(57)【要約】【課題】基板を載せる搬送用ハンドのズレ量を検出して、搬送用ハンドが基板を収納するカセット等の他の周辺機器に衝突したり、搬送用ハンド自身が破損することを未然に防止する搬送用ロボットを提供すること。【解決手段】本発明の搬送用ロボットは、搬送用ロボットのアーム先端に配置される搬送用ハンドを備え、この搬送用ハンドに取り付けられた加速度センサと、加速度センサに接続されたコントローラとからなり、コントローラが搬送用ロボットの作動時に搬送用ハンドの先端部のズレ量を加速度センサから検出し、ズレ量が所定の範囲となったときに警告信号を発信し、所定の範囲を超えたときに搬送用ロボットの動作を停止することで、搬送用ハンドが周辺機器に衝突したり、搬送用ハンド自身が破損することを未然に防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを搬送するための搬送用ロボットの制御方法において、前記搬送用ロボットのアーム先端に配置される搬送用ハンドを備え、前記搬送用ハンドに取り付けられた加速度センサと、前記加速度センサに接続されたコントローラとからなり、前記コントローラが前記搬送用ロボットの作動時に前記搬送用ハンドの先端部のズレ量を検出する加速度センサから信号を入力し、前記ズレ量が所定の範囲となったときに警告信号を発信し、所定の範囲を超えたときに前記搬送用ロボットの動作を停止することを特徴とする搬送用ロボットの制御方法。
【請求項２】
前記搬送用ロボットの前記加速度センサが、前記搬送用ハンドの基部側上面に備えられたことを特徴とする請求項１に記載の搬送用ロボットの制御方法。
【請求項３】
前記搬送用ロボットの前記加速度センサが、ジャイロセンサからなる請求項１に記載の搬送用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、搬送用ロボットを駆動制御する際に搬送用ハンドの先端部のズレ量を検出する搬送用ロボットの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体や液晶の製造工程において、材料となる板状のワーク（以下、「基板」とも言う）の搬送には、搬送用ロボットが使用されている。そして、ロボットの手先（例えばアームの先端）には、基板と直接接触するハンドと呼ばれる部分が備えられている。この搬送用ハンドは、フォーク状の形状をしており、片持ち梁のように柄の部分（基部）がロボット本体（例えばアームの先端）に固定され、この搬送用ハンド上面に基板を載せるようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２８９６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、基板のサイズの大型化に対応するため、搬送用ハンドも大型化しているが、この大型化にともない搬送用ハンドの重量も大きくなり、そのため自重によって搬送用ハンド先端部が撓みを起こしていた。従来では、この撓みを抑制するために高硬度の材料を用いたり、ハンドの板材を厚くしたりすることで高剛性化を図ることが行われてきた。ところが、このような材料力学的、かつパッシブな方法を用いた場合には、撓み防止に限界があり、また、この撓み量（ズレ量）が大きくなってくると搬送用ハンドが基板を収納するカセット等の周辺機器に衝突したり、搬送用ハンド自身が破損するという問題も発生する。
【０００５】
そこで、本発明の解決しようとする課題は、基板を載せる搬送用ハンドのズレ量を検出して、搬送用ハンドが基板を収納するカセット等の他の周辺機器に衝突したり、搬送用ハンド自身が破損することを未然に防止する搬送用ロボット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。
すなわち、請求項１に記載の搬送用ロボットは、ワークを搬送するための搬送用ロボットの制御方法において、前記搬送用ロボットのアーム先端に配置される搬送用ハンドを備え、前記搬送用ハンドに取り付けられた加速度センサと、前記加速度センサに接続されたコントローラとからなり、前記コントローラが前記搬送用ロボットの作動時に前記搬送用ハンドの先端部のズレ量を検出する加速度センサから信号を入力し、前記ズレ量が所定の範囲となったときに警告信号を発信し、所定の範囲を超えたときに前記搬送用ロボットの動作を停止することを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の搬送用ロボットの制御方法は、請求項１記載の搬送用ロボットの制御方法において、搬送用ロボットの前記加速度センサが、前記搬送用ハンドの基部側上面に備えられたことを特徴としている。
【０００８】
請求項３に記載の搬送用ロボットの制御方法は、請求項１記載の搬送用ロボットの制御方法において、搬送用ロボットの前記加速度センサが、ジャイロセンサからなることを特徴としている。
【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】
コントローラが搬送ロボットの作動時に、搬送用ハンドに備えた加速度センサからの情報によって、搬送用ハンドのズレ量を検出し、ズレ量が所定の範囲となったときに警告信号を発信し、所定の範囲を超えたときに搬送用ロボットの動作を停止するために、搬送用ハンドが基板を収納するカセット等の他の周辺機器に衝突したり、搬送用ハンド自身が破損することを未然に防止することができる。
【００１１】
また、搬送用ハンドに備えた加速度センサが、ハンドの基部側上面に備えられているために、基板を搬送用ハンドに載置するときに障害とはならない。
【００１２】
また、加速度センサにジャイロセンサを備えることで搬送用ハンドの動作において、角速度の変化にも対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施例に係る搬送用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。図２は本発明の搬送用ロボットの搬送用ハンドを水平方向に進退したときの図であって、そのときの搬送用ハンド先端部の撓み量を示す図である。図３は本発明の搬送用ロボットとコントローラとの信号の入出力関係を示す図である。図４は本発明のコントローラの信号入出力手順を示す図である。
【００１４】
まず、図１を用いて、本発明の実施例の搬送用ロボット１について、簡単に説明する。
搬送用ロボット１は、搬送用ハンド３と、第１アーム２１と第２アーム２２とからなるアーム２、基台４、および搬送用ハンド３とアーム２とを各々回動するモータ（図示省略）と、基台４上に搬送用ハンド３とアーム２とを昇降駆動するシリンダ（図示省略）とによって構成されている。
搬送用ロボット１において、搬送用ハンド３を適切な位置に移動させることによって搬送用ハンド３上に載置される基板を搬送する。搬送用ハンド３は、水平方向に進退可能、水平方向内で旋回可能、かつ、鉛直方向に昇降可能となっている。
【００１５】
搬送用ハンド３は、フォーク状に形成され、その上面に基板１０が載置される。搬送用ハンド３の基部３１がアーム２の先端側である第２アーム２２の一端側に支持されており、搬送用ハンド３は回動支軸５１を中心に回動可能となっており、図示しないモータによって回動される。第２アーム２２の他端側は第１アーム２１の一端側に連結されており、第２アーム２２と第１アーム２１とによって関節５２が形成されている。すなわち、アーム２は、関節５２の部分で第１アーム２１と第２アーム２２とが連結されることによって形成されている。第２アーム２２は関節５２の部分に設けた図示しないモータによって第１アーム２１に対して回動可能となっている。アーム２の基部側である第１アーム２１の他端側は基台４の上面に支持されており、第１アーム２１は基台４に対して回動支軸５３を中心に回動可能となっており、図示しないモータによって回動される。
【００１６】
搬送用ハンド３の基部３１にはセンサ６が備えられており、このセンサ６によって搬送用ハンド３の動作の変化量を検出している。
本実施例のセンサには、加速度センサが用いられており、例えばジャイロセンサを使用して角速度の変化量を検出することで搬送用ハンドの動作の変化量を検出している。勿論、ジャイロセンサ以外の加速度センサを使用して、又は加速度センサ以外のセンサを使用して搬送用ハンドの動作の変化量を測定しても同様の効果を得ることができる。
【００１７】
また、本発明のセンサ６の取付け位置は、搬送用ハンド３の基部３１の上端に備えているが、上端に限らず、また基部３１に限らず、搬送用ハンド３の動作量の変化を測定できる位置であればいかなる位置でもよい。
【００１８】
第１アーム２１と第２アーム２２とは同じ長さに形成されており、関節５２の角度（第１アーム２１と第２アーム２２のなす角度）が変更されることでアーム２が伸縮する。アーム２が伸縮することで、搬送用ハンド３は進退する。
搬送用ハンド３の進退機能は、このようにアーム２が伸縮することによって、搬送用ハンド３を基台４に対してその向き（姿勢）を保持したまま、図１の矢印Ｘに示す方向へ搬送用ハンド３を水平移動させる機能である。このとき、第１アーム２１と第２アーム２２とが回動することでアーム２が伸縮するとともに、搬送用ハンド２が回動することで搬送用ハンド３の基台４に対する向きを保持する。
【００１９】
また、搬送用ハンド３の旋回機能は、アーム２が回動支軸５３を中心に回動することによって旋回させる機能である。
【００２０】
アーム２と搬送用ハンド３とは、基台４に上下に昇降可能に支持されている。基台４内には昇降用電動シリンダ（図示省略）が内蔵されており、この昇降用電動シリンダによってアーム２と搬送用ハンド３とが昇降移動する。
【００２１】
以上の搬送用ハンド３の進退機能および旋回機能により、搬送用ハンド３上に載置された基板１０の水平面内での位置が調整される。また、昇降機能によって、搬送用ハンド３上に載置された基板の高さ位置が調節される。こうして、搬送用ハンド３上の基板１０を適切な位置に搬送するようにしている。なお、回動支軸５１の部分、および関節５２の部分にそれぞれモータを設置する構成に替えて、回動支軸５３の部分に別のモータを設置し、タイミングベルトおよびプーリを用いてアーム２および搬送用ハンド３に動力を伝達することによって、搬送用ハンド３を進退させる構成としてもよい。
【００２２】
次に、図２を用いて、搬送用ハンド３の先端のズレについて説明をする。
搬送用ハンド３は、基台４の回転支軸５３を回動させることで第１アーム２１を回動させ、関節５２に連結された第２アーム２２を回動させ、第２アームに連結された搬送用ハンド３を回動支軸５１を中心に回動する。この一連の駆動によって搬送用ハンド３はＸ軸方向に進退する。このとき搬送用ハンド３は、図２に示すように、搬送用ハンド３自身の自重によって、破線で示す水平面から距離Ｌだけ実線で示す位置まで撓むこことなる。この撓み量は搬送用ハンド３が大型化するほど大きくなり、また、搬送用ロボットを長期間可動することで機械的な劣化の影響を受けてこの撓み量は大きくなる。
【００２３】
図２に示すように、撓み量は初期の使用時、Ｌ０からＬ１の範囲内であるが、長期間可動することで、機械的な劣化が生じて、Ｌ２又はＬ３の位置まで下降することになる。本実施例においては、撓み量Ｌ２を警告すべき範囲として、Ｌ３を危険範囲を超えたとして各々警告表示の発信、非常停止処理等を行う。
【００２４】
次に、図３を用いて、本発明の搬送用ロボットとコントローラとの信号の入出力関係を説明する。
本発明のコントローラ７は、搬送用ロボット１に信号を送信して搬送用ロボット１が所定の動作を行うように駆動制御する。コントローラ７によって駆動制御される搬送用ロボット１は、搬送用ハンド３を水平方向に回動又は延伸させることができる。この搬送用ロボットにおいて、基板を所望の位置に搬送するために、搬送用ハンド３を例えばＸ軸方向に延伸させた場合、図２に示すように、搬送用ハンド３の先端が撓むこととなる。このとき搬送用ハンド３上に備えたセンサによって、搬送用ハンド３の加速度を検出する。通常、搬送用ロボット１を工場内等に設置した時に、予めこの初期状態のときの搬送用ハンド３の加速度をセンサ６によって検出し、コントローラがその信号を記憶しておく。この初期状態のときの加速度は一定の範囲内に収まる。例えば図２に示す撓み量がＬ０からＬ１の範囲内で推移する場合の加速度を一定の範囲内に収まった値として、コントローラ７に記憶しておく。
【００２５】
その後、搬送ロボット１の動作を長期間使用し続けたときに、加速度の変化量が前述したように初期状態のときの記憶した値を超えたとき、例えば図２に示す撓み量Ｌ２を超えたとコントローラ１が判断して表示器８に警告を表示するように信号を送信する。この警告信号を受信した表示器は変化量が初期の状態を越えたことを作業者に警告する。警告の表示方法に関しては、図示を省略するが警告ランプ、警告ブザー等作業者が認識できるものであればいかなる方法であっても同様の効果を奏することとなる。
【００２６】
また、搬送用ロボット１の異常時に加速度は、急激な変化をする。例えば搬送用ハンド３が周辺機器に接触したとき、搬送用ハンド３が経年使用によって劣化したり破損して大きな撓み等が発生したときに加速度は急激な変化をすることとなり、例えば図２に示す撓み量Ｌ３を超えたと判断してコントローラ７はロボット１を緊急停止させる。
【００２７】
次に図４を用いて、本発明のコントローラ７によるロボット１の動作手順を説明する。
搬送用ロボット１が作動すると（ステップ１）搬送用ハンド３に備えたセンサが搬送用ハンド３の加速度を検出する。（ステップ２）このとき検出した加速度と、予めコントローラ７に記憶している設定時の加速度とを比較して、検出した加速度が所定の範囲内かどうかを比較し（ステップ３）所定の範囲内であれば、搬送用ロボット１は通常の動作を行い、所定の範囲を超えて警告すべき変化量であると認識したときに異常として表示器に警告表示をする。（ステップ４）さらに搬送用ロボット１が駆動を続けたときに、加速度の変化量が所定の範囲を超えたかどうか、すなわち警告すべき変化量を超えて更に変化の値が大きいかどうかを比較して（ステップ５）、変化量が大きいと判別した時にコントローラ７はロボット１を緊急停止する。（ステップ６）
【００２８】
なお、本実施例において説明した設定時の加速度の変化量として、警告すべき変化量と認識する所定の範囲や所定の範囲を超えて緊急停止する基準に関しては、搬送用ロボット１の大きさ、状態、周辺機器の状況等によって変化するものであり、理論値、予測値、経験値、実測値等から適宜、最適な値を設定する。
【００２９】
以上のように、コントローラ７に予め記憶された加速度と搬送用ロボット１の駆動制御中の加速度とをリアルタイムで比較することで搬送用ロボット１の駆動時の異常を見極め警告表示や緊急停止を行うことで、搬送用ハンド３が基板を収納するカセット等の他の周辺機器に衝突したり、搬送用ハンド自身が破損することを未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例に係る搬送用ロボットの概略構成図。
【図２】本発明の搬送用ハンドの撓み量を示す図。
【図３】本発明の搬送用ロボットとコントローラとの信号の入出力関係を示す図。
【図４】本発明のコントローラの信号入出力手順を示す図。
【符号の説明】
【００３１】
１      搬送用ロボット
２      アーム
３      搬送用ハンド  
４      基台  
６      センサ
７      コントローラ
８      表示器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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