(57)【要約】【課題】ロボットシステムの搬送作業において、命令量の拡大に対応しつつ、タクトタイムを短縮させる搬送ロボットの制御方法を提供すること。【解決手段】ロボットを制御するコントローラと、前記コントローラからの信号によって被搬送物を搬送する搬送ロボットとを備えた搬送ロボットの制御方法において、前記コントローラから搬送ロボットへ信号を送信する際に、シリアル通信による通信方法とパラレル通信による通信方法とを組み合わせた通信方法によって信号を送信するようにした。このように、通信方法において、シリアル通信とパラレル通信とを適宜組み合わせることで、より最適な通信方法とすることができ、ロボットシステムの搬送作業において、命令量の拡大に対応しつつ、タクトタイムを短縮させることができ、そのため、生産性の向上にも繋がることとなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットを制御するコントローラと、
前記コントローラからの信号によって被搬送物を搬送する搬送ロボットとを備えた搬送ロボットの制御方法において、
前記コントローラから搬送ロボットへ信号を送信するときに、シリアル通信による通信方法とパラレル通信による通信方法とを組み合わせた通信方法によって信号を送信する搬送ロボットの制御方法。
【請求項２】
前記コントローラから搬送ロボットへ信号を送信する場合であって、前記信号量の多い場合はシリアル通信を用いて通信を行い、前記信号量が比較的少ない場合はパラレル通信を用いた通信方法によって信号を送信するようにした請求項１に記載の搬送ロボットの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送ロボットを駆動制御する際にタクトタイムを可及的に短縮する搬送ロボットの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウェハや液晶基板等の被搬送物をステーションからステーションへ搬送するための多関節の搬送用ロボットは周知である。例えば、特許文献１は、カセット内に収納された四角形状の板ガラスである被搬送物を、カセットから一枚ずつ取り出し、これを処理装置に移送する搬送用ロボットを開示している。
【特許文献１】特開２００５−２４６５４７号公報
【０００３】
搬送用ロボットは、ベースと、回転駆動および上下駆動可能に連接される複数のアームと、被搬送物を保持するハンドとで構成される。コントローラは、搬送用ロボットのアームの各駆動部を制御することで、ハンドに載置される被搬送物を搬送する。
例えば、搬送ロボットのコントローラの上位コントローラによって、搬送ロボットの周辺機器である被搬送物を収納するカセット、被搬送物を加工処理する処理ステージ等と搬送ロボットとを同期させて一連の搬送作業、加工作業等を行う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述したような搬送作業、加工作業において、上位コントローラからの命令によって搬送ロボットのコントローラや周辺機器へ信号を通信する方法には大きく分けて２つの方法がある。
ひとつはシリアル通信による通信方法である。シリアル通信では、送信側から０と１のディジタルデータを、１度に１ビットだけ送ることを順次一定時間間隔で繰り返し行い、受信側でそれをもとに戻して例えば１バイトのデータ（８ビットから成る）として使うようにする通信である。もうひとつの方法としてパラレル通信方法がある。パラレル通信では、データの各ビット毎に信号線がつながれており、１文字のデータ送受信を同時に行うことができる。
シリアル通信における通信方法は、１回線の配線ですむのでケーブルや配線が安上がりとなり、また、距離が長くなるときにデータ間や同期信号間で不整合が発生しにくいので安定した信号を送信することができる。したがって、情報量の拡大に対応できるが、その一方でひとつの命令に必要な通信時間が長くなるという問題点もある。
一方、パラレル通信における通信方法は、情報量が拡大してもひとつの命令に必要な通信時間は変化しないが、一度に通信する情報量が多くなり、そのため、線数が増えるために結線が増加してトラブルの要因が増加することにもなる。
現状、ロボットには様々な機能、性能が備わっており、非常に多くの命令が必要となっており、その命令量は拡大し続けている。その一方でロボットシステム全体のタクトタイムについては、生産性向上の点からも短縮する要求が強まってきており、非常に多くの命令を効率よくロボットに命令する仕組みが必要となっている。
【０００５】
そこで、解決しようとする課題は、ロボットシステムの搬送作業において、命令量の拡大に対応しつつ、タクトタイムを短縮させる搬送ロボットの制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
すなわち、請求項１に記載の搬送ロボットの制御方法は、ロボットを制御するコントローラと、前記コントローラからの信号によって被搬送物を搬送する搬送ロボットとを備えた搬送ロボットの制御方法において、前記コントローラから搬送ロボットへ信号を送信する際に、シリアル通信による通信方法とパラレル通信による通信方法とを組み合わせた通信方法によって信号を送信するようにした搬送ロボットの制御方法である。
【０００８】
請求項２に記載の搬送ロボットの制御方法は、請求項１記載の搬送ロボットの制御方法において、通信する信号量の多い場合であって、例えば、搬送作業のスタート時及び終了時にはシリアル通信を用いて通信を行い、比較的情報量の少ない、例えば、各搬送動作の切替え時にはパラレル通信を用いた通信方法によって信号を送信するようにした搬送ロボットの制御方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１０】
コントローラから搬送ロボットへ信号を送信する際に、パラレル通信とシリアル通信とを適宜組み合わせることで、搬送ロボットへの命令量が増大しても通信時間を可及的に短縮することができ、生産性向上に繋がる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施例に係る搬送ロボットの一例であって、全体的な構成を示す概略構成図である。
まず、図１を用いて、本発明の実施例として搬送ロボット（以下、単にロボットと称する）１について、簡単に説明する。ロボット１は、半導体ウェハ及び液晶基板等の被搬送物をステーションからステーションへ搬送するための多関節のロボットである。
図１に示すように、ロボット１は、フロア等に固定されるベース部材８０、２軸パンタリンク２、及び３軸水平スカラ型アーム３から構成されている。
【００１２】
ベース部材８０は、上述のようにロボット１を設置する箇所のフロア等に固設されている。ベース部材８０の上面にはブラケット８１・８１が設けられている。また、ブラケット８１・８１の間には、２軸パンタリンク２のアーム４０・４０ａの基部（部位２ｃ）と平行リンク７２が設けられ、それぞれ部位２ｃに設けられるＹ方向の軸により回動可能に枢支されている。
【００１３】
２軸パンタリンク２は、主にアーム４０・４０ａ及びアーム５０から構成されている。アーム４０・４０ａの下端部は上記部位２ｃにおいて枢支され、アーム４０・４０ａの上端部はアーム５０の下端部と部位２ａにおいてＹ方向に配置される軸により互いに回動可能に連結されている。また、アーム５０の上端部（部位２ａとは異なる他端側の部位２ｂ）には、３軸水平スカラ型アーム３を支持するための支持ベース６５がＹ方向に配置される軸により回動可能に枢支されている。
【００１４】
３軸水平スカラ型アーム３は、Ａ軸回転アーム１０、Ｂ軸回転アーム２０、及びハンド部材３０から構成されている。
Ａ軸回転アーム１０の一端（Ａ軸１１ａ）は、支持ベース６５に固設される支持部材６０に対してＺ方向に配置されるＡ軸１１ａを中心に回動可能に枢支されている。
Ｂ軸回転アーム２０の一端（Ｂ軸２１ａ）は、Ａ軸回転アーム１０におけるＡ軸１１ａとは異なる端部側にて回動可能に連結されている。
コの字形状を有するハンド部材３０は、コの字形状の基部側中央にＭ軸３１ａが、Ｂ軸回転アーム２０におけるＢ軸２１ａとは異なる端部側にて回動可能に設けられる。
【００１５】
２軸パンタリンク２のアーム４０及びアーム５０に対しては、平行リンク７１、７２が設けられている。すなわち、平行リンク７１の下端側及び平行リンク７２の上端側は、部位２ａに回動可能に設けられるリンクベース７０上の突起７３ｂ、７４ａに枢支されている。さらに、平行リンク７１の上端側は上記支持ベース６５の突起部７３ａに、他方、平行リンク７２の下端側はベース部材８０上の突起７４ｂに、各々枢支されている。つまり、アーム４０及びアーム５０に対して、平行リンク７１及び平行リンク７２が設けられているので、３軸水平スカラ型アーム３を水平の姿勢を保ったまま、上下方向及び水平方向に２軸パンタリンクの可動範囲内で移動させることが可能となる。
【００１６】
上記２軸パンタリンク２を動作させるために、部位２ｃにはアーム４０を回動するためのモータ、部位２ａにはアーム５０を回動するためのモータが各々設けられている。
また、３軸水平スカラ型アーム３を動作させるためにも、Ａ軸１１ａにはＡ軸回転アーム１０を回動するためのモータ、Ｂ軸２１ａにはＢ軸回転アーム２０を回動するためのモータ、Ｗ軸３１ａにはハンド部材３０を回動するためのモータが各々設けられている。
さらに、上述の各モータの回転軸等には、回転角度を検出するためのエンコーダが設けられている。
【００１７】
このような構成とすることで、コントローラ１０３は、エンコーダが検出するモータの回転角度等の情報を取得することによって、該情報に基づいて各種処理を実行することを可能としている。
また、ロボット１は、２軸パンタリンク２を作動させることによって３軸水平スカラ型アーム３全体を略水平に保った状態で上下方向（Ｚ方向）及び水平（Ｘ方向）に動かすことが可能になるとともに、被搬送物を搬送するハンド部材３０を各アームの可動範囲内においてＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の各々の方向に移動することができる。
なお、図１においては、Ａ軸１１ａを回動することによって、３軸水平スカラ型アーム３を回転させた場合の一例を点線で示している。また、図１に示す点線及び実線で示す状態以外にも可動範囲内であれば様々な状態とすることができる。
【００１８】
ロボット制御システム１００は、主に、ロボット１、モータドライバ１０１、ティーチングボックス１０２、及びコントローラ１０３とから構成されている。
モータドライバ１０１は、ロボット１の各軸に設けられるモータを直接駆動するために電力等を供給するための駆動装置である。
ティーチングボックス１０２は、ロボット１の動作を入力操作するための入力操作手段であって、キースイッチ、タッチパネル、レバー等が設けられるものであっても良い。
コントローラ１０３は、ティーチングボックス１０２によって入力された内容を記憶する記憶機能、各軸に設けられるモータ回転軸の回転角度の情報をエンコーダより取得して演算する演算機能、或いは該演算の結果に基づいてモータドライバ１０１に対して制御信号等を発することによってロボット１の各軸のモータを制御するモーションコントローラの機能等を備えて構成されている。
【００１９】
このような構成とすることで、コントローラ１０３は、モータドライバ１０１やティーチングボックス１０２と接続され、互いに通信することによって、ロボット制御システム１００全体を制御できる。また、コントローラ１０３は、外部に設けられ、ロボット制御システム１００のユーザが用いるコンピュータ等の情報処理装置である上位コントローラ１０４等に接続されている。この上位コントローラ１０４によって、図示を省略した他の周辺機器、例えば、被搬送物を収納するカセット、被搬送物を加工処理する処理ステージ等と搬送ロボットとを同期させて一連の搬送作業、加工作業等を行うように通信制御されている。
このようにして、ロボット制御システム１００によって、２軸パンタリンク２及び３軸水平スカラ型アーム３は、コントローラ１０３が発する信号によって各軸に設けられるモータが動作することによって、その形状を変形させることが可能となる。また、ハンド部材３０に載置した被搬送物を、上記２軸パンタリンク２と３軸水平スカラ型アーム３の可動範囲内において、所望の場所に搬送することができる。
【００２０】
なお、本発明は、前述した実施例で説明したロボットに限定されるものでは無く、例えば、平行リンク機構によって上下方向に駆動するロボットの替わりに、他の方法であって例えば上下駆動軸を用いてアーム機構を上下させる機構を有するものでも同様の効果を得ることができる。
【００２１】
次に図２を用いて、本発明の信号処理におけるタクトタイムに関しての説明をする。
図２は、搬送ロボットによって被搬送物を搬送する時の一連のタクトタイムを説明するための図である。同図において、図示省略の被搬送物を収納した収納装置に載置された被搬送物の下面に被搬送物を載置するハンド部材を挿入するために、搬送ロボットのアームを伸張させる動作ステップ（Ｅ）と、被搬送物をハンド部材上に載置させるためにハンド部材を上昇させる動作ステップ（Ｌ）と、ハンド部材と被搬送物とが接触した時にハンド部材に被搬送物を吸着する動作ステップ（Ｖ）と、吸着した後再びハンド部材を上昇させる動作ステップ（Ｌ）と、ハンド部材に載置した被搬送物を次の処理工程に運ぶためにハンド部材を収納装置から引き戻す動作ステップ（Ｒ）とからなる。
【００２２】
図２（ａ）はシリアル通信によって前述した一連の動作を行うときのタクトタイムを表す図である。同図において、ａ１は信号処理時間であって、動作ステップ（Ｅ）を開始するように図１に示す上位コントローラ１０４からコントローラ１０３に信号が送られるとともに、図示省略の他の周辺機器にも同様に上位コントローラから信号が送信されて搬送ロボットの動きと同期をとりながら動作ステップ（Ｅ）の動作を行うように信号が送信される。次にａ２及びａ３の信号処理時間では、動作ステップ（Ｅ）を終了させて次の動作ステップ（Ｌ）を開始するように信号を送信する。以下同様に、ａ４及びａ５とａ６及びａ７とａ８及びａ９の信号処理時間では、前の動作ステップを終了させて次のステップを開始するように信号を送信する。そして、ａ１０の信号処理時間では、動作ステップ（Ｅ）を終了させて次の処理位置に被搬送物を移動させるように上位コントローラから信号が送信される。
【００２３】
図２（ｂ）はパラレル通信によって前述した一連の動作を行うときのタクトタイムを表す図である。同図において、各々の動作ステップは図２（ａ）と同様であり、パラレル通信による通信方法を用いることによって前述した動作内容と同様であるが、ａ１乃至ａ１０の信号処理時間の替わりにｂ１乃至ｂ１０の処理時間となる。シリアル通信を用いるよりもパラレル通信を用いる方がより時間短縮となる。したがって、図２(ｂ)のパラレル通信による通信方法を用いることによって、図２（ａ）のシリアル通信による通信方法よりも通信時間が時間Ｔ１だけ短縮される。
しかし、パラレル通信による通信方法を使用すると、前述したように、一度に通信する情報量が多くなり、そのため、線数が増えるために結線が増加してトラブルの要因が増加する。
【００２４】
そこで、本発明では、図２(ｃ)に示すようにシリアル通信とパラレル通信とを適宜組み合わせた通信方法を採用している。
図２（ｃ）において、例えば、ｃ１及びｃ１０はシリアル通信による通信方法によって通信しており、ｃ２乃至ｃ９はパラレル通信によって通信している。このような通信方法を用いることによって、パラレル通信のみで通信する方法よりもタクトタイムを要することなるが、通信線の線数がパラレル通信よりも少なくなり、かつシリアル通信よりもタクトタイムを時間Ｔだけ短縮することができる。
このときのｃ１及びｃ１０は、搬送ロボットにおける一連の作業時の動作開始時や終了時であって、周辺機器と搬送ロボットとを同期させながら動作する際の通信量が多い場合であって、このような場合の通信方法にはシリアル通信を使用して情報量の拡大に対応させる。一方、ｃ２乃至ｃ９のように比較的周辺機器との通信量が少ない場合はパラレル通信を用いても通信線数の数量を抑えることができるので好適である。  
【００２５】
このようにして、通信方法をシリアル通信とパラレル通信とを適宜組み合わせることで、より最適な通信方法とすることができ、ロボットシステムの搬送作業において、命令量の拡大に対応しつつ、タクトタイムを短縮させることができ、そのため、生産性の向上にも繋がることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例に係る搬送ロボットの全体的な構成を示す概略構成図。
【図２】被搬送物を搬送する時の一連のタクトタイムを説明するための図。
【符号の説明】
【００２７】
１      搬送ロボット
２      ２軸パンタリンク
３      ３軸水平スカラ型アーム  
３０    ハンド部材  
４０    アーム
５０    アーム
１００  ロボット制御システム
１０３  コントローラ
【図１】
2008238382.tif 000003
【図２】
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