回転機構、産業用ロボットおよび回転体の原点位置復帰方法
【課題】支持体に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な回転体を短時間で確実に原点位置へ復帰させることが可能な回転機構を提供する。
【解決手段】回転体の原点位置を検出するための第１検出機構は、回転体に固定される第１被検出部６０と、支持体に固定される第１検出部５９とを備え、第２検出機構３３は、支持体に取り付けられる揺動部材４５と、揺動部材４５を揺動させる係合部材４８と、揺動部材４５に固定される第２被検出部６２と、支持体に固定される第２検出部６１とを備えている。この回転機構では、回転体の回転範囲の１箇所または２箇所で、第１検出部５９によって第１被検出部６０が検出され、かつ、回転体の回転範囲の１箇所で、第２検出部６１のオンオフが切り替わる。また、この回転機構では、回転体を原点位置へ復帰させるときに、まず、第２検出部６１のオンオフが切り替わる位置まで回転体を回転させる。
【解決手段】回転体の原点位置を検出するための第１検出機構は、回転体に固定される第１被検出部６０と、支持体に固定される第１検出部５９とを備え、第２検出機構３３は、支持体に取り付けられる揺動部材４５と、揺動部材４５を揺動させる係合部材４８と、揺動部材４５に固定される第２被検出部６２と、支持体に固定される第２検出部６１とを備えている。この回転機構では、回転体の回転範囲の１箇所または２箇所で、第１検出部５９によって第１被検出部６０が検出され、かつ、回転体の回転範囲の１箇所で、第２検出部６１のオンオフが切り替わる。また、この回転機構では、回転体を原点位置へ復帰させるときに、まず、第２検出部６１のオンオフが切り替わる位置まで回転体を回転させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持体に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な回転体を備える回転機構に関する。また、本発明は、かかる回転機構を備える産業用ロボットに関する。さらに、本発明は、支持体に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な回転体を原点位置に復帰させる回転体の原点位置復帰方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アーム部材と、このアーム部材に３６０°以上かつ７２０°未満回転可能に支持される回転軸と、回転軸を回転させる駆動モータとを備え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、回転軸に固定される検出片と、アーム部材に固定される原点センサとを備えている。この産業用ロボットでは、回転軸が原点位置にあるときに、原点センサによって検出片が検出されているが、回転軸が３６０°以上かつ７２０°未満回転するため、回転軸の回転範囲の２箇所で、原点センサによって検出片が検出される。したがって、この産業用ロボットでは、検出片および原点センサだけでは、回転軸が原点位置にあることを検出することはできない。
【０００３】
回転軸が原点位置にあることを検出するために、特許文献１に記載の産業用ロボットは、アーム部材に揺動自在に保持される揺動体と、揺動体の位置を検出する姿勢センサとを備えている。揺動体は、回転軸の回転に伴って揺動するため、この産業用ロボットでは、姿勢センサの検出結果と原点センサの検出結果とに基づいて、回転軸が原点位置にあることを検出している。すなわち、この産業用ロボットでは、姿勢センサがオフであるときに、原点センサで検出片が検出されても、回転体は原点位置にはなく、姿勢センサがオンであるときに、原点センサで検出片が検出されれば、回転軸が原点位置にあることが検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１７７５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の産業用ロボットにおいて、駆動用モータを駆動するモータコントローラは、通常、回転軸の回転位置を把握しているが、ロボットのエラー等の何からの原因で、モータコントローラが回転軸の回転位置を見失うことがある。モータコントローラが回転軸の回転位置を見失った場合には、回転軸を原点位置へ復帰させる必要がある。しかしながら、特許文献１には、アーム部材に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転する回転軸を原点位置へ復帰させる方法は開示されていない。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、支持体に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な回転体の原点位置がどの位置に設定されても回転体を短時間で確実に原点位置へ復帰させることが可能な回転機構を提供することにある。また、本発明の課題は、かかる回転機構を備える産業用ロボットを提供することにある。さらに、本発明の課題は、支持体に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な回転体の原点位置がどの位置に設定されても回転体を短時間で確実に原点位置へ復帰させることが可能となる回転体の原点位置復帰方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明の回転機構は、支持体と、支持体に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な回転体と、回転体を回転させるモータと、回転体の原点位置を検出するための第１検出機構および第２検出機構と、モータを制御するモータ制御手段とを備え、第１検出機構は、支持体または回転体のいずれか一方に固定または形成される第１被検出部と、支持体または回転体のいずれか他方に固定され第１被検出部を検出する第１検出部とを備え、第２検出機構は、支持体に揺動可能に取り付けられる揺動部材と、回転体に固定または形成されるとともに、揺動部材に係合して揺動部材を揺動させる係合部材と、揺動部材または支持体のいずれか一方に固定または形成される第２被検出部と、揺動部材または支持体のいずれか他方に固定され第２被検出部を検出する第２検出部とを備え、回転体の回転範囲の１箇所または２箇所で、第１検出部によって第１被検出部が検出されるように、第１被検出部および第１検出部が配置され、回転体の回転範囲の１箇所で、第２検出部のオンオフが切り替わるように、揺動部材が支持体に取り付けられ、モータ制御手段は、回転体を原点位置へ復帰させるときに、まず、第２検出部のオンオフが切り替わる位置まで回転体が回転するようにモータを制御することを特徴とする。
【０００８】
本発明の回転機構では、回転体の回転範囲の１箇所で、第２検出部のオンオフが切り替わるように、揺動部材が支持体に取り付けられ、モータ制御手段は、回転体を原点位置へ復帰させるときに、まず、第２検出部のオンオフが切り替わる位置まで回転体が回転するようにモータを制御している。そのため、第２検出部のオンオフが切り替わる回転体の回転範囲の１箇所を基準にして、一定の動作を行えば、回転体を原点位置へ確実に復帰させることが可能になる。したがって、まず、第１検出部で第１被検出部が検出されるまで回転体を回転させてから、第２検出部のオンオフ状態を確認することで回転体を原点位置へ復帰させる場合と比較して、本発明では、回転体の原点位置がどの位置に設定されても、回転体を短時間で確実に原点位置へ復帰させることが可能になる。
【０００９】
本発明において、モータ制御手段は、第２検出部のオンオフが切り替わる位置まで回転体が回転した後に、所定の第１回転方向へかつ第１検出部で第１被検出部が検出される範囲内へ回転体が回転し、その後、第１検出部で第１被検出部が検出されなくなるまで第１回転方向の逆方向となる第２回転方向へ回転体が回転し、かつ、その後、第１検出部で第１被検出部が検出されるまで第１回転方向へ回転体が回転するように、モータを制御して、回転体を原点位置へ復帰させることが好ましい。
【００１０】
このように構成すると、たとえば、第１検出部で第１被検出部が検出される位置であって、かつ、第２検出部のオンオフが切り替わる境界位置が回転体の原点位置であっても、回転体を原点位置へ適切に復帰させることが可能になる。すなわち、第１検出部で第１被検出部が検出される位置であって、かつ、第２検出部のオンオフが切り替わる境界位置が回転体の原点位置である場合には、第２検出部、第２被検出部および揺動部材等の製品精度や取付精度等の影響で、回転体が原点位置にあるときに、第２検出部がオンとなる回転機構があったり、第２検出部がオフとなる回転機構があったりする場合が生じ得る。そのため、第２検出部のオンオフ状態を利用して（具体的には、第２検出部がオンであること（あるいは、第２検出部がオフであること）を回転体が原点位置に復帰しているための条件として）、回転体を原点位置へ復帰させると、回転体を原点位置へ適切に復帰させることができない状況が生じ得るが、このように構成すると、第２検出部のオンオフ状態を利用せずに回転体を原点位置に復帰させることができる。したがって、第１検出部で第１被検出部が検出される位置であって、かつ、第２検出部のオンオフが切り替わる境界位置が回転体の原点位置であっても、回転体を原点位置へ適切に復帰させることが可能になる。
【００１１】
また、このように構成すると、一旦、第２回転方向へ回転体を回転させた後に、第１回転方向へ回転体を回転させて、回転体を原点位置へ復帰させているため、たとえば、第２回転方向へ回転体を回転させた後、第１回転方向へ回転体を回転させる際に、回転体の回転速度を下げることで、回転体を精度良く原点位置へ復帰させることが可能になる。
【００１２】
本発明において、たとえば、第２検出機構は、支持体に固定または形成されるとともに揺動部材に当接して揺動部材の一方側の揺動範囲を規制する第１規制部材と、支持体に固定または形成されるとともに揺動部材に当接して揺動部材の他方側の揺動範囲を規制する第２規制部材とを備え、係合部材は、揺動部材が第１規制部材に当接する第１規制位置と揺動部材が第２規制部材に当接する第２規制位置との間で揺動部材を揺動させ、第２検出機構は、第２被検出部と第２検出部とによって、揺動部材が第１規制位置または第２規制位置のいずれにあるのかを検出する。
【００１３】
本発明において、第２検出機構は、磁気吸引力または磁気反発力によって第１規制位置で揺動部材を保持する第１磁気保持機構と、磁気吸引力または磁気反発力によって第２規制位置で揺動部材を保持する第２磁気保持機構とを備えることが好ましい。このように構成すると、揺動部材のふらつきを防止することが可能になる。したがって、第２検出機構の検出精度を高めることが可能になる。また、このように構成すると、揺動部材がふらつかないように、第１規制位置や第２規制位置で揺動部材が保持されていても、第１規制位置や第２規制位置で揺動部材を保持するための部材を揺動部材に接触させる必要がない。そのため、第１規制位置と第２規制位置との間で揺動する揺動部材の揺動に伴う塵埃の発生や異音の発生を抑制することが可能になる。
【００１４】
本発明において、係合部材は、第１規制位置にある揺動部材を第１規制部材に押し付けるように揺動部材に当接可能であるとともに、第２規制位置にある揺動部材を第２規制部材に押し付けるように揺動部材に当接可能であることが好ましい。このように構成すると、揺動部材、係合部材、第１規制部材および第２規制部材を用いて、回転体の回転範囲を規制することができる。したがって、回転体の回転範囲を規制するための機構を別途、設ける必要がなくなり、回転機構の構成を簡素化することが可能になる。
【００１５】
本発明の回転機構は、産業用ロボットに用いることができる。この産業用ロボットは、本体部と、その基端側が本体部に回動可能に取り付けられる第１アームと、その基端側が第１アームの先端側に回動可能に取り付けられる支持体としての第２アームと、その基端側が第２アームの先端側に回転可能に取り付けられる回転体としての第３アームと、その基端側が第３アームの先端側に回転可能に取り付けられるハンドとを備えている。この産業用ロボットでは、第２アームに対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な第３アームの原点位置がどの位置に設定されても、第３アームを短時間で原点位置へ復帰させることが可能になる。
【００１６】
また、上記の課題を解決するため、本発明の回転体の原点位置復帰方法は、支持体と、支持体に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な回転体と、回転体の原点位置を検出するための第１検出機構および第２検出機構とを備え、第１検出機構は、支持体または回転体のいずれか一方に固定または形成される第１被検出部と、支持体または回転体のいずれか他方に固定され第１被検出部を検出する第１検出部とを備え、第２検出機構は、支持体に揺動可能に取り付けられる揺動部材と、回転体に固定または形成されるとともに、揺動部材に係合して揺動部材を揺動させる係合部材と、揺動部材または支持体のいずれか一方に固定または形成される第２被検出部と、揺動部材または支持体のいずれか他方に固定され第２被検出部を検出する第２検出部とを備え、回転体の回転範囲の１箇所または２箇所で、第１検出部によって第１被検出部が検出されるように、第１被検出部および第１検出部が配置され、回転体の回転範囲の１箇所で、第２検出部のオンオフが切り替わるように、揺動部材が支持体に取り付けられる回転機構における回転体の原点位置復帰方法であって、回転体を原点位置へ復帰させるときに、まず、第２検出部のオンオフが切り替わる位置まで回転体を回転させる第１回転ステップを実行することを特徴とする。
【００１７】
本発明の回転体の原点位置復帰方法では、回転体を原点位置へ復帰させるときに、まず、第２検出部のオンオフが切り替わる位置まで回転体を回転させる第１回転ステップを実行している。そのため、第２検出部のオンオフが切り替わる回転体の回転範囲の１箇所を基準にして、一定の動作を行えば、回転体を原点位置へ確実に復帰させることが可能になる。したがって、まず、第１検出部で第１被検出部が検出されるまで回転体を回転させてから、第２検出部のオンオフ状態を確認することで回転体を原点位置へ復帰させる場合と比較して、本発明では、回転体の原点位置がどの位置に設定されても、回転体を短時間で確実に原点位置へ復帰させることが可能になる。
【００１８】
本発明において、回転体の原点位置復帰方法は、第１回転ステップ後に、所定の第１回転方向へかつ第１検出部で第１被検出部が検出される範囲内へ回転体を回転させる第２回転ステップと、第２回転ステップ後に、第１検出部で第１被検出部が検出されなくなるまで第１回転方向の逆方向となる第２回転方向へ回転体を回転させる第３回転ステップと、第３回転ステップ後に、第１検出部で第１被検出部が検出されるまで回転体を第１回転方向へ回転させる第４回転ステップとを備えることが好ましい。このように構成すると、第２検出部のオンオフ状態を利用せずに回転体を原点位置に復帰させることができるため、たとえば、第１検出部で第１被検出部が検出される位置であって、かつ、第２検出部のオンオフが切り替わる境界位置が回転体の原点位置であっても、回転体を原点位置へ適切に復帰させることが可能になる。また、このように構成すると、第３回転ステップで、一旦、第２回転方向へ回転体を回転させた後に、第４回転ステップで、回転体を原点位置へ復帰させる際に、たとえば、回転体の回転速度を下げることで、回転体を精度良く原点位置へ復帰させることが可能になる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明の回転機構では、支持体に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な回転体の原点位置がどの位置に設定されても回転体を短時間で確実に原点位置へ復帰させることが可能になる。また、本発明の産業用ロボットでは、第２アームに対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な第３アームの原点位置がどの位置に設定されても第３アームを短時間で確実に原点位置へ復帰させることが可能になる。さらに、本発明の回転体の原点位置復帰方法を用いれば、支持体に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な回転体の原点位置がどの位置に設定されても回転体を短時間で確実に原点位置へ復帰させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態にかかる産業用ロボットの概略側面図である。
【図２】図１に示す産業用ロボットが使用される半導体製造システムの概略平面図である。
【図３】図１に示す第３アーム駆動機構の構成を説明するための縦断面図である。
【図４】図３のＥ−Ｅ方向から第３アーム駆動機構の構成を説明するための図である。
【図５】図３に示す第２検出機構の動作を説明するための図である。
【図６】図１に示す第３アームの回転範囲における第１検出機構の検出状態および第２検出機構の検出状態を説明するための図である。
【図７】図１に示す第３アームの回転角度と、光学式センサの検出範囲および近接センサの検出範囲との関係を説明するための図である。
【図８】図１に示す第３アームの原点位置復帰方法を説明するための図である。
【図９】本発明の他の実施の形態にかかる第３アームの原点位置および本発明の効果を説明するための図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態にかかる第３アームの回転角度と、光学式センサの検出範囲および近接センサの検出範囲との関係を説明するための図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態にかかる第３アームの回転角度と、光学式センサの検出範囲および近接センサの検出範囲との関係を説明するための図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態にかかる第３アームの原点位置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
（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の概略側面図である。図２は、図１に示す産業用ロボット１が使用される半導体製造システム１６の概略平面図である。
【００２３】
本形態の産業用ロボット１は、半導体ウエハ２（図２参照）を搬送するための多関節型のロボットである。この産業用ロボット１は、図１に示すように、本体部３と、本体部３に回動可能に取り付けられる第１アーム４と、第１アーム４に回動可能に取り付けられる第２アーム５と、第２アーム５に回転可能に取り付けられる第３アーム６と、第３アーム６に回転可能に取り付けられるハンド７、８とを備えている。なお、以下の説明では、産業用ロボット１を「ロボット１」とし、半導体ウエハ２を「ウエハ２」とする。
【００２４】
また、ロボット１は、第１アーム４および第２アーム５を回動させて第１アーム４と第２アーム５とからなるアーム部９を伸縮させるアーム部駆動機構１１と、第３アーム６を回転駆動する第３アーム駆動機構１２と、ハンド７を回転駆動するハンド駆動機構１３と、ハンド８を回転駆動するハンド駆動機構１４とを備えている。
【００２５】
図２に示すように、ロボット１は、たとえば、半導体製造システム１６に組み込まれて使用される。具体的には、ロボット１は、半導体製造システム１６の入り口に配置され、カセット１７に収納されているウエハ２を取り出して処理装置１８の中へウエハ２を収納する。
【００２６】
本体部３は、円筒状に形成されている。本体部３の内部には、第１アーム４を昇降させる昇降機構（図示省略）が収納されている。第１アーム４、第２アーム５および第３アーム６は、中空状に形成されている。第１アーム４の基端側は、本体部３に回動可能に取り付けられている。第２アーム５の基端側は、第１アーム４の先端側に回動可能に取り付けられている。第３アーム６の基端側は、第２アーム５の先端側に回転可能に取り付けられている。本形態では、上下方向において、本体部３と第１アーム４と第２アーム５と第３アーム６とが下側からこの順番で配置されている。
【００２７】
ハンド７は、図２に示すように、上下方向から見たときの形状が略Ｙ形状となるように形成されており、二股状になっているハンド７の先端部にウエハ２が搭載される。ハンド８は、ハンド７と同形状に形成されており、二股状になっているハンド８の先端部にウエハ２が搭載される。ハンド７、８の基端側は、第３アーム６の先端側に回転可能に取り付けられている。ハンド７、８は、上下方向で重なるように配置されている。また、ハンド７、８は、第３アーム６よりも上側に配置されている。
【００２８】
なお、図２では、ハンド８の図示を省略している。また、本形態のロボット１の動作時には、ハンド７とハンド８とが上下方向で重なる場合もあるが、ほとんどの場合、ハンド７とハンド８とは、上下方向で重なっていない。たとえば、図２の二点鎖線で示すように、ハンド７がカセット１７の中へ入り込んでいるときには、ハンド８は、本体部３側へ回転しており、カセット１７の中に入っていない。このときのハンド７に対するハンド８の回転角度は、たとえば、１２０°〜１５０°である。
【００２９】
アーム部駆動機構１１は、駆動源となる第１駆動用モータ２０と、第１駆動用モータ２０の動力を減速して第１アーム４に伝達するための第１減速機２１と、第１駆動用モータ２０の動力を減速して第２アーム５に伝達するための第２減速機２２と、第１減速機２１と第２減速機２２とを連結するプーリおよびベルト（図示省略）とを備えている。第１減速機２１は、たとえば、波動歯車装置であるハーモニックドライブ（登録商標）であり、本体部３と第１アーム４とを繋ぐ第１関節部を構成している。第２減速機２２は、たとえば、ハーモニックドライブ（登録商標）であり、第１アーム４と第２アーム５とを繋ぐ第２関節部を構成している。
【００３０】
第３アーム駆動機構１２は、駆動源となる第２駆動用モータ２４と、第２駆動用モータ２４の動力を減速して第３アーム６に伝達するための第３減速機２５とを備えている。第３アーム駆動機構１２の詳細な構成については、後述する。
【００３１】
ハンド駆動機構１３は、駆動源となるハンド駆動用モータ２７と、ハンド駆動用モータ２７の動力を減速してハンド７に伝達するためのハンド用減速機（図示省略）と、ハンド７とハンド用減速機とを連結するプーリおよびベルト（図示省略）とを備えている。ハンド駆動機構１４は、ハンド駆動機構１３と同様に、駆動源となるハンド駆動用モータ２８と、ハンド駆動用モータ２８の動力を減速してハンド８に伝達するためのハンド用減速機（図示省略）と、ハンド８とハンド用減速機とを連結するプーリおよびベルト（図示省略）とを備えている。ハンド用減速機は、たとえば、ハーモニックドライブ（登録商標）である。
【００３２】
以上のように構成されたロボット１では、第１駆動用モータ２０が駆動すると、図２に示すように、第３減速機２５の中心が直線Ｌ上を移動するように、アーム部９が伸縮する。また、第２駆動用モータ２４が駆動すると、第３減速機２５を中心にして、第３アーム６がアーム部９に対して相対回転する。さらに、ハンド駆動用モータ２７が駆動すると、ハンド７が第３アーム６に対して相対回転し、ハンド駆動用モータ２８が駆動すると、ハンド８が第３アーム６に対して相対回転する。
【００３３】
以上の動作を組み合わせて、ロボット１は、カセット１７に収納されているウエハ２を取り出して処理装置１８の中へウエハ２を収納する。なお、ロボット１がウエハ２を搬送する際には、本体部３の内部に配置された昇降機構によって、必要に応じて、アーム部９、第３アーム６およびハンド７、８が昇降する。
【００３４】
（第３アーム駆動機構の構成）
図３は、図１に示す第３アーム駆動機構１２の構成を説明するための縦断面図である。図４は、図３のＥ−Ｅ方向から第３アーム駆動機構１２の構成を説明するための図である。図５は、図３に示す第２検出機構３３の動作を説明するための図である。図６は、図１に示す第３アーム６の回転範囲における第１検出機構３２の検出状態および第２検出機構３３の検出状態を説明するための図である。図７は、図１に示す第３アーム６の回転角度と、光学式センサ６１の検出範囲および近接センサ５９の検出範囲との関係を説明するための図である。
【００３５】
第３アーム駆動機構１２は、上述の第２駆動用モータ２４および第３減速機２５に加えて、第３アーム６の原点位置を検出するための第１検出機構３２および第２検出機構３３を備えている。本形態の第２検出機構３３は、第２アーム５に対する第３アーム６の回転範囲を規制する機能も果たしている。
【００３６】
第２駆動用モータ２４（以下、「モータ２４」とする）は、サーボモータである。モータ２４には、モータ２４を制御するモータ制御手段としてのモータ制御部３０が接続されている（図１参照）。モータ２４は、第２アーム５の先端側に取り付けられている。具体的には、モータ２４は、第２アーム５の、第３減速機２５が配置された箇所よりも先端側に固定されている。モータ２４の出力軸には、プーリ３４が固定されている。
【００３７】
第３減速機２５は、第２アーム５と第３アーム６とを繋ぐ第３関節部を構成している。この第３減速機２５は、ハーモニックドライブ（登録商標）であり、図３に示すように、ウェーブジェネレータ３５と、サーキュラスプライン３６と、フレクスプライン３７とを備えている。フレクスプライン３７は、第３アーム６に固定されている。サーキュラスプライン３６は、第２アーム５の先端側に固定されている。ウェーブジェネレータ３５の下端には、プーリ３８が固定されている。このプーリ３８とモータ２４の出力軸に固定されるプーリ３４とには、ベルト３９が架け渡されている。このように、本形態では、ウェーブジェネレータ３５は、第３減速機２５の入力軸を構成し、フレクスプライン３７は、第３減速機２５の出力軸を構成している。
【００３８】
第２アーム５の先端側には、第３減速機２５の中心を通過するように配置される中空軸４０が上下方向を軸方向として固定されている。ウェーブジェネレータ３５は、中空軸４０の外周側に回転可能に配置されている。本形態では、中空軸４０の内周側を利用して、所定の配線が引き回されている。
【００３９】
第２検出機構３３は、第２アーム５に揺動可能に取り付けられる揺動部材（揺動コマ）４５と、揺動部材４５に当接して揺動部材４５の一方側の揺動範囲を規制する第１規制部材としてのストッパ４６と、揺動部材４５に当接して揺動部材４５の他方側の揺動範囲を規制する第２規制部材としてのストッパ４７と、揺動部材４５に係合して揺動部材４５を揺動させる係合部材としての係合ピン４８とを備えている。本形態では、第３アーム６は、第２アーム５に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能となっており、第２検出機構３３は、３６０°以上かつ７２０°未満回転する第３アーム６の回転範囲を規制している。なお、本形態の第３アーム６は、７００°程度回転可能となっている。
【００４０】
また、第２検出機構３３は、揺動部材４５がストッパ４６に当接する第１規制位置４５Ａ（図５（Ａ）参照）で、磁気吸引力によって、揺動部材４５を保持する第１磁気保持機構５１と、揺動部材４５がストッパ４７に当接する第２規制位置４５Ｂ（図５（Ｅ）参照）で、磁気吸引力によって、揺動部材４５を保持する第２磁気保持機構５２とを備えている。
【００４１】
係合ピン４８は、略円柱状に形成されている。この係合ピン４８は、所定の部材を介して、フレクスプライン３７の下面に固定されている。すなわち、係合ピン４８は、フレクスプライン３７等を介して第３アーム６に固定されている。係合ピン４８は、揺動部材４５に形成される後述の係合溝４５ａに係合して、第１規制位置４５Ａと第２規制位置４５Ｂとの間で揺動部材４５を揺動させる。
【００４２】
揺動部材４５は、非磁性材料で形成されるとともにブロック状に形成されている。この揺動部材４５は、第２アーム５に固定される支持軸５３に揺動可能に支持されており、支持軸５３を中心にして揺動可能となっている。支持軸５３は、上下方向を軸方向として、第２アーム５に固定されている。また、支持軸５３は、第３減速機２５の径方向外側で第２アーム５に固定されている。すなわち、図４に示すように、上下方向から見たときに、揺動部材４５の揺動中心は、第３アーム６とともに回転する係合ピン４８の中心の軌跡である仮想円Ｃの外側に配置されている。また、支持軸５３は、第３減速機２５よりも第２アーム５の基端側に配置されている。
【００４３】
揺動部材４５には、第１規制位置４５Ａと第２規制位置４５Ｂとの間で揺動部材４５が揺動する際に係合ピン４８が係合する係合溝４５ａが形成されている。係合溝４５ａは、上下方向から見たときの形状が略Ｕ形状となるように形成されており、係合溝４５ａの側面には、略半円弧状の凹曲面４５ｂが形成されている。凹曲面４５ｂの内径は、係合ピン４８の外径と略等しくなっている。なお、上下方向から見たときの係合溝４５ａが略Ｕ形状に形成されているため、本形態の揺動部材４５は、上下方向から見たときの形状が略Ｕ形状となるように形成されている。
【００４４】
ストッパ４６、４７は、略円柱状に形成されている。ストッパ４６は、揺動部材４５の揺動方向における揺動部材４５の一方の側面に当接可能となるように、第２アーム５に固定され、ストッパ４７は、揺動部材４５の揺動方向における揺動部材４５の他方の側面に当接可能となるように、第２アーム５に固定されている。また、揺動部材４５の揺動角度が、たとえば、２０°〜３０°程度となるように、ストッパ４６、４７が第２アーム５に固定されている。
【００４５】
係合ピン４８は、図５（Ａ）に示すように、ストッパ４６に揺動部材４５の一方の側面を押し付けるように、第１規制位置４５Ａにある揺動部材４５の他方の側面に当接可能となっており、ストッパ４６に揺動部材４５の一方の側面を押し付けるように、第１規制位置４５Ａにある揺動部材４５の他方の側面に係合ピン４８が当接すると、フレクスプライン３７等を介して係合ピン４８が固定される第３アーム６の一方側の回転範囲が規制される。また、係合ピン４８は、図５（Ｅ）に示すように、ストッパ４７に揺動部材４５の他方の側面を押し付けるように、第２規制位置４５Ｂにある揺動部材４５の一方の側面に当接可能となっており、ストッパ４７に揺動部材４５の他方の側面を押し付けるように、第２規制位置４５Ｂにある揺動部材４５の一方の側面に係合ピン４８が当接すると、第３アーム６の他方側の回転範囲が規制される。
【００４６】
図５（Ａ）に示す状態から、第３アーム６が図５の時計方向へ回転して、係合ピン４８が第３減速機２５の中心に対してたとえば３３０°程度回転すると、図５（Ｂ）に示すように、係合ピン４８は、係合溝４５ａの側面に当接し、その後、図５（Ｃ）に示すように、係合溝４５ａに係合する。係合ピン４８が係合溝４５ａの側面に当接して係合溝４５ａに係合すると、図５（Ｂ）〜（Ｄ）に示すように、揺動部材４５は、第３アーム６の回転に伴って、第１規制位置４５Ａから第２規制位置４５Ｂへ回動する。また、第１規制位置４５Ａから第２規制位置４５Ｂへ揺動部材４５が回動する過程で、図５（Ｄ）に示すように、係合ピン４８は、係合溝４５ａから外れる。また、さらに、第３アーム６が図５の時計方向へたとえば３３０°程度回転すると、図５（Ｅ）に示すように、揺動部材４５の一方の側面に係合ピン４８が当接して、第３アーム６の時計方向への回転が規制される。
【００４７】
同様に、図５（Ｅ）に示す状態から、第３アーム６が図５の反時計方向へ回転して、係合ピン４８が第３減速機２５の中心に対してたとえば３３０°程度回転すると、係合ピン４８は、係合溝４５ａの側面に当接し、その後、図５（Ｃ）に示すように、係合溝４５ａに係合する。係合ピン４８が係合溝４５ａの側面に当接して係合溝４５ａに係合すると、図５（Ｄ）〜（Ｂ）に示すように、揺動部材４５は、第３アーム６の回転に伴って、第２規制位置４５Ｂから第１規制位置４５Ａへ回動する。また、第２規制位置４５Ｂから第１規制位置４５Ａへ揺動部材４５が回動する過程で、図５（Ｂ）に示すように、係合ピン４８は、係合溝４５ａから外れる。また、さらに、第３アーム６が図５の反時計方向へたとえば３３０°程度回転すると、図５（Ａ）に示すように、揺動部材４５の他方の側面に係合ピン４８が当接して、第３アーム６の反時計方向への回転が規制される。
【００４８】
このように、本形態では、図５の時計方向へ第３アーム６が回転する場合、第１規制位置４５Ａに揺動部材４５があれば、係合ピン４８が揺動部材４５の配置箇所に到達しても、係合ピン４８は、揺動部材４５を第２規制位置４５Ｂへ回動させながら、揺動部材４５の配置箇所を通過することができるため、第３アーム６は、さらに回転することができる。一方、図５の時計方向へ第３アーム６が回転する場合、第２規制位置４５Ｂに揺動部材４５があれば、係合ピン４８が揺動部材４５の配置箇所に到達すると、ストッパ４７に当接する揺動部材４５に係合ピン４８が当接して、第３アーム６は、それ以上回転できなくなる。
【００４９】
また、図５の反時計方向へ第３アーム６が回転する場合、第２規制位置４５Ｂに揺動部材４５があれば、係合ピン４８が揺動部材４５の配置箇所に到達しても、係合ピン４８は、揺動部材４５を第１規制位置４５Ａへ回動させながら、揺動部材４５の配置箇所を通過することができるため、第３アーム６は、さらに回転することができる。一方、図５の反時計方向へ第３アーム６が回転する場合、第１規制位置４５Ａに揺動部材４５があれば、係合ピン４８が揺動部材４５の配置箇所に到達すると、ストッパ４６に当接する揺動部材４５に係合ピン４８が当接して、第３アーム６は、それ以上回転できなくなる。
【００５０】
なお、本形態では、第１規制位置４５Ａと第２規制位置４５Ｂとの間に揺動部材４５があるときには、図５（Ｃ）に示すように、凹曲面４５ｂの比較的広い範囲に係合ピン４８の外周面が接触するように、揺動部材４５と係合ピン４８とが係合しており、上下方向から見たときに、凹曲面４５ｂの曲率中心と係合ピン４８の中心とが略一致している。また、本形態では、第２アーム５は、３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な第３アーム６を支持する支持体であり、第３アーム６は、３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な回転体である。
【００５１】
第１磁気保持機構５１は、揺動部材４５に固定される磁性部材５５と、第２アーム５に固定される永久磁石５６とから構成されている。第２磁気保持機構５２も、第１磁気保持機構５１と同様に、揺動部材４５に固定される磁性部材５７と、第２アーム５に固定される永久磁石５８とから構成されている。
【００５２】
磁性部材５５、５７は、略円柱状に形成されており、揺動部材４５の下面に固定されている。また、磁性部材５５、５７は、磁性部材５５と磁性部材５７とによって係合溝４５ａを挟むように、係合溝４５ａの両側のそれぞれで揺動部材４５に固定されている。永久磁石５６、５８は、略円柱状に形成されている。永久磁石５６は、ストッパ４６に隣接するように第２アーム５に固定され、永久磁石５８は、ストッパ４７に隣接するように第２アーム５に固定されている。また、上下方向において、磁性部材５５、５７の下面と永久磁石５６、５８の上面との間に隙間が形成されるように、永久磁石５６、５８は、第２アーム５に固定されている。
【００５３】
図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、揺動部材４５が第１規制位置４５Ａにあるときには、上下方向から見たときに磁性部材５５の一部と永久磁石５６の一部とが重なっており、磁性部材５５と永久磁石５６との間に生じる磁気吸引力によって、揺動部材４５が第１規制位置４５Ａで保持されている。なお、揺動部材４５が第１規制位置４５Ａにあるときには、ストッパ４６に揺動部材４５の一方の側面が押し付けられるような磁気吸引力が生じるように、上下方向から見たときの磁性部材５５の中心と永久磁石５６の中心とがずれている。
【００５４】
また、図５（Ｄ）、（Ｅ）に示すように、揺動部材４５が第２規制位置４５Ｂにあるときには、上下方向から見たときに磁性部材５７の一部と永久磁石５８の一部とが重なっており、磁性部材５７と永久磁石５８との間に生じる磁気吸引力によって、揺動部材４５が第２規制位置４５Ｂで保持されている。なお、揺動部材４５が第２規制位置４５Ｂにあるときには、ストッパ４７に揺動部材４５の他方の側面が押し付けられるような磁気吸引力が生じるように、上下方向から見たときの磁性部材５７の中心と永久磁石５８の中心とがずれている。
【００５５】
また、第２検出機構３３は、発光素子と受光素子とが対向するように配置される光学式センサ６１と、揺動部材４５に固定される遮光部材６２とを備えている。光学式センサ６１は、第２アーム５に固定されている。遮光部材６２は、光学式センサ６１の発光素子と受光素子との間を遮ることが可能となるように、揺動部材４５に固定されている。本形態の遮光部材６２は、第２被検出部であり、光学式センサ６１は、第２被検出部である遮光部材６２を検出する第２検出部である。
【００５６】
本形態では、図５（Ａ）に示すように、揺動部材４５が第１規制位置４５Ａにあるときに、遮光部材６２が光学式センサ６１の発光素子と受光素子との間を遮り、図５（Ｅ）に示すように、揺動部材４５が第２規制位置４５Ｂにあるときに、遮光部材６２が光学式センサ６１の発光素子と受光素子との間から外れている。すなわち、本形態では、第３アーム６の回転範囲の１箇所で、光学式センサ６１のオンオフが切り替わるように、揺動部材４５が第２アーム５に取り付けられている。具体的には、第３アーム６の回転範囲の中心位置で、光学式センサ６１のオンオフが切り替わるように、揺動部材４５が第２アーム５に取り付けられている。
【００５７】
また、本形態では、揺動部材４５が第１規制位置４５Ａにあるときに、遮光部材６２が光学式センサ６１の発光素子と受光素子との間を遮り、揺動部材４５が第２規制位置４５Ｂにあるときに、遮光部材６２が光学式センサ６１の発光素子と受光素子との間から外れるため、光学式センサ６１と遮光部材６２とによって、揺動部材４５が第１規制位置４５Ａまたは第２規制位置４５Ｂのいずれにあるのかが検出される。
【００５８】
第１検出機構３２は、第２アーム５に固定される近接センサ５９と、第３アーム６に固定される磁性部材６０とを備えている。近接センサ５９は、揺動部材４５と近接センサ５９とによって第３減速機２５を挟むように、第２アーム５に固定されている。すなわち、近接センサ５９は、第３減速機２５よりも第２アーム５の先端側で第２アーム５に固定されている。また、近接センサ５９は、その検出面が上側を向くように、第２アーム５に固定されている。磁性部材６０は、平板状に形成され、近接センサ５９の検出面の上側を通過するように第３アーム６に固定されている。また、磁性部材６０は、略円弧状に形成されており、第２アーム５に対する第３アーム６の所定の回転角度の範囲内で、近接センサ５９が磁性部材６０を検出できるようになっている。本形態の磁性部材６０は、第１被検出部であり、近接センサ５９は、第１被検出部である磁性部材６０を検出する第１検出部である。
【００５９】
本形態では、第３アーム６は、アルミ等の非磁性材料で形成されており、近接センサ５９によって磁性部材６０が検出されることで、第２アーム５に対して第３アーム６が所定の状態にあることが検出される。また、本形態では、第３アーム６の回転範囲の２箇所で、近接センサ５９によって磁性部材６０が検出されるように、近接センサ５９および磁性部材６０が配置されている。
【００６０】
また、本形態では、図６（Ａ）に示すように、近接センサ５９で磁性部材６０が検出される位置であって、かつ、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる境界位置が第３アーム６の原点位置である。より具体的には、近接センサ５９のオンオフが切り替わる境界位置であって、かつ、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる境界位置が第３アーム６の原点位置であり、第３アーム６の原点位置がこのような位置になるように、近接センサ５９、磁性部材６０、光学式センサ６１および遮光部材６２が配置されている。
【００６１】
上述のように、本形態の第３アーム６は、７００°程度回転可能となっており、かつ、第３アーム６の回転範囲の中心位置で、光学式センサ６１のオンオフが切り替わるように、揺動部材４５が第２アーム５に取り付けられている。すなわち、第３アーム６は、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる境界位置を中心にして、時計方向へ３５０°程度回転可能であるとともに、反時計方向へ３５０°程度回転可能である。また、上述のように、磁性部材６０は、略円弧状に形成されている。具体的には、磁性部材６０は、第３減速機２５の中心（すなわち、第３アーム６の回転中心）を曲率中心とする略円弧状に形成されており、磁性部材６０の中心角θ（図６（Ａ）参照）は４４°程度となっている。さらに、図６における時計回りの回転方向を「時計方向」とし、図６における反時計回りの回転方向を「反時計方向」とすると、本形態では、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる境界位置に第３アーム６があるときに、磁性部材６０の反時計方向端側が近接センサ５９にかかるように、近接センサ５９および磁性部材６０が配置されている。
【００６２】
そのため、図６（Ａ）に示す原点位置と、揺動部材４５に係合ピン４８が当接して第３アーム６の反時計方向への回転が規制される位置（図６（Ｃ）に示す位置）との間で、第３アーム６が回転する場合、第３アーム６が原点位置から４４°回転した位置（図６（Ｂ）に示す位置）と原点位置との間では、近接センサ５９は磁性部材６０を検出しており、オンとなる。また、第３アーム６が原点位置から４４°回転した位置（図６（Ｂ）に示す位置）と第３アーム６の反時計方向への回転が規制される位置（図６（Ｃ）に示す位置）との間では、近接センサ５９はオフになる。また、原点位置と第３アーム６の反時計方向への回転が規制される位置との間で、第３アーム６が回転する場合には、光学式センサ６１はオンとなる。
【００６３】
また、図６（Ａ）に示す原点位置と、揺動部材４５に係合ピン４８が当接して第３アーム６の時計方向への回転が規制される位置（図６（Ｅ）に示す位置）との間で、第３アーム６が回転する場合、第３アーム６が原点位置から３１６°回転した位置（図６（Ｄ）に示す位置）と原点位置との間では、近接センサ５９はオフとなり、第３アーム６が原点位置から３１６°回転した位置（図６（Ｄ）に示す位置）と第３アーム６の時計方向への回転が規制される位置（図６（Ｅ）に示す位置）との間では、近接センサ５９はオンとなる。また、原点位置と第３アーム６の時計方向への回転が規制される位置との間で、第３アーム６が回転する場合には、光学式センサ６１はオフとなる。
【００６４】
光学式センサ６１のオンオフが切り替わる境界位置での第３アーム６の回転角度を「０」とするとともに、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる境界位置と第３アーム６の反時計方向への回転が規制される位置との間における第３アーム６の回転角度をプラスの角度とし、かつ、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる境界位置と第３アーム６の時計方向への回転が規制される位置との間における第３アーム６の回転角度をマイナスの角度とする場合、第３アーム６の回転角度と、光学式センサ６１の検出範囲および近接センサ５９の検出範囲との関係をまとめると図７のようになる。
【００６５】
なお、本形態では、第２アーム５、第３アーム６、モータ２４、モータ制御部３０、第１検出機構３２および第２検出機構３３等によって、回転機構が構成されている。
【００６６】
（第３アームの原点位置復帰方法）
図８は、図１に示す第３アーム６の原点位置復帰方法を説明するための図である。
【００６７】
上述のように、第３アーム６は、第２アーム５に対して７００°程度回転可能となっており、かつ、第３アーム６の回転範囲内において、第３アーム６が原点位置から４４°回転した位置と原点位置との間、および、第３アーム６が原点位置から３１６°回転した位置と第３アーム６の時計方向への回転が規制される位置との間で、近接センサ５９によって磁性部材６０が検出されるように、近接センサ５９および磁性部材６０が配置されている。そのため、近接センサ５９によって磁性部材６０が検出された瞬間の状態としては、図６（Ａ）に示すように、第３アーム６が原点位置にある状態と、図６（Ｄ）に示すように、揺動部材４５が第２規制位置４５Ｂにある状態との２つの状態がある。すなわち、本形態では、第１検出機構３２のみでは、第３アーム６の原点位置を検出することができない。
【００６８】
ここで、モータ制御部３０は、通常の運転時には、モータ２４の回転位置（すなわち、第３アーム６の回転位置）を把握しているが、ロボット１のエラー等の何からの原因で、モータ制御部３０が第３アーム６の回転位置を見失うことがある。この場合、第３アーム６を原点位置へ復帰させる必要があるが、第１検出機構３２のみでは、第３アーム６の原点位置を的確に検出することができないため、第１検出機構３２のみを用いて、第３アーム６を原点位置へ復帰させることができない。そこで、本形態では、第１検出機構３２と第２検出機構３３とを用いて、第３アーム６を原点位置へ復帰させる。具体的には、以下のように、第３アーム６を原点位置へ復帰させる。
【００６９】
第３アーム６を原点位置へ復帰させるときには、まず、光学式センサ６１の検出状態に基づいて、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる位置まで第３アーム６を回転させる（第１回転ステップ）。すなわち、モータ制御部３０は、第３アーム６を原点位置へ復帰させるときに、まず、光学式センサ６１の検出状態を確認するとともに、光学式センサ６１の検出状態に基づいて、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる位置まで第３アーム６が回転するようにモータ２４を制御する。
【００７０】
具体的には、第３アーム６を原点復帰させようとしたときの状態が、図８（Ａ）に示すように、第２規制位置４５Ｂに揺動部材４５がある状態で、光学式センサ６１がオフのときには、図８（Ｃ）に示すように、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる位置まで第３アーム６を反時計方向へ回転させる。一方、第３アーム６を原点復帰させようとしたときの状態が、図８（Ｂ）に示すように、第１規制位置４５Ａに揺動部材４５がある状態で、光学式センサ６１がオンのときには、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる位置まで第３アーム６を時計方向へ回転させる。
【００７１】
その後、図８（Ｄ）に示すように、反時計方向へ第３アーム６を回転させるとともに、近接センサ５９で磁性部材６０が検出される範囲内へ第３アーム６を回転させる（第２回転ステップ）。すなわち、図７に示すように、第３アーム６のプラスの回転角度の範囲内で近接センサ５９がオンとなる「オン側」へ第３アーム６を回転させるとともに、近接センサ５９がオンしている範囲内へ第３アーム６を回転させる。すなわち、モータ制御部３０は、反時計方向へ、かつ、近接センサ５９で磁性部材６０が検出される範囲内へ第３アーム６が回転するように、モータ２４を制御する。
【００７２】
その後、図８（Ｅ）に示すように、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されなくなるまで所定角度、時計方向へ第３アーム６を回転させる（第３回転ステップ）。すなわち、図７に示すように、「オン側」の反対側となる「オフ側」へ第３アーム６を回転させるとともに、少なくとも、近接センサ５９がオンからオフへ切り替わるまで、所定角度、第３アーム６を回転させる。すなわち、モータ制御部３０は、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されなくなるまで所定角度、時計方向へ第３アーム６が回転するように、モータ２４を制御する。本形態では、たとえば、１０°程度、時計方向へ第３アーム６を回転させる。
【００７３】
その後、図８（Ｃ）に示すように、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されるまで（すなわち、近接センサ５９がオフからオンへ再び切り替わるまで）第３アーム６を反時計方向に回転させる（第４回転ステップ）。すなわち、モータ制御部３０は、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されるまで第３アーム６が反時計方向へ回転するように、モータ２４を制御する。第４回転ステップが終了すると、第３アーム６は、原点位置へ復帰する。
【００７４】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、第３アーム６の回転範囲の１箇所で、光学式センサ６１のオンオフが切り替わるように、揺動部材４５が第２アーム５に取り付けられている。また、本形態では、第３アーム６を原点位置へ復帰させるときに、まず、第１回転ステップで、光学式センサ６１の検出状態に基づいて、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる位置まで第３アーム６を回転させ、その後の第２回転ステップで、反時計方向へ第３アーム６を回転させるとともに、近接センサ５９で磁性部材６０が検出される範囲内へ第３アーム６を回転させ、その後の第３回転ステップで、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されなくなる位置まで時計方向へ第３アーム６を回転させ、その後の第４回転ステップで、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されるまで第３アーム６を反時計方向に回転させている。
【００７５】
そのため、近接センサ５９のオンオフが切り替わる境界位置であって、かつ、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる境界位置が第３アーム６の原点位置であっても、第３アーム６を原点位置へ適切に復帰させることが可能になる。すなわち、近接センサ５９のオンオフが切り替わる境界位置であって、かつ、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる境界位置が第３アーム６の原点位置である場合には、光学式センサ６１、遮光部材６２および揺動部材４５の製品精度や取付精度、あるいは、光学式センサ６１の応答精度等の影響で、第３アーム６が原点位置にあるときの光学式センサ６１の検出状態が不安定になるおそれがある。そのため、たとえば、近接センサ５９のオンオフ状態と、光学式センサ６１のオンオフ状態とを利用して、第３アーム６を原点位置へ復帰させると、第３アーム６を原点位置へ適切に復帰させることができない状況が生じ得る。本形態では、光学式センサ６１のオンオフ状態にかかわらず、第３アーム６を原点位置に復帰させることができるため、近接センサ５９のオンオフが切り替わる境界位置であって、かつ、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる境界位置が第３アーム６の原点位置であっても、第３アーム６を原点位置へ適切に復帰させることが可能になる。
【００７６】
また、本形態では、第４回転ステップで、第３アーム６を原点位置へ復帰させる際の第３アーム６の回転速度を下げることで、第３アーム６を精度良く原点位置へ復帰させることが可能になる。
【００７７】
また、本形態では、第３アーム６を原点位置へ復帰させるときに、まず、第１回転ステップで、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる位置まで第３アーム６を回転させているため、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる第３アーム６の回転範囲の１箇所を基準にして、一定の動作（すなわち、第２回転ステップから第４回転ステップまでの動作）を行えば、第３アーム６を原点位置へ確実に復帰させることができる。したがって、本形態では、第３アーム６を短時間で確実に原点位置へ復帰させることが可能になる。
【００７８】
本形態では、第１磁気保持機構５１の磁気吸引力によって、揺動部材４５が第１規制位置４５Ａで保持され、第２磁気保持機構５２の磁気吸引力によって、揺動部材４５が第２規制位置４５Ｂで保持されている。そのため、本形態では、揺動部材４５のふらつきを防止して、第２検出機構３３の検出精度を高めることが可能になる。また、磁気吸引力によって揺動部材４５が保持されているため、揺動部材４５がふらつかないように、第１規制位置４５Ａや第２規制位置４５Ｂで揺動部材４５が保持されていても、第１規制位置４５Ａや第２規制位置４５Ｂで揺動部材４５を保持するための部材を揺動部材４５に接触させる必要がない。そのため、本形態では、第１規制位置４５Ａと第２規制位置４５Ｂとの間で揺動する揺動部材４５の揺動に伴う塵埃の発生や異音の発生を抑制することが可能になる。
【００７９】
本形態では、係合ピン４８は、ストッパ４６に揺動部材４５の一方の側面を押し付けるように、第１規制位置４５Ａにある揺動部材４５の他方の側面に当接可能であるとともに、ストッパ４７に揺動部材４５の他方の側面を押し付けるように、第２規制位置４５Ｂにある揺動部材４５の一方の側面に当接可能であり、第２検出機構３３は、第２アーム５に対する第３アーム６の回転範囲を規制する機能も果たしている。そのため、本形態では、第３アーム６の回転範囲を規制するための機構を別途、設ける必要がない。したがって、本形態では、ロボット１の構成を簡素化することが可能になる。
【００８０】
（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。
【００８１】
上述した形態では、近接センサ５９のオンオフが切り替わる境界位置であって、かつ、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる境界位置が第３アーム６の原点位置となっている。この他にもたとえば、図９（Ａ）に示すように、光学式センサ６１がオンであるとともに、第１規制位置４５Ａにある揺動部材４５の他方の側面に係合ピン４８が到達していない位置であって、かつ、近接センサ５９のオンオフが切り替わる境界位置が第３アーム６の原点位置であっても良い。この場合には、第３アーム６の回転角度と、光学式センサ６１の検出範囲および近接センサ５９の検出範囲との関係をまとめると図１０のようになる。
【００８２】
この場合、モータ制御部３０が第３アーム６の回転位置を見失って、第３アーム６を原点位置へ復帰させるときには、上述の第１回転ステップから第４回転ステップまでを順次実行して、第３アーム６を原点位置へ復帰させれば良い。また、この場合には、第３アーム６を原点位置へ復帰させるときに、第１回転ステップを実行した後、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されるまで第３アーム６を反時計方向に回転させて、第３アーム６を原点位置へ復帰させても良い。
【００８３】
なお、図９（Ａ）に示す原点位置へ第３アーム６を復帰させようとしたときの状態としては、図９（Ｂ）に示すように、光学式センサ６１がオンであって、かつ、近接センサ５９の時計方向側に磁性部材６０が配置されている状態、および、図９（Ｃ）に示すように、光学式センサ６１がオンであって、かつ、近接センサ５９の反時計方向側に磁性部材６０が配置されている状態が考えられる。
【００８４】
ここで、まず、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されるまで第３アーム６を回転させ、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されたときの光学式センサ６１のオンオフ状態を確認することで、図９（Ｂ）に示す状態から第３アーム６を原点位置へ復帰させる場合、第３アーム６を反時計方向へ回転させれば、短時間で第３アーム６を原点位置へ復帰させることが可能であるが、第３アーム６を時計方向へ回転させると、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されたときの第３アーム６の状態は、図９（Ｄ）に示す状態となるため、再度、第３アーム６を反時計方向へ回転させないと、第３アーム６を原点位置へ復帰させることができない。
【００８５】
また、この方法で、図９（Ｃ）に示す状態から第３アーム６を原点位置へ復帰させる場合、第３アーム６を時計方向へ回転させれば、短時間で第３アーム６を原点位置へ復帰させることが可能であるが、第３アーム６を反時計方向へ回転させると、図９（Ｅ）に示すように、第２規制位置４５Ｂにある揺動部材４５の側面に係合ピン４８が当接するため、再度、第３アーム６を時計方向へ回転させないと、第３アーム６を原点位置へ復帰させることができない。
【００８６】
また、図９（Ｂ）に示す状態、および、図９（Ｃ）に示す状態では、いずれも光学式センサ６１がオンであるため、光学式センサ６１のオンオフ状態を利用して、第３アーム６を原点位置へ復帰させるための回転方向を定めることができない。そのため、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されるまで第３アーム６を回転させ、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されたときの光学式センサ６１のオンオフ状態を確認することで、第３アーム６を原点位置へ復帰させる場合には、第３アーム６の原点位置によっては、短時間で確実に第３アーム６を原点位置へ復帰させることができない。
【００８７】
これに対して、第３アーム６を原点位置へ復帰させるときに、まず、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる位置まで第３アーム６を回転させる場合には、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる第３アーム６の回転範囲の１箇所を基準にして、一定の動作を行えば、第３アーム６を確実に原点位置へ復帰させることができる。すなわち、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されるまで第３アーム６を回転させ、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されたときの光学式センサ６１のオンオフ状態を確認することで、第３アーム６を原点位置へ復帰させる場合と比較して、第３アーム６を原点位置へ復帰させるときに、まず、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる位置まで第３アーム６を回転させる場合には、第３アーム６の原点位置がどの位置に設定されても、第３アーム６を短時間で確実に原点位置へ復帰させることが可能になる。
【００８８】
また、図９（Ｄ）に示すように、光学式センサ６１がオフであるとともに、第２規制位置４５Ｂにある揺動部材４５の一方の側面に係合ピン４８が到達していない位置であって、かつ、近接センサ５９のオンオフが切り替わる境界位置が第３アーム６の原点位置であっても良い。この場合には、第３アーム６の回転角度と、光学式センサ６１の検出範囲および近接センサ５９の検出範囲との関係をまとめると図１１のようになる。
【００８９】
この場合、モータ制御部３０が第３アーム６の回転位置を見失って、第３アーム６を原点位置へ復帰させるときには、まず、光学式センサ６１の検出状態に基づいて、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる位置まで第３アーム６を回転させる（第１回転ステップ）。その後、時計方向へ第３アーム６を回転させるとともに、近接センサ５９で磁性部材６０が検出される範囲内へ第３アーム６を回転させる（第２回転ステップ）。すなわち、図１１に示すように、第３アーム６のマイナスの回転角度の範囲内で近接センサ５９がオンとなる「オン側」へ第３アーム６を回転させるとともに、近接センサ５９がオンしている範囲内へ第３アーム６を回転させる。その後、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されなくなるまで所定角度、反時計方向へ第３アーム６を回転させる（第３回転ステップ）。すなわち、図１１に示すように、「オン側」の反対側となる「オフ側」へ第３アーム６を回転させるとともに、少なくとも、近接センサ５９がオンからオフへ切り替わるまで、所定角度、第３アーム６を回転させる。その後、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されるまで第３アーム６を反時計方向に回転させる（第４回転ステップ）と、第３アーム６は、原点位置へ復帰する。また、この場合には、第３アーム６を原点位置へ復帰させるときに、上記の第１回転ステップを実行した後、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されるまで第３アーム６を時計方向に回転させて、第３アーム６を原点位置へ復帰させても良い。
【００９０】
また、図１２に示すように、光学式センサ６１がオンであるとともに、第１規制位置４５Ａにある揺動部材４５の他方の側面に係合ピン４８が当接している位置であって、かつ、近接センサ５９のオンオフが切り替わる境界位置が第３アーム６の原点位置であっても良い。なお、この場合には、光学式センサ６１のオンオフ状態を利用して、第３アーム６を原点位置へ復帰させるための回転方向を定めることができるため、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されるまで第３アーム６を回転させ、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されたときの光学式センサ６１のオンオフ状態を確認することで、第３アーム６を原点位置へ復帰させる場合であっても、短時間で確実に第３アーム６を原点位置へ復帰させることが可能になる。
【００９１】
上述した形態では、第３アーム６の回転範囲の２箇所で、近接センサ５９によって磁性部材６０が検出されるように、近接センサ５９および磁性部材６０が配置されている。この他にもたとえば、第３アーム６の回転範囲の１箇所で、近接センサ５９によって磁性部材６０が検出されるように、近接センサ５９および磁性部材６０が配置されても良い。
【００９２】
上述した形態では、第２回転ステップで、反時計方向へ第３アーム６を回転させるとともに、近接センサ５９で磁性部材６０が検出される範囲内へ第３アーム６を回転させている。この他にもたとえば、第２回転ステップで、反時計方向へ第３アーム６を回転させるとともに、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されなくなるまで所定角度、第３アーム６を回転させても良い。この場合には、第３回転ステップで、時計方向へ第３アーム６を回転させるとともに、近接センサ５９で磁性部材６０が検出された後、再び、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されなくなるまで所定角度、第３アーム６を回転させれば良い。
【００９３】
上述した形態では、近接センサ５９が第２アーム５に固定され、磁性部材６０が第３アーム６に固定されているが、近接センサ５９が第３アーム６に固定され、磁性部材６０が、第２アーム５に固定されても良い。また、上述した形態では、光学式センサ６１が第２アーム５に固定され、遮光部材６２が揺動部材４５に固定されているが、光学式センサ６１が揺動部材４５に固定され、遮光部材６２が第２アーム５に固定されても良い。また、上述した形態では、第１検出機構３２は、近接センサ５９を備えているが、第１検出機構３２は、近接センサ５９に代えて、光学式センサ等の他のセンサを備えていても良い。同様に、第２検出機構３３は、光学式センサ６１に代えて、近接センサ等の他のセンサを備えていても良い。
【００９４】
上述した形態では、磁性部材５５が揺動部材４５に固定され、永久磁石５６が第２アーム５に固定されているが、磁性部材５５が第２アーム５に固定され、永久磁石５６が揺動部材４５に固定されても良い。同様に、上述した形態では、磁性部材５７が揺動部材４５に固定され、永久磁石５８が第２アーム５に固定されているが、磁性部材５７が第２アーム５に固定され、永久磁石５８が揺動部材４５に固定されても良い。また、揺動部材４５が磁性材料で形成されているのであれば、揺動部材４５に磁性部材５５、５７が固定されていなくても良い。
【００９５】
また、第１磁気保持機構５１および第２磁気保持機構５２は、磁性部材５５、５７に代えて、揺動部材４５に固定される永久磁石を備えていても良い。この場合には、たとえば、揺動部材４５に固定される永久磁石と、永久磁石５６、５８との間に生じる磁気吸引力によって、第１規制位置４５Ａや第２規制位置４５Ｂで揺動部材４５が保持されるように、揺動部材４５に固定される永久磁石が着磁され、配置される。あるいは、揺動部材４５に固定される永久磁石と、永久磁石５６、５８との間に生じる磁気反発力によって、第１規制位置４５Ａや第２規制位置４５Ｂで揺動部材４５が保持されるように、揺動部材４５に固定される永久磁石が着磁され、配置される。
【００９６】
上述した形態では、第２検出機構３３は、第２アーム５に対する第３アーム６の回転範囲を規制する機能も果たしている。この他にもたとえば、第２アーム５に対する第３アーム６の回転範囲を規制する機構が別途、設けられても良い。
【００９７】
上述した形態では、第１検出機構３２および第２検出機構３３は、第３アーム６の原点位置を検出するために設けられている。この他にもたとえば、本体部３に対して第１アーム４が３６０°以上かつ７２０°未満回転する場合には、第１検出機構３２および第２検出機構３３を用いて、第１アーム４の原点位置を検出しても良い。また、第１アーム４に対して第２アーム５が３６０°以上かつ７２０°未満回転する場合には、第１検出機構３２および第２検出機構３３を用いて、第２アーム５の原点位置を検出しても良い。さらに、第３アーム６に対してハンド７、８が３６０°以上かつ７２０°未満回転する場合には、第１検出機構３２および第２検出機構３３を用いて、ハンド７、８の原点位置を検出しても良い。
【００９８】
上述した形態では、ロボット１は、半導体ウエハ２を搬送するためのロボットであるが、ロボット１は、液晶用のガラス基板等の他の搬送対象物を搬送する搬送用ロボットであっても良いし、組立用ロボット等の搬送用ロボット以外の産業用ロボットであっても良い。すなわち、第１検出機構３２および第２検出機構３３は、ロボット１以外のロボットに使用されても良い。また、第１検出機構３２および第２検出機構３３は、支持体に対して３６０°以上かつ７２０以上回転可能な回転体を有するロボット以外の各種の装置に使用されても良い。
【符号の説明】
【００９９】
１ ロボット（産業用ロボット）
３ 本体部
４ 第１アーム
５ 第２アーム（支持体、回転機構の一部）
６ 第３アーム（回転体、回転機構の一部）
７、８ ハンド
２４ モータ（第２駆動用モータ、回転機構の一部）
３０ モータ制御部（モータ制御手段、回転機構の一部）
３２ 第１検出機構（回転機構の一部）
３３ 第２検出機構（回転機構の一部）
４５ 揺動部材
４５Ａ 第１規制位置
４５Ｂ 第２規制位置
４６ ストッパ（第１規制部材）
４７ ストッパ（第２規制部材）
４８ 係合ピン（係合部材）
５１ 第１磁気保持機構
５２ 第２磁気保持機構
５９ 近接センサ（第１検出部）
６０ 磁性部材（第１被検出部）
６１ 光学式センサ（第２検出部）
６２ 遮光部材（第２被検出部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持体に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な回転体を備える回転機構に関する。また、本発明は、かかる回転機構を備える産業用ロボットに関する。さらに、本発明は、支持体に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な回転体を原点位置に復帰させる回転体の原点位置復帰方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アーム部材と、このアーム部材に３６０°以上かつ７２０°未満回転可能に支持される回転軸と、回転軸を回転させる駆動モータとを備え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、回転軸に固定される検出片と、アーム部材に固定される原点センサとを備えている。この産業用ロボットでは、回転軸が原点位置にあるときに、原点センサによって検出片が検出されているが、回転軸が３６０°以上かつ７２０°未満回転するため、回転軸の回転範囲の２箇所で、原点センサによって検出片が検出される。したがって、この産業用ロボットでは、検出片および原点センサだけでは、回転軸が原点位置にあることを検出することはできない。
【０００３】
回転軸が原点位置にあることを検出するために、特許文献１に記載の産業用ロボットは、アーム部材に揺動自在に保持される揺動体と、揺動体の位置を検出する姿勢センサとを備えている。揺動体は、回転軸の回転に伴って揺動するため、この産業用ロボットでは、姿勢センサの検出結果と原点センサの検出結果とに基づいて、回転軸が原点位置にあることを検出している。すなわち、この産業用ロボットでは、姿勢センサがオフであるときに、原点センサで検出片が検出されても、回転体は原点位置にはなく、姿勢センサがオンであるときに、原点センサで検出片が検出されれば、回転軸が原点位置にあることが検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１７７５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の産業用ロボットにおいて、駆動用モータを駆動するモータコントローラは、通常、回転軸の回転位置を把握しているが、ロボットのエラー等の何からの原因で、モータコントローラが回転軸の回転位置を見失うことがある。モータコントローラが回転軸の回転位置を見失った場合には、回転軸を原点位置へ復帰させる必要がある。しかしながら、特許文献１には、アーム部材に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転する回転軸を原点位置へ復帰させる方法は開示されていない。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、支持体に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な回転体の原点位置がどの位置に設定されても回転体を短時間で確実に原点位置へ復帰させることが可能な回転機構を提供することにある。また、本発明の課題は、かかる回転機構を備える産業用ロボットを提供することにある。さらに、本発明の課題は、支持体に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な回転体の原点位置がどの位置に設定されても回転体を短時間で確実に原点位置へ復帰させることが可能となる回転体の原点位置復帰方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明の回転機構は、支持体と、支持体に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な回転体と、回転体を回転させるモータと、回転体の原点位置を検出するための第１検出機構および第２検出機構と、モータを制御するモータ制御手段とを備え、第１検出機構は、支持体または回転体のいずれか一方に固定または形成される第１被検出部と、支持体または回転体のいずれか他方に固定され第１被検出部を検出する第１検出部とを備え、第２検出機構は、支持体に揺動可能に取り付けられる揺動部材と、回転体に固定または形成されるとともに、揺動部材に係合して揺動部材を揺動させる係合部材と、揺動部材または支持体のいずれか一方に固定または形成される第２被検出部と、揺動部材または支持体のいずれか他方に固定され第２被検出部を検出する第２検出部とを備え、回転体の回転範囲の１箇所または２箇所で、第１検出部によって第１被検出部が検出されるように、第１被検出部および第１検出部が配置され、回転体の回転範囲の１箇所で、第２検出部のオンオフが切り替わるように、揺動部材が支持体に取り付けられ、モータ制御手段は、回転体を原点位置へ復帰させるときに、まず、第２検出部のオンオフが切り替わる位置まで回転体が回転するようにモータを制御することを特徴とする。
【０００８】
本発明の回転機構では、回転体の回転範囲の１箇所で、第２検出部のオンオフが切り替わるように、揺動部材が支持体に取り付けられ、モータ制御手段は、回転体を原点位置へ復帰させるときに、まず、第２検出部のオンオフが切り替わる位置まで回転体が回転するようにモータを制御している。そのため、第２検出部のオンオフが切り替わる回転体の回転範囲の１箇所を基準にして、一定の動作を行えば、回転体を原点位置へ確実に復帰させることが可能になる。したがって、まず、第１検出部で第１被検出部が検出されるまで回転体を回転させてから、第２検出部のオンオフ状態を確認することで回転体を原点位置へ復帰させる場合と比較して、本発明では、回転体の原点位置がどの位置に設定されても、回転体を短時間で確実に原点位置へ復帰させることが可能になる。
【０００９】
本発明において、モータ制御手段は、第２検出部のオンオフが切り替わる位置まで回転体が回転した後に、所定の第１回転方向へかつ第１検出部で第１被検出部が検出される範囲内へ回転体が回転し、その後、第１検出部で第１被検出部が検出されなくなるまで第１回転方向の逆方向となる第２回転方向へ回転体が回転し、かつ、その後、第１検出部で第１被検出部が検出されるまで第１回転方向へ回転体が回転するように、モータを制御して、回転体を原点位置へ復帰させることが好ましい。
【００１０】
このように構成すると、たとえば、第１検出部で第１被検出部が検出される位置であって、かつ、第２検出部のオンオフが切り替わる境界位置が回転体の原点位置であっても、回転体を原点位置へ適切に復帰させることが可能になる。すなわち、第１検出部で第１被検出部が検出される位置であって、かつ、第２検出部のオンオフが切り替わる境界位置が回転体の原点位置である場合には、第２検出部、第２被検出部および揺動部材等の製品精度や取付精度等の影響で、回転体が原点位置にあるときに、第２検出部がオンとなる回転機構があったり、第２検出部がオフとなる回転機構があったりする場合が生じ得る。そのため、第２検出部のオンオフ状態を利用して（具体的には、第２検出部がオンであること（あるいは、第２検出部がオフであること）を回転体が原点位置に復帰しているための条件として）、回転体を原点位置へ復帰させると、回転体を原点位置へ適切に復帰させることができない状況が生じ得るが、このように構成すると、第２検出部のオンオフ状態を利用せずに回転体を原点位置に復帰させることができる。したがって、第１検出部で第１被検出部が検出される位置であって、かつ、第２検出部のオンオフが切り替わる境界位置が回転体の原点位置であっても、回転体を原点位置へ適切に復帰させることが可能になる。
【００１１】
また、このように構成すると、一旦、第２回転方向へ回転体を回転させた後に、第１回転方向へ回転体を回転させて、回転体を原点位置へ復帰させているため、たとえば、第２回転方向へ回転体を回転させた後、第１回転方向へ回転体を回転させる際に、回転体の回転速度を下げることで、回転体を精度良く原点位置へ復帰させることが可能になる。
【００１２】
本発明において、たとえば、第２検出機構は、支持体に固定または形成されるとともに揺動部材に当接して揺動部材の一方側の揺動範囲を規制する第１規制部材と、支持体に固定または形成されるとともに揺動部材に当接して揺動部材の他方側の揺動範囲を規制する第２規制部材とを備え、係合部材は、揺動部材が第１規制部材に当接する第１規制位置と揺動部材が第２規制部材に当接する第２規制位置との間で揺動部材を揺動させ、第２検出機構は、第２被検出部と第２検出部とによって、揺動部材が第１規制位置または第２規制位置のいずれにあるのかを検出する。
【００１３】
本発明において、第２検出機構は、磁気吸引力または磁気反発力によって第１規制位置で揺動部材を保持する第１磁気保持機構と、磁気吸引力または磁気反発力によって第２規制位置で揺動部材を保持する第２磁気保持機構とを備えることが好ましい。このように構成すると、揺動部材のふらつきを防止することが可能になる。したがって、第２検出機構の検出精度を高めることが可能になる。また、このように構成すると、揺動部材がふらつかないように、第１規制位置や第２規制位置で揺動部材が保持されていても、第１規制位置や第２規制位置で揺動部材を保持するための部材を揺動部材に接触させる必要がない。そのため、第１規制位置と第２規制位置との間で揺動する揺動部材の揺動に伴う塵埃の発生や異音の発生を抑制することが可能になる。
【００１４】
本発明において、係合部材は、第１規制位置にある揺動部材を第１規制部材に押し付けるように揺動部材に当接可能であるとともに、第２規制位置にある揺動部材を第２規制部材に押し付けるように揺動部材に当接可能であることが好ましい。このように構成すると、揺動部材、係合部材、第１規制部材および第２規制部材を用いて、回転体の回転範囲を規制することができる。したがって、回転体の回転範囲を規制するための機構を別途、設ける必要がなくなり、回転機構の構成を簡素化することが可能になる。
【００１５】
本発明の回転機構は、産業用ロボットに用いることができる。この産業用ロボットは、本体部と、その基端側が本体部に回動可能に取り付けられる第１アームと、その基端側が第１アームの先端側に回動可能に取り付けられる支持体としての第２アームと、その基端側が第２アームの先端側に回転可能に取り付けられる回転体としての第３アームと、その基端側が第３アームの先端側に回転可能に取り付けられるハンドとを備えている。この産業用ロボットでは、第２アームに対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な第３アームの原点位置がどの位置に設定されても、第３アームを短時間で原点位置へ復帰させることが可能になる。
【００１６】
また、上記の課題を解決するため、本発明の回転体の原点位置復帰方法は、支持体と、支持体に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な回転体と、回転体の原点位置を検出するための第１検出機構および第２検出機構とを備え、第１検出機構は、支持体または回転体のいずれか一方に固定または形成される第１被検出部と、支持体または回転体のいずれか他方に固定され第１被検出部を検出する第１検出部とを備え、第２検出機構は、支持体に揺動可能に取り付けられる揺動部材と、回転体に固定または形成されるとともに、揺動部材に係合して揺動部材を揺動させる係合部材と、揺動部材または支持体のいずれか一方に固定または形成される第２被検出部と、揺動部材または支持体のいずれか他方に固定され第２被検出部を検出する第２検出部とを備え、回転体の回転範囲の１箇所または２箇所で、第１検出部によって第１被検出部が検出されるように、第１被検出部および第１検出部が配置され、回転体の回転範囲の１箇所で、第２検出部のオンオフが切り替わるように、揺動部材が支持体に取り付けられる回転機構における回転体の原点位置復帰方法であって、回転体を原点位置へ復帰させるときに、まず、第２検出部のオンオフが切り替わる位置まで回転体を回転させる第１回転ステップを実行することを特徴とする。
【００１７】
本発明の回転体の原点位置復帰方法では、回転体を原点位置へ復帰させるときに、まず、第２検出部のオンオフが切り替わる位置まで回転体を回転させる第１回転ステップを実行している。そのため、第２検出部のオンオフが切り替わる回転体の回転範囲の１箇所を基準にして、一定の動作を行えば、回転体を原点位置へ確実に復帰させることが可能になる。したがって、まず、第１検出部で第１被検出部が検出されるまで回転体を回転させてから、第２検出部のオンオフ状態を確認することで回転体を原点位置へ復帰させる場合と比較して、本発明では、回転体の原点位置がどの位置に設定されても、回転体を短時間で確実に原点位置へ復帰させることが可能になる。
【００１８】
本発明において、回転体の原点位置復帰方法は、第１回転ステップ後に、所定の第１回転方向へかつ第１検出部で第１被検出部が検出される範囲内へ回転体を回転させる第２回転ステップと、第２回転ステップ後に、第１検出部で第１被検出部が検出されなくなるまで第１回転方向の逆方向となる第２回転方向へ回転体を回転させる第３回転ステップと、第３回転ステップ後に、第１検出部で第１被検出部が検出されるまで回転体を第１回転方向へ回転させる第４回転ステップとを備えることが好ましい。このように構成すると、第２検出部のオンオフ状態を利用せずに回転体を原点位置に復帰させることができるため、たとえば、第１検出部で第１被検出部が検出される位置であって、かつ、第２検出部のオンオフが切り替わる境界位置が回転体の原点位置であっても、回転体を原点位置へ適切に復帰させることが可能になる。また、このように構成すると、第３回転ステップで、一旦、第２回転方向へ回転体を回転させた後に、第４回転ステップで、回転体を原点位置へ復帰させる際に、たとえば、回転体の回転速度を下げることで、回転体を精度良く原点位置へ復帰させることが可能になる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明の回転機構では、支持体に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な回転体の原点位置がどの位置に設定されても回転体を短時間で確実に原点位置へ復帰させることが可能になる。また、本発明の産業用ロボットでは、第２アームに対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な第３アームの原点位置がどの位置に設定されても第３アームを短時間で確実に原点位置へ復帰させることが可能になる。さらに、本発明の回転体の原点位置復帰方法を用いれば、支持体に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な回転体の原点位置がどの位置に設定されても回転体を短時間で確実に原点位置へ復帰させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態にかかる産業用ロボットの概略側面図である。
【図２】図１に示す産業用ロボットが使用される半導体製造システムの概略平面図である。
【図３】図１に示す第３アーム駆動機構の構成を説明するための縦断面図である。
【図４】図３のＥ−Ｅ方向から第３アーム駆動機構の構成を説明するための図である。
【図５】図３に示す第２検出機構の動作を説明するための図である。
【図６】図１に示す第３アームの回転範囲における第１検出機構の検出状態および第２検出機構の検出状態を説明するための図である。
【図７】図１に示す第３アームの回転角度と、光学式センサの検出範囲および近接センサの検出範囲との関係を説明するための図である。
【図８】図１に示す第３アームの原点位置復帰方法を説明するための図である。
【図９】本発明の他の実施の形態にかかる第３アームの原点位置および本発明の効果を説明するための図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態にかかる第３アームの回転角度と、光学式センサの検出範囲および近接センサの検出範囲との関係を説明するための図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態にかかる第３アームの回転角度と、光学式センサの検出範囲および近接センサの検出範囲との関係を説明するための図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態にかかる第３アームの原点位置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
（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の概略側面図である。図２は、図１に示す産業用ロボット１が使用される半導体製造システム１６の概略平面図である。
【００２３】
本形態の産業用ロボット１は、半導体ウエハ２（図２参照）を搬送するための多関節型のロボットである。この産業用ロボット１は、図１に示すように、本体部３と、本体部３に回動可能に取り付けられる第１アーム４と、第１アーム４に回動可能に取り付けられる第２アーム５と、第２アーム５に回転可能に取り付けられる第３アーム６と、第３アーム６に回転可能に取り付けられるハンド７、８とを備えている。なお、以下の説明では、産業用ロボット１を「ロボット１」とし、半導体ウエハ２を「ウエハ２」とする。
【００２４】
また、ロボット１は、第１アーム４および第２アーム５を回動させて第１アーム４と第２アーム５とからなるアーム部９を伸縮させるアーム部駆動機構１１と、第３アーム６を回転駆動する第３アーム駆動機構１２と、ハンド７を回転駆動するハンド駆動機構１３と、ハンド８を回転駆動するハンド駆動機構１４とを備えている。
【００２５】
図２に示すように、ロボット１は、たとえば、半導体製造システム１６に組み込まれて使用される。具体的には、ロボット１は、半導体製造システム１６の入り口に配置され、カセット１７に収納されているウエハ２を取り出して処理装置１８の中へウエハ２を収納する。
【００２６】
本体部３は、円筒状に形成されている。本体部３の内部には、第１アーム４を昇降させる昇降機構（図示省略）が収納されている。第１アーム４、第２アーム５および第３アーム６は、中空状に形成されている。第１アーム４の基端側は、本体部３に回動可能に取り付けられている。第２アーム５の基端側は、第１アーム４の先端側に回動可能に取り付けられている。第３アーム６の基端側は、第２アーム５の先端側に回転可能に取り付けられている。本形態では、上下方向において、本体部３と第１アーム４と第２アーム５と第３アーム６とが下側からこの順番で配置されている。
【００２７】
ハンド７は、図２に示すように、上下方向から見たときの形状が略Ｙ形状となるように形成されており、二股状になっているハンド７の先端部にウエハ２が搭載される。ハンド８は、ハンド７と同形状に形成されており、二股状になっているハンド８の先端部にウエハ２が搭載される。ハンド７、８の基端側は、第３アーム６の先端側に回転可能に取り付けられている。ハンド７、８は、上下方向で重なるように配置されている。また、ハンド７、８は、第３アーム６よりも上側に配置されている。
【００２８】
なお、図２では、ハンド８の図示を省略している。また、本形態のロボット１の動作時には、ハンド７とハンド８とが上下方向で重なる場合もあるが、ほとんどの場合、ハンド７とハンド８とは、上下方向で重なっていない。たとえば、図２の二点鎖線で示すように、ハンド７がカセット１７の中へ入り込んでいるときには、ハンド８は、本体部３側へ回転しており、カセット１７の中に入っていない。このときのハンド７に対するハンド８の回転角度は、たとえば、１２０°〜１５０°である。
【００２９】
アーム部駆動機構１１は、駆動源となる第１駆動用モータ２０と、第１駆動用モータ２０の動力を減速して第１アーム４に伝達するための第１減速機２１と、第１駆動用モータ２０の動力を減速して第２アーム５に伝達するための第２減速機２２と、第１減速機２１と第２減速機２２とを連結するプーリおよびベルト（図示省略）とを備えている。第１減速機２１は、たとえば、波動歯車装置であるハーモニックドライブ（登録商標）であり、本体部３と第１アーム４とを繋ぐ第１関節部を構成している。第２減速機２２は、たとえば、ハーモニックドライブ（登録商標）であり、第１アーム４と第２アーム５とを繋ぐ第２関節部を構成している。
【００３０】
第３アーム駆動機構１２は、駆動源となる第２駆動用モータ２４と、第２駆動用モータ２４の動力を減速して第３アーム６に伝達するための第３減速機２５とを備えている。第３アーム駆動機構１２の詳細な構成については、後述する。
【００３１】
ハンド駆動機構１３は、駆動源となるハンド駆動用モータ２７と、ハンド駆動用モータ２７の動力を減速してハンド７に伝達するためのハンド用減速機（図示省略）と、ハンド７とハンド用減速機とを連結するプーリおよびベルト（図示省略）とを備えている。ハンド駆動機構１４は、ハンド駆動機構１３と同様に、駆動源となるハンド駆動用モータ２８と、ハンド駆動用モータ２８の動力を減速してハンド８に伝達するためのハンド用減速機（図示省略）と、ハンド８とハンド用減速機とを連結するプーリおよびベルト（図示省略）とを備えている。ハンド用減速機は、たとえば、ハーモニックドライブ（登録商標）である。
【００３２】
以上のように構成されたロボット１では、第１駆動用モータ２０が駆動すると、図２に示すように、第３減速機２５の中心が直線Ｌ上を移動するように、アーム部９が伸縮する。また、第２駆動用モータ２４が駆動すると、第３減速機２５を中心にして、第３アーム６がアーム部９に対して相対回転する。さらに、ハンド駆動用モータ２７が駆動すると、ハンド７が第３アーム６に対して相対回転し、ハンド駆動用モータ２８が駆動すると、ハンド８が第３アーム６に対して相対回転する。
【００３３】
以上の動作を組み合わせて、ロボット１は、カセット１７に収納されているウエハ２を取り出して処理装置１８の中へウエハ２を収納する。なお、ロボット１がウエハ２を搬送する際には、本体部３の内部に配置された昇降機構によって、必要に応じて、アーム部９、第３アーム６およびハンド７、８が昇降する。
【００３４】
（第３アーム駆動機構の構成）
図３は、図１に示す第３アーム駆動機構１２の構成を説明するための縦断面図である。図４は、図３のＥ−Ｅ方向から第３アーム駆動機構１２の構成を説明するための図である。図５は、図３に示す第２検出機構３３の動作を説明するための図である。図６は、図１に示す第３アーム６の回転範囲における第１検出機構３２の検出状態および第２検出機構３３の検出状態を説明するための図である。図７は、図１に示す第３アーム６の回転角度と、光学式センサ６１の検出範囲および近接センサ５９の検出範囲との関係を説明するための図である。
【００３５】
第３アーム駆動機構１２は、上述の第２駆動用モータ２４および第３減速機２５に加えて、第３アーム６の原点位置を検出するための第１検出機構３２および第２検出機構３３を備えている。本形態の第２検出機構３３は、第２アーム５に対する第３アーム６の回転範囲を規制する機能も果たしている。
【００３６】
第２駆動用モータ２４（以下、「モータ２４」とする）は、サーボモータである。モータ２４には、モータ２４を制御するモータ制御手段としてのモータ制御部３０が接続されている（図１参照）。モータ２４は、第２アーム５の先端側に取り付けられている。具体的には、モータ２４は、第２アーム５の、第３減速機２５が配置された箇所よりも先端側に固定されている。モータ２４の出力軸には、プーリ３４が固定されている。
【００３７】
第３減速機２５は、第２アーム５と第３アーム６とを繋ぐ第３関節部を構成している。この第３減速機２５は、ハーモニックドライブ（登録商標）であり、図３に示すように、ウェーブジェネレータ３５と、サーキュラスプライン３６と、フレクスプライン３７とを備えている。フレクスプライン３７は、第３アーム６に固定されている。サーキュラスプライン３６は、第２アーム５の先端側に固定されている。ウェーブジェネレータ３５の下端には、プーリ３８が固定されている。このプーリ３８とモータ２４の出力軸に固定されるプーリ３４とには、ベルト３９が架け渡されている。このように、本形態では、ウェーブジェネレータ３５は、第３減速機２５の入力軸を構成し、フレクスプライン３７は、第３減速機２５の出力軸を構成している。
【００３８】
第２アーム５の先端側には、第３減速機２５の中心を通過するように配置される中空軸４０が上下方向を軸方向として固定されている。ウェーブジェネレータ３５は、中空軸４０の外周側に回転可能に配置されている。本形態では、中空軸４０の内周側を利用して、所定の配線が引き回されている。
【００３９】
第２検出機構３３は、第２アーム５に揺動可能に取り付けられる揺動部材（揺動コマ）４５と、揺動部材４５に当接して揺動部材４５の一方側の揺動範囲を規制する第１規制部材としてのストッパ４６と、揺動部材４５に当接して揺動部材４５の他方側の揺動範囲を規制する第２規制部材としてのストッパ４７と、揺動部材４５に係合して揺動部材４５を揺動させる係合部材としての係合ピン４８とを備えている。本形態では、第３アーム６は、第２アーム５に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能となっており、第２検出機構３３は、３６０°以上かつ７２０°未満回転する第３アーム６の回転範囲を規制している。なお、本形態の第３アーム６は、７００°程度回転可能となっている。
【００４０】
また、第２検出機構３３は、揺動部材４５がストッパ４６に当接する第１規制位置４５Ａ（図５（Ａ）参照）で、磁気吸引力によって、揺動部材４５を保持する第１磁気保持機構５１と、揺動部材４５がストッパ４７に当接する第２規制位置４５Ｂ（図５（Ｅ）参照）で、磁気吸引力によって、揺動部材４５を保持する第２磁気保持機構５２とを備えている。
【００４１】
係合ピン４８は、略円柱状に形成されている。この係合ピン４８は、所定の部材を介して、フレクスプライン３７の下面に固定されている。すなわち、係合ピン４８は、フレクスプライン３７等を介して第３アーム６に固定されている。係合ピン４８は、揺動部材４５に形成される後述の係合溝４５ａに係合して、第１規制位置４５Ａと第２規制位置４５Ｂとの間で揺動部材４５を揺動させる。
【００４２】
揺動部材４５は、非磁性材料で形成されるとともにブロック状に形成されている。この揺動部材４５は、第２アーム５に固定される支持軸５３に揺動可能に支持されており、支持軸５３を中心にして揺動可能となっている。支持軸５３は、上下方向を軸方向として、第２アーム５に固定されている。また、支持軸５３は、第３減速機２５の径方向外側で第２アーム５に固定されている。すなわち、図４に示すように、上下方向から見たときに、揺動部材４５の揺動中心は、第３アーム６とともに回転する係合ピン４８の中心の軌跡である仮想円Ｃの外側に配置されている。また、支持軸５３は、第３減速機２５よりも第２アーム５の基端側に配置されている。
【００４３】
揺動部材４５には、第１規制位置４５Ａと第２規制位置４５Ｂとの間で揺動部材４５が揺動する際に係合ピン４８が係合する係合溝４５ａが形成されている。係合溝４５ａは、上下方向から見たときの形状が略Ｕ形状となるように形成されており、係合溝４５ａの側面には、略半円弧状の凹曲面４５ｂが形成されている。凹曲面４５ｂの内径は、係合ピン４８の外径と略等しくなっている。なお、上下方向から見たときの係合溝４５ａが略Ｕ形状に形成されているため、本形態の揺動部材４５は、上下方向から見たときの形状が略Ｕ形状となるように形成されている。
【００４４】
ストッパ４６、４７は、略円柱状に形成されている。ストッパ４６は、揺動部材４５の揺動方向における揺動部材４５の一方の側面に当接可能となるように、第２アーム５に固定され、ストッパ４７は、揺動部材４５の揺動方向における揺動部材４５の他方の側面に当接可能となるように、第２アーム５に固定されている。また、揺動部材４５の揺動角度が、たとえば、２０°〜３０°程度となるように、ストッパ４６、４７が第２アーム５に固定されている。
【００４５】
係合ピン４８は、図５（Ａ）に示すように、ストッパ４６に揺動部材４５の一方の側面を押し付けるように、第１規制位置４５Ａにある揺動部材４５の他方の側面に当接可能となっており、ストッパ４６に揺動部材４５の一方の側面を押し付けるように、第１規制位置４５Ａにある揺動部材４５の他方の側面に係合ピン４８が当接すると、フレクスプライン３７等を介して係合ピン４８が固定される第３アーム６の一方側の回転範囲が規制される。また、係合ピン４８は、図５（Ｅ）に示すように、ストッパ４７に揺動部材４５の他方の側面を押し付けるように、第２規制位置４５Ｂにある揺動部材４５の一方の側面に当接可能となっており、ストッパ４７に揺動部材４５の他方の側面を押し付けるように、第２規制位置４５Ｂにある揺動部材４５の一方の側面に係合ピン４８が当接すると、第３アーム６の他方側の回転範囲が規制される。
【００４６】
図５（Ａ）に示す状態から、第３アーム６が図５の時計方向へ回転して、係合ピン４８が第３減速機２５の中心に対してたとえば３３０°程度回転すると、図５（Ｂ）に示すように、係合ピン４８は、係合溝４５ａの側面に当接し、その後、図５（Ｃ）に示すように、係合溝４５ａに係合する。係合ピン４８が係合溝４５ａの側面に当接して係合溝４５ａに係合すると、図５（Ｂ）〜（Ｄ）に示すように、揺動部材４５は、第３アーム６の回転に伴って、第１規制位置４５Ａから第２規制位置４５Ｂへ回動する。また、第１規制位置４５Ａから第２規制位置４５Ｂへ揺動部材４５が回動する過程で、図５（Ｄ）に示すように、係合ピン４８は、係合溝４５ａから外れる。また、さらに、第３アーム６が図５の時計方向へたとえば３３０°程度回転すると、図５（Ｅ）に示すように、揺動部材４５の一方の側面に係合ピン４８が当接して、第３アーム６の時計方向への回転が規制される。
【００４７】
同様に、図５（Ｅ）に示す状態から、第３アーム６が図５の反時計方向へ回転して、係合ピン４８が第３減速機２５の中心に対してたとえば３３０°程度回転すると、係合ピン４８は、係合溝４５ａの側面に当接し、その後、図５（Ｃ）に示すように、係合溝４５ａに係合する。係合ピン４８が係合溝４５ａの側面に当接して係合溝４５ａに係合すると、図５（Ｄ）〜（Ｂ）に示すように、揺動部材４５は、第３アーム６の回転に伴って、第２規制位置４５Ｂから第１規制位置４５Ａへ回動する。また、第２規制位置４５Ｂから第１規制位置４５Ａへ揺動部材４５が回動する過程で、図５（Ｂ）に示すように、係合ピン４８は、係合溝４５ａから外れる。また、さらに、第３アーム６が図５の反時計方向へたとえば３３０°程度回転すると、図５（Ａ）に示すように、揺動部材４５の他方の側面に係合ピン４８が当接して、第３アーム６の反時計方向への回転が規制される。
【００４８】
このように、本形態では、図５の時計方向へ第３アーム６が回転する場合、第１規制位置４５Ａに揺動部材４５があれば、係合ピン４８が揺動部材４５の配置箇所に到達しても、係合ピン４８は、揺動部材４５を第２規制位置４５Ｂへ回動させながら、揺動部材４５の配置箇所を通過することができるため、第３アーム６は、さらに回転することができる。一方、図５の時計方向へ第３アーム６が回転する場合、第２規制位置４５Ｂに揺動部材４５があれば、係合ピン４８が揺動部材４５の配置箇所に到達すると、ストッパ４７に当接する揺動部材４５に係合ピン４８が当接して、第３アーム６は、それ以上回転できなくなる。
【００４９】
また、図５の反時計方向へ第３アーム６が回転する場合、第２規制位置４５Ｂに揺動部材４５があれば、係合ピン４８が揺動部材４５の配置箇所に到達しても、係合ピン４８は、揺動部材４５を第１規制位置４５Ａへ回動させながら、揺動部材４５の配置箇所を通過することができるため、第３アーム６は、さらに回転することができる。一方、図５の反時計方向へ第３アーム６が回転する場合、第１規制位置４５Ａに揺動部材４５があれば、係合ピン４８が揺動部材４５の配置箇所に到達すると、ストッパ４６に当接する揺動部材４５に係合ピン４８が当接して、第３アーム６は、それ以上回転できなくなる。
【００５０】
なお、本形態では、第１規制位置４５Ａと第２規制位置４５Ｂとの間に揺動部材４５があるときには、図５（Ｃ）に示すように、凹曲面４５ｂの比較的広い範囲に係合ピン４８の外周面が接触するように、揺動部材４５と係合ピン４８とが係合しており、上下方向から見たときに、凹曲面４５ｂの曲率中心と係合ピン４８の中心とが略一致している。また、本形態では、第２アーム５は、３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な第３アーム６を支持する支持体であり、第３アーム６は、３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な回転体である。
【００５１】
第１磁気保持機構５１は、揺動部材４５に固定される磁性部材５５と、第２アーム５に固定される永久磁石５６とから構成されている。第２磁気保持機構５２も、第１磁気保持機構５１と同様に、揺動部材４５に固定される磁性部材５７と、第２アーム５に固定される永久磁石５８とから構成されている。
【００５２】
磁性部材５５、５７は、略円柱状に形成されており、揺動部材４５の下面に固定されている。また、磁性部材５５、５７は、磁性部材５５と磁性部材５７とによって係合溝４５ａを挟むように、係合溝４５ａの両側のそれぞれで揺動部材４５に固定されている。永久磁石５６、５８は、略円柱状に形成されている。永久磁石５６は、ストッパ４６に隣接するように第２アーム５に固定され、永久磁石５８は、ストッパ４７に隣接するように第２アーム５に固定されている。また、上下方向において、磁性部材５５、５７の下面と永久磁石５６、５８の上面との間に隙間が形成されるように、永久磁石５６、５８は、第２アーム５に固定されている。
【００５３】
図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、揺動部材４５が第１規制位置４５Ａにあるときには、上下方向から見たときに磁性部材５５の一部と永久磁石５６の一部とが重なっており、磁性部材５５と永久磁石５６との間に生じる磁気吸引力によって、揺動部材４５が第１規制位置４５Ａで保持されている。なお、揺動部材４５が第１規制位置４５Ａにあるときには、ストッパ４６に揺動部材４５の一方の側面が押し付けられるような磁気吸引力が生じるように、上下方向から見たときの磁性部材５５の中心と永久磁石５６の中心とがずれている。
【００５４】
また、図５（Ｄ）、（Ｅ）に示すように、揺動部材４５が第２規制位置４５Ｂにあるときには、上下方向から見たときに磁性部材５７の一部と永久磁石５８の一部とが重なっており、磁性部材５７と永久磁石５８との間に生じる磁気吸引力によって、揺動部材４５が第２規制位置４５Ｂで保持されている。なお、揺動部材４５が第２規制位置４５Ｂにあるときには、ストッパ４７に揺動部材４５の他方の側面が押し付けられるような磁気吸引力が生じるように、上下方向から見たときの磁性部材５７の中心と永久磁石５８の中心とがずれている。
【００５５】
また、第２検出機構３３は、発光素子と受光素子とが対向するように配置される光学式センサ６１と、揺動部材４５に固定される遮光部材６２とを備えている。光学式センサ６１は、第２アーム５に固定されている。遮光部材６２は、光学式センサ６１の発光素子と受光素子との間を遮ることが可能となるように、揺動部材４５に固定されている。本形態の遮光部材６２は、第２被検出部であり、光学式センサ６１は、第２被検出部である遮光部材６２を検出する第２検出部である。
【００５６】
本形態では、図５（Ａ）に示すように、揺動部材４５が第１規制位置４５Ａにあるときに、遮光部材６２が光学式センサ６１の発光素子と受光素子との間を遮り、図５（Ｅ）に示すように、揺動部材４５が第２規制位置４５Ｂにあるときに、遮光部材６２が光学式センサ６１の発光素子と受光素子との間から外れている。すなわち、本形態では、第３アーム６の回転範囲の１箇所で、光学式センサ６１のオンオフが切り替わるように、揺動部材４５が第２アーム５に取り付けられている。具体的には、第３アーム６の回転範囲の中心位置で、光学式センサ６１のオンオフが切り替わるように、揺動部材４５が第２アーム５に取り付けられている。
【００５７】
また、本形態では、揺動部材４５が第１規制位置４５Ａにあるときに、遮光部材６２が光学式センサ６１の発光素子と受光素子との間を遮り、揺動部材４５が第２規制位置４５Ｂにあるときに、遮光部材６２が光学式センサ６１の発光素子と受光素子との間から外れるため、光学式センサ６１と遮光部材６２とによって、揺動部材４５が第１規制位置４５Ａまたは第２規制位置４５Ｂのいずれにあるのかが検出される。
【００５８】
第１検出機構３２は、第２アーム５に固定される近接センサ５９と、第３アーム６に固定される磁性部材６０とを備えている。近接センサ５９は、揺動部材４５と近接センサ５９とによって第３減速機２５を挟むように、第２アーム５に固定されている。すなわち、近接センサ５９は、第３減速機２５よりも第２アーム５の先端側で第２アーム５に固定されている。また、近接センサ５９は、その検出面が上側を向くように、第２アーム５に固定されている。磁性部材６０は、平板状に形成され、近接センサ５９の検出面の上側を通過するように第３アーム６に固定されている。また、磁性部材６０は、略円弧状に形成されており、第２アーム５に対する第３アーム６の所定の回転角度の範囲内で、近接センサ５９が磁性部材６０を検出できるようになっている。本形態の磁性部材６０は、第１被検出部であり、近接センサ５９は、第１被検出部である磁性部材６０を検出する第１検出部である。
【００５９】
本形態では、第３アーム６は、アルミ等の非磁性材料で形成されており、近接センサ５９によって磁性部材６０が検出されることで、第２アーム５に対して第３アーム６が所定の状態にあることが検出される。また、本形態では、第３アーム６の回転範囲の２箇所で、近接センサ５９によって磁性部材６０が検出されるように、近接センサ５９および磁性部材６０が配置されている。
【００６０】
また、本形態では、図６（Ａ）に示すように、近接センサ５９で磁性部材６０が検出される位置であって、かつ、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる境界位置が第３アーム６の原点位置である。より具体的には、近接センサ５９のオンオフが切り替わる境界位置であって、かつ、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる境界位置が第３アーム６の原点位置であり、第３アーム６の原点位置がこのような位置になるように、近接センサ５９、磁性部材６０、光学式センサ６１および遮光部材６２が配置されている。
【００６１】
上述のように、本形態の第３アーム６は、７００°程度回転可能となっており、かつ、第３アーム６の回転範囲の中心位置で、光学式センサ６１のオンオフが切り替わるように、揺動部材４５が第２アーム５に取り付けられている。すなわち、第３アーム６は、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる境界位置を中心にして、時計方向へ３５０°程度回転可能であるとともに、反時計方向へ３５０°程度回転可能である。また、上述のように、磁性部材６０は、略円弧状に形成されている。具体的には、磁性部材６０は、第３減速機２５の中心（すなわち、第３アーム６の回転中心）を曲率中心とする略円弧状に形成されており、磁性部材６０の中心角θ（図６（Ａ）参照）は４４°程度となっている。さらに、図６における時計回りの回転方向を「時計方向」とし、図６における反時計回りの回転方向を「反時計方向」とすると、本形態では、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる境界位置に第３アーム６があるときに、磁性部材６０の反時計方向端側が近接センサ５９にかかるように、近接センサ５９および磁性部材６０が配置されている。
【００６２】
そのため、図６（Ａ）に示す原点位置と、揺動部材４５に係合ピン４８が当接して第３アーム６の反時計方向への回転が規制される位置（図６（Ｃ）に示す位置）との間で、第３アーム６が回転する場合、第３アーム６が原点位置から４４°回転した位置（図６（Ｂ）に示す位置）と原点位置との間では、近接センサ５９は磁性部材６０を検出しており、オンとなる。また、第３アーム６が原点位置から４４°回転した位置（図６（Ｂ）に示す位置）と第３アーム６の反時計方向への回転が規制される位置（図６（Ｃ）に示す位置）との間では、近接センサ５９はオフになる。また、原点位置と第３アーム６の反時計方向への回転が規制される位置との間で、第３アーム６が回転する場合には、光学式センサ６１はオンとなる。
【００６３】
また、図６（Ａ）に示す原点位置と、揺動部材４５に係合ピン４８が当接して第３アーム６の時計方向への回転が規制される位置（図６（Ｅ）に示す位置）との間で、第３アーム６が回転する場合、第３アーム６が原点位置から３１６°回転した位置（図６（Ｄ）に示す位置）と原点位置との間では、近接センサ５９はオフとなり、第３アーム６が原点位置から３１６°回転した位置（図６（Ｄ）に示す位置）と第３アーム６の時計方向への回転が規制される位置（図６（Ｅ）に示す位置）との間では、近接センサ５９はオンとなる。また、原点位置と第３アーム６の時計方向への回転が規制される位置との間で、第３アーム６が回転する場合には、光学式センサ６１はオフとなる。
【００６４】
光学式センサ６１のオンオフが切り替わる境界位置での第３アーム６の回転角度を「０」とするとともに、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる境界位置と第３アーム６の反時計方向への回転が規制される位置との間における第３アーム６の回転角度をプラスの角度とし、かつ、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる境界位置と第３アーム６の時計方向への回転が規制される位置との間における第３アーム６の回転角度をマイナスの角度とする場合、第３アーム６の回転角度と、光学式センサ６１の検出範囲および近接センサ５９の検出範囲との関係をまとめると図７のようになる。
【００６５】
なお、本形態では、第２アーム５、第３アーム６、モータ２４、モータ制御部３０、第１検出機構３２および第２検出機構３３等によって、回転機構が構成されている。
【００６６】
（第３アームの原点位置復帰方法）
図８は、図１に示す第３アーム６の原点位置復帰方法を説明するための図である。
【００６７】
上述のように、第３アーム６は、第２アーム５に対して７００°程度回転可能となっており、かつ、第３アーム６の回転範囲内において、第３アーム６が原点位置から４４°回転した位置と原点位置との間、および、第３アーム６が原点位置から３１６°回転した位置と第３アーム６の時計方向への回転が規制される位置との間で、近接センサ５９によって磁性部材６０が検出されるように、近接センサ５９および磁性部材６０が配置されている。そのため、近接センサ５９によって磁性部材６０が検出された瞬間の状態としては、図６（Ａ）に示すように、第３アーム６が原点位置にある状態と、図６（Ｄ）に示すように、揺動部材４５が第２規制位置４５Ｂにある状態との２つの状態がある。すなわち、本形態では、第１検出機構３２のみでは、第３アーム６の原点位置を検出することができない。
【００６８】
ここで、モータ制御部３０は、通常の運転時には、モータ２４の回転位置（すなわち、第３アーム６の回転位置）を把握しているが、ロボット１のエラー等の何からの原因で、モータ制御部３０が第３アーム６の回転位置を見失うことがある。この場合、第３アーム６を原点位置へ復帰させる必要があるが、第１検出機構３２のみでは、第３アーム６の原点位置を的確に検出することができないため、第１検出機構３２のみを用いて、第３アーム６を原点位置へ復帰させることができない。そこで、本形態では、第１検出機構３２と第２検出機構３３とを用いて、第３アーム６を原点位置へ復帰させる。具体的には、以下のように、第３アーム６を原点位置へ復帰させる。
【００６９】
第３アーム６を原点位置へ復帰させるときには、まず、光学式センサ６１の検出状態に基づいて、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる位置まで第３アーム６を回転させる（第１回転ステップ）。すなわち、モータ制御部３０は、第３アーム６を原点位置へ復帰させるときに、まず、光学式センサ６１の検出状態を確認するとともに、光学式センサ６１の検出状態に基づいて、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる位置まで第３アーム６が回転するようにモータ２４を制御する。
【００７０】
具体的には、第３アーム６を原点復帰させようとしたときの状態が、図８（Ａ）に示すように、第２規制位置４５Ｂに揺動部材４５がある状態で、光学式センサ６１がオフのときには、図８（Ｃ）に示すように、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる位置まで第３アーム６を反時計方向へ回転させる。一方、第３アーム６を原点復帰させようとしたときの状態が、図８（Ｂ）に示すように、第１規制位置４５Ａに揺動部材４５がある状態で、光学式センサ６１がオンのときには、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる位置まで第３アーム６を時計方向へ回転させる。
【００７１】
その後、図８（Ｄ）に示すように、反時計方向へ第３アーム６を回転させるとともに、近接センサ５９で磁性部材６０が検出される範囲内へ第３アーム６を回転させる（第２回転ステップ）。すなわち、図７に示すように、第３アーム６のプラスの回転角度の範囲内で近接センサ５９がオンとなる「オン側」へ第３アーム６を回転させるとともに、近接センサ５９がオンしている範囲内へ第３アーム６を回転させる。すなわち、モータ制御部３０は、反時計方向へ、かつ、近接センサ５９で磁性部材６０が検出される範囲内へ第３アーム６が回転するように、モータ２４を制御する。
【００７２】
その後、図８（Ｅ）に示すように、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されなくなるまで所定角度、時計方向へ第３アーム６を回転させる（第３回転ステップ）。すなわち、図７に示すように、「オン側」の反対側となる「オフ側」へ第３アーム６を回転させるとともに、少なくとも、近接センサ５９がオンからオフへ切り替わるまで、所定角度、第３アーム６を回転させる。すなわち、モータ制御部３０は、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されなくなるまで所定角度、時計方向へ第３アーム６が回転するように、モータ２４を制御する。本形態では、たとえば、１０°程度、時計方向へ第３アーム６を回転させる。
【００７３】
その後、図８（Ｃ）に示すように、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されるまで（すなわち、近接センサ５９がオフからオンへ再び切り替わるまで）第３アーム６を反時計方向に回転させる（第４回転ステップ）。すなわち、モータ制御部３０は、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されるまで第３アーム６が反時計方向へ回転するように、モータ２４を制御する。第４回転ステップが終了すると、第３アーム６は、原点位置へ復帰する。
【００７４】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、第３アーム６の回転範囲の１箇所で、光学式センサ６１のオンオフが切り替わるように、揺動部材４５が第２アーム５に取り付けられている。また、本形態では、第３アーム６を原点位置へ復帰させるときに、まず、第１回転ステップで、光学式センサ６１の検出状態に基づいて、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる位置まで第３アーム６を回転させ、その後の第２回転ステップで、反時計方向へ第３アーム６を回転させるとともに、近接センサ５９で磁性部材６０が検出される範囲内へ第３アーム６を回転させ、その後の第３回転ステップで、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されなくなる位置まで時計方向へ第３アーム６を回転させ、その後の第４回転ステップで、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されるまで第３アーム６を反時計方向に回転させている。
【００７５】
そのため、近接センサ５９のオンオフが切り替わる境界位置であって、かつ、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる境界位置が第３アーム６の原点位置であっても、第３アーム６を原点位置へ適切に復帰させることが可能になる。すなわち、近接センサ５９のオンオフが切り替わる境界位置であって、かつ、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる境界位置が第３アーム６の原点位置である場合には、光学式センサ６１、遮光部材６２および揺動部材４５の製品精度や取付精度、あるいは、光学式センサ６１の応答精度等の影響で、第３アーム６が原点位置にあるときの光学式センサ６１の検出状態が不安定になるおそれがある。そのため、たとえば、近接センサ５９のオンオフ状態と、光学式センサ６１のオンオフ状態とを利用して、第３アーム６を原点位置へ復帰させると、第３アーム６を原点位置へ適切に復帰させることができない状況が生じ得る。本形態では、光学式センサ６１のオンオフ状態にかかわらず、第３アーム６を原点位置に復帰させることができるため、近接センサ５９のオンオフが切り替わる境界位置であって、かつ、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる境界位置が第３アーム６の原点位置であっても、第３アーム６を原点位置へ適切に復帰させることが可能になる。
【００７６】
また、本形態では、第４回転ステップで、第３アーム６を原点位置へ復帰させる際の第３アーム６の回転速度を下げることで、第３アーム６を精度良く原点位置へ復帰させることが可能になる。
【００７７】
また、本形態では、第３アーム６を原点位置へ復帰させるときに、まず、第１回転ステップで、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる位置まで第３アーム６を回転させているため、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる第３アーム６の回転範囲の１箇所を基準にして、一定の動作（すなわち、第２回転ステップから第４回転ステップまでの動作）を行えば、第３アーム６を原点位置へ確実に復帰させることができる。したがって、本形態では、第３アーム６を短時間で確実に原点位置へ復帰させることが可能になる。
【００７８】
本形態では、第１磁気保持機構５１の磁気吸引力によって、揺動部材４５が第１規制位置４５Ａで保持され、第２磁気保持機構５２の磁気吸引力によって、揺動部材４５が第２規制位置４５Ｂで保持されている。そのため、本形態では、揺動部材４５のふらつきを防止して、第２検出機構３３の検出精度を高めることが可能になる。また、磁気吸引力によって揺動部材４５が保持されているため、揺動部材４５がふらつかないように、第１規制位置４５Ａや第２規制位置４５Ｂで揺動部材４５が保持されていても、第１規制位置４５Ａや第２規制位置４５Ｂで揺動部材４５を保持するための部材を揺動部材４５に接触させる必要がない。そのため、本形態では、第１規制位置４５Ａと第２規制位置４５Ｂとの間で揺動する揺動部材４５の揺動に伴う塵埃の発生や異音の発生を抑制することが可能になる。
【００７９】
本形態では、係合ピン４８は、ストッパ４６に揺動部材４５の一方の側面を押し付けるように、第１規制位置４５Ａにある揺動部材４５の他方の側面に当接可能であるとともに、ストッパ４７に揺動部材４５の他方の側面を押し付けるように、第２規制位置４５Ｂにある揺動部材４５の一方の側面に当接可能であり、第２検出機構３３は、第２アーム５に対する第３アーム６の回転範囲を規制する機能も果たしている。そのため、本形態では、第３アーム６の回転範囲を規制するための機構を別途、設ける必要がない。したがって、本形態では、ロボット１の構成を簡素化することが可能になる。
【００８０】
（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。
【００８１】
上述した形態では、近接センサ５９のオンオフが切り替わる境界位置であって、かつ、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる境界位置が第３アーム６の原点位置となっている。この他にもたとえば、図９（Ａ）に示すように、光学式センサ６１がオンであるとともに、第１規制位置４５Ａにある揺動部材４５の他方の側面に係合ピン４８が到達していない位置であって、かつ、近接センサ５９のオンオフが切り替わる境界位置が第３アーム６の原点位置であっても良い。この場合には、第３アーム６の回転角度と、光学式センサ６１の検出範囲および近接センサ５９の検出範囲との関係をまとめると図１０のようになる。
【００８２】
この場合、モータ制御部３０が第３アーム６の回転位置を見失って、第３アーム６を原点位置へ復帰させるときには、上述の第１回転ステップから第４回転ステップまでを順次実行して、第３アーム６を原点位置へ復帰させれば良い。また、この場合には、第３アーム６を原点位置へ復帰させるときに、第１回転ステップを実行した後、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されるまで第３アーム６を反時計方向に回転させて、第３アーム６を原点位置へ復帰させても良い。
【００８３】
なお、図９（Ａ）に示す原点位置へ第３アーム６を復帰させようとしたときの状態としては、図９（Ｂ）に示すように、光学式センサ６１がオンであって、かつ、近接センサ５９の時計方向側に磁性部材６０が配置されている状態、および、図９（Ｃ）に示すように、光学式センサ６１がオンであって、かつ、近接センサ５９の反時計方向側に磁性部材６０が配置されている状態が考えられる。
【００８４】
ここで、まず、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されるまで第３アーム６を回転させ、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されたときの光学式センサ６１のオンオフ状態を確認することで、図９（Ｂ）に示す状態から第３アーム６を原点位置へ復帰させる場合、第３アーム６を反時計方向へ回転させれば、短時間で第３アーム６を原点位置へ復帰させることが可能であるが、第３アーム６を時計方向へ回転させると、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されたときの第３アーム６の状態は、図９（Ｄ）に示す状態となるため、再度、第３アーム６を反時計方向へ回転させないと、第３アーム６を原点位置へ復帰させることができない。
【００８５】
また、この方法で、図９（Ｃ）に示す状態から第３アーム６を原点位置へ復帰させる場合、第３アーム６を時計方向へ回転させれば、短時間で第３アーム６を原点位置へ復帰させることが可能であるが、第３アーム６を反時計方向へ回転させると、図９（Ｅ）に示すように、第２規制位置４５Ｂにある揺動部材４５の側面に係合ピン４８が当接するため、再度、第３アーム６を時計方向へ回転させないと、第３アーム６を原点位置へ復帰させることができない。
【００８６】
また、図９（Ｂ）に示す状態、および、図９（Ｃ）に示す状態では、いずれも光学式センサ６１がオンであるため、光学式センサ６１のオンオフ状態を利用して、第３アーム６を原点位置へ復帰させるための回転方向を定めることができない。そのため、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されるまで第３アーム６を回転させ、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されたときの光学式センサ６１のオンオフ状態を確認することで、第３アーム６を原点位置へ復帰させる場合には、第３アーム６の原点位置によっては、短時間で確実に第３アーム６を原点位置へ復帰させることができない。
【００８７】
これに対して、第３アーム６を原点位置へ復帰させるときに、まず、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる位置まで第３アーム６を回転させる場合には、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる第３アーム６の回転範囲の１箇所を基準にして、一定の動作を行えば、第３アーム６を確実に原点位置へ復帰させることができる。すなわち、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されるまで第３アーム６を回転させ、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されたときの光学式センサ６１のオンオフ状態を確認することで、第３アーム６を原点位置へ復帰させる場合と比較して、第３アーム６を原点位置へ復帰させるときに、まず、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる位置まで第３アーム６を回転させる場合には、第３アーム６の原点位置がどの位置に設定されても、第３アーム６を短時間で確実に原点位置へ復帰させることが可能になる。
【００８８】
また、図９（Ｄ）に示すように、光学式センサ６１がオフであるとともに、第２規制位置４５Ｂにある揺動部材４５の一方の側面に係合ピン４８が到達していない位置であって、かつ、近接センサ５９のオンオフが切り替わる境界位置が第３アーム６の原点位置であっても良い。この場合には、第３アーム６の回転角度と、光学式センサ６１の検出範囲および近接センサ５９の検出範囲との関係をまとめると図１１のようになる。
【００８９】
この場合、モータ制御部３０が第３アーム６の回転位置を見失って、第３アーム６を原点位置へ復帰させるときには、まず、光学式センサ６１の検出状態に基づいて、光学式センサ６１のオンオフが切り替わる位置まで第３アーム６を回転させる（第１回転ステップ）。その後、時計方向へ第３アーム６を回転させるとともに、近接センサ５９で磁性部材６０が検出される範囲内へ第３アーム６を回転させる（第２回転ステップ）。すなわち、図１１に示すように、第３アーム６のマイナスの回転角度の範囲内で近接センサ５９がオンとなる「オン側」へ第３アーム６を回転させるとともに、近接センサ５９がオンしている範囲内へ第３アーム６を回転させる。その後、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されなくなるまで所定角度、反時計方向へ第３アーム６を回転させる（第３回転ステップ）。すなわち、図１１に示すように、「オン側」の反対側となる「オフ側」へ第３アーム６を回転させるとともに、少なくとも、近接センサ５９がオンからオフへ切り替わるまで、所定角度、第３アーム６を回転させる。その後、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されるまで第３アーム６を反時計方向に回転させる（第４回転ステップ）と、第３アーム６は、原点位置へ復帰する。また、この場合には、第３アーム６を原点位置へ復帰させるときに、上記の第１回転ステップを実行した後、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されるまで第３アーム６を時計方向に回転させて、第３アーム６を原点位置へ復帰させても良い。
【００９０】
また、図１２に示すように、光学式センサ６１がオンであるとともに、第１規制位置４５Ａにある揺動部材４５の他方の側面に係合ピン４８が当接している位置であって、かつ、近接センサ５９のオンオフが切り替わる境界位置が第３アーム６の原点位置であっても良い。なお、この場合には、光学式センサ６１のオンオフ状態を利用して、第３アーム６を原点位置へ復帰させるための回転方向を定めることができるため、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されるまで第３アーム６を回転させ、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されたときの光学式センサ６１のオンオフ状態を確認することで、第３アーム６を原点位置へ復帰させる場合であっても、短時間で確実に第３アーム６を原点位置へ復帰させることが可能になる。
【００９１】
上述した形態では、第３アーム６の回転範囲の２箇所で、近接センサ５９によって磁性部材６０が検出されるように、近接センサ５９および磁性部材６０が配置されている。この他にもたとえば、第３アーム６の回転範囲の１箇所で、近接センサ５９によって磁性部材６０が検出されるように、近接センサ５９および磁性部材６０が配置されても良い。
【００９２】
上述した形態では、第２回転ステップで、反時計方向へ第３アーム６を回転させるとともに、近接センサ５９で磁性部材６０が検出される範囲内へ第３アーム６を回転させている。この他にもたとえば、第２回転ステップで、反時計方向へ第３アーム６を回転させるとともに、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されなくなるまで所定角度、第３アーム６を回転させても良い。この場合には、第３回転ステップで、時計方向へ第３アーム６を回転させるとともに、近接センサ５９で磁性部材６０が検出された後、再び、近接センサ５９で磁性部材６０が検出されなくなるまで所定角度、第３アーム６を回転させれば良い。
【００９３】
上述した形態では、近接センサ５９が第２アーム５に固定され、磁性部材６０が第３アーム６に固定されているが、近接センサ５９が第３アーム６に固定され、磁性部材６０が、第２アーム５に固定されても良い。また、上述した形態では、光学式センサ６１が第２アーム５に固定され、遮光部材６２が揺動部材４５に固定されているが、光学式センサ６１が揺動部材４５に固定され、遮光部材６２が第２アーム５に固定されても良い。また、上述した形態では、第１検出機構３２は、近接センサ５９を備えているが、第１検出機構３２は、近接センサ５９に代えて、光学式センサ等の他のセンサを備えていても良い。同様に、第２検出機構３３は、光学式センサ６１に代えて、近接センサ等の他のセンサを備えていても良い。
【００９４】
上述した形態では、磁性部材５５が揺動部材４５に固定され、永久磁石５６が第２アーム５に固定されているが、磁性部材５５が第２アーム５に固定され、永久磁石５６が揺動部材４５に固定されても良い。同様に、上述した形態では、磁性部材５７が揺動部材４５に固定され、永久磁石５８が第２アーム５に固定されているが、磁性部材５７が第２アーム５に固定され、永久磁石５８が揺動部材４５に固定されても良い。また、揺動部材４５が磁性材料で形成されているのであれば、揺動部材４５に磁性部材５５、５７が固定されていなくても良い。
【００９５】
また、第１磁気保持機構５１および第２磁気保持機構５２は、磁性部材５５、５７に代えて、揺動部材４５に固定される永久磁石を備えていても良い。この場合には、たとえば、揺動部材４５に固定される永久磁石と、永久磁石５６、５８との間に生じる磁気吸引力によって、第１規制位置４５Ａや第２規制位置４５Ｂで揺動部材４５が保持されるように、揺動部材４５に固定される永久磁石が着磁され、配置される。あるいは、揺動部材４５に固定される永久磁石と、永久磁石５６、５８との間に生じる磁気反発力によって、第１規制位置４５Ａや第２規制位置４５Ｂで揺動部材４５が保持されるように、揺動部材４５に固定される永久磁石が着磁され、配置される。
【００９６】
上述した形態では、第２検出機構３３は、第２アーム５に対する第３アーム６の回転範囲を規制する機能も果たしている。この他にもたとえば、第２アーム５に対する第３アーム６の回転範囲を規制する機構が別途、設けられても良い。
【００９７】
上述した形態では、第１検出機構３２および第２検出機構３３は、第３アーム６の原点位置を検出するために設けられている。この他にもたとえば、本体部３に対して第１アーム４が３６０°以上かつ７２０°未満回転する場合には、第１検出機構３２および第２検出機構３３を用いて、第１アーム４の原点位置を検出しても良い。また、第１アーム４に対して第２アーム５が３６０°以上かつ７２０°未満回転する場合には、第１検出機構３２および第２検出機構３３を用いて、第２アーム５の原点位置を検出しても良い。さらに、第３アーム６に対してハンド７、８が３６０°以上かつ７２０°未満回転する場合には、第１検出機構３２および第２検出機構３３を用いて、ハンド７、８の原点位置を検出しても良い。
【００９８】
上述した形態では、ロボット１は、半導体ウエハ２を搬送するためのロボットであるが、ロボット１は、液晶用のガラス基板等の他の搬送対象物を搬送する搬送用ロボットであっても良いし、組立用ロボット等の搬送用ロボット以外の産業用ロボットであっても良い。すなわち、第１検出機構３２および第２検出機構３３は、ロボット１以外のロボットに使用されても良い。また、第１検出機構３２および第２検出機構３３は、支持体に対して３６０°以上かつ７２０以上回転可能な回転体を有するロボット以外の各種の装置に使用されても良い。
【符号の説明】
【００９９】
１ ロボット（産業用ロボット）
３ 本体部
４ 第１アーム
５ 第２アーム（支持体、回転機構の一部）
６ 第３アーム（回転体、回転機構の一部）
７、８ ハンド
２４ モータ（第２駆動用モータ、回転機構の一部）
３０ モータ制御部（モータ制御手段、回転機構の一部）
３２ 第１検出機構（回転機構の一部）
３３ 第２検出機構（回転機構の一部）
４５ 揺動部材
４５Ａ 第１規制位置
４５Ｂ 第２規制位置
４６ ストッパ（第１規制部材）
４７ ストッパ（第２規制部材）
４８ 係合ピン（係合部材）
５１ 第１磁気保持機構
５２ 第２磁気保持機構
５９ 近接センサ（第１検出部）
６０ 磁性部材（第１被検出部）
６１ 光学式センサ（第２検出部）
６２ 遮光部材（第２被検出部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と、前記支持体に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な回転体と、前記回転体を回転させるモータと、前記回転体の原点位置を検出するための第１検出機構および第２検出機構と、前記モータを制御するモータ制御手段とを備え、
前記第１検出機構は、前記支持体または前記回転体のいずれか一方に固定または形成される第１被検出部と、前記支持体または前記回転体のいずれか他方に固定され前記第１被検出部を検出する第１検出部とを備え、
前記第２検出機構は、前記支持体に揺動可能に取り付けられる揺動部材と、前記回転体に固定または形成されるとともに、前記揺動部材に係合して前記揺動部材を揺動させる係合部材と、前記揺動部材または前記支持体のいずれか一方に固定または形成される第２被検出部と、前記揺動部材または前記支持体のいずれか他方に固定され前記第２被検出部を検出する第２検出部とを備え、
前記回転体の回転範囲の１箇所または２箇所で、前記第１検出部によって前記第１被検出部が検出されるように、前記第１被検出部および前記第１検出部が配置され、
前記回転体の回転範囲の１箇所で、前記第２検出部のオンオフが切り替わるように、前記揺動部材が前記支持体に取り付けられ、
前記モータ制御手段は、前記回転体を原点位置へ復帰させるときに、まず、前記第２検出部のオンオフが切り替わる位置まで前記回転体が回転するように前記モータを制御することを特徴とする回転機構。
【請求項２】
前記モータ制御手段は、前記第２検出部のオンオフが切り替わる位置まで前記回転体が回転した後に、所定の第１回転方向へかつ前記第１検出部で前記第１被検出部が検出される範囲内へ前記回転体が回転し、その後、前記第１検出部で前記第１被検出部が検出されなくなるまで前記第１回転方向の逆方向となる第２回転方向へ前記回転体が回転し、かつ、その後、前記第１検出部で前記第１被検出部が検出されるまで前記第１回転方向へ前記回転体が回転するように、前記モータを制御して、前記回転体を原点位置へ復帰させることを特徴とする請求項１記載の回転機構。
【請求項３】
前記第２検出機構は、前記支持体に固定または形成されるとともに前記揺動部材に当接して前記揺動部材の一方側の揺動範囲を規制する第１規制部材と、前記支持体に固定または形成されるとともに前記揺動部材に当接して前記揺動部材の他方側の揺動範囲を規制する第２規制部材とを備え、
前記係合部材は、前記揺動部材が前記第１規制部材に当接する第１規制位置と前記揺動部材が前記第２規制部材に当接する第２規制位置との間で前記揺動部材を揺動させ、
前記第２検出機構は、前記第２被検出部と前記第２検出部とによって、前記揺動部材が前記第１規制位置または前記第２規制位置のいずれにあるのかを検出することを特徴とする請求項１または２記載の回転機構。
【請求項４】
前記第２検出機構は、磁気吸引力または磁気反発力によって前記第１規制位置で前記揺動部材を保持する第１磁気保持機構と、磁気吸引力または磁気反発力によって前記第２規制位置で前記揺動部材を保持する第２磁気保持機構とを備えることを特徴とする請求項３記載の回転機構。
【請求項５】
前記係合部材は、前記第１規制位置にある前記揺動部材を前記第１規制部材に押し付けるように前記揺動部材に当接可能であるとともに、前記第２規制位置にある前記揺動部材を前記第２規制部材に押し付けるように前記揺動部材に当接可能であることを特徴とする請求項３または４記載の回転機構。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の回転機構を備える産業用ロボットであって、
本体部と、その基端側が前記本体部に回動可能に取り付けられる第１アームと、その基端側が前記第１アームの先端側に回動可能に取り付けられる前記支持体としての第２アームと、その基端側が前記第２アームの先端側に回転可能に取り付けられる前記回転体としての第３アームと、その基端側が前記第３アームの先端側に回転可能に取り付けられるハンドとを備えることを特徴とする産業用ロボット。
【請求項７】
支持体と、前記支持体に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な回転体と、前記回転体の原点位置を検出するための第１検出機構および第２検出機構とを備え、
前記第１検出機構は、前記支持体または前記回転体のいずれか一方に固定または形成される第１被検出部と、前記支持体または前記回転体のいずれか他方に固定され前記第１被検出部を検出する第１検出部とを備え、
前記第２検出機構は、前記支持体に揺動可能に取り付けられる揺動部材と、前記回転体に固定または形成されるとともに、前記揺動部材に係合して前記揺動部材を揺動させる係合部材と、前記揺動部材または前記支持体のいずれか一方に固定または形成される第２被検出部と、前記揺動部材または前記支持体のいずれか他方に固定され前記第２被検出部を検出する第２検出部とを備え、
前記回転体の回転範囲の１箇所または２箇所で、前記第１検出部によって前記第１被検出部が検出されるように、前記第１被検出部および前記第１検出部が配置され、
前記回転体の回転範囲の１箇所で、前記第２検出部のオンオフが切り替わるように、前記揺動部材が前記支持体に取り付けられる回転機構における回転体の原点位置復帰方法であって、
前記回転体を原点位置へ復帰させるときに、まず、前記第２検出部のオンオフが切り替わる位置まで前記回転体を回転させる第１回転ステップを実行することを特徴とする回転体の原点位置復帰方法。
【請求項８】
前記第１回転ステップ後に、所定の第１回転方向へかつ前記第１検出部で前記第１被検出部が検出される範囲内へ前記回転体を回転させる第２回転ステップと、前記第２回転ステップ後に、前記第１検出部で前記第１被検出部が検出されなくなるまで前記第１回転方向の逆方向となる第２回転方向へ前記回転体を回転させる第３回転ステップと、前記第３回転ステップ後に、前記第１検出部で前記第１被検出部が検出されるまで前記回転体を前記第１回転方向へ回転させる第４回転ステップとを備えることを特徴とする請求項７記載の回転体の原点位置復帰方法。
【請求項１】
支持体と、前記支持体に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な回転体と、前記回転体を回転させるモータと、前記回転体の原点位置を検出するための第１検出機構および第２検出機構と、前記モータを制御するモータ制御手段とを備え、
前記第１検出機構は、前記支持体または前記回転体のいずれか一方に固定または形成される第１被検出部と、前記支持体または前記回転体のいずれか他方に固定され前記第１被検出部を検出する第１検出部とを備え、
前記第２検出機構は、前記支持体に揺動可能に取り付けられる揺動部材と、前記回転体に固定または形成されるとともに、前記揺動部材に係合して前記揺動部材を揺動させる係合部材と、前記揺動部材または前記支持体のいずれか一方に固定または形成される第２被検出部と、前記揺動部材または前記支持体のいずれか他方に固定され前記第２被検出部を検出する第２検出部とを備え、
前記回転体の回転範囲の１箇所または２箇所で、前記第１検出部によって前記第１被検出部が検出されるように、前記第１被検出部および前記第１検出部が配置され、
前記回転体の回転範囲の１箇所で、前記第２検出部のオンオフが切り替わるように、前記揺動部材が前記支持体に取り付けられ、
前記モータ制御手段は、前記回転体を原点位置へ復帰させるときに、まず、前記第２検出部のオンオフが切り替わる位置まで前記回転体が回転するように前記モータを制御することを特徴とする回転機構。
【請求項２】
前記モータ制御手段は、前記第２検出部のオンオフが切り替わる位置まで前記回転体が回転した後に、所定の第１回転方向へかつ前記第１検出部で前記第１被検出部が検出される範囲内へ前記回転体が回転し、その後、前記第１検出部で前記第１被検出部が検出されなくなるまで前記第１回転方向の逆方向となる第２回転方向へ前記回転体が回転し、かつ、その後、前記第１検出部で前記第１被検出部が検出されるまで前記第１回転方向へ前記回転体が回転するように、前記モータを制御して、前記回転体を原点位置へ復帰させることを特徴とする請求項１記載の回転機構。
【請求項３】
前記第２検出機構は、前記支持体に固定または形成されるとともに前記揺動部材に当接して前記揺動部材の一方側の揺動範囲を規制する第１規制部材と、前記支持体に固定または形成されるとともに前記揺動部材に当接して前記揺動部材の他方側の揺動範囲を規制する第２規制部材とを備え、
前記係合部材は、前記揺動部材が前記第１規制部材に当接する第１規制位置と前記揺動部材が前記第２規制部材に当接する第２規制位置との間で前記揺動部材を揺動させ、
前記第２検出機構は、前記第２被検出部と前記第２検出部とによって、前記揺動部材が前記第１規制位置または前記第２規制位置のいずれにあるのかを検出することを特徴とする請求項１または２記載の回転機構。
【請求項４】
前記第２検出機構は、磁気吸引力または磁気反発力によって前記第１規制位置で前記揺動部材を保持する第１磁気保持機構と、磁気吸引力または磁気反発力によって前記第２規制位置で前記揺動部材を保持する第２磁気保持機構とを備えることを特徴とする請求項３記載の回転機構。
【請求項５】
前記係合部材は、前記第１規制位置にある前記揺動部材を前記第１規制部材に押し付けるように前記揺動部材に当接可能であるとともに、前記第２規制位置にある前記揺動部材を前記第２規制部材に押し付けるように前記揺動部材に当接可能であることを特徴とする請求項３または４記載の回転機構。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の回転機構を備える産業用ロボットであって、
本体部と、その基端側が前記本体部に回動可能に取り付けられる第１アームと、その基端側が前記第１アームの先端側に回動可能に取り付けられる前記支持体としての第２アームと、その基端側が前記第２アームの先端側に回転可能に取り付けられる前記回転体としての第３アームと、その基端側が前記第３アームの先端側に回転可能に取り付けられるハンドとを備えることを特徴とする産業用ロボット。
【請求項７】
支持体と、前記支持体に対して３６０°以上かつ７２０°未満回転可能な回転体と、前記回転体の原点位置を検出するための第１検出機構および第２検出機構とを備え、
前記第１検出機構は、前記支持体または前記回転体のいずれか一方に固定または形成される第１被検出部と、前記支持体または前記回転体のいずれか他方に固定され前記第１被検出部を検出する第１検出部とを備え、
前記第２検出機構は、前記支持体に揺動可能に取り付けられる揺動部材と、前記回転体に固定または形成されるとともに、前記揺動部材に係合して前記揺動部材を揺動させる係合部材と、前記揺動部材または前記支持体のいずれか一方に固定または形成される第２被検出部と、前記揺動部材または前記支持体のいずれか他方に固定され前記第２被検出部を検出する第２検出部とを備え、
前記回転体の回転範囲の１箇所または２箇所で、前記第１検出部によって前記第１被検出部が検出されるように、前記第１被検出部および前記第１検出部が配置され、
前記回転体の回転範囲の１箇所で、前記第２検出部のオンオフが切り替わるように、前記揺動部材が前記支持体に取り付けられる回転機構における回転体の原点位置復帰方法であって、
前記回転体を原点位置へ復帰させるときに、まず、前記第２検出部のオンオフが切り替わる位置まで前記回転体を回転させる第１回転ステップを実行することを特徴とする回転体の原点位置復帰方法。
【請求項８】
前記第１回転ステップ後に、所定の第１回転方向へかつ前記第１検出部で前記第１被検出部が検出される範囲内へ前記回転体を回転させる第２回転ステップと、前記第２回転ステップ後に、前記第１検出部で前記第１被検出部が検出されなくなるまで前記第１回転方向の逆方向となる第２回転方向へ前記回転体を回転させる第３回転ステップと、前記第３回転ステップ後に、前記第１検出部で前記第１被検出部が検出されるまで前記回転体を前記第１回転方向へ回転させる第４回転ステップとを備えることを特徴とする請求項７記載の回転体の原点位置復帰方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２２８７５３（Ｐ２０１２−２２８７５３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９８９３６（Ｐ２０１１−９８９３６）
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（０００００２２３３）日本電産サンキョー株式会社 (1,337)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（０００００２２３３）日本電産サンキョー株式会社 (1,337)
【Ｆターム（参考）】
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