JP3132176B2 - ワーク移載ロボットとその動作制御方法および半導体の製造方法 - Google Patents

ワーク移載ロボットとその動作制御方法および半導体の製造方法

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JP3132176B2 JP22503292A JP22503292A JP3132176B2 JP 3132176 B2 JP3132176 B2 JP 3132176B2 JP 22503292 A JP22503292 A JP 22503292A JP 22503292 A JP22503292 A JP 22503292A JP 3132176 B2 JP3132176 B2 JP 3132176B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被移載物であるワーク
を所定区間で受け渡しするためのワーク移載ロボット
その動作制御方法および該ワーク移載ロボットを用いた
半導体の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3はワーク移載ロボットの構造を説明
する概略図である。図において、1はサーボモータであ
り、このサーボモータ1にはエンコーダ2が取り付けら
れている。サーボモータ1の駆動軸はカップリング3を
介して減速機4に連結されており、さらに減速機4の駆
動軸は一対の駆動ギア5に接続されている。各駆動ギア
5にはそれぞれリンクアーム6の一端が接続されてい
る。また両リンクアーム6の他端にはワークハンド7が
取り付けられている。
【0003】このような構成からなるワーク移載ロボッ
トにおいては、サーボモータ1の駆動によって両駆動ギ
ア5がそれぞれ反対方向に回転する。また両駆動ギア5
の回転に従って各リンクアーム6が伸縮動作し、これに
従ってワークハンド7が所定区間(P1−P2)を往復
移動する。
【0004】ところで従来では、以下のようにモータ回
転数を制御することで上述のワーク移載ロボットを動作
させていた。すなわちワークハンド7を所定区間内で往
復移動させる際、往路(P1→P2)、復路(P2→P
1)のいずれの場合も図4(上段)に示すように、サー
ボモータ1の回転速度を始め徐々に加速していき、所定
速度に達したらそのままの速度を保持し、その後徐々に
減速してモータを停止させるといった、いわゆる台形波
制御を行っていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の動作制御方法では、駆動源となるサーボモータ1の回
転速度を台形波制御しても、これによって往復動作する
ワークハンド7の移動速度は台形波にならず、図4(下
段)に示すような制御波形となる。
【0006】すなわち、ワークハンド7を手前側(P
1)から奥側(P2)へ移動させる往路の場合、ワーク
ハンド7は始め急激に加速していき、モータ速度が減速
を開始すると同時に緩やかに減速して停止する。一方、
ワークハンド7を奥側(P2)から手前側(P1)へ移
動させる復路の場合、ワークハンド7は始め緩やかに加
速されて、モータ速度が一定になると同時に急激に減速
して停止する。
【0007】このような制御方法においては、往路での
加速と復路での減速の際に、その構造上、サーボモータ
1の回転角変化に対するワークハンド7の速度変化量が
大きくなるため、ワークハンド7の移動がスムーズに行
われず、その加速中又は停止時にワークハンド7に振動
が発生する。
【0008】したがって、このワーク移載ロボットを半
導体製造装置のマルチチャンバーシステムに導入した場
合は、上述の振動によって移載物であるウエハ(不図
示)とワークハンド7との間に位置擦れが生じてウエハ
裏面に付着したパーティクルが装置内に浮遊し、これ
が、例えばウエハ表面に形成される薄膜に悪影響を及ぼ
すといった不具合を招いてしまう。
【0009】そこで、上述の振動を防止するためサーボ
モータ1の加減速を抑えると、往復の所要時間が長くな
ってロボットの処理能力が著しく低下してしまう。その
うえ、従来の制御方法では往路での減速と復路での加速
とが必要以上に緩やかなものとなっており、効率面でも
十分とは言えなかった。
【0010】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたもので、往復移動時のワークハンドの振動を防止す
るとともに従来よりも効率良くワークハンドを移動させ
ることができるワーク移載ロボットとその動作制御方法
および該ワーク移載ロボットを用いた半導体の製造方法
を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたもので、モータを駆動源としてそ
れぞれ反対方向に回転する一対の駆動ギアと、これら各
駆動ギアに一端を接続した一対のリンクアームと、この
リンクアームの他端に取り付けられたワークハンドとか
ら成り、両駆動ギアの回転によって各リンクアームが伸
縮するとともにワークハンドが所定区間を往復移動する
ワーク移載ロボットにおいて、そのワークハンドが、所
定区間で、始め徐々に加速されて移動し、続いてほぼ一
定速度で移動したのち、徐々に減速されて停止するよう
な台形波曲線に沿って往復移動するように、モータの速
度を正弦波曲線若しくは余弦波曲線に沿って制御する制
御手段を備えたものである。また本発明は、モータを駆
動源としてそれぞれ反対方向に回転する一対の駆動ギア
と、これら各駆動ギアに一端を接続した一対のリンクア
ームと、このリンクアームの他端に取り付けられたワー
クハンドとから成り、両駆動ギアの回転によって各リン
クアームが伸縮するとともにワークハンドが所定区間を
往復移動するワーク移載ロボットを用いた半導体の製造
方法において、モータの速度を正弦波曲線若しくは余弦
波曲線に沿って制御することにより、ワークハンドを、
所定区間で、始め徐々に加速されて移動し、続いてほぼ
一定速度で移動したのち、徐々に減速されて停止するよ
うな台形波曲線に沿って往復移動するように動作させる
ものである。さらに本発明は、モータを駆動源としてそ
れぞれ反対方向に回転する一対の駆動ギアと、これら各
駆動ギアに一端を接続した一対のリンクアームと、この
リンクアームの他端に取り付けられたワークハンドとか
ら成り、両駆動ギアの回転によって各リンクアームが伸
縮するとともにワークハンドが所定区間を往復移動する
ワーク移載ロボットの動作制御方法において、モータの
速度を正弦波曲線若しくは余弦波曲線に沿って制御する
ことにより、ワークハンドを、所定区間で、始め徐々に
加速されて移動し、続いてほぼ一定速度で移動したの
ち、徐々に減速されて停止するような台形波曲線に沿っ
て往復移動するように動作させるものである。
【0012】
【作用】本発明のワーク移載ロボットとその動作制御方
法および該ワーク移載ロボットを用いた半導体の製造方
法においては、モータの速度を正弦波曲線若しくは余弦
波曲線に沿って制御することにより、ワークハンドが
所定区間で、始め徐々に加速されて移動し、続いてほぼ
一定速度で移動したのち、徐々に減速されて停止するよ
うな台形波曲線に沿って往復移動するように動作する
め、移動開始又は停止時に急激に加減速されることがな
い。またワークハンドは、加減速される区間を除いては
ほぼ一定速度で移動することから、効率面での無駄も生
じない。さらに、駆動源となるモータを正弦波曲線若し
くは余弦波曲線に沿って制御することにより、複雑な制
御形態(例えば、フィードバック制御方式)を採用しな
くても、ワークハンドを台形波に沿った速度曲線で往復
移動させることが可能となる。
【0013】
【実施例】図1は本発明に係わる制御システムの概略構
成図である。図示した制御システムにおいて、1はサー
ボモータ、2はエンコーダ、3はカップリング、4は減
速機、5は駆動ギア、6はリンクアーム、7はワークハ
ンドであり、これらの構成については上述した通りであ
る。このうち、サーボモータ1とエンコーダ2はそれぞ
れサーボアンプ8に接続されており、さらにそのサーボ
アンプ8は信号発生器9へと接続されている。
【0014】また、ワークハンド7の停止位置(P1、
P2)は、図示せぬSIO(Serial Input
Output)を介してCPU(中央演算装置)10
に取り込まれるようになっている。これを受けてCPU
10は、ROM(ReadOnly Memory)1
1に格納されたプログラムに従って所定の演算処理を行
い、その結果を基に信号発生器9に指令を送る。
【0015】信号発生器9は、CPU10からの指令に
基づいて所定のパルス信号を発生させる。サーボアンプ
8はこのパルス信号を受けてサーボモータ1に駆動電力
を供給する。これによりサーボモータ1が回転するとと
もに両駆動ギア5がそれぞれ反対方向に回転して各リン
クアーム6が伸縮し、ワークハンド7が所定区間(P1
−P2)を往復移動する。その際、ワークハンド7の位
置並びに移動速度はエンコーダ2から送られるパルス信
号によって検出される。
【0016】一方、図中12はDIO(Digital
Input Output)であり、このDIO12
には、サーボモータ1の時計又は反時計方向の回転リミ
ット位置やモータ回転方向などを検出するための各種セ
ンサ類13が接続されている。また、図中14はRAM
(Random Access Memory)であ
り、このRAM14には必要に応じて種々のデータが書
き込まれたり取り出されたりする。
【0017】続いて、上述の制御システムによるワーク
移載ロボットの動作制御方法について図2を参照しなが
ら説明する。まず、ワークハンド7を手前側(P1)か
ら奥側(P2)へと移動させる往路の場合は、図2の左
上に示すように、ワークハンド7が所定位置(P3)に
達するまではサーボモータ1の速度を正弦波曲線に沿っ
て制御しながら徐々に加速させ、その所定位置(P3)
に達すると同時に急激に減速させる。これにより往路で
のワークハンド7は、図2の左下に示すように、始め徐
々に加速されて移動し、続いてほぼ一定速度で移動した
のち、徐々に減速されて停止するようになる。
【0018】一方、ワークハンド7を奥側(P2)から
手前側(P1)へと移動させる復路の場合は、図2の右
上に示すように、ワークハンド7が所定位置(P3)に
達するまではサーボモータ1を急激に加速して、その所
定位置(P3)に達すると同時に、今度はサーボモータ
1の速度を余弦波曲線に沿って制御しながら徐々に減速
させる。これにより復路でのワークハンド7も、図2の
右下に示すように、始め徐々に加速されて移動し、続い
てほぼ一定速度で移動したのち、徐々に減速されて停止
するようになる。
【0019】このように本実施例の動作制御方法では、
往路及び復路のいずれにおいてもワークハンド7は所定
区間(P1−P2)内で始め徐々に加速されて移動し、
続いてほぼ一定速度で移動したのち、徐々に減速されて
停止するような、いわゆる台形波に沿った速度曲線で往
復移動するため、移動開始又は停止時に急激に加減速さ
れることがない。そのうえワークハンド7は、加減速さ
れる区間を除いてはほぼ一定速度で移動することから、
効率面での無駄も生じない。
【0020】この結果、ワークハンド7は所定区間(P
1−P2)をスムーズに移動するようになり、これによ
って往復移動時のワークハンド7の振動が防止されると
ともに、従来の動作制御方法に比べて非常に効率良くワ
ークハンド7を移動させることが可能となる。
【0021】
【発明の効果】以上、説明したように本発明のワーク移
載ロボットとその動作制御方法および該ワーク移載ロボ
ットを用いた半導体の製造方法によれば、モータの速度
を正弦波曲線若しくは余弦波曲線に沿って制御すること
で、ワークハンド自体を台形波曲線に沿って往復移動す
るように動作させることができる。これにより、ワーク
ハンドを急激に加減速することなくスムーズに移動させ
ることができるため、往復移動時のワークハンドの振動
を防止しつつ、効率面での無駄を回避することができ
る。また、駆動源となるモータを正弦波曲線若しくは余
弦波曲線に沿って制御するだけで、複雑な制御形態を採
用しなくても、ワークハンドを台形波曲線に沿って往復
移動させることができるため、ロボット動作制御系での
構成の簡素化と低コスト化を実現することができる。さ
らに、このワーク移載ロボットを半導体製造装置のマル
チチャンバーシステムに導入した場合には、上記往復移
動時のワークハンドの振動防止によってウエハとワーク
ハンドとの間の位置擦れを回避できるため、装置内にパ
ーティクルが浮遊して種々の不具合を招くこともない。
【0022】さらに、所定区間内において加減速される
区間を除いてはワークハンドがほぼ一定速度で移動する
ことから、従来よりも効率良くワークハンドを移動させ
ることが可能となり、これによってワーク移載ロボット
の処理能力の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる制御システムの概略構成図であ
る。
【図2】本発明の動作制御方法を説明する図である。
【図3】ワーク移載ロボットの構造を説明する概略図で
ある。
【図4】従来の動作制御方法を説明する図である。
【符号の説明】
1 サーボモータ 5 駆動ギア 6 リンクアーム 7 ワークハンド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−51237(JP,A) 特開 昭60−201408(JP,A) 特開 昭61−15207(JP,A) 特開 昭61−16305(JP,A) 特開 平1−177107(JP,A) 特開 昭61−297087(JP,A) 特開 昭62−181885(JP,A) 特開 平6−19528(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B25J 3/00 - 3/10 B25J 9/10 - 9/22 B25J 13/00 - 13/08 B25J 19/02 - 19/06 B25J 18/00 - 18/02 G05B 19/18 - 19/46 H01L 21/68

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータを駆動源としてそれぞれ反対方向
    に回転する一対の駆動ギアと、前記各駆動ギアに一端を
    接続した一対のリンクアームと、前記リンクアームの他
    端に取り付けられたワークハンドとから成り、 前記両駆動ギアの回転によって前記各リンクアームが伸
    縮するとともに前記ワークハンドが所定区間を往復移動
    するワーク移載ロボットにおいて、 前記ワークハンドが、前記所定区間で、始め徐々に加速
    されて移動し、続いてほぼ一定速度で移動したのち、徐
    々に減速されて停止するような台形波曲線に沿って往復
    移動するように、前記モータの速度を正弦波曲線若しく
    は余弦波曲線に沿って制御する制御手段を備えることを
    特徴とするワーク移載ロボット。
  2. 【請求項2】 モータを駆動源としてそれぞれ反対方向
    に回転する一対の駆動ギアと、前記各駆動ギアに一端を
    接続した一対のリンクアームと、前記リンクアームの他
    端に取り付けられたワークハンドとから成り、 前記両駆動ギアの回転によって前記各リンクアームが伸
    縮するとともに前記ワークハンドが所定区間を往復移動
    するワーク移載ロボットを用いた半導体の製造方法にお
    いて、前記モータの速度を正弦波曲線若しくは余弦波曲線に沿
    って制御することにより、前記ワークハンドを、前記所
    定区間で、始め徐々に加速されて移動し、続いてほぼ一
    定速度で移動したのち、徐々に減速されて停止するよう
    な台形波曲線に沿って往復移動するように動作させる
    とを特徴とする半導体の製造方法。
  3. 【請求項3】 モータを駆動源としてそれぞれ反対方向
    に回転する一対の駆動ギアと、前記各駆動ギアに一端を
    接続した一対のリンクアームと、前記リンクアームの他
    端に取り付けられたワークハンドとから成り、 前記両駆動ギアの回転によって前記各リンクアームが伸
    縮するとともに前記ワークハンドが所定区間を往復移動
    するワーク移載ロボットの動作制御方法において、 前記モータの速度を正弦波曲線若しくは余弦波曲線に沿
    って制御することにより、前記ワークハンドを、前記所
    定区間で、始め徐々に加速されて移動し、続いてほぼ一
    定速度で移動したのち、徐々に減速されて停止するよう
    な台形波曲線に 沿って往復移動するように動作させるこ
    とを特徴とするワーク移載ロボットの動作制御方法。
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CN111341709B (zh) * 2018-12-18 2022-10-21 北京北方华创微电子装备有限公司 基片传输方法、控制模块和基片传输系统

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