WO1995014555A1

WO1995014555A1 - Multi-joint arm type carrying device

Info

Publication number: WO1995014555A1
Application number: PCT/JP1994/001978
Authority: WO
Inventors: Sadao Tanaka
Original assignee: Sony Corporation
Priority date: 1993-11-22
Filing date: 1994-11-22
Publication date: 1995-06-01
Also published as: KR960705661A; GB9610540D0; DE4499167T1; GB2298934A; GB2298934B; JP3590969B2; US5725352A

Description

明細書多関節アーム型搬送装置技術分野本発明は、半導体ゥュハーやディスク基板等の板状部品を搬送する多関節アーム型搬送装置に関する。背景技術多関節アーム型搬送装置は、半導体ゥヱハ一やディスク基板等の板状部品を工程間或いは工程内において高精度に位置決めした状態で自動搬送する際に用いられている。

この多関節アーム型搬送装置の従来例としては、以下の先願が挙げられる。特公表 2 — 5 0 0 1 7 9号「関節アーム形搬送装置」は、支持体と、互いに可動自在に結合された第 1及び第 2の関節アームと、プラットホームと、関節アームの一方を駆動するモータとから構成される。関節アームは、モータが駆動されることによって伸張或いは収縮動作し、物品が載置されたプラットホームを直線移動させる。

特開平 2 — 3 1 1 2 3 7号「搬送装置」は、一端部を互いに回動自在に結合した第 1及び第 2のリンクアームからなる組リンクを左右 2組備え、第 1 のリンクァームの先端部にそれぞれ軸装されるとともに互いに嚙合された一対の駆動側歯車と、第 2のリンクアームの先端部にそれぞれ軸装されるとともに互いに嚙合された一対の連結歯車と、第 2 のリンクアームの先端部を回転自在に支持する搬送台と、第 2 のリンクァ一ムの一端部に固着された弾性部材とから構成される。

組リンクは、駆動モータによって駆動側歯車が回転されると、結合部分で伸張或いは収縮動作し、物品が載置された搬送台を直線移動させる。また、弾性部材は、第 1 のリンクアームと第 2のリンクアームとが重なり合った状態において、第 2のリンクアームを補助的に回動させて、ジャックナイフ現象の発生を防止する。

上述した先願の多関節アーム型搬送装置は、いずれも物品が載置された搬送台を高精度に位置決めして移動させるようにした搬送装置であるが、搬送台が直線移動に限定されるため、極く限られた物品の搬送にしか使用することができないといつた問題があつた。動作範囲を広げた多関節アーム型搬送装置の従来例として特開昭 5 9 - 9 7 8 6 1号「リンク式ロボット」が挙げられる。この先願の多関節アーム型搬送装置は、第 1及び第 2 のリンクアームからなる 2組の組リンクを備え、これら組リンクの第 1 のリンクアームの先端部と第 2 のリンクアームの先端部とが、それぞれ同軸上に上下方向に離間した状態で支持されることによって閉ループを構成するように組み合わされる。

各第 1 のリンクアームは、それぞれ独立のサーボモータによって駆動されることにより、第 2 のリンクアームの先端部に設けられた搬送部を、この第 1 のリンクアームの支軸を中心とした略 1 8 0 ° の領域中に移動動作されるように構成している。

上述した従来の多関節アーム型搬送装置の代表例について、図 1 及び図 2を参照してさらに詳細に説明する。多関節アーム型搬送装置 1 は、一端部を連結軸 2 A、 2 B (以下の説明において、代表する場合は単に符号 2 と表記し、その他の部材も同様に表記するものとする。）によって互いに回転自在に連結した第 1 のリンクアーム 3 A、 3 B及び第 2のリンクアーム 4 A、 4 Bからなる左右 2組の組リンク 5 A、 5 Bを備えている。第 1のリンクアーム 3 A、 3 B は、他端部側を駆動軸 6 A、 6 Bによって支持されている。

これら駆動軸 6 A、 6 Bは、軸受 7 A、 7 Bを介して装置フレーム 8 に回転自在に支持されるとともに、同一歯数で互いに嚙合された駆動歯車 9 A、 9 Bが設けられている。一方の駆動軸 6 Aは、減速機構 1 0を介してモータ 1 1 に連結されており、このモータ 1 1 が駆動されることによって回転駆動される。駆動軸 6 Aの回転動作は、第 1 のリンクアーム 3 Aに伝達されるとともに、駆動歯車 9 A と嚙合された駆動歯車 9 Bを介して他方の第 1 のリンクアーム 3 B へと伝達される。

第 2のリンクアーム 4 A、 4 Bには、他端部側に支軸 1 2 A、 1 2 Bが設けられている。支軸 1 2 A、 1 2 Bには、それぞれ同一歯数で互いに嚙合された連結歯車 1 3 A、 1 3 Bが設けられている。また、支軸 1 2 A、 1 2 Bには、図示しない物品等が載置されて搬送される搬送台 1 4が支持されている。

以上のように構成された多関節アーム型搬送装置 1 は、上述したようにモータ 1 1 が駆動されると、減速機構 1 0を介して一方の駆動軸 6 Aが回転駆動される。多関節アーム型搬送装置 1 は、例えば図 1 において駆動軸 6 Aが時計方向へと回転駆動されると一方の第 1 のリンクアーム 3 Aも時計方向へと回動動作する。また、他方の第 1 のリンクアーム 3 Bは、駆動軸 6 Aに設けた駆動歯車 9 Aと嚙合する駆動歯車 9 Bが反時計方向へと回転され、この駆動歯車 9 B と一体的に駆動軸 6 Bが回動動作することによって、反時計方向へと回動動作する。

したがって、第 2のリンクアーム 4 A、 4 Bは、連結軸 2 A、 2 Bを支点として互いに嚙合された連結歯車 1 3 A、 1 3 Bを設けた先端部がそれぞれ外側へと開く方向に回動動作する。これによつて、第 2 のリンクアーム 4 A、 4 Bの先端部に設けられた搬送台 1 4 は、駆動軸 6 A、 6 Bの中心と支軸 1 2 A、 1 2 Bの中心とを結ぶ直線上を、図 1 において上方側へと移動動作する。

多関節アーム型搬送装置 1 は、例えば図 1 において駆動軸 6 Aが反時計方向へと回転駆動されることによって一方の第 1 のリンクァーム 3 Aも反時計方向へと回動動作される。また、他方の第 1 のリンクアーム 3 Bは、駆動軸 6 Aに設けた駆動歯車 9 Aと嚙合する駆動歯車 9 Bが時計方向へと回転され、この駆動歯車 9 Bと一体的に駆動軸 6 Bが回動動作することによって、時計方向へと回動動作する。

したがって、第 2 のリンクアーム 4 A、 4 Bは、連結軸 2 A、 2 Bを支点として互いに嚙合された連結歯車 1 3 A、 1 3 Bを設けた先端部がそれぞれ内側へと閉じる方向に回動動作する。これによつて、第 2のリンクアーム 4 A、 4 Bの先端部に設けられた搬送台 1 4 は、駆動軸 6 A、 6 Bの中心と支軸 1 2 A、 1 2 Bの中心とを結ぶ直線上を、図 1 において下方側へと移動動作する。

以上のように構成された多関節アーム型搬送装置 1 は、第 1 のリンクアーム 3 A、 3 B及び第 2 のリンクアーム 4 A、 4 Bからなる左右 2組の組リンク 5 A、 5 Bが、両端側をそれぞれ駆動歯車 9 A、 9 B及び連結歯車 1 3 A、 1 3 Bによつて連結された構造であるため、各リンクァームの連結部に生じる「遊び」が相殺されて、搬送台 1 4が高精度に移動動作される。

多関節アーム型搬送装置 1 は、上述したように、搬送台 1 4が駆動軸 6 A、 6 Bの中心と支軸 1 2 A、 1 2 Bの中心とを結ぶ直線上に沿って移動動作されるが、第 1及び第 2のリンクアーム 3、 4が重なり合った状態（以下、思案点という。）で停止され、再駆動される際にこの重なり状態が解除されない、いわゆるジャックナイフ現象を呈することがある。このジャックナイフ現象について、以下図 3乃至図 5を参照して説明する。

多関節アーム型搬送装置 1 は、モータ 1 1が駆動されて駆動軸 6 Aが図 3 において反時計方向へと回耘動作することによって、同図に示すように、第 2のリンクアーム 4 A、 4 Bを、連結軸 2 A、 2 Bを支点として先端部がそれぞれ内側へと閉じる方向に回動動作させる。そして、多関節アーム型搬送装置 1 は、図 4 に示すように、第 1 のリンクアーム 3 と第 2のリンクアーム 4 とが同一線上に重なり合う状態、すなわち思案点まで駆動されることによって、搬送台 1 4が上下いずれの方向にも移動し得る不確定な状態を呈することがある。

多関節アーム型搬送装置 1 は、第 1 のリンクアーム 3 と第 2 のリンクアーム 4 とが思案点に位置した状態で停止され、再び駆動される際に、図 5 に示すように、これら第 1のリンクアーム 3 と第 2のリンクアーム 4 とが重なり合つた状態のままとなり、搬送台 1 4が移動されずにその場で停止したままの状態となるジャックナイフ現象が生じることがある。

第 1 のリンクアーム 3 と第 2 のリンクアーム 4 とは、連結軸 2 によって回転自在に連結された一端部と、駆動歯車 9又は連結歯車 1 3が設けられた他端部までの間隔がほぼ等しく構成されている。したがって、第 1 のリンクアーム 3 と第 2のリンクアーム 4 とが重なり合った状態では、駆動歯車 9間及び連結歯車 1 3間のそれぞれの嚙合力が左右の連結軸 2 A、 2 Bに突張り力として作用されることになる。

ジャックナイフ現象は、上述したように、第 1 のリンクアーム 3 と第 2のリンクアーム 4 とが思案点を通過する際に、各部に最大の機械的負荷が作用されるため、第 1のリンクアーム 3 と第 2のリンクアーム 4 とが支軸 2を支点として相互に回動動作されずに思案点で一端停止してしまうことによるものと考えられている。

上述したように、多関節アーム型搬送装置 1 は、搬送台 1 4を充分な動作領域を以つて移動動作させる場合には、第 1 のリンクァ一ム 3 と第 2のリンクアーム 4 とが思案点を通過する際にジャックナィフ現象が生じる虞れがある。また、多関節アーム型搬送装置 1 は、第 1 のリンクアーム 3 と第 2のリンクアーム 4 とを重ならない前で停止させてジャックナイフ現象の発生を回避するように構成すると、搬送台 1 4の動作領域が制限される。

したがって、本発明は、半導体ウェハー等の板状物品等を搬送する搬送台を高精度に位置制御するとともに、この搬送台がリンクァーム間に生じるジャックナイフ現象によつて途中で停止されることなく極めて広い領域中を動作して工程間或いは工程内において物品の高精度の搬送を可能とした多関節アーム型搬送装置を提供することを目的に提案されたものである。発明の開示本発明に係る多関節アーム型搬送装置は、上述した目的を達成するために、一端部を連結軸を介して回転自在に組み合わされた第 1 のリンクアームと第 2のリンクアームとからなる左右 2組の組リンクを備える。第 1 のリンクアームは、他端部がそれぞれ同軸上に支持されるとともに、それぞれ独立の駆動手段によって回転駆動される。第 2 のリンクアームは、他端部に姿勢保持手段を介して搬送台を備えている。

駆動手段は、第 2 のリンクアームの他端部に姿勢保持手段を介して設けられた搬送台を予め定めた搬送位置へと搬送するために数値制御部によって制御される。数値制御部は、第 1 のリンクアームと第 2 のリンクアームとがジャックナイフ現象を生じないように、駆動手段を介してこれら第 1 のリンクアームと第 2のリンクアームとの動作を制御する。図面の簡単な説明図 1 は、従来の多関節アーム型搬送装置の基本構造を模式的に示した平面図である。

図 2 は、同多関節アーム型搬送装置の基本構造を一部を切欠いて模式.的に示した側面図である。

図 3 は、同多関節アーム型搬送装置において、第 1 のリンクァ一ムと第 2のリンクアームとが重なり合う寸前まで移動動作された状態を示す平面図である。

図 4 は、同多関節アーム型搬送装置において、第 1 のリンクァームと第 2のリンクアームとが重なり合つた思案点まで移動動作された状態を示す平面図である。

図 5 は、同多関節アーム型搬送装置において、第 1 のリンクァ一ムと第 2のリンクアームとが重なり合ってジャックナイフ現象が発生した状態を示す平面図である。

図 6 は、本発明に係る多関節アーム型搬送装置の基本構造を模式的に示した平面図である。

図 7 は、同多関節アーム型搬送装置の基本構造を一部を切欠いて模式的に示した側面図である。

図 8 は、同多関節アーム型搬送装置において、第 1 の駆動手段と第 2 の駆動手段とが同期して動作され、搬送台を直線的に往復動作させる動作を説明する平面図である。

図 9 は、同多関節アーム型搬送装置において、第 1 の駆動手段と第 2の駆動手段とが独立に動作され、搬送台を回動動作させる動作を説明する平面図である。

図 1 0 は、同多関節アーム型搬送装置において、第 1 の駆動手段と第 2 の駆動手段とが独立に動作され、搬送台を第 2 のリンクァ一ムの回動中心に対して反対側領域まで回動動作させる動作を説明する平面図である。

図 1 1 は、同多関節アーム型搬送装置において、搬送台の動作領域を説明する平面図である。

図 1 2 は、同多関節アーム型搬送装置において、第 1 のリンクァ一ムと第 2のリンクアームとが重なり合う寸前まで移動動作された状態を示す平面図である。

図 1 3 は、同多関節アーム型搬送装置において、第 1 のリンクァ一ムと第 2のリンクアームとが思案点を通過する状態を示す平面図である。

図 1 4 は、同多関節アーム型搬送装置において、第 1 のリンクァ —ムと第 2 のリンクアームとが思案点を通過した状態を示す平面図である。

図 1 5 は、本発明に係る多関節アーム型搬送装置の第 2の実施例の基本構造を一部を切欠いて模式的に示した側面図である。

図 1 6 は、本発明に係る多関節アーム型搬送装置に備えられる搬送台の姿勢制御部の他の実施例を示す要部斜視図である。

. 発明を実施するための最良の形態以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。実施例多関節アーム型搬送装置 2 0 は、半導体ウェハーゃデイスク基板等の板状部品を工程間或いは工程内において高精度に位置決めした状態で自動搬送する際に用いられる。多関節アーム型搬送装置 2 0 は、一端部の近傍を連結軸 2 1 A、 2 1 B (以下の説明において、代表して表現する場合は単に符号 2 1 と表記し、その他の部材も同様に表記するものとする。）によって互いに回転自在に連結した第 1 のリンクアーム 2 2 A、 2 2 B及び第 2 のリンクアーム 2 3 A、 2 3 Bからなる左右 2組の組リンク 2 4 A、 2 4 Bを備えている。これら第 1 のリンクアーム 2 2 A、 2 2 Bは、他端部の近傍を同一の駆動支軸 2 5 に回転自在に支持されている。

すなわち、左側第 1 のリンクアーム 2 2 Aは、駆動支軸 2 5 の一端部に直接固定されている。また、右側第 1 のリンクアーム 2 2 B は、一端部がやや幅広に形成されており、駆動支軸 2 5が貫通する軸穴 2 2 bが設けられるとともにこの軸穴 2 2 b と同心に軸受け筒軸 2 6 の一端部が固定されている。この軸受け筒軸 2 6 は、左側第 1 のリンクアーム 2 2 Aを固定した駆動支軸 2 5が貫通する軸穴 2 6 Aが設けられるとともに、軸受 2 7 A、 2 7 Bによつてこの駆動支軸 2 5を回転自在に支持している。さらに、軸受け筒軸 2 6 は、フレーム 2 8 に一体に形成した筒状の軸受け部 2 9 に軸受 3 0 A、 3 O Bを介して回転自在に支持されている。

駆動支軸 2 5には、軸受け筒軸 2 6を貫通した他端部に駆動歯車 3 1 Aが固定されている。そして、この駆動歯車 3 1 Aは、左側組リンク 2 4 Aの駆動源となるサーボモータ 3 3 Aの出力歯車 3 2 A と嚙合されている。また、軸受け筒軸 2 6には、他端部に駆動歯車 3 1 Bが固定されている。そして、この駆動歯車 3 1 Bは、右側組リンク 2 4 Bの駆動源となるサーボモータ 3 3 Bの出力歯車 3 2 B と嚙合されている。サーボモータ 3 3 A、 3 3 Bは、それぞれフレーム 2 8 に取り付けたモータ取付け部材 3 4 A、 3 4 Bに支持されている。

サーボモータ 3 3 A、 3 3 Bは、それぞれ数値制御部 3 5 A、 3 5 Bによって制御される。数値制御部 3 5 は、詳細を省略するがマィクロコンピュータ等のシーケンサと、その出力によってサーボモータ 3 3を駆動するアナログ増幅部等を備えて構成される。数値制御部 3 5 は、外部入力或いは内部記憶部の動作プログラム等によつてサ―ボモータ ₃ 3を駆動制御し、組リンク 3 4を駆動する。

第 2 のリンクアーム 2 3 A、 2 3 Bには、連結軸 2 1 A、 2 1 B を介して第 1 のリンクアーム 2 2 と回転自在に組み合わされた一端部と対向する他端部の近傍に同一長とされた支軸 3 6 A、 3 6 Bがそれぞれ設けられている。この場合、右組リンク 2 4 Bの連結軸 2 1 Bは、左組リンク 2 4 Aの連結軸 2 1 Aよりもやや長軸とされることによって、左右の第 2のリンクアーム 2 3 A、 2 3 Bが同一面に位置されている。支軸 3 6 A、 3 6 Bは、第 2のリンクアーム 2 3 A、 2 3 Bに対して回転自在とされ、図 7 に示すように、底面側の一端部に連結歯車 3 7 A、 3 7 Bがそれぞれ固定されている。これら連結歯車 3 7 A、 3 7 Bは、同一歯数で互いに同一面で嚙合されている。

支軸 3 6 A、 3 6 B は、第 2 のリンクアーム 2 3 A、 2 3 Bの表面側において、半導体ウェハーゃデイスク基板等の板状部品が載置されて搬送されるための搬送台 3 8が固定されている。搬送台 3 8 は、横長矩形の部材であり、上述したように同一長さの支軸 3 6 A、

3 6 Bの一端部が左右対称位置にそれぞれ固定されることによって水平状態に保持される。また、搬送台 3 8 は、支軸 3 6 A、 3 6 B の他端部が連結歯車 3 7 A、 3 7 Bによつて連結されていることとから、安定した姿勢に保持される。換言すれば、これら連結歯車 3

7 A、 3 7 Bは、搬送台 3 8の姿勢制御部を構成する。

第 1 のリンクアーム 2 2 A、 2 2 Bには、略中央部の表面側に第

1 の位置センサ 3 9 A、 3 9 Bがそれぞれ取り付けられている。同様に、第 2のリンクアーム 2 3 A、 2 3 Bには、これら第 1 の位置センサ 3 9 A、 3 9 Bに対応して略中央部の裏面側に第 2の位置センサ 4 0 A、 4 0 Bがそれぞれ取り付けられている。これら位置センサ 3 9、 4 0 は、後述する物品の搬送動作に際して第 1 のリンクアーム 2 2 と第 2のリンクアーム 2 3 とが重なり合った状態を検知して出力を送出する。勿論、位置センサ 3 9、 4 0 は、左右組リンク 2 4 A、 2 4 Bのいずれか一方側に設けるようにしてもよい。以上のように構成された実施例多関節アーム型搬送装置 2 0 について、以下物品の搬送動作を説明する。多関節アーム型搬送装置 2 0 は、数値制御部 3 5 A、 3 5 Bの出力によってサーボモータ 3 3 A、 3 3 Bがそれぞれ独立に駆動されるが、搬送台 3 8が図 6 に X 軸で示す駆動支軸 2 5を通る上下方向の直線上を往復移動される動作について説明する。この場合、サーボモータ 3 3 A、 3 3 Bは、第 1 のリンクアーム 2 2 A、 2 2 Bを同一速度で回動動作するように制御される。

左組リンク 2 4 Aは、サ一ボモータ 3 3 Aが駆動されると、出力歯車 3 2 Aを介して駆動歯車 3 1 Aが回転駆動され、この駆動歯車 3 1 Aの回転が駆動支軸 2 5を介して第 1 のリンクアーム 2 2 Aへと伝達されることによつて駆動される。左組リンク 2 4 Aは、例えば駆動支軸 2 5が図 6 において反時計方向に回動すると、図 8鎖線で示すように、第 1 のリンクアーム 2 2 Aも反時計方向に回動し、連結軸 2 1 Aを介して第 2 のリンクアーム 2 3 Aが時計方向へと回動動作されることによって、全体が閉じる方向に動作される。右組リンク 2 4 Bは、サ一ボモータ 3 3 Bが駆動されると、出力歯車 3 2 Bを介して駆動歯車 3 1 Bが回転駆動され、この駆動歯車 3 1 Bの回転が軸受け筒軸 2 6を介して第 1 のリンクアーム 2 2 B へと伝達されることによつて駆動される。右組リンク 2 4 Bは、軸受け筒軸 2 6が図 6 において時計方向に回動すると、図 8鎮線で示すように、第 1 のリンクアーム 2 2 B も時計方向に回動し、連結軸 2 1 Bを介して第 2 のリンクアーム 2 3 Bを反時計方向へと回動動作させることによって、全体が閉じる方向に動作される。

したがって、搬送台 2 8 は、第 2のリンクアーム 2 2 A s 2 2 B の先端部に設けた連結歯車 3 7 A、 3 7 Bの嚙合によって安定した姿勢を保持された状態で X軸に沿って駆動支軸 2 5側へと移動動作する。

—方、左組リンク 2 4 Aは、サーボモータ 3 3 Aによつて駆動支軸 2 5が図 6 において時計方向へと回動動作されると、第 1 のリンクアーム 2 2 Aも時計方向へと回動動作し、連結軸 2 1 Aを介して第 2のリンクアーム 2 3 Aが反時計方向へと回動動作されることによって、全体が開く方向に動作される。また、右組リンク 2 4 Bは、サーボモータ 3 3 Bによって軸受け筒軸 2 6が図 6 において反時計方向に回動動作されると、図 8鎖線で示すように、第 1 のリンクァーム 2 2 B も反時計方向に回動動作され、連結軸 2 1 Bを介して第 2のリンクアーム 2 3 Bが時計方向へと回動動作して全体が開く方向に動作される。

したがって、搬送台 2 8 は、第 2のリンクアーム 2 2 A、 2 2 B の先端部に設けた連結歯車 3 7 A、 3 7 Bの嚙合によって安定した姿勢を保持された状態で X軸に沿って駆動支軸 2 5から遠ざかる方向へと移動動作する。

実施例多関節アーム型搬送装置 2 0 は、左右組リンク 2 4 A、 2 4 Bを駆動するサーボモータ 3 3 A、 3 3 Bの回転を制御することによつて搬送台 3 8を上述した X軸に沿つた往復動作ばかりでなく他の位置へと自在に移動動作させることができる。例えば、実施例多関節アーム型搬送装置 2 0 は、図 6に示した状態において、右組リンク 2 4 Bを駆動するサ一ボモータ 3 3 Bが停止状態のままで左組リンク 2 4 Aを駆動するサーボモータ 3 3 Aが時計方向へと回転駆動される。

すると、第 1 のリンクアーム 2 2 Aは、出力歯車 3 2 A —駆動歯車 3 1 A —駆動支軸 2 5のルートを介して反時計方向へと回動動作されて連結軸 2 1 Aを介して第 2のリンクアーム 2 3 Aを反時計方向へと引っ張る。一方、右組リンク 2 4 Bは、サ一ボモータ 3 3 B が停止されているために第 1 のリンクアーム 2 2 Bが回動動作されないが、第 2のリンクアーム 2 3 Bが搬送台 3 8を介して左組リンク 2 4 Aの第 2のリンクアーム 2 3 Aによつて反時計方向へと引つ張られて連結軸 2 1 Bを支点として回動動作する。

したがって、多関節アーム型搬送装置 2 0 は、図 9に示すように、駆動支軸 2 5を支点として全体が反時計方向へと回動動作した状態となり、搬送台 3 8が X軸より左側方にずれた位置へと移動動作される。勿論、多関節アーム型搬送装置 2 0 は、左組リンク 2 4 Aを駆動するサーボモータ 3 3 Aを停止状態のままで右組リンク 2 4 B を駆動するサーボモータ 3 3 Bが反時計方向へと回転駆動することによって、搬送台 3 8が X軸より右側方にずれた位置へと移動動作される。

また、多関節アーム型搬送装置 2 0は、図 6に示した状態において、右組リンク 2 4 Bを駆動するサーボモータ 3 3 Bを反時計方向へと回転駆動させた状態で、左組リンク 2 4 Aを駆動するサーボモ一夕 3 3 Aをより高速で時計方向へと回転駆動すると、左右の組リンク 2 4 A、 2 4 Bが上述したように全体として閉じた状態となつて搬送台 3 8を駆動支軸 2 5側へと接近させながら X軸より左側方にずれた位置へと移動動作させる。

同様に、多関節アーム型搬送装置 2 0は、図 6に示した状態において、左組リンク 2 4 Aを駆動するサーボモータ 3 3 Aを時計方向へと回転駆動させた状態で、右組リンク 2 4 Bを駆動するサ一ボモ一夕 3 3 Bをより高速で反時計方向へと回転駆動すると、左右の組リンク 2 4 A、 2 4 Bが全体として閉じた状態となつて搬送台 3 8 を駆動支軸 2 5側へと接近させながら X軸より右側方にずれた位置へと移動動作させる。

さらに、多関節アーム型搬送装置 2 0 は、図 6 に示した状態において、左右のサーボモータ 3 3 A、 3 3 Bが、例えば時計方向へと等速で回転駆動されることによって、左右の組リンク 2 4 A、 2 4 Bが同一の状態を保持したまま、図 1 0の鎖線で示すように駆動支軸 2 5を支点として全体が時計方向へと回転動作される。したがつて、搬送台 3 8 は、同一円周上を移動動作される。

多関節アーム型搬送装置 2 0 は、左右組リンク 2 4 A、 2 4 Bを構成するそれぞれの第 1 のリンクアーム 2 2 A、 2 2 B と第 2 のリンクアーム 2 3 A、 2 3 Bとが上下方向に位置を異にして組み合わされていることによって回転方向に対して互いに干渉することが無い。したがって、搬送台 3 8 は、図 1 1 に示すように、駆動支軸 2 5を支点として略第 1 のリンクアーム 2 2 と第 2 のリンクアーム 2 3の長さを半径とした 3 6 0 ° の範囲で移動動作が可能となる。以上のように構成した実施例多関節アーム型搬送装置 2 0 は、サーボモータ 3 3 A、 3 3 Bをそれぞれ別個にフレーム 2 8 に組み付けたことにより、駆動動作に際してこれらサ一ボモータ 3 3 A、 3 3 Bが互いに移動することは無く、それぞれの配線が邪魔になって連続運転ができないといつた不都合が生じることは無い。

実施例多関節アーム型搬送装置 2 0 は、上述したように、第 1 のリンクアーム 2 2 と第 2 のリンクアーム 2 3 と力《 3 6 0 ° の範囲で駆動されることにより、これら第 1 のリンクアーム 2 2 と第 2 のリンクアーム 2 3 とが重なり合ってジャックナイフ現象が発生する虞れがある。多関節アーム型搬送装置 2 0 は、数値制御部 3 5 の出力によってサーボモータ 3 3 を制御することにより、ジャックナイフ現象の発生が防止されている。

ジャックナイフ現象は、図 1 3 に示すように、第 1 のリンクァーム 2 2 と第 2 のリンクアーム 2 3 とが思案点に達した状態で動作が停止される場合において、発生する確率が大きい。したがって、数値制御部 3 5 は、第 1 のリンクアーム 2 2 と第 2 のリンクアーム 2 3 に対して思案点において停止させる命令がプログラムされ或いは外部から命令された場合において、これら第 1 のリンクアーム 2 2 と第 2 のリンクアーム 2 3 とをこの停止位置を回避する最も思案点に近い位置を停止位置として制御する。

このような停止位置を設定された第 1 のリンクアーム 2 2 と第 2 のリンクアーム 2 3 とは、互いに重なり合わない状態で停止されるため、数値制御部 3 5 の次の出力によってサ一ボモータ 3 3 が駆動される際にジャックナイフ現象が発生することは無い。

ジャックナイフ現象は、図 1 2 に示す状態から第 1 のリンクァ一ム 2 2 と第 2 のリンクアーム 2 3 とが思案点を通過する図 1 3 に示す状態を経た後、図 1 4 に示す状態へと移動動作する場合にも発生することが考慮される。しかしながら、第 1 のリンクアーム 2 2 と第 2のリンクアーム 2 3 とは、相当の運動量を以つて互いに思案点を通過するため、ジャックナイフ現象が発生することは無い。

第 1 のリンクアーム 2 2 と第 2のリンクアーム 2 3 は、偶然にも互いに重なり合つた状態の思案点位置で停止されてしまうことがある。この状態は、駆動系を動作させることによって双方の構成部材の動作が誘動されて回動部分の静摩擦成分が動摩擦成分となり、形状相遷移が生じ易くなるとともに駆動部分の「遊び」を有する要素が増加するからであると考察される。

実施例多関節アーム型搬送装置 2 0 は、第 1 の位置センサ一 3 9 及び第 2の位置センサー 4 0 とによってこの状態が検知された場合に、数値制御部 3 5 A、 3 5 Bのいずれか一方からの出力が他方からの出力に対して先行して送出される。これによつて、サ一ボモータ 3 3 A、 3 3 Bは、いずれか一方が他方に対して先行して駆動される。

多関節アーム型搬送装置 2 0 は、このように左右 2組の組リンク 2 4 A、 2 4 Bのいずれか一方の組リンクが他方の組リンクに対して先行して動作されるように構成することによって、構成各部が一部静摩擦成分のまま固定しているとともに駆動系の遊び成分が小さい状態から構成部材の駆動動作が開始されることになり、形状相遷移が生じにくくなると考察される。

なお、一方の組リンクを他方の組リンクに先行させて動作させる方法は、上述した数値制御部 3 5の制御動作によるばかりでなく、サーボゲインの調整によっても行うことができる。また、第 1 のリンクアーム 2 2 と第 2のリンクアーム 2 3 は、上述した構成によつてもなぉジャックナイフ現象が発生してしまった場合には、作業者によつていずれか一方のリンクアームを移動操作させることによつて、ジャックナイフ現象が解消される。

図 1 5 は、本発明に係る多関節アーム型搬送装置の第 2の実施例を示したものである。なお、この第 2 の実施例多関節アーム型搬送装置 5 0 は、上述した第 1 の実施例多関節アーム型搬送装置 2 0 と基本的構成を同じくしており、同一部材には同一符号を付すことによつて説明を省略する。

多関節アーム型搬送装置 5 0 は、左組リンク 2 4 Aの駆動源となるサ―ボモータ ₃ 3 Aが、右組リンク 2 4 Bの支点部を構成する軸受け筒軸 2 6 に取り付けられた構成に特徴を有している。すなわち、軸受け筒軸 2 6 には、下端面に取付け部材 3 4 Aの一端部が取り付けられており、この取付け部材 3 4 Aを介してサ一ボモータ 3 3 A が支持されている。

以上のように構成された多関節アーム型搬送装置 5 0 は、右組リンク 2 4 Bを駆動させるためのサ一ボモータ 3 3 Bが回転駆動されると、出力歯車 3 2 Bを介して駆動歯車 3 1 Bが回転駆動される。駆動歯車 3 1 Bの回転は、軸受け筒軸 2 6を介して右組リンク 2 4 Bを構成する第 1 のリンクアーム 2 2 Bに伝達される。ここで、多関節アーム型搬送装置 5 0 は、左組リンク 2 4 Aを駆動させるためのサ―ボモータ ₃ 3 Aを停止した状態に保持することにより、左組リンク 2 4 Aが連結歯車 3 7 A、 3 7 Bの嚙合によって軸受け筒軸 2 6を支点として回転動作する。

このように、第 2 の多関節アーム型搬送装置 5 0によれば、上述した第 1 の実施例多関節アーム型搬送装置 2 0 と比較して、サ一ボモータ 3 3 の回転制御をより簡易にして左右組リンク 2 4 A、 2 4 Bを動作させることができる。

図 1 6 は、搬送台 3 8の姿勢を制御する姿勢制御部の第 2の実施例を示す。上述したように、第 1及び第 2 の実施例多関節アーム型搬送装置 2 0、 5 0 においては、姿勢制御部を第 2 のリンクアーム 2 3 A、 2 3 Bの一端部近傍に回転自在に支持した支軸 3 6 A、 3 6 Bに固定されて互いに嚙合された一対の連結歯車 3 7 A 3 7 B によって構成されている。これに対して、この姿勢制御部 6 0 は、第 2 のリンクアーム 2 3 A、 2 3 Bの一端部近傍に回転自在に支持した支軸 3 6 A、 3 6 Bにそれぞれ固定された一対のドラム 6 1 A、 6 1 Bと、これらドラム 6 1 A、 6 1 B間にたすき掛けされたヘルト 6 2 A、 6 2 Bとによって構成されている。

したがつて、姿勢制御部 6 0 は、例えば左組リンク 2 4 A側の第 2のリンクアーム 2 3 Aが回動動作すると、ドラム 6 1 A側にベルト 6 2 A、 6 2 Bを巻き込んで、右組リンク 2 4 Bの側の第 2 のリンクアーム 2 3 Bを回動動作する。したがって、支軸 3 6 A、 3 6 Bの他端部に設けられた搬送台 3 8 は、組リンク 2 4の動作とともに安定した状態で移動動作される。

姿勢制御部は、さらに、例えば相対する外周面が適当な摩擦力をもって接触された一対の摩擦車によって構成してもよい。

さらに、上述した各実施例多完成アーム型搬送装置において、各軸受け部 2 7、 3 0が密閉構造に構成されるとともに、組リンク機構部分がクリーン化された密閉筐体内に配置されることによって、半導体製造ラインのように超クリーン化が必要な製造ラインの搬送装置として使用することができる。

Claims

補正書の請求の範囲 [ 1 9 9 5年 4月 1 3日（1 3 . 4 . 9 5 ) 国際事務局受理：出願当初の請求の範囲 1， 3 , 5および 6は補正された;他の請求の範囲は変更なし（2頁） ]

1 . 一端部の近傍を連結軸によつて互いに回転自在に連結した第 1 のリンクアーム及び第 2のリンクアームからなる左右 2組の組リンクと、

回動視点が共通とされたこれら 2組の組リンクの第 1 のリンクァ一ムをそれぞれ独立に回転駆動する第 1 の駆動手段及び第 2の駆動手段と、

これら駆動手段をそれぞれ独立に制御する第 1 の入力制御部及び第 2 の入力制御部と、

互いに同一面を構成するようにして第 1 のリンクアームに回転自在に組み合わされた 2組の組リンクの第 2のリンクアームのそれぞれの先端部を連結するようにして組み付けられるとともに搬送物品が載置される搬送台と、

この搬送台に付設されて組リンクの動作によって移動される際に姿勢を保持する姿勢制御手段とから構成された多関節アーム型搬送装置。

2 . 2組の組リンクの第 1 のリンクアームの回動支点は、一方のリンクアームが固定された支軸を、他方のリンクアームが固定された筒軸の軸穴に貫通させて構成した請求の範囲 1項記載の多関節ァーム型搬送装置。

3 . 2組の組リンクの第 1 のリンクアームを回転駆動する第 1 の駆動手段及び第 2の駆動手段は、一方のリンクアームが固定された支軸を回転駆動する第 1 の駆動手段と、この支軸が貫通するとともに他方のリンクアームが固定された筒軸を回転駆動する第 2の駆動手

補正きれた用紙 (条約第¹⁹条) 段とから構成した請求の範囲 2記載の多関節アーム型搬送装置。

4 . 第 1 の駆動手段は、第 2の駆動手段によって回転駆動される筒軸の下端部に取り付けられた請求の範囲 3項記載の多関節アーム型搬送装置。

5 . 第 1 の入力制御部及び第 2 の入力制御部は、第 1 のリンクァームと第 2のリンクアームとを思案点で停止させる入力に対して、思案点に最も近い位置で俘止させる出力を第 1 の駆動手段及び第 2の駆動手段にそれぞれ送出するように構成した請求の範囲 1項記載の多関節アーム型搬送装置。

6 . 第 1 のリンクアームと第 2 のリンクアームには、重なり合って停止した状態を検出する位置検出センサ一が相対立する側面に配設され、

この位置検出センサーの出力により、第 1 の入力制御部及び第 2 の入力制御部から一方の駆動手段を他方の駆動手段に対して先行して駆動される出力が送出され、思案点で停止された一方の組リンクが他方の組リンクに対して先行して動作されるように構成された請求の範囲 5項記載の多関節アーム型搬送装置。

7 . 搬送台に付設された姿勢制御手段は、 2組の組リンクの第 2のリンクアームの先端部に設けた支軸にそれぞれ固定されるとともに互いに嚙合される一対の歯車によって構成された請求の範囲 1項記載の多関節アーム型搬送装置。

補正きれた用紙 (条約第 19条)