JP2001277160A - ロボットの経路生成方法 - Google Patents
ロボットの経路生成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多軸の搬送ロボットにおいてハンド部先端の
停止動作の無い連続的な経路を生成する方法を提供する
こと。 【解決手段】 ハンド部の先端を一面上において半径方
向と旋回方向に同時に移動させるための２軸以上の軸を
持つ搬送ロボットにおけるハンド部先端の搬送経路を生
成する方法である。位置ベクトル及び速度ベクトルで規
定される搬送経路の開始位置条件及び終了位置条件が与
えられると、開始位置から一定時間毎にハンド部先端の
加速度の方向ベクトルを決定するステップと、決定され
た方向ベクトルと方向が一致するハンド部先端の加速度
ベクトルを抽出するステップと、抽出された加速度ベク
トルに基づいてハンド部先端の移動量を算出するステッ
プとを含む動作を終了位置に達するまで繰返す。
停止動作の無い連続的な経路を生成する方法を提供する
こと。 【解決手段】 ハンド部の先端を一面上において半径方
向と旋回方向に同時に移動させるための２軸以上の軸を
持つ搬送ロボットにおけるハンド部先端の搬送経路を生
成する方法である。位置ベクトル及び速度ベクトルで規
定される搬送経路の開始位置条件及び終了位置条件が与
えられると、開始位置から一定時間毎にハンド部先端の
加速度の方向ベクトルを決定するステップと、決定され
た方向ベクトルと方向が一致するハンド部先端の加速度
ベクトルを抽出するステップと、抽出された加速度ベク
トルに基づいてハンド部先端の移動量を算出するステッ
プとを含む動作を終了位置に達するまで繰返す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数軸を持つロボ
ットにおける経路生成方法に関し、特に水平方向の搬送
経路を生成する方法に関する。
ットにおける経路生成方法に関し、特に水平方向の搬送
経路を生成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７を参照して、水平軸２軸を持つウェ
ハ搬送ロボットについて簡単に説明する。水平方向に関
して可動の第１軸１１、第２軸１２を有し、第２軸１２
の先端にはそこを支点として回動自在に、カセットを搭
載するためのハンド部１３が取り付けられている。
ハ搬送ロボットについて簡単に説明する。水平方向に関
して可動の第１軸１１、第２軸１２を有し、第２軸１２
の先端にはそこを支点として回動自在に、カセットを搭
載するためのハンド部１３が取り付けられている。
【０００３】位置Ｐ１でハンド部１３の先端部にウェハ
を搭載して位置Ｐ４まで搬送する場合の動作について説
明する。位置Ｐ１でウェハを搭載したら、第１軸１１、
第２軸１２を回動させてハンド部１３の先端部を位置Ｐ
２に移動させて停止させる。この場合のハンド部１３の
先端部の運動は、ハンド部１３の延在方向と同じ方向で
ある半径方向への直線運動である。次に、ハンド部１３
を回動させてその先端部を位置Ｐ３に移動させて停止さ
せる。この場合のハンド部１３の先端部の運動は旋回運
動である。続いて、第１軸１１、第２軸１２を回動させ
てハンド部１３の先端部を位置Ｐ４に移動させて停止さ
せる。この場合のハンド部１３の先端部の運動は半径方
向への直線運動である。なお、図７では、便宜上、各位
置での第１軸１１、第２軸１２、ハンド部１３をすべて
実線で示している。
を搭載して位置Ｐ４まで搬送する場合の動作について説
明する。位置Ｐ１でウェハを搭載したら、第１軸１１、
第２軸１２を回動させてハンド部１３の先端部を位置Ｐ
２に移動させて停止させる。この場合のハンド部１３の
先端部の運動は、ハンド部１３の延在方向と同じ方向で
ある半径方向への直線運動である。次に、ハンド部１３
を回動させてその先端部を位置Ｐ３に移動させて停止さ
せる。この場合のハンド部１３の先端部の運動は旋回運
動である。続いて、第１軸１１、第２軸１２を回動させ
てハンド部１３の先端部を位置Ｐ４に移動させて停止さ
せる。この場合のハンド部１３の先端部の運動は半径方
向への直線運動である。なお、図７では、便宜上、各位
置での第１軸１１、第２軸１２、ハンド部１３をすべて
実線で示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、一般
に、ウェハ搬送ロボットの搬送経路は、半径方向と旋回
方向の動作を独立して行なう経路となり、移動方向の切
替え時には必ず停止動作を行なう。そのため、ロボット
駆動用のモータ出力の限界やハンド部１３の先端部上で
のウェハの滑り、更にはハンド部１３先端の振動が問題
となる。その結果、動作時にハンド部先端に与える加速
度や速度に限界があり、搬送時間の短縮が困難となる。
に、ウェハ搬送ロボットの搬送経路は、半径方向と旋回
方向の動作を独立して行なう経路となり、移動方向の切
替え時には必ず停止動作を行なう。そのため、ロボット
駆動用のモータ出力の限界やハンド部１３の先端部上で
のウェハの滑り、更にはハンド部１３先端の振動が問題
となる。その結果、動作時にハンド部先端に与える加速
度や速度に限界があり、搬送時間の短縮が困難となる。
【０００５】詳しく言えば、通常、ウェハ搬送ロボット
の搬送経路は、台形速度プロファイルあるいはＳ字速度
プロファイルで表される速度パターンで駆動用モータが
動作するように生成される。しかし、このような速度パ
ターンを用いる場合、次のような問題が生じるため、駆
動用モータの動作時の速度及び加速度を抑制する必要が
あった。
の搬送経路は、台形速度プロファイルあるいはＳ字速度
プロファイルで表される速度パターンで駆動用モータが
動作するように生成される。しかし、このような速度パ
ターンを用いる場合、次のような問題が生じるため、駆
動用モータの動作時の速度及び加速度を抑制する必要が
あった。
【０００６】（１）ロボットの姿勢変化によって負荷変
動が生じるため、動作時の速度、加速度がロボットの姿
勢に適した速度、加速度になっていない。そのため、速
度及び加速度を制限し駆動用モータの出力にある程度余
裕を持たせる必要がある。
動が生じるため、動作時の速度、加速度がロボットの姿
勢に適した速度、加速度になっていない。そのため、速
度及び加速度を制限し駆動用モータの出力にある程度余
裕を持たせる必要がある。
【０００７】（２）駆動用モータの回転角度とハンド部
の先端位置の関係が非線形であるため、同じ駆動用モー
タの速度パターンであってもハンド部の先端位置によっ
てはハンド部の先端部に作用する加速度によってハンド
部の先端部上においてウェハの滑り等が生じる。そのた
め、速度及び加速度を制限し、ハンド部の先端部に作用
する加速度を抑制する必要がある。
の先端位置の関係が非線形であるため、同じ駆動用モー
タの速度パターンであってもハンド部の先端位置によっ
てはハンド部の先端部に作用する加速度によってハンド
部の先端部上においてウェハの滑り等が生じる。そのた
め、速度及び加速度を制限し、ハンド部の先端部に作用
する加速度を抑制する必要がある。
【０００８】本発明の課題は、ハンド部先端のようなあ
る部位の加速度を抑制しロボット駆動用モータの出力を
有効に利用した上で駆動方向、特に半径方向と旋回方向
の同時動作を行うことで、停止動作の無い連続的な搬送
経路を生成する方法を提供することにある。
る部位の加速度を抑制しロボット駆動用モータの出力を
有効に利用した上で駆動方向、特に半径方向と旋回方向
の同時動作を行うことで、停止動作の無い連続的な搬送
経路を生成する方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、２軸以上の軸
を持つロボットにおける経路を生成する方法であって、
位置ベクトル及び速度ベクトルで規定される経路の開始
位置条件及び終了位置条件が与えられると、開始位置か
ら一定時間毎に前記軸上の任意の点の加速度の方向ベク
トルを決定するステップと、決定された方向ベクトルと
方向が一致する前記軸上の任意の点の加速度ベクトルを
抽出するステップと、抽出された加速度ベクトルに基づ
いて前記軸上の任意の点の移動量を算出するステップと
を含む動作を終了位置に達するまで繰返す経路生成アル
ゴリズムにより停止動作の無い経路を生成することを特
徴とする。
を持つロボットにおける経路を生成する方法であって、
位置ベクトル及び速度ベクトルで規定される経路の開始
位置条件及び終了位置条件が与えられると、開始位置か
ら一定時間毎に前記軸上の任意の点の加速度の方向ベク
トルを決定するステップと、決定された方向ベクトルと
方向が一致する前記軸上の任意の点の加速度ベクトルを
抽出するステップと、抽出された加速度ベクトルに基づ
いて前記軸上の任意の点の移動量を算出するステップと
を含む動作を終了位置に達するまで繰返す経路生成アル
ゴリズムにより停止動作の無い経路を生成することを特
徴とする。
【００１０】本経路生成方法において、前記軸上の任意
の点の加速度ベクトルを抽出するステップは、ロボット
駆動用モータの定格トルクに対する前記軸上の任意の点
での出力可能加速度ベクトルの集合体である動的可操作
性楕円体に基づいて行われ、抽出された前記軸上の任意
の点の加速度ベクトルがあらかじめ定められた制限値を
越える場合には、この制限値を前記軸上の任意の点の加
速度ベクトルとすることを特徴とする。
の点の加速度ベクトルを抽出するステップは、ロボット
駆動用モータの定格トルクに対する前記軸上の任意の点
での出力可能加速度ベクトルの集合体である動的可操作
性楕円体に基づいて行われ、抽出された前記軸上の任意
の点の加速度ベクトルがあらかじめ定められた制限値を
越える場合には、この制限値を前記軸上の任意の点の加
速度ベクトルとすることを特徴とする。
【００１１】前記方向ベクトルを決定するステップは、
現在の速度が、前記開始位置での速度から前記終了位置
での速度に対してどの程度到達したかをロボットの駆動
方向成分について評価し、到達の度合いの低い方向に加
速度が増加するような方向ベクトルを別に設定し、この
別に設定された方向ベクトルの特定の方向成分にあらか
じめ定められた補正係数を乗算して得られた値を用いて
方向ベクトルを決定することにより、経路の調整を行う
ことを特徴とする。
現在の速度が、前記開始位置での速度から前記終了位置
での速度に対してどの程度到達したかをロボットの駆動
方向成分について評価し、到達の度合いの低い方向に加
速度が増加するような方向ベクトルを別に設定し、この
別に設定された方向ベクトルの特定の方向成分にあらか
じめ定められた補正係数を乗算して得られた値を用いて
方向ベクトルを決定することにより、経路の調整を行う
ことを特徴とする。
【００１２】本経路生成方法においてはまた、前記開始
位置から前記終了位置までの経路を仮想位置により前半
部分と後半部分とに分割し、前記前半部分については順
方向、前記後半部分については逆方向に経路生成を行う
ことを特徴とする。
位置から前記終了位置までの経路を仮想位置により前半
部分と後半部分とに分割し、前記前半部分については順
方向、前記後半部分については逆方向に経路生成を行う
ことを特徴とする。
【００１３】本経路生成方法においては更に、前記仮想
位置を、前記軸上の任意の点の速度が最大速度となる位
置とすることを特徴とする。
位置を、前記軸上の任意の点の速度が最大速度となる位
置とすることを特徴とする。
【００１４】本経路生成方法においては更に、前記開始
位置と前記終了位置との間に、前記仮想位置を中心とす
る区間を設定し、該区間においてはロボットのそれぞれ
の駆動方向に対して任意の速度プロファイルによって前
記仮想位置での速度が連続するようにしたことを特徴と
する。
位置と前記終了位置との間に、前記仮想位置を中心とす
る区間を設定し、該区間においてはロボットのそれぞれ
の駆動方向に対して任意の速度プロファイルによって前
記仮想位置での速度が連続するようにしたことを特徴と
する。
【００１５】なお、前記軸上の任意の点はハンド部先端
であることが好ましい。
であることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１〜図６を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。本形態では、図７で説明
したものと同様の、水平軸２軸を有するウェハ搬送ロボ
ットに適用する場合について説明するが、ロボットの形
態はこれに限られるものではない。
実施の形態について説明する。本形態では、図７で説明
したものと同様の、水平軸２軸を有するウェハ搬送ロボ
ットに適用する場合について説明するが、ロボットの形
態はこれに限られるものではない。
【００１７】本形態によれば、ウェハ搬送ロボットの水
平方向の搬送経路を動的可操作性楕円体を用いて、駆動
用モータの出力を有効利用できるようなハンド部先端の
出力加速度を決定し、これからハンド部先端の移動量を
算出することで停止動作の無い連続経路を生成するアル
ゴリズムが提供される。
平方向の搬送経路を動的可操作性楕円体を用いて、駆動
用モータの出力を有効利用できるようなハンド部先端の
出力加速度を決定し、これからハンド部先端の移動量を
算出することで停止動作の無い連続経路を生成するアル
ゴリズムが提供される。
【００１８】この経路生成アルゴリズムは、図１に示す
ような搬送経路の開始条件（位置ベクトルｒV0、速度ベ
クトルＶV0）及び終了条件（位置ベクトルｒVf、速度ベ
クトルＶVf）が与えられたときに開始位置ｒV0から単位
時間Δｔ毎にハンド部先端の位置ｒV を算出しながら経
路を生成するものである。なお、ｒV 、ＶV というよう
にV を付した記号はベクトルを表すものとする。
ような搬送経路の開始条件（位置ベクトルｒV0、速度ベ
クトルＶV0）及び終了条件（位置ベクトルｒVf、速度ベ
クトルＶVf）が与えられたときに開始位置ｒV0から単位
時間Δｔ毎にハンド部先端の位置ｒV を算出しながら経
路を生成するものである。なお、ｒV 、ＶV というよう
にV を付した記号はベクトルを表すものとする。
【００１９】経路生成アルゴリズムの基本フローを図２
に示す。ステップＳ１１では、搬送経路の開始条件、終
了条件を設定する。ステップＳ１２では、単位時間Δｔ
毎にハンド部先端の加速度の方向ベクトルＰV を決定す
る。
に示す。ステップＳ１１では、搬送経路の開始条件、終
了条件を設定する。ステップＳ１２では、単位時間Δｔ
毎にハンド部先端の加速度の方向ベクトルＰV を決定す
る。
【００２０】次に、駆動用モータの定格トルク出力時に
おけるハンド部先端での出力可能加速度ベクトルの集合
である動的可操作性楕円体（水平軸のみの場合、図１に
示すような楕円形となる）から方向ベクトルＰV と方向
が一致する加速度ベクトルを抽出し、その加速度ベクト
ルをハンド部先端の加速度ベクトルαV とする（ステッ
プＳ１３）。なお、動的可操作性楕円体については、
『ロボット制御基礎論』（吉川恒夫著 コロナ社 １９
８８年発行）に詳しく説明されているので、ここでは詳
しい説明は省略する。
おけるハンド部先端での出力可能加速度ベクトルの集合
である動的可操作性楕円体（水平軸のみの場合、図１に
示すような楕円形となる）から方向ベクトルＰV と方向
が一致する加速度ベクトルを抽出し、その加速度ベクト
ルをハンド部先端の加速度ベクトルαV とする（ステッ
プＳ１３）。なお、動的可操作性楕円体については、
『ロボット制御基礎論』（吉川恒夫著 コロナ社 １９
８８年発行）に詳しく説明されているので、ここでは詳
しい説明は省略する。
【００２１】但し、ステップＳ１４において、抽出した
加速度ベクトルαV の大きさがあらかじめ設定した加速
度の制限値αmax を越えるかどうかの判別が行われる。
そして、抽出した加速度ベクトルαV の大きさが設定し
た加速度の制限値αmax を越える場合には、その加速度
ベクトルαV の大きさをαmax とする（ステップＳ１
５）。
加速度ベクトルαV の大きさがあらかじめ設定した加速
度の制限値αmax を越えるかどうかの判別が行われる。
そして、抽出した加速度ベクトルαV の大きさが設定し
た加速度の制限値αmax を越える場合には、その加速度
ベクトルαV の大きさをαmax とする（ステップＳ１
５）。
【００２２】決定した加速度ベクトルαV は、単位時間
Δｔで２回積分されることにより移動量が算出される
（ステップＳ１６）。そして、算出した移動量をハンド
部先端の現在位置に加算して次の位置を得る（ステップ
Ｓ１７）。ステップＳ１８では終了点に到達したかどう
かの判別が行われ、終了点に達していなければ上記のス
テップを終了点ｒVfに達するまで繰返すことにより、搬
送経路が生成される。
Δｔで２回積分されることにより移動量が算出される
（ステップＳ１６）。そして、算出した移動量をハンド
部先端の現在位置に加算して次の位置を得る（ステップ
Ｓ１７）。ステップＳ１８では終了点に到達したかどう
かの判別が行われ、終了点に達していなければ上記のス
テップを終了点ｒVfに達するまで繰返すことにより、搬
送経路が生成される。
【００２３】なお、ハンド部先端の加速度の方向ベクト
ルＰV は、図３のフローチャートに示されたアルゴリズ
ムで決定される。このアルゴリズムは、図４に示すよう
に、途中の任意の経路位置ｒV における速度ベクトルＶ
V が開始速度ベクトルＶV0から終了速度ベクトルＶVfに
対してどの程度到達したかの度合を、半径方向と旋回方
向とでそれぞれ到達度ｍ´、ｎ´として評価する（ステ
ップＳ２１）。到達度ｍ´とｎ´はそれぞれ、以下の式
（１）、式（２）で与えられる。
ルＰV は、図３のフローチャートに示されたアルゴリズ
ムで決定される。このアルゴリズムは、図４に示すよう
に、途中の任意の経路位置ｒV における速度ベクトルＶ
V が開始速度ベクトルＶV0から終了速度ベクトルＶVfに
対してどの程度到達したかの度合を、半径方向と旋回方
向とでそれぞれ到達度ｍ´、ｎ´として評価する（ステ
ップＳ２１）。到達度ｍ´とｎ´はそれぞれ、以下の式
（１）、式（２）で与えられる。
【００２４】 ｍ´＝（ＶR −Ｖ0R）／（ＶfR−Ｖ0R） （１） ｎ´＝（ＶT −Ｖ0T）／（ＶfT−Ｖ0T） （２） Ｖ0R、ＶR 、ＶfRはそれぞれ、開始位置、任意の経路位
置、終了位置での速度ベクトルの半径方向成分であり、
Ｖ0T、ＶT 、ＶfTはそれぞれ、開始位置、任意の経路位
置、終了位置での速度ベクトルの旋回方向成分である。
置、終了位置での速度ベクトルの半径方向成分であり、
Ｖ0T、ＶT 、ＶfTはそれぞれ、開始位置、任意の経路位
置、終了位置での速度ベクトルの旋回方向成分である。
【００２５】ここで、ハンド部先端を到達度の高い方向
に減速、低い方向には加速させるために、方向ベクトル
ＰV ´を以下の式（３）に基づいて設定する（ステップ
Ｓ２２）。
に減速、低い方向には加速させるために、方向ベクトル
ＰV ´を以下の式（３）に基づいて設定する（ステップ
Ｓ２２）。
【００２６】 ＰV ´＝［ｍ、ｎ］T ＝［１−ｍ′，１−ｎ′］T （３） 但し、ｍは方向ベクトルＰV ´の半径方向成分、ｎは方
向ベクトルＰV ´の旋回方向成分である。
向ベクトルＰV ´の旋回方向成分である。
【００２７】この方向ベクトルＰV ´によって各方向の
速度変化が同期し、終了速度ベクトルＶVfに到達するま
で各方向の速度は連続に変化する。そのため、搬送経路
は停止動作の無い連続軌跡になる。
速度変化が同期し、終了速度ベクトルＶVfに到達するま
で各方向の速度は連続に変化する。そのため、搬送経路
は停止動作の無い連続軌跡になる。
【００２８】但し、この方向ベクトルＰV ´では、搬送
経路が最初に与えられた開始条件、終了条件のみで決定
される唯一つの経路となってしまう。そのため、搬送経
路の調整を行なう意味で方向ベクトルＰV ´の半径方向
成分ｍに補正係数ｋa を乗算し（ステップＳ２３）、以
下の式（４）に示すような方向ベクトルＰV に拡張する
（ステップＳ２４）。これによって経路の調整を行なう
ことができる。
経路が最初に与えられた開始条件、終了条件のみで決定
される唯一つの経路となってしまう。そのため、搬送経
路の調整を行なう意味で方向ベクトルＰV ´の半径方向
成分ｍに補正係数ｋa を乗算し（ステップＳ２３）、以
下の式（４）に示すような方向ベクトルＰV に拡張する
（ステップＳ２４）。これによって経路の調整を行なう
ことができる。
【００２９】 ＰV ＝［ｋa ・ｍ，ｎ］T （４） 次に、図５、図６をも参照して、取出側カセット２１か
ら収納側カセット２２へのウェハ搬送時の経路生成を行
なう場合について説明する。この場合、取出側カセット
２１からのウェハの取出し時を直線経路とし、収納側カ
セット２２へのウェハの収納時も直線経路とする。そし
て、これらの直線経路では、ウェハとカセットとの干渉
を考慮して、従来通りの台形速度プロファイルとなる速
度パターンを用いる。このため、本形態による方法で生
成される搬送経路は上記の直線経路を除く点Ａ〜点Ｃの
間の領域となり、開始点Ａの開始条件と終了点Ｃの終了
条件は直線経路の速度パターンから与えられる。
ら収納側カセット２２へのウェハ搬送時の経路生成を行
なう場合について説明する。この場合、取出側カセット
２１からのウェハの取出し時を直線経路とし、収納側カ
セット２２へのウェハの収納時も直線経路とする。そし
て、これらの直線経路では、ウェハとカセットとの干渉
を考慮して、従来通りの台形速度プロファイルとなる速
度パターンを用いる。このため、本形態による方法で生
成される搬送経路は上記の直線経路を除く点Ａ〜点Ｃの
間の領域となり、開始点Ａの開始条件と終了点Ｃの終了
条件は直線経路の速度パターンから与えられる。
【００３０】しかし、終了点Ｃの終了条件はあくまで目
標値であるため終了点Ｃの条件を満足しない経路が生成
される場合がある。それを補正係数ｋa で調整するが、
終了点Ｃにおける位置及び速度条件を同時に満足するよ
うに調整することは難しい。そこで、点Ａ〜点Ｃの間の
領域に、ハンド部先端の速度の旋回方向成分が最大速
度、半径方向成分が０である中間速度になる仮想点Ｂを
設定し、搬送経路生成部分を点Ｂを間にして前半部分
（Ａ〜Ｂ）、後半部分（Ｂ〜Ｃ）に分割する。そして、
前半部分の経路は搬送経路に対し順方向に（Ａ→Ｂ）生
成し、後半部分の経路は搬送経路に対し逆方向に（Ｃ→
Ｂ）に生成する。すなわち、前半部分の搬送経路生成に
おいて、経路生成アルゴリズムの開始条件は点Ａの位置
及び速度、終了条件は点Ｂの位置及び速度となる。一
方、後半部分の搬送経路生成においては、経路生成アル
ゴリズムの開始条件は点Ｃの位置及び速度、終了条件は
点Ｂの位置及び速度となる。これによって点Ｃの条件は
満足され、前半部分、後半部分それぞれの補正係数ｋa
の調整によって、前半部分、後半部分の経路は、図６に
示すように、点Ｂで接続できる。
標値であるため終了点Ｃの条件を満足しない経路が生成
される場合がある。それを補正係数ｋa で調整するが、
終了点Ｃにおける位置及び速度条件を同時に満足するよ
うに調整することは難しい。そこで、点Ａ〜点Ｃの間の
領域に、ハンド部先端の速度の旋回方向成分が最大速
度、半径方向成分が０である中間速度になる仮想点Ｂを
設定し、搬送経路生成部分を点Ｂを間にして前半部分
（Ａ〜Ｂ）、後半部分（Ｂ〜Ｃ）に分割する。そして、
前半部分の経路は搬送経路に対し順方向に（Ａ→Ｂ）生
成し、後半部分の経路は搬送経路に対し逆方向に（Ｃ→
Ｂ）に生成する。すなわち、前半部分の搬送経路生成に
おいて、経路生成アルゴリズムの開始条件は点Ａの位置
及び速度、終了条件は点Ｂの位置及び速度となる。一
方、後半部分の搬送経路生成においては、経路生成アル
ゴリズムの開始条件は点Ｃの位置及び速度、終了条件は
点Ｂの位置及び速度となる。これによって点Ｃの条件は
満足され、前半部分、後半部分それぞれの補正係数ｋa
の調整によって、前半部分、後半部分の経路は、図６に
示すように、点Ｂで接続できる。
【００３１】しかし、図６に示されるように、速度につ
いては前半部分と後半部分で速度差が発生し不連続とな
る。そのため、前半部分と後半部分の生成経路の交点Ｂ
を中心とする区間Ｔを設定し、この区間Ｔにおいて半径
方向、旋回方向それぞれの方向に対して三角形速度プロ
ファイルによって接続する。この接続によって取出側カ
セット２１から収納側カセット２２までの搬送経路は停
止動作の無い連続経路となる。
いては前半部分と後半部分で速度差が発生し不連続とな
る。そのため、前半部分と後半部分の生成経路の交点Ｂ
を中心とする区間Ｔを設定し、この区間Ｔにおいて半径
方向、旋回方向それぞれの方向に対して三角形速度プロ
ファイルによって接続する。この接続によって取出側カ
セット２１から収納側カセット２２までの搬送経路は停
止動作の無い連続経路となる。
【００３２】以上、本発明の実施の形態を、水平２軸の
ウェハ搬送ロボットに適用して説明したが、本発明はこ
れに限らず、垂直多間接形、直交形又は水平多軸形など
のロボットにも適用できる。また、ハンド部先端に適用
して説明したが、軸上の任意の点に適用可能であり、速
度プロファイルも三角形速度プロファイルに制限される
ものではない。
ウェハ搬送ロボットに適用して説明したが、本発明はこ
れに限らず、垂直多間接形、直交形又は水平多軸形など
のロボットにも適用できる。また、ハンド部先端に適用
して説明したが、軸上の任意の点に適用可能であり、速
度プロファイルも三角形速度プロファイルに制限される
ものではない。
【００３３】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば軸のある部位の加速度を抑制しロボット駆動用モータ
の出力を有効に利用した上で駆動方向、特に半径方向と
旋回方向の同時動作を行うことで、停止動作の無い連続
的な搬送経路を生成することができ、搬送時間の短縮を
実現することができる。
ば軸のある部位の加速度を抑制しロボット駆動用モータ
の出力を有効に利用した上で駆動方向、特に半径方向と
旋回方向の同時動作を行うことで、停止動作の無い連続
的な搬送経路を生成することができ、搬送時間の短縮を
実現することができる。
【図１】本発明による経路生成方法を説明するための図
である。
である。
【図２】本発明による経路生成アルゴリズムを説明する
ためのフローチャート図である。
ためのフローチャート図である。
【図３】図２に示された方向ベクトルの決定における経
路調整を説明するためのフローチャート図である。
路調整を説明するためのフローチャート図である。
【図４】図３に示された経路調整を説明するための図で
ある。
ある。
【図５】本発明をウェハ搬送ロボットに適用した場合の
経路生成を説明するための図である。
経路生成を説明するための図である。
【図６】図５の経路において、前半部分と後半部分の速
度に関する接続を実現することを説明するための図であ
る。
度に関する接続を実現することを説明するための図であ
る。
【図７】本発明が適用される水平軸２軸を有するウェハ
搬送ロボットの例を示した図である。
搬送ロボットの例を示した図である。
１１ 第１軸 １２ 第２軸 １３ ハンド部
Claims (7)
- 【請求項１】 ２軸以上の軸を持つロボットにおける経
路を生成する方法であって、 位置ベクトル及び速度ベクトルで規定される経路の開始
位置条件及び終了位置条件が与えられると、開始位置か
ら一定時間毎に前記軸上の任意の点の加速度の方向ベク
トルを決定するステップと、決定された方向ベクトルと
方向が一致する前記軸上の任意の点の加速度ベクトルを
抽出するステップと、抽出された加速度ベクトルに基づ
いて前記軸上の任意の点の移動量を算出するステップと
を含む動作を終了位置に達するまで繰返す経路生成アル
ゴリズムにより停止動作の無い経路を生成することを特
徴とするロボットの経路生成方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の経路生成方法において、
前記軸上の任意の点の加速度ベクトルを抽出するステッ
プは、ロボット駆動用モータの定格トルクに対する前記
軸上の任意の点での出力可能加速度ベクトルの集合体で
ある動的可操作性楕円体に基づいて行われ、抽出された
前記軸上の任意の点の加速度ベクトルがあらかじめ定め
られた制限値を越える場合には、この制限値を前記軸上
の任意の点の加速度ベクトルとすることを特徴とするロ
ボットの経路生成方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の経路生成方法において、
前記方向ベクトルを決定するステップは、現在の速度
が、前記開始位置での速度から前記終了位置での速度に
対してどの程度到達したかをロボットの駆動方向成分に
ついて評価し、到達の度合いの低い方向に加速度が増加
するような方向ベクトルを別に設定し、この別に設定さ
れた方向ベクトルの特定の方向成分にあらかじめ定めら
れた補正係数を乗算して得られた値を用いて方向ベクト
ルを決定することにより、経路の調整を行うことを特徴
とするロボットの経路生成方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の経路生成方法において、
前記開始位置から前記終了位置までの経路を仮想位置に
より前半部分と後半部分とに分割し、前記前半部分につ
いては順方向、前記後半部分については逆方向に経路生
成を行うことを特徴とするロボットの経路生成方法。 - 【請求項５】 請求項４記載の経路生成方法において、
前記仮想位置を、前記軸上の任意の点の速度が最大速度
となる位置とすることを特徴とするロボットの経路生成
方法。 - 【請求項６】 請求項５記載の経路生成方法において、
前記開始位置と前記終了位置との間に、前記仮想位置を
中心とする区間を設定し、該区間においてはロボットの
それぞれの駆動方向に対して任意の速度プロファイルに
よって前記仮想位置での速度が連続するようにしたこと
を特徴とするロボットの経路生成方法。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の経路生
成方法において、前記軸上の任意の点はハンド部先端で
あることを特徴とするロボットの経路生成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000090106A JP2001277160A (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | ロボットの経路生成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000090106A JP2001277160A (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | ロボットの経路生成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001277160A true JP2001277160A (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=18605760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000090106A Withdrawn JP2001277160A (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | ロボットの経路生成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001277160A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN116252303A (zh) * | 2023-04-13 | 2023-06-13 | 山西大学 | 一种绳驱连续型机器人快速运动规划系统 |
-
2000
- 2000-03-29 JP JP2000090106A patent/JP2001277160A/ja not_active Withdrawn
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