KR101606223B1 - 산업용 로보트 - Google Patents

Abstract

<과제> 암을 지지하는 지지부재를 상하방향으로 이동 가능하게 지지하는 주상부재를 구비하고 있는 경우라도, 비교적 간이한 구성으로 반입되는 반송대상물의 위치 어긋남을 억제하면서 그 기울어짐을 적절히 보정하는 것이 가능한 산업용 로보트를 제공한다.
<해결수단> 산업용 로보트(1)는 반송대상물이 탑재되는 핸드(3)와, 핸드(3)가 연결되는 암(4)과, 암(4)을 지지하는 지지부재(6)와, 지지부재(6)를 상하방향으로 이동 가능하게 지지하는 주상부재(7)와, 기대(8)와, 주상부재(7)의 하단을 지지함과 아울러 기대(8)에 대해서 회동 가능한 선회부재(9)와, 기대(8)에 대해서 주상부재(7)를 상하방향으로 직교하는 소정방향으로 상대이동시키는 이동기구(10)를 구비하고 있다.

Description

산업용 로보트 {INDUSTRIAL ROBOT}

본 발명은 소정의 반송대상물을 반송하는 산업용 로보트에 관한 것이다.

종래, 액정 디스플레이용의 유리기판을 반송하는 산업용 로보트로서, 유리기판이 탑재되는 2개의 핸드와, 2개의 핸드의 각각을 유지하는 2개의 암을 가지는 이른바 더블 암형의 로보트가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재한 로보트는 암의 기단 측을 회동 가능하게 지지하는 지지부재와, 지지부재를 상하방향으로 이동 가능하게 지지하는 칼럼(column)을 구비하고 있다. 이 로보트에서는, 암은 제1 암과 제2 암으로 구성되어 있다. 또, 칼럼의 하단은 기대에 회동 가능하게 지지되어 있으며, 이 기대는 베이스부재에 지지되어 있다. 기대는 베이스부재에 대해서 수평방향으로 직선상(直線狀)으로 이동 가능하게 되어 있다. 이 로보트는 핸드가 소정의 방향을 향한 상태에서 직선상으로 움직이도록 암을 신축시켜, 유리기판을 반송한다.

특허문헌 1에 기재한 로보트 등에 의해서 반송되는 유리기판은, 이 유리기판이 수납되는 카셋트 등의 수납부 안에서 유리기판의 반출(搬出)방향에 대해서 기울어지거나, 위치가 어긋나 있는 경우가 있다. 그래서, 기울어지거나, 위치가 어긋나 있는 상태에서 수납부에 수납되는 유리기판의 기울어짐이나 위치 어긋남을 보정하여, 소정의 작업위치로 유리기판을 반송하기 위한 핸드의 위치맞춤방법이 제안되고 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조). 이 특허문헌 2에 기재한 위치맞춤방법을 특허문헌 1에 기재한 로보트에 적용하면, 기울어지거나, 위치가 어긋나 있는 상태에서 수납부에 수납되는 유리기판의 기울어짐이나 위치 어긋남을 보정하여, 작업위치로 유리기판을 반입하는 것이 가능하다.

예를 들어, 특허문헌 1에 기재한 로보트에 있어서, 수납부에 수납된 유리기판의 기울어짐이 핸드에 마련된 센서에 의해서 검출되었을 경우에, 수납부로부터 반출되어 작업위치로 반입되는 유리기판의 기울어짐이 보정되도록 베이스부재에 대해서 기대를 소정방향으로 이동시킴과 아울러, 칼럼을 기대에 대해서 소정량 선회시키고, 이 상태에서 암을 신축시켜 수납부로부터 유리기판을 반출한 후에, 기대를 역방향으로 이동시킴과 아울러 칼럼을 역방향으로 선회시켜, 유리기판의 기울어짐을 보정하고 나서, 유리기판을 작업위치로 반입하면, 기울어진 상태에서 수납부에 수납되는 유리기판의 기울어짐을 보정하여, 작업위치로 유리기판을 반송하는 것이 가능하다. 또, 이와 같이 하여, 유리기판을 반송하면, 작업위치로 반입되는 유리기판의, 베이스부재에 대한 기대의 이동방향에서의 위치 어긋남을 억제할 수 있다. 또한, 수납부로부터 유리기판을 반출한 후에 유리기판의 기울어짐을 보정하여 유리기판을 작업위치로 반입하는 것도 가능하다.

그렇지만, 특허문헌 2에 기재한 위치맞춤방법을 이용하여, 유리기판의 기울어짐이나 위치 어긋남을 보정하는 경우에는, 베이스부재에 대해서 기대가 수평방향으로 이동 가능하게 되어야 하기 때문에, 로보트가 대형화한다. 또, 예를 들어, 베이스부재에 대한 기대의 이동방향으로 핸드가 직선상으로 움직여, 유리기판을 반송하는 경우에는, 유리기판의 기울어짐을 보정하는 것은 가능해도, 베이스부재에 대한 기대의 이동방향에 직교하는 방향에서의 유리기판의 위치 어긋남을 억제하는 것이 곤란하게 되는 경우가 있다. 예를 들어, 유리기판을 반출할 때 또는 유리기판을 반입할 때의 어느 한쪽에 있어서, 베이스부재에 대한 기대의 이동방향에 직교하는 방향으로 핸드가 직선상으로 움직이는 경우에는, 이 핸드의 이동방향에서, 베이스부재에 대한 기대의 이동방향의 위치 어긋남을 예측하여 유리기판을 반송하면 위치 어긋남의 보정은 가능하지만, 핸드상에서 유리기판을 차이를 두고 반송하게 되기 때문에, 보정량을 충분히 확보할 수 없다. 또, 유리기판을 반출할 때 및 유리기판을 반입할 때의 양자에 있어서, 베이스부재에 대한 기대의 이동방향으로 핸드가 직선상으로 움직이는 경우에는, 유리기판의 위치 어긋남의 보정은 불가능하게 된다.한편, 종래, 이들 문제를 해소하는 것이 가능한 로보트도 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 3 참조).

특허문헌 3에 기재한 로보트는, 기대의 상면에 고정된 고정 베이스부와, 고정 베이스부에 대해서 상하방향으로 동작하는 상하암과, 상하암에 대해서 선회 가능한 선회암과, 선회암에 고정된 제1 암베이스부와, 제1 암베이스부에 대해서 수평방향으로 직선상으로 이동하는 제1 직동(直動)암과, 제1 직동암에 고정된 제2 암베이스부와, 제1 직동암과 직교하는 방향으로 직선상으로 이동하는 제2 직동암과, 제2 직동암에 고정되는 핸드를 구비하고 있다. 이 로보트에서는 선회암과 제2 암베이스부와의 사이에 제1 암베이스부 및 제1 직동암이 배치되어 있기 때문에, 상술의 문제를 해소하여, 작업위치로 반입되는 반송대상물의 위치 어긋남을 억제하면서 그 기울어짐을 보정하는 것이 가능하게 된다.

[특허문헌 1] 일본국 특허 제3973048호 공보 [특허문헌 2] 일본국 특개2003-117862호 공보 [특허문헌 3] 일본국 특개2004-196438호 공보

그렇지만, 특허문헌 1에 기재한 로보트과 같이 암을 지지하는 지지부재를 상하방향으로 이동 가능하게 지지하는 칼럼을 가지는 로보트에, 특허문헌 3에 기재한 구성을 그대로 적용하는 경우에는, 이하의 문제가 발생한다. 즉, 지지부재를 지지하는 칼럼을 가지는 로보트에 특허문헌 3에 기재한 구성을 그대로 적용하는 경우에는, 암과 지지부재와의 사이에 특허문헌 3에 기재한 제1 암베이스부 및 제1 직동암에 상당하는 구성을 배치할 필요가 있지만, 예를 들어, 로보트가 더블 암형의 로보트인 경우에는, 제1 암베이스부 및 제1 직동암에 상당하는 구성이 2개 필요하여, 로보트의 구성이 복잡하게 된다. 또, 암과 지지부재와의 사이에 제1 암베이스부 및 제1 직동암에 상당하는 구성을 배치하는 경우에는, 제1 직동암에 상당하는 구성이 직선상으로 이동했을 때의 암과 칼럼과의 간섭을 방지할 필요가 있기 때문에, 제1 직동암에 상당하는 구성의 이동량이 제한될 우려가 있다. 따라서, 지지부재를 지지하는 칼럼을 가지는 로보트에 특허문헌 3에 기재한 구성을 그대로 적용하면, 유리기판의 기울어짐에 따라서는 그 기울어짐을 적절히 보정하는 것이 곤란하게 될 우려가 있다.

그래서, 본 발명의 과제는 암을 지지하는 지지부재를 상하방향으로 이동 가능하게 지지하는 주상부재를 구비하고 있는 경우라도, 비교적 간이한 구성으로, 반입되는 반송대상물의 위치 어긋남을 억제하면서 그 기울어짐을 적절히 보정하는 것이 가능한 산업용 로보트를 제공하는 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 산업용 로보트는, 반송대상물이 탑재되는 핸드와, 핸드가 연결되는 암과, 암을 지지하는 지지부재와, 지지부재를 상하방향으로 이동 가능하게 지지하는 주상부재와, 기대와, 주상부재의 하단을 지지함과 아울러 기대에 대해서 회동 가능한 선회부재와, 기대에 대해서 주상부재를 상하방향에 직교하는 소정방향으로 상대이동시키는 이동기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 산업용 로보트는, 기대에 대해서 주상부재를 상하방향에 직교하는 소정방향으로 상대이동시키는 이동기구를 구비하고 있다. 이 때문에, 반송대상물의 기울어짐이 검출되었을 때에는, 기대에 대해서 주상부재를 상대이동시킴과 아울러 기대에 대해서 선회부재를 회동시키면, 반입되는 반송대상물의 위치 어긋남을 억제하면서 그 기울어짐을 보정하는 것이 가능하게 된다. 즉, 기대를 수평방향으로 이동시키기 위한 기구를 구비하지 않아도, 반입되는 반송대상물의 위치 어긋남을 억제하면서 그 기울어짐을 보정하는 것이 가능하게 된다.

또, 본 발명에서는, 이동기구는 기대에 대해서 주상부재를 상대이동시키기 위해, 예를 들어, 산업용 로보트가 더블 암형의 로보트이라도 2개의 이동기구를 배치할 필요가 없다. 따라서, 산업용 로보트의 구성을 간소화하는 것이 가능하게 된다. 또, 본 발명에서는, 지지부재에 암이 지지되어 있어 이동기구는 지지부재를 지지하는 주상부재를 기대에 대해서 상대이동시키기 때문에, 주상부재가 기대에 대해서 상대이동할 때에, 주상부재와 암이 간섭할 우려가 없다. 따라서, 주상부재의 이동량을 확보하는 것이 가능하게 되어, 반입되는 반송대상물의 기울어짐이 커도 반송대상물의 기울어짐을 적절히 보정하는 것이 가능하게 된다.

이와 같이, 본 발명에서는, 암을 지지하는 지지부재를 상하방향으로 이동 가능하게 지지하는 주상부재를 산업용 로보트가 구비하고 있는 경우에서도, 비교적 간이한 구성으로, 반입되는 반송대상물의 위치 어긋남을 억제하면서 그 기울어짐을 적절히 보정하는 것이 가능하게 된다. 또, 본 발명에서는, 반송대상물이 기울지는 않지만 위치 어긋남을 일으키고 있는 경우에는, 이동기구에 의해서, 기대에 대해서 주상부재를 이동시킴으로써, 이 위치 어긋남을 보정하는 것이 가능하게 된다. 또, 본 발명에서는, 이동기구에 의해서, 기대에 대해서 주상부재를 이동시킴으로써, 산업용 로보트의 설치오차나 조립오차를 보정하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 예를 들어, 선회부재는 기대로부터 주상부재를 향하여 연장하는 가늘고 긴 블록 모양으로 형성됨과 아울러, 기대에 회동 가능하게 유지되는 제1 선회부와, 주상부재의 하단이 고정되는 제2 선회부를 구비하고, 이동기구는 제1 선회부와 제2 선회부와의 사이에 배치되며, 제2 선회부는 제1 선회부에 대해서 직선상으로 상대이동 가능하게 되어 있다.

이 경우에는, 지지부재는 주상부재로부터 선회부재와 대략 평행하게 연장하도록 형성되는 가늘고 긴 블록 모양의 암지지부를 구비하고, 암지지부의 기단 측은 주상부재 측에 배치되어 암은 암지지부의 선단 측에 지지되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 제2 선회부, 주상부재, 지지부재, 암 및 핸드 등에 의해서 구성되는 구조체의 중심의 하측에 이동기구를 배치하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 이동기구에 과잉한 외력이 작용하는 것을 억제하는 것이 가능하게 된다.

또, 이 경우에는, 이동기구는 상하방향에서 보았을 때에 암지지부의 길이방향에서, 주상부재와 암의 기단과의 사이에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 데드 스페이스가 되기 쉬운 주상부재와 암의 기단과의 사이에 이동기구를 배치하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 산업용 로보트가 이동기구를 구비하고 있는 경우라도 산업용 로보트를 소형화하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 이동기구는 주상부재의 하단과 선회부재와의 사이에 배치되어도 된다.

본 발명에 있어서, 이동기구는, 예를 들어, 모터와, 모터의 출력축에 연결되는 나사부재와, 나사부재의 수나사부에 나사맞춤하는 암나사부를 가지는 너트부재와 리니어 가이드를 구비하고 있다.

본 발명에 있어서, 산업용 로보트는 상하방향에 직교하는 소정방향으로 기대를 이동시키는 수평이동기구를 구비하고 있어도 된다.

이상과 같이, 본 발명의 산업용 로보트에서는, 암을 지지하는 지지부재를 상하방향으로 이동 가능하게 지지하는 주상부재를 구비하고 있는 경우라도, 비교적 간이한 구성으로, 반입되는 반송대상물의 위치 어긋남을 억제하면서 그 기울어짐을 적절히 보정하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 산업용 로보트의 평면도이다.
도 2는 도 1의 E-E방향에서 산업용 로보트를 나타내는 측면도이다.
도 3은 도 1의 F-F방향에서 산업용 로보트를 나타내는 정면도이다.
도 4는 도 2에 나타내는 이동기구 및 그 주변부의 구성을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 도 4의 G-G방향에서 이동기구 및 그 주변부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 4의 H부의 확대도이다.
도 7은 도 6의 J-J방향에서 이동기구를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 1에 나타내는 기판이 기울어진 상태에서 수납되고 있을 때의 산업용 로보트의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시형태에 관한 이동기구의 배치를 설명하기 위한 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 측면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시형태에 관한 이동기구의 배치를 설명하기 위한 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 측면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시형태에 관한 이동기구의 배치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시형태에 관한 선회부재의 구성을 설명하기 위한 평면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시형태에 관한 산업용 로보트의 평면도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시형태에 관한 산업용 로보트의 측면도이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태를 설명한다.

(산업용 로보트의 개략 구성)

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 산업용 로보트(1)의 평면도이다. 도 2는 도 1의 E-E방향에서 산업용 로보트(1)를 나타내는 측면도이다. 도 3은 도 1의 F-F방향에서 산업용 로보트(1)를 나타내는 정면도이다. 또한, 이하의 설명에서는, 서로 직교하는 3 방향의 각각을 X방향, Y방향 및 Z방향으로 한다. 본 형태에서는, Z방향이 상하방향과 일치한다. 또, 이하의 설명에서는, X방향을 전후방향, Y방향을 좌우방향으로 한다.

본 형태의 산업용 로보트(1)(이하, 「로보트(1)」이라고 한다.)는 반송대상물인 액정 디스플레이용의 유리기판(2)(이하, 「기판(2)」이라고 한다.)을 반송하기 위한 반송용의 다관절형 로보트이다. 도 1 ~ 도 3에 나타내는 바와 같이, 로보트(1)는 기판(2)이 탑재되는 2개의 핸드(3)와, 2개의 핸드(3)의 각각이 선단 측에 연결되는 2개의 암(4)과, 2개의 암(4)을 지지하는 본체부(5)를 구비하고 있다. 본체부(5)는 2개의 암(4)의 기단 측을 지지하는 지지부재(6)와, 지지부재(6)를 상하방향으로 이동 가능하게 지지하는 주상부재(7)와, 본체부(5)의 하단 부분을 구성하는 기대(8)와, 주상부재(7)의 하단을 지지함과 아울러 기대(8)에 대해서 회동 가능한 선회부재(9)와, 기대(8)에 대해서 주상부재(7)를 수평방향으로 상대이동시키는 이동기구(10)를 구비하고 있다.

또한, 본 형태에서, 기판(2)의 위치 어긋남이란, 소정의 기준위치에 올바른 자세로 배치되었을 때의 기판(2)에 대해서, 전후방향 및/또는 좌우방향으로 기판(2)이 평행으로 어긋나 있는 상태를 말한다. 또, 기판(2)의 기울어짐이란, 소정의 기준위치에 올바른 자세로 배치되었을 때의 기판(2)의 중심(O)(도 1 참조)과 중심(O)은 일치하고 있지만, 중심(O)을 중심으로 하여 기판(2)이 소정 각도 기울어져 있는 상태를 말한다.

핸드(3)의 기단 측은 암(4)의 선단 측에 회동 가능하게 연결되어 있다. 이 핸드(3)에는 상술의 특허문헌 2에 기재한 산업용 로보트와 마찬가지로, 소정의 수납위치에 수납된 기판(2)의 기울어짐(구체적으로는, 전후방향 등의 기판(2)의 반출방향에 대한 기판(2)의 기울어짐)을 검출하기 위한 센서(도시생략)가 장착되어 있다. 또한, 상술의 특허문헌 2에 기재한 산업용 로보트와 마찬가지로, 지지부재(6)에는 기판(2)의 단면을 검출하기 위한 엣지 센서가 장착되어 있다. 또, 기판(2)의 기울어짐을 검출하기 위한 센서는, 로보트(1)에 장착되는 것 외에, 기판(2)의 수납위치에 장착되는 경우도 있다.

암(4)은 제1 암부(13)와 제2 암부(14)와의 2개의 암부를 구비하고 있다. 제1 암부(13)의 기단 측은 지지부재(6)의 선단 측에 회동 가능하게 지지되어 있다. 제2 암부(14)의 기단 측은 제1 암부(13)의 선단 측에 회동 가능하게 지지되어 있다. 제2 암부(14)의 선단 측에는 핸드(3)의 기단 측이 회동 가능하게 지지되어 있다. 본 형태의 로보트(1)는 본체부(5)에 대해서 암(4)을 신축시키기 위한 구동용 모터(도시생략)를 구비하고 있고, 이 구동용 모터가 기동하면, 핸드(3)가 소정방향을 향한 상태에서 직선상으로 움직이도록 암(4)이 신축한다.

지지부재(6)는 지지부재(6)의 기단 측 부분을 구성하는 승강부(15)와, 2개의 암(4)의 각각을 지지하는 2개의 암지지부(16)를 구비하고 있다. 승강부(15)는 주상부재(7)에 상하이동 가능하게 유지되어 있다. 암지지부(16)는 핸드(3)의 이동방향에 직교하는 방향을 길이방향으로 하는 가늘고 긴 평평한 블록 모양으로 형성되어 있다. 2개의 암지지부(16)의 기단은 승강부(15)에 고정되어 있다. 암지지부(16)의 선단 측에는 제2 암부(14)의 기단 측이 회동 가능하게 유지되어 있다. 본 형태에서는 2개의 핸드(3), 2개의 암(4) 및 2개의 암지지부(16)가 상하방향으로 겹쳐지도록 배치되어 있다. 즉, 본 형태의 로보트(1)는 더블 암형의 로보트이다.

주상부재(7)는 선회부재(9)에 고정되는 제1 기둥부(17)와, 승강부(15)를 상하방향으로 이동 가능하게 유지하는 제2 기둥부(18)를 구비하고 있다. 제2 기둥부(18)는 제1 기둥부(17)에 대해서 상하방향으로 이동 가능하게 되어 있다.

선회부재(9)는 기대(8)로부터 주상부재(7)를 향하여 연장하는 가늘고 긴 평평한 블록 모양으로 형성되어 있다. 이 선회부재(9)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 암지지부(16)와 대략 평행하게 배치되어 있다. 즉, 선회부재(9)는 암지지부(16)와 대략 평행하게 연장하도록 형성되어 있다. 또한, 본 형태에서는, 선회부재(9)의 길이방향은 암지지부(16)의 길이방향에 대해서 약간 기울어져 있다. 구체적으로는, 주상부재(7)로부터 기대(8)를 향함에 따라서, 암지지부(16)와 선회부재(9)와의 거리가 가까워지도록, 선회부재(9)의 길이방향은 암지지부(16)의 길이방향에 대해서 약간 기울어져 있다. 이 때문에, 본 형태에서는, 암(4)이 수축된 상태에서 선회하는 로보트(1)의 선회반경을 작게 하는 것이 가능하다.

또, 선회부재(9)는 기대(8)에 회동 가능하게 유지되는 제1 선회부(20)와, 주상부재(7)의 하단이 고정되는 제2 선회부(21)를 구비하고 있으며, 제1 선회부(20)의 선단 측과 제2 선회부(21)의 기단 측이 연결되어 있다. 또, 제1 선회부(20)의 기단 측은 기대(8)에 연결되고, 제2 선회부(21)의 선단 측에는 제1 기둥부(17)의 하단이 고정되어 있다. 제2 선회부(21)는 제1 선회부(20)에 대해서 암지지부(16)의 길이방향과 평행한 방향(즉, 핸드(3)의 이동방향에 직교하는 방향)으로 직선상으로 상대이동 가능하게 되어 있다. 또한, 제1 선회부(20) 및 제2 선회부(21)는 중공형상으로 형성되어 있다.

이동기구(10)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 선회부(20)와 제2 선회부(21)와의 사이에 배치되어 있다. 즉, 이동기구(10)는 제1 선회부(20)와 제2 선회부(21)와의 연결부에 배치되어 있다. 이하, 이동기구(10) 및 그 주변부의 구성에 대해서 설명한다.

또한, 상술한 바와 같이, 제2 기둥부(18)는 제1 기둥부(17)에 대해서 상하방향으로 이동 가능하게 되어 있고, 또, 승강부(15)는 제2 기둥부(18)에 대해서 상하방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 즉, 로보트(1)는 제2 기둥부(18) 및 승강부(15)를 승강시키는 승강기구(도시생략)를 구비하고 있다. 또, 선회부재(9)는 기대(8)에 대해서 회동 가능하게 되어 있다. 즉, 로보트(1)는 선회부재(9)를 회동시키는 선회기구(도시생략)를 구비하고 있다.

(이동기구 및 그 주변부의 구성)

도 4는 도 2에 나타내는 이동기구(10) 및 그 주변부의 구성을 설명하기 위한 평면도이다. 도 5는 도 4의 G-G방향에서 이동기구(10) 및 그 주변부의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 도 4의 H부의 확대도이다. 도 7은 도 6의 J-J방향에서 이동기구(10)를 설명하기 위한 도면이다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 제2 선회부(21)는 측면에서 보았을 때의 형상이 2회 절곡된 계단 모양이 되도록 형성되어 있고, 제1 기둥부(17)의 하단이 고정되는 고정부(21a)와, 제1 선회부(20)에 연결되는 연결부(21b)를 구비하고 있다. 고정부(21a)와 연결부(21b)는, 서로 대략 평행하게 배치됨과 아울러, 연결부(21b)는 고정부(21a)보다도 상측에 배치되어 있다. 또, 연결부(21b)는 제1 선회부(20)의 선단 측과 상하방향으로 겹쳐져 있다. 구체적으로는, 연결부(21b)는 제1 선회부(20)의 선단 측의 상측에 배치되어 있다. 또, 고정부(21a)는 제1 선회부(20)와 대략 동일한 높이에 배치되어 있다.

이동기구(10)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 상하방향에서 보았을 때에, 암지지부(16)의 길이방향에서 암(4)의 기단 측을 지지하는 암지지부(16)의 선단 측과 주상부재(7)와의 사이에 배치되어 있다. 즉, 이동기구(10)는 상하방향에서 보았을 때에, 암지지부(16)의 길이방향에서 암(4)의 기단과 주상부재(7)와의 사이에 배치되어 있다. 또, 이동기구(10)는 구동원이 되는 회전형의 모터(25)와, 모터(25)의 출력축에 연결되는 나사부재로서의 볼나사(26)와, 볼나사(26)의 수나사부에 나사맞춤하는 암나사부를 가지는 너트부재(27)와, 리니어 가이드(28)를 구비하고 있다.

모터(25)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제2 선회부(21)의 연결부(21b)의 내부에 배치되어 있다. 또, 모터(25)는 연결부(21b)의 내부에 고정되어 있다. 모터(25)의 출력축에는 감속기(29)가 장착되어 있다. 감속기(29)의 출력축에는 커플링(30)을 통하여 볼나사(26)가 장착되어 있다. 즉, 볼나사(26)는 감속기(29) 및 커플링(30)을 통하여 모터(25)의 출력축에 연결되어 있다. 또, 볼나사(26)는 제2 선회부(21)에 고정되는 베어링(31)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 너트부재(27)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 브래킷(32)에 고정되어 있으며, 연결부(21b)의 내부에 배치되어 있다. 브래킷(32)은 제1 선회부(20)의 선단 측의 상면에 고정되어 있다.

리니어 가이드(28)는 가이드 레일(33)과, 가이드 레일(33)에 맞물림과 아울러 가이드 레일(33)을 따라서 슬라이드하는 가이드 블록(34)을 구비하고 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 가이드 레일(33)은 제1 선회부(20)의 선단 측의 상면에 고정되어 있다. 가이드 블록(34)은 제2 선회부(21)의 연결부(21b)의 하면에 고정되어 있다. 리니어 가이드(28)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 상하방향에서 보았을 때에, 모터(25), 볼나사(26) 및 너트부재(27) 등의 양측에 배치되어 있다.

이동기구(10)에서는 모터(25)가 기동하면, 볼나사(26)가 회전하여, 도 4의 이점쇄선으로 나타내는 바와 같이, 제1 선회부(20)에 대해서 제2 선회부(21)가 암지지부(16)의 길이방향으로 이동한다.

(산업용 로보트의 개략 동작)

도 8은 도 1에 나타내는 기판(2)이 기울어진 상태에서 수납되어 있을 때의 산업용 로보트(1)의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.

이상과 같이 구성된 로보트(1)에서는, 제1 기둥부(17)에 대해서 제2 기둥부(18)가 상하이동함과 아울러, 제2 기둥부(18)에 대해서 지지부재(6)가 핸드(3) 및 암(4) 등과 함께 상하이동한다. 또, 본체부(5)에 대해서 암(4)이 신축한다. 구체적으로는, 핸드(3)가 소정방향을 향한 상태에서 직선상으로 움직이도록 암(4)이 신축한다. 또한, 기대(8)에 대해서 선회부재(9)가 회동한다. 이들 동작의 조합에 의해서, 로보트(1)는 기판(2)이 수납되는 수납위치로부터 기판(2)에 소정의 작업을 하는 작업위치로 기판(2)을 반송한다.

여기서, 본 형태에서는, 로보트(1)는 수납위치에 수납된 기판(2)을 반출할 때에, 우선, 핸드(3)를 신축시켜, 핸드(3)에 마련된 센서에 의해서, 기판(2)의 반출방향에 대한 기판(2)의 기울어짐을 검출한다. 이 기판(2)의 기울어짐 검출동작으로 기판(2)의 기울어짐이 검출되지 않으면(혹은, 기판(2)의 기울어짐이 규정값 이하이면), 로보트(1)는 다시 핸드(3)를 신축시켜, 수납위치로부터 기판(2)을 반출하고, 반출한 기판(2)을 소정의 작업위치로 반입한다. 이 때, 수납위치에서 기판(2)을 탑재할 때의 로보트(1)의 상태는, 도 8의 이점쇄선으로 나타내는 상태가 된다. 즉, 이 때에는, 핸드(3)는 기판(2)의 반출방향과 대략 평행하게 되어 있다.

한편, 기판(2)의 기울어짐 검출동작으로 기판(2)의 기울어짐이 검출되면(혹은, 검출된 기판(2)의 기울어짐이 규정값을 넘고 있으면), 기판(2)의 반출방향으로 대략 직교하는 방향으로의 기판(2)의 위치 어긋남을 억제하면서 기판(2)의 기울어짐을 보정하기 위해, 로보트(1)는 기대(8)에 대해서 선회부재(9)를 소정량 회동시킴과 아울러 모터(25)를 기동시켜, 제1 선회부(20)에 대해서 제2 선회부(21)를 암지지부(16)의 길이방향으로 이동시킨다. 즉, 기대(8)에 대해서 주상부재(7)를 암지지부(16)의 길이방향으로 이동시킨다. 그 후, 로보트(1)는 핸드(3)를 신축시켜, 수납위치로부터 기판(2)을 반출한다. 이 때, 수납위치에서 기판(2)을 탑재할 때의 로보트(1)의 상태는, 도 5의 실선으로 나타내는 상태가 된다. 즉, 이 때에는, 핸드(3)는 기판(2)의 반출방향에 대해서 기판(2)의 기울어짐과 동일한 정도로 기울어져 있다. 또, 로보트(1)는, 기판(2)을 반출한 후에, 모터(25)를 기동시켜, 조금 전의 이동방향과 역방향으로 제2 선회부(21)를 이동시킴과 아울러 조금 전의 회동방향과 역방향으로 선회부재(9)를 소정량 회동시킨다. 그 후, 로보트(1)는 핸드(3)를 신축시켜, 기판(2)을 작업위치로 반입한다.

이와 같이, 본 형태에서는 기판(2)의 기울어짐에 따라 기대(8)에 대해서 선회부재(9)를 소정량 회동시킴과 아울러, 제1 선회부(20)에 대해서 제2 선회부(21)를 이동시킨 상태에서 수납위치로부터 기판(2)을 반출하고, 그 후, 선회부재(9)를 역방향으로 소정량 회동시킴과 아울러, 제2 선회부(21)를 역방향으로 이동시키고 나서, 기판(2)을 작업위치로 반입하기 때문에, 수납위치에 수납된 기판(2)의 기울어짐은 기판(2)의 반출방향에 직교하는 방향에서의 기판(2)의 위치 어긋남이 억제된 상태에서 작업위치로 반입될 때에 보정된다. 또한, 기판(2)의 기울어짐 검출동작에 의해서, 기판(2)의 기울어짐이 검출되었을 경우에, 기대(8)에 대해서 선회부재(9)를 회동시키고, 또, 제1 선회부(20)에 대해서 제2 선회부(21)를 이동시키면서, 암(4)을 신축시켜도 된다.

(본 형태의 주된 효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 형태의 로보트(1)는 기대(8)에 대해서 주상부재(7)를 핸드(3)의 이동방향에 직교하는 방향으로 상대이동시키는 이동기구(10)를 구비하고 있다. 이 때문에, 기판(2)의 기울어짐이 검출되었을 때에는, 기대(8)에 대해서 주상부재(7)를 상대이동시킴과 아울러 기대(8)에 대해서 선회부재(9)를 회동시키면, 반입되는 기판(2)의 위치 어긋남을 억제하면서 그 기울어짐을 보정하는 것이 가능하게 된다. 즉, 기대(8)를 수평방향으로 이동시키기 위한 기구를 구비하지 않아도, 반입되는 기판(2)의 위치 어긋남을 억제하면서 그 기울어짐을 보정하는 것이 가능하게 된다.

또, 본 형태에서는, 이동기구(10)는 기대(8)에 대해서 주상부재(7)를 상대이동시키기 때문에, 로보트(1)가 더블 암형의 로보트라도 2개의 이동기구(10)를 배치할 필요가 없다. 따라서, 로보트(1)의 구성을 간소화하는 것이 가능하게 된다. 또, 본 형태에서는, 지지부재(6)에 암(4)이 지지되어 있고, 이동기구(10)는 지지부재(6)를 지지하는 주상부재(7)를 기대(8)에 대해서 상대이동시키기 때문에, 주상부재(7)가 기대(8)에 대해서 상대이동할 때에, 주상부재(7)와 암(4)이 간섭할 우려가 없다. 따라서, 본 형태에서는 주상부재(7)의 이동량을 확보하는 것이 가능하게 되어, 반입되는 기판(2)의 기울어짐이 커도 기판(2)의 기울어짐을 적절히 보정하는 것이 가능하게 된다.

이와 같이, 본 형태에서는 암(4)을 지지하는 지지부재(6)를 상하방향으로 이동 가능하게 지지하는 주상부재(7)를 로보트(1)가 구비하고 있는 경우에서도, 비교적 간이한 구성으로 반입되는 기판(2)의 위치 어긋남을 억제하면서 그 기울어짐을 적절히 보정하는 것이 가능하게 된다. 또, 본 형태에서는 기판(2)이 기울지는 않지만 기판(2)의 반출방향에 직교하는 방향에서 위치 어긋남을 일으키고 있는 경우에, 기대(8)에 대해서 주상부재(7)를 이동시킴으로써, 이 위치 어긋남을 보정하는 것이 가능하게 된다. 또, 본 형태에서는 이동기구(10)에 의해서 기대(8)에 대해서 주상부재(7)를 이동시킴으로써, 로보트(1)의 설치오차나 조립오차를 보정하는 것이 가능하게 된다. 이 때문에, 로보트(1)의 설치나 조립을 용이하게 행하는 것이 가능하게 된다.

본 형태에서는, 이동기구(10)는 제1 선회부(20)와 제2 선회부(21)와의 사이에 배치되어 있다. 또, 주상부재(7)로부터 선회부재(9)와 대략 평행하게 연장하도록 형성되는 암지지부(16)의 기단 측은 주상부재(7) 측에 배치되고, 암(4)은 암지지부(16)의 선단 측에 지지되어 있다. 이 때문에, 제2 선회부(21), 주상부재(7), 지지부재(6), 암(4) 및 핸드(3) 등에 의해서 구성되는 구조체의 무게중심의 하측에 이동기구(10)를 배치하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 리니어 가이드(28)에 과잉한 외력이 작용하는 것을 억제하는 것이 가능하게 된다.

본 형태에서는, 이동기구(10)는 상하방향에서 보았을 때에 암지지부(16)의 길이방향에서 주상부재(7)와 암(4)의 기단과의 사이에 배치되어 있다. 이 때문에, 데드 스페이스가 되기 쉬운 주상부재(7)와 암(4)의 기단과의 사이에, 제1 선회부(20)의 기단 측과 제2 선회부(21)의 연결부(21b)를 상하방향으로 겹쳐서 배치함과 아울러 이동기구(10)를 배치하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 제1 선회부(20)의 기단 측과 제2 선회부(21)의 연결부(21b)가 상하방향과 겹쳐지도록 배치되고, 또, 제1 선회부(20)와 제2 선회부(21)와의 사이에 이동기구(10)가 배치되어 있어도, 로보트(1)를 소형화하는 것이 가능하게 된다.

(다른 실시형태)

상술한 형태는, 본 발명의 바람직한 형태의 일례이지만, 이것에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서 여러 가지 변형실시가 가능하다.

상술한 형태에서는, 모터(25)는 제2 선회부(21)의 연결부(21b)의 내부에 고정되고, 너트부재(27)는 브래킷(32)을 통하여 제1 선회부(20)에 고정되어 있다. 그 밖에도 예를 들어, 도 9에 나타내는 바와 같이, 제1 선회부(20)의 선단 측의 내부에 모터(25)가 고정되고, 제2 선회부(21)의 내부에 너트부재(27)가 고정되어도 된다.

상술한 형태에서는, 이동기구(10)는 제1 선회부(20)와 제2 선회부(21)와의 사이에 배치되어 있다. 그 밖에도 예를 들어, 도 10에 나타내는 바와 같이, 이동기구(10)는 주상부재(7)의 하단(즉, 제1 기둥부(17)의 하단)과 선회부재(9)와의 사이에 배치되어도 된다. 즉, 이동기구(10)는 주상부재(7)와 선회부재(9)와의 연결부에 배치되어도 된다. 이 경우에는, 제1 선회부(20)와 제2 선회부(21)와의 2개의 부재에 의해서 선회부재(9)가 구성될 필요는 없고, 선회부재(9)는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 1개의 부재에 의해서 구성된다. 또, 이 경우에는, 예를 들어, 모터(25)가 선회부재(9)의 내부에 고정되고, 너트부재(27)가 제1 기둥부(17)의 하단에 고정된다. 또, 예를 들어, 가이드 레일(33)은 선회부재(9)의 선단 측의 상면에 고정되며, 가이드 블록(34)은 제1 기둥부(17)의 하단에 고정된다.

상술한 형태에서는, 선회부재(9)의 길이방향은 암지지부(16)의 길이방향에 대해서 약간 기울어져 있고, 제2 선회부(21)는 제1 선회부(20)에 대해서 암지지부(16)의 길이방향에 직선상으로 상대이동한다. 그 밖에도 예를 들어, 도 11에 나타내는 바와 같이, 암지지부(16)의 길이방향에 대해서 약간 기우는 선회부재(9)의 길이방향(화살표 V의 방향)으로 제1 선회부(20)에 대해서 제2 선회부(21)가 상대이동하도록 이동기구(10)가 배치되어도 된다. 또, 선회부재(9)의 길이방향 이외의 방향으로서, 또한, 핸드(3)의 이동방향으로 일치하지 않을 방향(예를 들어, 핸드(3)의 이동방향에 대해서 소정 각도 기우는 방향)으로 제1 선회부(20)에 대해서 제2 선회부(21)가 상대이동하도록 이동기구(10)가 배치되어도 된다.

상술한 형태에서는, 선회부재(9)의 길이방향은 암지지부(16)의 길이방향에 대해서 약간 기울어져 있다. 그 밖에도 예를 들어, 도 12에 나타내는 바와 같이, 선회부재(9)의 제1 선회부(20)는, 상하방향에서 보았을 때에, 암지지부(16)의 길이방향과 평행한 방향을 길이방향으로 하는 대략 장방형 모양으로 형성되어도 된다. 이 경우에는, 제2 선회부(21)는, 예를 들어, 상하방향에서 보았을 때의 형상이 2회 절곡된 계단 모양이 되도록 형성되어 있고, 연결부(21b)는 제1 선회부(20)의 선단 측의 상측에 배치되어 있다. 또한, 선회부재(9)의 전체의 길이방향이 암지지부(16)의 길이방향과 평행이 되도록 선회부재(9)가 형성되어도 된다.

상술한 형태에서는, 본체부(5)는 수평방향으로 이동 가능하게 되지 않지만, 본체부(5)는 수평방향으로 이동 가능하게 되어 있어도 된다. 즉, 로보트(1)는, 도 13, 도 14에 나타내는 바와 같이, 수평방향(예를 들어, 좌우방향)으로 이동 가능하게 기대(8)를 지지하는 베이스부재(40)와, 베이스부재(40)에 대해서 기대(8)를 수평방향으로 이동시키는 수평이동기구를 구비하고 있어도 된다.

상술한 형태에서는, 지지부재(6)는 암지지부(16)를 구비하고 있고, 암(4)의 기단 측은 암지지부(16)의 선단 측에 지지되어 있다. 그 밖에도 예를 들어, 지지부재(6)가 승강부(15)에 의해서 구성됨과 아울러, 암(4)의 기단 측이 승강부(15)에 지지되어도 된다. 또, 상술한 형태에서는, 이동기구(10)는 회전형의 모터(25)와, 볼나사(26)와, 너트부재(27)를 구비하고 있지만, 이동기구(10)는 리니어 모터라도 된다.

상술한 형태에서는, 제1 기둥부(17)에 대해서 제2 기둥부(18)가 상하방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 그 밖에도 예를 들어, 제1 기둥부(17)의 소정의 위치에 제2 기둥부(18)가 고정되어도 된다. 이 경우에는, 제2 기둥부(18)에 유지된 승강부(15)만이 상하방향으로 이동한다. 또, 상술한 형태에서는, 주상부재(7)는 제1 기둥부(17)와 제2 기둥부(18)를 구비하고 있지만, 주상부재(7)는 1개의 기둥부로 구성되어도 된다. 이 경우에는, 이 기둥부에 승강부(15)가 상하방향으로 이동 가능하게 유지된다.

상술한 형태에서는, 암(4)은 제1 암부(13)와 제2 암부(14)와의 2개의 암부에 의해서 구성되어 있지만, 암(4)은 3개 이상의 암부에 의해서 구성되어도 된다. 또, 상술한 형태에서는, 로보트(1)는 2개의 핸드(3) 및 2개의 암(4) 등을 구비하는 이른바 더블 암형의 로보트이지만, 로보트(1)는 1개의 핸드(3) 및 1개의 암(4) 등을 구비하는 싱글 암형의 로보트라도 된다. 또, 상술한 형태에서는, 로보트(1)에 의해서 반송되는 반송대상물은 기판(2)이지만, 로보트(1)에 의해서 반송되는 반송대상물은 기판(2) 이외의 반도체 웨이퍼 등이라도 된다.

1 로보트(산업용 로보트) 2 기판(유리기판, 반송대상물)
3 핸드 4 암
6 지지부재 7 주상부재
8 기대 9 선회부재
10 이동기구 16 암지지부
20 제1 선회부 21 제2 선회부
25 모터 26 볼나사(나사부재)
27 너트부재 28 리니어 가이드

Claims (8)

1. 반송대상물이 탑재되는 핸드와, 상기 핸드가 연결되는 암과, 상기 암을 지지하는 지지부재와, 상기 지지부재를 상하방향으로 이동 가능하게 지지하는 주상(柱狀)부재와, 기대(基臺)와, 상기 주상부재의 하단을 지지함과 아울러 상기 기대에 대해서 회동 가능한 선회부재와, 상기 기대에 대해서 상기 주상부재를 상하방향에 직교하는 소정방향으로 상대이동시키는 이동기구를 구비하고,
   상기 선회부재는 상기 기대로부터 상기 주상부재를 향하여 연장하는 가늘고 긴 블록 모양으로 형성됨과 아울러, 상기 기대에 회동 가능하게 유지되는 제1 선회부와, 상기 주상부재의 하단이 고정되는 제2 선회부를 구비하고,
   상기 이동기구는 상기 제1 선회부와 상기 제2 선회부와의 사이에 배치되며,
   상기 제2 선회부는 상기 제1 선회부에 대해서 직선상으로 상대이동 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 지지부재는 상기 주상부재로부터 상기 선회부재와 평행하게 연장하도록 형성되는 가늘고 긴 블록 모양의 암지지부를 구비하고,
   상기 암지지부의 기단 측은 상기 주상부재 측에 배치되며,
   상기 암은 상기 암지지부의 선단 측에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 이동기구는 상하방향에서 보았을 때에 상기 암지지부의 길이방향에서 상기 주상부재와 상기 암의 기단과의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 이동기구는 상기 주상부재의 하단과 상기 선회부재와의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
6. 청구항 1 또는 청구항 3 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이동기구는 모터와, 상기 모터의 출력축에 연결되는 나사부재와, 상기 나사부재의 수나사부에 나사맞춤하는 암나사부를 가지는 너트부재와, 리니어 가이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
7. 청구항 1 또는 청구항 3 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상하방향에 직교하는 소정방향으로 상기 기대를 이동시키는 수평이동기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
8. 청구항 6에 있어서,
   상하방향에 직교하는 소정방향으로 상기 기대를 이동시키는 수평이동기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.

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