産業用ロボット
【課題】搬送対象物の重量が変動しても、ハンドに搭載される搬送対象物の傾きを適切に補正することが可能な産業用ロボットを提供すること。
【解決手段】産業用ロボット１は、搬送対象物２が搭載されるハンド３と、搬送対象物２が搭載されたときのハンド３の撓みによる搬送対象物２の傾きを補正する傾き補正機構１７とを備えている。傾き補正機構１７は、駆動源となる傾き補正用モータと、傾き補正用モータの出力軸に連結される偏心回転部材と、偏心回転部材に下端側が取り付けられるリンク部材と、リンク部材の上端側が取り付けられる取付部材とを備えている。傾き補正機構１７は、偏心回転部材の回転に伴ってリンク部材とともに上下動する取付部材によって、支点部３６を回動中心として搬送対象物２の傾きを変化させる方向にハンド３を回動させている。
【解決手段】産業用ロボット１は、搬送対象物２が搭載されるハンド３と、搬送対象物２が搭載されたときのハンド３の撓みによる搬送対象物２の傾きを補正する傾き補正機構１７とを備えている。傾き補正機構１７は、駆動源となる傾き補正用モータと、傾き補正用モータの出力軸に連結される偏心回転部材と、偏心回転部材に下端側が取り付けられるリンク部材と、リンク部材の上端側が取り付けられる取付部材とを備えている。傾き補正機構１７は、偏心回転部材の回転に伴ってリンク部材とともに上下動する取付部材によって、支点部３６を回動中心として搬送対象物２の傾きを変化させる方向にハンド３を回動させている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
従来から、所定の搬送対象物（ワーク）を搬送する産業用ロボットが広く利用されている。この種の産業用ロボットとして、ワークが搭載されるハンドと２本のアーム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では、第１アームの先端側にハンドの基端側が連結され、第２アームの先端側に第１アームの基端側が連結されている。
【０００３】
また、特許文献１に記載の産業用ロボットでは、ハンドにワークが搭載されたときのハンド、第１アームおよび第２アームに生じる撓みを補正するための撓み補正機構が、ハンドと第１アームとの連結部位に設けられている。この撓み補正機構は、第１アームに固定されるカムプレートと、ハンドに回転可能に取り付けられるカムフォロアとを備えている。この産業用ロボットでは、カムプレートの上面は、その高さ位置が円周方向に沿って変化するよう形成されており、第１アームおよび第２アームの伸縮動作に伴って、カムフォロアがカムプレートの上面を円周方向へ転がりながら移動することで、ハンド、第１アームおよび第２アームに生じる撓みが補正されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３６４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の産業用ロボットでは、第１アームおよび第２アームの伸縮動作に伴って、カムフォロアがカムプレートの上面を円周方向へ転がりながら移動することで、ハンド等に生じる撓みが補正されているため、カムプレートの上面の形状で、ハンド等に生じる撓みの補正値が決まる。すなわち、この産業用ロボットでは、カムプレートを交換しなければ、ハンド等に生じる撓みの補正値は一定となる。そのため、ハンドに搭載されるワークの重量が変動すると、ハンド等に生じる撓みを適切に補正できない場合が生じる。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、搬送対象物の重量が変動しても、ハンドに搭載される搬送対象物の傾きを適切に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。
【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、本発明の産業用ロボットは、搬送対象物が搭載されるハンドと、搬送対象物が搭載されたときのハンドの撓みによる搬送対象物の傾きを補正する傾き補正機構とを備え、傾き補正機構は、駆動源となる傾き補正用モータと、傾き補正用モータの出力軸に連結される偏心回転部材と、偏心回転部材に一端側が取り付けられるリンク部材と、リンク部材の他端側が取り付けられる取付部材と、偏心回転部材の回転に伴ってリンク部材とともに上下動する取付部材によって搬送対象物の傾きを変化させる方向にハンドを回動させるための回動中心となる支点部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の産業用ロボットでは、傾き補正機構は、傾き補正用モータの出力軸に連結される偏心回転部材の回転に伴ってリンク部材とともに上下動する取付部材によって、搬送対象物の傾きを変化させる方向に支点部を回動中心としてハンドを回動させている。そのため、偏心回転部材の回転量（すなわち、傾き補正用モータの回転量）を制御して、取付部材の上下方向の移動量を制御することで、支点部を回動中心とするハンドの回動量を制御することができる。したがって、本発明では、搬送対象物の重量に応じて、傾き補正用モータの回転量を制御することで、支点部を回動中心とするハンドの回動量を制御して、搬送対象物の傾きを適切に補正することが可能となる。すなわち、本発明では、搬送対象物の重量が変動しても、ハンドに搭載される搬送対象物の傾きを適切に補正することが可能になる。
【０００９】
本発明において、偏心回転部材は、偏心軸であり、リンク部材の一端側は、偏心軸の外周側に軸受を介して回動可能に取り付けられ、リンク部材の他端側は、取付部材に軸受を介して回動可能に取り付けられていることが好ましい。このように構成すると、リンク部材の、偏心軸への取付部分および取付部材への取付部分での摺動抵抗を軽減することができ、リンク部材の両端側での塵埃の発生を抑制することができる。したがって、クリーンルーム等の清浄な環境で産業用ロボットを使用することが可能になる。また、軸受の両端側にシール部材を配置することで塵埃の飛散を防止することが可能になるため、塵埃の飛散防止構造を簡素化することができる。
【００１０】
本発明において、たとえば、産業用ロボットは、ハンドの基端側を支持する第１支持部と、第１支持部を支持する第２支持部と、第２支持部を上下動させる昇降機構とを備えている。また、この場合には、第１支持部は、たとえば、ハンドを水平方向へ直線状に移動させるリニア駆動部、または、ハンドの基端側を回動可能に保持するとともに複数のアームを有し水平方向へ伸縮する多関節アーム部である。
【００１１】
本発明において、傾き補正用モータおよび偏心回転部材は、第２支持部に取り付けられ、取付部材は、第１支持部に取り付けられ、支点部は、第１支持部と第２支持部との連結部に形成されていることが好ましい。このように構成すると、ハンドに搬送対象物が搭載されたときに第１支持部に撓みが生じたとしても、この第１支持部の撓みに起因する搬送対象物の傾きを傾き補正機構で補正することが可能になる。
【００１２】
また、このように構成すると、第１支持部の傾きを補正することができるため、第1支持部に撓みが生じたとしても、昇降機構による第２支持部の昇降動作との組合せによってハンドの移動軌跡を微調整することが可能となる。また、傾き補正用モータおよび偏心回転部材が第１支持部に取り付けられ、取付部材がハンドに取り付けられるとともに、支点部が第１支持部とハンドとの連結部に形成される場合と比較して、傾き補正機構を配置するためのスペースを確保しやすくなるため、傾き補正機構の剛性を高めることができる。
また、塵埃の発生箇所となりうる傾き補正機構とハンドとの距離を離すことが可能になるため、ハンドに搭載される搬送対象物の清浄度を確保しやすくなる。
【００１３】
本発明において、取付部材は、ハンドの移動方向において、支点部に対して、ハンドの先端が支点部から最も遠ざかっているときのハンドと反対側に配置されていることが好ましい。このように構成すると、先端が支点部から最も遠ざかっているときのハンドの先端側に産業用ロボットの重心が偏るのを防止することができ、産業用ロボットを安定させることができる。
【００１４】
本発明において、産業用ロボットは、昇降機構を構成するとともに第２支持部を上下動させるための駆動源となる昇降用モータと傾き補正用モータとを制御する制御部を備え、制御部は、傾き補正用モータの回転量に応じて昇降用モータを駆動することが好ましい。このように構成すると、傾き補正機構での傾き補正によってハンドに搭載された搬送対象物の高さが変わる場合であっても、昇降機構によるハンドの昇降動作でハンドに搭載された搬送対象物の高さを調整することが可能になる。したがって、傾き補正機構で搬送対象物の傾きを補正しても、ハンドに搭載された搬送対象物の高さを一定に保つことが可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明の産業用ロボットでは、搬送対象物の重量が変動しても、ハンドに搭載される搬送対象物の傾きを適切に補正することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
（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を示す図である。図３は、図１のＦ−Ｆ方向から産業用ロボット１を示す図である。
【００１８】
本形態の産業用ロボット１（以下、「ロボット１」とする。）は、所定の搬送対象物２を搬送するためのロボットである。本形態の搬送対象物２は、たとえば、露光装置で使用される高価なマスクである。したがって、以下では、搬送対象物２を「マスク２」と表記する。このロボット１は、図１〜図３に示すように、マスク２が搭載されるハンド３と、ハンド３の基端側を支持する第１支持部としてのリニア駆動部４と、リニア駆動部４を支持する本体部５と、本体部５を水平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。
【００１９】
本体部５は、リニア駆動部４を支持するとともに上下動可能な第２支持部としての支持部材７と、支持部材７を上下方向に移動可能に支持するための柱状部材８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９と、柱状部材８の下端が固定されるとともに基台９に対して旋回可能な旋回部材１０とを備えている。
【００２０】
ハンド３は、マスク２を搭載するための２本の爪部１２を備えている。このハンド３は、リニア駆動部４に対して図１の左右方向に相対移動可能となるように、リニア駆動部４に保持されている。
【００２１】
また、ロボット１は、支持部材７を上下動させる昇降機構１６（図４参照）と、マスク２が搭載されたときのハンド３およびリニア駆動部４の撓みに起因するマスク２の傾きを補正するための傾き補正機構１７とを備えている。以下、昇降機構１６、リニア駆動部４および傾き補正機構１７の構成、および、その周辺部分の構成を説明する。
【００２２】
（昇降機構およびその周辺部分の構成）
図４は、図１に示す柱状部材８および昇降機構１６の構成を説明するための図である。図５は、図４のＧ部の拡大図である。
【００２３】
昇降機構１６は、支持部材７を上下動させるための駆動源となる昇降用モータ２０と、昇降用モータ２０が連結されるボールネジ２１とを備えている。ボールネジ２１は、上下方向を長手方向として、柱状部材８に取り付けられている。具体的には、柱状部材８の上下両端側に固定される２個の軸受２２にボールネジ２１が回転可能に支持されている。
【００２４】
また、昇降機構１６は、ボールネジ２１に螺合して上下動するナット部材２３を備えている。ナット部材２３は、支持部材７に固定されている。本形態では、ボールネジ２１とナット部材２３とによって、支持部材７が上下方向に移動する。さらに、昇降機構１６は、支持部材７を停止させるための２個の昇降ブレーキ機構２４を備えている。図５に示すように、昇降用モータ２０の出力軸には、プーリ２８が固定され、ボールネジ２１の上端には、プーリ２８よりも径の大きなプーリ２９が固定されている。プーリ２８、２９には、ベルト３０が架け渡されている。
【００２５】
（リニア駆動部およびその周辺部分の構成）
図６（Ａ）は、図１に示すリニア駆動部４の構成を上面から説明するための図であり、図６（Ｂ）は（Ａ）のＨ−Ｈ方向からリニア駆動部４の構成を説明するための図である。図７は、図６のＪ−Ｊ方向からリニア駆動部４の構成を説明するための図である。
【００２６】
リニア駆動部４は、全体として細長い略直方体状に形成されており、その中心部分が、支持部材７に回動可能に支持されている。このリニア駆動部４は、ハンド３を図６の左右方向へ直線状に移動させるリニア駆動機構２４を備えている。
【００２７】
リニア駆動機構２４は、リニア駆動用モータ２５（図７参照）と、リニア駆動用モータ２５が連結されるボールネジ２６とを備えている。ボールネジ２６は、図６の左右方向を長手方向として、リニア駆動部４のフレーム２７に固定されている。具体的には、フレーム２７の左右両端側に固定される２個の軸受２８にボールネジ２６が回転可能に支持されている。
【００２８】
また、リニア駆動機構２４は、ボールネジ２６に螺合して水平方向に移動するナット部材２９と、ナット部材２９が固定される移動ベース３０とを備えている。移動ベース３０の上面には、ハンド３の基端側の底面が固定されている。本形態では、ボールネジ２６とナット部材２９とによって、移動ベース３０に固定されたハンド３が水平方向に移動する。また、移動ベース３０の底面には、ケーブルベア３１の一端が固定されている。なお、リニア駆動機構２４は、移動ベース３０を停止させるためのブレーキ機構や移動ベース３０を水平方向に案内するためのガイド機構を備えている。
【００２９】
図７に示すように、リニア駆動用モータ２５の出力軸には、プーリ３２が固定されている。また、ボールネジ２６の端部には、プーリ３２よりも径の大きなプーリ３３が固定されている。プーリ３２、３３には、ベルト３４が架け渡されている。
【００３０】
（傾き補正機構およびその周辺部分の構成）
図８は、図２のＫ部の拡大図である。図９は、図８のＭ−Ｍ断面の断面図である。図１０は、図８のＮ−Ｎ断面の断面図である。図１１は、図１０のＰ−Ｐ方向からリンク部材４０の構成を説明するための図である。図１２は、図８に示す傾き補正機構１７の作用を説明するための図である。
【００３１】
傾き補正機構１７は、リニア駆動部４と支持部材７との連結箇所に配置されている。この傾き補正機構１７は、リニア駆動部４と支持部材７との連結部に形成される支点部３６を回動中心にして図８の反時計方向にハンド３およびリニア駆動部４を回動させることで、図８の左右方向に対するハンド３およびリニア駆動部４の傾きを調整して、ハンド３に搭載されているマスク２の傾きを補正する。
【００３２】
図９、図１０に示すように、傾き補正機構１７は、駆動源となる傾き補正用モータ３７と、傾き補正用モータ３７の出力軸３７ａに減速機３８を介して連結される偏心回転部材としての偏心軸（クランク軸）３９と、偏心軸３９に下端側が取り付けられたリンク部材４０と、リンク部材４０の上端側が取り付けられる取付部材４１とを備えている。
【００３３】
支持部３６は、図８に示すように、支持部材７の下端側に固定される支点軸４３と、リニア駆動部４のフレーム２７の底面に固定される支点ブロック４４とから構成されている。支点軸４３は、図８の紙面手前側に突出するように支持部材７の下端側に固定されている。支点ブロック４４には、支点軸４３が挿通される軸受（図示省略）が配置される軸受配置孔４４ａが形成されている。軸受配置孔４４ａに配置された軸受には、支点軸４３に対して支点ブロック４４が回動可能となるように、支点軸４３が挿入されている。
【００３４】
傾き補正用モータ３７および減速機３８は、支持部材７の下端側に固定されている。また、傾き補正用モータ３７および減速機３８は、図８における支点部３６の左方に配置されるとともに、リニア駆動部４の下方に配置されている。本形態の傾き補正用モータ３７は、サーボモータ（パルスモータ）である。また、本形態の減速機３８は、遊星減速機である。傾き補正用モータ３７の出力軸３７ａは、減速機３８の入力側に連結されている。
【００３５】
偏心軸３９は、図８の紙面垂直方向を軸方向として配置されている。この偏心軸３９の一端（図９の上端）は、減速機３８の出力側に連結されている。また、偏心軸３９の他端側は、支持部材７を構成する軸支持部材４５の内部に配置される軸受４６に回転可能に支持されている。軸受４６の両端側には、シール部材４７が配置されている。偏心軸３９の軸方向の中間部には、図９に示すように、偏心軸３９の回転中心軸ＣＬ１から距離Ｘだけずれている軸ＣＬ２を中心とする円柱状の偏心部３９ａが形成されている。すなわち、偏心量がＸである偏心部３９ａが偏心軸３９の軸方向の中間部に形成されている。なお、図８等では、軸支持部材４５等の図示を省略している。
【００３６】
リンク部材４０の下端側には、偏心軸３９の偏心部３９ａが挿通される挿通孔が形成されており、リンク部材４０の下端側は、軸受４８を介して偏心部３９ａの外周側に回動可能に取り付けられている。軸受４８の両端側には、シール部材４９が配置されている。また、リンク部材４０の上端側には、取付部材４１を構成する後述の固定軸５１が挿通される挿通孔が形成されており、リンク部材４０の上端側は、軸受５０を介して固定軸５１に回動可能に取り付けられている。
【００３７】
取付部材４１は、リンク部材４０の上端側に挿通される固定軸５１と、固定軸５１の両端側を支持する軸支持部材５２とを備えている。固定軸５１は、その軸方向が偏心軸３９の回転中心軸ＣＬ１と平行になるように配置されている。軸支持部材５２は、リニア駆動部４のフレーム２７の底面に固定されている。具体的には、フレーム２７の底面の、図８における支点部３６よりも左側に軸支持部材５２が固定されている。
【００３８】
本形態では、図２におけるリニア駆動部４の右端側にハンド３が配置されているときに、ハンド３の先端が支点部３６から最も遠ざかる。そのため、支点部３６は、図２の左右方向において、先端が支点部３６から最も遠ざかっているときのハンド３と取付部材４１との間に配置されている。すなわち、取付部材４１は、ハンド３の移動方向において、支点部３６に対して、先端が支点部３６から最も遠ざかっているときのハンド３と反対側に配置されている。
【００３９】
なお、本形態では、たとえば、ハンド３の先端が支点部３６から最も遠ざかっているときに、昇降機構１６によってハンド３が上昇してハンド３上にマスク２が搭載される。また、図２の左右方向において、先端が支点部３６から最も遠ざかっているときハンド３の基端と支点部３６との距離は、支点部３６と取付部材４１との距離よりも長くなっている。
【００４０】
以上のように構成された傾き補正機構１７では、傾き補正用モータ３７が回転すると、減速機３８を介して出力軸３７ａに連結された偏心軸３９が回転する。偏心軸３９の回転に伴ってリンク部材４０および取付部材４１は、たとえば、図１１の破線で示すように下降し、あるいは、図１１の二点鎖線で示すように上昇する。
【００４１】
リンク部材４０および取付部材４１が下降すると、たとえば、図１２（Ａ）に示すように、支点部３６を回動中心としてハンド３およびリニア駆動部４が反時計方向に回動する。また、リンク部材４０および取付部材４１が上昇すると、たとえば、図１２（Ｂ）に示すように、支点部３６を回動中心としてハンド３およびリニア駆動部４が時計方向に回動する。このように、偏心軸３９の回転に伴って上下動するリンク部材４０および取付部材４１によって、ハンド３およびリニア駆動部４は、ハンド３に搭載されたマスク２の傾きを変化させる方向に支点部３６を回動中心として回動する。
【００４２】
ハンド３にマスク２が搭載されると、マスク２の重みで、図２の右下がりでマスク２が傾くように（すなわち、マスク２の右端が下がるように）、ハンド３およびリニア駆動部４が撓む。したがって、本形態では、ハンド３にマスク２が搭載されると、マスク２が水平になるように、偏心軸３９を駆動する傾き補正用モータ３７が回転する。すなわち、ハンド３にマスク２が搭載されると、リンク部材４０および取付部材４１が下降して、支点部３６を回動中心としてハンド３およびリニア駆動部４が反時計方向に回動するように、傾き補正用モータ３７が回転する。
【００４３】
（制御部の構成）
図１３は、図１に示す産業用ロボット１の制御部６０およびその関連部分のブロック図である。なお、図１３では、昇降用モータ２０および傾き補正用モータ３７の制御に関連する制御部６０の構成が図示されている。
【００４４】
制御部６０は、図１３に示すように、昇降用モータ２０および傾き補正用モータ３７の制御に関連する構成として、昇降用モータ２０を制御する昇降用モータ制御部６１と、傾き補正用モータ３７を制御する傾き補正用モータ制御部６２とを備えている。
【００４５】
上述のように、ハンド３にマスク２が搭載されると、支点部３６を回動中心としてハンド３およびリニア駆動部４が反時計方向に回動するように、傾き補正用モータ３７が回転する。この傾き補正用モータ３７の回転量は、傾き補正用モータ制御部６２によって制御される。具体的には、本形態の傾き補正用モータ３７はサーボモータであるため、所定のパルス数の駆動信号が傾き補正用モータ制御部６２から傾き補正用モータ３７に入力され、この駆動信号に応じて傾き補正用モータ３７が所定量回転する。なお、傾き補正用モータ制御部６２から出力される駆動信号中のパルス数は、ハンド３に搭載されるマスク２の重量に応じて設定される。
【００４６】
ここで、マスク２の傾きを補正するため、支点部３６を回動中心としてハンド３およびリニア駆動部４が反時計方向に回動すると、ハンド３に搭載されたマスク２の高さが変わる場合がある。ハンド３に搭載されたマスク２の高さが変わると、マスク２が収納されている収納部とハンド３に搭載されたマスク２とが接触するおそれがある。
【００４７】
そこで、本形態では、昇降用モータ制御部６１が、傾き補正用モータ３７の回転量に応じて昇降用モータ２０を駆動して、ハンド３に搭載されたマスク２とマスク２の収納部との接触を防止している。具体的には、補正用モータ制御部６２から傾き補正用モータ３７へ駆動信号が送られると、補正用モータ制御部６２から傾き補正用モータ３７へ出力されたパルス数に関する情報が昇降用モータ制御部６１に入力され、この情報に基づいて、昇降用モータ制御部６１は昇降用モータ２０を駆動して、ハンド３を上下動させる。
【００４８】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、傾き補正機構１７は、傾き補正用モータ３７に連結される偏心軸３９の回転に伴って上下動するリンク部材４０および取付部材４１によって、支点部３６を回動中心としてマスク２の傾きを変化させる方向にハンド３を回動させている。そのため、傾き補正用モータ３７の回転量を制御して、取付部材４１の上下方向の移動量を制御することで、支点部３６を回動中心とするハンド３の回動量を制御することができる。したがって、本形態では、マスク２の重量に応じて、傾き補正用モータ３７の回転量を制御することで、支点部３６を回動中心とするハンド３の回動量を制御することができる。その結果、本形態では、マスク２の重量が変動しても、ハンド３に搭載されるマスク２の傾きを適切に補正することが可能になる。
【００４９】
また、傾き補正機構１７によるマスク２の傾き補正量は、偏心軸３９の偏心量で決まるため、傾き補正用モータ３７が誤動作しても、ハンド３およびマスク２が過度に傾くことはない。したがって、傾き補正用モータ３７が誤動作したとしても、ハンド３からマスク２が落下するのを防止することが可能になる。
【００５０】
本形態では、リンク部材４０の下端側は、偏心軸３９の偏心部３９ａの外周側に軸受４８を介して回動可能に取り付けられ、リンク部材４０の上端側は、軸受５０を介して固定軸５１に回動可能に取り付けられている。そのため、リンク部材４０の、偏心軸３９への取付部分および取付部材４１への取付部分での摺動抵抗を軽減することができ、リンク部材４０の両端側での塵埃の発生を抑制することができる。したがって、クリーンルーム等の清浄な環境でロボット１を使用することが可能になる。
【００５１】
本形態では、偏心軸３９の他端側は、軸支持部材４５の内部に配置される軸受４６に回転可能に支持されている。また、リンク部材４０の下端側は、偏心軸３９の偏心部３９ａの外周側に軸受４８を介して回動可能に取り付けられている。そのため、軸受４６、４８の両端側にシール部材４７、４９を配置するといった簡易な構成で、偏心軸３９の他端側の支持部分やリンク部材４０の偏心軸３９への取付部分で塵埃が生じても、塵埃の飛散を防止することが可能になる。
【００５２】
本形態では、傾き補正用モータ３７および偏心軸３９は、支持部材７に取り付けられ、取付部材４１は、リニア駆動部４のフレーム２７の底面に固定されている。また、支点部３６は、リニア駆動部４と支持部材７との連結部に形成されている。そのため、ハンド３にマスク２が搭載されたときにリニア駆動部４に生じる撓みに起因してマスク２が傾いても、その傾きを傾き補正機構１７で補正することができる。
【００５３】
また、リニア駆動部４全体の傾きを補正することができるため、リニア駆動部４に撓みが生じたとしても、昇降機構１６による支持部材７の昇降動作との組合せによって、ハンド３の移動軌跡の微調整が可能となる。すなわち、リニア駆動部４に撓みが生じたとしても、傾き補正機構１７によってリニア駆動部４全体の傾きを補正することができるため、この補正動作と、支持部材７の昇降動作との組合せによって、リニア駆動部４に沿って直線状に移動するハンド３の移動軌跡を微調整することが可能になる。なお、リニア駆動部４に沿ってハンド３が移動している状態で傾き補正機構１７および昇降機構１６を作用させてハンド３の移動軌跡の微調整を行っても良いし、リニア駆動部４に対してハンド３が停止している状態で傾き補正機構１７および昇降機構１６を作用させてハンド３の移動軌跡の微調整を行っても良い。
【００５４】
また、傾き補正用モータ３７および偏心軸３９がリニア駆動部４に取り付けられ、取付部材４１がハンド３の底面に固定されるとともに、支点部３６がリニア駆動部４とハンド３との連結部に形成される場合と比較して、傾き補正機構１７を配置するためのスペースを確保しやすくなるため、傾き補正機構１７の剛性を高めることができる。また、塵埃の発生箇所となりうる傾き補正機構１７とハンド３との距離を離すことができるため、ハンド３に搭載されるマスク２の清浄度を確保しやすくなる。
【００５５】
本形態では、取付部材４１は、ハンド３の移動方向において、支点部３６に対して、先端が支点部３６から最も遠ざかっているときのハンド３と反対側に配置されている。そのため、先端が支点部３６から最も遠ざかっているときのハンド３の先端側（図２の右側）にロボット１の重心が偏るのを防止することができ、ロボット１を安定させることができる。また、図２の左右方向において、先端が支点部３６から最も遠ざかっているときハンド３の基端と支点部３６との距離は、支点部３６と取付部材４１との距離よりも長くなっているため、偏心軸３９の偏心量Ｘを小さくしてもハンド３の搭載されるマスク２の傾き補正量を大きくすることが可能になる。
【００５６】
本形態では、昇降用モータ制御部６１が、傾き補正用モータ３７の回転量に応じて昇降用モータ２０を駆動している。そのため、上述のように、傾き補正機構１７によるマスク２の傾き補正によってハンド３に搭載されたマスク２の高さが変わる場合であっても、昇降機構１６によるハンド３の昇降動作でマスク２の高さを調整して、ハンド３に搭載されたマスク２の高さを一定に保つことが可能になる。したがって、たとえば、ハンド３に搭載されたマスク２とマスク２の収納部との接触を防止することができる。
【００５７】
なお、本形態では、支点部３６の配置位置、取付部材４１の配置位置および／またはリニア駆動機構２４によるハンド３の移動量等を変更することで、マスク２の傾き補正量を変更することが可能である。また、本形態では、傾き補正用モータ３７を連続回転させることで、支点部３６を中心にしてマスク２を上下方向に揺動させることが可能である。本形態では、傾き補正用モータ３７を一方向へ連続回転させれば、支点部３６を中心にしてマスク２を上下方向に揺動させることが可能となるため、マスク２を上下方向に揺動させる場合であっても、傾き補正用モータ３７の制御が容易になる。また、傾き補正用モータ３７を連続回転させてもマスク２の揺動量は一定であるため、安全性を確保することが可能になる。さらに、本形態では、偏心軸３９の偏心量Ｘを大きくして、ハンド３の回動量を大きくすることで、傾き補正機構１７を用いて、マスク２の収納部からマスク２を取り上げること、および、マスク２の収納部にマスク２を載置することが可能になる。
【００５８】
（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。
【００５９】
上述した形態では、傾き補正用モータ３７および偏心軸３９は支持部材７に取り付けられ、取付部材４１はリニア駆動部４のフレーム２７の底面に固定されるとともに、支点部３６はリニア駆動部４と支持部材７との連結部に形成されている。この他にもたとえば、傾き補正用モータ３７および偏心軸３９がリニア駆動部４に取り付けられ、取付部材４１がハンド３の底面に固定されるとともに、支点部３６がリニア駆動部４とハンド３との連結部に形成されても良い。
【００６０】
上述した形態では、取付部材４１は、ハンド３の移動方向において、支点部３６に対して、先端が支点部３６から最も遠ざかっているときのハンド３と反対側に配置されている。この他にもたとえば、取付部材４１は、ハンド３の移動方向において、支点部３６に対して、先端が支点部３６から最も遠ざかっているときのハンド３と同じ側に配置されても良い。すなわち、図８における支点部３６の右方に、傾き補正用モータ３７、偏心軸３９、リンク部材４０および取付部材４１が配置されても良い。
【００６１】
上述した形態では、傾き補正用モータ３７の出力軸３７ａに減速機３８を介して偏心軸（クランク軸）３９が連結されている。この他にもたとえば、傾き補正用モータ３７の出力軸３７ａに減速機３８を介してカム板（偏心カム）が連結されても良い。
【００６２】
上述した形態では、リンク部材４０の上端側は、軸受５０を介して固定軸５１に回動可能に取り付けられている。この他にもたとえば、軸受を介して軸支持部材５２に回動可能に支持される回動軸がリンク部材４０の上端側に固定されても良い。
【００６３】
上述した形態では、ハンド３の基端側をリニア駆動部４が支持している。この他にもたとえば、複数のアームと関節部とを備え水平方向へ伸縮する多関節アーム部がハンド３の基端側を支持しても良い。すなわち、ハンド３の基端側を支持する第１支持部は、多関節アーム部であっても良い。この場合、多関節アーム部は、ハンド３の基端側を回動可能に保持する。
【００６４】
上述した形態では、昇降機構１６は、ボールネジ２１とナット部材２３とを備え、ボールネジ２１とナット部材２３とによって、支持部材７を上下方向に移動させている。この他にもたとえば、昇降機構１６がラックとピニオンとを備え、このラックとピニオンとによって、支持部材７を上下方向に移動させても良い。たとえば、柱状部材８にラックが固定され、このラックに噛み合うピニオンとピニオンを駆動するモータとが支持部材７に取り付けられても良い。なお、ロボット１が大型のロボットである場合には、ラックに噛み合う複数のピニオンを支持部材７に取り付けるとともに、複数のピニオンのそれぞれに個別に連結される複数のモータを支持部材７に取り付けても良い。
【００６５】
上述した形態では、傾き補正用モータ３７は、サーボモータであるが、傾き補正用モータ３７は、サーボモータには限定されず、たとえば、ステッピングモータでも良い。また、上述した形態では、ロボット１に搬送される搬送対象物はマスク２であるが、搬送対象物は、液晶ディスプレイ用ガラス基板や半導体ウェハ等であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】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２】図１のＥ−Ｅ方向から産業用ロボットを示す図である。
【図３】図１のＦ−Ｆ方向から産業用ロボットを示す図である。
【図４】図１に示す柱状部材および昇降機構の構成を説明するための図である。
【図５】図４のＧ部の拡大図である。
【図６】（Ａ）は、図１に示すリニア駆動部の構成を上面から説明するための図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＨ−Ｈ方向からリニア駆動部の構成を説明するための図である。
【図７】図６のＪ−Ｊ方向からリニア駆動部の構成を説明するための図である。
【図８】図２のＫ部の拡大図である。
【図９】図８のＭ−Ｍ断面の断面図である。
【図１０】図８のＮ−Ｎ断面の断面図である。
【図１１】図１０のＰ−Ｐ方向からリンク部材の構成を説明するための図である。
【図１２】図８に示す傾き補正機構の作用を説明するための図である。
【図１３】図１に示す産業用ロボットの制御部およびその関連部分のブロック図である。
【符号の説明】
【００６７】
１ ロボット（産業用ロボット）
２ マスク（搬送対象物）
３ ハンド
４ リニア駆動部（第１支持部）
７ 支持部材（第２支持部）
１６ 昇降機構
１７ 傾き補正機構
２０ 昇降用モータ
３６ 支点部
３７ 傾き補正用モータ
３７ａ 出力軸
３９ 偏心軸（偏心回転部材）
４０ リンク部材
４１ 取付部材
４８ 軸受
５０ 軸受
６０ 制御部
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
従来から、所定の搬送対象物（ワーク）を搬送する産業用ロボットが広く利用されている。この種の産業用ロボットとして、ワークが搭載されるハンドと２本のアーム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では、第１アームの先端側にハンドの基端側が連結され、第２アームの先端側に第１アームの基端側が連結されている。
【０００３】
また、特許文献１に記載の産業用ロボットでは、ハンドにワークが搭載されたときのハンド、第１アームおよび第２アームに生じる撓みを補正するための撓み補正機構が、ハンドと第１アームとの連結部位に設けられている。この撓み補正機構は、第１アームに固定されるカムプレートと、ハンドに回転可能に取り付けられるカムフォロアとを備えている。この産業用ロボットでは、カムプレートの上面は、その高さ位置が円周方向に沿って変化するよう形成されており、第１アームおよび第２アームの伸縮動作に伴って、カムフォロアがカムプレートの上面を円周方向へ転がりながら移動することで、ハンド、第１アームおよび第２アームに生じる撓みが補正されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３６４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の産業用ロボットでは、第１アームおよび第２アームの伸縮動作に伴って、カムフォロアがカムプレートの上面を円周方向へ転がりながら移動することで、ハンド等に生じる撓みが補正されているため、カムプレートの上面の形状で、ハンド等に生じる撓みの補正値が決まる。すなわち、この産業用ロボットでは、カムプレートを交換しなければ、ハンド等に生じる撓みの補正値は一定となる。そのため、ハンドに搭載されるワークの重量が変動すると、ハンド等に生じる撓みを適切に補正できない場合が生じる。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、搬送対象物の重量が変動しても、ハンドに搭載される搬送対象物の傾きを適切に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。
【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、本発明の産業用ロボットは、搬送対象物が搭載されるハンドと、搬送対象物が搭載されたときのハンドの撓みによる搬送対象物の傾きを補正する傾き補正機構とを備え、傾き補正機構は、駆動源となる傾き補正用モータと、傾き補正用モータの出力軸に連結される偏心回転部材と、偏心回転部材に一端側が取り付けられるリンク部材と、リンク部材の他端側が取り付けられる取付部材と、偏心回転部材の回転に伴ってリンク部材とともに上下動する取付部材によって搬送対象物の傾きを変化させる方向にハンドを回動させるための回動中心となる支点部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の産業用ロボットでは、傾き補正機構は、傾き補正用モータの出力軸に連結される偏心回転部材の回転に伴ってリンク部材とともに上下動する取付部材によって、搬送対象物の傾きを変化させる方向に支点部を回動中心としてハンドを回動させている。そのため、偏心回転部材の回転量（すなわち、傾き補正用モータの回転量）を制御して、取付部材の上下方向の移動量を制御することで、支点部を回動中心とするハンドの回動量を制御することができる。したがって、本発明では、搬送対象物の重量に応じて、傾き補正用モータの回転量を制御することで、支点部を回動中心とするハンドの回動量を制御して、搬送対象物の傾きを適切に補正することが可能となる。すなわち、本発明では、搬送対象物の重量が変動しても、ハンドに搭載される搬送対象物の傾きを適切に補正することが可能になる。
【０００９】
本発明において、偏心回転部材は、偏心軸であり、リンク部材の一端側は、偏心軸の外周側に軸受を介して回動可能に取り付けられ、リンク部材の他端側は、取付部材に軸受を介して回動可能に取り付けられていることが好ましい。このように構成すると、リンク部材の、偏心軸への取付部分および取付部材への取付部分での摺動抵抗を軽減することができ、リンク部材の両端側での塵埃の発生を抑制することができる。したがって、クリーンルーム等の清浄な環境で産業用ロボットを使用することが可能になる。また、軸受の両端側にシール部材を配置することで塵埃の飛散を防止することが可能になるため、塵埃の飛散防止構造を簡素化することができる。
【００１０】
本発明において、たとえば、産業用ロボットは、ハンドの基端側を支持する第１支持部と、第１支持部を支持する第２支持部と、第２支持部を上下動させる昇降機構とを備えている。また、この場合には、第１支持部は、たとえば、ハンドを水平方向へ直線状に移動させるリニア駆動部、または、ハンドの基端側を回動可能に保持するとともに複数のアームを有し水平方向へ伸縮する多関節アーム部である。
【００１１】
本発明において、傾き補正用モータおよび偏心回転部材は、第２支持部に取り付けられ、取付部材は、第１支持部に取り付けられ、支点部は、第１支持部と第２支持部との連結部に形成されていることが好ましい。このように構成すると、ハンドに搬送対象物が搭載されたときに第１支持部に撓みが生じたとしても、この第１支持部の撓みに起因する搬送対象物の傾きを傾き補正機構で補正することが可能になる。
【００１２】
また、このように構成すると、第１支持部の傾きを補正することができるため、第1支持部に撓みが生じたとしても、昇降機構による第２支持部の昇降動作との組合せによってハンドの移動軌跡を微調整することが可能となる。また、傾き補正用モータおよび偏心回転部材が第１支持部に取り付けられ、取付部材がハンドに取り付けられるとともに、支点部が第１支持部とハンドとの連結部に形成される場合と比較して、傾き補正機構を配置するためのスペースを確保しやすくなるため、傾き補正機構の剛性を高めることができる。
また、塵埃の発生箇所となりうる傾き補正機構とハンドとの距離を離すことが可能になるため、ハンドに搭載される搬送対象物の清浄度を確保しやすくなる。
【００１３】
本発明において、取付部材は、ハンドの移動方向において、支点部に対して、ハンドの先端が支点部から最も遠ざかっているときのハンドと反対側に配置されていることが好ましい。このように構成すると、先端が支点部から最も遠ざかっているときのハンドの先端側に産業用ロボットの重心が偏るのを防止することができ、産業用ロボットを安定させることができる。
【００１４】
本発明において、産業用ロボットは、昇降機構を構成するとともに第２支持部を上下動させるための駆動源となる昇降用モータと傾き補正用モータとを制御する制御部を備え、制御部は、傾き補正用モータの回転量に応じて昇降用モータを駆動することが好ましい。このように構成すると、傾き補正機構での傾き補正によってハンドに搭載された搬送対象物の高さが変わる場合であっても、昇降機構によるハンドの昇降動作でハンドに搭載された搬送対象物の高さを調整することが可能になる。したがって、傾き補正機構で搬送対象物の傾きを補正しても、ハンドに搭載された搬送対象物の高さを一定に保つことが可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明の産業用ロボットでは、搬送対象物の重量が変動しても、ハンドに搭載される搬送対象物の傾きを適切に補正することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
（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を示す図である。図３は、図１のＦ−Ｆ方向から産業用ロボット１を示す図である。
【００１８】
本形態の産業用ロボット１（以下、「ロボット１」とする。）は、所定の搬送対象物２を搬送するためのロボットである。本形態の搬送対象物２は、たとえば、露光装置で使用される高価なマスクである。したがって、以下では、搬送対象物２を「マスク２」と表記する。このロボット１は、図１〜図３に示すように、マスク２が搭載されるハンド３と、ハンド３の基端側を支持する第１支持部としてのリニア駆動部４と、リニア駆動部４を支持する本体部５と、本体部５を水平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。
【００１９】
本体部５は、リニア駆動部４を支持するとともに上下動可能な第２支持部としての支持部材７と、支持部材７を上下方向に移動可能に支持するための柱状部材８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９と、柱状部材８の下端が固定されるとともに基台９に対して旋回可能な旋回部材１０とを備えている。
【００２０】
ハンド３は、マスク２を搭載するための２本の爪部１２を備えている。このハンド３は、リニア駆動部４に対して図１の左右方向に相対移動可能となるように、リニア駆動部４に保持されている。
【００２１】
また、ロボット１は、支持部材７を上下動させる昇降機構１６（図４参照）と、マスク２が搭載されたときのハンド３およびリニア駆動部４の撓みに起因するマスク２の傾きを補正するための傾き補正機構１７とを備えている。以下、昇降機構１６、リニア駆動部４および傾き補正機構１７の構成、および、その周辺部分の構成を説明する。
【００２２】
（昇降機構およびその周辺部分の構成）
図４は、図１に示す柱状部材８および昇降機構１６の構成を説明するための図である。図５は、図４のＧ部の拡大図である。
【００２３】
昇降機構１６は、支持部材７を上下動させるための駆動源となる昇降用モータ２０と、昇降用モータ２０が連結されるボールネジ２１とを備えている。ボールネジ２１は、上下方向を長手方向として、柱状部材８に取り付けられている。具体的には、柱状部材８の上下両端側に固定される２個の軸受２２にボールネジ２１が回転可能に支持されている。
【００２４】
また、昇降機構１６は、ボールネジ２１に螺合して上下動するナット部材２３を備えている。ナット部材２３は、支持部材７に固定されている。本形態では、ボールネジ２１とナット部材２３とによって、支持部材７が上下方向に移動する。さらに、昇降機構１６は、支持部材７を停止させるための２個の昇降ブレーキ機構２４を備えている。図５に示すように、昇降用モータ２０の出力軸には、プーリ２８が固定され、ボールネジ２１の上端には、プーリ２８よりも径の大きなプーリ２９が固定されている。プーリ２８、２９には、ベルト３０が架け渡されている。
【００２５】
（リニア駆動部およびその周辺部分の構成）
図６（Ａ）は、図１に示すリニア駆動部４の構成を上面から説明するための図であり、図６（Ｂ）は（Ａ）のＨ−Ｈ方向からリニア駆動部４の構成を説明するための図である。図７は、図６のＪ−Ｊ方向からリニア駆動部４の構成を説明するための図である。
【００２６】
リニア駆動部４は、全体として細長い略直方体状に形成されており、その中心部分が、支持部材７に回動可能に支持されている。このリニア駆動部４は、ハンド３を図６の左右方向へ直線状に移動させるリニア駆動機構２４を備えている。
【００２７】
リニア駆動機構２４は、リニア駆動用モータ２５（図７参照）と、リニア駆動用モータ２５が連結されるボールネジ２６とを備えている。ボールネジ２６は、図６の左右方向を長手方向として、リニア駆動部４のフレーム２７に固定されている。具体的には、フレーム２７の左右両端側に固定される２個の軸受２８にボールネジ２６が回転可能に支持されている。
【００２８】
また、リニア駆動機構２４は、ボールネジ２６に螺合して水平方向に移動するナット部材２９と、ナット部材２９が固定される移動ベース３０とを備えている。移動ベース３０の上面には、ハンド３の基端側の底面が固定されている。本形態では、ボールネジ２６とナット部材２９とによって、移動ベース３０に固定されたハンド３が水平方向に移動する。また、移動ベース３０の底面には、ケーブルベア３１の一端が固定されている。なお、リニア駆動機構２４は、移動ベース３０を停止させるためのブレーキ機構や移動ベース３０を水平方向に案内するためのガイド機構を備えている。
【００２９】
図７に示すように、リニア駆動用モータ２５の出力軸には、プーリ３２が固定されている。また、ボールネジ２６の端部には、プーリ３２よりも径の大きなプーリ３３が固定されている。プーリ３２、３３には、ベルト３４が架け渡されている。
【００３０】
（傾き補正機構およびその周辺部分の構成）
図８は、図２のＫ部の拡大図である。図９は、図８のＭ−Ｍ断面の断面図である。図１０は、図８のＮ−Ｎ断面の断面図である。図１１は、図１０のＰ−Ｐ方向からリンク部材４０の構成を説明するための図である。図１２は、図８に示す傾き補正機構１７の作用を説明するための図である。
【００３１】
傾き補正機構１７は、リニア駆動部４と支持部材７との連結箇所に配置されている。この傾き補正機構１７は、リニア駆動部４と支持部材７との連結部に形成される支点部３６を回動中心にして図８の反時計方向にハンド３およびリニア駆動部４を回動させることで、図８の左右方向に対するハンド３およびリニア駆動部４の傾きを調整して、ハンド３に搭載されているマスク２の傾きを補正する。
【００３２】
図９、図１０に示すように、傾き補正機構１７は、駆動源となる傾き補正用モータ３７と、傾き補正用モータ３７の出力軸３７ａに減速機３８を介して連結される偏心回転部材としての偏心軸（クランク軸）３９と、偏心軸３９に下端側が取り付けられたリンク部材４０と、リンク部材４０の上端側が取り付けられる取付部材４１とを備えている。
【００３３】
支持部３６は、図８に示すように、支持部材７の下端側に固定される支点軸４３と、リニア駆動部４のフレーム２７の底面に固定される支点ブロック４４とから構成されている。支点軸４３は、図８の紙面手前側に突出するように支持部材７の下端側に固定されている。支点ブロック４４には、支点軸４３が挿通される軸受（図示省略）が配置される軸受配置孔４４ａが形成されている。軸受配置孔４４ａに配置された軸受には、支点軸４３に対して支点ブロック４４が回動可能となるように、支点軸４３が挿入されている。
【００３４】
傾き補正用モータ３７および減速機３８は、支持部材７の下端側に固定されている。また、傾き補正用モータ３７および減速機３８は、図８における支点部３６の左方に配置されるとともに、リニア駆動部４の下方に配置されている。本形態の傾き補正用モータ３７は、サーボモータ（パルスモータ）である。また、本形態の減速機３８は、遊星減速機である。傾き補正用モータ３７の出力軸３７ａは、減速機３８の入力側に連結されている。
【００３５】
偏心軸３９は、図８の紙面垂直方向を軸方向として配置されている。この偏心軸３９の一端（図９の上端）は、減速機３８の出力側に連結されている。また、偏心軸３９の他端側は、支持部材７を構成する軸支持部材４５の内部に配置される軸受４６に回転可能に支持されている。軸受４６の両端側には、シール部材４７が配置されている。偏心軸３９の軸方向の中間部には、図９に示すように、偏心軸３９の回転中心軸ＣＬ１から距離Ｘだけずれている軸ＣＬ２を中心とする円柱状の偏心部３９ａが形成されている。すなわち、偏心量がＸである偏心部３９ａが偏心軸３９の軸方向の中間部に形成されている。なお、図８等では、軸支持部材４５等の図示を省略している。
【００３６】
リンク部材４０の下端側には、偏心軸３９の偏心部３９ａが挿通される挿通孔が形成されており、リンク部材４０の下端側は、軸受４８を介して偏心部３９ａの外周側に回動可能に取り付けられている。軸受４８の両端側には、シール部材４９が配置されている。また、リンク部材４０の上端側には、取付部材４１を構成する後述の固定軸５１が挿通される挿通孔が形成されており、リンク部材４０の上端側は、軸受５０を介して固定軸５１に回動可能に取り付けられている。
【００３７】
取付部材４１は、リンク部材４０の上端側に挿通される固定軸５１と、固定軸５１の両端側を支持する軸支持部材５２とを備えている。固定軸５１は、その軸方向が偏心軸３９の回転中心軸ＣＬ１と平行になるように配置されている。軸支持部材５２は、リニア駆動部４のフレーム２７の底面に固定されている。具体的には、フレーム２７の底面の、図８における支点部３６よりも左側に軸支持部材５２が固定されている。
【００３８】
本形態では、図２におけるリニア駆動部４の右端側にハンド３が配置されているときに、ハンド３の先端が支点部３６から最も遠ざかる。そのため、支点部３６は、図２の左右方向において、先端が支点部３６から最も遠ざかっているときのハンド３と取付部材４１との間に配置されている。すなわち、取付部材４１は、ハンド３の移動方向において、支点部３６に対して、先端が支点部３６から最も遠ざかっているときのハンド３と反対側に配置されている。
【００３９】
なお、本形態では、たとえば、ハンド３の先端が支点部３６から最も遠ざかっているときに、昇降機構１６によってハンド３が上昇してハンド３上にマスク２が搭載される。また、図２の左右方向において、先端が支点部３６から最も遠ざかっているときハンド３の基端と支点部３６との距離は、支点部３６と取付部材４１との距離よりも長くなっている。
【００４０】
以上のように構成された傾き補正機構１７では、傾き補正用モータ３７が回転すると、減速機３８を介して出力軸３７ａに連結された偏心軸３９が回転する。偏心軸３９の回転に伴ってリンク部材４０および取付部材４１は、たとえば、図１１の破線で示すように下降し、あるいは、図１１の二点鎖線で示すように上昇する。
【００４１】
リンク部材４０および取付部材４１が下降すると、たとえば、図１２（Ａ）に示すように、支点部３６を回動中心としてハンド３およびリニア駆動部４が反時計方向に回動する。また、リンク部材４０および取付部材４１が上昇すると、たとえば、図１２（Ｂ）に示すように、支点部３６を回動中心としてハンド３およびリニア駆動部４が時計方向に回動する。このように、偏心軸３９の回転に伴って上下動するリンク部材４０および取付部材４１によって、ハンド３およびリニア駆動部４は、ハンド３に搭載されたマスク２の傾きを変化させる方向に支点部３６を回動中心として回動する。
【００４２】
ハンド３にマスク２が搭載されると、マスク２の重みで、図２の右下がりでマスク２が傾くように（すなわち、マスク２の右端が下がるように）、ハンド３およびリニア駆動部４が撓む。したがって、本形態では、ハンド３にマスク２が搭載されると、マスク２が水平になるように、偏心軸３９を駆動する傾き補正用モータ３７が回転する。すなわち、ハンド３にマスク２が搭載されると、リンク部材４０および取付部材４１が下降して、支点部３６を回動中心としてハンド３およびリニア駆動部４が反時計方向に回動するように、傾き補正用モータ３７が回転する。
【００４３】
（制御部の構成）
図１３は、図１に示す産業用ロボット１の制御部６０およびその関連部分のブロック図である。なお、図１３では、昇降用モータ２０および傾き補正用モータ３７の制御に関連する制御部６０の構成が図示されている。
【００４４】
制御部６０は、図１３に示すように、昇降用モータ２０および傾き補正用モータ３７の制御に関連する構成として、昇降用モータ２０を制御する昇降用モータ制御部６１と、傾き補正用モータ３７を制御する傾き補正用モータ制御部６２とを備えている。
【００４５】
上述のように、ハンド３にマスク２が搭載されると、支点部３６を回動中心としてハンド３およびリニア駆動部４が反時計方向に回動するように、傾き補正用モータ３７が回転する。この傾き補正用モータ３７の回転量は、傾き補正用モータ制御部６２によって制御される。具体的には、本形態の傾き補正用モータ３７はサーボモータであるため、所定のパルス数の駆動信号が傾き補正用モータ制御部６２から傾き補正用モータ３７に入力され、この駆動信号に応じて傾き補正用モータ３７が所定量回転する。なお、傾き補正用モータ制御部６２から出力される駆動信号中のパルス数は、ハンド３に搭載されるマスク２の重量に応じて設定される。
【００４６】
ここで、マスク２の傾きを補正するため、支点部３６を回動中心としてハンド３およびリニア駆動部４が反時計方向に回動すると、ハンド３に搭載されたマスク２の高さが変わる場合がある。ハンド３に搭載されたマスク２の高さが変わると、マスク２が収納されている収納部とハンド３に搭載されたマスク２とが接触するおそれがある。
【００４７】
そこで、本形態では、昇降用モータ制御部６１が、傾き補正用モータ３７の回転量に応じて昇降用モータ２０を駆動して、ハンド３に搭載されたマスク２とマスク２の収納部との接触を防止している。具体的には、補正用モータ制御部６２から傾き補正用モータ３７へ駆動信号が送られると、補正用モータ制御部６２から傾き補正用モータ３７へ出力されたパルス数に関する情報が昇降用モータ制御部６１に入力され、この情報に基づいて、昇降用モータ制御部６１は昇降用モータ２０を駆動して、ハンド３を上下動させる。
【００４８】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、傾き補正機構１７は、傾き補正用モータ３７に連結される偏心軸３９の回転に伴って上下動するリンク部材４０および取付部材４１によって、支点部３６を回動中心としてマスク２の傾きを変化させる方向にハンド３を回動させている。そのため、傾き補正用モータ３７の回転量を制御して、取付部材４１の上下方向の移動量を制御することで、支点部３６を回動中心とするハンド３の回動量を制御することができる。したがって、本形態では、マスク２の重量に応じて、傾き補正用モータ３７の回転量を制御することで、支点部３６を回動中心とするハンド３の回動量を制御することができる。その結果、本形態では、マスク２の重量が変動しても、ハンド３に搭載されるマスク２の傾きを適切に補正することが可能になる。
【００４９】
また、傾き補正機構１７によるマスク２の傾き補正量は、偏心軸３９の偏心量で決まるため、傾き補正用モータ３７が誤動作しても、ハンド３およびマスク２が過度に傾くことはない。したがって、傾き補正用モータ３７が誤動作したとしても、ハンド３からマスク２が落下するのを防止することが可能になる。
【００５０】
本形態では、リンク部材４０の下端側は、偏心軸３９の偏心部３９ａの外周側に軸受４８を介して回動可能に取り付けられ、リンク部材４０の上端側は、軸受５０を介して固定軸５１に回動可能に取り付けられている。そのため、リンク部材４０の、偏心軸３９への取付部分および取付部材４１への取付部分での摺動抵抗を軽減することができ、リンク部材４０の両端側での塵埃の発生を抑制することができる。したがって、クリーンルーム等の清浄な環境でロボット１を使用することが可能になる。
【００５１】
本形態では、偏心軸３９の他端側は、軸支持部材４５の内部に配置される軸受４６に回転可能に支持されている。また、リンク部材４０の下端側は、偏心軸３９の偏心部３９ａの外周側に軸受４８を介して回動可能に取り付けられている。そのため、軸受４６、４８の両端側にシール部材４７、４９を配置するといった簡易な構成で、偏心軸３９の他端側の支持部分やリンク部材４０の偏心軸３９への取付部分で塵埃が生じても、塵埃の飛散を防止することが可能になる。
【００５２】
本形態では、傾き補正用モータ３７および偏心軸３９は、支持部材７に取り付けられ、取付部材４１は、リニア駆動部４のフレーム２７の底面に固定されている。また、支点部３６は、リニア駆動部４と支持部材７との連結部に形成されている。そのため、ハンド３にマスク２が搭載されたときにリニア駆動部４に生じる撓みに起因してマスク２が傾いても、その傾きを傾き補正機構１７で補正することができる。
【００５３】
また、リニア駆動部４全体の傾きを補正することができるため、リニア駆動部４に撓みが生じたとしても、昇降機構１６による支持部材７の昇降動作との組合せによって、ハンド３の移動軌跡の微調整が可能となる。すなわち、リニア駆動部４に撓みが生じたとしても、傾き補正機構１７によってリニア駆動部４全体の傾きを補正することができるため、この補正動作と、支持部材７の昇降動作との組合せによって、リニア駆動部４に沿って直線状に移動するハンド３の移動軌跡を微調整することが可能になる。なお、リニア駆動部４に沿ってハンド３が移動している状態で傾き補正機構１７および昇降機構１６を作用させてハンド３の移動軌跡の微調整を行っても良いし、リニア駆動部４に対してハンド３が停止している状態で傾き補正機構１７および昇降機構１６を作用させてハンド３の移動軌跡の微調整を行っても良い。
【００５４】
また、傾き補正用モータ３７および偏心軸３９がリニア駆動部４に取り付けられ、取付部材４１がハンド３の底面に固定されるとともに、支点部３６がリニア駆動部４とハンド３との連結部に形成される場合と比較して、傾き補正機構１７を配置するためのスペースを確保しやすくなるため、傾き補正機構１７の剛性を高めることができる。また、塵埃の発生箇所となりうる傾き補正機構１７とハンド３との距離を離すことができるため、ハンド３に搭載されるマスク２の清浄度を確保しやすくなる。
【００５５】
本形態では、取付部材４１は、ハンド３の移動方向において、支点部３６に対して、先端が支点部３６から最も遠ざかっているときのハンド３と反対側に配置されている。そのため、先端が支点部３６から最も遠ざかっているときのハンド３の先端側（図２の右側）にロボット１の重心が偏るのを防止することができ、ロボット１を安定させることができる。また、図２の左右方向において、先端が支点部３６から最も遠ざかっているときハンド３の基端と支点部３６との距離は、支点部３６と取付部材４１との距離よりも長くなっているため、偏心軸３９の偏心量Ｘを小さくしてもハンド３の搭載されるマスク２の傾き補正量を大きくすることが可能になる。
【００５６】
本形態では、昇降用モータ制御部６１が、傾き補正用モータ３７の回転量に応じて昇降用モータ２０を駆動している。そのため、上述のように、傾き補正機構１７によるマスク２の傾き補正によってハンド３に搭載されたマスク２の高さが変わる場合であっても、昇降機構１６によるハンド３の昇降動作でマスク２の高さを調整して、ハンド３に搭載されたマスク２の高さを一定に保つことが可能になる。したがって、たとえば、ハンド３に搭載されたマスク２とマスク２の収納部との接触を防止することができる。
【００５７】
なお、本形態では、支点部３６の配置位置、取付部材４１の配置位置および／またはリニア駆動機構２４によるハンド３の移動量等を変更することで、マスク２の傾き補正量を変更することが可能である。また、本形態では、傾き補正用モータ３７を連続回転させることで、支点部３６を中心にしてマスク２を上下方向に揺動させることが可能である。本形態では、傾き補正用モータ３７を一方向へ連続回転させれば、支点部３６を中心にしてマスク２を上下方向に揺動させることが可能となるため、マスク２を上下方向に揺動させる場合であっても、傾き補正用モータ３７の制御が容易になる。また、傾き補正用モータ３７を連続回転させてもマスク２の揺動量は一定であるため、安全性を確保することが可能になる。さらに、本形態では、偏心軸３９の偏心量Ｘを大きくして、ハンド３の回動量を大きくすることで、傾き補正機構１７を用いて、マスク２の収納部からマスク２を取り上げること、および、マスク２の収納部にマスク２を載置することが可能になる。
【００５８】
（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。
【００５９】
上述した形態では、傾き補正用モータ３７および偏心軸３９は支持部材７に取り付けられ、取付部材４１はリニア駆動部４のフレーム２７の底面に固定されるとともに、支点部３６はリニア駆動部４と支持部材７との連結部に形成されている。この他にもたとえば、傾き補正用モータ３７および偏心軸３９がリニア駆動部４に取り付けられ、取付部材４１がハンド３の底面に固定されるとともに、支点部３６がリニア駆動部４とハンド３との連結部に形成されても良い。
【００６０】
上述した形態では、取付部材４１は、ハンド３の移動方向において、支点部３６に対して、先端が支点部３６から最も遠ざかっているときのハンド３と反対側に配置されている。この他にもたとえば、取付部材４１は、ハンド３の移動方向において、支点部３６に対して、先端が支点部３６から最も遠ざかっているときのハンド３と同じ側に配置されても良い。すなわち、図８における支点部３６の右方に、傾き補正用モータ３７、偏心軸３９、リンク部材４０および取付部材４１が配置されても良い。
【００６１】
上述した形態では、傾き補正用モータ３７の出力軸３７ａに減速機３８を介して偏心軸（クランク軸）３９が連結されている。この他にもたとえば、傾き補正用モータ３７の出力軸３７ａに減速機３８を介してカム板（偏心カム）が連結されても良い。
【００６２】
上述した形態では、リンク部材４０の上端側は、軸受５０を介して固定軸５１に回動可能に取り付けられている。この他にもたとえば、軸受を介して軸支持部材５２に回動可能に支持される回動軸がリンク部材４０の上端側に固定されても良い。
【００６３】
上述した形態では、ハンド３の基端側をリニア駆動部４が支持している。この他にもたとえば、複数のアームと関節部とを備え水平方向へ伸縮する多関節アーム部がハンド３の基端側を支持しても良い。すなわち、ハンド３の基端側を支持する第１支持部は、多関節アーム部であっても良い。この場合、多関節アーム部は、ハンド３の基端側を回動可能に保持する。
【００６４】
上述した形態では、昇降機構１６は、ボールネジ２１とナット部材２３とを備え、ボールネジ２１とナット部材２３とによって、支持部材７を上下方向に移動させている。この他にもたとえば、昇降機構１６がラックとピニオンとを備え、このラックとピニオンとによって、支持部材７を上下方向に移動させても良い。たとえば、柱状部材８にラックが固定され、このラックに噛み合うピニオンとピニオンを駆動するモータとが支持部材７に取り付けられても良い。なお、ロボット１が大型のロボットである場合には、ラックに噛み合う複数のピニオンを支持部材７に取り付けるとともに、複数のピニオンのそれぞれに個別に連結される複数のモータを支持部材７に取り付けても良い。
【００６５】
上述した形態では、傾き補正用モータ３７は、サーボモータであるが、傾き補正用モータ３７は、サーボモータには限定されず、たとえば、ステッピングモータでも良い。また、上述した形態では、ロボット１に搬送される搬送対象物はマスク２であるが、搬送対象物は、液晶ディスプレイ用ガラス基板や半導体ウェハ等であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】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２】図１のＥ−Ｅ方向から産業用ロボットを示す図である。
【図３】図１のＦ−Ｆ方向から産業用ロボットを示す図である。
【図４】図１に示す柱状部材および昇降機構の構成を説明するための図である。
【図５】図４のＧ部の拡大図である。
【図６】（Ａ）は、図１に示すリニア駆動部の構成を上面から説明するための図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＨ−Ｈ方向からリニア駆動部の構成を説明するための図である。
【図７】図６のＪ−Ｊ方向からリニア駆動部の構成を説明するための図である。
【図８】図２のＫ部の拡大図である。
【図９】図８のＭ−Ｍ断面の断面図である。
【図１０】図８のＮ−Ｎ断面の断面図である。
【図１１】図１０のＰ−Ｐ方向からリンク部材の構成を説明するための図である。
【図１２】図８に示す傾き補正機構の作用を説明するための図である。
【図１３】図１に示す産業用ロボットの制御部およびその関連部分のブロック図である。
【符号の説明】
【００６７】
１ ロボット（産業用ロボット）
２ マスク（搬送対象物）
３ ハンド
４ リニア駆動部（第１支持部）
７ 支持部材（第２支持部）
１６ 昇降機構
１７ 傾き補正機構
２０ 昇降用モータ
３６ 支点部
３７ 傾き補正用モータ
３７ａ 出力軸
３９ 偏心軸（偏心回転部材）
４０ リンク部材
４１ 取付部材
４８ 軸受
５０ 軸受
６０ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送対象物が搭載されるハンドと、前記搬送対象物が搭載されたときの前記ハンドの撓みによる前記搬送対象物の傾きを補正する傾き補正機構とを備え、
前記傾き補正機構は、駆動源となる傾き補正用モータと、前記傾き補正用モータの出力軸に連結される偏心回転部材と、前記偏心回転部材に一端側が取り付けられるリンク部材と、前記リンク部材の他端側が取り付けられる取付部材と、前記偏心回転部材の回転に伴って前記リンク部材とともに上下動する前記取付部材によって前記搬送対象物の傾きを変化させる方向に前記ハンドを回動させるための回動中心となる支点部とを備えることを特徴とする産業用ロボット。
【請求項２】
前記偏心回転部材は、偏心軸であり、
前記リンク部材の一端側は、前記偏心軸の外周側に軸受を介して回動可能に取り付けられ、
前記リンク部材の他端側は、前記取付部材に軸受を介して回動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の産業用ロボット。
【請求項３】
前記ハンドの基端側を支持する第１支持部と、前記第１支持部を支持する第２支持部と、前記第２支持部を上下動させる昇降機構とを備えることを特徴とする請求項１または２記載の産業用ロボット。
【請求項４】
前記第１支持部は、前記ハンドを水平方向へ直線状に移動させるリニア駆動部、または、前記ハンドの基端側を回動可能に保持するとともに複数のアームを有し水平方向へ伸縮する多関節アーム部であることを特徴とする請求項３記載の産業用ロボット。
【請求項５】
前記傾き補正用モータおよび前記偏心回転部材は、前記第２支持部に取り付けられ、
前記取付部材は、前記第１支持部に取り付けられ、
前記支点部は、前記第１支持部と前記第２支持部との連結部に形成されていることを特徴とする請求項４記載の産業用ロボット。
【請求項６】
前記取付部材は、前記ハンドの移動方向において、前記支点部に対して、前記ハンドの先端が前記支点部から最も遠ざかっているときの前記ハンドと反対側に配置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。
【請求項７】
前記昇降機構を構成するとともに前記第２支持部を上下動させるための駆動源となる昇降用モータと前記傾き補正用モータとを制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記傾き補正用モータの回転量に応じて前記昇降用モータを駆動することを特徴とする請求項３から６いずれかに記載の産業用ロボット。
【請求項１】
搬送対象物が搭載されるハンドと、前記搬送対象物が搭載されたときの前記ハンドの撓みによる前記搬送対象物の傾きを補正する傾き補正機構とを備え、
前記傾き補正機構は、駆動源となる傾き補正用モータと、前記傾き補正用モータの出力軸に連結される偏心回転部材と、前記偏心回転部材に一端側が取り付けられるリンク部材と、前記リンク部材の他端側が取り付けられる取付部材と、前記偏心回転部材の回転に伴って前記リンク部材とともに上下動する前記取付部材によって前記搬送対象物の傾きを変化させる方向に前記ハンドを回動させるための回動中心となる支点部とを備えることを特徴とする産業用ロボット。
【請求項２】
前記偏心回転部材は、偏心軸であり、
前記リンク部材の一端側は、前記偏心軸の外周側に軸受を介して回動可能に取り付けられ、
前記リンク部材の他端側は、前記取付部材に軸受を介して回動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の産業用ロボット。
【請求項３】
前記ハンドの基端側を支持する第１支持部と、前記第１支持部を支持する第２支持部と、前記第２支持部を上下動させる昇降機構とを備えることを特徴とする請求項１または２記載の産業用ロボット。
【請求項４】
前記第１支持部は、前記ハンドを水平方向へ直線状に移動させるリニア駆動部、または、前記ハンドの基端側を回動可能に保持するとともに複数のアームを有し水平方向へ伸縮する多関節アーム部であることを特徴とする請求項３記載の産業用ロボット。
【請求項５】
前記傾き補正用モータおよび前記偏心回転部材は、前記第２支持部に取り付けられ、
前記取付部材は、前記第１支持部に取り付けられ、
前記支点部は、前記第１支持部と前記第２支持部との連結部に形成されていることを特徴とする請求項４記載の産業用ロボット。
【請求項６】
前記取付部材は、前記ハンドの移動方向において、前記支点部に対して、前記ハンドの先端が前記支点部から最も遠ざかっているときの前記ハンドと反対側に配置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。
【請求項７】
前記昇降機構を構成するとともに前記第２支持部を上下動させるための駆動源となる昇降用モータと前記傾き補正用モータとを制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記傾き補正用モータの回転量に応じて前記昇降用モータを駆動することを特徴とする請求項３から６いずれかに記載の産業用ロボット。
【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１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−７６０６６（Ｐ２０１０−７６０６６Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４９２９１（Ｐ２００８−２４９２９１）
【出願日】平成２０年９月２６日（２００８．９．２６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ケーブルベア
【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２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２６日（２００８．９．２６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ケーブルベア
【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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