KR20160040312A - 산업용 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공중에 배치되어 사용되는 산업용 로봇에 있어서, 아암 내부의 대기중에 배치되는 핸드나 아암의 구동용 모터를 효율적으로 냉각하는 것이 가능한 산업용 로봇을 제공한다. 산업용 로봇(1)은, 제1 아암부(23)에 대하여 제2 아암부(24)를 회동시키는 모터(46)와, 제2 아암부(24)에 대하여 핸드(13)를 회동시키는 모터(47)와, 모터(46)의 회전을 감속하여 제2 아암부(24)에 전달하는 감속기(48)와, 모터(47)의 회전을 감속하여 핸드(13)에 전달하는 감속기(49)를 구비하고, 핸드(13)와 아암(14)은 진공중에 배치되어 있다. 감속기(48, 49)는, 제1 아암부(23)에 대한 제2 아암부(24)의 회동 중심과 감속기(48, 49)의 축 중심이 일치하도록 동축 상에 배치되어 있다. 중공 형상으로 형성되는 제1 아암부(23)의 내부 공간(45)은 대기압으로 되어 있고, 이 내부 공간(45)에 모터(46, 47)와 감속기(48, 49)가 배치되어 있다.

Description

산업용 로봇{INDUSTRIAL ROBOT}

제1 발명은, 진공중에서 사용되는 산업용 로봇에 관한 것이다.

제2 발명은, 산업용 로봇을 원점 위치로 복귀시키는 산업용 로봇의 원점 위치 복귀 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명에서는, 핸드와 아암을 구비하는 산업용 로봇에 관한 것이다.

제3 발명은, 상대 회동 가능하게 연결되는 복수의 아암부로 이루어지는 아암을 갖는 산업용 로봇에 관한 것이다.

제4 발명은, 상대 회동 가능하게 연결되는 복수의 아암부로 이루어지는 아암을 갖는 산업용 로봇 및 이러한 산업용 로봇의 제어 방법에 관한 것이다.

종래, 진공중에서 기판을 반송하는 진공 로봇이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌1 참조). 특허문헌1에 기재된 진공 로봇은, 기판이 탑재되는 핸드와, 핸드가 선단측에 연결되는 아암과, 아암의 기단부측이 연결되는 본체부를 구비하고 있다. 아암은, 본체부에 회동 가능하게 연결되는 아암 베이스와, 그 기단부측이 아암 베이스에 회동 가능하게 연결되는 제1 아암과, 그 기단부측이 제1 아암의 선단측에 회동 가능하게 연결되는 제2 아암을 구비하고 있다. 아암 베이스 및 제1 아암은, 중공 형상으로 형성되어 있다. 아암 베이스의 내부에는, 아암을 구동하는 아암 구동용 모터와, 아암 구동용 모터의 회전을 감속하여 제1 아암에 전달하는 제1 감속기가 배치되어 있다. 제1 감속기의 출력축에는, 제1 아암의 기단부측이 고정되어 있다. 제1 아암의 선단측에는, 아암 구동용 모터의 회전을 감속하여 제2 아암에 전달하는 제2 감속기가 배치되어 있다. 제2 감속기의 출력축에는, 제2 아암의 기단부측이 고정되어 있다.

특허문헌1에 기재된 진공 로봇에서는, 본체부의 일부는 진공 용기의 저면에 고정되어 있고, 아암 및 핸드는 진공중에 배치되어 있다. 한편, 중공 형상으로 형성되는 아암 베이스 및 제1 아암의 내부 공간에서는 기밀성이 확보되어 있고, 아암 베이스 및 제1 아암의 내부 공간은 대기압으로 되어 있다. 그로 인해, 이 진공 로봇에서는, 아암이 진공중에 배치되어 있어도, 제1 감속기 및 제2 감속기의 윤활제로서 진공 그리스 등의 고가의 윤활제를 사용할 필요가 없고, 대기압중에서 사용되는 그리스 등의 윤활제를 사용하면 된다. 따라서, 진공 로봇의 초기 비용 및 러닝 비용을 저감시키는 것이 가능해진다. 또한, 이 진공 로봇에서는, 아암이 진공중에 배치되어 있어도, 아암 베이스 및 제1 아암의 내부 공간이 대기압으로 되어 있으므로, 아암 베이스의 내부에 배치되는 아암 구동용 모터를 냉각하는 것이 가능해진다.

다음으로, 종래, 제어 프로그램에 의해 일련의 동작을 행하는 산업용 로봇을 비상 정지 위치에서 원점 위치로 복귀시키는 원점 위치 복귀 방법이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌2 참조). 특허문헌2에 기재된 원점 위치 복귀 방법에서는, 로봇 컨트롤러에 기록된 비상 정지 시의 산업용 로봇의 현재 위치의 좌표(현재의 상태)와, 인코더에서의 검출 결과에 기초하여 취득되는 비상 정지 시의 산업용 로봇의 실제 현재 위치의 좌표에 기초하여, 산업용 로봇에 소정의 동작을 행하게 하여 산업용 로봇을 원점 위치로 복귀시키고 있다.

또한, 종래, 복수의 아암부로 이루어지는 아암을 갖는 다관절형의 산업용 로봇이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌3 참조). 특허문헌3에 기재된 산업용 로봇은, 본체부에 회동 가능하게 설치되는 제1 아암부와 제1 아암부에 회동 가능하게 설치되는 제2 아암부와 제2 아암부에 회동 가능하게 설치되는 제3 아암부로 구성되는 아암과, 제3 아암부에 회동 가능하게 설치되는 2개의 핸드를 구비하고 있다. 또한, 이 산업용 로봇은, 제1 아암부 및 제2 아암부를 회동시키는 제1 구동용 모터와, 제3 아암부를 회동시키는 제2 구동용 모터와, 2개의 핸드 각각을 회동시키는 2개의 핸드 구동용 모터를 구비하고 있다. 이 산업용 로봇은, 예를 들어 반도체 제조 시스템의 입구에 배치되어 있고, 카세트에 수용되어 있는 반도체 웨이퍼를 카세트로부터 취출하여 소정의 처리 장치 내에 반도체 웨이퍼를 수용한다.

또한, 종래, 반도체 웨이퍼를 반송하는 반도체의 반송 로봇이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌4 참조). 특허문헌4에 기재된 반송용 로봇은, 수평 다관절형의 3축 로봇이며, 베이스에 설치된 승강축과, 승강축에 그 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 아암과, 아암의 선단측에 회동 가능하게 연결되는 핸드를 구비하고 있다. 아암은, 승강축에 그 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 제1 아암부와, 제1 아암부의 선단측에 그 기단부측이 회동 가능하게 연결됨과 함께 그 선단측에 핸드가 회동 가능하게 연결되는 제2 아암부로 구성되어 있다. 또한, 이 반송용 로봇은, 제1 아암부, 제2 아암부 및 핸드 각각을 회동시키는 3개의 모터를 구비하고 있다.

특허문헌4에 기재된 반송 로봇에서는, 승강축에 대한 제1 아암부의 회동 중심을 원점으로 하는 원통 좌표계에 기초하여 핸드의 위치가 제어되어 있다. 또한, 특허문헌1에는, 상하 방향에서 보았을 때, 제1 아암부의 회동 중심을 통과하는 직선상을 핸드가 이동하도록(즉, 원통 좌표계의 직경 방향으로 핸드가 이동하도록) 아암을 신축시키기 위한 핸드 이동 위치를 자동으로 교시하는 자동 교시 방법이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌4에는, XY 좌표계에 기초하여 핸드의 위치가 제어되어도 된다는 취지가 기재되어 있다.

또한, 특허문헌4에 기재된 반송 로봇은, 반도체를 제조하기 위한 반도체 제조 시스템에서 사용된다. 반도체 제조 시스템에서는, 종래, 상하 방향에서 보았을 때, 제1 아암부의 회동 중심을 중심으로 하는 방사상으로 반도체 웨이퍼의 처리 장치가 배치되어 있고, 반송 로봇은, 제1 아암부의 회동 중심을 중심으로 하는 방사상으로 핸드를 이동시켜서(즉, 제1 아암부의 회동 중심을 통과하는 직선상에서 핸드를 이동시켜서) 반도체 웨이퍼를 반송하고 있다.

일본 특허 공개 제2011-101912호 공보 일본 특허 공개 제2009-90383호 공보 일본 특허 공개 제2011-230256호 공보 일본 특허 공개 제2010-284728호 공보

최근 들어, 진공중에서 반송되는 기판 등의 반송 대상물은 대형화되고 있다. 예를 들어, 특허문헌1에 기재된 진공 로봇으로 반송되는 기판이 대형화되면, 아암 구동용 모터에 가해지는 부하가 커지므로, 아암 구동용 모터의 발열량이 커진다. 따라서, 특허문헌1에 기재된 진공 로봇에서는, 아암 구동용 모터를 효율적으로 냉각하지 않으면, 열의 영향으로 아암 구동용 모터가 손상될 우려가 있다.

따라서, 제1 발명의 과제는, 진공중에 배치되는 아암의 적어도 일부의 내부가 대기압으로 되어 있는 산업용 로봇에 있어서, 아암 내부의 대기중에 배치되는 핸드나 아암의 구동용 모터를 효율적으로 냉각하는 것이 가능한 산업용 로봇을 제공하는 데 있다.

상술한 바와 같이, 특허문헌2에 기재된 원점 위치 복귀 방법에서는, 자신의 현재 위치의 좌표(현재의 상태)를 파악하고 있는 산업용 로봇을 비상 정지 위치에서 원점 위치로 복귀시키는 것이 가능하다. 그러나, 특허문헌2에 기재된 원점 위치 복귀 방법에서는, 어떠한 원인으로 현재 위치의 좌표를 알 수 없게 된 상태에서 비상 정지하고 있는 산업용 로봇을 원점 위치로 복귀시킬 수는 없다.

따라서, 제2 발명의 과제는, 현재 위치의 좌표를 알 수 없게 된 상태에서 정지하고 있는 산업용 로봇을 간이한 방법으로 원점 위치로 복귀시키는 것이 가능한 산업용 로봇의 원점 위치 복귀 방법을 제공하는 데 있다. 또한, 본 발명의 과제는, 현재 위치의 좌표를 알 수 없게 된 상태에서 정지하고 있어도 간이한 방법으로 원점 위치로 복귀시키는 것이 가능한 산업용 로봇을 제공하는 데 있다.

다음으로, 반도체 제조 시스템 등의 산업용 로봇이 사용되는 시스템에 있어서는, 어떠한 원인으로, 산업용 로봇을 비상 정지시켜서 안전을 확보하지 않으면 안되는 상황이 발생할 수 있다. 이 경우에는, 산업용 로봇의 전원을 바로 차단시켜서 산업용 로봇을 정지시키는 것이 일반적이다.

그러나, 특허문헌3에 기재된 산업용 로봇과 같이, 제1 아암부 및 제2 아암부를 회동시키는 제1 구동용 모터와, 제3 아암부를 회동시키는 제2 구동용 모터와, 2개의 핸드 각각을 회동시키는 2개의 핸드 구동용 모터가 설치되어 있는 산업용 로봇에 있어서, 제1 아암부 및 제2 아암부와 제3 아암부와 핸드가 동작하고 있을 때, 제1 구동용 모터, 제2 구동용 모터 및 핸드 구동용 모터에 전력을 공급하는 전원을 차단하여 산업용 로봇을 비상 정지시키면, 제1 아암부 및 제2 아암부와 제3 아암부와 핸드가 정지될 때까지, 동작하고 있는 제1 아암부 및 제2 아암부의 관성과 제3 아암부의 관성과 핸드의 관성에 의해, 제1 아암부 및 제2 아암부와 제3 아암부와 핸드 각각이 마음대로 회동될 우려가 있다. 제1 아암부 및 제2 아암부와 제3 아암부와 핸드가 정지될 때까지, 제1 아암부 및 제2 아암부와 제3 아암부와 핸드 각각이 마음대로 회동하면, 제1 아암부, 제2 아암부, 제3 아암부 또는 핸드가, 예를 들어 반도체 웨이퍼가 수용되어 있는 카세트나 반도체 웨이퍼를 처리하는 처리 장치에 충돌하여 예기치 않은 사고를 일으킬 우려가 있다.

따라서, 제3 발명의 과제는, 상대 회동 가능하게 연결되는 복수의 아암부로 이루어지는 아암을 갖는 산업용 로봇에 있어서, 복수의 아암부를 회동시키기 위한 복수의 모터를 구비하고 있는 경우에도, 아암의 자세가 소정의 상태가 되도록 비상 정지시키는 것이 가능한 산업용 로봇 및 산업용 로봇의 제어 방법을 제공하는 데 있다.

상술한 바와 같이, 특허문헌4에 기재된 반송 로봇이 사용되는 반도체 제조 시스템에서는, 종래, 상하 방향에서 보았을 때, 제1 아암부의 회동 중심을 중심으로 하는 방사상으로 반도체 웨이퍼의 처리 장치가 배치되어 있다. 그러나, 반도체 웨이퍼의 처리 장치가 방사상으로 배치되면, 반도체 제조 시스템의 설치 면적이 커지기 쉬우므로, 처리 장치의 레이아웃을 변경하여 반도체 제조 시스템의 설치 면적을 작게 하고 싶다는 요구가 있다. 한편, 처리 장치의 레이아웃이 변경되면, 상하 방향에서 보았을 때, 제1 아암부의 회동 중심을 통과하는 직선을 따르지 않는 위치에서 핸드를 직선적으로 이동시켜서 반도체 웨이퍼를 반송해야 하는 경우가 발생할 수 있다.

특허문헌4에 기재된 반송 로봇은, 제1 아암부, 제2 아암부 및 핸드 각각을 회동시키는 3개의 모터를 구비하고 있으므로, 상하 방향에서 보았을 때, 제1 아암부의 회동 중심을 통과하는 직선을 따르지 않는 위치에서 핸드를 직선적으로 이동시키는 것이 가능하다. 그러나, 상하 방향에서 보았을 때, 제1 아암부의 회동 중심을 통과하는 직선을 따르지 않는 위치에서 핸드를 직선적으로 이동시키는 경우에는, 핸드의 이동 위치의 교시가 번잡해질 우려가 있다.

따라서, 제4 발명의 과제는, 상대 회동 가능하게 연결되는 복수의 아암부로 이루어지는 아암과, 복수의 아암부를 회동시키기 위한 복수의 모터와, 아암의 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 본체부를 구비하는 산업용 로봇에 있어서, 아암의 회동축 방향에서 보았을 때, 본체부에 대한 아암의 회동 중심을 통과하는 가상선을 따르지 않는 위치에서 아암의 선단측이 직선적으로 이동하는 경우에도, 아암의 선단측의 이동 위치를 용이하게 교시하는 것이 가능한 산업용 로봇을 제공하는 데 있다.

또한, 제4 발명의 과제는, 상대 회동 가능하게 연결되는 복수의 아암부로 이루어지는 아암과, 복수의 아암부를 회동시키기 위한 복수의 모터와, 아암의 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 본체부를 구비하는 산업용 로봇의 제어 방법에 있어서, 아암의 회동축 방향에서 보았을 때, 본체부에 대한 아암의 회동 중심을 통과하는 가상선을 따르지 않는 위치에서 아암의 선단측이 직선적으로 이동하는 경우에도, 아암의 선단측의 이동 위치를 용이하게 교시하는 것이 가능해지는 산업용 로봇의 제어 방법을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 제1 발명은 청구항 1 내지 6에 설명하였지만, 제1 발명의 산업용 로봇은, 본체부와, 본체부에 그 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 제1 아암부와 제1 아암부의 선단측에 그 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 제2 아암부를 갖는 아암과, 제2 아암부의 선단측에 회동 가능하게 연결되는 핸드와, 제1 아암부에 대하여 제2 아암부를 회동시키기 위한 제1 모터와, 제2 아암부에 대하여 핸드를 회동시키기 위한 제2 모터와, 제1 모터의 회전을 감속하여 제2 아암부에 전달하는 제1 감속기와, 제2 모터의 회전을 감속하여 핸드에 전달하는 제2 감속기를 구비하고, 핸드와 아암은 진공중에 배치되고, 제1 감속기와 제2 감속기는 그 직경 방향의 중심에 관통 구멍이 형성되는 중공 감속기이며, 제1 감속기와 제2 감속기는, 제1 아암부에 대한 제2 아암부의 회동 중심 또는 제2 아암부에 대한 핸드의 회동 중심과, 제1 감속기의 축 중심 및 제2 감속기의 축 중심이 일치하도록 동축 상에서 겹치도록 배치됨과 함께, 제1 아암부와 제2 아암부를 연결하는 제1 관절부 또는 제2 아암부와 핸드를 연결하는 제2 관절부의 적어도 일부를 구성하고, 중공 형상으로 형성되는 제1 아암부 또는 제2 아암부의 내부 공간에 제1 모터와 제2 모터와 제1 감속기와 제2 감속기가 배치되고, 내부 공간은 대기압으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

제1 발명의 산업용 로봇에서는, 중공 형상으로 형성되는 제1 아암부 또는 제2 아암부의 내부 공간은 대기압으로 되어 있고, 이 내부 공간에 제1 모터와 제2 모터와 제1 감속기와 제2 감속기가 배치되어 있다. 또한, 제1 발명에서는, 내부 공간에 배치되는 제1 감속기와 제2 감속기는, 그 축 중심이 일치하도록 동축 상에서 겹쳐져 있다. 그로 인해, 제1 발명에서는, 제1 감속기 및 제2 감속기의 축방향에서 내부 공간을 크게 하는 것이 가능해진다. 즉, 제1 발명에서는, 대기압으로 되어 있는 내부 공간의 용적을 크게 하여 내부 공간 내의 공기의 양을 증가시키는 것이 가능해진다. 따라서, 제1 발명에서는, 대기압으로 되어 있는 내부 공간에 배치되는 제1 모터와 제2 모터를 효율적으로 냉각하는 것이 가능해진다. 또한, 제1 발명에서는, 제1 아암부에 대한 제2 아암부의 회동 중심 상, 또는, 제2 아암부에 대한 핸드의 회동 중심 상에 2대의 감속기가 배치되므로, 제1 관절부 또는 제2 관절부의 강성을 높이는 것이 가능해진다.

제1 발명에 있어서, 제1 아암부 및 핸드는, 핸드에 탑재되는 반송 대상물이 수용되는 수용부로부터의 반송 대상물의 반출 시 및 수용부에의 반송 대상물의 반입 시에, 본체부에 대한 제1 아암부의 회동 각도와, 제2 아암부에 대한 핸드의 회동 각도가 동등하고, 또한, 본체부에 대한 제1 아암부의 회동 방향과, 제2 아암부에 대한 핸드의 회동 방향이 역방향이 되도록 회동하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 반송 대상물의 반출 시 및 반입 시에서의 핸드의 방향을 일정하게 유지하는 것이 가능해진다. 즉, 비교적 간단한 제어로, 반송 대상물의 반출 시 및 반입 시에서의 핸드의 방향을 일정하게 유지하는 것이 가능해진다.

제1 발명에 있어서, 예를 들어 제1 아암부는, 본체부로부터 수평 방향의 일방측으로 신장되도록 본체부에 설치되고, 제1 아암부에는, 본체부로부터 수평 방향의 타방측으로 신장되는 카운터 웨이트가 설치되어 있다. 이 경우에는, 제1 아암부를 회동 가능하게 지지하는 베어링에 작용하는 부하를 저감하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 제1 발명의 산업용 로봇은, 본체부와, 본체부에 그 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 제1 아암부와 제1 아암부의 선단측에 그 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 제2 아암부와 제2 아암부의 선단측에 그 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 제3 아암부를 갖는 아암과, 제3 아암부의 선단측에 회동 가능하게 연결되는 핸드와, 제1 아암부에 대하여 제2 아암부를 회동시키기 위한 제1 모터와, 제2 아암부에 대하여 제3 아암부를 회동시키기 위한 제2 모터와, 제3 아암부에 대하여 핸드를 회동시키기 위한 제3 모터와, 제1 모터의 회전을 감속하여 제2 아암부에 전달하는 제1 감속기와, 제2 모터의 회전을 감속하여 제3 아암부에 전달하는 제2 감속기와, 제3 모터의 회전을 감속하여 핸드에 전달하는 제3 감속기를 구비하고, 핸드와 아암은 진공중에 배치되고, 제1 감속기, 제2 감속기 및 제3 감속기는 그 직경 방향의 중심에 관통 구멍이 형성되는 중공 감속기이며, 제1 감속기, 제2 감속기 및 제3 감속기 중 적어도 2개의 감속기는, 그 축 중심과, 제1 아암부에 대한 제2 아암부의 회동 중심, 제2 아암부에 대한 제3 아암부의 회동 중심, 또는, 제3 아암부에 대한 핸드의 회동 중심이 일치하도록 동축 상에서 겹치도록 배치됨과 함께, 제1 아암부와 제2 아암부를 연결하는 제1 관절부, 제2 아암부와 제3 아암부를 연결하는 제2 관절부, 또는, 제3 아암부와 핸드를 연결하는 제3 관절부의 적어도 일부를 구성하고, 중공 형상으로 형성되는 제1 아암부, 제2 아암부 또는 제3 아암부의 내부 공간에는, 동축 상에서 겹치도록 배치되는 적어도 2개의 감속기와, 이 적어도 2개의 감속기에 연결되는 제1 모터, 제2 모터 및 제3 모터 중 적어도 2개의 모터가 배치되고, 내부 공간은 대기압으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

제1 발명의 산업용 로봇에서는, 중공 형상으로 형성되는 제1 아암부, 제2 아암부 또는 제3 아암부의 내부 공간은 대기압으로 되어 있고, 이 내부 공간에, 제1 감속기, 제2 감속기 및 제3 감속기 중 적어도 2개의 감속기와, 이 적어도 2개의 감속기에 연결되는 제1 모터, 제2 모터 및 제3 모터 중 적어도 2개의 모터가 배치되어 있다. 또한, 제1 발명에서는, 내부 공간에 배치되는 적어도 2개의 감속기는, 그 축 중심이 일치하도록 동축 상에서 겹쳐져 있다. 그로 인해, 제1 발명에서는, 감속기의 축방향에서 내부 공간을 크게 하는 것이 가능해진다. 즉, 본 발명에서는, 대기압으로 되어 있는 내부 공간의 용적을 크게 하여 내부 공간 내의 공기의 양을 증가시키는 것이 가능해진다. 따라서, 제1 발명에서는, 대기압으로 되어 있는 내부 공간에 배치되는 적어도 2개의 모터를 효율적으로 냉각하는 것이 가능해진다. 또한, 제1 발명에서는, 제1 아암부에 대한 제2 아암부의 회동 중심 상, 제2 아암부에 대한 제3 아암부의 회동 중심 상, 또는, 제3 아암부에 대한 핸드의 회동 중심 상에 적어도 2대의 감속기가 배치되므로, 제1 관절부, 제2 관절부 또는 제3 관절부의 강성을 높이는 것이 가능해진다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 제1 발명의 산업용 로봇은, 본체부와, 본체부에 그 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 제1 아암부와 제1 아암부의 선단측에 그 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 제2 아암부와 제2 아암부의 선단측에 그 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 제3 아암부를 갖는 아암과, 제3 아암부의 선단측에 회동 가능하게 연결되는 핸드와, 아암을 신축시키기 위한 제1 모터와, 제3 아암부에 대하여 핸드를 회동시키기 위한 제2 모터와, 제1 모터의 회전을 감속하여 아암에 전달하는 제1 감속기와, 제2 모터의 회전을 감속하여 핸드에 전달하는 제2 감속기를 구비하고, 핸드와 아암은 진공중에 배치되고, 제1 감속기 및 제2 감속기는 그 직경 방향의 중심에 관통 구멍이 형성되는 중공 감속기이며, 제1 감속기 및 제2 감속기는, 그 축 중심과, 제1 아암부에 대한 제2 아암부의 회동 중심, 제2 아암부에 대한 제3 아암부의 회동 중심, 또는, 제3 아암부에 대한 핸드의 회동 중심이 일치하도록 동축 상에서 겹치도록 배치됨과 함께, 제1 아암부와 제2 아암부를 연결하는 제1 관절부, 제2 아암부와 제3 아암부를 연결하는 제2 관절부, 또는, 제3 아암부와 핸드를 연결하는 제3 관절부의 적어도 일부를 구성하고, 중공 형상으로 형성되는 제1 아암부, 제2 아암부 또는 제3 아암부의 내부 공간에 제1 모터와 제2 모터와 제1 감속기와 제2 감속기가 배치되고, 내부 공간은 대기압으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

제1 발명의 산업용 로봇에서는, 중공 형상으로 형성되는 제1 아암부, 제2 아암부 또는 제3 아암부의 내부 공간은 대기압으로 되어 있고, 이 내부 공간에 제1 모터와 제2 모터와 제1 감속기와 제2 감속기가 배치되어 있다. 또한, 제1 발명에서는, 내부 공간에 배치되는 제1 감속기와 제2 감속기는, 그 축 중심이 일치하도록 동축 상에서 겹쳐져 있다. 그로 인해, 제1 발명에서는, 제1 감속기 및 제2 감속기의 축방향에서 내부 공간을 크게 하는 것이 가능해진다. 즉, 제1 발명에서는, 대기압으로 되어 있는 내부 공간의 용적을 크게 하여 내부 공간 내의 공기의 양을 증가시키는 것이 가능해진다. 따라서, 제1 발명에서는, 대기압으로 되어 있는 내부 공간에 배치되는 제1 모터와 제2 모터를 효율적으로 냉각하는 것이 가능해진다. 또한, 제1 발명에서는, 제1 아암부에 대한 제2 아암부의 회동 중심 상, 제2 아암부에 대한 제3 아암부의 회동 중심 상, 또는, 제3 아암부에 대한 핸드의 회동 중심 상에 2대의 감속기가 배치되므로, 제1 관절부, 제2 관절부 또는 제3 관절부의 강성을 높이는 것이 가능해진다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 제1 발명의 산업용 로봇은, 본체부와, 본체부에 그 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 제1 아암부와 제1 아암부의 선단측에 그 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 제2 아암부와 제2 아암부의 선단측에 그 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 제3 아암부와 제3 아암부의 선단측에 그 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 제4 아암부를 갖는 아암과, 제4 아암부의 선단측에 회동 가능하게 연결되는 핸드와, 제1 아암부에 대하여 제2 아암부를 회동시키기 위한 제1 모터와, 제2 아암부에 대하여 제3 아암부를 회동시키기 위한 제2 모터와, 제3 아암부에 대하여 제4 아암부를 회동시키기 위한 제3 모터와, 제4 아암부에 대하여 핸드를 회동시키기 위한 제4 모터와, 제1 모터의 회전을 감속하여 제2 아암부에 전달하는 제1 감속기와, 제2 모터의 회전을 감속하여 제3 아암부에 전달하는 제2 감속기와, 제3 모터의 회전을 감속하여 제4 아암부에 전달하는 제3 감속기와, 제4 모터의 회전을 감속하여 핸드에 전달하는 제4 감속기를 구비하고, 핸드와 아암은 진공중에 배치되고, 제1 감속기, 제2 감속기, 제3 감속기 및 제4 감속기는, 그 직경 방향의 중심에 관통 구멍이 형성되는 중공 감속기이며, 제1 감속기, 제2 감속기, 제3 감속기 및 제4 감속기 중 적어도 2개의 감속기는, 그 축 중심과, 제1 아암부에 대한 제2 아암부의 회동 중심, 제2 아암부에 대한 제3 아암부의 회동 중심, 제3 아암부에 대한 제4 아암부의 회동 중심, 또는, 제4 아암부에 대한 핸드의 회동 중심이 일치하도록 동축 상에서 겹치도록 배치됨과 함께, 제1 아암부와 제2 아암부를 연결하는 제1 관절부, 제2 아암부와 제3 아암부를 연결하는 제2 관절부, 제3 아암부와 제4 아암부를 연결하는 제3 관절부, 또는, 제4 아암부와 핸드를 연결하는 제4 관절부의 적어도 일부를 구성하고, 중공 형상으로 형성되는 제1 아암부, 제2 아암부, 제3 아암부 또는 제4 아암부의 내부 공간에는, 동축 상에서 겹치도록 배치되는 적어도 2개의 감속기와, 이 적어도 2개의 감속기에 연결되는 제1 모터, 제2 모터, 제3 모터 및 제4 모터 중 적어도 2개의 모터가 배치되고, 내부 공간은 대기압으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

제1 발명의 산업용 로봇에서는, 중공 형상으로 형성되는 제1 아암부, 제2 아암부, 제3 아암부 또는 제4 아암부의 내부 공간은 대기압으로 되어 있고, 이 내부 공간에, 제1 감속기, 제2 감속기, 제3 감속기 및 제4 감속기 중 적어도 2개의 감속기와, 이 적어도 2개의 감속기에 연결되는 제1 모터, 제2 모터, 제3 모터 및 제4 모터 중 적어도 2개의 모터가 배치되어 있다. 또한, 제1 발명에서는, 내부 공간에 배치되는 적어도 2개의 감속기는, 그 축 중심이 일치하도록 동축 상에서 겹쳐져 있다. 그로 인해, 제1 발명에서는, 감속기의 축방향에서 내부 공간을 크게 하는 것이 가능해진다. 즉, 본 발명에서는, 대기압으로 되어 있는 내부 공간의 용적을 크게 하여 내부 공간 내의 공기의 양을 증가시키는 것이 가능해진다. 따라서, 제1 발명에서는, 대기압으로 되어 있는 내부 공간에 배치되는 적어도 2개의 모터를 효율적으로 냉각하는 것이 가능해진다. 또한, 제1 발명에서는, 제1 아암부에 대한 제2 아암부의 회동 중심 상, 제2 아암부에 대한 제3 아암부의 회동 중심 상, 제3 아암부에 대한 제4 아암부의 회동 중심 상, 또는, 제4 아암부에 대한 핸드의 회동 중심 상에 적어도 2대의 감속기가 배치되므로, 제1 관절부, 제2 관절부, 제3 관절부 또는 제4 관절부의 강성을 높이는 것이 가능해진다.

다음으로, 상기 과제를 해결하기 위해서, 제2 발명은 청구항 7 내지 13에 설명하였지만, 제2 발명의 산업용 로봇 원점 위치 복귀 방법은, 산업용 로봇을 원점 위치로 복귀시키는 산업용 로봇의 원점 위치 복귀 방법이며, 현재 위치의 좌표를 알 수 없게 된 상태에서 정지하고 있는 산업용 로봇의 가상의 현재 위치의 좌표를, 산업용 로봇의 상태에 기초하여 설정하는 가상 현재 위치 설정 공정과, 가상 현재 위치 설정 공정 후에 산업용 로봇을 소정 위치까지 동작시키는 동작 공정과, 동작 공정 후에 원점 위치로 산업용 로봇을 자동으로 복귀시키는 복귀 동작 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

제2 발명의 산업용 로봇 원점 위치 복귀 방법에서는, 가상 현재 위치 설정 공정에 있어서, 현재 위치의 좌표를 알 수 없게 된 상태에서 정지하고 있는 산업용 로봇의 가상의 현재 위치의 좌표를 설정하고 있으므로, 설정된 가상의 현재 위치의 좌표에 기초하여, 동작 공정에서 산업용 로봇에 적절한 동작을 행하게 하는 것이 가능해진다. 또한, 제2 발명에서는, 동작 공정에서 소정 위치까지 산업용 로봇을 동작시키고 있으므로, 예를 들어 동작 공정에 있어서, 산업용 로봇을 안전하게 원점 복귀시킬 수 있는 위치까지 동작시킴으로써, 복귀 동작 공정에 있어서, 원점 위치로 산업용 로봇을 안전하게 자동 복귀시키는 것이 가능해진다. 이와 같이, 제2 발명의 원점 위치 복귀 방법에 의하면, 현재 위치의 좌표를 알 수 없게 된 상태에서 정지하고 있는 산업용 로봇을 오퍼레이터의 수동 조작이라는 번잡한 방법으로 원점 위치로 복귀시킬 경우와 비교하여, 간이하면서 안전하게 산업용 로봇을 원점 위치로 복귀시키는 것이 가능해진다.

제2 발명에 있어서, 예를 들어 산업용 로봇은, 반송 대상물이 탑재되는 핸드와, 회동 가능하게 연결되는 복수의 아암부를 갖고 그 선단측에 핸드가 회동 가능하게 연결되는 아암과, 복수의 아암부를 회동시키기 위한 복수의 아암용 모터와, 핸드를 회동시키기 위한 핸드용 모터를 구비하고, 가상 현재 위치 설정 공정에서는, 아암에 대한 핸드의 회동 중심의 가상의 현재 위치의 좌표를 설정하고, 동작 공정에서는, 복귀 동작 공정에서의 산업용 로봇의 복귀 동작 시에 반송 대상물이 수용되는 수용부와 핸드 및 반송 대상물이 간섭하지 않는 위치까지 산업용 로봇을 동작시킨다.

이 경우에는, 산업용 로봇이 복수의 아암용 모터와 핸드용 모터를 구비하고 있으므로, 현재 위치의 좌표를 알 수 없게 된 상태에서 정지하고 있는 산업용 로봇을 오퍼레이터의 수동 조작으로 원점 위치로 복귀시키면, 그 조작이 매우 번잡해지지만, 제2 발명에서는, 용이하게 산업용 로봇을 원점 위치로 복귀시키는 것이 가능해진다. 또한, 이 경우에는, 가상 현재 위치 설정 공정에서 핸드의 회동 중심의 가상의 현재 위치의 좌표를 설정하고 있으므로, 동작 공정에 있어서, 핸드 및 반송 대상물과 수용부가 간섭하지 않도록 산업용 로봇을 동작시키는 것이 가능해진다. 또한, 이 경우에는, 복귀 동작 공정에서의 산업용 로봇의 복귀 동작 시에 반송 대상물이 수용되는 수용부와 핸드 및 반송 대상물이 간섭하지 않는 위치까지 동작 공정에서 산업용 로봇을 동작시키고 있으므로, 복귀 동작 공정에서, 산업용 로봇을 안전하게 원점 위치로 자동으로 복귀시키는 것이 가능해진다.

제2 발명에 있어서, 산업용 로봇에는, 산업용 로봇에 동작 위치를 교시하기 위한 가반식의 교시 조작 단말기가 접속되고, 가상 현재 위치 설정 공정에서는, 오퍼레이터가 육안으로 확인하여 정한 핸드의 회동 중심의 가상의 현재 위치의 좌표를 교시 조작 단말기에 입력하여 핸드의 회동 중심의 가상의 현재 위치의 좌표를 설정하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 핸드의 회동 중심의 가상의 현재 위치의 좌표를 용이하게 설정하는 것이 가능해진다.

제2 발명에 있어서, 핸드는, 핸드의 회동 축방향이 되는 상하 방향에서 보았을 때, 직선적으로 이동하여 수용부에의 반송 대상물의 반입 및 수용부로부터의 반송 대상물의 반출을 행하고, 동작 공정에서는, 상하 방향에서 보았을 때, 반송 대상물의 반입 시 및 반출 시의 핸드의 이동 방향으로 핸드가 이동하도록 산업용 로봇에 직선 보간 동작을 시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 동작 공정에 있어서, 핸드 및 반송 대상물과 수용부가 간섭하지 않도록 산업용 로봇을 동작시키는 것이 가능해진다.

제2 발명에 있어서, 가상 현재 위치 설정 공정에서는, 핸드의 회동 축방향이 되는 상하 방향에 직교하는 평면에서 규정되는 원통 좌표계의 좌표 및 직교 좌표계의 좌표의 어느 쪽의 좌표에서도 상하 방향에서 보았을 때의 핸드 회동 중심의 가상의 현재 위치의 좌표를 설정 가능하게 되어 있고, 원통 좌표계의 좌표 또는 직교 좌표계의 좌표 중 어느 한쪽 좌표에 의해 상하 방향에서 보았을 때의 핸드 회동 중심의 가상의 현재 위치의 좌표가 설정되는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 동작 공정에 있어서 산업용 로봇을 동작시키기 쉬운 좌표계의 좌표에서, 상하 방향에서 보았을 때의 핸드 회동 중심의 가상의 현재 위치의 좌표를 설정할 수 있다.

제2 발명에 있어서, 산업용 로봇은, 동작 공정에서 산업용 로봇을 동작시키기 위한 조작 부재를 구비하고, 동작 공정에서는, 산업용 로봇의 오퍼레이터가 조작 부재를 조작하고 있는 동안에는 산업용 로봇이 동작함과 함께, 오퍼레이터가 조작 부재의 조작을 정지하면 산업용 로봇이 정지하는 조그 조작에 의해 산업용 로봇을 동작시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 가상 현재 위치 설정 공정에서 설정된 산업용 로봇의 가상의 현재 위치의 좌표와, 정지하고 있는 산업용 로봇의 실제의 현재 위치의 좌표의 어긋남량이 커서, 동작 공정에서 그대로 산업용 로봇의 동작을 계속하면, 예를 들어 수용부와 핸드가 간섭하는 바와 같은 경우에도, 조그 조작을 행하면서 가상의 현재 위치의 좌표를 재설정함으로써 동작 공정에서의 수용부와 핸드의 간섭을 방지하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 제2 발명의 산업용 로봇은, 반송 대상물이 탑재되는 핸드와, 회동 가능하게 연결되는 복수의 아암부를 갖고 그 선단측에 핸드가 회동 가능하게 연결되는 아암과, 복수의 아암부를 회동시키기 위한 복수의 아암용 모터와, 핸드를 회동시키기 위한 핸드용 모터를 구비하는 산업용 로봇에 있어서, 아암에 대한 핸드의 회동 중심의 현재 위치의 좌표를 알 수 없게 된 상태에서 정지하고 있는 산업용 로봇의 핸드의 회동 중심의 가상의 현재 위치의 좌표를 설정하기 위한 가상 현재 위치 설정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

제2 발명의 산업용 로봇은, 아암에 대한 핸드의 회동 중심의 현재 위치의 좌표를 알 수 없게 된 상태에서 정지하고 있는 산업용 로봇의 핸드의 회동 중심의 가상의 현재 위치의 좌표를 설정하기 위한 가상 현재 위치 설정 수단을 구비하고 있다. 그로 인해, 제2 발명에서는, 가상 현재 위치 설정 수단에 의해 핸드의 회동 중심의 가상의 현재 위치의 좌표를 설정함으로써, 산업용 로봇은, 핸드의 회동 중심의 가상의 현재 위치의 좌표를 파악할 수 있다. 따라서, 제2 발명에서는, 산업용 로봇에 적절한 동작을 행하게 하여 산업용 로봇을 원점 위치로 복귀시키는 것이 가능해진다. 그 결과, 제2 발명에서는, 현재 위치의 좌표를 알 수 없게 된 상태에서 정지하고 있는 산업용 로봇을 오퍼레이터의 수동 조작이라는 번잡한 방법으로 원점 위치로 복귀시키는 경우와 비교하여 간이한 방법으로 산업용 로봇을 원점 위치로 복귀시키는 것이 가능해진다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 제3 발명은 청구항 14 내지 18에 설명하였지만, 제3 발명의 산업용 로봇은, 상대 회동 가능하게 연결되는 복수의 아암부로 이루어지는 아암을 갖는 산업용 로봇에 있어서, 복수의 아암부를 회동시키기 위한 복수의 모터와, 복수의 모터 각각을 구동 제어하는 복수의 모터 드라이버와, 복수의 모터 드라이버에 전력을 공급하는 전원과, 복수의 모터 드라이버에 접속됨과 함께 복수의 모터에서 발생하는 회생 전류에 의해 충전 가능한 충방전부와, 복수의 모터 드라이버를 제어하는 제어 실행부를 구비하고, 산업용 로봇의 비상 정지 시에, 전원을 차단함과 동시에, 제어 실행부가 충방전부로부터 공급되는 전력을 사용하여 복수의 모터 드라이버를 제어하면서 복수의 모터를 정지시키는 것을 특징으로 한다.

제3 발명의 산업용 로봇에서는, 그 비상 정지 시에, 복수의 모터 드라이버에 전력을 공급하는 전원을 차단하고 있다. 그로 인해, 제3 발명에서는, 산업용 로봇의 비상 정지 시에, 비교적 단시간에 복수의 모터를 정지시키는 것이 가능해지고, 비교적 단시간에 안전을 확보하는 것이 가능해진다. 또한, 제3 발명에서는, 산업용 로봇의 비상 정지 시에, 복수의 모터에서 발생하는 회생 전류에 의해 충전 가능한 충방전부로부터 공급되는 전력을 사용하여 제어 실행부가 모터 드라이버를 제어하면서 복수의 모터를 정지시키고 있다. 즉, 제3 발명에서는, 산업용 로봇의 비상 정지 시에, 충방전부로부터 공급되는 전력을 사용하여 복수의 모터를 제어하면서 정지시키고 있다. 그로 인해, 제3 발명에서는, 복수의 아암부를 회동시키기 위한 복수의 모터를 산업용 로봇이 구비하고 있는 경우에도, 아암의 자세가 소정의 상태가 되도록 산업용 로봇을 비상 정지시키는 것이 가능해진다.

제3 발명에 있어서, 산업용 로봇은, 아암의 선단측에 회동 가능하게 연결되는 핸드와, 아암에 대하여 핸드를 회동시키기 위한 핸드용 모터와, 핸드용 모터를 구동 제어하는 핸드용 모터 드라이버를 구비하고, 제어 실행부는, 비상 정지 시에 충방전부로부터 공급되는 전력을 사용하여 핸드용 모터 드라이버를 제어하면서 핸드용 모터를 정지시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 핸드를 회동시키기 위한 핸드용 모터를 산업용 로봇이 구비하고 있는 경우에도, 아암에 대한 핸드의 자세를 소정의 상태로 유지한 채, 산업용 로봇을 비상 정지시키는 것이 가능해진다.

제3 발명에 있어서, 산업용 로봇은, 예를 들어 아암의 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 본체부를 구비함과 함께, 아암부로서, 본체부에 그 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 제1 아암부와, 제1 아암부의 선단측에 그 기단부측이 회동 가능하게 연결됨과 함께 핸드가 그 선단측에 회동 가능하게 연결되는 제2 아암부를 구비하고, 모터로서, 본체부에 대하여 제1 아암부를 회동시키기 위한 제1 모터와, 제1 아암부에 대하여 제2 아암부를 회동시키기 위한 제2 모터를 구비하고, 모터 드라이버로서, 제1 모터를 구동 제어하는 제1 모터 드라이버와, 제2 모터를 구동 제어하는 제2 모터 드라이버를 구비하고 있다.

제3 발명에 있어서, 산업용 로봇은, 아암을 승강시키기 위한 승강용 모터와, 승강용 모터를 구동 제어하는 승강용 모터 드라이버와, 승강용 모터를 정지시키기 위한 제1 브레이크와, 제1 브레이크보다도 큰 제동력으로 승강용 모터를 정지시키기 위한 제2 브레이크를 구비하고, 제어 실행부는, 승강용 모터 드라이버, 제1 브레이크 및 제2 브레이크를 제어함과 함께, 비상 정지 시에, 제1 브레이크를 작동시킨 후, 제2 브레이크를 작동시켜서 승강용 모터를 정지시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 제1 브레이크와 제2 브레이크에 의해 승강용 모터를 비교적 단시간에 정지시키는 것이 가능해진다. 따라서, 예를 들어 승강용 모터가 제어 불가능으로 되어 있는 산업용 로봇을 비상 정지시키는 경우에도, 아암의 낙하를 방지하는 것이 가능해진다.

여기서, 승강용 모터를 보다 단시간에 정지시키기 위해서는, 비상 정지 시에, 제동력이 큰 제2 브레이크를 바로 작동시키는 것이 바람직하다. 한편, 비상 정지 시에, 제동력이 큰 제2 브레이크를 바로 작동시키면, 승강용 모터가 필요 이상으로 급정지하려고 하여 오히려 위험한 경우가 있다. 그로 인해, 비상 정지 시에, 제동력이 큰 제2 브레이크를 바로 작동시키고 싶은 경우에는, 승강용 모터가 필요 이상으로 급정지하지 않도록 승강용 모터가 회전을 계속하는 방향으로 승강용 모터를 회전시키도록 제어 실행부가 승강용 모터 드라이버를 제어하는 것이 바람직하다. 그러나, 이 경우에는, 비상 정지 시에, 충방전부에 충전된 전력이 승강용 모터 드라이버에 의해 단시간에 소비되어버릴 우려가 있다. 비상 정지 시에, 충방전부에 충전된 전력이 승강용 모터 드라이버에 의해 단시간에 소비되어버리면, 제어 실행부가, 충방전부로부터 공급되는 전력을 사용하여 모터 드라이버를 제어할 수 없게 되고, 복수의 아암부 각각이 마음대로 회동하여 예기치 않은 사고를 일으킬 우려가 있다.

이에 반해, 비상 정지 시에, 제어 실행부가, 제동력이 작은 제1 브레이크를 작동시켜서 승강용 모터의 회전 속도를 떨어뜨린 후에, 제동력이 큰 제2 브레이크를 작동시켜서 승강용 모터를 정지시키면, 승강용 모터가 급정지되기 어려워지고, 그 결과, 비상 정지 시에 승강용 모터 드라이버에서 소비되는 충방전부의 전력을 저감시키는 것이 가능해진다. 따라서, 이와 같이 구성하면, 비상 정지 시에, 충방전부로부터 공급되는 전력을 사용하여 복수의 모터를 제어하여 아암의 자세가 소정의 상태가 되도록 산업용 로봇을 비상 정지시키는 것이 가능해진다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 제3 발명의 산업용 로봇 제어 방법은, 상대 회동 가능하게 연결되는 복수의 아암부로 이루어지는 아암과, 복수의 아암부를 회동시키기 위한 복수의 모터와, 복수의 모터 각각을 구동 제어하는 복수의 모터 드라이버와, 복수의 모터 드라이버에 전력을 공급하는 전원과, 복수의 모터 드라이버에 접속됨과 함께 복수의 모터에서 발생하는 회생 전류에 의해 충전 가능한 충방전부를 구비하는 산업용 로봇의 제어 방법이며, 산업용 로봇의 비상 정지 시에, 전원을 차단함과 동시에, 충방전부로부터 공급되는 전력을 사용하여 복수의 모터 드라이버를 제어하면서 복수의 모터를 정지시키는 것을 특징으로 한다.

제3 발명의 산업용 로봇 제어 방법에서는, 산업용 로봇의 비상 정지 시에, 복수의 모터 드라이버에 전력을 공급하는 전원을 차단하고 있다. 그로 인해, 제3 발명에서는, 산업용 로봇의 비상 정지 시에, 비교적 단시간에 복수의 모터를 정지시키는 것이 가능해지고, 비교적 단시간에 안전을 확보하는 것이 가능해진다. 또한, 제3 발명에서는, 산업용 로봇의 비상 정지 시에, 복수의 모터에서 발생하는 회생 전류에 의해 충전 가능한 충방전부로부터 공급되는 전력을 사용하여 모터 드라이버를 제어하면서 복수의 모터를 정지시키고 있다. 즉, 제3 발명에서는, 산업용 로봇의 비상 정지 시에, 충방전부로부터 공급되는 전력을 사용하여 복수의 모터를 제어하면서 정지시키고 있다. 그로 인해, 제3 발명의 산업용 로봇 제어 방법에 의하면, 복수의 아암부를 회동시키기 위한 복수의 모터를 산업용 로봇이 구비하고 있는 경우에도, 아암의 자세가 소정의 상태가 되도록 산업용 로봇을 비상 정지시키는 것이 가능해진다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 제4 발명은 청구항 19 내지 23에 설명하였지만, 제4 발명의 산업용 로봇은, 상대 회동 가능하게 연결되는 복수의 아암부로 이루어지는 아암과, 복수의 아암부를 회동시키기 위한 복수의 모터와, 아암의 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 본체부를 구비하는 산업용 로봇에 있어서, 산업용 로봇을 제어하는 제어부는, 아암의 자세와 아암의 동작 방향에 기초하여, 본체부에 대한 아암의 회동 중심을 원점으로 하는 원통 좌표계로 산업용 로봇을 제어할지, 그렇지 않으면, 아암의 회동 중심을 원점으로 하는 직교 좌표계로 산업용 로봇을 제어할지를 전환하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 제4 발명의 산업용 로봇 제어 방법은, 상대 회동 가능하게 연결되는 복수의 아암부로 이루어지는 아암과, 복수의 아암부를 회동시키기 위한 복수의 모터와, 아암의 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 본체부를 구비하는 산업용 로봇의 제어 방법에 있어서, 아암의 자세와 아암의 동작 방향에 기초하여, 본체부에 대한 아암의 회동 중심을 원점으로 하는 원통 좌표계로 산업용 로봇을 제어할지, 그렇지 않으면, 아암의 회동 중심을 원점으로 하는 직교 좌표계로 산업용 로봇을 제어할지를 전환하는 것을 특징으로 한다.

제4 발명의 산업용 로봇에서는, 제어부는, 아암의 자세와 아암의 동작 방향에 기초하여, 본체부에 대한 아암의 회동 중심을 원점으로 하는 원통 좌표계로 산업용 로봇을 제어할지, 그렇지 않으면, 아암의 회동 중심을 원점으로 하는 직교 좌표계로 산업용 로봇을 제어할지를 전환하고 있다. 또한, 제4 발명의 산업용 로봇 제어 방법에서는, 아암의 자세와 아암의 동작 방향에 기초하여, 본체부에 대한 아암의 회동 중심을 원점으로 하는 원통 좌표계로 산업용 로봇을 제어할지, 그렇지 않으면, 아암의 회동 중심을 원점으로 하는 직교 좌표계로 산업용 로봇을 제어할지를 전환하고 있다. 그로 인해, 제4 발명에서는, 아암의 회동 축방향에서 보았을 때에 본체부에 대한 아암의 회동 중심을 통과하는 가상선 상을 아암의 선단측이 직선적으로 이동할 때에는, 원통 좌표계로 산업용 로봇을 제어하고, 아암의 회동 축방향에서 보았을 때에 본체부에 대한 아암의 회동 중심을 통과하는 가상선을 따르지 않는 위치에서 아암의 선단측이 직선적으로 이동할 때에는, 직교 좌표계로 산업용 로봇을 제어하는 것이 가능해진다.

따라서, 제4 발명에서는, 아암의 회동 축방향에서 보았을 때에 아암의 회동 중심을 통과하는 가상선 상을 아암의 선단측이 직선적으로 이동할 때에는, 원통 좌표계의 좌표를 사용하여 아암의 선단측의 이동 위치를 교시하는 것이 가능해지고, 아암의 회동 축방향에서 보았을 때에 아암의 회동 중심을 통과하는 가상선을 따르지 않는 위치에서 아암의 선단측이 직선적으로 이동할 때에는, 직교 좌표계의 좌표를 사용하여 아암의 선단측의 이동 위치를 교시하는 것이 가능해진다. 즉, 제4 발명에서는, 아암의 회동 축방향에서 보았을 때에 아암의 회동 중심을 통과하는 가상선을 따르지 않는 위치에서 아암의 선단측이 직선적으로 이동할 경우에, 원통 좌표계의 좌표를 사용하지 않고, 직교 좌표계의 좌표를 사용하여 아암의 선단측의 이동 위치를 교시하는 것이 가능해진다. 그 결과, 제4 발명에서는, 아암의 회동 축방향에서 보았을 때에 아암의 회동 중심을 통과하는 가상선을 따르지 않는 위치에서 아암의 선단측이 직선적으로 이동하는 경우에도, 아암의 선단측의 이동 위치를 용이하게 교시하는 것이 가능해진다.

제4 발명에 있어서, 산업용 로봇은, 예를 들어 아암의 선단측에 회동 가능하게 연결되는 핸드와, 핸드를 회동시키기 위한 핸드용 모터를 구비함과 함께, 아암부로서, 그 기단부측이 본체부에 회동 가능하게 연결되는 제1 아암부와, 제1 아암부의 선단측에 그 기단부측이 회동 가능하게 연결됨과 함께 그 선단측에 핸드가 회동 가능하게 연결되는 제2 아암부를 구비하고, 제어부는, 핸드, 제1 아암부 및 제2 아암부의 회동의 축방향이 되는 상하 방향에서 보았을 때에 아암의 회동 중심을 통과하는 가상선 상을 제2 아암부에 대한 핸드의 회동 중심이 직선적으로 이동할 때, 원통 좌표계로 산업용 로봇을 제어하고, 상하 방향에서 보았을 때에 가상선을 따르지 않는 위치에서 핸드의 회동 중심이 직선적으로 이동할 때, 직교 좌표계로 산업용 로봇을 제어한다.

이 경우에는, 상하 방향에서 보았을 때에 아암의 회동 중심을 통과하는 가상선 상을 핸드의 회동 중심이 직선적으로 이동할 때에는, 원통 좌표계의 좌표를 사용하여 핸드의 회동 중심의 이동 위치를 교시하는 것이 가능해지고, 상하 방향에서 보았을 때에 아암의 회동 중심을 통과하는 가상선을 따르지 않는 위치에서 핸드의 회동 중심이 직선적으로 이동할 때에는, 직교 좌표계의 좌표를 사용하여 핸드의 회동 중심의 이동 위치를 교시하는 것이 가능해진다. 따라서, 상하 방향에서 보았을 때에 아암의 회동 중심을 통과하는 가상선을 따르지 않는 위치에서 핸드의 회동 중심이 직선적으로 이동하는 경우에도, 핸드의 회동 중심의 이동 위치를 용이하게 교시하는 것이 가능해진다.

제4 발명에 있어서, 제어부는, 예를 들어 본체부에 대하여 제1 아암부가 회동하고 있지 않고, 또한, 제1 아암부에 대하여 제2 아암부가 회동하지 않는 상태에서, 제2 아암부에 대하여 핸드가 회동할 때, 원통 좌표계로 산업용 로봇을 제어한다. 또한, 제4 발명에 있어서, 제어부는, 예를 들어 제1 아암부에 대하여 제2 아암부가 회동하고 있지 않고, 또한, 제2 아암부에 대하여 핸드가 회동하지 않는 상태에서, 본체부에 대하여 제1 아암부가 회동할 때, 원통 좌표계로 산업용 로봇을 제어한다.

이상과 같이, 제1 발명에서는, 진공중에 배치되는 아암의 적어도 일부의 내부가 대기압으로 되어 있는 산업용 로봇에 있어서, 아암 내부의 대기중에 배치되는 핸드나 아암의 구동용 모터를 효율적으로 냉각하는 것이 가능해진다.

다음으로, 이상과 같이, 제2 발명의 산업용 로봇 원점 위치 복귀 방법에 의하면, 현재 위치의 좌표를 알 수 없게 된 상태에서 정지하고 있는 산업용 로봇을 간이한 방법으로 원점 위치로 복귀시키는 것이 가능해진다. 또한, 제2 발명의 산업용 로봇에서는, 현재 위치의 좌표를 알 수 없게 된 상태에서 산업용 로봇이 정지하고 있어도, 간이한 방법으로 산업용 로봇을 원점 위치로 복귀시키는 것이 가능해진다.

또한, 이상과 같이, 제3 발명에서는, 복수의 아암부를 회동시키기 위한 복수의 모터를 산업용 로봇이 구비하고 있는 경우에도, 아암의 자세가 소정의 상태가 되도록 산업용 로봇을 비상 정지시키는 것이 가능해진다.

또한, 이상과 같이, 제4 발명의 산업용 로봇에서는, 아암의 회동 축방향에서 보았을 때에 본체부에 대한 아암의 회동 중심을 통과하는 가상선을 따르지 않는 위치에서 아암의 선단측이 직선적으로 이동하는 경우에도, 아암의 선단측의 이동 위치를 용이하게 교시하는 것이 가능해진다. 또한, 제4 발명의 산업용 로봇 제어 방법에 의하면, 아암의 회동 축방향에서 보았을 때에 본체부에 대한 아암의 회동 중심을 통과하는 가상선을 따르지 않는 위치에서 아암의 선단측이 직선적으로 이동하는 경우에도, 아암의 선단측의 이동 위치를 용이하게 교시하는 것이 가능해진다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 산업용 로봇이 유기EL 디스플레이의 제조 시스템에 내장된 상태를 도시하는 평면도이다.
도 2는, 도 1에 도시하는 산업용 로봇의 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 측면도이다.
도 3은, 도 2에 도시하는 산업용 로봇의 내부 구조를 측면으로부터 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는, 도 3에 도시하는 제1 아암부 및 관절부의 확대도이다.
도 5는, 도 1에 도시하는 프로세스 챔버로부터 기판을 반출하여 다른 프로세스 챔버에 반입할 때의 산업용 로봇의 움직임을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 도 1에 도시하는 프로세스 챔버에 기판을 반입할 때의 산업용 로봇의 움직임을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은, 도 1에 도시하는 프로세스 챔버에 기판을 반입할 때의 산업용 로봇의 움직임을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은, 도 1에 도시하는 프로세스 챔버에 기판을 반입할 때의 산업용 로봇의 움직임을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는, 도 1에 도시하는 프로세스 챔버에 기판을 반입할 때의 산업용 로봇의 움직임을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 개략 구성을 측면으로부터 설명하기 위한 도면이다.
도 11은, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 평면도이다.
도 12는, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 평면도이다.
도 13은, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 개략 구성을 측면으로부터 설명하기 위한 도면이다.
도 14는, 도 2에 도시하는 산업용 로봇의 교시 조작 단말기의 정면도이다.
도 15는, 도 2에 도시하는 산업용 로봇이 현재 위치의 좌표를 알 수 없게 된 상태에서 비상 정지했을 때의 원점 위치에의 복귀 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은, 도 2에 도시하는 산업용 로봇의 모터 제어에 관련된 제어부의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 17은, 도 2에 도시하는 산업용 로봇의 모터 제어에 관련된 제어부의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

(산업용 로봇의 개략 구성)

여기에서는, 제1 발명 내지 제4 발명에 관한 본 형태로서 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 산업용 로봇(1)이 유기EL 디스플레이의 제조 시스템(3)에 내장된 상태를 도시하는 평면도이다. 도 2는, 도 1에 도시하는 산업용 로봇(1)의 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 측면도이다. 도 3은, 도 2에 도시하는 산업용 로봇(1)의 내부 구조를 측면으로부터 설명하기 위한 단면도이다. 도 14는, 제2 발명의 실시 형태이며, 도 2에 도시하는 산업용 로봇(1)의 교시 조작 단말기(19)의 정면도이다. 도 16은, 제3 발명의 실시 형태이며, 도 2에 도시하는 산업용 로봇(1)의 모터 제어에 관련된 제어부의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 17은, 제4 발명의 실시 형태이며, 도 2에 도시하는 산업용 로봇(1)의 모터 제어에 관련된 제어부(100)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

본 형태의 산업용 로봇(1)(이하, 「로봇(1)」이라고 함)은, 반송 대상물인 유기EL(유기 일렉트로 루미네센스) 디스플레이용의 유리 기판(2)(이하, 「기판(2)」이라고 함)을 반송하기 위한 로봇(수평 다관절 로봇)이다. 이 로봇(1)은 비교적 대형 기판(2)의 반송에 적합한 로봇이다. 로봇(1)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 유기EL 디스플레이의 제조 시스템(3)에 내장되어 사용된다.

제조 시스템(3)은, 중심에 배치되는 트랜스퍼 챔버(4)(이하, 「챔버(4)」라고 함)와, 챔버(4)를 둘러싸도록 배치되는 복수의 프로세스 챔버(5 내지 10)(이하, 「챔버(5 내지 10)」라고 함)를 구비하고 있다. 챔버(4) 및 챔버(5 내지 10)의 내부는 진공으로 되어 있다. 챔버(4)의 내부에는 로봇(1)의 일부가 배치되어 있다. 로봇(1)을 구성하는 후술하는 포크부(21)가 챔버(5 내지 10) 내에 인입됨으로써, 로봇(1)은 챔버(5 내지 10) 사이에서 기판(2)을 반송한다. 즉, 로봇(1)은 진공중에서 기판(2)을 반송한다. 챔버(5 내지 10)에는, 각종 장치 등이 배치되어 있고, 로봇(1)으로 반송된 기판(2)이 수용된다. 또한, 챔버(5 내지 10)에서는, 기판(2)에 대하여 각종 처리가 행하여진다. 본 형태의 챔버(5 내지 10)는, 반송 대상물인 기판(2)이 수용되는 수용부이다. 제조 시스템(3)의 보다 구체적인 구성에 대해서는 후술한다.

도 2, 도 3에 도시한 바와 같이, 로봇(1)은, 기판(2)이 탑재되는 핸드(13)와, 핸드(13)가 그 선단측에 회동 가능하게 연결되는 아암(14)과, 아암(14)의 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 본체부(15)와, 본체부(15)를 승강시키는 승강 기구(16)를 구비하고 있다. 본체부(15) 및 승강 기구(16)는, 대략 바닥이 있는 원통 형상의 케이스 부재(17) 내에 수용되어 있다. 케이스 부재(17)의 상단부에는, 원판 형상으로 형성된 플랜지(18)가 고정되어 있다. 플랜지(18)에, 본체부(15)의 상단부측 부분이 배치되는 관통 구멍이 형성되어 있다. 또한, 로봇(1)에는, 도시를 생략한 로봇 컨트롤러를 개재하여 로봇(1)에 동작 위치를 교시하기 위한 가반식의 교시 조작 단말기(티칭 펜던트)(19)(도 14 참조)가 접속되어 있다. 또한, 도 1, 도 2의 (A) 등에서는, 본체부(15), 승강 기구(16) 및 케이스 부재(17) 등의 도시를 생략하고 있다.

핸드(13) 및 아암(14)은 본체부(15)의 상측에 배치되어 있다. 또한, 핸드(13) 및 아암(14)은 플랜지(18)의 상측에 배치되어 있다. 상술한 바와 같이, 로봇(1)의 일부는 챔버(4)의 내부에 배치되어 있다. 구체적으로는, 로봇(1)의 플랜지(18)의 하단부면보다도 상측의 부분이 챔버(4)의 내부에 배치되어 있다. 즉, 로봇(1)의 플랜지(18)의 하단부면보다도 상측의 부분은 진공 영역(VR) 내에 배치되어 있고, 핸드(13) 및 아암(14)은 진공중에 배치되어 있다. 한편, 로봇(1)의 플랜지(18)의 하단부면보다도 하측의 부분은 대기 영역(AR) 내(대기중)에 배치되어 있다.

핸드(13)는, 아암(14)에 연결되는 기초부(20)와, 기판(2)이 탑재되는 4개의 포크부(21)를 구비하고 있다. 포크부(21)는 직선 형상으로 형성되어 있다. 4개의 포크부(21) 중 2개의 포크부(21)는, 서로 소정의 간격을 둔 상태에서 평행하게 배치되어 있다. 이 2개의 포크부(21)는, 기초부(20)로부터 수평 방향의 일방측으로 돌출되도록 기초부(20)에 고정되어 있다. 나머지의 2개의 포크부(21)는, 기초부(20)로부터 수평 방향의 일방측으로 돌출된 2개의 포크부(21)와 반대측을 향하여 기초부(20)로부터 돌출되도록 기초부(20)에 고정되어 있다.

아암(14)은 제1 아암부(23)와 제2 아암부(24)의 2개의 아암부에 의해 구성되어 있다. 제1 아암부(23) 및 제2 아암부(24)은 중공 형상으로 형성되어 있다. 제1 아암부(23)의 기단부측은, 본체부(15)에 회동 가능하게 연결되어 있다. 제1 아암부(23)의 선단측에는, 제2 아암부(24)의 기단부측이 회동 가능하게 연결되어 있다. 제2 아암부(24)의 선단측에는, 핸드(13)가 회동 가능하게 연결되어 있다. 아암(14)과 본체부(15)의 연결부(즉, 제1 아암부(23)와 본체부(15)의 연결부)는 관절부(25)로 되어 있다. 제1 아암부(23)와 제2 아암부(24)의 연결부는 관절부(26)로 되어 있다. 아암(14)과 핸드(13)의 연결부(즉, 제2 아암부(24)와 핸드(13)의 연결부)는 관절부(27)로 되어 있다. 제1 아암부(23)에 대한 제2 아암부(24)의 회동 중심과 본체부(15)에 대한 제1 아암부(23)의 회동 중심의 거리는, 제1 아암부(23)에 대한 제2 아암부(24)의 회동 중심과 제2 아암부(24)에 대한 핸드(13)의 회동 중심의 거리와 동등하게 되어 있다. 본 형태에서는, 관절부(26)는 제1 아암부(23)와 제2 아암부(24)를 연결하는 제1 관절부이며, 관절부(27)는 제2 아암부(24)와 핸드(13)를 연결하는 제2 관절부이다.

제1 아암부(23)는, 본체부(15)로부터 수평 방향의 일방측으로 신장하도록 본체부(15)에 설치되어 있다. 제1 아암부(23)에는, 제1 아암부(23)가 신장하는 방향과 반대측(즉, 수평 방향의 타방측)으로 본체부(15)로부터 신장하는 카운터 웨이트(28)가 설치되어 있다. 제2 아암부(24)는 제1 아암부(23)보다도 상측에 배치되어 있다. 또한, 핸드(13)는 제2 아암부(24)보다도 상측에 배치되어 있다.

본체부(15)에는, 본체부(15)에 대하여 제1 아암부(23)를 회동시키기 위한 모터(31)가 설치되어 있다. 또한, 본체부(15)는, 제1 아암부(23)의 기단부측이 고정되는 중공 회전축(32)과, 모터(31)의 회전을 감속하여 제1 아암부(23)에 전달하는 감속기(33)와, 감속기(33)의 케이스 부재를 보유 지지함과 함께 중공 회전축(32)을 회동 가능하게 보유 지지하는 대략 원통 형상의 보유 지지 부재(34)를 구비하고 있다.

또한, 제2 발명에 관한 본 형태에서는, 본체부(15)에는, 본체부(15)에 대하여 제1 아암부(23)를 회동시키기 위한 아암용 모터로서의 모터(31)가 설치되어 있다.

또한, 제3 발명에 관한 본 형태에서는, 본체부(15)에는, 본체부(15)에 대하여 제1 아암부(23)를 회동시키기 위한 제1 모터로서의 모터(31)가 설치되어 있다.

감속기(33)는, 그 직경 방향의 중심에 관통 구멍이 형성된 중공 감속기이다. 이 감속기(33)는, 그 관통 구멍의 축 중심과 중공 회전축(32)의 축 중심이 일치하도록 배치되어 있다. 감속기(33)의 입력측에는, 풀리 및 벨트를 개재하여 모터(31)가 연결되어 있다. 감속기(33)의 출력측에는, 중공 회전축(32)의 하단부가 고정되어 있다. 중공 회전축(32)의 상단부에는, 제1 아암부(23)의 기단부측의 하면이 고정되어 있다. 중공 회전축(32)은 보유 지지 부재(34)의 내주측에 배치되어 있고, 중공 회전축(32)의 외주면과 보유 지지 부재(34)의 내주면의 사이에는 베어링이 배치되어 있다. 모터(31)가 회전하면, 모터(31)의 동력이 제1 아암부(23)의 기단부측에 전달되어 제1 아암부(23)가 회동한다.

관절부(25)에는, 진공 영역(VR)에의 공기의 유입을 방지하는 자성 유체 시일(35)이 배치되어 있다. 자성 유체 시일(35)은, 중공 회전축(32)의 외주면과 보유 지지 부재(34)의 내주면의 사이에 배치되어 있다. 또한, 관절부(25)는, 진공 영역(VR)에의 공기의 유입을 방지하기 위한 벨로즈(36)가 배치되어 있다. 구체적으로는, 자성 유체 시일(35)의 외주측이며, 또한, 보유 지지 부재(34)의 외주측에 벨로즈(36)가 배치되어 있다. 벨로즈(36)의 하단부는 보유 지지 부재(34)에 고정되고, 벨로즈(36)의 상단부는 플랜지(18)에 고정되어 있다. 승강 기구(16)를 구성하는 후술하는 모터(40)가 회전하여 본체부(15)가 승강하면, 벨로즈(36)가 신축된다.

승강 기구(16)는, 상하 방향을 축방향으로 하여 배치되는 나사 부재(38)와, 나사 부재(38)에 체결하는 너트 부재(39)와, 나사 부재(38)를 회전시키는 모터(40)를 구비하고 있다. 나사 부재(38)는, 케이스 부재(17)의 저면측에 회전 가능하게 설치되어 있다. 모터(40)는 케이스 부재(17)의 저면측에 설치되어 있다. 나사 부재(38)는 풀리 및 벨트를 개재하여 모터(40)에 연결되어 있다. 너트 부재(39)는 소정의 브래킷을 개재하여 본체부(15)에 설치되어 있다. 본 형태에서는, 모터(40)가 회전하면, 나사 부재(38)가 회전하여 본체부(15)가 너트 부재(39)과 함께 승강한다. 또한, 승강 기구(16)는, 본체부(15)를 상하 방향으로 안내하기 위한 가이드축과, 이 가이드축에 체결하여 상하 방향으로 슬라이드하는 가이드 블록을 구비하고 있다.

여기에서는, 제3 발명에 관한 본 형태로서 설명한다.

승강 기구(16)는, 상하 방향을 축방향으로 하여 배치되는 나사 부재(38)와, 나사 부재(38)에 체결하는 너트 부재(39)와, 나사 부재(38)를 회전시키는 모터(40)와, 모터(40)를 정지시키기 위한 제1 브레이크로서의 브레이크(41)와, 모터(40)를 정지시키기 위한 제2 브레이크로서의 브레이크(42)(도 16 참조)를 구비하고 있다.

나사 부재(38)는 케이스 부재(17)의 저면측에 회전 가능하게 설치되어 있다. 모터(40)는 케이스 부재(17)의 저면측에 설치되어 있다. 나사 부재(38)는 풀리 및 벨트를 개재하여 모터(40)에 연결되어 있다. 너트 부재(39)는 소정의 브래킷을 개재하여 본체부(15)에 설치되어 있다. 본 형태에서는, 모터(40)가 회전하면, 나사 부재(38)가 회전하여 본체부(15)가 너트 부재(39)와 함께 승강한다. 즉, 모터(40)가 회전하면, 본체부(15)와 함께 핸드(13) 및 아암(14)이 승강한다. 본 형태의 모터(40)는 아암(14)을 승강시키기 위한 승강용 모터이다. 또한, 승강 기구(16)는, 본체부(15)를 상하 방향으로 안내하기 위한 가이드축과, 이 가이드축에 체결하여 상하 방향으로 슬라이드하는 가이드 블록을 구비하고 있다.

브레이크(41)는 나사 부재(38)의 하단부측에 설치되어 있다. 브레이크(42)는 모터(40)에 내장되어 있다. 브레이크(41, 42)는, 소위 무여자 작동형의 브레이크이며, 코일이 수납되는 케이스 부재와, 케이스 부재에 고정되는 사이드 플레이트와, 케이스 부재에 대하여 축방향으로 이동 가능하게 배치되는 아마츄어와, 사이드 플레이트와 아마츄어의 사이에 배치되는 브레이크 디스크와, 아마츄어를 브레이크 디스크를 향하여 가압하는 압축 코일 스프링을 구비하고 있다. 브레이크(41)에서는 브레이크 디스크가 나사 부재(38)에 설치되고, 브레이크(42)에서는 브레이크 디스크가 모터(40)의 회전축에 설치되어 있다.

브레이크(41, 42)에서는, 코일이 통전 상태가 되면, 아마츄어가 케이스 부재에 흡인되어 브레이크 디스크가 해방된다. 또한, 브레이크(41, 42)에서는, 코일에의 통전이 정지되면, 압축 코일 스프링의 가압력으로 아마츄어와 사이드 플레이트의 사이에 브레이크 디스크가 끼워져서 모터(40)에 제동이 걸린다. 본 형태에서는, 브레이크(42)의 제동력은 브레이크(41)의 제동력보다도 커져 있다.

로봇(1)의 제어부는, 도 16에 도시한 바와 같이, 모터(31)를 구동 제어하는 제1 모터 드라이버로서의 모터 드라이버(71)와, 모터(46)를 구동 제어하는 제2 모터 드라이버로서의 모터 드라이버(72)와, 모터(47)를 구동 제어하는 핸드용 모터 드라이버로서의 모터 드라이버(73)와, 모터(40)를 구동 제어하는 승강용 모터 드라이버로서의 모터 드라이버(74)를 구비하고 있다. 또한, 로봇(1)의 제어부는, 브레이크(41)의 동작 타이밍을 조정하기 위한 지연 회로(85)와, 브레이크(42)의 동작 타이밍을 조정하기 위한 지연 회로(86)를 구비하고 있다.

또한, 로봇(1)의 제어부는, 모터 드라이버(71 내지 74)에 전력을 공급하는 전원(81)과, 모터 드라이버(71 내지 74)를 제어하는 제어 실행부로서의 CPU(Central Processing Unit)(79)와, 모터(31, 40, 46, 47)에 접속되는 충방전부(80)를 구비하고 있다. CPU(79)는, 지연 회로(85, 86)를 개재하여 브레이크(41, 42)도 제어하고 있다. 충방전부(80)는 도시를 생략한 릴레이와 다이오드와 콘덴서를 구비하고 있다. 이 충방전부(80)는, 모터(31, 40, 46, 47)에서 발생하는 회생 전류에 의해 충전 가능하게 되어 있다. 구체적으로는, 모터(31, 40, 46, 47)에서 발생하는 회생 전류가 충방전부(80)의 콘덴서에 흐름으로써, 이 콘덴서에 충전하는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, 제2 발명에 관한 본 형태에서는, 교시 조작 단말기(19)는, 각종 정보 등이 표시되는 디스플레이(70)와, 각종 조작을 행하기 위한 조작 버튼(76)을 구비하고 있다. 본 형태의 교시 조작 단말기(19)에서는, 오퍼레이터가 조작 버튼(76)을 누르고 있는 동안에는 로봇(1)이 동작함과 함께, 오퍼레이터가 조작 버튼(76)을 누르는 것을 그만두면(즉, 조작 버튼(76)의 조작을 정지하면) 로봇(1)이 정지하는 조그 조작이 가능하게 되어 있다.

또한, 제4 발명에 관한 본 형태에서는, 로봇(1)을 제어하는 제어부(100)는, 도 17에 도시한 바와 같이, 모터(31)를 구동 제어하는 모터 드라이버(71)와, 모터(46)를 구동 제어하는 모터 드라이버(72)와, 모터(47)를 구동 제어하는 모터 드라이버(73)와, 모터(40)를 구동 제어하는 모터 드라이버(74)를 구비하고 있다. 또한, 제어부(100)는, 모터 드라이버(71 내지 74)에 전력을 공급하는 전원(81)과, 모터 드라이버(71 내지 74)를 제어하는 CPU(Central Processing Unit)(79)를 구비하고 있다.

(제1 아암부의 내부의 구성 및 관절부의 구성)

여기에서는, 제1 발명 내지 제4 발명에 관한 본 형태로서 설명한다.

도 4는, 도 3에 도시하는 제1 아암부(23) 및 관절부(26)의 확대도이다.

상술한 바와 같이, 제1 아암부(23) 및 제2 아암부(24)는 중공 형상으로 형성되고 있다. 중공 형상으로 형성되는 제1 아암부(23)의 내부 공간(45)에는, 제1 아암부(23)에 대하여 제2 아암부(24)를 회동시키기 위한 제1 모터로서의 모터(46)와, 제2 아암부(24)에 대하여 핸드(13)를 회동시키기 위한 제2 모터로서의 모터(47)가 배치되어 있다. 관절부(26)는, 모터(46)의 회전을 감속하여 제2 아암부(24)에 전달하는 제1 감속기로서의 감속기(48)와, 모터(47)의 회전을 감속하여 핸드(13)에 전달하는 제2 감속기로서의 감속기(49)를 구비하고 있다. 감속기(48, 49)는, 그 직경 방향의 중심에 관통 구멍이 형성된 중공 감속기이다. 또한, 관절부(26)는, 중공 회전축(50)과, 중공 회전축(50)의 외주측에, 또한, 중공 회전축(50)과 동축 상에 배치되는 중공 회전축(51)을 구비하고 있다.

또한, 제2 발명에 관한 본 형태에서는, 중공 형상으로 형성되는 제1 아암부(23)의 내부 공간(45)에는, 제1 아암부(23)에 대하여 제2 아암부(24)를 회동시키기 위한 아암용 모터로서의 모터(46)와, 제2 아암부(24)에 대하여 핸드(13)를 회동시키기 위한 핸드용 모터로서의 모터(47)가 배치되어 있다.

또한, 제3 발명에 관한 본 형태에서는, 중공 형상으로 형성되는 제1 아암부(23)의 내부 공간(45)에는, 제1 아암부(23)에 대하여 제2 아암부(24)를 회동시키기 위한 제2 모터로서의 모터(46)와, 제2 아암부(24)에 대하여 핸드(13)를 회동시키기 위한 핸드용 모터로서의 모터(47)가 배치되어 있다.

또한, 제4 발명에 관한 본 형태에서는, 중공 형상으로 형성되는 제1 아암부(23)의 내부 공간(45)에는, 제1 아암부(23)에 대하여 제2 아암부(24)를 회동시키기 위한 모터(46)와, 제2 아암부(24)에 대하여 핸드(13)를 회동시키기 위한 핸드용 모터로서의 모터(47)가 배치되어 있다.

감속기(48)의 입력측에는, 풀리(52, 53) 및 벨트(54)를 개재하여 모터(46)가 연결되어 있다. 감속기(48)의 출력측에는, 중공 회전축(51)의 하단부가 고정되어 있다. 중공 회전축(51)의 상단부는, 제2 아암부(24)의 기단부측의 하면에 고정되어 있다. 감속기(48)의 케이스 부재는, 대략 원통 형상으로 형성되는 보유 지지 부재(55)에 고정되어 있다. 보유 지지 부재(55)는 제1 아암부(23)에 고정되어 있다. 또한, 보유 지지 부재(55)는 중공 회전축(51)의 외주측에 배치되어 있다. 모터(46)가 회전하면, 풀리(52, 53), 벨트(54) 및 감속기(48) 등을 개재하여 모터(46)의 동력이 제2 아암부(24)의 기단부측에 전달되어 제2 아암부(24)가 회동한다.

감속기(49)의 입력측에는, 풀리(57, 58) 및 벨트(59)를 개재하여 모터(47)가 연결되어 있다. 감속기(49)의 출력측에는, 중공 회전축(50)의 하단부가 고정되어 있다. 중공 회전축(50)의 상단부에는, 풀리(60)가 고정되어 있다. 풀리(60)는 중공 형상으로 형성되는 제2 아암부(24)의 기단부측의 내부에 배치되어 있다. 제2 아암부(24)의 선단측의 내부에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 풀리(61)가 배치되어 있다. 풀리(61)는 제2 아암부(24)의 선단측에 회동 가능하게 보유 지지되어 있다. 풀리(61)의 상단부면에는, 핸드(13)의 기초부(20)의 하면이 고정되어 있다. 풀리(60)와 풀리(61)에는 벨트(62)가 걸쳐 있다. 감속기(49)의 케이스 부재는, 대략 원통 형상으로 형성되는 보유 지지 부재(63)에 고정되어 있다. 보유 지지 부재(63)는 제1 아암부(23)에 고정되어 있다. 모터(47)가 회전하면, 풀리(57, 58), 벨트(59), 감속기(49), 풀리(60, 61) 및 벨트(62) 등을 개재하여 모터(47)의 동력이 핸드(13)의 기초부(20)에 전달되어 핸드(13)가 회동한다.

감속기(48)와 감속기(49)는, 그 관통 구멍의 축 중심과 중공 회전축(51)의 축 중심이 일치하도록 동축 상에서 겹치도록 배치되어 있다. 즉, 감속기(48)와 감속기(49)는, 그 축 중심과 제1 아암부(23)에 대한 제2 아암부(24)의 회동 중심이 일치하도록 동축 상에서 겹치도록 배치되어 있다. 본 형태에서는, 감속기(48)가 감속기(49)의 상측에 배치되어 있다.

제1 아암부(23)의 내부 공간(45)은 밀폐되어 있고, 내부 공간(45)의 압력은 대기압으로 되어 있다. 상술한 바와 같이, 모터(46, 47)는 내부 공간(45)에 배치되어 있다. 또한, 감속기(48, 49)는, 제1 아암부(23)의 선단측에 있어서, 내부 공간(45)에 배치되어 있다. 즉, 모터(46, 47) 및 감속기(48, 49)는 대기중에 배치되어 있다. 모터(46)에는, 모터(46)를 냉각하기 위한 냉각용 파이프(64)가 권회되어 있다. 이 냉각용 파이프(64)에는 압축 공기가 공급 가능하게 되어 있고, 냉각용 파이프(64)의 내부를 통과하는 압축 공기에 의해 모터(46)가 냉각된다. 또한, 본 형태에서는, 모터(47)의 발열량은 모터(46)의 발열량에 비하여 작으므로, 모터(47)에는 냉각용 파이프가 권회되어 있지 않다.

관절부(26)에는, 내부 공간(45)의 밀폐 상태를 확보하기 위한 자성 유체 시일(65, 66)이 배치되어 있다. 즉, 관절부(26)에는, 내부 공간(45)으로부터 진공 영역(VR)으로의 공기 유입을 방지하는 자성 유체 시일(65, 66)이 배치되어 있다. 자성 유체 시일(65)은 중공 회전축(50)의 외주면과 중공 회전축(51)의 내주면의 사이에 배치되고, 자성 유체 시일(66)은 중공 회전축(51)의 외주면과 보유 지지 부재(55)의 내주면의 사이에 배치되어 있다. 또한, 중공 회전축(50)의 외주면과 중공 회전축(51)의 내주면의 사이에는 베어링이 배치되어 있다. 또한, 본 형태에서는, 제2 아암부(24)의 내부 공간은 진공으로 되어 있다.

(제조 시스템의 구성)

여기에서는, 제1 발명 내지 제4 발명에 관한 본 형태로서 설명한다.

상술한 바와 같이, 제조 시스템(3)은, 챔버(4)를 둘러싸도록 배치되는 복수의 챔버(5 내지 10)를 구비하고 있다. 본 형태의 제조 시스템(3)에서는, 챔버(4)를 둘러싸도록 6개의 챔버(5 내지 10)가 배치되어 있다. 이하에서는, 도 1에 있어서, 서로 직교하는 3개의 방향 각각을 X 방향, Y 방향 및 Z 방향으로 한다. 로봇(1)은 그 상하 방향이 Z 방향과 일치하도록 배치되어 있다. 따라서, 이하에서는, Z 방향을 상하 방향으로 한다. 또한, 이하에서는, X1 방향측을 「우측」, X2 방향측을 「좌측」, Y1 방향측을 「전방측」, Y2 방향측을 「후방(뒤)측」이라 한다.

챔버(4)는 상하 방향에서 보았을 때의 형상이 대략 팔각형 형상이 되도록 형성되어 있다. 챔버(5 내지 10)는 상하 방향에서 보았을 때의 형상이 대략 직사각형 형상이 되도록 형성되어 있고, 그 측면이, Y 방향과 Z 방향으로 구성되는 YZ 평면 또는 Z 방향과 X 방향으로 구성되는 ZX 평면과 평행해지도록 배치되어 있다. 챔버(5)는 챔버(4)의 좌측 단부에 연결되도록 배치되고, 챔버(6)는 챔버(4)의 우측 단부에 연결되도록 배치되어 있다. 또한, 챔버(7) 및 챔버(8)는 챔버(4)의 후단부에 연결되도록 배치되어 있다. 챔버(7)와 챔버(8)는 좌우 방향에서 인접하고 있다. 본 형태에서는, 챔버(7)가 좌측에 배치되고, 챔버(8)가 우측에 배치되어 있다. 또한, 챔버(9) 및 챔버(10)는 챔버(4)의 전단부에 연결되도록 배치되어 있다. 챔버(9)와 챔버(10)는 좌우 방향에서 인접하고 있다. 본 형태에서는, 챔버(9)가 좌측에 배치되고, 챔버(10)가 우측에 배치되어 있다.

챔버(5, 6)는, 상하 방향에서 보았을 때, 본체부(15)에 대한 제1 아암부(23)의 회동 중심(C1)을 통과하는 좌우 방향에 평행한 가상선이 챔버(5, 6)의 전후 방향의 중심 위치를 통과하도록 배치되어 있다. 챔버(7, 8)는, 회동 중심(C1)을 통과하는 전후 방향에 평행한 가상선이 챔버(7, 8) 사이의 좌우 방향의 중심 위치를 통과하도록 배치되어 있다. 즉, 좌우 방향에서의 챔버(7, 8)의 중심 위치는, 회동 중심(C1)에 대하여 오프셋되어 있다. 마찬가지로, 챔버(9, 10)는, 회동 중심(C1)을 통과하는 전후 방향에 평행한 가상선이 챔버(9, 10) 사이의 좌우 방향 중심 위치를 통과하도록 배치되어 있다. 즉, 좌우 방향에서의 챔버(9, 10)의 중심 위치는, 회동 중심(C1)에 대하여 오프셋되어 있다. 또한, 좌우 방향에 있어서, 챔버(7)와 챔버(9)가 동일 위치에 배치되고, 챔버(8)와 챔버(10)가 동일 위치에 배치되어 있다.

(산업용 로봇의 개략 동작)

여기에서는, 제1 발명 내지 제4 발명에 관한 본 형태로서 설명한다.

도 5는, 도 1에 도시하는 프로세스 챔버(5)로부터 기판(2)을 반출하여 프로세스 챔버(6)에 기판(2)을 반입할 때의 산업용 로봇(1)의 움직임을 설명하기 위한 도면이다. 도 6은, 도 1에 도시하는 프로세스 챔버(7)에 기판(2)을 반입할 때의 산업용 로봇(1)의 움직임을 설명하기 위한 도면이다. 도 7은, 도 1에 도시하는 프로세스 챔버(9)에 기판(2)을 반입할 때의 산업용 로봇(1)의 움직임을 설명하기 위한 도면이다. 도 8은, 도 1에 도시하는 프로세스 챔버(8)에 기판(2)을 반입할 때의 산업용 로봇(1)의 움직임을 설명하기 위한 도면이다. 도 9는, 도 1에 도시하는 프로세스 챔버(10)에 기판(2)을 반입할 때의 산업용 로봇(1)의 움직임을 설명하기 위한 도면이다.

로봇(1)은, 모터(31, 40, 46, 47)를 구동시켜서 챔버(5 내지 10) 사이에서 기판(2)을 반송한다. 예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이, 로봇(1)은 챔버(5)로부터 기판(2)을 반출하여 챔버(6)에 기판(2)을 반입한다. 즉, 로봇(1)은, 도 5의 (A)에 도시한 바와 같이, 포크부(21)가 좌우 방향과 평행하게 되어 있는 상태에서, 아암(14)을 늘려서 챔버(5) 내에서 기판(2)을 탑재한 후, 도 5의 (B)에 도시한 바와 같이, 제1 아암부(23)와 제2 아암부(24)가 상하 방향으로 겹쳐질 때까지 아암(14)을 축소시켜서 챔버(5)로부터 기판(2)을 반출한다. 그 후, 로봇(1)은, 핸드(13)를 180° 회동시키고 나서 아암(14)을 늘려서, 도 5의 (C)에 도시한 바와 같이, 챔버(6)에 기판(2)을 반입한다. 챔버(5)로부터 기판(2)을 반출하여 챔버(6)에 기판(2)을 반입할 때에는, 상하 방향에서 보면, 제2 아암부(24)에 대한 핸드(13)의 회동 중심(C2)은, 회동 중심(C1)을 통과하는 좌우 방향에 평행한 가상선 상을 직선적으로 이동한다. 즉, 챔버(5)로부터 기판(2)을 반출할 때, 및, 챔버(6)에 기판(2)을 반입할 때에는, 상하 방향에서 보면, 핸드(13)는 우측 방향으로 직선적으로 이동한다.

또한, 예를 들어 로봇(1)은, 챔버(5)로부터 반출된 기판(2)을 챔버(7)에 반입한다(도 6 참조). 이 경우, 로봇(1)은, 먼저, 도 6의 (A)에 도시한 바와 같이, 아암(14)을 줄인 상태로부터 모터(31, 46, 47)를 구동시켜서, 도 6의 (B)에 도시한 바와 같이, 포크부(21)가 전후 방향과 평행해짐과 동시에 기판(2)이 핸드(13)의 후단부측에 배치되도록, 또한, 좌우 방향에 있어서, 제2 아암부(24)에 대한 핸드(13)의 회동 중심(C2)과 좌우 방향에서의 챔버(7)의 중심이 대략 일치하도록 핸드(13), 제1 아암부(23) 및 제2 아암부(24)를 회동시킨다. 이 때에는, 상하 방향에서 보면, 회동 중심(C2)은, 회동 중심(C1)을 통과하는 좌우 방향에 평행한 가상선 상을 직선적으로 이동한다. 그 후, 로봇(1)은 아암(14)을 늘려서, 도 6의 (C)에 도시한 바와 같이, 챔버(7)에 기판(2)을 반입한다. 이 때에는, 상하 방향에서 보면, 회동 중심(C2)은, 좌우 방향에서의 챔버(7)의 중심을 통과하는 전후 방향에 평행한 가상선 상을 직선적으로 이동한다. 즉, 이 때에는, 상하 방향에서 보면, 회동 중심(C2)은, 회동 중심(C1)을 통과하는 가상선을 따르지 않는 위치(회동 중심(C1)을 통과하는 가상선에서 벗어난 위치)에서 직선적으로 이동한다.

마찬가지로, 로봇(1)은, 예를 들어 챔버(5)로부터 반출된 기판(2)을 챔버(9)에 반입한다(도 7 참조). 이 경우, 로봇(1)은, 먼저, 도 7의 (A)에 도시한 바와 같이, 아암(14)을 줄인 상태로부터 모터(31, 46, 47)를 구동시켜서, 도 7의 (B)에 도시한 바와 같이, 포크부(21)가 전후 방향과 평행해짐과 동시에 기판(2)이 핸드(13)의 전단부측에 배치되도록, 또한, 좌우 방향에 있어서, 회동 중심(C2)과 좌우 방향에서의 챔버(9)의 중심이 대략 일치하도록 핸드(13), 제1 아암부(23) 및 제2 아암부(24)를 회동시킨다. 이 때에는, 상하 방향에서 보면, 회동 중심(C2)은, 회동 중심(C1)을 통과하는 좌우 방향에 평행한 가상선 상을 직선적으로 이동한다. 그 후, 로봇(1)은 아암(14)을 늘려서, 도 7의 (C)에 도시한 바와 같이, 챔버(9)에 기판(2)을 반입한다. 이 때에는, 상하 방향에서 보면, 회동 중심(C2)은, 좌우 방향에서의 챔버(9)의 중심을 통과하는 전후 방향에 평행한 가상선 상을 직선적으로 이동한다. 즉, 이 때에는, 상하 방향에서 보면, 회동 중심(C2)은, 회동 중심(C1)을 통과하는 가상선을 따르지 않는 위치에서 직선적으로 이동한다.

또한, 로봇(1)은, 예를 들어 챔버(5)로부터 반출된 기판(2)을 챔버(8)에 반입한다(도 8 참조). 이 경우, 로봇(1)은, 먼저, 도 8의 (A)에 도시한 바와 같이, 아암(14)을 줄인 상태로부터 모터(31, 46, 47)를 구동시켜서, 도 8의 (B)에 도시한 바와 같이, 포크부(21)가 전후 방향과 평행해짐과 동시에 기판(2)이 핸드(13)의 후단부측에 배치되도록, 또한, 좌우 방향에 있어서, 회동 중심(C2)과 좌우 방향에서의 챔버(8)의 중심이 대략 일치하도록 핸드(13), 제1 아암부(23) 및 제2 아암부(24)를 회동시킨다. 이 때에는, 상하 방향에서 보면, 회동 중심(C2)은, 회동 중심(C1)을 통과하는 좌우 방향에 평행한 가상선 상을 직선적으로 이동한다. 그 후, 로봇(1)은, 아암(14)을 늘려서, 도 8의 (C)에 도시한 바와 같이, 챔버(8)에 기판(2)을 반입한다. 이 때에는, 상하 방향에서 보면, 회동 중심(C2)은, 좌우 방향에서의 챔버(8)의 중심을 통과하는 전후 방향에 평행한 가상선 상을 직선적으로 이동한다. 즉, 이 때에는, 상하 방향에서 보면, 회동 중심(C2)은, 회동 중심(C1)을 통과하는 가상선을 따르지 않는 위치에서 직선적으로 이동한다.

또한, 로봇(1)은, 예를 들어 챔버(5)로부터 반출된 기판(2)을 챔버(10)에 반입한다(도 9 참조). 이 경우, 로봇(1)은, 먼저, 도 9의 (A)에 도시한 바와 같이, 아암(14)을 줄인 상태로부터 모터(31, 46, 47)를 구동시켜서, 도 9의 (B)에 도시한 바와 같이, 포크부(21)가 전후 방향과 평행해짐과 동시에 기판(2)이 핸드(13)의 전단부측에 배치되도록, 또한, 좌우 방향에 있어서, 회동 중심(C2)과 좌우 방향에서의 챔버(10)의 중심이 대략 일치하도록 핸드(13), 제1 아암부(23) 및 제2 아암부(24)를 회동시킨다. 이 때에는, 상하 방향에서 보면, 회동 중심(C2)은, 회동 중심(C1)을 통과하는 좌우 방향에 평행한 가상선 상을 직선적으로 이동한다. 그 후, 로봇(1)은, 아암(14)을 늘려서, 도 9의 (C)에 도시한 바와 같이, 챔버(10)에 기판(2)을 반입한다. 이 때에는, 상하 방향에서 보면, 회동 중심(C2)은, 좌우 방향에서의 챔버(10)의 중심을 통과하는 전후 방향에 평행한 가상선 상을 직선적으로 이동한다. 즉, 이 때에는, 상하 방향에서 보면, 회동 중심(C2)은, 회동 중심(C1)을 통과하는 가상선을 따르지 않는 위치에서 직선적으로 이동한다.

기판(2)의 반출 시 및 반입 시에는, 핸드(13) 및 제1 아암부(23)는, 본체부(15)에 대한 제1 아암부(23)의 회동 각도와, 제2 아암부(24)에 대한 핸드(13)의 회동 각도가 동등하고, 또한, 본체부(15)에 대한 제1 아암부(23)의 회동 방향과, 제2 아암부(24)에 대한 핸드(13)의 회동 방향이 역방향으로 되도록 회동한다. 즉, 모터(31, 47)는, 본체부(15)에 대한 제1 아암부(23)의 회동 각도와, 제2 아암부(24)에 대한 핸드(13)의 회동 각도가 동등하고, 또한, 본체부(15)에 대한 제1 아암부(23)의 회동 방향과, 제2 아암부(24)에 대한 핸드(13)의 회동 방향이 역방향으로 되도록 회전한다. 그로 인해, 기판(2)의 반출 시 및 반입 시에서의 핸드(13)의 방향이 일정하게 유지된다. 즉, 챔버(5, 6)에 대한 기판(2)의 반출 시 및 반입 시에는, 포크부(21)가 좌우 방향과 평행해지도록 핸드(13)의 방향이 유지되고, 챔버(7 내지 10)에 대한 기판(2)의 반출 시 및 반입 시에는, 포크부(21)가 전후 방향과 평행해지도록 핸드(13)의 방향이 유지된다.

여기에서는, 제2 발명에 관한 본 형태로서 설명한다.

(비상 정지한 산업용 로봇의 원점 위치 복귀 방법)

도 15는, 도 2에 도시하는 산업용 로봇(1)이 현재 위치의 좌표를 알 수 없게 된 상태에서 비상 정지했을 때의 원점 위치에의 복귀 과정을 설명하기 위한 도면이다.

어떠한 원인으로 로봇(1)이 비상 정지된 경우이며, 로봇(1)이 자신의 현재 위치의 좌표(현재의 상태)를 알 수 없게 된 상태에서 정지한 경우에는, 이하와 같이 하여 로봇(1)을 원점 위치(기준 상태)로 복귀시킨다. 또한, 본 형태에서는, 챔버(5, 6)에 대한 기판(2)의 반출 시 또는 반입 시에 로봇(1)이 비상 정지할 때에는, 포크부(21)가 좌우 방향과 평행해진 상태에서, 또한, 상하 방향에서 보았을 때, 회동 중심(C1)을 통과하는 좌우 방향에 평행한 가상선 상에 회동 중심(C2)이 배치된 상태에서 로봇(1)이 정지하도록 모터(31, 46, 47)가 제어된다. 또한, 챔버(7, 9)에 대한 기판(2)의 반입 시 또는 반출 시에 로봇(1)이 비상 정지할 때에는, 포크부(21)가 전후 방향과 평행해진 상태에서, 또한, 상하 방향에서 보았을 때, 좌우 방향에서의 챔버(7, 9)의 중심을 통과하는 전후 방향에 평행한 가상선 상에 회동 중심(C2)이 배치된 상태에서 로봇(1)이 정지하도록 모터(31, 46, 47)가 제어된다. 또한, 챔버(8, 10)에 대한 기판(2)의 반입 시 또는 반출 시에 로봇(1)이 비상 정지할 때에는, 포크부(21)가 전후 방향과 평행해진 상태에서, 또한, 상하 방향에서 보았을 때, 좌우 방향에서의 챔버(8, 10)의 중심을 통과하는 전후 방향에 평행한 가상선 상에 회동 중심(C2)이 배치된 상태에서 로봇(1)이 정지하도록 모터(31, 46, 47)가 제어된다.

로봇(1)이 자신의 현재 위치의 좌표를 알 수 없게 된 상태에서 비상 정지한 경우, 로봇(1)을 원점 위치로 복귀시킬 때에는, 먼저, 로봇(1)의 가상의 현재 위치의 좌표를 로봇(1)의 상태에 기초하여 설정한다(가상 현재 위치 설정 공정). 가상 현재 위치 설정 공정에서는, 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 설정한다. 구체적으로는, 로봇(1)을 원점 위치로 복귀시키는 오퍼레이터가 육안으로 확인하여 정한 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 교시 조작 단말기(19)에 입력하여 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 설정한다. 즉, 가상 현재 위치 설정 공정에서는, 교시 조작 단말기(19)를 사용하여 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 설정한다. 본 형태의 교시 조작 단말기(19)는, 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 설정하기 위한 가상 현재 위치 설정 수단이다.

또한, 가상 현재 위치 설정 공정에서는, 상하 방향에 직교하는 평면에서 규정되는 원통 좌표계의 좌표, 또는, 상하 방향에 직교하는 평면에서 규정되는 직교 좌표계의 좌표의 어느 쪽의 좌표에 의해도 상하 방향에서 보았을 때의 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 설정 가능하게 되어 있고, 어느 한쪽 좌표에 의해, 상하 방향에서 보았을 때의 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표가 설정된다. 예를 들어, 회동 중심(C1)을 원점으로 하여 원통 좌표계가 규정되어 있고, 회동 중심(C1)부터 회동 중심(C2)까지의 거리와, 회동 중심(C1)과 회동 중심(C2)을 연결하는 선과 회동 중심(C1)을 통과하는 소정의 기준선이 이루는 각도에 기초하여, 상하 방향에서 보았을 때의 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표가 설정된다. 또한, 예를 들어 회동 중심(C1)을 원점으로 하여, 또한, 직교 좌표계를 구성하는 한쪽 좌표축이 좌우 방향과 평행해지고, 다른 쪽의 좌표축이 전후 방향과 평행해지도록 직교 좌표계가 규정되어 있고, 좌우 방향에서의 회동 중심(C1)과 회동 중심(C2)의 거리와, 전후 방향에서의 회동 중심(C1)과 회동 중심(C2)의 거리에 기초하여, 상하 방향에서 보았을 때의 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표가 설정된다.

본 형태에서는, 회동 중심(C1)을 통과하는 좌우 방향에 평행한 가상선이 그 전후 방향의 중심 위치를 통과하도록 배치되어 있는 챔버(5, 6)에 대한 기판(2)의 반출 시 또는 반입 시에 로봇(1)이 비상 정지한 경우에는, 원통 좌표계의 좌표에서 상하 방향에서 보았을 때의 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표가 설정된다. 한편, 좌우 방향에 있어서, 회동 중심(C1)에 대하여 오프셋되어 있는 챔버(7 내지 10)에 대한 기판(2)의 반출 시 또는 반입 시에 로봇(1)이 비상 정지한 경우에는, 직교 좌표계의 좌표에서 상하 방향에서 보았을 때의 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표가 설정된다.

또한, 가상 현재 위치 설정 공정에 있어서, 상하 방향에서 보았을 때의 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표 외에, 제2 아암부(24)에 대한 핸드(13)의 회동 각도의 가상의 현재 위치의 좌표와, 회동 중심(C2)의 높이의 가상의 현재 위치의 좌표가 설정되어도 된다. 이들 설정도, 오퍼레이터가 육안으로 확인하여 정한 가상의 현재 위치의 좌표를 교시 조작 단말기(19)에 입력함으로써 행하여진다. 또한, 본 형태에서는, 예를 들어 핸드(13)와 챔버(5 내지 10)에 소정의 마크가 설치됨과 함께, 상하 방향에서 보았을 때, 핸드(13)의 마크와 챔버(5 내지 10)의 마크가 일치할 때의 회동 중심(C2)의 좌표가 미리 규정되어 있고, 오퍼레이터가 육안으로 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 결정할 때에는, 핸드(13)의 마크와 챔버(5 내지 10)의 마크의 위치 관계로부터 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 결정한다. 또는 , 예를 들어 전후 좌우에서의 회동 중심(C2)의 가동 범위단에 회동 중심(C2)이 있을 때의 회동 중심(C2)의 좌표가 미리 규정되어 있고, 오퍼레이터가 육안으로 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 결정할 때에는, 회동 중심(C2)의 가동 범위단을 기준으로 하여 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 결정한다.

가상 현재 위치 설정 공정에서 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 설정하면, 로봇(1)을 소정 위치까지 동작시킨다(동작 공정). 동작 공정에서는, 후술하는 복귀 동작 공정에서의 로봇(1)의 복귀 동작 시에 핸드(13)나 기판(2)과 챔버(5 내지 10)가 간섭하지 않는 위치까지 로봇(1)을 동작시킨다. 예를 들어, 도 15의 (A)에 도시한 바와 같이, 핸드(13)의 좌측 단부측이 챔버(5)의 내부에 들어 있는 상태에서 로봇(1)이 비상 정지한 경우에는, 동작 공정에서, 도 15의 (B)에 도시한 바와 같이, 핸드(13)의 전체가 챔버(5)의 외측까지 이동하도록 아암(14)을 줄인다. 또한, 예를 들어 도 6의 (C), 도 7의 (C), 도 8의 (C), 도 9의 (C)에 도시한 바와 같이, 핸드(13)의 후단부측 또는 전단부측이 챔버(7 내지 10)의 내부에 들어 있는 상태에서 로봇(1)이 비상 정지한 경우에는, 동작 공정에서, 도 6의 (B), 도 7의 (B), 도 8의 (B), 도 9의 (B)에 도시한 바와 같이, 핸드(13)의 전체가 챔버(7 내지 10)의 외측까지 이동하도록 아암(14)을 줄인다.

이 때에는, 챔버(5 내지 10)에 대한 기판(2)의 반입 시 및 반출 시의 핸드(13)의 이동 방향으로 핸드(13)가 이동하도록 로봇(1)에 직선 보간 동작을 시킨다. 즉, 이 때에는, 챔버(5 내지 10)에 대한 기판(2)의 반입 시 및 반출 시의 회동 중심(C2)의 이동 방향으로 회동 중심(C2)이 이동하도록 로봇(1)에 직선 보간 동작을 시킨다. 또한, 동작 공정에서는, 교시 조작 단말기(19)의 조작 버튼(76)을 사용한 조그 조작에 의해 로봇(1)을 동작시킨다. 본 형태의 조작 버튼(76)은, 동작 공정에서 로봇(1)을 동작시키기 위한 조작 부재이다.

동작 공정에서 로봇(1)을 동작시킨 후에는, 원점 위치로 로봇(1)을 자동으로 복귀시킨다(복귀 동작 공정). 이 복귀 동작 공정에서는, 공지된 방법으로 로봇(1)을 원점 위치로 자동으로 복귀시킨다.

(비상 정지 시의 산업용 로봇의 동작)

여기에서는, 제3 발명에 관한 본 형태로서 설명한다.

로봇(1)은, 핸드(13), 제1 아암부(23) 및 제2 아암부(24)가 회동함과 함께 본체부(15)가 승강하고 있을 때, 어떠한 원인으로 로봇(1)을 비상 정지시킬 경우에는, 먼저, 전원(81)을 차단한다. 한편, 로봇(1)은, 로봇(1)을 비상 정지시키는 경우에도, CPU(79)를 구동하는 제어 전원(도시 생략)을 차단하는 시간을 연장하여, CPU(79)에 의해, 브레이크(41, 42) 및 모터 드라이버(71 내지 74)를 제어하면서 모터(31, 40, 46, 47)를 정지시킨다. 예를 들어, 로봇(1)은, 그 비상 정지 시에 제어 전원을 차단하는 시간을 몇초 정도 연장시킨다.

CPU(79)는, 로봇(1)의 비상 정지 시에, 먼저, 브레이크(41)를 작동시키고(즉, 브레이크(41)의 코일에의 통전을 정지하고), 브레이크(41)를 작동시키고 나서 소정 시간 경과 후에, 제동력이 큰 브레이크(42)를 작동시켜서(즉, 브레이크(42)의 코일에의 통전을 정지하여) 모터(40)를 정지시킨다. 즉, CPU(79)는, 로봇(1)의 비상 정지 시에, 브레이크(41)를 작동시킨 후, 브레이크(42)를 작동시켜서 모터(40)를 정지시킨다. 예를 들어, CPU(79)는, 본체부(15)가 낙하하지 않도록 브레이크(41)를 작동시키고 나서 수백밀리초 경과 후에 브레이크(42)를 작동시킨다.

또한, CPU(79)는, 로봇(1)의 비상 정지 시에, 충방전부(80)로부터 공급되는 전력을 사용하여 모터 드라이버(71 내지 73)를 제어하면서 모터(31, 46, 47)를 정지시킨다. 즉, CPU(79)는, 충방전부(80)에 미리 축적된 전력과, 모터(31 46, 47)에서 발생하는 회생 전류에 의해 충방전부(80)에 축적되는 전력을 사용하여 모터(31, 46, 47)의 회전 위치를 관리하면서 모터(31, 46, 47)를 정지시킨다. 구체적으로는, 비상 정지가 걸렸을 때의 핸드(13)의 방향을 유지하면서 비상 정지가 걸렸을 때의 핸드(13)의 이동 방향으로 핸드(13)가 직선적으로 이동하도록(보다 구체적으로는, 회동 중심(C2)이 직선적으로 이동하도록), CPU(79)는 모터 드라이버(71 내지 73)를 제어하면서 모터(31, 46, 47)를 정지시킨다.

또한, 본 형태에서는, 로봇(1)의 비상 정지 시에 브레이크(41, 42)를 작동시켰을 때, 모터(40)가 필요 이상으로 급정지하지 않도록, CPU(79)는 모터 드라이버(74)를 제어하고 있다. 구체적으로는, 브레이크(41, 42)의 작동 시에 모터(40)가 필요 이상으로 급정지할 것 같은 경우, CPU(79)는, 비상 정지가 걸렸을 때의 모터(40)의 회전 방향으로 모터(40)가 더욱 회전하도록 모터 드라이버(74)를 제어한다. 이 때에는, 충방전부(80)로부터 모터 드라이버(74)에 전력이 공급된다.

(산업용 로봇의 제어 방법)

여기에서는, 제4 발명에 관한 본 형태로서 설명한다.

본 형태의 제어부(70)는, 아암(14)의 자세와 아암(14)의 동작 방향에 기초하여, 본체부(15)에 대한 제1 아암부(23)의 회동 중심(즉, 본체부(15)에 대한 아암(14)의 회동 중심)(C1)을 원점으로 하는 원통 좌표계로 로봇(1)을 제어할지, 그렇지 않으면, 회동 중심(C1)을 원점으로 하는 직교 좌표계로 로봇(1)을 제어할지를 전환한다. 즉, 제어부(70)는, 아암(14)의 자세와 아암(14)의 동작 방향에 기초하여, 원통 좌표계로 모터 드라이버(71 내지 74)를 제어할지, 그렇지 않으면, 직교 좌표계로 모터 드라이버(71 내지 74)를 제어할지를 전환한다.

구체적으로는, 제어부(70)는, 상하 방향에서 보았을 때에 회동 중심(C1)을 통과하는 가상선 상을 핸드(13)의 회동 중심(C2)이 직선적으로 이동할 때, 원통 좌표계로 로봇(1)을 제어한다. 즉, 상하 방향에서 보았을 때에 회동 중심(C1)을 통과하는 가상선 상을 핸드(13)의 회동 중심(C2)이 직선적으로 이동할 때, 제어부(70)는, 회동 중심(C1)부터 회동 중심(C2)까지의 거리와, 회동 중심(C1)과 회동 중심(C2)을 연결하는 선과 회동 중심(C1)을 통과하는 소정의 기준선이 이루는 각도에 기초하는 원통 좌표계로 로봇(1)을 제어한다.

예를 들어, 챔버(5, 6)에 대한 기판(2)의 반출이나 반입을 행하기 위해서, 챔버(5, 6) 내에 포크부(21)가 인입될 때까지 아암(14)이 신장되고 있는 위치(도 5의 (A), (C) 참조)와, 제1 아암부(23)와 제2 아암부(24)가 상하 방향에서 겹쳐질 때까지 아암(14)이 줄어들고 있는 위치(도 5의 (B) 참조)의 사이에서 회동 중심(C2)이 직선적으로 이동할 때에는, 제어부(70)는 원통 좌표계로 로봇(1)을 제어한다.

또한, 챔버(7 내지 10)에 대한 기판(2)의 반출이나 반입을 행하기 위해서, 제1 아암부(23)와 제2 아암부(24)가 상하 방향에서 겹쳐질 때까지 아암(14)이 줄어들고 있는 위치(도 6의 (A), 도 7의 (A), 도 8의 (A), 도 9의 (A) 참조)와, 포크부(21)가 전후 방향과 평행해짐과 동시에 기판(2)이 핸드(13)의 전단부측 또는 후단부측에 배치되고, 또한, 좌우 방향에 있어서, 회동 중심(C2)과 좌우 방향에서의 챔버(7 내지 10)의 중심이 대략 일치하는 위치(도 6의 (B), 도 7의 (B), 도 8의 (B), 도 9의 (B) 참조)의 사이에서 회동 중심(C2)이 직선적으로 이동할 때에는, 제어부(100)는 원통 좌표계로 로봇(1)을 제어한다.

한편, 제어부(100)는, 상하 방향에서 보았을 때에 회동 중심(C1)을 통과하는 가상선을 따르지 않는 위치에서 회동 중심(C2)이 직선적으로 이동할 때에는, 직교 좌표계로 로봇(1)을 제어한다. 본 형태에서는, 직교 좌표계를 구성하는 한쪽 좌표축이 좌우 방향과 평행해지고, 다른 쪽의 좌표축이 전후 방향과 평행해지도록 직교 좌표계가 규정되어 있고, 상하 방향에서 보았을 때에 회동 중심(C1)을 통과하는 가상선을 따르지 않는 위치에서 회동 중심(C2)이 직선적으로 이동할 때에는, 제어부(100)는 좌우 방향에서의 회동 중심(C1)과 회동 중심(C2)의 거리와, 전후 방향에서의 회동 중심(C1)과 회동 중심(C2)의 거리에 기초하는 직교 좌표계로 로봇(1)을 제어한다.

즉, 챔버(7 내지 10)에 대한 기판(2)의 반출이나 반입을 행하기 위해서, 포크부(21)가 전후 방향과 평행해짐과 동시에 기판(2)이 핸드(13)의 전단부측 또는 후단부측에 배치되고, 또한, 좌우 방향에 있어서, 회동 중심(C2)과 좌우 방향에서의 챔버(7 내지 10)의 중심이 대략 일치하는 위치(도 6의 (B), 도 7의 (B), 도 8의 (B), 도 9의 (B) 참조)와, 챔버(7 내지 10) 내에 포크부(21)가 인입될 때까지 아암(14)이 신장된 위치(도 6의 (C), 도 7의 (C), 도 8의 (C), 도 9의 (C) 참조)의 사이에서 회동 중심(C2)이 직선적으로 이동할 때에는, 제어부(70)는 직교 좌표계로 로봇(1)을 제어한다.

또한, 제어부(100)는, 본체부(15)에 대하여 제1 아암부(23)가 회동하고 있지 않고, 또한, 제1 아암부(23)에 대하여 제2 아암부(24)이 회동하지 않는 상태에서, 제2 아암부(24)에 대하여 핸드(13)가 회동할 때에는 원통 좌표계로 로봇을 제어한다. 또한, 제어부(70)는, 제1 아암부(23)에 대하여 제2 아암부(24)가 회동하고 있지 않고, 또한, 제2 아암부(24)에 대하여 핸드(13)가 회동하지 않는 상태에서, 본체부(15)에 대하여 제1 아암부(23)가 회동할 때에도 원통 좌표계로 로봇(1)을 제어한다.

본 형태에서는, 원통 좌표계로 제어되는 경우의 회동 중심(C2)의 이동 위치 등은 원통 좌표계의 좌표를 사용하여 교시된다. 또한, 직교 좌표계로 제어되는 경우의 회동 중심(C2)의 이동 위치는 직교 좌표계의 좌표를 사용하여 교시된다. 또한, 원통 좌표계로 로봇(1)이 제어되는 경우 및 직교 좌표계로 로봇(1)이 제어되는 경우의 어느 경우에도, 상하 방향에서 보았을 때의 회동 중심(C2)의 위치와, 핸드(13)의 높이와, 제2 아암부(24)에 대한 핸드(13)의 회동 각도가 제어된다.

(제1 발명의 본 형태의 주된 효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 형태에서는, 중공 형상으로 형성되는 제1 아암부(23)의 내부 공간(45)이 대기압으로 되어 있고, 이 내부 공간(45)에 모터(46, 47) 및 감속기(48, 49)가 배치되어 있다. 또한, 본 형태에서는, 내부 공간(45)에 배치되는 감속기(48)와 감속기(49)는, 그 축 중심이 일치하도록 동축 상에서 겹쳐져 있다. 그로 인해, 본 형태에서는, 감속기(48, 49)의 축방향인 상하 방향에 있어서, 제1 아암부(23)의 두께를 두껍게 하는 것이 가능해진다. 즉, 본 형태에서는, 상하 방향에 있어서, 내부 공간(45)을 크게 하는 것이 가능해지고, 내부의 압력이 대기압으로 되어 있는 내부 공간(45)의 용적을 크게 하여 내부 공간(45) 내의 공기의 양을 증가시키는 것이 가능해진다. 따라서, 본 형태에서는, 내부 공간(45)에 배치되는 모터(46, 47)를 효율적으로 냉각하는 것이 가능해진다. 그 결과, 본 형태에서는, 열에 기인하는 모터(46, 47)의 손상을 방지하는 것이 가능해진다.

특히 제1 발명의 본 형태에서는, 제1 아암부(23)에 대한 제2 아암부(24)의 회동 중심과 본체부(15)에 대한 제1 아암부(23)의 회동 중심의 거리가, 제1 아암부(23)에 대한 제2 아암부(24)의 회동 중심과 제2 아암부(24)에 대한 핸드(13)의 회동 중심의 거리와 동등하게 되어 있고, 제1 아암부(23)의 길이가 비교적 길게 되어 있다. 그로 인해, 본 형태에서는, 내부 공간(45)의 용적을 보다 크게 하여 내부 공간(45) 내의 공기의 양을 보다 증가시키는 것이 가능해지고, 그 결과, 내부 공간(45)에 배치되는 모터(46, 47)를 보다 효율적으로 냉각하는 것이 가능해진다. 또한, 본 형태에서는, 모터(46)에 냉각용 파이프(64)가 권회되어 있으므로, 모터(46)를 보다 효율적으로 냉각하는 것이 가능해진다.

또한, 제1 발명의 본 형태에서는, 내부의 압력이 대기압으로 되어 있는 내부 공간(45)에 모터(46, 47) 및 감속기(48, 49)가 배치되어 있으므로, 핸드(13)와 아암(14)이 진공중에 배치되어 있어도, 모터(46, 47)나 감속기(48, 49)의 윤활제로서 진공 그리스 등의 고가의 윤활제를 사용할 필요가 없고, 대기압중에서 사용되는 그리스 등의 윤활제를 사용하면 된다. 따라서, 본 형태에서는, 로봇(1)의 초기 비용 및 러닝 비용을 저감시키는 것이 가능해진다.

제1 발명의 본 형태에서는, 감속기(48, 49)에 의해 관절부(26)의 일부가 구성되어 있다. 그로 인해, 본 형태에서는, 관절부(26)의 강성을 높이는 것이 가능해진다. 특히 본 형태에서는, 감속기(48, 49)는 중공 감속기이며, 그 축 중심과 제1 아암부(23)에 대한 제2 아암부(24)의 회동 중심이 일치하도록 동축 상에 배치되어 있다. 즉, 본 형태에서는, 제1 아암부(23)에 대한 제2 아암부(24)의 회동 중심 상에 2대의 감속기(48, 49)가 배치되어 있다. 그로 인해, 본 형태에서는, 관절부(26)의 강성을 보다 높이는 것이 가능해진다. 따라서, 본 형태에서는, 로봇(1)으로 비교적 큰 기판(2)을 반송해도 관절부(26)의 손상을 방지하는 것이 가능해진다.

또한, 제1 발명의 본 형태와 같이, 기판(2)의 반출 시 및 반입 시에서의 핸드(13)의 방향을 일정하게 유지한 상태에서, 챔버(5 내지 10) 사이에서 기판(2)을 반송할 경우, 비교적 큰 기판(2)을 반송하면, 관절부(26)에는 큰 부하가 걸리지만, 관절부(27)에는 큰 부하는 걸리지 않는다. 그로 인해, 본 형태에서는, 관절부(27)가 풀리(61) 등에 의해 구성되어 있어도, 관절부(27)의 손상은 발생하기 어렵다.

제1 발명의 본 형태에서는, 기판(2)의 반출 시 및 반입 시에, 핸드(13) 및 제1 아암부(23)는, 본체부(15)에 대한 제1 아암부(23)의 회동 각도와, 제2 아암부(24)에 대한 핸드(13)의 회동 각도가 동등하고, 또한, 본체부(15)에 대한 제1 아암부(23)의 회동 방향과, 제2 아암부(24)에 대한 핸드(13)의 회동 방향이 역방향으로 되도록 회동한다. 그로 인해, 본 형태에서는, 상술한 바와 같이, 기판(2)의 반출 시 및 반입 시에서의 핸드(13)의 방향이 일정하게 유지된다. 즉, 본 형태에서는, 비교적 간단한 제어로, 기판(2)의 반출 시 및 반입 시에서의 핸드(13)의 방향을 일정하게 유지하는 것이 가능해진다.

제1 발명의 본 형태에서는, 본체부(15)로부터 수평 방향의 일방측으로 신장되는 제1 아암부(23)에, 제1 아암부(23)가 신장되는 방향과 반대측에 본체부(15)로부터 신장되는 카운터 웨이트(28)가 설치되어 있다. 그로 인해, 본 형태에서는, 제1 아암부(23)가 고정되는 중공 회전축(32)의 외주면과 보유 지지 부재(34)의 내주면의 사이에 배치되는 베어링에 작용하는 부하를 저감시키는 것이 가능해진다.

(제2 발명의 본 형태의 주된 효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 형태에서는, 가상 현재 위치 설정 공정에 있어서, 현재 위치의 좌표를 알 수 없게 된 상태에서 비상 정지하고 있는 로봇(1)의 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 설정하고 있고, 로봇(1)은 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 파악할 수 있다. 그로 인해, 본 형태에서는, 설정된 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표에 기초하여, 동작 공정에서, 제1 아암부(23), 제2 아암부(24) 및 핸드(13)를 연동시키면서 로봇(1)에 적절한 동작을 행하게 할 수 있다. 즉, 동작 공정에 있어서, 챔버(5 내지 10)에 대한 기판(2)의 반입 시 및 반출 시의 핸드(13)의 이동 방향으로 핸드(13)가 이동하도록 로봇(1)에 직선 보간 동작을 시킬 수 있고, 동작 공정에서의 핸드(13) 및 기판(2)과 챔버(5 내지 10)의 간섭을 방지하는 것이 가능해진다. 또한, 본 형태에서는, 동작 공정에 있어서, 로봇(1)의 복귀 동작 시에 핸드(13)나 기판(2)과 챔버(5 내지 10)가 간섭하지 않는 위치까지 로봇(1)을 동작시키고 있으므로, 복귀 동작 공정에 있어서, 원점 위치로 로봇(1)을 안전하게 복귀시키는 것이 가능해진다.

이와 같이, 제2 발명의 본 형태에서는, 현재 위치의 좌표를 알 수 없게 된 상태에서 정지하고 있는 로봇(1)을 오퍼레이터의 수동 조작이라는 번잡한 방법으로 원점 위치로 복귀시키는 경우와 비교하여, 간이하면서 안전하게 로봇(1)을 원점 위치로 복귀시키는 것이 가능해진다. 특히 본 형태에서는, 모터(31)가 제1 아암부(23)을 회동시키고, 모터(46)가 제2 아암부(24)를 회동시키고, 모터(47)가 핸드(13)를 회동시키고 있으므로, 현재 위치의 좌표를 알 수 없게 된 상태에서 정지하고 있는 로봇(1)을 오퍼레이터의 수동 조작으로 원점 위치로 복귀시키는 경우에는 그 조작이 매우 번잡해지지만, 본 형태에서는, 용이하게 로봇(1)을 원점 위치로 복귀시키는 것이 가능해진다. 또한, 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 설정하지 않아도, 교시 조작 단말기(19)를 사용하여 제1 아암부(23), 제2 아암부(24) 및 핸드(13)를 개별로 조금씩 회동시키면서 로봇(1)을 원점 위치로 복귀시키는 것도 가능하지만, 이 경우에도 그 조작은 번잡해진다.

제2 발명의 본 형태에서는, 가상 현재 위치 설정 공정에 있어서, 오퍼레이터가 육안으로 확인하여 정한 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 교시 조작 단말기(19)에 입력하여 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 설정하고 있다. 그로 인해, 본 형태에서는, 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 용이하게 설정하는 것이 가능해진다.

제2 발명의 본 형태에서는, 가상 현재 위치 설정 공정에 있어서, 원통 좌표계의 좌표 또는 직교 좌표계의 좌표의 어느 좌표에 의해서도 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 설정 가능하게 되어 있고, 어느 한 좌표에 의해, 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표가 설정되어 있다. 그로 인해, 본 형태에서는, 동작 공정에 있어서 로봇(1)을 동작시키기 쉬운 좌표계의 좌표에서, 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 설정할 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이, 회동 중심(C1)을 통과하는 좌우 방향에 평행한 가상선이 그 전후 방향의 중심 위치를 통과하도록 배치되어 있는 챔버(5, 6)에 대한 기판(2)의 반출 시 또는 반입 시에 로봇(1)이 비상 정지한 경우에는, 원통 좌표계의 좌표에서 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 설정할 수 있고, 좌우 방향에 있어서, 회동 중심(C1)에 대하여 오프셋되어 있는 챔버(7 내지 10)에 대한 기판(2)의 반출 시 또는 반입 시에 로봇(1)이 비상 정지한 경우에는, 직교 좌표계의 좌표에서 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 설정할 수 있다.

제2 발명의 본 형태에서는, 동작 공정에 있어서, 교시 조작 단말기(19)의 조작 버튼(76)을 사용한 조그 조작에 의해 로봇(1)을 동작시키고 있다. 그로 인해, 본 형태에서는, 가상 현재 위치 설정 공정에서 설정된 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표와, 정지하고 있는 로봇(1)의 회동 중심(C2)의 실제 현재 위치의 좌표의 어긋남량이 커서 동작 공정에서 그대로 로봇(1)의 동작을 계속하면, 핸드(13)나 기판(2)과 챔버(5 내지 10)가 간섭하는 바와 같은 경우에도, 조그 조작을 행하면서 가상의 현재 위치의 좌표를 재재설정함으로써, 동작 공정에서의 핸드(13)나 기판(2)과 챔버(5 내지 10)의 간섭을 방지하는 것이 가능해진다.

(제3 발명의 본 형태의 주된 효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 형태에서는, 로봇(1)의 비상 정지 시에, 전원(81)을 차단하고 있다. 그로 인해, 본 형태에서는, 로봇(1)의 비상 정지 시에, 비교적 단시간에 모터(31, 40, 46, 47)를 정지시키는 것이 가능해지고, 그 결과, 비교적 단시간에 안전을 확보하는 것이 가능해진다.

제3 발명의 본 형태에서는, 로봇(1)의 비상 정지 시에, 충방전부(80)로부터 공급되는 전력을 사용하여 CPU(79)가 모터 드라이버(71 내지 73)를 제어하면서 모터(31, 46, 47)를 정지시키고 있다. 즉, 본 형태에서는, 로봇(1)의 비상 정지 시에, 충방전부(80)로부터 공급되는 전력을 사용하여 모터(31, 46, 47)를 제어하면서 정지시키고 있다. 그로 인해, 본 형태에서는, 제1 아암부(23)를 회동시키는 모터(46)와, 제2 아암부(24)를 회동시키는 모터(47)와, 핸드(13)를 회동시키는 모터(31)가 개별로 설치되어 있는 경우에도, 상술한 바와 같이, 비상 정지가 걸렸을 때의 핸드(13)의 방향을 유지하면서 비상 정지가 걸렸을 때의 핸드(13)의 이동 방향으로 핸드(13)이 직선적으로 이동하도록, CPU(79)는 모터 드라이버(71 내지 73)를 제어하면서 모터(31, 46, 47)를 정지시킬 수 있다. 따라서, 본 형태에서는, 비상 정지 시에, 핸드(13)와 챔버(5 내지 10)의 접촉 및 아암(14)과 챔버(5 내지 10)의 접촉을 방지하는 것이 가능해지고, 그 결과, 예기치 않은 사고의 발생을 방지하는 것이 가능해진다.

제3 발명의 본 형태에서는, 로봇(1)의 비상 정지 시에, CPU(79)는, 브레이크(41)를 작동시킨 후, 브레이크(41)보다도 제동력이 큰 브레이크(42)를 작동시켜서 모터(40)를 정지시키고 있다. 그로 인해, 본 형태에서는, 브레이크(41, 42)에 의해 모터(40)를 비교적 단시간에 정지시키는 것이 가능해진다. 따라서, 본 형태에서는, 모터(40)가 제어 불가능으로 되어 있는 로봇(1)을 비상 정지시키는 경우에도, 본체부(15)의 낙하를 방지하는 것이 가능해진다.

여기서, 모터(40)를 보다 단시간에 정지시키기 위해서는, 비상 정지 시에, 제동력이 큰 브레이크(42)를 바로 작동시키는 것이 바람직하다. 한편, 본 형태에서는, 비상 정지 시에 브레이크(41, 42)를 작동시켰을 때, 모터(40)가 필요 이상으로 급정지하지 않도록, CPU(79)는 비상 정지가 걸렸을 때의 모터(40)의 회전 방향으로 모터(40)가 더욱 회전하도록 모터 드라이버(74)를 제어하고 있고, 충방전부(80)로부터 모터 드라이버(74)에 전력이 공급되고 있다. 비상 정지 시에, 제동력이 큰 브레이크(42)를 바로 작동시키면, 모터(40)가 필요 이상으로 급정지하기 쉬워지므로, 비상 정지가 걸렸을 때의 모터(40)의 회전 방향으로 모터(40)를 회전시키기 위해서, 충방전부(80)로부터 모터 드라이버(74)에 공급되는 전력이 커지고, 충방전부(80)에 충전된 전력이 모터 드라이버(74)에 의해 단시간에 소비되어버릴 우려가 있다. 또한, 비상 정지 시에, 충방전부(80)에 충전된 전력이 모터 드라이버(74)에 의해 단시간에 소비되어버리면, CPU(79)가, 충방전부(80)로부터 공급되는 전력을 사용하여 모터 드라이버(71 내지 73)를 제어할 수 없게 되고, 제1 아암부(23), 제2 아암부(24) 및 핸드(13) 각각이 마음대로 회동하여 예기치 않은 사고를 일으킬 우려가 있다.

이에 반해, 제3 발명의 본 형태에서는, 로봇(1)의 비상 정지 시에, CPU(79)가, 브레이크(41)를 작동시켜서 모터(40)의 회전 속도를 떨어뜨린 후, 브레이크(41)보다도 제동력이 큰 브레이크(42)를 작동시켜서 모터(40)를 정지시키고 있으므로, 모터(40)가 급정지하기 어려워지고, 그 결과, 비상 정지 시에 모터 드라이버(74)에서 소비되는 충방전부(80)의 전력을 저감시키는 것이 가능해진다. 따라서, 본 형태에서는, 로봇(1)의 비상 정지 시에 모터(40)가 필요 이상으로 급정지하지 않도록 CPU(79)가 모터 드라이버(74)를 제어하고 있는 경우에도, 비상 정지 시에, CPU(79)가, 충방전부(80)로부터 공급되는 전력을 사용하여 모터(31, 46, 47)를 제어하여 비상 정지가 걸렸을 때의 핸드(13)의 방향을 유지하면서, 비상 정지가 걸렸을 때의 핸드(13)의 이동 방향으로 핸드(13)이 직선적으로 이동시키면서 모터(31, 46, 47)를 정지시킬 수 있다.

(제4 발명의 본 형태의 주된 효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 형태에서는, 상하 방향에서 보았을 때에 회동 중심(C1)을 통과하는 가상선 상을 핸드(13)의 회동 중심(C2)이 직선적으로 이동할 때, 원통 좌표계로 로봇(1)을 제어하고, 상하 방향에서 보았을 때에 회동 중심(C1)을 통과하는 가상선을 따르지 않는 위치에서 회동 중심(C2)이 직선적으로 이동할 때, 직교 좌표계로 로봇(1)을 제어하고 있다. 그로 인해, 본 형태에서는, 상술한 바와 같이, 원통 좌표계로 제어되는 경우의 회동 중심(C2)의 이동 위치를 원통 좌표계의 좌표를 사용하여 교시하고, 직교 좌표계로 제어되는 경우의 회동 중심(C2)의 이동 위치를 직교 좌표계의 좌표를 사용하여 교시할 수 있다. 즉, 본 형태에서는, 상하 방향에서 보았을 때, 회동 중심(C1)을 통과하는 가상선을 따르지 않는 위치에서 회동 중심(C2)이 직선적으로 이동하는 경우, 원통 좌표계의 좌표를 사용하지 않고, 직교 좌표계의 좌표를 사용하여 회동 중심(C2)의 이동 위치를 교시할 수 있다. 따라서, 본 형태에서는, 상하 방향에서 보았을 때, 회동 중심(C1)을 통과하는 가상선을 따르지 않는 위치에서 회동 중심(C2)이 직선적으로 이동하는 경우에도, 회동 중심(C2)의 이동 위치를 용이하게 교시하는 것이 가능해진다.

특히 제4 발명의 본 형태에서는, 직교 좌표계를 구성하는 한쪽 좌표축이 좌우 방향과 평행해지고, 다른 쪽의 좌표축이 전후 방향과 평행해지도록 직교 좌표계가 규정됨과 함께, 상하 방향에서 보았을 때에 회동 중심(C1)을 통과하는 가상선을 따르지 않는 위치에서 회동 중심(C2)이 직선적으로 이동할 때, 회동 중심(C2)은, 좌우 방향에서의 챔버(7 내지 10)의 중심을 통과하는 전후 방향에 평행한 가상선 상을 직선적으로 이동한다. 그로 인해, 본 형태에서는, 상하 방향에서 보았을 때에 회동 중심(C1)을 통과하는 가상선을 따르지 않는 위치에서 회동 중심(C2)이 직선적으로 이동할 때의 회동 중심(C2)의 이동 위치의 교시를, 직교 좌표계의 좌표를 사용하여 보다 용이하게 행하는 것이 가능해진다.

또한, 제4 발명의 본 형태에서는, 상하 방향에서 보았을 때에 회동 중심(C1)을 통과하는 가상선 상을 회동 중심(C2)이 직선적으로 이동할 때, 원통 좌표계로 로봇(1)을 제어하고, 상하 방향에서 보았을 때에 회동 중심(C1)을 통과하는 가상선을 따르지 않는 위치에서 회동 중심(C2)이 직선적으로 이동할 때, 직교 좌표계로 로봇(1)을 제어하고 있으므로, 로봇(1)의 제어가 용이해진다.

(산업용 로봇의 변형예1)

도 10은, 제1 발명의 다른 실시 형태에 관한 산업용 로봇(1)의 개략 구성을 측면으로부터 설명하기 위한 도면이다.

상술한 제1 발명의 형태에서는, 제1 아암부(23)의 내부 공간(45)에 모터(46, 47) 및 감속기(48, 49)가 배치되어 있다. 구체적으로는, 제1 아암부(23)의 선단측에서의 내부 공간(45)에 모터(46, 47) 및 감속기(48, 49)가 배치되어 있고, 감속기(48, 49)는 관절부(26)의 일부를 구성하고 있다. 이 밖에도 예를 들어, 내부의 압력이 대기압으로 되어 있는 제2 아암부(24)의 내부 공간에 모터(46, 47) 및 감속기(48, 49)가 배치되어도 된다. 예를 들어, 제2 아암부(24)의 기단부측에서의 내부 공간에 모터(46, 47) 및 감속기(48, 49)가 배치되어도 된다. 이 경우에는, 감속기(48, 49)는, 그 축 중심과 제1 아암부(23)에 대한 제2 아암부(24)의 회동 중심이 일치하도록 동축 상에서 겹치도록 배치되어 관절부(26)의 일부를 구성한다. 또한, 이 경우에는, 제1 아암부(23)의 내부 공간(45)은 진공으로 되어 있어도 된다.

또한, 도 10에 도시한 바와 같이, 제2 아암부(24)의 선단측에서의 내부 공간에 모터(46, 47) 및 감속기(48, 49)가 배치되어도 된다. 이 경우에는, 감속기(48)와 감속기(49)는, 그 축 중심과 제2 아암부(24)에 대한 핸드(13)의 회동 중심이 일치하도록 동축 상에서 겹치도록 배치되어 관절부(27)의 일부를 구성한다. 이 경우에도, 감속기(48, 49)의 축방향인 상하 방향에 있어서, 제2 아암부(24)의 내부 공간을 크게 하는 것이 가능해지므로, 내부의 압력이 대기압으로 되어 있는 제2 아암부(24)의 내부 공간의 용적을 크게 하여 제2 아암부(24)의 내부 공간 내의 공기의 양을 증가시키는 것이 가능해진다. 따라서, 제2 아암부(24)의 내부 공간에 배치되는 모터(46, 47)를 효율적으로 냉각하는 것이 가능해진다. 또한, 이 경우에는, 제2 아암부(24)에 대한 핸드(13)의 회동 중심 상에 2대의 감속기(48, 49)가 배치되므로, 관절부(27)의 강성을 높이는 것이 가능해진다.

(산업용 로봇의 변형예2)

도 11은, 제1 발명의 다른 실시 형태에 관한 산업용 로봇(1)의 평면도이다.

상술한 제1 발명의 형태에서는, 아암(14)은 1개의 제1 아암부(23)와 1개의 제2 아암부(24)에 의해 구성되어 있다. 이 밖에도 예를 들어, 도 11에 도시한 바와 같이, 아암(14)은 1개의 제1 아암부(23)와, 2개의 제2 아암부(24)에 의해 구성되어도 된다. 이 경우에는, 제1 아암부(23)은, 대략 V 형상 또는 직선 형상으로 형성되어 있고, 그 중심부가 본체부(15)에 회동 가능하게 연결되는 기단부로 되어 있다. 또한, 도 11에 도시한 바와 같이, 제1 아암부(23)에 2개의 선단측 각각에 제2 아암부(24)가 회동 가능하게 연결되어 있고, 제1 아암부(23)에 2개의 선단측 각각에 관절부(26)가 형성되어 있다.

이 경우에도, 상술한 형태와 마찬가지로, 감속기(48, 49)에 의해 관절부(26)의 일부가 구성되어 있고, 제1 아암부(23)에 2개의 선단측 각각에 있어서, 제1 아암부(23)의 내부 공간(45)에 모터(46, 47) 및 감속기(48, 49)가 배치되어 있다. 또한, 내부 공간(45)은 대기압으로 되어 있다. 또한, 이 경우에는, 핸드(13)의 기초부(20)에는 수평 방향의 일방측에 돌출된 2개의 포크부(21)만이 설치되어 있다. 또한, 도 11에서는, 상술한 형태의 구성과 동일한 구성 또는 상술한 형태의 구성에 대응하는 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 있다.

(산업용 로봇의 변형예3)

도 12는, 제1 발명의 다른 실시 형태에 관한 산업용 로봇(1)의 평면도이다.

상술한 제1 발명의 형태에서는, 로봇(1)은 1개의 아암(14)을 구비하고 있다. 이 밖에도 예를 들어, 도 12에 도시한 바와 같이, 로봇(1)은 본체부(15)에 그 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 2개의 아암(14)을 구비하고 있어도 된다. 이 경우에도, 상술한 형태와 마찬가지로, 감속기(48, 49)에 의해 관절부(26)의 일부가 구성되어 있고, 제1 아암부(23)의 선단측에 있어서, 제1 아암부(23)의 내부 공간(45)에 모터(46, 47) 및 감속기(48, 49)가 배치되어 있다. 또한, 내부 공간(45)은 대기압으로 되어 있다. 또한, 이 경우에는, 핸드(13)의 기초부(20)에는, 수평 방향의 일방측에 돌출된 2개의 포크부(21)만이 설치되어 있다. 또한, 도 12에서는, 상술한 형태의 구성과 동일한 구성 또는 상술한 형태의 구성에 대응하는 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 있다.

(산업용 로봇의 변형예4)

도 13은, 제1 발명의 다른 실시 형태에 관한 산업용 로봇(1)의 개략 구성을 측면으로부터 설명하기 위한 도면이다.

상술한 제1 발명의 형태에서는, 아암(14)은 제1 아암부(23)와 제2 아암부(24)의 2개의 아암부에 의해 구성되어 있다. 이 밖에도 예를 들어, 도 13에 도시한 바와 같이, 아암(14)은 제1 아암부(23), 제2 아암부(24) 및 제3 아암부(75)의 3개의 아암부에 의해 구성되어도 된다. 이 경우에는, 상술한 형태와 마찬가지로, 본체부(15)에 제1 아암부(23)의 기단부측이 회동 가능하게 연결되고, 제1 아암부(23)의 선단측에 제2 아암부(24)의 기단부측이 회동 가능하게 연결되어 있다. 또한, 제2 아암부(24)의 선단측에 제3 아암부(75)의 기단부측이 회동 가능하게 연결되고, 제3 아암부(75)의 선단측에 핸드(13)이 회동 가능하게 연결되어 있다.

또한, 상술한 제1 발명의 형태와 마찬가지로, 제1 아암부(23)와 제2 아암부(24)의 연결부는 관절부(26)로 되어 있고, 로봇(1)은 제1 아암부(23)에 대하여 제2 아암부(24)를 회동시키기 위한 제1 모터로서의 모터(46)와, 모터(46)의 회전을 감속하여 제2 아암부(24)에 전달하는 제1 감속기로서의 감속기(48)를 구비하고 있다. 또한, 제2 아암부(24)와 제3 아암부(75)의 연결부는 관절부(77)로 되어 있고, 제3 아암부(75)와 핸드(13)의 연결부는 관절부(78)로 되어 있다. 로봇(1)은, 제2 아암부(24)에 대하여 제3 아암부(75)를 회동시키기 위한 제2 모터로서의 모터(87)와, 제3 아암부(75)에 대하여 핸드(13)를 회동시키기 위한 제3 모터로서의 모터(88)와, 모터(87)의 회전을 감속하여 제3 아암부(75)에 전달하는 제2 감속기로서의 감속기(89)와, 모터(88)의 회전을 감속하여 핸드(13)에 전달하는 제3 감속기로서의 감속기(90)를 구비하고 있다. 감속기(89, 90)는, 감속기(48)와 마찬가지로, 그 직경 방향의 중심에 관통 구멍이 형성된 중공 감속기이다. 또한, 이 경우, 관절부(26)는 제1 관절부이며, 관절부(77)는 제2 관절부이며, 관절부(78)는 제3 관절부이다.

감속기(48, 89, 90)는, 예를 들어 도 13의 (A)에 도시한 바와 같이, 그 축 중심과 제1 아암부(23)에 대한 제2 아암부(24)의 회동 중심이 일치하도록 동축 상에서 겹치도록 배치됨과 함께, 관절부(26)의 일부를 구성하고 있다. 또한, 모터(46, 87, 88) 및 감속기(48, 89, 90)는 제1 아암부(23)의 내부 공간(45)에 배치되어 있다. 내부 공간(45)은 대기압으로 되어 있다. 또한, 이 경우에 있어서, 모터(46, 87, 88) 및 감속기(48, 89, 90)는, 중공 형상으로 형성되어 내부의 압력이 대기압으로 되어 있는 제2 아암부(24)의 내부 공간에 배치되어도 된다.

또한, 감속기(48, 89, 90)는, 예를 들어 그 축 중심과 제2 아암부(24)에 대한 제3 아암부(75)의 회동 중심이 일치하도록 동축 상에서 겹치도록 배치됨과 함께, 관절부(77)의 일부를 구성해도 된다. 이 경우에는, 모터(46, 87, 88) 및 감속기(48, 89, 90)는, 중공 형상으로 형성되어 내부의 압력이 대기압으로 되어 있는 제2 아암부(24)의 내부 공간 또는 제3 아암부(75)의 내부 공간에 배치된다. 또한, 감속기(48, 89, 90)는, 예를 들어 그 축 중심과 제3 아암부(75)에 대한 핸드(13)의 회동 중심이 일치하도록 동축 상에서 겹치도록 배치됨과 함께, 관절부(78)의 일부를 구성해도 된다. 이 경우에는, 모터(46, 87, 88) 및 감속기(48, 89, 90)는, 중공 형상으로 형성되어 내부의 압력이 대기압으로 되어 있는 제3 아암부(75)의 내부 공간에 배치된다.

또한, 예를 들어 도 13의 (B)에 도시한 바와 같이, 감속기(48)가, 그 축 중심과 제1 아암부(23)에 대한 제2 아암부(24)의 회동 중심이 일치하도록 배치됨과 함께 관절부(26)의 일부를 구성하고, 또한, 감속기(89, 90)가, 그 축 중심과 제2 아암부(24)에 대한 제3 아암부(75)의 회동 중심이 일치하도록 동축 상에서 겹치도록 배치됨과 함께, 관절부(77)의 일부를 구성해도 된다. 이 경우에는, 모터(46) 및 감속기(48)는 내부의 압력이 대기압으로 되어 있는 제1 아암부(23)의 내부 공간(45)에 배치되고, 모터(87, 88) 및 감속기(89, 90)는, 중공 형상으로 형성되어 내부의 압력이 대기압으로 되어 있는 제2 아암부(24)의 내부 공간에 배치된다. 또한, 이 경우에 있어서, 모터(46) 및 감속기(48)는 내부의 압력이 대기압으로 되어 있는 제2 아암부(24)의 내부 공간(구체적으로는, 제2 아암부(24)의 기단부측의 내부 공간)에 배치되어도 된다. 또한, 이 경우에 있어서, 모터(87, 88) 및 감속기(89, 90)는, 중공 형상으로 형성되어 내부의 압력이 대기압으로 되어 있는 제3 아암부(75)의 내부 공간에 배치되어도 된다.

마찬가지로, 감속기(48, 89, 90) 중에서 선택되는 임의의 2개의 감속기가, 그 축 중심과, 제1 아암부(23)에 대한 제2 아암부(24)의 회동 중심, 제2 아암부(24)에 대한 제3 아암부(75)의 회동 중심 또는 제3 아암부(75)에 대한 핸드(13)의 회동 중심이 일치하도록 동축 상에서 겹치도록 배치됨과 함께, 관절부(26), 관절부(77) 또는 관절부(78)의 일부를 구성해도 된다. 이 경우에는, 내부의 압력이 대기압으로 되어 있는 제1 아암부(23), 제2 아암부(24) 또는 제3 아암부(75)의 내부 공간에, 동축 상에서 겹쳐지도록 배치되는 2개의 감속기와, 2개의 감속기에 연결되는 모터(46, 87, 88) 중 2개의 모터가 배치된다. 또한, 내부의 압력이 대기압으로 되어 있는 제1 아암부(23), 제2 아암부(24) 또는 제3 아암부(75)의 내부 공간에, 나머지 1개의 감속기와, 이 감속기에 연결되는 모터가 배치된다.

이와 같이 구성되는 경우에도, 상술한 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 아암(14)이 3개의 아암부에 의해 구성되는 경우에는, 로봇(1)은, 아암(14)을 신축시키기 위한 제1 모터(즉, 제2 아암부(24)와 제3 아암부(75)를 연동시켜서 회동시키기 위한 제1 모터)와, 제3 아암부(75)에 대하여 핸드(13)를 회동시키기 위한 제2 모터와, 제1 모터의 회전을 감속하여 아암(14)에 전달하는 제1 감속기와, 제2 모터의 회전을 감속하여 핸드(13)에 전달하는 제2 감속기를 구비하고 있어도 된다.

이 경우에는, 제1 감속기 및 제2 감속기는, 그 직경 방향의 중심에 관통 구멍이 형성되는 중공 감속기이며, 제1 감속기 및 제2 감속기는, 그 축 중심과, 제1 아암부(23)에 대한 제2 아암부(24)의 회동 중심, 제2 아암부(24)에 대한 제3 아암부(75)의 회동 중심 또는 제3 아암부(75)에 대한 핸드(13)의 회동 중심이 일치하도록 동축 상에서 겹치도록 배치됨과 함께, 관절부(26), 관절부(77) 또는 관절부(78)의 일부를 구성하고 있다. 또한, 이 경우에는, 중공 형상으로 형성되어 내부의 압력이 대기압으로 되어 있는 제1 아암부(23), 제2 아암부(24) 또는 제3 아암부(75)의 내부 공간에, 제1 모터와 제2 모터와 제1 감속기와 제2 감속기가 배치되어 있다. 이 경우에도, 상술한 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

(산업용 로봇의 변형예5)

상술한 제1 발명의 형태에서는, 아암(14)은 제1 아암부(23)와 제2 아암부(24)의 2개의 아암부에 의해 구성되어 있지만, 아암은 4개의 아암부에 의해 구성되어도 된다. 이 경우의 아암은, 본체부(15)에 그 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 제1 아암부와, 제1 아암부의 선단측에 그 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 제2 아암부와, 제2 아암부의 선단측에 그 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 제3 아암부와, 제3 아암부의 선단측에 그 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 제4 아암부로 구성되어 있다. 핸드(13)는 제4 아암부의 선단측에 회동 가능하게 연결되어 있다. 로봇(1)은, 제1 아암부에 대하여 제2 아암부를 회동시키기 위한 제1 모터와, 제2 아암부에 대하여 제3 아암부를 회동시키기 위한 제2 모터와, 제3 아암부에 대하여 제4 아암부를 회동시키기 위한 제3 모터와, 제4 아암부에 대하여 핸드를 회동시키기 위한 제4 모터와, 제1 모터의 회전을 감속하여 제2 아암부에 전달하는 제1 감속기와, 제2 모터의 회전을 감속하여 제3 아암부에 전달하는 제2 감속기와, 제3 모터의 회전을 감속하여 제4 아암부에 전달하는 제3 감속기와, 제4 모터의 회전을 감속하여 핸드에 전달하는 제4 감속기를 구비하고 있다.

또한, 이 경우에는, 제1 감속기, 제2 감속기, 제3 감속기 및 제4 감속기는, 감속기(48)와 마찬가지로, 그 직경 방향의 중심에 관통 구멍이 형성되는 중공 감속기이다. 제1 감속기, 제2 감속기, 제3 감속기 및 제4 감속기 중 적어도 2개의 감속기는, 그 축 중심과, 제1 아암부에 대한 제2 아암부의 회동 중심, 제2 아암부에 대한 제3 아암부의 회동 중심, 제3 아암부에 대한 제4 아암부의 회동 중심 또는 제4 아암부에 대한 핸드의 회동 중심이 일치하도록 동축 상에서 겹치도록 배치됨과 함께, 제1 아암부와 제2 아암부를 연결하는 제1 관절부, 제2 아암부와 제3 아암부를 연결하는 제2 관절부, 제3 아암부와 제4 아암부를 연결하는 제3 관절부 또는 제4 아암부와 핸드를 연결하는 제4 관절부의 적어도 일부를 구성하고 있다. 또한, 중공 형상으로 형성되어 내부의 압력이 대기압으로 되어 있는 제1 아암부, 제2 아암부, 제3 아암부 또는 제4 아암부의 내부 공간에, 동축 상에서 겹치도록 배치되는 적어도 2개의 감속기와, 이 적어도 2개의 감속기에 연결되는 제1 모터, 제2 모터, 제3 모터 및 제4 모터 중 적어도 2개의 모터가 배치되어 있다.

이 경우에도, 상술한 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 5개 이상의 아암부에 의해 아암을 구성하는 것도 가능하다.

(다른 실시 형태)

상술한 형태는, 본 발명(제1 발명 내지 제4 발명)의 적합한 형태의 일예이지만, 이것에 한정되지 않고 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서 종종 변형 실시가 가능하다.

상술한 제1 발명의 형태에서는, 로봇(1)에 의해 반송되는 반송 대상물은 유기EL 디스플레이용의 기판(2)이지만, 로봇(1)에 의해 반송되는 반송 대상물은, 액정 디스플레이용의 유리 기판이어도 되고, 반도체 웨이퍼 등이어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 로봇(1)은 반송 대상물을 반송하기 위한 로봇이지만, 로봇(1)은 용접 로봇 등의 다른 용도로 사용되는 로봇이어도 된다.

상술한 제2 발명의 형태에서는, 가상 현재 위치 설정 공정에 있어서, 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 교시 조작 단말기(19)에 입력하여 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 설정하고 있다. 이 밖에도 예를 들어, 로봇(1)을 조작하기 위한 조작반에 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 입력하여 회동 중심(C2)의 가상의 현재 위치의 좌표를 설정해도 된다. 이 경우의 조작반은, 예를 들어 오퍼레이터가 배치되는 로봇(1)의 조작실 내에 설치되어 있다.

상술한 제2 발명의 형태에서는, 동작 공정에 있어서, 교시 조작 단말기(19)의 조작 버튼(76)을 사용한 조그 조작에 의해 로봇(1)을 동작시키고 있다. 이 밖에도 예를 들어, 동작 공정에 있어서, 로봇(1)의 조작반에 설치된 조작 버튼 등을 사용한 조그 조작에 의해 로봇(1)을 동작시켜도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 동작 공정에 있어서, 조그 조작에 의해 로봇(1)을 동작시키고 있지만, 동작 공정에 있어서, 로봇(1)을 연속으로 동작시키는 자동 조작에 의해 로봇(1)을 동작시켜도 된다.

상술한 제2 발명의 형태에서는, 교시 조작 단말기(19)은 조작 버튼(76)을 구비하고 있다. 이 밖에도 예를 들어, 교시 조작 단말기(19)은 조작 버튼(76) 대신에 조작 레버를 구비하고 있어도 된다. 이 경우에는, 예를 들어 동작 공정에 있어서, 교시 조작 단말기(19)의 조작 레버를 사용한 조그 조작에 의해 로봇(1)을 동작시킨다. 이 경우의 조작 레버는, 동작 공정에서 로봇(1)을 동작시키기 위한 조작 부재이다.

상술한 제2 발명의 형태에서는, 아암(14)은 제1 아암부(23)와 제2 아암부(24)의 2개의 아암부에 의해 구성되어 있다. 이 밖에 예를 들어, 아암(14)은 3개 이상의 아암부에 의해 구성되어도 된다. 이 경우에는, 예를 들어 3개 이상의 아암부 각각을 회동시키기 위한 아암부와 동일수의 모터가 설치되어 있다. 또한, 이 경우에는, 복수의 아암부를 회동시키기 위한 모터의 수는 아암부의 수보다 적어도 된다.

상술한 형태(제1 내지 제4의 발명의 형태)에서는, 아암(14)의 선단측에 1개의 핸드(13)가 연결되어 있다. 이 밖에도 예를 들어, 아암(14)의 선단측에 2개의 핸드가 연결되어도 된다. 이 경우에는, 2개의 핸드 각각을 회동시키기 위한 2개의 모터가 설치되어도 되고, 2개의 핸드를 함께 회동시키는 1개의 모터가 설치되어도 된다. 또한, 아암(14)의 선단측에 3개 이상의 핸드가 연결되어도 된다.

상술한 형태(제1 내지 제4의 발명의 형태)에서는, 로봇(1)의 일부는, 진공중에 배치되어 있다. 이 밖에도 예를 들어, 로봇(1)의 전체가 진공중에 배치되어도 되고, 로봇(1)의 전체가 대기중에 배치되어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 로봇(1)에 의해 반송되는 반송 대상물은 유기EL 디스플레이용의 기판(2)이지만, 로봇(1)에 의해 반송되는 반송 대상물은, 액정 디스플레이용의 유리 기판이어도 되고, 반도체 웨이퍼 등이어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 로봇(1)은 수평 다관절 로봇이지만, 본 발명의 구성이 적용되는 산업용 로봇은, 복수의 아암부로 이루어지는 아암을 갖는 용접 로봇 등의 수직 다관절 로봇이어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 아암(14)의 선단측에 핸드(13)가 회동 가능하게 연결되어 있지만, 아암(14)의 선단측에 엔드 이펙터 등의 핸드(13) 이외의 구성이 연결되어도 된다.

상술한 제3 발명의 형태에서는, 승강 기구(16)는, 브레이크(41, 42)에 2개의 브레이크를 구비하고 있고, 로봇(1)의 비상 정지 시에 브레이크(41)를 작동시킨 후, 브레이크(42)를 작동시켜서 모터(40)를 정지시키고 있다. 이 밖에도 예를 들어, 충방전부(80)에 축적되는 전하량이 많은 경우에는, 승강 기구(16)는 제동력이 큰 브레이크(42)만을 구비하고 있어도 된다. 이 경우에는, 로봇(1)의 비상 정지 시에 브레이크(42)를 바로 작동시켜서 모터(40)를 정지시키면 된다.

상술한 제3 발명의 형태(제4 발명의 형태도 동일)에서는, 아암(14)은 제1 아암부(23)와 제2 아암부(24)의 2개의 아암부에 의해 구성되어 있다. 이 밖에도 예를 들어, 아암(14)은 3개 이상의 아암부에 의해 구성되어도 된다. 이 경우에는, 예를 들어 3개 이상의 아암부를 회동시키기 위한 모터의 수는 아암부의 수와 동일하다. 즉, 이 경우에는, 예를 들어 3개 이상의 아암부 각각을 회동시키기 위한 아암부와 동일수의 모터가 설치되어 있다. 또한, 이 경우에는, 3개 이상의 아암부를 회동시키기 위한 모터가 2개 이상 설치되어 있는 것이라면, 모터의 수는 아암부의 수보다 적어도 된다. 즉, 3개 이상의 아암부를 회동시키기 위한 모터가 2개 이상 설치되어 있는 것이라면, 2개 또는 3개의 아암부를 함께 회동시키기 위한 모터가 설치되어 있어도 된다.

상술한 제3 발명의 형태에서는, 로봇(1)은 승강 기구(16)를 구비하고 있지만, 로봇(1)은 승강 기구(16)를 구비하고 있지 않아도 된다. 이 경우에도, 로봇(1)의 비상 정지 시에, CPU(79)는, 충방전부(80)로부터 공급되는 전력을 사용하여 모터 드라이버(71 내지 73)를 제어하면서 모터(31, 46, 47)를 정지시킨다.

1 : 로봇(산업용 로봇)
2 : 기판(유리 기판, 반송 대상물)
5 내지 10 : 챔버(프로세스 챔버, 수용부)
13 : 핸드
14 : 아암
15 : 본체부
19 : 교시 조작 단말기(가상 현재 위치 설정 수단)
23 : 제1 아암부(아암부)
24 : 제2 아암부(아암부)
26 : 관절부(제1 관절부)
27 : 관절부(제2 관절부)
28 : 카운터 웨이트
31 : 모터(아암용 모터, 제1 모터)
40 : 모터(승강용 모터)
41 : 브레이크(제1 브레이크)
42 : 브레이크(제2 브레이크)
45 : 내부 공간
46 : 모터(제1 모터, 아암용 모터, 제2 모터)
47 : 모터(제2 모터, 핸드용 모터)
48 : 감속기(제1 감속기)
49 : 감속기(제2 감속기)
70 : 제어부
71 : 모터 드라이버(제1 모터 드라이버)
72 : 모터 드라이버(제2 모터 드라이버)
73 : 모터 드라이버(핸드용 모터 드라이버)
74 : 모터 드라이버(승강용 모터 드라이버)
75 : 제3 아암부
76 : 조작 버튼(조작 부재)
77 : 관절부(제2 관절부)
78 : 관절부(제3 관절부)
79 : CPU(제어 실행부)
80 : 충방전부
81 : 전원
87 : 모터(제2 모터)
88 : 모터(제3 모터)
89 : 감속기(제2 감속기)
90 : 감속기(제3 감속기)
C2 : 회동 중심(아암에 대한 핸드의 회동 중심)
C1 : 회동 중심(본체부에 대한 아암의 회동 중심)
C2 : 회동 중심(제2 아암부에 대한 핸드의 회동 중심)
Z : 상하 방향

Claims (5)

1. 상대 회동 가능하게 연결되는 복수의 아암부로 이루어지는 아암과, 복수의 상기 아암부를 회동시키기 위한 복수의 모터와, 상기 아암의 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 본체부를 구비하는 산업용 로봇으로서,
   상기 산업용 로봇을 제어하는 제어부는, 상기 아암의 자세와 상기 아암의 동작 방향에 기초하여, 상기 본체부에 대한 상기 아암의 회동 중심을 원점으로 하는 원통 좌표계로 상기 산업용 로봇을 제어할지, 그렇지 않으면, 상기 아암의 상기 회동 중심을 원점으로 하는 직교 좌표계로 상기 산업용 로봇을 제어할지를 전환하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
2. 제1항에 있어서,
   상기 아암의 선단측에 회동 가능하게 연결되는 핸드와, 상기 핸드를 회동시키기 위한 핸드용 모터를 구비함과 함께, 상기 아암부로서, 그 기단부측이 상기 본체부에 회동 가능하게 연결되는 제1 아암부와, 상기 제1 아암부의 선단측에 그 기단부측이 회동 가능하게 연결됨과 함께 그 선단측에 상기 핸드가 회동 가능하게 연결되는 제2 아암부를 구비하고,
   상기 제어부는, 상기 핸드, 상기 제1 아암부 및 상기 제2 아암부의 회동의 축방향이 되는 상하 방향에서 보았을 때에 상기 아암의 상기 회동 중심을 통과하는 가상선 상을 상기 제2 아암부에 대한 상기 핸드의 회동 중심이 직선적으로 이동할 때, 상기 원통 좌표계로 상기 산업용 로봇을 제어하고, 상하 방향에서 보았을 때에 상기 가상선을 따르지 않는 위치에서 상기 핸드의 상기 회동 중심이 직선적으로 이동할 때, 상기 직교 좌표계로 상기 산업용 로봇을 제어하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 본체부에 대하여 상기 제1 아암부가 회동하지 않고, 또한, 상기 제1 아암부에 대하여 상기 제2 아암부가 회동하지 않는 상태에서, 상기 제2 아암부에 대하여 상기 핸드가 회동할 때, 상기 원통 좌표계로 상기 산업용 로봇을 제어하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 제1 아암부에 대하여 상기 제2 아암부가 회동하지 않고, 또한, 상기 제2 아암부에 대하여 상기 핸드가 회동하지 않는 상태에서, 상기 본체부에 대하여 상기 제1 아암부가 회동할 때, 상기 원통 좌표계로 상기 산업용 로봇을 제어하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
5. 상대 회동 가능하게 연결되는 복수의 아암부로 이루어지는 아암과, 복수의 상기 아암부를 회동시키기 위한 복수의 모터와, 상기 아암의 기단부측이 회동 가능하게 연결되는 본체부를 구비하는 산업용 로봇의 제어 방법으로서,
   상기 아암의 자세와 상기 아암의 동작 방향에 기초하여, 상기 본체부에 대한 상기 아암의 회동 중심을 원점으로 하는 원통 좌표계로 상기 산업용 로봇을 제어할지, 그렇지 않으면, 상기 아암의 상기 회동 중심을 원점으로 하는 직교 좌표계로 상기 산업용 로봇을 제어할지를 전환하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 제어 방법.

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