KR101025017B1 - 로봇의 타겟 위치 검출 장치 - Google Patents

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노부야수 시모무라
타카오 야마구치
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가와사키 쥬코교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 타겟의 위치를 고정밀도로 검출할 수 있는 로봇의 타겟 위치 검출 장치를 제공하기 위한 것이다, 로봇(22)은, X축, Y축, Z축의 3축 방향으로 자유도를 가진 아암(32)의 선단부에, 수평방향의 자유도를 가진 손목이 설치되고, 이 손목에는 엔드 이펙터인 핸드(33)가 설치되어 있다. 제어수단(23)은, 교시점을 기억부(26)에 기억시켜, 이 기억부(26)에 기억시킨 교시점에 핸드(33)가 향하도록, 로봇(22)의 동작을 제어한다. 이 제어수단(23)은, 제어 루프 게인을 변화시켜, 핸드(33)의 타겟(46)에 밀어붙이는 힘을 변경할 수가 있어서, 적어도 타겟(46)이 존재하는 교시점 근방으로부터, 손목 축의 제어 루프 게인을 소정 값보다도 저하시켜, 핸드(33)를 타겟(46)에 접촉시켜, 핸드(33)이 타겟(46)에 접촉한 상태에서의 위치를 포착하여, 타겟(46)의 위치를 검출한다.

Description

로봇의 타겟 위치 검출 장치{TARGET POSITION DETECTION APPARATUS FOR ROBOT}
본 발명은, 로봇의 타겟 위치 검출 장치에 관한 것으로, 상세히는 정확한 위치를 로봇에 교시하기 위해 사용되는 로봇의 타겟 위치 검출 장치에 관한 것이다.
반도체장치 및 액정장치의 분야에서는, 장치의 복잡화 및 반송물의 거대화에 기인해서, 로봇의 교시가 점점 더 어려워지게 되고 있다. 정확한 위치를 로봇에 교시하는 것은, 로봇의 신뢰성에 있어 극히 중요한 것이다. 이와 같은 상황 중에서, 로봇의 교시에 대한 오퍼레이터의 기량 부족에 기인하는 교시 미스는, 심각한 문제이다. 그 때문에, 오퍼레이타의 기량에 의존하지 않고, 정확한 위치를 로봇에 교시하기 위한 기술이 요망되고 있다.
또 로봇의 주변에는, 스테이지 및 기타의 기계부분과 같은 주변장치가 설치되어 로봇의 교시에 즈음해서는, 로봇 및 주변장치가 상호 위치조정되어 바르게 설치되어 있는지 여부를 판정할 필요가 있고, 이 판정을 자동으로 실행하기 위한 기 술도 요망되고 있다.
미국특허 6242879호(특허문헌 1)에는, 3축 스카라형 로봇에서 타겟의 위치를 검출해서 교시점을 구하는 기술이 개시되어 있다. 도 13은, 종래의 로봇(1)의 정면도이다. 도 14는, 종래의 로봇(1)의 평면도이다. 특허문헌 1에 개시된 기술에서는, 로봇(1)의 엔드 이펙터(2)를, 카세트(3) 등에 추가한 타겟을 향해 이동시켜, 타겟에 접촉시킨다. 이때, 토크 및 속도의 변화를 검출한다. 그리고 엔드 이펙터(2)가 타겟에 접촉하는 경우와, 그렇지 않은 경우에, 토크 및 속도의 변화를 비교해서, 엔드 이펙터(2)와 타겟과의 접촉점을 검출하고, 검출한 접촉점으로부터 타겟의 위치를 구하여, 교시점을 계산한다.
상기 특허문헌 1에 개시된 기술에서는, 엔드 이펙터(2)를 타겟에 접촉시켰을 때에, 엔드 이펙터 및 타겟이 변형되거나, 파티클(particle)이 발생한다고 하는 불편이 생길 수가 있다. 이와 같은 불편을 막기 위해서는, 로봇(1)을 매우 저속으로 동작시킬 필요가 있다. 이 경우, 로봇(1)의 구동계(driving system)의, 변동요소 및 경시변화 요소에 지배되어, 위치의 검출정밀도가 낮아지고 만다는 문제가 있다. 변동요소는, 토크 변동 및 마찰 등을 포함한다. 경시변화 요소는, 히스테레시스 등을 포함한다.
본 발명의 목적은, 타겟의 위치를 고정밀도로 검출할 수가 있는 로봇의 타겟 위치 검출 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 적어도 X축, Y축의 2축 방향으로 자유도를 가진 아암의 선단부에, 수평방향의 자유도를 가진 손목이 설치되고, 이 손목에는 엔드 이펙터(end effector)가 설치되는 로봇과, 교시점을 기억부에 기억시켜, 이 기억부에 기억 시킨 교시점에 엔드 이펙터가 향하도록, 로봇의 동작을 제어하는 제어수단을 포함하고, 상기 제어수단은, 제어 루프 게인(control loof gain)을 변화시켜, 엔드 이펙터가 타겟으로 밀어붙여지는 힘을 변경할 수가 있어서, 적어도 타겟이 존재하는 교시점(teaching point) 근방으로부터, 손목 축(wrist axis)의 제어 루프 게인을 소정 값보다 저하시켜, 엔드 이펙터를 타겟에 접촉시켜, 엔드 이펙터가 타겟에 접촉한 상태에서의 위치를 포착(捕捉: capture))하여, 타겟의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 로봇의 타겟 위치 검출 장치이다.
또 본 발명은, 손목 축을 구동하는 구동수단은, 소정의 정밀도로 위치를 검출할 수가 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명은, 상기 제어수단은, 엔드 이펙터의 형상을 기억부에 기억시켜, 이 기억부에 기억 시킨 엔드 이펙터의 형상과, 포착한 위치에 기해, XY 평면 내의 타겟의 위치를 연산하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명은, 상기 엔드 이펙터는, XY 평면상에서 대략 V 자형의 형상을 이루고, 상기 제어수단은, XY평면 내의 복수의 위치에 아암의 선단부를 이동시켜, 상기 복수의 위치에서, 손목 축을 요동시켜 엔드 이펙터의 안쪽의 2점을 타겟에 접촉시켜, 엔드 이펙터가 타겟에 접촉한 상태에서의 위치를 포착하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명은, 상기 엔드 이펙터는, 그 형상이 손목 축의 반경방향에 대해 변화하고, 상기 제어수단은, 엔드 이펙터를 타겟에 접촉시킨 상태에서, XY 평면 내에서 암(arm)의 선단부를 이동시키면서, 엔드 이펙터가 타겟에 접촉한 상태에서의 위치를 포착하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명은, 상기 로봇의 아암의 선단부는, X축, Y축, Z축의 3축 방향으로 자유도를 갖고, 상기 타겟은, Z축 방향에 대해 형상이 변화하고, 상기 제어수단은, 타겟의 형상을 기억부에 기억시켜, 이 기억부에 기억시킨 타겟의 형상과, 포착한 위치에 기해, Z축 방향의 타겟의 위치를 연산하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명은, 상기 아암은, 스카라형 수평 다관절 아암으로 이루어지고, 상기 제어수단은, 적어도 타겟이 존재하는 교시점 근방으로부터, 손목 축 및 아암 축의 제어 루프게인을 소정 값보다도 저하시켜, 엔드 이펙터를 타겟에 접촉시켜, 엔드 이펙터가 타겟에 접촉한 상태에서의 위치를 포착하여, 타겟의 위치를 검출하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명은, 아암 축을 구동하는 구동수단은, 소정의 정밀도로 위치를 검출할 수가 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명은, 상기 로봇은, 손목에 플립 축을 갖고, 상기 엔드 이펙터는, 플립 축으로부터 이 플립 축에 수직인 방향으로 떨어져 설치되는 선단부를 갖고, 상기 제어수단은, 적어도 타겟이 존재하는 교시점 근방으로부터, 플립 축의 제어 루프 게인을 소정 값보다도 저하시키고, 플립 축을 요동시켜, 엔드 이펙터의 선단부를 타겟에 접촉시켜, 엔드 이펙터의 선단부가 타겟에 접촉한 상태에서의 위치를 포착하여, Z축 방향의 타겟의 위치를 검출하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명은, 상기 엔드 이펙터는, 1쌍의 상기 선단부를 갖고, 각 선단부는 플립 축을 포함한 가상평면에 관해 대칭으로 설치되고, 상기 타겟은, Z축 방향에 수직인 방향으로 뻗은 간극이 형성되는 간극 형성부이고, 상기 제어수단은, 엔드 이펙터의 각 선단부를 상기 간극에 개재시켜, 플립 축의 요동각이 최대로 되도록 아암의 선단부를 Z축 방향으로 이동시켜, 그 점을 상기 간극의 Z축 방향의 중앙으로 해서 검출하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명은, 적어도 X축, Y축의 2축 방향으로 자유도를 가진 아암의 선단부에, 수평방향의 자유도를 가진 손목이 설치되고, 이 손목에는 엔드 이펙터가 설치되는 로봇과, 교시점을 기억부에 기억시켜, 이 기억부에 기억시킨 교시점에 엔드 이펙터가 향하도록, 로봇의 동작을 제어하는 제어수단을 포함하고, 상기 제어수단은, 제어 루프 게인을 변화시켜, 엔드 이펙터의 타겟에 밀어붙이는 힘을 변경시키 수 있는 것으로, 손목 축 주위의 엔드 이펙터의 각변위가 타겟에 의해 저지된 상태에서, 손목 축의 제어 루프 게인을 소정 값보다도 저하시켜, 먼저, 손목 축의 지령 값을, 엔드 이펙터가 손목 축의 원주방향 한쪽으로 움직이도록 변경해서, 그 변경 후의 위치를 포착하고, 다음에, 손목 축의 지령 값을, 엔드 이펙터가 손목 축의 원주방향 다른쪽으로 움직이도록 변경해서, 그 변경 후의 위치를 포착하고, 그 포착한 위치의 차이에 의해, 로봇의 상태를 판정하는 것을 특징으로 하는 로봇의 자기 진단 장치이다.
또 본 발명은, 상기 아암은, 스카라형 수평 다관절 아암으로 이루어지고, 상기 제어수단은, 진단해야 할 아암 축 주위의 엔드 이펙터의 각변위가 타겟에 의해 저지된 상태에서, 상기 아암 축의 제어 루프 게인을 소정 값보다도 저하시켜, 먼저, 상기 아암 축의 지령 값을, 엔드 이펙터가 상기 아암 축의 원주방향 한쪽으로 움직이도록 변경하여, 그 변경 후의 위치를 포착하고, 다음에, 상기 아암 축의 지령 값을, 엔드 이펙터가 상기 아암 축의 원주방향 다른쪽으로 움직이도록 변경해서, 그 변경 후의 위치를 포착하고, 포착한 위치의 차이에 의해, 로봇의 상태를 판정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 제어수단은, 적어도 타겟이 존재하는 교시점 근방으로부터, 손목 축의 제어 루프 게인을 소정 값보다도 저하시켜, 엔드 이펙터를 타겟에 접촉시킨다. 이에 의해 작은 밀어붙이는 힘으로, 엔드 이펙터를 타겟에 접촉시킬 수가 있다. 따라서 엔드 이펙터 및 타겟의 변형을 막을 수가 있고, 또 파티클의 발생을 막을 수가 있다.
더구나 제어수단은, 엔드 이펙터가 타겟에 접촉한 상태에서의 위치를 포착하기 때문에, 로봇의 구동계가 가진 변동요소 등의 영향이 없다. 따라서 상기 특허문헌 1에 개시된 기술에 비해, 타겟의 위치를 고정밀도로 검출할 수가 있다.
또 본 발명에 의하면, 손목 축의 구동수단은, 소정의 정밀도로 위치를 검출할 수가 있도록 구성되어 있다. 이와 같은 구동수단에 의해 손목 축이 구동되기 때문에, 검출 오차를 작게 해서, 타겟의 위치를 고정밀도로 검출할 수가 있다.
또 본 발명에 의하면, 기억부에는, 엔드 이펙터의 형상이 미리 기억되게 된다. 제어 수단은, 기억부에 기억시킨 엔드 이펙터의 형상과, 포착한 위치에 기해, XY 평면 내의 타겟의 위치를 연산하고, 이에 의해 XY 평면 내의 타겟의 위치를 검출할 수가 있다.
또 본 발명에 의하면, 엔드 이펙터는, XY 평면상에서 대략 V자형의 형상을 이룬다. 제어수단은, XY 평면 내의 복수의 위치에 아암의 선단부를 이동시키고, 상기 복수의 위치에서, 손목 축을 요동시켜 엔드 이펙터의 안쪽의 2점을 타겟에 접촉시켜, 엔드 이펙터가 타겟에 접촉한 상태에서의 위치를 포착한다. 이와 같이 해서 포착한 위치에 기해, XY 평면 내의 타겟의 위치를 검출할 수가 있다.
또 본 발명에 의하면, 엔드 이펙터는, 그 형상이 손목 축의 반경방향에 대해 변화한다. 제어수단은, 엔드 이펙터를 타겟에 접촉시킨 상태에서, XY 평면 내에서 아암의 선단부를 이동시키면서, 엔드 이펙터가 타겟에 접촉한 상태에서의 위치를 포착한다. 이와 같이 해서 포착한 위치에 기해, XY 평면 내의 타겟의 위치를 검출할 수가 있다.
또 본 발명에 의하면, 타겟은, Z축 방향에 관해 형상이 변화한다. 기억부에는, 타겟의 형상이 미리 기억되어 있다. 제어수단은, 기억부에 기억시킨 타겟의 형상과, 포착한 위치에 기해, Z축 방향의 타겟의 위치를 연산하고, 이에 의해 Z축 방 향의 타겟의 위치를 검출할 수가 있다.
또 본 발명에 의하면, 제어수단은, 적어도 타겟이 존재하는 교시점 근방으로부터, 손목 축 및 아암 축의 제어 루프 게인을 소정 값보다도 저하시켜 엔드 이펙터를 타겟에 접촉시킨다. 이에 의해 작은 밀어붙이는 힘으로 엔드 이펙터를 타겟에 접촉시킬 수가 있다. 따라서 엔드 이펙터 및 타겟의 변형을 막을 수가 있어, 또 파티클의 발생을 막을 수가 있다.
더구나 제어수단은, 엔드 이펙터가 타겟에 접촉한 상태에서의 위치를 포착하기 때문에, 로봇의 구동계가 가진 변동요소 등의 영향이 없다. 따라서 상기 특허문헌 1에 개시되는 기술에 비해, 타겟의 위치를 고정밀도로 검출할 수가 있다.
또 본 발명에 의하면, 아암 축의 구동수단은, 소정의 정밀도로 위치를 검출할 수가 있도록 구성되어 있다. 이와 같은 구동수단에 의해 아암 축이 구동하게 되기 때문에, 검출 오차를 작게 해서, 타겟의 위치를 고정밀도로 검출할 수가 있다.
또 본 발명에 의하면, 제어수단은, 적어도 타겟이 존재하는 교시점 근방으로부터, 플립 축의 제어 루프 게인을 소정 값보다도 저하시켜, 플립 축을 요동시켜, 엔드 이펙터의 선단부를 타겟에 접촉시킨다. 이에 의해 작은 밀어붙이는 힘으로, 엔드 이펙터의 선단부를 타겟에 접촉시킬 수가 있다. 따라서 엔드 이펙터 및 타겟의 변형을 막을 수가 있고, 또 파티클의 발생을 막을 수가 있다.
더구나 제어수단은, 엔드 이펙터의 선단부가 타겟에 접촉한 상태에서의 위치를 포착하기 때문에, 로봇의 구동계가 가진 변동요소 등의 영향이 없다. 따라서 상기 특허문헌 1에 개시된 기술에 비해, Z축 방향의 타겟의 위치를 고정밀도로 검출할 수가 있다.
또 본 발명에 의하면, 제어수단은, 엔드 이펙터의 각 선단부를, 간극 형성부의 간극에 개재시켜, 플립 축의 요동 각이 최대로 되도록 아암의 선단부를 Z축 방향으로 이동시켜, 그 점을 상기 간극의 Z축 방향의 중앙으로 하여 검출한다. 따라서 상기 간극의 Z축 방향의 중앙을, 고정밀도로 용이하게 검출할 수가 있다.
또 본 발명에 의하면, 제어수단은, 손목 축 주위의 엔드 이펙터의 각변위가 타겟에 의해 저지된 상태에서, 손목 축의 제어 루프 게인을 소정 값보다도 저하시킨다. 이 상태에서, 제어수단은, 손목 축의 지령 값을 변경하기 때문에, 엔드 이펙터를 타겟으로 작은 밀어붙이는 힘으로 접촉시킬 수가 있다. 따라서 엔드 이펙터 및 타겟의 변형을 막을 수가 있고, 또 파티클의 발생을 막을 수가 있다.
제어수단은, 먼저, 손목 축의 지령 값을, 엔드 이펙터가 손목 축의 원주방향 한쪽으로 움직이도록 변경해서, 그 변경 후의 위치를 포착하고, 다음에, 손목 축의 지령 값을, 엔드 이펙터가 손목 축의 원주방향 다른쪽으로 움직이도록 변경해서, 그 변경 후의 위치를 포착한다. 그리고 제어수단은, 포착한 위치의 차이에 의해, 로봇의 상태를 판정한다. 따라서 로봇의 상태, 특히 손목 축의 상태를 용이하게 판정할 수가 있게 된다.
또 본 발명에 의하면, 제어수단은, 진단해야 할 아암 축 주위의 엔드 이펙터의 각변위가 타겟에 의해 저지된 상태에서, 상기 아암 축의 제어 루프 게인을 소정 값보다도 저하시킨다. 이 상태에서, 제어수단은, 상기 아암 축의 지령 값을 변경하기 때문에, 엔드 이펙터를 타겟에다 작은 밀어붙이는 힘으로 접촉시킬 수가 있다. 따라서 엔드 이펙터 및 타겟의 변형을 막을 수가 있고, 또 파티클의 발생을 막을 수가 있다.
제어수단은, 먼저, 상기 아암 축의 지령 값을, 엔드 이펙터가 상기 아암 축의 원주방향 한쪽으로 움직이도록 변경해서, 그 변경 후의 위치를 포착하고, 다음에, 상기 아암 축의 지령 값을, 엔드 이펙터가 상기 아암 축의 원주방향 다른쪽으로 움직이도록 변경해서, 그 변경 후의 위치를 포착한다. 그리고 제어수단은, 포착한 위치의 차이에 의해, 로봇의 상태를 판정한다. 따라서 로봇의 상태, 특히 상기 아암 축의 상태를 용이하게 판정할 수가 있게 된다.
도 1은, 본 발명의 실시의 제1 형태인 로봇의 타겟 위치 검출 장치(21)의 구성을 나타낸 사시도이다. 로봇의 타겟 위치 검출 장치(이하, 단지 「위치 검출 장치」라 한다; 21)는, 정확한 위치를 교시하기 위해 사용된다. 위치 검출 장치(21)는, 로봇(22)과 이 로봇(22)의 동작을 제어하는 제어수단(23)을 포함한다.
로봇(22)은, 평판형상의 워크를 반송하는 워크 반송장치로 사용된다. 워크는, 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼(이하, 단지 「웨이퍼」라 한다; 24)를 들 수 있다.
로봇(22)은, 카세트(25)에 대해 웨이퍼(24)를 출입시킨다. 로봇(22)은, 카세트(25) 내에 있는 웨이퍼(24)를 취출해서, 이 웨이퍼(24)를, 미리 정해진 처리 위치로 반송한다. 또 로봇(22)은, 미리 정해진 처리 위치에 있는 웨이퍼(24)를 반송 하여, 이 웨이퍼(24)를, 카세트(25) 내에 넣는다. 웨이퍼(24)는, 미리 정해진 처리 위치에서, 처리장치에 의해 처리되어 있다. 처리장치는, 웨이퍼(24)에 대해 프로세스 처리를 실행한다. 프로세스 처리로서는, 에칭 등을 들 수 있다.
제어수단(23)은, 교시점을 기억부(26)에 기억시켜, 이 기억부(26)에 기억시킨 교시점에 엔드 이펙터인 핸드(33)가 향하도록, 로봇(22)의 동작을 제어한다. 제어수단(23)은, 컴퓨터에 의해 실현된다. 제어수단(23)은, 미리 정해진 반송동작 프로그램을 기억하는 기억부(26)와, 기억부(26)에 기억되는 반송동작 프로그램을 실행해서, 뒤에 설명되는 각 구동수단(55 ~ 58)을 제어하는 제어부(27)를 포함한다.
도 2는, 로봇(22)의 구성을 간략화 해서 나타낸 도면이다. 도 1과 함께 참조해서, 로봇(22)은, X축, Y축, Z축의 3축 방향으로 자유도를 가진 아암(32)의 선단부에, 수평방향의 자유도를 가진 손목이 설치되고, 이 손목에는 핸드(33)가 설치되어 있다. 로봇(22)은, 기대(31)와, 아암(32)과, 핸드(33)를 포함한다.
아암(32)은, 스카라형(SCARA-type) 수평 다관절 아암으로 이루어져 있다. 아암(32)은, 베이스부(35)와, 제1 및 제2 아암부(36, 37)를 포함한다. 베이스부(35)는, 기대(基臺; 31)에 연결되어 있다. 베이스부(35)는, 기대(31)에 대해, 제1 축선(L1) 주위에 자유로이 각변위(角變位)하고, 또한, 제1 축선(L1)을 따라 자유로이 슬라이딩해서 변위할 수 있게 설치되어 있다. 제1 축선(L1)은, 본 실시형태에서는 연직방향으로 뻗어 있다. 제1 및 제2 아암부(36, 37)는, 장척(長尺) 형상으로 형성되어 있다. 제1 아암부(36)의 길이방향 일단부(36a)는, 베이스부(35)에 고정되어 있다. 제1 아암부(36)의 길이방향 타단부(36b)에는, 제2 아암부(37)의 길이방향 일단부(37a)가 연결되어 있다. 제2 아암부(37)는, 제1 아암부(36)에 대해, 제2 축선(L2) 주위에 자유로이 각변위할 수 있게 설치되어 있다. 제2 축선(L2)은, 제1 축선(L1)과 평행하도록 되어 있다.
핸드(33)는, 웨이퍼(24)를 하방으로부터 지지한다. 핸드(33)는, 아암(32)에 연결되는 연결부(41)와, 연결부(41)에 이어져 웨이퍼(24)를 지지하는 지지부(42)를 포함한다(도 3 참조). 연결부(41)는, 장척 형상으로 형성되어 있다. 연결부(41)의 길이방향 일단부(41a)는, 제2 아암부(37)의 길이방향 타단부(37b)에 연결되어 있다. 연결부(41)는, 제2 아암부(37)에 대해, 제3 축선(L3) 주위에 자유로이 각변위할 수 있게 설치되어 있다. 제3 축선(L3)은, 제1 축선(L1)과 평행이다. 지지부(42)는, 대략 V자 모양으로 형성되어 있다. 지지부(42)는, 기부(43)와, 이 기부(43)에 이어지는 1쌍의 연장부(44a, 44b)를 포함한다. 기부(43)는, 연결부(41)의 길이방향 타단부(41b)에 고정되어 있다. 각 연장부(44a, 44b)는, 제3 축선(L3)의 원주방향(C)으로 상호 떨어져, 제3 축선(L3)을 포함한 가상평면(P1)에 관해 대칭으로 설치되어 있다.
본 실시형태에서는, 로봇(22)은, 제1 및 제2 아암 축과, 손목 축을 갖고 있다. 제1 아암 축은, 제1 축선(L1) 주위에서 각변위 구동하도록 되어 있다. 제2 아암 축은, 제2 축선(L2) 주위에서 각변위 구동하도록 되어 있다. 손목 축은, 제3 축선(L3) 주위에서 각변위 구동하도록 되어 있다.
도 3은, XY 평면 내의 타겟 위치 검출에 관한 동작을 설명하기 위한 도면이 다. 타겟(46)은, 미리 정해진 위치에 배치되어 있다. 타겟(46)은, 카세트(25) 등에 미리 설치되어 있다. 타겟(46)은, 본 실시형태에서는, Z축 방향으로 뻗고서, 원주상으로 형성되어 있다. Z축 방향은, 연직방향이다.
기억부(26)에는, 타겟(46)이 존재하는 교시점(敎示点)이 미리 기억되어 있다. 제어수단(23)은, 기억부(26)에 기억되는 상기 교시점에 핸드(33)가 향하도록, 로봇(22)의 동작을 제어한다. 이와 같이 해서 제어수단(23)은 상기 교시점 근방으로 핸드(33)를 이동시킨다. 구체적으로는, 제어수단(23)은, 도 3에 도시된 것과 같이, 핸드(33)의 각 연장부(44a, 44b) 사이에 타겟(46)이 개재(介在)하도록 핸드(33)를 이동시킨다.
도 4는, 도 3에 계속되는 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 4(1)은, 아암(32)의 선단부를 제1 위치에 유지되도록 한 상태를 나타내고, 도 4(2)는, 아암(32)의 선단부를 제2 위치에 유지되도록 한 상태를 나타낸다. 제어수단(23)은, 제어 루프 게인을 변화시켜, 핸드(33)의 타겟(46)에의 밀어붙이는 힘을 변경할 수 있다. 제어 루프 게인은, 위치 루프 게인와 속도 루프 게인을 포함한다.
제어수단(23)은, 적어도 타겟(46)이 존재하는 교시점 근방으로부터, 손목 축의 제어 루프 게인을 소정 값보다도 저하시켜, 핸드(33)를 타겟(46)에 접촉시킨다. 소정 값은, 웨이퍼(24)를 반송할 때의 제어 루프 게인의 값보다도 작은 값으로 선택된다. 손목 축의 제어 루프 게인은, 타겟(46)이 존재하는 교시점 근방까지 핸드(33)를 이동시킨 후에 저하시켜도 좋고, 또 처음부터 저하되어 있어도 좋다. 이와 같이 손목 축의 제어 루프 게인을 저하시키므로써, 작은 밀어붙이는 힘으로, 핸 드(33)를 타겟(46)에 접촉시킬 수가 있다. 따라서 핸드(33) 및 타겟(46)의 변형을 막을 수가 있고, 또 파티클의 발생을 막을 수가 있다.
본 실시형태에서는, 제어수단(23)은, 구동전류의 상한(上限)값, 즉 구동 토크의 상한값도 변화시켜, 핸드(33)의 타겟(46)에의 밀어붙이는 힘을 변경할 수 있다. 제어수단(23)은, 적어도 타겟(46)이 존재하는 교시점 근방으로부터, 손목 축의 구동 토크의 상한값도 소정 값보다도 저하시켜, 핸드(33)를 타겟(46)에 접촉시킨다. 소정 값은, 웨이퍼(24)를 반송할 때의 구동 토크의 상한값보다도 작은 값으로 선택된다. 손목 축의 구동 토크의 상한값은, 타겟(46)이 존재하는 교시점 근방까지 핸드(33)를 이동시킨 후에 저하시켜도 좋고, 또 처음부터 저하시켜 놓아도 좋다. 이와 같이 손목 축의 구동 토크의 상한값도 저하시키기 때문에, 확실하게 작은 밀어붙이는 힘으로 핸드(33)를 타겟(46)에 접촉시킬 수가 있다. 따라서 핸드(33) 및 타겟(46)의 변형을 확실히 막을 수가 있고, 또 파티클의 발생을 확실하게 막을 수가 있다.
더구나 제어수단(23)은, 핸드(33)가 타겟(46)에 접촉한 상태에서의 위치를 포착한다. 구체적으로는, 핸드(33)가 타겟(46)에 접촉한 상태에서, 손목 축 및 각 아암 축의 현재 값을 포착한다. 이와 같이 핸드(33)가 타겟(46)에 접촉한 상태에서의 위치를 포착하기 때문에, 로봇(22)의 구동계가 갖는 변동요소 등의 영향이 없다. 따라서 상기 특허문헌 1에 개시되는 기술에 비해, 타겟(46)의 위치를 높은 정밀도로 검출할 수가 있다.
이를 보다 상세히 설명하자면, 제어수단(23)은, 상기 교시점 근방으로 핸 드(33)를 이동시킨 후, 도 4(1)에 도시된 것과 같이, 아암(32)의 선단부를 제1 위치에 유지되도록 한 상태에서, 손목 축을 요동시켜 핸드(33)의 안쪽의 2점을 타겟(46)에 접촉시켜, 핸드(33)가 타겟(46)에 접촉한 상태에서의 위치를 포착한다. 아암(32)의 선단부가 제1 위치에 있을 때, 타겟(46)은, 핸드(33)의 각 연장부(44a, 44b) 사이에 개재하게 된다. 타겟(46)에는, 각 연장부(44a, 44b)를 접촉시킨다.
한쪽 연장부(44a)를 타겟(46)에 접촉시켜 위치를 포착함에 있어서, 제어수단(23)은, 손목 축의 지령 값을, 핸드(33)가 손목 축의 원주방향 한쪽(C1)으로 움직이도록 변경한다. 이때, 한쪽 연장부(44a)의 전방에는 타겟(46)이 존재하기 때문에, 핸드(33)의 이동은, 도 4(1)에 가상선(47)으로 나타낸 것과 같이, 한쪽 연장부(44a)가 타겟(46)에 접촉한 시점에서, 타겟(46)에 의해 저지되게 된다. 제어수단(23)은, 손목 축의 지령 값과 손목 축의 현재 값과의 차이가 일정 값을 넘었을 때, 손목 축 및 각 아암 축의 현재 값을, 한쪽 연장부(44a)가 타겟(46)에 접촉한 상태에서의 위치로서 포착한다.
다른 쪽 연장부(44b)를 타겟(46)에 접촉시켜 위치를 포착함에 있어서, 제어수단(23)은, 손목 축의 지령 값을, 핸드(33)가 손목 축의 원주방향 다른쪽(C2)으로 움직이도록 변경한다. 이때, 다른쪽 연장부(44b)의 전방에는 타겟(46)이 존재하기 때문에, 핸드(33)의 이동은, 도 4(2)에 가상선(48)으로 나타낸 것과 같이, 다른쪽 연장부(44b)가 타겟(46)에 접촉한 시점에서, 타겟(46)에 의해 저지되도록 되어 있다. 제어수단(23)은, 손목 축의 지령 값과 손목 축의 현재 값과의 차이가 일정 값을 넘었을 때, 손목 축 및 각 아암 축의 현재 값을, 다른쪽 연장부(44b)가 타겟(46)에 접촉한 상태에서의 위치로서 포착한다.
본 실시형태에서는, 제어수단(23)은, 손목 축의 지령 값과 손목 축의 현재 값과의 차이가 일정 값을 넘었을 때, 손목 축 및 각 아암 축의 현재 값을 포착하게 되더라도, 손목 축 및 아암 축의 현재 값을 포착하는 타이밍은, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 손목 축의 지령 값이 미리 정해진 값에 도달했을 때, 손목 축 및 각 아암 축의 현재 값을 포착하더라도 좋다. 이 경우, 상기 미리 정해진 값은, 핸드(33)가 타겟(46)에 확실히 접촉하도록 한 값으로 설정되게 된다.
제어수단(23)은, 아암(32)의 선단부를 제1 위치에 유지되도록 한 상태에서, 앞에서 설명한 것과 같이 위치를 포착하게 한 후, 아암(32)의 선단부를 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시킨다. 제2 위치는, 제1 위치와는 동일한 XY 평면 내에서 다른 위치이다. 아암(32)의 선단부가 제2 위치에 있을 때도, 타겟(46)은, 핸드(33)의 각 연장부(44a, 44b) 사이에 개재되게 된다.
이 후, 제어수단(23)은, 도 4(2)에 도시된 것과 같이, 아암(32)의 선단부를 제2 위치에 유지되도록 한 상태에서, 손목 축을 요동시켜 핸드(33)의 안쪽의 2점을 타겟(46)에 접촉시켜, 핸드(33)가 타겟(46)에 접촉한 상태에서의 위치를 포착한다. 이 포착하는 동작은, 앞에서 설명한 포착동작에 유사하기 때문에 설명을 생략한다.
이와 같이 제어수단(23)은, XY 평면 내의 복수의 위치로 아암(32)의 선단부를 이동시키고, 상기 복수의 위치에서 손목 축을 요동시켜 핸드(33)의 안쪽의 2점을 타겟(46)에 접촉시켜, 핸드(33)가 타겟(46)에 접촉한 상태에서의 위치를 포착한다. 상기 복수의 위치는, 본 실시형태에서는 제1 및 제2 위치이다. 이와 같이 해서 포착한 위치에 기해, XY 평면 내의 타겟(46)의 위치를 검출할 수가 있다.
도 5는, 핸드(33)의 정면도이다. 기억부(26)에는, 핸드(33)의 형상이 미리 기억된다. 제어수단(23)은, 기억부(26)에 기억된 핸드(33)의 형상과, 포착한 위치에 기해, XY 평면 내의 타겟(46)의 위치를 연산하고, 이에 의해 XY 평면 내의 타겟(46) 위치를 검출할 수가 있다.
핸드(33)의 각 연장부(44a, 44b)에는, 타겟(46)에 접촉하는 접촉부분(49a, 49b)이 각각 형성되어 있다. 각 접촉부분(49a, 49b)은, 핸드(33)의 안쪽에 형성되어 있다. 여기서, 손목 축에 수직인 가상평면을 상정하여, 이 가상평면 내에서 손목 축을 중심으로 하는 가상원(50)을 상정한다. 이 가상원(50)은, 각 접촉부분(49a, 49b)과 교차한다. 한쪽의 접촉부분(49a)과 가상원(50)이 교차하는 점을 제1 교차점 (P11)이라 하고, 다른쪽의 접촉부분(49b)과 가상원(50)이 교차하는 점을 제2 교차점(P12)이라 한다. 그리고 상기 가상평면 내에서, 제1 교차점(P11)과 손목 축을 잇는 선분(51a)과, 제2 교차점(P12)과 손목 축을 잇는 선분(51b)을 상정한다. 이때, 각 선분(51a, 51b)이 이루는 각도(θ)는, 상기 가상원(50)의 반경이 작아짐에 따라, 크게 또는 작아지게 된다. 도 5에 도시된 예에서는, 각 선분(51a, 51b)이 이루는 각도(θ)는, 상기 가상원(50)의 반경이 작아짐에 따라, 작아지게 된다.
이와 같은 핸드(33)의 형상을 근거로 해서, 한쪽 연장부(44a)가 타겟(46)에 접촉한 상태에서의 손목 축의 현재 값(θ11)과 다른쪽 연장부(44b)가 타겟(46)에 접촉한 상태에서의 손목 축의 현재 값(θ12)과의 차이(θ12-θ11)와, 손목 축으로부터 타겟(46)까지의 거리(R)와의 관계를 나타내는 정보가, 핸드(33)의 형상으로서 기억부(26)에 미리 기억되게 된다. 제어수단(23)은, 이와 같은 정보를 이용함으로써, 포착한 위치로부터, 손목 축으로부터 타겟(46)까지의 거리를 연산해서 구할 수가 있다.
그리고 제어수단(23)은, XY 평면 내의 복수의 위치로 아암(32)의 선단부를 이동시키고, 상기 복수의 위치에서, 앞에서 설명한 것과 같이 해서 손목 축으로부터 타겟(46)까지의 거리를 연산해서 구한다. 이와 같이 해서 제어수단(23)은, 상기 복수의 위치에서, 손목 축으로부터 타겟(46)까지의 거리를 얻기 때문에, XY 평면 내의 타겟(46)의 위치를 특정할 수가 있다.
도 6은, 로봇(22)의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다. 로봇(22)은, 제1 및 제2 아암 구동수단(55, 56)과, 핸드 구동수단(57)과, 상하 구동수단(58)을 포함한다.
제1 아암 구동수단(55)은, 베이스부(35)를 기대(31)에 대해 제1 축선(L1) 주위에 각변위 구동하고, 이에 의해 베이스부(35)에 고정되는 제1 아암부(36)를, 기대(31)에 대해 제1 축선(L1) 주위에 각변위 구동한다. 제2 아암 구동수단(56)은, 제2 아암부(37)를, 제1 아암부(36)에 대해 제2 축선(L2) 주위에 각변위 구동한다. 핸드 구동수단(57)은, 핸드(33)를 제2 아암부(37)에 대해 제3 축선(L3) 주위에 각변위 구동한다. 이들 각 구동수단(55 ~ 57)은, 각변위량을 조정할 수 있는 회전 모터에 의해 실현되는바, 예컨대 엔코더를 내장하는 서보모터에 의해 실현되게 된다.
상하 구동수단(58)는, 베이스부(35)를, 기대(31)에 대해 제1 축선(L1)을 따라 스라이드 변위구동 한다. 상하 구동수단(58)은, 각변위량을 조정할 수 있는 회전 모터를 이용한 볼 나사 기구에 의해 실현되게 된다. 상하 구동수단(58)은, 나사 봉과, 나사 봉에 나사결합되는 나사결합체와, 나사 봉을 회전구동하는 상기 회전 모터를 포함한다. 나사결합체에는, 베이스부(35)가 고정되어 있다. 회전 모터는, 예컨대 엔코더를 내장하는 서보모터에 의해 실현된다.
제어수단(23)은, 앞에서 설명한 각 구동수단(55 ~ 58)을 제어한다. 제어수단(23)은, 미리 정해진 반송원(搬送元) 위치에 있는 웨이퍼(24)를 보유지지해서, 이 웨이퍼(24)를 미리 정해진 반송처 위치로 반송하도록, 각 구동수단(55 ~ 58)을 제어한다. 제어수단(23)은, 각 구동수단(55 ~ 58)의 서보모터에 설치되는 엔코더로부터 각 서보모터의 각도 위치를 취득함으로써, 각 구동수단(55 ~ 58)을 피드백 제어할 수가 있어, 목적하는 위치에 정밀도 좋게 위치맞춤할 수가 있다.
도 2를 다시 참조해서, 동력전달기구를 설명한다. 제1 아암 구동수단(55)은, 기대(31)의 내부 공간에 설치되고, 제2 아암 구동수단(56)은, 제1 아암부(36)의 내부 공간에 설치되고, 핸드 구동수단(57)은, 제2 아암부(37)의 내부 공간에 설치되어 있다.
제1 및 제2 아암 구동수단(55, 56)은, 아암 축을 구동하는 구동수단이다. 제1 및 제2 아암 구동수단(55, 56)은, 소정의 정밀도로 위치를 검출할 수가 있도록 구성되어 있다. 소정의 정밀도는, 웨이퍼(24)를 반송할 때에 필요로 하는 정밀도로 선택된다. 이와 같은 각 아암 구동수단(55, 56)에 의해 각 아암 축이 구동하기 때문에, 검출 오차를 작게 해서, 타겟(46)의 위치를 고정밀도로 검출할 수가 있게 된다. 또 아암 축 마다 구동수단이 설치되기 때문에, 이에 의해서도 검출 오차를 작게 해서, 타겟(46)의 위치를 고정밀도로 검출할 수가 있다.
제1 아암 구동수단(55)은, 서보모터(61)와 동력 전달수단(62)을 갖고 있다. 동력 전달수단(62)은, 서보모터(61)의 동력을 베이스부(35)에 전달한다. 동력 전달수단(62)에는, 기어 동력 전달기구가 사용된다. 동력 전달수단(62)은, 감속기를 더 갖추고 있다. 서보모터(61)는, 감속기의 입력부에 동력을 회전력으로 해서 전달한다. 감속기의 입력부에 전달된 동력은, 그 토크가 미리 정해진 증폭비로 증폭되게 됨과 더불어, 그 회전속도가 미리 정해진 감속비로 감속되어, 출력부로부터 출력되게 된다. 출력부로부터 출력된 동력은, 기어 군(群)을 거쳐, 베이스부(35)로 전달된다. 이에 의해 베이스부(35)는, 제1 축선(L1) 주위에서 각변위하고, 베이스부(35)에 고정되는 제1 아암부(36)도 또 제1 축선(L1) 주위에서 각변위하게 된다.
제2 아암 구동수단(56)은, 서보모터(63)와 동력 전달수단(64)을 갖고 있다. 동력 전달수단(64)은, 서보모터(63)의 동력을 제2 아암부(37)에 전달한다. 동력 전달수단(64)에는, 기어 동력 전달기구가 사용된다. 동력 전달수단(64)은, 감속기를 더 갖추고 있다. 서보모터(63)는, 감속기의 입력부에 동력을 회전력으로 해서 전달한다. 감속기의 입력부에 전달된 회전력은, 그 토크가 미리 정해진 증폭비로 증폭됨과 더불어, 그 회전속도가 미리 정해진 감속비로 감속되어, 출력부로부터 출력되게 된다. 출력부로부터 출력된 동력은, 기어 군를 거쳐, 제2 아암부(37)로 전달되게 된다. 이에 의해 제2 아암부(37)는, 제2 축선(L2) 주위에서 각변위하게 된다.
본 실시형태에서는, 각 아암 축에는 기어 동력전달기구가 쓰이고 있으나, 이들 각 아암 축에는, 다이렉트 드라이브 모터가 사용되어도 좋다. 이 경우, 검출 오차를 가급적 작게 해서, 타겟(46)의 위치를 더 높은 정밀도로 검출할 수가 있다.
핸드 구동수단(57)은, 손목 축을 구동하는 구동수단이다. 핸드 구동수단(57)은, 소정의 정밀도로 위치를 검출할 수가 있도록 구성되어 있다. 소정의 정밀도는, 웨이퍼(24)를 반송할 때에 필요로 하는 정밀도로 선택된다. 이와 같은 핸드 구동수단(57)에 의해 손목 축이 구동하기 때문에, 검출 오차를 작게 해서, 타겟(46)의 위치를 고정밀도로 검출할 수가 있다. 예컨대 아암의 링크 또는 아암 내의 타이밍 벨트 등의 전달수단을 매개로 위치가 검출되는 경우, 도중의 구동계의 히스테레시스 및 다른 축의 영향에 의해 검출 오차가 커지게 된다. 이와 같은 검출 오차를 작게 할 수가 있다.
핸드 구동수단(57)은, 서보모터(65)와 동력 전달수단(66)을 갖고 있다. 동력 전달수단(66)은, 서보모터(65)의 동력을 핸드(33)로 전달한다. 동력 전달수단(66)에는, 기어 동력전달기구가 사용된다. 동력 전달수단(66)은, 감속기를 더 갖추고 있다. 서보모터(65)는, 감속기의 입력부에 동력을 회전력으로 해서 전달한다. 감속기의 입력부에 전달되는 회전력은, 그 토크가 미리 정해진 증폭비로 증폭됨과 더불어, 그 회전속도가 미리 정해진 감속비로 감속되어, 출력부로부터 출력되게 된다. 출력부로부터 출력된 동력은, 기어 군를 거쳐, 핸드(33)로 전달된다. 이에 의해 핸드(33)는, 제3 축선(L3) 주위에서 각변위한다.
본 실시형태에서는, 손목 축에는, 기어 동력전달기구가 쓰이고 있으나, 이 손목 축에는, 다이렉트 드라이브 모터가 사용되어도 좋다. 이 경우, 검출 오차를 가급적 작게 해서, 타겟(46)의 위치를 더 높은 정밀도로 검출할 수가 있다.
도 7은, 타겟(46)의 단면도이다. 이 도 7을 참조해서, Z축 방향의 타겟 위치 검출에 관한 동작을 설명한다. 타겟(46)은, Z축 방향에 대해 형상이 변화한다. 타겟(46)은, Z축 방향으로 뻗고서, 원주상으로 형성되고, 더구나 상부가 앞이 뾰족하게 형성되어 있다. 환언하면, 타겟(46)은, Z축 방향으로 뻗은 원주상의 본체부분(71)과, 본체부분(71)의 상단부(71a)에 이어져, 위쪽으로 감에 따라 앞이 뾰족하게 형성된 원뿔대형상의 선단부분(72)을 포함한다. 본체부분(71)과 선단부분(72)은 동축(同軸)으로 되고, 본체부분(71)의 상부면과 선단부분(72)의 저면이 일치한다. 본체부분(71)은, 설치 오차(installation error) 등의 기계적 오차의 범위(70)보다도 상방 및 하방으로 돌출한다. 이와 같은 타겟(46)을 그 축선을 포함한 가상평면으로 절단해서 보았을 때, 본체부분(71)의 외주면과 상기 가상평면과의 교차선(L11)과, 선단부분(72)의 외주면과 상기 가상평면 과의 교차선(L12)을 하방으로 연장 한 선(L13)이 이루는 각도를 α로 한다.
기억부(26)에는, 타겟(46)의 형상이 미리 기억되어 있다. 제어수단(23)은, 기억부(26)에 기억시킨 타겟(46)의 형상과, 포착한 위치에 기해, Z축 방향의 타겟(46)의 위치를 검출할 수가 있다.
Z축 방향의 타겟(46)의 위치를 검출함에 있어서, 제어수단(23)은, 먼저, 타겟(46)이 존재하는 교시점 근방으로 핸드(33)를 이동시킨다. 제어수단(23)은, 다음에, 아암(32)의 선단부를 상승시켜, Z축 방향에 관한 복수의 위치로, 손목 축의 제어 루프 게인을 소정 값보다도 저하시킴과 더불어 손목 축의 구동 토크의 상한값을 소정 값보다도 저하시켜, 손목 축을 요동시켜, 핸드(33)의 안쪽의 2점을 타겟(46)에 접촉시켜, 핸드(33)가 타겟(46)에 접촉한 상태에서의 위치를 포착한다. 이와 같이 해서 포착한 위치에 기해, Z축 방향의 타겟(46)의 위치를 검출할 수가 있다.
보다 더 상세히 설명하자면, 제어수단(23)은, 상기 Z축 방향에 관한 복수의 위치에 대해, 포착한 위치로부터 타겟(46)의 직경을 구한다. 타겟(46)의 직경은, 핸드(33)가 타겟(46)의 본체부분(71)에 접촉할 때는, 일정하고, 핸드(33)가 타겟(46)의 선단부분(72)에 접촉할 때는, 핸드(33)의 본체부분(71)에 접촉할 때보다도 작아지게 된다.
포착한 위치로부터 구해지는 타겟(46)의 직경이 작아졌을 때, 작아지기 전의 타겟(46)의 직경(Dl)과, 작아졌을 때의 타겟(46)의 직경(D2)을 이용해서, 타겟(46)과 핸드(33)와의 접촉위치의, 타겟(46)의 본체부분(71)의 상단으로부터의 높이(A)를 구할 수가 있다. 이 높이(A)는, 이하와 같은 식에 의해 얻어진다.
A = (D1 - D2)/(2·tanα)
제어수단(23)은, 포착한 위치로부터 구해지는 타겟(46)의 반경이 작아졌을 때, 아암(32)의 선단부의 Z축 방향에 관한 위치와, 앞에서 설명한 것과 같이 해서 얻어지는 높이(A)에 기해, Z축 방향의 타겟(46)의 위치를 연산해서 구할 수가 있다. 기억부(26)에는, 이와 같은 연산을 위한 식을 나타내는 정보가, 타겟(46)의 형상으로서, 기억부(26)에 미리 기억되어 있다. 이와 같은 정보를 이용함으로써, 포착한 위치로부터, Z축 방향의 타겟(46)의 위치를 연산해서 구할 수가 있다.
로봇(22)은, 웨이퍼(24)를 반송하는 것이다. 이와 같은 로봇(22)의 핸드(33)는, SEMI(Semiconductor Equipment andmaterials International) 규격의 카세트(25)에 대해 웨이퍼(24)를 출입시키기 위해, 2 ~ 4mm의 두께가 한계로서, 그 이상 두껍게 형성할 수가 없게 되어 있다. 또 웨이퍼(24)의 사이즈로부터, 일반적으로는 핸드(33)의 길이는, 200 ~ 300mm 정도 필요하다. 이와 같은 핸드(33)를 Z축 방향으로 이동시켜, 예컨대 타겟으로 되는 Z축 방향에 수직인 평면에 접촉시켜, Z축 방향의 상기 평면의 위치를 검출하는 경우, 핸드(33)를 변형 시키지 않고서 위치를 검출하는 것은 곤란하고, 따라서 검출 오차가 커져버리게 된다. 본 실시형태에서는, 핸드(33)와 타겟(46)과의 접촉 방향이 핸드(33)의 강성이 높은 방향과 일치하기 때문에, 핸드(33)의 변형에 의한 검출 오차의 저하라고 하는 문제를 해결할 수가 있다.
도 8은, XY 평면 내의 타겟 위치 검출에 관한 동작의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다. 이 예에서는, 타겟(76)은, 핸드(33)의 각 연장부(44a, 44b) 사이에 끼워넣어 지도록 형성되어 있다. 타겟(76)의 형상은, 타겟(76)이 핸드(33)에 끼워졌을 때, 타겟(76)과 손목 축과의 사이의 거리가 일정하게 결정되면 좋고, 바람직하기는 타겟(76)이 핸드(33)에 끼워졌을 때, 타겟(76)과 손목 축과의 위치관계가 일정하게 정해지면 좋다. 본 실시형태에서는, 타겟(76)은, Z축 방향에 수직인 단면형상이 삼각형을 이룬다.
제어수단(23)은, 적어도 타겟(76)이 존재하는 교시점 근방으로부터, 손목 축 및 각 아암 축의 제어 루프 게인을 소정 값보다 저하시켜, 핸드(33)를 타겟(76)에 접촉시킨다. 이와 같이 손목 축 및 각 아암 축의 제어 루프 게인을 저하시키기 때문에, 작은 밀어붙이는 힘으로, 핸드(33)를 타겟(76)에 접촉시킬 수가 있다. 따라서 핸드(33) 및 타겟(76)의 변형을 막을 수가 있고, 또 파티클의 발생을 막을 수가 있다.
본 실시형태에서는, 제어수단(23)은, 적어도 타겟(76)이 존재하는 교시점 근방으로부터, 손목 축 및 각 아암 축의 구동 토크의 상한값도 소정 값보다 저하시켜, 핸드(33)를 타겟(76)에 접촉시킨다. 구체적으로는, 타겟(76)으로부터의 반력이 수십gf ~ l00gf 정도이고, 로봇(22)이 타겟(76)을 향해 이동하도록 해서, 타겟(76)에 핸드(33)를 저속으로 접근시켜 접촉시킨다. 이에 의해 로봇(22)을 타겟(76)에 확실히 따르게 할 수 있다.
제어수단(23)은, 핸드(33)가 타겟(76)에 접촉한 상태에서의 위치를 포착한다. 구체적으로는, 핸드(33)가 타겟(76)에 접촉한 상태에서, 손목 축 및 각 아암 축의 현재 값을 포착한다. 상세히는, 손목 축 및 각 아암 축에 대해, 지령 값과 현재 값과의 차이가 일정 값을 각각 넘었을 때, 손목 축 및 각 아암 축의 현재 값을, 핸드(33)가 타겟(76)에 접촉한 상태에서의 위치로서 포착한다. 이와 같이 핸드(33)가 타겟(76)에 접촉한 상태에서의 위치를 포착하기 때문에, 로봇(22)의 구동계(驅動系)가 가진 변동요소 등의 영향이 없다. 따라서 상기 특허문헌 1에 개시된 기술에 비해, 타겟(76)의 위치를 더 정밀하게 검출할 수가 있다.
기억부(26)에는, 타겟(76)이 핸드(33)에 끼워진 때의, 타겟(76)과 손목 축과의 위치관계를 나타내는 정보가, 핸드(33)의 형상으로서 미리 기억되어 있다. 제어 수단(23)은, 이와 같은 정보를 이용함으로써, 포착한 위치로부터, 타겟(76)의 위치를 연산해서 구할 수가 있다.
본 실시형태에서는, 제어수단(23)은, 손목 축 및 각 아암 축에 대해, 지령 값과 현재 값과의 차이가 일정 값을 각각 넘었을 때, 손목 축 및 각 아암 축의 현재 값을 포착하게 되지만, 손목 축 및 각 아암 축의 현재 값을 포착하는 타이밍은, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 손목 축 및 각 아암 축의 지령 값이 미리 정해진 값에 각각 도달했을 때, 손목 축 및 각 아암 축의 현재 값을 포착하여도 좋다. 이 경우, 상기 미리 정해진 값은, 핸드(33)가 타겟(76)에 확실히 접촉하도록 한 값으로 설정되어 있다.
또 본 실시형태에서는, 각 아암 축의 제어 루프 게인을 저하시키지만, 반드시 모든 아암 축에 대해 제어 루프 게인을 저하시킬 필요는 없다. 예컨대, 각 아암 축 중의 하나에 대해서만 제어 루프 게인을 저하시켜도 좋다.
도 9는, 본 발명의 제2 실시형태인 로봇의 타겟 위치 검출 장치(81)의 구성을 나타낸 평면도이다. 본 실시형태의 위치 검출 장치(81)는, 앞에서 설명한 제1 실시형태의 위치 검출 장치(21)에 유사하기 때문에, 다른 점에 대해서만 설명한다.
핸드(82)는, 그 형상이 손목 축의 반경방향에 대해 변화한다. 핸드(82)는, 손목 축의 반경방향을 따라 형성되어 있다. 핸드(82)의 지지부(42)는, 대략적으로 사다리꼴 형상으로, 손목 축의 반경방향 바깥쪽으로 됨에 따라 폭이 커지게 되어 있다. 핸드(82)에는, 타겟(46)에 접촉하는 접촉부분(83)이 형성되어 있다. 접촉부분(83)은, 핸드(82)의 한쪽 측부에 형성되어 있다. 접촉부분(83)은, 손목 축의 반 경방향 바깥쪽으로 됨에 따라, 손목 축을 포함한 가상평면에 대한 경사각이 변화한다. 이 접촉부분(83)은, 손목 축의 반경방향 바깥쪽으로 됨에 따라 손목 축의 원주방향 한편(Cl)에 경사지는 제1 경사부(84)와, 제1 경사부(84)보다도 손목 축의 반경방향 바깥쪽에 위치해서 제1 경사부(84)에 이어지고, 손목 축의 반경방향 바깥쪽으로 됨에 따라 손목 축의 원주방향 다른쪽(C2)에 경사지는 제2 경사부(85)를 갖고 있다. 본 실시형태에서는, 제1 경사부(84)는, 연결부(41)에 형성되고, 제2 경사부(85)는, 지지부(42)에 형성되어 있다.
제어수단(23)은, 적어도 타겟(46)이 존재하는 교시점 근방으로부터, 손목 축의 제어 루프 게인을 소정 값보다도 저하시켜, 핸드(82)의 접촉부분(83)을 타겟(46)에 접촉시킨다. 손목 축의 제어 루프 게인은, 타겟(46)이 존재하는 교시점 근방까지 핸드(82)를 이동시킨 후에 저하시켜도 좋고, 또는 처음부터 저하시켜놓아도 좋다. 이와 같이 손목 축의 제어 루프 게인을 저하시키기 때문에, 작은 밀어붙이는 힘으로, 핸드(82)의 접촉부분(83)을 타겟(46)에 접촉시킬 수가 있다. 따라서 핸드(82) 및 타겟(46)의 변형을 막을 수가 있고, 또 파티클의 발생을 막을 수가 있다.
제어수단(23)은, 먼저, 핸드(82)의 접촉부분(83), 구체적으로는 제2 경사부(85)를 타겟(46)에 접촉시킨다. 이 후, 핸드(82)의 접촉부분(83)을 타겟(46)에 접촉시킨 상태에서, XY 평면 내에서 아암(32)의 선단부를 미리 정해진 일직선(L21)을 따라 이동시킨다. 상기 미리 정해진 일직선(L21)은, Y축 방향과 평행이다.
이때, 제어수단(23)은, 앞에서 설명한 것과 같이 아암(32)의 선단부를 이동 시키면서, 핸드(82)가 타겟(46)에 접촉한 상태에서의 위치를 순차적으로로 포착한다. 구체적으로는, 제어수단(23)은, 핸드(82)의 접촉부분(83)이 타겟(46)에 접촉한 상태에서, 손목 축 및 각 아암 축의 현재 값을 포착한다. 이와 같이 핸드(82)의 접촉부분(83)이 타겟(46)에 접촉한 상태에서의 위치를 포착하기 때문에, 로봇(22)의 구동계가 가진 변동요소 등의 영향이 없다. 따라서 상기 특허문헌 1에 개시된 기술에 비해, 타겟(46)의 위치를 고정밀도로 검출할 수가 있다.
핸드(82)는, 먼저, 가상선(86)으로 나타낸 것과 같은 위치에 배치되어 있다. 핸드(82)는, 아암(32)의 선단부가 타겟(46)을 향해 진행됨에 따라, 손목 축의 원주방향 다른쪽(C2)으로 이동한다. 제1 경사부(84)와 제2 경사부(85)가 이어지는 곳에 타겟(46)이 도달하면, 핸드(82)는, 실선(87)으로 나타낸 것과 같은 위치에 배치되어 있다. 이 후, 핸드(82)는, 아암(32)의 선단부가 타겟(46)을 향해 진행함에 따라, 손목 축의 원주방향 한편(C1)으로 이동하여, 가상선(88)로 나타낸 것과 같은 위치에 배치되게 된다.
도 10은, 제어수단(23)에 의해 포착한 위치를 나타내는 그래프이다. 횡축(Y)은, 아암(32)의 선단부의, Y축 방향에 관한 현재 값을 나타내고, 종축(θW)은, 손목 축의 현재 값을 나타낸다. Y의 값은, 아암(32)의 선단부가 타겟(46)을 향해 진행할 수록 커지게 된다. θW의 값은, 핸드(82)가 손목 축의 원주방향 한편(Cl)을 향해 진행될 수록 커지게 된다.
도 10에 도시된 것과 같이, Y의 값과 θW의 값과의 관계를 나타내는 선은, 아래로 볼록한 곡선이다. θW 값이 최소로 될 때의 Y의 값(Y0)은, 제1 경사부(84) 와 제2 경사부(85)가 이어지는 곳에 타겟(46)이 위치할 때의 값이다. 이 Y의 값(Y0)에 기해, XY 평면 내의 타겟(46)의 위치를 검출할 수가 있다.
기억부(26)에는, 제1 경사부(84)와 제2 경사부(85)가 이어지는 곳에 타겟(46)이 위치할 때의, 타겟(46)과 손목 축과의 위치관계를 나타내는 정보가, 핸드(82)의 형상으로서 미리 기억되어 있다. 제어수단(23)은, 이와 같은 정보를 이용함으로써, θW의 값이 최소로 되는 Y의 값(Y0)으로부터, 타겟(46)의 위치를 연산해서 구할 수가 있다.
도 11은, 본 발명의 제3 실시형태인 로봇의 타겟 위치 검출 장치의 일부를 나타낸 사시도이다. 본 실시형태의 위치 검출 장치는, 제1 실시형태의 위치 검출 장치(21)에 유사하기 때문에, 다른 점에 대해서만 설명한다.
로봇(22)은, 손목에 플립 축(flip axis)을 갖고 있다. 핸드(33)는, 플립 축으로부터 이 플립 축에 수직인 방향으로 떨어져 설치되는 1쌍의 선단부(91a, 91b)를 갖고 있다. 각 선단부(91a, 91b)는, 플립 축을 포함한 가상평면에 관해 대칭으로 설치되어 있다. 각 선단부(91a, 91b)는, 핸드(33)의 각 연장부(44a, 44b)의 선단부에 상당한다.
타겟(90)은, Z축 방향에 수직인 방향으로 뻗은 간극(92)이 형성되는 간극 형성부이다. 이와 같은 간극 형성부는, 예컨대 반송 공간과 처리 공간을 칸막이하는 벽(94)에 설치되게 된다. 반송 공간이라 함은, 로봇(22)에 의해 웨이퍼가 반송되는 공간이다. 처리 공간이라 함은, 처리장치에 의해 웨이퍼가 처리되는 공간이다.
제어수단(23)은, 적어도 타겟(90)이 존재하는 교시점 근방에서부터, 플립 축 의 제어 루프 게인을 소정 값보다도 저하시켜, 플립 축을 요동시켜, 핸드(33)의 선단부(91a, 91b)를 타겟(90)에 접촉시킨다. 이에 의해 작은 밀어붙이는 힘으로, 핸드(33)의 선단부(91a, 91b)를 타겟(90)에 접촉시킬 수가 있다. 따라서 핸드(33) 및 타겟(90)의 변형을 막을 수가 있고, 또 파티클의 발생을 막을 수가 있다.
더구나 제어수단(23)은, 핸드(33)의 선단부(91a, 91b)가 타겟(90)에 접촉한 상태에서의 위치를 포착해서, Z축 방향의 타겟(90)의 위치를 검출한다. 이와 같이 핸드(33)의 선단부(91a, 91b)가 타겟(90)에 접촉한 상태에서의 위치를 포착하기 때문에, 로봇(22)의 구동계가 가진 변동요소 등의 영향이 없다. 따라서 상기 특허문헌 1에 개시된 기술에 비해, Z축 방향의 타겟(90)의 위치를 고정밀도로 검출할 수가 있다.
이를 보다 더 상세히 설명하자면, 제어수단(23)은, 핸드(33)의 각 선단부(91a, 91b)를 상기 간극(92)에 개재시켜, 플립 축의 요동각이 최대로 되도록 아암(32)의 선단부(91a, 91b)를 Z축 방향으로 이동시켜, 그 점을 상기 간극(92)의 Z축 방향의 중앙으로서 검출한다. 따라서 상기 간극(92)의 Z축 방향의 중앙을, 고정밀도로 용이하게 검출할 수가 있다.
본 실시형태에서는, 타겟(90)은, Z축 방향에 수직인 방향으로 뻗은 간극(92)이 형성되는 간극 형성부이지만, 타겟(90)은, 반드시 간극(92)을 형성할 필요는 없다. 타겟(90)은, 예컨대 XY 평면에 평행한 평면이도 좋고, 또는 앞에서 설명한 제1 실시형태로 쓰이도록 한 원주상으로 된 것이어도 좋다.
도 12는, 본 발명의 제 4 실시형태인 로봇의 자기 진단 장치(101) 가 구비하 는 제어수단(23)에 의한 자기 진단 동작을 설명하기 위한 플로차트이다. 본 실시형태의 자기 진단 장치는, 앞에서 설명한 제1 실시형태의 위치 검출 장치(21)에 유사하기 때문에, 다른 점에 대해서만 설명한다. 제어수단(23)에 의한 자기 진단 동작은, 자기 진단 동작의 개시 지령이 부여되면 개시되게 된다. 자기 진단 동작의 개시 지령은, 예컨대 조작자에 의해 부여된다.
자기 진단 동작을 개시하면, 단계 a1에서, 각 구동수단(55 ~ 58)을 제어해서, 핸드(33)를 타겟(46)을 향해 이동하도록 한다. 이때, 손목 축의 제어 루프 게인 및 각 아암 축의 제어 루프 게인을 소정 값보다 저하시켜, 핸드(33)를 타겟(46)에 접촉시키도록 한다. 이에 의해 작은 밀어붙이는 힘으로, 핸드(33)를 타겟(46)에 접촉시킬 수가 있다. 따라서 핸드(33) 및 타겟(46)의 변형을 막을 수가 있고, 또 파티클의 발생을 막을 수가 있다.
다음에, 단계 a2에서, 손목 축 주위의 핸드(33)의 각변위가 타겟(46)에 의해 저지된 상태에서, 손목 축의 제어 루프 게인 만을 소정 값보다도 저하시켜, 손목 축의 지령 값을, 핸드(33)가 손목 축의 원주방향 한편(C1)으로 움직이도록 변경해서, 단계 a3에서, 그 변경 후의 위치를 포착한다. 구체적으로는, 손목 축의 지령 값과 손목 축의 현재 값과의 차이가 일정 값을 넘었을 때, 상기 손목 축의 현재 값을 상기 변경 후의 위치로서 포착한다.
다음에, 단계 a4에서, 손목 축 주위의 핸드(33)의 각변위가 타겟(46)에 의해 저지된 상태에서, 손목 축의 제어 루프 게인 만을 소정 값보다도 저하시켜, 손목 축의 지령 값을, 핸드(33)가 손목 축의 원주방향 다른쪽(C2)으로 움직이도록 변경해서, 단계 a5에서, 그 변경 후의 위치를 포착한다. 구체적으로는, 손목 축의 지령 값과 손목 축의 현재 값과의 차이가 일정 값을 넘었을 때, 상기 손목 축의 현재 값을 상기 변경 후의 위치로서 포착한다.
다음에, 단계 a6에서는, 포착한 위치의 차이에 의해, 로봇(22)의 상태, 특히 손목 축의 상태를 판정한다. 포착한 위치의 차이라 함은, 단계 a3에서 포착한 위치와 단계 a5에서 포착한 위치와의 차이를 말한다. 이 포착한 위치의 차이는, 손목 축의 백래시(back lash), 히스테레시스(hysteresis)가 클수록 커지게 된다. 따라서 상기 포착한 위치의 차이에 의해, 손목 축의 상태를 용이하게 판정할 수가 있게 된다. 상기 포착한 위치의 차이는, 기억부(26)에 기억시켜 축적되도록 하여도 좋다. 이 후, 자기 진단동작을 종료한다.
이와 같이 해서 손목 축의 상태를 판정하고, 판정 결과를 이용해서, 앞에서 설명한 제1 및 제2 형태의 위치 검출 장치(21, 81)에서, 포착한 위치를 보정하여도 좋다. 이에 의해 로봇의 상태에 구애됨이 없이, 타겟의 위치를 고정밀도로 검출할 수가 있다.
본 실시형태에서는, 단계 a1, a2, a4에서는, 손목 축의 구동 토크의 상한값도 소정 값보다도 저하시켜도 좋다. 이에 의해 핸드(33) 및 타겟(46)의 변형을 확실히 막을 수가 있고, 또 파티클의 발생을 확실히 막을 수가 있다. 또 본 실시형태에서는, 손목 축의 상태를 판정하게 되지만, 마찬가지로 해서, 각 아암 축에 대해서도 상태를 각각 판정할 수가 있게 된다.
앞에서 설명한 각 실시형태는, 본 발명의 예시에 지나지 않고, 본 발명의 범 위 내에서 구성을 변경할 수가 있다. 예컨대 워크는, 웨이퍼(24)로 한정되지 않고, 액정표시 패널에 쓰이는 유리기판이어도 좋다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 타겟의 위치를 고밀도로 검출할 수가 있는 로봇의 타겟 위치 검출 장치를 제공할 수가 있게 된다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태인 로봇의 타겟 위치 검출 장치(21)의 구
성을 나타낸 사시도이다.
도 2는, 로봇(22)의 구성을 간략화 해서 나타낸 도면이다.
도 3은, XY 평면 내의 타겟 위치 검출에 관한 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는, 도 3에 계속되는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, 핸드(33)의 정면도이다.
도 6은, 로봇(22)의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7은 타겟(46)의 단면도이다.
도 8은, XY 평면 내의 타겟 위치 검출에 관한 동작의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는, 본 발명의 제2 실시형태인 로봇의 타겟 위치 검출 장치(81)의 구 성을 나타낸 평면도이다.
도 10은, 제어수단(23)에 의해 포착한 위치를 나타내는 그래프이다.
도 11은, 본 발명의 제3 실시형태인 로봇의 타겟 위치 검출 장치의 일부를 나타낸 사시도이다.
도 12는, 본 발명의 제4 실시형태인 로봇의 자기 진단 장치(101)가 구비된 제어수단(23)에 의한 자기 진단 동작을 설명하기 위한 프로챠트이다.
도 13은, 종래의 로봇(1)의 정면도이다.
도 14는, 종래의 로봇(1)의 평면도이다.
(부호의 설명)
21, 81 - - - 로봇의 타겟 위치 검출 장치
22 - - - - 로봇
23 - - - - 제어수단
31 - - - - 기대
32 - - - - 아암
33, 82 - - - 핸드
46, 90 - - - 타켓

Claims (13)

  1. 적어도 X축, Y축의 2축 방향으로 자유도를 가진 아암의 선단부에, 수평방향의 자유도를 가진 손목이 설치되고, 이 손목에는 엔드 이펙터가 설치되는 로봇과, 교시점을 기억부에 기억시켜 이 기억부에 기억시킨 교시점에 엔드 이펙터가 향하도록, 로봇의 동작을 제어하는 제어수단을 포함하고,
    상기 제어수단은, 제어 루프 게인을 변화시켜, 엔드 이펙터의 타겟에 밀어붙이는 힘을 변경할 수 있어서, 적어도 타겟이 존재하는 교시점 근방으로부터, 손목 축의 제어 루프 게인을 소정 값보다도 저하시켜, 엔드 이펙터를 타겟에 접촉시켜, 엔드 이펙터가 타겟에 접촉한 상태에서의 위치를 포착하여 타겟의 위치를 검출하며,
    상기 제어수단은, 상기 손목 축의 지령 값과 상기 손목 축의 현재 값의 차이가 소정값을 넘을 때, 상기 엔드 이펙터가 타겟에 접촉한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 로봇의 타겟 위치 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서, 손목 축을 구동하는 구동수단이, 소정의 정밀도로 위치를 검출할 수가 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 로봇의 타겟 위치 검출 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어수단은,
    엔드 이펙터의 형상을 기억부에 기억시키고,
    이 기억부에 기억시킨 엔드 이펙터의 형상과, 포착한 위치에 기초하여, XY 평면 내의 타겟의 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는 로봇의 타겟 위치 검출 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 엔드 이펙터는, XY 평면상에서 대략 V자 모양의 형상을 이루고,
    상기 제어수단은, XY 평면 내의 복수의 위치에 아암의 선단부를 이동시켜, 상기 복수의 위치에서, 손목 축을 요동시켜 엔드 이펙터의 안쪽의 2점을 타겟에 접촉시키고, 엔드 이펙터가 타겟에 접촉한 상태에서의 위치를 포착하는 것을 특징으로 하는 로봇의 타겟 위치 검출 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 엔드 이펙터는, 그 형상이 손목 축의 반경방향에 대해 변화하고,
    상기 제어수단은, 엔드 이펙터를 타겟에 접촉시킨 상태에서, XY 평면 내에서 아암의 선단부를 이동시키면서, 엔드 이펙터가 타겟에 접촉한 상태에서의 위치를 포착하는 것을 특징으로 하는 로봇의 타겟 위치 검출 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 로봇의 아암의 선단부는, X축, Y축, Z축의 3축 방향으로 자유도를 갖고,
    상기 타겟은, Z축 방향에 대해 형상이 변화하고,
    상기 제어수단은,
    타겟의 형상을 기억부에 기억시키고,
    이 기억부에 기억시킨 타겟의 형상과, 포착한 위치에 기초하여, Z축 방향의 타겟의 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는 로봇의 타겟 위치 검출 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 아암은, 스카라형 수평 다관절 아암으로 이루어지고,
    상기 제어수단은, 적어도 타겟이 존재하는 교시점 근방으로부터, 손목 축 및 아암 축의 제어 루프 게인을 소정 값보다도 저하시키고, 엔드 이펙터를 타겟에 접촉시켜, 엔드 이펙터가 타겟에 접촉한 상태에서의 위치를 포착해서, 타겟의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 기재된 로봇의 타겟 위치 검출 장치.
  8. 제7항에 있어서, 아암 축을 구동하는 구동수단은, 소정의 정밀도로 위치를 검출할 수가 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 로봇의 타겟 위치 검출 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 로봇은, 손목에 플립 축을 갖고,
    상기 엔드 이펙터는, 플립 축으로부터 이 플립 축에 수직인 방향으로 떨어져 설치되는 선단부를 갖고,
    상기 제어수단은, 적어도 타겟이 존재하는 교시점 근방으로부터, 플립 축의 제어 루프 게인을 소정 값보다도 저하시키고, 플립 축을 요동시켜, 엔드 이펙터의 선단부를 타겟에 접촉시켜, 엔드 이펙터의 선단부가 타겟에 접촉한 상태에서의 위치를 포착해서, Z축 방향의 타겟의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 로봇의 타겟 위치 검출 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 엔드 이펙터는, 1쌍의 선단부를 갖고, 각 선단부는 플립 축을 포함한 가상 평면에 대하여 대칭으로 설치되고,
    상기 타겟은, Z축 방향에 수직인 방향으로 뻗은 간극이 형성되는 간극 형성부이고,
    상기 제어수단은, 엔드 이펙터의 각 선단부를 상기 간극에 개재시켜, 플립 축의 요동각이 최대가 되도록 아암의 선단부를 Z축 방향으로 이동시켜, 그 점을 상기 간극의 Z축 방향의 중앙으로 해서 검출하는 것을 특징으로 하는 로봇의 타겟 위치 검출 장치.
  11. 적어도 X축, Y축의 2축 방향으로 자유도를 가진 아암의 선단부에, 수평방향의 자유도를 가진 손목이 설치되고, 이 손목에는 엔드 이펙터가 설치된 로봇과, 교시점을 기억부에 기억시키고 이 기억부에 기억시킨 교시점에 엔드 이펙터가 향하도록 로봇의 동작을 제어하는 제어수단을 포함하고,
    상기 제어수단은,
    제어 루프 게인을 변화시켜, 엔드 이펙터의 타겟으로 밀어붙이는 힘을 변경할 수 있고,
    손목 축 주위의 엔드 이펙터의 각변위가 타겟에 의해 저지된 상태에서, 손목 축의 제어 루프 게인을 소정 값보다도 저하시키고, 먼저, 손목 축의 지령 값을, 엔드 이펙터가 손목 축의 원주방향 한쪽으로 움직이도록 변경해서 그 변경 후의 위치를 포착하고, 다음에, 손목 축의 지령 값을, 엔드 이펙터가 손목 축의 원주방향 다른쪽으로 움직이도록 변경해서, 그 변경 후의 위치를 포착하며,
    포착한 위치의 차이에 의해, 로봇의 상태를 판정하는 것을 특징으로 하는 로봇의 자기 진단 장치.
  12. 적어도 X축, Y축의 2축 방향으로 자유도를 가진 아암의 선단부에, 수평방향의 자유도를 가진 손목이 설치되고, 이 손목에는 엔드 이펙터가 설치되는 로봇과, 교시점을 기억부에 기억시키고 이 기억부에 기억 시킨 교시점에 엔드 이펙터가 향하도록 로봇의 동작을 제어하는 제어수단을 포함하고,
    상기 제어수단은,
    제어 루프 게인을 변화시켜, 엔드 이펙터의 타겟으로 밀어붙이는 힘을 변경할 수 있고,
    상기 아암은, 스카라형 수평 다관절 아암으로 이루어지고,
    상기 제어수단은, 진단해야 할 아암 축 주위의 엔드 이펙터의 각변위가 타겟에 의해 저지된 상태에서, 상기 아암 축의 제어 루프 게인을 소정 값보다도 저하시키고, 먼저, 상기 아암 축의 지령 값을, 엔드 이펙터가 상기 아암 축의 원주방향 한쪽으로 움직이도록 변경해서 그 변경 후의 위치를 포착하고, 다음에, 상기 아암 축의 지령 값을, 엔드 이펙터가 상기 아암 축의 원주방향 다른쪽으로 움직이도록 변경해서 그 변경 후의 위치를 포착하며,
    포착한 위치의 차이에 의해, 로봇의 상태를 판정하는 것을 특징으로 하는 로봇의 자기 진단 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제어수단은, 손목 축의 구동 토크의 상한값을 소정 값보다도 작게 설정하도록 된 것을 특징으로 하는 로봇의 타겟 위치 검출 장치.
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