專利名稱：臂部驅(qū)動裝置及工業(yè)用機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分別使連接的多個臂部旋轉(zhuǎn)而可進(jìn)行所需伸縮動作的臂部驅(qū)動裝 置及工業(yè)用機(jī)器人，更詳細(xì)地說，涉及可提高臂部動作速度和動作精度的臂部驅(qū)動 裝置及具有該臂部驅(qū)動裝置的工業(yè)用機(jī)器人。
背景技術(shù)：
分別使連接的多個臂部旋轉(zhuǎn)而可進(jìn)行所需伸縮動作的臂部驅(qū)動裝置例如用 作為使載放在箱盒中的顯示裝置用的玻璃基板和半導(dǎo)體晶片等工件移動到成 膜裝置內(nèi)等的多關(guān)節(jié)機(jī)器人。
這種臂部驅(qū)動裝置，若例如用專利文獻(xiàn)1所記載的圖3及其符號進(jìn)行說明， 則其結(jié)構(gòu)是，將由臂部關(guān)節(jié)部2、 3、 4連接成可旋轉(zhuǎn)的臂部5、 6連接多個， 將設(shè)置在基座9上的驅(qū)動電動機(jī)7所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力傳遞給臂部5、 6而由多個 臂部5、 6進(jìn)行伸縮動作。更詳細(xì)地說，在可旋轉(zhuǎn)地與基座9連接的第l臂部5 的前端部上連接著可旋轉(zhuǎn)的第2臂部6，使這些臂部5、 6旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)力從設(shè)在 基座9上的驅(qū)動電動機(jī)7經(jīng)帶輪19、同步皮帶21、同步帶輪20而傳遞到第1、 第2臂部5、 6,使該臂部5、 6進(jìn)行伸縮動作。在第1臂部5的兩端部設(shè)置同 步帶輪11、 12，這些2個同步帶輪11、 12，被旋轉(zhuǎn)連接成，利用l個同步皮 帶15或2個同步皮帶15、 16而可使臂部5、 6之間聯(lián)動。另外，其它的同步 帶輪13、 14也設(shè)在第2臂部6的兩端以進(jìn)一步使其它的機(jī)械手IO聯(lián)動。
在上述臂部驅(qū)動裝置中，通過將第1臂部5的基座側(cè)的同步帶輪11、第1 臂部的第2臂部側(cè)的同步帶輪12、第2臂部12的機(jī)械手側(cè)的同步帶輪14之間 的旋轉(zhuǎn)角度比設(shè)為1:2:1，從而各臂部進(jìn)行伸縮運動，機(jī)械手10的軌跡進(jìn)行直 線運動。這種臂部的伸縮運動，由于是各帶輪間由同步皮帶連接，且各帶輪的 旋轉(zhuǎn)角度比設(shè)為1:2:1，其結(jié)果，可用一個驅(qū)動電動機(jī)7來實現(xiàn)臂部的伸縮運動。 驅(qū)動電動機(jī)7的設(shè)置位置，以往設(shè)在第1臂部5的根部附近的基座9或第1臂 部5的前端側(cè)(第2臂部側(cè))。
專利文獻(xiàn)l:日本特開2000—6079號公報(圖3)
最近，液晶顯示器和等離子顯示器等越來越大型化，它們所使用的玻璃基 板等也大面積化。另一方面，為進(jìn)一步提高生產(chǎn)率，要求臂部驅(qū)動裝置有更快
速的動作和較高的動作精度。g卩，要求能以更快速的動作和良好精度搬送大面 積的玻璃基板等的搬送機(jī)器人。
欲用比以往快速的動作搬送大型且有重量的玻璃基板等，就必須將上述的 具有以往臂部驅(qū)動裝置的電動機(jī)更換為更大功率的電動機(jī)。但是，由于臂部結(jié) 構(gòu)上的制約和臂部動作上的制約，故不能將臂部的框架結(jié)構(gòu)過分做厚，其結(jié)果， 不能將更大功率的電動機(jī)安裝在臂部軸或臂部的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)。
另外，在以往的臂部驅(qū)動裝置中，欲用快速的動作搬送大型且有一定重量 的玻璃基板等，尤其在停止時臂部位置有時超過規(guī)定位置而超限，難以提高其 動作精度，且難以將偏位的臂部回復(fù)到原來位置，有可能產(chǎn)生不能用于近年來 以狹小間距形成的基板搬送箱盒的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決上述問題而作成的，其目的在于提供一種能提高臂部動作 速度和動作精度的臂部驅(qū)動裝置及具有該臂部驅(qū)動裝置的工業(yè)用機(jī)器人。
用于解決上述問題的本發(fā)明的臂部驅(qū)動裝置，可使由關(guān)節(jié)部連接的多個臂 部伸縮動作，其特征在于，具有可旋轉(zhuǎn)地與基座上的第1關(guān)節(jié)部連接的第1 臂部；可旋轉(zhuǎn)地與位于所述第1臂部前端側(cè)的第2關(guān)節(jié)部連接的第2臂部；與 位于所述第2臂部前端側(cè)的第3關(guān)節(jié)部連接的第3臂部；設(shè)在所述第1臂部的 第1關(guān)節(jié)部側(cè)的第1同步帶輪；設(shè)在所述第1臂部的第2關(guān)節(jié)部側(cè)的第2同步 帶輪；掛設(shè)在所述第1同步帶輪與所述第2同步帶輪之間的、在所述第1臂部 旋轉(zhuǎn)時限制所述第2臂部旋轉(zhuǎn)量的同步皮帶；在所述第1關(guān)節(jié)部及所述第2關(guān) 節(jié)部的一方或兩方將旋轉(zhuǎn)力分別傳遞給所述第1臂部及所述第2臂部的合計2 個以上的驅(qū)動源。
采用本發(fā)明，由于在所述第1關(guān)節(jié)部及所述第2關(guān)節(jié)部的一方或兩方具有 將旋轉(zhuǎn)力分別傳遞給所述第1臂部及所述第2臂部的合計2個以上的驅(qū)動源， 故可利用與各臂部對應(yīng)的驅(qū)動源分別驅(qū)動第1臂部及第2臂部。其結(jié)果，即使 在搬送大型且有一定重量的玻璃基板等的場合，也可提高其搬送速度。此外， 采用本發(fā)明，由于具有當(dāng)?shù)?臂部旋轉(zhuǎn)時限制第2臂部旋轉(zhuǎn)量的同步皮帶，故 可將以往那樣由1個驅(qū)動源對臂部整體進(jìn)行伸縮動作時所產(chǎn)生的停止時的第2 臂部的偏位由該同步皮帶進(jìn)行限制而提高停止時的位置精度。因此，采用本發(fā) 明的臂部驅(qū)動裝置，不用將臂部的框架結(jié)構(gòu)做得過分厚、且不用輕易更換為大 功率的電動機(jī)，就能以比以往大的動作速度和動作精度搬送大型且有一定重量 的玻璃基板等。
另外，用于解決上述問題的本發(fā)明的臂部驅(qū)動裝置，可使由關(guān)節(jié)部連接的
多個臂部伸縮動作，其特征在于，具有可旋轉(zhuǎn)地與基座上的第l關(guān)節(jié)部連接 的第1臂部；可旋轉(zhuǎn)地與位于上述第1臂部前端側(cè)的第2關(guān)節(jié)部連接的第2臂 部；與位于上述第2臂部前端側(cè)的第3關(guān)節(jié)部連接的第3臂部；設(shè)在上述第1 臂部的第1關(guān)節(jié)部側(cè)的第1同步帶輪；設(shè)在上述第1臂部的第2關(guān)節(jié)部側(cè)的第 2同步帶輪；掛設(shè)在上述第1同步帶輪與上述第2同步帶輪之間的、當(dāng)所述第 1臂部旋轉(zhuǎn)時限制所述第2臂部旋轉(zhuǎn)量的同步皮帶；設(shè)在所述基座上的所述第 1臂部驅(qū)動用的第1驅(qū)動源；將所述第1驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)力傳遞給所述第1臂部 的第l傳遞裝置；設(shè)在所述基座或所述第1臂部上的所述第2臂部驅(qū)動用的第 2驅(qū)動源；將所述第2驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)力傳遞給所述第2臂部的第2傳遞裝置。
采用本發(fā)明，由于將第1臂部驅(qū)動用的第1驅(qū)動源設(shè)在基座上，將第2臂 部驅(qū)動用的第2驅(qū)動源設(shè)在基座或第1臂部上，故可利用各臂部驅(qū)動用的驅(qū)動 源分別對第1臂部及第2臂部進(jìn)行驅(qū)動。其結(jié)果，即使在搬送大型且有一定重 量的玻璃基板等的場合，也可提高其搬送速度。此外，采用本發(fā)明，由于具有 當(dāng)?shù)?臂部旋轉(zhuǎn)時限制第2臂部旋轉(zhuǎn)量的同步皮帶，故可將以往那樣由1個驅(qū) 動源對臂部整體進(jìn)行伸縮動作時所產(chǎn)生的停止時的第2臂部的偏位由該同步皮 帶進(jìn)行限制而提高停止時的位置精度。因此，采用本發(fā)明的臂部驅(qū)動裝置，不 用將臂部的框架結(jié)構(gòu)做得過分厚、且不用輕易更換為大功率的電動機(jī)，就能以 比以往大的動作速度和動作精度搬送大型且有一定重量的玻璃基板等。
在上述本發(fā)明的臂部驅(qū)動裝置中，最好構(gòu)成為所述第l傳遞裝置具有第 l減速機(jī)，所述第2傳遞裝置具有第2減速機(jī)。
采用本發(fā)明，將第1驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)力傳遞給第1臂部的第1傳遞裝置具有 第1減速機(jī)，將第2驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)力傳遞給第2臂部的第2傳遞裝置具有第2 減速機(jī)，因此，利用第1、第2減速機(jī)，可產(chǎn)生機(jī)器人所需的轉(zhuǎn)矩。換言之， 由于使用第1、第2減速機(jī)，故可將難以產(chǎn)生機(jī)器人所需的轉(zhuǎn)矩的伺服電動機(jī) 用作為驅(qū)動源。其結(jié)果，能以比以往大的動作速度和動作精度搬送大型且有一 定重量的玻璃基板等。
在上述本發(fā)明的臂部驅(qū)動裝置中，最好構(gòu)成為所述臂部的伸縮動作是在 所述第1關(guān)節(jié)部與所述第3關(guān)節(jié)部的延長線上進(jìn)行伸縮的動作。
采用本發(fā)明，例如通過獨自控制第1驅(qū)動源和第2驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)，就可將 臂部的伸縮動作作成在第1關(guān)節(jié)部與第關(guān)節(jié)部的延長線上進(jìn)行伸縮的動作。另 外，采用本發(fā)明，通過第l臂部進(jìn)行旋轉(zhuǎn)使對第2臂部的旋轉(zhuǎn)量進(jìn)行限制的同 步皮帶以及通過將例如第1同步帶輪與第2同步帶輪和在第2臂部的第3臂部 側(cè)的關(guān)節(jié)部(第3關(guān)節(jié)部)上設(shè)置的帶輪(第3同步帶輪)的旋轉(zhuǎn)角度比設(shè)為1:2:1， 從而可由所述同步皮帶例如對在伸縮動作停止時所發(fā)生的偏位進(jìn)行限制，因
此，可在第1關(guān)節(jié)部與第3關(guān)節(jié)部的延長線上進(jìn)行精度良好的臂部的伸縮動作。 用于解決上述問題的本發(fā)明的工業(yè)用機(jī)器人的特征是，具有上述本發(fā)明的 臂部驅(qū)動裝置。
采用該發(fā)明，可提供一種能以比以往大的動作速度和動作精度搬送大型且 有一定重量的玻璃基板等的工業(yè)用機(jī)器人。
在上述的本發(fā)明的工業(yè)用機(jī)器人中，最好具有二組所述臂部驅(qū)動裝置，在 軸向配置各臂部驅(qū)動裝置的所述第1關(guān)節(jié)部，并將各第2臂部相互配置成相對。
采用該發(fā)明，由于具有二組臂部驅(qū)動裝置，在軸向配置各臂部驅(qū)動裝置的
第1關(guān)節(jié)部，并將各第2臂部之間配置成相對，故可將該臂部驅(qū)動裝置所具有 的手臂(第3臂部)設(shè)在上下方向的接近位置，可實現(xiàn)所謂的雙驅(qū)動。其結(jié)果， 能用各組的手臂交替地對以狹小間距形成的基板搬送箱盒中放置的玻璃基板 等進(jìn)行搬出、搬入，可提高搬送速度。
采用本發(fā)明的臂部驅(qū)動裝置，由于可利用與各臂部對應(yīng)的驅(qū)動源分別對第 1臂部及第2臂部驅(qū)動，故即使在搬送大型且具有一定重量的玻璃基板等的場 合，也可提高其搬送速度。此外，采用本發(fā)明的臂部驅(qū)動裝置，可用同步皮帶 對以往由1個驅(qū)動源進(jìn)行臂部整體伸縮動作時所產(chǎn)生的停止時的第2臂部的偏 位進(jìn)行限制從而可提高停止時的位置精度。因此，不用過分將臂部的框架結(jié)構(gòu) 做厚，另外不用輕易更換為大功率的電動機(jī)，就能以比以往大的動作速度和動 作精度搬送大型且有一定重量的玻璃基板等。
采用本發(fā)明的工業(yè)用機(jī)器人，由于能以比以往大的動作速度和動作精度搬 送大型的液晶顯示板或PDP板等所使用的大面積的玻璃基板等，故可提高這些 顯示板的制造線的速度并提高制造效率。


圖1是表示本發(fā)明的工業(yè)用機(jī)器人的一例子的立體圖。 圖2是表示本發(fā)明的臂部驅(qū)動裝置的一例子的剖視圖。 圖3是第1關(guān)節(jié)部的放大剖視圖。 圖4是第2關(guān)節(jié)部的放大剖視圖。
圖5(A)是第l臂部的透視俯視圖，(B)是第2臂部的透視俯視圖。 圖6是表示本發(fā)明的臂部驅(qū)動裝置的臂部伸縮動作的說明圖。 圖7是表示雙臂部式工業(yè)用機(jī)器人的一例子的立體圖。 圖8是圖7所示的雙臂部式機(jī)器人的主視圖。
具體實施例方式
下面，根據(jù)

用于實施本發(fā)明的最佳形態(tài)。本發(fā)明的臂部驅(qū)動裝置 及工業(yè)用機(jī)器人，在具有其技術(shù)特征的范圍內(nèi)，并不限于下面的說明及附圖。 圖1是表示本發(fā)明的工業(yè)用機(jī)器人的一例子的立體圖。本發(fā)明的工業(yè)用機(jī)
器人如圖l所示，具有使利用各關(guān)節(jié)部2、 3、 4連接的多個臂部5、 6、 10進(jìn) 行伸縮動作的臂部驅(qū)動裝置1。第1 第3臂部5、 6、 IO的伸縮動作，通過設(shè) 在第1關(guān)節(jié)部2及第2關(guān)節(jié)部3的一方或兩方的將旋轉(zhuǎn)力分別傳遞給第1臂部 5及第2臂部6的合計2個以上的驅(qū)動源來進(jìn)行。具有這種臂部驅(qū)動裝置1的 工業(yè)用機(jī)器人用作為例如將放置在基板搬送箱盒中的顯示裝置用的玻璃基板 或半導(dǎo)體晶片等的工件8搬送到成膜裝置內(nèi)等的多關(guān)節(jié)機(jī)器人。在圖1中，符 號25表示設(shè)置了臂部驅(qū)動裝置1的工業(yè)用機(jī)器人的本體部，符號10a表示第3 臂部(手臂)所具有的2個平行的支承框架。下面對臂部驅(qū)動裝置1進(jìn)行詳細(xì)說 明。
(臂部驅(qū)動裝置)
圖2是表示本發(fā)明的臂部驅(qū)動裝置的一例子的剖視圖。圖3是第1關(guān)節(jié)部 2的放大剖視圖，圖4是第2關(guān)節(jié)部3的放大剖視圖。另外，圖5(A)是第1臂 部的透視俯視圖，(B)是第2臂部的透視俯視圖。本發(fā)明的臂部驅(qū)動裝置1如圖 l及圖2所示，具有可旋轉(zhuǎn)地與基座9上的第1關(guān)節(jié)部2連接的第1臂部5; 可旋轉(zhuǎn)地與位于第1臂部的前端側(cè)的第2關(guān)節(jié)部3連接的第2臂部6;與位于 第2臂部6的前端側(cè)的第3關(guān)節(jié)部4連接的第3臂部IO(也稱為手臂10)。第3 臂部10是對液晶用基板或晶片等工件8進(jìn)行搭載搬送用的手臂，如圖l所示， 也可在一端具有搭載部，也可分別在兩端具有搭載部。
此外，如圖2及圖5所示，該手臂驅(qū)動裝置l具有設(shè)在第1臂部5的第 l關(guān)節(jié)部2側(cè)的第1同步帶輪ll;設(shè)在第l臂部5的第2關(guān)節(jié)部3側(cè)的第2同 步帶輪12;設(shè)在第2臂部6的第2關(guān)節(jié)部3側(cè)的第3同步帶輪13;設(shè)在第2 臂部6的第3關(guān)節(jié)部4側(cè)的第4同步帶輪14。并且，在第1同步帶輪11與第 2同步帶輪12之間掛設(shè)第1同步皮帶15。該第1同步皮帶15起到第1臂部5 旋轉(zhuǎn)時對第2臂部6的旋轉(zhuǎn)量進(jìn)行限制的作用。另外，在第3同步帶輪13與 第4同步帶輪14之間掛設(shè)第2同步皮帶24。該第2同步皮帶24也起到第2臂 部6旋轉(zhuǎn)時對第3臂部10的旋轉(zhuǎn)量進(jìn)行限制的作用。
作為將驅(qū)動力賦予由這種各同步帶輪和各同步皮帶構(gòu)成的驅(qū)動力傳遞裝置 的驅(qū)動源，如圖2所示，可在第l關(guān)節(jié)部2及第2關(guān)節(jié)部3的一方或兩方設(shè)置 將旋轉(zhuǎn)力分別傳遞給第1臂部5及第2臂部6的合計2個以上的驅(qū)動源(第1驅(qū) 動電動機(jī)7及第2驅(qū)動電動機(jī)25)。具體地說，如圖2 圖4所示，可在第l關(guān) 節(jié)部2附近的基座9上設(shè)置第1臂部驅(qū)動用的第l驅(qū)動電動機(jī)7，在第2關(guān)節(jié)
部3附近的第1臂部上設(shè)置第2臂部驅(qū)動用的第2驅(qū)動電動機(jī)25。
同步帶輪19與第1臂部驅(qū)動用的第1驅(qū)動電動機(jī)7連接，在該同步帶輪 19與設(shè)在第1臂部5的驅(qū)動軸18上的同步帶輪20之間掛設(shè)同步皮帶21。利 用這種驅(qū)動力傳遞裝置，將第1驅(qū)動電動機(jī)7的驅(qū)動力傳遞給第1臂部5，使 第1臂部5旋轉(zhuǎn)。該第1驅(qū)動電動機(jī)7也可是與第1臂部5的驅(qū)動軸18直接 連接的，但有時第1臂部5在驅(qū)動時的沖擊直接影響到第1驅(qū)動電動機(jī)7，故 本實施形態(tài)中，設(shè)置了上述那樣的驅(qū)動力傳遞裝置。另外，最好將伺服電動機(jī) 用作為第1驅(qū)動電動機(jī)7，在該場合最好設(shè)置第1減速機(jī)16。第1減速機(jī)16 可與第1驅(qū)動電動機(jī)7直接連接，也可與第1臂部5的驅(qū)動軸18直接連接， 無論那種場合，都可在該第1減速機(jī)16上設(shè)置所述任一同步帶輪19或20。該 第1減速機(jī)16使第1驅(qū)動電動機(jī)7(伺服電動機(jī))的轉(zhuǎn)速減速到1/nl。作為減速 機(jī)，例如應(yīng)該是將行星齒輪夾入在中心軸(輸入軸)與可旋轉(zhuǎn)的軸套(輸出軸)之 間，以一定比例將輸入轉(zhuǎn)速減速并向逆向輸出的軸接頭那樣的結(jié)構(gòu)，但并不限 于此。
如圖2及圖3所示，第1同步帶輪11是例如通過由多個螺栓26和墊圈27 構(gòu)成的固定裝置固定在帶輪固定部17上的。這里所稱的帶輪固定部17是指例 如圖3所示的設(shè)有凸緣部17a的連接筒17，但也可作成與設(shè)在本體部25上部 上的基座9形成為一體的另一構(gòu)件。在帶輪固定部17的凸緣部17a的上表面， 沿周狀均等配置地設(shè)置與螺栓26螺合的多個螺紋孔28。另外，在與螺紋孔28 對應(yīng)的位置的同步帶輪11上設(shè)置使螺栓26通過的貫通孔29。
在設(shè)在第1臂部5的第1關(guān)節(jié)部2側(cè)的第1同步帶輪11與設(shè)在第1臂部5 的第2關(guān)節(jié)部3側(cè)的第2同步帶輪12之間掛設(shè)第1同步皮帶15。該第1同步 皮帶15的材質(zhì)不特別限定，可以是鋼帶，也可是氯丁橡膠皮帶、丁腈橡膠皮 帶、尿烷橡膠皮帶等橡膠皮帶，當(dāng)然也可是將鋼帶和橡膠皮帶組合后的混合皮 帶。另外，為了將第1同步皮帶15作成適當(dāng)?shù)膹埩?，也可設(shè)置空轉(zhuǎn)輪(未圖示)。 空轉(zhuǎn)輪可用能微調(diào)的機(jī)構(gòu)設(shè)置，可對第1同步皮帶15的張力進(jìn)行調(diào)節(jié)。
另一方面，如圖2及圖4所示，在第l臂部5的第2關(guān)節(jié)部3側(cè)附近設(shè)置 第2臂部驅(qū)動用的第2驅(qū)動電動機(jī)25。具體如圖5所示，設(shè)在第1同步皮帶 15的內(nèi)側(cè)的空間內(nèi)。同步帶輪26與該第2驅(qū)動電動機(jī)25連接，來自第2驅(qū)動 電動機(jī)25的驅(qū)動力由從同步帶輪26經(jīng)同步皮帶28而至同步帶輪27的驅(qū)動力 傳遞裝置來傳遞。該同步帶輪27與第2臂部6的連接筒22連接。因此，第2 驅(qū)動電動機(jī)25使該連接筒22旋轉(zhuǎn)，可使第2臂部3旋轉(zhuǎn)。
另外，掛設(shè)了第1同步皮帶15的第2同步帶輪12也與上述的同步帶輪27 相同，與第2臂部6的連接筒22連接。因此，第2驅(qū)動電動機(jī)25如上所述在
使第2臂部6旋轉(zhuǎn)的同時，經(jīng)由第2同步帶輪12、第1同步皮帶15而使第1 同步帶輪ll旋轉(zhuǎn)。因此，利用第2驅(qū)動電動機(jī)25的旋轉(zhuǎn)，第2臂部6就相對 于第l臂部5旋轉(zhuǎn)。
第2驅(qū)動電動機(jī)25也可直接與第2臂部6的連接筒22連接，但由于有時 第2臂部6在驅(qū)動時的沖擊直接影響到第2驅(qū)動電動機(jī)25，故與上述第1驅(qū)動 電動機(jī)7相同，在本實施形態(tài)中設(shè)置上述那樣的驅(qū)動力傳遞裝置。另外，與上 述第1驅(qū)動電動機(jī)7相同，最好將伺服電動機(jī)用作為第2驅(qū)動電動機(jī)25，最好 在該場合設(shè)置第2減速機(jī)29。第2減速機(jī)29也可直接與第2驅(qū)動電動機(jī)25連 接，也可直接與第2臂部6的連接筒22連接，不管哪種場合都在該第2減速 機(jī)29的外周設(shè)置所述的任一同步帶輪26或27。該第2減速機(jī)29使第2驅(qū)動 電動機(jī)25(伺服電動機(jī))的轉(zhuǎn)速減速到1/nl。作為減速機(jī)，例如應(yīng)該是將行星齒 輪夾入在中心軸(輸入軸)與可旋轉(zhuǎn)的軸套(輸出軸)之間，以一定比例將輸入轉(zhuǎn)速 減速并向逆向輸出的軸接頭那樣的結(jié)構(gòu)，但其只是一個例子，并不限于此。
在圖2中，第2驅(qū)動電動機(jī)25設(shè)在第2關(guān)節(jié)部3的附近，但并不限于此， 也可設(shè)在第1關(guān)節(jié)部2的附近，例如與第1驅(qū)動電動機(jī)7并排。在該場合，第 2減速機(jī)29最好設(shè)在第2關(guān)節(jié)部3的附近，以減少損失。
在設(shè)在第2臂部6的第2關(guān)節(jié)部3側(cè)的第3同步帶輪13與設(shè)在第2臂部6 的第3關(guān)節(jié)部4側(cè)的第4同步帶輪14之間掛設(shè)第2同步皮帶24。與上述第1 同步皮帶15相同，該第2同步皮帶24的材質(zhì)也不特別限定，可以是鋼帶，也 可是氯丁橡膠皮帶、丁腈橡膠皮帶、尿垸橡膠皮帶等橡膠皮帶，當(dāng)然也可是將 鋼帶和橡膠皮帶組合后的混合皮帶。另外，為了將第2同步皮帶24作成適當(dāng) 的張力，也可設(shè)置空轉(zhuǎn)輪(未圖示)?？辙D(zhuǎn)輪可用能微調(diào)的機(jī)構(gòu)設(shè)置，可對第2 同步皮帶24的張力進(jìn)行調(diào)節(jié)。
第1臂部5所具有的第1同步帶輪11與第2同步帶輪12的軸間距離、第 2臂部6所具有的第3同步帶輪13與第4同步帶輪14的軸間距離是相同的長 度。并且，第1同步帶輪11的齒數(shù)與第2同步帶輪12的齒數(shù)之比是2:1，第3 同步帶輪13的齒數(shù)與第4同步帶輪14的齒數(shù)之比是1:2。因此，由于第1關(guān) 節(jié)部2的帶輪的齒數(shù)、第2關(guān)節(jié)部3的帶輪的齒數(shù)、第3關(guān)節(jié)部4的帶輪的齒 數(shù)之比是2:1:2，故各自的帶輪的旋轉(zhuǎn)角度比是1:2:1的關(guān)系。
圖6是表示本發(fā)明的臂部驅(qū)動裝置的臂部伸縮動作的說明圖。對于具有上 述旋轉(zhuǎn)角度比的臂部驅(qū)動裝置，對從圖6(A)所示的彎曲狀態(tài)動作成圖6(B)所示 的伸長狀態(tài)的場合進(jìn)行說明。在從第l臂部5與第2臂部6彎曲的狀態(tài)使其伸 長的場合，首先驅(qū)動第1驅(qū)動電動機(jī)7使第1臂部5相對于基座9旋轉(zhuǎn)。這樣， 由于第1臂部5相對于基座9及基座側(cè)的第1同步帶輪11旋轉(zhuǎn)，故第2關(guān)節(jié)
部3側(cè)的第2同步帶輪12相對于第1臂部5旋轉(zhuǎn)。通過該第2同步帶輪12的 相對于第1臂部5的旋轉(zhuǎn)，第2臂部6就相對于第1臂部5旋轉(zhuǎn)，同時第3同 步帶輪13相對于第2臂部6旋轉(zhuǎn)。通過第3同步帶輪13相對于第2臂部6旋 轉(zhuǎn)，第4同步帶輪14就相對于第2臂部6旋轉(zhuǎn)，從而第3臂部10旋轉(zhuǎn)。
并且，如上所述，第l臂部5與第2臂部6是相同的長度，同時各個帶輪 的旋轉(zhuǎn)角度比是1:2:1的關(guān)系，因此，通過使第1臂部5旋轉(zhuǎn)，第1臂部5與 第2臂部6的角度產(chǎn)生變化，第3臂部10以一定的朝向在將第1臂部5的第1 同步帶輪11中心與第2臂部6的第4同步帶輪14中心連接起來的直線上移動。
在這種伸縮動作中，掛設(shè)在第l關(guān)節(jié)部2與第2關(guān)節(jié)部3之間的第1同步 皮帶15起到在由第1驅(qū)動電動機(jī)7使第1臂部5旋轉(zhuǎn)時對第2臂部6的旋轉(zhuǎn) 量進(jìn)行限制的功能。另外，第1驅(qū)動電動機(jī)7和第2驅(qū)動電動機(jī)25由控制程 序控制，其輸出功率的差異等也由控制程序修正。另一方面，掛設(shè)在第2關(guān)節(jié) 部3與第3關(guān)節(jié)部4之間的第2同步皮帶24，也起到在由第2驅(qū)動電動機(jī)25 使第2臂部6旋轉(zhuǎn)時對第2臂部6的旋轉(zhuǎn)量進(jìn)行限制的功能。即，在本發(fā)明的 臂部驅(qū)動裝置l中，第1臂部5的驅(qū)動由第1驅(qū)動電動機(jī)7獨自控制，第2臂 部6的驅(qū)動由第2驅(qū)動電動機(jī)25獨自控制成與所述第1臂部5的旋轉(zhuǎn)同步， 例如，如將重的玻璃基板作為工件8進(jìn)行搬送時那樣，停止時第2臂部6越程 而過分旋轉(zhuǎn)的場合，對第2臂部6的旋轉(zhuǎn)量進(jìn)行限制的第1同步皮帶15成為 阻力并作用成妨礙第2臂部6越程。另外同樣地，在停止時第3臂部10越程 而過分旋轉(zhuǎn)的場合，對第3臂部10的旋轉(zhuǎn)量進(jìn)行限制的第2同步皮帶24成為 阻力并作用成妨礙第3臂部10的越程。
上述的本發(fā)明的臂部驅(qū)動裝置1通過其基座9以可升降和旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)設(shè)置 在機(jī)器人本體部上而得到支承。由此，通過第l臂部5與第2臂部6的彎曲伸 展可改變使第3臂部IO直線運動的高度和方向。
采用如上構(gòu)成的臂部驅(qū)動裝置1，由于在基座9設(shè)置第1臂部驅(qū)動用的第1 驅(qū)動源7，且在基座9或第l臂部5上設(shè)置第2臂部驅(qū)動用的第2驅(qū)動源25， 故可利用各臂部驅(qū)動用的驅(qū)動源7、 25分別對第1臂部5和第2臂部6驅(qū)動。 其結(jié)果，即使在搬送大型且有一定重量的玻璃基板等的場合，也可提高其搬送 速度。此外，采用本發(fā)明，由于具有當(dāng)?shù)趌臂部5旋轉(zhuǎn)時對第2臂部6的旋轉(zhuǎn) 量進(jìn)行限制的同步皮帶15、 24，故將以往那樣由1個驅(qū)動源對臂部整體進(jìn)行伸 縮動作時所產(chǎn)生的停止時的第2臂部6的偏位由該同步皮帶15、 ？4進(jìn)行限制， 從而可提高停止時的位置精度。因此，釆用本發(fā)明的臂部驅(qū)動裝置1，不將臂 部的框架結(jié)構(gòu)做得過分厚、且不輕易更換為大功率的電動機(jī)，就能以比以往快 的動作速度和動作精度搬送大型且有一定重量的玻璃基板等。 在本發(fā)明的臂部驅(qū)動裝置1中，由于設(shè)置了第2驅(qū)動電動機(jī)25，故可不加
大第1驅(qū)動電動機(jī)7的功率就可進(jìn)行動作。另外，即使不提高掛設(shè)在2個關(guān)節(jié)
部間的同步皮帶的剛性，與以往技術(shù)相比也可以高速使臂部驅(qū)動動作。此外，
由于設(shè)置有被控制成與第1驅(qū)動電動機(jī)7同步且獨立進(jìn)行驅(qū)動的第2驅(qū)動電動 機(jī)25，故即使第1驅(qū)動電動機(jī)7與第2驅(qū)動電動機(jī)25中任一方停止(或功率下 降)，可由另一方的驅(qū)動電動機(jī)使臂部驅(qū)動裝置1動作(成為低速)。其結(jié)果，可 提高緊急時的安全性。另外，由于在第2驅(qū)動電動機(jī)25上設(shè)置第2減速機(jī)29， 由同步皮帶28傳遞旋轉(zhuǎn)力，故可由皮帶吸收振動等的擾動。
此外，采用本發(fā)明的臂部驅(qū)動裝置1，在第2關(guān)節(jié)部3的附近設(shè)置了第2 驅(qū)動電動機(jī)25，但也可在第1關(guān)節(jié)部2附近設(shè)置該第2驅(qū)動電動機(jī)25，由第1 驅(qū)動電動機(jī)7和第2驅(qū)動電動機(jī)25兩者對第1關(guān)節(jié)部2進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。根據(jù) 需要，若提高同步皮帶的剛性，則不加大驅(qū)動電動機(jī)的功率就可提高臂部的速 度。
另外，驅(qū)動電動機(jī)等的驅(qū)動源也可是2個以上。例如，也可設(shè)置與上述本 實施形態(tài)所示的對第1關(guān)節(jié)部2進(jìn)行驅(qū)動的第1驅(qū)動源分開的驅(qū)動源，由這些 第1驅(qū)動源和分開的驅(qū)動源這兩者的驅(qū)動源對第1關(guān)節(jié)部2進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。另 外，各電動機(jī)的輸出功率既可是相同的也可是不同的。在使用輸出功率不同的 電動機(jī)場合，必須由電動機(jī)驅(qū)動用的控制程序進(jìn)行同步等的控制。第2驅(qū)動電 動機(jī)25與同步帶輪27的驅(qū)動力傳遞裝置不限定于同步皮帶28，也可是皮帶以 外的傳遞裝置。例如，可以是齒輪的裝置，也可以是將驅(qū)動電動機(jī)25直接與 連接軸22連接的結(jié)構(gòu)。
上述的實施形態(tài)是本發(fā)明的較佳實施形態(tài)的一例子，但并不限于此，在不 脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)可作各種變形。例如在本實施形態(tài)中，將臂部驅(qū)動裝 置1用于使工件8直線運動的多關(guān)節(jié)式機(jī)器人，但不限于此，也可用于不作直 線運動的無向量式的多關(guān)節(jié)式機(jī)器人等。此外，在本實施形態(tài)中，對于手臂即 第3臂部10以外的臂部5、 6使用了兩個，但并不限于此，也可做成具有3個 以上臂部的結(jié)構(gòu)。
(雙臂式機(jī)器人)
下面說明雙臂式的工業(yè)用機(jī)器人。圖7是表示雙臂式的工業(yè)用機(jī)器人的一 例子的立體圖，圖8是其主視圖。圖7及圖8所示的雙臂式機(jī)器人50，具有二 組利用關(guān)節(jié)部2、 3、 4而可旋轉(zhuǎn)地連接并傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力來進(jìn)行 所需動作的臂部驅(qū)動裝置1，沿上下(或軸向)配置設(shè)在二組臂部驅(qū)動裝置1、 r 上的基座9側(cè)的第1關(guān)節(jié)部2的旋轉(zhuǎn)中心軸。由于二組臂部驅(qū)動裝置1、 l'是 上述的本發(fā)明的臂部驅(qū)動裝置，故其詳細(xì)結(jié)構(gòu)是上述那樣，用相同符號表示，
省略說明。
雙臂式機(jī)器人50具有二組臂部驅(qū)動裝置i、 r，將一方的臂部驅(qū)動裝置i 作成供給用，將另一方的臂部驅(qū)動裝置r作成取出用，可同時進(jìn)行工件8的供
給動作和另一工件8的取出動作。另外，在該雙臂式機(jī)器人50中，由臂部驅(qū) 動裝置1保持工件8的手臂10構(gòu)成為可沿圖7中箭頭X所示的工件8的取出、 供給方向進(jìn)行直線移動。將與手臂10的移動平面正交的圖7中箭頭Z所示的 方向作成上下方向。
雙臂式機(jī)器人50具有使設(shè)有臂部驅(qū)動裝置1的基座9向上下移動的上下移 動機(jī)構(gòu)51，利用該上下移動機(jī)構(gòu)51，可調(diào)節(jié)臂部驅(qū)動裝置1的上下位置。另 外，上下移動機(jī)構(gòu)51的基座53設(shè)成可旋轉(zhuǎn)，就可使雙臂式機(jī)器人50旋轉(zhuǎn)而 改變方向。此外，在該雙臂式機(jī)器人50中，在圖7中箭頭Y所示的方向即分 別與手臂io的移動方向和基座9的上下移動方向正交的方向，將基座53設(shè)成 相對于導(dǎo)軌構(gòu)件54可移動，從而可調(diào)節(jié)上下移動機(jī)構(gòu)51的位置。
二組臂部驅(qū)動裝置1、 l'不會互相干涉地沿上下方向相對地分別配置在基座 9上。即，二組臂部驅(qū)動裝置l、 l'配置成上下對稱以使第l關(guān)節(jié)部2的旋轉(zhuǎn)中
心軸在同軸上。由此，可不互相接觸且接近地配置二組臂部驅(qū)動裝置i、 r，
可高效地進(jìn)行工件的供給動作和另一工件的取出動作。另外，對于二組臂部驅(qū)
動裝置i、 r來說，在臂部驅(qū)動裝置i移動到收縮位置時，第2關(guān)節(jié)部3同時 處于向手臂io的移動方向側(cè)方突出的方向上。此外，將二組臂部驅(qū)動裝置l、
l'安裝在基座9上的位置作成偏置，以使第1關(guān)節(jié)部2的旋轉(zhuǎn)中心相對基座53 的旋轉(zhuǎn)中心處于偏心位置即處于第2關(guān)節(jié)部3的相反側(cè)，且處于與工件8的取 出、供給方向正交的方向。
如圖8所示，本發(fā)明的手臂式機(jī)器人50，第1驅(qū)動電動機(jī)7設(shè)在基座9上， 第2驅(qū)動電動機(jī)25設(shè)在第1臂部5的第2關(guān)節(jié)部3附近，但它們都可設(shè)在互 相不產(chǎn)生干擾的位置。尤其第2驅(qū)動電動機(jī)25，既配置在上側(cè)的臂部驅(qū)動裝置 1的上表面?zhèn)?，也配置在下?cè)的臂部驅(qū)動裝置l'的下表面?zhèn)取?br> 上下移動機(jī)構(gòu)51，位于工件8的取出、供給方向即臂部驅(qū)動裝置1的收縮 方向的側(cè)部，例如，在立柱52的側(cè)面使基座9滑動移動。本發(fā)明的雙臂式機(jī) 器人50是將二組臂部驅(qū)動裝置1、 l'上下對稱重疊配置，當(dāng)手臂10向收縮位 置移動時，使第2關(guān)節(jié)部3所突出的方向為同一方向，由此，可在臂部驅(qū)動裝 置1的第2關(guān)節(jié)部3不突出的側(cè)部配置上下移動機(jī)構(gòu)51。
采用如此構(gòu)成的雙臂式機(jī)器人50，可利用二組臂部驅(qū)動裝置1、 l'使手臂 10向圖7中的X方向伸縮，另外根據(jù)需要，可利用上下移動機(jī)構(gòu)51對臂部驅(qū) 動裝置1調(diào)節(jié)圖7中的Z方向的上下位置，并且利用基座53的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行旋
轉(zhuǎn)，再調(diào)節(jié)圖7中的Y方向的位置，可適當(dāng)且有效地進(jìn)行工件8的供給作業(yè)和 工件8的取出作業(yè)。
此外，可將雙臂式機(jī)器人50的占有空間構(gòu)成得較小。S卩，二組臂部驅(qū)動裝 置l、 l'配置成上下對稱，基端的第l關(guān)節(jié)部2的旋轉(zhuǎn)中心軸配置在同一軸上， 并且在當(dāng)手臂10向收縮位置移動時，使第2關(guān)節(jié)部3所突出的方向為同一方 向，因此，雙臂式機(jī)器人50的旋轉(zhuǎn)半徑變小，可減小雙臂式機(jī)器人的占有空 間。
此外，由于上下移動機(jī)構(gòu)51位于臂部驅(qū)動裝置1的伸縮方向的側(cè)部，故可 降低臂部驅(qū)動裝置1的最下位置，雙臂式機(jī)器人50的能處理的高度下降，可 擴(kuò)大臂部驅(qū)動裝置1的可作業(yè)范圍。另外，由于在立柱52的側(cè)面使基座9滑 動移動地構(gòu)成，故即使在必須將上下移動方向的行程設(shè)計得大的場合，與以多 級可伸縮結(jié)構(gòu)等構(gòu)成上下移動機(jī)構(gòu)51的場合相比，不用使機(jī)構(gòu)復(fù)雜化、大型 化就可對付。另外，由于將二組臂部驅(qū)動裝置1、 l，重疊成上下對稱配置，故 即使將上下移動機(jī)構(gòu)51配置在臂部驅(qū)動裝置1的側(cè)面也不會較大地占有設(shè)置 空間。
上述的實施形態(tài)是本發(fā)明的較佳的實施例一個例子，并不限于此，在不脫 離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)可作各種變形。例如，在上述的本實施形態(tài)中，作為 臂部驅(qū)動裝置1使用了向圖7中的X方向伸縮式的結(jié)構(gòu)，但并不限于此，例如， 也可在平面上將臂部驅(qū)動裝置1構(gòu)成為具有3自由度的形式。不限定于將二組 臂部驅(qū)動裝置1、 l，上下重疊配置以使成為基端的第1關(guān)節(jié)部2的旋轉(zhuǎn)中心軸 成為相同軸。
上下移動機(jī)構(gòu)51不特別限于上述的實施形態(tài)那樣利用立柱52的形態(tài)，也 可作成以往那樣的由多級可伸縮結(jié)構(gòu)等構(gòu)成的升降機(jī)構(gòu)和C形框架(都未圖示) 所組成的移動構(gòu)件。在該場合，在C形框架的上端和下端分別將臂部驅(qū)動裝置 配置成在上下方向相對，以使第l關(guān)節(jié)部2的旋轉(zhuǎn)中心軸在同一軸上。另外， 也可將基座53固定成可旋轉(zhuǎn)，省卻導(dǎo)軌構(gòu)件54。
另外，并不限于二組臂部驅(qū)動裝置1、 l'相對配置的結(jié)構(gòu)，也可將同樣構(gòu)成
的二組臂部驅(qū)動裝置i、 r上下并排配置，以使成為基端的第i關(guān)節(jié)部2的旋 轉(zhuǎn)中心軸在同一軸上。在該場合，二組臂部驅(qū)動裝置i、 r的上下軸向的間隔 與相對配置的場合相比是較大的，但可獲得構(gòu)成二組臂部驅(qū)動裝置i、 r的零 件的通用化。另外，也可將2個以上的多個臂部驅(qū)動裝置i構(gòu)成為上下重疊配 置，以使成為基端的第l關(guān)節(jié)部2的旋轉(zhuǎn)中心軸在同一軸上。在該場合也與將 2個以上的多個臂部驅(qū)動裝置1配置在同一平面上的場合相比，不會增大機(jī)器
人的設(shè)置空間，可利用多個臂部驅(qū)動裝置1來提高作業(yè)的多樣性。
權(quán)利要求
1.一種臂部驅(qū)動裝置，可使由關(guān)節(jié)部連接的多個臂部伸縮動作，其特征在于，具有可旋轉(zhuǎn)地與基座上的第1關(guān)節(jié)部連接的第1臂部；可旋轉(zhuǎn)地與位于所述第1臂部前端側(cè)的第2關(guān)節(jié)部連接的第2臂部；與位于所述第2臂部前端側(cè)的第3關(guān)節(jié)部連接的第3臂部；設(shè)在所述第1臂部的第1關(guān)節(jié)部側(cè)的第1同步帶輪；設(shè)在所述第1臂部的第2關(guān)節(jié)部側(cè)的第2同步帶輪；掛設(shè)在所述第1同步帶輪與所述第2同步帶輪之間的、在所述第1臂部旋轉(zhuǎn)時限制所述第2臂部旋轉(zhuǎn)量的同步皮帶；在所述第1關(guān)節(jié)部及所述第2關(guān)節(jié)部的一方或兩方將旋轉(zhuǎn)力分別傳遞給所述第1臂部及所述第2臂部的合計2個以上的驅(qū)動源。
2. —種臂部驅(qū)動裝置，可使由關(guān)節(jié)部連接的多個臂部伸縮動作，其特征在 于，具有可旋轉(zhuǎn)地與基座上的第1關(guān)節(jié)部連接的第1臂部；可旋轉(zhuǎn)地與位于上述第1臂部前端側(cè)的第2關(guān)節(jié)部連接的第2臂部； 與位于上述第2臂部前端側(cè)的第3關(guān)節(jié)部連接的第3臂部； 設(shè)在上述第1臂部的第1關(guān)節(jié)部側(cè)的第1同步帶輪； 設(shè)在上述第1臂部的第2關(guān)節(jié)部側(cè)的第2同步帶輪；掛設(shè)在上述第1同步帶輪與上述第2同步帶輪之間的、當(dāng)所述第1臂部旋 轉(zhuǎn)時限制所述第2臂部旋轉(zhuǎn)量的同步皮帶；設(shè)在所述基座上的所述第1臂部驅(qū)動用的第1驅(qū)動源； 將所述第1驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)力傳遞給所述第1臂部的第1傳遞裝置； 設(shè)在所述基座或所述第1臂部上的所述第2臂部驅(qū)動用的第2驅(qū)動源； 將所述第2驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)力傳遞給所述第2臂部的第2傳遞裝置。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的臂部驅(qū)動裝置，其特征在于，所述第1傳遞裝 置具有第l減速機(jī)，所述第2傳遞裝置具有第2減速機(jī)。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的臂部驅(qū)動裝置，其特征在于，所述臂部的伸縮 動作是在所述第1關(guān)節(jié)部與所述第3關(guān)節(jié)部的延長線上進(jìn)行伸縮的動作。
5. —種工業(yè)用機(jī)器人，其特征在于，具有權(quán)利要求1或2所述的臂部驅(qū)動 裝置。
6. 如權(quán)利要求5所述的工業(yè)用機(jī)器人，其特征在于，具有二組所述臂部驅(qū)動裝置，在軸向配置各臂部驅(qū)動裝置的所述第1關(guān)節(jié)部，并將各第2臂部相互 配置成相對。
全文摘要
一種臂部驅(qū)動裝置(1)，可提高臂部的動作速度和動作精度。本發(fā)明的臂部驅(qū)動裝置(1)具有可旋轉(zhuǎn)地與基座(9)上的第1關(guān)節(jié)部(2)連接的第1臂部(5)；可旋轉(zhuǎn)地與位于第1臂部(5)的前端側(cè)的第2關(guān)節(jié)部(3)連接的第2臂部(6)；與位于第2臂部(6)的前端側(cè)的第3關(guān)節(jié)部(4)連接的第3臂部(10)；設(shè)在第1臂部(5)的第1關(guān)節(jié)部(2)側(cè)的第1同步帶輪(11)；設(shè)在第1臂部(5)的第2關(guān)節(jié)部(3)側(cè)的第2同步帶輪(12)；掛設(shè)在第1同步帶輪(11)與第2同步帶輪(12)之間、當(dāng)?shù)?臂部(5)旋轉(zhuǎn)時對第2臂部(6)的旋轉(zhuǎn)量進(jìn)行限制的第1同步皮帶(15)；在第1關(guān)節(jié)部(2)及第2關(guān)節(jié)部(3)的一方或兩方分別將旋轉(zhuǎn)力傳遞給第1臂部(5)及第2臂部(6)的合計2個以上的驅(qū)動源(7、25)。
文檔編號B25J3/00GK101190524SQ200710196430
公開日2008年6月4日 申請日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月1日
發(fā)明者小山淳之介, 矢澤隆之 申請人:日本電產(chǎn)三協(xié)株式會社