CN111095518B - 基板搬运装置以及求出机器人与载置部的位置关系的方法 - Google Patents
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Abstract
包括:在基板载置部上的改变目标的以旋转轴为旋转中心的旋转位置及检测区域的以机器人基准轴为旋转中心的旋转位置中的至少一方而得的多个旋转位置上,用物体检测传感器对作为目标的表面的一部分而位于以旋转轴为中心且通过目标的规定的圆周的内周侧的部分进行检测的步骤;对于多个旋转位置的每一个,求出与表示用物体检测传感器检测到目标时的从机器人基准轴至目标的距离的指标长度存在相关关系的量的步骤;以及基于多个旋转位置中的与指标长度存在相关关系的量最大或最小者,求出机器人基准轴与旋转轴的位置关系的步骤。
Description
技术领域
本发明涉及具备基板搬运机器人和基板载置部的基板搬运装置。
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成Y字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求出基板搬运机器人的机器人基准轴与作为基板载置部的旋转中心的旋转轴的位置关系的技术。
解决问题的手段:
本发明的一形态的求出基板搬运机器人与基板载置部的位置关系的方法其特征在于,是求出基板搬运机器人与基板载置部的位置关系的方法,所述基板搬运机器人为机器人基准轴被规定,且具有对遮挡检测区域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检测区域的机器人臂的基板搬运机器人,所述基板载置部具有目标且以与所述轴心方向平行地延伸的旋转轴为中心旋转; 包括:
在改变所述目标的以所述旋转轴为旋转中心的旋转位置及所述检测区域的以所述机器人基准轴为旋转中心的旋转位置中的至少一方而得的多个旋转位置上,用所述物体检测传感器来对作为所述目标的表面的一部分而位于以所述旋转轴为中心且通过该目标的规定的圆周的内周侧的部分进行检测的步骤;
对于所述多个旋转位置的每一个,求出与表示用所述物体检测传感器检测到所述目标时的从所述机器人基准轴至所述目标的距离的指标长度存在相关关系的量的步骤;以及
基于所述多个旋转位置中的与所述指标长度存在相关关系的量最大或最小者,求出所述机器人基准轴与所述旋转轴的位置关系的步骤。
又,本发明的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,且具有对遮挡检测区域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;
具有用所述物体检测传感器来检测的目标,并以与所述轴心方向平行地延伸的旋转轴为中心旋转的基板载置部;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,控制器包括:
以在改变所述目标的以所述旋转轴为旋转中心的旋转位置及所述检测区域的以所述机器人基准轴为旋转中心的旋转位置中的至少一方而得的多个旋转位置上,用所述物体检测传感器对作为所述目标的表面的一部分而位于以所述旋转轴为中心且通过该目标的规定的圆周的内周侧的部分进行检测的形式,使所述基板搬运机器人及所述基板载置部动作的目标探索部;
对于所述多个旋转位置的每一个,求出与表示用所述物体检测传感器检测到所述目标时的从所述机器人基准轴至所述目标的距离的指标长度存在相关关系的量的指标运算部;以及
基于所述多个旋转位置中的与所述指标长度存在相关关系的量最大或最小者,求出所述机器人基准轴与所述旋转轴的位置关系的位置关系运算部。
根据上述的基板搬运装置及求出基板搬运机器人与基板载置部的位置关系的方法,无论目标的形状如何,目标的公转带来的向与连结机器人基准轴和检测区域的直线平行的方向的移动量和目标的自转带来的向与连结机器人基准轴和检测区域的直线平行的方向的移动量的正负都相同。由此,无论目标的形状如何,都能为了特定出基板载置部的旋转位置而对指标长度的最小值及最大值这样的因素进行利用。
发明效果:
根据本发明,能用基板搬运机器人来求出基板搬运机器人的机器人基准轴与作为基板载置部的旋转中心的旋转轴的位置关系。
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是对用物体检测传感器来检测旋转的目标的外周侧的表面的情形进行说明的图;
图5是示出图4中的指标长度与目标的旋转位置的关系的图;
图6 是对用物体检测传感器来检测旋转的目标的内周侧的表面的情形进行说明的图;
图7是示出图6中的指标长度与目标的旋转位置的关系的图;
图8是对求出基板搬运机器人与基板载置部的位置关系的方法进行说明的图;
图9是对求出基板搬运机器人与基板载置部的位置关系的方法进行说明的图,并示出目标位于连结机器人基准轴和旋转轴的直线上的状态;
图10是对求出基板搬运机器人与基板载置部的位置关系的方法进行说明的图,并示出目标处于旋转位置(θs+α)的状态;
图11是对求出基板搬运机器人与基板载置部的位置关系的方法进行说明的图,并示出目标处于旋转位置(θs-α)的状态;
图12是对求出基板搬运机器人与基板载置部的位置关系的方法进行说明的图,并示出检测区域与连结机器人基准轴和旋转轴的直线平行地移动的状态;
图13是对求出基板搬运机器人与基板载置部的位置关系的方法进行说明的图,并示出在目标的旋转位置θl上,目标与旋转轴与机器人基准轴在同一直线上排列的状态。
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。
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。
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组物体检测传感器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。
〔目标T的探索方法〕
在此,对基板搬运机器人1探索目标T的方法进行说明。图4是对用物体检测传感器41来检测旋转的目标T的外周侧的表面的情形进行说明的图,图5是示出图4中的指标长度L与目标T的旋转位置θ的关系的图。图6是对用物体检测传感器41来检测旋转的目标T的内周侧的表面的情形进行说明的图,图7是示出图6中的指标长度L与目标T的旋转位置θ的关系的图。另,图5、7中,以目标T在图4、6中以实线表示的位置为基准来表示目标T的旋转位置θ。
在此,将“指标长度L”规定为用物体检测传感器41检测到目标T时的从机器人基准轴R到目标T的与机器人基准轴R的轴心方向正交的方向的距离。又,将“目标T的旋转位置θ”规定为目标T的以旋转轴O为旋转中心的旋转位置。目标T的旋转位置θ与基板载置部9的旋转位置相关,通过使基板载置部9以旋转轴O为中心旋转来变化,能根据设置于基板载置部9的旋转位置检测器95的检测值求出。又,将“检测区域D的旋转位置φ”规定为物体检测传感器41的检测区域D(本实施形态中相当于光轴41c)的以机器人基准轴R为旋转中心的旋转位置。检测区域D的旋转位置φ与臂12的旋转位置相关,能根据回旋用伺服马达M2的位置检测器E2的检测值求出。旋转位置θ及旋转位置φ均表示从任意的旋转基准位置起的旋转角度。
例如,如图4所示,在旋转轴O与机器人基准轴R之间有目标T,在使物体检测传感器41的检测区域D从机器人基准轴R侧向旋转轴O侧移动的同时进行目标T的检测,则初次检测目标T的外周侧的表面。在此,“目标T的外周侧的表面”是目标T的表面的一部分,是与机器人基准轴R的轴心方向平行地观察时,位于通过目标T且以旋转轴O为中心的规定的圆周的外周侧的部分。
理想的目标T是剖面积极其小的圆柱。但实际的目标T可能并非这样理想的形状,而是具有剖面积且非圆柱状。
例如,目标T为剖面长方形的棱柱状时,在保持检测区域D的旋转位置φ且改变目标T的旋转位置θ的同时,在多个目标T的旋转位置θ上,用物体检测传感器41检测目标T的外周侧的表面并求出指标长度L,则目标T的旋转位置θ与指标长度L的关系如图5的图表所示。
在图5所示的目标T的旋转位置θ与指标长度L的关系中,目标T的旋转位置θ与指标长度L不成比例,表示相对于目标T的旋转位置θ的指标长度L的线绘为具有两个峰值的抛物线。这是因为,在目标T以旋转轴O为中心旋转时,存在目标T的公转带来的向与连结机器人基准轴R和检测区域D的直线(以下表示为“臂基准线A”)平行的方向的移动量和目标T的自转带来的向与臂基准线A平行的方向的移动量的正负相反的区域。这样的现象产生于从旋转轴O起的目标T的最远点存在多个时。
如此,在用物体检测传感器41检测目标T的外周侧的表面的情况下,根据目标T的形状,在指标长度L为最小的目标T的旋转位置θ上,连结目标T和旋转轴O的直线与臂基准线A可能不平行。
另一方面,如图6所示,例如在目标T为剖面长方形的棱柱状时,将检测区域D的旋转位置φ保持为一定,且改变目标T的旋转位置θ,在多个目标T的旋转位置θ上,用物体检测传感器41检测目标T的内周侧的表面并求出指标长度L,则基板载置部9的旋转位置θ与指标长度L的关系如图7的图表所示。在此,“目标T的内周侧的表面”为目标T的表面的一部分,是与机器人基准轴R的轴心方向平行地观察时,位于通过目标T且以旋转轴O为中心的规定的圆周的内周侧的部分。
在图7所示的目标T的旋转位置θ与指标长度L的关系中,目标T的旋转位置θ与指标长度L处于比例关系,表示相对于目标T的旋转位置θ的指标长度L的线绘为抛物线。这是因为,在目标T以旋转轴O为中心旋转时,目标T的公转带来的向与臂基准线A平行的方向的移动量和目标T的自转带来的向与臂基准线A平行的方向的移动量的正负总是相同。
根据如上所述的用物体检测传感器41检测到目标T的内周侧的表面时的目标T的旋转位置θ与指标长度L的关系,在指标长度L为最小的目标T的旋转位置θ上,连结目标T和旋转轴O的直线与臂基准线A平行。
基于以上,在接下来说明的求出基板搬运机器人1与基板载置部9的位置关系的方法中,在用基板搬运机器人1探索目标T时,用物体检测传感器41检测目标T的内周侧的表面。
即,控制器15在用物体检测传感器41检测目标T时,以如下形式使基板搬运机器人1及/或基板载置部9动作:与机器人基准轴R的轴心方向平行地观察时,使物体检测传感器41的检测区域D向旋转轴O与目标T之间暂且移动后,一边使检测区域D朝向目标T移动一边进行目标T的检测。
特别是,如图6所示,在与机器人基准轴R的轴心方向平行地观察时旋转轴O与机器人基准轴R之间有目标T的情况下,首先,使处于比目标T靠近机器人基准轴R侧的物体检测传感器41的检测区域D从机器人基准轴R侧朝向旋转轴O侧移动,进行目标T的预备检测。接着,直到检测不到目标T为止,使检测区域D朝向旋转轴O进一步移动。接下来,使检测区域D从旋转轴O侧朝向机器人基准轴R侧移动,进行目标T的检测,针对二次检测到的目标T求出指标长度L。
〔求出基板搬运机器人1与基板载置部9的位置关系的方法〕
接下来,利用图8来说明使用了前述的目标T的探索方法的求出基板搬运机器人1与基板载置部9的位置关系的方法。
求出基板搬运机器人1与基板载置部9的位置关系的处理由控制器15进行。控制器15通过读取并执行预存于存储装置的规定的程序,来发挥作为目标探索部151、指标运算部152及位置关系运算部153的功能。
首先,目标探索部151以如下形式使基板搬运机器人1及基板载置部9动作:在将检测区域D的以机器人基准轴R为旋转中心的旋转位置φ保持为一定的状态下改变目标T的以旋转轴O为旋转中心的旋转位置θ而得的多个旋转位置上,用物体检测传感器41检测目标T。或者目标探索部151也可以以如下形式使基板搬运机器人1及基板载置部9动作:在将目标T的旋转位置θ保持为一定的状态下改变检测区域D的旋转位置φ而得的多个旋转位置上,用物体检测传感器41检测目标T。或者目标探索部151还可以以如下形式使基板搬运机器人1及基板载置部9动作:在改变目标T的旋转位置θ及检测区域D的旋转位置φ双方而得的多个旋转位置上,用物体检测传感器41检测目标T。在此,物体检测传感器41对作为目标T的表面的一部分而位于通过该目标T且以旋转轴O为中心的规定的圆周的内周侧的部分进行检测。
接着,指标运算部152对于用物体检测传感器41检测到目标T的多个旋转位置的每一个,求出与表示用物体检测传感器41检测到目标T时的从机器人基准轴R至目标T的距离的指标长度L存在相关关系的量。与指标长度L存在相关关系的量可以为指标长度L本身、手13的移动量、使臂12动作的马达M1~M3的位置检测器E1~M3的检测值等中的至少一个。
接下来,位置关系运算部153基于与指标长度L存在相关关系的量最大或最小者,求出机器人基准轴R与旋转轴O的位置关系。机器人基准轴R与旋转轴O的位置关系例如可以为从机器人基准轴R到基板载置部9的旋转轴O的距离(例1)、位于连结机器人基准轴R和旋转轴O的直线上的目标T的旋转位置θs(例2)、连结机器人基准轴R和检测区域D的直线朝向旋转轴O的检测区域D的旋转位置φs(例3)、从机器人基准轴R观察到的基板载置部9的旋转轴O所存在的方向(例4)等。例1~4见后述。位置关系运算部153也可以将求得的机器人基准轴R与旋转轴O的位置关系存储(示教)于存储装置。另,在例2、例3那样求出机器人基准轴R与旋转轴O的方向关系的情况下也可以是,利用从旋转轴O到目标T的已知的距离和根据位置检测器E1~3的检测值、基板搬运机器人1的设计值等运算求出的从机器人基准轴R到检测区域D的距离,一并求出机器人基准轴R与旋转轴O的距离。
〔例1〕
例1中,求出从机器人基准轴R到基板载置部9的旋转轴O的距离。在此,如图8所示,目标T的与机器人基准轴R的轴心方向平行地观察到的剖面为长方形,从其内周面到旋转轴O的距离为已知。又,检测区域D的旋转位置φ是臂基准线A朝向旋转轴O的方向的旋转位置。
首先,控制器15在目标T的多个旋转位置θ上通过基板搬运机器人1进行目标T的探索,如图9所示,求出指标长度L的最小值。
接着,控制器15对求得的指标长度L的最小值加上已知的从目标T的内周面到旋转轴O的距离,运算从机器人基准轴R到旋转轴O的距离。进而,控制器15将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。
〔例2〕
例2中,求出位于连结机器人基准轴R和旋转轴O的直线上的目标T的旋转位置θs,利用其对基板载置部9的基准旋转位置进行校准。在此,如图8所示,目标T的与机器人基准轴R的轴心方向平行地观察到的剖面为长方形。又,检测区域D的旋转位置φ是臂基准线A朝向旋转轴O的方向的旋转位置。
首先,控制器15在目标T的多个旋转位置θ上通过基板搬运机器人1进行目标T的探索,如图9所示,探出指标长度L为最小的目标T的旋转位置θs。指标长度L为最小时,目标T位于连结机器人基准轴R和旋转轴O的直线上。
接着,控制器15将目标T位于连结机器人基准轴R和旋转轴O的直线上时的目标T的旋转位置θs存储(示教)于存储装置来作为基板载置部9的校准的基准旋转位置(即0°旋转位置)。
〔例3〕
例3中,求出连结机器人基准轴R和检测区域D的直线朝向旋转轴O的、即连结机器人基准轴R和检测区域D的直线上有旋转轴O通过的检测区域D的旋转位置φs。在此,如图9所示,位于连结机器人基准轴R和旋转轴O的直线上的目标T的旋转位置θs为已知。又,目标T的与机器人基准轴R的轴心方向平行地观察到的剖面为长方形。
首先,控制器15如图10所示,以使位于连结机器人基准轴R和旋转轴O的直线上的目标T从旋转位置θs向旋转位置(θs+α)移动的形式使基板载置部9动作。而且,控制器15探出指标长度L(θs+α)为最小的检测区域D的旋转位置φ1。
接着,控制器15如图11所示,以使目标T的旋转位置成为旋转位置(θs-α)的形式使基板载置部9动作。而且,控制器15探出指标长度L(θs-α)为最小的检测区域D的旋转位置φ2。
此外,控制器15求出旋转位置φ1与旋转位置φ2中间的旋转位置(φs=(φ1+φ2)/2),来作为连结机器人基准轴R和检测区域D的直线朝向旋转轴O的、即连结机器人基准轴R和检测区域D的直线上有旋转轴O通过的检测区域D的旋转位置φs,存储(示教)于存储装置。
〔例4〕
例4中,求出基板载置部9相对于基板搬运机器人1的基准旋转位置。基板搬运机器人1对基板载置部9进行基板W的搬出搬入时,设定基板载置部9相对于基板搬运机器人1的基准旋转位置,由此,控制器15能通过运算来推定支柱92的当前位置,能避免基板搬运机器人1与支柱92的干扰。
在此,如图12所示,从机器人基准轴R观察到的旋转轴O所存在的方向为已知,由臂12的伸缩产生的检测区域D的移动方向与连结机器人基准轴R和旋转轴O的直线平行的检测区域D的旋转位置φ为已知。检测区域D与连结机器人基准轴R和旋转轴O的直线平行地移动。又,目标T为,与机器人基准轴R的轴心方向平行地观察到的剖面为长方形,位于比旋转轴O远离机器人基准轴R的位置。
首先,控制器15在固定检测区域D的旋转位置φ地改变目标T的旋转位置θ的同时,用基板搬运机器人1进行目标T的探索,如图13所示,求出指标长度L为最大的目标T的旋转位置θl。目标T处于旋转位置θl时,机器人基准轴R、旋转轴O及目标T以该顺序在一直线上排列。
接着,控制器15将目标T处于旋转位置θl时的基板载置部9的旋转位置作为基板载置部9相对于基板搬运机器人1的基准旋转位置来存储(示教)于存储装置。
如以上说明,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,且具有对遮挡检测区域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;具有用物体检测传感器41检测的目标T,并以与机器人基准轴R的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15。而且,控制器15包括:以在改变目标T的以旋转轴O为旋转中心的旋转位置θ及检测区域D的以机器人基准轴R为旋转中心的旋转位置φ中的至少一方而得的多个旋转位置上,用物体检测传感器41对作为目标T的表面的一部分而位于以旋转轴O为中心且通过目标T的规定的圆周的内周侧的部分进行检测的形式,使基板搬运机器人1及基板载置部9动作的目标探索部151;对于多个旋转位置的每一个,求出与表示用物体检测传感器41检测到目标T时的从机器人基准轴R至目标T的距离的指标长度L存在相关关系的量的指标运算部152;以及基于与指标长度L存在相关关系的量最大或最小者,求出机器人基准轴R与旋转轴O的位置关系的位置关系运算部153。
又,本实施形态的求出基板搬运机器人1与基板载置部9的位置关系的方法包括:在改变目标T的以旋转轴O为旋转中心的旋转位置θ及检测区域D的以机器人基准轴R为旋转中心的旋转位置φ中的至少一方而得的多个旋转位置上,用物体检测传感器41对作为目标T的表面的一部分而位于以旋转轴O为中心且通过目标T的规定的圆周的内周侧的部分进行检测的步骤;对于多个旋转位置的每一个,求出与表示用物体检测传感器41检测到目标T时的从机器人基准轴R至目标T的距离的指标长度L存在相关关系的量的步骤;以及基于与指标长度L存在相关关系的量最大或最小者,求出机器人基准轴R与旋转轴O的位置关系的步骤。
根据上述的基板搬运装置10及求出基板搬运机器人1与基板载置部9的位置关系的方法,无论目标T的形状如何,目标T的公转带来的向与臂基准线A平行的方向的移动量和目标T的自转带来的向与臂基准线A平行的方向的移动量的正负都相同。由此,无论目标T的形状如何,都能为了特定出目标T的旋转位置θ而对指标长度L的最小值及最大值这样的因素进行利用。
能像这样用基板搬运机器人1来探索机器人基准轴R与基板载置部9的旋转轴O的位置关系,所以能对基板搬运机器人1自动示教基板载置部9的位置。
而且,上述实施形态的基板搬运装置10中,控制器15以如下形式使基板搬运机器人1动作:首先使物体检测传感器41的检测区域D从比目标T靠近机器人基准轴R侧朝向旋转轴O侧移动,进行目标T的预备检测,接着,直到检测不到目标T为止,使物体检测传感器41的检测区域D向旋转轴O侧进一步移动,接下来,使物体检测传感器41的检测区域D从比目标T靠近旋转轴O侧朝向机器人基准轴R侧移动,进行目标T的检测。
同样地,本实施形态的求出基板搬运机器人1与基板载置部9的位置关系的方法包括用物体检测传感器41检测目标T的步骤,但首先使物体检测传感器41的检测区域D从比目标T靠近机器人基准轴R侧朝向旋转轴O侧移动,进行目标T的预备检测,接着,直到检测不到目标T为止,使物体检测传感器41的检测区域D向旋转轴O侧进一步移动,接下来,使物体检测传感器41的检测区域D从比目标T靠近旋转轴O侧朝向机器人基准轴R侧移动,进行目标T的检测。
根据上述的基板搬运装置10及求出基板搬运机器人1与基板载置部9的位置关系的方法,能使基板搬运机器人1自动动作,检测目标T的内周侧的表面。
以上说明了本发明的优选的实施形态,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 ;
151 :目标探索部 ;
152 :指标运算部 ;
153 :位置关系运算部 ;
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 ;
D :检测区域 ;
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 (4)
1.一种求出基板搬运机器人与基板载置部的位置关系的方法,其特征在于,
是求出基板搬运机器人与基板载置部的位置关系的方法,所述基板搬运机器人为机器人基准轴被规定,且具有对遮挡检测区域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检测区域的机器人臂的基板搬运机器人,所述基板载置部具有目标且以与所述轴心方向平行地延伸的旋转轴为中心旋转;
包括:
在改变所述目标的以所述旋转轴为旋转中心的旋转位置及所述检测区域的以所述机器人基准轴为旋转中心的旋转位置中的至少一方而得的多个旋转位置上,用所述物体检测传感器来对作为所述目标的表面的一部分而位于以所述旋转轴为中心且通过该目标的规定的圆周的内周侧的部分进行检测的步骤;
对于所述多个旋转位置的每一个,求出与表示用所述物体检测传感器检测到所述目标时的从所述机器人基准轴至所述目标的距离的指标长度存在相关关系的量的步骤;以及
基于所述多个旋转位置中的与所述指标长度存在相关关系的量最大或最小者,求出所述机器人基准轴与所述旋转轴的位置关系的步骤。
2.根据权利要求1所述的求出基板搬运机器人与基板载置部的位置关系的方法,其特征在于,
用所述物体检测传感器检测所述目标的步骤包括:
使所述检测区域从比所述目标靠近所述机器人基准轴侧朝向所述旋转轴侧移动,进行所述目标的预备检测;
直到检测不到所述目标为止,使所述检测区域向所述旋转轴侧进一步移动,使所述检测区域从比所述目标靠近所述旋转轴侧朝向所述机器人基准轴侧移动,进行所述目标的检测。
3.一种基板搬运装置,其特征在于,
具备:机器人基准轴被规定,且具有对遮挡检测区域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;
具有用所述物体检测传感器来检测的目标,并以与所述轴心方向平行地延伸的旋转轴为中心旋转的基板载置部;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;
所述控制器包括:
以在改变所述目标的以所述旋转轴为旋转中心的旋转位置及所述检测区域的以所述机器人基准轴为旋转中心的旋转位置中的至少一方而得的多个旋转位置上,用所述物体检测传感器对作为所述目标的表面的一部分而位于以所述旋转轴为中心且通过该目标的规定的圆周的内周侧的部分进行检测的形式,使所述基板搬运机器人及所述基板载置部动作的目标探索部;
对于所述多个旋转位置的每一个,求出与表示用所述物体检测传感器检测到所述目标时的从所述机器人基准轴至所述目标的距离的指标长度存在相关关系的量的指标运算部;以及
基于所述多个旋转位置中的与所述指标长度存在相关关系的量最大或最小者,求出所述机器人基准轴与所述旋转轴的位置关系的位置关系运算部。
4.根据权利要求3所述的基板搬运装置,其特征在于,
所述控制器的所述目标探索部以如下形式使所述基板搬运机器人动作:
使所述检测区域从比所述目标靠近所述机器人基准轴侧朝向所述旋转轴侧移动,进行所述目标的预备检测;
直到检测不到所述目标为止,使所述检测区域向所述旋转轴侧进一步移动;
使所述检测区域从比所述目标靠近所述旋转轴侧朝向所述机器人基准轴侧移动,进行所述目标的检测。
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