産業用ロボット
【課題】ハンドの先端と周辺機器とが衝突したときの衝撃が大きい場合であっても、ハンドの損傷を軽減することが可能な産業用ロボットを提供する。
【解決手段】搬送対象物２を搬送する産業用ロボット１は、搬送対象物２が搭載されるハンド３と、産業用ロボット１の周辺機器にハンド３の先端が衝突したことを検知するための検知機構とを備えるとともに、ハンド３が所定方向を向いた状態で略直線状に移動するように構成されている。ハンド３は、ハンド３の先端部分を構成するとともに周辺機器にハンド３の先端が衝突したときにハンド３の基端側に向かって移動可能な衝撃吸収部材２０を備えている。
【解決手段】搬送対象物２を搬送する産業用ロボット１は、搬送対象物２が搭載されるハンド３と、産業用ロボット１の周辺機器にハンド３の先端が衝突したことを検知するための検知機構とを備えるとともに、ハンド３が所定方向を向いた状態で略直線状に移動するように構成されている。ハンド３は、ハンド３の先端部分を構成するとともに周辺機器にハンド３の先端が衝突したときにハンド３の基端側に向かって移動可能な衝撃吸収部材２０を備えている。
【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、液晶ディスプレイ用のガラス基板等の大型基板を搬送する産業用ロボットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の産業用ロボットは、ロボットアームと、このロボットアームに取り付けられるハンドとを備えている。ハンドは、ロボットアームの先端に装着される基台と、この基台に並列に取り付けられた一対の支持部材とを備えている。支持部材の先端には、流体が封入された膨縮自在な中空体が取り付けられている。また、基台および支持部材は、中空状に形成されており、中空体に封入された流体の圧力を検出する圧力センサが基台の内部に配置され、中空体と圧力センサとを繋ぐ配管が支持部材および基台の内部に配置されている。
【０００３】
特許文献１に記載の産業用ロボットでは、何らかの原因で、ロボットの周辺機器にハンドの先端（すなわち、中空体の先端）が衝突すると、圧力センサによって中空体の内部の圧力変化が検出される。中空体の内部の圧力変化が検出されると、ハンドを直ちに停止させるための所定の制御が行われる。また、ハンドの先端と周辺機器との衝突時の衝撃は、中空体の変形で緩和される。そのため、この産業用ロボットでは、ハンドの損傷を軽減することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６０００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
産業用ロボットで搬送される液晶ディスプレイ用のガラス基板等の搬送対象物は、年々、大型化する傾向にある。一方で、搬送対象物の搬送速度は、従来と同様であるか、あるいは、従来よりも速くなっている。そのため、何らかの原因で、ハンドの先端と周辺機器とが衝突したときの衝撃は、年々、大きくなる傾向にある。
【０００６】
上述のように、特許文献１に記載の産業用ロボットでは、中空体の内部の圧力変化が検出されると、ハンドを直ちに停止させるための制御が行われ、また、中空体を変形させることで、ハンドの先端と周辺機器との衝突時の衝撃を緩和している。しかしながら、特許文献１に記載の産業用ロボットでは、中空体の変形量が限られているため、ハンドの先端と周辺機器とが衝突したときの衝撃が大きくなると、中空体の内部の圧力変化が検出された直後にハンドを停止させるための制御を行っても、中空体を変形させるだけでは、ハンドの先端と周辺機器との衝突時の衝撃を十分に緩和できない状況が生じうる。その結果、この産業用ロボットでは、ハンドの先端と周辺機器とが衝突したときの衝撃が大きくなると、衝突時の衝撃で、ハンドの損傷度合が大きくなるおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、ハンドの先端と周辺機器とが衝突したときの衝撃が大きい場合であっても、ハンドの損傷を軽減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】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明の産業用ロボットは、搬送対象物を搬送する産業用ロボットにおいて、搬送対象物が搭載されるハンドと、産業用ロボットの周辺機器にハンドの先端が衝突したことを検知するための検知機構とを備えるとともに、ハンドが所定方向を向いた状態で略直線状に移動するように構成され、ハンドは、ハンドの先端部分を構成するとともに周辺機器にハンドの先端が衝突したときにハンドの基端側に向かって移動可能な衝撃吸収部材を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明において、産業用ロボットは、たとえば、ハンドの基端側が連結されるアームと、アームを駆動するための駆動源とを備え、検知機構での検知結果に基づいて、周辺機器にハンドの先端が衝突したことが検知されると、駆動源にブレーキがかかる。
【００１０】
本発明の産業用ロボットは、産業用ロボットの周辺機器にハンドの先端が衝突したことを検知するための検知機構を備えている。そのため、検知機構での検知結果に基づいて、所定方向を向いた状態で略直線状に移動するハンドの先端が周辺機器に衝突したことが検知されたときには、ハンドの基端側が連結されるアームを駆動するための駆動源にブレーキをかけることが可能になる。また、本発明では、ハンドは、ハンドの先端部分を構成するとともに周辺機器にハンドの先端が衝突したときにハンドの基端側に向かって移動可能な衝撃吸収部材を備えている。
【００１１】
したがって、所定方向を向いた状態で略直線状に移動するハンドの先端が周辺機器に衝突したときにハンド等が有するエネルギーは、衝撃吸収部材がハンドの基端側に向かって移動している間にアーム等に作用するブレーキによって消費されるとともに、ハンドの基端側へ衝撃吸収部材が移動する際の摩擦抵抗等によって消費される。その結果、本発明では、ハンドの先端と周辺機器とが衝突したときの衝撃が大きい場合であっても、衝撃吸収部材が取り付けられるハンドの本体部分と周辺機器とが衝突する際の衝撃が緩和され、ハンドの本体部分の損傷を軽減することが可能になる。すなわち、本発明では、ハンドの先端と周辺機器とが衝突したときの衝撃が大きい場合であっても、ハンドの損傷を軽減することが可能になる。また、ハンドの先端が衝突する周辺機器の損傷を軽減することが可能になる。
【００１２】
本発明において、ハンドは、ハンドの基端側からハンドの先端側に向かって延びるように形成され搬送対象物の少なくとも一部が搭載される複数の搭載部材を備え、搭載部材の少なくとも先端側は、中空状に形成され、衝撃吸収部材は、搭載部材の先端側に取り付けられ、衝撃吸収部材の少なくとも基端側は、周辺機器にハンドの先端が衝突したときに搭載部材の中に入ることが好ましい。このように構成すると、ハンドの基端側に向かって衝撃吸収部材が搭載部材の外側を移動するようにハンドが構成されている場合と比較して、衝撃吸収部材と他の部材との干渉を防止しやすくなる。したがって、衝撃吸収部材をハンドの基端側に向かって確実に移動させることが可能になる。また、ハンドの基端側に向かって衝撃吸収部材が搭載部材の外側を移動するようにハンドが構成されている場合と比較して、衝撃吸収部材が配置されるハンドの先端側を小型化することが可能になる。
【００１３】
本発明において、検知機構は、搭載部材に対する衝撃吸収部材の相対移動を検知することで、周辺機器にハンドの先端が衝突したことを検知することが好ましい。このように構成すると、周辺機器に衝突する衝撃吸収部材の動きに基づいて、周辺機器にハンドの先端が衝突したことを検知することができるため、検知機構の検知精度を高めることが可能になる。
【００１４】
本発明において、検知機構は、搭載部材にその一部が固定されるとともに、衝撃吸収部材に他の一部が固定される配線を備え、周辺機器にハンドの先端が衝突したときの搭載部材に対する衝撃吸収部材の相対移動によって、配線が切断可能となっており、検知機構は、配線が切断されると、搭載部材に対する衝撃吸収部材の相対移動を検知することが好ましい。このように構成すると、比較的簡易な構成で、周辺機器にハンドの先端が衝突したことを検知することが可能になる。
【００１５】
本発明において、配線は、搭載部材に固定される固定側配線部と、衝撃吸収部材に固定される移動側配線部とを備え、固定側配線部と移動側配線部とは、半田付けされて接続されていることが好ましい。このように構成すると、周辺機器にハンドの先端が衝突したときに、固定側配線部と移動側配線部との境界部である半田付け部で配線が切断されやすくなる。したがって、周辺機器にハンドの先端が衝突したときにハンドの基端側に向かって移動した衝撃吸収部材を再びハンドの先端側へ移動させ、固定側配線部と移動側配線部とを再び半田付けすることで、ハンドおよび検知機構を比較的容易に復元することが可能になる。
【００１６】
本発明において、衝撃吸収部材には、搬送対象物の一部が搭載されることが好ましい。このように構成すると、衝撃吸収部材に搬送対象物の搭載機能を持たせることができるため、搭載部材に搬送対象物の全体が搭載されるようにハンドが構成されている場合と比較して、ハンドを小型化することが可能になる。
【００１７】
本発明において、衝撃吸収部材は、炭素繊維で形成された筒状部材であることが好ましい。このように構成すると、ハンドの先端部分の剛性を高めつつ、ハンドの先端部分の重量を軽減することが可能になる。また、比較的容易に衝撃吸収部材を形成することが可能になる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明の産業用ロボットでは、ハンドの先端と周辺機器とが衝突したときの衝撃が大きい場合であっても、ハンドの損傷を軽減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態にかかる産業用ロボットおよびその周辺機器を示す平面図である。
【図２】図１のＥ−Ｅ方向から産業用ロボットおよびその周辺機器を示す側面図である。
【図３】図１に示すハンドの図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図４】図３のＦ部の構成を説明するための拡大図であり、（Ａ）はハンドの先端が安全カバー等に衝突していないときの状態を示す図、（Ｂ）はハンドの先端が安全カバー等に衝突した直後の状態を示す図である。
【図５】図４（Ａ）のＧ−Ｇ方向からハンドの先端側を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
（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およびその周辺機器を示す平面図である。図２は、図１のＥ−Ｅ方向から産業用ロボット１およびその周辺機器を示す側面図である。
【００２２】
本形態の産業用ロボット１（以下、「ロボット１」とする。）は、搬送対象物である液晶ディスプレイ用のガラス基板２（以下、「基板２」とする。）を搬送するための搬送用のロボットである。このロボット１は、特に大型の基板２の搬送に適した大型のロボットである。図１、図２に示すように、ロボット１は、基板２が搭載される２個のハンド３と、２個のハンド３のそれぞれが先端側に連結される２本のアーム４と、２本のアーム４を支持する本体部５と、本体部５を水平方向に移動可能に支持するベース部材６とを備えている。本体部５は、２本のアーム４の基端側を支持するとともに上下動可能な支持部材８と、支持部材８を上下方向に移動可能に支持する柱状部材９と、本体部５の下端部分を構成するとともにベース部材６に対して水平移動可能な基台１０と、柱状部材９の下端が固定されるとともに基台１０に対して旋回可能な旋回部材１１とを備えている。
【００２３】
ハンド３の基端は、アーム４の先端に回動可能に連結されている。アーム４は、２個の関節部を有し、本体部５に対して伸縮するように構成されている。具体的には、ハンド３が所定の方向を向いた状態で略直線状に移動するように、アーム４は本体部５に対して伸縮する。また、アーム４の基端は、支持部材８に固定されている。本形態では、２個のハンド３と２本のアーム４とが上下方向に重なるように配置されている。
【００２４】
ロボット１は、たとえば、図１、図２に示すように、複数の基板処理装置１３を備える基板処理システム１４に組み込まれて使用される。基板処理システム１４では、ロボット１は、安全カバー１５によって、囲まれている。安全カバー１５は、たとえば、金属製のフレームと、このフレームに固定されるポリ塩化ビニル等の樹脂製のカバー板とを備えており、カバー板が安全カバー１５の側面を構成している。なお、安全カバー１５の所定の箇所には、ハンド３が通過可能な開口部が形成されている。
【００２５】
ロボット１では、柱状部材９に対して支持部材８がハンド３およびアーム４と一緒に上下動する。また、本体部５に対してアーム４が伸縮する。具体的には、ハンド３の先端が所定の方向を向いた状態でハンド３が直線状に移動するようにアーム４が伸縮する。より具体的には、たとえば、基板処理装置１３にハンド３の先端を向けた状態で、ハンド３が基板処理装置１３に対して直線状に移動して出入りするように、アーム４が伸縮する。さらに、ベース部材６に対して基台１０が水平移動する。また、基台１０に対して旋回部材１１が旋回する。これらの動作の組合せによって、ロボット１は、基板処理装置１３から基板２を搬出したり、基板処理装置１３へ基板２を搬入する。
【００２６】
（ハンドの構成）
図３は、図１に示すハンド３の図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。図４は、図３のＦ部の構成を説明するための拡大図であり、（Ａ）はハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突していないときの状態を示す図、（Ｂ）はハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突した直後の状態を示す図である。図５は、図４（Ａ）のＧ−Ｇ方向からハンド３の先端側を示す図である。
【００２７】
ハンド３は、アーム４の先端側に連結される連結部材１８と、基板２が搭載される搭載部材としての複数のフォーク１９と、ハンド３の先端部分を構成する衝撃吸収部材２０とを備えている。
【００２８】
フォーク１９は、ハンド３の基端部分を構成する連結部材１８からハンド３の先端側に向かって延びるように形成されている。このフォーク１９は、細長い略四角筒状に形成されている。すなわち、フォーク１９は、中空状に形成されている。中空状に形成されるフォーク１９の肉厚は、一定となっている。また、フォーク１９は、高い剛性を確保するとともに軽量化を図るため、たとえば、炭素繊維と樹脂との複合材料で形成されている。なお、フォーク１９は、先端側の肉厚が薄くなるように形成されても良い。また、本形態では、筒形状の炭素繊維に樹脂を含浸させることで炭素繊維と樹脂との複合材料からなるフォーク１９が形成されているが、他の既存の方法でフォーク１９が形成されても良いし、新規の方法でフォーク１９が形成されても良い。
【００２９】
フォーク１９は、先端側に向かうにしたがって、その左右方向の幅がしだいに狭くなるように形成されている。また、図３（Ｂ）に示すように、フォーク１９の上面１９ａは、水平面となっている。一方、フォーク１９の下面１９ｂは、フォーク１９の先端側に向かってしたがって上方向へ傾斜する傾斜面となっている。すなわち、フォーク１９は、先端側に向かうにしたがって、その上下方向の幅がしだいに狭くなるように形成されている。フォーク１９の上面１９ａは、基板２が搭載される搭載面となっている。上述のように、上面１９ａは、水平面となっているため、本形態では、基板２をフォーク１９に水平に搭載することが可能である。
【００３０】
フォーク１９の先端側には、図４、図５に示すように、衝撃吸収部材２０を固定するための２個の固定ブロック２１が固定されている。２個の固定ブロック２１は、フォーク１９の長手方向に所定の間隔をあけた状態でフォーク１９の先端側に固定されている。固定ブロック２１は、上下方向で２分割されるブロック片２２、２３によって構成されている。ブロック片２２は、図５に示すように、フォーク１９の上側面にネジ２４によって固定され、ブロック片２３は、ブロック片２２の下面にネジ２５によって固定されている。ブロック片２２の下面の中心、および、ブロック片２３の上面の中心には、衝撃吸収部材２０を保持するための保持凹部２２ａ、２３ａが上下方向の外側に向かって窪むように形成されている。保持凹部２２ａ、２３ａは、ブロック片２２にブロック片２３が固定された状態で、フォーク１９の長手方向から見たときに、保持凹部２２ａ、２３ａによって形成される貫通孔の形状が略円形状となるように、略半円弧状に形成されている。
【００３１】
衝撃吸収部材２０は、たとえば、炭素繊維で形成された筒状部材である。具体的には、衝撃吸収部材２０は、炭素繊維と樹脂との複合材料で形成されている。本形態の衝撃吸収部材２０は、円筒状に形成されている。この衝撃吸収部材２０は、複数のフォーク１９のそれぞれの先端側に取り付けられている。具体的には、２個の固定ブロック２１の保持凹部２２ａ、２３ａに衝撃吸収部材２０の基端側が保持されている。本形態では、ブロック片２３を取り外した状態で、保持凹部２２ａの中に衝撃吸収部材２０を配置し、その後、ブロック片２２の下面にブロック片２３を固定することで、フォーク１９の先端側に衝撃吸収部材２０が固定される。
【００３２】
基板２は、図１に示すように、フォーク１９および衝撃吸収部材２０に搭載されている。すなわち、衝撃吸収部材２０は、ハンド３に搭載される基板２を支持する機能を果たしている。なお、フォーク１９の長さは、たとえば、３ｍ程度であり、フォーク１９の先端からの衝撃吸収部材２０の突出量は、たとえば、５００〜６００ｍｍ程度である。
【００３３】
２個の固定ブロック２１のうちのフォーク１９の基端側に配置される固定ブロック２１には、図４に示すように、配線２７の一部を固定するための２個の固定部材２８が固定されている。２個の固定部材２８は、保持凹部２２ａ、２３ａに保持される衝撃吸収部材２０の基端を挟むように配置されている。また、衝撃吸収部材２０の基端には、配線２７の一部を固定するための固定部材２９が固定されている。固定部材２９は、２個の固定部材２８の間に配置されている。
【００３４】
配線２７は、たとえば、リード線である。この配線２７は、固定部材２８を介してフォーク１９に固定される固定側配線部としての第１配線部３０と、固定部材２９を介して衝撃吸収部材２９に固定される移動側配線部としての第２配線部３１とに分割されている。第１配線部３０と第２配線部３１とは、半田付けされて互いに接続されている。すなわち、第１配線部３０と第２配線部３１との間には、図４（Ａ）に示すように、半田付け部３２が形成されている。配線２７の端部は、たとえば、ロボット１の制御基板（図示省略）に接続されている。アーム４が伸縮してハンド３が移動するときには、この制御基板から配線２７に電流が供給されている。
【００３５】
本形態では、何らかの原因で、安全カバー１５や基板処理装置１３等のロボット１の周辺機器にハンド３の先端（すなわち、衝撃吸収部材２０の先端）が衝突すると、固定ブロック２１に保持された衝撃吸収部材２０は、固定ブロック２１の保持力に抗して、図４（Ｂ）に示すように、ハンド３の基端側に向かって移動する。具体的には、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突すると、衝撃吸収部材２０がフォーク１９に対してハンド３の基端側へ相対移動して、衝撃吸収部材２０の基端側部分または全部が中空状のフォーク１９の中へ入っていく。
【００３６】
このとき、配線２７は、フォーク１９に対する衝撃吸収部材２０の相対移動に伴って、図４（Ｂ）に示すように、切断される。具体的には、固定部材２９に固定された第２配線部３１が衝撃吸収部材２０とともにハンド３の基端側へ移動するため、半田付け部３２で配線２７が切断される。上述のように、アーム４が伸縮してハンド３が移動するときには、制御基板から配線２７に電流が供給されている。そのため、衝撃吸収部材２０がハンド３の基端側へ移動して、配線２７が切断されると、配線２７に電流が流れなくなる。
【００３７】
本形態では、ハンド３の移動時に配線２７に電流が流れているか否かを検知することで、フォーク１９に対して衝撃吸収部材２０がハンド３の基端側へ相対移動したか否かを検知し、フォーク１９に対して衝撃吸収部材２０がハンド３の基端側へ相対移動したか否かを検知することで、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したか否かを検知する。すなわち、本形態では、配線２７が切断されると、フォーク１９に対して衝撃吸収部材２０がハンド３の基端側へ相対移動したことが検知され、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したことが検知される。
【００３８】
本形態では、配線２７および配線２７が接続される制御基板等によって、安全カバー１５等の周辺機器にハンド３の先端が衝突したことを検知するための検知機構が構成されている。また、本形態では、この検知機構での検知結果に基づいて、安全カバー１５等にハンド３の先端が衝突したことが検知されると、アーム４を伸縮させるための駆動用モータ（図示省略）にブレーキがかかる。具体的には、駆動用モータには、無励磁差動型ブレーキ（メカニカルブレーキ）、サーボブレーキおよびダイナミックブレーキがかかる。
【００３９】
なお、本形態では、フォーク１９の長手方向に所定の間隔をあけた状態で固定される２個の固定ブロック２１に衝撃吸収部材２０が保持されているため、アーム４およびハンド３の旋回時やアーム４の伸縮時に、衝撃吸収部材２０に回転モーメントが作用しても、衝撃吸収部材２０は、フォーク１９の先端側から外れない。一方、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突して衝撃吸収部材２０の長手方向に衝撃が加わると、その衝撃が比較的小さくても、衝撃吸収部材２０は、フォーク１９に対してハンド３の基端側へ相対移動する。
【００４０】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したときに、フォーク１９に対してハンド３の基端側へ相対移動する衝撃吸収部材２０がハンド３の先端側に取り付けられている。また、本形態では、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したことが検知されると、アーム４を伸縮させるための駆動用モータにブレーキがかかる。そのため、安全カバー１５等にハンド３の先端が衝突したときにハンド３およびアーム４が有するエネルギーは、衝撃吸収部材２０がハンド３の基端側に向かって移動している間にアーム４等に作用するブレーキによって消費されるとともに、固定ブロック２１の保持力に抗してハンド３の基端側へ衝撃吸収部材２０が移動する際の摩擦抵抗や衝撃吸収部材２０の変形等によって消費される。また、本形態では、衝撃吸収部材２０がハンド３の基端側へ移動すると、配線２７が切断されるため、配線２７の切断時の抵抗によって、安全カバー１５等にハンド３の先端が衝突したときにハンド３およびアーム４が有するエネルギーが消費される。
【００４１】
したがって、本形態では、ハンド３の先端と安全カバー１５等とが衝突したときの衝撃が大きい場合であっても、衝撃吸収部材２０が取り付けられるフォーク１９と安全カバー１５等とが衝突する際の衝撃が緩和され、フォーク１９の損傷を軽減することが可能になる。また、本形態は、ハンド３の先端が衝突する安全カバー１５等の損傷を軽減することが可能になる。また、安全カバー１５等の損傷を軽減することが可能になるため、基板処理システム１４の周囲にいる作業者の安全を確保することが可能になる。
【００４２】
また、本形態では、フォーク１９に対してハンド３の基端側へ衝撃吸収部材２０を相対移動させることができるため、ハンド３をロボット１から取り外さなくても、衝撃吸収部材２０をフォーク１９の中に配置した状態で、ロボット１を運搬することが可能になる。したがって、運搬時のコストを低減することが可能になる。また、運搬後には、衝撃吸収部材２０をフォーク１９の中から引き出して固定すれば、ロボット１を復元することができるため、ハンド３をロボット１から取り外してロボット１を運搬する場合と比較して、運搬後のロボット１の復元が容易になる。
【００４３】
本形態では、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突すると、衝撃吸収部材２０の基端側部分または全部が中空状のフォーク１９の中へ入っていく。そのため、ハンド３の基端側に向かって衝撃吸収部材２０がフォーク１９の外側を移動するようにハンド３が構成されている場合と比較して、衝撃吸収部材２０と他の部材との干渉を防止しやすくなる。したがって、衝撃吸収部材２０をハンド３の基端側に向かって確実に移動させることが可能になる。また、ハンド３の基端側に向かって衝撃吸収部材２０がフォーク１９の外側を移動するようにハンド３が構成されている場合と比較して、衝撃吸収部材２０が配置されるハンド３の先端側を小型化することが可能になる。
【００４４】
本形態では、フォーク１９に対して衝撃吸収部材２０がハンド３の基端側へ相対移動したか否かを検知することで、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したか否かを検知している。すなわち、安全カバー１５等に衝突する衝撃吸収部材２０の動きに基づいて、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したか否かを検知している。そのため、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したか否かを精度良く検知することが可能になる。
【００４５】
本形態では、フォーク１９に対する衝撃吸収部材２０の相対移動に伴って切断される配線２７等によって、安全カバー１５等にハンド３の先端が衝突したことを検知するための検知機構が構成されており、検知機構は、配線２７が切断されると、安全カバー１５等にハンド３の先端が衝突したことを検知する。そのため、本形態では、比較的簡易な構成で、安全カバー１５等にハンド３の先端が衝突したことを検知することが可能になる。
【００４６】
本形態では、配線２７は、第１配線部３０と第２配線部３１とを備えており、第１配線部３０と第２配線部３１とは、半田付けされて互いに接続されている。そのため、安全カバー１５等にハンド３の先端が衝突すると、上述のように、半田付け部３２で配線２７が切断される。したがって、ハンド３の基端側へ移動した衝撃吸収部材２０を再びハンド３の先端側へ移動させ、第１配線部３０と第２配線部３１とを再び半田付けすることによって、比較的容易にハンド３を復元することが可能になる。
【００４７】
本形態では、衝撃吸収部材２０は、ハンド３に搭載される基板２を支持する機能を果たしている。したがって、フォーク１９によって基板２の全体が支持されるようにハンド３が構成されている場合と比較して、ハンド３を小型化することができる。
【００４８】
本形態では、衝撃吸収部材２０は、炭素繊維で形成されている。そのため、衝撃吸収部材２０の剛性を高めることができる。したがって、ハンド３に搭載される基板２を衝撃吸収部材２０によって適切に支持することが可能になる。また、衝撃吸収部材２０は、炭素繊維で形成されるとともに筒状に形成されているため、ハンド３の先端部分の重量を軽減することが可能になる。また、比較的容易に衝撃吸収部材２０を形成することが可能になる。
【００４９】
（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。
【００５０】
上述した形態では、配線２７が切断されたか否かによって、フォーク１９に対して衝撃吸収部材２０が相対移動したか否かを検知している。この他にもたとえば、発光素子と受光素子とを備える光学式のセンサによって、フォーク１９に対して衝撃吸収部材２０が相対移動したか否かを検知しても良いし、マイクロスイッチ等の機械式のセンサによって、フォーク１９に対して衝撃吸収部材２０が相対移動したか否かを検知しても良い。また、衝撃吸収部材２０よりもハンド３の基端側に圧縮空気を流して、この圧縮空気の圧力変化を圧力計で検知することで、フォーク１９に対して衝撃吸収部材２０が相対移動したか否かを検知しても良い。
【００５１】
上述した形態では、フォーク１９に対して衝撃吸収部材２０がハンド３の基端側へ相対移動したか否かを検知することで、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したか否かを検知している。この他にもたとえば、衝撃吸収部材２０の先端に圧力センサを取り付けて、この圧力センサでの検知結果に基づいて、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したか否かを検知しても良い。また、ハンド３の基端側等に加速度センサを取り付けて、この加速度センサでの検知結果に基づいて、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したか否かを検知しても良い。
【００５２】
上述した形態では、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突すると、衝撃吸収部材２０の基端側部分または全部が中空状のフォーク１９の中へ入っていく。この他にもたとえば、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したときに、ハンド３の基端側に向かって衝撃吸収部材２０がフォーク１９の外側を移動するようにハンド３が構成されても良い。
【００５３】
上述した形態では、衝撃吸収部材２０がフォーク１９の先端側に取り付けられている。この他にもたとえば、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したときに、衝撃吸収部材２０に対してハンド３の基端側へ相対移動する第２の衝撃吸収部材が衝撃吸収部材２０の先端側に取り付けられても良い。また、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したときに、この第２の衝撃吸収部材に対してハンド３の基端側へ相対移動する第３の衝撃吸収部材が第２の衝撃吸収部材の先端側に取り付けられても良い。すなわち、フォーク１９の先端側に、２段以上の衝撃吸収部材が取り付けられても良い。
【００５４】
上述した形態では、衝撃吸収部材２０は、円筒状に形成されているが、衝撃吸収部材２０は、四角筒状等の多角筒状に形成されても良いし、円柱状や多角柱状に形成されても良い。また、衝撃吸収部材２０は、平板状に形成されても良い。また、上述した形態では、衝撃吸収部材２０は、炭素繊維で形成されているが、衝撃吸収部材２０は、金属で形成されても良い。
【００５５】
上述した形態では、配線２７は、第１配線部３０と第２配線部３１とに分割されているが、配線２７は、分割されていなくても良い。また、上述した形態では、衝撃吸収部材２０は、ハンド３に搭載される基板２を支持する機能を果たしているが、フォーク１９によって基板２の全体が支持されるようにハンド３が構成されても良い。
【００５６】
上述した形態では、アーム４は、関節部を備えているが、アーム４は、関節部を備えていなくても良い。この場合には、たとえば、回転型のモータおよびボールネジ等によって、あるいは、リニアモータによって、ハンド３が直線状に移動するように、ハンド３の基端側がアームに連結される。
【００５７】
上述した形態では、ロボット１は、２個のハンド３と２個のアーム４とを備えるいわゆるダブルアーム型のロボットであるが、ロボット１は、１個のハンド３と１個のアーム４とを備えるシングルアーム型のロボットであっても良い。また、上述した形態では、ロボット１によって搬送される搬送対象物は基板２であるが、ロボット１によって搬送される搬送対象物は、基板２以外の半導体ウエハ等であっても良い。
【符号の説明】
【００５８】
１ ロボット（産業用ロボット）
２ 基板（ガラス基板、搬送対象物）
３ ハンド
４ アーム
１３ 基板処理装置（周辺機器）
１５ 安全カバー（周辺機器）
１９ フォーク（搭載部材）
２０ 衝撃吸収部材
２７ 配線（検知機構の一部）
３０ 第１配線部（固定側配線部）
３１ 第２配線部（移動側配線部）
【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、液晶ディスプレイ用のガラス基板等の大型基板を搬送する産業用ロボットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の産業用ロボットは、ロボットアームと、このロボットアームに取り付けられるハンドとを備えている。ハンドは、ロボットアームの先端に装着される基台と、この基台に並列に取り付けられた一対の支持部材とを備えている。支持部材の先端には、流体が封入された膨縮自在な中空体が取り付けられている。また、基台および支持部材は、中空状に形成されており、中空体に封入された流体の圧力を検出する圧力センサが基台の内部に配置され、中空体と圧力センサとを繋ぐ配管が支持部材および基台の内部に配置されている。
【０００３】
特許文献１に記載の産業用ロボットでは、何らかの原因で、ロボットの周辺機器にハンドの先端（すなわち、中空体の先端）が衝突すると、圧力センサによって中空体の内部の圧力変化が検出される。中空体の内部の圧力変化が検出されると、ハンドを直ちに停止させるための所定の制御が行われる。また、ハンドの先端と周辺機器との衝突時の衝撃は、中空体の変形で緩和される。そのため、この産業用ロボットでは、ハンドの損傷を軽減することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６０００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
産業用ロボットで搬送される液晶ディスプレイ用のガラス基板等の搬送対象物は、年々、大型化する傾向にある。一方で、搬送対象物の搬送速度は、従来と同様であるか、あるいは、従来よりも速くなっている。そのため、何らかの原因で、ハンドの先端と周辺機器とが衝突したときの衝撃は、年々、大きくなる傾向にある。
【０００６】
上述のように、特許文献１に記載の産業用ロボットでは、中空体の内部の圧力変化が検出されると、ハンドを直ちに停止させるための制御が行われ、また、中空体を変形させることで、ハンドの先端と周辺機器との衝突時の衝撃を緩和している。しかしながら、特許文献１に記載の産業用ロボットでは、中空体の変形量が限られているため、ハンドの先端と周辺機器とが衝突したときの衝撃が大きくなると、中空体の内部の圧力変化が検出された直後にハンドを停止させるための制御を行っても、中空体を変形させるだけでは、ハンドの先端と周辺機器との衝突時の衝撃を十分に緩和できない状況が生じうる。その結果、この産業用ロボットでは、ハンドの先端と周辺機器とが衝突したときの衝撃が大きくなると、衝突時の衝撃で、ハンドの損傷度合が大きくなるおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、ハンドの先端と周辺機器とが衝突したときの衝撃が大きい場合であっても、ハンドの損傷を軽減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】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明の産業用ロボットは、搬送対象物を搬送する産業用ロボットにおいて、搬送対象物が搭載されるハンドと、産業用ロボットの周辺機器にハンドの先端が衝突したことを検知するための検知機構とを備えるとともに、ハンドが所定方向を向いた状態で略直線状に移動するように構成され、ハンドは、ハンドの先端部分を構成するとともに周辺機器にハンドの先端が衝突したときにハンドの基端側に向かって移動可能な衝撃吸収部材を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明において、産業用ロボットは、たとえば、ハンドの基端側が連結されるアームと、アームを駆動するための駆動源とを備え、検知機構での検知結果に基づいて、周辺機器にハンドの先端が衝突したことが検知されると、駆動源にブレーキがかかる。
【００１０】
本発明の産業用ロボットは、産業用ロボットの周辺機器にハンドの先端が衝突したことを検知するための検知機構を備えている。そのため、検知機構での検知結果に基づいて、所定方向を向いた状態で略直線状に移動するハンドの先端が周辺機器に衝突したことが検知されたときには、ハンドの基端側が連結されるアームを駆動するための駆動源にブレーキをかけることが可能になる。また、本発明では、ハンドは、ハンドの先端部分を構成するとともに周辺機器にハンドの先端が衝突したときにハンドの基端側に向かって移動可能な衝撃吸収部材を備えている。
【００１１】
したがって、所定方向を向いた状態で略直線状に移動するハンドの先端が周辺機器に衝突したときにハンド等が有するエネルギーは、衝撃吸収部材がハンドの基端側に向かって移動している間にアーム等に作用するブレーキによって消費されるとともに、ハンドの基端側へ衝撃吸収部材が移動する際の摩擦抵抗等によって消費される。その結果、本発明では、ハンドの先端と周辺機器とが衝突したときの衝撃が大きい場合であっても、衝撃吸収部材が取り付けられるハンドの本体部分と周辺機器とが衝突する際の衝撃が緩和され、ハンドの本体部分の損傷を軽減することが可能になる。すなわち、本発明では、ハンドの先端と周辺機器とが衝突したときの衝撃が大きい場合であっても、ハンドの損傷を軽減することが可能になる。また、ハンドの先端が衝突する周辺機器の損傷を軽減することが可能になる。
【００１２】
本発明において、ハンドは、ハンドの基端側からハンドの先端側に向かって延びるように形成され搬送対象物の少なくとも一部が搭載される複数の搭載部材を備え、搭載部材の少なくとも先端側は、中空状に形成され、衝撃吸収部材は、搭載部材の先端側に取り付けられ、衝撃吸収部材の少なくとも基端側は、周辺機器にハンドの先端が衝突したときに搭載部材の中に入ることが好ましい。このように構成すると、ハンドの基端側に向かって衝撃吸収部材が搭載部材の外側を移動するようにハンドが構成されている場合と比較して、衝撃吸収部材と他の部材との干渉を防止しやすくなる。したがって、衝撃吸収部材をハンドの基端側に向かって確実に移動させることが可能になる。また、ハンドの基端側に向かって衝撃吸収部材が搭載部材の外側を移動するようにハンドが構成されている場合と比較して、衝撃吸収部材が配置されるハンドの先端側を小型化することが可能になる。
【００１３】
本発明において、検知機構は、搭載部材に対する衝撃吸収部材の相対移動を検知することで、周辺機器にハンドの先端が衝突したことを検知することが好ましい。このように構成すると、周辺機器に衝突する衝撃吸収部材の動きに基づいて、周辺機器にハンドの先端が衝突したことを検知することができるため、検知機構の検知精度を高めることが可能になる。
【００１４】
本発明において、検知機構は、搭載部材にその一部が固定されるとともに、衝撃吸収部材に他の一部が固定される配線を備え、周辺機器にハンドの先端が衝突したときの搭載部材に対する衝撃吸収部材の相対移動によって、配線が切断可能となっており、検知機構は、配線が切断されると、搭載部材に対する衝撃吸収部材の相対移動を検知することが好ましい。このように構成すると、比較的簡易な構成で、周辺機器にハンドの先端が衝突したことを検知することが可能になる。
【００１５】
本発明において、配線は、搭載部材に固定される固定側配線部と、衝撃吸収部材に固定される移動側配線部とを備え、固定側配線部と移動側配線部とは、半田付けされて接続されていることが好ましい。このように構成すると、周辺機器にハンドの先端が衝突したときに、固定側配線部と移動側配線部との境界部である半田付け部で配線が切断されやすくなる。したがって、周辺機器にハンドの先端が衝突したときにハンドの基端側に向かって移動した衝撃吸収部材を再びハンドの先端側へ移動させ、固定側配線部と移動側配線部とを再び半田付けすることで、ハンドおよび検知機構を比較的容易に復元することが可能になる。
【００１６】
本発明において、衝撃吸収部材には、搬送対象物の一部が搭載されることが好ましい。このように構成すると、衝撃吸収部材に搬送対象物の搭載機能を持たせることができるため、搭載部材に搬送対象物の全体が搭載されるようにハンドが構成されている場合と比較して、ハンドを小型化することが可能になる。
【００１７】
本発明において、衝撃吸収部材は、炭素繊維で形成された筒状部材であることが好ましい。このように構成すると、ハンドの先端部分の剛性を高めつつ、ハンドの先端部分の重量を軽減することが可能になる。また、比較的容易に衝撃吸収部材を形成することが可能になる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明の産業用ロボットでは、ハンドの先端と周辺機器とが衝突したときの衝撃が大きい場合であっても、ハンドの損傷を軽減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態にかかる産業用ロボットおよびその周辺機器を示す平面図である。
【図２】図１のＥ−Ｅ方向から産業用ロボットおよびその周辺機器を示す側面図である。
【図３】図１に示すハンドの図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図４】図３のＦ部の構成を説明するための拡大図であり、（Ａ）はハンドの先端が安全カバー等に衝突していないときの状態を示す図、（Ｂ）はハンドの先端が安全カバー等に衝突した直後の状態を示す図である。
【図５】図４（Ａ）のＧ−Ｇ方向からハンドの先端側を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
（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およびその周辺機器を示す平面図である。図２は、図１のＥ−Ｅ方向から産業用ロボット１およびその周辺機器を示す側面図である。
【００２２】
本形態の産業用ロボット１（以下、「ロボット１」とする。）は、搬送対象物である液晶ディスプレイ用のガラス基板２（以下、「基板２」とする。）を搬送するための搬送用のロボットである。このロボット１は、特に大型の基板２の搬送に適した大型のロボットである。図１、図２に示すように、ロボット１は、基板２が搭載される２個のハンド３と、２個のハンド３のそれぞれが先端側に連結される２本のアーム４と、２本のアーム４を支持する本体部５と、本体部５を水平方向に移動可能に支持するベース部材６とを備えている。本体部５は、２本のアーム４の基端側を支持するとともに上下動可能な支持部材８と、支持部材８を上下方向に移動可能に支持する柱状部材９と、本体部５の下端部分を構成するとともにベース部材６に対して水平移動可能な基台１０と、柱状部材９の下端が固定されるとともに基台１０に対して旋回可能な旋回部材１１とを備えている。
【００２３】
ハンド３の基端は、アーム４の先端に回動可能に連結されている。アーム４は、２個の関節部を有し、本体部５に対して伸縮するように構成されている。具体的には、ハンド３が所定の方向を向いた状態で略直線状に移動するように、アーム４は本体部５に対して伸縮する。また、アーム４の基端は、支持部材８に固定されている。本形態では、２個のハンド３と２本のアーム４とが上下方向に重なるように配置されている。
【００２４】
ロボット１は、たとえば、図１、図２に示すように、複数の基板処理装置１３を備える基板処理システム１４に組み込まれて使用される。基板処理システム１４では、ロボット１は、安全カバー１５によって、囲まれている。安全カバー１５は、たとえば、金属製のフレームと、このフレームに固定されるポリ塩化ビニル等の樹脂製のカバー板とを備えており、カバー板が安全カバー１５の側面を構成している。なお、安全カバー１５の所定の箇所には、ハンド３が通過可能な開口部が形成されている。
【００２５】
ロボット１では、柱状部材９に対して支持部材８がハンド３およびアーム４と一緒に上下動する。また、本体部５に対してアーム４が伸縮する。具体的には、ハンド３の先端が所定の方向を向いた状態でハンド３が直線状に移動するようにアーム４が伸縮する。より具体的には、たとえば、基板処理装置１３にハンド３の先端を向けた状態で、ハンド３が基板処理装置１３に対して直線状に移動して出入りするように、アーム４が伸縮する。さらに、ベース部材６に対して基台１０が水平移動する。また、基台１０に対して旋回部材１１が旋回する。これらの動作の組合せによって、ロボット１は、基板処理装置１３から基板２を搬出したり、基板処理装置１３へ基板２を搬入する。
【００２６】
（ハンドの構成）
図３は、図１に示すハンド３の図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。図４は、図３のＦ部の構成を説明するための拡大図であり、（Ａ）はハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突していないときの状態を示す図、（Ｂ）はハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突した直後の状態を示す図である。図５は、図４（Ａ）のＧ−Ｇ方向からハンド３の先端側を示す図である。
【００２７】
ハンド３は、アーム４の先端側に連結される連結部材１８と、基板２が搭載される搭載部材としての複数のフォーク１９と、ハンド３の先端部分を構成する衝撃吸収部材２０とを備えている。
【００２８】
フォーク１９は、ハンド３の基端部分を構成する連結部材１８からハンド３の先端側に向かって延びるように形成されている。このフォーク１９は、細長い略四角筒状に形成されている。すなわち、フォーク１９は、中空状に形成されている。中空状に形成されるフォーク１９の肉厚は、一定となっている。また、フォーク１９は、高い剛性を確保するとともに軽量化を図るため、たとえば、炭素繊維と樹脂との複合材料で形成されている。なお、フォーク１９は、先端側の肉厚が薄くなるように形成されても良い。また、本形態では、筒形状の炭素繊維に樹脂を含浸させることで炭素繊維と樹脂との複合材料からなるフォーク１９が形成されているが、他の既存の方法でフォーク１９が形成されても良いし、新規の方法でフォーク１９が形成されても良い。
【００２９】
フォーク１９は、先端側に向かうにしたがって、その左右方向の幅がしだいに狭くなるように形成されている。また、図３（Ｂ）に示すように、フォーク１９の上面１９ａは、水平面となっている。一方、フォーク１９の下面１９ｂは、フォーク１９の先端側に向かってしたがって上方向へ傾斜する傾斜面となっている。すなわち、フォーク１９は、先端側に向かうにしたがって、その上下方向の幅がしだいに狭くなるように形成されている。フォーク１９の上面１９ａは、基板２が搭載される搭載面となっている。上述のように、上面１９ａは、水平面となっているため、本形態では、基板２をフォーク１９に水平に搭載することが可能である。
【００３０】
フォーク１９の先端側には、図４、図５に示すように、衝撃吸収部材２０を固定するための２個の固定ブロック２１が固定されている。２個の固定ブロック２１は、フォーク１９の長手方向に所定の間隔をあけた状態でフォーク１９の先端側に固定されている。固定ブロック２１は、上下方向で２分割されるブロック片２２、２３によって構成されている。ブロック片２２は、図５に示すように、フォーク１９の上側面にネジ２４によって固定され、ブロック片２３は、ブロック片２２の下面にネジ２５によって固定されている。ブロック片２２の下面の中心、および、ブロック片２３の上面の中心には、衝撃吸収部材２０を保持するための保持凹部２２ａ、２３ａが上下方向の外側に向かって窪むように形成されている。保持凹部２２ａ、２３ａは、ブロック片２２にブロック片２３が固定された状態で、フォーク１９の長手方向から見たときに、保持凹部２２ａ、２３ａによって形成される貫通孔の形状が略円形状となるように、略半円弧状に形成されている。
【００３１】
衝撃吸収部材２０は、たとえば、炭素繊維で形成された筒状部材である。具体的には、衝撃吸収部材２０は、炭素繊維と樹脂との複合材料で形成されている。本形態の衝撃吸収部材２０は、円筒状に形成されている。この衝撃吸収部材２０は、複数のフォーク１９のそれぞれの先端側に取り付けられている。具体的には、２個の固定ブロック２１の保持凹部２２ａ、２３ａに衝撃吸収部材２０の基端側が保持されている。本形態では、ブロック片２３を取り外した状態で、保持凹部２２ａの中に衝撃吸収部材２０を配置し、その後、ブロック片２２の下面にブロック片２３を固定することで、フォーク１９の先端側に衝撃吸収部材２０が固定される。
【００３２】
基板２は、図１に示すように、フォーク１９および衝撃吸収部材２０に搭載されている。すなわち、衝撃吸収部材２０は、ハンド３に搭載される基板２を支持する機能を果たしている。なお、フォーク１９の長さは、たとえば、３ｍ程度であり、フォーク１９の先端からの衝撃吸収部材２０の突出量は、たとえば、５００〜６００ｍｍ程度である。
【００３３】
２個の固定ブロック２１のうちのフォーク１９の基端側に配置される固定ブロック２１には、図４に示すように、配線２７の一部を固定するための２個の固定部材２８が固定されている。２個の固定部材２８は、保持凹部２２ａ、２３ａに保持される衝撃吸収部材２０の基端を挟むように配置されている。また、衝撃吸収部材２０の基端には、配線２７の一部を固定するための固定部材２９が固定されている。固定部材２９は、２個の固定部材２８の間に配置されている。
【００３４】
配線２７は、たとえば、リード線である。この配線２７は、固定部材２８を介してフォーク１９に固定される固定側配線部としての第１配線部３０と、固定部材２９を介して衝撃吸収部材２９に固定される移動側配線部としての第２配線部３１とに分割されている。第１配線部３０と第２配線部３１とは、半田付けされて互いに接続されている。すなわち、第１配線部３０と第２配線部３１との間には、図４（Ａ）に示すように、半田付け部３２が形成されている。配線２７の端部は、たとえば、ロボット１の制御基板（図示省略）に接続されている。アーム４が伸縮してハンド３が移動するときには、この制御基板から配線２７に電流が供給されている。
【００３５】
本形態では、何らかの原因で、安全カバー１５や基板処理装置１３等のロボット１の周辺機器にハンド３の先端（すなわち、衝撃吸収部材２０の先端）が衝突すると、固定ブロック２１に保持された衝撃吸収部材２０は、固定ブロック２１の保持力に抗して、図４（Ｂ）に示すように、ハンド３の基端側に向かって移動する。具体的には、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突すると、衝撃吸収部材２０がフォーク１９に対してハンド３の基端側へ相対移動して、衝撃吸収部材２０の基端側部分または全部が中空状のフォーク１９の中へ入っていく。
【００３６】
このとき、配線２７は、フォーク１９に対する衝撃吸収部材２０の相対移動に伴って、図４（Ｂ）に示すように、切断される。具体的には、固定部材２９に固定された第２配線部３１が衝撃吸収部材２０とともにハンド３の基端側へ移動するため、半田付け部３２で配線２７が切断される。上述のように、アーム４が伸縮してハンド３が移動するときには、制御基板から配線２７に電流が供給されている。そのため、衝撃吸収部材２０がハンド３の基端側へ移動して、配線２７が切断されると、配線２７に電流が流れなくなる。
【００３７】
本形態では、ハンド３の移動時に配線２７に電流が流れているか否かを検知することで、フォーク１９に対して衝撃吸収部材２０がハンド３の基端側へ相対移動したか否かを検知し、フォーク１９に対して衝撃吸収部材２０がハンド３の基端側へ相対移動したか否かを検知することで、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したか否かを検知する。すなわち、本形態では、配線２７が切断されると、フォーク１９に対して衝撃吸収部材２０がハンド３の基端側へ相対移動したことが検知され、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したことが検知される。
【００３８】
本形態では、配線２７および配線２７が接続される制御基板等によって、安全カバー１５等の周辺機器にハンド３の先端が衝突したことを検知するための検知機構が構成されている。また、本形態では、この検知機構での検知結果に基づいて、安全カバー１５等にハンド３の先端が衝突したことが検知されると、アーム４を伸縮させるための駆動用モータ（図示省略）にブレーキがかかる。具体的には、駆動用モータには、無励磁差動型ブレーキ（メカニカルブレーキ）、サーボブレーキおよびダイナミックブレーキがかかる。
【００３９】
なお、本形態では、フォーク１９の長手方向に所定の間隔をあけた状態で固定される２個の固定ブロック２１に衝撃吸収部材２０が保持されているため、アーム４およびハンド３の旋回時やアーム４の伸縮時に、衝撃吸収部材２０に回転モーメントが作用しても、衝撃吸収部材２０は、フォーク１９の先端側から外れない。一方、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突して衝撃吸収部材２０の長手方向に衝撃が加わると、その衝撃が比較的小さくても、衝撃吸収部材２０は、フォーク１９に対してハンド３の基端側へ相対移動する。
【００４０】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したときに、フォーク１９に対してハンド３の基端側へ相対移動する衝撃吸収部材２０がハンド３の先端側に取り付けられている。また、本形態では、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したことが検知されると、アーム４を伸縮させるための駆動用モータにブレーキがかかる。そのため、安全カバー１５等にハンド３の先端が衝突したときにハンド３およびアーム４が有するエネルギーは、衝撃吸収部材２０がハンド３の基端側に向かって移動している間にアーム４等に作用するブレーキによって消費されるとともに、固定ブロック２１の保持力に抗してハンド３の基端側へ衝撃吸収部材２０が移動する際の摩擦抵抗や衝撃吸収部材２０の変形等によって消費される。また、本形態では、衝撃吸収部材２０がハンド３の基端側へ移動すると、配線２７が切断されるため、配線２７の切断時の抵抗によって、安全カバー１５等にハンド３の先端が衝突したときにハンド３およびアーム４が有するエネルギーが消費される。
【００４１】
したがって、本形態では、ハンド３の先端と安全カバー１５等とが衝突したときの衝撃が大きい場合であっても、衝撃吸収部材２０が取り付けられるフォーク１９と安全カバー１５等とが衝突する際の衝撃が緩和され、フォーク１９の損傷を軽減することが可能になる。また、本形態は、ハンド３の先端が衝突する安全カバー１５等の損傷を軽減することが可能になる。また、安全カバー１５等の損傷を軽減することが可能になるため、基板処理システム１４の周囲にいる作業者の安全を確保することが可能になる。
【００４２】
また、本形態では、フォーク１９に対してハンド３の基端側へ衝撃吸収部材２０を相対移動させることができるため、ハンド３をロボット１から取り外さなくても、衝撃吸収部材２０をフォーク１９の中に配置した状態で、ロボット１を運搬することが可能になる。したがって、運搬時のコストを低減することが可能になる。また、運搬後には、衝撃吸収部材２０をフォーク１９の中から引き出して固定すれば、ロボット１を復元することができるため、ハンド３をロボット１から取り外してロボット１を運搬する場合と比較して、運搬後のロボット１の復元が容易になる。
【００４３】
本形態では、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突すると、衝撃吸収部材２０の基端側部分または全部が中空状のフォーク１９の中へ入っていく。そのため、ハンド３の基端側に向かって衝撃吸収部材２０がフォーク１９の外側を移動するようにハンド３が構成されている場合と比較して、衝撃吸収部材２０と他の部材との干渉を防止しやすくなる。したがって、衝撃吸収部材２０をハンド３の基端側に向かって確実に移動させることが可能になる。また、ハンド３の基端側に向かって衝撃吸収部材２０がフォーク１９の外側を移動するようにハンド３が構成されている場合と比較して、衝撃吸収部材２０が配置されるハンド３の先端側を小型化することが可能になる。
【００４４】
本形態では、フォーク１９に対して衝撃吸収部材２０がハンド３の基端側へ相対移動したか否かを検知することで、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したか否かを検知している。すなわち、安全カバー１５等に衝突する衝撃吸収部材２０の動きに基づいて、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したか否かを検知している。そのため、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したか否かを精度良く検知することが可能になる。
【００４５】
本形態では、フォーク１９に対する衝撃吸収部材２０の相対移動に伴って切断される配線２７等によって、安全カバー１５等にハンド３の先端が衝突したことを検知するための検知機構が構成されており、検知機構は、配線２７が切断されると、安全カバー１５等にハンド３の先端が衝突したことを検知する。そのため、本形態では、比較的簡易な構成で、安全カバー１５等にハンド３の先端が衝突したことを検知することが可能になる。
【００４６】
本形態では、配線２７は、第１配線部３０と第２配線部３１とを備えており、第１配線部３０と第２配線部３１とは、半田付けされて互いに接続されている。そのため、安全カバー１５等にハンド３の先端が衝突すると、上述のように、半田付け部３２で配線２７が切断される。したがって、ハンド３の基端側へ移動した衝撃吸収部材２０を再びハンド３の先端側へ移動させ、第１配線部３０と第２配線部３１とを再び半田付けすることによって、比較的容易にハンド３を復元することが可能になる。
【００４７】
本形態では、衝撃吸収部材２０は、ハンド３に搭載される基板２を支持する機能を果たしている。したがって、フォーク１９によって基板２の全体が支持されるようにハンド３が構成されている場合と比較して、ハンド３を小型化することができる。
【００４８】
本形態では、衝撃吸収部材２０は、炭素繊維で形成されている。そのため、衝撃吸収部材２０の剛性を高めることができる。したがって、ハンド３に搭載される基板２を衝撃吸収部材２０によって適切に支持することが可能になる。また、衝撃吸収部材２０は、炭素繊維で形成されるとともに筒状に形成されているため、ハンド３の先端部分の重量を軽減することが可能になる。また、比較的容易に衝撃吸収部材２０を形成することが可能になる。
【００４９】
（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。
【００５０】
上述した形態では、配線２７が切断されたか否かによって、フォーク１９に対して衝撃吸収部材２０が相対移動したか否かを検知している。この他にもたとえば、発光素子と受光素子とを備える光学式のセンサによって、フォーク１９に対して衝撃吸収部材２０が相対移動したか否かを検知しても良いし、マイクロスイッチ等の機械式のセンサによって、フォーク１９に対して衝撃吸収部材２０が相対移動したか否かを検知しても良い。また、衝撃吸収部材２０よりもハンド３の基端側に圧縮空気を流して、この圧縮空気の圧力変化を圧力計で検知することで、フォーク１９に対して衝撃吸収部材２０が相対移動したか否かを検知しても良い。
【００５１】
上述した形態では、フォーク１９に対して衝撃吸収部材２０がハンド３の基端側へ相対移動したか否かを検知することで、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したか否かを検知している。この他にもたとえば、衝撃吸収部材２０の先端に圧力センサを取り付けて、この圧力センサでの検知結果に基づいて、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したか否かを検知しても良い。また、ハンド３の基端側等に加速度センサを取り付けて、この加速度センサでの検知結果に基づいて、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したか否かを検知しても良い。
【００５２】
上述した形態では、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突すると、衝撃吸収部材２０の基端側部分または全部が中空状のフォーク１９の中へ入っていく。この他にもたとえば、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したときに、ハンド３の基端側に向かって衝撃吸収部材２０がフォーク１９の外側を移動するようにハンド３が構成されても良い。
【００５３】
上述した形態では、衝撃吸収部材２０がフォーク１９の先端側に取り付けられている。この他にもたとえば、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したときに、衝撃吸収部材２０に対してハンド３の基端側へ相対移動する第２の衝撃吸収部材が衝撃吸収部材２０の先端側に取り付けられても良い。また、ハンド３の先端が安全カバー１５等に衝突したときに、この第２の衝撃吸収部材に対してハンド３の基端側へ相対移動する第３の衝撃吸収部材が第２の衝撃吸収部材の先端側に取り付けられても良い。すなわち、フォーク１９の先端側に、２段以上の衝撃吸収部材が取り付けられても良い。
【００５４】
上述した形態では、衝撃吸収部材２０は、円筒状に形成されているが、衝撃吸収部材２０は、四角筒状等の多角筒状に形成されても良いし、円柱状や多角柱状に形成されても良い。また、衝撃吸収部材２０は、平板状に形成されても良い。また、上述した形態では、衝撃吸収部材２０は、炭素繊維で形成されているが、衝撃吸収部材２０は、金属で形成されても良い。
【００５５】
上述した形態では、配線２７は、第１配線部３０と第２配線部３１とに分割されているが、配線２７は、分割されていなくても良い。また、上述した形態では、衝撃吸収部材２０は、ハンド３に搭載される基板２を支持する機能を果たしているが、フォーク１９によって基板２の全体が支持されるようにハンド３が構成されても良い。
【００５６】
上述した形態では、アーム４は、関節部を備えているが、アーム４は、関節部を備えていなくても良い。この場合には、たとえば、回転型のモータおよびボールネジ等によって、あるいは、リニアモータによって、ハンド３が直線状に移動するように、ハンド３の基端側がアームに連結される。
【００５７】
上述した形態では、ロボット１は、２個のハンド３と２個のアーム４とを備えるいわゆるダブルアーム型のロボットであるが、ロボット１は、１個のハンド３と１個のアーム４とを備えるシングルアーム型のロボットであっても良い。また、上述した形態では、ロボット１によって搬送される搬送対象物は基板２であるが、ロボット１によって搬送される搬送対象物は、基板２以外の半導体ウエハ等であっても良い。
【符号の説明】
【００５８】
１ ロボット（産業用ロボット）
２ 基板（ガラス基板、搬送対象物）
３ ハンド
４ アーム
１３ 基板処理装置（周辺機器）
１５ 安全カバー（周辺機器）
１９ フォーク（搭載部材）
２０ 衝撃吸収部材
２７ 配線（検知機構の一部）
３０ 第１配線部（固定側配線部）
３１ 第２配線部（移動側配線部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送対象物を搬送する産業用ロボットにおいて、
前記搬送対象物が搭載されるハンドと、前記産業用ロボットの周辺機器に前記ハンドの先端が衝突したことを検知するための検知機構とを備えるとともに、前記ハンドが所定方向を向いた状態で略直線状に移動するように構成され、
前記ハンドは、前記ハンドの先端部分を構成するとともに前記周辺機器に前記ハンドの先端が衝突したときに前記ハンドの基端側に向かって移動可能な衝撃吸収部材を備えることを特徴とする産業用ロボット。
【請求項２】
前記ハンドの基端側が連結されるアームと、前記アームを駆動するための駆動源とを備え、
前記検知機構での検知結果に基づいて、前記周辺機器に前記ハンドの先端が衝突したことが検知されると、前記駆動源にブレーキがかか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】
前記ハンドは、前記ハンドの基端側から前記ハンドの先端側に向かって延びるように形成され前記搬送対象物の少なくとも一部が搭載される複数の搭載部材を備え、
前記搭載部材の少なくとも先端側は、中空状に形成され、
前記衝撃吸収部材は、前記搭載部材の先端側に取り付けられ、
前記衝撃吸収部材の少なくとも基端側は、前記周辺機器に前記ハンドの先端が衝突したときに前記搭載部材の中に入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】
前記検知機構は、前記搭載部材に対する前記衝撃吸収部材の相対移動を検知することで、前記周辺機器に前記ハンドの先端が衝突したことを検知す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】
前記検知機構は、前記搭載部材にその一部が固定されるとともに、前記衝撃吸収部材に他の一部が固定される配線を備え、
前記周辺機器に前記ハンドの先端が衝突したときの前記搭載部材に対する前記衝撃吸収部材の相対移動によって、前記配線が切断可能となっており、
前記検知機構は、前記配線が切断されると、前記搭載部材に対する前記衝撃吸収部材の相対移動を検知す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】
前記配線は、前記搭載部材に固定される固定側配線部と、前記衝撃吸収部材に固定される移動側配線部とを備え、
前記固定側配線部と前記移動側配線部とは、半田付けされて接続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】
前記衝撃吸収部材には、前記搬送対象物の一部が搭載されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の産業用ロボット。
【請求項８】
前記衝撃吸収部材は、炭素繊維で形成された筒状部材であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の産業用ロボット。
【請求項１】
搬送対象物を搬送する産業用ロボットにおいて、
前記搬送対象物が搭載されるハンドと、前記産業用ロボットの周辺機器に前記ハンドの先端が衝突したことを検知するための検知機構とを備えるとともに、前記ハンドが所定方向を向いた状態で略直線状に移動するように構成され、
前記ハンドは、前記ハンドの先端部分を構成するとともに前記周辺機器に前記ハンドの先端が衝突したときに前記ハンドの基端側に向かって移動可能な衝撃吸収部材を備えることを特徴とする産業用ロボット。
【請求項２】
前記ハンドの基端側が連結されるアームと、前記アームを駆動するための駆動源とを備え、
前記検知機構での検知結果に基づいて、前記周辺機器に前記ハンドの先端が衝突したことが検知されると、前記駆動源にブレーキがかか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】
前記ハンドは、前記ハンドの基端側から前記ハンドの先端側に向かって延びるように形成され前記搬送対象物の少なくとも一部が搭載される複数の搭載部材を備え、
前記搭載部材の少なくとも先端側は、中空状に形成され、
前記衝撃吸収部材は、前記搭載部材の先端側に取り付けられ、
前記衝撃吸収部材の少なくとも基端側は、前記周辺機器に前記ハンドの先端が衝突したときに前記搭載部材の中に入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】
前記検知機構は、前記搭載部材に対する前記衝撃吸収部材の相対移動を検知することで、前記周辺機器に前記ハンドの先端が衝突したことを検知す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】
前記検知機構は、前記搭載部材にその一部が固定されるとともに、前記衝撃吸収部材に他の一部が固定される配線を備え、
前記周辺機器に前記ハンドの先端が衝突したときの前記搭載部材に対する前記衝撃吸収部材の相対移動によって、前記配線が切断可能となっており、
前記検知機構は、前記配線が切断されると、前記搭載部材に対する前記衝撃吸収部材の相対移動を検知す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】
前記配線は、前記搭載部材に固定される固定側配線部と、前記衝撃吸収部材に固定される移動側配線部とを備え、
前記固定側配線部と前記移動側配線部とは、半田付けされて接続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】
前記衝撃吸収部材には、前記搬送対象物の一部が搭載されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の産業用ロボット。
【請求項８】
前記衝撃吸収部材は、炭素繊維で形成された筒状部材であることを特徴とする請求項１から７の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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２０３６０（Ｐ２０１２−２０３６０Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５９００１（Ｐ２０１０−１５９００１）
【出願日】平成２２年７月１３日（２０１０．７．１３）
【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２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１３日（２０１０．７．１３）
【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）】
[ Back to top ]