WO2012008321A1 - 産業用ロボット、産業用ロボットの制御方法および産業用ロボットの教示方法 - Google Patents

産業用ロボット、産業用ロボットの制御方法および産業用ロボットの教示方法 Download PDF

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WO2012008321A1
WO2012008321A1 PCT/JP2011/065195 JP2011065195W WO2012008321A1 WO 2012008321 A1 WO2012008321 A1 WO 2012008321A1 JP 2011065195 W JP2011065195 W JP 2011065195W WO 2012008321 A1 WO2012008321 A1 WO 2012008321A1
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WO
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hand
arm
center
pulley
industrial robot
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PCT/JP2011/065195
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矢澤 隆之
慎浩 田中
洋和 渡邊
佳久 増澤
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日本電産サンキョー株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an industrial robot that transports a predetermined transport object.
  • the present invention also relates to a method for controlling and teaching such an industrial robot.
  • Patent Document 1 an industrial robot that transports a glass substrate for a liquid crystal display is known (for example, see Patent Document 1).
  • the industrial robot described in Patent Literature 1 includes a hand on which a glass substrate is mounted, an arm to which the hand is rotatably attached, and a main body to which the arm is rotatably attached.
  • the arm is composed of a first arm and a second arm.
  • the main body is placed on a gantry and can move linearly in a predetermined direction.
  • the arm expands and contracts so that the hand moves in a straight line with a predetermined direction.
  • this industrial robot usually moves the hand in a direction orthogonal to the moving direction of the main body with respect to the gantry, and carries out the glass substrate disposed in the cassette.
  • a sensor for detecting the inclination of the glass substrate arranged in the cassette in the horizontal plane is attached to the hand.
  • the industrial robot is configured such that the glass substrate that is unloaded from the cassette and loaded into a predetermined loading position in the moving direction of the main body.
  • the main body is moved in a predetermined direction with respect to the gantry and the arm is rotated by a predetermined amount with respect to the main body so that the shift is suppressed and the inclination of the glass substrate is corrected.
  • the arm is expanded and contracted, the glass substrate is taken out from the cassette, the main body is moved in the reverse direction, and the arm is turned in the reverse direction to correct the tilt and the positional deviation. Carry in to the loading position.
  • an object of the present invention is to provide an industrial robot capable of correcting the inclination while suppressing the positional deviation of the transported object to be transported regardless of the moving direction of the hand when the transported object is unloaded. It is to provide.
  • an industrial robot of the present invention includes a hand on which an object to be transported is mounted, a second arm portion that rotatably supports the hand on its distal end side, and a base end of the second arm portion.
  • An arm having at least two arm parts, a first arm part that rotatably supports the side at its tip side, a first drive motor for extending and retracting the arm, and a hand relative to the second arm part
  • a power transmission mechanism for transmitting the power of the first drive motor and the power of the second drive motor.
  • the power transmission mechanism has a hand in a predetermined direction. The power of the first drive motor is transmitted to the arm and the hand so as to move substantially linearly in a state of facing, and the hand of the second drive motor is rotated relative to the second arm portion. Specially transmitted power to the hand To.
  • the industrial robot of the present invention is configured to transmit a second drive motor for rotating the hand relative to the second arm portion, the power of the first drive motor and the power of the second drive motor.
  • a power transmission mechanism, and the power transmission mechanism transmits the power of the second drive motor to the hand so that the hand rotates relative to the second arm portion. Therefore, in the present invention, the hand can be freely rotated relative to the second arm portion regardless of the direction of movement of the hand when carrying out the object to be conveyed.
  • the hand when the inclination of the conveyance object is detected regardless of the moving direction of the hand when the conveyance object is carried out, the hand is rotated relative to the second arm unit, for example, If the main body of the industrial robot is rotated, it is possible to correct the inclination while suppressing the displacement of the object to be carried.
  • the present invention even if there is no moving mechanism for moving the main body of the industrial robot in a predetermined direction, it is possible to correct the inclination while suppressing the displacement of the object to be carried. . Therefore, in the present invention, it is possible to reduce the size of the industrial robot even if it is possible to correct the inclination while suppressing the positional deviation of the conveyed object to be carried. Furthermore, in the present invention, compared to the case where the main body of the industrial robot is moved in a predetermined direction when correcting the inclination while suppressing the positional deviation of the object to be carried in, as in the prior art, It is possible to shorten the tact time when correcting the tilt of the object.
  • the power transmission mechanism stops the second drive motor in order to transmit the power of the first drive motor to the arm and the hand so that the hand moves substantially linearly in a state where the hand faces a predetermined direction.
  • the hand stops after moving a predetermined amount in a substantially straight line while facing a predetermined direction. That is, if the second drive motor is in a stopped state, even if the operating industrial robot is stopped in an emergency, the hand is kept in a certain direction, so the industrial robot at the time of an emergency stop is maintained. It becomes possible to suppress the disorder of the posture. Therefore, according to the present invention, even if the industrial robot is emergency stopped, it is possible to prevent the hand from colliding with an unexpected part of the peripheral device of the industrial robot.
  • the second drive motor is attached to the first arm portion, and the power transmission mechanism is arranged at the connecting portion between the first arm portion and the second arm portion to transmit the power of the first drive motor.
  • the output portion of the second reduction gear is rotatably held at the distal end side of the first arm portion and is fixed to the proximal end side of the second arm portion, and the input portion of the second reduction gear.
  • the output part of the third reducer is rotatably held at the distal end side of the first arm part
  • the input part of the third reducer is 3 It is rotatably held at the output part of the reduction gear.
  • the input part and output part of a 2nd reduction gear are formed in a substantially cylindrical shape, the input part of a 2nd reduction gear is arrange
  • the second drive motor is attached to the second arm portion, and the power transmission mechanism is arranged at the connecting portion between the first arm portion and the second arm portion to transmit the power of the first drive motor.
  • a sixth pulley fixed to the rotary shaft of the second drive motor, a first pulley, and a first pulley A first belt to be stretched and the pulley, it is preferable to provide a second belt to be stretched and the second pulley and a fourth pulley, and a third belt to be stretched and fifth pulley and the sixth pulley.
  • the output portion of the second reduction gear is rotatably held at the distal end side of the first arm portion and is fixed to the proximal end side of the second arm portion, and the input portion of the second reduction gear.
  • the output portion of the fourth reducer is rotatably held at the distal end side of the second arm portion and fixed to the proximal end side of the hand,
  • the input part of the fourth reduction gear is rotatably held by the output part of the fourth reduction gear
  • the internal gear is rotatably held by the second arm part.
  • the second drive motor is attached to the second arm portion, and the power transmission mechanism is arranged at the connecting portion between the first arm portion and the second arm portion to transmit the power of the first drive motor.
  • a second bevel gear that meshes with the first bevel gear and the first bevel gear and is disposed opposite to each other, a third bevel gear, and a holding member that rotatably holds the first bevel gear.
  • a third speed reducer connected to the second drive motor, a fourth speed reducer disposed at the connection portion between the second arm portion and the hand, and a second speed reducer disposed on the base end side of the second arm portion.
  • the fourth speed reducer is arranged at the connecting portion between the second arm portion and the hand, it is possible to increase the rigidity of the connecting portion between the second arm portion and the hand. Therefore, in order to correct the inclination while suppressing the displacement of the object to be transported, even if the hand is rotated relative to the second arm portion by the power of the second drive motor, the hand is appropriately Can be rotated.
  • the output portion of the second reduction gear is rotatably held at the distal end side of the first arm portion and is fixed to the proximal end side of the second arm portion, and the input portion of the second reduction gear.
  • the output portion of the fourth reducer is rotatably held at the distal end side of the second arm portion and fixed to the proximal end side of the hand,
  • the input part of the fourth reducer is rotatably held by the output part of the fourth reducer, and the holding member is rotatably held by the second arm part.
  • the industrial robot includes an arm support member that rotatably supports the base end side of the first arm portion, and the first drive motor is attached to the first arm portion or the arm support member.
  • the power transmission mechanism further includes a first speed reducer that is disposed at a connection portion between the arm support member and the first arm portion and is connected to the first drive motor.
  • the output portion of the first reduction gear is rotatably held on the proximal end side of the first arm portion and is fixed to the arm support member, and the input portion of the first reduction gear is the first The output part of the speed reducer is held rotatably.
  • the second drive motor preferably includes a brake that stops the rotation shaft of the second drive motor. If comprised in this way, it will become possible to stop the rotating shaft of the 2nd drive motor reliably at the time of the conveyance of a normal conveyance target object. Therefore, when the industrial robot that is operating is brought to an emergency stop, the hand that moves in a substantially linear shape can be surely directed in a predetermined direction. Therefore, it is possible to reliably prevent the hand from colliding with an unexpected part of the peripheral device of the industrial robot when the industrial robot is brought to an emergency stop.
  • the industrial robot includes an arm support member that rotatably supports the base end side of the first arm portion with the vertical direction as the axis direction of rotation, and an arm support member with the vertical direction as the axis direction of rotation.
  • a turning mechanism for turning and a control unit for controlling the industrial robot are provided, and when the arm is extended, the hand enters the accommodating part for accommodating the object to be conveyed, and when the arm is contracted, the object is conveyed from the accommodating part.
  • the end part of the object to be arranged arranged on the back side of the accommodating part is defined as the rear end, and the object to be conveyed is in the accommodating part.
  • the end of the object to be transported that is placed on the front side of the storage unit when stored is the front side end, and the center and front of the back end of the transport object when the transport target is stored in the storage unit
  • the line passing through the center of the side edge is the reference line
  • the arm extends to a position where the object to be transported accommodated in the accommodating portion can be mounted on the hand, the hand arranged at the connecting portion between the second arm portion and the hand when viewed from above and below.
  • the center of rotation of the hand is arranged on the reference line
  • the center of the tip of the hand is arranged on the reference line
  • the arm is retracted to a position where the turning radius of the industrial robot when turning by the turning mechanism is minimized.
  • the center of rotation of the hand and the center of the tip of the hand is arranged on the center line of the hand connecting the two, and the center of the back side end of the conveyed object is arranged on the reference line.
  • a hand of an industrial robot that can move in the horizontal direction moves in the movement direction of the industrial robot to convey the object to be conveyed.
  • the center and the turning center of the arm support member are deviated in the direction orthogonal to the moving direction of the industrial robot, it is possible to appropriately carry out the conveyance object from the storage unit.
  • the industrial robot cannot move in the horizontal direction, the direction in which the hand moves between the center of the object to be transported accommodated in the accommodating portion and the turning center of the arm support member toward the accommodating portion. Even in the case of being shifted in the direction orthogonal to the direction, it is possible to appropriately carry out the conveyance object from the storage unit.
  • the industrial robot includes an arm support member that rotatably supports the base end side of the first arm portion with the vertical direction as the axis direction of rotation, and an arm support member with the vertical direction as the axis direction of rotation.
  • a turning mechanism for turning and a control unit for controlling the industrial robot are provided, and when the arm is extended, the hand enters the accommodating part for accommodating the object to be conveyed, and when the arm is contracted, the object is conveyed from the accommodating part.
  • the end part of the object to be arranged arranged on the back side of the accommodating part is defined as the rear end, and the object to be conveyed is in the accommodating part.
  • the end of the object to be transported that is placed on the front side of the storage unit when stored is the front side end, and the center and front of the back end of the transport object when the transport target is stored in the storage unit
  • the line passing through the center of the side edge is the reference line
  • the controller is teaching an industrial robot
  • when the arm is extended to a position where the object to be transported accommodated in the accommodating part can be mounted on the hand, when viewed from the up and down direction The center of rotation of the hand and the center of the tip of the hand arranged at the connecting portion between the second arm and the hand are arranged on the reference line, and the center of rotation of the hand and the center of the tip of the hand
  • the pivot center of the arm support member that is pivoted by the pivot mechanism is not arranged on the hand center line that is connected to the hand, while maintaining the state where the pivot center of the hand and the center of the tip of the hand are arranged on the reference line
  • the industrial robot is preferably operated so that the turning center of the arm support member is arranged on the hand
  • the industrial robot according to the present invention includes an arm support member that rotatably supports the base end side of the first arm portion with the vertical direction as an axial direction of rotation, and an arm support member with the vertical direction as an axial direction of rotation.
  • An industrial robot including a turning mechanism for turning the object includes an end portion of the conveyance object disposed on the back side of the accommodation unit when the conveyance object is accommodated in the accommodation unit in which the conveyance object is accommodated.
  • the end of the transport object placed on the front side of the storage unit when the transfer target is stored in the storage unit When a line passing through the center of the back side end and the center of the front side end of the transport object is a reference line, the hand is arranged at the connecting part between the second arm part and the hand when viewed from above and below.
  • the center of rotation is located on the reference line and the tip of the hand
  • the arm extends to a position where the object to be transported accommodated in the accommodating portion can be mounted on the hand so that the center of the hand is placed on the reference line.
  • the pivot center of the arm support member that pivots by the pivoting mechanism is arranged on the hand center line connecting the center of the part, and the center of the back end of the conveyed object to be carried is arranged on the reference line.
  • the arm shrinks to a position where the turning radius of the industrial robot when turning by the turning mechanism is minimized (that is, the hand moves to a position where the turning radius of the industrial robot when turning by the turning mechanism is minimized), It is preferable that the arm support member is swung by the swivel mechanism, and the arm is expanded and contracted while the hand is rotated, and controlled by a control method for transporting the object to be transported. .
  • a hand of an industrial robot that can move in the horizontal direction moves in the movement direction of the industrial robot to convey the object to be conveyed.
  • the center and the turning center of the arm support member are deviated in the direction orthogonal to the moving direction of the industrial robot, it is possible to appropriately carry out the conveyance object from the storage unit.
  • the industrial robot cannot move in the horizontal direction, the direction in which the hand moves between the center of the object to be transported accommodated in the accommodating portion and the turning center of the arm support member toward the accommodating portion. Even in the case of being shifted in the direction orthogonal to the direction, it is possible to appropriately carry out the conveyance object from the storage unit.
  • the industrial robot according to the present invention includes an arm support member that rotatably supports the base end side of the first arm portion with the vertical direction as an axial direction of rotation, and an arm support member with the vertical direction as an axial direction of rotation.
  • An industrial robot including a turning mechanism for turning the object includes an end portion of the conveyance object disposed on the back side of the accommodation unit when the conveyance object is accommodated in the accommodation unit in which the conveyance object is accommodated.
  • the arm When the transport object is stored in the storage unit, the end of the transport object placed on the front side of the storage unit when the transfer target is stored in the storage unit When the line passing through the center of the back side end and the center of the front side end of the transport object is a reference line, the arm extends to a position where the transport object stored in the storage unit can be mounted on the hand When viewed from above and below, the second arm and the hand The center of rotation of the hand and the center of the tip of the hand that are located at the connection part are arranged on the reference line, and the center of the hand connects the center of rotation of the hand and the center of the tip of the hand.
  • the pivot center of the arm support member that pivots by the pivot mechanism is not disposed on the arm support member, the pivot center of the arm support member is maintained while maintaining the state where the pivot center of the hand and the center of the tip of the hand are disposed on the reference line.
  • the hand between the object to be transported and the hand is rotated. It is preferable to match the orientation. If comprised in this way, compared with the case where the direction of a conveyance target object and a hand is matched using a turning mechanism etc., orientation of a conveyance target object and a hand becomes easy.
  • FIG. 1 It is a top view of the industrial robot concerning an embodiment of the invention. It is a side view which shows an industrial robot from the EE direction of FIG. It is a block diagram which shows the various motors connected to the control part of an industrial robot shown in FIG. 1, and a control part. It is the schematic for demonstrating the structure of the power transmission mechanism concerning embodiment of this invention. It is an enlarged view of the F section of FIG. It is a top view for demonstrating the relationship between the inclination at the time of mounting the board
  • FIG. 1 is a plan view of an industrial robot 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view showing the industrial robot 1 from the EE direction of FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the control unit 20 of the industrial robot 1 shown in FIG. 1 and various motors connected to the control unit 20.
  • each of the three directions orthogonal to each other is defined as an X direction, a Y direction, and a Z direction.
  • the Z direction coincides with the vertical direction.
  • the X direction is the front-rear direction and the Y direction is the left-right direction.
  • the industrial robot 1 of this embodiment (hereinafter referred to as “robot 1”) is used for transporting a glass substrate 2 for liquid crystal display (hereinafter referred to as “substrate 2”) as a transport object.
  • This is an articulated robot.
  • the robot 1 includes two hands 3 on which a substrate 2 is mounted, two arms 4 each of which is connected to the tip side, and two hands 3.
  • a base member 6 that supports the main body part 5 so as to be movable in the horizontal direction (specifically, the left-right direction).
  • the main body 5 has an arm support member 7 that supports the base end sides of the two arms 4, an elevating member 8 that can be moved up and down while the arm support member 7 is fixed, and an elevating member 8 that can move up and down.
  • the main body 5 is movable in the left-right direction with respect to the base member 6, and the robot 1 is provided with a horizontal movement mechanism that moves the main body 5 in the left-right direction.
  • the horizontal movement mechanism includes a horizontal drive motor 12 (see FIG. 3) for moving the main body 5 in the left-right direction.
  • the elevating member 8 is movable in the vertical direction with respect to the columnar member 9, and the robot 1 includes an elevating mechanism for elevating the elevating member 8.
  • the elevating mechanism includes an elevating drive motor 13 (see FIG. 3) for elevating the elevating member 8.
  • the turning member 11 can turn with respect to the base 10 with the vertical direction as an axial direction, and the robot 1 can be moved together with the hand 3, the arm 4, the arm support member 7, the elevating member 8, and the columnar member 9.
  • a turning mechanism for turning the turning member 11 is provided.
  • the turning mechanism includes a turning drive motor 14 (see FIG. 3) for turning the turning member 11.
  • the proximal end side of the hand 3 is rotatably connected to the distal end side of the arm 4 with the vertical direction as the axial direction of rotation.
  • a sensor (not shown) for detecting the inclination of the substrate 2 with respect to the carrying-out direction of the substrate 2 is attached.
  • the arm 4 includes two arm parts, a first arm part 15 and a second arm part 16, and is configured to expand and contract with respect to the main body part 5.
  • the proximal end side of the first arm portion 15 is rotatably supported on the distal end side of the arm support member 7 with the vertical direction as the axial direction of rotation.
  • the base end side of the second arm portion 16 is rotatably supported on the distal end side of the first arm portion 15 with the vertical direction as the axial direction of rotation.
  • the proximal end side of the hand 3 is rotatably supported on the distal end side of the second arm portion 16.
  • the first arm portion 15 and the second arm portion 16 are formed in a hollow shape.
  • the base end side of the arm support member 7 is fixed to the elevating member 8.
  • the two hands 3, the two arms 4, and the two arm support members 7 are arranged so as to overlap in the vertical direction. That is, the robot 1 of this embodiment is a double arm type robot.
  • the elevating member 8 moves up and down together with the hand 3 and the arm 4 with respect to the columnar member 9. Further, the arm 4 expands and contracts with respect to the main body 5. Specifically, the arm 4 expands and contracts so that the hand 3 moves linearly with the hand 3 facing a predetermined direction. Further, the base 10 moves horizontally with respect to the base member 6. Further, the turning member 11 turns with respect to the base 10.
  • the robot 1 transports the substrate 2 from the accommodating portion in which the substrate 2 is accommodated to a work position where a predetermined work is performed on the substrate 2.
  • the arm 4 when the arm 4 extends, the hand 3 enters the accommodating portion, and when the arm 4 contracts, the substrate 2 mounted on the hand 3 is unloaded from the accommodating portion.
  • the robot 1 includes a first drive motor 21 for extending and retracting the arm 4 and a first arm for rotating the hand 3 relative to the second arm portion 16.
  • a two-drive motor 22 and a power transmission mechanism 23 for transmitting the power of the first drive motor 21 and the second drive motor 22 are provided.
  • the first drive motor 21 and the second drive motor 22 are connected to a control unit 20 that controls the robot 1.
  • a horizontal drive motor 12, a lift drive motor 13, and a turning drive motor 14 are also connected to the control unit 20.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the configuration of the power transmission mechanism 23 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a portion F in FIG.
  • the first drive motor 21 is attached to the first arm portion 15. Specifically, the first drive motor 21 is attached to the first arm portion 15 at a position relatively close to the connecting portion between the first arm portion 15 and the second arm portion 16. A pulley 24 is fixed to the rotation shaft of the first drive motor 21.
  • the second drive motor 22 is also attached to the first arm portion 15. Specifically, the second drive motor 22 is attached to the first arm portion 15 at a position closer to the connecting portion between the first arm portion 15 and the second arm portion 16 than the first drive motor 21. Yes.
  • the second drive motor 22 is a motor with a brake. That is, the second drive motor 22 includes a brake that stops the rotation shaft.
  • a pulley 25 is fixed to the rotation shaft of the second drive motor 22.
  • the power transmission mechanism 23 is disposed at a connecting portion between the arm support member 7 and the first arm portion 15 and is connected to the first driving motor 21.
  • a reduction gear 26 serving as a first reduction device, the first arm portion 15,
  • a speed reducer 27 as a second speed reducer disposed at a connection portion with the second arm portion 16 and connected to the first drive motor 21 and a speed reduction as a third speed reducer connected to the second drive motor 22 Machine 28.
  • the speed reducer 26 includes an input unit 30, an output unit 31, and a fixing flange 32 that rotatably holds the output unit 31.
  • the fixing flange 32 is fixed to the proximal end side of the first arm portion 15.
  • the output part 31 is rotatably held on the proximal end side of the first arm part 15 via the fixing flange 32.
  • the output unit 31 is fixed to the distal end side of the arm support member 7.
  • the input unit 30 is rotatably held on the inner peripheral side of the output unit 31 formed in a cylindrical shape.
  • a pulley 33 is fixed to one end of the input unit 30 (the upper end in the example shown in FIG. 4).
  • the pulley 33 is disposed inside the base end side of the first arm portion 15.
  • a belt 34 is stretched between the pulley 24 and the pulley 33 fixed to the rotation shaft of the first drive motor 21.
  • the power of the first drive motor 21 transmitted to the input unit 30 via the belt 34 and the pulley 33 is decelerated and transmitted to the output unit 31.
  • the pulley 33 may be formed integrally with the input unit 30.
  • the speed reducer 27 includes an input unit 35, an output unit 36, and a fixing flange 37 that holds the output unit 36 rotatably.
  • the fixing flange 37 is fixed to the distal end side of the first arm portion 15. In the example shown in FIGS. 4 and 5, the fixing flange 37 is fixed to the upper surface side of the distal end side of the first arm portion 15.
  • the output part 36 is rotatably held on the distal end side of the first arm part 15 via a fixing flange 37.
  • the output unit 36 is fixed to the proximal end side of the second arm unit 16.
  • the input part 35 is rotatably held on the inner peripheral side of the output part 36 formed in a cylindrical shape.
  • a pulley 38 is fixed to one end of the input unit 35.
  • the pulley 38 is disposed inside the front end side of the first arm portion 15.
  • a belt 39 is stretched between the pulley 24 and the pulley 38 fixed to the rotation shaft of the first drive motor 21.
  • the power of the first drive motor 21 transmitted to the input unit 35 via the belt 39 and the pulley 38 is decelerated and transmitted to the output unit 36.
  • the pulley 38 may be formed integrally with the input unit 35.
  • the speed reducer 28 includes an input unit 40, an output unit 41, and a fixing flange 42 that rotatably holds the output unit 41.
  • the fixing flange 42 is fixed to the distal end side of the first arm portion 15. In the example shown in FIGS. 4 and 5, the fixing flange 42 is fixed to the lower surface side of the distal end side of the first arm portion 15.
  • the output part 41 is rotatably held on the distal end side of the first arm part 15 via a fixing flange 42.
  • a pulley 43 as a first pulley is fixed to one end of the output unit 41 (the upper end in the examples shown in FIGS. 4 and 5).
  • the pulley 43 is disposed inside the proximal end side of the second arm portion 16.
  • the output part 41 is arrange
  • the input unit 40 is rotatably held on the other end side of the output unit 41.
  • a pulley 44 is fixed to the input unit 40.
  • a belt 45 is stretched between the pulley 25 and the pulley 44 fixed to the rotation shaft of the second drive motor 22. The power of the second drive motor 22 transmitted to the input unit 40 via the belt 45 and the pulley 44 is decelerated and transmitted to the output unit 41.
  • the pulley 44 may be formed integrally with the input unit 40.
  • a pulley 46 as a second pulley is arranged inside the tip end side of the second arm portion 16. That is, the pulley 46 is disposed at the connecting portion between the second arm portion 16 and the hand 3. The pulley 46 is fixed to the proximal end side of the hand 3. A belt 47 is stretched between the pulley 43 and the pulley 46.
  • the arm 4 when the first drive motor 21 is driven, the arm 4 expands and contracts.
  • the length of the first arm portion 15 and the length of the second arm portion 16 are set so that the power of the first drive motor 21 moves linearly with the hand 3 facing a predetermined direction.
  • the reduction ratio of the reducers 26 and 27 and the diameters of the pulleys 24, 33, 38, 43, and 46 are set.
  • the power of the first drive motor 21 causes the hand 3 to move linearly in the front-rear direction with the hand 3 facing in the front-rear direction, or straight in the left-right direction with the hand 3 facing in the left-right direction.
  • the length of the first arm portion 15, the length of the second arm portion 16, the reduction ratio of the reducers 26 and 27, and the diameters of the pulleys 24, 33, 38, 43, and 46 are set so as to move. .
  • the hand 3 rotates relative to the second arm portion 16 even if the first drive motor 21 is stopped.
  • FIG. 6 is a plan view for explaining the relationship between the inclination of the substrate 2 and the hand 3 when the substrate 2 is mounted in the industrial robot 1 shown in FIG.
  • the control unit 20 first drives the first drive motor 21 to expand and contract the arm 4 to thereby extend the hand. 3 is used to detect the inclination of the substrate 2 with respect to the unloading direction of the substrate 2. At this time, the brake is applied to the second drive motor 22 and the rotation shaft of the second drive motor 22 is stopped.
  • the control unit 20 drives the first drive motor 21 again. Then, the arm 4 is expanded and contracted, the substrate 2 is unloaded from the accommodating portion, and the unloaded substrate 2 is loaded into a predetermined work position.
  • the arm 4 expands and contracts, the hand 3 moves linearly in the front-rear direction while facing the front-rear direction, or moves linearly in the left-right direction while facing the left-right direction.
  • the state of the hand 3 when the substrate 2 is mounted in the accommodating portion is the state indicated by the two-dot chain line in FIG. That is, at this time, the hand 3 is substantially parallel to the carrying-out direction of the substrate 2.
  • the second drive motor 22 is braked, and the rotation shaft of the second drive motor 22 is stopped.
  • the control unit 20 drives the second drive motor 22 to rotate the hand 3 by a predetermined amount with respect to the second arm unit 16.
  • the turning drive motor 14 is driven to turn the turning member 11 by a predetermined amount with respect to the base 10.
  • This operation may be performed with the arm 4 contracted or may be performed with the arm 4 extended.
  • the control unit 20 applies a brake to stop the second drive motor 22 and stop the turning drive motor 14.
  • the first drive motor 21 is driven to extend the arm 4, and then the lift drive motor 13 is driven to mount the substrate 2 on the hand 3 in the accommodating portion.
  • the state of the hand 3 when the substrate 2 is mounted in the accommodating portion is the state indicated by the solid line in FIG. That is, at this time, the hand 3 is inclined to the same extent as the inclination of the substrate 2 with respect to the carrying-out direction of the substrate 2.
  • the control unit 20 With the second drive motor 22 and the turning drive motor 14 stopped, the first drive motor 21 is driven to extend the arm 4, and then the second drive motor 22 is driven to move the hand 3. Is rotated by a predetermined amount, and the turning drive motor 14 is driven to turn the turning member 11 by a predetermined amount, and then the elevating drive motor 13 is driven to place the substrate 2 on the hand 3 in the accommodating portion. Is installed. At this time, the state of the hand 3 when the substrate 2 is mounted in the accommodating portion is the state indicated by the solid line in FIG.
  • the control portion 20 drives the second drive motor 22 to turn the hand 3 by a predetermined amount in the direction opposite to the previous turning direction, and also turns.
  • the motor 14 is driven to rotate the turning member 11 by a predetermined amount in the direction opposite to the previous turning direction. Then, the state of the hand 3 on which the substrate 2 is mounted in the accommodating portion becomes a state indicated by a two-dot chain line in FIG. 6, and the inclination of the substrate 2 accommodated in the accommodating portion is in a direction orthogonal to the carry-out direction of the substrate 2. Correction is performed in a state in which the positional deviation of the substrate 2 is suppressed.
  • the control unit 20 drives the first driving motor 21 in a state where the second driving motor 22 and the turning driving motor 14 are stopped, shrinks the hand 3, and carries the substrate 2 out of the housing unit. .
  • the hand 3 moves linearly in the front-rear direction while facing the front-rear direction, or moves linearly in the left-right direction while facing the left-right direction.
  • the control unit 20 drives the turning drive motor 14 and the like to cause the robot 1 to perform a predetermined operation, and then stops the second drive motor 22 and the turning drive motor 14.
  • the first driving motor 21 is driven, the arm 4 is expanded and contracted, and the substrate 2 is carried into the working position.
  • the hand 3 moves linearly in the front-rear direction while facing the front-rear direction, or moves linearly in the left-right direction while facing the left-right direction.
  • the hand 3 When the tilt of the substrate 2 is detected by the tilt detection operation of the substrate 2, the hand 3 is rotated by a predetermined amount with respect to the second arm portion 16 according to the tilt of the substrate 2, and the base 10 is moved. On the other hand, the substrate 2 is unloaded from the accommodating portion while the swiveling member 11 is rotated by a predetermined amount, and then the hand 3 is rotated by a predetermined amount in the reverse direction and the swiveling member 11 is rotated in the reverse direction by a predetermined amount. After rotating, the substrate 2 may be carried into the working position.
  • the inclination of the substrate 2 accommodated in the accommodating portion is corrected when the substrate 2 is carried into the work position in a state where the positional deviation of the substrate 2 in the direction orthogonal to the carrying-out direction of the substrate 2 is suppressed.
  • the tilt detection operation of the substrate 2 detects the tilt of the substrate 2
  • the hand 3 is rotated by a predetermined amount with respect to the second arm portion 16 according to the tilt of the substrate 2, and the base 10
  • the arm 4 can be expanded and contracted while rotating the turning member 11 by a predetermined amount.
  • FIG. 7 is a plan view for explaining the teaching method of the industrial robot 1 shown in FIG.
  • a teaching method of the robot 1 in the housing unit that is, in a state where the arm 4 is extended
  • the hand 3 moves linearly in the front-rear direction (X direction) and conveys the substrate 2
  • teaching of the robot 1 is performed by an operator using a teaching operation terminal (teaching pendant) connected to the control unit 20.
  • substrate 2 is formed in the rectangular plate shape, and, in the following description, when the board
  • a line passing through the center C10 of the back side end 2a and the center C20 of the front side end 2b when the substrate 2 is housed in the housing part is defined as a reference line LB.
  • the substrate 2 is accommodated in the accommodating portion without being inclined with respect to the front-rear direction, and the reference line LB is substantially parallel to the front-rear direction.
  • the robot 1 When teaching the robot 1 in the accommodating portion when the hand 3 in the front-rear direction moves linearly in the front-rear direction to convey the substrate 2, first, as shown in FIG.
  • the arm 4 is extended to a position where the substrate 2 accommodated in the unit can be mounted on the hand 3, and the hand 3 is placed in the accommodating unit. Thereafter, when viewed from above and below, the pivot center C1 of the hand 3 and the center of the tip of the hand 3 (more specifically, the hand fork) So that the hand center line LH connecting C2 in the direction orthogonal to the direction in which the hand 3 extends is substantially parallel to the reference line LB (that is, the hand center line LH is substantially in the front-rear direction).
  • the second drive motor 22 is driven to rotate the hand 3 so that the hand 3 is parallel. That is, the orientation of the substrate 2 and the hand 3 is matched while rotating the hand 3.
  • the substrate 2 in the left-right direction is maintained while maintaining the hand center line LH substantially parallel to the reference line LB when viewed in the up-down direction. So that the distance L1 between one end surface of the substrate 3 and one end of the hand 3 is equal to the distance L2 between the other end surface of the substrate 2 and the other end of the hand 3 in the left-right direction (that is, the hand center line LH is equal to the reference line LB).
  • the horizontal driving motor 12, the turning driving motor 14, and / or the first driving motor 21 are driven so as to move the hand 3 in the left-right direction.
  • the hand 3 is moved in the front-rear direction so that the relative position between the substrate 2 and the hand 3 in the front-rear direction becomes a predetermined position. That is, the substrate 2 and the hand 3 are aligned by performing a jog operation so that the hand center line LH overlaps the reference line LB when viewed from above and below.
  • the turning center C3 of the turning member 11 turning by the turning mechanism is not arranged on the hand center line LH, and as shown in FIG. There may occur a situation in which the turning center C3 of the member 11 is disposed on the hand center line LH.
  • the teaching work of the robot 1 in the housing unit is finished.
  • the turning center C3 of the turning member 11 is not disposed on the hand center line LH, the turning center C3 of the turning member 11 is maintained while maintaining the state where the hand center line LH overlaps the reference line LB.
  • the horizontal drive motor 12, the turning drive motor 14, and / or the first drive motor 21 is driven to operate the robot 1 so as to be arranged on the hand center line LH, and then the robot 1 in the housing unit is operated.
  • the teaching work is finished. By performing such teaching work, it is possible to move the substrate 2 appropriately by moving in a straight line in the front-rear direction with the hand 3 facing the front-rear direction.
  • the jog operation is performed so that the hand center line LH overlaps the reference line LB when viewed from above and below, and after the positioning of the substrate 2 and the hand 3 is performed,
  • the control unit 20 automatically drives the horizontal driving motor 12, the turning driving motor 14, and / or the first driving motor 21.
  • the robot 1 is operated so that the turning center C3 of the turning member 11 is arranged on the hand center line LH while maintaining the state where the hand center line LH overlaps the reference line LB.
  • the connecting portion between the arm support member 7 and the first arm portion 15 is provided.
  • the rotation center C4 of the first arm portion 15 to be arranged is also arranged on the hand center line LH.
  • the hand 3 rotates relative to the second arm portion 16. Therefore, in this embodiment, the hand 3 can be freely rotated relative to the second arm portion 16 regardless of the moving direction of the hand 3 when the substrate 2 is unloaded from the housing portion. That is, the hand 3 is freely rotated relative to the second arm portion 16 regardless of whether the movement direction of the hand 3 when unloading the substrate 2 from the accommodating portion is, for example, the front-rear direction or the left-right direction. be able to.
  • the hand 3 when the inclination of the substrate 2 is detected, the hand 3 is rotated relative to the second arm portion 16 and the base stand regardless of the moving direction of the hand 3 when the substrate 2 is unloaded.
  • the tilting of the substrate 2 can be corrected while the positional deviation of the substrate 2 is suppressed by rotating the swivel member 11 relative to 10.
  • the main body portion 5 of the robot 1 it is not necessary to move the main body portion 5 of the robot 1 in the left-right direction when correcting the tilt of the substrate 2 while suppressing the positional deviation of the substrate 2.
  • the main body 5 of the robot 1 is moved in the left-right direction when correcting the tact time, it is possible to shorten the tact time when correcting the tilt of the substrate 2. That is, when the main body 5 of the robot 1 is moved in the left-right direction when correcting the tilt of the substrate 2 while suppressing the displacement of the substrate 2, the state shown by the solid line from the state shown by the two-dot chain line in FIG. Up to this point, it is necessary to largely move the main body 5 of the robot 1. However, in this embodiment, it is not necessary to move the main body 5 and accordingly, the tact time can be shortened accordingly.
  • the brake when the substrate 2 is transported from the accommodating portion to the work position, the brake is applied to the second drive motor 22, and the hand 3 is directed in a predetermined direction by the power of the first drive motor 21.
  • the arm 4 expands and contracts to move linearly in the state. For this reason, if the robot 1 is brought to an emergency stop while the substrate 2 is being transferred, the hand 3 stops after moving a predetermined amount in a substantially straight line while facing the predetermined direction. That is, even if the operating robot 1 is emergency-stopped, the state in which the hand 3 is facing a certain direction is maintained, so that it is possible to suppress the disturbance of the posture of the robot 1 during the emergency stop. Therefore, in this embodiment, it is possible to prevent the hand 3 from colliding with an unexpected part of the peripheral device of the robot 1 even if the robot 1 is emergency stopped.
  • the pulley 43 is fixed to the output portion 41 of the speed reducer 28 connected to the second drive motor 22, and the pulley 46 is fixed to the proximal end side of the hand 3.
  • the belt 47 is stretched over. Therefore, the configuration of the power transmission mechanism 23 can be relatively simplified.
  • the output unit 41 is disposed so as to pass through the inner peripheral side of the input unit 35 of the reduction gear 27 formed in a cylindrical shape, and therefore the output unit 41 is disposed outside the reduction gear 27. Compared with the case where it is made, the connection part of the 1st arm part 15 and the 2nd arm part 16 can be reduced in size.
  • the substrate 2 accommodated in the accommodating portion can be mounted on the hand 3.
  • the second drive motor 22 is driven so that the hand center line LH is substantially parallel to the reference line LB when viewed from above and below, and the substrate 2 and the hand 3 and the direction. Therefore, in this embodiment, it is easy to align the substrate 2 and the hand 3.
  • the second drive motor 22 is driven to match the orientation of the substrate 2 and the hand 3, and the distance between the rotation center C1 of the hand 3 and the tip of the hand 3 is short. Therefore, the movement amount of the tip of the hand 3 with respect to the rotation amount of the second drive motor 22 can be suppressed, and the substrate 2 and the hand 3 can be easily faced.
  • the hand center line LH is the reference line LB when viewed from the up-down direction.
  • the horizontal drive motor 12 The turning center C3 is arranged on the hand center line LH while driving the turning driving motor 14 and / or the first driving motor 21 to maintain the hand center line LH overlapping the reference line LB.
  • control unit 20 automatically drives the horizontal drive motor 12, the turning drive motor 14, and / or the first drive motor 21 so that the hand center line LH overlaps the reference line LB. Since the robot 1 is operated so that the turning center C3 is disposed on the hand center line LH while maintaining the state, the teaching work of the operator becomes easier.
  • FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the configuration of a power transmission mechanism 53 according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an enlarged view of a portion G in FIG.
  • FIG. 11 is a schematic diagram for explaining the configuration of the speed reducer 58 and its peripheral portion shown in FIG.
  • the pulley 46 is disposed at the connecting portion between the second arm portion 16 and the hand 3.
  • a speed reducer 50 as a fourth speed reducer may be arranged at the connecting portion between the second arm portion 16 and the hand 3.
  • the rigidity of the connecting portion between the second arm portion 16 and the hand 3 can be increased. Therefore, even if the hand 3 is rotated relative to the second arm portion 16 by the power of the second driving motor 22 in order to correct the inclination while suppressing the positional deviation of the substrate 2, 3 can be appropriately rotated.
  • a power transmission mechanism 53 is provided in place of the power transmission mechanism 23 described above.
  • the configuration of the power transmission mechanism 53 will be described.
  • the configuration of the power transmission mechanism 53 that is the same as the configuration of the power transmission mechanism 23 is denoted by the same reference numeral, and the description thereof is omitted or simplified.
  • the power transmission mechanism 53 includes the reducer 26 and the reducer 27 described above in addition to the reducer 50.
  • the power transmission mechanism 53 includes a speed reducer 58 as a third speed reducer coupled to the second drive motor 22.
  • the first drive motor 21 is attached to the first arm portion 15 in the same manner as described above.
  • the second drive motor 22 is attached to the second arm portion 16.
  • the second drive motor 22 is disposed inside the base end side of the second arm portion 16.
  • the speed reducer 27 includes the input unit 35, the output unit 36, and the fixing flange 37.
  • the pulley is not fixed to the other end of the input unit 35, but in the first modification, the pulley 60 as the first pulley is fixed to the other end of the input unit 35.
  • the speed reducer 58 is a planetary gear speed reducer having a sun gear 62, a plurality of planetary gears 63, an internal gear 64, and a planetary carrier 65 that rotatably holds the planetary gear 63. .
  • the reduction gear 58 is disposed inside the second arm portion 16.
  • a pulley 66 as a third pulley is fixed to the sun gear 62.
  • a pulley 67 as a fourth pulley is fixed to the planet carrier 65.
  • the internal gear 64 is attached to the second arm portion 16 via a bearing 68 and is rotatable with respect to the second arm portion 16. That is, the internal gear 64 is rotatably held by the second arm portion 16.
  • a pulley 69 as a fifth pulley is fixed to the internal gear 64.
  • the pulley 69 may be formed integrally with the internal gear 64.
  • the reduction gear 50 includes an input unit 70, an output unit 71, and a fixing flange 72 that rotatably holds the output unit 71.
  • the fixing flange 72 is fixed to the distal end side of the second arm portion 16.
  • the output portion 71 is rotatably held on the distal end side of the second arm portion 16 via a fixing flange 72.
  • One end of the output unit 71 is fixed to the proximal end side of the hand 3.
  • the input unit 70 is rotatably held on the other end side of the output unit 71.
  • a pulley 73 as a second pulley is fixed to the input unit 70.
  • the pulley 73 is disposed inside the distal end side of the second arm portion 16.
  • the pulley 73 may be formed integrally with the input unit 70.
  • a belt 74 as a first belt is bridged between a pulley 60 fixed to the input unit 35 of the speed reducer 27 and a pulley 66 fixed to the sun gear 62 of the speed reducer 58.
  • a belt 75 as a second belt is bridged between a pulley 73 fixed to the input unit 70 of the speed reducer 50 and a pulley 67 fixed to the planetary carrier 65 of the speed reducer 58.
  • a belt 77 as a third belt is bridged between a pulley 76 as a sixth pulley fixed to the rotation shaft of the second drive motor 22 and a pulley 69 fixed to the internal gear 64 of the speed reducer 58. ing.
  • the length of the first arm portion 15 and the length of the second arm portion 16 are set so that the hand 3 moves linearly in a state in which the hand 3 faces a predetermined direction by the power of the first drive motor 21.
  • the reduction ratios of the reduction gears 26, 27, 50, and 58, the diameters of the pulleys 24, 33, 38, 60, 66, 67, and 73 are set.
  • the internal gear 64 rotates and the planetary gear 63 rotates, so that the planetary carrier 65, pulleys 67 and 73, the belt 75, and the speed reducer 50 are used.
  • the power of the second drive motor 22 is transmitted to the hand 3 and the hand 3 rotates relative to the second arm portion 16.
  • the robot 1 drives the second driving motor 22 to rotate the hand 3 by a predetermined amount relative to the second arm portion 16 and rotates the turning member 11 by a predetermined amount relative to the base 10.
  • FIG. 12 is a schematic diagram for explaining the configuration of the speed reducer 88 and its peripheral part according to another embodiment of the present invention.
  • a speed reducer 58 which is a planetary gear speed reducer, is connected to the second drive motor 22 via a belt 77.
  • the first bevel gear 81, the second bevel gear 82 and the third bevel gear 83 that mesh with the first bevel gear 81, and the first bevel gear 81 are rotatably held.
  • a reduction gear 88 including a holding member 84 may be coupled to the second drive motor 22 via a belt 77.
  • the second bevel gear 82 and the third bevel gear 83 are arranged so as to face each other in the vertical direction.
  • the pulley 66 described above is fixed to the second bevel gear 82 via the shaft 85
  • the pulley 67 described above is fixed to the third bevel gear 83 via the shaft 85.
  • the first bevel gear 81 is fixed to a shaft 86 arranged with the horizontal direction as an axial direction, and the shaft 86 is rotatably held by a holding member 84.
  • the holding member 84 is attached to the second arm portion 16 via a bearing 87 and is rotatable with respect to the second arm portion 16. That is, the holding member 84 is rotatably held by the second arm portion 16.
  • a pulley 89 as a fifth pulley is fixed to the holding member 84.
  • a belt 77 is stretched around a pulley 76 and a pulley 89 that are fixed to the rotation shaft of the second drive motor 22.
  • the pulley 89 may be formed integrally with the holding member 84.
  • the length of the first arm portion 15 and the length of the second arm portion 16 are set so that the hand 3 moves linearly in a state in which the hand 3 faces a predetermined direction by the power of the first drive motor 21.
  • the reduction ratios of the reduction gears 26, 27, and 50, the diameters of the pulleys 24, 33, 38, 60, 66, 67, and 73 are set.
  • the second drive motor 22 when the second drive motor 22 is driven, the holding member 84 is rotated and the first bevel gear 81 is rotated. Therefore, the third bevel gear 83, the pulleys 67 and 73, the belt 75, and the speed reducer are reduced.
  • the power of the second drive motor 22 is transmitted to the hand 3 via the machine 50, and the hand 3 rotates relative to the second arm portion 16.
  • FIG. 13 is a plan view for explaining a control method of the industrial robot 1 according to another embodiment of the present invention.
  • the control unit 20 drives the first drive motor 21 in a state where the second drive motor 22 and the turning drive motor 14 are stopped, expands and contracts the arm 4, and transports the substrate 2. is doing.
  • the hand 3 moves in the left-right direction (Y direction) to transport the substrate 2, and the turning center C ⁇ b> 3 of the turning member 11 is deviated from the center of the housing portion in the front-rear direction.
  • the controller 20 may drive the first drive motor 21 while driving the second drive motor 22 and the turning drive motor 14 to expand and contract the arm 4 and transport the substrate 2.
  • the arm 4 is contracted to a position where the turning radius of the robot 1 is minimized when turning about the turning center C3 of the turning member 11 (the turning center C3 is In the state where the hand 3 is at a position where the turning radius of the robot 1 when turning about the center is the smallest), the turning center C3 is arranged on the hand center line LH when viewed from above and below, and the robot 1 is carried out.
  • the center C10 of the back side end 2a of the substrate 2 is arranged on the reference line LB.
  • the control unit 20 conveys the substrate 2 by extending and retracting the arm 4 while turning the turning member 11 and turning the hand 3.
  • the robot 1 when operating the robot 1 between the state where the arm 4 is extended and the state where the arm 4 is contracted, it is preferable to operate the robot 1 by the PTP operation.
  • the robot 1 when the robot 1 is operated by the PTP operation, it is possible to suppress the vibration of the hand 3 compared to the case where the robot 1 is operated by the interpolation operation.
  • the robot 1 may be operated by an interpolation operation so that the center C10 of the back end 2a of the substrate 2 passes on the reference line LB.
  • the robot 1 includes the base member 6 that supports the main body 5, but the robot 1 may not include the base member 6. That is, the main body 5 may not be movable in the left-right direction.
  • the hand 3 is rotated by a predetermined amount with respect to the second arm portion 16 according to the inclination of the substrate 2 and the turning member 11 is rotated by a predetermined amount with respect to the base 10.
  • the inclination of the substrate 2 can be corrected while suppressing the positional deviation of the substrate 2. Therefore, in this case, the robot 1 can be reduced in size even if the inclination of the substrate 2 can be corrected while suppressing the positional deviation.
  • the main body 5 is not movable in the left-right direction, and the turning center C3 of the turning member 11 is deviated from the center of the housing part in the direction orthogonal to the moving direction of the hand 3.
  • the first drive motor 21 is driven while the second drive motor 22 and the turning drive motor 14 are driven, and the arm 4 is expanded and contracted, so that the substrate 2 can be extended. Can be carried out properly.
  • the first drive motor 21 is attached to the first arm portion 15.
  • the first drive motor 21 may be attached to the arm support member 7.
  • a pulley is fixed to the other end (the lower end in the example shown in FIG. 4) of the input unit 30 of the speed reducer 26, and a belt is connected to this pulley and a pulley attached to the rotating shaft of the first drive motor 21. Is overlaid. Further, a belt is stretched between a pulley 33 fixed to the input unit 30 of the speed reducer 26 and a pulley 38 fixed to the input unit 35 of the speed reducer 27.
  • the proximal end side of the arm 4 is rotatably supported on the distal end side of the arm support member 7.
  • the proximal end side of the arm 4 may be rotatably supported by the turning member 11.
  • the swivel member 11 in this case is an arm support member that rotatably supports the proximal end side of the arm 4.
  • the arm 4 is constituted by two arm parts, the first arm part 15 and the second arm part 16, but the arm 4 may be constituted by three or more arm parts.
  • the robot 1 is a so-called double arm type robot including two hands 3 and two arms 4.
  • the robot 1 includes one hand 3 and one arm 4.
  • a single arm type robot provided with the transfer target object transferred by the robot 1 is the substrate 2.
  • the transfer target object transferred by the robot 1 may be a semiconductor wafer other than the substrate 2.

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Abstract

 本願は搬送対象物を搬出する際のハンドの移動方向にかかわらず、搬入される搬送対象物の位置ずれを抑制しつつその傾きを補正することが可能な産業用ロボットを提供する。産業用ロボットは、ハンド(3)と、ハンド(3)を回動可能に支持する第2アーム部(16)と第2アーム部(16)を回動可能に支持する第1アーム部(15)とを有するアーム(4)と、アーム(4)を伸縮させるための第1駆動用モータ(21)と、第2アーム部(16)に対してハンド(3)を相対回動させるための第2駆動用モータ(22)と、第1駆動用モータ(21)の動力および第2駆動用モータ(22)の動力を伝達するための動力伝達機構(23)とを備えている。動力伝達機構(23)は、ハンド(3)が所定方向を向いた状態で略直線状に動くように第1駆動用モータ(21)の動力をアーム(4)およびハンド(3)に伝達し、かつ、第2アーム部(16)に対してハンド(3)が相対回動するように第2駆動用モータ(22)の動力をハンド(3)に伝達する。

Description

産業用ロボット、産業用ロボットの制御方法および産業用ロボットの教示方法
 本発明は、所定の搬送対象物を搬送する産業用ロボットに関する。また、本発明は、かかる産業用ロボットの制御方法および教示方法に関する。
 従来、液晶ディスプレイ用のガラス基板を搬送する産業用ロボットが知られている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の産業用ロボットは、ガラス基板が搭載されるハンドと、ハンドが回動可能に取り付けられるアームと、アームが回動可能に取り付けられる本体部とを備えている。アームは、第1のアームと第2のアームとから構成されている。本体部は、架台の上に載置されており、所定方向へ直線状に移動可能となっている。この産業用ロボットでは、ハンドが所定の方向を向いた状態で直線状に動くようにアームが伸縮する。また、この産業用ロボットは、通常、架台に対する本体部の移動方向に直交する方向にハンドを動かして、カセット内に配置されたガラス基板を搬出する。
 特許文献1に記載の産業用ロボットでは、カセット内に配置されたガラス基板の水平面内での傾きを検出するためのセンサがハンドに取り付けられている。また、この産業用ロボットは、カセット内に配置されたガラス基板の傾きがセンサによって検出されると、カセットから搬出されて所定の搬入位置へ搬入されるガラス基板の、本体部の移動方向における位置ずれが抑制されるように、かつ、ガラス基板の傾きが補正されるように、本体部を架台に対して所定方向へ移動させるとともに、本体部に対してアームを所定量、旋回させる。この状態で、アームを伸縮させて、カセット内からガラス基板を搬出し、本体部を逆方向へ移動させるとともにアームを逆方向へ旋回させて、傾きおよび位置ずれを補正した後に、ガラス基板を所定の搬入位置へ搬入する。
特開2003-117862号公報
 特許文献1に記載の産業用ロボットでは、本体部を架台に対して移動させることができるため、架台に対する本体部の移動方向におけるガラス基板の位置ずれを抑制しつつガラス基板の傾きを補正することが可能である。しかしながら、この産業用ロボットでは、たとえば、架台に対する本体部の移動方向へハンドが直線状に動いて、カセット内のガラス基板を搬出する場合には、架台に対する本体部の移動方向に直交する方向でのガラス基板の位置ずれを抑制しつつガラス基板の傾きを補正することが困難である。すなわち、この産業用ロボットでは、ガラス基板を搬出する際のハンドの移動方向によっては、ガラス基板の位置ずれを抑制しつつガラス基板の傾きを適切に補正することが困難である。
 そこで、本発明の課題は、搬送対象物を搬出する際のハンドの移動方向にかかわらず、搬入される搬送対象物の位置ずれを抑制しつつその傾きを補正することが可能な産業用ロボットを提供することにある。
 上記の課題を解決するため、本発明の産業用ロボットは、搬送対象物が搭載されるハンドと、ハンドをその先端側で回動可能に支持する第2アーム部と第2アーム部の基端側をその先端側で回動可能に支持する第1アーム部との少なくとも2個のアーム部を有するアームと、アームを伸縮させるための第1駆動用モータと、第2アーム部に対してハンドを相対回動させるための第2駆動用モータと、第1駆動用モータの動力および第2駆動用モータの動力を伝達するための動力伝達機構とを備え、動力伝達機構は、ハンドが所定方向を向いた状態で略直線状に動くように第1駆動用モータの動力をアームおよびハンドに伝達し、かつ、第2アーム部に対してハンドが相対回動するように第2駆動用モータの動力をハンドに伝達することを特徴とする。
 本発明の産業用ロボットは、第2アーム部に対してハンドを相対回動させるための第2駆動用モータと、第1駆動用モータの動力および第2駆動用モータの動力を伝達するための動力伝達機構とを備え、動力伝達機構は、第2アーム部に対してハンドが相対回動するように第2駆動用モータの動力をハンドに伝達する。そのため、本発明では、搬送対象物を搬出する際のハンドの移動方向にかかわらず、第2アーム部に対してハンドを自由に相対回動させることができる。したがって、本発明では、搬送対象物を搬出する際のハンドの移動方向にかかわらず、搬送対象物の傾きが検出されたときには、第2アーム部に対してハンドを相対回動させるとともに、たとえば、産業用ロボットの本体部を回動させれば、搬入される搬送対象物の位置ずれを抑制しつつその傾きを補正することが可能になる。
 また、本発明では、産業用ロボットの本体部を所定方向へ移動させるための移動機構がなくても、搬入される搬送対象物の位置ずれを抑制しつつその傾きを補正することが可能になる。したがって、本発明では、搬入される搬送対象物の位置ずれを抑制しつつその傾きを補正することが可能であっても産業用ロボットを小型化することが可能になる。さらに、本発明では、従来のように、搬入される搬送対象物の位置ずれを抑制しつつその傾きを補正する際に産業用ロボットの本体部を所定方向へ移動させる場合と比較して、搬送対象物の傾きを補正する際のタクトタイムを短縮することが可能になる。
 また、本発明では、動力伝達機構は、ハンドが所定方向を向いた状態で略直線状に動くように第1駆動用モータの動力をアームおよびハンドに伝達するため、第2駆動用モータを停止状態にしておけば、動作中の産業用ロボットを非常停止させたときに、ハンドは所定方向を向いた状態で略直線状に所定量動いた後に停止する。すなわち、第2駆動用モータを停止状態にしておけば、動作中の産業用ロボットを非常停止させても、ハンドが一定方向を向いている状態が維持されるため、非常停止時の産業用ロボットの姿勢の乱れを抑制することが可能になる。したがって、本発明では、産業用ロボットを非常停止させても、産業用ロボットの周辺機器の予期せぬ箇所にハンドが衝突するのを防止することが可能になる。
 本発明において、第2駆動用モータは、第1アーム部に取り付けられ、動力伝達機構は、第1アーム部と第2アーム部との連結部に配置され第1駆動用モータの動力が伝達される第2減速機と、第2駆動用モータに連結される第3減速機と、第2アーム部の基端側に配置され第3減速機の出力部に固定される第1プーリと、第2アーム部の先端側に配置されハンドの基端側に固定される第2プーリと、第1プーリと第2プーリとに架け渡されるベルトとを備えることが好ましい。このように構成すると、動力伝達機構の構成を比較的簡素化することが可能になる。
 本発明において、たとえば、第2減速機の出力部は、第1アーム部の先端側に回動可能に保持されるとともに第2アーム部の基端側に固定され、第2減速機の入力部は、第2減速機の出力部に回転可能に保持され、第3減速機の出力部は、第1アーム部の先端側に回動可能に保持され、第3減速機の入力部は、第3減速機の出力部に回転可能に保持されている。
 本発明において、第2減速機の入力部および出力部は、略筒状に形成され、第2減速機の出力部の内周側に第2減速機の入力部が配置され、第2減速機の入力部の内周側を通過するように第3減速機の出力部が配置されていることが好ましい。このように構成すると、第3減速機の出力部が第2減速機の外側に配置されている場合と比較して、第1アーム部と第2アーム部との連結部を小型化することが可能になる。
 本発明において、第2駆動用モータは、第2アーム部に取り付けられ、動力伝達機構は、第1アーム部と第2アーム部との連結部に配置され第1駆動用モータの動力が伝達される第2減速機と、太陽歯車と遊星歯車と内歯車と遊星歯車を回転可能に保持する遊星キャリヤとを有し第2駆動用モータに連結される第3減速機と、第2アーム部とハンドとの連結部に配置される第4減速機と、第2アーム部の基端側に配置され第2減速機の入力部に固定される第1プーリと、第2アーム部の先端側に配置され第4減速機の入力部に固定される第2プーリと、太陽歯車に固定される第3プーリと、遊星キャリヤに固定される第4プーリと、内歯車に固定される第5プーリと、第2駆動用モータの回転軸に固定される第6プーリと、第1プーリと第3プーリとに架け渡される第1ベルトと、第2プーリと第4プーリとに架け渡される第2ベルトと、第5プーリと第6プーリとに架け渡される第3ベルトとを備えることが好ましい。このように構成すると、第2アーム部とハンドとの連結部に第4減速機が配置されるため、第2アーム部とハンドとの連結部の剛性を高めることが可能になる。したがって、搬送対象物の位置ずれを抑制しつつその傾きを補正するために、第2駆動用モータの動力で第2アーム部に対してハンドを相対回動させる場合であっても、ハンドを適切に回動させることが可能になる。
 本発明において、たとえば、第2減速機の出力部は、第1アーム部の先端側に回動可能に保持されるとともに第2アーム部の基端側に固定され、第2減速機の入力部は、第2減速機の出力部に回転可能に保持され、第4減速機の出力部は、第2アーム部の先端側に回動可能に保持されるとともにハンドの基端側に固定され、第4減速機の入力部は、第4減速機の出力部に回転可能に保持され、内歯車は、第2アーム部に回動可能に保持されている。
 本発明において、第2駆動用モータは、第2アーム部に取り付けられ、動力伝達機構は、第1アーム部と第2アーム部との連結部に配置され第1駆動用モータの動力が伝達される第2減速機と、第1かさ歯車と第1かさ歯車に噛み合うとともに互いに対向配置される第2かさ歯車および第3かさ歯車と第1かさ歯車を回転可能に保持する保持部材とを有し第2駆動用モータに連結される第3減速機と、第2アーム部とハンドとの連結部に配置される第4減速機と、第2アーム部の基端側に配置され第2減速機の入力部に固定される第1プーリと、第2アーム部の先端側に配置され第4減速機の入力部に固定される第2プーリと、第2かさ歯車に固定される第3プーリと、第3かさ歯車に固定される第4プーリと、保持部材に固定される第5プーリと、第2駆動用モータの回転軸に固定される第6プーリとを備え、第1プーリと第3プーリとに架け渡される第1ベルトと、第2プーリと第4プーリとに架け渡される第2ベルトと、第5プーリと第6プーリとに架け渡される第3ベルトとを備えていても良い。この場合であっても、第2アーム部とハンドとの連結部に第4減速機が配置されるため、第2アーム部とハンドとの連結部の剛性を高めることが可能になる。したがって、搬送対象物の位置ずれを抑制しつつその傾きを補正するために、第2駆動用モータの動力で第2アーム部に対してハンドを相対回動させる場合であっても、ハンドを適切に回動させることが可能になる。
 本発明において、たとえば、第2減速機の出力部は、第1アーム部の先端側に回動可能に保持されるとともに第2アーム部の基端側に固定され、第2減速機の入力部は、第2減速機の出力部に回転可能に保持され、第4減速機の出力部は、第2アーム部の先端側に回動可能に保持されるとともにハンドの基端側に固定され、第4減速機の入力部は、第4減速機の出力部に回転可能に保持され、保持部材は、第2アーム部に回動可能に保持されている。
 本発明において、たとえば、産業用ロボットは、第1アーム部の基端側を回動可能に支持するアーム支持部材を備え、第1駆動用モータは、第1アーム部またはアーム支持部材に取り付けられ、動力伝達機構は、さらに、アーム支持部材と第1アーム部との連結部に配置され第1駆動用モータに連結される第1減速機を備えている。
 本発明において、たとえば、第1減速機の出力部は、第1アーム部の基端側に回動可能に保持されるとともにアーム支持部材に固定され、第1減速機の入力部は、第1減速機の出力部に回転可動に保持されている。
 本発明において、第2駆動用モータは、第2駆動用モータの回転軸を停止させるブレーキを備えることが好ましい。このように構成すると、通常の搬送対象物の搬送時に、第2駆動用モータの回転軸を確実に停止させておくことが可能になる。したがって、動作中の産業用ロボットを非常停止させたときに、略直線状に動くハンドを確実に所定方向に向けておくことが可能になる。したがって、産業用ロボットを非常停止させたときに、産業用ロボットの周辺機器の予期せぬ箇所にハンドが衝突するのを確実に防止することが可能になる。
 本発明において、産業用ロボットは、上下方向を回動の軸方向として第1アーム部の基端側を回動可能に支持するアーム支持部材と、上下方向を旋回の軸方向としてアーム支持部材を旋回させるための旋回機構と、産業用ロボットを制御する制御部とを備えるとともに、アームが伸びると搬送対象物が収容される収容部の中にハンドが入り、アームが縮むと収容部から搬送対象物が搬出されるように構成され、搬送対象物が収容部内に収容されたときに収容部の奥側に配置される搬送対象物の端部を奥側端とし、搬送対象物が収容部内に収容されたときに収容部の手前側に配置される搬送対象物の端部を手前側端とし、搬送対象物が収容部内に収容されているときの搬送対象物の奥側端の中心と手前側端の中心とを通過する線を基準線とすると、収容部内に収容される搬送対象物をハンドに搭載可能な位置までアームが伸びている状態では、上下方向から見たときに、第2アーム部とハンドとの連結部に配置されるハンドの回動中心が基準線上に配置されるとともに、ハンドの先端部の中心が基準線上に配置され、旋回機構によって旋回する際の産業用ロボットの旋回半径が最小になる位置までアームが縮んでいる状態(すなわち、旋回機構によって旋回する際の産業用ロボットの旋回半径が最小になる位置にハンドがある状態)では、上下方向から見たときに、ハンドの回動中心とハンドの先端部の中心とを結んだハンド中心線上にアーム支持部材の旋回中心が配置されるとともに、搬出された搬送対象物の奥側端の中心が基準線上に配置され、制御部は、旋回機構によってアーム支持部材を旋回させ、かつ、ハンドを回動させながら、アームを伸縮させて、搬送対象物を搬送することが好ましい。
 このように構成すると、たとえば、水平方向へ移動可能な産業用ロボットのハンドが産業用ロボットの移動方向へ動いて搬送対象物を搬送する場合であって、収容部に収容される搬送対象物の中心とアーム支持部材の旋回中心とが、産業用ロボットの移動方向に直交する方向において、ずれている場合であっても、収容部から搬送対象物を適切に搬出することが可能になる。また、たとえば、産業用ロボットが水平方向へ移動できない場合であって、収容部に収容される搬送対象物の中心とアーム支持部材の旋回中心とが、収容部に向かってハンドが動いていく方向に直交する方向において、ずれている場合であっても、収容部から搬送対象物を適切に搬出することが可能になる。
 本発明において、産業用ロボットは、上下方向を回動の軸方向として第1アーム部の基端側を回動可能に支持するアーム支持部材と、上下方向を旋回の軸方向としてアーム支持部材を旋回させるための旋回機構と、産業用ロボットを制御する制御部とを備えるとともに、アームが伸びると搬送対象物が収容される収容部の中にハンドが入り、アームが縮むと収容部から搬送対象物が搬出されるように構成され、搬送対象物が収容部内に収容されたときに収容部の奥側に配置される搬送対象物の端部を奥側端とし、搬送対象物が収容部内に収容されたときに収容部の手前側に配置される搬送対象物の端部を手前側端とし、搬送対象物が収容部内に収容されているときの搬送対象物の奥側端の中心と手前側端の中心とを通過する線を基準線とすると、制御部は、産業用ロボットの教示を行っている場合に、収容部内に収容される搬送対象物をハンドに搭載可能な位置までアームが伸びている状態で、上下方向から見たときに、第2アーム部とハンドとの連結部に配置されるハンドの回動中心およびハンドの先端部の中心が基準線上に配置されており、かつ、ハンドの回動中心とハンドの先端部の中心とを結んだハンド中心線上に旋回機構によって旋回するアーム支持部材の旋回中心が配置されていなければ、ハンドの回動中心およびハンドの先端部の中心が基準線上に配置された状態を維持しつつ、アーム支持部材の旋回中心がハンド中心線上に配置されるように、産業用ロボットを動作させることが好ましい。このように構成すると、第2アーム部に対してハンドを自由に相対回動させることが可能であっても、産業用ロボットの教示作業を容易に行うことが可能になる。
 本発明の産業用ロボットであって、上下方向を回動の軸方向として第1アーム部の基端側を回動可能に支持するアーム支持部材と、上下方向を旋回の軸方向としてアーム支持部材を旋回させるための旋回機構とを備える産業用ロボットは、搬送対象物が収容される収容部内に搬送対象物が収容されたときに収容部の奥側に配置される搬送対象物の端部を奥側端とし、搬送対象物が収容部内に収容されたときに収容部の手前側に配置される搬送対象物の端部を手前側端とし、搬送対象物が収容部内に収容されているときの搬送対象物の奥側端の中心と手前側端の中心とを通過する線を基準線とすると、上下方向から見たときに、第2アーム部とハンドとの連結部に配置されるハンドの回動中心が基準線上に配置されるとともに、ハンドの先端部の中心が基準線上に配置されるように、収容部に収容される搬送対象物をハンドに搭載可能な位置までアームが伸び、上下方向から見たときに、ハンドの回動中心とハンドの先端部の中心とを結んだハンド中心線上に旋回機構によって旋回するアーム支持部材の旋回中心が配置されるとともに、搬出された搬送対象物の奥側端の中心が基準線上に配置されるように、旋回機構によって旋回する際の産業用ロボットの旋回半径が最小になる位置までアームが縮み(すなわち、旋回機構によって旋回する際の産業用ロボットの旋回半径が最小になる位置までハンドが移動し)、旋回機構によってアーム支持部材を旋回させ、かつ、ハンドを回動させながら、アームを伸縮させて、搬送対象物を搬送する制御方法によって制御されることが好ましい。
 このように構成すると、たとえば、水平方向へ移動可能な産業用ロボットのハンドが産業用ロボットの移動方向へ動いて搬送対象物を搬送する場合であって、収容部に収容される搬送対象物の中心とアーム支持部材の旋回中心とが、産業用ロボットの移動方向に直交する方向において、ずれている場合であっても、収容部から搬送対象物を適切に搬出することが可能になる。また、たとえば、産業用ロボットが水平方向へ移動できない場合であって、収容部に収容される搬送対象物の中心とアーム支持部材の旋回中心とが、収容部に向かってハンドが動いていく方向に直交する方向において、ずれている場合であっても、収容部から搬送対象物を適切に搬出することが可能になる。
 本発明の産業用ロボットであって、上下方向を回動の軸方向として第1アーム部の基端側を回動可能に支持するアーム支持部材と、上下方向を旋回の軸方向としてアーム支持部材を旋回させるための旋回機構とを備える産業用ロボットは、搬送対象物が収容される収容部内に搬送対象物が収容されたときに収容部の奥側に配置される搬送対象物の端部を奥側端とし、搬送対象物が収容部内に収容されたときに収容部の手前側に配置される搬送対象物の端部を手前側端とし、搬送対象物が収容部内に収容されているときの搬送対象物の奥側端の中心と手前側端の中心とを通過する線を基準線とすると、収容部内に収容された搬送対象物をハンドに搭載可能な位置までアームが伸びている状態で、上下方向から見たときに、第2アーム部とハンドとの連結部に配置されるハンドの回動中心およびハンドの先端部の中心が基準線上に配置されており、かつ、ハンドの回動中心とハンドの先端部の中心とを結んだハンド中心線上に旋回機構によって旋回するアーム支持部材の旋回中心が配置されていなければ、ハンドの回動中心およびハンドの先端部の中心が基準線上に配置された状態を維持しつつ、アーム支持部材の旋回中心がハンド中心線上に配置されるように、産業用ロボットを動作させる教示方法で教示されることが好ましい。このように構成すると、第2アーム部に対してハンドを自由に相対回動させることが可能であっても、産業用ロボットの教示作業を容易に行うことが可能になる。
 本発明の産業用ロボットの教示方法では、収容部内に収容された搬送対象物をハンドに搭載可能な位置までアームが伸びている状態で、ハンドを回動させながら、搬送対象物とハンドとの向きを合わせることが好ましい。このように構成すると、旋回機構等を用いて搬送対象物とハンドとの向きを合わせる場合と比較して、搬送対象物とハンドとの向き合わせが容易になる。
 以上のように、本発明の産業用ロボットでは、搬送対象物を搬出する際のハンドの移動方向にかかわらず、搬入される搬送対象物の位置ずれを抑制しつつその傾きを補正することが可能になる。
本発明の実施の形態にかかる産業用ロボットの平面図である。 図1のE-E方向から産業用ロボットを示す側面図である。 図1に示す産業用ロボットの制御部および制御部に接続される各種モータを示すブロック図である。 本発明の実施の形態にかかる動力伝達機構の構成を説明するための概略図である。 図4のF部の拡大図である。 図1に示す産業用ロボットにおける基板の傾きと基板を搭載する際のハンドとの関係を説明するための平面図である。 図1に示す産業用ロボットの教示方法を説明するための平面図である。 図1に示す産業用ロボットの効果を説明するための平面図である。 本発明の他の実施の形態にかかる動力伝達機構の構成を説明するための概略図である。 図9のG部の拡大図である。 図10に示す減速機およびその周辺部の構成を説明するための概略図である。 本発明の他の実施の形態にかかる減速機およびその周辺部の構成を説明するための概略図である。 本発明の他の実施の形態にかかる産業用ロボットの制御方法を説明するための平面図である。
 以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
 (産業用ロボットの概略構成)
 図1は、本発明の実施の形態にかかる産業用ロボット1の平面図である。図2は、図1のE-E方向から産業用ロボット1を示す側面図である。図3は、図1に示す産業用ロボット1の制御部20および制御部20に接続される各種モータを示すブロック図である。なお、以下の説明では、互いに直交する3方向のそれぞれをX方向、Y方向およびZ方向とする。本形態では、Z方向が上下方向と一致する。また、以下の説明では、X方向を前後方向、Y方向を左右方向とする。
 本形態の産業用ロボット1(以下、「ロボット1」とする。)は、搬送対象物である液晶ディスプレイ用のガラス基板2(以下、「基板2」とする。)を搬送するための搬送用の多関節型ロボットである。図1、図2に示すように、ロボット1は、基板2が搭載される2個のハンド3と、2個のハンド3のそれぞれが先端側に連結される2本のアーム4と、2本のアーム4を支持する本体部5と、本体部5を水平方向(具体的には、左右方向)に移動可能に支持するベース部材6とを備えている。本体部5は、2本のアーム4の基端側を支持するアーム支持部材7と、アーム支持部材7が固定されるとともに上下動可能な昇降部材8と、昇降部材8を上下方向に移動可能に支持する柱状部材9と、本体部5の下端部分を構成するとともにベース部材6に対して水平移動可能な基台10と、柱状部材9の下端が固定されるとともに基台10に対して旋回可能な旋回部材11とを備えている。
 本体部5は、ベース部材6に対して左右方向へ移動可能となっており、ロボット1は、本体部5を左右方向へ移動させる水平移動機構を備えている。この水平移動機構は、本体部5を左右方向へ移動させるための水平駆動用モータ12(図3参照)を備えている。昇降部材8は、柱状部材9に対して上下方向に移動可能となっており、ロボット1は、昇降部材8を昇降させる昇降機構を備えている。この昇降機構は、昇降部材8を昇降させるための昇降駆動用モータ13(図3参照)を備えている。旋回部材11は、基台10に対して上下方向を軸方向として旋回可能となっており、ロボット1は、ハンド3、アーム4、アーム支持部材7、昇降部材8および柱状部材9と一緒に、旋回部材11を旋回させる旋回機構を備えている。この旋回機構は、旋回部材11を旋回させるための旋回駆動用モータ14(図3参照)を備えている。
 ハンド3の基端側は、上下方向を回動の軸方向として、アーム4の先端側に回動可能に連結されている。このハンド3には、上述の特許文献1に記載の産業用ロボットと同様に、基板2が収容される収容部(たとえば、カセット)に収容された基板2の傾き(具体的には、前後方向等の基板2の搬出方向に対する基板2の傾き)を検出するためのセンサ(図示省略)が取り付けられている。
 アーム4は、第1アーム部15と第2アーム部16との2個のアーム部を備えており、本体部5に対して伸縮するように構成されている。第1アーム部15の基端側は、上下方向を回動の軸方向として、アーム支持部材7の先端側に回動可能に支持されている。第2アーム部16の基端側は、上下方向を回動の軸方向として、第1アーム部15の先端側に回動可能に支持されている。第2アーム部16の先端側には、ハンド3の基端側が回動可能に支持されている。第1アーム部15および第2アーム部16は、中空状に形成されている。
 アーム支持部材7の基端側は、昇降部材8に固定されている。本形態では、2個のハンド3、2本のアーム4および2個のアーム支持部材7が上下方向に重なるように配置されている。すなわち、本形態のロボット1は、ダブルアーム型のロボットである。
 ロボット1では、柱状部材9に対して昇降部材8がハンド3およびアーム4等と一緒に上下動する。また、本体部5に対してアーム4が伸縮する。具体的には、ハンド3が所定方向を向いた状態で直線状に動くようにアーム4が伸縮する。さらに、ベース部材6に対して基台10が水平移動する。また、基台10に対して旋回部材11が旋回する。これらの動作の組合せによって、ロボット1は、基板2が収容される収容部から基板2に所定の作業が行われる作業位置へ基板2を搬送する。本形態では、アーム4が伸びると、収容部の中にハンド3が入り、アーム4が縮むと、ハンド3に搭載された基板2が収容部から搬出される。
 本形態のロボット1は、図3、図4に示すように、アーム4を伸縮させるための第1駆動用モータ21と、第2アーム部16に対してハンド3を相対回動させるための第2駆動用モータ22と、第1駆動用モータ21および第2駆動用モータ22の動力を伝達するための動力伝達機構23とを備えている。第1駆動用モータ21および第2駆動用モータ22は、図3に示すように、ロボット1を制御する制御部20に接続されている。また、水平駆動用モータ12、昇降駆動用モータ13および旋回駆動用モータ14も制御部20に接続されている。
 (動力伝達機構およびその周辺部の構成)
 図4は、本発明の実施の形態にかかる動力伝達機構23の構成を説明するための概略図である。図5は、図4のF部の拡大図である。
 第1駆動用モータ21は、第1アーム部15に取り付けられている。具体的には、第1アーム部15と第2アーム部16との連結部に比較的近い位置で、第1駆動用モータ21は、第1アーム部15に取り付けられている。第1駆動用モータ21の回転軸には、プーリ24が固定されている。
 第2駆動用モータ22も、第1アーム部15に取り付けられている。具体的には、第1駆動用モータ21よりも第1アーム部15と第2アーム部16との連結部に近い位置で、第2駆動用モータ22は、第1アーム部15に取り付けられている。この第2駆動用モータ22は、ブレーキ付きのモータである。すなわち、第2駆動用モータ22は、その回転軸を停止させるブレーキを備えている。第2駆動用モータ22の回転軸には、プーリ25が固定されている。
 動力伝達機構23は、アーム支持部材7と第1アーム部15との連結部に配置され第1駆動用モータ21に連結される第1減速機としての減速機26と、第1アーム部15と第2アーム部16との連結部に配置され第1駆動用モータ21に連結される第2減速機としての減速機27と、第2駆動用モータ22に連結される第3減速機としての減速機28とを備えている。
 減速機26は、入力部30と、出力部31と、出力部31を回転可能に保持する固定用フランジ32とを備えている。固定用フランジ32は、第1アーム部15の基端側に固定されている。出力部31は、固定用フランジ32を介して、第1アーム部15の基端側に回動可能に保持されている。また、出力部31は、アーム支持部材7の先端側に固定されている。入力部30は、筒状に形成される出力部31の内周側に回転可能に保持されている。入力部30の一端(図4に示す例では上端)には、プーリ33が固定されている。プーリ33は、第1アーム部15の基端側の内部に配置されている。第1駆動用モータ21の回転軸に固定されるプーリ24とプーリ33とには、ベルト34が架け渡されている。ベルト34およびプーリ33等を介して入力部30に伝達される第1駆動用モータ21の動力は、減速されて出力部31に伝達される。なお、プーリ33は、入力部30と一体で形成されても良い。
 減速機27は、入力部35と、出力部36と、出力部36を回転可能に保持する固定用フランジ37とを備えている。固定用フランジ37は、第1アーム部15の先端側に固定されている。図4、図5に示す例では、固定用フランジ37は、第1アーム部15の先端側の上面側に固定されている。出力部36は、固定用フランジ37を介して、第1アーム部15の先端側に回動可能に保持されている。また、出力部36は、第2アーム部16の基端側に固定されている。入力部35は、筒状に形成される出力部36の内周側に回転可能に保持されている。入力部35の一端には、プーリ38が固定されている。プーリ38は、第1アーム部15の先端側の内部に配置されている。第1駆動用モータ21の回転軸に固定されるプーリ24とプーリ38とには、ベルト39が架け渡されている。ベルト39およびプーリ38等を介して入力部35に伝達される第1駆動用モータ21の動力は、減速されて出力部36に伝達される。なお、プーリ38は、入力部35と一体で形成されても良い。
 減速機28は、入力部40と、出力部41と、出力部41を回転可能に保持する固定用フランジ42とを備えている。固定用フランジ42は、第1アーム部15の先端側に固定されている。図4、図5に示す例では、固定用フランジ42は、第1アーム部15の先端側の下面側に固定されている。出力部41は、固定用フランジ42を介して、第1アーム部15の先端側に回動可能に保持されている。出力部41の一端(図4、図5に示す例では上端)には、第1プーリとしてのプーリ43が固定されている。プーリ43は、第2アーム部16の基端側の内部に配置されている。また、出力部41は、筒状に形成される減速機27の入力部35の内周側を通過するように配置されている。入力部40は、出力部41の他端側に回転可能に保持されている。入力部40には、プーリ44が固定されている。第2駆動用モータ22の回転軸に固定されるプーリ25とプーリ44とには、ベルト45が架け渡されている。ベルト45およびプーリ44等を介して入力部40に伝達される第2駆動用モータ22の動力は、減速されて出力部41に伝達される。なお、プーリ44は、入力部40と一体で形成されても良い。
 第2アーム部16の先端側の内部には、第2プーリとしてのプーリ46が配置されている。すなわち、第2アーム部16とハンド3との連結部には、プーリ46が配置されている。プーリ46は、ハンド3の基端側に固定されている。プーリ43とプーリ46とには、ベルト47が架け渡されている。
 本形態では、第1駆動用モータ21が駆動すると、アーム4が伸縮する。また、本形態では、第1駆動用モータ21の動力によって、ハンド3が所定方向を向いた状態で直線状に動くように、第1アーム部15の長さ、第2アーム部16の長さ、減速機26、27の減速比、および、プーリ24、33、38、43、46の径が設定されている。たとえば、第1駆動用モータ21の動力によって、ハンド3が前後方向を向いた状態で前後方向へ直線状に動くように、あるいは、ハンド3が左右方向を向いた状態で左右方向へ直線状に動くように、第1アーム部15の長さ、第2アーム部16の長さ、減速機26、27の減速比、および、プーリ24、33、38、43、46の径が設定されている。
 また、本形態では、第2駆動用モータ22が駆動すると、第1駆動用モータ21が停止していても、第2アーム部16に対してハンド3が相対回動する。
 (産業用ロボットの制御方法)
 図6は、図1に示す産業用ロボット1における基板2の傾きと基板2を搭載する際のハンド3との関係を説明するための平面図である。
 以上のように構成されたロボット1では、収容部に収容された基板2を搬出する際に、制御部20は、まず、第1駆動用モータ21を駆動させ、アーム4を伸縮させて、ハンド3に設けられたセンサによって、基板2の搬出方向に対する基板2の傾きを検出する。このとき、第2駆動用モータ22には、ブレーキがかけられており、第2駆動用モータ22の回転軸は停止している。
 この基板2の傾き検出動作で、基板2の傾きが検出されなければ(あるいは、基板2の傾きが規定値以下であれば)、制御部20は、再び、第1駆動用モータ21を駆動させ、アーム4を伸縮させて、収容部から基板2を搬出し、搬出した基板2を所定の作業位置へ搬入する。アーム4が伸縮する時には、ハンド3は、前後方向を向いた状態で前後方向へ直線状に動く、あるいは、左右方向を向いた状態で左右方向へ直線状に動く。また、このとき、収容部で基板2を搭載する際のハンド3の状態は、図6の二点鎖線で示す状態となる。すなわち、このときには、ハンド3は、基板2の搬出方向と略平行になっている。また、このとき、第2駆動用モータ22には、ブレーキがかけられており、第2駆動用モータ22の回転軸は停止している。
 一方、基板2の傾き検出動作で、基板2の傾きが検出されると(あるいは、検出された基板2の傾きが規定値を超えていると)、基板2の搬出方向に略直交する方向での基板2の位置ずれを抑制しつつ基板2の傾きを補正するため、制御部20は、第2駆動用モータ22を駆動させて、第2アーム部16に対してハンド3を所定量、回動させるとともに、旋回駆動用モータ14を駆動させて、基台10に対して旋回部材11を所定量、回動させる。
 この動作は、アーム4が縮んだ状態で行っても良いし、アーム4が伸びた状態で行っても良い。アーム4が縮んだ状態でこの動作を行う場合には、この動作を行った後、制御部20は、ブレーキをかけて第2駆動用モータ22を停止させるとともに旋回駆動用モータ14を停止させた状態で第1駆動用モータ21を駆動させて、アーム4を伸ばし、その後、昇降駆動用モータ13を駆動させて、収容部内でハンド3に基板2を搭載する。このとき、収容部で基板2を搭載する際のハンド3の状態は、図6の実線で示す状態となる。すなわち、このときには、ハンド3は、基板2の搬出方向に対して、基板2の傾きと同程度傾いている。
 なお、基板2の傾きを補正するため、ハンド3を所定量、回動させるとともに旋回部材11を所定量、回動させる動作をアーム4が伸びた状態で行う場合には、制御部20は、第2駆動用モータ22および旋回駆動用モータ14を停止させた状態で、第1駆動用モータ21を駆動させて、アーム4を伸ばし、その後、第2駆動用モータ22を駆動させて、ハンド3を所定量、回動させるとともに、旋回駆動用モータ14を駆動させて、旋回部材11を所定量、回動させてから、昇降駆動用モータ13を駆動させて、収容部内でハンド3に基板2を搭載する。このとき、収容部で基板2を搭載する際のハンド3の状態は、図6の実線で示す状態となる。
 収容部内でハンド3に基板2を搭載すると、制御部20は、第2駆動用モータ22を駆動させて、先程の回動方向と逆方向へハンド3を所定量、回動させるとともに、旋回駆動用モータ14を駆動させて、先程の回動方向と逆方向へ旋回部材11を所定量、回動させる。すると、収容部で基板2が搭載されたハンド3の状態は、図6の二点鎖線で示す状態となり、収容部に収容された基板2の傾きは、基板2の搬出方向に直交する方向における基板2の位置ずれが抑制された状態で補正される。
 その後、制御部20は、第2駆動用モータ22および旋回駆動用モータ14を停止させた状態で、第1駆動用モータ21を駆動させ、ハンド3を縮めて、収容部から基板2を搬出する。アーム4が縮む際には、ハンド3は、前後方向を向いた状態で前後方向へ直線状に動く、あるいは、左右方向を向いた状態で左右方向へ直線状に動く。また、その後、制御部20は、旋回駆動用モータ14等を駆動させて、ロボット1に所定の動作を行わせた後に、第2駆動用モータ22および旋回駆動用モータ14を停止させた状態で、第1駆動用モータ21を駆動させ、アーム4を伸縮させて、基板2を作業位置へ搬入する。このときには、ハンド3は、前後方向を向いた状態で前後方向へ直線状に動く、あるいは、左右方向を向いた状態で左右方向へ直線状に動く。
 なお、基板2の傾き検出動作によって、基板2の傾きが検出された場合に、基板2の傾きに応じて第2アーム部16に対してハンド3を所定量、回動させるとともに基台10に対して旋回部材11を所定量、回動させた状態のまま、収容部から基板2を搬出し、その後、ハンド3を逆方向へ所定量、回動させるとともに旋回部材11を逆方向へ所定量、回動させてから、基板2を作業位置へ搬入しても良い。この場合には、収容部に収容された基板2の傾きは、基板2の搬出方向に直交する方向における基板2の位置ずれが抑制された状態で作業位置へ搬入される際に補正される。また、基板2の傾き検出動作によって、基板2の傾きが検出された場合に、基板2の傾きに応じて第2アーム部16に対してハンド3を所定量、回動させるとともに、基台10に対して旋回部材11を所定量、回動させながら、アーム4を伸縮させることも可能である。
 (産業用ロボットの教示方法)
 図7は、図1に示す産業用ロボット1の教示方法を説明するための平面図である。以下では、前後方向(X方向)へハンド3が直線状に動いて基板2を搬送する場合の収容部内での(すなわち、アーム4が伸びている状態での)ロボット1の教示方法を説明する。ロボット1の教示は、制御部20に接続される教示操作端末(ティーチングペンダント)を用いて、オペレータが行う。
 なお、基板2は、長方形の板状に形成されており、以下の説明では、基板2が収容部に収容されたときに収容部の奥側に配置される基板2の端部を奥側端2aとし、基板2が収容部に収容されたときに収容部の手前側に配置される基板2の端部を手前側端2bとする。また、基板2が収容部内に収容されているときの奥側端2aの中心C10と手前側端2bの中心C20とを通過する線を基準線LBとする。ロボット1の教示作業時においては、基板2は、前後方向に対して傾いていない状態で収容部に収容されており、基準線LBは、前後方向と略平行になっている。
 前後方向を向いた状態のハンド3が前後方向へ直線状に動いて基板2を搬送する場合の収容部内でのロボット1の教示を行うときには、まず、図7(A)に示すように、収容部内に収容された基板2をハンド3に搭載可能な位置まで、アーム4を伸ばして、ハンド3を収容部内に入れる。その後、上下方向から見たときに、第2アーム部16とハンド3との連結部に配置されるハンド3の回動中心C1とハンド3の先端部の中心(より具体的には、ハンドフォークが伸びている方向に直交する方向におけるハンド3の先端部の中心)C2とを結んだハンド中心線LHが基準線LBと略平行になるように(すなわち、ハンド中心線LHが前後方向と略平行になるように)、第2駆動用モータ22を駆動させて、ハンド3を回動させる。すなわち、ハンド3を回動させながら、基板2とハンド3との向きを合わせる。
 その後、図7(B)、(C)に示すように、上下方向から見たときに、ハンド中心線LHが基準線LBと略平行となっている状態を維持しながら、左右方向における基板2の一端面とハンド3の一端との距離L1と、左右方向における基板2の他端面とハンド3の他端との距離L2とが等しくなるように(すなわち、ハンド中心線LHが基準線LBと重なるように)、水平駆動用モータ12、旋回駆動用モータ14および/または第1駆動用モータ21を駆動させて、左右方向へハンド3を移動させる。また、前後方向における基板2とハンド3との相対位置が所定位置となるように、前後方向へハンド3を移動させる。すなわち、上下方向から見たときに、ハンド中心線LHが基準線LBと重なるようにジョグ動作を行って、基板2とハンド3との位置合わせを行う。
 このとき、図7(B)に示すように、旋回機構によって旋回する旋回部材11の旋回中心C3がハンド中心線LH上に配置されていない状況と、図7(C)に示すように、旋回部材11の旋回中心C3がハンド中心線LH上に配置されている状況とが生じうる。本形態では、旋回部材11の旋回中心C3がハンド中心線LH上に配置されている場合には、収容部内でのロボット1の教示作業を終了する。
 一方、旋回部材11の旋回中心C3がハンド中心線LH上に配置されていない場合には、ハンド中心線LHが基準線LBと重なっている状態を維持しつつ、旋回部材11の旋回中心C3がハンド中心線LH上に配置されるように、水平駆動用モータ12、旋回駆動用モータ14および/または第1駆動用モータ21を駆動させ、ロボット1を動作させてから、収容部内でのロボット1の教示作業を終了する。このような教示作業を行うことで、ハンド3が前後方向を向いた状態で前後方向へ直線状に動いて、基板2を適切に搬送することが可能になる。
 なお、本形態では、上下方向から見たときに、ハンド中心線LHが基準線LBと重なるようにジョグ動作を行って、基板2とハンド3との位置合わせを行った後に、旋回部材11の旋回中心C3がハンド中心線LH上に配置されていない場合には、制御部20が、自動的に水平駆動用モータ12、旋回駆動用モータ14および/または第1駆動用モータ21を駆動させて、ハンド中心線LHが基準線LBと重なっている状態を維持しつつ、旋回部材11の旋回中心C3がハンド中心線LH上に配置されるようにロボット1を動作させる。また、本形態では、旋回部材11の旋回中心C3がハンド中心線LH上に配置されると、図7(C)に示すように、アーム支持部材7と第1アーム部15との連結部に配置される第1アーム部15の回動中心C4もハンド中心線LH上に配置される。
 (本形態の主な効果)
 以上説明したように、本形態では、第2駆動用モータ22が駆動すると、第2アーム部16に対してハンド3が相対回動する。そのため、本形態では、収容部から基板2を搬出する際のハンド3の移動方向にかかわらず、第2アーム部16に対してハンド3を自由に相対回動させることができる。すなわち、収容部から基板2を搬出する際のハンド3の移動方向が、たとえば、前後方向であっても左右方向であっても第2アーム部16に対してハンド3を自由に相対回動させることができる。したがって、本形態では、基板2の傾きが検出されたときには、基板2を搬出する際のハンド3の移動方向にかかわらず、第2アーム部16に対してハンド3を相対回動させるとともに基台10に対して旋回部材11を相対回動させて、基板2の位置ずれを抑制しつつ基板2の傾きを補正することが可能になる。
 また、本形態では、基板2の位置ずれを抑制しつつ基板2の傾きを補正する際にロボット1の本体部5を左右方向へ移動させる必要がないため、従来のように、基板2の傾きを補正する際にロボット1の本体部5を左右方向へ移動させる場合と比較して、基板2の傾きを補正する際のタクトタイムを短縮することが可能になる。すなわち、基板2の位置ずれを抑制しつつ基板2の傾きを補正する際にロボット1の本体部5を左右方向へ移動させる場合には、図8の二点鎖線で示す状態から実線で示す状態まで、ロボット1の本体部5を大きく移動させる必要があるが、本形態では、本体部5を移動させる必要がないため、その分、タクトタイムを短縮することが可能になる。
 本形態では、収容部から作業位置へ基板2を搬送する際に、第2駆動用モータ22にブレーキがかけられており、第1駆動用モータ21の動力で、ハンド3が所定方向を向いた状態で直線状に動くように、アーム4が伸縮する。そのため、基板2の搬送時にロボット1を非常停止させると、ハンド3は所定方向を向いた状態で略直線状に所定量動いた後で停止する。すなわち、動作中のロボット1を非常停止させても、ハンド3が一定方向を向いている状態が維持されるため、非常停止時のロボット1の姿勢の乱れを抑制することが可能になる。したがって、本形態では、ロボット1を非常停止させても、ロボット1の周辺機器の予期せぬ箇所にハンド3が衝突するのを防止することが可能になる。
 本形態では、第2駆動用モータ22に連結される減速機28の出力部41にプーリ43が固定され、ハンド3の基端側にプーリ46が固定されており、プーリ43とプーリ46とには、ベルト47が架け渡されている。そのため、動力伝達機構23の構成を比較的簡素化することが可能になる。また、本形態では、出力部41が、筒状に形成される減速機27の入力部35の内周側を通過するように配置されているため、出力部41が減速機27の外側に配置されている場合と比較して、第1アーム部15と第2アーム部16との連結部を小型化することが可能になる。
 本形態では、前後方向へハンド3が直線状に動いて基板2を搬送する場合の収容部内でのロボット1の教示を行うときに、収容部内に収容された基板2をハンド3に搭載可能な位置までアーム4が伸びている状態で、上下方向から見たときに、ハンド中心線LHが基準線LBと略平行になるように、第2駆動用モータ22を駆動させて、基板2とハンド3との向きを合わせている。そのため、本形態では、基板2とハンド3との向き合わせが容易になる。
 すなわち、たとえば、旋回駆動用モータ14を駆動させて、基板2とハンド3との向き合わせを行う場合には、旋回中心C3とハンド3の先端との距離が長くなるため、旋回駆動用モータ14の回転量に対するハンド3の先端の移動量が大きくなり、基板2とハンド3との向き合わせが困難になる。これに対して、本形態では、第2駆動用モータ22を駆動させて、基板2とハンド3との向きを合わせており、ハンド3の回動中心C1とハンド3の先端との距離が短くなるため、第2駆動用モータ22の回転量に対するハンド3の先端の移動量を抑制することができ、基板2とハンド3との向き合わせが容易になる。
 本形態では、前後方向へハンド3が直線状に動いて基板2を搬送する場合の収容部内でのロボット1の教示を行う際、上下方向から見たときにハンド中心線LHが基準線LBと重なるようにジョグ動作を行って、基板2とハンド3との位置合わせを行った後に、旋回部材11の旋回中心C3がハンド中心線LH上に配置されていない場合には、水平駆動用モータ12、旋回駆動用モータ14および/または第1駆動用モータ21を駆動させて、ハンド中心線LHが基準線LBと重なっている状態を維持しつつ、旋回中心C3がハンド中心線LH上に配置されるようにロボット1を動作させている。そのため、第2アーム部16に対してハンド3を自由に相対回動させることが可能であっても、ロボット1の複雑な教示作業が不要となり、教示作業を容易に行うことが可能になる。
 また、本形態では、制御部20が、自動的に、水平駆動用モータ12、旋回駆動用モータ14および/または第1駆動用モータ21を駆動させて、ハンド中心線LHが基準線LBと重なっている状態を維持しつつ、旋回中心C3がハンド中心線LH上に配置されるようにロボット1を動作させるため、オペレータの教示作業がより容易になる。
 (動力伝達機構の変形例1)
 図9は、本発明の他の実施の形態にかかる動力伝達機構53の構成を説明するための概略図である。図10は、図9のG部の拡大図である。図11は、図10に示す減速機58およびその周辺部の構成を説明するための概略図である。
 上述した形態では、第2アーム部16とハンド3との連結部に、プーリ46が配置されている。この他にもたとえば、図9に示すように、第2アーム部16とハンド3との連結部に、第4減速機としての減速機50が配置されても良い。この場合には、第2アーム部16とハンド3との連結部の剛性を高めることが可能になる。したがって、基板2の位置ずれを抑制しつつその傾きを補正するために、第2駆動用モータ22の動力で第2アーム部16に対してハンド3を相対回動させる場合であっても、ハンド3を適切に回動させることが可能になる。
 図9~図11に示す変形例1では、上述の動力伝達機構23に代えて、動力伝達機構53が設けられている。以下、動力伝達機構53の構成について説明する。なお、以下の説明では、動力伝達機構23の構成と共通する動力伝達機構53の構成については、同一の符号を付すとともに、その説明を省略または簡略化する。
 動力伝達機構53は、減速機50に加え、上述の減速機26および減速機27を備えている。また、動力伝達機構53は、第2駆動用モータ22に連結される第3減速機としての減速機58を備えている。変形例1では、第1駆動用モータ21は、上述した形態と同様に第1アーム部15に取り付けられている。また、この変形例1では、第2駆動用モータ22は、第2アーム部16に取り付けられている。この第2駆動用モータ22は、第2アーム部16の基端側の内部に配置されている。
 減速機27は、上述のように、入力部35と、出力部36と、固定用フランジ37とを備えている。上述した形態では、入力部35の他端にプーリは固定されていないが、この変形例1では、入力部35の他端に第1プーリとしてのプーリ60が固定されている。
 減速機58は、図11に示すように、太陽歯車62と、複数の遊星歯車63と、内歯車64と、遊星歯車63を回転可能に保持する遊星キャリヤ65とを有する遊星歯車減速機である。減速機58は、第2アーム部16の内部に配置されている。太陽歯車62には、第3プーリとしてのプーリ66が固定されている。遊星キャリヤ65には、第4プーリとしてのプーリ67が固定されている。内歯車64は、軸受68を介して第2アーム部16に取り付けられており、第2アーム部16に対して回動可能となっている。すなわち、内歯車64は、第2アーム部16に回動可能に保持されている。内歯車64には、第5プーリとしてのプーリ69が固定されている。なお、プーリ69は、内歯車64と一体で形成されても良い。
 減速機50は、入力部70と、出力部71と、出力部71を回転可能に保持する固定用フランジ72とを備えている。固定用フランジ72は、第2アーム部16の先端側に固定されている。出力部71は、固定用フランジ72を介して、第2アーム部16の先端側に回動可能に保持されている。出力部71の一端は、ハンド3の基端側に固定されている。入力部70は、出力部71の他端側に回転可能に保持されている。入力部70には、第2プーリとしてのプーリ73が固定されている。プーリ73は、第2アーム部16の先端側の内部に配置されている。なお、プーリ73は、入力部70と一体で形成されても良い。
 減速機27の入力部35に固定されるプーリ60と、減速機58の太陽歯車62に固定されるプーリ66とには、第1ベルトとしてのベルト74が架け渡されている。減速機50の入力部70に固定されるプーリ73と、減速機58の遊星キャリヤ65に固定されるプーリ67とには、第2ベルトとしてのベルト75が架け渡されている。第2駆動用モータ22の回転軸に固定される第6プーリとしてのプーリ76と、減速機58の内歯車64に固定されるプーリ69とには、第3ベルトとしてのベルト77が架け渡されている。
 この変形例1では、第1駆動用モータ21の動力によって、ハンド3が所定方向を向いた状態で直線状に動くように、第1アーム部15の長さ、第2アーム部16の長さ、減速機26、27、50、58の減速比、および、プーリ24、33、38、60、66、67、73の径等が設定されている。また、この変形例1では、第2駆動用モータ22が駆動すると、内歯車64が回転して遊星歯車63が回転するため、遊星キャリヤ65、プーリ67、73、ベルト75および減速機50を介して第2駆動用モータ22の動力がハンド3に伝達され、第2アーム部16に対してハンド3が相対回動する。また、この変形例1でも、上述した形態と同様に、基板2の傾き検出動作によって、基板2の傾きが検出されると、基板2の位置ずれを抑制しつつ基板2の傾きを補正するため、ロボット1は、第2駆動用モータ22を駆動させて、第2アーム部16に対してハンド3を所定量、回動させるとともに、基台10に対して旋回部材11を所定量、回動させる。
 (動力伝達機構の変形例2)
 図12は、本発明の他の実施の形態にかかる減速機88およびその周辺部の構成を説明するための概略図である。
 変形例1では、第2駆動用モータ22に、遊星歯車減速機である減速機58がベルト77を介して連結されている。この他にもたとえば、図12に示すように、第1かさ歯車81と、第1かさ歯車81に噛み合う第2かさ歯車82および第3かさ歯車83と、第1かさ歯車81を回転可能に保持する保持部材84とを備える減速機88が、ベルト77を介して第2駆動用モータ22に連結されても良い。
 減速機88では、第2かさ歯車82と第3かさ歯車83とが上下方向で対向するように配置されている。また、上述のプーリ66が、軸85を介して第2かさ歯車82に固定され、上述のプーリ67が、軸85を介して第3かさ歯車83に固定されている。第1かさ歯車81は、水平方向を軸方向として配置される軸86に固定されており、軸86は、保持部材84に回転可能に保持されている。保持部材84は、軸受87を介して第2アーム部16に取り付けられており、第2アーム部16に対して回動可能となっている。すなわち、保持部材84は、第2アーム部16に回動可能に保持されている。保持部材84には、第5プーリとしてのプーリ89が固定されている。第2駆動用モータ22の回転軸に固定されるプーリ76と、プーリ89とには、ベルト77が架け渡されている。なお、プーリ89は、保持部材84と一体で形成されても良い。
 この変形例2では、第1駆動用モータ21の動力によって、ハンド3が所定方向を向いた状態で直線状に動くように、第1アーム部15の長さ、第2アーム部16の長さ、減速機26、27、50の減速比、および、プーリ24、33、38、60、66、67、73の径等が設定されている。また、この変形例2では、第2駆動用モータ22が駆動すると、保持部材84が回転して第1かさ歯車81が回転するため、第3かさ歯車83、プーリ67、73、ベルト75および減速機50を介して第2駆動用モータ22の動力がハンド3に伝達され、第2アーム部16に対してハンド3が相対回動する。
 (産業用ロボットの制御方法の変形例)
 図13は、本発明の他の実施の形態にかかる産業用ロボット1の制御方法を説明するための平面図である。
 上述した形態では、制御部20は、第2駆動用モータ22および旋回駆動用モータ14を停止させた状態で、第1駆動用モータ21を駆動させて、アーム4を伸縮させ、基板2を搬送している。この他にもたとえば、左右方向(Y方向)へハンド3が動いて基板2を搬送する場合であって、かつ、前後方向において、旋回部材11の旋回中心C3が収容部の中心からずれている場合(すなわち、図13に示すように、収容部に収容されるとともに左右方向に対して傾いていない基板2の基準線LB上に旋回部材11の旋回中心C3が配置されていない場合)には、制御部20は、第2駆動用モータ22および旋回駆動用モータ14を駆動させながら、第1駆動用モータ21を駆動させて、アーム4を伸縮させ、基板2を搬送しても良い。
 この場合には、図13(A)に示すように、収容部内に収容される基板2をハンド3に搭載可能な位置までアーム4が伸びている状態では、上下方向から見たときに、ハンド3の回動中心C1が基準線LB上に配置されるとともに、ハンド3の先端部の中心C2が基準線LB上に配置される。また、図13(B)に示すように、旋回部材11の旋回中心C3を中心にして旋回する際のロボット1の旋回半径が最小になる位置までアーム4が縮んでいる状態(旋回中心C3を中心にして旋回する際のロボット1の旋回半径が最小になる位置にハンド3がある状態)では、上下方向から見たときに、ハンド中心線LH上に旋回中心C3が配置されるとともに、搬出された基板2の奥側端2aの中心C10が基準線LB上に配置されている。また、制御部20は、旋回部材11を旋回させ、かつ、ハンド3を回動させながら、アーム4を伸縮させて、基板2を搬送する。
 この場合には、左右方向へハンド3が動いて基板2を搬送する場合であって、かつ、前後方向において、旋回部材11の旋回中心C3が収容部の中心からずれている場合であっても、収容部から基板2を適切に搬出することが可能になる。なお、この場合には、アーム4が伸びている状態とアーム4が縮んでいる状態との間でロボット1を動作させるときに、PTP動作によって、ロボット1を動作させることが好ましい。PTP動作によってロボット1を動作させる場合、補間動作によってロボット1を動作させる場合と比較して、ハンド3の振動を抑制することが可能になる。ただし、基板2の奥側端2aの中心C10が基準線LB上を通過するように、補間動作によって、ロボット1を動作させても良い。
 (他の実施の形態)
 上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
 上述した形態では、ロボット1は、本体部5を支持するベース部材6を備えているが、ロボット1は、ベース部材6を備えていなくても良い。すなわち、本体部5は、左右方向へ移動可能となっていなくても良い。この場合であっても、基板2の傾きに応じて第2アーム部16に対してハンド3を所定量、回動させるとともに基台10に対して旋回部材11を所定量、回動させることで、基板2の位置ずれを抑制しつつその傾きを補正することが可能になる。したがって、この場合には、基板2の位置ずれを抑制しつつその傾きを補正することが可能であってもロボット1を小型化することが可能になる。
 また、本体部5が左右方向へ移動可能となっておらず、かつ、ハンド3の移動方向に直交する方向において、旋回部材11の旋回中心C3が収容部の中心からずれている場合であっても、図13に示すように、第2駆動用モータ22および旋回駆動用モータ14を駆動させながら、第1駆動用モータ21を駆動させて、アーム4を伸縮させることで、収容部から基板2を適切に搬出することが可能になる。
 上述した形態では、第1駆動用モータ21は、第1アーム部15に取り付けられている。この他にもたとえば、第1駆動用モータ21は、アーム支持部材7に取り付けられても良い。この場合には、減速機26の入力部30の他端(図4に示す例では下端)にプーリが固定され、このプーリと、第1駆動用モータ21の回転軸に取り付けられるプーリとにベルトが架け渡される。また、減速機26の入力部30に固定されるプーリ33と、減速機27の入力部35に固定されるプーリ38とにベルトが架け渡される。
 上述した形態では、アーム4の基端側は、アーム支持部材7の先端側に回動可能に支持されている。この他にもたとえば、アーム4の基端側は、旋回部材11に回動可能に支持されても良い。この場合の旋回部材11は、アーム4の基端側を回動可能に支持するアーム支持部材である。
 上述した形態では、アーム4は、第1アーム部15と第2アーム部16との2個のアーム部によって構成されているが、アーム4は、3個以上のアーム部によって構成されても良い。また、上述した形態では、ロボット1は、2個のハンド3と2個のアーム4とを備えるいわゆるダブルアーム型のロボットであるが、ロボット1は、1個のハンド3と1個のアーム4とを備えるシングルアーム型のロボットであっても良い。また、上述した形態では、ロボット1によって搬送される搬送対象物は基板2であるが、ロボット1によって搬送される搬送対象物は、基板2以外の半導体ウエハ等であっても良い。
 1 ロボット(産業用ロボット)
 2 基板(ガラス基板、搬送対象物)
 2a 奥側端
 2b 手前側端
 3 ハンド
 4 アーム
 7 アーム支持部材
 15 第1アーム部
 16 第2アーム部
 20 制御部
 21 第1駆動用モータ
 22 第2駆動用モータ
 23、53 動力伝達機構
 26 減速機(第1減速機)
 27 減速機(第2減速機)
 28 減速機(第3減速機)
 30 入力部(第1減速機の入力部)
 31 出力部(第1減速機の出力部)
 35 入力部(第2減速機の入力部)
 36 出力部(第2減速機の出力部)
 40 入力部(第3減速機の入力部)
 41 出力部(第3減速機の出力部)
 43 プーリ(第1プーリ)
 46 プーリ(第2プーリ)
 47 ベルト
 50 減速機(第4減速機)
 58 減速機(第3減速機)
 60 プーリ(第1プーリ)
 62 太陽歯車
 63 遊星歯車
 64 内歯車
 65 遊星キャリヤ
 66 プーリ(第3プーリ)
 67 プーリ(第4プーリ)
 69 プーリ(第5プーリ)
 70 入力部(第4減速機の入力部)
 71 出力部(第4減速機の出力部)
 73 プーリ(第2プーリ)
 74 ベルト(第1ベルト)
 75 ベルト(第2ベルト)
 76 プーリ(第6プーリ)
 77 ベルト(第3ベルト)
 81 第1かさ歯車
 82 第2かさ歯車
 83 第3かさ歯車
 84 保持部材
 88 減速機(第3減速機)
 89 プーリ(第5プーリ)
 C1 ハンドの回動中心
 C2 ハンドの先端部の中心
 C3 旋回中心
 C10 奥側端の中心(搬送対象物の奥側端の中心)
 C20 手前側端の中心(搬送対象物の手前側端の中心)
 LB 基準線
 LH ハンド中心線

Claims (16)

  1.  搬送対象物が搭載されるハンドと、前記ハンドをその先端側で回動可能に支持する第2アーム部と前記第2アーム部の基端側をその先端側で回動可能に支持する第1アーム部との少なくとも2個のアーム部を有するアームと、前記アームを伸縮させるための第1駆動用モータと、前記第2アーム部に対して前記ハンドを相対回動させるための第2駆動用モータと、前記第1駆動用モータの動力および前記第2駆動用モータの動力を伝達するための動力伝達機構とを備え、
     前記動力伝達機構は、前記ハンドが所定方向を向いた状態で略直線状に動くように前記第1駆動用モータの動力を前記アームおよび前記ハンドに伝達し、かつ、前記第2アーム部に対して前記ハンドが相対回動するように前記第2駆動用モータの動力を前記ハンドに伝達することを特徴とする産業用ロボット。
  2.  前記第2駆動用モータは、前記第1アーム部に取り付けられ、
     前記動力伝達機構は、前記第1アーム部と前記第2アーム部との連結部に配置され前記第1駆動用モータの動力が伝達される第2減速機と、前記第2駆動用モータに連結される第3減速機と、前記第2アーム部の基端側に配置され前記第3減速機の出力部に固定される第1プーリと、前記第2アーム部の先端側に配置され前記ハンドの基端側に固定される第2プーリと、前記第1プーリと前記第2プーリとに架け渡されるベルトとを備えることを特徴とする請求項1記載の産業用ロボット。
  3.  前記第2減速機の出力部は、前記第1アーム部の先端側に回動可能に保持されるとともに前記第2アーム部の基端側に固定され、
     前記第2減速機の入力部は、前記第2減速機の出力部に回転可能に保持され、
     前記第3減速機の出力部は、前記第1アーム部の先端側に回動可能に保持され、
     前記第3減速機の入力部は、前記第3減速機の出力部に回転可能に保持されていることを特徴とする請求項2記載の産業用ロボット。
  4.  前記第2減速機の入力部および出力部は、略筒状に形成され、
     前記第2減速機の出力部の内周側に前記第2減速機の入力部が配置され、
     前記第2減速機の入力部の内周側を通過するように前記第3減速機の出力部が配置されていることを特徴とする請求項2または3記載の産業用ロボット。
  5.  前記第2駆動用モータは、前記第2アーム部に取り付けられ、
     前記動力伝達機構は、前記第1アーム部と前記第2アーム部との連結部に配置され前記第1駆動用モータの動力が伝達される第2減速機と、太陽歯車と遊星歯車と内歯車と前記遊星歯車を回転可能に保持する遊星キャリヤとを有し前記第2駆動用モータに連結される第3減速機と、前記第2アーム部と前記ハンドとの連結部に配置される第4減速機と、前記第2アーム部の基端側に配置され前記第2減速機の入力部に固定される第1プーリと、前記第2アーム部の先端側に配置され前記第4減速機の入力部に固定される第2プーリと、前記太陽歯車に固定される第3プーリと、前記遊星キャリヤに固定される第4プーリと、前記内歯車に固定される第5プーリと、前記第2駆動用モータの回転軸に固定される第6プーリと、前記第1プーリと前記第3プーリとに架け渡される第1ベルトと、前記第2プーリと前記第4プーリとに架け渡される第2ベルトと、前記第5プーリと前記第6プーリとに架け渡される第3ベルトとを備えることを特徴とする請求項1記載の産業用ロボット。
  6.  前記第2減速機の出力部は、前記第1アーム部の先端側に回動可能に保持されるとともに前記第2アーム部の基端側に固定され、
     前記第2減速機の入力部は、前記第2減速機の出力部に回転可能に保持され、
     前記第4減速機の出力部は、前記第2アーム部の先端側に回動可能に保持されるとともに前記ハンドの基端側に固定され、
     前記第4減速機の入力部は、前記第4減速機の出力部に回転可能に保持され、
     前記内歯車は、前記第2アーム部に回動可能に保持されていることを特徴とする請求項5記載の産業用ロボット。
  7.  前記第2駆動用モータは、前記第2アーム部に取り付けられ、
     前記動力伝達機構は、前記第1アーム部と前記第2アーム部との連結部に配置され前記第1駆動用モータの動力が伝達される第2減速機と、第1かさ歯車と前記第1かさ歯車に噛み合うとともに互いに対向配置される第2かさ歯車および第3かさ歯車と前記第1かさ歯車を回転可能に保持する保持部材とを有し前記第2駆動用モータに連結される第3減速機と、前記第2アーム部と前記ハンドとの連結部に配置される第4減速機と、前記第2アーム部の基端側に配置され前記第2減速機の入力部に固定される第1プーリと、前記第2アーム部の先端側に配置され前記第4減速機の入力部に固定される第2プーリと、前記第2かさ歯車に固定される第3プーリと、前記第3かさ歯車に固定される第4プーリと、前記保持部材に固定される第5プーリと、前記第2駆動用モータの回転軸に固定される第6プーリとを備え、前記第1プーリと前記第3プーリとに架け渡される第1ベルトと、前記第2プーリと前記第4プーリとに架け渡される第2ベルトと、前記第5プーリと前記第6プーリとに架け渡される第3ベルトとを備えることを特徴とする請求項1記載の産業用ロボット。
  8.  前記第2減速機の出力部は、前記第1アーム部の先端側に回動可能に保持されるとともに前記第2アーム部の基端側に固定され、
     前記第2減速機の入力部は、前記第2減速機の出力部に回転可能に保持され、
     前記第4減速機の出力部は、前記第2アーム部の先端側に回動可能に保持されるとともに前記ハンドの基端側に固定され、
     前記第4減速機の入力部は、前記第4減速機の出力部に回転可能に保持され、
     前記保持部材は、前記第2アーム部に回動可能に保持されていることを特徴とする請求項7記載の産業用ロボット。
  9.  前記第1アーム部の基端側を回動可能に支持するアーム支持部材を備え、
     前記第1駆動用モータは、前記第1アーム部または前記アーム支持部材に取り付けられ、
     前記動力伝達機構は、さらに、前記アーム支持部材と前記第1アーム部との連結部に配置され前記第1駆動用モータに連結される第1減速機を備えることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の産業用ロボット。
  10.  前記第1減速機の出力部は、前記第1アーム部の基端側に回動可能に保持されるとともに前記アーム支持部材に固定され、
     前記第1減速機の入力部は、前記第1減速機の出力部に回転可動に保持されていることを特徴とする請求項9記載の産業用ロボット。
  11.  前記第2駆動用モータは、前記第2駆動用モータの回転軸を停止させるブレーキを備えることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の産業用ロボット。
  12.  上下方向を回動の軸方向として前記第1アーム部の基端側を回動可能に支持するアーム支持部材と、上下方向を旋回の軸方向として前記アーム支持部材を旋回させるための旋回機構と、前記産業用ロボットを制御する制御部とを備えるとともに、
     前記アームが伸びると前記搬送対象物が収容される収容部の中に前記ハンドが入り、前記アームが縮むと前記収容部から前記搬送対象物が搬出されるように構成され、
     前記搬送対象物が前記収容部内に収容されたときに前記収容部の奥側に配置される前記搬送対象物の端部を奥側端とし、前記搬送対象物が前記収容部内に収容されたときに前記収容部の手前側に配置される前記搬送対象物の端部を手前側端とし、前記搬送対象物が前記収容部内に収容されているときの前記奥側端の中心と前記手前側端の中心とを通過する線を基準線とすると、
     前記収容部内に収容される前記搬送対象物を前記ハンドに搭載可能な位置まで前記アームが伸びている状態では、上下方向から見たときに、前記第2アーム部と前記ハンドとの連結部に配置される前記ハンドの回動中心が前記基準線上に配置されるとともに、前記ハンドの先端部の中心が前記基準線上に配置され、
     前記旋回機構によって旋回する際の前記産業用ロボットの旋回半径が最小になる位置まで前記アームが縮んでいる状態では、上下方向から見たときに、前記ハンドの回動中心と前記ハンドの先端部の中心とを結んだハンド中心線上に前記アーム支持部材の旋回中心が配置されるとともに、搬出された前記搬送対象物の前記奥側端の中心が前記基準線上に配置され、
     前記制御部は、前記旋回機構によって前記アーム支持部材を旋回させ、かつ、前記ハンドを回動させながら、前記アームを伸縮させて、前記搬送対象物を搬送することを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載の産業用ロボット。
  13.  上下方向を回動の軸方向として前記第1アーム部の基端側を回動可能に支持するアーム支持部材と、上下方向を旋回の軸方向として前記アーム支持部材を旋回させるための旋回機構と、前記産業用ロボットを制御する制御部とを備えるとともに、
     前記アームが伸びると前記搬送対象物が収容される収容部の中に前記ハンドが入り、前記アームが縮むと前記収容部から前記搬送対象物が搬出されるように構成され、
     前記搬送対象物が前記収容部内に収容されたときに前記収容部の奥側に配置される前記搬送対象物の端部を奥側端とし、前記搬送対象物が前記収容部内に収容されたときに前記収容部の手前側に配置される前記搬送対象物の端部を手前側端とし、前記搬送対象物が前記収容部内に収容されているときの前記奥側端の中心と前記手前側端の中心とを通過する線を基準線とすると、
     前記制御部は、前記産業用ロボットの教示を行っている場合に、前記収容部内に収容される前記搬送対象物を前記ハンドに搭載可能な位置まで前記アームが伸びている状態で、上下方向から見たときに、前記第2アーム部と前記ハンドとの連結部に配置される前記ハンドの回動中心および前記ハンドの先端部の中心が前記基準線上に配置されており、かつ、前記ハンドの回動中心と前記ハンドの先端部の中心とを結んだハンド中心線上に前記旋回機構によって旋回する前記アーム支持部材の旋回中心が配置されていなければ、前記ハンドの回動中心および前記ハンドの先端部の中心が前記基準線上に配置された状態を維持しつつ、前記アーム支持部材の旋回中心が前記ハンド中心線上に配置されるように、前記産業用ロボットを動作させることを特徴とする請求項1から12のいずれかに記載の産業用ロボット。
  14.  上下方向を回動の軸方向として前記第1アーム部の基端側を回動可能に支持するアーム支持部材と、上下方向を旋回の軸方向として前記アーム支持部材を旋回させるための旋回機構とを備える請求項1から11のいずれかに記載の産業用ロボットの制御方法であって、
     前記搬送対象物が収容される収容部内に前記搬送対象物が収容されたときに前記収容部の奥側に配置される前記搬送対象物の端部を奥側端とし、前記搬送対象物が前記収容部内に収容されたときに前記収容部の手前側に配置される前記搬送対象物の端部を手前側端とし、前記搬送対象物が前記収容部内に収容されているときの前記奥側端の中心と前記手前側端の中心とを通過する線を基準線とすると、
     上下方向から見たときに、前記第2アーム部と前記ハンドとの連結部に配置される前記ハンドの回動中心が前記基準線上に配置されるとともに、前記ハンドの先端部の中心が前記基準線上に配置されるように、前記収容部に収容される前記搬送対象物を前記ハンドに搭載可能な位置まで前記アームが伸び、
     上下方向から見たときに、前記ハンドの回動中心と前記ハンドの先端部の中心とを結んだハンド中心線上に前記旋回機構によって旋回する前記アーム支持部材の旋回中心が配置されるとともに、搬出された前記搬送対象物の前記奥側端の中心が前記基準線上に配置されるように、前記旋回機構によって旋回する際の前記産業用ロボットの旋回半径が最小になる位置まで前記アームが縮み、
     前記旋回機構によって前記アーム支持部材を旋回させ、かつ、前記ハンドを回動させながら、前記アームを伸縮させて、前記搬送対象物を搬送することを特徴とする産業用ロボットの制御方法。
  15.  上下方向を回動の軸方向として前記第1アーム部の基端側を回動可能に支持するアーム支持部材と、上下方向を旋回の軸方向として前記アーム支持部材を旋回させるための旋回機構とを備える請求項1から12のいずれかに記載の産業用ロボットの教示方法であって、
     前記搬送対象物が収容される収容部内に前記搬送対象物が収容されたときに前記収容部の奥側に配置される前記搬送対象物の端部を奥側端とし、前記搬送対象物が前記収容部内に収容されたときに前記収容部の手前側に配置される前記搬送対象物の端部を手前側端とし、前記搬送対象物が前記収容部内に収容されているときの前記奥側端の中心と前記手前側端の中心とを通過する線を基準線とすると、
     前記収容部内に収容された前記搬送対象物を前記ハンドに搭載可能な位置まで前記アームが伸びている状態で、上下方向から見たときに、前記第2アーム部と前記ハンドとの連結部に配置される前記ハンドの回動中心および前記ハンドの先端部の中心が前記基準線上に配置されており、かつ、前記ハンドの回動中心と前記ハンドの先端部の中心とを結んだハンド中心線上に前記旋回機構によって旋回する前記アーム支持部材の旋回中心が配置されていなければ、前記ハンドの回動中心および前記ハンドの先端部の中心が前記基準線上に配置された状態を維持しつつ、前記アーム支持部材の旋回中心が前記ハンド中心線上に配置されるように、前記産業用ロボットを動作させることを特徴とする産業用ロボットの教示方法。
  16.  前記収容部内に収容された前記搬送対象物を前記ハンドに搭載可能な位置まで前記アームが伸びている状態で、前記ハンドを回動させながら、前記搬送対象物と前記ハンドとの向きを合わせることを特徴とする請求項15記載の産業用ロボットの教示方法。
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