JP3202731B2 - 搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数軸のロボット
の動作を制御するための装置に関し、特にその動作範囲
を規制してロボットの周辺に配置された物体と衝突する
などして干渉することを防ぐようにした搬送装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】典型的な先行技術は、特開平７−９６４
８１に開示される。この先行技術では、ロボットの先端
の動作領域をティーチングによって設定するにあたり、
その設定すべき動作領域の対向する２つの頂点の位置に
ロボットの先端を移動してその位置を記憶し、この記憶
された位置によって形成される直方体の空間をロボット
の動作領域として設定する。ロボットの先端の現在位置
と、直方体の動作領域とを、ロボットの動作中に、サン
プリング時間毎に判断し、ロボットの先端の現在位置
が、動作領域内であれば、そのまま動作を続行させ、動
作領域外であれば、ロボットを停止する。

【０００３】この先行技術では、ロボットの先端の動作
が許容される直方体の動作領域をティーチングする構成
を有し、このようなティーチング時には、ティーチング
ペンダントを用いて、ロボットの動作を制御する。した
がって設定する複数の動作領域が独立して離れた場所に
存在しても、それらの設定すべき動作領域のすべてを含
むトータルの領域の数だけ、メモリのストア容量を必要
とする。さらに独立して離れた動作領域でロボットの先
端が動作する場合、各動作領域毎のプログラム単位で、
動作を切換えてロボットの先端を、各独立した動作領域
で作業を行わせる必要がある。したがってこのように独
立して離れた動作領域を切換えるために、作業者の操作
を介在する必要があり、自動化ができない。しかも設定
する動作領域の数が増えれば増えるほど、動作領域自体
の管理が繁雑になりやすく、また、ロボットの先端が動
作領域内に存在するかどうかの判断に負荷を伴うことに
なる。さらにこの先行技術では、ロボットの先端が動作
領域内に存在するかどうかの判断は、サンプリング時間
毎に行うので、ロボットの先端の動作中でのみ、周辺に
存在する装置および治具などにロボットの先端およびそ
の他の変位する部分が衝突して干渉するおそれが生じ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、複数
軸を有するロボットの各軸が、予め定める複数の各動作
領域内に存在するかどうかの判断を、メモリのストア容
量をできるだけ抑制して、簡単な演算で行うことがで
き、さらに独立して離れた動作領域であっても、作業者
の介在なしに、動作領域内にあるかどうかの判断を行う
ことを可能にし、さらにこの判断を、ロボットの動作中
以外でも、行うことができるようにした搬送装置を提供
することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、（ａ）ロボッ
ト１の周辺に、複数の独立領域Ｕ１が設定され、 （ｂ）各独立領域Ｕ１は、複数の動作領域Ｒ１１〜Ｒ１
３から成り、各動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３は、部分的に共
通な空間３７を有し、これによって動作領域Ｒ１１〜Ｒ
１３は、連続しており、 （ｃ）ロボットは、被搬送物を搬送するアームＡ１，Ａ
２を有し、これらのアームＡ１，Ａ２を、前後軸ｘに沿
って伸縮駆動する第１軸ＪＴ４，５と、前記アームＡ
１，Ａ２を上下軸ｚに沿って昇降変位する第２軸ＪＴ３
と、前記アームＡ１，Ａ２を上下軸ｚまわりに旋回駆動
する第３軸ＪＴ２とを有し、 （ｄ）複数の動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３毎に、各第１〜第
３軸ＪＴ４，５；ＪＴ３；ＪＴ２の動作可能範囲を予め
設定してストアする動作可能範囲メモリ３３と、 （ｅ）アームＡ１，Ａ２の各第１〜第３軸ＪＴ４，５；
ＪＴ３，ＪＴ２の現在位置を検出する第１，第２および
第３エンコーダ２７，２８；２６；２９と、 （ｆ）第１〜第３軸ＪＴ４，５；ＪＴ３，ＪＴ２のティ
ーチングされた動作位置をストアするティーチングメモ
リ３２と、 （ｇ）ティーチングメモリ３２にストアされた各第１〜
第３軸ＪＴ４，５；ＪＴ３；ＪＴ２毎の隣接する２つの
動作位置の補間演算を行い、補間演算の結果に従う目標
位置を求める補間演算手段と、 （ｈ）判断手段であって、 （ｈ１）第１〜第３エンコーダ２７，２８；２６；２９
によって検出される現在位置が、動作可能範囲メモリ３
３にストアされている各第１〜第３軸ＪＴ４，５；ＪＴ
３；ＪＴ２毎の動作可能範囲内にあるかを判断し、現在
位置が、動作可能範囲メモリ３３にストアされている動
作可能範囲内であることが判断されると、補間演算手段
による補間演算を行わせ、 （ｈ２）補間演算の結果に従う目標位置が、動作可能範
囲メモリ３３にストアされている動作可能範囲内である
ことが判断されると、現在位置が含まれる動作可能範囲
と、次に進むべき目標位置の動作可能範囲との動作領域
Ｒ１１〜Ｒ１３が同一であるかを判断し、同一であるも
のと判断されると、第１〜第３軸ＪＴ４，５；ＪＴ３；
ＪＴ２の移動動作を許容し、一致しないものと判断され
ると、現在位置が含まれる動作可能範囲と、次に進むべ
き目標位置の動作可能範囲との動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３
が連続しているかを判断し、連続していれば、移動動作
を許容し、 （ｈ３）現在位置が動作可能範囲メモリ３３にストアさ
れている動作可能範囲外であるとき、補間演算の結果に
従う目標位置が、移動可能範囲メモリ３３にストアされ
ている動作可能範囲外であるとき、または現在位置と目
標位置との各動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３が連続していない
とき、移動動作を停止する判断手段とを含むことを特徴
とする搬送装置である。 また本発明は、（ａ）ロボット１の周辺に、独立領域Ｕ
１が設定され、 （ｂ）この独立領域Ｕ１は、複数の動作領域Ｒ１１〜Ｒ
１３から成り、各動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３は、部分的に
共通な空間３８で接しており、これによって動作領域Ｒ
１１〜Ｒ１３は、連続しており、 （ｃ）ロボットは、被搬送物を搬送するアームＡ１，Ａ
２を有し、これらのアームＡ１，Ａ２を、前後軸ｘに沿
って伸縮駆動する第１軸ＪＴ４，５と、前記アームＡ
１，Ａ２を上下軸ｚに沿って昇降変位する第２軸ＪＴ３
と、前記アームＡ１，Ａ２を上下軸ｚまわりに旋回駆動
する第３軸ＪＴ２とを有し、 （ｄ）複数の動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３毎に、各第１〜第
３軸ＪＴ４，５；ＪＴ３；ＪＴ２の動作可能範囲を予め
設定してストアする動作可能範囲メモリ３３と、 （ｅ）アームＡ１，Ａ２の各第１〜第３軸ＪＴ４，５；
ＪＴ３，ＪＴ２の現在位置を検出する第１，第２および
第３エンコーダ２７，２８；２６；２９と、 （ｆ）第１〜第３軸ＪＴ４，５；ＪＴ３，ＪＴ２のティ
ーチングされた動作位置をストアするティーチングメモ
リ３２と、 （ｇ）ティーチングメモリ３２にストアされた各第１〜
第３軸ＪＴ４，５；ＪＴ３；ＪＴ２毎の隣接する２つの
動作位置の補間演算を行い、補間演算の結果に従う目標
位置を求める補間演算手段と、 （ｈ）判断手段であって、 （ｈ１）第１〜第３エンコーダ２７，２８；２６；２９
によって検出される現在位置が、動作可能範囲メモリ３
３にストアされている各第１〜第３軸ＪＴ４，５；ＪＴ
３；ＪＴ２毎の動作可能範囲内にあるかを判断し、現在
位置が、動作可能範囲メモリ３３にストアされている動
作可能範囲内であることが判断されると、補間演算手段
による補間演算を行わせ、 （ｈ２）補間演算の結果に従う目標位置が、動作可能範
囲メモリ３３にストアされている動作可能範囲内である
ことが判断されると、現在位置が含まれる動作可能範囲
と、次に進むべき目標位置の動作可能範囲との動作領域
Ｒ１１〜Ｒ１３が同一であるかを判断し、同一であるも
のと判断されると、第１〜第３軸ＪＴ４，５；ＪＴ３；
ＪＴ２の移動動作を許容し、一致しないものと判断され
ると、現在位置が含まれる動作可能範囲と、次に進むべ
き目標位置の動作可能範囲との動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３
が連続しているかを判断し、連続していれば、移動動作
を許容し、 （ｈ３）現在位置が動作可能範囲メモリ３３にストアさ
れている動作可能範囲外であるとき、補間演算の結果に
従う目標位置が、移動可能範囲メモリ３３にストアされ
ている動作可能範囲外であるとき、または現在位置と目
標位置との各動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３が連続していない
とき、移動動作を停止する判断手段とを含むことを特徴
とする搬送装置である。また本発明は、判断手段は、ア
ームＡ１，Ａ２が、或る動作領域Ｒ１２の動作位置Ａか
ら、前記或る動作領域Ｒ１２に空間３８によって連続す
る他の動作領域Ｒ１３の動作位置Ｃに、変位するにあた
り、アームＡ１，Ａ２の直線移動によれば、動作領域Ｒ
１１〜Ｒ１３外を通過すると判断したとき、前記空間３
８に、目標となるもう１つの動作位置Ｂを設定し、これ
によってアームＡ１，Ａ２を、前記或る動作領域Ｒ１２
の動作位置Ａと、前記空間３８の動作位置Ｂと、前記他
の動作領域Ｒ１３の動作位置Ｃとを経て、連続した動作
領域Ｒ１２，Ｒ１３内で移動させることを特徴とする。

【０００６】本発明に従えば、たとえば複数軸ＪＴ２〜
ＪＴ５を有するロボットが、被搬送物をアームＡ１，Ａ
２で搬送する場合、ロボットの先端のたとえば手首また
は作業端などが予め定める複数の各動作領域Ｒ１１〜Ｒ
３２内で動作を行うかどうかを判断するにあたり、各動
作領域Ｒ１１〜Ｒ３２毎に、ロボットの複数の各軸ＪＴ
２〜ＪＴ５の動作可能範囲を動作可能範囲メモリ３３に
予め設定してストアしておき、位置信号出力手段からの
各軸の動作位置をそれぞれ表わす位置信号を出力し、各
軸の動作位置が、動作可能範囲内にあるかを判断手段に
よって判断する。したがって本発明では、ロボットの先
端の位置に基づいて動作領域Ｒ１〜Ｒ３を設定する構成
部がなく、各軸ＪＴ２〜ＪＴ５の動作可能範囲を、各軸
ＪＴ２〜ＪＴ５の最大動作許容範囲以下に狭めて設定す
るので、ロボットの基台からロボットの先端までの各軸
のアームなどが動作領域Ｒ１１〜Ｒ３２内に確実に存在
するように設定することができるようになり、干渉の防
止を確実に行うことができる。

【０００７】しかも動作可能範囲メモリ３３のストア容
量を低減することができ、また動作領域Ｒ１１〜Ｒ３２
の数が増えても、動作領域Ｒ１１〜Ｒ３２自体の管理が
繁雑になることがなく、各動作領域Ｒ１１〜Ｒ３２内で
あるか否かの判断に負荷を伴うことが防がれる。さらに
動作領域Ｒ１１〜Ｒ３２が独立して離れた場所に存在し
ている場合であっても、各動作領域Ｒ１１〜Ｒ３２に、
作業者の介在を必要とすることなく、先端の移動を、行
わせることが容易に可能である。また、ロボットのリピ
ート時、すなわち再生時、ティーチングメモリ３２にス
トアされているロボットの各軸のティーチング動作位置
を読出して位置信号として導出し、補間演算手段に与え
る。補間演算手段は、各軸の隣接する２つの動作位置間
の時間経過に伴う各軸の動作位置を補間演算する。判断
手段は、ティーチングメモリから読出した動作位置と、
補間演算によって得た補間演算位置とが、動作可能範囲
メモリ３３にストアされて設定されている動作可能範囲
内にあるか否かを判断する。こうしてロボットの先端の
希望する移動経路の全長にわたる判断を行うことができ
る。

【０００８】

【０００９】本発明に従えば、複数の各動作領域Ｒ１〜
Ｒ３は、部分的に共通であり、すなわち各動作領域Ｒ１
１〜Ｒ３２の一部分が同一であり、またはこれらの各動
作領域Ｒ１１〜Ｒ３２が接触し、こうして連続してい
る。これによって複雑な２次元または３次元の動作領域
Ｒ１１〜Ｒ３２であっても、そのような動作領域Ｒ１１
〜Ｒ３２を容易に形成することが容易に可能である。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】本発明に従えば、ロボットによって液晶表
示装置のガラス基板および半導体製造装置における半導
体ウエハなどの被搬送物を、そのロボットの先端である
１または複数のアームＡ１，Ａ２で搬送し、この被搬送
物の搬送時におけるロボットの干渉の判断を上述のよう
にして行い、その干渉を回避することができる。

【００１６】

【００１７】複数の各アームＡ１，Ａ２は、前後駆動手
段２，３によって個別的に前後軸ｘに沿って伸縮駆動さ
れ、この前後駆動手段２，３は、共通の単一の上下駆動
手段４に設けられて上下軸ｚに沿って昇降駆動され、さ
らにアームＡ１，Ａ２は、上下軸ｚのまわりに旋回駆動
手段によって回転駆動される。こうして被搬送物の搬送
時におけるロボットの干渉を回避することができる。複
数のアームＡ１，Ａ２毎に個別的な前後駆動手段２，３
は、共通の上下駆動手段４に設けられ、構成の簡略化を
図ることができる。したがって複数のアームＡ１，Ａ２
が前後駆動手段２，３によって個別的に伸縮駆動され、
これらの前後駆動手段２，３に共通な上下駆動手段４に
よって上下軸ｚに沿ってアームＡ１，Ａ２が昇降され、
さらに上下軸ｚのまわりに旋回駆動手段によって前後駆
動手段２，３、したがってアームＡ１，Ａ２が旋回さ
れ、こうして構成をできるだけ簡略化し、設置スペース
が小さくてすむようにし、被搬送物を複数のアームＡ
１，Ａ２で搬送することができるようになり、このよう
な比較的複雑な被搬送物の搬送動作中、干渉を確実に回
避することができる。本発明に従えば、空間３８によっ
て連続する動作領域Ｒ１２，Ｒ１３の動作位置Ａ，Ｃ間
を直線移動すれば、これらの動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３外
を通過すると判断したとき、前記空間３８に、目標とな
るもう１つの動作位置Ｂを設定し、これによってアーム
Ａ１，Ａ２を、動作位置Ａ，Ｂ，Ｃを経て移動させて、
連続した動作領域Ｒ１２，Ｒ１３内でアームＡ１，Ａ２
を移動することが可能になり、干渉を確実に回避するこ
とができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
独立領域Ｕ１における動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３を示す図
である。図１（１）は独立領域Ｕ１の側面図であり、図
１（２）は独立領域Ｕ１の斜視図である。独立領域Ｕ１
は、複数（この実施の形態では、たとえば３）の直方体
状である動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３から成る。動作領域Ｒ
１１，Ｒ１２は、部分的に共通な空間３７をそれぞれ有
する。動作領域Ｒ１２，Ｒ１３は、部分的に共通な空間
３８で接している。したがって動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３
は、連続している。このようにして３つの動作領域Ｒ１
１〜Ｒ１３は連なって、１つの独立領域Ｕ１を形成し、
したがって独立して離れた構成とはなっていない。

【００１９】図２は、図１に示される独立領域Ｕ１を含
む本発明の実施の一形態のロボット１を含む作業空間を
示す平面図である。ロボット１の周辺には、独立領域Ｕ
１の他に、独立領域Ｕ２，Ｕ３が設定される。独立領域
Ｕ２は、４つの連続した動作領域Ｒ２１〜Ｒ２４から成
る。独立領域Ｕ３は２つの連続した動作領域Ｒ３１，Ｒ
３２から成る。

【００２０】図３は、本発明の実施の一形態のロボット
１の側面図である。このロボット１は、その先端である
前後軸ｘに伸縮可能な複数（この実施の形態ではたとえ
ば２）のアームＡ１，Ａ２を有する。これらのアームＡ
１，Ａ２は、個別的な前後駆動手段２，３によって前後
軸ｘに沿って伸縮駆動される。これらのアームＡ１，Ａ
２を個別的に駆動する前後駆動手段２，３は、上下駆動
手段４に設けられ、アームＡ１，Ａ２に共通に、これら
のアームＡ１，Ａ２を上下軸ｚに沿って昇降変位する。
上下駆動手段４は、望遠鏡式に上下に伸縮する複数の同
軸の筒体５〜８を備え、モータを含む駆動源１０によっ
て最上部の筒体５の上下軸ｚに沿う位置が希望する指令
値にもたらされる。最上部の筒体５には、前述の前後駆
動手段２，３によってアームＡ１，Ａ２が伸縮変位可能
に設けられる。

【００２１】図４は、上下駆動手段４が縮小した状態を
示すロボット１の側面図である。上下駆動手段４は、前
述のように望遠鏡式であり、このように上下に伸縮可能
である。こうしてアームＡ１，Ａ２は、上下の位置が調
整され、たわみ量の補正を行うことができる。図３
（１）では、２つのアームＡ１，Ａ２が前後軸ｘの後退
位置にある状態が示される。図３（２）では、２つのア
ームＡ１，Ａ２が前後軸ｘに沿って伸長して前進位置に
ある状態が示される。

【００２２】図５は、ロボット１の簡略化した平面図で
ある。一方のアームＡ１は、前後駆動手段２によって図
５の右方に縮小して後退位置にある状態が示される。他
方のアームＡ２は、図５の左方に伸長した前進位置に、
前後駆動手段３によってもたらされた状態が示される。
前後駆動手段２は、駆動源１１によって鉛直軸線まわり
に角変位されるリンク１２と、そのリンク１２にピン結
合されたリンク１３と、このリンク１３に連結される取
付け部１４とを含み、この取付け部１４に、水平に延び
るアームＡ１の基端部が固定される。前後駆動手段３で
は、前述の駆動源１１と隣接して設けられる駆動源１６
によってリンク１７と、そのリンク１７にピン結合され
たリンク１８とが角変位され、リンク１８には取付け部
１９がピン結合され、この取付け部１９には、アームＡ
２の基端部が固定される。こうして各アームＡ１，Ａ２
の前後軸ｘに沿う伸縮駆動のための構成は、類似し、こ
れらのアームＡ１，Ａ２は、各駆動源１１，１６によっ
て個別的に駆動される。アームＡ１，Ａ２には、液晶表
示装置のガラス基板２４が乗載されて搬送される。アー
ムＡ１，Ａ２は、それらの遊端部２１，２２（図５の左
方の端部）の下方のたわみ量が、補正されて、その遊端
部２１，２２の上下軸ｚに沿う位置が、指令値にもたら
されるように、たわみ補正される。

【００２３】図６は、図１〜図５に示される実施の形態
の電気的構成を示すブロック図である。駆動源１０によ
る上下駆動手段４の最上部の筒体５の上下軸ｚに沿う上
下の位置は、エンコーダ２６によって検出される。駆動
源１１，１６によるアームＡ１，Ａ２の前後軸ｘに沿う
位置をそれぞれ検出する検出手段であるエンコーダ２
７，２８が設けられる。

【００２４】旋回駆動手段３４は、駆動源３０によって
上下軸ｚまわりに角変位して旋回可能であり、この旋回
の現在位置は、エンコーダ２９によって検出される。上
下駆動手段４が旋回されることによって、アームＡ１，
Ａ２もまた、旋回される。この駆動源３０によるアーム
Ａ１，Ａ２の上下軸ｚまわりの旋回は、軸ＪＴ２で示さ
れ、上下駆動手段４による上下軸ｚの昇降は、軸ＪＴ３
で示され、さらにアームＡ１，Ａ２の個別的な前後駆動
手段２，３による前後軸ｘに沿う伸縮駆動は、軸ＪＴ
４，ＪＴ５でそれぞれ示される。

【００２５】これらのエンコーダ２６〜２９の各出力
は、マイクロコンピュータなどによって実現される処理
回路３１に与えられる。処理回路３１には、メモリ３
２，３３が接続され、この処理回路３１の演算処理によ
って、駆動源１１，１６によるアームＡ１，Ａ２の遊端
部２１，２２が、指令値にもたらされるように、これら
のアームＡ１，Ａ２に共通の上下駆動手段４が、駆動源
１０によって昇降駆動され、その上下軸ｚに沿う位置が
エンコーダ２６によって検出される。

【００２６】アームＡ１，Ａ２を用いて被搬送物である
ガラス基板２３，２４を交互に搬送する。アームＡ１
は、図３（１）、図４および図５に示される後退位置か
ら、前後軸ｘに沿って予め定める一定速度で、図３
（２）に示される前進位置にまで伸長する。このとき同
時に、アームＡ２は、図３（２）および図５に示される
前後軸ｘに沿う前進位置から、図３（１）、図４に示さ
れる後退位置にまで、アームＡ１とは逆方向に同一速度
で後退する。こうしてアームＡ１によってガラス基板２
３を前進位置に搬送し、またガラス基板２４をアームＡ
２によって後退位置に搬送することが、同時に行われ、
作業効率を向上することができる。

【００２７】独立領域Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３は、独立して離
れて配置される。ロボット１のアームＡ１，Ａ２は、こ
れらの独立領域Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３の各動作領域Ｒ１１〜
Ｒ３２内で被搬送物を搬送することができるように、規
制される。

【００２８】処理回路３１に接続される２つのメモリ３
２，３３のうち、ティーチングメモリ３２には、各軸Ｊ
Ｔ２〜ＪＴ５のティーチングされた動作位置がストアさ
れ、リピート時には、このティーチングメモリ３２にス
トアされた動作位置が読出され、位置信号として導出さ
れて処理回路３１に与えられる。動作可能範囲メモリ３
３には、複数の各動作領域Ｒ１１〜Ｒ３２毎に、各軸Ｊ
Ｔ２〜ＪＴ５の動作可能範囲が、予め設定されてストア
される。

【００２９】エンコーダ２６〜２９によって検出される
各軸ＪＴ２〜ＪＴ５の動作可能な許容範囲の上限値と下
限値は、表１に示されるとおりである。

【００３０】

【表１】

【００３１】図７は、動作可能範囲メモリ３３にストア
されたデータを示す図である。複数の独立領域Ｕ１〜Ｕ
３をそれぞれ構成する個別領域Ｒ１１〜Ｒ１３；Ｒ２１
〜Ｒ２４；Ｒ３１，Ｒ３２毎に、各軸ＪＴ２〜ＪＴ５の
エンコーダ２６〜２９によって検出される予め設定して
規制された上限値と下限値とがストアされ、各軸ＪＴ２
〜ＪＴ５の動作可能範囲が設定される。

【００３２】図７および表１において、たとえば軸ＪＴ
４，ＪＴ５では、エンコーダ２７，２８の正の絶対値が
大きくなるほど、アームＡ１，Ａ２が伸長し、負の絶対
値が大きくなるほどアームＡ１，Ａ２が縮小している状
態を示す。

【００３３】処理回路３１にはまた、入力手段４１が接
続される。入力手段４１は、たとえばキーボード、マウ
ス、ティーチングペンダントなどによって実現すること
ができ、ロボット１の各軸ＪＴ２〜ＪＴ５の動作を行わ
せ、また各軸ＪＴ２〜ＪＴ５の動作位置のデータをメモ
リ３２，３３に処理回路３１の働きによってストアする
ための操作を行うことができる。入力手段４１はまた、
ロボット１の動作の干渉チェックを行う干渉チェックモ
ードと、そのような干渉チェックを行わないチェックな
しモードとを切換えて設定するためにも、用いられる。

【００３４】図７に示される各軸ＪＴ２〜ＪＴ５の動作
領域Ｒ１１〜Ｒ３２のメモリ３３への設定は、操作者が
各軸ＪＴ２〜ＪＴ５の座標値を入力手段４１によって入
力することによって設定することができる。入力手段４
１を用いる代りに、動作プログラム内で座標値を直接指
定することによって設定することができる。

【００３５】図８は、ロボット１のティーチング時およ
びオフライン動作時における処理回路３１の動作を説明
するためのフローチャートである。ステップａ１からス
テップａ２に移り、入力手段４１によって干渉チェック
モードが設定されたことが判断されると、ステップａ３
では、ティーチング時においてティーチング位置すなわ
ち教示位置を設定する。これによってステップａ４で
は、ティーチング位置の設定された各軸ＪＴ２〜ＪＴ５
毎のエンコーダ２６〜２９による動作位置を検出する。
ステップａ５では、各軸ＪＴ２〜ＪＴ５毎の検出された
動作位置が、図７に関連して前述したメモリ３３にスト
アされた動作可能範囲内であるかが判断され、そうであ
れば、ステップａ６においてティーチング動作を終了す
る。ステップａ５において、各軸ＪＴ２〜ＪＴ５のうち
の少なくとも１つの動作位置が、メモリ３３で設定され
てストアされている動作可能範囲内にはないことが判断
されると、ステップａ７において、ロボット１の動作を
停止し、このことを表す目視表示または音響出力などを
行うことによって報知をする。

【００３６】オフラインでロボット１の先端であるアー
ムＡ１，Ａ２の目標位置をメモリ３２にストアして設定
してティーチングする際には、ステップａ３では、入力
手段４１によって入力された目標位置が、メモリ３２に
一旦ストアされて、そのストアされた目標位置が読出さ
れる。ステップａ４では、目標位置に対応する各軸ＪＴ
２〜ＪＴ５の位置が演算される。こうして演算して得ら
れた各軸ＪＴ２〜ＪＴ５の位置が、ステップａ５で動作
可能範囲内にあるかが判断される。オフライン時におけ
るその他の動作は前述と同様である。

【００３７】ステップａ２においてチェックなしモード
が設定されていることが判断されると、次のステップａ
１０では、各軸ＪＴ２〜ＪＴ５の動作可能範囲外の移動
を駆動源１０，１１，１６，３０によって駆動して変位
することを可能にする。

【００３８】こうしてロボット１の各軸ＪＴ２〜ＪＴ５
を入力手段４１の操作によってティーチングするとき、
および各軸ＪＴ２〜ＪＴ５の座標値を入力するオフライ
ン時においても、各軸ＪＴ２〜ＪＴ５の動作位置が予め
設定した動作可能範囲内に存在するかどうかの干渉チェ
ックを行うことができる。独立して離れた独立領域Ｕ
１，Ｕ２間、Ｕ２，Ｕ３間、およびＵ１，Ｕ３間に、ロ
ボット１の先端であるアームＡ１，Ａ２を移動すると
き、チェックなしモードに設定することによって、移動
を行うことができる。

【００３９】図９は、処理回路３１のリピート時の動作
を説明するためのフローチャートである。ステップｂ１
からステップｂ２に移り、各軸ＪＴ２〜ＪＴ５のエンコ
ーダ２６〜２９によって検出されている現在位置を検出
して読取り、ステップｂ３では、動作可能範囲メモリ３
３にストアされた各軸ＪＴ２〜ＪＴ５の動作可能範囲内
にあるかどうかを判断する。現在位置が動作可能範囲内
であることがステップｂ３で判断されると、次のステッ
プｂ４では、ティーチングメモリ３２にストアして設定
されている目標位置を読出し、次のステップｂ５では、
補間演算を行う。この補間演算は、メモリ３２にストア
されている各軸ＪＴ２〜ＪＴ５毎の隣接する２つの動作
位置の補間演算を行う。こうして得られた補間演算の結
果に従い、次に進むべき目標位置が、ステップｂ６にお
いて、動作可能範囲内であるかが判断される。ステップ
ｂ６において目標位置が動作可能範囲内であることが判
断されると、次のステップｂ７では、ステップｂ２にお
いて現在位置が含まれる動作可能範囲と、次に進むべき
目標位置の動作可能範囲とが、動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３
に関して、同一であるかが判断される。現在位置と目標
位置との動作可能範囲が同一であるものと判断される
と、次のステップｂ８では、各軸ＪＴ２〜ＪＴ５の駆動
源３０，１０，１１，１６による移動動作が許容され、
こうしてステップｂ９では一連の動作を終了する。ステ
ップｂ７において、現在位置が含まれる動作可能範囲
と、目標位置の動作可能範囲とが、動作領域Ｒ１１〜Ｒ
１３に関して、一致しないとき、ステップｂ１０では、
その動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３が連続しているかどうかが
判断される。たとえば独立領域Ｕ１における動作領域Ｒ
１１，Ｒ１２が部分的に共通であって連続しており、ま
たは動作領域Ｒ１２，Ｒ１３が接しており、連続してい
れば、ステップｂ８に移り、動作が許容される。ステッ
プｂ７において、現在位置が含まれる動作可能範囲と、
次に進むべき目標位置の動作可能範囲とが、動作領域Ｒ
１１〜Ｒ１３に関して一致せず、したがってその動作領
域Ｒ１１〜Ｒ１３が連続していなければ、ステップｂ１
１では、ロボット１の動作を停止し、このことをステッ
プｂ１２において報知する。

【００４０】ステップｂ３において現在位置が動作可能
範囲外であり、ステップｂ６において目標位置が動作可
能範囲外であり、またはステップｂ１０において現在位
置の動作可能範囲と目標位置の動作可能範囲との各動作
領域Ｒ１１〜Ｒ１３が連続していないとそれぞれ判断さ
れたとき、ステップｂ１１では、ロボット１の動作を停
止し、このことをステップｂ１２において報知する。

【００４１】ロボット１のアームＡ１，Ａ２が、動作領
域Ｒ１２の動作位置Ａから、動作領域Ｒ１３の動作位置
Ｃに直線移動して直接に変位しようとするとき、アーム
Ａ１，Ａ２は、動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３の外を通過しな
ければならず、したがってこのような目標とする動作位
置Ａ，Ｃの移動時に、１つの独立領域Ｕ１における動作
領域Ｒ１１〜Ｒ１３外になるとき、前述の図８および図
９では、ステップａ７，ｂ１１においてロボット１の動
作を停止し、エラーである報知をステップａ８，ｂ１２
で行う。このような動作位置Ａ，Ｃの移動を可能にする
には、処理回路３１の演算によって、連続した動作領域
Ｒ１２，Ｒ１３を判断し、連続していることが判断され
たとき、その連続した部分３８に、もう１つの目標位置
Ｂを設定する。これによってアームＡ１，Ａ２が、動作
位置Ａ，Ｂ，Ｃを経て、連続した動作領域Ｒ１２，Ｒ１
３内で移動することが可能になる。

【００４２】上述の本発明の実施の一形態によれば、ロ
ボットの動作領域Ｒ１１〜Ｒ３２を、各軸ＪＴ２〜ＪＴ
５の動作可能な最大範囲を狭めることで規制し、障害物
などの物体とアームＡ１，Ａ２との干渉を回避すること
ができるようになる。動作領域Ｒ１１〜Ｒ３２は、複
数、指定することができ、各独立領域Ｕ１〜Ｕ３毎に含
まれる動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３，Ｒ２１〜Ｒ２４および
Ｒ３１，Ｒ３２は、連続しているように、設定される。
独立領域Ｕ１〜Ｕ３間で、アームＡ１，Ａ２を移動させ
るには、入力手段４１の操作によって干渉チェックモー
ドを解除し、チェックなしモードに切換えて設定すれば
よい。新たな独立領域Ｕ１〜Ｕ３にアームＡ１，Ａ２を
移動した後、再び干渉チェックモードに設定することに
よって、干渉が生じるかどうかの判断を行うことができ
る。

【００４３】動作領域Ｒ１１〜Ｒ３２の設定ならびに干
渉チェックモードおよびチェックなしモードの切換え設
定は、ロボット１の処理回路３１におけるアプリケーシ
ョンプログラムで設定することが可能である。したがっ
て独立領域Ｕ１〜Ｕ３間の移動は、作業者の手によって
入力手段４１を操作する必要なしに、動作プログラム内
で演算処理することができる。

【００４４】独立して離れた独立領域Ｕ１〜Ｕ３でロボ
ット１を動作させる場合、プログラム内で動作前に動作
領域Ｒ１１〜Ｒ３２を設定することによって対応可能と
なる。つまり、以前の動作領域、たとえばＲ１１〜Ｒ１
３のデータを全て無効にし、新しい動作領域、たとえば
Ｒ２１〜Ｒ２４のデータをメモリ３３にストアすること
になるので、結局、独立領域のストア容量は、各独立領
域Ｕ１〜Ｕ３内で連続する動作領域Ｒ１１〜Ｒ３２の最
大個数、すなわち図２に示されるようにたとえばこの実
施の形態では最大個数は４個となる。さらに独立して離
れた独立領域Ｕ１〜Ｕ３毎に、領域データをまとめるこ
とができるので、動作領域の管理が容易になる。

【００４５】さらにロボット１の先端であるアームＡ
１，Ａ２が、動作領域Ｒ１１〜Ｒ３２内にあるか否かの
判断は、独立領域Ｕ１〜Ｕ３毎に行うことができるの
で、その判断の負荷を軽減することができる。さらにリ
ピート時、または動作停止時に、干渉チェックを行い、
各軸ＪＴ２〜ＪＴ５毎の現在位置と目標位置とが同一の
動作領域Ｒ１１〜Ｒ３２内に存在しなければ、エラーと
して報知し、ロボット１を動作させないようにして、ロ
ボット１が動作する前に、動作停止を行う。これによっ
て干渉を確実に回避することができる。前述の先行技術
では、ロボットの動作中にのみ干渉チェックを行ってい
るので、干渉の回避が確実とは言えない。本発明は、こ
の問題を解決する。

【００４６】

【発明の効果】請求項１，２の本発明によれば、ロボッ
トの複数の各第１〜第３軸ＪＴ２〜ＪＴ５の動作可能範
囲を、動作可能範囲メモリ３３に予め設定してストアし
ておき、第１〜第３エンコーダからの出力が表わす各第
１〜第３軸の現在位置を、判断手段においてメモリ３３
に設定されている動作可能範囲内にあるかを判断し、こ
のようにしてロボットの先端の動作領域Ｒ１１〜Ｒ３２
を、各軸ＪＴ２〜ＪＴ５の最大許容範囲内で、範囲を狭
めて規制し、こうして障害物などの物体である周辺装置
および治具などとの干渉を回避することができるように
なる。またこのような動作可能範囲メモリ３３にストア
される各第１〜第３軸ＪＴ２〜ＪＴ５の動作可能範囲
は、連続していてもよいけれども、独立して離れた領域
であってもよく、その動作可能範囲メモリのストア容量
を大きくする必要なしに、またそれらの動作領域Ｒ１１
〜Ｒ３２の数が増えても、それらの動作領域Ｒ１１〜Ｒ
３２自体の管理が繁雑になることはなく、また動作領域
Ｒ１１〜Ｒ３２内であるか否かの判断に負荷を伴うこと
はない。

【００４７】独立して離れた各独立領域Ｕ１〜Ｕ３の動
作領域Ｒ１１〜Ｒ３２でロボットを動作させる場合、動
作可能範囲メモリ３３のストア容量は、各独立した領域
Ｕ１〜Ｕ３の動作領域Ｒ１１〜Ｒ３２内で連続する領域
の最大個数となり、たとえば前述の実施の形態では４個
である。また独立して離れた領域Ｕ１〜Ｕ３の動作領域
Ｒ１１〜Ｒ３２毎に、動作可能範囲の各第１〜第３軸Ｊ
Ｔ２〜ＪＴ５のデータをまとめることができるので、各
動作領域Ｒ１１〜Ｒ３２の管理が容易になるとともに、
各動作領域Ｒ１１〜Ｒ３２内であるかどうかの判断は、
独立して離れた領域Ｕ１〜Ｕ３の動作領域Ｒ１１〜Ｒ１
３；Ｒ２１〜Ｒ２４；Ｒ３１，Ｒ３２毎に行うことがで
きるので、判断の負荷が軽減される。また、ティーチン
グメモリにストアされたロボットの各第１〜第３軸ＪＴ
２〜ＪＴ５の動作位置と、補間演算手段によって演算さ
れた補間演算結果の動作位置とが、動作可能範囲内にあ
るか否かの判断を行う。こうしてロボットを実際に動作
させる必要なしに、干渉の判断を行うことができる。

【００４８】各動作領域Ｒ１１〜Ｒ３２は、空間３７を
共有して部分的に共通であり、または各動作領域Ｒ１１
〜Ｒ３２は空間３８で接しており、したがって連続す
る。こうして複数の各動作領域Ｒ１１〜Ｒ３２にわたっ
てロボットの干渉の判断を行うことができる。

【００４９】

【００５０】

【００５１】本発明によれば、液晶表示装置のガラス基
板または半導体製造装置において製造された半導体ウエ
ハなどの被搬送物を、複数のアームＡ１，Ａ２によって
搬送するロボットを含む搬送装置が実現される。請求項
３の本発明によれば、或る動作領域Ｒ１２と、その或る
動作領域Ｒ１２に連続する空間３８を介して他の動作領
域Ｒ１３に、動作位置Ａ，Ｃ間で直線移動すれば、これ
らの動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３外を通過すると判断したと
き、前記空間３８に、目標となるもう１つの動作領域Ｂ
を設定し、これらの動作領域Ａ，Ｂ，Ｃを辿ることによ
って、干渉を回避して被搬送物の搬送を行うことができ
るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の独立領域Ｕ１における
動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３を示す図である。

【図２】図１に示される独立領域Ｕ１を含む本発明の実
施の一形態のロボット１を含む作業空間を示す平面図で
ある。

【図３】本発明の実施の一形態のロボット１の側面図で
ある。

【図４】上下駆動手段４が縮小した状態を示すロボット
１の側面図である。

【図５】ロボット１の簡略化した平面図である。

【図６】図１〜図５に示される実施の形態の電気的構成
を示すブロック図である。

【図７】動作可能範囲メモリ３３にストアされたデータ
を示す図である。

【図８】ロボット１のティーチング時およびオフライン
動作時における処理回路３１の動作を説明するためのフ
ローチャートである。

【図９】処理回路３１のリピート時の動作を説明するた
めのフローチャートである。

【符号の説明】

１ ロボット ２，３ 前後駆動手段 ４ 上下駆動手段 １０，１１，１６，３０ 駆動源 ２６〜２９ エンコーダ ３１ 旋回駆動手段 ３２ ティーチングメモリ ３３ 動作可能範囲メモリ Ｕ１〜Ｕ３ 独立領域 Ｒ１１〜Ｒ３２ 動作領域 ＪＴ２〜ＪＴ５ 軸

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−297920（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−204428（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−24763（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−129214（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−16394（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25J 19/06 G05B 19/18

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）ロボット１の周辺に、複数の独立
   領域Ｕ１が設定され、 （ｂ）各独立領域Ｕ１は、複数の動作領域Ｒ１１〜Ｒ１
   ３から成り、 各動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３は、部分的に共通な空間３７
   を有し、これによって動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３は、連続
   しており、 （ｃ）ロボットは、 被搬送物を搬送するアームＡ１，Ａ２を有し、 これらのアームＡ１，Ａ２を、 前後軸ｘに沿って伸縮駆動する第１軸ＪＴ４，５と、 前記アームＡ１，Ａ２を上下軸ｚに沿って昇降変位する
   第２軸ＪＴ３と、 前記アームＡ１，Ａ２を上下軸ｚまわりに旋回駆動する
   第３軸ＪＴ２とを有し、 （ｄ）複数の動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３毎に、各第１〜第
   ３軸ＪＴ４，５；ＪＴ３；ＪＴ２の動作可能範囲を予め
   設定してストアする動作可能範囲メモリ３３と、 （ｅ）アームＡ１，Ａ２の各第１〜第３軸ＪＴ４，５；
   ＪＴ３，ＪＴ２の現在位置を検出する第１，第２および
   第３エンコーダ２７，２８；２６；２９と、 （ｆ）第１〜第３軸ＪＴ４，５；ＪＴ３，ＪＴ２のティ
   ーチングされた動作位置をストアするティーチングメモ
   リ３２と、 （ｇ）ティーチングメモリ３２にストアされた各第１〜
   第３軸ＪＴ４，５；ＪＴ３；ＪＴ２毎の隣接する２つの
   動作位置の補間演算を行い、補間演算の結果に従う目標
   位置を求める補間演算手段と、 （ｈ）判断手段であって、 （ｈ１）第１〜第３エンコーダ２７，２８；２６；２９
   によって検出される現在位置が、動作可能範囲メモリ３
   ３にストアされている各第１〜第３軸ＪＴ４，５；ＪＴ
   ３；ＪＴ２毎の動作可能範囲内にあるかを判断し、 現在位置が、動作可能範囲メモリ３３にストアされてい
   る動作可能範囲内であることが判断されると、補間演算
   手段による補間演算を行わせ、 （ｈ２）補間演算の結果に従う目標位置が、動作可能範
   囲メモリ３３にストアされている動作可能範囲内である
   ことが判断されると、 現在位置が含まれる動作可能範囲と、次に進むべき目標
   位置の動作可能範囲との動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３が同一
   であるかを判断し、 同一であるものと判断されると、第１〜第３軸ＪＴ４，
   ５；ＪＴ３；ＪＴ２の移動動作を許容し、 一致しないものと判断されると、現在位置が含まれる動
   作可能範囲と、次に進むべき目標位置の動作可能範囲と
   の動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３が連続しているかを判断し、 連続していれば、移動動作を許容し、 （ｈ３）現在位置が動作可能範囲メモリ３３にストアさ
   れている動作可能範囲外であるとき、 補間演算の結果に従う目標位置が、移動可能範囲メモリ
   ３３にストアされている動作可能範囲外であるとき、ま
   たは現在位置と目標位置との各動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３
   が連続していないとき、 移動動作を停止する判断手段とを含むことを特徴とする
   搬送装置。
2. 【請求項２】 （ａ）ロボット１の周辺に、独立領域Ｕ
   １が設定され、 （ｂ）この独立領域Ｕ１は、複数の動作領域Ｒ１１〜Ｒ
   １３から成り、 各動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３は、部分的に共通な空間３８
   で接しており、これによって動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３
   は、連続しており、 （ｃ）ロボットは、 被搬送物を搬送するアームＡ１，Ａ２を有し、 これらのアームＡ１，Ａ２を、 前後軸ｘに沿って伸縮駆動する第１軸ＪＴ４，５と、 前記アームＡ１，Ａ２を上下軸ｚに沿って昇降変位する
   第２軸ＪＴ３と、 前記アームＡ１，Ａ２を上下軸ｚまわりに旋回駆動する
   第３軸ＪＴ２とを有し、 （ｄ）複数の動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３毎に、各第１〜第
   ３軸ＪＴ４，５；ＪＴ３；ＪＴ２の動作可能範囲を予め
   設定してストアする動作可能範囲メモリ３３と、（ｅ）
   アームＡ１，Ａ２の各第１〜第３軸ＪＴ４，５；ＪＴ
   ３，ＪＴ２の現在位置を検出する第１，第２および第３
   エンコーダ２７，２８；２６；２９と、 （ｆ）第１〜第３軸ＪＴ４，５；ＪＴ３，ＪＴ２のティ
   ーチングされた動作位置をストアするティーチングメモ
   リ３２と、 （ｇ）ティーチングメモリ３２にストアされた各第１〜
   第３軸ＪＴ４，５；ＪＴ３；ＪＴ２毎の隣接する２つの
   動作位置の補間演算を行い、補間演算の結果に従う目標
   位置を求める補間演算手段と、 （ｈ）判断手段であって、 （ｈ１）第１〜第３エンコーダ２７，２８；２６；２９
   によって検出される現在位置が、動作可能範囲メモリ３
   ３にストアされている各第１〜第３軸ＪＴ４，５；ＪＴ
   ３；ＪＴ２毎の動作可能範囲内にあるかを判断し、 現在位置が、動作可能範囲メモリ３３にストアされてい
   る動作可能範囲内であることが判断されると、補間演算
   手段による補間演算を行わせ、 （ｈ２）補間演算の結果に従う目標位置が、動作可能範
   囲メモリ３３にストアされている動作可能範囲内である
   ことが判断されると、 現在位置が含まれる動作可能範囲と、次に進むべき目標
   位置の動作可能範囲との動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３が同一
   であるかを判断し、 同一であるものと判断されると、第１〜第３軸ＪＴ４，
   ５；ＪＴ３；ＪＴ２の移動動作を許容し、 一致しないものと判断されると、現在位置が含まれる動
   作可能範囲と、次に進むべき目標位置の動作可能範囲と
   の動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３が連続しているかを判断し、 連続していれば、移動動作を許容し、 （ｈ３）現在位置が動作可能範囲メモリ３３にストアさ
   れている動作可能範囲外であるとき、 補間演算の結果に従う目標位置が、移動可能範囲メモリ
   ３３にストアされている動作可能範囲外であるとき、ま
   たは現在位置と目標位置との各動作領域Ｒ１１〜Ｒ１３
   が連続していないとき、 移動動作を停止する判断手段とを含むことを特徴とする
   搬送装置。
3. 【請求項３】 判断手段は、 アームＡ１，Ａ２が、或る動作領域Ｒ１２の動作位置Ａ
   から、前記或る動作領域Ｒ１２に空間３８によって連続
   する他の動作領域Ｒ１３の動作位置Ｃに、変位するにあ
   たり、アームＡ１，Ａ２の直線移動によれば、動作領域
   Ｒ１１〜Ｒ１３外を通過すると判断したとき、 前記空間３８に、目標となるもう１つの動作位置Ｂを設
   定し、 これによってアームＡ１，Ａ２を、前記或る動作領域Ｒ
   １２の動作位置Ａと、前記空間３８の動作位置Ｂと、前
   記他の動作領域Ｒ１３の動作位置Ｃとを経て、連続した
   動作領域Ｒ１２，Ｒ１３内で移動させることを特徴とす
   る請求項１または２記載の搬送装置。