WO2019026508A1 - ロボットの診断方法 - Google Patents
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Definitions
- FIG. 7 is a schematic view for explaining a fourth step in the method of diagnosing a robot according to the second embodiment of the present invention, in which (A) is a plan view and (B) shows a work and an end from the robot side. It is a side view when an effector is seen.
- FIG. 8 is a schematic view for explaining a state of returning to the home posture of the fifth step in the method of diagnosing a robot according to the second embodiment of the present invention, where (A) is a plan view, (B) Is a side view when the work and the end effector are viewed from the robot side.
- FIGS. 5A to 5C the center of the turntable 62 is indicated by “ ⁇ ”.
- the center " ⁇ " of the turntable is always fixed at the position P0 shown in FIGS. 5 (B) and 5 (C).
- the first direction in which the second joint unit AX2 (one joint unit) is rotated in the fourth step is the second joint immediately before the semiconductor wafer W is placed on the turntable 62 in the second step. It is opposite to the direction in which the part AX2 was rotating. As a result, for example, it is possible to accurately detect the maximum amount of deviation due to backlash in the second joint portion AX2.
- the semiconductor wafer W, the robot 10, and the pre-aligner 60 are prepared in a clean room which is a semiconductor manufacturing site.
- the semiconductor wafer W, the robot 10, and the pre-aligner 60 are prepared in a clean room which is a semiconductor manufacturing site.
- An ideal movement amount based on the command value from the robot control unit 40 in the fourth step is indicated by a dashed arrow (AR2) in FIG. 10 (B).
- the fourth step is performed based on the center of the semiconductor wafer W detected in the second step (here, the same as the center “ ⁇ ” of the turntable) and the command value (AR2) from the robot control unit 40 in the fourth step.
- the center of the end effector 30 after the movement is indicated by "(x)" in FIG. 10 (B).
- the second joint portion AX2 of the robot arm 20 is rotated based on the command value from the robot control unit 40 to complete the end.
- FIGS. 11A and 11B are diagrams showing the central relationship after the fifth step is performed. Also in this figure, the center " ⁇ " of the turntable is always fixed at the position P0 shown in FIG. 11 (B), as in the case of FIGS. 12 (A) and 12 (B).
- the center position P0 of the semiconductor wafer W detected in the second step (always fixed in this embodiment) Center position (P3) of the semiconductor wafer W based on the same position as the center “ ⁇ ” of the turn table 62 and the command value “(AR1)” from the robot control unit 40 in the fourth step 11 (B), and the center position P3 of the semiconductor wafer W detected in the fifth step (ie, the position where “.” Exists in FIG. 11B);
- the shift amount ARL caused by the lost motion in the second joint portion AX2 can be detected based on the above.
- the displacement amount ARL due to the lost motion is detected by obtaining the difference between the length of the dashed arrow (AR2) shown in FIG. 10 (B) and the length of the solid arrow AR3 shown in FIG. can do.
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Abstract
Description
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、以下では、全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。図1乃至図5に基づいて、本発明の第1実施形態に係るロボットの診断方法について説明する。本発明の第1実施形態に係るロボットの診断方法は、半導体製造現場であるクリーンルーム内で作業を行うロボットについて、ロストモーションに起因したずれ量を検出するためのものである。なお、ここでいう「ロストモーションに起因したずれ量」とは、ロボットの理想的な動作からのずれ量を広く意味する。「ロストモーション」には、例えば、ロボットアームの各軸におけるバックラッシュや捻れ等を原因に生じるものが含まれるが、これに限定されない。
まず、図1に示すように、半導体製造現場であるクリーンルーム内において、ロボット10と、ロボット10により搬送される半導体ウェハWと、半導体ウェハWの中心位置を検出するためのプリアライナ60と、を準備する第1ステップを行う。
次に、図2(A)及び(B)に示すように、第2関節部AX2(1つの関節部)を後述する第1方向と反対の方向に回転(すなわち、図1及び図2(A)に示す平面視において左回転(反時計回り))させた後で、エンドエフェクタ30によりターンテーブル62に半導体ウェハWを載置し、且つプリアライナ60により半導体ウェハWの中心位置を検出する第2ステップを行う。
さらに、エンドエフェクタ30によりターンテーブル62に載置された半導体ウェハWを保持する第3ステップを行う。なお、ここでいう「保持する」とは、エンドエフェクタ30の上面に載せて半導体ウェハWを持ち上げることをいう。これにより、例えば半導体ウェハWを外縁部分からチャックして保持するような場合と異なり、半導体ウェハWを保持する際の動作で当該半導体ウェハWの中心位置が動かない。その結果、ロストモーションに起因したずれ量を正確に検出することが可能となる。
そして、図4(A)及び(B)に示すように、第1乃至第4ステップを行った後で、エンドエフェクタ30によりターンテーブル62に半導体ウェハWを載置し、且つプリアライナ60により半導体ウェハWの中心位置を再び検出する第5ステップを行う。
最後に、ロストモーションに起因したずれ量を検出するための第6ステップを行う。当該第6ステップについて、図5に基づいて詳細に説明する。
本実施形態に係るロボットの診断方法では、第2ステップにおいて検出される半導体ウェハW(ワーク)の中心位置P0、及び第4ステップにおけるロボット制御部40からの指令値(AR1)に基づいた半導体ウェハWの中心位置(P1)と、第5ステップにおいて検出される半導体ウェハWの中心位置P1と、に基づいて第2関節部AX2(1つの関節部)におけるロストモーションに起因したずれ量ARLを検出することができる。その結果、本実施形態に係るロボットの診断方法は、ロストモーションに起因したずれ量を簡単な手順で検出することが可能となる。
図6乃至図10に基づいて、本発明の第2実施形態に係るロボットの診断方法について説明する。本実施形態に係るロボットの診断方法は、上記第1実施形態の場合と同様に、半導体製造現場であるクリーンルーム内で半導体ウェハに対して作業を行うロボットについて、ロストモーションに起因したずれ量を検出するためのものである。本実施形態では、第1ステップにおいて準備される装置等が上記第1実施形態の場合と同じであるため、同一部分には同じ参照番号を付し、同様となる説明は繰り返さない。また、第1実施形態と同様の手順で行うステップについても適宜繰り返すことなく説明する。
まず、第1実施形態の場合と同様に、半導体製造現場であるクリーンルーム内において、ロボット10と、ロボット10により搬送される半導体ウェハWと、半導体ウェハWの中心位置を検出するためのプリアライナ60と、を準備する第1ステップを行う。なお、ロボット10、半導体ウェハW及びプリアライナ60それぞれの詳細な構造等は、上記第1実施形態と同様であるため、ここではその説明を繰り返さない。
次に、上記第1実施形態と同様に、第2関節部AX2(1つの関節部)を第1方向と反対の方向に回転させた後で、ロボットアーム20及びエンドエフェクタ30によりターンテーブル62に半導体ウェハWを載置し、且つプリアライナ60により半導体ウェハWの中心位置を検出する第2ステップを行う。当該第2ステップを行った後の状態を図6(A)及び(B)に示す。なお、上記第1実施形態の場合と同様に、本実施形態においても説明が煩雑になることを避けるため、当該第2ステップで検出される半導体ウェハWの中心位置及びエンドエフェクタ30の中心位置が、それぞれ、ターンテーブル62の中心位置と一致している場合について説明するが、これに限定されない。
本実施形態では、上記第1実施形態の場合と異なり、第3ステップは第1、第2及び第4ステップを行った後で行われる。すなわち、第1及び第2ステップを行った後で、まず、ロボット制御部40からの指令値に基づいて第2関節部AX2を所定の角度だけ第1方向に回転(すなわち、図6(A)及び図7(A)において右回転(時計回り))させる第4ステップを行う。このように第3ステップを行う前に第4ステップを行った後の状態を図7(A)及び(B)に示す。そして、当該第4ステップを行った後で、エンドエフェクタ30によりターンテーブル62に載置された半導体ウェハWを保持する第3ステップを行う。
本実施形態では、第1ステップ、第2ステップ、第4ステップ及び第3ステップの順で行った後の第5ステップにおいて、エンドエフェクタ30を第2ステップでターンテーブル62に半導体ウェハWを載置したときと同じ位置に戻す。これを実現するには、例えば、図8(A)に示すように、ロボットアーム20及びエンドエフェクタ30を所定のホーム姿勢に戻す。ここでいう「ホーム姿勢」とは、当該ホーム姿勢に戻してからロボット制御部40の指令値に基づいてロボットアーム20及びエンドエフェクタ30の姿勢を変更することで、前記指令値に基づく理想的な動作をずれ量なく行うことができる姿勢のことをいう。これにより、図8(A)に示すようにホーム姿勢に戻すことで、図9(A)及び(B)に示すように、エンドエフェクタ30の中心位置とターンテーブル62の中心位置とを第2ステップの状態と同様に再びずれ量なく一致させることができる。このとき、図9(B)に示すように、半導体ウェハWの中心位置は、ターンテーブル62及びエンドエフェクタ30の中心位置から左側にずれた状態となる。そして、第5ステップにおいて、上記したようにロボットアーム20及びエンドエフェクタ30を所定のホーム姿勢に戻した後で、ターンテーブル62に半導体ウェハWを載置し、且つプリアライナ62により半導体ウェハWの中心位置を再び検出する。
最後に、ロストモーションに起因したずれ量を検出するための第6ステップを行う。当該第6ステップについて、図10及び図11に基づいて詳細に説明する。
本実施形態に係るロボットの診断方法が奏する効果は、第1実施形態の場合と同様であるため、ここではその説明を繰り返さない。
図12及び図13に基づいて、本発明の第3実施形態に係るロボットの診断方法について説明する。本実施形態に係るロボットの診断方法は、上記第1及び第2実施形態の場合と同様に、半導体製造現場であるクリーンルーム内で半導体ウェハに対して作業を行うロボットについて、ロストモーションに起因したずれ量を検出するためのものである。本実施形態において、上記第1及び第2実施形態と同一部分には同じ参照番号を付し、同様となる説明は繰り返さない。また、第1及び第2実施形態と同様の手順についても適宜繰り返すことなく説明する。
本実施形態では、第1ステップにおいて、上記第1及び第2実施形態で準備したロボット10、半導体ウェハW及びプリアライナ60に加えて、半導体ウェハWを収容するための収容部80をさらに準備する。収容部80は、互いに隣接して配置された第1収容部80a、第2収容部80b、第3収容部80c及び第4収容部80dから構成され、第1収容部80a、第2収容部80b、第3収容部80c及び第4収容部80dそれぞれに予め半導体ウェハWが収容されてある。
本実施形態に係る第2ステップでは、所定の第1動作を行わせることでロボットアーム20及びエンドエフェクタ30を第1収容部80aに収容された半導体ウェハWを保持可能な姿勢とし、且つそこでエンドエフェクタ30に半導体ウェハWを保持させる。このときの状態を図12に示す。さらに、この状態から所定の第2動作を行わせることでロボットアーム20及びエンドエフェクタ30をターンテーブル62に半導体ウェハWを載置可能な姿勢とした後で、ターンテーブル62に半導体ウェハWを載置し、且つプリアライナ60により半導体ウェハWの中心位置を検出する。このときの状態を図13に示す。
本実施形態では、第4ステップを行った後の第5ステップにおいて、第1収容部80aに収容されている半導体ウェハWをエンドエフェクタ30により保持させてから所定の第2動作を再び行わせることでロボットアーム20及びエンドエフェクタ30をターンテーブル62に半導体ウェハWを載置可能な姿勢とした後で、ターンテーブル62に半導体ウェハWを載置し、且つプリアライナ60により半導体ウェハWの中心位置を再び検出する。
本実施形態では、第1乃至第5ステップを行った後の第6ステップにおいて、第2ステップにおいて検出される半導体ウェハWの中心位置、及び第4ステップにおけるロボット制御部40からの指令値に基づいた半導体ウェハWの中心位置と、第5ステップにおいて検出される半導体ウェハWの中心位置と、に基づいて半導体ウェハWを第1収容部80aに収容可能な姿勢での第2関節部AX2におけるロストモーションに起因したずれ量を検出する。なお、ここでのロストモーションは、第1実施形態の場合と同様に求めることができるため、その説明を繰り返さない。
本実施形態に係るロボットの診断方法では、上記のような手順を行うことで、第1収容部80aに半導体ウェハWを収容可能な姿勢でのロストモーションに起因したずれ量を検出することができる。ここで、図12及び図13に示すように、複数の収容部(第1収容部80a、第2収容部80b、第3収容部80c及び第4収容部80c)それぞれに半導体ウェハWが収容されるような場合、それぞれの収容部に半導体ウェハWを収容可能な姿勢でのロストモーションに起因したずれ量はそれぞれ異なる。したがって、上記した本実施形態に係る効果が有効である。なお、上記第3実施形態では、第1収容部80aに半導体ウェハWを収容可能な姿勢でのロストモーションに起因したずれ量を検出したが、この場合に限定されず、第2収容部80b、第3収容部80c及び第4収容部80cに半導体ウェハWを収容可能な姿勢でのロストモーションに起因したずれ量も同様に検出することができる。
上記実施形態では、半導体製造現場であるクリーンルーム内にロボット20、半導体ウェハW、プリアライナ60及び収容部80が準備される場合について説明したが、これに限定されない。すなわち、ロボット20、半導体ウェハW、プリアライナ60及び収容部80は、他の場所において準備されてもよい。このような場合、半導体ウェハW以外のワークであってもよい。
20 ロボットアーム
30 エンドエフェクタ
40 ロボット制御部
60 プリアライナ
62 ターンテーブル
64 センサ
80 収容部
AX 関節部
AR 矢印
L 軸線
P 中心位置
W 半導体ウェハ
Claims (8)
- ロストモーションに起因したずれ量を検出するためのロボットの診断方法であって、
少なくとも1つの関節部を有するロボットアームと、前記ロボットアームに取り付けられるエンドエフェクタと、前記ロボットアーム及び前記エンドエフェクタを制御するロボット制御部と、を備えるロボットと、
前記ロボットにより搬送されるワークと、
前記ワークが載置されるターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるための駆動部と、前記駆動部により回転している状態の前記ワークの外縁部分を検出するセンサと、前記センサにより検出した前記外縁部分に基づいて前記ワークの中心位置を検出する処理部と、を備えるプリアライナと、
を準備する第1ステップと、
前記エンドエフェクタにより前記ターンテーブルに前記ワークを載置し、且つ前記プリアライナにより前記ワークの中心位置を検出する第2ステップと、
少なくとも前記第1及び前記第2ステップを行った後で、前記エンドエフェクタにより前記ターンテーブルに載置されたワークを保持する第3ステップと、
少なくとも前記第1及び前記第2ステップを行った後で、前記ロボット制御部からの指令値に基づいて前記少なくとも1つの関節部のうちの1つの関節部を所定の角度だけ第1方向に回転させる第4ステップと、
前記第1乃至前記第4ステップを行った後で、前記エンドエフェクタにより前記ターンテーブルに前記ワークを載置し、且つ前記プリアライナにより前記ワークの中心位置を再び検出する第5ステップと、
前記第1乃至前記第5ステップを行った後で、前記第2ステップにおいて検出される前記ワークの中心位置、及び前記第4ステップにおける前記ロボット制御部からの指令値に基づいたワークの中心位置と、前記第5ステップにおいて検出されるワークの中心位置と、に基づいて前記1つの関節部におけるロストモーションに起因したずれ量を検出する第6ステップと、
を備えることを特徴とする、ロボットの診断方法。 - 前記第4ステップは前記第1乃至前記第3ステップを行った後で行われる、請求項1に記載のロボットの診断方法。
- 前記第3ステップは前記第1、前記第2及び前記第4ステップを行った後で行われ、
前記第5ステップにおいて、前記エンドエフェクタを前記第2ステップで前記ターンテーブルに前記ワークを載置したときと同じ位置に戻した後で、前記ターンテーブルに前記ワークを載置する、請求項1に記載のロボットの診断方法。 - 前記第1ステップにおいて、前記ワークを収容するための収容部をさらに準備し、
前記第2ステップにおいて、所定の第1動作を行わせることで前記ロボットアーム及び前記エンドエフェクタを前記収容部に収容されたワークを保持可能な姿勢とし、且つそこで前記エンドエフェクタに前記ワークを保持させてから所定の第2動作を行わせることで前記ロボットアーム及び前記エンドエフェクタを前記ターンテーブルに前記ワークを載置可能な姿勢とした後で、前記ターンテーブルに前記ワークを載置し、且つ前記プリアライナにより前記ワークの中心位置を検出し、
前記第1乃至前記第3ステップを行った後の前記第4ステップにおいて、前記所定の第1動作を再び行わせることで前記ロボットアーム及び前記エンドエフェクタを前記収容部に前記ワークを収容可能な姿勢とし、且つそこで前記収容部に前記ワークを収容した後で、前記ロボット制御部からの指令値に基づいて前記少なくとも1つの関節部のうちの1つの関節部を所定の角度だけ第1方向に回転させ、
前記第4ステップを行った後の前記第5ステップにおいて、前記収容部に収容されているワークを前記エンドエフェクタにより保持させてから前記所定の第2動作を再び行わせることで前記ロボットアーム及び前記エンドエフェクタを前記ターンテーブルに前記ワークを載置可能な姿勢とした後で、前記ターンテーブルに前記ワークを載置し、且つ前記プリアライナにより前記ワークの中心位置を再び検出し、
前記第1乃至前記第5ステップを行った後の第6ステップにおいて、前記第2ステップにおいて検出される前記ワークの中心位置、及び前記第4ステップにおける前記ロボット制御部からの指令値に基づいたワークの中心位置と、前記第5ステップにおいて検出されるワークの中心位置と、に基づいて前記収容部にワークを収容可能な姿勢での前記1つの関節部におけるロストモーションに起因したずれ量を検出する、請求項2に記載のロボットの診断方法。 - 前記第4ステップにおいて前記1つの関節部を回転させる第1方向は、前記第2ステップにおいて前記ターンテーブルに前記ワークを載置する直前に前記1つの関節部が回転していた方向と反対である、請求項1乃至4のいずれかに記載のロボットの診断方法。
- 前記第1ステップにおいて、前記ワーク、前記ロボット、及び前記プリアライナは半導体製造現場であるクリーンルーム内に準備される、請求項1乃至5のいずれかに記載のロボットの診断方法。
- 前記第1ステップにおいて、前記収容部は半導体製造現場であるクリーンルーム内に準備される、請求項6に記載のロボットの診断方法。
- 前記ワークは半導体ウェハである、請求項1乃至7のいずれかに記載のロボットの診断方法。
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