JP4962880B2 - Articulated robot and manufacturing method of production equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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に出し入れする多関節ロボット及び生産設備の製造方法に関する。 The present invention relates to an articulated robot for moving a thin plate-like workpiece such as a liquid crystal glass substrate or a semiconductor wafer into and out of a stocker and a method for manufacturing a production facility.
従来の多関節ロボットとしては、肩関節部の回転中心と台座の回転中心とをオフセットすることで台座を回動させる際に多関節ロボットの旋回半径を小さくするものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
従来の多関節ロボット1は、図5に示すように関節部3,4,5により回転可能に連結されて回転駆動源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。
多関節ロボット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、従来の多関節ロボット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。
また、従来の多関節ロボット1は、アーム2が設けられている支持部材10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、多関節ロボット1を旋回して向きを変えられるようにしている。
さらに、本実施形態の多関節ロボット1では、図中矢印Yで示す方向、即ちハンド部8の移動方向と支持部材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。
また、従来の多関節ロボット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、即ち多関節ロボット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、支持部材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。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。
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、伸縮動作を行う。
ここで、従来の多関節ロボット1では、図6に示すアーム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。さらに、肩関節部4の回転中心と台座13の回転中心とをハンド部8の移動方向に対して直交方向にオフセットすることで台座13を回動させる際に多関節ロボット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、多関節ロボット1の旋回半径を小さくすることができる。
As shown in FIG. 5, the conventional articulated
The articulated
Further, the conventional articulated
Further, the conventional articulated
Further, in the articulated
Further, the two sets of
The base end of the
The
Here, the conventional articulated
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に出し入れする多関節ロボットは大型化が進んでいる。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がストッカにより多くの配置され、処理されることが望まれているためである。その背景には、液晶基板や半導体ウェハの生産枚数が、年々多くなっていることがある。
しかしながら、従来の多関節ロボットのように大型化するロボットが搬送できる輸送機器の収納サイズにも限界があり、ロボット製造工場で1度組み立てたロボットを分解して配送するなどしていた。そのために、ロボットを使用する工場で再度組み立てる必要があり、そのために、工場に組立設備として大型のクレーンや生産設備が必要になるといった問題が生じていた。また、再度ロボットを組み立てるためには、ロボットの組立ができる組立員を派遣する必要があるとともに作業工数と作業時間が増加する問題も生じていた。このようなことは、液晶用のガラス基板や半導体ウェハ等を生産する工場では、工場の立ち上げ期間が長くなることになり、実質上、液晶用のガラス基板や半導体ウェハ等を生産ができないことから生産性が低下するといった問題が生じていた。
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、ロボットを分解することなく移送でき、容易に設置できる及び生産設備の製造方法を提供することを目的とする。
Articulated robots for loading and unloading thin plate-like workpieces such as glass substrates for liquid crystals and semiconductor wafers into the stocker are becoming larger. This is because it is desired that many thin plate-like workpieces such as glass substrates for liquid crystals and semiconductor wafers are arranged and processed by the stocker. The background is that the number of liquid crystal substrates and semiconductor wafers produced is increasing year by year.
However, there is a limit to the storage size of transportation equipment that can be transported by a large-sized robot such as a conventional articulated robot, and a robot once assembled at a robot manufacturing factory is disassembled and delivered. Therefore, it is necessary to reassemble at a factory that uses a robot, which causes a problem that a large crane or production equipment is required as assembly equipment in the factory. Further, in order to reassemble the robot, it is necessary to dispatch an assembly person who can assemble the robot, and there is a problem that the work man-hour and the work time increase. This means that in a factory that produces glass substrates and semiconductor wafers for liquid crystals, the start-up period of the factory will be long, and it is virtually impossible to produce glass substrates and semiconductor wafers for liquid crystals. As a result, there has been a problem that productivity is reduced.
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a manufacturing method of a production facility that can be transferred without disassembling a robot and can be easily installed.
上記課題を解決するため、本発明は、次のように構成した。
本願発明にかかる多関節ロボットは、台座と、台座に立設され少なくとも上側ブロックと下側ブロックとを有するコラムと、コラムに設けられコラムに沿って移動する移動機構と、移動機構に連結された支持部材と、支持部材に支持され複数の関節を有するアームと、を有する多関節ロボットであって、上側ブロックが横倒し状態にまで揺動可能となるように上側ブロックと下側ブロックとを連結する可動部材と、第2ブロックが横倒し状態となった状態で第2ブロックを固定する固定部材と、を有していることを特徴としている。
また、可動部材は、上側ブロックと下側ブロックとの側面部にそれぞれに取り付けられ、上側ブロックと下側ブロックとを揺動可能に連結する可動アングルにより形成されていることが好ましい。
また、固定部材は、横倒し状態で、上側ブロックと下側ブロックとのそれぞれに連結され、上側ブロックと下側ブロックとを互いに固定する固定アングルにより形成されていることが好ましい。固定アングルは、上側ブロックと下側ブロックとの連結面にそれぞれ蓋をなすように上側ブロックと下側ブロックとにそれぞれ固定されることが好ましい。
また、上側ブロックに取り付けられる支え冶具と、滑車とワイヤとを有し、ワイヤが支え冶具に連結された回転冶具と、ワイヤを操作するワイヤ操作装置と、を有していることが好ましい。
本願発明にかかる生産設備の製造方法は、台座と、台座に立設され少なくとも上側ブロックと下側ブロックとを有するコラムと、コラムに設けられコラムに沿って移動する移動機構と、移動機構に連結された支持部材と、支持部材に支持され複数の関節を有するアームと、を有する多関節ロボットを含む生産設備の形成方法であって、上側ブロックと下側ブロックとを可動部材により揺動可能に連結し、上側ブロックを横倒し状態として固定部材により固定した状態で多関節ロボットを設置場所まで移送するステップと、固定部材を上側ブロック及び下側ブロックから取り外すステップと、上側ブロックを横倒し状態から揺動させて引き起こすステップと、上側ブロックと下側ブロックとを連結させるステップと、可動部材を上側ブロック及び下側ブロックから取り外すステップと、を有していることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
An articulated robot according to the present invention includes a pedestal, a column standing on the pedestal and having at least an upper block and a lower block, a moving mechanism provided on the column and moving along the column, and connected to the moving mechanism. An articulated robot having a support member and an arm having a plurality of joints supported by the support member, wherein the upper block and the lower block are coupled so that the upper block can swing to a sideways state. It has a movable member and a fixing member that fixes the second block in a state where the second block is laid down.
Moreover, it is preferable that a movable member is attached to the side part of an upper block and a lower block, respectively, and is formed by the movable angle which connects an upper block and a lower block so that rocking | fluctuation is possible.
In addition, the fixing member is preferably formed by a fixed angle that is connected to each of the upper block and the lower block in a state of being laid down and fixes the upper block and the lower block to each other. The fixed angle is preferably fixed to the upper block and the lower block so as to cover the connecting surfaces of the upper block and the lower block, respectively.
Moreover, it is preferable to have a supporting jig attached to the upper block, a pulley and a wire, and a rotating jig in which the wire is connected to the supporting jig, and a wire operating device for operating the wire.
The production equipment manufacturing method according to the present invention includes a pedestal, a column standing on the pedestal and having at least an upper block and a lower block, a moving mechanism provided on the column and moving along the column, and connected to the moving mechanism. A production facility including an articulated robot having a support member and an arm having a plurality of joints supported by the support member, wherein the upper block and the lower block can be swung by a movable member ligated, rocking the step of transferring the multi-joint robot to the installation location in the state of fixed by fixing members to the upper block as sideways state, the steps of removing the fixing member from the upper block and the lower block, the upper block from sideways state Causing the upper block and the lower block to be coupled, and moving the movable member to the upper block and the upper block. It is characterized by having a step of removing from the lower block.
本発明にかかる多関節ロボットによれば、高くなったコラムを組み立てる工程が短縮できることから生産性が向上する。また、コラムの振動モードを測定したり、垂直に立っているかの測定に取り付け孔に冶具を取り付けて測定することも可能であり、出荷する際の試験も特別な装置を準備する必要なく容易にできるようになることで試験時間の短縮もできる。このようにトータルの出荷までの時間が短縮でき、生産性が向上することになる。
また、本発明にかかる生産設備の製造方法によれば、上側ブロックが横倒しにされた状態から上側ブロックを垂直に立てるようにしたことから、容易にロボットの設置作業ができ、多関節ロボットを設置する生産設備に組立設備として大型のクレーン等の大型設備が不要になるとともに、多関節ロボットの再組立を行うことがないので、特別な作業員を派遣することなく、設置作業ができる。このように簡易的に多関節ロボットの設置作業ができることから、液晶用のガラス基板や半導体ウェハ等を生産する工場で、工場の立ち上げ期間を短縮することができ、実質上、液晶用のガラス基板や半導体ウェハ等の生産性を向上させることが可能である。
According to the articulated robot according to the present invention, the process of assembling a raised column can be shortened, so that productivity is improved. In addition, it is possible to measure the vibration mode of the column or to measure whether it is standing upright by attaching a jig to the mounting hole, and it is easy to carry out the test before shipping without preparing special equipment. By being able to do so, the test time can be shortened. Thus, the time to total shipment can be shortened, and productivity is improved.
In addition, according to the manufacturing method of the production equipment according to the present invention, since the upper block is set up vertically from the state where the upper block is laid down, the robot can be easily installed, and the articulated robot can be installed. The production facility does not require large facilities such as a large crane as assembly equipment, and the articulated robot is not reassembled. Therefore, installation work can be performed without dispatching special workers. Since the multi-joint robot can be easily installed in this way, the factory startup period can be shortened in a factory that produces glass substrates and semiconductor wafers for liquid crystals. It is possible to improve the productivity of substrates, semiconductor wafers, and the like.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の多関節ロボットの斜視図である。図2は、本発明の多関節ロボットの上面図である。図3は本発明の多関節ロボットの正面図である。
本発明の多関節ロボット1は、図示しないストッカの高層化に対応するために複数ブロックに分けられたコラム12が連結された構造となっている。このように各コラムブロック16を順次連結することで高層に対応した高さをもつ多関節ロボット1を形成している。本実施例では、4つのコラムブロック16が連結された構造となっている。各コラムブロック16の両端面は、コラムブロック16間が連結されるように嵌合構造となっており、さらに、リニアガイドからなる案内機構を精度良く配置するために図示しない位置決め穴を有し、位置決め冶具を用いて調整することで組み立てられる。
また、本発明の多関節ロボット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を二組備えている。また、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。また、二組のアーム2に設けられる基端の関節部3の回転中心軸の関係は、図2に示すように、上アーム21の基端の関節部3に対してハンド部8の移動方向にずれるように下アーム22の基端の関節部3が配置するように構成されている。
また、アーム2が設けられている支持部材10を上下に移動させる上下移動部材11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、多関節ロボット1を旋回して向きを変えられるようにしている。ここで、上下移動機構11は、ハンド部8の移動方向と同方向に配置され、支持部材10は上下駆動機構11からハンド部8の移動方向に対して直交する方向に突出し、アーム2の基端の関節部3に連結されている。また、下アーム22に連結する支持部材10は、アーム2が上下移動機構11により下方へ移動した際に、台座13に干渉しないように図2に示すようにハンド部8の移動方向にオフセットした形状を形成している。
本発明が特許文献1と異なる部分は、コラムが複数個のコラムブロックが連結されて構成された部分である。
FIG. 1 is a perspective view of an articulated robot according to the present invention. FIG. 2 is a top view of the articulated robot of the present invention. FIG. 3 is a front view of the articulated robot of the present invention.
The articulated
Further, the articulated
Moreover, the
The part where the present invention is different from
次に、動作について説明する。本発明の多関節ロボット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、即ち多関節ロボット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、従来のアーム2の構造と同様な構造を備えている。
上腕6の基端は、支持部材10に駆動軸を介して連結されて、回動可能な肩関節部3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、回動可能な肘関節部4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、回動可能なハンド関節部5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、伸縮動作を行う。
Next, the operation will be described. The two sets of
The base end of the
The
次に、多関節ロボット1の移送方法について説明する。本発明の多関節ロボット1は、高さが工場の天井に届くほど高くなることから、コラムを倒した状態で移送する。本実施例では、最下部のコラムブロック16とこれに連結されたコラムブロック16間を図3に示すように、コラム12を倒す構造にして移送される。この時、コラムブロック16間を連結するために、可動アングル17と固定アングル18の2つのアングルが用いられる。可動アングル17は、コラム12が倒れる方向の面にねじにより締結されている。また、固定アングル18はコラムブロック16内部が外気に曝露されないように蓋をするように形成されてねじ等で締結されて取り付けられる。このようにコラムブロック16には、取付穴25が用意されている。ここでは、可動アングルや固定アングル等の取り付けに用いたが、その他の用途としては、多関節ロボット1の位置決め精度や振動を測定するためのセンサの取付穴に用いても良い。
また、2つのアーム2は、コラム12の最下位置に下降され、ハンド部8が上腕6と前腕7とを折り畳んだ状態とした縮み位置になるように移動されて配置された状態である。
このようにすることで、多関節ロボット1の高さが低くなるように形成され、移送されるものである。
Next, a method for transferring the articulated
Further, the two
By doing so, the articulated
次に、多関節ロボット1の移送状態形成方法と設置方法について説明する。
多関節ロボットの移送状態形成方法について図4を用いて以下に説明する。
まず、2つのアーム2のハンド部8が上腕6と前腕7とを折り畳んだ状態とした縮み位置になるように移動する。
次に、2つのアーム2がコラム12の最下位置になるように移動する。
次に、可動アングル17をコラム12が倒れる方向の面にねじにより締結する。
次に、回転冶具19を最下部のコラムブロック16に取り付ける。
次に、滑車を備えたコラムブロック支え冶具20を倒されるコラムブロックに取り付ける。
次に、ワイヤー操作装置23を配置し、ワイヤー24を回転冶具19とコラムブロック支え冶具20の滑車間を通して循環させる。
次に、コラムブロック16を連結していたねじ等を取り外す。
次に、ワイヤー操作装置23を稼動させ、上部のコラムブロック16が設置面26に対して水平になる位置まで徐々にワイヤー22を送り出す。
次に、図3に示すように上部のコラムブロック16が設置面26に対して水平になったところで、固定アングル18をコラムブロック16内部が外気に曝露されないように蓋をするようにねじ等で締結する。
以上の順序でロボット操作及びコラム構造を形成することで移送準備が完了する。
また、設置する場合は、上記した移送状態形成方法の逆の手順にそって行うことでコラムブロックを垂直に起こすことができる。
Next, the transfer state formation method and installation method of the articulated
A method for forming the transfer state of the articulated robot will be described below with reference to FIG.
First, the
Next, the two
Next, the
Next, the
Next, the column
Next, the
Next, the screw etc. which connected the
Next, the
Next, as shown in FIG. 3, when the
Transfer preparation is completed by forming the robot operation and the column structure in the above order.
Moreover, when installing, a column block can be raised vertically by performing according to the reverse procedure of the above-mentioned transfer state formation method.
1 多関節ロボット
2 アーム
21 上アーム
22 下アーム
3 肩関節部
4 肘関節部
5 ハンド関節部
6 上腕
7 前腕
8 ハンド部
9 ワーク
10 支持部材
11 上下移動機構
12 コラム
13 台座
14 基台
16 コラムブロック
17 可動アングル
18 固定アングル
19 回転冶具
20 コラムブロック支え冶具
23 ワイヤー操作装置
24 ワイヤー
25 取付穴
26 設置面
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記上側ブロックが横倒し状態にまで揺動可能となるように前記上側ブロックと前記下側ブロックとを連結する可動部材と、
前記上側ブロックが前記横倒し状態となった状態で前記上側ブロックを固定する固定部材と、を有している
ことを特徴とする、多関節ロボット。 A pedestal, a column standing on the pedestal and having at least an upper block and a lower block, a moving mechanism provided on the column and moving along the column, a support member coupled to the moving mechanism, An articulated robot having an arm supported by a support member and having a plurality of joints,
A movable member that connects the upper block and the lower block so that the upper block can swing to a sideways state;
An articulated robot, comprising: a fixing member that fixes the upper block in a state where the upper block is in the sideways state.
ことを特徴とする、請求項1記載の多関節ロボット。 The movable member is attached to each of side portions of the upper block and the lower block, and is formed by a movable angle that connects the upper block and the lower block so as to be swingable. The articulated robot according to claim 1.
前記横倒し状態で、前記上側ブロックと前記下側ブロックとのそれぞれに連結され、前記上側ブロックと前記下側ブロックとを互いに固定する固定アングルにより形成されている
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の多関節ロボット。 The fixing member is
2. The apparatus according to claim 1, wherein the upper block and the lower block are connected to each of the upper block and the lower block in the state of being laid down, and the upper block and the lower block are fixed to each other. 2. The articulated robot according to 2.
前記上側ブロックと前記下側ブロックとの連結面にそれぞれ蓋をなすように上側ブロックと前記下側ブロックとにそれぞれ固定される
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の多関節ロボット。 The fixed angle is
The articulated robot according to claim 1 or 2, wherein the articulated robot is fixed to the upper block and the lower block so as to cover the connecting surfaces of the upper block and the lower block, respectively.
滑車とワイヤとを有し、前記ワイヤが前記支え冶具に連結された回転冶具と、
前記ワイヤを操作するワイヤ操作装置と、を有している
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の多関節ロボット。 A support jig attached to the upper block;
A rotating jig having a pulley and a wire, wherein the wire is connected to the support jig;
The articulated robot according to claim 1, further comprising: a wire operation device that operates the wire.
前記上側ブロックと前記下側ブロックとを可動部材により揺動可能に連結し、前記上側ブロックを横倒し状態として固定部材により固定した状態で前記多関節ロボットを設置場所まで移送するステップと、
前記固定部材を前記上側ブロック及び前記下側ブロックから取り外すステップと、
前記上側ブロックを前記横倒し状態から揺動させて引き起こすステップと、
前記上側ブロックと前記下側ブロックとを連結させるステップと、
前記可動部材を前記上側ブロック及び前記下側ブロックから取り外すステップと、を有している
ことを特徴とする、生産設備の製造方法。 A pedestal, a column standing on the pedestal and having at least an upper block and a lower block, a moving mechanism provided on the column and moving along the column, a support member coupled to the moving mechanism, A method of forming a production facility including an articulated robot having an arm supported by a support member and having a plurality of joints,
A step of said upper block and said lower block swingably connected by the movable member, transferring the multi-joint robot in the state of fixed by fixing members to the upper block as sideways state to the installation location,
Removing the fixing member from the upper block and the lower block;
Causing the upper block to swing from the sideways state;
Connecting the upper block and the lower block;
Removing the movable member from the upper block and the lower block. A method for manufacturing production equipment, comprising:
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