KR102225139B1 - Method for restoring positional information of robot - Google Patents
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Abstract
로봇을 구성하는 기기의 교환, 로봇의 재조립이나 이설 중 어느 것인 로봇 교환 시에 재교시가 불필요하고, 또한 데이터에 있어서의 문제의 해소나 타당성의 검증을 용이하게 행할 수 있는, 위치 정보 복원 방법을 제공한다.
로봇 교환의 전후에, 로봇의 원점 오프셋과, 로봇의 핸드를 뻗어서 소정 위치로 이동시켰을 때의 외부 좌표계에서의 로봇의 위치와 자세를 나타내는 소정 위치 좌표를 취득한다. 로봇 교환의 전후에서의 원점 오프셋의 차를 제1 어긋남양이라고 하고, 소정 위치 좌표의 차에 기초하는 어긋남양을 제2 어긋남양이라고 하여, 제1 어긋남양과 제2 어긋남양을 기억시킴과 함께 별개로 관리한다.Re-teaching is not required when the robot is replaced, either when the robot is replaced, or when the robot is reassembled or relocated, and it is possible to easily resolve problems in the data and verify the validity of the location information. Provides a way.
Before and after the robot exchange, the origin offset of the robot and a predetermined position coordinate indicating the position and posture of the robot in the external coordinate system when the robot's hand is extended and moved to a predetermined position are acquired. The difference in the origin offset before and after the robot exchange is referred to as the first deviation amount, and the deviation amount based on the difference in the predetermined position coordinates is referred to as the second deviation amount. It is managed as.
Description
본 발명은, 로봇에 있어서의 기기의 교환, 로봇의 재조립이나 이설 등을 할 때, 종전의 교시 데이터를 그 로봇에서 이용할 수 있도록 하는 위치 정보 복원 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for restoring positional information so that the previous teaching data can be used by the robot when replacing equipment in a robot, reassembling or relocating a robot, or the like.
교시(티칭) 데이터에 기초하여 동작하는 로봇에서는, 필요에 따라서, 로봇을 구성하는 모터나 암 등의 기기의 교환, 로봇 자체의 재조립이나 이설 등이 행해지는 경우가 있다. 기기의 교환, 재조립, 이설 등을 행한 경우, 로봇의 조립이나 설치에 관한 오차량이 변화되기 때문에, 다시 그 로봇에 의해 작업을 행하기 전에, 로봇에 대한 재교시를 행할 필요가 있다. 그러나 로봇의 교시에는 많은 시간과 노동력을 요하기 때문에, 기기의 교환, 로봇의 재조립이나 이설 등을 행한 경우라도 종전의 교시 데이터를 이용할 수 있을 것이 요망되고 있다. 특허문헌 1은 보유 지지 장치에 보유 지지된 워크에 대해 가공을 행하는 로봇에 관하여, 로봇의 이설을 행하기 전후에, 보유 지지 장치 또는 보유 지지 장치에 보유 지지된 워크의 3개소의 위치를 로봇의 암에 설치한 시각 센서에 의해 계측하고, 로봇의 이설 전후에서의 계측 결과의 변화에 기초하여 로봇과 보유 지지 장치의 상대 위치의 변화가 보상되도록 교시 데이터를 수정하는 것을 개시하고 있다.In a robot that operates based on teaching (teaching) data, there are cases in which equipment such as a motor or arm constituting the robot is replaced, and the robot itself is reassembled or relocated, if necessary. When the device is replaced, reassembled, and relocated, the amount of error related to the assembly or installation of the robot changes. Therefore, it is necessary to re-teach the robot before performing work by the robot again. However, since teaching a robot requires a lot of time and labor, it is desired to be able to use the previous teaching data even in the case of exchanging devices, reassembling or relocating the robot, and the like.
로봇에서는 그 각 축의 위치(특히 회전 위치)를 센서(예를 들어, 인코더)에 의해 구하고 있지만, 모터나 감속기, 암을 교환한 경우에는 각 축의 위치를 결정하기 위해 사용되는 기준 위치가 어긋나 버린다. 이것도 기기의 교환 후에 종전의 교시 데이터를 이용할 수 없는 것의 원인이지만, 특허문헌 2는, 로봇의 관절 축을 구성하는 한 쌍의 구조체(예를 들어, 암 등)에 각각 핀 구멍을 마련하고, 각 핀 구멍에 관통하는 핀을 삽입하여 기준 위치를 규정하는 방법이나, 관절 축을 구성하는 한쪽 구조체에 V자형의 홈을 마련하고 다른 쪽 구조체에는 V자 홈에 대응하는 근접 센서를 마련하여, 근접 센서로부터의 신호에 의해 기준 위치를 특정하는 방법을 개시하고 있다.In robots, the position of each axis (especially the rotational position) is obtained by a sensor (for example, an encoder), but when the motor, reducer, or arm is replaced, the reference position used to determine the position of each axis is shifted. This is also the cause of the inability to use the previous teaching data after the replacement of the device, but Patent Document 2 discloses that pin holes are provided in each of a pair of structures (for example, arms, etc.) constituting the joint axis of the robot. A method of defining a reference position by inserting a pin penetrating through the hole, or by providing a V-shaped groove in one structure constituting the joint axis and a proximity sensor corresponding to the V-shaped groove in the other structure, Disclosed is a method of specifying a reference position by a signal.
기기의 교환, 로봇 자체의 재조립이나 이설을 행한 경우, 나아가 경시 변화 등에 대응하기 위해, 로봇에 있어서는 캘리브레이션이 행해진다. 캘리브레이션을 행한 경우에는 로봇을 운동학적으로 기술하기 위해 사용되는 기구 파라미터가 바뀌어 버려, 캘리브레이션 전에 사용했던 교시 데이터를 그대로 사용할 수는 없다. 특허문헌 3은, 캘리브레이션 전의 기구 파라미터와 캘리브레이션 후의 기구 파라미터에 기초하여 교시 데이터를 수정하여 사용하는 것을 개시하고 있다.When equipment is replaced, the robot itself is reassembled or relocated, and furthermore, in order to cope with changes over time, the robot is calibrated. In the case of calibration, the instrument parameters used to describe the robot kinematically change, and the teaching data used before calibration cannot be used as it is. Patent Document 3 discloses that the teaching data is corrected and used based on the instrument parameter before calibration and the instrument parameter after calibration.
그런데 각종 로봇 중 수평 다관절 로봇은, 예를 들어 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등의 반송에 사용되고 있다. 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등을 반송 대상물로 한 반송용 수평 다관절 로봇의 예가 특허문헌 4, 5에 개시되어 있다. 수평 다관절 로봇의 반송 대상물의 대형화나 반송 대상물에 대해 행해지는 공정의 복잡화에 수반하여, 수평 다관절 로봇 자체도 대형화되고, 또한 반송 대상물의 반송 거리도 길어지고 있다. 수평 다관절 로봇이 대형화되면, 로봇을 출하하여 수요처에 거치하기 위해, 로봇을 완성시켜 조정한 후, 로봇을 일단 분해하여 수송하고, 거치처에서 재조립을 행할 필요도 발생하고 있다.By the way, among various robots, a horizontal articulated robot is used for conveyance of semiconductor wafers, glass substrates, etc., for example. Patent documents 4 and 5 disclose examples of a horizontal articulated robot for transport using a semiconductor wafer or a glass substrate as a transport object. With the increase in the size of the object to be conveyed by the horizontal articulated robot and the complexity of the process performed on the object to be conveyed, the horizontal articulated robot itself has also increased in size, and the transport distance of the object to be conveyed is also increasing. When the horizontal articulated robot becomes large, it is also necessary to disassemble and transport the robot once and reassemble it at the place after completing and adjusting the robot in order to ship the robot and mount it to the customer.
특허문헌 1-3은, 로봇에 있어서의 기기의 교환, 로봇 자체의 재조립이나 이설, 나아가 로봇의 재캘리브레이션을 행한 경우에도 재교시를 행하는 일 없이 종전의 교시 데이터를 이용할 수 있도록 하는 방법을 개시하고 있다. 특허문헌 1-3의 방법은, 모두 1세트의 보정 데이터(특허문헌 1이면 이설 전후에서의 특정 보유 지지 장치에 관한 위치의 어긋남에 관한 데이터, 특허문헌 2이면 기준 위치를 보정하는 데이터, 특허문헌 3이면 캘리브레이션 전후에서의 기구 파라미터의 어긋남에 관한 데이터)에 의거하는 것이다. 그러나 반송용 수평 다관절 로봇과 같이 로봇이 대형화되고, 또한 그 이동 범위도 커진 경우에는, 특허문헌 1-3의 방식으로는, 교시 데이터의 수정을 충분하게는 행할 수 없어, 그 결과, 부득이하게 재교시를 하게 되는 경우가 있다. 또한, 교시 데이터를 수정하기 위해 사용하는 보정용 데이터에 문제가 있는 경우에 문제의 원인에 대처하기가 어렵고, 보정용 데이터의 타당성의 검증도 어렵기 때문에, 결국, 로봇의 재가동을 위해 큰 노동력을 요하게 된다.Patent Document 1-3 discloses a method of allowing the use of previous teaching data without re-teaching even when the robot is replaced with equipment, reassembled or relocated to the robot itself, or even recalibrated the robot. I'm doing it. The methods of Patent Documents 1-3 are all one set of correction data (if
본 발명의 목적은, 반송용의 대형 수평 다관절 로봇 등의 로봇에 있어서, 로봇을 구성하는 기기의 교환, 로봇의 재조립이나 이설 시에 재교시가 불필요하고, 또한 데이터에 있어서의 문제의 해소나 타당성의 검증을 용이하게 행할 수 있는, 위치 정보 복원 방법을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention in robots such as large horizontal articulated robots for transport, which eliminates the need for re-teaching when replacing equipment constituting the robot, reassembling or relocating the robot, and eliminating data problems. It is to provide a method for restoring location information that can easily verify validity.
본 발명의 위치 정보 복원 방법은, 복수의 처리실을 갖는 처리 장치에서 사용되고, 교시 데이터에 기초하여, 대상물을 지지하여 복수의 처리실 사이에서 반송하는 로봇의 위치 정보 복원 방법이며, 로봇은, 처리 장치에 설치되는 베이스와, 대상물을 지지하는 핸드와, 베이스와 핸드 사이에 개재되는 적어도 하나의 암을 구비하고 있고, 로봇의 일부의 교환, 로봇의 일부 또는 전부의 재조립, 혹은 로봇의 이설을 로봇 교환으로 하여, 로봇 교환의 실행 전에, 로봇의 원점 오프셋과, 핸드를 뻗어서 소정 위치로 이동시켰을 때의 로봇 위치와 자세를 나타내는 소정 위치 좌표를 기억하는 공정과, 로봇 교환 후, 로봇의 원점 오프셋을 취득하고, 로봇 교환 전의 원점 오프셋과 로봇 교환 후의 원점 오프셋의 차인 제1 어긋남양을 기억하는 공정과, 로봇 교환 후, 핸드를 뻗어서 로봇을 소정 위치로 이동시켜 소정 위치 좌표를 취득하고, 로봇 교환 전의 소정 위치 좌표와 로봇 교환 후의 소정 위치 좌표의 차에 기초하여 제2 어긋남양을 산출하여 기억하는 공정을 갖고, 제1 어긋남양과 제2 어긋남양을 별개로 관리한다.The positional information restoration method of the present invention is a method for restoring positional information of a robot used in a processing apparatus having a plurality of processing chambers and supporting an object and conveying it between a plurality of processing chambers based on teaching data. It has a base to be installed, a hand that supports the object, and at least one arm interposed between the base and the hand, and replaces a part of the robot, reassembles part or all of the robot, or transfers the robot. As a result, before executing the robot exchange, a step of storing the robot's origin offset and a predetermined position coordinate indicating the robot position and posture when the hand is stretched and moved to a predetermined position, and after the robot exchange, the robot's origin offset is acquired. Then, the step of storing the first amount of shift, which is the difference between the origin offset before the robot exchange and the origin offset after the robot exchange, and after the robot exchange, extend the hand to move the robot to a predetermined position to obtain the predetermined position coordinates, and obtain the predetermined position before the robot exchange. A second shift amount is calculated and stored based on the difference between the position coordinates and the predetermined position coordinates after the robot is exchanged, and the first shift amount and the second shift amount are separately managed.
본 발명에서는, 교시 데이터의 수정에 사용하는 보정량을 원점 오프셋에 기초하는 제1 어긋남양과 소정 위치 좌표에 기초하는 제2 어긋남양의 둘로 나누고, 이들 어긋남양을 별개로 관리하기 때문에, 어느 어긋남양에 이상이 있는 경우에, 이상이 있다는 것과, 그 이상이 어느 어긋남양에 있는지를 용이하게 판별할 수 있게 하고 있다. 또한, 어긋남양의 산출의 과정에서 데이터 손실 등이 발생해도, 제1 어긋남양의 산출이 완료되었으면 제1 어긋남양은 그대로 사용하고 제2 어긋남양의 산출을 행하면 되기 때문에, 보정량 산출을 위한 시간을 단축할 수 있다.In the present invention, since the correction amount used for correction of the teaching data is divided into two of the first deviation amount based on the origin offset and the second deviation amount based on the predetermined position coordinates, and these deviation amounts are separately managed, When there is an abnormality, it is possible to easily determine that there is an abnormality and the amount of deviation in which the abnormality exists. In addition, even if data loss or the like occurs in the process of calculating the amount of deviation, if the first amount of deviation is calculated, the first amount of deviation can be used as it is and the second amount of deviation can be calculated, thereby reducing the time required for calculating the amount of correction. can do.
본 발명의 위치 정보 복원 방법에서는, 처리 장치에 1개의 기준 마커를 구비하고, 핸드에 탑재된 물체의 적어도 일부와 기준 마커를 시각 센서에 의해 촬상하여 물체의 위치를 취득함으로써, 로봇과는 별개의 좌표계, 예를 들어 처리 장치의 좌표계에서의 소정 위치 좌표를 취득하는 것이 바람직하다. 로봇 교환 후에 소정 위치로 이동시켰을 때에 소정 위치 좌표에 발생하는 어긋남은, 주로, 로봇을 설치한 평면 내에서의 위치의 어긋남(로봇의 설치 평면을 XY 평면으로 하여 XY 좌표에서의 어긋남)과 로봇의 배향의 어긋남(각도의 어긋남)에 의해 발생하지만, 대형 로봇에서는 위치의 어긋남보다 배향의 어긋남의 영향 쪽이 크기 때문에, 배향의 어긋남에 착안하여 제2 어긋남양을 산출하는 것이라면, 1개의 기준 마커만의 사용으로 충분하며, 제2 어긋남양의 산출을 위한 연산을 간결한 것으로 할 수 있다.In the position information restoration method of the present invention, a single reference marker is provided in the processing device, and at least a part of the object mounted on the hand and the reference marker are imaged by a visual sensor to obtain the position of the object, thereby making the object separate from the robot. It is preferable to acquire predetermined positional coordinates in a coordinate system, for example, a coordinate system of a processing device. The deviation that occurs in the predetermined position coordinates when the robot is moved to a predetermined position after exchanging is mainly caused by a positional deviation in the plane on which the robot is installed (a deviation in XY coordinates with the installation plane of the robot as the XY plane) and of the robot. This is caused by a misalignment (angular misalignment), but in a large robot, the influence of the misalignment of the orientation is greater than that of the position. The use of is sufficient, and the calculation for calculating the second deviation amount can be made concise.
본 발명에서는, 로봇 교환 후에, 로봇에 마련된 원점 센서에 의한 대강의 조정과, 로봇에 포함되는 구조체의 상호간의 위치를 규제하는 끼워 맞춤 수단에 의한 미세 조정에 의해, 로봇을 원점 위치로 이동시켜, 원점 오프셋을 취득할 수 있다. 원점 오프셋의 취득 시에 이러한 순서로 로봇을 원점 위치로 이동시킴으로써, 로봇에 있어서의 기계적인 수단에 의해 정확하게 원점 위치에 위치 정렬할 수 있게 된다. 이에 의해, 기준 마커를 1개만 사용하는 경우라도, 제1 어긋남양 및 제2 어긋남양에 기초하여 교시 데이터를 수정한 경우에, 로봇이 교시 데이터에 기초하여 원하는 위치로 정확하게 이동할 수 있게 된다.In the present invention, after the robot is exchanged, the robot is moved to the origin position by rough adjustment by an origin sensor provided in the robot and fine adjustment by a fitting means that regulates the mutual positions of structures included in the robot, You can get the origin offset. By moving the robot to the origin position in this order when acquiring the origin offset, it is possible to accurately align the position to the origin position by a mechanical means in the robot. Thereby, even when only one reference marker is used, when teaching data is corrected based on the first shift amount and the second shift amount, the robot can accurately move to a desired position based on the teaching data.
본 발명에서는, 처리 장치에 2개의 기준 마커를 구비하고, 핸드에 탑재된 물체의 적어도 일부와 기준 마커를 시각 센서에 의해 촬상하여 물체의 위치를 취득함으로써, 로봇과는 별개의 좌표계, 예를 들어 처리 장치의 좌표계에서의 소정 위치 좌표를 취득하도록 해도 된다. 2개의 기준 마커를 마련하는 경우에는, 제2 어긋남양에 포함되는 위치의 어긋남과 각도의 어긋남을 분리할 수 있기 때문에, 원점 오프셋에 다소의 오차가 있다고 해도, 제1 어긋남양과 제2 어긋남양에 기초하여 수정한 교시 데이터에 의해, 로봇을 원하는 위치로 정확하게 이동시킬 수 있게 된다. 기준 마커를 2개 마련하는 경우에는, 물체의 형상을 사각 형상으로 하고, 로봇이 소정 위치에 있을 때에 물체의 1개의 대각선의 양쪽의 단부가 되는 위치 각각에 대응하여 2개의 기준 마커를 마련하는 것이 바람직하다. 대각선의 양단에 대응하여 기준 마커를 마련함으로써, 기준 마커 사이의 거리가 커져, 로봇에 있어서의 배향의 어긋남을 고정밀도로 검출할 수 있게 된다.In the present invention, the processing apparatus is provided with two reference markers, and at least a part of the object mounted on the hand and the reference marker are imaged with a visual sensor to obtain the position of the object, thereby obtaining a coordinate system separate from the robot, for example, It is also possible to obtain the predetermined positional coordinates in the coordinate system of the processing device. In the case of providing two reference markers, since the positional deviation and the angle deviation included in the second deviation amount can be separated, even if there is a slight error in the origin offset, the first deviation amount and the second deviation amount Based on the corrected teaching data, it is possible to accurately move the robot to a desired position. In the case of providing two reference markers, the shape of the object is made into a square shape, and when the robot is in a predetermined position, it is recommended to provide two reference markers corresponding to each of the ends of one diagonal line of the object. desirable. By providing the reference markers corresponding to both ends of the diagonal line, the distance between the reference markers increases, and it is possible to detect a shift in orientation in the robot with high accuracy.
본 발명에서는, 복수의 처리실 중 어느 하나의 처리실에 기준 마커를 마련하는 것이 바람직하다. 처리 장치에 있어서, 실제로 사용되는 처리실에 마련된 기준 마커를 사용함으로써, 실제로 사용되는 처리실에서의 어긋남에 대해 교시 데이터의 수정을 행할 수 있게 된다. 이와 같이 처리실 내에 기준 마커를 마련하는 경우, 소정 위치는, 그 처리실에서 베이스로부터 핸드가 가장 멀리 있을 때의 위치로 하는 것이 바람직하다. 로봇의 암 및 핸드가 펴져 처리실 내에서 베이스로부터 핸드가 가장 먼 위치를 소정 위치로 함으로써, 로봇의 배향의 어긋남을 큰 값으로서 검출할 수 있게 되기 때문에, 고정밀도로 교시 데이터의 수정을 행할 수 있게 된다.In the present invention, it is preferable to provide a reference marker in any one of the plurality of processing chambers. In the processing apparatus, by using the reference marker provided in the processing chamber that is actually used, it is possible to correct the teaching data for the deviation in the processing chamber that is actually used. When the reference marker is provided in the processing chamber in this way, it is preferable that the predetermined position is the position at which the hand is farthest from the base in the processing chamber. Since the robot's arm and hand are unfolded and the position farthest from the base in the processing chamber is set to a predetermined position, the deviation of the robot's orientation can be detected as a large value, making it possible to correct the teaching data with high precision. .
본 발명에서는, 로봇에 있어서 실제로 사용되는 교시 데이터에 기초하여 로봇을 소정 위치로 이동시키는 것이 바람직하다. 실제로 사용되는 교시 데이터에 기초하여 이동시킴으로써, 로봇의 이동 방향도 고려하여 어긋남양이 산출되게 되어, 백래시의 영향을 저감시킬 수 있다. 이때, 로봇 교환의 전후에서의 소정 위치 좌표의 어긋남이 허용 범위 이내로 될 때까지, 제1 어긋남양과 제2 어긋남양을 사용하여 교시 데이터를 수정하고 수정 후의 교시 데이터에 기초하여 로봇을 원점 위치로부터 소정 위치로 이동시켜 제2 어긋남양을 재계산하는 것을 반복할 수 있다. 이러한 반복 계산에 의해, 교시 데이터를 수정하는 정밀도를 높일 수 있다.In the present invention, it is preferable to move the robot to a predetermined position based on teaching data actually used in the robot. By moving based on the teaching data actually used, the shift amount is calculated in consideration of the moving direction of the robot, and the influence of the backlash can be reduced. At this time, until the deviation of the predetermined position coordinates before and after the robot exchange is within the allowable range, correct the teaching data using the first deviation amount and the second deviation amount, and set the robot from the origin position based on the corrected teaching data. It is possible to repeat moving to the position and recalculating the second shift amount. By such repetitive calculations, the accuracy of correcting the teaching data can be improved.
본 발명에 따르면, 로봇을 구성하는 기기의 교환, 로봇의 재조립이나 이설 시에 재교시가 불필요하고, 또한 데이터에 있어서의 문제의 해소나 타당성의 검증을 용이하게 행할 수 있게 된다.Advantageous Effects of Invention According to the present invention, there is no need for re-teaching at the time of exchange of devices constituting a robot, reassembly or relocation of the robot, and it is possible to easily solve problems in data and verify validity.
도 1은 로봇의 일례를 나타내는 도면이며, (a)는 평면도, (b)는 정면도, (c)는 원점 위치에 있는 로봇의 정면도이다.
도 2는 로봇 및 로봇 컨트롤러의 회로 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3의 (a)는 도 1에 나타낸 로봇이 마련되는 처리 장치를 나타내는 도면이고, (b)는 처리실의 단면을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 기초하는 위치 정보 복원 방법의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 다른 예의 처리실을 모식적으로 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing an example of a robot, (a) is a plan view, (b) is a front view, and (c) is a front view of the robot at the origin position.
2 is a block diagram showing a circuit configuration of a robot and a robot controller.
FIG. 3A is a diagram showing a processing apparatus in which the robot shown in FIG. 1 is provided, and FIG. 3B is a diagram schematically showing a cross section of a processing chamber.
4 is a flowchart showing an operation of a method for restoring location information according to the present invention.
5 is a diagram schematically showing a processing chamber of another example.
다음으로, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해, 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명에 기초하는 위치 정보 복원 방법을 설명하기 전에, 먼저, 위치 정보 복원 방법의 적용 대상이 되는 로봇의 일례에 대해 설명한다.Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Before describing the method for restoring location information based on the present invention, first, an example of a robot to which the method for restoring location information is applied will be described.
도 1은, 본 발명에 기초하는 위치 정보 복원 방법이 적용되는 로봇의 일례를 나타내고 있다. 도 1의 (a), (b)는, 암이나 핸드를 뻗은 상태에서의 로봇을 나타내는 평면도 및 정면도이다. 도 1에 나타낸 로봇은, 특허문헌 4에 기재된 반송용 수평 다관절 로봇과 마찬가지의 것이며, 베이스(11)와, 베이스(11)에 설치된 제1 암(12)과, 제1 암(12)의 선단에 설치된 제2 암(13)과, 제2 암(13)의 선단에 설치된 핸드(14)를 구비하고 있다. 핸드(14)는 반송 대상물인 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등을 보유 지지하는 것이며, 포크(fork)형으로 형성되어 있다. 베이스(11)에 대해 제1 암(12)은 축 A의 주위로 회전 가능하고, 제1 암(12)에 대해 제2 암(13)은 축 B의 주위를 회전 가능하고, 제2 암(13)에 대해 핸드(14)는 축 C의 주위로 회전 가능하다. 로봇의 관절 축인 축 A 내지 C의 주위로의 회전을 가능하게 하기 위해, 로봇에는 축마다 모터가 구비되어 있다. 또한 로봇은, 베이스(11)에 마련되어 제1 암(12)을 도시 Z 방향으로 승강시키는 기구가 마련되고, 이 승강 기구도 승강용 모터에 의해 구동된다. 축 A 내지 C는, 모두 Z 방향과 평행이다. 베이스(11), 암(12, 13) 및 핸드(14) 각각은, 로봇에 포함되는 구조체이다.1 shows an example of a robot to which the method for restoring position information based on the present invention is applied. 1A and 1B are plan and front views showing a robot in a state in which an arm or hand is extended. The robot shown in FIG. 1 is the same as the horizontal articulated robot for transport described in Patent Document 4, and includes the
도 1에 나타낸 로봇에는, 로봇의 동작의 기준이 되는 원점 위치가 정해져 있고, 원점 위치에서는 로봇은 암이나 핸드가 소정의 접힌 자세가 된다. 도 1의 (c)는 원점 위치에서의 로봇의 자세를 나타내고 있고, 제1 암(12) 상에 제2 암(13) 및 핸드(14)가 겹치도록, 제2 암(13) 및 핸드(14)가 접혀 있다.In the robot shown in Fig. 1, an origin position, which is a reference for the operation of the robot, is determined, and at the origin position, the arm or hand is in a predetermined folded position. 1C shows the posture of the robot at the origin position, and so that the
도 1에 나타낸 로봇을 제어하기 위해 로봇 컨트롤러가 마련되어 있다. 도 2는, 로봇과 로봇 컨트롤러(40)의 전기적인 회로 구성을 나타내고 있다. 로봇에는, 상술한 바와 같이 축 A 내지 C와 승강 기구를 위해 합해서 4개의 모터(15)가 마련되어 있는데, 이들 모터(15)에는, 모터(15)의 회전각을 계측하는 인코더(16)가 각각 설치되어 있다.A robot controller is provided to control the robot shown in Fig. 1. 2 shows the electrical circuit configuration of the robot and the
로봇 컨트롤러(40)는, 각종 신호나 데이터를 전송하기 위해 사용되는 버스(41)와, 모터(15)마다 마련되어 그 모터(15)를 구동하는 서보 회로(42)와, 로봇의 동작이나 제어에 필요한 연산을 행하여 각 서보 회로(42)에 지령을 출력하는 CPU(중앙 처리 장치)(43)와, CPU(43)에 의한 연산이나 제어에 필요한 데이터를 저장하는 기억부(44)를 구비하고 있다. 기억부(44)에는, 기억 영역 혹은 파일로서, 교시 데이터를 저장하는 교시 데이터 저장부(51)와, 원점 오프셋을 저장하는 원점 오프셋 저장부(52)와, 소정 위치 좌표를 저장하는 소정 위치 좌표 저장부(53)가 설정되어 있다. 원점 오프셋 및 소정 위치 좌표에 대해서는 후술한다. 서보 회로(42), CPU(43) 및 기억부(44)는 버스(41)에 접속되어 있다. 인코더(16)로부터의 출력은, 대응하는 모터(15)를 구동하는 서보 회로(41)에 공급됨과 함께, 버스(41)를 통해 CPU(43)로도 보내지도록 되어 있다. 로봇 컨트롤러(40)에는, 시각 센서인 카메라(23)와 로봇의 교시에 사용하는 티칭 펜던트(60)가 접속되어 있고, 이들은, 도시하지 않은 인터페이스 회로를 통해 버스(41)에 접속되어 있다.The
다음으로, 여기서 설명하는 로봇의 이용 형태에 대해, 도 3을 사용하여 설명한다. 여기서는, 대략 직사각형의 유리 기판인 워크(31)에 대해 성막이나 에칭 등의 처리를 행함으로써 액정 디스플레이나 유기 EL(일렉트로루미네선스) 디스플레이를 제조하기 위해 사용되는 처리 장치 내에서 로봇이 사용되는 것으로 한다. 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이 처리 장치는, 반송실(트랜스퍼 챔버)(21)과, 반송실(21)을 둘러싸도록 배치된 복수의 처리실(프로세스 챔버)(22)을 구비하고 있다. 처리실(22)에는, 제조 시스템 자체로의 워크(31)의 반입이나 반출을 행하기 위해 마련되는 것과, 워크(31)에 대해 성막이나 에칭, 그 밖의 처리를 행하기 위해 마련되는 것이 있다. 로봇은, 반송실(21)에 베이스(11)가 설치됨으로써 반송실(11) 내에 마련되고, 처리실(22) 사이에서의 반송실(21)을 거치는 워크(31)의 반송을 행한다. 그 때문에, 로봇은 반송실(21)의 대략 중앙에 마련되어 있고, 워크(31)의 전달 시에는, 핸드(14)가 처리실(22) 내로 들어가도록 암(12, 13)을 뻗는다.Next, a usage mode of the robot described here will be described with reference to FIG. 3. Here, it is assumed that a robot is used in a processing apparatus used to manufacture a liquid crystal display or an organic EL (electroluminescence) display by performing a process such as film formation or etching on the
복수의 처리실(22) 중, 예를 들어 제조 시스템의 외부와의 워크(31)의 반입 반출에 사용되는 처리실(22)의 천장면에는, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 기준 마커(24)가 설치되어 있고, 기준 마커(24)를 촬영하도록 그 처리실(22)의 바닥면에는 카메라(23)가 마련되어 있다. 카메라(23)는, 도 3의 (a)에도 그려져 있다. 카메라(23) 및 기준 마커(24)는, 로봇의 핸드(14) 상에 적재된 워크(31)가, 핸드(14)에서의 정확한 위치에 적재되어 있는지 여부를 판단하기 위해 사용되고 있다. 카메라(23) 및 기준 마커(24)를 구비하는 처리실(22)에 대해 교시 데이터에 기초하여 로봇을 이동시키고, 그때 카메라(23)에 의해 워크(31)의 에지(모서리부)가 찍히도록 기준 마커(24)를 촬영함으로써, 워크(31)가 핸드(14)에 정확하게 적재되어 있는지, 본래의 위치로부터 어긋나게 적재된 경우에는 어느 방향으로 얼마만큼 어긋나 있는지를 알 수 있다. 워크(31)의 적재 위치가 본래의 위치로부터 어긋나 있을 때는, 도시하지 않은 위치 수정 장치에 의해, 워크(31)의 적재 위치의 수정을 행할 수 있도록 되어 있다.Among the plurality of
다음으로, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 위치 정보 복원 방법에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 위치 정보 복원 방법은, 로봇을 구성하는 모터나 암 등의 기기의 교환이 있었을 때나, 로봇 자체의 재조립이나 이설이 있었을 때에 있어서, 그들의 교환이나 재조립, 이설 전에 그 로봇에 있어서 사용했던 교시 데이터를, 재교시를 행하는 일 없이, 교환이나 재조립, 이설 후에도 사용할 수 있도록 하는 것이다. 이하에서는, 로봇에 있어서의 기기의 교환, 로봇 자체의 재조립이나 이설을 총칭하여 로봇 교환이라고 칭하기로 한다.Next, a method of restoring location information in an embodiment of the present invention will be described. The method of restoring position information of the present embodiment is a case in which equipment such as a motor or arm constituting a robot is replaced, or when there is a reassembly or relocation of the robot itself, and before their replacement, reassembly, or relocation, the robot can be used. The used teaching data can be used even after exchange, reassembly, or relocation without re-teaching. Hereinafter, the replacement of the device in the robot and the reassembly or relocation of the robot itself will be collectively referred to as robot replacement.
상술한 바와 같이 원점 위치는 로봇을 이동시킬 때의 위치 및 자세의 기준이 되는 것이며, 원점 위치에 있는 로봇에서는, 그 로봇의 각 모터(15)의 회전 위치가 모두 제로라고 간주된다. 모터(15)의 회전 위치는 그 모터(15)에 접속되는 인코더(16)에 의해 계측되어 로봇 컨트롤러(40)에 출력된다. 그러나 암(12, 13)이나 핸드(14)에 대한 모터(15)의 조립 장착 상태, 모터(15)와 인코더(16) 사이의 조립 장착 상태에 따라서, 로봇이 원점 위치에 있다고 해도 인코더(16)로부터 출력되는 회전 위치의 값은 제로가 되는 것만은 아니다. 로봇이 원점 위치에 있을 때에 인코더(16)로 계측되는 회전 위치를 원점 오프셋이라고 칭한다. 교시 데이터에 기초하여 로봇을 이동시킬 때는, 교시 데이터에 있어서는 원점 위치에서의 회전 위치가 제로인 것으로 한 후에 원점 오프셋에 의한 보상을 행하거나, 또는 원점 위치에서의 회전 위치는 원점 오프셋으로 나타내는 값인 것으로 하여 교시 데이터가 기술되어 있을 필요가 있다. 어쨌든, 로봇 교환이 있었을 때, 예를 들어 모터(15)나 핸드(12, 13)의 교환을 행한 경우에는, 그 교환의 전후에서는 일반적으로 원점 오프셋의 값이 상이해진다. 따라서, 재교시를 행하는 일 없이 로봇 교환의 전후에 동일한 교시 데이터를 사용하기 위해서는, 로봇 교환에 의한 원점 오프셋의 변화에 기초하여 교시 데이터를 수정할 필요가 있다.As described above, the origin position serves as a reference for the position and posture when moving the robot, and in the robot at the origin position, the rotation positions of the
로봇 교환 후의 원점 오프셋을 구하는 경우에는, 로봇을 원점 위치로 이동시킬 필요가 있다. 이때, 로봇 교환 후의 원점 오프셋을 아직 모르기 때문에, 로봇에 대한 원점 복귀 커맨드 등에 의해 로봇을 원점 위치로 이동시킬 수는 없다. 그래서 로봇을 눈으로 보면서 티칭 펜던트를 사용하여 로봇을 원점 위치로 이동시켜도 된다. 보다 정확하게 로봇을 원점 위치로 이동시키기 위해서는, 예를 들어 특허문헌 2에 기재된 바와 같이, 로봇의 자세를 원점 위치에서의 자세로 규제하기 위한 핀 구멍을 암(12, 13)이나 핸드(14)에 마련하고, 핀 구멍에 지그 핀을 삽입함으로써 로봇을 원점 위치에 고정하면 된다. 지그 핀을 사용하는 경우, 인코더(16)와는 별개로, 관절 축을 공유하는 2개의 구조체(암(12, 13)이나 핸드(14)) 중 한쪽에 원점 센서를 마련하고, 다른 쪽에 원점 센서를 감지할 수 있는 홈이나 돌기를 마련하여, 원점 센서의 출력에 기초하여 대강의 조정을 행하고, 그 후, 지그 핀이 핀 구멍에 끼워지는 위치까지 로봇을 천천히 이동시키는 미세 조정을 행하여 로봇을 기계적으로 원점 위치로 이동시킬 수 있다. 지그 핀과 핀 구멍은, 로봇에 포함되는 구조체(여기서는 베이스(11), 암(12, 13) 및 핸드(14))의 상호간의 위치를 규제하는 끼워 맞춤 수단으로서 기능한다.In the case of obtaining the origin offset after replacing the robot, it is necessary to move the robot to the origin position. At this time, since the origin offset after replacement of the robot is not yet known, the robot cannot be moved to the origin position by an origin return command or the like to the robot. So, you can move the robot to the origin position using the teaching pendant while looking at the robot with your eyes. In order to more accurately move the robot to the home position, for example, as described in Patent Document 2, pin holes for regulating the robot's posture to the posture at the home position are provided on the
그런데 원점 위치는 로봇의 암(12, 13)이나 핸드(14)가 접힌 상태이고, 반송용 로봇과 같이 암이나 핸드가 긴 로봇인 경우, 원점 오프셋의 변화를 보상한 것만으로는, 암(12, 13) 및 핸드(14)를 뻗어서 이동시키려고 한 경우에, 원하는 위치로 정확하게 이동시킬 수 있는 것만은 아니다. 이것은, 로봇 교환에 의해 로봇의 설치 위치나 배향이 어긋나는 경우가 있기 때문이다. 그래서 본 실시 형태에서는, 교시 데이터에 기초하여 로봇의 암(12, 13) 및 핸드(14)를 뻗어서 소정 위치로 이동시키는 것을 로봇 교환의 전과 후에 실행한다. 그리고 로봇 자체의 좌표계와는 별개의 외부 좌표계(예를 들어, 처리실(22)에서 정의된 좌표계)에 있어서, 로봇의 위치와 자세를 나타내는 좌표를 구한다. 이 좌표를 소정 위치 좌표라고 칭한다. 소정 위치 좌표는, 암(12, 13)이나 핸드(14)를 접은 상태에서 계측되는 원점 오프셋으로는 미처 보상하지 못하는 어긋남을 보상하기 위한 것이기 때문에, 암(12, 13)이나 핸드(14)를 가능한 한 뻗은 상태에서, 또한 로봇의 베이스(11)로부터 가능한 한 이격된 위치에서 계측하는 것이 바람직하다. 그래서 본 실시 형태에서는, 처리실(22)에 마련된 카메라(23) 및 기준 마커(24)를 사용하여 소정 위치 좌표의 계측을 행한다. 카메라(23) 및 기준 마커(24)는, 처리실(22) 내에서 반송실(21)로부터 먼 측에 마련되는 것이 바람직하다.By the way, the origin position is a state in which the
소정 위치 좌표의 계측에서는, 워크(31)로서 측정용 지그를 핸드(14)의 정확한 위치에 적재하고, 측정용 지그를 적재한 채, 교시 데이터에 기초하여 핸드(14)를 처리실(22)로 이동시키고, 측정용 지그가 찍히도록 하여 카메라(24)에 의해 촬영한다. 본 실시 형태에 있어서는, 측정용 지그로서는 예를 들어 사각 형상의 것을 사용하고, 카메라(24)에 의해 촬영된 화상으로부터 지그의 에지를 추출하고, 기준 마커(24)의 이미지와 지그의 에지의 이미지의 위치 관계로부터 지그의 에지의 좌표를 구하여, 이것을 로봇의 소정 위치 좌표로 한다. 이때, 사각형인 측정용 지그의 정점의 위치의 좌표를 구해도 되고, 정점의 좌표 외에도, 로봇의 자세를 나타내는 것으로서, 정점에 연결되는 두 변의 배향을 취득해도 된다. 기준 마커(24)는 처리실(22)에 고정되어 있기 때문에, 여기서 구해지는 지그의 에지의 좌표, 즉 소정 위치 좌표는, 외부 좌표계에서의 로봇의 위치를 나타내는 것이 된다. 소정 위치 좌표의 계측에 있어서 교시 데이터에 기초하여 로봇을 이동시키는 것은, 백래시의 영향을 배제하기 위해서이다.In the measurement of the predetermined position coordinates, the measuring jig is placed as the
본 실시 형태의 위치 정보 복원 방법에서는, 로봇 교환의 전후에서의 원점 오프셋의 변화량을 제1 어긋남양이라고 하고, 로봇 교환의 전후에서의 소정 위치 좌표의 변화량을 제2 어긋남양이라고 한다. 특허문헌 1, 3에 기재된 방법은, 결국은, 제1 어긋남양과 제2 어긋남양의 합에 상당하는 것을 계측하여 교시 데이터의 수정에 사용하는 방법이고, 특허문헌 2에 기재된 방법은, 제1 어긋남양의 계측에 관한 것이다. 이에 비해 본 실시 형태에서는, 로봇 교환 후에 교시 데이터를 재 사용할 때에는, 제1 어긋남양과 제2 어긋남양의 양쪽을 사용하여 교시 데이터의 수정을 행하기는 하지만, 제1 어긋남양과 제2 어긋남양을 별개로 관리한다. 기억부(44)에 있어서, 로봇 교환 전후의 원점 오프셋과 그것으로부터 산출되는 제1 어긋남양은 원점 오프셋 저장부(52)에 기억되고, 로봇 교환 전후의 소정 위치 좌표와 그것으로부터 산출되는 제2 어긋남양은 소정 위치 좌표 기억부(53)에 기억된다.In the positional information restoration method of the present embodiment, the amount of change in the origin offset before and after the robot exchange is referred to as the first amount of deviation, and the amount of change in the predetermined position coordinates before and after the robot exchange is referred to as the second amount of deviation. The method described in
본 실시 형태에 있어서 제1 어긋남양과 제2 어긋남양을 별개로 관리하는 것은, 양자를 하나의 것으로서 관리한 경우에는, 이들 어긋남양에 이상이 있다고 해도 그 이상을 발견하기가 어려워지고, 또한 어느 어긋남양에 이상이 발생하였는지를 판별하기가 어려워지는 경우가 있기 때문이다. 교환 전후에서의 암의 길이의 차 등이 제2 어긋남양에 영향을 미칠 가능성은 있지만, 암의 길이에 있어서의 생각할 수 있는 차보다도 로봇의 설치 위치나 배향의 차이에 의한 영향 쪽이 크기 때문에, 제2 어긋남양은 외부 좌표계에 대한 로봇의 위치에 관한 어긋남양이라고 생각해도 지장없다. 이에 비해 제1 어긋남양은 로봇 자체의 좌표에 관한 어긋남양이다. 따라서 이들 어긋남양을 별개로 관리하는 것에 문제는 발생하지 않는다. 또한, 제1 어긋남양 및 제2 어긋남양을 취득하는 도중의 과정에서, 예를 들어 전압 이상 등에 의해 데이터의 결락이 발생하였다고 해도, 제1 어긋남양의 산출까지가 종료되었으면, 다시 처음부터 할 필요는 없고, 이미 산출한 제1 어긋남양을 그대로 이용하여, 제2 어긋남양의 산출부터 행할 수 있다.In the present embodiment, the first and second misalignment amounts are managed separately, when both are managed as one, even if there is an abnormality in these misalignment amounts, it becomes difficult to detect the anomaly, and any misalignment. This is because it is sometimes difficult to determine whether an abnormality has occurred in the quantity. There is a possibility that the difference in the length of the arm before and after the replacement may affect the second displacement amount, but the influence of the difference in the installation position and orientation of the robot is larger than the conceivable difference in the length of the arm. It is okay to think that the second amount of deviation is the amount of deviation with respect to the position of the robot with respect to the external coordinate system. In contrast, the first amount of deviation is the amount of deviation with respect to the coordinates of the robot itself. Therefore, there is no problem in separately managing these misalignments. In addition, even if data loss occurs due to, for example, a voltage abnormality in the process of acquiring the first and second misalignment amounts, if the calculation of the first misalignment amount has been completed, it is necessary to perform it again from the beginning. Is not, and the first shift amount already calculated can be used as it is, and the calculation of the second shift amount can be performed.
여기서 제2 어긋남양에 대해 검토한다. 제2 어긋남양에는, 로봇이 설치되는 평면에 있어서의 로봇의 설치 위치의 어긋남과, 로봇의 배향의 어긋남에 의해 발생하는 성분이 있다. 본 실시 형태의 목표는, 로봇 교환 후에 재교시를 행하는 일 없이 교시 데이터를 재이용하는 것이며, 교시 데이터를 재이용하였을 때에 각 처리실(22)에 있어서의 핸드(14)의 위치의 오차를 소정값 이내로 하는 것이다. 로봇의 설치 위치에 있어서의 예를 들어 1㎜의 어긋남은, 핸드(14)의 위치에서의 1㎜의 어긋남이 되는 데 불과하지만, 로봇의 암(12, 13) 및 핸드(14)의 길이 합이 3m나 되는 대형 반송 로봇을 생각하면, 로봇의 배향에서의 0.1°의 어긋남은, 뻗은 핸드(14)의 위치에서의 약 5㎜의 어긋남에 상당한다. 설치 위치의 오차(로봇의 중심 위치의 어긋남)를 1㎜ 이하로 하는 것은 용이하지만, 배향의 오차를 0.1°이하로 하는 것은 어렵다. 따라서, 제2 어긋남양은 로봇 교환 후의 로봇의 배향의 어긋남을 보정하는 것이라고 생각할 수 있고, 그렇다면 1개의 기준 마커(24)를 사용하여 간결한 연산에 의해 제2 어긋남양을 구할 수 있게 된다. 그리고 정확하게 구한 제1 어긋남양과, 1개의 기준 마커(24)를 사용하여 산출한 제2 어긋남양을 사용하여, 로봇 교환보다 전에 사용했던 교시 데이터를 수정함으로써, 그 교시 데이터를 재이용할 수 있다.Here, the second amount of misalignment is reviewed. The second shift amount includes a component generated by a shift in the installation position of the robot in the plane on which the robot is installed, and a shift in the orientation of the robot. The goal of this embodiment is to reuse the teaching data without re-teaching after the robot is exchanged, and when the teaching data is reused, the error of the position of the
본 실시 형태에서는, 어느 처리실(22)에 마련된 카메라(23) 및 기준 마커(24)를 사용하여 제2 어긋남양을 결정하고 있지만, 카메라(23) 및 기준 마커(24)를 마련하는 처리실(22)은, 교시 데이터에 기초하여 로봇을 이동시킬 때에 실제로 사용하는 처리실(22)인 것이 바람직하다. 또한, 소정 위치 좌표로부터 제2 어긋남양을 구하면 제1 어긋남양과 제2 어긋남양을 사용하여 교시 데이터를 수정하고, 일단 원점 위치로 되돌아가고 나서 다시, 상기한 소정 위치로 이동시켜 소정 위치 좌표를 구하여, 전회 구한 소정 위치 좌표와 금회 구한 소정 위치 좌표의 차가 허용값 이내이면 어긋남양을 확정하고, 그렇지 않으면 금회 구한 소정 위치 좌표에 의해 제2 어긋남양을 갱신하는 것을 반복함으로써, 교시 데이터를 재이용할 때의 보정 정밀도를 높일 수 있다.In the present embodiment, the second shift amount is determined using the
도 4는, 본 실시 형태의 위치 정보 복원 방법에 의한 처리의 일례를 나타내고 있다. 먼저, 스텝 101에 있어서, 로봇 교환을 행하기 전의 원점 오프셋을 원점 오프셋 저장부(52) 내에 기억시킨다. 로봇을 설치하였을 때에는, 통상 그 로봇의 원점 맞춤을 행하여 원점 오프셋을 구하였을 것이기 때문에, 그 값을 이용하면 된다. 다음으로 스텝 102에 있어서, 로봇에 워크(31)로서 측정용 지그를 설치하고, 교시 데이터에 기초하여 상술한 소정 위치로 로봇을 이동시키고, 카메라(23) 및 기준 마커(24)를 사용하여 지그의 에지를 검출하여 소정 위치 좌표를 구한다. 여기서 구한 소정 위치 좌표를 위치 P라고 하고, 소정 위치 좌표 저장부(53) 내에 기억시킨다. 여기까지가 로봇 교환을 행하기 전의 준비 단계이며, 계속해서 스텝 103에 있어서, 로봇 교환, 즉 로봇에 있어서의 모터나 암 등의 기기의 교환, 로봇 자체의 재조립이나 이설을 행한다.4 shows an example of processing by the position information restoration method of the present embodiment. First, in
로봇 교환의 종료 후, 스텝 104에 있어서, 상술한 바와 같이 로봇을 기계적으로 원점 위치로 이동시켜 로봇 교환 후의 원점 오프셋을 구하여 원점 오프셋 저장부(52) 내에 기억시키고, 스텝 105에 있어서, 원점 오프셋 저장부(52) 내에 기억되어 있는 로봇 교환 전후에서의 원점 오프셋의 차를 제1 어긋남양으로서 구하여 원점 오프셋 저장부(52) 내에 기억시킨다. 계속해서 스텝 106에 있어서, 스텝 102에서 사용한 것과 동일한 측정용 지그를 로봇에 탑재하고, 제1 어긋남양에 기초하여 수정한 교시 데이터를 사용하여 로봇을 소정 위치로 이동시키고, 상술한 바와 마찬가지로 하여 소정 위치 좌표를 구하고, 이때의 소정 위치 좌표를 위치 Q로 하여 소정 위치 좌표 저장부(53) 내에 기억시킨다. 스텝 107에 있어서, 위치 P와 위치 Q의 차로부터 제2 어긋남양을 구하여 소정 위치 좌표 저장부(53) 내에 기억시킨다.After the end of the robot exchange, in
다음으로, 스텝 108에 있어서 로봇 컨트롤러(40)에 대한 커맨드 입력에 의해 로봇을 원점 위치로 이동시키고, 그 후, 제1 어긋남양 및 제2 어긋남양에 기초하여 수정한 교시 데이터를 사용하여 로봇을 원점 위치로부터 소정 위치로 이동시키고, 상술한 바와 마찬가지로 하여 소정 위치 좌표를 구하고, 이때의 소정 위치 좌표를 위치 R로 하여 소정 위치 좌표 저장부(53) 내에 기억시킨다. 그리고 스텝 109에 있어서, 로봇 교환 전에 구한 위치 P와 금회 구한 위치 R의 차가 허용값을 초과하는지 여부를 판정한다. 허용값을 초과할 때는, 제2 어긋남양이 고정밀도로 구해지지 않은 경우이기 때문에, 스텝 110에 있어서, 위치 P와 위치 R의 차에 기초하여 제2 어긋남양을 재계산하여, 소정 위치 좌표 저장부(53) 내에 기억시킨다. 제2 어긋남양의 재계산에서는, 재계산 전의 제2 어긋남양에서는 위치 P와 위치 R에 허용값을 초과하는 어긋남이 발생한 것이기 때문에, 이 어긋남을 해소하도록 제2 어긋남양을 수정하는 값을 구하는 연산을 행한다. 스텝 110의 실행 후에는 스텝 108로 되돌아가, 위치 P와 위치 R의 차가 허용값 이내로 될 때까지 스텝 108 내지 스텝 110의 처리를 반복한다. 스텝 109에 있어서 위치 P와 위치 R의 차가 허용값 이내이면, 제2 어긋남양이 확정된 것으로 하여, 처리를 종료한다.Next, in
상술한 바와 같이 제1 어긋남양 및 제2 어긋남양이 결정되고, 원점 오프셋 저장부(52) 및 소정 위치 좌표 저장부(53)에 각각 기억된 후에는, 로봇 교환 전에 사용했던 교시 데이터에 대해 제1 어긋남양 및 제2 어긋남양에 기초하는 수정을 실시함으로써, 로봇 교환 후에도 그 교시 데이터를 계속해서 이용할 수 있게 된다.As described above, after the first shift amount and the second shift amount are determined and stored in the origin offset
이상 설명한 실시 형태에 따르면, 원점 오프셋에 기초하는 제1 어긋남양과 소정 위치 좌표에 기초하는 제2 어긋남양을 별개로 산출하여 기억시키고, 관리함으로써, 어긋남양에 있어서의 이상값의 검출을 확실하게 행할 수 있게 됨과 함께, 제1 어긋남양 및 제2 어긋남양을 사용하여 교시 데이터를 수정함으로써, 재교시를 행하는 일 없이, 로봇 교환 전에 사용했던 교시 데이터를 로봇 교환 후에도 사용할 수 있게 된다. 또한, 도 2에 나타낸 로봇 컨트롤러(40)는, 원점 오프셋과 소정 위치 좌표를 별개로 관리할 수 있도록 한 것이지만, 하드웨어 구성으로서는 일반적인 로봇 컨트롤러와 상이한 것은 없기 때문에, 본 실시 형태의 위치 정보 복원 방법은, 일반적인 로봇 컨트롤러를 사용하여 실현할 수 있다.According to the embodiment described above, by separately calculating, storing, and managing the first shift amount based on the origin offset and the second shift amount based on the predetermined position coordinates, it is possible to reliably detect an abnormal value in the shift amount. In addition, by correcting the teaching data using the first deviation amount and the second deviation amount, the teaching data used before the robot exchange can be used even after the robot exchange without re-teaching. In addition, although the
이상 설명한 본 실시 형태의 위치 정보 복원 방법에서는, 처리실(22)에 마련된 1개의 기준 마커(24)를 사용하여 소정 위치 좌표를 구하였지만, 처리실(22)에 마련된 2개의 기준 마커(24)를 사용함으로써, 설치 위치의 어긋남과 배향의 어긋남을 분리하여 취득할 수 있게 되어, 제2 어긋남양을 단시간에 고정밀도로 구할 수 있게 된다. 도 5는 처리실(22)에 2개의 기준 마커(24)를 마련하는 것으로서, 2개의 기준 마커(24) 각각에 대응하여 카메라(23)를 배치한 예를 나타내고 있다. 2개의 기준 마커(24)를 사용하여 소정 위치 좌표를 구하는 경우에는, 설치 위치의 어긋남과 배향의 어긋남을 분리하여 얻을 수 있기 때문에, 제1 어긋남양에 대해서는 원점 센서에 의한 대강의 조정만을 행하여 취득한 값을 사용해도, 교시 데이터를 재이용하였을 때에 충분한 정밀도로 로봇을 이동시킬 수 있다. 충분히 넓은 시야를 갖는 카메라(23)를 사용할 수 있다면, 단일의 카메라(23)를 사용하여 측정용 지그가 찍히도록 2개의 기준 마커(24)를 촬영할 수 있고, 그 촬영 화상으로부터, 설치 위치의 어긋남과 배향의 어긋남을 분리하여 취득할 수 있다. 사각형의 측정용 지그를 사용한다면, 2개의 기준 마커(24)를 사용할 때는, 지그의 1개의 대각선의 양측의 정점 각각에 대응하여 기준 마커(24)를 배치하면 된다. 이와 같이 함으로써, 지그의 에지를 검출하는 2개의 위치의 사이의 거리를 길게 할 수 있기 때문에, 배향의 어긋남을 고정밀도로 검출할 수 있게 된다.In the position information restoration method of the present embodiment described above, predetermined position coordinates are obtained using one
도 1에 나타낸 로봇은, 베이스(11)에 대해 암(12, 13)과 핸드(14)가 이 순서로 연결된 수평 다관절 로봇이지만, 본 발명의 위치 정보 복원 방법을 적용 가능한 로봇은 이것에 한정되는 것은 아니다. 특허문헌 5에 개시된 로봇은, 베이스와, 베이스에 접속되는 베이스측 링크와, 베이스측 링크의 선단에 접속되는 암측 링크와, 암측 링크의 선단에 접속되는 암과, 암의 선단에 접속되는 핸드와, 베이스에 마련되어 베이스측 링크를 승강시키는 기구를 구비하고, 링크 기구에 의해 암측 링크의 선단의 움직임이 규제된 수평 다관절 로봇이지만, 이러한 로봇에도 본 발명은 적용 가능하다. 나아가, 수직 다관절 로봇 등에도 본 발명은 적용 가능하다.The robot shown in Fig. 1 is a horizontal articulated robot in which the
11 : 베이스
12, 13 : 암
14 : 핸드
15 : 모터
16 : 인코더
21 : 반송실
22 : 처리실
23 : 카메라
24 : 기준 마커
31 : 워크
40 : 로봇 컨트롤러
41 : 버스
42 : 서보 회로
43 : CPU
44 : 기억부
51 : 교시 데이터 저장부
52 : 원점 오프셋 저장부
53 : 소정 위치 좌표 저장부
60 : 티칭 펜던트11: base
12, 13: cancer
14: hand
15: motor
16: encoder
21: transfer room
22: processing room
23: camera
24: reference marker
31: work
40: robot controller
41: bus
42: servo circuit
43: CPU
44: memory unit
51: teaching data storage unit
52: origin offset storage unit
53: predetermined position coordinate storage unit
60: teaching pendant
Claims (9)
상기 로봇은, 상기 처리 장치에 설치되는 베이스와, 상기 대상물을 지지하는 핸드와, 상기 베이스와 상기 핸드 사이에 개재되는 적어도 하나의 암을 구비하고 있고,
상기 로봇의 일부의 교환, 상기 로봇의 일부 또는 전부의 재조립, 혹은 상기 로봇의 이설을 로봇 교환으로 하여, 상기 로봇 교환의 실행 전에, 상기 로봇의 원점 오프셋과, 상기 핸드를 뻗어서 소정 위치로 이동시켰을 때의 상기 로봇의 위치와 자세를 나타내는 소정 위치 좌표를 기억하는 공정과,
상기 로봇 교환 후, 상기 로봇의 원점 오프셋을 취득하고, 상기 로봇 교환 전의 상기 원점 오프셋과 상기 로봇 교환 후의 상기 원점 오프셋의 차인 제1 어긋남양을 기억하는 공정과,
상기 로봇 교환 후, 상기 핸드를 뻗어서 상기 로봇을 상기 소정 위치로 이동시켜 상기 소정 위치 좌표를 취득하고, 상기 로봇 교환 전의 상기 소정 위치 좌표와 상기 로봇 교환 후의 상기 소정 위치 좌표의 차에 기초하여 제2 어긋남양을 산출하여 기억하는 공정을 갖고,
상기 제1 어긋남양과 상기 제2 어긋남양을 별개로 관리하고,
상기 로봇에 있어서 실제로 사용되는 상기 교시 데이터에 기초하여 상기 로봇을 상기 소정 위치로 이동시키고,
상기 로봇 교환의 전후에서의 상기 소정 위치 좌표의 어긋남이 허용 범위 이내로 될 때까지, 상기 제1 어긋남양과 상기 제2 어긋남양을 사용하여 상기 교시 데이터를 수정하고 수정 후의 상기 교시 데이터에 기초하여 상기 로봇을 원점 위치로부터 상기 소정 위치로 이동시켜 상기 제2 어긋남양을 재계산하는 것을 반복하는, 위치 정보 복원 방법.It is a method of restoring positional information of a robot used in a processing apparatus having a plurality of processing chambers and supporting an object and conveying between the plurality of processing chambers based on teaching data,
The robot includes a base installed in the processing apparatus, a hand supporting the object, and at least one arm interposed between the base and the hand,
A part of the robot is replaced, part or all of the robot is reassembled, or the robot is relocated as a robot exchange, and before the robot exchange is executed, the robot's origin offset and the hand are extended to move to a predetermined position. A step of storing predetermined position coordinates indicating the position and posture of the robot when ordered, and
A step of acquiring an origin offset of the robot after replacement of the robot, and storing a first amount of shift, which is a difference between the origin offset before replacement of the robot and the origin offset after replacement of the robot;
After the robot exchange, the hand is extended to move the robot to the predetermined position to obtain the predetermined position coordinates, and a second based on the difference between the predetermined position coordinates before the robot exchange and the predetermined position coordinates after the robot exchange Have a process of calculating and storing the amount of misalignment,
Separately managing the first amount of misalignment and the second amount of misalignment,
Moving the robot to the predetermined position based on the teaching data actually used in the robot,
Until the deviation of the predetermined position coordinates before and after the robot exchange falls within the allowable range, the teaching data is corrected using the first deviation amount and the second deviation amount, and based on the corrected teaching data, the robot And repeating recalculation of the second shift amount by moving from the origin position to the predetermined position.
처리 장치에 1개의 기준 마커를 구비하고, 상기 핸드에 탑재된 물체의 적어도 일부와 상기 기준 마커를 시각 센서에 의해 촬상하여 상기 물체의 위치를 취득함으로써, 상기 로봇과는 별개의 좌표계에서의 상기 소정 위치 좌표를 취득하는, 위치 정보 복원 방법.The method of claim 1,
The processing unit is provided with one reference marker, and at least a part of the object mounted on the hand and the reference marker are imaged by a visual sensor to obtain the position of the object, thereby obtaining the predetermined position in a coordinate system separate from the robot. A method of restoring location information to obtain location coordinates.
상기 로봇 교환 후에, 상기 로봇에 마련된 원점 센서에 의한 대강의 조정과, 상기 로봇에 포함되는 구조체의 상호간의 위치를 규제하는 끼워 맞춤 수단에 의한 미세 조정에 의해, 상기 로봇을 원점 위치로 이동시켜, 상기 원점 오프셋을 취득하는, 위치 정보 복원 방법.The method of claim 1,
After the robot is exchanged, the robot is moved to the origin position by rough adjustment by an origin sensor provided in the robot and fine adjustment by a fitting means that regulates the mutual positions of structures included in the robot, A method for restoring positional information, for acquiring the origin offset.
상기 처리 장치에 2개의 기준 마커를 구비하고, 상기 핸드에 탑재된 물체의 적어도 일부와 상기 기준 마커를 시각 센서에 의해 촬상하여 상기 물체의 위치를 취득함으로써, 상기 로봇과는 별개의 좌표계에서의 상기 소정 위치 좌표를 취득하는, 위치 정보 복원 방법.The method of claim 1,
The processing device is provided with two reference markers, and at least a part of the object mounted on the hand and the reference marker are imaged by a visual sensor to obtain the position of the object, thereby obtaining the position of the object in a coordinate system separate from the robot. A method of restoring location information, acquiring predetermined location coordinates.
상기 물체는 사각 형상이며, 상기 2개의 기준 마커는, 상기 로봇이 상기 소정 위치에 있을 때에 상기 물체의 1개의 대각선의 양쪽의 단부에 각각 대응하는 위치에 마련되어 있는, 위치 정보 복원 방법.The method of claim 4,
The object has a rectangular shape, and the two reference markers are provided at positions respectively corresponding to both ends of one diagonal line of the object when the robot is at the predetermined position.
상기 기준 마커는, 상기 복수의 처리실 중 어느 하나의 처리실에 마련되는, 위치 정보 복원 방법.The method according to claim 2 or 4,
The reference marker is provided in any one of the plurality of processing chambers.
상기 소정 위치는, 상기 기준 마커가 마련되는 상기 처리실에 있어서 상기 베이스로부터 상기 핸드가 가장 멀리 있을 때의 위치인, 위치 정보 복원 방법.The method of claim 6,
The predetermined position is a position when the hand is furthest from the base in the processing chamber in which the reference marker is provided.
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