(57)【要約】【課題】本発明は、簡単な構造の上下軸機構を備えた搬送ロボットを提供する。【解決手段】ワークを一方向に搬送するアーム部５と、前記アーム部５を昇降させるリンク機構２からなる昇降機構を備えた搬送ロボットにおいて、前記リンク機構２が、少なくとも２つの前記リンク機構２、３を備え、互いに直交する回転軸Ｒ１軸、Ｒ２軸に沿ってリンク６、７が回転動作をすることで前記アーム部５を昇降させるとするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを一方向に搬送するアーム部と、前記アーム部を昇降させるリンク機構からなる昇降機構を備えた搬送ロボットにおいて、
前記リンク機構は、少なくとも２つの前記リンク機構を備え、互いに直交する回転軸に沿ってリンクが回転動作をすることで前記アーム部を昇降させることを特徴とする搬送ロボット。
【請求項２】
前記リンク機構は、少なくとも２つの前記リンクから形成され、前記リンクの一端は、軸受を介して固定ベースに取り付けられたことを特徴とする請求項１記載の搬送ロボット。
【請求項３】
前記リンク機構は、少なくとも２つの前記リンクから形成され、前記リンクの一端は、軸受を介してアームベースに取り付けられたことを特徴とする請求項１記載の搬送ロボット。
【請求項４】
前記リンク機構は、少なくとも２つの前記リンクから形成され、固定ベースに取り付けられた軸受の回転軸と、アームベースに取り付けられた軸受の回転軸が同軸方向に形成されたことを特徴とする請求項１記載の搬送ロボット。
【請求項５】
前記リンク機構は、少なくとも２つの前記リンク機構を備え、前記リンク機構の前記リンクは固定ベースおよびアームベースに軸受を介して取り付けられ、前記軸受の回転軸は同軸方向に形成され、互いの前記リンク機構の前記軸受の回転軸は直交するように配置されたことを特徴とする請求項１記載の搬送ロボット。
【請求項６】
前記リンク機構は、少なくとも２つの前記リンクから形成され、前記リンクの連結部に駆動用のモータを備えたことを特徴とする請求項１記載の搬送ロボット。
【請求項７】
前記リンク機構は、少なくとも２つの前記リンクから形成され、前記リンクの連結部に備えられたモータの出力を増幅する減速機が第１の前記リンクの連結部に備えられたことを特徴とする請求項１記載の搬送ロボット。
【請求項８】
少なくとも２つの前記リンク機構は、ともに少なくとも２つの前記リンクから形成され、いずれか一方の前記リンク機構の前記リンクの連結部にモータが備えられたことを特徴とする搬送ロボット。
【請求項９】
前記リンク機構は、少なくとも２つの前記リンクから形成され、各々の前記リンクの長さが同じ長さから形成されたことを特徴とする請求項１記載の搬送用ロボット。
【請求項１０】
ワークを一方向に搬送するアーム部と、前記アーム部を昇降させるリンク機構からなる昇降機構を備えた搬送ロボットにおいて、
前記リンク機構は、少なくとも２つの前記リンク機構を備え、互いに直交する回転軸に沿ってリンクが回転動作をすることで前記アーム部を昇降させ、前記リンクは少なくとも２つから形成され、前記リンクと前記アームを取り付けるアームベース間にバランサを備えたことを特徴とする搬送ロボット。
【請求項１１】
ワークを一方向に搬送するアーム部と、前記アーム部を昇降させるリンク機構からなる昇降機構を備えた搬送ロボットにおいて、
前記リンク機構は、固定ベースとアームベース部間に少なくとも２つを備えて閉リンクを形成し、互いの前記リンク機構の回転軸が直交する関係で形成され、少なくとも２つを備えるリンクの連結部にアクチュエータが備えられたことを特徴とする搬送ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの取り出し及び供給を行う搬送するロボットであって、特に、ロボットのアームを上下させる上下機構の構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、クリーンルーム内の液晶用のガラス基板などを搬送するワーク搬送ロボットにおいては、クリーン環境空間を最小限に抑えて、効率良く製造装置を配置したいために、ワーク搬送のパスラインを低く、上下軸ストロークを長く確保することを要求される。
このような要求から、従来の搬送ロボットに適用される上下機構には、例えば伸縮するリンク式のものが適用される（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
図５、図６を用いて従来の搬送ロボットについて説明する。固定ベース２２に回転自在に軸支された第１アーム２０と、この第１アーム２０に回転自在に軸支された第２アーム２１と、この第２アーム２１の他端部に回転自在に軸支された旋回ベース２３から構成され、上記第１アーム２０と平行四辺形を構成する第１平行リンク２７とこの第１平行リンク２７とリンクを介して連結されて、上記第２アーム２１と平行四辺形を構成する第２平行リンク２８を旋回ベース２３に連結してこの旋回ベース２３を水平に保持されている。固定ベース２２に固定された第１減速機２４の出力側に第１アーム２０は固定され、第１アーム２０に固定された第２減速機２５の出力側に第２アーム２１は固定されている。第１アーム２０にモータ２６を取付けて、その回転駆動力をベルト連結を介して第１減速機２４に伝達させ、減速機の出力側を回転させて減速機の出力側に固定させた第１アーム２０を回転させる。第２アーム２１は第１アーム２０のモータ２６の回転駆動力をベルト連結を介して第２減速機２５に伝達し、第２アーム２１を回転駆動する。上記構成において、第１軸Ｕ１がθ１だけ時計方向回転し、第２軸Ｕ２がθ２だけ反時計方向に回転する場合、θ２＝２Ｘθ１の関係が成立する機構構成の場合は、Ｚ軸上を直線的に上下に動作する。
上記構成であれば、下段時のロボットのパスラインが低く抑えられ、上段時には高い位置でワーク搬送ができる。そのため、上下軸ストロークを長く確保することができる。
【特許文献１】特開２０００−２４９６６号公報
【特許文献２】特開２００３−２７５９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
搬送ロボットには、パスラインを低くするとともに、高層位置でのワーク搬送を実現する要求は当然あるが、このような搬送ロボットは、クリーンルームの中で用いられるために、できるだけクリーンルームの容積を小さくして使用電力を抑えることが考えられている。そのためには、従来の搬送ロボットのようにパスラインを低くして高層位置でも搬送可能にすることは当然であるが、液晶基板等が配置されたラックは密集配置されており、その間で搬送ロボットは作業を行う。このような密集配置を実現するためには、床の耐圧も考慮する必要があり、搬送ロボットの軽量化も要求されている。
また、一日あたり数万枚の液晶基板の生産が行われている中で、生産ラインは当然２４時間体制で生産されている。製造を止めるような事態はあってはならないことであり、それは搬送ロボットにも当然要求される項目となっている。
しかしながら、従来の搬送ロボットでは、上下軸ストロークを長くすると、上記構成の場合は、各リンクの長さが長くなり、  減速機、モータ、アームにかかる負荷が増大するため、更に容量の大きい減速機、モータや使用することや、たわみ防止の剛性対策も必要になり、ロボット自身の幅が大きくなり、ロボット重量も増大する。そのために、設置部の強度増強が必要となるといった問題が生じていた。
また、モータ１個で減速機２個配置しているため、複雑な回転駆動力伝達構成のため、駆動軸、支持するための軸受け、プーリ、ベルトが必要となり部品点数が多くなることで、信頼性が低下する原因となっており、頻繁に定期点検が必要となるなどの製造ラインを停止する必要があるなど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、簡単な構造の上下軸機構を備えた搬送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】
【０００４】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、ワークを一方向に搬送するアーム部と、前記アーム部を昇降させるリンク機構からなる昇降機構を備えた搬送ロボットにおいて、前記リンク機構が、少なくとも２つの前記リンク機構を備え、互いに直交する回転軸に沿ってリンクが回転動作をすることで前記アーム部を昇降させるとするものである。
また、請求項２記載の発明は、前記リンク機構が、少なくとも２つの前記リンクから形成され、前記リンクの一端は、軸受を介して固定ベースに取り付けられたものである。
また、請求項３記載の発明は、前記リンク機構が、少なくとも２つの前記リンクから形成され、前記リンクの一端は、軸受を介してアームベースに取り付けられたものである。
また、請求項４記載の発明は、前記リンク機構が、少なくとも２つの前記リンクから形成され、固定ベースに取り付けられた軸受の回転軸と、アームベースに取り付けられた軸受の回転軸が同軸方向に形成されたものである。
また、請求項５記載の発明は、前記リンク機構が、少なくとも２つの前記リンク機構を備え、前記リンク機構の前記リンクは固定ベースおよびアームベースに軸受を介して取り付けられ、前記軸受の回転軸は同軸方向に形成され、互いの前記リンク機構の前記軸受の回転軸は直交するように配置されたものである。
また、請求項６記載の発明は、前記リンク機構が、少なくとも２つの前記リンクから形成され、前記リンクの連結部に駆動用のモータを備えたものである。
また、請求項７記載の発明は、前記リンク機構が、少なくとも２つの前記リンクから形成され、前記リンクの連結部に備えられたモータの出力を増幅する減速機が第１の前記リンクの連結部に備えられたものである。
また、請求項８記載の発明は、少なくとも２つの前記リンク機構が、ともに少なくとも２つの前記リンクから形成され、いずれか一方の前記リンク機構の前記リンクの連結部にモータが備えられたものである。
また、請求項９記載の発明は、前記リンク機構は、少なくとも２つの前記リンクから形成され、各々の前記リンクの長さが同じ長さから形成されたものである。
また、請求項１０記載の発明は、ワークを一方向に搬送するアーム部と、前記アーム部を昇降させるリンク機構からなる昇降機構を備えた搬送ロボットにおいて、前記リンク機構が、少なくとも２つの前記リンク機構を備え、互いに直交する回転軸に沿ってリンクが回転動作をすることで前記アーム部を昇降させ、前記リンクは少なくとも２つから形成され、前記リンクと前記アームを取り付けるアームベース間にバランサを備えたものである。
また、請求項１１記載の発明は、ワークを一方向に搬送するアーム部と、前記アーム部を昇降させるリンク機構からなる昇降機構を備えた搬送ロボットにおいて、
前記リンク機構は、固定ベースとアームベース部間に少なくとも２つを備えて閉リンクを形成し、互いの前記リンク機構の回転軸が直交する関係で形成され、少なくとも２つを備えるリンクの連結部にアクチュエータが備えられたものである。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１乃至１１記載の発明によると、少なくとも２つのリンク機構が直交するように配置されることにより、回転自在に支持する軸受が互いのモーメント荷重を軸受のスラスト荷重として許容できるので、モータ負荷が軽減されために、駆動源として用いられるモータや減速機が小型化される。このために、搬送ロボット自体の重量が軽量化され、製造ラインへの密集配置が実現できる。また、使用する駆動用モータをリンク機構のいずれか一方に備えることによりさらなる軽量化も可能となる。さらに、バランサを用いることでモータや減速機が、さらに小型化できるので軽量化が可能となり、密集配置が可能となる。
また、リンク機構に少なくとも２つのリンクが用いられ、リンクの連結部に駆動用モータおよび減速機を配置して２つのリンクを駆動するようにしたことで、駆動機構の部品点数が少なくなったことから故障確率が低減され、信頼性が向上し、定期的なメンテナンスの必要性もなくなり、生産性を向上することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
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】
【０００７】
図１に本発明の第１の実施形態における搬送ロボットを示す。１は固定ベース、２は第１リンク機構、３は第２リンク機構、４はアームベース部、５はアーム部である。
第１リンク機構２は固定ベース１に回転自在に一端が支持され、他端はアームベース部４に回転自在に支持されている。また、第１リンク機構２は、第１及び第２のリンク６、７で構成されている。第１リンク６と第２リンク７の連結部には、第１リンク機構２を紙面上下方向に移動させるリンク駆動用モータ１１が配設されている。
第２リンク機構３は、第１リンク機構２と同様の構成であるが、第１リンク機構２とは、固定ベース１面内で、アーム部による搬送方向に関して回転軸であるＲ１軸およびＲ２軸が直交するように配置されている。
アームベース部４の下面には、第１及び第２リンク機構２、３が回転自在に取り付けられ、上面には、アーム部５が備えられている。アーム部５は、複数のリンク機構からなり、不図示の搬送用のハンド部を備えている。アーム部５のリンク機構は、各関節が回転することにより一方向に伸縮および引き込み動作をするものである。
本発明が従来の搬送ロボットと異なる点は、搬送ハンドを昇降する上下移動機構が２組のリンク機構からなり、互いにリンクの回転軸がハンドの移動方向に関して直交する関係を有する部分である。
【０００８】
次に、図２を用いてリンク機構の詳細について説明する。本説明では左側面図を用いることから第２リンク機構３で説明する。第２リンク機構３は、第１リンク６の一端が固定ベース１に軸受８を介してＲ２軸について回転自在に取り付けられている。また、第１リンク６の他端は、第２リンク７の一端と連結され、第２リンク７の他端はアームベース部４に軸受９を介して回転自在に取り付けられている。ここで、固定ベース１に取り付けられた軸受８とアームベース部４に取り付けられた軸受９はともに回転軸がＲ２軸で同軸となるように備えられている。
第１リンク６と第２リンク７の連結部には、リンク駆動用モータ１１が取り付けられている。第１リンク６の内部には減速機１０が備えられ、リンク駆動用モータ１１の出力が伝達される構成となっている。また、減速機１０の出力軸は、第２リンク７の一端に伝達される構成となっている。また、第１リンク６と第２リンク７の長さは、リンク駆動用モータ１１による回転角度が、第１リンク６と第２リンク７が同じ角度θで回転して同じ昇降移動量となるように、同じ長さで形成されている。
【０００９】
次に、動作について図１から３を用いて説明する。リンク駆動用モータ１１が駆動すると、出力は減速機１０を介して第２リンク７に伝達され、図１に示す角度θだけ相対的に回転する。第１リンク６の他端部と第２リンク７の他端部は回転自在の軸受８、９にて支持されているため、アームベース部４は水平を保持した状態で昇降動作する。つまり、第１リンク機構２と第２リンク機構３は、固定ベース１とアームベース部４との間で閉リンクを構成しており、第１リンク機構２の第１リンク６と第２リンク７の連結部に備えられたリンク駆動用モータ１１の減速機１０を介して第２リンク７に作用するとともに、第１インク６は固定ベース１に軸受８に回転自在に支持されているので、その反力が第１リンク６に作用することから、リンク駆動用モータ１１により第１リンク６および第２リンク７を動作させることが可能となる。このように、本実施例では、第１リンク６と第２リンク７の連結部に、第１リンク機構２および第２リンク機構３のそれぞれにリンク駆動用モータ１１を備えたが、いずれか一方にリンク駆動用モータを備えるだけでも良いことになる。
また、本実施例に従って、さらに説明する。第１リンク機構２および第２リンク機構３に備えられたリンク駆動用モータ１１の回転角度は、昇降する際に互いに同じ角度で動作している。また、使用される減速機１０の速比も互いに同じである。さらにリンク駆動用モータ１１を回転させると、図３に示すような最下位置まで移動することができる。
【００１０】
アームベース部４を水平に保持した姿勢の場合、各リンク機構２、３の軸受８、９には、モーメント荷重が作用する。しかしながら、第１リンク機構２と第２リンク機構３は互いに直交する構成であることから、たとえば、図１に示す第２リンク機構のモーメントＭは、第１リンク機構２の軸受８、９のスラスト荷重として支持することができ、リンク駆動用モータ１１の負荷として支持する必要がない。
本発明では、アームベース部の昇降機構を２つのリンク機構で構成した例を用いて説明したが、より高いところまで動かしたければ３つ以上のリンク機構にしても作用は当然同じである。また、リンク機構を固定ベースに取り付けた例について説明したが、走行台車に備えても良く、ハンドを駆動するアーム部も１本に限定されるものでもない。
【実施例２】
【００１１】
本発明の第２の実施例について図４を用いて説明する。第１の実施例と同じ部位について説明を省略して説明する。１３はバランサである。
第２実施例が第１実施例と異なる点は、第１リンクとアームベース部間にバランサを備えた部分である。
バランサ１３を備えたことで、各リンク機構２、３を駆動するリンク駆動モータ１１および減速機の負荷を低減でき、小型のモータおよび減速機を用いることにより装置全体の軽量化が可能とである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施例の斜視図
【図２】本発明の第１の実施例の左側面図
【図３】本発明の第１の実施例のアームが最下位置に移動した状態を示す左側面図
【図４】本発明の第２の実施例の斜視図
【図５】従来の搬送ロボットの側面図
【図６】従来の搬送ロボットの正面図
【符号の説明】
【００１３】
１．固定ベース
２．第１リンク機構
３．第２リンク機構
４．アームベース
５．アーム部
６．第１アーム
７．第２アーム
８．軸受け
９．軸受け
１０．減速機
１１．リンク駆動用モータ
２０．第１アーム
２１．第２アーム
２２．固定ベース
２３．旋回ベース
２４．第１減速機
２５．第２減速機
２６．モータ
【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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【図６】
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