KR0160704B1

KR0160704B1 - Safety control method of semiconductor wafer carrying robot

Info

Publication number: KR0160704B1
Application number: KR1019950019825A
Authority: KR
Inventors: 김진기
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1995-07-06
Filing date: 1995-07-06
Publication date: 1999-03-20
Also published as: KR970007553A

Abstract

본 발명은 반도체-웨이퍼(Semiconductor-Wafer) 운반용 로봇(Robot)의 제어방법에 관한 것으로서, 목표위치의 좌표값을 설정하는 제1단계; 팔과 손목의 현재 자세를 감지하는 제2단계; 상기 목표위치에 대하여 현재 위치를 보정하는 제3단계; 상기 목표위치에 대한 각 관절의 위치값을 계산하는 제4단계; 상기 위치값이 소정의 위험영역에 손한지를 확인하난 제5단계; 상기 결합값이 상기 위험영역에 속하지 않으면 관절부를 제어하는 제6의 1단계; 및 상기 위치값이 상기 위험영역에 속하면 손목의 자세를 반전시킨 후 상기 제3단계부터 반복 실행하는 제6의 2단계;를 포함한 것을 그 특징으로 하여, 사전에 위험영역을 추정(Simulation)하여 확인할 필요가 없고, 동작속도를 그대로 유지하면서 전자동으로 위험형역에 대처할 수 있다.The present invention relates to a control method of a semiconductor-wafer transport robot, comprising: a first step of setting a coordinate value of a target position; Detecting a current posture of the arm and the wrist; A third step of correcting a current position with respect to the target position; Calculating a position value of each joint with respect to the target position; A fifth step of checking whether the position value is damaged in a predetermined danger area; A sixth step of controlling the joint part if the combined value does not belong to the dangerous area; And a sixth second step of reversing the posture of the wrist if the position value belongs to the dangerous area, and then repeatedly executing the third step from the third step. There is no need to check, and it is possible to cope with the dangerous area automatically while maintaining the operation speed.

Description

Safety Control Method of Semiconductor-wafer Transport Robot

제1도는 종래의 반도체-웨이퍼 운반용 로봇의 제1 제어방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a flowchart showing a first control method of a conventional semiconductor-wafer transport robot.

제2도는 종래의 반도체-웨이퍼 운반용 로봇의 제2 제어방법을 나타낸 흐름도이다.2 is a flowchart showing a second control method of the conventional semiconductor-wafer transport robot.

제3도는 종래의 반도체-웨이퍼 운반용 로봇의 제3 제어방법을 나타낸 흐름도이다.3 is a flowchart showing a third control method of the conventional semiconductor-wafer transport robot.

제4도는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체-웨이퍼 운반용 로봇의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a control method of a semiconductor-wafer transport robot according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 반도체-웨이퍼(Semiconductor-Wafer) 운반용 로봇(Robot)의 안전 제어방법에 관한 것으로서 특히, 반도체-웨이퍼 운반용 로봇의 위험영역 즉, 웨이퍼를 담고 있는 카세트(Cassette)가 쏟아질 수 있는 영역에서 대처할 수 있는 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a safety control method of a semiconductor-wafer transport robot, and particularly, in a dangerous area of a semiconductor-wafer transport robot, that is, a region in which a cassette containing a wafer can be poured. It relates to a control method that can cope.

반도체-웨이퍼 운반용 로봇은 관절부(Manipulator) 및 이동부(Vehicle)로 구분될 수 있고, 관절부는 여러개의 관절로 이루어진다. 상기 관절부에 적용되는 파라메터들은, 팔(Arm)의 위치, 각 축의 값, 그리고 손목(Wrist)의 위치 등이 있다. 통상적인 반도체-웨이퍼 운반용 로봇의 관절부는 5개의 관절들로 이루어지고; 각 관절마다 한 개의 축(Shaft)을 갖는다. 실제적으로 상기 손목(Wrst)의 위치는, 팔(Arm)의 위치와 각 축의 값의 조합(combination)으로 결정된다. 이에 따라 한 손목의 위치를 결정하는 팔(Arm)의 위치와 각 축의 값은 다양할 수 있다.The semiconductor-wafer transport robot can be divided into a joint part and a moving part, and the joint part is composed of several joints. Parameters applied to the joint part include the position of the arm, the value of each axis, and the position of the wrist. The articulation portion of a conventional semiconductor-wafer transport robot consists of five joints; Each joint has one shaft. In practice, the position of the wrist Wrst is determined by the combination of the position of the arm Arm and the value of each axis. Accordingly, the position of the arm that determines the position of one wrist and the value of each axis may vary.

상기와 같은 메카니즘(Mechanism)을 갖는 반도체-웨이퍼 운반용 로봇은, 기본적으로 팔(Arm) 및 손목(Wrist)의 위치에 따른 위험영역 즉, 웨이퍼를 담고 있는 카세트(Cassette)가 쏟아질 수 있는 영역을 갖고 있다. 즉, 경우에 따라 상기 팔 및 손목의 자세가 불안정하여 상기 팔이 뒤틀리는 위험영역에 도달할 수 있다. 예를 들어, 6축이 수직 다관절 로봇에 있어서, 팔의 이동 경로에 따라 사전의 경로 추정(path simulation)을 통하여 팔 및 손목의 자세가 확인되지 않고 제어되는 경우, 위험영역에 도달할 확률이 크다. 상기 위험영역에 대처하는 종래의 제어방법은, 크게 세가지로 분류될 수 있다.The semiconductor-wafer transport robot having the above mechanism (Mechanism) basically includes a dangerous area according to the position of the arm and wrist, that is, an area in which a cassette containing a wafer can be poured. Have That is, in some cases, the postures of the arms and the wrist may be unstable to reach a dangerous area where the arms are twisted. For example, in a six-axis vertical articulated robot, if the posture of the arm and wrist is controlled without confirmation through a path simulation in advance according to the movement path of the arm, there is a probability of reaching the danger zone. Big. Conventional control methods for coping with the dangerous area can be classified into three types.

제1도는 종래의 반도체-웨이퍼 운반용 로봇의 제1 제어방법을 나타낸 흐름도이다. 도시된 바와 같이 먼저 목표 위치의 좌표값을 설정하고, 관절부의 팔의 자세와 손목의 자세에 따른 현재 위치값을 인식한 후, 소정의 목표위치에 대한 각 관절의 위치값을 계산하기 위하여 역운동 알고리즘(Inverse Kinemetics algorithm)을 이용한다.1 is a flowchart showing a first control method of a conventional semiconductor-wafer transport robot. As shown in the figure, first, the coordinate values of the target position are set, and after recognizing the current position value according to the posture of the arm and the wrist of the joint part, the reverse motion is calculated in order to calculate the position value of each joint with respect to the predetermined target position. Inverse Kinemetics algorithm is used.

상기 계산된 각 관절의 위치값이 이미 추정(simulation)된 위험영역에 속하지 않으면, 그 값에 의거하여 팔의 동작이 제어된다. 만일 상기 위치값이 위험여역에 속하면, 에러 신호(error signal)가 발생됨으로써 시스템이 정지되어 카세트의 쏟아짐을 예방한다. 상기 위험영역은 로봇의 관절부(Manipulator) 양태에 따라 다르다. 6축 운반용 로봇인 경우에는 일반적으로 4축의 관절 위치값이 ±130°의 범위를 벗어나거나, 5축의 관절 위치값이 -120°부터 45°의 범위를 벗어나면 위험영역에 속한다.If the calculated position value of each joint does not belong to the already estimated dangerous area, the motion of the arm is controlled based on the value. If the position value is in the danger zone, an error signal is generated to stop the system and prevent spilling of the cassette. The hazardous area depends on the aspect of the robot's joints. In the case of a 6-axis robot, the joint position of the four axes is generally within the range of ± 130 °, or if the joint position of the five axes is outside the range of -120 ° to 45 °, it is in the danger zone.

제2도는 종래의 반도체-웨이퍼 운반용 로봇의 제2 제어방법을 나타낸 흐름도이다. 도시된 바와 같이 먼저 목표 위치의 좌표값을 설정하고, 관절부의 팔 및 손목의 현재 자세를 인식한 후, 소정의목표위치에 대한 관절부의 목표위치값을 계산한다. 상기 계산된 위치값 즉, 각 관절의 위치값이 이미 추정된 위험영역에 속하지 않으면, 그 값에 의거하여 관절부가 제어된다. 만일 상기 위치값이 위험영역에 속하면, 에러 신호가 발생되어 로봇의 동작 모드가 PTP(Point To Point) 모드에서 CP(Continuous Path)모드로 전환됨으로써 카세트의 쏟아짐을 예방한다.2 is a flowchart showing a second control method of the conventional semiconductor-wafer transport robot. As shown, first, the coordinate values of the target position are set, the current posture of the arm and wrist of the joint part is recognized, and then the target position value of the joint part is calculated for the predetermined target position. If the calculated position value, that is, the position value of each joint does not belong to the estimated dangerous area, the joint part is controlled based on the value. If the position value belongs to a dangerous area, an error signal is generated and the operation mode of the robot is switched from PTP (Point To Point) mode to CP (Continuous Path) mode, thereby preventing the spilling of the cassette.

제3도는 종래의 반도체-웨이퍼 운반용 로봇의 제3 제어방법을 나타낸 흐름도이다. 도시된 바와 같이 먼저 목표 위치의 좌표값을 설정하고, 팔과 손목의 현재 자세를 인식한 후, 소정의 목표위치에 대한 각 관절의 위치값을 계산한다. 상기 계산된 각 관절의 위치값이 이미 추정된 위험영역에 속하지 않으면, 그 값에 의거하여 관절부가 제어된다. 만일 상기 관절의 위치값이 위험영역에 속하면, 에러 신호가 발생되어 사용자가 적절한 위치의 데이터를 입력시킴으로써 위험영역을 벗어나게 한다.3 is a flowchart showing a third control method of the conventional semiconductor-wafer transport robot. As shown, first, the coordinate values of the target positions are set, the current postures of the arm and the wrist are recognized, and then the position values of the joints for the predetermined target positions are calculated. If the calculated position value of each joint does not belong to the estimated dangerous area, the joint is controlled based on the value. If the position value of the joint belongs to the danger zone, an error signal is generated to allow the user to leave the danger zone by inputting data of an appropriate position.

상기와 같은 종래의 반도체-웨이퍼 운반용 로봇의 제어방법은, 목표 위치에 대하여 현재 위치가 보정되지 않은 상태에서 위험 여부를 확인하는 방법을 택하였다. 따라서 설정된 위험영역의 정밀도가 떨어지면 카세트가 쏟아질 확률이 상대적으로 높아지므로 사전에 위험영역을 추정(Simulation)하여 확인해야 한다. 한편 상기 제1 제어방법은, 위험영역에 도달하였을 때 시스템을 다시 동작시켜야 하는 문제점이 있다. 상기 제2 제어방법은, 위험영역에 도달하였을 때 동작 모드가 PTP 모드에서 CP 모드로 전환됨에 따라 동작 속도가 상대적으로 낮아진다.As a control method of the conventional semiconductor-wafer transport robot as described above, a method of checking whether or not a risk is present in a state in which a current position is not corrected with respect to a target position is selected. Therefore, if the accuracy of the set danger zone falls, the probability of spilling the cassette is relatively high. Therefore, it is necessary to estimate and confirm the danger zone in advance. On the other hand, the first control method has a problem of operating the system again when the dangerous area is reached. In the second control method, when the dangerous area is reached, the operation speed is relatively lowered as the operation mode is switched from the PTP mode to the CP mode.

그리고 상기 제3 제어방법은, 위험영역에 도달하였을 때 사용자가 별도의 데이터를 입력시켜야 하는 문제점이 있다.In addition, the third control method has a problem in that a user inputs separate data when the dangerous area is reached.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로, 사전에 위험영역을 추정(Simulation)하여 확인할 필요가 없고, 동작속도를 그대로 유지하면서 전자동으로 위험영역에 대처할 수 있는 반도체-웨이퍼 운반용 로봇의 안전 제어방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.The present invention was devised to improve the above problems, and it is not necessary to confirm and confirm the dangerous area in advance, and the semiconductor-wafer transport robot can cope with the dangerous area automatically while maintaining the operation speed. The purpose is to provide a safety control method.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 반도체-웨이퍼 운반용 로봇의 안전 제어방법은, 목표위치의 좌표값을 설정하는 제1단계; 팔과 손목의 현재 자세를 감지하는 제2단계; 상기 목표위치에 대하여 현재 위치를 보정하는 제3단계; 상기 목표위치에 대한 각 관절의 위치값을 계산하는 제4단계; 상기 위치값이 소정의 위험영역에 속한지를 확인하는 제5단계; 상기 결합값이 상기 위험영역에 속하지 않으면 관절부를 제어하는 제6의 1단계; 및 상기 위치값이 상기 위험영역에 속하면 손목의 자세를 반전시킨 후 상기 제3단계부터 반복 실행하는 제6의 2단계; 를 포함한 것을 그 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a safety control method for a semiconductor-wafer transport robot according to the present invention includes: a first step of setting coordinate values of a target position; Detecting a current posture of the arm and the wrist; A third step of correcting a current position with respect to the target position; Calculating a position value of each joint with respect to the target position; A fifth step of checking whether the position value belongs to a predetermined danger area; A sixth step of controlling the joint part if the combined value does not belong to the dangerous area; And a sixth second step of inverting the posture of the wrist and repeating the operation from the third step if the position value belongs to the dangerous area. It characterized by including.

다음은 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

제4도는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체-웨이퍼 운반용 로봇의 제어방법을 나타낸 흐름도이다. 도시된 바와 같이 먼저 목표 위치의 좌표값을 설정하고, 로봇의 팔과 손목의 현재 자세를 인식한다. 다음에 상기 목표위치에 대하여 현재 자세가 변화되었는지를 점검한 후, 변화된 상태임이 확인되면 변화된 팔 또는 손목의 자세를 원상 복귀시킨다. 상기 원상 복귀는, 초기 자세로의 전환을 의미하므로 예를 들어, 관련 프래그(flag)를 초기화(Clear)시키면 된다. 손목 자세의 원상 복귀는, 손목의 자세를 반전시킴으로써 예를 들어, Wrist = Wrist * (-1) 과 같이 함으로써 가능하다. 다음에 소정의 역운동 알고리즘(Reverse Kinemetics algorithm)을 이용하여 상기 목표위치에 대한 각 관절의 위치값(Joint value)을 계산한다. 상기 계산된 위치값이 설정된 위험영역에 속하지 않으면, 그 값에 의거하여 로봇의 관절부를 제어한다. 즉, 상기 위치값에 의거하여 각 축에 대한 펄스값을 설정한 후 관절 제어부에 위치의 증감량을 전달함으로써 로봇의 팔을 이동하게 한다. 만일 상기 위치값이 위험영역에 속하면, 먼저 손목의 자세를 반전시켜서 카세트의 쏟아짐을 방지한다. 다음에 다시 현재 손목의 자세를 원상 복귀시킨 후, 각 관절의 위치값을 계산함으로써 위험 영역에서 벗어날 수 있다. 상기 위험영역은 로봇의 관절부(Manipulator) 상태에 따라 다르다. 6축 운반용 로봇인 경우에는 일반적으로 4축의 결합값이 ±130°의 범위를 벗어나거나, 5축의 결합값이 -120°부터 45°의 범위를 벗어나면 위험영역에 속한다.4 is a flowchart illustrating a control method of a semiconductor-wafer transport robot according to an embodiment of the present invention. As shown, first, the coordinate values of the target position are set, and the current posture of the arm and wrist of the robot is recognized. Next, after checking whether the current posture has changed with respect to the target position, if it is confirmed that the changed posture, the posture of the changed arm or wrist is restored. Since the original return means a change to the initial posture, for example, the related flag may be cleared. Returning of the wrist posture is possible by reversing the posture of the wrist such as, for example, Wrist = Wrist * (-1). Next, a joint value of each joint with respect to the target position is calculated using a predetermined reverse kinematic algorithm. If the calculated position value does not belong to the set dangerous area, the joint part of the robot is controlled based on the value. That is, after setting the pulse value for each axis based on the position value, the arm of the robot is moved by transferring the increase or decrease of the position to the joint control unit. If the position value belongs to the danger zone, first the position of the wrist is reversed to prevent the cassette from spilling. Then, after returning the current wrist posture, the position of each joint can be calculated to escape the danger zone. The hazardous area depends on the state of the robot's joints. In the case of a 6-axis transport robot, when the combined value of the four axes is out of the range of ± 130 ° or the combined value of the five axes is out of the range of -120 ° to 45 °, it belongs to the danger zone.

상기한 바와 같이 로봇의 팔과 손목의 현재 자세를 인식한 후, 목표 위치에 대하여 현재 자세를 원상 복귀시켜 보정하는 단계가 추가됨으로써 데이터의 정밀도가 높아진다. 따라서 종래의 경우와 같이 설정된 위험 영역을 추정(Simulation)하여 확인할 필요가 없다. 또한 위험영역에 속한 경우, 손목 자세를 반전시켜서 위험영역을 벗어난 후 다시 원상 복귀되므로 동작 속도를 그대로 유지하면서 전자동으로 위험영역에 대처할 수 있다.As described above, after recognizing the current postures of the arm and wrist of the robot, a step of returning the current posture to the target position and correcting it is added, thereby increasing the accuracy of the data. Therefore, there is no need to estimate and confirm the set risk area as in the conventional case. In addition, if the belonging to the danger zone, the wrist posture is reversed to return to the original after leaving the danger zone, so that it is possible to cope with the danger zone automatically while maintaining the operation speed.

이상 설명된 바와 같이 본 발명에 의한 반도체-웨이퍼 운반용 로봇의 제어방법에 의하면, 사전에 위험영역을 추정(Simulation)하여 확인할 필요가 없고, 동작속도를 그대로 유지하면서 전자동으로 위험영역에 대처할 수 있다.As described above, according to the control method of the semiconductor-wafer transport robot according to the present invention, it is not necessary to estimate and confirm the dangerous area in advance, and it is possible to cope with the dangerous area automatically while maintaining the operation speed.

Claims

A first step of setting a coordinate value of a target position; Detecting a current posture of the arm and the wrist; A third step of correcting a current position with respect to the target position; Calculating a position value of each joint with respect to the target position; A fifth step of checking whether the position value belongs to a predetermined danger area; A sixth step of controlling the joint part if the combined value does not belong to the dangerous area; And a sixth second step of reversing the posture if the position value belongs to the dangerous area and repeatedly executing the third step. Safety control method for a semiconductor-wafer transport robot, characterized in that it comprises a.

The semiconductor wafer according to claim 1, wherein the third step checks whether the current position has been changed with respect to the target position, and if it is determined that the changed position has been changed, return the changed position of the arm or wrist to the original position. Safety control method of the transport robot.

The safety control method of a semiconductor-wafer transport robot according to claim 2, wherein the original return of the arm initializes an associated flag.

The safety control method of a semiconductor-wafer transport robot according to claim 2, wherein the original return of the wrist reverses the posture of the wrist.

The method of claim 1, wherein the sixth step of controlling the joint part comprises setting a pulse value for each axis based on the position value of each joint, and then transmitting the increase / decrease amount of the position to the joint control unit. Safety control method for a semiconductor-wafer transport robot, characterized in that for moving the joint.