DE602005005429T2

DE602005005429T2 - Horizontal gelenkter Roboter mit oberem und unterem Endeffektor-Befestigungsteil

Info

Publication number: DE602005005429T2
Application number: DE602005005429T
Authority: DE
Inventors: Kazushige Akaha
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2009-07-23
Anticipated expiration: 2025-12-13
Also published as: CN100410027C; US7422412B2; TWI289102B; EP1671755B1; KR20060069263A; DE602005005429D1; KR100705143B1; EP1671755A1; US20060133918A1; CN1788943A; JP2006167864A; TW200626322A

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Feld der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen horizontal gelenkigen Roboter, und insbesondere eine Struktur zum Montieren von Abschnitten eines Endeffektors, der an dem äußersten Ende eines Roboterarms montiert ist.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Horizontal gelenkige Roboter, welche ebenfalls Scalar-Roboter genannt werden, sind insbesondere in der Kompaktheit und Bearbeitbarkeit sehr gut und werden oft als industrielle Roboter verwendet. Der horizontal gelenkige Roboter hat eine solche Struktur, dass sich gewöhnlicherweise jeweils erste und zweite Arme in einer jeweiligen horizonalen Ebene durch erste und zweite Verbindungswellen drehen, und ein Endeffektor wie eine Hand, oder ähnliches, an einer Arbeitswelle montiert ist, die an dem äußersten Ende des zweiten Arms angebracht ist, um dabei den Endeffektor dazu zu bringen, eine gewünschte Arbeit, wie einen Zusammenbau, einen Transport oder ähnliche Arbeiten auszuführen (es wird beispielhaft auf die ungeprüften japanischen Patentanmeldungsveröffentlichungen Nr. 2000-24966 und 11-301813 Bezug genommen). In diesem Fall, bei dem Roboter, der in Patentdokument 1 gezeigt ist, wirkt die obere Oberfläche eines zweiten Arms als ein Montierabschnitt zum Transportieren eines Werkstücks, und, in dem Roboter, der im Patentdokument 2 gezeigt ist, wirkt die untere Oberfläche eines zweiten Arms als ein Montierabschnitt zum Zusammenbau und Transportieren eines Werkstücks.
Die Dokumente US-A-6,593,718 und US-A-4,568,238 , offenbaren jeweils horizontal gelenkige Roboter mit einer Arbeitswelle, die an dem äußersten Ende eines äußersten Endarms angeordnet ist, und haben einen Anbringungsabschnitt für einen Endeffektor, der jeweils an deren oberem oder unterem Ende ausgebildet ist.
Wie oben beschrieben, wird in konventionellen horizontal gelenkigen Robotern der Anbringungsabschnitt einer Hand oder einer Arbeit nur an einer Seite (der oberen oder der unteren Seite) des zweiten Arms angeordnet, d. h. einem äußersten Endarm. Wenn beispielsweise eine Transferarbeit für einen Wafer, ein Glassubstrat oder ähnliches ausgeführt wird, muss ein Endeffektor, wie eine Hand oder ähnliches, an der oberen Seite des äußersten Endarms montiert sein. Andererseits muss der Endeffektor, wenn der Zusammenbau oder der Transport von Teilen, oder ähnliches, ausgeführt wird, an der unteren Seite des äußersten Endarms montiert sein. Demgemäß muss der Robotertyp und das Montierverfahren in Übereinstimmung mit der Arbeitstransportform, der Arbeitsweise oder ähnlichem geändert werden. Demzufolge gibt es in den konventionellen Robotersystemen eine Möglichkeit, dass abwechselnd unterschiedliche Robotertypen verwendet werden, abhängig von der Arten der Werkstücktransportform und Arbeitsarten.
Ferner ist in einem Roboter, der eine solche Struktur hat, dass Verdrahtungen oder Rohrleitungen einer Antriebseinheit zum Antreiben eines Endeffektors, einer Arbeitswelle oder ähnlichem, in der Umgebung der Arme entblößt sind, der Roboter in der Außenerscheinung schlecht, ebenso wie die Anordnung der Verdrahtung oder der Rohrleitungen so festgelegt werden muss, dass die Bewegung der Arme nicht durch die Leitungen begrenzt ist und dass die Leitungen nicht von äußeren Objekten, oder ähnlichem, beeinträchtigt werden.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung, welches im Hinblick auf die oben genannten Probleme gemacht wurde, ist es, einen horizontal gelenkigen Roboter bereitzustellen, der mit verschiedenen Werkstücktransportformen und verschiedenen Arbeitsarten klarkommt mittels eines Robotertyps durch selektives Verwenden der oberen und unteren Enden einer Arbeitswelle.
Ferner ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen horizontal gelenkigen Roboter bereitzustellen, der nach außen bloßgelegte Verdrahtungs- oder Rohrabschnitte einer Antriebseinheit eines Endeffektors, einer Arbeitswelle oder ähnlichem minimiert, ebenso wie er die Bewegung der Arme nicht begrenzen darf und keine Möglichkeit haben soll, dass er von äußeren Objekten, oder ähnlichem, beeinträchtigt wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein horizontal gelenkiger Roboter gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vielzahl von horizontalen Armen, die durch Gelenkwellen verbunden sind, bei dem eine Arbeitswelle, die an dem äußersten Ende eines äußersten zu den horizontalen Armen gehörenden Endarms angeordnet ist, Anbringungsabschnitte eines Endeffektors hat, die an dessen oberem und unterem Ende ausgebildet sind.
In dem horizontal gelenkigen Roboter der vorliegenden Erfindung sind die Anbringungsabschnitte des Endeffektors an dem oberen und dem unteren Ende der Arbeitswelle angeordnet, die an dem äußersten Ende des äußersten Endarms angeordnet ist. Wenn der Endeffektor an der oberen Seite des äußersten Endarms angebracht wird, kann der Roboter daher für eine Arbeit zum Werkstücktransfer, wie einem Wafer, einem Glassubstrat oder ähnlichem, angewendet werden, wohingegen, wenn der Endeffektor an der unteren Seite des äußersten Endarms angebracht ist, der Roboter für eine normale Arbeit zum Zusammenbauen oder Transportieren von Teilen, oder ähnlichem, angewendet werden kann. Demgemäß können verschiedene Arbeitstransportformen und verschiedene Arbeitsformen mit Anwenden nur eines Robotertyps abgedeckt werden, wodurch ein kompaktes und ökonomisches Robotersystem konstruiert werden kann.
Ferner umfasst die Arbeitswelle vorzugsweise eine hohle Rotationswelle. In dieser Anordnung, da die Verdrahtung oder die Rohrleitungen des Endeffektors dazu gebracht werden kann, durch die Innenseite der hohlen Rotationswelle hindurchzugehen, ist die Verdrahtung/Rohrleitung auf der Außenseite nicht größtenteils bloßgelegt und kann geschickt und aufgeräumt ausgeführt werden.
Die hohle Rotationswelle kann einen Montierflansch umfassen, der an zumindest einem Ende angeordnet ist. Obwohl Montierflansche an den oberen und unteren Enden der hohlen Rotationswelle angeordnet sein können, kann der Roboter auf den Transport eines flachen Werkstücks angewendet werden, wenn der Montierflansch zumindest an dem oberen Ende angeordnet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, kann ferner die Verdrahtung für den Endeffektor durch die Innenseite der hohlen Rotationswelle hindurchgeführt werden.
Wenn der Endeffektor eine elektrische Verdrahtung benötigt, kann die äußere Erscheinung sauber und aufgeräumt ausgeführt werden, wie oben beschrieben, indem die elektrische Verdrahtung durch die Innenseite der hohlen Rotationswelle hindurchgeführt wird. Ferner wirkt die Verdrahtung nicht als Hindernis für die Armbewegung und kann daher nicht von äußeren Objekten, oder ähnlichem, beeinträchtigt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, kann eine Rohrleitung für Endeffektor ferner durch die Innenseite der hohlen Rotationswelle hindurchgeführt oder luftdicht mit einem Anbringungsabschnitt gegenüber dem Anbringungsabschnitt des Endeffektors verbunden werden.
Wenn der Endeffektor einen Fluiddruck verwendet, kann die Fluidversorgungsrohrleitung durch die Innenseite der hohlen Rotationswelle hindurchgeführt werden, ähnlich wie es in dem Fall der elektrischen Verdrahtung ist, oder luftdicht mit dem Anbringungsabschnitt gegenüber dem Anbringungsabschnitt des Endeffektors verbunden zu sein. In dieser Anordnung wird ein ähnlicher Vorteil wie der der elektrischen Verdrahtung erhalten werden.
Ferner, gemäß der vorliegenden Erfindung, kann der Anbringungsabschnitt des Endeffektors Flanschverbindungsmittel oder Sofortmontage/Demontage-Verbindungsmittel umfassen. Insbesondere umfasst der Anbringungsabschnitt des Endeffektors eine Flanschverbindung, die aus einer Vielzahl von Schrauben oder Bolzen zusammengesetzt ist oder aus einem Sofortmontage/Demontagetyp besteht, der Schraubenverbindungen oder ähnliches verwendet. Ersteres ist dadurch vorteilhaft, dass die Höhe reduziert werden kann, und letzteres ist dadurch vorteilhaft, dass das Anbringen und Demontieren einfach und in einer kurzen Zeit ausgeführt werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, kann ferner ein Antriebsmittel der Arbeitswelle auf der Innenseite des äußersten Endarms angeordnet sein.
Da das Antriebsmittel der Arbeitswelle demgemäß von dem äußersten Endarm nicht nach außen hervorsteht, gibt es überhaupt keine Möglichkeit, dass das Antriebsmittel von äußeren Objekten, oder ähnlichem, beeinträchtigt wird und die äußere Erscheinung der Gestalt des Arms kann sauber und aufgeräumt ausgeführt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, können die Vielzahl von horizontalen Armen, die Vielzahl von Verbindungswellen und die Armantriebsmittel ferner in einer hohlen Anordnung ausgebildet sein.
In dieser Anordnung können die Verdrahtung der Antriebsmittel der Arbeitswellen und die Armantriebsmittel und die Rohrleitung des Endeffektors so angeordnet sein, dass sie durch die Innenseite der Arme hindurchgehen. Demgemäß kann die äußere Erscheinung verbessert werden, die Bewegung wird nicht durch die Verdrahtung und die Rohrleitung beschränkt und es gibt überhaupt keine Möglichkeit, dass sie von äußeren Objekten, oder ähnlichem, beeinträchtigt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, kann eine Armbasis, welche mit einem Aufwärts/Abwärts-Bewegungsmechanismus so verbunden ist, dass die horizontalen Arme gestützt werden, ferner in einer hohlen Anordnung ausgebildet sein.
Da die Armbasis ferner in der holen Anordnung ausgebildet ist, können die Verdrahtung und die Rohrleitung so angeordnet werden, dass sie durch die Innenseite der Armbasis hindurchgehen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, können die Verdrahtung und/oder die Rohrleitung des Endeffektors ferner durch die Innenseite des äußersten Endarms hindurchgeführt werden.
In dieser Anordnung können die Verdrahtung und die Rohrleitung des Endeffektors auf der Innenseite des Arms untergebracht sein, ohne größtenteils zur Außenseite offengelegt zu sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Seitenaufrissansicht eines horizontal gelenkigen Roboters gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine obere Oberflächenansicht des horizontal gelenkigen Roboters;
3 ist eine perspektivische Sicht des horizontal gelenkigen Roboters;
4 ist eine Schnittansicht eines Armabschnitts des horizontal gelenkigen Roboters;
5 ist eine Sicht, die ein Befestigungsbeispiel eines Endeffektors zeigt, der an der oberen Seite eines zweiten Arms angebracht ist, 5 beinhaltet Teile (A), (B) und (C), wobei (A) eine obere Oberflächenansicht ist, (B) eine Seitenaufrissansicht ist und (C) eine Schnittansicht ist;
6 ist eine Sicht, die ein Anbringungsbeispiel des Endeffektors zeigt, der an der unteren Seite des zweiten Arms angebracht ist, 6 beinhaltet die Teile (A) und (B), wobei (A) eine Seitenaufrissansicht ist und (B) eine Schnittansicht ist;
7 ist eine Schnittansicht eines Anbringungsbeispiels eines anderen Endeffektors, der an der unteren Seite des zweiten Arms angebracht ist;
8 ist eine Schnittansicht eines zweiten Armabschnitts einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 ist eine Konfigurationssicht eines Verbindungsmittels zum Koppeln einer hohlen Rotationswelle mit einem Endeffektor, die eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, 9 beinhaltet die Teile (A), (B) und (C), wobei (A) eine Schnittansicht eines Kupplungszustands ist, (B) eine untere Oberflächenansicht einer hohlen Rotationswellenseite ist und (C) eine obere Oberflächenansicht einer Endeffektorseite ist; und
10 ist eine Schnittansicht eines zweiten Armabschnitts, der eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Ausführungsformen, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird, werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt.
Ausführungsform 1
1 ist eine Seitenaufrissansicht eines horizontal gelenkigen Roboters gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung, 2 ist eine obere Oberflächenansicht des horizontal gelenkigen Roboters und 3 ist eine perspektivische Ansicht des horizontal gelenkigen Roboters. Ferner ist 4 eine Schnittansicht, die einen Armabschnitt des horizontal gelenkigen Roboters zeigt.
Der horizontal gelenkige Roboter 10 beinhaltet eine Basis 11, eine Armbasis 13, die mit der Basis 11 durch einen Aufwärts/Abwärts-Bewegungsmechanismus 12 gekoppelt ist, einen ersten Arm 15, der mit der Armbasis 13 durch eine erste Verbindungswelle 14 gekoppelt ist, einen zweiten Arm 17, der mit dem ersten Arm einer zweiten Verbindungswelle 16 gekoppelt ist und eine Arbeitswelle 18, die drehbar an dem äußersten Ende des zweiten Arms 17 angeordnet ist.
Die ersten und zweiten Arme 15 und 17 sind Horizontalarme, die sich in einer horizontalen Oberfläche drehen, und der zweite Arm 17 stellt einen äußersten Endarm dar. Ferner ist insbesondere die Anzahl der Arme nicht beschränkend und normalerweise zwischen 2 und 4 gesetzt.
Der Aufwärts/Abwärtsbewegungsmechanismus 12 ist aus einer direkt angetriebenen Welle aufgebaut, die durch eine Kugelgewindespindel, eine Zahnstange und ein Zahnrad, einen Zahnriemen oder ähnliches angetrieben wird. Es wird angemerkt, dass der Aufwärts/Abwärtsbewegungsmechanismus nicht auf direkt angetriebene Typen beschränkt ist und aus einer Verbindungsstruktur zusammengestellt sein kann, die aus Parallelverbindungen besteht.
Obwohl die Arbeitswelle 18 eine solide Welle sein kann, ist sie bevorzugt eine hohle Rotationswelle 18a, wie in 4 gezeigt. Ein oberer Hohlmontierflansch 18b und ein unterer Hohlmontierflansch 18c, welche als Anbringungsabschnitte wirken, sind an den oberen und unteren Enden der Hohlrotationswelle 18a angeordnet, und ein geeigneter Endeffektor wird an den jeweiligen Hohlmontierflanschen 18b und 18c gemäß einem Ziel und den Inhalten der später beschriebenen Arbeit montiert.
Die oberen und unteren Abschnitte der Hohlrotationswelle 18a sind jeweils durch das äußerste Ende des zweiten Arms (äußerster Endarm) 17 durch Lagerungen 18d drehbar gestützt und ein Riemenantriebsmechanismus 20 ist beispielhaft mit dem zwischenliegenden Abschnitt der Hohlrotationswelle 18a gekoppelt. Der Riemenantriebsmechanismus 20 ist derart angeordnet, dass ein Antriebsrad 20b eines Antriebsmotors 20a mit einem Reduzierer durch einen Zahnriemen 20d mit einem Folgerad 20c der Hohlrotationswelle 18a gekoppelt ist. Demgemäß kann die Hohlrotationswelle 18a in der Richtung des Pfeils T4 aus 3 um 360° gedreht werden.
Ferner werden die erste Verbindungswelle 14 des ersten Arms und die zweite Verbindungswelle 16 des zweiten Arms 17 in Rotation jeweils durch einen ersten und einen zweiten Motor 43 und 44 durch erste und zweite Reduzierer 41 und 42 angetrieben, die einen harmonischen Getriebemechanismus herstellen. Insbesondere kann der erste Arm 15 um 360° um die erste Verbindungswelle 14 in der Richtung des Pfeils T1 aus 3 gedreht werden, und der zweite Arm 17 kann um 360° um die zweite Verbindungswelle 16 in Richtung des Pfeils T2 gedreht werden. Ferner können sowohl der erste und der zweite Arm 15 und 17, die erste und die zweite Verbindungswelle 14 und 16, der erste und zweite Reduzierer 41 und 42, der erste und zweite Motor 43 und 44 und die Armbasis 13 als hohle Struktur angeordnet sein, wie in 4 gezeigt. Daher kann die Verdrahtung 21 des Antriebsmotors 20a mit dem Reduzierer für die hohle Rotationswelle 18a von der Innenseite des zweiten Arms 17 in den ersten Arm 15 durch die Innenseiten des zweiten Motors 44, des zweiten Reduzierers 42 und der zweiten Verbindungswelle 16 und ferner in die Armbasis 13 durch die Innenseiten der ersten Verbindungswelle 14, des ersten Reduzierers 41 und des ersten Motors 43 geführt werden. Die Verdrahtung kann umgekehrt geführt werden. Ferner, obwohl es in der Darstellung weggelassen ist, kann die Verdrahtung des zweiten Motors 44 ebenfalls in der Armbasis 13 durch die Innenseite des ersten Arms 15 geführt werden, nachdem sie ähnlich wie die Verdrahtung 21 durch die Innenseite des zweiten Motors 44 hindurchgeführt ist. Als Ergebnis, da die Verdrahtung 21 und die Rohrleitung (die später beschrieben wird) für den Endeffektor, der an dem äußersten Endarm angebracht ist, und der hohle Rotationswellenantriebsmotor 20a in den Armen aufgenommen werden können, kann die äußere Erscheinung des horizontal gelenkigen Roboters sauber und aufgeräumt ausgestaltet werden, ebenso wie es keine Möglichkeit gibt, dass der Roboter von äußeren Objekten beeinträchtigt wird, wie in einem Fall, in dem die Verdrahtung und die Rohrleitungskanäle zur Außenseite entblößt sind. Ferner werden die Bewegung des ersten und zweiten Arms 15 und 17 nicht durch die Verdrahtung und die Rohrleitung beschränkt, und die Arme haben jeweils eine Bewegungsreichweite von 360°.
Da der hohle Rotationswellenantriebsmotor 20a an der Innenseite des zweiten Arms 17 angeordnet ist, hat der zweite Arm 17 ferner keinen Vorsprungsabschnitt aufgrund des Rotors 20a. Daher kann der hohle Rotationswellenantriebsmotor 20a nicht von äußeren Objekten, oder ähnlichem, beeinträchtigt werden und die äußere Erscheinung des zweiten Arms 17 kann aufgeräumt sauber ausgestaltet werden.
Nachfolgend zeigen die 5 bis 7 Anbringungsbeispiele eines Endeffektors des horizontal gelenkigen Roboters 10. 5 zeigt ein Beispiel, in dem der Endeffektor an der Oberseite des zweiten Arms 17 montiert wird, wobei (A). eine obere Oberflächenansicht zeigt, (B) eine Seitenaufrissansicht zeigt und (C) eine Schnittansicht zeigt.
5 zeigt eine Zughand 26 als Beispiel eines Effektors. Die Zughand 26 hat einen Stützarm 26a, der C-förmig ausgebildet ist, wenn er von einer oberen Seite angesehen wird, und in dem Stützarm 26a sind Sauglöcher 26b ausgebildet. Die Zughand 26 ist in ihrer Gesamtheit in einer flachen Gestalt ausgebildet und an dem oberen Hohlmontierflansch 18b der Hohlrotationswelle 18a mittels Schrauben (oder Bolzen) 28 montiert. Ferner ist ein Saugrohr 27, das mit den Sauglöchern 26b in Verbindung steht, an der Zughand 26 von der unteren Seite des zweiten Arms 17 durch die Innenseiten der unteren Hohlmontierflansche 18c und der Hohlrotationswelle 18a verbunden. Die Basisendseite des Saugrohrs 27 ist mit einer Saugpumpe, einem Zylinder (nicht gezeigt) oder ähnlichem durch die Innenseite des zweiten Arms 17 verbunden.
Wenn die wie oben beschrieben angeordnete Zughand 26 an dem oberen Hohlmontierflansch 18b der Hohlrotationswelle 18a, die an dem äußersten Ende des zweiten Arms 17 angeordnet ist, montiert ist, kann ein dünnes und flaches Werkstück 50, wie ein Wafer, ein Glassubstrat oder ähnliches, durch die Zughand 26 angesaugt und gehalten werden und durch die Drehbewegungen des ersten und des zweiten Arms 15 und 17 und durch die Drehbewegung der Hohlrotationswelle 18a zu einer Zielposition transferiert werden. Insbesondere wenn der Endeffektor an der oberen Seite des zweiten Arms 17 angebracht ist, kann der horizontal gelenkige Roboter 17 für eine Transferarbeit des Wafers, des Glassubstrats oder ähnlichem angewendet werden.
6 zeigt ein Anbringungsbeispiel des Endeffektors, der an der unteren Seite des zweiten Arms 17 montiert ist, wobei (A) eine Seitenaufrissansicht zeigt, und (B) eine Schnittansicht zeigt. In 6 ist eine rohrähnliche Zughand 29 an dem unteren Hohlmontierflansch 18b der Hohlrotationswelle 18a als Beispiel eines Endeffektors in einer Abwärtsrichtung montiert. Dann wird ein Ende des Saugrohrs 27 von der oberen Seite des zweiten Arms 17 mit der Zughand 29 durch die Innenseite des oberen Hohlmontierflansches 18b und der Hohlrotationswelle 18a verbunden, wobei die Basisendseite des Saugrohrs 27 in die Innenseite des zweiten Arms 17 von seiner oberen Seite eindringt und mit der Saugpumpe, dem Zylinder (nicht gezeigt) oder ähnlichem verbunden wird.
Wenn die rohrähnliche Zughand 29, die wie oben beschrieben angeordnet ist, an dem unteren Hohlmontierflansch 18c der Hohlrotationswelle 18a, die an dem äußersten Ende des zweiten Arms 17 angeordnet ist, montiert ist, können demgemäß Werkstücke (nicht gezeigt), wie kleine Teile oder ähnliches, zusammengebaut oder transportiert werden. Insbesondere wenn der Endeffektor an der unteren Seite des zweiten Arms 17 montiert wird, kann der horizontal gelenkige Roboter 10 für eine gewöhnliche Arbeit, wie eine Zusammenbauarbeit oder ähnliches, angewendet werden.
Gemäß der Ausführungsform sind die Hohlmontierflansche 18b und 18c für den Endeffektor an dem oberen und unteren Ende der Hohlrotationswelle 18a, als eine am äußersten Ende des zweiten Arms angeordnete Arbeitswelle, angeordnet. Wenn der Endeffektor an der oberen Seite des zweiten Arms 17 montiert wird, kann daher eine Transferarbeit des flachförmigen Werkstücks, wie ein Wafer, ein Glassubstrat oder ähnliches, ausgeführt werden, während wenn der Endeffektor an der unteren Seite des zweiten Arms 17 montiert ist, gewöhnliche Arbeiten, wie Zusammenbau oder Transport von Teilen, ausgeführt werden können. Demgemäß können die Arbeiten durch selektive Verwendung der oberen und unteren Enden der Hohlrotationswelle 18a, die als Anbringungsabschnitte des Endeffektors dienen, in Übereinstimmung mit verschiedenen Arbeitstransportformen und verschiedenen Typen von Arbeiten mit nur einem horizontal gelenkigen Robotertyp ausgeführt werden, wobei ein sehr ökonomisches und kompaktes Robotersystem konstruiert werden kann.
Es wird angemerkt, dass das Saugrohr 27 luftdicht mit dem unteren Hohlmontierflansch 18c, im Fall der 5, und mit dem oberen Hohlmontierflansch 18b, im Fall der 6, durch Flanschkupplung verbunden werden kann, ohne durch die Innenseite der Hohlrotationswelle 18a hindurchzugelangen, wie oben beschrieben. Wenn der Endeffektor elektrisch angetrieben wird, wird seine Verdrahtung ferner durch die Innenseite der Hohlrotationswelle 18a hindurchgeführt verbunden.
In dem oben beschriebenen Montierbeispiel ist ferner ein Abschnitt des Saugrohrs 27 zur unteren oder oberen Seite des Seitenarms 17 bloßgelegt. Da das Saugrohr 27 teilweise bloßgelegt ist und ferner entlang des zweiten Arms 17 durch eine angemessene Befestigung befestigt ist (nicht gezeigt), gibt es jedoch überhaupt keine Möglichkeit, dass der bloßgelegte Abschnitt der Rohrleitung des zweiten Arms 17, oder ähnliches, als ein Hindernis für die Bewegung des Roboters dient und von äußeren Objekten, oder ähnlichem, beeinträchtigt wird.
7 zeigt ein Beispiel eines anderen Endeffektors, der an der unteren Seite des zweiten Arms 17 angebracht ist, wobei der Endeffektor aus einem Greifer 30 zum Öffnen und zum Schließen von Greifklauen 30b mittels eines Luftzylinders 30a, oder ähnlichem, zusammengestellt ist. Der Greifer 30 ist an dem unteren Hohlmontierflansch 18c der Hohlrotationswelle 18a angebracht.
Zusammenbau, Transport von Teilen, oder ähnliches, kann ebenfalls durch den Greifer 30 ausgeführt werden.
Ausführungsform 2.
8 ist eine Schnittansicht des Abschnitts eines zweiten Arms 17 in einem horizontal gelenkigen Roboter einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
Obwohl die oben beschriebene Ausführungsform 1 die Hohlrationsflansche 18b, 18c an den oberen und unteren Enden der Hohlrotationswelle 18a angeordnet zeigt, zeigt die zweite Ausführungsform eine Hohlrotationswelle 18e, die einen an einer Seite angeordneten Hohlmontierflansch aufweist, beispielsweise einen oberen Hohlmontierflansch 18b. Ferner erstreckt sich der untere Abschnitt der Hohlrotationswelle 18e ein wenig entlang zur unteren Seite des zweiten Arms 17. Eine benötigte Zusammenbauarbeit kann durchgeführt werden, indem ein nicht gezeigtes Werkzeug (beispielsweise ein Schraubenzieher, Schweißgerät oder ähnliches) an dem vorstehenden Abschnitt, der sich nach unten erstreckt, montiert wird.
Ausführungsform 3.
9 ist eine Konfigurationsansicht von Verbindungsmitteln, welche eine Hohlrotationswelle 18a mit einem Endeffektor 22 koppeln, und zeigt eine Ausführungsform 3 gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei (A) eine Schnittsicht eines Kupplungszustands ist, (B) eine untere Oberflächenansicht auf eine Hohlrotationswellenseite ist und (C) eine obere Oberflächenansicht auf eine Kupplungsmittelseite ist.
Obwohl die Hohlrotationswelle 18a mit dem Endeffektor durch den Flansch gekoppelt ist, der in den Ausführungsformen 1 und 2 wie oben beschrieben koppelt, ist die Ausführungsform 3 derart angeordnet, dass sie miteinander durch Schraubenkupplung in einem Sofortmontage-/Demontage-System miteinander gekoppelt werden.
Insbesondere ist eine Kupplung 33, in welche ein weibliches Gewinde 32 geschnitten ist, an einem Hohlzylinder 31 angeordnet, der vorhergehend an seinem unteren Ende einen Endeffektor 25 montiert hat. Ferner ist an dem Hohlzylinder 31 ein Positionierungsschlüssel 34 angeordnet. Ein Kupplungsmittel an der Seite des Endeffektors 25 ist durch die oben beschriebene Anordnung angeordnet.
An der Seite der Hohlrotationswelle 18a, ist andererseits ein Kupplungsabschnitt 35, mit dem der Hohlzylinder 31 eingreift, an dem unteren Abschnitt der Hohlrotationswelle 18a angeordnet, und ein männliches Gewinde 36, welches mit dem weiblichen Gewinde 32 der Kupplung 33 gekoppelt wird, ist an dem Kupplungsabschnitt 35 ausgebildet. Ferner ist eine Schlüsselnut 37, in die der Positionierungsschlüssel 34 eingesetzt wird, an dem Kupplungsabschnitt 35 ausgebildet. Bezugszeichen 38 bezeichnet einen Pressflanschabschnitt eines unteren Lagers 18d. Ein entsprechendes Kupplungsmittel an der Seite der Hohlrotationswelle 18a ist durch die oben beschriebene Anordnung angeordnet.
Der Pressflanschabschnitt 38 wird per Hand oder mittels eines Werkzeugs gepresst, um die Rotation der Hohlrotationswelle 18a zu verhindern, da sie sich dreht, wenn sie gelassen wird wie sie ist. Der Hohlzylinder 31, an dem der Endeffektor 25 vorhergehend montiert ist, wird an dem Kupplungsabschnitt 35 positioniert und greift mit diesem ein, und dann wird die Kupplung 33 in den Kupplungsabschnitt 35 eingeschraubt, wobei der Endeffektor 25 einfach mit der Hohlrotationswelle 18a in kurzer Zeit gekuppelt werden kann. Obwohl in der Darstellung weggelassen, kann ferner die Luftdichtheit des Kupplungsabschnitts durch Anbringen eines Siegelelements, wie einem O-Ring oder ähnlichem, an dem Kupplungsabschnitt gehalten werden, wenn sie benötigt wird.
Ausführungsform 4.
10 ist eine Schnittansicht eines Abschnitts eines zweiten Arms 17, die eine Ausführungsform 4 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die oben beschriebenen Ausführungen 1 bis 3 enthalten den Riemenantriebsmechanismus 20 als Antriebsmittel der Hohlrotationswelle 18a. In Ausführungsform 4 ist jedoch ein Radabschnitt aus einem Direktantriebshohlmotor 22 aufgebaut, wie in 10 gezeigt. Insbesondere enthält in dieser Anordnung die Hohlrotationswelle 18a eine Motorwelle des Hohlmotors 22. Demgemäß kann ein Antriebsmittel der Hohlantriebswelle 18a kompakt angeordnet sein.

Claims

Horizontal gelenkiger Roboter, der eine Vielzahl horizontaler, durch Gelenkwellen (14, 16) verbundener Arme (15, 17) umfasst, bei dem eine Arbeitswelle (18), die an dem äußersten Ende eines äußersten zu den horizontalen Armen gehörigen Endarms (17) angeordnet ist, Anbringungsabschnitte (18b, 18c) eines Endeffektors hat, die an dessen oberem und unterem Ende ausgebildet sind.
Horizontal gelenkiger Roboter nach Anspruch 1, bei dem die Arbeitswelle eine hohle Rotationswelle (18a) umfasst.
Horizontal gelenkiger Roboter nach Anspruch 2, bei dem die hohle Rotationswelle (18a) einen Montierflansch (18b, 18c) hat, der an zumindest einem Ende angeordnet ist.
Horizontal gelenkiger Roboter nach Anspruch 2 oder 3, bei dem eine Verdrahtung (21) für den Endeffektor durch die Innenseite der hohlen Rotationswelle hindurchgeführt ist.
Horizontal gelenkiger Roboter nach Anspruch 2 oder 3, bei dem eine Rohrleitung (27) für den Endeffektor durch die Innenseite der hohlen Rotationswelle hindurchgeführt ist oder luftdicht mit einem Anbringungsabschnitt gegenüber dem Anbringungsabschnitt des Endeffektors verbunden ist.
Horizontal gelenkiger Roboter nach einem der Ansprüche 1–5, bei dem der Anbringungsabschnitt (18b, 18c) des Endeffektors Flanschverbindungsmittel oder Sofortmontage/Demontage-Verbindungsmittel umfasst.
Horizontal gelenkiger Roboter nach einem der Ansprüche 1–6, bei dem ein Antriebsmittel (20) der Arbeitswelle (18) innen im äußersten Endarm (17) angeordnet ist.
Horizontal gelenkiger Roboter nach einem der Ansprüche 1–7, bei dem die Vielzahl der horizontalen Arme, die Vielzahl der Gelenkwellen und die Armantriebsmittel alle in einer hohlen Anordnung ausgebildet sind.
Horizontal gelenkiger Roboter nach Anspruch 8, bei dem eine Armbasis (13), welche mit einem Aufwärts-/Abwärts-Bewegungsmechanismus verbunden ist, so dass die horizontalen Arme gestützt werden, in einer hohlen Anordnung ausgebildet ist.
Horizontal gelenkiger Roboter nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Verdrahtung (21) und/oder die Rohrleitung (27) für den Endeffektor durch die Innenseite des äußersten Endarms hindurchgeführt sind.