WO1985002577A1 - Industrial robot - Google Patents

Description

明 細 書

発明の名称

工業用 πボッ 卜 技術分野

本発明は、 半導体製造工場 . 光学部品製造工場 . その他精密 製品製造工場等、 廛埃を極度に嫌う作業環境で使用する工業用 ロボ .:/ トに関するものである o

背景技術

工業用ロボッ ト には * 関節部の軸受ゃサーボモ ー タ のブラ シ 等、 多く の塵埃発生要因がある。 この よ う ¾ロボ ッ トは半導体 製品製造工場等、 空気中の塵埃を極度に嫌う場所では、 このま までは使用できず、 塵埃の飛散を防ぐ工夫が必要と る。

従来の塵埃飛散防止装置は第 1 図にその具体構成を示すよ う に、 工業用ロボツ ト 1 における塵埃発生部分と る関節部¹ a に、 蛇腹式の力パー 2をかぶせることによ って、 ロボッ ト 1 の 前記斯る場所から発生する塵埃が外部に出るのを防いでいた。

しかし、 上記構成では蛇腹式のカバー 2の伸縮によ って、 力 バー 2 自体がポンプの役目を果し、 カバー 2 とロボッ ト 1 の隙 間から空気と共に塵埃が漏れる問題や、 ロボッ ト 1 の関節に大 きなカ バー 2をかぶせるため、 ロ ボッ ト 1 が大型化するという 問題があった。 また、 ロボッ ト 1 の修理や保守の際には力ハ:一 2を取 ]9外す必要があ j?、 修理 ，保守がや にく く なるという 問題があつた。

発明の開示

本発明は、 複数のア ーム と、 この複数のアームのそれぞれに 一-乙 ― 接続された 1 又は複数の関節部材も しくは摺動関節部材と、 こ の関節部材も しく は摺動関節部材を回転可能も しくは摺動可能 に支持する軸受と、 前記関節部材も しくは摺動関節部材を介し、 前記複数の了一ム ¾相対的に回転 .旋回も しくは摺動させる駆 動源とを有し、 前記複数のアームの う ち、 先端部に取 付けら れたアー ムの端部を空間上の任意の位置に位置決めする工業用 ロボッ ト において、 前記了一ム ，.関節部材 ，軸受も しく は,眍動 源の回転部 .摺動部及び接触部を前記アーム ， 関節部材 . 軸受 も しくはカバー、 も しく はこれらの組み合せで外気と遮断する よ うに略密閉化して内部空域を形成すると共に、 前記内部空域

-内の空気を吸引して前記内部空域内の気 Eを外気に対して低 E にする負 £発生装置を設け、 前記略密閉化されたロボ . トの内 ， 外部 ¾つ ぐ微小すきま部に、 内部が外気に対して負 Eにるる ような BE力こ う配を発生させることによ ]?、 前記ロボツ 卜内部 からの塵埃の飛散を防ぐよ うにしたものであ ]?、 蛇腹式のカバ 一を用い いので、 保守 .修理が容易でコ ンパク ト 工業用口 ボッ ト を提供できる。

図面の簡単な説明

第 1 図は従来の塵埃飛散防子手段を施した工業用ロボ.:； ト を 示す斜視図、 第 2図は本発明の一実施例における廑埃飛散防止 手段を施したロボッ 卜 の要部断面図、 第 3図は第 2図における 空気流路の A - A断面図、 第 4図は本発明の一実施例における 工業用ロボッ トの全体構成を示す斜視図、 第 5図は第 4図に示 す工業用ロボ ッ ト の略密閉化された内部空域と負 E発生装置と を連結する違結方法 ¾説明する構成図である。 発明を実施するための最良の形態

以下本発明の一実施例 ¾第 2図〜第 5図にも とづいて説明す る o

第 2図は本発明の実施例における塵埃飛散防止手段を施した 工業用ロホ'ッ トの関節部を示すものである。 ³はこの関節部の 固定側アーム、 ⁴は同じく従動側了ー ム 、 5は主軸である o ⁶ は固定側アーム ³に固定され、 主軸 ⁵を回転駆動することによ' j?従動側アーム ⁴を駆動するサーボモ ー タ 、 ァ . ³は固定側ァ ー厶 3に対して従動側アー ム 4の回転を軸承する軸受である。

9 a , 9 は固定側ァーム 3に設けられ、 軸受ァ . ⁸の内周側 近傍からサーボモータ ⁶の設置されている固定側アーム ³の空 洞部 9 cに通じている空気流路で、 この空気流路 9 a . 9 b及 び空洞部 9 c で内部空域⁹を構成する。 ¹ o a , ¹ O b はサー ボモータ 6の回転を減速する減速機を内蔵した減速機室であ！？、 1 O C , 1 o d , 1 O Θ は減.速機室 1 O 2L ， 1 o b と内部空域

9との間に配設されたオ イ ルシ ール、 1 O f は減速機室 ¹ O 1) の他方に配設されたォィ ルシ ールである o 1 1 は固定側了一ム 3の空洞部 9 Cから空気及び塵埃を吸引するための配管、 ¹ 2 は空気及び塵埃 ¾吸い出す負 E発生装置、 ¹ 3は負圧発生装置

1 2から吸い出された空気中の廛埃を除去し、 清浄な空気を放 出する空気清浄器である。'

第 3図は第 2図の A - A断面図であ 、 9 は前記空気流路、 9 dは軸受 8の内側近傍と連結する通気孔、 9 eは空洞部 9 C に通じる通気孔である。

第⁴図は本発明の一実施例における工業用ロボッ ト の斜視図

' ' である。 1 4はロボッ ト本体、 1 5は旋回関節部、 1 6 . 1 7 はアー ム曲げ関節部、 1 S . ¹ 9 , 2 0は手首関節部である。

2 1 は旋回関節部 ¹ 5を略密閉化する力 パ ー、 ^{2 2}は上腕了一 ム 、 2 3は前跪アー ム である。 1 1 a 〜 1 1 dは各関節の内部 空域と負 £発生装置^{1 2}とを違結する配管である o

第 5図は第 4図に示す工業用ロボッ ト の、 略密閉化された内 部空域と負 E発生装置とを連結する連結方法を説明する構成図 である。

2 4は旋回関節部 1 Sをおおうカバー 2 1 によ って作 出さ れた第 1 内部空域、 2 5はアー ム曲げ関節部 ^{1 6}内に作られた 第²内部空域、 ^{2 6}はアーム曲げ関節部 ¹ 7 と上腕アー ム ^{2 2} の内部に作られた第 3内部空域、 2 ァは手首闋節部¹ 8 . 1 9 ■. 2 Oと前腕ア ー ム 2 3の内部に作られた第 ⁴内部空域である。

2 8は第 1 内部空域内の空気の排気流量を調整する流量調節部、 29 , 3 0 . 3 1 は第 2 ， 第 3 , 第 4内部空域 2 5 , 2 6 ,

2 ァの E力を調整する圧力調節部である。 1 2 aは高低 E型負 E発生装置、 1 3 aは空気清淨器、 1 2 bは高流量型負 E発生 装置、 1 3 toは空気清浄器である。

以上のよ うに構成された工業用ロホ'ッ トについて、 以下その 動作を説明する o

まず、 ロ ボッ トにおける廛埃は歯車のかみあい部 ， 軸受 . ォ ィ ル シ ー ル ， モータのブラシ等の可動部から発生する力 S、 ロボ ッ ト全体から見た場合、 本実施例では廛埃が外都へ出るすきま は、 軸受ゃカパーのすきまであ！）、 ここが塵埃発生部と ¾る o 第²図の具体例では、 軸受ァ ， 8のすきまから内部空域 9の空

ΟίΙΡΙ . • 気が外へ流れ出るので、 ここが塵埃発生部と る。 従ってここ からの塵埃の漏れを ¾ くせば、 ロボッ ト による塵埃の発生は防 ぐことができ るわけである。 しかしこの部分は可動部.であるた め完全な密閉は困難である。 そこで軸受 ⁷ , ⁸の内周側に設け られた空気流路 9 a , 9 内の空気を他所へ吸い出せば、 軸受 ァ . 8付近の気 Eは、 外気に対して内側を ί氐 EEにでき、 結果と して軸受ァ . ， 8の外側から内側へ空気が流れるため、 塵埃の口 ボッ ト外部への漏れを防 ぐことができ る。 本実施例では空気流 路 9 EL . と空洞部 9 C と連通し、 空洞部 9 Cから配管 ¹' ¹ を通って負 E発生装置 1 ²によ って排気されている。 このよ う . 構成にすることによ ]?、 サーボモ ー タ ⁶の温度上昇による空 洞部 9 cの気 E上昇を防止し、 常に外気に対して負 E化て きる' ので、 口 ッ 卜 を構成する構造部材間の微小なすきまから塵埃 が漏れるのを防止することができる。 負 E発生装置 ^{1 2}によ つ て棑出された空気は空気清浄器 1 3によ つて塵埃を取 除いた 後、 放出される。

¾お減速機室 ¹ o a . ¹ o b内はオイ ル潤滑されているがォ ィ ル シ ー ル i o c , 1 o d , 1 ο β , i o f によ って密閉 f匕さ れてお ]9、 オ イ ルが外部にもれることはない。 万一オ イ ル蒸気 がオ イ ル シ ー ル 1 O C , 1 o d又は 1 ο βを通して外へ出た場 合は、 その蒸気は内部空域 9から配管 1 1 を通 ]Ρ負 Ε発生装置

1 ²によ って排気されるので、 外部にオ イ ル蒸気を発散させる こ とはない o またオ イ ル シ ー ル ¹ O f 側は従動ア ン グル Aによ つて完全密封されてお i?、 外気と完全に遮断されている。

第 4図に示すよ う な多自由度の工業用口 ボッ ト において第 5 一も一 図に示すよ うに複数個の内部空域から構成される場合も、 基本 的 働きは上記説明のとお である。 第⁵図の実施例について 具体的にその動作を説明する。 本ロボッ ト は⁴個の内部空域を も つている《 その内第 2 ， 第 3 . 第 4内部空域 2 5 , 2 6 ,

5 2 ァは第 2図で示す例と同様に軸受が塵埃発生部である。 これ ら軸受はシール付タ イ プを使用してお ]9そのすきま面積は小さ い。 また一方、 ロボッ トが扱う ワ ークに位置的に近いという こ とから、 高い無塵性能が要求される。 そこで負 E発生装置 には高低 £型である真空ポン プを用い、 E力調節部^{2 9} . 3 O l O 3 1 によ つて各軸受部の E力こう配のパランスを調整して、 高 い無廛化性能を具現している。 第 1 内部空域 2 4は、 主と して • カバー 2 1 でおおわれてお 、 力パー間のすきま面積は比較的 大きい。 そこで負 E発生装置 1 2 Dには、 排気流量の大きい排 気フ ァンを用い、 流量調整部 2 S で排気流量を調整して塵埃の 1 5 飛散を防止している。

なお、 上記実施例においては、 本発明を関節部が相互に旋回 も しくは回転する工業用口ボッ ト に適用した場合について説明 したが、 本発明はこれらに限定されるものではる く、 複数の了 ームが相互に直線運動を行るう よ うな摺動関節部を有する工業 0 用ロボッ トにも適用が可能である。

産業上の利用可能性

以上の説明から明らかなよ うに本発明によれば次のよ う 優 れた効果が得られる。

(1 ) ロボッ ト本体内部を外気と遮断するよ うに密閉化し、 内部 5 空域を負 E化することによ ]?、 ロボッ トが動作するときに発 生する塵埃の外部への飛散を防止することができ、 高性能の 無塵埃工業用 πボッ ト を提供でき る。

(2) aボッ ト本体がコ ンパ ク トに ]?、 かつ保守点検.が容易に ¾ Ό o

(3) 高 E室内での作業や減 E室内の作業に対しても、 室内気 E に対してロボ ':； ト本体内部空域の 力を負 £化することによ 、 比較的容易に高性能の無塵埃工業用 πボッ ト を提供でき る o

(4) 軸受部は特に無潤滑軸受を使用する 11、要がなく 、 安価で信 頼性が高い長寿命の工業用ロボッ ト を提供できる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 複数のアームと、 この複数のアーム のそれぞれに接続され た 1 又は複数の関節部林も しく は摺動関節部材と、 この関節部 材も しくは摺動関節部材を回転可能も しくは摺動可能に支持す る軸受と、 前記関節部材も しくは摺動関節部材を介し、 前記複 数のアームを相対的に回転 ，旋回も しく は摺動させる駆動源と を有し、 前記複数のアーム のう ち、 先端部に取 付けられたァ 一ムの端部を空間上の任意の位置に位置決めする工業用口ボッ ト において、 前記アー ム ， 関節部材 ， 軸受も しく は駆動源の回 転部 ， 摺動部及び接触部を前記アーム ， 関節部材 ， 軸受も しく は力パーも しくはこれらの組み合せで外気と遮断するよ うに略 密.閉化して内部空域を形成すると'共に、 前記内部空域内の空気 を吸引して前記内部 域内の気 Eを外気に対して低 Eにする負 £発生装置を設けた工業用ロ ボ ツ ト 。

2 . 請求の範囲第 ¹ 項において、 負 E発生装置の吸引側あるい は吐出側に空気清浄器を連絡した工業用ロボッ ト。

3 - 請求の範囲第 1 項において、 内部空域と負 EE発生装置との 間に、 E力も しくは流量を調整する調整手段 ¾連結した工業用 ロ ホ、ソ 卜。

4 . 請求の範囲第 ¹ 項において、 負 E発生装置と して真空ボン プを用いた工業用ロボッ ト o

s . 請求の範囲第 ¹ 項において、 負 E発生装置として棑気フ ァ ンを用いた工業用ロボッ ト。

6 - 複数のアーム と、 この複数のアー ムのそれぞれに接続され た ¹ 又は複数の関節部材も しぐは摺動関節部材と、 この関節部 一ター 材も しくは摺動関節部材.を回転可能-も しぐは摺動可能に支持す る軸受と、 前記関節部材も しく は摺動関節部材を介し、 前記複 数の了 ームを相対的に回転 ，旋回も しくは摺動させる駆動源と を有し、 前記複数のアームのう ち、 先端部に取 i?付けられたァ

5 一ムの端部を空間上の任意の位置に位置決めする工業用口ボッ ト において、 前記アー ム ， 関節部材 ， 軸受も しく は駆動源の回 転部 .摺動部及び接触部を前記アーム ， 関節部林 ， 軸受も しく はカバー も しく はこれらの組み合せで外気と遮断するよ うに略 密閉化して 1 又は複数の内部空域を形成する と共に、 前記内部 l O 空域を相互に連結する空気流路と、 前記内部空域及び空気流路 内の空気を吸引 して前記内部空域及び空気流路内の気圧を外気 に対して低 Eにする負 E発生装置と、 前記 ¹ 又は複数の内部空 域と前記負 E発生装置 ¾連結する配'管を設け 工業用ロ ボッ ト o τ . 請求の範囲第 ⁶項において、 負 E発生装置の吸引側あるい 5 は吐出側に空気清浄器を連絡した工業用ロ ボッ ト。

8 . 請求の範囲第⁶項において、 内部空域と負 発生装置との 間に、 E力も しく は流量を調整する調整手段を連絡した工業用 口 7^ ッ 卜 。

9 . 請求の範囲第 β項において、 負 Ε発生装置と して真空ボン0 プを用いた工業用ロ ボッ ト。

1 ο . 請求の範囲第 6項において、 負 ε発生装置と して排気フ ァ ンを用いた工業用ロ ボ ツ ト 。

1 1 - 関接部を構成する固定側アーム及び従動側アーム と、 前 記固定側アームに対して前記従動側了一ムを回転可能に支持す5 る軸受と、 前記固定側アーム内に配設され、 前記従動側アーム — 1 ΰ— を前記固定側ァ - ムに し相対的に旋回-させ 動源と-を有し， 前記従動側ァームの先端部を空間上の任意の位置に位置決めす る工業用ロボッ トにお て、 前記固定側アー ム ，従動側了一ム 及び軸受で囲まれた空間を外気と遮断するよ うに略密閉化して

5 内部空域を形成すると共に、 前記固定アームに設けられ、 前記 軸受の内周側近傍に開口を有し、 前記内部空域と前記固定側ァ —ムの内部に設けられた空洞部とを違結する空気流路と、 前記 空洞部 .空気流路及び内部空域内の空気を吸引して前記空洞部 空気流路及び内部空域内の気王を外気に対して低 Εにする負 Ε ι ο 発生装置と、 前記負 Ε発生装置と前記空洞部を連結する配管を 設けた工業用ロ ボッ 卜。

1 2 . 請求の範囲第 1 ¹ 項 お.いて、 負 Ε発生装置の吸引側あ るいは吐 tii側に空気 浄器を連絡した工業用ロ ボツ 卜。 '

1 3 . 請求の範囲第 1 項において、 内部空域と負 E発生装置 15 との間に、 圧力も しくは流量を調整する調整手段を連結したェ 用ロ ボ ヅ ト ο

1 4 . 請求の範囲第 1 1 項において、 負 £発生装置と して真空 ポンプを用いた工業用 α ボ ッ ト 。

¹ 5 . 請求の範囲第 ^{1 1} 項において、 負 Ε発生装置と して排気 0 フ ァ ンを用いた工業用 πボッ ト。