(57)【要約】【課題】重力による前後軸の垂直方向へのたわみが大きくなっても、薄板をラックへ挿入するロボットの前後軸、上下軸及び回転軸の動作を停止することなく、薄板をラックへまっすぐ挿入することができる搬送ロボットシステムのたわみ補正装置を提供。【解決手段】ラック４の基準部材とハンド３の先端との距離を測定するハンド３の先端部に取り付けられた変位検出器7a、又は、ラックの基準部材とハンドの先端との距離を測定する各ラック入口に取り付けられた変位検出器7bを有し、変位検出器7a、7bからの距離情報により、上下軸５及び回転動作軸６の重力によるたわみ量を補正する上下軸５及び／又は回転動作軸６の補正動作量を決定し補正する補正制御回路により、ハンドの先端下面と薄板を格納するラックの基準部材との垂直方向距離ｄを、薄板２の搬入、取り出しを行う動作中を通じて一定に保つようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地面と平行で長い動作範囲を有する前後動作軸をもつロボットが、前記動作軸の先端にガラス板を含む薄板を置くことのできるハンドを取り付け、薄板を収納するラックへ前後軸を動作させて薄板の搬入、取り出しを行う動作において、ラックの基準部材とハンドの先端との距離を測定するハンドの先端部に取り付けられた変位検出器と、前記前後軸の動作高さを変えることができる上下動作軸及び前後軸の動作方向を変えることのできる回転動作軸を有し、前記変位検出器からの距離情報により、前記上下軸及び回転動作軸の重力によるたわみ量を補正する上下軸及び／又は回転動作軸の補正動作量を決定し補正する補正制御回路により、前記ハンドの先端下面と薄板を格納するラックの基準部材との垂直方向距離を、薄板の搬入、取り出しを行う動作中を通じて一定に保つことを特徴とする搬送ロボットシステムのたわみ補正装置。
【請求項２】
地面と平行で長い動作範囲を有する前後動作軸をもつロボットが、前記動作軸の先端にガラス板を含む薄板を置くことのできるハンドを取り付け、薄板を収納するラックへ前後軸動を動作させて薄板の搬入、取り出しを行う動作において、ラックの基準部材とハンドの先端との距離を測定する各ラック入口に取り付けられた変位検出器と、前記前後軸の動作高さを変えることができる上下動作軸及び前後軸の動作方向を変えることのできる回転動作軸を有し、前記変位検出器からの距離情報により、前記上下軸及び回転動作軸の重力によるたわみ量を補正する上下軸及び／又は回転動作軸の補正動作量を決定し補正する補正制御回路により、前記ハンドの先端下面と薄板を格納するラックの基準部材との垂直方向距離を、薄板の搬入、取り出しを行う動作中を通じて一定に保つことを特徴とする搬送ロボットシステムのたわみ補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガラス板を含む大型で壊れやすい大型の薄板をラックへ搬送するロボットシステムに関し、地面と平行で長い動作範囲を有する前後動作軸に取り付けられた大型の薄板を置くことのできるハンドをラックに挿入する際、重力でたわむ影響をキャンセルして、地面に対して平行に動作することができる搬送ロボットシステムのたわみ補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フラットパネルディスプレイなどのガラス板に代表とされる大型で壊れやすい薄板は保管する際にラックへ１枚づつ格納することが行われているが、大型化、薄膜化がすすむ現在では、すでに人手では搬送が不可能となり、その搬送に適したロボットによって実施されるのが標準となってきている。かかるロボットは地面に水平に動作する軸を有し、その先に薄板を置くことができるハンドを取り付けて前後動作させることで薄板のラックへの収納、取出しを行う。通常、その前後軸の垂直高さを変えることができる上下軸も有しており、同一ラックへ高さを変えて何枚も薄板を収納、取り出しを実施する。
【特許文献１】特許第３１７０４９３号公報
【特許文献２】特開平６−２４６６５８号公報
【特許文献３】発明協会公開技報  公技番号９４−２００２（発行日  1994.2.1）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、昨今のフラットパネルディスプレイの大型化する要求に対してそのガラス板も大型化し、そのため、搬送ロボットシステムのハンドも大型重量化し、前後軸の動作量も大きくなっており、重力による前後軸の垂直方向へのたわみも大きくなる。そのたわみのため、薄板をラックへまっすぐ挿入することができないことから、たわみ分ラックのピッチを広げることが実施された。しかし、薄板を格納するラックのピッチを広く取るとどうしても一度に保管できるガラスの枚数が少なくなり、大量のガラスを保管することができなくなる。かかる課題を解決するために、例えば特許文献１に開示する、前後軸のたわみ量にあわせて上下軸の高さを変えて薄板を地面に平行に動作させる方法や、前後軸の根元やハンドの根元に前後軸の動作方向を変化させる回転軸を設けてその回転軸をたわみ量にあわせて動作させ、地面と平行に搬送させる方法などが提案されている。それらのたわみ量はハンドやワークの形状や重さ、前後アームの鉛直方向の剛性などのロボット個々の機差で容易に変化するため、使用条件でたわみ量を計算するか、事前に測定してデータとして保存し、そのデータからたわみ量を求めることになる。しかしたわみ量の計算は非常に複雑でかつワークの重さが間違って指定されれば、間違ったたわみ量が得られるし、事前に測定する場合は多品種のワークに対応することは非常に手間のかかることになる。
【０００４】
特許文献２では、ＬＣＤ基板の重量によるたわみを、発光素子と受光素子を使用して補正するロボットシステムのたわみ補正装置を開示するが、ガラス板を含む薄板の大型化、搬送ロボットシステムのハンドも大型重量化及び前後軸の動作量の増大による、重力による前後軸の垂直方向へのたわみが大きくなっても、薄板をラックへ挿入するロボットの前後軸、上下軸及び回転軸の動作を停止することなく、薄板をラックへまっすぐ挿入することができる搬送ロボットシステムのたわみ補正装置には使用できない。又、特許文献３では、渦流れセンサーを使用してロボットによるワークの位置決めの際のずれを補正する装置を開示するが、ワークの前で一時停止して測定する必要があり、薄板をラックへ挿入するロボットの前後軸、上下軸及び回転軸の動作を停止することなく、薄板をラックへまっすぐ挿入することができる搬送ロボットシステムのたわみ補正装置には使用できない。
【０００５】
本発明の課題はかかる従来の課題を解決した、ガラス板を含む薄板の大型化、搬送ロボットシステムのハンドも大型重量化及び前後軸の動作量の増大による、重力による前後軸の垂直方向へのたわみが大きくなっても、薄板をラックへ挿入するロボットの前後軸、上下軸及び回転軸の動作を停止することなく、薄板をラックへまっすぐ挿入することができる搬送ロボットシステムのたわみ補正装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため本発明の第１発明は、地面と平行で長い動作範囲を有する前後動作軸をもつロボットが、前記動作軸の先端にガラス板を含む薄板を置くことのできるハンドを取り付け、薄板を収納するラックへ前後軸を動作させて薄板の搬入、取り出しを行う動作において、ラックの基準部材とハンドの先端との距離を測定するハンドの先端部に取り付けられた変位検出器と、前記前後軸の動作高さを変えることができる上下動作軸及び前後軸の動作方向を変えることのできる回転動作軸を有し、前記変位検出器からの距離情報により、前記上下軸及び回転動作軸の重力によるたわみ量を補正する上下軸及び／又は回転動作軸の補正動作量を決定し補正する補正制御回路により、前記ハンドの先端下面と薄板を格納するラックの基準部材との垂直方向距離を、薄板の搬入、取り出しを行う動作中を通じて一定に保つことを特徴とする搬送ロボットシステムのたわみ補正装置によって上述した本発明の課題を解決した。
本発明の第２発明は、地面と平行で長い動作範囲を有する前後動作軸をもつロボットが、前記動作軸の先端にガラス板を含む薄板を置くことのできるハンドを取り付け、薄板を収納するラックへ前後軸動を動作させて薄板の搬入、取り出しを行う動作において、ラックの基準部材とハンドの先端との距離を測定する各ラック入口に取り付けられた変位検出器と、前記前後軸の動作高さを変えることができる上下動作軸及び前後軸の動作方向を変えることのできる回転動作軸を有し、前記変位検出器からの距離情報により、前記上下軸及び回転動作軸の重力によるたわみ量を補正する上下軸及び／又は回転動作軸の補正動作量を決定し補正する補正制御回路により、前記ハンドの先端下面と薄板を格納するラックの基準部材との垂直方向距離を、薄板の搬入、取り出しを行う動作中を通じて一定に保つことを特徴とする搬送ロボットシステムのたわみ補正装置によって上述した本発明の課題を解決した。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、ラックの基準部材とハンドの先端との距離を測定するハンドの先端部に取り付けられた変位検出器、又は、ラックの基準部材とハンドの先端との距離を測定する各ラック入口に取り付けられた変位検出器を有し、変位検出器からの距離情報により、前記上下軸及び回転動作軸の重力によるたわみ量を補正する上下軸及び／又は回転動作軸の補正動作量を決定し補正する補正制御回路により、ハンドの先端下面と薄板を格納するラックの基準部材との垂直方向距離を、薄板の搬入、取り出しを行う動作中を通じて一定に保つようにしたので、ガラス板を含む薄板の大型化、搬送ロボットシステムのハンドも大型重量化及び前後軸の動作量の増大による、重力による前後軸の垂直方向へのたわみが大きくなっても、薄板をラックへ挿入するロボットの前後軸、上下軸及び回転軸の動作を停止することなく、薄板をラックへまっすぐ挿入することができる搬送ロボットシステムのたわみ補正装置を提供するものとなった。特に搬送する前後動作軸のハンドの先端下面と薄板を格納するラックの基準部材との垂直方向距離を、変位検出器センサにて測定し、前後軸を直線に動作させるための軸の動作量をそのたわみ量を決定し補正制御することが、本発明の際立った特徴である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施形態を、図１〜図３を参照して説明する。図１は本発明の実施形態の搬送ロボットシステムのたわみ補正装置を示す概略側面ブロック図、図２は図１の搬送ロボットシステムのハンド３のたわみ動作状態を示す説明図、図３は図１の搬送ロボットシステムのハンド３のたわみ動作状態を補正した状態を示す説明図、図４は従来の搬送ロボットシステムのハンドのたわみ動作状態が補正されていない状態を示す説明図を示す。
【０００９】
図１の7aに示す変位検出器は、本発明の第１発明の実施形態の搬送ロボットシステムのたわみ補正装置を示し、地面と平行で長い動作範囲を有する前後動作軸１をもつロボットが（図１では１個の前後動作軸をもつが、２個以上の前後動作軸をもつてもよい）、動作軸１の先端にガラス板を含む薄板２を置くことのできるハンド３を取り付け、薄板２をハンド３にのせたまま、薄板２を収納するラック４へ前後軸１を動かして挿入し、薄板２をラックに搬入、取り出しを行う動作において、ラック４の図示しない基準部材である棒部材とハンド３の先端との距離を測定するハンドの先端部に取り付けられた変位検出器7aと、前後軸１の動作高さを変えることができる上下動作軸５及び前後軸１の動作方向を変えることのできる回転動作軸６とを有し、変位検出器7aからの距離情報により、上下軸５及び回転動作軸６の重力によるたわみ量を補正する上下軸及び／又は回転動作軸の補正動作量を決定し補正する制御装置８に内蔵された補正制御回路10により、ハンドの先端下面と薄板を格納するラックの基準部材との垂直方向距離ｄを、薄板の搬入、取り出しを行う動作中を通じて一定に保つことを特徴とするものである。図１において、実線で示す前後動作軸１は最も前方に前進した位置にあり、前後動作軸１が支持するハンド3aは薄板２をラック４の奥まで搬入した状態を示し、破線で示す前後動作軸1bは後方に後退しており、前後動作軸1bが支持するハンド3bも後退位置にある。
【００１０】
図１の7bに示す変位検出器は、本発明の第２発明の実施形態の搬送ロボットシステムのたわみ補正装置を示し、ラック４の図示しない基準部材である棒部材とハンド３の先端との距離を測定する各ラック４入口に取り付けられた６個の変位検出器7bを有す他は、図１の7aに示す変位検出器を有する、本発明の第１発明の実施形態の搬送ロボットシステムのたわみ補正装置と同じであり説明を省略する。
【００１１】
作動においては、図２に示すように、前後動作軸1bが支持するハンド3bの位置から前進して、ハンド 3c,3dの位置からハンド3aの位置まで前進すると、前後軸１の剛性不足もしくは、ハンド３、薄板２の重量によって、基準線ｓからたわみ量Ｌだけたわんでいき、最悪の場合ラック４と干渉する。そこでラックとの干渉を防ぐように、上下動作軸５をそのたわみ量Ｌをキャンセルするように動作させること、及び／又は、前後軸１の根元に取り付けられた回転軸６角度αだけを動作させることで、基準線ｓを通るように動作させることでラック４との干渉を防ぐことができる（図３）。しかし従来装置では、前後軸のハンドや薄板の形状が別のものに変わった場合、そのたわみ方も当然変化し、例えば、図４のようなたわみ量Ｈになり、図３に基づいてたわみ量のキャンセル動作ではそのたわみ量をキャンセルすることができないため、再度たわみ量を測りなおして上下動作、回転動作を決定し補正することになった。それに対して本発明では各ラック４入口もしくはハンド先端に、ラック４の図示しない基準部材である棒部材とハンド３の先端との距離を測定する変位検出器 7a,7bを取り付ける。そして前後軸の動作によってラックとハンドの間の距離が狭くなった場合、それを広げる方向へ上下軸もしくは回転軸を動作させ、広がった場合もその距離が狭くなるように上下軸もしくは回転軸を動作させる動作量を決定し補正する制御装置８に内蔵された補正制御回路10で、上下軸もしくは回転軸の動作を決定し補正し挿入動作を行うことで、ラックと薄板の間隔を一定に保ったまま、干渉することなく搬送作業が実施できる。このときハンドや薄板の形状や重量が変わった場合でも特別な計測や補正の計算を実施することなしに容易にラックへの挿入、取出し動作が行えるものである。変位検出器 7a,7bの取り付け位置は各ラック４入口もしくはハンド先端としたが、センサの信頼性や保守性の観点からは各ラック４入口に取り付けることが望ましいが、すべての挿入位置に変位検出器7bを取り付ける必要があり、コストの観点からは不利となる。しかしハンド先端に変位検出器7aを取り付ける場合は、変位検出器の数は少なくなるが、動作する部分への取り付けとなるため、センサへの線の断線や、センサそのものの故障が多くなる。
【００１２】
本発明の実施形態では、ラックの基準部材とハンドの先端との距離を測定するハンドの先端部に取り付けられた変位検出器、又は、ラックの基準部材とハンドの先端との距離を測定する各ラック入口に取り付けられた変位検出器を有し、変位検出器からの距離情報により、前記上下軸及び回転動作軸の重力によるたわみ量を補正する上下軸及び／又は回転動作軸の補正動作量を決定し補正する補正制御回路により、ハンドの先端下面と薄板を格納するラックの基準部材との垂直方向距離を、薄板の搬入、取り出しを行う動作中を通じて一定に保つようにしたので、ガラス板を含む薄板の大型化、搬送ロボットシステムのハンドも大型重量化及び前後軸の動作量の増大による、重力による前後軸の垂直方向へのたわみが大きくなっても、薄板をラックへ挿入するロボットの前後軸、上下軸及び回転軸の動作を停止することなく、薄板をラックへまっすぐ挿入することができる搬送ロボットシステムのたわみ補正装置を提供するものとなった。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の搬送ロボットシステムのたわみ補正装置を示す概略側面ブロック図である。
【図２】図１の搬送ロボットシステムのハンド３のたわみ動作状態を示す説明図。
【図３】図１の搬送ロボットシステムのハンド３のたわみ動作状態を補正した状態を示す説明図。
【図４】従来の搬送ロボットシステムのハンドのたわみ動作状態が補正されていない状態を示す説明図。
【符号の説明】
【００１４】
１、1b：前後動作軸、２：ガラス板を含む薄板、３：ハンド、3a〜3d：ハンドの位置
４：ラック、５：上下動作軸、６：回転動作軸、7a、7b：変位検出器
ｄ：ラックの基準部材との垂直方向距離
【図１】
2008105125.tif 000003
【図２】
2008105125.tif 000004
【図３】
2008105125.tif 000005
【図４】
2008105125.tif 000006