KR20100024908A

KR20100024908A - 산업용 로보트

Info

Publication number: KR20100024908A
Application number: KR1020090079128A
Authority: KR
Inventors: 다카유키 야자와; 요시키 시무라
Original assignee: 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
Priority date: 2008-08-26
Filing date: 2009-08-26
Publication date: 2010-03-08
Also published as: TWI480140B; TW201026460A; CN101670579A; JP2010052055A; KR101585684B1; JP5280132B2; CN101670579B

Abstract

<과제> 큰 반송대상물이나 고가의 반송대상물의 반송에 적절한 산업용 로보트를 제공하는 것.

<해결 수단> 산업용 로보트는 반송대상물이 탑재되는 핸드(hand)와, 핸드가 연결되는 암(arm)과, 암을 지지하는 지지부재와, 지지부재를 상하이동시키는 상하구동기구와, 상하구동기구를 제어하는 제어부(80)를 구비하고 있다. 상하구동기구는 상하구동기구를 정지시키기 위한 2개의 브레이크(brake) 기구(24)를 구비하고, 제어부(80)는 2개의 브레이크 기구(24)를 제어하는 브레이크 제어부(84)를 구비하고 있다. 브레이크 제어부(84)는 2개의 브레이크 기구(24)를 단계적으로 작동시킨다.

Description

산업용 로보트{INDUSTRIAL ROBOT}

본 발명은 소정의 반송대상물을 반송하는 산업용 로보트에 관한 것이다.

종래부터, 소정의 반송대상물을 반송하는 산업용 로보트가 널리 이용되고 있다. 이런 종류의 산업용 로보트로서, 반송대상물이 탑재되는 핸드(hand)와, 핸드를 유지하는 암(arm)과, 암을 상하이동시키는 볼나사(ball screw)를 구비하는 산업용 로보트가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이 특허문헌 1에 기재된 산업용 로보트에서는 볼나사에 1대의 모터가 연결되어 있고, 볼나사는 1대의 모터로 구동되고 있다.

[특허문헌 1] 일본국 특개2006-102886호 공보

액정 디스플레이용 유리기판 등과 같이, 산업용 로보트에 의해서 반송되는 반송대상물 중에는, 매년, 대형화하는 것이 있다. 또, 노광(露光)장치에서 사용되는 마스크와 같이, 산업용 로보트에 의해서 반송되는 반송대상물 중에는, 매년, 고액화하는 것도 있다.

그래서, 본 발명의 과제는 큰 반송대상물이나 고가의 반송대상물의 반송에 적합한 산업용 로보트를 제공하는 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 산업용 로보트는 반송대상물이 탑재되는 핸드(hand)와, 핸드가 연결되는 암(arm)과, 암을 지지하는 지지부재를 구비함과 동시에, 지지부재를 상하이동시키는 상하구동기구 및/또는 지지부재를 수평방향으로 이동시키기 위한 수평구동기구 및/또는 상하방향을 축방향으로 하는 소정의 중심축을 중심으로 지지부재를 회전시키기 위한 회전구동기구와, 상하구동기구 및/또는 수평구동기구 및/또는 회전구동기구를 제어하는 제어부를 구비하고, 상하구동기구 및/또는 수평구동기구 및/또는 회전구동기구는 상하구동기구 및/또는 수평구동기구 및/또는 회전구동기구를 정지시키기 위한 복수의 브레이크(brake) 기구를 구비하며, 제어부는 복수의 브레이크 기구를 제어하는 브레이크 제어부를 구비하고, 브레이크 제어부는 복수의 브레이크 기구를 단계적으로 작동시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 산업용 로보트에서는 상하구동기구 및/또는 수평구동기구 및/또는 회전구동기구가 복수의 브레이크 기구를 구비하고 있다. 그 때문에, 예를 들면, 1개의 브레이크 기구가 파손되어도 다른 브레이크 기구에 의해서, 상하구동기구 및/또는 수평구동기구 및/또는 회전구동기구를 정지시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 큰 반송대상물이나 고가의 반송대상물이라도 안전하게 반송하는 것이 가능하게 된다. 또, 본 발명에서는 브레이크 제어부가 복수의 브레이크 기구를 단계적으로 작동시키고 있다. 그 때문에, 상하구동기구 및/또는 수평구동기구 및/또는 회전구동기구가 복수의 브레이크 기구를 가지는 경우라도 상하구동기구 및/또는 수평구동기구 및/또는 회전구동기구에 발생하는 제동력을 단계적으로 크게 해 가는 것이 가능하게 된다. 따라서, 상하구동기구 및/또는 수평구동기구 및/또는 회전구동기구의 급제동을 방지하는 것이 가능하게 되며, 그 결과, 핸드로부터의 반송대상물의 낙하를 방지하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 브레이크 제어부는 복수의 브레이크 기구의 각각의 작동개시 타이밍을 늦추는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 상하구동기구 및/또는 수평구동기구 및/또는 회전구동기구에 발생하는 제동력을 서서히 크게 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 상하구동기구 및/또는 수평구동기구 및/또는 회전구동기구의 급제동을 확실히 방지하여, 핸드로부터의 반송대상물의 낙하를 확실히 방지하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 산업용 로보트는 복수의 브레이크 기구로서 복수의 상하 브레이크 기구를 가지는 상하구동기구를 구비하고, 제어부는 브레이크 제어부로서 복수의 상하 브레이크 기구를 제어하는 상하 브레이크 제어부를 구비하며, 상하 브레이크 제어부는 복수의 상하 브레이크 기구를 단계적으로 작동시키는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성하면, 예를 들어, 1개의 상하 브레이크 기구가 파손되어도 다른 상하 브레이크 기구에 의해서, 상하구동기구를 정지시킬 수 있다. 즉, 지지부재를 정지시켜 핸드 및 암의 낙하를 방지할 수 있다. 따라서, 큰 반송대상물이나 고가의 반송대상물이라도 안전하게 반송할 수 있다. 또, 메인터넌스시에, 예를 들면, 1개의 상하 브레이크 기구를 떼어내는 경우라도 다른 상하 브레이크 기구로 지지부재를 소정 위치에 정지시키는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, 상하구동기구의 메인터넌스가 용이하게 된다. 또한, 상하구동기구가 복수의 브레이크 기구를 가지는 경우라도 상하구동기구의 급제동을 방지하는 것이 가능하게 되기 때문에, 핸드로부터의 반송대상물의 낙하를 방지하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 상하구동기구는, 예를 들면, 상하 브레이크 기구와 같은 수의 상하구동용 모터를 구비하고, 복수의 상하 브레이크 기구의 각각은 복수의 상하구동용 모터의 각각에 연결되어 있다. 이 경우에는 상하 브레이크 기구에 의해서 복수의 상하구동용 모터를 개별적이고 또한 확실하게 정지시키는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 산업용 로보트는 복수의 상하구동용 모터의 각각의 회전속도를 검출하기 위한 복수의 속도검출기구를 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 속도검출기구에 의해서 복수의 상하구동용 모터의 이상을 개별적으로 검출하는 것이 가능하게 된다. 즉, 복수의 속도검출기구에서 검출되는 회전속도에 큰 차이가 생기는지 아닌지를 검출함으로써, 복수의 상하구동용 모터의 이상을 개별적으로 검출하는 것이 가능하게 된다. 또, 1대라도 상하구동용 모터의 이상이 검출되었을 경우에는 상하 브레이크 기구에 의해서 상하구동기구를 정지시킬 수 있다. 따라서, 상하구동용 모터에 이상이 생겨도 지지부재를 안전하게 정지시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 상하구동기구는, 예를 들면, 복수의 상하 브레이크 기구가 연결되는 1대의 상하구동용 모터를 구비하고 있다. 이 경우에는 복수의 상하 브레이크 기구에 의한 큰 제동력으로 1개의 상하구동용 모터를 확실히 정지시키는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 상하구동기구는 상하구동용 모터에 연결되어 지지부재를 상하이동시키는 볼나사와, 볼나사의 회전속도를 검출하기 위한 나사 측 속도검출기구와, 상하구동용 모터의 회전속도를 검출하기 위한 모터 측 속도검출기구를 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 나사 측 속도검출기구와 모터 측 속도검출기구에 의해서 상하구동기구의 이상을 확실히 검출하는 것이 가능하게 된다. 즉, 모터 측 속도검출기구에서의 검출결과에 근거하여 산출되는 볼나사의 회전속도와, 나사 측 속도검출기구에서 검출되는 볼나사의 회전속도와의 차이로부터 상하구동기구의 이상을 확실하게 검출하는 것이 가능하게 된다. 또, 상하구동기구의 이상이 검출된 경우에는 상하 브레이크 기구에 의해서 상하구동기구를 정지시킬 수 있다. 따라서, 상하구동기구에 이상이 생겨도 지지부재를 안전하게 정지시킬 수 있 다.

본 발명에 있어서, 산업용 로보트는 복수의 브레이크 기구로서 복수의 수평 브레이크 기구를 가지는 수평구동기구를 구비하고, 제어부는 브레이크 제어부로서 복수의 수평 브레이크 기구를 제어하는 수평 브레이크 제어부를 구비하며, 수평 브레이크 제어부는 복수의 수평 브레이크 기구를 단계적으로 작동시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 예를 들어, 1개의 수평 브레이크 기구가 파손되어도 다른 수평 브레이크 기구에 의해서 수평구동기구를 정지시킬 수 있다. 따라서, 큰 반송대상물이나 고가의 반송대상물이라도 안전하게 반송할 수 있다. 또, 수평구동기구가 복수의 브레이크 기구를 가지는 경우라도 수평구동기구의 급제동을 방지하는 것이 가능하게 되기 때문에, 핸드로부터의 반송대상물의 낙하를 방지하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 수평구동기구는, 예를 들어, 수평 브레이크 기구와 같은 수의 수평구동용 모터를 구비하고, 복수의 수평 브레이크 기구의 각각은 복수의 수평구동용 모터의 각각에 연결되어 있다. 이 경우에는 수평 브레이크 기구에 의해서 복수의 수평구동용 모터를 개별적이고 또한 확실하게 정지시키는 것이 가능하게 된다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 산업용 로보트에서는 큰 반송대상물이나 고가의 반송대상물을 적절히 반송하는 것이 가능하게 된다.

<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 근거하여 설명한다.

[실시형태 1]

(산업용 로보트의 개략 구성)

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 산업용 로보트(1)의 평면도이다. 도 2는 도 1의 E-E방향으로부터 산업용 로보트(1)를 나타내는 도이다. 도 3은 도 1의 F-F방향에서 산업용 로보트(1)를 나타내는 도이다.

실시형태 1에 관한 산업용 로보트(1)(이하, 「로보트(1)」로 한다.)는 반송대상물인 액정 디스플레이용 유리기판(2)(이하, 「기판(2)」으로 한다.)을 반송하기 위한 로보트이다. 본 형태의 로보트(1)는 특히 대형 기판(2)의 반송에 적절한 대형 로보트로서, 예를 들어, 1변이 약 3m의 대략 정방형(正方形) 모양의 기판(2)을 반송한다.

이 로보트(1)는, 도 1 ~ 도 3에 나타내는 바와 같이, 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)와, 본체부(5)를 수평방향으로 이동가능하게 지지하는 베이스부재(6)를 구비하고 있다. 본체부(5)는 2개의 암(4)의 기단(基端) 측을 지지함과 동시에 상하이동가능한 지지부재(7)와, 지지부재(7)를 상하방향으로 이동가능하게 지지하기 위한 주상부재(8)와, 본체부(5)의 하단 부분을 구성함과 동시에 베이스부재(6)에 대해서 수평이동가능한 기대(基臺)(9)와, 주상부재(8)의 하단이 고정됨과 동시에 기대(9)에 대해서 선회(旋回)가능한 선회부재(10)를 구비하고 있 다.

상술한 바와 같이, 본 형태의 로보트(1)는 대형 로보트이다. 예를 들어, 로보트(1)의 높이는 약 7m이고, 지지부재(7)의 상하방향의 스트로크(이동량)는 약 5m이다. 또, 예를 들어, 핸드(3)의 수평방향의 스트로크는 약 5.5m이다.

핸드(3)는 기판(2)을 탑재하기 위한 복수의 손톱부(12)를 구비하고 있다. 핸드(3)의 기단은 암(4)의 선단에 회동가능하게 연결되어 있다. 암(4)은 2개의 관절부(13)를 가지고, 전체적으로 신축하도록 구성되어 있다. 또, 암(4)의 기단은 지지부재(7)에 고정되어 있다.

본 형태에서는 2개의 핸드(3)와 2개의 암(4)이 상하방향과 겹쳐지도록 배치되어 있다. 즉, 본 형태의 로보트(1)는 더블 암 타입의 로보트이다. 또한, 로보트(1)는 1개의 핸드(3)와 1개의 암(4)을 구비하는 싱글 암 타입의 로보트라도 된다.

또, 로보트(1)는 지지부재(7)를 상하이동시키는 상하구동기구(16)(도 4 참조)와, 본체부(5)를 수평방향으로 이동시키는 수평구동기구(17)(도 7 참조)와, 기대(9)에 대해서 선회부재(10)를 선회시키는 회전구동기구(18)(도 7 참조)를 구비하고 있다. 이하, 상하구동기구(16), 수평구동기구(17) 및 회전구동기구(18)의 구성 및 그 주변 부분의 구성을 설명한다.

(상하구동기구 및 그 주변부의 구성)

도 4는 도 1의 F-F방향에서 지지부재(7) 및 상하구동기구(16)를 나타내는 도이다. 도 5는 도 4의 G-G방향에서 지지부재(7), 주상부재(8) 및 상하구동기구(16) 를 나타내는 도이다. 도 6은 도 4의 H-H방향에서 상하구동기구(16)를 나타내는 도이다.

상하구동기구(16)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 주상부재(8)의 측방(도 5에서의 주상부재(8) 아래쪽)에 배치되어 있다. 이 상하구동기구(16)는 2대의 상하구동용 모터(20)와, 2대의 상하구동용 모터(20)의 각각에 연결되는 2개의 감속기(21)를 구비하고 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 1대의 상하구동용 모터(20), 2개의 감속기(21) 및 1대의 상하구동용 모터(20)가 위로부터 이 순번(順番)으로 지지부재(7)에 고정되어 있다.

또, 상하구동기구(16)는 2개의 감속기(21)의 각각의 출력축에 고정되는 상하구동용 피니언(pinion)으로서의 2개의 피니언(작은 톱니바퀴)(22)과, 2개의 피니언(22)과 치합하는 상하구동용 랙(rack)으로서의 랙(23)을 구비하고 있다. 이 2개의 피니언(22)과 랙(23)에 의해서, 지지부재(7)는 상하방향으로 이동한다. 또한, 상하구동기구(16)는 상하구동기구(16)를 정지시키기 위한(즉, 지지부재(7)를 정지시키기 위한) 2개의 상하 브레이크 기구(24)를 구비하고 있다.

또, 로보트(1)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 지지부재(7)를 상하방향으로 안내하기 위한 가이드부(25)를 구비하고 있다. 가이드부(25)는 가이드 레일(26)과 가이드 레일(26)에 걸어 맞추는 가이드 블록(27)으로 구성되어 있다. 또한, 주상부재(8)는 상하방향을 길이방향으로 하는 가늘고 긴 대략 각주상(角柱狀)으로 형성되며, 지지부재(7)는 블록 모양으로 형성되어 있다.

상하구동용 모터(20)는 상하구동용 모터(20)의 회전속도를 검출하기 위한 속 도검출기구(도시생략)를 구비하고 있다. 이 속도검출기구는, 예를 들어, 원판 모양으로 형성된 슬릿판과, 슬릿판을 끼운 상태로 대향 배치되는 발광소자 및 수광소자로 구성되어 있다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 상하구동용 모터(20)의 출력축에는 풀리(28)가 고정되어 있다. 또, 감속기(21)의 입력축에는 풀리(28)보다도 지름이 큰 풀리(29)가 고정되어 있다. 풀리(28, 29)에는 벨트(30)가 걸쳐져 있고, 상하방향으로 인접배치되는 상하구동용 모터(20)와 감속기(21)가 이 벨트(30)에 의해서 연결되어 있다.

랙(23)은 상하방향을 길이방향으로서 주상부재(8)에 고정되어 있다(도 5 참조). 상술한 바와 같이, 본 형태에서는 지지부재(7)의 상하방향의 스트로크가 길다. 즉, 랙(23)의 길이는 길다. 그 때문에, 본 형태에서는, 랙(23)은 복수의 랙편을 이어 맞추는 것으로 형성되어 있다. 또한, 1개의 랙편의 길이는 2개의 피니언(22)의 배치 피치보다 길게 되어 있다.

상하 브레이크 기구(24)는, 도 6 등에 나타내는 바와 같이, 풀리(29)에 인접하도록 감속기(21)의 입력축에 장착되어 있다. 즉, 2개의 상하 브레이크 기구(24)의 각각은 풀리(28, 29) 및 벨트(30)를 통하여 2대의 상하구동용 모터(20)의 각각에 연결되어 있다.

이 상하 브레이크 기구(24)는 이른바 무여자(無勵磁) 작동형 브레이크이며, 코일이 수납되는 케이스체와, 케이스체에 고정되는 사이드 플레이트와, 케이스체에 대해서 축방향으로 이동가능하게 배치되는 아마츄어(amateur)와, 사이드 플레이트 와 아마츄어 사이에 배치됨과 동시에 감속기(21)의 입력축에 고정되는 브레이크 디스크와, 아마츄어를 브레이크 디스크로 향하여 가압하는 압축코일 스프링을 구비하고 있다. 상하 브레이크 기구(24)에서는 코일이 통전(通電) 상태가 되면, 아마츄어가 케이스체에 흡인(吸引)되어 브레이크 디스크가 해방된다. 또, 코일로의 통전이 정지되면, 압축코일 스프링의 가압력으로 아마츄어와 사이드 플레이트와의 사이에 브레이크 디스크가 끼워져 감속기(21)에 급격하게 브레이크가 걸린다. 또한, 1개의 상하 브레이크 기구(24)는 기판(2), 핸드(3), 암(4) 및 지지부재(7) 등을 포함한 상하방향으로 이동하는 부분을 충분히 정지시킬 수 있는 제동력을 가지고 있다.

가이드 레일(26)은 상하방향을 길이방향으로서 주상부재(8)에 고정되어 있다(도 5 참조). 본 형태에서는 2개의 가이드 레일(26)이 주상부재(8)에 고정되어 있다. 구체적으로는 도 5의 좌우방향으로 평행한 2개의 주상부재(8)의 장착면의 각각에 가이드 레일(26)이 고정되어 있다. 또, 도 5의 아래쪽에 배치되는 가이드 레일(26)은 랙(23)에 인접하도록 고정되어 있다.

가이드 블록(27)은 지지부재(7)에 고정되어 있다. 구체적으로는 지지부재(7)의 암(4)의 고정면(도 5의 우단면)에 직교하는 면에 가이드 블록(27)이 고정되어 있고, 가이드 블록(27)은 도 5의 상하방향의 외측으로부터 가이드 레일(26)에 걸어 맞춰져 있다.

또한, 본 형태에서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 주상부재(8)에 커버부재(31)가 고정되어 있다. 이 커버부재(31)는 도 5의 상하방향에서 가이드 레일(26)을 가리도록 배치되어 있다.

(수평구동기구 및 그 주변부의 구성)

도 7은 도 2의 J부의 내부구성을 설명하기 위한 도이다. 도 8은 도 3의 K-K방향에서 수평구동기구(17) 등의 구성을 설명하기 위한 도이다. 도 9는 도 8의 L-L방향에서 수평구동기구(17)의 구성을 설명하기 위한 도이다.

수평구동기구(17)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 도 7에서의 기대(9)의 좌단 측에 배치되어 있다. 이 수평구동기구(17)는 2대의 수평구동용 모터(40)를 구비하고 있다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 2대의 수평구동용 모터(40)는 도 8의 좌우방향에서 인접하도록 배치되어 있다. 또, 2대의 수평구동용 모터(40)의 각각은 기대(9)에 고정된 2개의 브래킷(52)의 각각에 고정되어 있다. 2개의 브래킷(52)의 각각에는, 도 8, 도 9에 나타내는 바와 같이, 회전축(53)이 베어링(54)을 통하여 회전가능하게 유지되고 있다. 2개의 회전축(53)은 도 8의 좌우방향에서 인접하도록 배치되어 있다.

또, 수평구동기구(17)는 2개의 회전축(53)의 각각의 하단에 고정되는 수평구동용 피니언으로서의 2개의 피니언(42)과, 2개의 피니언(42)과 치합하는 수평구동용 랙으로서의 랙(43)을 구비하고 있다. 이 2개의 피니언(42)과 랙(43)에 의해서, 기대(9)는 수평방향으로 이동한다. 또한, 수평구동기구(17)는 수평구동기구(17)를 정지시키기 위한(즉, 기대(9)를 정지시키기 위한) 2개의 수평 브레이크 기구(44)를 구비하고 있다.

또, 로보트(1)는 기대(9)를 수평방향으로 안내하기 위한 가이드부(45)를 구비하고 있다. 가이드부(45)는 가이드 레일(46)과 가이드 레일(46)에 걸어 맞추는 가이드 블록(47)으로 구성되어 있다. 또, 베이스부재(6)는 도 7, 도 8에 나타내는 바와 같이, 가늘고 긴 2개의 레일모양 부재(51)를 구비하고 있다. 이 레일모양 부재(51)는 도 7의 좌우방향에 소정의 간격을 둔 상태로 평행하게 배치되어 있다.

수평구동용 모터(40)는 수평구동용 모터(40)의 회전속도를 검출하기 위한 속도검출기구(도시생략)를 구비하고 있다. 이 속도검출기구는, 예를 들어, 원판 모양으로 형성된 슬릿판과, 슬릿판을 끼운 상태로 대향 배치되는 발광소자 및 수광소자로 구성되어 있다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 수평구동용 모터(40)의 출력축에는 풀리(48)가 고정되어 있다. 또, 회전축(53)의 상단 측에는 풀리(48)보다 지름이 큰 풀리(49)가 고정되어 있다. 풀리(48, 49)에는 벨트(50)가 걸쳐져 있고, 도 8의 상하방향에서 인접배치되는 수평구동용 모터(40)와 회전축(53)이 이 벨트(50)에 의해서 연결되어 있다.

랙(43)은, 도 8에 나타내는 바와 같이, 레일모양 부재(51)의 상면에 고정되어 있다. 본 형태에서는 기대(9)의 이동량이 크기 때문에, 랙(43)의 길이는 길다. 그 때문에, 랙(43)은 복수의 랙편을 이어 맞추는 것으로 형성되어 있다.

수평 브레이크 기구(44)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 풀리(48)에 인접하도록 수평구동용 모터(40)의 출력축에 장착되어 있다. 이 수평 브레이크 기구(44)는 상하 브레이크 기구(24)와 마찬가지로 이른바 무여자 작동형의 브레이크이며, 상하 브레이크 기구(24)와 동일하게 구성되어 있다. 즉, 수평 브레이크 기구(44)에서는, 코일이 통전 상태가 되면, 아마츄어가 케이스체에 흡인되어 브레이크 디스크 가 해방된다. 또, 코일로의 통전이 정지되면, 압축코일 스프링의 가압력으로 아마츄어와 사이드 플레이트와의 사이에 브레이크 디스크가 끼워져 수평구동용 모터(40)에 급격하게 브레이크가 걸린다.

가이드 레일(46)은, 도 8에 나타내는 바와 같이, 레일모양 부재(51)의 상면에 고정되어 있다. 본 형태에서는, 2개의 레일모양 부재(51)의 각각의 상면에 가이드 레일(46)이 고정되어 있다. 또, 도 8의 위쪽에 배치되는 가이드 레일(46)은 랙(43)에 인접하도록 고정되어 있다. 가이드 블록(47)은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 도 7의 좌우방향에서의 기대(9)의 양단부에 고정되어 있다. 이 가이드 블록(47)은 위쪽으로부터 가이드 레일(46)에 걸어 맞춰져 있다.

(회전구동기구 및 그 주변부분의 구성)

도 10은 도 1에 나타내는 선회부재(10)의 평면도이다. 도 11은 도 10의 M-M단면의 단면도이다.

회전구동기구(18)는, 도 10, 도 11에 나타내는 바와 같이, 선회부재(10)의 선회중심이 되는 중심축(CL)의 둘레에 배치되어 있다. 이 회전구동기구(18)는 2대의 회전구동용 모터(60)를 구비하고 있다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 2대의 회전구동용 모터(60)는 중심축(CL)에 대해서 점대칭으로 배치되며, 선회부재(10)의 중심부에 고정되어 있다. 또, 회전구동기구(18)는 선회부재(10)의 중심부에 고정되는 감속기(61)를 구비하고 있다. 또한, 회전구동기구(18)는 회전구동기구(18)를 정지시키기 위한(즉, 선회부재(10)를 정지시키기 위한) 1개의 회전 브레이크 기구(64)를 구비하고 있다. 또한, 선회부재(10)는 가늘고 긴 블록 모양의 부재이며, 일단 측(도 10의 좌단 측)에 주상부재(8)의 하단이 고정되어 있다.

회전구동용 모터(60)는 회전구동용 모터(60)의 회전속도를 검출하기 위한 속도검출기구(도시생략)를 구비하고 있다. 이 속도검출기구는, 예를 들어, 원판 모양으로 형성된 슬릿판과, 슬릿판을 끼운 상태로 대향 배치되는 발광소자 및 수광소자로 구성되어 있다.

도 11에 나타내는 바와 같이, 회전구동용 모터(60)의 출력축에는 출력톱니바퀴(68)가 고정되어 있고, 2개의 출력톱니바퀴(68)가 감속기(61)의 입력톱니바퀴(69)와 치합하고 있다. 이 2개의 출력톱니바퀴(68)와 입력톱니바퀴(69)를 포함하는 감속기(61)에 의해서, 선회부재(10)는 기대(9)에 대해서 선회한다. 즉, 선회부재(10)의 중심부에는 감속기(61)의 출력 측이 고정되어 있고, 감속기(61)를 통하여 전달되는 회전구동용 모터(60)의 동력으로 선회부재(10)는 기대(9)에 대해서 선회한다.

회전 브레이크 기구(64)는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 선회부재(10)의 중심부에 베어링(74)을 통하여 회전가능하게 유지되는 회전축(73)의 상단에 고정되어 있다. 회전축(73)의 하단에는 감속기(61)의 입력톱니바퀴(69)와 치합하는 톱니바퀴(70)가 고정되어 있다. 또, 회전 브레이크 기구(64)는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 중심축(CL)을 중심으로 회전구동용 모터(60)를 90°회전시킨 위치에 배치되어 있다.

이 회전 브레이크 기구(64)는 상하 브레이크 기구(24)와 마찬가지로 이른바 무여자 작동형의 브레이크이며, 상하 브레이크 기구(24)와 동일하게 구성되어 있 다. 즉, 회전 브레이크 기구(64)에서는 코일이 통전 상태가 되면, 아마츄어가 케이스체에 흡인되어 브레이크 디스크가 해방된다. 또, 코일로의 통전이 정지되면, 압축코일 스프링의 가압력으로 아마츄어와 사이드 플레이트 사이에 브레이크 디스크가 끼워져, 입력톱니바퀴(69)에 급격하게 브레이크가 걸린다.

(제어부의 구성)

도 12는 도 1에 나타내는 산업용 로보트(1)의 제어부(80) 및 그 관련 부분의 블록도이다. 또한, 도 12에서는 상하구동기구(16), 수평구동기구(17) 및 회전구동기구(18)의 제어에 관련하는 제어부(80)의 구성이 도시되어 있다.

제어부(80)는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 상하구동기구(16), 수평구동기구(17) 및 회전구동기구(18)의 제어에 관련하는 구성으로서, 2대의 상하구동용 모터(20)를 제어하는 상하모터 제어부(81)와, 2대의 수평구동용 모터(40)를 제어하는 수평모터 제어부(82)와, 2대의 회전구동용 모터(60)를 제어하는 회전모터 제어부(83)와, 2개의 상하 브레이크 기구(24)를 제어하는 상하 브레이크 제어부(84)와, 2개의 수평 브레이크 기구(44)를 제어하는 수평 브레이크 제어부(85)와, 1개의 회전 브레이크 기구(64)를 제어하는 회전 브레이크 제어부(86)를 구비하고 있다. 또, 제어부(80)에는 제어지령부(87)가 접속되어 있다.

상하모터 제어부(81)는 2대의 상하구동용 모터(20) 중 한쪽의 상하구동용 모터(20)를 속도제어와 토크제어에 의해서 제어하고, 다른 쪽의 상하구동용 모터(20)를 토크제어에 의해서 제어한다. 즉, 상하모터 제어부(81)는 한쪽의 상하구동용 모터(20)에 대해서는 이 상하구동용 모터(20)의 속도검출기구로부터의 출력에 근거하 여 피드백제어와, 이 상하구동용 모터(20)의 전력값을 제어하는 토크제어를 실시하며, 다른 쪽의 상하구동용 모터(20)에 대해서는 이 상하구동용 모터(20)의 속도검출기구로부터의 출력에 근거하는 피드백제어를 실시하지 않고, 이 상하구동용 모터(20)의 전류값을 제어하는 토크제어를 실시한다.

수평모터 제어부(82)는 2대의 수평구동용 모터(40) 중 한쪽의 수평구동용 모터(40)를 속도제어와 토크제어에 의해서 제어한다. 또, 수평모터 제어부(82)는 다른 쪽의 수평구동용 모터(40)의 정지 전에는, 한쪽의 수평구동용 모터(40)와 마찬가지로, 다른 쪽의 수평구동용 모터(40)를 속도제어와 토크제어에 의해서 제어하지만, 다른 쪽의 수평구동용 모터(40)의 정지 전을 제외한 그 외의 시간에는, 다른 쪽의 수평구동용 모터(40)를 토크제어에 의해서 제어한다.

즉, 수평모터 제어부(82)는 다른 쪽의 수평구동용 모터(40)의 정지 전을 제외한 그 외의 시간에는 다른 쪽의 수평구동용 모터(40)에 대해서, 이 수평구동용 모터(40)의 속도검출기구로부터의 출력에 근거하는 피드백제어를 실시하지 않고 토크제어를 실시한다. 또, 수평모터 제어부(82)는 다른 쪽의 수평구동용 모터(40)의 정지 전에는 다른 쪽의 수평구동용 모터(40)에 대해서, 이 수평구동용 모터(40)의 속도검출기구로부터의 출력에 근거하는 피드백 제어를 실시하여, 2개의 피니언(42)과 랙(43)과의 사이의 백래쉬가 없어지도록 다른 쪽의 수평구동용 모터(40)의 회전속도를 제어한다.

마찬가지로, 회전모터 제어부(83)는 2대의 회전구동용 모터(60) 중 한쪽의 회전구동용 모터(60)를 속도제어와 토크제어에 의해서 제어한다. 또, 회전모터 제 어부(83)는 다른 쪽의 회전구동용 모터(60)의 정지 전에는, 한쪽의 회전구동용 모터(60)와 마찬가지로, 다른 쪽의 회전구동용 모터(60)를 속도제어와 토크제어 의해서 제어하지만, 다른 쪽의 회전구동용 모터(60)의 정지 전을 제외한 그 외 시간에는 다른 쪽의 회전구동용 모터(60)를 토크제어에 의해서 제어한다.

즉, 회전모터 제어부(83)는 다른 쪽의 회전구동용 모터(60)의 정지 전을 제외한 그 외 시간에는 다른 쪽의 회전구동용 모터(60)에 대해서, 이 회전구동용 모터(60)의 속도검출기구로부터의 출력에 근거하는 피드백 제어를 실시하지 않고 토크제어를 실시한다. 또, 회전모터 제어부(83)는 다른 쪽의 회전구동용 모터(60)의 정지 전에는 다른 쪽의 회전구동용 모터(60)에 대해서, 이 회전구동용 모터(60)의 속도검출기구로부터의 출력에 근거하는 피드백 제어를 실시하여, 2개의 출력톱니바퀴(68)와 입력톱니바퀴(69)와의 사이의 백래쉬가 없어지도록 다른 쪽의 회전구동용 모터(60)의 회전속도를 제어한다.

상하 브레이크 제어부(84)는 제어지령부(87)로부터 지지부재(7)의 정지신호가 입력되면, 2개의 상하 브레이크 기구(24)를 단계적으로 작동시킨다. 즉, 제어지령부(87)로부터 지지부재(7)의 정지신호가 입력되면, 상하 브레이크 제어부(84)는 한쪽의 상하 브레이크 기구(24)의 작동개시 타이밍과 다른 쪽의 상하 브레이크 기구(24)의 작동개시 타이밍이 바뀌도록(어긋나도록) 2개의 상하 브레이크 기구(24)를 작동시킨다.

구체적으로는, 상하 브레이크 제어부(84)는 다른 쪽의 상하 브레이크 기구(24)의 작동개시 타이밍이 한쪽의 상하 브레이크 기구(24)의 작동개시 타이밍보 다 늦도록 2개의 상하 브레이크 기구(24)를 작동시킨다. 즉, 우선, 한쪽의 상하 브레이크 기구(24)가 작동을 개시함과 동시에, 이 한쪽의 상하 브레이크 기구(24)가 작동하고 있는 상태에서, 다른 쪽의 상하 브레이크 기구(24)가 작동을 개시하도록 상하 브레이크 제어부(84)는 2개의 상하 브레이크 기구(24)를 작동시킨다. 보다 구체적으로는, 상하 브레이크 제어부(84)는 다른 쪽의 상하 브레이크 기구(24)의 코일로의 통전을 정지하는 타이밍(또는 코일로의 통전이 실제로 멈추는 타이밍)이 한쪽의 상하 브레이크 기구(24)의 코일로의 통전을 정지하는 타이밍(또는 코일로의 통전이 실제로 멈추는 타이밍)보다 늦도록 2개의 상하 브레이크 기구(24)의 코일로의 통전을 정지한다.

마찬가지로, 수평 브레이크 제어부(85)는 제어지령부(87)로부터 기대(9)의 정지신호가 입력되면, 2개의 수평 브레이크 기구(44)를 단계적으로 작동시킨다. 즉, 제어지령부(87)로부터 기대(9)의 정지신호가 입력되면, 수평 브레이크 제어부(85)는 한쪽의 수평 브레이크 기구(44)의 작동개시 타이밍과 다른 쪽의 수평 브레이크 기구(44)의 작동개시 타이밍이 바뀌도록(어긋나도록) 2개의 수평 브레이크 기구(44)를 작동시킨다.

구체적으로는, 수평 브레이크 제어부(85)는 다른 쪽의 수평 브레이크 기구(44)의 작동개시 타이밍이 한쪽의 수평 브레이크 기구(44)의 작동개시 타이밍보다 늦도록 2개의 수평 브레이크 기구(44)를 작동시킨다. 즉, 우선, 한쪽의 수평 브레이크 기구(44)가 작동을 개시함과 동시에, 이 한쪽의 수평 브레이크 기구(44)가 작동하고 있는 상태에서, 다른 쪽의 수평 브레이크 기구(44)가 작동을 개시하도록 수평 브레이크 제어부(85)는 2개의 수평 브레이크 기구(44)를 작동시킨다. 보다 구체적으로는, 수평 브레이크 제어부(85)는 다른 쪽의 수평 브레이크 기구(44)의 코일로의 통전을 정지하는 타이밍(또는 코일로의 통전이 실제로 멈추는 타이밍)이 한쪽의 수평 브레이크 기구(44)의 코일로의 통전을 정지하는 타이밍(또는 코일로의 통전이 실제로 멈추는 타이밍)보다 늦도록 2개의 수평 브레이크 기구(44)의 코일로의 통전을 정지한다. 또한, 수평 브레이크 제어부(85)는 제어지령부(87)로부터 기대(9)의 정지신호가 입력되었을 때에 2개의 수평 브레이크 기구(44)를 동시에 작동시켜도 된다.

(본 형태의 주된 효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 형태에서는 상하구동기구(16)는 2개의 상하 브레이크 기구(24)를 구비하고 있다. 그 때문에, 예를 들어, 한쪽의 상하 브레이크 기구(24)가 파손되어도 다른 쪽의 상하 브레이크 기구(24)에 의해서 상하구동기구(16)를 정지시킬 수 있다. 즉, 지지부재(7)를 정지시켜 핸드(3) 및 암(4)의 낙하를 방지할 수 있다. 따라서, 본 형태에서는 큰 기판(2)이라도 안전하게 반송할 수 있다. 또, 메인터넌스시에 한쪽의 상하 브레이크 기구(24)를 떼어내는 경우라도 다른 쪽의 상하 브레이크 기구(24)로 지지부재(7)를 소정 위치에 정지시킬 수 있다. 그 때문에, 상하구동기구(16)의 메인터넌스가 용이하게 된다.

또, 본 형태에서는 2개의 상하 브레이크 기구(24)를 단계적으로 작동시키고 있어 상하구동기구(16)에 발생하는 제동력을 단계적으로 크게 하고 있다. 그 때문에, 상하구동기구(16)의 급제동을 방지할 수 있다. 따라서, 상하구동기구(16)가 2 개의 상하 브레이크 기구(24)를 구비하고 있어도 지지부재(7)가 급정지하는 것에 기인하여 발생할 수 있는 핸드(3)로부터의 기판(2)의 낙하를 방지할 수 있다.

본 형태에서는 2개의 상하 브레이크 기구(24)의 각각이 풀리(28, 29)와 벨트(30)를 통하여 2대의 상하구동용 모터(20)의 각각에 연결되어 있다. 그 때문에, 상하 브레이크 기구(24)에 의해서, 2대의 상하구동용 모터(20)를 개별적이고 또한 확실하게 정지시킬 수 있다.

본 형태에서는 2대의 상하구동용 모터(20)의 각각이 속도검출기구를 구비하고 있다. 그 때문에, 2개의 속도검출기구에서 검출되는 회전속도의 차이가 소정값 이상이 되어 있는지 아닌지를 검출함으로써, 상하구동용 모터(20)의 이상을 검출하는 것이 가능하게 된다. 또, 상하구동용 모터(20)의 이상이 검출된 경우에는 상하 브레이크 기구(24)에 의해서 상하구동기구(16)를 정지시킬 수 있다. 따라서, 상하구동용 모터(20)에 이상이 생겨도 지지부재(7)를 안전하게 정지시킬 수 있다.

본 형태에서는, 수평구동기구(17)는 2개의 수평 브레이크 기구(44)를 구비하고 있다. 그 때문에, 예를 들어, 한쪽의 수평 브레이크 기구(44)가 파손되어도 다른 쪽의 수평 브레이크 기구(44)에 의해서 수평구동기구(17)를 정지시킬 수 있다. 즉, 본체부(5)를 정지시킬 수 있다. 따라서, 큰 기판(2)이라도 안전하게 반송할 수 있다. 또, 본 형태에서는 2개의 수평 브레이크 기구(44)를 단계적으로 작동시키고 있어 수평구동기구(17)에 발생하는 제동력을 단계적으로 크게 하고 있다. 그 때문에, 수평구동기구(17)의 급제동을 방지할 수 있다. 따라서, 수평구동기구(17)가 2개의 수평 브레이크 기구(44)를 구비하고 있어도 본체부(5)가 급정지하는 것에 기 인하여 발생할 수 있는 핸드(3)로부터의 기판(2)의 낙하를 방지할 수 있다.

본 형태에서는 2개의 수평 브레이크 기구(44)의 각각이 2대의 수평구동용 모터(40)의 각각의 출력축에 연결되어 있다. 그 때문에, 수평 브레이크 기구(40)에 의해서, 2대의 수평구동용 모터(40)를 개별적이고 또한 확실하게 정지시킬 수 있다.

[실시형태 2]

도 13은 본 발명의 실시형태 2에 관한 산업용 로보트(101)의 평면도이다. 도 14는 도 13의 N-N방향에서 산업용 로보트(101)를 나타내는 도이다. 도 15는 도 13의 P-P방향에서 산업용 로보트(101)를 나타내는 도이다. 도 16은 도 13에 나타내는 주상부재(108) 및 상하구동기구(116)의 구성을 설명하기 위한 도이다. 도 17은 도 16의 Q부의 확대도이다. 도 18은 도 16의 R-R방향에서 상하구동기구(116)를 나타내는 도이다.

실시형태 2에 관한 산업용 로보트(101)(이하, 「로보트(101)」라고 한다.)는 노광장치에서 사용되는 고가의 마스크(102)를 반송하기 위한 로보트이다. 즉, 실시형태 1의 로보트(1)에 의해서 반송되는 반송대상물이 대형의 기판(2)인 것에 대해, 실시형태 2의 로보트(101)에 의해서 반송되는 반송대상물은 고가의 마스크(102)이다.

이 로보트(101)는, 도 13 ~ 도 15에 나타내는 바와 같이, 마스크(102)가 탑재되는 핸드(103)와, 핸드(103)이 연결되는 암(104)과, 암(104)을 지지하는 본체부(105)와, 본체부(105)를 수평방향으로 이동 가능하게 지지하는 베이스 부재(106) 를 구비하고 있다. 본체부(105)는 암(104)을 지지함과 동시에 상하이동 가능한 지지부재(107)와, 지지부재(107)를 상하방향으로 이동 가능하게 지지하기 위한 주상부재(108)와, 본체부(105)의 하단 부분을 구성함과 동시에 베이스 부재(106)에 대해서 수평이동 가능한 기대(109)와, 주상부재(108)의 하단이 고정됨과 동시에 기대(109)에 대해서 선회 가능한 선회부재(110)를 구비하고 있다. 또, 로보트(101)는 암(104)의 기울기를 조정하기 위한 기울기 조정기구(111)와, 지지부재(107)를 상하이동시키는 상하구동기구(116)(도 16 참조)를 구비하고 있다.

핸드(103)는 기판(2)을 탑재하기 위한 2개의 손톱부(112)를 구비하고 있다. 핸드(103)는 암(104)에 대해서 도 13의 좌우방향으로 상대이동 가능하게 되도록 암(104)에 유지되어 있다. 암(104)은 가늘고 긴 직방체 모양으로 형성되어 있고, 그 중심부분이 지지부재(107)에 지지되어 있다. 기울기 조정기구(111)는 암(104)과 지지부재(107)와의 연결 부분에 배치되어 있다. 이 기울기 조정기구(111)는 도 14의 좌우방향에 대한 암(104)의 기울기를 조정한다.

상하구동기구(116)는 1대의 상하구동용 모터(120)와, 상하구동용 모터(120)가 연결되는 1개의 볼나사(121)를 구비하고 있다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 상하구동용 모터(120)는 주상부재(108)의 상단 측에 고정되어 있다. 또, 볼나사(121)는 상하방향을 길이방향으로 하여 주상부재(108)에 장착되어 있다. 구체적으로는 주상부재(108)의 상하 양단 측에 고정되는 2개의 베어링(122)에 볼나사(121)가 회전가능하게 지지되어 있다.

또, 상하구동기구(116)는 볼나사(121)에 나사 맞춤하여 상하이동하는 너트부 재(123)를 구비하고 있다. 너트부재(123)는 지지부재(107)에 고정되어 있다. 본 형태에서는 볼나사(121)와 너트부재(123)에 의해서 지지부재(107)는 상하방향으로 이동한다. 또한, 상하구동기구(116)는 상하구동기구(116)를 정지시키기 위한(즉, 지지부재(107)를 정지시키기 위한) 2개의 상하 브레이크 기구(124)를 구비하고 있다. 또한, 상하구동기구(116)는 볼나사(121)를 중심으로 하는 너트부재(123)의 회전을 방지하기 위한 헛돌기 방지부(도시생략)를 구비하고 있다.

상하구동용 모터(120)는 상하구동용 모터(120)의 회전속도를 검출하기 위한 속도검출기구(도시생략)를 구비하고 있다. 이 속도검출기구는, 예를 들어, 원판 모양으로 형성된 슬릿판과, 슬릿판을 끼운 상태로 대향 배치되는 발광소자 및 수광소자로 구성되어 있다. 또, 볼나사(121)의 하단 측에는 볼나사(121)의 회전속도를 검출하기 위한 속도검출기구(131)가 장착되어 있다. 이 속도검출기구는, 예를 들어, 원판 모양으로 형성되어 볼나사(121)에 고정되는 슬릿판과, 슬릿판을 끼운 상태로 대향 배치되는 발광소자 및 수광소자로 구성되어 있다.

본 형태에서는, 상하구동용 모터(120)가 가지는 속도검출기구는 상하구동용 모터(120)의 회전속도를 검출하기 위한 모터 측 속도검출기구이다. 또, 볼나사(121)의 하단 측에 장착되어 있는 속도검출기구(131)는 볼나사(121)의 회전속도를 검출하기 위한 나사 측 속도검출기구이다.

도 17에 나타내는 바와 같이, 상하구동용 모터(120)의 출력축에는 풀리(128)가 고정되어 있다. 또, 볼나사(121)의 상단에는 풀리(128)보다 지름이 큰 풀리(129)가 고정되어 있다. 풀리(128, 129)에는 벨트(130)가 걸쳐져 있고, 상하구동 용 모터(120)와 볼나사(121)가 벨트(130)에 의해서 연결되어 있다.

2개의 상하 브레이크 기구(124)는, 도 17에 나타내는 바와 같이, 풀리(129)에 인접하도록 볼나사(121)의 상단 측에 장착되어 있다. 즉, 2개의 상하 브레이크 기구(124)는 풀리(128, 129) 및 벨트(130)를 통하여 상하구동용 모터(120)에 연결되어 있다.

상하 브레이크 기구(124)는 실시형태 1의 상하 브레이크 기구(24)와 동일하게 구성되어 있다. 즉, 상하 브레이크 기구(124)에서는 코일이 통전상태가 되면, 아마츄어가 케이스체에 흡인되어, 볼나사(121)에 고정되는 브레이크 디스크가 해방된다. 또, 코일로의 통전이 정지되면, 압축코일 스프링의 가압력으로 아마츄어와 사이드 플레이트 사이에 브레이크 디스크가 끼워져, 볼나사(121)에 급격하게 브레이크가 걸린다. 또한, 1개의 상하 브레이크 기구(124)는 마스크(102), 핸드(103), 암(104) 및 지지부재(107) 등을 포함한 상하방향으로 이동하는 부분을 충분히 정지시킬 수 있는 제동력을 가지고 있다.

실시형태 1의 로보트(1)와 마찬가지로, 본 형태의 로보트(101)는 제어부(도시생략)를 구비하고 있다. 이 제어부는 상하구동기구(116)의 제어에 관한 구성으로서, 상하구동용 모터(120)를 제어하는 상하모터 제어부와, 2개의 상하 브레이크 기구(124)를 제어하는 상하 브레이크 제어부를 구비하고 있다.

본 형태의 상하 브레이크 제어부는 실시형태 1의 상하 브레이크 제어부(84)와 마찬가지로, 제어지령부로부터 지지부재(107)의 정지신호가 입력되면, 2개의 상하 브레이크 기구(124)를 단계적으로 작동시킨다. 즉, 제어지령부로부터 지지부 재(107)의 정지신호가 입력되면, 상하 브레이크 제어부는 한쪽의 상하 브레이크 기구(124)의 작동개시 타이밍과 다른 쪽의 상하 브레이크 기구(124)의 작동개시 타이밍이 바뀌도록(어긋나도록) 2개의 상하 브레이크 기구(124)를 작동시킨다.

구체적으로는, 상하 브레이크 제어부는 다른 쪽의 상하 브레이크 기구(124)의 작동개시 타이밍이 한쪽의 상하 브레이크 기구(124)의 작동개시 타이밍보다 늦도록 2개의 상하 브레이크 기구(124)를 작동시킨다. 즉, 우선, 한쪽의 상하 브레이크 기구(124)가 작동을 개시함과 동시에, 이 한쪽의 상하 브레이크 기구(124)가 작동하고 있는 상태에서 다른 쪽의 상하 브레이크 기구(124)가 작동을 개시하도록 상하 브레이크 제어부는 2개의 상하 브레이크 기구(124)를 작동시킨다. 보다 구체적으로는, 상하 브레이크 제어부는 다른 쪽의 상하 브레이크 기구(124)의 코일로의 통전을 정지하는 타이밍(또는 코일로의 통전이 실제로 멈추는 타이밍)이 한쪽의 상하 브레이크 기구(124)의 코일로의 통전을 정지하는 타이밍(또는 코일로의 통전이 실제로 멈추는 타이밍)보다 늦도록 2개의 상하 브레이크 기구(124)의 코일로의 통전을 정지한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 형태에서는, 상하구동기구(116)는 2개의 상하 브레이크 기구(124)를 구비하고 있다. 그 때문에, 한쪽의 상하 브레이크 기구(124)가 파손되어도 다른 쪽의 상하 브레이크 기구(124)에 의해서 상하구동기구(116)를 정지시킬 수 있고, 지지부재(107)를 정지시켜 핸드(103) 및 암(104)의 낙하를 방지할 수 있다. 따라서, 본 형태에서는 고가의 마스크(102)라도 안전하게 반송할 수 있다. 또, 메인터넌스시에 한쪽의 상하 브레이크 기구(124)를 떼어내는 경우라도 다 른 쪽의 상하 브레이크 기구(124)로 지지부재(107)를 소정 위치에 정지시킬 수 있기 때문에, 상하구동기구(116)의 메인터넌스가 용이하게 된다.

또, 본 형태에서는 2개의 상하 브레이크 기구(124)를 단계적으로 작동시키고 있어 상하구동기구(116)에 발생하는 제동력을 단계적으로 크게 하고 있다. 그 때문에, 상하구동기구(116)의 급제동을 방지할 수 있다. 따라서, 상하구동기구(116)가 2개의 상하 브레이크 기구(124)를 구비하고 있어도 지지부재(107)가 급정지하는 것에 기인하여 발생할 수 있는 핸드(103)로부터의 마스크(102)의 낙하를 방지할 수 있다.

본 형태에서는, 상하구동기구(116)는 2개의 상하 브레이크 기구(124)가 연결되는 1대의 상하구동용 모터(120)를 구비하고 있다. 그 때문에, 2개의 상하 브레이크 기구(124)에 의한 큰 제동력으로 1개의 상하구동용 모터(120)를 확실히 정지시킬 수 있다.

본 형태에서는, 상하구동기구(116)는 상하구동용 모터(120)의 회전속도를 검출하기 위한 속도검출기구와, 볼나사(121)의 회전속도를 검출하기 위한 속도검출기구(131)을 구비하고 있다. 그 때문에, 상하구동용 모터(120)의 속도검출기구로부터의 출력에 근거하여 산출되는 볼나사(121)의 회전속도와, 속도검출기구(131)에서 검출되는 볼나사(121)의 회전속도와의 차이가 소정값 이상이 되어 있는지 아닌지를 검출함으로써, 상하구동기구(116)의 이상을 확실히 검출할 수 있다. 또, 상하구동기구(116)의 이상이 검출된 경우에는 상하 브레이크 기구(124)에 의해서 상하구동기구(116)를 정지시킬 수 있다. 따라서, 상하구동기구(116)에 이상이 생겨도 지지 부재(107)를 안전하게 정지시킬 수 있다.

[다른 실시형태]

상술한 형태는, 본 발명의 바람직한 형태의 일례이지만, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서 여러 가지 변형 실시가 가능하다.

실시형태 1에서는, 상하 브레이크 기구(24)는 감속기(21)의 입력축에 장착되어 있다. 그 밖에도 예를 들어, 상하 브레이크 기구(24)는 상하구동용 모터(20)의 출력축이나 감속기(21)의 출력축에 장착되어도 된다. 또, 상하방향을 길이방향으로 하는 가늘고 긴 판상(板狀)의 브레이크판이 주상부재(8)에 고정됨과 동시에, 지지부재와 함께 상하이동하는 사이드 플레이트와 아마츄어가 이 브레이크판을 끼운 상태로 배치되는 것으로 상하 브레이크 기구가 구성되어도 된다. 즉, 상하 브레이크 기구는 상하구동용 모터(20)에 연결되어 있지 않아도 된다.

마찬가지로, 실시형태 1에서는, 수평 브레이크 기구(44)는 수평구동용 모터(40)의 출력축에 장착되어 있지만, 수평 브레이크 기구(44)는 회전축(53)에 장착되어도 된다. 또, 수평방향을 길이방향으로 하는 가늘고 긴 판상의 브레이크판이 레일모양 부재(51)에 고정됨과 동시에, 기대(9)와 함께 수평이동하는 사이드 플레이트와 아마츄어가 이 브레이크판을 끼운 상태로 배치되는 것으로 수평 브레이크 기구가 구성되어도 된다. 즉, 수평 브레이크 기구는 수평구동용 모터(40)에 연결되어 있지 않아도 된다.

또, 실시형태 2에서는, 상하 브레이크 기구(124)는 볼나사(121)의 상단 측에 장착되어 있지만, 상하 브레이크 기구(124)는 상하구동용 모터(120)의 출력축에 장착되어도 된다. 또, 상하방향을 길이방향으로 하는 가늘고 긴 판상의 브레이크판이 주상부재(108)에 고정됨과 동시에, 지지부재(107)와 함께 상하이동하는 사이드 플레이트와 아마츄어가 이 브레이크판을 끼운 상태로 배치되는 것으로 상하 브레이크 기구가 구성되어도 된다.

[0092](ref2009-20의[0091]대응)

상술한 형태에서는, 상하구동기구(16, 116)는 2개의 상하 브레이크 기구(24, 124)를 구비하고 있다. 그 밖에도 예를 들어, 상하구동기구(16, 116)는 3개 이상의 상하 브레이크 기구(24, 124)를 구비하고 있어도 된다. 이 경우에는, 상하 브레이크 제어부(84)는 3개 이상의 상하 브레이크 기구(24, 124)의 각각의 작동개시 타이밍이 어긋나도록 상하 브레이크 기구(24, 124)를 작동시켜도 된다. 즉, 상하 브레이크 제어부(84)는 3개 이상의 상하 브레이크 기구(24, 124)의 작동을 차례로 개시해도 된다. 또, 이 경우에는 3개 이상의 상하 브레이크 기구(24, 124)를 몇 개의 그룹으로 나눔과 동시에, 이 그룹마다의 작동개시 타이밍이 어긋나도록(그룹마다 차례로 작동이 개시되도록) 상하 브레이크 제어부(84)가 상하 브레이크 기구(24, 124)를 작동시켜도 된다.

또한, 3개 이상의 상하 브레이크 기구(24, 124)의 각각의 작동개시 타이밍이 어긋나도록 상하 브레이크 제어부(84)가 상하 브레이크 기구(24, 124)를 작동시키는 경우에는 상하구동기구(16, 116)에 발생하는 제동력을 서서히 크게 할 수 있다. 그 때문에, 상하구동기구(16, 116)의 급제동을 확실히 방지하여, 핸드(3, 103)로부 터의 반송대상물의 낙하를 확실히 방지하는 것이 가능하게 된다.

마찬가지로, 수평구동기구(17)는 3개 이상의 수평 브레이크 기구(44)를 구비하고 있어도 된다. 이 경우에는, 수평 브레이크 제어부(85)는 3개 이상의 수평 브레이크 기구(44)의 각각의 작동개시 타이밍이 어긋나도록 수평 브레이크 기구(44)를 작동시켜도 된다. 또, 이 경우에는 3개 이상의 수평 브레이크 기구(44)를 몇 개의 그룹으로 나눔과 동시에, 이 그룹마다의 작동개시 타이밍이 어긋나도록 수평 브레이크 제어부(85)가 수평 브레이크 기구(44)를 작동시켜도 된다.

또, 실시형태 1에서는 상하구동기구(16) 또는 수평구동기구(17)의 한쪽이 2개의 브레이크 기구(24, 44)를 구비하고 있다면, 다른 쪽의 구동기구가 구비하는 브레이크 기구(24, 44)는 1개라도 된다.

실시형태 1에서는, 회전구동기구(18)는 1개의 회전 브레이크 기구(64)를 구비하고 있지만, 회전구동기구(18)는 복수의 회전 브레이크 기구(64)를 구비하고 있어도 된다. 이 경우에는, 회전 브레이크 제어부(86)는 복수의 회전 브레이크 기구(64)의 각각의 작동개시 타이밍이 어긋나도록 회전 브레이크 기구(64)를 작동시켜도 된다. 또, 이 경우에는 복수의 회전 브레이크 기구(64)를 몇 개의 그룹으로 나눔과 동시에, 이 그룹마다의 작동개시 타이밍이 어긋나도록 회전 브레이크 제어부(86)가 회전 브레이크 기구(64)를 작동시켜도 된다.

상술한 형태에서는, 상하 브레이크 기구(24, 124), 수평 브레이크 기구(44) 및 회전 브레이크 기구(64)는 이른바 무여자 작동형의 브레이크이다. 그 밖에도 예를 들어, 상하 브레이크 기구(24, 124), 수평 브레이크 기구(44) 및/또는 회전 브 레이크 기구(64)는 코일로의 통전시에 사이드 플레이트와 아마츄어에 의해서 브레이크 디스크가 껴워져 코일로의 통전이 정지되면, 압축코일 스프링의 가압력으로 브레이크 디스크가 해방되도록 구성된 브레이크라도 된다. 또, 상하 브레이크 기구(24, 124), 수평 브레이크 기구(44) 및/또는 회전 브레이크 기구(64)는 압축공기에 의해서 아마츄어가 작동하도록 구성된 공기제동기라도 된다.

실시형태 1에서는, 상하구동기구(16), 수평구동기구(17) 및 회전구동기구(18)는 2대의 구동용 모터(20, 40, 60)를 구비하고 있다. 그 밖에도 예를 들어, 상하구동기구(16), 수평구동기구(17) 및/또는 회전구동기구(18)는 3대 이상의 구동용 모터(20, 40, 60)를 구비하고 있어도 된다. 또, 상하구동기구(16), 수평구동기구(17) 및 회전구동기구(18)가 구비하는 구동용 모터(20, 40, 60)의 수는 1대라도 된다.

실시형태 1에서는, 로보트(1)는 상하구동기구(16)와 수평구동기구(17)와 회전구동기구(18)를 구비하고 있다. 그 밖에도 예를 들어, 로보트(1)는 상하구동기구(16), 수평구동기구(17) 및 회전구동기구(18) 중에서 임의로 선택되는 2개 혹은 1개의 구동기구만을 구비하고 있어도 된다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 관한 산업용 로보트의 평면도이다.

도 2는 도 1의 E-E방향에서 산업용 로보트를 나타내는 도이다.

도 3은 도 1의 F-F방향에서 산업용 로보트를 나타내는 도이다.

도 4는 도 1의 F-F방향에서 지지부재 및 상하구동기구를 나타내는 도이다.

도 5는 도 4의 G-G방향에서 지지부재, 주상부재 및 상하구동기구를 나타내는 도이다.

도 6은 도 4의 H-H방향에서 상하구동기구를 나타내는 도이다.

도 7은 도 2의 J부의 내부구성을 설명하기 위한 도이다.

도 8은 도 3의 K-K방향에서 수평구동기구 등의 구성을 설명하기 위한 도이다.

도 9는 도 8의 L-L방향에서 수평구동기구의 구성을 설명하기 위한 도이다.

도 10은 도 1에 나타내는 선회부재의 평면도이다.

도 11은 도 10의 M-M단면의 단면도이다.

도 12는 도 1에 나타내는 산업용 로보트의 제어부 및 그 관련 부분의 블록도이다.

도 13은 본 발명의 실시형태 2에 관한 산업용 로보트의 평면도이다.

도 14는 도 13의 N-N방향에서 산업용 로보트를 나타내는 도이다.

도 15는 도 13의 P-P방향에서 산업용 로보트를 나타내는 도이다.

도 16은 도 13에 나타내는 주상부재 및 상하구동기구의 구성을 설명하기 위 한 도이다.

도 17은 도 16의 Q부의 확대도이다.

도 18은 도 16의 R-R방향에서 상하구동기구를 나타내는 도이다.

<부호의 설명>

1, 101 로보트(산업용 로보트)

2 기판(반송대상물)

3, 103 핸드

4, 104 암

7, 107 지지부재

16, 116 상하구동기구

17 수평구동기구

18 회전구동기구

20, 120 상하구동용 모터

24, 124 상하 브레이크 기구(브레이크 기구)

40 수평구동용 모터

44 수평 브레이크 기구(브레이크 기구)

80 제어부

84 상하 브레이크 제어부(브레이크 제어부)

85 수평 브레이크 제어부(브레이크 제어부)

102 마스크(반송대상물)

121 볼나사

131 속도검출기구(나사 측 속도검출기구)

CL 중심축

Claims

반송대상물이 탑재되는 핸드(hand)와, 상기 핸드가 연결되는 암(arm)과, 상기 암을 지지하는 지지부재를 구비함과 동시에,

상기 지지부재를 상하이동시키는 상하구동기구 및/또는 상기 지지부재를 수평방향으로 이동시키기 위한 수평구동기구 및/또는 상하방향을 축방향으로 하는 소정의 중심축을 중심으로 상기 지지부재를 회전시키기 위한 회전구동기구와, 상기 상하구동기구 및/또는 상기 수평구동기구 및/또는 상기 회전구동기구를 제어하는 제어부를 구비하고,

상기 상하구동기구 및/또는 상기 수평구동기구 및/또는 상기 회전구동기구는 상기 상하구동기구 및/또는 상기 수평구동기구 및/또는 상기 회전구동기구를 정지시키기 위한 복수의 브레이크(brake) 기구를 구비하며,

상기 제어부는 복수의 상기 브레이크 기구를 제어하는 브레이크 제어부를 구비하고,

상기 브레이크 제어부는 복수의 상기 브레이크 기구를 단계적으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
청구항 1에 있어서,

상기 브레이크 제어부는 복수의 상기 브레이크 기구의 각각의 작동개시 타이밍을 늦추는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
청구항 2에 있어서,

복수의 상기 브레이크 기구로서 복수의 상하 브레이크 기구를 가지는 상기 상하구동기구를 구비하고,

상기 제어부는 상기 브레이크 제어부로서 복수의 상기 상하 브레이크 기구를 제어하는 상하 브레이크 제어부를 구비하며,

상기 상하 브레이크 제어부는 복수의 상기 상하 브레이크 기구를 단계적으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
청구항 3에 있어서,

상기 상하구동기구는 상기 상하 브레이크 기구와 같은 수의 상하구동용 모터를 구비하고,

복수의 상기 상하 브레이크 기구의 각각은 복수의 상기 상하구동용 모터의 각각에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
청구항 4에 있어서,

복수의 상기 상하구동용 모터의 각각의 회전속도를 검출하기 위한 복수의 속도검출기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
청구항 3에 있어서,

상기 상하구동기구는 복수의 상기 상하 브레이크 기구가 연결되는 1대의 상하구동용 모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
청구항 6에 있어서,

상기 상하구동기구는 상기 상하구동용 모터에 연결되어 상기 지지부재를 상하이동시키는 볼나사와, 상기 볼나사의 회전속도를 검출하기 위한 나사 측 속도검출기구와, 상기 상하구동용 모터의 회전속도를 검출하기 위한 모터 측 속도검출기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,

복수의 상기 브레이크 기구로서 복수의 수평 브레이크 기구를 가지는 상기 수평구동기구를 구비하고,

상기 제어부는 상기 브레이크 제어부로서 복수의 상기 수평 브레이크 기구를 제어하는 수평 브레이크 제어부를 구비하며,

상기 수평 브레이크 제어부는 복수의 상기 수평 브레이크 기구를 단계적으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
청구항 8에 있어서,

상기 수평구동기구는 상기 수평 브레이크 기구와 같은 수의 수평구동용 모터를 구비하고,

복수의 상기 수평 브레이크 기구의 각각은 복수의 상기 수평구동용 모터의 각각에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
청구항 1에 있어서,

복수의 상기 브레이크 기구로서 복수의 상하 브레이크 기구를 가지는 상기 상하구동기구를 구비하고,

상기 제어부는 상기 브레이크 제어부로서 복수의 상기 상하 브레이크 기구를 제어하는 상하 브레이크 제어부를 구비하며,

상기 상하 브레이크 제어부는 복수의 상기 상하 브레이크 기구를 단계적으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.