JP2014217931A - Posture change method of robot, robot and rotational unit of robot - Google Patents
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Abstract
Description
開示の実施形態は、ロボットの姿勢変更方法、ロボットおよびロボットの回転ユニットに関する。 The disclosed embodiments relate to a robot posture changing method, a robot, and a robot rotation unit.
従来、液晶パネルディスプレイの製造ラインにおいて、原材料となるガラス基板を搬送する基板搬送用のロボットが知られている。かかる基板搬送用のロボットとしては、たとえば、スカラ型ロボットとして知られる水平多関節ロボットなどが用いられる(たとえば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a production line for liquid crystal panel displays, a substrate transport robot that transports a glass substrate as a raw material is known. As such a substrate carrying robot, for example, a horizontal articulated robot known as a SCARA robot is used (for example, see Patent Document 1).
水平多関節ロボットは、関節を介して回転可能に連結された複数のリンクからなる水平アーム部を有し、かかる水平アーム部を水平方向に動作させる。また、水平アーム部の基端部は、上下方向へ昇降する昇降機構によって支持される。 The horizontal articulated robot has a horizontal arm portion composed of a plurality of links rotatably connected via joints, and moves the horizontal arm portion in the horizontal direction. Further, the base end portion of the horizontal arm portion is supported by an elevating mechanism that elevates in the vertical direction.
昇降機構は、たとえば、水平アーム部と同様に、関節を介して連結された複数のリンクからなる昇降アーム部として構成される。なお、水平アーム部および昇降アーム部の各関節には、駆動源となるモータや、かかるモータに連結された減速機などが搭載される。 The elevating mechanism is configured as an elevating arm unit including a plurality of links connected via joints, for example, similarly to the horizontal arm unit. Note that a motor serving as a drive source, a speed reducer coupled to the motor, and the like are mounted on each joint of the horizontal arm unit and the lifting arm unit.
ところで近年、大型液晶パネルディスプレイの普及にともなって、ロボットの搬送対象となるガラス基板も大型化してきている。かかるガラス基板の大型化に対しては、その処理装置等も大型化を要することから、液晶パネルディスプレイの製造ラインの拡大が要請される。 In recent years, with the widespread use of large liquid crystal panel displays, the size of glass substrates to be transported by robots has also increased. In order to increase the size of the glass substrate, the processing apparatus and the like need to be increased in size, and therefore an expansion of the production line of the liquid crystal panel display is required.
ただし、クリーン環境にかかるコストとのかね合いを考慮すれば、液晶パネルディスプレイの製造ラインは、既存のスペースを有効に活用し、高さ方向へ拡大させることが好ましい。 However, in consideration of the cost of the clean environment, it is preferable that the liquid crystal panel display production line be expanded in the height direction by effectively utilizing the existing space.
このような要請に応えるため、近年では、高さ方向のストロークを数メートル規模にまで長くしたロングストローク型のロボットも提案されている。 In order to meet such a demand, in recent years, a long stroke type robot has been proposed in which the stroke in the height direction is extended to several meters.
しかしながら、上記した従来技術には、作業員が安全に保守作業を実施するうえで更なる改善の余地がある。たとえば、上述のロボットの関節は、減速機の構成部品の経年劣化等により、動作中に回転不能となる故障の可能性がある。したがって、上述のロングストローク型のロボットであれば、作業員の手の届かない高所に基板を持ち上げた姿勢のままロック状態に陥ってしまうことも考えられる。 However, there is room for further improvement in the above-described prior art when the worker performs maintenance work safely. For example, there is a possibility that the joint of the above-mentioned robot may become unable to rotate during operation due to aging deterioration of components of the speed reducer. Therefore, with the above-described long stroke type robot, it may be possible to fall into a locked state with the substrate being lifted to a high place where the worker cannot reach.
このような場合、従来であれば、作業員は、故障した減速機の交換といった保守作業を行うに際して、櫓や足場などを用いた長時間に亘る高所作業を余儀なくされてしまう。このため、作業員の保守作業における安全面からの更なる配慮が求められていた。 In such a case, conventionally, when a maintenance work such as replacement of a failed speed reducer is performed, an operator is forced to work at a high place for a long time using a cage or a scaffold. For this reason, the further consideration from the safety aspect in the maintenance work of the worker was calculated | required.
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、作業員が安全に保守作業を実施することができるロボットの姿勢変更方法、ロボットおよびロボットの回転ユニットを提供することを目的とする。 One aspect of the embodiments has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a robot posture changing method, a robot, and a robot rotation unit that enable an operator to safely perform maintenance work. To do.
実施形態の一態様に係るロボットの姿勢変更方法は、固定工程と、装着工程と、解除工程と、変更工程とを含む。前記固定工程では、関節を介して回転可能に連結された複数のリンクからなるアーム部を有するロボットにおいて、前記関節に隣接する前記リンク同士を固定する治具を装着することによって前記アーム部を固定する。前記装着工程では、外力の付与によって前記関節を回転させる回転ユニットを該関節へ装着する。前記解除工程では、前記治具を取り外して前記アーム部の固定を解除する。前記変更工程では、前記回転ユニットへ外力を付与して前記関節を回転させることによって前記ロボットの姿勢を任意に変更する。 A robot posture changing method according to an aspect of the embodiment includes a fixing step, a mounting step, a releasing step, and a changing step. In the fixing step, in the robot having an arm portion composed of a plurality of links rotatably connected through a joint, the arm portion is fixed by mounting a jig for fixing the links adjacent to the joint. To do. In the mounting step, a rotation unit that rotates the joint by applying an external force is mounted on the joint. In the releasing step, the jig is removed and the fixing of the arm portion is released. In the changing step, the posture of the robot is arbitrarily changed by applying an external force to the rotating unit and rotating the joint.
実施形態の一態様によれば、作業員が安全に保守作業を実施することができる。 According to one aspect of the embodiment, a worker can safely perform maintenance work.
以下、添付図面を参照して、本願の開示するロボットの姿勢変更方法、ロボットおよびロボットの回転ユニットの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a robot posture changing method, a robot, and a robot rotation unit disclosed in the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by embodiment shown below.
また、以下では、ロボットが、被搬送物としてガラス基板を搬送する搬送ロボットである場合を例に挙げて説明を行う。また、被搬送物については、「ワーク」と記載する。また、以下では、「機械構造を構成し、互いに相対運動可能な個々の剛体要素」を「リンク」とし、かかる「リンク」を「アーム」と記載する場合がある。 In the following description, the case where the robot is a transfer robot that transfers a glass substrate as an object to be transferred will be described as an example. Further, the conveyed object is described as “work”. In the following, “individual rigid elements that constitute a mechanical structure and can move relative to each other” may be referred to as “links”, and such “links” may be referred to as “arms”.
[ロボットの全体構成]
まず、実施形態に係るロボット1の構成について図1を用いて説明する。図1は、実施形態に係るロボット1の模式斜視図である。なお、以下では、説明の便宜上、ロボット1の旋回位置が図1に示す状態であるものとして、ロボット1における各部位の位置関係を説明する。
[Entire robot configuration]
First, the configuration of the
また、説明を分かりやすくするために、図1には、鉛直上向きを正方向とし、鉛直下向きを負方向とするZ軸を含む3次元の直交座標系を図示している。したがって、XY平面に沿った方向は、「水平方向」を指す。かかる直交座標系は、以下の説明に用いる他の図面においても示す場合がある。 For easy understanding, FIG. 1 shows a three-dimensional orthogonal coordinate system including a Z-axis having a vertically upward direction as a positive direction and a vertically downward direction as a negative direction. Therefore, the direction along the XY plane indicates the “horizontal direction”. Such an orthogonal coordinate system may be shown in other drawings used in the following description.
図1に示すように、ロボット1は、旋回機構10と、昇降アーム部20と、水平アーム部30とを備える。
As shown in FIG. 1, the
旋回機構10は、基台11と、旋回台12とを備える。基台11は、たとえば床面等に設置される。基台11の上部には、旋回台12が旋回軸Sを中心に旋回可能に取り付けられる。旋回台12は、鉛直軸である旋回軸Sを中心として旋回する。かかる旋回台12が旋回することにより、昇降アーム部20および水平アーム部30は、旋回軸Sを中心として旋回する。
The
昇降アーム部20は、基端部が旋回台12の先端部に支持され、先端部において水平アーム部30を支持する部材である。ロボット1は、かかる昇降アーム部20を屈伸動作させることで、ワークWを上下方向に搬送する(図中の矢印101参照)。なお、図1に示す作業員Mとの対比から分かるように、ロボット1は、数メートル規模の高さ方向のストロークを有するロングストローク型である。
The
具体的に、昇降アーム部20は、支柱21と、第1関節部23と、第1昇降用アーム24と、第2関節部25と、第2昇降用アーム26と、第3関節部27とを備える。第1関節部23、第2関節部25および第3関節部27は、関節の一例であり、その詳細については後述する。
Specifically, the lifting
支柱21は、旋回台12の先端部から鉛直方向に沿って立設されるリンクである。第1昇降用アーム24は、基端部が支柱21の先端部と第1関節部23を介して連結される。これにより、第1昇降用アーム24は、水平軸である第1関節部23の関節軸「軸U1」を中心として、支柱21の先端部に回転可能に支持される。
The
第2昇降用アーム26は、基端部が第1昇降用アーム24の先端部と第2関節部25を介して連結される。これにより、第2昇降用アーム26は、水平軸である第2関節部25の関節軸「軸U2」を中心として、第1昇降用アーム24の先端部に回転可能に支持される。
The base of the
水平アーム部30は、第2昇降用アーム26の先端部と第3関節部27を介して連結される。これにより、水平アーム部30は、水平軸である第3関節部27の関節軸「軸U3」を中心として、第2昇降用アーム26の先端部に回転可能に支持される。
The
このように、実施形態に係るロボット1は、昇降アーム部20を用いて水平アーム部30を支持する。このため、2以上の昇降アーム部20で水平アーム部30を支持する場合に比べて、構成を簡素化することができる。
As described above, the
水平アーム部30は、下側アームユニット31aと、上側アームユニット31bとを備える。下側アームユニット31aは、伸縮アーム部32aと、ハンド部33aと、下側支持部材34aとを備える。上側アームユニット31bは、伸縮アーム部32bと、ハンド部33bと、上側支持部材34bとを備える。なお、上側アームユニット31bは、下側アームユニット31aと略同一の構成のため、ここでは、下側アームユニット31aの構成部品を用いた説明を行う。
The
伸縮アーム部32aは、基端部が下側支持部材34aに支持され、先端部においてハンド部33aを支持する。ハンド部33aは、ワークWを載置する。下側支持部材34aは、第2昇降用アーム26の先端部に、軸U3を中心として回転可能に支持される。また、下側支持部材34aには、上側支持部材34bの基端部が固定される。
The
そして、ロボット1は、かかる水平アーム部30を伸縮動作させることで、ワークWを水平方向に搬送する。たとえば、ロボット1が図1に示す旋回位置にある場合、ロボット1は、伸縮アーム部32a,32bを伸縮させて、X軸の正方向または負方向にワークWを直線的に移動させる(図中の矢印102参照)。
And the
なお、上述のような旋回機構10の旋回動作、昇降アーム部20の屈伸動作および水平アーム部30の伸縮動作は、通信ネットワークを介してロボット1と接続された制御装置5からの指示によって行われる。
The turning operation of the
制御装置5は、ロボット1の駆動制御を行う制御装置である。具体的には、ロボット1の各関節部23,25,27にはモータが設けられており、制御装置5は、これらモータの駆動を指示する。
The control device 5 is a control device that performs drive control of the
ロボット1は、かかる制御装置5からの指示に従って各モータを個別に任意の角度だけ回転させることで、旋回機構10、昇降アーム部20および水平アーム部30を駆動させる。
The
ロボット1と制御装置5とを接続する通信ネットワークとしては、たとえば有線LAN(Local Area Network)や無線LANといった一般的なネットワークを用いることができる。なお、ここでは図示を省略するが、旋回台12および伸縮アーム部32a,32bにも同様のモータが設けられており、制御装置5は、これらモータの駆動指示もあわせて行う。
As a communication network for connecting the
また、各関節部23,25,27には、減速機および外部ブレーキがさらに設けられる。減速機は、モータの回転を減じて出力する伝達機構である。外部ブレーキは、減速機の入力軸の回転を規制することによって、減速機の出力軸の回転を規制するブレーキである。
Each
そして、上述の水平アーム部30や第1昇降用アーム24、第2昇降用アーム26は、かかる減速機の出力軸に連結されており、外部ブレーキの作動によってその回転を規制される。
The
また、図1に示すように、ロボット1は、治具装着部100a〜100cをさらに備える。治具装着部100a〜100cは、各関節部23,25,27に隣接するリンク同士を固定する治具の装着部位であり、第1の装着部の一例である。かかる治具装着部100a〜100cの詳細については、図5B〜図5Dを用いて後述する。
As shown in FIG. 1, the
次に、各関節部23,25,27に設けられるモータ、減速機および外部ブレーキの構成について具体的に説明する。
Next, the configuration of the motor, the speed reducer, and the external brake provided in each
[モータ、減速機および外部ブレーキの構成]
図2は、ロボット1の模式側面図である。既に述べたように、また、図2に示すように、ロボット1は、第1関節部23と、第2関節部25と、第3関節部27とを備える。
[Configuration of motor, reducer and external brake]
FIG. 2 is a schematic side view of the
第1関節部23は、第1昇降用アーム24の基端部と支柱21の先端部とを連結する。第2関節部25は、第2昇降用アーム26の基端部と第1昇降用アーム24の先端部とを連結する。第3関節部27は、水平アーム部30と第2昇降用アーム26の先端部とを連結する。
The first
第1関節部23には、モータ41a、減速機42aおよび外部ブレーキ44aが設けられる。第2関節部25には、モータ41b、減速機42bおよび外部ブレーキ44bが設けられる。第3関節部27には、モータ41c、減速機42cおよび外部ブレーキ44cが設けられる。また、各モータ41a〜41cは、内部ブレーキ43a〜43cを内蔵する。
The first
内部ブレーキ43a〜43cおよび外部ブレーキ44a〜44cは、たとえば無励磁作動式電磁ブレーキである。無励磁作動式電磁ブレーキは、電源供給時には電磁力によってブレーキ保持が解除され、電源遮断時にはバネ等の機械的作用でブレーキがかかる仕組みを持ったブレーキである。なお、内部ブレーキ43a〜43cおよび外部ブレーキ44a〜44cは、無励磁作動式電磁ブレーキ以外のブレーキであってもよい。
The
第1関節部23では、モータ41aの回転が減速機42aによって減速されて出力されることで、第1昇降用アーム24が回転し、支柱21に対する第1昇降用アーム24の姿勢が変化する。また、第1関節部23では、電源供給遮断時には、内部ブレーキ43aおよび外部ブレーキ44aが作動することによって、支柱21に対する第1昇降用アーム24の姿勢が保持される。
In the first
第2関節部25では、モータ41bの回転が減速機42bによって減速されて出力されることで、第2昇降用アーム26が回転し、第1昇降用アーム24に対する第2昇降用アーム26の姿勢が変化する。また、第2関節部25では、電源供給遮断時には、内部ブレーキ43bおよび外部ブレーキ44bが作動することによって、第1昇降用アーム24に対する第2昇降用アーム26の姿勢が保持される。
In the second
第3関節部27では、モータ41cの回転が減速機42cによって減速されて出力されることで、水平アーム部30が回転し、第2昇降用アーム26に対する水平アーム部30の姿勢が変化する。また、第3関節部27では、電源供給遮断時には、内部ブレーキ43cおよび外部ブレーキ44cが作動することによって、第2昇降用アーム26に対する水平アーム部30の姿勢が保持される。
In the third
なお、図2に破線の閉曲線で囲まれた部分として示すのは、回転ユニット装着部200a〜200cである。回転ユニット装着部200a〜200cは、外力の付与によって各関節部23,25,27を回転させる回転ユニット50の装着部位であり、第2の装着部の一例である。回転ユニット50については、図4以降を用いて後述する。
In addition, what is shown as a part enclosed with the closed curve of a broken line in FIG. 2 is rotation
次に、モータ41a〜41c、減速機42a〜42cおよび外部ブレーキ44a〜44cの具体的な構成について説明する。ここでは、一例として第1関節部23に設けられたモータ41a、減速機42aおよび外部ブレーキ44aの構成について図3を用いて説明する。図3は、第1関節部23周辺の一部透過図である。
Next, specific configurations of the
図3に示すように、第1関節部23では、モータ41aが支柱21に固定され、減速機42aが第1昇降用アーム24に固定される。また、外部ブレーキ44aは、減速機42aを介してモータ41aと対向配置され、減速機42aの減速機本体部421に対してケーシング450を介して固定される。
As shown in FIG. 3, in the first
減速機42aは、たとえばRV(Rotary Vector)型の減速機であり、減速機本体部421と、入力部422と、出力部423とを備える。減速機42aは、入力部422へ入力された回転を減じて出力部423へ出力する。
The
具体的には、入力部422には、第1のシャフト61が接続される。また、第1のシャフト61は、モータ41aの出力軸411と接続される。これにより、モータ41aの回転力は、モータ41aの出力軸411および第1のシャフト61を介して減速機42aの入力部422へ入力される。そして、減速機42aは、モータ41aの回転力が入力部422へ入力されると、モータ41aの回転速度よりも遅い回転速度で出力部423を回転させる。
Specifically, the
減速機42aの出力部423は、支柱21に固定されている。このため、第1関節部23では、モータ41aの回転が入力部422へ入力されると、固定された出力部423に対して減速機本体部421が相対回転することとなる。この結果、第1関節部23では、減速機本体部421を固定する側の第1昇降用アーム24が回転し、支柱21に対する第1昇降用アーム24の姿勢が変化する。
The
なお、減速機42aは、RV型の減速機に限ったものではなく、他のタイプの減速機であってもよい。
The
また、減速機42aの入力部422には、第2のシャフト62がさらに接続される。第2のシャフト62は、基端部が第1のシャフト61の先端部近傍に設けられ、かつ、第1のシャフト61に同軸配置される。すなわち、本実施形態では、減速機42aの入力部422に接続されるシャフトが2つに分割されている。
A
外部ブレーキ44aは、ブレーキシャフト441と、ブレーキ本体部442とを備える。ブレーキシャフト441は、第2のシャフト62の先端部と連結され、かつ、第2のシャフト62に同軸配置される。
The
ブレーキ本体部442は、たとえばフィールドコア、コイル、サイドプレート、アーマチュア、バネ、ブレーキ板等を備える。フィールドコアは、軟磁性材料を用いて形成された筒状の部材である。コイルは、フィールドコア内部に設けられる。サイドプレートは、ボルト等を介してフィールドコアに固定される。アーマチュアは、フィールドコアとサイドプレートとの間に配設される。バネは、アーマチュアを軸方向に付勢する。ブレーキ板は、アーマチュアとサイドプレートとの間に配設され、ブレーキシャフト441の回転に伴って回転する。
The brake
そして、コイルに通電されると、外部ブレーキ44aは励磁状態となり、アーマチュアがバネの弾性力に抗してフィールドコアに磁気吸引される。これにより、ブレーキ板に対する押し付け力が開放され、ブレーキシャフト441および第2のシャフト62が回転可能となる。
When the coil is energized, the
一方、外部ブレーキ44aは、駆動電源が遮断されて無励磁状態となると、バネの弾性力によってアーマチュアがサイドプレート側へ押し付けられる。これにより、ブレーキ板の回転がアーマチュアおよびサイドプレート間の摩擦力によって規制され、ブレーキシャフト441および第2のシャフト62の回転が規制される。
On the other hand, when the drive power supply is cut off and the
そして、外部ブレーキ44aによって第2のシャフト62の回転が規制されると、減速機42aは、第2のシャフト62と接続する入力部422の回転が規制され、出力部423の回転が規制される。これにより、ロボット1は、支柱21に対する第1昇降用アーム24の姿勢が保持されることとなる。
When the rotation of the
このように、減速機42aの入力部422には、第1のシャフト61および第2のシャフト62の2つのシャフトが接続される。
Thus, the two shafts of the
ところで、ロボット1は、上述のようにロングストローク型であるため、たとえば、減速機42a〜42cのいずれかが構成部品の経年劣化等により不具合を生じた場合、その不具合を生じた箇所に作業員Mの手が届かない姿勢でロック状態に陥ってしまう可能性がある。
By the way, since the
そして、このような場合に、作業員Mに櫓や足場などを用いた長時間に亘る高所作業を強いるのは安全面などからみて好ましくない。そこで、本実施形態では、このような場合に、各関節部23,25,27を外力の付与によって回転させ、ロボット1の姿勢を保守作業の行いやすいように任意に変更させることとした。以下、かかるロボット1の姿勢変更方法について具体的に説明する。
In such a case, it is not preferable from the viewpoint of safety and the like to force the worker M to work at a high place for a long time using a cage or a scaffold. Therefore, in this embodiment, in such a case, the
なお、以下では、図3に示したのと同様に、主に第1関節部23を例に挙げて説明を進める。すなわち、第1関節部23の減速機42aに不具合が生じたものとする。
In the following, the description will be given mainly by taking the first
また、以下では、減速機42aが、モータ41aのトルクによっては回転不能であるが、外力の付与によっては回転可能である場合を、本実施形態として図4〜図6を用いて説明する。
In the following, the case where the
また、以下では、減速機42aが、モータ41aのトルクによっても外力の付与によっても回転不能である場合を、変形例として図7および図8を用いて説明する。
In the following, a case where the
[減速機が外力の付与によって回転可能である場合]
図4は、実施形態に係るロボット1の姿勢変更方法の工程手順を示すフローチャートである。図4に示すように、実施形態に係るロボット1の姿勢変更方法では、まず、治具を装着してアーム部を固定する(ステップS101)。なお、ここに言うアーム部は、昇降アーム部20である。
[When the speed reducer can be rotated by applying external force]
FIG. 4 is a flowchart illustrating a process procedure of the posture changing method of the
かかるステップS101の固定工程について、具体的に図5A〜図5Dを用いて説明する。図5Aは、固定工程において治具J1〜J3が装着された様子を示すロボット1の模式側面図である。また、図5B〜図5Dはそれぞれ、図5Aに示す各関節部23,25,27の拡大図である。
The fixing step in step S101 will be specifically described with reference to FIGS. 5A to 5D. FIG. 5A is a schematic side view of the
図5Aに示すように、固定工程においては、各関節部23,25,27に隣接するリンク同士を固定する治具J1〜J3を装着することによって、昇降アーム部20を固定する。なお、図5Aでは、各関節部23,25,27すべてにそれぞれ治具J1〜J3が装着された場合を図示しているが、作業員Mの保守作業の対象となるいずれかに装着されれば足りる。
As shown in FIG. 5A, in the fixing step, the lifting
具体的には、図5Bに示すように、たとえば第1関節部23に対しては、かかる第1関節部23に隣接するリンク同士、すなわち支柱21と第1昇降用アーム24とを固定する治具J1が装着される。
Specifically, as shown in FIG. 5B, for example, for the first
ここで、治具J1は、たとえば略弧状の長穴J11を有して形成される。そして、作業員Mは、治具J1を支柱21に固定するとともに、支柱21と第1昇降用アーム24との開き角に応じた長穴J11の部位へボルトBのような締結部材を挿入して、治具J1を第1昇降用アーム24に対しても固定する。
Here, the jig J1 is formed, for example, having a substantially arc-shaped long hole J11. Then, the worker M fixes the jig J1 to the
なお、支柱21と第1昇降用アーム24との開き角に応じた長穴J11の部位とは、図1に示した治具装着部100aの位置に対応する。これにより、支柱21と第1昇降用アーム24とは、その開き角を保持したまま、言い換えればその相対位置を保ったまま、固定される。
The portion of the elongated hole J11 corresponding to the opening angle between the
また、図5Cに示すように、たとえば第2関節部25に対しては、かかる第2関節部25に隣接するリンク同士、すなわち第1昇降用アーム24と第2昇降用アーム26とを固定する治具J2が装着される。
Further, as shown in FIG. 5C, for example, for the second
治具J2もまた略弧状の長穴J21を有して形成される。そして、作業員Mは、治具J2を第1昇降用アーム24に固定するとともに、第1昇降用アーム24と第2昇降用アーム26との開き角に応じた長穴J21の部位、すなわち治具装着部100bの位置へボルトBを挿入して、治具J2を第2昇降用アーム26に対しても固定する。
The jig J2 is also formed with a substantially arc-shaped long hole J21. Then, the worker M fixes the jig J2 to the first lifting / lowering
これにより、第1昇降用アーム24と第2昇降用アーム26とは、その相対位置を保ったまま、固定される。
As a result, the
また、図5Dに示すように、たとえば第3関節部27に対しては、かかる第3関節部27に隣接するリンク同士、すなわち第2昇降用アーム26と水平アーム部30の下側支持部材34aとを固定する治具J3が装着される。
As shown in FIG. 5D, for example, for the third
治具J3もまた略弧状の長穴J31を有して形成されており、作業員Mは、治具J3を第2昇降用アーム26に固定するとともに、第2昇降用アーム26と下側支持部材34aとの開き角に応じた長穴J31の部位、すなわち治具装着部100cの位置へボルトBを挿入して、治具J3を下側支持部材34aに対しても固定する。
The jig J3 is also formed with a substantially arc-shaped long hole J31, and the worker M fixes the jig J3 to the
これにより、第2昇降用アーム26と下側支持部材34aとは、その相対位置を保ったまま、固定される。
As a result, the second elevating
図4の説明に戻る。実施形態に係るロボット1の姿勢変更方法では、ステップS101の固定工程を経て昇降アーム部20が固定されたならば、外力の付与によって第1関節部23を回転させる回転ユニット50(後述)を、かかる第1関節部23へ装着する装着工程が実施される。
Returning to the description of FIG. In the posture changing method of the
すなわち装着工程では、図4に示すように、減速機42aへハンドルコネクタ51(後述)を装着するとともに(ステップS102)、ハンドルコネクタ51へハンドル52(後述)を装着する(ステップS103)。
That is, in the mounting process, as shown in FIG. 4, the handle connector 51 (described later) is mounted on the
かかるステップS102およびS103の装着工程について、具体的に図6を用いて説明する。図6は、装着工程において回転ユニット50が装着された様子を示す第1関節部23周辺の一部透過図である。
The mounting process in steps S102 and S103 will be specifically described with reference to FIG. FIG. 6 is a partially transparent view around the first
図6に示すように、回転ユニット50は、ハンドルコネクタ51と、ハンドル52とを備える。ハンドルコネクタ51は、減速機42aの入力軸に連結され、外力が伝達されることによって減速機42aの入力軸を回転させる第1の回転部の一例である。ハンドル52は、ハンドルコネクタ51に連結され、直接に外力を受けてハンドルコネクタ51へ外力を伝達する第2の回転部の一例である。
As shown in FIG. 6, the
具体的には、図6に示すように、ハンドルコネクタ51は、シャフト51aと、ハンドル連結部51bとを備える。作業員Mは、かかるハンドルコネクタ51の装着に際し、外部ブレーキ44aと第2のシャフト62(いずれも図3参照)を取り外し、シャフト51aを減速機42aの第1のシャフト61に同軸配置させて減速機42aの入力部422へ接続させ、ハンドルコネクタ51をケーシング450へ固定する。これにより、シャフト51aが、第2のシャフト62として機能することとなる。
Specifically, as shown in FIG. 6, the
ハンドル52は、作業員Mが把持して回転させることが可能なハンドル形状を有しており、ハンドルコネクタ51のハンドル連結部51bを介してシャフト51aへ連結される。これにより、作業員Mがハンドル52を軸U1まわりに回転させることで(図6の矢印601参照)、その回転力が減速機42aの入力部422へ入力され、出力部423を回転させることが可能となる。
The
なお、ここでは、回転ユニット50がシャフト51aを備えることとしたが、あらかじめ備えられた第2のシャフト62に経年劣化等がみられなければ、かかる第2のシャフト62をシャフト51aとして用いることとしてもよい。これにより、回転ユニット50の部品点数を減らすことができるとともに、作業時間の短縮化にも資することができる。
Here, the
また、回転ユニット50に、さらに反転防止のためのラチェット機構などを設けることとしてもよい。この場合、作業時における安全性の向上に資することができる。
Further, the
図4の説明に戻る。実施形態に係るロボット1の姿勢変更方法では、ステップS102およびステップS103の装着工程を経て回転ユニット50が装着されたならば、治具J1を取り外して昇降アーム部20の固定を解除する解除工程が実施される(ステップS104)。
Returning to the description of FIG. In the posture changing method of the
そして、ステップS104の解除工程を経て昇降アーム部20の固定が解除されたならば、ハンドル52を回転させてロボット1の姿勢を任意に変更する変更工程が実施される(ステップS105)。
Then, if the lifting / lowering
これにより、実施形態に係るロボット1の姿勢変更方法の一連の工程が完了し、作業員Mは、保守作業を施しやすい姿勢へ変更されたロボット1に対して保守作業を行うこととなる。すなわち、作業員Mは、長時間に亘る高所作業を強いられることなく安全に保守作業を実施することができる。
Thereby, a series of steps of the posture changing method of the
[減速機が外力の付与によって回転不能である場合]
つづいて、減速機42aが外力によっても回転不能である場合の変形例について説明する。図7は、変形例に係る姿勢変更方法の工程手順を示すフローチャートである。
[When the reduction gear cannot be rotated by applying external force]
Next, a description will be given of a modification in the case where the
図7に示すように、変形例に係る姿勢変更方法においてもまず、治具J1を装着して昇降アーム部20を固定する固定工程が実施される(ステップS201)。かかるステップS201は、上述したステップS101(図4参照)と同様であるので、ここでの説明を省略する。
As shown in FIG. 7, also in the posture changing method according to the modification, first, a fixing step of mounting the jig J1 and fixing the elevating
つづいて、ステップS201の固定工程を経て昇降アーム部20が固定されたならば、外力の付与によって第1関節部23を回転させる回転ユニット50’(後述)を、かかる第1関節部23へ装着する装着工程が実施される。
Subsequently, when the elevating
すなわち、変形例に係る姿勢変更方法の装着工程では、図7に示すように、回転不能な減速機42aおよびモータ41aを取り外し(ステップS202)、第1のアダプタ53および第2のアダプタ54(いずれも後述)を第1関節部23に隣接するリンクの双方に固定する(ステップS203)。
That is, in the mounting process of the posture changing method according to the modification, as shown in FIG. 7, the
そして、第1のアダプタ53および第2のアダプタ54を介して、第1関節部23へ保守用減速機42M(後述)を装着する(ステップS204)。そして、保守用減速機42Mへハンドルコネクタ51を装着するとともに(ステップS205)、ハンドルコネクタ51へハンドル52を装着する(ステップS206)。
Then, a
かかるステップS202〜S206の装着工程について、具体的に図8を用いて説明する。図8は、変形例に係る装着工程において回転ユニット50’が装着された様子を示す第1関節部23周辺の一部透過図である。
The mounting process in steps S202 to S206 will be specifically described with reference to FIG. FIG. 8 is a partially transparent view around the first
図8に示すように、回転ユニット50’は、保守用減速機42Mと、ハンドルコネクタ51と、ハンドル52と、第1のアダプタ53と、第2のアダプタ54とを備える。ハンドルコネクタ51およびハンドル52については既に述べたため、説明を省略する。
As shown in FIG. 8, the
保守用減速機42Mは、回転不能となり、取り外された減速機42aに代わって第1関節部23を回転させるための減速機である。かかる保守用減速機42Mは、減速機42aと同格である必要はなく、外力の付与によって第1関節部23を回転させるだけのトルクを出力可能であれば足りる。
The
第1のアダプタ53は、支柱21に固定される。第2のアダプタ54は、第1昇降用アーム24に固定される。
The
そして、保守用減速機42Mは、かかる第1のアダプタ53および第2のアダプタ54を介して第1関節部23へ装着される。このとき、保守用減速機42Mの出力部423は第1のアダプタ53へ、保守用減速機42Mの減速機本体部421は第2のアダプタ54へ、それぞれ連結される。
The
なお、かかる保守用減速機42Mの装着により相対回転が可能となる支柱21および第1昇降用アーム24は、あくまで保守用に相対的に動かせればよいので、それぞれの回転軸を厳密に同軸配置させる必要はない。
It should be noted that the
そして、装着された保守用減速機42Mを介し、第1関節部23へ上述のハンドルコネクタ51およびハンドル52が装着されることとなる。これにより、作業員Mがハンドル52を軸U1まわりに回転させることで(図8の矢印801参照)、その回転力が保守用減速機42Mの入力部422へ入力され、出力部423を回転させることが可能となる。
Then, the above-described
図7の説明に戻る。そして、変形例に係る姿勢変更方法においても、ステップS202〜ステップS206の装着工程を経て回転ユニット50’が装着されたならば、治具J1を取り外して昇降アーム部20の固定を解除する解除工程が実施される(ステップS207)。
Returning to the description of FIG. And also in the attitude | position change method which concerns on a modification, if rotation unit 50 'is mounted | worn through the mounting process of step S202-step S206, the cancellation | release process which remove | releases jig | tool J1 and cancels | releases fixation of the raising / lowering
そして、ステップS207の解除工程を経て昇降アーム部20の固定が解除されたならば、ハンドル52を回転させてロボット1の姿勢を任意に変更する変更工程が実施される(ステップS208)。
Then, if the lifting / lowering
これにより、変形例に係る姿勢変更方法の一連の工程が完了し、作業員Mは、保守作業を施しやすい姿勢へ変更されたロボット1に対して保守作業を行うこととなる。すなわち、作業員Mは、減速機42aが外力によっても回転不能である場合にも、長時間に亘る高所作業を強いられることなく安全に保守作業を実施することができる。
Thereby, a series of steps of the posture changing method according to the modified example is completed, and the worker M performs the maintenance work on the
なお、変形例に係る姿勢変更方法は、減速機42aが回転不能となった場合に限らず、モータ41aが回転不能となった場合にも適用可能である。
Note that the posture changing method according to the modified example is not limited to the case where the
上述してきたように、実施形態に係るロボットの姿勢変更方法は、固定工程と、装着工程と、解除工程と、変更工程とを含む。上記固定工程では、関節を介して回転可能に連結された複数のリンクからなるアーム部を有するロボットにおいて、上記関節に隣接する上記リンク同士を固定する治具を装着することによって上記アーム部を固定する。 As described above, the robot posture changing method according to the embodiment includes a fixing step, a mounting step, a releasing step, and a changing step. In the fixing step, in a robot having an arm portion composed of a plurality of links rotatably connected through joints, the arm portions are fixed by attaching a jig for fixing the links adjacent to the joints. To do.
上記装着工程では、外力の付与によって上記関節を回転させる回転ユニットをかかる関節へ装着する。上記解除工程では、上記治具を取り外して上記アーム部の固定を解除する。上記変更工程では、上記回転ユニットへ外力を付与して上記関節を回転させることによって上記ロボットの姿勢を任意に変更する。 In the mounting step, a rotating unit that rotates the joint by applying external force is mounted on the joint. In the releasing step, the jig is removed and the fixing of the arm portion is released. In the changing step, the posture of the robot is arbitrarily changed by applying an external force to the rotating unit and rotating the joint.
したがって、実施形態に係るロボットの姿勢変更方法によれば、作業員が安全に保守作業を実施することができる。 Therefore, according to the robot posture changing method according to the embodiment, the worker can safely perform the maintenance work.
また、たとえば、新たな減速機を早急に手配できないといった事情ですぐに保守作業にとりかかれないような場合に、取り急ぎロボットを安全な姿勢にしておきたい場合や、高い位置での重量物の取り扱いを避けたい場合などにも有効である。 Also, for example, when it is not possible to immediately start maintenance work due to the fact that a new speed reducer cannot be arranged quickly, if you want to keep the robot in a safe posture or handle heavy objects at a high position. It is also effective when you want to avoid it.
なお、上述した実施形態では、ロボットが高ストローク型である場合を例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、たとえば低ストローク型であってもよい。 In the above-described embodiment, the case where the robot is a high stroke type has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and may be a low stroke type, for example.
また、上述した実施形態では、作業員がハンドルを把持し、回転させることによって外力を付与する場合を例に挙げたが、これに限られるものではない。たとえば、ハンドルに代えてスプロケットを装着することとし、かかるスプロケットにローラーチェーンを掛けて、作業員が下方から牽引することとしてもよい。 In the above-described embodiment, the case where an operator applies an external force by holding and rotating the handle is described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, a sprocket may be mounted instead of the handle, and a roller chain may be hung on the sprocket so that an operator can pull it from below.
また、スプロケットとローラーチェーンに限らず、プーリとベルトの組み合わせであってもよい。さらに、外力の付与は人力によらなくともよい。たとえば、前述の牽引をモータ等によって行なってもよい。 Moreover, not only a sprocket and a roller chain but a combination of a pulley and a belt may be used. Furthermore, external force may not be applied by human power. For example, the aforementioned traction may be performed by a motor or the like.
また、上述した実施形態では、主に不具合が生じた場合を例に挙げたが、これに限られるものではなく、たとえば、定期的な保守点検の際に上述のロボットの姿勢変更方法が用いられてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where a failure mainly occurred is given as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the above-described robot posture changing method is used for periodic maintenance and inspection. May be.
また、上述した実施形態では、主に昇降アーム部の第1関節部を例に挙げて説明を行ったが、リンクを連結する関節すべてに適用できるのは言うまでもない。したがって、たとえば、水平アーム部の各関節部に対して適用されてもよい。 In the above-described embodiment, the first joint portion of the lifting arm portion has been mainly described as an example, but it goes without saying that the embodiment can be applied to all joints that link the links. Therefore, for example, it may be applied to each joint part of the horizontal arm part.
また、上述した実施形態では、ロボットが、ガラス基板を搬送する搬送ロボットである場合を例に挙げて説明を行ったが、被搬送物の種別を問うものではない。また、ロボットが、搬送作業以外の作業を行うロボットであってもよい。 In the above-described embodiment, the case where the robot is a transfer robot that transfers a glass substrate has been described as an example, but the type of the object to be transferred is not questioned. The robot may be a robot that performs work other than the transfer work.
また、上述した実施形態によって、ロボットの腕の数やハンドの数、軸数などが限定されるものではない。 Further, the number of arms, the number of hands, the number of axes, and the like of the robot are not limited by the above-described embodiment.
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Thus, the broader aspects of the present invention are not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.
1 ロボット
5 制御装置
10 旋回機構
11 基台
12 旋回台
20 昇降アーム部
21 支柱
23 第1関節部
24 第1昇降用アーム
25 第2関節部
26 第2昇降用アーム
27 第3関節部
30 水平アーム部
31a 下側アームユニット
31b 上側アームユニット
32a,32b 伸縮アーム部
33a,33b ハンド部
34a 下側支持部材
34b 上側支持部材
41a〜41c モータ
42M 保守用減速機
42a〜42c 減速機
43a〜43c 内部ブレーキ
44a〜44c 外部ブレーキ
50,50’ 回転ユニット
51 ハンドルコネクタ
51a シャフト
51b ハンドル連結部
52 ハンドル
53 第1のアダプタ
54 第2のアダプタ
61 第1のシャフト
62 第2のシャフト
100a〜100c 治具装着部
200a〜200c 回転ユニット装着部
411 出力軸
421 減速機本体部
422 入力部
423 出力部
441 ブレーキシャフト
442 ブレーキ本体部
450 ケーシング
B ボルト
J1〜J3 治具
J11,J21,J31 長穴
M 作業員
S 旋回軸
U1 軸
U2 軸
U3 軸
W ワーク
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記関節に隣接する前記リンク同士を固定する治具を装着することによって前記アーム部を固定する固定工程と、
外力の付与によって前記関節を回転させる回転ユニットを該関節へ装着する装着工程と、
前記治具を取り外して前記アーム部の固定を解除する解除工程と、
前記回転ユニットへ外力を付与して前記関節を回転させることによって前記ロボットの姿勢を任意に変更する変更工程と
を含むことを特徴とするロボットの姿勢変更方法。 In a posture change method of a robot having an arm portion composed of a plurality of links rotatably connected via joints,
A fixing step of fixing the arm part by mounting a jig for fixing the links adjacent to the joint;
A mounting step of mounting a rotation unit that rotates the joint by applying external force to the joint;
A releasing step of removing the jig and releasing the fixing of the arm part;
A robot posture changing method comprising: a changing step of arbitrarily changing the posture of the robot by applying an external force to the rotating unit to rotate the joint.
略弧状の長穴を有して形成され、
前記固定工程では、
前記治具を隣接する前記リンクの一方に固定するとともに、前記リンク双方の開き角に応じた前記長穴の部位へ締結部材を挿入して前記治具を前記リンクの他方にも固定することによって前記アーム部を固定すること
を特徴とする請求項1に記載のロボットの姿勢変更方法。 The jig is
Formed with a substantially arc-shaped slot,
In the fixing step,
By fixing the jig to one of the adjacent links, and by inserting a fastening member into the elongated hole according to the opening angle of both the links, and fixing the jig to the other of the links The robot posture changing method according to claim 1, wherein the arm portion is fixed.
モータと、
入力部へ入力される回転を減じて出力することによって、隣接する前記リンクの一方を他方に対して相対回転させる減速機と、
前記モータから前記入力部に対して接続される第1のシャフトと、
外部から前記入力部に対して接続される第2のシャフトと
を備え、
前記回転ユニットは、
前記第2のシャフトに連結され、外力が伝達されることによって前記入力部へ回転を入力する第1の回転部と、
前記第1の回転部に連結され、直接に外力を受けて前記第1の回転部へ外力を伝達する第2の回転部と
を備え、
前記装着工程では、
前記減速機が外力によって回転可能である場合に、前記関節へ前記第1の回転部および前記第2の回転部を装着し、
前記変更工程では、
前記第2の回転部へ外力を付与すること
を特徴とする請求項1または2に記載のロボットの姿勢変更方法。 The joint is
A motor,
A reducer that rotates one of the adjacent links relative to the other by reducing and outputting the rotation input to the input unit;
A first shaft connected from the motor to the input unit;
A second shaft connected to the input unit from the outside,
The rotating unit is
A first rotating part connected to the second shaft and for inputting rotation to the input part by transmitting an external force;
A second rotating part connected to the first rotating part and receiving an external force directly and transmitting the external force to the first rotating part;
In the mounting process,
When the reduction gear is rotatable by an external force, the first rotating part and the second rotating part are attached to the joint,
In the changing step,
The robot posture changing method according to claim 1, wherein an external force is applied to the second rotating unit.
隣接する前記リンクの一方に固定される第1のアダプタと、
該リンクの他方に固定される第2のアダプタと、
前記第1のアダプタおよび前記第2のアダプタを介して前記関節へ装着される保守用減速機と
をさらに備え、
前記装着工程では、
前記減速機が外力によって回転不能である場合に、該減速機を取り外し、前記第1のアダプタおよび前記第2のアダプタを固定して前記保守用減速機を前記関節へ装着するとともに、該保守用減速機を介して前記関節へ前記第1の回転部および前記第2の回転部を装着すること
を特徴とする請求項3に記載のロボットの姿勢変更方法。 The rotating unit is
A first adapter secured to one of the adjacent links;
A second adapter secured to the other of the links;
A maintenance speed reducer attached to the joint via the first adapter and the second adapter;
In the mounting process,
When the speed reducer cannot rotate due to an external force, the speed reducer is removed, the first adapter and the second adapter are fixed, and the maintenance speed reducer is attached to the joint. The robot posture changing method according to claim 3, wherein the first rotating unit and the second rotating unit are attached to the joint via a speed reducer.
作業員が把持して回転させることが可能なハンドル形状を有すること
を特徴とする請求項3または4に記載のロボットの姿勢変更方法。 The second rotating part is
The robot posture changing method according to claim 3 or 4, wherein the robot has a handle shape that can be gripped and rotated.
液晶パネルの原材料となるガラス基板の搬送用であって、前記関節の回転によって前記アーム部を屈伸動作させることで前記ガラス基板を上下方向に搬送すること
を特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載のロボットの姿勢変更方法。 The robot is
The glass substrate as a raw material of a liquid crystal panel is transported, and the glass substrate is transported in a vertical direction by bending and extending the arm portion by rotation of the joint. The robot posture changing method according to claim 1.
前記関節に隣接する前記リンク同士を固定する治具の装着部位である第1の装着部と、
外力の付与によって前記関節を回転させる回転ユニットの装着部位である第2の装着部と
を備え、
前記治具が前記第1の装着部へ装着されることによって前記アーム部が固定され、前記アーム部が固定されたならば、前記回転ユニットが前記第2の装着部へ装着され、前記回転ユニットが装着されたならば、前記治具が取り外され、外力が前記回転ユニットへ付与されることによって姿勢を変更されること
を特徴とするロボット。 An arm portion composed of a plurality of links rotatably connected via joints;
A first mounting part which is a mounting part of a jig for fixing the links adjacent to the joint;
A second mounting portion that is a mounting portion of a rotating unit that rotates the joint by applying an external force;
When the jig is mounted on the first mounting portion, the arm portion is fixed. If the arm portion is fixed, the rotating unit is mounted on the second mounting portion, and the rotating unit If the robot is mounted, the posture is changed by removing the jig and applying an external force to the rotating unit.
を特徴とするロボットの回転ユニット。
A robot which is attached to the joint of a robot having an arm portion composed of a plurality of links rotatably connected via a joint, and changes the posture of the robot by rotating the joint by applying an external force. Rotating unit.
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