KR102366250B1

KR102366250B1 - 감시 방법

Info

Publication number: KR102366250B1
Application number: KR1020207014448A
Authority: KR
Inventors: 마사야 요시다; 히로유키 오카다; 아츠시 나카야
Original assignee: 카와사키 주코교 카부시키 카이샤
Priority date: 2017-11-24
Filing date: 2018-09-10
Publication date: 2022-02-23
Also published as: US11440200B2; KR20200070351A; CN111356563A; WO2019102688A1; JP2019093503A; JP7001439B2; TWI687290B; TW201927498A; CN111356563B; US20200298416A1

Abstract

복수의 구동부를 구비하고, 동시에 소정의 공정 동작을 수행하는 로봇을 감시하기 위한 감시 방법으로서, 소정의 공정 동작을 1회 이상 수행하여, 복수의 공정 부분 각각에서, 동작하는 감시 대상으로 설정된 모든 구동부에 관해, 설정되어 있는 모든 감시 파라미터를 검출하는 준비 운전 공정과, 준비 운전 공정에서 검출된 모든 감시 파라미터 각각에 대하여 소정의 부하 평가 방법에 기초해 부하 정도를 도출하고, 부하 정도가 큰 순서로 검출된 모든 감시 파라미터를 랭크 지정하는 랭크 지정 공정과, 주로, 랭크 지정 공정에서 상위에 랭크 지정된 감시 파라미터를, 그 감시 파라미터가 검출된 공정 부분에서 구동부에 대해 감시하는 통상 운전 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

감시 방법

본 발명은 복수의 구동부를 구비하고, 또한 소정의 공정 동작을 수행하는 로봇을 감시하기 위한 감시 방법에 관한 것이다.

종래부터, 복수의 구동부(예를 들어, 복수의 관절축 각각에 설치되는 모터 등)를 구비하고, 또한 소정의 공정 동작을 수행하는 로봇을 감시하기 위한 감시 방법이 알려져 있다. 이러한 감시 방법이, 예를 들어, 특허문헌에 기재된 이상 판정 장치에서 수행되고 있다.

특허문헌의 이상 판정 장치는, 각각의 검출부에 의해 검출된 각각의 전류값을 연산한 연산값과, 동작 패턴별로 관련해 미리 설정된 연산값의 허용 범위에 기초하여 로봇 장치에 비정상적인 외력이 가해지고 있는지 여부를 판정한다. 또한, 각각의 검출부에 의해 검출된 각각의 전류값을 합계한 전류값과, 취득부에 의해 취득된 동작 전류의 합계 값의 허용 범위에 기초하여, 로봇 장치의 동작이 이상이 있는지 여부를 판정한다.

일본특허공개공보 특개2013-66987호

그런데, 특허문헌에서는, 복수의 검출부에 의해 검출된 전류값 각각을 연산하여 연산값을 취득하고, 당해 복수의 연산값과 동작 패턴별로 미리 설정된 연산값의 허용 범위를 비교하는 등으로 이상의 유무를 판정하고 있다. 따라서, 특허문헌 1의 이상 판정 장치는, 처리하는 데이터양이 커져 버리는 문제가 있었다. 이에 따라서, 예를 들어, 처리 속도가 느려지거나, 연산 처리 등의 신뢰성이 저하되고, 또한 고가의 장치가 필요하게 되는 등의 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 종래보다 처리하는 데이터양을 적게 하여, 다양한 문제를 해소할 수 있는 로봇을 감시하기 위한 감시 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 감시 방법은, 복수의 구동부를 구비하고, 또한 소정의 공정 동작을 수행하는 로봇을 감시하기 위한 감시 방법으로서, 상기 복수의 구동부 중 적어도 하나가 감시 대상으로 설정되고, 감시 대상으로 설정된 구동부의 각각에, 그 동작에 관한 1종 이상의 감시 파라미터가 미리 설정되며, 상기 소정의 공정 동작은, 시간축 상에서 순차적으로 되는 복수의 공정 부분을 포함하고, 상기 복수의 공정 부분 각각에서 감시 대상으로 설정된 적어도 하나의 구동부가 동작하고, 상기 소정의 공정 동작을 1회 이상 수행하여, 상기 복수의 공정 부분 각각에서, 동작하는 감시 대상으로 설정된 모든 구동부에 관련해, 설정되어 있는 모든 감시 파라미터를 검출하는 준비 운전 공정과, 상기 준비 운전 공정에서 검출된 모든 감시 파라미터 각각에 대하여 소정의 부하 평가 방법에 기초해 부하 정도를 도출하고, 상기 부하 정도가 큰 순서로 상기 검출된 모든 감시 파라미터를 랭크 지정하는 랭크 지정 공정과, 주로, 상기 랭크 지정 공정에서 상위에 랭크 지정된 감시 파라미터를, 그 감시 파라미터가 검출된 공정 부분에서 구동부에 대해 감시하는 통상 운전 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 따르면, 주로 랭크 지정 공정에서 상위에 랭크 지정된 감시 파라미터를, 그 감시 파라미터가 검출된 공정 부분에서 구동부에 대해 감시한다. 그 결과, 종래보다 처리하는 데이터양을 적게 하여 다양한 문제를 해소할 수 있는 로봇을 감시하기 위한 감시 방법을 제공할 수 있다.

상기 구동부는 상기 로봇이 구비하는 적어도 하나의 관절축 각각에 설치되는 모터라도 좋다.

상기 구성에 따르면, 로봇이 구비하는 적어도 하나의 관절축 각각에 설치되는 모터를 감시할 때 처리하는 데이터 량을 줄일 수 있다.

상기 통상 운전 공정에서, 상기 랭크 지정 공정에서 상위에 랭크 지정된 감시 파라미터만을, 그 감시 파라미터가 검출된 공정 부분에서 구동부에 대해 감시하여도 좋다.

상기 구성에 따르면, 처리하는 데이터의 양을 더욱 줄이는 것이 가능해진다. 그 결과, 상기 본 발명이 발휘하는 효과를 현저하게 하는 것이 가능해진다.

예를 들어, 상기 감시 파라미터로서 상기 구동부의 동작에 관한 위치 편차, 속도 편차, 가속도 편차 및 전류값 중 적어도 1 종이 설정되어도 좋다.

상기 감시 파라미터는 각각의 구동부 각각에 대해 복수로 설정되어 있어도 좋다.

상기 구성에 따르면, 각각의 구동부를 복수의 감시 파라미터에 의해 다면적으로 감시할 수 있기 때문에, 감시의 정확도를 향상시킬 수 있다.

상기 복수의 공정 부분은 각각 상기 소정의 공정 동작을 상기 로봇이 수행하는 작업 단위 또는 동작 단위별로 구획하여 구성되어 있어도 좋다.

상기 구성에 따르면, 로봇이 수행하는 어느 작업 또는 동작에서 로봇의 어느 부분에 걸리는 부하 정도가 큰 지를 평가하는 것이 가능해진다.

상기 랭크 지정 공정의 완료시에 그 취지를 통지하여도 좋다.

상기 구성에 따르면, 랭크 지정 공정의 완료시에 사용자가 그 취지를 인지하는 것이 가능해진다.

상기 통상 운전 공정에서 감시하고 있는 구동부의 부하 정도가 소정의 임계값을 초과하면 경보를 발하여도 좋다.

상기 구성에 따르면, 구동부의 부하 정도가 소정의 임계값을 초과하는 경우 유저가 그 취지를 인지하는 것이 가능해진다.

상기 로봇은 상기 소정의 공정 동작을 제조 현장에서 수행하는 반송용 로봇이라도 좋다.

상기 구성에 따르면, 소정의 공정 동작을 제조 현장에서 수행하는 반송용 로봇을 감시하는 것이 가능해진다.

상기 제조 현장은 반도체 제조 현장이고, 상기 로봇은 반도체 웨이퍼를 반송하는 반송용 로봇이라도 좋다.

상기 구성에 따르면, 소정의 공정 동작을 반도체 제조 현장에서 수행하는 반도체 웨이퍼를 반송하는 반송용 로봇을 감시하는 것이 가능해진다.

본 발명은, 종래보다 처리하는 데이터양을 적게 하여 다양한 문제를 해소할 수 있는 로봇을 감시하기 위한 감시 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 감시 방법이 실행되는 로봇 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 감시 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 감시 방법의 랭크 지정 공정에서 취득되는 위치 편차 랭킹의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 감시 방법의 랭크 지정 공정에서 취득되는 속도 편차 랭킹의 일례를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 감시 방법의 랭크 지정 공정에서 취득되는 가속도 편차 랭킹의 일례를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 감시 방법의 랭크 지정 공정에서 취득되는 전류값 랭킹의 일례를 도시하는 도면이다.

이하에서, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 여기서, 이하에서는 모든 도면을 통해 동일 또는 대응하는 요소에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 중복된 설명을 생략한다. 도 1은 본 실시예에 따른 감시 방법이 실행되는 로봇 시스템을 도시하는 개략도이다.

(로봇 시스템(10))

본 실시예에 따른 감시 방법은, 반도체 제조 현장인 클린 룸 내에서 소정의 공정 작업을 수행하는 로봇(20)를 감시하기 위해서, 당해 로봇(20)을 구비한 로봇 시스템(10)에서 실행된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 로봇 시스템(10)은, 로봇(20)과, 반도체 웨이퍼(W)를 수용하기 위한 수용부(50)와, 반도체 웨이퍼(W)의 각도를 정렬을 수행하기 위한 프리 얼라이너(pre-aligner)(70)와, 반도체 웨이퍼(W)에 처리를 실시하기 위한 처리 장치(90)를 구비한다. 수용부(50)는 로봇(20) 및 프리 얼라이너(70)가 배치되는 공간을 통해 처리 장치(90)로부터 떨어져 배치되어 있다.

(로봇(20))

본 실시예에 따른 로봇(20)은, 반도체 제조 현장인 클린 룸 내에서 반도체 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 반송용 로봇이다. 또한, 로봇(20)은, 이른바 수평 다관절형의 3축 로봇이고, 3개의 관절축(제1 관절축(AX1), 제2 관절축(AX2) 및 제3 관절축(AX3))을 구비한다. 로봇(20)은 기대(基台)(22)와, 기대(22)의 상면에 설치되어 있는 상하 방향으로 신축 가능한 승강축(미도시)과, 당해 승강축의 상단부에 설치되는 로봇 암(30)과, 로봇 암(30)의 선단부에 설치되는 엔드 이펙터(38)와, 로봇 암(30) 및 엔드 이펙터(38)를 제어하는 로봇 제어부(40)를 구비한다.

기대(22)의 상면에 설치되어 있는 승강축은, 도시하지 않은 에어 실린더 등으로 신축 가능하게 구성되어 있다.

로봇 암(30)은, 수평 방향으로 연장되는 긴 형상의 부재로 구성되어 있는 제1 암(32a), 제2 암(32b) 및 손목부(32c)를 포함한다. 제1 암(32a)은, 그 길이 방향의 일단부가 도시하지 않은 모터(구동부)로 구동되는 제1 관절축(AX1)을 통해 승강축의 상단부에 설치되어 있다. 이에 따라서, 제1 암(32a)는 연직 방향으로 연장되는 축선 둘레로 회동 가능한 상태로 승강축에 설치되어 있다. 제2 암(32b)은, 그 길이 방향의 일단부가 도시하지 않은 모터(앞과 동일)로 구동되는 제2 관절축(AX2)을 통해 제1 암(32a)의 타단부에 설치되어 있다. 이에 따라서, 제2 암(32b)은 연직 방향으로 연장되는 축선 둘레로 회동 가능한 상태로 제1 암(32a)에 설치되어 있다. 손목부(32c)는, 그 길이 방향의 일단부가 도시하지 않은 모터(앞과 동일)로 구동되는 제3 관절축(AX3)을 통해 제2 암(32b)의 타단부에 설치되어 있다. 이에 따라서, 손목부(32c)는 연직 방향으로 연장되는 축선 둘레로 회동 가능한 상태로 제2 암(32b)에 설치되어 있다.

엔드 이펙터(38)는 그 선단측이 두 갈래로 나누어져 있고, 평면에서 볼 때 Y자 형상으로 구성되어 있다. 엔드 이펙터(38)의 기단부는, 손목부(32c)의 선단측에 고정되어 있다.

로봇 제어부(40)의 구체적인 구성은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 공지의 프로세서(CPU 등)가 기억부(메모리)에 저장된 프로그램에 따라 동작함으로써 실현되는 구성이라도 좋다. 여기서, 본 실시예에 따른 감시 방법은, 당해 로봇 제어부(40)가 로봇(20)을 제어함으로써 로봇 시스템(10)에서 실행된다.

(수용부(50))

수용부(50)는, 서로 인접하여 배치된 제1 수용부(52), 제2 수용부(54), 제3 수용부(56) 및 제4 수용부(58)로 구성되고, 제1 수용부(52), 제2 수용부(54), 제3 수용부(56) 및 제4 수용부(58) 각각에 미리 반도체 웨이퍼(W)가 수용되어 있다. 제1 수용부(52), 제2 수용부(54), 제3 수용부(56) 및 제4 수용부(58)는, 각각 그 전면 전역에 개구가 형성된 중공의 직육면체 형상이고, 당해 개구로부터 각각의 내부에 엔드 이펙터(38)가 삽입된다. 제1 수용부(52), 제2 수용부(54), 제3 수용부(56) 및 제4 수용부(58)는 각각 복수 장의 반도체 웨이퍼(W)를 소정의 간격을 두고 상하 방향으로 적층한 상태에서 수용하는 것이 가능하다.

(프리 얼라이너(70))

프리 얼라이너(70)는 프리 얼라이너 본체(72)와, 반도체 웨이퍼(W)가 재치(載置)되는 턴 테이블(74)과, 턴 테이블(74)을 회전시키기 위한 도시하지 않은 구동원과, 당해 구동원에 의해 회전하고 있는 상태의 반도체 웨이퍼(W)의 가장자리 부분을 검출하는 광학 센서(76)와, 광학 센서(76)에서 검출한 정보 등을 처리하는 도시하지 않은 처리부를 구비한다. 프리 얼라이너(70)는, 상기 구성에 의해, 반도체 웨이퍼(W)의 외주에 형성된 노치(notch) 또는 직선부(orientation flat)의 원주 방향에서 위치를 맞추는 것으로, 반도체 웨이퍼(W)의 각도 정렬을 수행한다.

(처리 장치(90))

처리 장치(90)는 프리 얼라이너(70)에서 각도 정렬된 반도체 웨이퍼(W)을 받아들이고, 당해 반도체 웨이퍼(W)에 처리를 실시한다. 처리 장치(90)는 처리를 실시하기 위한 처리실(91)을 구비하고, 처리실(91)을 형성하는 외벽에는, 미처리된 반도체 웨이퍼(W)를 처리실(91)에 삽입하기 위한 삽입구(92)와, 처리실(91)에서 처리된 반도체 웨이퍼(W)를 꺼내기 위한 취출구(94)가 천공된다.

(소정의 공정 동작)

여기서, 상기한 로봇 시스템(10)에서 로봇(20)이 수행하는 소정의 공정 동작에 대해 상세하게 설명한다. 당해 소정의 공정 동작은, 시간축 상에서 순차적으로 되는 복수의 공정 부분을 포함한다. 본 실시예에 따르면, 당해 복수의 공정 부분이 각각 소정의 공정 동작을 로봇(20)이 수행하는 동작 단위별로 구획하는 것으로 구성되어 있다.

예를 들어, 본 실시예에 따른 소정의 공정 동작은, 로봇(20)을 소정의 홈 자세로 한 때를 초기 상태로 하고, 다음의 1 ~ 44 번째 공정 부분을 포함한다.

초기 상태로부터 제1 수용부(52)에 수용된 반도체 웨이퍼(W1)를 유지 가능한 자세로 할 때까지의 1번째 공정 부분과, 당해 1번째의 공정 부분을 수행한 후로부터 제1 수용부(52)에 수용된 반도체 웨이퍼(W1)를 유지하기까지의 2번째 공정 부분을 구비한다.

또한, 소정의 공정 동작은, 당해 2번째 공정 부분을 수행한 후로부터 반도체 웨이퍼(W1)를 반송하여 프리 얼라이너(70)의 턴 테이블(74)에 당해 반도체 웨이퍼(W1)를 재치 가능한 자세로 할 때까지의 3번째 공정 부분과, 당해 3번째 공정 부분을 수행한 후로부터 턴 테이블(74)에 반도체 웨이퍼(W1)를 재치하기까지의 4번째 공정 부분과, 당해 4번째 공정 부분을 수행한 후로부터 턴 테이블(74)에 재치된 각도 정렬된 반도체 웨이퍼(W1)를 다시 유지하기까지의 5번째 공정 부분을 더 구비한다.

그리고, 소정의 공정 동작은 해당 5번째 공정 부분을 수행한 후로부터 반도체 웨이퍼(W1)를 반송하고 삽입구(92)를 통해 처리실(91) 내에서 당해 반도체 웨이퍼(W1)를 재치 가능한 자세로 할 때까지 6번째 공정 부분과, 당해 6번째 공정 부분을 수행한 후로부터 처리실(91) 내에 반도체 웨이퍼(W1)를 재치하기까지의 7번째 공정 부분과, 당해 7번째 공정 부분을 수행한 후로부터 처리실(91) 내에서 처리를 실시한 반도체 웨이퍼(W1)를 취출구(94)를 통해 유지 가능한 자세로 할 때까지의 8번째 공정 부분과, 당해 8번째 공정 부분을 수행한 후로부터 처리실(91) 내에 재치된 처리된 반도체 웨이퍼(W1)를 다시 재치하기까지의 9번째 공정 부분을 더 구비한다.

또한, 소정의 공정 동작은, 당해 9번째 공정 부분을 수행한 후로부터 처리된 반도체 웨이퍼(W1)를 반송하여 제1 수용부(52)에 당해 반도체 웨이퍼(W1)를 재치 가능한 자세로 할 때까지의 10번째 공정 부분과, 당해 10번째 공정 부분을 수행한 후로부터 당해 반도체 웨이퍼(W1)를 제1 수용부(52)에 재치하고 다시 수용하기까지의 11 번째 공정 부분을 더 구비한다.

그리고, 소정의 공정 동작은 당해 11번째 공정 부분을 수행한 후로부터 제2 수용부(54)에 수용된 반도체 웨이퍼(W2)를 유지 가능한 자세로 할 때까지의 12번째 공정 부분과, 당해 12번째 공정 부분을 수행한 후로부터 상기 2 ~ 11번째 공정 부분과 같은 동작을 제2 수용부(54)에 수용된 반도체 웨이퍼(W2)에 대해 수행하는 13 ~ 22번째 공정 부분과, 당해 22번째 공정 부분을 수행한 후로부터 상기 12 ~ 22번째 공정 부분과 같은 동작을 제3 수용부(56)에 수용된 반도체 웨이퍼(W3) 및 제4 수용부(58)에 수용된 반도체 웨이퍼(W4)에 순차적으로 수행하는 23 ~ 44번째 공정 부분을 더 구비한다.

(감시 파라미터)

제1 ~ 제3 관절축(AX1 ~ AX3) 각각에 설치되는 모터(복수의 구동부) 중 적어도 하나가 감시 대상으로 설정되고, 감시 대상으로 설정된 모터의 각각에, 그 동작에 관한 1종의 감시 파라미터가 미리 설정된다. 본 실시예에 따르면, 감시 파라미터로서, 모터의 동작에 관한 위치 편차, 속도 편차, 가속도 편차 및 전류값이 설정되어 있다. 그리고, 상기한 1 ~ 44번째 공정 부분(복수의 공정 부분) 각각에서 감시 대상으로 설정된 적어도 하나의 모터가 동작한다.

(감시 방법)

상기한 로봇 시스템(10)에서 실행되는 본 실시예에 따른 감시 방법의 일례에 대해 설명한다. 도 2는 본 실시예에 따른 감시 방법의 순서도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 감시 방법은 준비 운전 공정(S1)과. 당해 준비 운전 공정(S1)을 수행한 후에 수행되는 랭크 지정 공정(S2)과, 당해 랭크 지정 공정(S2)을 수행한 후에 수행되는 통상 운전 공정(S3)을 구비한다.

(준비 운전 공정(S1))

준비 운전 공정(S1)에서는, 상기 소정의 공정 동작을 1회 이상 수행하고, 상기 1 ~ 44번째 공정 부분 각각에서, 동작하는 감시 대상으로 설정된 모든 모터에 관해서, 설정되어 있는 모든 감시 파라미터(본 실시예에 따르면, 모터의 동작에 관한 위치 편차, 속도 편차, 가속도 편차 및 전류값)를 검출한다.

예를 들어, 1번째 공정 부분에서 제1 관절축(AX1) 및 제2 관절축(AX2)의 각각의 모터가 동작하고, 제3 관절축(AX3)의 모터가 동작하지 않을 경우, 제1 관절축(AX1) 및 제2 관절축(AX2)의 모터에 관해서, 설정된 모든 감시 파라미터를 검출한다.

당해 검출은, 모터가 서보 모터로 구성되는 것으로 모터 자체에 의해 수행되어도 좋고, 모터와 별도로 위치 센서, 속도 센서, 가속도 센서 및 전류계 등을 설치하여 그것에 의해 수행되어도 좋다. 여기서, 동작하지 않는 제3 관절축(AX3)에 관해서, 설정되어 있는 감시 파라미터는 검출하지 않아도 좋다.

여기서, 여기에서는 모든 모터(제1 관절축(AX1), 제2 관절축(AX2) 및 제3 관절축(AX3))가 감시 대상인 경우를 설명하고 있지만, 예를 들어 명확하게 부하 정도가 작은 관절축이 존재하는 경우, 그 관절축의 모터를 감시 대상에서 제외하여도 좋다.

여기서, 소정의 공정을 1회 이상 수행하는 때, 예를 들어, 1회만 수행하는 것으로 준비 운전 공정(S1)을 짧은 시간에 완료시켜도 좋고, 2회 이상 수행하여 검출된 감시 파라미터를 평균화하는 것으로 정밀도를 향상시켜도 좋다. 또한, 소정의 공정을 1회 이상 수행하는 때, 예를 들어, 1일 또는 1개월 등 기간으로 규정하여 수행하여도 좋다.

(랭크 지정 공정(S2))

랭크 지정 공정(S2)에서는, 상기 준비 운전 공정(S1)에서 검출된 모든 감시 파라미터 각각에 대하여 소정의 부하 평가 방법에 기초하여 부하 정도를 도출하고, 당해 부하 정도가 큰 순서로 검출된 모든 감시 파라미터를 랭크 지정한다. 여기서 말하는 부하 평가 방법은, 예를 들어, 검출된 위치 편차, 속도 편차 및 가속도 편차 각각이 미리 정해진 허용 한도에 대해 어느 정도의 비율까지 이르렀는지, 또는 전류값에 대해 미리 정해진 기준 값 초과의 허용 한도에 대해 어느 정도까지 이르렀는지 등을 산출하여 부하 정도를 도출하는 것이라도 좋다(예를 들어, 허용 한도 100%에 대해 90%까지 도달하는 등). 여기서, 부하 정도가 큰 경우, 통상, 모터에 흐르는 전류값이 커지기 때문에, 상기 부하 평가 방법 등에 의해 부하 정도를 도출하는 것이 가능해진다.

도 3 ~ 6은, 본 발명의 실시예에 따른 감시 방법의 랭크 지정 공정에서 취득되는 랭크 지정 결과의 일례를 도시하는 도면이다. 도 3 ~ 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 감시 파라미터(위치 편차, 속도 편차, 가속도 편차 및 전류값) 각각에서 관절축의 모터(AX1, AX2 및 AX3)별로 랭크 지정이 수행된다. 여기서, 도 3 ~ 6에서는, 각각 3위까지 랭크 지정이 되어 있지만, 이 경우에 한정되지 않고, 메모리 용량에 따라 2위까지 랭크 지정이 되어도 좋고, 또는 4위 이상까지 랭크 지정이 되어도 좋다.

도 3은, 본 발명의 실시예에 따른 감시 방법의 랭크 지정 공정에서 취득되는 위치 편차 랭킹의 일례를 도시하는 도면이다. 여기에서, 위치 편차 랭킹이란, 준비 운전 공정(S1)에서 검출된 모든 위치 편차에 대해 상기 소정의 부하 평가 방법에 기초해 부하 정도를 도출하고, 당해 부하 정도가 큰 것부터 순서대로 랭크 지정한 결과이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 위치 편차 랭킹에서는, 제1 관절축(AX1)의 모터에서 80%의 부하 정도였던 10번째 공정 부분이 1위에 랭크 지정되고, 75%의 부하 정도였던 25번째 공정 부분이 2위에 랭크 지정되며, 71%의 부하 정도였던 42번째 공정 부분이 3위에 랭크 지정되어 있다. 또한, 제2 관절축(AX2)의 모터에서, 90%의 부하 정도였던 3번째 공정 부분이 1위에 랭크 지정되고, 85%의 부하 정도였던 12번째 공정 부분이 2위에 랭크 지정되며, 82%의 부하 정도였던 10번째 공정 부분이 3위에 랭크 지정되어 있다. 나아가, 제3 관절축(AX3) 모터에서 77%의 부하 정도였던 5번째 공정 부분이 1위에 랭크 지정되고, 63%의 부하 정도였던 2번째 공정 부분이 2위에 랭크 지정되며, 60%의 부하 정도였던 38번째 공정 부분이 3 위에 랭크 지정되어 있다.

도 4은, 본 발명의 실시예에 따른 감시 방법의 랭크 지정 공정에서 취득되는 속도 편차 랭킹의 일례를 도시하는 도면이다. 여기서, 속도 편차 랭킹이 의미하는 바는, 준비 운전 공정(S1)에서 검출된 모든 속도 편차에 대해 수행되는 것을 제외하고는, 상기 위치 편차 랭킹과 동일하므로 여기서는 그 설명을 반복하지 않는다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 속도 편차 랭킹에서는, 제1 관절축(AX1)의 모터에서 75%의 부하 정도였던 41번째 공정 부분이 1위에 랭크 지정되고, 74%의 부하 정도였던 4번째 공정 부분이 2위에 랭크 지정되며, 73%의 부하 정도였던 26번째 공정 부분이 3위에 랭크 지정되어 있다. 또한, 제2 관절축(AX2)의 모터에서, 68%의 부하 정도였던 22번째 공정 부분이 1위에 랭크 지정되고, 63%의 부하 정도였던 2번째 공정 부분이 2위에 랭크 지정되며, 59%의 부하 정도였던 41번째 공정 부분이 3위에 랭크 지정되어 있다. 나아가, 제3 관절축(AX3) 모터에서 78%의 부하 정도였던 8번째 공정 부분이 1위에 랭크 지정되고, 72%의 부하 정도였던 18번째 공정 부분이 2위에 랭크 지정되며, 68%의 부하 정도였던 38번째 공정 부분이 3 위에 랭크 지정되어 있다.

도 5는, 본 발명의 실시예에 따른 감시 방법의 랭크 지정 공정에서 취득되는 가속도 편차 랭킹의 일례를 도시하는 도면이다. 여기서, 가속도 편차 랭킹이 의미하는 바는, 준비 운전 공정(S1)에서 검출된 모든 가속도 편차에 대해 수행되는 것을 제외하고는, 상기 위치 편차 및 속도 편차 랭킹과 동일하므로 여기서는 그 설명을 반복하지 않는다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 가속도 편차 랭킹에서는, 제1 관절축(AX1)의 모터에서 97%의 부하 정도였던 7번째 공정 부분이 1위에 랭크 지정되고, 95%의 부하 정도였던 11번째 공정 부분이 2위에 랭크 지정되며, 88%의 부하 정도였던 32번째 공정 부분이 3위에 랭크 지정되어 있다. 또한, 제2 관절축(AX2)의 모터에서, 91%의 부하 정도였던 20번째 공정 부분이 1위에 랭크 지정되고, 88%의 부하 정도였던 22번째 공정 부분이 2위에 랭크 지정되며, 79%의 부하 정도였던 13번째 공정 부분이 3위에 랭크 지정되어 있다. 나아가, 제3 관절축(AX3) 모터에서 90%의 부하 정도였던 21번째 공정 부분이 1위에 랭크 지정되고, 89%의 부하 정도였던 17번째 공정 부분이 2위에 랭크 지정되며, 84%의 부하 정도였던 5번째 공정 부분이 3 위에 랭크 지정되어 있다.

도 6은, 본 발명의 실시예에 따른 감시 방법의 랭크 지정 공정에서 취득되는 전류값 랭킹의 일례를 도시하는 도면이다. 여기서, 전류값 랭킹이 의미하는 바는, 준비 운전 공정(S1)에서 검출된 모든 전류값에 대해 수행되는 것을 제외하고는, 상기 위치 편차, 속도 편차 및 가속도 편차 랭킹과 동일하므로 여기서는 그 설명을 반복하지 않는다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 전류값 랭킹에서는, 제1 관절축(AX1)의 모터에서 97%의 부하 정도였던 7번째 공정 부분이 1위에 랭크 지정되고, 95%의 부하 정도였던 11번째 공정 부분이 2위에 랭크 지정되며, 89%의 부하 정도였던 29번째 공정 부분이 3위에 랭크 지정되어 있다. 또한, 제2 관절축(AX2)의 모터에서, 91%의 부하 정도였던 20번째 공정 부분이 1위에 랭크 지정되고, 88%의 부하 정도였던 22번째 공정 부분이 2위에 랭크 지정되며, 79%의 부하 정도였던 30번째 공정 부분이 3위에 랭크 지정되어 있다. 나아가, 제3 관절축(AX3) 모터에서 90%의 부하 정도였던 21번째 공정 부분이 1위에 랭크 지정되고, 79%의 부하 정도였던 17번째 공정 부분이 2위에 랭크 지정되며, 77%의 부하 정도였던 43번째 공정 부분이 3 위에 랭크 지정되어 있다.

여기서, 랭크 지정 공정(S2)이 완료시에 그 취지를 통지하여도 좋다. 당해 통지의 형태는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 디스플레이로 문자 또는 영상 출력되어도 좋고, 스피커로 오디오 출력되어도 좋으며, 또는 LED 등의 광원으로부터 광 출력되어도 좋다.

(통상 운전 공정(S3))

통상 운전 공정(S3)에서는, 주로 랭크 지정 공정(S2)에서 상위에 랭크 지정된 감시 파라미터를, 그 감시 파라미터가 검출된 공정 부분에서 모터(구동부)에 대해 감시한다. 여기서, 본 실시예에 따르면, 통상 운전 공정(S3)에서, 랭크 지정 공정(S2)에서 상위에 랭크 지정된 감시 파라미터만을, 그 감시 파라미터가 검출된 공정 부분에서 모터(구동부)에 대해 감시한다.

여기서, 본 실시예에 따르면, 3위까지 랭크 지정된 감시 파라미터를 상위로 하지만, 이에 한정되지 않고, 1위에 랭크 지정된 감시 파라미터만 상위로 하여도 좋고, 2위까지, 3위까지, 또는 4위까지 랭크 지정된 감시 파라미터를 상위로 하여도 좋으며, 또는 6 위 이후로 랭크 지정된 감시 파라미터를 상위로 하여도 좋다.

여기서, 통상 운전 공정(S3)에서 감시되고 있는 모터의 부하 정도가 소정의 임계값을 초과하면 경보를 발하여도 좋다. 당해 경보의 형태는 특별히 한정되지 않고, 상기 랭크 지정 공정(S2)의 완료시에 그 취지를 통지하는 경우와 마찬가지로, 예를 들어, 디스플레이로 문자 또는 영상 출력 되어도 좋고, 스피커로 오디오 출력되어도 좋으며, 혹은 LED 등의 광원으로부터 광 출력되어도 좋다.

(효과)

본 실시예에 따른 감시 방법은, 주로 랭크 지정 공정(S2)에서 상위(여기에서는 도 3 ~ 6 각각 표시된 3위까지)로 랭크 지정된 감시 파라미터를, 그 감시 파라미터가 검출된 공정 부분에서 모터(구동부)에 대해 감시한다.

여기서, 예를 들어, 상기 1 ~ 44번째 공정 부분에서는, 제1 수용부(52)로부터 제2 수용부(54)까지 반도체 웨이퍼(W1)를 반송하는 등, 수용부(50) 내에서 반도체 웨이퍼(W)의 반송을 수행하는 작업은 포함되어 있지 않지만, 이러한 작업을 포함하는 다양한 작업을 수행할 수 있도록 로봇(20)은 설계되어 있다. 즉, 설계 단계에서는 로봇(20)이 구체적으로 어떻게 운용되는지까지는 고려되지 않고, 실제로 운용되고 보지 않으면 각각의 관절축에 모터에 어느 정도의 부하 정도가 걸릴 것인지를 예측하는 것은 곤란하다.

따라서, 본 실시예에 따른 감시 방법은, 준비 운전 공정(S1)에서 소정의 공정 동작을 1회 이상 수행하여 검출된 감시 파라미터에 기초하여 관절축(또는 모터(구동부))에 걸리는 부하 정도를 파악한다. 그리고, 상기한 바와 같이, 주로 랭크 지정 공정(S2)에서 상위에 랭크 지정된 감시 파라미터를, 그 감시 파라미터가 검출된 공정 부분에서 모터에 대해 감시한다.

즉, 본 실시예에 따른 감시 방법은, 주로 상위에 랭크 지정된 부하 정도가 큰 감시 파라미터를, 당해 감시 파라미터에 대해서는 이상 발생의 가능성이 높다고 하여, 그 감시 파라미터가 검출된 공정 부분에서 모터에 대한 감시를 수행한다. 한편, 상위에 랭크 지정되지 않고 부하 정도가 작은 감시 파라미터를, 당해 감시 파라미터에 대해서는 이상이 발생하기 어렵다고 간주하여, 그 감시 파라미터가 검출된 공정 부분에서 모터에 대한 감시를 수행하지 않는다. 그 결과, 종래보다 처리하는 데이터양을 적게 하여 다양한 문제를 해소할 수 있는 로봇을 감시하기 위한 감시 방법을 제공할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 구동부는, 로봇(20)이 구비하는 제1 관절축(AX1), 제2 관절축(AX2) 및 제3 관절축(AX3) 각각에 설치되는 모터이다. 이에 따라서, 로봇(20)이 구비하는 제1 관절축(AX1), 제2 관절축(AX2) 및 제3 관절축(AX3) 각각에 설치되는 모터를 감시할 때 처리하는 데이터 량을 줄일 수 있다.

본 실시예에 따르면, 통상 운전 공정(S3)에서 랭크 지정 공정(S2)에서 상위에 랭크 지정된 감시 파라미터만을, 그 감시 파라미터가 검출된 공정 부분에서 모터(구동부)에 대해 감시한다. 이에 따라서, 처리하는 데이터의 양을 더욱 줄이는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 상기 본 발명이 발휘하는 효과를 현저하게 하는 것이 가능하게 된다.

본 실시예에 따르면, 감시 파라미터로서 모터(구동부)의 동작에 관한 위치 편차, 속도 편차, 가속도 편차 및 전류값이 설정되어 있다. 이에 따라서, 각각의 모터를 복수의 감시 파라미터에 의해 다면적으로 감시할 수 있기 때문에, 감시의 정확도를 향상시킬 수 있다.

본 실시예에 따르면, 1 ~ 44번째 공정 부분(복수의 공정 부분)은, 각각 소정의 공정 동작을 로봇(20)이 수행하는 동작 단위별로 구획되어 구성되어 있다. 이에 따라서, 로봇(20)이 수행하는 어느 동작에서 어느 관절축(또는 모터(구동부))에 걸리는 부하 정도가 큰 지를 랭크 지정하는 것이 가능해진다.

본 실시예에 따르면, 랭크 지정 공정(S2)이 완료시에 그 취지를 통지하여도 좋다. 이에 따라서, 랭크 지정 공정(S2)의 완료시에 사용자가 그 취지를 인지하는 것이 가능해진다. 따라서, 예를 들어, 통상 운전 공정(S3)을 개시하기 전에 상위에 랭크 지정된 감시 파라미터가 검출된 공정 부분에서 모터에 보존 작업을 수행하는 등의 대응을 실시하는 것이 가능해진다.

본 실시예에 따르면, 통상 운전 공정(S3)에서 감시하고 있는 모터(구동부)의 부하 정도가 소정의 임계값을 초과하는 경우에 경보를 발하여도 좋다. 이에 따라서, 모터의 부하 정도가 소정의 임계값을 초과하는 경우에 사용자가 그 취지를 인지하는 것이 가능해진다. 따라서, 이상이 생긴 감시 파라미터가 검출된 공정 부분에서 모터에 보전 작업을 수행하는 것이 가능해진다.

본 실시예에 따르면, 로봇(20)은 소정의 공정 동작을 반도체 제조 현장에서 수행하는 반도체 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 반송용 로봇이다. 이에 따라서, 소정의 공정 동작을 반도체 제조 현장에서 수행하는 반도체 웨이퍼를 반송하는 반송용 로봇을 감시하는 것이 가능해진다.

(변형예)

상기 설명으로부터, 당업자에게는 본 발명의 많은 개량이나 다른 실시 형태가 분명할 것이다. 따라서, 상기 설명은 예시로서만 해석되어야 하며, 본 발명을 실시하는 최선의 형태를 당업자에게 교시할 목적으로 제공된 것이다. 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 그 구조 및/또는 기능의 상세를 실질적으로 변경할 수 있다.

상기 실시예에 따르면, 1 ~ 44번째 공정 부분(복수의 공정 부분)은, 각각 소정의 공정 동작을 로봇(20)이 수행하는 동작 단위별로 구획하여 구성되는 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, 상기 실시예에 따르면, 소정의 공정 동작은, 예를 들어, 초기 상태로부터 제1 수용부(52)에 수용된 반도체 웨이퍼(W1)를 유지 가능한 자세로 할 때까지의 1번째 공정 부분과, 당해 1번째 공정 부분 후로부터 제1 수용부(52)에 수용된 반도체 웨이퍼(W1)를 유지하기까지의 2번째 공정 부분을 포함하도록 동작 단위로 상세하게 구획되는 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다.

즉, 소정의 공정 동작은, 예를 들어, 초기 상태로부터 제1 수용부(52)에 수용된 반도체 웨이퍼(W1)를 프리 얼라이너(70)까지 반송하고, 프리 얼라이너(70)에서 각도 정렬된 반도체 웨이퍼(W1)를 삽입구(92)로부터 삽입하여 처리실(91) 내까지 반송하며, 처리된 반도체 웨이퍼(W1)를 취출구(94)에서 꺼내 제1 수용부(52)로 반송하고 다시 수용하기까지의 작업 단위별로 구획되어 구성되어도 좋다.

상기 실시예에 따르면, 감시 파라미터로서 모터(구동부)의 동작에 관한 위치 편차, 속도 편차, 가속도 편차 및 전류값이 설정되어 있는 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 감시 파라미터로서 모터에 관한 위치 편차, 속도 편차, 가속도 편차 및 전류값 중 적어도 1종이 설정되어 있어도 좋고, 다른 종류의 감시 파라미터가 설정되어 있어도 좋다. 여기서, 감시 파라미터가 1종만 설정되는 경우, 랭크 지정 공정(S2)에서 랭크 지정을 수행하기 위해 로봇(20)이 2 이상의 관절축을 구비할 필요가 있다.

상기 실시예에 따르면, 로봇(20)은 제1 관절축(AX1), 제2 관절축(AX2) 및 제3 관절축(AX3)의 3개의 관절축을 구비하는 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, 로봇(20)은 1 또는 2개의 관절축을 구비하여도 좋고, 또는 4개 이상의 관절축(즉, 적어도 하나의 관절축)을 구비하여도 좋다. 그리고, 이러한 모든 관절축 각각에 설치되는 모터(구동부)를 대상으로 본 발명에 따른 감시 방법이 수행되어도 좋다. 여기서, 로봇(20)이 하나의 관절축만을 구비하는 경우, 랭크 지정 공정(S2)에서 랭크 지정을 수행하기 위해서 2종 이상의 감시 파라미터를 설정할 필요가 있다.

상기 실시예에 따르면, 감시 방법이 로봇 제어부(40)에서 실행되는 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, 감시 방법은 로봇 제어부(40)와는 별개로 상위에 설치되는 감시 제어부에 포함되어도 좋다. 여기서, 랭크 지정 공정(S2)의 완료시에 그 취지를 통지하는 경우 및 통상 운전 공정(S3)에서 감시하고 있는 모터의 부하 정도가 소정의 임계값을 초과하면 경보를 발하는 경우, 그것을 로봇 제어부(40)로부터 출력 지령을 내는 것으로 수행하여도 좋고, 혹은 상기 감시 제어부로부터 출력 지령을 내는 것으로 수행하여도 좋다.

상기 실시예에 따르면, 로봇(20)은 소정의 공정 동작을 반도체 제조 현장에서 수행하는 반송용 로봇인 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, 로봇(20)은 소정의 공정 동작을 예를 들어 식품 제조 현장이나 자동차 제조 현장 등에서 수행하는 다른 반송용 로봇이라도 좋다. 이런 경우, 로봇(20)은, 예를 들어, 반도체 웨이퍼(W)의 대신 임의의 식품 또는 자동차 부품 등을 반송하여도 좋다. 또한, 로봇(20)은 반송용 이외에서 사용되는 다른 로봇이라도 좋다. 이러한 경우, 로봇(20)은, 예를 들어, 용접을 수행하는 용접용 로봇 등이라도 좋다.

상기 실시예에 따르면, 구동부가 제1 관절축(AX1), 제2 관절축(AX2) 및 제3 관절축(AX3) 각각에 설치되는 모터로 구성되는 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 구동부는, 엔드 이펙터(38)에 설치되는 유지 기구(흡인 및 파지 등)나, 로봇 제어부 (40)에 의해 제어되는 주변 기기 등의 소위 외부 축의 모터로서 구성되어도 좋다. 또한, 예를 들어, 구동부가 모터가 아니라 유압 실린더 등으로 구성되어도 좋다.

10: 로봇 시스템 20: 로봇
30: 로봇 암 32a: 제1 암부
32b: 제2 암부 32c: 손목부
38: 엔드 이펙터 40: 로봇 제어부
50: 수용부 52: 제1 수용부
54: 제2 수용부 56: 제3 수용부
70: 프리 얼라이너 72: 프리 얼라이너 본체
74: 턴 테이블 76: 광학 센서
90: 처리 장치 91: 처리실
92: 삽입구 94: 취출구
AX: 관절축 S1: 준비 운전 공정
S2: 랭크 지정 공정 S3: 통상 운전 공정
W: 반도체 웨이퍼

Claims

복수의 구동부를 구비하고, 동시에 소정의 공정 동작을 수행하는 로봇을 감시하기 위한 감시 방법으로서,
상기 복수의 구동부 중 하나 이상이 감시 대상으로 설정되고,
감시 대상으로 설정된 구동부 각각에, 그 동작에 관한 1종 이상의 감시 파라미터가 미리 설정되며,
상기 소정의 공정 동작은, 시간축 상에서 순차적으로 되는 복수의 공정 부분을 포함하고, 상기 복수의 공정 부분 각각에서 감시 대상으로 설정된 하나 이상의 구동부가 동작하고,
상기 소정의 공정 동작을 1회 이상 수행하여, 상기 복수의 공정 부분 각각에서, 동작하는 감시 대상으로 설정된 모든 구동부에 관하여 설정되어 있는 모든 감시 파라미터를 검출하는 준비 운전 공정과,
상기 준비 운전 공정에서 검출된 모든 감시 파라미터 각각에 대하여 소정의 부하 평가 방법에 기초해 부하 정도를 도출하고, 상기 부하 정도가 큰 순서로부터 상기 검출된 모든 공정 부분의 랭크를 지정하는 랭크 지정 공정과,
상기 랭크 지정 공정에서 상위 랭크에 지정된 공정 부분을 그 감시 파라미터가 검출된 공정 부분에서 구동부에 대해 감시하는 통상 운전 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 감시 방법.
제1항에 있어서,
상기 구동부는, 상기 로봇이 구비하는 하나 이상의 관절축 각각에 설치되는 서보 모터인 것을 특징으로 하는 감시 방법.
제1항에 있어서,
상기 통상 운전 공정에서, 상기 랭크 지정 공정에서 상위에 랭크 지정된 공정 부분만을, 그 감시 파라미터가 검출된 공정 부분에서 구동부에 대해 감시하는 것을 특징으로 하는 감시 방법.
제1항에 있어서,
상기 감시 파라미터로서 상기 구동부의 동작에 관한 위치 편차, 속도 편차, 가속도 편차 및 전류값 중 1종 이상이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 감시 방법.
제1항에 있어서,
상기 감시 파라미터는, 각각의 구동부에 대해 각각 복수로 설정되는 것을 특징으로 하는 감시 방법.
제1항에 있어서,
상기 복수의 공정 부분은, 각각 상기 소정의 공정 동작을 상기 로봇이 수행하는 작업 단위 또는 동작 단위별로 구획하여 구성되는 것을 특징으로 하는 감시 방법.
제1항에 있어서,
상기 랭크 지정 공정의 완료시에 그 취지를 통지하는 것을 특징으로 하는 감시 방법.
제1항에 있어서,
상기 통상 운전 공정에서 감시하고 있는 구동부의 부하 정도가 소정의 임계값을 초과하면 경보를 발하는 것을 특징으로 하는 감시 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 로봇은, 상기 소정의 공정 동작을 제조 현장에서 수행하는 반송용 로봇인 것을 특징으로 하는 감시 방법.
제9항에 있어서,
상기 제조 현장은 반도체 제조 현장이고, 상기 로봇은 반도체 웨이퍼를 반송하는 반송용 로봇인 것을 특징으로 하는 감시 방법.