KR20230031954A - 로봇 및 워크 반송 방법 - Google Patents

로봇 및 워크 반송 방법 Download PDF

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KR20230031954A
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마사유키 사이토
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카와사키 주코교 카부시키가이샤
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Abstract

워크를 반송하기 위한 로봇은 암부와, 핸드부와, 틸트 기구와, 핸드 자세 제어부를 구비한다. 상기 핸드부는, 상기 암부에 마련되고, 상기 워크를 상면측에 유지하고 반송한다. 상기 틸트 기구는, 상기 핸드부의 자세를 기울이는 것이 가능하다. 상기 핸드 자세 제어부는, 상기 핸드부에 의해 상기 워크를 유지하고 반송하는 과정에서 당해 핸드부에 가속도가 발생하는 경우에, 상기 틸트 기구에 의해, 상기 가속도의 수평 방향 성분의 방향과 반대측이 높아지도록 상기 핸드부의 자세를 경사지게 한다.

Description

로봇 및 워크 반송 방법
본 개시는, 주로 반도체 웨이퍼나 프린트 기판 등의 워크를 반송(搬送)하기 위한 로봇에 관한 것이다.
종래부터, 워크를 반송하기 위한 반송 로봇이 알려져 있다. 특허문헌 1은, 이러한 종류의 반송 로봇을 구비하는 반송 장치를 개시한다.
특허문헌 1의 반송 로봇은 동체부와, 암체를 구비한다. 암체는, 동체부의 상부에 마련되어 있다. 반송 로봇은, 암체를 신축 동작시킴으로써 기판(워크)을 카세트와 각종 처리 장치 사이 등에서 반송한다. 암체의 단부에는, 기판을 유지하는 엔드 이펙터가 마련되어 있다.
일본 특허 공개 제2006-120861호 공보
그러나, 상기 특허문헌 1의 구성과 같은 반송 로봇에서는, 엔드 이펙터가 기판을 유지하는 경우에, 기판이 엔드 이펙터에 놓인 후, 기판의 반송을 위하여 엔드 이펙터가 암체에 의해 이동을 개시시켜질 때, 엔드 이펙터 상의 기판이 관성의 영향을 받아 엔드 이펙터에 대한 기판의 위치 어긋남이 발생할 우려가 있었다. 이 위치 어긋남이 발생하면, 예를 들어 반송 로봇이 카세트에 수용되어 있던 기판을 각종 처리 장치에 정확하게 걸칠 수 없는 경우가 있어, 개선이 요망되고 있었다.
본 개시는 이상의 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 반송 시에 워크의 위치 어긋남이 발생하는 것을 억제 가능한 로봇을 제공하는 것이다.
본 개시의 해결하고자 하는 과제는 이상과 같으며, 다음에 이 과제의 해결 수단과 그 효과를 설명한다.
본 개시의 제1 관점에 의하면, 이하의 구성의 로봇이 제공된다. 즉, 워크를 반송하기 위한 로봇은 암부와, 핸드부와, 틸트 기구와, 핸드 자세 제어부를 구비한다. 상기 핸드부는, 상기 암부에 마련되고, 상기 워크를 상면측으로 유지하여 반송한다. 상기 틸트 기구는, 상기 핸드부의 자세를 기울이는 것이 가능하다. 상기 핸드 자세 제어부는, 상기 핸드부에 의해 상기 워크를 유지하고 반송하는 과정에서 당해 핸드부에 가속도가 발생하는 경우에, 상기 틸트 기구에 의해, 상기 가속도의 수평 방향 성분의 방향과 반대측이 높아지도록 상기 핸드부의 자세를 경사지게 한다.
본 개시의 제2 관점에 의하면, 이하의 워크 반송 방법이 제공된다. 즉, 이 워크 반송 방법은 암부와, 핸드부와, 틸트 기구를 구비하는 로봇에 의해 워크를 반송한다. 상기 핸드부는, 상기 암부에 마련되고, 상기 워크를 상면측으로 유지하여 반송한다. 상기 틸트 기구는, 상기 핸드부의 자세를 기울이는 것이 가능하다. 상기 핸드부에 의해 상기 워크를 유지하고 반송하는 과정에서 당해 핸드부에 가속도가 발생하는 경우에, 상기 틸트 기구에 의해 상기 가속도의 수평 방향 성분의 방향과 반대측이 높아지도록 상기 핸드부의 자세를 경사지게 한다.
본 개시의 제 3 관점에 의하면, 이하의 구성의 로봇이 제공된다. 즉, 워크를 반송하기 위한 로봇은 암부와, 핸드부와, 틸트 기구와, 핸드 자세 제어부를 구비한다. 상기 핸드부는, 상기 암부에 마련되고, 상기 워크를 하면측으로 유지하여 반송한다. 상기 틸트 기구는, 상기 핸드부의 자세를 기울이는 것이 가능하다. 상기 핸드 자세 제어부는, 상기 핸드부에 의해 상기 워크를 유지하고 반송하는 과정에서 당해 핸드부에 가속도가 발생하는 경우에, 상기 틸트 기구에 의해, 상기 가속도의 수평 방향 성분의 방향과 동일한 측이 높아지도록 상기 핸드부의 자세를 경사지게 한다.
본 개시의 제4 관점에 의하면, 이하의 워크 반송 방법이 제공된다. 즉, 이 워크 반송 방법은 핸드부와, 틸트 기구를 구비하는 로봇에 의해, 워크를 반송한다. 상기 핸드부는, 상기 암부에 마련되고, 상기 워크를 하면측으로 유지하여 반송한다. 상기 틸트 기구는, 상기 핸드부의 자세를 기울이는 것이 가능하다. 상기 핸드부에 의해 상기 워크를 유지하고 반송하는 과정에서 당해 핸드부에 가속도가 발생하는 경우에, 상기 틸트 기구에 의해, 상기 가속도의 수평 방향 성분의 방향과 동일한 측이 높아지도록 상기 핸드부의 자세를 경사지게 한다.
이에 따라, 핸드부의 가속도 운동에 따라 워크에 발생하는 관성력의 일부를, 경사지게 한 자세의 당해 핸드부에 의해 받아낼 수 있다. 따라서, 워크를 고속으로 반송했을 경우에도, 핸드부에 대한 워크의 위치 어긋남이 발생하기 어려워져 원활한 반송을 실현할 수 있다.
본 개시에 의하면, 반송 시에 워크의 위치 어긋남이 발생하는 것을 억제 가능한 기판 반송 로봇을 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 로봇의 전체적인 구성을 도시하는 사시도.
도 2는 틸트 기구의 일례를 도시하는 사시도.
도 3은 틸트 기구의 일례를 도시하는 단면도.
도 4는 가이드부가 상세한 구성을 도시하는 확대 사시도.
도 5는 로봇 핸드의 가속도 운동과 당해 로봇 핸드의 자세와의 관계를 도시하는 사시도.
도 6은 2개의 지점의 사이에 기판을 반송하는 경우의 로봇 핸드 자세 제어를 설명하는 사시도.
도 7은 본 개시의 제2 실시 형태에 따른 로봇에 있어서의 로봇 핸드의 구성을 도시하는 확대 사시도.
이어서, 도면을 참조하여, 개시되는 실시 형태를 설명한다. 도 1은, 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 로봇(100)의 전체적인 구성을 도시하는 사시도이다.
도 1에 나타내는 로봇(100)은, 예를 들어 반도체 웨이퍼, 프린트 기판 등의 워크 W의 제조 공장, 창고 등에 설치된다. 로봇(100)은 복수의 위치 사이에서 워크 W를 반송하기 위하여 사용된다. 워크 W는, 기판인 경우에는 기판의 원료, 가공 중인 반제품, 가공이 완료된 완제품 중 어느 것이어도 된다. 워크 W의 형상은, 본 실시 형태에서는 원판상이지만, 이것으로 한정되지 않는다. 또한, 워크 W는 식기, 트레이 등의 다른 물품이어도 된다.
이 로봇(100)은 주로 기대(1)와, 로봇 암(암부)(2)과, 로봇 핸드(핸드부)(3)와, 틸트 기구(4)와, 로봇 제어부(핸드 자세 제어부)(9)를 구비한다.
기대(1)는 공장의 바닥면 등에 고정된다. 그러나, 이것으로 한정되지 않고, 기대(1)는, 예를 들어 적절한 처리 설비에 고정되어도 좋다. 또한, 기대(1)는 수평 방향으로 이동 가능한 부재에 설치되어도 좋다.
로봇 암(2)은 도 1에 나타내는 바와 같이, 상하 방향으로 이동 가능한 승강 축(11)을 개재하여 기대(1)에 설치되어 있다. 로봇 암(2)은 승강 축(11)에 대하여 회전 가능하다.
로봇 암(2)은 수평 다관절형의 로봇 암으로 구성된다. 로봇 암(2)은 제1 암(21)과, 제2 암(22)을 구비한다.
제1 암(21)은 수평한 직선상으로 연장되는 가늘고 긴(細長) 부재로서 구성된다. 제1 암(21)의 길이 방향 일단부가, 승강 축(11)의 상단부에 설치되어 있다. 제1 암(21)은 승강 축(11)의 축선(연직축)을 중심으로 하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 제1 암(21)의 길이 방향 타단부에는 제2 암(22)이 설치되어 있다.
제2 암(22)은 수평한 직선상으로 연장되는 가늘고 긴 부재로서 구성된다. 제2 암(22)의 길이 방향 일단부가, 제1 암(21)의 선단에 설치되어 있다. 제2 암(22)은 승강 축(11)과 평행한 축선(연직축)을 중심으로 하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 제2 암(22)의 길이 방향 타단부에는, 로봇 핸드(3)가 설치되어 있다.
승강 축(11), 제1 암(21) 및 제2 암(22) 각각은, 도시하지 않은 적절한 액추에이터에 의해 구동된다. 액추에이터는, 예를 들어 전동 모터로 할 수 있다.
승강 축(11)과 제1 암(21) 사이, 제1 암(21)과 제2 암(22) 사이 및 제2 암(22)과 로봇 핸드(3) 사이에 위치하는 암 관절부에는, 제1 암(21), 제2 암(22) 및 로봇 핸드(3)의 각각의 회전 위치를 검출하는 도시를 생략한 인코더가 설치되어 있다. 또한, 로봇(100)의 적당한 위치에는, 높이 방향에서의 제1 암(21)의 위치 변화(즉 승강 축(11)의 승강량)를 검출하는 인코더도 마련되어 있다.
로봇 제어부(9)는 각 인코더에 의해 검출된 제1 암(21), 제2 암(22), 또는 로봇 핸드(3)의 회전 위치 또는 높이 위치를 포함하는 위치 정보에 기초하여 승강 축(11), 제1 암(21), 제2 암(22) 및 로봇 핸드(3) 각각을 구동하는 전동 모터의 동작을 제어한다. 또한, 이하의 설명에서는, 인코더에 의해 검출된 "위치 정보"라고 하는 경우, 로봇(100)의 자세를 나타내는, 각각의 인코더에 의해 검출된 위치 정보의 조합을 의미한다.
로봇 핸드(3)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 손목부(31)과, 핸드 본체부(32)를 구비한다.
손목부(31)는 틸트 기구(4)를 개재하여, 제2 암(22)의 선단에 설치되어 있다. 손목부(31)는 승강 축(11)과 평행한 축선(연직축)을 중심으로 하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 단, 틸트 기구(4)에 의해, 손목부(31)의 회전축을, 승강 축(11)과 평행한 직선에 대하여 기울일 수 있다. 틸트 기구(4)의 상세한 구성은 후술한다. 손목부(31)는 도시하지 않은 적절한 액추에이터에 의해 회전 구동된다. 이 액추에이터는, 예를 들어 전동 모터로 할 수 있다. 손목부(31)에는, 핸드 본체부(32)가 연결되어 있다. 손목부(31) 및 핸드 본체부(32)는 일체적으로 형성되어도 좋다.
핸드 본체부(32)는 워크 W를 유지하기 위하여 작용하는 부분이다. 핸드 본체부(32)는 Y자상(또는 U자상)으로 형성된 판상의 부재로 구성된다. 핸드 본체부(32)는 손목부(31)에 연결되는 측과 반대측(바꿔 말하면, 선단측)이 두 갈래로 갈라진 형상으로 되어 있다. 이하의 설명에서는, 분기된 각각의 부분을 제1 손가락부(32a) 및 제2 손가락부(32b)라고 칭하는 경우가 있다.
제1 손가락부(32a) 및 제2 손가락부(32b)는 서로 대칭이 되도록 형성되어 있다. 도 4 및 도 5 등에 나타내는 바와 같이, 제1 손가락부(32a) 및 제2 손가락부(32b)의 선단 부분 사이에 적절한 간격이 형성되어 있다.
본 실시 형태의 핸드 본체부(32)의 선단측 및 기단측 각각에, 워크 W를 유지하기 위한 가이드부(33)가 복수개 마련되어 있다. 각각의 가이드부(33)는 예를 들어 고무 등으로 구성된다. 가이드부(33)는 판상의 핸드 본체부(32)로부터 상측으로 돌출되도록 설치되어 있다. 가이드부(33)는, 예를 들어 도 1에 나타내는 바와 같이, 제1 손가락부(32a) 및 제2 손가락부(32b)의 각각에 1개씩 마련되고, 핸드 본체부(32)의 기단측에 2개 마련된다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 가이드부(33)는 로봇 핸드(3)에 적재된 워크 W의 주연 근방에서의 하면에 접촉하여 워크 W를 유지한다. 가이드부(33)는 워크 W의 하면에 접촉하여 워크 W를 아래에서부터 지지할 뿐이다. 바꿔 말하면, 가이드부(33)는 워크 W의 테두리부를 직경 방향 외측에서 구속하지 않는다. 워크 W는, 가이드부(33)와 접촉하고 있는 부분에 발생하는 정지 마찰력에 의해, 로봇 핸드(3)와 평행한 방향에서 어긋나지 않도록 유지된다.
로봇 핸드(3)가 워크 W를 유지하는 구성은, 상술한 구성으로 한정되지 않는다. 로봇 핸드(3)는, 예를 들어 워크 W의 하면을 부압으로 흡착하는 구조 등에 의해 워크 W를 유지해도 좋다. 예를 들어 공지된 베르누이 척을 로봇 핸드(3)에 구비함으로써 비접촉식으로 워크 W를 유지해도 좋다.
틸트 기구(4)는 제2 암(22)의 선단측(제1 암(21)에 연결되는 측과 반대측)에 설치되어 있다.
틸트 기구(4)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 하부 판부(41)와, 상부 판부(42)를 구비한다. 하부 판부(41)는 제2 암(22)의 상면에 고정되어 있다. 상부 판부(42)에는, 로봇 핸드(3)의 손목부(31)가 회전 가능하게 지지되어 있다. 하부 판부(41)와 상부 판부(42) 사이에는, 높이 조정 기구(5)가 배치되어 있다. 틸트 기구(4)는 이 높이 조정 기구(5)를 사용하여, 상부 판부(42)의 하부 판부(41)에 대한 경사 각도 및 경사 방향을 조정한다.
이 높이 조정 기구(4)는, 예를 들어 도 2에 나타내는 바와 같이, 하부 판부(41) 및 상부 판부(42) 사이의 다른 위치에 마련된 3개의 지지부(51,52,53)를 구비한다. 지지부(51,52,53)는, 설명의 편의상, 도 3에서는 직선적으로 배열하여 그려져 있지만, 실제는 도 2에 나타내는 바와 같이, 평면시로 보아 3각형을 이루도록 배치되어 있다.
3개 중 2개의 지지부(51,52)는 수나사(56)와, 암나사(57)와, 구면 베어링 (58)을 구비한다. 수나사(56)의 나사 축은, 하부 판부(41)에, 축선을 상하 방향을 향하여 회전 가능하도록 지지되어 있다. 이 나사 축은, 도시를 생략한 액추에이터(예를 들어, 전동 모터)에 의해, 2개의 지지부(51,52)로 독립적으로 회전시킬 수 있다. 암나사(57)는 수나사(56)의 나사 축에 나사 결합되어 있다. 나사 축을 회전시키면, 암나사(57)가 상하 방향으로 이동한다. 이 나사 보냄에 의해, 지지부(51,52)가 상부 판부(42)를 지지하는 높이를 변경할 수 있다. 암나사(57)와 상부 판부(42) 사이에는, 구면 베어링(58)이 배치되어 있다.
나머지 지지부(53)에는, 구면 베어링(58)이 배치되어 있다. 이 지지부(53)는 나사 보냄에 의한 지지 높이 변경 기능을 가지고 있지 않다.
전동 모터를 구동하고, 하부 판부(41)에 대한 상부 판부(42)의 높이를 복수개의 지지부(51,52)로 독립적으로 변경함으로써, 상부 판부(42)의 하부 판부(41)에 대한 경사 각도 및 경사 방향을 변경할 수 있다. 이 결과, 로봇 핸드(3)의 제2 암(22)에 대한 자세(경사 각도 및 경사 방향)를 조정할 수 있다. 또한, 높이 조정 기구(5)(나아가서는 틸트 기구(4))는 이 구성으로 한정되지 않는다.
로봇 제어부(9)는 로봇 핸드(3)의 자세에 대응하는 인코더의 검출 결과를 로봇 핸드(3)의 자세 정보로서 기억한다. 이에 따라, 로봇 제어부(9)는 로봇 핸드(3)의 자세를 검출하는 인코더의 검출 결과가, 기억하고 있는 자세 정보와 일치하도록, 로봇(100)의 각 부(승강 축(11), 제1 암(21), 제2 암(22), 로봇 핸드(3) 등)를 구동하는 전동 모터를 제어함으로써, 로봇 핸드(3)의 자세를 재현할 수 있다.
로봇 제어부(9)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 기대(1)와는 별도로 마련되어 있다. 단, 로봇 제어부(9)는 기대(1)의 내부에 배치되어도 좋다. 로봇 제어부(9)는 공지된 컴퓨터로서 구성되어 있고, 마이크로컨트롤러, CPU, MPU, PLC, DSP, ASIC 또는 FPGA 등의 연산 처리부와, ROM, RAM, HDD 등의 기억부와, 외부 장치와 통신 가능한 통신부를 구비한다. 기억부에는, 연산 처리부가 실행하는 프로그램, 각종 설정 역치 등이 기억되어 있다. 통신부는, 각종 센서(예를 들어, 매핑 센서(6), 인코더 등)의 검출 결과를 외부 장치에 송신 가능하도록 그리고 외부 장치로부터 기판 W에 관한 정보 등을 수신 가능하도록 구성되어 있다.
로봇 제어부(9)는 승강 축(11), 로봇 암(2), 로봇 핸드(3)를 제어함과 함께, 틸트 기구(4)를 제어할 수 있다.
로봇(100)은 로봇 핸드(3)의 상면측에 워크 W를 유지하여 반송한다. 로봇 핸드(3)가 다른 위치 사이에서 워크 W를 반송할 때, 로봇 핸드(3)에 가속도가 발생하는 것을 피할 수 없다. 가속도 운동하고 있는 좌표계에서, 물체에는 가속도와 역방향으로 관성력이 작용하다는 것은 잘 알려져 있다. 로봇 핸드(3)가 수평하고, 또한 수평 방향으로 가속도 운동하고 있을 때, 상술한 관성력은, 로봇 핸드(3)에 대하여 워크 W의 위치를 수평 방향으로 비키어 놓도록 작용한다.
근년의 고속 반송의 요구에 의해, 로봇 핸드(3)에 발생하는 가속도는 커지고 있고, 이에 따라, 워크 W에 작용하는 관성력도 커지고 있다. 또한, 가이드부(33)는 워크 W에 하면으로부터 접촉하고, 마찰력으로 워크 W를 유지하고 있을 뿐이므로, 그 유지력은 반드시 강한 것은 아니다. 따라서, 로봇 핸드(3)에 대하여 워크 W의 위치 어긋남이 발생하기 쉬워져 있다.
이 점, 본 실시 형태에서는, 로봇 핸드(3)가 가속도 운동하는 경우에, 로봇 제어부(9)가 틸트 기구(4)를 제어하고, 당해 가속도의 방향(상세하게 말하면, 가속도의 수평 방향 성분의 방향)과 반대측이 높아지도록 로봇 핸드(3)의 자세를 경사지게 하고 있다. 도 5에는, 로봇 핸드(3)의 가속도와, 거기에 따른 로봇 핸드(3)의 경사(3p,3g) 관계의 예가 2개 도시되어 있다. 틸트 기구(4)는 로봇 핸드(3)를 임의의 방향으로 경사 가능하므로, 로봇 핸드(3)에 발생할 수 있는 여러가지 방향의 가속도에 대응할 수 있다.
이와 같이, 가속도 운동에 수반하는 자세 제어를 행함으로써, 워크 W에 발생하는 관성력의 일부를 로봇 핸드(3)로 받아들일 수 있다. 이 결과, 워크 W의 위치 어긋남을 효과적으로 방지할 수 있다.
로봇 핸드(3)의 가속도가 큰 경우에는, 작은 경우에 비하여, 로봇 핸드(3)의 경사를 크게 하는 것이 바람직하다. 관성력의 크기에 따라, 당해 관성력을 로봇 핸드(3)가 받아내는 정도를 강화함으로써 워크 W의 위치 어긋남을 과부족 없이 방지할 수 있다.
또한, 워크 W의 위치 어긋남을 보다 과부족 없이 방지하기 위해서는, 워크 W의 마찰 계수가 작은 경우에는, 큰 경우에 비하여, 로봇 핸드(3)의 경사를 크게 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에서는, 로봇 제어부(9)는 사전에, 워크 W의 마찰 계수를 외부 장치로부터 통신부를 개재하여 취득하고, 기억부에 기억한다. 그리고, 로봇 제어부(9)는 로봇 핸드(3)의 제어 시에, 워크 W의 마찰 계수에 따라서 로봇 핸드(3)의 경사량을 변경한다.
도 6에는, 제1 위치 P1로부터 다른 위치인 제2 위치 P2까지, 직선 경로를 따라 워크 W를 반송하는 경우의 로봇 핸드(3)의 자세 변화가 도시되어 있다. 도 6의 예에서는, 제1 위치 P1과 제2 위치 P2는, 평면시로 보아 서로 다르지만 높이는 동일하다. 워크 W 는, 제1 위치 P1로부터 제2 위치 P2까지, 실질적으로 수평한 경로를 따라 반송된다. 따라서, 로봇 핸드(3)의 가속도는, 수평한 방향으로만 발생한다.
제1 위치 P1을 출발한 직후는, 로봇 핸드(3)에, 제1 위치 P1로부터 제2 위치 P2를 향하는 가속도가 발생한다. 이 가속 구간에서는, 로봇 제어부(9)는 로봇 핸드(3)를 반송 방향 시단부측(始端側)이 높아지게 경사지게 한다. 따라서, 워크 W에 대해서, 로봇 핸드(3)로부터 남겨지는 방향의 위치 어긋남이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
로봇 핸드(3)의 속도가 소정의 속도가 되면, 등속 구간이 된다. 이 등속 구간에서는, 로봇 제어부(9)는 로봇 핸드(3)를 수평한 자세로 한다.
로봇 핸드(3)가 제2 위치 P2에 근접하면, 로봇 핸드(3)에, 제2 위치 P2로부터 제1 위치 P1을 향하는 가속도가 발생한다. 이 감속 구간에서는, 로봇 제어부(9)는 로봇 핸드(3)를 반송 방향 종단부측이 높아지도록 경사지게 한다. 따라서, 워크 W에 대해서, 로봇 핸드(3)에 대하여 지나치는 방향의 위치 어긋남이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이 본 실시 형태에서는, 워크 W의 로봇 핸드(3)에 대한 위치 어긋남이 반송의 과정에서 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이 결과, 워크 W의 안정된 반송을 실현할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시 형태에서, 워크 W를 반송하기 위한 로봇 (100)은 로봇 암(2)과, 로봇 핸드(3)와, 틸트 기구(4)와, 로봇 제어부(9)를 구비한다. 로봇 핸드(3)는 로봇 암(2)에 마련되고, 워크 W를 상면측으로 유지하여 반송한다. 틸트 기구(4)는 로봇 핸드(3)의 자세를 임의의 방향으로 기울이는 것이 가능하다. 로봇 제어부(9)는 로봇 핸드(3)에 의해 워크 W를 유지하여 반송하는 과정에서 로봇 핸드(3)에 가속도가 발생하는 경우에, 틸트 기구(4)에 의해, 가속도의 수평 방향 성분의 방향과 반대측이 높아지도록 로봇 핸드(3)의 자세를 경사지게 한다.
이에 따라, 로봇 핸드(3)의 가속도 운동에 따라 워크 W에 발생하는 관성력의 일부를, 경사지게 한 자세의 로봇 핸드(3)에 의해 받아낼 수 있다. 따라서, 워크 W를 고속으로 반송했을 경우에도, 로봇 핸드(3)에 대한 워크 W의 위치 어긋남이 발생하기 어려워져 원활한 반송을 실현할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 로봇(100)에서, 로봇 제어부(9)는 로봇 핸드(3)에 발생하는 가속도의 수평 방향 성분이 큰 경우에는, 작은 경우에 비하여, 로봇 핸드(3)의 자세 경사를 크게 한다.
이에 따라, 워크 W에 발생하는 관성력의 크기에 따라서 로봇 핸드(3)의 경사 크기를 조정함으로써 워크 W의 위치 어긋남을 적절하게 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제1 위치 P1로부터, 제1 위치 P1과 평면시로 보아 다른 제2 위치 P2로 워크 W를 반송하는 경우에, 로봇 제어부(9)는 제1 위치 P1 로부터 워크 W의 반송을 개시한 직후의 상태에서, 반송 방향 시단부측이 높아지도록 로봇 핸드(3)의 자세를 경사지게 한다. 로봇 제어부(9)는 제2 위치 P2에 도달하기 직전의 상태에서, 반송 방향 종단부측이 높아지도록 로봇 핸드(3)의 자세를 경사지게 한다.
이에 따라, 제1 위치 P1로부터의 출발 시 및 제2 위치 P2로의 도착 시에, 워크 W가 로봇 핸드(3)에 대하여 위치 어긋남되지 않고, 당해 워크 W를 원활하게 반송할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 로봇(100)에서, 로봇 핸드 (3)는 워크 W의 하면에만 작용함으로써, 워크 W를 로봇 핸드(3)의 상면측으로 유지한다.
즉, 로봇 핸드(3)의 경사에 의해 워크 W의 관성력의 일부를 받아내는 본 실시 형태의 구성은, 로봇 핸드(3)가 워크 W의 하면에만 유지력을 작용시키는 구성(바꿔 말하면, 로봇 핸드(3)와 평행한 방향에서 워크 W를 강하게 구속하는 것이 곤란한 구성)에 적합하다.
이어서, 제2 실시 형태의 로봇에 대해서 설명한다. 또한, 제2 실시 형태의 설명에서는, 전술한 실시 형태와 동일 또는 유사한 부재에는 도면에 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략하는 경우가 있다.
본 실시 형태의 로봇은, 로봇 핸드(3)의 하면측에 워크 W를 유지하여 반송하는 점에서, 제1 실시 형태의 로봇(100)과 상이하다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 로봇 핸드(3)의 하면측에, 공지된 베르누이 척(61)이 설치된다. 이에 따라, 워크 W가 로봇 핸드(3)의 하면측에 비접촉식으로 유지되고, 그 유지 상태가 워크 W의 반송 시에도 유지된다. 또한, 로봇 핸드(3)의 하면측에 워크 W를 유지하기 위한 구성은, 특별히 한정되는 것은 아니라, 워크 W에 소정의 흡인력을 작용시키는 등의 수단으로 당해 워크 W를 유지 가능한 구성이라면 좋다.
그리고, 워크 W가 로봇 핸드(3)의 하면측으로 유지된 상태에서, 로봇 핸드(3)가 가속도 운동할 경우, 로봇 제어부(9)가 틸트 기구(4)를 제어하고, 당해 가속도의 방향(상세하게 말하면, 가속도의 수평 방향 성분의 방향)과 동일한 측이 높아지도록 로봇 핸드(3)의 자세를 경사지게 한다. 즉, 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 비교해서 로봇 핸드(3)에 의한 워크 W의 유지 위치가 상하 반대이므로, 가속도의 방향에 대하여 제1 실시 형태의 경우와는 반대측이 높아지도록 로봇 핸드(3)의 자세를 경사지게 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 로봇은 로봇 암(2)과, 로봇 핸드(3)와, 틸트 기구(4)와, 로봇 제어부(9)를 구비한다. 로봇 핸드(3)는 로봇 암(2)에 마련되고, 워크 W를 하면측으로 유지하여 반송한다. 틸트 기구(4)는 로봇 핸드(3)의 자세를 기울이는 것이 가능하다. 로봇 제어부(9)는 로봇 핸드(3)에 의해 워크 W를 유지하여 반송하는 과정에서 로봇 핸드(3)에 가속도가 발생하는 경우에, 틸트 기구(4)에 의해 가속도의 수평 방향 성분의 방향과 동일한 측이 높아지도록 로봇 핸드(3)의 자세를 경사지게 한다.
이에 따라, 로봇 핸드(3)의 가속도 운동에 따라 워크 W에 발생하는 관성력의 일부를, 경사지게 한 자세의 로봇 핸드(3)에 의해 받아낼 수 있다. 따라서, 워크 W를 고속으로 반송했을 경우에도, 로봇 핸드(3)에 대한 워크 W의 위치 어긋남이 발생하기 어려워져 원활한 반송을 실현할 수 있다.
이상으로 본 개시의 적합한 실시 형태를 설명했지만, 상기의 구성은 예를 들어 이하와 같이 변경할 수 있다.
도 6의 예에서는 워크 W는 수평 방향으로 반송되어 있지만, 제1 위치 P1과 제2 위치 P2간에 높이가 달라도 좋다. 이 경우, 로봇 핸드(3)의 가속도에 연직 방향 성분이 발생하게 되지만, 로봇 핸드(3)의 자세 제어는, 로봇 핸드(3)의 가속도 수평 방향 성분에 착안하여 행하면 좋다.
도 6에 나타내는 바와 같은 직선상의 경로가 아니고, 예를 들어 적어도 일부가 구부러진 경로를 따라 워크 W를 반송할 수도 있다. 이 경우, 일정한 속도로 반송하고 있어도, 경로의 커브 구간에서는, 관성력(바꿔 말하면, 원심력)을 받아내도록, 필요에 따라 로봇 핸드(3)의 자세를 경사지게 하는 것이 바람직하다.
로봇(100)은 워크 W를 직접 유지하여 반송하는 대신, 워크 W를 수용하는 트레이 등을 유지하여 워크 W를 간접적으로 반송해도 된다.
로봇 핸드(3)의 핸드 본체부(32)는 틸트 기구(4)의 상부 판부(42)과 일체적으로 형성되어도 좋다.
틸트 기구(4)는 기대(1)와 승강 축(11) 사이에 배치되어도 좋고, 승강 축(11)과 제1 암(21) 사이에 배치되어도 좋고, 제1 암(21)과 제2 암(22) 사이에 배치되어도 좋다.
본 명세서에서 개시하는 요소의 기능은, 개시된 기능을 실행하도록 구성 또는 프로그램된 범용 프로세서, 전용 프로세서, 집적 회로, ASIC(Application Specific Integrated Circuits), 종래의 회로, 및/또는, 그것들의 조합을 포함하는 회로 또는 처리 회로를 사용하여 실행할 수 있다. 프로세서는, 트랜지스터나 그 밖의 회로를 포함하기 때문에 처리 회로 또는 회로로 간주된다. 본 개시에서, 회로, 유닛, 또는 수단은, 열거된 기능을 실행하는 하드웨어 또는 열거된 기능을 실행하도록 프로그램된 하드웨어다. 하드웨어는, 본 명세서에 개시되어 있는 하드웨어이어도 되고, 또는, 열거된 기능을 실행하도록 프로그램 또는 구성되어 있는 그 밖의 공지된 하드웨어이어도 된다. 하드웨어가 회로의 일종이라고 생각되는 프로세서인 경우, 회로, 수단, 또는 유닛은 하드웨어와 소프트웨어의 조합이며, 소프트웨어는 하드웨어 및/또는 프로세서의 구성에 사용된다.
상술한 교시를 고려하면, 본 개시가 많은 변경 형태 및 변형 형태를 취할 수 있는 것은 명확하다. 따라서, 본 개시가, 첨부한 특허 청구 범위 내에서, 본 명세서에 기재된 이외의 방법으로 실시될 수 있다는 것을 이해하기 바란다.

Claims (7)

  1. 워크를 반송하기 위한 로봇으로서,
    암부와,
    상기 암부에 마련되고, 상기 워크를 상면측에 유지하고 반송하는 핸드부와,
    상기 핸드부의 자세를 기울이는 것이 가능한 틸트 기구와,
    상기 핸드부에 의해 상기 워크를 유지하고 반송하는 과정에서 당해 핸드부에 가속도가 발생하는 경우에, 상기 틸트 기구에 의해, 상기 가속도의 수평 방향 성분의 방향과 반대측이 높아지도록 상기 핸드부의 자세를 경사지게 하는 핸드 자세 제어부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 핸드 자세 제어부는, 상기 핸드부에 발생하는 가속도의 수평 방향 성분이 큰 경우에는, 작은 경우에 비하여, 상기 핸드부의 자세의 경사를 크게 하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제1 위치로부터, 상기 제1 위치와 평면시로 보아 다른 제2 위치로 상기 워크를 반송하는 경우에,
    상기 핸드 자세 제어부는, 상기 제1 위치로부터 상기 워크의 반송을 개시한 직후의 상태에서, 반송 방향 시단부측이 높아지도록 상기 핸드부의 자세를 경사지게 하고,
    상기 핸드 자세 제어부는, 상기 제2 위치에 상기 워크가 도달하기 직전의 상태에서, 반송 방향 종단부측이 높아지도록 상기 핸드부의 자세를 경사지게 하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핸드부는, 상기 워크의 하면에만 작용함으로써, 상기 워크를 당해 핸드부의 상면측에 유지하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  5. 암부와,
    상기 암부에 마련되고, 워크를 상면측에 유지하고 반송하는 핸드부와,
    상기 핸드부의 자세를 기울이는 것이 가능한 틸트 기구
    를 구비하는 로봇에 의해, 상기 워크를 반송하는 워크 반송 방법으로서,
    상기 핸드부에 의해 상기 워크를 유지하고 반송하는 과정에서 당해 핸드부에 가속도가 발생하는 경우에, 상기 틸트 기구에 의해, 상기 가속도의 수평 방향 성분의 방향과 반대측이 높아지도록 상기 핸드부의 자세를 경사지게 하는 것을 특징으로 하는 워크 반송 방법.
  6. 워크를 반송하기 위한 로봇으로서,
    암부와,
    상기 암부에 마련되고, 상기 워크를 하면측에 유지하고 반송하는 핸드부와,
    상기 핸드부의 자세를 기울이는 것이 가능한 틸트 기구와,
    상기 핸드부에 의해 상기 워크를 유지하고 반송하는 과정에서 당해 핸드부에 가속도가 발생하는 경우에, 상기 틸트 기구에 의해, 상기 가속도의 수평 방향 성분의 방향과 동일한 측이 높아지도록 상기 핸드부의 자세를 경사지게 하는 핸드 자세 제어부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  7. 암부와,
    상기 암부에 마련되고, 워크를 하면측에 유지하고 반송하는 핸드부와,
    상기 핸드부의 자세를 기울이는 것이 가능한 틸트 기구
    를 구비하는 로봇에 의해, 상기 워크를 반송하는 워크 반송 방법으로서,
    상기 핸드부에 의해 상기 워크를 유지하고 반송하는 과정에서 당해 핸드부에 가속도가 발생하는 경우에, 상기 틸트 기구에 의해, 상기 가속도의 수평 방향 성분의 방향과 동일한 측이 높아지도록 상기 핸드부의 자세를 경사지게 하는 것을 특징으로 하는 워크 반송 방법.
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