(57)【要約】【課題】原点位置登録時のロボットのギアの噛み合いやアームのケーシング内の軸の微小なズレによる、個々の姿勢での軌跡のゆがみ精度のばらつきを低減する。【解決手段】ロボットに、基準原点位置を登録し（ステップ１）、各ステーション毎にアーム伸縮動作を行いながら、アームの軌跡ゆがみ量が小さくなる基準原点位置近傍の補正原点位置を特定する（ステップ２、３、４）。そして、補正原点位置と基準原点位置とを比較し、各姿勢での原点位置補正量を算出（ステップ５）し、各ステーションへのアーム動作時には、該当する補正原点位置に切替ながら、または補正量を指令値に重畳してから動作させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットのアームの基準原点位置と、アームに搭載した搬送物を搬送する複数のステーション位置と、を予め記憶し、前記アームを制御するロボット制御装置において、
前記複数のステーションの各々に対して前記アームを伸縮させる際、前記基準原点位置を、各ステーション毎に予め決定された補正原点位置に切り替えながら、アームを動作させることを特徴とするロボットの制御装置。
【請求項２】
前記補正原点位置は、前記複数のステーションの各々に対するアームの伸縮動作時の軌跡ゆがみが小さくなるよう、各ステーション毎に決定した前記基準原点位置近傍の位置であることを特徴とした請求項１記載のロボットの制御装置。
【請求項３】
ロボットのアームの基準原点位置と、アームに搭載した搬送物を搬送する複数のステーション位置と、を予め記憶し、前記アームを制御するロボットの制御装置において、
前記複数のステーションの各々に対して前記アームを伸縮させる際、予め決定した補正量を指令値に重畳してから前記アームを動作させることを特徴とするロボットの制御装置。
【請求項４】
前記補正量は、前記基準原点位置と、前記複数のステーションの各々に対するアームの伸縮動作時の軌跡ゆがみが小さくなるよう、各ステーション毎に決定した前記基準原点位置近傍の位置と、の差分であることを特徴とした請求項３記載のロボット制御装置。
【請求項５】
ロボットのアームに搭載した搬送物を、複数のステーション位置に搬送するロボットの制御装置の制御方法であって、
前記アームの基準原点位置を前記制御装置に１箇所教示し、
前記複数のステーションの各々に対する前記アームの伸縮動作時の軌跡ゆがみが小さくなるよう、各ステーション毎に前記基準位置近傍の補正原点位置を特定し、
前記補正原点位置を前記制御装置に教示し、
前記複数のステーションの各々に対して前記アームを伸縮動作させる際、前記基準原点位置を、前記補正原点位置に切り替えながら、アームを動作させることを特徴とするロボット制御装置の制御方法。
【請求項６】
ロボットのアームに搭載した搬送物を、複数のステーション位置に搬送するロボットの制御装置の制御方法であって、
前記アームの基準原点位置を前記制御装置に１箇所教示し、
前記複数のステーションの各々に対する前記アームの伸縮動作時の軌跡ゆがみが小さくなるよう、各ステーション毎に前記基準位置近傍の補正原点位置を特定し、
前記補正原点位置と前記基準原点位置との差分を補正量とし、
前記複数のステーションの各々に対して前記アームを伸縮動作させる際、前記補正量を指令値に重畳してから前記アームを動作させることを特徴とするロボット制御装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用ロボット、特に液晶表示パネル用ガラス基板搬送用ロボットもしくは半導体ウエハ搬送用のロボットにおいて、搬送精度を改善するための手法である。
【背景技術】
【０００２】
通常、ロボットの原点位置は、ロボットアームのある特定位置を制御装置に登録することにより決定する。この時、専用のジグ等を使い、アームを原点姿勢（例えば、アームを折りたたんだ姿勢）に保ちながら、原点位置登録を行う。このことは、例えば特許文献１に記載されている。
また、上記原点位置は、例えばアームの任意の伸縮動作軌跡１箇所において、アームの動作軌跡を測定しながら、動作軌跡の精度が良くなるような所望の原点位置を特定し、そのアームの位置を原点位置として登録する。
【特許文献１】実開平１−１４３３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記のように、原点姿勢１箇所で原点位置を決定する場合は、原点位置登録時のロボットのギアの噛み合いやアームのケーシング内の軸の微小なズレにより、個々の姿勢での精度のばらつきが発生する。
一方、動作軌跡１箇所で軌跡誤差、特に軌跡ゆがみ量が小さくなるように原点位置を決定した場合、図６に示すように、調整を行ったステーションに対するアーム伸縮動作時の軌跡精度が向上するが、ロボットのバックラッシ等のガタやメカロスのため、他のステーションに関しては精度が劣化する場合がある。
またこの問題を解決するために、キャリブレーション姿勢を増やし、全体的な精度が向上するように原点位置を決定すると、個々の姿勢での精度のばらつきは減らせるが、各点における精度向上の割合は微小となる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
液晶表示パネル用ガラス基板搬送用ロボットおよび半導体ウエハ搬送用ロボットでは、動作範囲や動作姿勢が決定されているため、姿勢ごとにキャリブレーションを実施し、姿勢ごと、または各姿勢を数グループに分けそれぞれのグループごとに原点位置を決定し、動作時に原点位置を切り替えるようにする。または、補正量を指令に重畳して出力する。  このように、原点位置を従来のように１点ではなく、数点登録することによりバックラッシ等のガタやメカロスによる精度劣化を減らし、個々の姿勢での精度向上が実現できる。
【発明の効果】
【０００５】
本手法を用いることにより、液晶表示パネル用ガラス基板搬送用ロボットおよび半導体ウエハ搬送用ロボットにおいて、バックラッシ等のガタやメカロスが大きな場合でも、すべての動作姿勢において軌跡精度向上が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【０００７】
図２は、本発明の実施に用いるロボットの上面図である。図２において、１は半導体ウェハ搬送用の水平多関節型ロボットであり、Ｗはロボット１の搬送対象の半導体ウェハである。ロボット１は、昇降自在な円柱状の支柱部２の、ロボット旋回中心軸７回りに、水平面内で旋回する第１アーム３と、第１アーム３の先端に水平面内で旋回自在に取り付けられた第２アーム４と、第２アーム４の先端に水平面内で旋回自在に取り付けられたウェハ把持部５を備えている。ウェハ把持部５は半導体ウェハＷを載置するＹ字形のハンドである。収納容器８はロボット１の動作目標となる半導体ウェハを載置する箱である。
【０００８】
図３は、図２で説明したロボットを使用したウェハ搬送装置の上面図である。図３において、２１〜２５はステーションであり、ロボット１によって各ステーション２１〜２５の間を半導体ウェハＷが搬送される。図３に示すステーションのいくつかは収納容器となっており、この収納容器へのアプローチ時は、通常、収納容器の幅とウェハの直径にほとんど差異がないため、軌跡精度、特に軌跡のゆがみ低減が重要となる。
【０００９】
ここで、ロボット１のアームの先端のハンド部を一定速度で直線動作をさせた場合、原点位置登録時に第一アームまたは第二アームに原点誤差があると、軌跡のゆがみが発生する。原点誤差があると軌跡がゆがむことを、図４に示す簡易的な２リンクモデルを用いて説明する。Ｘ方向距離を一定に保ち、リンク先端のハンド部を一定速度で直線動作させた場合、以下の関係式が成り立つ。
【００１０】
【数１】
2007083346.tif 000003
【００１１】
リンク1に原点角度誤差Δθが存在し、Ｘ方向位置がΔXrefずれると仮定すると式(1)は以下のようになる。
【００１２】
【数２】
2007083346.tif 000004
【００１３】
式(1),(2)より、Ｘ方向位置ズレ分ΔXrefは以下のようになる。
【００１４】
【数３】
2007083346.tif 000005
【００１５】
上式を整理すると
【００１６】
【数４】
2007083346.tif 000006
【００１７】
式(4)より、原点角度誤差が存在すると軌跡がゆがむことがわかる。またリンク２に原点角度誤差が存在する場合も同様の結果が得られる。
【００１８】
本発明では、上記の軌跡のゆがみを低減するため、以下のようにアームの原点位置を設定する。
図１は本発明の実施例を示す、補正量算出方法のフローチャートである。以下、このフローチャートに従って説明する。
（ステップ１）図５に示すようにロボットを原点姿勢に保ち、基準となる原点位置を登録する。
（ステップ２）装置図面などの情報から、ステーション位置は既知なので、各ステーションの中の一つを選択し、このステーションに対するアーム伸縮動作を行う。
（ステップ３）各アームの原点位置を微小変化させ、ステップ２のアーム伸縮動作時のウェハ把持部における軌跡ゆがみ量の測定を繰り返し、軌跡ゆがみ量が小さくなるように原点位置の微調整を行う。
（ステップ４）各ステーションに対し、ステップ２、ステップ３を繰り返す
（ステップ５）ステップ３で求めた各姿勢の原点位置とステップ１で求めた基準原点位置を比較し、各姿勢での原点位置補正量を算出する。
（ステップ６）姿勢データと補正量の対応テーブルを作成する。
【００１９】
図７は、本発明の制御システム全体の簡潔なブロック図である。指令生成部は、教示データに基づき、位置・速度指令を作成し、サーボ制御部に渡す役目を担っている。サーボ制御部は、指令をもとに駆動トルクを算出し、ロボットを制御する役目を担っている。本手法では、あらかじめ作成した教示姿勢データ―原点位置補正用データテーブルに基づき、指令生成部において位置・速度指令作成時に目標姿勢に応じた補正量を重畳した指令値をサーボ制御部に渡す。この指令に基づき、サーボ制御部で目標指令に対して高精度追従制御を行うことで、バックラッシ等のガタやメカロスを補正し、軌跡のゆがみや絶対位置精度を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】補正量算出方法のフローチャート
【図２】ロボット上面図
【図３】図２のロボットを用いたウェハ搬送装置の上面図
【図４】簡易的な２リンクマニピュレータ図
【図５】原点位置姿勢
【図６】キャリブレーション姿勢と反キャリブレーション姿勢
【図７】制御システム全体のブロック図
【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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