KR20070058980A

KR20070058980A - 산업용 로보트

Info

Publication number: KR20070058980A
Application number: KR1020060121556A
Authority: KR
Inventors: 타카유키 야자와; 야스노리 타케우치; 히로토 나카지마; 히로카즈 와타나베
Original assignee: 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
Priority date: 2005-12-05
Filing date: 2006-12-04
Publication date: 2007-06-11
Also published as: CN1978154A; TW200732111A; JP4605560B2; KR101367454B1; US7566198B2; JP2007152495A; US20070151388A1; CN1978154B; TWI359064B

Abstract

아암 선회량에 제한이 없는 저 비용의 산업 로보트를 제공한다.

본체부측으로부터 제1 아암(20), 제2 아암(30) 및 핸드 아암(40)의 순서로 연결되고, 그 핸드 아암(40)이 일정 방향으로 신축하도록 회동 구동하는 아암부(10)와, 그 아암부(10)의 신축 동작을 행하는 제1의 회동축인 중공 회동축(3) 및 이 중공 회동축(3)내에 있어서 상기 제1 아암(20)과 함께 상기 핸드 아암(40)의 신축 방향을 변화시키는 제2의 회동축인 중실 회동축(2)을 구비한 본체부(100)를 가지고 있고, 이 본체부(100)는 중실 회동축(2)의 원점 위치를 검출하는 제1 센서(4)를 가지는 제1 센서 기구와, 그 중실 회동축(2)에 설치되고, 중실 회동축(2)과 중공 회동축(3)과의 상대적인 원점 위치를 검출하는 제2 센서(5)를 가지는 제2 센서 기구를 가지고 있고, 중실 회동축(2)에는 로터리 조인트(6)가 전기 접속되고, 제2 센서(5)가 이 로터리 조인트(6)에 접속되어 있다.

Description

산업용 로보트{INDUSTRIAL ROBOT}

도 1은 본 발명의 산업용 로보트의 일례를 나타내는 평면도 (A) 및 A-A 단면도 (B).

도 2는 도 1에 나타내는 제1 아암의 내부 구조를 나타내는 평면도 (A) 및 B - B 단면도 (B).

도 3은 도 1에 나타내는 제2 아암의 내부 구조를 나타내는 평면도 (A) 및 C - C 단면도 (B).

도 4는 도 1에 나타내는 본체부의 A-A 단면의 확대도.

도 5는 도 1에 나타내는 산업용 로보트의 본체부를 120°각도를 바꾸어 보았을 때의 단면도 (A)와, 240°각도를 바꾸어 보았을 때의 단면도 (B).

도 6은 본 발명의 산업용 로보트의 본체부의 횡단면도.

도 7은 제1 센서 기구의 일례를 나타내는 개략 구성도.

도 8은 제2 센서 기구의 일례를 나타내는 개략 구성도.

도 9는 아암부의 신축 동작의 설명도.

도 10은 아암부의 선회 및 신축 형태의 예를 나타내는 것이며, (A) 행 ~ (F) 행에 나타내는 선회(旋回) 형태와, (i) 열 ~ (iii) 열에 나타내는 신축(伸縮) 형태를 나타내는 설명도.

도 11은 본 발명의 산업용 로보트가 반도체의 제조 프로세스에 이용되는 예를 시 개략 평면도.

도 12는 도 11의 개략 측면도.

<부호의 설명>

1 로보트

2 중실(中實) 회동축

3 중공(中空) 회동축

4 제1 센서

4a 리드 선

5 제2 센서

5a 리드 선

6 로터리 조인트(joint)

6a 리드 선

7,8 회전 부재

7a,7b 외주(外周)부

8a 받침대(臺)부

8b 평면부

20 제1 아암(arm)

21 제1 풀리(pulley)

22 제2 풀리

23 제1 벨트(belt)

24 연결축

30 제2 아암

31 제3 풀리

32 제4 풀리

33 제2 벨트

34 연결축

36 톱니 부착 벨트

37 평 벨트

40 핸드 아암

50 제1 모터

51 감속기

52, 54 풀리

53 타이밍 벨트

55 자기(磁氣) 씰

60 제2 모터

61 감속기

65 자기 씰

72 중공 고정축

80 제3 모터

81 모터축

87 접동(摺動) 부재

88, 89 고정 부재

본 발명은 산업용 로보트에 관한 것으로, 보다 자세하게 예를 들면 반도체 제조 장치 등의 감압 분위기하에서 이용되며, 아암 선회량에 제한이 없는 산업 로보트에 관한 것이다.

반도체 디바이스의 제조 시스템에 있어서는 반도체 디바이스를 제조하기 위한 시스템에 워크 반송(搬送) 로보트를 조립한 시스템이 이용되고 있다. 이러한 제조 시스템은 감압 분위기하에서 처리하는 복수의 챔버를 가지고 있고, 워크 반송 로보트는 복수의 챔버중에서 소정의 챔버에 대해 반도체 웨이퍼의 출입을 행하도록 동작한다. 이 때, 반도체 웨이퍼를 각 챔버에 반입/반출 할 때마다 챔버내를 상압(常壓)으로 되돌린다면, 다시 챔버내를 감압하여 처리를 개시하기까지 많은 시간을 필요로 하고, 작업 처리량의 저하를 초래하게 되므로, 최근의 제조 시스템은 일반적으로 각 챔버에 반도체 웨이퍼를 반입/반출 하는 워크 반송 로보트를 포함하는 공간을 예비 감압실(로드로크실)로 한 제조 시스템이 채용되고 있다. 이러한 제조 시스템에 의해, 챔버내를 상압으로까지 되돌리는 일 없이 반도체 웨이퍼를 반입/반출 할 수 있으므로, 작업 처리량의 향상을 도모하고 있다.

이러한 제조 시스템에 이용되는 워크 반송 로보트로서는 반송 효율의 향상이나 동작 시간을 단축시키는 것을 목적으로 한 각종 반송 로보트가 제안되고 있다. 예를 들면 특허 문헌 1에는 선회 가능하게 지지된 제1의 아암부와, 이 선(先)단에 굴곡 가능하게 지지된 제2의 아암부와, 이 선단에 그 중앙부가 회전 가능하게 지지된 제3의 아암부에 의해 구성되고, 제3의 아암부의 양단에 피처리체를 재치 홀딩하는 피처리체 재치부를 형성하고, 한 번에 2 매의 피처리체를 취급할 수 있는 반송 아암 장치가 제안되고 있다.

또, 예를 들면 특허 문헌 2는 아암 선회량의 제한을 개량하여 작업 처리량의 향상을 도모한 것이고, 구동원에 의한 샤프트의 회전에 대응하여 소정의 범위를 왕복으로 움직이는 이동 부재를 설치하고, 부재의 회전 이동의 범위를 규정하기 위해서, 센서부에 의해 이동 부재의 이동 범위를 규정하도록 한 반송 로보트가 제안되고 있다. 이 반송 로보트는 샤프트의 360 도 이상의 회전에 대응하여 센서를 설치할 수 있으므로, 어느 방향으로 대해서도 부재를 액세스할 수 있게 되어 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특개평 7-142551호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특개평 11-226883호 공보

상기 특허 문헌 1에 기재의 반송 아암 장치는 선회축, 신축축, 제3 아암부 회전축의 3 개의 구동축 각각에 모터가 접속되어 있으나, 각 구동축의 회전 제어에 대한 기재는 없으며, 회전 정밀도를 높이기 위해서는 필시 스텝핑 모터를 이용한다고 생각되지만, 그 경우에는 감속비를 높게 할 수 없다고 하는 난점이 있고, 또 장치의 비용도 늘어난다고 하는 문제도 있다.

또, 상기 특허 문헌 2에 기재의 반송 로보트는 아암의 선회량은 개선되고 있지만, 무한 회전이 가능한 것은 아니고, 캠 부재에 형성된 소용돌이 형상의 도랑의 길이로 제한되어 버린다. 그 때문에, 상기 로드로크실내에서의 동작과 같이 한 방향으로 치우쳐서 회전하는 경우에는 어느 한 번은 역으로 돌게 하지 않으면 안되고, 시간의 손실이 생겨서 작업 처리량의 향상을 도모할 수 없다고 하는 문제가 있다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 그 목적은 아암 선회량에 제한이 없는 저비용의 산업용 로보트를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 산업용 로보트는 본체부측으로부터 제1 아암, 제2 아암 및 핸드 아암의 순서로 연결되고, 해당 핸드 아암이 일정 방향으로 신축하도록 회동 구동하는 아암부와, 상기 아암부의 신축 동작을 행하는 제1의 회동축(구체적으로는 중공 회동축) 및 해당 제1의 회동축내에 있어서 상기 제1 아암과 함께 상기 핸드 아암의 신축 방향을 변화시키는 제2의 회동축(구체적으로는 중실 회동축)을 구비한 본체부를 가지는 산업용 로보트 로보트로서, 상기 본체부는 상기 제2의 회동축의 원점 위치를 검출하는 제1 센서를 가지는 제1 센서 기구와, 상기 제2의 회동축에 설치되어서 해당 제2의 회동축과 상기 제1의 회동축과의 상대적인 원점 위치를 검출하는 제2 센서를 가지는 제2 센서 기구를 갖고, 상기 제2의 회동축에는 로터리 조인트가 연결되고, 상기 제2 센서가 당해 로터리 조인트에 전 기 접속되어 있는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 상기 제1 센서 기구는 상기 제1 센서에 180°마다 온/오프 신호를 줄 수 있는 제1의 회전 부재를 가지도록 구성할 수 있고, 또 상기 제2 센서 기구는 제2 센서에 180°마다 온/오프 신호를 줄 수 있는 제2의 회전 부재를 가지도록 구성할 수 있다.

본 발명에 의하면, 본체부가 제2의 회동축의 원점 위치를 검출하는 제1 센서를 포함하는 제1 센서 기구와, 제2의 회동축에 설치되어서 그 제2의 회동축과 제1의 회동축과의 상대적인 원점 위치를 검출하는 제2 센서를 가지는 제2 센서 기구를 갖고, 그 제2의 회동축에는 로터리 조인트가 연결되고, 제2 센서가 로터리 조인트에 전기 접속되어 있으므로, 아암부의 신축과 아암부의 선회를 2 개의 센서 기구에서 양호한 위치 정밀도로 행할 수 있다. 또, 그 센서 기구에의 급전이 제2의 회동축으로 연결된 로터리 조인트로부터 행해지므로, 시계 회전 내지 반시계 회전으로 무한 회전 가능하고, 어느 한 번의 역 회전으로 의한 시간의 손실이 없고, 작업 처리량을 보다 향상시킬 수 있다. 또, 신축과 선회를 2 개 축의 회동에 의해 행하므로, 회동 제어하는 축 수가 적고, 비용 메리트가 있는 장치 구조로 되어 있다.

본 발명의 산업용 로보트에 있어서, 상기 제2의 회동축은 서보 모터로 구동하고, 해당 서보 모터는 감속 기구를 갖는 동시에 출력 신호가 2ⁿ의 로터리 인코더를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 제2의 회동축(예를 들면 중실 회동축)은 서보 모터로 구동하고, 그 서보 모터는 감속 기구를 갖는 동시에 로터리 인코더를 구비하고 있으 므로, 로터리 인코더의 카운터가 리셋 할 때에는 감속비와의 관계로부터, 중실 회동축(아암부도 동일)을 반드시 정수 회전 후의 상태로 할 수 있다. 그 결과, 카운터 리셋시의 아암부는 초기의 원점 위치와 동일한 위치로 되고, 그 후에 있어서의 로터리 인코더로 검출하는 회전량과 제1 및 제2의 센서 기구에 의해 판단하는 중실 회동축의 위치 판단을, 리셋 전의 위치 판단과 동일하게 할 수 있다.

그 결과, 장기간 사용했을 경우에도, 리셋 전후로의 원점 위치를 어지럽히는 일 없이 아암부의 신축과 선회를 행할 수 있다. 이러한 기계적인 제어 기구는 제어 소프트에 의하지 않기 때문에, 비용 메리트도 있고, 또 신뢰성이 높은 제어를 행할 수 있다.

상기의 경우에 있어서, 상기 감속 기구의 감속비를 1/128 로 하여, 상기 로터리인코더의 출력 신호는 2ⁿ 인 것이 바람직하다. 본 발명에 의하면, 출력 신호가 2ⁿ의 로터리 인코더와 감속비 1/128 의 감속 기구에 의해, 상기 효과를 구체적으로 실현할 수 있다.

본 발명의 산업용 로보트에 있어서 상기 제1 아암은 상기 본체부측에 있어서 상기 제2의 회동축으로 연결하는 제1 풀리와, 상기 제2 아암측에 있어서 해당 제2 아암에 연결하는 제2 풀리와, 해당 제1 풀리 및 제2 풀리 사이에 걸리는 제1 벨트를 포함하고, 상기 제2 아암은 상기 제2 풀리의 동심 위치에 있는 제3 풀리와, 상기 핸드 아암측에 있어서 해당 핸드 아암에 연결하는 제4 풀리와, 해당 제3 풀리 및 제4 풀리 사이에 걸리는 제2 벨트를 가지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의 하면, 제2의 회동축을 구동시키는 것으로 제1 아암과 제2 아암에 의하여 신축 동작이 행해져 제1의 회동축과 제2의 회동축 원상대 위치를 바꾸지 않고 구동시키는 것에 의하여 제1 아암 및 제2 아암을 선회하여 핸드 아암의 신축 방향을 변화시킬 수 있다. 이 경우, 상기 제1의 회동축은 4 상기 제1 아암을 회동 구동하도록 상기 제1 아암에 연결되고, 상기 제1 풀리와 제2 풀리와 제4 풀리와의 회전각비는「1 : 2 : 1」로 설정해 두는 것으로, 상기 제1의 회동축만을 회동 구동했을 때에, 상기 핸드 아암이 그 방향을 일정하게 하면서 신축하도록 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 산업용 로보트에 있어서, 상기 제2의 회동축인 중실 회동축과 상기 제1의 회동축인 중공 회동축과의 사이, 및 상기 중공 회동축과 해당 중공 회동축의 외주에 위치 하는 중공 고정축과의 사이가 자기 씰 되어 있는 것이 바람직하다. 본 발명에 각 축 사이가 자기 씰 되어 있으므로, 예를 들면 반도체 제조 장치 등의 감압 분위기하에서 바람직하게 이용된다.

본 발명의 산업용 로보트에 있어서는 상기 중공 회동축 및 상기 중실 회동축을 높이 방향으로 변위시키는 구동원을 가지는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 행하기 위한 바람직한 형태를 도면에 근거하여 설명한다. 또한, 본 발명의 산업용 로보트는 그 기술적 특징을 가지는 범위에 있어서, 이하의 설명 및 도면으로 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 산업용 로보트의 일례를 나타내는 평면도 (A) 및 A-A 단면도 (B)이다. 도 2는 도 1에 나타내는 제1 아암의 내부 구조를 나타내는 평면도 (A) 및 B-B 단면도 (B)이고, 도 3은 도 1에 나타내는 제2 아암의 내부 구조를 나타내는 평면도 (A) 및 C - C 단면도 (B)이다. 또, 도 4는 도 1에 나타내는 본체부의 A-A 단면의 확대도이다. 또, 도 5는 도 1에 나타내는 산업용 로보트의 본체부를 120°각도를 바꾸어 보았을 때의 단면도 (A)와 240°각도를 바꾸어 보았을 때의 단면도 (B)이고, 도 6은 본 발명의 산업용 로보트의 본체부의 횡단면도이다.

본 발명의 산업용 로보트(이하, 「로보트(1)」이라고 함)는 도 1에 나타내는 바와 같이 본체부측으로부터 제1 아암(20), 제2 아암(30) 및 핸드 아암(40)의 순서로 연결되고, 그 핸드 아암(40)이 일정 방향으로 신축하도록 회동 구동하는 아암부(10)와, 그 아암부(10)의 신축 동작을 행하는 제1의 회동축인 중공 회동축(3) 및 이 중공 회동축(3)내에 있어서 상기 제1 아암(20)과 함께 상기 핸드 아암(40)의 신축 방향을 변화시키는 제2의 회동축인 중실 회동축(2)을 구비한 본체부(100)를 가지고 있다.

(아암부)

먼저, 아암부(10)에 대해 설명한다. 아암부(10)는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본체부측으로부터 제1 아암(20), 제2 아암(30) 및 핸드 아암(40)의 순서로 연결되고, 그 핸드 아암(40)이 일정 방향으로 신축하도록 회동 구동한다. 핸드 아암(40)은 웨이퍼 등의 워크를 탑재하여 반송하기 위한 아암부이며, 도 1 등에 나타내는 바와 같이 양단에 각각 탑재부를 가지는 것이어도 되고, 한 쪽 끝단에 탑재부를 가지는 것이어도 된다.

각 아암 중에서, 제1 아암(20)은 본체부측에 있어서 중실 회동축(2)에 연결하는 제1 풀리(21)와, 제2 아암(30)측에 있어서 제2 아암(30)에 연결하는 제2 풀 리(22)와, 제1 풀리(21) 및 제2 풀리(22) 사이에 걸리는 제1 벨트(23)를 가지고 있다.

제2 아암(30)은 제2 풀리(22)의 동심 위치에 있는 제3 풀리(31)와, 핸드 아암(40)측에 있어서 핸드 아암(40)에 연결하는 제4 풀리(32)와, 제3 풀리(31) 및 제4 풀리(32) 사이에 걸리는 제2 벨트(33)를 가지고 있다. 본 발명에 있어서, 중공 회동축(3)을 구동시키는 것으로, 제1 아암(20)과 제2 아암(30)에 의하여 아암부(10)의 신축 동작을 해 중실 회동축(2)과 중공 회동축(3)의 상대 위치를 바꾸지 않고 중실 회동축(2)과 중공 회동축(3)을 함께 구동시키는 것으로, 제1 아암(20) 및 제2 아암(30)을 선회하여 핸드 아암(40)의 신축 방향을 변화시킨다.

제1 아암(20) 및 제2 아암(30)에 있어서, 벨트의 재질은 특히 한정되지 않으며, 스틸 벨트라도 클로로필렌 벨트, 니트릴고무 벨트, 우레탄고무 벨트 등의 고무 벨트도 되고, 스틸 벨트와 고무 벨트를 조합한 하이브리드 벨트여도 상관없다. 본 발명의 로보트(100)가 감압 분위기에서 이용되는 경우에는 가스나 분진의 발생이 적은 벨트가 바람직하게 적용되어 예를 들면 불소고무 벨트 등을 들 수 있다. 또, 벨트 형상에 대해서도, 평 벨트, 톱니 부착 벨트, 평 벨트와 톱니 부착 벨트를 조합한 하이브리드 벨트라도 좋다. 각 풀리의 형상은 이용하는 벨트의 종류에 따라 선택되고, 평 벨트의 경우는 평 풀리가 이용되고, 톱니 부착 벨트의 경우는 톱니 부착 풀리가 이용된다.

제1 풀리(21)와 제2 풀리(22)와의 사이에 걸린 제1 벨트(23)를 적당한 장력으로 하기 때문에, 도 2에 나타내는 바와 같이 제1 벨트(23)를 배면으로부터 누르 는 아이들풀리(26)를 설치해도 좋다. 아이들풀리(26)는 미세 조정이 가능한 기구로 설치되어 있고, 이 아이들풀리(26)에 의해, 제1 벨트(23)의 장력을 조정하는 동시에, 제1 풀리(21)와 제1 벨트(23)와의 사이의 접촉 각도를 보다 크게 할 수 있다.

또한, 도 3에 나타내는 제2 벨트(33)는 톱니 부착 벨트(36)(타이밍 벨트)와, 스틸제의 평 벨트(37)를 조합한 하이브리드 벨트이며, 양 벨트는 연결부(43)와 연결될 수 있고 있다. 연결부(43)에는 장력을 조정 할 수 있는 기구를 한쪽 또는 양쪽 모두에 가지고 있는 것이 바람직하다. 또한, 본원에서는 연결부의 상세 및 하이브리드 벨트의 상세한 것에 대하여는 할애 하지만, 하이브리드 벨트에 장착된 연결부는 양측의 풀리에 접촉하지 않는 위치까지밖에 회동하지 않게 되어 있다.

또, 제1 아암(20) 및 제2 아암(30)의 내부에는 도 2 및 도 3에 나타내는 리브(25, 35)가 설치되어 있어도 된다. 리브(25, 35)는 각 아암의 강성을 높여서 변형을 억제하도록 작용하므로, 아암의 두께를 얇게 하고 경량화를 도모할 수 있는 점에서 유리하다. 또한, 리브(25, 35)에는 제1 아암(20)의 기단부에 통과하는 빠짐 구멍(29, 39)을 형성하는 것이 바람직하다. 이 빠짐 구멍(29, 39)은 제1 아암(20)내의 공기와 제2 아암(30)내의 공기를 제1 아암(20)의 기단부로부터 외부로 빼기 위한 통로를 이루고 있고, 로보트(1)가 감압 분위기에 노출하게 되면, 제2 아암(30)내의 공기는 빠짐 구멍(39)을 관통하여 제2 아암(30)의 기단부에서부터 제1 아암(20)내로 들어가고, 또 제1 아암(20)내의 빠짐 구멍(29)을 통과하여 제1 아암(20)의 기단부에서부터 외부로 용이하게 빠지게 된다. 또한, 제1 아암(20)의 기단부는 본체부(100)측의 것이고, 본원에 있어서는 아암부(10)를 구동시키는 본체부 의 축상의 부위이다. 이 기단부에는 아암부(10)내의 공기를 외부로 나가게 하는 개구부가 설치되고, 그 개구부(9)에는 아암내에서 발생한 분진 등을 감압 분위기에 나가지 않기 위한 필터(11)가 장착되어 있다.

각 풀리의 직경비에 대해서는 제1 풀리(21)의 지름 R1과 제2 풀리(22)의 지름 R2 와는 R1 : R2 = 2 : 1의 관계이며, 제3 풀리(31)의 지름 R3과 제4 풀리(32)의 지름 R4 와는 R3 : R4 = 1 : 2의 관계로 되어 있다. 따라서, 제1 풀리(21), 제2 풀리(22)(제3 풀리(31)) 및 제4 풀리(32)의 회전각비는 1 : 2 : 1 되므로, 제1 풀리(21)와 제2 풀리 l22(제3 풀리(31))와 제4 풀리(32)와의 회전 각도비는 1 : 2 : 1 된다. 물들여 결과, 후술하는 도 9에 나타내는 바와 같이 제1 아암 (0)을 회동시키는 것으로, 제1 풀리(21)와 제2 풀리(22)를 상대적으로 회동시켜서 도 9a 상태에서 도 9b 및 도 9c 상태로 변화시키면, 제1 아암(20)과 제2 아암(30)과의 각도가 변화하지만, 핸드 아암(40)은 제1 아암(20)의 제1 풀리(21)의 중심점 P와 제2 아암(30)의 제4 풀리(32)의 중심점 R을 묶은 직선(가상선 X)상을, 방향을 일정하게 하면서 신축하도록 이동하게 된다.

(본체부)

다음에, 본체부(100)에 대해 설명한다. 본체부(100)는 도 4 ~ 도 6에 나타내는 바와 같이 아암부(10)의 신축 동작을 행하는 중공 회동축(3) 및 이 중공 자동축(3)내에 있어서 제1 아암(20)과 함께 핸드 아암(40)의 신축 방향을 변화시키는 중실 회동축(2)를 구비하고 있다. 그리고, 본 발명에서는 이 본체부(100)가 중실 회동축(2)의 원점 위치를 검출하는 제1 센서(4)를 가지는 제1 센서 기구와, 그 중 실 회동축(2)에 설치되고, 중실 회동축(2)과 중공 회동축(3)과의 상대적인 원점 위치를 검출하는 제2 센서(5)를 가지는 제2 센서 기구를 가지고 있고, 또한 중실 회동축(2)에는 로터리 조인트(6)가 연결되고, 제2 센서(5)가 이 로터리 조인트(6)에 전기 접속되어 있는 것에 특징이 있다.

이러한 특징을 가지는 본체부(100)을 구비하는 본 발명의 로보트(1)는 아암부(10)의 신축과 아암부(10)의 선회를 2 개의 센서 기구로 양호한 위치 정밀도로 행할 수 있다. 또, 그 센서 기구에의 급전이 중실 회동축(2)에 연결된 로터리 조인트(6)로부터 행해지므로, 시계 주위 회전 내지 반시계 회전으로 무한 회전 가능하고, 어느 한 번의 역 회전으로 의한 시간의 손실이 없고, 작업 처리량을 보다 향상시킬 수 있다. 또, 신축과 선회를 2 개의 축을 회동시켜서 행하므로, 회전시켜서 제어하는 축 수가 적고, 비용 메리트가 있는 장치 구조로 되어 있다. 이러한 본 발명의 산업용 로보트(1)는 예를 들면 반도체 제조 장치 등의 감압 분위기하에서 이용되고, 아암 선회량에 제한이 없는 저비용의 로보트로서 제공할 수 있다.

중실 회동축(2)은 도 4 ~ 도 6에 나타내는 바와 같이 본체부(100)를 구성하는 각 축 중 가장 중심측에 설치되는 축이며, 통상은 중실 구조이므로 본원에서는 「중실 회동축」이라고 말하지만, 반드시 중실 구조가 아니어도 된다. 이 중실 회동축(2)의 위쪽의 단부는 제1 풀리(21)에 장착되고, 중공 회동축(3)을 회전시켜서 제1 아암(20)을 회동시켰을 때에, 중실 회동축(2)을 회전시켜서 제1 풀리(21)와 제1 아암(20)과의 상대 위치를 변화시키지 않고 회전시키는 것으로, 아암부(10)의 신축 상태는 유지한 채로 아암부(10)를 선회시킬 수 있다.

중실 회동축(2)의 아래쪽의 단부에는 제1 모터(50)의 구동력이 주어진다. 본원에 있어서, 제1 모터(50)는 서보 모터인 것이 바람직하고, 도 5a에 나타내는 바와 같이 감속비가 큰 감속기(51)를 장착할 수 있다. 제1 모터(50)의 구동력은 모터축에 장착된 풀리(52)와 중실 회동축(2)의 하단에 장착된 풀리(54)와의 사이를 타이밍 벨트(53)를 거는 것에 의하여 전도된다.

제1 모터(50)를 서보 모터로 하면 감속비의 큰 감속기를 조합할 수 있고, 또 출력 신호가 2ⁿ(2의 멱승)의 로터리 인코더를 서보 모터에 구비하는 것으로, 로터리 인코더의 카운터가 리셋 할 경우에는 감속비와의 관계로부터, 중공 회동축(3)(아암부도 동일)을 반드시 정수 회전 후의 상태로 할 수 있다. 바람직하게 이용할 수 있는 감속기는 감속비 1/128 의 것이고, 출력 신호가 2ⁿ의 로터리 인코더와 감속비 1/128 의 감속 기구에 의해, 카운터 리셋시의 중실 회동축(2)은 초기의 원점 위치와 동일한 위치로 되고, 그 후에 있어서의 로터리 인코더로 검출하는 회전량과 제1 및 제2의 센서 기구에 의해 판단하는 중실 회동축(2)의 위치 판단을 리셋 전의 위치 판단과 동일하게 할 수 있다. 그 결과, 장기간 사용했을 경우에도, 리셋 전후로의 원점 위치를 어지럽히는 일 없이 아암부(10)의 신축과 선회를 행할 수 있다. 이러한 기계적인 제어 기구는 제어 소프트에 의하지 않기 때문에, 비용 메리트도 있고, 또한 신뢰성이 높은 제어를 행할 수 있다.

또한, 제1 센서 기구 및 제2 센서 기구를 이용하여 원점 위치가 검출되지만, 이것은 통상, 반입시 또는 복귀시 등에 실시되는 것이며, 동작시에는 상술한 서보 모터에 구비된 로터리 인코더에 의해 검출하도록 하고 있다.

한편, 중공 회동축(3)은 도 4 ~ 도 6에 나타내는 바와 같이 본체부(100)를 구성하는 각 축 중에서 상기 중실 회동축(2)의 외측에 설치되는 축이며, 문자 그대로 중공 구조로 되고 있다. 이 중공 회동축(3)의 위쪽의 단부는 제1 아암(20)에 장착되고, 제1 아암(20)을 회동하여 아암부(10)를 신축시키도록 작용한다.

중공도동축(3)의 하부의 단부에는 제2 모터(60)의 구동력이 주어진다. 본원에 있어서, 제2 모터(60)는 서보 모터인 것이 바람직하고, 도 5a에 나타내는 바와 같이 감속비가 큰 감속기(61)도 장착할 수 있다. 제2 모터(60)의 구동력은 모터축에 장착된 풀리(62)와 중공 회동축(3)의 하단에 장착된 풀리(64)와의 사이를 타이밍 벨트(63)를 거는 것에 의하여 전도된다. 또한, 도시와 같이 이 중공 회동축(3)에 장착되는 풀리(64)는 상기 중실 회동축(2)에 장착되는 풀리(54)의 상부에 배치되어 있다.

중공 회동축(3)의 외주측에는 도 4에 나타내는 바와 같이 중공 고정축(72)이 설치되어 있다. 이 중공 고정축(72)은 지지 부재(84)로 지지되어 있다.

중실 회동축(2)과 중공 회동축(3)과의 사이, 및 중공 회동축(3)과 이의 중공 회동축(3)의 외주에 위치하는 중공 고정축(72)과의 사이가 도 4 중의 검은 칠한 부분에 나타내는 바와 같이 볼 베어링(56, 66, 76)에 의해 지지되고, 또 자기 씰(55, 65)이 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해, 각 축간의 씰성을 확보할 수 있으므로, 예를 들면 반도체 제조 장치 등의 감압 분위기하에서 바람직하게 이용된다.

상술한 중실 회동축(2), 중공 회동축(3) 및 중공 고정축(72)은 도 4 및 도 5b에 나타내는 바와 같이 지지 부재(84)에 의해 일체화되고, 이 일체의 구조물은 제3 모터(80)인 서보 모터에 의해 일체로 승강하도록 동작한다. 제3 모터(80)는 모터축(81)에 커플링이나 베아링으로 구성된 조인트 구조체(82)를 통하여 볼 나사(85)에 직접 또는 풀리 기구를 통하여 연결된다. 제3 모터(80)는 본체부(100)의 케이스에 장착된 고정부재(88)에 장착되어 있다. 제3 모터(80)가 회전함으로써, 상기 볼 나사(85)와 나사 맞춤하면서 상기 지지 부재(84)에 고정된 너트(86)가 볼 나사(85)를 따라서 승강함으로써, 지지 부재(84)가 승강한다. 이 승강 동작은 도 5b 및 도 6에 나타내는 바와 같이 고정 부재(88, 89) 사이에 고정된 볼 스플라인 등의 접동 부재(87)에 의해서 행해진다. 접동 부재(87)는 도 6에 나타내는 예에서는 120°간격으로 배치되어 있다.

(센서 기구)

다음에, 센서 기구에 대해 설명한다. 도 7은 제1 센서 기구의 일례를 나타내는 개략 구성도이며, 도 8은 제2 센서 기구의 일례를 나타내는 개략 구성도이다. 제1 센서 기구는 도 7에 나타내는 바와 같이 중실 회동축(2)의 원점 위치를 검출하는 제1 센서(4)와 그 제1 센서(4)에 180°마다 온/오프 신호를 줄 수 있는 제1의 회전 부재인 회전 부재(7)로 구성된다. 회전 부재(7)는 도 7에 나타내는 바와 같이 소정의 두께로 형성되고, 2 분할한 180°영역의 외주부(7a)의 외경과 나머지의 180°영역의 외주부(7b)의 외경이 다르도록 형성된 것을 예시할 수 있다. 그리고, 이 회전 부재(7)의 외주부로부터 소정의 간격을 두고 제1 센서(4)를 배치함으로써, 그 외경차에 근거하는 신호를 검지하고, 온/오프 신호로서 제어 기구(도시하지 않음)에 출력한다. 이 때 이용되는 제1 센서(4)로서는 광전 센서 등이 바람직하게 이용된다. 또한, 부호 4a는 제1 센서(4)의 리드 선이며, 부호 7c는 필요에 따라서 설치되는 중심 구멍이다.

제1 센서(4)는 도 4에 나타내는 바와 같이 지지 부재(84)에 고정되어 있다. 한편, 회전 부재(7)는 중실 회동축(2)의 하단에 설치된 풀리(54)의 하면에 접합되고, 중실 회동축(2)의 회동과 함께 회동한다.

한편, 제2 센서 기구는 도 8에 나타낸 바와 같이, 중실 회동축(2)에 설치되고, 중실 회동축(2)과 중공 회동축(3)과의 상대적인 원점 위치를 검출하는 제2 센서(5)와, 그 제2 센서(5)에 180°마다 온/오프 신호를 줄 수 있는 제2의 회전 부재인 회전 부재(8)로 구성된다. 회전 부재(8)는 소정의 두께로 형성되고, 2 분할한 180°영역의 평면부에는 외주 가장자리 근방에 그 외주 가장자리를 따라서 형성된 소정 높이로 소정 폭으로 이루어지는 받침대부(8a)가 형성되고, 나머지의 180°영역의 평면부(8b)에는 그러한 받침대부가 형성되어 있지 않은 형태로 이루어지는 것이다. 이렇게 하여 형성한 회전 부재(8)는 중공 회동축(3)에 장착한 풀리(64)의 하면에 장착되어서 이용되지만, 상기 회전 부재(8)의 형상을 풀리(64) 자체의 하면에 가공한 것이어도 되고, 그 경우에는 풀리(64)와 회전 부재(8)와는 일체의 것으로 된다.

제2 센서(5)는 회전 부재(8)의 면에 수직으로 되도록 배치되고, 그 받침대부(8a)의 형성 위치로 선단이 향하도록, 그 받침대부(8a)로부터 소정의 간격을 두 고 배치된다. 제2 센서(5)는 받침대부(8a)의 유무(요철(凹凸) 차)에 근거하는 신호를 검지하고, 온/오프 신호로서 제어 기구(도시하지 않음)에 출력한다. 이 때 이용되는 제2 센서(5)로서는 광전 센서 등이 바람직하게 이용된다. 또한, 부호 5a는 제2 센서(5)의 리드 선이며, 부호 8c는 필요에 따라서 설치되는 중심 구멍이다.

제2 센서(5)는 도 4에 나타내는 바와 같이 중실 회동축(2)에 설치되어 있다. 또한, 본원에 있어서 「중실 회동축(2)에 설치되어 있는」 이란 중실 회동축(2)에 직접적으로 설치되어 있는 경우를 포함하는 것 외에, 도 4에 나타내는 바와 같이, 중실 회동축(2) 하단에 설치되고, 중실 회동축(2)과 함께 회전하는 풀리(54)에 설치되었을 경우나, 그 풀리(54)의 하면에 설치되어 있는 회전 부재(7)에 설치되어 있는 경우를 포함하는 의미로 이용하고 있다.

회전 부재(8)는 도 4에 나타내는 바와 같이 중공 회동축(3)의 하단에 설치된 풀리(64)의 하면에 접합되거나, 또는 풀리(64) 자체에 가공되고, 중실 회동축(2)의 회동과 함께 회동한다.

중실 회동축(2)에는 도 4 ~ 도 6에 나타내는 바와 같이 로터리 조인트(6)가 연결되고, 중실 회동축(2)과 함께 회전하는 제2 센서(5)가 이 로터리 조인트(6)에 전기 접속되어 있다. 그 때문에, 제2 센서(5)의 리드 선(5a)을, 그 로터리 조인트(6)에 브러쉬 접촉시킬 수 있으므로, 그 중실 회동축(2) 및 중공 회동축(3)을 시계 회전 내지 반시계 회전으로 무한 회전 가능하게 할 수 있다. 그 결과, 종래의 로보트와 같이 어느 한 번의 역 회전으로 의한 시간의 손실이 없고, 작업 처리량을 보다 향상시킬 수 있다.

(각 아암의 동작)

다음에, 아암부(10)의 동작을 이하에 설명한다. 도 9는 아암부의 신축 동작의 설명도이다. 아암부(10)는 제1 아암(20)과 제2 아암(30)이 동일한 길이로 되어 있고, 그 때문에, 도 9a에 나타내는 바와 같이, 초기 상태에서는 제1 아암(20)과 제2 아암(30)이 서로 겹친 상태로 된다. 여기서, 「동일한 길이」란, 아암의 양단에 위치하는 풀리의 중심 사이의 길이가 동일하다고 하는 의미이다. 또한, 초기 상태에서는 핸드 아암(40)은 제2 아암(30)에 직교하게 설치되어 있고, 서로 겹친 제1 아암(20) 및 제2 아암(30)의 긴 쪽 방향의 가상선 Y와, 핸드 아암(40)의 긴 쪽 방향의 가상선 X와는 직교하고 있다.

다음에, 중공 회동축(3)을 한 방향으로 각도 θ1 만큼 회전시키면, 제1 아암(20)도 제1 풀리(21)의 중심점 P를 중심으로 하여 각도 θ1 만큼 회전한다. 여기서, 제1 아암(20)은 각도 θ1 만큼 회전하지만, 이 때 제1 풀리(21)는 회전시키지 않으므로 제1 풀리(21)는 회전하지 않고, 제2 풀리(22)의 위치만 제1 아암(20)과 함께 각도 θ1만큼 회전 이동하기 때문에, 제2 풀리(22)는 중공 회동축(3)의 회전 방향과는 역방향으로 제1 벨트(23)를 통하여 회전하는 것으로 된다. 또, 제2 풀리(22)는 제2 아암(30)에 연결되어 있고, 본 발명에서는 제1 풀리(21)와 제2 풀리(22)의 직경비가 2 : 1 이므로, 제2 아암(30)은 도 9b에 나타내는 바와 같이 제1 아암(20)의 2 배의 속도로 제1 아암(20)의 회전 방향의 역방향으로 회전한다. 따라서, 제1 아암(20)와 제2 아암(30)과의 각도 θ2는 제1 아암(20)의 회전 각도 θ1의 2 배로 된다.

또, 본 발명에서는 제3 풀리(31)와 제4 풀리(32)의 직경비가 1 : 2 이므로, 핸드 아암(40)은 동일하게 도 9b에 나타내는 바와 같이, 제2 아암(30)의 1/2 배의 속도로 제2 아암(30)의 회전 방향의 역방향으로 회전한다. 따라서, 제2 아암(30)과 핸드 아암(40)과의 각도 θ3은 제1 아암(20)과 제2 아암(30)과의 각도 θ2의 1/2 배로 된다.

다음에 더욱 중공 회동축(3)을 회전시키면, 이상 설명한 바와 같이, 제1 아암(20)은 제1 풀리(21)의 중심점 P를 중심으로 하여 다시 회전하고, 그 결과 제2 아암(30)은 제1 아암(20)의 2 배의 속도로 제1 아암(20)의 회전 방향의 역방향으로 회전하고, 핸드 아암(40)은 제2 아암(30)의 1/2 배의 속도로 제2 아암(30)의 회전 방향의 역방향으로 회전하고, 도 9c에 나타내는 상태로 된다. 이 상태로부터 중공 회동축(3)을 역회전시키면, 아암부(10)는 도 9c의 신장(伸長) 상태로부터 도 9b 상태를 거쳐서 도 9a 상태로 돌아온다.

이상과 같이 제1 아암(20)의 회전각 θ1과 핸드 아암(40)의 회전각 θ3의 변화가 동일하게 되고, 또 제1 아암(20)과 제2 아암(30)의 길이가 동일하므로, 제2 아암(30)과 핸드 아암(40)이 연결하는 제4 풀리(32)의 중심점 R은 상기 가상선 X 상을 신축하도록 변화하고, 핸드 아암(40)은 상기 가상선 X 상을 긴 쪽 방향을 바꾸지 않고 변화한다. 따라서 제2 모터(60)의 회전으로 의하여, 핸드 아암(40)은 일정 방향으로 신축 운동하도록 변위한다.

도 10은 아암부의 선회 형태 및 신축 형태의 예를 나타내는 것이며, (A) 행 ~ (F) 행에 나타내는 선회 형태와 (i) 열 ~ (iii) 열에 나타내는 신축 형태를 나 타내는 설명도이다. 도 10에 있어서, (i) 열은 초기 상태를 나타내고, (ii) 열은 한 방향으로의 신장 상태를 나타내고, (iii) 열은 다른 방향으로의 신장 상태를 나타내고 있다. 즉, (i) 열의 초기 상태에 있어서, 중공 회동축(3)을 정회전시키면 (ii) 열 상태로 되고, 역회전시키면 (iii) 열 상태로 된다.

한편, (A) 행 ~ (F) 행에 나타내는 상태는 아암부(10)를 선회시킨 형태이다. 중실 회동축(2)과 중공 회동축(3)의 상대 위치를 변화시키지 않고 회전시키면 아암부(10)는 신축 동작을 행하지 않고 선회 동작한다. 도 10에 있어서는 6각의 로드로크실내에 배치된 형태를 상정하여 나타내고 있으나, (i) 열의 초기 상태에 있어서, 6 개의 게이트벤 중 소정의 게이트벤에 핸드 아암(40)의 긴 쪽 방향이 서로 마주 보도록 아암부(10)를 소정의 각도로 선회시키면, 그 각도에 의하여, (A) 행 ~ (F) 행의 6 종류의 형태로 변화시키는 것이 가능하다.

아암부(10)를 회전시켜서, 핸드 아암(40)을 소정의 게이트벤으로 향해 맞춘 후, 중공 회동축(3)을 정회전 또는 역회전시키는 것에 의하여, (i) 열 상태에서부터 (ii) 상태 내지 (iii) 열 상태로 핸드 아암(40)을 신축시킬 수 있다.

(위치 제어)

본 발명에 있어서는 상기의 제1 센서 기구와 제2 센서 기구에 의해, 중실 회동축(2)의 위치와 중공 회동축(3)의 중실 회동축(2)에 대하는 상대적인 위치를 검출할 수 있다. 즉, 도 7 및 도 8에서 설명한 바와 같이, 제1 센서 기구의 회전 부재(7) 및 제2 센서 기구의 회전 부재(8)는 180°로 2 분할되어 있다.

중실 회동축(2)에 있어서, 도 10의 (A) 행과 (D) 행과의 상위함, (B) 행과 (E) 행과의 상위함, 및 (C) 행과 (F) 행과의 상위함은 제1 센서(4)가 도 7에 나타내는 회전 부재(7)의 「외주부(7a)」측에 있는지, 「외주부(7b)」측에 있는지로 구별할 수 있다. 중실 회동축(2)은 (A) 행에서부터 (D) 행을 거쳐서 다시 (A) 행으로 돌아왔을 때에 정수 회전한 것으로 된다. 또, 동일「외주부(7a)」를 나타내는 예를 들면 (A) 행 ~ (C) 행의 구별 및 제어는 예를 들면 제1 모터(50)에 로터리 인코더를 장착하고, 그 출력 신호로부터 구별하거나 또는 제어하는 것이 가능하다.

또, 본 발명의 로보트(1)는 아암부(10)의 원점 위치를 결정해 둘 수 있다. 예를 들면, 중실 회동축(2)에 있어서는 도 7에 나타내는 바와 같이 「외주부(7a)」와「외주부(7b)」라는 경계에 있어서, 도시된 회전 부재(7)가 시계 회전일 때에 「외주부(7b)」에서부터 「외주부(7a)」로 변화하는 측을 원점 위치라고 규정하고, 또한 중공 회동축(3)에 있어서는 도 8에 나타내는 바와 같이 「받침대부(8a)」와 「평면부(8b)」라는 경계에 있어서, 도시된 회전 부재(8)가 시계 회전일 때에 「받침대부(8a)」에서부터 「평면부(8b)」로 변화하는 측을 원점 위치라고 규정하여 제어 기구의 메모리에 기억시키는 것에 의하여, 원점 위치를 상시 또는 필요에 따라서 재현할 수 있다.

또, 본 발명의 로보트(1)는 중실 회동축(2)를 회동 구동시키기 위한 제1 모터(50)과 중공 회동축(3)을 회동 구동시키기 위한 제2 모터(60)에, 로터리 인코더를 설치하는 것이 바람직하다. 그 결과, 로터리 인코더로 검출하는 회전량과, 도 7 및 도 8에 나타내는 센서 기구에 의하여, 아암부(10)의 상태가 도 10에 나타내는 어떤 상태인지를 판단하는 것이 가능하다.

또한, 로터리 인코더는 인크리멘탈 인코더(incremental encorder)라도 앱솔루트 인코더(absolute encorder) 중 어느 쪽이라도 좋지만, 인크리멘탈 인코더를 이용했을 경우에는 회전각에 따라 펄스가 출력되고, 그 펄스수는 카운터로 검출된다. 이 때, 카운터는 결국 리셋되는 것으로 되지만, 리셋 되었을 때에, 아암부(10)의 위치가 초기시의 원점 위치와는 다른 경우에는 제어상 그 후의 위치 판단이 혼란스럽게 된다.

여기서, 본 발명에서는 상술하였으나, 출력 신호가 2ⁿ의 로터리 인코더(인크리멘탈 인코더)를 구비한 경우에는 중실 회동축(2)를 구동하는 서보 모터의 감속기를 1/128 의 감속비로 하고 있다. 이것에 의해, 인크리멘탈 인코더의 카운터가 리셋할 때에는 상기 감속비와의 관계로부터, 아암부(10)가 반드시, 정수 회전 상태로 되어 있다. 그 결과, 카운터 리셋시의 아암부(10)는 초기의 원점 위치와 동일한 위치로 되고, 그 후에 있어서의 로터리 인코더로 검출하는 회전량과, 도 7 및 도 8에 나타내는 센서 기구에 의해 판단하는 아암부(10)의 위치 판단을, 리셋 전의 위치 판단과 동일하게 할 수 있다. 그 결과, 장기간 사용했을 경우에도, 리셋 전후시의 원점 위치를 어지럽히는 일 없이 아암부의 신축과 선회를 행할 수 있다. 이러한 기계적인 제어 기구는 제어 소프트에 의하지 않기 때문에, 비용 메리트도 있고, 또 신뢰성이 높은 제어를 행할 수 있다.

(반도체 제조 프로세스에의 적용예)

도 11은 본 발명의 산업용 로보트가 반도체의 제조 프로세스에 이용되는 예 를 나타내는 개략 평면도이고, 도 12는 도 11의 개략 측면도이다. 도 11에 나타내는 장치는 반도체의 제조 프로세스에 있어서의 처리 집합 장치(150)이다. 장치 중앙에는 감압 가능한 로드로크실(209)이 있고, 본 발명의 로보트(1)가 배치되어 있다.

이 로드로크실(209)의 주위에는 그 원주 방향으로 6 분할된 처리실이 배치되어 있다. 이 중, 부호 210, 220, 230, 240의 4 실은 진공 처리실이며, 부호 203, 203의 2 실은 그 집합 처리 장치밖으로부터 웨이퍼의 주고 받음(受渡)을 행하는 수용실이다. 또, 부호 201은 집합 처리 장치밖으로부터 웨이퍼(304)의 주고 받음을 행하는 로보트이다. 이러한 집합 처리 장치(150)에서는 각 실의 입구에 게이트벤(202, 204, 205)이 설치되고, 그 게이트벤(202, 204, 205)의 개폐에 의해 처리실에의 출입이 행해진다.

또한, 본 발명의 로보트(1) 이외의 구성을 설명하면, 반송 로보트실(200)내에 설치된 반송 로보트(201)는 웨이퍼(304)가 수납된 웨이퍼 탑재 라크(301, 302, 303)(이하, 부호 300으로 나타냄)과 수용실(203)과의 사이에서 동작한다.

이러한 집합 처리 장치내에 본 발명의 로보트(1)가 배치되지만, 본 발명의 로보트(1)는 아암부(10)가 무한 회동 가능한 동시에, 아암부(10)의 신축과 선회를 2 개의 센서 기구 등으로 양호한 위치 정밀도로 제어할 수 있다. 그 결과, 어느 한 번의 역 회전으로 의한 시간의 로스가 없고, 작업 처리량을 보다 향상시킬 수 있다. 또, 신축과 선회를 2 개의 축(중실 회동축(2), 중공 회동축(3))을 회동시켜서 행하므로, 회전시켜서 제어하는 축 수가 적고, 비용 메리트가 있는 장치 구조로 되 고 있다. 이러한 본 발명의 산업용 로보트(1)는 상기과 같은 반도체 제조 장치의 감압 분위기하에서 이용되어서 아암 선회량에 제한이 없는 저비용의 로보트로서 이용할 수 있다.

이상, 본 발명의 산업용 로보트에 대해 설명하였으나, 상술의 본 실시 형태는 본 발명의 적합한 실시의 일례이고, 이것에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지 변형 실시 가능하다.

본 발명의 산업용 로보트에 의하면, 아암부의 신축과 선회를 2 개의 센서 기구로 양호한 위치 정밀도로 제어할 수 있고, 또, 그 센서 기구에의 급전이 중실 회동축으로 연결된 로터리 조인트로부터 행해지므로, 시계 회전 내지 반시계 회전으로 양호한 위치 정밀도로 무한 회전이 가능하게 된다. 그 결과, 어느 한 번의 역 회전으로 의한 시간의 손실이 없고, 작업 처리량을 보다 향상시킬 수 있다. 또, 신축과 선회를 2 개의 축을 회동시켜서 행하므로, 회전시켜서 제어하는 축 수가 적고, 비용 메리트가 있는 장치 구조로 되고 있다.

Claims

본체부측으로부터 제1 아암, 제2 아암 및 핸드 아암의 순서로 연결되고, 해당 핸드 아암이 일정 방향으로 신축(伸縮)하도록 회동 구동하는 아암부와, 상기 아암부의 신축 동작을 행하는 제1의 회동축 및 해당 제1의 회동축내에 있어서 상기 제1 아암과 함께 상기 핸드 아암의 신축 방향을 변화시키는 제2의 회동축을 구비한 본체부를 가지는 산업용 로보트에 있어서,

상기 본체부는

상기 제2의 회동축의 원점 위치를 검출하는 제1 센서를 가지는 제1 센서 기구와,

상기 제2의 회동축에 설치되어서 해당 제2의 회동축과 상기 제1의 회동축과의 상대적인 원점 위치를 검출하는 제2 센서를 가지는 제2 센서 기구를 갖고,

상기 제2의 회동축에는 로터리 조인트가 연결되고, 상기 제2 센서가 해당 로터리 조인트에 전기 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
제1항에 있어서,

상기 제1 센서 기구는 상기 제1 센서에 180°마다 온/오프 신호를 줄 수 있는 제1의 회전 부재를 갖는 동시에,

상기 제2 센서 기구는 제2 센서에 180°마다 온/오프 신호를 줄 수 있는 제2의 회전 부재를 가지는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
제1항에 있어서,

상기 제2의 회동축은 서보 모터로 구동하고,

해당 서보 모터는 감속 기구를 갖는 동시에 로터리 인코더를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
제3항에 있어서,

상기 감속 기구의 감속비를 1/128 로 하고, 상기 로터리 인코더의 출력 신호가 2ⁿ 인 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
제1항에 있어서,

상기 제1 아암은

상기 본체부측에 있어서 상기 제2의 회동축으로 연결하는 제1 풀리(pulley)와, 상기 제2 아암측에 있어서 해당 제2 아암에 연결하는 제2 풀리와, 해당 제1 풀리 및 제2 풀리 사이에 걸리는 제1 벨트를 갖고,

상기 제2 아암은

상기 제2 풀리의 동심(同心) 위치에 있는 제3 풀리와, 상기 핸드 아암측에 있어서 해당 핸드 아암에 연결하는 제4 풀리와, 해당 제3 풀리 및 제4 풀리 사이에 걸리는 제2 벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
제5항에 있어서,

상기 제1의 회동축은 상기 제1 아암을 회동 구동하도록 상기 제1 아암에 연결되고, 상기 제1 풀리와 제2 풀리와 제4 풀리와의 회전각비는 「1 : 2 : 1」로 설정되고, 상기 제1의 회동축만을 회동 구동했을 때에, 상기 핸드 아암이 그 방향을 일정하게 하면서 신축하도록, 상기 아암부는 상기 신축 동작을 행하는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1의 회동축 및 상기 제2의 회동축을 높이 방향으로 변위시키는 구동원을 가지는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
제1항에 있어서,

상기 제1의 회동축은 중공(中空) 회동축이고,

상기 제2의 회동축은 상기 중공 회동축내에 배치된 중실(中實) 회동축인 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
제8항에 있어서,

상기 중실 회동축과 상기 중공 회동축과의 사이, 및 상기 중공 회동축과 해당 중공 회동축의 외주(外周)에 위치하는 중공 고정축과의 사이가 자기(磁氣) 씰 되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.