TW399008B - Time optimal trajectory for cluster tool robots - Google Patents
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Description
經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明說明(/ ) 發明之背景 發BH領Μ : 本發明係有關於洌如是工具組機械人等等鉸接臂傳送 裝置,尤關於用於在機械人Κ摩擦力方式握持基片進行作 業之過程中縮短其傳送時間之方法及難' 欲龌決^ S3顆: 材料傳遞襪槭人,例如工具組機械人,通常係被使用 在大氣室或真空室中,用Κ在作業過程期間傳遞各種工件 ,如半導體晶片、平板式顯示屏Κ及其他類Μ之基片。這 些機械人包含有若干Μ可轉動且可傳送方法所安装之伸鎌 臂,每一臂又設有一端部作用器,用於在該費操作期間支 承工#。此種裝置之一些實例可見美國專利案第4666 3 6 6、4730976 '4909701 以及 5180 2 7 6 號。 傳統式工業襪械人係配備有用於在握持與操作期間抓 持有效載荷之Μ,而例茆是工具組樣械人等等基片傳遞 镁械人則與此不同,其典型地偽仰賴負載(即基片)與端 部作用器之間之摩擦力來將基Η握持在端部作用器上。這 像因為Μ機械方法夾緊頂面或邊緣之手段來抓持有效載荷 通常會導致不良徽粒之產生並引起污染,甚至導致基片之 損壞。對於在大氣環境下工作之襪械人,使用真空吸持法 來撕持有效載荷雖可遴免此等間題,但倘若加速度瞬間驟 變(下文將討論),則又會出現其他控制問題。以摩擦力 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -^ n n n n ^ ^ ϋ n n ^ I ^ n I ^ ϋ I I 1 ^ · ·1 ·Γ I n 1 ϋ I I I « t (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 A7 _B7 五、發明說明(/ ) 來握持之懕用中所產生的問題係為,如果在負載上之加速 力超過握持該負載之摩擦力,則基片將會滑動,因而該等 機械人臂在其工作動線上之作柰時間或傳送時間將會受制 於此一摩擦力之大小。因此,當試圖藉由縮短該機械人之 傳送時間來增邡基Π之傳送量時,在求算方面便會出現這 樣一個問題,郎在機械人將材料送過一加工工具時所必需 作出之複合蓮動過程中,如何才能使其速度得以提升或最 佳化,而不會導致基片在端部作用器上滑動。 K大多數現有之基>1傳遞機械人而言,一種稱為"梯 形速度分佈圖"之方法係被用來描繪該等機械人之運動。 此方法有兩個問題:
1 )加速度率K及速度在整個運動過程中為固定,因 跎兩者必須被降低,用K防止分佈圖中之任何一點違反一 約束條件,而不管該分佈圖中之其餘點並非為最佳者;K 及 2 )加速度之突然變化(逑度中之過渡點)會在系統 中激勵出振動而限制了邡速度,這偽因為在承載基片時, 操作速度以及操作邡速度在考慮到由振動所產生之附加加 速度的情沅下必須降低,面在不承載基片時,操作加速度 在考慮到用於控制各振動之無用力矩的情況下亦必須予Μ 降低。 〃梯形〃法之一種修正形式係〃 s —曲線動線〃法, 其可以控制加速度中之突然變化,進而可減少振動°然而 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 * 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
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經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 五、發明說明()) ,由於該"S —曲線"法係如同"梯形〃而無法在整個蓮 動過程中保持最佳之速度,最終將會造成時間的損失。 由第一圖可見"梯形速度分佈僱"K及"s —曲缧分 佈圖"與一使傳送時間為最小之最佳分佈圖之比較,圖中 顯示對於機械人贾驅動馬達之搡作速度而言,其速度相對 於時間之曲線。關於基片上之加速度,其對應之加速度相 對時間之曲線係被顯示在第二圖中。可Μ看出的是,在過 渡點處,亦即在速度圼斜坡狀變化處,採用"梯形"法會 因為邡速度突然改變而出現極度之振動。此些振動會擾亂 基片在端部作兩器上之位置,引起基片位移誤差,進而引 起基片在某些加工工具中遭受損壊。梯形之接近形式,卽 "S_®媒"算法可產生大致上無過渡效應並且不引起振 動之動線,但必須注意到的是,該S—曲縲動線在各過渡 點處將導致一加速度凹陷,而造成從起點開始至終點结束 這段過程中,在速度K及次佳總傳送時間上之損失。 一種可針對有限力矩工桊襪械人而求出其最佳時間動 線之算法係為習知者,並敘逑在下列I E E E論文之中, 該等論文係在此合併作為本案之參考: 1) S.δ . SHIN E T A L, "Minifflui-Tiie Trajectory Planning for Industrial Robots with General Torque Constraints”, IEEE Transactions on Automatic Control, vol.AC-31, no.6, June 1986, pps.412-417; 2) F.PFEIFFER ET AL,"A Concept for Manipulator 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) — — — —— — — — — — — — — ^ ·1111111 « — l· — — — — —— I . - - - (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 五、發明說明(彳) Trajectory Planning", IEEE Journal of Robotics and Autofflation, Vol.8A-3,N0.3,April 1987, pps.115-123; 3) J-J.E.SL0TINE ET AL,"Improving the Efficiency T ime-Opt iiaal Path-Following Algorithms”, IEEE Transactions on Robotics and A y t οia t i ο η , V o 1.5, So.1, Feb.1 989, pps.113-124; K 及 4) Z. SHILLER ET AL, "Robust Computation of Path Constrained Time Optimal Motions”, IEEE Transactions on Robotics and Autonation, 1990, pps. 1 4 4 - 1 4 9 . 然而,懕用此一未修正彤式之算法,當突然改變操作 加速度時,將會在機械人臂中引起共振之激發,而不能限 制有效載荷或基片之加速度,因此若應用於基片傳遞機械 人,則會出現基片滑動之現象。出現在該基片上之加速度 分量會引發此一難K控制之共振K及操作加速度之激勵, 然對於如何控制該共振以避免滑移而言,該萁法卻並未提 出任何建議。 日的: 因此,本發明之一目的係提供一種藉由縮短機械人之 傳送時間,而甩Μ増加例如是工具組機械人等等基片傳遞 工具之傳送量的方法及〇 本發明之另一目的係提供一種用於產生一機械人習最 佳時間動線,而用κ增加基片傳遞工具之傳送量的方法及 -6 * (锖先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁)
A m a— · 幻--------線. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7 __B7____ 五、發明說明(<) 部f牛。 本發明之又一目的係提供一種用於產生一襪械人習最 佳時間動線,而用以增加基片傳遞工具傳送量,並且可避 免有效敕荷或基片相對其支承體而產生滑動的方法及 >·ι 本發明之再一目的像提供一種可將饈械人臂中之振動 減至最小,並從而可讓承載或不承載基Μ之時間縮短至最 小的方法及。 發明^ Μ沭 本發明涉及懕用上述之前技算法,用Κ求出有限力矩 工業機械人之最佳時間動媒,Κ達成經由改良之方式來操 作例$0是工具組機械人等等基片傳遞工具,該改良之方法 偽經由加入兩個附加約束條件,即載負所受到之急跳(加 速度之變化率)及邡速度來修正所懕用之算法。因為工具 組機械人在鉸接臂之端部處係設有端部作甩器,其係僅藉 由摩擦力來握持欲加工之基片,因此過度之加速度會造成 問題。本修正法係藉由使得難Μ控制之共振現象成為最小 ,並且避免將會超出摩擦力之搡作加速度,而使得建立一 條行進時閭為最小之機械人臂動線成為可能。 附簡莩銳昍 第一圖針對作用在機械人臂驅動馬達上之操作速度, Κ速度相對於時間曲線之形式顯示"梯形速度分佈圖〃 Κ 及"s —曲線分佈圖〃與一使傳送時間為最小之最佳分佈 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) l.i—.—訂 i—:----線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 A7 B7 五、發明說明(k ) 圖相比較之情況。 第二圖針對作用在基ϋ上之加速度,顯示用來產生第 一圖中各曲媒之加速度相對於時間之分佈圖。 第三圖顬示一工具組键械人缕歷六步搡作處理半導體 晶Η之實例,該機械人係為本發明可運用之類型。 第四圖為一流程圖,顯示用來求出對懕本發明之键械 人臂搡作動媒之一種萁法。 第五圖為方塊圖,顯示一組可Μ用來達成本發明之操 作元件,其係經由钦體或硬體形式來執行。 龄住當_例,詳细說__明 本發明包含有一種經由有效之方式來操作例如是工具 組機槭人等等基片傳遞工具之方法(或萁法)及装置,其 中該有效之方式係藉由使全程之平均速度為最大,而能夠 使得由馬達所驅動之绞接臂行進一設定距離所需之時間減 至最小,同時可避免激發出難Κ控制之共振現象,並可避 免激發出超過端部作用器與支承在其上之基片間摩擦力之 搡作加速度。 第三圖以特定之方式顯示一工具組德械人涇歷六步驟 搡作處理半導體基Μ之情形,該機械人係為本發明可予以 蓮兩之類型。在第一步中,已放置好一基片AM供在加工 機件1 2處進行處理之雙臂機械人1 0 ,其一臂上之端部 作用器1 Oa係從輸入盒14獲得另一基HB。繼之,該 機械人1 0如第二步中所示旋轉90° ,而使空的端部作 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ......---\---訂 ----.----線 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 A7 B7 五、發明說明(7 ) 用器1 Ob正對邡工機件1 2。在第三步中,該機械人係 K端部作甩器1 0 b而從加工機件1 2處取下已處理好之 基片A。隨後該機械人再旋轉180° >使基HB正對加 工饍件1 2。該機械人隨後可Μ將基片B插入加工儘件1 2中來進行處理,並旦接著旋轉90°至一位置,於此位 置處已處理好之基ΜΑ被送回輸人盒14,從而完成一輪 操作循環。 該操作循環中之各運動可Μ由一驅動系統加以控制, 而該驅動系統中則可合辟有棍據本發明之數位式信號處理 器Κ及最佳時間動線軟體。該軟體將為了使機械人臂組能 夠在滿足特定約束條俘之動線中運動,而特別提供一種搡 炸算法=至於該等約束條浮在此將加以解釋。 該等機械人臂由一馬達傳動,因&懕當被了解的是, 在任河一時間點上*該機械人馬達將處於給定之位置、速 度Κ及掏速度下,亦即處於一特定之〃動態〃。下列方程 式係界定出該馬達在任何動態時之位置、速度以及邡速度 三者間之確切顒係。 、Τ Γ T r Τ 位置(t) = 速度(t) d t = . 〇 加速度 (t)dt dt 由此方程式可K看出位置、速度、加速度以及時間四 者係為梠互關聯者。另外,把焦點放在馬達上之時,應當 了解的是該馬達與機械入臂間之關係及其相反關係各自直 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 幻--------線- A7 B7 五、發明說明(交) 接為運動方程式以及相反之運動方程式所界定,此乃機械 平設 之一 上進 程行 全臂 使人 由械 藉機 , 得 是使 的而 明從 証並 X 達 可馬 。 得 者使 知而 周, 所大 眾最 中為 藝度 技速 人均 片限 基之 或伴 負娆 載束 足約 滿列 為下 -Μϋ , 至 而受 然應 ο 率 少速 最邡 至及 減度 可速 間, 時求 之需 需力 所擦 離摩 S之: 定處制 用與 作片 部基及 端於以 起等 ; 引係度 , 度速 是速加 的邡力 明平重 証水Μ Μ之乘 可要數 ο 需係 度既擦 速動摩 邡滑靜 之 片 之 處基間 載或之 負品器 . 樣闱 i 之 作 上部 器端 在 於 肋 有 限 極 跳 急 〇 率 化 。 變發 之激 度 之 : 速振係 加共件 即止條 ,0 束 率中約 跳置項 急装一 * 臂外 2 入 另 械 機 可 較 求 要 得 不 線 勖 之 循 依 欲 即 亦 限 極 ο 矩矩 力力 達之 馬大 . 為 3 者 rtHJ 至 得 於 -用者 此難 因困 ’ 度 者極 性為 線則 非能 為可 旦不 雜非 複若 為案 係方 ίφ決 條解 束式 約形 度近 速接 加之 該線 動 0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁>
•5J -線- 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 或動少 法使最 近由至 逼經減 次係間 逐術時 用技動 使一移 , 此使 衛 。 可 技線而 化動大 式間最 程時為 態佳度 動最速 種出加 1 求之 用可點 使即 一 由法每 藉斷上 , 推線 而接路 然直線 法 1: 岀點 解起 先回 首返 其始 , 開 法置 算位 種端 一 止 及终 統或 系 置 is位 一 點 含终 包從 術即 技, 型程 良回 改之 本線 動 該 本紙張尺度適用令國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 B7_ 五、發明說明(ΐ ) 位置或起始端位置之整個路程。該動線踣線如前所提及, 將會受到基片加速度、急跳率以及馬達力矩極限之約束。 然而,此些約束條件係無法在動線之端點處(即起始位置 處)驅使速度為零。 一俟該回程動線得X解出,便解出了動線之去程。接 著,经由將回程動線加入約束條件之列,速度便會在移 動之端點處(即終點位置處)被驅使為零。 下列步驟,如第四圖流程圖中所示,係可用來求算出 該動線: 第一步:確定並儲存不違反任何約束鞣件之最大加速 度值(aCC(W ),以及不違反任何約束條件之最大減速 度值(d e c _ )。 第二步:在動線上求算一點,使用之判別標準為:依 照已儲存之數值 > 若該最大加速度大於最大減速度,則該 點即為一有效動態。 第三步:若求算中之動線點為一有效動態,則跳至第 五步: 第四步:若求算中之動線點並非有效動態,則回到已 求出之各妝態,直至被運用最大加速度之動線點被找到為 止·'繼之,改周最大減速度來代替,並跳至第六步來決定 下一 _態。 第五步:運用最大邡莲度,然後跳至第六步來決定下 一動態。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^--------訂---------線· 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 A7 —— ___ B7_ 五、發明說明(β) 第六步:若最大加速度或最大減速度已被運用於動線 之後,端點或終點位置尚未抵達,則返回第二步,否則结 束運算。 由此可見,該程序大體上係包含有繪製動線,此係藉 由從動態移動至動態,然後在該等動態動線上選出不違反 前述約束條件之諸點而使平均速度為最大。加速度係被使 用在以上程序中,而加速度又輿速度直接有醖,因&能詾 經由通切之方法將其轉換成逮度。 % m. 第五圈所示為一組操作元件之方塊圈,其可Μ经由硬 體或钦體之形式加Μ實施,並被包含在驅動系統2 0中。 第一元件2 0 1係含有一記惶體,該第一元件偽被使用於 決定與儲存不違反上述任何約東條伴之最大加速度Κ及不 違反該等約束條件之最大減速度。第二元件2 0 2係包含 有一適切之纒輯件,該第二元件係在該動線上求萁出一點 ,所使用之準則為:依照已儲存之數值,若最大加速度 大於最大減速度,則該點具一有效之動態,•並產生一信 號來指示該求算之结果。第三元件2 0 3係包含有一邏輯 件,該第三元件偽葑該求算指示信號作出響應,並且如果 在動線上被求算所得之點處於有效動態,則產生一第一信 號,而若在動線上被求算所得之點並非處於有效動態,則 產生一第二信號。第四元伴2 0 4係對第一信號之產生作 出轚應,該第四元件係將一信號傳送至動線编製元ί牛20 -12- 本紙張尺度適用t國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
Α7 Β7 五、發明說明(丨I ) 7,將最大加速度運用於正在進行求算之點上,並產生一 初始化信號,K致使第二元件2 0 2求算下一動態。第五 元件2 0 5係對第二元件所產生之信號作出響應,該第五 元件係將一信號傳送至元件2 0 7,K回到已求出之各動 態,直至找到被運甩最大加速度之點為止,然後改用最大 減速度來代替,並旦產生一初始化信號,以致使第二元件 202求算下一動態。第六元件206係包含一計數器, 該第六元ί牛係對第二元件2 0 2指示出動態求萁之信號K 及在元件2 0 7中之該點之值作出鸞應,該第六元件係產 生一個信號,若該動線之終端點尚未通過,則產生一可行 信號,以容許該第二元件2 0 2求萁下一動態,但當在元 件2 0 7中該終端點抵達時,則發出一结束信號來阻止求 箕之進行。具有適切動態之各點的组成係可為櫬械人臂提 供一條最佳時間動線,而使得該費之加速度不會導致支承 在該臂之端部作用器上之工件或基片相對於該臂而產生移 動。 關於上述加速度問題,懕當了解的是現存例如是工具 组機械人等基Η薄遲工具係已被強制使用一種梯形之次佳 接近形式或是S -曲線算法來產生動線。然而,本發明經 由直接推斷法或逐次逼近法來產生一條最佳時間動媒’係 改良了前技機械人之操作。此乃對前述I ΕΕΕ論文中之 算法之改良,因為該方法筮未限制負載上之加速度或急跳 ύ若不考盧此等附加約束條件,該方法係無法成功地應用 -13- 本紙張尺度適用+國固家標準(CNS>A4規格(210 X 297公釐) (請先閲婧背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線— 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 A7 ____B7___ 五、發明說明(/〆) 於使用摩擦力支承件之基片傳邋機械人。因此使用本發明 ,藉由縮短機械人臂之傳送時間,將使得基片傳遞或工具 組之傳送量成為最大。 儘管本說明論及一種使用工具組機械入處理半導體基 片之狀況,然其他之工件以及基Η亦可容易地加以傳遞, 例如平板式顯示器等。另外,本發明除可用於工具組機械 之外,遙可應用在其他傳遞工具中,如離子植入器中。本 發明之實施可採用多種形式,可遝由軟體形式或是硬體形 式,甚至是兩者之組合,而遘用於特定腥用之特殊形式係 為借肋上述說明而為熟習該項技術者所能輕易完成者。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -SJi--------線·
經濟部智慧財產局員工消费合作社印W 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
- A8B8C8D8 六、申請專利範圍 1·一種操作帶有摩擦型工件握捋器之工件傳遞工具 之方法,該方法藉由令全程上之平均速度為最大,同時避 兔難以控制之共振現象之激發,並且避免可能會超過在該 臂端部上之端部作用器與其所支承之工件間摩擦力之操作 加速度,而使得所述工具之受馬達驅動之鉸接臂行進 一設定距離至終點為止所需時間減至最少,其步驟包括: 決定該臂行進之動線,以下列約束條件限制其行進 速度與邡速度: 作兩在工件上之加速度,使作用在工件上之水平 邡速度等於該工件與端部作用器之間之靜摩擦傷数乘 Μ重力加速度;Μ及 急跳率,使該臂中之共振激勵減至最小;Κ及 求出動線點*此係藉由從動態移動至動態,並且將不 違反所述約束條件且在所設定距離上使贾行進之平均速度 為最大之各動態選出成該動線上之點。 2 ·如申請專利範圔第1項所述之方法,其中求出動 線之步揉包含有決定其最大加速度之點Κ及最大減速度之 點,其步驟包括: 決定並儲存不違反任何所述約束條件之最大加速度之 值,Κ及不違反所述約束條件之最大減速度之值; 在動線上求算一有效動態之點,此係藉由使用所述之 儲存值來決定是否該最大加速度大於該最大減速度,並且 如果係為如ft,便將該最大加速度運用於該點,並然後決 -1- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS〉A4規格(210 X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁》 訂----:----線丨 經濟部智慧財產局員工消费合作社印數 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 定岀下一動態; 若求翼所得之點不具有有效之動態,則回到已求出之 各動態,直至被蓮用最大加速度之上一個點被找出為止, 並且改用該最大減速度來代替,遒之決定下一動態;以及 當該動線之终端點已抵達時,停止下一動態之決定。 3 *如申諝專利範圍第1項所述之方法,其中在任何 動態下該晉终端之位置、速度K及加速度三者間之驩係為 Γ Τ Γ τ ρ T 位置(t)= j〇 速度(t)dt= j0 j。加速度(t)c(tdt。 4 ♦如申請專利範圍第1項所述之方法,其中求出該 動媒之步驟包含有,苜先執行對各動媒點之求茸,此係藉 由解岀該動線之回程,卽從終端點返回始端點*然後解出 該動媒之去程,並且將回程動線加入約束條件之列*藉此 其速度便會在終端點被驅至零。 5 *如申諸專利範圍第1項所述之方法,其中所述之 約束條ί牛還包含有馬達力矩極限,K使得欲依循之動線不 得要求較可從該驅動馬達所得者為大之力矩。 6 · —種用於操作帶有摩擦型工件握持器之工件傳遞 工具之装置,該装置藉由令全程上之速度為最大,同時避 免難Κ控制之共振現象之激發,並且避免可能會超遇在該 鹫端部上之端部作用器與其所支承之工件間摩擦力之搡作 加速度,而使得所述工具之受馬達驅動之鉸接臂行進一設 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂i:---,----線— 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製 1 n ϋ 1 ϋ ϋ ϋ I n n I n ϋ ϋ n n n n I _ A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 六、申請專利範圍 定距離至終點為止所需時間減至最少,該装置像包括: 用於決定該臂行進動媒之部注,其同時可K下列約束 條件限制該行進之速度及加速度: 作用在工件上之加速度,使作用在工伴上之水平 加速度等於該工件與端部作用器之間之靜摩擦係數乘Μ重 力邡速度;Κ及 急跳率,使該臂中之共振激勵減至最小;而且其 中 所述之決定部件包含有用於求出各動線點之部件,其 方法係從動態移動至動態,並且將不違反所述約束條件且 在所設定距離上使蜇行進之平均速度為最大之各動慇選出 成該動媒上之點。 7,如申請專利範圔第6項所述之装置,其中所述用 於找出各動線點之部件包含有: 用於描鑰出在動線上各點處之加速度的部件; 第一部件,Μ於決定並儲存不達反任何約束條伴之最 大邡速度值,Κ及不違反任何約束條件之最大減速度值; 第二部件,诏於在動線上求翼出一點,使用之判別標 準為:依照該已存儲之數值,若該最大加速度大於該最大 減速度,則該點即具有有效動態,隨之產生一指示所述求 萁结果之信號; 第三部件,其係對該求算指示信號作出響懕,並旦如 果在動線上之被求翼所得之點具有效動態,則產生一第— 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) - .. . --------’一 i--------訂 ----.----線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 A8 B8 C8 ____ Ό8 六、申請專利範圍 信號’而若在動線上被求萁所得之點並非具有有效動態, 則產生一第二信號; 第四部件,其偽對該第一信號作出響應,用於將一信 號傳送至該描繪|!3件,將最大加速度運用於正在求箄之點 ’並產生一初姶ib信號,K致使該第二部件求萁下一動態 \ 第五部件j其馀對該第二信號作出響應,用於將一信 號傳送至該描繪部件,K回到已求出之各動態,直至找到 被運用最大加速度之點為止,然後改用最大減速度來代替 ,並且產生一初始化信號,Μ致使該第二部件求萁下一動 態; 第六部件,其像對動態求算指示信號Μ及在該描繪 部泮中之點作出響應,若該動線之终端點尚未抵達,則 產生一可行信號* Μ容許該第二部件求算下一動慇,但當 所述之終端點抵達時,則發岀一结束信號,Κ阻止該第二 部件求算下一動態。 8 ·節串讅專利範圍第6項所述之装置,其中用於求 翼動線之該第二部伴係包含有: 尼於首先對各動線點進行求算之部件,其方法係解出 該動線之回程,即從终端點返回始端點;Μ及 兩於解出該動線之去程,並且將回程動線邡入約束條 阵之列的運_注,藉fe勤線之速度便會在终端點被驅至零。 9 *如申請專利範圍第6項所述之装置,其更包含有 本紙張尺度適用中國困家標準(CNS〉A4規格(210 * 297公釐) --------------'r—-—..—訂·-!---.----線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A8B8C8D8 六、申請專利範圍 用於驅動該鉸接臂之馬達部件,並且其中該等約束條件更 包含有馬達力矩極限,K使得欲依循之動線不得要求較可 從該驅動馬達所得者為大之力矩。 1 0 * —種搡作帶有摩擦型基片握持器之基片傳遞工 具之方法,該方法藉由令全程上之速度為最大,同時避免 難以控制之共振現象之激發,並旦避免可能會超遇在該臂 端部上之端部作用器與其上所支承之基片間摩擦力之操作 加速度,而使得所述工具之受馬達驅動之鉸接臂行進一設 定距離至終點止所需時間減至最少,其步驟包括: 決定該臂行進之動媒* K下列约束條伴限制其行進 速度與加速度: 作用在基片上之加速度,使作用在基片上之水平 加速度等於該基片與端部作用器之間之猙摩擦係數乘K重 力Μ速度;以及 急跳率,使該臂中之共振激勵減至最小;Μ及 求出動線,其係藉由Κ下步驟來決定動態: 第一步:決定並儲存不違反任何所述約束條件之最大 邡速度值,及不違反任何所逑約束條件之最大減速度值; 第二步:在動線上判別一點,使用之判別標準為:依 照已儲存之數值,若其最大加速度大於最大減速度,則此 種點具有有效動態; 第三步:若求算中之動線點具有有效動態,則跳至第 五步: -5- 本紙張尺度適用尹國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂-'--------線- 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A8B8C8D8 經濟部智慧財產局具工消f合作杜印製 六、申請專利範圍 胃K步:若求萁之動線點不具有有效動慇,則回到已 求出之各狀戆,直至被運用最大加速度之點被找到為止ί 缠之,改用最大減速度來代替,並跳至第六步來決定下一 動態; 第五步:運兩最大加速度,然後跳至第六步來決定下 一動態; 第六步:若動線之终點尚未抵達,則返回第二步決定 下一動態,否則结束運蓽。 1 1 ·如申請專利範圍第1 0項所述之裝置,其中在 任何動態時該臂终鳙之位置、速度以及加速度三者間之闞 係為: 、τ 〜τ * 了 位置(t)= j〇 速度(t)dt= j〇 jo 加速度(t)dtdt。 1 2 *如申請專利範圍第1 0項所述之方法,其中求 出該動線之步驟包含有苜先執行對各動線點之求算,其 方法係解出該動線之回程,即從終端點返回始端點,然後 解出該動線之去程,並且將回程動線加入約束條件之例, 藉此其速度便會在終端點被驅至零。 1 3 ♦如申請專利範圃第1 0項所述之方法,其中該 等約束條件更包含有馬達力矩極限,以使得欲依循之動線 不得要求較可得者為大之力矩。 -8- 本紙張尺度適用宁國國家標準(CNS)A4規格(210 * 297公釐) — — — — — — — — 訂·—I — Ί I — 線 (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁)
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---|---|---|---|
US08/414,340 US5655060A (en) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | Time optimal trajectory for cluster tool robots |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI500492B (zh) * | 2008-06-10 | 2015-09-21 | Murata Machinery Ltd | Parallel link mechanism |
TWI629149B (zh) * | 2015-12-14 | 2018-07-11 | 川崎重工業股份有限公司 | Substrate transfer robot and operation method thereof |
US10058998B2 (en) | 2011-09-02 | 2018-08-28 | Brooks Automation, Inc. | Time-optimal trajectories for robotic transfer devices |
CN111051010A (zh) * | 2017-09-04 | 2020-04-21 | 松下知识产权经营株式会社 | 机器人控制装置 |
Families Citing this family (45)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5655060A (en) * | 1995-03-31 | 1997-08-05 | Brooks Automation | Time optimal trajectory for cluster tool robots |
KR100469931B1 (ko) * | 1996-03-18 | 2005-04-06 | 로제 가부시키가이샤 | 공작물반송시스템의제어장치 |
US6224312B1 (en) * | 1996-11-18 | 2001-05-01 | Applied Materials, Inc. | Optimal trajectory robot motion |
US6152070A (en) | 1996-11-18 | 2000-11-28 | Applied Materials, Inc. | Tandem process chamber |
US6257827B1 (en) * | 1997-12-01 | 2001-07-10 | Brooks Automation Inc. | Apparatus and method for transporting substrates |
US6198976B1 (en) | 1998-03-04 | 2001-03-06 | Applied Materials, Inc. | On the fly center-finding during substrate handling in a processing system |
US6267549B1 (en) | 1998-06-02 | 2001-07-31 | Applied Materials, Inc. | Dual independent robot blades with minimal offset |
US6424733B2 (en) | 1998-07-20 | 2002-07-23 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for inspecting wafers |
JP2000223549A (ja) * | 1999-01-29 | 2000-08-11 | Canon Inc | 基板搬送装置、基板搬送方法、基板搬送用ハンド機構、灰化処理装置及び灰化処理方法 |
US6190103B1 (en) | 1999-03-31 | 2001-02-20 | Gasonics International Corporation | Wafer transfer device and method |
US6183026B1 (en) | 1999-04-07 | 2001-02-06 | Gasonics International Corporation | End effector |
US6216058B1 (en) * | 1999-05-28 | 2001-04-10 | Brooks Automation, Inc. | System of trajectory planning for robotic manipulators based on pre-defined time-optimum trajectory shapes |
KR100551806B1 (ko) * | 1999-09-06 | 2006-02-13 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 반도체 처리용 반송 장치 및 수용 장치와, 반도체 처리시스템 |
US6856863B1 (en) | 2000-07-27 | 2005-02-15 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for automatic calibration of robots |
US6690993B2 (en) * | 2000-10-12 | 2004-02-10 | R. Foulke Development Company, Llc | Reticle storage system |
US6918731B2 (en) * | 2001-07-02 | 2005-07-19 | Brooks Automation, Incorporated | Fast swap dual substrate transport for load lock |
WO2003007129A2 (en) * | 2001-07-13 | 2003-01-23 | Broks Automation, Inc. | Trajectory planning and motion control strategies for a planar three-degree-of-freedom robotic arm |
US6850386B2 (en) | 2001-07-18 | 2005-02-01 | Seagate Technology Llc | Control object positioning using an optimum jerk profile to reduce excitation of mechanical resonances |
DE10223670A1 (de) * | 2002-05-28 | 2003-12-18 | Kuka Roboter Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Bewegen eines Handhabungssystems |
US7012391B2 (en) * | 2002-08-09 | 2006-03-14 | Seagate Technology Llc | Motor acceleration using continuous sequence of current limit values |
US6873490B2 (en) * | 2002-10-10 | 2005-03-29 | Seagate Technology Llc | Control object positioning using jerk, current and time optimized control profiles |
WO2004095520A2 (en) * | 2003-04-22 | 2004-11-04 | Berkeley Process Control, Inc. | System of path planning for robotic manipulators based on maximum acceleration and finite jerk constraints |
US6988020B2 (en) * | 2003-11-14 | 2006-01-17 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus to move an accessor within a data storage and retrieval system |
US20050065633A1 (en) * | 2003-11-14 | 2005-03-24 | Michael Wynblatt | Systems and methods for relative control of load motion actuators |
US20050107909A1 (en) * | 2003-11-14 | 2005-05-19 | Siemens Technology-To-Business Center Llc | Systems and methods for programming motion control |
US20050107911A1 (en) * | 2003-11-14 | 2005-05-19 | Siemens Technology-To-Business Center Llc | Systems and methods for controlling load motion actuators |
JP4304133B2 (ja) * | 2004-07-30 | 2009-07-29 | 東芝機械株式会社 | 産業用ロボットの移動時間表示装置 |
US7208898B2 (en) * | 2005-06-22 | 2007-04-24 | The Board Of Regents For Oklahoma State University | Near time-optimal jerk trajectory for positioning a control object |
CN100358097C (zh) * | 2005-08-05 | 2007-12-26 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 半导体工艺处理系统及其处理方法 |
WO2007061603A2 (en) * | 2005-11-21 | 2007-05-31 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for transferring substrates during electronic device manufacturing |
EP1870211B1 (en) * | 2006-06-22 | 2019-02-27 | Honda Research Institute Europe GmbH | Method for controlling a robot by assessing the fitness of a plurality of simulated behaviours |
US8688276B2 (en) * | 2008-08-01 | 2014-04-01 | Ulvac, Inc. | Teaching method for transfer robot |
DE102009023307A1 (de) * | 2009-05-29 | 2010-12-02 | Kuka Roboter Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Manipulators |
JP5743437B2 (ja) | 2009-07-09 | 2015-07-01 | キヤノン株式会社 | 露光装置、露光方法、搬送方法及びデバイスの製造方法 |
KR101749515B1 (ko) * | 2010-10-27 | 2017-06-21 | 삼성전자 주식회사 | 모터 속도 제어 장치 및 그 방법 |
US8874258B2 (en) | 2011-09-13 | 2014-10-28 | Persimmon Technologies Corporation | Method for transporting a substrate with a substrate support |
JP2013091080A (ja) * | 2011-10-26 | 2013-05-16 | Amada Co Ltd | ワーク移送方法及びワーク移送装置 |
JP6128767B2 (ja) * | 2012-07-05 | 2017-05-17 | キヤノン株式会社 | ロボット制御装置、及びロボット制御方法 |
KR102149566B1 (ko) * | 2012-10-22 | 2020-08-31 | 귀델 그룹 아게 | 다중스테이션프레스에서 워크피스의 이송궤적을 결정하는 방법 |
JP5908544B2 (ja) | 2014-08-11 | 2016-04-26 | ファナック株式会社 | 駆動軸のジャークを低下させるロボットプログラムを生成するロボットプログラム生成装置 |
US10073908B2 (en) * | 2015-06-15 | 2018-09-11 | International Business Machines Corporation | Functional space-time trajectory clustering |
US10580681B2 (en) * | 2016-07-10 | 2020-03-03 | Yaskawa America Inc. | Robotic apparatus and method for transport of a workpiece |
DE102017011334A1 (de) * | 2017-12-08 | 2019-06-13 | Kuka Deutschland Gmbh | Abfahren einer vorgegebenen Arbeitsbahn mit einem Roboter |
CN109765851B (zh) * | 2019-02-15 | 2021-02-05 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 轨迹运动的速度计算方法、装置、存储介质及计算机设备 |
JP6983206B2 (ja) * | 2019-10-15 | 2021-12-17 | 株式会社アルバック | 基板搬送装置、および、基板搬送方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5444916Y2 (zh) * | 1976-06-23 | 1979-12-24 | ||
US5003522A (en) * | 1978-12-01 | 1991-03-26 | Dolby Ray Milton | Disc reproducing system for compensating mechanical imperfections |
US4666366A (en) * | 1983-02-14 | 1987-05-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Articulated arm transfer device |
US4909701A (en) * | 1983-02-14 | 1990-03-20 | Brooks Automation Inc. | Articulated arm transfer device |
DE3465405D1 (en) * | 1983-02-14 | 1987-09-17 | Aeronca Electronics Inc | Articulated arm transfer device |
US4975856A (en) * | 1986-02-18 | 1990-12-04 | Robotics Research Corporation | Motion controller for redundant or nonredundant linkages |
US4973215A (en) * | 1986-02-18 | 1990-11-27 | Robotics Research Corporation | Industrial robot with servo |
US4937759A (en) * | 1986-02-18 | 1990-06-26 | Robotics Research Corporation | Industrial robot with controller |
US5076399A (en) * | 1990-09-28 | 1991-12-31 | Otis Elevator Company | Elevator start control technique for reduced start jerk and acceleration overshoot |
KR940003005B1 (ko) * | 1991-01-26 | 1994-04-09 | 삼성전자 주식회사 | 동기형 교류 서보모터의 속도제어방법 |
US5180276A (en) * | 1991-04-18 | 1993-01-19 | Brooks Automation, Inc. | Articulated arm transfer device |
US5655060A (en) * | 1995-03-31 | 1997-08-05 | Brooks Automation | Time optimal trajectory for cluster tool robots |
-
1995
- 1995-03-31 US US08/414,340 patent/US5655060A/en not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-02-16 WO PCT/US1996/002131 patent/WO1996030896A1/en active IP Right Grant
- 1996-02-16 AU AU48686/96A patent/AU4868696A/en not_active Abandoned
- 1996-02-16 DE DE69627879T patent/DE69627879T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-02-16 KR KR1019970706851A patent/KR100377973B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1996-02-16 EP EP96904642A patent/EP0861487B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-02-16 JP JP52936496A patent/JP3690811B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1996-02-26 TW TW085102151A patent/TW399008B/zh not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-05-28 US US08/864,264 patent/US6002971A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI500492B (zh) * | 2008-06-10 | 2015-09-21 | Murata Machinery Ltd | Parallel link mechanism |
US10058998B2 (en) | 2011-09-02 | 2018-08-28 | Brooks Automation, Inc. | Time-optimal trajectories for robotic transfer devices |
TWI681851B (zh) * | 2011-09-02 | 2020-01-11 | 美商布魯克斯自動機械公司 | 用於機械轉換裝置之時間最佳軌道 |
US10967511B2 (en) | 2011-09-02 | 2021-04-06 | Brooks Automation, Inc. | Time-optimal trajectories for robotic transfer devices |
TWI629149B (zh) * | 2015-12-14 | 2018-07-11 | 川崎重工業股份有限公司 | Substrate transfer robot and operation method thereof |
CN111051010A (zh) * | 2017-09-04 | 2020-04-21 | 松下知识产权经营株式会社 | 机器人控制装置 |
CN111051010B (zh) * | 2017-09-04 | 2023-03-14 | 松下知识产权经营株式会社 | 机器人控制装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0861487B1 (en) | 2003-05-02 |
AU4868696A (en) | 1996-10-16 |
WO1996030896A1 (en) | 1996-10-03 |
KR19980703447A (ko) | 1998-11-05 |
JP3690811B2 (ja) | 2005-08-31 |
EP0861487A1 (en) | 1998-09-02 |
DE69627879T2 (de) | 2003-12-24 |
KR100377973B1 (ko) | 2003-08-19 |
US5655060A (en) | 1997-08-05 |
DE69627879D1 (de) | 2003-06-05 |
EP0861487A4 (zh) | 1998-09-02 |
US6002971A (en) | 1999-12-14 |
JPH11503369A (ja) | 1999-03-26 |
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