KR20060065627A - 박판 형상물의 변위량 검출 방법 및 변위량 수정 방법 - Google Patents

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Abstract

박판 형상물의 인출이나 수납시, 지지 암의 엔드 이펙터 상에 있어서의 박판 형상물의 적정 위치와 어긋난 위치의 검출을 행하고, 또한 그 수정 작업을 효율적으로 행한다. 검출 수단(18)을 지지 암(14) 상에 구비하고, 검출 수단(18)은 コ자 형상으로 그 개방구를 엔드 이펙터(11) 측으로 하며, 또한 박판 형상물(2)이 통과할 때 간섭하는 일 없이 안길이를 가지는 구성으로 이루어져 있다.
박판 형상물의 변위량 검출 방법 및 변위량 수정 방법

Description

박판 형상물의 변위량 검출 방법 및 변위량 수정 방법{THIN SHEET-LIKE ARTICLE DISPLACEMENT DETECTION METHOD AND DISPLACEMENT CORRECTION METHOD}
본 발명은 운반·가공을 위해 적재할 때에 높은 위치 정밀도를 필요로 하는 박판 형상물을 취급하는 반송 로봇에 관한 것으로서 특히, 반도체 웨이퍼, 액정 교시판용 기판, 플라즈마 디스플레이 기판, 유기 일렉트로 루미네선스(electroluminescence) 기판, 무기 일렉트로 루미네선스 기판, 프린트 배선 기반 등의 박판 형상물을 카세트와 각종 처리 장치 사이를 이동시키기 위한 반송 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체나 액정용 기판 등의 박판 형상물의 제조는 고 청정한 환경, 소위 클린 룸(clean room)에서 행하여진다. 이 클린 룸에 있어서의 상기 박판 형상물의 운반은 박판 형상물을 카세트 내의 선반단 상에 수납하여, 카세트 반송용 대형 로봇 등에 의해 카세트마다 운반한다.
도 13은 본 출원인이 종래 사용하고 있는 취급 장치(1)에 대해서 도시하는 것이다. 이 장치에서는 카세트(3)를 설치하기 위한 복수의 스테이지(24), 각종 처리를 행하는 처리 장치(6), 카세트(3)와 상기 처리 장치(6) 사이에서 박판 형상물(2)을 반송하는 공지의 산업용의 반송 로봇(4), 및 이 반송 로봇(4)을 처리 장치 (6)나 카세트(3)의 반출 입구(25)의 정면으로 이동을 행하는 직선 이동 수단(5)을 구비하고 있고, 이것들을 이용하여 가공 처리가 실시되는 박판 형상물(2)은 카세트(3)의 선반단(26) 상에서 인출되어 처리 장치(6)의 적재대(23)까지 이동하고, 또한 적재된다.
이 후, 처리 장치(6) 내에서 박판 형상물(2)에 대하여 각종의 가공 처리가 실시된다. 이 때에 박판 형상물(2)을 적재하는 위치 정밀도에 대해서 높은 정밀도를 필요로 하는 가공 처리가 있다. 예를 들면, 2장의 박판 형상물(2)을 접합하는 처리를 행할 경우이며, 이 때 처리 장치의 소정 적재 위치에 대하여 1장째의 박판 형상물(2)과 2장째의 박판 형상물(2)을 미리 교시한 위치로 각각의 경사나 위치의 편차를 생기게 하지 않고 주고받을 필요가 있다.
그런데, 상기한 카세트(3)의 선반단(26) 상의 박판 형상물(2)은 좌우 방향에 어느 정도의 여유를 가지고 적재되어 있고, 이 점에서 각각은 적당하게 미묘하게 어긋난 상태에서 수납되어 있다. 따라서, 이 어긋난 상태 그대로 박판 형상물(2)을 처리 장치(6)로 반송하면 정확한 적재가 행해지지 않고, 처리 제품의 양품율(수율)이 나빠지는 문제로 된다.
이 문제를 해결하기 위한 종래의 방법은 상기 위치 편차 상태를 검출하기 위한 검출 수단을 처리 장치 부근에 별도로 구비하여 이것을 이용해서 박판 형상물의 위치 편차를 검지함과 아울러 편차량을 산출해서 이것을 수정하도록 하는 것이며, 이들 일련의 수순을 도 13에 의거하여 이하에서 설명한다.
본 실시예에서는 검출 수단(18)이 직선 이동 수단(5) 상에 설치되어 있다.
처음에 반송 로봇(4)을 직선 이동 수단(5)의 작동으로 스테이지(24) 상에 적재된 카세트(3) 정면으로 이동시키고, 이어서, 이 로봇의 암을 작동시켜서 카세트(3) 내부로부터 박판 형상물(2)을 엔드 이펙터(end effector)(11) 상으로 인출한다. 그 후, 다시 직선 이동 수단(5)의 작동으로 반송 로봇(4)을 검출 수단(18)의 정면 위치로 이동시킴과 아울러 엔드 이펙터(11) 상에 적재되어 있는 박판 형상물(2)의 끝 가장자리가 검출 수단(18)의 광축을 차단하도록 암(12, 13)을 회동시키는 것이다. 그리고, 상기 회동으로 박판 형상물(2)의 가장자리부가 검출 수단(18)의 광축을 차단해서 얻어지는 위치 정보와 교시에 의해 미리 얻어져 있는 위치 정보를 비교함으로써 변위량을 산출하는 것이다. 그리고, 이 산출값에 의거하여 반송 로봇(4)은 처리 장치(6)의 반출 입구(25) 정면으로 이동하고, 또한 지지 암(14)의 작동으로 엔드 이펙터(11)의 박판 형상물(2)을 적재대(23) 상에 적재할 때, 상기 산출값에 의거하여 수정한 위치에 적재되도록 하는 것이다. 상기에 의해, 박판 형상물(2)은 그 적정 위치에서 필요한 처리가 행하여지는 것이며, 이 후는 다시 반송 로봇(4)에 의해 처리 장치(6)로부터 카세트(3)로 반환(재수납)되는 것이다.
상기에 있어서의 검출 수단(18)은 도시 예와 같이 반송 로봇(4)의 이동 도중에 설치해서 전술한 바와 같이 사용해도 좋지만, 복수의 처리 장치의 전면 측에 각각 구비시킬 수 있다. 여기에서 검지 수단(18)은 투광기(19)와 수광기(20)로 이루어지는 광학식 투과형 센서이며, 광축은 연직으로 해서 장치 중앙에 1개를 구비한 구성이다.
또한, 미리 교시에 의해 얻어지는 위치 정보는 반송 로봇(4)의 엔드 이펙터 (11)상의 박판 형상물(2)이 적정한 소정 위치에 있을 때 상기 박판 형상물(2)의 가장자리부가 검출 수단(18)의 광축을 차단했을 때의 위치 정보이다.
또한, 상기 장치에 있어서의 반송 로봇(4)은 클린 룸용 스칼라(scalar)형 반송 로봇(4)으로서, 박판 형상물(2)을 흡착 유지하는 엔드 이펙터(11), 엔드 이펙터(11)를 회동 가능하게 지지하는 지지 암(14)[도시 예에서는 하부 암(13)과 상부 암(12)의 2개로 이루어짐]을 회동시킬 수 있는 선회부(15), 선회부(15)를 높이 방향으로 이동 가능하게 하는 승강 수단(16) 및 기초대(17)로 이루어진다.
도 13에 도시한 취급 장치(1)에서는 카세트(3)로부터 처리 장치(6)로 박판 형상물(2)을 운반하는 도중에 있는 검출 수단(18)의 개소에서 반송 로봇(4)을 검지하기 위해 정지시킬 필요가 있고, 상기 카세트로부터의 인출 및 재수납의 1사이클에 요하는 반송 시간이 증대되기 때문에 생산 효율이 나빠지고 있다.
또한, 검출 수단(18)을 반송 로봇(4)의 직선 이동 수단(5) 상에 구비하고 있어 반송 로봇(4)의 이동중에 그 지지 암 등과의 간섭을 방지하기 위해 투광기(19)와 수광기(20)의 거리를 길게 한다든지 할 필요가 있지만, 이와 같이 광축을 길게 한 검출 수단(18)은 대단히 고가이고, 또한 광축 조정이 대단히 곤란하는 등의 문제가 있다. 만약 조정이 불충분한 검출 수단(18)으로 측정했다고 한다면, 측정 정밀도가 저하되어 불량이 발생한다는 문제가 된다.
일본 특허공개 평 9-36201호 공보에서 도시된 도 2의 것에 있어서는, 각 처리 장치의 박판 형상물(6)의 적재대(18) 마다 다수의 검출 수단(31)을 구비하는 장치를 제안하고 있다. 이 장치에서는 박판 형상물(6)의 변위량을 검출하기 위해 적 재대(18)의 수 만큼 검출 수단이 필요하고, 따라서, 비용이 높게 되는 것 외에 검출 수단(31) 마다의 조정이 필요하게 되어서 작업 효율의 저하로 이어지게 된다.
일본 특허공개 평 9-162257호 공보에서 도시된 도 7의 것에 있어서는, 검출 수단(14)을 반송 로봇의 이펙터(31c)에 구비하는 장치를 제안하고 있다. 이 반송 로봇에서는 검출 수단(14)을 회동하는 모터 등의 동력원을 별도로 구비할 필요가 있기 때문에, 이 별도 비용이 드는 것 외에 기구가 복잡하고 또한 동작 제어도 곤란해지는 문제가 있다.
본 발명은 본 출원인이 사용하고 있는 취급 장치를 개량한 것으로서, 그 특징은 취급 장치의 위치를 포함한 기준 좌표계 하에서 엔드 이펙터 상으로 인출한 박판 형상물의 변위량을 검출할 때, 엔드 이펙터의 지지 암 상에 검출 수단을 설치하고, 지지 암의 회동 동작시에 엔드 이펙터 상의 박판 형상물의 가장자리부와 검출 수단의 광축이 교차하는 것으로 하고, 이것에 의해 얻어지는 수치와 미리 교시되어 있는 박판 형상물의 상기 수치를 비교해서 수정 변위량을 산출하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서는 상기 수정 변위량의 검출을 박판 형상물이 카세트의 선반단으로부터 인출되는 지지 암의 동작 중에 행해지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서는 지지 암 상에 설치되는 변위량 검출 수단을 コ자 형상체로 형성하고, 또한 그 개방구를 엔드 이펙터 측이 되도록 해서 엔드 이펙터의 전방측 지지 암 상에 배치하는 것 외에 그 개방구를 박판 형상물의 가장자리부가 통과할 수 있게 되는 간극 치수를 갖는 것으로 이루어져 있다.
또한, 본 발명에서는 コ자 형상체로 이루어진 변위량 검출 수단의 개방구 측에 설치되는 투광기와 수광기로 이루어지는 투과형 센서의 수 및 그 배치에 관한 것으로, 즉 복수 개의 배치에서는 지지 암의 회동 중심으로부터의 거리가 상이한 관계로 조금 이동되어 설치되도록 한 것이며, 이것에 의해 지지 암의 회동으로 박판 형상물의 가장자리부의 복수 개소가 동시에 검출되게 된다.
또한, 본 발명에서는 지지 암의 회동 동작 중에 지지 암에 부착된 コ자 형상체의 검출 수단에 의해 자동적으로 산출된 수정 변위량를 기초로, 취급 장치를 기준 좌표에서 소정의 위치로 수정해서 이동시키고, 박판 형상물을 적재대 상의 적정 위치로 적재시키도록 한다.
즉, 본 발명의 취급 장치(1)는 박판 형상물(2)을 카세트로부터 인출해서 이동할 때, 엔드 이펙터 상의 적재 편차를 자동적으로 산출하고, 또한 이것을 수정해서 처리 장치의 적정 위치로 적재 가능하게 하는 장치이며, 그 구체적 구성은 박판 형상물(2)을 파지(把持) 또는 흡착해서 반송하는 공지의 로봇 및 상기 반송 로봇(4)을 박판 형상물(2)의 카세트(3)가 연장하는 방향으로 이동 가능하게 하는 볼나사 축 등을 구비한 직선 이동 수단(5), 및 반송 로봇(4)에 의해 박판 형상물(2)을 적재하는 적재대(23)를 구비하고, 또한 이 적재대를 수평면 내에서 직선 이동 또는 회동시킴으로써 박판 형상물의 위치 결정을 행하는 얼라인먼트(alignment) 장치 등으로 되어 있다.
한편, 취급 장치의 위치를 포함한 기준 좌표계는 취급 장치(1)가 제어 수단(7)으로부터의 동작 명령에 의해 동작을 행할 때의 취급 장치(1)의 시동 위치나 취급 장치(1)가 설치되는 위치, 및 주고받는 위치 등을 포함한 공간을 가상의 좌표로서 가정한 것이다.
또한, 본 발명의 검출 수단(18)은 예를 들면, 광학식의 투과형 및 반사형 센서 등이며, 비접촉으로 박판 형상물(2)의 가장자리부를 검출하는 센서가 바람직하다. 이 검출 수단(18)은 투광기(19)와 수광기(20)로 이루어지며, 투광기(19)와 수광기(20)를 コ자형 고정 부재(21)의 선단 부근에 대향시켜 광축이 연직이 되도록 또는 경사 형상으로 구비되어, 박판 형상물의 가장자리부가 광축을 차단하는 것으로 그 위치를 검출하는 것이다.
도 1은 본 발명의 반송 로봇(4)의 일 실시예를 도시하는 사시도면이다.
도 2는 반송 로봇(4) 상에 구비된 검지 수단(18)을 도시하는 일부 절개 사시도이다.
도 3 (a) ∼ (c)은 반송 로봇(4)이 1개의 센서로 검출량을 산출하는 상태의 사용 설명도이다.
도 4는 상기에서 2개의 센서를 사용했을 경우의 작용 설명도이다.
도 5는 박판 형상물(2)의 경사 상태를 산출하기 위한 작용 설명도이다.
도 6은 수정 작용을 설명하는 평면도이다.
도 7은 경사진 박판 형상물(2)의 수정 작용을 설명하는 평면도이다.
도 8은 검출 수단을 하부 암(13)에 구비하는 반송 로봇(4)을 도시하는 평면 도이다.
도 9 (a) ∼ (c)는 상기에 있어서의 박판 형상물의 변위량 산출을 도시하는 설명도이다.
도 10은 반송 로봇(4)의 다른 예를 도시하는 사시도이다.
도 11은 반송 로봇(4)의 다른 예를 도시하는 사시도이다.
도 12는 반송 로봇(4)의 다른 예를 도시하는 사시도이다.
도 13은 종래의 박판 형상물의 위치 검출 수단을 구비한 취급 장치의 전체 사시도이다.
도 1은 도 13에서 설명한 본 출원인의 종래 예를 개량한 취급 장치(1)이며, 본 발명의 개량 점은 처리 장치(6)의 전면(前面)이나 직선 이동 수단(5) 상에 구비되게 한 검출 수단(18)을 제거하고, 즉 이것은 독특한 コ자 형상으로 해서 지지 암(14) 상에 구비시키는 것으로 한다.
이하에서 본 발명의 최선의 실시형태의 예를 설명한다. 또한, 이하의 실시형태는 본원 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 당업자라면 본원 발명의 원리의 범위에서 다른 실시형태를 채용하는 것이 가능하다.
도 2는 본 발명의 검출 수단(18)의 부분 확대 사시도이다. 이 검출 수단(18)은 편평한 개방구와 안길이를 구비한 コ자 형상의 고정 부재(21)의 선단 부근에 투광기(19)와 수광기(20)를 구비한 것으로 이루어진 것이며, 또한 그 설치에는 コ자 형상의 개방구가 엔드 이펙터(11)측을 향해 설치되도록 이루어진 것이다. 이 때, 투광기(19)와 수광기(20)는 각각 1개 설치되도록 해도 좋지만, 복수 개를 도 2에 도시한 바와 같이 내측을 향해 위치를 조금 이동시켜서 설치되도록 할 수 있다.
본 발명에서는 지지 암(14)의 회동 동작과 함께 검출 수단(18)이 회동할 때에 엔드 이펙터(11)에 유지된 박판 형상물(2)의 가장자리부가 コ자 형상의 고정 부재(21)의 개방구를 통과하고, 투광기(19)로부터 수광기(19)로 향하는 광축을 차단하는 것이며, 이것에 의해 박판 형상물(2)의 위치 검출이 행해지는 것이다. 이 때문에, コ자 형상의 개방구 간극(P) 및 그 안길이(S)의 치수는 박판 형상물(2)의 가장자리부가 지장 없이 통과할 수 있는 범위로 설계된다.
그리고, 상기 박판 형상물(2)의 엔드 이펙터(11) 상에 있어서의 위치 편차나 경사 등의 산출은 지지 암(14)의 회동을 X, Y의 좌표계에서 교시함으로써 산출하는 것이며, 구체적으로는 엔드 이펙터(11)를 지지하는 지지 암(14)의 추축(樞軸)을 X, Y좌표의 원점(O)으로 해서 X축은 반송 로봇(4)이 직선 이동 수단(5)을 이동하는 방향이고, 이것에 대해 Y축은 이것과 직교하는 방향이다. 이하, 그 산출 방법에 대하여 설명한다.
도 3(a)∼(c)에서는 상부 암(12)에 검출 수단(18)을 구비하고 있고, 엔드 이펙터(11) 상의 박판 형상물(2)의 점선은 적정 상태에 놓여진 것을, 이에 대해 실선은 어긋난 상태의 것을 도시한다. 우선, 적정 위치(교시 위치)에 있어서의 데이터를 얻기 위해서는 다음과 같이 해서 행하여진다. 지지 암(14)이 회동하고, 상부 암(12) 상의 센서(31)가 도 3(a)의 A로부터 도 3(c)의 박판 형상물(2)의 가장자리부를 검출하는 위치(B)까지 회동함으로써 그 회동 각도(측정값)를 얻을 수 있는 것이 며, 구체적으로는, 시점(A)의 좌표를 (XA, YA)로 하고, 교시 위치(B)의 좌표를 (XB, YB)로 해서 회동 각도를 측정하여, 이 측정한 회동 각도를 기초로 교시 위치를 산출하는 것이다.
상기의 교시 위치의 좌표를 산출하는 식은 다음과 같게 된다.
Figure 112006001047024-PCT00001
식(1)을 전개하면 다음과 같아진다.
Figure 112006001047024-PCT00002
이것으로 교시 위치(B)(XB, YB)가 수치적으로 산출된다.
이어서, 실선으로 도시되는 박판 형상물(2)의 편차에 대해서는 지지 암이 더욱더 회동한, 즉, 도 3(c)에 있어서의 좌표(XC, YC)를 측정하는 것이며, 이 변위 위치의 좌표를 산출하는 식은 다음과 같다.
Figure 112006001047024-PCT00003
상기 식을 전개하면,
Figure 112006001047024-PCT00004
이것으로 변위 위치(C)(XC, YC)가 수치적으로 산출된다.
그런데, X축 방향의 변위량(LC)을 산출하기 위해서는 상기 교시 위치와 변위 위치의 X좌표값의 차이를 구해야 하며, 식은 다음과 같다.
Figure 112006001047024-PCT00005
식(2)과 식(5)에 의해 변위량(Lc)은 다음과 같이 표현된다.
Figure 112006001047024-PCT00006
이것이 변위량(Lc)이다.
본 발명에서는 コ자 형상의 검지 수단(18)에 대해, 2개 이상의 센서를 구비할 수 있는 것이며, 이어서, 2개의 센서를 설치한 예에 대해서 도 4에 의해 설명한다. 2개의 센서는 적당한 간격을 두고 설치되는 것이며, 이것에 의해 각각의 회동 반경을 다르게 해서 지지 암(14)의 회동으로 박판 형상물(2)의 가장자리부에 있어서의 2개소의 위치 검출이 효율적으로 행해지게 된다. 또한, 이것에서는 검출한 측정값을 기초로 박판 형상물(2)의 X축 방향의 변위량과 박판 형상물의 경사(40)를 산출할 수 있다.
도 4(a)∼(c)는 도 3과 마찬가지로 해서, 그 산출 수단을 도해해서 도시하는 것이다. 도면에서 32, 33은 2개의 센서를 도시하고 있고, 엔드 이펙터(11) 상의 점선으로 도시된 박판 형상물(2)은 교시 위치를, 이에 대해 실선은 어긋난 상태의 것을 도시한다. 도면 중 (b)는 지지 암(14)의 회동으로 교시 위치를 산출하는 상태를, 동 (c)는 어긋난 위치를 산출하는 상태의 설명도이다.
우선, 교시 위치의 산출은 다음 식에 의해 구할 수 있다.
Figure 112006001047024-PCT00007
Figure 112006001047024-PCT00008
식(9)을 전개하면,
Figure 112006001047024-PCT00009
식(10)을 전개하면,
Figure 112006001047024-PCT00010
이것이 교시 위치점(E)(XE, YE),(H)(XH, YH)이다.
이에 대하여 변위 위치(F)(XF, YF), I(XI, YI)는 다음 식으로 산출할 수 있다.
Figure 112006001047024-PCT00011
식(15)을 전개하면,
Figure 112006001047024-PCT00012
식(16)을 전개하면,
Figure 112006001047024-PCT00013
이것이 변위 위치의 2점(F)(XF, YF), I(XI, YI)의 산출 값이다.
이어서, 도 5에 근거해서 박판 형상물의 경사(40) 산출 방법을 설명한다.
본 발명에서 박판 형상물의 경사(40)는 엔드 이펙터(11) 상에서 박판 형상물이 부분적인 회동을 발생시킨 것으로서, 이것은 교시 위치의 기준이 되는 박판 형상물(2)의 중심선(41)(Y축과 평행)과 변위된 박판 형상물(2)의 중심선(43)이 각도(θL)만큼 경사를 이룰 때 그 각도(θL)로서 표현된다. 그런데, 실시예의 박판 형상물(2)은 장방형의 평면 형상을 하고 있고, 박판 형상물(2)의 중심선(43)과 그 가장자리부 측면은 평행하다. 이것으로 박판 형상물의 경사 각도(θL)를 수치적으로 산출함에는 변위된 박판 형상물(2)의 2개의 검출 위치(F)로부터 (I)로 향하는 벡터(FI)와 교시된 박판 형상물의 중심선(41)상의 단위 벡터(y)가 이루는 각도(θL)을 산출함으로써 구할 수 있다.
벡터(FI)는,
Figure 112006001047024-PCT00014
로 표현되고,
Y축 상의 단위 벡터(y)는,
Figure 112006001047024-PCT00015
로, 표현된다.
따라서, 벡터(FI)와 벡터(Y)가 이루는 각도(θL)는 다음과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112006001047024-PCT00016
식(21)과 식(22)을 식(23)에 대입해서 (θL)에 대해서 구한다.
Figure 112006001047024-PCT00017
이것이 박판 형상물의 경사 각도(θL)를 나타내는 산출 값이다.
[적재 위치의 수정 방법]
본 발명에서는 변위되어 있는 박판 형상물(2)을 수정해서 적재하기 위해서, 먼저 얻은 변위량 및 경사를 기초로 해서 박판 형상물(2)의 위치 수정을 행하는 것이며, 이 수정 방법을 도 6에 의거하여 설명한다.
도면에서 4는 반송 로봇, 5는 그 직선 이동 수단이며, 반송 로봇(4)의 선회부(15)의 회동 중심을 원점(O)으로 하는 좌표로서 생각한다. 그리고, 이 좌표에서는 직선 이동 수단(5)의 이동 방향을 X축으로 하고, Y축은 원점(O)에서 X축과 직교하는 방향이며, 또한 이것은 박판 형상물을 교시 위치로 적재시키는 방향이다.
본 도면에서 박판 형상물(2)의 X축 방향의 변위량(Lc)를 수정함에는 상기의 식(24)에서 구한 산출값에 의해 행하는 것이다. 이것은 실선으로 도시한 변위 위치에 있는 박판 형상물(2)을 점선으로 도시한 교시 위치로 수정하는 것이며, 반송 로봇(4)을 직선 이동 수단에 대해 X축의 정방향으로 거리(Lc) = XA(cosθB - cosθC) - YA(sinθB - sinθC)만큼 이동함으로써 가능해진다.
도 7은 경사진 박판 형상물(2)의 수정 방법을 도시하는 것이며, 본 도면에서는 상부 암(12)에 2개의 센서(32, 33)를 구비한 것으로 이루어진 것외에는 도 6과 바뀌지 않는다.
실선의 경사진 박판 형상물(2)을 점선의 적정 위치(교시 위치)로 수정함에는 반송 로봇(4)의 선회부(15)를 이용하여 반시계 방향으로 각도(θL) = YFI/(XFI 2 + XFI 2)1/2만큼 회동한다. 이 회동에 의해 박판 형상물(2)의 가장자리부 상의 점(F)은 점(J)으로 이전하고, 점(F)과 점(J)의 X축 방향의 변위량(LJ)이 발생한다. 이것을 수정하기 위해 직선 이동 수단(5)으로 반송 로봇(4)을 변위량인 거리(LJ)만큼 이동 한다.
상기의 X축 방향에 있어서의 이동량인 거리(LJ)의 산출 방법은 다음과 같다.
Figure 112006001047024-PCT00018
식(25)을 전개하면,
Figure 112006001047024-PCT00019
이것이 변위 위치의 좌표(J)(XJ, YJ)의 산출 값이다.
이어서, 교시 위치(E)와 상기의 산출값(J)을 비교해서 X축 방향의 변위량(L)을 다음식으로 산출한다.
Figure 112006001047024-PCT00020
이것에 의해, 회동 후의 박판 형상물(2)이 X축의 부방향으로 거리(LJ)만큼 변위되어 있는 것이 산출되어, 직선 이동 수단(5)으로 반송 로봇(4)을 X축의 정방향으로 거리(LJ)만큼 이동시키면 소정의 위치에 적재할 수 있다.
상기의 실시예에서는 검출 수단(18)을 상부 암(12)에 구비하는 실시예를 설명했지만, 도 8에 도시한 반송 로봇(4)에서는 검출 수단(18)을 하부 암(13)에 구비한다. 이 반송 로봇(4)에서는 회동시에 검출 수단(18)과 상부 암(12)의 충돌을 피하기 위해, 하부 암(13)과 상부 암(12)을 연결하는 지지축(29)이 종래의 것보다 길게 되어 있고, 높이 방향으로 거리(T)만큼 간극을 설치하고 있다.
또한, 이 실시예의 엔드 이펙터(11)는 하부 암(13)의 하부에 구비되어 있다.
도 9(a)∼(c)는 도 8의 반송 로봇(4)으로 박판 형상물(2)을 인출할(주고받을)때에 발생하는 엔드 이펙터(11)상의 편차(변위량)를 산출하는 방법을 도해해서 나타낸 것이다. 도면에서 31은 검출 수단(18)의 센서를 도시하고 있고, 엔드 이펙터(11)상의 점선으로 도시된 박판 형상물(2)은 교시 위치를, 이에 대해 실선은 거리(LN)만큼 어긋난 상태의 것을 도시한다.
본 예에서는 선회부(15)의 회동 중심을 좌표의 원점(O)으로 해서 하부 암(13) 상에 설치된 검출 수단(18)의 센서(31)가 회동한다. 이 때, 얻어지는 측정값을 기초로 상기의 계산식을 이용해서 마찬가지로 변위량을 산출할 수 있다.
도 9(a)에서는 센서(31)가 상기 동작 시점(K)(XK, YK)에 있는 상태를 도시하고 있다.
도 9(b)에서는 센서(31)가 동작 시점(K)(XK, YK)으로부터 각도(θM)만큼 회동하고 교시 위치(M)(XM, YM)에 있는 상태를 도시하고 있다.
도 9(C)에서는 센서(31)를 더욱 동작 시점으로부터의 각도(θN)까지 회동시켜 검지 위치(N)(XN, YN)에 있는 상태를 도시하고 있다.
이 반송 로봇(4)을 이용하여 박판 형상물(2)의 변위량을 산출하는 순서는 상기의 검출 수단(18)이 상부 암(12)에 구비될 경우와 마찬가지이며, 그 결과, 다음 식과 같은 변위량(LN)이 얻어진다.
Figure 112006001047024-PCT00021
상기의 실시예에서는 지지 암(12)을 1조 구비하는(이하, 이것을 싱글 암이라고 함) 구성의 반송 로봇(4)에 대해서 설명했지만, 도 9에서는 지지 암(12)을 2조 구비하는(이하, 이것을 더블 암이라고 함) 구성의 반송 로봇(4)을 도시한다.
또한, 본 도면의 반송 로봇(4)은 선회부(15)와 하부 암(13)이 일체화되어 있고, 하부 암(13)을 동작시키는 대신에 선회부(15)를 회동시킴으로써, 도 1의 반송 로봇(4)과 마찬가지의 동작이 가능해지고, 마찬가지의 산출 방법을 이용하여 변위량을 산출할 수 있다.
본 예에서는 선회부(15)와 일체화되어 회동하는 2조의 하부 암(13), 암(13) 상에 설치되는 1조의 상부 암(12)에 대해서는 회동 중의 완충을 피하기 위해서 종래의 것보다 조금 긴 지지축(29)을 구비함으로써 높이 방향으로 간극[거리(T)]이 형성되는 것으로 되어있다. 그리고, 검출 수단(18)을 다른 것에서는 상부 암(12)의 상부에 설치하는 것으로 되어 있지만, 상기 간극을 형성한 상부 암(12)에서는 그 하부에 구비되게 한 것이다.
도 10에서는 하부 암(13)과 선회부(15)가 일체화된 반송 로봇(4)에 대해서 설명했지만, 도 1에 도시한 반송 로봇(4)과 같이 하부 암(13)과 선회부(15)가 독립해서 동작할 수 있고, 지지 암(14)을 2조 구비하는 반송 로봇(4)으로도 본 발명을 실시하는 것이 가능하다.
상기한 반송 로봇(4)에서는 지지 암(14)의 구성을 상부 암(12)과 하부 암(13)의 2개로 했지만, 도 10의 반송 로봇(4)은 지지 암(14)을 상부 암(13)만의 1개 로 한 것이며, 검지 수단(18)은 암(12)에 있어서의 엔드 이펙터(11)와 반대측의 측면에 설치한 것으로 되어 있다.
또한, 도 12의 반송 로봇(4)의 지지 암(14)은 상기 예와 다른 3개, 즉, 상부 암(12), 중간 암(28), 및 하부 암(13)으로 구성된다. 이 반송 로봇(4)에서는 검출 수단(18)을 상부 암(12)에 구비하는 것으로 했지만, 중간 암(29) 또는 하부 암(13)에 구비하도록 되어 있어도 좋고, 본 발명의 실시 범위로 한다.
본 발명에서는 검출 수단(18)을 반송 로봇의 지지 암(14)에 대해 독특한 구성으로 설치함으로써 반송 로봇(4)이 박판 형상물(2)을 인출하는(주고받는) 동작 중, 자동적으로 또한 신속하게 그 변위량 검출을 행할 수 있는 것이며, 장치 전체의 비용 저감하와 생산성 향상에 기여하는 것이 크게 되는 것이다.
또한, コ자 형상으로 이루어진 검출 수단(18)은 투광·수광 간의 광축이 짧으므로, 이 센서의 조정이나 유지 보수가 매우 용이하며 가격도 저렴한 것이다.

Claims (5)

  1. 박판 형상물의 취급 장치에 그 취급 장치의 위치를 포함한 기준 좌표계 하에서, 상기 박판 형상물의 변위량을 검출할 때에 박판 형상물을 유지하는 엔드 이펙터의 지지 암 상에 검출 수단을 설치하고, 지지 암의 회동에 의해 상기 박판 형상물의 가장자리부와 검출 수단의 원호 궤적이 교차하는 것으로 하고, 이것에 의해 얻어지는 수치와 미리 설정되어 있는 박판 형상물의 상기 수치를 비교해서 수정 변위량을 산출하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박판 형상물의 변위량 검출 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수정 변위량의 검출은 박판 형상물을 그 선반단 상으로 수납해서 이루어진 카세트로부터 인출하는 동작 중에 행하여지는 것을 특징으로 하는 박판 형상물의 변위량 검출 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 변위량 검출 수단은 コ자 형상체로 구성하고, 또한 그 개방구를 엔드 이펙터 측이 되도록 해서 엔드 이펙터의 전방측 지지 암 상에 배치하는 것 외에, 그 개방구는 박판 형상물의 가장자리부가 통과할 수 있는 간극 치수를 갖는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박판 형상물의 변위량 검출 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 コ자 형상체의 개방구 측에 투광기와 수광기로 이루어지는 투과형 센서 1개 또는 복수 개를 암의 회동 중심으로부터의 거리가 상이한 관계로 조금 이동시켜 설치하고, 지지 암의 회동에 의해 박판 형상물의 가장자리부의 1개소 또는 복수 개소가 동시에 검출되는 것으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 박판 형상물의 변위량 검출 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 산출된 수정 변위량을 기초로 취급 장치를 기준 좌표에서 소정의 위치로 이동시켜서 수정하는 것을 특징으로 하는 박판 형상물 변위량 수정 방법.
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