KR101331368B1 - Substrate transferring robot having function of correcting meandering and method for correcting meandering thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 반송용 로봇은, 복수의 회전 관절부를 구비하고, 선회축을 중심으로 선회 운동 가능한 로봇 암을 포함하며, 상기 로봇 암은, 상기 로봇 암의 사행을 보상하는 사행 보상 제어부에 의해 선회축을 중심으로 사행 방향과 반대 방향으로 선회 운동되는 것을 특징으로 함으로써, 로봇 암의 직진 성능이 향상되어 로봇의 성능 및 생산성을 증가시킬 수 있다. A substrate transfer robot according to an embodiment of the present invention includes a robot arm having a plurality of rotating joints and pivotable about a pivot axis, wherein the robot arm compensates for meandering of the robot arm. By the control unit is characterized in that the pivoting movement in the opposite direction to the meandering direction about the pivot axis, the linear performance of the robot arm is improved to increase the performance and productivity of the robot.

Description

사행 보상 기능을 구비하는 기판 반송용 로봇 및 그의 사행 보상 방법{SUBSTRATE TRANSFERRING ROBOT HAVING FUNCTION OF CORRECTING MEANDERING AND METHOD FOR CORRECTING MEANDERING THEREOF}SUBSTRATE TRANSFERRING ROBOT HAVING FUNCTION OF CORRECTING MEANDERING AND METHOD FOR CORRECTING MEANDERING THEREOF}

본 발명은 기판 반송용 로봇에 관한 것으로서, 사행 보상 제어부에 의해 로봇 암의 사행을 보상할 수 있는 기판 반송용 로봇에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate transfer robot, and more particularly, to a substrate transfer robot capable of compensating meandering of the robot arm by a meander compensation control unit.

반도체 산업 분야에서 기판을 카세트 또는 작업 장치 내로 이송하기 위해 기판 반송용 로봇이 사용되고 있다. In the semiconductor industry, a substrate transfer robot is used to transfer a substrate into a cassette or a work device.

도 1은 일반적인 기판 반송용 로봇을 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 기판 반송용 로봇의 상부 로봇 암이 전진 및 후진해 있는 모습을 함께 도시한 평면도이다. 도 1에는 상부 로봇 암과 하부 로봇 암을 함께 도시되어 있으나, 상기 상하부 로봇 암들은 동일한 구조를 가지므로, 이하에서는 상부 로봇 암을 기준으로 설명하도록 한다.1 is a perspective view illustrating a general substrate transfer robot, and FIG. 2 is a plan view illustrating the upper robot arm of the substrate transfer robot of FIG. 1 moving forward and backward. Although the upper robot arm and the lower robot arm are shown together in FIG. 1, the upper and lower robot arms have the same structure, which will be described below with reference to the upper robot arm.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 일반적인 기판 반송용 로봇은, 기판이 안착되는 포크(101)와, 두 개의 암 부재(102, 103)로 이루어지는 로봇 암(10)을 포함한다. 포크(101)와 암 부재(102, 103)는 서로 로봇 암 축(111, 112, 113)을 중심으로 회전하는 회전 관절부를 통해 연결되어 있다. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, a general substrate transfer robot includes a fork 101 on which a substrate is mounted and a robot arm 10 composed of two arm members 102 and 103. The fork 101 and the arm members 102 and 103 are connected to each other via a rotating joint that rotates about the robot arm axes 111, 112 and 113.

일반적으로, 기판 반송용 로봇의 로봇 암(10)은 3관절 1자유도를 가지며, 로봇 암(10)의 회전 관절부들은 벨트 등에 의해 연결되어 링크 구조를 형성한다. 이에 따라서, 포크(101)와 암 부재(102, 103)는 서로 대응하는 로봇 암 축(111, 112, 113)들을 중심으로 유기적으로 회전 구동하여 포크(101)를 목표 궤적(11)을 따라 직선 운동시킬 수 있다. In general, the robot arm 10 of the substrate transfer robot has three joints and one degree of freedom, and the rotation joints of the robot arm 10 are connected by a belt or the like to form a link structure. Accordingly, the fork 101 and the arm members 102 and 103 are organically driven to rotate about the robot arm shafts 111, 112, and 113 corresponding to each other so that the fork 101 is straight along the target trajectory 11. You can exercise.

한편, 지면으로부터 수직한 승강축(300)에 승강 가능하게 연결되는 암 바디(200)가 형성되어 있으며, 로봇 암(10)의 최후단에 위치한 암 부재(103)의 끝단은 암 바디(200)에 연결된다. 승강축(300)과 암바디(200)를 포함하는 로봇 암(10)은 크랭크 부재(115)에 연결되어 있고, 따라서 선회축(114)을 중심으로 선회 운동시킬 수 있다. On the other hand, the arm body 200 is formed to be connected to the lifting shaft 300 vertically from the ground, the end of the arm member 103 located at the end of the robot arm 10 is the arm body 200 Is connected to. The robot arm 10 including the lifting shaft 300 and the arm body 200 is connected to the crank member 115, and thus can be pivoted about the pivot shaft 114.

위와 같은 구성에 따르면, 로봇 암(10)이 선회축(114)을 중심으로 전체적으로 선회(즉, 포크(101)의 끝단 방향이 도 2의 방향과 다른 방향으로 배치되도록 선회)하여 카세트에 수납된 기판을 포크(101)에 안착시키고, 다시 원래 위치로 선회하여 포크(101)의 끝단이 도 2의 방향과 같이 향하도록 하고, 회전 관절부들을 회전 구동시켜 포크(101)를 전진 이동시킴으로써 작업 장치 내로 기판을 수납하게 된다.According to the configuration as described above, the robot arm 10 is rotated around the pivot axis 114 as a whole (that is, the end direction of the fork 101 is rotated so as to be disposed in a direction different from the direction of Figure 2) stored in the cassette The substrate is seated on the fork 101 and pivoted back to its original position so that the end of the fork 101 faces as shown in FIG. 2, and the rotary joints are driven to rotate to move the fork 101 forward into the working apparatus. The substrate is stored.

상술한 기판 반송용 로봇의 구성 및 동작은 이미 공지된 것이므로, 여기서는 더 자세한 설명을 생략한다. 도 2에는 로봇 암(10)의 포크(101)가 전진 위치에 있는 모습과 후진 위치에 있는 모습을 함께 도시하였다. Since the structure and operation of the above-mentioned substrate transfer robot are already known, a detailed description thereof will be omitted here. 2 shows the fork 101 of the robot arm 10 in a forward position and a backward position.

위와 같은 구성을 가지는 일반적인 기판 반송용 로봇에 있어서, 로봇 암(10) 특히, 포크(101) 끝단의 직진도는 매우 중요한 성능 지표이다. In the general substrate transfer robot having the above configuration, the straightness of the tip of the robot arm 10, in particular, the fork 101 is a very important performance index.

하지만, 로봇 구조(승강축)의 변형, 축방향 회전 동작에 의한 반력, 로봇 암의 링크 구조를 형성하는 벨트 등의 강성으로 인해, 도 2에 도시된 바와 같이, 포크(101)의 끝단의 궤적이 로봇 암의 목표한 동작 궤적을 벗어나는 궤적을 따라 이동하는 현상이 발생하게 된다. 이와 같이, 로봇 암이 직선의 목표 궤적을 벗어나 동작하게 되는 것을 소위 "사행(Meandering)"이라고 한다. However, due to the deformation of the robot structure (elevation shaft), the reaction force by the axial rotational motion, the belt forming the link structure of the robot arm, etc., the trajectory of the end of the fork 101, as shown in FIG. The movement of the robot arm along a trajectory outside of the target motion trajectory occurs. In this manner, the robot arm moves out of the target trajectory of the straight line is called "meandering".

도 3은 로봇 암의 목표 궤적(11)과 실제 궤적(12)을 도시한 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating a target trajectory 11 and an actual trajectory 12 of the robot arm.

도 3에 도시된 바와 같이, 로봇 암(10)의 각 회전 관절부들은 대응하는 로봇 암 축(111, 112, 113)을 중심으로 회전하여 로봇 암(10)의 포크(101)가 목표 궤적(11)을 따라 직진 운동하도록 하여야 한다. 하지만, 실제적으로는 상술한 원인 등에 의해, 로봇 암(10)의 실제 궤적(12)은 목표 궤적(11)을 이탈하여 사행이 발생한다.As shown in FIG. 3, each of the rotary joints of the robot arm 10 rotates around the corresponding robot arm axes 111, 112, and 113 so that the fork 101 of the robot arm 10 moves to the target trajectory 11. Should go straight along. However, in practice, meandering occurs because the actual trajectory 12 of the robot arm 10 deviates from the target trajectory 11 due to the above-described causes.

이러한 사행에 의해 기판 반송용 로봇의 동작 속도가 저하될 수 있으며, 결국, 반도체 생산 공정 전체의 효율 저하를 가져온다는 문제점이 있다. Such meandering may reduce the operation speed of the substrate transfer robot, which in turn causes a decrease in efficiency of the entire semiconductor production process.

대한민국등록특허 제10-1026921호Korea Patent Registration No. 10-1026921

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 로봇 암의 사행을 보상하여, 로봇 암의 직진 성능을 향상시킬 수 있는 기판 반송용 로봇 및 기판 반송용 로봇의 사행 보상 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, to provide a meander compensation method of the substrate carrier robot and the substrate carrier robot that can compensate the meandering of the robot arm, thereby improving the straight performance of the robot arm. The purpose.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 반송용 로봇은, 복수의 회전 관절부를 구비하고, 선회축을 중심으로 선회 운동 가능한 로봇 암을 포함하며, 상기 로봇 암은, 상기 로봇 암의 사행을 보상하는 사행 보상 제어부에 의해 선회축을 중심으로 사행 방향과 반대 방향으로 선회 운동될 수 있다.In order to achieve the above object, a substrate transfer robot according to an embodiment of the present invention, a robot arm having a plurality of rotational joint portion, and pivotable about a pivot axis, the robot arm, the robot The meandering compensation controller for compensating for meandering of the arm may be pivoted about the pivot axis in a direction opposite to the meandering direction.

상기 로봇 암은, 기판을 지지하는 복수의 포크와, 상기 복수의 포크에 연결되는 복수의 암 부재, 및 상기 복수의 암 부재를 서로 연결하여 회전하도록 하는 복수의 로봇 암 축을 포함할 수 있다.The robot arm may include a plurality of forks for supporting a substrate, a plurality of arm members connected to the plurality of forks, and a plurality of robot arm axes for connecting and rotating the plurality of arm members to each other.

상기 사행 보상 제어부는, 상기 선회축을 중심으로 한 상기 로봇 암의 목표 위치와 상기 로봇 암의 실제 위치의 사이 각도를 상기 로봇 암의 사행 각도로 계산하고, 계산된 사행 각도만큼 상기 로봇 암을 선회 운동시킬 수 있다.The meandering compensation control unit calculates an angle between the target position of the robot arm about the pivot axis and the actual position of the robot arm as the meandering angle of the robot arm, and pivots the robot arm by the calculated meandering angle. You can.

상기 로봇 암의 목표 위치 및 실제 위치는 상기 로봇 암의 포크 끝단의 중심의 목표 위치 및 실제 위치일 수 있다. The target position and the actual position of the robot arm may be the target position and the actual position of the center of the fork end of the robot arm.

상기 사행 보상 제어부에는, 입력되는 상기 로봇 암의 목표 위치 값에 대해 출력되는 상기 로봇 암의 실제 위치 값이 미리 계산되어 입력되어 있을 수 있다.The meandering compensation control unit may pre-calculate and input an actual position value of the robot arm that is output with respect to a target position value of the robot arm that is input.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 반송용 로봇의 사행 보상 방법은, 복수의 회전 관절부를 구비하고, 선회축을 중심으로 선회 운동 가능한 로봇 암을 구비하는 기판 반송용 로봇의 사행 보상 방법으로서, 상기 로봇 암의 사행량을 계산하는 단계, 및 상기 로봇 암의 사행 방향과 반대 방향으로 상기 로봇 암 전체를 상기 사행량에 대응하여 상기 선회축을 중심으로 선회 운동시키는 단계를 포함할 수 있다.A meandering compensation method for a substrate transporting robot according to an embodiment of the present invention is a meandering compensation method for a substrate transporting robot including a robot arm capable of pivoting about a pivot axis and having a plurality of rotational joints. Calculating a meandering amount of the arm, and pivoting the entire robot arm around the pivot axis corresponding to the meandering amount in a direction opposite to the meandering direction of the robot arm.

상기 사행량은 상기 선회축을 기준으로 한 상기 로봇 암의 목표 위치와 상기 로봇 암의 실제 위치 사이의 각도인 상기 로봇 암의 사행 각도일 수 있다.The meandering amount may be a meandering angle of the robotic arm which is an angle between a target position of the robotic arm and an actual position of the robotic arm with respect to the pivot axis.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 반송용 로봇의 사행 보상 방법은, 상기 로봇 암의 사행량을 계산하는 단계 이전에, 상기 로봇 암의 목표 위치값에 대한 상기 로봇 암의 실제 위치값을 미리 계산 입력하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the meandering compensation method of the robot for substrate transport according to an embodiment of the present invention, before calculating the meandering amount of the robot arm, the actual position value of the robot arm with respect to the target position value of the robot arm is calculated in advance. The method may further include inputting.

본 발명에 따르면, 로봇 암의 직진 성능이 향상되어 로봇의 성능 및 생산성이 증가한다는 이점이 있다. According to the present invention, there is an advantage that the linear performance of the robot arm is improved to increase the performance and productivity of the robot.

또한, 종래의 기판 반송용 로봇은 일반적으로 로봇 암이 선회축을 중심으로 선회 운동 가능하도록 구성되어 있으므로, 본 발명에 따른 사행 보상 제어부 및 사행 보상 방법은 기사용되고 있는 기판 반송용 로봇을 새로 교체하지 않고도 로봇에 바로 적용할 수 있다는 장점이 있다. In addition, the conventional substrate transfer robot is generally configured such that the robot arm can pivot around the pivot axis, so that the meander compensation control unit and the meander compensation method according to the present invention can be performed without replacing the substrate transport robot that is being used. The advantage is that it can be applied directly to the robot.

도 1은 종래의 기판 반송용 로봇을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 기판 반송용 로봇의 상부 로봇 암이 전진 및 후진해 있는 모습을 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2의 로봇 암의 목표 궤적과 실제 궤적을 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 반송용 로봇의 로봇 암을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 도 4의 두 직각 삼각형만을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 반송용 로봇의 시스템 구조도이다. 1 is a perspective view showing a conventional substrate transfer robot.
FIG. 2 is a plan view illustrating a state in which the upper robot arm of the substrate transfer robot of FIG. 1 is moved forward and backward. FIG.
3 is a conceptual diagram illustrating a target trajectory and an actual trajectory of the robot arm of FIG. 2.
Figure 4 schematically shows a robot arm of the substrate transport robot according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 illustrates only two right triangles of FIG. 4.
6 is a system structural diagram of a substrate transfer robot according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, it is to be understood that the technical idea of the present invention and its essential structure and operation are not limited thereby.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 반송용 로봇의 로봇 암을 개략적으로 도시한 것이다. Figure 4 schematically shows a robot arm of the substrate transport robot according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따르면, 기판 반송용 로봇은, 선회축(114)을 중심으로 회전 가능한 크랭크 부재(115) 및, 크랭크 부재(115)에 맞닿아 있는 로봇 암을 포함한다. According to the present embodiment, the substrate transfer robot includes a crank member 115 that is rotatable about the pivot axis 114, and a robot arm that abuts on the crank member 115.

상기 로봇 암은 포크(101)와 두 개의 암 부재(102, 103)로 이루어진다. 포크(101)와 암 부재(102, 103)들은 서로 로봇 암 축(111, 112, 113)을 중심으로 회전하는 회전 관절부를 통해 연결되어 있다. The robot arm consists of a fork 101 and two arm members 102 and 103. The fork 101 and the arm members 102 and 103 are connected to each other via a rotating joint that rotates about the robot arm axes 111, 112 and 113.

로봇 암의 암 부재(102, 103) 중에서 최 후단에 위치하는 암 부재(103)는 크랭크 부재(115)에 맞닿아 있으며, 크랭크 부재(115) 근처에 형성되어 있는 로봇 암 축(113)을 중심으로 회전 가능하다. 이와 같은 구성에 따르면, 크랭크 부재(115)는 타원형으로 형성되어 있으므로, 크랭크 부재(115)가 선회축(114)을 중심으로 회전함에 따라서, 로봇 암 전체가 선회축(114)을 중심으로 선회 운동할 수 있다. The arm member 103 positioned at the rear end of the arm members 102 and 103 of the robot arm abuts against the crank member 115 and is centered on the robot arm shaft 113 formed near the crank member 115. It can be rotated by According to such a structure, since the crank member 115 is formed in an elliptical shape, as the crank member 115 rotates about the pivot axis 114, the entire robot arm pivots about the pivot axis 114. can do.

본 실시예에 따른 로봇 암의 구성은 종래 기술에 따른 기판 반송용 로봇의 로봇 암의 구성과 실질적으로 동일하며, 여기서는 더 구체적인 설명은 하지 않는다. The configuration of the robot arm according to the present embodiment is substantially the same as that of the robot arm of the substrate transfer robot according to the prior art, and no further detailed description thereof will be given herein.

본 실시예에 따른 기판 반송용 로봇은 상기 로봇 암의 사행을 보상하기 위한 사행 보상 제어부에 의해 선회축(114)을 중심으로 사행 방향과 반대 방향으로 선회 운동될 수 있다. 사행 보상 제어부에 의해 크랭크 부재(115)를 회전 구동시키는 구동 수단(미도시)과 연동되어, 크랭크 부재(115)가 회전 구동될 수 있다. The substrate transfer robot according to the present exemplary embodiment may be pivoted in a direction opposite to the meandering direction about the pivot axis 114 by a meandering compensation controller for compensating meandering of the robot arm. The crank member 115 may be rotationally driven in conjunction with a driving means (not shown) for rotating the crank member 115 by the meander compensation control unit.

상기 사행 보상 제어부에 의해 상기 로봇 암의 사행 방향과 반대 방향으로 상기 로봇 암이 선회축(114)을 중심으로 선회 운동되어 상기 로봇 암의 사행이 보상될 수 있다. 이하, 사행 보상 제어부에 의한 사행 보상 동작에 대해서 구체적으로 설명한다. The meandering compensation controller controls the meandering of the robot arm by pivoting the robot arm about the pivot axis 114 in a direction opposite to the meandering direction of the robot arm. Hereinafter, the meandering compensation operation by the meandering compensation control unit will be described in detail.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 사행 보상 제어부는 먼저 상기 로봇 암의 사행량을 측정한다. 본 실시예에서는 로봇 암의 사행량을 정의하기 위해서, 로봇 암의 포크(101)의 끝단을 연장하는 선의 중심점(이하 "포크 끝단 중심"이라고 함)을 로봇 암의 위치 기준점으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the meandering compensation controller first measures the meandering amount of the robot arm. In this embodiment, in order to define the amount of meandering amount of the robot arm, the center point of the line extending the end of the fork 101 of the robot arm (hereinafter referred to as "fork end center") is used as the position reference point of the robot arm.

도 4를 참조하면, 로봇 암의 동작 입력 신호는, 로봇 암이 로봇 암 축(113)을 지나는 직선의 목표 궤적을 따라 이동하도록 설정된다. 즉, 일정 시간 경과 후, 포크 끝단 중심은 목표 궤적 상의 목표 위치(13)에 위치하여야 한다. 하지만, 로봇 암이 사행함에 따라서, 포크 끝단 중심의 동 시간에서의 실제 위치(14)는 목표 위치(13)와 차이가 있다. Referring to FIG. 4, the motion input signal of the robot arm is set such that the robot arm moves along a target trajectory of a straight line passing through the robot arm axis 113. That is, after a certain time, the fork end center should be located at the target position 13 on the target trajectory. However, as the robot arm meanders, the actual position 14 at the same time at the fork tip center differs from the target position 13.

도 4에 도시된 바와 같이, 선회축(114)과 목표 위치(13)의 연장선을 빗면으로 하고, 목표 위치(13)와 로봇 암 축(113)의 연장선을 높이로 하는 직각 삼각형(좌측 작은 삼각형)을 개념적으로 고려할 수 있다. 이와 유사하게, 선회축(114)과 실제 위치(14)의 연장선을 빗면으로 하는 직각 삼각형(우측 큰 삼각형)을 고려할 수 있다.As shown in FIG. 4, the right triangle (left small triangle) which makes the extension line of the pivot axis 114 and the target position 13 the slope, and makes the extension line of the target position 13 and the robot arm axis 113 high. ) Can be considered conceptually. Similarly, a right triangle (right big triangle) can be considered with the oblique plane of the extension of the pivot axis 114 and the actual position 14.

도 5는 도 4의 두 직각 삼각형만을 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 두 직각 삼각형에는 다음과 같은 관계가 성립한다. FIG. 5 illustrates only two right triangles of FIG. 4. The following relationship holds for the two right triangles shown in FIG.

도 5에서 x*는 시간(t)에서의 로봇 암 축(113)과 포크 끝단 중심(14)의 거리이고, y*는 동 시간(t)에서의 포크 끝단 중심(14)의 사행 거리이며, G 및 F는 각각 로봇 암 축(113)과 선회축(114)의 수평 거리 및 수직 거리이다. In FIG. 5, x * is the distance between the robot arm axis 113 and the fork tip center 14 at time t, y * is the meandering distance of the fork tip center 14 at the same time t, G and F are the horizontal distance and the vertical distance of the robot arm axis 113 and the pivot axis 114, respectively.

이와 같은 관계에 따르면, 각도(θ)는 하기 수학식과 같이 나타낼 수 있다. According to such a relationship, the angle θ can be expressed as the following equation.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112011082138840-pat00001
Figure 112011082138840-pat00001

본 실시예에서는 선회축(114)을 중심으로 한 포크 끝단 중심의 목표 위치(13)와 실제 위치(14) 사이에 형성되는 각도(θ)를 로봇 암의 사행 각도로 정의하고, 상기 로봇 암의 사행 각도를 사행 보정을 위한 사행량으로서 이용한다. In the present embodiment, the angle θ formed between the target position 13 and the actual position 14 of the center of the fork tip centered on the pivot axis 114 is defined as the meandering angle of the robot arm, The meandering angle is used as the meandering amount for meandering correction.

본 실시예에 따른 사행 보상 제어부에 의해서, 상기와 같은 관계에 의해 계산된 사행 각도만큼, 크랭크 부재(115)(도 3 참조)가 선회축(114)를 중심으로 사행 방향과 반대방향으로 회전됨으로써, 상기 로봇 암의 위치가 선회축(114)을 중심으로 회전 조정되어 사행이 보상된다. By the meander compensation controller according to the present embodiment, the crank member 115 (see FIG. 3) is rotated about the pivot axis 114 in a direction opposite to the meandering direction by the meandering angle calculated by the above relationship. The position of the robot arm is rotated about the pivot axis 114 to compensate for meandering.

도 6은 본 실시예에 따른 기판 반송용 로봇의 시스템 구조도이다. 6 is a system structural diagram of a substrate transfer robot according to the present embodiment.

먼저 기판 반송용 로봇에 로봇 암을 동작시키기 위한 로봇 암 동작 입력 신호가 입력된다. 본 실시예에 따른 로봇 암은 3관절 1자유도를 가지며, 로봇 암의 회전 관절부들은 링크 구조를 형성하여 포크(101)와 암 부재(102, 103)가 서로 유기적으로 회전 구동하도록 구성된다. 따라서, 동작 입력 신호는 도 6에 도시된 바와 같이, 로봇 암의 각 회전 관절부들의 회전량에 대한 회전량 지시 신호(θarm(k)) 형태로 입력된다. 입력된 지시 신호(θarm(k))는 시스템 모델 유닛에 입력되고, 상기 시스템 모델 유닛은 지시 신호(θarm(k))를 분석하여 시간(t)에서의 포크 끝단 중심의 목표 위치(13)를 계산한다. First, a robot arm operation input signal for operating the robot arm is input to the substrate transfer robot. The robot arm according to the present embodiment has three joints and one degree of freedom, and the rotating joints of the robot arm form a link structure so that the fork 101 and the arm members 102 and 103 are organically rotated with each other. Thus, as shown in FIG. 6, the operation input signal is input in the form of a rotation amount indicating signal θ arm (k) with respect to the amount of rotation of each of the rotating joints of the robot arm. The input instruction signal θ arm (k) is input to the system model unit, and the system model unit analyzes the instruction signal θ arm (k) to target the target position 13 at the fork end center at time t. Calculate

한편, 본 실시예에 따르면, 상기 시스템 모델 유닛에는 사전 시뮬레이션 작업을 통해, 지시 신호(θarm(k))가 입력되었을 때, 시간(t)에서의 사행에 의한 포크 끝단 중심의 실제 위치(14)가 미리 계산되어 입력되어 있을 수 있다. On the other hand, according to this embodiment, when the instruction signal θ arm (k) is input to the system model unit through a pre-simulation operation, the actual position 14 of the fork end center due to meandering at time t is obtained. ) May be pre-calculated and entered.

상기 시스템 모델 유닛은 상기 포크 끝단 중심의 목표 위치(13) 및 포크 끝단 중심의 실제 위치(14)에 대한 정보(Parm(K+1))를 사행 보상 제어부에 전달한다. The system model unit transmits the information P arm (K + 1) about the target position 13 of the fork end center and the actual position 14 of the fork end center to the meander compensation control unit.

상기 사행 보상 제어부는 상기 포크 끝단 중심의 목표 위치(13) 및 포크 끝단 중심의 실제 위치(14)에 대한 정보(Parm(K+1))를 상기 [수학식 1]에 대입하여 선회축의 회전량을 계산하고 선회축의 회전량 지시 신호(θaxis(k))를 산출한다. The meandering compensation control unit substitutes information (P arm (K + 1)) for the target position 13 of the fork end center and the actual position 14 of the fork end center into [Equation 1] to rotate the pivot axis. The total quantity is calculated and the rotational amount indicating signal (θ axis (k)) of the pivot axis is calculated.

로봇 암의 각 회전 관절부들에 대한 회전량 지시 신호(θarm(k))와 구해진 선회축의 회전량 지시 신호(θaxis(k))는 실제 시스템에 함께 입력된다. 입력된 지시 신호(θarm(k))는 회전 관절부들을 구동시키고, 선회축의 회전량 지시 신호(θaxis(k))는 크랭크 부재가 선회축(114)을 중심으로 각도(θaxis(k))만큼 회전하도록 하여, 로봇 암 전체의 사행을 보상해주게 된다. 크랭크 부재가 회전하는 방향은 포크 끝단 중심의 사행 방향과 반대 방향이다. The rotation amount indicating signal θ arm (k) for each rotational joint of the robot arm and the obtained rotation amount indicating signal θ axis (k) are input together in the actual system. The input instruction signal (θ arm (k)) is to drive the rotation joints, the turning axis rotational amount instruction signal (θ axis (k)) is the crank member pivot angle about the axis (114) (θ axis (k ) ) To compensate for meandering of the entire robot arm. The direction in which the crank member rotates is opposite to the meandering direction of the fork end center.

이와 같은 구성에 따르면, 매우 간단한 방법으로 로봇 암의 사행이 보상되어 로봇 암의 직진 성능이 개선될 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 사행 보상 장치 및 사행 보상 방법은 기사용되고 있는 기판 반송용 로봇을 새로 교체하지 않고도 로봇에 바로 적용할 수 있다는 장점이 있다. According to such a configuration, the meandering of the robot arm can be compensated in a very simple manner and the straight performance of the robot arm can be improved. In addition, the meandering compensation device and the meandering compensation method according to the present embodiment have an advantage that the robot can be directly applied to the robot without replacing the robot for transporting the substrate.

11: 목표 궤적 12: 실제 궤적
13: 목표 위치 14: 실제 위치
101: 포크 102, 103: 암 부재
111, 112, 113: 로봇 암 축 114: 선회축
200: 암 바디 300: 승강축11: target trajectory 12: actual trajectory
13: target position 14: actual position
101: fork 102, 103: arm member
111, 112, 113: robot arm axis 114: pivot axis
200: arm body 300: lifting shaft

Claims (8)

복수의 회전 관절부를 구비하고, 선회축을 중심으로 선회 운동 가능한 로봇 암을 포함하며,
상기 로봇 암은, 상기 로봇 암의 사행을 보상하는 사행 보상 제어부에 의해 선회축을 중심으로 사행 방향과 반대 방향으로 선회 운동되고,
상기 사행 보상 제어부에는,
입력되는 상기 로봇 암의 목표 위치 값에 대해 출력되는 상기 로봇 암의 실제 위치 값이 미리 계산되어 입력되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.A robot arm having a plurality of rotational joints, the robot arm being pivotable about a pivot axis,
The robot arm is pivoted in a direction opposite to the meandering direction about the pivot axis by a meandering compensation controller for compensating for meandering of the robot arm,
The meander compensation control unit,
And the actual position value of the robot arm outputted relative to the target position value of the robot arm to be input is calculated and input in advance. 제1항에 있어서,
상기 로봇 암은,
기판을 지지하는 복수의 포크;
상기 복수의 포크에 연결되는 복수의 암 부재; 및
상기 복수의 암 부재를 서로 연결하여 회전하도록 하는 복수의 로봇 암 축을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.The method of claim 1,
The robot arm includes:
A plurality of forks supporting the substrate;
A plurality of arm members connected to the plurality of forks; And
And a plurality of robot arm axes for connecting and connecting the plurality of arm members to each other. 제1항에 있어서,
상기 사행 보상 제어부는,
상기 선회축을 중심으로 한 상기 로봇 암의 목표 위치와 상기 로봇 암의 실제 위치의 사이 각도를 상기 로봇 암의 사행 각도로 계산하고, 계산된 사행 각도만큼 상기 로봇 암을 선회 운동시키는 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇. The method of claim 1,
The meander compensation control unit,
A substrate, wherein the angle between the target position of the robot arm and the actual position of the robot arm about the pivot axis is calculated as the meandering angle of the robot arm, and the robot arm is pivoted by the calculated meandering angle. Transfer robot. 제3항에 있어서,
상기 로봇 암의 목표 위치 및 실제 위치는 상기 로봇 암의 포크 끝단의 중심의 목표 위치 및 실제 위치인 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇. The method of claim 3,
The target position and the actual position of the robot arm is a substrate transfer robot, characterized in that the target position and the actual position of the center of the fork end of the robot arm. 삭제delete 복수의 회전 관절부를 구비하고, 선회축을 중심으로 선회 운동 가능한 로봇 암을 구비하는 기판 반송용 로봇의 사행 보상 방법으로서,
상기 로봇 암의 사행량을 계산하는 단계; 및
상기 로봇 암의 사행 방향과 반대 방향으로 상기 로봇 암 전체를 상기 사행량에 대응하여 상기 선회축을 중심으로 선회 운동시키는 단계를 포함하고,
상기 로봇 암의 사행량을 계산하는 단계 이전에, 상기 로봇 암의 목표 위치값에 대한 상기 로봇 암의 실제 위치값을 미리 계산 입력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇의 사행 보상 방법.As a meandering compensation method of a substrate transfer robot having a plurality of rotational joints and having a robot arm that can pivot about a pivot axis,
Calculating a meandering amount of the robot arm; And
And pivoting the entire robot arm around the pivot axis corresponding to the meandering amount in a direction opposite to the meandering direction of the robot arm,
Before calculating the meandering amount of the robot arm, the method further includes calculating and inputting an actual position value of the robot arm to a target position value of the robot arm in advance. Way. 제6항에 있어서,
상기 사행량은 상기 선회축을 기준으로 한 상기 로봇 암의 목표 위치와 상기 로봇 암의 실제 위치 사이의 각도인 상기 로봇 암의 사행 각도인 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇의 사행 보상 방법. The method according to claim 6,
The meandering amount is a meandering angle of the robot arm, which is an angle between a target position of the robot arm and an actual position of the robot arm with respect to the pivot axis. 삭제delete
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