KR20190006996A

KR20190006996A - 산업용 로봇

Info

Publication number: KR20190006996A
Application number: KR1020187035542A
Authority: KR
Inventors: 다카유키 야자와; 요스케 다카세
Original assignee: 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
Priority date: 2016-07-28
Filing date: 2017-07-25
Publication date: 2019-01-21
Also published as: JP6829962B2; WO2018021268A1; CN109476015A; CN109476015B; JP2018015837A

Abstract

본건은, 산업용 로봇(1)은, 2개의 암(6, 7)의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 공통 암(8)을 구비하고 있고, 암(6, 7)과 공통 암(8)의 연결부인 관절부(16, 17)에는, 암(6, 7)의 기단측에 고정되는 회동축과, 회동축을 회동 가능하게 지지하는 베어링과, 회동축의 외주측에 배치되는 자성 유체 시일이 배치되어 있다. 공통 암(8)은, 본체부(9)에 연결되는 기단부(22)와, 베어링 및 자성 유체 시일을 보유 지지하는 2개의 선단부(23, 24)와, 선단부(23, 24)의 각각과 기단부(22)를 연결하는 2개의 연결부(25, 26)를 구비하고 있고, 기단부(22)와 선단부(23, 24)와 연결부(25, 26)는 별체로 형성되어 있다. 이에 의해, 산업용 로봇(1)은, 진공 챔버 내에서의 공통 암(8)의 취급이나 진공 챔버로의 공통 암(8)의 반입을 용이하게 행하는 것이 가능하게 된다.

Description

산업용 로봇

본 발명은 진공 중에서 반송 대상물을 반송하는 산업용 로봇에 관한 것이다.

종래, 진공 중에서, 액정 디스플레이용 유리 기판을 반송하는 산업용 로봇이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 산업용 로봇은 본체부와 공통 암과 2개의 암과 2개의 핸드를 구비하고 있다. 공통 암은, 대략 V 형상으로 형성되어 있다. 대략 V 형상으로 형성되는 공통 암의 중심 부분은, 본체부에 회동 가능하게 연결되어 있다. 또한, 대략 V 형상으로 형성되는 공통 암의 2개의 선단측의 각각에는, 2개의 암의 각각의 기단측이 회동 가능하게 연결되어 있다. 2개의 암의 각각의 선단측에는, 2개의 핸드의 각각이 회동 가능하게 연결되어 있다.

특허문헌 1에 기재된 산업용 로봇에서는, 2개의 핸드, 2개의 암 및 공통 암은, 내부가 진공으로 되어 있는 챔버(진공 챔버) 내에 배치되어 있다. 이 산업용 로봇의 경우, 연결된 상태의 2개의 암과 공통 암을 진공 챔버 내에 반입하는 것이 곤란하기 때문에, 연결되기 전의 2개의 암과 공통 암을 진공 챔버 내에 개별적으로 반입한 후, 진공 챔버 내에서, 2개의 암과 공통 암을 연결하고 있다.

일본 특허 공개 제2013-103330호 공보

근년, 산업용 로봇에 의해 반송되는 유리 기판 등의 반송 대상물은 대형화되고 있다. 반송 대상물의 대형화에 수반하여, 산업용 로봇을 대형화할 필요가 있고, 특허문헌 1에 기재된 산업용 로봇을 대형화하는 경우에는, 공통 암도 대형화할 필요가 있다. 그러나, 특허문헌 1에 기재된 산업용 로봇의 경우, 진공 챔버 내에서, 2개의 암과 공통 암을 연결하고 있기 때문에, 공통 암이 대형화되어 공통 암의 중량이 무거워지면, 암과 공통 암을 연결할 때, 진공 챔버 내에서 공통 암을 취급하기 어려워진다. 또한, 공통 암이 대형화되면, 진공 챔버에 공통 암을 반입하기 어려워진다.

그래서, 본 발명의 과제는, 2개의 암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 공통 암을 구비하는 산업용 로봇에 있어서, 공통 암이 대형화되어도, 진공 챔버 내에서의 공통 암의 취급, 및 진공 챔버로의 공통 암의 반입을 용이하게 행하는 것이 가능한 산업용 로봇을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 산업용 로봇은, 진공 중에서 반송 대상물을 반송하는 산업용 로봇에 있어서, 반송 대상물이 탑재되는 2개의 핸드와, 2개의 핸드의 각각이 선단측에 회동 가능하게 연결되는 2개의 암과, 2개의 암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 공통 암과, 공통 암이 회동 가능하게 연결되는 본체부를 구비하고, 2개의 암의 각각과 공통 암의 연결부인 2개의 관절부에는, 암의 기단측에 고정되는 회동축과, 회동축을 회동 가능하게 지지하는 베어링과, 회동축의 외주측에 배치되는 시일 부재가 배치되고, 공통 암은, 본체부에 연결되는 기단부와, 베어링 및 시일 부재를 보유 지지하는 2개의 선단부와, 2개의 선단부의 각각과 기단부를 연결하는 2개의 연결부를 구비하고, 기단부와 2개의 선단부와 2개의 연결부는 별체로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 산업용 로봇에서는, 공통 암은, 본체부에 연결되는 기단부와, 베어링 및 시일 부재를 보유 지지하는 2개의 선단부와, 2개의 선단부의 각각과 기단부를 연결하는 2개의 연결부를 구비하고 있고, 기단부와 2개의 선단부와 2개의 연결부가 별체로 형성되어 있다. 그 때문에, 본 발명에서는, 공통 암을, 기단부와 2개의 선단부와 2개의 연결부로 분해한 상태에서, 진공 챔버 내에 반입하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 발명에서는, 공통 암이 대형화되어도, 진공 챔버로 공통 암을 용이하게 반입하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에서는, 공통 암을, 기단부와 2개의 선단부와 2개의 연결부로 분해한 상태에서, 진공 챔버 내에 반입하는 것이 가능하게 되므로, 공통 암이 대형화되어 공통 암의 중량이 무거워져도, 공통 암 전체의 중량보다 가벼운 기단부와 선단부와 연결부를 진공 챔버 내에서 개별적으로 취급하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 진공 챔버 내에서 공통 암을 용이하게 취급하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에서는, 회동축을 회동 가능하게 지지하는 베어링과, 회동축의 외주측에 배치되는 시일 부재가 선단부에 보유 지지되어 있기 때문에, 회동축과 베어링과 시일 부재가 미리 내장된 선단부를 진공 챔버 내에 반입하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 발명에서는, 기단부와 2개의 선단부와 2개의 연결부로 분해한 상태에서 공통 암을 진공 챔버 내에 반입하는 경우라도, 진공 챔버 내에서의 공통 암의 조립 작업을 용이하게 행하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 예를 들어 관절부에는, 회동축을 출력축으로 하는 감속기가 배치되고, 감속기의 케이스체는 선단부에 고정되고, 베어링 및 시일 부재는 케이스체를 통하여 선단부에 보유 지지되어 있다. 이 경우에는, 감속기가 미리 내장된 선단부를 진공 챔버 내에 반입하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 관절부에 감속기가 배치되어 있어도, 진공 챔버 내에서의 공통 암의 조립 작업을 용이하게 행하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 산업용 로봇은, 회동축을 회동시키기 위해 관절부에 배치되는 풀리와, 선단부에 보유 지지되는 모터와, 모터의 출력축에 고정되는 구동측 풀리와, 풀리와 구동측 풀리의 사이에 걸쳐지는 벨트를 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 회동축, 베어링 및 시일 부재에 추가하여 모터 및 벨트 등이 미리 내장된 선단부를 진공 챔버 내에 반입하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 진공 챔버 내에서의 공통 암의 조립 작업을 보다 용이하게 행하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 연결부는 통형으로 형성되는 파이프인 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 연결부의 강성을 확보하면서, 연결부를 경량화하는 것이 가능하게 된다. 또한, 연결부를 경량화하는 것이 가능하게 되므로, 공통 암이 대형화되어도 공통 암의 중량을 경감하는 것이 가능하게 된다. 또한, 이와 같이 구성하면, 연결부의 비용을 저감하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 연결부의 양단에는, 연결부의 직경 방향의 외측으로 퍼지는 플랜지부가 형성되고, 연결부의 일단은, 나사에 의해 기단부에 고정되고, 연결부의 타단은, 나사에 의해 선단부에 고정되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 기단부와 선단부와 연결부를 나사에 의해 서로 고정함으로써, 공통 암을 조립할 수 있기 때문에, 진공 챔버 내에서의 공통 암의 조립 작업이 보다 용이해진다.

본 발명에 있어서, 예를 들어 공통 암은 중공형으로 형성되고, 공통 암의 내부는 대기압으로 되어 있다.

이상과 같이, 본 발명에서는 2개의 암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 공통 암을 구비하는 산업용 로봇에 있어서, 공통 암이 대형화되어도, 진공 챔버 내에서의 공통 암의 취급, 및 진공 챔버로의 공통 암의 반입을 용이하게 행하는 것이 가능하게 된다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 평면도이다.
도 2는, 도 1에 도시하는 산업용 로봇의 측면도이다.
도 3은, 도 2의 E부의 개략 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는, 도 2의 F부의 개략 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는, 도 3의 G부의 확대도이다.
도 6은, 도 4의 H부의 확대도이다.
도 7의 (A)는, 도 1에 도시하는 공통 암의 J부의 확대도이고, (B)는, 도 1에 도시하는 공통 암의 K부의 확대도이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

(산업용 로봇의 전체 구성)

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 산업용 로봇(1)의 평면도이다. 도 2는, 도 1에 도시하는 산업용 로봇(1)의 측면도이다. 도 3은, 도 2의 E부의 개략 구성을 설명하기 위한 단면도이다. 도 4는, 도 2의 F부의 개략 구성을 설명하기 위한 단면도이다.

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 로봇이다. 이 로봇(1)은, 특히 대형 기판(2)의 반송에 적합한 대형 로봇이다. 또한, 로봇(1)은 진공 중에서 기판(2)을 반송한다. 로봇(1)은, 기판(2)이 탑재되는 2개의 핸드(4, 5)와, 2개의 핸드(4, 5)의 각각이 선단측으로 회동 가능하게 연결되는 2개의 암(6, 7)과, 2개의 암(6, 7)의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 공통 암(8)과, 공통 암(8)이 회동 가능하게 연결되는 본체부(9)를 구비하고 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 핸드(4)는, 암(6)의 선단측에 회동 가능하게 연결되어 있다. 핸드(5)는, 암(7)의 선단측에 회동 가능하게 연결되어 있다. 핸드(4)는, 핸드(5)보다 하측에 배치되어 있다. 암(6)은, 핸드(4)보다 하측에 배치되어 있다. 암(7)은, 핸드(5)보다 상측에 배치되어 있다. 공통 암(8)은, 암(6)보다 하측에 배치되어 있다. 또한, 공통 암(8)은, 본체부(9)보다 상측에 배치되어 있다.

본체부(9)는, 상하 방향을 회동의 축 방향으로 하여 공통 암(8)을 회동시키는 회동축(도시 생략)과, 이 회동축을 회동시키는 회동 기구(도시 생략)와, 이 회동 기구와 함께 공통 암(8)을 승강시키는 승강 기구(도시 생략)와, 회동 기구나 승강 기구가 수용되는 케이스체를 구비하고 있다. 이 케이스체는, 바닥이 있는 원통형으로 형성되는 케이스 본체(11)와, 케이스 본체(11)의 상단의 개구를 덮는 덮개(12)로 구성되어 있다. 덮개(12)의 중심에는, 공통 암(8)을 회동시키는 회동축이 배치되는 관통 구멍이 형성되어 있다. 또한, 덮개(12)에는, 케이스 본체(11)의 직경 방향의 외측으로 퍼지는 플랜지부(12a)가 형성되어 있다.

상술한 바와 같이, 로봇(1)은, 진공 중에서 기판(2)을 반송하기 위한 로봇이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 로봇(1)의, 플랜지부(12a)의 하면보다 상측의 부분은, 진공 챔버(13) 내에 배치되어 있다. 즉, 로봇(1)의, 플랜지부(12a)의 하면보다 상측의 부분은, 진공 영역(VR) 중(진공 중)에 배치되어 있다. 한편, 로봇(1)의, 플랜지부(12a)의 하면보다 하측의 부분은, 대기 영역(AR) 중(대기 중)에 배치되어 있다.

핸드(4, 5)는, 기판(2)이 탑재되는 복수의 포크부(15)를 구비하고 있다. 암(6, 7)은, 상하 방향에서 보았을 때의 형상이 가늘고 긴 타원 형상으로 됨과 함께 상하 방향의 두께가 얇은 블록형으로 형성되어 있다. 암(6)의 길이와 암(7)의 길이는 동등하게 되어 있다. 또한, 암(6, 7)은 중공형으로 형성되어 있다. 중공형으로 형성되는 암(6, 7)의 내부는 진공으로 되어 있다. 공통 암(8)은, 대략 V 형상으로 형성되어 있다. 대략 V 형상으로 형성되는 공통 암(8)의 중심 부분은, 본체부(9)에 회동 가능하게 연결되어 있다. 또한, 대략 V 형상으로 형성되는 공통 암(8)의 한쪽 선단측에 암(6)이 회동 가능하게 연결되고, 공통 암(8)의 다른 쪽 선단측에 암(7)이 회동 가능하게 연결되어 있다.

암(6)과 공통 암(8)의 연결부는 관절부(16)로 되어 있다. 암(7)과 공통 암(8)의 연결부는 관절부(17)로 되어 있다. 또한, 로봇(1)은, 암(6)에 대하여 핸드(4)를 회동시킴과 함께 공통 암(8)에 대하여 암(6)을 회동시키는 구동 기구(18)(도 3 참조)와, 암(7)에 대하여 핸드(5)를 회동시킴과 함께 공통 암(8)에 대하여 암(7)을 회동시키는 구동 기구(19)(도 4 참조)를 구비하고 있다. 이하, 공통 암(8)의 구체적인 구성 및 구동 기구(18, 19)의 구성에 대하여 설명한다.

(공통 암 및 구동 기구의 구성)

도 5는, 도 3의 G부의 확대도이다. 도 6은, 도 4의 H부의 확대도이다. 도 7의 (A)는, 도 1에 도시하는 공통 암(8)의 J부의 확대도이고, 도 7의 (B)는, 도 1에 도시하는 공통 암(8)의 K부의 확대도이다.

공통 암(8)은, 본체부(9)에 연결되는 기단부(22)와, 암(6, 7)의 기단측의 각각이 연결되는 2개의 선단부(23, 24)와, 2개의 선단부(23, 24)의 각각과 기단부(22)를 연결하는 2개의 연결부(25, 26)를 구비하고 있다. 본 형태에서는, 기단부(22)와 2개의 선단부(23, 24)와 2개의 연결부(25, 26)에 의해 공통 암(8)이 구성되어 있다. 선단부(23)에는 암(6)의 기단측이 연결되고, 선단부(24)에는 암(7)의 기단측이 연결되어 있다. 연결부(25)는 기단부(22)와 선단부(23)를 연결하고, 연결부(26)는 기단부(22)와 선단부(24)를 연결하고 있다.

기단부(22)와 2개의 선단부(23, 24)와 2개의 연결부(25, 26)는 별체로 형성되어 있고, 기단부(22)와 2개의 선단부(23, 24)와 2개의 연결부(25, 26)가 고정되어 일체화됨으로써 공통 암(8)이 구성되어 있다. 기단부(22)와 선단부(23, 24)와 연결부(25, 26)는 알루미늄 합금으로 형성되어 있다. 또한, 기단부(22)와 선단부(23, 24)와 연결부(25, 26)는 중공형으로 형성되어 있다. 즉, 공통 암(8)은 중공형으로 형성되어 있다. 공통 암(8)의 내부는 대기압으로 되어 있다. 또한, 기단부(22), 선단부(23, 24) 및 연결부(25, 26)는 스테인리스강으로 형성되어 있어도 된다.

기단부(22)는, 상하 방향에서 보았을 때의 형상이 대략 오각 형상으로 되는 블록형으로 형성되어 있고, 도 7의 (A)에 도시하는 바와 같이, 기단부(22)의 측면은, 원호형의 곡면부를 통하여 일단끼리 연결되는 2개의 제1 측면(22a)과, 2개의 제1 측면(22a)의 각각의 타단에 일단이 연결되는 2개의 제2 측면(22b)과, 2개의 제2 측면(22b)의 타단끼리를 연결하는 제3 측면(22c)으로 구성되어 있다. 기단부(22)의 하면의 중심에는, 본체부(9)의 회동축의 상단이 고정되어 있다.

선단부(23, 24)는, 상하 방향에서 보았을 때의 형상이 대략 직사각형으로 되는 블록형으로 형성되어 있다. 선단부(23)의 상면에는, 구동 기구(18)를 구성하는 후술하는 감속기(31)의 일부분이 배치되는 개구부가 형성되고, 선단부(24)의 상면에는, 구동 기구(19)를 구성하는 후술하는 감속기(31)의 일부분이 배치되는 개구부가 형성되어 있다. 연결부(25, 26)는 통형으로 형성되는 파이프이다. 본 형태의 연결부(25, 26)는 가늘고 긴 원통형으로 형성되어 있다. 연결부(25, 26)의 길이는, 예를 들어 4m로 되어 있다. 연결부(25)와 연결부(26)는 동일 형상으로 형성되어 있다. 연결부(25, 26)의 양단에는, 직경 방향의 외측으로 퍼지는 플랜지부(25a, 26a)가 형성되어 있다. 또한, 연결부(25, 26)는 사각통형 등의 다각통형으로 형성되어 있어도 되고, 타원통형 등으로 형성되어 있어도 된다.

연결부(25)의 일단은 기단부(22)에 나사(도시 생략)에 의해 고정되고, 연결부(25)의 타단은 선단부(23)에 나사(도시 생략)에 의해 고정되어 있다. 연결부(26)의 일단은 기단부(22)에 나사(도시 생략)에 의해 고정되고, 연결부(26)의 타단은 선단부(24)에 나사(도시 생략)에 의해 고정되어 있다. 즉, 연결부(25, 26)의 양단에 형성되는 플랜지부(25a, 26a)는, 기단부(22) 및 선단부(23, 24)에 고정되어 있다.

연결부(25, 26)의 일단에 형성되는 플랜지부(25a, 26a)는, 기단부(22)의 제2 측면(22b)에 맞닿아 있다. 그 때문에, 연결부(25)와 연결부(26)가 이루는 각도는, 2개의 제2 측면(22b)이 이루는 각도에 의해 규정되어 있다. 제2 측면(22b)에는, 원통형으로 형성되는 연결부(25, 26)의 내부에 통하는 개구부가 형성되어 있다. 연결부(25, 26)의 타단에 형성되는 플랜지부(25a, 26a)는, 선단부(23, 24)의 하나의 측면에 맞닿아 있다. 플랜지부(25a, 26a)가 맞닿는 선단부(23, 24)의 하나의 측면에는, 연결부(25, 26)의 내부에 통하는 개구부가 형성되어 있다.

구동 기구(18)는, 암(6)에 대하여 핸드(4)를 회동시킴과 함께 공통 암(8)에 대하여 암(6)을 회동시키는 모터(30)와, 모터(30)에 연결되는 감속기(31)를 구비하고 있다. 감속기(31)는, 감속기(31)의 출력축으로 되는 회동축(32)과, 회동축(32)을 회동 가능하게 지지하는 베어링(33)과, 회동축(32)의 외주측에 배치되는 시일 부재로서의 자성 유체 시일(34)을 구비하고 있다. 또한, 구동 기구(18)는, 회동축(32)을 회동시키기 위해 감속기(31)의 입력축(35)에 고정되는 풀리(36)와, 암(6)의 기단측의 내부에 배치되는 풀리(37)와, 암(6)의 선단측의 내부에 배치되는 풀리(38)를 구비하고 있다. 감속기(31)는 관절부(16)에 배치되어 있다. 즉, 회동축(32), 베어링(33) 및 자성 유체 시일(34)은 관절부(16)에 배치되어 있다. 또한, 풀리(36, 37)도 관절부(16)에 배치되어 있다.

감속기(31)는 중공 파동 톱니바퀴 장치이다. 이 감속기(31)는, 상술한 회동축(32), 베어링(33) 및 자성 유체 시일(34)에 추가하여, 강성 내치 기어(41)와, 가요성 외치 기어(42)와, 입력축(35)의 외주측에 설치되는 웨이브 베어링(43)을 구비하고 있다. 또한, 감속기(31)는, 베어링(33) 및 자성 유체 시일(34)을 보유 지지하는 케이스체(44)를 구비하고 있다. 케이스체(44)는, 전체로서 대략 원통형으로 형성되어 있다. 케이스체(44)의 상단측 부분은, 선단부(23)의 상면 부분에 고정되어 있고, 케이스체(44)는, 선단부(23)에 보유 지지되어 있다. 즉, 베어링(33) 및 자성 유체 시일(34)은, 케이스체(44)를 통하여 선단부(23)에 보유 지지되어 있다. 또한, 감속기(31)의, 케이스체(44)의 상단측 부분과 회동축(32)의 상단측 부분을 제외한 부분은, 선단부(23)의 내부에 배치되어 있다.

베어링(33)은 크로스 롤러 베어링이다. 베어링(33)의 외륜은 케이스체(44)의 상단측 부분에 고정되어 있다. 베어링(33)의 내륜은 회동축(32)에 고정되어 있다. 회동축(32)은 자성 재료로 형성되어 있다. 또한, 회동축(32)은 중공형으로 형성되어 있다. 회동축(32)의 상단측에는, 회동축(32)의 내주측을 막는 덮개(45)가 고정되어 있다. 회동축(32)은 암(6)의 기단측에 고정되어 있다. 구체적으로는, 회동축(32)의 상단이 암(6)의 기단측의 하면부에 고정되어 있다. 회동축(32)의 상단부면은, 암(6)의 기단측의 하면에 접촉되어 있다.

자성 유체 시일(34)은, 복수의 자석과, 복수의 자석의 각각을 상하 방향에서 집듯이 배치되는 원환형의 폴 피스와, 폴 피스의 내주면과 회동축(32)의 외주면의 사이에 보유 지지되는 자성 유체를 구비하고 있다. 자성 유체 시일(34)의 자석 및 폴 피스는, 케이스체(44)의 상단측 부분의 내주면에 고정되어 있다. 자성 유체 시일(34)은, 베어링(33)의 상측에 배치되어 있다. 또한, 자성 유체 시일(34)은, 암(6)의 상면보다 상측에 배치되어 있다.

입력축(35)은 중공형으로 형성되어 있다. 입력축(35)은, 베어링을 통하여 케이스체(44)의 하단측 부분에 회전 가능하게 지지되어 있다. 입력축(35)에는, 상하 방향에서 보았을 때의 외주면의 형상이 타원형 형상으로 되는 타원부가 형성되어 있다. 강성 내치 기어(41)는, 케이스체(44)의 하단측 부분에 고정되어 있다. 강성 내치 기어(41)의 내주면에는 내치가 형성되어 있다. 가요성 외치 기어(42)의 상단측 부분은, 회동축(32)의 하단에 고정되어 있다. 가요성 외치 기어(42)의 하단측 부분의 외주면에는, 강성 내치 기어(41)의 내치와 맞물리는 외치가 형성되어 있다. 가요성 외치 기어(42)는, 입력축(35)에 대하여 상대 회전 가능하게 되어 있다.

웨이브 베어링(43)은, 가요성 내륜 및 외륜을 구비한 볼 베어링이다. 이 웨이브 베어링(43)은, 입력축(35)의 타원부의 외주면을 따라 배치되어 있고, 타원형으로 휘어 있다. 가요성 외치 기어(42)의, 외치가 형성되는 하단측 부분은, 웨이브 베어링(43)을 둘러싸도록 웨이브 베어링(43)의 외주측에 배치되어 있고, 이 부분은 타원형으로 휘어 있다. 가요성 외치 기어(42)의 외치는, 타원형으로 휘는 가요성 외치 기어(42)의 하단측 부분의 장축 방향의 2개소에서, 강성 내치 기어(41)의 내치와 맞물려 있다.

모터(30)는 선단부(23)에 고정되어 있고, 선단부(23)에 보유 지지되어 있다. 또한, 모터(30)는 선단부(23)의 내부에 배치됨과 함께, 감속기(31)보다 연결부(25)측에 배치되어 있다. 모터(30)의 출력축에는, 구동측 풀리로서의 풀리(46)가 고정되어 있다. 풀리(36)는 입력축(35)의 하단에 고정되어 있다. 풀리(36)와 풀리(46)에 벨트(47)가 걸쳐져 있다. 벨트(47)는 고무제 벨트이다. 풀리(36, 46) 및 벨트(47)는 선단부(23)의 내부에 배치되어 있다.

암(6)의 기단측의 내부에는, 풀리(37)를 회동 가능하게 지지하는 지지축(50)이 고정되어 있다. 지지축(50)은, 하단에 플랜지부(50a)를 갖는 플랜지 구비 원통형으로 형성되어 있고, 플랜지부(50a)가 암(6)의 기단측의 하면부에 고정되어 있다. 즉, 지지축(50)은 암(6)의 하면부로부터 상승되어 있다. 또한, 지지축(50)은, 지지축(50)의 축심과 회동축(32)의 축심이 일치하도록 고정되어 있다. 본 형태에서는, 공통의 나사(51)에 의해, 회동축(32)과 지지축(50)이 암(6)의 기단측의 하면부에 고정되어 있다.

풀리(37)는, 베어링을 통하여 지지축(50)에 회동 가능하게 지지되어 있다. 또한, 풀리(37)는, 고정 부재(53)를 통하여 선단부(23)에 고정되어 있다. 즉, 풀리(37)는, 고정 부재(53)를 통하여 공통 암(8)의 한쪽 선단측에 고정되어 있다. 고정 부재(53)는, 공통 암(8)의 한쪽 선단에 고정되는 측면부(53a)와, 측면부(53a)의 상단에 고정되는 상면부(53b)로 구성되어 있다. 상면부(53b)는, 암(6)의 기단측 부분의 상측에 배치되어 있다. 암(6)의 기단측의 상면 부분에는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 풀리(37)의 상단측 부분이 배치되는 개구부(6a)가 형성되어 있다. 풀리(37)의 상단은 상면부(53b)에 고정되어 있다. 풀리(37)의 상단부면은, 상면부(53b)의 하면에 접촉되어 있다.

암(6)의 선단측의 내부에는, 풀리(38)를 회동 가능하게 지지하는 지지축(58)이 고정되어 있다. 지지축(58)은, 암(6)의 선단측의 하면부로부터 상승되어 있다. 풀리(38)는, 베어링을 통하여 지지축(58)에 회동 가능하게 지지되어 있다. 또한, 풀리(38)의 상단에는, 핸드(4)의 기단측이 고정되어 있다. 풀리(37)와 풀리(38)에는 벨트(60)가 걸쳐져 있다. 본 형태에서는 상하 방향에서 겹치도록 배치되는 2개의 벨트(60)가 풀리(37)와 풀리(38)에 걸쳐져 있다. 벨트(60)는 강판제 스틸 벨트이다. 벨트(60)는, 도시를 생략하는 나사에 의해, 풀리(37, 38)에 고정되어 있다.

구동 기구(19)는, 구동 기구(18)와 거의 마찬가지로 구성되어 있다. 따라서, 이하의 구동 기구(19)의 설명에서는, 주로, 구동 기구(18)와 구동 기구(19)의 상위점을 설명한다. 구동 기구(19)는, 암(7)에 대하여 핸드(5)를 회동시킴과 함께 공통 암(8)에 대하여 암(7)을 회동시키는 모터(30)와, 모터(30)에 연결되는 감속기(31)를 구비하고 있다. 또한, 구동 기구(19)는, 감속기(31)의 입력축(35)에 고정되는 풀리(36)와, 암(7)의 기단측의 내부에 배치되는 풀리(37)와, 암(7)의 선단측의 내부에 배치되는 풀리(78)를 구비하고 있다.

구동 기구(19)의 감속기(31)는 관절부(17)에 배치되어 있고, 회동축(32), 베어링(33) 및 자성 유체 시일(34)은 관절부(17)에 배치되어 있다. 또한, 구동 기구(19)의 풀리(36, 37)도 관절부(17)에 배치되어 있다. 구동 기구(19)에서는, 감속기(31)의 케이스체(44)의 상단측 부분은, 선단부(24)의 상면 부분에 고정되어 있고, 케이스체(44)는, 선단부(24)에 보유 지지되어 있다. 즉, 베어링(33) 및 자성 유체 시일(34)은, 케이스체(44)를 통하여 선단부(24)에 보유 지지되어 있다. 또한, 구동 기구(19)에서는, 감속기(31)의, 케이스체(44)의 상단측 부분과 회동축(32)의 상단측 부분을 제외한 부분은, 선단부(24)의 내부에 배치되어 있다. 또한, 자성 유체 시일(34)은, 암(7)의 상면보다 상측에 배치되어 있다.

구동 기구(19)에서는, 회동축(32)의 상단에, 중공형으로 형성되는 제2 회동축(79)의 하단이 고정되어 있다. 제2 회동축(79)은, 회동축(32)의 축심과 제2 회동축(79)의 축심이 일치하도록 회동축(32)에 고정되어 있다. 제2 회동축(79)의 상단은, 암(7)의 기단측의 하면부에 고정되어 있다. 즉, 회동축(32)은, 제2 회동축(79)을 통하여, 암(7)의 기단측에 고정되어 있다. 제2 회동축(79)의 상단부면은, 암(7)의 기단측의 하면에 접촉되어 있다. 또한, 회동축(32)과 제2 회동축(79)은 일체로 형성되어 있어도 된다.

또한, 구동 기구(19)에서는, 모터(30)는 선단부(24)에 고정되어 있고, 선단부(24)에 보유 지지되어 있다. 모터(30)는, 선단부(24)의 내부에 배치됨과 함께, 감속기(31)보다 연결부(26)측에 배치되어 있다. 또한, 구동 기구(19)에서는, 풀리(36, 46) 및 벨트(47)는 선단부(24)의 내부에 배치되어 있다.

암(7)의 기단측의 내부에는, 풀리(37)를 회동 가능하게 지지하는 지지축(50)이 고정되어 있다. 구체적으로는, 지지축(50)의 플랜지부(50a)가 암(7)의 기단측의 하면부에 고정되어 있다. 또한, 지지축(50)은, 지지축(50)의 축심과 제2 회동축(79)의 축심과 회동축(32)의 축심이 일치하도록 고정되어 있다. 본 형태에서는, 공통의 나사(51)에 의해, 제2 회동축(79)과 지지축(50)이 암(7)의 기단측의 하면부에 고정되어 있다.

암(7)의 기단측의 내부에 배치되는 풀리(37)는, 고정 부재(83)를 통하여 선단부(24)에 고정되어 있다. 즉, 이 풀리(37)는, 고정 부재(83)를 통하여 공통 암(8)의 다른 쪽 선단측에 고정되어 있다. 고정 부재(83)는, 공통 암(8)의 다른 쪽 선단에 고정되는 측면부(83a)와, 측면부(83a)의 상단에 고정되는 상면부(83b)로 구성되어 있다. 상면부(83b)는, 암(7)의 기단측 부분의 상측에 배치되어 있다. 암(7)의 기단측의 상면 부분에는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 풀리(37)의 상단측 부분이 배치되는 개구부(7a)가 형성되어 있다. 풀리(37)의 상단은, 상면부(83b)에 고정되어 있다. 풀리(37)의 상단부면은, 상면부(83b)의 하면에 접촉되어 있다.

암(7)의 선단측의 내부에는, 풀리(78)를 회동 가능하게 지지하는 원통형 지지축부(7b)가 형성되어 있다. 지지축부(7b)는, 암(7)의 선단측 하면부로부터 상승되어 있다. 풀리(78)는, 베어링을 통하여 지지축부(7b)에 회동 가능하게 지지되어 있다. 또한, 풀리(78)의 하단에는, 핸드(5)의 기단측이 고정되어 있다. 풀리(37)와 풀리(78)에는, 상하 방향에서 겹치도록 배치되는 2개의 벨트(60)가 걸쳐져 있다. 벨트(60)는, 도시를 생략하는 나사에 의해, 풀리(37, 78)에 고정되어 있다.

(본 형태의 주된 효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 형태에서는 본체부(9)에 연결되는 기단부(22)와, 암(6, 7)의 기단측의 각각이 연결되는 2개의 선단부(23, 24)와, 2개의 선단부(23, 24)의 각각과 기단부(22)를 연결하는 2개의 연결부(25, 26)에 의해 공통 암(8)이 구성되어 있고, 기단부(22)와 선단부(23, 24)와 연결부(25, 26)가 별체로 형성되어 있다. 그 때문에, 본 형태에서는, 공통 암(8)을, 기단부(22)와 선단부(23, 24)와 연결부(25, 26)로 분해한 상태에서, 진공 챔버(13) 내에 반입하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 형태에서는, 공통 암(8)이 대형화되어도, 진공 챔버(13)로 공통 암(8)을 용이하게 반입하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 형태에서는, 공통 암(8)을, 기단부(22)와 선단부(23, 24)와 연결부(25, 26)를 분해한 상태에서, 진공 챔버(13) 내에 반입하는 것이 가능하게 되므로, 공통 암(8)이 대형화되어 공통 암(8)의 중량이 무거워져도, 공통 암(8)의 전체 중량보다 가벼운 기단부(22)와 선단부(23, 24)와 연결부(25, 26)를 진공 챔버(13) 내에서 개별적으로 취급하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 형태에서는 진공 챔버(13) 내에서 공통 암(8)을 용이하게 취급하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 형태에서는 기단부(22)와 선단부(23, 24)와 연결부(25, 26)가 별체로 형성되어 있기 때문에, 공통 암(8)이 일체로 형성되어 있는 경우와 비교하여, 대형화된 공통 암(8)을 용이하게 제조하는 것이 가능하게 된다. 또한, 기단부(22)와 선단부(23, 24)와 연결부(25, 26)가 별체로 형성되어 있기 때문에, 연결부(25, 26)의 길이를 변경함으로써, 공통의 기단부(22)와 선단부(23, 24)를 사용하면서, 공통 암(8)의 크기를 변경하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 형태에서는, 기단부(22) 및 선단부(23, 24)의 범용성을 높이는 것이 가능하게 된다. 또한, 기단부(22)의 2개의 제2 측면(22b)이 이루는 각도를 변경함으로써, 공통의 선단부(23, 24)와 연결부(25, 26)를 사용하면서, 연결부(25)와 연결부(26)가 이루는 각도를 변경하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 형태에서는 선단부(23, 24) 및 연결부(25, 26)의 범용성을 높이는 것이 가능하게 된다.

본 형태에서는, 관절부(16, 17)에 배치되는 감속기(31)가 선단부(23, 24)에 보유 지지되어 있다. 즉, 본 형태에서는, 선단부(23, 24)가 유닛화되어 있고, 감속기(31)가 미리 내장된 선단부(23, 24)를 진공 챔버(13) 내에 반입하는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, 본 형태에서는, 기단부(22)와 선단부(23, 24)와 연결부(25, 26)로 분해된 상태에서 공통 암(8)이 진공 챔버(13) 내에 반입되어도, 진공 챔버(13) 내에서 공통 암(8)을 용이하게 조립하는 것이 가능하게 된다.

특히 본 형태에서는, 감속기(31)에 추가하여 모터(30)도 선단부(23, 24)에 보유 지지되어 있기 때문에, 선단부(23, 24)가 보다 유닛화되어 있고, 감속기(31), 모터(30), 풀리(36, 46) 및 벨트(47)가 미리 내장된 선단부(23, 24)를 진공 챔버(13) 내에 반입하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 형태에서는, 기단부(22)와 선단부(23, 24)와 연결부(25, 26)로 분해된 상태에서 공통 암(8)이 진공 챔버(13) 내에 반입되어도, 진공 챔버(13) 내에서 공통 암(8)을 보다 용이하게 조립하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 형태에서는, 연결부(25, 26)의 일단은, 기단부(22)에 나사에 의해 고정되고, 연결부(25, 26)의 타단은, 선단부(23, 24)에 의해 고정되어 있기 때문에, 기단부(22)와 선단부(23, 24)와 연결부(25, 26)를 나사에 의해 서로 고정함으로써, 공통 암(8)을 조립할 수 있다. 따라서, 본 형태에서는, 기단부(22)와 선단부(23, 24)와 연결부(25, 26)로 분해된 상태에서 공통 암(8)이 진공 챔버(13) 내에 반입되어도, 진공 챔버(13) 내에서 공통 암(8)을 보다 용이하게 조립하는 것이 가능하게 된다.

본 형태에서는, 기단부(22)와 선단부(23, 24)와 연결부(25, 26)가 나사에 의해 고정되어 있기 때문에, 공통 암(8)을 용이하게 분해하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 형태에서는, 공통 암(8)의 일부가 손상되었을 때, 공통 암(8)을 분해하여, 예를 들어 기단부(22), 선단부(23, 24) 및 연결부(25, 26) 중 어느 것을 교환하는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, 본 형태에서는, 공통 암(8)의 일부가 손상되었을 때 공통 암(8)의 전체를 교환하는 경우와 비교하여, 공통 암(8)의 일부가 손상되었을 때 발생하는 비용을 저감하는 것이 가능하게 된다.

본 형태에서는 연결부(25, 26)는 원통형으로 형성되는 파이프이다. 그 때문에, 본 형태에서는 연결부(25, 26)의 강성을 확보하면서, 연결부(25, 26)를 경량화하는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 형태에서는 연결부(25, 26)를 경량화하는 것이 가능하게 되므로, 공통 암(8)이 대형화되어도 공통 암(8)의 중량을 경감하는 것이 가능하게 된다. 또한, 연결부(25, 26)가 파이프이기 때문에, 연결부(25, 26)의 비용을 저감하는 것이 가능하게 된다.

(다른 실시 형태)

상술한 형태는, 본 발명의 적합한 형태의 일례이기는 하지만, 이것에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에 있어서 여러 가지 변형 실시가 가능하다.

상술한 형태에 있어서, 관절부(16, 17)에 감속기(31)가 배치되어 있지 않아도 된다. 이 경우에는, 예를 들어 암(6, 7)의 기단측에 고정되는 회동축과, 이 회동축의 하단측에 고정되는 풀리와, 회동축을 회전 가능하게 지지하는 베어링과, 회동축의 외주측에 배치되는 자성 유체 시일이 관절부(16, 17)에 배치되어 있다. 또한, 이 경우에는 베어링과 자성 유체 시일이 선단부(23, 24)에 직접 혹은 소정의 부재를 통하여 보유 지지되어 있다.

이 경우라도, 회동축과 베어링과 자성 유체 시일이 미리 내장된 선단부(23, 24)를 진공 챔버(13) 내에 반입하는 것이 가능하게 되므로, 기단부(22)와 선단부(23, 24)와 연결부(25, 26)로 분해된 상태에서 공통 암(8)이 진공 챔버(13) 내에 반입되어도, 진공 챔버(13) 내에서 공통 암(8)을 용이하게 조립하는 것이 가능하게 된다.

상술한 형태에서는, 모터(30)는 선단부(23, 24)에 보유 지지되어 있지만, 모터(30)는 연결부(25, 26)에 보유 지지되어 있어도 된다. 이 경우에는, 모터(30)는, 예를 들어 연결부(25, 26)의 내부에 배치되어 있다. 또한, 모터(30)는, 본체부(9)에 보유 지지되어, 케이스 본체(11)의 내부에 배치되어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 연결부(25, 26)는, 나사에 의해 기단부(22)와 선단부(23, 24)에 고정되어 있지만, 연결부(25, 26)는, 나사 이외의 체결 수단에 의해 기단부(22)와 선단부(23, 24)에 고정되어도 된다. 예를 들어, 연결부(25, 26)는, 용접에 의해 기단부(22)와 선단부(23, 24)에 고정되어도 된다.

상술한 형태에서는, 공통 암(8)은 대략 V 형상으로 형성되어 있지만, 공통 암(8)은 직선형으로 형성되어 있어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 연결부(25, 26)는 통형으로 형성된 파이프이지만, 연결부(25, 26)는 파이프 이외의 중공형 부재여도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 회동축(32)의 외주측에 자성 유체 시일(34)이 배치되어 있지만, O링 등의, 자성 유체 시일(34) 이외의 시일 부재가 회동축(32)의 외주측에 배치되어 있어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 감속기(31)는 중공 파동 톱니바퀴 장치이지만, 감속기(31)는 편심 요동형 감속기(RV 감속기) 등의, 중공 파동 톱니바퀴 장치 이외의 감속기여도 된다.

상술한 형태에 있어서, 암(6, 7)은 상대 회동 가능하게 연결되는 2개의 암부에 의해 구성되어 있어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 로봇(1)에 의해 반송되는 반송 대상물은, 액정 디스플레이용 유리 기판이지만, 로봇(1)에 의해 반송되는 반송 대상물은, 유기 EL(유기 일렉트로루미네센스) 디스플레이용 유리 기판이어도 되고, 반도체 웨이퍼 등이어도 된다.

1: 로봇(산업용 로봇)
2: 기판(유리 기판, 반송 대상물)
4, 5: 핸드
6, 7: 암
8: 공통 암
9: 본체부
16, 17: 관절부
22: 기단부
23, 24: 선단부
25, 26: 연결부
25a, 26a: 플랜지부
30: 모터
31: 감속기
32: 회동축
33: 베어링
34: 자성 유체 시일(시일 부재)
36: 풀리
44: 케이스체
46: 풀리(구동측 풀리)
47: 벨트

Claims

진공 중에서 반송 대상물을 반송하는 산업용 로봇에 있어서,
상기 반송 대상물이 탑재되는 2개의 핸드와, 2개의 상기 핸드의 각각이 선단측에 회동 가능하게 연결되는 2개의 암과, 2개의 상기 암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 공통 암과, 상기 공통 암이 회동 가능하게 연결되는 본체부를 구비하고,
2개의 상기 암의 각각과 상기 공통 암의 연결부인 2개의 관절부에는, 상기 암의 기단측에 고정되는 회동축과, 상기 회동축을 회동 가능하게 지지하는 베어링과, 상기 회동축의 외주측에 배치되는 시일 부재가 배치되고,
상기 공통 암은, 상기 본체부에 연결되는 기단부와, 상기 베어링 및 상기 시일 부재를 보유 지지하는 2개의 선단부와, 2개의 상기 선단부의 각각과 상기 기단부를 연결하는 2개의 연결부를 구비하고,
상기 기단부와 2개의 상기 선단부와 2개의 상기 연결부는 별체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제1항에 있어서, 상기 관절부에는, 상기 회동축을 출력축으로 하는 감속기가 배치되고,
상기 감속기의 케이스체는, 상기 선단부에 고정되고,
상기 베어링 및 상기 시일 부재는, 상기 케이스체를 통하여 상기 선단부에 보유 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 회동축을 회동시키기 위해 상기 관절부에 배치되는 풀리와, 상기 선단부에 보유 지지되는 모터와, 상기 모터의 출력축에 고정되는 구동측 풀리와, 상기 풀리와 상기 구동측 풀리의 사이에 걸쳐지는 벨트를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결부는 통형으로 형성되는 파이프인 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제4항에 있어서, 상기 연결부의 양단에는, 상기 연결부의 직경 방향의 외측으로 퍼지는 플랜지부가 형성되고,
상기 연결부의 일단은, 나사에 의해 상기 기단부에 고정되고, 상기 연결부의 타단은, 나사에 의해 상기 선단부에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공통 암은 중공형으로 형성되고,
상기 공통 암의 내부는 대기압으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.