JP2018171691A - ロボット制御装置及び制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】多様なシステム設計に対応可能なロボット制御装置及び制御プログラムを提供する。【解決手段】水平多関節のアーム機構を備えるロボットの姿勢を変更させるロボット制御装置であって、予め規定された複数の姿勢夫々の識別情報に対応付けて、前記規定された複数の姿勢夫々での各連結部におけるアームの回転角度を記憶しておく記憶部と、前記複数の姿勢間で経由すべき姿勢を示す経由点の情報を、変更前及び変更後の姿勢を示す識別情報に対応付けて記憶した経由点テーブルと、変更前及び変更後の姿勢を示す識別情報に基づき、経由点の情報を前記経由点テーブルから読み出し、読み出した経由点の情報が示す姿勢の識別情報に対応付けられている回転角度を前記各連結部に対し出力した後、変更後の姿勢の識別情報に対応付けられている回転角度を前記各連結部に対し出力するプロセッサとを備える。【選択図】図７

Description

本発明は、ワークを搬送するスカラ型の搬送ロボットを制御するロボット制御装置、及び制御プログラムに関する。

半導体ウェハ、ガラス基板等のワークを、クリーンルーム等の限定された環境内でワークの収容体からアライナ、処理チャンバ等が設けられたステーション間で搬送するスカラ（ＳＣＡＲＡ：Selective Compliance Assembly Robot Arm ）型搬送ロボットが実用化されている。特許文献１には、一端部がベースに回転可能に支持されたアーム機構を有するスカラ型搬送ロボットが開示されている。

水平多関節のアーム機構を有するスカラ型搬送ロボットは、そのアームが届く範囲に載置された複数のステーション間でワークを搬出及び搬入する。各ステーションのスカラ型搬送ロボットに対する配置は、該ロボットが使用されるＦＡ（Factory Automation）システムによって異なる。したがってスカラ型搬送ロボットを制御するロボット制御装置は、システム毎に、各ステーションに対して搬送ロボットがアームを直線的に抜入できる姿勢（リトラクトポジション）の教示を受ける。ロボット制御装置は、教示された各ステーションに対するリトラクトポジションのアームの角度等の情報を記憶し、記憶した情報を使用してアームを制御する。

特開２０１３−１６３２３１号公報

スカラ型搬送ロボットが使用されるシステムの設計によって、複数のステーション間の距離、位置関係は異なり、限られた空間内でスカラ型搬送ロボットが使用されるケースがある。このようなケースでは、搬出元の１つのステーションのリトラクトポジションから、搬入先のステーションのリトラクトポジションまで、アームを各々単に回転させた場合に他のステーション又は周辺の障害物とアームとが干渉する可能性がある。このような干渉を回避するように、各システムに特化されたアーム制御が行なわれている。

しかしながら上述したように、スカラ型搬送ロボットが使用されるシステムの設計によって、複数のステーションの配置は異なるから、このような多様なシステム毎にリトラクトポジションの教示及び干渉回避用のアーム制御をすることは煩雑である。この煩雑さによって、スカラ型搬送ロボットを制御するためのプログラムに誤りを発生させる可能性がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、多様なシステム設計に対応可能なロボット制御装置及び制御プログラムを提供することを目的とする。

本開示に係るロボット制御装置は、複数のアーム及びハンドが連結部で連結されている水平多関節のアーム機構を備えるロボットの姿勢を変更させるロボット制御装置であって、予め規定された複数の姿勢夫々の識別情報に対応付けて、前記規定された複数の姿勢夫々での各連結部におけるアームの回転角度を記憶しておく記憶部と、前記複数の姿勢間で経由すべき姿勢を示す経由点の情報を、変更前及び変更後の姿勢を示す識別情報に対応付けて記憶した経由点テーブルと、前記複数のアーム間の各連結部に対し、該連結部における回転角度を各出力するプロセッサとを備え、前記プロセッサは、変更前及び変更後の姿勢を示す識別情報に基づき、経由点の情報を前記経由点テーブルから読み出し、読み出した経由点の情報が示す姿勢の識別情報に対応付けられている回転角度を前記各連結部に対し出力した後、変更後の姿勢の識別情報に対応付けられている回転角度を前記各連結部に対し出力する。

本開示に係る制御プログラムは、複数のアーム及びハンドが連結部で連結されている水平多関節のアーム機構を備えるロボットと接続されるプロセッサに、前記ロボットの姿勢を変更させる処理を実行させる制御プログラムであって、前記プロセッサに、変更前及び変更後の姿勢を示す識別情報を取得し、予め規定された複数の姿勢夫々の識別情報に対応付けて記憶してある前記複数の姿勢夫々での各連結部におけるアームの回転角度を記憶してある記憶部から、取得した識別情報に対応する回転角度を読み出し、複数の姿勢間で経由すべき姿勢を示す経由点の情報を、変更前及び変更後の姿勢を示す識別情報に対応付けて記憶してある経由点テーブルを読み出し、読み出した経由点テーブルから、取得した変更前及び変更後の姿勢を示す識別情報に基づき経由点の情報を抽出し、抽出した経由点の情報が示す姿勢の識別情報に対応付けられている回転角度を前記複数のアーム及びハンドの間の各連結部に対し出力した後、変更後の姿勢の識別情報に対応付けられている回転角度を前記各連結部に対し出力する処理を実行させる。

これにより本開示に係るロボット制御装置では、経由点テーブルから読み出される経由点の情報に基づき姿勢の変更前後に経由すべき姿勢へとロボットの姿勢を制御する。経由点テーブルを記憶していることにより、テーブルの内容を各システムに特化させる一方で、制御処理手順は識別情報の取得、経由点の情報の読み出し、読み出した経由点の情報に対応する姿勢への変更指示と、汎用化させることができる。

本開示に係るロボット制御装置では、前記ハンドの高さを変更する昇降機構を更に備え、前記記憶部には、前記規定された複数の姿勢夫々での前記ハンドの高さが更に記憶してあり、前記経由点テーブルには、前記複数の姿勢間で経由すべき姿勢を前記ハンドの高さを示す情報別に示す経由点の情報が記憶してあり、前記プロセッサは、読み出した経由点の情報が示す姿勢の識別情報に対応付けられている回転角度を前記各連結部に対し出力すると共に前記経由点の情報に対応する高さを前記昇降機構へ出力した後に、変更後の姿勢の識別情報に対応付けられている回転角度を前記各連結部に対し出力すると共に前記変更後の姿勢の識別情報に対応付けられているハンドの高さを前記昇降機構へ出力する。

これにより本開示に係るロボット制御装置では、アームの角度のみならずハンドの高さについても併せて、経由すべき姿勢へとロボットの姿勢を制御する。

本開示に係るロボット制御装置では、前記ロボットを移動させる移動機構を更に備え、
前記記憶部には、前記規定された複数の姿勢と前記ロボットの位置とが共に記憶してあり、前記経由点テーブルには、前記複数の姿勢間で経由すべき姿勢を前記ロボットの位置を示す情報別に示す経由点の情報が記憶してあり、前記プロセッサは、読み出した経由点の情報が示す姿勢の識別情報に対応付けられている回転角度を前記各連結部に対し出力すると共に前記経由点の情報に対応付けられている位置を前記移動機構へ出力した後に、変更後の姿勢の識別情報に対応付けられている回転角度を前記各連結部に対し出力すると共に前記変更後の姿勢の識別情報に対応付けられている位置を前記移動機構へ出力する。

これにより本開示に係るロボット制御装置では、アームの角度のみならずロボット自体の位置についても併せて、経由すべき姿勢へとロボットの姿勢を制御する。

本開示に係るロボット制御装置では、前記経由点テーブルは、変更前及び変更後の姿勢を示す識別情報に対応付けて経由点が無いことを示す情報を記憶してある。

これにより本開示に係るロボット制御装置では、経由点テーブルには経由点が無いことも含まれている。姿勢の変更前後での経由点の有無によらずに各姿勢に対応する識別情報に対応付けて経由点の情報が記憶されているから、プロセッサはいずれの場合も経由点テーブルを読み出すという処理手順を汎用的に実行する。プロセッサは、識別情報に対応付けて経由点が存在しない場合にはこの経由点への姿勢の変更処理をスキップすればよく、経由点の有無に左右されない処理の実行が可能になる。

本開示に係るロボット制御装置では、前記経由点テーブルは、変更前及び変更後の姿勢を示す識別情報に対応付けて複数の経由点の情報を記憶しておき、前記プロセッサは、前記複数の経由点の情報を順に読み出す。

これにより本開示に係るロボット制御装置では、経由点テーブルの変更前及び変更後の姿勢夫々には、複数の経由点の情報が記憶されている。複数の経由点を順に読み出すことにより、経由点テーブルに記憶する経由点の情報の順序によって、プロセッサが実行する処理手順即ち制御プログラムを直接的に変更することなしに、プロセッサが実行する処理を各システムに特化した内容に適応させることが可能になる。

本開示のロボット制御装置による場合、ロボットの動作対象のシステムの設計が変更されたとしても、経由点テーブルの内容と、複数の姿勢の規定とを適切に変更することで、プログラムの書き換えなしに変更後のシステムに適応させることができる。したがって、同一のリソースで多様なシステム設計に対応させることが可能である。

実施の形態１における搬送システムの概要を示す説明図である。 実施の形態１における搬送システムの模式上面図である。 実施の形態１における制御装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１における搬送ロボットのリトラクトポジションの一例を示す説明図である。 実施の形態１における搬送ロボットのホームポジションの一例を示す説明図である。 経由点テーブルの内容例を示す説明図である。 経由点テーブルを用いた搬送ロボットの姿勢変更処理手順の一例を示すフローチャートである。 搬送ロボットの姿勢の変更例を示す概要図である。 実施の形態２における搬送システムの模式上面図である。 実施の形態２における経由点テーブルの一例を示す説明図である。 搬送ロボットの姿勢の変更例を示す概要図である。 実施の形態２における経由点テーブルの他の一例を示す説明図である。 搬送ロボットの姿勢の他の変更例を示す概要図である。

本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における搬送システムの概要を示す説明図であり、図２は搬送システムの模式上面図である。搬送システムは、複数のステーション８１〜８６と、搬送ロボット１と、制御装置１０と、ベース２０とを含み、矩形板状のワークＷを搬送する。ワークＷの形状は勿論例示であり、円板状等であってもよい。

複数のステーション８１〜８６は、矩形箱状のベース２０の周囲を取り囲むように配置されている。複数のステーション８１〜８６の内の第１ステーション８１、第３ステーション８３、第４ステーション８４、第５ステーション８５、及び第６ステーション８６は夫々、ワークＷを夫々収容する棚板を有する収容体である。第２ステーション８２は、ワークＷの検査装置であり、ワークＷが載置される検査台を有している。第１ステーション８１、第２ステーション８２及び第３ステーション８３は、ベース２０の一長辺に沿って順に、各々収容棚又は検査台をベース２０側に向けるようにして並設されている。第４ステーション８４及び第５ステーション８５は、ベース２０の他長辺に沿って各々収容棚をベース２０側に向けるようにして並設されている。第６ステーション８６は、ベース２０の一短辺の略中央に対応するように、収容棚をベース２０に向けるようにして配置されている。ベース２０の前記一短辺とは反対側の短辺に沿うようにして壁９が設けられている。壁９は、長さがベース２０の短辺よりも長く、両長辺に沿って配置されているステーション８１〜８５をも覆うようにしてある。なお壁９は透明であっても不透明であってもよいが、図１では説明を容易にするために透明な壁として示されている。

搬送ロボット１は、スカラ型ロボットである。搬送ロボット１はベース２０の所定箇所に設置される基部１１を備える。基部１１には、その中央部に設けられた孔に鉛直方向に貫通するように嵌合されている円筒状の第１軸１２が設けられている。第１軸１２は、基部１１に対して昇降可能に支持されている。第１軸１２の一端には、扁平な長細板状の第１アーム１３の一端が、その扁平面が水平方向に沿うように、第１連結部（ショルダ）２１により連結されている。第１連結部２１は、鉛直方向の回転軸を有し、第１アーム１３の他端が、第１軸１２の中心軸と同軸で第１アーム１３の長さを半径とした円の円周状の軌道で動くことができる。第１アーム１３の他端には、第１アーム１３と同形状の第２アーム１４の一端が、同様にその扁平面が水平方向に沿うように、第２連結部（エルボ）２２により連結されている。第２連結部２２も鉛直方向の回転軸を有し、第２アーム１４の他端は、第２連結部２２即ち第１アーム１３の他端を中心軸にして、第２アーム１４の長さを半径とする円の円周状の軌道で動くことができる。第２アーム１４の他端には、略Ｕ字板状のハンド１５の幅方向の中央を支持する基部が、該ハンド１５の扁平面が水平面に沿うように第３連結部（リスト）２３により連結されている。第３連結部２３も鉛直方向の回転軸を有し、ハンド１５は該第３連結部２３を中心軸に水平面上を回転する。

搬送ロボット１の第１連結部２１、第２連結部２２、及び第３連結部２３には、夫々サーボモータ（第１〜第３モータ２１Ｍ〜２３Ｍ）が取り付けられている。搬送ロボット１は制御装置１０と接続されており、制御装置１０からの制御信号に基づくサーボモータの動作により、第１連結部２１〜第３連結部２３における回転角度が制御される。第１連結部２１では第１アーム１３の基部１１に対する回転角度が制御され、第２連結部２２では第１アーム１３と第２アーム１４との間の回転角度が制御され、第３連結部２３では第２アーム１４とハンド１５との回転角度が制御される。第１連結部２１〜第３連結部２３夫々における回転角度が制御されることで搬送ロボット１の姿勢が変更される。また搬送ロボット１の第１軸１２には昇降モータ（第４モータ２４Ｍ）が取り付けられており、該昇降モータへの制御により、第１軸１２（ハンド１５）の基部１１に対する高さが制御される。

図３は、実施の形態１における制御装置１０の構成を示すブロック図である。制御装置１０は例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller ）を用い、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）等のプロセッサ１０１と、フラッシュメモリ等である書き換え可能な不揮発性のメモリ１０２とを含む制御部１００を備える。

制御部１００は、第１駆動回路１１１を介して第１連結部２１に設けられたサーボモータである第１モータ２１Ｍに接続されている。同様に制御部１００は、第２駆動回路１１２を介して第２連結部２２に設けられたサーボモータである第２モータ２２Ｍに接続されており、第３駆動回路１１３を介して第３連結部２３に設けられたサーボモータである第３モータ２３Ｍに接続されている。また制御部１００は、第４駆動回路１１４を介して第１軸１２を昇降させる第４モータ２４Ｍに接続されている。

第１〜第４駆動回路１１１〜１１４は、図示しない電源回路から電源の供給を受けて第１〜第４モータ２１Ｍ〜２４Ｍへ電力を供給すると共に、制御部１００からの制御信号に基づいて第１〜第３モータ２１Ｍ〜２３Ｍのオン及びオフ、並びに回転角度を制御する。また、第１モータ２１Ｍ〜第３モータ２３Ｍには夫々、回転角度を検出するエンコーダが設けられており、プロセッサ１０１は、エンコーダが出力する回転角度を示す各信号を入力して、第１モータ２１Ｍ〜第３モータ２３Ｍにおける回転角度を検知することが可能である。また第１軸１２の昇降モータである第４モータ２４Ｍにもエンコーダが設けられており、プロセッサ１０１は、該エンコーダが出力する信号を入力して移動距離を換算し、第１軸１２の高さを検知することが可能である（いずれも図示せず）。

制御部１０のメモリ１０２には、制御プログラム１０Ｐが記憶されている。プロセッサ１０１は、制御プログラム１０Ｐを実行することにより、第１〜第４モータ２１Ｍ〜２４Ｍに対する制御信号を出力する。メモリ１０２には、経由点テーブル１０Ｔが記憶されている。制御部１０は、制御プログラム１０Ｐを実行する際に、経由点テーブル１０Ｔを参照してこれに従い制御を行なう。経由点テーブル１０Ｔについては後述する。

図４は、実施の形態１における搬送ロボット１のリトラクトポジションの一例を示す説明図である。図４は図２の模式上面図に対応し、搬送ロボット１の異なる姿勢を示している。図４中の符号ＰＡは、第１ステーション８１に対するリトラクトポジションを示し、符号ＰＢは、第３ステーション８３に対するリトラクトポジションを示している。各リトラクトポジションＰＡ，ＰＢについては夫々、その姿勢となるための第１連結部２１〜第３連結部２３における回転角度、及びハンド１５の高さ方向の位置を規定する教示点がメモリ１０２に記憶されている。教示点は例えば、第１連結部２１〜第３連結部２３夫々における回転角度と、ハンド１５の任意のデカルト座標系における座標とを示す。ロボット制御装置１０では、第１ステーション８１及び第３ステーション８３のみならず全ステーション８１〜８６に対応するリトラクトポジションの教示点をメモリ１０２に記憶しておく。ロボット制御装置１０のプロセッサ１０１は、各リトラクトポジションの教示点に基づいてハンド１５の移動、即ち搬送ロボット１の姿勢を変更させる。

例えば図４中の搬送ロボット１をリトラクトポジションＰＡからリトラクトポジションＰＢへ変更させるケースでの制御について説明する。ロボット制御装置１０は、このケースにおいてリトラクトポジションＰＡからリトラクトポジションＰＢへ搬送ロボット１の第１連結部２１〜第３連結部２３を適切に回転させることが必要になる。まず単純に第１連結部２１のみをリトラクトポジションＰＡに対応する角度から、リトラクトポジションＰＢに対応する角度となるように搬送ロボット１の姿勢を変更させる場合、ハンド１５の先端、及び第２連結部２２は図４中の破線で示すような軌道を描く。この場合、図４で明らかなようにハンド１５の先端が第１ステーション８１若しくは壁９と干渉するか、第２連結部２２が第４ステーション８４と干渉する。したがってこのような干渉を回避するために従来、プロセッサ１０１がリトラクトポジションＰＡの教示点からリトラクトポジションＰＢの教示点へハンド１５を直線的に移動させる移動方向に対応するベクトルを演算により求めるか、又は図示しない教示装置から教示するようにしている。プロセッサ１０１は、演算により又は教示装置から得られたベクトルに対応する第１連結部２１〜第３連結部２３の回転角度を夫々算出して記憶する。以後、リトラクトポジションＰＡからリトラクトポジションＰＢへ搬送ロボット１の姿勢を変更させる場合には、プロセッサ１０１は記憶した情報を読み出して各第１モータ２１Ｍ〜第３モータ２３Ｍへ向けて、各々を適切に回転させる制御信号を出力する。図４の例であれば、第１連結部２１を反時計回りに１２０°（−１２０°）回転させると共に、同時に第２連結部２２を時計回りに１８０°回転させ、更に第３連結部２３を反時計回りに６０°回転させるといったように制御される。

また高さについては、ワークＷを収容する棚板を有する収容体であるステーション８１，８３〜８６について、夫々棚板を収容部として各識別する情報に対応付けて収容部の高さを記憶してある。したがってプロセッサ１０１は、ワークＷの搬入先又は搬出先のステーション８１，８３〜８６及び収容部を識別する情報の指示を受けた場合、まず、搬入先又は搬出先のステーション８１，８３〜８６に応じたリトラクトポジションに搬送ロボット１の姿勢を変更させる。そしてプロセッサ１０１は、ハンド１の高さが収容部を識別する情報に対応付けて記憶してある高さに対応するように、第１軸１２を昇降させるべく第４モータ２４Ｍへ向けて制御信号を出力する。

実施の形態１における搬送システムでは基本的に、ロボット制御装置１０が上述の教示点及びベクトルに基づいて搬送ロボット１を制御するが、これに加えて、ロボット制御装置１０は、経由点を示す経由点テーブル１０Ｔを参照しながら搬送ロボット１を制御する。経由点としては例えば、搬送ロボット１のホームポジションを用いる。ホームポジションは、第１連結部２１〜第３連結部２３がいずれも退避（所定の初期位置の姿勢へ変動）した姿勢である。図５は、実施の形態１における搬送ロボット１のホームポジションの一例を示す説明図である。図５Ａは、第１アーム１３、第２アーム１４及びハンド１５が直線状に折り畳まれた姿勢のホームポジションを示し、図５Ｂは、第１アーム１３、第２アーム１４及びハンド１５が正三角形の各辺に対応する姿勢となったホームポジションを示している。ホームポジションについても、例えば図５Ａの姿勢では第１連結部２１は角度ゼロ、第２連結部２２は角度１８０°、第３連結部２３は角度−１８０°等として設定されており、メモリ１０２に記憶されている。

図６は、経由点テーブル１０Ｔの内容例を示す説明図である。図６に示す経由点テーブル１０Ｔでは、各行の項目が搬送ロボット１の変動前のリトラクトポジションに対応するステーションを示しており、各列の項目が変動後のリトラクトポジションに対応するステーションを示している。各項目には、ステーションを各々識別する情報が示されている。図６の例では、第１ステーション８１の識別情報は「ＳＴ１」、第２ステーション８２の識別情報は「ＳＴ２」、第３ステーション８３の識別情報は「ＳＴ３」、第４ステーション８４の識別情報は「ＳＴ４」である。同様に第５ステーション８５の識別情報は「ＳＴ５」であり、第６ステーション８６の識別情報は「ＳＴ６」である。経由点テーブル１０Ｔ自体は、システム設計によらないので、図６に示すように第７ステーションに対応する「ＳＴ７」等の欄を含んでよい。変動前のリトラクトポジションの行と変動後のリトラクトポジションの列が交差した欄に、姿勢を変更させる場合に経由すべき経由点の情報が示されている。経由点の情報は、搬送ロボット１の特定の姿勢に対応する識別情報であり、例えば以下のような姿勢と対応する。なお「ホームポジション」は、図５Ａ又は図５Ｂのいずれであってもよいし、他の姿勢であってもよい。
「０」：経由点なし
「１」：ホームポジション（任意の高さ）
「２」：ホームポジション（変更後の高さ）
「３」：ホームポジション（変更前の高さ）
「２」と「３」はいずれもホームポジションに対応するが、「２」は、ハンド１５の高さを、搬送ロボット１が変更後の姿勢にてワークＷを搬入又は搬出するための高さと同一に変更しておくことに対応する。「３」は、ハンド１５の高さを、搬送ロボット１が変更前の姿勢でワークＷを搬入又は搬出した時点での高さのままとすることに対応する。なお経由点の情報は、上述のように４つに限らず更に他の特定の姿勢に対応する情報を含む５つ以上の数を含んでもよい。

図６の説明図において例えば、第１ステーション８１に対するリトラクトポジション（図４の符号ＰＡ）から第３ステーション８３のリトラクトポジション（図４の符号ＰＢ）へ搬送ロボット１の姿勢を変更させる場合には、対応する欄には「0,0,0,…」が示されている。なお経由点の情報が複数個存在するのは、各欄に対して確保されるメモリ１０２の容量に対応する。「0,0,0,…」の経由点の情報はつまり、第１ステーション８１に対するリトラクトポジション（図４の符号ＰＡ）から第３ステーション８３のリトラクトポジション（図４の符号ＰＢ）へは経由点なしで姿勢を変更するように制御されることを示す。この場合は上述したように、ハンド１５を直線的に移動させるベクトルに基づいて直接的に姿勢の変更が行なわれる。同様にして図６の説明図では、第１ステーション８１に対するリトラクトポジションから第５ステーション８５のリトラクトポジションへ搬送ロボット１の姿勢を変更させる場合、対応する欄には「1,2,0,…」が示されている。つまりこの場合、第１ステーション８１に対するリトラクトポジションから第５ステーション８５のリトラクトポジションへ姿勢を変更させる場合には一旦、搬送ロボット１の姿勢はハンド１５を任意の高さとするホームポジションを経由する。そして搬送ロボット１の姿勢はその後、第５ステーション８５にて搬入又は搬出するワークＷの高さとハンド１５の高さが同一となるホームポジションを経由した後に、第５ステーション８５に対するリトラクトポジションへ変更される。

図７は、経由点テーブル１０Ｔを用いた搬送ロボット１の姿勢変更処理手順の一例を示すフローチャートである。制御部１００のプロセッサ１０１は、制御プログラム１０Ｐに基づき、１つのステーションに対するリトラクトポジションから他の１つのステーションに対するリトラクトポジションへの姿勢の変更が指示された場合、以下の処理を実行する。

プロセッサ１０１は、変更前のリトラクトポジションに対応するステーションの識別情報を取得する（ステップＳ１）。プロセッサ１０１は同時的に、変更後のリトラクトポジションに対応するステーションの識別情報を取得する（ステップＳ２）。プロセッサ１０１は、取得した識別情報に基づき、経由点テーブル１０Ｔを参照し（ステップＳ３）、ステップＳ１及びＳ２で取得した識別情報にて夫々特定される行及び列が交差する欄の経由点の情報を１つずつ、先頭から順に読み出す（ステップＳ４）。プロセッサ１０１は、読み出した経由点の情報が「０（ゼロ）」を示しているか否か判断する（ステップＳ５）。「０」を示していないと判断された場合（Ｓ５：ＮＯ）、プロセッサ１０１は、読み出した経由点の情報に対応する姿勢とするべく制御信号を第１駆動回路１１１〜第４駆動回路１１４へ出力し（ステップＳ６）、処理をステップＳ５へ戻す。ステップＳ６においてプロセッサ１０１は、記憶してある第１連結部２１〜第３連結部２３の回転角度、第１軸１２の高さを示す制御信号を出力する。

ステップＳ５にて「０」を示していると判断された場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、プロセッサ１０１はステップＳ２で取得した識別情報に対応するリトラクトポジションへ搬送ロボット１の姿勢を変更させるべく制御信号を第１駆動回路１１１〜第４駆動回路１１４へ出力し（ステップＳ７）、処理を終了する。ステップＳ７では、プロセッサ１０１は記憶してある第１連結部２１〜第３連結部２３の回転角度、第１軸１２の高さを示す制御信号を出力する。

図８は、搬送ロボット１の姿勢の変更例を示す概要図である。図８Ａは変更前の姿勢、図８Ｂは経由点における姿勢、図８Ｃは変更後の姿勢を示している。なお図８Ａは、図１における第１ステーション８１に対するリトラクトポジションを示し、図８Ｂは、ホームポジション（図５Ａに対応）を示し、図８Ｃは、図１における第５ステーション８５に対するリトラクトポジションを示している。

プロセッサ１０１は、図７のフローチャートに示した処理に従ってまず、「ＳＴ１」及び「ＳＴ５」を夫々、変更前及び変更後のリトラクトポジションに対応するステーションの識別情報として取得する（Ｓ１，Ｓ２）。このとき搬送ロボット１の姿勢は、図８Ａに示す通りである。次にプロセッサ１０１は、経由点テーブル１０Ｔを参照し（Ｓ３）、「ＳＴ１」に対応する行と「ＳＴ５」に対応する列とが交差する欄の経由点の情報「1,2,0,…」を読み出す（Ｓ４）。プロセッサ１０１は、経由点の先頭が「１」であって「０」を示していないと判断するから（Ｓ５：ＮＯ）、ホームポジション「１」に対応する姿勢とするべく制御信号を第１駆動回路１１１〜第４駆動回路１１４へ出力する（Ｓ６）。これにより搬送ロボット１の姿勢は、図８Ｂに示す状態となる。ホームポジション「１」では高さは任意である。したがって高さについては第１軸１２を中間位置とするなどしてもよい。プロセッサ１０１は、次の経由点の情報が「２」であって「０」を示していないと判断するから（Ｓ５：ＮＯ）、ホームポジション「２」に対応する姿勢とするべく制御信号を第１駆動回路１１１〜第４駆動回路１１４へ出力する（Ｓ６）。ホームポジション「２」は、高さが変更後の高さ、即ち第５ステーション８５における搬入又は搬出するワークＷの高さとなるようにすることを示すから、プロセッサ１０１は第４駆動回路１１４へ高さを変更すべく制御信号を出力する。プロセッサ１０１は、次の経由点の情報が「０」を示していると判断するから（Ｓ５：ＹＥＳ）、変更後即ち第５ステーション８５に対するリトラクトポジションの姿勢とすべく制御信号を第１駆動回路１１１〜第３駆動回路１１３へ出力し（Ｓ７）、姿勢の変更を終了する。これにより搬送ロボット１の姿勢は図８Ｃに示す状態となる。

なおステップＳ４で読み出した経由点の情報が「3,2,0,…」であった場合、プロセッサ１０１は、ハンド１５を姿勢の変更前の高さに維持しながら第１アーム１３、第２アーム１４及びハンドの姿勢をホームポジションへ変更する。そしてその後プロセッサ１０１は、ハンド１５を姿勢の変更後、即ち第５ステーション８５における搬入又は搬出するワークＷの高さとなるように制御する。プロセッサ１０１は、第１アーム１３、第２アーム１４及びハンド１５の姿勢を第５ステーション８５に対するリトラクトポジションへと変更させるように制御する。

図７のフローチャートに示した処理は、姿勢の変更前及び変更後のリトラクトポジションの組み合わせがどのようなものであっても、同一のプログラムソースに基づき実行が可能である。また、経由点テーブル１０Ｔの内容によらず、同一のプログラムソースを汎用的に適用することが可能である。つまり、システムの設計が変更されたとしても、教示点及び教示情報と、経由点テーブル１０Ｔの内容と、経由点に含まれるホームポジションの教示点とをそのシステムに合わせて変更すれば、プログラムの書き換えは不要になる。これまでロボット制御装置１０におけるプログラムは、各システムに適応させた固有のものとするケースがあった。しかしながら本実施の形態１におけるロボット制御装置１０では、制御プログラム１０Ｐを具体的なシステム構成に特化させた内容とすることなしに、汎用のプログラムソースを用いて様々なシステムに適応させることが可能である。

（実施の形態２）
図９は、実施の形態２における搬送システムの模式上面図である。実施の形態２の搬送システムは、複数のステーション８１〜８６と、搬送ロボット１ｂと、制御装置１０と、ベース２０とスライダー２００とを含み、矩形板状のワークＷを搬送する。ワークＷの形状は勿論例示であり、円板状等であってもよい。なお実施の形態２の搬送システムの内、実施の形態１の搬送システムと共通する構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。特に実施の形態２では、搬送ロボット１ｂの構成が実施の形態１と異なり、更に障害物９２が加えられているが、ロボット制御装置１０の構成は経由テーブル１０Ｔの内容以外は実施の形態１と共通であり、制御プログラム１０Ｐは同一である。

実施の形態２における搬送システムでは、複数のステーション８１〜８６及び壁９の他に、第２ステーション８２、第３ステーション８３及びベース２０の一部に亘る範囲の障害物９２が、搬送ロボット１ｂの上方に設置されている。

なお実施の形態２における搬送システムの搬送ロボット１ｂは、ベース２０の長手方向（図９におけるＸ軸方向）に沿って設けられたスライダー２００上に設置された基部１１ｂと、該基部１１ｂに設けられた第１軸１２（図１１参照）と、第１軸１２の一端に設けられた円板上にアーム機構を１対連結して構成されている。基部１１ｂは、スライダー２００に沿って動くことが可能である。実施の形態２において第１軸１２は、基部１１ｂに対して旋回可能に構成されており、第１軸１２を旋回させる第５モータ（図示せず）が設けられている。

対をなす一方のアーム機構は、第１アーム１３ａ、第２アーム１４ａ、及びハンド１５ａを含み、他方のアーム機構も第１アーム１３ｂ、第２アーム１４ｂ、及びハンド１５ｂを含む。ハンド１５ａ及びハンド１５ｂは、ハンド１５ａが上方で上下に重なるようにして異なる高さで設けられている。第１アーム１３ａ，１３ｂ、第２アーム１４ａ，１４ｂは相互に対称的に設けられている。１対のアーム機構は、その対称軸（第１軸１２と第１アーム１３ａ及び第１アーム１３ｂ夫々とを連結する第１連結部２１ａ及び第１連結部２１ｂ間の中央を通る直線）に沿ってのみハンド１５ａ及びハンド１５ｂを夫々直線的に動かすように制御される。高さ方向（図９中のＺ軸方向）については、第１軸１２が昇降することによりハンド１５ａ及びハンド１５ｂの高さを調整することができる。

図９に示したような搬送ロボット１ｂでは、各ステーション８１〜８６に対するリトラクトポジションは、基部１１ｂのＸ軸方向における位置（座標Ｘ）と、第１軸１２の昇降位置即ちハンド１５ａ，１５ｂの高さ（座標Ｚ）と、第１軸１２の旋回角度（角度θ）とで教示される。各リトラクトポジションは、ハンド１５ａ及びハンド１５ｂ夫々の位置（対称軸上の座標Ｙ）を含んでもよい。ホームポジションは、座標Ｙをゼロとする姿勢即ち、第１連結部２１ａ，２１ｂ〜第３連結部２３ａ，２３ｂを全て退避させた状態を示し、スライダー２００上の位置（座標Ｘ）は任意とする。

図９に示したような搬送システムに対しても、実施の形態１にて説明した制御プログラム１０Ｐ及び経由点テーブル１０Ｔを用いて同様の制御が可能である。図１０は、実施の形態２における経由点テーブル１０Ｔの一例を示す説明図である。図１０に示す経由点テーブル１０Ｔは、実施の形態１の図６に示した内容例と対応しているが、実施の形態２における経由点テーブル１０Ｔの経由点の情報には、第１軸１２の旋回角度θで分別された各ホームポジションの情報が対応する。例えば以下のような姿勢と対応する。
「０」：経由点なし
「１」：ホームポジション（任意の高さ、変更前の旋回角度）
「２」：ホームポジション（変更後の高さ、変更前の旋回角度）
「３」：ホームポジション（変更前の高さ、変更前の旋回角度）
「４」：ホームポジション（任意の高さ、変更後の旋回角度）
「５」：ホームポジション（変更後の高さ、変更後の旋回角度）
「６」：ホームポジション（変更前の高さ、変更後の旋回角度）
つまり、「１」〜「３」は高さが異なるものの旋回角度が変更前と同一である一方で、「４」〜「６」は旋回角度が変更後と同一であるとする。

図１０に示す経由テーブル１０Ｔでは、第１ステーション８１に対するリトラクトポジションから第６ステーション８６のリトラクトポジションへ搬送ロボット１の姿勢を変更させることに対応する欄（太字）には「0,0,0,…」ではなく「2,0,0,…」が示されている。つまり、第１ステーション８１に対するリトラクトポジションから第６ステーション８６のリトラクトポジションへ姿勢を変更させる場合には一旦、旋回角度はそのままで搬送ロボット１の姿勢を第６ステーション８６へのリトラクトポジションに対する高さとする。

図１１は、搬送ロボット１ｂの姿勢の変更例を示す概要図である。図１１Ａ〜図１１Ｃは、第１ステーション８１に対するリトラクトポジションから第６ステーション８６に対するリトラクトポジションへの搬送ロボット１ｂの姿勢の変化を示している。姿勢の変化は第４及び第５ステーション８４，８５から第１〜第３ステーション８１〜８３を見る視点にて示す。図１１Ａは変更前の姿勢、図１１Ｂは経由点における姿勢、図１１Ｃは変更後の姿勢を示している。つまり図１１Ａは、第１ステーション８１に対するリトラクトポジションを示し、図１１Ｂは、図１０の経由テーブル１０Ｔに対応する経由点を示し、図１１Ｃは、第６ステーション８６に対するリトラクトポジションを示している。

プロセッサ１０１は、図７のフローチャートに示した処理に従ってまず、「ＳＴ１」及び「ＳＴ６」を夫々、変更前及び変更後のリトラクトポジションに対応するステーションの識別情報として取得する（Ｓ１，Ｓ２）。このとき搬送ロボット１ｂの姿勢は、図１１Ａに示す通りである。次にプロセッサ１０１は、図１０に示した経由点テーブル１０Ｔを参照し（Ｓ３）、「ＳＴ１」に対応する行と「ＳＴ６」に対応する列とが交差する欄の経由点の情報「2,0,0,…」を読み出す（Ｓ４）。プロセッサ１０１は、経由点の先頭が「２」であって「０」を示していないと判断するから（Ｓ５：ＮＯ）、ホームポジション「２」に対応する姿勢とするべく制御信号を出力する（Ｓ６）。これにより搬送ロボット１の姿勢は、図１１Ｂに示す状態となる。ホームポジション「２」では、旋回角度は変更前のまま、高さを変更後とする。プロセッサ１０１は、次の経由点の情報が「０」を示していると判断するから（Ｓ５：ＹＥＳ）、変更後即ち第６ステーション８６に対するリトラクトポジションの姿勢とすべく制御信号を出力し（Ｓ７）、姿勢の変更を終了する。これにより搬送ロボット１の姿勢は図１１Ｃに示す状態となる。

図１２は、実施の形態２における経由点テーブル１０Ｔの他の一例を示す説明図である。図１２に示す経由点テーブル１０Ｔは、図１０に示した内容例と対応しているが、図１２では、第１ステーション８１に対するリトラクトポジションから第６ステーション８６のリトラクトポジションへ搬送ロボット１の姿勢を変更させることに対応する欄（太字）には「5,0,0,…」が示されている。つまり、第１ステーション８１に対するリトラクトポジションから第６ステーション８６のリトラクトポジションへ姿勢を変更させる場合には一旦、旋回角度を変更後の角度として搬送ロボット１の姿勢を第６ステーション８６へのリトラクトポジションに対する高さとする。

図１３は、搬送ロボット１ｂの姿勢の他の変更例を示す概要図である。図１３Ａ〜図１３Ｃは、図１１Ａ〜図１１Ｃ同様に姿勢の変化を示しており、相違点は図１３Ｂにて、図１２の経由テーブル１０Ｔに対応する経由点を示していることである。

図１２に示した経由テーブル１０Ｔを参照する場合、図１０の経由テーブル１０Ｔを参照する場合と比較して、プロセッサ１０１は、搬送ロボット１ｂの姿勢をホームポジション「５」に対応する姿勢とするべく制御信号を出力する（Ｓ６）。これにより搬送ロボット１の姿勢は、図１３Ｂに示す状態となる。ホームポジション「５」では、旋回角度も高さも変更後と同一とする。このように経由テーブル１０Ｔの内容を変更するのみで、ロボット制御装置１０におけるプロセッサ１０１が実行する制御プログラム１０Ｐをそのまま利用しつつ、異なる動きを実現できる。したがって各システムに合わせてプログラムを特化させるよりも、汎用的な処理手順を実行させるプログラムとして煩雑さを低減することができるからプログラム管理も容易になり、制御のミスも低減される。

実施の形態１及び２で示したように、搬送ロボット１と搬送ロボット１ｂとで異なる機構を有しているが、ロボット制御装置１０における制御プログラム１０Ｐに基づく処理は同一とすることが可能である。教示点、経由点及びそれに応じた経由点テーブル１０Ｔの内容をシステム毎に特化した内容に適応させることで、多様なシステムにおけるスカラ型搬送ロボットのロボット制御に適用させることが可能である。

（変形例１）
実施の形態２における図１０〜図１１に示した姿勢の変更例では、第１ステーション８１のリトラクトポジションから第６ステーション８６のリトラクトポジションへの姿勢の変更時に経由する経由点の情報を「2,0,0,…」（図１０）としたが、「2,5,0,…」としてもよい。つまり、経由点が「2,0,0,…」である場合は、「２」のホームポジションの情報が、「変更前の旋回角度のままで変更後の高さとする」ことに対応するから、図１１Ｂから図１１Ｃへの姿勢の変化で示されているように、プロセッサ１０１は搬送ロボット１ｂを旋回させると共にスライダー２００を動作させて位置を変更する。これに対し、経由点の情報を「2,5,0,…」とした場合は、「５」のホームポジションの情報は「変更後の旋回角度で変更後の高さとする」ことに対応するから、プロセッサ１０１はまず経由点「２」に基づき高さを変更させ、経由点「５」に基づき旋回角度を旋回させた後に、スライダー２００を動作させて位置を変更する。

（変形例２）
実施の形態２においては、経由点の情報としてスライダー２００上の位置情報（座標Ｘ）を含むようにしてもよい。例えばホームポジションの情報として以下のような情報を加える。
「７」：ホームポジション（変更前のスライダー位置）
「８」：ホームポジション（変更後のスライダー位置）

このようなホームポジションの情報を用いる場合には、例えば図１１に示す姿勢の変化のために必要な経由点の情報は「2,8,0,…」である。つまり、第１ステーション８１に対するリトラクトポジションから第６ステーション８６のリトラクトポジションへ姿勢を変更させる場合にはまず第１段階として、旋回角度はそのままで搬送ロボット１の姿勢を第６ステーション８６へのリトラクトポジションに対する高さとする（図１１Ｂ）。そして第２段階として、プロセッサ１０１は、旋回角度は図１１Ｂの姿勢と同じままでスライダー２００を動作させ、搬送ロボット１ｂの位置を第６ステーション８６に対するリトラクトポジションの位置へ移動させる。その後プロセッサ１０１は、第６ステーション８６に対するリトラクトポジションの姿勢とすべく制御信号を出力し、搬送ロボット１ｂが旋回して図１１Ｃの姿勢（変更後のホームポジション）とする。なおこの場合は、図１１Ｃの位置で搬送ロボット１ｂが支障なく旋回できることが条件となる。これにより、スライダー２００上の位置を示す位置情報を用いない場合と比較して、制御プログラム１０Ｐの内容を変更することなしに、搬送ロボット１ｂの姿勢及び位置の変化の過程を細かく設定することができる。

ホームポジションの情報を更に、以下に示すような搬送ロボット１ｂの姿勢（高さ及び旋回角度）の情報と、スライダー２００上の位置情報（Ｘ軸上位置）とを組み合わせた情報としてもよい。
「０」：経由点なし
「１１」：ホームポジション（任意の高さ、変更前の旋回角度、変更前のＸ軸上位置）
「１２」：ホームポジション（任意の高さ、変更前の旋回角度、変更後のＸ軸上位置）
「２１」：ホームポジション（変更後の高さ、変更前の旋回角度、変更前のＸ軸上位置）
「２２」：ホームポジション（変更後の高さ、変更前の旋回角度、変更後のＸ軸上位置）
「３１」：ホームポジション（変更前の高さ、変更前の旋回角度、変更前のＸ軸上位置）
「３２」：ホームポジション（変更前の高さ、変更前の旋回角度、変更後のＸ軸上位置）
「４１」：ホームポジション（任意の高さ、変更後の旋回角度、変更前のＸ軸上位置）
「４２」：ホームポジション（任意の高さ、変更後の旋回角度、変更後のＸ軸上位置）
「５１」：ホームポジション（変更後の高さ、変更後の旋回角度、変更前のＸ軸上位置）
「５２」：ホームポジション（変更後の高さ、変更後の旋回角度、変更後のＸ軸上位置）
「６１」：ホームポジション（変更前の高さ、変更後の旋回角度、変更前のＸ軸上位置）
「６２」：ホームポジション（変更前の高さ、変更後の旋回角度、変更後のＸ軸上位置）

上記のようなホームポジションの情報例では、第１ステーション８１に対するリトラクトポジションから第６ステーション８６のリトラクトポジションへ姿勢を変更する際に参照する経由点の情報を「21,22,0,…」とした場合には、上述の「７」、「８」を用いて「2,8,0,…」したときの制御とプロセッサ１０１の制御は同一となる。このように経由点の情報を、高さに加えて第１軸１２の旋回角度θで分別するのみならず、スライダー２００上の位置で分別したホームポジションの情報に対応させることで、搬送ロボット１ｂの姿勢及び位置の変化の過程を細かく設定することができる。

なおスライダー２００の位置情報は、図１２及び１３に示した姿勢の変更例についても用いることが可能である。また位置情報は実施の形態２で示したような１軸のスライダー２００の位置情報には限定されない。例えば２軸のスライダーを用い、Ｘ軸及びＹ軸夫々での位置を使用して経由点の情報として用いることができる。移動手段はスライダーには限定されない。

なお、上述のように開示された本実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 搬送ロボット
１２ 第１軸
１３ 第１アーム
１４ 第２アーム
１５ ハンド
２１ 第１連結部
２２ 第２連結部
２３ 第３連結部
２１Ｍ 第１モータ
２２Ｍ 第２モータ
２３Ｍ 第３モータ
２４Ｍ 第４モータ
１０ ロボット制御装置
１００ 制御部
１０１ プロセッサ
１０２ メモリ
１０Ｐ 制御プログラム
１０Ｔ 経由点テーブル

Claims (6)

1. 複数のアーム及びハンドが連結部で連結されている水平多関節のアーム機構を備えるロボットの姿勢を変更させるロボット制御装置であって、
   予め規定された複数の姿勢夫々の識別情報に対応付けて、前記規定された複数の姿勢夫々での各連結部におけるアームの回転角度を記憶しておく記憶部と、
   前記複数の姿勢間で経由すべき姿勢を示す経由点の情報を、変更前及び変更後の姿勢を示す識別情報に対応付けて記憶した経由点テーブルと、
   前記複数のアーム間の各連結部に対し、該連結部における回転角度を各出力するプロセッサと
   を備え、
   前記プロセッサは、
   変更前及び変更後の姿勢を示す識別情報に基づき、経由点の情報を前記経由点テーブルから読み出し、
   読み出した経由点の情報が示す姿勢の識別情報に対応付けられている回転角度を前記各連結部に対し出力した後、変更後の姿勢の識別情報に対応付けられている回転角度を前記各連結部に対し出力する
   ことを特徴とするロボット制御装置。
2. 前記ハンドの高さを変更する昇降機構を更に備え、
   前記記憶部には、前記規定された複数の姿勢夫々での前記ハンドの高さが更に記憶してあり、
   前記経由点テーブルには、前記複数の姿勢間で経由すべき姿勢を前記ハンドの高さを示す情報別に示す経由点の情報が記憶してあり、
   前記プロセッサは、読み出した経由点の情報が示す姿勢の識別情報に対応付けられている回転角度を前記各連結部に対し出力すると共に前記経由点の情報に対応する高さを前記昇降機構へ出力した後に、変更後の姿勢の識別情報に対応付けられている回転角度を前記各連結部に対し出力すると共に前記変更後の姿勢の識別情報に対応付けられているハンドの高さを前記昇降機構へ出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載のロボット制御装置。
3. 前記ロボットを移動させる移動機構を更に備え、
   前記記憶部には、前記規定された複数の姿勢と前記ロボットの位置とが共に記憶してあり、
   前記経由点テーブルには、前記複数の姿勢間で経由すべき姿勢を前記ロボットの位置を示す情報別に示す経由点の情報が記憶してあり、
   前記プロセッサは、読み出した経由点の情報が示す姿勢の識別情報に対応付けられている回転角度を前記各連結部に対し出力すると共に前記経由点の情報に対応付けられている位置を前記移動機構へ出力した後に、変更後の姿勢の識別情報に対応付けられている回転角度を前記各連結部に対し出力すると共に前記変更後の姿勢の識別情報に対応付けられている位置を前記移動機構へ出力する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のロボット制御装置。
4. 前記経由点テーブルは、
   変更前及び変更後の姿勢を示す識別情報に対応付けて経由点が無いことを示す情報を記憶してある
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のロボット制御装置。
5. 前記経由点テーブルは、変更前及び変更後の姿勢を示す識別情報に対応付けて複数の経由点の情報を記憶しておき、
   前記プロセッサは、前記複数の経由点の情報を順に読み出す
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のロボット制御装置。
6. 複数のアーム及びハンドが連結部で連結されている水平多関節のアーム機構を備えるロボットと接続されるプロセッサに、前記ロボットの姿勢を変更させる処理を実行させる制御プログラムであって、
   前記プロセッサに、
   変更前及び変更後の姿勢を示す識別情報を取得し、
   予め規定された複数の姿勢夫々の識別情報に対応付けて記憶してある前記複数の姿勢夫々での各連結部におけるアームの回転角度を記憶してある記憶部から、取得した識別情報に対応する回転角度を読み出し、
   複数の姿勢間で経由すべき姿勢を示す経由点の情報を、変更前及び変更後の姿勢を示す識別情報に対応付けて記憶してある経由点テーブルを読み出し、
   読み出した経由点テーブルから、取得した変更前及び変更後の姿勢を示す識別情報に基づき経由点の情報を抽出し、
   抽出した経由点の情報が示す姿勢の識別情報に対応付けられている回転角度を前記複数のアーム及びハンドの間の各連結部に対し出力した後、変更後の姿勢の識別情報に対応付けられている回転角度を前記各連結部に対し出力する
   処理を実行させることを特徴とする制御プログラム。