JP2017188627A - 搬送システム、ロボットおよびロボットの制御方法 - Google Patents

搬送システム、ロボットおよびロボットの制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】コストを増加させることなく効率的な搬送を行うこと。【解決手段】実施形態に係る搬送システムは、搬送室と、ロボットとを備える。搬送室は、第１側壁の室内側から第２側壁へ向かって第１距離にロボットの侵入を制限する制限位置が、さらに、制限位置から第２距離にロボットの取付位置を示す基準位置が、それぞれ定められている。ロボットは、基準位置の第２側壁側に本体部が配置されるとともに、第２アームの軸間距離が第１アームの軸間距離よりも大きく、第１アームと第２アームとが互いに重なるように折り畳まれていずれも第１側壁に対して垂直とする基準姿勢において第２アームの先端が制限位置と基準位置との間にある。【選択図】図４

Description

開示の実施形態は、搬送システム、ロボットおよびロボットの制御方法に関する。
従来、基板を保持するハンドを有する水平多関節ロボットなどのロボットを、局所クリーン化された搬送室内に配置し、搬送室の側壁に設置された基板収納用のカセットや処理室に対して基板を搬送する搬送システムが知られている。
ここで、基板の搬送効率を高めるためには、搬送室の側壁に設置されるカセットの個数は多いほうが好ましい。また、搬送室のフットプリントを小さくするためには、搬送室の奥行き（カセットが設置される正面側壁と背面側壁との距離）は小さいほうが好ましい。
このため、ロボットのリンク数を３つから４つに増やす技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。また、ロボットのリンク長（回転軸間の距離）を不等長とする技術も提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
特開２００５−０３９０４７号公報 特表２００９−５０３８１１号公報
しかしながら、上記した従来技術のように、ロボットのリンク数を増やすとロボット自体のコストが増加する。また、アームのリンク長を単に不等長としただけでは、奥行きが小さい搬送室の側壁に干渉することなくすべてのカセットに対して効率的に基板を搬送することは難しい。
実施形態の一態様は、コストを増加させることなく効率的な搬送を行うことができる搬送システム、ロボットおよびロボットの制御方法を提供することを目的とする。
実施形態の一態様に係る搬送システムは、搬送室と、ロボットとを備える。搬送室は、基板を収納するカセットが配置される第１側壁および前記第１側壁に対向する第２側壁を有する。ロボットは、前記搬送室に配置され、本体部、前記本体部に基端側が回転可能に連結される第１アーム、前記第１アームの先端側に基端側が回転可能に連結される第２アーム、および前記第２アームの先端側に基端側が回転可能に連結され前記基板を保持するハンドを有する。前記搬送室は、前記第１側壁の室内側から前記第２側壁へ向かって第１距離に前記ロボットの侵入を制限する制限位置が、さらに、前記制限位置から第２距離に前記ロボットの取付位置を示す基準位置が、それぞれ定められている。前記ロボットは、前記基準位置の前記第２側壁側に前記本体部が配置されるとともに、前記第２アームの軸間距離が前記第１アームの軸間距離よりも大きく、前記第１アームと前記第２アームとが互いに重なるように折り畳まれていずれも前記第１側壁に対して垂直とする基準姿勢において前記第２アームの先端が前記制限位置と前記基準位置との間にある。
実施形態の一態様によれば、コストを増加させることなく効率的な搬送を行うことができる搬送システム、ロボットおよびロボットの制御方法を提供することができる。
図１は、搬送システムの概要を示す上面模式図である。 図２は、ロボットの斜視図である。 図３は、ハンドの上面模式図である。 図４は、ロボットの配置を示す側面模式図である。 図５は、ロボットの各リンク長を対比する上面模式図である。 図６は、コントローラのブロック図である。 図７は、ロボットのシフト配置を示す上面模式図である。 図８Ａは、第２側壁に設けられる搬送先への搬送を示す図である。 図８Ｂは、搬送室内に設けられる搬送先への搬送を示す図である。 図９Ａは、搬送時のロボットの動作を示す図（その１）である。 図９Ｂは、搬送時のロボットの動作を示す図（その２）である。 図９Ｃは、搬送時のロボットの動作を示す図（その３）である。 図１０は、搬送システムが実行する搬送手順を示すフローチャートである。 図１１は、ロボットを床置きする場合の側面模式図である。 図１２は、ロボットの配置の変形例を示す側面模式図である。
以下、添付図面を参照して、本願の開示する搬送システム、ロボットおよびロボットの制御方法を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
また、以下に示す実施形態では、「平行」や、「垂直」、「鉛直」、「正面」、「中心」、「重なる」といった表現を用いる場合があるが、厳密にこれらの状態を満たすことを要しない。すなわち、上記した各表現は、製造精度、設置精度、処理精度、検出精度などのずれを許容するものとする。
まず、実施形態に係る搬送システム１の概要について図１を用いて説明する。図１は、搬送システム１の概要を示す上面模式図である。なお、図１には、説明をわかりやすくするために、鉛直上向きを正方向とするＺ軸、搬送室５０の長辺に沿った向きをＸ軸、搬送室５０の短辺に沿った向きをＹ軸とする３次元の直交座標系を示している。かかる直交座標系は、以下の説明で用いる他の図面においても示す場合がある。
図１に示すように、搬送システム１は、搬送室５０と、ロボット１０と、カセット２００とを備える。搬送室５０は、いわゆるＥＦＥＭ（Equipment Front End Module）であり、清浄なダウンフローの気流を内部に流す局所クリーン化された筐体である。
また、搬送室５０は、たとえば、同図のＸ軸方向を長辺とする矩形状であり、正面側の側壁である第１側壁５１には、複数のカセット２００が並べて設置される。なお、背面側の側壁である第２側壁５２や、短辺（同図のＹ軸に沿う辺）、短辺の内側にも、基板１００の処理室が設けられる場合があるが、同図では、かかる処理室の記載を省略している。
ここで、カセット２００を設置するために第１側壁５１に設けられる開口の位置や大きさ、間隔といった寸法は、ＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment and Materials International）規格に準拠している。また、上記したカセット２００における各種寸法についても、ＳＥＭＩ規格に準拠している。
ロボット１０は、搬送室５０内に設置されており、本体部１０ａ、第１アーム１１、第２アーム１２およびハンド１３を有するいわゆる３リンクの水平多関節ロボットである。なお、ロボット１０およびハンド１３の構成の詳細については、図２および図３を用いて後述する。ロボット１０は、ハンド１３で保持した基板１００を、カセット２００をはじめとする各種搬送先に搬送する。
カセット２００は、いわゆるＦＯＵＰ（Front-Opening Unified Pod）であり、基板１００を多段に収納する機器である。基板１００は、図１に示す搬送位置２００Ｃに基板１００の基準位置（たとえば、中心）が重なるように収納される。
また、図１に示すように、カセット２００は、搬送室５０における第１側壁５１に並べて配置される。なお、同図では、カセット２００ａ，２００ｂ，２００ｃおよび２００ｄの４つのカセット２００を搬送室５０に配置する場合を示している。
このように、偶数個のカセット２００が配置される場合、各カセット２００へのアクセスの効率化の観点から、ロボット１０は、各カセット２００の並びの真ん中付近、すなわち、カセット２００ｂとカセット２００ｃとの間に配置される。
そして、搬送室５０の奥行き（同図のＹ軸に沿う幅）を小さくするために、ロボット１０は、同図のＹ軸に沿う向きについて、第１側壁５１寄りに設置される。このようにすることで、第１アーム１１をはじめとする各リンクの長さを第２側壁５２に接触しない範囲内で可能な限り長くすることができる。
ところで、従来、カセット２００に対する基板１００の搬送をロボット１０に行わせる場合、ハンド１３を第１側壁５１、すなわち、カセット２００の前面に対して垂直にした姿勢で、基板１００をカセット２００に対して搬送することが一般的に行われている（以下、「垂直搬送」という）。
しかしながら、図１に示した場合における両端のカセット２００ａ，２００ｄのように、ロボット１０から遠い位置にあるカセット２００の場合、第１アーム１１および第２アーム１２を伸びきった姿勢としたとしても、ハンド１３を、第１側壁５１に対して垂直にした姿勢で、基板１００を搬送することは難しい。
このため、仮に、ハンド１３を、第１側壁５１に対して垂直にして、これらのカセット２００ａ，２００ｄへアクセスしようとするならば、リンク数を増やす必要がある。しかし、リンク数を増やすとロボット１０の製造コスト等のコストが増加して好ましくない。
そこで、本実施形態に係る搬送システム１は、両端のカセット２００ａ，２００ｄに対しては、図１に示すように、ハンド１３の基端側をロボット１０側に傾けた姿勢で、基板１００をカセット２００に侵入させることとした。そして、徐々にハンド１３が第１側壁５１に垂直となるようにハンド１３を回転させながら、基板１００を搬送位置２００Ｃに到達させることとした（以下、「斜め搬送」という）。
なお、搬送位置２００Ｃに基板１００を到達させた場合におけるハンド１３の姿勢を、参考のため、カセット２００ａに破線の姿勢１３Ｚとして示している。かかる姿勢１３Ｚは、ハンド１３が第１側壁５１と垂直となる姿勢である。
また、本実施形態に係る搬送システム１は、第１アーム１１、第２アーム１２およびハンド１３の各リンク長を可能な限り長くするために、ロボット１０における本体部１０ａの配置を工夫するとともに、各リンクにおける回転軸の配置を工夫することとした。なお、これらの点の詳細については、図４を用いて後述することとする。
上記した本体部１０ａや回転軸の配置の工夫により、搬送システム１は、１台のロボット１０で、４つのカセット２００に対する基板１００の搬送を行うことができる。また、搬送システム１では、Ｘ軸方向の走行軸が不要であり、１台のロボット１０を搬送室５０内に固定すれば足りる。
すなわち、搬送システム１によれば、コストを増加させることなく効率的な搬送を行うことができる。また、走行軸が不要であるので、搬送室５０内のクリーン度を向上させることができる。
なお、搬送システム１は、両端以外のカセット２００ｂ，２００ｃに対しては、ハンド１３を第１側壁５１に垂直にした姿勢で基板１００をカセット２００に侵入させ、かかる垂直な姿勢を保持したまま、搬送位置２００Ｃまでロボット１０に基板１００を搬送させる。つまり、搬送システム１は、上記した垂直搬送を行う。
ここで、図１では、両端のカセット２００ａ，２００ｄそれぞれと、ロボット１０との距離が同等である場合を示したが、かかる距離が異なる場合には、両端のカセット２００のうち遠いほうについて、上記した斜め搬送を行うこととすればよい。
たとえば、図１に示したカセット２００ａ，２００ｂ，２００ｃ，２００ｄの４つのカセット２００を搬送室５０に配置し、一方の端から２番目のカセット２００ｃの正面にロボット１０を配置した場合、他方の端にあるカセット２００ａに対して斜め搬送を行うこととすればよい。
また、たとえば、図１に示したカセット２００ｂ，２００ｃ，２００ｄの３つのカセット２００を搬送室５０に配置し、真ん中のカセット２００ｃの正面にロボットを配置した場合、両端のカセット２００ｂ，２００ｄに対して斜め搬送を行うこととすればよい。
なお、斜め搬送の対象とするカセット２００は、両端のカセット２００に限らず、ロボット１０からの距離に応じて適宜、決定することとすればよい。すなわち、両端以外のカセット２００についても斜め搬送の対象とすることができる。
たとえば、図１に示したカセット２００ｂ，２００ｃに対して斜め搬送を行うこととしてもよい。なお、カセット２００の数が図１に示した数と異なる場合も同様である。また、このように、カセット２００の数がいくつの場合であっても、共通の短辺長さの搬送室５０を用いることができ、また、共通のロボット１０を用いることができる。
なお、図１では、両端のカセット２００ａ，２００ｄに対して斜め搬送する場合を示したが、搬送室５０の奥行き（同図のＹ軸に沿う幅）を十分に確保することができる場合には、両端のカセット２００ａ，２００ｄについても垂直搬送を行うこととしてもよい。
次に、ロボット１０の構成について図２を用いて説明する。図２は、ロボット１０の斜視図である。同図に示すように、ロボット１０は、本体部１０ａと、昇降軸１０ｂと、第１アーム１１と、第２アーム１２と、ハンド１３とを備える。
なお、図２には、１つのハンド１３を備えるロボット１０を例示しているが、ハンド１３は２つ以上としてもよい。ここで、ハンド１３を２つ以上とする場合、第３軸Ａ３と同軸に独立して回転する回転機構をハンド１３の個数と同数設けることとすればよい。
本体部１０ａは、たとえば、搬送室５０（図１参照）の側面などに壁掛けされ、昇降軸１０ｂを昇降させる昇降機構（図示せず）を内蔵する。ここで、「壁掛け」とは、「床置き」と区別するために用いた表現であり、床壁に立設する支持部材や側壁に、床壁から浮いた状態で固定されることを指す。
昇降軸１０ｂは、第１アーム１１の基端部を第１軸Ａ１まわりに回転可能に支持するとともに、第１軸Ａ１に沿って昇降する。なお、昇降軸１０ｂ自体を第１軸Ａ１まわりに回転させることとしてもよい。また、第１軸Ａ１を、昇降軸１０ｂの上面におけるＹ軸負方向に寄せて配置することとしてもよい。これは、第１軸Ａ１を同図のＹ軸負方向に寄せて配置するほうが、第１アーム１１を長くすることができるためである。
第１アーム１１は、第２アーム１２の基端部を第２軸Ａ２まわりに回転可能に先端部で支持する。第２アーム１２は、ハンド１３の基端部を第３軸Ａ３まわりに回転可能に先端部で支持する。
このように、ロボット１０は、第１アーム１１、第２アーム１２およびハンド１３の３リンクの水平多関節ロボットである。また、ロボット１０は、上記したように、昇降機構を有しているので、カセット２００内に多段配置される基板１００に対してそれぞれアクセスすることができる。
さらに、ロボット１０は、たとえば、カセット２００と異なる高さに配置される処理室３００（図８Ａ参照）や、基板１００の向きを整えるアライナ３１０（図８Ｂ参照）にアクセスすることもできる。
次に、ハンド１３の構成について図３を用いてさらに詳細に説明する。図３は、ハンド１３の上面模式図である。図３に示すように、ハンド１３は、基部１３ａと、フォーク部１３ｂとを備える。基部１３ａの基端側は、第３軸Ａ３まわりに回転可能に第２アーム１２（図２参照）によって支持される。フォーク部１３ｂは、基部１３ａの先端側に設けられ、先端側が二股にわかれている。
また、図３に示すように、ハンド１３によって保持される基板１００の基準位置（たとえば、中心）に対応する位置は、ハンド１３の基準位置１３Ｃである。そして、たとえば、第３軸Ａ３と基準位置１３Ｃとを結ぶ線が、ハンド１３の向きを示す中心線１３ＣＬである。なお、図３では記載を省略したが、ハンド１３は、基板１００を把持する把持機構を備えるものとする。また、ハンド１３は、把持機構のかわりに吸着機構などの他の保持機構を備えることとしてもよい。
次に、ロボット１０における本体部１０ａ、第１軸Ａ１、第２軸Ａ２および第３軸Ａ３の配置について、図４を用いて説明する。図４は、ロボット１０の配置を示す側面模式図である。なお、図４は、図１に示した搬送室５０を、図１のＸ軸正方向からみた側面模式図である。
また、図４では、ロボット１０が、第１アーム１１と、第２アーム１２とを互いに重なるように折り畳んでいずれも第１側壁５１と垂直とする姿勢（以下、「基準姿勢」という）をとった場合を示している。なお、図４では、ハンド１３を第２アーム１２と重なるように折り畳んでハンド１３を第１側壁５１と垂直にした場合を示しているが、上記した「基準姿勢」では、ハンド１３を第１側壁５１と垂直にすることを要しない。
図４に示すように、搬送室５０における第１側壁５１の室内側の面から、第２側壁５２の室内側の面までの距離を、搬送室５０の奥行きＤとする。ここで、第１側壁５１の室内側の面から第２側壁５２へ向かって第１距離Ｄ１に、ロボット１０の侵入を制限する制限位置Ｐ１が上記したＳＥＭＩ規格で定められている。そして、制限位置Ｐ１から、さらに、第２側壁５２へ向かって第２距離Ｄ２に、ロボット１０の取付位置の基準となる基準位置Ｐ２があらかじめ定められている。
ここで、第１距離Ｄ１は、たとえば、１００ｍｍである。なお、カセット２００は、上記したようにＳＥＭＩ規格で設置間隔等が定められているので、少しでも遠くのカセット２００に基板１００（図１参照）を搬送するには、カセット２００が設置される第１側壁５１に近づけてロボット１０を配置することが望ましい。つまり、第２距離Ｄ２は、十分に小さいことが望ましい。たとえば、第２距離Ｄ２は、第１距離Ｄ１未満であることが好ましく、第１距離Ｄ１の半分未満であることがさらに好ましい。このようにすることで、第１アーム１１や第２アーム１２のリンク長を大きくとることが可能となり、本体部１０ａの設置スペースを十分に確保することも可能となる。
第１側壁５１の室内側の面と制限位置Ｐ１との間の領域は、カセット２００の開閉に用いられる領域である。また、基準位置Ｐ２には、図４に示す基準板６０の基準面６０ａが、同図に示すＸＺ平面と平行に配置される。基準板６０は、下面側が搬送室５０の床壁５３に固定される。すなわち、基準板６０は、搬送室５０の床壁５３で支持される。
なお、基準板６０は、上記したように、基準面６０ａが同図に示すＸＹ平面と平行、すなわち、基準面６０ａが精密に垂直出しされるように、搬送室５０の床壁５３に固定される。
図４に示すように、基準面６０ａに本体部１０ａの側面が沿った状態で、ロボット１０の本体部１０ａは、基準板６０に対して壁掛けされた状態で固定される。すなわち、本体部１０ａは、基準位置Ｐ２に第２側壁５２側から接するように配置される。言い換えると、本体部１０ａは、基準位置Ｐ２の第２側壁５２側に配置される。
このように、ロボット１０を基準板６０に固定することで、ロボット１０の位置決めや姿勢決めを厳密に行うことが可能となるので、ロボット１０の設置作業を効率良く行うことができる。ここで、基準板６０における基準面６０ａとは反対側の面は、制限位置Ｐ１と基準位置Ｐ２との間にある。なお、図４では、かかる反対側の面が、制限位置Ｐ１にある場合を例示している。また、基準板６０は、いわゆる一枚板であることを要さず、たとえば、中空であったり、複数の部材の組合せであったりしてもよい。
また、基準板６０の上面の高さは、最も下降した第１アーム１１の下面の高さよりも低い。このようにすることで、基準板６０が第１アーム１１の昇降を邪魔することがないので、第１アーム１１の昇降範囲を拡げることができる。
なお、図４では、基準板６０の上面の高さが、本体部１０ａの上面の高さと同じ場合を例示しているが、基準板６０の上面の高さを本体部１０ａの上面の高さよりも低くしてもよい。また、最も下降した第１アーム１１の下面の高さよりも低いことを条件として、基準板６０の上面の高さを本体部１０ａの上面の高さよりも高くしてもよい。
図４に示すように、ロボット１０の昇降軸１０ｂは、本体部１０ａにおける上面において基準位置Ｐ２に可能な限り寄せて配置される。そして、第１軸Ａ１も、基準位置Ｐ２に可能な限り寄せて配置される。ここで、「ＸＸに可能な限り寄せる」とは、「ＸＸと接触しない程度に、設計誤差や製造誤差の余裕をもたせてＸＸに近づける」ことを意味する。
第１アーム１１は、第１アーム１１の基端が基準板６０の上方、すなわち、制限位置Ｐ１と基準位置Ｐ２との間にあるように配置される。また、第１アーム１１は、第１アーム１１の先端が制限位置Ｐ１と基準位置Ｐ２との間に侵入する程度に第１軸Ａ１まわりの回転範囲を有する。なお、第２軸Ａ２は、第２側壁５２の室内側の面に可能な限り寄せて配置される。
第２アーム１２の先端は、制限位置Ｐ１と基準位置Ｐ２との間にある。さらに好ましくは、第２アーム１２の先端は、制限位置Ｐ１に可能な限り寄せて配置される。そして、第３軸Ａ３も、制限位置Ｐ１と基準位置Ｐ２との間にある。
なお、図４では、昇降軸１０ｂのＹ軸に沿う幅のほぼ中心に第１軸Ａ１を配置した場合を示したが、第１軸Ａ１を昇降軸１０ｂの基準位置Ｐ２寄りに設けることとしてもよい。また、図４では、ロボット１０を、基準板６０に壁掛けする場合を示したが、ロボット１０を搬送室５０の床壁５３に床置きすることとしてもよい。なお、床置きの例については、図１１を用いて後述する。
また、図４に示したように、ロボット１０が上記した基準姿勢をとった場合に、搬送室５０の第１側壁５１から第２側壁５２に向けて、制限位置Ｐ１、第２アーム１２の先端、第３軸Ａ３、第１アーム１１の基端、基準位置Ｐ２、第１軸Ａ１、第２軸Ａ２、第１アーム１１の先端、の順序となるように、ロボット１０の各種寸法が定められる。
このようにすることで、ロボット１０の第１アーム１１および第２アーム１２を極力長くすることができるので、図１に示したように、４つのカセット２００が並べられた場合であっても、１台のロボット１０で、すべてのカセット２００に対して基板１００（図１参照）の搬送を行うことができる。すなわち、ロボット１０は、すべてのカセット２００の搬送位置２００Ｃにハンド１３が保持する基板１００を到達させる。
ここで、第１軸Ａ１を可能な限り基準位置Ｐ２に寄せるとともに、第２軸Ａ２を可能な限り第２側壁５２の室内側の面に寄せることで、第１アーム１１を長くすることができる。また、第３軸Ａ３を可能な限り制限位置Ｐ１へ寄せることで、第２アーム１２を長くすることができる。なお、第１アーム１１、第２アーム１２およびハンド１３の長さの詳細については、図５を用いて後述する。
なお、図４では、第１アーム１１の基端よりも第３軸Ａ３のほうが制限位置Ｐ１に近い場合を例示している。しかしながら、これに限らず、第１アーム１１の基端を制限位置Ｐ１へ向けて延伸して第３軸Ａ３と重なるようにしたり、第１アーム１１の基端を第３軸Ａ３よりもさらに制限位置Ｐ１側へ向けて延伸したりすることとしてもよい。
次に、第１アーム１１、第２アーム１２およびハンド１３の長さの詳細について図５を用いて説明する。図５は、ロボット１０の各リンク長を対比する上面模式図である。なお、図５では、第１アーム１１、第２アーム１２およびハンド１３をそれぞれ重なるように折り畳んでいずれも第１側壁５１（図１参照）と垂直な姿勢とするとともに、長さを対比しやすいように、同図のＸ軸方向に並べた場合を示している。
また、図５では、第１アーム１１、第２アーム１２およびハンド１３の外形を概略化して示している。すなわち、第１アーム１１、第２アーム１２およびハンド１３の外形上には、適宜、凹凸があってもよい。
まず、第１アーム１１について説明する。図５に示すように、第１アーム１１には、第１アーム１１の回転軸である第１軸Ａ１と、第２アーム１２の回転軸である第２軸Ａ２とが配置される。ここで、第１軸Ａ１と第２軸Ａ２との距離は、一般的に、軸間距離と呼ばれる。以下では、第１アーム１１の軸間距離を第１リンク長Ｌ１とする。なお、第１リンク長Ｌ１の大きさは「Ｌ１」とする。
なお、図５に示すように、第１軸Ａ１と第２軸Ａ２とを通る直線を中心線１１ＣＬとすると、第１アーム１１を第１側壁５１（図１参照）と垂直にすることは、中心線１１ＣＬを同図に示すＹ軸と平行にすることと同意である。また、第１アーム１１の先端の位置を位置ＬＢとすると、第２アーム１２の基端およびハンド１３に保持される基板１００の先端は、位置ＬＢと同じまたはＹ軸負方向側となるように設定される。
また、第１アーム１１の基端側は、第１軸Ａ１を中心とする円弧状であり、円弧の半径は、図５に示すように、「Ｒ１」である。また、第１アーム１１の先端側は、第２軸Ａ２を中心とする円弧状である。円弧の半径は、図５に示すように、「ｒ１」である。
これらのことから、第１アーム１１の長さを「ＡＬ１」とすると、「ＡＬ１」は、式（１）「ＡＬ１＝Ｒ１＋Ｌ１＋ｒ１」で表すことができる。
次に、第２アーム１２について説明する。図５に示すように、第２アーム１２には、第２アーム１２の回転軸である第２軸Ａ２と、ハンド１３の回転軸である第３軸Ａ３とが配置される。ここで、第２軸Ａ２と第３軸Ａ３との軸間距離は、図５に示すように、第２リンク長Ｌ２である。なお、第２リンク長Ｌ２の大きさは「Ｌ２」とする。ここで、図５から明らかなように、第２リンク長Ｌ２は、第１アーム１１の第１リンク長Ｌ１よりも大きい（Ｌ２＞Ｌ１）。
なお、図５に示すように、第２軸Ａ２と第３軸Ａ３とを通る直線を中心線１２ＣＬとすると、第２アーム１２を第１側壁５１（図１参照）と垂直にすることは、中心線１２ＣＬを同図に示すＹ軸と平行にすることと同意である。
また、第２アーム１２の基端側は、第２軸Ａ２を中心とする円弧状であり、円弧の半径は、図５に示すように、「Ｒ２」である。また、第２アーム１２の先端側の基本的な形状は、第３軸Ａ３を中心とする円弧状であり、円弧の半径は、図５に示すように、「ｒ２」である。また、ハンド１３の基端側の形状は、第３軸Ａ３を中心とする円弧状であり、円弧の半径は、図５に示すように、「Ｒ３」（ただし、Ｒ３＜ｒ２）である。
ここで、第２アーム１２の先端側は、ハンド１３の基端側と重なる位置で、円弧をＸＺ平面と平行な平面で切り落としたような形状としている（以下、かかる形状を「Ｄカット」と記載する）。すなわち、第２アーム１２を先端側（Ｙ軸の負方向側）からみた場合、第２アーム１２は、第２アーム１２の側面をなす曲面間を平面でつないだ形状である。このようにすることで、第２アーム１２の第２リンク長Ｌ２を極力長くすることができる。
これらのことから、第２アーム１２の長さを「ＡＬ２」（図５から明らかように、ＡＬ２＞ＡＬ１）とすると、「ＡＬ２」は、式（２）「ＡＬ２＝Ｒ２＋Ｌ２＋Ｒ３」で表すことができる。ここで、図５に示すように、第２アーム１２の先端の位置ＬＦと、制限位置Ｐ１との間には第１余裕距離Ｓ１（大きさは「Ｓ１」）が設けられる。また、上記した第１アーム１１の先端の位置ＬＢと、第２側壁５２の室内側の面の位置Ｌ５２との間には第２余裕距離Ｓ２（大きさは「Ｓ２」）が設けられる。
したがって、第２アーム１２の長さである「ＡＬ２」は、奥行きＤ（図４参照）、第１距離Ｄ１（図４参照）、第１余裕距離Ｓ１および第２余裕距離Ｓ２を用いると、式（３）「ＡＬ２＝Ｄ−Ｄ１−Ｓ１−Ｓ２」で表すことができる。そして、式（２）および式（３）から「ＡＬ２」を消去すると、式（４）「Ｒ２＋Ｌ２＋Ｒ３＝Ｄ−Ｄ１−Ｓ１−Ｓ２」となる。すなわち、式（４）を満たすように、「Ｒ２」、「Ｌ２」および「Ｒ３」を定めることができる。
ここで、図５に示した場合では、Ｒ１＞ｒ１＞Ｒ２＞ｒ２＞Ｒ３である。なお、Ｒ１≧ｒ１≧Ｒ２≧ｒ２≧Ｒ３とすることとしてもよい。また、図５では、上記したＤカットを第２アーム１２の先端側に適用した場合を例示したが、Ｄカットを、第１アーム１１の先端側、第２アーム１２の基端側、ハンド１３の基端側などに適用することとしてもよい。たとえば、Ｄカットを、第１アーム１１の先端側および第２アーム１２の基端側に適用することとすれば、第２軸Ａ２を位置ＬＢへ近づけることが可能となるので、リンク長Ｌ１，Ｌ２を図５に示した場合よりもさらに長くすることができる。
次に、ハンド１３について説明する。図５に示すように、ハンド１３には、ハンド１３の回転軸である第３軸Ａ３が配置される。また、図３を用いて既に説明したように、第３軸Ａ３と基準位置１３Ｃとを結ぶ線が、ハンド１３の向きを示す中心線１３ＣＬである。
したがって、ハンド１３を第１側壁５１（図１参照）と垂直にすることは、中心線１３ＣＬを図５に示すＹ軸と平行にすることと同意である。なお、ハンド１３が保持する基板１００の先端の位置は、上記した位置ＬＢと同等である。
次に、ロボット１０（図２参照）の動作制御を行うコントローラ２０について図６を用いて説明する。図６は、コントローラ２０のブロック図である。なお、同図では、コントローラ２０に接続されるいわゆるペンダント等の入力用端末装置を省略している。
また、同図では、ロボット１０およびコントローラ２０を含む搬送システム１を示しているが、図１に示したように、ロボット１０および搬送室５０を搬送システム１と呼ぶこととしてもよく、ロボット１０、コントローラ２０および搬送室５０を搬送システム１と呼ぶこととしてもよい。
図６に示すように、コントローラ２０は、制御部２１と、記憶部２２とを備える。制御部２１は、登録部２１ａと、動作制御部２１ｂとを備える。なお、動作制御部２１ｂは、選択部２１ｂａと、切替部２１ｂｂとをさらに備える。また、記憶部２２は、リンク長差２２ａと、教示データ２２ｂとを記憶する。また、コントローラ２０は、ロボット１０に接続される。
ここで、コントローラ２０は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。
コンピュータのＣＰＵは、たとえば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部２１の登録部２１ａおよび動作制御部２１ｂとして機能する。
また、制御部２１の登録部２１ａおよび動作制御部２１ｂの少なくともいずれか一つまたは全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成することもできる。また、動作制御部２１ｂに含まれる選択部２１ｂａおよび切替部２１ｂｂの少なくともいずれか一つまたは全部を上記したハードウェアで構成してもよい。
また、記憶部２２は、たとえば、ＲＡＭやＨＤＤに対応する。ＲＡＭやＨＤＤは、リンク長差２２ａおよび教示データ２２ｂを記憶することができる。なお、コントローラ２０は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。
コントローラ２０の制御部２１は、リンク長差２２ａが反映された教示データ２２ｂに基づいてロボット１０の動作制御を行う。登録部２１ａは、図５に示した第１アーム１１の軸間距離である第１リンク長Ｌ１と、第２アーム１２の軸間距離である第２リンク長Ｌ２との差分を、リンク長差２２ａとして記憶部２２に記憶させる。
なお、図５を用いて既に説明したように、第２リンク長Ｌ２は、第１リンク長Ｌ１よりも大きいので、リンク長差２２ａは、第２リンク長Ｌ２から第１リンク長Ｌ１を差し引いた値に対応するデータとなる。なお、リンク長差２２ａがどのように用いられるかの詳細については、図８Ａおよび図８Ｂを用いて後述する。
動作制御部２１ｂは、リンク長差２２ａが反映された教示データ２２ｂに基づいてロボット１０の動作制御を行う。具体的には、動作制御部２１ｂは、記憶部２２に記憶された教示データ２２ｂに基づいてロボット１０における各軸に対応するアクチュエータ（図示せず）に指示することで、ロボット１０に基板１００の搬送を行わせる。また、動作制御部２１ｂは、アクチュエータにおけるエンコーダ値を用いてフィードバック制御を行うなどしてロボット１０の動作精度を向上させる。
選択部２１ｂａは、上面視で、直線の軌跡で、搬送先に基板１００を搬送することができるか否かを判定する。そして、直線の軌跡で基板１００を搬送することができる搬送先である場合には、かかる軌跡に沿ってハンド１３を移動させる制御（以下、「円筒座標制御」という）を選択する。
円筒座標制御では、仮に、第１リンク長Ｌ１と第２リンク長Ｌ２とが等しい場合（以下、「等長リンク」という）、第１軸Ａ１から放射状にハンド１３を動作させるので、各回転軸のアクチュエータの回転速度を最大限に活用することができ、基板１００の搬送を迅速に行うことが可能となる。すなわち、基板搬送のスループットを高めることができる。
ここで、ロボット１０は、第２リンク長Ｌ２が第１リンク長Ｌ１よりも長い。しかしながら、第１軸Ａ１を中心とし、半径が「第２リンク長Ｌ２−第１リンク長Ｌ１」である円の接線に沿ってハンド１３を動作させることは、等長リンクにおいて第１軸Ａ１から放射状にハンド１３を動作させることと、各軸の回転量の観点からは等価である。これは、ロボット１０のハンド１３が、等長リンクよりも単に上記した半径分だけ遠い位置にあると考えることができるためである。
一方、選択部２１ｂａは、上面視で、直線の軌跡で基板１００を搬送することができない搬送先である場合には、途中で軌跡の向きを変更しつつハンド１３を移動させる制御（以下、「直交座標制御」という）を選択する。
切替部２１ｂｂは、選択部２１ｂａによるあらたな選択結果が、前回の選択結果と異なる場合に、円筒座標制御から直交座標制御への切替、または、直交座標制御から円筒座標制御への切替を行う。
なお、動作制御部２１ｂは、円筒座標制御を行う場合、ハンド１３の軌跡が、ロボット１０の第１軸Ａ１（図２参照）を中心とし、リンク長差２２ａを半径とする円の接線と重なるように、ロボット１０の動作を制御するが、この点の詳細については、図８Ａおよび図８Ｂを用いて後述する。
教示データ２２ｂは、ロボット１０へ動作を教示するティーチング段階で生成され、ハンド１３の移動軌跡をはじめとするロボット１０の動作を規定するプログラムである「ジョブ」を含んだ情報である。なお、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータで生成された教示データ２２ｂを記憶部２２に記憶させることとしてもよい。
なお、上記したリンク長差２２ａは、教示データ２２ｂのパラメータ値として教示データ２２ｂに反映されるものとする。また、図６では、制御部２１の登録部２１ａによってリンク長差２２ａを記憶部２２に記憶させる場合を示したが、リンク長差２２ａが反映された教示データ２２ｂを上記したネットワークを介して取得し、記憶部２２に記憶させることとしてもよい。
次に、ロボット１０と、搬送先との上面視における位置関係について図７を用いて説明する。図７は、ロボット１０のシフト配置を示す上面模式図である。なお、図７では、第２側壁５２に設けられる処理室３００の正面付近にロボット１０が配置される場合を示している。
また、図７では処理室３００の正面を示す中心線３００ＣＬを併せて示している。ここで、中心線３００ＣＬは、処理室３００の搬送位置３００Ｃを通過するとともに、第２側壁５２と垂直な直線である。なお、図７では、第１側壁５１に設けられるカセット２００（図１参照）の記載を省略している。
ここで、仮に、ロボット１０における第２アーム１２の第２リンク長Ｌ２と、第１アーム１１の第１リンク長Ｌ１とが等しい場合を想定する。この場合、第１アーム１１の回転軸である第１軸Ａ１が、中心線３００ＣＬ上となるように本体部１０ａを配置すれば、上記した円筒座標制御で処理室３００に基板１００を搬送することができる。
しかしながら、図４〜図６を用いて既に説明したように、ロボット１０における第２アーム１２の第２リンク長Ｌ２は、第１アーム１１の第１リンク長Ｌ１よりも大きい。このため、処理室３００に対して円筒座標制御で基板１００を搬送する場合には、第１軸Ａ１を中心線３００ＣＬからリンク長差２２ａ（第２リンク長Ｌ２−第１リンク長Ｌ１）だけシフトさせて配置すればよい。
なお、逆の言い方をすると、ロボット１０の正面（第１軸Ａ１を通る同図のＹ軸と平行な直線）から、処理室３００の中心線３００ＣＬをリンク長差２２ａだけシフトさせてもよい。これらのことから、以下では、ロボット１０と、処理室３００などの搬送先とをリンク長差２２ａだけ相対的にシフトする配置のことを「シフト配置」ということとする。
なお、図１では、ロボット１０が、カセット２００とカセット２００との間に配置される場合を示したが、ロボット１０が、カセット２００の正面付近に配置される場合には、図７の処理室３００と同様に、ロボット１０と、正面付近のカセット２００とをシフト配置することとすればよい。
また、図１では、４つのカセット２００を示したが、１つや、３つ、５つといった奇数個のカセット２００が第１側壁５１に並べて配置される場合には、並びの真ん中のカセット２００の正面付近にロボット１０をシフト配置することとすればよい。
また、図７では、ロボット１０の第１軸Ａ１を、処理室３００の中心線３００ＣＬよりもＸ軸正方向側へシフトしているが、これは、第１アーム１１と第２アーム１２の接続部分をＸ軸正方向側に張り出した姿勢をロボット１０がとっているためである。かかる接続部分をＸ軸負方向側へ張り出した姿勢で処理室３００にアクセスする場合には、ロボット１０の第１軸Ａ１を、中心線３００ＣＬよりもＸ軸負方向側へシフトさせればよい。
また、第１側壁５１のカセット２００（図１参照）の配置については、ロボット１０が図７と同様の姿勢をとる場合、図７に示した中心線３００ＣＬ上に搬送位置２００Ｃがあるようにカセット２００を配置することとすればよい。
そして、ロボット１０が第１アーム１１と第２アーム１２の接続部分をＸ軸負方向側へ張り出した姿勢をとる場合には、ロボット１０の第１軸Ａ１を、中心線３００ＣＬよりもＸ軸負方向側へシフトさせればよい。
このように、カセット２００や処理室３００といった搬送先と、ロボット１０とをシフト配置することとすれば、ロボット１０の動作制御において円筒座標制御を行う機会を増加させることができるので、基板１００の搬送を迅速に行うことが可能となる。
上記したように、カセット２００や処理室３００といった搬送先と、ロボット１０とのシフト配置について図７を用いて説明したが、次に、シフト配置を行った場合の動作制御部２１ｂの制御内容について、図８Ａおよび図８Ｂを用いて説明する。図８Ａは、第２側壁５２に設けられる搬送先への搬送を示す図であり、図８Ｂは、搬送室５０内に設けられる搬送先への搬送を示す図である。
なお、図８Ａおよび図８Ｂには、第１軸Ａ１を中心とし、半径Ｒの円Ｃを示している。ここで、半径Ｒは、リンク長差２２ａ（図６参照）であり、第２リンク長Ｌ２（図５参照）から第１リンク長Ｌ１（図５参照）を差し引いた値と等しい。また、図８Ａおよび図８Ｂには、仮に、第２リンク長Ｌ２が、第１リンク長Ｌ１と等しい場合のハンド１３の軌跡を参考のため中心線ＣＬとして示している。
まず、第２側壁５２に設けられる搬送先への搬送について図８Ａを用いて説明する。図８Ａに示すように、図７で示した姿勢で処理室３００へ基板１００を搬送する場合、中心線ＣＬと平行な円Ｃの接線ＴＬ１，ＴＬ２のうち、接線ＴＬ１に沿ってハンド１３をまっすぐに動作させる。処理室３００の搬送位置３００Ｃは、接線ＴＬ１上にある。
ハンド１３は、中心線１３ＣＬ（図３参照）を接線ＴＬ１と重ねた姿勢を保ったまま、すなわち、基板１００を回転させることなく、接線ＴＬ１上をまっすぐに移動し、搬送位置３００Ｃまで基板１００を搬送する。なお、搬送位置３００Ｃから基板１００を処理室３００の外へ搬送する場合は、基板１００を処理室３００へ搬送する際の経路を逆行する。
また、処理室３００の搬送位置３００Ｃが、接線ＴＬ２上にある場合には、第１アーム１１と第２アーム１２との接続部分をＸ軸負方向に張り出した姿勢をとり、ハンド１３を接線ＴＬ２に沿って移動させることになる。
次に、搬送室５０内に設けられる搬送先への搬送について図８Ｂを用いて説明する。なお、図８Ｂでは、搬送室５０内に設けられるアライナ３１０が搬送先である場合について説明することとする。
図８Ｂに示すように、第１アーム１１と第２アーム１２との接続部分をＹ軸正方向に張り出した姿勢でアライナ３１０へ基板１００を搬送する場合、中心線ＣＬと平行な円Ｃの接線ＴＬ１１，ＴＬ１２のうち、接線ＴＬ１１に沿ってハンド１３をまっすぐに動作させる。アライナ３１０の搬送位置３１０Ｃは、接線ＴＬ１１上にある。
ハンド１３は、中心線１３ＣＬ（図３参照）を接線ＴＬ１１と重ねた姿勢を保ったまま、すなわち、基板１００を回転させることなく、接線ＴＬ１１上をまっすぐに移動し、搬送位置３１０Ｃまで基板１００を搬送する。なお、搬送位置３１０Ｃから基板１００を取り出す際には、基板１００をアライナ３１０へ搬送する際の経路を逆行する。
なお、アライナ３１０の搬送位置３１０Ｃが、接線ＴＬ１２上にある場合には、第１アーム１１と第２アーム１２との接続部分をＹ軸負方向に張り出した姿勢をとり、ハンド１３を接線ＴＬ１２に沿って移動させることになる。
なお、図８Ａおよび図８Ｂでは、搬送先が処理室３００やアライナ３１０である場合を例示して説明したが、搬送先を限定するものではない。すなわち、搬送先は、カセット２００（図１参照）や、基板１００の仮置きエリアなどであってもよい。
また、図８Ａでは、処理室３００が第２側壁５２に設けられる場合について説明したが、処理室３００は、図１に示した搬送室５０の短辺や短辺の外側にあってもよい。また、図８Ａでは、中心線ＣＬが第２側壁５２と垂直な場合を例示したが、中心線ＣＬは、第２側壁５２と垂直でなくてもよい。すなわち、処理室３００に対する基板１００の移動経路（ハンド１３の軌跡）は、処理室３００ごとの基板１００の通過経路に対応していれば足りる。
次に、搬送時のロボット１０の動作について図９Ａ〜図９Ｃを用いて説明する。図９Ａ〜図９Ｃは、搬送時のロボット１０の動作を示す図（その１〜その３）である。なお、図９Ａ〜図９Ｃでは、図８Ａに示した処理室３００の搬送位置３００Ｃへ基板１００を搬送する場合を例にして、第１軸Ａ１、第２軸Ａ２および第３軸Ａ３の回転向きをそれぞれ示している。
ロボット１０は、ハンド１３を、搬送位置３００Ｃを通る接線ＴＬ１上を姿勢を変更することなくまっすぐに移動させて基板１００を搬送位置３００Ｃへ搬送する。なお、上記したように、接線ＴＬ１は、円Ｃの接線の１つである。
図９Ａに示すように、ロボット１０は、ハンド１３の中心線１３ＣＬ（図３参照）が、接線ＴＬ１と重なる姿勢をとる。そして、図９Ａに示すように、ロボット１０は、第１軸Ａ１を反時計回りに、第２軸Ａ２を時計回りに、第３軸Ａ３を反時計回りに、協調させながらそれぞれ回転させる。
このようにすることで、ハンド１３は、接線ＴＬ１上を姿勢を変更することなくまっすぐに搬送位置３００Ｃへ向けて移動する。そして、図９Ｂに示すように、ロボット１０は、第１アーム１１と、第２アーム１２とが重なった姿勢となる。
図９Ｂに示すように、ロボット１０は、図９Ａと同様に、第１軸Ａ１を反時計回りに、第２軸Ａ２を時計回りに、第３軸Ａ３を反時計回りに、協調させながらそれぞれ回転させる。このようにすることで、ハンド１３は、姿勢を変更することなく接線ＴＬ１上をまっすぐに移動し、図９Ｃに示すように、基板１００を搬送位置３００Ｃへ到達させる。
ここで、図９Ａ〜図９Ｃに示したように、ハンド１３を接線ＴＬ１に沿って搬送位置３００Ｃへ近づける向きに搬送する際には、第１軸Ａ１の回転向きを一定向き（図９Ａや図９Ｂに示したように、反時計回り）にする。すなわち、第１軸Ａ１の回転向きを途中で変更しない。
したがって、回転向きの変更に伴う減速が不要となるので、基板１００を迅速かつ高精度に搬送することができる。また、回転向きを途中で変更する場合と比べて第１アーム１１の移動量が小さいので、基板１００を迅速かつ高精度に搬送することができる。
なお、図９Ａ〜図９Ｃに示したように、第２軸Ａ２の回転向きも一定向き（図９Ａや図９Ｂに示したように、時計回り）であり、第３軸Ａ３の回転向きも一定向き（図９Ａや図９Ｃに示したように、反時計回り）である。このように、第２軸Ａ２および第３軸Ａ３についても、回転向きを途中で変更しないので、第１軸Ａ１の説明と同様の効果を得ることができる。
なお、ハンド１３を接線ＴＬ１に沿って搬送位置３００Ｃから遠ざける場合には、図９Ｃ、図９Ｂおよび図９Ａの順序とすればよく、この場合、第１軸Ａ１、第２軸Ａ２および第３軸Ａ３の回転向きは、図９Ａおよび図９Ｂに示した場合とは逆になる。すなわち、第１軸Ａ１の回転向きを時計回り、第２軸Ａ２の回転向きを反時計回り、第３軸Ａ３の回転向きを時計回りとすればよい。
なお、図９Ａ〜図９Ｃでは、ハンド１３を接線ＴＬ１に沿って移動させる場合、すなわち、第１アーム１１と第２アーム１２との接続部分をＸ軸正方向に張り出した姿勢でロボット１０が基板１００を搬送する場合を示した。これに対し、ハンド１３を接線ＴＬ２（図８Ａ参照）に沿って移動させる場合、すなわち、かかる接続部分をＸ軸負方向に張り出した姿勢でロボット１０が基板１００を搬送する場合には、図９Ａ〜図９Ｃで説明した第１軸Ａ１、第２軸Ａ２および第３軸Ａ３の回転向きをそれぞれ逆向きとすればよい。
次に、搬送システム１（図１参照）が実行する搬送手順について図１０を用いて説明する。図１０は、搬送システム１が実行する搬送手順を示すフローチャートである。なお、以下では、図６に示したコントローラ２０の構成要素を参照しつつ説明することとする。
図１０に示すように、登録部２１ａは、リンク長差２２ａを記憶部２２に記憶させる（ステップＳ１０１）。動作制御部２１ｂの選択部２１ｂａは、搬送先が、第１軸Ａ１を中心とし、リンク長差２２ａを半径とする円の接線に重なる搬送軌跡に対応する搬送先か否かを判定する（ステップＳ１０２）。
そして、ステップＳ１０２の判定条件を満たした場合には（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、動作制御部２１ｂの切替部２１ｂｂは、現在の制御が直交座標制御であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。そして、現在の制御が直交座標制御である場合には（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、円筒座標制御へ切り替える（ステップＳ１０４）。一方、現在の制御が円筒座標制御である場合には（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、ステップＳ１０４を実行することなくステップＳ１０５へ進む。
つづいて、動作制御部２１ｂは、ロボット１０を搬送先に対する待機姿勢へ動作させ（ステップＳ１０５）、さらに、ロボット１０を搬送先へ向けて動作させることで、基板１００の受渡しを行い（ステップＳ１０６）、処理を終了する。なお、円筒座標制御を行う場合、図８Ａ等を用いて既に説明したように、動作制御部２１ｂは、円Ｃ（図８Ａ参照）の接線に沿って基板１００を搬送する動作をロボット１０に行わせる。
ところで、ステップＳ１０２の判定条件を満たさなかった場合には（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、動作制御部２１ｂの切替部２１ｂｂは、現在の制御が円筒座標制御であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。そして、現在の制御が円筒座標制御である場合には（ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）、直交座標制御へ切り替え（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０５へ進む。一方、現在の制御が直交座標制御である場合には（ステップＳ１０７，Ｎｏ）、ステップＳ１０８を実行することなくステップＳ１０５へ進む。
ところで、これまでは、ロボット１０を基準板６０に壁掛けの態様で固定する場合について説明してきたが（図４参照）、ロボット１０を床置きすることとしてもよい。そこで、以下では、ロボット１０を床置きする場合について、図１１を用いて説明する。図１１は、ロボット１０を床置きする場合の側面模式図である。なお、図１１では、図４に示した構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付すこととし、図４と重複する説明については省略するか、簡単な説明にとどめることとする。
図１１に示すように、ロボット１０の本体部１０ａは、搬送室５０の底壁５３に床置きされた状態で固定される。すなわち、本体部１０ａは、基準位置Ｐ２に第２側壁５２側から接するように配置される。言い換えると、本体部１０ａは、基準位置Ｐ２の第２側壁５２側に配置される。なお、本体部１０ａは、たとえば、ボルトなどの締結具で底壁５３に固定されるものとする。
また、図１１に破線で示したように、基準位置Ｐ２の第１側壁５１側に配置された補助部材７０で、さらに、ロボット１０を固定することとしてもよい。具体的には、補助部材７０は、たとえば、ボルトなどの締結具で底壁５３に固定される。また、補助部材７０は、基準位置Ｐ２に沿う面と本体部１０ａの側面とが接するように、ボルトなどの締結具でロボット１０を固定する。
このように、補助部材７０を用いることで、ロボット１０の動作に伴う本体部１０ａの揺れを確実に防止することができる。なお、図１１では、補助部材７０を、ロボット１０の第１側壁５１側に設ける場合を例示したが、第２側壁５２側に設けたり、Ｘ軸正方向側や、Ｘ軸負方向側に設けたりすることとしてもよい。また、補助部材７０自体を省略することとしてもよい。
また、補助部材７０は、本体部１０ａの揺れを防止することができれば、図１１に示した板状の他、直方体状や、立方体状などの他の形状としてもよい。さらに、複数の補助部材７０で、本体部１０ａの側面を固定することとしてもよい。
次に、ロボット１０の配置の変形例について図１２を用いて説明する。図１２は、ロボット１０の配置の変形例を示す側面模式図である。なお、図１２では、第１軸Ａ１の位置が図４の場合よりも第２側壁５２寄りである点で図４と異なる。かかる差異点に伴い、図１２に示したロボット１０では、第１アーム１１の長さが、図４に示した場合よりも短い。なお、図１２では、図４に示した構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付すこととし、図４と重複する説明については省略するか、簡単な説明にとどめることとする。
図１２に示すように、第１軸Ａ１は、搬送室５０の奥行きＤから第１距離Ｄ１を差し引いた距離を２で除した位置に設けられる。このため、第１アーム１１の第１リンク長Ｌ１は、第２アーム１２の第２リンク長Ｌ２の概ね半分の長さとなる。また、図１２に示すように、第１アーム１１の基端側は、基準位置Ｐ２よりも第２側壁５２側にある。また、図１２に示した場合では、第１アーム１１を第１軸Ａ１まわりに一周以上させることが可能である。なお、その他の点については、図４の場合と同様である。
上述してきたように、本実施形態に係る搬送システム１は、搬送室５０と、ロボット１０とを備える。搬送室５０は、基板１００を収納するカセット２００が配置される第１側壁５１および第１側壁５１に対向する第２側壁５２を有する。ロボット１０は、搬送室５０に配置され、本体部１０ａ、本体部１０ａに基端側が回転可能に連結される第１アーム１１、第１アーム１１の先端側に基端側が回転可能に連結される第２アーム１２、および第２アーム１２の先端側に基端側が回転可能に連結され基板１００を保持するハンド１３を有する。
搬送室５０は、第１側壁５１の室内側から第２側壁５２へ向かって第１距離Ｄ１にロボット１０の侵入を制限する制限位置Ｐ１が、さらに、制限位置Ｐ１から第２距離Ｄ２にロボット１０の取付位置を示す基準位置Ｐ２が、それぞれ定められている。ロボット１０は、基準位置Ｐ２の第２側壁５２側に本体部１０ａが配置されるとともに、第２アーム１２の軸間距離が第１アーム１１の軸間距離よりも大きく、第１アーム１１と第２アーム１２とが互いに重なるように折り畳まれていずれも第１側壁５１に対して垂直とする基準姿勢において第２アーム１２の先端が制限位置Ｐ１と基準位置Ｐ２との間にある。
したがって、本実施形態に係る搬送システム１によれば、搬送室５０に干渉することなく、可能な限り第１アーム１１および第２アーム１２を長くすることができるので、コストを増加させることなく効率的な搬送を行うことが可能となる。
また、本実施形態に係るロボット１０の制御方法は、本体部１０ａ、本体部１０ａに基端側が回転可能に連結される第１アーム１１、第１アーム１１の先端側に基端側が回転可能に連結される第２アーム１２、および第２アーム１２の先端側に基端側が回転可能に連結され基板１００を保持するハンド１３を有し、第１アーム１１の軸間距離と第２アーム１２の軸間距離とが異なるロボット１０を用いる。
そして、第１アーム１１の軸間距離と第２アーム１２の軸間距離との差分をリンク長差２２ａとして記憶させる工程と、第１アーム１１の回転軸（第１軸Ａ１）を中心とし、リンク長差２２ａを半径とする円Ｃの接線に沿って基板１００を搬送する動作をロボット１０に行わせる工程とを含む。
したがって、本実施形態に係るロボット１０の制御方法によれば、第１アーム１１、第２アーム１２およびハンド１３の回転速度を最大限に利用することが可能となるので、基板１００を迅速に搬送することができる。すなわち、ロボット１０の制御方法によれば、基板搬送のスループットを高めることができる。
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
１ 搬送システム
１０ ロボット
１０ａ 本体部
１０ｂ 昇降軸
１１ 第１アーム
１２ 第２アーム
１３ ハンド
１３ａ 基部
１３ｂ フォーク部
１３Ｃ 基準位置
１３ＣＬ 中心線
２０ コントローラ
２１ 制御部
２１ａ 登録部
２１ｂ 動作制御部
２１ｂａ 選択部
２１ｂｂ 切替部
２２ 記憶部
２２ａ リンク長差
２２ｂ 教示データ
５０ 搬送室
５１ 第１側壁
５２ 第２側壁
５３ 床壁
６０ 基準板
６０ａ 基準面
７０ 補助部材
１００ 基板
２００ カセット
２００Ｃ 搬送位置
２１０ 載置台
３００ 処理室
３００Ｃ 搬送位置
３１０ アライナ
３１０Ｃ 搬送位置
Ａ１ 第１軸
Ａ２ 第２軸
Ａ３ 第３軸
Ｃ 円
Ｄ 奥行き
Ｄ１ 第１距離
Ｄ２ 第２距離
Ｌ１ 第１リンク長
Ｌ２ 第２リンク長
Ｐ１ 制限位置
Ｐ２ 基準位置
Ｒ 半径
Ｓ１ 第１余裕距離
Ｓ２ 第２余裕距離

Claims (12)

  1. 基板を収納するカセットが配置される第１側壁および前記第１側壁に対向する第２側壁を有する搬送室と、
    前記搬送室に配置され、本体部、前記本体部に基端側が回転可能に連結される第１アーム、前記第１アームの先端側に基端側が回転可能に連結される第２アーム、および前記第２アームの先端側に基端側が回転可能に連結され前記基板を保持するハンドを有するロボットと
    を備え、
    前記搬送室は、
    前記第１側壁の室内側から前記第２側壁へ向かって第１距離に前記ロボットの侵入を制限する制限位置が、さらに、前記制限位置から第２距離に前記ロボットの取付位置を示す基準位置が、それぞれ定められており、
    前記ロボットは、
    前記基準位置の前記第２側壁側に前記本体部が配置されるとともに、前記第２アームの軸間距離が前記第１アームの軸間距離よりも大きく、前記第１アームと前記第２アームとが互いに重なるように折り畳まれていずれも前記第１側壁に対して垂直とする基準姿勢において前記第２アームの先端が前記制限位置と前記基準位置との間にあること
    を特徴とする搬送システム。
  2. 前記第２距離は、
    前記第１距離よりも小さいこと
    を特徴とする請求項１に記載の搬送システム。
  3. 前記第１アームは、
    前記基準姿勢において基端が前記制限位置と前記基準位置との間にあること
    を特徴とする請求項１または２に記載の搬送システム。
  4. 前記第２距離に前記ロボットを取り付ける基準面を有する基準板
    をさらに備え、
    前記ロボットは、
    前記本体部の側面が前記基準面に沿うように前記基準板に壁掛けされること
    を特徴とする請求項１、２または３に記載の搬送システム。
  5. 前記本体部は、
    前記第１アームを昇降させる昇降機構を有し、
    前記基準板は、
    最も下降した前記第１アームの下面の高さよりも上面の高さが低いこと
    を特徴とする請求項４に記載の搬送システム。
  6. 前記カセットは、
    前記第１側壁に並べて４つ配置され、
    前記ロボットは、
    ４つの前記カセットの各搬送位置に前記ハンドが保持する前記基板をそれぞれ到達させること
    を特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の搬送システム。
  7. 前記第２アームは、
    先端側からみて側面をなす曲面間を平面でつないだ形状であり、
    前記ハンドは、
    前記基準姿勢において基端と前記第２アームの前記平面とが上面視で重なること
    を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の搬送システム。
  8. 前記第２アームの軸間距離と前記第１アームの軸間距離との差分をリンク長差とした場合に、前記第１アームの回転軸を中心とし、前記リンク長差を半径とする円の接線上に前記基板の搬送先を少なくとも１つ配置すること
    を特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の搬送システム。
  9. 前記ロボットの動作を制御するコントローラをさらに備え、
    前記コントローラは、
    前記接線に沿って前記基板を搬送する動作を前記ロボットに行わせる動作制御部を備えること
    を特徴とする請求項８に記載の搬送システム。
  10. 前記動作制御部は、
    前記接線に沿った一方向に前記基板を搬送する動作を前記ロボットに行わせる際に、前記第１アームの回転向きを一定にすること
    を特徴とする請求項９に記載の搬送システム。
  11. 本体部と、
    前記本体部に基端側が回転可能に連結される第１アームと、
    前記第１アームの先端側に基端側が回転可能に連結される第２アームと、
    前記第２アームの先端側に基端側が回転可能に連結され基板を保持するハンドと
    を備え、
    前記基板を収納するカセットが配置される第１側壁および前記第１側壁に対向する第２側壁を有する搬送室に配置され、当該搬送室には、前記第１側壁の室内側から前記第２側壁へ向かって第１距離にロボットの侵入を制限する制限位置が、さらに、前記制限位置から第２距離に前記ロボットの取付位置を示す基準位置が、それぞれ定められており、前記基準位置の前記第２側壁側に前記本体部が配置されるとともに、前記第２アームの軸間距離が前記第１アームの軸間距離よりも大きく、前記第１アームと前記第２アームとが互いに重なるように折り畳まれていずれも前記第１側壁に対して垂直とする基準姿勢において前記第２アームの先端が前記制限位置と前記基準位置との間にあること
    を特徴とするロボット。
  12. 本体部、前記本体部に基端側が回転可能に連結される第１アーム、前記第１アームの先端側に基端側が回転可能に連結される第２アーム、および前記第２アームの先端側に基端側が回転可能に連結され基板を保持するハンドを有し、前記第１アームの軸間距離と前記第２アームの軸間距離とが異なるロボット
    を用い、
    前記第１アームの軸間距離と前記第２アームの軸間距離との差分をリンク長差として記憶させる工程と、
    前記第１アームの回転軸を中心とし、前記リンク長差を半径とする円の接線に沿って前記基板を搬送する動作を前記ロボットに行わせる工程と
    を含むことを特徴とするロボットの制御方法。
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