KR100996562B1 - Multijoint robot - Google Patents
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Abstract
본 발명은 칼럼에 구비된 이동 기구의 지지부에 작용하는 모멘트 하중을 작게 하면서, 다관절 로봇이 점유하는 스페이스를 작게 하는 다관절 로봇을 제공한다.The present invention provides a multi-joint robot which reduces the space occupied by the articulated robot while reducing the moment load acting on the support of the moving mechanism provided in the column.
반송물을 재치하는 핸드부(8)와, 상기 핸드부(8)와 연결되고, 적어도 2개 이상의 회전 관절(3, 4, 5)을 구비하고, 상기 핸드부(8)가 한 방향으로 이동하도록 신축하고, 상하 방향으로 대향하도록 배치된 다관절 암(2)과, 상기 다관절 암(2)을 상하로 이동하는 칼럼(12)에 장착된 이동 기구(11)를 연결하는 지지 부재(10)와, 상기 이동 기구(11)에 구비된 선회 기능을 가지는 대좌(13)로 이루어지는 다관절 로봇(1)에 있어서, 상기 이동 기구(11)가, 상기 다관절 암(2)의 신장 방향과 같은 방향으로 칼럼(12)에 배치되고, 상기 이동 기구(11)에 배치된 상기 다관절 암(2)의 어느 쪽인가 하나의 지지 부재(10)는 상기 다관절 암(2)의 신장 방향과 상기 이동 기구(11)의 이동 방향에 직교하는 방향으로 돌출되어 형성되고, 또 하나의 상기 다관절 암의 지지부재(10)는 신장 방향의 전방으로 뻗은 형상으로 형성되고, 상기 다관절 암(2)과 연결된 것이다.A hand portion 8 on which a conveyed object is placed, and connected to the hand portion 8, and having at least two rotary joints 3, 4, and 5 so that the hand portion 8 moves in one direction. The support member 10 which connects the articulated arm 2 which is stretched and opposed to the up-down direction, and the movement mechanism 11 mounted to the column 12 which moves the articulated arm 2 up and down. And in the articulated robot (1) consisting of a pedestal (13) having a pivoting function provided in the moving mechanism (11), the moving mechanism (11) is the same as the extending direction of the articulated arm (2). Direction of the articulated arm 2, which is arranged on the column 12 in the direction, and is disposed on the moving mechanism 11. It is formed to protrude in a direction orthogonal to the movement direction of the movement mechanism 11, the support member 10 of the another articulated arm is the front of the extension direction As formed in a stretched shape, and is connected to the articulated arm (2).
견관절, 이동축, 모멘트(moment), 다관절 로봇, 핸드부, 관절, 지지 부재 Shoulder, moving shaft, moment, articulated robot, hand part, joint, support member
Description
본 발명은 액정용의 유리 기판이나 반도체 웨이퍼 등의 얇은 판 형상의 피작업물(work)을 스토커(stocker)에 출납하는 다관절 로봇에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
종래의 다관절 로봇으로는 2개의 로봇이 제안되어 있다.Two robots have been proposed as conventional articulated robots.
제1의 다관절 로봇은 견관절부의 회전 중심과 대좌의 회전 중심을 오프셋(offset)함으로써 대좌를 회동시킬 때에 다관절 로봇의 선회 반경을 작게 하는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).It is proposed that the first articulated robot reduces the turning radius of the articulated robot when the pedestal is rotated by offsetting the rotational center of the shoulder and the rotational center of the pedestal (see
제2의 다관절 로봇은 와족형(flog-leg type)의 로봇이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조).As a 2nd articulated robot, the flog-leg type robot is proposed (for example, refer patent document 2).
종래의 제1의 다관절 로봇(1)은, 도 4에 나타내듯이 관절부(3, 4, 5)에 의해 회전 가능하게 연결되어 회전 구동원에 의한 회전력을 전달하여 소망의 동작을 시키는 암(arm)(2)을 2조 구비하여 이루어지는 것으로, 2조의 암(2)에 설치되는 기단의 관절부(3)의 회전 중심축을 상하(또는 축 방향)에 배치하도록 구성되어 있다.The conventional first articulated
다관절 로봇(1)은 2조의 암(2)을 구비하고, 한쪽의 암 구동형 장치(2)를 공급용, 다른 한쪽을 취득용으로 하고, 피작업물(9)의 공급 동작과 다른 피작업물(9) 의 취출 동작을 동시에 하는 것을 가능하게 하고 있다.The articulated robot (1) has two sets of arms (2), one arm-driven device (2) for supply, the other for acquisition, and a different operation than the supply operation of the workpiece (9). It is possible to carry out the take-out operation of the workpiece |
또, 종래의 다관절 로봇(1)은 암(2)에 의해 피작업물(9)을 보유하는 핸드부(8)는 도면 중 화살표 X로 나타내는 피작업물(9)의 취출·공급 방향으로 직선 이동 가능하도록 구성된다.In the conventional articulated
또, 종래의 다관절 로봇(1)은 암(2)이 설치되어 있는 지지 부재(10)를 상하로 이동시키는 이동 부재(11)(이하, 상하 이동 부재(11)라고 함)를 구비하여 암(2)의 상하 위치를 조정 가능하게 하고 있다. 또, 상하 이동 부재(11)의 대좌(13)는 회동 가능하게 설치되고, 다관절 로봇(1)을 선회하여 방향을 바꿀 수 있도록 하고 있다. In addition, the conventional articulated
또한, 본 실시 형태의 다관절 로봇(1)에서는, 도면 중 화살표 Y로 나타내는 방향, 즉 핸드부(8)의 이동 방향과 지지 부재(10)의 상하 이동 방향의 각각에 직교하는 방향으로 대좌(臺座)(13)를 기대(基臺)(14)에 대해서 이동 가능하게 설치하여 상하 이동 부재(11)의 위치를 조정 가능하게 하고 있다.In addition, in the articulated
또, 종래의 다관절 로봇(1)에 구비된 2조의 암(2)은, 예를 들면, 복수의 관절부를 가지는 것으로, 즉 다관절 로봇(1)은 수평 다관절형 로봇으로서 구성된다. 본 실시 형태에서의 암(2)은, 제1 암(6)(이하, 상완(6)이라고 함)과, 상완(6)과 연결되는 제2 암(7)(이하, 전완(7)이라고 함)과, 전완(7)과 연결되고 피작업물(9)을 보유하는 핸드부(8)를 구비한다.In addition, the two sets of
상완(6)의 기단은 지지 부재(10)에 구동축을 통해 연결되어 회동 가능한 관절부(3)(이하, 견관절부(3)라고 함)를 구성한다. 이 견관절부(3)가 암(2)의 기단의 관절부(3)로 된다. 또, 상완(6)의 선단과 전완(7)의 기단이 구동축을 통해 연결되어 회동 가능한 관절부(4)(이하, 팔 관절부(4)라고 함)를 구성한다. 또, 전완(7)의 선단과 핸드부(8)가 구동축을 통해 연결되어 회동 가능한 관절부(5)(이하, 핸드 관절부(5)라고 함)를 구성한다. 견관절부(3)의 회전 중심축이 동축 상이도록, 상하 방향에 대면하도록 배치한다.The proximal end of the
암(2)은 도시하지 않는 회전 구동원에 의해 견관절부(3)와 팔 관절부(4)와 핸드 관절부(5)를 회동시켜 핸드부(8)를 피작업물 취출·공급 방향으로 이동시킨다. 이때 암(2)에서는 그 기구상, 핸드부(8)가 한 방향을 향해 상완(6)과 전완(7)을 다 펼친 신장 위치와, 상완(6)과 전완(7)을 접은 상태로 한 오므린 위치의 사이를 직선 이동하도록 신축 동작을 행한다.The
다음에, 제2의 종래의 다관절 로봇에 대해서 설명한다. 도 5에 나타내듯이 암(101)은, 제1 암(111)(이하, 상완(111)이라고 함)과, 상완(111)과 연결되는 제2 암(112)(이하, 전완(112)이라고 함)과, 전완(112)과 연결되어 피작업물(109)을 보유하는 핸드부(113)를 구비한다.Next, a second conventional articulated robot will be described. As shown in FIG. 5, the
그리고, 상완(111)의 기단은 기대(102)의 구동축에 연결되어 회동 가능한 관절부(114)(이하, 견관절부(114)라고 함)를 구성한다. 또, 상완(111)의 선단과 전완(112)의 기단이 구동축을 통해 연결되어 회동 가능한 관절부(115)(이하, 팔 관절부(115)라고 함)를 구성한다. 또, 전완(112)의 선단과 핸드부(113)의 기부인 칼럼(117a, 117b) 각각이 구동축을 통해 연결되어 회동 가능한 관절부(116)(이하, 핸드 관절부(116)라고 함)를 구성한다.And the base end of the upper arm 111 is connected to the drive shaft of the base 102, and comprises the rotatable joint part 114 (henceforth the shoulder joint 114). Further, the distal end of the upper arm 111 and the proximal end of the
<특허 문헌 1> 일본국 특허공개공보 2001-274218(제4페이지∼5페이지, 도 1, 도 2)<
<특허 문헌 2> 일본국 특허공개공보 1999-333768(제4페이지, 도 4)<
액정용의 유리 기판이나 반도체 웨이퍼 등의 얇은 판 형상의 피작업물을 스토커에 출납하는 다관절 로봇은 대형화가 진행되고, 처리하는 기판의 매수도 증가함과 아울러 단시간에 처리하는 것이 요구되고 있다. 이 때문에 로봇에는, 기판을 배치하는 스토커가 천정에 닿을 정도의 높이로 될 때까지 설비 자체가 대형화함에도 불구하고, 고속, 고정밀도를 실현하는 것이 큰 과제로 되고 있다. 또, 이러한 로봇은 크린룸(clean room) 안에서 가동하기 위해서, 제조 설비의 배치 밀도를 올리기 위해서 다관절 로봇에는 풋프린트(footprint)를 작게 하여 공장에 배치하는 장치와의 간섭이 없도록 선회 반경을 작게 하는 것도 바람직하다.BACKGROUND ART The articulated robot that deposits thin plate-shaped workpieces, such as liquid crystal glass substrates and semiconductor wafers, into a stocker is required to be processed in a short time while increasing the number of substrates to be processed. For this reason, it is a big problem for robots to realize high speed and high accuracy even though the equipment itself is enlarged until the stocker on which the substrate is placed reaches a height that reaches the ceiling. In addition, these robots operate in a clean room, in order to increase the batch density of the manufacturing equipment, and the articulated robots have a small footprint so that the turning radius is small so that they do not interfere with the devices placed in the factory. It is also preferable.
또, 액정 기판이나 반도체 웨이퍼의 생산 매수는 해마다 많아지고 있고, 생산성을 올리기 위해서 스토커 내는 지면으로부터 공장의 천정에 닿을 정도의 높이까지 기판이 배치되어 있고, 로봇에는 스토커 내의 기판의 출납이 가능한 패스 라인(pass line)의 확장과 반송 스루풋(throughput)이 요구되고 있다. 그렇지만, 로봇은 패스 라인을 넓게 하기 위해서 고층화되어 있고, 풋프린트를 작게 하기 위해서 여러 가지 고안되는 한편, 고속 구동에 의한 기계 부품의 파손 등의 문제도 생기고 있다.In addition, the number of production of liquid crystal substrates and semiconductor wafers is increasing year by year, and in order to increase productivity, the substrates are arranged from the ground inside the stocker to the height of the factory ceiling, and the robot has a pass line capable of putting in and out the substrates in the stocker. There is a need for expansion of pass lines and transfer throughput. However, robots are becoming higher in order to widen the pass line, and various designs have been devised to reduce the footprint, and problems such as damage to mechanical components due to high speed driving are also generated.
종래의 제1의 다관절 로봇은, 상하에 배치된 2개의 암의 팔 관절의 돌출 방향이 칼럼에 대해서 반대 방향으로 돌출되도록 구동하기 위해서, 칼럼에 구비된 이동 기구의 지지부에는 큰 모멘트(moment) 하중이 작용하게 되고, 해마다 증가하는 기판의 처리 매수를 반복하여 조작할 때에, 이동 기구의 지지부는 과도한 하중에 의한 피로의 문제가 생겨 빈번하게 유지보수를 할 필요가 있고, 년간의 제조 스루풋(throughput)이 유지보수를 필요로 하기 위해서 저하한다고 하는 문제가 생기고 있었다.In the conventional first articulated robot, a large moment is applied to the support of the moving mechanism provided in the column in order to drive the arm joints of the two arms arranged above and below to protrude in opposite directions with respect to the column. When the load is applied, and the number of substrates to be processed is increased every year, the support of the moving mechanism has a problem of fatigue due to excessive load, which requires frequent maintenance, and a yearly manufacturing throughput. The problem that ") lowers in order to require maintenance" occurred.
또, 종래의 제2의 다관절 로봇은 양쪽 암이 오므러 들었을 때에 양팔 관절부가 좌우 대칭으로 돌출하고, 더블 암(double arm) 형태 로봇의 선회 반경의 영역이 커져 버린다고 하는 문제가 있다. 또한, 2개의 핸드부가 접촉하는 일이 없도록 コ자형 칼럼이 기대 상부의 선회 중심의 외측을 향해 돌출하고 있어 더블 암 형태 로봇의 선회 반경이 더 커져 버린다. 또, コ자형 칼럼의 중량은 크고 더블 암 형태 로봇이 대형화해 버린다고 하는 문제가 생기고 있었다.Moreover, the conventional 2nd articulated robot has a problem that when both arms are retracted, both arm joint parts protrude symmetrically and the area of the turning radius of the double arm type robot becomes large. Further, the U-shaped column protrudes outward of the pivot center at the upper base so that the two hand parts do not come into contact with each other, and the turning radius of the double arm-shaped robot becomes larger. Moreover, the problem that the weight of a Ko-shaped column was large and the double arm type robot became large was created.
이에 대해, 다른 장치에 부딪치는 일이 없도록 더블 암 형태 로봇의 주위에 충분한 스페이스를 마련할 필요가 생기고, 그 만큼 대형의 크린룸과 그것에 부대하는 정화 설비 등의 대형화가 필요하여 고비용으로 된다. 또, 크린룸 내에 있어서의 더블 암 형태 로봇의 점유하는 스페이스가 커진다고 하는 문제가 생기고 있었다.On the other hand, it is necessary to provide a sufficient space around the double arm type robot so as not to collide with other devices, and accordingly, it is necessary to increase the size of the large clean room and the purification equipment accompanying it, resulting in high cost. Moreover, the problem that the space occupied by the double arm type robot in a clean room became large.
다음에, 제2의 다관절 로봇의 2개의 암을 제1의 다관절 로봇의 암으로 치환한 경우에 대해서 검토한다. 이 경우, 한쪽의 암이 안쪽을 돌기 때문에, 칼럼에 구비된 이동 기구의 지지부에 작용하는 모멘트 하중을 저감하는 것이 가능하게 된다. 그렇지만, 한쪽의 암은 안쪽을 돌기 때문에, 암의 팔 관절과 칼럼은 접촉하는 것이 상정(想定)되고, 이것을 회피하기 위해서 지지 부재를 길게함으로써 암의 팔 관절의 선회 반경 내에 칼럼이 들어가지 않도록 된다. 이때 핸드부는 한 방향을 향해 스토커 내의 기판을 출납하기 위해서, 상하에 배치된 암의 지지 부재의 회전 중심은 일치하고 있지 않으면 안되고, 바깥쪽을 도는 지지 부재도 길게 할 필요가 있다. 그렇다면, 다관절 로봇의 선회 반경은 커지고, 점유하는 스페이스가 커진다고 하는 문제가 생기고 있었다.Next, a case where the two arms of the second articulated robot are replaced with the arms of the first articulated robot is examined. In this case, since one arm turns inside, it becomes possible to reduce the moment load acting on the support part of the moving mechanism provided in the column. However, since one arm rotates inward, it is assumed that the arm joint of the arm and the column are in contact with each other, and the column is prevented from entering the turning radius of the arm joint of the arm by lengthening the supporting member to avoid this. . At this time, in order to take out the board | substrate in a stocker toward one direction, the rotation center of the support member of the arm arrange | positioned up and down must coincide, and it is necessary to lengthen the support member which turns outward. Then, the problem that the turning radius of an articulated robot becomes large and the space to occupy becomes large.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어지는 것으로, 칼럼에 구비된 이동 기구의 지지부에 작용하는 모멘트 하중을 작게 하면서, 다관절 로봇이 점유하는 스페이스를 작게 하는 다관절 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.This invention is made | formed in view of such a problem, Comprising: It aims at providing the articulated robot which makes the space occupied by a articulated robot small while reducing the moment load acting on the support part of the movement mechanism provided in the column.
상기 문제를 해결하기 위해 본 발명은 다음과 같이 구성한 것이다.In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
청구항 1에 기재의 발명은, 반송물을 재치하는 핸드부와, 상기 핸드부와 연결되고, 적어도 2개 이상의 회전 관절을 구비하고, 상기 핸드부를 한 방향으로 이동하도록 신축하고, 상하 방향으로 대향하도록 배치된 다관절 암과, 상기 다관절 암을 상하로 이동하는 칼럼에 장착된 이동 기구를 연결하는 지지 부재와, 상기 이동 기구에 구비된 선회 기능을 가지는 대좌로 이루어지는 다관절 로봇에 있어서, 상기 이동 기구가, 상기 다관절 암의 신장 방향과 같은 방향으로 칼럼에 배치되고, 상기 이동 기구에 배치된 상기 다관절 암의 어느 쪽인가 하나의 지지 부재는 상기 다관절 암의 신장 방향과 상기 이동 기구의 이동 방향에 직교하는 방향으로 돌출되 어 형성되고, 또 하나의 상기 다관절 암의 지지 부재는 신장 방향의 전방으로 뻗은 형상으로 형성되고, 상기 다관절 암과 연결된 것이다.Invention of
청구항 2에 기재의 발명은, 상기 다관절 암의 하암(lower arm)의 상기 지지 부재가, 상기 이동 기구에 의해 상기 칼럼의 최하 위치로 이동되었을 때에 상기 대좌에 간섭하지 않도록 상기 핸드부의 이동 방향으로 오프셋(offset)한 형상으로 형성된 것이다.The invention according to
청구항 3에 기재의 발명은, 상하에 배치된 상기 지지 부재의 상기 회전 관절이 상기 다관절 암의 신장 방향으로 오프셋한 위치에 배치된 것이다.In the invention according to
청구항 4에 기재의 발명은, 상하에 배치된 상기 지지 부재의 상기 회전 관절의 어느 쪽이든 한쪽이 상대적으로 상기 핸드부의 이동 방향으로 오프셋한 위치에 배치된 것이다.In the invention described in
청구항 5에 기재의 발명은, 상하에 배치된 상기 지지 부재의 상기 회전 관절의 상측에 배치된 상기 회전 관절이 하측의 상기 회전 관절에 대해서, 상기 다관절 암의 신장 방향으로 오프셋한 위치에 배치된 것이다.According to the invention of
청구항 6에 기재의 발명은, 반송물을 재치하는 핸드부와, 상기 핸드부와 연결되고, 적어도 2개 이상의 회전 관절을 구비하고, 상기 핸드부를 한 방향으로 이동하도록 신축하고, 축 방향에 대향하도록 배치된 다관절 암과, 상기 다관절 암과 상하로 이동하는 칼럼에 장착된 이동 기구를 연결하는 지지 부재와, 상기 이동 기구에 구비된 선회 기능을 가지는 대좌로 이루어지는 다관절 로봇에 있어서, 상기 지지 부재에 배치된 각각의 상기 회전 관절의 회전 중심과, 핸드부의 회전 중심과, 대좌의 회전 중심이 핸드부의 이동 방향의 축선 상에 일치하도록 오프셋하도록 형성된 것이다.The invention described in
청구항 7에 기재의 발명은, 상기 회전 관절의 회전 중심과, 핸드부의 회전 중심과, 대좌의 회전 중심과의 위치 관계가, 상기 핸드부를 인입하도록 이동시켰을 때에, 핸드부의 이동 방향에 관한 축선 상에 전방으로부터 상기 회전 관절의 회전 중심, 대좌의 회전 중심, 핸드부의 회전 중심의 순서로 배치되도록 형성된 것이다. 청구항 8에 기재의 발명은, 반송물을 재치하는 핸드부와, 상기 핸드부와 연결되고, 적어도 2개 이상의 회전 관절을 구비하고, 상기 핸드부를 한 방향으로 이동하도록 신축하고, 상하 방향으로 대향하도록 배치된 다관절 암과, 상기 다관절 암을 상하로 이동하는 칼럼에 장착된 이동 기구를 연결하는 지지 부재와, 상기 이동 기구에 구비된 선회 기능을 가지는 대좌로 이루어지는 다관절 로봇에 있어서, 상하로 배치된 상기 다관절 암의 어느 쪽인가 하나는, 상기 핸드부가 상기 다관절 암의 오므린 위치로부터 신장 위치의 사이를 왕복 이동할 때에, 상기 다관절 암의 팔 관절부가, 상기 핸드부의 이동에 수반하여, 수평 방향으로 또 칼럼에 가까워지도록 선회하여 이동하는 것이다.According to the invention of
청구항 1 및 청구항 5에 기재의 발명에 의하면, 상기 이동 기구가, 상기 다관절 암의 신장 방향과 같은 방향으로 칼럼에 배치되고, 상기 이동 기구에 배치된 상기 다관절 암의 어느 쪽인가 하나의 지지 부재는 상기 다관절 암의 신장 방향과 상기 이동 기구의 이동 방향에 직교하는 방향으로 돌출되어 형성되고, 또 하나의 상기 다관절 암의 지지 부재는 신장 방향의 전방으로 뻗은 형상으로 형성되기 때문에, 접동부(摺動部)로부터의 발진은 직접 액정 기판이나 반도체 웨이퍼에 퇴적하는 일이 없기 때문에, 액정 기판이나 반도체 웨이퍼의 오염을 저감할 수 있음과 아울러, 기판이나 웨이퍼의 생산상의 제품 비율을 향상시킬 수가 있다. 또, 지지 부재는 대좌와 충돌하는 일 없이 상하 이동 기구의 최하면까지 이동할 수가 있어 가동 범위를 넓게 할 수가 있다. 이 때문에 액정 기판이나 반도체 웨이퍼를 출납하는 스토커의 높이가 높게 되지 않아도 스토커 하부에도 액정 기판이나 반도체 웨이퍼를 배치할 수 있게 되고, 기판이나 웨이퍼의 매수는, 상하 이동 기구의 가동 범위를 넓게 할 수 있기 때문에, 많이 배치할 수 있게 된다. 이러한 것으로부터 공장 전체의 생산성은 높아지게 된다.According to the invention of
청구항 3 내지 청구항 5에 기재의 발명에 의하면, 상하에 배치된 상기 지지 부재의 상기 회전 관절이 상대적으로 오프셋한 위치에 배치됨으로써, 회전 관절에 구비된 기구 부품의 유지보수가 용이하게 되고, 다관절 암 자체를 떼어내는 일 없이 유지보수를 할 수 있으므로, 유지보수 시간을 고려한 스루풋이 향상하고 생산성이 높아진다.According to the invention of
청구항 6 및 청구항 7에 기재의 발명에 의하면, 상기 지지 부재에 배치된 상기 회전 관절의 회전 중심과, 핸드부의 회전 중심과, 대좌의 회전 중심이 핸드부의 이동 방향의 축선 상에 일치하도록 오프셋하도록 형성됨으로써, 핸드(hand)가 액정 기판이나 반도체 웨이퍼를 인입한 위치에 오는 경우, 대좌의 회전 기능에 의해 선회해도 기판이나 웨이퍼의 선회 반경으로부터 돌출하는 일 없이 선회할 수 있으므 로, 풋프린트를 작게 하여 공장에 배치하는 장치와의 간섭이 없도록 로봇를 배치할 수 있다. 또, 핸드의 회전 중심과, 대좌의 회전 중심이 축선 상에 일치하므로, 기판이나 핸드의 하중이 균등하게 작용하기 때문에 다관절 암이 신장 또는 오므린 위치로 이동할 때에 편하중에 의한 롤링(rolling)이나 요잉(yawing)이 생기지 않는 구성으로 되어 고속 또한 고정밀도로 기판을 반송하는 것이 가능하다.According to the invention of
청구항 8에 기재의 발명에 의하면, 상하로 배치된 상기 다관절 암의 어느 쪽인가 하나는, 상기 핸드부가 상기 다관절 암의 오므린 위치로부터 신장 위치의 사이를 왕복 이동할 때에, 상기 다관절 암의 팔 관절부가, 상기 핸드부의 이동에 수반하여, 수평 방향으로 또한 칼럼에 가까워지도록 선회하여 이동하므로 칼럼에 구비된 이동 기구에 설치된 지지부에 작용하는 모멘트 하중을 작게 할 수가 있고, 과도한 하중에 의한 피로의 문제를 일으키지 않기 때문에 빈번하게 유지보수를 행할 필요가 없어져 년간의 제조 스루풋이 향상한다.According to the invention of
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 도를 참조하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to drawings.
<실시예 1> ≪ Example 1 >
도 1은 본 발명의 다관절 로봇의 상면도이다. 도 2는 본 발명의 다관절 로봇의 정면도이다.1 is a top view of the articulated robot of the present invention. 2 is a front view of the articulated robot of the present invention.
본 발명의 다관절 로봇(1)은, 관절부(3, 4, 5)에 의해 회전 가능하게 연결되어 회전 구동원에 의한 회전력을 전달하여 소망의 동작을 시키는 암(2)이 대향하도록 2조 구비하고 있다. 또, 암(2)에 의해 피작업물(9)을 보유하는 핸드부(8)는 도 면 중 화살표 X로 나타내는 피작업물(9)의 취출·공급 방향으로 직선 이동 가능하도록 구성된다. 즉, 핸드부(8)는 한 방향을 향해 암(2)의 오므린 위치로부터 신장 위치의 사이를 왕복 이동한다. 이때 상암(upper arm)(21)의 관절부(4)는 핸드부(8)의 이동에 수반하여, 수평 방향으로 칼럼(12)에 가까워지도록 선회하여 피작업물(9)의 취출 위치(상암(21)의 신장 위치)로부터 상암(21)의 오므린 위치로 이동하는 것이다. 또, 하암(lower arm)(22)의 관절부(4)는 핸드부(8)의 이동에 수반하여, 수평 방향으로 칼럼(12)으로부터 멀어지도록 선회하여 피작업물(9)의 취출 위치(상암(21)의 신장 위치)로부터 상암(21)의 오므린 위치로 이동하는 것이다.The articulated robot (1) of the present invention is provided with two sets so that the arms (2) which are rotatably connected by the joint parts (3, 4, 5) and transmit the rotational force by the rotation driving source to perform the desired motions face each other. have. Moreover, the
또, 2조의 암(2)에 설치되는 기단의 관절부(3)의 회전 중심축의 관계는, 도 2에 나타내듯이, 하암(22)의 기단의 관절부(3)에 대해서 피작업물(9)의 취출·공급 방향으로 어긋나도록 상암(21)의 기단의 관절부(3)가 배치되도록 구성되어 있다. 이 때문에, 상암(21)의 기단의 관절부(3)가 장착되는 지지 부재(10)는, 칼럼(12)에 장착된 상하 이동 부재(11)로부터, 핸드부(8)의 취출·공급 방향, 즉 상암(21)의 신장 방향의 전방으로 뻗은 형상으로 형성되어 있다. 이러한 구성을 취함으로써, 상암(21)의 관절부(4)가 칼럼(12)에 가까워지도록 선회해도 칼럼(12)에 접촉하는 일 없이 선회할 수 있는 것이다. 또, 상암(21)의 관절부(4)가 칼럼(12)에 가까워지도록 선회함으로써, 칼럼(12)에 구비된 상하 이동 부재(11)에 설치된 도시하지 않은 지지부에 작용하는 모멘트 하중이 작게 할 수 있음과 아울러, 다관절 로봇의 종래의 선회 반경을 크게 하는 일이 없기 때문에 다관절 로봇이 점유하는 스페이스를 크게 하는 일이 없다.Moreover, as shown in FIG. 2, the relationship of the rotation center axis of the
또, 암(2)이 설치되어 있는 지지 부재(10)를 상하로 이동시키는 상하 이동 부재(11)를 칼럼(12)에 구비하여 암(2)의 상하 위치를 조정 가능하게 하고 있다. 또, 상하 이동 부재(11)의 대좌(13)는 회동 가능하게 설치되어 다관절 로봇(1)을 선회하여 방향을 바꿀 수 있도록 하고 있다. 여기서, 상하 이동 부재(11)는 핸드부(8)의 이동 방향, 즉 피작업물(9)의 취출·공급 방향(암(2)의 신장 방향)과 같은 방향으로 배치되고, 하암(22)의 지지 부재(10)는 상하 구동 기구(11)로부터 핸드부(8)의 이동 방향에 대해서 직교하는 방향으로 돌출하고, 암(2)의 기단의 관절부(3)에 연결되어 있다. 또, 암(2)이 상하 이동 부재(11)에 의해 하부에 이동했을 때에, 대좌(13)에 간섭하지 않도록 도 1에 나타내듯이 핸드부(8)의 이동 방향 즉 피작업물(9)의 취출·공급 방향(암(2)의 신장 방향)으로 오프셋한 형상을 형성하고 있다.Moreover, the
본 발명이 특허 문헌 1과 다른 부분은, 상하 이동 부재(11)와 하암(22)의 기단의 관절부(3)를 연결하는 지지 부재(10)가 핸드부의 이동 방향에 직교하도록 돌출하고, 한편 하암(22)과 연결하는 지지 부재(10)가 대좌(13)에 간섭하지 않도록 핸드부의 이동 방향으로 오프셋한 것처럼 형성되고, 하암(22)의 기단의 관절부(3)에 대해서 피작업물(9)의 취출·공급 방향으로 어긋나도록 상암(21)의 기단의 관절부(3)가 배치되도록 구성되고, 상암(21)의 관절부(4)는 핸드부(8)의 이동에 수반하여 수평 방향으로 칼럼(12)에 가까워지도록 선회하여 피작업물(9)의 취출 위치(상암(21)의 신장 위치)로부터 상암(21)의 오므린 위치로 이동하는 부분이다.The part which this invention differs from
다음에, 동작에 대해서 설명한다. 본 발명의 다관절 로봇(1)에 구비된 2조의 암(2)은, 예를 들면, 복수의 관절부를 가지는 것으로, 즉 다관절 로봇(1)은 수평 다관절형 로봇으로서 구성된다. 본 실시 형태에서의 암(2)은 종래의 암(2)의 구조와 마찬가지의 구조를 구비하고 있다.Next, the operation will be described. The two sets of
상완(6)의 기단은 지지 부재(10)에 구동축을 통해 연결되어 회동 가능한 견관절부(3)를 구성한다. 이 견관절부(3)가 암(2)의 기단의 관절부(3)로 된다. 또, 상완(6)의 선단과 전완(7)의 기단이 구동축을 통해 연결되어 회동 가능한 팔 관절부(4)를 구성한다. 또, 전완(7)의 선단과 핸드부(8)가 구동축을 통해 연결되어 회동 가능한 핸드 관절부(5)를 구성한다.The proximal end of the
암(2)은 도시하지 않는 회전 구동원에 의해 견관절부(3)와 팔 관절부(4)와 핸드 관절부(5)를 회동시켜 핸드부(8)를 피작업물 취출·공급 방향으로 이동시킨다. 이 때 암(2)에서는 그 기구상 핸드부(8)가 한 방향을 향해 상완(6)과 전완(7)을 다 펼친 신장 위치와 상완(6)과 전완(7)을 접은 상태로 한 오므린 위치의 사이를 직선 이동하도록 신축 동작을 행한다.The
여기서, 본 실시예의 다관절 로봇(1)의 선회 반경에 대해서 하암(22)을 이용하여 설명한다. 도 3에 나타내는 암(22)의 오므린 위치에 있어서, 핸드부(8)에 의해 보유되는 피작업물(9)의 중심이 대좌(13)의 회전 중심과 일치하도록 설계되어 있다. 또 견관절부(3)의 회전 중심과, 핸드 관절부(5)의 회전 중심과, 대좌(13)의 회전 중심이 핸드부(8)의 이동 방향의 축선 상에 일치하도록 오프셋함으로써 대좌(13)를 회동시킬 때에 다관절 로봇(1)의 주위에 필요로 하는 최소 영역원(15)으로부터 팔 관절부(4)나 핸드부(8)가 돌출하는 일이 없도록 하여 다관절 로봇(1)의 선회 반경을 작게 할 수가 있다. Here, the turning radius of the articulated
다음에 상하 방향의 동작에 대해서 도 2를 이용하여 설명한다. 암(2)은 지지 부재(10)에 장착되고, 상하 이동 부재(11)로 상하 방향으로 도시하지 않는 콘트롤러(controller)의 지령에 의해 이동한다. 도 2 및 도 3에 나타내듯이 하방으로 이동할 때에는, 지지 부재(10)가 대좌(13)에 충돌하지 않도록 핸드(8)의 이동 방향으로 오프셋한 형상을 형성하고 있기 때문에 지지 부재(10)는 상하 이동 부재(11)의 최하점의 이동 위치까지 하강하는 것이 가능하다.Next, the operation in the vertical direction will be described with reference to FIG. 2. The
또, 본 발명에서는, 견관절, 팔 관절과 핸드 관절의 회전 관절을 가지는 다관절 로봇에 대해서 서술했지만, 핸드 관절부가 고정된 다관절 로봇에 대해서도 동일한 작용 및 효과를 가지는 것은 당연하다.In addition, in this invention, although the articulated robot which has the rotation joint of a shoulder joint, an arm joint, and a hand joint was described, it is natural that it has the same effect and effect also about the articulated robot with a fixed hand joint part.
도 1은 본 발명의 실시예를 나타내는 다관절 로봇의 상면도이다.1 is a top view of an articulated robot showing an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예를 나타내는 다관절 로봇의 정면도이다.2 is a front view of an articulated robot showing an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예를 나타내는 다관절 로봇의 선회 반경을 나타내는 도이다.3 is a view showing a turning radius of the articulated robot according to the embodiment of the present invention.
도 4는 종래의 제1의 다관절 로봇의 사시도이다.4 is a perspective view of a conventional first articulated robot.
도 5는 종래의 제2의 다관절 로봇의 상면도이다.5 is a top view of a conventional second articulated robot.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> <Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 다관절 로봇1 articulated robot
2 암(arm)2 arm
21 상암(upper arm) 22 하암(lower arm)21
3 견관절부3 shoulder joint
4 팔 관절부4-arm joint
5 핸드 관절부5 Hand joint
6 상완 7 전완6
8 핸드부8 Hand
9 피작업물(work)9 Workpiece
10 지지 부재 11 상하 이동 기구10
12 칼럼(column)12 column
13 대좌(臺座) 14 기대(基臺)13
15 최소 영역원15 minimum area
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