TWI691392B - 機器人、機器人之控制裝置、及機器人之位置教示方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之機器人之控制裝置具備：影像資料獲取部，其獲取藉由相機拍攝到之配置於成為教示對象之基板之目標位置的教示用基板、及手之基板載置部之影像資料；虛擬基板資訊產生部，其產生影像資料中之手之基板載置部假設性地配置的虛擬基板之資訊；操作部，其藉由被操作而產生與該操作對應之操作資訊；畫面顯示部，其將教示用基板及虛擬基板之影像顯示於畫面；機器人動作控制部，其按照操作資訊，控制機器臂之動作；及教示資料記錄部，其將虛擬基板與教示用基板一致時之手之位置作為教示資料記憶。

Description

機器人、機器人之控制裝置、及機器人之位置教示方法
本發明係關於一種機器人、機器人之控制裝置、及機器人之位置教示方法。
於半導體裝置及液晶裝置領域中，因裝置之複雜化及搬送物之巨大化，而使機器人之教示變得越發困難。對機器人教示準確之位置係對於機器人之可靠性而言極為重要。於此種狀況之中，因操作員之技能不足而引起之教示錯誤為嚴重之問題。
習知技術中，存在一種操作員一面觀察機器人，一面使用教示用可攜型操作終端(示教板(teaching pendant))對機器人進行遠距操作，藉此教示動作的方法。例如，於專利文獻1中，揭示有一種藉由示教盒(teaching box)對基板搬送機器人進行微動操作，一面藉由監視器確認設置於手之前端之相機所拍攝到之影像，一面以手構件之行進方向之位置成為最佳位置之方式進行調整的教示方法。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2007-88110號公報
然而，於如習知方法般對機器人進行遠距操作之情形時，操作員僅能自半導體裝置之外側觀察設置於內部之機器人。因此，操作員必須藉由自斜向或正上方觀察裝置，而確認機器人與目標位置之距離作業繁雜。又，如專利文獻1般僅藉由監視器確認相機之影像之方法中，存在可能產生因操作員對於機器人之教示之技能不足而引起之教示錯誤的課題。
因此，本發明係為了解決此種課題而完成者，其目的在於即便於操作員技能不足之情形時，亦對機器人簡單且正確地教示手之位置。
為了解決上述課題，本發明之某一態樣之機器人係將基板搬送至應載置基板之基板之目標位置者，且具備：機器臂；手，其安裝於上述機器臂之前端；相機，其以拍攝上述手之供載置基板之基板載置部之方式固定地安裝於該基板載置部以外之部分；影像資料獲取部，其獲取藉由上述相機拍攝到之配置於成為教示對象之基板之目標位置的教示用基板、及上述手之基板載置部之影像資料；虛擬基板資訊產生部，其產生上述影像資料中之上述手之基板載置部假設性地配置的虛擬基板之資訊；操作部，其藉由被操作而產生與該操作對應之操作資訊；畫面顯示部，其將上述教示用基板及上述虛擬基板之影像顯示於畫面；機器人動作控制部，其按照藉由上述操作部而產生之操作資訊，控制上述機器臂之動作；及教示資料記錄部，其將上述虛擬基板與上述教示用基板一致時之手之位置作為教示資料記憶。
根據上述構成，由於藉由畫面顯示部將產生於手之基板載置部之虛擬基板與配置於成為教示對象之基板之目標位置的教示用基板一併顯示於畫面，故而操作員可藉由一面觀察畫面一面對操作部進行操作，而以使虛擬基板與教示用基板一致之方式控制機器臂之動作。藉由將此時之手之位置作為教示資料記憶，可對機器人教示與目標位置對應之手之位置。藉此，即便於操作員 之技能不足之情形時，亦能夠對機器人簡單且正確地教示手之位置。此處所謂「作為教示資料記憶」，意指例如於機器人控制器中，將手之位置作為動作程式等可重複執行資訊進行記憶(登錄)。再者，相機亦可固定地安裝於手之基端部。
亦可進一步具備距離資訊算出部，該距離資訊算出部係基於上述相機之影像資料算出自上述基板載置部至上述教示用基板為止之距離資訊，上述畫面顯示部亦可基於自上述基板載置部至上述教示用基板為止之距離資訊，以上述虛擬基板與上述教示用基板一致之方式導引手之位置之操作導引件顯示於畫面。
根據上述構成，由於將以虛擬基板與教示用基板一致之方式導引手之位置之操作導引件顯示於畫面，故而操作員可容易地操作。
上述距離資訊算出部亦可藉由對上述虛擬基板之影像與上述教示用基板之影像進行圖案比對，而算出自上述基板載置部至上述教示用基板為止之距離資訊。
上述操作導引件亦可包含：上下導引部，其導引上述手於上下方向之位置；左右導引部，其導引上述手於左右方向之位置；及前後導引部，其導引上述手於前後方向之位置。
根據上述構成，操作員對上下方向、前後方向、及左右方向之手之位置操作變得更容易。
上述畫面顯示部亦可進一步具備觸控面板，該觸控面板可藉由觸摸顯示於上述畫面之上述上下導引部、上述左右導引部、或上述前後導引部中之任一者，而進行上述手之上下方向之位置、左右方向之位置、或前後方向之位置之輸入操作。
根據上述構成，操作員可藉由觸摸顯示於畫面之各導引部，而進行手之位置之輸入操作。操作變得容易。
上述操作導引件亦可於上述手朝向上述虛擬基板與上述教示用基板一致之方向之情形時以一種顏色顯示，於並非如此之情形時以另一種顏色顯示。
根據上述構成，操作員可根據畫面之顏色判斷教示狀況是否正確，故而手之位置操作變得更容易。
上述操作部及上述顯示部亦可安裝於可攜型操作終端。
本發明之另一態樣之機器人之控制裝置係如下機器人之控制裝置，其係將基板搬送至應載置基板之基板之目標位置者，具備：機器臂；手，其安裝於上述機器臂之前端；及相機，其以拍攝上述手之供載置基板之基板載置部之方式固定地安裝於除該基板載置部以外之部分；該機器人之控制裝置具備：影像資料獲取部，其獲取藉由上述相機拍攝到之配置於成為教示對象之基板之目標位置的教示用基板、及上述手之基板載置部之影像資料；虛擬基板資訊產生部，其產生上述影像資料中之上述手之基板載置部假設性地配置的虛擬基板之資訊；操作部，其藉由被操作而產生與該操作對應之操作資訊；畫面顯示部，其將上述基板及上述虛擬基板之影像顯示於畫面；機器人動作控制部，其按照上述操作資訊，控制上述機器臂之動作；及教示資料記錄部，其將上述虛擬基板與上述教示用基板一致時之手之位置作為教示資料記憶。
本發明之另一態樣之機器人之位置教示方法係教示機器人之手之位置使基板搬送至應載置基板之基板之目標位置者，且包含如下步驟：將教示用基板配置於成為教示對象之基板之目標位置；以拍攝上述手之供載置基板之基板載置部之方式將相機固定地安裝於該基板載置部以外之部分；使上述機器人移動至可藉由上述相機拍攝上述教示用基板、及上述手之基板載置部的既定位置；藉由上述相機拍攝上述教示用基板、及上述手之基板載置部；產生藉由上述相機拍攝到之影像資料中之上述手之基板載置部假設性地配置的虛擬基 板之資訊；藉由操作部受理操作，而產生與該操作對應之操作資訊；藉由畫面顯示部，將上述教示用基板及上述虛擬基板之影像顯示於畫面；按照上述操作資訊，控制上述機器臂之動作；以及將上述虛擬基板與上述教示用基板一致時之手之位置作為教示資料記憶於記憶部。
根據本發明，其目的在於即便於操作員之技能不足之情形時，亦對機器人簡單且正確地教示手之位置。
1‧‧‧機器人
2‧‧‧手
2a‧‧‧手腕
2b‧‧‧葉片(基板載置部)
3‧‧‧相機
4‧‧‧機器臂
7‧‧‧控制裝置(機器人控制器)
8‧‧‧可攜型操作終端(示教板)
8a‧‧‧顯示部
8b‧‧‧操作部
9‧‧‧操作導引件
10‧‧‧基台
20‧‧‧下臂
30‧‧‧上臂
70‧‧‧控制部
71‧‧‧伺服控制部
72‧‧‧記憶部
73‧‧‧相機控制器(影像資料獲取部)
74‧‧‧距離資訊算出部
75‧‧‧虛擬基板資訊產生部
76‧‧‧控制指令產生部
77‧‧‧教示資料記錄部
100‧‧‧半導體處理設備
101‧‧‧FOUP
102‧‧‧基台(FOUP)
110‧‧‧基板處理裝置
S‧‧‧拍攝空間
VW‧‧‧虛擬基板
W‧‧‧基板
圖1係概略性地表示具備本發明之實施形態之機器人之半導體處理設備之構成的立體圖。
圖2係概略性地表示機器人及FOUP之構成的俯視圖。
圖3係概略性地表示機器人之內部機構之構成的圖。
圖4係表示機器人之控制裝置之構成的方塊圖。
圖5係表示機器人之動作之一例的流程圖。
圖6係藉由相機拍攝到之影像之第1例。
圖7係藉由相機拍攝到之影像之第2例。
圖8係藉由相機拍攝到之影像之第3例。
圖9係藉由相機拍攝到之影像之第4例。
圖10係藉由相機拍攝到之影像之第5例。
一面參照圖式，一面對本發明之實施形態進行說明。以下，於全部圖式中對相同或相等之要素標註相同之符號，並省略重複之說明。
(實施形態) [半導體處理設備]
圖1係表示具備本發明之實施形態之機器人之半導體處理設備的立體圖。半導體處理設備100係用以對半導體晶圓進行處理之設備。作為半導體晶圓，可包含矽晶圓、藍寶石(單晶氧化鋁)晶圓、其他各種晶圓等例示。又，作為玻璃晶圓，例如可包含FPD(Flat Panel Display，平板顯示器)用玻璃基板、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微機電系統)用玻璃基板等例示。半導體處理設備100係根據例如SEMI(Semiconductor Equipment and Materials International，半導體設備材料協會)標準預先規定。於該情形時，下述FOUP 101係依據SEMI標準而使用。半導體處理設備100之構成亦可為SEMI標準以外之構成。
處理前及處理後之半導體晶圓(以下亦簡稱為基板)W係收容於被稱為Front Opening Unified Pod(FOUP，前開式晶圓盒)101之容器。FOUP 101係關於極度潔淨化技術，且為潔淨環境下之迷你環境用基板容器。於3個FOUP 101中收容多片基板W。收容於FOUP 101之各基板W係以水平之狀態，於上下方向Z上等間隔地隔開配置。FOUP 101呈大致箱狀地形成於基台102之上，且於一側開放。半導體處理設備100包含對基板W進行處理之基板處理裝置110。作為針對基板W之處理，可認為包含熱處理、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製程處理。基板W係藉由機器人1於FOUP 101與基板處理裝置110之間被搬送。
[機器人]
圖2係概略性地表示本發明之實施形態之機器人及收納基板之FOUP之構成的俯視圖。FOUP 101係示出XY剖面。如圖2所示般，FOUP 101具備：相互對向的一對側壁101a；及設置於側壁101a上的多對基板支持部101d。基板支持部101d 係以多片基板W以水平姿勢且於上下方向上隔開間隔地排列之方式，支持多片基板W之端部。而且，FOUP 101之前表面構成開放之前表面開口101e。
機器人1係通過該前表面開口101e將基板W自FOUP 101搬出，又，將基板W搬入至FOUP 101。即，機器人1係將基板W搬送至應載置基板W之基板之目標位置T的機器人，且具備機器臂4、及安裝於機器臂4之前端之手2。機器人1藉由手2進行基板W自FOUP 101之取出及基板W向FOUP 101之收納。如圖2所示般，例如，於自鉛直方向觀察時，由基板支持部101d所支持之成為教示對象之基板W之中心構成基板W之目標位置T，但並不限定於此。所謂該目標位置T係藉由機器人1之下述控制部將教示用基板W與下述虛擬基板一致時之手之位置作為教示資料記憶，而能夠利用機器人1進行基板W自FOUP 101之搬出或基板W向FOUP 101之搬入的位置。於機器人1之手2之基端側之手腕(基端部)2a固定地安裝有相機3。於本實施形態中，相機3係安裝於作為可固定地拍攝葉片2b之位置的手腕2a，但亦可固定地安裝於手2之除手腕2a以外之部分。相機3係由CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合器件)相機、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金氧半導體)相機等構成。葉片2b相當於手2之『基板載置部』，為供載置基板W之部分。
以下，將機器人1之下述旋動軸線L1之延伸方向稱為Z方向或上下方向。將正交於Z方向之方向稱為X方向或左右方向。將正交於Z方向及X方向之方向稱為Y方向或前後方向。於本實施形態中，Y方向係設定為自機器人1朝向FOUP 101之方向及與其相反之方向。
圖3係概略性地表示機器人1之內部機構之構成的圖。如圖3所示般，機器人1具備基台10、機器臂4、手2、安裝於手2之相機3、及控制機器人1之動作之控制裝置7。機器臂4係由下臂20及上臂30所構成。
基台10例如為中空之圓筒狀構件。於基台10之內部，配設有包含 伺服馬達之下臂驅動部15及控制裝置7。下臂驅動部15具備下臂旋動用主動齒輪16。
又，機器人1具備升降機構(未圖示)。升降機構例如具備眾所周知之滾珠螺桿機構(未圖示)及驅動其之附編碼器之伺服馬達(未圖示)，且藉由利用該滾珠螺桿機構使設置有下臂旋動軸21及下臂驅動部15之可動體(未圖示)於Z方向上升降，而使下臂20、上臂30及手2一體地於Z方向上升降。藉此，可使手2於上升位置與下降位置之間升降。下降位置之高度位置係設定於FOUP 101之較基台102之高度位置更靠下方。又，上升位置之高度位置係設定於較最上層之基板支持部101d之高度位置更靠上方。
下臂20例如為中空之板狀構件，於俯視下形成為大致短條狀。如圖3所示般，下臂20係以自其基端部之底面向下方突出之方式形成有下臂旋動軸21。而且，下臂旋動軸21係能夠以沿Z方向延伸之旋動軸線L1為中心旋動地安裝於基台10。因此，下臂20構成為於XY平面內旋動。再者，於本實施形態中，旋動軸線L1構成XY平面上之基準點O。
於下臂旋動軸21之下端部，固定有下臂旋動用從動齒輪22。該下臂旋動用從動齒輪22係以位於與基台10之下臂旋動用主動齒輪16相同之高度位置之方式設置，且與該下臂旋動用主動齒輪16嚙合。下臂20於其內部配設有包含伺服馬達之上臂驅動部25。上臂驅動部25具備上臂旋動用主動齒輪26。
而且，下臂20之相對於基台10之繞旋動軸線L1之相對性之角度位置係藉由下臂驅動部15之伺服馬達之編碼器予以檢測。
上臂30例如為中空之板狀構件，且於俯視下形成為大致短條狀。如圖3所示般，上臂30係以自其基端部之底面向下方突出之方式設置有上臂旋動軸31。而且，上臂旋動軸31係能夠以與旋動軸線L1平行地延伸之旋動軸線L2為中心旋動地安裝於下臂20。因此，上臂30構成為於XY平面上旋動。
於上臂旋動軸31之下端部，固定有上臂旋動用從動齒輪32。該上臂旋動用從動齒輪32係以位於與下臂20之上臂旋動用主動齒輪26相同之高度位置之方式設置，且與該上臂旋動用主動齒輪26嚙合。上臂30於其內部配設有包含伺服馬達之手驅動部35。手驅動部35具備手旋動用主動齒輪36。
而且，上臂30之相對於下臂20之繞旋動軸線L2之相對性之角度位置係藉由上臂驅動部25之伺服馬達之編碼器予以檢測。
手2包含：形成於手2之基端側的手腕2a；及形成於手2之前端側的葉片2b。手腕2a與葉片2b係連續地形成。
手腕2a具有以自其基端部之底面向下方突出之方式形成之手旋動軸41。而且，手旋動軸41係能夠以與旋動軸線L1、L2平行地延伸之旋動軸線L3為中心旋動地安裝於手2。因此，手2構成為於XY平面內旋動。
於手旋動軸41之下端部，固定有手旋動用從動齒輪42。該手旋動用從動齒輪42係以位於與手旋動用主動齒輪36相同之高度位置之方式設置，且與該手旋動用主動齒輪36嚙合。
而且，手2之相對於上臂30之繞旋動軸線L3之相對性之角度位置係藉由手驅動部35之伺服馬達之編碼器予以檢測。
而且，上述下臂驅動部15及上臂驅動部25構成臂驅動部。臂驅動部係藉由其驅動，而驅動下臂20及上臂30，從而使手2於XY平面內移動。
手腕2a具有安裝於其基端部之上表面之相機3。相機3係安裝於能夠拍攝供載置基板W之葉片2b之方向。葉片2b例如形成為薄板狀。該葉片2b之上表面相當於手2之「基板載置部」，基板W係由葉片2b保持。相機3係安裝於手2之葉片2b之旋動軸線L3上。
[控制裝置]
圖4係表示機器人1之控制裝置7之構成的方塊圖。控制裝置7例如具備：具 有CPU等計算器的控制部70；伺服控制部71；具有ROM及RAM等記憶體的記憶部72；及介面部(未圖示)。控制裝置7可由進行集中控制之單獨之控制裝置所構成，亦可由相互協作地進行分散控制之多個控制裝置所構成。於本實施形態中，控制裝置7經由介面部(未圖示)與具有操作部8b及顯示部8a之可攜型操作終端(以下亦稱為示教板)8連接。示教板8係經由纜線而配置於半導體處理設備100(參照圖1)之外側。操作部8b包含於教示模式下對機器人1進行操作之操作鍵、及用以指示教示之開始、結束、停止及記錄之操作鍵。控制裝置7係以經由操作部8b被輸入操作資訊或各種指令，除了將各種指令值或計算結果輸出至顯示部8a以外，還將相機3之影像等輸出至顯示部8a之方式構成。操作員藉由自半導體處理設備100之外側利用示教板8對機器人1進行遠距操作，而進行教示作業。
控制部70包含相機控制器73、距離資訊算出部74、虛擬基板資訊產生部75、控制指令產生部76、及教示資料記錄部77。該等功能部(73~77)係藉由控制部70執行儲存於記憶部72之既定之控制程式而實現之功能區塊。
相機控制器73經由介面部(未圖示)控制相機3。即，對相機3輸出拍攝指令。亦可調整拍攝時序、或變更相機3之位置及姿勢。於本實施形態中，相機3係以可拍攝手2之葉片2b之位置及姿勢固定地安裝。相機控制器73獲取藉由相機3拍攝到之相機影像，並將其記憶於記憶部72。
距離資訊算出部74基於藉由相機3拍攝到之相機影像，算出自手2之葉片2b(基板載置部)至成為教示對象之基板W為止之距離資訊。即，距離資訊算出部74基於記憶部72中所記憶之相機影像，算出距離資訊。
虛擬基板資訊產生部75係產生影像資料中之手2之葉片2b上假設性地配置的虛擬基板VW之資訊。用以產生虛擬基板VW之資訊預先記憶於記憶部72。所產生之虛擬基板VW之資訊係以載置於手2之葉片2b之方式藉由顯示部 8a進行畫面顯示。
控制指令產生部76係以按照根據操作員之操作而藉由操作部8b產生之操作資訊，控制機器臂4之動作之方式構成。具體而言，根據操作資訊產生各驅動部15、25、35、19之伺服馬達之位置指令值。控制指令產生部76基於所產生之位置指令值與編碼器之檢測值(實際值)之偏差，產生速度指令值。然後，基於所產生之速度指令值與速度當前值之偏差，產生轉矩指令值(電流指令值)，並基於所產生之電流指令值與電流感測器之檢測值(實際值)之偏差，產生控制指令，且輸出至伺服控制部71。
伺服控制部71基於被賦予之控制指令而產生電流，使產生之電流流至各驅動部15、25、35、19之伺服馬達，而使機器人1動作。伺服控制部71控制下臂驅動部15，而使下臂20於XY平面內旋動，且控制上臂驅動部25，而使上臂30於XY平面內旋動。又，控制手驅動部35，而使手2於XY平面內旋動。伺服控制部71控制升降機構驅動部19，而使下臂20、上臂30及手2一體地於Z方向上升降。
教示資料記錄部77將成為教示對象之基板W之表面之座標與虛擬基板VW之表面之座標一致時之手2之位置作為教示資料記憶於記憶部72。於本實施形態中，教示資料記錄部77係將手2之位置設為各驅動部15、25、35、19之伺服馬達之位置指令值而記憶於記憶部72。
於記憶部72中記憶有既定之動作程式，控制部70讀出並執行該等動作程式，藉此控制機器人1之動作。所謂既定之動作程式係使機器人1之手2移動至既定位置之命令。而且，於記憶部72中，如上述般，記憶有基板W之形狀、直徑、材料、重量等各種資訊，作為用以產生虛擬基板VW之資訊。
[動作例]
其次，說明對機器人1教示成為教示對象之基板W之目標位置T時之機器人1 之動作例。圖5係表示機器人1之動作之一例的流程圖。圖6~圖10表示藉由相機3拍攝到之影像。本實施形態之教示對象係自機器人1觀察時位於右端之FOUP 101之自上而下數第14層所載置之基板W對應的手2之位置。該基板W之中心與目標位置T一致。以下，將成為教示對象之基板稱為教示用基板W。
首先，控制部70使機器人1移動至初始位置(圖5之步驟S1)。具體而言，控制指令產生部76依據機器人之動作程式，產生各驅動部15、25、35、19之伺服馬達之位置指令值，並輸出控制指令。伺服控制部71基於被賦予之控制指令，控制各驅動部15、25、35、19，而使機器人1動作至初始位置。所謂初始位置係可藉由相機3拍攝包含教示用基板W、及手2之葉片2b之空間S的位置。於本實施形態中，至初始位置為止之路徑預先作為動作程式記憶於記憶部72，但亦可藉由利用示教板8對操作部8b進行操作，而按照操作資訊，使機器人1移動至初始位置。
其次，藉由相機3拍攝包含基板W、及手2之葉片2b之空間S(圖5之步驟S2)。相機控制器73將藉由相機3拍攝到之相機影像記憶於記憶部72。
其次，虛擬基板資訊產生部75基於預先記憶於記憶部72之基板W之形狀等資訊，產生影像資料中手2之葉片2b上假設性地配置的虛擬基板VW之資訊(圖5之步驟S3)。此時，距離資訊算出部74基於藉由相機3拍攝到之相機影像，算出自手2之葉片2b(基板載置部)至教示用基板W為止之距離資訊。於本實施形態中，距離資訊算出部74係藉由對虛擬基板VW之影像與教示用基板W之影像進行圖案比對，而算出自葉片2b至教示用基板W為止之距離資訊。
其次，顯示部8a顯示藉由相機3拍攝到之拍攝空間S之影像(圖5之步驟S4)。圖6表示藉由顯示部8a顯示之相機影像。如圖6所示般，收納於FOUP 101之教示用基板W、於手2之葉片2b假設性地載置之虛擬基板VW、及操作導引件9顯示於畫面。控制部70係基於自葉片2b至教示用基板W為止之距離資訊，以 虛擬基板VW與教示用基板W一致之方式導引手2之位置，以使操作導引件9藉由顯示部8a顯示於畫面。
操作導引件9包含上導引部9U、下導引部9D、左導引部9L、右導引部9R、前導引部9F、後導引部9B、上下顯示部9S、及中央導引部9C。上導引部9U及下導引部9D係顯示於畫面之右端，導引手2之上方向及下方向之位置。上導引部9U係由朝向上方向之箭頭構成，下導引部9D係由朝向下方向之箭頭構成。
左導引部9L及右導引部9R係顯示於畫面中央之葉片2b上之虛擬基板VW之左側及右側，導引手2之左右方向之位置。左導引部9L係由朝向左方向之箭頭構成，右導引部9R係由朝向右方向之箭頭構成。
前導引部9F及後導引部9B係顯示於畫面中央之葉片2b上之虛擬基板VW之前方側及後方側，導引手2之前後方向之位置。前導引部9F係由朝向前方向之箭頭構成，後導引部9B係由朝向後方向之箭頭構成。上下顯示部9S係顯示於位於畫面之右端之上導引部9U與下導引部9D之間，表示手2於上下方向(Z)之當前位置。中央導引部9C具有通過手2之中心軸之矩形狀，顯示於畫面中央之葉片2b上之虛擬基板VW與前導引部9F之間。
再者，操作導引件9係於手朝向正確之方向之情形時例如以綠色(圖中為斜線)顯示，於並非如此之情形時以紅色(於圖中塗黑)顯示。此處所謂正確之方向係虛擬基板VW與教示用基板W一致之方向。
其次，操作員對操作部8b進行操作，以使虛擬基板VW與教示用基板W一致之方式調整手2之位置(圖5之步驟S5)。如圖6所示般，於初始位置，位於畫面之右端之上下顯示部9S係以紅色顯示。此處，手2之上下方向(Z)之當前值為最低值(1)。因此，首先，操作員操作手2之上下方向之位置。依據位於畫面右端之上導引部9U、下導引部9D、及上下顯示部9S，對操作部8b進行操 作。控制部70依據藉由操作部8b所產生之操作資訊，以虛擬基板VW之高度位置與教示用基板W之高度位置一致之方式控制機器臂4之動作。圖7係手2之上下方向之位置被調整至正確位置時之相機影像。如圖7所示般，上導引部9U、下導引部9D、及上下顯示部9S之顯示顏色變為綠色(斜線)。藉此，操作員可認識到虛擬基板VW之高度位置已與教示用基板W之高度位置一致。
其次，操作員操作手2之左右方向之位置。依據顯示於畫面中央之虛擬基板VW之左右之左導引部9L及右導引部9R，對操作部8b進行操作。控制部70依據藉由操作部8b所產生之操作資訊，以虛擬基板VW之左右方向之位置與教示用基板W之左右方向之位置一致之方式控制機器臂4之動作。圖8係手2之左右方向之位置被調整至正確位置時之相機影像。如圖8所示般，左導引部9L及右導引部9R變為綠色(斜線)。另一方面，顯示於畫面中央之虛擬基板VW之前後的前導引部9F及後導引部9B為紅色(塗黑)。藉此，操作員可認識到虛擬基板VW之左右之位置已與教示用基板W之左右之位置一致，另一方面，虛擬基板VW之前後之位置與教示用基板W之前後之位置不一致。
最後，操作員操作手2之前後方向之位置。依據顯示於畫面中央之虛擬基板VW之前後的前導引部9F及後導引部9B，對操作部8b進行操作。此時，操作員對操作部8b進行操作，使顯示於畫面之虛擬基板VW之中心接近於矩形狀之中央導引部9C之中心。控制部70依據藉由操作部8b所產生之操作資訊，以虛擬基板VW之前後方向之位置與教示用基板W之前後方向之位置一致之方式控制機器臂4之動作。圖9係調整手2之前後方向之中途之相機影像。如圖9所示般，手2雖向前方向移動，但前導引部9F及後導引部9B仍然保持紅色(塗黑)不變，故而可認識到並非正確之位置，因此操作員繼續藉由操作部8b進行前方向之操作，使虛擬基板VW之中心接近於矩形狀之中央導引部9C之中心。圖10係手2之前後方向之位置被調整至正確位置時之相機影像。如圖10所示般，前導 引部9F及後導引部9B由紅色(塗黑)變為綠色(斜線)，由此可知已將手2調整至教示用基板W之位置。又，除此以外亦可使虛擬基板VW閃爍。如圖6~圖10中所示般，教示用基板W僅顯示外緣之一部分，未顯示其整體形狀，但可依據操作導引件9使虛擬基板VW與教示用基板W一致。另一方面，控制部70若判斷虛擬基板VW已與教示用基板W一致，則於顯示部8a以紅色顯示Record(記錄)之文字。藉此，操作員按下操作部8b之記錄按鈕。
最後，教示資料記錄部77將虛擬基板VW與教示用基板W一致時之手2之位置作為教示資料記憶於記憶部72(圖5之步驟S6)。此處所謂「作為教示資料記憶」，意指於控制裝置7中，將手2之位置作為動作程式等可重複執行之資訊進行記憶(登錄)。於本實施形態中，教示資料記錄部77係將手2之位置設為各驅動部15、25、35、19之伺服馬達之位置指令值而記憶於記憶部72。
因此，根據本實施形態，由於藉由顯示部8a將產生於手2之葉片2b上之虛擬基板VW與配置於目標位置T之教示用基板W一併顯示於畫面(參照圖6等)，故而操作員可藉由一面觀察畫面一面對操作部8b進行操作，而以使虛擬基板VW與教示用基板W一致之方式控制機器臂4之動作。藉由將此時之手2之位置作為教示資料記憶，可對機器人1教示與目標位置T對應之手2之位置。藉此，即便於操作員之技能不足之情形時，亦能夠對機器人簡單且正確地教示手之位置。
又，由於以虛擬基板VW與教示用基板W一致之方式導引手2之位置之操作導引件9被顯示於畫面，故而操作員可容易地進行操作。
進而，由於操作導引件9包含上導引部9U、下導引部9D、左導引部9L、右導引部9R、前導引部9F、後導引部9B、上下顯示部9S、及中央導引部9C，從而操作員進行之手2之上下方向、前後方向、及左右方向之位置操作變得更容易。
再者，亦可為如下構成：顯示部8a具備觸控面板功能，藉由觸摸顯示於畫面之上導引部9U、下導引部9D、左導引部9L、右導引部9R、前導引部9F或後導引部9B中之任一者，而進行手2之上下方向之位置、左右方向之位置、或前後方向之位置之輸入操作。藉此，操作員可藉由觸摸顯示於畫面之各導引部，而進行手2之位置之輸入操作，從而操作變得容易。又，操作導引件9亦可包含導引手之旋轉方向之位置之導引部，亦可藉由觸控面板進行旋轉方向之位置之輸入操作。
又，由於操作導引件9係於手2朝向虛擬基板VW與教示用基板W一致之方向之情形時以綠色顯示，於並非如此之情形時以紅色顯示，故而操作員可根據畫面之顏色判斷教示狀況是否正確，從而手2之位置操作變得更容易。再者，用以向操作員傳達正確與否之顯示顏色亦可使用其他顏色。又，亦可藉由聲音提示教示狀況，還可利用波形或進度條(gauge)顯示教示之完成度。
(另一實施形態)
再者，於本實施形態中，距離資訊算出部74藉由對虛擬基板VW之影像與教示用基板W之影像進行圖案比對，而算出自葉片2b至教示用基板W為止之距離資訊，但並不限定於此。亦可藉由其他公知之方法算出至對象物(教示用基板W)為止之距離資訊。例如，亦可藉由在相機3之透鏡安裝彩色濾光片，且對在拍攝影像中根據至物體為止之距離而產生之模糊及色偏進行影像解析，而獲取至物體為止之距離資訊。
再者，於本實施形態中，教示用基板W係使用實際之半導體晶圓，但亦可使用具有模仿實際之基板之形狀的模擬基板。
再者，於本實施形態中，相機3係固定地安裝於手2之手腕2a，但亦可裝卸自如地構成。於該情形時，亦可僅於教示時安裝相機3，而於使機器人1以重複模式動作時卸除。
再者，本實施形態之相機3亦可配置多個，亦可為三維相機。所謂三維相機係藉由自不同方向同時拍攝對象物而產生視差，從而獲取至對象物為止之距離資訊者。可產生既定之座標系統中之對象物之表面之座標資料。三維相機係立體相機之一種。三維相機具有僅隔開既定距離而配置之一對相機，且一對相機分別具有攝像元件。三維相機亦可不僅獲取距離資訊，還獲取對象物之顏色資訊(RGB(red green blue，紅綠藍)等)。又，三維相機亦可為發射雷射而根據反射位置及反射時間獲取反射點之距離資訊者。
根據上述說明，對業者而言本發明明顯有較多之改良或其他實施形態。因此，上述說明應僅作為例示而解釋，且係為了對業者教示執行本發明之最佳之態樣而提供者。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/或功能之詳細內容。
[產業上之可利用性]
本發明係於教示搬送基板之機器人之手之位置時有用。
1‧‧‧機器人
2‧‧‧手
2a‧‧‧手腕
2b‧‧‧葉片(基板載置部)
3‧‧‧相機
4‧‧‧機器臂
7‧‧‧控制裝置(機器人控制器)
10‧‧‧基台
101‧‧‧FOUP
101a‧‧‧側壁
101d‧‧‧基板支持部
101e‧‧‧前表面開口
L1、L2、L3‧‧‧旋動軸線
T‧‧‧目標位置
W‧‧‧基板(教示用基板)
X、Y、Z‧‧‧方向

Claims (9)

  1. 一種機器人，其係將基板搬送至應載置基板之基板之目標位置者，且具備：機器臂；手，其安裝於上述機器臂之前端；相機，其以拍攝上述手之供載置基板之基板載置部之方式，固定地安裝於上述手之基端部；影像資料獲取部，其獲取藉由上述相機拍攝到之配置於成為教示對象之基板之目標位置的教示用基板、及上述手之基板載置部之影像資料；虛擬基板資訊產生部，其產生上述影像資料中之上述手之基板載置部上假設性地配置的虛擬基板之資訊；操作部，其藉由被操作而產生與該操作對應之操作資訊；畫面顯示部，其將上述教示用基板及上述虛擬基板之影像顯示於畫面；機器人動作控制部，其依據藉由上述操作部而產生之操作資訊，控制上述機器臂之動作；及教示資料記錄部，其將上述虛擬基板與上述教示用基板一致時之手之位置作為教示資料記憶。
  2. 如申請專利範圍第1項之機器人，其進一步具備距離資訊算出部，該距離資訊算出部係基於上述相機之影像資料，算出自上述基板載置部至上述教示用基板為止之距離資訊；上述畫面顯示部將基於自上述基板載置部至上述教示用基板為止之距離資訊，將以使上述虛擬基板與上述教示用基板一致之方式導引手之位置的操作導引件顯示於畫面。
  3. 如申請專利範圍第2項之機器人，其中上述距離資訊算出部係藉由對上述虛擬基板之影像與上述教示用基板之影像進行圖案比對，而算出自上述基板載置部至上述教示用基板為止之距離資訊。
  4. 如申請專利範圍第2或3項之機器人，其中上述操作導引件包含：上下導引部，其導引上述手於上下方向之位置；左右導引部，其導引上述手於左右方向之位置；及前後導引部，其導引上述手於前後方向之位置。
  5. 如申請專利範圍第4項之機器人，其中上述畫面顯示部係進一步具備觸控面板，該觸控面板可藉由觸摸顯示於上述畫面之上述上下導引部、上述左右導引部、或上述前後導引部中之任一者，而進行上述手之上下方向之位置、左右方向之位置、或前後方向之位置之輸入操作。
  6. 如申請專利範圍第2項之機器人，其中上述操作導引件係於上述手朝向上述虛擬基板與上述教示用基板一致之方向之情形時以一種顏色顯示，於並非如此之情形時以另一種顏色顯示。
  7. 如申請專利範圍第1項之機器人，其中上述操作部及上述顯示部係安裝於可攜型操作終端。
  8. 一種機器人之控制裝置，其係將基板搬送至應載置基板之基板之目標位置者，上述機器人具備：機器臂；手，其安裝於上述機器臂之前端；及相機，其以拍攝上述手之供載置基板之基板載置部之方式固定地安裝於上述手之基端部；該機器人之控制裝置具備：影像資料獲取部，其獲取藉由上述相機拍攝到之配置於成為教示對象之基板之目標位置的教示用基板、及上述手之基板載置部之影像資料；虛擬基板資訊產生部，其產生上述影像資料中之上述手之基板載置部假設性地配置的虛擬基板之資訊；操作部，其藉由被操作而產生與該操作對應之操作資訊； 畫面顯示部，其將上述教示用基板及上述虛擬基板之影像顯示於畫面；機器人動作控制部，其按照上述操作資訊，控制上述機器臂之動作；及教示資料記錄部，其將上述虛擬基板與上述教示用基板一致時之手之位置作為教示資料記憶。
  9. 一種機器人之位置教示方法，其係教示機器人之手之位置使基板搬送至應載置基板之基板之目標位置者，且包含如下步驟：將教示用基板配置於成為教示對象之基板之目標位置；以拍攝上述手之供載置基板之基板載置部之方式將相機固定地安裝於上述手之基端部；使上述機器人移動至可藉由上述相機拍攝上述教示用基板、及上述手之基板載置部的既定位置；藉由上述相機拍攝上述教示用基板、及上述手之基板載置部；產生藉由上述相機拍攝到之影像資料中之上述手之基板載置部假設性地配置的虛擬基板之資訊；藉由操作部受理操作，而產生與該操作對應之操作資訊；藉由畫面顯示部，將上述教示用基板及上述虛擬基板之影像顯示於畫面；按照上述操作資訊，控制上述機器臂之動作；及將上述虛擬基板與上述教示用基板一致時之手之位置作為教示資料記憶於記憶部。
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