(57)【要約】【課題】本発明は、生産性を向上させた液晶用のガラス基板や半導体ウェハ等の薄板状のワークをストッカに出し入れする多関節ロボットを提供する。【解決手段】搬送物を載置するハンド部（８）と、前記ハンド部（８）と連結され、少なくとも２つ以上の回転関節（３）、（４）、（５）を備え、前記ハンド部（８）を１方向に移動するように伸縮し、軸方向に対向するように配置された多関節アーム（１）と、前記多関節アーム（１）と上下に移動する移動機構（１１）とを連結する支持部材（１０）と、前記移動機構（１１）に備えられた旋回機能を有する台座（１３）とからなる多関節ロボット（１）において、少なくとも１つの前記回転関節（３）、（４）、（５）の回転中心に中空連結孔（２３）を備えたものである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送物を載置するハンド部と、前記ハンド部と連結され、少なくとも２つ以上の回転関節を備え、前記ハンド部を１方向に移動するように伸縮し、軸方向に対向するように配置された多関節アームと、前記多関節アームと上下に移動する移動機構とを連結する支持部材と、前記移動機構に備えられた旋回機能を有する台座とからなる多関節ロボットにおいて、
少なくとも１つの前記回転関節に中空連結孔を備えたことを特徴とする多関節ロボット。
【請求項２】
前記中空連結孔にはケーブルが通過するように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の多関節ロボット。
【請求項３】
多芯ケーブルの被覆を除去した単芯ケーブルが少なくとも１つの前記回転関節を通過するように配線されたことを特徴とする請求項１に記載の多関節ロボット。
【請求項４】
多芯ケーブルの被覆を除去した単芯ケーブルが少なくとも１つの前記回転関節を、前記回転関節に備えられた中空連結孔を通って、通過するように配線されたことを特徴とする請求項１に記載の多関節ロボット。
【請求項５】
多芯ケーブルの被覆を除去した単芯ケーブルが少なくとも１つの前記回転関節を、前記回転関節に備えられた中空連結孔を通って、前記中空連結孔のいずれか一方の端面で、前記単芯ケーブルが出る際に円周上に単芯ケーブルが通過するように噴水状に配線されたことを特徴とする請求項１に記載の多関節ロボット。
【請求項６】
多芯ケーブルの被覆を除去した単芯ケーブルが少なくとも１つの前記回転関節を通過するように配線され、多芯ケーブルから単芯ケーブルにする際に、単芯ケーブルを固定する結束手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の多関節ロボット。
【請求項７】
前記結束手段が中空連結孔の中空部に備えられたことを特徴とする請求項６に記載の多関節ロボット。
【請求項８】
前記結束手段の断面が略Ｃ型形状で形成され、Ｃ型開口部をねじ等による締結部を有することを特徴とする請求項６に記載の多関節ロボット。
【請求項９】
前記支持部材に備えられた前記回転関節に中空連結孔を備え、前記回転関節を通過するケーブルが単芯ケーブルからなり、前記中空連結孔を通して配線されたことを特徴とする請求項１に記載の多関節ロボット。
【請求項１０】
搬送物を載置するハンド部と、前記ハンド部と連結され、少なくとも２つ以上の回転関節を備え、前記ハンド部を１方向に移動するように伸縮し、軸方向に対向するように配置された多関節アームと、前記多関節アームと上下に移動する移動機構とを連結する支持部材と、前記移動機構に備えられた旋回機能を有する台座とからなる多関節ロボットにおいて、
前記支持部材に回動自在に連結された上腕の軸方向の厚さが前記支持部材の厚さと同じ厚さまたはそれよりも薄く形成されたことを特徴とする多関節ロボット。
【請求項１１】
搬送物を載置するハンド部と、前記ハンド部と連結され、少なくとも２つ以上の回転関節を備え、前記ハンド部を１方向に移動するように伸縮し、軸方向に対向するように配置された多関節アームと、前記多関節アームと上下に移動する移動機構とを連結する支持部材と、前記移動機構に備えられた旋回機能を有する台座とからなる多関節ロボットのケーブル配線方法において、
前記回転関節に設けられた中空連結孔を通じてケーブルを配線することを特徴とする多関節ロボットの配線方法。
【請求項１２】
前記回転関節を通過する前記ケーブルが単芯ケーブルで配線されたことを特徴とする多関節ロボットの配線方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶用のガラス基板や半導体ウェハ等の薄板状のワークをストッカに出し入れする多関節ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の多関節ロボットしては、肩関節部の回転中心と台座の回転中心とをオフセットすることで台座を回動させる際に多関節ロボットの旋回半径を小さくするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
従来の多関節ロボット１は、図５に示すように関節部３，４，５により回転可能に連結されて回転駆動源よる回転力を伝達し所望の動作をさせるアーム２を二組備えてなるもので、二組のアーム２に設けられる基端の関節部３の回転中心軸を上下（または軸方向）に配置するように構成されている。【０００３】
多関節ロボット１は、二組のアーム２を備え、一方のアーム駆動型装置２を供給用、他方を取り出し用とし、ワーク９の供給動作と別のワーク９の取り出し動作とを同時に行うことを可能としている。
また、従来の多関節ロボット１は、アーム２によりワーク９を保持するハンド部８は図中矢印Ｘで示すワーク９の取り出し・供給方向に直線移動可能であるように構成される。
また、従来の多関節ロボット１は、アーム２が設けられている支持部材１０を上下に移動させる移動部材１１（以下、上下移動機構１１と呼ぶ）を備えて、アーム２の上下位置を調整可能としている。また、上下移動機構１１の台座１３は回動可能に設けられ、多関節ロボット１を旋回して向きを変えられるようにしている。  
さらに、本実施形態の多関節ロボット１では、図中矢印Ｙで示す方向、即ちハンド部８の移動方向と支持部材１０の上下移動方向とのそれぞれに直交する方向に、台座１３を基台１４に対して移動可能に設けて上下移動機構１１の位置を調整可能としている。
また、従来の多関節ロボット１に備えられる二組のアーム２は、例えば、複数の関節部を有するものであり、即ち多関節ロボット１は、水平多関節型ロボットとして構成される。本実施形態でのアーム２は、第一アーム６（以下、上腕６と呼ぶ）と、上腕６と連結される第二アーム７（以下、前腕７と呼ぶ）と、前腕７と連結されワーク９を保持するハンド部８とを備える。
上腕６の基端は、支持部材１０に駆動軸を介して連結されて、回動可能な関節部３（以下、肩関節部３と呼ぶ）を構成する。この肩関節部３がアーム２の基端の関節部３となる。また、上腕６の先端と前腕７の基端とが駆動軸を介して連結されて、回動可能な関節部４（以下、肘関節部４と呼ぶ）を構成する。また、前腕７の先端とハンド部８とが駆動軸を介して連結されて、回動可能な関節部５（以下、ハンド関節部５と呼ぶ）を構成する。肩関節部３の回転中心軸が同軸上であるように、上下方向に対面するように配置する。
アーム２は、図示しない回転駆動源により肩関節部３と肘関節部４とハンド関節部５とを回動させて、ハンド部８をワーク取り出し・供給方向に移動させる。この際、アーム２では、その機構上、ハンド部８が一方向を向いて、上腕６と前腕７とを伸ばしきった伸長位置と、上腕６と前腕７とを折り畳んだ状態とした縮み位置との間を直線移動するように、伸縮動作を行う。
【特許文献１】特開２００１−２７４２１８（第４頁〜５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液晶用のガラス基板や半導体ウェハ等の薄板状のワークをストッカに出し入れする多関節ロボットは大型化が進み、処理する基板の枚数も増えるとともに短時間で処理することが求められている。このためロボットには、基板を配置するストッカが天井に届くほどの高さになるまで設備自体が大型化するにも関わらず、ストッカにはより多くの基板を配置させ、処理することが望まれている。また、液晶基板や半導体ウェハの生産枚数は、年々多くなっており、生産性を上げるためにロボットには、搬送するスループットが求められている。しかしながら、ロボットは機械部品を含んでいるためにメンテナンスが必要であり、メンテナンス時間もスループットに関わる大きなファクタとなっており、容易にメンテナンスできることが望まれている。
しかしながら、従来の多関節ロボットは、アーム基端にモータやプーリ等を格納し、ハンド部に配置したセンサへケーブルを配線する。このケーブルの曲げ半径を考慮して、上下方向に厚い構造となっている。このために、アームの間隔を狭くすることができないために、ストッカ内の液晶基板や半導体基板を配置する間隔を広く取らざるを得なる問題が生じていた。つまり、ストッカ内に配置できるパネルや基板の枚数が少なくなることから生産性が低下すると言う問題が生じていた。これを回避するために、上下移動機構で出し入れする時にアームの高さを変えることが考えられるが、この場合は、アームを上下に移動させるシーケンスを繰り返すために時間がかかり、作業時間が長くなる等の問題が生じていた。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、生産性を向上させた液晶用のガラス基板や半導体ウェハ等の薄板状のワークをストッカに出し入れする多関節ロボットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、搬送物を載置するハンド部と、前記ハンド部と連結され、少なくとも２つ以上の回転関節を備え、前記ハンド部を１方向に移動するように伸縮し、軸方向に対向するように配置された多関節アームと、前記多関節アームと上下に移動する移動機構とを連結する支持部材と、前記移動機構に備えられた旋回機能を有する台座とからなる多関節ロボットにおいて、少なくとも１つの前記回転関節の回転中心に中空連結孔を備えたものである。
請求項２に記載の発明は、前記中空連結孔にはケーブルが通過するように配置されたものである。
請求項３に記載の発明は、多芯ケーブルの被覆を除去した単芯ケーブルが少なくとも１つの前記回転関節を通過するように配線されたものである。
請求項４に記載の発明は、多芯ケーブルの被覆を除去した単芯ケーブルが少なくとも１つの前記回転関節を、前記回転関節に備えられた中空連結孔を通って、通過するように配線されたものである。
請求項５に記載の発明は、多芯ケーブルの被覆を除去した単芯ケーブルが少なくとも１つの前記回転関節を、前記回転関節に備えられた中空連結孔を通って、前記中空連結孔のいずれか一方の端面で、前記単芯ケーブルが出る際に円周上に単芯ケーブルが通過するように噴水状に配線されたものである。
請求項６に記載の発明は、多芯ケーブルの被覆を除去した単芯ケーブルが少なくとも１つの前記回転関節を通過するように配線され、多芯ケーブルから単芯ケーブルにする際に、単芯ケーブルを固定する結束手段を備えたものである。
請求項７に記載の発明は、前記結束手段が中空連結孔の中空部に備えられたものである。
請求項８に記載の発明は、前記結束手段の断面が略Ｃ型形状で形成され、Ｃ型開口部をねじ等による締結部を有するものである。
請求項９に記載の発明は、前記支持部材に備えられた前記回転関節に中空連結孔を備え、前記回転関節を通過するケーブルが単芯ケーブルからなり、前記中空連結孔を通して配線されたものである。
請求項１０に記載の発明は、搬送物を載置するハンド部と、前記ハンド部と連結され、
少なくとも２つ以上の回転関節を備え、前記ハンド部を１方向に移動するように伸縮し、軸方向に対向するように配置された多関節アームと、前記多関節アームと上下に移動する移動機構とを連結する支持部材と、前記移動機構に備えられた旋回機能を有する台座とからなる多関節ロボットにおいて、前記支持部材に回動自在に連結された上腕の軸方向の厚さが前記支持部材の厚さと同じ厚さまたはそれよりも薄く形成されたものである。
請求項１１に記載の発明は、搬送物を載置するハンド部と、前記ハンド部と連結され、少なくとも２つ以上の回転関節を備え、前記ハンド部を１方向に移動するように伸縮し、軸方向に対向するように配置された多関節アームと、前記多関節アームと上下に移動する移動機構とを連結する支持部材と、前記移動機構に備えられた旋回機能を有する台座とからなる多関節ロボットの配線方法において、前記回転関節に設けられた中空連結孔を通じてケーブルを配線するものである。
請求項１２に記載の発明は、前記回転関節を通過する前記ケーブルが単芯ケーブルで配線されたものである。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１から９および請求項１１と１２に記載の発明によると、回転関節内に中空連結孔を備えることで、回転連結され部材によりケーブルがねじられることなくなる。さらに、この中空連結孔内にケーブルを配線することで、配線用の経路を配置することなくケーブルを配線できるので小型化できる。また、中空連結孔内を通過するケーブルを多芯ケーブルから単芯ケーブルにすることにより、ケーブルの曲陸半径が小さくでき、不要な空間を取り除くことで回転関節の上下方向の厚さを薄くすることができる。
また、請求項１０に記載の発明によると、支持部材に回動自在に連結された上腕の軸方向の厚さが支持部材の厚さと同じ厚さまたはそれよりも薄く形成されたものであるから、回転関節の上下方向の厚さを薄くできるために、アームの間隔を狭くすることができ、ストッカ内の液晶基板や半導体基板を多く配置することができることから生産性を向上することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施例を示す多関節ロボットの斜視図
【図２】本発明の実施例を示す多関節ロボットの上面図
【図３】本発明の実施例を示す多関節ロボットの回転関節の側断面図
【図４】本発明の実施例を示す多関節ロボットの回転関節の上面図
【図５】従来の多関節ロボットの斜視図
【符号の説明】
【０００８】
１  多関節ロボット
２  アーム
２１  上アーム
２２  下アーム
３  肩関節部
４  肘関節部
５  ハンド関節部
６  上腕
７  前腕
８  ハンド部
９  ワーク
１０  支持部材
１１  上下移動機構
１２  コラム
１３  台座
１４  基台
１６  コラムブロック
１７  モータ
１８  プーリ
１９  ベルト
２０  ケーブル
２０１  多芯ケーブル
２０２  単芯ケーブル
２３  中空連結孔
２４  結束手段
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明の多関節ロボットの斜視図である。
本発明の多関節ロボット１は、関節部３，４，５により回転可能に連結されて回転駆動源よる回転力を伝達し所望の動作をさせるアーム２を二組備えている。また、アーム２によりワーク９を保持するハンド部８は図中矢印Ｘで示すワーク９の取り出し・供給方向に直線移動可能であるように構成される。また、二組のアーム２に設けられる基端の関節部３の回転中心軸の関係は、図２に示すように、上アームの基端の関節部３に対してハンド部８の移動方向にずれるように下アームの基端の関節部３が配置するように構成されている。
また、多関節ロボット１は、図示しないストッカの高層化に対応するために複数ブロックに分けられたコラム１２が連結された構造となっている。このように各コラムブロック１６を順次連結することで高層に対応した高さをもつ多関節ロボット１を形成している。本実施例では、４つのコラムブロック１６が連結された構造となっている。
また、アーム２が設けられている支持部材１０を上下に移動させる上下移動部材１１を備えて、アーム２の上下位置を調整可能としている。また、上下移動機構１１の台座１３は回動可能に設けられ、多関節ロボット１を旋回して向きを変えられるようにしている。ここで、上下移動機構１１は、ハンドの移動方向と同方向に配置され、支持部材１０は上下駆動機構１１からハンドの移動方向に対して直交する方向に突出し、アームの基端の関節部３に連結されている。【００１１】
次に、アームの詳細な構造について説明する。アーム２の基端の関節部３には、図３および図４に示すようにアーム２を旋回するモータ１７とこのモータ１７に連結するプーリ１８およびベルト１９等が構成されるとともに、ハンド８に備えられた図示しないセンサのケーブル２０が中空連結孔２３を通じで配線されている。基端の関節部３の厚さを薄くするためには、センサのケーブル２０が上腕６から中空連結孔２３に入る際にケーブル２０を曲げる必要があるが、単芯ケーブルを複数本束ねた多芯ケーブル２０１を曲げると曲率半径が大きくなるために、本発明では曲げ半径を小さくする構造になるように、中空連結孔２３内部から上腕６までの区間で多芯ケーブル２０１の被覆を除去した単芯ケーブル２０２に形成し、中空連結孔２３から上腕６へ単芯ケーブル２０１が出る際に円周上に単芯ケーブル２０２が通過するように噴水状に配線され、上腕６へ配線される。この際、単芯ケーブル２０２から多芯ケーブル２０１にまとめられる際には各々、結束手段２５により単芯ケーブル２０１をまとめられるようになっている。本実施例では、結束手段２５は、連結孔２３内部と上腕６に設けられており、断面略Ｃ型形状でＣ型開口部をねじ等による締結部を有する形状となっている。このような構造により、センサのケーブル２０の曲率半径が小さくでき、基端の関節部３の厚さを支持部材１０の厚さよりも薄くでき、２つのアームの間隔を狭くすること可能となっている。また、本実施例では、支持部材と上腕間の配線構造について述べたが、これに限られるものではなく、上腕と前腕間や前腕とハンド間でも同様の方法により行うことができることは当然である。
本発明が特許文献１と異なる部分は、各関節を通るケーブルが単芯ケーブルで構成され、ケーブルの曲率半径が小さくなることによりアームの軸方向の厚さが薄くなることで２つのアームの間隔が狭く配置されるように形成された部分である。【００１２】
次に、動作について説明する。本発明の多関節ロボット１に備えられる二組のアーム２は、例えば、複数の関節部を有するものであり、即ち多関節ロボット１は、水平多関節型ロボットとして構成される。本実施形態でのアーム２は、従来のアーム２の構造と同様な構造を備えている。
上腕６の基端は、支持部材１０に駆動軸を介して連結されて、回動可能な肩関節部３を構成する。この肩関節部３がアーム２の基端の関節部３となる。また、上腕６の先端と前腕７の基端とが駆動軸を介して連結されて、回動可能な肘関節部４を構成する。また、前腕７の先端とハンド部８とが駆動軸を介して連結されて、回動可能なハンド関節部５を構成する。【００１３】
アーム２は、図示しない回転駆動源により肩関節部３と肘関節部４とハンド関節部５とを回動させて、ハンド部８をワーク取り出し・供給方向に移動させる。この際、アーム２では、その機構上、ハンド部８が一方向を向いて、上腕６と前腕７とを伸ばしきった伸長位置と、上腕６と前腕７とを折り畳んだ状態とした縮み位置との間を直線移動するように、伸縮動作を行なう。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
このようなハンド部に物品を載置して搬送することによって物品の入れ替え作業をすることができるので、厚板や箱状の物品の搬送作業という用途にも適用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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