KR101469397B1

KR101469397B1 - 회전기구, 산업용 로봇 및 회전체의 원점위치 복귀방법

Info

Publication number: KR101469397B1
Application number: KR1020137003891A
Authority: KR
Inventors: 야스유키 기타하라; 시게유키 가이노
Original assignee: 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2014-12-04
Also published as: KR20130046433A; WO2012147557A1; CN103068534A; JP2012228753A; JP5818345B2; US20140331807A1; US9278450B2

Abstract

본원은 지지체에 대해서 360° 이상 또한 720° 미만 회전 가능한 회전체를 단시간에 확실히 원점위치로 복귀시키는 것이 가능한 회전기구를 제공한다. 회전체의 원점위치를 검출하기 위한 제1 검출기구는 회전체에 고정되는 제1 피검출부(60)와, 지지체에 고정되는 제1 검출부(59)를 구비하고, 제2 검출기구(33)는 지지체에 장착되는 요동부재(45)와, 요동부재(45)를 요동시키는 맞물림 부재(48)와, 요동부재(45)에 고정되는 제2 피검출부(62)와, 지지체에 고정되는 제2 검출부(61)를 구비하고 있다. 이 회전기구에서는 회전체의 회전범위의 1개소 또는 2개소에서 제1 검출부(59)에 의해서 제1 피검출부(60)가 검출되고, 또한, 회전체의 회전범위의 1개소에서 제2 검출부(61)의 온/오프가 전환된다. 또, 이 회전기구에서는 회전체를 원점위치로 복귀시킬 때, 우선, 제2 검출부(61)의 온/오프가 전환되는 위치까지 회전체를 회전시킨다.

Description

회전기구, 산업용 로봇 및 회전체의 원점위치 복귀방법 {ROTATION MECHANISM, INDUSTRIAL ROBOT, AND METHOD FOR RETURNING TO ORIGINAL POSITION OF ROTATING BODY}

본 발명은 지지체에 대해서 360° 이상 또한 720° 미만 회전 가능한 회전체를 구비하는 회전기구에 관한 것이다. 또, 본 발명은 이러한 회전기구를 구비하는 산업용 로봇에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 지지체에 대해서 360° 이상 또한 720° 미만 회전 가능한 회전체를 원점(原點)위치로 복귀시키는 회전체의 원점위치 복귀방법에 관한 것이다.

종래, 암(arm)부재와, 이 암부재에 360° 이상 또한 720° 미만 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 회전축을 회전시키는 구동모터를 구비하는 산업용 로봇이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재한 산업용 로봇은 회전축에 고정되는 검출편과, 암부재에 고정되는 원점센서를 구비하고 있다. 이 산업용 로봇에서는, 회전축이 원점위치에 있을 때, 원점센서에 의해서 검출편이 검출되고 있지만, 회전축이 360° 이상 또한 720° 미만 회전하기 때문에, 회전축의 회전범위의 2개소에서 원점센서에 의해서 검출편이 검출된다. 따라서, 이 산업용 로봇에서는, 검출편 및 원점센서만으로는 회전축이 원점위치에 있는 것을 검출할 수 없다.

회전축이 원점위치에 있는 것을 검출하기 위해서, 특허문헌 1에 기재한 산업용 로봇은 암부재에 요동 가능하게 유지되는 요동체와, 요동체의 위치를 검출하는 자세센서를 구비하고 있다. 요동체는 회전축의 회전에 수반하여 요동하기 때문에, 이 산업용 로봇에서는 자세센서의 검출결과와 원점센서의 검출결과에 근거하여, 회전축이 원점위치에 있는 것을 검출하고 있다. 즉, 이 산업용 로봇에서는, 자세센서가 오프일 때, 원점센서에 의해 검출편이 검출되어도, 회전체는 원점위치에는 없고, 자세센서가 온일 때, 원점센서에 의해 검출편이 검출되면, 회전축이 원점위치에 있는 것이 검출된다.

[특허문헌 1] 일본국 특개평5-177578호 공보

특허문헌 1에 기재한 산업용 로봇에 있어서, 구동용 모터를 구동하는 모터 콘트롤러는, 통상, 회전축의 회전위치를 파악하고 있지만, 로봇의 에러 등의 어떠한 원인에 의해, 모터 콘트롤러가 회전축의 회전위치를 놓치는 경우가 있다. 모터 콘트롤러가 회전축의 회전위치를 놓친 경우에는, 회전축을 원점위치로 복귀시킬 필요가 있다. 그렇지만, 특허문헌 1에는 암부재에 대해서 360° 이상 또한 720° 미만 회전하는 회전축을 원점위치로 복귀시키는 방법은 개시되어 있지 않다.

그래서, 본 발명의 과제는 지지체에 대해서 360° 이상 또한 720° 미만 회전 가능한 회전체의 원점위치가 어느 위치로 설정되어도 회전체를 단시간에 확실히 원점위치로 복귀시키는 것이 가능한 회전기구를 제공하는 것에 있다. 또, 본 발명의 과제는 이러한 회전기구를 구비하는 산업용 로봇를 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 과제는 지지체에 대해서 360° 이상 또한 720° 미만 회전 가능한 회전체의 원점위치가 어느 위치로 설정되어도 회전체를 단시간에 확실히 원점위치로 복귀시키는 것이 가능하게 되는 회전체의 원점위치 복귀방법을 제공하는 것에 있다.

상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 회전기구는, 지지체와, 지지체에 대해서 360° 이상 또한 720° 미만 회전 가능한 회전체와 회전체를 회전시키는 모터와, 회전체의 원점위치를 검출하기 위한 제1 검출기구 및 제2 검출기구와, 모터를 제어하는 모터제어수단을 구비하고, 제1 검출기구는 지지체 또는 회전체 중 어느 한쪽에 고정 또는 형성되는 제1 피검출부와, 지지체 또는 회전체 중 어느 다른 쪽에 고정되어 제1 피검출부를 검출하는 제1 검출부를 구비하며, 제2 검출기구는 지지체에 요동 가능하게 장착되는 요동부재와, 회전체에 고정 또는 형성됨과 아울러, 요동부재에 맞물려 요동부재를 요동시키는 맞물림 부재와, 요동부재 또는 지지체 중 어느 한쪽에 고정 또는 형성되는 제2 피검출부와, 요동부재 또는 지지체 중 어느 다른 쪽에 고정되어 제2 피검출부를 검출하는 제2 검출부를 구비하고, 회전체의 회전범위의 1개소 또는 2개소에서 제1 검출부에 의해서 제1 피검출부가 검출되도록 제1 피검출부 및 제1 검출부가 배치되며, 회전체의 회전범위의 1개소에서 제2 검출부의 온/오프가 전환되도록 요동부재가 지지체에 장착되고, 모터제어수단은, 회전체를 원점위치로 복귀시킬 때, 우선, 제2 검출부의 온/오프가 전환되는 위치까지 회전체가 회전하도록 모터를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 회전기구에서는, 회전체의 회전범위의 1개소에서 제2 검출부의 온/오프가 전환되도록 요동부재가 지지체에 장착되고, 모터제어수단은, 회전체를 원점위치로 복귀시킬 때, 우선, 제2 검출부의 온/오프가 전환되는 위치까지 회전체가 회전하도록 모터를 제어하고 있다. 이 때문에, 제2 검출부의 온/오프가 전환되는 회전체의 회전범위의 1개소를 기준으로 하여, 일정한 동작을 행하면, 회전체를 원점위치로 확실히 복귀시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 우선, 제1 검출부에서 제1 피검출부가 검출될 때까지 회전체를 회전시키고 나서, 제2 검출부의 온/오프 상태를 확인함으로써 회전체를 원점위치로 복귀시키는 경우와 비교하여, 본 발명에서는, 회전체의 원점위치가 어느 위치로 설정되어도, 회전체를 단시간에 확실히 원점위치로 복귀시키는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 모터제어수단은 제2 검출부의 온/오프가 전환되는 위치까지 회전체가 회전한 후에, 소정의 제1 회전방향으로 또한 제1 검출부에서 제1 피검출부가 검출되는 범위 내로 회전체가 회전하고, 그 후, 제1 검출부에서 제1 피검출부가 검출되지 않게 될 때까지 제1 회전방향의 역방향이 되는 제2 회전방향으로 회전체가 회전하며, 또한, 그 후, 제1 검출부에서 제1 피검출부가 검출될 때까지 제1 회전방향으로 회전체가 회전하도록, 모터를 제어하여, 회전체를 원점위치로 복귀시키는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성하면, 예를 들어, 제1 검출부에서 제1 피검출부가 검출되는 위치에 있고, 또한, 제2 검출부의 온/오프가 전환되는 경계위치가 회전체의 원점위치에 있어도 회전체를 원점위치로 적절히 복귀시키는 것이 가능하게 된다. 즉, 제1 검출부에서 제1 피검출부가 검출되는 위치에 있고, 또한, 제2 검출부의 온/오프가 전환되는 경계위치가 회전체의 원점위치에 있는 경우에는, 제2 검출부, 제2 피검출부 및 요동부재 등의 제품 정밀도나 설치 정밀도 등의 영향에 의해, 회전체가 원점위치에 있을 때, 제2 검출부가 온이 되는 회전기구가 있거나, 제2 검출부가 오프가 되는 회전기구가 있기도 하는 경우가 생길 수 있다. 이 때문에, 제2 검출부의 온/오프 상태를 이용하여(구체적으로는, 제2 검출부가 온인 것(혹은, 제2 검출부가 오프인 것)을 회전체가 원점위치로 복귀하고 있기 위한 조건으로 하여), 회전체를 원점위치로 복귀시키면, 회전체를 원점위치로 적절히 복귀시킬 수 없는 상황이 생길 수 있지만, 이와 같이 구성하면, 제2 검출부의 온/오프 상태를 이용하지 않고 회전체를 원점위치로 복귀시킬 수 있다. 따라서, 제1 검출부에서 제1 피검출부가 검출되는 위치에 있고, 또한, 제2 검출부의 온/오프가 전환되는 경계위치가 회전체의 원점위치에 있어도, 회전체를 원점위치로 적절히 복귀시키는 것이 가능하게 된다.

또, 이와 같이 구성하면, 일단, 제2 회전방향으로 회전체를 회전시킨 후에, 제1 회전방향으로 회전체를 회전시켜, 회전체를 원점위치로 복귀시키고 있기 때문에, 예를 들어, 제2 회전방향으로 회전체를 회전시킨 후, 제1 회전방향으로 회전체를 회전시킬 때에, 회전체의 회전속도를 내림으로써, 회전체를 정밀도 좋게 원점위치로 복귀시키는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 예를 들어, 제2 검출기구는 지지체에 고정 또는 형성됨과 아울러 요동부재에 맞닿아 요동부재의 한쪽의 요동범위를 규제하는 제1 규제부재와, 지지체에 고정 또는 형성됨과 아울러 요동부재에 맞닿아 요동부재의 다른 쪽의 요동범위를 규제하는 제2 규제부재를 구비하고, 맞물림 부재는 요동부재가 제1 규제부재에 맞닿는 제1 규제위치와 요동부재가 제2 규제부재에 맞닿는 제2 규제위치와의 사이에서 요동부재를 요동시키며, 제2 검출기구는 제2 피검출부와 제2 검출부에 의해서 요동부재가 제1 규제위치 또는 제2 규제위치 중 어느 한쪽에 있는지를 검출한다.

본 발명에 있어서, 제2 검출기구는 자기흡인력 또는 자기반발력에 의해서 제1 규제위치에서 요동부재를 유지하는 제1 자기유지기구와, 자기흡인력 또는 자기반발력에 의해서 제2 규제위치에서 요동부재를 유지하는 제2 자기유지기구를 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 요동부재의 비틀거림을 방지하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 제2 검출기구의 검출 정밀도를 높이는 것이 가능하게 된다. 또, 이와 같이 구성하면, 요동부재가 비틀거리지 않도록 제1 규제위치나 제2 규제위치에서 요동부재가 유지되어 있어도, 제1 규제위치나 제2 규제위치에서 요동부재를 유지하기 위한 부재를 요동부재에 접촉시킬 필요가 없다. 이 때문에, 제1 규제위치와 제2 규제위치와의 사이에서 요동하는 요동부재의 요동에 수반하는 먼지의 발생이나 이음(異音)의 발생을 억제하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 맞물림 부재는 제1 규제위치에 있는 요동부재를 제1 규제부재로 밀어붙이도록 요동부재에 맞닿음 가능함과 아울러, 제2 규제위치에 있는 요동부재를 제2 규제부재로 밀어붙이도록 요동부재에 맞닿음 가능한 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 요동부재, 맞물림 부재, 제1 규제부재 및 제2 규제부재를 이용하여, 회전체의 회전범위를 규제할 수 있다. 따라서, 회전체의 회전범위를 규제하기 위한 기구를 별도로 마련할 필요가 없어져, 회전기구의 구성을 간소화하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 회전기구는 산업용 로봇에 이용할 수 있다. 이 산업용 로봇은, 본체부와, 그 기단 측이 본체부에 회동 가능하게 장착되는 제1 암과, 그 기단 측이 제1 암의 선단 측에 회동 가능하게 장착되는 지지체로서의 제2 암과, 그 기단 측이 제2 암의 선단 측에 회전 가능하게 장착되는 회전체로서의 제3 암과, 그 단 측이 제3 암의 선단 측에 회전 가능하게 장착되는 핸드를 구비하고 있다. 이 산업용 로봇에서는 제2 암에 대해서 360° 이상 또한 720° 미만 회전 가능한 제3 암의 원점위치가 어느 위치로 설정되어도, 제3 암을 단시간에 원점위치로 복귀시키는 것이 가능하게 된다.

또, 상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 회전체의 원점위치 복귀방법은, 지지체와, 지지체에 대해서 360° 이상 또한 720° 미만 회전 가능한 회전체와, 회전체의 원점위치를 검출하기 위한 제1 검출기구 및 제2 검출기구를 구비하고, 제1 검출기구는 지지체 또는 회전체 중 어느 한쪽에 고정 또는 형성되는 제1 피검출부와, 지지체 또는 회전체 중 어느 다른 쪽에 고정되어 제1 피검출부를 검출하는 제1 검출부를 구비하며, 제2 검출기구는 지지체에 요동 가능하게 장착되는 요동부재와, 회전체에 고정 또는 형성됨과 아울러, 요동부재에 맞물려 요동부재를 요동시키는 맞물림 부재와, 요동부재 또는 지지체 중 어느 한쪽에 고정 또는 형성되는 제2 피검출부와, 요동부재 또는 지지체 중 어느 다른 쪽에 고정되어 제2 피검출부를 검출하는 제2 검출를 구비하고, 회전체의 회전범위의 1개소 또는 2개소에서 제1 검출부에 의해서 제1 피검출부가 검출되도록 제1 피검출부 및 제1 검출부가 배치되며, 회전체의 회전범위의 1개소에서 제2 검출부의 온/오프가 전환되도록 요동부재가 지지체에 장착되는 회전기구에서의 회전체의 원점위치 복귀방법으로서, 회전체를 원점위치로 복귀시킬 때, 우선, 제2 검출부의 온/오프가 전환되는 위치까지 회전체를 회전시키는 제1 회전스텝을 실행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 회전체의 원점위치 복귀방법에서는, 회전체를 원점위치로 복귀시킬 때, 우선, 제2 검출부의 온/오프가 전환되는 위치까지 회전체를 회전시키는 제1 회전스텝을 실행하고 있다. 이 때문에, 제2 검출부의 온/오프가 전환되는 회전체의 회전범위의 1개소를 기준으로 하여, 일정한 동작을 행하면, 회전체를 원점위치로 확실히 복귀시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 우선, 제1 검출부에서 제1 피검출부가 검출될 때까지 회전체를 회전시키고 나서, 제2 검출부의 온/오프 상태를 확인함으로써 회전체를 원점위치로 복귀시키는 경우와 비교하여, 본 발명에서는 회전체의 원점위치가 어느 위치로 설정되어도 회전체를 단시간에 확실히 원점위치로 복귀시키는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 회전체의 원점위치 복귀방법은, 제1 회전스텝 후에, 소정의 제1 회전방향으로 또한 제1 검출부에서 제1 피검출부가 검출되는 범위 내로 회전체를 회전시키는 제2 회전스텝과, 제2 회전스텝 후에, 제1 검출부에서 제1 피검출부가 검출되지 않게 될 때까지 제1 회전방향의 역방향이 되는 제2 회전방향으로 회전체를 회전시키는 제3 회전스텝과, 제3 회전스텝 후에, 제1 검출부에서 제1 피검출부가 검출될 때까지 회전체를 제1 회전방향으로 회전시키는 제4 회전스텝을 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 제2 검출부의 온/오프 상태를 이용하지 않고 회전체를 원점위치로 복귀시킬 수 있기 때문에, 예를 들어, 제1 검출부에서 제1 피검출부가 검출되는 위치에 있고, 또한, 제2 검출부의 온/오프가 전환되는 경계위치가 회전체의 원점위치에 있어도, 회전체를 원점위치로 적절히 복귀시키는 것이 가능하게 된다. 또, 이와 같이 구성하면, 제3 회전스텝에서, 일단, 제2 회전방향으로 회전체를 회전시킨 후에, 제4 회전스텝에서 회전체를 원점위치로 복귀시킬 때에, 예를 들어, 회전체의 회전속도를 내림으로써, 회전체를 정밀도 좋게 원점위치로 복귀시키는 것이 가능하게 된다.

이상과 같이, 본 발명의 회전기구에서는, 지지체에 대해서 360° 이상 또한 720° 미만 회전 가능한 회전체의 원점위치가 어느 위치로 설정되어도 회전체를 단시간에 확실히 원점위치로 복귀시키는 것이 가능하게 된다. 또, 본 발명의 산업용 로봇에서는, 제2 암에 대해서 360° 이상 또한 720° 미만 회전 가능한 제3 암의 원점위치가 어느 위치로 설정되어도 제3 암을 단시간에 확실히 원점위치로 복귀시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 발명의 회전체의 원점위치 복귀방법을 이용하면, 지지체에 대해서 360° 이상 또한 720° 미만 회전 가능한 회전체의 원점위치가 어느 위치로 설정되어도 회전체를 단시간에 확실히 원점위치로 복귀시키는 것이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 산업용 로봇의 개략 측면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 산업용 로봇이 사용되는 반도체 제조 시스템의 개략 평면도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 제3 암 구동기구의 구성을 설명하기 위한 종단면도이다.
도 4는 도 3의 E-E방향에서 제3 암 구동기구의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3에 나타내는 제2 검출기구의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 1에 나타내는 제3 암의 회전범위에서의 제1 검출기구의 검출상태 및 제2 검출기구의 검출상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 1에 나타내는 제3 암의 회전각도와 광학식 센서의 검출범위 및 근접센서의 검출범위와의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 1에 나타내는 제3 암의 원점위치 복귀방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시형태에 관한 제3 암의 원점위치 및 본 발명의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시형태에 관한 제3 암의 회전각도와 광학식 센서의 검출범위 및 근접센서의 검출범위와의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시형태에 관한 제3 암의 회전각도와 광학식 센서의 검출범위 및 근접센서의 검출범위와의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시형태에 관한 제3 암의 원점위치를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태를 설명한다.

(산업용 로봇의 개략 구성)

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 산업용 로봇(1)의 개략 측면도이다. 도 2는 도 1에 나타내는 산업용 로봇(1)이 사용되는 반도체 제조 시스템(16)의 개략 평면도이다.

본 형태의 산업용 로봇(1)은 반도체 웨이퍼(2)(도 2 참조)를 반송하기 위한 다관절형의 로봇이다. 이 산업용 로봇(1)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 본체부(3)와, 본체부(3)에 회동 가능하게 장착되는 제1 암(4)과, 제1 암(4)에 회동 가능하게 장착되는 제2 암(5)과, 제2 암(5)에 회전 가능하게 장착되는 제3 암(6)과, 제3 암(6)에 회전 가능하게 장착되는 핸드(7, 8)를 구비하고 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 산업용 로봇(1)을 「로봇(1)」으로 하고, 반도체 웨이퍼(2)를 「웨이퍼(2)」라고 한다.

또, 로봇(1)은 제1 암(4) 및 제2 암(5)을 회동시켜 제1 암(4)과 제2 암(5)으로 이루어지는 암부(9)를 신축시키는 암부 구동기구(11)와, 제3 암(6)을 회전 구동하는 제3 암 구동기구(12)와, 핸드(7)를 회전 구동하는 핸드 구동기구(13)와, 핸드(8)를 회전 구동하는 핸드 구동기구(14)를 구비하고 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 로봇(1)은, 예를 들어, 반도체 제조 시스템(16)에 조립되어 사용된다. 구체적으로는, 로봇(1)은 반도체 제조 시스템(16)의 입구에 배치되며, 카세트(17)에 수납되어 있는 웨이퍼(2)를 취출하여 처리장치(18) 안에 웨이퍼(2)를 수납한다.

본체부(3)는 원통 모양으로 형성되어 있다. 본체부(3)의 내부에는 제1 암(4)을 승강시키는 승강기구(도시생략)가 수납되어 있다. 제1 암(4), 제2 암(5) 및 제3 암(6)은 중공(中空) 모양으로 형성되어 있다. 제1 암(4)의 기단 측은 본체부(3)에 회동 가능하게 장착되어 있다. 제2 암(5)의 기단 측은 제1 암(4)의 선단 측에 회동 가능하게 장착되어 있다. 제3 암(6)의 기단 측은 제2 암(5)의 선단 측에 회전 가능하게 장착되어 있다. 본 형태에서는, 상하방향에 있어서, 본체부(3)와 제1 암(4)과 제2 암(5)과 제3 암(6)이 하측으로부터 이 순서로 배치되어 있다.

핸드(7)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 상하방향으로부터 보았을 때의 형상이 대략 'Y'형상이 되도록 형성되어 있고, 양다리 모양으로 되어 있는 핸드(7)의 선단부에 웨이퍼(2)가 탑재된다. 핸드(8)는 핸드(7)와 같은 형상으로 형성되어 있으며, 양다리 모양으로 되어 있는 핸드(8)의 선단부에 웨이퍼(2)가 탑재된다. 핸드(7, 8)의 기단 측은 제3 암(6)의 선단 측에 회전 가능하게 장착되어 있다. 핸드(7, 8)는 상하방향으로 겹치도록 배치되어 있다. 또, 핸드(7, 8)는 제3 암(6)보다도 상측에 배치되어 있다.

또한, 도 2에서는 핸드(8)의 도시를 생략하고 있다. 또, 본 형태의 로봇(1)의 동작시에는, 핸드(7)와 핸드(8)가 상하방향으로 겹치는 경우도 있지만, 대부분의 경우, 핸드(7)와 핸드(8)는 상하방향으로 겹치지 않는다. 예를 들어, 도 2의 이점쇄선(二点鎖線)으로 나타내는 바와 같이, 핸드(7)가 카세트(17) 안으로 비집고 들어가 있을 때에는, 핸드(8)는 본체부(3) 측으로 회전하고 있고, 카세트(17) 안으로 들어가 있지 않다. 이 때의 핸드(7)에 대한 핸드(8)의 회전각도는, 예를 들어, 120° ~ 150°이다.

암부 구동기구(11)는 구동원이 되는 제1 구동용 모터(20)와, 제1 구동용 모터(20)의 동력을 감속하여 제1 암(4)에 전달하기 위한 제1 감속기(21)와, 제1 구동용 모터(20)의 동력을 감속하여 제2 암(5)에 전달하기 위한 제2 감속기(22)와, 제1 감속기(21)와 제2 감속기(22)를 연결하는 풀리 및 벨트(도시생략)를 구비하고 있다. 제1 감속기(21)는, 예를 들어, 파동치차(波動齒車)장치인 하모닉 드라이브(등록상표)이며, 본체부(3)와 제1 암(4)을 연결하는 제1 관절부를 구성하고 있다. 제2 감속기(22)는, 예를 들어, 하모닉 드라이브(등록상표)이며, 제1 암(4)과 제2 암(5)을 연결하는 제2 관절부를 구성하고 있다.

제3 암 구동기구(12)는 구동원이 되는 제2 구동용 모터(24)와, 제2 구동용 모터(24)의 동력을 감속하여 제3 암(6)에 전달하기 위한 제3 감속기(25)를 구비하고 있다. 제3 암 구동기구(12)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.

핸드 구동기구(13)는 구동원이 되는 핸드 구동용 모터(27)와, 핸드 구동용 모터(27)의 동력을 감속하여 핸드(7)에 전달하기 위한 핸드용 감속기(도시생략)와, 핸드(7)와 핸드용 감속기를 연결하는 풀리 및 벨트(도시생략)를 구비하고 있다. 핸드 구동기구(14)는, 핸드 구동기구(13)와 마찬가지로, 구동원이 되는 핸드 구동용 모터(28)와, 핸드 구동용 모터(28)의 동력을 감속하여 핸드(8)에 전달하기 위한 핸드용 감속기(도시생략)와, 핸드(8)와 핸드용 감속기를 연결하는 풀리 및 벨트(도시생략)를 구비하고 있다. 핸드용 감속기는, 예를 들어, 하모닉 드라이브(등록상표)이다.

이상과 같이 구성된 로봇(1)에서는, 제1 구동용 모터(20)가 구동하면, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제3 감속기(25)의 중심이 직선 L상을 이동하도록 암부(9)가 신축한다. 또, 제2 구동용 모터(24)가 구동하면, 제3 감속기(25)를 중심으로 하여, 제3 암(6)이 암부(9)에 대해서 상대 회전한다. 또한, 핸드 구동용 모터(27)가 구동하면, 핸드(7)가 제3 암(6)에 대해서 상대 회전하며, 핸드 구동용 모터(28)가 구동하면, 핸드(8)가 제3 암(6)에 대해서 상대 회전한다.

이상의 동작을 조합하여, 로봇(1)은 카세트(17)에 수납되어 있는 웨이퍼(2)를 취출하여 처리장치(18) 안으로 웨이퍼(2)를 수납한다. 또한, 로봇(1)이 웨이퍼(2)를 반송할 때에는, 본체부(3)의 내부에 배치된 승강기구에 의해서, 필요에 따라서, 암부(9), 제3 암(6) 및 핸드(7, 8)가 승강한다.

(제3 암 구동기구의 구성)

도 3은 도 1에 나타내는 제3 암 구동기구(12)의 구성을 설명하기 위한 종단면도이다.

도 4는 도 3의 E-E방향에서 제3 암 구동기구(12)의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 도 3에 나타내는 제2 검출기구(33)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 도 1에 나타내는 제3 암(6)의 회전범위에서의 제1 검출기구(32)의 검출상태 및 제2 검출기구(33)의 검출상태를 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 도 1에 나타내는 제3 암(6)의 회전각도와, 광학식 센서(61)의 검출범위 및 근접센서(59)의 검출범위와의 관계를 설명하기 위한 도면이다.

제3 암 구동기구(12)는, 상술의 제2 구동용 모터(24) 및 제3 감속기(25)에 더하여, 제3 암(6)의 원점위치를 검출하기 위한 제1 검출기구(32) 및 제2 검출기구(33)를 구비하고 있다. 본 형태의 제2 검출기구(33)는 제2 암(5)에 대한 제3 암(6)의 회전범위를 규제하는 기능도 발휘하고 있다.

제2 구동용 모터(24)(이하, 「모터(24)」라고 함)는 써보모터이다. 모터(24)에는 모터(24)를 제어하는 모터제어수단으로서의 모터 제어부(30)가 접속되어 있다(도 1 참조). 모터(24)는 제2 암(5)의 선단 측에 장착되어 있다. 구체적으로는, 모터(24)는 제2 암(5)의, 제3 감속기(25)가 배치된 개소보다도 선단 측에 고정되어 있다. 모터(24)의 출력축에는 풀리(34)가 고정되어 있다.

제3 감속기(25)는 제2 암(5)과 제3 암(6)을 연결하는 제3 관절부를 구성하고 있다. 이 제3 감속기(25)는 하모닉 드라이브(등록상표)이며, 도 3에 나타내는 바와 같이, 웨이브 제네레이터(35)와, 서큘러 스플라인(circular spline)(36)과, 플렉스 스플라인(flex spline)(37)을 구비하고 있다. 플렉스 스플라인(37)은 제3 암(6)에 고정되어 있다. 서큘러 스플라인(36)은 제2 암(5)의 선단 측에 고정되어 있다. 웨이브 제네레이터(35)의 하단에는 풀리(38)가 고정되어 있다. 이 풀리(38)와 모터(24)의 출력축에 고정되는 풀리(34)에는 벨트(39)가 걸쳐져 있다. 이와 같이, 본 형태에서는, 웨이브 제네레이터(35)는 제3 감속기(25)의 입력축을 구성하고, 플렉스 스플라인(37)은 제3 감속기(25)의 출력축을 구성하고 있다.

제2 암(5)의 선단 측에는 제3 감속기(25)의 중심을 통과하도록 배치되는 중공축(40)이 상하방향을 축방향으로 하여 고정되어 있다. 웨이브 제네레이터(35)는 중공축(40)의 외주 측에 회전 가능하게 배치되어 있다. 본 형태에서는 중공축(40)의 내주 측을 이용하여, 소정의 배선이 인회(引回)되어 있다.

제2 검출기구(33)는 제2 암(5)에 요동 가능하게 장착되는 요동부재(요동자)(45)와, 요동부재(45)에 맞닿아 요동부재(45)의 한쪽의 요동범위를 규제하는 제1 규제부재로서의 스토퍼(46)와, 요동부재(45)에 맞닿아 요동부재(45)의 다른 쪽의 요동범위를 규제하는 제2 규제부재로서의 스토퍼(47)와, 요동부재(45)에 맞물려 요동부재(45)를 요동시키는 맞물림 부재로서의 맞물림 핀(48)을 구비하고 있다. 본 형태에서는, 제3 암(6)은 제2 암(5)에 대해서 360° 이상 또한 720° 미만 회전 가능하게 되어 있고, 제2 검출기구(33)는 360° 이상 또한 720° 미만 회전하는 제3 암(6)의 회전범위를 규제하고 있다. 또한, 본 형태의 제3 암(6)은 700° 정도 회전 가능하게 되어 있다.

또, 제2 검출기구(33)는 요동부재(45)가 스토퍼(46)에 맞닿는 제1 규제위치(45A)(도 5의 (A) 참조)에서, 자기흡인력에 의해서, 요동부재(45)를 유지하는 제1 자기유지기구(51)와, 요동부재(45)가 스토퍼(47)에 맞닿는 제2 규제위치(45B)(도 5의 (E) 참조)에서, 자기흡인력에 의해서, 요동부재(45)를 유지하는 제2 자기유지기구(52)를 구비하고 있다.

맞물림 핀(48)은 대략 원기둥 모양으로 형성되어 있다. 이 맞물림 핀(48)은 소정의 부재를 통하여 플렉스 스플라인(37)의 하면에 고정되어 있다. 즉, 맞물림 핀(48)은 플렉스 스플라인(37) 등을 통하여 제3 암(6)에 고정되어 있다. 맞물림 핀(48)은 요동부재(45)에 형성되는 후술의 맞물림 홈(45a)에 맞물려, 제1 규제위치(45A)와 제2 규제위치(45B)와의 사이에서 요동부재(45)를 요동시킨다.

요동부재(45)는 비자성재료로 형성됨과 아울러 블록 모양으로 형성되어 있다. 이 요동부재(45)는 제2 암(5)에 고정되는 지지축(53)에 요동 가능하게 지지되어 있으며, 지지축(53)을 중심으로 하여 요동 가능하게 되어 있다. 지지축(53)은 상하방향을 축방향으로 하여 제2 암(5)에 고정되어 있다. 또, 지지축(53)은 제3 감속기(25)의 지름방향 외측에서 제2 암(5)에 고정되어 있다. 즉, 도 4에 나타내는 바와 같이, 상하방향으로부터 보았을 때에, 요동부재(45)의 요동중심은 제3 암(6)과 함께 회전하는 맞물림 핀(48)의 중심의 궤적인 가상원(C)의 외측에 배치되어 있다. 또, 지지축(53)은 제3 감속기(25)보다도 제2 암(5)의 기단 측에 배치되어 있다.

요동부재(45)에는 제1 규제위치(45A)와 제2 규제위치(45B)와의 사이에서 요동부재(45)가 요동할 때에 맞물림 핀(48)이 맞물리는 맞물림 홈(45a)이 형성되어 있다. 맞물림 홈(45a)은 상하방향으로부터 보았을 때의 형상이 대략 'U'형상이 되도록 형성되어 있으며, 맞물림 홈(45a)의 측면에는 대략 반원호 모양의 오목 곡면(45b)이 형성되어 있다. 오목 곡면(45b)의 내경은 맞물림 핀(48)의 외경과 대략 동일하게 되어 있다. 또한, 상하방향으로부터 보았을 때의 맞물림 홈(45a)이 대략 'U'형상으로 형성되어 있기 때문에, 본 형태의 요동부재(45)는 상하방향으로부터 보았을 때의 형상이 대략 'U'형상이 되도록 형성되어 있다.

스토퍼(46, 47)는 대략 원기둥 모양으로 형성되어 있다. 스토퍼(46)는 요동부재(45)의 요동방향에서의 요동부재(45)의 한쪽의 측면에 맞닿음 가능하게 되도록 제2 암(5)에 고정되고, 스토퍼(47)는 요동부재(45)의 요동방향에서의 요동부재(45)의 다른 쪽의 측면에 맞닿음 가능하게 되도록 제2 암(5)에 고정되어 있다. 또, 요동부재(45)의 요동각도가, 예를 들어, 20° ~ 30° 정도가 되도록 스토퍼(46, 47)가 제2 암(5)에 고정되어 있다.

맞물림 핀(48)은, 도 5의 (A)에 나타내는 바와 같이, 스토퍼(46)에 요동부재(45)의 한쪽의 측면을 밀어붙이도록 제1 규제위치(45A)에 있는 요동부재(45)의 다른 쪽의 측면에 맞닿음 가능하게 되어 있고, 스토퍼(46)에 요동부재(45)의 한쪽의 측면을 밀어붙이도록 제1 규제위치(45A)에 있는 요동부재(45)의 다른 쪽의 측면에 맞물림 핀(48)이 맞닿으면, 플렉스 스플라인(37) 등을 통하여 맞물림 핀(48)이 고정되는 제3 암(6)의 한쪽의 회전범위가 규제된다. 또, 맞물림 핀(48)은, 도 5의 (E)에 나타내는 바와 같이, 스토퍼(47)에 요동부재(45)의 다른 쪽의 측면을 밀어붙이도록 제2 규제위치(45B)에 있는 요동부재(45)의 한쪽의 측면에 맞닿음 가능하게 되어 있고, 스토퍼(47)에 요동부재(45)의 다른 쪽의 측면을 밀어붙이도록 제2 규제위치(45B)에 있는 요동부재(45)의 한쪽의 측면에 맞물림 핀(48)이 맞닿으면, 제3 암(6)의 다른 쪽의 회전범위가 규제된다.

도 5의 (A)에 나타내는 상태로부터, 제3 암(6)이 도 5의 시계방향으로 회전하여, 맞물림 핀(48)이 제3 감속기(25)의 중심에 대하여 예를 들면 330° 정도 회전하면, 도 5의 (B)에 나타내는 바와 같이, 맞물림 핀(48)은 맞물림 홈(45a)의 측면에 맞닿고, 그 후, 도 5의 (C)에 나타내는 바와 같이, 맞물림 홈(45a)에 맞물린다. 맞물림 핀(48)이 맞물림 홈(45a)의 측면에 맞닿아 맞물림 홈(45a)에 맞물리면, 도 5의 (B) ~ (D)에 나타내는 바와 같이, 요동부재(45)는 제3 암(6)의 회전에 수반하여, 제1 규제위치(45A)로부터 제2 규제위치(45B)로 회동한다. 또, 제1 규제위치(45A)로부터 제2 규제위치(45B)로 요동부재(45)가 회동하는 과정에서, 도 5의 (D)에 나타내는 바와 같이, 맞물림 핀(48)은 맞물림 홈(45a)으로부터 벗어난다. 또, 또한, 제3 암(6)이 도 5의 시계방향으로 예를 들어 330° 정도 회전하면, 도 5의 (E)에 나타내는 바와 같이, 요동부재(45)의 한쪽의 측면에 맞물림 핀(48)이 맞닿아, 제3 암(6)의 시계방향으로의 회전이 규제된다.

마찬가지로, 도 5의 (E)에 나타내는 상태로부터 제3 암(6)이 도 5의 반시계방향으로 회전하여, 맞물림 핀(48)이 제3 감속기(25)의 중심에 대하여 예를 들면 330° 정도 회전하면, 맞물림 핀(48)은 맞물림 홈(45a)의 측면에 맞닿고, 그 후, 도 5의 (C)에 나타내는 바와 같이, 맞물림 홈(45a)에 맞물린다. 맞물림 핀(48)이 맞물림 홈(45a)의 측면에 맞닿아 맞물림 홈(45a)에 맞물리면, 도 5의 (D) ~ (B)에 나타내는 바와 같이, 요동부재(45)는 제3 암(6)의 회전에 수반하여, 제2 규제위치(45B)로부터 제1 규제위치(45A)로 회동한다. 또, 제2 규제위치(45B)로부터 제1 규제위치(45A)로 요동부재(45)가 회동하는 과정에서, 도 5의 (B)에 나타내는 바와 같이, 맞물림 핀(48)은 맞물림 홈(45a)으로부터 벗어난다. 또, 또한, 제3 암(6)이 도 5의 반시계방향으로 예를 들어 330° 정도 회전하면, 도 5의 (A)에 나타내는 바와 같이, 요동부재(45)의 다른 쪽의 측면에 맞물림 핀(48)이 맞닿아, 제3 암(6)의 반시계방향으로의 회전이 규제된다.

이와 같이, 본 형태에서는, 도 5의 시계방향으로 제3 암(6)이 회전하는 경우, 제1 규제위치(45A)에 요동부재(45)가 있으면, 맞물림 핀(48)이 요동부재(45)의 배치개소에 도달해도, 맞물림 핀(48)은 요동부재(45)를 제2 규제위치(45B)로 회동시키면서, 요동부재(45)의 배치개소를 통과할 수 있기 때문에, 제3 암(6)은 더욱 회전할 수 있다. 한편, 도 5의 시계방향으로 제3 암(6)이 회전하는 경우, 제2 규제위치(45B)에 요동부재(45)가 있으면, 맞물림 핀(48)이 요동부재(45)의 배치개소에 도달하면, 스토퍼(47)에 맞닿는 요동부재(45)에 맞물림 핀(48)이 맞닿아, 제3 암(6)은 그 이상 회전할 수 없게 된다.

또, 도 5의 반시계방향으로 제3 암(6)이 회전하는 경우, 제2 규제위치(45B)에 요동부재(45)가 있으면, 맞물림 핀(48)이 요동부재(45)의 배치개소에 도달해도, 맞물림 핀(48)은 요동부재(45)를 제1 규제위치(45A)로 회동시키면서, 요동부재(45)의 배치개소를 통과할 수 있기 때문에, 제3 암(6)은 더욱 회전할 수 있다. 한편, 도 5의 반시계방향으로 제3 암(6)이 회전하는 경우, 제1 규제위치(45A)에 요동부재(45)가 있으면, 맞물림 핀(48)이 요동부재(45)의 배치개소에 도달하면, 스토퍼(46)에 맞닿는 요동부재(45)에 맞물림 핀(48)이 맞닿아, 제3 암(6)은 그 이상 회전할 수 없게 된다.

또한, 본 형태에서는, 제1 규제위치(45A)와 제2 규제위치(45B)와의 사이에서 요동부재(45)가 있을 때에는, 도 5의 (C)에 나타내는 바와 같이, 오목 곡면(45b)의 비교적 넓은 범위에 맞물림 핀(48)의 외주면이 접촉하도록, 요동부재(45)와 맞물림 핀(48)이 맞물리고 있고, 상하방향으로부터 보았을 때에, 오목 곡면(45b)의 곡률중심과 맞물림 핀(48)의 중심이 대략 일치하고 있다. 또, 본 형태에서는, 제2 암(5)은 360° 이상 또한 720° 미만 회전 가능한 제3 암(6)을 지지하는 지지체이며, 제3 암(6)은 360° 이상 또한 720° 미만 회전 가능한 회전체이다.

제1 자기유지기구(51)는 요동부재(45)에 고정되는 자성부재(55)와, 제2 암(5)에 고정되는 영구자석(56)으로 구성되어 있다. 제2 자기유지기구(52)도, 제1 자기유지기구(51)와 마찬가지로, 요동부재(45)에 고정되는 자성부재(57)와, 제2 암(5)에 고정되는 영구자석(58)으로 구성되어 있다.

자성부재(55, 57)는 대략 원기둥 모양으로 형성되어 있고, 요동부재(45)의 하면에 고정되어 있다. 또, 자성부재(55, 57)는 자성부재(55)와 자성부재(57)에 의해서 맞물림 홈(45a)을 끼우도록 맞물림 홈(45a)의 양측의 각각에서 요동부재(45)에 고정되어 있다. 영구자석(56, 58)은 대략 원기둥 모양으로 형성되어 있다. 영구자석(56)은 스토퍼(46)에 인접하도록 제2 암(5)에 고정되며, 영구자석(58)은 스토퍼(47)에 인접하도록 제2 암(5)에 고정되어 있다. 또, 상하방향에서 자성부재(55, 57)의 하면과 영구자석(56, 58)의 상면과의 사이에 틈새가 형성되도록 영구자석(56, 58)은 제2 암(5)에 고정되어 있다.

도 5의 (A), (B)에 나타내는 바와 같이, 요동부재(45)가 제1 규제위치(45A)에 있을 때에는, 상하방향으로부터 보았을 때에 자성부재(55)의 일부와 영구자석(56)의 일부가 겹쳐져 있고, 자성부재(55)와 영구자석(56)과의 사이에 발생하는 자기흡인력에 의해서, 요동부재(45)가 제1 규제위치(45A)에서 유지되어 있다. 또한, 요동부재(45)가 제1 규제위치(45A)에 있을 때에는, 스토퍼(46)에 요동부재(45)의 한쪽의 측면이 밀어 붙여지도록 하는 자기흡인력이 발생하도록 상하방향으로부터 보았을 때의 자성부재(55)의 중심과 영구자석(56)의 중심이 어긋나 있다.

또, 도 5의 (D), (E)에 나타내는 바와 같이, 요동부재(45)가 제2 규제위치(45B)에 있을 때에는, 상하방향으로부터 보았을 때에 자성부재(57)의 일부와 영구자석(58)의 일부가 겹쳐져 있고, 자성부재(57)와 영구자석(58)과의 사이에 발생하는 자기흡인력에 의해서, 요동부재(45)가 제2 규제위치(45B)에서 유지되어 있다. 또한, 요동부재(45)가 제2 규제위치(45B)에 있을 때에는, 스토퍼(47)에 요동부재(45)의 다른 쪽의 측면이 밀어 붙여지도록 하는 자기흡인력이 발생하도록 상하방향으로부터 보았을 때의 자성부재(57)의 중심과 영구자석(58)의 중심이 어긋나 있다.

또, 제2 검출기구(33)는 발광소자와 수광소자가 대향하도록 배치되는 광학식 센서(61)와, 요동부재(45)에 고정되는 차광부재(62)를 구비하고 있다. 광학식 센서(61)는 제2 암(5)에 고정되어 있다. 차광부재(62)는 광학식 센서(61)의 발광소자와 수광소자와의 사이를 차단하는 것이 가능하게 되도록 요동부재(45)에 고정되어 있다. 본 형태의 차광부재(62)는 제2 피검출부이며, 광학식 센서(61)는 제2 피검출부인 차광부재(62)를 검출하는 제2 검출부이다.

본 형태에서는, 도 5의 (A)에 나타내는 바와 같이, 요동부재(45)가 제1 규제위치(45A)에 있을 때, 차광부재(62)가 광학식 센서(61)의 발광소자와 수광소자와의 사이를 차단하고, 도 5의 (E)에 나타내는 바와 같이, 요동부재(45)가 제2 규제위치(45B)에 있을 때, 차광부재(62)가 광학식 센서(61)의 발광소자와 수광소자와의 사이로부터 어긋나 있다. 즉, 본 형태에서는, 제3 암(6)의 회전범위의 1개소에서 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되도록 요동부재(45)가 제2 암(5)에 장착되어 있다. 구체적으로는, 제3 암(6)의 회전범위의 중심위치에서 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되도록 요동부재(45)가 제2 암(5)에 장착되어 있다.

또, 본 형태에서는, 요동부재(45)가 제1 규제위치(45A)에 있을 때, 차광부재(62)가 광학식 센서(61)의 발광소자와 수광소자와의 사이를 차단하고, 요동부재(45)가 제2 규제위치(45B)에 있을 때, 차광부재(62)가 광학식 센서(61)의 발광소자와 수광소자와의 사이부터 어긋나기 때문에, 광학식 센서(61)와 차광부재(62)에 의해서, 요동부재(45)가 제1 규제위치(45A) 또는 제2 규제위치(45B) 중 어느 한쪽에 있는지가 검출된다.

제1 검출기구(32)는 제2 암(5)에 고정되는 근접센서(59)와, 제3 암(6)에 고정되는 자성부재(60)를 구비하고 있다. 근접센서(59)는 요동부재(45)와 근접센서(59)에 의해서 제3 감속기(25)를 끼우도록 제2 암(5)에 고정되어 있다. 즉, 근접센서(59)는 제3 감속기(25)보다도 제2 암(5)의 선단 측에서 제2 암(5)에 고정되어 있다. 또, 근접센서(59)는 그 검출면이 위쪽을 향하도록 제2 암(5)에 고정되어 있다. 자성부재(60)는 평판 모양으로 형성되고, 근접센서(59)의 검출면의 상측을 통과하도록 제3 암(6)에 고정되어 있다. 또, 자성부재(60)는 대략 원호 모양으로 형성되어 있으며, 제2 암(5)에 대한 제3 암(6)의 소정의 회전각도의 범위 내에서 근접센서(59)가 자성부재(60)를 검출할 수 있도록 되어 있다. 본 형태의 자성부재(60)는 제1 피검출부이며, 근접센서(59)는 제1 피검출부인 자성부재(60)를 검출하는 제1 검출부이다.

본 형태에서는, 제3 암(6)은 알루미늄 등의 비자성재료로 형성되어 있고, 근접센서(59)에 의해서 자성부재(60)가 검출됨으로써, 제2 암(5)에 대해서 제3 암(6)이 소정 상태에 있는 것이 검출된다. 또, 본 형태에서는, 제3 암(6)의 회전범위의 2개소에서 근접센서(59)에 의해서 자성부재(60)가 검출되도록 근접센서(59) 및 자성부재(60)가 배치되어 있다.

또, 본 형태에서는, 도 6의 (A)에 나타내는 바와 같이, 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출되는 위치에 있고, 또한, 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되는 경계위치가 제3 암(6)의 원점위치이다. 보다 구체적으로는, 근접센서(59)의 온/오프가 전환되는 경계위치에 있고, 또한, 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되는 경계위치가 제3 암(6)의 원점위치이며, 제3 암(6)의 원점위치가 이와 같은 위치가 되도록 근접센서(59), 자성부재(60), 광학식 센서(61) 및 차광부재(62)가 배치되어 있다.

상술한 바와 같이, 본 형태의 제3 암(6)은 700° 정도 회전 가능하게 되어 있으며, 또한, 제3 암(6)의 회전범위의 중심위치에서 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되도록 요동부재(45)가 제2 암(5)에 장착되어 있다. 즉, 제3 암(6)은 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되는 경계위치를 중심으로 하여, 시계방향으로 350° 정도 회전 가능함과 아울러, 반시계방향으로 350° 정도 회전 가능하다. 또, 상술한 바와 같이, 자성부재(60)는 대략 원호 모양으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 자성부재(60)는 제3 감속기(25)의 중심(즉, 제3 암(6)의 회전중심)을 곡률중심으로 하는 대략 원호 모양으로 형성되어 있으며, 자성부재(60)의 중심각(θ)(도 6의 (A) 참조)은 44° 정도로 되어 있다. 또한, 도 6에서의 시계회전의 회전방향을 「시계방향」이라고 하고, 도 6에서의 반시계회전의 회전방향을 「반시계방향」이라고 하면, 본 형태에서는, 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되는 경계위치에 제3 암(6)이 있을 때, 자성부재(60)의 반시계방향 끝단 측이 근접센서(59)에 걸리도록 근접센서(59) 및 자성부재(60)가 배치되어 있다.

이 때문에, 도 6의 (A)에 나타내는 원점위치와 요동부재(45)에 맞물림 핀(48)이 맞닿아 제3 암(6)의 반시계방향으로의 회전이 규제되는 위치(도 6의 (C)에 나타내는 위치)와의 사이에서, 제3 암(6)이 회전하는 경우, 제3 암(6)이 원점위치로부터 44° 회전한 위치(도 6의 (B)에 나타내는 위치)와 원점위치와의 사이에서는, 근접센서(59)는 자성부재(60)를 검출하고 있어, 온이 된다. 또, 제3 암(6)이 원점위치로부터 44° 회전한 위치(도 6의 (B)에 나타내는 위치)와 제3 암(6)의 반시계방향으로의 회전이 규제되는 위치(도 6의 (C)에 나타내는 위치)와의 사이에서는, 근접센서(59)는 오프가 된다. 또, 원점위치와 제3 암(6)의 반시계방향으로의 회전이 규제되는 위치와의 사이에서 제3 암(6)이 회전하는 경우에는, 광학식 센서(61)는 온이 된다.

또, 도 6의 (A)에 나타내는 원점위치와 요동부재(45)에 맞물림 핀(48)이 맞닿아 제3 암(6)의 시계방향으로의 회전이 규제되는 위치(도 6의 (E)에 나타내는 위치)와의 사이에서, 제3 암(6)이 회전하는 경우, 제3 암(6)이 원점위치로부터 316° 회전한 위치(도 6의 (D)에 나타내는 위치)와 원점위치와의 사이에서는, 근접센서(59)는 오프가 되며, 제3 암(6)이 원점위치로부터 316° 회전한 위치(도 6의 (D)에 나타내는 위치)와 제3 암(6)의 시계방향으로의 회전이 규제되는 위치(도 6의 (E)에 나타내는 위치)와의 사이에서는, 근접센서(59)는 온이 된다. 또, 원점위치와 제3 암(6)의 시계방향으로의 회전이 규제되는 위치와의 사이에서, 제3 암(6)이 회전하는 경우에는, 광학식 센서(61)는 오프가 된다.

광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되는 경계위치에서의 제3 암(6)의 회전각도를 「0」이라고 함과 아울러, 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되는 경계위치와 제3 암(6)의 반시계방향으로의 회전이 규제되는 위치와의 사이에서의 제3 암(6)의 회전각도를 플러스의 각도로 하고, 또한, 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되는 경계위치와 제3 암(6)의 시계방향으로의 회전이 규제되는 위치와의 사이에서의 제3 암(6)의 회전각도를 마이너스의 각도로 하는 경우, 제3 암(6)의 회전각도와 광학식 센서(61)의 검출범위 및 근접센서(59)의 검출범위와의 관계를 정리하면 도 7과 같이 된다.

또한, 본 형태에서는, 제2 암(5), 제3 암(6), 모터(24), 모터 제어부(30), 제1 검출기구(32) 및 제2 검출기구(33) 등에 의해서 회전기구가 구성되어 있다.

(제3 암의 원점위치 복귀방법)

도 8은 도 1에 나타내는 제3 암(6)의 원점위치 복귀방법을 설명하기 위한 도면이다.

상술한 바와 같이, 제3 암(6)은 제2 암(5)에 대해서 700° 정도 회전 가능하게 되어 있고, 또한, 제3 암(6)의 회전범위 내에서, 제3 암(6)이 원점위치로부터 44° 회전한 위치와 원점위치와의 사이 및 제3 암(6)이 원점위치로부터 316° 회전한 위치와 제3 암(6)의 시계방향으로의 회전이 규제되는 위치와의 사이에서, 근접센서(59)에 의해서 자성부재(60)가 검출되도록, 근접센서(59) 및 자성부재(60)가 배치되어 있다. 이 때문에, 근접센서(59)에 의해서 자성부재(60)가 검출된 순간의 상태로서는, 도 6의 (A)에 나타내는 바와 같이, 제3 암(6)이 원점위치에 있는 상태와, 도 6의 (D)에 나타내는 바와 같이, 요동부재(45)가 제2 규제위치(45B)에 있는 상태와의 2개의 상태가 있다. 즉, 본 형태에서는, 제1 검출기구(32)만으로는 제3 암(6)의 원점위치를 검출할 수 없다.

여기서, 모터 제어부(30)는, 통상의 운전시에는, 모터(24)의 회전위치(즉, 제3 암(6)의 회전위치)를 파악하고 있지만, 로봇(1)의 에러 등의 어떠한 원인에 의해 모터 제어부(30)가 제3 암(6)의 회전위치를 놓치는 경우가 있다. 이 경우, 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시킬 필요가 있지만, 제1 검출기구(32)만으로는 제3 암(6)의 원점위치를 정확하게 검출할 수 없기 때문에, 제1 검출기구(32)만을 이용하여, 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시킬 수 없다. 그래서, 본 형태에서는, 제1 검출기구(32)와 제2 검출기구(33)를 이용하여, 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시킨다. 구체적으로는, 다음과 같이, 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시킨다.

제3 암(6)을 원점위치로 복귀시킬 때에는, 우선, 광학식 센서(61)의 검출상태에 근거하여, 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되는 위치까지 제3 암(6)을 회전시킨다(제1 회전스텝). 즉, 모터 제어부(30)는 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시킬 때, 우선, 광학식 센서(61)의 검출상태를 확인함과 아울러, 광학식 센서(61)의 검출상태에 근거하여, 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되는 위치까지 제3 암(6)이 회전하도록 모터(24)를 제어한다.

구체적으로는, 제3 암(6)을 원점복귀 시키려고 했을 때의 상태가, 도 8의 (A)에 나타내는 바와 같이, 제2 규제위치(45B)에 요동부재(45)가 있는 상태에서, 광학식 센서(61)가 오프일 때에는, 도 8의 (C)에 나타내는 바와 같이, 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되는 위치까지 제3 암(6)을 반시계방향으로 회전시킨다. 한편, 제3 암(6)을 원점복귀 시키려고 했을 때의 상태가, 도 8의 (B)에 나타내는 바와 같이, 제1 규제위치(45A)에 요동부재(45)가 있는 상태에서, 광학식 센서(61)가 온일 때에는, 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되는 위치까지 제3 암(6)을 시계방향으로 회전시킨다.

그 후, 도 8의 (D)에 나타내는 바와 같이, 반시계방향으로 제3 암(6)을 회전시킴과 아울러, 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출되는 범위 내로 제3 암(6)을 회전시킨다(제2 회전스텝). 즉, 도 7에 나타내는 바와 같이, 제3 암(6)의 플러스의 회전각도의 범위 내에서 근접센서(59)가 온이 되는 「온 측」으로 제3 암(6)을 회전시킴과 아울러, 근접센서(59)가 온 하고 있는 범위 내로 제3 암(6)을 회전시킨다. 즉, 모터 제어부(30)는 반시계방향으로, 또한, 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출되는 범위 내로 제3 암(6)이 회전하도록 모터(24)를 제어한다.

그 후, 도 8의 (E)에 나타내는 바와 같이, 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출되지 않게 될 때까지 소정 각도, 시계방향으로 제3 암(6)을 회전시킨다(제3 회전스텝). 즉, 도 7에 나타내는 바와 같이, 「온 측」의 반대 측이 되는 「오프 측」으로 제3 암(6)을 회전시킴과 아울러, 적어도, 근접센서(59)가 온으로부터 오프로 전환될 때까지, 소정 각도, 제3 암(6)을 회전시킨다. 즉, 모터 제어부(30)는 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출되지 않게 될 때까지 소정 각도, 시계방향으로 제3 암(6)이 회전하도록 모터(24)를 제어한다. 본 형태에서는, 예를 들어, 10° 정도, 시계방향으로 제3 암(6)을 회전시킨다.

그 후, 도 8의 (C)에 나타내는 바와 같이, 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출될 때까지(즉, 근접센서(59)가 오프로부터 온으로 다시 전환될 때까지) 제3 암(6)을 반시계방향으로 회전시킨다(제4 회전스텝). 즉, 모터 제어부(30)는 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출될 때까지 제3 암(6)이 반시계방향으로 회전하도록 모터(24)를 제어한다. 제4 회전스텝이 종료하면, 제3 암(6)은 원점위치로 복귀한다.

(본 형태의 주된 효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 형태에서는, 제3 암(6)의 회전범위의 1개소에서 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되도록 요동부재(45)가 제2 암(5)에 장착되어 있다. 또, 본 형태에서는, 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시킬 때, 우선, 제1 회전스텝에서 광학식 센서(61)의 검출상태에 근거하여, 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되는 위치까지 제3 암(6)을 회전시키고, 그 후의 제2 회전스텝에서 반시계방향으로 제3 암(6)을 회전시킴과 아울러, 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출되는 범위 내로 제3 암(6)을 회전시키며, 그 후의 제3 회전스텝에서 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출되지 않게 되는 위치까지 시계방향으로 제3 암(6)을 회전시키고, 그 후의 제4 회전스텝에서 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출될 때까지 제3 암(6)을 반시계방향으로 회전시키고 있다.

이 때문에, 근접센서(59)의 온/오프가 전환되는 경계위치에 있고, 또한, 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되는 경계위치가 제3 암(6)의 원점위치에 있어도, 제3 암(6)을 원점위치로 적절히 복귀시키는 것이 가능하게 된다. 즉, 근접센서(59)의 온/오프가 전환되는 경계위치에 있고, 또한, 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되는 경계위치가 제3 암(6)의 원점위치에 있는 경우에는, 광학식 센서(61), 차광부재(62) 및 요동부재(45)의 제품 정밀도나 설치 정밀도 혹은 광학식 센서(61)의 응답 정밀도 등의 영향에 의해, 제3 암(6)이 원점위치에 있을 때의 광학식 센서(61)의 검출상태가 불안정하게 될 우려가 있다. 이 때문에, 예를 들어, 근접센서(59)의 온/오프 상태와 광학식 센서(61)의 온/오프 상태를 이용하여, 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시키면, 제3 암(6)을 원점위치로 적절히 복귀시킬 수 없는 상황이 생길 수 있다. 본 형태에서는, 광학식 센서(61)의 온/오프 상태에 관계없이, 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시킬 수 있기 때문에, 근접센서(59)의 온/오프가 전환되는 경계위치에 있고, 또한, 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되는 경계위치가 제3 암(6)의 원점위치에 있어도, 제3 암(6)을 원점위치로 적절히 복귀시키는 것이 가능하게 된다.

또, 본 형태에서는, 제4 회전스텝에서 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시킬 때의 제3 암(6)의 회전속도를 내림으로써, 제3 암(6)을 정밀도 좋게 원점위치로 복귀시키는 것이 가능하게 된다.

또, 본 형태에서는, 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시킬 때, 우선, 제1 회전스텝에서 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되는 위치까지 제3 암(6)을 회전시키고 있기 때문에, 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되는 제3 암(6)의 회전범위의 1개소를 기준으로 하여, 일정한 동작(즉, 제2 회전스텝으로부터 제4 회전스텝까지의 동작)을 행하면, 제3 암(6)을 원점위치로 확실히 복귀시킬 수 있다. 따라서, 본 형태에서는, 제3 암(6)을 단시간에 확실히 원점위치로 복귀시키는 것이 가능하게 된다.

본 형태에서는, 제1 자기유지기구(51)의 자기흡인력에 의해서, 요동부재(45)가 제1 규제위치(45A)에서 유지되고, 제2 자기유지기구(52)의 자기흡인력에 의해서, 요동부재(45)가 제2 규제위치(45B)에서 유지되어 있다. 이 때문에, 본 형태에서는, 요동부재(45)의 비틀거림을 방지하여, 제2 검출기구(33)의 검출 정밀도를 높이는 것이 가능하게 된다. 또, 자기흡인력에 의해서 요동부재(45)가 유지되어 있기 때문에, 요동부재(45)가 비틀거리지 않도록 제1 규제위치(45A)나 제2 규제위치(45B)에서 요동부재(45)가 유지되어 있어도, 제1 규제위치(45A)나 제2 규제위치(45B)에서 요동부재(45)를 유지하기 위한 부재를 요동부재(45)에 접촉시킬 필요가 없다. 이 때문에, 본 형태에서는, 제1 규제위치(45A)와 제2 규제위치(45B)와의 사이에서 요동하는 요동부재(45)의 요동에 수반하는 먼지의 발생이나 이음의 발생을 억제하는 것이 가능하게 된다.

본 형태에서는, 맞물림 핀(48)은 스토퍼(46)에 요동부재(45)의 한쪽의 측면을 밀어붙이도록 제1 규제위치(45A)에 있는 요동부재(45)의 다른 쪽의 측면에 맞닿음 가능함과 아울러, 스토퍼(47)에 요동부재(45)의 다른 쪽의 측면을 밀어붙이도록 제2 규제위치(45B)에 있는 요동부재(45)의 한쪽의 측면에 맞닿음 가능하고, 제2 검출기구(33)는 제2 암(5)에 대한 제3 암(6)의 회전범위를 규제하는 기능도 발휘하고 있다. 이 때문에, 본 형태에서는, 제3 암(6)의 회전범위를 규제하기 위한 기구를 별도로 마련할 필요가 없다. 따라서, 본 형태에서는, 로봇(1)의 구성을 간소화하는 것이 가능하게 된다.

(다른 실시형태)

상술한 형태는, 본 발명의 바람직한 형태의 일례이지만, 이것에 한정되는 것은 아니라 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에 대해 여러 가지 변형 실시가 가능하다.

상술한 형태에서는, 근접센서(59)의 온/오프가 전환되는 경계위치에 있고, 또한, 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되는 경계위치가 제3 암(6)의 원점위치로 되어 있다. 그 밖에도 예를 들어, 도 9의 (A)에 나타내는 바와 같이, 광학식 센서(61)가 온임과 아울러, 제1 규제위치(45A)에 있는 요동부재(45)의 다른 쪽의 측면에 맞물림 핀(48)이 도달하고 있지 않은 위치에 있고, 또한, 근접센서(59)의 온/오프가 전환되는 경계위치가 제3 암(6)의 원점위치에 있어도 된다. 이 경우에는, 제3 암(6)의 회전각도와 광학식 센서(61)의 검출범위 및 근접센서(59)의 검출범위와의 관계를 정리하면 도 10과 같이 된다.

이 경우, 모터 제어부(30)가 제3 암(6)의 회전위치를 놓쳐, 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시킬 때에는, 상술의 제1 회전스텝으로부터 제4 회전스텝까지를 차례차례 실행하여, 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시키면 된다. 또, 이 경우에는, 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시킬 때, 제1 회전스텝을 실행한 후, 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출될 때까지 제3 암(6)을 반시계방향으로 회전시켜, 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시켜도 된다.

또한, 도 9의 (A)에 나타내는 원점위치로 제3 암(6)을 복귀시키려고 했을 때의 상태로서는, 도 9의 (B)에 나타내는 바와 같이, 광학식 센서(61)가 온으로서, 또한, 근접센서(59)의 시계방향 측에 자성부재(60)가 배치되어 있는 상태 및, 도 9의 (C)에 나타내는 바와 같이, 광학식 센서(61)가 온으로서, 또한, 근접센서(59)의 반시계방향 측에 자성부재(60)가 배치되어 있는 상태가 고려된다.

여기서, 우선, 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출될 때까지 제3 암(6)을 회전시키고, 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출되었을 때의 광학식 센서(61)의 온/오프 상태를 확인함으로써, 도 9의 (B)에 나타내는 상태로부터 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시키는 경우, 제3 암(6)을 반시계방향으로 회전시키면, 단시간에 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시키는 것이 가능하지만, 제3 암(6)을 시계방향으로 회전시키면, 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출되었을 때의 제3 암(6) 상태는, 도 9의 (D)에 나타내는 상태가 되기 때문에, 재차, 제3 암(6)을 반시계방향으로 회전시키지 않으면 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시킬 수 없다.

또, 이 방법으로, 도 9의 (C)에 나타내는 상태로부터 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시키는 경우, 제3 암(6)을 시계방향으로 회전시키면, 단시간에 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시키는 것이 가능하지만, 제3 암(6)을 반시계방향으로 회전시키면, 도 9의 (E)에 나타내는 바와 같이, 제2 규제위치(45B)에 있는 요동부재(45)의 측면에 맞물림 핀(48)이 맞닿기 때문에, 재차, 제3 암(6)을 시계방향으로 회전시키지 않으면 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시킬 수 없다.

또, 도 9의 (B)에 나타내는 상태 및 도 9의 (C)에 나타내는 상태에서는, 모두 광학식 센서(61)가 온이기 때문에, 광학식 센서(61)의 온/오프 상태를 이용하여, 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시키기 위한 회전방향을 정할 수 없다. 이 때문에, 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출될 때까지 제3 암(6)을 회전시키고, 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출되었을 때의 광학식 센서(61)의 온/오프 상태를 확인함으로써, 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시키는 경우에는, 제3 암(6)의 원점위치에 의해서는, 단시간에 확실히 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시킬 수 없다.

이것에 대해서, 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시킬 때, 우선, 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되는 위치까지 제3 암(6)을 회전시키는 경우에는, 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되는 제3 암(6)의 회전범위의 1개소를 기준으로 하여, 일정한 동작을 행하면, 제3 암(6)을 확실히 원점위치로 복귀시킬 수 있다. 즉, 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출될 때까지 제3 암(6)을 회전시키고, 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출되었을 때의 광학식 센서(61)의 온/오프 상태를 확인함으로써, 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시키는 경우와 비교하여, 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시킬 때, 우선, 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되는 위치까지 제3 암(6)을 회전시키는 경우에는, 제3 암(6)의 원점위치가 어느 위치로 설정되어도, 제3 암(6)을 단시간에 확실히 원점위치로 복귀시키는 것이 가능하게 된다.

또, 도 9의 (D)에 나타내는 바와 같이, 광학식 센서(61)가 오프임과 아울러, 제2 규제위치(45B)에 있는 요동부재(45)의 한쪽의 측면에 맞물림 핀(48)이 도달하고 있지 않은 위치에 있고, 또한, 근접센서(59)의 온/오프가 전환되는 경계위치가 제3 암(6)의 원점위치에 있어도 된다. 이 경우에는, 제3 암(6)의 회전각도와 광학식 센서(61)의 검출범위 및 근접센서(59)의 검출범위와의 관계를 정리하면 도 11과 같이 된다.

이 경우, 모터 제어부(30)가 제3 암(6)의 회전위치를 놓쳐, 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시킬 때에는, 우선, 광학식 센서(61)의 검출상태에 근거하여, 광학식 센서(61)의 온/오프가 전환되는 위치까지 제3 암(6)을 회전시킨다(제1 회전스텝). 그 후, 시계방향으로 제3 암(6)을 회전시킴과 아울러, 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출되는 범위 내로 제3 암(6)을 회전시킨다(제2 회전스텝). 즉, 도 11에 나타내는 바와 같이, 제3 암(6)의 마이너스의 회전각도의 범위 내에서 근접센서(59)가 온이 되는 「온 측」으로 제3 암(6)을 회전시킴과 아울러, 근접센서(59)가 온 하고 있는 범위 내로 제3 암(6)을 회전시킨다. 그 후, 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출되지 않게 될 때까지 소정 각도, 반시계방향으로 제3 암(6)을 회전시킨다(제3 회전스텝). 즉, 도 11에 나타내는 바와 같이, 「온 측」의 반대 측이 되는 「오프 측」으로 제3 암(6)을 회전시킴과 아울러, 적어도, 근접센서(59)가 온으로부터 오프로 전환될 때까지, 소정 각도, 제3 암(6)을 회전시킨다. 그 후, 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출될 때까지 제3 암(6)을 반시계방향으로 회전시키면(제4 회전스텝), 제3 암(6)은 원점위치로 복귀한다. 또, 이 경우에는, 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시킬 때, 상기의 제1 회전스텝을 실행한 후, 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출될 때까지 제3 암(6)을 시계방향으로 회전시키고, 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시켜도 된다.

또, 도 12에 나타내는 바와 같이, 광학식 센서(61)가 온임과 아울러, 제1 규제위치(45A)에 있는 요동부재(45)의 다른 쪽의 측면에 맞물림 핀(48)이 맞닿아 있는 위치에 있고, 또한, 근접센서(59)의 온/오프가 전환되는 경계위치가 제3 암(6)의 원점위치에 있어도 된다. 또한, 이 경우에는, 광학식 센서(61)의 온/오프 상태를 이용하여, 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시키기 위한 회전방향을 정할 수 있기 때문에, 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출될 때까지 제3 암(6)을 회전시키고, 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출되었을 때의 광학식 센서(61)의 온/오프 상태를 확인함으로써, 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시키는 경우라도, 단시간에 확실히 제3 암(6)을 원점위치로 복귀시키는 것이 가능하게 된다.

상술한 형태에서는, 제3 암(6)의 회전범위의 2개소에서 근접센서(59)에 의해서 자성부재(60)가 검출되도록 근접센서(59) 및 자성부재(60)가 배치되어 있다. 그 밖에도 예를 들어, 제3 암(6)의 회전범위의 1개소에서 근접센서(59)에 의해서 자성부재(60)가 검출되도록 근접센서(59) 및 자성부재(60)가 배치되어도 된다.

상술한 형태에서는, 제2 회전스텝에서 반시계방향으로 제3 암(6)을 회전시킴과 아울러, 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출되는 범위 내로 제3 암(6)을 회전시키고 있다. 그 밖에도 예를 들어, 제2 회전스텝에서 반시계방향으로 제3 암(6)을 회전시킴과 아울러, 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출되지 않게 될 때까지 소정 각도, 제3 암(6)을 회전시켜도 된다. 이 경우에는, 제3 회전스텝에서, 시계방향으로 제3 암(6)을 회전시킴과 아울러, 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출된 후, 다시, 근접센서(59)에 의해 자성부재(60)가 검출되지 않게 될 때까지 소정 각도, 제3 암(6)을 회전시키면 된다.

상술한 형태에서는, 근접센서(59)가 제2 암(5)에 고정되고, 자성부재(60)가 제3 암(6)에 고정되어 있지만, 근접센서(59)가 제3 암(6)에 고정되고, 자성부재(60)가 제2 암(5)에 고정되어도 된다. 또, 상술한 형태에서는, 광학식 센서(61)가 제2 암(5)에 고정되고, 차광부재(62)가 요동부재(45)에 고정되어 있지만, 광학식 센서(61)가 요동부재(45)에 고정되고, 차광부재(62)가 제2 암(5)에 고정되어도 된다. 또, 상술한 형태에서는, 제1 검출기구(32)는 근접센서(59)를 구비하고 있지만, 제1 검출기구(32)는 근접센서(59)에 대신하여, 광학식 센서 등의 다른 센서를 구비하고 있어도 된다. 마찬가지로, 제2 검출기구(33)는 광학식 센서(61)에 대신하여, 근접센서 등의 다른 센서를 구비하고 있어도 된다.

상술한 형태에서는, 자성부재(55)가 요동부재(45)에 고정되고, 영구자석(56)이 제2 암(5)에 고정되어 있지만, 자성부재(55)가 제2 암(5)에 고정되고, 영구자석(56)이 요동부재(45)에 고정되어도 된다. 마찬가지로, 상술한 형태에서는, 자성부재(57)가 요동부재(45)에 고정되고, 영구자석(58)이 제2 암(5)에 고정되어 있지만, 자성부재(57)가 제2 암(5)에 고정되고, 영구자석(58)이 요동부재(45)에 고정되어도 된다. 또, 요동부재(45)가 자성재료로 형성되어 있다면, 요동부재(45)에 자성부재(55, 57)가 고정되어 있지 않아도 된다.

또, 제1 자기유지기구(51) 및 제2 자기유지기구(52)는 자성부재(55, 57)에 대신하여, 요동부재(45)에 고정되는 영구자석을 구비하고 있어도 된다. 이 경우에는, 예를 들어, 요동부재(45)에 고정되는 영구자석과, 영구자석(56, 58)과의 사이에 발생하는 자기흡인력에 의해서, 제1 규제위치(45A)나 제2 규제위치(45B)에서 요동부재(45)가 유지되도록 요동부재(45)에 고정되는 영구자석이 착자(着磁)되어 배치된다. 혹은, 요동부재(45)에 고정되는 영구자석과, 영구자석(56, 58)과의 사이에 발생하는 자기반발력에 의해서, 제1 규제위치(45A)나 제2 규제위치(45B)에서 요동부재(45)가 유지되도록 요동부재(45)에 고정되는 영구자석이 착자되어 배치된다.

상술한 형태에서는, 제2 검출기구(33)는 제2 암(5)에 대한 제3 암(6)의 회전범위를 규제하는 기능도 발휘하고 있다. 그 밖에도 예를 들어, 제2 암(5)에 대한 제3 암(6)의 회전범위를 규제하는 기구가 별도로 마련되어도 된다.

상술한 형태에서는, 제1 검출기구(32) 및 제2 검출기구(33)는 제3 암(6)의 원점위치를 검출하기 위해서 마련되어 있다. 그 밖에도 예를 들어, 본체부(3)에 대해서 제1 암(4)이 360° 이상 또한 720° 미만 회전하는 경우에는, 제1 검출기구(32) 및 제2 검출기구(33)를 이용하여, 제1 암(4)의 원점위치를 검출해도 된다. 또, 제1 암(4)에 대해서 제2 암(5)이 360° 이상 또한 720° 미만 회전하는 경우에는 제1 검출기구(32) 및 제2 검출기구(33)를 이용하여, 제2 암(5)의 원점위치를 검출해도 된다. 또한, 제3 암(6)에 대해서 핸드(7, 8)가 360° 이상 또한 720° 미만 회전하는 경우에는, 제1 검출기구(32) 및 제2 검출기구(33)를 이용하여, 핸드(7, 8)의 원점위치를 검출해도 된다.

상술한 형태에서는, 로봇(1)은 반도체 웨이퍼(2)를 반송하기 위한 로봇이지만, 로봇(1)은 액정용의 유리기판 등의 다른 반송 대상물을 반송하는 반송용 로봇이라도 되고, 조립용 로봇 등의 반송용 로봇 이외의 산업용 로봇이라도 된다. 즉, 제1 검출기구(32) 및 제2 검출기구(33)는 로봇(1) 이외의 로봇에 사용되어도 된다. 또, 제1 검출기구(32) 및 제2 검출기구(33)는 지지체에 대해서 360° 이상 또한 720° 이상 회전 가능한 회전체를 가지는 로봇 이외의 각종의 장치에 사용되어도 된다.

1 로봇(산업용 로봇) 3 본체부
4 제1 암 5 제2 암(지지체, 회전기구의 일부)
6 제3 암(회전체, 회전기구의 일부) 7, 8 핸드
24 모터(제2 구동용 모터, 회전기구의 일부)
30 모터 제어부(모터제어수단, 회전기구의 일부)
32 제1 검출기구(회전기구의 일부) 33 제2 검출기구(회전기구의 일부)
45 요동부재 45A 제1 규제위치
45B 제2 규제위치 46 스토퍼(제1 규제부재)
47 스토퍼(제2 규제부재) 48 맞물림 핀(맞물림 부재)
51 제1 자기유지기구 52 제2 자기유지기구
59 근접센서(제1 검출부) 60 자성부재(제1 피검출부)
61 광학식 센서(제2 검출부) 62 차광부재(제2 피검출부)

Claims

지지체와, 상기 지지체에 대해서 360° 이상 또한 720° 미만 회전 가능한 회전체와, 상기 회전체를 회전시키는 모터와, 상기 회전체의 원점위치를 검출하기 위한 제1 검출기구 및 제2 검출기구와, 상기 모터를 제어하는 모터제어수단을 구비하고,
상기 제1 검출기구는 상기 지지체 또는 상기 회전체 중 어느 한쪽에 고정 또는 형성되는 제1 피검출부와, 상기 지지체 또는 상기 회전체 중 어느 다른 쪽에 고정되어 상기 제1 피검출부를 검출하는 제1 검출부를 구비하며,
상기 제2 검출기구는 상기 지지체에 요동 가능하게 장착되는 요동부재와, 상기 회전체에 고정 또는 형성됨과 아울러, 상기 요동부재에 맞물려 상기 요동부재를 요동시키는 맞물림 부재와, 상기 요동부재 또는 상기 지지체 중 어느 한쪽에 고정 또는 형성되는 제2 피검출부와, 상기 요동부재 또는 상기 지지체 중 어느 다른 쪽에 고정되어 상기 제2 피검출부를 검출하는 제2 검출부를 구비하고,
상기 회전체의 회전범위의 1개소 또는 2개소에서 상기 제1 검출부에 의해서 상기 제1 피검출부가 검출되도록 상기 제1 피검출부 및 상기 제1 검출부가 배치되며,
상기 회전체의 회전범위의 1개소에서 상기 제2 검출부의 온/오프가 전환되도록 상기 요동부재가 상기 지지체에 장착되고,
상기 모터제어수단은 상기 회전체를 원점위치로 복귀시킬 때, 우선, 상기 제2 검출부의 온/오프가 전환되는 위치까지 상기 회전체가 회전하도록 상기 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 회전기구.
청구항 1에 있어서,
상기 모터제어수단은 상기 제2 검출부의 온/오프가 전환되는 위치까지 상기 회전체가 회전한 후에, 소정의 제1 회전방향으로 또한 상기 제1 검출부에서 상기 제1 피검출부가 검출되는 범위 내로 상기 회전체가 회전하고, 그 후, 상기 제1 검출부에서 상기 제1 피검출부가 검출되지 않게 될 때까지 상기 제1 회전방향의 역방향이 되는 제2 회전방향으로 상기 회전체가 회전하며, 또한, 그 후, 상기 제1 검출부에서 상기 제1 피검출부가 검출될 때까지 상기 제1 회전방향으로 상기 회전체가 회전하도록 상기 모터를 제어하여, 상기 회전체를 원점위치로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 회전기구.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 검출기구는 상기 지지체에 고정 또는 형성됨과 아울러 상기 요동부재에 맞닿아 상기 요동부재의 한쪽의 요동범위를 규제하는 제1 규제부재와, 상기 지지체에 고정 또는 형성됨과 아울러 상기 요동부재에 맞닿아 상기 요동부재의 다른 쪽의 요동범위를 규제하는 제2 규제부재를 구비하고,
상기 맞물림 부재는 상기 요동부재가 상기 제1 규제부재에 맞닿는 제1 규제위치와 상기 요동부재가 상기 제2 규제부재에 맞닿는 제2 규제위치와의 사이에서 상기 요동부재를 요동시키며,
상기 제2 검출기구는 상기 제2 피검출부와 상기 제2 검출부에 의해서, 상기 요동부재가 상기 제1 규제위치 또는 상기 제2 규제위치 중 어느 한쪽에 있는지를 검출하는 것을 특징으로 하는 회전기구.
청구항 3에 있어서,
상기 제2 검출기구는 자기흡인력 또는 자기반발력에 의해서 상기 제1 규제위치에서 상기 요동부재를 유지하는 제1 자기유지기구와, 자기흡인력 또는 자기반발력에 의해서 상기 제2 규제위치에서 상기 요동부재를 유지하는 제2 자기유지기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전기구.
청구항 3에 있어서,
상기 맞물림 부재는 상기 제1 규제위치에 있는 상기 요동부재를 상기 제1 규제부재로 밀어붙이도록 상기 요동부재에 맞닿음 가능함과 아울러, 상기 제2 규제위치에 있는 상기 요동부재를 상기 제2 규제부재로 밀어붙이도록 상기 요동부재에 맞닿음 가능한 것을 특징으로 하는 회전기구.
청구항 1 내지 5 중 어느 하나에 기재한 회전기구를 구비하는 산업용 로봇으로서,
본체부와, 그 기단 측이 상기 본체부에 회동 가능하게 장착되는 제1 암과, 그 기단 측이 상기 제1 암의 선단 측에 회동 가능하게 장착되는 상기 지지체로서의 제2 암과, 그 기단 측이 상기 제2 암의 선단 측에 회전 가능하게 장착되는 상기 회전체로서의 제3 암과, 그 기단 측이 상기 제3 암의 선단 측에 회전 가능하게 장착되는 핸드를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
지지체와, 상기 지지체에 대해서 360° 이상 또한 720° 미만 회전 가능한 회전체와, 상기 회전체의 원점위치를 검출하기 위한 제1 검출기구 및 제2 검출기구를 구비하고,
상기 제1 검출기구는 상기 지지체 또는 상기 회전체 중 어느 한쪽에 고정 또는 형성되는 제1 피검출부와, 상기 지지체 또는 상기 회전체 중 어느 다른 쪽에 고정되어 상기 제1 피검출부를 검출하는 제1 검출부를 구비하며,
상기 제2 검출기구는 상기 지지체에 요동 가능하게 장착되는 요동부재와, 상기 회전체에 고정 또는 형성됨과 아울러, 상기 요동부재에 맞물려 상기 요동부재를 요동시키는 맞물림 부재와, 상기 요동부재 또는 상기 지지체 중 어느 한쪽에 고정 또는 형성되는 제2 피검출부와, 상기 요동부재 또는 상기 지지체 중 어느 다른 쪽에 고정되어 상기 제2 피검출부를 검출하는 제2 검출부를 구비하고,
상기 회전체의 회전범위의 1개소 또는 2개소에서 상기 제1 검출부에 의해서 상기 제1 피검출부가 검출되도록 상기 제1 피검출부 및 상기 제1 검출부가 배치되며,
상기 회전체의 회전범위의 1개소에서 상기 제2 검출부의 온/오프가 전환되도록 상기 요동부재가 상기 지지체에 장착되는 회전기구에서의 회전체의 원점위치 복귀방법으로서,
상기 회전체를 원점위치로 복귀시킬 때, 우선, 상기 제2 검출부의 온/오프가 전환되는 위치까지 상기 회전체를 회전시키는 제1 회전스텝을 실행하는 것을 특징으로 하는 회전체의 원점위치 복귀방법.
청구항 7에 있어서,
상기 제1 회전스텝 후에, 소정의 제1 회전방향으로 또한 상기 제1 검출부에서 상기 제1 피검출부가 검출되는 범위 내로 상기 회전체를 회전시키는 제2 회전스텝과, 상기 제2 회전스텝 후에, 상기 제1 검출부에서 상기 제1 피검출부가 검출되지 않게 될 때까지 상기 제1 회전방향의 역방향이 되는 제2 회전방향으로 상기 회전체를 회전시키는 제3 회전스텝과, 상기 제3 회전스텝 후에, 상기 제1 검출부에서 상기 제1 피검출부가 검출될 때까지 상기 회전체를 상기 제1 회전방향으로 회전시키는 제4 회전스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 전체의 원점위치 복귀방법.
청구항 4에 있어서,
상기 맞물림 부재는 상기 제1 규제위치에 있는 상기 요동부재를 상기 제1 규제부재로 밀어붙이도록 상기 요동부재에 맞닿음 가능함과 아울러, 상기 제2 규제위치에 있는 상기 요동부재를 상기 제2 규제부재로 밀어붙이도록 상기 요동부재에 맞닿음 가능한 것을 특징으로 하는 회전기구.