KR20220044674A - 산업용 로봇 - Google Patents

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와타루 무라타
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니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
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Abstract

좁은 장소에서의 교시를 가능하게 할 수 있는 산업용 로봇을 제공하는 것이다.
제1 센서(14)는 제1 센서(14)의 발광 소자의 광축 및 수광 소자의 광축이 좌우 방향과 평행해지도록 배치되어 있다. 제2 센서(15)는 제2 센서(15)의 발광 소자의 광축 및 수광 소자의 광축이 전후 방향과 평행해지도록 배치되어 있다. 탑재부(3)에 탑재되는 웨이퍼(2)의 위치가 교시될 때, 이동 기구(9)에 의해 핸드(4)를 전후 방향으로 이동시켜서, 제1 센서(14)에 의해 탑재부(3) 또는 탑재부(3)에 탑재되는 교시용 지그의 전후 방향의 위치를 검지함과 함께, 이동 기구(9)에 의해 핸드(4)를 좌우 방향으로 이동시켜서, 제2 센서(15)에 의해 탑재부(3) 또는 교시용 지그의 좌우 방향의 위치를 검지한다.

Description

산업용 로봇{INDUSTRIAL ROBOT}
본 발명은, 산업용 로봇에 관한 것이다.
종래, 반도체 웨이퍼를 반송하는 산업용 로봇이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 또한, 특허문헌 1 참조에는, 탑재부에 탑재되는 반송 대상물의 위치를 자동으로 교시하는 산업용 로봇이 기재되어 있다. 특허문헌 1의 산업용 로봇은, 광축이 좌우 방향과 평행한 발광 소자 및 수광 소자를 갖는 제1 센서와, 광축이 전후 방향 및 좌우 방향에 대하여 기운 방향이며 또한 수평한 발광 소자 및 수광 소자를 갖는 제2 센서를 구비한다.
일본 특허 공개 제2016-107378호 공보
종래의 구성에 있어서, 핸드에 교시용의 센서를 1개 마련하는 경우, 핸드의 진입 각도를 변화시키면서 복수회의 센싱을 행할 필요가 있으므로, 핸드의 이동 범위가 커져, 교시를 위한 공간을 넓게 확보할 필요가 있다.
또한, 특허문헌 1의 구성에서는, 예를 들어 교시의 대상물이 복수인 경우에, 핸드의 진입 위치를 바꾸면서 복수회의 센싱을 행할 필요가 있으므로, 핸드의 이동 범위가 커져, 교시를 위한 공간을 넓게 확보할 필요가 있다.
본 발명은 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 좁은 장소에서의 교시를 가능하게 할 수 있는 산업용 로봇을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 산업용 로봇은, 반송 대상물이 탑재되는 탑재부에 대한 상기 반송 대상물의 반입 및 상기 탑재부로부터의 상기 반송 대상물의 반출을 행하는 산업용 로봇에 있어서, 상기 반송 대상물을 파지하고 수평 방향으로 직선적으로 이동하는 핸드와, 상기 탑재부에 대하여 상기 반송 대상물을 반송할 때의 상기 핸드의 이동 방향을 제1 방향이라 하고, 상기 제1 방향과 상하 방향에 직교하는 방향을 제2 방향이라 하면, 상기 핸드를 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 이동시키는 이동 기구와, 발광 소자와 수광 소자를 갖고 상기 핸드에 설치되는 제1 센서 및 제2 센서를 구비하고, 상기 제1 센서는, 상기 제1 센서의 상기 발광 소자의 광축 및 상기 수광 소자의 광축이 상기 제2 방향과 평행해지도록 배치되고, 상기 제2 센서는, 상기 제2 센서의 상기 발광 소자의 광축 및 상기 수광 소자의 광축이 상기 제1 방향과 평행해지도록 배치되고, 상기 탑재부에 탑재되는 상기 반송 대상물의 위치가 교시될 때, 상기 이동 기구에 의해 상기 핸드를 상기 제1 방향으로 이동시켜서, 상기 제1 센서에 의해 상기 탑재부 또는 상기 탑재부에 탑재되는 교시용 지그의 상기 제1 방향의 위치를 검지함과 함께, 상기 이동 기구에 의해 상기 핸드를 상기 제2 방향으로 이동시켜서, 상기 제2 센서에 의해 상기 탑재부 또는 상기 교시용 지그의 상기 제2 방향의 위치를 검지한다.
본 발명에 따르면, 좁은 장소에서의 교시를 가능하게 할 수 있는 산업용 로봇을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 산업용 로봇(1)의 개략 구성을 도시하는 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 핸드(4)의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시하는 산업용 로봇(1)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시하는 로봇(1)이 제1 탑재부(3a)의 상하 방향의 위치를 검지할 때의 핸드(4)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시하는 로봇(1)이 제1 탑재부(3a)의 전후 방향의 위치를 검지할 때의 핸드(4)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 1에 도시하는 로봇(1)이 제1 탑재부(3a)의 좌우 방향의 위치를 검지할 때의 핸드(4)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 1에 도시하는 로봇(1)이 제2 탑재부(3b)의 좌우 방향의 위치를 검지할 때의 핸드(4)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 핸드(4)를 적용한 수평 다관절형 로봇의 일례를 도시하는 평면도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
(산업용 로봇의 구성)
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 산업용 로봇(1)의 개략 구성을 도시하는 측면도이다. 도 2는, 도 1에 도시하는 핸드(4)의 평면도이다. 도 3은, 도 1에 도시하는 산업용 로봇(1)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 형태의 산업용 로봇(1)(이하, 「로봇(1)」로 함)은 반송 대상물인 반도체 웨이퍼(2)(이하, 「웨이퍼(2)」로 함)를 반송하는 로봇이다. 구체적으로는, 로봇(1)은 웨이퍼(2)가 탑재되는 탑재부(3)에 대한 웨이퍼(2)의 반입 및 탑재부(3)로부터의 웨이퍼(2)의 반출을 행하는 로봇이다. 웨이퍼(2)는 원판 형상으로 형성되어 있다. 탑재부(3)는, 예를 들어 웨이퍼(2)에 대하여 소정의 처리를 행하는 처리 장치의 내부에 배치되어 있다. 또한, 본 형태의 탑재부(3)는 원판 형상으로 형성되어 있다.
로봇(1)은 웨이퍼(2)를 파지하는 핸드(4)와, 핸드(4)를 승강 가능하게 보유 지지하는 기둥부(5)와, 기둥부(5)를 수평 방향으로 이동 가능하게 보유 지지하는 베이스부(6)와, 기둥부(5)에 대하여 핸드(4)를 승강시키는 승강 기구(8)를 구비하고 있다. 또한, 로봇(1)은 베이스부(6)에 대하여 핸드(4) 및 기둥부(5)를 수평 방향으로 직선적으로 이동시키는 이동 기구(9)를 구비하고 있고, 핸드(4)는 웨이퍼(2)를 반송할 때에 수평 방향으로 직선적으로 이동한다.
이하의 설명에서는, 중력 방향과 평행한 방향을 상하 방향이라 한다. 또한, 탑재부(3)에 대하여 웨이퍼(2)를 반송할 때(즉, 탑재부(3)에 대한 웨이퍼(2)의 반입 및 탑재부(3)로부터의 웨이퍼(2)의 반출을 행할 때)의 핸드(4)의 이동 방향(도 1 등에 도시하는 Y 방향)을 전후 방향이라 한다. 또한, 상하 방향과 전후 방향에 직교하는 방향(도 1 등에 도시하는 X 방향)을 좌우 방향이라 한다. 본 형태에서는, 전후 방향은 제1 방향이며, 좌우 방향은 제2 방향이다.
기둥부(5)는 상하 방향으로 가늘고 긴 기둥 형상으로 형성되어 있다. 승강 기구(8)는, 예를 들어 기둥부(5)에 회전 가능하게 설치되는 볼 나사와, 이 볼 나사에 걸림 결합함과 함께 핸드(4)에 고정되는 너트 부재와, 이 볼 나사를 회전시키는 모터와, 핸드(4)를 상하 방향으로 안내하는 가이드부를 구비하고 있다. 이 승강 기구(8)는 중공 형상으로 형성되는 기둥부(5)의 내부에 배치되어 있다.
베이스부(6)는 전후 방향으로 가늘고 긴 블록형으로 형성되어 있다. 이동 기구(9)는, 예를 들어 베이스부(6)에 회전 가능하게 설치되는 볼 나사와, 이 볼 나사에 걸림 결합함과 함께 기둥부(5)에 고정되는 너트 부재와, 이 볼 나사를 회전시키는 모터와, 기둥부(5)를 전후 방향으로 안내하는 가이드부를 구비하고 있다. 이동 기구(9)는 중공 형상으로 형성되는 베이스부(6)의 내부에 배치되어 있고, 핸드(4) 및 기둥부(5)를 전후 방향으로 이동시킨다. 또한, 이동 기구(9)는 좌우 방향으로 기둥부(5)를 이동시키는 기구를 포함한다.
또한, 핸드(4)는 전후 방향과 평행한 회전축 T1을 중심으로 회전 가능하다. 예를 들어, 기둥부(5)는 기둥부(5)에 대하여 회전축 T1을 중심으로 핸드(4)를 회전시키는 모터 등의 회전 기구(10)를 구비한다.
핸드(4)는, 예를 들어 막대 형상으로 형성되는 2개의 포크부(11)와, 포크부(11)의 기단이 설치되는 포크 지지부(12)를 구비하고 있다. 포크부(11)는 직선형으로 형성되어 있다. 2개의 포크부(11)는 서로 대략 평행하게 배치됨과 함께, 좌우 방향으로 소정의 간격을 둔 상태에서 배치되어 있다. 2개의 포크부(11)의 간격은, 탑재부(3)의 직경보다도 크게 되어 있다. 또한, 2개의 포크부(11)는 상하 방향에 있어서 동일 위치에 배치되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(2)는 2개의 포크부(11)의 상면에 탑재되어 있다. 또한, 포크부(11)의 상면측에는, 웨이퍼(2)를 파지하는 파지 기구(도시 생략)가 설치되어 있다. 포크 지지부(12)는 블록형으로 형성되어 있고, 기둥부(5)에 승강 가능하게 보유 지지되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 핸드(4)에는, 제1 센서(14)와 제2 센서(15)가 설치되어 있다. 제1 센서(14)는 발광 소자를 갖는 발광부(16)와, 수광 소자를 갖는 수광부(17)를 구비하는 투과형의 광학식 센서이다. 마찬가지로, 제2 센서(15)는 발광 소자를 갖는 발광부(18)와, 수광 소자를 갖는 수광부(19)를 구비하는 투과형의 광학식 센서이다.
발광부(16)는 2개의 포크부(11) 중 한 쪽의 포크부(11)의 선단 부분에 설치되고, 수광부(17)는 2개의 포크부(11) 중 다른 쪽의 포크부(11)의 선단 부분에 설치되어 있다. 발광부(16)와 수광부(17)는, 좌우 방향으로 대향하도록 배치되어 있다. 즉, 제1 센서(14)는 발광부(16) 및 수광부(17)의 광축(구체적으로는, 발광부(16)의 발광 소자 및 수광부(17)의 수광 소자의 광축) L1이 좌우 방향과 평행해지도록 배치되어 있다.
발광부(18) 및 수광부(19)는 핸드(4)의 측면 부분, 구체적으로는 포크 지지부(12)의 양측면 중 좌측의 측면에 설치되어 있다. 도 2의 예에서는, 핸드(4)의 측면 부분에 마련된 오목부의 양단부에 발광부(18) 및 수광부(19)가 설치되어 있지만, 발광부(18) 및 수광부(19)는 핸드(4)의 측면 부분에 마련된 2개의 돌기부에 설치되어도 된다.
발광부(18)와 수광부(19)는, 전후 방향으로 대향하도록 배치되어 있다. 즉, 제2 센서(15)는 발광부(18) 및 수광부(19)의 광축(구체적으로는, 발광부(18)의 발광 소자 및 수광부(19)의 수광 소자의 광축) L2가 전후 방향과 평행해지도록 배치되어 있다. 또한, 발광부(18)와 수광부(19) 사이의 간격은, 탑재부(3)의 직경보다도 크게 되어 있다.
이상과 같이 구성된 로봇(1)은 핸드(4)의 상하 이동과 전후 방향으로의 수평 이동의 조합에 의해, 도 3의 (A) 내지 도 3의 (C)에 도시한 바와 같이, 탑재부(3)에 대한 웨이퍼(2)의 반입과, 탑재부(3)로부터의 웨이퍼(2)의 반출을 행한다.
(탑재부에 탑재되는 웨이퍼의 위치 교시 방법)
도 4는, 도 1에 도시하는 로봇(1)이 제1 탑재부(3a)의 상하 방향의 위치를 검지할 때의 핸드(4)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는, 도 1에 도시하는 로봇(1)이 제1 탑재부(3a)의 전후 방향의 위치를 검지할 때의 핸드(4)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 6은, 도 1에 도시하는 로봇(1)이 제1 탑재부(3a)의 좌우 방향의 위치를 검지할 때의 핸드(4)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 7은, 도 1에 도시하는 로봇(1)이 제2 탑재부(3b)의 좌우 방향의 위치를 검지할 때의 핸드(4)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 여기서는, 탑재부(3)로서, 수평 방향으로 나열된 2개의 제1 탑재부(3a) 및 제2 탑재부(3b)의 위치를 검출하는 경우에 대해서 설명한다.
본 형태에서는, 제1 탑재부(3a) 및 제2 탑재부(3b)의 상하 방향의 위치, 전후 방향의 위치 및 좌우 방향의 위치 검지 결과에 기초하여, 제1 탑재부(3a) 및 제2 탑재부(3b)에 탑재되는 웨이퍼(예를 들어 웨이퍼(2))의 위치를 로봇(1)에 자동으로 교시하는 오토 티칭이 행해진다. 즉, 본 형태에서는, 제1 탑재부(3a) 및 제2 탑재부(3b)에 탑재되는 웨이퍼의 위치를 로봇(1)에 교시할 때, 제1 탑재부(3a) 및 제2 탑재부(3b)의 상하 방향의 위치, 전후 방향의 위치 및 좌우 방향의 위치를 검지한다.
구체적으로는, 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 센서(14)의 광축 L1이 제1 탑재부(3a)를 통과하도록 승강 기구(8)에 의해 핸드(4)를 승강시켜서, 제1 센서(14)에 의해 제1 탑재부(3a)의 상하 방향의 위치를 검지한다. 보다 구체적으로는, 승강 기구(8)에 의해 핸드(4)를 승강시켜서, 제1 센서(14)에 의해 제1 탑재부(3a)의 하면 또는 상면의 위치를 검지한다. 제2 탑재부(3b)의 상하 방향의 위치에 대해서도 마찬가지의 방법에 의해 검지할 수 있다.
또한, 제1 탑재부(3a) 및 제2 탑재부(3b)의 상하 방향의 위치가 동일한 경우, 검지한 제1 탑재부(3a)의 상하 방향의 위치를 제2 탑재부(3b)의 상하 방향의 위치로서 인식하고, 제2 탑재부(3b)의 상하 방향의 위치 검출 동작을 생략해도 된다.
또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 센서(14)의 광축 L1이 탑재부(3)를 통과하도록 이동 기구(9)에 의해 핸드(4)를 전후 방향으로 이동시켜서, 제1 센서(14)에 의해 탑재부(3)의 전후 방향의 위치를 검지한다. 보다 구체적으로는, 이동 기구(9)에 의해 핸드(4)를 전후 방향으로 이동시켜서, 제1 센서(14)에 의해 탑재부(3)의 측면 위치를 검지한다. 제2 탑재부(3b)의 전후 방향의 위치에 대해서도 마찬가지의 방법에 의해 검지할 수 있다.
또한, 도 6에 도시한 바와 같이, 핸드(4)를 제1 탑재부(3a) 및 제2 탑재부(3b) 사이에 이동시키고 나서, 제2 센서(15)의 광축 L2가 제1 탑재부(3a)를 통과하도록 이동 기구(9)에 의해 핸드(4)를 좌우 방향으로 이동시켜서, 제2 센서(15)에 의해 제1 탑재부(3a)의 좌우 방향의 위치를 검지한다. 보다 구체적으로는, 이동 기구(9)에 의해 핸드(4)를 좌우 방향으로 이동시켜서, 제2 센서(15)에 의해 제1 탑재부(3a)의 측면의 위치를 검지한다.
또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 도 6에 도시한 상태로부터 회전 기구(10)에 의해 핸드(4)를 회전축 T1을 중심으로 반전시키고, 제2 센서(15)의 광축 L2가 제2 탑재부(3b)를 통과하도록 이동 기구(9)에 의해 핸드(4)를 좌우 방향으로 이동시켜서, 제2 센서(15)에 의해 제2 탑재부(3b)의 좌우 방향의 위치를 검지한다. 보다 구체적으로는, 이동 기구(9)에 의해 핸드(4)를 좌우 방향으로 이동시켜서, 제1 센서(14)에 의해 제2 탑재부(3b)의 측면의 위치를 검지한다. 이에 의해, 핸드(4)의 이동 범위를 작게 하면서 제1 탑재부(3a) 및 제2 탑재부(3b)의 위치를 검지할 수 있다.
도 4에 도시한 상하 방향의 위치 검지와, 도 5에 도시한 전후 방향의 위치 검지와, 도 6, 도 7에 도시한 좌우 방향의 위치 검지는 임의의 순서로 행할 수 있다. 일례로서는, 먼저 도 4에 도시한 상하 방향의 위치 검지를 행하여 핸드(4)의 상하 방향의 위치를 조정하고, 다음에 도 5에 도시한 전후 방향의 위치 검지를 행하여 교시의 대상물(예를 들어 제1 탑재부(3a))의 위치를 대략적으로 인식한 후, 도 6, 도 7에 도시한 좌우 방향의 위치 검지를 행할 수 있다.
또는, 먼저 도 4에 도시한 상하 방향의 위치 검지를 행하여 핸드(4)의 상하 방향의 위치를 조정하고, 다음에 도 6, 도 7에 도시한 좌우 방향의 위치 검지를 행하여 교시의 대상물(예를 들어 제1 탑재부(3a))의 위치를 대략적으로 인식한 후, 도 5에 도시한 전후 방향의 위치 검지를 행해도 된다. 또한, 교시의 대상물 상하 방향의 대략적인 위치가 기지인 경우에는, 도 4에 도시한 상하 방향의 위치 검지를, 도 5에 도시한 전후 방향의 위치 검지나 도 6, 도 7에 도시한 좌우 방향의 위치 검지보다도 이후에 행해도 된다.
(본 형태의 주된 효과)
이와 같이, 본 형태에서는, 핸드(4)가 발광 소자의 광축 및 수광 소자의 광축이 좌우 방향(제2 방향)과 평행해지는 제1 센서(14)에 더하여, 발광 소자의 광축 및 수광 소자의 광축이 전후 방향(제1 방향)과 평행해지는 제2 센서(15)를 구비한다.
이에 의해, 예를 들어 먼저 제1 센서(14)를 사용하여 탑재부(3)의 전후 방향의 위치 검지를 행한 후에, 핸드(4)의 자세(배향)를 거의 바꾸지 않고, 제2 센서(15)를 사용하여 탑재부(3)의 좌우 방향의 위치 검지를 행할 수 있다. 또는, 먼저 제2 센서(15)를 사용하여 탑재부(3)의 좌우 방향의 위치 검지를 행한 후에, 핸드(4)의 자세(배향)를 거의 바꾸지 않고, 제1 센서(14)를 사용하여 탑재부(3)의 전후 방향의 위치 검지를 행할 수 있다. 따라서, 교시에 요하는 핸드(4)의 진입 각도(핸드(4)의 진폭)을 작게 할 수 있다. 이 때문에, 좁은 장소에서의 교시가 가능해진다.
또한, 핸드(4)를 전후 방향(제1 방향)과 평행한 회전축 T1을 중심으로 회전시키는 회전 기구(10)를 구비함으로써, 제1 탑재부(3a)의 좌우 방향의 위치 검지를 행한 후에, 회전 기구(10)에 의해 핸드(4)를 회전축 T1을 중심으로 반전시키고, 제2 탑재부(3b)의 좌우 방향의 위치 검지를 행할 수 있다. 이에 의해, 교시의 대상물(예를 들어 제1 탑재부(3a) 및 제2 탑재부(3b))이 복수인 경우에, 핸드(4)의 각 측면의 어느 한 쪽만 제2 센서(15)가 마련되어 있어도, 핸드(4)의 이동 범위를 작게 하면서 제1 탑재부(3a) 및 제2 탑재부(3b)의 위치를 검지할 수 있다.
(다른 실시 형태)
상술한 형태는, 본 발명의 적합한 형태의 일례이기는 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에 있어서 여러가지 변형 실시가 가능하다.
상술한 형태에서는, 제1 센서(14) 및 제2 센서(15)에 의해, 예를 들어 탑재부(3)의 상하 방향의 위치, 전후 방향의 위치 및 좌우 방향의 위치를 검지함과 함께, 그 검지 결과에 기초하여, 탑재부(3)에 탑재되는 웨이퍼(2)의 위치를 로봇(1)에 교시하고 있다. 이 밖에도 예를 들어, 탑재부(3)에 탑재되는 웨이퍼(2)의 위치를 로봇(1)에 교시할 때, 탑재부(3)에 교시용 지그를 탑재해도 된다. 이 경우에는, 상술한 형태와 마찬가지로, 교시용 지그의 상하 방향의 위치, 전후 방향의 위치 및 좌우 방향의 위치를 제1 센서(14) 및 제2 센서(15)에 의해 검지함과 함께, 그 검지 결과에 기초하여, 탑재부(3)에 탑재되는 웨이퍼(2)의 위치를 로봇(1)에 교시한다.
상술한 형태에서는, 웨이퍼(2)는 핸드(4)의 상면(구체적으로는, 2개의 포크부(11)의 상면)에 탑재되어 파지되어 있다. 이 밖에도 예를 들어, 소정의 웨이퍼 홀더에 웨이퍼(2)가 고정되고, 2개의 포크부(11)가 좌우 방향으로 이동 가능하게 구성됨과 함께, 웨이퍼 홀더의 소정의 개소가 2개의 포크부(11)의 사이에 끼워짐으로써, 웨이퍼(2)가 핸드(4)에 파지되어도 된다. 즉, 웨이퍼(2)는 웨이퍼 홀더를 통하여 핸드(4)에 파지되어도 된다. 또한, 이 경우에는, 웨이퍼 홀더의 소정의 개소가 탑재부(3)에 탑재되어도 된다. 즉, 웨이퍼(2)는 웨이퍼 홀더를 통하여 탑재부(3)에 탑재되어도 된다.
상술한 형태에서는, 제1 센서(14) 및 제2 센서(15)는 투과형의 광학식 센서이지만, 제1 센서(14) 및 제2 센서(15)는 반사형의 광학식 센서이어도 된다.
상술한 형태에서는, 탑재부(3)는 원판 형상으로 형성되어 있지만, 탑재부(3)는 원판 형상 이외의 형상으로 형성되어도 된다. 예를 들어, 탑재부(3)는 타원판 형상으로 형성되어도 되고, 사각판 형상 등의 다각판 형상으로 형성되어도 되고, 소정 형상을 이루는 블록형으로 형성되어도 된다. 또한, 탑재부(3)가 원판 형상 이외의 형상으로 형성되는 경우에, 탑재부(3)에 교시용 지그를 탑재하고, 교시용 지그의 상하 방향의 위치, 전후 방향의 위치 및 좌우 방향의 위치를 제1 센서(14) 및 제2 센서(15)에 의해 검지함과 함께, 그 검지 결과에 기초하여, 탑재부(3)에 탑재되는 웨이퍼(2)의 위치를 로봇(1)에 교시해도 된다.
상술한 형태에 있어서, 로봇(1)은 그 선단측에 핸드(4)가 회동 가능하게 연결되는 신축 가능한 암을 구비하고 있어도 된다. 이 경우에는, 암의 기단측은 기둥부(5)에 회동 가능하게 연결된다. 또한, 암의 신축 동작에 의해 핸드(4)는 전후 방향으로 직선적으로 이동한다. 또한, 상술한 형태에 있어서, 로봇(1)은 상하 방향을 회동의 축방향으로 하여 기둥부(5)를 회동시키는 회동 기구를 구비하고 있어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 로봇(1)에 의해 반송되는 반송 대상물은, 웨이퍼(2)이지만, 로봇(1)에 의해 반송되는 반송 대상물은, 유리 기판 등의 웨이퍼(2) 이외의 것이어도 된다.
상기의 핸드(4)를 로봇(1)에 적용하는 구성에 대해서 설명했지만, 핸드(4)는 로봇(1)에 한정되지 않고, 웨이퍼(2) 등의 반송 대상물을 반송하는 핸드를 갖고, 교시(오토 티칭)가 행해지는 각종 로봇에 적용할 수 있다. 도 8은, 핸드(4)를 적용한 수평 다관절형 로봇의 일례를 도시하는 평면도이다. 상기의 핸드(4)는 예를 들어 도 8에 도시하는 산업용 로봇(81)에 적용할 수도 있다.
산업용 로봇(81)은 반송 대상물로서의 웨이퍼(2)를 반송하기 위한 수평 다관절형 로봇이다. 산업용 로봇(81)은 반도체 웨이퍼(2)가 탑재되는 핸드(4)와, 핸드(4)가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 암(87)과, 암(87)의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부(85)를 구비하고 있다.
본체부(85)는, 대략 사각 기둥 형상으로 형성되어 있다. 본체부(85)의 내부에는, 암(87)을 승강시키는 암 승강 기구(도시 생략)가 수납되어 있다. 암(87)은 제1 암부(88)와 제2 암부(89)로 구성되어 있다. 제1 암부(88) 및 제2 암부(89)는 중공 형상으로 형성되어 있다. 제1 암부(88)의 기단측은, 본체부(85)에 회동 가능하게 연결되어 있다. 제2 암부(89)의 기단측은, 제1 암부(88)의 선단측에 회동 가능하게 연결되어 있다. 또한, 산업용 로봇(81)은 본체부(85)에 대하여 제1 암부(88)를 회동시키는 제1 암 구동 기구(도시 생략)와, 제1 암부(88)에 대하여 제2 암부(89)를 회동시키는 제2 암 구동 기구(도시 생략)를 구비하고 있다.
핸드(4)는 제2 암부(89)의 선단측에 회동 가능하게 연결되어 있다. 핸드(4)는 상하 방향에서 보았을 때에 회동 중심 C1(도 1 참조)을 중심으로 회동 가능하게 되어 있다. 본체부(85)와 제1 암부(88)와 제2 암부(89)와 핸드(4)는, 상하 방향에 있어서, 하측으로부터 이 순번으로 배치되어 있다. 또한, 산업용 로봇(81)은 핸드(4)를 회동시키기 위한 모터를 포함하는 핸드 구동 기구(도시 생략)를 구비하고 있다.
이와 같은 산업용 로봇(81)에 있어서도, 로봇(1)과 마찬가지로, 핸드(4)를 사용한 교시를 행할 수 있다.
이상 설명해 온 바와 같이, 본 명세서에는 이하의 사항이 개시되어 있다.
(1)
반송 대상물이 탑재되는 탑재부에 대한 상기 반송 대상물의 반입 및 상기 탑재부로부터의 상기 반송 대상물의 반출을 행하는 산업용 로봇에 있어서,
상기 반송 대상물을 파지하고 수평 방향으로 직선적으로 이동하는 핸드와,
상기 탑재부에 대하여 상기 반송 대상물을 반송할 때의 상기 핸드의 이동 방향을 제1 방향이라 하고, 상기 제1 방향과 상하 방향에 직교하는 방향을 제2 방향이라 하면, 상기 핸드를 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 이동시키는 이동 기구와,
발광 소자와 수광 소자를 갖고 상기 핸드에 설치되는 제1 센서 및 제2 센서를 구비하고,
상기 제1 센서는, 상기 제1 센서의 상기 발광 소자의 광축 및 상기 수광 소자의 광축이 상기 제2 방향과 평행해지도록 배치되고,
상기 제2 센서는, 상기 제2 센서의 상기 발광 소자의 광축 및 상기 수광 소자의 광축이 상기 제1 방향과 평행해지도록 배치되고,
상기 탑재부에 탑재되는 상기 반송 대상물의 위치가 교시될 때, 상기 이동 기구에 의해 상기 핸드를 상기 제1 방향으로 이동시켜서, 상기 제1 센서에 의해 상기 탑재부 또는 상기 탑재부에 탑재되는 교시용 지그의 상기 제1 방향의 위치를 검지함과 함께, 상기 이동 기구에 의해 상기 핸드를 상기 제2 방향으로 이동시켜서, 상기 제2 센서에 의해 상기 탑재부 또는 상기 교시용 지그의 상기 제2 방향의 위치를 검지하는,
산업용 로봇.
(1)과 같이 구성하면, 예를 들어 먼저 제1 센서를 사용하여 탑재부의 제1 방향의 위치 검지를 행한 후에, 핸드의 자세(배향)를 거의 바꾸지 않고, 제2 센서를 사용하여 탑재부의 제2 방향의 위치 검지를 행할 수 있다. 또는, 먼저 제2 센서를 사용하여 탑재부의 제2 방향의 위치 검지를 행한 후에, 핸드의 자세(배향)를 거의 바꾸지 않고, 제1 센서를 사용하여 탑재부의 제1 방향의 위치 검지를 행할 수 있다. 따라서, 교시에 요하는 핸드의 진입 각도(핸드의 진폭)를 작게 할 수 있다. 이 때문에, 좁은 장소에서의 교시가 가능해진다.
(2)
(1)에 기재된 산업용 로봇이며,
상기 핸드를 승강시키는 승강 기구를 구비하고,
상기 탑재부에 탑재되는 상기 반송 대상물의 위치가 교시될 때, 상기 승강 기구에 의해 상기 핸드를 승강시켜서, 상기 제1 센서에 의해 상기 탑재부 또는 상기 교시용 지그의 상하 방향의 위치를 검지하는,
산업용 로봇.
(2)와 같이 구성하면, 탑재부에 탑재되는 반송 대상물의 상하 방향의 위치 교시도 행하는 것이 가능해진다.
(3)
(1) 또는 (2)에 기재된 산업용 로봇이며,
상기 핸드를 상기 제1 방향과 평행한 회전축을 중심으로 회전시키는 회전 기구를 구비하고,
상기 제2 센서는, 상기 제1 방향을 전후 방향이라 한 경우의 상기 핸드의 양측면의 어느 것에 마련되어 있고,
상기 탑재부는, 수평 방향의 위치가 서로 다른 제1 탑재부 및 제2 탑재부를 포함하고,
상기 제1 탑재부 및 상기 제2 탑재부에 탑재되는 각 반송 대상물의 위치가 교시될 때, 상기 이동 기구에 의해 상기 핸드를 상기 제2 방향으로 이동시켜서, 상기 제2 센서에 의해 상기 제1 탑재부 또는 상기 제1 탑재부에 탑재되는 교시용 지그의 상기 제2 방향의 위치를 검지한 후, 상기 회전 기구에 의해 상기 핸드를 상기 회전축을 중심으로 반전시키고, 상기 이동 기구에 의해 상기 핸드를 상기 제2 방향으로 이동시켜서, 상기 제2 센서에 의해 상기 제2 탑재부 또는 상기 제2 탑재부에 탑재되는 교시용 지그의 상기 제2 방향의 위치를 검지하는,
산업용 로봇.
(3)과 같이 구성하면, 제1 탑재부의 좌우 방향의 위치 검지를 행한 후에, 회전 기구에 의해 핸드를 반전시켜서 제2 탑재부의 좌우 방향의 위치 검지를 행할 수 있다. 이에 의해, 교시의 대상물이 복수인 경우에, 핸드의 각 측면의 어느 한 쪽만 제2 센서가 마련되어 있어도, 핸드의 이동 범위를 작게 하면서 제1 탑재부 및 제2 탑재부의 위치를 검지할 수 있다.
1: 로봇(산업용 로봇)
2: 웨이퍼(반도체 웨이퍼)
3: 탑재부
3a: 제1 탑재부
3b: 제2 탑재부
4: 핸드
5: 기둥부
6: 베이스부
8: 승강 기구
9: 이동 기구
10: 회전 기구
11: 포크부
12: 포크 지지부
14: 제1 센서
15: 제2 센서
16, 18: 발광부
17, 19: 수광부
81: 산업용 로봇
85: 본체부
87: 암
88: 제1 암부
89: 제2 암부

Claims (4)

  1. 반송 대상물이 탑재되는 탑재부에 대한 상기 반송 대상물의 반입 및 상기 탑재부로부터의 상기 반송 대상물의 반출을 행하는 산업용 로봇에 있어서,
    상기 반송 대상물을 파지하고 수평 방향으로 직선적으로 이동하는 핸드와,
    상기 탑재부에 대하여 상기 반송 대상물을 반송할 때의 상기 핸드의 이동 방향을 제1 방향이라 하고, 상기 제1 방향과 상하 방향에 직교하는 방향을 제2 방향이라 하면, 상기 핸드를 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 이동시키는 이동 기구와,
    발광 소자와 수광 소자를 갖고 상기 핸드에 설치되는 제1 센서 및 제2 센서를 구비하고,
    상기 제1 센서는, 상기 제1 센서의 상기 발광 소자의 광축 및 상기 수광 소자의 광축이 상기 제2 방향과 평행해지도록 배치되고,
    상기 제2 센서는, 상기 제2 센서의 상기 발광 소자의 광축 및 상기 수광 소자의 광축이 상기 제1 방향과 평행해지도록 배치되고,
    상기 탑재부에 탑재되는 상기 반송 대상물의 위치가 교시될 때, 상기 이동 기구에 의해 상기 핸드를 상기 제1 방향으로 이동시켜서, 상기 제1 센서에 의해 상기 탑재부 또는 상기 탑재부에 탑재되는 교시용 지그의 상기 제1 방향의 위치를 검지함과 함께, 상기 이동 기구에 의해 상기 핸드를 상기 제2 방향으로 이동시켜서, 상기 제2 센서에 의해 상기 탑재부 또는 상기 교시용 지그의 상기 제2 방향의 위치를 검지하는,
    산업용 로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 핸드를 승강시키는 승강 기구를 구비하고,
    상기 탑재부에 탑재되는 상기 반송 대상물의 위치가 교시될 때, 상기 승강 기구에 의해 상기 핸드를 승강시켜서, 상기 제1 센서에 의해 상기 탑재부 또는 상기 교시용 지그의 상하 방향의 위치를 검지하는,
    산업용 로봇.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 핸드를 상기 제1 방향과 평행한 회전축을 중심으로 회전시키는 회전 기구를 구비하고,
    상기 제2 센서는, 상기 제1 방향을 전후 방향이라 한 경우의 상기 핸드의 양측면의 어느 것에 마련되어 있고,
    상기 탑재부는, 수평 방향의 위치가 서로 다른 제1 탑재부 및 제2 탑재부를 포함하고,
    상기 제1 탑재부 및 상기 제2 탑재부에 탑재되는 각 반송 대상물의 위치가 교시될 때, 상기 이동 기구에 의해 상기 핸드를 상기 제2 방향으로 이동시켜서, 상기 제2 센서에 의해 상기 제1 탑재부 또는 상기 제1 탑재부에 탑재되는 교시용 지그의 상기 제2 방향의 위치를 검지한 후, 상기 회전 기구에 의해 상기 핸드를 상기 회전축을 중심으로 반전시키고, 상기 이동 기구에 의해 상기 핸드를 상기 제2 방향으로 이동시켜서, 상기 제2 센서에 의해 상기 제2 탑재부 또는 상기 제2 탑재부에 탑재되는 교시용 지그의 상기 제2 방향의 위치를 검지하는,
    산업용 로봇.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 핸드를 상기 제1 방향과 평행한 회전축을 중심으로 회전시키는 회전 기구를 구비하고,
    상기 제2 센서는, 상기 제1 방향을 전후 방향이라 한 경우의 상기 핸드의 양측면의 어느 것에 마련되어 있고,
    상기 탑재부는, 수평 방향의 위치가 서로 다른 제1 탑재부 및 제2 탑재부를 포함하고,
    상기 제1 탑재부 및 상기 제2 탑재부에 탑재되는 각 반송 대상물의 위치가 교시될 때, 상기 이동 기구에 의해 상기 핸드를 상기 제2 방향으로 이동시켜서, 상기 제2 센서에 의해 상기 제1 탑재부 또는 상기 제1 탑재부에 탑재되는 교시용 지그의 상기 제2 방향의 위치를 검지한 후, 상기 회전 기구에 의해 상기 핸드를 상기 회전축을 중심으로 반전시키고, 상기 이동 기구에 의해 상기 핸드를 상기 제2 방향으로 이동시켜서, 상기 제2 센서에 의해 상기 제2 탑재부 또는 상기 제2 탑재부에 탑재되는 교시용 지그의 상기 제2 방향의 위치를 검지하는,
    산업용 로봇.
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