工件運送機器人的製作方法
2023-04-24 15:17:11
專利名稱：工件運送機器人的製作方法
技術領域：
本發明涉及運送液晶顯示裝置及等離子顯示器板(PDP)的大型玻璃基板以及半導體用大型單晶片等工件的工件運送機器人。
背景技術：
在運送大型玻璃基板等重量大的工件的工件運送機器人中，在機械手上裝載工件在機械手伸長時由於力矩載荷在機械手上產生撓曲。
因此，在以往的工件運送機器人中，例如，在機械手的根部(根)上設置調整螺栓，預先操作調整螺栓調整機械手的仰角，使機械手伸長到最大前進位置(實際使用領域中的終端位置)時機械手成為水平狀態地進行設定。
還有，在大氣中所使用的工件運送機器人，在機械手的根上設置根據馬達的撓曲修正軸，以對應機械手的撓曲。
但是，上述使用調整螺栓型的工件運送機器人，機械手從初始端位置移動到終端位置期間，由於力矩載荷的變動機械手前端將象畫圓弧那樣地動作，因此，裝載於機械手上的工件與作為此工件的運送地點的盒子及裝置階段等的各溝槽及出入口範圍等容易幹擾。因此，為了迴避這樣的幹擾，預先將各溝槽間的間距及出入口範圍的高度設定得很寬大，伴隨於此，需要加大機器人的Z軸方向(上下方向)的行程。
另外，上述使用馬達型的工件運送機器人，在成本高的同時，由於難於對在真空中從馬達及其配線來的脫氣以及馬達配線處理等採取有效的對策，存在現狀不能使用的問題。
本發明的目的在於，解決上述那樣以往的工件運送機器人所存在的問題，在能夠減少Z軸方向的行程的同時，提供能夠謀求成本的降低，而且，能夠在真空中使用的工件運送機器人。
另外，對於工件運送機器人，所謂的標量型機器人(例如，在具有第2臂和第1臂及機械手的同時，內藏皮帶輪及正時皮帶或者鋼帶，在第2臂和第1臂的水平面上的旋轉相位以及第1臂和機械手的水平面上的旋轉相位變化，機械手在水平直線軌道上前進、後退的機器人)及直動型機器人(例如，在固定基礎上滑動基礎水平直線移動的同時，在滑動基礎上機械手水平直線移動的機器人)被世人所知，本發明對於任一種機器人都能夠適用。
發明內容
本發明的工件運送機器人，其特徵在於，將與保持著工件的機械手的前進及後退連動、使上述機械手維持於水平狀態的只根據機械構造的撓曲修正機構設置在上述機械手的根部一側。
本發明的工件運送機器人，在標量型的工件運送機器人中，其特徵在於，設置撓曲修正機構，該撓曲修正機構具有固定在第1臂的前端部的外殼上面側的凸輪盤，上面的高度位置沿圓周方向變化；固定在機械手根部的可動塊，與上述第1臂的前端部的皮帶輪成為一體轉動，並且可繞著該皮帶輪側的水平軸轉動；固定在上述可動塊上的凸輪隨動器，伴隨著上述皮帶輪的轉動在上述凸輪盤的上面上向圓周方向轉動；在保持著工件的機械手前進及後退期間，上述凸輪隨動器通過在上述凸輪盤的上面上向圓周方向轉動，上述可動塊繞著上述水平軸轉動，使上述機械手維持在水平狀態。還有，由臂的下垂起因的上下方向的高度的位移的修正，通過預先指示該臂下垂的個體差使用機器人的上下軸(Z軸)，進行上下位移的修正。
本發明的工件運送機器人，在直動型的工件運送機器人中，其特徵在於，設置撓曲修正機構，該撓曲修正機構具有固定在滑動基礎的上面的凸輪盤，上面的高度位置沿圓周方向變化；可在上述滑動基礎的上面上向前後方向直動的機械手基礎；固定在機械手的根部的可動塊，可繞著上述滑動基礎的水平軸轉動；固定在上述可動塊上的凸輪隨動器，伴隨著上述滑動基礎的直動在上述凸輪盤的上面上向前後方向轉動；在保持著工件的機械手前進及後退期間，上述凸輪隨動器通過在上述凸輪盤的上面上向前後方向轉動，上述可動塊繞著上述水平軸轉動，使上述機械手維持在水平狀態。還有，由臂的下垂起因的上下方向的高度的位移的修正，通過預先指示該臂下垂的個體差使用機器人的上下軸(Z軸)，進行上下位移的修正。
圖1是作為本發明適用例的標量型工件運送機器人的主要部分的俯視圖。
圖2是概念上表示同一機器人的主要部分的側視圖。
圖3是撓曲修正機構的側視圖。
圖4是撓曲修正機構的正視圖。
圖5是撓曲修正機構的俯視圖。
圖6是作為本發明其他適用例的直動型工件運送機器人的主要部分的俯視圖。
圖7是概念上表示同一機器人的主要部分的側視圖。
圖8是概念上表示同一機器人的主要部分的後視圖。
具體實施例方式
下面根據
本發明的實施例。
圖1是作為本發明適用例的標量型工件運送機器人的主要部分的俯視圖，圖2是概念上表示同一機器人的主要部分的側視圖。
在圖1及圖2中分別表示，1是裝載大型玻璃基板等重量大的工件的機械手，2是前端部2a連結在機械手1的根部1a的第1臂，3是前端部3a連結在第1臂2的根部2b的第2臂，第2臂3的根部3b與可向Z軸方向(上下方向)移動且可向θ軸方向(水平面上的圓周方向)旋轉的未圖示的機臺連結。眾所周知，第2臂3、第1臂2及機械手1通過未圖示的驅動機構(皮帶輪、正時皮帶或者鋼帶等)，以圖1所示的點O為固定位置，從圖1及圖2用實線表示的狀態Ss經過圖1及圖2中用點劃線表示的狀態Sm，向圖1及圖2中用雙點劃線表示的狀態Se位移，機械手1在從始端位置到終端位置的直線軌道上前進。還有，眾所周知，第2臂3、第1臂2及機械手1，也向與上述相反的狀態位移，機械手1在與上述前進時同樣的直線軌道上從終端位置後退到始端位置。
在機械手1與第1臂2的連結部位上，設置只根據機械構造的撓曲修正機構4，該撓曲修正機構4用於修正裝載著工件的機械手1在前進及後退時由於力矩負荷的第2臂3、第1臂2及機械手1上產生的撓曲。
撓曲修正機構4具有被固定在第1臂2的前端部2a的外殼2c的上面2d側的凸輪盤41。該凸輪盤41的上面41a的高度位置形成為沿圓周方向變化。即，凸輪盤41的上面41a從機械手1位於始端位置時與後述的凸輪隨動器42接觸的位置開始，直到機械手1位於終端位置時與凸輪隨動器42接觸的位置，形成為高度位置連續地逐漸上升。在機械手的根部1a上固定著可動塊43。該可動塊43在與第1臂2的前端部2a的皮帶輪(未圖示)成為一體轉動的同時，可繞著上述皮帶輪側的水平軸44轉動。在可動塊43上固定著凸輪隨動器42。該凸輪隨動器42伴隨著上述皮帶輪的轉動在凸輪盤41的上面41a上向圓周方向轉動。
這樣構成的撓曲修正機構4，保持著工件的機械手1從始端位置前進到終端位置期間，由於力矩負荷在第2臂3、第1臂2及機械手1上產生俯角方向的撓曲，該俯角方向的撓曲根據機械手1從始端位置前進到終端位置逐漸地增大。其間，凸輪隨動器42在凸輪盤41的上面41a上向圓周方向轉動，如上所述地由於形成為凸輪盤41的上面41a的高度位置逐漸地上升，凸輪隨動器42的高度位置逐漸地上升。伴隨著這樣的凸輪隨動器42的高度位置的上升，可動塊43繞著水平軸44轉動，對於機械手1作用於使其前端部1b上升的方向，換而言之，使機械手1的仰角增大的方向。因而，這樣的機械手1的仰角的增大，與第2臂3、第1臂2及機械手1的俯角方向的撓曲相抵消，機械手1在前進期間維持水平狀態。再有，由於臂自身的撓曲等發生的在臂部的前端的上下位移量，通過機器人主體的上下軸(Z軸)，使其通常保持一定高度地進行修正。
另外，在保持著工件的機械手1與上述相反地從終端位置後退到始端位置期間，進行與上述機械手1前進時相反的動作，機械手1與前進時同樣地維持於水平狀態。
圖3～圖5具體地表示了圖2中概念上表示的撓曲修正機構4，圖3是撓曲修正機構的側視圖，圖4是撓曲修正機構的正視圖，圖5是撓曲修正機構的俯視圖。
在圖3～圖5中分別表示1為機械手，1a為機械手1的根部，2為第1臂，2a為第1臂2的前端部，2c為前端部2a的外殼，2d為外殼2c的上面。
如圖3及圖4所示，在外殼2c的內部設有固定軸2e，在該固定軸2e上可自由轉動地配設可動皮帶輪2f。在可動皮帶輪2f架設正時皮帶或鋼帶等2g，該正時皮帶或鋼帶等2g也架設在第1臂2的圖中未示的根部側的固定皮帶輪上。
如圖3及圖4所示，在第1臂2的前端部2a的外殼2c的上面2d上，固定著蓋體45。在蓋體45的內部的外殼上面2d上，固定著凸輪盤保持部件46，在該凸輪盤保持部件46上，如圖4所示，通過凸輪盤用調整螺絲47固定著凸輪盤41。凸輪盤用調整螺絲47是微調整凸輪盤41的姿勢的部件。凸輪盤41形成為圓環狀，該凸輪盤41的上面41a的高度位置形成為沿圓周方向變化。即，凸輪盤41的上面41a從機械手1位於始端位置時與凸輪隨動器42接觸的位置開始，直到機械手1位於終端位置時與凸輪隨動器42接觸的位置，形成為高度位置連續地逐漸上升。
在蓋體45的內部，如圖3所示，收容著固定在第1臂2的可動皮帶輪2f的水平軸保持部件48。該水平軸保持部件48，如圖5所示，具有自由旋轉地保持水平軸44的軸承部49。在水平軸44的兩端部上，如圖3～圖5所示，固定著可動塊43。可動塊43能夠繞著水平軸44轉動。在可動塊43上，如圖4所示，通過凸輪隨動器用調整螺栓50固定著微調整塊52。在微調整塊52上，固定著可在圓環狀的凸輪盤41的上面41a上向圓周方向轉動的凸輪隨動器42。凸輪隨動器用調整螺栓50是對於可動塊43調整微調整塊52的姿勢，微調整凸輪隨動器42的高度位置的部件。
在可動塊43上固定著機械手1的根部1a。
在這樣構成的撓曲修正機構4中，保持著工件的機械手1從始端位置前進到終端位置期間，凸輪隨動器42在凸輪盤41的上面41a上向圓周方向轉動，如上所述地由於形成為凸輪盤41的上面41a的高度位置逐漸地上升，凸輪隨動器42的高度位置逐漸地上升。伴隨著這樣的凸輪隨動器42的高度位置的上升，可動塊43繞著水平軸44轉動，對於機械手1作用於使其前端部1b上升的方向，換而言之，使機械手1的仰角增大的方向。因而，這樣的機械手1的仰角的增大，與第2臂3、第1臂2及機械手1的俯角方向的撓曲相抵消，機械手1在前進期間維持水平狀態。
還有，在保持著工件的機械手1與上述相反地從終端位置後退到始端位置期間，進行與上述機械手1前進時相反的動作，機械手1與前進時同樣地維持於水平狀態。另外，根據機械手1逐漸前進，機械手1的高度位置由於撓曲而逐漸地下降，該高度位置能夠通過控制可調整Z軸方向(上下方向)的高度位置的機臺進行修正，能夠一邊使機械手1通常保持同樣的高度一邊維持水平狀態。
如以上所說明的那樣，根據本發明的標量型工件運送機器人，保持著重量大的工件的機械手1從始端位置前進到終端位置期間，由於能夠維持在水平狀態，沒有了工件與作為其運送地點的盒子及裝置階段等的各溝槽及出入口範圍等幹擾的擔心。不必將各溝槽間的間距及出入口範圍的高度設定得很寬大，因此，能夠將機器人的Z軸方向(上下方向)的行程設定得很小。
還有，撓曲修正機構4由於只根據機械的構造，與使用馬達型的撓曲修正機構相比，在成本降低的同時，能夠抑制由於無動力的在真空中的脫氣等的發生，即使在真空中也能充分使用。
圖6是作為本發明其他適用例的直動型工件運送機器人的主要部分的俯視圖，圖7是概念上表示同一機器人的主要部分的側視圖，圖8是概念上表示同一機器人的主要部分的後視圖。
在圖6～圖8中分別表示，1為裝載大型玻璃基板等重量大的工件的機械手，11為從機器人主體部突出、可向Z軸方向(上下方向)移動且可向θ方向(水平面上的圓周方向)旋轉的機臺。在機臺11上以水平狀態連結固定著長四方板狀的固定基礎12。在固定基礎12的上面，通過結合在沿長度方向的左右一對軌道13、13中的直線引導槽14、14配置著與固定基礎12大致相同平面形狀的滑動基礎15。在滑動基礎15的上面，通過結合在沿長度方向的左右一對軌道16、16中的直線引導槽17、17配置機械手1。(嚴密地說在機械手1與直線引導槽17、17之間夾置後述的撓曲修正機構6)。眾所周知，滑動基礎15及機械手1通過未圖示的驅動機構(皮帶或者齒條和小齒輪等)，從圖6及圖7用實線表示的狀態Ss經過圖6及圖7用點劃線表示的狀態Sm，向圖6及圖7用雙點劃線表示的狀態Se位移，機械手1在從始端位置到終端位置的直線軌道上前進。還有，眾所周知，滑動基礎15及機械手1，也向與上述相反的狀態位移，機械手1在與上述前進時同樣的直線軌道上從終端位置後退到始端位置。
在機械手1與滑動基礎15的連結部位上，設置只根據機械構造的撓曲修正機構6，該撓曲修正機構6用於修正裝載著工件的機械手1在前進及後退時由於力矩負荷的在固定基礎12、滑動基礎15及機械手1上產生的俯角方向的撓曲。
撓曲修正機構6具有被固定在直線引導槽17、17的左右一對的機械手基礎61，該直線引導槽17、17與滑動基礎15上的左右一對的軌道16、16結合。左右一對的機械手基礎61通過水平軸62被連結。在水平軸62上可自由轉動地配設著可動塊63，可動塊63可繞著水平軸62轉動。在滑動基礎15的上面，沿長度方向固定著長型的凸輪盤64。凸輪盤64，其上面64a的高度位置形成為根據朝向前方前進而連續地逐漸上升。在可動塊63上固定著可在凸輪盤64的上面64a上轉動的凸輪隨動器65。在可動塊63上固定著機械手1的根部1a。
在這樣構成的撓曲修正機構6中，保持著工件的機械手1從始端位置前進到終端位置期間，凸輪隨動器65在凸輪盤64的上面64a上朝向前方轉動，如上所述地由於形成為凸輪盤64的上面64a的高度位置逐漸地上升，凸輪隨動器65的高度位置逐漸地上升。伴隨著這樣的凸輪隨動器65的高度位置的上升，可動塊63繞著水平軸62轉動，對於機械手1作用於使其前端部1b上升的方向，換而言之，使機械手1的仰角增大的方向。因而，這樣的機械手1的仰角的增大，與固定基礎12、滑動基礎15及機械手1的俯角方向的撓曲相抵消，機械手1在前進期間維持水平狀態。再有，由於滑動基礎15自身的撓曲等發生的在滑動基礎前端的上下位移量，通過機器人主體的上下軸(Z軸)，使其通常保持一定高度地進行修正。
還有，在保持著工件的機械手1與上述相反地從終端位置後退到始端位置期間，進行與上述機械手1前進時相反的動作，機械手1與前進時同樣地維持於水平狀態。另外，遵從機械手1逐漸前進機械手1的高度位置由於撓曲而逐漸地下降，該高度位置能夠通過控制可調整Z軸方向(上下方向)的高度位置的機臺11進行修正，能夠一邊使機械手1通常保持同樣的高度一邊維持水平狀態。
如以上所說明的那樣，根據本發明的直動型工件運送機器人，保持著重量大的工件的機械手1從始端位置前進到終端位置期間，由於能夠維持在水平狀態，沒有了工件與作為其運送地點的盒子及裝置階段等的各溝槽及出入口範圍等幹擾的擔心。不必將各溝槽間的間距及出入口範圍的高度設定得很寬大，因此，能夠將機器人的Z軸方向(上下方向)的行程設定得很小。
還有，撓曲修正機構6由於只根據機械的構造，與使用馬達型的撓曲修正機構相比，在成本降低的同時，能夠抑制由於無動力的在真空中的脫氣等的發生，即使在真空中也能充分使用。
根據本發明，在能夠使Z軸方向的行程減少的同時能夠謀求成本的降低，且能在真空中使用。
權利要求
1.一種工件運送機器人，其特徵在於，將與保持著工件的機械手的前進及後退連動、使上述機械手維持於水平狀態的只根據機械構造的撓曲修正機構設置在上述機械手的根部一側。
2.一種工件運送機器人，是標量型的工件運送機器人，其特徵在於，設置撓曲修正機構，該撓曲修正機構具有固定在第一臂的前端部的外殼上面側的凸輪盤，上面的高度位置沿圓周方向變化；固定在機械手的根部的可動塊，與上述第一臂的前端部的皮帶輪成為一體轉動，並且可繞著該皮帶輪側的水平軸轉動；固定在上述可動塊上的凸輪隨動器，伴隨著上述皮帶輪的轉動在上述凸輪盤的上面上向圓周方向轉動；在保持著工件的機械手前進及後退期間，上述凸輪隨動器通過在上述凸輪盤的上面上向圓周方向轉動，上述可動塊繞著上述水平軸轉動，使上述機械手維持在水平狀態。
3.一種工件運送機器人，是直動型的工件運送機器人，其特徵在於，設置撓曲修正機構，該撓曲修正機構具有固定在滑動基礎的上面的凸輪盤，上面的高度位置沿圓周方向變化；可在上述滑動基礎的上面上向前後方向直動的機械手基礎；固定在機械手的根部的可動塊，可繞著上述滑動基礎的水平軸轉動；固定在上述可動塊上的凸輪隨動器，伴隨著上述滑動基礎的直動在上述凸輪盤的上面上向前後方向轉動；在保持著工件的機械手前進及後退期間，上述凸輪隨動器通過在上述凸輪盤的上面上向前後方向轉動，上述可動塊繞著上述水平軸轉動，使上述機械手維持在水平狀態。
全文摘要
工件運送機器人，謀求減少Z軸方向的行程及成本的降低，且能在真空中使用。撓曲修正機構(4)具有上面(41a)的高度位置沿圓周方向變化的凸輪盤(41)；與皮帶輪(2f)成為一體轉動，且可繞著皮帶輪(2f)側的水平軸(44)轉動的可動塊(43)；固定在可動塊(43)上，伴隨著皮帶輪(2f)的轉動在凸輪盤的上面(41a)上向圓周方向轉動的凸輪隨動器(42)；在保持著工件的機械手(1)前進及後退期間，凸輪隨動器(42)通過在凸輪盤的上面(41a)上向圓周方向轉動，可動塊(43)繞著水平軸(44)轉動，使上述機械手(1)維持在水平狀態。由於臂自身的撓曲發生的在臂前端的上下位移量，通過機器人自身的上下軸(Z軸)通常保持一定地修正。
文檔編號B65G49/07GK1418056SQ02145779
公開日2003年5月14日 申請日期2002年10月17日 優先權日2001年10月29日
發明者木全一夫, 中森孝雄, 加藤克彥, 中野清憲 申請人:株式會社愛科技