KR100485221B1 - Position Correction Device of Work Device and Method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 작업장치를 탑재한 이동체를 규칙적인 패턴이 형성된 상면위에 소정의 작업위치에 정지시켜 소정의 작업을 하는 작업장치의 위치보정장치 및 교시데이터를 무인반송차의 정지위치의 오차에 기하여 보정하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 그 목적으로하는 바는 시스템 전체의 작업시간을 증가시키지 않고 이동체의 정지위치의 오차에 의해 작업장치의 위치오차를 보정하여 항상 정확한 작업을 하는 것이 가능한 작업장치의 위치보정장치 및 그 방법을 제공함에 있다.The present invention is to correct the position correction device and the teaching data of the work device to perform a predetermined work by stopping the moving body equipped with the work device at a predetermined work position on the upper surface formed with a regular pattern based on the error of the stop position of the unmanned vehicle The present invention relates to a device and a method for the purpose of the present invention, which aims to correct the positional error of a working device by an error of a stationary position of a moving body without increasing the working time of the whole system, thereby enabling the work to always be accurate. The present invention provides a correction apparatus and a method thereof.
따라서, 본 발명은 이동체쪽에 설치되어 상면 위의 화상을 촬상하는 촬상수단과, 작업장치의 교시시에 이동체를 정지시킨 상태에서 얻어진 규칙적인 패턴과 인식마크의 화상을 포함하는 촬상화상을 취득하는 교시시의 화상취득수단 및 정지시의 화상취득수단과, 상기 교시시 및 정지시의 화상취득수단에 의해 얻어진 규칙적인 패턴들을 인식마크의 위치에 기하여 비교하고, 결과에따라 데이터를 보정하는 교시데이터 보정수단과를 구비하여 이루어지도록 구성되어 있다.Therefore, the present invention teaches acquiring an image capturing image including an image capturing means provided on the moving object side and capturing an image on an upper surface, and an image of a regular pattern and a recognition mark obtained in a state in which the moving object is stopped when teaching the working apparatus. Teaching pattern correction for comparing the regular patterns obtained by the image acquiring means at time and the image acquiring means at stop with the image acquiring means at the time of teaching and stopping based on the position of the recognition mark, and correcting the data according to the result. It is comprised so that it may comprise the means.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 작업장치등의 가동부의 동작을 수반하지 않아서 고속으로 보정처리가 되고, 데이터의 보정처리는 동작절환 시간을 이용하여 행해지고 또 작업장치는 이미 보정된 데이터에 따라 작업을 하기때문에 시스템 전체의 작업시간을 증가시키지 않게 된다.The present invention constituted as described above does not involve the operation of a movable part such as a work device, so that the correction process is performed at high speed, and the data correction process is performed using the operation switching time, and the work device performs work according to the already corrected data. This does not increase the overall system time.
Description
본 발명은 작업장치를 탑재한 이동체를 규칙적인 패턴이 형성된 상면위 소정의 작업위치에 정지시켜 미리 상기 이동체를 상기 작업위치의 기준정지위치에 정지시킨 상태로 교시된 상기 작업장치의 교시데이터에 따라서 소정의 작업을 하는 작업장치의 위치보정장치 및 교시데이터를 상기 무인반송차의 정지위치의 어긋남에 기하여 보정하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.According to the teaching data of the work device taught in the state where the moving object equipped with the work device is stopped at a predetermined work position on the upper surface on which a regular pattern is formed and the moving object is stopped at the reference stop position of the work position in advance. A device and a method for correcting a position correction device and teaching data of a work device for performing a predetermined work based on a shift of a stop position of the unmanned vehicle, are provided.
종래로부터 제조공정등에서는 로버트(작업장치)를 탑재한 무인반송차(이동체)를 소정의 작업위치에 정지시켜 당해 정지위치에서 상기 작업로보트에 의해 소정의 작업을 하도록 무인반송차 탑재로보트등이 이용되고 있다. 이러한 종류의 장치에서는 상기 로보트는 미리 상기 무인반송차를 상기 작업위치에 정지시킨 상태로 교시된 교시데이터에 따라서 작업을 한다. 그렇지만, 통상 상기 무인반송차의 위치결정 정밀도는 낮고, 상기 무인반송차를 상기 교시데이터 취득시의 정지위치에 정확히 정지시키는 것이 곤란하기때문에 무인반송차의 정지위치와 작업대상위치의 상대위치 관계는 그때마다 변화한다. 따라서, 상기 교시데이터에 상기 무인반송차의 정지위치의 오차분을 흡수하도록 보정을 할 필요가 있다. 이러한 무인반송차 탑재로보트의 위치보정방법으로서는, 예컨데 일본국 특공평 8-9151호 공보에 기재된 발명(이하, 종래기술이라 함)이 있다.Conventionally, in a manufacturing process, an unmanned carrier-mounted robot or the like is used to stop an unmanned carrier (moving body) equipped with a robot (work device) at a predetermined work position and perform a predetermined work by the work robot at the stopped position. It is becoming. In this kind of apparatus, the robot works in accordance with the teaching data taught in advance with the unmanned carriage stopped at the working position. However, since the positioning accuracy of the unmanned vehicle is usually low, and it is difficult to stop the unmanned vehicle exactly at the stop position at the time of acquiring the teaching data, the relative positional relationship between the stop position of the unmanned vehicle and the work target position is It changes every time. Therefore, it is necessary to correct the teaching data so as to absorb the error of the stop position of the unmanned vehicle. As a method for correcting the position of such an unmanned carrier vehicle-mounted robot, for example, the invention described in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. Hei 8-9151 (hereinafter referred to as a prior art).
상기 종래기술에 관한 암 부착 무인반송차(A0)는 도 9에 도시한 바와같이 구성되어 있다. 무인반송차(31)에는 암(32)이 탑재되어 있고, 이 암(32)은 수평선회, 전후회동 및 상하회동 가능하게 구성되어 있다. 또한, 상기 암(32)의 선단부에는 핸드(33)와 촬상부(34)가 취부되어 있다. 게다가, 작업대(35) 위의 소정위치에는 상기 암(32)의 핸드(33)에 의해 파지되어 이동되는 워크(Work ; 36)가 적치되어 있다. 또한, 상기 작업대(35)의 상면에는 2점(37a, 37b)으로 되는 마크(37)가 설치되어 있다. 상기 무인반송차(31)는 복수의 작업대(35) 사이를 주행하고, 각 작업대(35)의 앞 소정위치에 정지하여 소정의 작업을 한다.The armless unmanned vehicle A0 which concerns on the said prior art is comprised as shown in FIG. An arm 32 is mounted on the unmanned vehicle 31, and this arm 32 is comprised so that horizontal rotation, forward-backward rotation, and up-down rotation are possible. In addition, a hand 33 and an imaging unit 34 are attached to the distal end of the arm 32. In addition, a work (Work) 36 gripped and moved by the hand 33 of the arm 32 is placed at a predetermined position on the work table 35. Moreover, the mark 37 which becomes two points 37a and 37b is provided in the upper surface of the said work bench 35. As shown in FIG. The unmanned vehicle 31 travels between a plurality of work benches 35 and stops at a predetermined position in front of each work bench 35 to perform a predetermined work.
이상과 같은 구성을 가지는 암부착 무인반송차(A0)에 있어서, 작업대(35)의 앞 정지위치인 상기 교시데이터 취득시의 정지위치에서의 오차량에 관계없이 상기 암(32)에 의한 작업을 정확히 하기위한 방법에 대하여 설명한다.In the armless unmanned carriage A0 having the above structure, the work by the arm 32 is carried out irrespective of the amount of error in the stop position at the time of acquiring the teaching data, which is the stop position before the worktable 35. Explain how to do this correctly.
먼저, 작업에 앞서 행해지는 암(32)의 동작교시시에 통상 작업대상위치의 교시와 함께 마크(37)의 독취(讀取) 작업점을 교시한다. 즉, 촬상부(34)를 마크(37)의 직상으로 이동하고, 이 위치를 교시하면서 촬상부(34)에 의한 마크(37)의 촬상을 하고, 얻어진 촬상화상에 소정의 화상처리를 실시하여 상기 마크(37a, 37b)의 상기 촬상화상위의 위치좌표(교시시의 좌표위치로 함)를 구해 기억한다.First, the reading work point of the mark 37 is taught along with the teaching of the normal work target position at the time of the operation instruction of the arm 32 performed before the work. That is, the imaging unit 34 is moved directly above the mark 37, the position of the mark 37 is picked up by the imaging unit 34 while teaching this position, and predetermined image processing is performed on the obtained captured image. The position coordinates (the coordinate position at the time of teaching) of the marks 37a and 37b are obtained and stored.
다음에, 작업시에 있어서, 무인반송차(31)가 상기 작업대(35) 앞에 정지한 후, 먼저 상기 암(32)은 상기 교시된 순서에따라 촬상부(34)를 마크(37)의 위쪽으로 이동시켜 마크(37)를 촬상하고, 얻어진 촬상화상에 소정의 화상처리를 실시하여 상기 마크(37a, 37b)의 상기 촬상화상위의 위치좌표(작업시의 좌표위치로 함)를 구한다. 여기서, 무인반송차(31)의 위치결정 정밀도는 일반적으로 낮기 때문에 상기 교시시에 구한 상기 교시좌표위치와 상기 작업시의 좌표위치는 일치하지않는 것이 많다. 이 경우에는, 상기 교시시의 좌표위치와 상기 작업시의 좌표위치의 오차량에 기하여 변환식을 구해 이 변환식에 의해 상기 암(32)의 교시데이터(작업대상위치를 나타내는 데이터)를 보정한다.Next, at the time of operation, after the unmanned vehicle 31 stops in front of the worktable 35, the arm 32 first moves the imaging section 34 above the mark 37 in the order taught. The mark 37 is picked up, the predetermined image processing is performed on the obtained picked-up image, and the position coordinate (it is set as the coordinate position at the time of operation) of the said mark image 37a, 37b is calculated | required. Here, since the positioning accuracy of the unmanned vehicle 31 is generally low, the teaching coordinate position obtained at the time of the teaching and the coordinate position at the time of working are often inconsistent. In this case, a conversion equation is obtained based on an error amount between the coordinate position at the time of teaching and the coordinate position at the time of work, and the teaching data (data indicating the work target position) of the arm 32 is corrected by this conversion formula.
이상의 처리를 함에의해 무인반송차(31)의 정지위치의 오차량에 관계없이 상기 암(32)에 의한 작업을 정확히 하는 것이 가능하게 된다.By the above processing, the work by the arm 32 can be performed accurately regardless of the amount of error in the stop position of the unmanned vehicle 31.
그렇지만, 상기 종래기술에 관한 방법에서는 무인반송차(31)가 작업대(35) 앞에 정지한 후, 상기 암(32)에 의해 실제의 작업을 개시하기 전에 이 암(32)을 동작시킴에 의해 아래의 처리를 할 필요가 있다.However, in the method according to the related art, after the unmanned vehicle 31 stops in front of the work table 35, the arm 32 operates the arm 32 before starting the actual work. Need to be processed.
① 암(32)을 동작시켜 촬상부(34)를 마크(37)의 위쪽으로 이동시킨다.① The arm 32 is operated to move the imaging unit 34 above the mark 37.
② 상기 촬상부(34)에 의한 마크(37)를 촬상하고, 화상처리를 한다.(2) It picks up the mark 37 by the said imaging part 34, and performs image processing.
③ 교시데이터의 보정을 한다.③ Correct teaching data.
이들 처리는 암(32)의 동작을 동반하기 위해 시간이 걸리고, 또 그 시간은 다음의 작업으로 옮겨질수 없으므로, 시스템 전체의 작업시간 증가의 요인으로 되고 있다.These processes take time to accompany the operation of the arm 32, and the time cannot be transferred to the next work, which is a factor of increasing the working time of the whole system.
통상, 암에는 링부와 구동부등의 제어오차의 원인이 되는 작용점에 가장 가까운 암 선단부에서 오차수정을 함이 정밀도상 이상적이고, 종래에도 그러한 사고에따른 상술한 바와같은 보정처리가 행해져 왔다. 그러나, 근년의 기술향상에 의해 상기 제어오차를 작게함이 가능하게 되고, 반드시 암 선단부에서만 오차수정을 할 필요가 없게 되었다는 배경도 있다.Normally, it is ideal for accuracy to correct an error at the arm tip portion closest to the operating point causing the control error of the ring portion and the drive portion, and the correction process as described above in accordance with such an accident has been conventionally performed. However, in recent years, it is possible to reduce the control error due to the recent technical improvement, and there is also a background that it is not necessary to correct the error only at the arm tip.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 그 목적으로하는 바는 시스템 전체의 작업시간을 증가시키지 않고 이동체의 정지위치의 오차에 의해 작업장치의 위치오차를 보정하여 항상 정확한 작업을 하는 것이 가능한 작업장치의 위치보정장치 및 그 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to provide a work capable of always performing accurate work by correcting a position error of a work device by an error of a stationary position of a moving body without increasing the working time of the whole system. A device for correcting the position of a device and a method thereof are provided.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 장치는 작업장치를 탑재한 이동체를 규칙적인 패턴이 형성된 상면 위 소정의 작업위치에 정지시키고, 미리 상기 이동체를 상기 작업위치의 기준정지위치에 정지시킨 상태에서 교시된 상기 작업장치의 교시데이터에 따라 소정의 작업을 하는 작업장치의 위치보정장치에 있어서, 상기 이동체쪽의 상기 상면 근방에 설치되어 상기 이동체가 정지하는 상면 위의 화상을 촬상하는 촬상수단과, 상기 작업장치의 교시데이터의 교시시에 상기 이동체를 상기 작업위치의 기준정지위치에 정지시킨 상태에서 상기 촬상수단에 의해 얻어진 상기 규칙적인 패턴과 상면 위 상기 소정의 작업위치 근방에 설치된 인식마크와의 화상을 포함하는 교시시의 촬상화상을 취득하는 교시시의 화상취득수단과, 상기 이동체의 정지시에 그 정지위치에서 상기 촬상수단에 의해 얻어진 상기 규칙적인 패턴과 상기 인식마크와의 화상을 포함하는 정지시의 촬상화상을 취득하는 정지시의 화상취득수단과, 상기 교시시의 화상취득수단에 의해 얻어진 교시시의 촬상화상중 상기 규칙적인 패턴과, 상기 정지시의 화상취득수단에 의해 얻어진 정지시의 촬상화상중 상기 규칙적인 패턴과를 상기 인식마크의 위치에 기하여 비교하고, 이 비교결과에 기하여 상기 작업장치의 교시데이터를 보정하는 교시데이터 보정수단과를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로하는 작업장치의 위치보정장치로서 구성되어 있다.In order to achieve the above object, the apparatus of the present invention stops a moving body equipped with a working device at a predetermined working position on an upper surface on which a regular pattern is formed, and teaches in a state in which the moving object is stopped at a reference stop position of the working position in advance. A position correction device for a work device that performs a predetermined work according to the teaching data of the work device, comprising: imaging means for photographing an image on an upper surface provided near the upper surface of the movable body to stop the movable body; The image of the regular pattern obtained by the imaging means and the recognition mark provided near the predetermined working position on the upper surface in the state where the moving object is stopped at the reference stop position of the working position when teaching the teaching data of the working apparatus. Image acquisition means for teaching and acquiring captured images of the teaching during the teaching; Teaching image obtained by a still image acquisition means for acquiring a still image picked up image including an image of the regular pattern and the recognition mark obtained by the imaging means at a stop position, and teachings obtained by the image acquisition means at the time of teaching. The regular pattern in the captured image at the time of comparison with the regular pattern in the still image at the still image obtained by the image acquisition means at the stop based on the position of the recognition mark, and based on the comparison result, And a teaching data correcting means for correcting teaching data of the apparatus.
또한, 상기 교시데이터 보정수단은 상기 교시시의 촬상화상중 상기 규칙적인 패턴으로 얻어진 소정의 위치정보 혹은 화상정보와, 상기 정지시의 촬상화상중 상기 규칙적인 패턴으로 얻어진 소정의 위치정보 혹은 화상정보와를 비교하고, 이 비교결과에 기하여 상기 작업장치의 교시데이터를 보정하도록 구성할 수 있다.Further, the teaching data correcting means includes predetermined position information or image information obtained in the regular pattern in the captured image at the time of teaching and predetermined position information or image information obtained in the regular pattern in the captured image at the time of stopping. And to correct the teaching data of the work device based on the comparison result.
또한, 상기 소정의 패턴이 형성된 상면으로서는 반도체 크린룸(Clean Room)등에서 통상 이용되고 있는 펀칭(Punching)재 혹은 그래이팅(Grating)재를 그대로 이용할 수 있다. As the upper surface on which the predetermined pattern is formed, a punching material or a grating material commonly used in a semiconductor clean room or the like can be used as it is.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 방법은 작업장치를 탑재한 이동체를 규칙적인 패턴이 형성된 상면 위 소정의 작업위치에 정지시키고, 미리 상기 이동체를 상기 작업위치의 기준정지위치에 정지시킨 상태에서 교시된 상기 작업장치의 교시데이터에 따라 소정의 작업을 하는 작업장치의 위치보정장치에 있어서, 상기 작업장치의 교시데이터 교시시에 상기 이동체를 상기 작업위치의 기준정지위치에 정지시킨 상태에서 상기 이동체쪽의 상기 상면 근방에 설치된 촬상수단에 의해 상기 이동체가 정지하는 상면 위의 상기 규칙적인 패턴과 상면 위 상기 소정의 작업위치 근방에 설치된 인식마크와를 포함하는 화상을 촬상하는 정지시의 촬상공정과, 상기 이동체의 정지시에 그 정지위치에서 상기 촬상수단에 의해 상기 이동체가 정지하는 상면 위의 상기 규칙적인 패턴과 상기 인식마크와를 포함하는 화상을 촬상하는 정지시의 촬상공정과, 상기 교시시의 화상공정에서 얻어진 촬상화상중 상기 규칙적인 패턴과, 상기 정지시의 촬상공정에서 얻어진 촬상화상중 상기 규칙적인 패턴과를 상기 인식마크의 위치에 기하여 비교하고, 이 비교결과에 기하여 상기 작업장치의 교시데이터를 보정하는 교시데이터 보정수단과를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로하는 작업장치의 위치보정방법으로서 구성되어 있다.In addition, in order to achieve the above object, the method of the present invention is a state in which a moving body equipped with a working device is stopped at a predetermined working position on an upper surface on which a regular pattern is formed, and the moving body is stopped at a reference stop position of the working position in advance. A position correction device for a work device that performs a predetermined work in accordance with the teaching data of the work device taught in the above, wherein the moving object is stopped at a reference stop position of the work position when teaching the work data. Imaging step at the time of imaging an image including the regular pattern on the upper surface on which the moving object stops and a recognition mark provided in the vicinity of the predetermined working position on the upper surface by the imaging means provided near the upper surface of the moving object side. And an upper surface on which the movable body is stopped by the imaging means at the stop position when the movable body is stopped. The image pickup process at the time of picking up the image containing the said regular pattern and the said recognition mark, and the regular pattern among the image picked-up image obtained by the image process at the said teaching, and the imaging process at the time of the said still image are obtained. And a teaching data correcting means for comparing the regular pattern in the captured image based on the position of the recognition mark, and correcting the teaching data of the working apparatus based on the comparison result. It is comprised as a correction method.
본 발명에 관한 작업장치의 위치보정장치에서는, 먼저 작업장치에 대해 작업지시시에 이동체를 작업위치인 기준정지위치에 정지시킨 상태에서 촬상수단에 의해 규칙적인 패턴과 인식마크와의 화상을 포함하는 상면의 화상이 촬상되고, 이 촬상화상은 교시시의 화상취득수단에 의해 취득된다. 다음에, 실제의 작업시에는 이동체의 정지시에 그 정지위치에서 상기 촬상수단에 의해 규칙적인 패턴과 인식마크와의 화상을 포함하는 상면의 화상이 촬상되고, 이 촬상화상은 정지시의 화상취득수단에 의해 취득된다. 그리고, 교시데이터 보정수단에 의해 상기 교시시의 화상취득수단에 의해 얻어진 촬상화상중의 상기 규칙적인 패턴과, 상기 정지시의 화상취득수단에 의해 얻어진 촬상화상중의 상기 규칙적인 패턴이 상기 인식마크의 위치에 기하여 비교되어, 이 비교결과에 기하여 작업장치의 교시데이터가 보정된다. 이때, 상기 교시데이터 보정수단은 상기 교시시의 촬상화상중의 상기 규칙적인 패턴으로 얻어진 소정의 위치정보 혹은 화상정보와, 상기 정지시의 촬상화상중의 상기 규칙적인 패턴으로 얻어진 소정의 위치정보 혹은 화상정보와를 비교하고, 이 비교결과에 기하여 상기 작업장치의 교시데이터를 보정한다. 이상과같이 작업장치등의 가동부를 동작시키지 않고 이동체의 정지후 작업장치의 동작개시까지의 근소한 시간에 고속으로 보정처리가 행해진다. 따라서, 작업장치는 이미 보정된 교시데이터에 따라서 즉시 이동적재작업을 개시할수 있으므로 시스템 전체의 작업시간을 증가시키지 않는다.In the position correction apparatus of the working apparatus according to the present invention, first, the work apparatus includes an image of a regular pattern and a recognition mark by the imaging means in the state in which the moving object is stopped at the reference stop position, which is the working position. An image of the upper surface is picked up, and this picked up image is acquired by the image acquisition means at the time of teaching. Next, in actual work, an image of an upper surface including an image of a regular pattern and a recognition mark is picked up by the imaging means at the stop position at the stop of the moving object, and the captured image is acquired at rest. Acquired by means. The regular pattern in the picked-up image obtained by the teaching data correction means by the image acquisition means at the time of teaching and the regular pattern in the picked-up image obtained by the image acquisition means at the stop are the recognition mark. The teaching data of the working apparatus is corrected based on the comparison result. At this time, the teaching data correction means includes predetermined position information or image information obtained in the regular pattern in the captured image at the time of teaching, and predetermined position information obtained in the regular pattern in the captured image at the time of stopping or Compare with image information, and correct the teaching data of the work device based on the comparison result. As described above, the correction process is performed at a high speed in a short time from the stop of the moving body to the start of operation of the working apparatus without operating the movable parts such as the working apparatus. Therefore, the working device can immediately start the mobile loading work according to the already corrected teaching data, and thus does not increase the working time of the whole system.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태 및 실시예에 대하여 설명하여 본 발명의 이해를 돕고자 한다. 그러나, 이하의 실시형태 및 실시예는 본 발명을 구체화한 일예이므로 본 발명의 기술적 범위를 이들로만 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments and examples of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings to help understanding of the present invention. However, the following embodiments and examples are not limited to only the technical scope of the present invention as an example of the embodiment of the present invention.
여기서, 도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 암부착 무인반송차(A1)의 개략구성을 도시한 모식도이고, 도 2는 상기 암부착 무인반송차(A1)에 의한 정지위치 보정처리의 순서를 도시한 플로어챠트이고, 도 3은 교시시의 위치정보{위치좌표(Ｘ0,Ｙ0), 회전각 θ0}의 산출방식의 일례를 도시한 설명도이고, 도 4는 작업시의 위치정보{위치좌표(Ｘ0,Ｙ0), 회전각 θ0}의 산출방식의 일례를 도시한 설명도이고, 도 5∼도 8은 펀칭상(Grating床)의 패턴의 일례를 도시한 도면이다.1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an armless unmanned vehicle A1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a procedure of the stop position correcting process by the armless unmanned vehicle A1. 3 is an explanatory diagram showing an example of a calculation method of positional information (positional coordinates (Ｘ 0 , Ｙ 0 ), rotation angle θ 0 } during teaching, and FIG. 4 is positional information at the time of work. It is explanatory drawing which shows an example of the calculation method of {position coordinate (# 0 , # 0 ) and rotation angle (theta) 0 }, and FIGS. 5-8 is a figure which shows an example of the pattern of a punching phase.
본 실시의 형태에서는 반도체 크린룸내에 있어서, 반도체 제조장치간 혹은 반도체 제조장치 - 스토커(Stocker) 사이에서 웨이퍼의 반송 및 이동적재를 하는 암부착 무인반송차(A1)를 예로 들어 설명한다.In the present embodiment, an unmanned unmanned vehicle A1 for carrying and moving wafers between semiconductor manufacturing apparatuses or between semiconductor manufacturing apparatuses and a stocker in a semiconductor clean room will be described as an example.
상기 암부착 무인반송차(A1)에서는 도 1에 도시한 바와 같이 무인반송차(1 ; 이동체의 일례)의 상부에서 선단부에 핸드(3)를 가지는 암(2 ; 작업장치의 일례)이 탑재되어 있다. 이 암(2)은 상기 종래기술의 암(32 ; 도 9)과 동일한 작업을 하도록 구성되어 있지만, 촬상부(34)는 설치되어 있지 않다. 또한, 상기 무인반송차(1)의 하부 중앙부근(조명등의 영향을 받기쉬운 위치)에는 상면(9)에 대향하도록 링상의 조명장치(5)를 가지는 촬상부(4)가 고정적으로 설치되어 있고, 게다가 화상처리부(6), 기억부(7) 및 교시데이터보정부(8)가 설치되어 있다. 또한, 반도체 크린룸등에서는 통상 행해지고있는 바와같이, 상기 상면(9)에는 도 5∼도 8에 도시한 소정의 패턴에서 천공된 펀칭상이 격설되어 있다(이하의 설명에서는 도 5에 도시한 펀칭상재(床材)를 이용한다). 도 5에 도시한 바와같이, 이 펀칭상(9)에는 천공(11)에 의해 직행하는 횡테(12)와 종테(13)가 각각 평행으로 복수 형성되어 있다. 더구나 이 펀칭상(9)에는 상기 무인반송차(1)의 정지위치 부근이고 또 임의의 상기 횡테(12)와 종테(13)의 교차부(14)부근에 도 5에 도시한 바와같은 인식마크(10)가 설치되어 있다. 이 인식마크(10)는 상기 교차부(14)을 특정할 수 있을 정도로 이 교차부(14) 부근에 적당히 설치되면 좋다.In the armless unmanned vehicle A1, as shown in FIG. 1, an arm (2; an example of a work device) having a hand 3 at the tip end is mounted on the top of an unmanned vehicle 1 (an example of a moving body). have. Although this arm 2 is comprised so that the same operation as the arm 32 (FIG. 9) of the said prior art is carried out, the imaging part 34 is not provided. In addition, an imaging unit 4 having a ring-shaped illumination device 5 is fixedly installed in the vicinity of the lower center of the unmanned transport vehicle 1 (a position prone to be affected by lighting or the like) so as to face the upper surface 9. In addition, an image processing unit 6, a storage unit 7, and a teaching data correction unit 8 are provided. In the semiconductor clean room or the like, as usual, the upper surface 9 is provided with a punching image perforated in a predetermined pattern shown in FIGS. 5 to 8 (in the following description, the punching material shown in FIG. 5 ( Iii)). As illustrated in FIG. 5, a plurality of horizontal frames 12 and longitudinal rings 13 are formed in this punching image 9 in parallel by the perforations 11. Furthermore, the punching image 9 has a recognition mark as shown in FIG. 5 near the stop position of the unmanned vehicle 1 and near the intersection 14 of the lateral frame 12 and the bell 13. (10) is provided. The recognition mark 10 may be appropriately provided near the intersection 14 so that the intersection 14 can be specified.
상기 각 구성요소에 대하여 보다 상세히 설명한다.Each of the above components will be described in more detail.
상기 암(2)에는 미리 소정의 작업위치에 상기 무인반송차(1)를 정지시킨 상태에서 웨이퍼(도시하지 않음)를 무인반송차(1)에서 작업대(도시하지 않음)로 이동적재하는 동작이 교시된다. 실제의 이동적재작업시에는 상기 암(2)은 그 교시데이터에 따라 작업을 한다.The arm 2 has an operation of moving a wafer (not shown) from the unmanned carrier 1 to a work table (not shown) in a state where the unmanned carrier 1 is stopped at a predetermined working position in advance. Is taught. In actual mobile loading work, the arm 2 works according to the teaching data.
상기 촬상부(4)에서는 상기 암(2)의 동작교시시 및 이동적재작업시 소정의 작업위치에서의 정지시에 상기 인식마크(10)를 포함하는 상기 펀칭상(9)의 화상이 촬상된다.In the imaging section 4, an image of the punching image 9 including the recognition mark 10 is captured when teaching the operation of the arm 2 and when stopping at a predetermined working position during moving operation. .
상기 화상처리부(6)에서는 상기 촬상부(4)에 의해 촬상후, 상기 촬상부(4)에서 취입된 촬상화상에 화상처리가 실시됨에 의해 상기 인식마크(10)가 설치된 교차부(14)를 형성하고 있는 횡테(12) 및 종테(13)로부터 직선 H, 직선 V가 각각 추출되고, 촬상화상위의 국소좌표계에서 상기 직선 H, 직선 V의 교점 Q의 위치좌표 및 회전각(이하 위치정보라 함)이 구해진다. 상기 암(2)의 동작 교시시에 얻어진 상기 위치정보는 기억부(7)에 기억된다.In the image processing section 6, after the imaging by the imaging section 4, the image processing is performed on the picked-up image taken by the imaging section 4 so that the cross section 14 provided with the recognition mark 10 is installed. The straight line H and the straight line V are extracted from the horizontal frame 12 and the bell 13 formed, respectively, and the position coordinates and the rotation angle of the intersection Q of the straight line H and the straight line V in the local coordinate system on the image pickup image (hereinafter referred to as position information). Is obtained. The positional information obtained when teaching the operation of the arm 2 is stored in the storage unit 7.
상기 교시데이터보정부(8)에서는 이동적재작업시 상기 무인반송차(1)가 작업위치에 정지하여 상기 화상처리부(6)에 의해 처리가 된후, 상기 기억부(7)에 미리 기억된 상기 위치정보와 이번의 상기 화상처리부(6)에 의해 얻어진 위치정보와의 차, 즉 상기 무인반송차(1)의 정지위치의 오차량에 기하여 상기 암(2)의 교시데이터의 보정이 행해진다.In the teaching data correction section 8, the unmanned transport vehicle 1 stops at the work position and is processed by the image processing section 6 during the mobile loading operation, and then the position stored in advance in the storage section 7. The teaching data of the arm 2 is corrected based on the difference between the information and the positional information obtained by the image processing unit 6 at this time, that is, the amount of error in the stop position of the unmanned vehicle 1.
이하, 암부착 무인반송차(A1)에서 위치보정 동작에 대하여 도 2에 도시한 플로어챠트를 이용하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the position correction operation in the armless unmanned vehicle A1 will be described in more detail using the floor chart shown in FIG. 2.
먼저, 실제의 이동적재작업에 앞서서, 소정의 작업위치에 무인반송차(1)를 정지시킨 상태로 상기 암(2)에 대하여 웨이퍼(도시하지 않음)를 무인반송차(1)에서 작업대로 이동적재하는 동작이 교시된다. 이때, 촬상부(4)에 의해 펀칭상(9)의 화상이 촬상된다(스텝 S1). 이어서, 화상처리부(6)에서 상기 촬상부(4)로부터 취입된 촬상화상에 화상처리를 실시함에 의해 상기 인식마크(10)가 설치된 교차부(14)를 형성하고 있는 횡테(12) 및 종테(13)에서 직선 H, 직선V가 각각 추출되고, 촬상화상위의 국소좌표계에서 상기 직선 H와 직선V와의 교점 Q의 위치정보{위치좌표(Ｘ0,Ｙ0), 회전각 θ0}가 구해진다(스텝 S2). 이 위치정보는 도 3에 도시한 바와같이, 촬상영역 P의 국소좌표계 CS에서 상기 교점 Q의 위치좌표(X0, Y0) 및 상기 직선 H와 상기 국소좌표계 CS의 X축과 이루는 회전각 θ0의 형으로 구해진다. 이리하여 구해진 상기 위치정보는 기억부(7)에 기억된다(스텝 S3).First, prior to the actual moving load operation, the wafer (not shown) is moved from the unmanned carrier 1 to the work table with respect to the arm 2 while the unmanned vehicle 1 is stopped at a predetermined working position. The loading operation is taught. At this time, the image of the punching image 9 is imaged by the imaging part 4 (step S1). Subsequently, the horizontal frame 12 and the vertical frame forming the cross section 14 provided with the recognition mark 10 are subjected to image processing on the captured image taken from the image capturing section 4 by the image processing section 6. 13) a straight line H and a straight line V are respectively extracted, and the positional information (position coordinates (Ｘ 0 , Ｙ 0 ), rotation angle θ 0 } of the intersection Q between the straight line H and the straight line V in the local coordinate system on the image pickup image is obtained). (Step S2). As shown in Fig. 3, the positional information is a rotational angle θ formed between the position coordinates (X 0 , Y 0 ) of the intersection Q and the straight line H and the X axis of the local coordinate system CS in the local coordinate system CS of the imaging area P. It is obtained in the form of 0 . The positional information thus obtained is stored in the storage unit 7 (step S3).
다음에, 실제의 작업시에서는, 무인반송차(1)가 소정의 작업위치에 정지한때, 촬상부(4)에 의해 펀칭상(9)의 화상이 촬상된다(스텝 S4).Next, in the actual work, when the unmanned vehicle 1 stops at a predetermined working position, the image of the punched image 9 is picked up by the imaging unit 4 (step S4).
이어서, 화상처리부(6)에서 상기 촬상부(4)로부터 취입된 촬상화상에 화상처리를 실시함에의해 상기 인식마크(10)가 설치된 교차부(14)를 형성하고 있는 횡테(12) 및 종테(13)에서 직선 H, 직선V가 각각 추출되고, 촬상화상위의 국소좌표계에서 상기 직선 H와 직선V와의 교점 Q의 위치정보{위치좌표(Ｘ1, Ｙ1), 회전각 θ1}가 구해진다(스텝 S5). 이 위치정보는 상기 스텝 S2와 동일하게 도 4에 도시한 바와같이, 촬상영역 P의 국소좌표계 CS에서 상기 교점 Q의 위치좌표(Ｘ1, Ｙ1) 및 상기 직선 H와 상기 국소좌표계 CS의 Ｘ축과 이루는 회전각 θ1의 형으로 구해진다. 여기서, 무인반송차(1)의 위치결정 정밀도는 일반적으로 낮기때문에 상기 교시시의 스텝 S2에서 구한 상기 위치정보{위치좌표(Ｘ0, Ｙ0), 회전각 θ0}와, 이번 스텝 S5에서 구한 위치정보{위치좌표(Ｘ1, Ｙ1), 회전각 θ1}는 일치하지 않는 것이 많다. 그래서, 교시데이터보정부(8)에서 상기 교시시의 스텝 S2에서 구해져 기억부(7)에 기억된 위치정보{위치좌표(Ｘ0, Ｙ0), 회전각 θ0}와 이번 스텝 S5에서 구한 위치정보{위치좌표(Ｘ1, Ｙ1), 회전각 θ1}와의 차, 즉 무인반송차(1)의 교시시와 작업시의 정지위치의 오차량이 구해져 이에기해 상기 암(2)의 교시데이터가 수정된다(스텝 S6). 상기 암(2)은 스텝 S6에서 보정된 교시데이터에 따라서 이동적재작업을 한다(스텝 S7). 이후, 무인반송차(1)가 이동할시 상기 스텝 S4∼스텝 S7이 반복된다.Subsequently, the horizontal frame 12 and the vertical frame forming the intersection portion 14 provided with the recognition mark 10 are subjected to image processing on the captured image taken from the image capturing section 4 by the image processing section 6. 13, a straight line H and a straight line V are extracted, and the positional information (position coordinates (Ｘ 1 , Ｙ 1 ), rotation angle θ 1 } of the intersection Q between the straight line H and the straight line V in the local coordinate system on the image pickup image is obtained). (Step S5). The position information includes the step S2 in the same manner as Figure 4 a, as shown in, the imaging region P in the local coordinate system CS at the coordinate position of the intersection point Q (X 1, Y 1) and with the local coordinate system of the straight H CS X It is calculated | required in the form of the rotation angle (theta) 1 made with an axis. Here, since the positioning accuracy of the unmanned vehicle 1 is generally low, the position information {position coordinate (Ｘ 0 ,, 0 ), rotation angle θ 0 } obtained in step S2 of the teaching, and this step S5 The obtained positional information (positional coordinates Ｘ 1 , Ｙ 1 ) and rotation angle θ 1 } often do not coincide. Therefore, the positional information {positional coordinates (Ｘ 0 , Ｙ 0 ), rotation angle θ 0 } obtained in the teaching data correction unit 8 in step S2 at the time of the teaching and stored in the storage unit 7, and in this step S5. The difference between the obtained positional information (positional coordinates (Ｘ 1 , Ｙ 1 ) and the rotation angle θ 1 }, that is, the amount of error between the teaching position of the unmanned vehicle 1 and the stopping position at the time of operation is obtained and the arm (2) Teaching data is corrected (step S6). The arm 2 performs the moving load operation according to the teaching data corrected in step S6 (step S7). Thereafter, the steps S4 to S7 are repeated when the unmanned vehicle 1 moves.
이상 설명한 바와같이. 본 실시의 형태에관한 암 부착 무인반송차(A1)는 무인반송차(1)의 상면 근방에 설치된 촬상부(4)에 의해 얻어진 상면인 촬상화상을 이용하여 암(2)의 교시데이터가 보정되므로, 암(2)등의 가동부의 동작을 수반하지않고 고속으로 수정처리가 된다. 또한, 상기 교시데이터의 보정처리는 무인반송차(1)가 정지하고부터 암(2)이 이동적재동작을 개시하기까지 사이에 존재하는 동작절환 시간안에 행해질수 있고, 또 암(2)은 이미 보정된 교시데이터에 따라서 이동적재작업을 개시할 수 있기때문에 시스템 전체의 작업시간을 증가시키지 않는다.As explained above. In the unmanned vehicle A1 with an arm according to the present embodiment, the teaching data of the arm 2 is corrected using an image captured by the imaging unit 4 provided near the upper surface of the unmanned vehicle 1. Therefore, the correction processing is performed at high speed without involving the operation of the movable part such as the arm 2. Further, the teaching processing of the teaching data can be performed within the operation switching time existing between when the unmanned vehicle 1 stops and the arm 2 starts the mobile loading operation, and the arm 2 has already been made. The mobile loading operation can be initiated according to the corrected teaching data, so that the whole working time of the system is not increased.
또한, 반도체 크린룸등에서 통상 이용되고 있는 펀칭상의 패턴과, 이 펀칭상에 설치된 인식마크를 이용하므로 반도체 제조장치등의 작업대상위치 부근에 인식마크등을 설치할 필요가 없어서 공간효율이 향상된다.In addition, since the punching pattern commonly used in the semiconductor clean room and the like and the recognition mark provided on the punching are used, there is no need to provide a recognition mark or the like near the work target position of the semiconductor manufacturing apparatus or the like, thereby improving the space efficiency.
게다가, 촬상부(4)가 조명등의 영향을 받기쉬운 무인반송차(1)의 하부에 설치되므로 조명조건을 일정하게 할 수 있어 안정된 화상이 얻어지고 항상 정확한 처리가 가능하게 된다.In addition, since the imaging section 4 is installed under the unmanned vehicle 1 which is susceptible to illumination, lighting conditions can be kept constant, resulting in a stable image and always accurate processing.
[실시예]EXAMPLE
상기 실시의 형태에서는 교시시 및 작업시에 각각 촬상화상에서 얻어진 위치정보(위치좌표 및 회전각)를 구하여 기억하고, 이들 차에 기하여 암(2)의 교시데이터의 수정이 행해지지만, 교시시 및 작업시의 촬상화상의 위치정보 그것을 기억하고, 이 화상정보를 직접비교하여 그 차를 구해 이에기해 암(2)의 교시데이터의 수정을 하도록 해도 좋다.In the above embodiment, the positional information (positional coordinates and the rotation angle) obtained from the captured image is obtained and stored at the time of teaching and working, respectively, and the teaching data of the arm 2 is corrected based on these differences. The positional information of the picked-up image at the time of work may be stored, the image information may be directly compared, the difference may be obtained, and the teaching data of the arm 2 may be corrected accordingly.
또한, 상기 실시의 형태에서는 반도체 크린룸등에 통상 이용되는 펀칭상의 패턴과, 그 일부에 설치된 인식마크를 이용하여 상기 위치정보(위치좌표 및 회전각)를 구했지만, 이에 한하지 않고, 상면에 대한 촬상영역의 위치와 경사짐이 특정될 수 있는 것이라면 좋다. 예를들면, 2개의 점, 장방형, 화살표등의 인식마크를 무인반송차의 정지위치 근방에만 설치해도 좋다.Further, in the above embodiment, the positional information (positional coordinates and rotational angles) is obtained by using a punching pattern commonly used in a semiconductor clean room and the like and a recognition mark provided in a part thereof, but not limited thereto, and image capturing on the upper surface is not limited thereto. Any position and inclination of the region can be specified. For example, recognition marks such as two dots, a rectangle, and an arrow may be provided only near the stop position of the unmanned vehicle.
이상 설명한 바와같이, 본 발명은 작업장치를 작업장치를 탑재한 이동체를 규칙적인 패턴이 형성된 상면 위 소정의 작업위치에 정지시키고, 미리 상기 이동체를 상기 작업위치의 기준정지위치에 정지시킨 상태에서 교시된 상기 작업장치의 교시데이터에 따라 소정의 작업을 하는 작업장치의 위치보정장치에 있어서, 상기 이동체쪽의 상기 상면 근방에 설치되어 상기 이동체가 정지하는 상면 위의 화상을 촬상하는 촬상수단과, 상기 작업장치의 교시데이터의 교시시에 상기 이동체를 상기 작업위치의 기준정지위치에 정지시킨 상태로 상기 촬상수단에 의해 얻어진 상기 규칙적인 패턴과 상면 위 상기 소정의 작업위치 근방에 설치된 인식마크와의 화상을 포함하는 교시시의 촬상화상을 취득하는 교시시의 화상취득수단과, 상기 이동체의 정지시에 그 정지위치에서 상기 촬상수단에 의해 얻어진 상기 규칙적인 패턴과 상기 인식마크의 화상을 포함하는 정지시의 촬상화상을 취득하는 정지시의 화상취득수단과, 상기 교시시의 화상취득수단에 의해 얻어진 교시시의 촬상화상중 상기 규칙적인 패턴과, 상기 정지시의 화상취득수단에 의해 얻어진 정지시의 촬상화상중 상기 규칙적인 패턴과를 상기 인식마크의 위치에 기하여 비교하고, 이 비교결과에 기하여 상기 작업장치의 교시데이터를 보정하는 교시데이터 보정수단과를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로하는 작업장치의 위치보정장치로서 구성되어 있으므로, 작업장치들의 가동부의 동작을 수반하지 않아서 고속으로 보정처리가 된다. 또한, 상기 교시데이터의 보정처리는 이동체가 정지하고부터 작업장치가 동작을 개시하기까지 사이에 존재하는 동작절환 시간을 이용하여 행해질수 있기때문에, 또 작업장치는 이미 보정된 교시데이터에 따라서 이동적재작업을 개시할 수 있기때문에 시스템 전체의 작업 시간을 증가시키지 않는다. 또한, 조명조건을 일정하게 할 수 있어 안정된 화상이 얻어지고 항상 정확한 처리가 가능하게 된다. 게다가, 작업대 상부위치 부근에 인식마크등을 설치할 필요가 없어서 공간효율이 향상된다.As described above, the present invention teaches the work device in a state in which the moving object on which the work device is mounted is stopped at a predetermined working position on an upper surface on which a regular pattern is formed, and the moving object is stopped at a reference stop position of the working position in advance. A position correction device for a work device that performs a predetermined work according to the teaching data of the work device, comprising: imaging means for photographing an image on an upper surface provided near the upper surface of the movable body to stop the movable body; The image of the regular pattern obtained by the imaging means and the recognition mark provided near the predetermined working position on the upper surface in the state of stopping the moving object at the reference stop position of the working position when teaching the teaching data of the working apparatus. Image acquisition means for teaching and acquiring captured images of the teaching during the teaching; Stopped image acquisition means for acquiring a still image captured at a stop including the regular pattern obtained by the image pickup means and the image of the recognition mark at a position, and the teachings obtained by the image acquisition means at the time of teaching. The regular pattern of the picked-up image of the photographed image and the regular pattern of the picked-up image of the still image obtained by the image pick-up means of the still image on the basis of the position of the recognition mark; Since it is comprised as the position correction apparatus of the working apparatus characterized by including the teaching data correcting means which corrects the teaching data of this, it does not involve the operation of the movable part of a working apparatus, and it performs a high speed correction process. Further, since the process of correcting the teaching data can be performed using the operation switching time existing between when the moving object is stopped and the working apparatus starts to operate, the working apparatus is moved in accordance with the already corrected teaching data. Since you can start work, it doesn't increase the system-wide work time. In addition, the illumination conditions can be made constant so that a stable image is obtained and always accurate processing is possible. In addition, there is no need to provide a recognition mark near the upper position of the work table, thereby improving space efficiency.
또한, 상기 교시데이터 보정수단이 상기 교시시의 촬상화상중 상기 규칙적인 패턴으로 얻어진 소정의 위치정보 혹은 화상정보와, 상기 정지시의 촬상화상중 상기 규칙적인 패턴으로 얻어진 소정의 위치정보 혹은 화상정보와를 비교하고, 이 비교결과에 기하여 상기 작업장치의 교시데이터를 보정하므로 용이하고도 고속으로 처리가 가능하게 된다.The teaching data correcting means further includes predetermined positional information or image information obtained in the regular pattern in the captured image at the time of teaching, and predetermined positional information or image information obtained in the regular pattern in the captured image at the time of stopping. By comparing with and correcting the teaching data of the work device based on the comparison result, the processing can be performed easily and at high speed.
또한, 상기 소정의 패턴이 형성된 상면으로서는 반도체 크린룸등에서 이용되고 있는 펀칭재 혹은 그래이팅재를 그대로 이용하면 특별한 공사등은 필요없다. As the upper surface on which the predetermined pattern is formed, if a punching material or a grating material used in a semiconductor clean room or the like is used as it is, no special construction is required.
도 1은 본 발명에 관한 암이 붙은 무인반송차의 개략구성을 도시한 모식도,1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an unmanned carrier with an arm according to the present invention;
도 2는 상기 암이 붙은 무인반송차에 의한 정지위치 보정처리의 순서를 도시한 플로어챠트,Fig. 2 is a floor chart showing the procedure of the stop position correction process by the unmanned carrier with the arms;
도 3은 교시(敎示)시의 위치정보{위치좌표(Ｘ0, Ｙ0), 회전각 θ0}의 산출방법을 예시한 설명도,3 is an explanatory diagram illustrating a calculation method of positional information (positional coordinates Ｘ 0 , Ｙ 0 ) and rotation angle θ 0 } during teaching;
도 4는 작업시의 위치정보{위치좌표(Ｘ1, Y1, 회전각 θ1}의 산출방법을 예시한 설명도,4 is an explanatory diagram illustrating a calculation method of positional information (positional coordinates (Ｘ 1 , Y 1 , rotation angle θ 1 ) at the time of work;
도 5내지 도 9는 각각 펀칭상(Grating床)의 패턴의 예시도이다.5 to 9 are exemplary views of patterns of punching phases, respectively.
* 도면의 주요부호에 대한 설명* Description of the major symbols in the drawings
1. 무인반송차(이동체의 1예) 2. 암(Arm; 작업장치의 1예)1. Unmanned carrier (one case of moving body) 2. Arm (one case of working device)
3. 핸드(Hand) 4. 촬상부(撮像部) 5. 링(Ling)상 조명장치3. Hand 4. Imaging Section 5. Ring Lighting
6. 화상처리부(교시시의 화상취득수단, 정지시의화상취득수단을 구성)6. Image processing unit (constructs the image acquisition means at the time of teaching, the image acquisition means at the time of stopping)
7. 기억부 8. 교시데이터 보정부 9. 상면(床面 ; 펀칭상) 10. 인식마크7. Memory 8. Teaching data correction part 9. Punching surface 10. Recognition mark
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