CN104209945A - 机械臂控制装置、基板输送装置、基板处理装置、机械臂控制方法 - Google Patents

机械臂控制装置、基板输送装置、基板处理装置、机械臂控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104209945A
CN104209945A CN201410234123.1A CN201410234123A CN104209945A CN 104209945 A CN104209945 A CN 104209945A CN 201410234123 A CN201410234123 A CN 201410234123A CN 104209945 A CN104209945 A CN 104209945A
Authority
CN
China
Prior art keywords
arm
time
robot arm
tip side
action
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410234123.1A
Other languages
English (en)
Inventor
筱崎弘行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Publication of CN104209945A publication Critical patent/CN104209945A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67742Mechanical parts of transfer devices
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/416Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/041Cylindrical coordinate type
    • B25J9/042Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1628Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1651Programme controls characterised by the control loop acceleration, rate control
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/43Speed, acceleration, deceleration control ADC
    • G05B2219/43033Sinusoidal acceleration profile
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

减低利用机械臂进行输送时的振动的机械臂控制装置、基板输送装置、基板处理装置及机械臂控制方法。机械臂控制装置对具备2个以上臂部和使2个以上臂部分别旋转的2个以上旋转关节的机械臂装置的动作进行控制,并具备控制部,其是为了使2个以上的臂中的、最基端的臂部以外的规定的臂部的顶端侧大致直线地移动,而对2个以上旋转关节的旋转进行控制的控制部,且对2个以上旋转关节的旋转进行控制、使得使规定的臂部大致直线地移动时该顶端侧的动作加速度变为与预先设定的时间推移一致的结果。关于预先设定的时间推移中的动作加速度,在将动作加速度设为时间的函数的情况,按时间对函数进行微分所得的导函数相对于时间变化表现出连续的推移。

Description

机械臂控制装置、基板输送装置、基板处理装置、机械臂控制方法
技术领域
本发明涉及机械臂的控制技术。 
背景技术
在半导体制品的制造工序中,为了输送晶片等基板而使用各种输送装置。作为这样的输送装置,有的使用SCARA型机器人(关节式机器人)。SCARA型机器人多通过1个旋转动力来实现臂的伸缩(展开)动作。 
例如,关节式机器人利用组合AC伺服马达和减速器而产生的旋转动力使第1臂转动。该关节式机器人中第1带轮固定于第1臂的驱动轴侧。在第1臂的顶端侧设有由轴承支撑的第2带轮。第1带轮与第2带轮之间由正时带连结。第2带轮相对于第2臂的转动中心(根端)在旋转方向上受限制。第2带轮旋转,由此第2臂转动。在第2臂的转动中心侧设有第3带轮,该第3带轮固定于第2臂。在第2臂的顶端侧设有由轴承支撑的第4带轮。第3带轮与第2带轮之间由正时带连结。第4带轮相对于位于第2臂顶端的传送带(band)的转动中心(根端)在旋转方向上受限制。 
对于该机械臂,若对位于第1臂的基端的旋转动力源赋予从当前角度开始移动的移动指令,则第1臂利用旋转动力而转动,与此大致同时地第2臂向与第1臂相反的方向转动。第2臂的顶端侧的轨迹理想地是在一条直线上。在该机械臂将基板载置于传送带而进行输送的情况下,旋转动力源基于预先设定的旋转轴角度的移动量和/或旋转角速度被控制动作。旋转轴的旋转角速度一般设定为梯形。 
发明内容
对于这样的在半导体制造工序中所使用的机械臂,从提高生产效率的观点出发,要求其缩短输送时间。但是,在现有的机械臂的控制方法中,若为了缩短输送时间而使臂高速动作,则机械臂和/或装置整体的振动会因动作反力而变大,输送物可能会落下和/或可能会与周边设备发生干涉。而且,伴随着振动变大,如果静定待机时间增长,则臂的高速动作将无助于提高生产效率、即无助于缩短制造时间。因此,寻求降低利用机械臂进行输送时的振动的技术。该问题不限于半导体制造工序,而是共同存在于各种制品的制造、加工等各种处理工序的问题。 
本发明是为了解决上述问题的至少一部分而完成的,例如能够作为以下的方式来实现。 
根据本发明的第1方式,提供了一种机械臂控制装置,其对具备2个以上的臂部和分别使2个以上的臂部旋转的2个以上的旋转关节的机械臂装置的动作进行控制。该机械臂控制装置具备控制部,其是为了使2个以上的臂部中的、最基端的臂部以外的规定的臂部的顶端侧大致直线地移动,而对2个以上的旋转关节的旋转进行控制的控制部,且对2个以上的旋转关节的旋转进行控制、使得使规定的臂部的顶端侧大致直线地移动时的顶端侧的动作加速度变为与预先设定的时间推移一致的结果。关于预先设定的时间推移中的动作加速度,在将动作加速度设为时间的函数的情况下,按时间对该函数进行微分所得的导函数相对于时间的变化表现出连续的推移。 
根据该机机械臂控制装置,规定的臂部的动作加速度的变化平滑。其结果,能够抑制高频率的加速力以及减速力作用于机械臂装置。因此,能够降低利用机械臂装置进行输送时的振动。 
根据本发明的第2方式,第1方式中,作为时间的函数的动作加速度A(t),在将A0设为常数、将T设为使规定的臂部的顶端侧从起点到终点大致直线地移动时的时间、且设为ω=2πf、f=1/T时,满足A(t)=A0·sin(ωt)。根据该方式,规定的臂部的动作 加速度的变化变得非常平滑。另外,如果设定T使得作用于机械臂装置的固定部位的反作用力的频率f变得比机械共振频率小,则能够不激励机械共振模式地进行输送。 
根据本发明的第3方式,在第1方式中,动作加速度A(t)满足A(t)=A0·sin2(ωt)。根据该方式,能够起到与第2方式大致等同的效果。 
根据本发明的第4方式,在第1方式中,动作加速度的频率分量的基本频率f0设定为,f0与f0的n倍(n为正整数)与臂部以及机械臂装置的固定部位的共振频率不一致。根据该方式,在作用于机械臂装置的固定部位的反作用力的频率包括基本频率f0的频率分量和f0的n倍的频率分量的情况下,对这些频率分量中的任一频率分量都能抑制机械共振模式的激励。 
根据本发明的第5方式,提供基板输送装置。该基板输送装置具备用于输送基板的机械臂装置和第1到第4中任一方式的机械臂控制装置。根据本发明的第6方式,提供了具备第5方式的基板输送装置的基板处理装置。根据本发明的第7方式,提供了机械臂控制方法。该方法包括:对使2个以上的臂部中的、最基部的臂部以外的规定的臂部的顶端侧大致直线地移动时的顶端侧的动作加速度的时间推移进行预先设定,使得在将动作加速度设为时间的函数的情况下,按时间对函数进行微分所得的导函数相对于时间的变化表现出连续的推移;和对2个以上的旋转关节的旋转进行控制,使得使规定的臂部的顶端侧大致直线地移动时的顶端侧的动作加速度成为与预先设定的时间推移一致的结果。根据本发明的第8方式,提供了用于控制机械臂装置的动作的程序。该程序使计算机实现一种控制功能,该控制功能是为了使2个以上的臂部中的最基部的臂部以外的规定的臂部的顶端侧大致直线地移动、而对2个以上的旋转关节的旋转进行控制的控制功能,对2个以上的旋转关节的旋转进行控制,使得最基部的臂部以外的规定的臂部的顶端侧大致直线地移动时的顶端侧的动作加速度成为与预先设定的时间推移一致的结 果。关于预先设定的时间推移中的动作加速度,在将动作加速度设为时间的函数的情况下,按时间对函数进行微分所得的导函数相对于时间的变化表现出连续的推移。根据本发明的第9方式,提供了存储有第8方式的程序的计算机可读的记录介质。根据第5到第9方式,起到了与第1方式同样的效果。此外,即使对于第6到第9方式,也能够应用第1到第4方式。 
附图说明
图1是表示作为本发明的实施例的基板研磨装置的概略结构的俯视图。 
图2是表示机械臂装置的概略结构的说明图。 
图3是表示图2所示的机械臂装置动作的状态的说明图。 
图4是表示第1臂以及第2臂的移动轨迹的例子的说明图。 
图5是表示预先设定的、第2臂的顶端侧的动作加速度随时间而推移的一例的说明图。 
图6是表示根据第2臂的顶端侧的动作加速度随时间的推移求出的、第2臂的顶端侧的移动速度与第1臂以及第2臂的位移的结果的一例的说明图。 
图7是示出根据第1臂以及第2臂的位移而求出第1臂以及第2臂的旋转轴角度、角速度以及角加速度的结果的一例的说明图。 
图8是作为比较例的第1臂以及第2臂的动作参数的例子。 
图9是作为比较例的第1臂以及第2臂的动作参数的例子。 
具体实施方式
A.实施例: 
图1是示出作为本发明的基板处理装置的一例的CMP研磨装置10的概略结构的俯视图。如图1所示,CMP研磨装置10具备加载/卸载部20、研磨部50和清洗部70。加载/卸载部20具备4个前 加载部21~24和基板输送装置25,该前加载部21~24载置晶片盒,该晶片盒用于存放(stock)作为基板的一种的晶片。在前加载部21~24能够搭载开放盒、SMIF(Standard Mechanical Interface,标准机械界面)端口或FOUP(Front Opening Unified Pod,前开式晶片传送盒)。 
基板输送装置25具备机械臂装置30和机械臂控制装置40。机械臂装置30具备2个机械臂,并构成为能够在沿前加载部21~24的排列方向设置的移动机构上移动。机械臂装置30用于在前加载部21~24的晶片盒与后述的第1线性传送装置61之间进行晶片的交接。该机械臂装置30所具备的2个机械臂上下配置,下侧的机械臂在将处理前的晶片从晶片盒取出时使用,而上侧的机械臂在将被处理后的晶片放回晶片盒时使用。机械臂控制装置40对机械臂装置30的全部动作进行控制。在本实施例中,机械臂控制装置40具备PLC(programmable logic controller,可编程逻辑控制器)、运动控制器和马达驱动器。但是,机械臂控制装置40的结构并不特别限定于此,也可以通过CPU执行存储器所存储的软件而实现必要的功能。 
研磨部50是进行晶片的研磨的区域,具备第1研磨单元50a、第2研磨单元50b、第3研磨单元50c和第4研磨单元50d。第1研磨单元50a具备:具有研磨面的研磨工作台51a;第1道密封环(top ring)52a,其用于保持晶片且一边将晶片相对于研磨工作台51a按压一边对晶片进行研磨;研磨液供给喷嘴53a,其用于对研磨工作台51a供给研磨液和/或修整液(例如水);用于对研磨工作台51a进行修整的修整部54a;和雾化器55a,其使液体(例如纯水)和气体(例如氮气)的混合流体或液体(例如纯水)成为雾状并将它们从1个以上的喷嘴向研磨面喷射。虽然省略了说明,但是研磨单元50b,50c,50d也具有与第1研磨单元50a相同的结构。 
清洗部70是对研磨后的晶片进行清洗的区域,并具备:对研磨后的晶片进行清洗的2个清洗机71、72;对晶片进行输送的机械臂装置73、74;以及干燥单元75。由清洗机71进行了一次清洗的晶片由机械臂装置73送到清洗机72,再由清洗机72进行二次清洗。 被二次清洗后的晶片由机械臂装置74送到干燥单元75并被干燥。 
在第1研磨单元50a以及第2研磨单元50b与清洗部70之间,配置有在沿长度方向的4个输送位置(从加载/卸载部20侧起也依次称为第1输送位置TP1、第2输送位置TP2、第3输送位置TP3、第4输送位置TP4)之间输送晶片的第1线性传送装置61。 
另外,从加载/卸载部20侧观察,在第4输送位置TP4之前,与线性传送装置61相邻地配置有在沿长度方向的3个输送位置(从加载/卸载部20侧起也依次称为第5输送位置TP5、第6输送位置TP6、第7输送位置TP7)之间输送晶片的第2线性传送装置62。在第1线性传送装置61与第2线性传送装置62之间,配置有在第1线性传送装置61、第2线性传送装置62与清洗部70之间输送晶片的摆动传送装置63。 
图2示出机械臂装置30的概略结构。在图2中,仅示出机械臂装置30所具备的2个机械臂中的下方侧的机械臂。机械臂装置30具备固定基座31、转动驱动部32、臂旋转驱动部33、第1臂部(连杆)34、第2臂部(连杆)35、传送带36和3个旋转关节37~39。转动驱动部32使机械臂装置30以转动中心45为中心转动。 
第1臂部34是第1臂部34以及第2臂部35中的最基部的臂部,并构成为能够通过其基端侧的旋转关节37而以位于轴线AL1上的旋转中心(臂驱动中心)41为中心旋转。关于第2臂部35,其基端部通过旋转关节38而连结于第1臂部34的顶端部,并构成为能够以位于轴线AL2上的旋转中心42为中心旋转。关于传送带36,其基端部通过旋转关节39而连结于第2臂部35的顶端部,并构成为能够以位于轴线AL3上的旋转中心43为中心旋转。在下面的说明中,将旋转中心41,42,43的XY正交坐标系的坐标值分别设为(X0,Y0)、(X1,Y1)、(X2,Y2)。另外,传送带36的顶端46的坐标值设为(X4,Y4)。此外,省略了图示的其他机械臂构成为能够以臂驱动中心44为中心旋转。 
该第1臂部34、第2臂部35以及传送带36的旋转动作利用臂 旋转驱动部33而实现。臂旋转驱动部3具备作为驱动源的1个伺服马达和减速器(省略图示),并将通过伺服马达所得到的旋转动力经由包括旋转关节37~39的传递机构(例如,正时带、带轮、齿轮等)而传递到第1臂部34、第2臂部35以及传送带36、并驱动它们旋转。此外,臂旋转驱动部33也可以具备2个以上的驱动源,也可以对第1臂部34、第2臂部35以及传送带36中的至少2个独立地赋予驱动力。 
如图2(a)所示,在机械臂装置30中,将第1臂部34、第2臂部35以及传送带36的转动角度分别设为θ1、θ2、θ3。另外,将第1臂部34、第2臂部35以及传送带36的初始角度分别设为θ10、θ20、θ30。另外,将第1臂部34、第2臂部35以及传送带36的长度分别设为R1、R2、R3。R1与旋转中心41、42之间的距离相等,R2与旋转中心42、43之间的距离相等,R3等于旋转中心43与顶端46之间的X轴方向上的距离。另外,将转动中心45与臂驱动中心41之间的距离设为C0,将传送带36的Y轴方向上的偏置量设为C3。 
此时,第1臂部34的转动角度与旋转中心42的坐标的关系由下式(1)、(2)表示。另外,第2臂部3的转动角度与旋转中心43的坐标的关系由下式(3)、(4)表示。而且,传送带36的转动角度与顶端46的坐标的关系由下式(5)、(6)表示。 
X1=R1·cos(θ10+θ1)···(1) 
Y1=R1·sin(θ10+θ1)···(2) 
X2=R2·cos(θ20-θ2+θ1)+X1···(3) 
Y2=R2·sin(θ20-θ2+θ1)+Y1···(4) 
X3=R3·cos(θ30+θ3-θ2+θ1)+X2···(5) 
Y3=R3·sin(θ30+θ3-θ2+θ1)+Y2+C3···(6) 
另外,在机械臂装置30动作时,在机械臂装置30的固定部位、即转动驱动部32的固定部位(成为臂的基准的转动驱动部32的转动轴(固定轴))按规定的频率作用下式(7)所示的外部干扰转矩T。F是由于机械臂装置30的臂动作所作用的反力。该外部干扰转 矩T成为机械臂装置30振动的主要原因,尤其是在外部干扰转矩T的频率与机械臂装置30(驱动部位以及固定部位)的共振频率一致的情况下,激励机械共振模式、振动显著增大。 
T=C0·F···(7) 
图3是表示图2所示的机械臂装置30动作的状态的说明图。在本实施例中,如图3所示,机械臂装置30使机械臂的顶端侧即顶端(旋转中心)43沿X轴大致直线地移动,而输送由传送带36把持的晶片。所谓大致直线地是指顶端43的轨迹相对于平行于X轴的直线处于±5mm的范围内。在本实施例中,对机械臂装置30进行控制,使得顶端43的轨迹在理想的条件下成为完整的直线。但是,实际上难以实现理想的条件,由于种种原因、例如由于包括旋转关节37~39的传递机构的正时带的伸展等,相对于理想的直线轨道或多或少会产生偏差。上述的“大致直线地”这一术语包含伴随这样的偏差的直线移动的情况。 
图4示出了图3所示的移动动作中的第1臂部34的顶端(旋转中心42)和第2臂部35的顶端(旋转中心43)的轨迹的例子。由于第1臂部34以旋转中心41为中心逆时针旋转,第1臂部34的顶端42一边描绘圆弧一边移动。另一方面,由于第2臂部35以旋转中心42为中心顺时针旋转,第2臂部35的顶端43理想地直线地移动。此外,由于传送带36以旋转中心43为中心逆时针旋转,传送带36的顶端46理想地直线地移动,但是省略了图示。该第2臂部35的顶端43的移动能够通过例如使臂旋转驱动部33的传递机构构成为满足R1=R2、θ1:θ2=1:2且θ2:θ3=2:1来实现。该机械臂装置30的动作、即使第2臂部35的顶端43大致直线地移动的动作,由机械臂控制装置40(参照图1)控制。 
具体而言,机械臂控制装置40对第1臂部34以及第2臂部35的动作(旋转关节37、38的旋转)进行控制,使得使第2臂部35的顶端43沿X轴方向大致直线地移动时的顶端43的动作加速度成为与预先设定的时间推移一致的结果。该动作加速度的时间推移设 定为,在将动作加速度设为时间的函数的情况下,按时间对该函数进行微分所得的导函数相对于时间变化表现出连续的推移。在本实施例中,动作加速度A(t)设定为满足下式(8)。A0是常数,T是使顶端43从起点(初始位置)到终点(目的位置)大致直线地移动时的时间。另外,ω是角速度,ω=2πf。f是频率,这里f=1/T。A0设定为,旋转中心43能够在时间T的范围内从起点移动到终点。 
A(t)=A0·sin(ωt)···(8) 
图5示出了预先设定的动作加速度A(t)(表示为Ax2)的一例。如图所示,例如,在时间T=0.5秒的情况下,频率f=2Hz。也就是,作用于机械臂装置30的固定部位的外部干扰转矩T的频率f变为2Hz。通常、机械共振模式处于十几Hz~几十Hz的范围,所以在该情况下,不会由机械臂装置30的动作而激励机械共振模式。也就是,在将时间T设定为0.1秒以上的情况下,频率f变为10Hz以下,所以能够很好地防止对机械共振模式的激励。 
在本实施例中,机械臂控制装置40利用通过这样预先设定的动作加速度A(t)逆向推算出的第1臂部34的转动角度θ1,对第1臂部34以及第2臂部35的旋转动作进行控制。转动角度θ1例如能够如下这样求出。首先,根据动作加速度A(t)逆向推算,如图6所示,求出第2臂部35的顶端43在X轴方向上的移动速度Vx2,而且求出坐标值X1、X2。而且,利用上述的式子(1)、(3)根据坐标值X1、X2逆向推算而求出第1臂部34的转动角度θ1。在图7中示出了根据动作加速度A(t)逆向推算所求得的坐标值X1、X2、Y1、Y2、转动角度θ1、角速度θ’1、角加速度θ”1的一例。 
为了进一步明确本实施例的基板输送装置25的效果,将使用现有机械臂装置的基板输送装置的动作参数示于图8以及图9。如图8所示,在现有的方法中,预先设定转动角度θ1或角速度θ’1使得角速度θ’1大致成为梯形,并进行控制使得该设定内容得以实现。换言之,在现有的方法中,重点在于使作为驱动源的马达顺畅地动作。为此,如图9所示,关于第2臂部35的顶端43的动作加速度Ax2, 例如如位置P1、P2所示,呈现出斜率不同的2条直线相交那样的急剧的变化。这样的动作加速度Ax2的变化说明按时间对Ax2进行微分所得的导函数相对于时间的变化表现出离散的推移。这样的动作加速度Ax2成为在第2臂部35的顶端43产生横向偏差、振动变大的主要原因。 
另一方面,根据上述的本实施例的基板输送装置25,第2臂部35的动作加速度的变化变得顺畅。其结果,抑制了高频率的加速力以及减速力作用于第1臂部34以及第2臂部35和/或、机械臂装置30的固定部位(转动驱动部32的固定轴),乃至于抑制了振动。因此,即使为了缩短输送时间而使输送速度高速化,也能够降低输送物发生落下和/或、由于偏差量变大导致与周边设备发生干涉的可能性。而且,由于抑制了振动,不会增加成为基板的交接能够实现的状态之前的静定时间。因此,能够消除静定时间或偏差量与输送时间缩短的此消彼长关系(trade off)。 
B.变形例: 
B-1.变形例1: 
动作加速度A(t)不限于上述式(8),能够任意设定,使得在将动作加速度作为时间的函数的情况下,按时间对该函数进行微分所得的导函数相对于时间的变化表现出连续的推移。例如,即使将动作加速度A(t)设定为下式(9)那样,也能够得到与上述实施例相近的效果。或者,也可以对作为图9所示的比较例的Ax2,设定动作加速度A(t),使得示出使例如位置P1、P2处的形状变化缓和的推移。即便这样,与现有方法相比仍起到某种程度的振动抑制效果。 
A(t)=A0·sin2(ωt)···(9) 
B-2.变形例2: 
在动作加速度A(t)的设定中,动作加速度A(t)的频率分量的基本频率f0也可以设定为,使得f0和f0的n倍(n为正整数)不与第1臂部34以及第2臂部35还有机械臂装置30的固定部位的共 振频率一致。根据该结构,在作用于机械臂装置30的固定部位的反作用力的频率包含基本频率f0的频率分量和f0的n倍的频率分量的情况下,针对这些频率分量中的任一频率分量都能够抑制对机械共振模式的激励。 
B-3.变形例3: 
没有必要一定要控制机械臂装置30使得第2臂部35的顶端43在理想的条件下描绘出完整的直线轨迹,也可以对控制机械臂装置30使得顶端43描绘出相对于顶端43在理想的条件下所描绘出的大致直线的轨迹即平行于X轴的直线为±5mm的范围内的轨迹。例如,也可以控制机械臂装置30使得顶端43描绘出非常平缓的圆弧。 
B-4.变形例4: 
上述的机械臂装置30只要具备2个以上的臂部和2个以上的旋转关节即可,例如也可以具备3个臂部。该情况下,上述机械臂装置30的控制方法能够在使最靠基端侧的臂部(在上述实施例中为第1臂部34)以外的任意臂部的顶端侧大致直线地移动时应用。另外,关于传送带36也可以将其看作臂部。 
B-5.变形例5: 
上述的各种机械臂装置30的控制方法不限于机械臂装置30,也能够应用于构成CMP研磨装置10的任意基板输送装置。例如,上述的控制方法也可以应用于机械臂装置73、74。当然,上述基板输送装置25不限于CMP研磨装置10,也能够广泛地应用于与基板的输送相伴的任意基板处理装置例如基板成膜装置、基板蚀刻装置等,基板输送装置25不限于基板的输送也能够广泛地应用与任意输送物的输送。 
以上基于几个实施例对本发明的实施方式作了说明,但是上述发明的实施方式用于使本发明变得容易理解,而不是限定本发明。本发明在不脱离其主旨的情况线能够进行变更、改良,并且本发明中当然也包含与本发明等同的方案。另外,在能够解决上述课题中的至少一部的范围或实现其至少一部分效果的范围内,能够任意组 合或省略技术方案以及说明书所记载的各构成要素。 

Claims (7)

1.一种机械臂控制装置,对机械臂装置的动作进行控制,该机械臂具有2个以上的臂部和使该2个以上的臂部分别旋转的2个以上的旋转关节,其中,所述机械臂控制装置具备:
控制部,其是为了使所述2个以上的臂部中的、最基端的臂部以外的规定的臂部的顶端侧大致直线地移动,而对所述2个以上的旋转关节的旋转进行控制的控制部,且对所述2个以上的旋转关节的旋转进行控制、使得使所述规定的臂部的顶端侧按所述大致直线地移动时该顶端侧的动作加速度变为与预先设定的时间推移一致的结果,
关于所述预先设定的时间推移中的所述动作加速度,在将该动作加速度设为时间的函数的情况下,按所述时间对该函数进行微分所得的导函数相对于所述时间的变化表现出连续的推移。
2.根据权利要求1所述的机械臂控制装置,其中,
作为所述时间的函数的所述动作加速度A(t),在将A0设为常数、将T设为使所述规定的臂部的顶端侧从起点到终点大致直线地移动时的时间、且设为ω=2πf、f=1/T时,满足
A(t)=A0·sin(ωt)。
3.根据权利要求1所述的机械臂控制装置,其中,
作为所述时间的函数的所述动作加速度A(t),在将A0设为常数、将T设为使所述规定的臂部的顶端侧从起点到终点大致直线地移动时的时间、且设为ω=2πf、f=1/T时,满足
A(t)=A0·sin2(ωt)。
4.根据权利要求1所述的机械臂控制装置,其中,
所述动作加速度的频率分量的基本频率f0设定为,使得该f0和该f0的n倍不与所述机械臂装置以及所述机械臂装置的固定部位的共振频率一致,其中,n为正整数。
5.一种基板输送装置,其中,具备:
用于输送基板的机械臂装置;和
权利要求1到4中任一项所述的机械臂控制装置。
6.一种基板处理装置,其中,具备权利要求5所述的基板输送装置。
7.一种机械臂控制方法,对机械臂装置的动作进行控制,该机械臂装置具备2个以上的臂部和使该2个以上的臂部分别旋转的2个以上的旋转关节,所述机械臂控制方法包括:
对在使所述2个以上的臂部中的最基部的臂部以外的规定臂部的顶端侧大致直线地移动时的该顶端侧的动作加速度的时间推移进行预先设定,使得在将该动作加速度设为时间的函数的情况下,按所述时间对该函数进行微分所得的导函数相对于所述时间变化表现出连续的推移;和
对所述2个以上的旋转关节的旋转进行控制,使得使所述规定的臂部的顶端侧按所述大致直线地移动时的该顶端侧的动作加速度成为与所述预先设定的时间推移一致的结果。
CN201410234123.1A 2013-05-31 2014-05-29 机械臂控制装置、基板输送装置、基板处理装置、机械臂控制方法 Pending CN104209945A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013115095A JP2014233774A (ja) 2013-05-31 2013-05-31 ロボットアーム制御装置、基板搬送装置、基板処理装置、ロボットアーム制御方法およびプログラム
JP2013-115095 2013-05-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104209945A true CN104209945A (zh) 2014-12-17

Family

ID=51986000

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410234123.1A Pending CN104209945A (zh) 2013-05-31 2014-05-29 机械臂控制装置、基板输送装置、基板处理装置、机械臂控制方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20140358280A1 (zh)
JP (1) JP2014233774A (zh)
KR (1) KR20140141471A (zh)
CN (1) CN104209945A (zh)
SG (1) SG10201402685TA (zh)
TW (1) TW201509616A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105234930A (zh) * 2015-10-15 2016-01-13 哈尔滨工程大学 基于构形平面的冗余机械臂运动控制方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5962340B2 (ja) * 2012-08-31 2016-08-03 セイコーエプソン株式会社 ロボット
JP6111563B2 (ja) 2012-08-31 2017-04-12 セイコーエプソン株式会社 ロボット
JP6203702B2 (ja) 2014-11-18 2017-09-27 信越化学工業株式会社 ヒプロメロース酢酸エステルコハク酸エステルを用いたスプレードライ用溶液及び固体分散体の製造方法
US10369702B2 (en) * 2016-10-17 2019-08-06 Raytheon Company Automated work piece moment of inertia (MOI) identification system and method for same
US11027435B2 (en) 2018-12-04 2021-06-08 Raytheon Company Automated work piece testing system and method for same
US11198227B2 (en) 2018-12-04 2021-12-14 Raytheon Company Adjustable ballast system and method for same

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11123677A (ja) * 1997-10-27 1999-05-11 Fujitsu Ltd 搬送ロボットの搬送速度制御方法及びその装置
JP2003507195A (ja) * 1999-05-28 2003-02-25 ブルックス オートメーション インコーポレイテッド 予め定義された時間最適軌道形状に基づくロボットマニピュレータ
JP2003517167A (ja) * 1999-12-16 2003-05-20 松下電器産業株式会社 ロボットの位置決め制御方法と位置決め制御装置
CN1514962A (zh) * 2001-06-08 2004-07-21 �ϵ��� 机器人装置
US20040249509A1 (en) * 2003-04-22 2004-12-09 John Rogers System of path planning for robotic manipulators based on maximum acceleration and finite jerk constraints
CN101508113A (zh) * 2009-03-11 2009-08-19 哈尔滨工业大学 一种基于余弦二阶的机器人轨迹规划方法
CN102510793A (zh) * 2010-06-04 2012-06-20 中国科学院自动化研究所 加速度连续的机器人轨迹生成系统和方法
US20130064637A1 (en) * 2011-09-13 2013-03-14 Persimmon Technologies Corporation Method for transporting a substrate with a substrate support

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2808119B2 (ja) * 1988-07-28 1998-10-08 ファナック株式会社 加減速制御方式
JP3350310B2 (ja) * 1995-08-22 2002-11-25 株式会社荏原製作所 ロボットアームのリニアアクチュエータ
US6121743A (en) * 1996-03-22 2000-09-19 Genmark Automation, Inc. Dual robotic arm end effectors having independent yaw motion
US6320345B1 (en) * 1998-03-05 2001-11-20 Nikon Corporation Command trajectory for driving a stage with minimal vibration
JP3900789B2 (ja) * 2000-04-14 2007-04-04 セイコーエプソン株式会社 モータの速度・加速度決定方法、加減速生成方法、加減速制御方法、加減速制御装置及びモータ制御装置
JP3955217B2 (ja) * 2002-02-15 2007-08-08 株式会社不二越 産業用ロボットの制御方法及び制御装置
DE10315525B4 (de) * 2003-04-04 2006-04-13 Siemens Ag Steuerverfahren zur ruckbegrenzten Geschwindigkeitsführung eines bewegbaren Maschinenelementes einer numerisch gesteuerten industriellen Bearbeitungsmaschine
US7286890B2 (en) * 2005-06-28 2007-10-23 Tokyo Electron Limited Transfer apparatus for target object
WO2008039943A2 (en) * 2006-09-27 2008-04-03 Vserv Tech Wafer processing system with dual wafer robots capable of asynchronous motion
US7919940B2 (en) * 2007-10-21 2011-04-05 Ge Intelligent Platforms, Inc. System and method for jerk limited trajectory planning for a path planner
JP2012187649A (ja) * 2011-03-09 2012-10-04 Kawada Kogyo Kk 作業腕の振動抑制方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11123677A (ja) * 1997-10-27 1999-05-11 Fujitsu Ltd 搬送ロボットの搬送速度制御方法及びその装置
JP2003507195A (ja) * 1999-05-28 2003-02-25 ブルックス オートメーション インコーポレイテッド 予め定義された時間最適軌道形状に基づくロボットマニピュレータ
JP2003517167A (ja) * 1999-12-16 2003-05-20 松下電器産業株式会社 ロボットの位置決め制御方法と位置決め制御装置
CN1514962A (zh) * 2001-06-08 2004-07-21 �ϵ��� 机器人装置
US20040249509A1 (en) * 2003-04-22 2004-12-09 John Rogers System of path planning for robotic manipulators based on maximum acceleration and finite jerk constraints
CN101508113A (zh) * 2009-03-11 2009-08-19 哈尔滨工业大学 一种基于余弦二阶的机器人轨迹规划方法
CN102510793A (zh) * 2010-06-04 2012-06-20 中国科学院自动化研究所 加速度连续的机器人轨迹生成系统和方法
US20130064637A1 (en) * 2011-09-13 2013-03-14 Persimmon Technologies Corporation Method for transporting a substrate with a substrate support

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105234930A (zh) * 2015-10-15 2016-01-13 哈尔滨工程大学 基于构形平面的冗余机械臂运动控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20140358280A1 (en) 2014-12-04
JP2014233774A (ja) 2014-12-15
SG10201402685TA (en) 2014-12-30
TW201509616A (zh) 2015-03-16
KR20140141471A (ko) 2014-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104209945A (zh) 机械臂控制装置、基板输送装置、基板处理装置、机械臂控制方法
JP7326269B2 (ja) 回転関節エンコーダを備えるウエハハンドリングロボット
JP5779598B2 (ja) 高スループットのための基板ロードおよびアンロードメカニズム
US10332767B2 (en) Substrate transport device and substrate processing apparatus
JP6335587B2 (ja) 基板保持機構、基板搬送装置、半導体製造装置
US20050011294A1 (en) Articulated robot
JP2014034109A (ja) 産業用ロボットおよび産業用ロボットの制御方法
JP4852719B2 (ja) 多関節型ロボット
JP4595053B2 (ja) 多関節型ロボット
US9969047B2 (en) Substrate polishing apparatus
TWI501344B (zh) 高處理量之清理腔室
CN103786091A (zh) 研磨装置及研磨方法
WO2006109791A1 (ja) 多関節型ロボット
CN104002240A (zh) 研磨装置所使用的研磨部件的外形调整方法以及研磨装置
US10186418B2 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
KR101453189B1 (ko) 반송 장치
KR20090024602A (ko) 연삭가공 방법 및 연삭가공 장치
JP2017183666A (ja) 基板搬送装置、基板処理装置及び基板処理方法
JP2015201598A (ja) 基板処理装置
JPH11138474A (ja) 多関節ロボット
CN108475630A (zh) 基板处理装置及基板处理方法
JP6126414B2 (ja) 基板搬送装置、基板研磨装置
KR101700660B1 (ko) 반송 로봇의 교시방법
TWI719782B (zh) 機器人控制裝置、機器人系統及機器人控制方法
JP2004337987A (ja) ポリッシング装置及び基板処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20141217

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication