JPWO2008023560A1 - Double arm robot - Google Patents
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Abstract
各々が独立して上下移動可能なダブルアームを備え、上下の支持部材の間隔を適切な範囲に制御することでコラムをコンパクトにし、設置面積や旋回半径を小さく抑え、上下の支持部材の動作に伴うワークへの悪影響を抑制することができるダブルアーム型ロボットを提供する。上下に配置された2つの多関節アームをそれぞれ支持する2つの支持部材(101)、(102)と、2つの支持部材をコラム(12)に沿ってそれぞれ上下方向に移動可能に連結する移動機構(11)とを備えたダブルアーム型ロボット(1)において、2つの支持部材(101)、(102)の一方あるいは両方が上下移動することによって2つの支持部材(101)、(102)の上下方向の間隔が広がり、その間隔が第1の所定値に達すると、支持部材(101)、(102)の上下動作を停止する。Each is equipped with a double arm that can move up and down independently, and by controlling the distance between the upper and lower support members to an appropriate range, the column is made compact, the installation area and turning radius are kept small, and the upper and lower support members are operated. Provided is a double arm type robot capable of suppressing adverse effects on the accompanying work. Two support members (101) and (102) for supporting two articulated arms arranged vertically, and a moving mechanism for connecting the two support members so as to be movable in the vertical direction along the column (12). In the double arm robot (1) provided with (11), one or both of the two support members (101) and (102) move up and down to move the two support members (101) and (102) up and down. When the interval in the direction increases and the interval reaches the first predetermined value, the vertical movement of the support members (101) and (102) is stopped.
Description
本発明は、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との間で出し入れするアームを備えたロボットに関し、特にアームを2つ備えたダブルアーム型ロボットに関する。 The present invention relates to a robot provided with an arm for taking a thin plate-like workpiece such as a glass substrate or a semiconductor wafer into and out of a stocker, and more particularly to a double arm type robot provided with two arms.
従来からガラス基板や半導体ウェハといった薄板状のワークの搬送にロボットが多く利用されている。特に近年では液晶パネルやPDP(プラズマディスプレーパネル)用のガラスが大型化するのに伴い、それらを搬送するロボットも大型化する傾向が顕著である。
こうした中でロボットを省スペース化するとともに搬送効率を上げスループットを向上させるべく、ワークを載置し搬送するためのアームを2つ備えたダブルアーム型ロボットが採用されている。
特に2つのアームを上下方向に異なる高さで設置したダブルアーム型ロボットを採用することにより、一方のアームでストッカにワークを搬入しながら他方のアームでストッカの別の棚からワークを搬出することで搬送効率の向上が図れ、さらに2つのアームを上下方向に重なるように配置することでロボットの設置に必要な面積を抑え、省スペース化を達成することができるというものである(例えば、特許文献1)。Conventionally, robots are often used for transporting thin plate-like workpieces such as glass substrates and semiconductor wafers. In particular, in recent years, as the glass for liquid crystal panels and PDPs (plasma display panels) increases in size, the tendency to increase the size of robots that transport them is also remarkable.
Under these circumstances, in order to save the space of the robot and increase the transfer efficiency and improve the throughput, a double arm type robot having two arms for placing and transferring a workpiece is employed.
In particular, by adopting a double-arm robot with two arms installed at different heights in the vertical direction, one arm carries workpieces into the stocker while the other arm carries workpieces from another shelf in the stocker. The transfer efficiency can be improved, and the two arms can be arranged so as to overlap each other in the vertical direction, thereby reducing the area required for installing the robot and saving space (for example, patents). Reference 1).
特許文献1のダブルアーム型ロボットを図7に示す。特許文献1のダブルアーム型ロボットでは2つのアームが1つの支持部材に連結されて上下移動する機構となっており、そのため2つのアームの上下方向の間隔が一定かつ2つのアームの上下移動は同時に行われる。よって2つのアームの上下方向の間隔を変えたり、互いに独立して上下移動を行ったりすることができないという問題があった。
すなわち、ストッカなどの棚のピッチ(上下間隔)が2つのアームの上下方向の間隔と一致しない場合、まず一方のアームでストッカのとある棚に収納されているワークの搬出を行った後、2つのアームを上下方向に移動させ、もう一方のアームで別の棚からワークを搬出するという動作を行うことになり、2つのアームを備えながらも搬送のサイクルタイムが長くなってしまう。FIG. 7 shows a double arm type robot disclosed in
That is, when the pitch (vertical interval) of the shelf such as the stocker does not coincide with the vertical interval between the two arms, the work stored in the shelf with the stocker is first carried out with one arm, and then 2 One arm is moved in the vertical direction, and the other arm performs an operation of unloading the workpiece from another shelf, and the transfer cycle time becomes long even though the two arms are provided.
こうした問題を解決すべく、2つのアームを個別に上下移動可能とするものがあった(例えば特許文献2)。
特許文献2に記載されたダブルアーム型ロボットを図8に示す。2つの水平多関節アーム45A、45Bの上下方向の間隔を自在に変化させることができるため、アームの上下方向の間隔をストッカなどの棚のピッチに合わせて2つのアームが並行して同時にワークの搬入・搬出を行うことが可能となる。この結果、ダブルアームの利点を生かして搬送効率を向上させることができるというものである。
また、特許文献2に記載されたダブルアーム型ロボットアームは、図9に示すようにそれぞれのアームを支える2つの支持部材44A、44Bの側部を互い違いに突出した形状とすることにより2つのアームの上下間隔が所定の最小距離以下にならないように構成されている。
A double arm type robot described in Patent Document 2 is shown in FIG. Since the vertical spacing between the two horizontal articulated
Further, as shown in FIG. 9, the double arm type robot arm described in Patent Document 2 has two arms formed by alternately projecting the side portions of the two
しかしながら、特許文献2のダブルアーム型ロボットでは、次のような問題点があった。
上下2つの支持部材44A、44Bの側部の接触面が外部に露出しているため、接触の際にパーティクルが発生して高いクリーン度が要求されるワークに悪影響を与える可能性があった。さらに質量の大きい支持部材同士が接触するため、その際の衝撃によりハンド(48A、48B)上のワークが位置ずれを起こし、最悪の場合にはハンドから落下するという可能性があった。
さらに支持部材44A、44Bの側部が大きく突出しているため質量が増し、それに伴いアーム45A、45Bおよび支持部材44A、44Bを上下動させるためのモータや動力伝達機構といった駆動機構も大型化するという問題があった。However, the double arm robot of Patent Document 2 has the following problems.
Since the contact surfaces of the side portions of the upper and
Further, since the side portions of the
また、特許文献2では詳しく触れられていないが、アーム、支持部材、コラム(41A、41B)のそれぞれの内部には、各アームや支持部材の駆動源を駆動させたりそれらの位置を取得したりするためのケーブル類や、ハンドに載置されたワークを検出する目的で設けられたセンサ用のケーブルが内蔵されている。
2つのアームが個別に上下動作する構造の場合、それらのケーブルもアームの上下動に伴いコラム内を上下動するため、コラム内部に十分な空間が必要となる。その結果アームの上下移動のストロークが大きくなるに伴ってコラムが大型化することとなり、設置面積や旋回半径の拡大に繋がる。例えば特許文献2のダブルアーム型ロボットにおいては、支持部材を保持するコラムが2つ(41A、41B)になっており、その結果広い設置面積が必要になったり、台座50の旋回機構による旋回半径が大きくなったりするという問題があった。Further, although not described in detail in Patent Document 2, each arm, support member, and column (41A, 41B) each has a drive source for each arm or support member or the position of each arm or support member. Cables for the purpose and sensors are provided for the purpose of detecting a workpiece placed on the hand.
In the case where the two arms individually move up and down, the cables also move up and down in the column as the arms move up and down, so that a sufficient space is required inside the column. As a result, the column becomes larger as the stroke of the vertical movement of the arm increases, leading to an increase in installation area and turning radius. For example, in the double arm type robot of Patent Document 2, there are two columns (41A and 41B) for holding the support member. As a result, a large installation area is required, or the turning radius by the turning mechanism of the
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、各々が独立して上下移動可能なダブルアームを備え、上下の支持部材の間隔を適切な範囲に制御することで搬送効率を向上させるとともに、コラムをコンパクトにし設置面積や旋回半径を小さく抑え、上下の支持部材の動作に伴うワークへの悪影響を抑制することができるダブルアーム型ロボットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, each of which includes a double arm that can be independently moved up and down, and improves the conveyance efficiency by controlling the interval between the upper and lower support members within an appropriate range. It is another object of the present invention to provide a double-arm robot capable of reducing the installation area and turning radius by reducing the size of the column and suppressing adverse effects on the workpiece caused by the operation of the upper and lower support members.
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。 In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
請求項1に記載の発明は、搬送物を載置するハンド部と、前記ハンド部に連結され、少なくとも2つの回転関節を有し、前記ハンド部を1方向に移動するように伸縮動作する多関節アームを上下に2つ配置し、前記2つの多関節アームをそれぞれ支持する2つの支持部材と、前記2つの支持部材が取り付けられるコラムと、前記2つの支持部材を前記コラムに沿ってそれぞれ上下方向に移動可能に前記コラムに連結する移動機構とを備えたダブルアーム型ロボットにおいて、前記2つの支持部材の一方あるいは両方が上下移動することによって前記2つの支持部材の上下方向の間隔が広がり、その間隔が第1の所定値に達すると、前記支持部材の上下動作を停止することを特徴とするものである。 According to the first aspect of the present invention, there are provided a hand unit on which a transported article is placed, a hand unit connected to the hand unit, having at least two rotary joints, and extending and contracting to move the hand unit in one direction. Two joint arms are arranged up and down, two support members for supporting the two multi-joint arms, a column to which the two support members are attached, and the two support members are vertically moved along the column. In a double arm type robot provided with a moving mechanism coupled to the column so as to be movable in the direction, the vertical distance between the two support members is expanded by moving one or both of the two support members up and down, When the interval reaches the first predetermined value, the vertical movement of the support member is stopped.
請求項2に記載の発明は、前記2つの支持部材の一方あるいは両方が上下移動することにより前記2つの支持部材の上下方向の間隔が狭くなり、その間隔が第2の所定値に達すると、前記支持部材の上下動作を停止することを特徴とするものである。 In the invention according to claim 2, when one or both of the two support members moves up and down, the interval between the two support members becomes narrow, and when the interval reaches a second predetermined value, The vertical movement of the support member is stopped.
請求項3に記載の発明は、前記2つの支持部材は、前記コラム内にそれぞれ他方の支持部材に向けて設置された突起部を有し、前記突起部はリミットスイッチを備え、前記リミットスイッチは、前記2つの支持部材の上下方向の間隔が前記第1の所定値または前記第2の所定値となった際に他方の前記支持部材の突起部によって作動することを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, the two support members each have a protrusion portion installed in the column toward the other support member, the protrusion portion including a limit switch, and the limit switch is The two support members are actuated by the protrusions of the other support member when the vertical interval between the two support members reaches the first predetermined value or the second predetermined value.
請求項4に記載の発明は、前記2つの支持部材の一方あるいは両方は、それぞれ他方の前記支持部材に向けて設置された距離センサを備え、前記距離センサは、前記2つの支持部材の上下方向の間隔を計測することを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, one or both of the two support members each include a distance sensor installed toward the other support member, and the distance sensor is in the vertical direction of the two support members. It is characterized by measuring the interval of.
請求項5に記載の発明は、搬送物を載置するハンド部と、前記ハンド部に連結され、少なくとも2つの回転関節を有し、前記ハンド部を1方向に移動するように伸縮動作する多関節アームを上下に2つ配置し、前記2つの多関節アームをそれぞれ支持する2つの支持部材と、前記2つの支持部材が取り付けられるコラムと、前記2つの支持部材を前記コラムに沿ってそれぞれ上下方向に移動可能に前記コラムに連結する移動機構とを備えたダブルアーム型ロボットにおいて、前記2つの多関節アームのうち上方に配置される第1の多関節アームの内部に配設されたケーブルは、前記2つの支持部材のうち、前記第1の多関節アームを支持する第1の支持部材の内部を経由して前記第1の支持部材の外部に配設された後に第2の前記支持部材内へと収納され、第2の前記多関節アームの内部に配設されたケーブルは、前記第1の支持部材から収納されたケーブルと共に前記第2の支持部材の内部を経由して前記コラムの内部へ収納され、前記コラム内部のケーブルは前記コラム下端へと配設された後に前記ダブルアーム型ロボットの外部へと配設されることを特徴とするものである。 According to the fifth aspect of the present invention, there are provided a hand unit on which a transported article is placed, a hand unit that is connected to the hand unit, has at least two rotary joints, and is extended and retracted to move the hand unit in one direction. Two joint arms are arranged up and down, two support members for supporting the two multi-joint arms, a column to which the two support members are attached, and the two support members are vertically moved along the column. In a double arm type robot having a moving mechanism that is connected to the column so as to be movable in the direction, a cable disposed in the first multi-joint arm disposed above the two multi-joint arms is The second support member after being disposed outside the first support member via the inside of the first support member that supports the first articulated arm of the two support members. Inside And the cable disposed in the second articulated arm, together with the cable accommodated from the first support member, goes into the column via the second support member. The cable is housed, and the cable inside the column is arranged to the lower end of the column and then arranged to the outside of the double arm type robot.
請求項6に記載の発明は、前記第1の支持部材と前記第2の支持部材との間に配設されるケーブルは、前記2つの支持部材の一方あるいは両方が上下移動することによって変化する前記2つの支持部材の上下方向の間隔について予め設定された上限値より長く、前記第1の支持部材の外部へ出た後、略U字型をなして前記第2の支持部材へ収納されることを特徴とするものである。 According to a sixth aspect of the present invention, the cable disposed between the first support member and the second support member changes when one or both of the two support members move up and down. The distance between the two support members in the vertical direction is longer than a preset upper limit value, and after going out of the first support member, it is stored in the second support member in a substantially U shape. It is characterized by this.
請求項7に記載の発明は、前記2つの支持部材は、共に前記ハンド部の移動方向と直交する方向に突出して前記多関節アームを支持するとともに、前記コラムの前記ハンド部の移動方向と直交する面に取り付けられ、前記第1の支持部材と前記第2の支持部材との間に配設されるケーブルは、前記2つの支持部材の突出方向の反対側に設けられることを特徴とするものである。 According to a seventh aspect of the present invention, the two support members protrude in a direction orthogonal to the moving direction of the hand part to support the articulated arm, and are orthogonal to the moving direction of the hand part of the column. The cable attached to the surface to be mounted and disposed between the first support member and the second support member is provided on the opposite side of the protruding direction of the two support members. It is.
請求項8記載の発明は、前記コラム内に配設されたケーブルは、前記コラムの高さ方向の略中央部に設けられたケーブル係留部を経由して前記コラム下端へと配設されることを特徴とするものである。 According to an eighth aspect of the present invention, the cable disposed in the column is disposed to the lower end of the column via a cable mooring portion provided at a substantially central portion in the height direction of the column. It is characterized by.
請求項9記載の発明は、前記多関節アームは、前記回転関節が垂直軸回りに回転する水平多関節アームであることを特徴とするものである。 The invention according to
請求項10に記載の発明は、前記2つの多関節アームは、上下方向に互いに対面するようにそれぞれ前記支持部材に支持されることを特徴とするものである。 The invention described in
請求項1に記載の発明によると、2つの支持部材の間隔を様々なストッカなどの棚のピッチに対応させることができ、ワークの搬送効率が向上する。
請求項2に記載の発明によると、2つの支持部材の間隔が小さくなった場合でも、支持部材同士が直接接触することなく上下動作を停止するため、ワークに悪影響を与えるパーティクルや振動の発生を抑えることができる。
請求項3乃至4に記載の発明によると、2つの支持部材の間隔を一定範囲内に制御する際に、ワークに悪影響を与えるパーティクルや振動の発生を抑えることができる。
請求項5に記載の発明によると、2つの多関節アームが独立して上下移動を行えるようにしつつ、2つアーム内に配設されたケーブルを1本化してコラム内に配設でき、コラムをコンパクトにすることができる。
請求項6に記載の発明によると、2つの支持部材の上下間隔の変化に対しても2つの支持部材間に配設されたケーブルは柔軟に対応することができ、張力が掛かることがない。
請求項7に記載の発明によると、2つの支持部材の間に配設されたケーブルをハンド部から極力遠くに配置することができ、支持部材の上下移動に伴い該ケーブルからパーティクルが発生した場合でも、ハンド部に載置されたワークに対する悪影響を極力排除することができる。
請求項8に記載の発明によると、コラム内のケーブルを支持部材の上下移動に対応させつつコラム内の構成を簡略化でき、コラムをコンパクトにすることができる。
請求項9乃至10に記載の発明によると、2つのアームの上下方向の最小間隔を小さくすることができ、様々なピッチのストッカに対応できるとともに、ダブルアーム型ロボットの設置面積と旋回半径を小さく抑えることができる。According to the first aspect of the present invention, the interval between the two support members can be made to correspond to the pitches of shelves such as various stockers, thereby improving the work transfer efficiency.
According to the second aspect of the present invention, even when the distance between the two support members is reduced, the vertical movement is stopped without the support members being in direct contact with each other. Can be suppressed.
According to the third to fourth aspects of the invention, when the distance between the two support members is controlled within a certain range, it is possible to suppress the generation of particles and vibrations that adversely affect the workpiece.
According to the fifth aspect of the present invention, the two articulated arms can be independently moved up and down while the cables arranged in the two arms can be integrated into the column. Can be made compact.
According to the sixth aspect of the present invention, the cable disposed between the two support members can flexibly cope with a change in the vertical distance between the two support members, and no tension is applied.
According to the invention described in
According to the eighth aspect of the invention, the configuration in the column can be simplified while the cable in the column corresponds to the vertical movement of the support member, and the column can be made compact.
According to the ninth to tenth aspects of the present invention, the minimum distance between the two arms in the vertical direction can be reduced, and it is possible to deal with stockers having various pitches, and the installation area and turning radius of the double arm robot can be reduced. Can be suppressed.
1 ダブルアーム型ロボット
2 水平多関節アーム
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 外部ケーブル
18 内部ケーブル
19 ブラケット
21 上アーム
22 下アーム
31、32 ストッパ機構
33、34 ストッパ機構
101 上支持部材
102 下支持部材
41A 左側支柱
41B 右側支柱
44A 下アーム支持部材
44B 上アーム支持部材
45A 下側の水平多関節アーム
45B 上側の水平多関節アーム
48A 下ハンド
48B 上ハンド
50 台座
51 下側締結板
52 上側締結板DESCRIPTION OF
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、本発明のダブルアーム型ロボットの全体構造を示す斜視図である。本発明のダブルアーム型ロボット1は、肩関節部3、肘関節部4、ハンド関節部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水平多関節アーム2を二組備えている。また、アーム2先端に取り付けられワークを載置するハンド部8は、アーム2によって図中に示す伸縮方向(直交座標系のX軸方向)に直線的に動作し、ストッカ等に対するワークの搬入・搬出動作を行う。
101および102はアームの支持部材であり、101は一方のアームを吊り下げ、102はもう一方のアームを支えるように構成されている。アーム2はそれぞれ肩関節部3によって支持部材101または102に連結されており、その結果2つのアームは上下方向に互いに対面するように配置されている。
さらに、本発明のダブルアーム型ロボット1は、支持部材101および102をコラム12に沿って個別に上下に移動させる上下移動機構11を備えており、アーム2の上下位置を調整可能としている。
前述のように2つのアーム2を対面配置することにより、支持部材101と102を最接近させた際の2つのハンド部8の上下間隔を極力小さくすることができ、その結果、様々なピッチのストッカに対応可能となる。FIG. 1 is a perspective view showing the overall structure of a double arm type robot according to the present invention. The double-
Further, the double
By arranging the two arms 2 so as to face each other as described above, the vertical distance between the two
図2は、本発明のダブルアーム型ロボットの動作の詳細を示す3面図である。
図2(a)は上面図で、図1の直交座標系のZ軸方向から原点方向へと見下ろした図に相当する。図2(b)は側面図で、図1の直交座標系の原点からY軸方向へと見た図に相当する。図2(c)は正面図で、図1の直交座標系の原点からX軸方向へと見た図に相当する。なお、図2ではハンド部8を省略して描いている。
図2(a)はアーム2の伸縮動作範囲を示している。図では、上腕6と前腕7とが重なるようにアーム2を折り畳んだ状態を実線で示し、伸縮動作の最大ストロークを点線で示している。
また、台座13は基台14に対して回動可能に設けられ、アーム2や支持部材ごとコラム12を旋回させ、その向きを変えられるようになっている。この旋回機能により、ダブルアーム型ロボット1の周囲に配置された複数のストッカに対してワークの搬送作業を行うことが可能となり、単位面積当たりの作業効率を向上することができる。FIG. 2 is a trihedral view showing details of the operation of the double arm robot of the present invention.
FIG. 2A is a top view and corresponds to a view looking down from the Z-axis direction to the origin direction in the orthogonal coordinate system of FIG. FIG. 2B is a side view and corresponds to a view seen from the origin of the orthogonal coordinate system of FIG. 1 in the Y-axis direction. FIG. 2C is a front view, which corresponds to a view seen from the origin of the orthogonal coordinate system of FIG. 1 in the X-axis direction. In FIG. 2, the
FIG. 2A shows the expansion / contraction operation range of the arm 2. In the figure, the state in which the arm 2 is folded so that the upper arm 6 and the
The
一方、図2(b)、図2(c)はアーム2の昇降動作範囲を示している。図ではアーム2が昇降動作の上端に位置している状態を実線で示し、アーム2が昇降動作の下端に位置している状態を点線で示している。
図2(a)に示すように、上下移動機構11はコラム12に対してハンド部8の伸方向と同方向に配置され、支持部材101、102は上下移動機構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、その先端部にアーム2の肩関節部3が連結されている。このような配置により、アーム2の伸縮動作の際にコラム12が邪魔になることがない。On the other hand, FIG. 2B and FIG. In the figure, the state where the arm 2 is positioned at the upper end of the lifting operation is indicated by a solid line, and the state where the arm 2 is positioned at the lower end of the lifting operation is indicated by a dotted line.
As shown in FIG. 2A, the
図2(a)から分かるように、二組のアーム2の肩関節部3の回転中心軸は同一線上ではなく、下アーム22の肩関節部3が上アーム21の肩関節部3に対してハンド部8の伸方向へオフセットして配置されている。
また、下アーム22に連結する支持部材102も支持部材101に対してハンド部8の伸方向にオフセットしているため、上下移動機構11により支持部材102が下方へ移動した際に台座13に干渉することがなく、昇降動作範囲を大きくとることができる。また、上下移動機構11は、シールド機能を有する保護カバー(図示せず)で覆われ、コラム12内部で発生したパーティクルが外部へ飛散するのを抑制している。As can be seen from FIG. 2A, the rotation center axes of the shoulder joint portions 3 of the two arms 2 are not collinear, and the shoulder joint portion 3 of the
Further, since the
本発明のダブルアーム型ロボットでは、支持部材101および102がコラム12に沿って個別に上下移動することでストッカのピッチに合わせて2つのアームの上下間隔を調整でき、それぞれのアームでワークの搬入、搬出を同時に行って搬送効率を向上させることができる。
例えば図3のように、まず設置面から1000[mm]の高さにて、それぞれのアームによって図示しないストッカAからワークの搬出を同時に行い、続いて台座13を旋回させコラム12の向きを変えながら支持部材101および102を上昇させ、設置面から3000[mm]の高さにて図示しないストッカB(ストッカAと棚のピッチが異なる)に対してそれぞれのアームが同時にワークを搬入するといった作業を行える。
ここでストッカBの棚のピッチがストッカAの棚のピッチより大きく、ストッカBに合わせるために支持部材101と102との間隔をストッカAの場合から50[mm]大きくする必要があるとすると、支持部材101の上下方向の移動距離は2050[mm]、支持部材102の移動距離は2000[mm]となる。この場合、支持部材101と支持部材102の移動距離の比は2050:2000=1.025:1であるので、支持部材102の移動速度に対して支持部材101の移動速度を2.5[%]速く設定し、2つの支持部材を同時に移動を開始させ、同時に停止させればストッカBの棚のピッチに合わせることができる。
すなわち、支持部材101と102の上下移動量が異なる場合でも、その差に合わせて両者の移動速度を適切に調整し、同時に移動開始、同時に停止させることによって短時間で所望の位置へと移動させることができる。
また、ストッカAとストッカBの棚のピッチが同一である場合には支持部材101と102の移動速度を同一とし、2つの支持部材を同時に移動を開始させ、同時に停止させればよい。In the double arm type robot according to the present invention, the
For example, as shown in FIG. 3, first, at a height of 1000 [mm] from the installation surface, workpieces are simultaneously carried out from the stocker A (not shown) by the respective arms, and then the
Here, if the pitch of the shelf of stocker B is larger than the pitch of the shelf of stocker A, and the distance between the
That is, even when the vertical movement amounts of the
Further, when the stocker A and the stocker B have the same shelf pitch, the movement speeds of the
一方、支持部材101と102との間隔が一定範囲外にならないように構成されている。これによって前述のように支持部材101、102の移動制御を簡略化しつつその間隔を様々な棚のピッチに対応させることができ、さらに後述するケーブル配線を適用して、コラムをシングルアーム型ロボットあるいは2本のアームが一体となって上下移動するダブルアーム型ロボットの場合と同様にコンパクトにすることができる。
以下では、支持部材101、102の間隔を一定範囲内に制限する機構について説明する。On the other hand, the
Below, the mechanism which restrict | limits the space | interval of the supporting
図4は、図2(b)と同じ方向から見た場合の支持部材101、102および上下移動機構11の一部の断面を模式的に表した図である。上下移動機構11の一部はコラム12の内部に格納されている。
前述のように2つの支持部材101、102は、コラム12に沿って個別に上下移動するが、ストッパ機構31、32によってその間隔が一定以上にならないように構成されている。ストッパ機構31はL字型をしており支持部材101と一体となってコラム12内を上下移動し、ストッパ機構32はT字型をしており支持部材102と一体となってコラム12内を上下移動する。
支持部材101と102との間隔が小さい時は、図4(a)のような状態であるが、支持部材101、102のいずれか、あるいは両方が上下移動してその間隔が大きくなると図4(b)のようにT字型のストッパ機構32がL字型のストッパ機構31に引っ掛かる形になる。この機構によって支持部材101と102との間隔が所定の大きさを越えることがない。また、支持部材101、102を上下移動させる駆動機構に一定以上の負荷がかかると、これを検知したロボットコントローラ(図示せず)が駆動機構の動作を停止するようになっており、駆動機構に過負荷がかかることはない。
さらに、上下移動機構11の故障などにより支持部材102が重力によってコラム12に沿って落下した場合でも、この機構によって支持部材102は支持部材101にぶら下がった状態で止まるので支持部材102が下アーム22ごと台座13まで落下することを防止できる。
ストッパ機構31、32はコラム12内部に収納されているため、ストッパの接触時に発生したパーティクルが直接ワークに対して飛散することがなく、ワークへの悪影響を抑えることができる。また、ストッパ機構31、32の接触部に弾性体を用いることによりストッパ機構31、32の接触の際に支持部材に加わる衝撃を緩和でき、ハンド部8に載置されたワークの位置ずれなどを抑制することができる。FIG. 4 is a diagram schematically showing a partial cross section of the
As described above, the two
When the distance between the
Further, even if the
Since the
続いて、支持部材101、102の間隔が小さくなった場合に機能するストッパ機構について説明する。図5は、図4と同様に図2(b)と同じ方向から見た場合の支持部材101、102および上下移動機構11の一部の断面を模式的に表した図である。本実施においては、図4のストッパ機構33、34は図3に示したストッパ機構31、32より手前に配置されている。
支持部材101、102のいずれか、あるいは両方が上下移動してその間隔が小さくなると、図5(a)の状態から図5(b)のような状態となり、ストッパ機構33と34の先端部同士が接触する。これによって支持部材101と102との間隔がそれ以上小さくなることがない。また、図4の場合と同様、支持部材101、102を上下移動させる駆動機構に一定以上の負荷がかかるとこれを検知したロボットコントローラ(図示せず)が駆動機構の動作を停止するようになっており、駆動機構に過負荷がかかることはない。
ストッパ機構33、34もコラム12内部に収納されているため、ストッパの接触時に発生したパーティクルが直接ワークに対して飛散することがなく、ワークへの悪影響を抑えることができる。また、ストッパ機構33、34の接触部に弾性体を用いることによりストッパ機構33、34の接触の際に支持部材に加わる衝撃を緩和でき、ハンド部8に載置されたワークの位置ずれなどを抑制することができる。Next, a stopper mechanism that functions when the distance between the
When either or both of the
Since the
以上の説明では、支持部材101、102の間隔を一定範囲内に制限する機構として単純なメカ的機構を用いたがこれは一例に過ぎず、他の手法を用いることも可能である。例えば図4、図5のそれぞれのストッパ機構の一方または両方にスイッチを設け、他方のストッパ機構が接触した際にそのスイッチを押すように構成してもよい。スイッチのON/OFFをロボットコントローラ(図示せず)にて検知し、支持部材101、102を上下移動させる駆動機構を停止するようにすれば支持部材101、102の間隔を一定範囲内に制限することができる。
また、支持部材101、102の一方または両方に、他方の支持部材に向けて距離センサを設け、同じくロボットコントローラにて支持部材101、102の間隔を検知し、必要に応じて支持部材101、102を上下動させる駆動機構を停止するようにしてもよい。 距離センサを用いた場合には支持部材101、102の接触を回避できるので、パーティクルやワークの位置ずれの発生を抑えるのに効果的である。さらにはこれらの手法を併用してもよい。
さらには、こうした構成を用いることにより特許文献2のように支持部材の側部を大きく突出させる必要がないため支持部材の質量を抑えることができ、それに伴い支持部材の駆動機構をコンパクト化することができる。In the above description, a simple mechanical mechanism is used as a mechanism for limiting the distance between the
Further, a distance sensor is provided on one or both of the
Furthermore, by using such a configuration, the mass of the support member can be suppressed because there is no need to project the side portion of the support member significantly as in Patent Document 2, and the drive mechanism of the support member can be made compact accordingly. Can do.
なお、支持部材101と102とを結ぶ外部ケーブル17の長さは、支持部材間の所定の最大間隔に基づいて決定される。具体的には、支持部材101と102との間隔が最大になっても張力が掛からないような十分な長さで、なおかつ支持部材101と102との間隔が最小となった際、余裕分の長さが大きく余剰しないような長さとする。さらに支持部材101と102との間隔の変化にスムーズに対応できるよう略U字を描くように配設されている。外部ケーブル17については後述する。 The length of the
続いて、本発明のダブルアーム型ロボットの内部のケーブル配線について説明する。
図6は、ダブルアーム型ロボット1の内部のケーブル配線の様子を示した3面図である。
図6(a)は図2(a)と同様の上面図で、アーム2内のケーブル配線の様子を示している。図6(a)では台座部13内のケーブル配線は省略して描いている。
図6(b)は図2(b)と同様の側面図で、支持部材101、102内とコラム12内のケーブル配線の様子を示している。
図6(c)は図2(c)と同様の正面図で、アーム2内とコラム12内の一部、そして台座部13内のケーブル配線の様子を示している。なお、図5ではハンド部8を省略して描いている。
支持部材101内には、上アーム21を伸縮動作させる駆動機構や、ハンド部8上に載置されたワークの位置を検出するセンサ用のケーブルが収められている。同様に支持部材部102内には、下アーム22を伸縮動作させる駆動機構や、ハンド部8上に載置されたワークの位置を検出するセンサ用の内部ケーブル18が収められている。そして、支持部材101内のケーブルはまとめて外部ケーブル17として一旦支持部材101の外部に露出するように配設された後に支持部部材102に収納され、支持部部材102内を経由して下アーム22の内部ケーブルとまとめられてコラム12に収納される。
なお、図6に示したように、外部ケーブル17は支持部材101、102とアーム2との連結部の裏側に露出するように配置されている。このように外部ケーブルをハンド部8から遠くに配置することで、支持部材101、102の間隔が変化した際に外部ケーブル17から発生するパーティクルによるワークへの悪影響を極力排除することができる。Next, cable wiring inside the double arm type robot of the present invention will be described.
FIG. 6 is a three-sided view showing a state of cable wiring inside the double
FIG. 6A is a top view similar to FIG. 2A and shows a state of cable wiring in the arm 2. In FIG. 6A, the cable wiring in the
FIG. 6B is a side view similar to FIG. 2B and shows the state of cable wiring in the
FIG. 6C is a front view similar to FIG. 2C, showing cable wiring in the arm 2, a part in the
In the
As shown in FIG. 6, the
図6(b)に示すように、コラム12内の内部ケーブル18は、ブラケット19によりコラム12の中央部に係留されS字を横倒しにしたような形態で配設される。中央部に内部ケーブル18を係留することで支持部材101、102の上下移動の際に内部ケーブル18に張力がかからない。さらに、単純な構成によって内部ケーブル18を支持部材101、102の上下移動に追従させされ、コラムをコンパクトにすることができる。
内部ケーブル18はコラム12の下端から台座13の内部を経由したのち、ダブルアーム型ロボット1の外部へと出る。外部へ出たケーブルは、図示しないロボットコントローラへと接続される。As shown in FIG. 6 (b), the
The
仮に支持部材101、102からコラム12内へ個別にケーブルが配設されていたとすると、それぞれの支持部材の上下移動に対応してそれぞれのケーブルをコラム12内に適切に取り回すための設備や空間が必要となる。すなわち、コラム12が大型化し、質量が増すことにより設置面積が大きくなったり、台座13を旋回させるために大型の駆動装置が必要になったりする。
これに対し、支持部材101内のケーブルを支持部材102に収納し、支持部材102からコラム12内へ収納する構成とすることで、コラム12内のケーブルを1つにまとめてコラム12をコンパクトかつ軽量にでき、ダブルアーム型ロボットの設置面積を小さくするという効果をもたらす。Assuming that cables are individually arranged from the
On the other hand, the cable in the
上記実施例では、ガラス基板や半導体ウェハといった薄板状のワークの搬送用途を例に挙げて記載したが、本願発明の機構はその他の搬送用途にも広く利用できることは言うまでもない。 In the above-described embodiment, the conveyance application of a thin plate-like workpiece such as a glass substrate or a semiconductor wafer has been described as an example, but it goes without saying that the mechanism of the present invention can be widely used for other conveyance applications.
請求項1に記載の発明は、搬送物を載置するハンド部と、前記ハンド部に連結され、少なくとも2つの回転関節を有し、前記ハンド部を1方向に移動するように伸縮動作する多関節アームを上下に2つ配置し、前記2つの多関節アームのうち上方に配置される第1の多関節アームを支持する第1の支持部材と、前記第1の支持部材の下方に位置して前記2つの多関節アームのうち下方に配置される第2の多関節アームを支持し、前記第1の支持部材と重なるように配置される第2の支持部材と、前記2つの支持部材が取り付けられるコラムと、前記2つの支持部材を前記コラムに沿ってそれぞれ上下方向に移動可能に前記コラムに連結する移動機構とを備えたダブルアーム型ロボットにおいて、前記2つの支持部材はその上下方向の間隔が所定の範囲内で変動可能に前記コラム内にて連結され、前記2つの支持部材の一方あるいは両方が上下移動することによって前記2つの支持部材の上下方向の間隔が広がり、その間隔が第1の所定値に達すると、前記支持部材の上下動作を停止することを特徴とするものである。
According to the first aspect of the present invention, there are provided a hand unit on which a transported article is placed, a hand unit connected to the hand unit, having at least two rotary joints, and extending and contracting to move the hand unit in one direction. Two articulated arms are arranged above and below, a first supporting member that supports a first articulated arm arranged above the two articulated arms, and a position below the first supporting member. A second support member arranged to support a second multi-joint arm disposed below the two multi-joint arms and to overlap the first support member; and the two support members In a double arm type robot having a column to be attached and a moving mechanism for connecting the two support members to the column so as to be movable in the vertical direction along the columns, the two support members are arranged in the vertical direction. Interval Coupled with variability within said column within a range of said one or both of the two support members is wider vertical spacing of the two support members by vertical movement, that interval the first predetermined When the value is reached, the vertical movement of the support member is stopped.
請求項5に記載の発明は、前記2つの多関節アームのうち上方に配置される第1の多関節アームの内部に配設されたケーブルは、前記2つの支持部材のうち、前記第1の支持部材の内部を経由して前記第1の支持部材の外部に配設された後に前記第2の支持部材内へと収納され、前記第2の多関節アームの内部に配設されたケーブルは、前記第1の支持部材から収納されたケーブルと共に前記第2の支持部材の内部を経由して前記コラムの内部へ収納され、前記コラム内部のケーブルは前記コラム下端へと配設された後に前記ダブルアーム型ロボットの外部へと配設されることを特徴とするものである。
The invention according to
請求項1に記載の発明は、搬送物を載置するハンド部と、前記ハンド部に連結され、少なくとも2つの回転関節を有し、前記ハンド部を1方向に移動するように伸縮動作する多関節アームを上下に2つ配置し、前記2つの多関節アームのうち上方に配置される第1の多関節アームを支持する第1の支持部材と、前記第1の支持部材の下方に位置して前記2つの多関節アームのうち下方に配置される第2の多関節アームを支持し、前記第1の支持部材と重なるように配置される第2の支持部材と、前記2つの支持部材が取り付けられるコラムと、前記2つの支持部材を前記コラムに沿ってそれぞれ独立して上下方向に移動可能に前記コラムに連結する移動機構とを備えたダブルアーム型ロボットにおいて、前記2つの支持部材はその上下方向の間隔が所定の範囲内で変動可能に前記コラム内にて連結され、前記2つの支持部材の一方あるいは両方が上下移動することによって前記2つの支持部材の上下方向の間隔が広がり、その間隔が第1の所定値に達すると、前記支持部材の上下動作を停止するとともに、前記2つの支持部材の一方あるいは両方が上下移動することにより前記2つの支持部材の上下方向の間隔が狭くなり、その間隔が第2の所定値に達すると、前記支持部材の上下動作を停止することを特徴とするものである。
According to the first aspect of the present invention, there are provided a hand unit on which a transported article is placed, a hand unit connected to the hand unit, having at least two rotary joints, and extending and contracting to move the hand unit in one direction. Two articulated arms are arranged above and below, a first supporting member that supports a first articulated arm arranged above the two articulated arms, and a position below the first supporting member. A second support member arranged to support a second multi-joint arm disposed below the two multi-joint arms and to overlap the first support member; and the two support members In a double arm type robot comprising a column to be attached and a moving mechanism for connecting the two support members to the column so as to be independently movable in the vertical direction along the columns, the two support members are Up and down The distance between the two supporting members is increased by moving one or both of the two supporting members up and down, and the distance between the two supporting members is increased. When the predetermined value of 1 is reached, the vertical movement of the support member is stopped , and one or both of the two support members move up and down to narrow the vertical distance between the two support members. When the value reaches the second predetermined value, the vertical movement of the support member is stopped .
請求項2に記載の発明は、前記2つの支持部材は、前記コラム内にそれぞれ他方の支持部材に向けて設置された突起部を有し、前記突起部はリミットスイッチを備え、前記リミットスイッチは、前記2つの支持部材の上下方向の間隔が前記第1の所定値または前記第2の所定値となった際に他方の前記支持部材の突起部によって作動することを特徴とするものである。
The invention according to claim 2, wherein the two support members have the protruding portions respectively in the column was established toward the other support member, the protrusion is provided with a limit switch, the limit switch The two support members are actuated by the protrusions of the other support member when the vertical interval between the two support members reaches the first predetermined value or the second predetermined value.
請求項3に記載の発明は、前記2つの支持部材の一方あるいは両方は、それぞれ他方の前記支持部材に向けて設置された距離センサを備え、前記距離センサは、前記2つの支持部材の上下方向の間隔を計測することを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, one or both of the two support members each include a distance sensor installed toward the other support member, and the distance sensor is in the vertical direction of the two support members. It is characterized by measuring the interval of.
請求項4に記載の発明は、前記2つの多関節アームのうち上方に配置される第1の多関節アームの内部に配設されたケーブルは、前記2つの支持部材のうち、前記第1の支持部材の内部を経由して前記第1の支持部材の外部に配設された後に前記第2の支持部材内へと収納され、前記第2の多関節アームの内部に配設されたケーブルは、前記第1の支持部材から収納されたケーブルと共に前記第2の支持部材の内部を経由して前記コラムの内部へ収納され、前記コラム内部のケーブルは前記コラム下端へと配設された後に前記ダブルアーム型ロボットの外部へと配設されることを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, the cable disposed inside the first multi-joint arm disposed above the two multi-joint arms is the first support arm of the two support members. A cable disposed inside the second support member after being disposed outside the first support member via the interior of the support member, and disposed inside the second articulated arm, And the cable housed from the first support member and housed in the column via the inside of the second support member, and the cable inside the column is disposed to the lower end of the column and then It is arranged outside the double arm type robot.
請求項5に記載の発明は、前記第1の支持部材と前記第2の支持部材との間に配設されるケーブルは、前記2つの支持部材の一方あるいは両方が上下移動することによって変化する前記2つの支持部材の上下方向の間隔について予め設定された上限値より長く、前記第1の支持部材の外部へ出た後、略U字型をなして前記第2の支持部材へ収納されることを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, the cable disposed between the first support member and the second support member changes when one or both of the two support members move up and down. The distance between the two support members in the vertical direction is longer than a preset upper limit value, and after going out of the first support member, it is stored in the second support member in a substantially U shape. It is characterized by this.
請求項6に記載の発明は、前記2つの支持部材は、共に前記ハンド部の移動方向と直交する方向に突出して前記多関節アームを支持するとともに、前記コラムの前記ハンド部の移動方向と直交する面に取り付けられ、前記第1の支持部材と前記第2の支持部材との間に配設されるケーブルは、前記2つの支持部材の突出方向の反対側に設けられることを特徴とするものである。
According to a sixth aspect of the present invention, the two support members protrude in a direction orthogonal to the moving direction of the hand part to support the articulated arm, and are orthogonal to the moving direction of the hand part of the column. The cable attached to the surface to be mounted and disposed between the first support member and the second support member is provided on the opposite side of the protruding direction of the two support members. It is.
請求項7記載の発明は、前記コラム内に配設されたケーブルは、前記コラムの高さ方向の略中央部に設けられたケーブル係留部を経由して前記コラム下端へと配設されることを特徴とするものである。
According to a seventh aspect of the present invention, the cable disposed in the column is disposed to the lower end of the column via a cable mooring portion provided at a substantially central portion in the height direction of the column. It is characterized by.
請求項8記載の発明は、前記多関節アームは、前記回転関節が垂直軸回りに回転する水平多関節アームであることを特徴とするものである。
The invention according to
請求項9に記載の発明は、前記2つの多関節アームは、上下方向に互いに対面するようにそれぞれ前記支持部材に支持されることを特徴とするものである。
The invention according to
請求項1に記載の発明によると、2つの支持部材の間隔を様々なストッカなどの棚のピッチに対応させることができ、ワークの搬送効率が向上する。
また、2つの支持部材の間隔が小さくなった場合でも、支持部材同士が直接接触することなく上下動作を停止するため、ワークに悪影響を与えるパーティクルや振動の発生を抑えることができる。
請求項2乃至3に記載の発明によると、2つの支持部材の間隔を一定範囲内に制御する際に、ワークに悪影響を与えるパーティクルや振動の発生を抑えることができる。
請求項4に記載の発明によると、2つの多関節アームが独立して上下移動を行えるようにしつつ、2つアーム内に配設されたケーブルを1本化してコラム内に配設でき、コラムをコンパクトにすることができる。
請求項5に記載の発明によると、2つの支持部材の上下間隔の変化に対しても2つの支持部材間に配設されたケーブルは柔軟に対応することができ、張力が掛かることがない。
請求項6に記載の発明によると、2つの支持部材の間に配設されたケーブルをハンド部から極力遠くに配置することができ、支持部材の上下移動に伴い該ケーブルからパーティクルが発生した場合でも、ハンド部に載置されたワークに対する悪影響を極力排除することができる。
請求項7に記載の発明によると、コラム内のケーブルを支持部材の上下移動に対応させつつコラム内の構成を簡略化でき、コラムをコンパクトにすることができる。
請求項8乃至9に記載の発明によると、2つのアームの上下方向の最小間隔を小さくすることができ、様々なピッチのストッカに対応できるとともに、ダブルアーム型ロボットの設置面積と旋回半径を小さく抑えることができる。
According to the first aspect of the present invention, the interval between the two support members can be made to correspond to the pitches of shelves such as various stockers, thereby improving the work transfer efficiency.
Further, even when the distance between the two support members is reduced, the vertical movement is stopped without the support members being in direct contact with each other, so that generation of particles or vibrations that adversely affect the workpiece can be suppressed.
According to the second to third aspects of the invention, when the distance between the two support members is controlled within a certain range, generation of particles and vibrations that adversely affect the workpiece can be suppressed.
According to the invention described in claim 4 , the two articulated arms can be independently moved up and down, and the cables arranged in the two arms can be integrated into the column, Can be made compact.
According to the fifth aspect of the present invention, the cable disposed between the two support members can flexibly cope with a change in the vertical distance between the two support members, and no tension is applied.
According to the sixth aspect of the present invention, the cable disposed between the two support members can be disposed as far as possible from the hand portion, and particles are generated from the cable as the support member moves up and down. However, adverse effects on the work placed on the hand part can be eliminated as much as possible.
According to the seventh aspect of the present invention, the configuration in the column can be simplified while the cable in the column corresponds to the vertical movement of the support member, and the column can be made compact.
According to the invention described in
Claims (10)
前記2つの多関節アームをそれぞれ支持する2つの支持部材と、
前記2つの支持部材が取り付けられるコラムと、
前記2つの支持部材を前記コラムに沿ってそれぞれ上下方向に移動可能に前記コラムに連結する移動機構とを備えたダブルアーム型ロボットにおいて、
前記2つの支持部材の一方あるいは両方が上下移動することによって前記2つの支持部材の上下方向の間隔が広がり、その間隔が第1の所定値に達すると、前記支持部材の上下動作を停止することを特徴とするダブルアーム型ロボット。Two hand-jointed arms, which are connected to the hand part for placing the object to be conveyed, and have at least two rotary joints and extend and contract so as to move the hand part in one direction, are arranged up and down. ,
Two supporting members that respectively support the two articulated arms;
A column to which the two support members are attached;
A double arm type robot having a moving mechanism for connecting the two support members to the column so as to be movable in the vertical direction along the column;
When one or both of the two support members move up and down, an interval in the vertical direction of the two support members increases, and when the interval reaches a first predetermined value, the up and down operation of the support member is stopped. A double-arm robot characterized by
前記2つの多関節アームをそれぞれ支持する2つの支持部材と、
前記2つの支持部材が取り付けられるコラムと、
前記2つの支持部材を前記コラムに沿ってそれぞれ上下方向に移動可能に前記コラムに連結する移動機構とを備えたダブルアーム型ロボットにおいて、
前記2つの多関節アームのうち上方に配置される第1の多関節アームの内部に配設されたケーブルは、前記2つの支持部材のうち、前記第1の多関節アームを支持する第1の支持部材の内部を経由して前記第1の支持部材の外部に配設された後に第2の前記支持部材内へと収納され、
第2の前記多関節アームの内部に配設されたケーブルは、前記第1の支持部材から収納されたケーブルと共に前記第2の支持部材の内部を経由して前記コラムの内部へ収納され、前記コラム内部のケーブルは前記コラム下端へと配設された後に前記ダブルアーム型ロボットの外部へと配設されることを特徴とするダブルアーム型ロボット。Two hand-jointed arms, which are connected to the hand part for placing the object to be conveyed, and have at least two rotary joints and extend and contract so as to move the hand part in one direction, are arranged up and down. ,
Two supporting members that respectively support the two articulated arms;
A column to which the two support members are attached;
A double arm type robot having a moving mechanism for connecting the two support members to the column so as to be movable in the vertical direction along the column;
The cable disposed inside the first multi-joint arm disposed above the two multi-joint arms is a first cable that supports the first multi-joint arm among the two support members. After being disposed outside the first support member via the inside of the support member, the second support member is housed.
The cable disposed inside the second articulated arm is housed inside the column via the inside of the second support member together with the cable housed from the first support member, The double-arm robot is characterized in that a cable inside the column is disposed outside the double-arm robot after being disposed at the lower end of the column.
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