(57)【要約】【課題】相対回動可能に連結される複数のアーム部からなるアームを有する産業用ロボットにおいて、複数のアーム部を回動させるための複数のモータを備えている場合であっても、アームの姿勢が所定の状態となるように、非常停止させることが可能な産業用ロボットを提供する。【解決手段】この産業用ロボットは、複数のアーム部を回動させるためのモータ３１、４６と、モータ３１、４６のそれぞれを駆動制御するモータドライバ７１、７２と、モータドライバ７１、７２に電力を供給する電源７８と、モータ３１、４６で発生する回生電流によって充電可能な充放電部８０と、モータドライバ７１、７２を制御する制御実行部７９とを備えている。この産業用ロボットでは、その非常停止時に、電源７８を切るとともに、制御実行部７９が充放電部８０から供給される電力を用いてモータドライバ７１、７２を制御しながらモータ３１、３６を停止させる。【選択図】図４
2014034108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回動可能に連結される複数のアーム部からなるアームを有する産業用ロボットにおいて、
複数の前記アーム部を回動させるための複数のモータと、複数の前記モータのそれぞれを駆動制御する複数のモータドライバと、複数の前記モータドライバに電力を供給する電源と、複数の前記モータドライバに接続されるとともに複数の前記モータで発生する回生電流によって充電可能な充放電部と、複数の前記モータドライバを制御する制御実行部とを備え、
前記産業用ロボットの非常停止時に、前記電源を切るとともに、前記制御実行部が前記充放電部から供給される電力を用いて複数の前記モータドライバを制御しながら複数の前記モータを停止させることを特徴とする産業用ロボット。
【請求項２】
前記アームの先端側に回動可能に連結されるハンドと、前記アームに対して前記ハンドを回動させるためのハンド用モータと、前記ハンド用モータを駆動制御するハンド用モータドライバとを備え、
前記制御実行部は、前記非常停止時に前記充放電部から供給される電力を用いて前記ハンド用モータドライバを制御しながら前記ハンド用モータを停止させ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】
前記アームの基端側が回動可能に連結される本体部を備えるとともに、
前記アーム部として、前記本体部にその基端側が回動可能に連結される第１アーム部と、前記第１アーム部の先端側にその基端側が回動可能に連結されるとともに前記ハンドがその先端側に連結される第２アーム部とを備え、
前記モータとして、前記本体部に対して前記第１アーム部を回動させるための第１モータと、前記第１アーム部に対して前記第２アーム部を回動させるための第２モータとを備え、
前記モータドライバとして、前記第１モータを駆動制御する第１モータドライバと、前記第２モータを駆動制御する第２モータドライバとを備え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】
前記アームを昇降させるための昇降用モータと、前記昇降用モータを駆動制御する昇降用モータドライバと、前記昇降用モータを停止させるための第１ブレーキと、前記第１ブレーキよりも大きな制動力で前記昇降用モータを停止させるための第２ブレーキとを備え、
前記制御実行部は、前記昇降用モータドライバ、前記第１ブレーキおよび前記第２ブレーキを制御するとともに、前記非常停止時に、前記第１ブレーキを作動させた後、前記第２ブレーキを作動させて前記昇降用モータを停止させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の産業用ロボット。
【請求項５】
相対回動可能に連結される複数のアーム部からなるアームと、複数の前記アーム部を回動させるための複数のモータと、複数の前記モータのそれぞれを駆動制御する複数のモータドライバと、複数の前記モータドライバに電力を供給する電源と、複数の前記モータドライバに接続されるとともに複数の前記モータで発生する回生電流によって充電可能な充放電部とを備える産業用ロボットの制御方法であって、
前記産業用ロボットの非常停止時に、前記電源を切るとともに、前記充放電部から供給される電力を用いて複数の前記モータドライバを制御しながら複数の前記モータを停止させることを特徴とする産業用ロボットの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相対回動可能に連結される複数のアーム部からなるアームを有する産業用ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のアーム部からなるアームを有する多関節型の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、本体部に回動可能に取り付けられる第１アーム部と第１アーム部に回動可能に取り付けられる第２アーム部と第２アーム部に回動可能に取り付けられる第３アーム部とから構成されるアームと、第３アーム部に回動可能に取り付けられる２個のハンドとを備えている。また、この産業用ロボットは、第１アーム部および第２アーム部を回動させる第１駆動用モータと、第３アーム部を回動させる第２駆動用モータと、２個のハンドのそれぞれを回動させる２個のハンド駆動用モータとを備えている。この産業用ロボットは、たとえば、半導体製造システムの入り口に配置されており、カセットに収容されている半導体ウエハをカセットから取り出して、所定の処理装置の中に半導体ウエハを収容する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２３０２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体製造システム等の産業用ロボットが使用されるシステムにおいては、何らかの原因で、産業用ロボットを非常停止させて、安全を確保しなければならない状況が生じうる。この場合には、産業用ロボットの電源をすぐに切って、産業用ロボットを停止させるのが一般的である。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の産業用ロボットのように、第１アーム部および第２アーム部を回動させる第１駆動用モータと、第３アーム部を回動させる第２駆動用モータと、２個のハンドのそれぞれを回動させる２個のハンド駆動用モータとが設けられている産業用ロボットにおいて、第１アーム部および第２アーム部と第３アーム部とハンドとが動作しているときに、第１駆動用モータ、第２駆動用モータおよびハンド駆動用モータに電力を供給する電源を切って産業用ロボットを非常停止させると、第１アーム部および第２アーム部と第３アーム部とハンドとが停止するまでに、動作している第１アーム部および第２アーム部の慣性と第３アーム部の慣性とハンドの慣性とによって、第１アーム部および第２アーム部と第３アーム部とハンドとのそれぞれが勝手に回動するおそれがある。第１アーム部および第２アーム部と第３アーム部とハンドとが停止するまでに、第１アーム部および第２アーム部と第３アーム部とハンドとのそれぞれが勝手に回動すると、第１アーム部、第２アーム部、第３アーム部またはハンドが、たとえば、半導体ウエハが収容されているカセットや半導体ウエハを処理する処理装置に衝突して、予期せぬ事故を引き起こすおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、相対回動可能に連結される複数のアーム部からなるアームを有する産業用ロボットにおいて、複数のアーム部を回動させるための複数のモータを備えている場合であっても、アームの姿勢が所定の状態となるように、非常停止させることが可能な産業用ロボット、および、産業用ロボットの制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明の産業用ロボットは、相対回動可能に連結される複数のアーム部からなるアームを有する産業用ロボットにおいて、複数のアーム部を回動させるための複数のモータと、複数のモータのそれぞれを駆動制御する複数のモータドライバと、複数のモータドライバに電力を供給する電源と、複数のモータドライバに接続されるとともに複数のモータで発生する回生電流によって充電可能な充放電部と、複数のモータドライバを制御する制御実行部とを備え、産業用ロボットの非常停止時に、電源を切るとともに、制御実行部が充放電部から供給される電力を用いて複数のモータドライバを制御しながら複数のモータを停止させることを特徴とする。
【０００８】
本発明の産業用ロボットでは、その非常停止時に、複数のモータドライバに電力を供給する電源を切っている。そのため、本発明では、産業用ロボットの非常停止時に、比較的短時間で複数のモータを停止させることが可能になり、比較的短時間で安全を確保することが可能になる。また、本発明では、産業用ロボットの非常停止時に、複数のモータで発生する回生電流によって充電可能な充放電部から供給される電力を用いて、制御実行部がモータドライバを制御しながら複数のモータを停止させている。すなわち、本発明では、産業用ロボットの非常停止時に、充放電部から供給される電力を用いて複数のモータを制御しながら停止させている。そのため、本発明では、複数のアーム部を回動させるための複数のモータを産業用ロボットが備えている場合であっても、アームの姿勢が所定の状態となるように、産業用ロボットを非常停止させることが可能になる。
【０００９】
本発明において、産業用ロボットは、アームの先端側に回動可能に連結されるハンドと、アームに対してハンドを回動させるためのハンド用モータと、ハンド用モータを駆動制御するハンド用モータドライバとを備え、制御実行部は、非常停止時に充放電部から供給される電力を用いてハンド用モータドライバを制御しながらハンド用モータを停止させることが好ましい。このように構成すると、ハンドを回動させるためのハンド用モータを産業用ロボットが備えている場合であっても、アームに対するハンドの姿勢を所定の状態に保ったままで、産業用ロボットを非常停止させることが可能になる。
【００１０】
本発明において、産業用ロボットは、たとえば、アームの基端側が回動可能に連結される本体部を備えるとともに、アーム部として、本体部にその基端側が回動可能に連結される第１アーム部と、第１アーム部の先端側にその基端側が回動可能に連結されるとともにハンドがその先端側に連結される第２アーム部とを備え、モータとして、本体部に対して第１アーム部を回動させるための第１モータと、第１アーム部に対して第２アーム部を回動させるための第２モータとを備え、モータドライバとして、第１モータを駆動制御する第１モータドライバと、第２モータを駆動制御する第２モータドライバとを備えている。
【００１１】
本発明において、産業用ロボットは、アームを昇降させるための昇降用モータと、昇降用モータを駆動制御する昇降用モータドライバと、昇降用モータを停止させるための第１ブレーキと、第１ブレーキよりも大きな制動力で昇降用モータを停止させるための第２ブレーキとを備え、制御実行部は、昇降用モータドライバ、第１ブレーキおよび第２ブレーキを制御するとともに、非常停止時に、第１ブレーキを作動させた後、第２ブレーキを作動させて昇降用モータを停止させることが好ましい。このように構成すると、第１ブレーキと第２ブレーキとによって昇降用モータを比較的短時間で停止させることが可能になる。したがって、たとえば、昇降用モータが制御不能となっている産業用ロボットを非常停止させる場合であっても、アームの落下を防止することが可能になる。
【００１２】
ここで、昇降用モータをより短時間で停止させるためには、非常停止時に、制動力の大きな第２ブレーキをすぐに作動させることが好ましい。一方で、非常停止時に、制動力の大きな第２ブレーキをすぐに作動させると、昇降用モータが必要以上に急停止しようとして、逆に危険な場合がある。そのため、非常停止時に、制動力の大きな第２ブレーキをすぐに作動させたい場合には、昇降用モータが必要以上に急停止しないように、昇降用モータが回転を継続する方向へ昇降用モータを回転させるように制御実行部が昇降用モータドライバを制御することが好ましい。しかしながら、この場合には、非常停止時に、充放電部に充電された電力が昇降用モータドライバによって短時間で消費されてしまうおそれがある。非常停止時に、充放電部に充電された電力が昇降用モータドライバによって短時間で消費されてしまうと、制御実行部が、充放電部から供給される電力を用いてモータドライバを制御することができなくなり、複数のアーム部のそれぞれが勝手に回動して、予期せぬ事故を引き起こすおそれがある。
【００１３】
これに対して、非常停止時に、制御実行部が、制動力の小さな第１ブレーキを作動させて昇降用モータの回転速度を落とした後に、制動力の大きな第２ブレーキを作動させて昇降用モータを停止させれば、昇降用モータが急停止しにくくなり、その結果、非常停止時に昇降用モータドライバで消費される充放電部の電力を低減することが可能になる。したがって、このように構成すると、非常停止時に、充放電部から供給される電力を用いて複数のモータを制御して、アームの姿勢が所定の状態となるように、産業用ロボットを非常停止させることが可能になる。
【００１４】
また、上記の課題を解決するため、本発明の産業用ロボットの制御方法は、相対回動可能に連結される複数のアーム部からなるアームと、複数のアーム部を回動させるための複数のモータと、複数のモータのそれぞれを駆動制御する複数のモータドライバと、複数のモータドライバに電力を供給する電源と、複数のモータドライバに接続されるとともに複数のモータで発生する回生電流によって充電可能な充放電部とを備える産業用ロボットの制御方法であって、産業用ロボットの非常停止時に、電源を切るとともに、充放電部から供給される電力を用いて複数のモータドライバを制御しながら複数のモータを停止させることを特徴とする。
【００１５】
本発明の産業用ロボットの制御方法では、産業用ロボットの非常停止時に、複数のモータドライバに電力を供給する電源を切っている。そのため、本発明では、産業用ロボットの非常停止時に、比較的短時間で複数のモータを停止させることが可能になり、比較的短時間で安全を確保することが可能になる。また、本発明では、産業用ロボットの非常停止時に、複数のモータで発生する回生電流によって充電可能な充放電部から供給される電力を用いて、モータドライバを制御しながら複数のモータを停止させている。すなわち、本発明では、産業用ロボットの非常停止時に、充放電部から供給される電力を用いて複数のモータを制御しながら停止させている。そのため、本発明の産業用ロボットの制御方法によれば、複数のアーム部を回動させるための複数のモータを産業用ロボットが備えている場合であっても、アームの姿勢が所定の状態となるように、産業用ロボットを非常停止させることが可能になる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明では、複数のアーム部を回動させるための複数のモータを産業用ロボットが備えている場合であっても、アームの姿勢が所定の状態となるように、産業用ロボットを非常停止させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態にかかる産業用ロボットが有機ＥＬディスプレイの製造システムに組み込まれた状態を示す平面図である。
【図２】図１に示す産業用ロボットの図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図３】図２に示す産業用ロボットの内部構造を側面から説明するための断面図である。
【図４】図２に示す産業用ロボットのモータ制御に関連する制御部の構成を説明するためのブロック図である。
【図５】図１に示すプロセスチャンバーから基板を搬出して他のプロセスチャンバーへ搬入する際の産業用ロボットの動きを説明するための図である。
【図６】図１に示すプロセスチャンバーへ基板を搬入する際の産業用ロボットの動きを説明するための図である。
【図７】図１に示すプロセスチャンバーへ基板を搬入する際の産業用ロボットの動きを説明するための図である。
【図８】図１に示すプロセスチャンバーへ基板を搬入する際の産業用ロボットの動きを説明するための図である。
【図９】図１に示すプロセスチャンバーへ基板を搬入する際の産業用ロボットの動きを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
（産業用ロボットの構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる産業用ロボット１が有機ＥＬディスプレイの製造システム３に組み込まれた状態を示す平面図である。図２は、図１に示す産業用ロボット１の図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。図３は、図２に示す産業用ロボット１の内部構造を側面から説明するための断面図である。図４は、図２に示す産業用ロボット１のモータ制御に関連する制御部の構成を説明するためのブロック図である。
【００２０】
本形態の産業用ロボット１（以下、「ロボット１」とする。）は、搬送対象物である有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）ディスプレイ用のガラス基板２（以下、「基板２」とする。）を搬送するための水平多関節ロボットである。このロボット１は、比較的大型の基板２の搬送に適したロボットである。ロボット１は、図１に示すように、有機ＥＬディスプレイの製造システム３に組み込まれて使用される。
【００２１】
製造システム３は、中心に配置されるトランスファーチャンバー４（以下、「チャンバー４」とする。）と、チャンバー４を囲むように配置される複数のプロセスチャンバー５〜１０（以下、「チャンバー５〜１０」とする。）とを備えている。チャンバー４およびチャンバー５〜１０の内部は、真空になっている。チャンバー４の内部には、ロボット１の一部が配置されている。ロボット１を構成する後述のフォーク部２１がチャンバー５〜１０内に入り込むことで、ロボット１は、チャンバー５〜１０間で基板２を搬送する。すなわち、ロボット１は、真空中で基板２を搬送する。チャンバー５〜１０には、各種の装置等が配置されており、ロボット１で搬送された基板２が収容される。また、チャンバー５〜１０では、基板２に対して各種の処理が行われる。製造システム３のより具体的な構成については後述する。
【００２２】
図２、図３に示すように、ロボット１は、基板２が搭載されるハンド１３と、ハンド１３がその先端側に回動可能に連結されるアーム１４と、アーム１４の基端側が回動可能に連結される本体部１５と、本体部１５を昇降させる昇降機構１６とを備えている。本体部１５および昇降機構１６は、略有底円筒状のケース体１７の中に収容されている。ケース体１７の上端には、円板状に形成されたフランジ１８が固定されている。フランジ１８には、本体部１５の上端側部分が配置される貫通孔が形成されている。なお、図１、図２（Ａ）等では、本体部１５、昇降機構１６およびケース体１７等の図示を省略している。
【００２３】
ハンド１３およびアーム１４は、本体部１５の上側に配置されている。また、ハンド１３およびアーム１４は、フランジ１８の上側に配置されている。上述のように、ロボット１の一部は、チャンバー４の内部に配置されている。具体的には、ロボット１の、フランジ１８の下端面よりも上側の部分がチャンバー４の内部に配置されている。すなわち、ロボット１の、フランジ１８の下端面よりも上側の部分は、真空領域ＶＲの中に配置されている。一方、ロボット１の、フランジ１８の下端面よりも下側の部分は、大気領域ＡＲの中（大気中）に配置されている。
【００２４】
ハンド１３は、アーム１４に連結される基部２０と、基板２が搭載される４本のフォーク部２１とを備えている。フォーク部２１は、直線状に形成されている。４本のフォーク部２１のうちの２本のフォーク部２１は、互いに所定の間隔をあけた状態で平行に配置されている。この２本のフォーク部２１は、基部２０から水平方向の一方側へ突出するように基部２０に固定されている。残りの２本のフォーク部２１は、基部２０から水平方向の一方側へ突出する２本のフォーク部２１の反対側に向かって基部２０から突出するように基部２０に固定されている。
【００２５】
アーム１４は、第１アーム部２３と第２アーム部２４との２つのアーム部によって構成されている。第１アーム部２３および第２アーム部２４は、中空状に形成されている。第１アーム部２３の基端側は、本体部１５に回動可能に連結されている。第１アーム部２３の先端側には、第２アーム部２４の基端側が回動可能に連結されている。第２アーム部２４の先端側には、ハンド１３が回動可能に連結されている。アーム１４と本体部１５との連結部（すなわち、第１アーム部２３と本体部１５との連結部）は、関節部２５となっている。第１アーム部２３と第２アーム部２４との連結部は、関節部２６となっている。アーム１４とハンド１３との連結部（すなわち、第２アーム部２４とハンド１３との連結部）は、関節部２７となっている。第１アーム部２３に対する第２アーム部２４の回動中心と本体部１５に対する第１アーム部２３の回動中心との距離は、第１アーム部２３に対する第２アーム部２４の回動中心と第２アーム部２４に対するハンド１３の回動中心との距離と等しくなっている。
【００２６】
第１アーム部２３は、本体部１５から水平方向の一方側へ伸びるように、本体部１５に取り付けられている。第１アーム部２３には、第１アーム部２３が伸びる方向と反対側へ本体部１５から伸びるカウンターウエイト２８が取り付けられている。第２アーム部２４は、第１アーム部２３よりも上側に配置されている。また、ハンド１３は、第２アーム部２４よりも上側に配置されている。
【００２７】
中空状に形成される第１アーム部２３の内部空間４５には、第１アーム部２３に対して第２アーム部２４を回動させるための第２モータとしてのモータ４６と、第２アーム部２４に対してハンド１３を回動させるためのハンド用モータとしてのモータ４７とが配置されている。関節部２６は、モータ４６の回転を減速して第２アーム部２４に伝達する減速機４８と、モータ４７の回転を減速してハンド１３に伝達する減速機４９とを備えている。また、関節部２６は、中空回転軸５０と、中空回転軸５０の外周側に、かつ、中空回転軸５０と同軸上に配置される中空回転軸５１とを備えている。
【００２８】
減速機４８の入力側には、プーリおよびベルトを介してモータ４６が連結されている。減速機４８の出力側には、中空回転軸５１の下端が固定されている。中空回転軸５１の上端は、第２アーム部２４の基端側の下面に固定されている。減速機４８のケース体は、略円筒状に形成される保持部材に固定されている。この保持部材は、第１アーム部２３に固定されるとともに、中空回転軸５１の外周側に配置されている。モータ４６が回転すると、モータ４６の動力が第２アーム部２４の基端側に伝達されて、第２アーム部２４が回動する。
【００２９】
減速機４９の入力側には、プーリおよびベルトを介してモータ４７が連結されている。減速機４９の出力側には、中空回転軸５０の下端が固定されている。中空回転軸５０の上端には、プーリ６０が固定されている。プーリ６０は、中空状に形成される第２アーム部２４の基端側の内部に配置されている。第２アーム部２４の先端側の内部には、プーリ６１が配置されている。プーリ６１は、第２アーム部２４の先端側に回動可能に保持されている。プーリ６１の上端面には、ハンド１３の基部２０の下面が固定されている。プーリ６０とプーリ６１には、ベルト６２が架け渡されている。減速機４９のケース体は、略円筒状に形成される保持部材に固定されている。この保持部材は、第１アーム部２３に固定されている。モータ４７が回転すると、モータ４７の動力がハンド１３の基部２０に伝達されて、ハンド１３が回動する。
【００３０】
第１アーム部２３の内部空間４５は、密閉されており、内部空間４５の圧力は、大気圧となっている。関節部２６には、内部空間４５から真空領域ＶＲへの空気の流入を防ぐ磁性流体シール６５、６６が配置されている。上述のように、モータ４６、４７は、内部空間４５に配置されている。また、減速機４８、４９は、第１アーム部２３の先端側において、内部空間４５に配置されている。なお、本形態では、第２アーム部２４の内部空間は真空となっている。
【００３１】
本体部１５には、本体部１５に対して第１アーム部２３を回動させるための第１モータとしてのモータ３１が取り付けられている。また、本体部１５は、第１アーム部２３の基端側が固定される中空回転軸３２と、モータ３１の回転を減速して第１アーム部２３に伝達する減速機３３と、減速機３３のケース体を保持するとともに中空回転軸３２を回動可能に保持する略円筒状の保持部材３４とを備えている。
【００３２】
減速機３３の入力側には、プーリおよびベルトを介してモータ３１が連結されている。減速機３３の出力側には、中空回転軸３２の下端が固定されている。中空回転軸３２の上端には、第１アーム部２３の基端側の下面が固定されている。中空回転軸３２は、保持部材３４の内周側に配置されており、中空回転軸３２の外周面と保持部材３４の内周面との間には軸受が配置されている。モータ３１が回転すると、モータ３１の動力が第１アーム部２３の基端側に伝達されて、第１アーム部２３が回動する。
【００３３】
関節部２５には、真空領域ＶＲへの空気の流入を防ぐ磁性流体シール３５が配置されている。また、関節部２５は、真空領域ＶＲへの空気の流入を防ぐためのベローズ３６が配置されている。具体的には、磁性流体シール３５の外周側であって、かつ、保持部材３４の外周側にベローズ３６が配置されている。ベローズ３６の下端は、保持部材３４に固定され、ベローズ３６の上端は、フランジ１８に固定されている。昇降機構１６を構成する後述のモータ４０が回転して本体部１５が昇降すると、ベローズ３６が伸縮する。
【００３４】
昇降機構１６は、上下方向を軸方向として配置されるネジ部材３８と、ネジ部材３８に係合するナット部材３９と、ネジ部材３８を回転させるモータ４０と、モータ４０を停止させるための第１ブレーキとしてのブレーキ４１と、モータ４０を停止させるための第２ブレーキとしてのブレーキ４２（図４参照）とを備えている。
【００３５】
ネジ部材３８は、ケース体１７の底面側に回転可能に取り付けられている。モータ４０は、ケース体１７の底面側に取り付けられている。ネジ部材３８は、プーリおよびベルトを介してモータ４０に連結されている。ナット部材３９は、所定のブラケットを介して本体部１５に取り付けられている。本形態では、モータ４０が回転すると、ネジ部材３８が回転して、本体部１５がナット部材３９と一緒に昇降する。すなわち、モータ４０が回転すると、本体部１５とともに、ハンド１３およびアーム１４が昇降する。本形態のモータ４０は、アーム１４を昇降させるための昇降用モータである。なお、昇降機構１６は、本体部１５を上下方向へ案内するためのガイド軸と、このガイド軸に係合して上下方向へスライドするガイドブロックとを備えている。
【００３６】
ブレーキ４１は、ネジ部材３８の下端側に取り付けられている。ブレーキ４２は、モータ４０に内蔵されている。ブレーキ４１、４２は、いわゆる無励磁作動型のブレーキであり、コイルが収納されるケース体と、ケース体に固定されるサイドプレートと、ケース体に対して軸方向に移動可能に配置されるアマーチュアと、サイドプレートとアマーチュアとの間に配置されるブレーキディスクと、アマーチュアをブレーキディスクに向かって付勢する圧縮コイルバネとを備えている。ブレーキ４１では、ブレーキディスクがネジ部材３８に取り付けられ、ブレーキ４２では、ブレーキディスクがモータ４０の回転軸に取り付けられている。
【００３７】
ブレーキ４１、４２では、コイルが通電状態となると、アマーチュアがケース体に吸引されて、ブレーキディスクが解放される。また、ブレーキ４１、４２では、コイルへの通電が停止されると、圧縮コイルバネの付勢力でアマーチュアとサイドプレートとの間にブレーキディスクが挟まれて、モータ４０にブレーキがかかる。本形態では、ブレーキ４２の制動力は、ブレーキ４１の制動力よりも大きくなっている。
【００３８】
ロボット１の制御部は、図４に示すように、モータ３１を駆動制御する第１モータドライバとしてのモータドライバ７１と、モータ４６を駆動制御する第２モータドライバとしてのモータドライバ７２と、モータ４７を駆動制御するハンド用モータドライバとしてのモータドライバ７３と、モータ４０を駆動制御する昇降用モータドライバとしてのモータドライバ７４とを備えている。また、ロボット１の制御部は、ブレーキ４１の動作タイミングを調整するための遅延回路７５と、ブレーキ４２の動作タイミングを調整するための遅延回路７６とを備えている。
【００３９】
さらに、ロボット１の制御部は、モータドライバ７１〜７４に電力を供給する電源７８と、モータドライバ７１〜７４を制御する制御実行部としてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）７９と、モータ３１、４０、４６、４７に接続される充放電部８０とを備えている。ＣＰＵ７９は、遅延回路７５、７６を介してブレーキ４１、４２も制御している。充放電部８０は、図示を省略するリレーとダイオードとコンデンサとを備えている。この充放電部８０は、モータ３１、４０、４６、４７で発生する回生電流によって充電可能となっている。具体的には、モータ３１、４０、４６、４７で発生する回生電流が充放電部８０のコンデンサに流れることによって、このコンデンサに充電することが可能となっている。
【００４０】
（製造システムの構成）
上述のように、製造システム３は、チャンバー４を囲むように配置される複数のチャンバー５〜１０を備えている。本形態の製造システム３では、チャンバー４を囲むように６個のチャンバー５〜１０が配置されている。以下では、図１において、互いに直交する３つの方向のそれぞれをＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向とする。ロボット１は、その上下方向がＺ方向と一致するように配置されている。したがって、以下では、Ｚ方向を上下方向とする。また、以下では、Ｘ１方向側を「右」側、Ｘ２方向側を「左」側、Ｙ１方向側を「前」側、Ｙ２方向側を「後（後ろ）」側とする。
【００４１】
チャンバー４は、上下方向から見たときの形状が略八角形状となるように形成されている。チャンバー５は、チャンバー４の左端に繋がるように配置され、チャンバー６は、チャンバー４の右端に繋がるように配置されている。また、チャンバー７およびチャンバー８は、チャンバー４の後端に繋がるように配置されている。チャンバー７とチャンバー８とは、左右方向で隣接している。本形態では、チャンバー７が左側に配置され、チャンバー８が右側に配置されている。さらに、チャンバー９およびチャンバー１０は、チャンバー４の前端に繋がるように配置されている。チャンバー９とチャンバー１０とは、左右方向で隣接している。本形態では、チャンバー９が左側に配置され、チャンバー１０が右側に配置されている。
【００４２】
チャンバー５、６は、上下方向から見たときに、本体部１５に対する第１アーム部２３の回動中心Ｃ１を通過する左右方向に平行な仮想線がチャンバー５、６の前後方向の中心位置を通過するように配置されている。チャンバー７、８は、回動中心Ｃ１を通過する前後方向に平行な仮想線がチャンバー７、８間の左右方向の中心位置を通過するように配置されている。すなわち、左右方向におけるチャンバー７、８の中心位置は、回動中心Ｃ１に対してオフセットしている。同様に、チャンバー９、１０は、回動中心Ｃ１を通過する前後方向に平行な仮想線がチャンバー９、１０間の左右方向の中心位置を通過するように配置されている。すなわち、左右方向におけるチャンバー９、１０の中心位置は、回動中心Ｃ１に対してオフセットしている。また、左右方向において、チャンバー７とチャンバー９とが同じ位置に配置され、チャンバー８とチャンバー１０とが同じ位置に配置されている。
【００４３】
（産業用ロボットの概略動作）
図５は、図１に示すプロセスチャンバー５から基板２を搬出してプロセスチャンバー６へ基板２を搬入する際の産業用ロボット１の動きを説明するための図である。図６は、図１に示すプロセスチャンバー７へ基板２を搬入する際の産業用ロボット１の動きを説明するための図である。図７は、図１に示すプロセスチャンバー９へ基板２を搬入する際の産業用ロボット１の動きを説明するための図である。図８は、図１に示すプロセスチャンバー８へ基板２を搬入する際の産業用ロボット１の動きを説明するための図である。図９は、図１に示すプロセスチャンバー１０へ基板２を搬入する際の産業用ロボット１の動きを説明するための図である。
【００４４】
ロボット１は、モータ３１、４０、４６、４７を駆動させて、チャンバー５〜１０間で基板２を搬送する。たとえば、図５に示すように、ロボット１は、チャンバー５から基板２を搬出してチャンバー６へ基板２を搬入する。すなわち、ロボット１は、図５（Ａ）に示すように、フォーク部２１が左右方向と平行になっている状態で、アーム１４を伸ばしてチャンバー５内で基板２を搭載した後、図５（Ｂ）に示すように、第１アーム部２３と第２アーム部２４とが上下方向で重なるまでアーム１４を縮めてチャンバー５から基板２を搬出する。その後、ロボット１は、ハンド１３を１８０°回動させてから、アーム１４を伸ばして、図５（Ｃ）に示すように、チャンバー６へ基板２を搬入する。チャンバー５から基板２を搬出してチャンバー６へ基板２を搬入するときには、上下方向から見ると、第２アーム部２４に対するハンド１３の回動中心Ｃ２は、回動中心Ｃ１を通過する左右方向に平行な仮想線上を直線的に移動する。
【００４５】
また、たとえば、ロボット１は、チャンバー５から搬出された基板２をチャンバー７へ搬入する（図６参照）。このときには、ロボット１は、まず、図６（Ａ）に示すように、アーム１４を縮めた状態から、モータ３１、４６、４７を駆動させて、図６（Ｂ）に示すように、フォーク部２１が前後方向と平行になるとともに基板２がハンド１３の後端側に配置されるように、かつ、左右方向において、回動中心Ｃ２と左右方向におけるチャンバー７の中心とが略一致するように、ハンド１３、第１アーム部２３および第２アーム部２４を回動させる。その後、ロボット１は、アーム１４を伸ばして、図６（Ｃ）に示すように、チャンバー７へ基板２を搬入する。このときには、上下方向から見ると、回動中心Ｃ２は、左右方向におけるチャンバー７の中心を通過する前後方向に平行な仮想線上を直線的に移動する。
【００４６】
同様に、ロボット１は、たとえば、チャンバー５から搬出された基板２をチャンバー９へ搬入する（図７参照）。このときには、ロボット１は、まず、図７（Ａ）に示すように、アーム１４を縮めた状態から、モータ３１、４６、４７を駆動させて、図７（Ｂ）に示すように、フォーク部２１が前後方向と平行になるとともに基板２がハンド１３の前端側に配置されるように、かつ、左右方向において、回動中心Ｃ２と左右方向におけるチャンバー９の中心とが略一致するように、ハンド１３、第１アーム部２３および第２アーム部２４を回動させる。その後、ロボット１は、アーム１４を伸ばして、図７（Ｃ）に示すように、チャンバー９へ基板２を搬入する。このときには、上下方向から見ると、回動中心Ｃ２は、左右方向におけるチャンバー９の中心を通過する前後方向に平行な仮想線上を直線的に移動する。
【００４７】
また、ロボット１は、たとえば、チャンバー５から搬出された基板２をチャンバー８へ搬入する（図８参照）。このときには、ロボット１は、まず、図８（Ａ）に示すように、アーム１４を縮めた状態から、モータ３１、４６、４７を駆動させて、図８（Ｂ）に示すように、フォーク部２１が前後方向と平行になるとともに基板２がハンド１３の後端側に配置されるように、かつ、左右方向において、回動中心Ｃ２と左右方向におけるチャンバー８の中心とが略一致するように、ハンド１３、第１アーム部２３および第２アーム部２４を回動させる。その後、ロボット１は、アーム１４を伸ばして、図８（Ｃ）に示すように、チャンバー８へ基板２を搬入する。このときには、上下方向から見ると、回動中心Ｃ２は、左右方向におけるチャンバー８の中心を通過する前後方向に平行な仮想線上を直線的に移動する。
【００４８】
さらに、ロボット１は、たとえば、チャンバー５から搬出された基板２をチャンバー１０へ搬入する（図９参照）。このときには、ロボット１は、まず、図９（Ａ）に示すように、アーム１４を縮めた状態から、モータ３１、４６、４７を駆動させて、図９（Ｂ）に示すように、フォーク部２１が前後方向と平行になるとともに基板２がハンド１３の前端側に配置されるように、かつ、左右方向において、回動中心Ｃ２と左右方向におけるチャンバー１０の中心とが略一致するように、ハンド１３、第１アーム部２３および第２アーム部２４を回動させる。その後、ロボット１は、アーム１４を伸ばして、図９（Ｃ）に示すように、チャンバー１０へ基板２を搬入する。このときには、上下方向から見ると、回動中心Ｃ２は、左右方向におけるチャンバー１０の中心を通過する前後方向に平行な仮想線上を直線的に移動する。
【００４９】
基板２の搬出時および搬入時には、ハンド１３および第１アーム部２３は、本体部１５に対する第１アーム部２３の回動角度と、第２アーム部２４に対するハンド１３の回動角度が等しく、かつ、本体部１５に対する第１アーム部２３の回動方向と、第２アーム部２４に対するハンド１３の回動方向とが逆方向となるように回動する。すなわち、モータ３１、４７は、本体部１５に対する第１アーム部２３の回動角度と、第２アーム部２４に対するハンド１３の回動角度が等しく、かつ、本体部１５に対する第１アーム部２３の回動方向と、第２アーム部２４に対するハンド１３の回動方向とが逆方向となるように回転する。そのため、基板２の搬出時および搬入時におけるハンド１３の向きが一定に保たれる。
【００５０】
（非常停止時の産業用ロボットの動作）
ロボット１は、ハンド１３、第１アーム部２３および第２アーム部２４が回動するとともに本体部１５が昇降しているときに、何らかの原因で、ロボット１を非常停止させる場合には、まず、電源７８を切る。一方で、ロボット１は、ロボット１を非常停止させる場合であっても、ＣＰＵ７９を駆動する制御電源（図示省略）を切る時間を延ばして、ＣＰＵ７９によって、ブレーキ４１、４２およびモータドライバ７１〜７４を制御しながら、モータ３１、４０、４６、４７を停止させる。たとえば、ロボット１は、その非常停止時に、制御電源を切る時間を数秒程度延ばす。
【００５１】
ＣＰＵ７９は、ロボット１の非常停止時に、まず、ブレーキ４１を作動させ（すなわち、ブレーキ４１のコイルへの通電を停止し）、ブレーキ４１を作動させてから所定時間経過後に、制動力の大きなブレーキ４２を作動させて（すなわち、ブレーキ４２のコイルへの通電を停止して）、モータ４０を停止させる。すなわち、ＣＰＵ７９は、ロボット１の非常停止時に、ブレーキ４１を作動させた後、ブレーキ４２を作動させてモータ４０を停止させる。たとえば、ＣＰＵ７９は、本体部１５が落下しないように、ブレーキ４１を作動させてから数百ミリ秒経過後に、ブレーキ４２を作動させる。
【００５２】
また、ＣＰＵ７９は、ロボット１の非常停止時に、充放電部８０から供給される電力を用いてモータドライバ７１〜７３を制御しながら、モータ３１、４６、４７を停止させる。すなわち、ＣＰＵ７９は、充放電部８０に予め蓄えられた電力と、モータ３１、４６、４７で発生する回生電流によって充放電部８０に蓄えられる電力とを用いて、モータ３１、４６、４７の回転位置を管理しながら、モータ３１、４６、４７を停止させる。具体的には、非常停止がかかったときのハンド１３の向きを保ちつつ、非常停止がかかったときのハンド１３の移動方向へハンド１３が直線的に移動するように（より具体的には、回動中心Ｃ２が直線的に移動するように）、ＣＰＵ７９は、モータドライバ７１〜７３を制御しながら、モータ３１、４６、４７を停止させる。
【００５３】
なお、本形態では、ロボット１の非常停止時にブレーキ４１、４２を作動させた際、モータ４０が必要以上に急停止しないように、ＣＰＵ７９は、モータドライバ７４を制御している。具体的には、ブレーキ４１、４２の作動時にモータ４０が必要以上に急停止しそうな場合、ＣＰＵ７９は、非常停止がかかったときのモータ４０の回転方向へモータ４０がさらに回転するようにモータドライバ７４を制御する。このときには、充放電部８０からモータドライバ７４へ電力が供給される。
【００５４】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、ロボット１の非常停止時に、電源７８を切っている。そのため、本形態では、ロボット１の非常停止時に、比較的短時間でモータ３１、４０、４６、４７を停止させることが可能になり、その結果、比較的短時間で安全を確保することが可能になる。
【００５５】
本形態では、ロボット１の非常停止時に、充放電部８０から供給される電力を用いて、ＣＰＵ７９がモータドライバ７１〜７３を制御しながらモータ３１、４６、４７を停止させている。すなわち、本形態では、ロボット１の非常停止時に、充放電部８０から供給される電力を用いてモータ３１、４６、４７を制御しながら停止させている。そのため、本形態では、第１アーム部２３を回動させるモータ４６と、第２アーム部２４を回動させるモータ４７と、ハンド１３を回動させるモータ３１とが個別に設けられている場合であっても、上述のように、非常停止がかかったときのハンド１３の向きを保ちつつ、非常停止がかかったときのハンド１３の移動方向へハンド１３が直線的に移動するように、ＣＰＵ７９は、モータドライバ７１〜７３を制御しながら、モータ３１、４６、４７を停止させることができる。したがって、本形態では、非常停止時に、ハンド１３とチャンバー５〜１０との接触、および、アーム１４とチャンバー５〜１０との接触を防止することが可能になり、その結果、予期せぬ事故の発生を防止することが可能になる。
【００５６】
本形態では、ロボット１の非常停止時に、ＣＰＵ７９は、ブレーキ４１を作動させた後に、ブレーキ４１よりも制動力の大きなブレーキ４２を作動させて、モータ４０を停止させている。そのため、本形態では、ブレーキ４１、４２によってモータ４０を比較的短時間で停止させることが可能になる。したがって、本形態では、モータ４０が制御不能となっているロボット１を非常停止させる場合であっても、本体部１５の落下を防止することが可能になる。
【００５７】
ここで、モータ４０をより短時間で停止させるためには、非常停止時に、制動力の大きなブレーキ４２をすぐに作動させることが好ましい。一方で、本形態では、非常停止時にブレーキ４１、４２を作動させた際、モータ４０が必要以上に急停止しないように、ＣＰＵ７９は、非常停止がかかったときのモータ４０の回転方向へモータ４０がさらに回転するようにモータドライバ７４を制御しており、充放電部８０からモータドライバ７４に電力が供給されている。非常停止時に、制動力の大きなブレーキ４２をすぐに作動させると、モータ４０が必要以上に急停止しやすくなるため、非常停止がかかったときのモータ４０の回転方向へモータ４０を回転させるべく、充放電部８０からモータドライバ７４に供給される電力が大きくなり、充放電部８０に充電された電力がモータドライバ７４によって短時間で消費されてしまうおそれがある。また、非常停止時に、充放電部８０に充電された電力がモータドライバ７４によって短時間で消費されてしまうと、ＣＰＵ７９が、充放電部８０から供給される電力を用いてモータドライバ７１〜７３を制御することができなくなり、第１アーム部２３、第２アーム部２４およびハンド１３のそれぞれが勝手に回動して、予期せぬ事故を引き起こすおそれがある。
【００５８】
これに対して、本形態では、ロボット１の非常停止時に、ＣＰＵ７９が、ブレーキ４１を作動させてモータ４０の回転速度を落とした後に、ブレーキ４１よりも制動力の大きなブレーキ４２を作動させて、モータ４０を停止させているため、モータ４０が急停止しにくくなり、その結果、非常停止時にモータドライバ７４で消費される充放電部８０の電力を低減することが可能になる。したがって、本形態では、ロボット１の非常停止時にモータ４０が必要以上に急停止しないように、ＣＰＵ７９がモータドライバ７４を制御している場合であっても、非常停止時に、ＣＰＵ７９が、充放電部８０から供給される電力を用いてモータ３１、４６、４７を制御して、非常停止がかかったときのハンド１３の向きを保ちつつ、非常停止がかかったときのハンド１３の移動方向へハンド１３が直線的に移動させながら、モータ３１、４６、４７を停止させることができる。
【００５９】
（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。
【００６０】
上述した形態では、昇降機構１６は、ブレーキ４１、４２の２個のブレーキを備えており、ロボット１の非常停止時に、ブレーキ４１を作動させた後、ブレーキ４２を作動させてモータ４０を停止させている。この他にもたとえば、充放電部８０に蓄えられる電荷量が多い場合には、昇降機構１６は、制動力の大きなブレーキ４２のみを備えていても良い。この場合には、ロボット１の非常停止時に、ブレーキ４２をすぐに作動させてモータ４０を停止させれば良い。
【００６１】
上述した形態では、アーム１４は、第１アーム部２３と第２アーム部２４との２個のアーム部によって構成されている。この他にたとえば、アーム１４は、３個以上のアーム部によって構成されても良い。この場合には、たとえば、３個以上のアーム部を回動させるためのモータの数は、アーム部の数と同じである。すなわち、この場合には、たとえば、３個以上のアーム部のそれぞれを回動させるためのアーム部と同数のモータが設けられる。また、この場合には、３個以上のアーム部を回動させるためのモータが２個以上設けられているのであれば、モータの数はアーム部の数より少なくても良い。すなわち、３個以上のアーム部を回動させるためのモータが２個以上設けられているのであれば、２個または３個のアーム部を一緒に回動させるためのモータが設けられていても良い。
【００６２】
上述した形態では、アーム１４の先端側に１個のハンド１３が連結されている。この他にもたとえば、アーム１４の先端側に２個のハンドが連結されても良い。この場合には、２個のハンドのそれぞれを回動させるための２個のモータが設けられても良いし、２個のハンドを一緒に回動させる１個のモータが設けられても良い。また、アーム１４の先端側に３個以上のハンドが連結されても良い。
【００６３】
上述した形態では、ロボット１は、昇降機構１６を備えているが、ロボット１は、昇降機構１６を備えていなくても良い。この場合であっても、ロボット１の非常停止時に、ＣＰＵ７９は、充放電部８０から供給される電力を用いてモータドライバ７１〜７３を制御しながら、モータ３１、４６、４７を停止させる。
【００６４】
上述した形態では、ロボット１の一部は、真空中に配置されている。この他にもたとえば、ロボット１の全体が真空中に配置されても良いし、ロボット１の全体が大気中に配置されても良い。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有機ＥＬディスプレイ用の基板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、液晶ディスプレイ用のガラス基板であっても良いし、半導体ウエハ等であっても良い。また、上述した形態では、ロボット１は、水平多関節ロボットであるが、本発明の構成が適用される産業用ロボットは、複数のアーム部からなるアームを有する溶接ロボット等の垂直多関節ロボットであっても良い。また、上述した形態では、アーム１４の先端側にハンド１３が回動可能に連結されているが、アーム１４の先端側にエンドエフェクタ等のハンド１３以外の構成が連結されても良い。
【符号の説明】
【００６５】
１  ロボット（産業用ロボット）
１３  ハンド
１４  アーム
１５  本体部
２３  第１アーム部（アーム部）
２４  第２アーム部（アーム部）
３１  モータ（第１モータ）
４０  モータ（昇降用モータ）
４１  ブレーキ（第１ブレーキ）
４２  ブレーキ（第２ブレーキ）
４６  モータ（第２モータ）
４７  モータ（ハンド用モータ）
７１  モータドライバ（第１モータドライバ）
７２  モータドライバ（第２モータドライバ）
７３  モータドライバ（ハンド用モータドライバ）
７４  モータドライバ（昇降用モータドライバ）
７８  電源
７９  ＣＰＵ（制御実行部）
８０  充放電部
【図１】
2014034108.tif 000003
【図２】
2014034108.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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