JPH0585046U - 試料搬送ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハンド部の並進動作のために多関節アームを
採用する試料搬送ロボットにおいて、中間の関節でのア
ームの角度ずれを検出することにより、ハンド部の位置
決め不良による搬送事故が起こる前に異常を検出するこ
とができるようにする。 【構成】 ロボット本体２のモータ２０によって駆動さ
れる基のアーム駆動軸４と先のハンド部１２との中間に
あるアーム駆動軸６に、そこで交わる二つのアーム８、
１０間の角度の絶対値を検出する絶対値エンコーダ２４
を設けた。また、ロボット制御装置３０ａ内に、ティー
チング時に収集した絶対値エンコーダ２４の出力と、テ
ィーチング後の絶対値エンコーダ２４の出力とを比較し
て、両者の差が設定値以上になった場合に警報信号ＡＬ
を出力する警報回路を設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、例えばイオン注入装置、エッチング装置、薄膜形成装置等に用い られて、ウェーハのような試料を搬送する試料搬送ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】

ウェーハのような試料を搬送する試料搬送ロボットは、近年、試料の大型化に 伴い、並進動作のストローク量増加のために、単一方向動作の多関節アームを採 用するものが多くなっている。

【０００３】 この種の試料搬送ロボットの従来例を図３に示す。この試料搬送ロボットは、 ロボット本体２とそれを制御するロボット制御装置３０とから成る。

【０００４】 この例のロボット本体２は、一例として関節（即ちアーム駆動軸）が二つのも のを示しており、第１のアーム駆動軸４、それに取り付けられた第１のアーム８ 、その先端部に取り付けられた第２のアーム駆動軸６、それに取り付けられた第 ２のアーム１０を有しており、アーム１０の先端部には試料（例えばウェーハや 各種基板等）を保持するハンド部１２が設けられている。

【０００５】 両アーム駆動軸４、６には大小のプーリ１４、１６がそれぞれ取り付けられて おり、かつ両プーリ１４、１６間にはベルト（例えばタイミングベルト）１８が 懸け渡されていて動力伝達手段を構成しており、これによってアーム駆動軸４と アーム駆動軸６とは１：２の減速比で回転するよう構成されている。

【０００６】 アーム駆動軸４には、それを回転させるモータ２０と、同アーム駆動軸４の回 転角をコード化して出力するエンコーダ（例えばロータリエンコーダ）２２とが 取り付けられている。このエンコーダ２２からの信号は、モータ２０を制御する ロボット制御装置３０に取り込まれてサーボ系が構成されており、このようにし てアーム１０の先端のハンド部１２の矢印Ａのような並進動作を制御するように している。

【０００７】 動作例を説明すると、モータ２０を回転させることによって第１のアーム８が 、アーム駆動軸４の中心を通る基準軸Ｘから角度θだけ回転したとすると、第２ のアーム１０は減速比１：２のベルト駆動により２θだけ回転する。この結果、 アーム１０の先端のハンド部１２は、アーム駆動軸４の中心を通って上記基準軸 Ｘに直交する基準軸Ｙ上を図中上方に伸びることになる。

【０００８】 このときのハンド部１２の基準軸Ｘからの並進位置ｘは、アーム８および１０ の共に等しい長さをＬとすると、次のように表される。 ｘ＝２Ｌsinθ ・・・（１）

【０００９】 また、ハンド部１２の基準軸Ｙからの横方向へのずれｙは、原理的には０であ る。 ｙ＝０ ・・・（２）

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

上記のような試料搬送ロボットは、コンパクトな外形と長いストロークを両立 させることができるという利点を持つ反面、中間の関節（即ちこの例ではアーム 駆動軸６）での角度のずれがそのままハンド部１２の位置決め誤差となって表れ るという欠点を持っている。

【００１２】 即ち、何らかの原因で第２のアーム１０が第２のアーム駆動軸６において、角 度δだけずれた場合、ハンド部１２の並進位置ｘ′および横方向のずれｙ′は、 それぞれ次のように表される。 ｘ′＝Ｌ｛sinθ＋sin（θ＋δ）｝ ・・・（３） ｙ′＝Ｌ｛cosθ−cos（θ＋δ）｝ ・・・（４）

【００１３】 従って、ハンド部１２の上記（１）式および（２）式で表される本来の位置か らのずれｄｘ、ｄｙは次のように表される。 ｄｘ＝ｘ′−ｘ＝Ｌ｛sin（θ＋δ）−sinθ｝ ・・・（５） ｄｙ＝ｙ′−ｙ＝ｙ′＝Ｌ｛cosθ−cos（θ＋δ）｝ ・・・（６）

【００１４】 このずれ量ｄｘ、ｄｙが一定以上（例えば１ｍｍ程度以上）大きくなると、試 料の搬送事故を起こす可能性が大きくなるが、上記のような従来の試料搬送ロボ ットでは、これを未然に検出する手段が講じられていなかった。

【００１５】 そこでこの考案は、上記のようなハンド部の並進動作のために多関節アームを 採用する試料搬送ロボットにおいて、中間の関節でのアームの角度ずれを検出す ることにより、ハンド部の位置決め不良による搬送事故が起こる前に異常を検出 することができるようにすることを主たる目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、この考案の試料搬送ロボットは、前述したようなロ ボット本体のモータによって駆動される基のアーム駆動軸とハンド部との中間に ある全てのアーム駆動軸に、そこで交わる二つのアーム間の角度の絶対値をコー ド化して出力する絶対値エンコーダをそれぞれ設け、更に、ティーチング時に収 集した前記各絶対値エンコーダの出力と、ティーチング後の前記各絶対値エンコ ーダの出力とをそれぞれ比較し、両者の差が設定値以上になった場合に警報信号 を出力する警報回路を設けたことを特徴とする。

【００１７】

【作用】

上記構成によれば、中間の各アーム駆動軸で交わる二つのアーム間の角度に、 ティーチング時の角度からのずれが生じ、このずれが設定値以上になると、これ が警報回路において検出されてそこから警報信号が出力される。これにより、ハ ンド部の位置決め不良による搬送事故が起こる前に異常を検出することができる 。

【００１８】

【実施例】

図１は、この考案の一実施例に係る試料搬送ロボットを示す概略構成図である 。図３の従来例と同一または相当する部分には同一符号を付し、以下においては 当該従来例との相違点を主に説明する。

【００１９】 この実施例のロボット本体２も、前述した従来例と同様に、関節（即ちアーム 駆動軸）が二つの場合の例であるが、モータ２０によって駆動されるアーム駆動 軸４と先端部のハンド部１２との中間にあるアーム駆動軸６に、絶対値エンコー ダ２４を取り付け、これによって第１のアーム８と第２のアーム１０との間の角 度を検出するようにしている。この絶対値エンコーダ２４は、両アーム８、１０ 間の角度の絶対値をコード化して出力するものである。エンコーダには、ある初 期化された状態からの相対値を検出するものと、絶対的な原点からの絶対値を検 出するものとがあり、後者の例が上記絶対値エンコーダ２４である。このような 絶対値エンコーダ２４を用いれば、計測の度に初期化やリセットする必要がない 。

【００２０】 またこの実施例では、従来例のロボット制御装置３０に相当するロボット制御 装置３０ａ内に、図２にも示すように、警報回路３６を設けている。このロボッ ト制御装置３０ａは、この警報回路３６の他に、記憶回路３２およびモータ制御 回路３４を備えているが、これらは従来例のロボット制御装置３０も備えていた 。

【００２１】 従来例あるいはこの実施例のような試料搬送ロボットは、位置決め動作を行う ために予めティーチングを必要とするが、ティーチング時の各位置決め点ごとの アーム駆動軸４の角度データは、エンコーダ２２からこの記憶回路３２に与えら れてそこに格納される。そして再生時（即ち試料搬送時等）はこの記憶回路３２ からの指令データがモータ制御回路３４に与えられ、これによってエンコーダ２ ２からのフィードバックデータを参照しながらモータ２０が制御され、それによ ってアーム駆動軸４の角度が制御される。

【００２２】 警報回路３６は、ティーチング時の各位置決め点ごとの絶対値エンコーダ２４ からの角度データを格納する記憶回路３８、ティーチング後の再生時等の前記各 位置決め点ごとの絶対値エンコーダ２４からの角度データを格納する記憶回路４ ０、および、両記憶回路３８、４０に格納されている対応する位置決め点ごとの 角度データの比較をそれぞれ行い、両者の差が設定値以上ある場合に警報信号Ａ Ｌを出力する比較回路４２を備えている。

【００２３】 上記のような構成にすることにより、中間のアーム駆動軸６で交わる二つのア ーム８、１０間の角度に、何らかの原因（例えば経年変化や不慮の事故等）でテ ィーチング時の角度からのずれが生じ、このずれが設定値以上になると、これが 警報回路３６において検出され、そこから警報信号ＡＬが出力される。これによ り、ハンド部１２の位置決め不良による搬送事故が起こる前に異常を検出するこ とができる。このような異常は、例えば再ティーチングを行うことによって解消 することができる。

【００２４】 なお、上記ロボット本体２はアームが二つの場合の例であるが、アームは三つ 以上でも良く、その場合は、各アームを接続する中間の各アーム駆動軸に上記の ような絶対値エンコーダ２４をそれぞれ設ければ良い。またその場合は、例えば 上記のような警報回路３６を各絶対値エンコーダ２４に対してそれぞれ設けても 良いし、あるいは一つの警報回路３６を何らかの手段を講じて共用するようにし ても良い。

【００２５】 また、上記警報回路３６中の、ティーチング後の絶対値エンコーダ２４からの 角度データを記憶する記憶回路４０は、同角度データをリアルタイムで比較回路 ４２に取り込む等すれば、省略することも可能である。

【００２６】 また、上記のような警報回路３６は、必ずしもロボット制御装置３０ａ内に含 める必要はなく、それとは別の個所に設けても良い。

【００２７】 また、上記プーリ１４、１６およびベルト１８以外の手段、例えばチェーンや ギャ等の手段を用いて、各アーム駆動軸間を上記のような減速比で連結する動力 伝達手段を構成しても良い。

【００２８】

【考案の効果】

以上のようにこの考案によれば、上記のような絶対値エンコーダおよび警報回 路を設けたので、中間の関節でのアームの角度ずれを検出することができ、これ によって、ハンド部の位置決め不良による搬送事故が起こる前に異常を検出する ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この考案の一実施例に係る試料搬送ロボット
を示す概略構成図である。

【図２】 図１中のロボット制御装置の構成例を示すブ
ロック図である。

【図３】 従来の試料搬送ロボットの一例を示す概略構
成図である。

【符号の説明】

２ ロボット本体 ４，６ アーム駆動軸 ８，１０ アーム １２ ハンド部 １８ ベルト ２０ モータ ２４ 絶対値エンコーダ ３０ａ ロボット制御装置 ３６ 警報回路 ４２ 比較回路

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｇ２１Ｋ 5/10 Ｚ 8707−2Ｇ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のアーム、複数のアーム駆動軸およ
   び各アーム駆動軸間で動力を伝達する動力伝達手段を有
   していて、基のアーム駆動軸をモータで回転させること
   により、先のアームの先端部に設けられた試料保持用の
   ハンド部を並進動作させるロボット本体と、このロボッ
   ト本体を制御するロボット制御装置とを備える試料搬送
   ロボットにおいて、前記ロボット本体のモータによって
   駆動される基のアーム駆動軸とハンド部との中間にある
   全てのアーム駆動軸に、そこで交わる二つのアーム間の
   角度の絶対値をコード化して出力する絶対値エンコーダ
   をそれぞれ設け、更に、ティーチング時に収集した前記
   各絶対値エンコーダの出力と、ティーチング後の前記各
   絶対値エンコーダの出力とをそれぞれ比較し、両者の差
   が設定値以上になった場合に警報信号を出力する警報回
   路を設けたことを特徴とする試料搬送ロボット。