专利名称：机器人手以及机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及机器人手以及机器人。
背景技术：
以往，下述机器人已被公知所述机器人具有机器人手，所述机器人手具备多个叉，将玻璃基板等基板载置于所述叉上，进行基板的搬送和相对于货架状的盒的取出和送入。由于大型液晶面板显示器的普及，因而所述机器人有很多处理大型基板的机会。对于所述大型基板，大多采用机器人手，所述机器人手具备纤维强化塑料制的叉，所述纤维强化塑料制的叉轻量且具有与基板重量对应的预定的刚性(例如参照专利文献I)。专利文献1:日本特开平11-176904号公报但是，上述的纤维强化塑料是在耐热性方面存在问题的材料。因此，一般来说，现有的机器人手在烧结炉中烧结而成的玻璃基板的搬送作业中，存在着受到烧结炉的辐射热等而容易劣化的问题。
发明内容
实施方式的第一方式就是鉴于上文而完成的，其目的在于提供能够防止高温环境下的劣化的机器人手和机器人。实施方式的第一方式涉及的机器人手具备叉，所述叉由纤维强化塑料形成。叉具有通过在外周面被覆聚酰亚胺而形成的被覆层。实施方式的第二方式所述的机器人手为，在第一方式所述的机器人手的基础上，其特征在于，所述叉以呈螺旋状的方式卷绕有聚酰亚胺膜，所述聚酰亚胺膜为包含聚酰亚胺的膜材料。实施方式的第三方式所述的机器人手为，在第一或第二方式所述的机器人手的基础上，其特征在于，所述叉在所述外周面的一部分具有所述被覆层。实施方式的第四方式所述的机器人手为，在第三方式所述的机器人手的基础上，其特征在于，所述叉是用于载置基板的部件，所述叉在用于载置所述基板的区域的外周面具有所述被覆层。实施方式的第五方式所述的机器人手为，在第一至第四方式中的任意一项所述的机器人手的基础上，其特征在于，所述被覆层的厚度随着所述叉的部位不同而不同。实施方式的第六方式所述的机器人手为，在第五方式所述的机器人手的基础上，其特征在于，所述叉具有这样的所述被覆层，即在所述部位分别具有与预先估计的温度分布相对应的厚度。实施方式的第七方式所述的机器人手为，在第六方式所述的机器人手的基础上，其特征在于，所述叉的末端部的所述被覆层的厚度比所述叉的基部的所述被覆层的厚度厚。
本发明还提供具有所述实施方式中的任意一项所述的机器人手的机器人。根据实施方式的上述方式，能够防止高温环境下的劣化。
图1是表示包含实施方式涉及的机器人手和机器人的基板搬送系统的结构例的图。图2A是表示实施方式涉及的机器人手的结构例的图。图2B是表示实施方式涉及的机器人手的结构例的图。图3A是表示叉的内部结构的图。图3B是表示叉的外壳结构的放大图。 图4A是表示聚酰亚胺膜的卷绕方向的图。图4B是表示对被切断的聚酰亚胺膜进行贴附的变形例的图。图5A是表示盖的俯视图和安装前后的样子的图。图5B是沿图5A所示的A-A’线的剖视图。图5C是表示变形例涉及的盖的图。图6A是表示局部地形成聚酰亚胺被覆层的变形例的图。图6B是表示局部地形成聚酰亚胺被覆层的变形例的图。标号说明1:基板搬送系统；10 :机器人(robot) ；11 :升降机构；12 :回转机构；13 :伸缩机构；14 :支承部件；15 :机器人手(hand) ；16 :基座；20 :控制器；30 :盒；100 :基板；150 :叉；150a =CFRP层；150b :聚酰亚胺被覆层;150bl、150b2、150b3 :聚酰亚胺被覆层；150ba :粘接剂;151 :引导件；152 :支承座；153 :传感器；154 :螺纹孔；155 :盖；155a :露出部；155b :插入部；155c :螺纹孔；200 :螺钉。
具体实施例方式下面，参照附图详细说明本申请公开的机器人手和机器人的实施方式。另外，本发明不受下面所示的实施方式限定。图1是表示包含实施方式涉及的机器人手15和机器人10的基板搬送系统I的结构例的图。另外，为了便于理解说明，在图1中图示了包含以铅直向上为正方向的Z轴的三维正交坐标系。所述正交坐标系在下面说明所采用的其他附图中有时也会示出。如图1所示，基板搬送系统I具有机器人10、控制器20和盒30。机器人10将以多层方式收纳在盒30中的基板100 —张一张地取出和放入并进行搬送。这里，对机器人10的结构例进行说明。如图1所示，机器人10具有升降机构11、回转机构12、伸缩机构13、支承部件14、机器人手15和基座16。升降机构11是支承于基座16的、用于进行沿包含图中的X轴和Z轴的XZ平面升降的动作的机构，所述基座16固定于地板等。回转机构12是支承于升降机构11的、用于进行绕与Z轴平行的旋转轴线回转的动作的机构。伸缩机构13是支承于回转机构12的、用于进行沿XY平面伸缩的动作的机构。另外，在图1中图示了一对伸缩机构13，但为了使附图便于理解，一个伸缩机构13的图示被从中途省略了。机器人10通过这些升降机构11、回转机构12和伸缩机构13构成所谓的多关节臂。另外，所述多关节臂的各关节由未图示的伺服马达进行驱动。控制器20是用于保存所述伺服马达的指示程序，并按照所述指示程序控制多关节臂的动作的控制装置。并且，在该多关节臂的末端部经由支承部件14安装有机器人手15。机器人手15具有一对板状的叉150,用于将基板100载置到所述叉150。另外,下面，有时将叉150的用于载置基板100的一侧的表面记载为“载置面”。而且，叉150由支承部件14进行支承，所述支承部件14被支承在伸缩机构13的端部(即多关节臂的末端部)。盒30是基板100的收纳装置，以使基板100的板面平行地朝向图中的XY平面的方式将基板100以多层方式收纳于所述盒30。并且，机器人10在从盒30搬出基板100时，沿着作为搬出对象的基板100的下表面，将叉150插入以多层方式收纳的基板100的间隔中，从而载置基板100并将基板100搬出。而且，机器人10在将基板100搬入盒30时，在载置有作为搬入对象的基板100的状态下将叉150插入盒30，从而搬入基板100。另外，所述机器人10的搬出和搬入动作在将基板100相对于未图示的烧结炉搬出和搬入时也是同样的。即，将烧结前的基板100—张一张地设置到烧结炉的基板搬入口，将烧结后的基板100—张一张地从烧结炉的基板搬出口取出。此时，受到来自烧结炉的辐射热等。下面，利用图2A和图2B说明实施方式涉及的机器人手15的结构例。图2A和图2B是表不实施方式涉及的机器人手15的结构例的图。另外，图2A表不从Z轴的正方向观察机器人手15时的俯视图，图2B表不从Y轴的正方向观察机器人手15时的侧视图。如图2A和图2B所示，机器人手15具有叉150。叉150是用于载置基板100的部件。另外，在此，示出了具有一对叉150的情形，但叉150的个数不受限定。这里，优选的是，叉150由纤维强化塑料等具有预定的刚性且轻量的材料形成。通过由所述材料形成，即使在载置大型基板100的情况下，也能抑制由于基板100和机器人手15自身的重量所产生的挠曲等。另外，本实施方式中，叉150由以碳纤维作为强化材料的CFRP (Carbon FiberReinforced Plastics)、即所谓的碳纤维强化塑料形成。而且，叉150的基部固定于支承部件14，所述支承部件14安装于上述的多关节臂的末端部。而且，如图2A和图2B所示，I个叉150具有引导件151、支承座152和传感器153。引导件151是由聚酰亚胺树脂等超耐热性材料构成的部件，从叉150的末端部起沿X轴方向空开预定间隔配置有一组所述引导件151。并且，所述一组引导件151用于防止所载置的基板100向前后方向(即X轴方向)偏移。另外，也可以是，引导件151的配置位置能够根据基板100的尺寸适当调整。支承座152也是由超耐热性材料形成，沿叉150的长度方向(即X轴方向)配置有多个所述支承座152。另外，在图2A和图2B中示出了下述例子在夹着叉150的中心线P的对称位置配置的2个支承座152为I组，沿叉150的长度方向(即X轴方向)配置共计6组。所述支承座152用于从所载置的基板100的下表面对所述基板100进行多点支承。传感器153是用于检测是否有基板100载置于叉150、即叉150的承载状态的耐热
型传感器。另外，虽然这里没有图示，但叉150具有安装于其末端部的盖。对于所述盖的细节在后面利用图5A 图5C进行叙述。接下来，利用图3A对叉150的内部结构进行说明。图3A是表示叉150的内部结 构的图。另外，图3A表不从斜上方观察叉150的末端部时的立体图。如图3A所示，叉150的内部为中空结构。所述中空结构是在CFRP的成形过程中利用型芯而形成的。并且，通过利用所述中空结构，能够在叉150的内部进行所述的传感器153等的连接线缆类的配线。而且，在叉150的外壳贯通设置有螺纹孔154。所述螺纹孔154用于所述盖的安装。对于这一点，在后面利用图5B进行叙述。这里，利用图3A的虚线矩形所示的Ml部的放大图(B卩，图3B)对叉150的外壳结构进行说明。如图3B所示，叉150的外壳结构大致分为CFRP层150a和聚酰亚胺被覆层150b两层。CFRP层150a是叉150的外壳的主要材料，是层积碳纤维强化塑料而形成的。聚酰亚胺被覆层150b通过在所述CFRP层150a的最外层、即叉150的外周面被覆聚酰亚胺而形成。所述被覆例如可以通过将含有聚酰亚胺的膜材料即聚酰亚胺膜卷绕在叉150的整个外周面来进行。在本实施方式中，通过所述聚酰亚胺膜形成聚酰亚胺被覆层150b。另外，在卷绕聚酰亚胺膜时，如图3B所示，在CFRP层150a的最外层被覆粘接剂150ba，在所述粘接剂150ba上粘接聚酰亚胺膜。这里，利用图4A说明卷绕聚酰亚胺膜时的卷绕方向。图4A是表示聚酰亚胺膜的卷绕方向的图。例如，如图4A所示，聚酰亚胺膜以叉150为轴呈螺旋状(参照图中的螺旋状的箭头)卷绕。此时，优选的是，以叉150的外周面上的相邻聚酰亚胺膜端部彼此重合的方式进行卷绕。通过这样卷绕聚酰亚胺膜，能够防止CFRP层150a (参照图3B)露出到叉150的外周面，因此能够防止在高温环境下叉150的劣化。另外，聚酰亚胺膜向叉150卷绕的卷绕圈数根据聚酰亚胺膜自身的宽度等确定即可。而且，也可以是，聚酰亚胺膜以卷绕两层或卷绕三层的方式层叠卷绕。即、通过利用层叠圈数来增加聚酰亚胺被覆层150b的厚度，进一步提高叉150的耐热性，从而能够防止在高温环境下叉150的劣化。另外，也可以不卷绕，而将切断的聚酰亚胺膜贴到叉150的外周面。图4B表示所述变形例。图4B是表示贴附被切断的聚酰亚胺膜Pf的变形例的图。如图4B所示，可以将聚酰亚胺膜Pf以覆盖CFRP层150a的最外层、即叉150的外周面的方式进行贴附。此时，优选的是，如图4B的虚线箭头C所示，聚酰亚胺膜Pf以覆盖叉150的外周面的角部的方式进行贴附。通过这样覆盖叉150的外周面的角部，能够防止CFRP层150a在叉150的各端面的交界即角部露出。这一点在角部没有倒圆角时更加有效。而且，如图4B的虚线封闭曲线M2部和M3部所示，通过以使聚酰亚胺膜Pf彼此的端部重叠的方式进行贴附，也能够防止CFRP层150a露出。接下来，利用图5A和图5B，对用上述的图2A和图2B的说明中涉及的盖的细节进行说明。图5A是表示盖155的俯视图和安装前后的样子的图，图5B是沿图5A所示A-A’线的剖视图。另外，图5A表示从Z轴的正方向观察到的情况，图5B表示从Y轴的正方向观察到的情况。如图5A所示，盖155具有露出部155a、插入部155b和螺纹孔155c。露出部155a是在盖155安装于叉150的情况下作为叉150的最末端部露出的部件。插入部155b是在将盖155安装于叉150时，插入叉150的末端的中空部分的部件。如图5B所示，螺纹孔155c是在盖155安装于叉150时与叉150的螺纹孔154相连接的连接孔。并且，通过将螺钉200与所述螺纹孔154和螺纹孔155c形成的连接孔进行螺纹连接，从而将盖155固定于叉150的末端部。这样，盖155是通过堵塞中空的叉150的末端部来保护叉150的内部的保护部件。即，起到抑制热量向叉150的内周面传导的作用，防止从叉150的内部劣化。因此，优选的是，盖155与所述的引导件151等同样，由聚酰亚胺树脂等超耐热性材料成形。而且，如图5A中作为网格部分所示地，还可以在露出部155a的外周面施行聚酰
亚胺被覆。另外，在这样安装盖155的情况下，在叉150和盖155之间产生接缝B。这里，为了抑制从所述接缝B传导热量，例如可以预先对盖155实施下面的图5C所示那样的加工。图5C是表示变形例涉及的盖155的图。而且，图5C相当于图5B所示的虚线的封闭曲线M4部附近的放大图。如图5C所示，还可以对盖155设置切口 ab。在所述情况下，在盖155安装于叉150时，能够减少叉150的端面与露出部155a接触的部位，因此能够抑制热量的传导。并且，切口 ab作为空气隔层发挥作用，同样能够抑制热量的传导。但是，至此对在叉150的整个外周面形成聚酰亚胺被覆层150b的情况进行了叙述，但还可以将所述聚酰亚胺被覆层150b设置在叉150的外周面的一部分。利用图6A和图6B对所述变形例进行说明。图6A和图6B是表示局部地形成聚酰亚胺被覆层150b的变形例的图。虽然在利用图2A和图2B的说明中也已经叙述了，不过，如图6A所示，在叉150所具有的一组引导件151之间通过多个支承座152对被载置的基板100进行多点支承。即，这表示一组引导件151间的区域容易受到烧结后的基板100的余热等，换言之，容易发生由热量导致的劣化。因此，如图6A的网格部分所示那样，仅在所述一组引导件151之间形成聚酰亚胺被覆层150b，从而至少能够保护容易发生由热量导致的劣化的区域。而且，通过这样局部地实施聚酰亚胺被覆，例如能够减少聚酰亚胺的使用量，因此能够以低成本提高叉150的耐热性。而且，还可以根据叉150的部位不同而使聚酰亚胺被覆层150b的厚度不同。所述情况下的判断根据可以是例如预先估计的温度分布等。如图6B所示，预先估计的温度分布的相对比较结果为，从叉150的末端部到基部依次为表示高温的“高”，表示中温的“中”，表示低温的“低”。在所述情况下，例如可以分别在“高”区域设置卷绕三层的聚酰亚胺被覆层150bl，在“中”区域设置卷绕两层的聚酰亚胺被覆层150b2，在“低”区域设置卷绕一层的聚酰亚胺被覆层150b3。通过这样局部地使厚度不同，也能够以低成本提高叉150的耐热性。如上所述，实施方式涉及的机器人手具有由纤维强化塑料形成的叉。叉具有通过在外周面被覆聚酰亚胺而形成的被覆层。因此，根据实施方式涉及的机器人手，能够防止高温环境下的劣化。另外，在上述的实施方式中，主要举出聚酰亚胺膜为例进行了说明，但一般来说，聚酰亚胺膜作为外观好且容易卷绕的材料已经公知。因此，通过利用所述聚酰亚胺膜还能够产生如下效果无损叉的外观，且容易提高耐热性。而且，在上述的实施方式中，对叉的外壳的主要材料为CFRP的情况进行了说明，但不限于此，只要是纤维强化塑料，则不限定其母材(例如热硬化性树脂)和其强化材料(例如碳纤维)等。而且，在上述的实施方式中，举出了叉为中空结构的情况为例，但不限于此，例如，在叉为实心结构时，也可以在其外周面施行聚酰亚胺被覆。而且，在上述的实施方式中，所搬送的基板主要举出液晶面板的玻璃基板的情况为例进行了说明，但当然可以包含所有的薄板状基板。进一步的效果和变形例能够由本领域技术人员容易地导出。因此，本发明的更广范围的方式不限定于以上表示和叙述的特定细节和代表性的实施方式。因此，不脱离附加的权利要求和其等同物所定义的总括的发明概念的精神或范围，可以进行各种变更。
权利要求
1.一种机器人手，其特征在于， 所述机器人手具备叉，所述叉由纤维强化塑料形成，并且所述叉具有通过在外周面被覆聚酰亚胺而形成的被覆层。
2.根据权利要求1所述的机器人手，其特征在于， 所述叉以呈螺旋状的方式卷绕有聚酰亚胺膜，所述聚酰亚胺膜为包含聚酰亚胺的膜材料。
3.根据权利要求1或2所述的机器人手，其特征在于， 所述叉在所述外周面的一部分具有所述被覆层。
4.根据权利要求3所述的机器人手，其特征在于， 所述叉是用于载置基板的部件， 所述叉在用于载置所述基板的区域的外周面具有所述被覆层。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的机器人手，其特征在于， 所述被覆层的厚度随着所述叉的部位不同而不同。
6.根据权利要求5所述的机器人手，其特征在于， 所述叉具有这样的所述被覆层，即在所述部位分别具有与预先估计的温度分布相对应的厚度。
7.根据权利要求5所述的机器人手，其特征在于， 所述叉的末端部的所述被覆层的厚度比所述叉的基部的所述被覆层的厚度厚。
8.—种机器人,其特征在于， 所述机器人具有权利要求1 7中的任意一项所述的机器人手。
全文摘要
本发明提供防止高温环境下的劣化的机器人手以及机器人。机器人手和机器人构成为具备由纤维强化塑料形成的叉，并且所述叉具有通过在外表面被覆聚酰亚胺而形成的被覆层。另外，被覆层例如通过使包含聚酰亚胺的膜材料即聚酰亚胺膜以呈螺旋状的方式卷绕而形成，所述被覆层也可以仅形成在叉的外周面的一部分。
文档编号B25J9/06GK103009394SQ20121035581
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月21日 优先权日2011年9月22日
发明者原田修, 塚本克则 申请人:株式会社安川电机