專利名稱：機器人手以及機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機器人手以及機器人。
背景技術(shù)：
以往，下述機器人已被公知所述機器人具有機器人手，所述機器人手具備多個叉，將玻璃基板等基板載置于所述叉上，進行基板的搬送和相對于貨架狀的盒的取出和送入。由于大型液晶面板顯示器的普及，因而所述機器人有很多處理大型基板的機會。對于所述大型基板，大多采用機器人手，所述機器人手具備纖維強化塑料制的叉，所述纖維強化塑料制的叉輕量且具有與基板重量對應(yīng)的預(yù)定的剛性(例如參照專利文獻I)。專利文獻1:日本特開平11-176904號公報但是，上述的纖維強化塑料是在耐熱性方面存在問題的材料。因此，一般來說，現(xiàn)有的機器人手在燒結(jié)爐中燒結(jié)而成的玻璃基板的搬送作業(yè)中，存在著受到燒結(jié)爐的輻射熱等而容易劣化的問題。

發(fā)明內(nèi)容
實施方式的第一方式就是鑒于上文而完成的，其目的在于提供能夠防止高溫環(huán)境下的劣化的機器人手和機器人。實施方式的第一方式涉及的機器人手具備叉，所述叉由纖維強化塑料形成。叉具有通過在外周面被覆聚酰亞胺而形成的被覆層。實施方式的第二方式所述的機器人手為，在第一方式所述的機器人手的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述叉以呈螺旋狀的方式卷繞有聚酰亞胺膜，所述聚酰亞胺膜為包含聚酰亞胺的膜材料。實施方式的第三方式所述的機器人手為，在第一或第二方式所述的機器人手的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述叉在所述外周面的一部分具有所述被覆層。實施方式的第四方式所述的機器人手為，在第三方式所述的機器人手的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述叉是用于載置基板的部件，所述叉在用于載置所述基板的區(qū)域的外周面具有所述被覆層。實施方式的第五方式所述的機器人手為，在第一至第四方式中的任意一項所述的機器人手的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述被覆層的厚度隨著所述叉的部位不同而不同。實施方式的第六方式所述的機器人手為，在第五方式所述的機器人手的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述叉具有這樣的所述被覆層，即在所述部位分別具有與預(yù)先估計的溫度分布相對應(yīng)的厚度。實施方式的第七方式所述的機器人手為，在第六方式所述的機器人手的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述叉的末端部的所述被覆層的厚度比所述叉的基部的所述被覆層的厚度厚。
本發(fā)明還提供具有所述實施方式中的任意一項所述的機器人手的機器人。根據(jù)實施方式的上述方式，能夠防止高溫環(huán)境下的劣化。


圖1是表示包含實施方式涉及的機器人手和機器人的基板搬送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的圖。圖2A是表示實施方式涉及的機器人手的結(jié)構(gòu)例的圖。圖2B是表示實施方式涉及的機器人手的結(jié)構(gòu)例的圖。圖3A是表示叉的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。圖3B是表示叉的外殼結(jié)構(gòu)的放大圖。 圖4A是表示聚酰亞胺膜的卷繞方向的圖。圖4B是表示對被切斷的聚酰亞胺膜進行貼附的變形例的圖。圖5A是表示蓋的俯視圖和安裝前后的樣子的圖。圖5B是沿圖5A所示的A-A’線的剖視圖。圖5C是表示變形例涉及的蓋的圖。圖6A是表示局部地形成聚酰亞胺被覆層的變形例的圖。圖6B是表示局部地形成聚酰亞胺被覆層的變形例的圖。標(biāo)號說明1:基板搬送系統(tǒng)；10 :機器人(robot) ；11 :升降機構(gòu)；12 :回轉(zhuǎn)機構(gòu)；13 :伸縮機構(gòu)；14 :支承部件；15 :機器人手(hand) ；16 :基座；20 :控制器；30 :盒；100 :基板；150 :叉；150a =CFRP層；150b :聚酰亞胺被覆層;150bl、150b2、150b3 :聚酰亞胺被覆層；150ba :粘接劑;151 :引導(dǎo)件；152 :支承座；153 :傳感器；154 :螺紋孔；155 :蓋；155a :露出部；155b :插入部；155c :螺紋孔；200 :螺釘。
具體實施例方式下面，參照附圖詳細說明本申請公開的機器人手和機器人的實施方式。另外，本發(fā)明不受下面所示的實施方式限定。圖1是表示包含實施方式涉及的機器人手15和機器人10的基板搬送系統(tǒng)I的結(jié)構(gòu)例的圖。另外，為了便于理解說明，在圖1中圖示了包含以鉛直向上為正方向的Z軸的三維正交坐標(biāo)系。所述正交坐標(biāo)系在下面說明所采用的其他附圖中有時也會示出。如圖1所示，基板搬送系統(tǒng)I具有機器人10、控制器20和盒30。機器人10將以多層方式收納在盒30中的基板100 —張一張地取出和放入并進行搬送。這里，對機器人10的結(jié)構(gòu)例進行說明。如圖1所示，機器人10具有升降機構(gòu)11、回轉(zhuǎn)機構(gòu)12、伸縮機構(gòu)13、支承部件14、機器人手15和基座16。升降機構(gòu)11是支承于基座16的、用于進行沿包含圖中的X軸和Z軸的XZ平面升降的動作的機構(gòu)，所述基座16固定于地板等。回轉(zhuǎn)機構(gòu)12是支承于升降機構(gòu)11的、用于進行繞與Z軸平行的旋轉(zhuǎn)軸線回轉(zhuǎn)的動作的機構(gòu)。伸縮機構(gòu)13是支承于回轉(zhuǎn)機構(gòu)12的、用于進行沿XY平面伸縮的動作的機構(gòu)。另外，在圖1中圖示了一對伸縮機構(gòu)13，但為了使附圖便于理解，一個伸縮機構(gòu)13的圖示被從中途省略了。機器人10通過這些升降機構(gòu)11、回轉(zhuǎn)機構(gòu)12和伸縮機構(gòu)13構(gòu)成所謂的多關(guān)節(jié)臂。另外，所述多關(guān)節(jié)臂的各關(guān)節(jié)由未圖示的伺服馬達進行驅(qū)動。控制器20是用于保存所述伺服馬達的指示程序，并按照所述指示程序控制多關(guān)節(jié)臂的動作的控制裝置。并且，在該多關(guān)節(jié)臂的末端部經(jīng)由支承部件14安裝有機器人手15。機器人手15具有一對板狀的叉150,用于將基板100載置到所述叉150。另外,下面，有時將叉150的用于載置基板100的一側(cè)的表面記載為“載置面”。而且，叉150由支承部件14進行支承，所述支承部件14被支承在伸縮機構(gòu)13的端部(即多關(guān)節(jié)臂的末端部)。盒30是基板100的收納裝置，以使基板100的板面平行地朝向圖中的XY平面的方式將基板100以多層方式收納于所述盒30。并且，機器人10在從盒30搬出基板100時，沿著作為搬出對象的基板100的下表面，將叉150插入以多層方式收納的基板100的間隔中，從而載置基板100并將基板100搬出。而且，機器人10在將基板100搬入盒30時，在載置有作為搬入對象的基板100的狀態(tài)下將叉150插入盒30，從而搬入基板100。另外，所述機器人10的搬出和搬入動作在將基板100相對于未圖示的燒結(jié)爐搬出和搬入時也是同樣的。即，將燒結(jié)前的基板100—張一張地設(shè)置到燒結(jié)爐的基板搬入口，將燒結(jié)后的基板100—張一張地從燒結(jié)爐的基板搬出口取出。此時，受到來自燒結(jié)爐的輻射熱等。下面，利用圖2A和圖2B說明實施方式涉及的機器人手15的結(jié)構(gòu)例。圖2A和圖2B是表不實施方式涉及的機器人手15的結(jié)構(gòu)例的圖。另外，圖2A表不從Z軸的正方向觀察機器人手15時的俯視圖，圖2B表不從Y軸的正方向觀察機器人手15時的側(cè)視圖。如圖2A和圖2B所示，機器人手15具有叉150。叉150是用于載置基板100的部件。另外，在此，示出了具有一對叉150的情形，但叉150的個數(shù)不受限定。這里，優(yōu)選的是，叉150由纖維強化塑料等具有預(yù)定的剛性且輕量的材料形成。通過由所述材料形成，即使在載置大型基板100的情況下，也能抑制由于基板100和機器人手15自身的重量所產(chǎn)生的撓曲等。另外，本實施方式中，叉150由以碳纖維作為強化材料的CFRP (Carbon FiberReinforced Plastics)、即所謂的碳纖維強化塑料形成。而且，叉150的基部固定于支承部件14，所述支承部件14安裝于上述的多關(guān)節(jié)臂的末端部。而且，如圖2A和圖2B所示，I個叉150具有引導(dǎo)件151、支承座152和傳感器153。引導(dǎo)件151是由聚酰亞胺樹脂等超耐熱性材料構(gòu)成的部件，從叉150的末端部起沿X軸方向空開預(yù)定間隔配置有一組所述引導(dǎo)件151。并且，所述一組引導(dǎo)件151用于防止所載置的基板100向前后方向(即X軸方向)偏移。另外，也可以是，引導(dǎo)件151的配置位置能夠根據(jù)基板100的尺寸適當(dāng)調(diào)整。支承座152也是由超耐熱性材料形成，沿叉150的長度方向(即X軸方向)配置有多個所述支承座152。另外，在圖2A和圖2B中示出了下述例子在夾著叉150的中心線P的對稱位置配置的2個支承座152為I組，沿叉150的長度方向(即X軸方向)配置共計6組。所述支承座152用于從所載置的基板100的下表面對所述基板100進行多點支承。傳感器153是用于檢測是否有基板100載置于叉150、即叉150的承載狀態(tài)的耐熱
型傳感器。另外，雖然這里沒有圖示，但叉150具有安裝于其末端部的蓋。對于所述蓋的細節(jié)在后面利用圖5A 圖5C進行敘述。接下來，利用圖3A對叉150的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行說明。圖3A是表示叉150的內(nèi)部結(jié) 構(gòu)的圖。另外，圖3A表不從斜上方觀察叉150的末端部時的立體圖。如圖3A所示，叉150的內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)。所述中空結(jié)構(gòu)是在CFRP的成形過程中利用型芯而形成的。并且，通過利用所述中空結(jié)構(gòu)，能夠在叉150的內(nèi)部進行所述的傳感器153等的連接線纜類的配線。而且，在叉150的外殼貫通設(shè)置有螺紋孔154。所述螺紋孔154用于所述蓋的安裝。對于這一點，在后面利用圖5B進行敘述。這里，利用圖3A的虛線矩形所示的Ml部的放大圖(B卩，圖3B)對叉150的外殼結(jié)構(gòu)進行說明。如圖3B所示，叉150的外殼結(jié)構(gòu)大致分為CFRP層150a和聚酰亞胺被覆層150b兩層。CFRP層150a是叉150的外殼的主要材料，是層積碳纖維強化塑料而形成的。聚酰亞胺被覆層150b通過在所述CFRP層150a的最外層、即叉150的外周面被覆聚酰亞胺而形成。所述被覆例如可以通過將含有聚酰亞胺的膜材料即聚酰亞胺膜卷繞在叉150的整個外周面來進行。在本實施方式中，通過所述聚酰亞胺膜形成聚酰亞胺被覆層150b。另外，在卷繞聚酰亞胺膜時，如圖3B所示，在CFRP層150a的最外層被覆粘接劑150ba，在所述粘接劑150ba上粘接聚酰亞胺膜。這里，利用圖4A說明卷繞聚酰亞胺膜時的卷繞方向。圖4A是表示聚酰亞胺膜的卷繞方向的圖。例如，如圖4A所示，聚酰亞胺膜以叉150為軸呈螺旋狀(參照圖中的螺旋狀的箭頭)卷繞。此時，優(yōu)選的是，以叉150的外周面上的相鄰聚酰亞胺膜端部彼此重合的方式進行卷繞。通過這樣卷繞聚酰亞胺膜，能夠防止CFRP層150a (參照圖3B)露出到叉150的外周面，因此能夠防止在高溫環(huán)境下叉150的劣化。另外，聚酰亞胺膜向叉150卷繞的卷繞圈數(shù)根據(jù)聚酰亞胺膜自身的寬度等確定即可。而且，也可以是，聚酰亞胺膜以卷繞兩層或卷繞三層的方式層疊卷繞。即、通過利用層疊圈數(shù)來增加聚酰亞胺被覆層150b的厚度，進一步提高叉150的耐熱性，從而能夠防止在高溫環(huán)境下叉150的劣化。另外，也可以不卷繞，而將切斷的聚酰亞胺膜貼到叉150的外周面。圖4B表示所述變形例。圖4B是表示貼附被切斷的聚酰亞胺膜Pf的變形例的圖。如圖4B所示，可以將聚酰亞胺膜Pf以覆蓋CFRP層150a的最外層、即叉150的外周面的方式進行貼附。此時，優(yōu)選的是，如圖4B的虛線箭頭C所示，聚酰亞胺膜Pf以覆蓋叉150的外周面的角部的方式進行貼附。通過這樣覆蓋叉150的外周面的角部，能夠防止CFRP層150a在叉150的各端面的交界即角部露出。這一點在角部沒有倒圓角時更加有效。而且，如圖4B的虛線封閉曲線M2部和M3部所示，通過以使聚酰亞胺膜Pf彼此的端部重疊的方式進行貼附，也能夠防止CFRP層150a露出。接下來，利用圖5A和圖5B，對用上述的圖2A和圖2B的說明中涉及的蓋的細節(jié)進行說明。圖5A是表示蓋155的俯視圖和安裝前后的樣子的圖，圖5B是沿圖5A所示A-A’線的剖視圖。另外，圖5A表示從Z軸的正方向觀察到的情況，圖5B表示從Y軸的正方向觀察到的情況。如圖5A所示，蓋155具有露出部155a、插入部155b和螺紋孔155c。露出部155a是在蓋155安裝于叉150的情況下作為叉150的最末端部露出的部件。插入部155b是在將蓋155安裝于叉150時，插入叉150的末端的中空部分的部件。如圖5B所示，螺紋孔155c是在蓋155安裝于叉150時與叉150的螺紋孔154相連接的連接孔。并且，通過將螺釘200與所述螺紋孔154和螺紋孔155c形成的連接孔進行螺紋連接，從而將蓋155固定于叉150的末端部。這樣，蓋155是通過堵塞中空的叉150的末端部來保護叉150的內(nèi)部的保護部件。即，起到抑制熱量向叉150的內(nèi)周面?zhèn)鲗?dǎo)的作用，防止從叉150的內(nèi)部劣化。因此，優(yōu)選的是，蓋155與所述的引導(dǎo)件151等同樣，由聚酰亞胺樹脂等超耐熱性材料成形。而且，如圖5A中作為網(wǎng)格部分所示地，還可以在露出部155a的外周面施行聚酰
亞胺被覆。另外，在這樣安裝蓋155的情況下，在叉150和蓋155之間產(chǎn)生接縫B。這里，為了抑制從所述接縫B傳導(dǎo)熱量，例如可以預(yù)先對蓋155實施下面的圖5C所示那樣的加工。圖5C是表示變形例涉及的蓋155的圖。而且，圖5C相當(dāng)于圖5B所示的虛線的封閉曲線M4部附近的放大圖。如圖5C所示，還可以對蓋155設(shè)置切口 ab。在所述情況下，在蓋155安裝于叉150時，能夠減少叉150的端面與露出部155a接觸的部位，因此能夠抑制熱量的傳導(dǎo)。并且，切口 ab作為空氣隔層發(fā)揮作用，同樣能夠抑制熱量的傳導(dǎo)。但是，至此對在叉150的整個外周面形成聚酰亞胺被覆層150b的情況進行了敘述，但還可以將所述聚酰亞胺被覆層150b設(shè)置在叉150的外周面的一部分。利用圖6A和圖6B對所述變形例進行說明。圖6A和圖6B是表示局部地形成聚酰亞胺被覆層150b的變形例的圖。雖然在利用圖2A和圖2B的說明中也已經(jīng)敘述了，不過，如圖6A所示，在叉150所具有的一組引導(dǎo)件151之間通過多個支承座152對被載置的基板100進行多點支承。即，這表示一組引導(dǎo)件151間的區(qū)域容易受到燒結(jié)后的基板100的余熱等，換言之，容易發(fā)生由熱量導(dǎo)致的劣化。因此，如圖6A的網(wǎng)格部分所示那樣，僅在所述一組引導(dǎo)件151之間形成聚酰亞胺被覆層150b，從而至少能夠保護容易發(fā)生由熱量導(dǎo)致的劣化的區(qū)域。而且，通過這樣局部地實施聚酰亞胺被覆，例如能夠減少聚酰亞胺的使用量，因此能夠以低成本提高叉150的耐熱性。而且，還可以根據(jù)叉150的部位不同而使聚酰亞胺被覆層150b的厚度不同。所述情況下的判斷根據(jù)可以是例如預(yù)先估計的溫度分布等。如圖6B所示，預(yù)先估計的溫度分布的相對比較結(jié)果為，從叉150的末端部到基部依次為表示高溫的“高”，表示中溫的“中”，表示低溫的“低”。在所述情況下，例如可以分別在“高”區(qū)域設(shè)置卷繞三層的聚酰亞胺被覆層150bl，在“中”區(qū)域設(shè)置卷繞兩層的聚酰亞胺被覆層150b2，在“低”區(qū)域設(shè)置卷繞一層的聚酰亞胺被覆層150b3。通過這樣局部地使厚度不同，也能夠以低成本提高叉150的耐熱性。如上所述，實施方式涉及的機器人手具有由纖維強化塑料形成的叉。叉具有通過在外周面被覆聚酰亞胺而形成的被覆層。因此，根據(jù)實施方式涉及的機器人手，能夠防止高溫環(huán)境下的劣化。另外，在上述的實施方式中，主要舉出聚酰亞胺膜為例進行了說明，但一般來說，聚酰亞胺膜作為外觀好且容易卷繞的材料已經(jīng)公知。因此，通過利用所述聚酰亞胺膜還能夠產(chǎn)生如下效果無損叉的外觀，且容易提高耐熱性。而且，在上述的實施方式中，對叉的外殼的主要材料為CFRP的情況進行了說明，但不限于此，只要是纖維強化塑料，則不限定其母材(例如熱硬化性樹脂)和其強化材料(例如碳纖維)等。而且，在上述的實施方式中，舉出了叉為中空結(jié)構(gòu)的情況為例，但不限于此，例如，在叉為實心結(jié)構(gòu)時，也可以在其外周面施行聚酰亞胺被覆。而且，在上述的實施方式中，所搬送的基板主要舉出液晶面板的玻璃基板的情況為例進行了說明，但當(dāng)然可以包含所有的薄板狀基板。進一步的效果和變形例能夠由本領(lǐng)域技術(shù)人員容易地導(dǎo)出。因此，本發(fā)明的更廣范圍的方式不限定于以上表示和敘述的特定細節(jié)和代表性的實施方式。因此，不脫離附加的權(quán)利要求和其等同物所定義的總括的發(fā)明概念的精神或范圍，可以進行各種變更。
權(quán)利要求
1.一種機器人手，其特征在于， 所述機器人手具備叉，所述叉由纖維強化塑料形成，并且所述叉具有通過在外周面被覆聚酰亞胺而形成的被覆層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人手，其特征在于， 所述叉以呈螺旋狀的方式卷繞有聚酰亞胺膜，所述聚酰亞胺膜為包含聚酰亞胺的膜材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機器人手，其特征在于， 所述叉在所述外周面的一部分具有所述被覆層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機器人手，其特征在于， 所述叉是用于載置基板的部件， 所述叉在用于載置所述基板的區(qū)域的外周面具有所述被覆層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任意一項所述的機器人手，其特征在于， 所述被覆層的厚度隨著所述叉的部位不同而不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機器人手，其特征在于， 所述叉具有這樣的所述被覆層，即在所述部位分別具有與預(yù)先估計的溫度分布相對應(yīng)的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機器人手，其特征在于， 所述叉的末端部的所述被覆層的厚度比所述叉的基部的所述被覆層的厚度厚。
8.—種機器人,其特征在于， 所述機器人具有權(quán)利要求1 7中的任意一項所述的機器人手。
全文摘要
本發(fā)明提供防止高溫環(huán)境下的劣化的機器人手以及機器人。機器人手和機器人構(gòu)成為具備由纖維強化塑料形成的叉，并且所述叉具有通過在外表面被覆聚酰亞胺而形成的被覆層。另外，被覆層例如通過使包含聚酰亞胺的膜材料即聚酰亞胺膜以呈螺旋狀的方式卷繞而形成，所述被覆層也可以僅形成在叉的外周面的一部分。
文檔編號B25J9/06GK103009394SQ20121035581
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者原田修, 塚本克則 申請人:株式會社安川電機