部やハンド部が突出することがないようにして、ダブルアーム型ロボットの旋回半径を小さくすることができる。

また、請求項１２記載の発明によると、図１及び図２に示すように、アーム基端の関節部の回転中心が移動機構の旋回中心軸に近づいて、ダブルアーム型ロボットの旋回半径を小さくすることができる。

以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。

図１から図４に、本発明のダブルアーム型ロボットの一実施形態を示す。このダブルアーム型ロボット１は、関節部３，４，５により回転可能に連結されて回転駆動源による回転力を伝達し所望の動作をさせるアーム２を二組備えてなるもので、二組のアーム２に設けられる基端の関節部３の回転中心軸を上下（または軸方向）に配置するように構成されている。

ダブルアーム型ロボット１は、二組のアーム２を備え、一方のアーム駆動型装置２を供給用、他方を取り出し用とし、ワーク９の供給動作と別のワーク９の取り出し動作とを同時に行うことを可能としている。

また、本実施形態のダブルアーム型ロボット１は、アーム２によりワーク９を保持するハンド部８は図中矢印Ｘで示すワーク９の取り出し・供給方向に直線移動可能であるように構成される。尚、本明細書では、説明の便宜上、ハンド部８の移動平面と直交する図中矢印Ｚで示す方向を上下方向とし、図中矢印Ｚ方向を上側とする。

ダブルアーム型ロボット１は、アーム２が設けられている支持部材１０（以下、スライダ１０と呼ぶ）を上下に移動させる移動部材１１（以下、上下移動機構１１と呼ぶ）を備えて、アーム２の上下位置を調整可能としている。また、上下移動機構１１の台座１３は回動可能に設けられ、ダブルアーム型ロボット１を旋回して向きを変えられるようにしている。さらに、本実施形態のダブルアーム型ロボット１では、図中矢印Ｙで示す方向、即ちハンド部８の移動方向とスライダ１０の上下移動方向とのそれぞれに直交する方向に、台座１３を基台１４に対して移動可能に設けて上下移動機構１１の位置を調整可能としている。

ダブルアーム型ロボット１に備えられる二組のアーム２は、例えば、複数の関節部を有するものであり、即ちダブルアーム型ロボット１は、水平多関節型ロボットとして構成される。本実施形態でのアーム２は、第一アーム６（以下、上腕６と呼ぶ）と、上腕６と連結される第二アーム７（以下、前腕７と呼ぶ）と、前腕７と連結されワーク９を保持するハンド部８とを備える。

上腕６の基端は、スライダ１０に駆動軸を介して連結されて、回動可能な関節部３（以下、肩関節部３と呼ぶ）を構成する。この肩関節部３がアーム２の基端の関節部３となる。また、上腕６の先端と前腕７の基端とが駆動軸を介して連結されて、回動可能な関節部４（以下、肘関節部４と呼ぶ）を構成する。また、前腕７の先端とハンド部８とが駆動軸を介して連結されて、回動可能な関節部５（以下、ハンド関節部５と呼ぶ）を構成する。

アーム２は、図示しない回転駆動源により肩関節部３と肘関節部４とハンド関節部５とを回動させて、ハンド部８をワーク取り出し・供給方向に移動させる。この際、アーム２では、その機構上、ハンド部８が一方向を向いて、上腕６と前腕７とを伸ばしきった伸長位置と、上腕６と前腕７とを折り畳んだ状態とした縮み位置との間を直線移動するように、伸縮動作を行なう。かかる機構は、ここでは詳述しないが、各関節部３，４，５に各々タイミングプーリを備えて、タイミングプーリ間をタイミングベルトで連結し、各関節部３，４，５が所定の回転を行なうように構成する従来在るものを利用することができる。なお、各関節部３，４，５にグリスだまりやラビリンスシールを施し、グリスが漏れることがない様にして、アーム２のクリーン度を高めるようにすることが望ましい。

ここで、本実施形態のダブルアーム型ロボット１では、アーム２の縮み位置において、ハンド部８により保持されるワーク９の中心が、台座１３の回転中心と一致するものとなるように設計されている。図２中の２点鎖線の円１５は、ワーク９の角部の軌跡を表すとともに、台座２を回動させる際にダブルアーム型ロボット１の周囲に必要となる最小限領域を示すものである。

二組のアーム２は、互いに干渉することがないように、上下方向に対面するように各々スライダ１０に配置される。即ち、二組のアーム２は、肩関節部３の回転中心軸が同軸上であるように上下対称に配置される。これにより、二組のアーム２を、互いに接触することないように、かつ接近させて配置することが可能になり、ワークの供給動作と別のワークの取り出し動作とを効率良く行うことができる。また本構成では、従来のように、一方のアーム２に接触防止用のコの字型コラムを設ける必要はない。

また、二組のアーム２は、アーム２が縮み位置に移動するに際して肘関節部４がハンド部８の移動方向の側方に突出する方向を同方向となるようにしている。このため、従来のように両肘関節部４が左右対称に突出することはない。

さらに、二組のアーム２をスライダ１０に取り付ける位置を、肩関節部３の回転中心が、台座１３の回転中心の偏心位置で肘関節部４と反対側かつワーク９の取り出し・供給方向と直交する方向にあるようにオフセットしている。これにより、ハンド部８が縮み位置にある場合においても、台座２を回動させる際にダブルアーム型ロボット１の周囲に必要となる最小領域円１５から肘関節部４やハンド部８が突出することがないようにしている。

上下移動機構１１は、ワーク９の取り出し・供給方向、即ちアーム２の伸縮方向の側部に位置しており、例えば、スライダ１０をコラム１２の側面でスライド移動させるように構成される。従来は、二組のアーム２が左右対称に設けられていたため、設置スペースを考慮すると、上下移動機構１１は二組のアーム２の下側に配置する必要があった。これに対し本発明のダブルアーム型ロボット１では、二組のアーム２を上下対称に重ねて配置し、ハンド部８が縮み位置に移動するに際して肘関節部４が突出する方向を同方向となるようにしているので、アーム２の肘関節部４が突出しない側部に上下移動機構１１を配置することができる。

このように構成されたダブルアーム型ロボット１によれば、二組のアーム２によりハンド部８を図中Ｘ方向に伸縮させ、また必要に応じて、上下移動機構１１によりアーム２に図中Ｚ方向の上下位置を調整し、また台座１３の回動により旋回し、さらに図中Ｙ方向の位置を調整して、ワーク９の供給作業及びワーク９の取り出し作業を適格かつ効率良く行うことができることはもちろんのこと、さらに以下のようにダブルアーム型ロボット１の占有スペースを小さくして構成することが可能である。

即ち、二組のアーム２は上下対称に配置されており、基端の肩関節部３の回転中心軸が同軸上に配置されて、さらにハンド部８が縮み位置に移動するに際して肘関節部４が突出する方向を同方向となるようにしているので、従来のように両肘関節部４が対称に突出することはない。したがって、ダブルアーム型ロボット１の旋回半径は従来に比して小さくなり、ダブルアーム型ロボットの占有スペースを減らすことができる。

また、二組のアーム２は、上下対称に配置されており、互いに干渉することがないため、一方のアーム２に重量の大きい従来のコの字型コラムを設ける必要はない。このため、ダブルアーム型ロボット１の小型化が可能となる。

さらに、肩関節部４の回転中心と台座１３の回転中心とをオフセットすることで台座２を回動させる際にダブルアーム型ロボット１の周囲に必要となる最小領域円１５から肘関節部４やハンド部８が突出することがないようにして、ダブルアーム型ロボット１の旋回半径を小さくすることができる。

さらに、上下移動機構１１がアーム２の伸縮方向の側部に位置しているので、アーム２の最下位置を下げることが可能になり、ダブルアーム型ロボット１のハンドリングできる高さが下がり、アーム２の作業可能範囲を広げることができる。また、スライダ１０をコラム１２の側面でスライド移動させるように構成しているので、上下移動方向のストロークを大きく設計する必要があった場合でも、多段テレスピック構造等で上下移動機構１１を構成する場合に比して、機構を複雑化・大型化することなく対応することができる。また、二組のアーム２を上下対称に重ねて配置しているので、上下移動機構１１をアーム２の側面に配置しても設置スペースを大きく占めることはない。

なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

例えば、上述の本実施形態では、アーム２として図中Ｘ方向に伸縮するタイプのものを用いたが、これに限られず、例えば、アーム２を平面上で３自由度を持つタイプとして構成しても良い。なお、二組のアーム２を、基端となる肩間接部３の回転中心軸が同軸となるように、上下に重ねて配置することに限定されない。

また、上下移動機構１１は、上述の実施形態のように、コラム１２を利用したものに特に限らず、例えば図４に示すように、従来の多段テレスピック構造等で構成された昇降機構１６とＣ形フレーム１０’から成る移動部材１１としても良い。この場合、Ｃ形フレーム１０’の上端と下端とにそれぞれアーム２を、肩関節部３の回転中心軸が同軸上であるように、上下方向に対面するように配置する。そして、昇降機構１６でＣ形フレーム１０’を昇降自在に支持して、所定のストロークを得るように構成されている。

また、台座１３を回動可能に固着して、基台１４を省くように構成するものとしても良い。

また、二組のアーム２は対面させて配置する構成に限られず、同様に構成された二組のアーム２を、基端となる肩関節部３の回転中心軸が同軸上となるようにして、上下に並べて配置するようにしても良い。この場合、二組のアーム２の上下軸方向の間隔は、対面配置する場合に比して大きくなるが、二組のアーム２を構成する部品の共通化を図ることができる。

また、２以上の複数のアーム２を、基端となる肩関節部３の回転中心軸が同軸上となるようにして、上下に重ねて配置するように構成しても良い。この場合も、２以上の複数アーム２を同一平面上に配置する場合に比して、ロボットの設置スペースを大きくせずに、複数のアーム２を利用して作業の多重度を上げることが可能になる。

また、本実施形態のダブルアーム型ロボットでは、二組のアームに設けられる基端の関節部の回転中心軸を上下または軸方向に配置するようにしているので、二組のアームの伸縮動作に伴い移動する基端以外の各関節部の位置が、左右対称に位置することなく、上下または軸方向に重なるように移動することが可能となる。これにより、アームの伸縮方向の側方に突出する関節部によるダブルアーム型ロボットの占有スペースを減らすことができ、その分だけダブルアーム型ロボットが旋回する際の旋回半径を小さくすることができる。また、二組のアームは、上下（または軸方向）に異なる高さで配置されるため、コの字型コラムを設ける必要はなく、その分だけさらに旋回半径が小さくなる。これにより、ダブルアーム型ロボットの小型化、少スペース化が可能となる。

また、本実施形態のダブルアーム型ロボットのように、二組のアームを上下軸方向に移動可能な移動部材に設けるようにしても良い。この場合、二組のアームの上下方向の位置が調整可能となる。

また、本実施形態のダブルアーム型ロボットでは、移動部材はコラム形を成し、アームの伸縮方向の側部に位置するようにしているので、アームの最下位置を下げることが可能になり、ダブルアーム型ロボットのハンドリングできる高さが下がり、アームの作業可能範囲を広げることができる。また、移動部をスライド移動させるように構成することができ、多段テレスピック構造等で上下移動機構を構成する場合に比して、機構を複雑化・大型化することなく上下移動方向のストロークを大きくすることができる。

また、本実施形態のダブルアーム型ロボットでは、二組のアームがそれぞれ対面するように配置されるようにしているので、二組のアーム２を、互いに接触することないように、かつ接近させて配置することが可能になる。これにより、ワークの供給動作と別のワークの取り出し動作とを効率良く行うことができる。

また、本実施形態のダブルアーム型ロボットのように、二組のアームは同軸上に支持部材により設けられるようにしても良い。二組のアームを同軸上に配置することで、さらに旋回半径を小さくすることができる。

また、本実施形態のダブルアーム型ロボットのように、二組のアームは複数の関節部を有するものとし、ダブルアーム型ロボットを水平多関節型ロボットとして構成しても良い。これにより、水平多関節型ロボットの小型化、省スペース化を実現することができる。

また、本実施形態のダブルアーム型ロボットでは、基端の関節部の回転中心軸と平行な旋回中心軸を中心に旋回可能として、さらに基端の関節部の回転中心軸は、旋回中心軸から、二組のアームの伸縮方向と直交する方向で、二組のアームの伸縮動作に伴い移動する基端以外の関節部の位置を旋回中心軸に近づけるように偏心するようにしているので、ダブルアーム型ロボットの旋回半径を小さくすることができる。

本発明を適用したダブルアーム型ロボットの実施形態の一例を示す概略斜視図である。同ダブルアーム型ロボットの概略平面図である。同ダブルアーム型ロボットの概略側面図である。本発明を適用したダブルアーム型ロボットの他の実施形態の一例を示す概略正面図である。従来のダブルアーム型ロボットの概略平面図である。従来のダブルアーム型ロボットの概略正面図である。従来のダブルアーム型ロボットの概略側面図である。

符号の説明

１ダブルアーム型ロボット
２アーム
３肩関節部（基端となる関節部）
４肘関節部（関節部）
５ハンド関節部（関節部）
１０スライダ（支持部材）
１１上下移動機構（移動部材）
１２コラム

Claims

ハンド部と、前腕と、上腕と、前記前腕と前記上腕とを連結する肘関節部と、前記上腕の前記肘関節部とは反対側に設けたアームの基端の関節部と、前記前腕の前記肘関節部とは反対側に設けた前記ハンド部が取り付けられるハンド関節部とを有するアームを二組備えると共に、前記各関節部を連結駆動して回動させる回転駆動源を備え、前記回転駆動源の駆動により前記上腕と前記前腕とを伸ばしたり折り畳んだりして前記ハンド部を移動させるダブルアーム型ロボットにおいて、二組の前記アームがそれぞれ取り付けられる第１及び第２の支持部材と、前記第１及び第２の支持部材を上下方向に移動可能に保持するコラムとを含む移動機構を備え、前記アームは前記アームの基端の関節部が互いに上下に異なる高さで配置された前記第１及び第２の支持部材にそれぞれ取り付けられると共に、前記アームの基端の関節部はともに前記第１及び第２の支持部材の間に配置され、前記アームは前記ハンド部を前記第1及び第2の支持部材の移動方向及び前記支持部材が前記コラムから延びる方向に関して直交する方向において、前記上腕と前記前腕とを伸ばしきった伸長位置と前記上腕と前記前腕とを折り畳み前記ハンド部を引き込んだ縮み位置との間を移動させるように構成され、前記アームを前記縮み位置に移動させたときに、前記ハンド部に保持されるワークが前記アームの基端の関節部の間に位置することを特徴とするダブルアーム型ロボット。
少なくとも、前腕と、上腕と、前記前腕と前記上腕とを連結する肘関節部と、前記上腕の前記肘関節部とは反対側に設けたアームの基端の関節部と、前記前腕の前記肘関節部とは反対側に設けたハンド関節部とを有するアームを二組備えると共に、前記各関節部を連結駆動して回動させる回転駆動源を備え、前記回転駆動源の駆動により前記上腕と前記前腕とを伸ばしたり折り畳んだりして前記ハンド関節部を移動させるダブルアーム型ロボットにおいて、二組の前記アームがそれぞれ取り付けられる第１及び第２の支持部材と、前記第１及び第２の支持部材を上下方向に移動可能に保持するコラムとを含む移動機構を備え、前記アームは前記アームの基端の関節部が互いに上下に異なる高さで配置された前記第１及び第２の支持部材にそれぞれ取り付けられると共に、前記アームの基端の関節部はともに前記第１及び第２の支持部材の間に配置され、前記アームは前記ハンド関節部を前記第1及び第2の支持部材の移動方向及び前記支持部材が前記コラムから延びる方向に関して直交する方向において、前記上腕と前記前腕とを伸ばしきった伸長位置と前記上腕と前記前腕とを折り畳んだ縮み位置との間を移動させるように構成され、前記ハンド関節部にハンド部を取り付けた場合において前記アームを前記縮み位置に移動させたときに、前記ハンド関節部に取り付けたハンド部に保持されるワークを前記アームの基端の関節部の間に位置させることを特徴とするダブルアーム型ロボット。
前記二組のアームの各々の前記肘関節部は前記アームの伸縮動作にともなって同方向に且つ前記アームが前記ハンド部を移動させる方向に関して水平方向側方に突出すると共に、前記アームが前記ハンド部を移動させる方向に関して前記二組のアームの各々の前記肘関節部が突出する方向と反対側に前記移動機構を配置したことを特徴とする請求項１に記載のダブルアーム型ロボット。
前記二組のアームの各々の前記肘関節部は前記アームの伸縮動作にともなって同方向に且つ前記アームが前記ハンド関節部を移動させる方向に関して水平方向側方に突出すると共に、前記アームが前記ハンド関節部を移動させる方向に関して前記二組のアームの各々の前記肘関節部が突出する方向と反対側に前記移動機構を配置したことを特徴とする請求項２に記載のダブルアーム型ロボット。
前記二組のアームは、前記第１および第２の支持部材の間に、互いに干渉することなく上下方向において対称に配置されたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のダブルアーム型ロボット。
前記二組のアームがそれぞれ対面するように配置されたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載のダブルアーム型ロボット。
前記基端の関節部は前記アームの回転中心となる回転中心軸を備え、前記二組のアームは前記回転中心軸が同軸方向に重なるように取り付けられたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載のダブルアーム型ロボット。
前記基端の関節部は前記アームの回転中心となる回転中心軸を備え、前記二組のアームの基端の関節部の回転中心軸が同軸に重ならないものである請求項１から６のいずれか１つに記載のダブルアーム型ロボット。
前記移動機構は旋回機能を有し、前記アームの基端の関節部は前記アームの回転中心となる回転中心軸を備え、前記回転中心軸は、前記移動機構の旋回中心軸と平行でかつ該旋回中心軸を中心として旋回可能であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載のダブルアーム型ロボット。
前記アームの基端の関節部の前記回転中心軸は、前記移動機構の前記旋回中心軸から前記アームの伸縮方向と直交する方向で偏心させ、前記アームの前記伸長位置から前記縮み位置への伸縮動作に伴い移動する前記アーム基端の関節部以外の関節部の位置を、偏心させていない場合よりも前記旋回中心軸に近づけるものである請求項９に記載のダブルアーム型ロボット。
前記アームの基端の関節部を前記移動機構の前記旋回中心軸からオフセットさせ、前記アームの前記伸長位置から前記縮み位置への伸縮動作に伴い移動する前記肘関節部が、オフセットさせていない場合よりも前記移動機構の前記旋回中心軸に近づくようにしたことを特徴とする請求項９に記載のダブルアーム型ロボット。
前記支持部材は、前記移動機構が旋回するときの前記コラムの旋回領域の内側に前記コラムから延び出しており、かつ前記アームの基端の関節部を前記コラムよりも前記移動機構の前記旋回中心軸の近くに位置させるようにしてなることを特徴とする請求項９に記載のダブルアーム型ロボット。