CN111052339B - 基板搬运装置及基板载置部的旋转轴的探索方法 - Google Patents

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Abstract

在基板载置部的多个旋转位置上，用物体检测传感器检测设置于基板载置部的目标，求出从机器人基准轴至目标的与轴心方向正交的方向的距离即指标长度或与其相关的信息，基于求得的指标长度或与其相关的信息，求出检测到位于连结机器人基准轴与旋转轴的直线上的目标时的，检测线的以机器人基准轴为旋转中心的旋转位置及基板载置部的以旋转轴为中心的旋转位置的至少一方的旋转位置，基于求得的旋转位置，对从机器人基准轴观察到的旋转轴所在的方向进行特定。

Description

基板搬运装置及基板载置部的旋转轴的探索方法
技术领域
本发明涉及搬运半导体基板、玻璃基板等基板的技术。
背景技术
以往，半导体的工序中，为了对多个半导体基板进行一并处理而使用能使多个半导体基板以列队的状态装载的基板载置部。这样的基板载置部一般由相离的一对板构件和架设于一对板构件间的多个支柱构成。支柱上有多个支持槽在该支柱的轴线方向上以一定间隔形成，支持槽中有基板的周缘部嵌入，从而基板支持于支柱。
为了对如上所述的基板载置部搬入及搬出基板而使用基板搬运机器人。基板搬运机器人一般具备机器人臂、安装在机器人臂的指尖上的基板搬运手和控制器。基板搬运手具备用于保持基板的基板保持部，其基板保持方式有吸附、把持等。专利文献1中例示了具备呈Y字形地梢部分岔的板状的叶片，并将基板载于叶片进行搬运的基板搬运手。
专利文献1所记载的基板搬运机器人中，在基板搬运手的分岔为两股的两梢端部的一方安装有发光部，在另一方以与发光部相向的形式安装有受光部。这些发光部和受光部构成透过型光传感器，能用该透过型光传感器来检测遮挡光轴的物体。而且，通过用透过型光传感器检测在基板处理装置的前表面外壁安装的外部示教治具，来利用已知的基板处理装置内部的示教位置的中心与外部示教位置的中心的相对位置关系推定基板搬运装置与示教位置的中心的相对位置关系。
现有技术文献：
专利文献：
专利文献1 ：日本特开2005-310858号公报。
发明内容
发明要解决的问题：
基板载置部可能载置固定于旋转台之上，并与该旋转台一体旋转。在这样的基板载置部上，以基板载置部的旋转轴与基板的中心一致的形式装载有基板。因此，操作者在目视确认基板搬运机器人和基板载置部的同时操作示教器，从而以基板载置部的旋转轴与基板的中心一致的形式进行对基板搬运机器人示教基板的装载位置。但这样的示教作业是极其烦杂的作业，期待能自动且精确地向基板搬运机器人示教基板载置部的装载位置的技术。
基板为圆形的规定形状，从而能基于基板载置部的旋转轴的位置容易地导出该基板载置部的基板的装载位置。因此在本发明中提出用基板搬运机器人来探索作为基板载置部的旋转中心的旋转轴的位置的技术。
解决问题的手段：
本发明一形态的基板载置部的旋转轴的探索方法特征在于，是利用机器人基准轴被规定，且具有对遮挡检测线的物体进行检测的物体检测传感器及在与所述机器人基准轴的轴心方向正交的平面内移动所述物体检测传感器的机器人臂的基板搬运机器人，来探索以与所述轴心方向平行地延伸的旋转轴为中心进行旋转的基板载置部的所述旋转轴的方法；
在所述基板载置部的多个旋转位置上，通过所述物体检测传感器检测设置于所述基板载置部的目标，求出从所述机器人基准轴至所述目标的与所述轴心方向正交的方向的距离即指标长度或与其相关的信息；
基于求得的所述指标长度或与其相关的信息，求出检测到位于连结所述机器人基准轴与所述旋转轴的直线上的所述目标时的，所述检测线的以所述机器人基准轴为旋转中心的旋转位置及所述基板载置部的以所述旋转轴为中心的旋转位置的至少一方的旋转位置；
基于求得的所述旋转位置，对从所述机器人基准轴观察到的所述旋转轴所在的方向进行特定。
又，本发明一形态的基板搬运装置特征在于，具备：机器人基准轴被规定，且具有对遮挡检测线的物体进行检测的物体检测传感器及在与所述机器人基准轴的轴心方向正交的平面内移动所述物体检测传感器的机器人臂的基板搬运机器人；具有由所述物体检测传感器检测的目标，以与所述轴心方向平行地延伸的旋转轴为中心进行旋转的基板载置部；以及控制所述基板搬运机器人及所述基板载置部的动作的控制器。
而且，所述控制器在所述基板载置部的多个旋转位置上，通过所述物体检测传感器检测所述目标，求出从所述机器人基准轴至所述目标的与所述轴心方向正交的方向的距离即指标长度或与其相关的信息；
基于求得的所述指标长度或与其相关的信息，求出检测到位于连结所述机器人基准轴与所述旋转轴的直线上的所述目标时的，所述检测线的以所述机器人基准轴为旋转中心的旋转位置及所述基板载置部的以所述旋转轴为中心的旋转位置的至少一方的旋转位置；
基于求得的所述旋转位置，对从所述机器人基准轴观察到的所述旋转轴所在的方向进行特定。
根据上述的基板载置部的旋转轴的探索方法及基板搬运装置，能基于检测到位于连结机器人基准轴与旋转轴的直线上的目标时的检测线的以机器人基准轴为旋转中心的旋转位置，来对从机器人基准轴观察到的旋转轴所在的方向进行特定。另，若得知检测到位于连结机器人基准轴与旋转轴的直线上的目标时的旋转轴的旋转位置，则能利用其而通过探索来求出检测线的以机器人基准轴为旋转中心的旋转位置。而且，通过基板搬运机器人自动进行此作业，从而可对基板搬运机器人自动示教以机器人基准轴为基准的旋转轴的方向。
发明效果：
根据本发明，能实现用基板搬运机器人来探索作为基板载置部的旋转中心的旋转轴的技术。
附图说明
图1是本发明的一实施形态的基板搬运装置的概略侧视图；
图2是基板搬运装置的概略俯视图；
图3是示出基板搬运装置的控制系统的结构的图；
图4是对旋转轴的探索方法进行说明的基板载置部和基板搬运机器人的概略图；
图5是示出旋转轴的探索工序的流程的流程图；
图6是示出第一方法的平行化处理的流程的流程图；
图7是示出第一方法的方向对齐处理的流程的流程图；
图8是说明平行化处理的基板载置部和基板搬运机器人的概略图；
图9是说明平行化处理的基板载置部和基板搬运机器人的概略图；
图10是说明平行化处理的基板载置部和基板搬运机器人的概略图；
图11是说明平行化处理的基板载置部和基板搬运机器人的概略图；
图12是说明平行化处理的基板载置部和基板搬运机器人的概略图；
图13是说明方向对齐处理的基板载置部和基板搬运机器人的概略图；
图14是说明方向对齐处理的基板载置部和基板搬运机器人的概略图。
具体实施方式
〔基板搬运装置10的概略结构〕
接下来，参照附图对本发明的实施形态进行说明。图1是本发明的一实施形态的基板搬运装置10的概略侧视图，图2是基板搬运装置10的概略俯视图。图1及图2所示的基板搬运装置10具备装载基板W的基板载置部9、对基板载置部9进行基板W的搬入（装载）及搬出的基板搬运机器人1和控制基板搬运机器人1及基板载置部9的动作的控制器15。基板搬运装置10例如可应用于EFEM（Equipment Front End Module；设备前端模块）、分选机（sorter）、基板处理系统等各种搬运基板W的系统中。
〔基板载置部9的结构〕
本实施形态的基板载置部9具备配置在同一圆周上的三个以上的多个支柱92。各支柱92上形成有一个或多个支持部91。多个支柱92具有实质上配置在同一平面上的对应的支持部91。而且，由对应的多个支持部91来支持一个基板W的缘。各支持部91例如是在支柱92上形成的槽、从支柱92向水平方向突出的突起等形成从下方支持基板W的缘的向上的面之物即可。
基板载置部9支持于旋转台90，以旋转轴O为中心旋转。载置于基板载置部9的基板W的中心及多个支柱92（或多个支持部91）所形成的圆周的中心位于旋转轴O的延长线上。另，基板载置部9相对于旋转台90可装卸地被支持，但基板载置部9和旋转台90也可以一体地构成。旋转台90中设置有例如由伺服马达等构成的旋转台驱动装置94和检测旋转台90的旋转位置的旋转位置检测器95。
〔基板搬运机器人1的结构〕
基板搬运机器人1具备基台11、支持于基台11的机器人臂（以下称为“臂12”）、与臂12的远位端部连结的基板搬运手（以下称为“手13”）以及设置于手13的物体检测传感器41。
本实施形态的臂12由在水平方向延伸的第一连杆21和经由并进关节与第一连杆21连接的第二连杆22构成。第一连杆21上设置有并进装置63，根据并进装置63的动作，第二连杆22相对于第一连杆21而平行于该第一连杆21的长度方向地并进移动。并进装置63例如是具备轨道＆滑块、齿条＆齿轮、滚珠丝杠或缸等直动机构（图示略）以及作为驱动部的伺服马达M3（参照图3）而成。但并进装置63的结构不限于上述。
臂12的近位端部可升降及回旋地支持于基台11。根据升降装置61的动作，与臂12的近位端部连结的升降轴23伸缩，臂12相对于基台11进行升降移动。升降装置61例如具备使升降轴23从基台11伸缩的直动机构（图示略）和作为驱动部的伺服马达M1（参照图3）而成。
又，根据回旋装置62的动作，臂12相对于基台11以回旋轴为中心进行回旋。臂12的回旋轴与升降轴23的轴心实质上一致。回旋装置62例如具备使第一连杆21绕回旋轴旋转的齿轮机构（图示略）和作为驱动部的伺服马达M2（参照图3）而成。但升降装置61及回旋装置62的结构不限于上述。
手13具备与臂12的远位端部连结的基部31和固定于基部31的叶片32。叶片32是梢端部分岔为两股的呈Y字状（或U字状）的薄板构件。
叶片32的主面为水平，支持基板W的多个支持垫33设置于叶片32的上表面。多个支持垫33配置为与载置于叶片32的基板W的周缘部接触。此外，在手13上，在叶片32的基端侧设置有推动件34。在该推动件34与配置于叶片32的梢端部的支持垫33之间把持载置于叶片32的基板W。
另，本实施形态的手13在将基板W以水平的姿态保持的同时进行搬运，但手13也可以是能以垂直的姿态保持基板W。又，本实施形态的手13的基板W的保持方式为边缘把持式，但也可以代替边缘把持式而采用吸附式、落入式、载置式等公知的基板W的保持方式。
手13上至少设置有1个物体检测传感器41。本实施形态的物体检测传感器41为透过型光传感器，但物体检测传感器41不限于此，是具有直线状或带状的检测区域的接触式或非接触式的物体检测传感器即可。
物体检测传感器41设置于叶片32的分岔为两股的梢端部的反面。参照图8，物体检测传感器41由在叶片32的分岔为两股的梢端部的一方设置的投光器41a与在另一方设置的受光器41b的组合来构成。投光器41a和受光器41b在与叶片32的主面平行的方向（即水平方向）上分离。
投光器41a具备投射成为检测媒介的光的光源。受光器41b具备接收投光器41a的投射光并转换为电气信号的受光元件。投光器41a与受光器41b相向配置，投光器41a发出的光直线状行进，向受光器41b的入光窗入射。图8中，投光器41a发出的光的光轴41c用点划线表示。物体检测传感器41为透过型光传感器，能检测遮挡光轴41c的物体。物体检测传感器41检测到光轴41c上有物体通过从而向受光器41b入射的光量减少时，向控制器15输出物体检测信号。
〔控制器15的结构〕
图3是示出基板搬运装置10的控制系统的结构的图。如图3所示，基板搬运机器人1及基板载置部9的动作由控制器15控制。但也可以形成为基板搬运机器人1和基板载置部9上分别设置有独立的控制单元，这些控制单元相互通信并控制基板搬运装置10的动作的结构。
控制器15为所谓的计算机，例如具有：微型控制器、CPU（Central ProcessingUnit；中央处理器）、MPU（Microprocessor Unit；微处理器）、PLC（Programmable LogicController；可编程逻辑控制器）、DSP（Digital Signal Processor；数字信号处理器）、ASIC（Application Specific Integrated Circuit；专用集成电路）或FPGA（FieldProgrammable Gate Array；现场可编程逻辑门阵列）等运算处理装置（处理器）；以及ROM（Read-Only Memory；只读存储器）、RAM（Random Access Memory；随机存取存储器）等易失性及非易失性存储装置（均未图示）。存储装置中存储有运算处理装置所执行的程序和各种固定数据等。存储于存储装置的程序中包含有本实施形态的旋转轴探索程序。又，存储装置中储存有用于控制臂12的动作的示教数据、关于臂12和手13的形状尺寸的数据、关于保持于手13的基板W的形状尺寸的数据和用于控制旋转台驱动装置94的动作的数据等。
在控制器15中，运算处理装置读取并执行存储于存储装置的程序等软件，由此进行用于控制基板搬运机器人1及基板载置部9的动作的处理。另，控制器15可以通过由单一的计算机进行的集中控制来执行各处理，也可以通过由多个计算机的共同工作进行的分散控制来执行各处理。
控制器15上连接有臂12的升降装置61的伺服马达M1、回旋装置62的伺服马达M2及并进装置63的伺服马达M3。各伺服马达M1～3上设置有检测其输出轴的旋转角的位置检测器E1～3，各位置检测器E1～3的检测信号向控制器15输出。此外，控制器15上也连接有手13的推动件34。而且，控制器15基于与各个位置检测器E1～3检测到的旋转位置对应的手13的姿势（即空间中的位置及姿态）和存储于存储部的示教数据，来运算规定的控制时间后的目标姿势。控制器15以手13在规定的控制时间后成为目标姿势的形式使各伺服马达M1～3动作。
此外，控制器15上连接有旋转台90的旋转台驱动装置94及旋转位置检测器95。控制器15基于预存的程序和由旋转位置检测器95检测到的旋转位置来使旋转台驱动装置94动作。由此能使基板载置部9向所希望的旋转位置旋转。
〔基板载置部9的旋转轴O的探索方法〕
在此，对基板搬运机器人1进行的探索基板载置部9的旋转轴O的方法进行说明。另，以下虽未特别写明，但控制器15通过读取并执行预存的规定的程序来进行基板载置部9的旋转轴O的探索相关的各处理。
对基板搬运机器人1赋予“机器人基准轴R”。机器人基准轴R是与基板载置部9的旋转轴O平行延伸的假想轴。本实施形态中，机器人基准轴R被规定在与臂12的回旋轴同轴上，以该机器人基准轴R为基准来构筑在基板搬运机器人1的控制中进行利用的机器人坐标系。但机器人基准轴R可规定于基板搬运机器人1的任意位置。以下，说明对以机器人基准轴R为基准的基板载置部9的旋转轴O的位置、即从机器人基准轴R观察到的旋转轴O的方向进行探索的方法。
如图4所示，物体检测传感器41具有作为带或直线状检测区域的检测线D。本实施形态中，光轴41c相当于检测线D。物体检测传感器41被臂12支持，通过臂12的回旋动作及/或伸缩动作能改变检测线D的姿势（即空间中的位置及姿态）。换言之，通过臂12的回旋动作，检测线D以机器人基准轴R为中心旋转，通过臂12的伸缩动作，检测线D与机器人基准轴R靠近或背离。控制器15能根据由基板搬运机器人1的各位置检测器E1～E3所检测的马达M1～M3的旋转位置等，通过运算求出检测线D的姿势、即以机器人基准轴R为基准的位置及姿态。尤其是，控制器15能根据由回旋装置62的位置检测器E2所检测的回旋用马达M2的旋转位置，来运算检测线D的从给定的基准旋转位置起的旋转角度即旋转位置φ。
又，基板载置部9能以旋转轴O为中心旋转并改变基板载置部9的从给定的基准旋转位置起的旋转角度即旋转位置θ。控制器15能根据设置于基板载置部9的旋转位置检测器95的检测值来求出基板载置部9的旋转位置θ。
控制器15在基板载置部9的多个旋转位置θ上进行用基板搬运机器人1探索目标T的处理，求出各旋转位置θ的指标长度L。指标长度L表示从机器人基准轴R至目标T（或检测线D）的距离。本实施形态中，将基板载置部9具备的多个支柱92其中之一利用为目标T。该目标T是剖面形状为圆形的柱状，圆的半径和从圆的中心至旋转轴O的距离是已知的。但目标T不限于本实施形态。
基板搬运机器人1探出目标T是通过以下内容来检测的：目标T遮挡物体检测传感器41的光轴41c，从而受光器41b上的受光从打开切换为关闭。或者基板搬运机器人1探出目标T是通过以下内容来检测的：目标T不遮挡物体检测传感器41的光轴41c，从而受光器41b上的受光从关闭切换为打开。
控制器15基于上述那样在多个基板载置部9的旋转位置θ得出的多个指标长度L，来求出目标T位于连结机器人基准轴R与旋转轴O的直线上时的基板载置部9的旋转位置θs、及/或检测线D的旋转位置φs。检测到位于连结机器人基准轴R与旋转轴O的直线上的目标T时的指标长度L为最大。另，若使用指标长度L则运算较简单，但代替指标长度L而使用与指标长度L相关的信息也能求出目标T位于连结机器人基准轴R与旋转轴O的直线上时的基板载置部9的旋转位置θs、及/或检测线D的旋转位置φs。与指标长度L相关的信息例如为规定于手13的任意基准点的姿势、使检测线D位移的马达M2、M3的旋转位置等。
而且，控制器15基于基板载置部9的旋转位置θs及检测线D的旋转位置φs的至少一方，来求出连结机器人基准轴R与旋转轴O的直线的延伸方向、换言之从机器人基准轴R观察到的旋转轴O的方向。另，能根据基板载置部9的旋转位置θs，通过将基板载置部9设为旋转位置θs并用基板搬运机器人1探索目标T，来求出检测线D的旋转位置φs。能根据检测线D的旋转位置φs直接求出从机器人基准轴R观察到的旋转轴O的方向。
控制器15可以将如此求得的从机器人基准轴R观察到的旋转轴O的方向作为检测线D（臂12）的0°的回旋角度而示教（存储）于存储装置。在此，控制器15在回旋角度的示教时，将回旋装置62的位置检测器E2的检测值存储于存储装置。
控制器15还能基于基板载置部9的旋转位置θs来求出从机器人基准轴R至旋转轴O的距离。从机器人基准轴R至旋转轴O的距离为指标长度L的最大值与从已知的旋转轴O至目标T的距离之和。
控制器15可以将如此求得的从机器人基准轴R到旋转轴O的距离存储（示教）于存储装置。
以下，关于基板载置部9的旋转轴O的探索工序，举具体的例子来进行说明。该说明中，将连结设置有检测线D的臂12的远位端部和机器人基准轴R并与机器人基准轴R的轴线方向正交的线段规定为“臂基准线A”。将臂基准线A的从任意的基准旋转位置起的旋转角度表示为“旋转位置φ”。臂基准线A的旋转位置φ与检测线D的旋转位置相同或相关。本实施形态中臂基准线A的延伸方向与检测线D的延伸方向正交，但若臂基准线A的延伸方向和检测线D的延伸方向相对角度已知，则也可以不正交。又，将连结目标T的任意基准点和旋转轴O并与机器人基准轴R的轴线方向正交的线段规定为“载置部基准线B”。将载置部基准线B的从任意的基准旋转位置起的旋转角度表示为“旋转位置θ”。载置部基准线B的旋转位置θ与基板载置部9的旋转位置相同或相关。
图5是示出基板载置部9的旋转轴O的探索工序的流程的流程图。如图5所示，基板载置部9的旋转轴O的探索工序以如下顺序进行下述步骤：使载置部基准线B与臂基准线A平行的平行化处理（步骤S1）、使载置部基准线B的延伸方向与臂基准线A的延伸方向一致的方向对齐处理（步骤S2）、旋转轴O的相对于机器人基准轴R的相对方向的示教处理（步骤S3）。
此外，在基板载置部9的旋转轴O的探索工序中，用于求出从机器人基准轴R至旋转轴O的距离的距离算出处理（步骤S4）和从机器人基准轴R到旋转轴O的距离的示教处理（步骤S5）接着上述步骤S3进行。以下对平行化处理、方向对齐处理及距离算出处理进行详细说明。
〔平行化处理〕
平行化处理（步骤S1）包括：求出载置部基准线B与臂基准线A平行的基板载置部9的第一旋转位置θf及检测线D的第一旋转位置φf的工程；以及使基板载置部9在第一旋转位置θf，并使检测线D在第一旋转位置φf的工程。该两个工程也可以同时进行。
（平行化处理的第一方法）
图6是示出第一方法的平行化处理的流程的流程图，图8～12是说明平行化处理的基板载置部9和基板搬运机器人1的概略图。第一方法的平行化处理中，在将臂基准线A的旋转位置φ（即检测线D的旋转位置φ）保持在第一旋转位置φf的同时，探索指标长度L相等的两个载置部基准线B的旋转位置θ0、θ1（即基板载置部9的旋转位置θ0、θ1），并求出该两个旋转位置θ0、θ1中央的旋转位置作为第一旋转位置θf。
在开始第一方法的平行化处理时，控制器15将基板载置部9具备的多个支柱92其中之一指定为目标T。目标T例如选择多个支柱92中的与机器人基准轴R距离最近的那个。或者也可以接收来自作业者的输入来从多个支柱92指定目标T。又，目标T不限于支柱92，也可以是不同于支柱92的目标T设置在基板载置部9。
如图6及图8所示，首先，控制器15求出臂基准线A的旋转位置φ（步骤S11），将其存储为第一旋转位置φf。又，控制器15求出载置部基准线B的旋转位置θ（步骤S12），将其存储为初始旋转位置θ0。
接着，控制器15使基板搬运机器人1探索载置部基准线B处于初始旋转位置θ0时的目标T（步骤S13）。然后控制器15求出检测到目标T时的指标长度L（θ0）（步骤S14）。
接下来，控制器15如图9的9A所示，使载置部基准线B从初始旋转位置θ0以任意的角度α正旋转，并使基板搬运机器人1探索目标T（步骤S15）。然后控制器15求出检测到目标T时的指标长度L（θ0＋α）（步骤S16）。
接下来，控制器15如图9的9B所示，使载置部基准线B从初始旋转位置θ0以α进行逆旋转，并使基板搬运机器人1探索目标T（步骤S17）。然后控制器15求出检测到目标T时的指标长度L（θ0－α）（步骤S18）。另，上述步骤S13、15、17中，控制器15以在将臂基准线A保持于第一旋转位置φf的同时使检测线D向检测目标T的位置移动的形式使臂12进行伸缩动作。
进而，控制器15比较指标长度L（θ0＋α）和指标长度L（θ0－α），将得出其中较小的值的旋转位置的从初始旋转位置θ0起的旋转方向决定为“探索方向”（步骤S19）。在图9的9A，9B所示的例中，指标长度L（θ0＋α）小于指标长度L（θ0－α），所以探索方向决定为正旋转方向。
接下来，控制器15如图10所示，将臂基准线A保持在第一旋转位置φf并就此使基板载置部9向探索方向旋转，用基板搬运机器人1反复探索目标T，探出指标长度L（θ1）等于初始指标长度L（θ0）的旋转位置θ1（步骤S20）。
然后控制器15如图11所示，将载置部基准线B的初始旋转位置θ0和旋转位置θ1中间的旋转位置（θf=（θ0＋θ1）/2）算出来作为载置部基准线B与臂基准线A平行的第一旋转位置θf（步骤S21）。
最后，控制器15使载置部基准线B旋转至第一旋转位置θf（步骤S22）。通过以上的平行化处理，载置部基准线B与臂基准线A平行。
（平行化处理的第二方法）
平行化处理也可以代替前述的第一方法而通过以下所示的第二方法进行。第二方法的平行化处理中，与第一方法的平行化处理同样地，在将臂基准线A的旋转位置φ保持于第一旋转位置φf的同时，探索指标长度L相等的两个载置部基准线B的旋转位置θ0、θ1，求出该两个旋转位置θ0、θ1中央的旋转位置作为载置部基准线B的第一旋转位置θf。但相对于在第一方法中使载置部基准线B一点一点地旋转来运算指标长度L，在第二方法中，通过对物体检测传感器41所进行的目标T的检测/非检测的变化点进行特定，不运算指标长度L而探索上述的两个旋转位置θ0、θ1。
第二方法的平行化处理中，与前述的第一方法的步骤S11～步骤S14、步骤S21～步骤S22的处理流程相同，这些步骤的说明省略。
第二方法中，在步骤S14之后，控制器15直到由物体检测传感器41检测不到目标T为止，都使载置部基准线B从初始旋转位置θ0向正向及逆向的一方旋转。接下来，控制器15直到由物体检测传感器41再度检测不到目标T为止，都使载置部基准线B向正向及逆向的另一方旋转。进而，控制器15直到由物体检测传感器41检测到目标T为止，使载置部基准线B向正向及逆向的一方稍许旋转，对再度检测到目标T时的旋转角度（θ1）进行检测（参照图10）。最后，控制器15利用初始旋转位置θ0和旋转位置θ1，进行前述的步骤S21～步骤S22的处理。通过以上的第二方法的平行化处理，载置部基准线B与臂基准线A平行。
（平行化处理的第三方法）
平行化处理也可以代替前述的第一方法而通过以下所示的第三方法进行。第三方法的平行化处理中，在将臂基准线A的旋转位置φ维持在第一旋转位置φf的同时，探索指标长度L最小的载置部基准线B的旋转位置θ，求出该旋转位置θ作为第一旋转位置θf。
第三方法的平行化处理中，与前述的第一方法的步骤S11～步骤S19的处理流程相同，这些步骤的说明省略。
第三方法中，在步骤S19之后，控制器15将检测线D保持在第一旋转位置φf并就此使载置部基准线B向探索方向旋转，用基板搬运机器人1反复探索目标T，探出指标长度L（θf）最小的第一旋转位置θf。最后，控制器15进行前述的步骤S22的处理。通过以上的第三方法的平行化处理，载置部基准线B与臂基准线A平行。
另，在以上说明的第一～第三方法的平行化处理中，将臂基准线A保持在第一旋转位置φf并就此改变载置部基准线B的旋转位置θ，但也可以是，将载置部基准线B的旋转位置θ保持在第一旋转位置θf并就此改变臂基准线A的旋转位置φ，或者是，通过改变载置部基准线B的旋转位置θ及臂基准线A的旋转位置φ来进行用于使载置部基准线B与臂基准线A平行的处理。
〔方向对齐处理〕
在结束平行化处理（步骤S1）的状态下，载置部基准线B与臂基准线A平行，所以连结机器人基准轴R和旋转轴O的直线与载置部基准线B及臂基准线A之间形成的错角相等。方向对齐处理（步骤S2）包括：求出载置部基准线B的延伸方向与臂基准线A的延伸方向一致的载置部基准线B的旋转位置（第二旋转位置θs）的工程；以及使载置部基准线B在第二旋转位置θs并使臂基准线A在第二旋转位置φs的工程。这两个工程也可以同时进行。
（方向对齐处理的第一方法）
图7是示出第一方法的方向对齐处理的流程的流程图，图13及图14是说明方向对齐处理的载置部基准线B和基板搬运机器人1的概略图。如图7及图12所示，在第一方法的方向对齐处理中，控制器15在维持载置部基准线B在第一旋转位置θf而臂基准线A在第一旋转位置φf的状态的同时，使基板搬运机器人1探索目标T（步骤S31），求出检测到目标T时的指标长度L（θf）（步骤S32）。
接着，控制器15使载置部基准线B从第一旋转位置θf以任意的角度β正旋转，同样地，使臂基准线A从第一旋转位置φf以角度β向正旋转方向旋转。然后控制器15使基板搬运机器人1探索载置部基准线B处于旋转位置（θf＋β）时的目标T（步骤S33），求出检测到目标T时的指标长度L（θf＋β）（步骤S34）。
接下来，控制器15使载置部基准线B从第一旋转位置θf以任意的角度β逆旋转，同样地，使臂基准线A从第一旋转位置φf以角度β向逆旋转方向旋转。然后控制器15使基板搬运机器人1探索载置部基准线B处于旋转位置（θf－β）时的目标T（步骤S35），求出检测到目标T时的指标长度L（θf－β）（步骤S36）。
进而，控制器15比较指标长度L（θf＋β）与指标长度L（θf－β），将得出其中较大的值的旋转方向决定为“探索方向”（步骤S37）。在图12所示的例中，指标长度L（θf＋β）大于指标长度L（θf－β），所以探索方向决定为正旋转方向。
接下来，控制器15如图13所示，使载置部基准线B和臂基准线A向探索方向每次以同一旋转角度旋转，用基板搬运机器人1反复探索目标T，探出指标长度L（θ2）等于指标长度L（θf）的载置部基准线B的旋转位置θ2（步骤S38）。
然后控制器15如图14所示，算出第一旋转位置θf和旋转位置θ2中间的旋转位置（θs=（θf＋θ2）/2），来作为载置部基准线B的延伸方向与臂基准线A的延伸方向一致的载置部基准线B的第二旋转位置θs（步骤S39）。
控制器15使载置部基准线B从旋转位置θ2向第二旋转位置θs旋转，使臂基准线A以与载置部基准线B相同的旋转方向且相同的旋转角度旋转（步骤S40）。通过以上的方向对齐处理，载置部基准线B的延伸方向与臂基准线A的延伸方向一致。
（方向对齐处理的第二方法）
方向对齐处理也可以代替前述的第一方法而通过以下所示的第二方法进行。第二方法的平行化处理中，与第一方法的方向对齐处理同样地，使载置部基准线B以旋转轴O为中心并使臂基准线A以机器人基准轴R为中心而分别向同一旋转方向以同一旋转角度旋转，探索指标长度L相等的两个旋转位置θf、θ2，求出该两个旋转位置θf、θ2中央的旋转位置作为第二旋转位置θs。但相对于第一方法中使载置部基准线B一点一点地旋转来运算指标长度L，在第二方法中，通过对物体检测传感器41所进行的目标T的检测/非检测的变化点进行特定，不运算指标长度L而探索上述的两个旋转位置θf、θ2。
第二方法的方向对齐处理中，从前述的第一方法的步骤S31到步骤S32为止的处理流程相同，这些步骤的说明省略。
第二方法中，在步骤S32之后，控制器15直到由物体检测传感器41检测不到目标T为止，都使载置部基准线B和臂基准线A向同一旋转方向以同一旋转角度旋转。在此，旋转方向为正向及逆向其中一方。接下来，控制器15直到由物体检测传感器41再度检测目标T为止，都使载置部基准线B和臂基准线A向正向及逆向的另一方以同一旋转角度旋转。进而，控制器15对再度检测到目标T时的载置部基准线B的旋转角度（θ2）进行检测（参照图13）。最后，控制器15利用第一旋转位置θf和旋转位置θ2，进行前述的步骤S39～步骤S40的处理。通过以上的第二方法的方向对齐处理，载置部基准线B的延伸方向与臂基准线A的延伸方向一致。
（方向对齐处理的第三方法）
方向对齐处理也可以代替前述的第一方法而通过以下所示的第三方法进行。第三方法的方向对齐处理中，使载置部基准线B和臂基准线A向同一旋转方向以同一旋转角度旋转，探索指标长度L最大的载置部基准线B的旋转位置，求出该旋转位置作为第二旋转位置θs。
第三方法的方向对齐处理中，从前述的第一方法的步骤S31到步骤S37为止的处理流程相同，这些步骤的说明省略。
第三方法中，在步骤S37之后，控制器15使载置部基准线B和臂基准线A向探索方向以同一旋转角度旋转，用物体检测传感器41进行目标T的检测，探索指标长度L最大的载置部基准线B的旋转位置θs。在探索出的旋转位置θs上，载置部基准线B的延伸方向与臂基准线A的延伸方向一致。
〔距离算出处理〕
距离算出处理（步骤S4）中，控制器15使基板搬运机器人1探索载置部基准线B处于第二旋转位置θs时的目标T，求出检测到目标T时的指标长度L（θs）。进而，控制器15基于该指标长度L（θs）、从旋转轴O到目标T的已知的距离和目标T的已知的形状，来求出旋转轴O与机器人基准轴R的距离，将其作为示教数据存储于存储装置。
指标长度L（θs）与在方向对齐处理的第三方法中求得的指标长度L的最大值相同。因此，在方向对齐处理采用第三方法的情况下，能省略上述的距离算出处理中的探索处理。
如以上说明的那样，本实施形态的基板搬运装置10具备：机器人基准轴R被规定，且具有对遮挡检测线D的物体进行检测的物体检测传感器41及在与机器人基准轴R的轴心方向正交的平面内移动物体检测传感器41的臂12的基板搬运机器人1；具有由物体检测传感器41检测的目标T，以与轴心方向平行地延伸的旋转轴O为中心旋转的基板载置部9；以及控制基板搬运机器人1及基板载置部9的动作的控制器。
而且，本实施形态的基板搬运装置10形成为如下结构：控制器15在基板载置部9的多个旋转位置θ上用物体检测传感器41检测目标T，求出从机器人基准轴R至目标T的与轴心方向正交的方向的距离即指标长度L或与其相关的信息，基于求得的指标长度L或与其相关的信息，求出检测到位于连结机器人基准轴R与旋转轴O的直线上的目标T时的，检测线D的以机器人基准轴R为旋转中心的旋转位置φs及基板载置部9的以旋转轴O为中心的旋转位置θs的至少一方的旋转位置，基于求得的旋转位置，对从机器人基准轴R观察到的旋转轴O所在的方向进行特定。
同样地，本实施形态的基板载置部9的旋转轴O的探索方法中，在基板载置部9的多个旋转位置θ上，由物体检测传感器41检测设置于基板载置部9的目标T，求出从机器人基准轴R至目标T的与轴心方向正交的方向的距离即指标长度L或与其相关的信息，基于求得的指标长度L或与其相关的信息，求出检测到位于连结机器人基准轴R与旋转轴O的直线上的目标T时的，检测线D的以机器人基准轴R为旋转中心的旋转位置φs及基板载置部9的以旋转轴O为中心的旋转位置θs的至少一方的旋转位置，基于求得的旋转位置，对从机器人基准轴R观察到的旋转轴O所在的方向进行特定。
根据上述的基板搬运装置10及基板载置部9的旋转轴O的探索方法，能基于检测到位于连结机器人基准轴R与旋转轴O的直线上的目标T时的检测线D的以机器人基准轴R为旋转中心的旋转位置φs，来对从机器人基准轴R观察到的旋转轴O所在的方向进行特定。另，若得知检测到位于连结机器人基准轴R与旋转轴O的直线上的目标T时的旋转轴O的旋转位置θs，则能利用其而通过探索来求出检测线D的以机器人基准轴R为旋转中心的旋转位置。而且，基板搬运机器人1自动进行该作业，从而可对基板搬运机器人1自动示教以机器人基准轴R为基准的旋转轴O的方向。
又，上述实施形态的基板搬运装置10中，控制器15形成为如下结构：基于检测到位于连结机器人基准轴R与旋转轴O的直线上的目标T时的指标长度L和从旋转轴O到目标T的已知的距离，求出从机器人基准轴R到旋转轴O的距离。
同样地，在上述实施形态的基板载置部9的旋转轴O的探索方法中，基于检测到位于连结机器人基准轴与旋转轴的直线上的目标时的指标长度和从旋转轴到目标的已知的距离，求出从机器人基准轴到旋转轴的距离。
根据上述的基板搬运装置10及基板载置部9的旋转轴O的探索方法，可对基板搬运机器人1自动示教从机器人基准轴R到旋转轴O的距离。
又，上述实施形态的基板搬运装置10中，控制器15形成为如下结构：求出载置部基准线B与臂基准线A平行的载置部基准线B的以旋转轴O为旋转中心的第一载置部旋转位置θf及臂基准线A的以机器人基准轴R为旋转中心的第一臂旋转位置φf，通过处于第一载置部旋转位置θf的载置部基准线B和处于第一臂旋转位置φf的臂基准线A向相同方向以相同旋转角度旋转，由此求出载置部基准线B的延伸方向与臂基准线A的延伸方向一致的载置部基准线B的第二载置部旋转位置θs及臂基准线A的第二臂旋转位置φs。在此，与机器人基准轴R的轴心方向正交且通过连接有物体检测传感器41的臂12远位端部和机器人基准轴R的直线被规定为臂基准线A，与机器人基准轴R的轴心方向正交且通过旋转轴O和目标T的直线被规定为载置部基准线B。
此外，控制器15形成为如下结构：使载置部基准线B在第一载置部旋转位置θf并使臂基准线A在第一臂旋转位置φf，使载置部基准线B从第一载置部旋转位置θf到第二载置部旋转位置θs并使臂基准线A从第一臂旋转位置φf到第二臂旋转位置φs，存储臂基准线A处于第二臂旋转位置φs时的臂12的关节的旋转位置（即位置检测器E1～3检测到的旋转位置）。
同样地，上述实施形态的基板载置部9的旋转轴O的探索方法包括：求出载置部基准线B与臂基准线A平行的载置部基准线B的以旋转轴O为旋转中心的第一载置部旋转位置θf及臂基准线A的以机器人基准轴R为旋转中心的第一臂旋转位置φf的步骤；以及处于第一载置部旋转位置θf的载置部基准线B和处于第一臂旋转位置φf的臂基准线A向相同方向以相同旋转角度旋转，由此求出载置部基准线B的延伸方向与臂基准线A的延伸方向一致的载置部基准线B的第二载置部旋转位置θs及臂基准线A的第二臂旋转位置φs的步骤。
此外，上述实施形态的基板载置部9的旋转轴O的探索方法包括：使载置部基准线B在第一载置部旋转位置θf并使臂基准线A在第一臂旋转位置φf的步骤；以及使载置部基准线B从第一载置部旋转位置θf到第二载置部旋转位置θs并使臂基准线A从第一臂旋转位置φf到第二臂旋转位置φs的步骤。
根据上述的基板搬运装置10及基板载置部9的旋转轴O的探索方法，不进行复杂的运算等即能实现利用了在载置部基准线B的多个旋转位置θ上检测到目标T时求得的指标长度L或与其相关的信息的，对从机器人基准轴R观察到的旋转轴O所在的方向进行特定的处理。
以上说明了本发明的优选实施形态，但本发明中也可包含如下内容：在不脱离本发明的精神的范围内对上述实施形态的具体结构及/或功能的详情进行变更。
符号说明：
1 ：基板搬运机器人；
9 ：基板载置部；
10 ：基板搬运装置；
11 ：基台；
12 ：臂；
13 ：手；
15 ：控制器；
21、22 ：连杆；
23 ：升降轴；
31 ：基部；
32 ：叶片；
33 ：支持垫；
34 ：推动件；
41 ：物体检测传感器；
41a ：投光器；
41b ：受光器；
41c ：光轴；
61 ：升降装置；
62 ：回旋装置；
63 ：并进装置；
90 ：旋转台；
91 ：支持部；
92 ：支柱；
94 ：旋转台驱动装置；
95 ：旋转位置检测器；
A ：臂基准线；
B ：载置部基准线；
D ：检测线；
E1～3 ：位置检测器；
L ：指标长度；
M1～3 ：伺服马达；
O ：旋转轴；
R ：机器人基准轴；
T ：目标；
W ：基板。

Claims (14)

1.一种基板载置部的旋转轴的探索方法，其特征在于，
是利用机器人基准轴被规定，且具有对遮挡检测线的物体进行检测的物体检测传感器及在与所述机器人基准轴的轴心方向正交的平面内移动所述物体检测传感器的机器人臂的基板搬运机器人，来探索以与所述轴心方向平行地延伸的旋转轴为中心进行旋转的基板载置部的所述旋转轴的方法；
与所述轴心方向正交且通过连接有所述物体检测传感器的所述机器人臂的远位端部和所述机器人基准轴的直线被规定为臂基准线，与所述轴心方向正交且通过所述旋转轴和目标的直线被规定为载置部基准线；
在所述基板载置部的多个旋转位置上，通过所述物体检测传感器检测设置于所述基板载置部的目标，求出从所述机器人基准轴至所述目标的与所述轴心方向正交的方向的距离即指标长度或与其相关的信息； 基于求得的所述指标长度或与其相关的信息，求出所述载置部基准线与所述臂基准线平行的，所述载置部基准线的以所述旋转轴为旋转中心的第一载置部旋转位置，及所述臂基准线的以所述机器人基准轴为旋转中心的第一臂旋转位置；
基于求得的所述指标长度或与其相关的信息，处于所述第一载置部旋转位置的所述载置部基准线和处于所述第一臂旋转位置的所述臂基准线向相同方向以相同旋转角度旋转，由此求出所述载置部基准线的延伸方向与所述臂基准线的延伸方向一致时的，所述检测线的以所述机器人基准轴为旋转中心的第二臂旋转位置及所述基板载置部的以所述旋转轴为中心的第二载置部旋转位置的至少一方；
基于求得的第二臂旋转位置及所述第二载置部旋转位置的至少一方，对从所述机器人基准轴观察到的所述旋转轴所在的方向进行特定。
2.根据权利要求1所述的基板载置部的旋转轴的探索方法，其特征在于，
基于检测到位于连结所述机器人基准轴与所述旋转轴的直线上的所述目标时的所述指标长度和从所述旋转轴到所述目标的已知的距离，求出从所述机器人基准轴到所述旋转轴的距离。
3. 根据权利要求1所述的基板载置部的旋转轴的探索方法，其特征在于，还包括：
使所述载置部基准线在所述第一载置部旋转位置并使所述臂基准线在所述第一臂旋转位置的步骤；以及
使所述载置部基准线从所述第一载置部旋转位置到所述第二载置部旋转位置并使所述臂基准线从所述第一臂旋转位置到所述第二臂旋转位置的步骤。
4.根据权利要求1所述的基板载置部的旋转轴的探索方法，其特征在于，
求出所述第一载置部旋转位置的步骤包括：使所述臂基准线保持在所述第一臂旋转位置，并探索所述指标长度相等的所述载置部基准线的两个旋转位置，以该两个旋转位置的中央的旋转位置为所述第一载置部旋转位置。
5.根据权利要求1所述的基板载置部的旋转轴的探索方法，其特征在于，
求出所述第一载置部旋转位置的步骤包括：使所述臂基准线保持在所述第一臂旋转位置，并探索所述指标长度最小的所述载置部基准线的旋转位置，以该旋转位置为所述第一载置部旋转位置。
6.根据权利要求1所述的基板载置部的旋转轴的探索方法，其特征在于，
求出所述第二载置部旋转位置的步骤包括：使处于所述第一臂旋转位置的所述臂基准线以所述机器人基准轴为中心，使处于所述第一载置部旋转位置的所述基板载置部以所述旋转轴为中心，分别向相同旋转方向以相同旋转角度旋转，探索所述指标长度相等的两个旋转位置，以该两个旋转位置的中央的旋转位置为所述第二载置部旋转位置。
7.根据权利要求1所述的基板载置部的旋转轴的探索方法，其特征在于，
求出所述第二载置部旋转位置的步骤包括：使处于所述第一臂旋转位置的所述臂基准线以所述机器人基准轴为中心，使处于所述第一载置部旋转位置的所述基板载置部以所述旋转轴为中心，分别向相同旋转方向以相同旋转角度旋转，探索所述指标长度最大的旋转位置，以该旋转位置为所述第二载置部旋转位置。
8.一种基板搬运装置，其特征在于，
具备：机器人基准轴被规定，且具有对遮挡检测线的物体进行检测的物体检测传感器及在与所述机器人基准轴的轴心方向正交的平面内移动所述物体检测传感器的机器人臂的基板搬运机器人；
具有由所述物体检测传感器检测的目标，以与所述轴心方向平行地延伸的旋转轴为中心进行旋转的基板载置部；以及
控制所述基板搬运机器人及所述基板载置部的动作的控制器；
与所述轴心方向正交且通过连接有所述物体检测传感器的所述机器人臂的远位端部和所述机器人基准轴的直线被规定为臂基准线，与所述轴心方向正交且通过所述旋转轴和所述目标的直线被规定为载置部基准线；
所述控制器在所述基板载置部的多个旋转位置上，通过所述物体检测传感器检测所述目标，求出从所述机器人基准轴至所述目标的与所述轴心方向正交的方向的距离即指标长度或与其相关的信息；
基于求得的所述指标长度或与其相关的信息，求出所述载置部基准线与所述臂基准线平行的，所述载置部基准线的以所述旋转轴为旋转中心的第一载置部旋转位置，及所述臂基准线的以所述机器人基准轴为旋转中心的第一臂旋转位置；
基于求得的所述指标长度或与其相关的信息，通过处于所述第一载置部旋转位置的所述载置部基准线和处于所述第一臂旋转位置的所述臂基准线向相同方向以相同旋转角度旋转，由此求出所述载置部基准线的延伸方向与所述臂基准线的延伸方向一致的，所述检测线的以所述机器人基准轴为旋转中心的第二臂旋转位置及所述基板载置部的以所述旋转轴为中心的第二载置部旋转位置的至少一方；
基于求得的第二臂旋转位置及所述第二载置部旋转位置的至少一方，对从所述机器人基准轴观察到的所述旋转轴所在的方向进行特定。
9.根据权利要求8所述的基板搬运装置，其特征在于，
所述控制器基于检测到位于连结所述机器人基准轴与所述旋转轴的直线上的所述目标时的所述指标长度和从所述旋转轴到所述目标的已知的距离，求出从所述机器人基准轴到所述旋转轴的距离。
10.根据权利要求8所述的基板搬运装置，其特征在于，
所述控制器使所述载置部基准线在所述第一载置部旋转位置并使所述臂基准线在所述第一臂旋转位置；
使所述载置部基准线从所述第一载置部旋转位置到所述第二载置部旋转位置并使所述臂基准线从所述第一臂旋转位置到所述第二臂旋转位置；
存储所述臂基准线处于所述第二臂旋转位置时的所述机器人臂的关节的旋转位置。
11.根据权利要求8所述的基板搬运装置，其特征在于，
所述控制器使所述臂基准线保持在所述第一臂旋转位置，并以探索所述指标长度相等的所述载置部基准线的两个旋转位置的形式使所述基板搬运机器人及所述基板载置部动作，以该两个旋转位置的中央的旋转位置为所述第一载置部旋转位置。
12.根据权利要求8所述的基板搬运装置，其特征在于，
所述控制器使所述臂基准线保持在所述第一臂旋转位置，并以探索所述指标长度最小的所述载置部基准线的旋转位置的形式使所述基板搬运机器人及所述基板载置部动作，以该旋转位置为所述第一载置部旋转位置。
13.根据权利要求8所述的基板搬运装置，其特征在于，
所述控制器使处于所述第一臂旋转位置的所述臂基准线以所述机器人基准轴为中心，使处于所述第一载置部旋转位置的所述基板载置部以所述旋转轴为中心，分别向相同旋转方向以相同旋转角度旋转，以探索所述指标长度相等的两个旋转位置的形式使所述基板搬运机器人及所述基板载置部动作，以该两个旋转位置的中央的旋转位置为所述第二载置部旋转位置。
14.根据权利要求8所述的基板搬运装置，其特征在于，
所述控制器使处于所述第一臂旋转位置的所述臂基准线以所述机器人基准轴为中心，使处于所述第一载置部旋转位置的所述基板载置部以所述旋转轴为中心，分别向相同旋转方向以相同旋转角度旋转，以探索所述指标长度最大的旋转位置的形式使所述基板搬运机器人及所述基板载置部动作，以该旋转位置为所述第二载置部旋转位置。
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