JP3089329B2 - Industrial robot equipment for vacuum chamber - Google Patents
Industrial robot equipment for vacuum chamberInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、真空チャンバ内に設
置されて作業を行う産業用ロボットを備えた真空チャン
バ用産業ロボット装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an industrial robot apparatus for a vacuum chamber having an industrial robot installed in a vacuum chamber for performing operations.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、装置全体を真空チャンバ内に設
置した状態で作業を行う自動装置は、例えば、実開昭6
2−158757号公報や、実開平1−153638号
公報等に開示されて公知である。この種の自動装置は、
扱い得るワーク重量に限度があり、動作範囲が狭いな
ど、適用対象が軽作業に限られ、単純作業しか行えな
い。一方、例えば磁気ディスクや液晶パネルディスプレ
イの製造過程において、真空チャンバ内におけるワーク
の取扱いや処理を、より自由に、軽量でないワークで
も、能率よく、高い作業精度の下に行えるようにするこ
とが要請されつつあり、こうした要請に応えるために、
産業用ロボットの導入が検討されている。2. Description of the Related Art Generally, an automatic apparatus for performing a work in a state where the entire apparatus is installed in a vacuum chamber is disclosed in
It is disclosed and known in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-158775 and Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 1-153638. This kind of automatic device
The application target is limited to light work, such as a limited work weight that can be handled and the operating range is narrow, and only simple work can be performed. On the other hand, in the manufacturing process of, for example, a magnetic disk or a liquid crystal panel display, there is a demand that the handling and processing of a workpiece in a vacuum chamber can be performed more freely and efficiently even with a non-lightweight workpiece with high working accuracy. And to meet these demands,
The introduction of industrial robots is under consideration.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】そこで、真空チャンバ
内に産業用ロボットを設置することが考えられるが、そ
の場合には、内部に組み込まれたモータ等から発生する
熱の除去や、潤滑剤の蒸発などが問題となる。真空環境
下では、主として輻射作用によって放熱が行われるた
め、発生した熱を大気中のように十分に除去できなくな
ることに加え、通常の潤滑用オイルやグリースはすぐに
蒸発、消散してしまうからである。因みに放熱が不十分
であると、コイルの焼損や局所的な温度上昇による作動
不良等の重大な故障を生じやすい。Therefore, it is conceivable to install an industrial robot in a vacuum chamber. In this case, it is necessary to remove heat generated from a motor or the like incorporated in the vacuum chamber or remove lubricant. Evaporation becomes a problem. In a vacuum environment, heat is mainly radiated by radiation, so that the generated heat cannot be sufficiently removed as in the atmosphere, and normal lubricating oils and greases evaporate and dissipate immediately. It is. By the way, if the heat radiation is insufficient, serious failures such as burnout of the coils and malfunctions due to local temperature rise are likely to occur.
【0004】また一方、上記の問題点を解消するため
に、産業用ロボットの内部に空気などの冷却気体を導入
し、通常環境と同じように発熱体に冷却気体を接触さ
せ、その伝導作用及び対流作用によって放熱することが
考えられる。こうした場合、産業用ロボットの各軸系ご
とに気密用のシールを設け、冷却気体が真空チャンバ内
へ流出するのを防ぐことになる。技術的には、上記気密
シールとして耐圧度の高い真空シールを用いるのが簡潔
である。On the other hand, in order to solve the above-mentioned problems, a cooling gas such as air is introduced into an industrial robot, and the cooling gas is brought into contact with the heating element in the same manner as in a normal environment. It is conceivable that heat is dissipated by convection. In such a case, an airtight seal is provided for each shaft system of the industrial robot to prevent the cooling gas from flowing into the vacuum chamber. Technically, it is simple to use a vacuum seal with high pressure resistance as the hermetic seal.
【0005】しかし、真空シールは常圧下で用いられる
気密シールに比べて摩擦抵抗が大きく、シール構造自体
も複雑であるためロボット自体が大形化する。常圧下で
用いられる気密シールをそのまま適用できればよいが、
耐圧度が低いため容易にシール破壊を生じる。However, a vacuum seal has a higher frictional resistance than an airtight seal used under normal pressure, and the seal structure itself is complicated, so that the robot itself becomes larger. It is sufficient if the hermetic seal used under normal pressure can be applied as it is,
Seal breakdown easily occurs due to low pressure resistance.
【0006】この発明は、斯かる点に鑑みてなされたも
ので、産業用ロボットの内外の圧力差を所定状態に制御
することにより、耐圧性が低い小形低摩擦の気密シール
の適用を可能とし、真空チャンバ内で作業を行う産業用
ロボットの小形化を実現することにある。[0006] The present invention has been made in view of the above points, and enables the application of a small, low-friction hermetic seal with low pressure resistance by controlling the pressure difference between the inside and outside of an industrial robot to a predetermined state. Another object of the present invention is to reduce the size of an industrial robot that operates in a vacuum chamber.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明が講じた手段は、真空チャンバ内に設置さ
れて作業を行う産業用ロボットは複数の軸系を有し、該
各軸系が回転軸を介して接続された多関節ロボットから
なること、上記各軸系は互いに通気自在に連通され、各
回転軸に装着した常圧用の気密シールで封止されている
こと、上記産業用ロボットには、ロボット内に真空チャ
ンバ内の圧力よりも高い圧力の冷却気体を供給する送気
装置と、上記ロボット内に供給された冷却気体を排気す
るロボット用真空装置とが接続され、上記真空チャンバ
には、該真空チャンバ内の気体を排気するチャンバ用真
空装置が接続されていること、上記送気装置の吐出側配
管に、上記産業用ロボットの内部圧力が真空チャンバ内
の圧力よりも高くなって両者の差圧が、予め上記気密シ
ールの耐圧に対応して設定された所定差圧に保持される
よう上記送気装置からの供給圧力を調節する差圧制御用
弁が設けられていることを要件とする。In order to achieve the above-mentioned object, a means taken by the present invention is that an industrial robot which is installed in a vacuum chamber and performs work has a plurality of axis systems, and The shaft system is composed of an articulated robot connected via a rotating shaft, each of the shaft systems is communicated with each other in a freely permeable manner, and sealed with an airtight seal for normal pressure mounted on each rotating shaft, Industrial robots have a vacuum chamber inside the robot.
Air supply that supplies cooling gas at a pressure higher than the pressure in the chamber
A device, connected with the robot vacuum apparatus for evacuating the cooling gas supplied into the robot, the said vacuum chamber, the chamber for a vacuum apparatus for evacuating the gas in the vacuum chamber is connected, Discharge side arrangement of the above air supply device
The tube, the internal pressure of the industrial robot vacuum chamber
And the differential pressure between the two becomes
Is maintained at a specified differential pressure set according to the pressure resistance of the
As described above, it is required that a differential pressure control valve for adjusting the supply pressure from the air supply device be provided.
【0008】上記所定差圧は、例えば、0.1〜0.2
atmの範囲に設定する。これは以下の理由による。ま
ず、下限値の0.1atmについては、これ以下の圧力状
態では冷却気体による放熱作用が不十分となり、発熱部
品が過熱状態に陥るからである。一方、上限値について
は、適用する気密シールの耐圧性能で決まる。例えば、
0.2atmの耐圧で設計された気密シールを用いる場
合、差圧が0.2atmを越えるとシール破壊を生じ、且
つ産業用ロボット自体が破損するおそれがあり、軸部の
封止が困難となるからである。[0008] The predetermined differential pressure is, for example, 0.1 to 0.2.
Set to the range of atm. This is for the following reason. First, with respect to the lower limit of 0.1 atm, when the pressure is lower than 0.1 atm, the heat radiation effect by the cooling gas becomes insufficient, and the heat-generating component falls into an overheated state. On the other hand, the upper limit is determined by the pressure resistance of the hermetic seal to be applied. For example,
When a hermetic seal designed with a pressure resistance of 0.2 atm is used, if the differential pressure exceeds 0.2 atm, seal breakage may occur and the industrial robot itself may be damaged, making it difficult to seal the shaft. Because.
【0009】ここで、低耐圧用の気密シールとは、常圧
下で軸封に用いられる通常形態の気密シールを意味し、
オイルシールや磁性流体シール等を含むこととする。Here, the hermetic seal for low withstand pressure means an ordinary hermetic seal used for shaft sealing under normal pressure.
An oil seal, a magnetic fluid seal, and the like are included.
【0010】差圧制御用弁は、産業用ロボットの内部圧
力と真空チャンバ内の圧力との差圧からその開度を制御
し、送気装置から供給する冷却気体の圧力すなわち流入
速度を制御して実現している。The differential pressure control valve controls the opening degree of the valve based on the differential pressure between the internal pressure of the industrial robot and the pressure in the vacuum chamber, and controls the pressure of the cooling gas supplied from the air supply device, that is, the inflow speed. Has been realized.
【0011】[0011]
【作用】上記の構成により、本発明では、作動状態にお
いて、産業用ロボットの内部へは、送気装置によってロ
ボット内に真空チャンバ内の圧力よりも高い圧力の空気
やヘリウムなどの冷却気体が送給されており、この冷却
気体によって発熱部品で生じた熱を奪っている。熱交換
を終えた冷却気体はロボット用真空装置によって回収さ
れる。このとき、産業用ロボットの内部圧力が真空チャ
ンバ内の圧力よりも高くなって両者の差圧は、例えば
0.1〜0.2atm等、気密シールの耐圧に対応する所
定差圧に維持されるので、低耐圧用の気密シールを用い
ているにも拘らず各回転軸の封止を、高耐圧用の気密シ
ールと同様に確実に行うことができる。このように、低
耐圧用の気密シールを用いるシール形態では、高耐圧用
の気密シールに比べて回転軸の摩擦抵抗を小さくでき、
しかもシール構造を小型化できる。産業用ロボットを、
各軸系が回転軸を介して接続された多関節ロボットで構
成することも、各軸系の接続部におけるシール構造を簡
素化することに役立っている。封止対象のすべてが回転
軸となるので、オイルシールや磁性流体シール等の小形
の気密シールで軸封を行えるからである。With the above arrangement, in the present invention, in the operating state, the air is supplied to the inside of the industrial robot by the air supply device .
A cooling gas such as air or helium having a pressure higher than the pressure in the vacuum chamber is supplied into the bot, and the cooling gas removes heat generated in the heat-generating components. After the heat exchange, the cooling gas is recovered by the robot vacuum device. At this time, the internal pressure of the industrial robot
And the differential pressure between the two, for example,
A place corresponding to the pressure resistance of the hermetic seal, such as 0.1 to 0.2 atm
Since the pressure difference is maintained at a constant value , the rotation shafts can be reliably sealed in the same manner as the high pressure-resistant hermetic seal despite the use of the low pressure-resistant hermetic seal. As described above, in the sealing mode using the low-pressure-resistant hermetic seal, the frictional resistance of the rotating shaft can be reduced as compared with the high-pressure-resistant hermetic seal.
Moreover, the size of the seal structure can be reduced. Industrial robots,
The configuration of an articulated robot in which each axis system is connected via a rotation axis also contributes to simplifying a seal structure at a connection portion of each axis system. This is because the entirety of the object to be sealed is the rotating shaft, so that the shaft can be sealed with a small hermetic seal such as an oil seal or a magnetic fluid seal.
【0012】[0012]
【発明の効果】従って、本発明によれば、産業用ロボッ
トを各軸系が回転軸を介して接続された多関節ロボット
として構成し、その内部に送気装置により冷却気体を導
入してモータなどの発熱部品の冷却を行うについて、送
気装置の吐出側に差圧制御弁を設け、産業用ロボットの
内部圧力が真空チャンバ内の圧力よりも高くなるように
両者の差圧を所定状態に維持して、各回転軸の気密シー
ルに作用する圧力負荷を緩和できるようにしている。こ
のため、各回転軸を低耐圧用の気密シールで、高耐圧用
の気密シールを用いたのと同様に確実に封止することが
可能となり、高耐圧用の気密シールを用いる場合に比べ
て、回転軸が受ける摩擦抵抗を軽減し、併せてシール構
造を小形化でき、全体として真空チャンバ内で使用され
る産業用ロボットの小形化を実現できることとなった。Therefore, according to the present invention, the industrial robot is constituted as an articulated robot in which each axis system is connected via a rotating shaft, and a cooling gas is introduced into the inside of the industrial robot by an air supply device. In order to cool heat-generating components such as air conditioners, a differential pressure control valve is provided on the discharge side of
So that the internal pressure is higher than the pressure in the vacuum chamber
By maintaining the pressure difference between the two in a predetermined state, the pressure load acting on the hermetic seal of each rotating shaft can be reduced. For this reason, each rotating shaft can be reliably sealed with a low pressure-resistant hermetic seal in the same way as a high pressure-resistant hermetic seal is used, compared with the case of using a high pressure-resistant hermetic seal. In addition, the frictional resistance applied to the rotating shaft can be reduced, and at the same time, the seal structure can be downsized, so that the industrial robot used in the vacuum chamber can be downsized as a whole.
【0013】[0013]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0014】図1乃至図5に示すように、真空チャンバ
用産業ロボット装置は、真空チャンバC内に産業用ロボ
ットRが収納されて構成されており、図2にその産業用
ロボットRの外観を示している。該産業用ロボットRは
第1〜第6軸系1〜6を有し、各軸系1〜6のそれぞれ
が回転軸を介して接続された多関節ロボットであり、各
軸系1〜6はそれぞれ矢印で示すように回転できる。
尚、第6軸系6はワークを捕捉するロボットハンドであ
る。各軸系1〜6を接続する回転軸のうち、第1〜第4
軸系1〜4の回転軸は、図3及び図4に示すようにオイ
ルシール7を封止要素とする気密シール8Aでそれぞれ
封止されており、残りの軸系5,6の回転軸は図5に示
すように磁性流体シールからなる気密シール8Bでそれ
ぞれ封止されている。As shown in FIGS. 1 to 5, the industrial robot apparatus for a vacuum chamber has an industrial robot R housed in a vacuum chamber C. FIG. Is shown. The industrial robot R is a multi-joint robot having first to sixth axis systems 1 to 6, each of which is connected via a rotation axis. Each can be rotated as indicated by the arrow.
The sixth axis system 6 is a robot hand that captures a workpiece. Of the rotating shafts connecting the respective shaft systems 1 to 6, first to fourth
The rotating shafts of the shaft systems 1 to 4 are sealed with airtight seals 8A using the oil seal 7 as a sealing element, as shown in FIGS. 3 and 4, and the rotating shafts of the remaining shaft systems 5, 6 are As shown in FIG. 5, each is sealed with an airtight seal 8B made of a magnetic fluid seal.
【0015】図3において、上記第2軸系2は第1軸系
1に対してクロスローラベアリング10とハーモニック
減速機11を介して回転駆動可能に支持されており、そ
の回転軸12Aと第1軸系1のケース端壁13との間が
気密シール8Aで封止されている。ハーモニック減速機
11は、図外のモータの動力を伝動ギヤ14を介して受
け継ぎ、その回転数を減速して出力する。減速された動
力は筒構造の受動体15を介して回転軸12Aへ伝わ
る。第1軸系1と第2軸系2とは、減速軸11aを縦通
する通路16を介して連通されている。他の軸系同士も
同様に接続されている。In FIG. 3, the second shaft system 2 is rotatably supported on the first shaft system 1 via a cross roller bearing 10 and a harmonic reduction gear 11, and its rotating shaft 12A and first The space between the shaft system 1 and the case end wall 13 is sealed with an airtight seal 8A. The harmonic reducer 11 receives the power of a motor (not shown) via a transmission gear 14, reduces the number of revolutions, and outputs the reduced speed. The decelerated power is transmitted to the rotating shaft 12A via the passive member 15 having a cylindrical structure. The first shaft system 1 and the second shaft system 2 are communicated with each other via a passage 16 that vertically passes through the reduction shaft 11a. Other shaft systems are connected similarly.
【0016】図4において、気密シール8Aはケース端
壁13に圧入された2個のオイルシール7,7と、これ
ら両シール7,7の間に充填された真空グリース17と
からなり、外側のオイルシール7はリップ部7aが外部
空間の側に位置し、内側のオイルシール7はリップ部7
aがケース端壁13の内部空間の側に位置する状態で、
それぞれ装着する。外側のオイルシール7はケース端壁
13に固定したリング18で抜止め支持されている。1
9はシールばねである。In FIG. 4, the hermetic seal 8A is composed of two oil seals 7, 7 pressed into the case end wall 13 and a vacuum grease 17 filled between the two seals 7, 7. The oil seal 7 has a lip 7a located on the side of the external space, and the inner oil seal 7 has a lip 7
a is located on the side of the internal space of the case end wall 13,
Attach each. The outer oil seal 7 is supported by a ring 18 fixed to the case end wall 13 so as not to come off. 1
9 is a seal spring.
【0017】図5において、第6軸系6は第5軸系5に
対してクロスローラベアリング21とハーモニック減速
機22を介して回転駆動可能に支持されており、その回
転軸12Bと第5軸系5のケース端壁23との間が気密
シール8Bで封止されている。ハーモニック減速機22
は、前述の駆動機構と同様に調整された動力を駆動軸2
4を介して受け継ぎ、減速後の動力をクロスローラベア
リング21のインナレースを兼ねる受動体25を介して
回転軸12Bへ出力する。ここでも両軸系5,6は、ハ
ーモニック減速機22及び駆動軸24を縦通する連通管
26を介して通気自在に連通されている。以上の接続機
構は第4軸系4と第5軸系5との間にも採用されてい
る。In FIG. 5, the sixth shaft system 6 is rotatably supported on the fifth shaft system 5 via a cross roller bearing 21 and a harmonic reducer 22. The space between the system 5 and the case end wall 23 is sealed with an airtight seal 8B. Harmonic reducer 22
Transmits the power adjusted in the same manner as the above-described drive mechanism to the drive shaft 2.
4, and outputs the decelerated power to the rotary shaft 12B via the passive body 25 which also serves as the inner race of the cross roller bearing 21. Also in this case, the two shaft systems 5 and 6 are communicated with each other through a communication pipe 26 that vertically passes through the harmonic reduction gear 22 and the drive shaft 24. The above connection mechanism is also employed between the fourth shaft system 4 and the fifth shaft system 5.
【0018】先に述べたように、上記接続部に設けられ
る気密シール8Bは磁性流体シールからなる。これはリ
ング状のマグネット27の両側に強磁性体からなる保持
板28,28を固定し、保持板28,28と回転軸12
Bとの間に磁性流体29を介在させたものである。磁性
流体シールを用いるのは、オイルシールを封止要素とす
る場合に比べて、シール構造の小形化を実現し、駆動系
に対する負荷を軽減できるからである。第1〜第4軸系
1〜4ではモータ出力に十分な余裕があるのでこうした
配慮は不要である。As described above, the hermetic seal 8B provided at the connection portion is made of a magnetic fluid seal. In this case, holding plates 28, 28 made of ferromagnetic material are fixed to both sides of a ring-shaped magnet 27, and the holding plates 28, 28 and the rotating shaft 12 are fixed.
B and a magnetic fluid 29 interposed therebetween. The reason for using the magnetic fluid seal is that the size of the seal structure can be reduced and the load on the drive system can be reduced as compared with the case where the oil seal is used as the sealing element. Since the first to fourth shaft systems 1 to 4 have a sufficient margin for the motor output, such consideration is unnecessary.
【0019】図1に示すように、上記の産業用ロボット
Rは、真空チャンバC内の床面に設置される。産業用ロ
ボットRの内部には、モータなどの発熱部品が多数個収
容されている。これらの発熱部品の冷却を行うために、
冷却気体を供給する送気装置31(単なるガスボンベを
含む。)を設け、さらに冷却気体を強制排気するロボッ
ト用真空装置32を設けている。上記両装置31,32
は産業用ロボットRの内部に接続するが、送気装置31
は第1軸系1に、ロボット用真空装置32は第6軸系6
に接続する。産業用ロボットRの内部において、冷却気
体を万遍なく循環させるためである。As shown in FIG. 1, the above-mentioned industrial robot R is installed on a floor in a vacuum chamber C. A large number of heat-generating components such as motors are housed inside the industrial robot R. In order to cool these heating components,
An air supply device 31 (including a simple gas cylinder) for supplying a cooling gas is provided, and a robot vacuum device 32 for forcibly exhausting the cooling gas is provided. Both devices 31, 32
Is connected to the inside of the industrial robot R,
Is the first shaft system 1, and the robot vacuum device 32 is the sixth shaft system 6.
Connect to This is because the cooling gas is circulated evenly inside the industrial robot R.
【0020】また、上記以外に、第1軸系1の内部空間
と連通する状態で、開閉弁37とフィルタ38とを設
け、さらに圧力計39で内部圧力を監視できるようにし
ている。また、真空チャンバCはこれ専用のチャンバ用
真空装置40で排気され、その内部圧力は圧力計42に
より監視されている。In addition to the above, an on-off valve 37 and a filter 38 are provided in communication with the internal space of the first shaft system 1, and the internal pressure can be monitored by a pressure gauge 39. The vacuum chamber C is evacuated by a dedicated chamber vacuum device 40, and the internal pressure thereof is monitored by a pressure gauge 42.
【0021】ここで、送気装置31の吐出側には、差圧
制御用弁として機能する電−空レギュレータ35が介設
されており、該電−空レギュレータ35は、電気信号を
圧力信号に変換するものであって、その特性は、図6に
示すように、常に出力信号が入力信号に比例するリニア
リティを有する。そして、上記電−空レギュレータ35
は、コントローラMに接続されていて、該コントローラ
Mにより、以下のように制御するようになされている。Here, on the discharge side of the air supply device 31, an electro-pneumatic regulator 35 functioning as a differential pressure control valve is provided, and the electro-pneumatic regulator 35 converts an electric signal into a pressure signal. As shown in FIG. 6, the output signal always has a linearity proportional to the input signal. Then, the electro-pneumatic regulator 35
Is connected to the controller M, and is controlled by the controller M as follows.
【0022】すなわち、上記圧力計39,42からの圧
力信号を受けると、両者の圧力差と目標圧力差(例えば
0.15atm)とのずれΔSを演算する。そして、この
ずれΔSが「0」の時に、実験で求められた最適供給圧
力(図6のPo)を出力するよう入力電気信号の基準点
(図6のVo)を決定し、ずれΔSが正値の時つまり圧
力差が目標圧力よりも大きいときにはVo以下の電気信
号を、ずれΔSが負値のときにはVo以上の電気信号を
コントローラMから電−空レギュレータ35に差圧信号
として出力する。この差圧信号に応じて、電−空レギュ
レータ35から上記図6の特性に従った圧力が供給され
る。この電−空レギュレータ35の圧力調節により、産
業用ロボットR内と真空チャンバC内との差圧を予め設
定された所定値に保持しており、例えば、0.1〜0.
2atmの範囲に保持している。この産業用ロボットR内
外の差圧を0.1atm程度より小さくすると、産業用ロ
ボットR内の冷却気体が稀薄になり、この冷却気体が稀
薄になると、発熱部品の放熱量が低下し、徐々に過熱状
態に陥ることになり、これを避ける必要から設定されて
いる。また、差圧を0.2atm程度より大きくすると、
シール破壊を生じ、且つ産業用ロボットR自体が破損す
るおそれがあり、常圧型の気密シール8A,8B等では
軸部の封止が困難となるからである。That is, upon receiving the pressure signals from the pressure gauges 39 and 42, a deviation ΔS between the pressure difference between the two and the target pressure difference (for example, 0.15 atm) is calculated. When the deviation ΔS is “0”, the reference point (Vo in FIG. 6) of the input electric signal is determined so as to output the optimum supply pressure (Po in FIG. 6) obtained by the experiment, and the deviation ΔS is positive. When the value is, that is, when the pressure difference is larger than the target pressure, an electric signal equal to or less than Vo is output as a differential pressure signal from the controller M to the electro-pneumatic regulator 35 when the deviation ΔS is a negative value. According to this differential pressure signal, electro-pneumatic regulation
The pressure according to the characteristic shown in FIG. By adjusting the pressure of the electro-pneumatic regulator 35, the pressure difference between the inside of the industrial robot R and the inside of the vacuum chamber C is maintained at a predetermined value.
It is kept in the range of 2 atm. If the pressure difference between the inside and outside of the industrial robot R is made smaller than about 0.1 atm, the cooling gas inside the industrial robot R becomes thin. It will be overheated and set to avoid this. When the differential pressure is larger than about 0.2 atm,
This is because the seal may be broken and the industrial robot R itself may be damaged, and it is difficult to seal the shaft portion with the normal-pressure hermetic seals 8A and 8B.
【0023】なお、稼動時に産業用ロボットRの内部圧
力が異常に上昇すると、各気密シール8A,8Bにおい
てシール破壊を生じ、その補修のために周辺の構造体を
分解する必要が生じる。こうした手間を省くために、第
1軸系の外部壁に内部空間と真空チャンバCとを連通す
る開口を設け、これを破裂板43で気密状に閉塞してい
る。破裂板43は、産業用ロボットRの内外差圧が0.
2atmを越えるとその隔壁が破れて内部圧力を解放す
る。If the internal pressure of the industrial robot R rises abnormally during operation, seal breakage occurs in each of the hermetic seals 8A and 8B, and it is necessary to disassemble the peripheral structure for repairing the seals. In order to save such troubles, an opening for communicating the internal space with the vacuum chamber C is provided in the outer wall of the first shaft system, and the opening is closed in an airtight manner by the rupturable plate 43. The rupture disk 43 has a pressure difference between the inside and outside of the industrial robot R of 0.
When it exceeds 2 atm, the partition breaks and releases internal pressure.
【0024】次に上記各機器の動作手順を説明する。Next, the operation procedure of each device will be described.
【0025】まず、各真空装置32,40を起動し、真
空チャンバC内部及び産業用ロボットR内の排気を行
う。このとき産業用ロボットR内外で圧力差が生じるこ
とを防ぐために開閉弁37を開状態にし、産業用ロボッ
トRの内部空間を真空チャンバCと連通させておく。真
空チャンバC内の圧力が所定状態(10-3Torr)に
まで降下したら、開閉弁37を閉じ産業用ロボットRの
内部空間を真空チャンバCから遮断する。この状態で送
気装置31を作動させ、その供給圧力を上述のように調
節しながらヘリウムや清浄で乾燥した空気などの冷却気
体を供給し、冷却気体を第1軸系1から第6軸系6へと
流動させる。ロボット用真空装置32は引続き稼動させ
ておく。First, each of the vacuum devices 32 and 40 is activated, and the inside of the vacuum chamber C and the inside of the industrial robot R are evacuated. At this time, in order to prevent a pressure difference from occurring inside and outside the industrial robot R, the on-off valve 37 is opened, and the internal space of the industrial robot R is communicated with the vacuum chamber C. When the pressure in the vacuum chamber C drops to a predetermined state (10 −3 Torr), the on-off valve 37 is closed to shut off the internal space of the industrial robot R from the vacuum chamber C. In this state, the air supply device 31 is operated to supply a cooling gas such as helium or clean and dry air while adjusting the supply pressure as described above, and supply the cooling gas from the first shaft system 1 to the sixth shaft system. Flow to 6. The robot vacuum device 32 is continuously operated.
【0026】従って、送気装置31からの供給圧力がロ
ボットR内と真空チャンバC内の差圧を所定圧力に維持
するよう調節されるので(上記実施例では、内外圧力差
を0.1〜0.2atmの範囲内)、各回転軸の気密シー
ルに作用する圧力負荷が緩和され、低圧用の気密シール
の使用による小形化を図ることができるのである。Therefore, the supply pressure from the air supply device 31 is adjusted so that the pressure difference between the inside of the robot R and the inside of the vacuum chamber C is maintained at a predetermined pressure. Within the range of 0.2 atm), the pressure load acting on the hermetic seal of each rotating shaft is reduced, and the size can be reduced by using the hermetic seal for low pressure.
【図1】この発明の内容を示す原理説明図である。FIG. 1 is a principle explanatory diagram showing the contents of the present invention.
【図2】産業用ロボットの側面図である。FIG. 2 is a side view of the industrial robot.
【図3】第1軸系と第2軸系の接続部の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a connection portion between a first shaft system and a second shaft system.
【図4】図3におけるシール構造の詳細を示す断面図で
ある。FIG. 4 is a sectional view showing details of a seal structure in FIG. 3;
【図5】第5軸系と第6軸系の接続部の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a connection portion between a fifth axis system and a sixth axis system.
【図6】電−空レギュレータの入出力特性図である。FIG. 6 is an input / output characteristic diagram of an electro-pneumatic regulator.
1 第1軸系 2 第2軸系 3 第3軸系 4 第4軸系 5 第5軸系 6 第6軸系 8A,8B 気密シール 12A,12B 回転軸 31 送気装置 32 ロボット用真空装置 35 電−空レギュレータ(差圧制御用弁) 40 チャンバ用真空装置 R 産業用ロボット C 真空チャンバ M コントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st-axis system 2 2nd-axis system 3 3rd-axis system 4 4th-axis system 5 5th-axis system 6 6th-axis system 8A, 8B Hermetic seal 12A, 12B Rotary axis 31 Air supply device 32 Vacuum device for robot 35 Electro-pneumatic regulator (differential pressure control valve) 40 Chamber vacuum device R Industrial robot C Vacuum chamber M Controller
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−48491(JP,A) 特開 昭63−162187(JP,A) 特開 平4−365582(JP,A) 実開 平1−170587(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B25J 21/00 B25J 19/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-62-48491 (JP, A) JP-A-63-162187 (JP, A) JP-A-4-3655582 (JP, A) 170587 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B25J 21/00 B25J 19/00
Claims (1)
産業用ロボットを備えた真空チャンバ用産業ロボット装
置であって、 上記産業用ロボットは複数の軸系を有し、各軸系が回転
軸を介して接続された多関節ロボットで構成され、 上記各軸系は互いに通気自在に連通され、各回転軸に装
着した気密シールで封止されており、 上記産業用ロボットには、ロボット内に真空チャンバ内
の圧力よりも高い圧力の冷却気体を供給する送気装置
と、上記ロボット内に供給された冷却気体を排気するロ
ボット用真空装置とが接続され、 上記真空チャンバには、該真空チャンバ内の気体を排気
するチャンバ用真空装置が接続される一方、 上記送気装置の吐出側配管に、上記産業用ロボットの内
部圧力が真空チャンバ内の圧力よりも高くなって両者の
差圧が、予め上記気密シールの耐圧に対応して設定され
た所定差圧に保持されるよう上記送気装置からの供給圧
力を調節する差圧制御用弁が設けられていることを特徴
とする真空チャンバ用産業ロボット装置。1. An industrial robot apparatus for a vacuum chamber provided with an industrial robot installed in a vacuum chamber for performing an operation, wherein the industrial robot has a plurality of axis systems, and each axis system is a rotary axis. It consists of a multi-joint robot which is connected via the said axes system is communicated freely vent to each other, are sealed in an airtight seal mounted on the rotary shaft, the said industrial robot, in the robot Inside the vacuum chamber
Air supply device that supplies cooling gas at a pressure higher than
When the robot vacuum apparatus for evacuating the cooling gas supplied into the robot is connected to the aforementioned vacuum chamber, while the chamber for a vacuum apparatus for evacuating the gas in the vacuum chamber is connected, said feeding The internal pressure of the above industrial robot becomes higher than the pressure in the vacuum chamber,
The differential pressure is set in advance according to the pressure resistance of the hermetic seal.
An industrial robot apparatus for a vacuum chamber, comprising a differential pressure control valve for adjusting a supply pressure from the air supply device so as to be maintained at a predetermined differential pressure .
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Applications Claiming Priority (1)
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