JPH11179692A - 産業用ロボットのハンド異常検出装置及びハンド異常検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハンド１に、複数のウエハＷ，Ｗ，…をそれ
ぞれ同時に把持する複数の把持部４，４，…が互いに間
隔をあけて並設されたロボットに対し、そのハンド１の
各把持部４の変形を検出して、ウエハＷを確実に把持す
るとともに、把持部４のカセットＣ等との干渉を防いで
ウエハＷや把持部４等の破損、発塵を防止する。 【解決手段】 予めハンド１の移動範囲内の基準位置に
対応して光センサ４０を配置固定し、ハンド１を基準位
置に位置付けた状態で最下端把持部４が光センサ４０の
真横位置に存在していることを光センサ４０で検出す
る。以後、ハンド１を基準位置から複数の把持部４，
４，…の間隔と同じ距離ΔＺだけ順に下側に変位させ
て、光センサ４０により他の把持部４，４，…の有無を
検出する。変形の把持部４は正確に光センサ４０の真横
位置に存在せず、光センサ４０の出力異常になるので、
それを把持部４の変形と検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークをハンドで
把持する産業用ロボットにおいて、そのハンドのワーク
把持部の異常状態を検出するハンド異常検出装置及びハ
ンド異常検出方法に関する技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ウエハを把持して搬送するウ
エハ搬送装置として、例えば特開平２―３０７２４１号
公報に示されるように、ウエハ処理装置間を移動するロ
ボットのハンドに各々ウエハを把持する複数の把持部を
並設し、これら複数の把持部にそれぞれ複数のウエハを
同時に把持して搬送するようにしたものが知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に薄板状のウエハをロボットハンドの把持部で把持する
場合、そのウエハが軽量であるので、それに対応して把
持部も強度の低いものが用いられているが、この低強度
の把持部は、ウエハの把持時やハンドの交換時等に発生
する振動や衝撃等に起因して変形することがある。そし
て、この把持部の変形が生じると、例えばウエハを把持
するために、そのウエハに対応する位置に正確にロボッ
トハンドを移動させても、実際の把持部はウエハの位置
からずれることとなり、そのウエハを確実に把持するこ
とができない。そればかりか、把持部がウエハやその収
納のためのカセット等と干渉して、ウエハや把持部等の
破損、或いは発塵を招くという問題がある。

【０００４】特に、上記従来例のように、複数の把持部
がハンドに並設されている場合、その複数の把持部が１
つでも変形すると、他の把持部が正常でも変形による干
渉の影響が生じるのは避けられない。

【０００５】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、上記のようなウエハ等のワークをハン
ドで把持する産業用ロボットに対し、そのハンドの把持
部の変形異常を正確に検出できるようにして、ワークを
確実に把持するとともに、未然に把持部の他の構造物と
の干渉を防いでワークや把持部等の破損、発塵を防止し
得るようにすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、予めロボットのハンドの移動範囲
に基準位置を設定して、その基準位置に対応して検出手
段を配置固定しておき、ハンドを基準位置に位置付けた
状態で把持部が検出手段によりその位置に存在している
かどうかを検出するようにした。

【０００７】具体的には、請求項１の発明は、ワークを
把持部にて把持するハンドを有する産業用ロボットの上
記把持部の異常状態を検出するようにしたハンド異常検
出装置であり、上記ロボットの作業空間に含まれる所定
の基準位置に対応して配置され、ハンドが該基準位置に
位置付けられたときに上記把持部の所定部位を検出する
検出手段と、この検出手段の出力に基づいて上記把持部
の異常状態を判定する異常判定手段とを設ける。

【０００８】上記の構成により、ロボットのハンドがロ
ボットの作業空間に含まれる基準位置に位置付けられ、
その状態でハンドの把持部の所定部位が検出手段によっ
て検出され、異常判定手段では、この検出手段の出力に
基づいて上記把持部の異常状態が判定される。すなわ
ち、上記検出手段はハンドの基準位置に対応した位置に
配置されているので、ハンドが基準位置にある状態で、
その把持部の変形がないときには、検出手段によって把
持部の所定部位が検出されるが、把持部が変形している
と、その所定部位の位置ずれにより、ハンドが基準位置
にあるにも拘らず、把持部の所定部位は検出手段によっ
て検出されない。このような検出手段の出力に基づいて
ハンドの把持部の変形異常状態の有無を判定し、その変
形異常を回避できるようになり、ワークを確実に把持で
きるとともに、把持部の変形に伴う他の構造物との干渉
を防いでワークや把持部等の破損或いは発塵を未然に防
止することができる。

【０００９】請求項２の発明では、ハンドに複数の把持
部を互いに所定間隔をあけて並設する。また、検出手段
は、ハンドが基準位置にあるときに上記複数の把持部の
うちの１つの把持部の所定部位を検出可能な位置に配置
する。そして、異常判定手段は、ハンドを基準位置から
複数の把持部がそれぞれ検出手段の位置を通るように把
持部の並列方向に沿って該把持部の間隔に関連する所定
距離だけ順に変位させたときに、検出手段による各把持
部の所定部位の検出の有無に基づいて各把持部の異常状
態を判定するものとする。

【００１０】このことで、ハンドが基準位置から複数の
把持部の間隔に関連する所定距離だけ順に把持部の並列
方向に沿って変位すると、その変位の都度、検出手段の
位置に位置付けられた把持部を検出手段が検出したかど
うかが判定される。そして、検出手段の位置にある把持
部が変形していないときには、その把持部の所定部位を
検出手段が検出するので、把持部の変形異常がない正常
状態と判定されるが、把持部の変形があると、その把持
部の所定部位を検出手段が検出せず、この状態を把持部
の変形異常状態と判定する。こうすると、１つの検出手
段を用いて、複数の把持部のいずれか又は全体の変形異
常を確実に検出して、その変形に伴う不具合を防止する
ことができる。

【００１１】請求項３の発明では、上記請求項２の発明
と同様に、ハンドに複数の把持部を互いに所定間隔をあ
けて並設する。また、検出手段は、ハンドが基準位置に
あるときに上記複数の把持部のうちの並列方向端部にあ
る１つの把持部の所定部位を検出可能な位置に配置す
る。そして、異常判定手段は、ハンドを基準位置側方の
開始位置から複数の把持部がそれぞれ検出手段の位置を
通るように把持部の並列方向に沿って変位させたとき
に、検出手段が各把持部の所定部位を検出する毎のハン
ドの変位量をその許容値と比較して各把持部の異常状態
を判定するものとする。

【００１２】この場合、ハンドが基準位置側方の開始位
置から複数の把持部の並列方向に沿って変位すると、そ
の変位の間、各把持部が検出手段の位置に位置付けられ
て、検出手段が各把持部の所定部位を検出する都度、こ
の検出手段の各把持部の検出毎のハンドの変位量が求め
られ、この変位量が許容値と比較されて各把持部の異常
状態が判定される。そして、検出手段の位置にある把持
部が変形していないときには、その把持部の所定部位を
検出手段が検出するまでのハンドの変位量が許容値にな
るので、把持部の変形異常状態がないと判定されるが、
把持部の変形があると、その把持部の所定部位を検出手
段が検出するまでのハンドの変位量が許容値から変化す
るので、この状態を把持部の変形異常状態と判定する。
従って、この発明でも、上記請求項２の発明と同様の作
用効果が得られる。しかも、ハンドを停止することなく
変位させながら、その各把持部の変形異常を判定するこ
とができる。

【００１３】請求項４の発明では、上記ワークはウエハ
とする。このことで、ウエハを把持する把持部が低強度
の変形し易いものであっても、その変形異常を確実に検
出することができる。

【００１４】請求項５の発明は、複数のワークをそれぞ
れ互いに所定間隔をあけて設けられた把持部にて把持す
るハンドを有する産業用ロボットの上記把持部の異常状
態を検出するハンド異常検出方法であり、予め、上記ロ
ボットの作業空間に含まれる所定の基準位置に検出手段
を上記複数の把持部のうちの１つの把持部の所定部位を
検出可能に配置しておく。そして、ハンドを上記基準位
置から複数の把持部がそれぞれ検出手段の位置を通るよ
うに把持部の並列方向に沿って該把持部の間隔に関連す
る所定距離だけ順に変位させて、検出手段による各把持
部の所定部位の検出の有無に基づいて各把持部の異常状
態を判定することを特徴としている。このことで、上記
請求項２の発明と同様の作用効果が得られる。

【００１５】また、請求項６の発明は、請求項５の発明
と同様に、複数のワークをそれぞれ互いに所定間隔をあ
けて設けられた把持部にて把持するハンドを有する産業
用ロボットの上記把持部の異常状態を検出するハンド異
常検出方法である。

【００１６】そして、予め、上記ロボットの作業空間に
含まれる所定の基準位置に検出手段を上記複数の把持部
のうちの並列方向端部にある１つの把持部の所定部位を
検出可能に配置しておき、ハンドを上記基準位置側方の
開始位置から複数の把持部がそれぞれ検出手段の位置を
通るように把持部の並列方向に沿って変位させて、検出
手段が各把持部の所定部位を検出する毎のハンドの変位
量をその許容値と比較して各把持部の異常状態を判定す
ることを特徴とする。この発明でも上記請求項３の発明
と同様の作用効果を奏することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】（実施形態１）図１及び図２は本
発明の実施形態１を示し、Ｃは図で右側が開口とされた
横断面略Ｃ字状のウエハ収容用カセットで、このカセッ
トＣ内には、同じ径及び厚さを有する薄い円板形状の複
数枚（例えば２５枚）のワークとしてのウエハＷ，Ｗ，
…が水平状態に段積みされて収容され、これら複数のウ
エハＷ，Ｗ，…はそれぞれカセットＣ内の奥部及び左右
側壁面に高さを対応して突設した支持部Ｃ１，Ｃ１，…
によって上下方向に一定間隔（例えば１０ｍｍ）をあけ
て支持されている。

【００１８】１は、上記カセットＣ内に収容されている
ウエハＷ，Ｗ，…をクリーンルームで取り出して搬送す
るロボット（図示せず）のアーム先端に設けられるウエ
ハ搬送用ハンドであって、このハンド１は、ロボットの
作動に伴い水平面内で互いに直交するＸ方向及びＹ方向
と、これら両方向に直交する垂直方向であるＺ方向とに
移動する。

【００１９】上記ハンド１は、ロボットアームに連結さ
れるハンド本体２と、このハンド本体２に該ハンド本体
２の進退方向と直交する方向である上下方向に一定間隔
（上記カセットＣ内のウエハＷ，Ｗ，…の支持間隔と同
じ例えば１０ｍｍ）をあけて並んで設けられ、後述の固
定爪７，７及び可動爪２２を上記各ウエハＷの外周縁部
の間隔をあけた位置に係合させて該ウエハＷをそれぞれ
把持する複数の把持部４，４，…とを備えている。

【００２０】上記複数の把持部４，４，…は互いに同じ
構成のもので、いずれも、基端部がハンド本体２に固定
されかつ中央に軽量化のための開口５ａを有する薄板状
の支持板５を有する。この各支持板５先端部の左右両側
にはそれぞれ２つの固定爪７，７が取り付けられ、この
各固定爪７は、上側溝面が下側溝面よりも短くて略後側
に開放された断面Ｖ字状の係合溝８を有しており、この
両固定爪７，７によりその各係合溝８にて各ウエハＷの
カセット内奥側の左右両側外周縁部を係合するようにし
ている。また、各支持板５の基端寄りの左右両側には各
ウエハＷのカセット開口側の外周縁部を載置する左右１
対の載置板１０，１０が取り付けられている。

【００２１】一方、ハンド本体２の左右中央部には、そ
のハンド本体２から上記支持板５，５，…の基端寄りの
左右中央部に亘って上下方向に貫通する開口部１２が形
成され、この開口部１２内には中央に開口を有する矩形
枠状の移動体１４がハンド１の進退方向（前後方向）に
沿って相対移動可能に配置支持されている。この移動体
１４は、ハンド本体２に取付固定したアクチュエータと
しての前後方向に延びるシリンダ１５のピストンロッド
１５ａに対し、左右方向に延びる連結板１６及び前後方
向に延びる連結ロッド１７を介して連結支持されてお
り、シリンダ１５の伸縮作動により移動体１４をハンド
本体２に対し相対的に前後移動させ、シリンダ１５の収
縮作動により移動体１４を前進させる一方、シリンダ１
５の伸長作動により移動体１４を後退させるようにして
いる。

【００２２】上記移動体１４の左側の縦枠部には上記各
支持板５に対応した位置に、それぞれ前後１対の板ばね
１９，１９の基端部が取付固定されている。これら両板
ばね１９，１９は移動体１４の右側の縦枠部に向かって
互いに平行に水平に延び、その先端部には移動体１４内
の開口の左右中央に位置する矩形板状の可動爪支持体２
０が取付固定されている。この各可動爪支持体２０の先
端部（前端部）上面には凹形ローラからなる１つの可動
爪２２が上下方向に延びる支持軸２１によって回転可能
に支持されている。すなわち、上記可動爪２２は移動体
１４に対し板ばね１９，１９によってハンド１の進退方
向に相対移動可能に支持されている。また、この凹形ロ
ーラからなる可動爪２２の外周面全体には、上記固定爪
７の係合溝８と同じ高さ位置に位置しかつ上側溝面が下
側溝面よりも短い断面Ｖ字状の凹溝２３が形成されてお
り、この可動爪２２によりその外周面の凹溝２３にて各
ウエハＷのカセット開口側の外周縁部を係合するように
している。

【００２３】また、上記移動体１４の上側横枠部後面に
は下方に発光する発光部２５がブラケット２６を介し
て、一方、移動体１４の下側横枠部後面には上記発光部
２５からの光が入射される受光部２７がブラケット２８
を介してそれぞれ取付固定され、発光部２５から受光部
２７に至る光路Ｌは、上記各可動爪支持体２０の真後ろ
の位置を通るように設定されており、上記各把持部４に
固定爪７，７及び可動爪２２によってウエハＷをそれぞ
れ把持した場合、そのウエハＷの把持状態が悪くてウエ
ハＷの外周縁部が固定爪７の係合溝８及び可動爪２２の
凹溝２３にそれぞれ正確に係合されず、それに伴って可
動爪２２及び可動爪支持体２０が通常の位置よりも後側
に後退変位したとき、発光部２５から受光部２７に入射
される光が上記後退変位した可動爪支持体２０の後端部
によって遮断されると、そのことをいずれかのウエハＷ
の把持不良として検出し、この検出信号によりロボット
の搬送動作を停止したり、ウエハＷの把持不良の警告を
行ったりするようにしている。

【００２４】さらに、上記ハンド本体２上端部の左右両
側にはそれぞれ左右の上側支持部３１，３１（図１に一
方のみを示す）が固定され、これら左右の上側支持部３
１，３１は上記最上段の把持部４の上側位置を前側に延
びている。一方、ハンド本体２下端部の左右両側には同
様にそれぞれ左右の下側支持部３２，３２が固定され、
これら下側支持部３２，３２は最下段の把持部４の下側
位置を前側に延びている。さらに、上記左右に対応する
上下両側の支持部３１，３２，３１，３２の先端部（前
端部）間には、それぞれ各把持部４の支持板５の左右両
側を上下方向（ハンド１の進退方向と直交する方向）に
延びる押え棒３４，３４が掛け渡されている。この左右
の各押え棒３４は、上下の支持部３１，３２の先端部に
対し回転可能に軸支された１本の棒状ローラからなる。
そして、ハンド１を前進移動させて各把持部４をカセッ
トＣ内における各ウエハＷの下側空間に挿入した際、そ
の各把持部４における支持板５先端部の左右の固定爪
７，７がウエハＷのカセット内奥側の外周縁部よりも少
しカセットＣの内奥側に移動したときに、左右の押え棒
３４，３４により複数のウエハＷ，Ｗ，…の各カセット
開口側の外周縁部を押圧して複数のウエハＷ，Ｗ，…を
同時に、カセットＣの内奥面に向けて移動させるように
なっている。尚、予めカセットＣの内奥面に対して所定
の許容収容位置に存在するウエハＷについては、押え棒
３４，３４により移動はしない。また、カセットＣの内
奥部にはウエハＷの外周縁部が当接した状態でも、その
左右両側に固定爪７，７を収容可能なスペースが設けら
れている。

【００２５】本発明の特徴として、予め、ロボットの動
作のティーチングにより上記ロボットの作業空間に含ま
れる、座標（Ｘ0 ，Ｙ0 ，Ｚ0 ）を有する所定の基準位
置が設定されている。すなわち、この実施形態では、ハ
ンド１がウエハＷ，Ｗ，…を把持するためにカセットＣ
内に挿入される直前の位置（図１及び図２に示す位置）
が基準位置とされており、このハンド１の基準位置に対
応して検出手段としての光センサ４０が配置固定されて
いる。すなわち、この光センサ４０は、ハンド１が基準
位置に位置付けられたときにハンド１の複数の把持部
４，４，…のうちの１つである最下端の把持部４の所定
部位を検出可能な位置、具体的には上記基準位置にある
ハンド１の変形していない最下端の把持部４における支
持板５の先端部左端面に近接して配置されている。この
光センサ４０は、例えば水平方向（上下方向でもよい）
に並べられて組み合わせられた発光部４１及び受光部４
２を備えており、ハンド１が基準位置に位置付けられた
ときに、そのハンド１の最下端の把持部４における支持
板５の先端部に向けて発光部４１が光を出し、その支持
板５の左端面で反射した反射光を受光部４２が受光する
ことにより、その光センサ４０の位置に最下端の把持部
４の支持板５が存在しているかどうかを検出し、その支
持板５の存在により光センサ４０の出力を正常とすると
ともに、その後、ハンド１を上記基準位置から複数の把
持部４，４，…の間隔に対応する所定距離ΔＺだけそれ
ぞれ順にＺ方向下向きに変位させる毎に、同様にして残
りの把持部４，４，…の各支持板５をそれぞれ検出する
ようにしている。

【００２６】上記光センサ４０の出力信号は、ロボット
の作動制御を行う制御装置（図示せず）に入力されてい
る。この制御装置において、各把持部４の変形異常を判
定するための処理動作について図３により詳細に説明す
る。この処理動作は、例えばロボットの電源をＯＮ状態
にしたとき等に実行されるもので、まず、ステップＳ１
でロボットのハンド１を座標（Ｘ0 ，Ｙ0 ，Ｚ0 ）の基
準位置に位置決めする。このことで、ハンド１における
最下端の把持部４の支持板５が光センサ４０の真横位置
に位置付けられる。この状態でステップＳ２において、
光センサ４０の出力が正常かどうかを判定する。この判
定が「センサ出力異常」のＮＯのときには、上記最下端
の把持部４が変形しているために、光センサ４０の発光
部４１から発光された光が把持部４の支持板５に反射さ
れた後に受光部４２に入射されていない状態であると見
做し、そのままステップＳ９に進んでロボットの作動を
停止させるとともに、把持部４の変形異常状態を表すエ
ラーを所定の表示部（図示せず）により表示させる。

【００２７】一方、上記ステップＳ２で「センサ出力正
常」のＹＥＳと判定されると、最下端の把持部４は変形
しておらず、光センサ４０の発光部４１から発光された
光が把持部４の支持板５に反射された後に受光部４２に
入射される正常状態であると見做し、ステップＳ３に進
んでロボットによるハンド１の上下方向の座標Ｚi の係
数ｉをｉ＝１に設定し、次のステップＳ４において、上
記ハンド１の上下方向の座標Ｚi をＺi ＝Ｚi-1 ＋ΔＺ
に設定した後、ステップＳ５でハンド１を座標（Ｘ0 ，
Ｙ0 ，Ｚi ）の位置に位置決めする。すなわち、このこ
とで、ハンド１は上記基準位置から把持部４，４，…の
間隔に対応する距離ΔＺだけ下側に移動し、上記最下端
の把持部４の支持板５が光センサ４０の真横位置から下
側にずれ、その代わり、最下端から２番目の把持部４の
支持板５が光センサ４０の真横位置に位置付けられる。
この後、ステップＳ６に進んで、上記ステップＳ２と同
様に、光センサ４０の出力が正常かどうかを判定し、こ
の判定が「センサ出力異常」のＮＯのときには、上記と
同様に、最下端から２番目の把持部４が変形していて、
光センサ４０の発光部４１から発光された光が把持部４
の支持板５に反射された後に受光部４２に入射されてい
ない状態であると見做し、そのまま上記ステップＳ９に
進む。

【００２８】また、ステップＳ６の判定がＹＥＳのとき
には、最下端から２番目の把持部４は変形していない正
常状態と見做し、ステップＳ７に進んでハンド１の上下
方向の座標Ｚi の係数ｉをｉ＝ｉ＋１に更新し、次のス
テップＳ８において、上記係数ｉが把持部４の数に対応
する所定値（例えば把持部４の総数が２５のときにはｉ
＝２４）以上に達したかどうかを判定し、この判定が
「ｉ＜所定値」のＮＯのときには、上記ステップＳ４に
戻ってステップＳ４〜Ｓ８を繰り返す。すなわち、最下
端から３番目から最上端までの把持部４，４，…の各々
の変形による光センサ４０の出力異常の有無をそれぞれ
検出する。そして、こうして全ての把持部４，４，…に
ついて変形の検出が終了すると、上記ステップＳ８の判
定がＹＥＳになるので、処理動作が終了する。

【００２９】この実施形態では、以上のステップＳ１〜
Ｓ９により、光センサ４０の出力に基づいてハンド１に
おける各把持部４の異常状態を判定する異常判定手段５
０が構成され、この異常判定手段５０は、ハンド１を基
準位置から複数の把持部４，４，…がそれぞれ光センサ
４０の位置を通るように把持部４，４，…の並んだＺ方
向に沿って下向きに該把持部４，４，…の間隔に対応す
る所定距離ΔＺだけ順に変位させたときに、光センサ４
０による各把持部４の支持板５先端部の検出の有無に基
づいて各把持部４の異常状態を判定するものとされてい
る。

【００３０】次に、上記実施形態の作動について説明す
る。ロボットの作動開始のために電源をＯＮ状態にする
と、そのハンド１の各把持部４の変形の有無がチェック
される。すなわち、まず、ロボットのハンド１が基準位
置（Ｘ0 ，Ｙ0 ，Ｚ0 ）に位置付けられ、そのハンド１
における最下端の把持部４の支持板５が光センサ４０の
真横位置に移動し、この状態で光センサ４０の出力が正
常状態かどうかが判定される。この光センサ４０の出力
が正常状態であると、光センサ４０の発光部４１から発
せられた光が把持部４の支持板５先端部側面で反射され
た後に受光部４２に入射されているので、上記最下端の
把持部４は変形のない状態と判定される。この後、ハン
ド１が上記基準位置から把持部４，４，…間の間隔に対
応する距離ΔＺだけ下側に移動し、この移動により上記
最下端の把持部４の支持板５に代えて、最下端から２番
目の把持部４の支持板５が光センサ４０の真横位置に位
置付けられる。この把持部４についても上記と同様にし
て光センサ４０の出力が正常状態かどうかが判定され
る。以後、同様にして、ハンド１が把持部４，４，…の
間隔に対応する距離ΔＺずつ下方に移動されながら、各
把持部４の変形異常の判定が繰り返される。そして、こ
の間、光センサ４０の出力が異常状態であると、光セン
サ４０の発光部４１からの光が把持部４の支持板５で反
射された後に受光部４２に入射されていない状態である
ので、その把持部４は変形していると判定され、直ちに
ロボットの作動が停止するとともに、その把持部４の変
形異常状態を表すエラー表示が行われる。

【００３１】一方、ハンド１における全ての把持部４，
４，…について光センサ４０の出力が正常であると、そ
れら把持部４，４，…はいずれも変形異常状態にないの
で、ハンド１の各把持部４の変形の有無のチェックが終
了し、ロボットは通常の動作を開始する。

【００３２】上記ロボットの通常の動作として、例えば
カセットＣ内に収容されている複数のウエハＷ，Ｗ，…
をロボットのハンド１により把持して取り出し搬送する
場合を例示すると、まず、ハンド本体２のシリンダ１５
が伸長作動して移動体１４がハンド本体２に対し相対的
に後退し、この移動体１４に板ばね１９，１９によって
弾性支持されている各可動爪２２も後退する。この状態
では、各把持部４における可動爪２２が支持板５先端部
の固定爪７，７から離れて、これら固定爪７，７及び可
動爪２２は各々の間に各ウエハＷを嵌挿配置可能な開い
た状態とされている。

【００３３】この後、ハンド１が前進して、その各把持
部４がそれに対応するカセットＣ内の各ウエハＷの下側
空間に挿入される。そのとき、ハンド１は、各把持部４
における支持板５先端部の左右固定爪７，７がウエハＷ
のカセット内奥側の外周縁部よりも少しカセットＣの内
奥側に移動するまで前進する。このようなハンド１の前
進に伴い、そのハンド本体２に支持されている左右の押
え棒３４，３４が各ウエハＷのカセット開口側の外周縁
部を左右２か所で押圧し、この押え棒３４の押圧によっ
て各ウエハＷがカセットＣの内奥面に対する所定の許容
収容位置まで移動する。このことで、カセットＣ内でウ
エハＷ，Ｗ，…の当初の収容位置がばらついていても、
そのウエハＷ，Ｗ，…はいずれも上記押え棒３４，３４
の押圧移動により、常にカセットＣの内奥面に対して所
定の許容収容位置に位置付けられる。

【００３４】次いで、ハンド１が若干後退して、各把持
部４の開き状態にある固定爪７，７及び可動爪２２間に
それぞれウエハＷが位置付けられる。この状態から、ハ
ンド１が若干上昇して、各ウエハＷがカセットＣの各支
持部Ｃ１から持ち上げられる。この状態では、左右の固
定爪７，７の係合溝８，８の下側溝面上に各ウエハＷの
カセット内奥側の左右外周縁部が、また可動爪２２の凹
溝２３の下側溝面上に同じウエハＷのカセット開口側の
外周縁部の左右中央部がそれぞれ載置され、さらに、各
支持板５の基端側寄りの左右両側に取り付けた載置板１
０，１０上にウエハＷのカセット開口側の左右外周縁部
が載置される。

【００３５】この後、ハンド１がカセットＣに対し若干
後退した後、上記シリンダ１５が収縮作動して移動体１
４がハンド本体２に対し相対的に前進し、この移動体１
４に弾性支持された各可動爪２２が前方向に移動する。
このことで、可動爪２２が支持板５先端部の固定爪７，
７に近付いて固定爪７，７及び可動爪２２間が閉じ、こ
れら各爪７，７，２２間に各ウエハＷがその外周縁部を
固定爪７の係合溝８及び可動爪２２の凹溝２３の各溝底
部に係合した状態で把持される。この把持状態では、各
可動爪２２を弾性支持している板ばね１９，１９が後側
に撓んで、そのばね力によって可動爪２２が前側に付勢
された状態となり、この付勢力によってウエハＷが固定
爪７，７側に押し付けられて把持される。

【００３６】こうして複数のウエハＷ，Ｗ，…をそれぞ
れ対応する把持部４，４，…によって把持した後、ハン
ド１が後退移動し、複数のウエハＷ，Ｗ，…が把持部
４，４，…により把持された状態でカセットＣ内から取
り出され、しかる後に他の所定工程に搬送される。

【００３７】したがって、この実施形態では、予め、ロ
ボットの作動開始時に、ハンド１の全ての把持部４，
４，…の変形異常の有無が判定され、その各々の変形が
ない状態にのみロボットが通常の動作を行うので、上記
のように把持部４，４，…によりそれぞれウエハＷ，
Ｗ，…を把持して搬送する場合に、ウエハＷ，Ｗ，…を
確実にロボットに把持して搬送することができる。しか
も、各把持部４の変形に伴うカセットＣ等との干渉を防
いでウエハＷ，Ｗ，…や把持部４等の破損或いは発塵を
未然に防止することができる。

【００３８】尚、上記実施形態では、光センサ４０を、
ハンド１の基準位置でその最下端の把持部４の支持板５
先端部の真横位置に配置固定しているが、これに代え
て、最上端の把持部４或いは上下中間の把持部４の各支
持板５の真横位置に光センサ４０を配置することもでき
る。そのとき、ハンド１の基準位置からの動作は異な
り、例えば最上端の把持部４の真横位置に光センサ４０
を配置したときには、ハンド１は基準位置から順に上昇
しながら、各把持部４の変形の有無が判定される。

【００３９】また、上記実施形態では、ハンド１を基準
位置から移動させながら、その複数の把持部４，４，…
について１つずつ光センサ４０により検出するようにし
ているが、複数の把持部４，４，…を１つ置き又は複数
置きに検出するようにしてもよい。その場合、ハンド１
を上記検出する把持部４，４，…の間隔に対応する距離
だけ順に下降移動させながら、光センサ４０の出力異常
の有無を判定すればよい。また、ハンド１を基準位置か
ら移動させず、その基準位置で１つの把持部４のみの変
形を検出するようにすることもできる。

【００４０】また、上記各実施形態では、複数のウエハ
Ｗ，Ｗ，…をそれぞれハンド１の把持部４，４，…に一
挙に把持する場合について説明しているが、本発明は、
ハンドが１つの把持部を有していて、その把持部により
１枚のウエハを把持する場合にも適用することができ
る。また、ハンド１の基準位置は、上記実施形態のよう
にカセットＣの前側位置に限定されず、ロボットの作業
空間内であればどこでもよい。

【００４１】（実施形態２）図４及び図５は本発明の実
施形態２を示し（尚、図１〜図３と同じ部分については
同じ符号を付してその詳細な説明は省略する）、上記実
施形態１では、ハンド１を把持部４，４，…間の間隔に
対応する距離ΔＺだけＺ方向下向きに変位させたときの
光センサ４０の出力異常に基づいて各把持部４の変形を
判定しているのに対し、ハンド１をＺ方向下向きに連続
的に変位させたときに、光センサ４０が各把持部４を検
出する毎のハンド１の変位量を予め設定した許容値と比
較することで、各把持部４の変形異常を判定するように
したものである。

【００４２】すなわち、この実施形態では、光センサ４
０は、上記実施形態１と同様に、ハンド１が基準位置に
あるときに複数の把持部４，４，…のうちの並列方向下
端にある１つの把持部４における支持板５の先端部を検
出可能な位置に配置されている。

【００４３】そして、ロボットの作動制御を行う制御装
置で各把持部４の変形異常を判定するための処理動作は
図５に示すように実行される。まず、ステップＴ１でロ
ボットのハンド１を、座標（Ｘ0 ，Ｙ0 ，Ｚ0 ）の基準
位置よりもＺ方向上側に所定距離（Ｚ0 −Ｚ-1）だけ離
れた座標（Ｘ0 ，Ｙ0 ，Ｚ-1）の開始位置に位置決めす
る。次のステップＴ２では、ハンド１を上記開始位置か
らＺ方向下側に下降移動させ、ステップＴ３では光セン
サ４０から出力があったかどうかを判定する。この判定
が「センサ出力なし」のＮＯのときにはステップＴ２，
Ｔ３を繰り返すが、判定が「センサ出力有り」のＹＥＳ
になると、ステップＴ４に進んでそのセンサ４０出力時
のハンド１のＺ方向座標により上記開始位置からのハン
ド１の実際の変位量ΔＺ0 を取り込み、次のステップＴ
５で上記変位量ΔＺ0 が、予め上記開始位置及び基準位
置に対応して設定されている、所定距離（Ｚ0 −Ｚ-1）
に対応する許容値の範囲にあるか否かを判定する。この
判定が「ΔＺ0 ≠許容値」のＮＯのときには、本来はハ
ンド１が開始位置からＺ方向下側に所定距離（Ｚ0−Ｚ-
1）だけ下降移動して基準位置に位置付けられるべきで
あるにも拘らず、実際の変位量ΔＺ0 が許容値にないの
で、それは最下端の把持部４の支持板５が変形している
ためであると見做し、そのままステップＴ１３に進んで
ロボットの作動を停止させるとともに、把持部４の変形
異常状態を表すエラーを表示部により表示させる。

【００４４】上記ステップＴ５で「ΔＺ0 ＝許容値」の
ＹＥＳと判定されると、最下端の把持部４は変形してい
なくて、その支持板５の先端部が光センサ４０の真横位
置に位置付けられている正常状態であると見做し、ステ
ップＴ６に進んでロボットによるハンド１の上下方向の
座標Ｚj の係数ｊをｊ＝１に設定し、次のステップＴ７
において、上記ハンド１を引き続きＺ方向下側に下降移
動させる。この後、ステップＴ８において、上記ステッ
プＴ３と同様に光センサ４０の出力の有無を判定し、こ
の判定が「センサ出力なし」のＮＯのときにはステップ
Ｔ６〜Ｔ８を繰り返すが、判定が「センサ出力有り」の
ＹＥＳになると、ステップＴ１０に進んでセンサ４０出
力時のハンド１のＺ方向座標によりハンド１の上記基準
位置からの実際の変位量ΔＺj （ΔＺ1 ）を取り込み、
次のステップＴ１０で上記変位量ΔＺj が予め上記と同
様に設定されている許容値の範囲にあるか否かを判定す
る。この判定が「ΔＺj ≠許容値」のＮＯのときには、
最下端から２番目の把持部４は変形した異常状態と見做
し、そのまま上記ステップＴ１３に進んでロボットの作
動停止及び把持部４の変形異常状態を表すエラー表示を
行う。

【００４５】そして、上記ステップＴ１０の判定が「Δ
Ｚj ＝許容値」のＹＥＳであるときには、最下端から２
番目の把持部４は変形していない正常状態と見做し、ス
テップＴ１１に進んでハンド１の上下方向の座標Ｚj の
係数ｊをｊ＝ｊ＋１に更新し、次のステップＴ１２にお
いて、上記係数ｊが把持部４の数に対応する所定値以上
に達したかどうかを判定し、この判定が「ｊ＜所定値」
のＮＯのときには、上記ステップＴ７に戻ってステップ
Ｔ７〜Ｔ１２を繰り返す。このことで、最下端から数え
て３番目から最上端までの把持部４，４，…の各々につ
いて、光センサ４０の検出時のハンド１の変位量ΔＺj
とその許容値との比較をそれぞれ行う。そして、こうし
て全ての把持部４，４，…についてハンド１の変位量Δ
Ｚj とその許容値との比較が終了すると、ステップＴ１
２の判定がＹＥＳになるので、処理動作を終了する。

【００４６】この実施形態では、以上のステップＴ１〜
Ｔ１３により異常判定手段５０が構成され、この異常判
定手段５０は、ハンド１を基準位置上方の開始位置から
複数の把持部４，４，がそれぞれ光センサ４０の位置を
通るように把持部４，４，…の並んだＺ方向に沿って下
向きに変位させたときに、光センサ４０が各把持部４の
所定部位を検出する毎のハンド１の変位量ΔＺj をその
許容値と比較して各把持部４の異常状態を判定するもの
とされている。

【００４７】したがって、この実施形態の場合、図４に
示すように、ロボットのハンド１が基準位置上方の開始
位置から複数の把持部４，４，…の並んだＺ方向に沿っ
て連続して下降変位し、その変位の間、上記複数の把持
部４，４，…の各々が光センサ４０の位置に位置付けら
れると、その都度、光センサ４０が各把持部４における
支持板５の先端部を検出する。そして、この光センサ４
０の検出毎にハンド１の変位量ΔＺj が求められ、この
変位量ΔＺj が予め各把持部４毎に設定された許容値と
比較されて各把持部４の変形異常状態が判定される（図
４中、ｄは各把持部４における支持板５先端部の厚さで
ある）。

【００４８】すなわち、把持部４が変形していないとき
には、その把持部４の支持板５先端部を光センサ４０が
検出するまでのハンド１の変位量ΔＺj が許容値に収ま
り、把持部４は変形のない正常状態と判定される。一
方、把持部４の変形があると、その把持部４の支持板５
先端部を光センサ４０が検出するまでのハンド１の変位
量ΔＺj が許容値を越えて変化するので、この状態が把
持部４の変形異常状態と判定される。よって、この実施
形態においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏す
ることができる上、ハンド１を停止することなく下降変
位させながら各把持部４の変形異常を判定でき、把持部
４の変形異常の判定を迅速に行ってロボットの作業性を
向上させることができる。

【００４９】尚、上記各実施形態では、発光部４１及び
受光部４２を同じ位置に配置し、把持部４の支持板５側
面での反射光を受光部４２で検出する光センサ４０を用
いているが、これら発光部４１及び受光部４２がハンド
１の各把持部４を間にして水平に対向配置され、把持部
４に変形がないときには、発光部４１からの光が受光部
４２に入射されて出力が正常となるが、把持部４の変形
によって発光部４１からの光の受光部４２への入射が遮
断され、受光部４２の出力が異常になる光センサや、そ
の他の検出手段を用いてもよく、同様にして把持部４の
変形異常を検出することができる。

【００５０】また、把持部４は、上記各実施形態のよう
に支持板５先端部の左右２つの固定爪７，７と、移動体
１４に弾性支持した１つの可動爪２２とを有する構造に
限定されず、固定爪７，７や可動爪２２の数を増減させ
たり、係合構造を変更したりすることもでき、さらには
その他の機構を採用することもできる。また、上記各実
施形態はウエハＷを把持するロボットの場合であるが、
ウエハＷ以外のワークを把持する産業用ロボットであっ
ても本発明を適用することができる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よると、ワークをハンドの把持部で把持する産業用ロボ
ットに対し、予めロボットの作業空間内に基準位置を設
定して、その基準位置に対応して検出手段を配置固定し
ておき、ハンドを基準位置に位置付けた状態で把持部の
所定部位が検出手段の位置に存在しているかどうかを検
出手段によって検出し、その検出手段の出力に基づいて
把持部の異常状態を判定するようにしたことにより、ハ
ンドの把持部の変形の有無を確実に検出して、把持部の
ワーク把持を確保できるとともに、把持部の変形に伴う
他の構造物との干渉を防いでワークや把持部等の破損或
いは発塵の防止化を図ることができる。

【００５２】請求項２又は５の発明では、ハンドの把持
部を互いに所定間隔をあけて並設された複数の把持部と
し、検出手段はハンドの基準位置で上記複数の把持部の
うちの１つの把持部の所定部位を検出可能な位置に配置
し、ハンドを基準位置から複数の把持部の並列方向に把
持部の間隔に関連する所定距離だけ順に変位させて、そ
のときの検出手段による各把持部の所定部位の検出の有
無により把持部の異常状態を判定するようにした。ま
た、請求項３又は６の発明では、ハンドの把持部を互い
に所定間隔をあけて並設された複数の把持部とし、検出
手段はハンドの基準位置で上記複数の把持部のうちの並
列方向端部にある把持部の所定部位を検出可能な位置に
配置し、ハンドを複数の把持部がそれぞれ検出手段の位
置を通るように把持部の並列方向に沿って変位させたと
きに、検出手段が各把持部を検出する毎のハンドの変位
量をその許容値と比較して各把持部の異常状態を判定す
るようにした。従って、これらの発明によると、１つの
検出手段を用いて、複数の把持部のいずれか又は全体の
変形を確実に検出することができる。特に、請求項３又
は６の発明によれば、ハンドを停止せずに変位させて各
把持部の変形異常を判定でき、複数の把持部の変形異常
を迅速に検出してロボットの作業性の向上を図ることが
できる。

【００５３】請求項４の発明によると、ワークはウエハ
としたことにより、そのウエハの把持のための低強度で
変形し易い把持部であっても、その変形を確実に検出し
て有効な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１においてハンドの基準位置
で把持部の支持板先端部を光センサにより検出する状態
を示す平面断面図である。

【図２】ハンドの把持部の支持板先端部を光センサによ
り検出する状態を示す側面断面図である。

【図３】複数の把持部の変形を順に判定するための処理
動作を示すフローチャート図である。

【図４】本発明の実施形態２においてハンドの下降移動
に伴う光センサの出力変化の状態を示す図である。

【図５】本発明の実施形態２を示す図３相当図である。

【符号の説明】

Ｃ カセット Ｗ ウエハ（ワーク） １ ハンド ４ 把持部 ５ 支持板 ７ 固定爪 ２２ 可動爪 ４０ 光センサ（検出手段） ４１ 発光部 ４２ 受光部 ５０ 異常判定手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを把持部にて把持するハンドを有
   する産業用ロボットの上記把持部の異常状態を検出する
   ようにしたハンド異常検出装置であって、 上記ロボットの作業空間に含まれる所定の基準位置に対
   応して配置され、ハンドが上記基準位置に位置付けられ
   たときに上記把持部の所定部位を検出する検出手段と、 上記検出手段の出力に基づいて上記把持部の異常状態を
   判定する異常判定手段とを設けたことを特徴とする産業
   用ロボットのハンド異常検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１の産業用ロボットのハンド異常
   検出装置において、 ハンドに複数の把持部が互いに所定間隔をあけて並設さ
   れ、 検出手段は、ハンドが基準位置にあるときに上記複数の
   把持部のうちの１つの把持部の所定部位を検出可能な位
   置に配置されており、 異常判定手段は、ハンドを基準位置から複数の把持部が
   それぞれ検出手段の位置を通るように把持部の並列方向
   に沿って該把持部の間隔に関連する所定距離だけ順に変
   位させたときに、検出手段による各把持部の所定部位の
   検出の有無に基づいて各把持部の異常状態を判定するも
   のとされていることを特徴とする産業用ロボットのハン
   ド異常検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１の産業用ロボットのハンド異常
   検出装置において、 ハンドに複数の把持部が互いに所定間隔をあけて並設さ
   れ、 検出手段は、ハンドが基準位置にあるときに上記複数の
   把持部のうちの並列方向端部にある１つの把持部の所定
   部位を検出可能な位置に配置されており、 異常判定手段は、ハンドを基準位置側方の開始位置から
   複数の把持部がそれぞれ検出手段の位置を通るように把
   持部の並列方向に沿って変位させたときに、検出手段が
   各把持部の所定部位を検出する毎のハンドの変位量をそ
   の許容値と比較して各把持部の異常状態を判定するもの
   とされていることを特徴とする産業用ロボットのハンド
   異常検出装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかの産業用ロボッ
   トのハンド異常検出装置において、 ワークはウエハであることを特徴とする産業用ロボット
   のハンド異常検出装置。
5. 【請求項５】 複数のワークをそれぞれ互いに所定間隔
   をあけて設けられた把持部にて把持するハンドを有する
   産業用ロボットの上記把持部の異常状態を検出するハン
   ド異常検出方法であって、 予め、上記ロボットの作業空間に含まれる所定の基準位
   置に検出手段を上記複数の把持部のうちの１つの把持部
   の所定部位を検出可能に配置しておき、 ハンドを上記基準位置から複数の把持部がそれぞれ検出
   手段の位置を通るように把持部の並列方向に沿って該把
   持部の間隔に関連する所定距離だけ順に変位させて、検
   出手段による各把持部の所定部位の検出の有無に基づい
   て各把持部の異常状態を判定することを特徴とする産業
   用ロボットのハンド異常検出方法。
6. 【請求項６】 複数のワークをそれぞれ互いに所定間隔
   をあけて設けられた把持部にて把持するハンドを有する
   産業用ロボットの上記把持部の異常状態を検出するハン
   ド異常検出方法であって、 予め、上記ロボットの作業空間に含まれる所定の基準位
   置に検出手段を上記複数の把持部のうちの並列方向端部
   にある１つの把持部の所定部位を検出可能に配置してお
   き、 ハンドを上記基準位置側方の開始位置から複数の把持部
   がそれぞれ検出手段の位置を通るように把持部の並列方
   向に沿って変位させて、検出手段が各把持部の所定部位
   を検出する毎のハンドの変位量をその許容値と比較して
   各把持部の異常状態を判定することを特徴とする産業用
   ロボットのハンド異常検出方法。