WO2006117840A1 - ロボットへのワーク受渡し位置教示装置及び教示方法 - Google Patents

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Kazuyuki Matsumura
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Definitions

  • the invention of the present application is used to teach the robot in advance a workpiece delivery position such that the center position of the workpiece does not shift when delivering a workpiece between devices having workpiece holding means for holding the outer periphery of the workpiece.
  • the present invention relates to such an apparatus and method that is inexpensive and can provide teaching in a short time.
  • Patent Document 1 Re-issued Patent Publication WO2003Z022534
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-218186
  • the invention of the present application solves the above-mentioned problems with the conventional workpiece delivery position teaching device and teaching method to a robot, and enables inexpensive and short time using sensors and imaging means etc. It is an object of the present invention to provide a work delivery position teaching device and teaching method to a robot that can teach at
  • the work delivery position teaching device to the robot includes: a movable robot hand having a work holding means for holding the outer periphery of the work; and a fixed work placement table having a work holding means for holding the outer periphery of the work.
  • a workpiece delivery position teaching device for a robot used to teach the robot a workpiece delivery position in advance so that the center position of the workpiece does not shift when delivering the workpiece between the workpieces
  • the work delivery position teaching device to the robot is configured as described above, and includes a first jig, a second jig, and a center position of the work indicated by the first jig. Since the robot includes a teaching means for teaching the control device of the robot the position of the robot hand when the second jig indicates the center position of the work indicated by the second jig, the sensor or It is possible to provide a workpiece delivery position teaching device to a robot which is inexpensive and can teach in a short time without using an imaging means or the like.
  • a concave portion or a convex portion is formed at the center position of the workpiece indicated by the first jig of the workpiece delivery position teaching device to the robot, and the center of the workpiece indicated by the second jig
  • the projections or recesses are formed at the positions.
  • a first auxiliary jig is further provided, and the first auxiliary jig has the same diameter as the workpiece.
  • a first auxiliary convex portion or a first auxiliary concave portion is formed at the center of the first auxiliary convex portion or the first convex portion in the concave portion or the convex portion of the first jig attached to the robot hand; Allowing the position of the movable work holding means to be adjusted so as to grip the first auxiliary jig, with the auxiliary recesses of the second embodiment fitted or aligned. Be done.
  • the method of teaching a workpiece delivery position to the robot includes: a movable robot hand having a hook holding means for holding the outer periphery of the workpiece; and a fixed side work having a workpiece holding means for holding the outer periphery of the workpiece.
  • Workpiece delivery to the robot used to teach the robot the workpiece delivery position in advance so that the center position of the workpiece does not shift when delivering the workpiece with the mounting table.
  • the workpiece indicated by the first jig is used with a second jig that indicates the center position of the workpiece when the stationary side holding means grips the workpiece on the workpiece mounting table.
  • the controller of the robot is taught the position of the robot when the center position and the center position of the workpiece indicated by the second jig coincide with each other. This is a method of teaching work delivery position to a robot.
  • the method for teaching a workpiece delivery position to the robot is configured as described above, and using the first jig and the second jig, the center of the workpiece indicated by the first jig is used. Since the robot control device is taught the position of the robot hand when the position and the center position of the workpiece indicated by the second jig coincide with each other, a sensor, an imaging means, etc. are used. Something It is possible to provide a method for teaching a workpiece delivery position to a robot which is inexpensive and can teach in a short time.
  • the first jig, the second jig, and the workpiece indicated by the first jig are provided.
  • the teaching means for teaching the robot control device the position of the robot hand when the center position of the work and the work center position indicated by the second jig coincide with each other. Accordingly, it is possible to provide an apparatus for teaching a delivery position to a robot which can be taught at a low cost and in a short time without using a sensor, an imaging means or the like.
  • FIG. 1 is a perspective view of a workpiece delivery position teaching device to a robot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 It is a perspective view when the work delivery position teaching device to the robot is in a state of teaching.
  • FIG. 3 is a view showing the relationship between a first jig and a first auxiliary jig, which are used to adjust the position of the workpiece holding means of the robot hand, and the hand.
  • FIG. 4 is a view similar to FIG. 3, but showing the first jig attached to the hand of the robot.
  • FIG. 5 is a view similar to FIG. 4, but showing the first auxiliary jig held by the workpiece holding means of the robot hand.
  • FIG. 6 is a diagram showing an initial state of the stationary apparatus.
  • FIG. 7 is a back plan view of a cover that covers the central depression of the stationary device.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view of the stationary-side device in a state in which the central depression of the stationary-side device is covered.
  • FIG. 8 is a view showing a state in which the second auxiliary jig is removed in FIG. 8, and showing a relationship between the second jig and the stationary device.
  • FIG. 10 is a view similar to FIG. 9, in which the second jig is a central portion of the work mounting table of the fixed side device. It is a figure which shows the state fitted and fixed to the recessed part formed in.
  • FIG. 10 is a view showing a normal state of the fixed-side device closed by the center depression force S cover of the workpiece mounting table with the second jig removed in FIG.
  • the work is transferred between the movable robot hand having the work holding means for holding the outer periphery of the work and the stationary work mounting table having the work holding means for holding the outer periphery of the work.
  • the first jig which indicates the center position of the work when holding the work, and the center of the work when the work holding device on the stationary side holds the work on the work mounting table.
  • the position of the robot arm when the second jig indicating the position matches the center position of the workpiece indicated by the first jig and the center position of the workpiece indicated by the second jig is System Shall comprising a teaching means for teaching device.
  • FIG. 1 is a perspective view of a workpiece delivery Lf standing teaching device to a robot according to this embodiment
  • FIG. 2 is a perspective view of the same teaching device in a teaching state.
  • the work delivery position teaching device to a robot is, for example, a semiconductor manufacturing factory where the robot's hand is used to transfer a semiconductor substrate (wafer) between processing apparatuses with the robot interposed.
  • the work is received so that the center position of the work does not shift. It is used to teach the robot a passing position in advance.
  • the fixed-side apparatus shown in the present embodiment is, for example, an air floating type aligner, but it may be a loader or unloader of a processing apparatus which is not limited to this.
  • the work delivery position teaching device 1 to a robot includes a first jig 6 mounted on the movable robot hand 2 and a fixed side. It comprises a second jig 13 mounted on a work mounting table 8 provided in the apparatus 7 and an electronically configured teaching means not shown.
  • the first jig 6 is an elongated bar having a rectangular parallelepiped shape, and is positioned at the proximal end of the robot hand 2 at a central portion between a pair of blades 3 and 3 constituting the robot hand 2. (Two or more pieces attached to the upper surface of each of the pair of blades 3 and 3. In this embodiment, one in the tip and two in the base) A concave portion 5 is formed at a position where a claw 4 having three receiving seats grips a work (not shown) and is at the center position of the work.
  • the pair of blades 3 and 3 and the claw 4 having a total of six receiving seats constitute work holding means on the robot side (movable side).
  • the recess 5 is not limited to the force formed as the vertically penetrating hole 5 in the present embodiment, and may be a blind hole.
  • the second jig 13 has a multistage headed pin shape, as shown in FIG. 9, and the largest diameter portion 12 of the multistage head portion is the workpiece mounting surface of the stationary device 7. It is fitted in the recess 9 (see Fig. 9) formed in the center of the mounting table 8 and is mounted and fixed to the workpiece mounting table 8.
  • the pin portion (convex portion) of the second jig 13 is a pin 11, and this pin 11 is fixed when the largest diameter portion 12 of the head is fitted inside the projection 16.
  • rollers 10 work centering means
  • the maximum diameter portion 12 of the head of the second jig 13 and the pin 11 are formed exactly concentrically.
  • the fixed side device 7 is an air floating type aligner.
  • the wafer is horizontally supported in a non-contact state by air jetted from the surface of the mounting table 8, and the plurality of rollers 10 disposed around the workpiece mounting table 8 center the wafer and hold it at that position.
  • Work table Recesses 9 formed in the central portion of 8 are formed so as to be surrounded by a plurality of projections 16 arranged concentrically at equal intervals in the central portion of the work mounting table 8.
  • the plurality of projections 16 are formed so as to project the bottom surface force of the central depression 15 which is surrounded by the annular convex portion 14 which is formed to project from the central portion of the work mounting table 8.
  • An air spout 17 is formed in the center of the recess 9 at the bottom of the central recess 15.
  • the cover 18 has an inverted trapezoidal shape in a side view, and an annular recess 23 is formed on the bottom surface. Furthermore, the cover 18 is provided with a plurality of bolt fastening holes 19.
  • the protrusion 16 enters the annular recess 23 of the cover 18 and the cover 18 is also supported by the protrusion 16 in the downward direction, forming a slight gap 22 between the central recess 15 and the cover 18. It will be in a state of In this condition, the cover 18 is fastened by means of bolts 24 to the central recess 15 via the holes 19.
  • the teaching means is electrically configured, is connected to the control device of the robot, and as shown in FIG. 2, the second jig in the hole 5 of the first jig 6.
  • the position of the robot hand 2 when the 13 pins 11 are fitted and inserted is taught to the control device of the robot as a workpiece delivery position.
  • the teaching operation of the workpiece delivery position to the robot is completed.
  • the control device of the robot receiving the teaching of the workpiece delivery position as described above is the workpiece delivery position on the workpiece placement table 8 where the robot hand 2 actually gripping the workpiece is taught (first jig 6 The position at which the pin 11 of the second jig 13 is inserted into the hole 5 of the hole 5. However, in actual delivery of the work, these jigs are removed. At the same time, work Air is jetted from the air jet port 17 of the mounting table 8. After that, the robot hand 2 moves the work to a predetermined height (the work holding height on the work mounting table 8), and the four rollers 10 of the fixed side device 7 work They move so as to reduce the diameter of the common virtual circle they circumscribe on the table 8 and approach each other to center the work.
  • the robot hand 2 passes the work onto the four rollers 10 (work centering means) and then descends slightly and then retracts from the work mounting table 8.
  • the workpiece holding center positions are made to coincide with each other in advance, without damaging the workpiece.
  • the center position of the workpiece is first The means and method for making the position of the hole 5 of the jig 6 easily coincide with the position of the jig 5 with high accuracy will be described.
  • the center position of the workpiece when the workpiece holding means of the robot hand 2 grips the workpiece is easily aligned with the position of the hole 5 of the first jig 6, and the position is accurately determined.
  • Means and method (in other words, means and method for finding the center position of the work on the robot hand 2) Will be described with reference to FIGS.
  • a first jig 6 and a first auxiliary jig 20 are used, as illustrated in FIG.
  • the first jig 6 consists of a rectangular rod-like elongated rod force, and is located at the proximal end of the robot blade 2 at the center between the pair of blades 3 and 3 constituting the hand 2. (See Fig. 4), and at its mid-longitudinal position, a claw 4 having six receiving seats attached to the upper surface of each of the pair of blades 3, 3 grips the work. A hole 5 is formed through the top and bottom to indicate the temporary center position of the base.
  • the first auxiliary jig 20 also has a disk force equalized with the diameter of the work, and an auxiliary hole (first auxiliary recess) 21 is provided at the center of the first auxiliary jig 20. ing.
  • the auxiliary hole 21 can be replaced by an auxiliary pin (first auxiliary convex portion).
  • the first auxiliary jig 20 formed as described above is a first jig in which the auxiliary hole 21 is attached to the robot board 2.
  • the first jig 6 and the pair of blades 3, 3 are placed on the first jig 6 and aligned so as to match the holes 5 of 6.
  • the workpiece holding means of the robot hand 2 grips the outer periphery of the first auxiliary jig 20.
  • the position is adjusted. That is, while the pair of blades 3 and 3 are brought close to each other moderately, the claws 4 having six receiving seats are adjusted in their positions.
  • the pair of blades 3 and 3 is obtained.
  • the workpiece can be gripped from the outer periphery thereof such that the center position of the workpiece is just at the position of the hole 5 of the first jig 6.
  • the workpiece holding means of the robot template 2 shown in FIG. 1 is in the state of being adjusted in this manner.
  • the first jig 6 is removed when the robot hand 2 actually grips the work.
  • the claw 4 having two receiving seats attached to the base end of the upper surface of each of the pair of blades 3, 3 constituting the robot hand 2 has an orientation 'flat In the case where a so-called ori-fla) is attached, it is provided to hold the work, and it may be one that is not always provided two.
  • the teaching operation of the workpiece delivery position to the robot control device is finished, and the second jig 13 is removed from the workpiece mounting table 8,
  • the central depression 15 of the work mounting table 8 is closed by the cover 18 to indicate a normal state in which the preparation for delivering the work is completed.
  • the workpiece delivery position teaching device 1 to the robot includes a first jig 6, a second jig 13, and a pin 11 of the second jig 13 in a hole 5 of the first jig 6. Since it comprises the teaching means for teaching the control device of the robot the position of the robot hand 2 at the time of passing, it is inexpensive and short in time to use sensors and imaging means etc. It is possible to provide a work delivery position teaching device and teaching method to a robot that can teach.
  • a first auxiliary jig 20 is further provided, and the first auxiliary jig 20 has the same diameter as the work, and the auxiliary hole 21 is provided at the center thereof.
  • the auxiliary hole 21 is aligned with the hole 5 of the first jig 6 mounted on the workpiece holding means (the movable side work holding means, a pair of blades 3, 3 of the robot template 2).
  • a claw 4 having six receiving seats and a force), which is supposed to be adjusted so that it grips the outer periphery of the first auxiliary jig 20.
  • the center position of the workpiece when the workpiece holding means of the robot hand 2 grips the workpiece can be easily aligned with the position of the hole 5 of the first jig 6 and can be accurately positioned at that position.
  • the fitting (insertion) of the pin (convex portion) 11 of the second jig 13 into the hole (concave portion) 5 of the first jig 6 is performed so as to be performed by exchanging the concave portion and the convex portion. can do.
  • the fitting of the maximum diameter portion 12 of the second jig 13 to the recess 9 formed in the central portion of the work mounting table 8 deforms the recess 9 into a protrusion, and the maximum diameter portion is formed on this protrusion. It can be deformed to fit the recess formed on the bottom of 12.

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Abstract

【課題】　安価で、短時間で教示を行うことができるロボットへのワーク受渡し位置教示装置及び教示方法を提供する。 【解決手段】　可動側のロボットハンド２と固定側のワーク載置台８との間でワークを受け渡すのに際して、ワークの中心位置がずれないようなワーク受渡し位置を予めロボットに教示しておくためのロボットへのワーク受渡し位置教示装置が、ロボットハンド２に装着され、可動側のワーク保持手段がワークを把持した時のワークの中心位置を示す第１の治具６と、ワーク載置台８に装着され、固定側のワーク保持手段がワーク載置台８上でワークを把持した時のワークの中心位置を示す第２の治具１３と、第１の治具６が示すワークの中心位置と第２の治具１３が示すワークの中心位置とが合致させられた時のロボットハンド２の位置をロボットの制御装置に教示する教示手段とを備えて成る。                                

Description

明 細 書
ロボットへのワーク受渡し位置教示装置及び教示方法
技術分野
[0001] 本願の発明は、ワークの外周を保持するワーク保持手段を有する装置同士のヮー ク受渡しに際し、ワークの中心位置がずれないようなワーク受渡し位置を予めロボット に教示しておくために使用されるロボットへのワーク受渡し位置教示装置及び教示方 法に関し、特に安価で、短時間で教示を行うことができる、そのような装置及び方法 に関する。
背景技術
[0002] 円形基板、例えば、ウェハの外周を固定保持する、いわゆるエッジクランプ方式の 保持手段を有する装置同士の間でウェハの受渡しを行うに際しては、ウェハの中心 位置がずれていると、ウェハに対して保持手段の把持部からストレスが加わり、ウェハ が破損してしまう虞がある。したがって、このようなウェハの受渡しにおいては、その中 心位置がずれな ヽように、固定側装置のウェハ保持位置に対して可動側装置 (ロボ ット）力 ウェハを受け渡す受渡し位置を可動側装置（ロボット）の制御装置に正しく 教示しておく必要がある。
[0003] 従来、ロボットのハンドとウェハ処理装置のウェハ載置台等との間でウェハの受渡 しを行うに際し、ウェハの中心位置がずれることなぐ正しく受渡しが行われるようにす るために、ロボットにウェハの受渡し位置を教示する教示装置、教示方法が種々提案 されている。再公表特許公報 WO2003Z022534 (特許文献 1)に記載のものもその 一つであるが、従来のものは、センサや撮像手段等で位置検出を行っているものが 殆どである。そのために、教示作業に時間がかかり、また、教示装置として高価なもの になっていた。
特許文献 1：再公表特許公報 WO2003Z022534
特許文献 2 :特開 2003— 218186号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題 [0004] 本願の発明は、従来のロボットへのワーク受渡し位置教示装置及び教示方法が有 する前記のような問題点を解決して、センサや撮像手段等を使用することなぐ安価 で、短時間で教示を行うことができるロボットへのワーク受渡し位置教示装置及び教 示方法を提供することを課題とする。
課題を解決するための手段
[0005] 本願の発明によれば、前記のような課題は、次のようなロボットへのワーク受渡し位 置教示装置及び教示方法により解決される。
すなわち、そのロボットへのワーク受渡し位置教示装置は、ワークの外周を保持す るワーク保持手段を有する可動側のロボットハンドと、ワークの外周を保持するワーク 保持手段を有する固定側のワーク載置台との間でワークを受け渡すのに際して、ヮ ークの中心位置がずれないようなワーク受渡し位置を予めロボットに教示しておくた めに使用されるロボットへのワーク受渡し位置教示装置であって、前記ロボットハンド に装着され、前記可動側のワーク保持手段が前記ワークを把持した時の前記ワーク の中心位置を示す第 1の治具と、前記ワーク載置台に装着され、前記固定側のヮー ク保持手段が前記ワーク載置台上で前記ワークを把持した時の前記ワークの中心位 置を示す第 2の治具と、前記第 1の治具が示す前記ワークの中心位置と前記第 2の 治具が示す前記ワークの中心位置とが合致させられた時の前記ロボットノ、ンドの位 置を前記ロボットの制御装置に教示する教示手段とを備えて成ることを特徴とする口 ボットへのワーク受渡し位置教示装置である。
[0006] そのロボットへのワーク受渡し位置教示装置は、前記のように構成されており、第 1 の治具と、第 2の治具と、該第 1の治具が示すワークの中心位置と該第 2の治具が示 すワークの中心位置とが合致させられた時のロボットハンドの位置を該ロボットの制御 装置に教示する教示手段とを備えて成るものとされているので、センサや撮像手段 等を使用することなぐ安価で、短時間で教示を行うことができるロボットへのワーク受 渡し位置教示装置を提供することができる。
[0007] 好ましい実施形態によれば、そのロボットへのワーク受渡し位置教示装置の第 1の 治具が示すワークの中心位置に凹部又は凸部が形成され、第 2の治具が示すワーク の中心位置に凸部又は凹部が形成される。 [0008] この構成により、それらの治具が示すワークの中心位置の合致操作を簡単に行うこと ができ、さらに安価で、さらに短時間で教示を行うことができるロボットへのワーク受渡 し位置教示装置を提供することができる。
[0009] 別の好ましい実施形態によれば、そのロボットへのワーク受渡し位置教示装置にお いて、第 1の補助治具がさらに備えられ、該第 1の補助治具は、ワークと同径にされ、 その中心に第 1の補助凸部又は第 1の補助凹部が形成されていて、ロボットハンドに 装着された第 1の治具の凹部又は凸部に該第 1の補助凸部又は第 1の補助凹部が 嵌合されるか又は位置合わせされた状態で、可動側のワーク保持手段が該第 1の補 助治具を把持するようにその位置が調整されることを可能にするものとされる。
[0010] この構成により、可動側（ロボットハンド側）のワーク保持手段がワークの外周を把持 した時の該ワークの中心位置を第 1の治具の凹部又は凸部の位置に簡単に合致さ せて、精度良くその位置に確定することができる。
[0011] また、そのロボットへのワーク受渡し位置教示方法は、ワークの外周を保持するヮー ク保持手段を有する可動側のロボットハンドと、ワークの外周を保持するワーク保持 手段を有する固定側のワーク載置台との間でワークを受け渡すのに際して、ワークの 中心位置がずれないようなワーク受渡し位置を予めロボットに教示しておくために使 用されるロボットへのワーク受渡 Lf立置教示方法であって、前記ロボットノ、ンドに装着 され、前記可動側のワーク保持手段が前記ワークを把持した時の前記ワークの中心 位置を示す第 1の治具と、前記ワーク載置台に装着され、前記固定側のワーク保持 手段が前記ワーク載置台上で前記ワークを把持した時の前記ワークの中心位置を示 す第 2の治具とを用い、前記第 1の治具が示す前記ワークの中心位置と前記第 2の 治具が示す前記ワークの中心位置とが合致させられた時の前記ロボットノ、ンドの位 置を前記ロボットの制御装置に教示するようにされて成ることを特徴とするロボットへ のワーク受渡し位置教示方法である。
[0012] そのロボットへのワーク受渡し位置教示方法は、前記のように構成されており、第 1 の治具と、第 2の治具とを用い、該第 1の治具が示すワークの中心位置と該第 2の治 具が示すワークの中心位置とが合致させられた時のロボットハンドの位置を該ロボット の制御装置に教示するようにされて成るので、センサや撮像手段等を使用することな ぐ安価で、短時間で教示を行うことができるロボットへのワーク受渡し位置教示方法 を提供することができる。
発明の効果
[0013] 前記のとおり、本願の発明のロボットへのワーク受渡し位置教示装置によれば、そ れが、第 1の治具と、第 2の治具と、該第 1の治具が示すワークの中心位置と該第 2の 治具が示すワークの中心位置とが合致させられた時のロボットハンドの位置をロボット の制御装置に教示する教示手段とを備えて成るものとされているので、センサや撮像 手段等を使用することなぐ安価で、短時間で教示を行うことができるロボットへのヮ ーク受渡し位置教示装置を提供することができる。
また、この装置を使用することにより、安価で、短時間で教示を行うことができるロボ ットへのワーク受渡し位置教示方法を提供することができる。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]本実施例のロボットへのワーク受渡し位置教示装置の斜視図である。
[図 2]同ロボットへのワーク受渡し位置教示装置が教示を行う状態にある時の斜視図 である。
[図 3]ロボットのハンドのワーク保持手段の位置調整をするために使用される第 1の治 具及び第 1の補助治具とハンドとの関係を示す図である。
[図 4]図 3と同様の図であって、第 1の治具がロボットのハンドに装着された状態を示 す図である。
[図 5]図 4と同様の図であって、第 1の補助治具がロボットのハンドのワーク保持手段 により把持された状態を示す図である。
[図 6]固定側装置の初期状態を示す図である。
[図 7]同固定側装置の中央窪地を覆うカバーの裏面平面図である。
[図 8]同固定側装置の中央窪地にカバーを被せた状態の同固定側装置の部分側断 面図である。
[図 9]図 8において、第 2の補助治具が取り外された状態を示すとともに、第 2の治具と 固定側装置との関係を示す図である。
[図 10]図 9と同様の図であって、第 2の治具が固定側装置のワーク載置台の中心部 に形成された凹部に嵌合されて固定された状態を示す図である。
[図 11]図 10において、第 2の治具が取り外されるとともに、ワーク載置台の中央窪地 力 Sカバーにより閉鎖された固定側装置の通常の状態を示す図である。
符号の説明
[0015] 1…ロボットへのワーク受渡し位置教示装置、 2…ロボットハンド、 3…ブレード、 4· ·· 受け座、 5…穴、 6…第 1の治具、 7…固定側装置、 8· ··ワーク載置台、 9…凹部、 10 …ローラ、 11· ··ピン、 12· ··最大径部分、 13· ··第 2の治具、 14· ··環状凸部、 15· ··中 央窪地、 16· ··突起、 17…エア噴出口、 18· ··カバー、 19· ··ボルト締結用穴、 20· ··第 1の補助治具、 21· ··補助穴、 22· ··隙間、 23· ··環状凹部、 24…ボルト。
発明を実施するための最良の形態
[0016] ワークの外周を保持するワーク保持手段を有する可動側のロボットハンドと、ワーク の外周を保持するワーク保持手段を有する固定側のワーク載置台との間でワークを 受け渡すのに際して、ワークの中心位置がずれないようなワーク受渡し位置を予め口 ボットに教示しておくために使用されるロボットへのワーク受渡し位置教示装置力 口 ボットノヽンドに装着され、可動側のワーク保持手段がワークを把持した時の該ワーク の中心位置を示す第 1の治具と、ワーク載置台に装着され、固定側のワーク保持手 段が該ワーク載置台上でワークを把持した時の該ワークの中心位置を示す第 2の治 具と、第 1の治具が示すワークの中心位置と第 2の治具が示すワークの中心位置とが 合致させられた時のロボットノ、ンドの位置をロボットの制御装置に教示する教示手段 とを備えて成るものとする。
実施例
[0017] 次に、本願の発明の一実施例について説明する。
図 1は、本実施例のロボットへのワーク受渡 Lf立置教示装置の斜視図、図 2は、同 教示装置が教示を行う状態にある時の斜視図である。
本実施例のロボットへのワーク受渡し位置教示装置は、例えば、半導体製造工場 にお 、て、半導体基板 (ウェハ）の処理装置間での搬送をロボットを介在させて行う 場合に、該ロボットのハンド (ロボットハンド）と固定側装置に設けられるワーク載置台 との間でワークを受け渡すのに際して、ワークの中心位置がずれないようなワーク受 渡し位置を予めロボットに教示しておくために使用される。本実施例で示す固定側装 置は、エア浮上式のァライナを挙げるが、これに限定されるものではなぐ処理装置 のローダ、アンローダである場合もある。
[0018] 本実施例のロボットへのワーク受渡し位置教示装置 1は、図 1及び図 2に図示される ように、可動側のロボットハンド 2に装着される第 1の治具 6と、固定側装置 7に設けら れるワーク載置台 8に装着される第 2の治具 13と、図示されない電子的に構成された 教示手段とを備えて成る。
[0019] 第 1の治具 6は、直方体形状の細長い棒材力 成り、ロボットハンド 2の基端部に、 該ロボットハンド 2を構成する一対のブレード 3、 3間の中央部に位置するようにして装 着されており、これら一対のブレード 3、 3の各々の上面に取り付けられた複数個（2 個以上。本実施例においては、先端部に 1個、基端部に 2個の合計 3個）の受け座を 有する爪 4がワーク（図示されず)を把持した時の該ワークの中心位置となる個所に、 凹部 5が形成されている。これら一対のブレード 3、 3と総計 6個の受け座を有する爪 4 とは、ロボット側（可動側）のワーク保持手段を構成している。凹部 5は、本実施例に おいては、上下貫通する穴 5として形成されている力 これに限られず、盲穴とされて も良いものである。
[0020] 第 2の治具 13は、図 9により良く図示されるように、多段頭付きピン形状を成してい て、その多段の頭部の最大径部分 12が固定側装置 7のワーク載置台 8の中心部に 形成された凹部 9 (図 9参照）に嵌合されて、ワーク載置台 8に装着、固定される。第 2 の治具 13のピン部（凸部）は、ピン 11とされていて、このピン 11は、頭部の最大径部 分 12が突起 16の内側に嵌合された状態において、固定側装置 7の外周部に等間 隔に配置された複数個（3個以上。本実施例においては 4個）のローラ 10 (ワークセン タリング手段）がワーク載置台 8上でワークを把持した時の該ワークの中心位置となる 個所にある。この第 2の治具 13の頭部の最大径部分 12とピン 11とは、正確に同心に 形成されている。
[0021] 固定側装置 7は、エア浮上式のァライナである。載置台 8の表面から噴き出すエア により、ウェハを水平に非接触状態で支え、ワーク載置台 8の周囲に複数配設される ローラ 10により、ウェハをセンタリングしてこれをその位置に保持する。ワーク載置台 8の中心部に形成された凹部 9は、ワーク載置台 8の中心部に同心に等間隔に配さ れた複数個の突起 16により取り囲まれるようにして形成されている。これら複数個の 突起 16は、ワーク載置台 8の中央部に突出形成された環状凸部 14によりテーパで 囲まれた中央窪地 15の底面力 突出するようにして形成されている。この中央窪地 1 5の底面には、エア噴出口 17が、凹部 9の中央に開口形成されている。
[0022] カバー 18は、図 7、図 8に示すように、側面視逆台形状をしており、底面には環状凹 部 23が形成されている。さらに、カバー 18にはボルト締結用の穴 19が複数設けてあ る。このカバー 18で中央窪地 15を覆う場合、該カバー 18の環状凹部 23に突起 16 が入り込み、カバー 18が突起 16により下方力も支持され、中央窪地 15とカバー 18 の間に僅かな隙間 22を形成した状態となる。この状態において、カバー 18は、複数 の穴 19を介して中央窪地 15にボルト 24により締結される。エア噴出口 17からエアが 噴出すると、エアはボルト 24や突起 16の間をくぐり抜け、中央窪地 15とカバー 18の 僅かな隙間 22から噴出する。中央窪地 15がテーパ状に形成されているのは、図 8に 示すように、エア噴出口 17からのエアが、ー且、カバー 18と中央窪地 15により形成 された空間で溜められた後、狭い隙間を通じワーク載置台 8の外周に向力つて高速 で噴出するためで、ワーク載置台 8とワークの間に高速エアの流路が形成され、カバ 一 18の上面は負圧となり、ベルヌーィ効果が発揮されることを目的としている。
[0023] 教示手段は、電気的に構成されるものであり、ロボットの制御装置に接続されて、図 2に図示されるように、第 1の治具 6の穴 5に第 2の治具 13のピン 11が嵌合、挿通され た時のロボットハンド 2の位置をワーク受渡し位置として該ロボットの制御装置に教示 する。これにより、ロボットへのワーク受渡し位置の教示作業は終了する。
[0024] 次に、このような教示を受けた制御装置を有するロボットハンド 2と固定側装置 7のヮ 一ク載置台 8との間で実際にワークの受渡しが行われる場合の作業プロセスについ て説明する。
[0025] 前記のようなワーク受渡し位置の教示を受けたロボットの制御装置は、ワークを実際 に把持したロボットハンド 2を教示されたワーク載置台 8上のワーク受渡し位置 (第 1の 治具 6の穴 5に第 2の治具 13のピン 11が挿通される位置。但し、実際のワークの受渡 しにおいては、これらの治具は除去されている。）上面に移動させる。同時に、ワーク 載置台 8のエア噴出口 17からエアが噴出する。その後、ロボットハンド 2は、ワークを 所定高さ (ワーク載置台 8上でのワーク保持高さ)まで移動させ、ワーク保持解除動作 と入替えに、固定側装置 7の 4個のローラ 10が、ワーク載置台 8上で、それらが外接 する共通の仮想円の径を小さくするように移動し、互いに接近して、ワークのセンタリ ングを行う。この時、ワークの中心位置は、同仮想円の中心と合致しているので、ヮー クは、 4個のローラ 10からストレスを受けることなぐこれら 4個のローラ 10によって正 確に受け取られる。ロボットハンド 2は、ワークを 4個のローラ 10 (ワークセンタリング手 段）に渡してから、わずかに下降して、次いで、ワーク載置台 8上から後退する。
[0026] 逆に、固定側装置 7からロボットハンド 2へワークの受渡しを行う場合、 4個のローラ 1 0によってセンタリングされて!/、る状態のワークを、ロボットハンド 2の受け座を有する 爪 4がワークを把持する力 本実施例のエア浮上式ァライナにおいては、この時が最 もワークへ与えるストレスが懸念される。固定側装置 7へロボットハンド 2がワークを受 け渡す際には、ロボットハンド 2のワーク保持解除動作が開始された時点で、 4個の口 ーラ 10は定位置に到達しなくてもよい、つまり、一方の保持解除開始と他方の保持 完了のタイミングが多少ずれていても受渡しに支障がない場合は、ワークに与えるダ メージは余りな 、が、固定側装置 7からロボットハンド 2がワークを受け取る場合のよう に、必ず、一方の保持解除開始と他方の保持完了のタイミングを一致させなければ ならない外周保持機構同士の受渡しの際には、ワークの中心位置を合わせておかな ければ、ワークに対しストレスを与えてしまうのである。
したがって、本装置により、互いのワーク保持中心位置を予め一致させておくことで 、ワークの破損を被ることはない。
[0027] ここで、ロボットハンド 2のワーク保持手段（一対のブレード 3、 3と 6個の受け座を有 する爪 4とから成る）がワークを把持した時の該ワークの中心位置を第 1の治具 6の穴 5の位置に簡単に合致させて、精度良くその位置に確定する手段と方法について説 明しておく。
[0028] 先ず、ロボットハンド 2のワーク保持手段がワークを把持した時の該ワークの中心位 置を第 1の治具 6の穴 5の位置に簡単に合致させて、精度良くその位置に確定する 手段と方法 (換言すれば、ロボットハンド 2上のワークの中心位置を出す手段と方法） を、図 3〜図 5を参照しながら、説明する。
[0029] この手段と方法のためには、図 3に図示されるように、第 1の治具 6と第 1の補助治 具 20とが使用される。
第 1の治具 6は、前記のとおり、直方体形状の細長い棒材力 成り、ロボットノヽンド 2 の基端部に、該ハンド 2を構成する一対のブレード 3、 3間の中央部に位置するように して装着され（図 4参照）、その長さ方向中間位置には、これら一対のブレード 3、 3の 各々の上面に取り付けられた 6個の受け座を有する爪 4がワークを把持した時の該ヮ 一クの仮中心位置を示す穴 5が上下貫通して形成されている。
[0030] 第 1の補助治具 20は、図 3に図示されるように、ワークと同径にされた円盤体力も成 り、その中心に補助穴 (第 1の補助凹部） 21が備えられている。なお、この補助穴 21 は、補助ピン (第 1の補助凸部）に代えられることも可能である。
[0031] 前記のようにして形成された第 1の補助治具 20は、図 4及び図 5に図示されるように 、その補助穴 21がロボットノヽンド 2に装着された第 1の治具 6の穴 5に合致するように 位置合わせされて、第 1の治具 6及び一対のブレード 3、 3上に載置される。そして、こ の状態において、ロボットハンド 2のワーク保持手段（一対のブレード 3、 3と 6個の受 け座を有する爪 4とから成る）が第 1の補助治具 20の外周を把持するように、その位 置が調整される。すなわち、一対のブレード 3、 3が適度に互いに接近させられるとと もに、 6個の受け座を有する爪 4がそれぞれの位置を調整される。
[0032] このようにして、第 1の補助治具 20の外周を把持する 6個の受け座を有する爪 4の それぞれの位置 (ワーク把持位置）が確定されると、一対のブレード 3、 3が離反して 第 1の補助治具 20を解放し、その後、ワークを把持するために、一対のブレード 3、 3 が適度に互いに接近した時には、これら 6個の受け座を有する爪 4は、該ワークを、 該ワークの中心位置が丁度第 1の治具 6の穴 5の位置にあるようにして、その外周か ら把持することができる。図 1に図示されるロボットノヽンド 2のワーク保持手段は、この ようにして位置調整された状態にある。なお、ロボットハンド 2が実際にワークを把持 する時、第 1の治具 6が除去されることは、既に述べたとおりである。
[0033] ロボットハンド 2を構成する一対のブレード 3、 3の各々の上面の基端部に取り付け られた 2個の受け座を有する爪 4は、把持されるワークにオリエンテーション 'フラット（ 通称オリフラ）が付される場合の該ワークを把持するために備えられるものであり、常 に必ず 2個備えられなければならないものではなぐ 1個とされる場合もある。
[0034] 以上のようにして、第 1の治具 6と第 1の補助治具 20とを用いて行われるロボットノヽ ンド 2のワーク保持手段の位置調整とロボットハンド 2上のワークの中心出しが完了す ると、第 1の治具 6と第 2の治具 13とを用いて行われるロボットの制御装置へのワーク 受渡し位置の教示作業が可能になる。この教示作業の要領については、図 1及び図 2を参照して、既に詳細に説明された。
[0035] 図 11に図示される固定側装置 7は、ロボットの制御装置へのワーク受渡し位置の教 示作業が終了して、第 2の治具 13がそのワーク載置台 8上から除去され、そのワーク 載置台 8の中央窪地 15がカバー 18により閉鎖されて、ワークを受け渡す準備が完了 した平常時の状態を示して 、る。
[0036] 本実施例のロボットへのワーク受渡し位置教示装置及び教示方法は、前記のように 構成されて 、るので、次のような効果を奏することができる。
ロボットへのワーク受渡し位置教示装置 1が、第 1の治具 6と、第 2の治具 13と、該第 1の治具 6の穴 5に該第 2の治具 13のピン 11が揷通された時のロボットハンド 2の位 置を該ロボットの制御装置に教示する教示手段とを備えて成るものとされているので 、センサや撮像手段等を使用することなぐ安価で、短時間で教示を行うことができる ロボットへのワーク受渡し位置教示装置及び教示方法を提供することができる。
[0037] また、第 1の補助治具 20がさらに備えられ、該第 1の補助治具 20は、ワークと同径 にされ、その中心に補助穴 21が備えられていて、ロボットノヽンド 2に装着された第 1の 治具 6の穴 5に該補助穴 21が合致させられた状態で、該ロボットノヽンド 2のワーク保 持手段（可動側のワーク保持手段。一対のブレード 3、 3と 6個の受け座を有する爪 4 と力ら成る。）が該第 1の補助治具 20の外周を把持するようにその位置が調整される ことを可能にするものとされているので、該ロボットハンド 2のワーク保持手段がワーク を把持した時の該ワークの中心位置を第 1の治具 6の穴 5の位置に簡単に合致させ て、精度良くその位置に確定することができる。
[0038] なお、本願の発明は、以上の実施例に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲に おいて、種々の変形が可能である。 例えば、第 1の治具 6の穴（凹部） 5への第 2の治具 13のピン（凸部） 11の嵌合、挿 通は、凹部と凸部とを入れ換えて行われるように変形することができる。また、ワーク 載置台 8の中心部に形成される凹部 9への第 2の治具 13の最大径部分 12の嵌合は 、凹部 9を凸部に変形して、この凸部に最大径部分 12の底面に形成される凹部を嵌 合させるよう〖こ変形することがでさる。

Claims

請求の範囲
[1] ワークの外周を保持するワーク保持手段を有する可動側のロボットハンドと、ワーク の外周を保持するワーク保持手段を有する固定側のワーク載置台との間でワークを 受け渡すのに際して、ワークの中心位置がずれないようなワーク受渡し位置を予め口 ボットに教示しておくために使用されるロボットへのワーク受渡し位置教示装置であつ て、
前記ロボットハンドに装着され、前記可動側のワーク保持手段が前記ワークを把持 した時の前記ワークの中心位置を示す第 1の治具と、
前記ワーク載置台に装着され、前記固定側のワーク保持手段が前記ワーク載置台 上で前記ワークを把持した時の前記ワークの中心位置を示す第 2の治具と、 前記第 1の治具が示す前記ワークの中心位置と前記第 2の治具が示す前記ワーク の中心位置とが合致させられた時の前記ロボットハンドの位置を前記ロボットの制御 装置に教示する教示手段と
を備えて成る
ことを特徴とするロボットへのワーク受渡し位置教示装置。
[2] 前記第 1の治具が示す前記ワークの中心位置に凹部又は凸部が形成されて!、るこ とを特徴とする請求項 1に記載のロボットへのワーク受渡し位置教示装置。
[3] 前記第 2の治具が示す前記ワークの中心位置に凸部又は凹部が形成されているこ とを特徴とする請求項 1又は請求項 2に記載のロボットへのワーク受渡し位置教示装 置。
[4] 第 1の補助治具がさらに備えられ、
前記第 1の補助治具は、
前記ワークと同径にされ、
その中心に第 1の補助凸部又は第 1の補助凹部が形成されていて、
前記ロボットハンドに装着された前記第 1の治具の前記凹部又は凸部に前記第 1の 補助凸部又は第 1の補助凹部が嵌合されるか又は位置合わせされた状態で、前記 可動側の前記ワーク保持手段が前記第 1の補助治具を把持するようにその位置が調 整されることを可能にするものである ことを特徴とする請求項 1な 、し請求項 3の 、ずれかに記載のロボットへのワーク受渡 し位置教示装置。
ワークの外周を保持するワーク保持手段を有する可動側のロボットハンドと、ワーク の外周を保持するワーク保持手段を有する固定側のワーク載置台との間でワークを 受け渡すのに際して、ワークの中心位置がずれないようなワーク受渡し位置を予め口 ボットに教示しておくために使用されるロボットへのワーク受渡し位置教示方法であつ て、
前記ロボットハンドに装着され、前記可動側のワーク保持手段が前記ワークを把持 した時の前記ワークの中心位置を示す第 1の治具と、
前記ワーク載置台に装着され、前記固定側のワーク保持手段が前記ワーク載置台 上で前記ワークを把持した時の前記ワークの中心位置を示す第 2の治具と を用い、
前記第 1の治具が示す前記ワークの中心位置と前記第 2の治具が示す前記ワーク の中心位置とが合致させられた時の前記ロボットハンドの位置を前記ロボットの制御 装置に教示するようにされて成る
ことを特徴とするロボットへのワーク受渡し位置教示方法。
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