KR101323884B1

KR101323884B1 - 로봇 장치

Info

Publication number: KR101323884B1
Application number: KR1020077019116A
Authority: KR
Inventors: 다카유키 야자와; 유타카 요시자와; 히로카즈 와타나베
Original assignee: 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
Priority date: 2006-02-06
Filing date: 2007-02-05
Publication date: 2013-10-30
Also published as: CN101309782A; JP2007203434A; KR20080089145A; WO2007091503A1; TW200744809A; TWI404611B; CN101309782B; JP4996102B2

Abstract

워크를 유지하는 워크 유지부를 가지며 왕복 운동하는 제1 암, 상기 제1 암을 연결하여 상기 제1 암과 같은 방향으로 왕복 운동하는 제2 암으로 적어도 구성된 암부 및 상기 제1 암의 동작을 상기 제2 암에 우선하여 제어하고, 상기 암부를 시점 좌표 P0로부터 소정의 좌표 위치 P까지 이동시키는 제어 장치를 구비한 로봇 장치.

워크, 워크 유지부, 제1 암, 제2 암, 제어 장치

Description

로봇 장치{ROBOT DEVICE}

본 발명은 로봇 장치에 관한 것으로, 더욱 상세한 것은, 교시(敎示) 작업이 용이하며, 또한 실동작에서의 택트 타임(tact time)을 단축할 수 있는 로봇 장치에 관한 것이다.

액정 표시 패널이나 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등의 일반적인 제조 공정에서는, 복수 매(枚)의 유리 기판이 수납된 카세트로부터 유리 기판을 꺼내기 위해서, 내지, TFT 형성 공정이나 배선 공정을 거친 후의 유리 기판을 카세트에 수납하기 위한, 슬라이더형 암을 가지는 로봇 장치가 사용되고 있다. 이러한 슬라이더형 암을 가지는 로봇 장치는 직진 정밀도가 뛰어나며, 또한 카세트에 수납하는 유리 기판의 피치를 좁게 할 수 있으므로, 근년 바람직하게 사용되게 되었다.

슬라이더형 암을 가지는 로봇 장치로서는, 도 13(A)에 나타내는 바와 같이, 핸드 암(141)과 베이스 부재(142)로 구성된 단(單) 슬라이더(143)나, 도 13(B)에 나타내는 바와 같이, 핸드 암(144)과 제2 암(145)과 베이스 부재(146)로 구성된 복합 슬라이더(147)가 알려져 있다.

현재의 주류(主流)는 단 슬라이더(143)이지만, 단 슬라이더(143)는 베이스 부재 자체의 선회 동작 등에 의해, 베이스 부재(142)를 카세트(148)의 근방에 근접 시킬 수 없다고 하는 문제가 있다. 또, 단 슬라이더(143)는 긴 베이스 부재(142)가 필요하므로 핸드 암(141)의 이동 거리가 길어져서, 택트 타임을 단축할 수 없다고 하는 문제가 있다. 또, 암부가 대형화하여 로봇 장치 전체가 대형화한다고 하는 문제도 있다.

한편, 도 13(B)에 나타내는 복합 슬라이더(147)는 베이스 부재(146)가 짧고 선회가 용이한 동시에, 2개의 암의 이동 동작에 의해 택트 타임을 단축할 수 있기 때문에, 상술한 단 슬라이더(143)의 문제를 해결할 수 있다고 하는 이점이 있다. 복합 슬라이더를 가지는 로봇 장치로서, 예를 들면 하기 특허문헌 1, 2에는 정지 상태에 있는 워크의 유지를 행하고 얹혀 이동(移載)을 행하기 위하여, 워크의 유지를 행하는 상부 포크를 소정의 방향으로 왕복 구동하는 제1 구동부를 구비하는 제1 이동체와, 하부 포크를 상기와 같은 방향으로 왕복 구동하는 제2 구동부를 구비하는 제2 이동체를 구비하며, 또한 제1 이동체와 제2 이동체의 왕복 구동 방향을 따르도록 왕복 구동하는 제 3 구동부를 구비하는 제 3 이동체를 구비한 로봇 장치가 제안되어 있다.

특허문헌1: 일본국 특개평11-238775호 공보

특허문헌2: 일본국 특개2003-86659호 공보

발명이 해결하고자 하는 과제

그러나, 복합 슬라이더(147)를 가지는 로봇 장치는, 핸드 암(144)의 선단을 소정의 좌표 위치 P까지 이동시키는 경우, 단 슬라이더의 조합으로서 핸드 암(144)과 제2 암(145)을 취급하면, 교시 작업시의 조작 버튼이나 위치 표시부 등이 핸드 암(144)의 것과 제2 암(145)의 것으로 나누어지게 된다. 그렇기 때문에, 소정의 좌표 위치 P는 양자의 무수한 조합에 의해 교시 가능하게 되어, 교시 작업이 매우 번잡하게 된다고 하는 난점이 있다.

예를 들면, 복합 슬라이더(147)를 거리 R 이동시켜서 복합 슬라이더(147)를 좌표 위치 P까지 도달시키는 경우, 도 11에서는, 핸드 암(144)을 길이 R1 이동시키고, 제2 암(145)을 길이 R2(R1>R2) 이동시키고 있으나, 도 12에서는 핸드 암(144)의 길이 R1이 매우 짧으며, 제2 암(145)을 길이 R2(R1《R2) 이동시키고 있다. 즉, 같은 좌표 위치 P를 교시하는 경우라도, 작업할 때마다, 혹은 작업자가 바뀔 때마다 교시 방법이 변화하게 되어 버린다. 그 때문에, 교시 작업의 일관성을 유지하는 노력이 필요하게 되어 작업자의 부담이 커진다고 하는 난점이 있다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은 교시 작업이 용이하며, 또한 실동작에서의 택트 타임을 단축할 수 있는 로봇 장치를 제공하는 것에 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 로봇 장치는, 워크를 유지하는 워크 유지부를 가지며 왕복 운동하는 제1 암, 상기 제1 암을 연결하여 상기 제1 암과 같은 방향으로 왕복 운동하는 제2 암으로 적어도 구성된 암부, 및 상기 제1 암의 동작을 상기 제2 암에 우선하여 제어하고, 상기 암부를 시점 좌표 P0로부터 소정의 좌표 위치 P까지 이동시키는 제어 장치를 구비한 로봇 장치.

본 발명에 의하면, 작업자는 로봇 좌표를 의식하여 교시 작업을 하면 되고, 작업할 때마다 혹은 작업자가 바뀔 때마다 교시 방법이 변화하는 일이 없어지게 되어, 제1 암의 이동 길이와 제2 암의 이동 길이의 일관성을 유지하는 부담을 경감할 수 있다. 또, 교시 작업시의 조작 버튼 등도 로봇 좌표에 할당되기 때문에 용이하게 조작하는 것이 가능해진다.

본 발명의 로봇 장치에 있어서, 상기 제어 장치는 로봇 좌표계로서 R축을 설정하고, 상기 시점 좌표 P0로부터 상기 소정의 좌표 위치 P까지의 거리 R을 R=R1+R2(단, R1은 상기 제1 암의 이동 거리, R2는 상기 제2 암의 이동 거리)의 순기구학(forward kinematics)으로 정의하고, R로부터 R1, R2에의 할당을 역기구학(inverse kinematics)로서 정의하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 로봇 장치에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 제2 암을 동작시키지 않고 상기 제1 암을 상기 소정의 좌표 위치 P를 향하여 이동시키는 제1 암 이동 스텝과, 상기 제1 암을 소정의 길이 R1 이동시킨 후에 상기 제2 암을 소정의 길이 R2 이동시키는 제2 암 이동 스텝에 의해, 상기 시점 좌표 P0로부터 상기 소정의 좌표 위치 P까지 상기 암부를 이동시켜서 교시하는 교시 수단을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 제어 장치가 상기의 교시 수단을 포함하므로, 상기의 교시 수단에 의해 암부를 소정의 좌표 위치 P까지 이동시킬 때, 로봇 좌표계로서 R축을 설정하고, R=R1+R2로서 순기구학을 정의하고, R로부터 R1, R2에의 할당은 역기구학으로 정의하면, 소정의 좌표 위치 P까지의 이동은, 제1 암을 소정의 길이 R1 이동시킨 후에 제2 암을 이동시켜 행함으로써, 이 교시 수단을 포함하는 제어 장치로 일의(一意)로 결정할 수 있다. 이에 의해, 작업자는 좌표 위치 P를 의식하여 교시 작업을 하면 되고, 작업할 때마다 혹은 작업자가 바뀔 때마다 교시 방법이 변화하는 일이 없어지게 되어, R1·R2의 일관성을 유지하는 부담이 경감된다. 또, 교시 작업시의 조작 버튼 등도 로봇 좌표 R에 할당되기 때문에 용이하게 조작하는 것이 가능해진다.

여기서, 교시 작업이란 산업용 로봇의 동작을 설정하는 작업으로서, 오퍼레이터가 생산 라인 등에서 직접 로봇을 조작하여 좌표 위치 등을 설정하는 작업을 말하며, 또 순기구학이란 축 공간으로부터 카르테시안 공간에의 변환을 말하며, 역기구학이란 그 역변환을 말한다.

본 발명의 로봇 장치에 있어서, 상기 교시 수단은 작업자가 상기 소정의 좌표 위치 P를 지정하는 교시 작업 조작부를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 작업자는 좌표 위치 P를 의식하여 교시 작업을 하면 되고, 작업할 때마다 혹은 작업자가 바뀔 때마다 교시 방법이 변화하는 일이 없어지게 되어, R1·R2의 일관성을 유지하는 부담이 경감된다. 또, 교시 작업시의 조작 버튼 등도 로봇 좌표 R에 할당되기 때문에 용이하게 조작하는 것이 가능해진다.

본 발명의 로봇 장치에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 소정의 좌표 위치 P까지의 거리 R이 상기 제1 암의 소정의 이동 가능 길이 L1의 범위 내인 경우에는, 상기 제1 암만을 이동시키고, 상기 소정의 좌표 위치 P까지의 거리 R이 상기 제1 암의 소정의 이동 가능 길이 L1을 넘는 경우에는, 상기 이동 가능 길이 L1과 같은 길이 R1 이동하는 제1 암의 동작과, 거리 R로부터 상기 이동 길이 R1을 뺀 길이 R2 이동하는 제2 암의 동작을 동시에 행하는 제1 제어 수단을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 제어 장치가 상기의 제1 제어 수단을 포함하므로, 소정의 좌표 위치 R에 대한 R1(제1 암의 이동 길이), R2(제2 암의 이동 길이)의 할당은, 교시 수단에 의해 미리 역기구학으로 정의되고, 또한 제1 암과 제2 암이 할당된 길이 R1, R2가 동시에 이동하므로 택트 업 가능해진다. 또, 소정의 좌표 위치 P까지의 거리 R이 제1 암의 소정의 이동 가능 길이 L1의 범위 내인 경우에는, 제1 암만이 이동하므로 임의의 좌표 위치에 간섭물이 있는 경우에, 그 간섭물을 회피하는 수동 동작을 용이하게 실현할 수 있다.

본 발명의 로봇 장치에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 제2 암의 이동 길이 R2_L이 지정된 경우에 있어서, 상기 소정의 좌표 위치 P까지의 거리 R이 상기 제1 암의 소정의 이동 가능 길이 L1과 상기 제2 암의 지정 이동 길이 R2_L과의 합(L1+R2_L)의 범위 내인 경우에는, 상기 제1 암의 이동 길이 R1은 R× L1/(L1+R2_L)로 되며, 상기 제2 암의 이동 길이 R2는 거리 R로부터 상기 이동 길이 R1을 뺀 길이(R-R1)가 되는 관계로, 상기 제1 암의 동작과 상기 제2 암의 동작을 동시에 행하는 제2 제어 수단을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 제어 장치가 상기의 제2 제어 수단을 포함하므로, 상기 제1 제어 수단과 마찬가지로, 소정의 좌표 위치 R에 대한 R1(제1 암의 이동 길이), R2(제2 암의 이동 길이)의 할당은 교시 수단에 의해 미리 역기구학으로 정의되며, 또한 제1 암과 제2 암이 할당된 길이 R1, R2가 동시에 이동하므로 택트 업 가능해진다. 특히, 이 제2 제어 수단은 양 암이 상기 식에서 규정한 길이 R1, R2를 동시에 이동하므로 동작 시간을 보다 단축할 수 있다.

상기 시점 좌표 P0는 상기 암을 완전히 닫은 암의 좌표 위치이며, 상기 소정의 좌표 위치 P는 상기 워크가 암에 얹히고 또는/및 암으로부터 얹혀 이동(移載)하는 위치인 것이 바람직하다.

발명의 효과

본 발명의 로봇 장치에 의하면, 작업자는 로봇 좌표 R을 의식하여 교시 작업을 하면 되고, 작업할 때마다 혹은 작업자가 바뀔 때마다 교시 방법이 변화하는 일이 없어지게 되어, 제1 암의 이동 길이 R1과 제2 암의 이동 길이 R2의 일관성을 유지하는 부담을 경감할 수 있다. 또, 교시 작업시의 조작 버튼 등도 로봇 좌표에 할당되기 때문에 용이하게 조작하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 로봇 장치의 일례를 나타내는 사시도이다.

도 2는 제1 암과 제2 암이 모두 이동하지 않은 초기 상태일 때의 로봇 장치의 일형태를 나타내는 사시도이다.

도 3은 도 2에 나타낸 상태로부터, 제1 암을 길이 R1 이동시키고, 그 선단을 좌표 위치 P1까지 도달시켰을 때의 로봇 장치의 형태를 나타내는 사시도이다.

도 4는 도 3에 나타낸 상태로부터, 제1 암을 이동 가능 길이 L1 이동시키고, 또한 제2 암을 길이 R2 이동시키며, 그 선단을 좌표 위치 P2까지 도달시켰을 때의 로봇 장치의 일형태를 나타내는 사시도이다.

도 5는 도 4에 나타낸 상태로부터, 다시 제2 암을 이동 가능 길이 L2 이동시키고, 그 선단을 좌표 위치 P3까지 도달시켰을 때의 로봇 장치의 일형태를 나타내는 사시도이다.

도 6은 도 2로부터 도 5까지의 교시 수단으로 교시된 후의 제1 제어 수단을 나타내는 플로차트이다.

도 7은 도 2로부터 도 5까지의 교시 수단으로 교시된 후의 제2 제어 수단을 나타내는 플로차트이다.

도 8은 제2 제어 수단에 의해 동작하는 암부의 형태의 일례이다.

도 9는 제2 제어 수단에 의해 동작하는 암부의 형태의 다른 일례이다.

도 10은 암부를 2개 가지는 더블 암형의 로봇 장치의 일례를 나타내는 사시도이다.

도 11은 종래의 교시 방법의 번잡함을 설명하기 위한 도면이다.

도 12는 종래의 교시 방법의 번잡함을 설명하기 위한 도면이다.

도 13은 슬라이더형 암을 가지는 로봇 장치의 예를 나타내는 도면이다.

*부호의 설명*

1:로봇 장치 2:암부

4:레일 부재 10:워크 유지부

11:제1 암 12:제2 암

13:베이스 부재 14:상하 이동 부재

15:기대 30:카세트

31:유리 기판 P0, P1, P2, P3, P4:좌표 위치

R:암의 이동 거리 R1:제1 암의 이동 길이

R2:제2 암의 이동 길이 L1:제1 암의 이동 가능 길이

L2:제2 암의 이동 가능 길이 R2_L:지정 이동 길이

이하, 본 발명의 로봇 장치에 대하여 도면에 기초하여 상술한다. 또한, 이하에 있어서는 도면을 예시하여 설명하나, 본 발명의 기술적 범위는 그 기재 및 도시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은, 본 발명의 로봇 장치의 일례를 나타내는 사시도이다. 본 발명의 로봇 장치(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 슬라이더형의 암부(2)를 가지는 로봇 장치이며, 그 암부(2)는 워크를 유지하는 워크 유지부(10)를 가지며 왕복 운동하는 제1 암(11)과, 제1 암(11)을 연결하여 제1 암(11)과 같은 방향으로 왕복 운동하는 제2 암(12)으로 적어도 구성되어 있다. 본 발명에서는, 암부(2)가 왕복 운동 가능한 2개의 암으로 구성되어 있으나, 같은 방향으로 왕복 운동하는 3개 이상의 암으로 구성되어 있어도 된다. 왕복 운동하는 2개 이상의 암은 베이스 부재(13)에 연결되어 있다. 따라서, 도 1에 나타내는 암부(2)는, 제1 암(11)과 제2 암(12)과 베 이스 부재(13)로 구성되어 있다.

암부(2)는, 상하로 이동할 수 있는 동시에 평면에서 보아서 우회전·좌회전으로 선회할 수 있다. 이러한 암부(2)의 동작은, 상하 이동 부재(14)가 연직(鉛直) 방향으로 이동하는 동시에 수평 방향으로 회동함으로써, 상하 동작이나 선회 동작을 실시할 수 있다. 또한, 상하 이동 부재(14)는 기대(15)에 연결하고, 그 기대(15)는 레일 부재(4) 상을 슬라이드하여 옆의 카세트(도시하지 않음) 등으로 이동할 수 있다.

본 발명의 로봇 장치(1)에 있어서, 제2 암(12) 내에는 제1 암(11)을 슬라이드시킬 수 있는 슬라이드 기구가 설치되어 있다. 베이스 부재(13) 내에는, 제2 암(12)을 슬라이드시킬 수 있는 슬라이드 기구가 설치되어 있다. 기대(15) 내에는, 도시하지 않으나, 상하 이동 부재(14)를 통하여 암부(2)를 선회시킬 수 있는 회동 기구가 설치되어 있다. 또한, 기부(15) 내에는, 도시하지 않으나, 상하 이동 부재(14)를 상하 이동시킬수 있는 상하 이동 기구가 설치되어 있다.

여기서, 제2 암(12)이 수납되는 슬라이드 기구는 도시하지 않으나, 예를 들면, 제2 암(12)의 긴 쪽 방향으로 연장되는 궤도 레일과, 그 궤도 레일상을 슬라이드하는 동시에 제1 암(11)에 연결된 슬라이더와, 제2 암(12)의 긴 쪽 방향의 양단에 배치된 풀리와, 그 풀리 사이에 놓여지는 동시에 상기 슬라이더에 고정된 벨트를 구비한 것을 예시할 수 있다. 그리고, 그 풀리를 모터 등으로 회전시킴으로써 제1 암(11)을 슬라이드시킬 수 있다. 또한, 베이스 부재(13) 내에도 같은 슬라이드 기구를 수납시킬 수 있어 제2 암(12)을 슬라이드시킬 수 있다.

또, 상하 이동 부재(14)가 수납하는 상하 이동 기구도 도시하지 않으나, 예를 들면, 복수의 상하 이동 부재의 조합의 것을 예시할 수 있다. 그리고, 그 상하 이동 부재(14)는 상하 이동 기구를 구성하는 모터 등을 구동시킴으로써 암부(2)를 상하 이동시킬 수 있다. 또, 암부(2)의 회동 기구는 기대(15) 내에 설치되어 있으며, 그 상하 이동 부재(14)는 회동 기구를 구성하는 모터 등을 구동시킴으로써 암부(2)를 회동시킬 수 있다.

이상과 같은 구동 기구를 갖는 본 발명의 로봇 장치(1)는, 제1 암(11)의 동작을 우선하여 암부(2)를 소정의 좌표 위치 P까지 이동시키는 제어 장치를 구비하고 있다. 제어 장치는 상기의 구동 기구를 구동시키기 위한 장치이며, 특히 본 발명의 특징은, 그 제어 장치가 제2 암(12)을 동작시키지 않고 제1 암(11)을 워크측을 향하여 이동시키는 제1 암 이동 스텝과, 제1 암(11)을 소정의 길이 R1 이동시킨 후에 제2 암(12)을 소정의 길이 R2 이동시키는 제2 암 이동 스텝에 의해, 상기 소정의 좌표 위치 P까지 상기 암부(2)를 이동시켜서 교시하는 교시 수단을 포함하는 것에 있다. 여기서, 교시 작업이란, 산업용 로봇의 동작을 설정하는 작업으로, 오퍼레이터가 생산 라인 등에서 직접 로봇을 조작하여 좌표 위치 등을 설정하는 작업을 말하며, 또, 순기구학이란 축 공간으로부터 카르테시안 공간으로의 변환을 말하며, 역기구학이란 그 역변환이다. 또한, 예를 들면, 교시 작업을 실시하는 조작부는 로봇 컨트롤러의 교시 조작 팬던트 등의 단말기기에 설치되어 있다.

즉, 상기 교시 수단은 임의의 좌표 위치 P까지 암부(2)를 이동시켜서 교시하는 것을, 제1 암 이동 스텝과, 제2 암 이동 스텝으로 실행하는 것에 특징이 있다. 도 2~도 5는 교시 수단의 설명도이다.

도 2는, 제1 암(11)과 제2 암(12)이 모두 이동하지 않은 초기 상태일 때의 형태이다. 초기 상태에 있어서는, 제1 암(11)의 선단은 원점 위치인 좌표 위치 PO에 있다.

도 3은, 도 2에 나타낸 상태로부터, 제1 암(11)을 길이 R1 이동시키고, 그 선단을 좌표 위치 P1까지 도달시켰을 때의 형태이다. 이 때의 이동 길이 R1은 제1 암(11)의 이동 가능 길이 L1 이하이다. 본 발명에 있어서의 교시 수단은, 도 3에 나타내는 바와 같은 R≤L1의 경우에, 제2 암(12)을 동작시키지 않고 제1 암(11)만을 워크측을 향하여 이동시키는 제1 암 이동 스텝을 갖는다. 도면 중의 R은, 좌표 위치 P0로부터 소정의 좌표 위치 P(예를 들면, 도 3에서는 P1)까지의 거리를 나타내고 있다.

도 4는, 도 3에 나타낸 상태로부터 제1 암(11)을 이동 가능 길이 L1 이동시키고, 다시 제2 암(12)을 길이 R2 이동시키며, 그 선단을 좌표 위치 P2까지 도달시켰을 때의 형태이다. 이 때의 이동 거리 R은, 제1 암(11)의 이동 가능 길이 L1과, 제2 암(12)을 소정 길이 R2를 더한 거리이다. 본 발명에 있어서의 교시 수단은, 도 4에 나타내는 R>L1의 경우에, 제1 암(11)을 소정의 길이 R1(=L1) 이동시킨 후에 제2 암(12)을 소정의 길이 R2 이동시키는 제2 암 이동 스텝을 갖는다.

도 5는, 도 4에 나타낸 상태로부터, 다시 제2 암(12)을 이동 가능 길이 L2이동시키고, 그 선단을 좌표 위치 P3까지 도달시켰을 때의 형태이다. 이 때의 이동 거리 R은 제1 암(11)의 이동 가능 길이 L1과, 제2 암(12)의 이동 가능 길이 L2를 더한 거리이며, 이동 가능 범위 내에서의 최대 이동 거리이다.

이와 같이, 본 발명의 로봇 장치(1)는 제어 장치를 가지며, 그 제어 장치는 상기의 교시 수단을 포함하므로, 상기의 교시 수단에 의해 암부(2)를 소정의 좌표 위치 P까지 이동시킬 때, 로봇 좌표계로서 R축을 설정하고, R=R1+R2로서 순기구학을 정의하고, R로부터 R1, R2에의 할당은 역기구학으로 정의하면, 소정의 좌표 위치 P까지의 이동은 제1 암(11)을 소정의 길이 R1 이동시킨 후에 제2 암(12)을 이동시켜 행함으로써, 이 교시 수단을 포함한 제어 장치로 일의(一意)로 결정할 수 있다. 이에 의해, 작업자는 좌표 위치 P만을 의식하여 교시 작업을 하면 되고, 작업할 때마다 혹은 작업자가 바뀔 때마다 교시 방법이 변화하는 일이 없어지게 되어, R1·R2의 일관성을 유지하는 부담이 경감된다. 또, 교시 작업시의 조작 버튼 등도 로봇 좌표에 할당되기 때문에 용이하게 조작하는 것이 가능해진다.

다음으로, 제어 장치가 포함하는 제1 제어 수단에 대하여 설명한다. 본 발명의 로봇 장치(1)가 갖는 제어 장치는 제1 제어 수단을 포함하고 있다. 도 6은, 도 2로부터 도 5까지의 교시 수단으로 교시된 후의 제1 제어 수단을 나타내는 플로차트이다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 이 제1 제어 수단은, 소정의 좌표 위치 P까지의 거리 R이 제1 암(11)의 소정의 이동 가능 길이 L1의 범위 내인 경우(R≤L1)에는, 제1 암(11)만을 이동시켜서 R=R1이 된다. 한편, 소정의 좌표 위치 P까지의 거리 R이 제1 암(11)의 소정의 이동 가능 길이 L1을 넘는 경우(R>L1)에는, 이동 가능 길이 L1과 같은 길이 R1 이동하는 제1 암(11)의 동작(R1=L1)과, 거리 R로부터 이동 길이 R1을 뺀 길이 R2 이동하는 제2 암(12)의 동작(R2=R-R1)을 동시에 행한다.

이 제1 제어 수단은, R>L1의 경우에 있어서, 제1 암(11)과 제2 암(12)을, 양암이 할당된 길이 R1, R2를 동시에 이동시키므로 택트 업 가능해진다. 한편, 소정의 좌표 위치 P까지의 거리 R이 제1 암(11)의 소정의 이동 가능 길이 L1의 범위 내인 경우에는 제1 암(11)만이 이동하므로, 임의의 좌표 위치에 간섭물이 있는 경우에, 그 간섭물을 회피하는 수동 동작을 용이하게 실현할 수 있다. 또한, 소정의 좌표 위치 R에 대한 R1(제1 암의 이동 길이), R2(제2 암의 이동 길이)의 할당은 교시 수단에 의해 미리 역기구학으로 정의된다.

다음으로, 제어 장치가 포함하는 제2 제어 수단에 대하여 설명한다. 본 발명의 로봇 장치(1)가 갖는 제어 장치는, 상기 제1 제어 수단 대신에, 또는 제1 제어 수단과 함께, 제2 제어 수단을 포함하는 것이어도 된다. 도 7은, 도 2로부터 도 5까지의 교시 수단으로 교시된 후의 제2 제어 수단을 나타내는 플로차트이다. 또, 도 8 및 도 9는 제2 제어 수단에 의해 동작하는 암부 형태의 예이다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 이 제2 제어 수단은 제2 암(12)의 이동 길이 R2_L이 지정되고, 게다가, 소정의 좌표 위치 P까지의 거리 R이 제1 암(11)의 소정의 이동 가능 길이 L1의 범위 내인 경우(R≤L1)라도, 제1 암만이 이동하지 않고, 양 암이 동시에 동작하는 경우이다.

즉, 이 제2 제어 수단에 있어서는, 소정의 좌표 위치 P까지의 거리 R이 제1 암(11)의 소정의 이동 가능 길이 L1과 제2 암(12)의 지정 이동 길이 R2_L과의 합(L1+R2_L)의 범위 내인 경우(R≤L1+R2_L)에는, 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 제1 암(11)의 이동 길이 R1은 「R× L1/(L1+R2_L)」이 되고, 제2 암(12)의 이동 길이 R2는 「R-R1」로 되어, 양 암은 동시에 동작한다. 한편, 소정의 좌표 위치 P까지의 거리 R이 제1 암(11)의 소정의 이동 가능 길이 L1과 제2 암(12)의 지정 이동 길이 R2_L과의 합(L1+R2_L)의 범위를 넘는 경우(R>L1+R2_L)에는, 도 7 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 제1 암(11)의 이동 길이 R1은 제1 암(11)의 소정의 이동 가능 길이 L1과 같아지게 되고, 제2 암(12)의 이동 길이 R2는 「R-R1」로 되어, 양 암은 동시에 동작한다. 또한, R2는, 제1 암(11)이 이동 가능 길이 L1이 되었을 때에 처음으로 도달하는 이동 길이의 값이며, 「L1/(L1+R2_L)」은 R로부터 R1에의 분배비(R1_ratio)이다.

그리고, 이 제2 제어 수단을 상기 제1 제어 수단과 대비했을 때, 상기 제1 제어 수단에서는, 예를 들면 풀 스토로크(full stroke)의 중심점 부근에의 이동이 많은 경우, 반드시 제1 암(11)이 풀 스토로크에 가까운 동작을 하기 때문에, 제1 암(11)의 동작 시간이 율속(rate controlling)으로 되어 작업 시간이 길어진다. 한편, 제2 제어 수단에서는, 지정 이동 길이 R2_L의 위치까지 제1 암(11)과 제2 암(12)을 동시에 동작시킬 수 있으므로, 동작 시간을 단축하는 것이 가능해진다. 또한, R2>R2_L에서는 R1=L1이 되어 간섭을 회피할 수 있다.

이상과 같이, 이 제2 제어 수단은, R>L1+R2_L의 경우에 있어서 제1 암과 제2 암을 할당된 길이 R1, R2를 동시에 이동시키므로 택트 업이 가능해진다. 또한, 소정의 좌표 위치 R에 대한 R1(제1 암의 이동 길이), R2(제2 암의 이동 길이)의 할당은 교시 수단에 의해 미리 역기구학으로 정의된다.

이러한 본 발명의 로봇 장치(1)는, 액정 표시 패널이나 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등의 일반적인 제조 공정에서 바람직하게 사용되는 것으로, 도 1에 나타내는 바와 같이, 복수 매의 유리 기판(31)이 수납된 카세트(30)로부터 유리 기판을 꺼내기 위해, 내지, TFT 형성 공정이나 배선 공정을 거친 후의 유리 기판을 카세트(30)에 수납하기 위한 슬라이더형 암을 갖는 로봇 장치이다. 이러한 로봇 장치(1)는 직진 정밀도가 뛰어나며, 또한 카세트(30)에 수납하는 유리 기판(31)의 피치를 좁게 할 수 있다.

또, 본 발명의 로봇 장치(1)는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 암부를 2개 가지는 더블 암형의 것이어도 된다. 도 10중, 부호 102는 암부이며, 부호 111A, 111B는 제1 암이며, 부호 112A, 112B는 제2 암이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 로봇 장치는, 작업자는 로봇 좌표 R만을 의식하여 교시 작업을 하면 되고, 작업할 때마다 혹은 작업자가 바뀔 때마다 교시 방법이 변화하는 일이 없어지게 되어, 제1 암의 이동 길이 R1과 제2 암의 이동 길이 R2의 일관성을 유지하는 부담을 경감할 수 있다. 또, 교시 작업시의 조작 버튼 등도 로봇 좌표에 할당되기 때문에 용이하게 조작하는 것이 가능해진다.

Claims

워크를 유지하는 워크 유지부를 가지며 왕복 운동하는 제1 암, 상기 제1 암을 연결하여 상기 제1 암과 같은 방향으로 왕복 운동하는 제2 암을 갖는 암부 및, 상기 암부를 시점 좌표 P0로부터 특정 좌표 위치 P까지 이동시키는 제어 장치를 구비하고,

상기 제어 장치는, 상기 제1 암을 상기 특정 좌표 P를 향하여 이동시키는 제1 암 이동 스텝과, 상기 제1 암을 특정 길이 R1 이동시킨 후에 상기 제2 암을 특정 길이 R2 이동시키는 제2 암 이동 스텝에 의해 교시하는 교시(敎示) 수단을 포함하고,

상기 교시 수단은, 상기 특정 좌표 P까지의 거리 R이 상기 제1 암의 특정 이동 가능 길이 L1의 범위 내인 경우에는 상기 제1 암만을 이동시키는 상기 제1 암 이동스텝에 의하여 교시하고,

상기 특정 좌표 P까지의 거리 R이 상기 제1 암의 특정 이동 가능 길이 L1을 넘는 경우에는 상기 제1 암을 상기 이동 가능 길이 L1과 같은 길이 R1 이동시킨 후에, 상기 제2 암을 R=R1+R2를 만족하는 길이 R2 이동시키는 상기 제2 암 이동 스텝에 의하여 교시하는 것을 특징으로 하는 로봇 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제어 장치는 로봇 좌표계로서 R축을 설정하고, 상기 시점 좌표 P0로부터 상기 특정 좌표 위치 P까지의 거리를 로봇 좌표로서 R로 정의하고,

로봇 좌표로서 R은 제1 암의 이동 거리인 R1과 제2 암의 이동 거리 R2의 합(R=R1+R2)으로 되는 순기구학(forward kinematics)으로 정의하고,

로봇 좌표로서 R로부터 각 암의 이동 거리인 상기 R1과 R2를 구하는 때는 역기구학(inverse kinematics)으로 정의하는 것을 특징으로 하는 로봇 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,

상기 교시 수단은, 상기 특정 좌표 위치 P를 지정하는 조작부를 갖는 것을 특징으로 하는 로봇 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제어 장치는, 상기 특정 좌표 위치 P까지의 거리 R이 상기 제1 암의 특정 이동 가능 길이 L1의 범위 내인 경우에는 상기 제1 암만을 이동시키고, 상기 특정 좌표 위치 P까지의 거리 R이 상기 제1 암의 특정 이동 가능 길이 L1을 넘는 경우에는 상기 이동 가능 길이 L1과 같은 길이 R1 이동하는 제1 암의 동작과, 거리 R로부터 상기 이동 길이 R1을 뺀 길이 R2 이동하는 제2 암의 동작을 동시에 행하는 제1 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제어 장치는, 상기 제2 암의 이동 길이 R2_L이 지정된 경우에 있어서, 상기 특정 좌표 위치 P까지의 거리 R이 상기 제1 암의 특정 이동 가능 길이 L1과 상기 제2 암의 지정 이동 길이 R2_L과의 합(L1+R2_L)의 범위 내인 경우에는, 상기 제1 암의 이동 길이 R1은 R× L1/(L1+R2_L)이 되고, 상기 제2 암의 이동 길이 R2는 거리 R로부터 상기 이동 길이 R1을 뺀 길이가 되는 관계로, 상기 제1 암의 동작과 상기 제2 암의 동작을 동시에 행하는 제2 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 장치.
청구항 1, 2, 4, 5 및 6 중 어느 한 항에 있어서,

상기 시점 좌표 P0는 상기 암이 상기 워크를 향하여 이동하지 않았을 때의 암의 좌표 위치이며, 상기 특정 좌표 위치 P는 상기 워크가 암에 얹히는 위치 또는 암으로부터 얹혀 이동(移載)하는 위치인 것을 특징으로 하는 로봇 장치.