工业用机器人的制作方法
【专利说明】工业用机器人
[0001]本发明专利申请是国际申请号为PCT/JP2013/077920，国际申请日为2013年10月15日，进入中国国家阶段的申请号为201380022507.0，名称为“工业用机器人”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种在真空中使用的工业用机器人。
【背景技术】
[0003]以往，众所周知在真空中搬送基板的真空机器人(例如参照专利文献I)。专利文献I中记载的真空机器人包括:手部，其装载基板；臂，其前端侧连接有手部；以及主体部，其连接有臂的基端侧。臂包括:臂底座，其可转动地连接于主体部；第一臂，其基端侧可转动地连接于臂底座；以及第二臂，其基端侧可转动地连接于第一臂的前端侧。并且，臂包括:第一连杆，其基端侧可转动地连接于臂底座；第二连杆，其基端侧可转动地连接于第一连杆的前端侧；第一连接连杆，其连接第一臂的前端侧与第一连杆的前端侧；以及第二连接连杆，其连接第二臂的前端侧与第二连杆的前端侧。
[0004]在专利文献I记载的真空机器人中，臂底座和第一臂形成为中空状。并且，第二臂、第一连杆、第二连杆、第一连接连杆以及第二连接连杆也形成为中空状。在臂底座的内部配置有驱动臂的臂驱动用马达和将臂驱动用马达的旋转减速并向第一臂传递的第一减速机。在第一减速机的输出轴固定有第一臂的基端侧。在第一臂的前端侧配置有将臂驱动用马达的旋转减速并向第二臂传递的第二减速机。在第二减速机的输出轴固定有第二臂的基端侧。
[0005]并且，在专利文献I记载的真空机器人中，主体部的一部分固定在真空容器的底面，臂和手部配置在真空中。在形成为中空状的臂底座和第一臂的内部空间中确保气密性，臂底座和第一臂的内部空间为大气压。即，臂驱动用马达、第一减速机以及第二减速机配置在大气中。另一方面，在第二臂、第一连杆、第二连杆、第一连接连杆以及第二连接连杆形成有连通至它们的内部空间的开口部，第二臂、第一连杆、第二连杆、第一连接连杆以及第二连接连杆的内部空间为真空。即，可转动地连接臂底座与第一连杆的轴承和可转动地连接第一连杆与第二连杆的轴承等配置在真空中。并且，在该真空机器人中，通过沿上下方向分割为两部分的大致有底圆筒状的两个分割壳体相互接合而构成臂底座。在两个分割壳体的接合部，为了确保臂底座的内部空间的气密性而配置有环状的密封部件，两个分割壳体在夹持该密封部件的状态下接合。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本专利特开2011-101912号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的技术问题
[0010]在专利文献I记载的真空机器人中，两个分割壳体在夹持环状的密封部件的状态下接合。因此，在该真空机器人中，若机器人大型化而使臂底座大型化，则密封部件也大型化，从而组装臂底座时密封部件的操作变得烦杂。并且，若密封部件的操作变得烦杂，则产生在两个分割壳体之间无法可靠地夹持密封部件的作业错误，从而无法确保臂底座的内部空间的气密性的可能性也变高。
[0011]因此，本发明(第一发明)的课题在于提供一种工业用机器人，其是具有配置在真空中并且内部空间的至少一部分为大气压的臂的工业用机器人，即便工业用机器人大型化，也可降低安装用以确保臂的内部空间的气密性的密封部件时的作业错误。
[0012]并且，在专利文献I记载的真空机器人中，即便臂配置在真空中，由于臂底座和第一臂的内部空间为大气压，因此可冷却配置在臂底座的内部的臂驱动用马达。并且，在该真空机器人中，即便装载于手部的基板的温度较高，也可从内部冷却臂底座和第一臂，从而可抑制臂底座和第一臂的温度上升。因此，可抑制臂底座和第一臂的热膨胀。进而，在该真空机器人中，即便臂配置在真空中，由于臂驱动用马达、第一减速机以及第二减速机配置在大气中，因此作为臂驱动用马达、第一减速机以及第二减速机的润滑剂，无须使用真空润滑脂等高价的润滑剂，只要使用在大气压中所使用的润滑脂等润滑剂即可。因此，可减少真空机器人的初期成本和运转成本。
[0013]然而，在该真空机器人中，构成臂的第二臂、第一连杆、第二连杆、第一连接连杆以及第二连接连杆的内部空间为真空，因此若装载于手部的基板的温度较高，则存在第二臂、第一连杆以及第二连杆等的温度变高，从而第二臂、第一连杆以及第二连杆等的热膨胀量变大的可能性。若第二臂、第一连杆以及第二连杆等的热膨胀量变大，则存在装载于手部而搬送的基板从原本的目标到达位置大幅偏移的可能性。
[0014]并且，在该真空机器人中，可转动地连接臂底座与第一连杆的轴承和可转动地连接第一连杆与第二连杆的轴承等配置在真空中，因此若装载于手部的基板的温度较高，则存在这些轴承的温度上升而使这些轴承的寿命下降的可能性。并且，这些轴承配置在真空中，因此作为这些轴承的润滑剂，必须使用真空润滑脂等高价的润滑剂。因此，在该真空机器人中，初期成本和运转成本变高。
[0015]因此，本发明(第二发明)的课题在于提供一种工业用机器人，即便装载于手部且在真空中搬送的搬送对象物的温度较高，也可抑制搬送对象物从目标到达位置偏移而提高搬送对象物的搬送精度，且可减少初期成本和运转成本。
[0016]用以解决技术问题的技术方案
[0017]为了解决上述问题，本发明(第一发明)的工业用机器人的特征在于，其包括臂，所述臂具有:平板状的第一平面部；平板状的第二平面部，其与第一平面部隔着预定的间隙而大致平行地对置；以及侧面部，其连接第一平面部的外周端与第二平面部的外周端，臂的至少一部分形成为具有由第一平面部、第二平面部以及侧面部包围的内部空间的中空状，并且臂配置在真空中，臂的内部空间为大气压，在第一平面部形成有连通至内部空间的多个贯通孔，臂包括:多个盖部件，多个盖部件固定于第一平面部且盖住贯通孔；以及多个密封部件，多个密封部件配置于第一平面部与盖部件之间而防止空气从内部空间流出，在第二平面部的与第一平面部对置的面，以凹陷的方式形成有从第一平面部与第二平面部对置的方向观察时至少一部分与贯通孔重叠的多个凹部。
[0018]在本发明(第一发明)的工业用机器人中，在构成配置于真空中并且内部空间为大气压的臂的第一平面部，形成有连通至内部空间的多个贯通孔。并且，在本发明(第一发明)中，臂包括:多个盖部件，多个盖部件固定于第一平面部且盖住多个贯通孔；以及多个密封部件，多个密封部件配置在第一平面部与盖部件之间而防止空气从内部空间流出。因此，在本发明(第一发明)中，即便工业用机器人大型化而使臂大型化，也可使多个密封部件各者的大小变小，其结果，在组装臂时，可容易地操作密封部件。因此，在本发明(第一发明)中，即便工业用机器人大型化，也可减少安装用以确保臂的内部空间的气密性的密封部件时的作业错误。
[0019]此处，在配置于真空中的臂的内部空间为大气压时，形成为中空状的臂因内部的压力而以向外侧凸起的方式变形。在本发明(第一发明)中，在第二平面部的与第一平面部对置的面，以凹陷的方式形成有从第一平面部与第二平面部对置的方向观察时至少一部分与贯通孔重叠的多个凹部，因此可以臂朝向第一平面部与第二平面部对置的方向的两个外侧大致均等地凸起的方式使臂变形。即，在第二平面部的与第一平面部对置的面未形成凹部时，形成有多个贯通孔的第一平面部的强度低于第二平面部的强度，因此臂容易因内部的压力而以臂的第一平面部侧比臂的第二平面部侧朝向外侧大地凸起的方式变形，但在本发明(第一发明)中，在第二平面部的与第一平面部对置的面形成有多个凹部，可使第二平面部的强度接近第一平面部的强度，因此可以臂朝向第一平面部侧和第二平面部侧这两个外侧大致均等地凸起的方式使臂变形。因此，在本发明(第一发明)中，即便在第一平面部形成有多个贯通孔，也可抑制臂以向第一平面部与第二平面部对置的方向的一侧倾斜的方式变形或者臂以扭曲的方式变形，其结果，可确保臂的前端侧的位置精度。
[0020]在本发明(第一发明)中，优选从第一平面部与第二平面部对置的方向观察时，贯通孔的内周面与凹部的内周面大致一致。并且，在本发明(第一发明)中，优选贯通孔形成为圆形，凹部形成为内径与贯通孔的内径相等的圆形。若如此构成，则容易使臂以臂朝向第一平面部与第二平面部对置的方向的两个外侧均等地凸起的方式变形。因此，即便在第一平面部形成有多个贯通孔，也可有效地抑制臂以朝向第一平面部与第二平面部对置的方向的一侧倾斜的方式变形或者臂以扭曲的方式变形，其结果，可提高臂的前端侧的位置精度。
[0021]在本发明(第一发明)中，优选内部空间是通过使用从贯通孔插入的切削用工具的切削加工而形成的，第一平面部、第二平面部以及侧面部成为一体。若如此构成，则与通过相互分开形成的第一平面部、第二平面部以及侧面部接合而形成内部空间的情形相比，容易防止空气从内部空间流出。并且，若如此构成，则与通过铸造物而一体地形成第一平面部、第二平面部以及侧面部的情形相比，可减少从第一平面部、第二平面部及侧面部向真空中释放的气体(外部气体)的释放量。
[0022]为了解决上述问题，本发明(第二发明)的工业用机器人的特征在于，包括:主体部；臂，其基端侧可转动地连接于主体部；以及手部，其可转动地连接于臂的前端侧，手部与臂配置在真空中，臂整体形成为中空状，臂的内部空间为大气压。
[0023]在本发明(第二发明)的工业用机器人中，臂整体形成为中空状，臂的内部空间为大气压。因此，在本发明(第二发明)中，即便装载于手部并在真空中搬送的搬送对象物的温度较高，也可从臂的内部冷却臂整体，从而可抑制臂整体的温度上升。因此，在本发明(第二发明)中，即便装载于手部并在真空中搬送的搬送对象物的温度较高，也可抑制臂整体的热膨胀，其结果，可抑制搬送对象物从目标到达位置偏移而提高搬送对象物的搬送精度。
[0024]并且，在本发明(第二发明)中，臂整体形成为中空状，臂的内部空间为大气压，因此即便装载于手部并在真空中搬送的搬送对象物的温度较高，也可抑制配置在臂的内部的所有轴承的温度上升，从而可抑制这些轴承的寿命下降。并且，在本发明(第二发明)中，臂的内部空间为大气压，因此作为配置在臂的内部的马达和减速机的润滑剂，可使用在大气压中所使用的润滑脂等润滑剂，而不使用真空润滑脂等高价的润滑剂。因此，本发明中，可减少工业用机器人的初期成本和运转成本。
[0025]在本发明(第二发明)中，例如，臂由相互可相对转动地连接的多个臂部构成，多个臂部分别形成为中空状。在该情形时，例如，臂由作为臂部的第一臂部以及作为臂部的第二臂部构成，所述第一臂部的基端侧可转动地连接于主体部，所述第二臂部的基端侧可转动地连接于第一臂部的前端侧且在所述第二臂部的前端侧可转动地连接有手部构成。
[0026]在本发明(第二发明)中，优选工业用机器人包括:第一马达，其用以使第二臂部相对于第一臂部转动；第二马达，其用以使手部相对于第二臂部转动；第一减速机，其将第一马达的旋转减速并传递至第二臂部；以及第二减速机，其将第二马达的旋转减速并传递至手部，第一减速机构成连接第一臂部与第二臂部的第一关节部的至少一部分，并且配置在第一臂部的内部，第二减速机构成连接第二臂部与手部的第二关节部的至少一部分，并且配置在第二臂部的内部。并且，在该情形时，优选第一马达及第二马达配置在第一臂部的内部。
[0027]若如此构成，则第一减速机构成第一关节部的至少一部分，第二减速机构成第二关节部的至少一部分，因此可提高第一关节部和第二关节部的刚性。并且，若如此构成，则由于第一马达和第二马达配置在第一臂部的内部，因此可使第二臂小型化。此处，若第二马达配置在第一臂部的内部，则从第二马达至手部为止的动力的传递路径变长，但若如此构成，则由于第二减速机构成第二关节部的至少一部分