KR20150112776A

KR20150112776A - 산업용 로봇

Info

Publication number: KR20150112776A
Application number: KR1020150027042A
Authority: KR
Inventors: 다카유키 야자와; 히로카즈 와타나베; 준노스케 고야마
Original assignee: 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2015-10-07
Also published as: KR101700497B1; CN104942802B; JP2015188940A; JP6352016B2; CN104942802A

Abstract

본 발명은, 아암의 신축 동작 시에 있어서의 아암의 진동을 억제하는 것이 가능하면서도 아암의 신축 동작에 지연이 발생하는 것을 저비용으로 방지하는 것이 가능한 산업용 로봇을 제공한다.
아암(4)의 신축 시에 있어서의 핸드(3)의 이동 방향을 제1 방향이라 하고, 상하 방향과 제1 방향에 직교하는 방향을 제2 방향이라 하면, 산업용 로봇(1)에서는, 미리 소정의 속도로 아암(4)을 신축시켰을 때의 제2 방향에서 본 핸드(3)의 실제 궤적이 측정됨과 함께, 측정된 핸드(3)의 실제 궤적에 기초하여, 아암(4)의 신축 시에 핸드(3)가 상하 방향으로 진동하지 않고 이동하도록 핸드(43)의 실제 궤적을 보정하기 위한 보정 곡선이 산출되어 있다. 산업용 로봇(1)의 제어부는 아암(4)의 신축 시에, 보정 곡선 또는 보정 곡선에 기초하여 미리 산출된 제2 보정 곡선을 따라 아암(4)의 기단측이 승강하도록 핸드(3) 및 아암(4)을 승강시키는 승강용 모터를 구동한다.

Description

산업용 로봇 {INDUSTRIAL ROBOT}

본 발명은 소정의 반송 대상물을 반송하는 산업용 로봇에 관한 것이다.

종래, 액정 디스플레이용 유리 기판을 반송하는 산업용 로봇이 알려져 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 산업용 로봇은, 유리 기판이 탑재되는 핸드와, 선단측에 핸드가 회동 가능하게 연결되는 아암과, 아암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 선회부와, 선회부가 연결되는 본체 아암 지지부와, 본체 아암 지지부가 연결되는 승강용 링크와, 승강용 링크를 동작시켜 본체 아암 지지부를 승강시키는 승강 축 모터를 구비하고 있다.

특허문헌 1에 기재된 산업용 로봇은, 아암의 신축 동작 시에 있어서의 아암의 휨을 보정하기 위하여, 아암의 신축 동작 시에, 동작 명령의 출력 주기마다 각종 값을 계산하고, 계산된 각종 값에 기초하여 승강 축 모터를 구동하고 있다. 그로 인하여 이 산업용 로봇에서는, 아암의 신축 동작 시에 있어서의 아암의 휨을 보정하여, 유리 기판이 탑재되는 핸드와, 기판 수용 카세트 또는 기판의 처리부의 간섭을 방지하는 것이 가능하게 되어 있다.

국제 공개 제2008/032591호

특허문헌 1에 기재된 산업용 로봇에서는, 아암의 신축 동작의 속도가 빨라지면 아암에 진동이 발생하기 쉬워져, 유리 기판의 반송이 불안정해진다. 또한 아암의 신축 동작의 속도가 빨라지면 빨라질수록 아암의 진폭도 커져, 유리 기판의 반송이 보다 불안정해진다. 특허문헌 1에 기재된 산업용 로봇에서는, 아암의 신축 동작 시에, 동작 명령의 출력 주기마다 각종 값을 계산하고, 계산된 각종 값에 기초하여 승강 축 모터를 구동시키고 있기 때문에, 아암의 신축 동작 시에 있어서의 아암의 진동을 억제하여 유리 기판의 반송을 안정시키는 것이 가능할 수도 있다.

그러나 특허문헌 1에 기재된 산업용 로봇에서는, 아암의 신축 동작 시에, 동작 명령의 출력 주기마다 각종 값을 계산하고 있기 때문에, 아암의 신축 동작 시에 있어서의 산업용 로봇의 제어부의 연산 처리의 부담이 크다. 또한 이 산업용 로봇에서는, 제어부의 연산 처리의 부담이 크기 때문에, 제어부에 실장되는 CPU 등의 연산 회로의 처리 속도가 느리면 아암의 신축 동작에 지연이 발생할 우려가 있다. 한편, 이 산업용 로봇에 있어서, 처리 속도가 빠른 연산 회로가 제어부에 실장되어 있으면 아암의 신축 동작에 지연이 발생하는 것을 방지하는 것이 가능해지지만, 이 경우에는 제어부의 비용이 높아져, 그 결과, 산업용 로봇의 비용이 높아진다.

따라서 본 발명의 과제는, 아암의 신축 동작 시에 있어서의 아암의 진동을 억제하는 것이 가능하면서도 아암의 신축 동작에 지연이 발생하는 것을 저비용으로 방지하는 것이 가능한 산업용 로봇을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 산업용 로봇은, 소정의 반송 대상물을 반송하는 산업용 로봇에 있어서, 반송 대상물이 탑재되는 핸드와, 핸드가 선단측에 연결됨과 함께 핸드가 대략 직선적으로 이동하도록 수평 방향으로 신축 가능한 아암과, 아암을 신축시키기 위한 아암 구동용 모터와, 핸드 및 아암을 승강시키기 위한 승강용 모터와, 아암 구동용 모터의 구동 회로 및 승강용 모터의 구동 회로를 갖는 제어부를 구비하고, 아암의 신축 시에 있어서의 핸드의 이동 방향을 제1 방향이라 하고, 상하 방향과 제1 방향에 직교하는 방향을 제2 방향이라 하면, 산업용 로봇에서는, 미리 소정의 속도로 아암을 신축시켰을 때의 제2 방향에서 본 핸드의 실제 궤적이 측정됨과 함께, 측정된 핸드의 실제 궤적에 기초하여, 아암의 신축 시에 핸드가 상하 방향으로 진동하지 않고 이동하도록 핸드의 실제 궤적을 보정하기 위한 보정 곡선이 산출되며, 제어부는 아암의 신축 시에, 미리 산출된 보정 곡선 또는 보정 곡선에 기초하여 미리 산출된 제2 보정 곡선을 따라 아암의 기단측이 승강하도록 승강용 모터를 구동하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 산업용 로봇에서는, 아암의 신축 시에 핸드가 상하 방향으로 진동하지 않고 이동하도록 핸드의 실제 궤적을 보정하기 위한 보정 곡선이 산출되어 있고, 제어부는 아암의 신축 시에, 미리 산출된 보정 곡선 또는 보정 곡선에 기초하여 미리 산출된 제2 보정 곡선을 따라 아암의 기단측이 승강하도록 승강용 모터를 구동하고 있다. 그로 인하여 본 발명에서는, 아암의 신축 동작 시에 있어서의 상하 방향의 아암의 진동을 억제하는 것이 가능해진다. 또한 본 발명에서는, 제어부는 아암의 신축 시에, 미리 산출된 보정 곡선 또는 보정 곡선에 기초하여 미리 산출된 제2 보정 곡선을 따라 아암의 기단측이 승강하도록 승강용 모터를 구동하고 있기 때문에, 아암의 신축 동작 시에 있어서의 제어부의 연산 처리의 부담이 작다. 따라서 본 발명에서는, 처리 속도가 느린, 저렴한 연산 회로가 제어부에 실장되더라도, 아암의 신축 동작에 지연이 발생하는 것을 방지하는 것이 가능해진다. 그 결과, 본 발명에서는, 아암의 신축 동작 시에 있어서의 상하 방향의 아암의 진동을 억제하는 것이 가능하면서도 아암의 신축 동작에 지연이 발생하는 것을 저비용으로 방지하는 것이 가능해진다.

본 발명에서는, 예를 들어 측정된 핸드의 실제 궤적에 근사하는 근사 곡선이 산출됨과 함께, 제2 방향에서 보았을 때 핸드가 상하 방향으로 진동하지 않고 제1 방향으로 이동했을 때의 핸드의 이상적인 궤적인 이상 이동 직선에 대하여 근사 곡선과 선대칭인 곡선이 보정 곡선으로서 산출된다.

또한 상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 산업용 로봇은, 소정의 반송 대상물을 반송하는 산업용 로봇에 있어서, 반송 대상물이 탑재되는 핸드와, 핸드가 선단측에 연결됨과 함께 핸드가 대략 직선적으로 이동하도록 수평 방향으로 신축 가능한 아암과, 아암을 신축시키기 위한 아암 구동용 모터와, 상하 방향을 선회의 축 방향으로 하여 핸드 및 아암을 선회시키기 위한 선회용 모터와, 아암 구동용 모터의 구동 회로 및 선회용 모터의 구동 회로를 갖는 제어부를 구비하고, 아암의 신축 시에 있어서의 핸드의 이동 방향을 제1 방향이라 하고, 상하 방향과 제1 방향과에 직교하는 방향을 제2 방향이라 하면, 산업용 로봇에서는, 미리 소정의 속도로 아암을 신축시켰을 때의 상하 방향에서 본 핸드의 실제 궤적이 측정됨과 함께, 측정된 핸드의 실제 궤적에 기초하여, 아암의 신축 시에 핸드가 제2 방향으로 진동하지 않고 이동하도록 핸드의 실제 궤적을 보정하기 위한 보정 곡선이 산출되며, 제어부는 아암의 신축 시에, 미리 산출된 보정 곡선 또는 보정 곡선에 기초하여 미리 산출된 제2 보정 곡선을 따라 아암의 기단측이 회동하도록 선회용 모터를 구동하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 산업용 로봇에서는, 아암의 신축 시에 핸드가 제2 방향으로 진동하지 않고 이동하도록 핸드의 실제 궤적을 보정하기 위한 보정 곡선이 산출되어 있고, 제어부는 아암의 신축 시에, 미리 산출된 보정 곡선 또는 보정 곡선에 기초하여 미리 산출된 제2 보정 곡선을 따라 아암의 기단측이 회동하도록 선회용 모터를 구동하고 있다. 그로 인하여 본 발명에서는, 아암의 신축 동작 시에 있어서의 제2 방향의 아암의 진동을 억제하는 것이 가능해진다. 또한 본 발명에서는, 제어부는 아암의 신축 시에, 미리 산출된 보정 곡선 또는 보정 곡선에 기초하여 미리 산출된 제2 보정 곡선을 따라 아암의 기단측이 회동하도록 선회용 모터를 구동하고 있기 때문에, 아암의 신축 동작 시에 있어서의 제어부의 연산 처리의 부담이 작다. 따라서 본 발명에서는, 처리 속도가 느린, 저렴한 연산 회로가 제어부에 실장되더라도, 아암의 신축 동작에 지연이 발생하는 것을 방지하는 것이 가능해진다. 그 결과, 본 발명에서는, 아암의 신축 동작 시에 있어서의 제2 방향의 아암의 진동을 억제하는 것이 가능하면서도 아암의 신축 동작에 지연이 발생하는 것을 저비용으로 방지하는 것이 가능해진다.

본 발명에서는, 예를 들어 측정된 핸드의 실제 궤적에 근사하는 근사 곡선이 산출됨과 함께, 상하 방향에서 보았을 때 핸드가 제2 방향으로 진동하지 않고 제1 방향으로 이동했을 때의 핸드의 이상적인 궤적인 이상 이동 직선에 대하여 근사 곡선과 선대칭인 곡선이 보정 곡선으로서 산출된다.

본 발명에 있어서, 아암 구동용 모터의 최대 사양 회전 속도로 아암 구동용 모터를 회전시켜 아암을 신축시켰을 때의 핸드 궤적이 측정되어 보정 곡선이 산출됨과 함께, 산출된 보정 곡선과 아암 구동용 모터의 회전 속도에 기초하여, 아암 구동용 모터의 회전 속도에 따른 복수의 제2 보정 곡선이 산출되는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 미리 측정되는 핸드의 실제 궤적의 측정 횟수를 1회로 하는 것이 가능해지기 때문에, 핸드의 실제 궤적의 측정을 용이하게 행하는 것이 가능해진다.

이상과 같이 본 발명의 산업용 로봇에서는, 아암의 신축 동작 시에 있어서의 아암의 진동을 억제하는 것이 가능하면서도 아암의 신축 동작에 지연이 발생하는 것을 저비용으로 방지하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 산업용 로봇의 평면도이다.
도 2는 도 1의 E-E 방향에서 산업용 로봇을 도시하는 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시하는 산업용 로봇의 제어부 및 산업용 로봇을 동작시키는 각종 모터를 도시하는 블록도이다.
도 4는 도 1에 도시하는 핸드의 궤적을 보정하기 위한 보정 곡선 및 제2 보정 곡선을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시하는 핸드의 궤적을 보정하기 위한 보정 곡선 및 제2 보정 곡선을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

(산업용 로봇의 구성)

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 산업용 로봇(1)의 평면도이다. 도 2는 도 1의 E-E 방향에서 산업용 로봇(1)을 도시하는 측면도이다. 도 3은 도 1에 도시하는 산업용 로봇(1)의 제어부(24) 및 산업용 로봇(1)을 동작시키는 각종 모터를 도시하는 블록도이다. 도 4는 도 1에 도시하는 핸드(3)의 궤적 TR1을 보정하기 위한 보정 곡선 CC1 및 제2 보정 곡선 CC2를 설명하기 위한 도면이다.

본 형태의 산업용 로봇(1)(이하, 「로봇(1)」이라고 함)은, 반송 대상물인 액정 디스플레이용 유리 기판(2)(이하, 「기판(2)」이라고 함)을 반송하기 위한 수평 다관절형 로봇이다. 로봇(1)은, 기판(2)이 탑재되는 2개의 핸드(3)와, 2개의 핸드(3)의 각각이 선단측에 연결되는 2개의 아암(4)과, 2개의 아암(4)을 지지하는 본체부(5)와, 본체부(5)를 수평 방향으로 이동 가능하게 지지하는 베이스 부재(6)를 구비하고 있다. 본체부(5)는, 아암(4)의 기단측을 지지하는 아암 지지 부재(7)와, 아암 지지 부재(7)가 고정됨과 함께 상하 이동 가능한 승강 부재(8)와, 승강 부재(8)를 상하 방향으로 이동 가능하게 지지하는 기둥형 부재(9)와, 본체부(5)의 하단부 부분을 구성함과 함께 베이스 부재(6)에 대하여 수평 이동 가능한 베이스(10)와, 기둥형 부재(9)의 하단부가 고정됨과 함께 베이스(10)에 대하여 선회 가능한 선회 부재(11)를 구비하고 있다.

아암(4)은 제1 아암부(16)와 제2 아암부(17)의 2개의 아암부에 의하여 구성되어 있다. 제1 아암부(16)의 기단측은 아암 지지 부재(7)에 회동 가능하게 연결되어 있다. 제1 아암부(16)의 선단측에는 제2 아암부(17)의 기단측이 회동 가능하게 연결되어 있다. 제2 아암부(17)의 선단측에는 핸드(3)가 회동 가능하게 연결되어 있다. 아암(4)은, 핸드(3)가 일정 방향을 향한 상태에서 대략 직선적으로 이동하도록 수평 방향으로 신축 가능하게 되어 있다. 구체적으로는 아암(4)은, 핸드(3)가 일정 방향을 향한 상태에서, 그리고 핸드(3)와 아암(4)의 연결 부분이 대략 직선적으로 이동하도록 수평 방향으로 신축 가능하게 되어 있다.

아암(4)의 내부에는, 아암(4)을 신축시키기 위한 아암 구동용 모터(18)가 설치되어 있다. 아암 구동용 모터(18)에는, 풀리 및 벨트 등의 동력 전달 기구를 개재하여 제1 아암부(16), 제2 아암부(17) 및 핸드(3)가 연결되어 있으며, 아암 구동용 모터(18)가 구동되면 핸드(3)가 일정 방향을 향한 상태에서 대략 직선적으로 이동하도록 아암 지지 부재(7)에 대하여 아암(4)이 신축된다.

승강 부재(8)는 상술한 바와 같이 기둥형 부재(9)에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하게 되어 있고, 로봇(1)은 승강 부재(8)를 승강시키기 위한 승강용 모터(19)를 구비하고 있다. 즉, 로봇(1)은 핸드(3) 및 아암(4)을 승강시키기 위한 승강용 모터(19)를 구비하고 있다. 승강용 모터(19)에는, 상하 방향을 축 방향으로 하여 기둥형 부재(9)에 회전 가능하게 설치되는 볼 나사, 및 이 볼 나사에 걸림 결합되는 너트 부재 등의 동력 전달 기구를 개재하여 승강 부재(8)가 연결되어 있으며, 승강용 모터(19)가 회전하면 핸드(3), 아암(4), 아암 지지 부재(7) 및 승강 부재(8)가 기둥형 부재(9)에 대하여 승강한다.

선회 부재(11)는 상술한 바와 같이 베이스(10)에 대하여 선회 가능하게 되어 있고, 로봇(1)은 상하 방향을 선회의 축 방향으로 하여 선회 부재(11)를 선회시키기 위한 선회용 모터(20)를 구비하고 있다. 즉, 로봇(1)은, 상하 방향을 선회의 축 방향으로 하여 핸드(3) 및 아암(4)을 선회시키기 위한 선회용 모터(20)를 구비하고 있다. 선회용 모터(20)에는, 기어열 등의 동력 전달 기구를 개재하여 선회 부재(11)에 연결되어 있으며, 선회용 모터(20)가 회전하면 핸드(3), 아암(4), 아암 지지 부재(7), 승강 부재(8), 기둥형 부재(9) 및 선회 부재(11)가 베이스(10)에 대하여 선회한다. 또한 본 형태에서는, 상하 방향에서 보았을 때, 아암 지지 부재(7)와 제1 아암부(16)의 연결 부분과, 선회 부재(11)의 선회 중심이 어긋나 있다.

베이스(10)는 상술한 바와 같이 베이스 부재(6)에 대하여 수평 이동 가능하게 되어 있고, 로봇(1)은 베이스(10)를 수평 이동시키기 위한 수평 이동용 모터(21)를 구비하고 있다. 즉, 로봇(1)은, 핸드(3) 및 아암(4)을 수평 이동시키기 위한 수평 이동용 모터(21)를 구비하고 있다. 수평 이동용 모터(21)에는, 풀리 및 벨트 등의 동력 전달 기구를 개재하여 베이스(10)에 연결되어 있으며, 수평 이동용 모터(21)가 회전하면 핸드(3), 아암(4), 아암 지지 부재(7), 승강 부재(8), 기둥형 부재(9), 베이스(10) 및 선회 부재(11)가 베이스 부재(6)에 대하여 수평 방향으로 이동한다.

아암 구동용 모터(18), 승강용 모터(19), 선회용 모터(20) 및 수평 이동용 모터(21)는 로봇(1)의 제어부(24)에 접속되어 있다. 제어부(24)는 아암 구동용 모터(18)의 구동 회로, 승강용 모터(19)의 구동 회로, 선회용 모터(20)의 구동 회로 및 수평 이동용 모터(21)의 구동 회로를 구비하고 있다. 또한 제어부(24)는 ROM이나 RAM 등의 메모리 회로 및 CPU 등의 연산 회로 등을 구비하고 있으며, 아암 구동용 모터(18), 승강용 모터(19), 선회용 모터(20) 및 수평 이동용 모터(21)를 제어한다.

이상과 같이 구성된 로봇(1)은, 아암(4)의 신축 동작과 아암(4) 등의 승강, 선회 및 수평 이동의 조합에 의하여, 핸드(3)에 탑재된 기판(2)을 반송한다. 여기서 로봇(1)에서는, 아암(4)의 신축 동작의 속도가 빨라지면 상하 방향으로 아암(4)에 진동이 발생하기 쉬워져, 기판(2)의 반송이 불안정해진다. 또한 아암(4)의 신축 동작의 속도가 빨라지면 빨라질수록 상하 방향에 있어서의 아암(4)의 진폭도 커져, 기판(2)의 반송이 보다 불안정해진다. 따라서 본 형태에서는, 이하와 같이 하여 아암(4)의 신축 동작 시에 있어서의 아암(4)의 상하 방향의 진동을 억제하고 있다.

아암(4)의 신축 시에 있어서의 핸드(3)의 이동 방향(도 4의 X 방향)을 제1 방향이라 하고, 상하 방향(도 4의 Z 방향)과 제1 방향에 직교하는 방향(도 4의 Y 방향)을 제2 방향이라 하면, 로봇(1)에서는, 미리 소정의 속도로 아암(4)을 신축시켰을 때의 제2 방향에서 본 핸드(3)의 실제 궤적 TR1(도 4의 (a) 참조)이 측정된다. 예를 들어 로봇(1)의 조립 완료 후에 조립 공장에 있어서, 소정의 속도로 아암(4)을 신축시켰을 때의 핸드(3)의 실제 궤적 TR1이 측정된다. 본 형태에서는, 아암 구동용 모터(18)의 최대 사양 회전 속도로 아암 구동용 모터(18)를 회전시켜 아암(4)을 신축시켰을 때의 핸드(3)의 궤적 TR1이 측정된다. 또한 핸드(3)의 선단의 궤적 TR1이 측정된다. 측정된 핸드(3)의 실제 궤적 TR1은, 예를 들어 도 4의 (a)의 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이 변동된다.

또한 본 형태에서는, 핸드(3)에 탑재되어 있는 기판(2)의 반입을 개시할 때(또는 기판(2)의 반출이 완료되었을 때)의 아암(4)의 상태(도 1의 2점 쇄선으로 나타내는 위치에 핸드(3)가 있을 때의 아암(4)의 상태)와, 핸드(3)에 탑재되어 있는 기판(2)의 반입이 완료되었을 때(또는 기판(2)의 반출을 개시할 때)의 아암(4)의 상태(아암(4)이 가장 신장되었을 상태, 도 1의 실선으로 나타내는 위치에 핸드(3)가 있을 때의 아암(4)의 상태)에 있어서, 핸드(3)의 선단의 높이가 일치하도록 아암(4)에 대한 핸드(3)의 설치 위치나 설치 각도가 로봇(1)의 조립 시에 조정되어 있다. 그로 인하여, 측정된 핸드(3)의 실제 궤적 TR1의 시점 SP와 종점 EP의 높이가 일치하고 있다.

그 후, 측정된 핸드(3)의 실제 궤적 TR1에 기초하여, 아암(4)의 신축 시에 핸드(3)가 상하 방향으로 진동하지 않고 이동하도록 핸드(3)의 실제 궤적 TR1을 보정하기 위한 보정 곡선 CC1(도 4의 (b) 참조)이 산출된다. 구체적으로는, 측정된 핸드(3)의 실제 궤적 TR1에 근사하는 근사 곡선 FC1(도 4의 (a) 참조)이 산출됨과 함께, 제2 방향에서 보았을 때 핸드(3)가 상하 방향으로 진동하지 않고 제1 방향으로 이동했을 때의 핸드(3)의 이상적인 궤적인 이상 이동 직선 IL1에 대하여 근사 곡선 FC1과 선대칭인 곡선이 보정 곡선 CC1로서 산출된다. 즉, 제2 방향에서 보았을 때, 근사 곡선 FC1과 보정 곡선 CC1은 이상 이동 직선 IL1에 대하여 선대칭으로 되어 있다. 이상 이동 직선 IL1은 제2 방향에서 보았을 때 제1 방향과 평행하게 되어 있다. 또한 이상 이동 직선 IL1의 시점은 궤적 TR1의 시점 SP와 일치하고, 이상 이동 직선 IL1의 종점은 궤적 TR1의 종점 EP와 일치하고 있다.

또한 본 형태에서는, 산출된 보정 곡선 CC1과 아암 구동용 모터(18)의 회전 속도에 기초하여, 아암 구동용 모터(18)의 회전 속도에 따른(즉, 아암(4)의 신축 속도에 따른) 복수의 제2 보정 곡선 CC2가 산출된다. 구체적으로는, 이상 이동 직선 IL1로부터의 요동 폭이 아암 구동용 모터(18)의 회전 속도에 비례하여 보정 곡선 CC1보다도 작아지는, 복수의 제2 보정 곡선 CC2가 산출된다.

또한 아암(4)의 신축 동작 시에 있어서의 아암(4)의 상하 방향의 진동을 억제하기 위하여, 제어부(24)는 아암(4)의 신축 시에, 미리 산출된 보정 곡선 CC1 또는 제2 보정 곡선 CC2에 따라 아암(4)의 기단측이 승강하도록(즉, 아암 지지 부재(7) 및 승강 부재(8)가 승강하도록) 승강용 모터(19)를 구동한다. 즉, 제어부(24)는 아암(4)의 신축 시에, 아암 구동용 모터(18)의 회전 속도에 따른 보정 곡선 CC1 또는 제2 보정 곡선 CC2에 따라 아암(4)의 기단측이 승강하도록 승강용 모터(19)를 구동한다.

(본 형태의 주된 효과)

이상 설명한 바와 같이 본 형태에서는, 아암(4)의 신축 시에 핸드(3)가 상하 방향으로 진동하지 않고 이동하도록 핸드(3)의 실제 궤적 TR1을 보정하기 위한 보정 곡선 CC1 및 제2 보정 곡선 CC2가 미리 산출되어 있고, 제어부(24)는 아암(4)의 신축 시에, 미리 산출된 보정 곡선 CC1 또는 제2 보정 곡선 CC2에 따라 아암(4)의 기단측이 승강하도록 승강용 모터(19)를 구동하고 있다. 그로 인하여 본 형태에서는, 아암(4)의 신축 동작 시에 있어서의 상하 방향의 아암(4)의 진동을 억제하는 것이 가능해진다.

또한 본 형태에서는, 제어부(24)는 아암(4)의 신축 시에, 미리 산출된 보정 곡선 CC1 또는 제2 보정 곡선 CC2에 따라 아암(4)의 기단측이 승강하도록 승강용 모터(19)를 구동하고 있기 때문에, 아암(4)의 신축 동작 시에 있어서의 제어부(24)의 연산 처리의 부담이 작다. 따라서 본 형태에서는, 처리 속도가 느린, 저렴한 CPU 등의 연산 회로가 제어부(24)에 실장되더라도, 아암(4)의 신축 동작에 지연이 발생하는 것을 방지하는 것이 가능해진다. 그 결과, 본 형태에서는, 아암(4)의 신축 동작 시에 있어서의 상하 방향의 아암(4)의 진동을 억제하는 것이 가능하면서도 아암(4)의 신축 동작에 지연이 발생하는 것을 저비용으로 방지하는 것이 가능해진다.

본 형태에서는, 아암 구동용 모터(18)의 최대 사양 회전 속도로 아암 구동용 모터(18)를 회전시켜 아암(4)을 신축시켰을 때의 핸드(3)의 궤적 TR1이 측정되어 있다. 또한 본 형태에서는, 산출된 보정 곡선 CC1과 아암 구동용 모터(18)의 회전 속도에 기초하여, 아암 구동용 모터(18)의 회전 속도에 따른 복수의 제2 보정 곡선 CC2가 산출되어 있다. 그로 인하여 본 형태에서는, 미리 측정되는 핸드(3)의 실제 궤적 TR1의 측정 횟수는 1회이면 된다. 따라서 본 형태에서는, 핸드(3)의 실제 궤적 TR1의 측정을 용이하게 행하는 것이 가능해진다.

(다른 실시 형태)

상술한 형태는 본 발명의 적합한 형태의 일례이기는 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서 다양한 변형 실시가 가능하다.

상술한 형태에서는, 아암(4)의 신축 동작 시에 있어서의 아암(4)의 상하 방향의 진동이 억제되어 있다. 이 외에도, 예를 들어 로봇(1)에서는, 아암(4)의 신축 동작의 속도가 빨라지면 제2 방향에 있어서도 아암(4)에 진동이 발생하기 쉬워져, 기판(2)의 반송이 불안정해지기 때문에, 아암(4)의 신축 동작 시에 있어서의 아암(4)의 상하 방향의 진동이 억제되는 것 외에, 또는 아암(4)의 신축 동작 시에 있어서의 아암(4)의 상하 방향의 진동이 억제되는 것 대신, 아암(4)의 신축 동작 시에 있어서의 아암(4)의 제2 방향의 진동이 억제되어도 된다.

이 경우에는, 상술한 형태와 마찬가지로 미리 소정의 속도로 아암(4)을 신축시켰을 때의 상하 방향에서 본 핸드(3)의 실제 궤적 TR2(도 5의 (a) 참조)가 측정된다. 예를 들어 로봇(1)의 조립 완료 후에 조립 공장에 있어서, 소정의 속도로 아암(4)을 신축시켰을 때의 핸드(3)의 실제 궤적 TR2가 측정된다. 구체적으로는, 아암 구동용 모터(18)의 최대 사양 회전 속도로 아암 구동용 모터(18)를 회전시켜 아암(4)을 신축시켰을 때의 핸드(3)의 궤적 TR2가 측정된다. 또한 예를 들어 핸드(3)와 아암(4)의 연결 부분의 궤적 TR2가 측정된다.

그 후, 측정된 핸드(3)의 실제 궤적 TR2에 기초하여, 아암(4)의 신축 시에 핸드(3)가 제2 방향으로 진동하지 않고 이동하도록 핸드(3)의 실제 궤적 TR2를 보정하기 위한 보정 곡선 CC10(도 5의 (b) 참조)이 산출된다. 구체적으로는, 측정된 핸드(3)의 실제 궤적 TR2에 근사하는 근사 곡선 FC2(도 5의 (a) 참조)가 산출됨과 함께, 상하 방향에서 보았을 때 핸드(3)가 제2 방향으로 진동하지 않고 제1 방향으로 이동했을 때의 핸드(3)의 이상적인 궤적인 이상 이동 직선 IL2에 대하여 근사 곡선 FC2와 선대칭인 곡선이 보정 곡선 CC10으로서 산출된다. 즉, 상하 방향에서 보았을 때, 근사 곡선 FC2와 보정 곡선 CC10은 이상 이동 직선 IL2에 대하여 선대칭으로 되어 있다. 이상 이동 직선 IL2는 상하 방향에서 보았을 때 제1 방향과 평행하게 되어 있다.

또한 상술한 형태와 마찬가지로, 산출된 보정 곡선 CC10과 아암 구동용 모터(18)의 회전 속도에 기초하여, 아암 구동용 모터(18)의 회전 속도에 따른(즉, 아암(4)의 신축 속도에 따른) 복수의 제2 보정 곡선 CC20이 산출된다. 구체적으로는, 이상 이동 직선 IL2로부터의 요동 폭이 아암 구동용 모터(18)의 회전 속도에 비례하여 보정 곡선 CC10보다도 작아지는, 복수의 제2 보정 곡선 CC20이 산출된다.

또한 아암(4)의 신축 동작 시에 있어서의 아암(4)의 제2 방향의 진동을 억제하기 위하여, 제어부(24)는 아암(4)의 신축 시에, 미리 산출된 보정 곡선 CC10 또는 제2 보정 곡선 CC20을 따라 아암(4)의 기단측이 이동하도록 선회용 모터(20)를 구동한다. 즉, 제어부(24)는 아암(4)의 신축 시에, 아암 구동용 모터(18)의 회전 속도에 따른 보정 곡선 CC10 또는 제2 보정 곡선 CC20을 따라 아암(4)의 기단측이 회동하도록 선회용 모터(20)를 구동한다.

이 경우에는, 아암(4)의 신축 동작 시에 있어서의 제2 방향의 아암(4)의 진동을 억제하는 것이 가능하면서도 아암(4)의 신축 동작에 지연이 발생하는 것을 저비용으로 방지하는 것이 가능해진다.

상술한 형태에서는, 아암 구동용 모터(18)의 최대 사양 회전 속도로 아암 구동용 모터(18)를 회전시켜 아암(4)을 신축시켰을 때의 핸드(3)의 궤적 TR1이 측정되어 있다. 이 외에도, 예를 들어 아암 구동용 모터(18)의 최대 사양 회전 속도 이외의 속도로 아암 구동용 모터(18)를 회전시켜 아암(4)을 신축시켰을 때의 핸드(3)의 궤적 TR1이 측정되어도 된다. 또한 복수의 회전 속도로 아암 구동용 모터(18)를 회전시켜 아암(4)을 신축시켰을 때의 각각의 핸드(3)의 궤적 TR1이 측정되어도 된다. 이 경우에는, 측정된 복수의 궤적 TR1의 각각에 근사하는 복수의 근사 곡선 FC1이 산출되고, 산출된 복수의 근사 곡선 FC1 각각으로부터 복수의 보정 곡선 CC1이 산출된다.

상술한 형태에서는, 아암(4)의 기단측은 아암 지지 부재(7), 승강 부재(8) 및 기둥형 부재(9)를 개재하여 선회 부재(11)에 연결되어 있지만, 아암(4)의 기단측은, 예를 들어 원통형으로 형성되는 선회 부재에 직접 연결되어도 된다. 이 경우에는, 예를 들어 이 선회 부재를 회동 가능하게 지지하는 지지 부재가 상하 이동 가능하게 되어 있다. 또한 상술한 형태에서는, 상하 방향에서 보았을 때, 아암 지지 부재(7)와 제1 아암부(16)의 연결 부분과, 선회 부재(11)의 선회 중심이 어긋나 있지만, 상하 방향에서 보았을 때, 아암 지지 부재(7)와 제1 아암부(16)의 연결 부분과, 선회 부재(11)의 선회 중심이 일치하고 있어도 된다.

상술한 형태에서는, 본체부(5)는 수평 방향으로 이동 가능하게 되어 있지만, 본체부(5)는 고정되어 있어도 된다. 또한 상술한 형태에서는, 아암(4)은 제1 아암부(16)와 제2 아암부(17)의 2개의 아암부에 의하여 구성되어 있지만, 아암(4)은 3개 이상의 아암부에 의하여 구성되어도 된다. 또한 상술한 형태에서는, 로봇(1)에 의하여 반송되는 반송 대상물은 기판(2)이지만, 로봇(1)에 의하여 반송되는 반송 대상물은 반도체 웨이퍼 등이어도 된다. 또한 로봇(1)은 대기 중에서 기판(2)을 반송해도 되고, 진공 중에서 기판(2)을 반송해도 된다.

1: 로봇(산업용 로봇)
2: 기판(유리 기판, 반송 대상물)
3: 핸드
4: 아암
18: 아암 구동용 모터
19: 승강용 모터
20: 선회용 모터
24: 제어부
CC1, CC10: 보정 곡선
CC2, CC20: 제2 보정 곡선
FC1, FC2: 근사 곡선
IL1, IL2: 이상 이동 직선
TR1, TR2: 궤적
X: 제1 방향
Y: 제2 방향
Z: 상하 방향

Claims

소정의 반송 대상물을 반송하는 산업용 로봇에 있어서,
상기 반송 대상물이 탑재되는 핸드와, 상기 핸드가 선단측에 연결됨과 함께 상기 핸드가 대략 직선적으로 이동하도록 수평 방향으로 신축 가능한 아암과, 상기 아암을 신축시키기 위한 아암 구동용 모터와, 상기 핸드 및 상기 아암을 승강시키기 위한 승강용 모터와, 상기 아암 구동용 모터의 구동 회로 및 상기 승강용 모터의 구동 회로를 갖는 제어부를 구비하고,
상기 아암의 신축 시에 있어서의 상기 핸드의 이동 방향을 제1 방향이라 하고, 상하 방향과 상기 제1 방향에 직교하는 방향을 제2 방향이라 하면,
상기 산업용 로봇에서는, 미리 소정의 속도로 상기 아암을 신축시켰을 때의 상기 제2 방향에서 본 상기 핸드의 실제 궤적이 측정됨과 함께, 측정된 상기 핸드의 실제 궤적에 기초하여, 상기 아암의 신축 시에 상기 핸드가 상하 방향으로 진동하지 않고 이동하도록 상기 핸드의 실제 궤적을 보정하기 위한 보정 곡선이 산출되며,
상기 제어부는 상기 아암의 신축 시에, 미리 산출된 상기 보정 곡선 또는 상기 보정 곡선에 기초하여 미리 산출된 제2 보정 곡선을 따라 상기 아암의 기단측이 승강하도록 상기 승강용 모터를 구동하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제1항에 있어서, 측정된 상기 핸드의 실제 궤적에 근사하는 근사 곡선이 산출됨과 함께, 상기 제2 방향에서 보았을 때 상기 핸드가 상하 방향으로 진동하지 않고 상기 제1 방향으로 이동했을 때의 상기 핸드의 이상적인 궤적인 이상 이동 직선에 대하여 상기 근사 곡선과 선대칭인 곡선이 상기 보정 곡선으로서 산출되는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
소정의 반송 대상물을 반송하는 산업용 로봇에 있어서,
상기 반송 대상물이 탑재되는 핸드와, 상기 핸드가 선단측에 연결됨과 함께 상기 핸드가 대략 직선적으로 이동하도록 수평 방향으로 신축 가능한 아암과, 상기 아암을 신축시키기 위한 아암 구동용 모터와, 상하 방향을 선회의 축 방향으로 하여 상기 핸드 및 상기 아암을 선회시키기 위한 선회용 모터와, 상기 아암 구동용 모터의 구동 회로 및 상기 선회용 모터의 구동 회로를 갖는 제어부를 구비하고,
상기 아암의 신축 시에 있어서의 상기 핸드의 이동 방향을 제1 방향이라 하고, 상하 방향과 상기 제1 방향에 직교하는 방향을 제2 방향이라 하면,
상기 산업용 로봇에서는, 미리 소정의 속도로 상기 아암을 신축시켰을 때의 상하 방향에서 본 상기 핸드의 실제 궤적이 측정됨과 함께, 측정된 상기 핸드의 실제 궤적에 기초하여, 상기 아암의 신축 시에 상기 핸드가 상기 제2 방향으로 진동하지 않고 이동하도록 상기 핸드의 실제 궤적을 보정하기 위한 보정 곡선이 산출되며,
상기 제어부는 상기 아암의 신축 시에, 미리 산출된 상기 보정 곡선 또는 상기 보정 곡선에 기초하여 미리 산출된 제2 보정 곡선을 따라 상기 아암의 기단측이 회동하도록 상기 선회용 모터를 구동하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제3항에 있어서, 측정된 상기 핸드의 실제 궤적에 근사하는 근사 곡선이 산출됨과 함께, 상하 방향에서 보았을 때 상기 핸드가 상기 제2 방향으로 진동하지 않고 상기 제1 방향으로 이동했을 때의 상기 핸드의 이상적인 궤적인 이상 이동 직선에 대하여 상기 근사 곡선과 선대칭인 곡선이 상기 보정 곡선으로서 산출되는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 아암 구동용 모터의 최대 사양 회전 속도로 상기 아암 구동용 모터를 회전시켜 상기 아암을 신축시켰을 때의 상기 핸드의 궤적이 측정되어 상기 보정 곡선이 산출됨과 함께, 산출된 상기 보정 곡선과 상기 아암 구동용 모터의 회전 속도에 기초하여, 상기 아암 구동용 모터의 회전 속도에 따른 복수의 상기 제2 보정 곡선이 산출되는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.