專利名稱：工業(yè)用機(jī)械手裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)用機(jī)械手裝置。
背景技術(shù)：
作為工業(yè)用機(jī)械手裝置，例如有在日本專利特開2001-157974號(hào)公報(bào)中所揭示的可在真空環(huán)境內(nèi)使用的基板搬送機(jī)械手裝置。
圖12表示該基板搬送機(jī)械手裝置。機(jī)座101被分離成大氣槽102和真空槽103，通過利用有驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)104和滾珠絲杠120的移動(dòng)機(jī)構(gòu)使大氣槽102內(nèi)的驅(qū)動(dòng)箱105上下移動(dòng)，能使真空槽103內(nèi)的旋轉(zhuǎn)基座106上下移動(dòng)。又，通過利用第3驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)107使第3軸108旋轉(zhuǎn)，能使旋轉(zhuǎn)基座106轉(zhuǎn)動(dòng)。
在旋轉(zhuǎn)基座106上設(shè)有第1臂體109和第2臂體110。通過利用第1驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)111使第1軸112旋轉(zhuǎn)，能使第1臂體109旋轉(zhuǎn)。又，通過利用第2驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)113使第2軸114旋轉(zhuǎn)，能使第2臂體110旋轉(zhuǎn)。
在第3軸108內(nèi)配置著第2軸114，在第2軸114內(nèi)配置著第1軸112。對(duì)于第3軸108的外側(cè)的空間，通過在本體殼體上壁115與外殼部116之間將真空波紋管117安裝成圍住第3軸108的狀態(tài)，使真空槽103與大氣槽102分離。還尤其，雖然沒有明示，但對(duì)于第3軸108與第2軸114之間及第2軸114與第1軸112之間的空間，可認(rèn)為通過設(shè)有磁性流體密封而使真空槽103與大氣槽102分離。
日本專利特開2001-157974號(hào)公報(bào)然而，專利文獻(xiàn)1中所示的基板搬送機(jī)械手裝置，通過具有驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)104和滾珠絲杠120的移動(dòng)機(jī)構(gòu)而使驅(qū)動(dòng)箱105向上下方向進(jìn)行移動(dòng)。因此，當(dāng)增大移動(dòng)距離(行程)時(shí)，需要對(duì)驅(qū)動(dòng)箱105進(jìn)行支承的構(gòu)件，存在移動(dòng)用的結(jié)構(gòu)變得更復(fù)雜的問題。另外，還存在變得大型化的問題。
另外，在上述的基板搬送機(jī)械手裝置中，在真空環(huán)境內(nèi)進(jìn)行使用的場(chǎng)合，由于需要適合于使旋轉(zhuǎn)基座106上下移動(dòng)的移動(dòng)距離的磁性流體密封及真空波紋管117，故需要使磁性流體密封及真空波紋管117與上下移動(dòng)距離成正比地大型化。因此，使機(jī)械手裝置整體大型化、并成為高價(jià)。
又，真空波紋管117是利用焊接所制作的折皺結(jié)構(gòu)，隨著大型化使清洗變得困難，還容易引起微粒的發(fā)生(起塵)。
另外，一般與機(jī)械手裝置本體的耐久性相比、真空波紋管117的反復(fù)動(dòng)作耐久性較差。因此，作為真空機(jī)械手裝置整體的耐久性惡化，并使可靠性惡化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)的工業(yè)用機(jī)械手裝置。目的還在于，提供在真空環(huán)境內(nèi)進(jìn)行使用的場(chǎng)合、即使是工業(yè)用機(jī)械手裝置、也不需要使用真空波紋管的工業(yè)用機(jī)械手裝置。另外，目的在于，提供能與上下移動(dòng)距離無關(guān)地進(jìn)行磁性流體密封的設(shè)計(jì)的工業(yè)用機(jī)械手裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的工業(yè)用機(jī)械手裝置具有能旋轉(zhuǎn)的機(jī)械手臂；設(shè)置在該機(jī)械手臂的前端、可保持工件的手部；對(duì)該手部和所述機(jī)械手臂進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部；具有安裝了該驅(qū)動(dòng)部的安裝部的支承基座；使支承基座移動(dòng)的平行連桿機(jī)構(gòu)。
因此，通過利用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的平行連桿機(jī)構(gòu)使支承基座移動(dòng)，能使機(jī)械手臂、手部和驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行移動(dòng)。此外，由于驅(qū)動(dòng)部安裝在支承基座的安裝部上，故可將機(jī)械手臂、手部和驅(qū)動(dòng)部的重心位置接近支承基座進(jìn)行保持。由此，可提高平行連桿機(jī)構(gòu)的剛性。
又，本發(fā)明的工業(yè)用機(jī)械手裝置最好是，使所述工業(yè)用機(jī)械手裝置的驅(qū)動(dòng)部設(shè)成與所述支承基座嵌合。另外，本發(fā)明最好是，所述工業(yè)用機(jī)械手裝置的驅(qū)動(dòng)部通過所述支承基座而安裝在與所述機(jī)械手臂及所述手部相反的一側(cè)。由此，能使所述機(jī)械手臂及所述手部的重心接近于對(duì)所述平行連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行支承的支承基座，能提高平行連桿機(jī)構(gòu)的剛性。
本發(fā)明的平行連桿機(jī)構(gòu)既可以是使支承基座進(jìn)行上下移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，該平行連桿機(jī)構(gòu)也可以是使支承基座進(jìn)行平面移動(dòng)的機(jī)構(gòu)。即，通過使支承基座上下移動(dòng)能使機(jī)械手臂和手部進(jìn)行上下移動(dòng)、或通過使支承基座進(jìn)行平面移動(dòng)能使機(jī)械手臂和手部進(jìn)行平面移動(dòng)、或通過使支承基座進(jìn)行上下移動(dòng)和平面移動(dòng)能使機(jī)械手臂和手部進(jìn)行上下移動(dòng)和平面移動(dòng)。
另外，本發(fā)明的工業(yè)用機(jī)械手裝置最好是，構(gòu)成所述平行連桿機(jī)構(gòu)的平行連桿有1根第1臂和2根第2臂，所述第2臂被配置在所述支承基座側(cè)，并與2根連接軸一起構(gòu)成平行四邊形。由此，能提高平行連桿的剛性。
又，最好是，在所述2根連接軸中，連接所述第1臂和第2臂的連接軸的移動(dòng)軌跡是在水平方向比另外連接軸的移動(dòng)軌跡還外側(cè)。構(gòu)成所述支承基座與所述第2臂的角度是銳角。由此，在使平行連桿機(jī)構(gòu)向上下方向移動(dòng)時(shí)，即使在平行連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)作中發(fā)生外部干擾，也能使支承基座向上下方向移動(dòng)。
另外，最好是，所述第1臂的長(zhǎng)度小于等于所述第2臂的長(zhǎng)度。
又，最好是，所述工業(yè)用機(jī)械手裝置是被設(shè)置在真空環(huán)境內(nèi)進(jìn)行作業(yè)的裝置。
因此，平行連桿機(jī)構(gòu)能設(shè)置在真空環(huán)境內(nèi)。由于平行連桿機(jī)構(gòu)被設(shè)置在真空環(huán)境內(nèi)，故能不使用真空波紋管地對(duì)真空環(huán)境內(nèi)進(jìn)行密封。還能與支承基座的上下移動(dòng)距離無關(guān)地對(duì)磁性流體密封進(jìn)行設(shè)計(jì)。
本發(fā)明的工業(yè)用機(jī)械手裝置具有能旋轉(zhuǎn)的機(jī)械手臂；設(shè)置在該機(jī)械手臂的前端、可保持工件的手部；對(duì)該手部和所述機(jī)械手臂進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部；具有安裝了該驅(qū)動(dòng)部的安裝部的支承基座；使支承基座移動(dòng)的平行連桿機(jī)構(gòu)。由此，通過利用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的平行連桿機(jī)構(gòu)使支承基座移動(dòng)，能使機(jī)械手臂、手部和驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行移動(dòng)。此外，由于將驅(qū)動(dòng)部安裝在支承基座的安裝部上，故可將機(jī)械手臂、手部和驅(qū)動(dòng)部的重心位置接近支承基座進(jìn)行保持。由此，可提高平行連桿機(jī)構(gòu)的剛性。


圖1是表示本發(fā)明的工業(yè)用機(jī)械手裝置的實(shí)施例1的側(cè)視圖。
圖2是使該機(jī)械手裝置的機(jī)械手上升后狀態(tài)的立體圖。
圖3是使該機(jī)械手裝置的機(jī)械手下降后狀態(tài)的立體圖。
圖4是該機(jī)械手裝置的臺(tái)座的仰視圖。
圖5是將該機(jī)械手裝置的平行連桿局部剖切地表示、且伸展后狀態(tài)的圖。
圖6是表示驅(qū)動(dòng)該機(jī)械手裝置的平行連桿的機(jī)構(gòu)的剖視圖。
圖7是表示本發(fā)明的工業(yè)用機(jī)械手裝置的實(shí)施例2的側(cè)視圖。
圖8是將該機(jī)械手裝置的平行連桿局部剖切地表示、且伸展后狀態(tài)的圖。
圖9是表示從圖8的箭頭IX方向看的第2臂的圖。
圖10是表示該機(jī)械手裝置的3組平行連桿和連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的配置的圖。
圖11是表示對(duì)該機(jī)械手裝置的連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行傳遞的機(jī)構(gòu)的剖視圖。
圖12是以往的真空機(jī)械手裝置的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖所示的最佳形態(tài)對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)詳細(xì)地進(jìn)行說明。
圖1～圖6表示本發(fā)明的工業(yè)用機(jī)械手裝置的實(shí)施例1。工業(yè)用機(jī)械手裝置是例如在真空環(huán)境1內(nèi)對(duì)未圖示的工件進(jìn)行搬送的真空環(huán)境內(nèi)工件搬送機(jī)械手裝置。工業(yè)用機(jī)械手裝置是設(shè)在真空環(huán)境1內(nèi)進(jìn)行作業(yè)用的裝置，具有安裝在支承基座2上并能旋轉(zhuǎn)的機(jī)械手臂3；設(shè)置在該機(jī)械手臂3的前端、可保持工件的手部4；使支承基座2移動(dòng)的平行連桿機(jī)構(gòu)5。平行連桿機(jī)構(gòu)5是使支承基座2在圖1中向上下方向移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)。并且，驅(qū)動(dòng)平行連桿機(jī)構(gòu)5的驅(qū)動(dòng)源6被配置在真空環(huán)境1的外部。
在本實(shí)施例中，使2根第2機(jī)械手臂3B與1根第1機(jī)械手臂3A的兩端連接，使手部4與各第2機(jī)械手臂3B的前端連接。
設(shè)置著工業(yè)用機(jī)械手裝置的臺(tái)座7上用未圖示的隔壁遮蓋著，在隔壁內(nèi)成為真空環(huán)境1。也就是說，在真空環(huán)境1內(nèi)利用平行連桿機(jī)構(gòu)5對(duì)由支承基座2、機(jī)械手臂3、手部4及它們的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成的機(jī)械手8機(jī)構(gòu)性地進(jìn)行支承。包含驅(qū)動(dòng)機(jī)械手臂3和手部4的多個(gè)未圖示的電動(dòng)機(jī)等的驅(qū)動(dòng)部9被配置在支承基座2的底面(安裝部2A)，并被外殼90遮蓋著。
另外，在本實(shí)施例中，形成為旋轉(zhuǎn)軸81從外殼9內(nèi)貫通支承基座2地延伸的狀態(tài)，并作成通過旋轉(zhuǎn)軸81將外殼9內(nèi)的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力向機(jī)械手臂3及手部4傳遞的狀態(tài)。這樣，由于驅(qū)動(dòng)機(jī)械手臂3及手部4的驅(qū)動(dòng)部的一部分貫通于作為形成于支承基座2的安裝部2A的孔，且驅(qū)動(dòng)部9安裝在支承基座2的底面上，故通過使機(jī)械手臂3及手部4和驅(qū)動(dòng)部的重心位置與支承平行連桿機(jī)構(gòu)5的支承基座2接近，能使平行連桿機(jī)構(gòu)5(平行連桿12)的剛性提高。
又，搭載在支承基座2上的機(jī)械手8，能使其重心位置下降、即能使其重心位置與支承基座2接近，例如，即使在動(dòng)作時(shí)發(fā)生振動(dòng)的場(chǎng)合，也能對(duì)該振動(dòng)進(jìn)行抑制。
又，在本實(shí)施例中，是將機(jī)械手8配置在真空環(huán)境內(nèi)，而電動(dòng)機(jī)的配線通過安裝在外殼90的底面上的柔性管10內(nèi)與未圖示的控制部連接著。因此，柔性管10內(nèi)及外殼90內(nèi)成為大氣環(huán)境11。
然而，在支承基座2與外殼90之間、在外殼90與柔性管10之間，例如利用未圖示的O形圈進(jìn)行真空密封。并且，為了將外殼90內(nèi)的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力向機(jī)械手臂3及手部4傳遞，在從外殼90內(nèi)貫通支承基座2地延伸的旋轉(zhuǎn)軸81與其相對(duì)構(gòu)件之間利用未圖示的磁性流體密封來進(jìn)行真空密封。
由此，能使配置有機(jī)械手8的真空環(huán)境1與配置有電動(dòng)機(jī)的大氣環(huán)境11可靠地分離。又，由于貫通于支承基座2地延伸的所述旋轉(zhuǎn)軸81不是向其軸線方向移動(dòng)的構(gòu)件，故與以往那樣對(duì)在軸向移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行真空密封的情況相比，能使磁性流體密封的范圍變小。另外，在圖2和圖3中省略了柔性管10的記載。
在本實(shí)施例中，平行連桿機(jī)構(gòu)5利用例如3組平行連桿12來構(gòu)成，并利用1個(gè)連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(驅(qū)動(dòng)源)6對(duì)它們進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。但是，平行連桿12的數(shù)目不限于3組。平行連桿12將臺(tái)座7上的支承體13與支承基座2進(jìn)行連接，機(jī)構(gòu)性地對(duì)機(jī)械手8進(jìn)行限制。3組平行連桿12以120度的間隔被配置成從上面看將支承基座2和外殼9圍住的形態(tài)。
平行連桿12，如圖5所示，具有臺(tái)座7側(cè)的1根第1臂12a和支承基座2側(cè)的2根第2臂12b。2根第2臂12b與作為2根連接軸的中間連接軸17、連接軸18一起構(gòu)成平行四邊形，使其剛性提高。且在本實(shí)施例中，第1臂12a的長(zhǎng)度La比第2臂12b的長(zhǎng)度Lb短。
另外，如圖1所示，連接第1臂12a和第2臂12b的中間連接軸17的移動(dòng)軌跡是在水平方向比連接軸18的移動(dòng)軌跡還外側(cè)。
由此，在平行連桿12的動(dòng)作范圍中，使構(gòu)成第2臂12b與支承基座2的角度α的角度變化減小，并將該角度α保持在小于90度的銳角的角度范圍。這樣，通過保持銳角的角度，在使平行連桿機(jī)構(gòu)5向上下方向移動(dòng)時(shí)，即使在平行連桿12的移動(dòng)中發(fā)生外部干擾，也能使支承基座2向上下方向穩(wěn)定地移動(dòng)。
另外，第1臂12a的長(zhǎng)度La與第2臂12b的長(zhǎng)度Lb也可以是相同的。
第1臂12a的下端固定在通過大氣用軸承14及真空用軸承15旋轉(zhuǎn)自如地支承于支承體13上的連桿驅(qū)動(dòng)軸16上。
在本實(shí)施例中，3個(gè)連桿驅(qū)動(dòng)軸16以120度的間隔被配置成從上方看圍住支承基座2及外殼9的形態(tài)。
另外，在本實(shí)施例中，連桿驅(qū)動(dòng)軸16被配置在比臺(tái)座7高的位置。即，如圖1所示，將第1臂12a與第2臂12b重疊地進(jìn)行折疊，使第1臂12a成為朝向斜下方，將中間連接軸17與臺(tái)座7抵接的位置確保成為最下降位置的高度。換句話說，連桿驅(qū)動(dòng)軸16的高度確保外殼9的收容空間。
平行連桿12的行程(向上下方向的移動(dòng)距離)，用連桿長(zhǎng)度La、Lb與連桿動(dòng)作角θ的乘積來求得，由于將第1臂12a的移動(dòng)范圍取得較大，故能以短的連桿長(zhǎng)度La、Lb來確保規(guī)定的行程。因此，①能提高平行連桿12的剛性、②能使驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6的轉(zhuǎn)矩減小而使減速機(jī)小型化、③能減小機(jī)械手8的占有空間。
又，如圖5所示，第1臂12a的上端被固定在中間連接軸17的中央。第2臂12b的下端通過真空用軸承15旋轉(zhuǎn)自如地與中間連接軸17的兩端連接著。且第2臂12b的上端，通過真空用軸承15旋轉(zhuǎn)自如地與貫通支承基座2的凸部2a的連接軸18的兩端連接著。即，第1臂12a用1個(gè)自由度來構(gòu)成，第2臂12b也用1個(gè)自由度來構(gòu)成，機(jī)械手8利用3組平行連桿12機(jī)構(gòu)性地在上下方向被限制。
另外，在本實(shí)施例中，第1臂12a、第2臂12b、中間連接軸17、連接軸18，例如構(gòu)成為管子形狀，可保持一定的剛性并實(shí)現(xiàn)輕量化。
如上所述，平行連桿機(jī)構(gòu)5如下那樣地進(jìn)行動(dòng)作。
在連桿驅(qū)動(dòng)軸16未旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)(最下降位置)下，如圖1中用實(shí)線所示，第1臂12a朝向斜下方，作成第2臂12b重疊的狀態(tài)而將平行連桿12折疊。當(dāng)使連桿驅(qū)動(dòng)軸16旋轉(zhuǎn)而從該狀態(tài)將第1臂12a抬起時(shí)，第2臂12b的折彎角度減小，使平行連桿12伸展而抬起支承基座2(圖1的雙點(diǎn)劃線位置)。并且，當(dāng)連桿驅(qū)動(dòng)軸16反轉(zhuǎn)時(shí)，將伸展的平行連桿12折疊而使支承基座2下降(圖1的實(shí)線位置)。
連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6，如圖6所示，被配置在真空環(huán)境1的外部。在本實(shí)施例中，通過將連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6設(shè)置在遮蓋臺(tái)座7的孔7a的罩19內(nèi)，將連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6配置于臺(tái)座7的下側(cè)的大氣環(huán)境11(真空環(huán)境1的外部)。連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6的驅(qū)動(dòng)力按以下順序傳遞皮帶輪20→同步皮帶21→同步皮帶輪22→旋轉(zhuǎn)軸23→傘形齒輪24→傘形齒輪25→大氣軸承減速機(jī)26→連桿驅(qū)動(dòng)軸16。對(duì)于每個(gè)平行連桿12設(shè)置著同步皮帶輪22；旋轉(zhuǎn)軸23；傘形齒輪24、25；大氣軸承減速機(jī)26。同步皮帶21卷掛在3組平行連桿12的同步皮帶輪22上，利用1個(gè)連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6能以相同的角度同時(shí)對(duì)3組平行連桿12進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。同步皮帶21利用2個(gè)空轉(zhuǎn)皮帶輪27(參照?qǐng)D4)施加張力而能防止松弛的發(fā)生。
在本實(shí)施例中，由于將連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6配置在大氣環(huán)境11中，故連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6的驅(qū)動(dòng)力的傳遞路徑也在大氣環(huán)境11中。在大氣環(huán)境11側(cè)的支承體13與連桿驅(qū)動(dòng)軸16之間設(shè)有磁性流體密封28，使真空環(huán)境1與大氣環(huán)境11分離。這樣，通過對(duì)平行連桿12的連桿驅(qū)動(dòng)軸16設(shè)置磁性流體密封28，即使不使用在圖12所示的機(jī)械手裝置中所需的真空波紋管也能進(jìn)行向上下方向移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)的真空密封。
通過將連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6配置在罩19內(nèi)，就能配置成使連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6向臺(tái)座7上突出的狀態(tài)，能有效地利用空余的空間來配置連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6。
在該工業(yè)用機(jī)械手裝置中，通過利用連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6使3組平行連桿12同時(shí)進(jìn)行動(dòng)作，能使機(jī)械手8以水平維持支承基座2的姿勢(shì)的形態(tài)在真空環(huán)境1內(nèi)向上下方向進(jìn)行移動(dòng)。即，不使用在圖12所示的機(jī)械手裝置中所需的真空波紋管，能在真空環(huán)境1內(nèi)使機(jī)械手8向上下進(jìn)行移動(dòng)。又，由于利用平行連桿機(jī)構(gòu)5使機(jī)械手8向上下移動(dòng)，并由于不需要圖12所示的機(jī)械手裝置那樣使旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)其相對(duì)構(gòu)件向軸向進(jìn)行移動(dòng)，故能與機(jī)械手8的向上下方向的移動(dòng)距離無關(guān)地設(shè)計(jì)使真空環(huán)境1與大氣環(huán)境11分離的磁性流體密封28。由此，能抑制裝置整體的大型化，并能實(shí)現(xiàn)低價(jià)格化。
在上述的工業(yè)用機(jī)械手裝置中，具有可旋轉(zhuǎn)的機(jī)械手臂3；設(shè)在該機(jī)械手臂3的前端、可保持工件的手部4；對(duì)手部4和機(jī)械手臂3進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部9；具有安裝了驅(qū)動(dòng)部9的安裝部2A的支承基座2；使支承基座2移動(dòng)的平行連桿機(jī)構(gòu)5。
因此，就能使工業(yè)用機(jī)械手裝置小型化，并能降低制造成本。且只要用相同的機(jī)械手裝置尺寸就能使支承基座2的向上下方向的行程增大。另外，即使增大支承基座2的向上下方向的行程，也不會(huì)使機(jī)械手裝置尺寸過度增大，故適合于支承基座2的向上下方向的行程大的機(jī)械手裝置的制造。
又，由于將平行連桿機(jī)構(gòu)5用于支承基座2的移動(dòng)中，故能提供支承基座2的向上下方向的行程(移動(dòng)距離)大而廉價(jià)的機(jī)械手裝置。
又，在上述的工業(yè)用機(jī)械手裝置中，由于不使用真空波紋管，故能防止因真空波紋管引起的微粒的發(fā)生，并能提高整體裝置的可靠性。
另外，能與支承基座2的向上下方向的移動(dòng)距離無關(guān)地設(shè)計(jì)磁性流體密封28，能實(shí)現(xiàn)機(jī)械手裝置的更小型化，且能使制造成本更便宜。
作為上述的工業(yè)用機(jī)械手裝置，例如可以是真空標(biāo)量(日文スカラ)機(jī)械手裝置、真空臂機(jī)械手裝置等的任一種，通過利用平行連桿機(jī)構(gòu)5使機(jī)械手8上下移動(dòng)，就能作成小型化，還能使向上下方向的移動(dòng)距離變大，進(jìn)行廉價(jià)的真空機(jī)械手裝置的制作。
另外，上述實(shí)施例是本發(fā)明的較佳形態(tài)的一例，但不限于此，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)能進(jìn)行各種變形實(shí)施。
例如，在上述說明中，將平行連桿12的第1臂12a和第2臂12b分別作成1個(gè)自由度，限制成支承基座2僅可在上下方向移動(dòng)，但未必限于該結(jié)構(gòu)。例如，利用平行連桿機(jī)構(gòu)5也可以使支承基座2進(jìn)行平面移動(dòng)(向水平方向的移動(dòng))。即，除了上下方向以外在水平方向也能進(jìn)行移動(dòng)，或也可以僅在水平方向上進(jìn)行移動(dòng)。
圖7～圖11表示能使支承基座2在上下方向與水平方向的合成方向進(jìn)行移動(dòng)的工業(yè)用機(jī)械手裝置的一例。當(dāng)然能使支承基座2向上下方向與水平方向的合成方向(斜方向)進(jìn)行移動(dòng)，還可使其僅向上下方向移動(dòng)(向水平方向的移動(dòng)距離為0)、或僅向水平方向移動(dòng)(向上下方向的移動(dòng)距離為0)。
在本實(shí)施例中，平行連桿機(jī)構(gòu)5如圖10所示，利用例如3組平行連桿12來構(gòu)成，利用3個(gè)連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(驅(qū)動(dòng)源)6對(duì)它們進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。即，各平行連桿12利用專用的連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6分別獨(dú)立地被驅(qū)動(dòng)。然而，平行連桿12及連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6的數(shù)目不限于3個(gè)。平行連桿12使臺(tái)座7上的支承體13與支承基座2連接，機(jī)構(gòu)性地對(duì)機(jī)械手8進(jìn)行限制。3組平行連桿12以120度的間隔被配置成從上方看圍住支承基座2及外殼90的形態(tài)。
又，連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6與上述實(shí)施例同樣，被配置在真空環(huán)境1的外部。在本實(shí)施例中，通過在遮蓋臺(tái)座7的孔7a的罩19內(nèi)設(shè)置連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6，將連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6配置于臺(tái)座7的下側(cè)的大氣環(huán)境11(真空環(huán)境1的外部)。連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6的驅(qū)動(dòng)力按以下順序傳遞皮帶輪20→同步皮帶21→同步皮帶輪22→旋轉(zhuǎn)軸23→傘形齒輪24→傘形齒輪25→大氣軸承減速機(jī)26→連桿驅(qū)動(dòng)軸16。將該傳遞路徑設(shè)置于每個(gè)平行連桿12。因此，通過對(duì)3個(gè)連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6分別獨(dú)立地進(jìn)行控制，能對(duì)各平行連桿12的連桿驅(qū)動(dòng)軸16獨(dú)立地進(jìn)行控制，能使各平行連桿12獨(dú)立地進(jìn)行上下(伸縮)。
由于將連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6配置在大氣環(huán)境11中，故連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6的驅(qū)動(dòng)力的傳遞路徑也在大氣環(huán)境11中。在大氣環(huán)境11側(cè)的支承體13與連桿驅(qū)動(dòng)軸16之間設(shè)有磁性流體密封28，使真空環(huán)境1與大氣環(huán)境11分離。這樣，通過對(duì)平行連桿12的連桿驅(qū)動(dòng)軸16設(shè)置磁性流體密封28，即使不使用在圖12所示的機(jī)械手裝置中所需的真空波紋管也能進(jìn)行真空密封。
通過將連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6配置在罩19內(nèi)，就能配置成使連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6向臺(tái)座7上突出的狀態(tài)，能有效地利用空余的空間來配置連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6。
在本實(shí)施例中，平行連桿12如圖8所示，具有1根第1臂12a和2根第2臂12b。第1臂12a的下端固定在通過大氣用軸承14和真空用軸承15旋轉(zhuǎn)自如地支承在支承體13上的連桿驅(qū)動(dòng)軸16上。且第1臂12a的上端被固定在中間連接軸17的中央。第2臂12b的下端通過旋轉(zhuǎn)中心軸的方向正交的2個(gè)真空用軸承15、15旋轉(zhuǎn)自如地連接在中間連接軸17的兩端。且第2臂12b的上端通過旋轉(zhuǎn)中心軸的方向正交的2個(gè)真空用軸承15、15旋轉(zhuǎn)自如地連接在貫通支承基座2的凸部2B的連接軸18的兩端。即，第1臂12a用1個(gè)自由度構(gòu)成，第2臂12b用2個(gè)自由度構(gòu)成，機(jī)械手8利用3組平行連桿12機(jī)構(gòu)性地被限制。通過用對(duì)應(yīng)的連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6分別獨(dú)立地對(duì)3組平行連桿12的第1臂12a進(jìn)行控制，能機(jī)構(gòu)性地使機(jī)械手8向上下方向、水平方向、它們的合成方向進(jìn)行移動(dòng)。
如上所述，平行連桿機(jī)構(gòu)5如下地進(jìn)行動(dòng)作。
在連桿驅(qū)動(dòng)軸16未旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，如圖7中用實(shí)線所示，第1臂12a朝向水平(最下端位置)，將平行連桿12折疊。當(dāng)使3個(gè)連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6從該狀態(tài)同時(shí)動(dòng)作、將3組平行連桿12的第1臂12a同時(shí)以相同角度抬起時(shí)，使第2臂12b的折彎角度減小，使平行連桿12伸展而以維持其水平姿勢(shì)地抬起支承基座2(圖7的雙點(diǎn)劃線)。并且，當(dāng)同時(shí)使3個(gè)連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6反轉(zhuǎn)時(shí)，將原來伸展著的3組平行連桿12同時(shí)折疊而使支承基座2維持其水平姿勢(shì)地下降(圖7的實(shí)線)。即，使機(jī)械手8向上下方向移動(dòng)。
在圖7所示的工業(yè)用機(jī)械手裝置中，具有可旋轉(zhuǎn)的機(jī)械手臂3；設(shè)在該機(jī)械手臂3的前端、可保持工件的手部4；對(duì)手部4和機(jī)械手臂3進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部9；具有安裝了驅(qū)動(dòng)部9的安裝部2A的支承基座2；使支承基座2移動(dòng)的平行連桿機(jī)構(gòu)5。
因此，就能使工業(yè)用機(jī)械手裝置小型化，并能降低制造成本。且只要用相同的機(jī)械手裝置尺寸就能使支承基座2的向上下方向的行程增大。另外，即使增大支承基座2的向上下方向的行程，也不會(huì)使機(jī)械手裝置尺寸過度增大，故適合于支承基座2的向上下方向的行程大的機(jī)械手裝置的制造。
又，由于將平行連桿機(jī)構(gòu)5用于支承基座2的移動(dòng)中，故能提供支承基座2的向上下方向的行程(移動(dòng)距離)大而廉價(jià)的機(jī)械手裝置。
又，在本實(shí)施例中，通過使3個(gè)連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6獨(dú)立地進(jìn)行動(dòng)作，能使機(jī)械手8不改變其高度地向水平進(jìn)行移動(dòng)、或向斜上下方向進(jìn)行移動(dòng)。
在圖7的工業(yè)用機(jī)械手裝置中，也與圖1的工業(yè)用機(jī)械手裝置同樣，可不需要真空波紋管，還能與機(jī)械手8的移動(dòng)距離無關(guān)地設(shè)計(jì)磁性流體密封28。由此，能抑制裝置整體的大型化，并能實(shí)現(xiàn)低價(jià)格化。且由于能不需要真空波紋管，故能防止因真空波紋管引起的微粒的發(fā)生，并能提高裝置整體的可靠性。另外，通過利用平行連桿機(jī)構(gòu)5使機(jī)械手8移動(dòng)，能作成小型化，還能使移動(dòng)距離增大而進(jìn)行廉價(jià)的真空機(jī)械手裝置的制作。
又，在上述說明中，使用同步皮帶21對(duì)連桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行傳遞，但未必限于該結(jié)構(gòu)。例如，也可使用旋轉(zhuǎn)軸等代替同步皮帶21來傳遞驅(qū)動(dòng)力。
另外，在上述說明中，使用磁性流體密封28來進(jìn)行真空密封，但也可以用磁性流體密封28以外的方法來進(jìn)行真空密封。
又，在本實(shí)施例中，工業(yè)用機(jī)械手裝置是在真空環(huán)境內(nèi)對(duì)未圖示的工件進(jìn)行搬送用的真空環(huán)境內(nèi)工件搬送機(jī)械手裝置，但不限于此，例如也可以在大氣環(huán)境中使用。
此外，形成于支承基座的安裝部2A并不限于本實(shí)施例那樣的無底的孔形狀，也可是有底的形狀。另外，支承基座2也可形成為兼用外殼90的功能。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)用機(jī)械手裝置，其特征在于，具有能旋轉(zhuǎn)的機(jī)械手臂；設(shè)置在該機(jī)械手臂的前端、可保持工件的手部；對(duì)該手部和所述機(jī)械手臂進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部；具有安裝該驅(qū)動(dòng)部的安裝部的支承基座；使所述支承基座移動(dòng)的平行連桿機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)用機(jī)械手裝置，其特征在于，所述工業(yè)用機(jī)械手裝置的驅(qū)動(dòng)部埋入所述支承基座內(nèi)部。
3.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)用機(jī)械手裝置，其特征在于，所述工業(yè)用機(jī)械手裝置的驅(qū)動(dòng)部通過所述支承基座被安裝在與所述機(jī)械手臂和所述手部相反的一側(cè)。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的工業(yè)用機(jī)械手裝置，其特征在于，所述平行連桿機(jī)構(gòu)使所述支承基座進(jìn)行上下移動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的工業(yè)用機(jī)械手裝置，其特征在于，所述平行連桿機(jī)構(gòu)使所述支承基座進(jìn)行平面移動(dòng)。
6.如權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的工業(yè)用機(jī)械手裝置，其特征在于，構(gòu)成所述平行連桿機(jī)構(gòu)的平行連桿有1根第1臂和2根第2臂，所述第2臂被配置在所述支承基座側(cè)，與2根連接軸一起構(gòu)成平行四邊形。
7.如權(quán)利要求6所述的工業(yè)用機(jī)械手裝置，其特征在于，在所述2根連接軸中，連接所述第1臂和第2臂的連接軸的移動(dòng)軌跡是在水平方向比另外的連接軸的移動(dòng)軌跡更處于外側(cè)。
8.如權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的工業(yè)用機(jī)械手裝置，其特征在于，所述第1臂的長(zhǎng)度小于等于所述第2臂的長(zhǎng)度。
9.如權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述的工業(yè)用機(jī)械手裝置，其特征在于，所述工業(yè)用機(jī)械手裝置是被設(shè)置在真空環(huán)境內(nèi)進(jìn)行作業(yè)的裝置。
全文摘要
一種具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)的工業(yè)用機(jī)械手裝置。其具有能旋轉(zhuǎn)的機(jī)械手臂(3)；設(shè)置在該機(jī)械手臂(3)的前端、可保持工件的手部(4)；對(duì)手部(4)和機(jī)械手臂(3)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部(9)；具有安裝了驅(qū)動(dòng)部(9)的安裝部(2A)的支承基座；使所述支承基座(2)移動(dòng)的平行連桿機(jī)構(gòu)(5)。
文檔編號(hào)B25J18/00GK1807028SQ20061000597
公開日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2006年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月21日
發(fā)明者竹內(nèi)靖典, 矢澤隆之, 中島弘登 申請(qǐng)人:日本電產(chǎn)三協(xié)株式會(huì)社