説明

搬送用ロボットのハンド及びそのハンドを有する搬送用ロボット

【課題】 異なるサイズのワークに対応してハンド幅を調整することができるとともに小型化で軽量化された搬送用ロボットのハンド及びそのハンドを有してワークを搬送する搬送用ロボットを提供する。
【解決手段】 ワークPを載置する複数の載置部2a、2bを有する搬送用ロボット100のハンド110(1)において、ハンド110(1)には、載置部2a、2bの間隔を調整する幅調整手段9,10、11と、幅調整手段9、10、11に、ハンド100(1)とは独立の駆動源の駆動力を伝達、遮断するクラッチ手段15とを有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、サイズの異なるワークを載置し搬送する搬送用ロボットのハンドに関するものである。
【背景技術】
【0002】
ワークを載置し搬送する搬送用ロボットは、液晶ディスプレーやプラズマディスプレー等のフラットパネルディスプレー(FPD)や半導体の製造工程において、ガラス板や半導体ウエハ等のワークが収納されている収納カセットから上記ワークを取り出し、または収納カセットへ上記ワークを収納するようにしている。
【0003】
このような製造工程では、通常、加工処理が進むとある段階で、最初に投入された大型のワークが製品のサイズに合わせて小さく裁断されるので、工程に応じてロボットのハンドのサイズ(幅)を変更するためにハンド幅を変更する必要がある。
【0004】
また、多品種生産に対応してサイズの異なる多種類のワークを同一の製造ラインで扱う場合は、製造する製品のサイズ、即ちワークである基板のサイズが変わる毎にサイズに対応するようロボットのハンド幅を変更する必要がある。
【0005】
例えば、ワークを載置する複数の基板吸着体を固着する移動体がエアシリンダによりお互いに接近離隔するように移動可能に構成された基板搬送ロボット用ハンドが開示されている(例えば特許文献1参照)。
【0006】
また、基板を支持する支持板の間隔を幅方向に移動可能にする平行ガイド、ボールナット、およびボールねじと、ボールねじを回転駆動する駆動装置とを用いて、支持板の間隔を調整することができるロボットのハンドが開示されている(例えば特許文献2参照)。
【0007】
【特許文献1】特開2000−79590号公報
【特許文献2】特開2001−300879号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、特許文献1や特許文献2に記載されたハンドは、複数の載置部の間隔(以下ではこれらの距離または間隔を「ハンド幅」という)を調整するためにハンド自身が専用の駆動源を備えているので、ハンドが大型化するとともに重量が増加するという問題がある。さらに、ロボット本体を駆動する電力以外に上記駆動源を駆動する電力がかかるという問題がある。
また、搬送用ロボットがワークを搬送する際は、ハンド幅を調整することは無く、搬送時には必要としない駆動源を所持したままの搬送動作となる。そのため、ハンド自体の重量が増加するばかりではなく、ハンドの作動加速による慣性力が増加し、迅速な制御が困難となるとともに迅速な作動に対応できなくなるので、生産性が低下するという問題がある。
【0009】
そこで、本発明は、異なるサイズのワークに対応してハンド幅を調整することができるとともに小型化で軽量化された搬送用ロボットのハンド及びそのハンドを有してワークを搬送する搬送用ロボットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、ワークを載置する複数の載置部を有する搬送用ロボットのハンドにおいて、前記ハンドには、前記載置部の間隔を調整する幅調整手段と、前記幅調整手段に、前記ハンドとは独立の駆動源の駆動力を伝達、遮断するクラッチ手段とを有することを特徴とする。
【0011】
本発明によれば、搬送用ロボットのハンドは、複数の載置部の間隔を調整する幅調整手段と、前記ハンドとは独立の駆動源の駆動力を上記幅調整手段に伝達、遮断するクラッチ手段とを備え、上記幅調整手段が、専用の駆動源を設けるのではなく、このハンドとは独立の駆動源の駆動力を上記クラッチ手段を用いて伝達、遮断するようにして幅調整することができる。
【0012】
そのため、上記ハンドには、上記幅調整手段を駆動するための駆動源、例えば、モータやシリンダ装置等を設ける必要が無くなる。またアームやロボット本体から電力線や制御用の配線をハンドの上の駆動源にまで引き込む必要がないので、特許文献1や特許文献2に示すハンドに比較して、ハンドを小型化且つ軽量化することができる。さらに、ハンドの軽量化により、迅速な制御も行なえるとともにロボットの迅速な作動にも対応ができる。
【0013】
また、本発明は、前記幅調整手段は、前記載置部の基端が固定された無端ベルトと、前記載置部を移動可能に支持するガイド部と、前記無端ベルトと前記ガイド部とを連結するように固定するブリッジ部材とよりなることが好ましい。このため、無端ベルトをハンド幅方向に移動することで載置部の間隔を任意に設定することができ、サイズの異なる多種類のワークに対しても調整が可能であり自由度が増える。
【0014】
さらに、本発明は、前記独立の駆動源は、前記搬送用ロボットを走行させる駆動源であることが好ましい。そのため、搬送用ロボットを走行させる駆動源を用いて、ハンド幅(複数の載置部の間隔)を調整しているので、ハンド幅の調整量を搬送用ロボット本体の走行量として制御することができ、ハンド幅を設定するためにセンサ等の構成部品を追加することもないので、より小型化、軽量化を図ることができる。
【0015】
また、本発明は、上記幅調整手段と、上記クラッチ手段とを有するハンドを備えた搬送用ロボットであるので、搬送用ロボット本体またはそのハンドの移動作動の制御によって、搬送するワークのサイズに対応して、容易にワークを搬送するハンドのサイズ(幅)を変更することができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明は、ワークを載置する複数の載置部を有する搬送用ロボットのハンドにおいて、前記ハンドには、前記載置部の間隔を調整する幅調整手段と、前記幅調整手段に、前記ハンドとは独立の駆動源の駆動力を伝達、遮断するクラッチ手段とを有するので、上記幅調整手段が、専用の駆動源を設けるのではなく、このハンドとは独立の駆動源の駆動力を上記クラッチ手段を用いて伝達、遮断するようにして幅調整することができる。
そのため、上記ハンドには、上記幅調整手段を駆動するための駆動源、例えば、モータやシリンダ装置等を設ける必要が無くなる。またアームやロボット本体から電力線や制御用の配線をハンドの上の駆動源にまで引き込む必要がないので、幅調整手段及びその駆動源を備えた従来のハンドを小型化且つ軽量化することができる。さらに、ハンドの軽量化により、確実に制御も行なえるとともにロボットの高速作動にも対応ができる。また、ロボットの作動の電力消費を抑えることもできる。
【0017】
また、本発明は、上記幅調整手段と、上記クラッチ手段とを備えたハンドを備える搬送用ロボットであるので、ロボット本体またはロボットのハンドの移動作動の制御によって、搬送するワークのサイズに対応して、容易にワークを搬送するハンドのサイズ(幅)を変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【0019】
(ハンドの全体構成)
図1は、本発明の実施の形態に係る搬送用ロボットのハンドの平面図である。
【0020】
図1に示す搬送用ロボットのハンド1は、サイズの異なるワークPを載置する2本の載置部2a、2bおよび、この載置部2a、2bの間隔がワークPのサイズに合わせて調整されて連結されている連結部3を主な構成としている。
【0021】
なお、本実施の形態では、ハンド1は、最大P1のサイズからP2のサイズまでのサイズの異なるワークPを搬送することができるものとしている。即ち、最大サイズのワークP1を搬送する場合は図1中の二点鎖線で示す載置部2a、2bの配置となり、最小のワークP2に対応するハンド幅の載置部2a、2bは実線で示す配置となる。ここで、ハンド幅、即ち載置部の間隔は、搬送するワークを最適な撓み量となる位置で保持できるように設定されるものである。
【0022】
(載置部の構成)
載置部2a、2bは、それぞれ中空形状の直方体しており、剛性を高め、軽量化を図るために、本実施の形態ではカーボン繊維と樹脂の複合材料から形成されている。
【0023】
各載置部2a、2bには、ワークPを載置する際にこれを支持する複数の基板支持部4と、ワークPを吸着して固定載置するためのバキュームパッド5a、5b、5cが設けられている。
【0024】
バキュームパッド5aは大判のワークP1を載置搬送する際に機能し、バキュームパッド5b、5cは大判のワークP1及び小判のワークP2双方に対して機能する。即ち、バキュームパッドは、搬送するワークPのサイズに対応して選択的に作動可能とされている。なお、各載置部2a、2bに形成されるバキュームパッドは、ワークPのサイズに応じて、その配置及び数を適宜増減してもよい。
【0025】
さらに、載置部2a、2bには、搬送用ロボットの位置制御のために各種の位置情報や搬送対象の基板の位置や姿勢を検知するため、アライメントセンサ6、マッピングセンサ7及び飛び出し検知センサ8が設けられている。
【0026】
アライメントセンサ6は、各載置部2a、2bの先端側であって、ワークPを載置する載置面に配置されている。
さらに、本実施の形態ではバキュームパッド5bと5cとのほぼ中間位置に配置され、2つの載置部2a、2bの先端から基端に向かってほぼ同じ距離の位置に配置されている。
【0027】
このアライメントセンサ6は、載置されるワークPに対してハンド1を正面位置に制御するために、ワークPの図1の平面における傾きを検知するものである。即ち、アライメントセンサ6は図1の上側にビーム光を射出して、ワークPの裏側にから反射されたビーム光を検知してONとなり、ON/OFFの切り替わりによって、ワークPの前端位置(収納カセットに載置された場合の搬入口側の端)を検知するものである。各載置部2a、2bに設置されたアライメントセンサ6から出力される信号の時間差をとって、傾き程度を判断し、必要であれば、ハンド1の向きを調整するようにしている。
【0028】
載置部2bの先端部の載置部2a側には、マッピングセンサ7が配置されている。
このマッピングセンサ7は、収納カセット(図示せず)の各棚に収納されたワークPが存在するか否かを検知するものである。即ち、収納カセットは全ての棚にワークPが収納されているとは限らないので、収納カセットに対するワークPの搬入搬出作動にあたって、ハンド1を収納カセットの前面で上下移動させ、収納カセットの基板収納棚を上下に走査することによって、ワークPが収納載置されている棚の配置を検知するものである。なお、マッピングセンサ7は、ビームを収納カセット側(図1では矢印B側)に射出してその反射を検知するようにしている。
また、マッピングセンサ7の位置は、限定されることはなく、例えば、載置部2a側に設けてもよい。
【0029】
載置部2a、2bの先端には、収納カセット側に対向するように、飛び出し検知センサ8が配置されている。
この飛び出し検知センサ8は、ワークPの収納カセットからの飛び出しを検知するものであり、収納カセットに収納されたワークPが所定位置から飛び出していることを検知し、ハンド1との干渉を回避するようにしている。
【0030】
本実施の形態では、飛び出し検知センサ8は、アライメント6と同様に、図1の上側にビーム光を射出しワークPの裏側にから反射されたビーム光を検知してONとなり収納カセットからのワークPの飛び出しを検知するものである。飛び出し検知センサ8がONとなった場合、ハンド1の上方向への移動を停止しまたは、ハンド1を後退させて、ワークPとの干渉を防止する。なお、飛び出しセンサ8とアライメントセンサ6とを兼用することもできる。
【0031】
(連結部の構成)
次に、図1及び図2を参照して、連結部の構成を説明する。図2(A)は、連結部の概要を示す図1X−Xにおける連結部の断面断面図である。図2(B)は、連結部の概要を示す図1Y−Yにおける連結部の断面断面図である。
【0032】
ハンド1において、載置部2a、2bの基端は、連結部3によりワークPのサイズ(幅)に合わせて調整された状態で連結されている。
本実施の形態では、載置部2a、2bの基端及び連結部3は、図2(A)、(B)に示すように、下側ケーシング3aと上側ケーシング3bに収納され、ゴミ、塵等が進入されないように、または、連結部3内で発生する塵等がケーシング外部に流出しないようにしている。このように、連結部3をケーシング構成とすれば、ハンド幅調整の動作による塵埃の発生を防止することができるので、塵埃を嫌うFPD生産工程に好適のハンドを提供することができる。また、箱状の構造としたことにより、載置部を連結する部材として十分な剛性を得ることができる。
なお、下側ケーシング3aと上側ケーシング3bには、載置部2a、2b等がハンド幅方向の移動を許容する窓部3c、3c及び3dが設けられている。
【0033】
この連結部3には、載置部2a、2bの間隔を調整する幅調整手段9、10、11と、この幅調整手段9、10、11に、ハンド1とは独立の駆動源の駆動力を伝達、遮断するクラッチ手段15とから構成されている。
【0034】
上記幅調整手段は、載置部2a、2bの基端が固定された無端ベルト10と、載置部2a、2bを移動可能に支持するガイド部としてのLMガイド(直線運動ガイド)9と、載置部2a,2bの基端と無端ベルト10とを一体移動可能に連結するなるブリッジ部材11a、11bとから構成されている。
【0035】
LMガイド9は、ハンド幅方向に設けられた2列の軌道部材9a、9aと、その上に直線移動可能に取り付けられた移動ブロック9b、9bにより構成されている。移動ブロック9b、9bは、それぞれ載置部2a、2bの基部が固定されている。
【0036】
無端ベルト10は、回動自在の自由プーリー10a、10aに、LMガイド9の軌道部材9a、9aの移動方向と平行になるように架渡されている。
【0037】
本実施の形態では、無端ベルト10はタイミングベルトであり、その内周には歯が形成されている。自由プーリー10a、10bは、上記タイミングベルトの歯に噛み合うような歯車形状となっている。そして、無端ベルト10と自由プーリー10a、10bとは、互いの歯が噛み合うことにより、滑り等が発生せずにベルト回動する構成となっている。
【0038】
無端ベルト10の載置部寄りのベルトには、載置部2aに固着されたブリッジ部材11aの端部がボルト等により連結固定されている(図2(A)参照)。そして、載置部2a、移動ブロック9b及びブリッジ部材11bは、無端ベルト10に一体的に固定されたことになり、無端ベルト10の回動に伴って載置部2aがハンド幅方向(ベルト回動の方向)に移動可能となっている。
【0039】
なお、本実施の形態では、無端ベルト10は内周面が歯を有するタイミングベルトで構成しているので、ブリッジ部材11aの面に、この歯に噛み合うような歯面形状が形成されている。すなわち、載置部2aは、ブリッジ部材11aの歯付き面に噛み合いながら、ボルトを用いて固定されており、固定強度を上げている。
【0040】
一方、無端ベルト10の載置部とは反対側のベルトには、載置部2bに固着されたブリッジ部材11bがボルト等で連結固定されている。さらに、ブリッジ部材11bには、クラッチ手段15が設置されている(図2(B)参照)。そして、載置部2b、移動ブロック9b、ブリッジ部材11b及びクラッチ手段15が一体に連結されて、無端ベルト10の回動に伴って移動可能とされている。
【0041】
なお、本実施の形態では、図3に示すように、無端ベルト10は内周面が歯を有するタイミングベルトで構成しているので、ブリッジ部材11bの面に、この歯に噛み合うような歯面形状が形成されている。すなわち、載置部2bは、ブリッジ部材11bの歯付き面に噛み合いながら、ボルトを用いて固定されており、固定強度を上げている。
【0042】
また、図1に示すように、本実施の形態では、LMガイド9と無端ベルト10の中間領域には、アライメントセンサ6、マッピングセンサ7及び飛び出し検知センサ8との信号をやり取りするための配線12及びバキュームパッド5a、5b、5cへの吸気配管(図示しない)が伸縮または屈曲可能な状態で、各ブリッジ部材11a、11bを経由して、載置部2a、2bへ導かれるように配線されている。より具体的には、配線12及び吸気配管は配線ガイド13により各ブリッジ部材11a、11bに沿って、結束され配置されている。図1中の二点鎖線で示す配線12は、ワークP1に対応するハンド幅の配線12を示している。
【0043】
(クラッチ手段の構成)
次に、連結部に設けられたクラッチ手段の構成を図2、図3及び図4を参照して説明する。なお、図3は、図1の平面側から見たクラッチ手段の要部拡大図であり、図3(A)は、駆動力を伝達する状態を示し、図3(B)は駆動力を遮断する状態を示す。図4は、図3の矢印Z方向から見たクラッチ手段の要部拡大図である。なお、図2(B)も、クラッチ手段において駆動力を遮断する状態でハンド移動可能となっている。
【0044】
クラッチ手段15は、載置部2bに固着されたブリッジ部材11bに設けられており、軸部15aと、この軸部15aの先端側に設けられた押圧部15b、15bと、軸部15aの他端に設けられた当接部15cと、軸部15aを往復自在に支持する支持部15dと、当接部15cと支持部15dとの間に設けれた付勢部材15eと、ハンド1とは独立に設けられ、駆動源からの駆動力を当接部15cに伝達するために当接および離間可能な接続部17とから構成されている。ここで、ハンド1と独立に設けられているとは、ハンド1と別体であってその駆動及び移動の影響を受けないということである。
【0045】
支持部15dは、ブリッジ部材11bに一体に固定されている。即ち、支持部15dのケーシング内側の端面は、ブリッジ部材11bに一体連結固定されている。また、支持部15dの中空内には軸部15aが図中の矢印Cの方向に往復自在に貫通されている。
【0046】
軸部15aには、ケーシング内に収納された先端はハンド幅方向に両側に伸びるように形成された押圧部15b、15bが形成されており、ケーシング外に延びる後端は、大径となる段部を有する当接部15cが形成されている。
【0047】
押圧部15b、15bは、無端ベルト10と対向する面には、無端ベルト10の歯に噛み合うような歯面形状が形成されている。すなわち、図3(A)に示すように、押圧部15b、15bに形成された歯が、無端ベルト10の歯に噛み合うようにしてなっている。
【0048】
当接部15cは軸部15aの大径部分であり、ハンド1とは独立に形成された接続部17の凹部17aに係合可能となっている。また、当接部15cの段部を形成する端面と支持部15dの端面との間には付勢部材15eが介在している。
【0049】
付勢部材15eは、本実施の形態では、コイルバネを用いており、この付勢部材15eは、クランプ押圧部材15を無端ベルト10に対して押圧する方向、すなわち、図3(A)に示すように、付勢部材15eは、押圧部15b、15bが無端ベルト10の歯と噛み合うように付勢している。
【0050】
接続部17は、ハンド1とは独立で、本実施の形態では、ハンド1の移動範囲内に配置されている。具体的には、図3(A)、(B)に示すように、ハンド1が搬送動作を待機した状態において、当接部15cと係合可能な位置であって、床から設立された柱に設けられている。そして、接続部17には、当接部15cの外周を覆うように凹部17aが形成されている。
【0051】
なお、接続部17は、ハンド1とは独立に設けられていれば良く、床から設立された柱に限らず、壁や収納カセット200の枠体等に設けても良い。また、必ずしも、固定部である必要はなく、ハンド1及び搬送用ロボット100に対して相対移動する構成であればよい。
【0052】
また、本実施の形態では、図1に示すように、下側ケーシング3aには、無端ベルト10の近傍に、ハンド幅方向に延びるように壁状に形成された固定受け部14が設けられている。
【0053】
固定受け部14は、クラッチ手段15の押圧部15b、15bと協働して、無端ベルト10を挟む込むようにして固定している(図3(A)参照)。
【0054】
また、クラッチ手段15の接続が解除されている場合、即ち、図3(B)および図2(B)に示すように、当接部15cが接続部17に当接して押圧されて、押圧部15b、15bと無端ベルト10との噛合いが解除されている場合は、無端ベルト10と固定受け部14との係合が解除され、無端ベルト10は移動自在となっている。従って、無端ベルト10の回動に対応して、クラッチ手段15及びこれと一体に連結された載置部2b、移動ブロック9b及びブリッジ部材11bが移動可能とされている。
【0055】
(搬送用ロボットの構成)
図5は、本発明の実施形態にかかるハンドを備えた搬送用ロボットの構成を示す。図5(A)はその側面図、図5(B)はその平面図である。
【0056】
図5に示す搬送用ロボット100は、2組のハンド110、110を備えるダブルアームロボットである。
【0057】
なお、本発明はこれに限ら搬送用ロボットは、本実施の形態に限定されることはなく、ハンドが1組の搬送用ロボットにおいてもまた、その他の構成においてもハンド幅調整が必要なロボットに適用可能である。
【0058】
搬送用ロボット100は、基台101が移動機構103のレール(図示しない)に載置されこのレールに沿って移動可能となっている。また、移動機構103は、ハンド110とは独立の駆動源103aを有する。
【0059】
また、ハンド110及び多関節アーム102は、基台101に設けられた昇降機構により最低高さ(図5(A)中、実線で示す)と昇降機構の最高高さ(図5(A)中、二点鎖線で示す)との間で昇降可能とされている。
【0060】
なお、ハンド110及び多関節アーム102の駆動、基台101の駆動及び移動機構103の駆動源103aの駆動は、統一された駆動制御の下にある。
【0061】
ハンド110、110は、各連結部3の略中央部が搬送用ロボットのアームの先端Aに回動可能に取り付けられ、ワークPを収納カセット等に対して出し入れする際に、収納カセット等の搬入口に対して、角度調整をしながら対面となるように構成されている。
【0062】
なお、図5におけるハンド110は図1におけるハンド1の変形例であって、載置部を3本備え、左右の載置部2a、2bが上述した幅調整手段によりハンド幅方向に移動可能となっている。そして、中央の載置部2cは、連結部3の中央部に固定されている。なお、ハンド110のこれ以外の構成は、図1等に示すハンド1と同様であるので、図5中で、同じ構成には同じ符号を付してその説明は省略する。
【0063】
このように、本実施の形態では、2本のハンド幅の調整可能な載置部2a、2bのほかにワークPのサイズに応じてその中間に補助の載置部2cを設けた。載置部2cは、ワークPを過度に撓まないように保持するものである。また、補助の載置部は、必要により更に複数設けてもよく、また、移動可能としても、固定としてもよい。
【0064】
搬送用ロボット100の近傍には、ワークPを搬入搬出する対象となる収納カセット200が移動機構103に沿って配置されている。
【0065】
収納カセット200には、ワーク加工装置(図示しない)の加工前または加工後のワークPが棚状に多数積層収納される。なお、収納カセット200及びワーク加工装置は、製造工程の必要に応じて適宜の配置で、搬送用ロボット100及び移動機構103の周囲に設けられ、これらの収納カセット200とワーク加工装置との間で、搬送用ロボット100によるワークPの受け渡し、移載が可能となっている。
【0066】
本実施の形態では、収納カセット200には、その前面の枠体に、搬送用ロボット100の原点位置を確認するための標識となるトグ18が設けられている。なお、トグ18は、ロボット100の移動部とは独立、即ち別体に設けられるならば、接続部17と同じ床から設立された柱や壁等に設けてもよい。
【0067】
(搬送用ロボットの動作)
次に、搬送用ロボットの動作を図5に基づき、説明する。
搬送用ロボット100は、多関節アーム102、102によりハンド110、110を移動させて収納カセット200に対してワークPを搬入及び搬出するものである。その際、ハンド110、110は、アライメントセンサ6、マッピングセンサ7及び飛び出し検知センサ8によりハンド位置及びワークPの位置を検知して、収納カセット200の搬入口に対して正面となるように、多関節アーム102により移動される。なお、検知されたハンド位置及びワークPの位置は、ロボット座標としてロボット100の制御装置により認識され、これを基にロボット100の移動の制御がなされる。
【0068】
ハンド110、110は、基台101に設けられた昇降機構により、多関節アーム102、102ともに上下移動されて、収納カセット200に積層載置された各ワークPの受け渡し位置(即ち、搬入搬出位置)の高さに移動される。その場合、ワークPを搬入または載置すべき位置高さは、あらかじめマッピングセンサ7の走査によって求めたロボット座標として決定されている。
【0069】
また、離れて配置された収納カセット200に対してワークPを搬出搬入する場合は、基台101が移動機構103のレールに沿って移動駆動されることにより、ロボット100即ちハンド110、110が収納カセット200またはワーク加工装置との間を移動する。この場合の移動は、移動位置間のロボット座標の差に対応する所定の移動距離を得るように、移動機構103の駆動源が所定のパルス数駆動されることにより行われる。
【0070】
以上のように、ワークPの受け渡し位置に対するハンド110、110の移動は、多関節アーム102、102の移動、基台101の昇降機構による上下移動及び移動機構103のレールに沿う移動によりなされる。また、多関節アーム102、102によるハンド110、110の移動、基台101の昇降移動及び移動機構103のレールに沿う移動は、アライメントセンサ6、マッピングセンサ7及び飛び出し検知センサ8の検知信号に基づく位置データにより決定されるロボット座標に基づいて、統合された制御プログラムにより統一的に多関節アーム102、102、基台101の昇降機構及び移動機構103の各駆動源を制御することによりなされる。
【0071】
(幅調整手段の動作)
以上のように構成された搬送用ロボットのハンドにおけるハンド幅調整の動作を説明する。
【0072】
本実施の形態において、ハンド110(1)の載置部2a、2bとのハンド幅調整は、ハンド110(1)が、ワークPを載置せず搬送動作を待機した状態で行われる。
【0073】
まず、搬送用ロボット100のハンド110(1)は、搬送用ロボット100または移動機構103を動作させ、収納カセット200に設けられたトグ18の近傍に移動される。より具体的には、ハンド110(1)を構成する載置部2aの飛び出し検知センサ8によりトグ18を走査して、原点位置のロボット座標を確認する。即ち、ハンド幅を変更する前に、その時点で設定されているハンド幅に対応するロボット座標によって載置部2aの位置を確認する。なお、載置部2a側の飛び出し検知センサ8での検知をすれば、載置部2bは載置部2aに連動しているので載置部2b側での検知の必要はない。また、載置部2b側で検知をしてもよい。
【0074】
次に、確認した原点位置のロボット座標に基づき、搬送用ロボット100または移動機構103を駆動して、クラッチ手段を構成する当接部15cと接続部17とが対向する位置へ移動する。すなわち、ハンド110(1)に設けられた当接部15cを、固定されている接続部17の凹部17aの近傍位置へ移動させる。
【0075】
そして、多関節アーム102を駆動して、ハンド110(1)を図5(B)中で矢印Dの方向に引き、当接部15cを接続部17の凹部17aに当接する(図3(A)参照)。更に、矢印D方向に移動させて当接部15cを凹部17aに押圧し、付勢部材15eが圧縮されて、その付勢力に抗するようになる。この押圧によって、クラッチ手段15の押圧部15b、15bが無端ベルト10の歯と離間して、同時に、固定受け部14と無端ベルト10との間に隙間が形成され、載置部2bのハンド幅方向への移動が可能となる(図3(B)参照)。
【0076】
そして、ハンド110(1)の当接部15cと接続部17とが当接し、押圧部15b、15bが無端ベルト10から離間した状態を維持したままで、前述のロボット座標で所望のハンド幅の調整距離に相当するパルス数だけ移動機構103の駆動源を駆動させて、基台101を移動機構103のレールに沿って移動させる。
即ち、図5(B)において、ハンド幅を狭める場合は右側(矢印Eの方向)に基台101を移動させ、ハンド幅を広げる場合は左側(矢印Eの反対方向)に基台101を移動させる。
【0077】
次に、所定のパルス数の移動により所望のハンド幅の位置(ロボット座標)に到達後、ハンド110(1)を図5(B)において矢印Dの反対方向に移動させる。これにより、ハンド110(1)の当接部15cには押圧力が開放され、付勢部材15eが開放されることにより、押圧部15b、15bが無端ベルト10の歯に噛合するようになり、さらに、移動することにより、無端ベルト10が押圧部15b、15bと固定受け部14との間に挟み込まれて固定する(図3(A)参照)。
すなわち、無端ベルト10が固定されることにより、載置部2a、2cが所望のハンド幅の位置で固定される。
【0078】
(実施の形態の効果)
【0079】
ワークPを載置する載置部2a、2bを有する搬送用ロボット100のハンド110(1)において、ハンド110(1)には、載置部2a、2bの間隔を調整する幅調整手段としてのLMガイド9、無端ベルト10、ブリッジ部材11と、これら幅調整手段9、10、11に、ハンド110(1)とは独立に駆動される移動機構103の駆動源の駆動力を伝達、遮断するクラッチ手段15とを有している。
【0080】
上記の構成により、搬送用ロボット100のハンド110(1)は、幅調整手段9、10、11が、専用の駆動源を設けるのではなく、このハンド110(1)とは独立に駆動される移動機構103の駆動源の駆動力をクラッチ手段15を用いて伝達、遮断するようにして幅調整することができる。
【0081】
そのため、ハンド110(1)上に幅調整手段9、10、11を駆動するためのモータやシリンダ装置等の駆動源を設ける必要が無くなる。また、搬送用ロボット100の多関節アーム102、102や搬送用ロボット100本体から電力線や制御用の配線をハンド110(1)の上の駆動源にまで引き込む必要がないので、従来のハンドに比較して、ハンド110(1)を小型化且つ軽量化することができる。さらに、ハンド110(1)の軽量化により搬送用ロボット100の高速作動にも対応ができ、搬送用ロボット100の作動の電力消費を抑えることもできる。
【0082】
本実施の形態では、幅調整手段9、10、11は、載置部2a、2bの基端が固定された無端ベルト10と、載置部2a、2bを移動可能に支持するLMガイド9と、無端ベルト10とLMガイド9とを連結するように固定するブリッジ部材11とから構成されているので、サイズの異なる多種類のワークPに対応するように左右の載置部2a、2bの位置と荷重のバランスを崩すことなく、任意のピッチでハンド幅を変更することができ、自由度が増える。
【0083】
また、無端ベルト10の載置部側とその反対側にそれぞれ載置部2a、2bを固定したので、載置部2a、2bがハンド幅方向において相反する方向に移動可能に連結されている。すなわち、載置部2aまたは2bのどちらか一方を移動することで、ハンド幅を狭める方向では互いに近接し、ハンド幅を広げる方向では互いに離れる方向に、ハンド幅の中心線に対して左右対称に等距離移動するので、両載置部2a、2bの間隔も左右対称に正確に行なえることができ、一方を移動すればよいのでハンド幅調整時間も短時間で行なうことができる。
【0084】
さらに、載置部2a、2bは、その基端を無端ベルト10に固定される一方、これとは別に載置部2a、2bの移動をガイドするLMガイド9によってハンド幅方向にに移動可能に支持されているので、載置部2a、2bがぶれることなく安定して移動することができる。
【0085】
また、クラッチ手段15は、ハンド110(1)またはこのハンド110(1)を備えた搬送用ロボット100を所定の方向に移動させて、ハンド110(1)とは独立・別体に設けた接続部17の凹部17aに、ハンド110(1)に設けられた当接部15cを嵌合させることにより、クラッチ動作を行なうようにしたので、ハンド幅の固定解除から調整までを連続してスムーズに行なうことができる。
【0086】
本実施の形態では、ハンド110(1)とは独立の駆動源は、搬送用ロボット100を走行させる移動機構103の駆動源を利用し、載置部2a、2bのハンド幅(複数の載置部の間隔)を調整しているので、ハンド幅の調整量を搬送用ロボット100本体の走行量として制御することができ、ハンド幅を設定するためにセンサ等の構成部品を追加することもないので、より小型化、軽量化を図ることができる。
【0087】
さらに、搬送用ロボット100においては、ハンド幅を調整・変更は、ハンド110(1)の載置部2a、2bに設けた、いくつかのセンサ(例えば、アライメントセンサ6、マッピングセンサ7、飛び出し検出センサ8)の走査による検知信号に基づく位置データによって決定されるロボット座標に基づいて、搬送用ロボット100本体の駆動制御のみで行なうので、新たな制御装置を追加することなく、また簡易な制御プログラムの追加により実現することができる。
【0088】
搬送用ロボット100は、幅調整手段9、10、11及びクラッチ手段15とを有するハンド110(1)を備えた搬送用ロボットであり、搬送用ロボット100本体またはハンド110(1)のワークPの搬送時の移動(制御)を利用して、搬送するワークPの多種類にわたり異なるサイズに対応して、容易にハンドのサイズ(幅)を変更することができる。
【0089】
(他の実施の形態)
上述の実施の形態では、幅調整手段9、10、11をクラッチ手段15により、クラッチ手段15の押圧部15b、15bと固定受け部14との間で無端ベルト10を挟みこむことでクランプ固定するものであったが、これに限定されるものではない。
例えば、載置部2bは、図6(A)に示すように、ブリッジ部材11bの中間に設けた受け部11cと押圧部15dによって無端ベルト10を挟持固定する構成とすることもできる。この場合、無端ベルト10の載置部2b側の(往路)と当接部15c側の(復路)の2箇所で載置部2bの基端が固定されるので、往路と復路の移動力が均衡により載置部2bが固定され、同時に載置部2aも固定される。更に、固定受け部14を設けることが無いので、より小型化、軽量化を図ることができる。
【0090】
また、以上の実施の形態では、無端ベルト10を、クラッチ手段15で挟みこむようにして固定したが、これに限定されるものではなく、載置部2bは、図6(B)に示すように、クラッチ手段には、連結部3の下側ケーシング3aに設けた突堤16を矢印F方向に駆動してクランプするクランプ機構160を備えている。このクランプ機構160によって、載置部2bの移動を阻止とすることもできる。
【0091】
なお、図6(A)(B)では、図2(B)と同様の構成には、同じ符号を付しその説明は省略する。
【0092】
更に、上記以外にも、クランプ機構160をガイド部9に設けたり、無端ベルト10のプーリー10aの回転を阻止するブレーキ機構としたりしてもよい。
【0093】
要は、連結部3に対して載置部2bの移動を阻止する機構等の構成であればよい。また、ハンド110(1)が、ハンド110(1)とは独立した外部の接続部17と接続したときに固定が解除されるようなクラッチ手段であれば好ましい。
【0094】
上述の実施の形態では、無端ベルト10の相反する方向に移動する側にそれぞれ載置部2a、2bの基端を固定して、両載置部2a、2bの等距離移動を図っていたが、このようなベルトのよるリンク以外に、ラックとピニオンの組み合わせによるリンクやボルトと名ナットによるリンク機構を用いることもできる。
【0095】
また、上述した実施の形態では、ハンド110(1)とは独立の駆動源として、移動機構103に沿った基台101の移動によりハンド110(1)を移動させて行なったが、これに限らず、搬送用ロボット100を静止させた状態で、ハンド幅を調節する方向へ接続部17を移動させてもよい。また、搬送用ロボット100本体の構成によっては、基台101の回転作動や多関節アーム102、102の作動によって、ハンド幅調整に必要な距離だけハンド110(1)を移動させてもよい。
【0096】
即ち、いずれの場合も、ハンド110(1)に設けられたクラッチ手段15としての当接部15cと、独立・別体に設けられた接続部17の当接状態を維持したままで、載置部2aと2bとを必要な距離だけ相対移動させればよい。
【0097】
また、接続部17に代えて、人手によるマニュアル操作でハンド幅の調整を行なうことも可能である。更には、搬送用ロボット100の本体、ハンド110(1)または接続部17のうち、2箇所または全てを移動作動させることとしてもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【0098】
【図1】本発明の実施の形態に係る搬送用ロボットのハンドの平面図である。
【図2】(A)は、連結部の概要を示す図1X−Xにおける連結部の断面断面図である。図2(B)は、連結部の概要を示す図1Y−Yにおける連結部の断面断面図である。
【図3】図1の平面側から見たクラッチ手段の要部拡大図であり、(A)は、駆動力を伝達する状態を示す図であり、(B)は駆動力を遮断する状態を示す図である。
【図4】図3の矢印Z方向から見たクラッチ手段の要部拡大図である。
【図5】本発明の実施形態にかかるハンドを備えた搬送用ロボットの構成を示す図であり、(A)はその側面図、図5(B)はその平面図である。
【図6】(A)はクラッチ手段の他の実施の形態を示す概念図であり、(B)はクラッチ手段の別の他の実施の形態を示す概念図である。
【符号の説明】
【0099】
1、110 ハンド
2a、2b 載置部
3 連結部
9 LMガイド(幅調整手段)
10 無端ベルト(幅調整手段)
11 ブリッジ部材(幅調整手段)
15 クラッチ手段
17 接続部
100 搬送用ロボット
P ワーク

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワークを載置する複数の載置部を有する搬送用ロボットのハンドにおいて、前記ハンドには、前記載置部の間隔を調整する幅調整手段と、前記幅調整手段に、前記ハンドとは独立の駆動源の駆動力を伝達、遮断するクラッチ手段と、を有することを特徴とする搬送用ロボットのハンド。
【請求項2】
前記幅調整手段は、前記載置部の基端が固定された無端ベルトと、前記載置部を移動可能に支持するガイド部と、前記無端ベルトと前記ガイド部とを連結するように固定するブリッジ部材とを有することを特徴とする請求項1記載の搬送用ロボットのハンド。
【請求項3】
前記独立の駆動源は、前記搬送用ロボットを走行させる駆動源であることを特徴とする請求項1または2記載の搬送用ロボットのハンド
【請求項4】
請求項1乃至3記載のハンドを備えることを特徴とする搬送用ロボット


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2006−272526(P2006−272526A)
【公開日】平成18年10月12日(2006.10.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−97962(P2005−97962)
【出願日】平成17年3月30日(2005.3.30)
【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)】