KR20200008102A - 반송 로봇, 로봇 시스템, 반송 로봇의 제어 방법 및 기록 매체 - Google Patents

반송 로봇, 로봇 시스템, 반송 로봇의 제어 방법 및 기록 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명의 과제는 아암의 소형화를 도모하는 것이다.
해결 수단으로서, 실시형태에 따른 반송 로봇은, 피반송물을 보지 가능한 핸드를 이동시키는 수평 링크식의 복수의 아암을 구비한다. 복수의 아암 중 적어도 1개는, 아암 자신 또는 다른 아암을 직접적으로 선회시키는 아암 일체형의 빌트인 모터를 구비한다. 빌트인 모터는, 스테이터부와, 로터부와, 스테이터 보지부를 구비한다. 로터부는, 스테이터부에 대해 회전한다. 스테이터 보지부는, 아암에 형성되며, 스테이터부를 보지한다.

Description

반송 로봇, 로봇 시스템, 반송 로봇의 제어 방법 및 기록 매체{TRANSFER ROBOT, ROBOT SYSTEM, METHOD FOR CONTROLLING TRANSFER ROBOT AND RECORDING MEDIUM}
개시된 실시형태는, 반송 로봇 및 로봇 시스템에 관한 것이다.
종래, 피반송물을 반송하는 수평 다관절 로봇 등의 반송 로봇이 알려져 있다. 또한, 피반송물로서 기판을 반송하는 동시에, 완성품의 모터를 아암에 내장하는 기판 반송 로봇도 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제 2005-039047 호 공보
그렇지만, 상기한 종래 기술과 같이, 로봇의 아암에 완성품의 모터를 내장하는 기술에는, 아암의 소형화의 관점에서는 개선의 여지가 있다.
실시형태의 일 태양은, 아암의 소형화를 도모할 수 있는 반송 로봇 및 로봇 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시형태의 일 태양에 따른 반송 로봇은, 피반송물을 보지 가능한 핸드를 이동시키는 수평 링크식의 복수의 아암을 구비한다. 또한, 복수의 아암 중 적어도 1개는, 아암 자신 또는 다른 아암을 직접적으로 선회시키는 아암 일체형의 빌트인 모터를 구비한다.
실시형태의 일 태양에 따른 로봇 시스템은, 상기한 반송 로봇과, 반송 로봇의 동작을 제어하는 제어 장치를 구비한다.
실시형태의 일 태양에 의하면, 아암의 소형화를 도모하는 것이 가능한 반송 로봇 및 로봇 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 반송 로봇의 개요를 도시하는 모식도이다.
도 2는 빌트인 모터의 단면도이다.
도 3은 반송 로봇의 사시도이다.
도 4는 제 1 아암, 제 2 아암 및 핸드의 측면도이다.
도 5는 핸드의 사시도이다.
도 6a는 제 1 아암의 사시도 그 1이다.
도 6b는 제 1 아암의 사시도 그 2이다.
도 7a는 제 2 아암의 모식도 그 1이다.
도 7b는 제 2 아암의 모식도 그 2이다.
도 8a는 승강부의 사시도이다.
도 8b는 승강부의 모식도이다.
도 9는 변형예에 따른 제 2 아암을 도시하는 사시도이다.
도 10은 로봇 시스템의 블록도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 원이 개시하는 반송 로봇 및 로봇 시스템을 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
또한, 이하에 나타내는 실시형태에서는, 「평행」이나, 「중심」, 「대칭」, 「역 방향」, 「원통」과 같은 표현을 이용하는 경우가 있지만, 엄밀하게 이들의 상태를 만족하는 것을 필요로 하지 않는다. 즉, 상기한 각 표현은, 제조 정밀도, 설치 정밀도, 처리 정밀도, 검출 정밀도 등의 차이를 허용하는 것으로 한다.
우선, 실시형태에 따른 반송 로봇(10)의 개요에 대해 도 1을 이용하여 설명한다. 도 1은 반송 로봇(10)의 개요를 도시하는 모식도이다. 또한, 도 1에는, 반송 로봇(10)을 경사 상방으로부터 본 사시도를 도시하고 있으며, 제 1 아암(11)의 분해 사시도를 함께 도시하고 있다(도 1의 S1 참조).
도 1에 도시하는 바와 같이, 반송 로봇(10)은, 마루면 등에 설치되는 본체부(15)와, 본체부(15)에 대해 승강하는 승강부(16)를 구비한다. 승강부(16)는, 수평 링크식의 아암인 제 1 아암(11) 및 제 2 아암(12)을 승강시킨다. 또한 제 2 아암(12)의 선단측에는 핸드(13)가 마련된다. 핸드(13)는, 반도체용의 기판 등의 피반송물을 보지 가능하다.
또한, 도 1에는, 2개의 핸드(13)를 도시했지만, 핸드(13)의 개수는 1개라도 좋고, 3개 이상이어도 좋다. 또한, 도 1에는 수평 링크식의 아암으로서 2개의 아암(제 1 아암(11) 및 제 2 아암(12))을 도시했지만, 수평 링크식의 아암을 3개 이상으로 하여도 좋다.
여기에서, 반송 로봇(10)은, 도 1의 S1에 도시한 바와 같이, 아암 일체형의 빌트인 모터(150)를 구비한다. 또한, 도 1에는, 제 1 아암(11)이, 제 2 아암(12)을 선회시키는 빌트인 모터(150)를 구비하는 경우를 예시하고 있다.
구체적으로는, 빌트인 모터(150)는, 아암에 형성된 스테이터 보지부(11h)와, 스테이터 보지부(11h)에 의해 보지되는 스테이터부(100)를 구비한다. 또한, 빌트인 모터(150)는, 베이스부(120)와, 베이스부(120)에 의해 지지되며 베이스부(120)에 대하여 회전하는 로터부(110)를 구비한다.
여기에서, 스테이터 보지부(11h)에 대해 회전하지 않는 구성 요소인 스테이터부(100) 및 베이스부(120)를 통틀어 스테이터부(100)라 하는 것으로 하여도 좋다. 즉, 빌트인 모터(150)의 구성 요소 중, 스테이터 보지부(11h)에 대하여 회전하지 않는 구성 요소를 통틀어 「스테이터부(100)」라 하고, 회전하는 구성 요소를 통틀어 「로터부(110)」라 하는 것으로 하여도 좋다.
이와 같이, 회전하지 않는 구성 요소를 스테이터부(100)와, 회전하는 구성 요소를 로터부(110)라 한 경우, 빌트인 모터(150)는, 스테이터부(100)에 있어서의 무회전축(축부(122))과 자계 발생부(모터 코어(100a) 및 모터 권선(100b)) 사이의 오목부에 로터부(110)를 매립한 형상이라고 할 수 있다. 즉, 스테이터부(100)의 두께 내의 중공 영역에 로터부(110)를 매립한 것에 의해, 빌트인 모터(150)는, 모터의 저배화(抵背化)를 도모하고 있다.
그런데, 로터부(110)와 함께 회전하는 장착부(113)는, 스테이터 보지부(11h)에 있어서의 제 2 아암(12)측의 개구를 덮는 덮개의 기능을 겸한다. 또한, 베이스부(120)는, 스테이터 보지부(11h)에 있어서의 제 2 아암(12)과는 반대측의 개구를 덮는 덮개의 기능을 겸한다. 또한, 장착부(113)에는, 제 2 아암(12)이 장착된다.
도 1의 S1에 도시한 바와 같이, 스테이터부(100)와, 로터부(110)와, 베이스부(120)는, 스테이터 보지부(11h)에 수용된다. 즉, 빌트인 모터(150)는, 스테이터부(100), 로터부(110) 및 베이스부(120)를 수용하는 케이스 대신, 제 1 아암(11)에 형성된 스테이터 보지부(11h)를 이용하고 있다.
이와 같이, 반송 로봇(10)은, 아암 일체형의 빌트인 모터(150)를 구비하는 것으로 했으므로, 케이스를 갖는 이른바 완성품의 모터를 이용하는 경우에 비해 아암의 소형화를 도모할 수 있다. 이에 의해, 아암의 박형화(薄型化)나, 아암의 폭협화(幅狹化)에 기여하는 것이 가능해진다.
또한, 빌트인 모터(150)는, 감속기를 내장하고 있지 않으며, 외장형의 감속기도 갖지 않는다. 따라서, 빌트인 모터(150)는, 직접적으로 아암(도 1에서는, 제 2 아암(12))을 선회시킬 수 있다. 이 때문에, 감속기를 이용하는 경우보다, 진동이나 동작 오차, 메커니컬 로스를 억제할 수 있다.
이하, 빌트인 모터(150)의 구성에 대해 도 2를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 도 2는, 빌트인 모터(150)의 단면도이다. 또한, 도 2에는, 제 2 아암의 회전축(빌트인 모터(150)의 회전축)을 포함하며, 또한, 제 1 아암(11)의 연신 방향을 따르는 평면으로 절단한 단면도를 도시하고 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 제 1 아암(11)의 단부에 형성되는 스테이터 보지부(11h)는, 제 1 아암의 상면측으로 돌출된 대략 원통 형상의 형상을 갖고 있으며, 내주(內周)에는, 스테이터부(100)가 이른바 수축 끼워 맞춤 등으로 끼워 맞추어진다. 예를 들면, 가열한 상태의 스테이터 보지부(11h)에 상온의 스테이터부(100)를 삽입하면, 스테이터 보지부(11h)가 냉각 과정에서 수축하는 것에 의해 스테이터부(100)를 보지한다. 또한, 스테이터부(100)를 접착제로 스테이터 보지부(11h)에 고정하는 것으로 하여도 좋다. 또한, 스테이터 보지부(11h)의 외주측으로부터 스테이터부(100)의 모터 코어(100a)를 향하여 직경 방향으로 핀 등을 박아 넣는 것에 의해 스테이터부(100)를 스테이터 보지부(11h)에 고정하는 것으로 하여도 좋다.
우선, 스테이터부(100)에 대해 설명한다. 스테이터부(100)는, 예를 들면 규소 강판이 적층되는 모터 코어(100a)와, 모터 코어(100a)의 티스에 권회되는 모터 권선(100b)을, 수지 등에 의해 몰드하는 것에 의해, 일체적으로 굳어져, 원통 형상으로 성형되어 있다. 또한, 모터 권선(100b)은, 통전에 의해 자계를 발생시킨다. 또한, 모터 권선(100b)을 수지 등으로 이루어진 복수의 보빈에 각각 권회하고, 이러한 보빈을 각 티스에 장착하는 것으로 하여도 좋다. 또한, 모터 코어(100a)를 티스(내부 코어)가 없는 코어 리스 형상으로 하고, 외부 코어의 내주에 모터 권선(100b)이 몰드된 스테이터부(100)로 하는 것으로 하여도 좋다.
스테이터부(100)는, 원통 형상이며, 외주측은 스테이터 보지부(11h)에 접하는 동시에, 내주측은 로터부(110)의 외주측과 간격을 두고 대향한다. 즉, 빌트인 모터(150)에서는, 통상은 케이스에 수용되는 스테이터부(100)를, 제 1 아암(11)의 스테이터 보지부(11h)에 수용한다.
모터 권선(100b)으로 통전하는 권선 케이블(100c)은, 스테이터부(100)의 내주측에 있어서의 로터부(110)와 간섭하지 않는 내부 공간(도 2에 있어서의 스테이터 보지부(11h)의 하방의 내부 공간)을 경유하여, 제 1 아암(11)의 기단부로 인도된다. 또한, 권선 케이블(100c)은, 제 1 아암(11)의 하방으로부터 액세스 가능하지만, 이 점에 대해서는, 도 6을 이용하여 후술한다.
다음에, 로터부(110)에 대해 설명한다. 로터부(110)는, 원통 형상이며, 요크에 상당하는 원통 형상의 축부(111)와, 축부(111)의 외주측에 접착제 등으로 고정되는 마그넷(112)를 구비한다. 또한, 각각의 마그넷(112)은, 예를 들면, 로터부(110)의 회전축을 따르는 방향이 장측이며, 외주를 따르는 방향이 단측인 직사각 형상이며, 축부(111)의 외주 전체에 걸쳐서 소정의 간격을 두고 전면에 깔린다.
한편, 축부(111)의 내주측은, 베이스부(120)에 있어서의 회전부(123)의 외주측에 고정된다. 즉, 로터부(110)는, 회전부(123)의 회전 중심선 주위로 회전한다. 여기에서, 회전부(123)의 회전 중심선은, 상기한 제 2 아암(12)의 회전축에 상당한다.
또한, 축부(111)에 있어서의 제 2 아암(12)측의 단부면(도 2에 있어서의 상측의 단부면)에는, 관통 구멍(113h)을 갖는 장착부(113)가 고정된다. 여기에서, 장착부(113)는, 제 2 아암(12)을 고정하기 위해 이용된다. 또한, 장착부(113)는, 스테이터 보지부(11h)에 있어서의 제 2 아암(12)측의 개구를 폐색하는 덮개로서의 역할도 겸한다.
다음에, 베이스부(120)에 대해 설명한다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 제 1 아암(11)의 선단부에 고정되는 베이스부(120)는, 중앙 부분에 관통 구멍을 갖는 원판으로부터, 중공의 원통이 솟아오른 형상을 갖고 있다. 베이스부(120)는, 인코더부(121)와, 축부(122)와, 회전부(123)를 구비한다.
인코더부(121)는, 스테이터 보지부(11h)에 있어서의 제 2 아암(12)과는 반대측의 개구(도 2에 있어서의 하측의 개구)를 폐색한다. 또한, 인코더부(121)의 상면측에는, 인코더의 처리 기판(121e)을 구비한다.
로터부(110)와 함께 회전하는 회전부(123)의 하면측에는, 둘레 방향을 따라서 슬릿이나 요철 등의 반복되는 패턴을 갖는 원판이 마련되어 있으며, 처리 기판(121e)의 상면측에는, 예를 들면, 발광부나 수광부가 마련되어 있다. 처리 기판(121e)은, 발광부로부터 회전부(123)를 향하여 조사된 광이, 상기한 패턴으로 반사되는 반사광을 검출함으로써, 로터부(110)의 회전 상황을 검출한다.
또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 처리 기판(121e)에는, 인코더 케이블(121c)이 접속되어 있으며, 처리 기판(121e)으로의 급전, 검출 결과 등의 신호의 출력이 이루어진다. 인코더 케이블(121c)은, 로터부(110)의 하방에 있어서의 스테이터 보지부(11h)의 내부 공간을 경유하여, 제 1 아암(11)의 기단부로 인도된다. 또한, 인코더 케이블(121c)은, 제 1 아암(11)의 하방으로부터 액세스 가능하지만, 이 점에 대해서는, 도 6을 이용하여 후술한다.
여기에서, 빌트인 모터(150)는, 감속기를 갖지 않으며, 제 2 아암(12)을 직접적으로 선회시킨다. 또한, 제 2 아암(12)은, 메커니컬 스토퍼 등에 의해 선회 각도가 360도 미만으로 제한된다. 따라서, 빌트인 모터(150)는 1회전 하지 않게 된다.
일반적으로, 1회전 이상 회전하는 모터의 경우, 인코더는, 모터가 기준 위치로부터 몇 회전째인지를 검지하고, 검지 결과를 기억한다. 이 때문에, 회전부에는, 1회전 한 것을 알 수 있는 표시가 착자된 원판을 마련하고, 처리 기판에는, 자력을 검출하는 회로와, 회전 수를 기록하는 휘발성 메모리를 마련하는 것이 통상이다. 그리고, 인코더 케이블 경유로 휘발성 메모리에 흐르게 하는 배터리가 마련된다. 또한, 배터리는, 유지 보수성을 고려하여, 예를 들면, 본체부의 내측면 등에 마련된다.
이에 반해, 빌트인 모터(150)의 회전은 1회전 미만이므로, 회전부(123)에 상기한 「착자된 원판」을 마련할 필요는 없다. 또한, 상기한 회로나 휘발성 메모리, 배터리도 불필요해진다. 따라서, 빌트인 모터(150)에 의하면, 구조의 간략화를 도모할 수 있어서, 저비용화, 소형화에도 기여할 수 있다.
축부(122)는, 인코더부(121)로부터 솟아오르는 원통 형상의 형상을 갖고 있으며, 제 1 아암(11)으로부터 돌출되어서, 제 2 아암(12)의 내부에 도달하는 축길이를 갖고 있다. 또한, 축부(122)의 내주측에는, 제 2 아암(12)에 고정된 원통 형상의 케이블 가이드(12g)가 삽입된다.
제 2 아암(12) 내의 케이블은, 케이블 가이드(12g)를 경유하여 제 1 아암(11)의 내부에 배색(配索)된다. 이와 같이, 케이블 가이드(12g)를 이용하는 것에 의해, 제 2 아암(12)의 선회에 따른 케이블과 축부(122)의 까짐을 방지할 수 있다.
축부(122)의 외주측에는, 제 1 베어링(b1)과, 스페이서(bs)와, 제 2 베어링(b2)이 마련된다. 여기에서, 제 1 베어링(b1) 및 제 2 베어링(b2)의 내주측은, 축부(122)에 고정된다. 또한, 스페이서(bs)는, 제 1 베어링(b1)과 제 2 베어링(b2)의 거리를 소정 거리로 보지하기 위해 이용된다.
또한, 축부(122)의 선단측(제 2 베어링(b2)측)에는, 베어링 가압부(122a)가 마련된다. 여기에서, 조립시에는, 회전부(123)에 대해, 제 1 베어링(b1), 스페이서(bs), 제 2 베어링(b2)을 삽입하고, 베어링 등이 삽입된 회전부(123)를 축부(122)에 삽입한다. 그리고, 베어링 가압부(122a)를 장착하는 것에 의해, 각 부품이 조립 장착된다. 또한, 베어링 가압부(122a)와, 축부(122)를 통틀어 축부(122)라 하는 것으로 하여도 좋다.
한편, 제 1 베어링(b1) 및 제 2 베어링(b2)의 외주측에는, 회전부(123)가 고정된다. 회전부(123)는, 원통 형상이며, 내주측은 제 1 베어링(b1) 및 제 2 베어링(b2)의 외주측에 고정되고, 외주측은 로터부(110)의 내주측에 고정된다. 이에 의해, 로터부(110)는, 베이스부(120)에 대해 회전한다.
이와 같이, 제 1 베어링(b1) 및 제 2 베어링(b2)은, 로터부(110)를 회전 가능하게 지지한다. 각 베어링을 베이스부(120)에 마련한 것에 의해, 로터부(110)의 구성을 간략화할 수 있는 동시에, 빌트인 모터(150)의 조립성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 도 2에 도시한 바와 같이, 제 1 베어링(b1) 및 제 2 베어링(b2)은, 통 형상인 스테이터부(100)의 두께(로터부(110)의 회전축을 따르는 방향의 두께) 범위 내에 수용된다. 로터부(110)를 회전 가능하게 하는 베어링을 이와 같이 배치하는 것에 의해, 빌트인 모터(150)의 저배화를 도모할 수 있다.
여기에서, 로터부(110)를 베이스부(120)에 대해 조립 장착할 때에는, 예를 들면, 축부(111)와, 회전부(123)를 볼트 등으로 체결한다. 이에 의해, 로터부(110)는 회전부(123)에 고정된다. 또한, 로터부(110)를 접착 등에 의해 회전부(123)에 고정하는 것으로 하여도 좋다.
이와 같이, 제 1 아암(11)의 상방으로부터 스테이터부(100)를 스테이터 보지부(11h)에 대해 고정하고, 제 1 아암(11)의 하방으로부터 베이스부(120)를 스테이터 보지부(11h)에 대해 고정한다. 그리고, 제 1 아암(11)의 상방으로부터 로터부(110)를 베이스부(120)에 대해 고정함으로써, 빌트인 모터(150)가 완성된다.
또한, 도 2에서는, 제 2 아암(12)을 선회시키는 빌트인 모터(150)를 제 1 아암(11)에 마련하는 경우를 도시했지만, 제 2 아암(12)을 선회시키는 빌트인 모터(150)를 제 2 아암(12)에 마련하는 것으로 하여도 좋다. 또한, 이 점에 대해서는, 도 9를 이용하여 후술한다.
또한, 도 2에서는, 베이스부(120)측에 베어링(제 1 베어링(b1) 및 제 2 베어링(b2))을 마련하고, 베이스부(120)에 대하여 로터부(110)가 회전하는 경우를 도시했지만, 로터부(110)측에 베어링을 마련하는 것으로 하여도 좋다. 이 경우, 로터부(110)에 있어서의 축부(111)의 내주측에 베어링의 외주측을 고정하고, 베어링이 고정된 로터부(110)를, 베이스부(120)에 있어서의 축부(122)의 외주측에 끼워넣는 것으로 하면 좋다.
또한, 도 2에서는, 2개의 베어링(제 1 베어링(b1) 및 제 2 베어링(b2))을 도시했지만, 베어링의 개수는, 1개라도 좋고, 3개 이상이어도 좋다. 또한, 베어링 사이에 마련되는 스페이서(bs)를 생략하는 것으로 하여도 좋다.
또한, 도 2에서는, 아암 선회용의 빌트인 모터(150)가 1개인 경우를 도시했지만, 복수라도 좋다. 예를 들면, 제 1 아암(11)을 선회시키는 빌트인 모터(150)와, 제 2 아암(12)을 선회시키는 빌트인 모터(150)를 제 1 아암(11)의 양단부에 각각 마련하는 것으로 하여도 좋다. 또한, 제 2 아암(12)을 선회시키는 빌트인 모터(150)를 제 2 아암(12)의 기단부에, 제 1 아암을 선회시키는 빌트인 모터(150)를 제 1 아암(11)의 기단부에 각각 마련하는 것으로 하여도 좋다.
다음에, 반송 로봇(10)의 구성에 대해 도 3을 이용하여 추가로 설명한다. 도 3은, 반송 로봇(10)의 사시도이다. 동일 도면에 도시하는 바와 같이, 반송 로봇(10)은, 본체부(15)와, 승강부(16)와, 제 1 아암(11)과, 제 2 아암(12)과, 복수의 핸드(13)를 구비한다.
여기에서, 각각의 핸드를 구별하는 경우에는, 핸드(13A), 핸드(13B)와 같이 말미에 대문자의 알파벳을 부기(付記)하고, 각각의 핸드를 구별하지 않는 경우에는 핸드(13)와 같이 기재하는 것으로 한다. 본 실시형태에서는, 다른 구성 요소에 대해서도 동일한 기재 방식을 취하는 경우가 있다.
또한, 도 3에는, 2개의 핸드(13A, 13B)를 구비하는 반송 로봇(10)을 예시하고 있지만, 핸드(13)의 개수는 임의의 개수로 하여도 좋다. 또한, 동일 도면에 도시하는 승강축(A0), 제 1 축(A1), 제 2 축(A2) 및 제 3 축(A3)은, 각각 평행인 것이 바람직하다.
본체부(15)는, 승강부(16)를 승강시키는 기구를 내장한다. 승강부(16)는, 동일 도면에 도시하는 승강축(A0)을 따라서 승강하는 동시에, 제 1 아암(11)의 기단부를 제 1 축(A1) 주위로 회전 가능하게 지지한다. 또한, 승강부(16) 자체를 제 1 축(A1) 주위로 회전시키는 것으로 하여도 좋다.
제 1 아암(11)은, 제 2 아암(12)의 기단부를 제 2 축(A2) 주위로 회전 가능하게 선단부에서 지지한다. 제 2 아암(12)은, 핸드(13A, 13B)의 기단부를 제 3 축(A3) 주위로 각각 회전 가능하게 선단부에서 지지한다. 핸드(13A, 13B)는, 기부(13a)와, 포크부(13b)를 구비한다.
이와 같이, 반송 로봇(10)은, 제 1 아암(11), 제 2 아암(12) 및 핸드(13)의 3링크의 수평 다관절 로봇이다. 또한, 반송 로봇(10)은, 상기한 바와 같이, 승강 기구를 갖고 있으므로, 다른 높이로 배치되는 기판 등의 피반송물에 대하여 각각 액세스 할 수 있다.
다음에, 제 1 아암(11), 제 2 아암(12) 및 핸드(13)의 외관에 대해 도 4를 이용하여 설명한다. 도 4는, 제 1 아암(11), 제 2 아암(12) 및 핸드(13)의 측면도이다. 또한, 도 4에서는, 접철한 자세를 취한 경우의 제 1 아암(11), 제 2 아암(12) 및 핸드(13)를 도시하고 있다.
또한, 동일 도면에는, 도 3에 도시한 제 1 축(A1), 제 2 축(A2) 및 제 3 축(A3)를 참고를 위해 도시하고 있다. 또한, 「접철한 자세」란, 제 1 아암(11)의 기단부를 향해 제 2 아암(12)의 선단부를, 제 2 아암(12)의 기단부를 향해 핸드(13)의 선단부를 각각 배치시킨 자세인 것을 가리킨다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 제 1 아암(11)의 저면측은 대략 평탄하다. 한편, 상면측은, 제 2 축(A2)측의 단부의 상면이, 제 1 축(A1)측의 단부의 상면보다 높은 계단 형상으로 되어 있다. 이와 같이, 제 2 축(A2)측의 단부의 상면이 제 2 아암(12)측으로 돌출되어 있는 것은, 도 1에 도시한 빌트인 모터(150)를 제 1 아암(11)에 배치하기 위해이다.
이와 같이, 제 1 아암(11)은, 측면에서 보아, 빌트인 모터(150)가 배치되는 단부의 두께가 다른 부위의 두께보다 크고, 제 2 아암(12)측을 향하여 돌출된 형상을 갖고 있다.
또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 제 2 아암(12)의 상면측은 대략 평탄하다. 한편, 저면측은, 제 2 축(A2)측의 단부의 하면이, 다른쪽 단부의 저면보다 높은 계단 형상으로 되어 있다. 이와 같이, 제 2 축(A2)측의 단부의 저면이 다른쪽의 단부의 저면보다 움푹한 형상을 취하고 있는 것은, 상기한 제 1 아암(11)에 있어서의 돌출된 형상을 회피하기 위해이다.
이와 같이, 제 2 아암(12)은, 측면에서 보아, 제 2 축(A2)에 대응하는 단부측의 두께보다, 다른쪽의 단부측의 두께가 크고, 제 1 아암(11)측을 향하여 돌출된 형상을 갖고 있다. 따라서, 두께가 큰 부위의 용적을 크게 취할 수 있어서, 내부에 핸드(13)를 구동하는 기구를 격납하는 공간을 확보하는 것이 용이하다.
또한, 제 2 아암(12)에 있어서의 제 2 축(A2)측의 단부의 반대측의 단부의 상면에는, 핸드(13)가 마련된다. 또한, 제 3 축(A3)을 따라서, 제 2 아암(12)으로부터 보아 핸드(13B), 핸드(13A)의 순서로 2개의 핸드(13)가 마련된다.
다음에, 핸드(13)의 구성에 대해 도 5를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 도 5는, 핸드(13)의 사시도이다. 또한, 도 5는, 핸드(13)를 경사 상방으로부터 본 도면에 상당한다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 핸드(13)는, 기부(13a)와, 포크부(13b)를 구비한다. 기부(13a)의 기단측은, 제 3 축(A3) 주위로 회전 가능하게 제 2 아암(12)(도 3 참조)에 의해 지지된다. 포크부(13b)는, 기부(13a)의 선단측에 마련되며, 선단측이 2갈래로 갈라져 있다.
또한, 도 5에 도시하는 바와 같이, 포크부(13b)의 상면(13ba)에는, 마찰부(13bb)가 마련되어 있다. 예를 들면, 마찰부(13bb)는, 상면(13ba)에 형성된 홈에 일부가 메워지도록 고정되는 O링이다.
또한, O링의 재료로서는, 예를 들면, 실리콘 등의 수지를 이용할 수 있다. 마찰부(13bb)는, 기판 등의 피반송물과의 사이의 마찰력으로 피반송물의 어긋남을 방지한다. 또한, 포크부(13b)의 선단부(13bc)에 상방으로 돌출된 클로를 마련하는 것으로 하여도 좋다. 이에 의해, 피반송물의 탈락을 방지할 수 있다.
또한, 도 5에는, 마찰부(13bb)를 예시했지만, 피반송물을 흡착하는 흡착 기구나, 피반송물을 파지하는 파지 기구 등의 보지 기구를 이용하는 것으로 하여도 좋다.
다음에, 제 1 아암(11)의 구성에 대해 도 6a 및 도 6b를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 도 6a는, 제 1 아암(11)의 사시도 그 1이며, 도 6b는, 제 1 아암(11)의 사시도 그 2이다. 또한, 도 6a는, 제 1 아암(11)을 경사 상방으로부터 본 사시도에 상당하며, 도 6b는, 제 1 아암(11)을 경사 하방으로부터 본 사시도에 상당한다.
도 6a에 도시하는 바와 같이, 제 1 아암(11)에 있어서의 제 2 축(A2)측의 단부에는, 빌트인 모터(150)가 마련된다. 빌트인 모터(150)의 케이스에 상당하는 스테이터 보지부(11h)는, 제 1 아암(11)의 상면으로부터 상방으로 돌출되어 있다. 로터부(110)(도 1 참조)에 있어서의 축부(111)에 고정되는 장착부(113)는, 제 2 축(A2) 주위로 회전한다. 또한, 장착부(113)에는, 제 2 아암(12)이 고정된다.
또한, 베이스부(120)(도 1 참조)에 있어서의 축부(122)(도 2 참조)는, 장착부(113)로부터 제 2 축(A2)를 따라서 돌출된다. 또한, 베이스부(120)는, 제 1 아암(11)에 고정되므로, 축부(122)는 회전하지 않는다. 또한, 제 2 축(A2)측의 단부와는 반대측의 단부에는 제 1 아암(11)의 선회 중심이 되는 제 1 축(A1)이 설정된다.
도 6b에는, 제 1 아암(11) 및 제 2 아암(12)에 있어서의 제 2 축(A2)측의 단부를 도시하고 있다. 도 6b에 도시하는 바와 같이, 베이스부(120)에 있어서의 인코더부(121)의 저면에는, 관통 구멍(120h)이 마련된다. 또한, 관통 구멍(120h)은, 도 6a에 도시한 축부(122)의 개구와 연통한다.
또한, 도 6b에 도시하는 바와 같이, 인코더부(121)의 저면에는, 직경 방향으로 홈이 형성되어 있으며, 이러한 홈은, 제 1 아암(11)의 내부에 연통하는 홈과 접속되며 하방으로 개방된 개구(11g1)로 되어 있다. 따라서, 제 2 아암(12)의 내부의 케이블(13c)을, 베이스부(120)에 있어서의 축부(122)에 연통하는 관통 구멍(120h)과, 개구(11g1)를 경유하여 제 1 아암(11)의 내부에 배색할 수 있다. 즉, 케이블(13c)을 제 1 아암(11) 및 제 2 아암(12)의 외형(外形) 내에 수납할 수 있다.
또한, 인코더부(121)에 있어서의 저면의 외측에는 제 1 아암(11)의 내부에 연통하는 홈이 형성되어 있으며, 이러한 홈은 하방으로 개방된 개구(11g2)로 되어 있다. 개구(11g2)의 내부에는, 스테이터부(100)에 있어서의 모터 권선(100b)으로부터 신장되는 권선 케이블(100c)과, 인코더부(121)로부터 신장되는 인코더 케이블(121c)이 수용된다.
즉, 권선 케이블(100c) 및 인코더 케이블(121c)을, 개구(11g2)를 경유하여 제 1 아암(11)의 내부에 배색할 수 있다. 즉, 권선 케이블(100c) 및 인코더 케이블(121c)을 제 1 아암(11)의 외형 내에 수납할 수 있다.
또한, 도 6b에 도시한 바와 같이, 관통 구멍(120h), 개구(11g1) 및 개구(11g2)를 덮는 착탈식의 커버(11uc)를 마련하는 것으로 하여도 좋다. 커버(11uc)를 분리함으로써, 반송 로봇(10)의 조립 작업을 효율화할 수 있는 동시에, 유지 보수성을 향상시킬 수 있다. 또한, 커버(11uc)를 장착하는 것에 의해, 반송 로봇(10)의 내부로부터 외부로 미소한 먼지 등이 누출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 6b에 도시한 바와 같이, 제 1 아암(11)의 저면측은, 커버(11uc)의 두께만큼 얇게 형성되어 있다. 따라서, 커버(11uc)를 제 1 아암(11)에 장착한 경우라도 제 1 아암(11)의 저면을 평탄하게 할 수 있다.
다음에, 제 2 아암(12)의 구성에 대해 도 7a 및 도 7b를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 도 7a는, 제 2 아암(12)의 모식도 그 1이며, 도 7b는, 제 2 아암(12)의 모식도 그 2이다. 또한, 도 7a는, 제 2 아암(12)의 내부를 측면으로부터 투시한 도면에 상당하며, 도 7b는, 제 2 아암(12)의 내부를 상방으로부터 투시한 도면에 상당한다.
도 7a에 도시하는 바와 같이, 2개의 핸드(13A, 13B)를 독립시켜 동작시키기 위해, 제 2 아암(12)은, 2개의 회전식 모터(M1, M2)와, 회전식 모터(M1, M2)의 구동력을 핸드(13A, 13B)로 각각 전달하는 2개의 벨트(B1, B2)를 내부에 구비한다. 또한, 회전식 모터(M1, M2)는, 상술한 빌트인 모터(150)와는 달리, 케이스를 구비한 완성품의 모터이다. 이러한 완성품의 모터를, 「착탈 가능한 모터」라고도 하는 것으로 한다.
여기에서, 회전식 모터(M1, M2) 및 벨트(B1, B2)는, 도 4를 이용하여 이미 설명한 제 2 아암(12)의 두께가 큰 부위에 수용된다. 한편, 제 2 아암(12)의 두께가 작은 부위에는, 회전 억제부(300)가 수용된다.
우선, 회전식 모터(M1, M2) 및 벨트(B1, B2)를 이용한 구동 기구에 대해 설명한다. 도 7a에 도시하는 바와 같이, 2개의 회전식 모터(M1, M2)는 출력축(S1, S2)의 돌출 방향이 역 방향이 되도록 배치된다.
회전식 모터(M1)의 구동력은, 출력축(S1)에 장착된 풀리(P1)와, 벨트(B1)를 경유하여, 핸드(13A)를 제 3 축(A3) 주위로 선회시키는 회전축(201)에 전달된다. 또한, 회전식 모터(M2)의 구동력은, 출력축(S2)에 장착된 풀리(P2)와, 벨트(B2)를 경유하여, 핸드(13B)를 제 3 축(A3) 주위로 선회시키는 회전축(202)에 전달된다.
또한, 회전축(201, 202)에는 각각 풀리가 고정되며, 풀리 경유로 구동력이 전달된다. 따라서, 풀리의 외경을 조정하는 것에 의해, 회전식 모터(M1, M2)의 감속비를 임의의 값으로 할 수 있다.
상측의 핸드인 핸드(13A)는, 베어링을 거쳐서 제 2 아암(12)에 고정되는 통 형상의 회전축(201)에 접속된다. 따라서, 핸드(13A)는, 회전식 모터(M1)의 회전에 따라서 회전축(201)이 회전하는 것에 의해 선회한다.
또한, 원통 형상인 회전축(201)의 내측에는, 핸드(13A)의 내부와 연통하는 원통 형상의 케이블 가이드(도 2에 도시한 케이블 가이드(12g)와 동일)가 삽입된다. 이러한 케이블 가이드에 의해, 핸드(13A)의 내부의 케이블을 제 2 아암(12) 내에 안전하게 배색할 수 있다.
하측의 핸드인 핸드(13B)는, 베어링을 거쳐서 제 2 아암(12)에 고정되는 중공의 회전축(202)에 접속된다. 여기에서, 회전축(202)의 내경은, 핸드(13A)와 함께 회전하는 회전축(201)의 외경보다 크다.
즉, 회전축(202) 및 회전축(201)은, 회전축을 공유하는 2중 통 형상으로 배치된다. 또한, 도 7a에 도시한 바와 같이, 회전축(202)은, 회전축(201)에 있어서의 상측에 배치되며, 상측만이 2중 통 형상이 된다. 따라서, 회전축(201)에 있어서의 하측에서는 회전축(201)이 회전축(202)에 덮이는 일 없이, 노출되게 되므로, 벨트(B1)에 의한 구동력의 전달을 용이하게 실행할 수 있다.
도 7b에 도시하는 바와 같이, 벨트(B1)의 내측에는, 벨트(B1)의 통과 궤적을 넓히기 위해, 샤프트(S3, S4)와, 샤프트(S3, S4) 주위로 회전하는 풀리(P3, P4)가 마련된다. 이에 의해, 벨트(B1)에 소망의 장력을 부가할 수 있는 동시에, 벨트(B1)가 회전식 모터(M2)에 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 회전식 모터(M1, M2)를 상하 방향으로 근접하여 배치하는 것이 가능해지므로, 제 2 아암(12)을 박형화할 수 있다.
또한, 제 2 축(A2)과 제 3 축(A3)을 연결하는 중심선(CL) 상에, 회전식 모터(M1, M2)의 출력축(S1, S2)을 배치하고, 중심선(CL)에 대해 대칭으로, 풀리(P3, P4)를 배치하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 중심선(CL)에 대해 제 2 아암(12)의 중량 밸런스의 평형을 취하기 쉬워진다.
이와 같이, 벨트(B1, B2)는, 상면에서 보아 적어도 일부가 포개 넣어지도록 배치된다. 이에 의해, 제 2 아암(12)의 폭(상면에서 보아 중심선(CL)에 수직한 방향의 폭)을 작게 할 수 있다.
다음에, 회전 억제부(300)에 대해 설명한다. 도 7a에 도시한 바와 같이, 회전 억제부(300)는, 제 2 아암(12)의 내부에 인입된 빌트인 모터(150)에 있어서의 베이스부(120)의 축부(122)의 외주에 감겨지는 마찰 밴드(B3)를 구비한다. 마찰 밴드(B3)는, 축(S6) 주위로 선회하는 링크(L1)의 일단측에 접속되어 있으며, 링크(L1)의 타단측은, 직동식 액추에이터(M3)의 직동축에 선회 가능하게 접속되어있다.
예를 들면, 마찰 밴드(B3)에는, 적어도 축부(122)측의 면에 마찰력을 높이는 가공이 실시되어 있다. 또한, 처음부터 실리콘 고무 등의 마찰력이 큰 재료로 마찰 밴드(B3)를 형성하는 것으로 하여도 좋다.
또한, 직동식 액추에이터(M3)로서는, 진퇴 방향 중 어느 하나의 방향으로 스프링으로 부세된 직동축을 전자력으로 진퇴시키는 기구를 이용할 수 있다. 또한, 직동식 액추에이터(M3)로서 직동축의 진퇴량을 제어 가능한 직동식 모터를 이용하는 것으로 하여도 좋다.
여기에서, 빌트인 모터(150)에 있어서의 로터부(110)와 함께 회전하는 장착부(113)는, 제 2 아암(12)에 고정되어 있다. 따라서, 축부(122)의 회전을 멈추면 제 2 아암(12)의 선회를 멈출 수 있다.
즉, 마찰 밴드(B3)는, 직동식 액추에이터(M3)에 있어서의 직동축의 진퇴에 따라서 내경이 변화한다. 그리고, 마찰 밴드(B3)가 축부(122)의 외주에 감긴 경우에는, 축부(122)의 회전을 마찰력으로 멈춘다. 즉, 축부(122)의 회전을 억제한다. 한편, 마찰 밴드(B3)가 축부(122)의 외주로부터 멀어진 경우에는, 축부(122)의 회전을 허용한다.
도 7b에 도시한 바와 같이, 마찰 밴드(B3)의 일단은, 축(S7)에 고정되어 있으며, 타단은 링크(L1)의 일단에 접속되어 있다. 즉, 마찰 밴드(B3)는, 상면에서 보아 축부(122)의 외주를 따르는 원호 형상의 형상을 갖고 있으며, 외력이 부여된 경우에는 탄성 변형된다.
또한, 링크(L1)의 선회축인 축(S6)에는, 반시계 방향의 부세력이 스프링 등에 의해 부여되어 있다(회전 방향(R1)참조). 직동식 액추에이터(M3)에 전력이 공급되어 있지 않은 경우, 이러한 부세력에 의해 직동식 액추에이터(M3)의 직동축(S5)은 신장된 상태이다. 또한, 마찰 밴드(B3)는, 축부(122)의 외주에 감겨 축부(122)의 회전을 억제한 상태이다.
이와 같이, 전원이 차단되는 등의 사태가 발생한 경우에는, 제 1 아암(11)과 제 2 아암(12)의 상대적인 선회가 억제되어, 아암이 의도하지 않는 움직임을 계속하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 빌트인 모터(150)에 전력을 공급하고 있지 않는 경우에, 각 아암이 외력이나 중력 등에 의해 선회해 버리는 것을 방지할 수 있다.
예를 들면, 반송 로봇(10)의 설치시 등에 아암이 함부로 선회하여 주위의 장애물에 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 정전 등이 발생한 경우에, 선회 중의 아암이 그대로 선회해 버리는 것을 방지할 수 있다.
한편, 직동식 액추에이터(M3)에 전력이 공급된 경우, 직동축(S5)은 축(S6) 주위의 부세력에 반대 방향으로 거슬러 줄어든다(방향(D1) 참조). 이에 의해, 마찰 밴드(B3)의 내경은 넓어지고, 축부(122)의 외주로부터 멀어진다. 이에 의해, 마찰 밴드(B3)는, 축부(122)의 회전을 허용한다.
또한, 축(S6) 주위의 부세력을 역 방향(시계방향)으로 하고, 전력 공급의 유무에 따른 직동축(S5)의 움직임을 역 방향으로 하여도 좋다. 또한, 회전 억제부(300)의 기구를, 도 7a나 도 7b에 도시한 기구와는 상이한 기구로 하여도 좋다. 예를 들면, 축부(122)의 외주에 요철을 마련하고, 요철과 맞물리는 치차의 회전을 멈추는 것에 의해 축부(122)의 회전을 억제하는 것으로 하여도 좋다.
이와 같이, 회전 억제부(300)를, 빌트인 모터(150)를 갖는 아암과는 상이한 아암(도 7a 및 도 7b에서는 제 2 아암(12))에 마련하는 것에 의해, 빌트인 모터(150)가 마련되는 아암(도 7a 및 도 7b에서는 제 1 아암(11))의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 회전 억제부(300)를, 빌트인 모터(150)를 갖는 아암(도 7a 및 도 7b에서는 제 1 아암(11))에 마련하는 것으로 하여도 좋다.
다음에, 도 1 등에 도시한 승강부(16)에 대해 도 8a 및 도 8b를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 도 8a는, 승강부(16)의 사시도이며, 도 8b는, 승강부(16)의 모식도이다. 또한, 도 8a에는, 본체부(15)에 대해 승강하는 승강부(16)를 경사 상방으로부터 본 사시도를 도시하고 있다. 또한, 도 8b는, 본체부(15)를 상방으로부터 투시한 도면에 상당한다.
도 8a에 도시하는 바와 같이, 승강부(16)는, 승강축(A0)을 따르는 방향으로 본체부(15)에 대하여 승강한다. 또한, 승강부(16)는, 본체부(15)로부터 돌출되는 부분이, 예를 들면, 원기둥 형상이며, 상단 측에는, 제 1 아암(11)을 제 1 축(A1) 주위로 선회시키는 승강부 일체형의 빌트인 모터(550)를 구비한다. 승강부 일체형의 빌트인 모터(550)는, 도 1 등에 도시한 빌트인 모터(150)와 마찬가지로, 케이스를 갖지 않으며, 장착 대상에 스테이터부(500)를 보지시키는 타입의 모터이다.
구체적으로는, 승강부(16)는, 상단측에 대략 원통 형상의 스테이터 보지부(16h)를 구비하고 있으며, 이러한 스테이터 보지부(16h)가, 빌트인 모터(550)의 케이스 대신이 된다. 구체적으로는, 스테이터 보지부(16h)는, 삽입된 스테이터부(500)를 보지하고, 스테이터부(500)에 대해 회전하는 로터부(510)도 마찬가지로, 스테이터 보지부(16h)에 삽입된다.
이와 같이, 빌트인 모터(550)는, 스테이터부(500)와, 스테이터부(500)에 대해 회전하는 로터부(510)와, 승강부(16)에 형성되며, 스테이터부(500)를 보지하는 스테이터 보지부(16h)를 구비한다. 여기에서, 도 8a에 도시한 빌트인 모터(550)는, 도 1 등에 도시한 빌트인 모터(150)보다 두께(도 8a에 도시한 승강축(A0)을 따른 두께)가 크다.
이것은, 제 1 아암(11)을 구동하는 빌트인 모터(550)는, 제 2 아암(12)을 구동하는 빌트인 모터(150)보다 큰 모터 용량(토크)을 필요로 하기 때문이다. 즉, 두께를 크게 하는 것에 의해, 권선량을 증가시키거나, 영구 자석량을 증가시키는 것이 용이해지기 때문에, 모터 용량을 증가시킬 수 있다.
또한, 승강부(16)는, 상기한 원기둥 형상인 것을 필요로 하지 않는다. 예를 들면, 직방체 형상 등의 임의의 형상이어도 좋다. 즉, 스테이터부(500)나 로터부(510)의 케이스로서 기능하는 형상의 스테이터 보지부(16h)를 형성 가능하면, 승강부(16)의 형상은 임의의 형상으로 할 수 있다.
도 8b에 도시하는 바와 같이, 승강부(16)의 승강 기구는, 본체부(15)에 격납된다. 승강부(16)는, 가동부(BD5)의 상면측에 지지된다. 본체부(15)의 내벽측에는, 도 8a에 도시한 승강축(A0)을 따라서 연신되는 한쌍의 리니어 가이드(LG5)가 마련된다. 또한, 가동부(BD5)에는, 한쌍의 리니어 가이드(LG5)를 따라서 각각 슬라이드하는 한쌍의 슬라이더(SD5)가 마련된다. 또한, 로터부(510)에는 관통 구멍(510h)이 마련된다. 이에 의해, 제 1 아암(11)(도 1 참조)으로부터의 케이블 등을 본체부(15)의 내부로 안내할 수 있다.
또한, 본체부(15)에는, 도 8a에 도시한 승강축(A0)을 따라서 연신하는 볼 나사(BS5)가 마련되어 있으며, 볼 나사(BS5)의 회전을 따라서 가동부(BD5)는 승강한다. 또한, 볼 나사(BS5)는, 풀리(P5)를 구비하고 있으며, 회전식 모터(M5)의 구동력이 벨트(B5)를 거쳐서 풀리(P5)로 전달되는 것에 의해, 볼 나사(BS5)는 회전한다.
이와 같이, 회전식 모터(M5)의 회전 방향을 변경하는 것에 의해, 가동부(BD5)를 승강시킬 수 있다. 즉, 승강부(16)를 승강시킬 수 있다. 또한, 승강부(16)는, 한쌍의 리니어 가이드(LG5)로 가이드되므로, 정밀도 양호하게 승강할 수 있다.
다음에, 변형예에 따른 제 2 아암(12A)에 대해 도 9를 이용하여 설명한다. 도 9는, 변형예에 따른 제 2 아암(12A)을 도시하는 사시도이다. 또한, 도 9는, 제 2 아암(12A)을 경사 하방으로부터 본 사시도에 상당한다. 또한, 도 9에는, 도 1에 있어서 제 1 아암(11)에 마련되어 있던 빌트인 모터(150)를, 제 2 아암(12A)에 마련하는 경우를 도시하고 있다. 또한, 빌트인 모터(150)의 상세한 것에 대해서는 이미 설명했으므로 적절히, 설명을 생략한다.
도 9에 도시하는 바와 같이, 빌트인 모터(150)는, 제 2 축(A2)측의 단부에 마련된다. 제 2 아암(12A)은, 스테이터 보지부(12h)를 구비하고, 스테이터부(100)를 보지한다. 또한, 빌트인 모터(150)의 장착 방향은, 도 1에 도시한 경우와는 상하 역 방향이다. 로터부(110)의 회전과 함께 회전하는 장착부(113)는, 제 1 아암(11)(도 1 참조)의 상면측에 고정된다. 이에 의해, 빌트인 모터(150)가 회전하면, 제 2 아암(12A)은, 제 2 축(A2) 주위로 제 1 아암(11)에 대해 선회한다.
또한, 빌트인 모터(150)를 마련한 제 2 아암(12A)의 하면측은, 도 4에 도시한 최대 두께에 맞추어 평탄하게 할 수 있다. 이에 따라서, 빌트인 모터(150)를 생략한 제 1 아암(11)의 상면측은, 최소 두께에 맞추어 평탄하게 할 수 있다. 또한, 도 7a에 도시한 회전 억제부(300)는, 제 1 아암(11)에 마련할 수 있다.
또한, 도 9에는, 도 1에 도시한 빌트인 모터(150) 대신, 빌트인 모터(150)를 제 2 아암(12A)에 마련한 경우를 예시했지만, 예를 들면, 도 8a에 도시한 빌트인 모터(550) 대신, 제 1 아암(11)의 기단부에 도 9와 동일한 방향으로 빌트인 모터(150)를 마련하는 것으로 하여도 좋다.
다음에, 반송 로봇(10)과, 반송 로봇(10)의 동작 제어를 실행하는 제어 장치(20)를 포함한 로봇 시스템(1)에 대해 도 10을 이용하여 설명한다. 도 10은, 로봇 시스템(1)의 블록도이다. 또한, 반송 로봇(10)의 구성 등에 대해서는 이미 설명했으므로, 이하에서는, 제어 장치(20)의 구성에 대해 주로 설명하는 것으로 한다. 또한, 도 10에서는, 제어 장치(20)에 접속되는 이른바 팬던트 등의 입력용 단말 장치를 생략하고 있다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(20)는, 제어부(21)와, 기억부(22)를 구비한다. 제어부(21)는, 동작 제어부(21a)와, 동작 억제부(21b)를 구비한다. 또한, 기억부(22)는, 교시 데이터(22a)를 기억한다. 또한, 제어 장치(20)는 반송 로봇(10)에 접속된다.
여기에서, 제어 장치(20)는, 예를 들면, CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), HDD(Hard Disk Drive), 입출력 포트 등을 갖는 컴퓨터나 각종 회로를 포함한다.
컴퓨터의 CPU는, 예를 들면, ROM에 기억된 프로그램을 판독하고 실행하는 것에 의해, 제어부(21)의 동작 제어부(21a) 및 동작 억제부(21b)로서 기능한다.
또한, 제어부(21)의 동작 제어부(21a) 및 동작 억제부(21b) 중 어느 하나 또는 전부를 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)나 FPGA(Field Programmable Gate Array) 등의 하드웨어로 구성할 수도 있다.
또한, 기억부(22)는, 예를 들면, RAM이나 HDD에 대응한다. RAM이나 HDD는, 교시 데이터(22a)를 기억할 수 있다. 또한, 제어 장치(20)는, 유선이나 무선의 네트워크로 접속된 다른 컴퓨터나 가반형 기록 매체를 거쳐서 상기한 프로그램이나 각종 정보를 취득하는 것으로 하여도 좋다.
제어 장치(20)의 제어부(21)는, 교시 데이터(22a)에 근거하여 반송 로봇(10)의 동작 제어를 실행한다. 또한, 반송 로봇(10)의 동작에 에러가 발생한 경우 등에 반송 로봇(10)의 동작을 억제하는 처리를 실행한다.
동작 제어부(21a)는, 교시 데이터(22a)에 근거하여 반송 로봇(10)의 동작 제어를 실행한다. 구체적으로는, 동작 제어부(21a)는, 기억부(22)에 기억된 교시 데이터(22a)에 근거하여 반송 로봇(10)에 있어서의 각 축에 대응하는 모터에 지시함으로써, 반송 로봇(10)에 기판 등의 피반송물의 반송을 실행하게 한다. 또한, 동작 제어부(21a)는, 모터에 있어서의 인코더값을 이용하여 피드백 제어를 실행하는 등을 하여 반송 로봇(10)의 동작 정밀도를 향상시킨다.
동작 억제부(21b)는, 동작 제어부(21a)로부터 반송 로봇(10)의 동작 상황을 취득하고, 반송 로봇(10)의 동작에 에러가 생긴 경우 등에, 반송 로봇(10)의 동작을 정지하는 등의 동작 억제 처리를 실행한다. 예를 들면, 동작 억제부(21b)는, 도 7a 등에 도시한 회전 억제부(300)로의 통전을 정지하는 것에 의해, 반송 로봇(10)에 있어서의 관절의 움직임에 브레이크를 건다.
이에 의해, 외력 등에 의해 반송 로봇(10)의 아암 등이 어긋나는 사태를 방지할 수 있다. 또한, 회전 억제부(300)는, 제어 장치(20)로부터의 지시가 없는 경우라도, 반송 로봇(10)으로의 통전이 정지되면, 회전 억제 동작을 실행한다.
교시 데이터(22a)는, 반송 로봇(10)에 동작을 교시하는 티칭 단계에서 생성되어 핸드(13)(도 1 참조)의 이동 궤적을 시작으로 하는 반송 로봇(10)의 동작을 규정하는 프로그램인 「작업」을 포함한 정보이다. 또한, 유선이나 무선의 네트워크로 접속된 다른 컴퓨터에서 생성된 교시 데이터(22a)를 기억부(22)에 기억시키는 것으로 하여도 좋다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 반송 로봇(10)은, 피반송물을 보지 가능한 핸드(13)를 이동시키는 수평 링크식의 복수의 아암(11, 12)을 구비한다. 복수의 아암(11, 12) 중 적어도 1개는, 아암 자신 또는 다른 아암을 직접적으로 선회시키는 아암 일체형의 빌트인 모터(150)를 구비한다. 이와 같이, 아암 일체형의 빌트인 모터(150)를 이용함으로써, 아암(11, 12)의 소형화를 도모할 수 있다.
다른 효과나 변형예는, 당업자에 의해 용이하게 도출할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 것보다 광범위한 태양은, 이상과 같이 나타내며 또한 기술한 특정 상세 및 대표적인 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 첨부의 특허 청구의 범위 및 그 균등물에 의해 정의되는 총괄적인 발명의 개념의 정신 또는 범위로부터 일탈하는 일 없이, 여러가지 변경이 가능하다.
1 : 로봇 시스템 10 : 반송 로봇
11 : 제 1 아암 11g : 개구
11h : 스테이터 보지부 11uc : 커버
12 : 제 2 아암 12h : 스테이터 보지부
13 : 핸드 13a : 기부
13b : 포크부 13ba : 상면
13bb : 마찰부 13bc : 선단부
15 : 본체부 15h : 스테이터 보지부
16 : 승강부 20 : 제어 장치
21 : 제어부 21a : 동작 제어부
21b : 동작 억제부 22 : 기억부
22a : 교시 데이터 100 : 스테이터부
100a : 모터 코어 100b : 모터 권선
100c : 권선 케이블 110 : 로터부
111 : 축부 112 : 마그넷
113 : 장착부 120 : 베이스부
120h : 관통 구멍 121 : 인코더부
121c : 인코더 케이블 121e : 처리 기판
122 : 축부 122a : 베어링 가압부
123 : 회전부 150 : 빌트인 모터
300 : 회전 억제부 550 : 빌트인 모터
A0 : 승강축 A1 : 제 1 축
A2 : 제 2 축 A3 : 제 3 축
B1 : 벨트 B2 : 벨트
B3 : 마찰 밴드 b1 : 제 1 베어링
b2 : 제 2 베어링 bs : 스페이서
M1 : 회전식 모터 M2 : 회전식 모터
M3 : 직동식 액추에이터

Claims (19)

  1. 피반송물을 보지 가능한 핸드를 이동시키는 수평 링크식의 복수의 아암을 구비하고,
    복수의 상기 아암 중 적어도 1개는 아암 일체형의 빌트인 모터를 구비하고,
    상기 빌트인 모터는, 상기 빌트인 모터가 구비된 상기 아암 또는 다른 상기 아암을 직접적으로 선회시키는
    반송 로봇.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 빌트인 모터는,
    스테이터부와,
    상기 스테이터부에 대하여 회전하는 로터부와,
    상기 아암에 형성되며, 상기 스테이터부를 보지하는 스테이터 보지부를 구비하는
    반송 로봇.
  3. 제 2 항에 있어서,
    비통전시에 상기 빌트인 모터에 있어서의 상기 스테이터부와 상기 로터부의 상대적인 회전을 억제하고, 통전시에 상기 상대적인 회전을 허용하는 회전 억제부를 구비하는
    반송 로봇.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 스테이터부는,
    상기 로터부의 회전을 따라서 선회하는 상기 아암의 내부에 삽입되고,
    상기 회전 억제부는,
    상기 아암의 내부에 마련되며, 상기 아암의 내부에 삽입된 상기 스테이터부에 대해 마찰력을 부여하는 것에 의해 상기 아암의 선회를 억제하는
    반송 로봇.
  5. 제 2 항에 있어서,
    회전축이 동심인 복수의 상기 핸드가 마련되는 상기 아암은,
    복수의 착탈 가능한 회전식 모터와,
    상기 회전식 모터의 구동력을 상기 핸드에 각각 전달하는 복수의 벨트를 내부에 구비하는
    반송 로봇.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 핸드는, 2개이며,
    상기 회전식 모터는,
    측면에서 보아 출력축의 돌출 방향이 서로 멀어지는 방향이 되도록 2개 배치되고,
    상기 벨트는,
    상면에서 보아 적어도 일부가 서로 중첩되도록 2개 배치되는
    반송 로봇.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 회전식 모터 및 상기 벨트를 구비하는 상기 아암인 제 2 아암은,
    상기 빌트인 모터를 구비하는 상기 아암인 제 1 아암에 대해 선회하는
    반송 로봇.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 아암은,
    측면에서 보아, 상기 빌트인 모터가 배치되는 단부의 두께가 다른 부위의 두께보다 크고, 상기 제 2 아암을 향하여 돌출되어 있으며,
    상기 제 2 아암은,
    측면에서 보아, 상기 회전식 모터 및 상기 벨트가 배치되는 부위의 두께가, 상기 제 1 아암에 있어서의 상기 단부에 대응하는 단부의 두께보다 크고, 상기 제 1 아암을 향하여 돌출되어 있는
    반송 로봇.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 스테이터부는,
    상기 로터부의 회전축을 따라서 관통하는 관통 구멍을 갖고,
    상기 회전식 모터의 케이블은,
    상기 제 2 아암의 내부로부터, 상기 관통 구멍과, 상기 제 1 아암의 하면측에 마련되는 개구를 경유하여 상기 제 1 아암의 내부로 배색(配索)되는
    반송 로봇.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 관통 구멍 및 상기 개구를 폐색하는 착탈 가능한 커버를 구비하는
    반송 로봇.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 아암을 승강시키는 승강부를 추가로 구비하고,
    상기 승강부는,
    상기 제 1 아암을 선회시키는 승강부 일체형의 빌트인 모터를 추가로 구비하는
    반송 로봇.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 스테이터부는,
    원통 형상이며,
    상기 로터부는,
    상기 스테이터부의 내주측과 대향하도록 마련되며,
    상기 빌트인 모터는,
    상기 로터부를 지지하는 베이스부를 추가로 구비하는
    반송 로봇.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 베이스부는,
    상기 로터부를 회전 가능하게 지지하는 베어링을 추가로 구비하는
    반송 로봇.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 베어링은,
    상기 스테이터부의 중공 영역에 배치되는
    반송 로봇.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 반송 로봇과,
    상기 반송 로봇의 동작을 제어하는 제어 장치를 구비하는
    로봇 시스템.
  16. 수평 링크식의 복수의 아암 중 적어도 1개에 구비된 아암 일체형의 빌트인 모터에 의해, 상기 빌트인 모터가 구비된 상기 아암 또는 다른 상기 아암을 직접적으로 선회시키는 단계; 및
    상기 선회되는 아암에 구비된 핸드에 의해 피반송물을 반송하는 단계를 포함하는
    반송 로봇의 제어 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 반송 로봇의 동작 상황을 취득하는 단계; 및
    상기 반송 로봇의 동작에 에러가 생긴 경우, 상기 빌트인 모터에 있어서의 스테이터부와 로터부의 상대적인 회전을 억제하는 단계를 추가로 포함하는
    반송 로봇의 제어 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 반송 로봇으로의 통전이 정지되면, 상기 빌트인 모터에 있어서의 스테이터부와 로터부의 상대적인 회전을 억제하는 단계를 추가로 포함하는
    반송 로봇의 제어 방법.
  19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 기재된 반송 로봇의 제어 방법을 상기 반송 로봇에 실행시키는 프로그램을 저장하는 기록 매체.
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