专利名称：工业用机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种搬运规定搬运对象物的工业用机器人。
背景技术：
一直以来，搬运规定搬运对象物的工业用机器人得到了广泛使用。作为这种工业用机器人，已知有一种包括装载搬运对象物的手、保持手的臂、使臂上下运动的滚珠丝杠在内的工业用机器人(例如参照专利文献1)。在该专利文献1记载的工业用机器人中，在滚珠丝杠上连结一台电动机，滚珠丝杠由一台电动机来驱动。
专利文献l:日本专利特开2006 — 102886号公报
在像液晶显示器用玻璃基板等那样由工业用机器人来搬运的搬运对象物中，有的在逐年大型化。另外，在像曝光装置使用的掩膜那样由工业用机器人来搬运的搬运对象物中，有的在逐年变得昂贵。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种适合搬运较大的搬运对象物和昂贵的搬运对象物的工业用机器人。
为了解决上述问题，本发明的工业用机器人的特征是，包括装载搬运对象物的手、与手连结的臂、支撑臂的支撑部件，并包括使支撑部件上下运动的上下驱动机构和/或用于使支撑部件沿水平方向移动的水平驱动机构和/或用于使支撑部件以将上下方向作为轴向的规定中心轴为中心进行旋转的旋转驱动机构、控制上下驱动机构和/或水平驱动机构和/或旋转驱动机构的控制部，上下驱动机构和/或水平驱动机构和/或旋转驱动机构包括用于使上下驱动机构和/或水平驱动机构和/或旋转驱动机构停止的多个制动机构，控制部包括控制多个制动机构的制动器控制部，制动器控制部使多个制动机构分阶段地动作。
在本发明的工业用机器人中，上下驱动机构和/或水平驱动机构和/或旋转驱动机构包括多个制动机构。因此，例如即使一个制动机构破损，也能利用其它制动机构来使上下驱动机构和/或水平驱动机构和/或旋转驱动机构停止。因此，在本发明中，即使是较大的搬运对象物和昂贵的搬运对象物，也能安全地搬运。另外，在本发明中，制动器控制部使多个制动机构分阶段地动作。因此，即使上下驱动机构和/或水平驱动机构和/或旋转驱动机构具有多个制动机构，也能分阶段地增大上下驱动机构和/或水平驱动机构和/或旋转驱动机构产生的制动力。因此，能防止上下驱动机构和/或水平驱动机构和/或旋转驱动机构的突然制动，其结果是，能防止搬运对象物从手中掉落。
在本发明中，最好制动器控制部使多个制动机构的各动作开始时刻错开。
这样构成时，能慢慢增大上下驱动机构和/或水平驱动机构和/或旋转驱动机构产生的制动力。因此，能可靠地防止上下驱动机构和/或水平驱动机构和/或旋转驱动机构的突然制动，可靠地防止搬运对象物从手中掉落。
在本发明中，最好工业用机器人包括上下驱动机构，该上下驱动机构具有
作为多个制动机构的多个上下制动机构，控制部包括作为制动器控制部的控制多个上下制动机构的上下制动器控制部，上下制动器控制部使多个上下制动机构分阶段地动作。
这样构成时，例如即使一个上下制动机构破损，也能利用其它上下制动机构来使上下驱动机构停止。即，能使支撑部件停止，防止手和臂的掉落。因此，即使是较大的搬运对象物和昂贵的搬运对象物，也能安全地搬运。另外，维护时，例如即使拆下一个上下制动机构，也能用其它上下制动机构使支撑部件停止在规定位置上。因此，上下驱动机构的维护变得容易。而且，即使上下驱动机构具有多个制动机构，也能防止上下驱动机构的突然制动，因此，能防止搬
运对象物从手中掉落。
在本发明中，上下驱动机构例如包括数目与上下制动机构的数目相同的上
下驱动用电动机，多个上下制动机构分别与多个上下驱动用电动机连结。这种情况下，利用上下制动机构，能分开且可靠地使多个上下驱动用电动机停止。
在本发明中，最好工业用机器人包括用于对多个上下驱动用电动机的各旋转速度进行检测的多个速度检测机构。这样构成时，利用速度检测机构，能分开地检测出多个上下驱动用电动机的异常。即，通过检测用多个速度检测机构检测出的旋转速度是否产生较大的差异，能分开地检测出多个上下驱动用电动机的异常。另外，在检测出哪怕是一台上下驱动用电动机有异常时，利用上下制动机构，能使上下驱动机构停止。因此，即使上下驱动用电动机产生异常，也能使支撑部件安全地停止。
在本发明中，上下驱动机构例如包括与多个上下制动机构连结的一台上下驱动用电动机。这种情况下，能用多个上下制动机构的较大的制动力使一个上下驱动用电动机可靠地停止。
在本发明中，最好上下驱动机构包括与上下驱动用电动机连结并使支撑部件上下运动的滚珠丝杠、用于对滚珠丝杠的旋转速度进行检测的丝杠侧速度检测机构、用于对上下驱动用电动机的旋转速度进行检测的电动机侧速度检测机构。这样构成时，利用丝杠侧速度检测机构和电动机侧速度检测机构，能可靠地检测出上下驱动机构的异常。即，基于根据电动机侧速度检测机构的检测结果计算出的滚珠丝杠的旋转速度与用丝杠侧速度检测机构检测出的滚珠丝杠的旋转速度之差，能可靠地检测出上下驱动机构的异常。另外，在检测出上下驱动机构的异常时，利用上下制动机构，能使上下驱动机构停止。因此，即使上下驱动机构产生异常，也能使支撑部件安全地停止。
在本发明中，最好工业用机器人包括水平驱动机构，该水平驱动机构具有作为多个制动机构的多个水平制动机构，控制部包括作为制动器控制部的控制多个水平制动机构的水平制动器控制部，水平制动器控制部使多个水平制动机构分阶段地动作。这样构成时，例如即使一个水平制动机构破损，也能利用其它水平制动机构来使水平驱动机构停止。因此，即使是较大的搬运对象物和昂贵的搬运对象物，也能安全地搬运。另外，即使水平驱动机构具有多个制动机构，也能防止水平驱动机构的突然制动，因此，能防止搬运对象物从手中掉落。
在本发明中，水平驱动机构例如包括数目与水平制动机构的数目相同的水
6平驱动用电动机，多个水平制动机构分别与多个水平驱动用电动机连结。这种情况下，利用水平制动机构，能分开且可靠地使多个水平驱动用电动机停止。如上所述，本发明所涉及的工业用机器人能适当搬运较大的搬运对象物和昂贵的搬运对象物。
图1是本发明的实施方式1所涉及的工业用机器人的俯视图。
图2是从图1的E — E方向表示工业用机器人的图。
图3是从图1的F_F方向表示工业用机器人的图。
图4是从图1的F — F方向表示支撑部件和上下驱动机构的图。
图5是从图4的G — G方向表示支撑部件、柱状部件和上下驱动机构的图。
图6是从图4的H—H方向表示上下驱动机构的图。
图7是用于说明图2的J部的内部结构的图。
图8是从图3的K一K方向说明水平驱动机构等结构用的图。
图9是从图8的L一L方向说明水平驱动机构的结构用的图。
图10是图1所示的绕转部件的俯视图。
图11是图10的M—M截面的剖视图。
图12是图1所示的工业用机器人的控制部及其相关部分的方框图。
图13是本发明的实施方式2所涉及的工业用机器人的俯视图。
图14是从图13的N—N方向表示工业用机器人的图。
图15是从图13的P — P方向表示工业用机器人的图。
图16是说明图13所示的柱状部件和上下驱动机构的结构用的图。
图17是图16的Q部的放大图。
图18是从图16的R—R方向表示上下驱动机构的图。(符号说明)
1、 101机器人(工业用机器人)2基板(搬运对象物)3、 103手4、 104臂
7、 107支撑部件
16、 116上下驱动机构
17水平驱动机构
18旋转驱动机构
20、 120上下驱动用电动机
24、 124上下制动机构(制动机构)
40水平驱动用电动机
80控制部
84上下制动器控制部(制动器控制部)85水平制动器控制部(制动器控制部)102掩膜(搬运对象物)121滚珠丝杠
131速度检测机构(丝杠侧速度检测机构)CL中心轴
具体实施例方式
下面，根据附图来说明本发明的实施方式。[实施方式1]
(工业用机器人的概略结构)
图1是本发明的实施方式1所涉及的工业用机器人1的俯视图。图2是从图1的E—E方向表示工业用机器人1的图。图3是从图1的F—F方向表示工业用机器人l的图。
实施方式1所涉及的工业用机器人l(以下称为"机器人1")是用于搬运作为搬运对象物的液晶显示器用玻璃基板2(下面称为"基板2")的机器人。本实施方式的机器人1是特别适合在搬运大型基板2时使用的大型机器人，例如搬运一边约3m的大致正方形的基板2。
如图1 图3所示，该机器人l包括装载基板2的两个手3、在前端侧分别连结两个手3的两条臂4、支撑两条臂4的主体部5、将主体部5支撑成能沿水平方向移动的底座部件6。主体部5包括支撑两条臂4的基端侧并能上下运动的支撑部件7、用于将支撑部件7支撑成能沿上下方向移动的柱状部件8、构成主体部5的下端部分并能相对于底座部件6水平移动的基台9、固定柱状部件8的下端并能相对于基台9绕转的绕转部件10。
如上所述，本实施方式的机器人1是大型的机器人。例如，机器人1的高度约7m，支撑部件7的上下方向的行程(移动最)约5m。另外，例如，手3的水平方向的行程约5. 5m。
手3包括用于装载塞板2的多个爪部12。手3的基端能转动地与臂4的前端连结。臂4具有两个关节部13，整体进行伸縮。另外，臂4的基端与支撑部件7固定。
本实施方式中，两个手3和两条臂4配置成在上下方向上重叠。即，本实施方式的机器人1是双臂型机器人。另外，机器人1也可以是包括一个手3和一条臂4的单臂型机器人。
另外，机器人l包括使支撑部件7上下运动的上下驱动机构16(参照图4)、使主体部5沿水平方向移动的水平驱动机构17(参照图7)、使绕转部件10相对于基台9绕转的旋转驱动机构18(参照图7)。下面，说明上下驱动机构16、水平驱动机构17和旋转驱动机构18的结构及其周边部分的结构。
(上下驱动机构及其周边部的结构)
图4是从图1的F—F方向表示支撑部件7和上下驱动机构16的图。图5是从图4的G—G方向表示支撑部件7、柱状部件8和上下驱动机构16的图。图6是从图4的H—H方向表示上下驱动机构16的图。
如图5所示，上下驱动机构16配置在柱状部件8的侧方(图5的柱状部件8的下方)。该上下驱动机构16包括两台上下驱动用电动机20、与两台上下驱动用电动机20分别连结的两个减速机21。如图4所示， 一台上下驱动用电动机20、两个减速机21和一台上下驱动用电动机20从上方起依次固定在移动部件7上。
另外，上下驱动机构16包括固定在两个减速机21的各输出轴上的作为上下驱动用小齿轮的两个小齿轮(pinion)22、与两个小齿轮22啮合的作为上下驱动用齿条的齿条23。利用这两个小齿轮22和齿条23，使支撑部件7沿上下方向移动。此外，上下驱动机构16包括用于使上下驱动机构16停止的(即用于使支撑部件7停止的)两个上下制动机构24。
另外，如图5所示，机器人1包括用于沿上下方向引导支撑部件7的导向部25。导向部25由导轨26、与导轨26卡合的导向块27构成。另外，柱状部件8形成为以上下方向为长边方向的细长的大致角柱状，支撑部件7形成为块状。
上下驱动用电动机20包括用于对上下驱动用电动机20的旋转速度进行检测的速度检测机构(未图示)。该速度检测机构例如由形成为圆板状的狭缝板、以将狭缝板夹在中间的状态相对配置的发光元件和光接收元件构成。
如图6所示，在上下驱动用电动机20的输出轴上固定有带轮28。另外，在减速机21的输入轴上固定有直径比带轮28大的带轮29。在带轮28、 29上张设有皮带30，在上下方向上相邻配置的上下驱动用电动机20和减速机21由该皮带30连结。
齿条23以上下方向为长边方向固定在柱状部件8上(参照图5)。如上所述，本实施方式中，支撑部件7的上下方向的行程较长。g卩，齿条23的长度较长。因此，本实施方式中，齿条23通过接合多个齿条片而形成。另外，一个齿条片的长度比两个小齿轮22的配置间距长。
如图6等所示，上下制动机构24以与带轮29相邻的形态安装在减速机21的输入轴上。S卩，两个上下制动机构24分别通过带轮28、 29和皮带30分别与两台上下驱动用电动机20连结。
该上下制动机构24是所谓的无励磁动作型的制动器，包括收纳有线圈的壳体、固定在壳体上的侧板、配置成能相对于壳体沿轴向移动的电枢、配置在侧板与电枢之间并固定在减速机21的输入轴上的制动盘、将电枢朝着制动盘施力的压縮螺旋弹簧。上下制动机构24中，在线圈成为通电状态时，电枢被壳体吸引，制动盘被释放。另外，在停止对线圈通电时，压縮螺旋弹簧的作用力使制动盘夹在电枢与侧板之间，对减速机21进行紧急制动。另外， 一个上下制动机构24具有足够使包括基板2、手3、臂4和支撑部件7等在内的沿
上下方向移动的部分停止的制动力。
导轨26以上下方向为长边方向固定在柱状部件8上(参照图5)。本实施方式中，两条导轨26固定在柱状部件8上。具体而言，导轨26分别固定在与图5的左右方向平行的两个柱状部件8的安装面上。另外，配置在图5下侧的导轨26以与齿条23相邻的形态固定。
导向块27固定在支撑部件7上。具体而言，导向块27固定在支撑都材7的、与臂4的固定面(图5的右端面)正交的面上，导向块27从图5的上下方向的外侧与导轨26卡合。
另外，本实施方式中，如图5所示，在柱状部件8上固定有盖部件31。该盖部件31配置成从图5的上下覆盖导轨26。
(水平驱动机构及其周边部的结构)
图7是用于说明图2的J部的内部结构的图。图8是从图3的K一K方向说明水平驱动机构17等的结构用的图。图9是从图8的L一L方向说明水平驱动机构17的结构用的图。
如图7所示，水平驱动机构17配置在图7中基台9的左端侧。该水平驱动机构17包括两台水平驱动用电动机40。如图8所示，两台水平驱动用电动机40配置成在图8的左右方向上相邻。另外，两台水平驱动用电动机40分别固定于两个支架52，这两个支架52固定在基台9上。在两个支架52各自上，如图8、图9所示，转轴53通过轴承54能旋转地得到保持。两根转轴53配置成在图8的左右方向上相邻。
另外，水平驱动机构17包括固定在两根转轴53各自的下端的作为水平驱动用小齿轮的两个小齿轮42、与两个小齿轮42啮合的作为水平驱动用齿条的齿条43。利用这两个小齿轮42和齿条43，使基台9沿水平方向移动。此外，水平驱动机构17包括用于使水平驱动机构17停止的(即用于使基台9停止的)两个水平制动机构44。
另外，机器人1包括沿水平方向引导基台9用的导向部45。导向部45由导轨46、与导轨46卡合的导向块47构成。另外，如图7、图8所示，底座部
11件6包括细长的两条轨道状部件51。该轨道状部件51以在图7的左右方向上空开规定间隔的状态平行地配置。
水平驱动用电动机40包括用于对水平驱动用电动机40的旋转速度进行检测的速度检测机构(未图示)。该速度检测机构例如由形成为圆板状的狭缝板、以将狭缝板夹在中间的状态相对配置的发光元件和光接收元件构成。
如图9所示，在水平驱动用电动机40的输出轴上固定有带轮48。另外，在转轴53的上端侧固定有直径比带轮48大的带轮49。在带轮48、 49上张设有皮带50，在图8的上下方向上相邻配置的水平驱动用电动机40与转轴53由该皮带50连结。
如图8所示，齿条43固定在轨道状部件51的上表面上。本实施方式中，基台9的移动量较大，因此，齿条43的长度较长。因此，齿条43通过接合多个齿条片而形成。
如图9所示，水平制动机构44以与带轮48相邻的形态安装在水平驱动用电动机40的输出轴上。该水平制动机构44与上下制动机构24同样是所谓的无励磁动作型的制动器，与上下制动机构24同样地构成。g卩，水平制动机构44中，在线圈成为通电状态时，电枢被壳体吸引，制动盘被释放。另外，在停止对线圈通电时，压縮螺旋弹簧的作用力使制动盘夹在电枢与侧板之间，对水平驱动用电动机40进行紧急制动。
如图8所示，导轨46固定在轨道状部件51的上表面上。本实施方式中，导轨46固定在两条轨道状部件51的各上表面上。另外，配置在图8的上侧的导轨46固定成与齿条43相邻。如图7所示，导向块47固定在图7的左右方向的基台9的两端部。该导向块47从上侧与导轨46卡合。
(旋转驱动机构及其周边部分的结构)
图10是图1所示的绕转部件10的俯视图。图11是图10的M—M截面的剖视图。
如图10、图11所示，旋转驱动机构18配置在作为绕转部件10的绕转中心的中心轴CL的四周。该旋转驱动机构18包括两台旋转驱动用电动机60。如图10所示，两台旋转驱动用电动机60相对于中心轴CL呈点对称配置，固定在绕转部件10的中心部。另外，旋转驱动机构18包括固定在绕转部件10的
中心部的减速机61。此外，旋转驱动机构18包括用于使旋转驱动机构18停止的(即用于使绕转部件10停止的)一个旋转制动机构64。另外，绕转部件10是细长的块状部件，在一端侧(图10的左端侧)固定有柱状部件8的下端。
旋转驱动用电动机60包括用于对旋转驱动用电动机60的旋转速度进行检测的速度检测机构(未图示)。该速度检测机构例如由形成为圆板状的狭缝板、以将狭缝板夹在中间的状态相对配置的发光元件和光接收元件构成。
如图11所示，在旋转驱动用电动机60的输出轴上固定有输出齿轮68，两个输出齿轮68与减速机61的输入齿轮69啮合。利用这两个输出齿轮68和包括输入齿轮69的减速机61，使绕转部件10相对于基台9绕转。g卩，在绕转部件10的中心部固定有减速机61的输出侧，在通过减速机61传递的旋转驱动用电动机60的动力的作用下，绕转部件10相对于基台9旋转。
如图11所示，旋转制动机构64固定在转轴73的上端，转轴73通过轴承74能旋转地保持在绕转部件10的中心部上。在转轴73的下端固定有与减速机61的输入齿轮69啮合的齿轮70。另外，如图10所示，旋转制动机构64配置在以中心轴CL为中心相对旋转驱动用电动机60转过90°的位置上。
该旋转制动机构64与上下制动机构24同样是所谓的无励磁动作型的制动器，与上下制动机构24同样地构成。gp，旋转制动机构64中，在线圈成为通电状态时，电枢被壳体吸引，制动盘被释放。另外，在停止对线圈通电时，压缩螺旋弹簧的作用力使制动盘夹在电枢与侧板之间，对输入齿轮69进行紧急制动。
(控制部的结构)
图12是图1所示的工业用机器人1的控制部80及其相关部分的方框图。另外，在图12中，图示了与上下驱动机构16、水平驱动机构17和旋转驱动机构18的控制相关的控制部80的结构。
如图12所示，作为与上下驱动机构16、水平驱动机构17和旋转驱动机构18的控制相关的结构，控制部80包括控制两台上下驱动用电动机20的上下电动机控制部81、控制两台水平驱动用电动机40的水平电动机控制部82、控制两台旋转驱动用电动机60的旋转电动机控制部83、控制两个上下制动机构24的上下制动器控制部84、控制两个水平制动机构44的水平制动器控制部85、控制一个旋转制动机构64的旋转制动器控制部86。另外，在控制部80连接着控制指令部87。
上下电动机控制部81通过速度控制和转矩控制来控制两台上下驱动用电动机20中的一台上下驱动用电动机20，并通过转矩控制来控制另一台上下驱动用电动机20。 g卩，上下电动机控制部81针对一台上下驱动用电动机20进行基于来自该上下驱动用电动机20的速度检测机构的输出的反馈控制和控制该上下驱动用电动机20的电流值的转矩控制，针对另一台上下驱动用电动机20，在不进行基于来自该上下驱动用电动机20的速度检测机构的输出的反馈控制的情况下进行控制该上下驱动用电动机20的电流值的转矩控制。
水平电动机控制部82通过速度控制和转矩控制来控制两台水平驱动用电动机40中的一台水平驱动用电动机40。另外，在另一台水平驱动用电动机40的停止前，与一台水平驱动用电动机40—样，水平电动机控制部82通过速度控制和转矩控制来控制另一台水平驱动用电动机40，但在并非另一台水平驱动用电动机40的停止前时，水平电动机控制部82通过转矩控制来控制另一台水平驱动用电动机40。
艮P，在并非另一台水平驱动用电动机40的停止前时，水平电动机控制部82针对另一台水平驱动用电动机40，在不进行棊于来自该水平驱动用电动机40的速度检测机构的输出的反馈控制的情况下进行转矩控制。另外，在另一台水平驱动用电动机40的停止前，水平电动机控制部82针对另一台水平驱动用电动机40进行基于来自该水平驱动用电动机40的速度检测机构的输出的反馈控制，对另一台水平驱动用电动机40的旋转速度进行控制，以使两个小齿轮42与齿条43之间的齿隙消失。
同样地，旋转电动机控制部83通过速度控制和转矩控制来控制两台旋转驱动用电动机60中的一台旋转驱动用电动机60。另外，在另一台旋转驱动用电动机60的停止前，与一台旋转驱动用电动机60—样，旋转电动机控制部83通过速度控制和转矩控制来控制另一台旋转驱动用电动机60，但在并非另一台旋转驱动用电动机60的停止前时，旋转电动机控制部83通过转矩控制来控制另一台旋转驱动用电动机60。
艮卩，在并非另一台旋转驱动用电动机60的停止前时，旋转电动机控制部83针对另一台旋转驱动用电动机60，在不进行基于来自该旋转驱动用电动机60的速度检测机构的输出的反馈控制的情况下进行转矩控制。另外，在另一台旋转驱动用电动机60的停止前，旋转电动机控制部83针对另一台旋转驱动用电动机60进行基于来自该旋转驱动用电动机60的速度检测机构的输出的反馈控制，对另一台旋转驱动用电动机60的旋转速度进行控制，以使两个输出齿轮68与输入齿轮69之间的齿隙消失。
在上下制动器控制部84从控制指令部87得到支撑部件7的停止信号的输入时，使两个上下制动机构24分阶段地动作。g卩，在从控制指令部87得到支撑部件7的停止信号的输入时，上下制动器控制部84使两个上下制动机构24动作，以使一个上下制动机构24的动作开始时刻与另一个上下制动机构24的
动作开始时刻不同(错开)。
具体而言，上下制动器控制部84使两个上下制动机构24动作，以使另一个上下制动机构24的动作开始时刻迟于一个上下制动机构24的动作开始时刻。即，首先一个上下制动机构24开始动作，在该一个上下制动机构24处于动作的状态下，上下制动器控制部84使另一个上下制动机构24开始动作，由此使两个上下制动机构24动作。更具体而言，上下制动器控制部84按照对另一个上下制动机构24的线圈的通电的停止时刻(或对线圈的通电实际停止的时刻)迟于对一个上下制动机构24的线圈的通电的停止时刻(或对线圈的通电实际停止的时刻)的方式停止对两个上下制动机构24的线圈的通电。
同样地，在水平制动器控制部85从控制指令部87得到基台9的停止信号的输入时，使两个水平制动机构44分阶段地动作。g卩，在从控制指令部87得到基台9的停止信号的输入时，水平制动器控制部85使两个水平制动机构44动作，以使一个水平制动机构44的动作开始时刻与另一个水平制动机构44的动作开始时刻不同(错开)。
具体而言，水平制动器控制部85使两个水平制动机构44动作，以使另一
15个水平制动机构44的动作开始时刻迟于一个水平制动机构44的动作开始时
刻。即，首先一个水平制动机构44开始动作，在该一个水平制动机构44处于动作的状态下，水平制动器控制部85使另一个水平制动机构44开始动作，由此使两个水平制动机构44动作。更具体而言，水平制动器控制部85按照对另一个水平制动机构44的线圈的通电的停止时刻(或对线圈的通电实际停止的时刻)迟于对一个水平制动机构44的线圈的通电的停止时刻(或对线圈的通电实际停止的时刻)的方式停止对两个水平制动机构44的线圈的通电。另外，在水平制动器控制部85从控制指令部87得到基台9的停止信号的输入时，也可使两个水平制动机构44同时动作。(本实施方式的主要效果)
如以上说明，本实施方式中，上下驱动机构16包括两个上下制动机构24。因此，例如即使一个上下制动机构24破损，也能利用另一个上下制动机构24来使上下驱动机构16停止。g卩，能使支撑部件7停止，防止手3和臂4的掉落。因此，本实施方式中，即使是较大的基板2，也能安全地搬运。另外，即使在维护时拆下一个上下制动机构24，也能用另一个上下制动机构24使支撑部件7停止在规定位置上。因此，上下驱动机构16的维护变得容易。
另外，本实施方式中，使两个上下制动机构24分阶段地动作，分阶段地增大上下驱动机构16产生的制动力。因此，能防止上下驱动机构16的突然制动。因此，即使上下驱动机构16包括两个上下制动机构24，也能防止因支撑部件7急停而可能引起的、基板2从手3的掉落。
本实施方式中，两个上下制动机构24分别通过带轮28、 29和皮带30与两台上下驱动用电动机20分别连结。因此，利用上下制动机构20，能分开且可靠地使两台上下驱动用电动机20停止。
本实施方式中，两台上下驱动用电动机20分别包括速度检测机构。因此，
通过检测用两个速度检测机构进行检测的旋转速度之差是否成为规定值以上，能检测出上下驱动用电动机20的异常。另外，在检测出上下驱动用电动机20的异常时，能利用上下制动机构24使上下驱动机构16停止。因此，即使上下驱动用电动机20产生异常，也能使支撑部件7安全地停止。本实施方式中，水平驱动机构17包括两个水平制动机构44。因此，例如即使一个水平制动机构44破损，也能利用另一个水平制动机构44使水平驱动机构17停止。SP，能使主体部5停止。因此，即使是较大的基板2，也能安全地搬运。另外，本实施方式中，使两个水平制动机构44分阶段地动作，分阶段地增大水平驱动机构17产生的制动力。因此，能防止水平驱动机构17的突然制动。因此，即使水平驱动机构17包括两个水平制动机构44，也能防止因主体部5急停而可能引起的、基板2从手3的掉落。
本实施方式中，两个水平制动机构44分别与两台水平驱动用电动机40的各输出轴连结。因此，利用水平制动机构40，能分开且可靠地使两台两台水平驱动用电动机40停止。
图13是本发明的实施方式2所涉及的工业用机器人101的俯视图。图14是从图13的N—N方向表示工业用机器人101的图。图15是从图13的P —P方向表示工业用机器人101的图。图16是说明图13所示的柱状部件108和上下驱动机构116的结构用的图。图17是图16的Q部的放大图。图18是从图16的R—R方向表示上下驱动机构116的图。
实施方式2所涉及的工业用机器人IOI(下面称为"机器人101")是用于搬运在曝光装置中使用的昂贵的掩膜102的机器人。SP，由实施方式l的机器人1搬运的搬运对象物是大型的基板2，与此相对，由实施方式2的机器人101搬运的搬运对象物是昂贵的掩膜102。
如图13 图15所示，该机器人101包括装载掩膜102的手103、与手103连结的臂104、支撑臂104的主体部105、将主体部105支撑成能沿水平方向移动的底座部件106。主体部105包括支撑臂104并能上下运动的支撑部件107、用于将支撑部件107支撑成能沿上下方向移动的柱状部件108、构成主体部105的下端部分并能相对于底座部件106水平移动的基台109、固定柱状部件108的下端并能相对于基台109绕转的绕转部件110。另外，机器人101包括调整臂104的倾斜度用的倾斜度调整机构111、使支撑部件107上下运动的上下驱动机构116(参照图16)。手103包括用于装载基板2的两个爪部112。手103被臂104保持成相对于臂104可沿图13的左右方向相对移动。臂104形成为细长的长方体状，其中心部分被支撑部件107支撑。倾斜度调整机构111配置于臂104与支撑部件107的连结部分。该倾斜度调整机构111调整臂104相对于图14的左右方向的倾斜度。
上下驱动机构116包括 一台上下驱动用电动机120、与上下驱动用电动机120连结的一根滚珠丝杠121。如图16所示，上下驱动用电动机120固定在柱状部件108的上端侧。另外，滚珠丝杠121以上下方向为长边方向安装在柱状部件108上。具体而言，滚珠丝杠121被固定在柱状部件108的上下两端侧的两个轴承122支撑成可旋转。
另外，上下驱动机构116包括与滚珠丝杠121螺合而上下运动的螺母部件123。螺母部件123与支撑部件107固定。本实施方式中，利用滚珠丝杠121和螺母部件123使支撑部件107沿上下方向移动。而且，上下驱动机构116包括用于使上下驱动机构116停止的(即用于使支撑部件107停止的)两个上下制动机构124。上下驱动机构116包括用于防止螺母部件123以滚珠丝杠121为中心进行旋转的共转防止部(未图示)。
上下驱动用电动机120包括用于对上下驱动用电动机120的旋转速度进行检测的速度检测机构(未图示)。该速度检测机构例如由形成为圆板状的狭缝板、以将狭缝板夹在中间的状态相对配置的发光元件和光接收元件构成。另外，在滚珠丝杠121的下端侧安装有用于对滚珠丝杠121的旋转速度进行检测的速度检测机构131。该速度检测机构例如由形成为圆板状并固定在滚珠丝杠121上的狭缝板、以将狭缝板夹在中间的状态相对配置的发光元件和光接收元件构成。
本实施方式中，上下驱动用电动机120具有的速度检测机构是用于对上下驱动用电动机120的旋转速度进行检测的电动机侧速度检测机构。另外，安装在滚珠丝杠121的下端侧的速度检测机构131是用于对滚珠丝杠121的旋转速度进行检测的丝杠侧速度检测机构。
如图17所示，在上下驱动用电动机120的输出轴上固定有带轮128。另外，在滚珠丝杠121的上端固定有直径比带轮128大的带轮129。在带轮128、129上张设有皮带130，上下驱动用电动机120和滚珠丝杠121由皮带130连结。
如图17所示，两个上下制动机构124以与带轮129相邻的形态安装在滚珠丝杠121的上端侧。g卩，两个上下制动机构124通过带轮128、 129和皮带130与上下驱动用电动机120连结。
上下制动机构124与实施方式1的上下制动机构24同样地构成。g卩，上下制动机构124中，在线圈成为通电状态时，电枢被壳体吸引，固定在滚珠丝杠121上的制动盘被释放。另外，在停止对线圈通电时，通过压縮螺旋弹簧的作用力的作用使制动盘夹在电枢与侧板之间，对滚珠丝杠121进行紧急制动。一个上下制动机构124具有足够使包括基板102、手103、臂104和支撑部件107等在内的沿上下方向移动的部分停止的制动力。
与实施方式1的机器人1 一样，本实施方式的机器人101包括控制部(未图示)。作为与上下驱动机构116的控制相关的结构，上述控制部包括控制上下驱动用电动机120的上下电动机控制部、控制两个上下制动机构124的上下制动器控制部。
本实施方式的上下制动器控制部与实施方式1的上下制动器控制部84 —样，在从控制指令部得到支撑部件107的停止信号的输入时，使两个上下制动机构124分阶段地动作。g卩，在从控制指令部得到支撑部件107的停止信号的输入时，上下制动器控制部按照一个上下制动机构124的动作开始时刻与另一个上下制动机构124的动作开始时刻不同(错开)的方式使两个上下制动机构124动作。
具体而言，上下制动器控制部按照另一个上下制动机构124的动作开始时刻迟于一个上下制动机构124的动作开始时刻的方式使两个上下制动机构124动作。g卩，首先一个上下制动机构124开始动作，在该一个上下制动机构124处于动作的状态下，上下制动器控制部使另一个上下制动机构124开始动作，由此使两个上下制动机构124动作。更具体而言，上下制动器控制部按照对另一个上下制动机构124的线圈的通电的停止时刻(或对线圈的通电实际停止的时刻)迟于对一个上下制动机构124的线圈的通电的停止时刻(或对线圈的通电
实际停止的时刻)的方式停止对两个上下制动机构124的线圈的通电。
如以上说明，本实施方式中，上下驱动机构116包括两个上下制动机构124。因此，即使一个上下制动机构124破损，也能利用另一个上下制动机构124使上下驱动机构116停止，能使支撑部件107停止，防止手103和臂104的掉落。因此，本实施方式中，即使是昂贵的掩膜102，也能安全地搬运。另外，即使在维护时拆下一个上下制动机构124，也能用另一个上下制动机构124使支撑部件107停止在规定位置上，因此，上下驱动机构116的维护变得容易。
另外，本实施方式中，使两个上下制动机构124分阶段地动作，分阶段地增大上下驱动机构116产生的制动力。因此，能防止上下驱动机构116的突然制动。因此，即使上下驱动机构116包括两个上下制动机构124，也能防止因支撑部件107急停而可能引起的、掩膜102从手103的掉落。
本实施方式中，上下驱动机构116包括与两个上下制动机构124连结的一台上下驱动用电动机120。因此，能用两个上下制动机构124的较大的制动力使一台上下驱动用电动机120可靠地停止。
本实施方式中，上下驱动机构116包括用于对上下驱动用电动机120的旋转速度进行检测的速度检测机构、用于对滚珠丝杠121的旋转速度进行检测的速度检测机构131。因此，通过检测根据来自上下驱动用电动机120的速度检测机构的输出计算出的滚珠丝杠121的旋转速度与用速度检测机构131检测出的滚珠丝杠121的旋转速度之差是否成为规定值以上，能可靠地检测上下驱动机构116的异常。另外，在检测出上下驱动机构116的异常时，能利用上下制动机构124使上下驱动机构116停止。因此，即使上下驱动机构116产生异常，也能使支撑部件107安全地停止。
上述实施方式是本发明的较为理想的实施方式的一例，但并不局限于此，可在不变更本发明主旨的范围内进行各种变形实施。
实施方式1中，上下制动机构24安装在减速机21的输入轴上。除此之外，例如，上下制动机构24也可安装在上下驱动用电动机20 的输出轴或减速机21的输出轴上。另外，也可通过将以上下方向为长边方向的细长的板状制动板固定在柱状部件8上，并将与支撑部件7 —起上下运动的侧板和电枢以夹着该制动板的状态配置，来构成上下制动机构。g卩，上下制动机构也可不与上下驱动用电动机20连结。
同样地，实施方式1中，水平制动机构44安装在水平驱动用电动机40的输出轴上，但水平制动机构44也可安装在转轴53上。另外，也可通过将以水平方向为长边方向的细长的板状制动板固定在轨道状部件51上，并将与基台9一起水平移动的侧板和电枢以夹着该制动板的状态配置，来构成水平制动机构。即，水平制动机构也可不与水平驱动用电动机40连结。
另外，在实施方式2中，上下制动机构124安装在滚珠丝杠121的上端侧，但上下制动机构124也可安装在上下驱动用电动机120的输出轴上。另外，也可将以上下方向为长边方向的细长的板状制动板固定在柱状部件108上，并将与支撑部件107 —起上下运动的侧板和电枢以夹持该制动板的状态配置，来构成上下制动机构。
上述实施方式中，上下驱动机构16、 116包括两个上下制动机构24、 124。除此之外，例如上下驱动机构16、 116也可包括三个以上的上下制动机构24、124。这种情况下，也可以是上下制动器控制部84按照三个以上的上下制动机构24、 124的各动作开始时刻错开的方式使上下制动机构24、 124动作。艮P，可以是上下制动器控制部84使三个以上的上下制动机构24、 124的动作依次开始。另外，这种情况下，也可以是将三个以上的上下制动机构24、 124分成几组，并且上下制动器控制部84按照每组的动作开始时刻错开(使每组依次开始动作)的方式使上下制动机构24、 124动作。
在上下制动器控制部84按照三个以上的上下制动机构24、 124的各动作开始时刻错开的方式使上下制动机构24、 124动作时，能慢慢增大上下驱动机构16、 116产生的制动力。因此，能可靠地防止上下驱动机构16、 116的突然制动，可靠地防止搬运对象物从手3、 103掉落。
同样地，水平驱动机构17也可包括三个以上的水平制动机构44。这种情况下，也可以是水平制动器控制部85按照三个以上的水平制动机构44的各动作开始时刻错开的方式使水平制动机构44动作。另外，这种情况下，也可以
是将三个以上的水平制动机构44分成几组，并且水平制动器控制部85按照每组的动作开始时刻错开的方式使水平制动机构44动作。
另外，在实施方式1中，若上下驱动机构16和水平驱动机构17中的一个包括两个制动机构24、 44，则另一个驱动机构包括的制动机构24、 44也可以是一个。
在实施方式l中，旋转驱动机构18包括一个旋转制动机构64，但旋转驱动机构18也可包括多个旋转制动机构64。这种情况下，也可以是旋转制动器控制部86按照多个旋转制动机构64的各动作开始时刻错开的方式使旋转制动机构64动作。另外，这种情况下，也可以是将多个旋转制动机构64分成几组，并且旋转制动器控制部86按照每组的动作开始时刻错开的方式使旋转制动机构64动作。
上述实施方式中，上下制动机构24、 124、水平制动机构44和旋转制动机构64是所谓的无励磁动作型的制动器。除此之外，例如上下制动机构24、124、水平制动机构44和/或旋转制动机构64也可以是在对线圈通电时利用侧板和电枢将制动盘夹持、在停止对线圈通电时通过压縮螺旋弹簧的作用力使制动盘释放的制动器。另外，上下制动机构24、 124、水平制动机构44和/或旋转制动机构64也可以是利用压縮空气使电枢动作的空气制动器。
在实施方式1中，上下驱动机构16、水平驱动机构17和旋转驱动机构18包括两台驱动用电动机20、 40、 60。除此之外，例如上下驱动机构16、水平驱动机构17和/或旋转驱动机构18也可包括三台以上的驱动用电动机20、40、60。另外，上下驱动机构16、水平驱动机构17和旋转驱动机构18所包括的驱动用电动机20、 40、 60的数目也可以是一台。
在实施方式l中，机器人l包括上下驱动机构16、水平驱动机构17和旋转驱动机构18。除此之外，例如，机器人1也可仅包括从上下驱动机构16、水平驱动机构17和旋转驱动机构18中任意选出的两个或一个驱动机构。
权利要求
1.一种工业用机器人，其特征在于，包括装载搬运对象物的手、与所述手连结的臂、支撑所述臂的支撑部件，并包括使所述支撑部件上下运动的上下驱动机构和/或用于使所述支撑部件沿水平方向移动的水平驱动机构和/或用于使所述支撑部件以将上下方向作为轴向的规定中心轴为中心进行旋转的旋转驱动机构、控制所述上下驱动机构和/或所述水平驱动机构和/或所述旋转驱动机构的控制部，所述上下驱动机构和/或所述水平驱动机构和/或所述旋转驱动机构包括用于使所述上下驱动机构和/或所述水平驱动机构和/或所述旋转驱动机构停止的多个制动机构，所述控制部包括控制多个所述制动机构的制动器控制部，所述制动器控制部使多个所述制动机构分阶段地动作。
2. 如权利要求l所述的工业用机器人，其特征在于，所述制动器控制 部使多个所述制动机构的各动作开始时刻错开。
3. 如权利要求2所述的工业用机器人，其特征在于，包括所述上下驱 动机构，该上下驱动机构具有作为多个所述制动机构的多个上下制动机构，所述控制部包括作为所述制动器控制部的控制多个所述上下制动机构 的上下制动器控制部，所述上下制动器控制部使多个所述上下制动机构分阶段地动作。
4. 如权利要求3所述的工业用机器人，其特征在于，所述上下驱动机构包括数目与所述上下制动机构数目相同的上下驱动 用电动机，多个所述上下制动机构分别与多个所述上下驱动用电动机连结。
5. 如权利要求4所述的工业用机器人，其特征在于，包括用于对多个 所述上下驱动用电动机的各旋转速度进行检测的多个速度检测机构。
6. 如权利要求3所述的工业用机器人，其特征在于，所述上下驱动机构包括与多个所述上下制动机构连结的一台上下驱动用电动机。
7. 如权利要求6所述的工业用机器人，其特征在于，所述上下驱动机 构包括与所述上下驱动用电动机连结并使所述支撑部件上下运动的滚珠 丝杠、用于对所述滚珠丝杠的旋转速度进行检测的丝杠侧速度检测机构、 用于对所述上下驱动用电动机的旋转速度进行检测的电动机侧速度检测机 构。
8. 如权利要求1至7中任一项所述的工业用机器人，其特征在于，包 括所述水平驱动机构，该水平驱动机构具有作为多个所述制动机构的多个 水平制动机构，所述控制部包括作为所述制动器控制部的控制多个所述水平制动机构 的水平制动器控制部，所述水平制动器控制部使多个所述水平制动机构分阶段地动作。
9. 如权利要求8所述的工业用机器人，其特征在于，所述水平驱动机构包括数目与所述水平制动机构的数目相同的水平驱 动用电动机，多个所述水平制动机构分别与多个所述水平驱动用电动机连结。
10. 如权利要求1所述的工业用机器人，其特征在于，包括所述上下驱动机构，该上下驱动机构具有作为多个所述制动机构的多个上下制动机 构，所述控制部包括作为所述制动器控制部的控制多个所述上下制动机构 的上下制动器控制部，所述上下制动器控制部使多个所述上下制动机构分阶段地动作。
全文摘要
一种工业用机器人，适合搬运较大的搬运对象物和昂贵的搬运对象物。工业用机器人包括装载搬运对象物的手、与手连结的臂、支撑臂的支撑部件、使支撑部件上下运动的上下驱动机构、控制上下驱动机构的控制部(80)。上下驱动机构包括用于使上下驱动机构停止的两个制动机构(24)，控制部(80)包括控制两个制动机构(24)的制动器控制部(84)。制动器控制部(84)使两个制动机构(24)分阶段地动作。
文档编号B25J9/00GK101670579SQ20091017105
公开日2010年3月17日 申请日期2009年8月25日 优先权日2008年8月26日
发明者志村芳树, 矢泽隆之 申请人:日本电产三协株式会社