JPH0516998B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は産業用ロボツト、特に清浄な雰囲気
を保つて使用しうる産業用ロボツトに関する。

（従来技術） 例えば、プリント基板を製造するラインのう
ち、プラスチツク製の基板に銅箔を接着する工程
においては粉塵の付着を嫌うため、清浄な雰囲気
での作業が要求されている。

従来、自動化の要求がありながら、産業用ロボ
ツトを使用すると、粉塵を散らすおそれがあるこ
とから、人手による作業に頼らざるを得ないのが
現状である。

（発明が解決しようとする課題） そのため、清浄な雰囲気での自動化の要求に対
応できるように、清浄な雰囲気を保ちながら使用
できる産業用ロボツトが望まれている。

（課題を解決するための手段） この発明は、支持部材に必要な自由度に応じた
数の直動部材、旋回部材および回動部材を連接し
て構成された産業用ロボツトの改良に係るもので
ある。

この発明は、前記支持部材、直動部材、旋回部
材および回動部材に中空部が形成され、前記各部
材は各連接部において、前記旋回部材および回動
部材の中空部により第１吸引通路が、直動部材の
中空部により第２吸引通路がそれぞれ気密シール
によつて外気と遮断されて形成され、該第１及び
第２吸引通路が相互に独立し、前記第１吸引通路
が第１排気装置に、前記第２吸引通路が第２排気
装置にそれぞれ連通されている構成である。

（作用） 旋回部材及び回動部材の中空部によつて形成さ
れる第１吸引通路と、直動部材の中空部によつて
形成される第２吸引通路とは相互に独立してお
り、第１吸引通路が、直動部材の進退動による容
積変化によつて第２吸引通路に生ずる圧力変動に
よつて実質的に影響を受けることがない。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に沿つて説明す
る。

第１図に示すように、この発明の産業用ロボツ
ト１は、支持部材２に直動部材３、第１旋回部材
４、第２旋回部材５および回動部材６が順次連接
されている。支持部材２の内部には第１空間部２
ａ、直動部材３の内部には第１中空部３ａおよび
第２空間部３ｂ、第１旋回部材４の内部には第２
中空部４ａ、第２旋回部材５の内部には第３中空
部５ａ、さらに回動部材６の内部には第４中空部
６ａがそれぞれ形成されている。

上記支持部材２は内筒２ｂおよび外筒２ｃを上
方に延長して構成される一方、直動部材３は内筒
３ｃおよび外筒３ｄが下方に延長されている。直
動部材３の外筒３ｄは支持部材２の外筒２ｃ内に
上下方向に直動可能に嵌装され、該両外筒２ｃ，
３ｄ間には第１気密シール７ａが介装され、第１
空間部２ａおよび第１中空部３ａを外気と遮断し
て相互に連通する第１連接部７が構成されてい
る。一方、直動部材３の内筒３ｃは支持部材２の
内筒２ｂに隙間を存して遊嵌されている。内筒２
ｂと外筒３ｄとの間の第１中空部３ａ内には第１
駆動装置１２および２つの案内装置１３がそれぞ
れ120度間隔で配設されている。第１駆動装置１
２は内筒２ｂに固設されたモータ１２ａ、このモ
ータ１２ａに直結されその回転角度情報（すなわ
ち直動部材３の上下位置情報）を出力するシヤフ
トエンコーダ１２ｂ、モータ１２ａの出力軸に直
結されたボールスクリユー１２ｃおよび外筒３ｄ
に設けられボールスクリユー１２ｃと移動可能に
螺合するボールナツト１２ｄとにより構成されて
いる。一方、案内装置１３は外筒３ｄに設けられ
たロツド１３ａおよび内筒２ｂに設けられロツド
１３ａが上下動可能に嵌合する案内筒１３ｂによ
り構成されている。

内筒３ｂ下端付近には電線ケーブル挿入口３ｅ
および吸気口３ｆが開口される一方、支持部材２
の側部に電線管２ｄ、主吸気管２ｅおよび副吸気
管２ｆが取付けられ、しかして電線管２ｄと電線
ケーブル挿入口３ｅとの間は第１可撓管１４で、
主吸気管２ｅと吸気口３ｆとの間は第２可撓管１
５でそれぞれ連通されている。なお、第１および
第２可撓管１４，１５は十分な長さを有し、第１
空間部２ａ内に螺旋状に配置されている。

直動部材３には第１旋回部材４の基端が軸受８
ｂによつて鉛直軸まわりに旋回可能に支承され、
直動部材３と第１旋回部材４との間に第２気密シ
ール８ａが介装され、第２空間部３ｂおよび第２
中空部４ａを外気と遮断して相互に連通する第２
連接部８が構成されている。さらに第１中空部３
ａ内には第２駆動装置１６が配設されている。第
２駆動装置１６は直動部材３に取付けられたモー
タ１６ａ、このモータ１６ａに直結されその回転
角度情報（すなわち第１旋回部材４の直動部材３
に対する旋回角度情報）を出力するシヤフトエン
コーダ１６ｂ、モータ１６ａの出力軸に固着され
たタイミングプーリ１６ｃ、直動部材３と第１旋
回部材４との間に介設されその入力軸が直動部材
３に軸支された高減速比の減速機１６ｄ、この減
速機１６ｄの入力軸に固着されたタイミングプー
リ１６ｅおよびタイミングプーリ１６ｃ，１６ｅ
の間に巻掛けられたタイミングベルト１６ｆとに
より構成されている。なお、直動部材３の上部は
カバー３ｇによつて覆われている。

第１旋回部材４の先端には第２旋回部材４の基
端が軸受９ｂ（クロスローラベアリング）によつ
て鉛直軸まわりに旋回可能に支承され、第１旋回
部材４と第２旋回部材５との間に第３気密シール
９ａが介装され、第２および第３中空部４ａ，５
ａを外気と遮断して連通する第３連接部９が構成
されている。第２空間部３ｂと第２中空部４ａ内
に亘つて第３駆動装置１７が配設されている。第
３駆動装置１７は第１旋回部材４と一体のアーム
４ｂに対して減速機１６ｄと略同一軸心上になる
ように設けられたモータ１７ａ、このモータ１７
ａと直結されその回転角度情報（すなわち第２旋
回部材５の第１旋回部材４に対する旋回角度情
報）を出力するシヤフトエンコーダ１７ｂ、モー
タ１７ａの出力軸に固着されたタイミングプーリ
１７ｃ、第１旋回部材４にその入力軸が軸支され
第２旋回部材５と間に介設された減速機１７ｄ、
この減速機１７ｄの入力軸に固着されたタイミン
グプーリ１７ｅおよびタンミングプーリ１７ｃ，
１７ｅの間に巻掛けられたタイミングベルト１７
ｆとにより構成されている。第１旋回部材４の第
２中空部４ａの上下の開口部は、カバー４ｃおよ
び４ｄによつて覆われている。

第２旋回部材５の先端には回動部材６が軸受１
０ｂによつて鉛直軸まわりに回動可能に支承さ
れ、第２旋回部材５と回動部材６との間に第４気
密シール１０ａが介装され、第３および第４中空
部５ａ，６ａを外気と遮断して相互に連通する第
４連接部１０が構成されている。第２中空部４ａ
と第３中空部５ａに亘つて第４駆動装置１８が配
設されている。第４駆動装置１８は第１旋回部材
４に固設されたモータ１８ａ、このモータ１８ａ
と直結されその回転角度情報（すなわち回動部材
６の第１旋回部材４に対する旋回角度情報）を出
力するシヤフトエンコーダ１８ｂ、モータ１８ａ
よりベベルギヤ１８ｃの噛合により回転力が伝達
される減速機１８ｄ、この減速機１８ｄの出力側
に設けられたチエーンスプロケツト１８ｅ、第２
旋回部材５に減速機１７ｄと同一軸線上に軸支さ
れた２段チエーンスプロケツト１８ｆ、回動部材
６に一体的に形成され２段チエーンスプロケツト
１８ｆと同一歯数であるチエーンスプロケツト１
８ｇ、チエーンスプロケツト１８ｅと２段チエー
ンスプロケツト１８ｆとの間に巻掛けられた無端
チエーン１８ｈ、２段チエーンスプロケツト１８
ｆとチエーンスプロケツト１８ｇとの間に巻掛け
られた無端チエーン１８ｉおよび第２旋回部材５
に設けられ無端チエーン１８ｉの張力を調整する
テンシヨンチエーンスプロケツト１８ｊにより構
成されている。なお、第２旋回部材５の上側開口
部はカバー５ｂによつて覆われている。

回動部材６は下部にエンドエフエクタとしての
吸着盤１９を備え、回動部材６の第４中空部６ａ
が吸着盤１９の吸気管を兼ねるように構成されて
いる。

前記各気密シール７ａ，８ａ，９ａおよび１０
ａは、耐摩耗性と無発塵性を有する４沸化エチレ
ン系のゴムで形成されている。

前記各モータ１２ａ，１６ａ，１７ａおよび１
８ａに対する電力や制御信号を供給するための電
線ケーブルならびに各シヤフトエンコーダ１２
ｂ，１６ｂ，１７ｂおよび１８ｂからの出力信号
を取り出す電線ケーブル（いずれも図示省略）
は、電線ケーブル管２ｄ、第１可撓管１４、電線
ケーブル挿入口３ｅを経由して内筒３ｂから上述
の各必要個所に分岐して配線されている。なお、
モータ１６ａおよびシヤフトエンコーダ１６ｂへ
の配線は、内筒３ｃの上端付近でシール性を保つ
て電線ケーブルを貫通させて行つている。また直
動部材３が昇降しても支障のないように電線ケー
ブルは余裕をもつて設置されている。

主吸気管２ｅおよび副吸気管２ｆには、それぞ
れ排気手段１１としての排気ポンプ１１ａ，１１
ｂ（排気装置）の吸入側が連通されている。また
排気ポンプ１１ａ，１１ｂはモータ１１ｃ，１１
ｄによつて駆動され、各排気ポンプ１１ａ，１１
ｂの吐出空気は作業室外に排出される。そして、
モータ１１ｃによつて排気ポンプ１１ａを作動さ
せると、吸着盤１９から吸入された空気は矢符
（実線）で示すように第４中空部６ａ、第３中空
部５ａ、第２中空部４ａおよび第２空間部３ｂを
経由して排気ポンプ１１ａによつて吸引排気さ
れ、吸着盤１９が被搬送物を吸着すると共にこれ
らの各経由個所において発生する粉塵も共に吸引
され、作業室内に粉塵が飛散することもなく清浄
に保たれる。被搬送物の吸着を解くには、モータ
１１ｃを停止させればよい。なお、この吸引力
は、例えばゲージ圧力0.4気圧程度で可能である。

上記回動部材６、第２および第１旋回部材５，
４の第４、第３および第２中空部６ａ，５ａ，４
ａによつて形成される第１吸引通路は、直動部材
３の第２空間部３ｂを介して排気ポンプ１１ａに
連通されており、直動部材３の第１中空部３ａに
よつて形成され支持部材２の第１空間部２ａを介
して排気ポンプ１１ｂに連通される第２吸引通路
とは相互に独立しており、第１吸引通路が、直動
部材３の進退動による容積変化によつて第２吸引
通路に生ずる圧力変動によつて実質的に影響を受
けることのないようになつている。

また、直動部材３を昇降動作すれば、第１空間
部２ａおよび第１中空部３ａの気圧が変化するか
ら、直動部材３が最大速度で下降しても、第１空
間部２ａおよび第１中空部３ａの圧力が例えば外
気圧より高くならないように排気ポンプ１１ｂの
容量が定められている。そしてこのポンプ１１ｂ
の作用により直動部材３の第２駆動装置１６の設
置空間部や第１空間部２ａ、第１中空部３ａの粉
塵は、矢符（一点鎖線）のように吸引排気され、
作業室内に飛散することはなく清浄に保たれる。
なお、直動部材３が昇降して吸気口３ｆが昇降し
ても、主吸気管２ｅとの間は第２可撓管１５によ
つて接続されているから吸気の通過に支障ない。

上記産業用ロボツト１はコンピユータ（図示省
略）によるプレイバツク方式により制御されるよ
うに構成されている。すなわち第１駆動装置１２
においては、ボールスクリユー１２ｃの回転によ
りボールナツト１２ｄが上下動して直動部材３が
上下方向に進退動する。また、第２駆動装置１６
においては、第１旋回部材４が直動部材３に対し
て水平面内で旋回する。さらに第３駆動装置１７
においては、第２旋回部材５が水平面内で旋回す
る。また、回動部材６が鉛直軸まわりに回動す
る。なお、第２旋回部材５が旋回しても回動部材
６の第１旋回部材４に対する回転角は不変であ
る。

このように、産業用ロボツト１は４自由度の搬
送用ロボツトとして構成されている。なお、第２
図および第３図には産業用ロボツト１の可動範囲
を２点鎖線で囲みかつハツチングをして示してい
る。

この発明は、上述の実施例に限定されるもので
はなく、 (i) 産業ロボツトとしては、上述の実施例のよう
な水平旋回形多関節ロボツト以外に、鉛直旋回
形多関節ロボツト、極座標ロボツト、円筒座標
ロボツトまたは直角座標ロボツトなどであつて
も、同様に適用できるし、 (ii) 産業用ロボツトの自由度は４自由度にかぎる
ことはなく、他の数の自由度を有するものであ
つてもよいし、 (iii) エンドエフエクタとして上述の実施例のよう
に吸着盤を備えれば、この吸着盤を作動させる
ための吸引排気と、ロボツト内部の粉塵を吸引
するための吸引排気とを共通化することができ
るが、エンドエフエクタとしてはこのような吸
着盤以外に、電磁式吸着具やその他の把持具を
備えるようにしてもよいし、 (iv) 産業用ロボツトは搬送用ではなく、他の用途
の産業用ロボツトであつてもよい。

（発明の効果） この発明は、上記のように、圧力変動のほとん
どない旋回部材および回動部材の中空部によつて
形成される第１吸引通路と圧力変動の大きい直動
部材の中空部によつて形成する第２吸引通路とを
相互に独立して排気するようにしたから、両吸引
通路は相互に影響し合うことがなくなり、ロボツ
ト内部の各種装置から発生する粉塵は作業室内へ
洩れることなく、総て確実に収集して作業室内を
清浄に保つことができ、清浄室内における作業行
程を容易に自動化し得る。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示し、第１図は産業
用ロボツトを示す縦断側面図、第２図は同概略図
側面、第３図は同概略平面図である。 １……産業用ロボツト、２……支持部材、３…
…直動部材、３ａ……第１中空部、４……第１旋
回部材、４ａ……第２中空部、５……第２旋回部
材、５ａ……第３中空部、６……回動部材、６ａ
……第４中空部、７……第１連接部、７ａ……第
１気密シール、８……第２連接部、８ａ……第２
気密シール、９……第３連接部、９ａ……第３気
密シール、１０……第４連接部、１０ａ……第４
気密シール、１１……排気手段、１１ａ，１１ｂ
……排気ポンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 支持部材に直動部材、旋回部材および回動部
   材を連接して構成された産業用ロボツトであつ
   て、 前記支持部材、直動部材、旋回部材および回動
   部材に中空部が形成され、前記各部材は各連接部
   において、前記旋回部材および回動部材の中空部
   により第１吸引通路が、直動部材の中空部により
   第２吸引通路がそれぞれ気密シールによつて外気
   と遮断されて形成され、該第１及び第２吸引通路
   が相互に独立し、前記第１吸引通路が第１排気装
   置に、前記第２吸引通路が第２排気装置にそれぞ
   れ連通されていることを特徴とする産業用ロボツ
   ト。