CN103213133A - 机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机器人系统，该机器人系统包括：机器人，该机器人包括手和臂，所述手包括夹持薄板状工件的夹持机构，所述臂用于使所述手移动；以及机器人控制设备，该机器人控制设备控制所述机器人。当所述机器人控制设备通过控制所述机器人而使所述机器人在预定的工件搬运位置处搬运所述工件时，所述机器人控制设备在所述手到达所述工件搬运位置之后使所述手退回的同时，通过操作所述夹持机构来执行所述工件的存在与否确认。

Description

机器人系统

技术领域

本文所讨论的实施方式涉及机器人系统。

背景技术

常规上，已知有一种机器人系统，该机器人系统通过利用诸如水平多关节机器人的机器人而在半导体制造过程中将诸如晶片的基板搬入/搬出处理设备。

在这样的机器人系统中，随着作为待搬运物体的基板的尺寸的增加和成本的升高，安全且可靠地搬运基板的重要性也已提高。因此，近来，已提出用于安全且可靠地搬运基板的各种技术。

例如，日本专利特开公报2011-159738公开了一种通过为用于放置基板的机器人手设置夹持机构来防止基板在搬运期间发生偏移等的技术。

在日本专利特开公报2011-159738中描述的技术中，为了由夹持机构可靠地夹持基板，在机器人从处理设备接收到基板之后机器人被临时停止并且接着操作夹持机构。此外，在日本专利特开公报2011-159738中描述的技术中，基于在操作夹持机构之后该夹持机构的操作状态来确认基板的存在与否，并且在确认了基板存在于手上之后，机器人再次操作以退回手。

然而，在日本专利特开公报2011-159738中描述的技术中，夹持操作和基板存在与否确认独立于手的退回操作来执行。换言之，在日本专利特开公报2011-159738中描述的技术中，在执行夹持操作和基板的存在与否确认时不执行手的退回操作，因此搬运基板所需要的时间会变长。

鉴于以上内容，而形成实施方式的一方面，并且实施方式的一方面的目的在于提供一种能够缩短搬运基板所需要的时间的机器人系统。

发明内容

根据实施方式的一方面的机器人系统包括：机器人，该机器人包括手和臂，所述手包括夹持薄板状工件的夹持机构，所述臂使所述手移动；以及机器人控制设备，该机器人控制设备控制所述机器人。当所述机器人控制设备通过控制所述机器人使所述机器人在预定的工件搬运位置处搬运所述工件时，所述机器人控制设备在所述手到达所述工件搬运位置之后使所述手退回的同时，通过操作所述夹持机构来执行所述工件的存在与否确认。

根据实施方式的一方面，能够缩短搬运基板所需要的时间。

附图说明

通过参考结合附图考虑的下面详细说明，将容易获得对本发明的更全面认识以及本发明的许多附带优点，这是因为能够更好地理解本发明及其附带优点，在附图中：

图1是示出根据第一实施方式的机器人系统的构造的示意图；

图2是示出机器人的构造的示意图；

图3是手的示意性立体图；

图4A至图4C是晶片检测机构的构造和操作的说明图；

图5是示出机器人控制设备的构造的框图；

图6A是根据第一实施方式的晶片接收操作的说明图；

图6B是根据第一实施方式的晶片输送操作的说明图；

图7是示出晶片接收处理的处理过程的流程图；

图8是示出晶片输送处理的处理过程的流程图；

图9A是根据第二实施方式的晶片接收操作的说明图；

图9B是根据第二实施方式的晶片输送操作的说明图；

图10A是根据第三实施方式的晶片接收操作的说明图；

图10B是根据第三实施方式的晶片输送操作的说明图；

图11A是根据晶片接收操作的另一说明图；以及

图11B是根据晶片输送操作的另一说明图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细地说明在本申请中公开的机器人系统的实施方式。在以下所示的实施方式中，以其中机器人包括两个手（即，上部手和下部手）的情况作为示例进行说明，然而，机器人可以仅包括一个手。本发明不局限于以下的实施方式。

首先，将参照图1说明根据第一实施方式的机器人系统的构造。图1是示出根据第一实施方式的机器人系统的构造的示意图。

下列说明中，为了阐明位置关系，限定彼此正交的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向。此外，在下列说明中，Z轴正向方向为竖直向上，并且X轴方向和Y轴方向为水平方向。

如图1所示，根据第一实施方式的机器人系统1包括基板搬运单元2、基板供给单元3和基板处理单元4。基板搬运单元2包括机器人10和容纳该机器人10的外壳20。

机器人10包括：手11，该手能够保持作为待搬运物体的晶片W；臂12，该臂沿水平方面移动手11；以及基座13，该基座支承臂12以使得所述臂12能够升降并且能沿水平方向枢转。基座13布置在基座安装框架23上，所述基座安装框架形成为外壳20的底壁部。

机器人10在基板供给单元3和基板处理单元4之间执行晶片W的搬运操作，例如，从基板供给单元3接收晶片W和将所接收到的晶片W输送到基板处理单元4的操作。

此外，机器10的手11设置有用于夹持晶片W的夹持机构。除了夹持机构之外，稍后将参照图2描述机器人10的具体构造和操作。

外壳20例如是被称为EFEM（设备前端模块）的局部清洁装置，并且通过设置在上部中的过滤器单元24来产生清洁空气的向下流。外壳20的内部借助该向下流而保持在高清洁状态。

腿部25设置在基座安装框架23的下表面上，并且在外壳20与安装表面100之间借助腿部25形成有预定间隙。

基板供给单元3连接到外壳20的位于X轴正向方向侧的侧面21，从而允许基板供给单元3与外壳20的内部连通。此外，基板处理单元4连接到外壳20的在X轴负向方向侧的侧面22，从而允许基板处理单元4与外壳20的内部连通。这样，在机器人系统1中，基板供给单元3和基板处理单元4经由外壳20而彼此连接。

基板供给单元3包括：FOUP（前端开口片盒）30，该FOUP沿竖直方向以多段的方式存放多个晶片W；以及台31，该台用于将FOUP30支承在预定高度。在FOUP30中，未示出的盖被布置在面向外壳20侧的状态，并且FOUP30经由FOUP打开器（未示出）连接到外壳20，所述FOUP打开器用于打开和关闭所述盖。能够在台31上沿着Y方向平行地布置多个FOUP30。

基板处理单元4例如是这样的处理单元，该处理单元在半导体制造过程中对晶片W执行预定处理，例如清洁处理、膜沉积处理和光刻处理。基板处理单元4包括执行预定处理的处理设备40。

机器人系统1如上所述被构成，并且通过利用机器人10来执行将容纳在FOUP30中的晶片W搬运到处理设备40、将由处理设备40处理后的晶片W搬运到FOUP30等。

在根据第一实施方式的机器人系统1中，通过设计操作夹持晶片W的夹持机构的正时和手11所沿的路径来缩短搬运晶片W所需要的时间并且防止晶片W的摩擦。以下将具体地描述这些部分。

图2是示出机器人10的构造的示意图。如图2所示，根据第一实施方式的机器人10包括手11、臂12和基座13。此外，臂12包括升降单元12a、关节12b、12d和12f、第一臂单元12c以及第二臂单元12e。

基座13是机器人10的安装在基座安装框架23（参见图1）上的基础单元。升降单元12a以能够从基座13沿竖直方向（Z轴方向）滑动的方式设置（参见图2中的双头箭头a0），并且沿竖直方向升降所述臂12。

关节12b是绕轴线a1的旋转关节（参见图2中的绕轴线a1的双头箭头）。第一臂单元12c借助关节12b连接到升降单元12a，以能够相对于升降单元12a旋转。

此外，关节12d是绕轴线a2的旋转关节（参见图2中的绕轴线a2的双头箭头）。第二臂单元12e借助关节12d连接到第一臂单元12c，以能够相对于第一臂单元12c旋转。此外，关节12f是绕轴线a3的旋转关节（参见图2中的绕轴线a3的双头箭头）。手11借助关节12f连接到第二臂单元12e，以能够相对于第二臂单元12e旋转。

机器人10设置有诸如马达的未示出的驱动源，并且随着关节12b、12d和12f的驱动而旋转。臂12通过旋转这些关节12b、12d和12f来操作，并且手11沿水平方向线性移动。

在下列说明中，手11沿X轴正向方向的运动被定义为“前进”，手11沿X轴负向方向的运动被定义为“退回”。

手11是用于保持晶片W的末端执行器，并且包括两个手，即，设置在不同高度处的上部手11a以及下部手11b。上部手11a以及下部手11b以轴线a3作为公共枢轴而彼此邻近地设置，并且能够绕轴线a3彼此独立地枢转。

在下文中，为了便于理解，将以其中机器人10通过仅使用上部手11a逐个地搬运晶片W的情况为例进行说明。然而，机器人10通过使用上部手11a以及下部手11b能够同时搬运两个晶片W。

机器人10经由通信线路（诸如局域网（LAN））连接到机器人控制设备50从而能够彼此通信，并且机器人10的操作由机器人控制设备50来控制。机器人控制设备50例如在外壳20中设置在机器人10的胸部（参见图1），设置在外壳20的外部等。机器人10和机器人控制设备50还能够形成为一体。

基于预先存储在机器人控制设备50中的操作模式信息，执行由机器人控制设备50执行的对机器人10的各种操作的操作控制。

机器人控制设备50还经由诸如LAN的通信线路与上级设备60连接，从而能够彼此通信。该上级设备60是执行机器人系统1的总体控制的设备，并且例如传输与处理相关的处理信息至机器人控制设备50并且监控机器人10的状态。

接下来，将参照图3详细地描述手11的构造。图3是手11的示意性立体图。图3示出了其中上部手11a和下部手11b的末端部均沿X轴的正向方向指向的状态。

如图3所示，手11包括上部手11a和下部手11b，上部手11a和下部手11b在第二臂单元12e的末端部处以轴线a3为公共枢轴而设置得彼此邻近。

在下文中，将主要对于上部手11a进行说明，并且省略具有相同构造的下部手11b的详细说明。因而，“上部手11a”在以下被称为“手11”。

手11包括板111、末端侧锁定单元112、基端侧锁定单元113、挤压驱动单元115以及挤压单元114。板111是与供放置晶片W的基底部或基座部对应的构件。图3例示了末端侧为V形的板111，然而，板111的形状不局限于图3所示的形状。

末端侧锁定单元112设置在板111的末端部处。此外，基端侧锁定单元113设置在板111的基端部处。晶片W被放置在末端侧锁定单元112和基端侧锁定单元113之间。

手11可被构造成仅包括末端侧锁定单元12和基端侧锁定单元113之中的末端侧锁定单元12。此外，末端侧锁定单元12和基端侧锁定单元113的形状不被具体地限制，只要末端侧锁定单元112和基端侧锁定单元113具有至少沿水平方向和竖直方向与晶片W接触的表面即可。

挤压单元114被设置成能够沿X轴正向方向和X轴负向方向移动，即，能够相对于放置在板111上的晶片W前后移动。板111设置有挤压单元114，所述挤压单元114沿X轴负向方向被偏压。

挤压驱动单元115牢固地设置在与晶片W相反的一侧，而使挤压单元114位于该挤压驱动单元115和晶片W之间，并且该挤压驱动单元115包括相对于挤压单元114能够前后移动的突出部115a。突出部115a例如包括气缸等。

挤压驱动单元115通过使突出部115a朝向挤压单元114突出而使得挤压单元114朝向晶片W移动。

结果，晶片W被挤压单元114朝向末端侧锁定单元112推出，并且晶片W的位于与挤压单元114相反侧的周缘部和末端侧锁定单元112接触。因此，晶片W进入被保持在挤压单元114和末端侧锁定单元112之间的状态，即，处于被手11夹持的状态。

这样，在机器人系统1中，夹持晶片W的夹持机构由末端侧锁定单元112、挤压单元114和挤压驱动单元115组成。图3中所示的挤压单元114、挤压驱动单元115等的形状仅为实施例，而不必限制其形状。

此外，手11还包括用于确认晶片W的存在与否的晶片检测机构。具体地，手11还包括：光电传感器116，该光电传感器固定到挤压驱动单元115；以及遮光单元117，该遮光单元能够随挤压单元114一起前后移动，因此所述晶片检测机构包括光电传感器116和遮光单元117。

将参照图4A至图4C具体地描述晶片检测机构的构造和操作。图4A至图4C是晶片检测机构的构造和操作的说明图。

如图4A所示，光电传感器116包括一对侧壁部116a和116b，该对侧壁部沿着Y轴方向以预定间隔布置。在侧壁部116a和116b之中，侧壁部116a设置有发光单元116c，该发光单元朝向侧壁部116b照射光L。此外，侧壁部116b设置有感光器116d，该感光器接收从发光单元116c照射的光L。然后，光电传感器116将关于光L被感光器116d接收的光接收状态的信息传输到机器人控制设备50。

遮光单元117包括：设置在一对侧壁部116a和116b上方的第一构件117a；以及从第一构件117a的下部竖直向下突出的第二构件117b。

遮光单元117固定到挤压单元114（参见图3），并且随挤压单元114的运动而移动，如图4B所示。此时，遮光单元117的第二构件117b在一对侧壁部116a和116b之间移动，并且当晶片W由挤压单元114和末端侧锁定单元112夹持时，遮光单元117的第二构件117b布置在遮挡来自发光单元116c的光L的位置。

在该情况下，感光器116d的光接收状态从“光接收”变换到“光遮挡”。因而，在光接收状态为“光遮挡”时，机器人控制设备50能够确定手11上存在晶片W。

相反地，当手11上不存在晶片W时，挤压单元114（参见图3）与当手11上存在晶片W时相比移动得更远。结果，如图4C所示，遮光单元117的第二构件117b停止在比来自发光单元116c的光L被遮挡的位置更远侧（手11的末端侧）的位置。

在该情况下，感光器116d的光接收状态变成“光接收”。因而，当光接收状态为“光接收”时，机器人控制设备50能够确定在手11上不存在晶片W。

这样，在机器人系统1中，通过使用晶片检测机构能够确认晶片W的存在与否。这里，以其中晶片检测机构由光电传感器116和遮光单元117构成的情况为例进行了说明，然而，晶片检测机构可以具有其它构造。

例如，晶片检测机构可以构造成使用用于检测挤压单元114或突出部115a的运动量的行程传感器。在该情况下，当挤压单元114或突出部115a的运动量比预定阈值大时，机器人控制设备50能够确定在手11上不存在晶片W。

接下来，将参照图5说明机器人控制设备50的构造。图5是示出机器人控制设备50的构造的框图。图5示出了用于说明机器人控制设备50的特征所必需的部件，并且适当地省略了对通用部件的说明。

如图5所示，机器人控制设备50包括控制单元51和存储单元52。此外，控制单元51包括处理信息获取单元51a、指示单元51b和存在与否确认单元51c。此外，存储单元52存储有操作模式信息52a。

控制单元51执行机器人控制设备50的总体控制。处理信息获取单元51a从上级设备60获取关于待供给和搬运的晶片W的处理的处理信息。当处理信息获取单元51a从上级设备60获取处理信息时，处理信息获取单元51a将所获取的处理信息通知给指示单元51b。

指示单元51b是这样的处理单元，其基于从处理信息获取单元51a接收的处理信息向机器人10发出操作指示。

在指示单元51b从处理信息获取单元51a接收到处理信息时，指示单元51b在被包括在存储于存储单元52中的操作模式信息52a中的多个操作模式之中，来选择与处理信息对应的操作模式。然后，指示单元51b根据所选择的操作模式向机器人10发出操作指示，以使机器人10进行操作。

此外，指示单元51b还执行指示存在与否确认单元51c执行晶片W的存在与否确认的处理。

存在与否确认单元51c是这样的处理单元，其根据来自指示单元51b的指示执行晶片W在手11上的存在与否确认。具体地，当从指示单元51b指示执行存在与否确认时，存在与否确认单元51c从晶片检测机构获取关于感光器116d（参见图4A）的光接收状态的信息，并且基于所获取的信息确定晶片W的存在与否。

具体地，当光接收状态为“光遮挡”时，存在与否确认单元51c确定在手11上存在晶片W；当光接收状态为“光接收”时，存在与否确认单元51c确定在手11上不存在晶片W。

此外，存在与否确认单元51c根据确定结果来确定晶片W的搬运是否成功，并且向上级设备60通知确定结果。

例如，当使机器人10执行晶片W的接收操作时，如果存在与否确认单元51c确定了不存在晶片W，则存在与否确认单元51c确定晶片W的接收失败。在该情况下，存在与否确认单元51c向上级设备60传输指示接收晶片W失败的错误信息。

在晶片接收操作期间，存在与否确认单元51c多次执行晶片W的存在与否确认。存在与否确认单元51c使得待向上级设备60通知的错误的内容在第一次存在与否确认和第二次以及随后的存在与否确认之间不同。将在稍后描述这一点。

存储单元52是诸如硬盘驱动器和非易失性存储器的存储设备，并且存储操作模式信息52a。操作模式信息52a是限定机器人10的操作的信息。

机器人控制设备50可以例如通过利用程序逻辑、布线逻辑等来构成，使得能够在不存储操作模式信息52a的情况下执行与其中指示单元51b使用操作模式信息52a的情况等同的处理。此外，图5中示出了一个机器人控制设备50，然而，机器人控制设备50可以由多个独立的设备构成并且这些设备可以彼此通信。

接下来，将参照图6A和图6B说明根据第一实施方式的机器人10的操作实施例。图6A是根据第一实施方式的晶片接收操作的说明图，图6B是根据第一实施方式的晶片输送操作的说明图。

晶片接收操作是其中由机器人10从处理设备（诸如FOUP30）接收晶片W的操作。晶片输送操作是其中由机器人10向处理设备（诸如处理设备40）输送晶片W的操作。

首先，参照图6A说明晶片接收操作。如图6A所示，指示单元51b基于处理信息和操作模式信息52a指示机器人10沿着从位置A1至位置A5的路线移动手11。

位置A3是其中在机器人10和处理设备之间搬运晶片W所在的位置。在下面，位置A3被称为“搬运位置A3”。

此外，位置A1是晶片接收操作的起始位置，并且例如是当机器人10采取臂12最大程度地退回的姿势（机器人10的转动半径最小的姿势）时手11所设置的位置。

此外，位置A5是晶片接收操作的终止位置，并且例如是位于起始位置A1的正上方的位置。起始位置A1和终止位置A5定位在搬运位置A3的X轴负向方向侧。此外，起始位置A1从搬运位置A3向下偏离，并且终止位置A5从搬运位置A3向上偏离。

此外，图6A中所示的位置Pb是用于指定夹持操作的执行位置（在下文中，被描述为“夹持执行位置Px”）的基准位置。基准位置Pb能够在如下范围内被任意地设定，在该范围中，夹持执行位置Px不位于搬运位置A3的X轴正向方向侧。

指示单元51b使手11从起始位置A1朝向位于搬运位置A3正下方的上升位置A2水平地移动（前进）。接着，指示单元51b将手11从上升位置A2上升到搬运位置A3。因此，将晶片W放置在手11上。

在手11已到达搬运位置A3之后，指示单元51b使得手11在朝向水平退回位置A4沿Z轴正向方向移动（上升）的同时，使得手11沿X轴负向方向移动（退回），所述水平退回位置A4位于与终止位置A5相同的高度并且从搬运位置A3向后偏离。基准位置Pb与上升位置A2之间沿水平方向的偏离被称为“向前偏离”，基准位置Pb与水平退回位置A4之间沿水平方向的偏离被称为“向后偏离”。

这样，在第一实施方式中，手11从搬运位置A3朝向水平退回位置A4倾斜地向后移动。因而，与在手11到达搬运位置A3之后手11从搬运位置A3沿竖直方向上升并且然后手11退回而到达位置A4的情况相比，能够缩短手11的从搬运位置A3到水平退回位置A4的移动距离。因此，根据该第一实施方式，能够缩短搬运晶片W所需要的时间。

此外，在第一实施方式中，能够防止当通过使手11从搬运位置A3朝向水平退回位置A4倾斜地向后移动来接收晶片W时晶片W的摩擦。

例如，在一些情况下，容纳在FOUP30（参见图1）中的晶片W被置于侧面与设置在FOUP30中的远侧（X轴正向方向）的诸如支柱的构件接触的状态。在该情况下，如果通过竖直向上地上升手1来而接收晶片W，则晶片W与FOUP30在它们接触的部分彼此再次摩擦，因此可能损坏晶片W或可能产生微粒。

然而，在第一实施方式中，因为晶片W通过使手11倾斜地向后移动而在沿远离FOUP30中的远侧移动的同时上升，因此，晶片W不会被摩擦，并且因此可以防止损坏晶片W并且防止产生微粒。

在手11到达水平退回位置A4之后，指示单元51b使手11退回到终止位置A5。然后，在手11到达夹持执行位置Px的正时，指示单元51b操作夹持机构。因此，指示单元51b在将手11退回到终止位置A5的同时使夹持机构执行晶片W的夹持操作。

在该实施方式中，作为实施例示出了在将手11从水平退回位置A4朝向终止位置A5移动的同时执行晶片W的夹持操作的情况，然而，指示单元51b可以在手11从搬运位置A3向水平退回位置A4移动的同时使得机器人10执行夹持操作。

接着，指示单元51b测量在指示单元51b指示机器人10执行晶片W的夹持操作之后所经过的时间，并且在确定了已经经过预定时间时，指示单元51b指示存在与否确认单元51c执行存在与否确认。

“预定时间”是与在挤压单元114前进之后晶片W被夹持所需要的时间相同或比该时间略长的时间。这样，当已经经过基于在挤压单元114前进之后晶片W被夹持所需要的时间被指定的时间时，指示单元51b指示执行存在与否确认。因此，指示单元51b能够使存在与否确认单元51c在适当正时执行存在与否确认。

在存在与否确认单元51c接收到来自指示单元51b的指示时，存在与否确认单元51c从晶片检测机构获取关于光接收状态的信息，并且基于所述信息确认晶片W的存在与否。换言之，当光接收状态是“光遮挡”时，存在与否确认单元51c确定在手11上存在晶片W，并且当光接收状态是“光接收”时，存在与否确认单元51c确定在手11上不存在晶片W。

这样，在手11到达搬运位置A3之后，指示单元51b在退回手11的同时通过操作夹持机构来执行晶片W的存在与否确认。因此，与独立于手11的退回操作来执行晶片W的夹持操作以及存在与否确认的情况相比，能够缩短搬运晶片W所需要的时间。

此外，在第一实施方式中，夹持机构具有这样的构造，在该构造中，通过将晶片W保持在设置于晶片W的X轴正向方向侧的末端侧锁定单元112与设置于晶片W的X轴负向方向侧的挤压单元114之间来夹持晶片。因此，可以使得在手11退回之后在夹持机构操作之前晶片W不太可能掉落。

换言之，当退回手11时，晶片W借助惯性趋于朝向手11的末端侧（X轴正向方向）相对地移动。然而，由于末端侧锁定单元112设置在手11的末端侧，因此，即使手11在操作夹持机构之前退回，晶片W也不可太可能从手11掉落。

在使机器人10执行晶片W的接收操作时，指示单元51b对存在与否确认单元51c指示多次，以执行存在与否确认，直到手11到达终止位置A5为止。存在与否确认单元51c使得待向上级设备60通知的错误信息的内容在第一次存在与否确认与第二次以及随后的存在与否确认之间不同。

具体地，当在第一次存在与否确认中确认了在手11上不存在晶片W时，存在与否确认单元51c确定了晶片W的接收已失败。另一方面，当在第二次及随后的存在与否确认中确认了在手11上不存在晶片W时，存在与否确认单元51c确定晶片W从手11掉落。

换言之，在其中在第一次存在与否确认之后晶片W从手11掉落的情况下，即使在第一次存在与否确认中确认了在手11上存在晶片W，在第二次及随后的存在与否确认中也确认手11上不存在晶片W。

因此，当在第二次及随后的存在与否确认中确认了在手11上不存在晶片W时，存在与否确认单元51c能够确定晶片W已从手11掉落。

这样，通过使得待向上级设备60通知的错误信息的内容在第一次存在与否确认与第二次及随后的存在与否确认之间不同，上级设备60能够容易监控晶片W的输送状态。

接下来，将说明晶片输送操作。如图6B所示，指示单元51b基于处理信息和操作模式信息52a指示机器人10沿着从位置B1至位置B5的路线来移动手11。

位置B1是起始位置，位置B3是搬运位置，位置B4是水平退回位置，位置B5是终止位置。此外，在该实施方式中，以示例示出了其中基准位置Pb与搬运位置B3一致的情况。

指示单元51b使手11从起始位置B1朝向位于搬运位置B3正上方的降下位置B2前进。接着，指示单元51b释放了夹持机构的夹持状态而使晶片自由并且将手11从降下位置B2降下到搬运位置B3。因而，放置在手11上的晶片W被输送到处理设备（例如，处理设备40）。

在手11到达搬运位置B3之后，指示单元51b在使手11朝向水平退回位置B4沿Z轴负向方向移动（降下）的同时使手11沿X轴正向方向移动（前进），所述水平退回位置B4具有与终止位置B5相同的高度并且从搬运位置B3向前偏离。

这样，指示单元51b从搬运位置B3朝向水平退回位置B4倾斜地向前移动手11。因而，能够防止在输送晶片W时晶片W的摩擦。

换言之，当输送晶片W时，晶片W可能与夹持机构的末端侧锁定单元112接触。在该情况下，如果通过竖直向下降下手11而输送晶片W，则晶片W可能抵靠末端侧锁定单元112摩擦，因此，可能损坏晶片W或者可能产生微粒。

相反地，在第一实施方式中，由于通过使手11倾斜地向前移动而使得末端侧锁定单元112在沿远离晶片W的方向移动的同时降下，因此，不会发生晶片W的摩擦，从而可以防止损坏晶片W并防止产生微粒。

在手11到达水平退回位置B4之后，指示单元51b使手11退回到终止位置B5。因此，在当手11到达夹持执行位置Px的正时，指示单元51b操作夹持机构，以确认晶片W的存在与否。

此外，指示单元51b测量夹持操作开始之后所经过的时间，并且当确定了已经过了预定时间时，指示单元51b指示存在与否确认单元51c执行存在与否确认。

当存在与否确认单元51c从指示单元51b接收到指示时，存在与否确认单元51c从晶片检测机构获取关于光接收状态的信息，并且基于所述信息确认晶片W的存在与否。然后，当确认了在手11上存在晶片W时，存在与否确认单元51c确定晶片W的输送已失败，并且向上级设备60（参见图2）通知确定结果。

这样，与参照图6A说明的晶片接收操作相似，在手11到达搬运位置B3之后，指示单元51b在使手11退回的同时通过操作夹持机构来执行晶片W的存在与否确认。因此，与独立于手11的退回操作来执行晶片W的夹持操作以及存在与否确认的情况相比，能够缩短搬运晶片W所需要的时间。

接下来，将参照图7和图8说明机器人系统1的具体操作。首先，将参照图7说明晶片接收处理的处理过程。图7是示出晶片接收处理的处理过程的流程图。图7示出了其中在手11开始沿水平方向退回之后夹持机构被操作的情况的处理过程，然而，夹持机构的操作正时可以位于手11开始沿水平方向退回之前。

如图7所示，机器人控制设备50的指示单元51b将手11从开始位置A1移动到搬运位置A3（步骤S101）。然后，在手11到达搬运位置A3之后，指示单元51b使手11倾斜地向后移动直到到达水平退回位置A4（步骤S102）。

接着，在手11到达水平退回位置A4之后，指示单元51b使手11开始沿水平方向退回（步骤S103）。此外，指示单元51b在手11到达夹持执行位置Px的正时使得夹持机构操作（步骤S104）。

接着，当从操作夹持机构之后已经经过了预定时间时，存在与否确认单元51c确定在手11上是否存在晶片W（步骤S105）。在该处理中，当存在与否确认单元51c确定了在手11上不存在晶片W（在步骤S105中为否）时，指示单元51b使机器人10停止（步骤S106）。此外，存在与否确认单元51c将指示接收晶片W失败的错误信息通知给上级设备60（步骤S107）。

另外，当存在与否确认单元51c在步骤S105中确定了在手11上存在晶片W时（在步骤S105中为是）时，指示单元51b确定手11是否已到达终止位置A5（步骤S108）。然后，如果手11尚未到达终止位置A5（在步骤S108中为否），则存在与否确认单元51c再次确定在手11上是否存在晶片W（步骤S109）。当存在与否确认单元51c确定了在手11上存在晶片W（步骤S109中为是）时，存在与否确认单元51c将处理返回到步骤S108。步骤S109中的确定处理以预定的时间间隔执行。

而且，在步骤S109中，当存在与否确认单元51c确定了在手11上不存在晶片W（在步骤S109中为否）时，指示单元51b使机器人10停止（步骤S110）。此外，存在与否确认单元51c将指示晶片W已掉落的错误信息通知给上级设备60（步骤S111）。

相反地，当指示单元51b在步骤S108中确定了手11已到达终止位置（在步骤S108中为是）时，机器人控制设备50使手11的退回停止（步骤S112），并且处理结束。而且当步骤S107或步骤S111中的处理已完成时，机器人控制设备50使处理结束。

接下来，将参照图8说明晶片输送处理的处理过程。图8是示出晶片输送处理的处理过程的流程图。图8示出了在其中手11开始沿水平方向退回之后操作夹持机构的情况下的处理过程，然而，夹持机构的操作正时可以在手11开始沿水平方向退回之前。

如图8所示，机器人控制设备50的指示单元51b使手11从起始位置B1向搬运位置B3移动（步骤S201）。然后，在手11到达搬运位置B3之后，指示单元51b使手11倾斜地向前移动直到到达水平退回位置B4时为止（步骤S202）。

接着，在手11到达水平退回位置B4之后，指示单元51b使手11开始沿水平方向退回（步骤S203）。此外，指示单元51b在手11到达夹持执行位置Px的正时使夹持机构操作（步骤S204）。

接着，当从操作夹持机构之后已经经过了预定时间时，存在与否确认单元51c确定在手11上是否不存在晶片W（步骤S205）。在该处理中，当存在与否确认单元51c确定了在手11上存在晶片W（在步骤S205中为否）时，指示单元51b使机器人10停止（步骤S206）。此外，存在与否确认单元51c将指示晶片W的输送失败的错误信息通知给上级设备60（步骤S207）。

相反地，当存在与否确认单元51c在步骤S205中确定了在手11上不存在晶片W（在步骤205中为是）时，指示单元51b确定手11是否已到达终止位置B5（步骤S208）。然后，当指示单元51b确定了手11已到达终止位置B5（在步骤S208中为是），则指示单元51b停止手11的退回（步骤S209），并且处理结束。

如果手11还未到达终止位置B5（在步骤S208中为否），则在步骤S208中的处理重复直到手11到达终止位置B5为止。而且，当步骤S207中的处理完成时，机器人控制设备50也使处理结束。

如上所述，根据第一实施方式的机器人系统1包括机器人10和机器人控制设备50。机器人10包括：具有夹持晶片W的夹持机构的手11；以及移动手11的臂12。此外，机器人控制设备50控制机器人10。因此，当机器人控制设备50通过控制机器人10而使机器人10在搬运位置执行晶片W的搬运时，机器人控制设备50在手11到达搬运位置之后，在退回手11的同时通过操作夹持机构来执行晶片W的存在与否确认。

因此，根据第一实施方式中的机器人系统1，能够缩短搬运晶片W所需要的时间。

此外，当根据第一实施方式的机器人控制设备50通过控制机器人10而使机器人10在搬运位置执行晶片W的搬运时，机器人控制设备50在手11到达搬运位置之后，在使手11沿竖直方向移动的同时使手11沿水平方向移动。

因此，根据第一实施方式中的机器人系统1，能够防止晶片W在该晶片W的搬运时的摩擦。

晶片接收操作和晶片输送操作不局限于第一实施方式中所示的操作模式。

在下文中，将参照图9A和图9B说明晶片接收操作和晶片输送操作的另一操作实施例。图9A是根据第二实施方式的晶片接收操作的说明图，图9B是根据第二实施方式的晶片输送操作的说明图。

首先，将参照图9A说明根据第二实施方式的晶片接收操作。如图9A所示，指示单元51b基于处理信息和操作模式信息52a指示机器人10沿着从位置C1至位置C6的路线移动手11。

位置C1是起始位置，位置C3是搬运位置，位置C5是水平退回位置，位置C6是终止位置。此外，在本实施方式中，作为实施例示出其中基准位置Pb与搬运位置C3一致的情况。

指示单元51b使手11从起始位置C1朝向位于搬运位置C3正下方的上升位置C2前进。接着，指示单元51b将手11从上升位置C2上升到搬运位置C3。因此，将晶片W放置在手11上。

在手11已到达搬运位置C3之后，指示单元51b将手11朝向位置C4倾斜地向后移动，所述位置C4具有介于搬运位置C3与终止位置C6之间的高度并且位于水平退回位置C5的正下方。然后，在手11从位置C4上升到水平退回位置C5之后，指示单元51b将手11退回到终止位置C6。

接下来，将参照图9B说明晶片输送操作。如图9B所示，指示单元51b基于处理信息和操作模式信息52a指示机器人10沿着从位置D1至位置D6的路线移动手11。

位置D1是起始位置，位置D3是搬运位置，位置D5是水平退回位置，位置D6是终止位置。而且，在该实施方式中，与图9A的情况类似，作为实施例示出了其中基准位置Pb与搬运位置D3一致的情况。

指示单元51b使手11从起始位置D1朝向位于搬运位置D3正上方的下降位置D2前进。接着，指示单元51b释放夹持机构的夹持状态，以使晶片W自由并且将手11从降下位置D2降下到搬运位置D3。因此，将放置在手11上的晶片W输送到处理设备（例如，处理设备40）。

在手11到达搬运位置D3之后，指示单元51b将手11朝向位置D4倾斜地向前移动，所述位置D4具有介于搬运位置D3与终止位置D6之间的高度并且位于水平退回位置D5的正上方。然后，在手11从位置D4朝向水平退回位置D5降下之后，指示单元51b将手11退回到终止位置D6。

这样，在第二实施方式中，在将手11在沿竖直方向移动的同时将该手11从搬运位置沿水平方向移动之后，手11沿竖直方向进一步移动，并且然后沿水平方向退回。

该操作模式例如在作业空间相对较窄时是有效的。换言之，通过使用根据第二实施方式的操作模式，机器人10在即使作业空间相对较窄时也能够在防止晶片W摩擦的情况下输送晶片W。

例如，在一些情况下，处理设备的深度较小并且基于处理设备的形状和尺寸不能有效地确保从搬运位置到水平退回位置的距离。在这样的情况下，通过使用图9B所示的操作模式，即使当处理设备的深度较小时，也能够有效地以倾斜地向前的方式移动手11，因此能够合适地防止晶片W的摩擦。

在第一实施方式中，手11从搬运位置沿倾斜方向移动直到到达水平退回位置，并且例如当作业空间相对较大时该操作模式是有效的。换言之，在利用图6A和图6B所示的操作模式时，与图9A和图9B所示的操作模式相比，由于手11停止点的数量减少，因此，能够缩短输送晶片W所需要的时间。

在第一实施方式和第二实施方式中，作为实施例示出了其中在手11到达搬运位置之后使手11倾斜地移动的情况。然而，手11可以在该手11到达搬运位置之前倾斜地移动。

在下文中，将参照图10A和图10B描述根据第三实施方式的晶片接收操作和晶片输送操作。图10A是根据第三实施方式的晶片接收操作的说明图，图10B是根据第三实施方式的晶片输送操作的说明图。

首先，参照图10A说明根据第三实施方式的晶片接收操作。如图10A所示，指示单元51b基于处理信息和操作模式信息52a指示机器人10沿着从位置E1至位置E5的路线移动手11。

位置E1是起始位置，位置E3是搬运位置，位置E4是水平退回位置，位置E5是终止位置。此外，在根据第三实施方式的操作模式中，位置E2、搬运位置E3和水平退回位置E4对准。在该实施方式中，作为实施例示出了基准位置Pb与搬运位置E3一致的情况。

指示单元51b使手11从起始位置E1朝向位置E2前进，位置E2位于搬运位置E3的下方并且位于搬运位置E3的远侧。接着，当手11到达位置E2时，指示单元51b朝向水平退回位置E4倾斜地向后移动手11。

此时，由于位置E2、搬运位置E3和水平退回位置E4对准，因此，手11通过倾斜地穿过搬运位置E3而到达水平退回位置E4。此外，通过使手11穿过搬运位置E3而将晶片W放置在手11上。

在手11到达水平退回位置E4之后，指示单元51b使手11退回到终止位置E5。

接下来，将参照图10B说明根据第三实施方式的晶片输送操作。如图10B所示，指示单元51b基于处理信息和操作模式信息52a指示机器人10沿着从位置F1至位置F5的路线移动手11。

位置F1是起始位置，位置F3是搬运位置，F4是水平退回位置。位置F5是终止位置。与图10A中的情况类似，位置F2、搬运位置F3和水平退回位置F4对准。在该实施方式中，作为实施例示出了基准位置Pb与搬运位置F3一致的情况。

指示单元51b使手11从起始位置F1朝向位置F2前进，位置F2位于搬运位置F3的上方并且位于搬运位置F3的近侧。接着，当手11到达位置F2时，指示单元51b朝向水平退回位置F4倾斜地向前移动手11。

因此，与图10A中所示的情况类似，手11通过倾斜地穿过搬运位置F3而到达水平退回位置F4。然后，通过使手11穿过搬运位置F3而将放置在手11上的晶片W输送到处理设备（例如，处理设备40）。在手11到达水平退回位置F4之后，指示单元51b将手11退回到终止位置F5。

这样，在第三实施方式中，在手11到达位于搬运位置上方并且位于搬运位置的近侧的预定位置（位置F2）或者到达位于搬运位置的下方并且位于搬运位置的远侧的预定位置（位置E2）之后，通过使手11在其沿竖直方向移动的同时沿水平方向移动，使得手11到达搬运位置。因此，能够更可靠地防止晶片W的摩擦。

换言之，在该机器人系统中，由机器人控制设备指定的搬运位置可以略微偏离实际搬运位置。甚至在该情况下，如果手11在该手11穿过由机器人控制设备50指定的搬运位置E3和F3之前开始倾斜地移动直到手11穿过搬运位置E3和F3之后为止，则即使发生搬运位置的偏离，则也能够适当地防止晶片W的摩擦。

此外，以与根据第一实施方式的操作模式类似的方式，根据第三实施方式的操作模式当作业空间相对较宽时是有效的。换言之，当使用根据第三实施方式的操作模式时，与根据第二实施方式的操作模式相比，减少了手11的停止点的数量，因此能够缩短输送晶片W所需要的时间。

此外，在第三实施方式中，位置E2、搬运位置E3和水平退回位置E4对准，并且位置F2、搬运位置F3和水平退回位置F4对准。因而，指示单元51b能够倾斜地移动手11，而不在搬运位置E3或F3处停止手11。因此，与根据第一实施方式和第二实施方式的操作模式相比，能够进一步减少停止点的数量，并且因此能够缩短输送晶片W所需要的时间。

在上述各实施方式中，作为实施例说明了沿倾斜方向移动手11的情况，然而，指示单元51b未必需要沿倾斜方向移动手11。在下文中，将参照图11A和图11B说明这种情况的实施例。图11A是晶片接收操作的另一说明图。图11B是晶片输送操作的另一说明图。

当使机器人10如图11A所示执行晶片接收操作时，指示单元51b指示机器人10沿着从位置G1至位置G5的路线移动手11。位置G1是起始位置，位置G2是上升位置，位置G3是搬运位置，位置G4是水平退回位置，位置G5是终止位置。

上升位置G2和水平退回位置G4均布置在沿竖直方向与搬运位置G3重叠的位置。因此，手11在起始位置G1与上升位置G2之间以及在水平退回位置G4与终止位置G5之间仅沿水平方向移动，并且手11在上升位置G2与搬运位置G3之间以及在搬运位置G3与水平退回位置G4之间仅沿竖直方向移动。

此外，当使机器人10如图11B所示执行晶片输送操作时，指示单元51b指示机器人10沿着从位置H1至位置H5的路线移动手11。位置H1是起始位置，位置H2是降下位置，位置H3是搬运位置，位置H4是水平退回位置，位置H5是终止位置。在该实施方式中，作为实施例示出了基准位置Pb与搬运位置H3一致的情况。

降下位置H2和水平退回位置H4均布置在沿竖直方向与搬运位置H3重叠的位置。因此，手11在起始位置H1与降下位置H2之间以及在水平退回位置H4与终止位置H5之间仅沿水平方向移动，并且手11在降下位置H2与搬运位置H3之间以及在搬运位置H3与水平退回位置H4之间仅沿竖直方向移动。

这样，机器人系统1可以具有其中手11不被倾斜地移动的操作模式。

此外，在上述各实施方式中，参考多种操作模式说明了晶片接收操作和晶片输送操作。然而，机器人控制设备50可以根据待作为搬运源或搬运目的地的处理设备来适当地切换上述操作模式。换言之，通过基于处理设备的形状和尺寸选择适当的操作模式，能够更可靠地防止晶片W的摩擦。

此外，在上述各实施方式中，已将其中两个手设置在与单个臂对应的一个臂的末端部上的情况作为实施例进行了描述。然而，手的数量不被限制，并且可以为三个或更多个，或者可以仅为一个。

此外，在上述各实施方式中，说明了单臂机器人的实施例，然而，可以适用具有两个或更多个臂的多臂机器人。

此外，在上述各实施方式中，将其中待被搬运的薄板状工件为晶片的情况作为实施例进行了描述，然而，待搬运的工件例如可以是液晶板显示器的玻璃基板。此外，工件未必需要是基板，只要其具有薄板形状即可。

Claims (5)

1.一种机器人系统，所述机器人系统包括：

机器人，该机器人包括手和臂，所述手包括夹持薄板状工件的夹持机构，所述臂用于使所述手移动；以及

机器人控制设备，该机器人控制设备控制所述机器人，其中，

当所述机器人控制设备通过控制所述机器人而使所述机器人搬运在预定的工件搬运位置处的所述工件时，所述机器人控制设备在所述手到达所述工件搬运位置之后使所述手退回的同时，通过操作所述夹持机构来执行所述工件的存在与否确认。

2.根据权利要求1所述的机器人系统，其中，当所述机器人控制设备使所述机器人执行夹持所述工件的操作时，该机器人控制设备执行多次所述存在与否确认，并且当在第二次及随后的存在与否确认中确认了在所述手上不存在所述工件时，所述机器人控制设备确定所述工件已掉落。

3.根据权利要求2所述的机器人系统，其中，当所述机器人控制设备在第一次存在与否确认中确认了在所述手上不存在所述工件时，所述机器人控制设备确定所述工件的接收失败。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的机器人系统，其中，所述夹持机构包括：挤压单元，所述挤压单元能够相对于放置在所述手上的所述工件而前进和后退；以及锁定单元，所述锁定单元设置在与所述挤压单元相对的一侧，所述工件位于所述挤压单元和所述锁定单元之间，并且所述夹持机构通过使所述挤压单元朝向所述工件前进并且对着所述锁定单元挤压所述工件来夹持所述工件。

5.根据权利要求4所述的机器人系统，其中，当已经经过了预定时间时，所述机器人控制设备执行所述工件的存在与否确认，所述预定时间基于在所述挤压单元朝向所述工件前进之后所述工件被夹持所需要的时间而定。

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