KR20210010331A - 산업용 로봇 및 산업용 로봇의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

핸드에 탑재되어 진공 중에서 반송되는 반송 대상물의 온도가 보다 높아져도, 반송 대상물의 목표 도달 위치로부터의 어긋남을 억제하여 반송 대상물의 반송 정밀도를 확보하는 것이 가능한 산업용 로봇을 제공한다. 이 산업용 로봇(1)은, 복수의 암부(20, 21)을 가짐과 함께 핸드(3)가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 암(4)과, 암(4)이 회동 가능하게 연결되는 본체부(5)와, 본체부(5)에 대해 암(4)을 신축시키는 암 구동 기구와, 암부(20, 21)의 각각의 온도를 검지하는 온도 센서(43, 44)를 구비하고 있다. 핸드(3) 및 암(4)은, 진공 중에 배치되고, 암(4)의 내부는, 대기압으로 되어 있고, 온도 센서(43, 44)는, 암부(20, 21)의 각각의 내부의 중심부에 배치되어 있다. 산업용 로봇(1)에서는, 암(4)의 신축 동작 시에, 온도 센서(43, 44)의 검지 결과에 기초하여 암 구동 기구를 제어하여 암(4)의 신축량을 조정한다.

Description

산업용 로봇 및 산업용 로봇의 제어 방법{INDUSTRIAL ROBOT AND CONTROL METHOD OF INDUSTRIAL ROBOT}

본 발명은 진공 중에서 반송 대상물을 반송하는 산업용 로봇에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 산업용 로봇의 제어 방법에 관한 것이다.

종래, 진공 중에서 유리 기판을 반송하는 산업용 로봇이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 산업용 로봇은, 유리 기판이 탑재되는 핸드와, 핸드가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 암과, 암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부를 구비하고 있다. 핸드 및 암은, 진공 중에 배치되어 있다. 암은, 중공형으로 형성되어 있다. 중공형으로 형성되는 암의 내부 공간은, 대기압으로 되어 있다.

특허문헌 1에 기재된 산업용 로봇에서는, 암의 내부 공간이 대기압으로 되어 있기 때문에, 암의 내부로부터 암을 냉각하여 암의 온도 상승을 억제하는 것이 가능하게 되어 있다. 따라서, 이 산업용 로봇에서는, 핸드에 탑재되어 진공 중에서 반송되는 유리 기판의 온도가 높아도, 암의 열 팽창을 억제하는 것이 가능해지고, 그 결과, 핸드에 탑재되어 반송되는 유리 기판의, 목표 도달 위치로부터의 어긋남을 억제하여, 유리 기판의 반송 정밀도를 확보하는 것이 가능하게 되어 있다.

일본 특허 공개 제2014-144527호 공보

특허문헌 1에 기재된 산업용 로봇에서는, 핸드에 탑재되어 진공 중에서 반송되는 유리 기판의 온도가 보다 높아지면, 암의 온도 상승을 억제하기가 곤란해지고, 암의 열 팽창을 억제기가 곤란해질 우려가 있다. 또한, 암의 열 팽창을 억제하는 것이 곤란해지면, 핸드에 탑재되어 반송되는 유리 기판의, 목표 도달 위치로부터의 어긋남이 커져, 유리 기판의 반송 정밀도가 저하될 우려가 있다. 즉, 특허문헌 1에 기재된 산업용 로봇에서는, 핸드에 탑재되어 진공 중에서 반송되는 유리 기판의 온도가 보다 높아지면, 유리 기판의 반송 정밀도가 저하될 우려가 있다.

그래서, 본 발명의 과제는, 핸드에 탑재되어 진공 중에서 반송되는 반송 대상물의 온도가 보다 높아져도, 반송 대상물의 목표 도달 위치로부터의 어긋남을 억제하여 반송 대상물의 반송 정밀도를 확보하는 것이 가능한 산업용 로봇을 제공하는 데 있다. 또한, 본 발명의 과제는, 핸드에 탑재되어 진공 중에서 반송되는 반송 대상물의 온도가 보다 높아져도, 반송 대상물의 목표 도달 위치로부터의 어긋남을 억제하여 반송 대상물의 반송 정밀도를 확보하는 것이 가능하게 되는 산업용 로봇의 제어 방법을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 산업용 로봇은, 반송 대상물을 반송하는 산업용 로봇에 있어서, 반송 대상물이 탑재되는 핸드와, 상대 회동 가능하게 연결되는 복수의 암부를 가짐과 함께 핸드가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 암과, 암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부와, 본체부에 대해 암을 신축시키는 암 구동 기구와, 복수의 암부의 각각의 온도를 검지하는 복수의 온도 센서와, 산업용 로봇을 제어하는 제어부를 구비하고, 핸드 및 암은, 진공 중에 배치되고, 암은, 중공형으로 형성되고, 암의 내부 공간은, 대기압으로 되어 있고, 온도 센서는, 복수의 암부의 각각의 내부의 중심부에 배치되고, 제어부는, 암의 신축 동작 시에, 복수의 온도 센서의 검지 결과에 기초하여 암 구동 기구를 제어하여 암의 신축량을 조정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 산업용 로봇 제어 방법은, 반송 대상물이 탑재되는 핸드와, 상대 회동 가능하게 연결되는 복수의 암부를 가짐과 함께 핸드가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 암과, 암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부와, 본체부에 대해 암을 신축시키는 암 구동 기구와, 복수의 암부의 각각의 내부의 중심부에 배치되어 복수의 암부의 각각의 온도를 검지하는 복수의 온도 센서를 구비하고, 핸드 및 암은, 진공 중에 배치되고, 암은, 중공형으로 형성되고, 암의 내부 공간은, 대기압으로 되어 있는 산업용 로봇의 제어 제어 방법에 있어서, 암의 신축 동작 시에, 복수의 온도 센서의 검지 결과에 기초하여 암 구동 기구를 제어하여 암의 신축량을 조정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 암의 신축 동작 시에, 복수의 암부의 각각의 내부에 배치되어 복수의 암부의 각각의 온도를 검지하는 복수의 온도 센서의 검지 결과에 기초하여 암 구동 기구를 제어하여 암의 신축량을 조정하고 있다. 그 때문에, 본 발명에서는, 암의 신축 동작 시에, 온도 센서의 검지 결과에 기초하여 특정되는 암의 열 팽창량에 따른 신축량으로 암을 신축시키는 것이 가능하게 된다. 그래서, 본 발명에서는, 핸드에 탑재되어 진공 중에서 반송되는 반송 대상물의 온도가 보다 높아져서 암이 열 팽창해도, 반송 대상물의 목표 도달 위치로부터의 어긋남을 억제하여 반송 대상물의 반송 정밀도를 확보하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에서는, 복수의 온도 센서의 각각이 복수의 암부의 각각의 내부의 중심부에 배치되어 있기 때문에, 복수의 온도 센서의 각각이 복수의 암부의 각각의 내부의 단부측에 배치되어 있는 경우와 비교하여, 복수의 암부의 각각의 온도를 비교적 고정밀도로 측정하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 발명에서는, 복수의 온도 센서의 검지 결과에 기초하여 암의 열 팽창량을 고정밀도로 특정하는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 발명에서는, 암의 신축 동작 시에, 고정밀도로 특정되는 암의 열 팽창량에 따른 신축량으로 암을 신축시키는 것이 가능하게 되므로, 핸드에 탑재되어 진공 중에서 반송되는 반송 대상물의 온도가 보다 높아져서 암이 열 팽창해도, 반송 대상물의 목표 도달 위치로부터의 어긋남을 효과적으로 억제하여 반송 대상물의 반송 정밀도를 높이는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 핸드는, 반송 대상물의 단부의 하면이 접촉하는 접촉면이 형성되는 복수의 패드를 구비하고, 패드에는, 계단형으로 배치되는 복수의 접촉면과, 접촉면의 단부에 연결됨과 함께 반송 대상물의 단부면이 접촉 가능한 복수의 단차면이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 핸드의 이동 속도(즉, 암의 신축 속도)를 빠르게 해도, 핸드에 탑재되는 반송 대상물이 핸드로부터 낙하되는 것을 단차면에 의해 방지하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 핸드의 이동 속도를 빠르게 하는 것이 가능해지고, 그 결과, 산업용 로봇에 의해 반송되는 반송 대상물의 반송 시간을 단축시키는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 예를 들어 반송 대상물은, 직사각형의 평판형으로 형성되고, 핸드는, 반송 대상물의 단부의 하면이 접촉하는 고무제의 복수의 제2 패드를 구비하고, 패드는, 경질의 수지 재료로 형성되고, 반송 대상물의 네 코너를 피한 위치에 배치되어 있다. 이 경우에는, 고무제의 복수의 제2 패드와 반송 대상물 사이에 발생되는 마찰력에 의해, 핸드에 탑재되는 반송 대상물의 핸드가 이동할 때의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다.

이상과 같이, 본 발명에서는, 핸드에 탑재되어 진공 중에서 반송되는 반송 대상물의 온도가 보다 높아져도, 반송 대상물의 목표 도달 위치로부터의 어긋남을 억제하여 반송 대상물의 반송 정밀도를 확보하는 것이 가능하게 된다.

도 1의 (A)는, 본 발명의 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 평면도이며, (B)는, (A)에 나타내는 산업용 로봇의 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 산업용 로봇의 내부 구조를 측면으로부터 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시하는 산업용 로봇의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 도 1의 (A)의 E부의 확대도이다.
도 5의 (A)는, 도 4에 도시하는 패드의 평면도이며, (B)는, (A)에 나타내는 패드의 측면도이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

(산업용 로봇의 전체 구성 및 암의 내부 구성)

도 1의 (A)는, 본 발명의 실시 형태에 관한 산업용 로봇(1)의 평면도이며, 도 1의 (B)는, 도 1의 (A)에 나타내는 산업용 로봇(1)의 측면도이다. 도 2는, 도 1에 도시하는 산업용 로봇(1)의 내부 구조를 측면으로부터 설명하기 위한 단면도이다. 도 3은, 도 1에 도시하는 산업용 로봇(1)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

본 형태의 산업용 로봇(1)(이하, 「로봇(1)」이라고 함)은, 예를 들어 반송 대상물인 유기 EL(유기 일렉트로루미네센스) 디스플레이용 유리 기판(2)(이하, 「기판(2)」라고 함)을 반송하기 위한 수평 다관절형 로봇이다. 유리 기판(2)은, 직사각형의 평판형으로 형성되어 있다. 본 형태의 로봇(1)은, 비교적 온도가 높아져 있는 기판(2)을 진공 중에서 반송한다. 로봇(1)은, 기판(2)이 탑재되는 핸드(3)와, 핸드(3)가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 암(4)과, 암(4)의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부(5)를 구비하고 있다.

또한, 로봇(1)은, 본체부(5)를 승강시키는 승강 기구(6)와, 본체부(5)에 대해 암(4)을 수평 방향으로 신축시키는 암 구동 기구(7)와, 암(4)에 대해 핸드(3)를 회동시키는 핸드 구동 기구(8)와, 로봇(1)을 제어하는 제어부(9)를 구비하고 있다. 본체부(5) 및 승강 기구(6)는, 대략 바닥이 있는 원통형으로 형성되는 케이스 본체(12) 중에 수용되어 있다. 케이스 본체(12)의 상단에는, 원판형으로 형성된 플랜지(13)가 고정되어 있다. 플랜지(13)에는, 후술하는 중공 회전축(29)의 상단측 부분이 배치되는 관통 구멍이 형성되어 있다.

핸드(3) 및 암(4)은, 본체부(5)의 상측에 배치되어 있다. 또한, 핸드(3) 및 암(4)은, 플랜지(13)의 상측에 배치되어 있다. 본 형태에서는, 로봇(1)의, 플랜지(13)의 하단부면보다 상측의 부분은, 진공 영역 VR 중에 배치되어 있다. 즉, 핸드(3) 및 암(4)은, 진공 중에 배치되어 있다. 한편, 로봇(1)의, 플랜지(13)의 하단부면보다 하측의 부분은, 대기 영역 AR 중(대기 중)에 배치되어 있다.

핸드(3)는, 암(4)에 연결되는 기부(15)와, 기판(2)이 탑재되는 2개의 핸드 포크(16)를 구비하고 있다. 핸드 포크(16)는, 2개의 포크 본체(17)를 구비하고 있다. 포크 본체(17)는, 가늘고 긴 직선의 봉형으로 형성되어 있다. 2개의 포크 본체(17)는, 서로 소정의 간격을 둔 상태에서 평행으로 배치되어 있다. 또한, 포크 본체(17)의 기단은, 기부(15)에 고정되어 있다. 2개의 핸드 포크(16) 중 한쪽 핸드 포크(16)의 2개의 포크 본체(17)는, 기부(15)로부터 수평 방향의 일방측으로 돌출되어 있다. 다른 쪽 핸드 포크(16)의 2개의 포크 본체(17)는, 수평 방향의 타방측(반대측)을 향하여 돌출되어 있다. 핸드(3)의 구체적인 구성에 대해서는 후술한다.

암(4)은, 복수의 암부(20, 21)를 구비하고 있다. 본 형태의 암(4)은, 암부(20)와 암부(21)의 2개의 암부(20, 21)에 의해 구성되어 있다. 암부(20, 21)는, 중공형으로 형성되어 있다. 즉, 암(4)은, 중공형으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 암(4)의 전체가 중공형으로 형성되어 있다. 또한, 암부(20, 21)는, 알루미늄 합금 등의 경량의 금속 재료로 형성되어 있다. 암부(20)의 기단측은, 본체부(5)에 회동 가능하게 연결되어 있다. 암부(20)의 선단측에는, 암부(21)의 기단측이 회동 가능하게 연결되어 있다. 즉, 암부(20)와 암부(21)는 서로 상대 회동 가능하게 연결되어 있다. 암부(21)의 선단측에는, 핸드(3)가 회동 가능하게 연결되어 있다.

암부(20)는, 본체부(5)로부터 수평 방향의 일방측으로 신장하도록, 본체부(5)에 설치되어 있다. 암부(21)는, 암부(20)보다 상측에 배치되어 있다. 또한, 핸드(3)는, 암부(21)보다 상측에 배치되어 있다. 암부(20)에 대한 암부(21)의 회동 중심과 본체부(5)에 대한 암부(20)의 회동 중심의 거리는, 암부(20)에 대한 암부(21)의 회동 중심과 암부(21)에 대한 핸드(3)의 회동 중심의 거리와 동등해져 있다.

승강 기구(6)는, 나사축(22)과, 나사축(22)에 걸림 결합하는 너트 부재(23)와, 나사축(22)을 회전시키는 모터(24)를 구비하고 있다. 나사축(22)은, 풀리 및 벨트를 통하여 모터(24)에 연결되어 있다. 모터(24)는, 제어부(9)에 전기적으로 접속되어 있다. 너트 부재(23)는, 소정의 브래킷을 통하여 본체부(5)에 설치되어 있다. 본 형태에서는, 모터(24)가 회전하면, 나사축(22)이 회전하여, 본체부(5)가 너트 부재(23)와 함께 승강한다.

암 구동 기구(7)는, 본체부(5)에 대해 암부(20)를 회동시키기 위한 모터(26)와, 암부(20)에 대해 암부(21)를 회동시키는 모터(27)를 구비하고 있다. 모터(26, 27)는, 제어부(9)에 전기적으로 접속되어 있다. 모터(26)는, 케이스 본체(12)의 내부에 배치되어 있다. 모터(26)는, 본체부(5)에 설치되어 있다. 모터(27)는, 암부(20)의 선단측 내부에 배치되어 있다. 모터(27)는, 암부(20)에 설치되어 있다.

또한, 암 구동 기구(7)는, 모터(26)의 회전을 감속하여 암부(20)로 전달하는 감속기(28)와, 감속기(28)의 출력축에 고정되는 중공 회전축(29)을 구비하고 있다. 감속기(28)는, 중공 감속기이다. 감속기(28)의 입력축에는, 풀리 및 벨트를 통하여 모터(26)가 연결되어 있다. 감속기(28)의 출력축에는, 중공 회전축(29)의 하단이 고정되고, 중공 회전축(29)의 상단에는, 암부(20)의 기단측의 하면이 고정되어 있다. 본체부(5)는, 중공 회전축(29)을 회전 가능하게 지지하는 보유 지지 부재(30)를 구비하고 있다. 보유 지지 부재(30)에는, 감속기(28)의 케이스 본체가 고정되어 있다. 암부(20)와 본체부(5)의 연결부에는, 진공 영역 VR에 대한 공기의 유입을 방지하는 자성 유체 시일 및 벨로우즈가 배치되어 있다.

또한, 암 구동 기구(7)는, 모터(27)의 회전을 감속하여 암부(21)로 전달하는 감속기(31)와, 감속기(31)의 출력축에 고정되는 중공 회전축(32)를 구비하고 있다. 감속기(31)는, 중공 감속기이며, 암부(20)의 선단부 내부에 배치되어 있다. 감속기(31)의 입력축에는, 풀리 및 벨트를 통하여 모터(27)이 연결되어 있다. 감속기(31)의 출력축에는, 중공 회전축(32)의 하단이 고정되고, 중공 회전축(32)의 상단은, 암부(21)의 기단측의 하면에 고정되어 있다. 감속기(31)의 케이스 본체는, 암부(20)의 선단측에 고정되어 있다.

핸드 구동 기구(8)는, 암부(21)에 대해 핸드(3)를 회동시키기 위한 모터(35)를 구비하고 있다. 모터(35)는, 제어부(9)에 전기적으로 접속되어 있다. 모터(35)는, 암부(20)의 선단측 내부에 배치되어 있다. 또한, 모터(35)는, 암부(20)에 설치되어 있다. 또한, 핸드 구동 기구(8)는, 모터(35)의 회전을 감속하여 핸드(3)로 전달하는 감속기(36)와, 감속기(36)의 출력축에 고정되는 중공 회전축(37)과, 감속기(31) 및 중공 회전축(32)의 내주측에 배치되는 중공 회전축(38)을 구비하고 있다.

감속기(36)는, 중공 감속기이며, 암부(21)의 선단부 내부에 배치되어 있다. 중공 회전축(38)의 하단부에는, 풀리 및 벨트를 통하여 모터(35)가 연결되어 있다. 감속기(36)의 입력축과 중공 회전축(38)의 상단부는, 풀리 및 벨트를 통하여 연결되어 있다. 감속기(36)의 출력축에는, 중공 회전축(37)의 하단이 고정되고, 중공 회전축(37)의 상단은, 핸드(3)의 기부(15)의 하면에 고정되어 있다. 감속기(36)의 케이스 본체는, 암부(21)의 선단측에 고정되어 있다.

상술한 바와 같이, 암부(20) 및 암부(21)는, 중공형으로 형성되어 있다. 암부(20)의 내부 공간(40)은 밀폐되어 있고, 내부 공간(40)의 압력은 대기압으로 되어 있다. 또한, 암부(21)의 내부 공간(41)도 밀폐되어 있고, 내부 공간(41)의 압력도 대기압으로 되어 있다. 즉, 암(4)의 내부 공간(40, 41)은, 대기압으로 되어 있다. 암부(20)와 암부(21)의 연결부 및 암부(21)와 핸드(3)의 연결부에는, 진공 영역 VR에 대한 공기의 유입을 방지하는 자성 유체 시일이 배치되어 있다. 또한, 내부 공간(40)과 내부 공간(41)은, 중공 회전축(38)의 내주측을 통하여 통하고 있다. 또한, 암부(20)의 기단측의 하면에는, 중공 회전축(29)의 내주측에 통하는 관통 구멍이 형성되어 있고, 내부 공간(40)은, 대기압으로 되어 있는 본체부(5)의 내부에 통하고 있다.

암부(20)의 내부에는, 암부(20)의 온도를 검지하는 온도 센서(43)가 배치되고, 암부(21)의 내부에는, 암부(21)의 온도를 검지하는 온도 센서(44)가 배치되어 있다. 즉, 로봇(1)은, 복수의 암부(20, 21)의 각각의 온도를 검지하는 복수의 온도 센서(43, 44)를 구비하고 있다. 구체적으로는, 로봇(1)은, 2개의 암부(20, 21)의 각각의 온도를 검지하는 2개의 온도 센서(43, 44)를 구비하고 있다.

온도 센서(43)는, 암부(20)의 내부의 중심부에 배치되어 있다. 또한, 온도 센서(43)는, 암부(20)의 하면을 구성하는 하면부의 상면에 직접, 설치되어 있고, 암부(20)의 온도를 직접 검지한다. 온도 센서(44)는, 암부(21)의 내부의 중심부에 배치되어 있다. 또한, 온도 센서(44)는, 암부(21)의 하면을 구성하는 하면부의 상면에 직접, 설치되어 있고, 암부(21)의 온도를 직접 검지한다. 온도 센서(43, 44)는, 제어부(9)에 전기적으로 접속되어 있다.

또한, 온도 센서(43)는, 암부(20)의 측면을 구성하는 측면부의 내측면에 설치되어 있어도 되고, 암부(20)의 상면을 구성하는 상면부의 하면에 설치되어 있어도 된다. 마찬가지로, 온도 센서(44)는, 암부(21)의 측면을 구성하는 측면부의 내측면에 설치되어 있어도 되고, 암부(21)의 상면을 구성하는 상면부의 하면에 설치되어 있어도 된다. 또한, 온도 센서(43)는, 암부(20)의 내부 온도를 검지함으로써, 암부(20)의 온도를 간접적으로 검지해도 된다. 마찬가지로, 온도 센서(44)는, 암부(21)의 내부 온도를 검지함으로써, 암부(21)의 온도를 간접적으로 검지해도 된다.

본 형태에서는, 암(4)의 신축 동작시(구체적으로는, 암(4)이 신축하여 기판(2)을 반송할 때)에, 제어부(9)는, 온도 센서(43, 44)의 검지 결과에 기초하여 암부 구동 기구(7)을 제어하여 암(4)의 신축량을 조정한다. 즉, 제어부(9)는, 암(4)의 신축 동작 시에, 온도 센서(43, 44)의 검지 결과에 기초하여 모터(26, 27)의 회전량을 제어하여 암(4)의 신축량을 조정한다. 즉, 제어부(9)는, 암(4)의 신축 동작 시에, 온도 센서(43, 44)의 검지 결과에 기초하여, 암부(21)와 핸드(3)의 연결 부분의 제어 상의 이동 완료 위치를 오프셋시킨다.

구체적으로는, 제어부(9)는, 암(4)의 신축 동작을 행하기 전에, 온도 센서(43)로 검지된 암부(20)의 온도에 기초하여 암부(20)의 열 팽창량을 산출함과 함께, 온도 센서(44)로 검지된 암부(21)의 온도에 기초하여 암부(21)의 열 팽창량을 산출하고, 암(4)의 신축 동작 시에, 산출된 암부(20, 21)의 열 팽창량에 기초하여 모터(26, 27)의 회전량을 제어한다. 또한, 제어부(9)는, 암(4)의 신축 동작 시에, 온도 센서(43, 44)의 검지 결과에 기초하여 핸드 구동 기구(8)의 모터(35)의 회전량을 제어하여 암부(21)에 대한 핸드(3)의 회동량도 조정한다.

(핸드의 구성)

도 4는, 도 1의 (A)의 E부의 확대도이다. 도 5의 (A)는, 도 4에 도시하는 패드(50)의 평면도이며, 도 5의 (B)는, 도 5의 (A)에 나타내는 패드(50)의 측면도이다.

상술한 바와 같이, 핸드(3)는, 기부(15)와 2개의 핸드 포크(16)를 구비하고 있고, 핸드 포크(16)는, 2개의 포크 본체(17)를 구비하고 있다. 이하의 설명에서는, 상하 방향에서 보았을 때의 포크 본체(17)의 긴 변 방향(도 4의 X 방향)을 좌우 방향이라 하고, 상하 방향과 좌우 방향으로 직교하는 방향(도 4의 Y 방향)을 전후 방향이라 하자. 본 형태에서는, 핸드 포크(16)에 탑재되는 기판(2)의 단부면은, 좌우 방향 또는 전후 방향과 대략 평행으로 되어 있다.

핸드 포크(16)는, 포크 본체(17)에 더하여, 포크 본체(17)의 선단측에 고정되는 복수의 포크부(48)를 구비하고 있다. 복수의 포크부(48)는, 2개의 포크 본체(17)로부터 전후 방향의 외측을 향하여 신장하도록, 포크 본체(17)에 고정되어 있다. 또한, 복수의 포크부(48)는, 좌우 방향으로 소정의 간격을 둔 상태에서 평행으로 배치되어 있다. 예를 들어, 5개의 포크부(48)가 좌우 방향으로 소정의 간격을 둔 상태로 배치되어 있다. 기판(2)은 핸드 포크(16)의, 포크부(48)가 배치된 부분에 탑재된다.

복수의 포크부(48)의 선단부(전후 방향의 외측 단부)의 상면에는, 기판(2)의 단부의 하면이 접촉하는 복수의 패드(50, 51)가 설치되어 있다. 또한, 2개의 포크 본체(17)의 상면에도 기판(2)의 단부의 하면이 접촉하는 복수의 패드(50)가 설치되어 있다. 즉, 핸드(3)는, 기판(2)의 단부의 하면이 접촉하는 복수의 패드(50, 51)를 구비하고 있다. 패드(51)는, 고무로 형성되어 있다. 예를 들어, 패드(51)는, 불소 고무로 형성되어 있다. 패드(51)에는, 기판(2)의 단부가 적재된다. 본 형태의 패드(51)는, 제2 패드이다.

패드(50)는, 경질의 수지 재료로 형성되어 있다. 예를 들어, 패드(50)는, 폴리에테르에테르케톤(PEEK)으로 형성되어 있다. 패드(50)는, 대략 직육면체의 블록형으로 형성되어 있다. 패드(50)에는, 기판(2)의 단부의 하면이 접촉하는 (즉, 기판(2)의 단부가 적재되는) 접촉면(50a)이 형성되어 있다. 구체적으로는, 패드(50)에는, 계단형으로 배치되는 복수의 접촉면(50a)이 형성되어 있다. 예를 들어, 패드(50)에는, 계단형으로 배치되는 3개의 접촉면(50a)이 형성되어 있다. 접촉면(50a)은, 상하 방향에 직교하는 평면으로 되어 있다.

또한, 패드(50)에는, 접촉면(50a)의 단부에 연결되는 복수의 단차면(50b)이 형성되어 있다. 단차면(50b)은, 상하 방향으로 평행인 평면으로 되어 있고, 단차면(50b)에는, 기판(2)의 단부면이 접촉 가능하게 되어 있다. 본 형태에서는, 3개의 단차면(50b)이 형성되어 있다. 또한, 패드(50)에는, 포크부(48) 또는 포크 본체(17)에 패드(50)를 고정하기 위한 나사(도시 생략)가 삽입되는 관통 구멍(50c)이 형성되어 있다. 또한, 도 4에서는, 관통 구멍(50c)의 도시를 생략하고 있다.

본 형태에서는, 하나의 포크 본체(17)에 대해 2개의 패드(50)가 고정되어 있다. 구체적으로는, 좌우 방향에 있어서의 포크 본체(17)의 중심부와 포크 본체(17)의 선단부의 2군데에 패드(50)가 고정되어 있다. 또한, 하나의 포크 본체(17)에 고정되는 5개의 포크부(48) 중 2개의 포크부(48)의 선단부에 패드(50)가 고정되고, 나머지 3개의 포크부(48)의 선단부에 패드(51)가 고정되어 있다. 패드(50)가 고정되는 포크부(48)와 패드(51)가 고정되는 포크부(48)는 좌우 방향으로 교대로 배열되어 있다.

또한, 본 형태에서는, 패드(50)는, 패드(50, 51)에 적재되는 기판(2)의 하중이 비교적 걸리기 어려운 위치에 배치되고, 패드(51)는, 패드(50, 51)에 적재되는 기판(2)의 하중이 비교적 걸리기 쉬운 위치에 배치되어 있다. 구체적으로는, 패드(50)는, 기판(2)의 네 코너를 피한 위치에 배치되어 있다.

좌우 방향에 있어서의 포크 본체(17)의 중심부에 고정되는 패드(50)의 단차면(50b)은, 좌우 방향에 직교하는 평면으로 되어 있고, 이 단차면(50b)에는, 핸드(3)에 탑재되는 기판(2)의 좌우 방향의 일단면이 접촉 가능하게 되어 있다. 포크 본체(17)의 선단부에 고정되는 패드(50)의 단차면(50b)은, 좌우 방향에 직교하는 평면으로 되어 있고, 이 단차면(50b)에는, 핸드(3)에 탑재되는 기판(2)의 좌우 방향의 타단부면이 접촉 가능하게 되어 있다.

또한, 전후 방향의 일방측에 배치되는 포크 본체(17)에 설치된 포크부(48)에 고정되는 패드(50)의 단차면(50b)은, 전후 방향에 직교하는 평면으로 되어 있고, 이 단차면(50b)에는, 핸드(3)에 탑재되는 기판(2)의 전후 방향의 일단면이 접촉 가능하게 되어 있다. 전후 방향의 타방측에 배치되는 포크 본체(17)에 설치된 포크부(48)에 고정되는 패드(50)의 단차면(50b)은, 전후 방향에 직교하는 평면으로 되어 있고, 이 단차면(50b)에는, 핸드(3)에 탑재되는 기판(2)의 전후 방향의 타단부면이 접촉 가능하게 되어 있다.

(본 형태의 주된 효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 형태에서는, 제어부(9)는, 암(4)의 신축 동작을 행하기 전에, 온도 센서(43)로 검지된 암부(20)의 온도에 기초하여 암부(20)의 열 팽창량을 산출함과 함께, 온도 센서(44)로 검지된 암부(21)의 온도에 기초하여 암부(21)의 열 팽창량을 산출하고, 암(4)의 신축 동작 시에, 산출된 암부(20, 21)의 열 팽창량에 기초하여 모터(26, 27)의 회전량을 제어하여 암(4)의 신축량을 조정하고 있다.

즉, 본 형태에서는, 암(4)의 신축 동작 시에, 온도 센서(43, 44)의 검지 결과에 기초하여 특정되는 암(4)의 열 팽창량에 따른 신축량으로 암(4)을 신축시켰다. 그 때문에, 본 형태에서는, 핸드(3)에 탑재되어 진공 중에서 반송되는 기판(2)의 온도가 보다 높아져서 암(4)이 열 팽창해도, 기판(2)의 목표 도달 위치로부터의 어긋남을 억제하여 기판(2)의 반송 정밀도를 확보하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 형태에서는, 온도 센서(43)가 암부(20)의 내부의 중심부에 배치되며, 또한, 온도 센서(44)가 암부(21)의 내부의 중심부에 배치되어 있기 때문에, 온도 센서(43)이 암부(20)의 내부 단부측에 배치되며, 또한, 온도 센서(44)가 암부(21)의 내부 단부측에 배치되어 있는 경우와 비교하여, 암부(20, 21)의 각각의 온도를 비교적 고정밀도로 측정하는 것이 가능하게 된다.

따라서, 본 형태에서는, 온도 센서(43, 44)의 검지 결과에 기초하여 암(4)의 열 팽창량을 고정밀도로 특정하는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 형태에서는, 암(4)의 신축 동작 시에, 고정밀도로 특정된 암(4)의 열 팽창량에 따른 신축량으로 암(4)을 신축시키는 것이 가능하게 되므로, 핸드(3)에 탑재되어 진공 중에서 반송되는 기판(2)의 온도가 보다 높아져서 암(4)이 열 팽창해도, 기판(2)의 목표 도달 위치로부터의 어긋남을 효과적으로 억제하여 기판(2)의 반송 정밀도를 높이는 것이 가능하게 된다.

본 형태에서는, 포크 본체(17)의 중심부에 고정되는 패드(50)의 단차면(50b)에 기판(2)의 좌우 방향의 일단면이 접촉 가능하게 되어 있고, 포크 본체(17)의 선단부에 고정되는 패드(50)의 단차면(50b)에 기판(2)의 좌우 방향의 타단부면이 접촉 가능하게 되어 있다. 또한, 본 형태에서는, 전후 방향의 일방측에 배치되는 포크 본체(17)에 설치된 포크부(48)에 고정되는 패드(50)의 단차면(50b)에 기판(2)의 전후 방향의 일단면이 접촉 가능하게되어 있고, 전후 방향의 타방측에 배치되는 포크 본체(17)에 설치된 포크부(48)에 고정되는 패드(50)의 단차면(50b)에 기판(2)의 전후 방향의 타단부면이 접촉 가능하게 되어 있다.

그 때문에, 본 형태에서는, 핸드(3)의 이동 속도(즉, 암(4)의 신축 속도)나, 본체부(5)에 대한 암(4)의 선회 속도를 빠르게 해도, 핸드(3)에 탑재되는 기판(2)이 핸드(3)로부터 낙하되는 것을 단차면(50b)에 의해 방지하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 형태에서는, 핸드(3)의 이동 속도나 본체부(5)에 대한 암(4)의 선회 속도를 빠르게 하는 것이 가능해지고, 그 결과, 로봇(1)에 의해 반송되는 기판(2)의 반송 시간을 단축시키는 것이 가능하게 된다.

본 형태에서는, 고무제의 패드(51)는, 패드(50, 51)에 적재되는 기판(2)의 하중이 비교적 걸리기 쉬운 위치에 배치되어 있다. 그 때문에, 본 형태에서는, 고무제의 패드(51)과 기판(2) 사이에 발생하는 마찰력에 의해, 핸드(3)에 탑재되는 기판(2)의, 핸드(3)가 이동할 때의 어긋남을 억제하는 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 다양한 변형 실시가 가능하다.

상술한 형태에 있어서, 1대의 모터의 동력으로, 암부(20)에 대해 암부(21)가 회동함과 함께, 암부(21)에 대해 핸드(3)가 회동하도록 동력 전달 기구가 구성되어 있어도 된다. 또한, 1대의 모터의 동력으로, 본체부(5)에 대해 암부(20)가 회동함과 함께, 암부(20)에 대해 암부(21)가 회동하도록 동력 전달 기구가 구성되어 있어도 되고, 1대의 모터 동력으로, 본체부(5)에 대해 암부(20)가 회동하며, 또한, 암부(20)에 대해 암부(21)가 회동함과 함께, 암부(21)에 대해 핸드(3)가 회동하도록 동력 전달 기구가 구성되어 있어도 된다.

상술한 형태에 있어서, 로봇(1)은, 본체부(5)에 기단측이 회동 가능하게 연결되는 2개의 암(4)을 구비하고 있어도 된다. 이 경우에는, 2개의 암(4)의 각각의 선단측에 핸드(3)가 회동 가능하게 연결되어 있다. 또한, 상술한 형태에 있어서, 암(4)은, 3개 이상의 암부에 의해 구성되어도 된다. 이 경우에는, 3개 이상의 암부의 각각의 내부의 중심부에, 3개 이상의 암부의 각각의 온도를 검지하는 온도 센서가 배치되어 있다.

상술한 형태에 있어서, 포크 본체(17)에 포크부(48)가 고정되어 있지 않아도 된다. 또한, 상술한 형태에 있어서, 핸드(3)가 갖는 핸드 포크(16)의 수는 1개여도 된다. 또한, 상술한 형태에 있어서, 핸드(3)는, 암(4)에 연결되는 기부와, 기부로부터 수평 방향의 일방측으로 연장되는 복수의 포크(예를 들어, 4개의 포크)에 의해 구성되어 있어도 된다.

상술한 형태에 있어서, 패드(50) 대신에, 패드(51)가 포크부(48)의 상면 및 포크 본체(17)의 상면에 설치되어 있어도 되고, 패드(51) 대신에, 패드(50)가 포크부(48)의 상면에 설치되어 있어도 된다. 또한, 상술한 형태에 있어서, 유기 EL 디스플레이용 기판(2) 이외의 반송 대상물이 로봇(1)에 의해 반송되어도 된다. 예를 들어, 액정 디스플레이용 유리 기판이나 반도체 웨이퍼 등이 로봇(1)에 의해 반송되어도 된다.

1: 로봇(산업용 로봇)
2: 기판(유리 기판, 반송 대상물)
3: 핸드
4: 암
5: 본체부
7: 암 구동 기구
9: 제어부
20, 21: 암부
40, 41: 내부 공간
43, 44: 온도 센서
50: 패드
50a: 접촉면
50b: 단차면
51: 패드(제2 패드)

Claims (4)

1. 반송 대상물을 반송하는 산업용 로봇에 있어서,
   상기 반송 대상물이 탑재되는 핸드와, 상대 회동 가능하게 연결되는 복수의 암부를 가짐과 함께 상기 핸드가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 암과, 상기 암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부와, 상기 본체부에 대해 상기 암을 신축시키는 암 구동 기구와, 복수의 상기 암부의 각각의 온도를 검지하는 복수의 온도 센서와, 상기 산업용 로봇을 제어하는 제어부를 구비하고,
   상기 핸드 및 상기 암은, 진공 중에 배치되고,
   상기 암은, 중공형으로 형성되고,
   상기 암의 내부 공간은, 대기압으로 되어 있고,
   상기 온도 센서는, 복수의 상기 암부의 각각의 내부의 중심부에 배치되고,
   상기 제어부는, 상기 암의 신축 동작 시에, 복수의 상기 온도 센서의 검지 결과에 기초하여 상기 암 구동 기구를 제어하여 상기 암의 신축량을 조정하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
2. 제1항에 있어서,
   상기 핸드는, 상기 반송 대상물의 단부의 하면이 접촉하는 접촉면이 형성되는 복수의 패드를 구비하고,
   상기 패드에는, 계단형으로 배치되는 복수의 상기 접촉면과, 상기 접촉면의 단부에 연결됨과 함께 상기 반송 대상물의 단부면이 접촉 가능한 복수의 단차면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
3. 제2항에 있어서,
   상기 반송 대상물은, 직사각형의 평판형으로 형성되고,
   상기 핸드는, 상기 반송 대상물의 단부의 하면이 접촉하는 고무제의 복수의 제2 패드를 구비하고,
   상기 패드는, 경질의 수지 재료로 형성되고, 상기 반송 대상물의 네 코너를 피한 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
4. 반송 대상물이 탑재되는 핸드와, 상대 회동 가능하게 연결되는 복수의 암부를 가짐과 함께 상기 핸드가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 암과, 상기 암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부와, 상기 본체부에 대해 상기 암을 신축시키는 암 구동 기구와, 복수의 상기 암부의 각각의 내부의 중심부에 배치되어 복수의 상기 암부의 각각의 온도를 검지하는 복수의 온도 센서를 구비하고, 상기 핸드 및 상기 암은, 진공 중에 배치되고, 상기 암은, 중공형으로 형성되고, 상기 암의 내부 공간은, 대기압으로 되어 있는 산업용 로봇의 제어 방법에 있어서,
   상기 암의 신축 동작 시에, 복수의 상기 온도 센서의 검지 결과에 기초하여 상기 암 구동 기구를 제어하여 상기 암의 신축량을 조정하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 제어 방법.

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