KR102588876B1 - 로봇의 위치 보정 방법 및 로봇 - Google Patents

Abstract

로봇의 위치 보정 방법이, 상기 암을 상기 제1 축 둘레로 회전시켜서, 상기 타겟이 상기 검출광을 차단하였을 때의 상기 제1 축 둘레의 회전각을 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여 상기 제1 축, 상기 제2 축 및/또는 상기 제3 축 둘레로 상기 암 및/또는 상기 핸드를 회전시킴으로써, 상기 제1 축과 상기 제3 축과 상기 타겟을 동일 선상에 자리매김하는 제2 보정 스텝과, 상기 제1 자세에서 상기 제2 보정 스텝 후에 취득되는 상기 각각의 회전축의 회전각에 기초하여, 상기 제2 축 및 상기 제3 축의 회전각 보정량을 구하는 보정량 연산 스텝을 구비한다.

Description

로봇의 위치 보정 방법 및 로봇

본 발명은 로봇의 위치 보정 방법 및 로봇에 관한 것이다. 위치 보정에는, 제로잉(zeroing) 보정, 또는, 교시 위치 보정이 포함될 수 있다.

특허문헌 1에 개시된 바와 같이, 기판 반송용의 로봇에는, 핸드의 선단에 설치된 센서를 구비한 것이 있다. 이러한 로봇에서, 위치 제어 정밀도의 향상을 위해서, 임의로 정해진 선회축의 둘레로 핸드를 요동시킴으로써, 센서의 실제 위치와 로봇에 의해 인식되는 위치의 어긋남을 수정할 수 있다.

미국 특허 제9796086호 명세서

이러한 기술에 의하면, 어느 단일의 선회축에서 발생하는 어긋남을 수정할 수 있다. 한편, 일반적으로 로봇은 복수의 회전축을 구비한다. 따라서, 어긋남을 수정하는 기술은 개선의 여지가 있다.

따라서 본 발명은 로봇의 위치 제어 정밀도를 개선하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 로봇의 위치 보정 방법에서는, 상기 로봇이, 기대(基台)와, 2 개 이상의 링크를 연결하여 구성되고, 상기 기대에 연결되는 암과, 상기 암에 연결되고, 두 갈래로 나누어진 제1 선단부 및 제2 선단부를 구비하는 핸드와, 검출광이 상기 제1 선단부와 상기 제2 선단부의 사이에서 전파하도록 구성되고, 타겟이 당해 검출광을 차단하는지 여부를 검출하는 센서와, 상기 암 및 상기 핸드의 동작을 제어하는 제어 장치를 구비하고, 복수의 회전축이 복수의 연결부 각각에서 서로 평행하게 향하도록 설정되고, 당해 복수의 연결부에는, 상기 기대와 상기 암의 연결부, 상기 암을 이루는 링크 중 인접한 두 링크 연결부, 및 상기 암과 상기 핸드의 연결부가 포함되고, 상기 회전축 중 3 개에 대해서, 상기 기대에 가까운 것부터 순서대로 제1 축, 제2 축 및 제3 축으로 한 경우에, 상기 방법은, 상기 제2 축이 제1 측으로 돌출되는 제1 자세가 되도록 상기 암을 구동하고, 상기 핸드가 미리 정해진 초기 자세가 되도록 상기 핸드를 이동시킴으로써, 상기 핸드를 상기 타겟과 대향시키는 스텝과, 상기 핸드를 상기 제3 축 둘레로 회전시켜서, 상기 타겟이 상기 검출광을 차단하였을 때의 상기 제3 축 둘레의 회전각을 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여 상기 제3 축의 위치를 보정하는 제1 보정 스텝과, 상기 암을 상기 제1 축 둘레로 회전시켜서, 상기 타겟이 상기 검출광을 차단하였을 때의 상기 제1 축 둘레의 회전각을 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여 상기 제1 축, 상기 제2 축 및/또는 상기 제3 축 둘레로 상기 암 및/또는 상기 핸드를 회전시킴으로써, 상기 제1 축과 상기 제3 축과 상기 타겟을 동일 선상에 자리매김하는 제2 보정 스텝과, 상기 제1 자세에서 상기 제2 보정 스텝 후에 취득되는 상기 각각의 회전축의 회전각에 기초하여, 상기 제2 축 및 상기 제3 축의 회전각 보정량을 구하는 보정량 연산 스텝을 구비한다.

상기 구성에 의하면, 제3 축뿐만 아니라 제2 축의 위치를 수정할 수 있어서, 로봇의 위치 제어 정밀도가 개선된다.

[도 1] 도 1은 실시예에 따른 로봇을 도시하는 개념도이다.
[도 2] 도 2는 실시예에 따른 핸드를 도시하는 평면도이다.
[도 3] 도 3은 실시예에 따른 로봇의 제어 시스템을 도시하는 블록도이다.
[도 4] 도 4는 제1 실시예에 따른 로봇의 위치 보정 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
[도 5] 도 5A는 이상 상태에서 핸드와 타겟의 위치 관계를 도시하는 도면, 도 5B는 제1 자세에서의 대향 스텝을 도시하는 도면, 도 5C 및 5D는 제1 자세에서의 제1 보정 스텝을 도시하는 도면이다.
[도 6] 도 6A - D는 제1 자세에서의 제2 보정 스텝을 도시하는 도면이다.
[도 7] 도 7A 및 7B는 제2 자세에서의 대향 스텝으로부터 제2 보정 스텝을 도시하는 도면이다.
[도 8] 도 8은 제2 실시예에 따른 위치 보정 방법을 도시하는 도면이다.

이하에서, 도면을 참조하여 실시예를 설명한다. 전체 도면을 통해 동일하거나 대응하는 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 중복된 설명을 생략한다.

도 1은 로봇(1)을 도시한다. 로봇(1)은, 반도체 소자를 제조하는 반도체 처리 설비에서, 기판(S)을 반송하기 위해 이용될 수 있다. 기판(S)은 웨이퍼로 불리는 반도체 소자의 재료이고, 원반 형상으로 형성되어 있다. 반도체 처리 설비에는, 열처리, 불순물 도입 처리, 박막 형성 처리, 리소그래피 처리, 세정 처리 또는 평탄화 처리와 같은 다양한 처리를 기판(S)에 실시하기 위해서, 복수의 처리 장치가 설치되어 있다.

로봇(1)은, 예를 들어, 카세트(2)에 수납된 기판(S)을 처리 장치에 반송한다. 카세트(2)는, 예를 들어 정면 개구식 일체형 포드(FOUP)이다. 여기서, 단일의 카세트(2)가 도시되어 있지만, 반도체 처리 설비에는, 복수(예를 들어, 2 또는 3)의 카세트(2)를 집약적으로 구비한 EFEM(Equipment Front End Module)이 설치되어 있어도 좋다. 이 경우, 바람직하게는, 로봇(1)은 주행 장치 없이 각각의 카세트(2) 내에 액세스 가능하게 구성된다.

로봇(1)은 기대(10), 암(12), 핸드(14), 센서(17) 및 제어 장치(20)를 구비하고 있다.

기대(10)는 반도체 처리 설비의 적소(예를 들어, 수평한 바닥면)에 고정된다(또는 주행 장치를 통해 설비 바닥면에 지지되어도 좋다). 이하에서는, 기대(10)가 수평한 바닥면에 적정하게 설치되어 있는 것으로 하여, 방향을 설명한다.

암(12)은 승강축(11)을 통해 기대(10)에 연결되어 있다. 승강축(11)은 기대(10)에 대해 상하 방향(Z 방향)으로 동작할 수 있고, 그로 인하여 암(12) 및 핸드(14)를 상하 방향으로 이동시킨다. 암(12)은 2 이상의 링크를 연결함으로써 구성되어 있다. 핸드(14)는 암(12)에 연결된다. 로봇(1) 또는 암(12)은 이른바 수평 다관절형이다. 로봇(1)에는, 복수의 회전축(A1, A2, ...)이 복수의 연결부 각각에서 서로 평행하게 향하도록 설정되어 있다. 모든 회전축(A1, A2, ...)은 상하 방향으로 향한다.

「복수의 연결부」에는, 기대(10)와 암(12)의 연결부, 암(12)을 구성하는 링크 중 인접한 두 링크끼리의 연결부, 및 암(12)과 핸드(14)의 연결부가 포함된다. 로봇(1)에서 회전축의 개수는 기대(10)로부터 핸드(14)까지 설치된 연결부의 개수와 대응한다. 예를 들어, 본 실시예에서는, 암(12)이 제1 링크(13a) 및 제2 링크(13b)의 두 링크를 구비하고, 로봇(1)에 3 개의 연결부 및 3 개의 회전축이 설정되어 있다(링크 개수가 3 이상이면, 로봇(1)에 4 이상의 회전축이 설정된다).

제1 링크(13a)의 기단부는 기대(10)에 회전축(A1) 둘레로 회전 가능하게 연결되어 있다. 제2 링크(13b)의 기단부는 제1 링크(13a)의 선단부에 회전축(A2) 둘레로 회전 가능하게 연결되어 있다. 핸드(14)는 제2 링크(13b)의 선단부에 회전축(A3) 둘레로 회전 가능하게 연결되어 있다. 링크(13a, 13b) 및 핸드(14)는 수평면(XY 평면) 내에서 요동할 수 있다. 핸드(14)는 암(12)의 자세(각각의 회전축(A1 ~ A3) 둘레의 회전각)에 따라 수평면 내에서 임의의 궤적(직선 및 곡선을 포함)을 따라서 이동할 수 있다.

3 개의 회전축(A1 ~ A3)을 기대(10)에 가까운 것부터 순서대로, 제1 축(A1), 제2 축(A2) 및 제3 축(A3)이라고 부른다. 제1 축(A1) 둘레의 회전각을 제1 회전각(φ1), 제2 축(A2) 둘레의 회전각을 제2 회전각(φ2), 제3 축(A3) 둘레의 회전각을 제3 회전각(φ3)으로 부른다. 중앙의 제2 축(A2)이 설정되어 있는 연결부(2 링크식의 본 실시예에서는, 제1 링크(13a)와 제2 링크(13b)의 연결부)에 대해서, 설명의 편의상, 「팔꿈치 관절」이라고 부르는 경우가 있다.

도 1에서, 위에서 볼 때(다시 말해서, 회전축(A1 ~ A3)의 축 방향으로 위에서 볼 때에), 팔꿈치 관절(Je)이 제1 측(예를 들어, 좌측 또는 X 방향 마이너스측)으로 돌출되는 자세를 임시로 「제1 자세」, 위에서 본 팔꿈치 관절이 제1 측과 반대측의 제2 측(예를 들어, 우측 또는 X 방향 플러스측)으로 돌출되는 자세를 임시로 「제2 자세」라고 부른다. 제1 자세에서는 제1 회전각(φ1)이 양수 값이 되고, 제2 자세에서는 제1 회전각(φ1)이 음수 값이 된다.

도 2는 핸드(14)를 도시한다. 핸드(14)는 박판 형상이다. 핸드(14)는 암(12)의 선단부로부터 수평으로 연장되어 있다. 핸드(14)는 원반 형상의 기판(S)을 그의 상면에서 유지할 수 있고, 그에 따라서 기판(S)은 대략 수평 자세로 유지된다. 유지를 위한 구성은 특별히 한정되지 않고, 에지 그립식 또는 흡인식을 채용할 수 있다. 핸드(14)가 기판(S)을 유지하는 상태에서 암(12) 및 핸드(14)가 승강 및/또는 요동함으로써, 로봇(1)은 X, Y 및/또는 Z 방향으로 임의의 궤적을 따라 기판(S)을 수평 자세 유지하면서 반송할 수 있다.

핸드(14)는 위에서 볼 때 U 형상으로 형성되어 있다. 핸드(14)는 단일의 기단부(15), 그리고 기단부(15)로부터 두 갈래로 나뉘어 연장되는 제1 선단부(16a) 및 제2 선단부(16b)를 구비한다. 핸드(14)는 위에서 볼 때 기준선(C)에 대해 좌우 대칭이다. 회전축(A3)이 기준선(C) 상에 위치하게 하여, 핸드(14)의 기단부(15)는 암(12)에 연결되어 있다.

센서(17)는 핸드(14)의 제1 선단부(16a)와 제2 선단부(16b) 사이의 공간을 전파하는 검출광(L)을 형성한다. 검출광(L)은 빔 형태이다. 센서(17)는, 물체가 검출광(L)을 차단하는지 여부, 다시 말해서, 상기 공간 내에 물체가 존재하는지 여부를 검출한다. 본 실시예에서는, 센서(17)를 투과형으로 구성하고 있지만, 반사형으로 구성하여도 좋다. 센서(17)는 발광 소자(18a) 및 수광 소자(18b)를 구비한다. 발광 소자(18a)는 제어 장치(20)에 의해 구동되어 검출광(L)을 발생시키고, 검출광(L)은 광파이버(19a)를 통해 제1 선단부(16a)로 인도되어 제1 선단부(16a)로부터 상기 공간에 출사된다. 상기 공간에 물체가 없으면, 검출광(L)은 상기 공간 내를 직선적으로 진행하여 제2 선단부(16b)로 입사하여 광파이버(19b)를 통해 수광 소자(18b)에 인도된다. 수광 소자(18b)는 수광량에 따른 신호를 제어 장치(20)로 출력한다. 물체가 검출광(L)을 차단하고 있는지 여부에 따라서, 센서(17)로부터 출력되는 신호의 특성이 변한다. 제어 장치(20)는 이러한 신호 특성의 차이에 기초하여, 검출광(L)이 차단되었는지 여부를 판단할 수 있다.

도 3은 로봇(1)의 제어계를 도시하고 있다. 제어 장치(40)는 암(12) 및 핸드(14)의 동작을 제어한다. 제어 장치(40)는, 예를 들어 마이크로 컨트롤러 등의 컴퓨터 장치를 구비한 로봇 컨트롤러이고, 단일의 장치로는 한정되지 않고 복수의 장치로 구성되어 있어도 좋다.

제어 장치(20)는 연산부(21), 기억부(22) 및 서보 제어부(23)를 구비한다. 기억부(22)는 제어 장치(20)의 기본 프로그램, 로봇(1)의 동작 프로그램 등의 정보를 기억한다. 이러한 동작 프로그램에는, 로봇(1)이 반도체 처리 설비에서 실용되어 기판(S)의 반송 작업을 자동적으로 수행하기 위한 작업 프로그램뿐만 아니라, 작업 전에 로봇(1)의 가공 오차, 조립 오차 및/또는 설치 오차 등의 오차에 기인한 위치 어긋남을 보정하기 위한 프로그램도 포함된다. 이러한 「위치 어긋남」이란, 제어 장치(20)가 인식하고 있는 암(12) 또는 핸드(14)의 위치, 자세 또는 좌표(이하, 소프트웨어 값이라고 부르는 것이 있다)와, 오차로 인해 생기는 실제의 암(12) 또는 핸드(14)의 위치, 자세 또는 좌표(이하, 실제 값이라고 부르는 것이 있다)의 차이이다. 이러한 보정을 위한 프로그램을 실행함으로써, 실시예에 따른 위치 보정 방법이 실행된다. 기억부(22)는 동작 프로그램 외에, 프로그램 실행 중에 취득된 데이터를 일시적으로 기억할 수도 있다.

연산부(21)는 로봇 제어를 위한 연산 처리를 실행하고, 로봇(1)의 제어 지령을 생성한다. 서보 제어부(23)는 연산부(21)에 의해 생성된 제어 명령에 기초하여, 로봇(1)의 구동 장치(26)를 제어하도록 구성되어 있다. 이러한 구동 장치(26)에는, 예를 들어, 승강축(11)을 승강시키는 승강 액츄에이터(27a)(예를 들어, 볼 스크류), 회전축(A1 ~ A3) 각각에 대응하는 복수의 회전 액츄에이터(28a, 28b, 28c)(예를 들어, 전기 모터)가 포함된다. 구동 장치(26)는 제어 장치(20)로부터의 제어 지령에 따라서, 핸드(14)를 이동시킨다. 이하의 설명에서, 암(12) 및 핸드(14)의 자세 또는 위치의 변화는 제어 장치(20)에 의해 실행되는 제어를 통해 실현된다.

이하에서, 제어 장치(20)에 의한 프로그램의 실행, 그에 따른 로봇(1)의 동작에 의해 실현되는 위치 보정 방법을 설명한다. 위치 보정 방법을 실시하는 전제로서, 타겟(40)이 로봇(1)의 가동 범위 내에(핸드(14)가 액세스 가능한 위치에) 설치된다. 타겟(40)은 작업자에 의해 반도체 처리 설비에 분리 가능하게 설치되어도 좋고, 카세트(2)의 내부 또는 외면에 미리 설치되어도 좋다.

여기서, 타겟(40)의 형상 및 설치 시 자세는 임의이다. 일례로서, 타겟(40)은 원기둥 형상으로 형성된 「핀」이라고 부르는 것이라도 좋다. 이 경우, 타겟(40)의 수평 단면은 원이 된다. 다른 예로서, 타겟(40)은 그의 수평 단면의 일부만이 원호로 되어도 좋다. 예를 들어, 타겟(40)는 상하 방향으로 연장되는 자세로 설치된다.

이하의 설명에서, 핸드(14)의 중심선(C)(또는 단순히 중심선(C))은 제3 축(A3)을 통과하는 검출광(L)에 수직인 선이라고 한다. 또한 이하의 설명에서, 타겟(40)의 중심이란, 타겟(40)의 수평 단면의 원 또는 원호의 중심이라고 한다. 위치 보정 방법에서는, 먼저, 암(12)이 제1 초기 자세로 되는 상태에서 핸드(14)를 타겟(40)에 대향시킨다(S1). 예를 들어, 암(12) 및 핸드(14)의 자세를, 오차가 존재하지 않는다고 가정하는 경우에, 위에서 볼 때 타겟(40)의 중심과 제1 축(A1)이 중심선(C) 상에 위치하도록 한 자세로 한다. 구체적으로는, 제어 장치(20)는 암(12) 및 핸드(14)의 자세가 도 5A에 도시되는 제1 초기 자세가 되도록, 구동 장치를 제어한다. 도 5A는, 이러한 스텝의 실행에 의해, 제어 장치(20)가 실현하고자 하는 이상적인 위치 관계를 나타낸다. 그러나, 실제로는 오차의 누적에 의해, 암(12) 및 핸드(14)를 제1 초기 자세로 하여도, 도 5B에 도시된 바와 같이, 타겟(40)의 중심이 중심선(C)에서 어긋난다.

그래서, 먼저, 이러한 어긋남을 교정하여 중심선(C) 상에 타겟(40)의 중심을 자리매김하기 위해서 필요한 보정을 수행한다(S2). 이러한 보정에서는, 상술한 특허문헌 1에서 교시된 기술을 적절하게 적용할 수 있고, 당해 문헌에 교시되는 기술을 여기에 원용한다. 개요를 설명하면, 제1 축(A1)과 제2 축(A2)의 회전축을 동작시키지 않은 상태에서, 핸드(14)를 제3 축(A3) 둘레로 요동시킨다. 제1 초기 자세로부터 시계 방향으로 회전하여 타겟(40)이 검출광(L)을 차단하였을 때의 제3 축(A3)의 회전각과, 제1 초기 자세에서 반시계 방향으로 회전하여 타겟(40)이 검출광(L)을 차단하였을 때의 제3 축(A3)의 회전각을 취득한다. 타겟(40)의 중심선(C)으로부터의 어긋남이 크면 회전각의 차이도 크게 되기 때문에, 회전각의 차이로부터 어긋남의 정도를 판단할 수 있다. 제어 장치(20)는 판단되는 어긋남의 정도에 기초하여, 핸드(14)를 이동시키고, 그에 따라서 위에서 볼 때 타겟(40)의 중심을 중심선(C) 상에 위치시킨다(도 5D 참조).

상기의 제1 보정 스텝을 실행하여도 위에서 볼 때 제1 축(A1)이 중심선(C) 상에 위치하지 않을 가능성이 있다. 다라서, 다음의 제2 보정 스텝(S3)을 실행한다.

제2 보정 스텝(S3)에서는, 먼저, 제2 축(A2)과 3 축(A3)의 회전축을 동작시키지 않은 상태에서, 제1 축(A1) 둘레로 암(12) 및 핸드(14)을 요동시킨다. 그리고, 시계 방향으로 회전하여 타겟(40)이 검출광(L)을 차단하였을 때의 제1 축(A1)의 회전각과, 반시계 방향으로 회전하여 타겟(40)이 검출광(L)을 차단하였을 때의 제1 축(A1)의 회전각을 취득한다. 취득된 회전각에 기초하여, 타겟(40)의 중심 둘레로 핸드(14)를 회전시키도록 제1 축, 2 축 및 3 축을 회전시킨다. 타겟(40)의 중심 둘레의 회전 이동량은, 취득된 제1 축(A1)의 회전각에 따라 결정되는 것이고, 위에서 볼 때 핸드(14)의 중심선(C)을 제1 축(A1)과 타겟(40)의 중심을 연결하는 직선과 겹치는데 필요한 회전 이동량이다. 이러한 회전 이동을 마치면, 핸드(14)를 중심선(C)에 따라 타겟(40)을 향해 직선 이동시킨다. 타겟(40)이 검출광(L)을 차단할 때까지 직선 이동으로 진행하고, 거기에서 소정 거리(Ld)만큼 핸드(14)를 직선 이동으로 되돌린다. Ld는 0으로 하여도 좋다. 그리고, 핸드(14)를 타겟(40)에 대향시키는 처리에서 핸드(14)를 소정 거리(Ld)만큼 직선 이동시키는 처리까지의 일련의 처리를, 위에서 볼 때 타겟(40)의 중심과 제1 축(A1)이 중심선(C) 상에 위치할 때까지 반복한다. 그리고, 위에서 볼 때 타겟(40)의 중심과 제1 축(A1)이 중심선(C) 상에 위치하고, 타겟(40)과 검출광(L)의 거리가 소정 거리(Ld)로 되었을 때의 제2 축(A2)의 회전각 및 제3 축(A3)의 회전각을 기억한다. 이에 따라서, 제1 자세에서 제2 보정 스텝이 종료된다. 제2 보정 스텝에서, 위에서 볼 때 타겟(40)의 중심과 제1 축(A1)이 중심선(C) 상에 위치하는 것에는, 타겟(40)의 중심과 중심선(C)의 거리와 제1 축(A1)과 중심선(C)의 거리가 0 이외의 소정의 허용 값 이하가 되는 것을 포함한다. 소정의 허용 값은 로봇(1)에 의해 기판(S)의 반송을 수행하는 정도로 작은 값이 된다.

다음으로, 암(12)이 제2 초기 자세가 된 상태에서, 핸드(14)를 타겟(40)에 대향시킨다(S4). 그리고, 상기 제1 초기 자세로 하고 나서 진행해 갔던 일련의 처리를, 동일한 방법으로 실행한다(S5, S6). 제2 자세에서도, 제2 보정 스텝에서, 제2 축(A2)의 회전각 및 제3 축(A3)의 회전각이 기억된다.

만일 소프트웨어 값이 실제 값과 일치하면, 제1 자세에서 취득된 제2 회전각과 제2 자세에서 취득된 제2 회전각은 그의 절대값이 서로 동일하게 되고, 또한, 제1 자세에서 취득된 제3 회전각과 제2 자세에서 취득된 제3 회전각도 그의 절대값이 서로 동일하게 된다. 이와 같이 각 절대값이 동일하지 않으면, 제어 장치(20)가 인식하고 있던 위치와 실제 위치에 어긋남이 있다는 것을 의미한다. 따라서, 이러한 절대값을 동일하게 하기 위해 필요한 각도 값을 연산한다(S7). 이러한 각도 값이 제2 축(A2) 둘레의 회전각의 어긋남을 보정하는 보정량이고, 제3 축(A3) 둘레의 회전각의 어긋남을 보정하는 보정량이다. 당초 설정된 소프트웨어 값이 보정량을 가미함으로써, 초기 위치를 교정할 수 있고(제로잉 보정), 또한, 작업 프로그램으로 지정되어 있는 교시 위치를 보정할 수 있다(교시 위치 보정). 예를 들어, 제1 초기 자세를 당초 정해진 소프트웨어 값에 당해 보정량을 가미하여 암이 제1 초기 자세가 되도록 구동 장치(26)를 구동함으로써, 위에서 볼 때 타겟(40)의 중심과 제1 축(A1)이 중심선(C)에 위치함과 동시에, 핸드(14)를 타겟으로부터 상정되는 거리만큼 떨어진 위치에 자리매김할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 제3 축에만 주목하는 것이 아니라, 제1 축과의 위치 관계를 포함하여 교정하기 때문에, 위치 보정의 정밀도가 향상되고, 보정을 가미한 위치 제어의 정밀도도 향상된다.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 타겟이 2 개인 경우, 제1 축의 회전각에 대해서도 보정 가능하게 된다. 여기서, 2 개의 타겟을 제1 타겟(40a), 제2 타겟(40b)으로 부르기로 한다. 이상적인 배치에서는, 제1 축(A1)으로부터 제1 타겟(40a)까지의 거리와, 제1 축(A1)으로부터 제2 타겟(40b)까지의 거리가 같도록 하여, 2 개의 타겟(40a, 40b)이 설치된다. 2 이상의 카세트(2)를 구비한 EFEM에서는 이러한 타겟(40a, 40b)의 배치가 용이하다. 제1 타겟(40a)이 어느 1 개의 카세트(2)에 설치되고, 제2 타겟(40b)이 다른 카세트(2)에 설치된다. 그러나, 로봇(1)의 오차에 기인하여, 2 개의 거리가 반드시 같게 되지 않는다. 제2 축(A2) 및 제3 축(A3)에 관한 교정은 상기한 제1 보정 스텝, 제2 보정 스텝 및 보정량 연산 스텝을 통해 이루어지고 있기 때문에, 여기에서는 제1 축(A1)에 관한 소프트웨어 값에 보정을 거는 것으로, 최종적인 위치 보정이 수행된다.

구체적으로는, 상기한 제1 자세에서의 대향 스텝에서 제2 보정 스텝까지를 제1 타겟(40a)을 이용하여 실행하고, 제2 자세에서의 대향 스텝에서 제2 보정 스텝까지를 타겟(40b)을 이용하여 실행한다. 그리고, 제1 자세에서 제1 축으로부터 제1 타겟까지의 거리(B)와, 제1 축의 회전각(φ1)을 취득한다. 또한, 제2 자세에서 제1 축으로부터 제2 타겟까지의 거리(B')와 제1 축 회전각(φ1')을 취득한다.

만일 실제의 제1 축으로부터 제1 타겟까지의 거리와, 제1 축으로부터 제2 타겟까지의 거리가 같으면, 취득된 2 개의 거리가 서로 동일하고, 또한, 제1 자세에서 취득된 제1 회전각과, 제2 자세에서 취득된 제2 회전각이 같게 된다. 다른 경우는, 2 개의 거리 및/또는 제1 회전축 둘레의 액추에이터(28a)의 장착 등에 오차가 존재하는 것을 의미한다. 따라서, 거리가 다른 경우는, 거리를 보정하기 위한 보정량을 연산한다. 제1 회전각의 절대값에 차이가 있다면, 그 차이를 해소하기 위한 보정량을 연산한다.

이와 같이 본 실시예에 따르면, 제2 축(A2) 및 제3 축(A3) 뿐만 아니라, 제1 축(A1)의 회전각 및 2 개의 타겟(40a, 40b)까지의 거리를 보정할 수 있어서, 위치 제어의 정밀도를 더 향상시킬 수 있다.

다음으로 제3 실시예에 대해 설명한다. 제3 실시예에서는, 제1 실시예와 달리, 제1 자세에서의 대향 스텝, 제1 보정 스텝 및 제2 보정 스텝을 수행한 후, 보정량 연산 스텝으로 진행하여 제2 회전각 및 제3 회전각에 관한 보정량이 연산된다. 제2 자세에서의 대향 스텝에서 제2 보정 스텝까지의 일련의 공정은 생략된다. 따라서, 보정량 연산 스텝에서는, 제1 실시예와는 다른 파라미터, 구체적으로는 암 및 센서(17)의 설계 파라미터에 기초하여, 보정량이 연산된다. 설계 파라미터이기 때문에, 미리 기억부에 기억되어 있고, 연산 시에 기억부 내의 데이터가 참조된다. 설계 파라미터로는, 구체적으로는, 제1 축으로부터 타겟(40)의 검출광 차광부까지의 거리, 제1 축으로부터 제2 축까지의 거리(제1 링크의 길이), 제2 축으로부터 제3 축까지의 거리(제2 링크의 길이), 제3 축으로부터 검출광(L)까지의 최단 거리이다. 이러한 설계 파라미터를 고려함으로써, 제2 자세에서의 반복적인 스텝을 생략하고 제2 회전각 및 제3 회전각에 관한 보정량을 구할 수 있다.

지금까지 실시 형태에 대해 설명하였지만, 상기 구성 및 방법은 본 발명의 취지의 범위 내에서 추가, 수정 및/또는 삭제 가능하다.

예를 들어, 상술한 바와 같이, 3 이상의 링크를 구비하는 암에서도 동일하게 적용 가능하다. 3 링크식의 경우에는 회전축이 4 개로 된다. 이 경우, 상기 방법을 적용하는 때에는, 예를 들어, 먼저, 핸드(14) 측으로부터 순서대로 3 개의 회전축을 제3 축, 제2 축 및 제1 축으로 하고, 기대(10)와 암(12)의 연결부에서 회전축에 대해서는 동작시키지 않고 둔다. 이에 따라서, 여기에서 정의된 제1 ~ 제3 축의 회전각에 대하여 보정할 수 있다. 다음으로, 기대(10) 측으로부터 순서대로 3 개의 회전축을 제1 축, 제2 축 및 3 축으로 하고, 핸드(14)와 암(12)의 연결부에서 회전축에 대해서는 동작시키지 않고 둔다. 이에 따라서, 4 이상의 회전축이 존재하는 로봇에서도, 보정 정밀도를 향상시킬 수 있고, 위치 제어 정밀도가 향상된다.

Claims (5)

1. 로봇의 위치 보정 방법으로서,
   상기 로봇이,
   기대와,
   2 개 이상의 링크를 연결하여 구성되고, 상기 기대에 연결되는 암과,
   상기 암에 연결되고, 두 갈래로 나누어진 제1 선단부 및 제2 선단부를 구비하는 핸드와,
   검출광이 상기 제1 선단부와 상기 제2 선단부의 사이에서 전파하도록 구성되고, 타겟이 당해 검출광을 차단하는지 여부를 검출하는 센서와,
   상기 암 및 상기 핸드의 동작을 제어하는 제어 장치를 구비하고,
   복수의 회전축이 복수의 연결부 각각에서 서로 평행하게 향하도록 설정되고, 당해 복수의 연결부에는, 상기 기대와 상기 암의 연결부, 상기 암을 이루는 링크 중 인접한 두 링크 연결부, 및 상기 암과 상기 핸드의 연결부가 포함되고,
   상기 회전축 중 3 개에 대해서, 상기 기대에 가까운 것부터 순서대로 제1 축, 제2 축 및 제3 축으로 한 경우에, 상기 방법은,
   상기 제2 축이 제1 측으로 돌출되는 제1 자세가 되도록 상기 암을 구동하고, 상기 핸드가 미리 정해진 초기 자세가 되도록 상기 핸드를 이동시킴으로써, 상기 핸드를 상기 타겟과 대향시키는 스텝과,
   상기 핸드를 상기 제3 축 둘레로 회전시켜서, 상기 타겟이 상기 검출광을 차단하였을 때의 상기 제3 축 둘레의 회전각을 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여 상기 제3 축의 위치를 보정하는 제1 보정 스텝과,
   상기 암을 상기 제1 축 둘레로 회전시켜서, 상기 타겟이 상기 검출광을 차단하였을 때의 상기 제1 축 둘레의 회전각을 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여 상기 제1 축, 상기 제2 축 및 상기 제3 축 중 적어도 하나의 둘레로 상기 암 및 상기 핸드 중 적어도 하나를 회전시킴으로써, 상기 제1 축과 상기 제3 축과 상기 타겟을 동일 선상에 자리매김하는 제2 보정 스텝과,
   상기 제1 자세에서 상기 제2 보정 스텝 후에 취득되는 상기 각각의 회전축의 회전각에 기초하여, 상기 제2 축 및 상기 제3 축의 회전각 보정량을 구하는 보정량 연산 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 위치 보정 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 보정량 연산 스텝의 전에, 상기 제2 축이 상기 제1 측과는 반대측으로 돌출되는 제2 자세가 되도록 상기 암을 구동하고, 상기 제1 및 제2 보정 스텝을 실행하는 반복 스텝을 더 구비하고,
   상기 보정량 연산 스텝에서, 상기 제2 축 및 상기 제3 축의 회전각 보정량이, 상기 제1 자세에서 상기 제2 보정 스텝 후에 취득되는 상기 각각의 회전축의 회전각과, 상기 제2 자세에서 상기 제2 보정 스텝 후에 취득되는 상기 각각의 회전축의 회전각에 기초하여 구해지는 것을 특징으로 하는 위치 보정 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 타겟이 제1 타겟 및 제2 타겟을 포함하고,
   상기 제1 자세에서의 상기 제1 및 제2 보정 스텝이, 상기 제1 타겟을 이용하여 실행되고, 상기 제2 자세에서의 상기 제1 및 제2 보정 스텝이 상기 제2 타겟을 이용하여 실행되어,
   상기 보정량 연산 스텝에서, 상기 제1 축의 회전각 보정량이 구해지는 것을 특징으로 하는 위치 보정 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 보정량 연산 스텝에서, 상기 제2 축 및 상기 제3 축의 회전각 보정량이 상기 제1 자세에서 상기 제2 보정 스텝 후에 취득되는 상기 각각의 회전축의 회전각과 함께, 상기 암 및 상기 센서의 설계 파라미터에도 기초하여 구해지는 것을 특징으로 하는 위치 보정 방법.
5. 기대와,
   2 개 이상의 링크를 연결하여 구성되고, 상기 기대에 연결되는 암과,
   상기 암에 연결되고, 두 갈래로 나누어진 제1 선단부 및 제2 선단부를 구비하는 핸드와,
   검출광이 상기 제1 선단부와 상기 제2 선단부의 사이에서 전파하도록 구성되고, 타겟이 당해 검출광을 차단하는지 여부를 검출하는 센서와,
   상기 암 및 상기 핸드의 동작을 제어하는 제어 장치를 구비하고,
   복수의 회전축이 복수의 연결부 각각에서 서로 평행하게 향하도록 설정되고, 당해 복수의 연결부에는, 상기 기대와 상기 암의 연결부, 상기 암을 이루는 링크 중 인접한 두 링크 연결부, 및 상기 암과 상기 핸드의 연결부가 포함되고,
   상기 회전축 중 3 개에 대해서, 상기 기대에 가까운 것부터 순서대로 제1 축, 제2 축 및 제3 축으로 한 경우에, 상기 제어 장치는,
   상기 제2 축이 제1 측으로 돌출되는 제1 자세가 되도록 상기 암을 구동하고, 상기 핸드가 미리 정해진 초기 자세가 되도록 상기 핸드를 이동시킴으로써, 상기 핸드를 상기 타겟과 대향시키고,
   상기 핸드를 상기 제3 축 둘레로 회전시켜서, 상기 타겟이 상기 검출광을 차단하였을 때의 상기 제3 축 둘레의 회전각을 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여 상기 제3 축의 위치를 보정하고,
   상기 암을 상기 제1 축 둘레로 회전시켜서, 상기 타겟이 상기 검출광을 차단하였을 때의 상기 제1 축 둘레의 회전각을 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여 상기 제1 축, 상기 제2 축 및 상기 제3 축 중 적어도 하나의 둘레로 상기 암 및 상기 핸드 중 적어도 하나를 회전시킴으로써, 상기 제1 축과 상기 제3 축과 상기 타겟을 동일 선상에 자리매김하고,
   상기 제1 자세에서 상기 검출결과에 기초하여 상기 제1 축, 상기 제2 축 및 상기 제3 축 중 적어도 하나의 둘레로 상기 암 및 상기 핸드 중 하나를 회전시킴으로써, 상기 제1 축과 상기 제3 축과 상기 타겟을 동일 선상에 자리매김한 후에 취득되는 상기 각각의 회전축의 회전각에 기초하여, 상기 제2 축 및 상기 제3 축의 회전각 보정량을 구하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇.