KR102153432B1 - 산업용 로봇 및 산업용 로봇의 제어 방법 - Google Patents

산업용 로봇 및 산업용 로봇의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

이동하는 파지 부재를 사용하여 워크를 보유 지지할 때, 파지 부재가 정상으로 이동하는지 여부를 판단할 수 있는 산업용 로봇을 제공하는 것이다.
산업용 로봇(1)의 핸드(7)에서는, 이동 파지 부재(42)가 고정 파지 부재(41)에 접근하는 방향으로 이동하여, 이동 파지 부재(42)와 고정 파지 부재(41)의 사이에 워크(2)를 집는다. 산업용 로봇(1)은, 워크(2)가 핸드(7) 상에 존재하지 않을 때, 이동 파지 부재(42)가 열림 위치(42C)와 닫힘 위치(42B)의 사이를 이동하는 이동 시간 t0을 계측하여, 기준 시간과 비교하여, 이동 파지 부재(42)가 정상으로 이동하고 있는지 여부를 판단한다.

Description

산업용 로봇 및 산업용 로봇의 제어 방법 {INDUSTRIAL ROBOT AND CONTROL METHOD OF INDUSTRIAL ROBOT}
본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 워크를 반송하는 산업용 로봇 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 시스템에 있어서 반도체 웨이퍼를 반송하는 산업용 로봇은 특허문헌 1에 기재되어 있다. 동 문헌의 산업용 로봇은, 반도체 웨이퍼를 파지하는 핸드와, 핸드가 선단측에 회동 가능하게 연결된 암과, 암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부를 구비한다. 핸드는, 반도체 웨어를 파지하기 위한 복수의 파지 부재를 구비한다.
특허문헌 2에는, 산업 로봇의 핸드가 기재되어 있다. 동 문헌의 핸드는, 당해 핸드에 고정된 2개의 고정 파지 부재와, 고정 파지 부재에 대하여 접근하는 방향 및 이격되는 방향으로 이동하여 당해 고정 파지 부재와 함께 워크를 파지하는 이동 파지 부재를 구비한다. 핸드에 의해 워크를 보유 지지할 때에는, 고정 파지 부재와 이동 파지 부재가 워크를 사이에 집는다. 즉, 고정 파지 부재와 이동 파지 부재가 워크를 집은 양측에서 워크에 맞닿는다. 이동 파지 부재는, 고정 파지 부재와 함께 워크를 집는 파지 위치보다 고정 파지 부재에 접근한 닫힘 위치와, 파지 위치보다 고정 파지 부재로부터 이격한 열림 위치의 사이에서 이동한다.
일본 특허 공개 제2017-35771호 공보 일본 특허 공개 제2017-119326호 공보
이동 파지 부재를 이동시키는 구동 기구의 구동원으로서는, 에어 실린더 등이 사용된다. 여기서, 예를 들어 에어 실린더에 에어를 공급하는 공급계 등에 문제가 발생하면, 고정 파지 부재와 이동 파지 부재에 의해 워크를 파지하기가 곤란해지는 경우가 있다. 또한, 에어 실린더에 에어를 공급하는 공급계 등에 문제가 발생하면, 파지한 워크를 핸드로부터 낙하시켜 버릴 가능성이 있다.
이상의 문제점에 비추어, 본 발명의 과제는, 워크를 파지하기 위한 이동 파지 부재가 정상으로 이동하는지 여부를 판단할 수 있는 산업용 로봇 및 그 제어 방법을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 워크를 파지하여 반송하는 산업용 로봇에 있어서, 제1 파지 부재와, 상기 제1 파지 부재와 함께 상기 워크를 파지하는 제2 파지 부재와, 상기 제2 파지 부재를, 상기 제1 파지 부재와의 사이에 상기 워크를 파지하는 파지 위치보다 당해 제1 파지 부재에 접근한 닫힘 위치와, 상기 파지 위치보다 상기 제1 파지 부재로부터 이격한 열림 위치의 사이에서 이동 가능하게 지지하는 파지 부재 지지 기구와, 상기 제2 파지 부재를 이동시키는 구동 기구와, 상기 구동 기구를 구동하여, 상기 제2 파지 부재를 상기 열림 위치와 상기 닫힘 위치의 사이에서 이동시키는 파지 부재 구동 제어부와, 상기 제2 파지 부재가 상기 열림 위치와 상기 닫힘 위치의 사이를 이동하는 이동 시간을 계측하는 계측부와, 상기 이동 시간과 미리 정한 기준 시간을 비교하는 감시부를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는, 워크를 파지하기 위한 제2 파지 부재가, 열림 위치와 닫힘 위치의 사이를 이동하는 이동 시간을 계측하여, 기준 시간과 비교한다. 따라서, 예를 들어 파지 부재 지지 기구나 구동 기구에 문제가 발생하지 않은 경우의 이동 시간을 기준 시간으로서 설정해 두면, 제2 파지 부재가 정상으로 이동하고 있는지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 제2 파지 부재가 열림 위치와 닫힘 위치의 사이를 이동 가능한 상태는, 제1 파지 부재와 제2 파지 부재의 사이에 워크를 파지하고 있지 않은 상태이다. 따라서, 이동 시간을 계측할 때, 제2 파지 부재의 이동을 방해하는 것은 없다. 따라서, 기준 시간을 적절한 값으로 설정함으로써, 파지 부재 지지 기구나 구동 기구에 문제가 발생하였는지 여부를 고정밀도로 판단할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 구동 기구는, 상기 제2 파지 부재가 상기 파지 위치, 상기 열림 위치 및 상기 닫힘 위치에 있음을 검출하는 위치 검출 기구를 구비하고, 상기 계측부는, 상기 위치 검출 기구로부터의 출력에 기초하여 상기 이동 시간을 계측하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 이동 시간의 계측이 용이하게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 파지 부재, 상기 제2 파지 부재 및 상기 파지 부재 지지 기구를 구비하는 핸드와, 상기 핸드를, 상기 워크를 파지하는 워크 파지 위치와 당해 워크 파지 위치로부터 이격한 이격 위치를 경유하는 제1 핸드 이동 경로를 따라 이동시키는 핸드 이동 기구와, 상기 핸드 이동 기구를 구동하여, 상기 핸드를, 상기 이격 위치 및 상기 워크 파지 위치를 이 순서대로 경유시키는 핸드 이동 제어부를 갖고, 상기 파지 부재 구동 제어부는, 상기 제1 핸드 이동 경로에 있어서 상기 핸드가 상기 이격 위치를 경유할 때, 상기 제2 파지 부재를 상기 닫힘 위치로부터 상기 열림 위치로 이동시켜 상기 워크가 파지되어 있지 않음을 확인하는 파지 전 미재하 확인 동작을 행하고, 상기 계측부는, 상기 파지 전 미재하 확인 동작에 있어서 상기 이동 시간을 계측하는 것이 바람직하다. 워크를 반송하는 산업용 로봇에서는, 워크를 파지하기 전에, 핸드 상에 워크가 존재하지 않음을 확인하는 파지 전 미재하 확인 동작이 행해진다. 따라서, 이러한 파지 전 미재하 확인 동작에 있어서 이동 시간을 계측하면, 이동 시간을 계측하기 위해서만 제2 파지 부재를 이동시키지 않아도 된다. 따라서, 워크를 파지할 때까지의 택트 타임이 길어지는 것을 피하면서, 이동 시간을 계측할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 핸드 이동 기구는, 상기 핸드를, 파지하고 있는 상기 워크를 해방하는 워크 해방 위치와 당해 워크 해방 위치로부터 이격되는 제2 이격 위치를 경유하는 제2 핸드 이동 경로를 따라 이동시키고, 상기 핸드 이동 제어부는, 상기 핸드 이동 기구를 구동하여, 상기 핸드를, 상기 워크 해방 위치 및 상기 제2 이격 위치를 이 순서대로 경유시키고, 상기 파지 부재 구동 제어부는, 상기 제2 핸드 이동 경로에 있어서 상기 핸드가 상기 제2 이격 위치를 경유할 때, 상기 제2 파지 부재를 상기 열림 위치로부터 상기 닫힘 위치로 이동시켜 상기 핸드에 상기 워크가 파지되어 있지 않음을 확인하는 해방 후 미재하 확인 동작을 행하고, 상기 계측부는, 상기 해방 후 미재하 확인 동작에 있어서 상기 이동 시간을 계측하는 것이 바람직하다. 워크를 파지하는 산업용 로봇에서는, 파지한 워크를 해방한 후에, 핸드 상에 워크가 존재하지 않음을 확인하는 해방 후 미재하 확인 동작이 행해진다. 따라서, 이러한 해방 후 미재하 확인 동작에 있어서 이동 시간을 계측하면, 이동 시간을 계측하기 위해서만 제2 파지 부재를 이동시키지 않아도 된다.
본 발명에 있어서, 상기 이동 시간을 외부 기기에 송신하는 송신부를 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 예를 들어 산업용 로봇이 통신 가능하게 접속되어 있는 상위 장치에 계측한 이동 시간을 축차로 송신하여, 상위 장치에 있어서, 문제 발생을 검출하는 것으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 감시부는, 상기 이동 시간과 상기 기준 시간의 차분이 미리 정한 역치를 초과한 경우에 이상이 발생하고 있다는 취지를 통지하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 산업용 로봇을 관리하는 관리자가, 이상 발생을 알 수 있어, 워크의 반송을 정지시키는 등의 조작을 행할 수 있다. 또한, 구동 기구의 구동원이, 예를 들어 에어 실린더인 경우에는, 에어 실린더에 공급되는 에어의 문제나, 산업용 로봇의 이상이나 고장 등을 조기에 발견하여, 대책이나 복구를 행할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 감시부는, 상기 이동 시간과 상기 기준 시간의 차분이 상기 역치보다 큰 제2 역치를 초과한 경우에, 상기 워크의 반송을 정지시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 워크를 낙하시켜 버리는 것을 피할 수 있다.
본 발명에 있어서, 기억부와, 이상 레벨 판정부를 갖고, 상기 계측부는, 상기 이동 시간을 축차로 상기 기억부에 기억 보유 유지하고, 상기 이상 레벨 판정부는, 상기 이동 시간과 상기 기준 시간의 차분이 미리 정한 역치를 초과한 경우에, 상기 기억부를 참조하여 소정 기간에 있어서의 상기 이동 시간의 변화량에 기초하여, 상기 워크의 반송을 정지할 필요가 있는지 여부를 판정하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 이동 시간이 기준 시간을 초과한 경우에, 워크의 반송 동작이 일률적으로 멈추어 버리는 것을 피할 수 있다. 예를 들어, 경년에 의해 이동 시간이 변동되는 경우 등에는, 소정 기간에 있어서의 이동 시간의 변화량은 적다. 따라서, 이러한 경우에는, 워크의 반송을 정지할 필요성은 낮다. 한편, 예를 들어 소정 기간에 이동 시간이 급격하게 증감된 경우에는, 파지 부재 지지 기구나 구동 기구에 갑작스런 장해가 발생하는 사태가 상정된다. 따라서, 이러한 경우에는, 워크의 반송을 정지할 필요가 있다고 판단할 수 있다.
이어서, 본 발명은 워크를 파지하여 반송하는 산업용 로봇의 제어 방법에 있어서, 제1 파지 부재와 함께 상기 워크를 파지하는 제2 파지 부재를, 상기 제1 파지 부재와의 사이에 상기 워크를 파지하는 파지 위치보다 당해 제1 파지 부재에 접근한 닫힘 위치와, 상기 파지 위치보다 상기 제1 파지 부재로부터 이격한 열림 위치의 사이에서 이동시키고, 상기 제2 파지 부재가, 상기 열림 위치와 상기 닫힘 위치의 사이를 이동하는 이동 시간을 계측하여, 상기 이동 시간과 미리 정한 기준 시간을 비교하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는, 워크를 파지하기 위한 제2 파지 부재가 열림 위치와 닫힘 위치의 사이를 이동하는 이동 시간을 계측하여 기준 시간과 비교한다. 따라서, 예를 들어 제2 파지 부재의 이동에 문제가 발생하지 않은 경우의 이동 시간을 기준 시간으로서 설정해 두면, 제2 파지 부재가 정상으로 이동하는지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 제2 파지 부재가 열림 위치와 닫힘 위치의 사이를 이동 가능한 상태는, 제1 파지 부재와 제2 파지 부재의 사이에 워크를 파지하고 있지 않은 상태이다. 따라서, 이동 시간을 계측할 때, 제2 파지 부재의 이동을 방해하는 것은 없다. 따라서, 기준 시간을 적절한 값으로 설정함으로써, 문제가 발생하였는지 여부를 고정밀도로 판단할 수 있다.
상기 제2 파지 부재가 상기 파지 위치, 상기 열림 위치, 또는 상기 닫힘 위치에 있음을 위치 검출 기구에 의해 검출하고, 상기 위치 검출 기구로부터의 출력에 기초하여 상기 이동 시간을 계측하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 이동 시간의 검출이 용이하게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 파지 부재, 상기 제2 파지 부재, 및 상기 파지 부재 이동 기구를 갖는 핸드를 구비하고 있고, 상기 핸드를, 상기 워크를 파지하는 워크 파지 위치와 당해 워크 파지 위치로부터 이격한 이격 위치를 경유하는 제1 핸드 이동 경로를 따라 이동시켜 당해 이격 위치 및 당해 워크 파지 위치를 이 순서대로 경유시키고, 상기 제1 핸드 이동 경로에 있어서 상기 핸드가 상기 이격 위치를 경유할 때, 상기 제2 파지 부재를 상기 닫힘 위치로부터 상기 열림 위치로 이동시켜 상기 워크가 파지되어 있지 않음을 확인하는 파지 전 미재하 확인 동작을 행하고, 상기 파지 전 미재하 확인 동작에 있어서 상기 이동 시간을 계측하는 것이 바람직하다. 워크를 파지하는 산업용 로봇에서는, 일반적으로 워크를 파지하기 전에, 핸드 상에 워크가 존재하지 않음을 확인하는 파지 전 미재하 확인 동작이 행해진다. 따라서, 이러한 파지 전 미재하 확인 동작에 있어서 이동 시간을 계측하면, 이동 시간을 계측하기 위해서만 제2 파지 부재를 이동시키지 않아도 된다. 따라서, 워크를 파지할 때까지의 택트 타임이 길어지는 것을 피하면서, 이동 시간을 계측할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 핸드를, 파지하고 있는 상기 워크를 해방하는 워크 해방 위치와 당해 워크 해방 위치로부터 이격되는 제2 이격 위치를 경유하는 제2 핸드 이동 경로를 따라 이동시켜 당해 워크 해방 위치 및 당해 제2 이격 위치를 이 순서대로 경유시키고, 상기 제2 핸드 이동 경로에 있어서 상기 핸드가 상기 제2 이격 위치를 경유할 때, 상기 제2 파지 부재를 상기 열림 위치로부터 상기 닫힘 위치로 이동시켜 상기 핸드에 상기 워크가 파지되어 있지 않음을 확인하는 해방 후 미재하 확인 동작을 행하고, 상기 계측부는, 상기 해방 후 미재하 확인 동작에 있어서 상기 이동 시간을 계측하는 것이 바람직하다. 워크를 파지하는 산업용 로봇에서는, 일반적으로 파지한 워크를 해방한 후에, 핸드 상에 워크가 존재하지 않음을 확인하는 해방 후 미재하 확인 동작이 행해진다. 따라서, 이러한 해방 후 미재하 확인 동작에 있어서 이동 시간을 계측하면, 이동 시간을 계측하기 위해서만 제2 파지 부재를 이동시키지 않아도 된다.
본 발명에 있어서, 계측한 상기 이동 시간을 외부 기기에 송신하는 것으로 할 수 있다. 이와 같이 하면, 예를 들어 산업용 로봇이 통신 가능하게 접속되어 있는 상위 장치에 계측한 이동 시간을 축차로 송신하여, 상위 장치에 있어서, 문제의 발생을 검출할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 이동 시간과 상기 기준 시간의 차분이 미리 정한 역치를 초과한 경우에 이상이 발생하고 있다는 취지를 통지하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 산업용 로봇을 관리하는 관리자가 이상 발생을 알 수 있다. 또한, 예를 들어 제2 파지 부재가 에어 실린더를 구동원으로 하여 구동되는 경우에는, 에어 실린더에 공급되는 에어의 문제나, 산업용 로봇의 이상이나 고장 등을 조기에 발견하여, 대책이나 복구를 행할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 이동 시간과 상기 기준 시간의 차분이 상기 역치보다 큰 제2 역치를 초과한 경우에, 상기 워크의 반송을 정지하는 것으로 할 수 있다. 이와 같이 하면, 워크를 낙하시켜 버리는 것을 피할 수 있다.
본 발명에 있어서, 계측한 상기 이동 시간을 축차로 기억 보유 유지하고, 상기 이동 시간과 상기 기준 시간의 차분이 미리 정한 역치를 초과한 경우에, 소정 기간에 있어서의 상기 이동 시간의 변화량에 기초하여, 상기 워크의 반송을 정지할 필요가 있는지 여부를 판단하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 이동 시간이 기준 시간을 초과한 경우에, 워크의 반송 동작이 일률적으로 멈추어 버리는 것을 피할 수 있다.
본 발명에서는, 워크를 파지하기 위한 제2 파지 부재가 열림 위치와 닫힘 위치의 사이를 이동하는 이동 시간을 계측하여 기준 시간과 비교함으로써, 제2 파지 부재를 이동시키기 위한 기구에 문제가 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다.
도 1은, 본 발명을 적용한 산업용 로봇의 사시도이다.
도 2는, 이동 파지 부재가 열림 위치에 있는 경우의 핸드의 설명도이다.
도 3은, 이동 파지 부재가 파지 위치에 있는 경우의 핸드의 설명도이다.
도 4는, 이동 파지 부재가 닫힘 위치에 있는 경우의 핸드의 설명도이다.
도 5는, 이동 파지 부재의 위치를 검출하는 위치 검출 기구의 설명도이다.
도 6은, 위치 검출 기구로부터의 출력의 설명도이다.
도 7은, 산업용 로봇의 제어계의 개략 블록도이다.
도 8은, 핸드 이동 경로의 설명도이다.
이하에 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태의 산업용 로봇을 설명한다.
(산업용 로봇의 전체 구성)
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 사시도이다. 도 1의 (a)는 본체부의 승강체가 하강하고 있는 상태를 도시하고, 도 1의 (b)는 본체부의 승강체가 상승하고 있는 상태를 도시한다.
본 예의 산업용 로봇(1)은, 워크(2)로서 반도체 웨이퍼를 반송하는 수평 다관절 로봇이다. 산업용 로봇(1)은, 예를 들어 FOUP(FRONT OPEN UNIFIED POD)와 반도체 웨이퍼 처리 장치의 사이에서 워크(2)를 반송하는 것이며, 반도체 제조 시스템에 내장되어 사용된다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 산업용 로봇(1)은, 본체부(5)와, 기단부가 본체부(5)에 회전 가능하게 연결된 암(6)과, 암(6)의 선단부에 회전 가능하게 연결된 핸드(7)를 구비한다. 본 예에서는, 암(6)의 선단부에 2개의 핸드(7)를 구비한다. 핸드(7)는 상하에 배치되어 있다. 또한, 산업용 로봇은 버저(8)(도 7 참조)를 구비한다.
도 1의 (b)에 도시하는 바와 같이, 본체부(5)는, 암(6)의 기단부가 연결된 승강체(10)와, 승강체(10)를 승강 가능하게 보유 지지하는 하우징부(11)와, 하우징부(11)에 대하여 승강체(10)를 승강시키는 승강 기구(12)를 구비한다. 승강 기구(12)는, 예를 들어 승강 모터(13)와, 승강 모터(13)의 회전이 전달되는 도시하지 않은 볼 나사 기구를 구비한다. 승강 모터(13)가 구동되면, 승강체(10)는, 도 1의 (a)에 도시하는 하강 위치와, 도 1의 (b)에 도시하는 상승 위치의 사이를 이동한다.
암(6)은, 기단부가 승강체(10)에 연결된 제1 암부(16)와, 제1 암부(16)의 선단부에 기단부가 회동 가능하게 연결된 제2 암부(17)와, 제2 암부(17)의 선단부에 기단부가 회동 가능하게 연결된 제3 암부(18)를 구비한다. 본체부(5), 제1 암부(16), 제2 암부(17) 및 제3 암부(18)는, 하방으로부터 상방을 향하여 이 순서대로 배치되어 있다. 암(6)에는, 제1 암부(16) 및 제2 암부(17)를 회동시켜 제1 암부(16)와 제2 암부(17)로 이루어지는 암(6)의 일부를 신축시키는 기단측 암부 이동 기구(19)와, 제3 암부(18)를 회동시키는 선단측 암부 이동 기구(20)가 마련되어 있다. 또한, 암(6)에는, 핸드(7)를 회동시키는 핸드 회동 기구(21)가 마련되어 있다.
기단측 암부 이동 기구(19)는, 제1 암 구동 모터(23)와, 제1 암 구동 모터(23)의 회전을 제1 암부(16)의 기단부 및 제2 암부(17)의 기단부에 전달하는 제1 구동력 전달 기구(24)를 구비한다. 선단측 암부 이동 기구(20)는, 제2 암 구동 모터(25)와, 제2 암 구동 모터(25)의 회전을 제3 암부(18)의 기단부에 전달하는 제2 구동력 전달 기구(26)를 구비한다. 핸드 회동 기구(21)는, 핸드 구동 모터(27)와, 핸드 구동 모터(27)의 회전을, 제3 암부(18)에 연결된 핸드(7)의 기단부에 전달하는 제3 구동력 전달 기구(28)를 구비한다.
여기서, 승강 기구(12), 기단측 암부 이동 기구(19), 선단측 암부 이동 기구(20) 및 핸드 회동 기구(21)는, 핸드(7)를 목적으로 하는 소정의 위치로 이동시키는 핸드 이동 기구(30)를 구성한다. 핸드 이동 기구(30)는, 핸드(7)를, 워크(2)를 파지하는 워크 파지 위치(A) 및 워크 파지 위치(A)로부터 이격한 제1 이격 위치(B)를 경유하는 제1 핸드 이동 경로(31)(도 8의 (a) 참조)를 따라 이동시킨다. 또한, 핸드 이동 기구(30)는, 핸드(7)를, 파지하고 있는 워크(2)를 해방하는 워크 해방 위치(C) 및 워크 해방 위치(C)로부터 이격되는 제2 이격 위치(D)를 경유하는 제2 핸드 이동 경로(32)(도 8의 (b) 참조)를 따라 이동시킨다. 또한, 제1 이격 위치(B)와 제2 이격 위치(D)는 동일한 경우가 있다.
(핸드)
도 2는, 이동 파지 부재가 열림 위치에 있는 경우의 핸드(7)의 설명도이다. 도 3은, 이동 파지 부재가 파지 위치에 있는 경우의 핸드(7)의 설명도이다. 도 4는, 이동 파지 부재가 닫힘 위치에 있는 경우의 핸드(7)의 설명도이다. 도 5는, 이동 파지 부재의 위치를 검출하는 위치 검출 기구의 설명도이다. 도 5의 (a)는 이동 파지 부재가 열림 위치에 있는 경우의 위치 검출 기구를 도시하고, 도 5의 (b)는 이동 파지 부재가 파지 위치에 있는 경우의 위치 검출 기구를 도시하고, 도 5의 (c)는 이동 파지 부재가 닫힘 위치에 있는 경우의 위치 검출 기구를 도시한다. 도 6은, 위치 검출 기구로부터의 출력의 설명도이다. 도 6의 (a)는 워크 파지부에 워크(2)가 존재하지 않는 경우에 이동 파지 부재가 열림 위치로부터 닫힘 위치로 이동한 경우의 출력을 도시하고, 도 6의 (b)는 워크 파지부에 워크(2)가 존재하는 경우에 이동 파지 부재를 열림 위치로부터 닫힘 위치를 향하여 이동시킨 경우의 출력을 도시하고, 도 6의 (c)는 워크 파지부에 워크(2)가 존재하지 않는 경우에 이동 파지 부재가 닫힘 위치로부터 열림 위치로 이동한 경우의 출력을 도시한다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 핸드(7)는, 그 기단부에, 제3 암부(18)의 선단부에 회전 가능하게 연결되는 연결부(35)를 구비한다. 또한, 핸드(7)는, 선단측 부분에 워크(2)를 파지하는 워크 파지부(36)를 구비한다. 연결부(35)와 워크 파지부(36)의 사이에는, 이들을 접속하는 중간부(37)가 마련되어 있다. 연결부(35)는 원형의 개구부(35a)를 구비한다.
워크 파지부(36)는 평판형이다. 워크 파지부(36)를 상하 방향에서 본 경우의 형상은, 선단측 부분이 두 갈래로 분기된 대략 Y 형상을 하고 있다. 워크 파지부(36)는, 두 갈래로 나누어진 부분의 각 선단부에, 각각 워크(2)를 파지하기 위한 고정 파지 부재(41)(제1 파지 부재)를 구비한다. 각 고정 파지 부재(41)는, 워크(2)의 단부면이 맞닿는 맞닿음면(41a)을 구비한다. 맞닿음면(41a)은 워크 파지부(36)의 기단측을 향하고 있다. 또한, 워크 파지부(36)는, 2개의 고정 파지 부재(41)와 함께 워크(2)를 파지하기 위한 이동 파지 부재(42)(제2 파지 부재)를 구비한다. 이동 파지 부재(42)는 롤러(43)이며, 그 회전축은 상하 방향을 향하고 있다. 이동 파지 부재(42)의 양측에는, 워크(2)를 적재하기 위한 워크 적재 부재(44)가 고정되어 있다.
또한, 핸드(7)는, 이동 파지 부재(42)를 고정 파지 부재(41)에 접근하는 방향 및 이격되는 방향으로 지지하는 파지 부재 지지 기구(46)를 구비한다. 파지 부재 지지 기구(46)는, 이동 파지 부재(42)를, 워크(2)를 파지하는 파지 위치(42A)를 경유하는 이동 경로를 따라 직선형으로 이동 가능하게 한다. 파지 위치(42A)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 고정 파지 부재(41)와 이동 파지 부재(42)의 사이에 위치하는 원반형 워크(2)의 측단부면에 고정 파지 부재(41) 및 이동 파지 부재(42)가 맞닿았을 때의 이동 파지 부재(42)의 위치이다. 여기서, 파지 부재 지지 기구(46)는, 이동 파지 부재(42)를, 파지 위치(42A)보다 고정 파지 부재(41)에 접근한 닫힘 위치(42B)(도 4 참조)와, 파지 위치(42A)보다 고정 파지 부재(41)로부터 이격한 열림 위치(42C)(도 2 참조)의 사이에서 이동 가능하게 한다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 파지 부재 지지 기구(46)는, 선단부에 이동 파지 부재(42)(롤러(43))를 지지하는 파지 부재 지지 부재(47)와, 파지 부재 지지 부재(47)를 이동 가능하게 지지하는 지지부(49)를 구비한다. 파지 부재 지지 부재(47)는 가늘고 긴 대략 직육면체형을 하고 있다. 지지부(49)는 중간부(37)에 마련되어 있고, 파지 부재 지지 부재(47)를 직선형으로 안내한다.
여기서, 산업용 로봇은, 이동 파지 부재(42)를 이동시키는 구동 기구(50)를 구비한다. 구동 기구(50)는 중간부(37)에 설치된 에어 실린더(51)를 구비한다. 에어 실린더(51)에는 급기용 배관(52) 및 배기용 배관(53)이 접속되어 있다. 에어 실린더(51)의 로드(51a)에는 파지 부재 지지 부재(47)의 기단부가 고정되어 있다. 에어 실린더(51)를 구동하면, 파지 부재 지지 부재(47)에 지지된 이동 파지 부재(42)를 왕복 이동시킬 수 있다.
또한, 구동 기구(50)는, 이동 파지 부재(42)의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 기구(55)를 구비한다. 위치 검출 기구(55)는, 파지 부재 지지 부재(47)에 고정되어 당해 파지 부재 지지 부재(47)와 일체로 이동하는 검지판(56)과, 이동 파지 부재(42)의 이동 경로를 따라 배치된 제1 센서(57) 및 제2 센서(58)를 구비한다. 위치 검출 기구(55)는 중간부(37)에 마련되어 있다.
제1 센서(57) 및 제2 센서(58)는, 각각 투과형 포토 센서이다. 각 센서는, 상하 방향으로 간극을 두고 대향 배치된 발광 소자와 수광 소자를 갖는다. 검지판(56)은, 파지 부재 지지 부재(47)가 이동할 때, 각 센서의 발광 소자와 수광 소자의 사이를 통과한다. 검지판(56)에는, 각 센서(57, 58)의 발광 소자로부터 사출되어 수광 소자에 이르는 검사광을 가로막기 위한 차광부(56a)가 마련되어 있다.
도 4 및 도 5의 (c)에 도시하는 바와 같이, 이동 파지 부재(42)가 파지 위치(42A)보다 고정 파지 부재(41)에 접근한 닫힘 위치(42B)에 있을 때에는, 제1 센서(57) 및 제2 센서(58) 중 고정 파지 부재(41)에 가까운 위치에 있는 제1 센서(57)의 검사광이 차광부(56a)에 의해 차단된다. 도 2 및 도 5의 (a)에 도시하는 바와 같이, 이동 파지 부재(42)가 파지 위치(42A)보다 고정 파지 부재(41)로부터 이격한 열림 위치(42C)에 있을 때에는, 제2 센서(58)의 검사광이 차광부(56a)에 의해 차단된다. 도 3 및 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 이동 파지 부재(42)가 파지 위치(42A)에 있을 때에는, 제1 센서(57) 및 제2 센서(58)의 양쪽 검사광이 차광부(56a)에 의해 차단된다. 따라서, 2개의 센서로부터의 출력에 기초하여, 이동 파지 부재(42)의 위치를 취득할 수 있다.
여기서, 워크 파지부(36)에 워크(2)가 존재하지 않는 경우에 이동 파지 부재(42)가 열림 위치(42C)로부터 닫힘 위치(42B)로 이동한 경우에는, 도 6의 (a)에 도시하는 바와 같이, 제1 센서(57)로부터의 신호는, 오프 상태로부터 소정 시간 경과 후에 온 상태로 이행된다. 제2 센서(58)로부터의 신호는, 온 상태를 소정 시간 유지한 후에 오프 상태로 이행된다. 또한, 워크 파지부(36)에 워크(2)가 존재하는 경우에 이동 파지 부재(42)를 열림 위치(42C)로부터 닫힘 위치(42B)를 향하여 이동시킨 경우에는, 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 제1 센서(57)로부터의 신호는, 오프 상태로부터 소정 시간 경과 후에 온 상태로 이행된다. 제2 센서(58)로부터의 신호는, 이동 파지 부재(42)가 파지 위치(42A)에서 정지하므로(검지판(56)이 설치된 파지 부재 지지 부재(47)가 정지하므로), 온 상태를 유지한다. 또한, 워크 파지부(36)에 워크(2)가 존재하지 않는 경우에 이동 파지 부재(42)가 닫힘 위치(42B)로부터 열림 위치(42C)로 이동하는 경우에는, 도 6의 (c)에 도시하는 바와 같이, 제1 센서(57)로부터의 신호는, 온 상태를 소정 시간 유지한 후에 오프 상태로 이행된다. 제2 센서(58)로부터의 신호는, 오프 상태로부터 소정 시간 경과 후에 온 상태로 이행된다.
(제어계)
도 7은, 산업용 로봇의 제어계의 개략 블록도이다. 도 8은, 핸드의 이동 경로의 설명도이다. 도 8의 (a)는 GET 동작에 있어서의 제1 핸드 이동 경로를 도시하고, 도 8의 (b)는 PUT 동작에 있어서의 제2 핸드 이동 경로를 도시한다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 산업용 로봇의 제어계는, CPU를 구비하는 제어부(61)를 중심으로 구성되어 있다. 제어부(61)의 입력측에는, 제1 센서(57) 및 제2 센서(58)가 접속되어 있다. 제어부(61)의 출력측에는, 드라이버 회로를 통하여, 버저(8), 승강 모터(13), 제1 암 구동 모터(23), 제2 암 구동 모터(25), 핸드 구동 모터(27), 에어 실린더(51)가 접속되어 있다. 제어부(61)에는, 통신부(62)를 통하여 상위 장치(63)(외부 기기)가 통신 가능하게 접속되어 있다. 상위 장치(63)는 반도체 제조 시스템의 제어 장치이다. 또한, 제어부(61)에는 기억부(64)가 접속되어 있다.
제어부(61)는, 핸드 이동 제어부(66), 파지 부재 구동 제어부(67), 계측부(68), 송신부(69), 감시부(70), 이상 레벨 판정부(71)를 구비한다.
도 8의 (a)에 도시하는 바와 같이, 핸드 이동 제어부(66)는, 핸드 이동 기구(30)를 구동하여, 핸드(7)를, 제1 핸드 이동 경로(31)를 따라 제1 이격 위치(B) 및 워크 파지 위치(A)를 이 순서대로 경유시킨다. 또한, 도 8의 (b)에 도시하는 바와 같이, 핸드 이동 제어부(66)는, 핸드 이동 기구(30)를 구동하여, 핸드(7)를, 제2 핸드 이동 경로(32)를 따라 워크 해방 위치(C) 및 제2 이격 위치(D)를 이 순서대로 경유시킨다. 즉, 핸드 이동 제어부(66)는, 승강 모터(13), 제1 암 구동 모터(23), 제2 암 구동 모터(25), 핸드 구동 모터(27)를 적절하게 구동하여, 핸드(7)를 제1 핸드 이동 경로(31) 및 제2 핸드 이동 경로(32)를 따라 이동시킨다.
파지 부재 구동 제어부(67)는, 핸드(7)가 워크 파지 위치(A)를 통과함으로써 워크(2)가 워크 파지 위치(A)로부터 핸드(7)로 전달되면, 그 후에, 구동 기구(50)(에어 실린더(51))를 구동하여, 이동 파지 부재(42)를 열림 위치(42C)로부터 파지 위치(42A)를 향하여 이동시키는 워크 파지 동작을 행한다(도 8의 (a) 참조). 이에 의해, 이동 파지 부재(42)를 워크(2)의 측단부면에 밀어붙여, 고정 파지 부재(41)와 이동 파지 부재(42)의 사이에 워크(2)를 집은 상태로 하여, 핸드(7)에 의해 워크(2)를 파지한다. 또한, 파지 부재 구동 제어부(67)는, 핸드(7)가 워크 해방 위치(C)를 경유하기 전에, 이동 파지 부재(42)를 파지 위치(42A)로부터 열림 위치(42C)를 향하여 이동시키는 해방 동작을 행한다(도 8의 (b) 참조). 이에 의해, 고정 파지 부재(41)와 이동 파지 부재(42)의 사이에 집은 워크(2)를 해방한 상태로 한다. 그리고, 이 상태에서 핸드(7)가 워크 해방 위치(C)를 통과하면, 워크(2)는 핸드(7)로부터 워크 해방 위치(C)로 전달된다.
또한, 파지 부재 구동 제어부(67)는, 핸드(7)가 제1 핸드 이동 경로(31)에 있어서 제1 이격 위치(B)를 경유할 때 핸드(7)에 워크(2)가 파지되어 있지 않음을 확인하는 파지 전 미재하 확인 동작을 행한다. 여기서, 제1 이격 위치(B)를 통과하기 전의 시점에서는, 후술하는 바와 같이, 이동 파지 부재(42)는 닫힘 위치(42B)에 배치되어 있다. 따라서, 파지 전 미재하 확인 동작에서는, 이동 파지 부재(42)를 닫힘 위치(42B)로부터 열림 위치(42C)로 이동시킨다. 보다 상세하게는, 파지 전 미재하 확인 동작에서는, 도 6의 (c)에 도시하는 바와 같이, 구동 기구(50)를 구동하여 닫힘 위치(42B)로부터 열림 위치(42C)로 이동 파지 부재(42)의 이동을 개시시킨 시점(파지 부재 구동 제어부(67)가 구동 기구(50)를 구동하기 위해 제어 신호를 출력한 시점)으로부터 딜레이 시간 t1의 경과 후에, 제1 센서(57)로부터의 신호가 오프, 제2 센서(58)로부터의 신호가 온으로 되어 있음을 확인한다.
또한, 파지 부재 구동 제어부(67)는, 핸드(7)가, 제1 핸드 이동 경로(31)에 있어서 워크 파지 위치(A)를 경유한 후에 행하는 워크 파지 동작에 있어서, 핸드(7)에 워크(2)가 파지되어 있음을 확인하는 파지 후 재하 확인 동작을 행한다. 파지 후 재하 확인 동작에서는, 워크 파지 동작에 있어서의 구동 기구(50)의 구동으로부터 소정의 딜레이 시간 t1의 경과 후에, 위치 검출 기구(55)로부터의 출력에 기초하여 이동 파지 부재(42)가 파지 위치(42A)에 위치하고 있음을 확인한다. 즉, 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 구동 기구(50)를 구동한 시점으로부터 딜레이 시간 t1의 경과 후에, 제1 센서(57)로부터의 신호 및 제2 센서(58)로부터의 신호가 온으로 되어 있음을 확인한다. 여기서, 구동 기구(50)를 구동한 시점으로부터 딜레이 시간 t1의 경과 후에, 제1 센서(57)로부터의 신호가 온이고, 제2 센서(58)로부터의 신호가 오프로 되어 있는 경우에는, 이동 파지 부재(42)가 닫힘 위치(42B)에 도달되어 있으므로, 핸드(7)에 워크(2)가 파지되어 있지 않다.
또한, 파지 부재 구동 제어부(67)는, 핸드(7)가 제2 핸드 이동 경로(32)에 있어서 워크 해방 위치(C)를 경유하기 전에, 핸드(7)에 워크(2)가 파지되어 있음을 확인하는 해방 전 재하 확인 동작을 행한다(도 8의 (b) 참조). 해방 전 재하 확인 동작에서는, 구동 기구(50)를 구동한다. 그리고, 구동 기구(50)를 구동한 시점으로부터 딜레이 시간 t1의 경과 후에, 위치 검출 기구(55)로부터의 출력에 기초하여 이동 파지 부재(42)가 파지 위치(42A)에 위치하고 있음을 확인한다. 즉, 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 구동 기구(50)를 구동한 시점으로부터 딜레이 시간 t1의 경과 후에, 제1 센서(57)로부터의 신호 및 제2 센서(58)로부터의 신호가 온으로 되어 있음을 확인한다. 여기서, 구동 기구(50)를 구동한 시점으로부터 딜레이 시간 t1의 경과 후에, 제1 센서(57)로부터의 신호가 온이고, 제2 센서(58)로부터의 신호가 오프로 되어 있는 경우에는, 이동 파지 부재(42)가 닫힘 위치(42B)에 도달되어 있으므로, 핸드(7)에 워크(2)가 파지되어 있지 않다. 본 예에서는, 파지 후 재하 확인 동작과 해방 전 재하 확인 동작은 동일한 동작이다. 즉, 제1 핸드 이동 경로(31)와 제2 핸드 이동 경로(32)는 서로 겹치는 경로 부분을 구비하고 있고, 이 겹치는 경로 부분에 있어서, 파지 후 재하 확인 동작과 해방 전 재하 확인 동작이 하나의 동작으로서 1회 행해진다. 또한, 파지 후 재하 확인 동작과 해방 전 재하 확인 동작은, 제1 핸드 이동 경로(31)와 제2 핸드 이동 경로(32)의 각각에 있어서, 별개로 행해져도 된다.
또한, 파지 부재 구동 제어부(67)는, 핸드(7)가 제2 핸드 이동 경로(32)에 있어서 제2 이격 위치(D)를 경유할 때, 핸드(7)에 워크(2)가 파지되어 있지 않음을 확인하는 해방 후 미재하 확인 동작을 행한다. 해방 후 미재하 확인 동작에서는 이동 파지 부재(42)를 열림 위치(42C)로부터 닫힘 위치(42B)로 이동시킨다. 보다 상세하게는, 해방 후 미재하 확인 동작에서는, 도 6의 (a)에 도시하는 바와 같이, 구동 기구(50)를 구동하여 열림 위치(42C)로부터 닫힘 위치(42B)로 이동 파지 부재(42)의 이동을 개시시킨 시점(파지 부재 구동 제어부(67)가 구동 기구(50)를 구동하기 위해 제어 신호를 출력한 시점)으로부터 딜레이 시간 t1의 경과 후에, 제1 센서(57)로부터의 신호가 온, 제2 센서(58)로부터의 신호가 오프로 되어 있음을 확인한다. 여기서, 본 예에서는, 제1 핸드 이동 경로(31)와 제2 핸드 이동 경로(32)는 연속된 경로이며, 해방 후 미재하 확인 동작이 행해진 후에, 핸드(7)는 이격 위치(B)를 경유한다. 따라서, 핸드(7)가 이격 위치(B)를 경유하는 시점에서는, 이동 파지 부재(42)는 닫힘 위치(42B)에 배치되어 있다.
계측부(68)는, 이동 파지 부재(42)가 열림 위치(42C)와 닫힘 위치(42B)의 사이를 이동하는 이동 시간 t0을 계측한다. 이동 시간 t0의 계측은, 위치 검출 기구(55)의 제1 센서(57)로부터의 출력 및 제2 센서(58)로부터의 출력에 기초하여 행해진다. 또한, 계측부(68)는, 이동 시간 t0의 계측을 파지 전 미재하 확인 동작 중에 행한다. 또한, 계수부는, 이동 시간 t0의 계측을 해방 후 미재하 확인 동작에 있어서 행한다. 또한, 계측부(68)는, 측정한 이동 시간 t0을 축차로 기억부(64)에 기억 유지한다. 또한, 도 6의 (a)에 도시하는 바와 같이, 이동 시간 t0의 계측은, 이동 파지 부재(42)가 열림 위치(42C)로부터 닫힘 위치(42B)로 이동할 때 계측할 수 있다. 또한, 도 6의 (c)에 도시하는 바와 같이, 이동 시간 t0의 계측은, 이동 파지 부재(42)가 닫힘 위치(42B)로부터 열림 위치(42C)로 이동할 때 계측할 수 있다.
송신부(69)는, 계측부(68)에 의해 계측된 이동 시간 t0을 상위 장치(63)(외부 기기)에 송신한다.
감시부(70)는, 계측부(68)에 의해 계측된 이동 시간 t0과, 미리 정한 기준 시간을 비교한다. 기준 시간은, 파지 부재 지지 기구(46)나 구동 기구(50)에 문제가 발생하지 않은 경우의 이동 시간 t0에 기초하여 설정된다. 또한, 감시부(70)는, 이동 시간 t0과 기준 시간의 차분이 미리 설정한 역치보다 큰 경우에는, 이상이 발생하고 있다는 취지를 통지한다. 본 예에서는, 감시부(70)는, 버저(8)를 울려 이상이 발생하고 있다는 취지를 통지한다.
이상 레벨 판정부(71)는, 이동 시간 t0과 기준 시간의 차분이 미리 정한 역치를 초과한 경우에, 기억부(64)를 참조하여 가장 최근의 소정 기간에 있어서의 이동 시간 t0의 변화량에 기초하여, 워크(2)의 반송을 정지할 필요가 있는지 여부를 판정한다. 그리고, 이상 레벨 판정부(71)는, 워크(2)의 반송을 정지할 필요가 있다고 판단한 경우에는, 핸드 이동 제어부(66) 및 파지 부재 구동 제어부(67)에 의한 핸드(7)의 구동 제어 및 이동 파지 부재(42)의 구동 제어를 정지시킨다. 즉, 경년에 의해 이동 시간 t0이 변동된 경우 등에는, 소정 기간에 있어서의 이동 시간 t0의 변화량은 적다. 따라서, 변화량이 기준으로 하는 기준 변화량 이하인 경우에는, 워크(2)의 반송을 정지할 필요성은 낮아, 워크(2)의 반송을 정지할 필요는 없다고 판단할 수 있다. 한편, 소정 기간에 이동 시간 t0이 급격하게 증감된 경우에는, 파지 부재 지지 기구(46)나 구동 기구(50)에 갑작스런 장해가 발생하는 사태나, 에어 실린더(51)에 공급하고 있는 에어(압축 공기)의 유량이나 압력에 급격한 변동이 발생하는 사태가 상정된다. 따라서, 변화량이 기준 변화량을 초과하는 경우에는, 워크(2)의 반송을 정지할 필요가 있다고 판단할 수 있다.
(워크 반송 동작: GET 동작)
산업용 로봇(1)은, 핸드(7)에 의해 워크(2)를 파지하는 GET 동작을 행한다. 도 8의 (a)에 도시하는 바와 같이, GET 동작에서는, 제어부(61)(핸드 이동 제어부(66))는, 핸드 이동 기구(30)를 구동하여, 핸드(7)를 제1 이격 위치(B) 및 워크 파지 위치(A)를 경유하는 제1 핸드 이동 경로(31)를 따라 이동시킨다.
핸드(7)가 제1 이격 위치(B)를 경유할 때에는, 파지 전 미재하 확인 동작 ST1이 행해진다. 본 예에서는, 제1 이격 위치(B)를 경유하기 전의 시점에서는, 이동 파지 부재(42)는 닫힘 위치(42B)에 배치되어 있다. 따라서, 파지 전 미재하 확인 동작 ST1에서는, 이동 파지 부재(42)를 닫힘 위치(42B)로부터 열림 위치(42C)로 이동시킨다. 여기서, 파지 전 미재하 확인 동작 ST1에서는, 이동 파지 부재(42)가 열림 위치(42C)와 닫힘 위치(42B)의 사이를 이동한다. 따라서, 계측부(68)는 이 이동 시간 t0을 측정한다. 이동 시간 t0은 도 6의 (c)에 도시하는 것이다. 즉, 구동 기구(50)의 구동에 의해 이동 파지 부재(42)가 이동을 개시한 시점(구동 기구(50)를 구동하기 위한 제어 신호가 출력된 시점)에서부터, 제1 센서(57)의 출력이 온으로부터 오프로 전환되는 시점까지의 시간이다. 계측된 이동 시간 t0은, 기억부(64)에 기억 유지됨과 함께, 송신부(69)에 의해 상위 장치(63)에 송신된다.
여기서, 이동 시간 t0과 기준 시간의 차분이 역치를 초과한 경우에는, 감시부(70)는, 버저(8)를 울려, 이상이 발생하고 있다는 취지를 통지한다. 또한, 이동 시간 t0과 기준 시간의 차분이 역치를 초과한 경우에는, 이상 레벨 판정부(71)에 의해, 소정 기간에 있어서의 이동 시간 t0의 변화량에 기초하여, 워크(2)의 반송을 정지할 필요가 있는지 여부가 판정된다. 그리고, 이상 레벨 판정부(71)가, 워크(2)의 반송을 정지할 필요가 있다고 판단한 경우에는, 워크(2)의 반송이 정지된다.
워크(2)의 반송이 정지되지 않는 경우에는, 핸드(7)가 워크 파지 위치(A)로 이동한다. 여기서, 핸드(7)는 워크 파지 위치(A)를 하방으로부터 상방을 향하여 통과한다. 이에 의해, 워크 파지 위치(A)에 있는 워크(2)는, 핸드(7)(워크 파지부(36))에 전달되고, 고정 파지 부재(41)와 이동 파지 부재(42)의 사이에 위치한 상태로 된다. 워크(2)가 워크 파지 위치(A)로부터 핸드(7)로 전달되면, 워크 파지 동작 ST2가 행해진다. 워크 파지 동작 ST2에서는, 이동 파지 부재(42)가 열림 위치(42C)로부터 닫힘 위치(42B)를 향하여 이동한다. 그리고, 이동 파지 부재(42)가 파지 위치(42A)에 위치하면, 워크(2)는 고정 파지 부재(41)와 이동 파지 부재(42)의 사이에 있어서, 고정 파지 부재(41)와 이동 파지 부재(42)의 양쪽에 맞닿아, 핸드(7)에 파지된 상태로 된다.
또한, 워크 파지 동작 ST2에 있어서 이동 파지 부재(42)가 열림 위치(42C)로부터 닫힘 위치(42B)를 향하여 이동할 때에는, 핸드(7)에 워크(2)가 파지되어 있음을 확인하는 파지 후 재하 확인 동작 ST3이 행해진다. 파지 후 재하 확인 동작 ST3에서는, 구동 기구(50)를 구동한다. 그리고, 구동 기구(50)를 구동하기 위한 제어 신호가 출력된 시점으로부터 딜레이 시간 t1의 경과 후에 있어서의 위치 검출 기구(55)로부터의 출력에 기초하여, 이동 파지 부재(42)가 파지 위치(42A)에 위치하고 있음을 확인한다.
(워크 반송 동작: PUT 동작)
또한, 산업용 로봇(1)은, 핸드(7)로부터 워크(2)를 해방하는 PUT 동작을 행한다. 도 8의 (b)에 도시하는 바와 같이 PUT 동작에서는, 제어부(61)(핸드 이동 제어부(66))는, 핸드 이동 기구(30)를 구동하여, 핸드(7)를 워크 해방 위치(C) 및 제2 이격 위치(D)를 경유하는 제1 핸드 이동 경로(31)를 따라 이동시킨다.
핸드(7)가, 제2 핸드 이동 경로(32)를 워크 해방 위치(C)를 향하여 이동할 때에는, 핸드(7)에 워크(2)가 파지되어 있음을 확인하는 해방 전 재하 확인 동작 ST21이 행해진다. 본 예에서는, GET 동작에 있어서의 파지 후 재하 확인 동작 ST3이 해방 전 재하 확인 동작 ST21을 겸하고 있으며, 파지 후 재하 확인 동작 ST3과 해방 전 재하 확인 동작 ST21은 하나의 동작으로서 1회 행해진다. 해방 전 재하 확인 동작 ST21에서는, 구동 기구(50)를 구동한다. 그리고, 구동 기구(50)를 구동하기 위한 제어 신호가 출력된 시점으로부터 딜레이 시간 t1의 경과 후에 있어서의 위치 검출 기구(55)로부터의 출력에 기초하여, 이동 파지 부재(42)가 파지 위치(42A)에 위치하고 있음을 확인한다.
핸드(7)가 워크 해방 위치(C)에 접근하면, 워크 해방 동작 ST22가 행해진다. 워크 해방 동작 ST22에서는, 이동 파지 부재(42)가 파지 위치(42A)로부터 열림 위치(42C)를 향하여 이동한다. 이에 의해, 워크(2)는 핸드(7)에 파지되지 않은 해방 상태로 된다. 또한, 핸드(7)는, 워크 해방 위치(C)를 통과할 때, 상방으로부터 하방을 향하여 이동한다. 이에 의해, 핸드(7)(워크 파지부(36))에 있는 워크(2)는 워크 해방 위치(C)에 전달된다.
그 후, 핸드(7)는 워크 해방 위치(C)로부터 제2 이격 위치(D)를 향하여 이동한다. 핸드(7)가 제2 이격 위치(D)를 경유할 때에는, 해방 후 미재하 확인 동작 ST23이 행해진다. 본 예에서는, 핸드(7)가 제2 이격 위치(D)에 접근할 때, 이동 파지 부재(42)가 열림 위치(42C)로부터 닫힘 위치(42B)로 이동한다. 여기서, 해방 후 미재하 확인 동작 ST23에서는, 이동 파지 부재(42)가 열림 위치(42C)와 닫힘 위치(42B)의 사이를 이동한다. 따라서, 계측부(68)는 이 이동 시간 t0을 측정한다. 이동 시간 t0은, 도 6의 (a)에 도시하는 것이다. 즉, 구동 기구(50)의 구동에 의해 이동 파지 부재(42)가 이동을 개시한 시점(구동 기구(50)를 구동하기 위한 제어 신호가 출력된 시점)에서부터, 제2 센서(58)로부터의 출력이 온으로부터 오프로 전환되는 시점까지의 시간이다. 계측한 이동 시간 t0은, 기억부(64)에 기억 유지됨과 함께, 송신부(69)에 의해 상위 장치(63)에 송신된다.
여기서, 이동 시간 t0과 기준 시간의 차분이 역치를 초과한 경우에는, 감시부(70)는, 버저(8)를 울려 이상이 발생하고 있다는 취지를 통지한다. 또한, 이동 시간 t0과 기준 시간의 차분이 역치를 초과한 경우에는, 이상 레벨 판정부(71)에 의해, 소정 기간에 있어서의 이동 시간 t0의 변화량에 기초하여, 워크(2)의 반송을 정지할 필요가 있는지 여부가 판정된다. 그리고, 이상 레벨 판정부(71)가, 워크(2)의 반송을 정지할 필요가 있다고 판단한 경우에는, 워크(2)의 반송이 정지된다.
(작용 효과)
본 예에서는, 워크(2)를 파지하기 위한 이동 파지 부재(42)가 열림 위치(42C)와 닫힘 위치(42B)의 사이를 이동하는 이동 시간 t0을 계측하여 기준 시간과 비교한다. 따라서, 이동 파지 부재(42)가 정상으로 이동하고 있는지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 이동 파지 부재(42)가 열림 위치(42C)와 닫힘 위치(42B)의 사이를 이동 가능한 상태는, 고정 파지 부재(41)와 이동 파지 부재(42)의 사이에 워크(2)를 파지하고 있지 않은 상태이다. 따라서, 이동 시간 t0을 계측할 때, 이동 파지 부재(42)의 이동을 방해하는 것은 없다. 따라서, 기준 시간을 적절한 값으로 설정함으로써, 파지 부재 지지 기구(46)나 구동 기구(50)에 문제가 발생하였는지 여부를 고정밀도로 판단할 수 있다.
여기서, 고정 파지 부재(41)와 이동 파지 부재(42)의 사이에 워크(2)를 파지할 때, 이동 파지 부재(42)가 열림 위치(42C)로부터 파지 위치(42A)로 이동하는 이동 시간을 계측하여, 미리 결정한 기준 시간과 비교하여, 문제의 발생을 판단하는 것도 고려된다.
그러나, 워크(2)에 노치 등이 형성되어 있는 경우에는, 이동 파지 부재(42)가 노치와 상이한 부분에 맞닿아 워크(2)를 파지하는 경우와, 이동 파지 부재(42)가 노치에 맞닿아 워크(2)를 파지하는 경우에, 이동 시간 t0이 변화한다. 또한, GET 동작의 워크 파지 동작 ST2에서는, 우선, 이동 파지 부재(42)가 이동하여 워크(2)에 맞닿는다. 그 후, 이동하는 이동 파지 부재(42)가 워크(2)를 고정 파지 부재(41)를 향하여 이동시켜, 워크(2)를 고정 파지 부재(41)에 밀어붙인다. 따라서, 이동 파지 부재(42)가 워크(2)를 고정 파지 부재(41)를 향하여 이동시키는 이동 거리에 따라서는, 이동 파지 부재(42)가 열림 위치(42C)로부터 파지 위치(42A)로 이동하는 이동 시간 t0이 변동되는 경우가 있다. 따라서, 열림 위치(42C)로부터 파지 위치(42A)로 이동하는 이동 시간과 기준 시간을 비교해도, 파지 부재 지지 기구(46)나 구동 기구(50)에 발생한 문제를 고정밀도로 검출하지 못하는 경우가 발생한다. 이에 비해, 이동 파지 부재(42)가 열림 위치(42C)와 닫힘 위치(42B)의 사이를 이동하는 이동 시간 t0을 계측하여 기준 시간과 비교하면, 이동 시간 t0을 계측할 때 이동 파지 부재(42)의 이동을 방해하는 것이 없고, 워크(2)와의 맞닿음 위치에 따라 이동 시간 t0이 변화하는 경우도 없다. 따라서, 파지 부재 지지 기구(46)나 구동 기구(50)에서 발생한 문제를 고정밀도로 검출할 수 있다.
또한, 본 예에서는, 계측부(68)는, 위치 검출 기구(55)로부터의 출력에 기초하여 이동 시간 t0을 계측하므로, 이동 시간 t0의 계측이 용이하다.
또한, 본 예에서는, 워크(2)를 반송하는 산업용 로봇에 있어서, 워크(2)를 파지하기 전에 일반적으로 행해지는 파지 전 미재하 확인 동작 ST1에 있어서, 이동 시간 t0을 계측한다. 따라서, 이동 시간 t0을 계측하기 위해서만 이동 파지 부재(42)를 이동시키지 않아도 된다. 따라서, 워크(2)를 파지할 때까지의 택트 타임이 길어지는 것을 피하면서, 이동 시간 t0을 계측할 수 있다.
또한, 본 예에서는, 워크(2)를 반송하는 산업용 로봇에 있어서, 워크(2)를 해방한 후에 일반적으로 행해지는 해방 후 미재하 확인 동작 ST23에 있어서, 이동 시간 t0을 계측한다. 따라서, 이동 시간 t0을 계측하기 위해서만 이동 파지 부재(42)를 이동시키지 않아도 된다. 따라서, 다음 동작까지의 택트 타임이 길어지는 것을 피하면서, 이동 시간 t0을 계측할 수 있다.
또한, 본 예에서는, 계측한 이동 시간 t0을 상위 장치(63)에 송신하고 있으므로, 상위 장치(63)에 있어서 문제의 발생을 검출할 수 있다.
또한, 본 예에서는, 이동 시간 t0과 기준 시간의 차분이 미리 정한 역치를 초과한 경우에, 소정 기간에 있어서의 이동 시간 t0의 변화량에 기초하여, 워크(2)의 반송을 정지할 필요가 있는지 여부를 판단하고, 워크(2)의 반송을 정지할 필요가 있다고 판단한 경우에, 반송을 정지한다. 따라서, 이동 시간 t0이 기준 시간을 초과한 경우에, 워크(2)의 반송 동작이 일률적으로 멈추어 버리는 것을 피할 수 있다.
(변형예)
또한, 감시부(70)는, 이동 시간 t0과 기준 시간의 차분이, 역치보다 큰 제2 역치를 초과한 경우에, 워크(2)의 반송을 정지시켜도 된다. 즉, 감시부(70)는, 이동 시간 t0과 기준 시간의 차분이 제2 역치를 초과한 경우에, 핸드 이동 제어부(66) 및 파지 부재 구동 제어부(67)에 의한 핸드(7)의 구동 제어 및 이동 파지 부재(42)의 구동 제어를 정지시킨다. 이와 같이 하면, 이동 시간 t0과 기준 시간의 차분이 확대된 경우에 있어서의 산업용 로봇(1)의 제어가 용이하다.
또한, 이상 레벨 판정부(71)가 가장 최근의 소정 기간에 있어서의 이동 시간 t0의 변화량에 기초하여, 워크(2)의 반송을 정지할 필요가 있는지 여부를 판정하였을 때, 그 변화량이 기준 변화량 이하인 경우에는, 변화량에 기초하여 딜레이 시간 t1을 변경해도 된다. 즉, 경년 등에 기인하여 이동 시간 t0이 점증하는 경우 등에는, 파지 전 미재하 확인 동작, 파지 후 재하 확인 동작, 해방 전 재하 확인 동작, 및 해방 후 미재하 확인 동작에 있어서, 이동 파지 부재의 위치를 검출하기 위해 딜레이 시간 t1을 연장시킴으로써, 이들 확인 동작을 정확하게 행할 수 있다.
또한, 상기에 있어서는, 구동 기구(50)가 에어 실린더(51)를 구비하는 예를 이용하여 설명을 행하고 있지만, 에어 실린더(51) 대신에, 구동 기구(50)가 유압 실린더, 솔레노이드, 모터 등에 의해 이동 파지 부재(42)를 구동하는 구성이어도 된다. 그 경우에 있어서는, 파지 부재 지지 기구(46)나 구동 기구(50)의 문제 외에, 유압이나 전력의 이상 등을 판단할 수 있다.
1: 산업용 로봇
2: 워크
5: 본체부
6: 암
7: 핸드
8: 버저
10: 승강체
11: 하우징부
12: 승강 기구
13: 승강 모터
16: 제1 암부
17: 제2 암부
18: 제3 암부
19: 기단측 암부 이동 기구
20: 선단측 암부 이동 기구
21: 핸드 회동 기구
23: 제1 암 구동 모터
24: 제1 구동력 전달 기구
25: 제2 암 구동 모터
26: 제2 구동력 전달 기구
27: 핸드 구동 모터
28: 제3 구동력 전달 기구
30: 핸드 이동 기구
31: 제1 핸드 이동 경로
32: 제2 핸드 이동 경로
35: 연결부
35a: 개구부
36: 워크 파지부
37: 중간부
41: 고정 파지 부재
41a: 맞닿음면
42: 이동 파지 부재
42A: 파지 위치
42B: 닫힘 위치
42C: 열림 위치
43: 롤러
44: 워크 적재 부재
46: 파지 부재 지지 기구
47: 파지 부재 지지 부재
48: 안내부
49: 지지부
50: 구동 기구
51: 에어 실린더
51a: 로드
52: 급기용 배관
53: 배기용 배관
55: 위치 검출 기구
56: 검지판
56a: 차광부
57: 제1 센서
58: 제2 센서
61: 제어부
62: 통신부
63: 상위 장치
64: 기억부
66: 핸드 이동 제어부
67: 파지 부재 구동 제어부
68: 계측부
69: 송신부
70: 감시부
71: 이상 레벨 판정부
ST1: 파지 전 미재하 확인 동작
ST2: 워크 파지 동작
ST3: 파지 후 재하 확인 동작
ST21: 해방 전 재하 확인 동작
ST22: 워크 해방 동작
ST23: 해방 후 미재하 확인 동작

Claims (16)

  1. 워크를 파지하여 반송하는 산업용 로봇에 있어서,
    제1 파지 부재와,
    상기 제1 파지 부재와 함께 상기 워크를 파지하는 제2 파지 부재와,
    상기 제2 파지 부재를, 상기 제1 파지 부재와의 사이에 상기 워크를 파지하는 파지 위치보다 당해 제1 파지 부재에 접근한 닫힘 위치와, 상기 파지 위치보다 상기 제1 파지 부재로부터 이격한 열림 위치의 사이에서 이동 가능하게 지지하는 파지 부재 지지 기구와,
    상기 제2 파지 부재를 이동시키는 구동 기구와,
    상기 구동 기구를 구동하여, 상기 제2 파지 부재를 상기 열림 위치와 상기 닫힘 위치의 사이에서 이동시키는 파지 부재 구동 제어부와,
    상기 제2 파지 부재가 상기 열림 위치와 상기 닫힘 위치의 사이를 이동하는 이동 시간을 계측하는 계측부와,
    상기 이동 시간과 미리 정한 기준 시간을 비교하는 감시부와
    기억부와,
    이상 레벨 판정부를 갖고,
    상기 계측부는, 상기 이동 시간을 축차로 상기 기억부에 기억 보유 유지하고,
    상기 이상 레벨 판정부는, 상기 이동 시간과 상기 기준 시간의 차분이 미리 정한 역치를 초과한 경우에, 상기 기억부를 참조하여 소정 기간에 있어서의 상기 이동 시간의 변화량에 기초하여, 상기 워크의 반송을 정지할 필요가 있는지 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동 기구는, 상기 제2 파지 부재가 상기 파지 위치, 상기 열림 위치 및 상기 닫힘 위치에 있음을 검출하는 위치 검출 기구를 구비하고,
    상기 계측부는, 상기 위치 검출 기구로부터의 출력에 기초하여 상기 이동 시간을 계측하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파지 부재, 상기 제2 파지 부재 및 상기 파지 부재 지지 기구를 구비하는 핸드와,
    상기 핸드를, 상기 워크를 파지하는 워크 파지 위치와 당해 워크 파지 위치로부터 이격한 이격 위치를 경유하는 제1 핸드 이동 경로를 따라 이동시키는 핸드 이동 기구와,
    상기 핸드 이동 기구를 구동하여, 상기 핸드를, 상기 이격 위치 및 상기 워크 파지 위치를 이 순서대로 경유시키는 핸드 이동 제어부를 갖고,
    상기 파지 부재 구동 제어부는, 상기 제1 핸드 이동 경로에 있어서 상기 핸드가 상기 이격 위치를 경유할 때, 상기 제2 파지 부재를 상기 닫힘 위치로부터 상기 열림 위치로 이동시켜 상기 워크가 파지되어 있지 않음을 확인하는 파지 전 미재하 확인 동작을 행하고,
    상기 계측부는, 상기 파지 전 미재하 확인 동작에 있어서 상기 이동 시간을 계측하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 핸드 이동 기구는, 상기 핸드를, 파지하고 있는 상기 워크를 해방하는 워크 해방 위치와 당해 워크 해방 위치로부터 이격되는 제2 이격 위치를 경유하는 제2 핸드 이동 경로를 따라 이동시키고,
    상기 핸드 이동 제어부는, 상기 핸드 이동 기구를 구동하여, 상기 핸드를, 상기 워크 해방 위치 및 상기 제2 이격 위치를 이 순서대로 경유시키고,
    상기 파지 부재 구동 제어부는, 상기 제2 핸드 이동 경로에 있어서 상기 핸드가 상기 제2 이격 위치를 경유할 때, 상기 제2 파지 부재를 상기 열림 위치로부터 상기 닫힘 위치로 이동시켜 상기 핸드에 상기 워크가 파지되어 있지 않음을 확인하는 해방 후 미재하 확인 동작을 행하고,
    상기 계측부는, 상기 해방 후 미재하 확인 동작에 있어서 상기 이동 시간을 계측하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이동 시간을 외부 기기에 송신하는 송신부를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 감시부는, 상기 이동 시간과 상기 기준 시간의 차분이 미리 정한 역치를 초과한 경우에 이상이 발생하고 있다는 취지를 통지하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 감시부는, 상기 이동 시간과 상기 기준 시간의 차분이 상기 역치보다 큰 제2 역치를 초과한 경우에, 상기 워크의 반송을 정지시키는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
  8. 삭제
  9. 워크를 파지하여 반송하는 산업용 로봇의 제어 방법에 있어서,
    제1 파지 부재와 함께 상기 워크를 파지하는 제2 파지 부재를, 상기 제1 파지 부재와의 사이에 상기 워크를 파지하는 파지 위치보다 당해 제1 파지 부재에 접근한 닫힘 위치와, 상기 파지 위치보다 상기 제1 파지 부재로부터 이격한 열림 위치의 사이에서 이동시키고,
    상기 제2 파지 부재가, 상기 열림 위치와 상기 닫힘 위치의 사이를 이동하는 이동 시간을 계측하여,
    상기 이동 시간과 미리 정한 기준 시간을 비교하고,
    계측한 상기 이동 시간을 축차로 기억 보유 유지하고,
    상기 이동 시간과 상기 기준 시간의 차분이 미리 정한 역치를 초과한 경우에, 소정 기간에 있어서의 상기 이동 시간의 변화량에 기초하여, 상기 워크의 반송을 정지할 필요가 있는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 파지 부재가 상기 파지 위치, 상기 열림 위치 및 상기 닫힘 위치에 있음을 검출하는 위치 검출 기구를 구비해 두고,
    상기 위치 검출 기구로부터의 출력에 기초하여 상기 이동 시간을 계측하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 제어 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 파지 부재 및 상기 제2 파지 부재를 갖는 핸드를 구비하고 있고,
    상기 핸드를, 상기 워크를 파지하는 워크 파지 위치와 당해 워크 파지 위치로부터 이격한 이격 위치를 경유하는 제1 핸드 이동 경로를 따라 이동시켜 당해 이격 위치 및 당해 워크 파지 위치를 이 순서대로 경유시키고,
    상기 제1 핸드 이동 경로에 있어서 상기 핸드가 상기 이격 위치를 경유할 때, 상기 제2 파지 부재를 상기 닫힘 위치로부터 상기 열림 위치로 이동시켜 상기 워크가 파지되어 있지 않음을 확인하는 파지 전 미재하 확인 동작을 행하고,
    상기 파지 전 미재하 확인 동작에 있어서 상기 이동 시간을 계측하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 핸드를, 파지하고 있는 상기 워크를 해방하는 워크 해방 위치와 당해 워크 해방 위치로부터 이격되는 제2 이격 위치를 경유하는 제2 핸드 이동 경로를 따라 이동시켜 당해 워크 해방 위치 및 당해 제2 이격 위치를 이 순서대로 경유시키고,
    상기 제2 핸드 이동 경로에 있어서 상기 핸드가 상기 제2 이격 위치를 경유할 때, 상기 제2 파지 부재를 상기 열림 위치로부터 상기 닫힘 위치로 이동시켜 상기 핸드에 상기 워크가 파지되어 있지 않음을 확인하는 해방 후 미재하 확인 동작을 행하고,
    상기 해방 후 미재하 확인 동작에 있어서 상기 이동 시간을 계측하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 제어 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    계측한 상기 이동 시간을 외부 기기에 송신하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 제어 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 이동 시간과 상기 기준 시간의 차분이 미리 정한 역치를 초과한 경우에 이상이 발생하고 있다는 취지를 통지하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 이동 시간과 상기 기준 시간의 차분이 상기 역치보다 큰 제2 역치를 초과한 경우에, 상기 워크의 반송을 정지하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 제어 방법.
  16. 삭제
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