KR102243694B1 - 로봇의 위치 정보 복원 방법 - Google Patents

Abstract

[과제] 복수의 핸드를 가지는 로봇에 있어서, 로봇을 구성하는 기기의 교환, 로봇의 재조립이나 이설의 어느 것인 로봇 교환 시에 재교시가 불필요하고, 또한 어느 핸드에 대한 캘리브레이션의 결과가 다른 핸드에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있는, 위치 정보 복원 방법을 제공한다.
[해결 수단] 로봇 교환 전후에, 로봇의 핸드별 원점 오프셋과, 로봇의 암을 뻗어 핸드를 소정 위치로 이동하였을 때의 외부 좌표계에서의 로봇의 위치와 자세를 나타내는 핸드별 소정 위치 좌표를 취득한다. 로봇 교환의 전후에 있어서의 원점 오프셋의 차를 원점 어긋남양이라 하고, 소정 위치 좌표의 차에 기초하는 어긋남양을 좌표 어긋남양이라 하여, 핸드별로 원점 어긋남양과 좌표 어긋남양을 기억함과 함께 따로따로 관리한다.

Description

로봇의 위치 정보 복원 방법{METHOD FOR RESTORING POSITION INFORMATION OF ROBOT}

본 발명은, 로봇에 있어서의 기기의 교환, 로봇의 재조립이나 이설 등을 할 때에, 종전의 교시 데이터를 그 로봇에서 이용할 수 있게 하는 위치 정보 복원 방법에 관한 것이다.

교시(티칭) 데이터에 기초하여 동작하는 로봇에서는, 필요에 따라서 로봇을 구성하는 모터나 암, 핸드 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 노력을 요하기 때문에, 기기의 교환, 로봇의 재조립이나 이설 등을 행한 경우에도 종전의 교시 데이터를 이용할 수 있을 것이 요망되고 있다. 특허문헌 1은, 보유 지지 장치에 보유 지지된 워크에 대하여 가공을 행하는 로봇에 관한 것이고, 로봇의 이설을 행하기 전후에, 보유 지지 장치 또는 보유 지지 장치에 보유 지지된 워크의 3군데의 위치를 로봇의 암에 설치한 시각 센서에 의해 계측하고, 로봇의 이설 전후에 있어서의 계측 결과의 변화에 기초하여 로봇과 보유 지지 장치의 상대 위치의 변화가 보상되도록 교시 데이터를 수정하는 것을 개시하고 있다.

로봇에서는 그의 각 축의 위치(특히 회전 위치)를 센서(예를 들어 인코더)에 의해 구하고 있지만, 모터나 감속기, 암, 핸드를 교환한 경우에는 각 축의 위치를 결정하기 위해 사용되는 기준 위치가 어긋나버린다. 이것도 기기의 교환 후에 종전의 교시 데이터를 이용할 수 없는 원인이지만, 특허문헌 2는, 로봇의 관절축을 구성하는 한 쌍의 구조체(예를 들어 암 등)에 각각 핀 구멍을 마련하고, 각 핀 구멍에 관통하는 핀을 삽입하여 기준 위치를 규정하는 방법이나, 관절축을 구성하는 한쪽 구조체에 V자형의 홈을 마련하며 다른 쪽 구조체에는 V자 홈에 대응하는 근접 센서를 마련하여, 근접 센서로부터의 신호에 의해 기준 위치를 특정하는 방법을 개시하고 있다.

기기의 교환, 로봇 자체의 재조립이나 이설을 행한 경우, 나아가 경시 변화 등에 대응하기 위해서, 로봇에 있어서는 캘리브레이션이 행해진다. 캘리브레이션을 행한 경우에는 로봇을 운동학적으로 기술하기 위해 사용되는 기구 파라미터가 바뀌어버려, 캘리브레이션 전에 사용하고 있던 교시 데이터를 그대로는 사용할 수 없게 된다. 특허문헌 3은, 캘리브레이션 전의 기구 파라미터와 캘리브레이션 후의 기구 파라미터에 기초하여 교시 데이터를 수정하여 사용하는 것을 개시하고 있다. 캘리브레이션에 관련되는 것으로서, 특허문헌 4는, 1대의 카메라의 촬상면에 설정된 가상 기준점과 로봇의 선단에 설치한 마커의 이미지가 겹치게 로봇을 위치 결정하고, 그 때의 로봇 각 축의 동작량과 가상 기준점의 이미지 좌표계에서의 위치에 기초하여 로봇의 기계 파라미터의 오차를 교정하는 것을 개시하고 있다.

그런데, 각종 로봇 중 수평 다관절 로봇은, 예를 들어 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등의 반송에 사용되고 있다. 유리 기판 등의 대형 물품을 대상으로 하는 반송용 수평 다관절 로봇의 예가 특허문헌 5에 나타나 있다. 특허문헌 5에 나타내는 로봇에서는, 유리 기판 등을 보유 지지하기 위한 핸드를 2개 구비함으로써 반송 효율을 향상시키고 있다. 이들 핸드는 서로 반대 방향으로 연장되어 있다. 수평 다관절 로봇의 반송 대상물의 대형화나 반송 대상물에 대하여 행해지는 공정의 복잡화에 수반하여, 수평 다관절 로봇 자체도 대형화되며, 또한 반송 대상물의 반송 거리도 길게 되어 있다. 수평 다관절 로봇이 대형화되면, 로봇을 출하하여 수요처에 거치하기 위해서, 로봇을 완성시켜 조정한 후, 로봇을 일단 분해하여 수송하고, 거치처에 있어서 재조립을 행할 필요도 발생하고 있었다. 특히, 유리 기판의 반송에 사용되는 수평 다관절 로봇의 경우에는, 핸드가 장대한 것이 되므로, 로봇 자체의 수송이나 이설을 위해서는 핸드를 분리할 필요가 발생하는 경우가 많다.

일본 특허 제3733364호 공보 일본 특허 제4819957호 공보 일본 특허 공개 제2017-213668호 공보 일본 특허 공개 제2006-110705호 공보 일본 특허 공개 제2015-139854호 공보

특허문헌 1 내지 3은, 로봇에 있어서의 기기의 교환, 로봇 자체의 재조립이나 이설, 나아가 로봇의 재캘리브레이션을 행한 경우에도 재교시를 행하지 않고 종전의 교시 데이터를 이용할 수 있게 하는 방법을 개시하고 있다. 특허문헌 1 내지 3의 방법은, 모두 1조의 보정 데이터(특허문헌 1이면 이설 전후에 있어서의 특정한 보유 지지 장치에 관한 위치의 어긋남에 관한 데이터, 특허문헌 2이면 기준 위치를 보정하는 데이터, 특허문헌 3이면 캘리브레이션 전후에 있어서의 기구 파라미터의 어긋남에 관한 데이터)에 의거하는 것이다. 그러나, 반송용 수평 다관절 로봇과 같이 로봇이 대형화되며, 또한 그의 이동 범위도 커진 경우에는, 특허문헌 1 내지 3의 방식에서는, 교시 데이터의 수정을 충분히 행할 수는 없고, 그 결과, 재교시가 부득이해지는 경우가 있다. 특히, 특허문헌 5에 개시된 바와 같이 복수의 핸드를 구비하는 로봇의 경우에는, 어느 1개의 핸드에 대하여 행한 교시 데이터의 수정이, 다른 핸드에도 영향을 미치고, 그 결과, 당해 다른 핸드를 적절하게 이동시킬 수 없게 되는 경우가 있다. 특허문헌 4에 기재되는 캘리브레이션 방법을 실시하였다고 해도, 1개의 핸드에 대하여 행한 캘리브레이션의 영향이 다른 핸드에 미치게 되는 것을 방지할 수는 없다.

본 발명의 목적은, 복수의 핸드를 구비하는 반송용 대형 수평 다관절 로봇 등의 로봇에 있어서, 로봇을 구성하는 기기의 교환, 로봇의 재조립이나 이설 시에 재교시가 불필요하고, 핸드별 캘리브레이션 결과가 다른 핸드에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있는, 위치 정보 복원 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 위치 정보 복원 방법은, 복수의 처리실을 가지는 처리 장치에 있어서 사용되고, 교시 데이터에 기초하여, 대상물을 지지하여 복수의 처리실 사이에서 반송하는 로봇의 위치 정보 복원 방법에 있어서, 로봇은, 처리 장치에 설치되는 베이스와, 대상물을 지지하는 복수의 핸드와, 베이스와 복수의 핸드 사이에 개재하는 적어도 1개의 암을 구비하고 있고, 복수의 핸드는, 베이스로부터 보아 말단이 되는 암에 대하여 설치부를 통해 설치되어 있고, 로봇의 일부 교환, 로봇의 일부 또는 전부의 재조립, 또는 로봇의 이설을 로봇 교환으로 하여, 로봇 교환의 실행 전에, 로봇의 핸드별 원점 오프셋과, 암을 뻗어 핸드를 소정 위치로 이동하였을 때의 로봇 위치와 자세를 나타내는 핸드별 소정 위치 좌표를 기억하는 공정과, 로봇 교환 후, 로봇의 원점 오프셋을 핸드별로 취득하고, 로봇 교환 전의 원점 오프셋과 로봇 교환 후 원점 오프셋의 차인 원점 어긋남양을 핸드별로 기억하는 공정과, 로봇 교환 후, 암을 뻗어 핸드를 소정 위치로 이동시켜 핸드별로 소정 위치 좌표를 취득하고, 핸드별 로봇 교환 전의 소정 위치 좌표와 로봇 교환 후 소정 위치 좌표의 차에 기초하여 핸드별로 좌표 어긋남양을 산출하여 기억하는 공정을 가지고, 핸드별로 원점 어긋남양과 좌표 어긋남양을 별개로 관리한다.

본 발명에서는, 교시 데이터의 수정에 사용되는 보정량을 원점 오프셋에 기초하는 원점 어긋남양과 소정 위치 좌표에 기초하는 좌표 어긋남양의 둘로 나누고, 이들 어긋남양을 핸드별로 취득함과 함께 별개로 관리하므로, 어떤 핸드에 대한 캘리브레이션의 결과가 다른 핸드에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있고, 이에 의해, 로봇 교환 후에도 교시 데이터를 사용할 수 있게, 로봇에 있어서 사용하는 핸드에 따라서 적절하게 교시 데이터를 수정하는 것이 가능해진다. 또한, 어느 어긋남양에 있어서 이상이 있는 경우에, 이상이 있다는 것과, 그 이상이 어느 어긋남양에 있는가를 용이하게 판별할 수 있게 된다. 어긋남양의 산출의 과정에서 데이터 손실 등이 발생해도, 원점 어긋남양의 산출이 완료되어 있으면 원점 어긋남양은 그대로 사용하여 좌표 어긋남양의 산출을 행하면 되므로, 보정량 산출을 위한 시간을 단축시킬 수 있다.

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 이동하였을 때에 소정 위치 좌표에 발생하는 어긋남은, 주로, 로봇을 설치한 평면 내에서의 위치의 어긋남과 로봇의 배향의 어긋남(각도의 어긋남)에 의해 발생하지만, 대형의 로봇에서는 위치의 어긋남보다도 배향의 어긋남의 영향쪽이 크므로, 배향의 어긋남에 착안하여 좌표 어긋남양을 산출하는 것이면, 1개의 기준 마커만 사용해도 충분하여, 좌표 어긋남양의 산출을 위한 연산을 간결한 것으로 할 수 있다.

본 발명에서는, 처리 장치에 2개의 기준 마커를 구비하고, 핸드에 탑재된 물체의 적어도 일부와 기준 마커를 시각 센서에 의해 촬상하여 물체의 위치를 취득함으로써, 로봇과는 별개의 좌표계에서의 소정 위치 좌표를 취득해도 된다. 2개의 기준 마커를 마련하는 경우에는, 좌표 어긋남양에 포함되는 위치의 어긋남과 각도의 어긋남을 분리할 수 있으므로, 원점 오프셋에 다소의 오차가 있다고 해도, 원점 어긋남양과 좌표 어긋남양에 기초하여 수정한 교시 데이터에 의해, 로봇을 원하는 위치로 정확하게 이동시킬 수 있게 된다.

본 발명에서는, 복수의 처리실 중 어느 1개의 처리실에 기준 마커를 마련하는 것이 바람직하다. 처리 장치에 있어서, 실제로 사용되는 처리실에 마련된 기준 마커를 사용함으로써, 실제로 사용되는 처리실에서의 어긋남에 기초하여 교시 데이터의 수정을 행할 수 있게 된다.

본 발명에서는, 복수의 핸드 중 교시 데이터에 있어서 사용되는 핸드를 검지하고, 검지된 핸드에 대한 원점 데이터와 좌표 데이터를 사용하여 그 교시 데이터를 수정하는 것이 바람직하다. 이렇게 교시 데이터를 수정함으로써, 그 교시 데이터에 있어서 실제로 사용하는 핸드에 관한 어긋남양에 기초하여 교시 데이터가 수정되게 되므로, 보다 적절하게 교시 데이터를 수정할 수 있게 된다. 이 때, 로봇 교환의 전후에 있어서의 소정 위치 좌표의 어긋남이 허용 범위 이내로 될 때까지, 원점 어긋남양과 좌표 어긋남양을 사용하여 교시 데이터를 수정하여 수정 후의 교시 데이터에 기초하여 로봇을 원점 위치로부터 소정 위치로 이동시켜 좌표 어긋남양을 재계산하는 것을 반복할 수 있다. 이러한 반복 계산에 의해, 교시 데이터를 수정하는 정밀도를 높일 수 있다.

본 발명에서는, 핸드의 개수는 예를 들어 2개이며, 이 2개의 핸드는 서로 180°의 위치 관계를 이루도록 설치부에 설치되어 있다. 2개의 핸드를 180°의 위치 관계가 되게 마련 경우에는, 대향하는 2개의 처리실 중 한쪽 처리실에 대하여 한쪽 핸드에 의해 워크를 출입시키고, 그 후, 핸드를 회전시키지 않고 핸드를 이동시킴으로써, 다른 쪽 처리실에 대하여 별도의 워크의 출입을 행할 수 있게 되어, 반송 효율이 향상된다. 2개의 핸드를 마련하여 그들을 서로 180°의 각도를 이루게 마련하는 경우, 교시 데이터에 있어서, 2개의 핸드 중 한쪽 핸드가 연장되는 방향을 정방향으로 하는 변환 좌표계를 사용하도록 하고, 교시 데이터에 있어서의 처리실로의 핸드의 이동 방향이 변환 좌표계의 정방향과 일치할 때는 한쪽 핸드가 사용되는 것으로 검지하고, 교시 데이터에 있어서의 처리실로의 핸드의 이동 방향이 변환 좌표계의 부방향과 일치할 때는 다른 쪽 핸드가 사용되는 것으로 검지할 수 있다. 이 구성에서는, 교시 데이터에 있어서의 핸드 자체의 움직임으로부터 어느 핸드가 사용되는 지를 판별할 수 있으므로, 핸드를 식별하기 위한 센서 등이 불필요해진다.

본 발명에 따르면, 핸드별 캘리브레이션 결과가 다른 핸드에 영향을 미치는 것을 방지하면서, 로봇을 구성하는 기기의 교환, 로봇의 재조립이나 이설 시에 재교시를 불필요로 할 수 있다.

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 3은, 도 1에 나타내는 로봇이 마련되는 처리 장치를 나타내는 도면이며, (b)는 처리실의 단면을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 기초하는 위치 정보 복원 방법의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 5의 (a), (b)는 변환 좌표계를 설명하는 도면이다.
도 6은 다른 예의 처리실을 모식적으로 나타내는 도면이다.

이어서, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명에 기초하는 위치 정보 복원 방법을 설명하기 전에, 먼저 위치 정보 복원 방법의 적용 대상이 되는 로봇의 일례에 대하여 설명한다.

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 도시되는 로봇은, 특허문헌 5에 기재된 반송용 수평 다관절 로봇과 동일한 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 설치부(16)를 통해 설치된 복수의 핸드(도시한 것에서는 핸드(14)와 핸드(15))를 구비하고 있다. 핸드(14, 15)는 반송 대상물인 유리 기판 등을 보유 지지하는 것이며, 모두 포크(fork) 형상으로 형성되어 있다. 핸드(14, 15)는 모두 그의 근원측이 설치부(16)에 삽입되어 고정됨으로써, 설치부(16)에 분리 가능하게 설치되어 있다. 핸드(14, 15)는 설치부(16)로부터 보아 서로 반대 방향으로 연장되어 있다. 베이스(11)에 대하여 제1 암(12)은 축 A의 둘레에서 회전 가능하고, 제1 암(12)에 대하여 제2 암(13)은 축 B의 둘레를 회전 가능하고, 제2 암(13)에 대하여 설치부(16)는 축 S의 둘레에서 회전 가능하다. 핸드(14, 15)가 연장되는 방향이 이루는 각도는 축 S를 중심으로 하여 180°가 되게 설정되어 있지만, 실제로는, 설치 오차 등의 영향에 의해 정확하게 180°가 되지는 않았을 가능성이 있다.

로봇의 관절축인 축 A, B, S의 둘레에서의 회전을 가능하게 하기 위해서, 로봇에는 축마다 모터가 구비되어 있다. 또한 로봇은, 베이스(11)에 마련되어 제1 암(12)을 도시한 Z 방향으로 승강시키는 기구가 마련되고, 이 승강 기구도 승강용 모터에 의해 구동된다. 축 A, B, S는 모두 Z 방향에 평행하다. 베이스(11), 암(12, 13) 및 설치부(16)를 포함하는 핸드(14, 15)의 각각은, 로봇에 포함되는 구조체이다. 이하의 설명에 있어서, 핸드(14, 15)를 각각 제1 핸드(14) 및 제2 핸드(15)라 칭한다.

도 1에 나타내는 로봇에는, 로봇의 동작의 기준이 되는 원점 위치가 정해져 있으며, 원점 위치에서는 로봇은 암이나 핸드가 소정의 접힌 자세가 된다. 도 1의 (c)는 원점 위치에서의 로봇의 자세를 나타내고 있으며, 제1 암(12) 상에 제2 암(13) 및 제1 핸드(14)가 겹치도록, 제2 암(13) 및 제1 핸드(14)가 접혀 있다. 원점 위치에서는, 제2 핸드(15)에 대해서는 그의 연장되는 방향이 제2 암(13)의 길이 방향과 정확하게 일치하게 되지만, 상술한 바와 같이, 설치부(16)에 대한 설치 오차 등에 의해, 설치부(16)로부터 제1 핸드(14)와 제2 핸드(15)가 각각 연장되는 방향이 이루는 각이 정확하게 180°라고 할 수는 없으므로, 제1 핸드(14)에 대하여 원점 위치의 자세를 취하고 있을 때에 제2 핸드(15)가 원점 위치에 있다고만은 할 수 없다. 원래라면 원점 위치는 하나여야 하지만, 본 실시 형태에서는, 제1 암(12) 상에 제2 암(13) 및 제1 핸드(14)가 겹쳐 있는 자세를 제1 원점 위치의 자세라 하고, 제1 암(12) 상에 제2 암(13)이 겹치고, 제2 암의 길이 방향과 제2 핸드(15)가 연장되는 방향이 일치하고 있는 자세를 제2 원점 위치의 자세라 한다.

도 1에 나타내는 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, B, S와 승강 기구를 위해 모두 4개의 모터(18)가 마련되어 있지만, 이들 모터(18)에는, 모터(18)의 회전각을 계측하는 인코더(19)가 각각 설치되어 있다.

로봇 컨트롤러(40)는, 각종 신호나 데이터를 전송하기 위해 사용되는 버스(41)와, 모터(18)마다 마련되어 그 모터(18)를 구동하는 서보 회로(42)와, 로봇의 동작이나 제어에 필요한 연산을 행하여 각 서보 회로(42)에 명령을 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 또는 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(19)로부터의 출력은, 대응하는 모터(18)를 구동하는 서보 회로(42)에 공급됨과 함께, 버스(41)를 통해 CPU(43)에도 보내지게 되어 있다. 로봇 컨트롤러(40)에는, 시각 센서인 카메라(23)와 로봇의 교시에 사용하는 티칭 펜던트(60)가 접속되어 있으며, 이들은, 도시하지 않은 인터페이스 회로를 통해 버스(41)에 접속되어 있다.

이어서, 여기서 설명하는 로봇의 이용 형태에 대하여, 도 3을 사용하여 설명한다. 여기에서는, 대략 직사각형의 유리 기판인 워크(31)에 대하여 성막이나 에칭 등의 처리를 행함으로써 액정 디스플레이나 유기 EL(일렉트로루미네센스) 디스플레이를 제조하기 위해 사용되는 처리 장치 내에서 로봇이 사용되는 것으로 한다. 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이 처리 장치는, 반송실(트랜스퍼 챔버)(21)과, 반송실(21)을 둘러싸게 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 대하여 성막이나 에칭, 기타 처리를 행하기 위해 마련되는 것이 있다. 로봇은, 반송실(21)에 베이스(11)가 설치됨으로써 반송실(11) 내에 마련되고, 처리실(22) 사이에서의 반송실(21)을 통한 워크(31)의 반송을 행한다. 그 때문에, 로봇은 반송실(21)의 거의 중앙에 마련되어 있고, 워크(31)의 전달 시에는, 제1 핸드(14)나 제2 핸드(15) 중 어느 것(도시한 것에서는 제1 핸드(14))이 처리실(22) 내에 들어가도록, 암(12, 13)을 뻗는다. 본 실시 형태에 있어서의 로봇에서는, 제1 핸드(14)와 제2 핸드(15)가 서로 거의 180°의 각도를 이루게 마련되어 있기 때문에, 예를 들어 제1 핸드(14)에 의해 반송실(21)의 한쪽 벽면에 있는 처리실(22)에 대하여 워크(31)를 출입시키고, 그 후, 핸드(14, 15)를 회전시키지 않고 핸드(14, 15)를 이동시킴으로써, 반송실(21)의 다른 쪽 벽면에 있는 별도의 처리실(22)에 대하여 별도의 워크(31)의 출입을 행할 수 있게 되어, 반송 효율이 향상된다.

복수의 처리실(22) 중, 예를 들어 제조 시스템의 외부와의 워크(31)의 반입 반출에 사용되는 처리실(22)의 천장면에는, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 기준 마커(24)가 설치되어 있고, 기준 마커(24)를 촬영하게 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) 또는 핸드(15)에서의 올바른 위치에 적재되어 있는지 여부를 판단하기 위해 사용되고 있다. 카메라(23) 및 기준 마커(24)를 구비하는 처리실(22)에 대하여 교시 데이터에 기초하여 로봇을 이동시키고, 그 때에 카메라(23)에 의해 워크(31)의 엣지(테두리부)가 찍히도록 기준 마커(24)를 촬영함으로써, 워크(31)가 핸드(14) 또는 핸드(15)에 정확하게 적재되어 있는지, 본래의 위치로부터 어긋나게 적재되는 경우에는 어느 방향으로 얼마나 어긋나 있는지를 알 수 있다. 워크(31)의 적재 위치가 본래 위치로부터 어긋나 있을 때는, 도시하지 않은 위치 수정 장치에 의해, 워크(31)의 적재 위치의 수정을 행할 수 있게 되어 있다.

이어서, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 위치 정보 복원 방법에 대하여 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 사용하고 있던 교시 데이터를, 재교시를 행하지 않고, 교환이나 재조립, 이설 후에도 사용할 수 있게 하는 것이다. 이하에서는, 로봇에 있어서의 기기의 교환, 로봇 자체의 재조립이나 이설을 총칭하여 로봇 교환이라 칭하기로 한다.

상술한 바와 같이 원점 위치는 로봇을 이동시킬 때의 위치 및 자세의 기준이 되는 것이며, 원점 위치에 있는 로봇에서는, 그 로봇의 각 모터(18)의 회전 위치가 모두 제로라고 간주된다. 모터(18)의 회전 위치는 그 모터(18)에 접속되는 인코더(19)에 의해 계측되어 로봇 컨트롤러(40)로 출력된다. 그러나, 암(12, 13)이나 핸드(14)에 대한 모터(18)의 조립 상태, 모터(18)와 인코더(19) 사이의 조립 상태에 따라서, 로봇이 원점 위치에 있다고 해도 인코더(19)로부터 출력되는 회전 위치의 값은 제로가 되는 것만은 아니다. 특히 본 실시 형태의 경우, 핸드(14, 15)의 설치 오차 등을 위해 제1 원점 위치와 제2 원점 위치의 2개의 원점 위치가 정의되기 때문에, 적어도 한쪽 원점 위치에서는 적어도 축 S에 대응하는 인코더(19)로부터 출력되는 값은 비제로의 값이다. 로봇이 원점 위치에 있을 때에 인코더(19)에서 계측되는 회전 위치를 원점 오프셋이라 칭한다. 원점 위치가 2개 정의됨에 따라서 원점 오프셋도 2가지의 값이 된다.

교시 데이터에 기초하여 로봇을 이동시킬 때는, 교시 데이터에 있어서는 원점 위치에서의 회전 위치를 제로로 한 후에 원점 오프셋에 의한 보상을 행하거나, 또는 원점 위치에서의 회전 위치는 원점 오프셋으로 나타내는 값인 것으로서 교시 데이터가 기술되어 있을 필요가 있다. 본 실시 형태에 있어서의 로봇은, 반송실(21) 주위에 배치된 복수의 처리실(22) 사이에 워크(31)의 전달을 행하는 것이며, 제1 핸드(14) 및 제2 핸드(15)가 동시에 반송실(21) 내에 위치하는 일은 있어도, 제1 핸드(14) 및 제2 핸드(15)가 동시에 각각의 처리실(22) 내로 이동하는 일은 없다. 제1 핸드(14)가 어느 처리실(22) 내에 있을 때는 제2 핸드(15)는 반송실(21) 내에 위치하고, 반대로, 제2 핸드(15)가 어느 처리실(22) 내에 있을 때는 제1 핸드(14)는 반송실(21) 내에 위치한다. 그래서, 교시 데이터에 기초하여 제1 핸드(14)를 어느 처리실(22)로 이동시킬 때와, 그 상태로부터 암(12, 13)을 접어 제1 핸드(14)를 반송실(22) 내로 복귀시킬 때는 제1 원점 위치와 그것에 대응하는 원점 오프셋을 사용하고, 동일하게 교시 데이터에 기초하여 제2 핸드(15)를 어느 처리실(22)로 이동시킬 때와, 그 상태로부터 암(12, 13)을 접어 제2 핸드(15)를 반송실(22) 내로 복귀시킬 때는 제2 원점 위치와 그것에 대응하는 원점 오프셋을 사용한다. 로봇 교환이 있었을 때, 예를 들어 모터(18)나 암(12, 13), 핸드(14, 15)의 교환을 행한 경우에는, 그 교환 전후에는 일반적으로 원점 오프셋의 값이 달라지게 된다. 따라서, 재교시를 행하지 않고 로봇 교환의 전후에 동일한 교시 데이터를 사용하기 위해서는, 로봇 교환에 의한 원점 오프셋의 변화에 기초하여 교시 데이터를 수정할 필요가 있다.

로봇 교환 후의 원점 오프셋을 구하는 경우에는, 로봇을 원점 위치로 이동시킬 필요가 있다. 이 때, 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, 15), 설치부(16) 등에 마련하고, 핀 구멍에 지그 핀을 삽입함으로써 로봇을 원점 위치에 고정하면 된다. 지그 핀을 사용하는 경우, 인코더(19)와는 별개로, 관절축을 공유하는 2개의 구조체(암(12, 13)이나 핸드(14, 15))의 한쪽에 원점 센서를 마련하고, 다른 쪽에 원점 센서를 감지할 수 있는 홈이나 돌기를 마련하고, 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, 15))의 상호간의 위치를 규제하는 기능을 가지는다. 본 실시 형태에서는, 제1 원점 위치에 대응하는 원점 오프셋과 제2 원점 위치에 대응하는 원점 오프셋의 양쪽을 구한다. 이들 2개의 원점 오프셋은, 축 A 및 축 B 각각에 대해서는 동일한 값을 가지지만, 축 S에 대해서는 일반적으로 상이한 값을 가지고 있다.

그런데 원점 위치는 로봇의 암(12, 13)이나 제1 핸드(14)가 접히고, 제2 핸드(15)는 제2 암(13)의 연장 방향으로 연장되어 있는 상태이며, 반송용 로봇과 같이 암이나 핸드가 긴 로봇인 경우, 원점 오프셋의 변화를 보상한 것만으로는, 암(12, 13)을 뻗고, 나아가 축 S의 둘레에서 설치부(16)를 회전시킴으로써 핸드(14, 15)를 회전시켜 이동하려고 한 경우에, 원하는 위치로 정확하게 이동할 수 있는 것만은 아니다. 이것은, 로봇 교환에 의해 로봇의 설치 위치나 방향이 어긋나고, 또한 핸드(14, 15)의 설치 상태가 변하는 일이 있기 때문이다. 그래서, 본 실시 형태에서는, 교시 데이터에 기초하여 로봇의 암(12, 13) 및 핸드(14, 15)를 뻗어서 소정 위치로 이동하는 것을 로봇 교환의 전과 후에 실행한다. 그리고, 로봇 자체의 좌표계와는 별개의 외부 좌표계(예를 들어, 처리실(22)에 있어서 정의된 좌표계)에 있어서, 로봇의 위치와 자세를 나타내는 좌표를 구한다. 이 좌표를 소정 위치 좌표라 칭한다. 소정 위치 좌표는, 원점 오프셋으로는 채 보상하지 못하는 어긋남을 보상하기 위한 것이기 때문에, 암(12, 13)이나 핸드(14, 15)를 가능한 한 뻗은 상태에서, 또한 로봇의 베이스(11)로부터 가능한 한 떨어진 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) 내에 있어서 반송실(21)로부터 먼 측에 마련되는 것이 바람직하다. 설치부(16)에 대한 핸드(14, 15)의 설치 오차 등을 고려할 필요가 있기 때문에, 제1 핸드(14)와 제2 핸드(15)의 각각에 대하여 소정 위치 좌표를 구한다. 단일 처리실(22)에 카메라(23) 및 기준 마커(24)를 마련하고, 제1 핸드(14) 및 제2 핸드(15)의 소정 위치 좌표를 순차로 구하게 해도 되고, 또는 반송실(21)을 사이에 두고 예를 들어 대향하는 위치에 있는 2개의 처리실(22)의 각각에 카메라(23) 및 기준 마커(24)를 마련하고, 그 중 한쪽 처리실(22)에 있어서 제1 핸드(14)에 관한 소정 위치 좌표를 구하고, 다른 쪽 처리실에 있어서 제2 핸드(15)에 관한 소정 위치 좌표를 구하게 해도 된다.

핸드(14)에 관한 소정 위치 좌표의 계측에서는, 워크(31)로서 측정용 지그를 핸드(14)의 올바른 위치에 적재하고, 측정용 지그를 얹은 채, 교시 데이터에 기초하여 핸드(14)를 처리실(22)로 이동시키고, 측정용 지그가 찍히도록 하여 카메라(24)에 의해 촬영한다. 동일하게 핸드(15)에 관한 소정 위치 좌표의 계측에서는, 워크(31)로서 측정용 지그를 핸드(15)의 올바른 위치에 얹고, 핸드(15)를 처리실(22)로 이동시키고, 지그가 찍히도록 하여 촬영을 행한다. 본 실시 형태에 있어서는, 측정용 지그로서는, 예를 들어 사각 형상의 것을 사용하고, 카메라(24)에 의해 촬영된 화상으로부터 지그의 엣지를 추출하고, 기준 마커(24)의 상과 지그의 엣지의 상의 위치 관계로부터 지그의 엣지의 좌표를 구하고, 이것을 로봇의 소정 위치 좌표로 한다. 이 때, 사각형인 측정용 지그의 정점의 위치 좌표를 구해도 되고, 정점의 좌표에 더하여, 로봇의 자세를 나타내는 것으로서, 정점에 연결되는 2개의 변의 방향을 취득해도 된다. 기준 마커(24)는 처리실(22)에 고정되어 있으므로, 여기에서 구해지는 지그의 엣지의 좌표, 즉 소정 위치 좌표는, 외부 좌표계에서의 로봇의 위치를 나타내게 된다. 소정 위치 좌표의 계측에 있어서 교시 데이터에 기초하여 로봇을 이동시키는 것은, 백래시의 영향을 배제하기 위함이다.

본 실시 형태의 위치 정보 복원 방법에서는, 로봇 교환의 전후에 있어서의 원점 오프셋의 변화량을 원점 어긋남양이라 하고, 로봇 교환의 전후에 있어서의 소정 위치 좌표의 변화량을 좌표 어긋남양이라 한다. 특허문헌 1, 3에 기재된 방법은, 결국은, 원점 어긋남양과 좌표 어긋남양의 합에 상당하는 것을 계측하여 교시 데이터의 수정에 사용하는 방법이며, 특허문헌 2에 기재된 방법은, 원점 어긋남양의 계측에 관한 것이다. 이에 비해 본 실시 형태에서는, 로봇 교환 후에 교시 데이터를 재사용할 때에는, 원점 어긋남양과 좌표 어긋남양의 양쪽을 사용하여 교시 데이터의 수정을 행하기는 하지만, 핸드별로, 원점 어긋남양과 좌표 어긋남양을 따로따로 관리한다. 기억부(44)에 있어서, 로봇 교환 전후에 있어서의 원점 오프셋과 그것으로부터 산출되는 핸드별 원점 어긋남양은 원점 오프셋 저장부(52)에 기억되교, 로봇 교환 전후의 소정 위치 좌표와 그것으로부터 산출되는 핸드별 좌표 어긋남양은 소정 위치 좌표 기억부(53)에 기억된다.

본 실시 형태에 있어서 원점 어긋남양과 좌표 어긋남양을 따로따로 관리하는 것은, 양자를 하나의 것으로서 관리한 경우에는, 이들 어긋남양에 이상이 있었다고 해도 그 이상을 발견하기가 어려워지고, 검출한 어긋남양의 타당성의 검증도 어려워지며, 또한 어느 어긋남양에 이상이 발생하였는지를 판별하는 것이 어려워져, 결국, 로봇의 재가동을 위해 큰 노력을 요하는 경우가 있기 때문이다. 원점 어긋남양은, 외부 환경과는 무관계한 로봇 자체의 내부 좌표에 관한 어긋남양이며, 로봇을 구성하는 구조체의 상호간의 관계가 로봇 교환에 의해 어떻게 변화되었는지를 나타내는 것이다. 이에 비해, 좌표 어긋남양은, 교환 전후에 있어서의 암(12, 13)이나 핸드(14, 15)의 길이의 차 등이 영향을 미칠 가능성은 있지만, 대형 반송용 수평 다관절 로봇의 경우, 기본적으로는, 로봇의 설치 위치나 방향의 차이에 의한 어긋남을 나타내는 것이다. 따라서 원점 어긋남양과 좌표 어긋남양을 따로따로 관리하는 것에 문제는 발생하지 않는다. 또한, 원점 어긋남양 및 좌표 어긋남양을 취득하는 도중의 과정에서, 예를 들어 전압 이상 등에 의해 데이터의 결락이 발생하였다고 해도, 원점 어긋남양의 산출까지가 끝난 상태라면, 다시 처음부터 다시 할 필요는 없고, 이미 산출된 원점 어긋남양을 그대로 이용하여, 좌표 어긋남양의 산출부터 재개할 수 있다.

여기서 좌표 어긋남양에 대하여 검토한다. 좌표 어긋남양에는, 기본적으로는, 로봇이 설치되는 평면에 있어서의 로봇의 설치 위치의 어긋남과, 로봇의 배향의 어긋남에 의해 발생하는 성분이 있다. 본 실시 형태의 목표는, 로봇 교환 후에 재교시를 행하지 않고 교시 데이터를 재이용하는 것이며, 교시 데이터를 재이용하였을 때에 각 처리실(22)에 있어서의 핸드(14, 15)의 위치의 오차를 소정값 이내로 하는 것이다. 제1 핸드(14)에 주목하면, 로봇의 설치 위치에 있어서의 예를 들어 1mm의 어긋남은, 제1 핸드(14)의 위치에 있어서의 1mm의 어긋남이 되는 것에 지나지 않지만, 로봇의 암(12, 13) 및 제1 핸드(14)의 길이의 합이 3m나 되는 대형 반송 로봇을 생각하면, 로봇의 배향에서의 0.1°의 어긋남은, 뻗은 제1 핸드(14)의 위치에서의 약 5mm의 어긋남에 상당한다. 설치 위치의 오차(로봇의 중심 위치의 어긋남)를 1mm 이하로 하는 것은 용이하지만, 배향의 오차를 0.1° 이하로 하는 것은 어렵다. 따라서, 좌표 어긋남양은 로봇 교환 후의 로봇의 배향의 어긋남을 보정하는 것으로 생각할 수 있고, 그러면, 1개의 기준 마커(24)를 사용하여 간결한 연산에 의해 좌표 어긋남양을 구할 수 있게 된다. 그리고 정확하게 구한 원점 어긋남양과, 1개의 기준 마커(24)를 사용하여 산출한 좌표 어긋남양을 사용하여, 로봇 교환보다 앞서 사용하고 있던 교시 데이터를 수정함으로써, 그 교시 데이터를 재이용할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 어느 처리실(22)에 마련된 카메라(23) 및 기준 마커(24)를 사용하여 핸드별로 좌표 어긋남양을 결정하고 있지만, 카메라(23) 및 기준 마커(24)를 마련하는 처리실(22)은, 교시 데이터에 기초하여 로봇을 이동시킬 때에 그 핸드가 실제로 사용하는 처리실(22)인 것이 바람직하다. 또한, 핸드별로 소정 위치 좌표로부터 좌표 어긋남양을 구하면 원점 어긋남양과 좌표 어긋남양을 사용하여 그 핸드를 사용하는 교시 데이터를 수정하고, 일단 원점 위치로 복귀되고 나서 다시, 상기 소정 위치로 이동하여 소정 위치 좌표를 구하고, 전회 구한 소정 위치 좌표와 금회 구한 소정 위치 좌표의 차가 허용값 이내라면 그 핸드에 관한 좌표 어긋남양을 확정하고, 그렇지 않으면 금회 구한 소정 위치 좌표에 의해 좌표 어긋남양을 갱신하는 것을 반복함으로써, 교시 데이터를 재이용할 때의 보정 정밀도를 높일 수 있다.

도 4는, 본 실시 형태의 위치 정보 복원 방법에 의한 처리의 일례를 나타내고 있다. 도 4에 있어서, 스텝 101 내지 103은 로봇 교환을 행하기 전의 준비 단계의 처리를 나타내고 있으며, 스텝 105 내지 116은 로봇 교환 후에 행하는 처리를 나타내고 있다. 로봇 교환 전에 행하는 처리에서는 우선, 스텝 101에 있어서, 로봇 교환을 행하기 전의 핸드별 원점 오프셋을 원점 오프셋 저장부(52) 내에 기억한다. 로봇을 설치하였을 때에는, 통상 그 로봇의 원점 맞춤을 행하여 핸드별 원점 오프셋을 구해 두었을 터이므로, 그 값을 이용하면 된다. 다음으로 스텝 102에 있어서, 제1 핸드(14)에 워크(31)로서 측정용 지그를 설치하고, 제1 핸드(14)에 의해 처리실(22)에 액세스할 때의 교시 데이터인 교시 데이터 A에 기초하여 상술한 소정 위치로 로봇을 이동시키고, 카메라(23) 및 기준 마커(24)를 사용하여 지그의 엣지를 검출하여 소정 위치 좌표를 구한다. 여기에서 구한 소정 위치 좌표를 제1 핸드(14)에 관한 위치 P1이라 하고, 소정 위치 좌표 저장부(53) 내에 기억한다. 동일하게 스텝 103에 있어서, 제2 핸드(15)에 워크(31)로서 측정용 지그를 설치하고, 제2 핸드(15)에 의해 처리실(22)에 액세스할 때의 교시 데이터인 교시 데이터 B에 기초하여 상술한 소정 위치에 로봇을 이동시키고, 카메라(23) 및 기준 마커(24)를 사용하여 지그의 엣지를 검출하여 소정 위치 좌표를 구한다. 여기에서 구한 소정 위치 좌표를 제2 핸드(15)에 관한 위치 P2라 하고, 소정 위치 좌표 저장부(53) 내에 기억한다.

스텝 103의 실행 후, 스텝 104에 있어서, 로봇 교환, 즉, 로봇에 있어서의 모터나 암, 핸드 등의 기기의 교환, 로봇 자체의 재조립이나 이설을 행한다.

로봇 교환의 종료 후, 스텝 105에 있어서, 로봇을 제1 핸드(14)에 대응하는 제1 원점 위치와 제2 핸드(15)에 대응하는 제2 원점 위치로 기계적으로 이동시키고, 각각의 경우에 대하여 로봇 교환 후의 원점 오프셋을 구하여 원점 오프셋 저장부(52) 내에 기억한다. 스텝 106에 있어서, 원점 오프셋 저장부(52) 내에 기억되어 있는 핸드별 로봇 교환 전후에 있어서의 원점 오프셋의 차를 원점 어긋남양 D1, D2로서 구하여 원점 오프셋 저장부(52) 내에 기억한다. 제1 핸드(14)에 관한 원점 오프셋의 차가 원점 어긋남양 D1이며, 제2 핸드(15)에 관한 원점 오프셋의 차가 원점 어긋남양 D2이다. 계속해서 스텝 107에 있어서, 스텝 102에서 사용한 것과 동일한 측정용 지그를 제1 핸드(14)에 탑재하여, 원점 어긋남양 D1을 고려하여, 즉, 원점 어긋남양 D1에 기초하여 수정한 교시 데이터 A를 사용하여 로봇을 소정 위치로 이동시킨다. 그리고, 상술과 동일하게 하여 소정 위치 좌표를 구하고, 이 때의 소정 위치 좌표를 위치 Q1로서 소정 위치 좌표 저장부(53) 내에 기억한다. 다음으로 스텝 108에 있어서, 위치 P1과 위치 Q1의 차로부터 제1 핸드(14)에 관한 좌표 어긋남양 E1을 구하여 소정 위치 좌표 저장부(53) 내에 기억한다.

이어서, 스텝 109에 있어서 로봇 컨트롤러(40)에 대한 커맨드 입력에 의해 로봇을 제1 원점 위치로 이동시키고, 그 후, 제1 핸드(14)에 관한 원점 어긋남양 D1 및 좌표 어긋남양 E1에 기초하여 수정한 교시 데이터 A를 사용하여 로봇을 제1 원점 위치로부터 소정 위치로 이동시키고, 상술과 동일하게 하여 소정 위치 좌표를 구하고, 이 때의 소정 위치 좌표를 위치 R1로서 소정 위치 좌표 저장부(53) 내에 기억한다. 그리고 스텝 110에 있어서, 로봇 교환 전에 구한 위치 P1과 금회 구한 위치 R1의 차가 허용값을 초과하는지 여부를 판정한다. 허용값을 초과할 때는, 제1 핸드(14)에 관한 좌표 어긋남양 E1이 고정밀도로 요구되지 않는 때이므로, 스텝 111에 있어서, 위치 P1과 위치 R1의 차에 기초하여 좌표 어긋남양 E1을 재계산하여, 소정 위치 좌표 저장부(53) 내에 기억한다. 좌표 어긋남양 E1의 재계산에서는, 재계산 전의 좌표 어긋남양 E1에서는 위치 P1과 위치 R1 사이에 허용값을 초과하는 어긋남이 발생하고 있었으므로, 이 어긋남을 해소하도록 좌표 어긋남양 E1을 수정하는 값을 구하는 연산을 행한다. 스텝 111의 실행 후에는 스텝 109로 복귀되고, 위치 P1과 위치 R1의 차가 허용값 이내로 될 때까지 스텝 109로부터 스텝 111의 처리를 반복한다. 스텝 110에 있어서 위치 P1과 위치 R1의 차가 허용값 이내라면, 제1 핸드(14)에 관한 좌표 어긋남양 E1이 확정된 것으로 되고, 스텝 112로 이행된다.

제1 핸드(14)에 관한 좌표 어긋남양 E1이 확정되면, 계속해서, 동일한 수순에 의해 제2 핸드(15)에 관한 좌표 어긋남양 E2를 결정한다. 스텝 112에서는, 스텝 103에서 사용한 것과 동일한 측정용 지그를 제2 핸드(15)에 탑재하고, 원점 어긋남양 D2에 기초하여 수정한 교시 데이터 B를 사용하여 로봇을 소정 위치로 이동시켜, 소정 위치 좌표를 구하고, 이 때의 소정 위치 좌표를 위치 Q2로서 소정 위치 좌표 저장부(53) 내에 기억한다. 스텝 113에 있어서, 위치 P2와 위치 Q2의 차로부터 제2 핸드(15)에 관한 좌표 어긋남양 E2를 구하여 소정 위치 좌표 저장부(53) 내에 기억한다. 다음으로 스텝 114에 있어서, 커맨드 입력에 의해 로봇을 제2 원점 위치로 이동시키고, 그 후, 제2 핸드(15)에 관한 원점 어긋남양 D2 및 좌표 어긋남양 E2에 기초하여 수정한 교시 데이터 B를 사용하여 로봇을 제2 원점 위치로부터 소정 위치로 이동시켜 소정 위치 좌표를 구하고, 이 때의 소정 위치 좌표를 위치 R2로서 소정 위치 좌표 저장부(53) 내에 기억한다. 그리고 스텝 115에 있어서, 로봇 교환 전에 구한 위치 P2와 금회 구한 위치 R2의 차가 허용값을 초과하는지 여부를 판정한다. 허용값을 초과할 때는, 스텝 116에 있어서, 위치 P2와 위치 R2의 차에 기초하여, 이 차를 해소하도록 좌표 어긋남양 E2를 수정하는 값을 구하는 연산을 행한다. 스텝 116의 실행 후에는 스텝 114로 복귀되어, 위치 P2와 위치 R2의 차가 허용값 이내로 될 때까지 스텝 114로부터 스텝 116의 처리를 반복한다. 스텝 115에 있어서 위치 P2와 위치 R2의 차가 허용값 이내라면, 제2 핸드(15)에 관한 좌표 어긋남양 E2도 확정된 것으로 되어, 위치 정보 복원의 처리를 종료한다.

상술한 바와 같이 핸드별로 원점 어긋남양 및 좌표 어긋남양이 결정되고, 원점 오프셋 저장부(52) 및 소정 위치 좌표 저장부(53)에 각각 기억된 후에는, 로봇 교환 전에 사용하고 있던 교시 데이터에 대하여 원점 어긋남양 및 좌표 어긋남양에 기초하는 수정을 실시함으로써, 로봇 교환 후에도 그 교시 데이터를 계속해서 이용할 수 있게 된다. 교시 데이터의 수정에서는, 그 교시 데이터가 제1 핸드(14) 및 제2 핸드(15)의 어느 쪽을 사용하여 처리실(22)에 액세스하는가에 따라, 사용하는 핸드에 대응하는 원점 어긋남양 및 좌표 어긋남양을 사용하여 그 교시 데이터를 수정한다. 따라서, 어느 핸드를 사용하고 있는지를 판별할 필요가 있다. 이하, 사용하고 있는 핸드의 검지 방법에 대하여 설명한다.

본 실시 형태에 있어서 나타내는 반송용 로봇은, 처리실(22)에 대하여 워크(31)를 출입시키기 위해 사용되지만, 핸드(14, 15)나 그것에 보유 지지된 워크(31)가 반송실(21)의 벽면과 충돌하는 것을 피하기 위해서, 핸드(14, 15)의 축 S의 둘레에서의 회전은, 축 S가 반송실(21)의 중앙부에 있을 때, 바꿔 말하면 로봇이 원점 위치나 그 근방에 있을 때에 행해진다. 축 S의 둘레의 회전에 의해 핸드(14, 15)의 방향이 정해지면, 그 후에는 반송실(21)의 좌표계에 대하여 핸드(14, 15)가 평행 이동하도록 로봇은 이동하고, 특히 처리실(22)에 대하여 워크(31)를 출입시킬 때는, 핸드(14, 15)는, 그 처리실(22)의 정면 방향으로부터 처리실(22)에 대하여 직선적으로 이동한다. 그래서, 본 실시 형태에서는, 로봇에 있어서, 베이스(11)에 고정된 직교 좌표계인 XY 좌표계와는 별도로, 핸드(14, 15)가 연장되는 방향을 Y'축으로 하는 변환 좌표계(X' Y' 좌표계)를 정의한다. 도 5는 변환 좌표계를 설명하는 도면이며, 변환 좌표계와 베이스(11)에 고정된 직교 좌표계(XY 좌표계)의 관계를 나타내고 있다. 도면에서는 베이스(11)는 나타내지 않고, 또한 암(12, 13) 및 핸드(14, 15)를 굵은 선으로 나타내고 있다. 도면에 있어서의 점 C는, 설치부(16)가 축 S에 접속되는 위치이며, 핸드(14, 15)가 회전할 때의 회전 중심이 되고, 또한 로봇의 암(12, 13)을 이동시킬 때의 제어 대상이 되는 점이다. XY 좌표계의 원점 O는, 베이스(11)와 제1 암(12)의 관절축인 축 A(도 1 참조)의 위치에 있다. 베이스(11)는 반송실(21)에 고정되어 있기 때문에, 로봇의 설치 위치의 오차 등의 기여를 제외하면, XY 좌표계도 반송실(21)에 고정되어 있다고 할 수 있다. 한편, 변환 좌표계는, 그 원점이 XY 좌표계의 원점 O와 일치하고, Y'축의 방향이 핸드(14, 15)의 한쪽이 연장되는 방향과 일치하는 직교 좌표계이다. 제1 핸드(14)가 연장되는 방향을 Y'축 방향으로 하느냐, 제2 핸드(15)가 연장되는 방향을 Y' 방향으로 하느냐에 따라, 변환 좌표계에는 2가지의 결정 방법이 있다. 도 5의 (a)는 제1 핸드(14)가 연장되는 방향을 Y'축 방향으로 한 경우를 나타내고, 도 5의 (b)는 제2 핸드(15)가 연장되는 방향을 Y'축 방향으로 한 경우를 나타내고 있다.

본 실시 형태에서는, 원점 위치나 그 근방에 있는 로봇에 있어서 핸드(14, 15)를 축 S의 둘레에서 회전시킨 후에는, 반송실(21)의 좌표계에 대하여 핸드(14, 15)는 평행 이동할 뿐이다. 그래서 교시 데이터에서는, 원점 위치로부터 처리실(22)을 향하는 이동, 처리실(22)로부터 원점 위치로 복귀되는 이동은, 점 C를 제어 대상의 점으로 하여 이 점에 대한 이동 명령을 변환 좌표계(X' Y' 좌표계)로 나타내기로 한다. 변환 좌표계를 사용함으로써, 핸드(14, 15)를 처리실(22) 내로 이동시키거나 또는 처리실(22)로부터 밖으로 꺼낼 때의 움직임은, 점 C의 좌표의 Y' 좌표값에 대한 가산 또는 감산으로 표시된다. 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이 제1 핸드(14)가 연장되는 방향을 Y'축 방향으로서 정하였을 때는, 어느 처리실(22)로의 제1 핸드(14)의 이동 방향은, Y'축 정방향이 되고, 제1 핸드(14)가 원점 위치으로부터 그 처리실(22)로 이동하는 동안과, 그 처리실(22)로부터 원점 위치로 복귀되는 동안에는, 점 C의 좌표의 Y' 좌표값은 정이다. 또한, 도 5의 (a)의 경우, 어느 처리실(22)로의 제2 핸드(15)의 이동 방향은, Y'축 부방향이 되고, 제2 핸드(15)가 원점 위치로부터 어느 처리실(22)로 이동하는 동안과, 처리실(22)로부터 원점 위치로 복귀되는 동안에는, 점 C의 좌표의 Y' 좌표값은 부이다. 동일하게, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이 제2 핸드(15)가 연장되는 방향을 Y'축 방향으로서 정하였을 때는, 제1 핸드(14)에 의해 어느 처리실(22)에 액세스하는 움직임에서는 점 C의 좌표의 Y' 좌표값은 부이며, 제2 핸드(15)에 의해 어느 처리실(22)에 액세스하는 움직임에서는 점 C의 좌표의 Y' 좌표값은 정이 된다. 그래서, 교시 데이터에 있어서 제어 대상이 되는 점 C의 좌표의 Y' 좌표값이 정인지 부인지를 판별함으로써, 로봇에 센서 등을 마련하지 않고, 핸드(14, 15) 중 어느 핸드로 처리실(22)에 액세스하려고 하는지를 판단할 수 있다.

[실시 형태의 효과]

이상 설명한 실시 형태에 따르면, 복수의 핸드를 구비하는 로봇에 있어서, 핸드별로, 원점 오프셋에 기초하는 원점 어긋남양과 소정 위치 좌표에 기초하는 좌표 어긋남양을 별개로 산출하여, 기억하고 관리함으로써, 각 어긋남양에 있어서의 이상치의 검출을 확실하게 실시할 수 있게 됨과 함께, 핸드별 원점 어긋남양과 좌표 어긋남양을 사용하여 교시 데이터를 수정함으로써, 재교시를 행하지 않고, 또한 핸드별 캘리브레이션 결과가 다른 핸드에 영향을 미치지 않고, 로봇 교환 전에 사용하고 있던 교시 데이터를 로봇 교환 후에도 사용할 수 있게 된다. 또한, 도 2에 나타내는 로봇 컨트롤러(40)는, 원점 오프셋과 소정 위치 좌표를 별개로 관리할 수 있게 한 것이지만, 하드웨어 구성으로서는 일반적인 로봇 컨트롤러와 다른 것은 없으므로, 본 실시 형태의 위치 정보 복원 방법은, 일반적인 로봇 컨트롤러를 사용하여 실현할 수 있다.

[다른 실시 형태]

이상 설명한 위치 정보 복원 방법에서는, 처리실(22)에 마련된 1개의 기준 마커(24)를 사용하여 소정 위치 좌표를 구하고 있지만, 처리실(22)에 마련된 2개의 기준 마커(24)를 사용함으로써, 설치 위치의 어긋남과 배향의 어긋남을 분리하여 취득할 수 있게 되어, 좌표 어긋남양을 단시간에 고정밀도로 구할 수 있게 된다. 도 6은 처리실(22)에 2개의 기준 마커(24)를 마련하는 것으로 하여, 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 있으므로, 원점 어긋남양에 대해서는 원점 센서에 의한 대강의 조정만을 행하여 취득한 값을 사용해도, 교시 데이터를 재이용하였을 때에 충분한 정밀도로 로봇을 이동시킬 수 있다. 충분히 넓은 시야를 가지는 카메라(23)를 사용할 수 있는 것이면, 단일 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 사용하는 것이면, 2개의 기준 마커(24)를 사용할 때는, 지그의 1개의 대각선의 양측 정점의 각각에 대응하여 기준 마커(24)를 배치하면 된다. 이와 같이 함으로써, 지그의 엣지를 검출하는 두 위치 사이의 거리를 길게 할 수 있으므로, 배향의 어긋남을 고정밀도로 검출할 수 있게 된다.

도 1에 나타내는 로봇은, 베이스(11)에 대하여 암(12, 13)과 핸드(14)가 이 순서대로 연결된 수평 다관절 로봇이지만, 본 발명의 위치 정보 복원 방법이 적용 가능한 로봇은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 베이스와, 베이스에 접속되는 베이스측 링크와, 베이스측 링크의 선단에 접속되는 암측 링크와, 암측 링크의 선단에 접속되는 암과, 암의 선단에 접속되는 핸드와, 베이스에 마련되어 베이스측 링크를 승강하는 기구를 구비하고, 링크 기구에 의해 암측 링크의 선단 움직임이 규제된 수평 다관절 로봇에 대해서도 본 발명은 적용 가능하다. 나아가, 수직 다관절 로봇 등에도 본 발명은 적용 가능하다.

11: 베이스
12, 13: 암
14, 15: 핸드
16: 설치부
18: 모터
19: 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 펜던트

Claims (10)

1. 복수의 처리실을 가지는 처리 장치에 있어서 사용되고, 교시 데이터에 기초하여, 대상물을 지지하여 상기 복수의 처리실 사이에서 반송하는 로봇의 위치 정보 복원 방법에 있어서,
   상기 로봇은, 상기 처리 장치에 설치되는 베이스와, 상기 대상물을 지지하는 복수의 핸드와, 상기 베이스와 상기 복수의 핸드 사이에 개재하는 적어도 1개의 암을 구비하고 있고,
   상기 복수의 핸드는, 상기 베이스로부터 보아 말단이 되는 상기 암에 대하여 설치부를 통해 설치되어 있고,
   상기 로봇의 일부 교환, 상기 로봇의 일부 또는 전부의 재조립, 혹은 상기 로봇의 이설을 로봇 교환으로 하여, 상기 로봇 교환의 실행 전에, 상기 로봇의 상기 핸드별 원점 오프셋과, 상기 암을 뻗어 상기 핸드를 소정 위치로 이동하였을 때의 상기 로봇의 위치와 자세를 나타내는 상기 핸드별 소정 위치 좌표를 기억하는 공정과,
   상기 로봇 교환 후, 상기 로봇의 원점 오프셋을 상기 핸드별로 취득하고, 상기 로봇 교환 전의 상기 원점 오프셋과 상기 로봇 교환 후 상기 원점 오프셋의 차인 원점 어긋남양을 상기 핸드별로 기억하는 공정과,
   상기 로봇 교환 후, 상기 암을 뻗어 상기 핸드를 상기 소정 위치로 이동시켜 상기 핸드별로 상기 소정 위치 좌표를 취득하고, 상기 핸드별 상기 로봇 교환 전의 상기 소정 위치 좌표와 상기 로봇 교환 후 상기 소정 위치 좌표의 차에 기초하여 상기 핸드별로 좌표 어긋남양을 산출하여 기억하는 공정을 가지고,
   상기 핸드별로 상기 원점 어긋남양과 상기 좌표 어긋남양을 별개로 관리하고,
   상기 복수의 핸드 중 상기 교시 데이터에 있어서 사용되는 핸드를 검지하고, 상기 검지된 핸드에 대한 상기 원점 어긋남양과 상기 좌표 어긋남양을 사용하여 상기 교시 데이터를 수정하는, 위치 정보 복원 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 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.
3. 제1항에 있어서, 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.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 기준 마커는 상기 복수의 처리실 중 어느 1개의 처리실에 마련되는, 위치 정보 복원 방법.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 로봇 교환의 전후에 있어서의 상기 소정 위치 좌표의 어긋남이 허용 범위 이내로 될 때까지, 상기 원점 어긋남양과 상기 좌표 어긋남양을 사용하여 상기 교시 데이터를 수정하여 수정 후의 상기 교시 데이터에 기초하여 상기 로봇을 원점 위치로부터 상기 소정 위치로 이동시켜 상기 좌표 어긋남양을 재계산하는 것을 반복하는, 위치 정보 복원 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 핸드의 개수는 2개이며, 상기 2개의 핸드가 서로 180°의 위치 관계를 이루도록 상기 설치부에 설치되어 있는, 위치 정보 복원 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 교시 데이터에 있어서, 상기 2개의 핸드 중 한쪽 핸드가 연장되는 방향을 정방향으로 하는 변환 좌표계가 사용되고,
   상기 교시 데이터에 있어서의 상기 처리실로의 핸드의 이동 방향이 상기 변환 좌표계의 정방향과 일치할 때는 상기 한쪽 핸드가 상기 사용되는 핸드라고 검지하고,
   상기 교시 데이터에 있어서의 상기 처리실로의 핸드의 이동 방향이 상기 변환 좌표계의 부방향과 일치할 때는 다른 쪽 핸드가 상기 사용되는 핸드라고 검지하는, 위치 정보 복원 방법.
9. 제6항에 있어서, 상기 핸드의 개수는 2개이며, 상기 2개의 핸드가 서로 180°의 위치 관계를 이루도록 상기 설치부에 설치되어 있는, 위치 정보 복원 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 교시 데이터에 있어서, 상기 2개의 핸드 중 한쪽 핸드가 연장되는 방향을 정방향으로 하는 변환 좌표계가 사용되고,
    상기 교시 데이터에 있어서의 상기 처리실로의 핸드의 이동 방향이 상기 변환 좌표계의 정방향과 일치할 때는 상기 한쪽 핸드가 상기 사용되는 핸드라고 검지하고,
    상기 교시 데이터에 있어서의 상기 처리실로의 핸드의 이동 방향이 상기 변환 좌표계의 부방향과 일치할 때는 다른 쪽 핸드가 상기 사용되는 핸드라고 검지하는, 위치 정보 복원 방법.

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