JP3651026B2

JP3651026B2 - Method for teaching robot for stocker

Info

Publication number: JP3651026B2
Application number: JP23058894A
Authority: JP
Inventors: 正直村田
Original assignee: アシストシンコー株式会社
Priority date: 1994-08-30
Filing date: 1994-08-30
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2020-05-25
Also published as: JPH0871973A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、保管棚に複数備えられた各保管部であって、当該ロボットのハンド部を前もって求めた位置決め座標、教示座標に基づいて移動させることによりワークをハンドリングするストッカ用ロボットの教示方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体製造工程において処理されるシリコンウエーハは、カセット単位で搬送された後、ストッカに一時保管されるようになっている。このストッカは、図９に示すように、カセット５１を収容する保管部５２ａを多数備えた保管棚５２と、カセット５１を保持して移動させるストッカ用ロボット５３とを有しており、ストッカ用ロボット５３により各保管部５２ａに対してカセット５１を搬入および搬出させるようになっている。
【０００３】
ところで、保管棚５２は、ストッカの規模にもよるが、奥行きが１．５〜２．０ｍ、幅が３〜１０ｍ、高さが３ｍ程度の大きさが一般的であり、幾つかに分割して運搬し現地で組み立てて据え付けるようになっているため、各保管部５２ａを高い寸法精度で設置することが困難なものになっている。従って、保管棚５２の据え付け後に、ストッカ用ロボット５３に対して各保管部５２ａにおけるハンドリング時の位置決め座標を教示させることが必要になっている。
【０００４】
そこで、従来は、▲１▼ストッカ用ロボット５３を人手により全ての保管部５２ａに実際に移動させ、カセット５１のハンドリングを作業員が確認することによって、各保管部５２ａの位置決め座標を教示するようになっていたり、▲２▼予め全ての保管部５２ａの座標等を大まかに数値入力し、ストッカ用ロボット５３を実際に移動させ、カセット５１のハンドリングを作業員が確認しながら座標を補正することによって、各保管部５２ａの位置決め座標を教示するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の教示方法では、保管部５２ａへの移動後の教示作業（例えばテンキーで位置をメモリに入力する等）が作業員により行われることによって、一つの保管部５２ａの位置決め座標を教示するのに３分〜５分程度の時間を要し、例えば保管部５２ａの総数が１００であったとすると、位置決め座標の教示作業を完了するまでに３００分〜５００分程度の時間を要することになる。この教示時間は、極めて短い立ち上げ調整が要求される業界において大きな問題であり、さらに、通常、安全を確保するため、２人の作業員が教示作業に就くことから、人件費の高騰を招来することにもなっている。
【０００６】
従って、本発明は、教示作業を安全、短時間、および自動（無人）で完了することができるストッカ用ロボットの教示方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するために、幾つかに分割して運搬し現地で組み立てて据え付けられる保管棚に複数備えられた各保管部に対してハンド部を位置決め座標に基づいて移動させることによりワークをハンドリングするストッカ用ロボットの位置決め座標教示方法において、上記ワークとの位置関係が一定となるように、上記ワークの載置位置を決定する固定部と共に載置板に一体成形することにより形成されたマーク手段を各保管部に人手により設け、上記マーク手段と上記ハンド部との位置関係を示す検出信号を出力する検出手段を上記ハンド部に人手により設け、上記ハンド部を任意の一つの保管部の位置決め座標に人手により移動させたときのマーク手段に対するハンド部の位置関係を基準位置として求める処理と、各保管部の存在位置を示す保管部座標を人手により教示する処理とを行った後、上記保管部座標に基づいて上記ハンド部を各保管部に順に移動させる処理と、移動させたときの各保管部のマーク手段に対するハンド部の位置関係を補正位置として検出する処理と、上記補正位置を上記基準位置に一致させるように上記ハンド部を移動させ、一致したときのハンド部の座標を各保管部の位置決め座標とする処理とを上記ストッカ用ロボットにより自動で行うことを特徴としている。
【０００８】
【作用】
上記の構成によれば、任意の一つの保管部で基準位置を求めさせる際の処理と、各保管部の存在位置を示す保管部座標を教示する際の処理とを作業員が行ったり、数値で教示すれば、検出信号から得られる基準位置および補正位置から各保管部におけるハンド部の位置決め座標を教示させことができる。従って、従来のような全保管部における作業員によるハンド部の教示操作作業およびハンドリングの確認の修正作業を行う必要がないため、教示作業を安全且つ極めて短時間で完了することが可能になっていると共に無人（自動）で行うことが可能になっている。さらに、マーク手段を固定部と共に載置板に一体成形することによって、マーク手段とワークとの位置を載置板を設置するだけの極めて簡単な作業で一定にすることが可能になっている。
【０００９】
【実施例】
本発明の一実施例を図１ないし図８を用いて説明する。
本実施例に係るストッカ用ロボットの教示方法は、図１に示すように、保管棚２に複数備えられた各保管部２ａでハンド部１１を位置決め座標に基づいて移動させることによりワークとなる例えばカセット３をハンドリングするストッカ用ロボットに対して適用されるものである。
【００１０】
即ち、ストッカ用ロボットは、例えばクリーンルーム内で半導体や液晶表示基板、ディスク等を製造するラインの各工程に設置されたストッカ１に備えられている。ストッカ１は、保管棚２を有しており、保管棚２には、ウエーハを保持するカセット３を収容する保管部２ａ…が多数設けられている。この保管棚２の前方には、走行レール４が保管棚２に対して平行に敷設されており、走行レール４には、ストッカ用ロボット５が矢符（左右）方向に往復移動可能に設けられている。
【００１１】
上記のストッカ用ロボット５は、走行レール４上を走行する走行部６と、走行部６に縦設されたポスト部７と、ポスト部７に昇降可能に設けられたカセット保持部８とを有している。カセット保持部８は、図２に示すように、ポスト部７に対して旋回可能な第１アーム部９と、第１アーム部９に対して旋回可能な第２アーム部１０と、第２アーム部１０の先端部に設けられたハンド部１１とを有している。そして、ハンド部１１は、互いに反対方向に移動可能な一対のハンドグリッパ１２・１２を有しており、ハンドグリッパ１２・１２間を開閉させることによりカセット３を保持および開放するようになっている。
【００１２】
また、第２アーム部１０の先端部には、図３にも示すように、ＣＣＤカメラ等の撮像装置１３と、超音波や光を用いた非接触式の距離センサ１４とが設けられている。撮像装置１３は、ハンド部１１の下方に位置する保管部２ａの載置板１６を撮影するようになっており、距離センサ１４は、載置板１６からハンド部１１までの距離（高さ）を測定するようになっている。
【００１３】
上記の載置板１６には、左右一対の検出マーク１５・１５が形成されており、検出マーク１５・１５は、ハンド部１１がカセット３を正しく握持できる位置の真上に位置されたときに、図５に示すように、撮像装置１３による映像画面１８の中心点と両検出マーク１５・１５の中心点とが一致し、且つ検出マーク１５・１５を結ぶ直線と映像画面１８とが平行となるように設定されている。尚、撮像装置１３による映像画面１８の中心点と両検出マーク１５・１５の中心点とは、必ずしも一致している必要はない。また、載置板１６には、検出マーク１５・１５から一定の位置にカセット３が載置されるように、カセット３の載置位置を決定する一対の固定部１７・１７が形成されており、これらの検出マーク１５・１５および固定部１７・１７は、一体成形により載置板１６に形成されるようになっている。これにより、検出マーク１５・１５とカセット３との位置関係は、載置板１６を設置するだけの極めて簡単な作業で一定にすることが可能になっている。尚、検出マーク１５・１５は、カセット３との位置関係が一定となるのであれば、保管部２ａの載置面にシールやインク等により直接的に形成されていても良い。
【００１４】
上記の撮像装置１３および距離センサ１４は、図示しない制御装置に接続されており、制御装置に対して映像信号および高さ位置信号をそれぞれ出力するようになっている。制御装置は、記憶部に映像データ領域および高さ位置データ領域を有しており、映像データ領域および高さ位置データ領域は、デジタル信号化された上記の両信号をそれぞれ格納するようになっている。
【００１５】
また、制御装置の記憶部には、ハンド部１１がカセット３を正しく握持できる位置の真上の位置決め座標を示す真上位置データを全保管部２ａ…について格納する真上位置データ領域が形成されていると共に、ハンド部１１がカセット３を握持する位置の位置決め座標を示す握持位置データを全保管部２ａ…について格納する握持位置データ領域が形成されている。そして、これらの真上位置データ領域および握持位置データ領域に格納された両データは、ストッカ用ロボット５が各保管部２ａにおいてカセット３をハンドリングする際に使用されるようになっている。
【００１６】
また、制御装置の記憶部には、上述の真上位置データ領域および握持位置データ領域にそれぞれ対応させた真上座標データ領域および握持座標データ領域も形成されており、これらの領域は、撮像装置１３により得られた映像画面１８における平面座標および傾斜角度を示す映像データと、距離センサ１４により得られた高さを示す高さ位置データとを格納するようになっている。さらに、制御装置の記憶部には、予め作業員により入力された全保管部２ａ…の大まかな位置を示す保管部座標データを格納する保管部座標データ領域が形成されていると共に、保管部座標データに基づいてハンド部１１が移動したときの映像データおよび高さ位置データからなる補正データを全保管部２ａ…について格納する補正データ領域が形成されている。
【００１７】
上記の構成において、位置決め座標を真上位置データおよび握持位置データとした場合の教示方法について説明する。尚、ハンドリングによっては、握持位置データのみを位置決め座標として教示しても良い。
先ず、図１に示すように、カセット３が１つ準備され、作業員により任意の一つの保管部２ａの載置板１６上に載置されることになる。この後、従来と同様に、図示しないティーチングペンダントが制御装置に接続され、図４に示すように、カセット３を正しく握持できる位置の略真上にハンド部１１が位置するように、ティーチングペンダントの操作によりストッカ用ロボット５が作動または位置修正されることになる。
【００１８】
次に、ハンド部１１の下方に位置する載置板１６が撮像装置１３により撮影されることになり、図５や図６に示すように、映像画面１８中に検出マーク１５・１５が存在する映像信号が制御装置に出力されることになる。そして、この映像信号が制御装置内でデジタル信号化された後に映像データ領域に格納されると、この映像データを基に、映像画面１８における検出マーク１５・１５の中心点の平面座標（Ｘ_CU，Ｙ_CU）が求められると共に、検出マーク１５・１５を結ぶ直線に対する映像画面１８の傾斜角度（θ_CU）が求められることになる。
【００１９】
この後、図４に示すように、ハンド部１１の下方に位置する載置板１６からの高さ（Ｚ_CU）が距離センサ１４により測定され、高さ位置信号として制御装置に出力されてデジタル信号化された後に、高さ位置データ領域に格納されることになる。そして、これらの平面座標（Ｘ_CU，Ｙ_CU）および傾斜角度（θ_CU）からなる映像データと、高さ（Ｚ_CU）を示す高さ位置データとを基にして、検出マーク１５・１５の中心点に対する真上映像座標（Ｘ_CU，Ｙ_CU，Ｚ_CU，θ_CU）が求められ、記憶部の真上座標データ領域に格納されることになる。
【００２０】
尚、本実施例においては、カセット３を正しく握持できる位置の略真上にハンド部１１が位置するようにストッカ用ロボット５を作動させるようになっているが、これに限定されることはなく、撮像装置１３の映像画面１８中に検出マーク１５・１５が存在するようにハンド部１１を移動させれば良い。
【００２１】
次に、ティーチングペンダントの操作によって、図示２点鎖線で示すように、ハンド部１１がカセット３を握持する位置に移動されることになる。そして、このときの映像画面１８中の検出マーク１５・１５間の中心点の平面座標（Ｘ_CD，Ｙ_CD）および傾斜角度（θ_CD）からなる映像データと、距離センサ１４から得られた握持高さ（Ｚ_CD）を示す高さ位置データとを基にして、検出マーク１５・１５の中心点に対する握持映像座標（Ｘ_CD，Ｙ_CD，Ｚ_CD，θ_CD）が求められ、記憶部の握持座標データ領域に格納されることになる。
【００２２】
次に、予め作業員により全保管部２ａ…の大まかな位置を示す保管部座標データがティーチングペンダントによる動作よりまたは制御装置からの数値（座標）入力操作により入力され、記憶部の保管部座標データ領域に格納されることになる。この後、上記の保管部座標データに基づいてハンド部１１が各保管部２ａに順に移動し、各保管部２ａにおいて下記の補正動作により真上位置データおよび握持位置データを求めることになる。
【００２３】
即ち、保管部２ａにハンド部１１が到達すると、ハンド部１１の下方に位置する載置板１６が撮像装置１３により撮影されることになり、図５や図６に示すように、映像画面１８中に検出マーク１５・１５が存在する映像信号が映像データ領域に格納されることになる。そして、この映像データを基に、映像画面１８における検出マーク１５・１５の中心点の平面座標（Ｘ_AU，Ｙ_AU）が求められると共に、検出マーク１５・１５を結ぶ直線に対する映像画面１８の傾斜角度（θ_AU）が求められることになる。また、図４に示すように、ハンド部１１の下方に位置する載置板１６からの高さ（Ｚ_AU）が距離センサ１４により測定され、高さ位置データ領域に格納されることになる。そして、これらの平面座標（Ｘ_AU，Ｙ_AU）および傾斜角度（θ_AU）からなる映像データと、高さ（Ｚ_AU）を示す高さ位置データとを基にして、検出マーク１５・１５の中心点に対する補正座標（Ｘ_AU，Ｙ_AU，Ｚ_AU，θ_AU）が求められて記憶部の補正データ領域に格納されることになる。
【００２４】
この後、上記の補正座標（Ｘ_AU，Ｙ_AU，Ｚ_AU，θ_AU）が、この座標が求められた保管部２ａに対応する真上映像座標（Ｘ_CU，Ｙ_CU，Ｚ_CU，θ_CU）となるように、ハンド部１１の傾斜角度が調整された後、平面座標および高さが調整されることになる。この調整が完了すると、調整完了時点におけるハンド部１１の座標が真上位置データとして真上位置データ領域に格納さることになる。次いで、真上映像座標（Ｘ_CU，Ｙ_CU，Ｚ_CU，θ_CU）から握持映像座標（Ｘ_CD，Ｙ_CD，Ｚ_CD，θ_CD）となるように、ハンド部１１の傾斜角度が調整された後、平面座標および高さが調整され、調整完了時点におけるハンド部１１の座標が握持位置データとして握持位置データ領域に格納されることになる。
【００２５】
尚、上記の補正動作は、下記のようにされていても良い。即ち、補正座標（Ｘ_AU，Ｙ_AU，Ｚ_AU，θ_AU）と、この座標が求められた保管部２ａに対応する真上座標データ領域の真上映像座標（Ｘ_CU，Ｙ_CU，Ｚ_CU，θ_CU）との差データが求められ、この差データと保管部座標データとを基にして真上位置データおよび握持位置データが求められるようになっていても良い。
【００２６】
このように、本実施例のストッカ用ロボット５の教示方法は、▲１▼ワークとの位置関係が一定となるようにマーク手段（検出マーク１５・１５）を全保管部２ａ…に設ける。▲２▼上記マーク手段と上記ハンド部１１との位置関係を示す検出信号（映像信号、高さ位置信号）を出力する検出手段（撮像装置１３、距離センサ１４）を上記ハンド部１１に設ける。▲３▼上記ハンド部１１を任意の一つの保管部２ａの位置決め座標に移動させたときのマーク手段に対するハンド部１１の位置関係（真上映像座標、握持映像座標）を基準位置として上記検出信号により求めさせる。▲４▼各保管部２ａの存在位置を示す保管部座標を教示する。▲５▼各保管部２ａの保管部座標に上記ハンド部１１を移動させたときの上記マーク手段に対するハンド部１１の位置関係（補正座標）を補正位置として上記検出信号により求めさせる。▲６▼上記補正位置を上記基準位置に一致させるように上記ハンド部１１を移動させ、一致したときのハンド部１１の座標を各保管部２ａの位置決め座標とさせるものである。
【００２７】
これにより、特定の保管部２ａで基準位置を求めさせる際の処理と、各保管部２ａの存在位置を示す保管部座標を教示する際の処理とに作業員が必要となるだけであり、各保管部２ａにおけるハンド部１１の位置決め座標を教示させる際に、従来のような作業員のハンド部１１の操作作業およびハンドリングの確認作業が不要となる。従って、一つの保管部２ａの位置決め座標の認識に要する時間が２０秒程度に短縮され、例えば保管部２ａの総数が１００であったとすると、位置決め座標の教示作業が３３分程度で完了することになり、結果として教示作業を安全且つ短時間で完了することが可能になっている。
【００２８】
尚、本実施例においては、検出手段（撮像装置１３、距離センサ１４）がハンド部１１に設けられた構成について説明しているが、検出手段は、各保管部２ａの位置決め座標を教示するときにのみ使用されるものであるため、コスト面から着脱可能であることが望ましい。従って、検出手段は、図７に示すように、ハンド部１１のハンドグリッパ１２・１２により保持可能な板部材２１に距離センサ１４および撮像装置１３を設けた構成であっても良い。また、距離センサ１４は、図８に示すように、載置板１６に当接したときに高さ位置信号（ＯＮ−ＯＦＦ信号）を出力する接触式のものであっても良い。また、本実施例における検出手段は、例えば３次元測定が可能な画像処理装置であっても良く、この場合には、距離センサ１４が不要になる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、以上のように、ワークとの位置関係が一定となるように、上記ワークの載置位置を決定する固定部と共に載置板に一体成形することにより形成されたマーク手段を各保管部に人手により設け、上記マーク手段と上記ハンド部との位置関係を示す検出信号を出力する検出手段を上記ハンド部に人手により設け、上記ハンド部を任意の一つの保管部の位置決め座標に人手により移動させたときのマーク手段に対するハンド部の位置関係を基準位置として求める処理と、各保管部の存在位置を示す保管部座標を人手により教示する処理とを行った後、上記保管部座標に基づいて上記ハンド部を各保管部に順に移動させる処理と、移動させたときの各保管部のマーク手段に対するハンド部の位置関係を補正位置として検出する処理と、上記補正位置を上記基準位置に一致させるように上記ハンド部を移動させ、一致したときのハンド部の座標を各保管部の位置決め座標とする処理とを上記ストッカ用ロボットにより自動で行う構成である。
【００３０】
これにより、任意の一つの保管部で基準位置を求めさせる際の処理と、各保管部の存在位置を示す保管部座標を教示する際の処理とを作業員が行えば、検出信号から得られる基準位置および補正位置を用いて各保管部におけるハンド部の位置決め座標を教示させことができることから、従来のような全保管部における作業員によるハンド部の操作作業およびハンドリングの確認作業を行う必要がなくなり、結果として教示作業を安全且つ短時間で完了することが可能であるという効果を奏する。
また、本発明は、以上のように、上記マーク手段を上記ワークの載置位置を決定する固定部と共に載置板に一体成形することにより形成する構成であるから、マーク手段とワークとの位置関係を載置板を設置するだけの極めて簡単な作業で一定にすることが可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を示すものであり、ストッカ用ロボットに位置決め座標を教示する状態を示す説明図である。
【図２】カセット保持部がカセットを握持する状態を示す説明図である。
【図３】ハンド部および載置板の斜視図である。
【図４】ハンド部とカセットとの位置関係を示す説明図である。
【図５】映像画面の説明図である。
【図６】映像画面の説明図である。
【図７】ハンド部および載置板の斜視図である。
【図８】ハンド部および載置板の斜視図である。
【図９】従来例を示すものであり、ストッカ用ロボットに位置決め座標を教示する状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ストッカ
２保管棚
２ａ保管部
３カセット
４走行レール
５ストッカ用ロボット
６走行部
７ポスト部
８カセット保持部
９第１アーム部
１０第２アーム部
１１ハンド部
１２ハンドグリッパ
１３撮像装置
１４距離センサ
１５検出マーク
１６載置板
１７固定部
１８映像画面
２１板部材[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a teaching method for a stocker robot, which is a plurality of storage units provided in a storage shelf, and which handles a workpiece by moving the hand unit of the robot based on positioning coordinates and teaching coordinates obtained in advance. Is.
[0002]
[Prior art]
For example, a silicon wafer processed in a semiconductor manufacturing process is temporarily stored in a stocker after being transported in cassette units. As shown in FIG. 9, this stocker has a storage shelf 52 provided with a large number of storage units 52a for storing cassettes 51, and a stocker robot 53 for holding and moving the cassettes 51. 53 allows the cassette 51 to be carried in and out of each storage unit 52a.
[0003]
By the way, the storage shelf 52 is generally about 1.5 to 2.0 m in depth, 3 to 10 m in width and 3 m in height, depending on the scale of the stocker, and is divided into several parts. Therefore, it is difficult to install each storage unit 52a with high dimensional accuracy. Therefore, after the storage shelf 52 is installed, it is necessary to cause the stocker robot 53 to teach the positioning coordinates at the time of handling in each storage unit 52a.
[0004]
Therefore, in the prior art, (1) the stocker robot 53 is actually moved manually to all the storage units 52a, and the operator confirms the handling of the cassette 51, thereby teaching the positioning coordinates of each storage unit 52a. (2) Roughly input the coordinates of all the storage units 52a in advance, move the stocker robot 53 actually, and correct the coordinates while checking the handling of the cassette 51 by the operator. Thus, the positioning coordinates of each storage unit 52a are taught.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above conventional teaching method, teaching work after moving to the storage unit 52a (for example, inputting the position into the memory with a numeric keypad) is performed by an operator, thereby teaching the positioning coordinates of one storage unit 52a. For example, if the total number of storage units 52a is 100, it takes about 300 minutes to 500 minutes to complete the positioning coordinate teaching operation. Become. This teaching time is a big problem in the industry where extremely short start-up adjustment is required. Furthermore, in order to ensure safety, two workers are usually engaged in teaching work, resulting in an increase in personnel costs. It is also supposed to be.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide a teaching method for a stocker robot capable of completing teaching work safely, in a short time, and automatically (unmanned).
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned object, the workpiece is handled by moving the hand unit based on the positioning coordinates with respect to each of the storage units provided in a plurality of storage shelves that are divided and transported and assembled and installed on site. In the positioning coordinate teaching method for the stocker robot, the mark means formed by integrally forming on the mounting plate together with the fixing portion for determining the mounting position of the workpiece so that the positional relationship with the workpiece is constant Is manually provided in each storage unit, and a detection means for outputting a detection signal indicating the positional relationship between the mark unit and the hand unit is manually provided in the hand unit, and the hand unit is positioned in any one storage unit. Processing for obtaining the positional relationship of the hand part relative to the marking means when manually moved to the coordinates as a reference position, and the location of each storage part A process of manually teaching the storage unit coordinates to be shown, and then moving the hand unit sequentially to each storage unit based on the storage unit coordinates, and a hand for the marking means of each storage unit when moved A process of detecting the positional relationship of the parts as a correction position, and a process of moving the hand part so that the correction position matches the reference position, and using the coordinates of the hand part when they match as positioning coordinates of each storage part Is automatically performed by the stocker robot .
[0008]
[Action]
According to the above configuration, an operator performs a process for obtaining a reference position in any one storage unit and a process for teaching storage unit coordinates indicating the location of each storage unit, or a numerical value. In this case, the positioning coordinates of the hand unit in each storage unit can be taught from the reference position and the correction position obtained from the detection signal. Therefore, since it is not necessary to perform the teaching operation work of the hand part and the correction work of the confirmation of handling by the worker in all the storage parts as in the past, the teaching work can be completed safely and in a very short time. And unattended (automatic). Further, by integrally forming the mark means together with the fixed portion on the mounting plate, it is possible to make the positions of the mark means and the workpiece constant by an extremely simple operation simply by installing the mounting plate.
[0009]
【Example】
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the teaching method of the stocker robot according to the present embodiment becomes a workpiece by moving the hand unit 11 based on the positioning coordinates in each of the storage units 2a provided in the storage shelf 2, for example. The present invention is applied to a stocker robot that handles the cassette 3.
[0010]
That is, the stocker robot is provided in the stocker 1 installed in each process of a line for manufacturing a semiconductor, a liquid crystal display substrate, a disk or the like in a clean room, for example. The stocker 1 has a storage shelf 2, and the storage shelf 2 is provided with a large number of storage units 2a for storing cassettes 3 for holding wafers. A traveling rail 4 is laid in front of the storage shelf 2 in parallel with the storage shelf 2, and a stocker robot 5 is provided on the traveling rail 4 so as to be capable of reciprocating in the direction of the arrow (left and right). ing.
[0011]
The stocker robot 5 includes a traveling unit 6 that travels on the traveling rail 4, a post unit 7 that is vertically provided on the traveling unit 6, and a cassette holding unit 8 that is provided on the post unit 7 so as to be movable up and down. doing. As shown in FIG. 2, the cassette holding portion 8 includes a first arm portion 9 that can turn with respect to the post portion 7, a second arm portion 10 that can turn with respect to the first arm portion 9, and a second arm. And a hand portion 11 provided at the tip of the portion 10. The hand unit 11 has a pair of hand grippers 12 and 12 that can move in opposite directions. The cassette 3 is held and opened by opening and closing the hand grippers 12 and 12. .
[0012]
Further, as shown in FIG. 3, an imaging device 13 such as a CCD camera and a non-contact type distance sensor 14 using ultrasonic waves or light are provided at the distal end portion of the second arm portion 10. . The imaging device 13 captures an image of the mounting plate 16 of the storage unit 2 a located below the hand unit 11, and the distance sensor 14 is a distance (height) from the mounting plate 16 to the hand unit 11. Is supposed to measure.
[0013]
The mounting plate 16 is formed with a pair of left and right detection marks 15 and 15, and the detection marks 15 and 15 are positioned immediately above a position where the hand unit 11 can correctly hold the cassette 3. In addition, as shown in FIG. 5, the center point of the image screen 18 by the imaging device 13 and the center point of both detection marks 15 and 15 coincide, and the straight line connecting the detection marks 15 and 15 and the image screen 18 are parallel. It is set to become. It should be noted that the center point of the video screen 18 by the imaging device 13 and the center points of both detection marks 15 and 15 do not necessarily have to coincide with each other. The mounting plate 16 is formed with a pair of fixing portions 17 and 17 for determining the mounting position of the cassette 3 so that the cassette 3 is mounted at a fixed position from the detection marks 15 and 15. The detection marks 15 and 15 and the fixing portions 17 and 17 are formed on the mounting plate 16 by integral molding. As a result, the positional relationship between the detection marks 15 and 15 and the cassette 3 can be made constant by an extremely simple operation of simply installing the mounting plate 16. The detection marks 15 and 15 may be directly formed on the placement surface of the storage unit 2a with a seal, ink, or the like as long as the positional relationship with the cassette 3 is constant.
[0014]
The imaging device 13 and the distance sensor 14 are connected to a control device (not shown) and output a video signal and a height position signal to the control device, respectively. The control device has a video data area and a height position data area in the storage unit, and the video data area and the height position data area respectively store both the above-mentioned signals converted into digital signals. Yes.
[0015]
Further, in the storage unit of the control device, an upper position data area for storing the upper position data indicating the positioning coordinates immediately above the position where the hand unit 11 can correctly hold the cassette 3 is stored for all the storage units 2a. In addition, a gripping position data area for storing gripping position data indicating the positioning coordinates of the position where the hand part 11 grips the cassette 3 is stored for all the storage parts 2a. Both the data stored in the upper position data area and the grip position data area are used when the stocker robot 5 handles the cassette 3 in each storage unit 2a.
[0016]
Further, the storage unit of the control device is also formed with a directly above coordinate data area and a grip coordinate data area corresponding to the above directly above position data area and the grip position data area, respectively. The video data indicating the plane coordinates and the inclination angle on the video screen 18 obtained by the imaging device 13 and the height position data indicating the height obtained by the distance sensor 14 are stored. Further, the storage unit of the control device is formed with a storage unit coordinate data area for storing storage unit coordinate data indicating rough positions of all storage units 2a... Input in advance by an operator, and storage unit coordinates. A correction data area for storing correction data composed of video data and height position data when the hand unit 11 moves based on the data is stored for all the storage units 2a.
[0017]
In the above configuration, a teaching method when the positioning coordinates are directly above position data and gripping position data will be described. Depending on handling, only gripping position data may be taught as positioning coordinates.
First, as shown in FIG. 1, one cassette 3 is prepared, and is placed on the placement plate 16 of any one storage unit 2a by an operator. Thereafter, as in the prior art, a teaching pendant (not shown) is connected to the control device, and as shown in FIG. 4, the teaching pendant is positioned so that the hand portion 11 is positioned almost directly above the position where the cassette 3 can be correctly gripped. By this operation, the stocker robot 5 is operated or its position is corrected.
[0018]
Next, the mounting plate 16 positioned below the hand unit 11 is photographed by the imaging device 13, and detection marks 15 and 15 exist in the video screen 18 as shown in FIGS. 5 and 6. The video signal is output to the control device. When this video signal is converted into a digital signal in the control device and stored in the video data area, the plane coordinates (X _CU) of the center point of the detection marks 15 and 15 on the video screen 18 are based on this video data. , Y _CU ) and the inclination angle (θ _CU ) of the video screen 18 with respect to the straight line connecting the detection marks 15 and 15.
[0019]
Thereafter, as shown in FIG. 4, the height (Z _CU ) from the mounting plate 16 located below the hand portion 11 is measured by the distance sensor 14 and output to the control device as a height position signal and digitally displayed. After being converted into a signal, it is stored in the height position data area. And these plane coordinates (X _{_CU,} Y _CU) and the video data consisting of the inclination angle (theta _CU), based on the height position data indicating the height (Z _CU), the detection mark 15 & 15 The upper video coordinates (X _CU , Y _CU , Z _CU , θ _CU ) with respect to the center point are obtained and stored in the upper coordinate data area of the storage unit.
[0020]
In the present embodiment, the stocker robot 5 is operated so that the hand portion 11 is positioned substantially directly above the position where the cassette 3 can be correctly gripped. However, the present invention is not limited to this. Instead, the hand unit 11 may be moved so that the detection marks 15 and 15 are present in the video screen 18 of the imaging device 13.
[0021]
Next, by the operation of the teaching pendant, the hand portion 11 is moved to a position where the cassette 3 is gripped as shown by a two-dot chain line in the figure. At this time, the image data including the plane coordinates (X _CD , Y _CD ) and the inclination angle (θ _CD ) of the center point between the detection marks 15 and 15 in the video screen 18 and the grip obtained from the distance sensor 14 are obtained. Based on the height position data indicating the holding height (Z _CD ), the grip video coordinates (X _CD , Y _CD , Z _CD , θ _CD ) with respect to the center point of the detection marks 15 and 15 are obtained and stored. It is stored in the grip coordinate data area of the part.
[0022]
Next, storage unit coordinate data indicating rough positions of all the storage units 2a... Is input by an operator in advance by operation of the teaching pendant or by numerical value (coordinate) input operation from the control device, and storage unit coordinate data of the storage unit It will be stored in the area. Thereafter, the hand unit 11 sequentially moves to each storage unit 2a based on the storage unit coordinate data, and the top position data and the gripping position data are obtained by the following correction operation in each storage unit 2a.
[0023]
That is, when the hand unit 11 reaches the storage unit 2a, the mounting plate 16 positioned below the hand unit 11 is photographed by the imaging device 13, and as shown in FIG. 5 and FIG. The video signal in which the detection marks 15 and 15 are present is stored in the video data area. Then, based on this video data, the plane coordinates (X _AU , Y _AU ) of the center point of the detection marks 15, 15 on the video screen 18 are obtained, and the inclination of the video screen 18 with respect to the straight line connecting the detection marks 15, 15 is obtained. The angle (θ _AU ) will be obtained. Further, as shown in FIG. 4, the height (Z _AU ) from the placement plate 16 located below the hand portion 11 is measured by the distance sensor 14 and stored in the height position data area. Then, based on the video data composed of the plane coordinates (X _AU , Y _AU ) and the inclination angle (θ _AU ) and the height position data indicating the height (Z _AU ), the detection marks 15 and 15 Correction coordinates (X _AU , Y _AU , Z _AU , θ _AU ) with respect to the center point are obtained and stored in the correction data area of the storage unit.
[0024]
Thereafter, the correction coordinates (X _AU , Y _AU , Z _AU , θ _AU ) are directly above the video coordinates (X _CU , Y _CU , Z _CU , θ _CU ) corresponding to the storage unit 2a from which the coordinates are obtained. ) After the inclination angle of the hand portion 11 is adjusted, the plane coordinates and the height are adjusted. When this adjustment is completed, the coordinates of the hand unit 11 at the time when the adjustment is completed are stored in the directly above position data area as directly above position data. Next, the tilt angle of the hand unit 11 is adjusted so that the grip video coordinates (X _CD , Y _CD , Z _CD , θ _CD ) are obtained from the video coordinates (X _CU , Y _CU , Z _CU , θ _CU ) directly above. Then, the plane coordinates and the height are adjusted, and the coordinates of the hand unit 11 at the time when the adjustment is completed are stored in the gripping position data area as the gripping position data.
[0025]
The above correction operation may be performed as follows. That is, the correction coordinates (X _AU , Y _AU , Z _AU , θ _AU ) and the upper image coordinates (X _CU , Y _CU , Z _CU ) of the upper coordinate data area corresponding to the storage unit 2a for which the coordinates are obtained. , Θ _CU ), and directly above position data and gripping position data may be obtained based on the difference data and storage unit coordinate data.
[0026]
As described above, in the teaching method of the stocker robot 5 of this embodiment, (1) the mark means (detection marks 15 and 15) are provided in all the storage units 2a... So that the positional relationship with the workpiece is constant. (2) The hand unit 11 is provided with detection means (imaging device 13 and distance sensor 14) for outputting a detection signal (video signal, height position signal) indicating the positional relationship between the mark unit and the hand unit 11. (3) The above-mentioned detection is performed using the positional relationship of the hand unit 11 with respect to the marking means (direct video coordinates, grip video coordinates) when the hand unit 11 is moved to the positioning coordinates of any one storage unit 2a as a reference position. Let the signal determine. (4) Teach storage unit coordinates indicating the location of each storage unit 2a. (5) The positional relationship (correction coordinates) of the hand unit 11 with respect to the mark means when the hand unit 11 is moved to the storage unit coordinates of each storage unit 2a is obtained from the detection signal as a correction position. (6) The hand unit 11 is moved so that the correction position coincides with the reference position, and the coordinates of the hand unit 11 when they coincide with each other are used as the positioning coordinates of each storage unit 2a.
[0027]
Thereby, only a worker is required for the process for obtaining the reference position in the specific storage unit 2a and the process for teaching the storage unit coordinates indicating the existence position of each storage unit 2a. When teaching the positioning coordinates of the hand unit 11 in the storage unit 2a, the conventional operation of the hand unit 11 of the worker and the confirmation operation of the handling become unnecessary. Accordingly, the time required for recognizing the positioning coordinates of one storage unit 2a is reduced to about 20 seconds. For example, if the total number of storage units 2a is 100, the positioning coordinate teaching operation is completed in about 33 minutes. As a result, the teaching work can be completed safely and in a short time.
[0028]
In the present embodiment, the configuration in which the detection means (the imaging device 13 and the distance sensor 14) are provided in the hand unit 11 is described. However, the detection means teaches the positioning coordinates of each storage unit 2a. In view of cost, it is desirable to be detachable. Therefore, as shown in FIG. 7, the detection unit may have a configuration in which the distance sensor 14 and the imaging device 13 are provided on the plate member 21 that can be held by the hand grippers 12 and 12 of the hand unit 11. Further, as shown in FIG. 8, the distance sensor 14 may be of a contact type that outputs a height position signal (ON-OFF signal) when contacting the mounting plate 16. Further, the detection means in the present embodiment may be, for example, an image processing apparatus capable of three-dimensional measurement. In this case, the distance sensor 14 is not necessary.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the mark means formed by integrally forming the mounting plate together with the fixing portion that determines the mounting position of the workpiece is stored so that the positional relationship with the workpiece is constant. The hand unit is manually provided at the positioning coordinates of any one storage unit, and a detection unit that outputs a detection signal indicating a positional relationship between the mark unit and the hand unit is provided by hand. After performing the process of obtaining the positional relationship of the hand part with respect to the mark means when moved by the reference position as a reference position and the process of manually teaching the storage part coordinates indicating the existence position of each storage part, the storage part coordinates are A process of sequentially moving the hand unit to each storage unit based on the above, a process of detecting the positional relationship of the hand unit with respect to the mark means of each storage unit when moved as a correction position, and The normal position is moved the hand unit to match to the reference position, a hand portion of the coordinates when the match processing for the positioning coordinates of each storage unit is configured to perform automatically by the stocker robot.
[0030]
As a result, if the worker performs the process for obtaining the reference position by any one storage unit and the process for teaching the storage unit coordinates indicating the location of each storage unit, it can be obtained from the detection signal. Since the positioning coordinates of the hand part in each storage part can be taught using the reference position and the correction position, it is necessary to perform the operation of the hand part and the handling confirmation work by the worker in all storage parts as in the past. As a result, the teaching operation can be completed safely and in a short time.
Further, as described above, since the present invention is formed by integrally forming the mark means on the placement plate together with the fixing portion for determining the placement position of the work, the position of the mark means and the work is determined. There is an effect that it is possible to make the relationship constant by an extremely simple operation of only installing the mounting plate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1, showing the present invention, is an explanatory diagram showing a state in which positioning coordinates are taught to a stocker robot.
FIG. 2 is an explanatory view showing a state in which a cassette holding unit grips a cassette.
FIG. 3 is a perspective view of a hand unit and a placement plate.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a positional relationship between a hand unit and a cassette.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a video screen.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a video screen.
FIG. 7 is a perspective view of a hand unit and a placement plate.
FIG. 8 is a perspective view of a hand unit and a placement plate.
FIG. 9 shows a conventional example and is an explanatory diagram showing a state in which positioning coordinates are taught to a stocker robot.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stocker 2 Storage shelf 2a Storage part 3 Cassette 4 Traveling rail 5 Stocker robot 6 Traveling part 7 Post part 8 Cassette holding part 9 First arm part 10 Second arm part 11 Hand part 12 Hand gripper 13 Imaging device 14 Distance sensor 15 Detection mark 16 Mounting plate 17 Fixing portion 18 Video screen 21 Plate member

Claims

Positioning coordinate teaching for a robot for stocker that handles workpieces by moving the hand unit based on the positioning coordinates to each storage unit that is divided into several parts and transported and assembled and installed on site. In the method
The mark means formed by integrally forming the mounting plate together with the fixing portion for determining the mounting position of the workpiece so that the positional relationship with the workpiece is constant is manually provided in each storage portion, and the mark A detecting means for outputting a detection signal indicating a positional relationship between the means and the hand portion is manually provided in the hand portion;
Processing for obtaining the positional relationship of the hand unit with respect to the marking means when the hand unit is manually moved to the positioning coordinates of any one storage unit as a reference position, and storage unit coordinates indicating the location of each storage unit After performing the processing taught by
A process of sequentially moving the hand unit to each storage unit based on the storage unit coordinates, a process of detecting the positional relationship of the hand unit with respect to the mark means of each storage unit when moved, and the correction position The stocker is moved automatically by the stocker robot to move the hand unit so as to coincide with the reference position, and to use the coordinates of the hand unit when matched as the positioning coordinates of each storage unit. Robot teaching method.

Positioning coordinate teaching for a robot for stockers that handles workpieces by moving the hand unit based on the positioning coordinates for each of the storage units that are divided and transported and assembled and installed on site. In the method
Marking means formed by integrally forming on the mounting plate together with a fixing part for determining the mounting position of the work so that the positional relationship with the work is constant is provided in each storage unit, A detection means for outputting a detection signal indicating a positional relationship with the hand part is provided in the hand part,
Obtaining the positional relationship of the hand part with respect to the marking means when the hand part is moved manually to the positioning coordinates of any one storage part as a reference position,
The hand unit is automatically moved sequentially to each storage unit by the stocker robot based on the input storage unit coordinates indicating the location of each storage unit, and the hand unit for the marking means of each storage unit when moved. A method for teaching a stocker robot, wherein the positional relationship is detected as a correction position.