産業用ロボット
【課題】アームを支持する支持部材を上下方向へ移動可能に支持する柱状部材を備えている場合であっても、比較的簡易な構成で、搬入される搬送対象物の位置ずれを抑制しつつその傾きを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。
【解決手段】産業用ロボット１は、搬送対象物が搭載されるハンド３と、ハンド３が連結されるアーム４と、アーム４を支持する支持部材６と、支持部材６を上下方向へ移動可能に支持する柱状部材７と、基台８と、柱状部材７の下端を支持するとともに基台８に対して回動可能な旋回部材９と、基台８に対して柱状部材７を上下方向に直交する所定方向へ相対移動させる移動機構１０とを備えている。
【解決手段】産業用ロボット１は、搬送対象物が搭載されるハンド３と、ハンド３が連結されるアーム４と、アーム４を支持する支持部材６と、支持部材６を上下方向へ移動可能に支持する柱状部材７と、基台８と、柱状部材７の下端を支持するとともに基台８に対して回動可能な旋回部材９と、基台８に対して柱状部材７を上下方向に直交する所定方向へ相対移動させる移動機構１０とを備えている。
【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を搬送する産業用ロボットとして、ガラス基板が搭載される２個のハンドと、２個のハンドのそれぞれを保持する２本のアームとを有するいわゆるダブルアーム型の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に記載のロボットは、アームの基端側を回動可能に支持する支持部材と、支持部材を上下方向へ移動可能に支持するコラムとを備えている。このロボットでは、アームは、第１のアームと第２のアームとから構成されている。また、コラムの下端は、基台に回動可能に支持されており、この基台は、ベース部材に支持されている。基台は、ベース部材に対して水平方向へ直線状に移動可能となっている。このロボットは、ハンドが所定の方向を向いた状態で直線状に動くようにアームを伸縮させて、ガラス基板を搬送する。
【０００３】
特許文献１に記載のロボット等によって搬送されるガラス基板は、このガラス基板が収納されるカセット等の収納部の中で、ガラス基板の搬出方向に対して傾いていたり、位置がずれていることがある。そこで、傾いていたり、位置がずれている状態で収納部に収納されるガラス基板の傾きや位置ずれを補正して、所定の作業位置へガラス基板を搬送するためのハンドの位置合わせ方法が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。この特許文献２に記載の位置合わせ方法を特許文献１に記載のロボットに適用すれば、傾いていたり、位置がずれている状態で収納部に収納されるガラス基板の傾きや位置ずれを補正して、作業位置へガラス基板を搬入することが可能である。
【０００４】
たとえば、特許文献１に記載のロボットにおいて、収納部に収納されたガラス基板の傾きがハンドに設けられたセンサによって検出された場合に、収納部から搬出されて作業位置へ搬入されるガラス基板の傾きが補正されるように、ベース部材に対して基台を所定方向へ移動させるとともに、コラムを基台に対して所定量、旋回させ、この状態で、アームを伸縮させて、収納部からガラス基板を搬出した後に、基台を逆方向へ移動させるとともにコラムを逆方向へ旋回させて、ガラス基板の傾きを補正してから、ガラス基板を作業位置へ搬入すれば、傾いた状態で収納部に収納されるガラス基板の傾きを補正して、作業位置へガラス基板を搬送することが可能である。また、このようにして、ガラス基板を搬送すれば、作業位置へ搬入されるガラス基板の、ベース部材に対する基台の移動方向における位置ずれを抑制することができる。なお、収納部からガラス基板を搬出した後にガラス基板の傾きを補正してガラス基板を作業位置へ搬入することも可能である。
【０００５】
しかしながら、特許文献２に記載の位置合わせ方法を用いて、ガラス基板の傾きや位置ずれを補正する場合には、ベース部材に対して基台が水平方向へ移動可能となっていなければならないため、ロボットが大型化する。また、たとえば、ベース部材に対する基台の移動方向へハンドが直線状に動いて、ガラス基板を搬送する場合には、ガラス基板の傾きを補正することは可能であっても、ベース部材に対する基台の移動方向に直交する方向でのガラス基板の位置ずれを抑制することが困難になる場合がある。たとえば、ガラス基板を搬出する際またはガラス基板を搬入する際のいずれか一方において、ベース部材に対する基台の移動方向に直交する方向にハンドが直線状に動く場合には、このハンドの移動方向において、ベース部材に対する基台の移動方向の位置ずれを見越してガラス基板を搬送すれば位置ずれの補正は可能であるが、ハンド上でガラス基板をずらして搬送することになるため、補正量を充分に確保できない。また、ガラス基板を搬出する際およびガラス基板を搬入する際の両者において、ベース部材に対する基台の移動方向へハンドが直線状に動く場合には、ガラス基板の位置ずれの補正は不可能になる。一方で、従来、これらの問題を解消することが可能なロボットも知られている（たとえば、特許文献３参照）。
【０００６】
特許文献３に記載のロボットは、基台の上面に固定された固定ベース部と、固定ベース部に対して上下方向に動作する上下アームと、上下アームに対して旋回自在な旋回アームと、旋回アームに固定された第１のアームベース部と、第１のアームベース部に対して水平方向に直線状に移動する第１の直動アームと、第１の直動アームに固定された第２のアームベース部と、第１の直動アームと直交する方向に直線状に移動する第２の直動アームと、第２の直動アームに固定されるハンドとを備えている。このロボットでは、旋回アームと第２のアームベース部との間に第１のアームベース部および第１の直動アームが配置されているため、上述の問題を解消して、作業位置へ搬入される搬送対象物の位置ずれを抑制しつつその傾きを補正することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３９７３０４８号公報
【特許文献２】特開２００３−１１７８６２号公報
【特許文献３】特開２００４−１９６４３８号公報
【発明の概要】
【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に記載のロボットのようにアームを支持する支持部材を上下方向へ移動可能に支持するコラムを有するロボットに、特許文献３に記載の構成をそのまま適用する場合には、以下の問題が生じる。すなわち、支持部材を支持するコラムを有するロボットに特許文献３に記載の構成をそのまま適用する場合には、アームと支持部材との間に、特許文献３に記載の第１のアームベース部および第１の直動アームに相当する構成を配置する必要があるが、たとえば、ロボットがダブルアーム型のロボットである場合には、第１のアームベース部および第１の直動アームに相当する構成が２個必要となり、ロボットの構成が複雑になる。また、アームと支持部材との間に、第１のアームベース部および第１の直動アームに相当する構成を配置する場合には、第１の直動アームに相当する構成が直線状に移動したときのアームとコラムとの干渉を防止する必要があるため、第１の直動アームに相当する構成の移動量が制限されるおそれがある。したがって、支持部材を支持するコラムを有するロボットに特許文献３に記載の構成をそのまま適用すると、ガラス基板の傾きによっては、その傾きを適切に補正することが困難になるおそれがある。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、アームを支持する支持部材を上下方向へ移動可能に支持する柱状部材を備えている場合であっても、比較的簡易な構成で、搬入される搬送対象物の位置ずれを抑制しつつその傾きを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】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明の産業用ロボットは、搬送対象物が搭載されるハンドと、ハンドが連結されるアームと、アームを支持する支持部材と、支持部材を上下方向へ移動可能に支持する柱状部材と、基台と、柱状部材の下端を支持するとともに基台に対して回動可能な旋回部材と、基台に対して柱状部材を上下方向に直交する所定方向へ相対移動させる移動機構とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の産業用ロボットは、基台に対して柱状部材を上下方向に直交する所定方向へ相対移動させる移動機構を備えている。そのため、搬送対象物の傾きが検出されたときには、基台に対して柱状部材を相対移動させるとともに基台に対して旋回部材を回動させれば、搬入される搬送対象物の位置ずれを抑制しつつその傾きを補正することが可能になる。すなわち、基台を水平方向へ移動させるための機構を備えていなくても、搬入される搬送対象物の位置ずれを抑制しつつその傾きを補正することが可能になる。
【００１２】
また、本発明では、移動機構は、基台に対して柱状部材を相対移動させるため、たとえば、産業用ロボットがダブルアーム型のロボットであっても２個の移動機構を配置する必要がない。したがって、産業用ロボットの構成を簡素化することが可能になる。また、本発明では、支持部材にアームが支持されており、移動機構は、支持部材を支持する柱状部材を基台に対して相対移動させるため、柱状部材が基台に対して相対移動する際に、柱状部材とアームとが干渉するおそれがない。したがって、柱状部材の移動量を確保することが可能になり、搬入される搬送対象物の傾きが大きくても搬送対象物の傾きを適切に補正することが可能になる。
【００１３】
このように、本発明では、アームを支持する支持部材を上下方向へ移動可能に支持する柱状部材を産業用ロボットが備えている場合であっても、比較的簡易な構成で、搬入される搬送対象物の位置ずれを抑制しつつその傾きを適切に補正することが可能になる。また、本発明では、搬送対象物が傾いてはいないが位置ずれを起こしている場合には、移動機構によって、基台に対して柱状部材を移動させることで、この位置ずれを補正することが可能になる。また、本発明では、移動機構によって、基台に対して柱状部材を移動させることで、産業用ロボットの設置誤差や組立誤差を補正することが可能になる。
【００１４】
本発明において、たとえば、旋回部材は、基台から柱状部材に向かって延びる細長いブロック状に形成されるとともに、基台に回動可能に保持される第１旋回部と、柱状部材の下端が固定される第２旋回部とを備え、移動機構は、第１旋回部と第２旋回部との間に配置され、第２旋回部は、第１旋回部に対して直線状に相対移動可能となっている。
【００１５】
この場合には、支持部材は、柱状部材から旋回部材と略平行に延びるように形成される細長いブロック状のアーム支持部を備え、アーム支持部の基端側は、柱状部材側に配置され、アームは、アーム支持部の先端側に支持されていることが好ましい。このように構成すると、第２旋回部、柱状部材、支持部材、アームおよびハンド等によって構成される構造体の重心の下側に移動機構を配置することが可能になる。したがって、移動機構に過剰な外力が作用するのを抑制することが可能になる。
【００１６】
また、この場合には、移動機構は、上下方向から見たときにアーム支持部の長手方向において、柱状部材とアームの基端との間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、デッドスペースとなりやすい柱状部材とアームの基端との間に移動機構を配置することが可能になる。したがって、産業用ロボットが移動機構を備えている場合であっても、産業用ロボットを小型化することが可能になる。
【００１７】
本発明において、移動機構は、柱状部材の下端と旋回部材との間に配置されても良い。
【００１８】
本発明において、移動機構は、たとえば、モータと、モータの出力軸に連結されるネジ部材と、ネジ部材のオネジ部に螺合するメネジ部を有するナット部材と、リニアガイドとを備えている。
【００１９】
本発明において、産業用ロボットは、上下方向に直交する所定方向へ基台を移動させる水平移動機構を備えていても良い。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明の産業用ロボットでは、アームを支持する支持部材を上下方向へ移動可能に支持する柱状部材を備えている場合であっても、比較的簡易な構成で、搬入される搬送対象物の位置ずれを抑制しつつその傾きを適切に補正することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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側面図である。
【図３】図１のＦ−Ｆ方向から産業用ロボットを示す正面図である。
【図４】図２に示す移動機構およびその周辺部の構成を説明するための平面図である。
【図５】図４のＧ−Ｇ方向から移動機構およびその周辺部の構成を説明するための図である。
【図６】図４のＨ部の拡大図である。
【図７】図６のＪ−Ｊ方向から移動機構を説明するための図である。
【図８】図１に示す基板が傾いた状態で収納されているときの産業用ロボットの動作を説明するための平面図である。
【図９】本発明の他の実施の形態にかかる移動機構の配置を説明するための図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態にかかる移動機構の配置を説明するための図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態にかかる移動機構の配置を説明するための平面図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態にかかる旋回部材の構成を説明するための平面図である。
【図１３】本発明の他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１４】本発明の他の実施の形態にかかる産業用ロボットの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
（産業用ロボットの概略構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる産業用ロボット１の平面図である。図２は、図１のＥ−Ｅ方向から産業用ロボット１を示す側面図である。図３は、図１のＦ−Ｆ方向から産業用ロボット１を示す正面図である。なお、以下の説明では、互いに直交する３方向のそれぞれをＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向とする。本形態では、Ｚ方向が上下方向と一致する。また、以下の説明では、Ｘ方向を前後方向、Ｙ方向を左右方向とする。
【００２４】
本形態の産業用ロボット１（以下、「ロボット１」とする。）は、搬送対象物である液晶ディスプレイ用のガラス基板２（以下、「基板２」とする。）を搬送するための搬送用の多関節型ロボットである。図１〜図３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支持部材６と、支持部材６を上下方向へ移動可能に支持する柱状部材７と、本体部５の下端部分を構成する基台８と、柱状部材７の下端を支持するとともに基台８に対して回動可能な旋回部材９と、基台８に対して柱状部材７を水平方向へ相対移動させる移動機構１０とを備えている。
【００２５】
なお、本形態において、基板２の位置ずれとは、所定の基準位置に正しい姿勢で配置されたときの基板２に対して、前後方向および／または左右方向に基板２が平行にずれている状態をいう。また、基板２の傾きとは、所定の基準位置に正しい姿勢で配置されたときの基板２の中心Ｏ（図１参照）と中心Ｏは一致しているが、中心Ｏを中心にして基板２が所定角度傾いている状態をいう。
【００２６】
ハンド３の基端側は、アーム４の先端側に回動可能に連結されている。このハンド３には、上述の特許文献２に記載の産業用ロボットと同様に、所定の収納位置に収納された基板２の傾き（具体的には、前後方向等の基板２の搬出方向に対する基板２の傾き）を検出するためのセンサ（図示省略）が取り付けられている。なお、上述の特許文献２に記載の産業用ロボットと同様に、支持部材６には、基板２の端面を検出するためのエッジセンサが取り付けられている。また、基板２の傾きを検出するためのセンサは、ロボット１に取り付けられる以外に、基板２の収納位置に取り付けられる場合もある。
【００２７】
アーム４は、第１アーム部１３と第２アーム部１４との２個のアーム部を備えている。第１アーム部１３の基端側は、支持部材６の先端側に回動可能に支持されている。第２アーム部１４の基端側は、第１アーム部１３の先端側に回動可能に支持されている。第２アーム部１４の先端側には、ハンド３の基端側が回動可能に支持されている。本形態のロボット１は、本体部５に対してアーム４を伸縮させるための駆動用モータ（図示省略）を備えており、この駆動用モータが起動すると、ハンド３が所定方向を向いた状態で直線状に動くように、アーム４が伸縮する。
【００２８】
支持部材６は、支持部材６の基端側部分を構成する昇降部１５と、２本のアーム４のそれぞれを支持する２個のアーム支持部１６とを備えている。昇降部１５は、柱状部材７に上下動可能に保持されている。アーム支持部１６は、ハンド３の移動方向に直交する方向を長手方向とする細長い扁平なブロック状に形成されている。２個のアーム支持部１６の基端は、昇降部１５に固定されている。アーム支持部１６の先端側には、第２アーム部１４の基端側が回動可能に保持されている。本形態では、２個のハンド３、２本のアーム４および２個のアーム支持部１６が上下方向に重なるように配置されている。すなわち、本形態のロボット１は、ダブルアーム型のロボットである。
【００２９】
柱状部材７は、旋回部材９に固定される第１柱部１７と、昇降部１５を上下方向へ移動可能に保持する第２柱部１８とを備えている。第２柱部１８は、第１柱部１７に対して上下方向へ移動可能となっている。
【００３０】
旋回部材９は、基台８から柱状部材７に向かって延びる細長い扁平なブロック状に形成されている。この旋回部材９は、図１に示すように、アーム支持部１６と略平行に配置されている。すなわち、旋回部材９は、アーム支持部１６と略平行に延びるように形成されている。なお、本形態では、旋回部材９の長手方向は、アーム支持部１６の長手方向に対してわずかに傾いている。具体的には、柱状部材７から基台８に向かうにしたがって、アーム支持部１６と旋回部材９との距離が近づくように、旋回部材９の長手方向は、アーム支持部１６の長手方向に対してわずかに傾いている。そのため、本形態では、アーム４が縮んだ状態で旋回するロボット１の旋回半径を小さくすることが可能である。
【００３１】
また、旋回部材９は、基台８に回動可能に保持される第１旋回部２０と、柱状部材７の下端が固定される第２旋回部２１とを備えており、第１旋回部２０の先端側と第２旋回部２１の基端側とが連結されている。また、第１旋回部２０の基端側は、基台８に連結され、第２旋回部２１の先端側には、第１柱部１７の下端が固定されている。第２旋回部２１は、第１旋回部２０に対して、アーム支持部１６の長手方向と平行な方向（すなわち、ハンド３の移動方向に直交する方向）に直線状に相対移動可能となっている。なお、第１旋回部２０および第２旋回部２１は、中空状に形成されている。
【００３２】
移動機構１０は、図２に示すように、第１旋回部２０と第２旋回部２１との間に配置されている。すなわち、移動機構１０は、第１旋回部２０と第２旋回部２１との連結部に配置されている。以下、移動機構１０およびその周辺部の構成について説明する。
【００３３】
なお、上述のように、第２柱部１８は、第１柱部１７に対して上下方向へ移動可能となっており、また、昇降部１５は、第２柱部１８に対して上下方向へ移動可能となっている。すなわち、ロボット１は、第２柱部１８および昇降部１５を昇降させる昇降機構（図示省略）を備えている。また、旋回部材９は、基台８に対して回動可能となっている。すなわち、ロボット１は、旋回部材９を回動させる旋回機構（図示省略）を備えている。
【００３４】
（移動機構およびその周辺部の構成）
図４は、図２に示す移動機構１０およびその周辺部の構成を説明するための平面図である。図５は、図４のＧ−Ｇ方向から移動機構１０およびその周辺部の構成を説明するための図である。図６は、図４のＨ部の拡大図である。図７は、図６のＪ−Ｊ方向から移動機構１０を説明するための図である。
【００３５】
図５に示すように、第２旋回部２１は、側面から見たときの形状が２回折れ曲がった階段状となるように形成されており、第１柱部１７の下端が固定される固定部２１ａと、第１旋回部２０に連結される連結部２１ｂとを備えている。固定部２１ａと連結部２１ｂとは、互いに略平行に配置されるとともに、連結部２１ｂは、固定部２１ａよりも上側に配置されている。また、連結部２１ｂは、第１旋回部２０の先端側と上下方向で重なっている。具体的には、連結部２１ｂは、第１旋回部２０の先端側の上側に配置されている。また、固定部２１ａは、第１旋回部２０と略同じ高さに配置されている。
【００３６】
移動機構１０は、図４に示すように、上下方向から見たときに、アーム支持部１６の長手方向において、アーム４の基端側を支持するアーム支持部１６の先端側と柱状部材７との間に配置されている。すなわち、移動機構１０は、上下方向から見たときに、アーム支持部１６の長手方向において、アーム４の基端と柱状部材７との間に配置されている。また、移動機構１０は、駆動源となる回転型のモータ２５と、モータ２５の出力軸に連結されるネジ部材としてのボールネジ２６と、ボールネジ２６のオネジ部に螺合するメネジ部を有するナット部材２７と、リニアガイド２８とを備えている。
【００３７】
モータ２５は、図５に示すように、第２旋回部２１の連結部２１ｂの内部に配置されている。また、モータ２５は、連結部２１ｂの内部に固定されている。モータ２５の出力軸には、減速機２９が取り付けられている。減速機２９の出力軸には、カップリング３０を介してボールネジ２６が取り付けられている。すなわち、ボールネジ２６は、減速機２９およびカップリング３０を介してモータ２５の出力軸に連結されている。また、ボールネジ２６は、第２旋回部２１に固定される軸受３１に回転可能に支持されている。ナット部材２７は、図５に示すように、ブラケット３２に固定されており、連結部２１ｂの内部に配置されている。ブラケット３２は、第１旋回部２０の先端側の上面に固定されている。
【００３８】
リニアガイド２８は、ガイドレール３３と、ガイドレール３３に係合するとともにガイドレール３３に沿ってスライドするガイドブロック３４とを備えている。図７に示すように、ガイドレール３３は、第１旋回部２０の先端側の上面に固定されている。ガイドブロック３４は、第２旋回部２１の連結部２１ｂの下面に固定されている。リニアガイド２８は、図６に示すように、上下方向から見たときに、モータ２５、ボールネジ２６およびナット部材２７等の両側に配置されている。
【００３９】
移動機構１０では、モータ２５が起動すると、ボールネジ２６が回転して、図４の二点鎖線で示すように、第１旋回部２０に対して、第２旋回部２１がアーム支持部１６の長手方向へ移動する。
【００４０】
（産業用ロボットの概略動作）
図８は、図１に示す基板２が傾いた状態で収納されているときの産業用ロボット１の動作を説明するための平面図である。
【００４１】
以上のように構成されたロボット１では、第１柱部１７に対して第２柱部１８が上下動するとともに、第２柱部１８に対して支持部材６がハンド３およびアーム４等と一緒に上下動する。また、本体部５に対してアーム４が伸縮する。具体的には、ハンド３が所定方向を向いた状態で直線状に動くようにアーム４が伸縮する。さらに、基台８に対して旋回部材９が回動する。これらの動作の組合せによって、ロボット１は、基板２が収納される収納位置から基板２に所定の作業が行われる作業位置へ基板２を搬送する。
【００４２】
ここで、本形態では、ロボット１は、収納位置に収納された基板２を搬出する際に、まず、ハンド３を伸縮させて、ハンド３に設けられたセンサによって、基板２の搬出方向に対する基板２の傾きを検出する。この基板２の傾き検出動作で、基板２の傾きが検出されなければ（あるいは、基板２の傾きが規定値以下であれば）、ロボット１は、再び、ハンド３を伸縮させて、収納位置から基板２を搬出し、搬出した基板２を所定の作業位置へ搬入する。このとき、収納位置で基板２を搭載する際のロボット１の状態は、図８の二点鎖線で示す状態となる。すなわち、このときには、ハンド３は、基板２の搬出方向と略平行になっている。
【００４３】
一方、基板２の傾き検出動作で、基板２の傾きが検出されると（あるいは、検出された基板２の傾きが規定値を超えていると）、基板２の搬出方向に略直交する方向での基板２の位置ずれを抑制しつつ基板２の傾きを補正するため、ロボット１は、基台８に対して旋回部材９を所定量、回動させるとともに、モータ２５を起動させて、第１旋回部２０に対して第２旋回部２１をアーム支持部１６の長手方向へ移動させる。すなわち、基台８に対して柱状部材７をアーム支持部１６の長手方向へ移動させる。その後、ロボット１は、ハンド３を伸縮させて、収納位置から基板２を搬出する。このとき、収納位置で基板２を搭載する際のロボット１の状態は、図５の実線で示す状態となる。すなわち、このときには、ハンド３は、基板２の搬出方向に対して、基板２の傾きと同程度傾いている。また、ロボット１は、基板２を搬出した後に、モータ２５を起動させて、先程の移動方向と逆方向へ第２旋回部２１を移動させるとともに先程の回動方向と逆方向へ旋回部材９を所定量、回動させる。その後、ロボット１は、ハンド３を伸縮させて、基板２を作業位置へ搬入する。
【００４４】
このように、本形態では、基板２の傾きに応じて基台８に対して旋回部材９を所定量、回動させるとともに、第１旋回部２０に対して第２旋回部２１を移動させた状態で、収納位置から基板２を搬出し、その後、旋回部材９を逆方向へ所定量、回動させるとともに、第２旋回部２１を逆方向へ移動させてから、基板２を作業位置へ搬入するため、収納位置に収納された基板２の傾きは、基板２の搬出方向に直交する方向における基板２の位置ずれが抑制された状態で作業位置へ搬入される際に補正される。なお、基板２の傾き検出動作によって、基板２の傾きが検出された場合に、基台８に対して旋回部材９を回動させ、また、第１旋回部２０に対して第２旋回部２１を移動させながら、アーム４を伸縮させても良い。
【００４５】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のロボット１は、基台８に対して柱状部材７をハンド３の移動方向に直交する方向へ相対移動させる移動機構１０を備えている。そのため、基板２の傾きが検出されたときには、基台８に対して柱状部材７を相対移動させるとともに基台８に対して旋回部材９を回動させれば、搬入される基板２の位置ずれを抑制しつつその傾きを補正することが可能になる。すなわち、基台８を水平方向へ移動させるための機構を備えていなくても、搬入される基板２の位置ずれを抑制しつつその傾きを補正することが可能になる。
【００４６】
また、本形態では、移動機構１０は、基台８に対して柱状部材７を相対移動させるため、ロボット１がダブルアーム型のロボットであっても２個の移動機構１０を配置する必要がない。したがって、ロボット１の構成を簡素化することが可能になる。また、本形態では、支持部材６にアーム４が支持されており、移動機構１０は、支持部材６を支持する柱状部材７を基台８に対して相対移動させるため、柱状部材７が基台８に対して相対移動する際に、柱状部材７とアーム４とが干渉するおそれがない。したがって、本形態では、柱状部材７の移動量を確保することが可能になり、搬入される基板２の傾きが大きくても基板２の傾きを適切に補正することが可能になる。
【００４７】
このように、本形態では、アーム４を支持する支持部材６を上下方向へ移動可能に支持する柱状部材７をロボット１が備えている場合であっても、比較的簡易な構成で、搬入される基板２の位置ずれを抑制しつつその傾きを適切に補正することが可能になる。また、本形態では、基板２が傾いてはいないが基板２の搬出方向に直交する方向で位置ずれを起こしている場合に、基台８に対して柱状部材７を移動させることで、この位置ずれを補正することが可能になる。また、本形態では、移動機構１０によって、基台８に対して柱状部材７を移動させることで、ロボット１の設置誤差や組立誤差を補正することが可能になる。そのため、ロボット１の設置や組立を容易に行うことが可能になる。
【００４８】
本形態では、移動機構１０は、第１旋回部２０と第２旋回部２１との間に配置されている。また、柱状部材７から旋回部材９と略平行に延びるように形成されるアーム支持部１６の基端側は、柱状部材７側に配置され、アーム４は、アーム支持部１６の先端側に支持されている。そのため、第２旋回部２１、柱状部材７、支持部材６、アーム４およびハンド３等によって構成される構造体の重心の下側に移動機構１０を配置することが可能になる。したがって、リニアガイド２８に過剰な外力が作用するのを抑制することが可能になる。
【００４９】
本形態では、移動機構１０は、上下方向から見たときにアーム支持部１６の長手方向において、柱状部材７とアーム４の基端との間に配置されている。そのため、デッドスペースとなりやすい柱状部材７とアーム４の基端との間に、第１旋回部２０の基端側と第２旋回部２１の連結部２１ｂとを上下方向に重ねて配置するとともに移動機構１０を配置することが可能になる。したがって、第１旋回部２０の基端側と第２旋回部２１の連結部２１ｂとが上下方向に重なるように配置され、また、第１旋回部２０と第２旋回部２１との間に移動機構１０が配置されていても、ロボット１を小型化することが可能になる。
【００５０】
（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。
【００５１】
上述した形態では、モータ２５は、第２旋回部２１の連結部２１ｂの内部に固定され、ナット部材２７は、ブラケット３２を介して第１旋回部２０に固定されている。この他にもたとえば、図９に示すように、第１旋回部２０の先端側の内部にモータ２５が固定され、第２旋回部２１の内部にナット部材２７が固定されても良い。
【００５２】
上述した形態では、移動機構１０は、第１旋回部２０と第２旋回部２１との間に配置されている。この他にもたとえば、図１０に示すように、移動機構１０は、柱状部材７の下端（すなわち、第１柱部１７の下端）と旋回部材９との間に配置されても良い。すなわち、移動機構１０は、柱状部材７と旋回部材９との連結部に配置されても良い。この場合には、第１旋回部２０と第２旋回部２１との２個の部材によって旋回部材９が構成される必要はなく、旋回部材９は、図１０に示すように、１個の部材によって構成される。また、この場合には、たとえば、モータ２５が旋回部材９の内部に固定され、ナット部材２７が第１柱部１７の下端に固定される。また、たとえば、ガイドレール３３は、旋回部材９の先端側の上面に固定され、ガイドブロック３４は、第１柱部１７の下端に固定される。
【００５３】
上述した形態では、旋回部材９の長手方向は、アーム支持部１６の長手方向に対してわずかに傾いており、第２旋回部２１は、第１旋回部２０に対してアーム支持部１６の長手方向へ直線状に相対移動する。この他にもたとえば、図１１に示すように、アーム支持部１６の長手方向に対してわずかに傾く旋回部材９の長手方向（矢印Ｖの方向）へ、第１旋回部２０に対して第２旋回部２１が相対移動するように、移動機構１０が配置されても良い。また、旋回部材９の長手方向以外の方向であって、かつ、ハンド３の移動方向に一致しない方向（たとえば、ハンド３の移動方向に対して所定角度傾く方向）へ第１旋回部２０に対して第２旋回部２１が相対移動するように、移動機構１０が配置されても良い。
【００５４】
上述した形態では、旋回部材９の長手方向は、アーム支持部１６の長手方向に対してわずかに傾いている。この他にもたとえば、図１２に示すように、旋回部材９の第１旋回部２０は、上下方向から見たときに、アーム支持部１６の長手方向と平行な方向を長手方向とする略長方形状に形成されても良い。この場合には、第２旋回部２１は、たとえば、上下方向から見たときの形状が２回折れ曲がった階段状になるように形成されており、連結部２１ｂは、第１旋回部２０の先端側の上側に配置されている。なお、旋回部材９の全体の長手方向がアーム支持部１６の長手方向と平行になるように、旋回部材９が形成されても良い。
【００５５】
上述した形態では、本体部５は、水平方向へ移動可能となっていないが、本体部５は、水平方向へ移動可能となっていても良い。すなわち、ロボット１は、図１３、図１４に示すように、水平方向（たとえば、左右方向）へ移動可能に基台８を支持するベース部材４０と、ベース部材４０に対して基台８を水平方向へ移動させる水平移動機構とを備えていても良い。
【００５６】
上述した形態では、支持部材６は、アーム支持部１６を備えており、アーム４の基端側は、アーム支持部１６の先端側に支持されている。この他にもたとえば、支持部材６が昇降部１５によって構成されるとともに、アーム４の基端側が昇降部１５に支持されても良い。また、上述した形態では、移動機構１０は、回転型のモータ２５と、ボールネジ２６と、ナット部材２７とを備えているが、移動機構１０は、リニアモータであっても良い。
【００５７】
上述した形態では、第１柱部１７に対して第２柱部１８が上下方向へ移動可能となっている。この他にもたとえば、第１柱部１７の所定の位置に第２柱部１８が固定されても良い。この場合には、第２柱部１８に保持された昇降部１５のみが上下方向へ移動する。また、上述した形態では、柱状部材７は、第１柱部１７と第２柱部１８とを備えているが、柱状部材７は、１個の柱部で構成されても良い。この場合には、この柱部に昇降部１５が上下方向へ移動可能に保持される。
【００５８】
上述した形態では、アーム４は、第１アーム部１３と第２アーム部１４との２個のアーム部によって構成されているが、アーム４は、３個以上のアーム部によって構成されても良い。また、上述した形態では、ロボット１は、２個のハンド３および２個のアーム４等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および１個のアーム４等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】
【００５９】
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
６ 支持部材
７ 柱状部材
８ 基台
９ 旋回部材
１０ 移動機構
１６ アーム支持部
２０ 第１旋回部
２１ 第２旋回部
２５ モータ
２６ ボールネジ（ネジ部材）
２７ ナット部材
２８ リニアガイド
【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を搬送する産業用ロボットとして、ガラス基板が搭載される２個のハンドと、２個のハンドのそれぞれを保持する２本のアームとを有するいわゆるダブルアーム型の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に記載のロボットは、アームの基端側を回動可能に支持する支持部材と、支持部材を上下方向へ移動可能に支持するコラムとを備えている。このロボットでは、アームは、第１のアームと第２のアームとから構成されている。また、コラムの下端は、基台に回動可能に支持されており、この基台は、ベース部材に支持されている。基台は、ベース部材に対して水平方向へ直線状に移動可能となっている。このロボットは、ハンドが所定の方向を向いた状態で直線状に動くようにアームを伸縮させて、ガラス基板を搬送する。
【０００３】
特許文献１に記載のロボット等によって搬送されるガラス基板は、このガラス基板が収納されるカセット等の収納部の中で、ガラス基板の搬出方向に対して傾いていたり、位置がずれていることがある。そこで、傾いていたり、位置がずれている状態で収納部に収納されるガラス基板の傾きや位置ずれを補正して、所定の作業位置へガラス基板を搬送するためのハンドの位置合わせ方法が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。この特許文献２に記載の位置合わせ方法を特許文献１に記載のロボットに適用すれば、傾いていたり、位置がずれている状態で収納部に収納されるガラス基板の傾きや位置ずれを補正して、作業位置へガラス基板を搬入することが可能である。
【０００４】
たとえば、特許文献１に記載のロボットにおいて、収納部に収納されたガラス基板の傾きがハンドに設けられたセンサによって検出された場合に、収納部から搬出されて作業位置へ搬入されるガラス基板の傾きが補正されるように、ベース部材に対して基台を所定方向へ移動させるとともに、コラムを基台に対して所定量、旋回させ、この状態で、アームを伸縮させて、収納部からガラス基板を搬出した後に、基台を逆方向へ移動させるとともにコラムを逆方向へ旋回させて、ガラス基板の傾きを補正してから、ガラス基板を作業位置へ搬入すれば、傾いた状態で収納部に収納されるガラス基板の傾きを補正して、作業位置へガラス基板を搬送することが可能である。また、このようにして、ガラス基板を搬送すれば、作業位置へ搬入されるガラス基板の、ベース部材に対する基台の移動方向における位置ずれを抑制することができる。なお、収納部からガラス基板を搬出した後にガラス基板の傾きを補正してガラス基板を作業位置へ搬入することも可能である。
【０００５】
しかしながら、特許文献２に記載の位置合わせ方法を用いて、ガラス基板の傾きや位置ずれを補正する場合には、ベース部材に対して基台が水平方向へ移動可能となっていなければならないため、ロボットが大型化する。また、たとえば、ベース部材に対する基台の移動方向へハンドが直線状に動いて、ガラス基板を搬送する場合には、ガラス基板の傾きを補正することは可能であっても、ベース部材に対する基台の移動方向に直交する方向でのガラス基板の位置ずれを抑制することが困難になる場合がある。たとえば、ガラス基板を搬出する際またはガラス基板を搬入する際のいずれか一方において、ベース部材に対する基台の移動方向に直交する方向にハンドが直線状に動く場合には、このハンドの移動方向において、ベース部材に対する基台の移動方向の位置ずれを見越してガラス基板を搬送すれば位置ずれの補正は可能であるが、ハンド上でガラス基板をずらして搬送することになるため、補正量を充分に確保できない。また、ガラス基板を搬出する際およびガラス基板を搬入する際の両者において、ベース部材に対する基台の移動方向へハンドが直線状に動く場合には、ガラス基板の位置ずれの補正は不可能になる。一方で、従来、これらの問題を解消することが可能なロボットも知られている（たとえば、特許文献３参照）。
【０００６】
特許文献３に記載のロボットは、基台の上面に固定された固定ベース部と、固定ベース部に対して上下方向に動作する上下アームと、上下アームに対して旋回自在な旋回アームと、旋回アームに固定された第１のアームベース部と、第１のアームベース部に対して水平方向に直線状に移動する第１の直動アームと、第１の直動アームに固定された第２のアームベース部と、第１の直動アームと直交する方向に直線状に移動する第２の直動アームと、第２の直動アームに固定されるハンドとを備えている。このロボットでは、旋回アームと第２のアームベース部との間に第１のアームベース部および第１の直動アームが配置されているため、上述の問題を解消して、作業位置へ搬入される搬送対象物の位置ずれを抑制しつつその傾きを補正することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３９７３０４８号公報
【特許文献２】特開２００３−１１７８６２号公報
【特許文献３】特開２００４−１９６４３８号公報
【発明の概要】
【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に記載のロボットのようにアームを支持する支持部材を上下方向へ移動可能に支持するコラムを有するロボットに、特許文献３に記載の構成をそのまま適用する場合には、以下の問題が生じる。すなわち、支持部材を支持するコラムを有するロボットに特許文献３に記載の構成をそのまま適用する場合には、アームと支持部材との間に、特許文献３に記載の第１のアームベース部および第１の直動アームに相当する構成を配置する必要があるが、たとえば、ロボットがダブルアーム型のロボットである場合には、第１のアームベース部および第１の直動アームに相当する構成が２個必要となり、ロボットの構成が複雑になる。また、アームと支持部材との間に、第１のアームベース部および第１の直動アームに相当する構成を配置する場合には、第１の直動アームに相当する構成が直線状に移動したときのアームとコラムとの干渉を防止する必要があるため、第１の直動アームに相当する構成の移動量が制限されるおそれがある。したがって、支持部材を支持するコラムを有するロボットに特許文献３に記載の構成をそのまま適用すると、ガラス基板の傾きによっては、その傾きを適切に補正することが困難になるおそれがある。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、アームを支持する支持部材を上下方向へ移動可能に支持する柱状部材を備えている場合であっても、比較的簡易な構成で、搬入される搬送対象物の位置ずれを抑制しつつその傾きを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】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明の産業用ロボットは、搬送対象物が搭載されるハンドと、ハンドが連結されるアームと、アームを支持する支持部材と、支持部材を上下方向へ移動可能に支持する柱状部材と、基台と、柱状部材の下端を支持するとともに基台に対して回動可能な旋回部材と、基台に対して柱状部材を上下方向に直交する所定方向へ相対移動させる移動機構とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の産業用ロボットは、基台に対して柱状部材を上下方向に直交する所定方向へ相対移動させる移動機構を備えている。そのため、搬送対象物の傾きが検出されたときには、基台に対して柱状部材を相対移動させるとともに基台に対して旋回部材を回動させれば、搬入される搬送対象物の位置ずれを抑制しつつその傾きを補正することが可能になる。すなわち、基台を水平方向へ移動させるための機構を備えていなくても、搬入される搬送対象物の位置ずれを抑制しつつその傾きを補正することが可能になる。
【００１２】
また、本発明では、移動機構は、基台に対して柱状部材を相対移動させるため、たとえば、産業用ロボットがダブルアーム型のロボットであっても２個の移動機構を配置する必要がない。したがって、産業用ロボットの構成を簡素化することが可能になる。また、本発明では、支持部材にアームが支持されており、移動機構は、支持部材を支持する柱状部材を基台に対して相対移動させるため、柱状部材が基台に対して相対移動する際に、柱状部材とアームとが干渉するおそれがない。したがって、柱状部材の移動量を確保することが可能になり、搬入される搬送対象物の傾きが大きくても搬送対象物の傾きを適切に補正することが可能になる。
【００１３】
このように、本発明では、アームを支持する支持部材を上下方向へ移動可能に支持する柱状部材を産業用ロボットが備えている場合であっても、比較的簡易な構成で、搬入される搬送対象物の位置ずれを抑制しつつその傾きを適切に補正することが可能になる。また、本発明では、搬送対象物が傾いてはいないが位置ずれを起こしている場合には、移動機構によって、基台に対して柱状部材を移動させることで、この位置ずれを補正することが可能になる。また、本発明では、移動機構によって、基台に対して柱状部材を移動させることで、産業用ロボットの設置誤差や組立誤差を補正することが可能になる。
【００１４】
本発明において、たとえば、旋回部材は、基台から柱状部材に向かって延びる細長いブロック状に形成されるとともに、基台に回動可能に保持される第１旋回部と、柱状部材の下端が固定される第２旋回部とを備え、移動機構は、第１旋回部と第２旋回部との間に配置され、第２旋回部は、第１旋回部に対して直線状に相対移動可能となっている。
【００１５】
この場合には、支持部材は、柱状部材から旋回部材と略平行に延びるように形成される細長いブロック状のアーム支持部を備え、アーム支持部の基端側は、柱状部材側に配置され、アームは、アーム支持部の先端側に支持されていることが好ましい。このように構成すると、第２旋回部、柱状部材、支持部材、アームおよびハンド等によって構成される構造体の重心の下側に移動機構を配置することが可能になる。したがって、移動機構に過剰な外力が作用するのを抑制することが可能になる。
【００１６】
また、この場合には、移動機構は、上下方向から見たときにアーム支持部の長手方向において、柱状部材とアームの基端との間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、デッドスペースとなりやすい柱状部材とアームの基端との間に移動機構を配置することが可能になる。したがって、産業用ロボットが移動機構を備えている場合であっても、産業用ロボットを小型化することが可能になる。
【００１７】
本発明において、移動機構は、柱状部材の下端と旋回部材との間に配置されても良い。
【００１８】
本発明において、移動機構は、たとえば、モータと、モータの出力軸に連結されるネジ部材と、ネジ部材のオネジ部に螺合するメネジ部を有するナット部材と、リニアガイドとを備えている。
【００１９】
本発明において、産業用ロボットは、上下方向に直交する所定方向へ基台を移動させる水平移動機構を備えていても良い。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明の産業用ロボットでは、アームを支持する支持部材を上下方向へ移動可能に支持する柱状部材を備えている場合であっても、比較的簡易な構成で、搬入される搬送対象物の位置ずれを抑制しつつその傾きを適切に補正することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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側面図である。
【図３】図１のＦ−Ｆ方向から産業用ロボットを示す正面図である。
【図４】図２に示す移動機構およびその周辺部の構成を説明するための平面図である。
【図５】図４のＧ−Ｇ方向から移動機構およびその周辺部の構成を説明するための図である。
【図６】図４のＨ部の拡大図である。
【図７】図６のＪ−Ｊ方向から移動機構を説明するための図である。
【図８】図１に示す基板が傾いた状態で収納されているときの産業用ロボットの動作を説明するための平面図である。
【図９】本発明の他の実施の形態にかかる移動機構の配置を説明するための図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態にかかる移動機構の配置を説明するための図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態にかかる移動機構の配置を説明するための平面図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態にかかる旋回部材の構成を説明するための平面図である。
【図１３】本発明の他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１４】本発明の他の実施の形態にかかる産業用ロボットの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
（産業用ロボットの概略構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる産業用ロボット１の平面図である。図２は、図１のＥ−Ｅ方向から産業用ロボット１を示す側面図である。図３は、図１のＦ−Ｆ方向から産業用ロボット１を示す正面図である。なお、以下の説明では、互いに直交する３方向のそれぞれをＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向とする。本形態では、Ｚ方向が上下方向と一致する。また、以下の説明では、Ｘ方向を前後方向、Ｙ方向を左右方向とする。
【００２４】
本形態の産業用ロボット１（以下、「ロボット１」とする。）は、搬送対象物である液晶ディスプレイ用のガラス基板２（以下、「基板２」とする。）を搬送するための搬送用の多関節型ロボットである。図１〜図３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支持部材６と、支持部材６を上下方向へ移動可能に支持する柱状部材７と、本体部５の下端部分を構成する基台８と、柱状部材７の下端を支持するとともに基台８に対して回動可能な旋回部材９と、基台８に対して柱状部材７を水平方向へ相対移動させる移動機構１０とを備えている。
【００２５】
なお、本形態において、基板２の位置ずれとは、所定の基準位置に正しい姿勢で配置されたときの基板２に対して、前後方向および／または左右方向に基板２が平行にずれている状態をいう。また、基板２の傾きとは、所定の基準位置に正しい姿勢で配置されたときの基板２の中心Ｏ（図１参照）と中心Ｏは一致しているが、中心Ｏを中心にして基板２が所定角度傾いている状態をいう。
【００２６】
ハンド３の基端側は、アーム４の先端側に回動可能に連結されている。このハンド３には、上述の特許文献２に記載の産業用ロボットと同様に、所定の収納位置に収納された基板２の傾き（具体的には、前後方向等の基板２の搬出方向に対する基板２の傾き）を検出するためのセンサ（図示省略）が取り付けられている。なお、上述の特許文献２に記載の産業用ロボットと同様に、支持部材６には、基板２の端面を検出するためのエッジセンサが取り付けられている。また、基板２の傾きを検出するためのセンサは、ロボット１に取り付けられる以外に、基板２の収納位置に取り付けられる場合もある。
【００２７】
アーム４は、第１アーム部１３と第２アーム部１４との２個のアーム部を備えている。第１アーム部１３の基端側は、支持部材６の先端側に回動可能に支持されている。第２アーム部１４の基端側は、第１アーム部１３の先端側に回動可能に支持されている。第２アーム部１４の先端側には、ハンド３の基端側が回動可能に支持されている。本形態のロボット１は、本体部５に対してアーム４を伸縮させるための駆動用モータ（図示省略）を備えており、この駆動用モータが起動すると、ハンド３が所定方向を向いた状態で直線状に動くように、アーム４が伸縮する。
【００２８】
支持部材６は、支持部材６の基端側部分を構成する昇降部１５と、２本のアーム４のそれぞれを支持する２個のアーム支持部１６とを備えている。昇降部１５は、柱状部材７に上下動可能に保持されている。アーム支持部１６は、ハンド３の移動方向に直交する方向を長手方向とする細長い扁平なブロック状に形成されている。２個のアーム支持部１６の基端は、昇降部１５に固定されている。アーム支持部１６の先端側には、第２アーム部１４の基端側が回動可能に保持されている。本形態では、２個のハンド３、２本のアーム４および２個のアーム支持部１６が上下方向に重なるように配置されている。すなわち、本形態のロボット１は、ダブルアーム型のロボットである。
【００２９】
柱状部材７は、旋回部材９に固定される第１柱部１７と、昇降部１５を上下方向へ移動可能に保持する第２柱部１８とを備えている。第２柱部１８は、第１柱部１７に対して上下方向へ移動可能となっている。
【００３０】
旋回部材９は、基台８から柱状部材７に向かって延びる細長い扁平なブロック状に形成されている。この旋回部材９は、図１に示すように、アーム支持部１６と略平行に配置されている。すなわち、旋回部材９は、アーム支持部１６と略平行に延びるように形成されている。なお、本形態では、旋回部材９の長手方向は、アーム支持部１６の長手方向に対してわずかに傾いている。具体的には、柱状部材７から基台８に向かうにしたがって、アーム支持部１６と旋回部材９との距離が近づくように、旋回部材９の長手方向は、アーム支持部１６の長手方向に対してわずかに傾いている。そのため、本形態では、アーム４が縮んだ状態で旋回するロボット１の旋回半径を小さくすることが可能である。
【００３１】
また、旋回部材９は、基台８に回動可能に保持される第１旋回部２０と、柱状部材７の下端が固定される第２旋回部２１とを備えており、第１旋回部２０の先端側と第２旋回部２１の基端側とが連結されている。また、第１旋回部２０の基端側は、基台８に連結され、第２旋回部２１の先端側には、第１柱部１７の下端が固定されている。第２旋回部２１は、第１旋回部２０に対して、アーム支持部１６の長手方向と平行な方向（すなわち、ハンド３の移動方向に直交する方向）に直線状に相対移動可能となっている。なお、第１旋回部２０および第２旋回部２１は、中空状に形成されている。
【００３２】
移動機構１０は、図２に示すように、第１旋回部２０と第２旋回部２１との間に配置されている。すなわち、移動機構１０は、第１旋回部２０と第２旋回部２１との連結部に配置されている。以下、移動機構１０およびその周辺部の構成について説明する。
【００３３】
なお、上述のように、第２柱部１８は、第１柱部１７に対して上下方向へ移動可能となっており、また、昇降部１５は、第２柱部１８に対して上下方向へ移動可能となっている。すなわち、ロボット１は、第２柱部１８および昇降部１５を昇降させる昇降機構（図示省略）を備えている。また、旋回部材９は、基台８に対して回動可能となっている。すなわち、ロボット１は、旋回部材９を回動させる旋回機構（図示省略）を備えている。
【００３４】
（移動機構およびその周辺部の構成）
図４は、図２に示す移動機構１０およびその周辺部の構成を説明するための平面図である。図５は、図４のＧ−Ｇ方向から移動機構１０およびその周辺部の構成を説明するための図である。図６は、図４のＨ部の拡大図である。図７は、図６のＪ−Ｊ方向から移動機構１０を説明するための図である。
【００３５】
図５に示すように、第２旋回部２１は、側面から見たときの形状が２回折れ曲がった階段状となるように形成されており、第１柱部１７の下端が固定される固定部２１ａと、第１旋回部２０に連結される連結部２１ｂとを備えている。固定部２１ａと連結部２１ｂとは、互いに略平行に配置されるとともに、連結部２１ｂは、固定部２１ａよりも上側に配置されている。また、連結部２１ｂは、第１旋回部２０の先端側と上下方向で重なっている。具体的には、連結部２１ｂは、第１旋回部２０の先端側の上側に配置されている。また、固定部２１ａは、第１旋回部２０と略同じ高さに配置されている。
【００３６】
移動機構１０は、図４に示すように、上下方向から見たときに、アーム支持部１６の長手方向において、アーム４の基端側を支持するアーム支持部１６の先端側と柱状部材７との間に配置されている。すなわち、移動機構１０は、上下方向から見たときに、アーム支持部１６の長手方向において、アーム４の基端と柱状部材７との間に配置されている。また、移動機構１０は、駆動源となる回転型のモータ２５と、モータ２５の出力軸に連結されるネジ部材としてのボールネジ２６と、ボールネジ２６のオネジ部に螺合するメネジ部を有するナット部材２７と、リニアガイド２８とを備えている。
【００３７】
モータ２５は、図５に示すように、第２旋回部２１の連結部２１ｂの内部に配置されている。また、モータ２５は、連結部２１ｂの内部に固定されている。モータ２５の出力軸には、減速機２９が取り付けられている。減速機２９の出力軸には、カップリング３０を介してボールネジ２６が取り付けられている。すなわち、ボールネジ２６は、減速機２９およびカップリング３０を介してモータ２５の出力軸に連結されている。また、ボールネジ２６は、第２旋回部２１に固定される軸受３１に回転可能に支持されている。ナット部材２７は、図５に示すように、ブラケット３２に固定されており、連結部２１ｂの内部に配置されている。ブラケット３２は、第１旋回部２０の先端側の上面に固定されている。
【００３８】
リニアガイド２８は、ガイドレール３３と、ガイドレール３３に係合するとともにガイドレール３３に沿ってスライドするガイドブロック３４とを備えている。図７に示すように、ガイドレール３３は、第１旋回部２０の先端側の上面に固定されている。ガイドブロック３４は、第２旋回部２１の連結部２１ｂの下面に固定されている。リニアガイド２８は、図６に示すように、上下方向から見たときに、モータ２５、ボールネジ２６およびナット部材２７等の両側に配置されている。
【００３９】
移動機構１０では、モータ２５が起動すると、ボールネジ２６が回転して、図４の二点鎖線で示すように、第１旋回部２０に対して、第２旋回部２１がアーム支持部１６の長手方向へ移動する。
【００４０】
（産業用ロボットの概略動作）
図８は、図１に示す基板２が傾いた状態で収納されているときの産業用ロボット１の動作を説明するための平面図である。
【００４１】
以上のように構成されたロボット１では、第１柱部１７に対して第２柱部１８が上下動するとともに、第２柱部１８に対して支持部材６がハンド３およびアーム４等と一緒に上下動する。また、本体部５に対してアーム４が伸縮する。具体的には、ハンド３が所定方向を向いた状態で直線状に動くようにアーム４が伸縮する。さらに、基台８に対して旋回部材９が回動する。これらの動作の組合せによって、ロボット１は、基板２が収納される収納位置から基板２に所定の作業が行われる作業位置へ基板２を搬送する。
【００４２】
ここで、本形態では、ロボット１は、収納位置に収納された基板２を搬出する際に、まず、ハンド３を伸縮させて、ハンド３に設けられたセンサによって、基板２の搬出方向に対する基板２の傾きを検出する。この基板２の傾き検出動作で、基板２の傾きが検出されなければ（あるいは、基板２の傾きが規定値以下であれば）、ロボット１は、再び、ハンド３を伸縮させて、収納位置から基板２を搬出し、搬出した基板２を所定の作業位置へ搬入する。このとき、収納位置で基板２を搭載する際のロボット１の状態は、図８の二点鎖線で示す状態となる。すなわち、このときには、ハンド３は、基板２の搬出方向と略平行になっている。
【００４３】
一方、基板２の傾き検出動作で、基板２の傾きが検出されると（あるいは、検出された基板２の傾きが規定値を超えていると）、基板２の搬出方向に略直交する方向での基板２の位置ずれを抑制しつつ基板２の傾きを補正するため、ロボット１は、基台８に対して旋回部材９を所定量、回動させるとともに、モータ２５を起動させて、第１旋回部２０に対して第２旋回部２１をアーム支持部１６の長手方向へ移動させる。すなわち、基台８に対して柱状部材７をアーム支持部１６の長手方向へ移動させる。その後、ロボット１は、ハンド３を伸縮させて、収納位置から基板２を搬出する。このとき、収納位置で基板２を搭載する際のロボット１の状態は、図５の実線で示す状態となる。すなわち、このときには、ハンド３は、基板２の搬出方向に対して、基板２の傾きと同程度傾いている。また、ロボット１は、基板２を搬出した後に、モータ２５を起動させて、先程の移動方向と逆方向へ第２旋回部２１を移動させるとともに先程の回動方向と逆方向へ旋回部材９を所定量、回動させる。その後、ロボット１は、ハンド３を伸縮させて、基板２を作業位置へ搬入する。
【００４４】
このように、本形態では、基板２の傾きに応じて基台８に対して旋回部材９を所定量、回動させるとともに、第１旋回部２０に対して第２旋回部２１を移動させた状態で、収納位置から基板２を搬出し、その後、旋回部材９を逆方向へ所定量、回動させるとともに、第２旋回部２１を逆方向へ移動させてから、基板２を作業位置へ搬入するため、収納位置に収納された基板２の傾きは、基板２の搬出方向に直交する方向における基板２の位置ずれが抑制された状態で作業位置へ搬入される際に補正される。なお、基板２の傾き検出動作によって、基板２の傾きが検出された場合に、基台８に対して旋回部材９を回動させ、また、第１旋回部２０に対して第２旋回部２１を移動させながら、アーム４を伸縮させても良い。
【００４５】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のロボット１は、基台８に対して柱状部材７をハンド３の移動方向に直交する方向へ相対移動させる移動機構１０を備えている。そのため、基板２の傾きが検出されたときには、基台８に対して柱状部材７を相対移動させるとともに基台８に対して旋回部材９を回動させれば、搬入される基板２の位置ずれを抑制しつつその傾きを補正することが可能になる。すなわち、基台８を水平方向へ移動させるための機構を備えていなくても、搬入される基板２の位置ずれを抑制しつつその傾きを補正することが可能になる。
【００４６】
また、本形態では、移動機構１０は、基台８に対して柱状部材７を相対移動させるため、ロボット１がダブルアーム型のロボットであっても２個の移動機構１０を配置する必要がない。したがって、ロボット１の構成を簡素化することが可能になる。また、本形態では、支持部材６にアーム４が支持されており、移動機構１０は、支持部材６を支持する柱状部材７を基台８に対して相対移動させるため、柱状部材７が基台８に対して相対移動する際に、柱状部材７とアーム４とが干渉するおそれがない。したがって、本形態では、柱状部材７の移動量を確保することが可能になり、搬入される基板２の傾きが大きくても基板２の傾きを適切に補正することが可能になる。
【００４７】
このように、本形態では、アーム４を支持する支持部材６を上下方向へ移動可能に支持する柱状部材７をロボット１が備えている場合であっても、比較的簡易な構成で、搬入される基板２の位置ずれを抑制しつつその傾きを適切に補正することが可能になる。また、本形態では、基板２が傾いてはいないが基板２の搬出方向に直交する方向で位置ずれを起こしている場合に、基台８に対して柱状部材７を移動させることで、この位置ずれを補正することが可能になる。また、本形態では、移動機構１０によって、基台８に対して柱状部材７を移動させることで、ロボット１の設置誤差や組立誤差を補正することが可能になる。そのため、ロボット１の設置や組立を容易に行うことが可能になる。
【００４８】
本形態では、移動機構１０は、第１旋回部２０と第２旋回部２１との間に配置されている。また、柱状部材７から旋回部材９と略平行に延びるように形成されるアーム支持部１６の基端側は、柱状部材７側に配置され、アーム４は、アーム支持部１６の先端側に支持されている。そのため、第２旋回部２１、柱状部材７、支持部材６、アーム４およびハンド３等によって構成される構造体の重心の下側に移動機構１０を配置することが可能になる。したがって、リニアガイド２８に過剰な外力が作用するのを抑制することが可能になる。
【００４９】
本形態では、移動機構１０は、上下方向から見たときにアーム支持部１６の長手方向において、柱状部材７とアーム４の基端との間に配置されている。そのため、デッドスペースとなりやすい柱状部材７とアーム４の基端との間に、第１旋回部２０の基端側と第２旋回部２１の連結部２１ｂとを上下方向に重ねて配置するとともに移動機構１０を配置することが可能になる。したがって、第１旋回部２０の基端側と第２旋回部２１の連結部２１ｂとが上下方向に重なるように配置され、また、第１旋回部２０と第２旋回部２１との間に移動機構１０が配置されていても、ロボット１を小型化することが可能になる。
【００５０】
（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。
【００５１】
上述した形態では、モータ２５は、第２旋回部２１の連結部２１ｂの内部に固定され、ナット部材２７は、ブラケット３２を介して第１旋回部２０に固定されている。この他にもたとえば、図９に示すように、第１旋回部２０の先端側の内部にモータ２５が固定され、第２旋回部２１の内部にナット部材２７が固定されても良い。
【００５２】
上述した形態では、移動機構１０は、第１旋回部２０と第２旋回部２１との間に配置されている。この他にもたとえば、図１０に示すように、移動機構１０は、柱状部材７の下端（すなわち、第１柱部１７の下端）と旋回部材９との間に配置されても良い。すなわち、移動機構１０は、柱状部材７と旋回部材９との連結部に配置されても良い。この場合には、第１旋回部２０と第２旋回部２１との２個の部材によって旋回部材９が構成される必要はなく、旋回部材９は、図１０に示すように、１個の部材によって構成される。また、この場合には、たとえば、モータ２５が旋回部材９の内部に固定され、ナット部材２７が第１柱部１７の下端に固定される。また、たとえば、ガイドレール３３は、旋回部材９の先端側の上面に固定され、ガイドブロック３４は、第１柱部１７の下端に固定される。
【００５３】
上述した形態では、旋回部材９の長手方向は、アーム支持部１６の長手方向に対してわずかに傾いており、第２旋回部２１は、第１旋回部２０に対してアーム支持部１６の長手方向へ直線状に相対移動する。この他にもたとえば、図１１に示すように、アーム支持部１６の長手方向に対してわずかに傾く旋回部材９の長手方向（矢印Ｖの方向）へ、第１旋回部２０に対して第２旋回部２１が相対移動するように、移動機構１０が配置されても良い。また、旋回部材９の長手方向以外の方向であって、かつ、ハンド３の移動方向に一致しない方向（たとえば、ハンド３の移動方向に対して所定角度傾く方向）へ第１旋回部２０に対して第２旋回部２１が相対移動するように、移動機構１０が配置されても良い。
【００５４】
上述した形態では、旋回部材９の長手方向は、アーム支持部１６の長手方向に対してわずかに傾いている。この他にもたとえば、図１２に示すように、旋回部材９の第１旋回部２０は、上下方向から見たときに、アーム支持部１６の長手方向と平行な方向を長手方向とする略長方形状に形成されても良い。この場合には、第２旋回部２１は、たとえば、上下方向から見たときの形状が２回折れ曲がった階段状になるように形成されており、連結部２１ｂは、第１旋回部２０の先端側の上側に配置されている。なお、旋回部材９の全体の長手方向がアーム支持部１６の長手方向と平行になるように、旋回部材９が形成されても良い。
【００５５】
上述した形態では、本体部５は、水平方向へ移動可能となっていないが、本体部５は、水平方向へ移動可能となっていても良い。すなわち、ロボット１は、図１３、図１４に示すように、水平方向（たとえば、左右方向）へ移動可能に基台８を支持するベース部材４０と、ベース部材４０に対して基台８を水平方向へ移動させる水平移動機構とを備えていても良い。
【００５６】
上述した形態では、支持部材６は、アーム支持部１６を備えており、アーム４の基端側は、アーム支持部１６の先端側に支持されている。この他にもたとえば、支持部材６が昇降部１５によって構成されるとともに、アーム４の基端側が昇降部１５に支持されても良い。また、上述した形態では、移動機構１０は、回転型のモータ２５と、ボールネジ２６と、ナット部材２７とを備えているが、移動機構１０は、リニアモータであっても良い。
【００５７】
上述した形態では、第１柱部１７に対して第２柱部１８が上下方向へ移動可能となっている。この他にもたとえば、第１柱部１７の所定の位置に第２柱部１８が固定されても良い。この場合には、第２柱部１８に保持された昇降部１５のみが上下方向へ移動する。また、上述した形態では、柱状部材７は、第１柱部１７と第２柱部１８とを備えているが、柱状部材７は、１個の柱部で構成されても良い。この場合には、この柱部に昇降部１５が上下方向へ移動可能に保持される。
【００５８】
上述した形態では、アーム４は、第１アーム部１３と第２アーム部１４との２個のアーム部によって構成されているが、アーム４は、３個以上のアーム部によって構成されても良い。また、上述した形態では、ロボット１は、２個のハンド３および２個のアーム４等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および１個のアーム４等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】
【００５９】
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
６ 支持部材
７ 柱状部材
８ 基台
９ 旋回部材
１０ 移動機構
１６ アーム支持部
２０ 第１旋回部
２１ 第２旋回部
２５ モータ
２６ ボールネジ（ネジ部材）
２７ ナット部材
２８ リニアガイド
【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、前記ハンドが連結されるアームと、前記アームを支持する支持部材と、前記支持部材を上下方向へ移動可能に支持する柱状部材と、基台と、前記柱状部材の下端を支持するとともに前記基台に対して回動可能な旋回部材と、前記基台に対して前記柱状部材を上下方向に直交する所定方向へ相対移動させる移動機構とを備えることを特徴とする産業用ロボット。
【請求項２】
前記旋回部材は、前記基台から前記柱状部材に向かって延びる細長いブロック状に形成されるとともに、前記基台に回動可能に保持される第１旋回部と、前記柱状部材の下端が固定される第２旋回部とを備え、
前記移動機構は、前記第１旋回部と前記第２旋回部との間に配置され、
前記第２旋回部は、前記第１旋回部に対して直線状に相対移動可能となっ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】
前記支持部材は、前記柱状部材から前記旋回部材と略平行に延びるように形成される細長いブロック状のアーム支持部を備え、
前記アーム支持部の基端側は、前記柱状部材側に配置され、
前記アームは、前記アーム支持部の先端側に支持されていることを特徴とする請求項２記載の産業用ロボット。
【請求項４】
前記移動機構は、上下方向から見たときに前記アーム支持部の長手方向において、前記柱状部材と前記アームの基端との間に配置されてい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】
前記移動機構は、前記柱状部材の下端と前記旋回部材との間に配置さ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６】
前記移動機構は、モータと、前記モータの出力軸に連結されるネジ部材と、前記ネジ部材のオネジ部に螺合するメネジ部を有するナット部材と、リニアガイドとを備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の産業用ロボット。
【請求項７】
上下方向に直交する所定方向へ前記基台を移動させる水平移動機構を備え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１】
搬送対象物が搭載されるハンドと、前記ハンドが連結されるアームと、前記アームを支持する支持部材と、前記支持部材を上下方向へ移動可能に支持する柱状部材と、基台と、前記柱状部材の下端を支持するとともに前記基台に対して回動可能な旋回部材と、前記基台に対して前記柱状部材を上下方向に直交する所定方向へ相対移動させる移動機構とを備えることを特徴とする産業用ロボット。
【請求項２】
前記旋回部材は、前記基台から前記柱状部材に向かって延びる細長いブロック状に形成されるとともに、前記基台に回動可能に保持される第１旋回部と、前記柱状部材の下端が固定される第２旋回部とを備え、
前記移動機構は、前記第１旋回部と前記第２旋回部との間に配置され、
前記第２旋回部は、前記第１旋回部に対して直線状に相対移動可能となっ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】
前記支持部材は、前記柱状部材から前記旋回部材と略平行に延びるように形成される細長いブロック状のアーム支持部を備え、
前記アーム支持部の基端側は、前記柱状部材側に配置され、
前記アームは、前記アーム支持部の先端側に支持されていることを特徴とする請求項２記載の産業用ロボット。
【請求項４】
前記移動機構は、上下方向から見たときに前記アーム支持部の長手方向において、前記柱状部材と前記アームの基端との間に配置されてい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】
前記移動機構は、前記柱状部材の下端と前記旋回部材との間に配置さ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６】
前記移動機構は、モータと、前記モータの出力軸に連結されるネジ部材と、前記ネジ部材のオネジ部に螺合するメネジ部を有するナット部材と、リニアガイドとを備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の産業用ロボット。
【請求項７】
上下方向に直交する所定方向へ前記基台を移動させる水平移動機構を備え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。
【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１４】
【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１４】
【公開番号】特開２０１２−２０３８２（Ｐ２０１２−２０３８２Ａ）
【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２０１０−１６１２３５（Ｐ２０１０−１６１２３５）
【出願日】平成２２年７月１６日（２０１０．７．１６）
【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１６日（２０１０．７．１６）
【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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