(57)【要約】【課題】垂直多関節型ロボットにウエハの搬送動作をティーチングする際、実際の搬送時にウエハがアームの振動に共振することのないようにティーチングする。【解決手段】ハンドを取り付けたフランジ１１の移動軌跡上に複数の目標点を設定し、各目標点でのハンドの位置、姿勢、速度をティーチングする。このとき、ハンド１２により      把持されるウエハの表裏方向が第３軸の波動歯車減速装置の回転中心軸線の方向と直角に近い所定の角度範囲で交差する場合で、且つ第３軸の波動歯車減速装置の入力回転軸の回転速度がウエハに共振を起こし易い値であったとき、再ティーチングするように促す。【選択図】図１
2007168053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリンクを回転関節によって連結しそれら各回転関節に入力回転軸の回転を減速して次段のリンクに伝達する波動歯車減速装置を設けて構成された垂直多関節型ロボットに対し、前記複数のリンクのうち最先端のリンクに取り付けられたハンドに薄型基板を保持した状態で当該薄型基板を搬送する動作をティーチングする方法において、
前記薄型基板を搬送する動作を複数の単位動作に分割して前記単位動作毎に、
前記最先端のリンクに取り付けられた前記ハンドについて、目標点の位置と、前記目標点における姿勢と、前記目標点での速度および加速度とをティーチングし、
ティーチングされた前記ハンドの前記姿勢から、前記各波動歯車減速装置のうち、前記ハンドが共振振動を惹起するとして予め指定された所定の波動歯車減速装置の回転中心軸線の方向を求め、
前記所定の波動歯車減速装置の回転中心軸線の方向と、前記ハンドの前記姿勢から求められる当該ハンドの表裏方向とが直角に近い所定の角度範囲内で交差するか否かを判断し、
前記直角に近い所定の角度範囲内で交差する場合には、更に、前記ハンドが共振振動を惹起するとして予め指定された前記所定の波動歯車減速装置の角速度が前記ハンドの共振振動を惹起する速度であるか否かを判断し、前記ハンドの共振を惹起する速度であった場合、再ティーチングすることを特徴とする垂直多関節型ロボットのティーチング方法。
【請求項２】
前記所定の波動歯車減速装置の回転中心軸線の方向と、前記ハンドの表裏方向とが前記直角に近い所定の角度範囲内で交差するか否かの判断は、前記所定の波動歯車減速装置の回転中心軸線に沿った単位方向ベクトルと、前記ハンドの表裏方向の単位法線ベクトルとの外積の大きさが、０を超え１以下の所定値以上であるか否かによって判断することを特徴とする請求項１記載の垂直多関節型ロボットのティーチング方法。
【請求項３】
複数のリンクを回転関節によって連結しそれら各回転関節に入力回転軸の回転を減速して次段のリンクに伝達する波動歯車減速装置を設けて構成され、前記複数のリンクのうち最先端のリンクに薄型基板を保持するためのハンドを取り付ける垂直多関節型ロボットと、
この垂直多関節型ロボットに対し、前記ハンドに前記薄型基板を保持した状態で当該薄型基板を搬送する動作をティーチングすべく、その搬送動作を複数の単位動作に分割してその単位動作毎に前記最先端のリンクに取り付けられた前記ハンドについて、目標点の位置と、前記目標点での姿勢と、前記目標点での速度および加速度とをティーチングするティーチング手段と、
前記ティーチングされた前記単位動作毎の前記ハンドの前記目標点の位置と、前記目標点での前記姿勢、前記速度および前記加速度とから、前記各リンクの目標点の位置、その目標点での姿勢、速度および加速度を求める演算手段と、
前記単位動作毎の前記各リンクについての前記目標点の位置、前記姿勢、前記速度および前記加速度を記憶する記憶手段と、
前記ティーチング手段から前記単位動作毎の前記ハンドの前記目標点の位置、前記姿勢、前記速度および前記加速度が入力されたとき、前記各波動歯車減速装置のうち、前記ハンドが共振振動を惹起するとして予め指定された所定の波動歯車減速装置の回転中心軸線の方向を当該所定の波動歯車減速装置によって駆動されるリンクの前記姿勢から求め、その求めた回転中心軸線の方向と、前記ハンドの表裏方向とが直角に近い所定の角度範囲内で交差するか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段が前記所定の波動歯車減速装置の回転中心軸線の方向と前記ハンドの表裏方向とが前記直角に近い所定の角度範囲内で交差すると判断したとき、前記所定の波動歯車減速装置の角速度が前記ハンドの共振振動を惹起する速度であるか否かを判断し、あると判断した場合、再ティーチングすべき判定を行う再ティーチング要否判定手段と、
前記記憶手段に記憶された前記各リンクについての前記単位動作毎の前記目標点の位置、前記姿勢および前記速度に基づいて前記搬送動作を前記垂直多関節型ロボットに実行させる制御手段と
を具備してなる産業用ロボット装置。
【請求項４】
前記判断手段は、
前記所定の波動歯車減速装置の回転中心軸線の方向と、前記ハンドの表裏方向とが前記直角に近い所定の角度範囲内で交差するか否かの判断を、前記所定の波動歯車減速装置の回転中心軸線に沿った単位方向ベクトルと、前記ハンドの表裏方向の単位法線ベクトルとの外積の大きさが、０を超え１以下の所定値以上であるか否かによって行うことを特徴とする請求項３記載の産業用ロボット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直多関節型ロボットに薄型基板を搬送する動作をティーチングする方法およびそのティーチング方法を実現するための産業用ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
水平多関節型ロボットおよび垂直多関節型ロボットは、いずれも産業用ロボットとして種々の作業に使用されている。例えば、特許文献１では、半導体用ウエハ（薄型基板）の搬送作業に水平多関節型ロボットを使用している。
【０００３】
これら水平多関節型ロボットや垂直多関節型ロボットでは、その回転関節の駆動のために、一般にハーモニックドライブ（登録商標）と称される波動歯車減速装置が使用される。特許文献２には、この波動歯車減速装置を使用した多関節型ロボットの場合、定常動作時にアーム（リンク）の先端の振動が増大する共振現象が問題となり、この共振現象は波動歯車減速装置の入力回転数の偶数倍、特に入力回転数の２倍が系の固有振動数に近付いたときに生じ易いことが記載されている。
【特許文献１】特開２００２−２２４９８２号公報
【特許文献２】特開平１１−２６４４４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２に示されたアーム先端の共振振動の方向は、波動歯車減速装置の入力回転軸の回転中心軸線方向と直角方向である。水平多関節型ロボットの場合には、回転関節の回転中心軸線方向は上下方向であるから、波動歯車減速装置の入力回転軸の回転中心軸線方向は、回転関節と同じ上下方向で、アーム先端の共振方向は、入力回転軸の回転中心軸線方向と直角の左右方向となる。水平多関節型ロボットの先端のハンドで半導体ウエハを保持して搬送する場合、ウエハの表裏方向（板厚方向）を上下方向にして搬送する場面が多いから、ウエハがアーム先端の振動に共振して板厚方向に大きく振れることはなく、ウエハが自身の振動によって損傷する恐れはない。
【０００５】
しかしながら、水平多関節型ロボットは、各アームが水平方向に旋回動作するものであるから、床面に据え付けられるベースの近くでの作業が不得手で、広い作業面積を必要とする。これに対し、垂直多関節型ロボットは、各アームの旋回方向が上下方向であるから、ベース近くでも作業できるので、特許文献１に示された半導体用ウエハの搬送作業について、垂直多関節型ロボットを用いれば、ウエハを保管するカセットをロボット近くに設置することができ、ロボットを含めて作業に必要な設備の設置面積を小さくすることができる。このため、ウエハの搬送作業も、できれば垂直多関節型ロボットによって行うことが好ましい。
【０００６】
ところが、半導体用ウエハの搬送作業に垂直多関節型ロボットを使用すると、水平多関節型ロボットの場合とは異なり、回転関節および波動歯車減速装置の入力回転軸の回転中心軸線方向が水平方向となって、アーム先端の共振方向がハンドに保持されたウエハの板厚方向となる機会が多くなり、この場合にはウエハが共振して大きく振動し、破損する恐れを生ずる。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、垂直多関節型ロボットを薄型基板の搬送作業に使用するために、その垂直多関節型ロボットに搬送動作をティーチングする際、実際の搬送作業時に薄型基板がリンクの振動に共振することのないように搬送動作をティーチングすることができるティーチング方法およびそのティーチング方法を実現するための産業用ロボット装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、複数のリンクを回転関節によって連結しそれら各回転関節に入力回転軸の回転を減速して次段のリンクに伝達する波動歯車減速装置を設けて構成された垂直多関節型ロボットに対し、前記複数のリンクのうち最先端のリンクに取り付けられたハンドに薄型基板を保持した状態で当該薄型基板を搬送する動作をティーチングする方法において、前記薄型基板を搬送する動作を複数の単位動作に分割して前記単位動作毎に、
前記最先端のリンクに取り付けられた前記ハンドについて、目標点の位置と、前記目標点における姿勢と、前記目標点での速度および加速度とをティーチングし、ティーチングされた前記ハンドの前記姿勢から、前記各波動歯車減速装置のうち、前記ハンドが共振振動を惹起するとして予め指定された所定の波動歯車減速装置の回転中心軸線の方向を求め、前記所定の波動歯車減速装置の回転中心軸線の方向と、前記ハンドの前記姿勢から求められる当該ハンドの表裏方向とが直角に近い所定の角度範囲内で交差するか否かを判断し、前記直角に近い所定の角度範囲内で交差する場合には、更に、前記ハンドが共振振動を惹起するとして予め指定された前記所定の波動歯車減速装置の角速度が前記ハンドの共振振動を惹起する速度であるか否かを判断し、前記ハンドの共振を惹起する速度であった場合、再ティーチングすることを特徴とする垂直多関節型ロボットのティーチング方法にある。
【０００９】
請求項３の発明は、複数のリンクを回転関節によって連結しそれら各回転関節に入力回転軸の回転を減速して次段のリンクに伝達する波動歯車減速装置を設けて構成され、前記複数のリンクのうち最先端のリンクに薄型基板を保持するためのハンドを取り付ける垂直多関節型ロボットと、この垂直多関節型ロボットに対し、前記ハンドに前記薄型基板を保持した状態で当該薄型基板を搬送する動作をティーチングすべく、その搬送動作を複数の単位動作に分割してその単位動作毎に前記最先端のリンクに取り付けられた前記ハンドについて、目標点の位置と、前記目標点での姿勢と、前記目標点での速度および加速度とをティーチングするティーチング手段と、前記ティーチングされた前記単位動作毎の前記ハンドの前記目標点の位置と、前記目標点での前記姿勢、前記速度および前記加速度とから、前記各リンクの目標点の位置、その目標点での姿勢、速度および加速度を求める演算手段と、前記単位動作毎の前記各リンクについての前記目標点の位置、前記姿勢、前記速度および前記加速度を記憶する記憶手段と、前記ティーチング手段から前記単位動作毎の前記ハンドの前記目標点の位置、前記姿勢、前記速度および前記加速度が入力されたとき、前記各波動歯車減速装置のうち、前記ハンドが共振振動を惹起するとして予め指定された所定の波動歯車減速装置の回転中心軸線の方向を当該所定の波動歯車減速装置によって駆動されるリンクの前記姿勢から求め、その求めた回転中心軸線の方向と、前記ハンドの表裏方向とが直角に近い所定の角度範囲内で交差するか否かを判断する判断手段と、前記判断手段が前記所定の波動歯車減速装置の回転中心軸線の方向と前記ハンドの表裏方向とが前記直角に近い所定の角度範囲内で交差すると判断したとき、前記所定の波動歯車減速装置の角速度が前記ハンドの共振振動を惹起する速度であるか否かを判断し、あると判断した場合、再ティーチングすべき判定を行う再ティーチング要否判定手段と、前記記憶手段に記憶された前記各リンクについての前記単位動作毎の前記目標点の位置、前記姿勢および前記速度に基づいて前記搬送動作を前記垂直多関節型ロボットに実行させる制御手段とを具備してなる産業用ロボット装置にある。
【００１０】
上記の請求項１および３の発明によれば、ハンドに保持された薄型基板が共振振動を惹起するとして予め指定された所定の波動歯車減速装置について、その回転中心軸線の方向が薄型基板の表裏方向とほぼ直交していてハンドの振動が共振し易い状態にあり、しかも、前記所定の波動歯車減速装置の角速度がリンクの振動を惹起し易い速度であるときには、再ティーチングが行われて、ハンドの姿勢、或いは前記所定の波動歯車減速装置の角速度がハンドの共振を惹起し難いように設定しなおされるので、薄型基板が共振して破損するといった恐れがない。
【００１１】
請求項２の発明は、前記所定の波動歯車減速装置の回転中心軸線の方向と、前記ハンドの表裏方向とが前記直角に近い所定の角度範囲内で交差するか否かの判断は、前記所定の波動歯車減速装置の回転中心軸線に沿った単位方向ベクトルと、前記ハンドの表裏方向の単位法線ベクトルとの外積の大きさが、０を超え１以下の所定値以上であるか否かによって判断することを特徴とする請求項１記載の垂直多関節型ロボットのティーチング方法にある。
請求項４の発明は、前記所定の波動歯車減速装置の回転中心軸線の方向と、前記ハンドの表裏方向とが前記直角に近い所定の角度範囲内で交差するか否かの判断を、前記所定の波動歯車減速装置の回転中心軸線に沿った単位方向ベクトルと、前記ハンドの表裏方向の単位法線ベクトルとの外積の大きさが、０を超え１以下の所定値以上であるか否かによって行うことを特徴とする請求項３記載の産業用ロボット装置にある。
請求項２，４の発明によれば、２つのベクトルの外積によって、前記所定の波動歯車減速装置の回転中心軸線が薄型基板の表裏方向とほぼ直交しているか否かを容易に判断できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を図面に基いて説明する。図１に示すように、産業用ロボット装置１は、垂直多関節型ロボット２と、この垂直多関節型ロボット２を制御する制御手段としての制御装置３と、この制御装置３に接続されたティーチング手段としてのティーチペンダント４とから構成されている。
【００１３】
上記垂直多関節型ロボット２は、図２にも示すように、例えば６軸の垂直多関節型のものとして構成され、ベース５と、このベース５に水平方向に旋回可能に支持されたショルダ部６と、このショルダ部６に上下方向に旋回可能に支持された下アーム７と、この下アーム７に上下方向に旋回可能に支持された第１の上アーム８と、この第１の上アーム８の先端部に捻り回転可能に支持された第２の上アーム９と、この第２の上アーム９に上下方向に回転可能に支持された手首１０と、この手首１０に回転（捻り動作）可能に支持されたフランジ１１とから構成されている。
【００１４】
上記のベース５を含め、ショルダ部６、下アーム７、第１の上アーム８、第２の上アーム９、手首１０、フランジ１１は、ロボットにおけるリンクとして機能し、ベース５を除く各リンクは、下段のリンクに対し回転関節によって回転可能に連結されている。なお、最先端のリンクであるフランジ１１には、図５に示すように、ワークを把持するハンド１２が取り付けられるようになっている。
【００１５】
上記のリンクとリンクとを連結する前記回転関節には、前段のリンク側に固定されたモータの回転を減速して次段のリンクに伝達する減速装置が設けられており、これにより次段のリンクが回転関節の回転中心軸線のまわりで回転するようになっている。即ち、各回転関節に設けられる減速装置としては、波動歯車減速装置１６が用いられている。この波動歯車減速装置１６は、図３に示すように、薄肉の外歯車で弾性変形するフレクスプライン１７と、このフレクスプライン１７に変形を与える楕円形のカム１８ａの外側にボールベアリング１８ｂをはめ込んだウェーブジェネレータ１８と、楕円形に弾性変形したフレクスプライン１７と噛み合う厚肉の内歯車であるサーキュラスプライン１９の３部品からなり、入出力部が同心で高い減速比が得られる。
【００１６】
この波動歯車減速装置１６は、その出力部であるサーキュラスプライン１９を次段のリンクに固定し、入力部であるカム１８ａに前段のリンクに固定されたモータ２０（図６参照）の回転軸２０ａを入力回転軸として連結している。これにより、モータ２０が起動すると、その回転軸２０ａの回転が波動歯車減速装置１６により減速されて次段のアームに伝達され、当該次段のアームが旋回或いは捻り回転する。この場合、各リンクを前段のリンクに対して回転可能に支持する関節軸（図示せず）は、波動歯車減速装置１６の入出力部と同心で、モータ２０の回転軸２０ａとも同心になっている。
【００１７】
ここで、第１のリンクであるベース５と第２のリンクであるショルダ部６との間を連結する回転関節の関節軸を第１軸、第２のリンクであるショルダ部６と第３のリンクである下アーム７との間を連結する回転関節の関節軸を第２軸、第３のリンクである下アーム７と第４のリンクである第１の上アーム８との間を連結する回転関節の関節軸を第３軸、第４のリンクである第１の上アーム８と第５のリンクである第２の上アーム９との間を連結する回転関節の関節軸を第４軸、第５のリンクである第２の上アーム９と第６のリンクである手首１０との間を連結する回転関節の関節軸を第５軸、第６のリンクである手首１０と第７のリンクであるフランジ１１との間を連結する回転関節の関節軸を第６軸と称することとする。
【００１８】
また、第１軸と同心に配設されてショルダ部６を駆動する波動歯車減速装置１６を第１軸の波動歯車減速装置１６−１、第２軸と同心に配設されて下アーム７を駆動する波動歯車減速装置１６を第２軸の波動歯車減速装置１６−２、第３軸と同心に配設されて第１の上アーム８を駆動する波動歯車減速装置１６を第３軸の波動歯車減速装置１６−３、第４軸と同心に配設されて第２の上アーム９を駆動する波動歯車減速装置１６を第４軸の波動歯車減速装置１６−４、第５軸と同心に配設されて手首１０を駆動する波動歯車減速装置１６を第５軸の波動歯車減速装置１６−５、第６軸と同心に配設されてフランジ１１を駆動する波動歯車減速装置１６を第６軸の波動歯車減速装置１６−６と称することとする。
【００１９】
ところで、各波動歯車減速装置１６が発する振動は、リンク７〜１１を伝って最終的にハンド１２ひいてはハンド１２によって把持される薄型基板としてのウエハＷ（図５参照）を振動させる。このとき、ハンド１２は、第３軸の波動歯車減速装置１６−３の振動に対して最も共振し易いことが実験によって確かめられている。更に、その第３軸の波動歯車減速装置１６−３の入力回転軸であるモータ２０の回転軸２０ａの回転数の偶数倍、特に回転数の２倍がハンド１２の固有振動数ωに近付いたとき、最も共振し易くなることも実験によって確かめられている。従って、モータ２０の回転数を、ハンド１２の固有振動数ωの半分に近い値から外せば、ハンド１２ひいてはウエハＷの共振振動を抑えることができる。
【００２０】
ただし、第３軸の波動歯車減速装置１６−３の回転中心軸線の方向（第３軸の回転中心軸線の方向と同じ）は、垂直多関節型ロボット２の構造上、常に水平であるが、この第３軸の波動歯車減速装置１６−３の回転中心軸線の方向に対して、図８に示すように、ハンド１２の表裏方向（ウエハＷの表裏方向）が直角に近い所定の角度範囲（直角を含む）にあるときには、第３軸の波動歯車減速装置１６−３が発生する振動の方向（上下方向）がウエハＷの表裏方向（板厚方向）であるので、ウエハＷの共振振動を誘発する。従って、この場合には、モータ２０の回転数はハンド１２の固有振動数ωの半分に近い値であってはならない。
【００２１】
しかしながら、ウエハＷの表裏方向が、波動歯車減速装置１６−３の回転中心軸線の方向に対して、直角に近い所定の角度範囲（直角を含む）の外側にあるときには、図９に示すように、波動歯車減速装置１６−３の発生する振動の方向（上下方向）がウエハＷの直径方向になるので、ウエハＷの共振が起き難く、従って、この場合には、モータ２０の回転数はハンド１２の固有振動数ωの半分に近い値であっても問題はない。
【００２２】
一方、前記制御装置３は、図６に示すように、ＣＰＵ２１、駆動回路２２、位置検出手段としての位置検出回路２３を備えている。そして、上記ＣＰＵ２１には、記憶手段として、ロボット全体のシステムプログラムおよび動作プログラムを作成するためのロボット言語など等を記憶するＲＯＭ２４、垂直多関節型ロボット２の動作プログラム等を記憶するＲＡＭ２５が接続されていると共に、ティーチング作業を行なう際に使用する前記ティーチングペンダント４が接続されている。このティーチングペンダント４は、図１に示すように操作手段としての各種の操作部４ａおよび通知手段としての表示器４ｂを備えている。
【００２３】
上記位置検出回路２３は、ショルダ部６、各アーム７〜９、手首１０およびフランジ１１の位置を検出するためのもので、この位置検出回路２３には、ショルダ部６、各アーム７〜９、手首１０およびフランジ１１の駆動源であるモータ２０に設けられた位置センサとしてのロータリエンコーダ２６が接続されている。上記位置検出回路２３は、ロータリエンコーダ２６の検出信号によってベース５に対するショルダ部６の回転角度、ショルダ部６に対する下アーム７の回転角度、下アーム７に対する第１の上アーム８の回転角度、第１の上アーム８に対する第２の上アーム９の回転角度、第２の上アーム９に対する手首１０の回転角度、および手首１０に対するフランジ１１の回転角度を検出し、その位置検出情報はＣＰＵ２１に与えられる。そして、ＣＰＵ２１は、動作プログラムに基づいてショルダ部６、各アーム７〜９、手首１０およびフランジ１１を動作させる際、位置検出回路２３からの入力信号をフィードバック信号としてそれらの動作を制御するようになっている。なお、図６では、モータ２０およびロータリエンコーダ２６は１個のみ示した。
【００２４】
ここで、各リンクには、それぞれ３次元の座標が固定されている。このうち、床面に据え付けられるベース５の座標系は不動である。この不動のベース５の座標系は、垂直多関節型ロボット２の基準座標とされるものであり、他のリンクの座標系は各回転関節の回転によって基準座標上での位置と向きが変化する。そして、制御手段としての制御装置３（ＣＰＵ２１）は、位置検出回路２３から入力されるショルダ部６、各アーム７〜９、手首１０およびフランジ１１の各回転関節の位置検出情報と予め記憶されている各関節の長さ情報に基づいて、各関節の座標の位置と向きを、座標変換の演算機能により基準座標上での位置と向きに変換して認識することができるようになっている。
【００２５】
さて、上記各関節の座標系のうち、フランジ１１の座標系は、図４に示すように、フランジ１１の先端面の回転中心Ｐ0 を原点とし、フランジ１１の先端面上で２つの座標軸Ｘf ，Ｙf、フランジ１１の回転軸上で１つの座標軸Ｚfが定められている。そして、ロボットアームの先端のフランジ１１の姿勢は、図４に示すように、フランジ１１の座標系の原点ＰｏからＺf 軸に沿ってその負方向に突出する単位長さ「１」のアプローチベクトルＡと、原点Ｐ0 からＹf 軸に沿ってその正方向に突出する単位長さ「１」のオリエントベクトルＯを設定し、フランジ１１の座標系をその原点Ｐ0 が基準座標系の原点に合致するように平行移動させたとき、その基準座標系上でのアプローチベクトルＡとオリエントベクトルＯで表される。
【００２６】
このフランジ１１に取り付けられた前記ハンド１２は、図５に示すようにほぼＵ字状をなし、３箇所に薄型基板、この実施形態では半導体形成用のウエハＷを保持するための３個の把持部２７がそれぞれ矢印方向に移動可能に設けられている。これら把持部２７は、ウエハＷを把持する際には、内側方向に移動し、内側に形成された溝２７ａ内にウエハＷの外周部を嵌め込むようにして把持する。ハンド１２にウエハＷを把持した場合、その表裏方向（ハンド１２の表裏方向）は、オリエントベクトルＯが通る座標軸Ｙｆの方向と一致するようになっている。
【００２７】
次に上記構成において、垂直多関節型ロボット２にウエハＷを把持して搬送する作業をティーチングする場合の制御装置３の制御内容を図７のフローチャートをも参照しながら説明する。ティーチング対象となる搬送動作は、図１０に示すラック２８からウエハＷを一枚ずつ保持して次工程へ搬送する動作であり、その搬送経路は図１０に実線で示す経路（ハンド１２の中心の経路）であるとする。
【００２８】
搬送動作をティーチングする場合、出発位置から到着位置まで搬送する搬送動作を複数の単位動作に分け、単位動作毎にティーチングしてゆく。具体的には、搬送経路中に複数の目標点を設け、目標点から次の目標点まで搬送する動作を単位動作とする。単位動作は、目標点の位置（ロボット座標で示される。）、目標点での姿勢、速度および加速度によって規定される。
【００２９】
目標点の位置および姿勢は、ティーチングペンダント４によって実際に垂直多関節型ロボット２を動かしてハンド１２を目標点に移動させて所望の姿勢をとらせることによって行われる。なお、ティーチング時において、ハンド１２の位置は、フランジ１１の座標に対して、ハンド１２のオフセット量を加味したツール座標が用いられる。このようなティーチングによって、制御装置３は、各モータ２０の回転位置を検出するロータリエンコーダ２６の検出信号に基づいて各リンク６〜１１の基準座標上での位置を演算して各リンク６〜１１の目標点の位置を求めると共に、各リンク６〜１１の座標について２つの座標軸の単位ベクトルの方向を演算して目標点での各リンク６〜１１の姿勢を求める。
【００３０】
また、各目標点でのハンド１２の速度および加速度は、ティーチングペンダント４から数値入力することによって設定される。そして、制御装置３は、ティーチングペンダント４から入力されたハンド１２の速度、加速度に基づいて、各リンク６〜１０の速度および加速度を演算する。
【００３１】
さて、図７に示すティーチング作業のフローチャートにおいて、単位動作をティーチングするためにティーチングペンダント４を操作すると、制御装置３は、ある目標値（出発点を含む）から次の目標値への移動を命令するムーブ命令を読み出す（ステップＳ１で「ＹＥＳ」、ステップＳ２）。そして、ティーチングペンダント４を操作してロボット１を動かして次の目標点へハンド１２を移動させ、その目標点でのハンド１２の姿勢を定めると共に、その目標点でのフランジ１１の速度および加速度を入力する（ステップＳ３）。すると、制御装置３は、各ロータリエンコーダ２６の検出信号に基いて各リンク６〜１０の座標の原点の位置、姿勢を演算すると共に、目標点でのハンド１２の速度、加速度に基いてその各リンク６〜１０の速度、加速度を演算する（ステップＳ４：演算手段）。
【００３２】
次に、制御装置３は、第３軸の波動歯車減速装置１６−３の回転中心軸線の方向を第１の上アーム８の姿勢から求めると共に、フランジ１１のオリエントベクトルＯからハンド１２に保持されたウエハＷの表裏方向を求め、第３軸の波動歯車減速装置１６−３の回転中心軸線の方向と同方向の単位方向ベクトルＲと、ウエハＷの表裏方向と同方向の単位法線ベクトルＮを求めて両ベクトルＲ，Ｎの外積を演算する（ステップＳ５）。
【００３３】
ここで、両ベクトルＲ，Ｎの外積が０のときは、第３軸の波動歯車減速装置１６−３の回転中心軸線の方向と、ウエハＷの表裏方向とが一致することを示し、１のときは、第３軸の波動歯車減速装置１６−３の回転中心軸線の方向と、ウエハＷの表裏方向とが直交することを表している。そして、両ベクトルＲ，Ｎの外積を演算した後、制御装置３は、ウエハＷが第３軸の波動歯車減速装置１６−３の振動によって共振する角度範囲（直交から直交に近い角度の範囲）であるか否かを判断するために、両ベクトルＲ，Ｎの外積が０以上で、０を越え１以下の所定値例えば０．３未満であるか否かを判断する（ステップＳ６：判断手段）。
【００３４】
そして、両ベクトルＲ，Ｎの外積が０以上で、０．３未満である場合（ステップＳ６で「ＹＥＳ」）、制御装置３は、ウエハＷが共振を起し難い角度範囲にあるとしてティーチングペンダント４から入力された速度をそのまま目標点での速度と決定し（ステップＳ７）、その目標点での各リンク６〜１１の位置、姿勢、速度、加速度をＲＡＭ（記憶手段）２５の決定領域に記憶する（ステップＳ８）。その後、制御装置３は、次の目標点への単位動作をティーチングするための操作が行われるのを待つ状態となる（ステップＳ１）。
【００３５】
ところで、ティーチングされた状態のままでは、第３軸の波動歯車減速装置１６−３の回転中心軸線の方向とウエハＷの表裏方向とが直角に近い所定範囲内の角度で交差する場合がある。この場合には、両ベクトルＲ，Ｎの外積が０以上で０．３未満の範囲から外れる（０を超え１以下の所定値である０．３以上）ので、制御装置３は、ステップＳ６で「ＮＯ」と判断し、次のステップＳ９で第１の上アーム８の速度（角速度）に基いて第３軸の波動歯車減速装置１６−３のモータ２０の回転軸２０ａの回転数（角速度）を演算し、その回転数ωがウエハＷの共振を惹起しない範囲、つまり回転数ωの２倍がハンド１２の固有振動数ｆから所定値αを引いた値以下、または回転数ωの２倍がハンド１２の固有振動数ｆに所定値αを加えた値以上であるか否かを判断する（再ティーチング要否判定手段）。
【００３６】
そして、制御回路３は、ステップＳ９で「ＹＥＳ」ならば、入力された速度でもウエハＷは共振しないので、前記ステップＳ７に移行し、ティーチングペンダント４から入力された速度をそのまま目標点での速度と決定し、その目標点での各リンク６〜１１の位置、姿勢、速度をＲＡＭ２５の決定領域に記憶する（ステップＳ８）。また、ステップＳ８で「ＮＯ」ならば、入力された速度であると、ウエハＷが共振する恐れがあるので、再ティーチングする必要がある旨を表示器４ｂに表示する（ステップＳ１０）。これを見た入力者は、再度同じ目標点についての位置、姿勢、速度、加速度をティーチングペンダント４から入力する操作を行う（ステップＳ１〜Ｓ３）。そして、再ティーチングのウエハＷが共振を起こさない姿勢、或いは角速度であった場合には、次の目標点のティーチングを行う。
【００３７】
以上のようにして全ての目標点についてティーチングを行ったところでティーチング作業を終了する。そして、制御装置３を実行モードにしてウエハＷの搬送プログラムを実行させると、制御装置３は、搬送プログラムからムーブ命令を順次読み出してフランジ１１がティーチングされた目標点を順次通るように各波動歯車減速装置１６のモータ２０を制御することにより、垂直多関節型ロボット２に搬送作業を行わせる。
このように本実施例によれば、垂直多関節型ロボット２を用いながら、ウエハＷが共振を起こさないように搬送動作をティーチングすることができる。
【００３８】
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限定されるものではなく、以下のような拡張或いは変更が可能である。
薄型基板はウエハに限られず、液晶パネルなどであっても良い。
垂直多関節型ロボットは６軸のものに限られない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態を示すもので、産業用ロボット装置の斜視図
【図２】垂直多関節型ロボットのスケルトン図
【図３】波動歯車減速装置の断面図
【図４】フランジの座標を示す斜視図
【図５】ハンドの斜視図
【図６】電気的構成のブロック図
【図７】ティーチングのフローチャート
【図８】ウエハが共振を起こし易い場合の側面図
【図９】ウエハが共振を起こし難い場合の側面図
【図１０】搬送経路と目標点を示す図
【符号の説明】
【００４０】
図面中、１は産業用ロボット装置、２は垂直多関節型ロボット、３は制御装置（制御手段、演算手段、判断手段、再ティーチング要否判定手段）、４はティーチングペンダント（ティーチング手段）、５はベース（リンク）、６はショルダ部（リンク）、７は下アーム（リンク）、８は第１の上アーム（リンク）、９は第２の上アーム（リンク）、１０は手首（リンク）、１１はフランジ（リンク）、１２はハンド、１６は波動歯車減速装置、２０はモータ、２０ａは回転軸（入力回転軸）、２５はＲＡＭ（記憶手段）、Ｗはウエハ（薄型基板）である。
【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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【図１０】
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