TWI593526B - Robot teaching methods and robots - Google Patents

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TWI593526B
TWI593526B TW105113421A TW105113421A TWI593526B TW I593526 B TWI593526 B TW I593526B TW 105113421 A TW105113421 A TW 105113421A TW 105113421 A TW105113421 A TW 105113421A TW I593526 B TWI593526 B TW I593526B
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robot
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axis
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Atsushi Nakaya
Takao Yamaguchi
Hajime Nakahara
George Chin
Original Assignee
Kawasaki Heavy Ind Ltd
Kawasaki Robotics (Usa) Inc
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Description

機器人之教示方法及機器人
本發明係關於一種機器人之教示方法及機器人。
一般而言，半導體處理設備中搬送半導體晶圓、顯示面板用玻璃基板等時，使用連桿系統之水平多關節型搬送機器人。有時於搬送機器人之手之前端設有映射感測器(mapping sensor)。藉由映射感測器檢測出匣盒內有無收納基板。映射感測器例如構成為使感測光束於分支為雙股狀之手的第1及第2前端部之間的空間內直線前進。一般而言，當利用映射感測器檢測對象物時，對象物遮擋感測光束之位置即為其檢測位置。因此，無法指定映射感測器之光束方向上之位置。作為先前技術，美國專利第752267號說明書中公開有一種技術，即，對於對象物，根據兩個不同姿勢下之映射感測器之檢測位置算出對象物之XY平面位置(例如參照專利文獻1)。
[先行技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]美國專利第7522267號說明書
然而，上述先前之方法中，當映射感測器之實際位置與機器 人所識別之位置不同時，算出之位置會含有誤差。而且，因累積有機器人之調零誤差、機械尺寸之誤差等，故不僅是角度會產生誤差，XY平面位置亦會產生誤差。其結果，存在無法高精度地教示對象物之位置的問題。
因此，本發明之目的在於準確指定對象物之位置、提升機器人之教示精度。
本發明之一態樣之機器人之教示方法中，該機器人具備：至少於X軸、Y軸之2個軸方向具有自由度之機械臂；安裝於前述臂之前端、且具有分支成雙股狀之第1前端部及第2前端部的手；以使感測光束於前述第1及第2前端部之間的空間內直線前進之方式構成，檢測目標是否遮擋前述感測光束的映射感測器；及控制前述機械臂之動作的控制裝置；該機器人之教示方法包括如下步驟：配置步驟，其係將目標配置於教示位置；第1指定步驟，其係使前述手自既定位置直線前進，指定當前述目標遮擋前述感測光束時前述機器人之基準坐標系中的前述目標之前後方向之位置；擺動步驟，其係使手繞位於與前述感測光束之光軸正交之軸上的既定之旋轉軸擺動，以利用前述感測光束於水平方向對前述目標進行掃描；判定步驟，其係根據藉由使前述手擺動而變化之前述映射感測器之檢測訊號，判定前述目標是否與沿前述手之長度方向之中心軸之位置一致；移位步驟，其係當前述步驟中判定為不一致時，根據藉由使前述手擺動而變化之前述映射感測器之檢測訊號，算出前述手之偏移量，根據前述算出之偏移量使前述手沿前述感測光束之光軸向左右任一方向移位；第2指定步驟，其係當前述步驟中判定為一致時，指定前述機器人之基準坐標系中的前述 目標之左右方向之位置；及教示步驟，其係根據前述指定之前述目標之前後方向及左右方向之位置向機器人教示與前述教示位置對應的前述手之位置。
映射感測器係根據目標是否遮擋通過手之前端之空間的感測光束來進行檢測之構成。故僅能指定機器人之基準坐標系中的目標之一方向之位置。
根據上述構成，使手繞既定之旋轉軸擺動，利用感測光束於水平方向對目標進行掃描。映射感測器之檢測訊號之波形會變化。根據變化之檢測訊號算出偏移量。根據算出之偏移量使手移位。藉此，即便有機器人之調零、尺寸上之誤差，亦可使目標與沿手之長度方向之中心軸之位置、即映射感測器之線中央一致。藉此，能指定機器人之基準坐標系中的目標之平面位置，能根據所指定之目標之位置向機器人教示與教示位置對應的手之位置。
前述擺動步驟中，亦可使前述手繞位於與前述感測光束之光軸正交之軸上的既定之旋轉軸以左右相同的角度擺動。
根據上述構成，藉由使前述機械臂相對於手之長度方向之中心軸以左右相同的角度擺動，從而能根據映射感測器之檢測訊號恰當地算出偏移量。
前述判定步驟中，亦可根據前述映射感測器之檢測訊號值於以0度為中心之既定之擺動角的範圍內是否具有對稱性，來判定前述目標是否與沿前述手之長度方向之中心軸的位置一致。
根據上述構成，能準確地指定目標之位置。
更包括算出前述感測光束之光軸相對於機器人之基準坐標系之軸的傾斜度的步驟，前述移位步驟中，以維持前述算出之傾斜度之方式，使前述手沿前述感測光束之光軸移位。
手之移位方向與機器人之基準坐標系之各軸並不限於平行。因此，藉由預先算出感測光束之光軸相對於機器人之基準坐標系之軸的傾斜度，能準確地使手移位。
前述配置步驟中，將2個目標分別配置於2個教示位置，針對前述2個目標分別進行前述第1指定步驟、前述擺動步驟、前述判定步驟、前述移位步驟、前述第2指定步驟及前述教示步驟，更包括調整步驟，該調整步驟係根據前述指定之前述目標各自之位置之相對位置與前述目標之間的設計距離，來調整當使前述手自前述教示之手之位置直線前進既定距離時的偏離。
根據上述構成，可恰當地調整例如當使手自基板之緣部直線前進既定距離(例如基板之中心)時的偏離。
本發明之其他態樣之機器人具備：至少於X軸、Y軸之2個軸方向具有自由度之機械臂；安裝於前述臂之前端、且具有分支成雙股狀之第1前端部及第2前端部的手；以使感測光束於前述第1及第2前端部之間的空間內直線前進之方式構成，檢測目標是否遮擋前述感測光束的映射感測器；及控制前述機械臂之動作的控制裝置；該機器人中，前述控制裝置係使前述手自既定位置直線前進，指定當配置於教示位置之前述目標遮擋前述感測光束時前述機器人之基準坐標系中的前述目標之前後方向之位置；使前述手繞位於與前述感測光束之光軸正交之軸上的既定之旋轉軸 擺動，以利用前述感測光束沿水平方向對前述目標進行掃描；根據藉由使前述手擺動而變化之前述映射感測器之檢測訊號，判定前述目標是否與沿前述手之長度方向之中心軸之位置一致；當前述步驟中判定為不一致時，根據藉由使前述手擺動而變化之前述映射感測器之檢測訊號算出前述機械臂之偏移量，使前述手根據前述算出之偏移量沿前述感測光束之光軸向左右任一方向移位，當前述步驟中判定為一致時，指定前述機器人之基準坐標系中的前述目標之左右方向之位置，根據前述指定之前述目標之前後方向及左右方向之位置向機器人教示與前述教示位置對應的前述手之位置。
根據本發明，能準確指定對象物之位置、提升機器人之教示精度。
關於本發明之上述目的、其他目的、特徵、及優點，可參照圖式並根據以下較佳實施形態之詳細說明而理解。
1‧‧‧機器人
2‧‧‧臂
3‧‧‧升降軸
4‧‧‧基台
5‧‧‧控制裝置
6‧‧‧匣盒
7‧‧‧匣盒台
10‧‧‧手
11‧‧‧基板保持部
12‧‧‧映射感測器
13‧‧‧發光部
14‧‧‧受光部
15a、15b‧‧‧光纖
16‧‧‧發光元件
17‧‧‧驅動電路
18‧‧‧受光元件
19‧‧‧輸出電路
20‧‧‧安裝板
30‧‧‧驅動裝置
40‧‧‧目標
51‧‧‧運算部
52‧‧‧儲存部
53‧‧‧伺服控制部
圖1係顯示第1實施形態之機器人之構成的概略圖。
圖2係圖1之手之俯視圖。
圖3係顯示圖1之機器人之控制系統之方塊圖。
圖4係顯示圖1之機器人之教示方法之一例的流程圖。
圖5係用於說明指定XY平面內之目標之位置的機器人之動作的圖。
圖6係使圖5之手擺動時的概略性俯視圖。
圖7顯示當手之中心與目標一致時映射感測器之檢測訊號之波形。
圖8顯示當手之中心與目標不一致時映射感測器之檢測訊號之波形。
圖9係使手移位時的概略性俯視圖。
圖10係第2實施形態之手與目標之概略性俯視圖。
圖11係機器人基準坐標系之坐標軸傾斜於手之移位方向時的概略性俯視圖。
(第1實施形態)
以下，參照圖式對本發明第1實施形態進行說明。以下，對於所有圖式中之相同或相當之要素標注相同的符號，並省略重複說明。
圖1係顯示第1實施形態之機器人1之構成的概略圖。如圖1所示，機器人1係用於例如於製造半導體元件之半導體處理設備中，搬送作為半導體元件之材料的晶圓等基板W。晶圓包括半導體晶圓與玻璃晶圓。半導體晶圓包括例如矽晶圓、其他半導體單體之晶圓、及化合物半導體之晶圓。玻璃晶圓包括例如FPD用玻璃基板、MEMS用玻璃基板、及藍寶石(單晶氧化鋁)晶圓。關於半導體處理設備，設有例如對晶圓實施熱處理、雜質導入處理、薄膜形成處理、微影處理、洗淨處理、及平坦化處理等處理之複數個處理裝置。機器人1將基板W搬送至配置有該等處理裝置之區域(處理室)。本實施形態中，基板W係收納於設置於匣盒台7上之匣盒6內部的托架。
[機器人]
機器人1具備例如臂2、升降軸3、基台4、控制裝置5及手10。本實施形態中，基板W載置於所謂水平多關節型4軸機器人之手10。 機器人1於在X軸、Y軸、Z軸該等3軸方向具有自由度之臂2的前端部，設有具有水平方向之自由度的手腕部，於該手腕部設有手10。
機器人1具有固定於半導體處理設備之適當部位(例如底板)的基台4，於基台4設有升降軸3。升降軸3之軸線例如鉛垂地朝向基台4。於基台4，內設有例如由氣缸構成之未圖示的致動器。藉由該致動器之動作使升降軸3於基台4之上表面側在上下方向升降。
臂2包括第1臂2a及第2臂2b。第1臂2a設於升降軸3之上端部。第1臂2a自升降軸3之上端部水平延伸。第1臂2a之一端部以可繞鉛垂軸線L1擺動之方式連結於升降軸3，於升降軸3，內設有例如由電性馬達構成之未圖示的致動器。藉由該致動器之動作使第1臂2a相對於升降軸3於水平面內擺動。
第2臂2b設於第1臂2a之另一端部之上表面側。第2臂2b自第1臂2a之另一端部水平延伸。第2臂2b之一端部以可繞鉛垂軸線L2擺動之方式連結於第1臂2a。於第1臂2a之另一端部，內設有例如由電性馬達構成之未圖示的致動器。藉由該致動器之動作，使第2臂2b相對於第1臂2a之另一端部於水平面內擺動。
於第2臂2b之另一端部之上表面側載置有基板W，且設有保持該基板W之手10。手10以可繞鉛垂軸線L3擺動之方式連結於第2臂2b之另一端部。於第2臂2b之另一端部，內設有例如由電性馬達構成之未圖示的致動器。藉由該致動器之動作，使手10相對於第2臂2b之另一端部於水平面內擺動。
控制裝置5例如藉由來自未圖示的操作裝置之輸入而控 制、或自動地控制對升降軸3、第1臂2a、第2臂2b及手10進行驅動的各致動器之動作，使手10於上下及水平方向移動。並且，藉由適當控制致動器之動作速度，可使手10於水平面內沿任意路徑移動。
[手]
圖2係自上方觀察圖1之手10的俯視圖。如圖2所示，手10係由俯視時形成為U狀之板材形成。本實施形態中，板材相對於U形之中心軸C左右對稱。U狀之本體具有單一之基端部10a、以及自該基端部分成雙股延伸之一對第1前端部10b及第2前端部10c。於第1前端部10b及第2前端部10c之間形成空間。手之基端部10a固定於安裝板20之一端，手10之本體自安裝板20水平延伸。安裝板20之另一端以可繞鉛垂軸線L3擺動之方式連結於第2臂2b之另一端部。
手10係為了供圓盤狀之基板W載置且予以保持而構成。本實施形態中，手10具備作為基板保持部11之按壓面11a以及2個邊緣夾11b及11c。按壓面11a係設於手10之基端部10a之上表面。2個邊緣夾11b及11c係設於手10之第1前端部10b及第2前端部10c之上表面。利用按壓面11a向邊緣夾11b及11c推壓基板W之邊緣，由按壓面11a與邊緣夾11b及11c一同把持基板W。
於跨及手10之第1前端部10b、第2前端部10c及空間的區域內形成有映射感測器12，該映射感測器12與基板W對向且檢測有無該基板W。映射感測器12係以使感測光束B於第1前端部10b及第2前端部10c之間的空間內直線前進的方式構成。映射感測器12檢測基板W是否遮擋感測光束B。本實施形態中，手10之長度方向之中心軸C與感測光束B 之中心一致。
於手10之安裝板20，內設有發光部13。發光部13轉換來自控制裝置5之電性輸入而產生檢測光。光纖15a之一端連接於發光部13，光纖15a自手之基端部10a之背側鋪設至前端部10b之背側。光纖15a將自發光部13射出之檢測光導入至手之前端部10b之背側。於手10之安裝板20，內設有受光部14。受光部14接收檢測光且將該檢測光轉換為對控制裝置5之電性輸出。光纖15b之一端連接於手之前端部10c之背側，且鋪設至內設於手10之安裝板20的受光部14。光纖15b將入射至手之前端部10c之背側的檢測光導入至受光部14。再者，於光纖15a及15b各自之兩端，亦可根據需要而適當地配置未圖示之光彙聚元件(例如凸透鏡)及光發散元件(例如凹透鏡)。
[控制系統]
圖3係顯示機器人1之控制系統之方塊圖。如圖3所示，控制裝置5係透過控制線與手10之發光部13、受光部14及基板保持部11、機器人1之驅動裝置30連接，且為例如具備微控制器等電腦之機器人控制器。控制裝置5並不限於單一之裝置，亦可由複數個裝置構成。控制裝置5具備運算部51、儲存部52及伺服控制部53。
儲存部52中儲存控制裝置5之基本程式、機器人之動作程式等資訊。運算部51進行用於機器人控制之運算處理，且生成機器人1之控制指令。伺服控制部53以根據運算部51所生成之控制指令控制機器人1之驅動裝置30的方式構成。
發光部13具備發光元件16及驅動電路17。發光元件16產 生且射出檢測光。作為發光元件16，可使用例如發光二極體或雷射二極體。驅動電路17向發光元件16施加電壓而驅動該發光元件。驅動電路17根據來自控制裝置5之控制訊號(電性輸入)生成電壓，從而驅動發光元件16。
受光部14具備受光元件18及輸出電路19。受光元件18根據所接收之檢測光之受光量產生電壓，將光訊號轉換為電訊號。作為受光元件18，可使用例如光電二極體。輸出電路19將電訊號放大且將其作為映射感測器12之檢測訊號(電性輸出)輸出。
發光元件16或受光元件18與光纖15a、15b藉由未圖示之連接器連接。如此，本實施形態中，發光部13及受光部14包含發光元件16及受光元件18，發光元件16及受光元件18構成透過型光感測器。
於基板保持部11，根據控制裝置5之控制指令控制與基板W接觸之按壓面11a的壓力。藉由按壓面11a向邊緣夾11b及11c推壓基板W之邊緣，由按壓面11a與邊緣夾11b及11c一同把持基板W。
驅動裝置30由驅動圖1中所示之升降軸3、第1臂2a、第2臂2b的致動器構成。驅動裝置30根據控制裝置5之控制指令，使驅動升降軸3、第1臂2a及第2臂2b之致動器進行動作，從而使手10於上下及水平方向移動。
[映射動作]
接著，使用圖1及圖2對手10之映射動作進行說明。映射檢測動作中，機器人1控制臂2之動作，例如使手10之前端以與收納於各托架之基板W對向的方式自匣盒6之最下段之托架至最上段之托架依序進行掃描(參照圖1)。
當基板W未收納於托架時，感測光束B於第1前端部10b及第2前端部10c之間的空間內直線前進(參照圖2)。藉此，檢測光由手10之前端部10c之背側的光纖15b之端部接收。受光部14向控制裝置5輸出高準位之檢測訊號(ON訊號)。亦即，基板W未收納於托架時之檢測訊號成為高準位。
另一方面，當基板W收納於托架時，來自映射感測器12之於手之前端部10b與前端部10c之間的空間內行進的感測光束B被基板W之外周部遮住。此情況下，檢測光未由手10之前端部10c之背側的光纖15b之端部接收，故受光部14向控制裝置5輸出低準位之檢測訊號(OFF訊號)。亦即，基板W收納於托架時感測器之檢測訊號成為低準位。如此，控制裝置5能依序判定基板是否收納於匣盒6內之各托架。
[指定目標位置]
如上所述，映射感測器12檢測目標是否遮擋感測光束B。故控制裝置5僅能指定自機器人1所見之目標之一方向(例如手10之直線前進方向)上的位置。此處所謂自機器人1所見之目標之位置係指例如機器人1之基準坐標系中的目標之坐標位置。本實施形態中，機器人1使用映射感測器12指定目標之平面位置，且將其向自身進行教示。
以下，對於機器人1之教示方法進行說明。圖4係顯示機器人1之教示方法之一例的流程圖。圖5係用於對指定XY平面內之目標之位置的機器人之動作進行說明的圖。如圖5所示，控制裝置5中設定有機器人1之基準坐標系。該坐標系例如以基台4之設置面與第1臂2a之旋轉軸L1之旋轉軸線的交點為原點，以旋轉軸L1之旋轉軸線為Z軸，以與Z軸 正交之任意軸為X軸，以與Z軸及X軸正交之軸為Y軸。
首先，於教示之前，作業人員將目標40配置於教示位置(圖4之步驟S1)。目標40為任意形狀。如圖5所示，目標40係沿Z軸方向延伸，且形成為圓柱狀。Z軸方向為鉛垂方向。目標40配置於例如匣盒6等內預先決定之教示位置。此時，使機器人1移動至既定之開始位置。機器人1既可根據預先設定之程式移動至開始位置，亦可由作業人員操作機器人1而手動地移動至開始位置。
接著，控制裝置5指定手10之前後方向上的目標40之位置(圖4之步驟S2)。具體而言，控制裝置5使臂2動作而使手10自既定位置直線前進。並且，控制裝置5指定當目標40遮擋感測光束B時自機器人1所見的目標40之前後方向之位置。此處，目標40之前後方向係指與機器人之基準坐標系之Y軸平行的方向。控制裝置5根據檢測訊號自高準位轉為低準位時構成第1臂2a及第2臂2b的連桿之尺寸及關節軸之角度等，算出基準坐標系中手10之位置，將所算出之位置記錄於儲存部52。藉此，以映射感測器12之感測光束B來到目標40前之方式設置機器人1之手10。
接著，控制裝置5使手10於水平方向擺動(左右)以對目標40進行掃描(圖4之步驟S3)。圖6係使圖5之手10擺動時之概略性俯視圖。再者，此後，為求方便，使圖式所示之手10簡化。如圖6所示，使手10繞位於與感測光束B之光軸正交之軸上的旋轉軸L3擺動，以利用感測光束B於水平方向對目標40進行掃描。此處，控制裝置5係自檢測訊號為低準位之狀態起使手10繞位於手10之長度方向之中心軸C上的旋轉軸L3、以左右相同的角度(例如左右分別為10度)擺動。再者，手10之旋 轉軸只要位於手之長度方向之中心軸C上即可。例如，亦可使手10繞圖1之旋轉軸L1或旋轉軸L2擺動。
接著，控制裝置5根據藉由使手10擺動而變化之映射感測器12之檢測訊號，判定目標40是否與沿手10之長度方向之中心軸C的位置一致(步驟S4)。圖7及圖8分別顯示當手10之中心軸C與目標40一致時、及不一致時的映射感測器12之檢測訊號之波形。縱軸表示檢測訊號，橫軸表示擺動角度。如圖7所示，一致時之檢測訊號之值於以0度為中心之既定之擺動角的範圍內具有對稱性。相對於此，如圖8所示，不一致時之檢測訊號之值於以0度為中心之既定之擺動角的範圍內不具有對稱性。因此，控制裝置5根據映射感測器12之檢測訊號值於以0度為中心之既定之擺動角的範圍內是否具有對稱性，來判定目標40是否與沿手10之長度方向之中心軸C的位置一致。
接著，控制裝置5於目標40與沿手10之長度方向之中心軸C的位置不一致時(步驟S4中為否)，根據藉由使手10擺動而變化之映射感測器12之檢測訊號，算出手10之偏移量(步驟S5)。控制裝置5係例如圖8所示，藉由比較使手10向正(右)方向搖擺時之檢測訊號(絕對值)之積分值與使手10向負(左)方向搖擺時之檢測訊號(絕對值)之積分值的大小而算出偏移量。
接著，控制裝置5使手10移位(步驟S6)。圖9顯示使手10移位的情況。如圖9所示，控制裝置5根據所算出之偏移量使手10沿感測光束B之光軸向右方向移位。此處，使手10於機器人基準坐標系之X軸方向移位。再者，手10之移位量係例如圖8所示決定為使手10向正(右) 方向搖擺時之檢測訊號(絕對值)之積分值、與使手10向負(左)方向搖擺時之檢測訊號(絕對值)之積分值相等的值。並且，控制裝置5於移位後返回至步驟S3，反復進行上述步驟，直至手10之中心軸C與目標40一致為止。亦即，控制裝置5反復進行上述步驟，直至檢測訊號之值如圖7所示般於以0度為中心之既定之擺動角的範圍內具有對稱性為止。藉此，即便有機器人1之調零、尺寸上之誤差，亦可使目標40與沿手10之長度方向之中心軸C的位置、即感測光束B之線中央一致，而指定自機器人1所見之目標40的平面位置。
接著，當判定為目標40與沿手10之長度方向之中心軸C的位置一致時(步驟S4中為是)，控制裝置5指定自機器人所見之目標的左右方向之位置(步驟S7)。此處所謂之目標40之左右方向係指與機器人1之基準坐標系之X軸平行的方向。此時，控制裝置5根據構成第1臂2a及第2臂2b之連桿之尺寸及關節軸之角度算出基準坐標系中手10之位置，將所算出之位置記錄於儲存部52。
最後，控制裝置5根據所指定之目標40之前後方向及左右方向之位置，向機器人1教示與教示位置對應的手10之位置(步驟S8)。
如以上所述，根據本實施形態，能準確地指定目標40之位置，故能提升機器人1之教示精度。然而，即便實際之手10垂直地朝向目標40，機器人1識別出之手10之位置(姿勢)實際上亦會不同。故當自所教示之手10之位置直線前進時，目標40會偏離手10之中心軸C。亦即，即便手10之中心軸C相對於目標40垂直，手10亦會以遮擋感測光束B之位置與手10於基板W之中心保持基板之位置的距離向橫方向偏離。當直線 前進距離設為自直徑300mm晶圓之端部至中心為止的距離時，手10之中心相對於目標40偏離0.3度時的橫方向之偏離量能根據以下式子算出。
150mm×sin(0.3)=0.79mm
對此，發明者等為了確認本實施形態之效果，根據美國專利第7522267號說明書中記載之方法，大致算出目標40之位置的偏離。結果，當手10之中心相對於目標40偏離0.3度時，目標40之位置的偏離為1.6mm。如此，根據本實施形態，與先前例相比，亦能確保足夠的精度。
(第2實施形態)
接著，使用圖10對第2實施形態進行說明。以下，省略與第1實施形態共通之構成的說明，僅對於不同之構成進行說明。
圖10係概略顯示第2實施形態中之手10與目標40的俯視圖。如圖10所示，本實施形態中，與第1實施形態之不同之處在於：將2個目標40a及40b分別配置於2個教示位置。並且，針對2個目標分別進行步驟S2~S8。根據指定之目標40a及40b各自之位置的相對位置與目標40a及40b之間的設計距離，對於使手10自所教示之手10之位置直線前進既定距離時的偏離進行調整。例如當機器人1保持基板W時，能恰當地對於使手10自匣盒內之基板之緣部直線前進至基板之中心為止時的偏離進行調整。
再者，上述實施形態中，機器人1之基準坐標系之X軸與手10之移位方向一致，當使手沿感測光束B之光軸移位時，使手10沿機器人坐標系之X軸方向移位(參照圖9)。然而，感測光束B之光軸方向與機器人之基準坐標系之各軸未必一定要平行。
圖11係顯示機器人基準坐標系之坐標軸傾斜於手之移位方向時的概略性俯視圖。如圖11所示，手10之移位方向(光軸方向)與機器人基準坐標系X軸以角度θ傾斜。此情況下，預先算出感測光束B之光軸相對於機器人之基礎坐標系之X軸的傾斜度θ(手10之中心軸C相對於基準坐標系之Y軸的傾斜度)。例如，感測器求出目標40反映出之2個部位之位置，根據沿X軸之移動量b及沿Y軸之移動量a求出傾斜度θ。
θ=tan-1(a/b) (1)
控制裝置5維持所算出之傾斜度θ，且使手10沿感測光束B之光軸移位。藉此，能準確地使手移位。
再者，本實施形態之映射感測器12係透過型(參照圖2)，但只要為使感測光束B於第1前端部10b及第2前端部10c之間的空間內直線前進的構成，則亦可為反射型。亦即，映射感測器12亦可於第1前端部10b或第2前端部10c中之任一方之前端設有發光部13及受光部14，且於另一方設有反射構件。例如，自第1前端部10b之發光部13射出之感測光束B由第2前端部10c之反射構件反射，且由第1前端部10b之受光部14接收。此種構成中，若目標40遮擋感測光束B則受光量會減少，故能檢測目標40是否遮擋感測光束B。以此方式使用反射型映射感測器12時，亦能獲得與上述實施形態相同的效果。
再者，本實施形態中，機器人1係設為水平多關節型搬送用機器人，但可為於手之前端設有上述映射感測器之所有機器人，而不限於此。
本技術領域中具有通常知識者可根據上述說明瞭解本發明 之多種改良或其他實施形態。故上述說明應僅被解釋為作為例示說明之用，其係為了向本技術領域中具有通常知識者教示執行本發明之最佳態樣而提供。可於不脫離本發明之精神之情況下，實質性地變更其構造及功能中之一方或雙方的細節。
[產業上之可利用性]
本發明可用於前端設有映射感測器之所有機器人。

Claims (6)

  1. 一種機器人之教示方法，該機器人具備：至少於X軸、Y軸之2個軸方向具有自由度之機械臂；安裝於前述臂之前端、且具有分支成雙股狀之第1前端部及第2前端部的手；以使感測光束於前述第1及第2前端部之間的空間內直線前進之方式構成，檢測目標是否遮擋前述感測光束的映射感測器；及控制前述機械臂之動作的控制裝置；該機器人之教示方法包括如下步驟：配置步驟，其係將目標配置於教示位置；第1指定步驟，其係使前述手自既定位置直線前進，指定當前述目標遮擋前述感測光束時前述機器人之基準坐標系中的前述目標之前後方向之位置；擺動步驟，其係使前述手繞位於與前述感測光束之光軸正交之軸上的既定之旋轉軸擺動，以藉由前述感測光束於水平方向對前述目標進行掃描；判定步驟，其係根據藉由使前述手擺動而變化之前述映射感測器之檢測訊號，判定前述目標是否與沿前述手之長度方向之中心軸之位置一致；移位步驟，其係當前述判定步驟中判定為不一致時，根據藉由使前述手擺動而變化之前述映射感測器之檢測訊號，算出前述手之偏移量，根據前述算出之偏移量使前述手沿前述感測光束之光軸向左右任一方向移位；第2指定步驟，其係當前述判定步驟中判定為一致時，指定前述機器人之基準坐標系中的前述目標之左右方向之位置；及教示步驟，其係根據前述指定之前述目標之前後方向及左右方向之位置，向機器人教示與前述教示位置對應的前述手之位置。
  2. 如申請專利範圍第1項之機器人之教示方法，其中，前述擺動步驟中，使前述手繞位於與前述感測光束之光軸正交之軸上的既定之旋轉軸以左右相同之角度擺動。
  3. 如申請專利範圍第1項之機器人之教示方法，其中，前述判定步驟中，根據前述映射感測器之檢測訊號值於以0度為中心之既定之擺動角的範圍內是否具有對稱性，來判定前述目標是否與沿前述手之長度方向之中心軸之位置一致。
  4. 如申請專利範圍第1項之機器人之教示方法，其更包含算出前述感測光束之光軸相對於機器人之基準坐標系之軸的傾斜度的步驟，前述移位步驟中，以維持前述算出之傾斜度之方式，使前述手沿前述感測光束之光軸移位。
  5. 如申請專利範圍第1項之機器人之教示方法，其中，前述配置步驟中，將2個目標分別配置於2個教示位置，針對前述2個目標分別進行前述第1指定步驟、前述擺動步驟、前述判定步驟、前述移位步驟、前述第2指定步驟及前述教示步驟，更包括調整步驟，其係根據前述指定之前述目標各自之位置之相對位置與前述目標之間的設計距離，來調整當使前述手自前述教示之手之位置直線前進既定距離時的偏離。
  6. 一種機器人，其具備：至少於X軸、Y軸之2個軸方向具有自由度之機械臂；安裝於前述臂之前端、且具有分支成雙股狀之第1前端部及第2前端部的手；以使感測光束於前述第1及第2前端部之間的空間內直線前進之方式構成，檢測目標是否遮擋前述感測光束的映射感測器；及控制前 述機械臂之動作的控制裝置；該機器人中，前述控制裝置係使前述手自既定位置直線前進，指定當配置於教示位置之前述目標遮擋前述感測光束時前述機器人之基準坐標系中的前述目標之前後方向之位置，使前述手繞位於與前述感測光束之光軸正交之軸上的既定之旋轉軸擺動，以利用前述感測光束沿水平方向對前述目標進行掃描，根據藉由使前述手擺動而變化之前述映射感測器之檢測訊號，判定前述目標是否與沿前述手之長度方向之中心軸之位置一致，當前述步驟中判定為不一致時，根據藉由使前述手擺動而變化之前述映射感測器之檢測訊號，算出前述手之偏移量，使前述手根據前述算出之偏移量沿前述感測光束之光軸向左右任一方向移位，當前述步驟中判定為一致時，指定前述機器人之基準坐標系中的前述目標之左右方向之位置，根據前述指定之前述目標之前後方向及左右方向之位置向機器人教示與前述教示位置對應的前述手之位置。
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