KR20100035620A

KR20100035620A - 산업용 로보트

Info

Publication number: KR20100035620A
Application number: KR1020090091043A
Authority: KR
Inventors: 다카유키 야자와; 시로 사토; 요시히사 마스자와
Original assignee: 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2010-04-05
Also published as: JP5178432B2; KR101531721B1; CN101683738B; TWI481487B; JP2010076066A; CN101683738A; TW201020081A

Abstract

<과제> 반송대상물의 중량이 변동하여도 핸드에 탑재되는 반송대상물의 기울기를 적절히 보정하는 것이 가능한 산업용 로보트를 제공하는 것.

<해결 수단> 산업용 로보트(1)는 반송대상물(2)이 탑재되는 핸드(3)와, 반송대상물(2)이 탑재되었을 때의 핸드(3)의 휘어짐에 의한 반송대상물(2)의 기울기를 보정하는 기울기 보정기구(17)를 구비하고 있다. 기울기 보정기구(17)는 구동원이 되는 기울기 보정용 모터와, 기울기 보정용 모터의 출력축에 연결되는 편심회전부재와, 편심회전부재에 하단 측이 부착되는 링크부재와, 링크부재의 상단 측이 부착되는 부착부재를 구비하고 있다. 기울기 보정기구(17)는 편심회전부재의 회전에 수반하여 링크부재와 함께 상하이동하는 부착부재에 의해서, 지점부(36)를 회동중심으로 하여 반송대상물(2)의 기울기를 변화시키는 방향으로 핸드(3)를 회동시키고 있다.

Description

산업용 로보트{INDUSTRIAL ROBOT}

본 발명은 소정의 반송대상물을 반송하는 산업용 로보트에 관한 것이다.

종래부터, 소정의 반송대상물(워크)을 반송하는 산업용 로보트가 널리 이용되고 있다. 이런 종류의 산업용 로보트로서, 워크가 탑재되는 핸드와 2개의 암을 구비하는 산업용 로보트가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재한 산업용 로보트에서는 제1 암의 선단 측에 핸드의 기단 측이 연결되고, 제2 암의 선단 측에 제1 암의 기단 측이 연결되어 있다.

또, 특허문헌 1에 기재한 산업용 로보트에서는 핸드에 워크가 탑재되었을 때의 핸드, 제1 암 및 제2 암에 생기는 휘어짐을 보정하기 위한 휨 보정기구가 핸드와 제1 암과의 연결부위에 설치되어 있다. 이 휨 보정기구는 제1 암에 고정되는 캠 플레이트와, 핸드에 회전 가능하게 부착되는 캠 팔로워를 구비하고 있다. 이 산업용 로보트에서는, 캠 플레이트의 상면은 그 높이 위치가 원주방향을 따라서 변화하도록 형성되어 있고, 제1 암 및 제2 암의 신축동작에 수반하여 캠 팔로워가 캠 플레이트의 상면을 원주방향으로 구르면서 이동하는 것으로, 핸드, 제1 암 및 제2 암에 생기는 휘어짐이 보정되고 있다.

[특허문헌 1] 일본국 특개2003-136442호 공보

그렇지만, 특허문헌 1에 기재한 산업용 로보트에서는 제1 암 및 제2 암의 신축동작에 수반하여 캠 팔로워가 캠 플레이트의 상면을 원주방향으로 구르면서 이동함으로써, 핸드 등에 생기는 휘어짐이 보정되고 있기 때문에, 캠 플레이트의 상면의 형상으로 핸드 등에 생기는 휘어짐의 보정값이 결정된다. 즉, 이 산업용 로보트에서는 캠 플레이트를 교환하지 않으면, 핸드 등에 생기는 휘어짐의 보정값은 일정하게 된다. 그 때문에, 핸드에 탑재되는 워크의 중량이 변동하면, 핸드 등에 생기는 휘어짐을 적절히 보정할 수 없는 경우가 생긴다.

그래서, 본 발명의 과제는 반송대상물의 중량이 변동하여도 핸드에 탑재되는 반송대상물의 기울기를 적절히 보정하는 것이 가능한 산업용 로보트를 제공하는 것에 있다.

상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 산업용 로보트는 반송대상물이 탑재되는 핸드와, 반송대상물이 탑재되었을 때의 핸드의 휘어짐에 의한 반송대상물의 기울기를 보정하는 기울기 보정기구를 구비하고, 기울기 보정기구는 구동원이 되는 기울기 보정용 모터와, 기울기 보정용 모터의 출력축에 연결되는 편심회전부재와, 편심회전부재에 일단 측이 부착되는 링크부재와, 링크부재의 타단 측이 부착되는 부착부재와, 편심회전부재의 회전에 수반하여 링크부재와 함께 상하이동하는 부착부재에 의해서 반송대상물의 기울기를 변화시키는 방향으로 핸드를 회동시키기 위 한 회동중심이 되는 지점부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 산업용 로보트에서는, 기울기 보정기구는 기울기 보정용 모터의 출력축에 연결되는 편심회전부재의 회전에 수반하여 링크부재와 함께 상하이동하는 부착부재에 의해서, 반송대상물의 기울기를 변화시키는 방향으로 지점부를 회동중심으로 하여 핸드를 회동시키고 있다. 그 때문에, 편심회전부재의 회전량(즉, 기울기 보정용 모터의 회전량)을 제어하여 부착부재의 상하방향의 이동량을 제어함으로써, 지점부를 회동중심으로 하는 핸드의 회동량을 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 반송대상물의 중량에 따라 기울기 보정용 모터의 회전량을 제어함으로써, 지점부를 회동중심으로 하는 핸드의 회동량을 제어하여 반송대상물의 기울기를 적절히 보정하는 것이 가능하게 된다. 즉, 본 발명에서는 반송대상물의 중량이 변동하여도 핸드에 탑재되는 반송대상물의 기울기를 적절히 보정하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 편심회전부재는 편심축이고, 링크부재의 일단 측은 편심축의 외주 측에 베어링을 통하여 회동 가능하게 부착되며, 링크부재의 타단 측은 부착부재에 베어링을 통하여 회동 가능하게 부착되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 링크부재의 편심축으로의 부착부분 및 부착부재으로의 부착부분에서의 슬라이딩저항을 경감할 수 있어 링크부재의 양단 측에서의 먼지발생을 억제할 수 있다. 따라서, 클린룸(clean room) 등의 청정한 환경에서 산업용 로보트를 사용하는 것이 가능하게 된다. 또, 베어링의 양단 측에 씰부재를 배치함으로써 먼지의 비산(飛散)을 방지하는 것이 가능하게 되기 때문에, 먼지의 비산방지구조를 간소화 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 예를 들어, 산업용 로보트는 핸드의 기단 측을 지지하는 제1 지지부와, 제1 지지부를 지지하는 제2 지지부와, 제2 지지부를 상하이동시키는 승강기구를 구비하고 있다. 또, 이 경우에는, 제1 지지부는, 예를 들어, 핸드를 수평방향으로 직선모양으로 이동시키는 리니어구동부 또는 핸드의 기단 측을 회동 가능하게 유지함과 동시에 복수의 암을 가지고 수평방향으로 신축하는 다관절 암부이다.

본 발명에 있어서, 기울기 보정용 모터 및 편심회전부재는 제2 지지부에 부착되고, 부착부재는 제1 지지부에 부착되며, 지점부는 제1 지지부와 제2 지지부와의 연결부에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 핸드에 반송대상물이 탑재되었을 때에 제1 지지부에 휘어짐이 생겼다고 하여도 이 제1 지지부의 휘어짐에 기인하는 반송대상물의 기울기를 기울기 보정기구로 보정하는 것이 가능하게 된다.

또, 이와 같이 구성하면, 제1 지지부의 기울기를 보정할 수 있기 때문에, 제1 지지부에 휘어짐이 생겼다고 하여도 승강기구에 의한 제2 지지부의 승강동작과의 조합에 의해서 핸드의 이동궤적을 미세조정하는 것이 가능하게 된다. 또, 기울기 보정용 모터 및 편심회전부재가 제1 지지부에 부착되고, 부착부재가 핸드에 부착됨과 동시에, 지점부가 제1 지지부와 핸드와의 연결부에 형성되는 경우와 비교하여, 기울기 보정기구를 배치하기 위한 스페이스를 확보하기 쉬워지기 때문에, 기울기 보정기구의 강성(剛性)을 높일 수 있다. 또, 먼지의 발생개소가 될 수 있는 기울기 보정기구와 핸드와의 거리를 두는 것이 가능하게 되기 때문에, 핸드에 탑재되는 반송대상물의 청정도를 확보하기 쉬워진다.

본 발명에 있어서, 부착부재는 핸드의 이동방향에 있어서 지점부에 대해서 핸드의 선단이 지점부로부터 가장 멀어져 있을 때의 핸드와 반대 측에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 선단이 지점부로부터 가장 멀어져 있을 때의 핸드의 선단 측에 산업용 로보트의 중심이 치우치는 것을 방지할 수 있어 산업용 로보트를 안정시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 산업용 로보트는 승강기구를 구성함과 동시에 제2 지지부를 상하이동시키기 위한 구동원이 되는 승강용 모터와 기울기 보정용 모터를 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는 기울기 보정용 모터의 회전량에 따라 승강용 모터를 구동하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 기울기 보정기구에서의 기울기 보정에 의해서 핸드에 탑재된 반송대상물의 높이가 변화하는 경우라도 승강기구에 의한 핸드의 승강동작으로 핸드에 탑재된 반송대상물의 높이를 조정하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 기울기 보정기구로 반송대상물의 기울기를 보정하여도 핸드에 탑재된 반송대상물의 높이를 일정하게 유지하는 것이 가능하게 된다.

이상과 같이, 본 발명의 산업용 로보트에서는 반송대상물의 중량이 변동하여도 핸드에 탑재되는 반송대상물의 기울기를 적절히 보정하는 것이 가능하게 된다.

<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 근거하여 설명한다.

(산업용 로보트의 개략구성)

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

본 형태의 산업용 로보트(1)(이하, 「로보트(1)」라고 한다.)는 소정의 반송대상물(2)을 반송하기 위한 로보트이다. 본 형태의 반송대상물(2)은, 예를 들어, 노광(露光)장치에서 사용되는 고가의 마스크이다. 따라서, 이하에서는 반송대상물(2)을 「마스크(2)」라고 표기한다. 이 로보트(1)는, 도 1 ~ 도 3에 나타내는 바와 같이, 마스크(2)가 탑재되는 핸드(3)와, 핸드(3)의 기단 측을 지지하는 제1 지지부로서의 리니어구동부(4)와, 리니어구동부(4)를 지지하는 본체부(5)와, 본체부(5)를 수평방향으로 이동 가능하게 지지하는 베이스부재(6)를 구비하고 있다.

본체부(5)는 리니어구동부(4)를 지지함과 동시에 상하이동 가능한 제2 지지부로서의 지지부재(7)와, 지지부재(7)를 상하방향으로 이동 가능하게 지지하기 위한 주상(柱狀)부재(8)와, 본체부(5)의 하단(下端)부분을 구성함과 동시에 베이스부재(6)에 대해서 수평이동 가능한 기대(基臺)(9)와, 주상부재(8)의 하단이 고정됨과 동시에 기대(9)에 대해서 선회 가능한 선회부재(10)를 구비하고 있다.

핸드(3)는 마스크(2)를 탑재하기 위한 2개의 클로(claw)부(12)를 구비하고 있다. 이 핸드(3)는 리니어구동부(4)에 대해서 도 1의 좌우방향으로 상대이동 가능하게 되도록 리니어구동부(4)에 유지되어 있다.

또, 로보트(1)는 지지부재(7)를 상하이동시키는 승강기구(16)(도 4 참조)와, 마스크(2)가 탑재되었을 때의 핸드(3) 및 리니어구동부(4)의 휘어짐에 기인하는 마스크(2)의 기울기를 보정하기 위한 기울기 보정기구(17)를 구비하고 있다. 이하, 승강기구(16), 리니어구동부(4) 및 기울기 보정기구(17)의 구성 및 그 주변부분의 구성을 설명한다.

(승강기구 및 그 주변부분의 구성)

도 4는 도 1에 나타내는 주상부재(8) 및 승강기구(16)의 구성을 설명하기 위한 도이다. 도 5는 도 4의 G부의 확대도이다.

승강기구(16)는 지지부재(7)를 상하이동시키기 위한 구동원이 되는 승강용 모터(20)와, 승강용 모터(20)가 연결되는 볼나사(21)를 구비하고 있다. 볼나사(21)는 상하방향을 길이방향으로 하여 주상부재(8)에 부착되어 있다. 구체적으로는, 주상부재(8)의 상하 양단 측에 고정되는 2개의 베어링(22)에 볼나사(21)가 회전 가능하게 지지되어 있다.

또, 승강기구(16)는, 볼나사(21)에 결합하여 상하이동하는 너트부재(23)를 구비하고 있다. 너트부재(23)는 지지부재(7)에 고정되어 있다. 본 형태에서는 볼나사(21)와 너트부재(23)에 의해서 지지부재(7)가 상하방향으로 이동한다. 또한, 승강기구(16)는 지지부재(7)를 정지시키기 위한 2개의 승강 브레이크기구(24)를 구비하고 있다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 승강용 모터(20)의 출력축에는 풀리(28)가 고정되고, 볼나사(21)의 상단에는 풀리(28)보다도 지름이 큰 풀리(29)가 고정되어 있다. 풀리(28, 29)에는 벨트(30)가 걸쳐져 있다.

(리니어구동부 및 그 주변부분의 구성)

도 6의 (A)는 도 1에 나타내는 리니어구동부(4)의 구성을 상면으로부터 설명하기 위한 도면이고, 도 6의 (B)은 (A)의 H-H방향으로부터 리니어구동부(4)의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 도 6의 J-J방향으로부터 리니어구동부(4)의 구성을 설명하기 위한 도이다.

리니어구동부(4)는 전체적으로 가늘고 긴 대략 직방체(直方體) 모양으로 형성되어 있고, 그 중심부분이 지지부재(7)에 회동 가능하게 지지되어 있다. 이 리니어구동부(4)는 핸드(3)를 도 6의 좌우방향으로 직선모양으로 이동시키는 리니어 구동기구(24)를 구비하고 있다.

리니어 구동기구(24)는 리니어 구동용 모터(25)(도 7 참조)와, 리니어 구동용 모터(25)가 연결되는 볼나사(26)를 구비하고 있다. 볼나사(26)는 도 6의 좌우방향을 길이방향으로 하여 리니어구동부(4)의 프레임(27)에 고정되어 있다. 구체적으로는 프레임(27)의 좌우 양단 측에 고정되는 2개의 베어링(28)에 볼나사(26)가 회전 가능하게 지지되어 있다.

또, 리니어 구동기구(24)는 볼나사(26)에 결합하여 수평방향으로 이동하는 너트부재(29)와, 너트부재(29)가 고정되는 이동베이스(30)를 구비하고 있다. 이동베이스(30)의 상면에는 핸드(3)의 기단(基端) 측의 바닥면이 고정되어 있다. 본 형태에서는 볼나사(26)와 너트부재(29)에 의해서 이동베이스(30)에 고정된 핸드(3)가 수평방향으로 이동한다. 또, 이동베이스(30)의 바닥면에는 케이블 베어(31)의 일단이 고정되어 있다. 또한, 리니어 구동기구(24)는 이동베이스(30)를 정지시키기 위 한 브레이크기구나 이동베이스(30)를 수평방향으로 안내하기 위한 가이드기구를 구비하고 있다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 리니어 구동용 모터(25)의 출력축에는 풀리(32)가 고정되어 있다. 또, 볼나사(26)의 단부에는 풀리(32)보다도 지름이 큰 풀리(33)가 고정되어 있다. 풀리(32, 33)에는 벨트(34)가 걸쳐져 있다.

(기울기 보정기구 및 그 주변부분의 구성)

도 8은 도 2의 K부의 확대도이다. 도 9는 도 8의 M-M단면의 단면도이다. 도 10은 도 8의 N-N단면의 단면도이다. 도 11은 도 10의 P-P방향로부터 링크부재(40)의 구성을 설명하기 위한 도이다. 도 12는 도 8에 나타내는 기울기 보정기구(17)의 작용을 설명하기 위한 도이다.

기울기 보정기구(17)는 리니어구동부(4)와 지지부재(7)와의 연결개소에 배치되어 있다. 이 기울기 보정기구(17)는 리니어구동부(4)와 지지부재(7)와의 연결부에 형성되는 지점부(36)를 회동중심으로 하여 도 8의 반시계방향으로 핸드(3) 및 리니어구동부(4)를 회동시켜서, 도 8의 좌우방향에 대한 핸드(3) 및 리니어구동부(4)의 기울기를 조정하여, 핸드(3)에 탑재되어 있는 마스크(2)의 기울기를 보정한다.

도 9, 도 10에 나타내는 바와 같이, 기울기 보정기구(17)는 구동원이 되는 기울기 보정용 모터(37)와, 기울기 보정용 모터(37)의 출력축(37a)에 감속기(38)를 통하여 연결되는 편심회전부재로서의 편심축(크랭크축)(39)과, 편심축(39)에 하단 측이 부착된 링크부재(40)와, 링크부재(40)의 상단 측이 부착되는 부착부재(41)를 구비하고 있다.

지지부(36)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 지지부재(7)의 하단 측에 고정되는 지점축(43)과, 리니어구동부(4)의 프레임(27)의 바닥면에 고정되는 지점블록(44)으로 구성되어 있다. 지점축(43)은 도 8의 지면(紙面) 앞쪽으로 돌출하도록 지지부재(7)의 하단 측에 고정되어 있다. 지점블록(44)에는 지점축(43)이 삽입하여 통과되는 베어링(도시생략)이 배치되는 베어링 배치구멍(44a)이 형성되어 있다. 베어링 배치구멍(44a)에 배치된 베어링에는 지점축(43)에 대해서 지점블록(44)이 회동 가능하게 되도록 지점축(43)이 삽입되어 있다.

기울기 보정용 모터(37) 및 감속기(38)는 지지부재(7)의 하단 측에 고정되어 있다. 또, 기울기 보정용 모터(37) 및 감속기(38)는 도 8에서의 지점부(36)의 왼쪽에 배치됨과 동시에, 리니어구동부(4)의 아래쪽에 배치되어 있다. 본 형태의 기울기 보정용 모터(37)는 서보모터(servomotor)(펄스모터(pulse motor))이다. 또, 본 형태의 감속기(38)는 유성(遊星)감속기이며, 보다 구체적으로는 RV감속기를 이용하고 있다. 기울기 보정용 모터(37)의 출력축(37a)은 감속기(38)의 입력 측에 연결되어 있다.

편심축(39)은 도 8의 지면 수직방향을 축방향으로 하여 배치되어 있다. 이 편심축(39)의 일단(도 9의 상단)은 감속기(38)의 출력 측에 연결되어 있다. 또, 편심축(39)의 타단 측은 지지부재(7)를 구성하는 축지지부재(45)의 내부에 배치되는 베어링(46)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 베어링(46)의 양단 측에는 씰부재(47)가 배치되어 있다. 편심축(39)의 축방향의 중간부에는, 도 9에 나타내는 바와 같 이, 편심축(39)의 회전중심축 CL1로부터 거리 X만큼 어긋나 있는 축 CL2를 중심으로 하는 원주상의 편심부(39a)가 형성되어 있다. 즉, 편심량이 X인 편심부(39a)가 편심축(39)의 축방향의 중간부에 형성되어 있다. 또한, 도 8 등에서는 축지지부재(45) 등의 도시를 생략하고 있다.

링크부재(40)의 하단 측에는 편심축(39)의 편심부(39a)가 삽입하여 통과되는 삽통(揷通)구멍이 형성되어 있고, 링크부재(40)의 하단 측은 베어링(48)을 통하여 편심부(39a)의 외주 측에 회동 가능하게 부착되어 있다. 베어링(48)의 양단 측에는 씰부재(49)가 배치되어 있다. 또, 링크부재(40)의 상단 측에는 부착부재(41)를 구성하는 후술의 고정축(51)이 삽입하여 통과되는 삽통구멍이 형성되어 있고, 링크부재(40)의 상단 측은 베어링(50)을 통하여 고정축(51)에 회동 가능하게 부착되어 있다.

부착부재(41)는 링크부재(40)의 상단 측에 삽입하여 통과되는 고정축(51)과, 고정축(51)의 양단 측을 지지하는 축지지부재(52)를 구비하고 있다. 고정축(51)은 그 축방향이 편심축(39)의 회전중심축 CL1과 평행하게 되도록 배치되어 있다. 축지지부재(52)는 리니어구동부(4)의 프레임(27)의 바닥면에 고정되어 있다. 구체적으로는 프레임(27)의 바닥면의 도 8에서의 지점부(36)보다도 좌측에 축지지부재(52)가 고정되어 있다.

본 형태에서는 도 2에서의 리니어구동부(4)의 우단 측에 핸드(3)가 배치되어 있을 때, 핸드(3)의 선단이 지점부(36)로부터 가장 멀어진다. 그 때문에, 지점부(36)는 도 2의 좌우방향에서 선단이 지점부(36)로부터 가장 멀어져 있을 때의 핸 드(3)와 부착부재(41)와의 사이에 배치되어 있다. 즉, 부착부재(41)는 핸드(3)의 이동방향에 있어서 지점부(36)에 대해서 선단이 지점부(36)로부터 가장 멀어져 있을 때의 핸드(3)와 반대 측에 배치되어 있다.

또한, 본 형태에서는, 예를 들어, 핸드(3)의 선단이 지점부(36)로부터 가장 멀어져 있을 때, 승강기구(16)에 의해서 핸드(3)가 상승하여 핸드(3) 위에 마스크(2)가 탑재된다. 또, 도 2의 좌우방향에서 선단이 지점부(36)로부터 가장 멀어져 있을 때 핸드(3)의 기단과 지점부(36)와의 거리는 지점부(36)와 부착부재(41)와의 거리보다 길게 되어 있다.

이상과 같이 구성된 기울기 보정기구(17)에서는 기울기 보정용 모터(37)가 회전하면, 감속기(38)를 통하여 출력축(37a)에 연결된 편심축(39)이 회전한다. 편심축(39)의 회전에 수반하여 링크부재(40) 및 부착부재(41)는, 예를 들어, 도 11의 파선으로 나타내는 바와 같이 하강하거나, 혹은, 도 11의 2점쇄선으로 나타내는 바와 같이 상승한다.

링크부재(40) 및 부착부재(41)가 하강하면, 예를 들어, 도 12의 (A)에 나타내는 바와 같이, 지점부(36)를 회동중심으로 하여 핸드(3) 및 리니어구동부(4)가 반시계방향으로 회동한다. 또, 링크부재(40) 및 부착부재(41)가 상승하면, 예를 들어, 도 12의 (B)에 나타내는 바와 같이, 지점부(36)를 회동중심으로 하여 핸드(3) 및 리니어구동부(4)가 시계방향으로 회동한다. 이와 같이, 편심축(39)의 회전에 수반하여 상하이동하는 링크부재(40) 및 부착부재(41)에 의해서, 핸드(3) 및 리니어구동부(4)는 핸드(3)에 탑재된 마스크(2)의 기울기를 변화시키는 방향으로 지점 부(36)를 회동중심으로 하여 회동한다.

핸드(3)에 마스크(2)가 탑재되면, 마스크(2)의 중량감으로 도 2의 오른쪽 아래에서 마스크(2)가 기울도록(즉, 마스크(2)의 우단이 내려가도록) 핸드(3) 및 리니어구동부(4)가 휜다. 따라서, 본 형태에서는 핸드(3)에 마스크(2)가 탑재되면, 마스크(2)가 수평이 되도록 편심축(39)을 구동하는 기울기 보정용 모터(37)가 회전한다. 즉, 핸드(3)에 마스크(2)가 탑재되면, 링크부재(40) 및 부착부재(41)가 하강하여 지점부(36)를 회동중심으로 하여 핸드(3) 및 리니어구동부(4)가 반시계방향으로 회동하도록 기울기 보정용 모터(37)가 회전한다.

(제어부의 구성)

도 13은 도 1에 나타내는 산업용 로보트(1)의 제어부(60) 및 그 관련 부분의 블럭도이다. 또한, 도 13에서는 승강용 모터(20) 및 기울기 보정용 모터(37)의 제어에 관련하는 제어부(60)의 구성이 도시되어 있다.

제어부(60)는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 승강용 모터(20) 및 기울기 보정용 모터(37)의 제어에 관련하는 구성으로서, 승강용 모터(20)를 제어하는 승강용 모터 제어부(61)와 기울기 보정용 모터(37)를 제어하는 기울기 보정용 모터 제어부(62)를 구비하고 있다.

상술한 바와 같이, 핸드(3)에 마스크(2)가 탑재되면, 지점부(36)를 회동중심으로 하여 핸드(3) 및 리니어구동부(4)가 반시계방향으로 회동하도록 기울기 보정용 모터(37)가 회전한다. 이 기울기 보정용 모터(37)의 회전량은 기울기 보정용 모터 제어부(62)에 의해서 제어된다. 구체적으로는, 본 형태의 기울기 보정용 모 터(37)는 서보모터이기 때문에, 소정의 펄스수의 구동신호가 기울기 보정용 모터 제어부(62)로부터 기울기 보정용 모터(37)에 입력되고, 이 구동신호에 따라 기울기 보정용 모터(37)가 소정량 회전한다. 또한, 기울기 보정용 모터 제어부(62)로부터 출력되는 구동신호중의 펄스수는 핸드(3)에 탑재되는 마스크(2)의 중량에 따라 설정된다.

여기서, 마스크(2)의 기울기를 보정하기 위해, 지점부(36)를 회동중심으로 하여 핸드(3) 및 리니어구동부(4)가 반시계방향으로 회동하면, 핸드(3)에 탑재된 마스크(2)의 높이가 바뀌는 경우가 있다. 핸드(3)에 탑재된 마스크(2)의 높이가 바뀌면, 마스크(2)가 수납되어 있는 수납부와 핸드(3)에 탑재된 마스크(2)가 접촉할 우려가 있다.

그래서, 본 형태에서는 승강용 모터 제어부(61)가 기울기 보정용 모터(37)의 회전량에 따라 승강용 모터(20)를 구동하여 핸드(3)에 탑재된 마스크(2)와 마스크(2)의 수납부와의 접촉을 방지하고 있다. 구체적으로는, 보정용 모터 제어부(62)로부터 기울기 보정용 모터(37)에 구동신호가 보내지면, 보정용 모터 제어부(62)로부터 기울기 보정용 모터(37)에 출력된 펄스수에 관한 정보가 승강용 모터 제어부(61)에 입력되고, 이 정보에 근거하여 승강용 모터 제어부(61)는 승강용 모터(20)를 구동하여 핸드(3)를 상하이동시킨다.

(본 형태의 주된 효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 형태에서는, 기울기 보정기구(17)는 기울기 보정용 모터(37)에 연결되는 편심축(39)의 회전에 수반하여 상하이동하는 링크부재(40) 및 부착부재(41)에 의해서, 지점부(36)를 회동중심으로 하여 마스크(2)의 기울기를 변화시키는 방향으로 핸드(3)를 회동시키고 있다. 그 때문에, 기울기 보정용 모터(37)의 회전량을 제어하여 부착부재(41)의 상하방향의 이동량을 제어하는 것으로 지점부(36)를 회동중심으로 하는 핸드(3)의 회동량을 제어할 수 있다. 따라서, 본 형태에서는 마스크(2)의 중량에 따라서 기울기 보정용 모터(37)의 회전량을 제어하는 것으로 지점부(36)를 회동중심으로 하는 핸드(3)의 회동량을 제어할 수 있다. 그 결과, 본 형태에서는 마스크(2)의 중량이 변동해도 핸드(3)에 탑재되는 마스크(2)의 기울기를 적절히 보정하는 것이 가능하게 된다.

또, 기울기 보정기구(17)에 의한 마스크(2)의 기울기 보정량은 편심축(39)의 편심량으로 정해지기 때문에, 기울기 보정용 모터(37)가 오동작하여도 핸드(3) 및 마스크(2)가 과도하게 기울지 않는다. 따라서, 기울기 보정용 모터(37)가 오동작했다고 하여도 핸드(3)로부터 마스크(2)가 낙하하는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.

본 형태에서는, 링크부재(40)의 하단 측은 편심축(39)의 편심부(39a)의 외주 측에 베어링(48)을 통하여 회동 가능하게 부착되고, 링크부재(40)의 상단 측은 베어링(50)을 통하여 고정축(51)에 회동 가능하게 부착되어 있다. 그 때문에, 링크부재(40)의 편심축(39)으로의 부착부분 및 부착부재(41)으로의 부착부분에서의 슬라이딩저항을 경감할 수 있어 링크부재(40)의 양단 측에서의 먼지의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 클린룸 등의 청정한 환경에서 로보트(1)를 사용하는 것이 가능하게 된다.

본 형태에서는, 편심축(39)의 타단 측은 축지지부재(45)의 내부에 배치되는 베어링(46)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 또, 링크부재(40)의 하단 측은 편심축(39)의 편심부(39a)의 외주 측에 베어링(48)을 통하여 회동 가능하게 부착되어 있다. 그 때문에, 베어링(46, 48)의 양단 측에 씰부재(47, 49)를 배치하는 것으로 한 간단하고 쉬운 구성으로 편심축(39)의 타단 측의 지지부분이나 링크부재(40)의 편심축(39)으로의 부착부분에 먼지가 생겨도 먼지의 비산을 방지하는 것이 가능하게 된다.

본 형태에서는, 기울기 보정용 모터(37) 및 편심축(39)은 지지부재(7)에 부착되고, 부착부재(41)는 리니어구동부(4)의 프레임(27)의 바닥면에 고정되어 있다. 또, 지점부(36)는 리니어구동부(4)와 지지부재(7)와의 연결부에 형성되어 있다. 그 때문에, 핸드(3)에 마스크(2)가 탑재되었을 때에 리니어구동부(4)에 생기는 휘어짐에 기인하여 마스크(2)가 기울어져도 그 기울기를 기울기 보정기구(17)로 보정할 수 있다.

또, 리니어구동부(4) 전체의 기울기를 보정할 수 있기 때문에, 리니어구동부(4)에 휘어짐이 생겼다고 하여도 승강기구(16)에 의한 지지부재(7)의 승강동작과의 조합에 의해서, 핸드(3)의 이동궤적의 미세조정이 가능하게 된다. 즉, 리니어구동부(4)에 휘어짐이 생겼다고 하여도 기울기 보정기구(17)에 의해서 리니어구동부(4) 전체의 기울기를 보정할 수 있기 때문에, 이 보정동작과, 지지부재(7)의 승강동작과의 조합에 의해서, 리니어구동부(4)를 따라서 직선모양으로 이동하는 핸드(3)의 이동궤적을 미세조정하는 것이 가능하게 된다. 또한, 리니어구동부(4)를 따라서 핸드(3)가 이동하고 있는 상태로 기울기 보정기구(17) 및 승강기구(16)를 작용시켜 핸드(3)의 이동궤적의 미세조정을 행하여도 좋고, 리니어구동부(4)에 대해서 핸드(3)가 정지하고 있는 상태로 기울기 보정기구(17) 및 승강기구(16)를 작용시켜 핸드(3)의 이동궤적의 미세조정을 행하여도 좋다.

또, 기울기 보정용 모터(37) 및 편심축(39)이 리니어구동부(4)에 부착되고, 부착부재(41)가 핸드(3)의 바닥면에 고정됨과 동시에, 지점부(36)가 리니어구동부(4)와 핸드(3)와의 연결부에 형성되는 경우와 비교하여, 기울기 보정기구(17)를 배치하기 위한 스페이스를 확보하기 쉬워지기 때문에, 기울기 보정기구(17)의 강성을 높일 수 있다. 또, 먼지의 발생개소가 될 수 있는 기울기 보정기구(17)와 핸드(3)와의 거리를 둘 수 있기 때문에, 핸드(3)에 탑재되는 마스크(2)의 청정도를 확보하기 쉬워진다.

본 형태에서는, 부착부재(41)는 핸드(3)의 이동방향에 있어서, 지점부(36)에 대해서 선단이 지점부(36)로부터 가장 멀어져 있을 때의 핸드(3)와 반대 측에 배치되어 있다. 그 때문에, 선단이 지점부(36)로부터 가장 멀어져 있을 때의 핸드(3)의 선단 측(도 2의 우측)에 로보트(1)의 중심이 치우치는 것을 방지할 수 있어 로보트(1)를 안정시킬 수 있다. 또, 도 2의 좌우방향에서 선단이 지점부(36)로부터 가장 멀어져 있을 때 핸드(3)의 기단과 지점부(36)와의 거리는 지점부(36)와 부착부재(41)와의 거리보다 길어져 있기 때문에, 편심축(39)의 편심량 X를 작게 하여도 핸드(3)의 탑재되는 마스크(2)의 기울기 보정량을 크게 하는 것이 가능하게 된다.

본 형태에서는, 승강용 모터 제어부(61)가 기울기 보정용 모터(37)의 회전량 에 따라 승강용 모터(20)를 구동하고 있다. 그 때문에, 상술한 바와 같이, 기울기 보정기구(17)에 의한 마스크(2)의 기울기 보정에 의해서 핸드(3)에 탑재된 마스크(2)의 높이가 바뀌는 경우라도 승강기구(16)에 의한 핸드(3)의 승강동작으로 마스크(2)의 높이를 조정하여 핸드(3)에 탑재된 마스크(2)의 높이를 일정하게 유지하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 예를 들어, 핸드(3)에 탑재된 마스크(2)와 마스크(2)의 수납부와의 접촉을 방지할 수 있다.

또한, 본 형태에서는 지점부(36)의 배치위치, 부착부재(41)의 배치위치 및/또는 리니어 구동기구(24)에 의한 핸드(3)의 이동량 등을 변경하는 것으로 마스크(2)의 기울기 보정량을 변경하는 것이 가능하다. 또, 본 형태에서는 기울기 보정용 모터(37)를 연속 회전시키는 것으로, 지점부(36)를 중심으로 하여 마스크(2)를 상하방향으로 요동시키는 것이 가능하다. 본 형태에서는 기울기 보정용 모터(37)를 한쪽 방향으로 연속 회전시키면, 지점부(36)를 중심으로 하여 마스크(2)를 상하방향으로 요동시키는 것이 가능하게 되기 때문에, 마스크(2)를 상하방향으로 요동시키는 경우라도 기울기 보정용 모터(37)의 제어가 용이하게 된다. 또, 기울기 보정용 모터(37)를 연속 회전시켜도 마스크(2)의 요동량은 일정하기 때문에, 안전성을 확보하는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 형태에서는 편심축(39)의 편심량 X를 크게 하여 핸드(3)의 회동량을 크게 하는 것으로, 기울기 보정기구(17)를 이용하여 마스크(2)의 수납부로부터 마스크(2)를 채택하는 것 및 마스크(2)의 수납부에 마스크(2)를 실어 놓는 것이 가능하게 된다.

(다른 실시형태)

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

상술한 형태에서는, 기울기 보정용 모터(37) 및 편심축(39)은 지지부재(7)에 부착되고, 부착부재(41)는 리니어구동부(4)의 프레임(27)의 바닥면에 고정됨과 동시에, 지점부(36)는 리니어구동부(4)와 지지부재(7)와의 연결부에 형성되어 있다. 이 밖에도 예를 들어, 기울기 보정용 모터(37) 및 편심축(39)이 리니어구동부(4)에 부착되고, 부착부재(41)가 핸드(3)의 바닥면에 고정됨과 동시에, 지점부(36)가 리니어구동부(4)와 핸드(3)와의 연결부에 형성되어도 좋다.

상술한 형태에서는, 부착부재(41)는 핸드(3)의 이동방향에 있어서 지점부(36)에 대해서 선단이 지점부(36)로부터 가장 멀어져 있을 때의 핸드(3)와 반대 측에 배치되어 있다. 이 밖에도 예를 들어, 부착부재(41)는 핸드(3)의 이동방향에 있어서 지점부(36)에 대해서 선단이 지점부(36)로부터 가장 멀어져 있을 때의 핸드(3)와 같은 측에 배치되어도 좋다. 즉, 도 8에서의 지점부(36)의 우측에 기울기 보정용 모터(37), 편심축(39), 링크부재(40) 및 부착부재(41)가 배치되어도 좋다.

상술한 형태에서는 기울기 보정용 모터(37)의 출력축(37a)에 감속기(38)를 통하여 편심축(크랭크축)(39)이 연결되어 있다. 이 밖에도 예를 들어, 기울기 보정용 모터(37)의 출력축(37a)에 감속기(38)를 통하여 캠판(편심 캠)이 연결되어도 좋다.

상술한 형태에서는, 링크부재(40)의 상단 측은 베어링(50)을 통하여 고정축(51)에 회동 가능하게 부착되어 있다. 이 밖에도 예를 들어, 베어링을 통하여 축 지지부재(52)에 회동 가능하게 지지되는 회동축이 링크부재(40)의 상단 측에 고정되어도 좋다.

상술한 형태에서는 핸드(3)의 기단 측을 리니어구동부(4)가 지지하고 있다. 이 밖에도 예를 들어, 복수의 암과 관절부를 구비해 수평방향으로 신축하는 다관절 암부가 핸드(3)의 기단 측을 지지하여도 좋다. 즉, 핸드(3)의 기단 측을 지지하는 제1 지지부는 다관절 암부로 하여도 좋다. 이 경우, 다관절 암부는 핸드(3)의 기단 측을 회동 가능하게 유지한다.

상술한 형태에서는, 승강기구(16)는 볼나사(21)와 너트부재(23)를 구비하고, 볼나사(21)와 너트부재(23)에 의해서 지지부재(7)를 상하방향으로 이동시키고 있다. 이 밖에도 예를 들어, 승강기구(16)이 랙과 피니언을 구비하고, 이 랙과 피니언에 의해서, 지지부재(7)를 상하방향으로 이동시켜도 좋다. 예를 들어, 주상부재(8)에 랙이 고정되고, 이 랙에 치합하는 피니언과 피니언을 구동하는 모터가 지지부재(7)에 부착되어도 좋다. 또한, 로보트(1)가 대형의 로보트인 경우에는 랙에 치합하는 복수의 피니언을 지지부재(7)에 부착함과 동시에, 복수의 피니언의 각각에 개별적으로 연결되는 복수의 모터를 지지부재(7)에 부착하여도 좋다.

상술한 형태에서는, 기울기 보정용 모터(37)는 서보모터이지만, 기울기 보정용 모터(37)는 서보모터에 한정되지 않고, 예를 들어, 스텝모터라도 좋다. 또, 상술한 형태에서는 로보트(1)에 반송되는 반송대상물은 마스크(2)이지만, 반송대상물은 액정 디스플레이용 유리기판이나 반도체 웨이퍼 등이라도 좋다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 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 1에 나타내는 주상부재 및 승강기구의 구성을 설명하기 위한 도이다.

도 5는 도 4의 G부의 확대도이다.

도 6의 (A)는 도 1에 나타내는 리니어구동부의 구성을 상면으로부터 설명하기 위한 도이며, (B)는 (A)의 H-H방향으로부터 리니어구동부의 구성을 설명하기 위한 도이다.

도 7은 도 6의 J-J방향으로부터 리니어구동부의 구성을 설명하기 위한 도이다.

도 8은 도 2의 K부의 확대도이다.

도 9는 도 8의 M-M단면의 단면도이다.

도 10은 도 8의 N-N단면의 단면도이다.

도 11은 도 10의 P-P방향으로부터 링크부재의 구성을 설명하기 위한 도이다.

도 12는 도 8에 나타내는 기울기 보정기구의 작용을 설명하기 위한 도이다.

도 13은 도 1에 나타내는 산업용 로보트의 제어부 및 그 관련 부분의 블럭도이다.

<부호의 설명>

1 로보트(산업용 로보트)

2 마스크(반송대상물)

3 핸드

4 리니어구동부(제1 지지부)

7 지지부재(제2 지지부)

16 승강기구

17 기울기 보정기구

20 승강용 모터

36 지점부

37 기울기 보정용 모터

37a 출력축

39 편심축(편심회전부재)

40 링크부재

41 부착부재

48 베어링

50 베어링

60 제어부

Claims

반송대상물이 탑재되는 핸드와, 상기 반송대상물이 탑재되었을 때의 상기 핸드의 휘어짐에 의한 상기 반송대상물의 기울기를 보정하는 기울기 보정기구를 구비하고,

상기 기울기 보정기구는 구동원이 되는 기울기 보정용 모터와, 상기 기울기 보정용 모터의 출력축에 연결되는 편심회전부재와, 상기 편심회전부재에 일단 측이 부착되는 링크부재와, 상기 링크부재의 타단 측이 부착되는 부착부재와, 상기 편심회전부재의 회전에 수반하여 상기 링크부재와 함께 상하이동하는 상기 부착부재에 의해서 상기 반송대상물의 기울기를 변화시키는 방향으로 상기 핸드를 회동시키기 위한 회동중심이 되는 지점부를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
청구항 1에 있어서,

상기 편심회전부재는 편심축이고,

상기 링크부재의 일단 측은 상기 편심축의 외주 측에 베어링을 통하여 회동 가능하게 부착되며,

상기 링크부재의 타단 측은 상기 부착부재에 베어링을 통하여 회동 가능하게 부착되고 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
청구항 1 또는 2에 있어서,

상기 핸드의 기단 측을 지지하는 제1 지지부와, 상기 제1 지지부를 지지하는 제2 지지부와, 상기 제2 지지부를 상하이동시키는 승강기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
청구항 3에 있어서,

상기 제1 지지부는 상기 핸드를 수평방향으로 직선모양으로 이동시키는 리니어구동부 또는 상기 핸드의 기단 측을 회동 가능하게 유지함과 동시에 복수의 암을 가지고 수평방향으로 신축하는 다관절 암부인 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
청구항 4에 있어서,

상기 기울기 보정용 모터 및 상기 편심회전부재는 상기 제2 지지부에 부착되고,

상기 부착부재는 상기 제1 지지부에 부착되며,

상기 지점부는 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부와의 연결부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
청구항 5에 있어서,

상기 부착부재는 상기 핸드의 이동방향에 있어서 상기 지점부에 대해서 상기 핸드의 선단이 상기 지점부로부터 가장 멀어져 있을 때의 상기 핸드와 반대 측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.
청구항 3에 있어서,

상기 승강기구를 구성함과 동시에 상기 제2 지지부를 상하이동시키기 위한 구동원이 되는 승강용 모터와 상기 기울기 보정용 모터를 제어하는 제어부를 구비하고,

상기 제어부는 상기 기울기 보정용 모터의 회전량에 따라 상기 승강용 모터를 구동하는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트.