(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
始点から終点まで軌道に沿って搬送対象物を搬送する搬送装置であって、
予め設定された設定軌道を用いて搬送制御するにあたり、目標となる始点及び終点が前記設定軌道の始点及び終点と位置ズレしている場合に前記設定軌道の始点及び終点が目標始点及び目標終点となるように前記設定軌道を補正する軌道補正部を具備し、
前記予め設定された設定軌道は、始点及び終点を含む複数の点により構成されており、
前記軌道補正部は、始点又は終点のいずれか一方を基準端点とし、他方を非基準端点とした場合に前記基準端点を基準として前記非基準端点が目標点と一致するように前記設定軌道を補正する第一の補正処理と、この第一の補正処理後の始点又は終点のいずれか他方を基準端点とし、一方を非基準端点とした場合に前記基準端点を基準として前記非基準端点が目標点と一致するように前記第一の補正処理で得られる軌道を補正する第二の補正処理と、を実行するように構成されており、
前記補正処理は、補正前の非基準端点と補正後の目標点とを結ぶ方向をズレ方向とし、補正前軌道上の基準端点から或る点までの距離のうちズレ方向成分の距離を補正前距離とし、補正後軌道上の点のうち前記或る点を通るズレ方向に沿った軸上に位置する点を対応点として補正後軌道上の基準端点から前記対応点までの距離のうちズレ方向成分の距離を補正後距離とした場合に、前記設定軌道を構成する各点を前記ズレ方向に沿って移動させることで、前記或る点が軌道上の所定の点のうちいずれにあっても補正前距離と補正後距離との比率が同一になるように、基準端点を基準として補正前距離をズレ方向に沿って拡大又は縮小することにより当該軌道を補正する処理であることを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
複数のリンクを屈曲可能に接続した多関節ロボットアームからなる搬送機構を用いて前記搬送対象物を搬送する搬送装置であって、
前記設定軌道は、多関節ロボットアームを構成する各リンクの角度により表されており、
前記軌道補正部は、前記設定軌道を示す各リンクの角度を、前記補正前距離をズレ方向に沿って拡大又は縮小する方向に補正する請求項１記載の搬送装置。
【請求項３】
複数のリンクを屈曲可能に接続した多関節ロボットアームからなる搬送機構を用いて、始点から終点まで軌道に沿って搬送対象物を搬送する搬送装置であって、
予め設定された設定軌道を用いて搬送制御するにあたり、目標となる始点及び終点が前記設定軌道の始点及び終点と位置ズレしている場合に前記設定軌道の始点及び終点が目標始点及び目標終点となるように前記設定軌道を補正する軌道補正部を具備し、
前記軌道補正部は、始点又は終点のいずれか一方を基準端点とし、他方を非基準端点とした場合に前記基準端点を基準として前記非基準端点が目標点と一致するように前記設定軌道を補正する第一の補正処理と、この第一の補正処理後の始点又は終点のいずれか他方を基準端点とし、一方を非基準端点とした場合に前記基準端点を基準として前記非基準端点が目標点と一致するように前記第一の補正処理で得られる軌道を補正する第二の補正処理と、を実行するように構成されており、
前記補正処理は、補正前の非基準端点と補正後の目標点とを結ぶ方向をズレ方向とし、補正前軌道上の基準端点から或る点までの距離のうちズレ方向成分の距離を補正前距離とし、補正後軌道上の点のうち前記或る点を通るズレ方向に沿った軸上に位置する点を対応点として補正後軌道上の基準端点から前記対応点までの距離のうちズレ方向成分の距離を補正後距離とした場合に、前記或る点が軌道上の所定の点のうちいずれにあっても補正前距離と補正後距離との比率が同一になるように、基準端点を基準として補正前距離をズレ方向に沿って拡大又は縮小することにより当該軌道を補正する処理であり、
前記設定軌道は、多関節ロボットアームを構成する各リンクの角度により表されており、前記軌道補正部は、前記設定軌道を示す各リンクの角度を、前記補正前距離をズレ方向に沿って拡大又は縮小する方向に補正することを特徴とする搬送装置。
【請求項４】
前記軌道補正部は、第一の補正処理において各リンクの角度を補正するための数式と、第二の補正処理において各リンクの角度を補正するための数式とを一体化した数式を用いて、第一の補正処理による中間軌道の生成を経ないように、各リンクの角度に対する第一及び第二の補正処理を一括して実行するように構成されている請求項２又は３に記載の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道に沿って搬送対象物を搬送する搬送装置に係り、特に予め設定された設定軌道と目標位置とのズレを補正する機能を適正化した搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
搬送装置は、特許文献１に例示のように、ロボットアーム等の搬送機構を駆動させて、ロードポート等の搬送元や搬送先となる周辺機器同士を結ぶ軌道に沿って半導体ウェハ等の搬送対象物を搬送する装置である。搬送元及び搬送先となる周辺機器とロボットアームのレイアウトは定まっていることから、搬送元から搬送先へ搬送対象物を搬送するための設定軌道を予めオフラインで生成して搬送装置内部のメモリに設定しておき、納品先においてロボットアームをネジ止め等で所定位置に設置する。この設定軌道は、搬送効率を向上させるために搬送時間短縮などを考慮したものが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４５４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、ロボットアーム自体の設定位置精度によって、搬送元や搬送先となる周辺機器に対するロボットアームの相対位置にバラツキが生じてしまい、オフラインで生成した設定軌道の始点及び終点の双方が所望の始点及び終点からズレてしまう。この場合、搬送には数ミリや数μメートルオーダの精度を必要とするので、軌道を修正する必要がある。ロボット自体の設置等を客先等で行う場合には、客先に別の機器を持ち込んでオフラインで軌道を生成し直すことは難しく、既存の設定軌道を動作時にリアルタイムで補正するのが好ましい。
【０００５】
このような軌道のリアルタイム補正を実現する構成として、予め設定された設定軌道に沿った搬送動作の開始時及び終了時に補正動作を加えることが一つの有効な手段として考えられる。この具体的な一例として図９に示すように、破線で示すように目標始点Ｓ’から設定軌道Ｐｔの始点Ｓまで移動する補正動作を行い、その後、実線で示すように設定軌道Ｐｔの始点Ｓから終点Ｅまで搬送し、その後、破線で示すように設定軌道Ｐｔの終点Ｅから目標終点Ｅ’まで移動する補正動作を行うことが挙げられる。
【０００６】
しかしながら、このように、予め設定した最適な軌道Ｐｔと独立して補正動作を加えた場合には、軌道の急激な変化によって設定軌道Ｐｔが備えていた特性が損なわれてしまう。特に設定軌道が搬送時間短縮や振動抑制等を考慮して生成されている場合には、補正動作によってこれらの特性が失われる可能性があり、結果として搬送効率等の低下を招くことが考えられる。
【０００７】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、予め設定された軌道の始点及び終点と、目標となる始点及び終点との間に位置ズレが生じた場合に、補正前の軌道の特性を損なうことなく、位置ズレに応じて設定軌道を補正する搬送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【０００９】
すなわち、第１の発明の搬送装置は、始点から終点まで軌道に沿って搬送対象物を搬送する搬送装置であって、予め設定された設定軌道を用いて搬送制御するにあたり、目標となる始点及び終点が前記設定軌道の始点及び終点と位置ズレしている場合に前記設定軌道の始点及び終点が目標始点及び目標終点となるように前記設定軌道を補正する軌道補正部を具備し、前記予め設定された設定軌道は、始点及び終点を含む複数の点により構成されており、前記軌道補正部は、始点又は終点のいずれか一方を基準端点とし、他方を非基準端点とした場合に前記基準端点を基準として前記非基準端点が目標点と一致するように前記設定軌道を補正する第一の補正処理と、この第一の補正処理後の始点又は終点のいずれか他方を基準端点とし、一方を非基準端点とした場合に前記基準端点を基準として前記非基準端点が目標点と一致するように前記第一の補正処理で得られる軌道を補正する第二の補正処理と、を実行するように構成されており、前記補正処理は、補正前の非基準端点と補正後の目標点とを結ぶ方向をズレ方向とし、補正前軌道上の基準端点から或る点までの距離のうちズレ方向成分の距離を補正前距離とし、補正後軌道上の点のうち前記或る点を通るズレ方向に沿った軸上に位置する点を対応点として補正後軌道上の基準端点から前記対応点までの距離のうちズレ方向成分の距離を補正後距離とした場合に、前記設定軌道を構成する各点を前記ズレ方向に沿って移動させることで、前記或る点が軌道上の所定の点のうちいずれにあっても補正前距離と補正後距離との比率が同一になるように、基準端点を基準として補正前距離をズレ方向に沿って拡大又は縮小することにより当該軌道を補正する処理であることを特徴とする。
【００１０】
「所定の点」とは、搬送軌道を構成する点であればよいという程度の意味であり、例えば、搬送軌道を連続的に表現するものや離散的に表現するものが挙げられる。
【００１１】
この構成によれば、補正処理において、軌道上の所定の点のうちいずれであっても補正前距離と補正後距離との比率が同一となるように、基準端点を基準として補正前距離をズレ方向に沿って拡大又は縮小することにより軌道を補正するので、補正前の軌道の形状をほぼ維持したまま軌道が徐々に補正される。そして、この補正方法を利用して、始点又は終点のいずれか一方を基準として他方が目標点と一致するように軌道を補正する第一の補正処理と、始点又は終点のいずれか他方を基準として一方が目標点と一致するように第一の補正処理で得られた軌道を補正する第二の補正処理とを実行するので、設定軌道の形状をほぼ維持したまま目標始点から目標終点に至るまで軌道全体が徐々に補正され、搬送開始時及び終了時に補正搬送動作を行う等の急激な軌道変化によって補正前の軌道の特性を損なうことなく、始点及び終点の双方の位置ズレを補正することができる。さらには、前記予め設定された設定軌道は、始点及び終点を含む複数の点により構成されており、前記軌道補正部は、前記設定軌道を構成する各点を前記ズレ方向に沿って移動させることにより前記補正前距離を拡大又は縮小することから、搬送軌道の補正を簡易な演算で実現することができる。
【００１２】
搬送軌道が各リンクの角度から表されるような複雑な搬送機構であっても簡易な処理で軌道を補正するためには、複数のリンクを屈曲可能に接続した多関節ロボットアームからなる搬送機構を用いて前記搬送対象物を搬送する搬送装置であって、前記設定軌道は、多関節ロボットアームを構成する各リンクの角度により表されており、前記軌道補正部は、前記設定軌道を示す各リンクの角度を、前記補正前距離をズレ方向に沿って拡大又は縮小する方向に補正することが望ましい。
【００１３】
また、第２の発明の搬送装置は、複数のリンクを屈曲可能に接続した多関節ロボットアームからなる搬送機構を用いて、始点から終点まで軌道に沿って搬送対象物を搬送する搬送装置であって、予め設定された設定軌道を用いて搬送制御するにあたり、目標となる始点及び終点が前記設定軌道の始点及び終点と位置ズレしている場合に前記設定軌道の始点及び終点が目標始点及び目標終点となるように前記設定軌道を補正する軌道補正部を具備し、前記軌道補正部は、始点又は終点のいずれか一方を基準端点とし、他方を非基準端点とした場合に前記基準端点を基準として前記非基準端点が目標点と一致するように前記設定軌道を補正する第一の補正処理と、この第一の補正処理後の始点又は終点のいずれか他方を基準端点とし、一方を非基準端点とした場合に前記基準端点を基準として前記非基準端点が目標点と一致するように前記第一の補正処理で得られる軌道を補正する第二の補正処理と、を実行するように構成されており、前記補正処理は、補正前の非基準端点と補正後の目標点とを結ぶ方向をズレ方向とし、補正前軌道上の基準端点から或る点までの距離のうちズレ方向成分の距離を補正前距離とし、補正後軌道上の点のうち前記或る点を通るズレ方向に沿った軸上に位置する点を対応点として補正後軌道上の基準端点から前記対応点までの距離のうちズレ方向成分の距離を補正後距離とした場合に、前記或る点が軌道上の所定の点のうちいずれにあっても補正前距離と補正後距離との比率が同一になるように、基準端点を基準として補正前距離をズレ方向に沿って拡大又は縮小することにより当該軌道を補正する処理であり、前記設定軌道は、多関節ロボットアームを構成する各リンクの角度により表されており、前記軌道補正部は、前記設定軌道を示す各リンクの角度を、前記補正前距離をズレ方向に沿って拡大又は縮小する方向に補正することを特徴とする。
この構成によれば、補正処理において、軌道上の所定の点のうちいずれであっても補正前距離と補正後距離との比率が同一となるように、基準端点を基準として補正前距離をズレ方向に沿って拡大又は縮小することにより軌道を補正するので、補正前の軌道の形状をほぼ維持したまま軌道が徐々に補正される。そして、この補正方法を利用して、始点又は終点のいずれか一方を基準として他方が目標点と一致するように軌道を補正する第一の補正処理と、始点又は終点のいずれか他方を基準として一方が目標点と一致するように第一の補正処理で得られた軌道を補正する第二の補正処理とを実行するので、設定軌道の形状をほぼ維持したまま目標始点から目標終点に至るまで軌道全体が徐々に補正され、搬送開始時及び終了時に補正搬送動作を行う等の急激な軌道変化によって補正前の軌道の特性を損なうことなく、始点及び終点の双方の位置ズレを補正することができる。さらには、複数のリンクを屈曲可能に接続した多関節ロボットアームからなる搬送機構を用いて前記搬送対象物を搬送する搬送装置であって、前記設定軌道は、多関節ロボットアームを構成する各リンクの角度により表されており、前記軌道補正部は、前記設定軌道を示す各リンクの角度を、前記補正前距離をズレ方向に沿って拡大又は縮小する方向に補正することから、搬送軌道が各リンクの角度から表されるような複雑な搬送機構であっても簡易な処理で軌道を補正することができる。
【００１４】
軌道補正に要する演算回数を低減させるためには、前記軌道補正部は、第一の補正処理において各リンクの角度を補正するための数式と、第二の補正処理において各リンクの角度を補正するための数式とを一体化した数式を用いて、第一の補正処理による中間軌道の生成を経ないように、各リンクの角度に対する第一及び第二の補正処理を一括して実行するように構成されていることが効果的である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、以上の構成によれば、設定軌道の形状をほぼ維持したまま目標始点から目標終点に至るまで軌道全体が徐々に補正されるので、搬送開始時や終了時に補正動作を行う等の急激な軌道変化によって補正前軌道の特性を損なうことなく、位置ズレを補正することが可能となる。しかも、補正前軌道の特性をほぼ維持できるので、補正前の搬送軌道が搬送時間短縮や振動抑制等の特性を有する場合に、搬送効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る搬送装置を模式的に示す構成図。
【図２】同搬送装置の搬送機構を示す平面図。
【図３】同搬送装置に予め設定される設定軌道に関する説明図。
【図４】設定軌道をＸＹ座標及びリンク角度で模式的に示す図。
【図５】第一の補正処理に関する説明図。
【図６】第二の補正処理に関する説明図。
【図７】搬送制御手段で実行される軌道補正処理ルーチンを示すフローチャート。
【図８】搬送制御手段で実行される軌道補正処理ルーチンを示すフローチャート。
【図９】従来の軌道補正に関する説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１８】
本実施形態の搬送装置１は、図１に示すように、半導体ウェハ等の搬送対象物Ｗを搬送するロボットアーム等の搬送機構２と、この搬送機構２を駆動して搬送対象物Ｗの搬送制御を行う搬送制御手段３とを有している。
【００１９】
搬送機構２は、図２に示すように、複数のリンク２１・２２を屈折可能に直列接続した、いわゆる多関節ロボットアームであり、ロボットアームの先端に設定された保持部２２ｂに搬送対象物Ｗを載置した状態で各関節にある図示しないモータの駆動により各々のリンク間の角度θＴ・θＲを変更して搬送対象物Ｗを所望の位置に搬送するものである。本実施形態の搬送機構２は、ベース２０に基端２１ａが接続された第１のリンク２１と、第１のリンク２１の先端２１ｂに基端２２ａが接続され先端に搬送対象物Ｗを保持するための保持部２２ｂが設定された第２のリンク２２とを備え、各リンク２１・２２はそれぞれ水平方向に回転可能に接続されて二リンク式ロボットアームとも呼ばれる二軸水平多関節ロボットを構成している。各リンク２１・２２の長さはそれぞれＬ１、Ｌ２に設定してある。勿論、リンクを３つ以上設けてロボットアーム等を構成してもよい。
【００２０】
図１に示すように、搬送制御手段３は、ＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、各種インターフェイス等を備えた通常のマイクロコンピュータにより構成されるもので、ＣＰＵが、メモリに予め記憶されている図示しない搬送制御処理ルーチンや図７及び図８に示す軌道補正処理ルーチン等を実行することにより、ソフトウェア及びハードウェアが協働して、軌道補正部３３と、搬送制御部３４とを実現する。また、図１に示すように、搬送制御手段３は、軌道データ３１を予めメモリに記憶しているとともに、目標となるべき始点Ｓ’及び終点Ｅ’の位置に関する目標位置情報３２を教示データとして外部から受け付け、受け付けた目標位置情報３２をメモリに記憶可能に構成されている。なお、目標位置情報３２のうち目標始点Ｓ’は現在のロボットアームの位置（角度）から取得するように構成してもよい。また、目標終点Ｅ’は軌道データ３１の終点Ｅの近くの任意の位置としてもよい。
【００２１】
図１に示すようにメモリに予め設定・記憶されている軌道データ３１は、図３に模式的に示すように、搬送対象物Ｗの中心が通る設定軌道Ｐｔを表すもので、この設定軌道Ｐｔを時間間隔Ｔｓ（サンプリング周期など）で（ｎ−１）等分し、始点Ｓ及び終点Ｅを含む複数の点Ｐｉ（ｉ＝１〜ｎ、ｎは自然数）で設定軌道Ｐｔを表現する離散データである。各々の点ＰｉのＸＹ座標（Ｘｉ，Ｙｉ）は、以下の数式（１）及び（２）を用いて搬送機構２を構成する各リンク２１・２２の角度θＴｉ・θＲｉで表現されている。
Ｘｉ＝Ｌ１ｃｏｓθＴｉ＋Ｌ２ｃｏｓ（θＴｉ＋θＲｉ）  …数式（１）
Ｙｉ＝Ｌ１ｓｉｎθＴｉ＋Ｌ２ｓｉｎ（θＴｉ＋θＲｉ）  …数式（２）
【００２２】
図１の搬送制御部３４は、図３に示すように、設定軌道Ｐｔに沿って搬送対象物Ｗが搬送されるように搬送機構２の駆動を制御するものであり、具体的には、各リンク２１・２２の角度θＴ・θＲ（図２参照）が設定軌道Ｐｔを構成する点Ｐ１〜ｎの示すリンクの角度になるように各リンク２１・２２を回転駆動し、この回転駆動を始点Ｓから終点Ｅまで点Ｐｉ毎に順次実行することで搬送軌道Ｐｔに沿った搬送制御を行うものである。
【００２３】
図１の軌道補正部３３は、図１に示す目標位置情報３２の表す目標となる始点Ｓ’及び終点Ｅ’が、図５及び図６に示すように、設定軌道Ｐｔの始点Ｓ及び終点Ｅと位置ズレしている場合に設定軌道Ｐｔの始点Ｓ及び終点Ｅが目標始点Ｓ’及び目標終点Ｅ’となるように設定軌道Ｐｔを補正する。設定軌道Ｐｔの補正は、第一の補正処理及び第二の補正処理を実行することで行う。第一の補正処理は、図５に示すように、始点又は終点のいずれか一方を基準端点とし、他方を非基準端点とした場合に基準端点を基準として非基準端点が目標点と一致するように設定軌道Ｐｔを中間軌道Ｐｔ’に補正する処理である。第二の補正処理は、図６に示すように、第一の補正処理後の始点又は終点のいずれか他方を基準端点とし、一方を非基準端点とした場合に基準端点を基準として非基準端点が目標点と一致するように第一の補正処理で得られる中間軌道Ｐｔ’を補正軌道Ｐｔ’’に補正する処理である。これら補正処理について下記で具体例を挙げて説明する。下記の具体例では、図５に示すように、終点Ｅを基準端点とし、始点Ｓを非基準端点として第一の補正処理を実行するとともに、図６に示すように、第一の補正処理後の始点Ｓ’を基準端点とし、終点Ｅを非基準端点として第二の補正処理を実行している。
【００２４】
すなわち、搬送制御手段３は、図５及び図７に示すように、ステップＳＰ１においてメモリに記憶されている複数の設定軌道のうち搬送制御に用いる設定軌道Ｐｔを選択する。次のステップＳＰ２において搬送制御手段３は、選択した設定軌道Ｐｔの始点Ｓ及び終点ＥのＸＹ座標を、上記数式（１）及び（２）を用いて各リンクの角度θＴ・θＲから算出する。次のステップＳＰ３において設定軌道Ｐｔの始点Ｓと目標となる始点Ｓ’との位置ズレが所定範囲内であるか否かを判定するとともに、次のステップＳＰ４において設定軌道Ｐｔの終点Ｅと目標となる終点Ｅ’との位置ズレが所定範囲内であるか否かを判定する。ステップＳＰ３又はステップＳＰ４のいずれかで位置ズレが所定範囲内でないと判定された場合（ＳＰ３：ＮＯ又はＳＰ４：ＮＯ）には、図８に示すように、ステップＳＰ５において軌道補正で対応できないとしてエラーを報知し、軌道補正処理を終了する。
【００２５】
一方、図７に示すステップＳＰ３及びステップＳＰ４の両方で位置ズレが所定範囲内であると判定され、軌道補正で対応可能な場合には、搬送制御手段３は、図５及び図７に示すように、軌道Ｐｔの始点Ｓが目標始点Ｓ’になるように設定軌道Ｐｔを中間軌道Ｐｔ’に補正する処理とも言える第一の補正処理を実行する（ステップＳＰ６〜ステップＳＰ９）。本実施形態では、設定軌道Ｐｔを表す各リンクの角度θＴ・θＲを補正するものであるが、理解し易いようにＸＹ座標系で説明し、その後角度で説明する。
【００２６】
まず、搬送制御手段３は、図５及び図７に示すように、ステップＳＰ６において、補正前の始点Ｓ（非基準端点）と補正後の目標始点Ｓ’（目標点）を結ぶ方向をズレ方向Ｇ１とし、補正前軌道Ｐｔ上の終点Ｅ（基準端点）から始点Ｓ（或る点）までの距離のうちズレ方向成分の距離を補正前距離ｄ１１とし、補正後軌道Ｐｔ’上の点のうち上記始点Ｓ（或る点）を通るズレ方向Ｇ１に沿った軸上に位置する目標始点Ｓ’を対応点として補正後軌道Ｐｔ’上の終点Ｅ（基準端点）から目標始点Ｓ’（対応点）までの距離のうちズレ方向成分の距離を補正後距離ｄ２１として、補正前距離ｄ１１に対する補正後距離ｄ２１の割合（ｄ２１／ｄ１１）を算出する。
【００２７】
次に、搬送制御手段３は、図５及び図７に示すように、軌道Ｐｔを構成する各点Ｐ１〜Ｎ毎に以下のステップＳＰ７〜ＳＰ９を順次行う。ステップＳＰ７において補正前軌道Ｐｔ上の終点Ｅ（基準端点）から点Ｐｉ（或る点）までの距離のうちズレ方向成分の補正前距離ｄ１ｉを算出する。次のステップＳＰ８において補正前距離ｄ１ｉに上記割合（ｄ２１／ｄ１１）を乗じて補正後距離ｄ２ｉを算出する。次のステップＳＰ９において補正前軌道Ｐｔ上の終点Ｅ（基準端点）から点Ｐｉ（或る点）までの距離のうちズレ方向成分の距離が補正後距離ｄ２ｉとなるように点Ｐｉをズレ方向Ｇ１に沿って移動させて点Ｐ’ｉとする。以上のステップＳＰ７〜ステップＳＰ９を点Ｐ１〜Ｎ毎に順次行うと、図５に示すように、補正後の軌道Ｐｔ’を構成する点Ｐ’１〜Ｎのうちいずれの箇所でも補正前距離ｄ１ｉと補正後距離ｄ２ｉとの比率が同一のまま、軌道Ｐｔが中間軌道Ｐｔ’に補正される。
【００２８】
第一の補正処理の実行が終わると、搬送制御手段３は、図６及び図８に示すように、第一の補正処理で得られた中間軌道Ｐｔ’を、軌道の終点Ｅが目標終点Ｅ’になるように補正する処理とも言える第二の補正処理を実行する（ステップＳＰ１０〜ステップＳＰ１３）。まず、搬送制御手段３は、図６及び図８に示すように、ステップＳＰ１０において、補正前の終点Ｅ（非基準端点）と補正後の目標終点Ｅ’を結ぶ方向をズレ方向Ｇ２とし、補正前軌道Ｐｔ’上の始点Ｓ’（基準端点）から終点Ｅ（或る点）までの距離のうちズレ方向成分の距離を補正前距離ｄ３ｎとし、補正後軌道Ｐｔ’’上の点のうち上記終点Ｅ（或る点）を通るズレ方向Ｇ２に沿った軸上に位置する目標終点Ｅ’を対応点として補正後軌道Ｐｔ’’上の始点Ｓ’（基準端点）から目標終点Ｅ’（対応点）までの距離のうちズレ方向成分の距離を補正後距離ｄ４ｎとして、補正前距離ｄ３ｎに対する補正後距離ｄ４ｎの割合（ｄ４ｎ／ｄ３ｎ）を算出する。
【００２９】
次に、搬送制御手段３は、中間軌道Ｐｔ’を構成する各点Ｐ’１〜Ｎ毎に以下のステップＳＰ１１〜ＳＰ１３を順次行う。ステップ１１において補正前軌道Ｐｔ’上の始点Ｓ’（基準端点）から点Ｐ’ｉ（或る点）までの距離のうちズレ方向成分の補正前距離ｄ３ｉを算出する。次のステップＳＰ１２において補正前距離ｄ３ｉに上記割合（ｄ４ｎ／ｄ３ｎ）を乗じて補正後距離ｄ４ｉを算出する。次のステップＳＰ１３において補正前軌道Ｐｔ’上の始点Ｓ’（基準端点）から点Ｐ’ｉ（或る点）までの距離のうちズレ方向成分の距離が補正後距離ｄ４ｉとなるように点Ｐ’ｉをズレ方向Ｇ２に沿って移動させて点Ｐ’’ｉとする。以上のステップＳＰ１１〜ＳＰ１３を点Ｐ’１〜Ｎ毎に順次行うと、図６に示すように、補正後の軌道Ｐｔ’’を構成する点Ｐ’’１〜Ｎのうちいずれの箇所でも補正前距離ｄ３ｉと補正後距離ｄ４ｉとの比率が同一のまま、中間軌道Ｐｔ’が補正軌道Ｐｔ’’に補正される。
【００３０】
上記の補正処理をＸＹ座標系ではなく、各リンク２１・２２の角度θＴ・θＲで行う場合を説明する。まず、目標位置情報３２で表現される目標始点Ｓ’及び目標終点Ｅ’のＸＹ座標を、以下の数式（３）及び（４）を用いて目標始点Ｓ’を示す角度θｓ＝｛θ’Ｔ１，θ’Ｒ１｝、目標終点Ｅ’を示すθｅ＝｛θ’’Ｔｎ，θ’’Ｒｎ｝に変換する（図５及び図６参照）。
【数１】
0005803206.tif 000002
【００３１】
次に、上記で求めた目標始点Ｓ’を示す角度θｓを用いて、関節毎（θＴ，θＲ）に第一の補正処理を実行する。すなわち、図５及び図７に示すように、上記ステップＳＰ６に対応する処理として、上記補正前距離ｄ１１に対応する（θ１−θｎ）、上記補正後距離ｄ２１に対応する（θｓ−θｎ）を算出して、上記割合（ｄ２１／ｄ１１）に対応する割合βｓ＝（θｓ−θｎ）／（θ１−θｎ）を算出する。なお、上記ＸＹ座標系でいうズレ方向Ｇ１は、角度θではその増減方向として表される。
【００３２】
そして、図５及び図７に示すように、上記ステップＳＰ７〜ＳＰ９に対応する処理として、上記割合βｓ及び下記数式（５）を用いて軌道Ｐｔを構成する各点Ｐ１〜Ｎ毎に、補正前の各リンクの角度θＴｉ，θＲｉを補正後の角度θ’Ｔｉ，θ’Ｒｉに変換する処理を順次行う。
θ’ｉ＝βｓ（θｉ−θｎ）＋θｎ  …数式（５）
【００３３】
このように、前記処理を点Ｐ１〜Ｎ毎に順次行うと、その結果、第一の補正処理による補正後の中間軌道Ｐｔ’を構成するＰ’１〜Ｎのうちいずれの箇所でも補正前距離ｄ１１に対応する（θ１−θｎ）と補正後距離ｄ２１に対応する（θｓ−θｎ）の比率（割合βｓ）が同一のまま、設定軌道Ｐｔが中間軌道Ｐｔ’に補正される。
【００３４】
続けて、上記で求めた目標終点Ｅ’を示す角度θｅを用いて、関節毎（θＴ，θＲ）に第二の補正処理を実行する。すなわち、図６及び図８に示すように、上記ステップＳＰ１０に対応する処理として、上記補正前距離ｄ３ｎに対応する（θ’ｎ−θ’１）、上記補正後距離ｄ４ｎに対応する（θｅ−θ’１）を算出して、上記割合（ｄ４ｎ／ｄ３ｎ）に対応する割合βｅ＝（θｅ−θ’１）／（θ’ｎ−θ’１）を算出する。なお、上記ＸＹ座標系でいうズレ方向Ｇ２は、角度θではその増減方向として表される。
【００３５】
そして、図６及び図８に示すように、上記ステップＳＰ１１〜ＳＰ１３に対応する処理として、上記割合βｅ及び下記数式（６）を用いて軌道Ｐｔ’を構成する各点Ｐ’１〜Ｎ毎に、補正前の各リンクの角度θ’Ｔｉ，θ’Ｒｉを補正後の角度θ’’Ｔｉ，θ’’Ｒｉに変換する処理を順次行う。
θ’’ｉ＝βｅ（θ’ｉ−θ’１）＋θ’１  …数式（６）
【００３６】
このように、前記処理を点Ｐ’１〜Ｎ毎に順次行うと、その結果、第二の補正処理による補正後の軌道Ｐｔ’’を構成するＰ’’１〜Ｎのうちいずれの箇所でも補正前距離ｄ３ｎに対応する（θ’ｎ−θ’１）と補正後距離ｄ４ｎに対応する（θｅ−θ’１）の比率（割合βｅ）が同一のまま、中間軌道Ｐｔ’が補正軌道Ｐｔ’’に補正される。
【００３７】
ここで、補正前の軌道Ｐｔと補正後の軌道Ｐｔ’’の速度比について検討すると、
補正前の速度ｖｉは近似的に、（θｉ−θｉ−１）／Ｔｓ
補正後の速度ｖ’’ｉは近似的に、（θ’’ｉ−θ’’ｉ−１）／Ｔｓ＝βｅβｓ（θｉ−θｉ−１）／Ｔｓ
Ｔｓは、ｉ時点とｉ−１時点との時間間隔（＝サンプリング周期）
で表され、補正前と補正後の速度は各々の時点に関してβｅβｓ倍の変化しか生じないことが分かり、加速度も同様にβｅβｓ倍となる。一般的に位置ズレ量は軌道全体の移動変位に対して十分に小さいため、βｅやβｓは１に近い値となり、補正前の軌道Ｐｔは、その特性を維持したまま補正後の軌道Ｐｔ’’に修正されることになる。しかも、補正前の始点Ｓや終点Ｅで搬送動作を一旦止めることなく目標始点Ｓ’から補正後の目標終点Ｅ’まで円滑な搬送も可能となる。
【００３８】
以上のように本実施形態に係る搬送装置は、始点Ｓから終点Ｅまで軌道Ｐｔに沿って搬送対象物Ｗを搬送する搬送装置であって、予め設定された設定軌道Ｐｔを用いて搬送制御するにあたり、目標となる始点Ｓ’及び終点Ｅ’が設定軌道Ｐｔの始点Ｓ及び終点Ｅと位置ズレしている場合に設定軌道Ｐｔの始点Ｓ及び終点Ｅが目標始点Ｓ’及び目標終点Ｅ’となるように設定軌道Ｐｔを補正する軌道補正部３３を具備し、軌道補正部３３は、終点Ｅを基準端点とし、始点Ｓを非基準端点とした場合に基準端点たる終点Ｅを基準として非基準端点たる始点Ｓが目標点Ｓ’と一致するように設定軌道Ｐｔを補正する第一の補正処理と、この第一の補正処理後の始点Ｓ’を基準端点とし、終点Ｅを非基準端点とした場合に基準端点たる始点Ｓ’を基準として非基準端点たる終点Ｅが目標点Ｅ’と一致するように第一の補正処理で得られる軌道Ｐｔ’を補正する第二の補正処理と、を実行するように構成されており、補正処理は、補正前の非基準端点Ｓ（Ｅ）と補正後の目標点Ｓ’（Ｅ’）とを結ぶ方向をズレ方向Ｇ１（Ｇ２）とし、補正前軌道Ｐｔ（Ｐｔ’）上の基準端点Ｅ（Ｓ’）から或る点Ｐｉ（Ｐ’ｉ）までの距離のうちズレ方向成分の距離を補正前距離ｄ１ｉ（ｄ３ｉ）とし、補正後軌道Ｐｔ’（Ｐｔ’’）上の点のうち或る点Ｐｉ（Ｐ’ｉ）を通るズレ方向Ｇ１（Ｇ２）に沿った軸上に位置する点Ｐ’ｉ（Ｐ’’ｉ）を対応点として補正後軌道Ｐｔ’（Ｐｔ’’）上の基準端点Ｅ（Ｓ’）から対応点Ｐ’ｉ（Ｐ’’ｉ）までの距離のうちズレ方向成分の距離を補正後距離ｄ２ｉ（ｄ４ｉ）とした場合に、或る点Ｐｉ（Ｐ’ｉ）が軌道上の所定の点のうちいずれにあっても補正前距離ｄ１ｉ（ｄ３ｉ）と補正後距離ｄ２ｉ（ｄ４ｉ）との比率が同一になるように、基準端点Ｅ（Ｓ’）を基準として補正前距離ｄ１ｉ（ｄ３ｉ）をズレ方向Ｇ１（Ｇ２）に沿って拡大又は縮小することにより軌道Ｐｔ（Ｐｔ’）を補正する処理である。
【００３９】
この構成によれば、補正処理において、軌道上の所定の点のうちいずれであっても補正前距離ｄ１ｉ（ｄ３ｉ）と補正後距離ｄ２ｉ（ｄ４ｉ）との比率が同一となるように、基準端点Ｅ（Ｓ’）を基準として補正前距離ｄ１ｉ（ｄ３ｉ）をズレ方向Ｇ１（Ｇ２）に沿って拡大又は縮小することにより軌道Ｐｔ（Ｐｔ’）を補正するので、補正前の軌道Ｐｔ（Ｐｔ’）の形状をほぼ維持したまま軌道Ｐｔ（Ｐｔ’）が徐々に補正される。そして、この補正方法を利用して、終点Ｅを基準として始点Ｓが目標点Ｓ’と一致するように軌道Ｐｔを補正する第一の補正処理と、第一の補正処理後の始点Ｓ’を基準として終点Ｅが目標点Ｅ’と一致するように第一の補正処理で得られた軌道Ｐｔ’を補正する第二の補正処理とを実行するので、設定軌道Ｐｔの形状をほぼ維持したまま目標始点Ｓ’から目標終点Ｅ’に至るまで軌道Ｐｔ全体が徐々に補正され、搬送開始時及び終了時に補正搬送動作を行う等の急激な軌道変化によって補正前の軌道の特性を損なうことなく、始点及び終点の双方の位置ズレを補正することができる。
【００４０】
さらに、本実施形態では、予め設定された搬送軌道Ｐｔは、始点Ｓ及び終点Ｅを含む複数の点Ｐ１〜Ｎにより構成されており、軌道補正部３３は、搬送軌道Ｐｔを構成する各点Ｐ１〜Ｎをズレ方向Ｇ１（Ｇ２）に沿って移動させることにより補正前距離ｄ１ｉ（ｄ３ｉ）の拡大又は縮小を行うので、搬送軌道Ｐｔの補正を簡易な演算で実現することが可能となる。
【００４１】
さらにまた、本実施形態では、複数のリンク２１・２２を屈折可能に接続した多関節ロボットアームからなる搬送機構２を用いて搬送対象物Ｗを搬送するにあたり、搬送軌道Ｐｔは、多関節ロボットアームを構成する各リンク２１・２２の角度θＴｉ・θＲｉにより表されており、軌道補正部３３は、設定軌道Ｐｔを示す各リンクの角度θＴｉ・θＲｉを、補正前距離ｄ１ｉ（ｄ３ｉ）をズレ方向Ｇ１（Ｇ２）に沿って拡大又は縮小する方向に補正するので、設定軌道Ｐｔが各リンク２１・２２の角度θＴｉ・θＲｉにより表されるような複雑な搬送機構であっても簡易な処理で軌道を補正することが可能となる。
【００４２】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４３】
例えば、本実施形態では、第一の補正処理の実行により中間軌道Ｐｔ’を生成した後、中間軌道Ｐｔ’に対して第二の補正処理を実行して軌道Ｐｔ’’を得ている。これに対し、上記数式（６）に数式（５）を代入して式変形を行うと、次の数式（７）が得られる。
θ’’ｉ＝｛（θｓ−θｅ）／（θ１−θｎ）｝×（θｉ−θｎ）＋θｅ  …数式（７）
この数式（７）を用いると、補正前の設定軌道Ｐｔを表す角度θｉ、目標始点Ｓ’を表す角度θｓ、目標終点Ｅ’を表す角度θｅに基づき補正後の軌道Ｐｔ’’を表す角度θ’’ｉを求めることができる。すなわち、第一の補正処理と第二の補正処理とを一括で実行することが可能となる。このように、第一の補正処理において各リンク２１・２２の角度θＴｉ・θＲｉを補正するための数式（５）と、第二の補正処理において各リンク２１・２２の角度θＴｉ・θＲｉを補正するための数式（６）とを一体化した数式（７）を用いて、第一の補正処理による中間軌道Ｐｔ’の生成を経ないように、各リンク２１・２２の角度θＴｉ・θＲｉに対する第一及び第二の補正処理を一括して実行するように構成すると、各リンク２１・２２の角度θＴｉ・θＲｉに対して第一の補正処理を実行して中間軌道Ｐｔ’を生成し、この第一の補正処理後の中間軌道Ｐｔ’に対して第二の補正処理を実行するように双方の補正処理を順次行う場合に比べて演算回数を減らすことができ、搬送装置に搭載する演算器を廉価なものにして製造コストを低減させることが可能となる。
【００４４】
さらに、上記に述べた軌道補正は、複数のリンクを回転可能に直列接続したロボットアーム式の搬送機構２を用いて平面上を搬送する搬送装置に適用しているが、これ以外の搬送機構２を用いた搬送装置にも適用可能である。例えば、複数のリンクを並列接続したパラレルマニピュレータや空間上（三次元）を移動する多自由度型や、円筒座標型等の搬送装置が挙げられる。
【００４５】
さらにまた、本実施形態では、ウェハ等の搬送対象物Ｗを先端リンク２２（エンドエフェクタ）に載置することで搬送対象物Ｗを保持するように構成しているが、真空吸着やメカチャック等で搬送対象物Ｗを保持するように構成してもよい。また、図１に示す各機能部は、所定プログラムをプロセッサで実行することにより実現しているが、各機能部を専用回路で構成してもよい。
【００４６】
さらにまた、本実施形態では、目標位置情報３２を外部のティーチングペンダント（教示装置）や上位システム、支援ツールからの通信により設定可能に構成しているが、別途に設けた各種センサを用いて目標とすべき始点Ｓ’及び終点Ｅ’を搬送動作開始時若しくは搬送動作中に認識し、設定軌道Ｐｔの始点及び終点との位置ズレを検出する位置ズレ検出手段を設け、この位置ズレ検出手段により目標位置情報３２を設定するように構成してもよい。
【００４７】
その他、本実施形態では、終点Ｅを基準端点とし、始点Ｓを非基準端点として第一の補正処理を実行するとともに、第一の補正処理後の始点Ｓ’を基準端点とし、終点Ｅを非基準端点として第二の補正処理を実行しているが、この関係は逆であってもよい。すなわち、始点Ｓを基準端点とし、終点Ｅを非基準端点として第一の補正処理を実行するとともに、第一の補正処理後の終点Ｅ’を基準端点とし、始点Ｓを非基準端点として第二の補正処理を実行してもよい。
【００４８】
各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００４９】
２１・２２…リンク
３３…軌道補正部
Ｓ…始点
Ｅ…終点
Ｐｔ…設定軌道
Ｐｔ’…第一の補正処理で得られる軌道
Ｐｔ’’…第二の補正処理で得られる軌道
Ｓ’…目標始点（目標点）
Ｅ’…目標終点（目標点）
Ｇ１、Ｇ２…ズレ方向
Ｐｉ（Ｐ’ｉ）…或る点
Ｐ’ｉ（Ｐ’’ｉ）…対応点
ｄ１ｉ（ｄ３ｉ）…補正前距離
ｄ２ｉ（ｄ４ｉ）…補正後距離
θＴｉ・θＲｉ…リンクの角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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