工业用机器人的原点位置返回方法及工业用机器人的制作方法_5

文档序号:9444207阅读:来源:国知局
侧且在左右方向上转动中心C2与腔室7-10的左右方向的中心大致一致的位置(参照图6(B)、图7(B)、图8(B)、图9(B))之间直线地移动时,控制部100利用圆柱坐标系控制机器人I。
[0165]另一方面,在从上下方向观察时转动中心C2在不沿着通过转动中心Cl的假想线的位置直线地移动时,控制部100利用直角坐标系控制机器人I。在本方式中,在以构成直角坐标系的一个坐标轴与左右方向平行、另一坐标轴与前后方向平行的方式定义了直角坐标系且在从上下方向观察时转动中心C2在不沿着通过转动中心Cl的假想线的位置直线地移动时,控制部100利用基于转动中心Cl与转动中心C2在左右方向的距离和转动中心Cl与转动中心C2在前后方向的距离的直角坐标系控制机器人I。
[0166]S卩,当为了进行基板2相对于腔室7-10的搬出或搬入,转动中心C2在叉部21与前后方向平行且基板2配置在手13的前端侧或后端侧且在左右方向上转动中心C2与腔室7-10的左右方向的中心大致一致的位置(参照图6(B)、图7(B)、图8(B)、图9(B))与臂14伸展至叉部21进入腔室7-10中为止的位置(参照图6 (C)、图7 (C)、图8 (C)、图9 (C))之间直线地移动时,控制部100利用直角坐标系控制机器人I。
[0167]并且,在第一臂部23相对于主体部15不转动且第二臂部24相对于第一臂部23不转动的状态下,在手13相对于第二臂部24转动时,控制部100利用圆柱坐标系控制机器人。并且,在第二臂部24相对于第一臂部23不转动且手13相对于第二臂部24不转动的状态下,在第一臂部23相对于主体部15转动时,控制部100也利用圆柱坐标系控制机器人
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[0168]在本方式中,使用圆柱坐标系的坐标对利用圆柱坐标系控制时的转动中心C2的移动位置等进行指示。并且,使用直角坐标系的坐标对利用直角坐标系控制时的转动中心C2的移动位置进行指示。另外,无论在利用圆柱坐标系控制机器人I时以及利用直角坐标系控制机器人I时的哪种情况下,都能够控制从上下方向观察时的转动中心C2的位置、手13的高度以及手13相对于第二臂部24的转动角度。
[0169](第一发明的本方式的主要效果)
[0170]如以上说明,在本方式中,形成为中空状的第一臂部23的内部空间45成为大气压,在该内部空间45中配置有马达46、47以及减速机48、49。并且,在本方式中,配置于内部空间45的减速机48与减速机49以其轴中心一致的方式同轴地重叠。因此,在本方式中,能够在减速机48、49的轴向即上下方向上将第一臂部23的厚度设定为较厚。即,在本方式中,能够在上下方向上增大内部空间45,且能够增大内部的压力成为大气压的内部空间45的容积,从而能够增加内部空间45内的空气的量。因此,在本方式中,能够有效地冷却配置于内部空间45的马达46、47。其结果是,在本方式中,能够防止由于热而造成马达46、47损伤。
[0171]尤其在第一发明的本方式中,第二臂部24相对于第一臂部23的转动中心与第一臂部23相对于主体部15的转动中心之间的距离等于第二臂部24相对于第一臂部23的转动中心与手13相对于第二臂部24的转动中心之间的距离,且第一臂部23的长度比较长。因此,在本方式中,能够进一步增大内部空间45的容积,从而进一步增加内部空间45内的空气的量,其结果是,能够更加有效地冷却配置于内部空间45的马达46、47。并且,在本方式中,由于在马达46卷绕有冷却用管64,因此能够更加有效地冷却马达46。
[0172]并且,在第一发明的本方式中,由于将马达46、47以及减速机48、49配置于内部的压力成为大气压的内部空间45,因此即使手13和臂14配置在真空中,也无需使用真空润滑脂等高价的润滑剂作为马达46、47或减速机48、49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,在本方式中,能够降低机器人I的初期成本以及运转成本。
[0173]在第一发明的本方式中,由减速机48、49构成关节部26的一部分。因此,在本方式中,能够提高关节部26的刚性。尤其在本方式中,减速机48、49是中空减速机,且以其轴中心与第二臂部24相对于第一臂部23的转动中心一致的方式同轴地配置。即,在本方式中,在第二臂部24相对于第一臂部23的转动中心上配置有两台减速机48、49。因此,在本方式中,能够进一步提高关节部26的刚性。因此,在本方式中,即便用机器人I搬送比较大的基板2,也能够防止关节部26损伤。
[0174]另外,如第一发明的本方式,在以将搬出以及搬入基板2时的手13的朝向保持为恒定的状态在腔室5-10之间搬送基板2时,若搬送比较大的基板2,则虽然对关节部26施加较大负载,但对关节部27不会施加较大负载。因此,在本方式中,即使由带轮61等构成关节部27,也不易使关节部27损伤。
[0175]在第一发明的本方式中,在搬出以及搬入基板2时,手13以及第一臂部23以第一臂部23相对于主体部15的转动角度与手13相对于第二臂部24的转动角度相等且第一臂部23相对于主体部15的转动方向与手13相对于第二臂部24的转动方向成为相反方向的方式转动。因此,在本方式中,如上所述能够将搬出以及搬入基板2时的手13的朝向保持为恒定。即,在本方式中,能够通过比较简单的控制将搬出以及搬入基板2时的手13的朝向保持为恒定。
[0176]在第一发明的本方式中,在从主体部15向水平方向的一侧延伸的第一臂部23安装有从主体部15向与第一臂部23延伸的方向相反的一侧延伸的平衡器28。因此,在本方式中,能够降低作用于配置在固定第一臂部23的中空旋转轴32的外周面与保持部件34的内周面之间的轴承的负载。
[0177](第二发明的本方式的主要效果)
[0178]如以上说明,在本方式中,在假定当前位置设定工序中,对在当前位置的坐标为未知的状态下紧急停止的机器人I的转动中心C2的假定当前位置的坐标进行设定,且机器人I能够掌握转动中心C2的假定当前位置的坐标。因此,在本方式中,在动作工序中能够根据所设定的转动中心C2的假定当前位置的坐标一面使第一臂部23、第二臂部24以及手13连动,一面使机器人I进行适当的动作。即,在动作工序中,能够使机器人I进行直线内插动作,以使手13在相对于腔室5-10搬入以及搬出基板2时的手13的移动方向上移动,从而能够防止在动作工序中手13以及基板2与腔室5-10互相干涉。并且,在本方式中,由于在动作工序中使机器人I动作至在机器人I的返回动作时手13或基板2与腔室5-10不干涉的位置,因此在返回动作工序中,能够使机器人I安全地返回至原点位置。
[0179]如此,在第二发明的本方式中,与利用操作员的手动操作这种复杂的方法使在当前位置的坐标为未知的状态下停止的机器人I返回至原点位置时相比,能够简单且安全地使机器人I返回至原点位置。尤其在本方式中,由于马达31使第一臂部23转动,马达46使第二臂部24转动,马达47使手13转动,因此在利用操作员的手动操作使在当前位置的坐标为未知的状态下停止的机器人I返回至原点位置时,其操作变得非常复杂,但在本方式中,能够容易地使机器人I返回至原点位置。另外,即使不设定转动中心C2的假定当前位置的坐标,也能够使用指示操作终端19 一面使第一臂部23、第二臂部24以及手13分别转动少许,一面使机器人I返回至原点位置,但此时的操作也变得复杂。
[0180]在第二发明的本方式中,在假定当前位置设定工序中,将操作员以目测确认而决定的转动中心C2的假定当前位置的坐标输入至指示操作终端19,从而设定转动中心C2的假定当前位置的坐标。因此,在本方式中,能够容易地设定转动中心C2的假定当前位置的坐标。
[0181]在第二发明的本方式中,在假定当前位置设定工序中,无论利用圆柱坐标系的坐标和直角坐标系的坐标中的哪个坐标都能够设定转动中心C2的假定当前位置的坐标,通过任一坐标设定转动中心C2的假定当前位置的坐标。因此,在本方式中,能够利用在动作工序中易于使机器人I动作的坐标系的坐标设定转动中心C2的假定当前位置的坐标。SP,如上所述,在机器人I在相对于以通过转动中心Cl的与左右方向平行的假想线通过其前后方向的中心位置的方式配置的腔室5、6搬出或搬入基板2时紧急停止的情况下,能够利用圆柱坐标系的坐标设定转动中心C2的假定当前位置的坐标,在机器人I在相对于左右方向上偏离转动中心Cl的腔室7-10搬出或搬入基板2时紧急停止的情况下,能够利用直角坐标系的坐标设定转动中心C2的假定当前位置的坐标。
[0182]在第二发明的本方式中,在动作工序中,通过使用指示操作终端19的操作按钮76的点动操作使机器人I动作。因此,在本方式中,即使在如假定当前位置设定工序中设定的转动中心C2的假定当前位置的坐标与停止的机器人I的转动中心C2的实际当前位置的坐标的偏差量较大、且在动作工序中以这种状态继续进行机器人I的动作时手13或基板2与腔室5-10互相干涉的情况下,也能够通过一面进行点动操作,一面重新设定假定当前位置的坐标,防止在动作工序中手13或基板2与腔室5-10发生干涉。
[0183](第三发明的本方式的主要效果)
[0184]如以上说明,在本方式中,在机器人I紧急停止时,切断电源81。因此,在本方式中,在机器人I紧急停止时,能够使马达31、40、46、47在比较短的时间内停止,其结果是能够在比较短的时间内确保安全。
[0185]在第三发明的本方式中,在机器人I紧急停止时,中央处理器79使用从充放电部80供给的电力一面控制马达驱动器71-73,一面使马达31、46、47停止。S卩,在本方式中,在机器人I紧急停止时,使用从充放电部80供给的电力一面控制马达31、46、47,一面使马达31、46、47停止。因此,在本方式中,即使在分别设置有使第一臂部23转动的马达46、使第二臂部24转动的马达47以及使手13转动的马达31时,中央处理器79也能够如上所述那样一面以保持紧急停止时的手13的朝向且手13向紧急停止时的手13的移动方向直线地移动的方式控制马达驱动器71-73,一面使马达31、46、47停止。因此,在本方式中,在紧急停止时,能够防止手13与腔室5-10接触以及臂14与腔室5-10接触,其结果是能够防止意外事故发生。
[0186]在第三发明的本方式中,在机器人I紧急停止时,中央处理器79在使制动器41工作后,使制动力比制动器41的制动力大的制动器42工作,从而使马达40停止。因此,在本方式中,能够通过制动器41、42使马达40在比较短的时间内停止。因此,在本方式中,即使在使无法控制马达40的机器人I紧急停止时,也能够防止主体部15落下。
[0187]在此,为了使马达40在更短的时间内停止,优选在紧急停止时,使制动力较大的制动器42立即工作。另一方面,在本方式中,为了防止马达40在紧急停止时使制动器41、42工作的情况下过急地停止,中央处理器79以马达40进一步向紧急停止时的马达40的旋转方向旋转的方式控制马达驱动器74,并从充放电部80对马达驱动器74供电。在紧急停止时,若使制动力较大的制动器42立即工作,则马达40易于过急地停止,因此为了使马达40向紧急停止时的马达40的旋转方向旋转,有可能导致从充放电部80供给至马达驱动器74的电力变大,充电至充放电部80的电力因马达驱动器74而在短时间内被消耗。并且,在紧急停止时,若充电至充放电部80的电力因马达驱动器74而在短时间内被消耗,则中央处理器79无法使用从充放电部80供给的电力控制马达驱动器71-73,第一臂部23、第二臂部24以及手13就会分别自由转动,从而有可能引起意外事故。
[0188]与此相对,在第三发明的本方式中,在机器人I紧急停止时,由于中央处理器79在使制动器41工作而降低马达40的转速后,使制动力大于制动器41的制动力的制动器42工作,从而使马达40停止,因此马达40不易突然停止,其结果是能够降低紧急停止时因马达驱动器74而消耗的充放电部80的电力。因此,在本方式中,即使中央处理器79以防止马达40在机器人I紧急停止时过急地停止的方式控制马达驱动器74的情况下,中央处理器79也能够在紧急停止时使用从充放电部80供给的电力控制马达31、46、47,一面保持紧急停止时的手13的朝向且使手13向紧急停止时的手13的移动方向直线地移动,一面使马达31、46、47停止。
[0189](第四发明的本方式的主要效果)
[0190]如以上说明,在本方式中,在从上下方向观察时手13的转动中心C2在通过转动中心Cl的假想线上直线地移动时,利用圆柱坐标系控制机器人1,在从上下方向观察时转动中心C2在不沿着通过转动中心Cl的假想线的位置直线地移动时,利用直角坐标系控制机器人I。因此,在本方式中,如上所述,能够使用圆柱坐标系的坐标对利用圆柱坐标系控制时的转动中心C2的移动位置进行指示,且使用直角坐标系的坐标对利用直角坐标系控制时的转动中心C2的移动位置进行指示。即,在本方式中,在从上下方向观察时转动中心C2在不沿着通过转动中心Cl的假想线的位置直线地移动时,不使用圆柱坐标系的坐标,而能够使用直角坐标系的坐标指示转动中心C2的移动位置。因此,在本方式中,即使在从上下方向观察时转动中心C2在不沿着通过转动中心Cl的假想线的位置直线地移动时,也能够容易地指示转动中心C2的移动位置。
[0191]尤其在第四发明的本方式中,在以构成直角坐标系的一个坐标轴与左右方向平行、另一坐标轴与前后方向平行的方式定义直角坐标系、且从上下方向观察时转动中心C2在不沿着通过转动中心Cl的假想线的位置直线地移动时,转动中心C2在通过腔室7-10的左右方向的中心的与前后方向平行的假想线上直线地移动。因此,在本方式中,能够使用直角坐标系的坐标更容易地进行在从上下方向观察时转动中心C2在不沿着通过转动中心Cl的假想线的位置直线地移动时的转动中心C2的移动位置的指示。
[0192]并且,在第四发明的本方式中,由于在从上下方向观察时转动中心C2在通过转动中心Cl的假想线上直线地移动时,利用圆柱坐标系控制机器人1,在从上下方向观察时转动中心C2在不沿着通过转动中心Cl的假想线的位置直线地移动时,利用直角坐标系控制机器人1,因此容易控制机器人I。
[0193](工业用机器人的变形例I)
[0194]图10是用于从侧面说明第一发明的另一实施方式所涉及的工业用机器人I的概略结构的图。
[0195]在上述第一发明的方式中,在第一臂部23的内部空间45中配置有马达46、47以及减速机48、49。具体地说,在第一臂部23的前端侧的内部空间45中配置有马达46、47以及减速机48、49,减速机48、49构成关节部26的一部分。除此之外,例如也可在内部的压力成为大气压的第二臂部24的内部空间配置有马达46、47以及减速机48、49。例如,也可在第二臂部24的基端侧的内部空间配置有马达46、47以及减速机48、49。此时,减速机48、49以其轴中心与第二臂部24相对于第一臂部23的转动中心一致的方式同轴地重叠配置,且构成关节部26的一部分。另外,此时,第一臂部23的内部空间45也可成为真空。
[0196]并且,如图10所示,也可在第二臂部24的前端侧的内部空间配置有马达46、47以及减速机48、49。此时,减速机48与减速机49以其轴中心与手13相对于第二臂部24的转动中心一致的方式同轴地重叠配置,且构成关节部27的一部分。由于此时也能够在减速机48,49的轴向即上下方向上增大第二臂部24的内部空间,因此能够增大内部的压力成为大气压的第二臂部24的内部空间的容积,从而增加第二臂部24的内部空间内的空气的量。因此,能够有效地冷却配置于第二臂部24的内部空间的马达46、47。并且,此时,由于在手13相对于第二臂部24的转动中心上配置有两台减速机48、49,因此能够提高关节部27的刚性。
[0197](工业用机器人的变形例2)
[0198]图11是第一发明的另一实施方式所涉及的工业用机器人I的俯视图。
[0199]在上述第一发明的方式中,臂14由一个第一臂部23和一个第二臂部24构成。除此之外,例如如图11所示,臂14也可由一个第一臂部23和两个第二臂部24构成。此时,第一臂部23形成为大致V状或直线状,其中心部成为与主体部15连接成能够转动的基端部。并且,如图11所示,在第一臂部23的两个前端侧分别将第二臂部24连接成能够转动,在第一臂部23的两个前端侧分别形成有关节部26。
[0200]此时也与上述的方式相同,由减速机48、49构成关节部26的一部分,分别在第一臂部23的两个前端侧,在第一臂部23的内部空间45配置有马达46、47以及减速机48、49。并且,内部空间45成为大气压。另外,此时,在手13的基部20只安装有向水平方向的一侧突出的两根叉部21。并且,在图11中,对与上述方式的结构相同的结构或与上述方式的结构相对应的结构,标注相同符号。
[0201](工业用机器人的变形例3)
[0202]图12是第一发明的另一实施方式所涉及的工业用机器人I的俯视图。
[0203]在上述第一发明的方式中,机器人I包括一根臂14。除此之外,例如如图12所示,机器人I也可包括基端侧与主体部15连接成能够转动的两根臂14。此时也与上述方式相同,由减速机48、49构成关节部26的一部分,在第一臂部23的前端侧,在第一臂部23的内部空间45配置有马达46、47以及减速机48、49。并且,内部空间45成为大气压。另外,此时,在手13的基部20只安装有向水平方向的一侧突出的两根叉部21。并且,在图12中,对与上述方式的结构相同的结构或与上述方式的结构相对应的结构,标注相同符号。
[0204](工业用机器人的变形例4)
[0205]图13是用于从侧面说明第一发明的另一实施方式所涉及的工业用机器人I的概略结构的图。
[0206]在上述第一发明的方式中,臂14由第一臂部23和第二臂部24这两个臂部构成。除此之外,例如如图13所示,臂14也可由第一臂部23、第二臂部24以及第三臂部75这三个臂部构成。此时,与上述方式相同,第一臂部23的基端侧与主体部15连接成能够转动,第二臂部24的基端侧与第一臂部23的前端侧连接成能够转动。并且,第三臂部75的基端侧与第二臂部24的前端侧连接成能够转动,手13与第三臂部75的前端侧连
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