KR20130024855A - Robot arm structure and robot - Google Patents
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Abstract
Description
개시된 실시형태는 로봇의 아암 구조체 및 로봇에 관한 것이다.The disclosed embodiment relates to an arm structure of a robot and a robot.
종래에, 유리 기판이나 반도체 웨이퍼 등의 워크를 반송하는 로봇으로서, 수평 다관절 로봇이 알려져 있다. 수평 다관절 로봇은 2개의 아암부가 관절을 거쳐서 연결된 신축 아암을 구비하는 로봇이며, 각 아암부를 회전 동작시키는 것에 의해서 신축 아암의 선단부에 마련된 엔드 이펙터(end effector)를 직선적으로 이동시킨다. 또한, 수평 다관절 로봇은, 신축 아암을 지지하는 베이스부가 연직축인 선회 축을 중심으로 하여 회전 가능하게 구성된다.Background Art Conventionally, a horizontal articulated robot is known as a robot for transporting a workpiece such as a glass substrate or a semiconductor wafer. The horizontal articulated robot is a robot having a telescopic arm in which two arm parts are connected via a joint, and linearly moves an end effector provided at the tip of the telescopic arm by rotating each arm part. In addition, the horizontal articulated robot is configured to be rotatable about a pivot axis in which the base portion that supports the stretching arm is vertical.
이와 같은 수평 다관절 로봇에서는, 신축 아암의 선단부에 장착되는 엔드 이펙터의 방향이 아암 부재의 회전 동작에 의해서 변화하지 않도록, 각 아암부의 회전 동작에 추종하여 동작하는 링크 기구를 마련하여 엔드 이펙터의 회전을 규제하고 있다.In such a horizontal articulated robot, a link mechanism is provided to operate in accordance with the rotational motion of each arm so that the direction of the end effector mounted on the distal end of the telescopic arm does not change due to the rotational motion of the arm member. Regulates
예를 들어, 특허문헌 1에는, 기단측의 아암부의 회전 동작에 추종하는 제 1 평행 링크 기구와, 선단측의 아암부의 회전 동작에 추종하는 제 2 평행 링크 기구의 2개의 평행 링크 기구를 이용하여 엔드 이펙터의 회전을 규제하는 아암 구조체가 개시되어 있다.For example,
그러나, 상술한 종래 기술에는, 로봇의 최소 선회 직경을 작게 한다는 점에서 더욱 개선의 여지가 있다. 로봇의 최소 선회 직경은 선회 축을 중심으로 베이스부가 회전하는 경우에 있어서의 수평 다관절 로봇의 최소의 회전 반경이다.However, in the above-described prior art, there is room for further improvement in that the minimum turning diameter of the robot is made small. The minimum turning diameter of the robot is the minimum turning radius of the horizontal articulated robot when the base portion rotates about the turning axis.
예를 들어, 상술한 종래 기술에서는, 제 1 평행 링크 기구의 링크 폭과 제 2 평행 링크 기구의 링크 폭을 동일하게 하고 있다. 링크 폭은 아암 부재와 평행으로 마련된 링크끼리의 폭을 말한다. 따라서, 로봇이 대형화하면, 제 2 평행 링크 기구의 링크 폭도 크게 되며, 이것에 따라서 최소 선회 직경이 크게 되어 버린다.For example, in the above-described prior art, the link width of the first parallel link mechanism and the link width of the second parallel link mechanism are made the same. The link width refers to the width of links provided in parallel with the arm member. Therefore, when the robot becomes large, the link width of the second parallel link mechanism also becomes large, and accordingly, the minimum turning diameter becomes large.
실시형태의 일 형태는 로봇의 최소 선회 직경을 작게 할 수 있는 로봇의 아암 구조체 및 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of one embodiment is to provide an arm structure of a robot and a robot capable of reducing the minimum turning diameter of the robot.
실시형태의 일 형태에 따른 로봇의 아암 구조체는 제 1 아암부와, 제 2 아암부와, 중간 링크부와, 제 1 링크부와, 제 2 링크부를 구비한다. 제 1 아암부는 고정 베이스부에 대하여 기단부가 회전 가능하게 연결된다. 제 2 아암부는 기단부가 제 1 아암부의 선단부에 대하여 회전 가능하게 연결되며, 선단부에 있어서 가동 베이스부와 회전 가능하게 연결된다. 중간 링크부는 제 1 아암부와 제 2 아암부의 연결 축과 동축 상에 축지된다. 제 1 링크부는 제 1 아암부와 중간 링크부와 고정 베이스부 사이에 제 1 평행 링크 기구를 형성한다. 제 2 링크부는 제 2 아암부와 중간 링크부와 가동 베이스부 사이에 제 2 평행 링크 기구를 형성한다. 그리고, 제 2 링크부와 중간 링크부의 연결 축으로부터 제 1 아암부와 제 2 아암부의 연결 축까지의 거리는 제 1 링크부와 중간 링크부의 연결 축으로부터 제 1 아암부와 제 2 아암부의 연결 축까지의 거리보다 짧다.The arm structure of the robot of one embodiment of the embodiment includes a first arm portion, a second arm portion, an intermediate link portion, a first link portion, and a second link portion. The first arm portion is rotatably connected to the proximal end with respect to the fixed base portion. The proximal end is rotatably connected to the distal end of the first arm, and the second arm portion is rotatably connected to the movable base at the distal end. The intermediate link portion is axially coaxial with the connecting axis of the first arm portion and the second arm portion. The first link portion forms a first parallel link mechanism between the first arm portion and the intermediate link portion and the fixed base portion. The second link portion forms a second parallel link mechanism between the second arm portion and the intermediate link portion and the movable base portion. The distance from the connecting axis of the second link portion and the intermediate link portion to the connecting axis of the first arm portion and the second arm portion is from the connecting axis of the first link portion and the intermediate link portion to the connecting axis of the first arm portion and the second arm portion. Shorter than
실시형태의 한 형태에 의하면, 로봇의 최소 선회 직경을 작게 하는 것이 가능한 로봇의 아암 구조체 및 로봇을 제공할 수 있다.According to one aspect of the embodiment, the arm structure of the robot and the robot which can reduce the minimum turning diameter of the robot can be provided.
도 1은 본 실시형태에 따른 로봇의 모식 사시도,
도 2a는 종래와 동일한 평행 링크 기구를 채용했을 경우에 있어서의 로봇의 최소 선회 직경을 도시하는 모식 평면도,
도 2b는 본 실시형태에 따른 로봇의 최소 선회 직경을 도시하는 모식 평면도,
도 3은 로봇을 진공 챔버에 설치한 상태를 도시하는 모식 측면도,
도 4는 두꺼운 부분의 주변의 모식 측면도,
도 5는 두꺼운 부분의 주변의 모식 평면도.1 is a schematic perspective view of a robot according to the present embodiment;
2A is a schematic plan view showing a minimum pivot diameter of a robot when a parallel link mechanism similar to the conventional one is employed;
2B is a schematic plan view showing the minimum pivot diameter of the robot according to the present embodiment;
3 is a schematic side view illustrating a state in which a robot is installed in a vacuum chamber;
4 is a schematic side view of the periphery of the thick portion;
5 is a schematic plan view of the periphery of a thick portion.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 원의 개시하는 로봇의 아암 구조체 및 로봇의 실시형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 도시하는 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, with reference to an accompanying drawing, embodiment of the arm structure of a robot disclosed herein, and a robot is described in detail. The present invention is not limited to the embodiments shown below.
우선, 본 실시형태에 따른 로봇의 구성에 대해 도 1을 이용하여 설명한다. 도 1은 실시형태에 따른 로봇의 모식 사시도이다.First, the structure of the robot which concerns on this embodiment is demonstrated using FIG. 1 is a schematic perspective view of a robot according to an embodiment.
도 1에 도시하는 바와 같이, 로봇(1)은 수평 방향으로 신축하는 2개의 신축 아암을 구비하는 수평 다관절 로봇이다. 구체적으로는, 로봇(1)은 몸통부(10)와, 아암 유닛(20)을 구비한다.As shown in FIG. 1, the
몸통부(10)는 아암 유닛(20)의 하부에 마련되는 유닛이다. 몸통부(10)는 통형상의 하우징(11) 내에 승강 장치를 구비하고 있으며, 이러한 승강 장치를 이용하여 아암 유닛(20)을 연직 방향을 따라서 승강시킨다.The
승강 장치는, 예를 들어 모터나 볼 나사, 볼 너트 등을 포함하여 구성되며, 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 것에 의해서 승강 플랜지부(15)를 연직 방향을 따라서 승강시킨다. 이것에 의해, 승강 플랜지부(15) 상에 고정되는 아암 유닛(20)이 승강한다.The lifting device includes, for example, a motor, a ball screw, a ball nut, and the like, and lifts and lowers the
하우징(11)의 상부에는 플랜지부(12)가 형성된다. 로봇(1)은, 플랜지부(12)가 진공 챔버에 고정되는 것에 의해서, 진공 챔버에 마련된 상태가 된다. 로봇(1)의 진공 챔버에의 설치에 대해서는 도 3을 이용하여 설명한다.The
아암 유닛(20)은 승강 플랜지부(15)를 거쳐서 몸통부(10)와 연결하는 유닛이다. 구체적으로는, 아암 유닛(20)은 고정 베이스부(21)와, 제 1 아암부(22)와, 제 2 아암부(23)와, 가동 베이스부(24)와, 보조 아암부(25)를 구비한다.The
고정 베이스부(21)는 승강 플랜지부(15)에 대하여 회전 가능하게 지지된다. 고정 베이스부(21)는 모터나 감속기 등으로 이루어지는 선회 장치를 구비하며, 이러한 선회 장치를 이용하여 회전한다.The
구체적으로는, 선회 장치는 출력 축이 몸통부(10)에 고정된 감속기에 대하여 모터의 회전을 전달 벨트 경유로 입력한다. 이것에 의해, 고정 베이스부(21)는 감속기의 출력 축을 선회 축으로 하여 수평 방향으로 자전한다.Specifically, the turning device inputs the rotation of the motor via the transmission belt with respect to the reduction gear whose output shaft is fixed to the
고정 베이스부(21)의 상부에는, 제 1 아암부(22)의 기단부가 감속기를 거쳐서 회전 가능하게 연결된다. 또한, 제 1 아암부(22)의 선단 상부에는, 제 2 아암부(23)의 기단부가 감속기를 거쳐서 회전 가능하게 연결된다.To the upper part of the
로봇(1)은, 제 1 아암부(22)의 기단부에 마련된 감속기 및 제 1 아암부(22)의 선단부에 마련된 감속기를 1개의 모터를 이용하여 동기적으로 동작시킴으로써, 제 2 아암부(23)의 선단을 직선적으로 이동시킨다.The
구체적으로는, 로봇(1)은, 제 1 아암부(22)에 대한 제 2 아암부(23)의 회전량이 고정 베이스부(21)에 대한 제 1 아암부(22)의 회전량의 2배가 되도록, 제 1 아암부(22) 및 제 2 아암부(23)를 회전시킨다. 예를 들어, 로봇(1)은, 제 1 아암부(22)가 고정 베이스부(21)에 대하여 α도 회전했을 경우에, 제 2 아암부(23)가 제 1 아암부(22)에 대하여 2α도 회전하도록 제 1 아암부(22) 및 제 2 아암부(23)를 회전시킨다. 이것에 의해, 제 2 아암부(23)의 선단부는 직선적으로 이동한다.Specifically, in the
또한, 진공 챔버 내의 오염 방지 등의 관점으로부터, 감속기나 모터와 같은 구동 기구는 대기압으로 유지된 제 1 아암부(22)의 내부에 수납된다. 이것에 의해, 로봇(1)을 감압 환경하에 두는 경우라도, 그리스 등의 윤활유의 건조를 방지할 수 있는 것 이외에 발진(dusting)에 의한 진공 챔버 내의 오염을 방지할 수 있다.Further, from the viewpoint of contamination prevention in the vacuum chamber and the like, a driving mechanism such as a speed reducer or a motor is housed inside the
제 2 아암부(23)의 선단부의 상부에는, 가동 베이스부(24)가 회전 가능하게 연결된다. 이 가동 베이스부(24)는 제 1 아암부(22) 및 제 2 아암부(23)의 회전 동작에 따라 이동하는 부재이며, 워크를 보지하기 위한 엔드 이펙터(24a)를 상부에 구비한다.The
보조 아암부(25)는, 이동 중의 엔드 이펙터(24a)가 항상 일정의 방향을 향하도록, 제 1 아암부(22) 및 제 2 아암부(23)의 회전 동작과 연동하여 가동 베이스부(24)의 회전을 규제하는 링크 기구이다.The
구체적으로는, 보조 아암부(25)는 제 1 링크부(25a)와, 중간 링크부(25b)와, 제 2 링크부(25c)를 구비한다.Specifically, the
제 1 링크부(25a)는 기단부가 고정 베이스부(21)에 대하여 회전 가능하게 연결되며, 선단부에 있어서 중간 링크부(25b)의 선단부와 회전 가능하게 연결된다. 또한, 중간 링크부(25b)는 기단부가 제 1 아암부(22)와 제 2 아암부(23)의 연결 축과 동축 상에 축지되며, 선단부가 제 1 링크부(25a)의 선단부와 회전 가능하게 연결된다.The base end portion of the
제 2 링크부(25c)는 기단부에 있어서 중간 링크부(25b)와 회전 가능하게 연결되고, 선단부에 있어서 가동 베이스부(24)의 기단부와 회전 가능하게 연결된다. 또한, 가동 베이스부(24)는 선단부에 있어서 제 2 아암부(23)의 선단부와 회전 가능하게 연결되며, 기단부에 있어서 제 2 링크부(25c)와 회전 가능하게 연결된다.The
제 1 링크부(25a)는 고정 베이스부(21), 제 1 아암부(22) 및 중간 링크부(25b)와 함께 제 1 평행 링크 기구를 형성한다. 즉, 제 1 아암부(22)가 기단부를 중심으로 회전하면, 제 1 링크부(25a) 및 중간 링크부(25b)가 각각 제 1 아암부(22) 및 고정 베이스부(21)와 평행한 상태를 유지하면서 회전한다.The
또한, 제 2 링크부(25c)는 제 2 아암부(23), 가동 베이스부(24) 및 중간 링크부(25b)와 함께 제 2 평행 링크 기구를 형성한다. 즉, 제 2 아암부(23)가 기단부를 중심으로 하여 회전하면, 제 2 링크부(25c) 및 가동 베이스부(24)가 각각 제 2 아암부(23) 및 중간 링크부(25b)와 평행한 상태를 유지하면서 회전한다.Moreover, the
중간 링크부(25b)는 제 1 평행 링크 기구에 의해서 고정 베이스부(21)와 평행한 상태를 유지하면서 회전한다. 이 때문에, 제 2 평행 링크 기구의 가동 베이스부(24)도 고정 베이스부(21)와 평행한 상태를 유지하면서 회전한다. 이 결과, 가동 베이스부(24)의 상부에 장착되는 엔드 이펙터(24a)는 고정 베이스부(21)와 평행한 상태를 유지하면서 직선적으로 이동하게 된다.The
이와 같이, 로봇(1)은, 제 1 평행 링크 기구 및 제 2 평행 링크 기구의 2개의 평행 링크 기구를 이용하여, 엔드 이펙터(24a)의 방향을 일정하게 유지하는 것으로 했다. 따라서, 예를 들어 제 2 아암부 내에 풀리나 전달 벨트를 마련하고, 이들 풀리나 전달 벨트를 이용하여 엔드 이펙터의 방향을 일정 방향으로 유지하는 경우와 비교하여, 풀리나 전달 벨트에 기인하는 발진을 억제할 수 있다.In this way, the
또한, 보조 아암부(25)에 의해서 아암 전체의 강성을 높일 수 있기 때문에, 엔드 이펙터(24a)의 동작 시의 진동을 저감할 수 있다. 따라서, 풀리나 전달 벨트를 이용하여 엔드 이펙터의 방향을 일정 방향으로 유지하는 경우와 비교하여, 엔드 이펙터(24a)의 동작 시의 진동에 기인하는 발진도 억제할 수 있다.Moreover, since the rigidity of the whole arm can be improved by the
여기서, 도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 로봇(1)에서는, 제 2 링크부(25c)와 중간 링크부(25b)의 연결 위치를 중간 링크부(25b)의 선단부가 아니라, 중도부에 마련하는 것으로 했다. 이것에 의해, 본 실시형태에 따른 로봇(1)에서는, 제 2 링크 기구의 링크 폭, 즉 제 2 아암부(23) 및 제 2 링크부(25c) 사이의 폭이 작아지기 때문에, 로봇(1)의 최소 선회 직경을 작게 할 수 있다.Here, as shown in FIG. 1, in the
이하에서는, 이러한 점에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 여기서, 최소 선회 직경은 고정 베이스부(21)에 마련된 선회 축을 중심으로 하여 회전하는 로봇(1)의 최소의 회전 반경이다. 또한, 이하에서는, 선회 축을 중심으로 하는 회전 반경이 최소가 되는 로봇(1)의 자세를 최소 선회 자세라 부른다.Hereinafter, this point will be described in more detail. Here, the minimum turning diameter is the minimum turning radius of the
우선, 종래와 동일한 평행 링크 기구를 채용했을 경우에 있어서의 로봇(2)의 최소 선회 직경에 대해 도 2a를 이용하여 설명한다. 도 2a는 종래와 동일한 평행 링크 기구를 채용했을 경우에 있어서의 로봇(2)의 최소 선회 직경을 도시하는 모식 평면도이다.First, the minimum turning diameter of the
또한, 이하에서는, 가동 베이스부의 진퇴 방향을 X축 방향으로 하고, 수평 방향에 있어서 X축 방향과 직교하는 방향을 Y축 방향으로 한다. 또한, X축 방향 및 Y축 방향으로 직교하는 방향, 즉 연직 방향을 Z축 방향으로 한다.In addition, below, let the advancing direction of a movable base part be an X-axis direction, and the direction orthogonal to an X-axis direction in a horizontal direction shall be Y-axis direction. In addition, the direction orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction, ie, the vertical direction, is taken as the Z-axis direction.
또한, 이하에서는, 로봇의 각 구성 요소의 상대적인 위치 관계를 설명하는데 있어서, 상하, 좌우 및 전후로 방향을 나타내는 경우가 있지만, 각 방향의 기준은 로봇을 수평면에 설치했을 경우로 한다. 구체적으로는, 도 2a중, X축의 정방향(positive direction) 및 부방향(negative direction)을 각각 로봇(2)의 전방 및 후방, Y축의 정방향 및 부방향을 각각 로봇(2)의 우방 및 좌방, Z축의 정방향 및 부방향을 로봇(2)의 상방 및 하방으로 한다. 또한, 도 2a에서는, 엔드 이펙터를 생략하여 도시한다.In addition, below, when demonstrating the relative positional relationship of each component of a robot, although a direction may be shown up and down, right and left, and back and forth, the reference | standard of each direction shall be the case where a robot is installed in a horizontal plane. Specifically, in FIG. 2A, the positive and negative directions of the X-axis are respectively front and rear of the
도 2a에 도시하는 바와 같이, 종래와 동일한 평행 링크 기구를 채용한 로봇(2)은, 제 2 링크부(25c')가 제 1 링크부(25a)와 중간 링크부(25b')의 연결 축(P5)과 동축 상에 연결된다.As shown in FIG. 2A, in the
제 2 평행 링크 기구는 제 2 아암부(23), 가동 베이스부(24'), 제 2 링크부(25c') 및 중간 링크부(25b')에 의해서 형성된다. 이 때문에, 가동 베이스부(24')에 있어서의 제 2 아암부(23)와의 연결 축(P3)으로부터 제 2 링크부(25c')와의 연결 축(P6)까지의 거리는 중간 링크부(25b')에 있어서의 제 2 아암부(23)와의 연결 축(P2)으로부터 제 2 링크부(25c')의 연결 축(P5)까지의 거리와 동일하다.The second parallel link mechanism is formed by the
따라서, 고정 베이스부(21)에 있어서의 제 1 아암부(22)와의 연결 축(P1)으로부터 제 1 링크부(25a)와의 연결 축(P4)까지의 거리를 L1로 하면, 연결 축(P2)으로부터 연결 축(P5)까지의 거리도 L1이기 때문에, 연결 축(P3)으로부터 연결 축(P6)까지의 거리는 L1이 된다.Therefore, when the distance from the connecting shaft P1 with the
로봇(2)은 고정 베이스부(21)에 마련된 선회 장치에 의해서 선회 축(O)을 중심으로 회전한다. 이 때, 로봇(2)은 선회 축(O)을 중심으로 하는 회전 반경이 최소가 되는 자세, 즉 최소 선회 자세를 취한 상태로 회전한다.The
구체적으로는, 도 2a에 도시하는 로봇(2)의 좌방에 마련된 신축 아암의 자세, 구체적으로는 가동 베이스부(24')의 가동 범위 내에서 가동 베이스부(24')를 고정 베이스부(21)의 가장 후방측에 위치시킨 자세가 로봇(2)의 최소 선회 자세이다.Specifically, the fixed
도 2a에 도시하는 바와 같이, 로봇(2)은, 최소 선회 자세를 취하면, 가동 베이스부(24')의 기단부가 로봇(2)의 후방으로 돌출한 상태가 된다. 이러한 가동 베이스부(24')의 기단부로부터 선회 축(O)까지의 거리가 로봇(2)의 최소 선회 직경이 된다. 도 2a에 도시하는 원(R1)은, 최소 선회 자세를 취한 로봇(2)이 선회 축(O)을 중심으로 회전하는 경우에, 가동 베이스부(24')의 기단부가 그리는 원이다.As shown in FIG. 2A, when the
또한, 로봇(2)의 우방에 마련된 신축 아암의 자세는 가동 베이스부(24')의 가동 범위 내에서 가동 베이스부(24')를 고정 베이스부(21)의 가장 전방측에 위치시킨 자세이다.In addition, the attitude | position of the telescopic arm provided in the right side of the
최근에는, 유리 기판이나 반도체 웨이퍼 등의 워크의 대형화에 따라, 이들 워크를 반송하는 로봇도 대형화되고 있다. 연결 축(P1)으로부터 연결 축(P4)까지의 거리(L1)는 로봇이 대형화될 수록 길어진다. 이 때문에, 로봇이 대형화될 수록, 연결 축(P3)으로부터 연결 축(P6)까지의 거리도 길어져, 최소 선회 직경이 커질 우려가 있다.In recent years, the robot which conveys these workpieces is also enlarged with the enlargement of the workpiece | work, such as a glass substrate and a semiconductor wafer. The distance L1 from the connecting shaft P1 to the connecting shaft P4 becomes longer as the robot becomes larger. For this reason, the larger the robot is, the longer the distance from the connecting shaft P3 to the connecting shaft P6 is, and there is a concern that the minimum turning diameter is increased.
그래서, 본 실시형태에 따른 로봇(1)에서는, 연결 축(P2)으로부터의 거리가 연결 축(P5)보다 짧은 중간 링크부(25b)의 중도부에 있어서, 제 2 링크부(25c)와 중간 링크부(25b)를 연결하는 것으로 했다. 이것에 의해, 가동 베이스부(24)의 길이를 짧게 할 수 있어서, 로봇(1)의 최소 선회 직경을 작게 할 수 있다.So, in the
여기서, 본 실시형태에 따른 평행 링크 기구의 구체적인 구성 및 본 실시형태에 따른 로봇(1)의 최소 선회 직경에 대해 도 2b를 이용하여 설명한다. 도 2b는 본 실시형태에 따른 로봇(1)의 최소 선회 직경을 도시하는 모식 평면도이다. 또한, 도 2b에서는 엔드 이펙터(24a)를 생략하여 도시하고 있다.Here, the specific structure of the parallel link mechanism which concerns on this embodiment, and the minimum turning diameter of the
도 2b에 도시하는 바와 같이, 제 2 링크부(25c)와 중간 링크부(25b)의 연결 축(P7)은 중간 링크부(25b)의 중도부에 마련된다. 구체적으로는, 연결 축(P7)은, 연결 축(P7)으로부터 연결 축(P2)까지의 거리가 연결 축(P5)으로부터 연결 축(P2)까지의 거리(L1)보다 짧은 위치에 마련된다. 즉, 연결 축(P2)으로부터 연결 축(P7)까지의 거리를 L2로 하면, L2는 연결 축(P2)으로부터 연결 축(P5)까지의 거리(L1)보다 짧다.As shown in FIG. 2B, the connecting axis P7 of the
가동 베이스부(24)는, 제 2 아암부(23)와의 연결 축(P3)으로부터 제 2 링크부(25c)와의 연결 축(P6)까지의 거리가 중간 링크부(25b)에 있어서의 제 2 아암부(23)와의 연결 축(P2)으로부터 제 2 링크부(25c)와의 연결 축(P7)까지의 거리(L2)와 동일하게 되도록 형성된다. 이 때문에, 연결 축(P3)으로부터 연결 축(P6)까지의 거리는 종래의 로봇(2)에 있어서의 연결 축(P3)으로부터 연결 축(P6)까지의 거리(L1)보다 짧은 L2가 된다.As for the
연결 축(P3)으로부터 연결 축(P6)까지의 거리가 짧아지는 것에 의해서, 가동 베이스부(24)의 기단부의 로봇(1) 후방으로의 돌출량을 줄일 수 있다. 이것에 의해, 가동 베이스부(24)의 기단부로부터 선회 축(O)까지의 거리, 즉 로봇(1)의 최소 선회 직경은 작아진다.By shortening the distance from the connecting shaft P3 to the connecting shaft P6, the amount of protrusion of the base end portion of the
도 2b에 도시하는 원(R2)은, 최소 선회 자세를 취한 로봇(1)이 선회 축(O)을 중심으로 회전하는 경우에, 가동 베이스부(24)의 기단부가 그리는 원이다. 도 2b에 도시하는 바와 같이 원(R2)은 로봇(2)의 가동 베이스부(24')의 기단부가 그리는 원(R1)보다 작아진다.The circle R2 shown in FIG. 2B is a circle which the base end part of the
이와 같이, 본 실시형태에 따른 로봇(1)에서는, 제 2 평행 링크 기구의 링크 폭을 작게 하여, 가동 베이스부(24)의 기단부의 로봇(1) 후방으로의 돌출량을 줄이는 것으로 했기 때문에, 로봇(1)의 최소 선회 직경을 작게 할 수 있다.Thus, in the
또한, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 제 2 링크부(25c)는, 로봇(1)이 최소 선회 자세를 취했을 경우에, 제 2 아암부(23)보다 고정 베이스부(21)의 외측에 배치된다. 이 때문에, 제 2 평행 링크 기구의 링크 폭을 작게 하는 것에 의해서 로봇(1)의 최소 선회 직경을 작게 하는 구성을 용이하게 실현할 수 있다.2B, the
즉, 가령, 제 1 아암부(22)가 제 1 링크부(25a)보다 고정 베이스부(21)의 내측에 배치되고, 제 2 아암부(23)가 제 2 링크부(25c)보다 고정 베이스부(21)의 외측에 배치된다고 한다. 이러한 경우, 로봇(1)의 최소 선회 직경을 작게 하려고 하면, 제 2 아암부(23)의 회전축이 제 1 아암부(22)의 회전축과 다른 위치에 마련되게 되어, 제 1 아암부(22) 및 제 2 아암부(23)를 동기적으로 회전시키기 위한 구성이 복잡화될 가능성이 있다.That is, for example, the
이것에 대하여, 본 실시형태에 따른 로봇(1)에서는, 제 1 아암부(22)와 제 2 아암부(23)가 동축 상에서 연결된 상태를 유지하면서, 제 2 평행 링크 기구의 링크 폭을 작게 할 수 있다. 이 때문에, 제 2 평행 링크 기구의 링크 폭을 작게 하는 것에 의해서 로봇(1)의 최소 선회 직경을 작게 하는 구성을 용이하게 실현할 수 있다.On the other hand, in the
또한, 본 실시형태에 따른 로봇(1)에서는, 제 1 평행 링크 기구에 대해서는 종래대로의 링크 폭으로 하고, 제 2 평행 링크 기구의 링크 폭만을 작게 하는 것으로 했기 때문에, 신축 아암의 강성을 유지하면서, 로봇(1)의 최소 선회 직경을 작게 할 수 있다.Moreover, in the
그런데, 본 실시형태에 따른 로봇(1)은 진공 펌프 등에 의해서 감압 상태로 유지된 진공 챔버 내에 배치된다.By the way, the
이하에서는, 로봇(1)을 진공 챔버에 설치한 상태에 대하여 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3은 로봇(1)을 진공 챔버에 설치한 상태를 도시하는 모식 측면도이다.Hereinafter, the state which installed the
도 3에 도시하는 바와 같이, 로봇(1)은, 몸통부(10)에 형성된 플랜지부(12)가 진공 챔버(30)의 저부에 형성된 개구부(31)의 가장자리부에 대하여, 시일 부재를 거쳐서 고정된다. 이것에 의해, 진공 챔버(30)는 밀폐된 상태가 되고, 진공 펌프 등의 감압 장치에 의해서 내부가 감압 상태로 유지된다. 또한, 몸통부(10)의 하우징(11)은 진공 챔버(30)의 하부로부터 돌출하며, 진공 챔버(30)를 지지하는 지지부(35) 내의 공간에 위치한다.As shown in FIG. 3, the
로봇(1)은 이러한 진공 챔버(30) 내에 있어서 워크의 반송 작업을 실행한다. 예를 들어, 로봇(1)은, 제 1 아암부(22) 및 제 2 아암부(23)를 이용하여 엔드 이펙터(24a)를 직선적으로 이동시킴으로써, 도시하지 않는 게이트 밸브를 거쳐서 진공 챔버(30)와 접속되는 다른 진공 챔버로부터 워크를 취출한다.The
이어서, 로봇(1)은, 엔드 이펙터(24a)를 되돌린 후, 고정 베이스부(21)를 선회 축(O)을 중심으로 회전시킴으로써, 워크의 반송처가 되는 다른 진공 챔버에 대하여 아암 유닛(20)을 정대(正對)시킨다. 그리고, 로봇(1)은, 제 1 아암부(22) 및 제 2 아암부(23)를 이용하여 엔드 이펙터(24a)를 직선적으로 이동시킴으로써, 워크의 반송처가 되는 다른 진공 챔버에 워크를 반입한다.Subsequently, after returning the
진공 챔버(30)의 감압 상태의 유지를 용이하게 하기 위해서는, 진공 챔버(30)를 가능한 한 소형으로 형성하는 것이 바람직하다. 진공 챔버(30)의 크기는 로봇(1)의 최소 선회 직경에 따라 정해진다. 이 때문에, 본 실시형태에 따른 로봇(1)과 같이 최소 선회 직경을 작게 함으로써, 진공 챔버(30)를 소형화할 수 있으며, 진공 챔버(30)의 감압 상태를 용이하게 유지하는 것이 가능해진다.In order to facilitate the maintenance of the reduced pressure state of the
또한, 진공 챔버(30)의 크기는 로봇(1)의 높이 치수에 따라서도 정해진다. 이 때문에, 로봇(1)의 높이 치수를 작게 억제하는 것도 바람직하다.The size of the
본 실시형태에 따른 로봇(1)에서는, 도 1 및 도 2b에 도시하는 바와 같이, 중간 링크부(25b)가 연직 방향에 있어서 제 1 아암부(22)와 제 2 아암부(23) 사이에 마련된다. 또한, 제 1 링크부(25a) 및 제 2 링크부(25c)는 각각 연직 방향에 있어서 제 1 아암부(22) 및 제 2 아암부(23)와 중첩되는 위치에 마련된다. 그리고, 제 1 링크부(25a)는 중간 링크부(25b)의 하부에 연결되며, 제 2 링크부(25c)는 중간 링크부(25b)의 상부에 연결된다.In the
제 1 링크부(25a), 중간 링크부(25b) 및 제 2 링크부(25c)를 상기와 같이 배치함으로써, 본 실시형태에 따른 로봇(1)에서는, 신축 아암의 높이 치수를 작게 억제할 수 있다. 따라서, 로봇(1)의 높이 치수가 작아지기 때문에, 진공 챔버(30)를 소형화할 수 있어서, 진공 챔버(30)의 감압 상태를 용이하게 유지할 수 있다.By arranging the
이와 같이, 본 실시형태에 따른 로봇(1)은 최소 선회 직경이나 높이 치수를 작게 했기 때문에, 진공 챔버(30)를 소형화할 수 있다.Thus, since the
또한, 진공 챔버(30)에는 저면에 오목부가 형성되어 있으며, 이러한 오목부에 대하여, 고정 베이스부(21)나 승강 플랜지부(15)로 한 다른 하방으로 돌출하는 로봇(1)의 부위가 수용된다. 이와 같이, 진공 챔버(30)를 로봇(1)의 형상에 맞추어 형성하는 것에 의해서, 진공 챔버(30) 내를 소형화할 수 있다.In addition, a recess is formed in the bottom surface of the
그런데, 도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 제 2 아암부(23)에는, 연직 방향에 있어서의 두께가 선단부와 비교하여 두꺼운 부분(23a)(thick portion)이 기단부로부터 중도부에 걸쳐 형성된다. 이와 같이, 제 2 아암부(23)에 대하여 두꺼운 부분(23a)을 형성함으로써, 제 2 아암부(23)의 강성을 높일 수 있다.By the way, as shown to FIG. 1 and FIG. 3, in the
여기서, 제 2 아암부(23)에 형성되는 두꺼운 부분(23a)에 대해 도 4 및 도 5를 이용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 도 4는 두꺼운 부분(23a) 주변의 모식 측면도이다. 또한, 도 5는 두꺼운 부분(23a) 주변의 모식 평면도이다.Here, the
두꺼운 부분(23a)의 상면(231)은 제 2 아암부(23)의 선단부의 상면보다 높은 위치에 형성된다. 구체적으로는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 두꺼운 부분(23a)의 상면(231)은 엔드 이펙터(24a)의 하면(242)보다 상방, 또한 엔드 이펙터(24a)의 워크 보지면(241) 보다 하방에 위치하는 높이에 형성된다.The
이와 같이, 두꺼운 부분(23a)은 워크 보지면(241)에 탑재되는 워크와 간섭하지 않는 범위에서 가능한 한 두껍게 형성된다. 이 때문에, 워크의 반송 작업에 지장을 초래하는 일이 없이, 제 2 아암부(23)의 강성을 높일 수 있다.Thus, the
도 5는 두꺼운 부분(23a) 주변의 모식 평면도이다. 도 5에는 가동 베이스부(24)의 가동 범위를 도시하고 있다. 구체적으로는, 가동 베이스부(24)를 고정 베이스부(21)의 가장 후방측에 위치시킨 상태를 점선으로, 가장 전방측에 위치시킨 상태를 실선으로 각각 도시하고 있다.5 is a schematic plan view around the thick portion 23a. 5, the movable range of the
도 5에 도시하는 바와 같이, 제 2 아암부(23)는 점선으로 나타낸 위치로부터 실선으로 나타낸 위치까지 이동하고, 이것에 따라 가동 베이스부(24)도 점선으로 나타낸 위치로부터 실선으로 나타낸 위치까지 이동한다.As shown in FIG. 5, the
두꺼운 부분(23a)은, 제 1 아암부(22) 및 제 2 아암부(23)의 회전 동작에 따라 이동하는 가동 베이스부(24)가 제 2 아암부(23) 상을 통과하는 위치보다 기단부측의 영역에 형성된다. 이것에 의해, 가동 베이스부(24)의 이동 중에 두꺼운 부분(23a)이 가동 베이스부(24)와 접촉하는 일이 없기 때문에, 워크의 반송 작업에 지장을 초래하는 일이 없이, 제 2 아암부(23)의 강성을 높일 수 있다.The
또한, 제 2 아암부(23)의 기단부의 내부에는, 엔드 이펙터(24a)로부터의 배선을 접속하는 커넥터가 배설된다. 본 실시형태에 따른 로봇(1)에서는, 제 2 아암부(23)의 기단부에 두꺼운 부분(23a)을 형성하는 것으로 했기 때문에, 제 2 아암부(23)의 기단부 내에 충분한 배선 공간을 확보할 수 있어서, 엔드 이펙터(24a)로부터의 배선에 불필요한 부하가 가해지는 것을 방지할 수 있다.Moreover, inside the base end part of the
상술한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 로봇은 제 1 아암부와, 제 2 아암부와, 중간 링크부와, 제 1 링크부와, 제 2 링크부를 구비한다. 제 1 아암부는 고정 베이스부에 대하여 기단부가 회전 가능하게 연결된다. 제 2 아암부는 기단부가 제 1 아암부의 선단부에 대하여 회전 가능하게 연결되고, 선단부에 있어서 가동 베이스부와 회전 가능하게 연결된다. 중간 링크부는 제 1 아암부와 제 2 아암부의 연결 축과 동축 상에 축지된다. 제 1 링크부는 제 1 아암부와 중간 링크부와 고정 베이스부 사이에 제 1 평행 링크 기구를 형성한다. 제 2 링크부는 제 2 아암부와 중간 링크부와 가동 베이스부 사이에 제 2 평행 링크 기구를 형성한다.As described above, the robot according to the present embodiment includes a first arm portion, a second arm portion, an intermediate link portion, a first link portion, and a second link portion. The first arm portion is rotatably connected to the proximal end with respect to the fixed base portion. A proximal end is rotatably connected with respect to the front-end | tip part of a 1st arm part, and a 2nd arm part is rotatably connected with a movable base part in a front-end | tip part. The intermediate link portion is axially coaxial with the connecting axis of the first arm portion and the second arm portion. The first link portion forms a first parallel link mechanism between the first arm portion and the intermediate link portion and the fixed base portion. The second link portion forms a second parallel link mechanism between the second arm portion and the intermediate link portion and the movable base portion.
그리고, 제 2 링크부와 중간 링크부의 연결 축으로부터 제 1 아암부와 제 2 아암부의 연결 축까지의 거리를 제 1 링크부와 중간 링크부의 연결 축으로부터 제 1 아암부와 제 2 아암부의 연결 축까지의 거리보다 짧게 했다. 따라서, 로봇의 최소 선회 직경을 작게 할 수 있다.The distance from the connecting axis of the second link portion and the intermediate link portion to the connecting axis of the first arm portion and the second arm portion is determined by the connecting axis of the first arm portion and the second arm portion from the connecting axis of the first link portion and the intermediate link portion. Shorter than the distance to. Therefore, the minimum turning diameter of the robot can be made small.
또한, 상술한 실시형태에서는, 로봇이 워크를 반송하는 반송 로봇인 경우의 예에 대하여 설명했지만, 로봇은 워크의 반송 이외의 작업을 실시하는 로봇이라도 좋다. 또한, 상술한 실시형태에서는, 로봇이 진공 챔버 내에 마련되는 경우의 예에 대하여 설명했지만, 로봇이 설치되는 챔버는 진공 챔버 이외의 챔버라도 좋다.In addition, although the above-mentioned embodiment demonstrated the example when the robot is a conveyance robot which conveys a workpiece | work, the robot may be a robot which performs work other than conveyance of a workpiece | work. In addition, although the above-mentioned embodiment demonstrated the example in the case where a robot is provided in a vacuum chamber, the chamber in which a robot is installed may be chambers other than a vacuum chamber.
새로운 효과나 변형예는 당업자에 의해서 용이하게 도출할 수 있다. 이 때문에, 본 발명에 의해 광범위한 형태는 이상과 같이 나타내며 또한 기술한 특정의 상세 및 대표적인 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 첨부의 특허 청구의 범위 및 그 균등물에 의해서 정의되는 총괄적인 발명의 개념의 정신 또는 범위로부터 일탈하는 일 없이, 여러 가지 변경이 가능하다.New effects or modifications can be easily derived by those skilled in the art. For this reason, by the present invention, a wide range of forms is not limited to the specific details and representative embodiments described above and described. Accordingly, various modifications may be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.
1 : 로봇 10 : 몸통부
11 : 하우징 12 : 플랜지부
15 : 승강 플랜지부 20 : 아암 유닛
21 : 고정 베이스부 22 : 제 1 아암부
23 : 제 2 아암부 23a : 두꺼운 부분
24 : 가동 베이스부 24a : 엔드 이펙터
242 : 엔드 이펙터 하면 25 : 보조 아암부
25a : 제 1 링크부 25b : 중간 링크부
25c : 제 2 링크부 30 : 진공 챔버
231 : 두꺼운 부분 상면 241 : 워크 보지면1: Robot 10: Body
11
15: lifting flange portion 20: arm unit
21: fixed base portion 22: first arm portion
23:
24:
242: when the end effector 25: secondary arm
25a:
25c: second link portion 30: vacuum chamber
231 thick
Claims (8)
기단부가 상기 제 1 아암부의 선단부에 대하여 회전 가능하게 연결되며, 선단부에 있어서 가동 베이스부와 회전 가능하게 연결되는 제 2 아암부와,
상기 제 1 아암부와 상기 제 2 아암부의 연결 축과 동축 상에 축지되는 중간 링크부와,
상기 제 1 아암부와 상기 중간 링크부와 상기 고정 베이스부 사이에 제 1 평행 링크 기구를 형성하는 제 1 링크부와,
상기 제 2 아암부와 상기 중간 링크부와 상기 가동 베이스부 사이에 제 2 평행 링크 기구를 형성하는 제 2 링크부를 구비하고,
상기 제 2 링크부와 상기 중간 링크부의 연결 축으로부터 상기 제 1 아암부와 상기 제 2 아암부의 연결 축까지의 거리가 상기 제 1 링크부와 상기 중간 링크부의 연결 축으로부터 상기 제 1 아암부와 상기 제 2 아암부의 연결 축까지의 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는
로봇의 아암 구조체.A first arm portion having a proximal end rotatably connected to the fixed base portion,
A second arm portion having a proximal end rotatably connected with respect to a distal end of the first arm portion, the second arm portion rotatably connected to a movable base portion at the distal end portion;
An intermediate link portion coaxially axially coaxial with the connecting axis of the first arm portion and the second arm portion;
A first link portion for forming a first parallel link mechanism between the first arm portion, the intermediate link portion, and the fixed base portion;
And a second link portion for forming a second parallel link mechanism between the second arm portion, the intermediate link portion, and the movable base portion,
The distance from the connecting axis of the second link portion and the intermediate link portion to the connecting axis of the first arm portion and the second arm portion is equal to the first arm portion and the connecting axis of the first link portion and the intermediate link portion. Shorter than the distance to the connecting axis of the second arm portion
Arm structure of the robot.
상기 제 2 링크부는, 연직 방향과 평행한 선회 축을 중심으로 하는 회전 반경이 최소가 되는 최소 선회 자세를 상기 로봇이 취했을 경우에, 상기 제 2 아암부보다 상기 고정 베이스부의 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는
로봇의 아암 구조체.The method of claim 1,
The second link portion is disposed outside the fixed base portion than the second arm portion when the robot takes a minimum swinging posture with a minimum rotation radius around a pivot axis parallel to the vertical direction. doing
Arm structure of the robot.
상기 중간 링크부는 상기 제 1 아암부와 상기 제 2 아암부 사이에 마련되고,
상기 제 1 링크부는 연직 방향에 있어서 상기 제 1 아암부와 중첩되는 위치에 마련되는 동시에, 상기 중간 링크부의 연직 방향 하부에 연결되며,
상기 제 2 링크부는 연직 방향에 있어서 상기 제 2 아암부와 중첩되는 위치에 마련되는 동시에, 상기 중간 링크부의 연직 방향 상부에 연결되는 것을 특징으로 하는
로봇의 아암 구조체.3. The method according to claim 1 or 2,
The intermediate link portion is provided between the first arm portion and the second arm portion,
The first link portion is provided at a position overlapping with the first arm portion in the vertical direction, and connected to the lower portion in the vertical direction of the intermediate link portion.
The second link portion is provided at a position overlapping with the second arm portion in the vertical direction, and is connected to the upper portion in the vertical direction of the intermediate link portion.
Arm structure of the robot.
상기 제 2 아암부는 연직 방향에 있어서의 두께가 상기 선단부와 비교하여 두꺼운 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는
로봇의 아암 구조체.The method according to any one of claims 1 to 3,
The second arm portion has a thickness in the vertical direction that is thicker than the tip portion.
Arm structure of the robot.
상기 가동 베이스부는 상기 제 2 아암부의 선단부의 상부에 대하여 회전 가능하게 연결되는 동시에, 워크를 보지하는 엔드 이펙터를 상부에 구비하고,
상기 두꺼운 부분은, 당해 상면이, 상기 엔드 이펙터의 하면보다 연직 방향에 있어서 상방, 또한 상기 엔드 이펙터의 워크 보지면보다 연직 방향에 있어서 하방에 위치하는 것을 특징으로 하는
로봇의 아암 구조체.The method of claim 4, wherein
The movable base portion is rotatably connected with respect to the upper end portion of the second arm portion, and has an end effector for holding the workpiece thereon,
The said thick part has the said upper surface located in the perpendicular direction more than the lower surface of the said end effector, and below the workpiece surface of the said end effector in the perpendicular direction, It is characterized by the above-mentioned.
Arm structure of the robot.
상기 두꺼운 부분은, 상기 제 1 아암부 및 상기 제 2 아암부의 회전 동작에 따라 이동하는 상기 가동 베이스부가 상기 제 2 아암부 상을 통과하는 위치보다 상기 제 2 아암부의 기단부측의 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는
로봇의 아암 구조체.The method according to claim 4 or 5,
The thick portion is formed in an area on the proximal end side of the second arm portion rather than a position where the movable base portion moving in accordance with the rotational motion of the first arm portion and the second arm portion passes over the second arm portion. Characterized
Arm structure of the robot.
상기 고정 베이스부에 대하여 기단부가 회전 가능하게 연결되는 제 1 아암부와,
기단부가 상기 제 1 아암부의 선단부에 대하여 회전 가능하게 연결되는 제 2 아암부와,
상기 제 2 아암부의 선단부에 대하여 회전 가능하게 연결되는 가동 베이스부와,
상기 제 1 아암부와 상기 제 2 아암부의 연결 축과 동축 상에 축지되는 중간 링크부와,
상기 제 1 아암부와 상기 중간 링크부와 상기 고정 베이스부 사이에 제 1 평행 링크 기구를 형성하는 제 1 링크부와,
상기 제 2 아암부와 상기 중간 링크부와 상기 가동 베이스부 사이에 제 2 평행 링크 기구를 형성하는 제 2 링크부를 구비하고,
상기 제 2 링크부와 상기 중간 링크부의 연결 축으로부터 상기 제 1 아암부와 상기 제 2 아암부의 연결 축까지의 거리가 상기 제 1 링크부와 상기 중간 링크부의 연결 축으로부터 상기 제 1 아암부와 상기 제 2 아암부의 연결 축까지의 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는
로봇.Fixed base,
A first arm portion having a proximal end rotatably connected to the fixed base portion;
A second arm portion having a proximal end rotatably connected with respect to a distal end of the first arm portion,
A movable base portion rotatably connected to a distal end portion of the second arm portion,
An intermediate link portion coaxially axially coaxial with the connecting axis of the first arm portion and the second arm portion;
A first link portion for forming a first parallel link mechanism between the first arm portion, the intermediate link portion, and the fixed base portion;
And a second link portion for forming a second parallel link mechanism between the second arm portion, the intermediate link portion, and the movable base portion,
The distance from the connecting axis of the second link portion and the intermediate link portion to the connecting axis of the first arm portion and the second arm portion is equal to the first arm portion and the connecting axis of the first link portion and the intermediate link portion. Shorter than the distance to the connecting axis of the second arm portion
robot.
상기 고정 베이스부는 연직 방향과 평행한 선회 축을 중심으로 하여 회전하는 선회부를 구비하는 것을 특징으로 하는
로봇.The method of claim 7, wherein
The fixed base portion has a rotating portion that rotates about a pivot axis parallel to the vertical direction, characterized in that
robot.
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