TWI480140B - 產業用機器人 - Google Patents

Description

產業用機器人

本發明係關於一種搬送特定之搬送對象物之產業用機器人。

一直以來，搬送特定之搬送對象物之產業用機器人得以廣泛利用。作為該種產業用機器人，已知有包括搭載搬送對象物之機械手、保持機械手之臂、及使臂上下運動之滾珠螺桿在內的產業用機器人(例如，參照專利文獻1)。於該專利文獻1所記載之產業用機器人中，滾珠螺桿上連結有一台馬達，滾珠螺桿係由馬達驅動。

[專利文獻1]日本專利特開2006-102886號公報

如液晶顯示器用玻璃基板等般，在由產業用機器人所搬送之搬送對象物中，存在有逐年大型化者。又，如曝光裝置所使用之遮罩般，在由產業用機器人所搬送之搬送對象物中，存在有逐年高額化者。

因此，本發明之課題在於提供一種適合於較大的搬送對象物或者昂貴的搬送對象物之搬送之產業用機器人。

為解決上述問題，本發明之產業用機器人之特徵在於，包括：搭載搬送對象物之機械手；連結有機械手之臂；支持臂之支持構件，使支持構件上下運動之上下驅動機構； 以及控制上下驅動機構之控制部；上下驅動機構包括用以使上下驅動機構停止的複數個上下制動機構，及與上下制動機構相同數目之上下驅動用馬達；複數個上下制動機構之各個連結於複數個上下驅動用馬達之各個；複數個上下驅動用馬達之各個包括用以檢測複數個上下驅動用馬達各自之旋轉速度之速度檢測機構；控制部包括控制複數個上下制動機構之上下制動器控制部，上下制動器控制部藉由使複數個上下制動機構各自之作動開始時刻錯開而使複數個上下制動機構階段性地作動，並且於由複數個速度檢測機構檢測出之旋轉速度之差成為特定值以上時，使複數個上下制動機構作動。

本發明之產業用機器人中，上下驅動機構包括複數個上下制動機構。因此，例如即便一個上下制動機構破損，亦可利用其他的上下制動機構而使上下驅動機構停止。即，可使支持構件停止而防止機械手及臂之掉落。故而本發明中，即便為較大的搬送對象物或者昂貴的搬送對象物，亦能安全地搬送。另外，本發明中，於維護時，例如，即便在拆下一個上下制動機構之情況下，亦能利用其他的上下制動機構而使支持構件停止於特定位置。因此，上下驅動機構之維護變得容易。另外，本發明中，上下制動器控制部使複數個上下制動機構階段性地作動。因此，即便在上下驅動機構具有複數個上下制動機構之情形時，亦能階段性地增大上下驅動機構產生之制動力。故而，能防止上下驅動機構之緊急制動，其結果可防止搬送對象物從機械手 中掉落。

另外，在本發明中，上下制動器控制部藉由使複數個上下制動機構各自之作動開始時刻錯開而使複數個上下制動機構階段性地作動，故能夠逐漸增大上下驅動機構產生之制動力。因此，能可靠地防止上下驅動機構之緊急制動，從而可靠地防止搬送對象物從機械手中掉落。

另外，在本發明中，上下驅動機構包括與上下制動機構相同數目之上下驅動用馬達，複數個上下制動機構之各個連結於複數個上下驅動用馬達之各個，故可利用上下制動機構而使複數個上下驅動用馬達各別且可靠地停止。

另外，在本發明中，複數個上下驅動用馬達各自包括用以檢測複數個上下驅動用馬達各自之旋轉速度之速度檢測機構，上下制動器控制部於由複數個速度檢測機構檢測出之旋轉速度之差成為特定值以上時，使複數個上下制動機構作動。即，藉由檢測由複數個速度檢測機構所檢測之旋轉速度是否產生較大之差異而各別檢測複數個上下驅動用馬達之異常，在檢測出即便一台上下驅動用馬達之異常之情況時，利用上下制動機構而使上下驅動機構停止。因此，即便上下驅動用馬達產生異常，亦可使支持構件安全地停止。

在本發明中，較好的是產業用機器人包括使支持構件於水平方向移動之水平驅動機構，水平驅動機構包括用以使水平驅動機構停止的複數個水平制動機構，控制部包括控制複數個水平制動機構之水平制動器控制部，水平制動器 控制部藉由使複數個水平制動機構各自之作動開始時刻錯開而使複數個水平制動機構階段性地作動。如此構成後，例如，即便一個水平制動機構破損，亦可利用其他的水平制動機構而使水平驅動機構停止。因此，即便為較大的搬送對象物或者昂貴的搬送對象物，亦能安全地搬送。另外，因為水平制動器控制部使複數個水平制動機構階段性地作動，即便在水平驅動機構具有複數個水平制動機構之情況下，亦能階段性地增大水平驅動機構產生之制動力。因此，可防止水平驅動機構之緊急制動，其結果可防止搬送對象物從機械手中掉落。另外，水平制動器控制部藉由使複數個水平制動機構各自之作動開始時刻錯開而使複數個水平制動機構階段性地作動，故能夠逐漸增大水平驅動機構產生之制動力。因此，能可靠地防止水平驅動機構之緊急制動，從而可靠地防止搬送對象物從機械手中掉落。另外，在本發明中，水平驅動機構例如包括水平制動機構相同數目之水平驅動用馬達，複數個水平制動機構之各個連結於複數個水平驅動用馬達之各個。於該情形時，可利用水平制動機構而使複數個水平驅動用馬達各別且可靠地停止。

在本發明中，較好的是產業用機器人包括用以使支持構件以一將上下方向當作軸方向之特定之中心軸作為中心而旋轉的旋轉驅動機構，旋轉驅動機構包括用以使旋轉驅動機構停止的複數個旋轉制動機構，控制部包括控制複數個旋轉制動機構之旋轉制動器控制部，旋轉制動器控制部藉 由使複數個旋轉制動機構各自之作動開始時刻錯開而使複數個旋轉制動機構階段性地作動。如此構成後，例如即便一個旋轉制動機構破損，亦可利用其他的旋轉制動機構而使旋轉驅動機構停止。因此，即便為較大的搬送對象物或者昂貴的搬送對象物，亦能安全地搬送。另外，因為旋轉制動器控制部使複數個旋轉制動機構階段性地作動，即便在旋轉驅動機構具有複數個旋轉制動機構之情況下，亦能階段性地增大旋轉驅動機構產生之制動力。因此，可防止旋轉驅動機構之緊急制動，其結果可防止搬送對象物從機械手中掉落。另外，旋轉制動器控制部藉由使複數個旋轉制動機構各自之作動開始時刻錯開而使複數個旋轉制動機構階段性地作動，故能夠逐漸增大旋轉驅動機構產生之制動力。因此，能可靠地防止旋轉驅動機構之緊急制動，從而可靠地防止搬送對象物從機械手中掉落。

如上所述，對於本發明之產業用機器人，可適於搬送較大的搬送對象物或者昂貴的搬送對象物。

以下，根據圖式來說明本發明之實施形態。

[實施形態1]

(產業用機器人之概略構成)

圖1係本發明之實施形態1之產業用機器人1之俯視圖。圖2係從圖1之E-E方向表示產業用機器人1之示圖。圖3係 從圖1之F-F方向表示產業用機器人1之示圖。

實施形態1之產業用機器人1(以下，稱為「機器人1」)係用以搬送作為搬送對象物之液晶顯示器用玻璃基板2(以下，稱為「基板2」)之機器人。本實施形態之機器人1係特別適合於大型的基板2之搬送之大型機器人，例如搬送一邊長約為3m之大致正方形之基板2。

如圖1~圖3所示，該機器人1包括：搭載基板2之兩個機械手3；於前端側連結有兩個機械手3之各個的兩條臂4；支持兩條臂4之本體部5；以及於水平方向可移動地支持本體部5之基座構件6。本體部5包括：支持兩條臂4之基端側並能上下運動之支持構件7；用以於上下方向可移動地支持著支持構件7之柱狀構件8；構成本體部5之下端部分並能相對於基座構件6而水平移動之基台9；以及固定有柱狀構件8之下端並能相對於基台9而回旋之回旋構件10。

如上所述，本實施形態之機器人1為大型之機器人。例如，機器人1之高度約為7m，支持構件7之上下方向之行程(移動量)約為5m。又，例如，機械手3之水平方向之行程約為5.5m。

機械手3包括用以搭載基板2之複數個爪部12。機械手3之基端可旋動地連結於臂4之前端。臂4具有兩個關節部13，以整體可伸縮之方式構成。另外，臂4之基端固定於支持構件7上。

本實施形態中，兩個機械手3與兩條臂4配置成於上下方向上重疊。即，本實施形態之機器人1為雙臂型機器人。另外，機器人1亦可為包括一個機械手3與一條臂4之單臂型機器人。

又，機器人1包括：使支持構件7上下運動之上下驅動機構16(參照圖4)；使本體部5朝水平方向移動之水平驅動機構17(參照圖7)；以及使回旋構件10相對於基台9而回旋之旋轉驅動機構18(參照圖7)。以下，對上下驅動機構16、水平驅動機構17及旋轉驅動機構18之構成以及其周邊部分之構成進行說明。

(上下驅動機構及其周邊部之構成)

圖4係從圖1之F-F方向表示支持構件7及上下驅動機構16之示圖。圖5係從圖4之G-G方向表示支持構件7、柱狀構件8及上下驅動機構16之示圖。圖6係從圖4之H-H方向表示上下驅動機構16之示圖。

如圖5所示，上下驅動機構16配置於柱狀構件8之側方(圖5之柱狀構件8之下方)。該上下驅動機構16包括：兩台上下驅動用馬達20；及連結於兩台上下驅動用馬達20之各個的兩個減速機21。如圖4所示，一台上下驅動用馬達20、兩個減速機21及一台上下驅動用馬達20從上方起依此順序而固定於支持構件7上。

另外，上下驅動機構16包括：固定於兩個減速機21之各輸出軸上之作為上下驅動用小齒輪的兩個小齒輪(pinion)22；及與兩個小齒輪22嚙合之作為上下驅動用齒條的齒條23。藉由該兩個小齒輪22與齒條23，支持構件7會於上下方向移動。進而，上下驅動機構16包括用以使上下驅動機構16停止(即，用以使支持構件7停止)之兩個上下制動機構24。

另外，如圖5所示，機器人1包括用以於上下方向導引支持構件7之導引部25。導引部25係由導軌26及卡合於導軌26之導引塊27所構成。再者，柱狀構件8形成為以上下方向作為長度方向之細長的大致角柱狀，支持構件7形成為塊狀。

上下驅動用馬達20包括用以檢測上下驅動用馬達20之旋轉速度之速度檢測機構(省略圖示)。該速度檢測機構例如係由形成為圓板狀之狹縫板、及以夾隔有狹縫板之狀態而對向配置的發光元件與受光元件所構成。

如圖6所示，於上下驅動用馬達20之輸出軸上，固定有滑輪28。另外，於減速機21之輸入軸上，固定有比滑輪28之直徑大的滑輪29。於滑輪28、29上，架設有皮帶30，於上下方向上相鄰配置之上下驅動用馬達20及減速機21係藉由該皮帶30而連結。

齒條23係以上下方向作為長度方向而固定於柱狀構件8上(參照圖5)。如上所述，本實施形態中，支持構件7之上下方向之行程較長。即，齒條23之長度較長。因此，本實施形態中，齒條23係藉由將複數個齒條片接在一起而形成。另外，一個齒條片之長度變得比兩個小齒輪22之配置間距長。

如圖6等所示，上下制動機構24係以與滑輪29相鄰之方式安裝於減速機21之輸入軸上。即，兩個上下制動機構24之各個經由滑輪28、29及皮帶30而連結於兩台上下驅動用馬達20之各個。

該上下制動機構24係所謂的無勵磁作動型之制動器，其包括：收納有線圈之殼體；固定於殼體上之側板；相對於殼體而於軸方向可移動地配置之電樞；配置於側板與電樞之間並固定於減速機21之輸入軸上之制動盤；以及對電樞朝向制動盤施力之壓縮螺旋彈簧。上下制動機構24中，在線圈成為通電狀態時，電樞被殼體所吸引，制動盤得以釋放。另外，在停止對線圈通電時，藉由壓縮螺旋彈簧之施力而將制動盤夾在電樞與側板之間，對減速機21進行緊急制動。再者，一個上下制動機構24具有可使包括基板2、機械手3、臂4及支持構件7等在內的於上下方向移動之部分充分停止之制動力。

導軌26係以上下方向作為長度方向而固定於柱狀構件8上(參照圖5)。本實施形態中，兩條導軌26固定於柱狀構件8上。具體而言，於圖5之左右方向上平行之兩個柱狀構件8之安裝面的各個上固定有導軌26。另外，配置於圖5下側之導軌26係以與齒條23相鄰之方式而被固定。

導引塊27固定於支持構件7上。具體而言，於支持構件7之與臂4之固定面(圖5之右端面)正交之面上，固定有導引塊27，導引塊27從圖5之上下方向之外側卡合於導軌26。

再者，本實施形態中，如圖5所示，於柱狀構件8上固定有蓋構件31。該蓋構件31係以從圖5之上下方向覆蓋導軌26之方式而配置。

(水平驅動機構及其周邊部之構成)

圖7係用以說明圖2之J部之內部構成的示圖。圖8係用以從圖3之K-K方向來說明水平驅動機構17等之構成的示圖。圖9係用以從圖8之L-L方向來說明水平驅動機構17之構成的示圖。

如圖7所示，水平驅動機構17配置於圖7之基台9之左端側。該水平驅動機構17包括兩台水平驅動用馬達40。如圖8所示，兩台水平驅動用馬達40係以於圖8之左右方向上相鄰之方式而配置。另外，兩台水平驅動用馬達40之各個固定於基台9上所固定之兩個支架52之各個上。在兩個支架52之各個上，如圖8、圖9所示，經由軸承54而可旋轉地保持有旋轉軸53。兩根旋轉軸53係以於圖8之左右方向上相鄰之方式而配置。

又，水平驅動機構17包括：固定於兩根旋轉軸53各自之下端之作為水平驅動用小齒輪的兩個小齒輪42；及與兩個小齒輪42嚙合之作為水平驅動用齒條的齒條43。藉由該兩個小齒輪42及齒條43，基台9會朝水平方向移動。進而，水平驅動機構17包括用以使水平驅動機構17停止(即，用以使基台9停止)之兩個水平制動機構44。

另外，機器人1包括用以於水平方向導引基台9之導引部45。導引部45係由導軌46及卡合於導軌46之導引塊47所構成。又，如圖7、圖8所示，基座構件6包括細長的兩條軌道狀構件51。該軌道狀構件51係以於圖7之左右方向上空開特定間隔之狀態而平行地配置。

水平驅動用馬達40包括用以檢測水平驅動用馬達40之旋轉速度之速度檢測機構(省略圖示)。該速度檢測機構例如係由形成為圓板狀之狹縫板、及以夾隔有狹縫板之狀態而對向配置之發光元件與受光元件所構成。

如圖9所示，於水平驅動用馬達40之輸出軸上，固定有滑輪48。又，於旋轉軸53之上端側，固定有比滑輪48之直徑大的滑輪49。於滑輪48、49上，架設有皮帶50，於圖8之上下方向上相鄰配置之水平驅動用馬達40及旋轉軸53係藉由該皮帶50而連結。

如圖8所示，齒條43固定於軌道狀構件51之上面。本實施形態中，由於基台9之移動量較大，故齒條43之長度較長。因此，齒條43係藉由將複數個齒條片接在一起而形成。

如圖9所示，水平制動機構44以與滑輪48相鄰之方式安裝在水平驅動用馬達40之輸出軸上。該水平制動機構44係與上下制動機構24同樣的所謂無勵磁作動型之制動器，並與上下制動機構24同樣地構成。即，水平制動機構44中，在線圈成為通電狀態時，電樞被殼體所吸引，制動盤得以釋放。另外，在停止對線圈通電時，藉由壓縮螺旋彈簧之施力而將制動盤夾在電樞與側板之間，對水平驅動用馬達40進行緊急制動。

如圖8所示，導軌46固定於軌道狀構件51之上面。本實施形態中，於兩條軌道狀構件51各自之上面固定有導軌46。另外，配置於圖8上側之導軌46係以與齒條43相鄰之方式而被固定。如圖7所示，導引塊47固定於圖7之左右方向之基台9的兩端部。該導引塊47從上側卡合於導軌46。

(旋轉驅動機構及其周邊部分之構成)

圖10係圖1所示之回旋構件10之俯視圖。圖11係圖10之M-M剖面之剖面圖。

如圖10、圖11所示，旋轉驅動機構18配置於成為回旋構件10之回旋中心之中心軸CL的四周。該旋轉驅動機構18包括兩台旋轉驅動用馬達60。如圖10所示，兩台旋轉驅動用馬達60相對於中心軸CL而點對稱地配置，並固定於回旋構件10之中心部。另外，旋轉驅動機構18包括固定於回旋構件10之中心部的減速機61。進而，旋轉驅動機構18包括用以使旋轉驅動機構18停止(即，用以使回旋構件10停止)之一個旋轉制動機構64。再者，回旋構件10為細長之塊狀構件，在其一端側(圖10之左端側)固定有柱狀構件8之下端。

旋轉驅動用馬達60包括用以檢測旋轉驅動用馬達60之旋轉速度之速度檢測機構(省略圖示)。該速度檢測機構例如係由形成為圓板狀之狹縫板、及以夾隔有狹縫板之狀態而對向配置之發光元件與受光元件所構成。

如圖11所示，於旋轉驅動用馬達60之輸出軸上，固定有輸出齒輪68，兩個輸出齒輪68與減速機61之輸入齒輪69嚙合。藉由該兩個輸出齒輪68及包含輸入齒輪69之減速機61，回旋構件10會相對於基台9而回旋。即，在回旋構件10之中心部固定有減速機61之輸出側，在經由減速機61所傳達之旋轉驅動用馬達60之動力之作用下，回旋構件10會相對於基台9而旋轉。

如圖11所示，旋轉制動機構64固定於旋轉軸73之上端，該旋轉軸73係經由軸承74而可旋轉地保持於回旋構件10之中心部。於旋轉軸73之下端，固定有與減速機61之輸入齒輪69嚙合之齒輪70。又，如圖10所示，旋轉制動機構64配置於以中心軸CL為中心而使旋轉驅動用馬達60旋轉90°之位置上。

該旋轉制動機構64係與上下制動機構24同樣的所謂無勵磁作動型之制動器，並與上下制動機構24同樣地構成。即，旋轉制動機構64中，在線圈成為通電狀態時，電樞被殼體所吸引，制動盤得以釋放。另外，在停止對線圈通電時，藉由壓縮螺旋彈簧之施力而將制動盤夾在電樞與側板之間，對輸入齒輪69進行緊急制動。

(控制部之構成)

圖12係圖1所示之產業用機器人1之控制部80及其相關部分之方框圖。再者，圖12中，圖示有與上下驅動機構16、水平驅動機構17及旋轉驅動機構18之控制相關之控制部80的構成。

如圖12所示，作為與上下驅動機構16、水平驅動機構17及旋轉驅動機構18之控制相關之構成，控制部80包括：控制兩台上下驅動用馬達20之上下馬達控制部81；控制兩台水平驅動用馬達40之水平馬達控制部82；控制兩台旋轉驅動用馬達60之旋轉馬達控制部83；控制兩個上下制動機構24之上下制動器控制部84；控制兩個水平制動機構44之水平制動器控制部85；以及控制一個旋轉制動機構64之旋轉制動器控制部86。又，在控制部80上，連接有控制指令部87。

上下馬達控制部81藉由速度控制與轉矩控制而控制兩台上下驅動用馬達20中之一方之上下驅動用馬達20，並藉由轉矩控制而控制另一方之上下驅動用馬達20。即，上下馬達控制部81針對一方之上下驅動用馬達20，進行基於來自該上下驅動用馬達20之速度檢測機構之輸出的反饋控制及控制該上下驅動用馬達20之電流值的轉矩控制，且針對另一方之上下驅動用馬達20，並不進行基於來自該上下驅動用馬達20之速度檢測機構之輸出的反饋控制，而進行控制該上下驅動用馬達20之電流值的轉矩控制。

水平馬達控制部82藉由速度控制與轉矩控制而控制兩台水平驅動用馬達40中之一方之水平驅動用馬達40。另外，水平馬達控制部82在另一方之水平驅動用馬達40停止前，與一方之水平驅動用馬達40同樣地，藉由速度控制與轉矩控制而控制另一方之水平驅動用馬達40，但在除另一方之水平驅動用馬達40停止前的其他情況時，則藉由轉矩控制而控制另一方之水平驅動用馬達40。

即，在除另一方之水平驅動用馬達40停止前的其他情況時，水平馬達控制部82針對另一方之水平驅動用馬達40，並不進行基於來自該水平驅動用馬達40之速度檢測機構之輸出的反饋控制，而進行轉矩控制。另外，在另一方之水平驅動用馬達40停止前，水平馬達控制部82針對另一方之水平驅動用馬達40，進行基於來自該水平驅動用馬達40之速度檢測機構之輸出的反饋控制，對另一方之水平驅動用馬達40之旋轉速度進行控制，以使兩個小齒輪42與齒條43之間的齒隙消失。

同樣地，旋轉馬達控制部83藉由速度控制與轉矩控制而控制兩台旋轉驅動用馬達60中之一方之旋轉驅動用馬達60。另外，旋轉馬達控制部83在另一方之旋轉驅動用馬達60停止前，與一方之旋轉驅動用馬達60同樣地，藉由速度控制與轉矩控制而控制另一方之旋轉驅動用馬達60，但在除另一方之旋轉驅動用馬達60之停止前的其他情況時，則藉由轉矩控制而控制另一方之旋轉驅動用馬達60。

即，在除另一方之旋轉驅動用馬達60之停止前的情況時，旋轉馬達控制部83針對另一方之旋轉驅動用馬達60，不進行基於來自該旋轉驅動用馬達60之速度檢測機構之輸出的反饋控制，而進行轉矩控制。另外，在另一方之旋轉驅動用馬達60停止前，旋轉馬達控制部83針對另一方之旋轉驅動用馬達60，進行基於來自該旋轉驅動用馬達60之速度檢測機構之輸出的反饋控制，對另一方之旋轉驅動用馬達60之旋轉速度進行控制，以使兩個輸出齒輪68與輸入齒輪69之間的齒隙消失。

在從控制指令部87輸入有支持構件7之停止信號時，上下制動器控制部84會使兩個上下制動機構24階段性地作動。即，在從控制指令部87輸入有支持構件7之停止信號時，上下制動器控制部84會以一方之上下制動機構24之作動開始時刻與另一方之上下制動機構24之作動開始時刻不同(錯開)的方式，使兩個上下制動機構24作動。

具體而言，上下制動器控制部84會以另一方之上下制動機構24之作動開始時刻遲於一方之上下制動機構24之作動開始時刻的方式，使兩個上下制動機構24作動。即，首先，使一方之上下制動機構24開始作動，同時於該一方之上下制動機構24作動之狀態下，使另一方之上下制動機構24開始作動，以此方式，上下制動器控制部84使兩個上下制動機構24作動。更具體而言，上下制動器控制部84以對另一方之上下制動機構24之線圈停止通電之時刻(或者對線圈之通電實際停止之時刻)遲於對一方之上下制動機構24之線圈停止通電之時刻(或者對線圈之通電實際停止之時刻)的方式，停止對兩個上下制動機構24之線圈之通電。

同樣地，在從控制指令部87輸入有基台9之停止信號時，水平制動器控制部85會使兩個水平制動機構44階段性地作動。即，在從控制指令部87輸入有基台9之停止信號時，水平制動器控制部85會以一方之水平制動機構44之作動開始時刻與另一方之水平制動機構44之作動開始時刻不同(錯開)的方式，使兩個水平制動機構44作動。

具體而言，水平制動器控制部85會以另一方之水平制動機構44之作動開始時刻遲於一方之水平制動機構44之作動開始時刻的方式，使兩個水平制動機構44作動。即，首先，使一方之水平制動機構44開始作動，同時於該一方之水平制動機構44作動之狀態下，使另一方之水平制動機構44開始作動，以此方式，水平制動器控制部85使兩個水平制動機構44作動。更具體而言，水平制動器控制部85以對另一方之水平制動機構44之線圈停止通電之時刻(或者對線圈之通電實際停止之時刻)遲於對一方之水平制動機構44之線圈停止通電之時刻(或者對線圈之通電實際停止之時刻)的方式，停止對兩個水平制動機構44之線圈之通電。再者，在從控制指令部87輸入有基台9之停止信號時，水平制動器控制部85亦可使兩個水平制動機構44同時作動。

(本實施形態之主要效果)

如以上所說明，本實施形態中，上下驅動機構16包括兩個上下制動機構24。因此，例如即便一方之上下制動機構24破損，亦可利用另一方之上下制動機構24而使上下驅動機構16停止。即，可使支持構件7停止，以防止機械手3及臂4之掉落。因此，本實施形態中，即便為較大的基板2，亦能安全地搬送。另外，於維護時即便拆下一方之上下制動機構24之情況下，亦能利用另一方之上下制動機構24而使支持構件7停止於特定位置。故而，上下驅動機構16之維護變得容易。

另外，本實施形態中，使兩個上下制動機構24階段性地作動，階段性地增大上下驅動機構16產生之制動力。故而，可防止上下驅動機構16之緊急制動。因此，即便上下驅動機構16包括兩個上下制動機構24，亦可防止因支持構件7緊急停止而可能導致的基板2從機械手3上掉落。

本實施形態中，兩個上下制動機構24之各個經由滑輪28、29與皮帶30而連結於兩台上下驅動用馬達20之各個。因此，可利用上下制動機構20而使兩台上下驅動用馬達20各別且可靠地停止。

本實施形態中，兩台上下驅動用馬達20各自包括速度檢測機構。因此，藉由檢測由兩個速度檢測機構所檢測之旋轉速度之差是否為特定值以上，而可檢測出上下驅動用馬達20之異常。另外，在檢測出上下驅動用馬達20之異常之情況時，可利用上下制動機構24而使上下驅動機構16停止。因此，即便上下驅動用馬達20產生異常，亦可使支持構件7安全地停止。

本實施形態中，水平驅動機構17包括兩個水平制動機構44。因此，例如即便一方之水平制動機構44破損，亦可利用另一方之水平制動機構44而使水平驅動機構17停止。即，可使本體部5停止。因此，即便為較大的基板2，亦能安全地搬送。又，本實施形態中，使兩個水平制動機構44階段性地作動，階段性地增大水平驅動機構17產生之制動力。故而，可防止水平驅動機構17之緊急制動。因此，即便水平驅動機構17包括兩個水平制動機構44，亦可防止因本體部5緊急停止而可能導致的基板2從機械手3上掉落。

本實施形態中，兩個水平制動機構44各自連結於兩台水平驅動用馬達40之各輸出軸。因此，可利用水平制動機構40而使兩台水平驅動用馬達40各別且可靠地停止。

[實施形態2]

圖13係本發明之實施形態2之產業用機器人101之俯視圖。圖14係從圖13之N-N方向表示產業用機器人101之示圖。圖15係從圖13之P-P方向表示產業用機器人101之示圖。圖16係用以說明圖13所示之柱狀構件108及上下驅動機構116之構成的示圖。圖17係圖16之Q部之放大圖。圖18係從圖16之R-R方向表示上下驅動機構116之示圖。

實施形態2之產業用機器人101(以下，稱為「機器人101」)係用以搬送曝光裝置中所使用之昂貴之遮罩102的機器人。即，實施形態1之機器人1所搬送之搬送對象物為大型之基板2，相對於此，實施形態2之機器人101所搬送之搬送對象物為昂貴的遮罩102。

如圖13~圖15所示，該機器人101包括：搭載遮罩102之機械手103；連結有機械手103之臂104；支持臂104之本體部105；以及於水平方向可移動地支持本體部105成之基座構件106。本體部105包括：支持臂104並能上下運動之支持構件107；用以於上下方向可移動地支持著支持構件107之柱狀構件108；構成本體部105之下端部分並能相對於基座構件106而水平移動之基台109；以及固定有柱狀構件108之下端並能相對於基台109而回旋之回旋構件110。另外，機器人101包括：用以調整臂104之傾斜度之傾斜度調整機構111；及使支持構件107上下運動之上下驅動機構116(參照圖16)。

機械手103包括用以搭載基板2之兩個爪部112。機械手103係以能相對於臂104而於圖13之左右方向進行相對移動之方式保持於臂104上。臂104形成為細長之長方體狀，其中心部分被支持構件107所支持。傾斜度調整機構111配置於臂104與支持構件107之連結部分。該傾斜度調整機構111調整臂104相對於圖14之左右方向之傾斜度。

上下驅動機構116包括：一台上下驅動用馬達120、及連結有上下驅動用馬達120之一根滾珠螺桿121。如圖16所示，上下驅動用馬達120固定於柱狀構件108之上端側。另外，滾珠螺桿121係以上下方向作為長度方向而安裝於柱狀構件108上。具體而言，在固定於柱狀構件108之上下兩端側之兩個軸承122上，可旋轉地支持有滾珠螺桿121。

另外，上下驅動機構116包括螺合於滾珠螺桿121而上下運動之螺母構件123。螺母構件123固定於支持構件107上。本實施形態中，藉由滾珠螺桿121與螺母構件123，支持構件107會於上下方向移動。進而，上下驅動機構116包括用以使上下驅動機構116停止(即，用以使支持構件107停止)之兩個上下制動機構124。再者，上下驅動機構116包括用以防止螺母構件123以滾珠螺桿121為中心之旋轉之共轉防止部(省略圖示)。

上下驅動用馬達120包括用以檢測上下驅動用馬達120之旋轉速度之速度檢測機構(省略圖示)。該速度檢測機構例如係由形成為圓板狀之狹縫板、及以夾隔有狹縫板之狀態而對向配置之發光元件與受光元件所構成。另外，於滾珠螺桿121之下端側，安裝有用以檢測滾珠螺桿121之旋轉速度之速度檢測機構131。該速度檢測機構例如係由形成為圓板狀並固定於滾珠螺桿121上之狹縫板、及以夾隔有狹縫板之狀態而對向配置之發光元件與受光元件所構成。

本實施形態中，上下驅動用馬達120所具有之速度檢測機構係用以檢測上下驅動用馬達120之旋轉速度之馬達側速度檢測機構。另外，安裝於滾珠螺桿121之下端側之速度檢測機構131係用以檢測滾珠螺桿121之旋轉速度之螺桿側速度檢測機構。

如圖17所示，於上下驅動用馬達120之輸出軸上，固定有滑輪128。另外，於滾珠螺桿121之上端，固定有比滑輪128之直徑大的滑輪129。於滑輪128、129上，架設有皮帶130，上下驅動用馬達120與滾珠螺桿121係藉由皮帶130而連結。

如圖17所示，兩個上下制動機構124係以與滑輪129相鄰之方式安裝於滾珠螺桿121之上端側。即，兩個上下制動機構124經由滑輪128、129及皮帶130而連結於上下驅動用馬達120。

上下制動機構124係與實施形態1之上下制動機構24同樣地構成。即，上下制動機構124中，在線圈成為通電狀態時，電樞被殼體所吸引，固定於滾珠螺桿121上之制動盤得以釋放。另外，在停止對線圈通電時，藉由壓縮螺旋彈簧之施力而將制動盤夾在電樞與側板之間，對滾珠螺桿121進行緊急制動。再者，一個上下制動機構124具有可使包括基板102、機械手103、臂104及支持構件107等在內的於上下方向移動之部分充分停止之制動力。

與實施形態1之機器人1同樣地，本實施形態之機器人101包括控制部(省略圖示)。作為與上下驅動機構116之控制相關之構成，該控制部包括：控制上下驅動用馬達120之上下馬達控制部；及控制兩個上下制動機構124之上下制動器控制部。

本實施形態之上下制動器控制部與實施形態1之上下制動器控制部84同樣地，在從控制指令部輸入有支持構件107之停止信號時，會使兩個上下制動機構124階段性地作動。即，在從控制指令部輸入有支持構件107之停止信號時，上下制動器控制部會以一方之上下制動機構124之作動開始時刻與另一方之上下制動機構124之作動開始時刻不同(錯開)的方式，使兩個上下制動機構124作動。

具體而言，上下制動器控制部會以另一方之上下制動機構124之作動開始時刻遲於一方之上下制動機構124之作動開始時刻的方式，使兩個上下制動機構124作動。即，首先，使一方之上下制動機構124開始作動，同時於該一方之上下制動機構124作動之狀態下，使另一方之上下制動機構124開始作動，以此方式，上下制動器控制部使兩個上下制動機構124作動。更具體而言，上下制動器控制部以對另一方之上下制動機構124之線圈停止通電之時刻(或者對線圈之通電實際停止之時刻)遲於對一方之上下制動機構124之線圈停止通電之時刻(或者對線圈之通電實際停止之時刻)的方式，停止對兩個上下制動機構124之線圈之通電。

如以上所說明，本實施形態中，上下驅動機構116包括兩個上下制動機構124。因此，即便一方之上下制動機構124破損，亦可利用另一方之上下制動機構124而使上下驅動機構116停止，可使支持構件107停止，以防止機械手103及臂104之掉落。因此，本實施形態中，即便為昂貴的遮罩102，亦能安全地搬送。另外，於維護時即便拆下一方之上下制動機構124之情況下，亦能利用另一方之上下制動機構124而使支持構件107停止於特定位置，故上下驅動機構116之維護變得容易。

另外，本實施形態中，使兩個上下制動機構124階段性地作動，階段性地增大上下驅動機構116產生之制動力。故而，可防止上下驅動機構116之緊急制動。因此，即便上下驅動機構116包括兩個上下制動機構124，亦可防止因支持構件107緊急停止而可能導致的遮罩102從機械手103上掉落。

本實施形態中，上下驅動機構116包括連結有兩個上下制動機構124之一台上下驅動用馬達120。因此，可利用兩個上下制動機構124之較大之制動力而使一台上下驅動用馬達120可靠地停止。

本實施形態中，上下驅動機構116包括：用以檢測上下驅動用馬達120之旋轉速度之速度檢測機構；及用以檢測滾珠螺桿121之旋轉速度之速度檢測機構131。因此，藉由檢測基於上下驅動用馬達120之速度檢測機構之輸出所計算之滾珠螺桿121之旋轉速度、與速度檢測機構131檢測出的滾珠螺桿121之旋轉速度之差是否為特定值以上，便能可靠地檢測出上下驅動機構116之異常。另外，在檢測出上下驅動機構116之異常之情況時，可利用上下制動機構124而使上下驅動機構116停止。因此，即便上下驅動機構116產生異常，亦可使支持構件107安全地停止。

[其他實施形態]

上述實施形態為本發明之較佳實施形態之一例，但並不限定於此，可在不變更本發明之要旨之範圍內進行各種變形實施。

於實施形態1中，上下制動機構24係安裝於減速機21之輸入軸上。除此之外，例如，上下制動機構24亦可安裝於上下驅動用馬達20之輸出軸或減速機21之輸出軸上。又，亦可將以上下方向作為長度方向之細長之板狀制動板固定於柱狀構件8上，並將與支持構件7一起上下運動之側板及電樞以夾隔有該制動板之狀態而配置，藉此構成上下制動機構。即，上下制動機構亦可不連結於上下驅動用馬達20。

同樣地，實施形態1中，水平制動機構44係安裝於水平驅動用馬達40之輸出軸上，但水平制動機構44亦可安裝於旋轉軸53上。另外，亦可將以水平方向作為長度方向之細長之板狀制動板固定於軌道狀構件51上，並將與基台9一起水平移動之側板及電樞以夾隔有該制動板之狀態而配置，藉此構成水平制動機構。即，水平制動機構亦可不連結於水平驅動用馬達40。

另外，實施形態2中，上下制動機構124係安裝於滾珠螺桿121之上端側，但上下制動機構124亦可安裝於上下驅動用馬達120之輸出軸上。又，亦可將以上下方向作為長度方向之細長之板狀制動板固定於柱狀構件108上，並將與支持構件107一起上下運動之側板及電樞以夾隔有該制動板之狀態而配置，藉此構成上下制動機構。

上述實施形態中，上下驅動機構16、116包括兩個上下制動機構24、124。除此之外，例如上下驅動機構16、116亦可包括三個以上之上下制動機構24、124。於該情形時，上下制動器控制部84以將三個以上之上下制動機構24、124各自之作動開始時刻錯開之方式而使上下制動機構24、124作動。即，上下制動器控制部84可使三個以上之上下制動機構24、124之作動依序開始。又，於該情形時，可將三個以上之上下制動機構24、124分成若干個組，並使該每個組之作動開始時刻錯開(使每個組依序開始作動)，以此方式，上下制動器控制部84使上下制動機構24、124作動。

再者，於上下制動器控制部84以將三個以上之上下制動機構24、124各自之作動開始時刻錯開之方式而使上下制動機構24、124作動的情況下，可逐漸增大上下驅動機構16、116產生之制動力。因此，能可靠地防止上下驅動機構16、116之緊急制動，可靠地防止搬送對象物從機械手3、103上掉落。

同樣地，水平驅動機構17亦可包括三個以上之水平制動機構44。於該情形時，水平制動器控制部85以將三個以上之水平制動機構44各自之作動開始時刻錯開之方式而使水平制動機構44作動。另外，於該情形時，將三個以上之水平制動機構44分成若干個組，並使該每個組之作動開始時刻錯開，以此方式，水平制動器控制部85使水平制動機構44作動。

另外，在實施形態1中，若上下驅動機構16或者水平驅動機構17之一方包括兩個制動機構24、44，則另一方之驅動機構所包括之制動機構24、44亦可為一個。

在實施形態1中，旋轉驅動機構18包括一個旋轉制動機構64，但旋轉驅動機構18亦可包括複數個旋轉制動機構64。於該情形時，旋轉制動器控制部86以將複數個旋轉制動機構64各自之作動開始時刻錯開之方式而使旋轉制動機構64作動。另外，於該情形時，將複數個旋轉制動機構64分成若干個組，並使該每個組之作動開始時刻錯開，以此方式，旋轉制動器控制部86使旋轉制動機構64作動。

上述實施形態中，上下制動機構24、124、水平制動機構44及旋轉制動機構64係所謂的無勵磁作動型之制動器。除此之外，例如上下制動機構24、124、水平制動機構44及/或旋轉制動機構64亦可為以如下方式所構成之制動器，即，在對線圈通電時，藉由側板與電樞而夾持制動盤，在停止對線圈通電時，藉由壓縮螺旋彈簧之施力而釋放制動盤。另外，上下制動機構24、124、水平制動機構44及/或旋轉制動機構64亦可為以如下方式所構成之空氣制動器，即，藉由壓縮空氣而使電樞作動。

在實施形態1中，上下驅動機構16、水平驅動機構17及旋轉驅動機構18包括兩台驅動用馬達20、40、60。除此之外，例如上下驅動機構16、水平驅動機構17及/或旋轉驅動機構18亦可包括三台以上之驅動用馬達20、40、60。另外，上下驅動機構16、水平驅動機構17及旋轉驅動機構18所包括之驅動用馬達20、40、60之數目亦可為一台。

在實施形態1中，機器人1包括上下驅動機構16、水平驅動機構17、及旋轉驅動機構18。除此之外，例如，機器人1亦可僅包括從上下驅動機構16、水平驅動機構17及旋轉驅動機構18中任意選擇之兩個或一個驅動機構。

1、101．．．機器人(產業用機器人)

2．．．基板(搬送對象物)

3、103．．．機械手

4、104．．．臂

7、107．．．支持構件

16、116．．．上下驅動機構

17．．．水平驅動機構

18．．．旋轉驅動機構

20、120．．．上下驅動用馬達

24、124．．．上下制動機構(制動機構)

40．．．水平驅動用馬達

44．．．水平制動機構(制動機構)

80．．．控制部

84．．．上下制動器控制部(制動器控制部)

85．．．水平制動器控制部(制動器控制部)

102．．．遮罩(搬送對象物)

121．．．滾珠螺桿

131．．．速度檢測機構(螺桿側速度檢測機構)

CL．．．中心軸

圖1係本發明之實施形態1之產業用機器人之俯視圖；

圖2係從圖1之E-E方向表示產業用機器人之示圖；

圖3係從圖1之F-F方向表示產業用機器人之示圖；

圖4係從圖1之F-F方向表示支持構件及上下驅動機構之示圖；

圖5係從圖4之G-G方向表示支持構件、柱狀構件及上下驅動機構之示圖；

圖6係從圖4之H-H方向表示上下驅動機構之示圖；

圖7係用以說明圖2之J部之內部構成的示圖；

圖8係用以從圖3之K-K方向來說明水平驅動機構等之構成的示圖；

圖9係用以從圖8之L-L方向來說明水平驅動機構之構成的示圖；

圖10係圖1所示之回旋構件之俯視圖；

圖11係圖10之M-M剖面之剖面圖；

圖12係圖1所示之產業用機器人之控制部及其相關部分之方框圖；

圖13係本發明之實施形態2之產業用機器人之俯視圖；

圖14係從圖13之N-N方向表示產業用機器人之示圖；

圖15係從圖13之P-P方向表示產業用機器人之示圖；

圖16係用以說明圖13所示之柱狀構件及上下驅動機構之構成的示圖；

圖17係圖16之Q部之放大圖；及

圖18係從圖16之R-R方向表示上下驅動機構之示圖。

20．．．上下驅動用馬達

24．．．上下制動機構

40．．．水平驅動用馬達

44．．．水平制動機構

60．．．旋轉驅動用馬達

64．．．旋轉制動機構

80．．．控制部

81．．．上下馬達控制部

82．．．水平馬達控制部

83．．．旋轉馬達控制部

84．．．上下制動器控制部

85．．．水平制動器控制部

86．．．旋轉制動器控制部

87．．．控制指令部

Claims (4)

1. 一種產業用機器人，其特徵在於，包括：搭載搬送對象物之機械手；連結有上述機械手之臂；支持上述臂之支持構件；使上述支持構件上下運動之上下驅動機構；以及控制上述上下驅動機構之控制部；上述上下驅動機構包括用以使上述上下驅動機構停止的複數個上下制動機構，及與上述上下制動機構相同數目之上下驅動用馬達；複數個上述上下制動機構之各個連結於複數個上述上下驅動用馬達之各個；複數個上述上下驅動用馬達之各個包括用以檢測複數個上述上下驅動用馬達各自之旋轉速度之速度檢測機構；上述控制部包括控制複數個上述上下制動機構之上下制動器控制部，上述上下制動器控制部藉由使複數個上述上下制動機構各自之作動開始時刻錯開而使複數個上述上下制動機構階段性地作動，並且於由複數個上述速度檢測機構檢測出之旋轉速度之差成為特定值以上時，使複數個上述上下制動機構作動。
2. 如請求項1之產業用機器人，其中包括使上述支持構件於水平方向移動之水平驅動機構， 上述水平驅動機構包括用以使上述水平驅動機構停止的複數個水平制動機構，上述控制部包括控制複數個上述水平制動機構之水平制動器控制部，上述水平制動器控制部藉由使複數個上述水平制動機構各自之作動開始時刻錯開而使複數個上述水平制動機構階段性地作動。
3. 如請求項2之產業用機器人，其中上述水平驅動機構包括與上述水平制動機構相同數目之水平驅動用馬達，複數個上述水平制動機構之各個連結於複數個上述水平驅動用馬達之各個。
4. 如請求項1至3中任一項之產業用機器人，其中包括：用以使上述支持構件以一將上下方向當作軸方向之特定之中心軸作為中心而旋轉的旋轉驅動機構上述旋轉驅動機構包括用以使上述旋轉驅動機構停止的複數個旋轉制動機構，上述控制部包括控制複數個上述旋轉制動機構之旋轉制動器控制部，上述旋轉制動器控制部藉由使複數個上述旋轉制動機構各自之作動開始時刻錯開而使複數個上述旋轉制動機構階段性地作動。