JPS6179586A

JPS6179586A - 平行リンクロボツト

Info

Publication number: JPS6179586A
Application number: JP59201553A
Authority: JP
Inventors: 武彦野村; 青柳　克彦; 鈴木　悦四; 千代田　浄
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-09-28
Filing date: 1984-09-28
Publication date: 1986-04-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明はリミットセンサの取付は位置を改良した平行リ
ンク党ポットに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

最近のロボットは一般にマイクロコンピュータによシ制
御されるものが大部分である。従ってロボットの安全確
保や暴走防止のためその最大、＊小の動作範囲を規制す
ることが行なわれていて。

このため各種センナが各部に取付けられている。

例えば各関節部に旋回角度を検出するセンサを設けて対
応している。しかるにこのような場合は各関節部からの
センサの信号をマイクロコンピュータに入力し、演算処
理して動作の規制が行なわれていて、多数のセンナと複
雑な制御回路を必要とする不都合があった。

〔発明の目的〕

本発明は少数のセンナで迅速確実に動作範囲を規制する
平行リンクロボットを提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は第１７−ムに第２アームを取付け、これの先端
に支持台を取付けて動作常に支持台の向きが一定に維ｉ
される平行リンクロボットの第２アームと支持台との間
に両者の旋回角度を規制するリミットセンサを取付けた
ことを特徴とする平行リンクロボットである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の詳細を第１図〜第１０図に示す一実施例に
よシ説明する。

本実施例は半導体装置の製造におけるクリーンルーム中
を走行する無人搬送車に塔載されたロボットである。第
３図はその全体構成を示すもので。

無人搬送車（１）にロボッ［２）’ｉｔ塔載されていて
、搬送車（１）へのクエハの積み下しをこのロボット（
２）が行なう。搬送車（１）には、走行モータ（３）、
操舵モータ（４）をもった駆動輪（５）　、　（５）と
、従動輪（６）ｉ６）とからなる走行装置（力が取付け
られている。また電源装置α刀、無線装置（１ツ、制御
装置（１３９図示しない誘道軌道検出用のセンナおよび
光通信装置などが載せられている。そして電源装置Ｉは
搬送車（１）の走行用およびロボット（２）駆動用（交
互に切換えて使用する）のものであシ、無線装置Ｕは、
上位の制御装置などとの連絡用のものであシ、制御装置
（１３は図示しないマイクロコンビ、−メを内蔵してい
て、搬送車（１）およびロボット（２）を制御する。

本無人搬送車（１）は無線装置ＵＫよって上位の制御装
置から指令を受け、あるいは１人間が直接指示装置から
指令を与えるととＫよって走行する。

走行時には誘導軌道センナによって誘導走行路を検出し
、この検出信号によシ制御装置α謙が走行路に沿って走
′行するよう、操舵モータ（４）および走行モータ（３
）を制御する。

以上が搬送車（１）の概略説明である。次にロボット（
２）につき述べる。ロボット（２）は垂直軸回転部０１
）と水平軸旋回部ｅつとから構成されている。垂直軸回
転部Ｑυにつき第５図を参照して説明すると、搬送車（
１）の車台上に固定してコラム１２３が立設されている
。これは上端部に鍔状の受座＠が形成された円筒状部材
からなシ、内部の中途部には回転軸線を上下方向の垂直
軸線（ハ）とした図示しないモータ。

減速機および一対のボールベアリング弼などが取付けら
れている。また受座（財）には軸受（財）を介して回転
ペース儲が回転自在に取付けられている。この回転ベー
ス（至）は、軸受（２）に支持された円盤部翰と、これ
の中心部において下方に延び、ボールベアリング（支）
）、（イ）（よシ垂直に支持された垂直軸部（至）とを
具えていて、この垂直軸部艶はコラム（ハ）に収容され
た図示しない上記モータに減速機を介して連結されてお
シ、とのモータにより回転ベース（至）は回転駆動され
る。さらにまた受座１２．Ｉ）には光電スイッチからな
る第１リミツトセンサ０１）が設けられていて、受座（
２）の外側には光電変換素子（３２ａ）が１円盤部（櫓
の外側には作動片（３２ｂ）がそれぞれ取付けられてい
て１回転ベース（至）の回転により作動片（３２ｂ）が
光電変換素子（３２ａ）の間隙に入り電気信号が発せら
れて回転ベースの回転範囲が規制されるようになってい
る。

次に水平軸旋回部（社）につき説明すると、０υは円板
状部材からなる基台で１円盤部（イ）に固定され。

回転ベース例と一体回転する。この基台＜４１）にはｉ
対の第１関節支持体（４２、−（４３）が離間対向・し
て設けられている。これらの間には第１減速機（ハーモ
ニックドライブ）（４４）がその入力軸（高速側）（ハ
）を回転自在に支持されて取付けられている。この第１
減速機（４４１の出力側（４ｔｉは入力軸（ハ）と同心
に回転し。

この出力側（４Ｉｌ；ｌに第１アーム団の一端部６１）
が取付けられて、第１アーム−は出力側（ハ）と一体回
転する。

これら第１減速機０４．第１アームの一端部６υおよび
第１関節支持体０の、（ハ）で第１関節の２を形成し、
入力軸（ハ）は第１関節軸になっている。この入力軸（
ハ）にはプーリｌ！５４が取付けられていて、第１関節
支持体（４々に取付けられた第１モータ６Ｑの回転がタ
イミングベル）５Ｅ９を介して伝えられ、第１アーム６
αが、水平軸である入力軸（第１関節軸）（ハ）を中心
に旋回する。なお、この第１アーム印の旋回は、第２リ
ミツトセンサ６７）、すなわち第１関節支持体αＪに取
付けられた光電変換素子（ＳＳａ）と、第１アーム６Ｑ
の一端部６１）に取付けられた作動片（ｓｓｂ）からな
る光電スイッチによシ旋回範囲が規制される。

また第１関節軸（入力軸）（ハ）の回転軸線（、’４５
”ａ　）と回転ペース（ハ）の垂直軸線（ハ）とは直角
に交っている。

第１アーム６Ｇは、前述したようにその一端部６Ｉ）は
第１関節ｒ５湯の一部となシ他端部ＩＩ）は第２アーム
１６３と連結する第２関節曽の一部になりている。そし
て一端部６υ近傍にはモータ取付は孔（２）が形成され
ていて、ここに第２アームＩ２を旋回する第２モータ呻
が挿入固定されている。第１アーム６ωの他端部６１）
は第２関節支持体（財）、四となっていて、第２減速機
συの入力軸（高速側）（７２を回転自在に支持してい
る。第２減速機６１）はハーモニックドライブで、出力
側（低速側）０に第２７−ム６２の一端部σ９が取付け
られていて、入力軸σ２は第２関節６１の第２関節軸と
なっており、第２モータ（へ）の回転はプーリ（７Ｑ、
タイミングベルト（７ηおよびプーリ（７〜からなるベ
ルト伝動機構（７６ａ）を介して伝えられ。

入力軸σりが回転され、第２アーム姉は第２関節軸（入
力軸）σａを中心に旋回する。なお第２関節６Ｊは第２
関節支持体＋ｌＪ、６１．第２減速機６υ、第２アーム
曽の一端部（７９で構成されているが、第２７−ム６つ
の旋回を規制するリミットセンサは設けてない。第２ア
ームｆｌＪは上述したように、その一端部σ９は第２関
節−の一部となり、他端部翰は連結ビン［Ｆ］υを具え
た第３関節の２の一部になっていてノ・ンド支持台幻が
第３関節軸としての連結ビン侶υによシ回転自在に、取
付けられている。そして第２アーム１３の内側面例は、
連結ビン［Ｆ］υと第２関節軸σ２とを結ぶ線（へ）よ
シ距離ｔだけ外側に偏位して設けられていて、旋回の際
の第１アーム６Ｉとの相互干渉を避けるように形成され
ている。また上述の第１アーム（イ）、第２アーム６３
に平行に第１連節棒０υ。

第２連節棒鏝が設けられていて、各アームとで第１平行
リンク（へ）、第２平行リンク６３４１が形成されてい
る。すなわち、第２関節軸（入力軸）ｆｆ３にはＬ字状
の連結部材（至）が回転自在に取付けられていて。

第１連節棒ａｔ＋の一端部がＬ字の一辺（％）Ｋ回転自
在に連結されておシ、他端部は基台（４υに固定された
ブラケット（ロ）に回転自在に連結されている。そして
第１連結棒０υの長さり、は第１関節軸（掴の軸線（４
５ａ）と第２関節軸σりの軸線（７２ａ）との軸間距離
に等しく、またブラケット（資）の連結中心の高さＬ２
は軸線（４Ｓａ　）の高さに等しくなっていて、第１平
行リンク鏝が構成されている。また連結部材（ト）のハ他辺（９９）と、第２アーム６りと、他辺■ωおよび俵
ンド支持台（ト）にそれぞれ回転自在に連結した第２連
節棒（四と、ハンド支持台（ハ）とで同様に第２平行リ
ンク（財）が構成されている。これらの構成により第１
アームｌ！′ｉ０１　、第２７−ム鞄が任意に旋回して
も一辺のｅは常に水平に保たれ、他辺のは垂直に保たれ
、ハンド支持台□□□の取付は面（１０１）は常に一定
の姿勢１本実施例においては上下方向（鉛直面）に保た
れている。取付は面（１０１）にはハンド回転装置（１
０２）が取付けられている。これは内部に図示しないモ
ータ、減速機が収容されていて、その先端にはハンド（
１０３）が取付けられており、モータの回転によりハン
ド（１０３）は回転する。またモータ（１０４）の回転
とよりハンド（１０３）に取付けられたフィンガ（１０
５）が開閉するようになっている。またハンド支持台（
へ）の第３関節軸のＤ近傍には本発明の主要構成である
第３リミツトセンサ（１０６）が取付けられている。す
なわち第２アーム側には３個の光電変換素子（１０８ａ
）、　（１０８ｂ）、　（１０８Ｃ）が第３関節軸３υ
に向う放射状に取付けられていて、これに対応した作動
片（１０９）がノ・ンド支持台（ハ）側に第３関節軸Ｑ
３１）を中心とする放射状に取付けられている。

これは平行リンク機構を採用しているため、第３関節軸
のりにおけるハンド支持台の旋回角は第１゜第２の関節
の旋回角が加え合わされた結果と々るので動作範囲の限
界位置を規制するように光電変換素子（１０８ａ）、　
（１０８Ｃ）を取付け、ここで規制すればよい。なお光
電変換素子（１０８ｂ）は原点である。

次に本実施例の作動につき第１０図を参照して説明する
。なお本実施例においては、走行時と停止中のロボット
を操作するときとで一個の電源装置を切換えて使用する
ようになっていて、走行制御ＣＰＵ（１２１）とロボッ
ト制御ＣＰＵ（１２２）とを具えている。上位制御装置
からの無線などにより走行指令が走行制御ＣＰＵ　（１
２１）に入ると、切換回路（１２３）により電源が走行
系に切換わる。次に走行制御ＣＰＵ（１２１）の指令に
より走行制御回路（１２４）が作動して走行駆動回路（
１２５）　、操舵回路（１２６）によシ各モータが駆動
されて走行する。所定のステーシ１ンに到達すると走行
が停止され、走行制御ＣＰＵ　（１２１）によシミ源の
切替りが行なわれ、切換回路（１３１）によシロボット
系に電源が接続される。

これによシ直ちにロボットは原点復帰されロボット制御
ＣＰＵ　（１２２）からの指令によシロボット制御回路
（１３２）を経てプログラムに従ってロボット駆動回路
（１３３）によりロボット（２）が駆動され図示しない
ウェハの積み下しか行なわれゐ。ロボット（２）各部の
動きにつき述べると、：１″ラム（四中の図示しないモ
ータが駆動されると１回転ペース（至）は回転し、基台
（４１）が回転して水平軸旋回部翰全体が回転する。次
に第１モータ（至）が駆動されると、タイミングベルト
（イ）を介してプーリ６ａが回転され、入力軸（第１関
節軸）αりが回転して出力側噛の減速回転によシ第１ア
ームのが旋回する。また第２モータ霞が駆動されると、
プーリｆｆｅが回転されタイミングベルトσＤを介して
プーリ６８が回転して入力軸（第２関節軸）ａ’ａが回
転し、第２減速機συの減速された出力側Ｑ３）により
第２７−ムののが旋回する。

このように第１アーム６１および第２アーム１３は旋回
するが、第１平行リンク（ト）および第２平行リンク（
財）が構成されていてブラケット−に第１連節棒０υの
一端が固定されているので、連結部材（ト）は常に一定
の姿勢で、各辺（ト）、　８１は垂直、水平に保たれて
いて、取付は面（１０１）は常に上下方向に姿勢が維持
され、ハンド（１０３）も同様にその姿勢が上下方向に
維持されながら移動する。また第１アーム（至）だけが
旋回すると、平行す／り＠構によシ第２７−ム６のは水
平を維持したｔま移動する。すなわち第１アーム５υに
対し、第２アーム６２は同じ量だけ逆に旋回するのであ
りて両旋回角の和が角度検出体（１０６）に表わされる
ことになシ１両アーム６Ｃ９伯擾が同時に旋回したとき
も両旋回角の和が第２アームＩ３と支持体（財）の旋回
角度となる。従って第２関節的の旋回角を検出する必要
はなく、第３関節器における旋回角を規制し、規制値に
なったら制御装置αＪにフィードバックすればよい。

〔発明の効果〕

以上詳述したように１本発明の平行リンクロボ、トは平
行リンク機構を設けるとともに第３関節に旋回角を規制
するリミットセンサを設けたので。

第１関節および第２関節の旋回角の和が常に第３関節の
旋回角となるため、この第３関節に設けたリミットセン
サによシ全体の作動範囲の規制を行えばよいから、リミ
ットセンサの数を減らし制御装置も簡単になる効果を奏
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の正面図、第２図は同じく平
面図、第３図は同じく四ボットを無人搬送車に塔載した
全体構成図Ｓ第４図は同じく要部側面図、第５図は第３
図の要部（垂直軸旋回部）拡大断面図、第６図は第４図
の要部（第２関節）拡大断面図、第７色は縞４図の要部
（第１関節）拡大断面図、第８図および第９図は同じく
要部（Ｊ　３　’）　ミントセンナ）の平面図および正
面図。第１０図は同じくブロック図である。（４１）・・・基　台、　　　　　　ω・・・第１アー
ム。６υ・・・一端部（第１アーム）、　　ｆｉυ・・・他
端部（第１アーム）。Ｉ３・・・第２アーム、　　　　　（ハ）・・・一端部
［２アーム）。翰・・・他端部（第２アーム）、　州・・・支持台。（至）・・・第１平行リンク機構。（９４）・・・第２平行リンク機構。（１０６）・・・リ　ミ　ッ　ト　センナ。代理人　弁理士　　則　近　庖　佑（ほか１名）第２図　　　１２．。第１図第３図１８４図Ｖ２了−４

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基台に一端部が旋回自在に取付けられた第１アー
ムの他端部に第２アームの一端部を旋回自在に取付けこ
の第２アームの他端部に支持台を旋回自在に取付けかつ
上記第１アームを含む第１平行リンク機構および上記第
２アームを含む第２平行リンク機構を設けて上記支持台
の向きを動作中常に一定に維持するとともに動作範囲を
規制するリミットセンサを設けた平行リンクロボットに
おいて、上記リミットセンサは上記支持台と上記第２ア
ームとの間の旋回角度を規制するリミットセンサである
ことを特徴とする平行リンクロボット。
（２）リミットセンサは光電スイッチであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の平行リンクロボット
。