KR20230106662A - 로봇 및 교시 방법 - Google Patents

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KR20230106662A
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카즈마 카네자키
아츠시 나카야
준이치 마츠오카
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카와사키 주코교 카부시키가이샤
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Abstract

수평 다관절형 로봇은, 매니퓰레이터와, 핸드와, 교시 부재를 구비한다. 상기 핸드는, 상기 매니퓰레이터에 연결된다. 상기 핸드는, 기판을 보유 지지 가능하다. 상기 교시 부재는, 상기 매니퓰레이터에 연결된다. 상기 교시 부재는, 기판의 반송에 사용되지 않는다.

Description

로봇 및 교시 방법
본 개시는, 수평 다관절형의 로봇에의 교시에 관한 것이다.
특허문헌 1은, 웨이퍼 핸들링 로봇의 위치 결정(티칭)을 수행하는 티칭 장치를 개시한다. 이 티칭 장치는 기판과, 감합부를 포함한다. 감합부는, 웨이퍼 핸들링 로봇이 구비하는 엔드 이펙터에 감합한다. 기판과 접하도록 엔드 이펙터를 배치한 경우, 엔드 이펙터의 표면 위치가 웨이퍼의 하면과 일치한다. 엔드 이펙터가 감합부에 감합되면, 웨이퍼 핸들링 로봇의 엔드 이펙터, 암 및 회전 축의 티칭이 실행된다.
일본 특허 제4601130호 공보
상기 특허문헌 1의 구성은, 엔드 이펙터인 핸드를 직접 이용하여 교시를 행하기 때문에 핸드에 부하가 가해지기 쉽고, 교시 시에 변형, 파손 등이 발생하는 경우가 있었다. 웨이퍼를 반송하는 핸드는 경량이면서 콤팩트한 것이 요구되기 때문에, 핸드의 기계적 강도를 향상시키는 것도 곤란하였다.
본 개시는 이상의 사정에 비추어 이루어진 것이며, 그 목적은 교시 작업에 대한 내구성이 양호한 로봇을 제공하는 것이다.
본 개시의 해결하고자 하는 과제는 이상과 같으며, 다음에 이 과제를 해결하기 위한 수단과 그 효과를 설명한다.
본 개시의 제1 관점에 따르면, 이하의 구성의 로봇이 제공된다. 즉, 수평 다관절형의 로봇은 매니퓰레이터와, 핸드와, 교시 부재를 구비한다. 상기 핸드는, 상하 방향의 축을 중심으로 하여 회전 가능하게 상기 매니퓰레이터에 연결된다. 상기 핸드는, 기판을 보유 지지 가능하다. 상기 교시 부재는, 상하 방향의 축을 중심으로 하여 회전 가능하게 상기 매니퓰레이터에 연결된다. 상기 교시 부재는, 기판의 반송에 사용되지 않는다.
본 개시의 제2 관점에 따르면, 매니퓰레이터에 연결되는 핸드에 의해 기판을 보유 지지하여 반송하는 수평 다관절형의 로봇에 대한, 이하와 같은 교시 방법이 제공된다. 즉, 이 교시 방법에서는, 상기 매니퓰레이터에 연결되는 기판의 반송에 사용되지 않는 교시 부재를 이용하여 교시를 행한다.
이에 따라, 로봇 측이 구비하는 교시 부재를 이용하여, 로봇에 대한 자동 교시를 실현할 수 있다. 핸드와는 다른 부재인 교시 부재를 사용하여 교시가 이루어지므로, 핸드의 파손 등을 방지할 수 있다.
본 개시에 따르면, 교시 작업에 대한 내구성이 양호한 로봇을 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 형태에 따른 로봇 시스템의 전체적인 구성을 나타내는 사시도.
도 2는 로봇의 구성을 나타내는 사시도.
도 3은 로봇 시스템의 일부의 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 교시 부재가 교시대에 세트되는 모습을 나타내는 사시도.
도 5는 교시 부재를 회전 구동하는 모터의 서보 제어를 설명하는 블록도.
다음으로, 도면을 참조하여 개시되는 실시 형태를 설명한다. 도 1은, 본 개시의 일 실시 형태에 따른 로봇 시스템(100)의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 2는, 로봇(1)의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 3은, 로봇 시스템(100)의 일부의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 4는, 교시 부재(12)가 교시대(8)에 세트되는 모습을 나타내는 사시도이다.
도 1에 나타내는 로봇 시스템(100)은, 클린 룸 등의 작업 공간 내에서 로봇(1)에게 작업을 수행하게 하는 시스템이다.
로봇 시스템(100)은, 로봇(1)과 컨트롤러(5)와 교시대(8)를 구비한다.
로봇(1)은, 예를 들어 보관 용기(3)에 보관되는 웨이퍼(기판)(2)를 반송하는 웨이퍼 이동 탑재 로봇으로서 기능한다. 본 실시 형태에서는 로봇(1)은, SCARA(스카라)형의 수평 다관절 로봇에 의해 실현된다. SCARA는, Selective Compliance Assembly Robot Arm의 약칭이다.
로봇(1)은, 도 2에 나타내는 바와 같이 핸드(보유 지지부)(11)와, 교시 부재(12)와, 매니퓰레이터(13)를 구비한다.
핸드(11)는, 엔드 이펙터의 일종이며, 대체로, 평면으로 보아 V자상 또는 U자상으로 형성되어 있다. 핸드(11)는 매니퓰레이터(13)(구체적으로는 후술하는 제2 링크(18))의 선단에 지지되어 있다. 핸드(11)는, 제2 링크(18)에 대하여 상하 방향으로 연장되는 제3 축(a3)을 중심으로 하여 회전할 수 있다.
핸드(11)는, 에지 그립형의 핸드로 구성되어 있다. 핸드(11)에 있어서 분기된 각각의 선단 부분에는 에지 가이드(6)가 마련되어 있다. 핸드(11)의 손목부 근방에는, 압박 부재(7)가 마련되어 있다. 압박 부재(7)는, 핸드(11)의 손목부에 내장된 도시를 생략한 액츄에이터(예를 들어 공기압 실린더)에 의해, 핸드(11)의 선단 방향을 향하여 이동한다.
핸드(11)의 표면 측에 웨이퍼(2)를 실은 상태에서 압박 부재(7)를 선단 측으로 변위시킴으로써, 에지 가이드(6)와 압박 부재(7) 사이에 웨이퍼(2)를 사이에 둔 상태로 보유 지지할 수 있다.
교시 부재(12)는, 판상으로 형성되어 있다. 교시 부재(12)는, 그 두께 방향을 상하 방향을 향하여 배치되어 있다. 교시 부재(12)는 매니퓰레이터(13)(제2 링크 (18))의 선단에 지지되어 있다. 교시 부재(12)는 제2 링크(18)에 대하여 상기 제3 축(a3)을 중심으로 하여 회전할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 교시 부재(12)는 원판상으로 형성되어 있다. 단, 교시 부재(12)의 평면시에서의 형상은 임의이다. 교시 부재(12)의 외주면은, 도 1에서 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 교시대(8)가 구비하는 교시용 핀(82)에 접촉할 수 있다. 교시대(8)의 상세한 구성에 대하여서는 후술한다. 본 실시 형태에 있어서, 교시 부재(12)의 원판상 부분의 직경은, 반송 대상인 웨이퍼(2)의 직경과 같다. 단, 교시 부재(12)의 원판상 부분의 직경이 웨이퍼(2)의 직경보다 커도 되고 작아도 된다.
교시 부재(12)는, 웨이퍼(2)의 반송을 목적으로 하고 있지 않다. 따라서, 에지 가이드(6) 및 압박 부재(7) 등은, 교시 부재(12)에 마련되어 있지 않다.
매니퓰레이터(13)는, 주로 기대(15)와 승강 축(16), 복수의 링크(여기서는 제1 링크(17) 및 제2 링크 (18))를 구비한다.
기대(15)는, 예를 들어 클린 룸을 구성하는 천장면에 고정된다. 기대(15)는, 승강 축(16)을 지지하는 베이스 부재로서 기능한다.
승강 축(16)은, 기대(15)에 대하여 상하 방향으로 이동한다. 이 승강에 의해, 제1 링크(17), 제2 링크(18), 핸드(11) 및 교시 부재(12)의 높이를 변경할 수 있다.
기대(15)에는, 모터(M1)와, 인코더(E1)가 마련되어 있다. 모터(M1)는, 예를 들어 도시를 생략한 나사 기구를 통하여 승강 축(16)을 구동한다. 인코더(E1)는, 승강 축(16)의 상하 방향의 위치를 검출한다.
제1 링크(17)는, 승강 축(16)의 하부에 지지되어 있다. 제1 링크(17)는, 승강 축(16)에 대하여 상하 방향으로 연장되는 제1 축(a1)을 중심으로 하여 회전한다. 이에 따라, 제1 링크(17)의 자세를 수평면 내에서 변경할 수 있다.
제1 링크(17)에는, 모터(M2)와, 인코더(E2)가 마련되어 있다. 모터(M2)는 제1 링크(17)를 승강 축(16)에 대하여 회전하도록 구동한다. 인코더(E2)는, 승강 축(16)에 대한 제1 링크(17)의 각도를 검출한다.
제2 링크(18)는, 제1 링크(17)의 선단에 지지되어 있다. 제2 링크(18)는, 제1 링크(17)에 대하여 상하 방향으로 연장되는 제2 축(a2)을 중심으로 하여 회전한다. 이에 따라, 제2 링크(18)의 자세를 수평면 내에서 변경할 수 있다.
제1 링크(17)에는 모터(M3)와 인코더(E3)가 마련되어 있다. 모터(M3)는 제2 링크(18)를 제1 링크(17)에 대하여 회전하도록 구동한다. 인코더(E3)는, 제1 링크(17)에 대한 제2 링크(18) 각도를 검출한다.
제2 링크(18)에는 모터(M4)와, 인코더(E4)가 마련되어 있다. 모터(M4)는 핸드(11)를 제2 링크(18)에 대하여 회전하도록 구동한다. 인코더(E4)는 제2 링크 (18)에 대한 핸드(11)의 각도를 검출한다.
제2 링크(18)에는 모터(M5)와 인코더(E5)가 마련되어 있다. 모터(M5)는 교시 부재(12)를 제2 링크(18)에 대하여 회전하도록 구동한다. 인코더(E5)는 제2 링크(18)에 대한 교시 부재(12)의 각도를 검출한다.
모터(M1 내지 M5)는, 로봇(1)의 각 부분을 움직이는 액츄에이터이다. 모터(M1 내지 M5)는, 전동 모터의 일종인 서보 모터로서 구성되어 있다. 모터(M1 내지 M5)를 구동함으로써, 핸드(11) 및 교시 부재(12)의 위치 및 자세를 다양하게 변경할 수 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이 모터(M1 내지 M5)는 컨트롤러(5)와 전기적으로 연결되어 있다. 모터(M1 내지 M5)의 각각의 구동은, 컨트롤러(5)로부터 입력된 지령값을 반영하도록 이루어진다.
컨트롤러(5)는, 모터(M1 내지 M5)를 구동하기 위한 구동 회로를 구비한다. 이 구동 회로와, 로봇(1)의 모터(M1 내지 M5)가, 도시되지 않은 전기 케이블에 의해 접속된다. 이 구동 회로에는, 전류 센서(C1 내지 C5)가 마련되어 있다. 전류 센서(C1 내지 C5)는 모터(M1 내지 M5)의 전류값을 검출할 수 있다.
인코더(E1)는, 위치를 검출하는 센서이다. 인코더(E2 내지 E5)는 각도를 검출하는 센서이다. 인코더(E1 내지 E5)의 검출 결과에 기초하여 핸드(11) 및 교시 부재(12)의 위치 및 자세를 검출할 수 있다. 인코더(E1 내지 E5)는 컨트롤러(5)와 전기적으로 연결되어 있다. 인코더(E1 내지 E5)의 각각은, 검출 결과를 컨트롤러(5)로 출력한다.
컨트롤러(5)는, 미리 정해지는 동작 프로그램 또는 사용자로부터 입력되는 이동 지령에 따라, 모터(M1 내지 M5)에 지령값을 출력하여 제어하고, 미리 정해지는 위치로 핸드(11) 및 교시 부재(12)를 이동시킨다.
컨트롤러(5)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 연산부(51)와, 서보 제어부(52)를 구비한다. 연산부(51)는, 상기 프로그램에 따라 연산 처리를 행한다. 서보 제어부(52)는, 모터(M1 내지 M5)의 서보 제어에 필요한 처리를 행한다.
컨트롤러(5)는 CPU, ROM, RAM, 보조 기억 장치 등을 구비하는 공지된 컴퓨터로 구성되어 있다. 보조 기억 장치는, 예를 들어 HDD, SSD 등으로 구성된다. 보조 기억 장치에는, 로봇 제어 프로그램 및 본 개시의 교시 방법을 실현하기 위한 프로그램 등이 기억되어 있다. 이러한 하드웨어 및 소프트웨어의 협동에 의해, 컨트롤러(5)를 연산부(51) 및 서보 제어부(52) 등으로서 동작시킬 수 있다.
교시대(8)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 베이스 부재(81)와, 교시용 핀(위치 결정 부재)(82)을 구비한다.
베이스 부재(81)는, 로봇(1)의 설치면에 대하여 고정적으로 마련되어 있다. 베이스 부재(81)는, 로봇(1) 주위에 배치되는 도시되지 않은 스테이지의 표면에 고정되어 있다.
베이스 부재(81)의 표면에는, 4개의 교시용 핀(82)이 고정되어 있다. 각각의 교시용 핀(82)은, 베이스 부재(81)로부터 상방으로 돌출되도록 마련되어 있다. 4개의 교시용 핀(82)의 형상은 서로 동일하다. 평면으로 보아, 4개의 교시용 핀(82)은 소정의 기준점으로부터 서로 동일한 거리가 되도록 배치된다. 이 기준점이, 평면으로 본 교시 위치에 해당한다. 4개의 교시용 핀(82)에 의해 둘러싸인 공간에, 교시 부재(12)의 원판 부분을 상부로부터 삽입할 수 있다.
4개의 교시용 핀(82)은 모두, 선단 테이퍼부(82a)와 원기둥부(82b)와, 근원 테이퍼부(82c)를 갖는다.
선단 테이퍼부(82a)는, 교시용 핀(82)의 상단부에 배치되어 있다. 선단 테이퍼부(82a)는 하방이 됨에 따라 직경이 증대되는 원추상으로 형성되어 있다. 선단 테이퍼부(82a)의 하단이, 원기둥부(82b)에 접속되어 있다. 이 선단 테이퍼부(82a)에 의해, 상방으로부터 삽입되는 교시 부재(12)를, 4개의 교시용 핀(82)의 원기둥부(82b) 사이에 들어가도록 안내할 수 있다.
원기둥부(82b)는, 교시용 핀(82)의 상하 방향 중간부에 배치되어 있다. 이 원기둥부(82b)에 상당하는 높이까지 교시 부재(12)가 삽입된 상태에서는, 교시 부재(12)의 외주면과 원기둥부(82b)의 외주면 사이의 간극이 근소해지도록 4개의 교시용 핀(82)의 위치가 정해져 있다.
근원 테이퍼부(82c)는, 교시용 핀(82)의 하단부에 배치되어 있다. 근원 테이퍼부(82c)는, 하방이 됨에 따라 직경이 증대되는 원추상으로 형성되어 있다. 근원 테이퍼부(82c)의 상단이 원기둥부(82b)에 접속되어 있다. 원기둥부(82b)와 근원 테이퍼부(82c)의 경계 부분의 높이가, 상하 방향에서의 교시 위치에 상당한다.
다음으로, 서보 제어부(52)에 대하여 상세하게 설명한다. 도 5에는, 교시 부재(12)를 제2 링크(18)에 대하여 회전시키는 모터(M5)를 예로 들어, 로봇(1)의 제어계가 모식적으로 도시되어 있다.
서보 제어부(52)는, 위치 제어기(55)와, 속도 제어기(56)와, 전류 제어기(57)와, 미분기(58)를 구비한다. 또한, 서보 제어부(52)는, 감산기(61, 62, 63)를 구비한다.
컨트롤러(5)가 구비하는 연산부(51)는, 각도 위치의 지령값을 생성하여 감산기(61)로 출력한다. 이 감산기(61)에는, 인코더(E5)가 검출하는 각도 위치의 검출값이 입력된다. 감산기(61)는 각도 위치의 편차를 계산하고, 그 결과를 위치 제어기(55)로 출력한다.
위치 제어기(55)는, 미리 정해진 전달 함수, 또는 비례 계수에 기초한 연산처리에 의해, 감산기(61)로부터 입력된 각도 편차로부터 속도 지령값을 생성한다. 위치 제어기(55)는, 생성된 속도 지령값을 감산기(62)로 출력한다. 이 감산기(62)에는, 인코더(E5)의 각도 위치를 미분기(58)로 미분하여 얻어진 속도값이 입력된다. 감산기(62)는 속도 편차를 계산하고, 그 결과를 속도 제어기(56)로 출력한다.
속도 제어기(56)는, 미리 정해진 전달 함수, 또는 비례 계수에 기초한 연산 처리에 의해, 감산기(62)로부터 입력된 속도 편차로부터 전류 지령값을 생성한다. 속도 제어기(56)는, 생성된 전류 지령값을 감산기(63)로 출력한다. 이 감산기(63)에는, 전류 센서(C5)가 검출한 모터(M5)의 전류값이 입력된다. 감산기(63)는, 전류의 편차를 계산하고, 그 결과를 전류 제어기(57)로 출력한다.
전류 제어기(57)는, 감산기(63)로부터 입력된 전류 편차에 기초하여, 모터(M5)로 출력하는 전류값을 제어한다.
연산부(51)는, 서보 제어부(52)가 구비하는 위치 제어기(55), 속도 제어기 (56) 및 전류 제어기(57) 중 적어도 어느 것에 대하여 게인의 전환을 지시하는 신호를 출력한다. 이에 따라, 위치 제어기(55), 속도 제어기(56) 및 전류 제어기(57) 중 적어도 어느 것에 있어서, 게인이 실질적으로 제로가 된다. 바꾸어 말하면, 위치 루프 게인, 속도 루프 게인 및 전류 루프 게인 중 적어도 어느 것이 실질적으로 제로가 된다.
게인이 제로 또는 제로에 가까운 값으로 되어 있으면, 교시 부재(12)에 가해지는 외력(예를 들어, 교시 부재(12)가 교시용 핀(82)에 접촉했을 때의 반력)에 의해, 모터(M5)의 회전 각도가 자유롭게 변경되는 상태가 된다.
상기에서는 모터(M5)를 예로 들어 설명하고 있는데, 다른 모터(M1 내지 M4)에 대해서도 마찬가지로 서보 제어의 게인을 실질적으로 제로로 함으로써, 해당 모터(M1 내지 M4)의 회전 각도가 자유롭게 변경되는 상태가 된다.
본 실시 형태에서 로봇(1)의 자동 교시를 행하는 경우, 컨트롤러(5)는, 로봇(1)의 교시 부재(12)가 교시대(8)의 거의 바로 상방에 위치하도록 모터(M1 내지 M5)를 제어한다. 이때 핸드(11)는, 교시 부재(12)와 실질적으로 겹치지 않는 자세로 하여 둔다.
이어서, 컨트롤러(5)의 연산부(51)는, 모터(M1 내지 M3, M5)에 관하여 서보 제어의 게인을 실질적으로 제로로 한다. 이 상태에서 연산부(51)는, 모터(M1)를 구동하여, 승강 축(16)과 함께 교시 부재(12)를 하강시킨다.
로봇(1)의 공차 등에 의해, 교시 부재(12)의 중심이 교시대(8)의 중심과 일치하지 않는 경우가 있다. 이 경우, 하방으로 이동하는 교시 부재(12)의 외주면이 어떠한 교시용 핀(82)의 선단 테이퍼부(82a)에 접촉하여 눌려진다. 서보 제어의 게인이 실질적으로 제로이므로, 교시 부재(12)가 눌려짐에 따라, 교시 부재(12), 제1 링크(17) 및 제2 링크(18)의 자세가 자유롭게 변화된다.
교시 부재(12)를 하강시켜 나가면, 결국 교시 부재(12)가 교시용 핀(82)의 근원 테이퍼부(82c) 위에 실린다. 그 결과, 모터(M1)를 구동하더라도 승강 축(16)이 하강하지 않게 된다. 이 때의 교시 부재(12)의 위치가 교시 위치가 된다. 컨트롤러(5)의 연산부(51)는, 이 때의 인코더(E1 내지 E3, E5)의 검출 결과를 기억한다. 이상에 의해, 교시 부재(12)를 이용한 자동적인 교시를 실현할 수 있다.
모터(M1 내지 M5)의 회전 각도를 자유롭게 변경할 수 있는 상태로 하는 방법은 다양하다. 연산부(51)는, 게인을 낮추는 것 대신에 위치 편차, 속도 편차 및 전류 편차 중 어느 것을 제로 또는 제로에 가까운 값으로 해도 된다. 연산부(51)는, 전류 제어기(57)로부터 모터(M1 내지 M5)로 출력되는 전류값을 제로 또는 제로에 가까운 값으로 해도 된다. 속도 제어기(56)로부터 출력되는 전류 지령값을 제로 또는 제로에 가까운 값으로 해도 된다.
본 실시 형태에서는, 웨이퍼(2)의 반송에 사용하는 핸드(11)와는 달리, 교시 부재(12)를 로봇(1) 측에 마련하고 있다. 이 교시 부재(12)는, 웨이퍼(2)의 반송에 사용되지 않는다. 따라서, 압박 부재(7) 등의 정밀한 기구가 필요한 핸드(11)와 비교하여, 간소하고 기계적인 강도가 양호하도록 교시 부재(12)를 구성하는 것이 용이하다. 따라서, 교시 시에 외력이 가해지더라도 파손되기 어렵고, 내구성이 우수한 구성으로 할 수 있다.
예를 들어 반도체 웨이퍼(2)를 반송하는 경우, 클린도가 높은 환경에서 작업을 행하기 위해 폐쇄된 공간 내에 로봇(1)이 배치되는 경우가 있다. 이 구성에서는, 교시대(8)가 외부에서는 보이지 않으므로, 공지된 티치 펜던트를 이용한 육안 교시가 곤란하다. 그러나, 본 실시 형태에 따르면, 로봇(1)이 구비하는 교시 부재(12)에 의해 자동적으로 교시가 이루어지므로, 폐쇄된 공간에 로봇(1)이 배치되어도, 문제없이 교시를 행할 수 있다.
웨이퍼(2)를 물 등의 액체로 적시는 처리를 하는 경우, 전기 부품인 센서를 교시 부재(12)의 근방에 배치하는 것이 곤란한 경우가 많다. 본 실시 형태에서는, 로봇(1)이 제어를 위해 통상 구비하는 인코더(E1 내지 E3, E5)를 이용하여 교시를 실현하고 있다. 따라서, 본 실시 형태의 구성은, 습식 환경에 적용하는 것이 특히 바람직하다.
교시 부재(12)의 비사용 시에는, 콘트롤러(5)는, 도 1의 실선으로 나타내는 바와 같이, 제2 링크(18)에 대하여 180°뒤집어 꺾인 형상이 되도록 교시 부재(12)의 자세를 제어한다. 180°뒤집어 꺾인 형상의 자세는, 제2 링크(18)에 따른 자세라고 바꿔 말할 수도 있다. 평면으로 보아 교시 부재(12)의 일부가 제2 링크(18)와 겹치도록 자세를 제어함으로써, 교시 부재(12)가 웨이퍼(2)의 반송에 방해가 되지 않도록 할 수 있고, 또한 주변 부재와도 간섭되기 어려워진다.
교시 부재(12)의 사용 시에는, 컨트롤러(5)는, 도 4 등에서 나타내는 바와 같이, 제2 링크(18)에 대하여 180°뒤집어 꺾인 형상의 자세가 되도록 핸드(11)의 자세를 제어한다. 평면으로 보아 핸드(11)의 일부가 제2 링크(18)와 겹치도록 자세를 제어함으로써, 핸드(11)가 로봇(1)으로의 교시에 방해가 되지 않도록 할 수 있다.
이상으로 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 수평 다관절형의 로봇(1)은, 매니퓰레이터(13)와, 핸드(11)와, 교시 부재(12)를 구비한다. 핸드(11)는, 상하 방향의 제3 축(a3)을 중심으로 하여 회전 가능하게 매니퓰레이터(13)에 연결된다. 핸드(11)는, 웨이퍼(2)를 보유 가능하다. 교시 부재(12)는, 상하 방향의 제3 축(a3)을 중심으로 하여 회전 가능하게 매니퓰레이터(13)에 연결된다. 교시 부재(12)는, 웨이퍼(2)의 반송에 사용되지 않는다.
이에 따라, 로봇(1)이 구비하는 교시 부재(12)를 이용하여, 로봇(1)에 대한 자동 교시를 실현할 수 있다. 핸드(11)와는 다른 부재인 교시 부재(12)를 사용하여 교시가 이루어지므로, 핸드(11)의 파손 등을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 로봇(1)에 있어서, 교시 부재(12)가, 로봇(1)에의 교시를 위해 이용된다.
이에 따라, 로봇(1)에 대한 교시를 행함에 있어서, 로봇(1)에 지그를 장착하거나 할 필요가 없다. 따라서, 교시를 위한 로봇(1)의 동작을 간소하게 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 로봇(1)에 있어서, 매니퓰레이터(13)는, 링크(17, 18)와 인코더(E2, E3, E5)를 구비한다. 인코더(E2, E3, E5)는 링크(17, 18) 및 교시 부재(12)의 자세를 검출한다. 로봇(1)의 설치면에 대하여 고정적으로 설치된 교시용 핀(82)에 교시 부재(12)가 접촉했을 경우의 인코더(E2, E3, E5)의 검출 결과에 기초하여 로봇(1)에 대한 교시가 이루어진다.
이에 따라, 센서 등의 전기적 구성을 특별히 추가할 필요가 없으므로 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 로봇(1)에 있어서, 핸드(11)에 의해 웨이퍼(2)를 반송하는 경우, 교시 부재(12)는, 평면으로 보아 적어도 일부가 매니퓰레이터(13)와 겹치는 자세가 된다.
이에 따라, 웨이퍼(2)의 반송 시에 교시 부재(12)가 방해되지 않도록 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 로봇(1)에 있어서, 핸드(11)에 의해 웨이퍼(2)를 반송하는 경우, 교시 부재(12)는, 평면으로 보아 매니퓰레이터(13) 중 가장 선단측에 위치하는 링크(18)를 따르는 자세를 유지한다.
이에 따라, 교시 부재(12)가 주위와 간섭되기 어렵게 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 로봇(1)에 있어서, 교시 부재(12)에 의해 로봇(1)에 대한 교시를 행하는 경우, 핸드(11)는, 평면으로 보아 적어도 일부가 매니퓰레이터(13)와 겹치는 자세가 된다.
이에 따라, 교시를 행할 때에 핸드(11)가 방해가 되지 않도록 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 로봇(1)에 있어서, 핸드(11)는, 매니퓰레이터(13)의 선단에 상하 방향의 제3 축(a3)을 중심으로 하여 회전 가능하게 연결된다. 교시 부재(12)는, 매니퓰레이터(13)의 선단에 핸드(11)와 동일 축인 제3 축(a3)으로 회전 가능하게 연결된다.
이에 따라, 교시 부재(12)와 핸드(11)가 동일 축에 배치되어 있으므로, 교시 부재(12)에 의한 교시에 의해 핸드(11)의 동작 정밀도를 확실히 양호하게 할 수 있다.
이상으로 본 개시의 바람직한 실시 형태를 설명하였지만, 상기의 구성은 예를 들어 아래와 같이 변경될 수 있다.
평면으로 본 위치의 교시만을 행하고, 상하 방향에서의 위치의 교시를 생략해도 된다. 이 경우, 교시용 핀(82)에 있어서는 근원 테이퍼부(82c)를 생략할 수 있다.
교시에 있어서, 교시 부재(12)가 교시용 핀(82)에 접촉하여 눌리는 것을 이용하지 않아도 된다. 예를 들어 적당한 위치에 비접촉형 센서(예를 들어 광 센서)를 배치하고, 이 센서가 교시 부재(12)를 검출한 위치를 교시 위치로 할 수 있다.
교시 부재(12)는, 제3 축(a3)에 연결되는 것 대신에, 예를 들어 제2 축(a2) 또는 제1 축(a1)에 연결되도록 구성할 수도 있다.
교시 부재(12)는, 원판상으로 형성되지 않아도 된다. 예를 들어 교시 부재(12)는, 가늘고 긴 직사각형의 대향하는 2변을 원호상으로 외측으로 돌출시킨 타원상으로 형성할 수 있다. 또한, 교시 부재(12)를 삼각형, 사각형, 육각형 등의 다각형으로 구성할 수도 있다.
교시 부재(12)에 관통상의 축 구멍을 형성할 수 있다. 이 경우, 축 구멍의 내주면에 교시용 핀(82)를 접촉시키도록 구성할 수 있다. 축 구멍을 원형 구멍으로 했을 경우, 교시용 핀(82) 대신에, 축 구멍에 삽입 가능한 원추상의 위치 결정 부재를 교시대(8)에 설치할 수 있다.
교시용 핀(82)의 수는 4개로 국한되지 않고, 예를 들어 3개로 할 수도 있다.
상기 실시 형태에서는, 핸드(11)의 상방에 교시 부재(12)가 배치되고, 교시 부재(12)의 상방에 제2 링크(18)가 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 제3 축(a3)의 방향에서 교시 부재(12)는, 핸드(11)보다도 제2 링크(18)에 가깝다. 그러나, 교시 부재(12)는 핸드(11)의 하방에 교시 부재(12)가 배치되어도 된다.
로봇(1)은, 기대(15)가 천장면에 설치되는 구성(천장 현수식) 대신에, 바닥면에 설치되는 구성으로 할 수도 있다.
핸드(11)가 플립 동작 가능하게 구성할 수도 있다. 이 경우에도, 교시 부재(12)가 플립 동작 기능을 가질 필요는 없다. 교시 부재(12)가 플립 동작 기능을 가지지 않음으로써, 간소한 구성의 교시 부재(12)를 실현할 수 있다.
본원 발명은, 웨이퍼(2) 이외의 기판(예를 들어 유리판)을 반송하기 위한 로봇에 적용할 수도 있다.
본 명세서에서 개시하는 요소의 기능은, 개시된 기능을 실행하도록 구성되거나 프로그램된 범용 프로세서, 전용 프로세서, 집적 회로, ASIC(Applition Specific Integrated Circuits), 종래의 회로 및/또는, 이들의 조합을 포함하는 회로 또는 처리 회로를 사용하여 실행할 수가 있다. 프로세서는, 트랜지스터나 그 밖의 회로를 포함하기 때문에 처리 회로 또는 회로로 간주된다. 본 개시에 있어서, 회로, 유닛 또는 수단은, 열거된 기능을 실행하는 하드웨어 또는 열거된 기능을 실행하도록 프로그래밍된 하드웨어이다. 하드웨어는, 본 명세서에 개시되어 있는 하드웨어이어도 되고, 또는 열거된 기능을 실행하도록 프로그램되거나 구성되어 있는 그 밖의 공지된 하드웨어이어도 된다. 하드웨어가 회로의 일종이라고 생각되는 프로세서인 경우, 회로, 수단 또는 유닛은 하드웨어와 소프트웨어의 조합이며, 소프트웨어는 하드웨어 및/또는 프로세서의 구성에 사용된다.

Claims (8)

  1. 수평 다관절형의 로봇으로서,
    매니퓰레이터와,
    상하 방향의 축을 중심으로 하여 회전 가능하게 상기 매니퓰레이터에 연결되는, 기판을 보유 지지 가능한 핸드와,
    상하 방향 축을 중심으로 하여 회전 가능하게 상기 매니퓰레이터에 연결되는, 기판의 반송에 사용되지 않는 교시 부재
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 교시 부재가, 당해 로봇에의 교시를 위해 이용되는 것을 특징으로 하는 로봇.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 매니퓰레이터는,
    링크와,
    상기 링크 및 상기 교시 부재 중 적어도 어느 것의 자세를 검출하는 센서
    를 구비하고,
    상기 로봇의 설치면에 대하여 고정적으로 설치된 위치 결정 부재에 상기 교시 부재가 접촉한 경우의 상기 센서의 검출 결과에 기초하여, 당해 로봇에의 교시가 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핸드에 의해 상기 기판을 반송하는 경우, 상기 교시 부재는, 평면으로 보아 적어도 일부가 상기 매니퓰레이터와 겹치는 자세가 되는 것을 특징으로 하는 로봇.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 핸드에 의해 상기 기판을 반송하는 경우, 상기 교시 부재는, 평면으로 보아, 상기 매니퓰레이터 중 가장 선단측에 위치하는 링크를 따르는 자세를 유지하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 교시 부재에 의해 상기 로봇에의 교시를 행하는 경우, 상기 핸드는, 평면으로 보아 적어도 일부가 상기 매니퓰레이터와 겹치는 자세가 되는 것을 특징으로 하는 로봇.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핸드는, 상기 매니퓰레이터의 선단에, 상하 방향의 축을 중심으로 하여 회전 가능하게 연결되고,
    상기 교시 부재는, 상기 매니퓰레이터의 선단에, 상기 핸드와 동일 축으로 회전 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 로봇.
  8. 매니퓰레이터에 연결되는 핸드에 의해 기판을 보유 지지하여 반송하는 수평 다관절형의 로봇에 대한 교시 방법으로서,
    상기 매니퓰레이터에 연결되는, 기판의 반송에 사용되지 않는 교시 부재를 이용하여, 교시를 행하는 것을 특징으로 하는 교시 방법.
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