WO2019102688A1 - 監視方法 - Google Patents

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WO2019102688A1
WO2019102688A1 PCT/JP2018/033433 JP2018033433W WO2019102688A1 WO 2019102688 A1 WO2019102688 A1 WO 2019102688A1 JP 2018033433 W JP2018033433 W JP 2018033433W WO 2019102688 A1 WO2019102688 A1 WO 2019102688A1
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WO
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monitoring
robot
monitoring method
ranking
detected
Prior art date
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PCT/JP2018/033433
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English (en)
French (fr)
Inventor
雅也 吉田
拓之 岡田
敦史 中矢
Original Assignee
川崎重工業株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 川崎重工業株式会社 filed Critical 川崎重工業株式会社
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Priority to US16/766,858 priority patent/US11440200B2/en
Priority to CN201880075578.XA priority patent/CN111356563B/zh
Publication of WO2019102688A1 publication Critical patent/WO2019102688A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/06—Safety devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/0095—Manipulators transporting wafers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1674—Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1653—Programme controls characterised by the control loop parameters identification, estimation, stiffness, accuracy, error analysis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/005—Testing of complete machines, e.g. washing-machines or mobile phones
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the present invention relates to a monitoring method for monitoring a robot having a plurality of drive units and performing a predetermined process operation.
  • a monitoring method for monitoring a robot that has a plurality of drive units (for example, a motor provided to each of a plurality of joint axes) and performs a predetermined process operation is known.
  • Such a monitoring method is performed by, for example, the abnormality determination device described in Patent Document 1.
  • the abnormality determination device of Patent Document 1 is a robot device based on an operation value obtained by operating each current value detected by each detection unit and an allowable range of the operation value which is preset in association with each operation pattern. It is determined whether or not an abnormal external force is applied. In addition, whether or not the operation of the robot apparatus is abnormal based on the current value obtained by totaling the current values detected by each detection unit and the allowable range of the total value of the operating current acquired by the acquisition unit. Determine
  • an object of the present invention is to provide a monitoring method for monitoring a robot that can solve various problems by reducing the amount of data to be handled compared to the prior art.
  • a monitoring system is a monitoring method for monitoring a robot having a plurality of drive units and performing a predetermined process operation, and among the plurality of drive units, a monitoring method is provided. And at least one monitoring parameter related to the operation is preset in each of the driving units set as the monitoring target, and a plurality of the predetermined process operations are sequentially performed on the time axis. And at least one drive unit set as a monitoring target in each of the plurality of process parts operates, performs the predetermined process operation one or more times, and operates in each of the plurality of process parts.
  • a preparation operation process for detecting all set monitoring parameters and the preparation operation process A step of deriving a degree of load based on a predetermined load evaluation method for each of all detected monitoring parameters, and ranking all the detected monitoring parameters in order from the one with the largest degree of load;
  • the present invention is characterized by comprising a normal operation step of mainly monitoring a monitoring parameter ranked high in the ranking step with respect to a drive unit in a process portion in which the monitoring parameter is detected.
  • the monitoring parameter ranked high in the ranking step is mainly monitored for the drive unit in the process portion in which the monitoring parameter is detected.
  • the drive unit may be a motor provided on each of at least one joint axis of the robot.
  • only the monitoring parameter ranked high in the ranking process may be monitored for the drive unit in the process portion in which the monitoring parameter is detected.
  • At least one of position deviation, speed deviation, acceleration deviation, and current value related to the operation of the drive unit may be set as the monitoring parameter.
  • a plurality of monitoring parameters may be set for each drive unit.
  • each drive unit can be monitored in multiple planes by a plurality of monitoring parameters, the monitoring accuracy can be improved.
  • Each of the plurality of process parts may be configured by dividing the predetermined process operation into work units or operation units performed by the robot.
  • That may be notified at the completion of the ranking process.
  • An alarm may be issued when the load degree of the drive section monitored in the normal operation process exceeds a predetermined threshold.
  • the robot may be a transfer robot that performs the predetermined process operation at a manufacturing site.
  • the manufacturing site may be a semiconductor manufacturing site, and the robot may be a transfer robot for transferring a semiconductor wafer.
  • the present invention can provide a monitoring method for monitoring a robot that can solve various problems by reducing the amount of data handled compared to the prior art.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a robot system in which a monitoring method according to an embodiment of the present invention is performed. It is a flowchart of the monitoring method which concerns on embodiment of this invention. It is a figure which shows an example of the position deviation ranking acquired at the ranking process of the monitoring method which concerns on embodiment of this invention. It is a figure which shows an example of the speed deviation ranking acquired at the ranking process of the monitoring method which concerns on embodiment of this invention. It is a figure which shows an example of the acceleration deviation ranking acquired at the ranking process of the monitoring method which concerns on embodiment of this invention. It is a figure which shows an example of the current value ranking acquired at the ranking process of the monitoring method which concerns on embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a robot system in which a monitoring method according to the present embodiment is performed.
  • the monitoring method according to the present embodiment is executed in the robot system 10 including the robot 20 in order to monitor the robot 20 performing a predetermined process operation in a clean room which is a semiconductor manufacturing site.
  • the robot system 10 processes the robot 20, the housing unit 50 for housing the semiconductor wafer W, the pre-aligner 70 for performing the angle alignment of the semiconductor wafer W, and the semiconductor wafer W. And a processing unit 90.
  • the housing unit 50 is disposed apart from the processing device 90 via a space in which the robot 20 and the pre-aligner 70 are disposed.
  • the robot 20 is a transfer robot for transferring the semiconductor wafer W in a clean room which is a semiconductor manufacturing site.
  • the robot 20 is a so-called horizontal articulated three-axis robot, and includes three joint axes (a first joint axis AX1, a second joint axis AX2, and a third joint axis AX3).
  • the robot 20 includes a base 22, a vertically extendable elevating shaft (not shown) provided on the upper surface of the base 22, a robot arm 30 attached to the upper end of the elevating shaft, and a robot arm 30.
  • An end effector 38 attached to the tip and a robot control unit 40 that controls the robot arm 30 and the end effector 38 are provided.
  • the elevating shaft provided on the upper surface of the base 22 is configured to be expandable and contractible by an air cylinder or the like (not shown).
  • the robot arm 30 includes a first arm 32a, a second arm 32b, and a wrist 32c, which are formed by elongated members extending in the horizontal direction.
  • the first arm 32a is attached to the upper end of the elevating shaft via a first joint axis AX1 which is driven by a motor (drive unit) (not shown) at one end in the longitudinal direction.
  • the first arm 32a is attached to the elevating shaft so as to be rotatable about an axis extending in the vertical direction.
  • the second arm 32b is attached to the other end of the first arm 32a via a second joint axis AX2 which is driven by a motor (not shown) at one end in the longitudinal direction.
  • the second arm 32b is attached to the first arm 32a in a state where it can rotate about an axis extending in the vertical direction.
  • the wrist 32c is attached to the other end of the second arm 32b via a third joint axis AX3 which is driven by a motor (not shown) (not shown) at one end in the longitudinal direction.
  • the wrist portion 32c is attached to the second arm 32b in such a manner as to be rotatable about an axis extending in the vertical direction.
  • the tip end side of the end effector 38 is bifurcated, and is configured in a Y shape in plan view.
  • the proximal end of the end effector 38 is fixed to the distal end side of the wrist 32 c.
  • the specific configuration of the robot control unit 40 is not particularly limited, but may be a configuration realized by, for example, a known processor (CPU or the like) operating according to a program stored in the storage unit (memory).
  • the monitoring method according to the present embodiment is executed in the robot system 10 by the robot control unit 40 controlling the robot 20.
  • the accommodating portion 50 is composed of a first accommodating portion 52, a second accommodating portion 54, a third accommodating portion 56, and a fourth accommodating portion 58 disposed adjacent to each other, and the first accommodating portion 52, the second accommodating portion 54.
  • the semiconductor wafer W is accommodated in advance in the third accommodating portion 56 and the fourth accommodating portion 58, respectively.
  • Each of the first accommodation portion 52, the second accommodation portion 54, the third accommodation portion 56, and the fourth accommodation portion 58 has a hollow rectangular parallelepiped shape in which an opening is formed on the entire front surface, and The end effector 38 is inserted.
  • Each of the first accommodation unit 52, the second accommodation unit 54, the third accommodation unit 56, and the fourth accommodation unit 58 accommodates a plurality of semiconductor wafers W stacked in the vertical direction at predetermined intervals. Is possible.
  • the pre-aligner 70 includes a pre-aligner main body 72, a turntable 74 on which the semiconductor wafer W is mounted, a drive source (not shown) for rotating the turntable 74, and a semiconductor wafer W in a state of being rotated by the drive source.
  • An optical sensor 76 for detecting an outer edge portion and a processing unit (not shown) for processing information detected by the optical sensor 76 are provided.
  • the pre-aligner 70 aligns the semiconductor wafer W by aligning the positions in the circumferential direction of notches or linear portions (orientation flats) formed on the outer periphery of the semiconductor wafer W.
  • the processing apparatus 90 receives the semiconductor wafer W angle-aligned by the pre-aligner 70 and processes the semiconductor wafer W.
  • the processing apparatus 90 has a processing chamber 91 for processing, and in the outer wall forming the processing chamber 91, an insertion port 92 for inserting an unprocessed semiconductor wafer W into the processing chamber 91, a processing chamber 91 And an outlet 94 for taking out the processed semiconductor wafer W.
  • the predetermined process operation includes a plurality of process parts sequentially performed on the time axis.
  • the plurality of process parts are configured by dividing each of the plurality of process parts in which the robot 20 performs a predetermined process operation.
  • the predetermined process operation according to the present embodiment includes the following 1st to 44th process parts, with the robot 20 in the predetermined home posture as an initial state.
  • the predetermined process operation is the third process after carrying out the second process portion until the semiconductor wafer W1 can be placed on the turn table 74 of the pre-aligner 70 by transporting the semiconductor wafer W1.
  • the fourth process part after placing the semiconductor wafer W1 on the turntable 74 after performing the third process part, and the turntable 74 after performing the fourth process part And a fifth step of holding the placed angle-matched semiconductor wafer W1 again.
  • the semiconductor wafer W1 is transported, and the semiconductor wafer W1 is set to be able to be placed in the processing chamber 91 through the insertion port 92.
  • the sixth process portion and the seventh process portion after the sixth process portion is performed until the semiconductor wafer W1 is placed in the processing chamber 91, and after the seventh process portion is performed From the eighth process part until the semiconductor wafer W1 processed in the process chamber 91 can be held through the outlet 94 and after the eighth process part is performed, the process chamber 91 And a ninth process portion for holding the processed semiconductor wafer W1 placed therein again.
  • the predetermined process operation is carried out after the ninth process operation is carried out until the processed semiconductor wafer W1 is transported to a position where the semiconductor wafer W1 can be placed on the first container 52.
  • the semiconductor device further includes an eleventh process portion after the tenth process portion is performed and the semiconductor wafer W1 is placed in the first accommodating portion 52 and accommodated again.
  • the predetermined process operation is the twelfth process part after the seventh process part is performed until the semiconductor wafer W2 accommodated in the second accommodation unit 54 can be held.
  • the same operations as the twelfth to 22nd process portions are sequentially performed on the semiconductor wafer W3 accommodated in the third accommodation portion 56 and the semiconductor wafer W4 accommodated in the fourth accommodation portion 58. And performing the twenty-third to forty-fourth process parts.
  • At least one of the motors set as targets to be monitored and at least one of the motors (a plurality of drive units) provided on each of the first to third joint axes AX1 to AX3 is set as a target to be monitored
  • the monitoring parameters of are preset.
  • position deviations, velocity deviations, acceleration deviations, and current values related to the operation of the motor are set as monitoring parameters.
  • at least one motor set as a monitoring target operates in each of the first to forty-fourth process parts (a plurality of process parts) described above.
  • FIG. 2 is a flowchart of the monitoring method according to the present embodiment.
  • a preparation operation step S1, a ranking step S2 performed after the preparation operation step S1, and after the ranking step S2 are performed.
  • Step operation process S1 In the preparatory operation process S1, all the monitoring parameters set for all the motors set as the monitoring targets to be operated in each of the 1st to 44th process portions are performed by performing the predetermined process operation once or more. In the present embodiment, position deviation, velocity deviation, acceleration deviation, and current value related to the operation of the motor are detected.
  • the first joint axis AX1 and the second joint axis AX2 when each motor in the first joint axis AX1 and the second joint axis AX2 operates in the first process portion and the motor in the third joint axis AX3 does not operate, the first joint axis AX1 and the second joint axis Detects all set monitoring parameters for the motor in AX2.
  • the detection may be performed by the motor itself by configuring the motor as a servomotor, or by providing a position sensor, a speed sensor, an acceleration sensor, an ammeter, etc. separately from the motor. It is also good.
  • the set monitoring parameter may not be detected for the third joint axis AX3 which does not operate.
  • the motors (the first joint axis AX1, the second joint axis AX2 and the third joint axis AX3) are to be monitored is described here, for example, there is a joint axis whose load degree is obviously small. If so, the motor at that joint axis may be excluded from monitoring.
  • the preparation operation process S1 may be completed in a short time by performing only once, or two or more times may be performed to average the detected monitoring parameters. Accuracy may be improved. Moreover, when performing a predetermined
  • the degree of load is derived based on a predetermined load evaluation method for each of all the monitoring parameters detected in the preparatory operation step S1, and all the monitoring detected in order from the one with the largest degree of load. Rank the parameters.
  • the load evaluation method referred to here is, for example, to what proportion each of the detected position deviation, velocity deviation and acceleration deviation has reached with respect to a predetermined allowable limit, or a predetermined value for the current value.
  • the degree of loading may be derived by calculating how much it has reached against the tolerance of exceeding the reference value and the like (for example, 90% of tolerance has been reached). When the degree of load is large, the value of current flowing through the motor usually becomes large, so that the degree of load can be derived by the above-described load evaluation method or the like.
  • FIGS. 3 to 6 are diagrams showing an example of the ranking result obtained in the ranking step of the monitoring method according to the embodiment of the present invention.
  • ranking is performed for each motor (AX1, AX2 and AX3) in the joint axis with each of the monitoring parameters (position deviation, velocity deviation, acceleration deviation and current value).
  • the monitoring parameters position deviation, velocity deviation, acceleration deviation and current value.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of position deviation ranking obtained in the ranking step of the monitoring method according to the embodiment of the present invention.
  • the load degree is derived based on the predetermined load evaluation method with respect to all position deviations detected in the preparatory operation step S1, and the results are ranked in the descending order of the load degree. It is.
  • the tenth process portion that was 80% loaded in the motor of the first joint axis AX1 is ranked first and 75% loaded.
  • the 25th process part, which was the degree, is ranked second
  • the 42nd process part, which is the 71% loading degree is ranked third.
  • the third process part that was 90% loaded is ranked first
  • the twelfth process part that was 85% loaded is ranked second
  • the tenth process part which was 82% loading degree is ranked in the third place.
  • the fifth process part that was 77% loaded is ranked first, and the second process part that was 63% loaded is ranked second
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of velocity deviation ranking acquired in the ranking step of the monitoring method according to the embodiment of the present invention.
  • the meaning of the speed deviation ranking is the same as the position deviation ranking except that it is performed for all the speed deviations detected in the preparatory operation step S1, and therefore the description thereof will not be repeated here. .
  • the 41st process portion that was 75% loaded in the motor of the first joint axis AX1 is ranked first and 74% loaded.
  • the fourth process part, which was the degree, was ranked second, and the 26th process part, which was 73% loaded, was ranked third.
  • the 22nd process part that was 68% loaded is ranked first, and the second process part that was 63% loaded is ranked second
  • the 41st process part which was 59% of the degree of loading is ranked third.
  • the eighth process part that was 78% loaded is ranked first, and the eighteenth process that was 72% loaded is ranked second
  • the 38th process part which was attached and was 68% of load degree is ranked in the third place.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the acceleration deviation ranking acquired in the ranking step of the monitoring method according to the embodiment of the present invention.
  • the meaning of the acceleration deviation ranking is the same as the position deviation and velocity deviation ranking described above except that it is performed for all the acceleration deviations detected in the preparatory driving process S1, and therefore I will not repeat the explanation.
  • the seventh process portion that was 97% loaded in the motor of the first joint axis AX1 is ranked first and 95% loaded.
  • the 11th process part, which was the degree, is ranked second, and the 32nd process part, which was 88% loaded, is ranked third.
  • the twentieth process part that was 91% loaded is ranked first, and the twenty-second process part that is 88% loaded is ranked second And the 13th process part which was 79% of load degree is ranked in the 3rd place.
  • the 21st process part that was 90% loaded is ranked first, and the 17th process part that was 89% loaded is ranked second And the fifth process part, which was 84% loaded, is ranked third.
  • FIG. 6 is a view showing an example of the current value ranking acquired in the ranking step of the monitoring method according to the embodiment of the present invention.
  • the meaning of the current value ranking is the same as the position deviation, the speed deviation, and the acceleration deviation ranking except that the current value ranking is performed for all the current values detected in the preparatory operation step S1. , I do not repeat the explanation here.
  • the seventh process part that was 97% loaded in the motor of the first joint axis AX1 is ranked first and 95% loaded.
  • the 11th process part, which was the degree, is ranked second, and the 29th process part, which was 89% loaded, is ranked third.
  • the twentieth process part that was 91% loaded is ranked first, and the twenty-second process part that is 81% loaded is ranked second And the 30th process part which was 79% of loading degree is ranked third.
  • the 21st process part that was 90% loaded is ranked first, and the 17th process part that was 79% loaded is ranked second And the 43rd process part which was 77% of loading degree is ranked in the third place.
  • the mode of the notification is not particularly limited.
  • characters or an image may be output on a display, an audio may be output on a speaker, or light may be output from a light source such as an LED.
  • Normal operation process S3 In the normal operation process S3, the monitoring parameter ranked high in the ranking process S2 is mainly monitored for the motor (drive unit) in the process portion in which the monitoring parameter is detected. In the present embodiment, only the monitoring parameter ranked high in the ranking step S2 in the normal operation step S3 is monitored for the motor (drive unit) in the process portion in which the monitoring parameter is detected.
  • the monitoring parameters ranked to the third place are ranked high
  • the present invention is not limited to this, only the monitoring parameters ranked to the first rank may be ranked high, or to the second rank, 3
  • the monitoring parameters ranked to the top or the fourth rank may be top, or the monitoring parameters ranked to the sixth rank or higher may be top.
  • an alarm may be issued when the degree of load on the motor monitored in the normal operation process S3 exceeds a predetermined threshold.
  • the mode of the alarm is not particularly limited, and for example, characters or images may be output on the display, or audio may be output via a speaker, as in the case of informing the completion of the ranking step S2. Or light may be output from a light source such as an LED.
  • the monitoring method mainly relates to the monitoring parameter ranked high in the ranking step S2 (here, up to the third place shown in each of FIGS. 3 to 6), the process portion in which the monitoring parameter is detected. Monitor the motor (drive unit) in
  • the operation of transferring the semiconductor wafer W in the storage unit 50 such as transferring the semiconductor wafer W1 from the first storage unit 52 to the second storage unit 54
  • the robot 20 is designed to be able to perform various tasks including such tasks. That is, in the design stage, it is not taken into consideration how the robot 20 is specifically operated, and if it is not actually operated, it is predicted what degree of load is applied to the motor in each joint axis. It is difficult to do.
  • the monitoring method grasps the degree of load applied to the joint shaft (or motor (drive unit)) based on the monitoring parameter detected by performing the predetermined process operation once or more in the preparatory operation process S1. . Then, as described above, mainly, the monitoring parameter ranked high in the ranking step S2 is monitored for the motor in the process portion in which the monitoring parameter is detected.
  • the monitoring method mainly detects a monitoring parameter having a high degree of load ranked high, and regarding the monitoring parameter, there is a high possibility of occurrence of abnormality, and the monitoring parameter is detected. Monitor the motor in the part.
  • a monitoring parameter which is not ranked high but has a small load degree is regarded as unlikely to cause an abnormality in the monitoring parameter, and the motor in the process portion in which the monitoring parameter is detected is not monitored.
  • the drive unit is a motor provided to each of the first joint axis AX1, the second joint axis AX2 and the third joint axis AX3 which the robot 20 has.
  • position deviations, velocity deviations, acceleration deviations, and current values related to the operation of the motor are set as monitoring parameters.
  • each motor can be monitored in a multifaceted manner by a plurality of monitoring parameters, so that the accuracy of monitoring can be improved.
  • the first to forty-fourth process portions are configured by dividing each of the predetermined process operations by the operation unit in which the robot 20 performs. This makes it possible to rank which joint axis (or motor (drive unit)) is subjected to which operation by the robot 20 has a large degree of load.
  • an alarm may be issued when the load degree of the motor (drive unit) monitored in the normal operation process S3 exceeds a predetermined threshold.
  • the degree of load on the motor exceeds a predetermined threshold, the user can recognize that. Therefore, it becomes possible to perform maintenance work on the motor in the process portion in which the monitoring parameter in which the abnormality has occurred is detected.
  • the robot 20 is a transfer robot for transferring the semiconductor wafer W which performs a predetermined process operation at the semiconductor manufacturing site. This makes it possible to monitor a transfer robot for transferring a semiconductor wafer which performs predetermined process operations at a semiconductor manufacturing site.
  • the first to forty-fourth process parts are each configured by dividing the predetermined process operation for each operation unit performed by the robot 20, the case has been described. It is not limited. That is, in the above embodiment, the predetermined process operation includes, for example, a first process portion from the initial state until the semiconductor wafer W1 accommodated in the first accommodation unit 52 can be held, and the first process portion Although the case where division is made in detail in units of operation to include the second process portion until the semiconductor wafer W1 stored in the first accommodation portion 52 after the process portion is included has been described, the present invention is limited thereto I will not.
  • the semiconductor wafer W1 accommodated in the first accommodation portion 52 is transported from the initial state to the pre-aligner 70, and the semiconductor wafer W1 angle-aligned by the pre-aligner 70 is inserted from the insertion port 92.
  • the semiconductor wafer W1 may be transported into the processing chamber 91, divided into work units until the processed semiconductor wafer W1 is taken out from the outlet 94, transported to the first storage unit 52, and stored again.
  • the said embodiment demonstrated the case where the positional deviation regarding the operation
  • at least one of position deviation, speed deviation, acceleration deviation, and current value regarding the motor may be set as the monitoring parameter, or another type of monitoring parameter may be set. If only one monitoring parameter is set, the robot 20 needs to have two or more joint axes in order to perform ranking in the ranking step S2.
  • the robot 20 includes the three joint axes of the first joint axis AX1, the second joint axis AX2, and the third joint axis AX3.
  • the present invention is not limited to this. That is, the robot 20 may include one or two joint axes, or four or more joint axes (ie, at least one joint axis).
  • the monitoring method according to the present invention may be performed on a motor (drive unit) provided for each of all the joint axes.
  • the robot 20 includes only one joint axis, two or more types of monitoring parameters need to be set in order to perform ranking in the ranking step S2.
  • the present invention is not limited to this. That is, the monitoring method may be included in the monitoring control unit provided separately from the robot control unit 40 and provided on the upper level.
  • the robot control unit 40 when notifying that at the time of completion of the ranking step S2, and when issuing a warning when the load degree of the motor monitored in the normal operation step S3 exceeds a predetermined threshold, the robot control unit 40 , Or may be issued by issuing an output command from the monitoring control unit.
  • the robot 20 is a transfer robot that performs predetermined process operations at a semiconductor manufacturing site.
  • the robot 20 may be another transfer robot that performs a predetermined process operation, for example, at a food manufacturing site or an automobile manufacturing site.
  • the robot 20 may transport, for example, any food or automobile part instead of the semiconductor wafer W.
  • the robot 20 may be another robot used for transportation.
  • the robot 20 may be, for example, a welding robot that performs welding.
  • the drive unit may be configured as a motor in a so-called external shaft such as a holding mechanism (suction, gripping, etc.) provided on the end effector 38 or a peripheral device controlled by the robot control unit 40.
  • the drive unit may be configured as a hydraulic cylinder or the like instead of the motor.

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Abstract

複数の駆動部を有し、且つ所定の工程動作を行うロボットを監視するための監視方法であって、所定の工程動作を１回以上行い、複数の工程部分それぞれにおいて、動作する駆動部に関し、設定されている全ての監視パラメータを検出する準備運転工程と、準備運転工程において検出された全ての監視パラメータそれぞれに対して所定の負荷評価方法に基づき負荷度合いを導出し、負荷度合いが大きいものから順に検出された全ての監視パラメータをランク付けするランク付け工程と、主に、ランク付け工程において上位にランク付けされた監視パラメータを、その監視パラメータが検出された工程部分における駆動部について監視する通常運転工程と、を備えることを特徴とする。

Description

監視方法
　本発明は、複数の駆動部を有し、且つ所定の工程動作を行うロボットを監視するための監視方法に関する。
　従来から、複数の駆動部（例えば、複数の関節軸それぞれに設けられるモータなど）を有し、且つ所定の工程動作を行うロボットを監視するための監視方法が知られている。このような監視方法が、例えば、特許文献１に記載された異常判定装置で行われている。
　特許文献１の異常判定装置は、各検出部によって検出されたそれぞれの電流値を演算した演算値と、動作パターンごとに関連付けて予め設定された演算値の許容範囲とに基づいて、ロボット装置に異常な外力が加えられているか否かを判定する。また、各検出部によって検出されたそれぞれの電流値を合計した電流値と、取得部によって取得された動作電流の合計値の許容範囲とに基づいて、ロボット装置の動作が異常であるか否かを判定する。
特開２０１３－６６９８７号公報
　ところで、特許文献１では、複数の検出部によって検出された電流値それぞれを演算して演算値を取得し、当該複数の演算値と動作パターンごとに予め設定された演算値の許容範囲とを比較などして異常の有無を判定している。したがって、特許文献１の異常判定装置は、取り扱うデータ量が大きくなってしまうという問題があった。これにより、例えば、処理速度が遅くなり、演算処理などの信頼性が低下し、また、高価な装置が必要になる等の問題が生じていた。
　そこで、本発明は、従来よりも取り扱うデータ量を少なくすることで種々の問題を解消し得るロボットを監視するための監視方法を提供することを目的とする。
　前記課題を解決するために、本発明に係る監視システムは、複数の駆動部を有し、且つ所定の工程動作を行うロボットを監視するための監視方法であって、前記複数の駆動部のうちの少なくとも１つが監視対象として設定され、監視対象として設定された駆動部のそれぞれに、その動作に関する少なくとも１種の監視パラメータが予め設定され、前記所定の工程動作は時間軸上で順次なされる複数の工程部分を含み、前記複数の工程部分それぞれにおいて監視対象として設定された少なくとも１つの駆動部が動作し、前記所定の工程動作を１回以上行い、前記複数の工程部分それぞれにおいて、動作する監視対象として設定された全ての駆動部に関し、設定されている全ての監視パラメータを検出する準備運転工程と、前記準備運転工程において検出された全ての監視パラメータそれぞれに対して所定の負荷評価方法に基づき負荷度合いを導出し、前記負荷度合いが大きいものから順に前記検出された全ての監視パラメータをランク付けするランク付け工程と、主に、前記ランク付け工程において上位にランク付けされた監視パラメータを、その監視パラメータが検出された工程部分における駆動部について監視する通常運転工程と、を備えることを特徴とする。
　上記構成によれば、主に、ランク付け工程において上位にランク付けされた監視パラメータを、その監視パラメータが検出された工程部分における駆動部について監視する。その結果、従来よりも取り扱うデータ量を少なくすることで種々の問題を解消し得るロボットを監視するための監視方法を提供することができる。
　前記駆動部は、前記ロボットが有する少なくとも１つの関節軸それぞれに設けられるモータであってもよい。
　上記構成によれば、ロボットが有する少なくとも１つの関節軸それぞれに設けられるモータの監視を行う際に、取り扱うデータ量を少なくすることができる。
　前記通常運転工程で、前記ランク付け工程において上位にランク付けされた監視パラメータのみを、その監視パラメータが検出された工程部分における駆動部について監視してもよい。
　上記構成によれば、取り扱うデータ量を一層少なくすることが可能となる。その結果、上記本発明が奏する効果を顕著にすることが可能となる。
　例えば、前記監視パラメータとして前記駆動部の動作に関する位置偏差、速度偏差、加速度偏差、及び電流値のうちの少なくも１種が設定されてもよい。
　前記監視パラメータは、各駆動部それぞれにつき複数設定されていてもよい。
　上記構成によれば、各駆動部を複数の監視パラメータによって多面的に監視することができるため、監視の精度を向上させることができる。
　前記複数の工程部分は、それぞれ、前記所定の工程動作を前記ロボットが行う作業単位又は動作単位ごとに区切ることで構成されていてもよい。
　上記構成によれば、ロボットが行うどの作業又は動作でロボットのどの部分に掛かる負荷度合いが大きいかをランク付けすることが可能となる。
　前記ランク付け工程の完了時にその旨を報知してもよい。
　上記構成によれば、ランク付け工程の完了時にユーザーがその旨を認知することが可能となる。
　前記通常運転工程において監視している駆動部の負荷度合いが所定の閾値を超えた場合に警報を発してもよい。
　上記構成によれば、駆動部の負荷度合いが所定の閾値を超えた場合にユーザーがその旨を認知することが可能となる。
　前記ロボットは、前記所定の工程動作を製造現場で行う搬送用ロボットであってもよい。
　上記構成によれば、所定の工程動作を製造現場で行う搬送用ロボットを監視することが可能となる。
　前記製造現場は半導体製造現場であり、前記ロボットは半導体ウェハを搬送するための搬送用ロボットであってもよい。
　上記構成によれば、所定の工程動作を半導体製造現場で行う半導体ウェハを搬送するための搬送用ロボットを監視することが可能となる。
　本発明は、従来よりも取り扱うデータ量を少なくすることで種々の問題を解消し得るロボットを監視するための監視方法を提供することができる。
本発明の実施形態に係る監視方法が実行されるロボットシステムを示す概略図である。 本発明の実施形態に係る監視方法のフローチャートである。 本発明の実施形態に係る監視方法のランク付け工程で取得される位置偏差ランキングの一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る監視方法のランク付け工程で取得される速度偏差ランキングの一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る監視方法のランク付け工程で取得される加速度偏差ランキングの一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る監視方法のランク付け工程で取得される電流値ランキングの一例を示す図である。
　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は、本実施形態に係る監視方法が実行されるロボットシステムを示す概略図である。
（ロボットシステム１０）
　本実施形態に係る監視方法は、半導体製造現場であるクリーンルーム内で所定の工程作業を行うロボット２０を監視するために、当該ロボット２０を備えるロボットシステム１０において実行される。
　図１に示すように、ロボットシステム１０は、ロボット２０と、半導体ウェハＷを収容するための収容部５０と、半導体ウェハＷの角度合わせを行うためのプリアライナ７０と、半導体ウェハＷに処理を施すための処理装置９０と、を備える。収容部５０は、ロボット２０及びプリアライナ７０が配置される空間を介して処理装置９０から離れて配置されている。
（ロボット２０）
　本実施形態に係るロボット２０は、半導体製造現場であるクリーンルーム内において半導体ウェハＷを搬送するための搬送用ロボットである。また、ロボット２０は、いわゆる水平多関節型の３軸ロボットであり、３つの関節軸（第１第１関節軸ＡＸ１、第２関節軸ＡＸ２、及び第３関節軸ＡＸ３）を備える。ロボット２０は、基台２２と、基台２２の上面に設けられる上下方向に伸縮可能な昇降軸（図示せず）と、当該昇降軸の上端部に取り付けられるロボットアーム３０と、ロボットアーム３０の先端部に取り付けられるエンドエフェクタ３８と、ロボットアーム３０及びエンドエフェクタ３８を制御するロボット制御部４０と、を備える。
　基台２２の上面に設けられる昇降軸は、図示しないエアシリンダなどで伸縮可能に構成されている。
　ロボットアーム３０は、水平方向に延びる長尺状の部材で構成されている第１アーム３２ａ、第２アーム３２ｂ及び手首部３２ｃを含む。第１アーム３２ａは、その長手方向の一端部が図示しないモータ（駆動部）で駆動する第１関節軸ＡＸ１を介して昇降軸の上端部に取り付けられている。これにより、第１アーム３２ａは鉛直方向に延びる軸線回りに回動可能な状態で昇降軸に取り付けられている。第２アーム３２ｂは、その長手方向の一端部が図示しないモータ（同前）で駆動する第２関節軸ＡＸ２を介して第１アーム３２ａの他端部に取り付けられている。これにより、第２アーム３２ｂは鉛直方向に延びる軸線回りに回動可能な状態で第１アーム３２ａに取り付けられている。手首部３２ｃは、その長手方向の一端部が図示しないモータ（同前）で駆動する第３関節軸ＡＸ３を介して第２アーム３２ｂの他端部に取り付けられている。これにより、手首部３２ｃは鉛直方向に延びる軸線回りに回動可能な状態で第２アーム３２ｂに取り付けられている。
　エンドエフェクタ３８は、その先端側が２股に分かれており、平面視においてＹ字状に構成されている。エンドエフェクタ３８の基端部は、手首部３２ｃの先端側に固定されている。
　ロボット制御部４０の具体的な構成は特に限定されないが、例えば、公知のプロセッサ（ＣＰＵ等）が記憶部（メモリ）に格納されるプログラムに従って動作することにより実現される構成であってもよい。なお、本実施形態に係る監視方法は、当該ロボット制御部４０がロボット２０を制御することでロボットシステム１０において実行される。
（収容部５０）
　収容部５０は、互いに隣接して配置された第１収容部５２、第２収容部５４、第３収容部５６及び第４収容部５８から構成され、第１収容部５２、第２収容部５４、第３収容部５６及び第４収容部５８それぞれに予め半導体ウェハＷが収容されてある。第１収容部５２、第２収容部５４、第３収容部５６及び第４収容部５８は、それぞれ、その前面全域に開口が形成された中空の直方体形状であり、当該開口からそれぞれの内部にエンドエフェクタ３８が挿入される。第１収容部５２、第２収容部５４、第３収容部５６及び第４収容部５８は、それぞれ、複数枚の半導体ウェハＷを所定の間隔を空けて上下方向に積層した状態で収容することが可能である。
（プリアライナ７０）
　プリアライナ７０は、プリアライナ本体７２と、半導体ウェハＷが載置されるターンテーブル７４と、ターンテーブル７４を回転させるための図示しない駆動源と、当該駆動源により回転している状態の半導体ウェハＷの外縁部分を検出する光学センサ７６と、光学センサ７６で検出した情報などを処理する図示しない処理部と、を備える。プリアライナ７０は、上記構成により、半導体ウェハＷの外周に形成された切欠（ｎｏｔｃｈ）又は直線部（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ　ｆｌａｔ）の周方向における位置を合わせることで、半導体ウェハＷの角度合わせを行う。
（処理装置９０）
　処理装置９０は、プリアライナ７０で角度合わせされた半導体ウェハＷを受け入れ、当該半導体ウェハＷに処理を施す。処理装置９０は、処理を施すための処理室９１を有し、処理室９１を形成する外壁には、未処理の半導体ウェハＷを処理室９１に挿入するための挿入口９２と、処理室９１で処理を施された半導体ウェハＷを取り出すための取出口９４と、が穿設される。
（所定の工程動作）
　ここで、上記したロボットシステム１０でロボット２０が行う所定の工程動作について詳細に説明する。当該所定の工程動作は、時間軸上で順次なされる複数の工程部分を含む。本実施形態では、当該複数の工程部分が、それぞれ、所定の工程動作をロボット２０が行う動作単位ごとに区切ることで構成されている。
　例えば、本実施形態に係る所定の工程動作は、ロボット２０を所定のホーム姿勢としたときを初期状態として、次の１～４４番目の工程部分を含む。
　初期状態から第１収容部５２に収容された半導体ウェハＷ１を保持可能な姿勢とするまでの１番目の工程部分と、当該１番目の工程部分を行った後から第１収容部５２に収容された半導体ウェハＷ１を保持するまでの２番目の工程部分と、を備える。
　また、所定の工程動作は、当該２番目の工程部分を行った後から半導体ウェハＷ１を搬送してプリアライナ７０のターンテーブル７４に当該半導体ウェハＷ１を載置可能な姿勢とするまでの３番目の工程部分と、当該３番目の工程部分を行った後からターンテーブル７４に半導体ウェハＷ１を載置するまでの４番目の工程部分と、当該４番目の工程部分を行った後からターンテーブル７４に載置された角度合わせ済みの半導体ウェハＷ１を再び保持するまでの５番目の工程部分と、をさらに備える。
　そして、所定の工程動作は、当該５番目の工程部分を行った後から半導体ウェハＷ１を搬送して挿入口９２を通って処理室９１内で当該半導体ウェハＷ１を載置可能な姿勢とするまでの６番目の工程部分と、当該６番目の工程部分を行った後から処理室９１内に半導体ウェハＷ１を載置するまでの７番目の工程部分と、当該７番目の工程部分を行った後から処理室９１内で処理を施された半導体ウェハＷ１を取出口９４を通って保持可能な姿勢とするまでの８番目の工程部分と、当該８番目の工程部分を行った後から処理室９１内に載置された処理済みの半導体ウェハＷ１を再び保持するまでの９番目の工程部分と、をさらに備える。
　また、所定の工程動作は、当該９番目の工程動作を行った後から処理済みの半導体ウェハＷ１を搬送して第１収容部５２に当該半導体ウェハＷ１を載置可能な姿勢とするまでの１０番目の工程部分と、当該１０番目の工程部分を行った後から当該半導体ウェハＷ１を第１収容部５２に載置して再び収容するまでの１１番目の工程部分と、をさらに備える。
　そして、所定の工程動作は、当該７番目の工程部分を行った後から第２収容部５４に収容された半導体ウェハＷ２を保持可能な姿勢とするまでの１２番目の工程部分と、当該１２番目の工程部分を行った後から上記２～１１番目の工程部分と同様の動作を第２収容部５４に収容された半導体ウェハＷ２に対して行う１３～２２番目の工程部分と、当該２２番目の工程部分を行った後から上記１２～２２番目の工程部分と同様の動作を第３収容部５６に収容された半導体ウェハＷ３、及び第４収容部５８に収容された半導体ウェハＷ４に対して順次行う２３～４４番目の工程部分と、をさらに備える。
（監視パラメータ）
　第１～第３関節軸ＡＸ１～ＡＸ３それぞれに設けられるモータ（複数の駆動部）のうちの少なくとも１つが監視対象として設定され、監視対象として設定されたモータのそれぞれに、その動作に関する少なくとも１種の監視パラメータが予め設定される。本実施形態では、監視パラメータとして、モータの動作に関する位置偏差、速度偏差、加速度偏差、及び電流値が設定されている。そして、上記した１～４４番目の工程部分（複数の工程部分）それぞれにおいて監視対象として設定された少なくとも１つのモータが動作する。
（監視方法）
　上記したロボットシステム１０において実行される本実施形態に係る監視方法の一例について説明する。図２は、本実施形態に係る監視方法のフローチャートである。
　図２に示すように、本実施形態に係る監視方法は、準備運転工程Ｓ１と、当該準備運転工程Ｓ１を行った後で行われるランク付け工程Ｓ２と、当該ランク付け工程Ｓ２を行った後で行われる通常運転工程Ｓ３と、を備える。
（準備運転工程Ｓ１）
　準備運転工程Ｓ１では、上記所定の工程動作を１回以上行い、上記１～４４番目の工程部分それぞれにおいて、動作する監視対象として設定された全てのモータに関し、設定されている全ての監視パラメータ（本実施形態では、モータの動作に関する位置偏差、速度偏差、加速度偏差、及び電流値）を検出する。
　例えば、１番目の工程部分において第１関節軸ＡＸ１、及び第２関節軸ＡＸ２における各モータが動作し、第３関節軸ＡＸ３におけるモータが動作しない場合、第１関節軸ＡＸ１、及び第２関節軸ＡＸ２におけるモータに関し、設定されている全ての監視パラメータを検出する。
　当該検出は、モータがサーボモータとして構成されることでモータ自らによって行われてもよいし、モータとは別個に位置センサ、速度センサ、加速度センサ及び電流計などを設けることでそれによって行われてもよい。なお、動作しない第３関節軸ＡＸ３に関し、設定されている監視パラメータは検出しなくてもよい。
　なお、ここでは全てのモータ（第１関節軸ＡＸ１、第２関節軸ＡＸ２及び第３関節軸ＡＸ３）が監視対象である場合を説明しているが、例えば明らかに負荷度合いが小さい関節軸が存在する場合、その関節軸におけるモータを監視対象から除外してもよい。
　なお、所定の工程を１回以上行うとき、例えば、１回のみ行うことで準備運転工程Ｓ１を短い時間で完了させてもよいし、２回以上を行って検出された監視パラメータを平均化することで精度を向上させてもよい。また、所定の工程を１回以上行うとき、例えば、１日若しくは１カ月などの期間で規定して行ってもよい。
（ランク付け工程Ｓ２）
　ランク付け工程Ｓ２では、上記準備運転工程Ｓ１において検出された全ての監視パラメータそれぞれに対して所定の負荷評価方法に基づき負荷度合いを導出し、当該負荷度合いが大きいものから順に検出された全ての監視パラメータをランク付けする。ここでいう負荷評価方法は、例えば、検出された位置偏差、速度偏差、及び加速度偏差それぞれが予め定められた許容限度に対してどの程度の割合まで達したか、又は電流値について予め定められた基準値超過の許容限度に対してどの程度まで達したかなどを算出して負荷度合いを導出するものであってもよい（例えば、許容限度１００％に対して９０％まで達したなど）。なお、負荷度合いが大きい場合、通常、モータに流れる電流値が大きくなるため、上記負荷評価方法などによって負荷度合いを導出することが可能となる。
　図３～６は、本発明の実施形態に係る監視方法のランク付け工程で取得されるランク付け結果の一例を示す図である。図３～６に示すように、本実施形態では監視パラメータ（位置偏差、速度偏差、加速度偏差及び電流値）それぞれで関節軸におけるモータ（ＡＸ１、ＡＸ２及びＡＸ３）ごとにランク付けが行われる。なお、図３～６では、それぞれ、３位までランク付けされているが、この場合に限定されず、メモリ容量に応じて２位までランク付けされてもよいし、又は４位以上までランク付けされてもよい。
　図３は、本発明の実施形態に係る監視方法のランク付け工程で取得される位置偏差ランキングの一例を示す図である。ここで、位置偏差ランキングとは、準備運転工程Ｓ１において検出された全ての位置偏差に対して上記所定の負荷評価方法に基づき負荷度合いを導出し、当該負荷度合いが大きいものから順にランク付けした結果である。
　図３に示すように、本実施形態の位置偏差ランキングでは、第１関節軸ＡＸ１のモータにおいて、８０％の負荷度合いであった１０番目の工程部分が１位にランク付けされ、７５％の負荷度合いであった２５番目の工程部分が２位にランク付けされ、７１％の負荷度合いであった４２番目の工程部分が３位にランク付けされている。また、第２関節軸ＡＸ２のモータにおいて、９０％の負荷度合いであった３番目の工程部分が１位にランク付けされ、８５％の負荷度合いであった１２番目の工程部分が２位にランク付けされ、８２％の負荷度合いであった１０番目の工程部分が３位にランク付けされている。さらに、第３関節軸ＡＸ３のモータにおいて、７７％の負荷度合いであった５番目の工程部分が１位にランク付けされ、６３％の負荷度合いであった２番目の工程部分が２位にランク付けされ、６０％の負荷度合いであった３８番目の工程部分が３位にランク付けされている。
　図４は、本発明の実施形態に係る監視方法のランク付け工程で取得される速度偏差ランキングの一例を示す図である。なお、速度偏差ランキングの意味するところは、準備運転工程Ｓ１において検出された全ての速度偏差に対して行われることを除いて、上記位置偏差ランキングと同様であるため、ここではその説明を繰り返さない。
　図４に示すように、本実施形態の速度偏差ランキングでは、第１関節軸ＡＸ１のモータにおいて、７５％の負荷度合いであった４１番目の工程部分が１位にランク付けされ、７４％の負荷度合いであった４番目の工程部分が２位にランク付けされ、７３％の負荷度合いであった２６番目の工程部分が３位にランク付けされている。また、第２関節軸ＡＸ２のモータにおいて、６８％の負荷度合いであった２２番目の工程部分が１位にランク付けされ、６３％の負荷度合いであった２番目の工程部分が２位にランク付けされ、５９％の負荷度合いであった４１番目の工程部分が３位にランク付けされている。さらに、第３関節軸ＡＸ３のモータにおいて、７８％の負荷度合いであった８番目の工程部分が１位にランク付けされ、７２％の負荷度合いであった１８番目の工程部分が２位にランク付けされ、６８％の負荷度合いであった３８番目の工程部分が３位にランク付けされている。
　図５は、本発明の実施形態に係る監視方法のランク付け工程で取得される加速度偏差ランキングの一例を示す図である。なお、加速度偏差ランキングの意味するところは、準備運転工程Ｓ１において検出された全ての加速度偏差に対して行われることを除いて、上記した位置偏差及び速度偏差ランキングと同様であるため、ここではその説明を繰り返さない。
　図５に示すように、本実施形態の速度偏差ランキングでは、第１関節軸ＡＸ１のモータにおいて、９７％の負荷度合いであった７番目の工程部分が１位にランク付けされ、９５％の負荷度合いであった１１番目の工程部分が２位にランク付けされ、８８％の負荷度合いであった３２番目の工程部分が３位にランク付けされている。また、第２関節軸ＡＸ２のモータにおいて、９１％の負荷度合いであった２０番目の工程部分が１位にランク付けされ、８８％の負荷度合いであった２２番目の工程部分が２位にランク付けされ、７９％の負荷度合いであった１３番目の工程部分が３位にランク付けされている。さらに、第３関節軸ＡＸ３のモータにおいて、９０％の負荷度合いであった２１番目の工程部分が１位にランク付けされ、８９％の負荷度合いであった１７番目の工程部分が２位にランク付けされ、８４％の負荷度合いであった５番目の工程部分が３位にランク付けされている。
　図６は、本発明の実施形態に係る監視方法のランク付け工程で取得される電流値ランキングの一例を示す図である。なお、電流値ランキングの意味するところは、準備運転工程Ｓ１において検出された全ての電流値に対して行われることを除いて、上記した位置偏差、速度偏差、及び加速度偏差ランキングと同様であるため、ここではその説明を繰り返さない。
　図６に示すように、本実施形態の電流値ランキングでは、第１関節軸ＡＸ１のモータにおいて、９７％の負荷度合いであった７番目の工程部分が１位にランク付けされ、９５％の負荷度合いであった１１番目の工程部分が２位にランク付けされ、８９％の負荷度合いであった２９番目の工程部分が３位にランク付けされている。また、第２関節軸ＡＸ２のモータにおいて、９１％の負荷度合いであった２０番目の工程部分が１位にランク付けされ、８１％の負荷度合いであった２２番目の工程部分が２位にランク付けされ、７９％の負荷度合いであった３０番目の工程部分が３位にランク付けされている。さらに、第３関節軸ＡＸ３のモータにおいて、９０％の負荷度合いであった２１番目の工程部分が１位にランク付けされ、７９％の負荷度合いであった１７番目の工程部分が２位にランク付けされ、７７％の負荷度合いであった４３番目の工程部分が３位にランク付けされている。
　なお、ランク付け工程Ｓ２の完了時にその旨を報知してもよい。当該報知の態様は特に限定されず、例えば、ディスプレイで文字又は画像出力されてもよいし、スピーカで音声出力されてもよいし、或いはＬＥＤ等の光源から光出力されてもよい。
（通常運転工程Ｓ３）
　通常運転工程Ｓ３では、主に、ランク付け工程Ｓ２において上位にランク付けされた監視パラメータを、その監視パラメータが検出された工程部分におけるモータ（駆動部）について監視する。なお、本実施形態では、通常運転工程Ｓ３で、ランク付け工程Ｓ２において上位にランク付けされた監視パラメータのみを、その監視パラメータが検出された工程部分におけるモータ（駆動部）について監視する。
　なお、本実施形態では３位までにランク付けされた監視パラメータを上位とするが、これに限定されず、１位にランク付けされた監視パラメータのみを上位としてもよいし、２位まで、３位まで、若しくは４位までにランク付けされた監視パラメータを上位としてもよいし、又は６位以降にランク付けされた監視パラメータを上位としてもよい。
　なお、通常運転工程Ｓ３において監視しているモータの負荷度合いが所定の閾値を超えた場合に警報を発してもよい。当該警報の態様は特に限定されず、上記ランク付け工程Ｓ２の完了時にその旨を報知する場合と同様に、例えば、ディスプレイで文字又は画像出力されてもよいし、スピーカで音声出力されてもよいし、或いはＬＥＤ等の光源から光出力されてもよい。
（効果）
　本実施形態に係る監視方法は、主に、ランク付け工程Ｓ２において上位（ここでは図３～６それぞれに示す３位まで）にランク付けされた監視パラメータを、その監視パラメータが検出された工程部分におけるモータ（駆動部）について監視する。
　ここで、例えば、上記１～４４番目の工程部分では、第１収容部５２から第２収容部５４まで半導体ウェハＷ１を搬送するなど、収容部５０内での半導体ウェハＷの搬送を行う作業は含まれていないが、このような作業を含んだ様々な作業を行うことができるようにロボット２０は設計されている。すなわち、設計段階ではロボット２０が具体的にどのように運用されるかまでは考慮されておらず、実際に運用されてみないと各関節軸におけるモータにどの程度の負荷度合いが掛かるのかを予測することは困難である。
　そこで、本実施形態に係る監視方法は、準備運転工程Ｓ１において所定の工程動作を１回以上行い検出された監視パラメータに基づいて関節軸（又はモータ（駆動部））に掛かる負荷度合いを把握する。そして、上記したように、主に、ランク付け工程Ｓ２において上位にランク付けされた監視パラメータを、その監視パラメータが検出された工程部分におけるモータについて監視する。
　すなわち、本実施形態に係る監視方法は、主に、上位にランク付けされた負荷度合いが大きい監視パラメータを、当該監視パラメータについては異常発生の可能性が高いとして、その監視パラメータが検出された工程部分におけるモータについて監視を行う。一方で、上位にランク付けされず負荷度合いが小さい監視パラメータを、当該監視パラメータについては異常が生じ難いとみなして、その監視パラメータが検出された工程部分におけるモータについて監視を行わない。その結果、従来よりも取り扱うデータ量を少なくすることで種々の問題を解消し得るロボットを監視するための監視方法を提供することができる。
　本実施鋳形態では、駆動部は、ロボット２０が有する第１関節軸ＡＸ１、第２関節軸ＡＸ２及び第３関節軸ＡＸ３それぞれに設けられるモータである。これにより、ロボット２０が有する第１関節軸ＡＸ１、第２関節軸ＡＸ２及び第３関節軸ＡＸ３それぞれに設けられるモータの監視を行う際に、取り扱うデータ量を少なくすることができる。
　本実施形態では、通常運転工程Ｓ３で、ランク付け工程Ｓ２において上位にランク付けされた監視パラメータのみを、その監視パラメータが検出された工程部分におけるモータ（駆動部）について監視する。これにより、取り扱うデータ量を一層少なくすることが可能となる。その結果、上記本発明が奏する効果を顕著にすることが可能となる。
　本実施形態では、監視パラメータとしてモータ（駆動部）の動作に関する位置偏差、速度偏差、加速度偏差、及び電流値が設定されている。これにより、各モータを複数の監視パラメータによって多面的に監視することができるため、監視の精度を向上させることができる。
　本実施形態では、１～４４番目の工程部分（複数の工程部分）は、それぞれ、所定の工程動作をロボット２０が行う動作単位ごとに区切ることで構成されている。これにより、ロボット２０が行うどの動作でどの関節軸（又はモータ（駆動部））に掛かる負荷度合いが大きいかをランク付けすることが可能となる。
　本実施形態では、ランク付け工程Ｓ２の完了時にその旨を報知してもよい。これにより、ランク付け工程Ｓ２の完了時にユーザーがその旨を認知することが可能となる。したがって、例えば、通常運転工程Ｓ３を開始する前に上位にランク付けされた監視パラメータが検出された工程部分におけるモータに保全作業を行うなどの対応を施すことが可能となる。
　本実施形態では、通常運転工程Ｓ３において監視しているモータ（駆動部）の負荷度合いが所定の閾値を超えた場合に警報を発してもよい。これにより、モータの負荷度合いが所定の閾値を超えた場合にユーザーがその旨を認知することが可能となる。したがって、異常が生じた監視パラメータが検出された工程部分におけるモータに保全作業を行うことが可能となる。
　本実施形態では、ロボット２０は、所定の工程動作を半導体製造現場で行う半導体ウェハＷを搬送するための搬送用ロボットである。これにより、所定の工程動作を半導体製造現場で行う半導体ウェハを搬送するための搬送用ロボットを監視することが可能となる。
（変形例）
　上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。したがって、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
　上記実施形態では、１～４４番目の工程部分（複数の工程部分）は、それぞれ、所定の工程動作をロボット２０が行う動作単位ごとに区切ることで構成されてい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、上記実施形態では、所定の工程動作は、例えば、初期状態から第１収容部５２に収容された半導体ウェハＷ１を保持可能な姿勢とするまでの１番目の工程部分と、当該１番目の工程部分の後から第１収容部５２に収容された半導体ウェハＷ１を保持するまでの２番目の工程部分と、を含むというように動作単位で詳細に区切ら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、所定の工程動作は、例えば、初期状態から第１収容部５２に収容された半導体ウェハＷ１をプリアライナ７０まで搬送し、プリアライナ７０で角度合わせされた半導体ウェハＷ１を挿入口９２から挿入して処理室９１内まで搬送し、処理済みの半導体ウェハＷ１を取出口９４から取り出して第１収容部５２まで搬送して再び収容するまでの作業単位ごとに区切ることで構成されてもよい。
　上記実施形態では、監視パラメータとしてモータ（駆動部）の動作に関する位置偏差、速度偏差、加速度偏差、及び電流値が設定されている場合について説明したが、これに限定されない。例えば、監視パラメータとしてモータに関する位置偏差、速度偏差、加速度偏差、及び電流値のうちの少なくも１種が設定されていてもよいし、他の種類の監視パラメータが設定されていてもよい。なお、監視パラメータが１種のみ設定される場合、ランク付け工程Ｓ２でランク付けを行うためにロボット２０が２つ以上の関節軸を備える必要がある。
　上記実施形態では、ロボット２０は、第１関節軸ＡＸ１、第２関節軸ＡＸ２、及び第３関節軸ＡＸ３の３つの関節軸を備え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は、１つ若しくは２つの関節軸を備えてもよいし、又は４つ以上の関節軸（すなわち、少なくとも１つの関節軸）を備えてもよい。そして、これら全ての関節軸それぞれに設けられるモータ（駆動部）を対象として本発明に係る監視方法が行われてもよい。なお、ロボット２０が１つの関節軸のみ備える場合、ランク付け工程Ｓ２でランク付けを行うために２種以上の監視パラメータを設定する必要がある。
　上記実施形態では、監視方法がロボット制御部４０において実行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、監視方法は、ロボット制御部４０とは別個で上位に設けられる監視用制御部に含まれてもよい。なお、ランク付け工程Ｓ２の完了時にその旨を報知する場合、及び通常運転工程Ｓ３において監視しているモータの負荷度合いが所定の閾値を超えた場合に警報を発する場合、それをロボット制御部４０から出力指令を出すことで行ってもよいし、或いは上記監視用制御部から出力指令を出すことで行ってもよい。
　上記実施形態では、ロボット２０は、所定の工程動作を半導体製造現場で行う搬送用ロボットであ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は、所定の工程動作を例えば食品製造現場や自動車製造現場などで行う他の搬送用ロボットであってもよい。このような場合、ロボット２０は、例えば、半導体ウェハＷの代わりに任意の食品又は自動車の部品などを搬送してもよい。また、ロボット２０は、搬送用以外で用いられる他のロボットであってもよい。このような場合、ロボット２０は、例えば、溶接を行う溶接用ロボットなどであってもよい。
　上記実施形態では、駆動部が第１関節軸ＡＸ１、第２関節軸ＡＸ２及び第３関節軸ＡＸ３それぞれに設けられるモータとして構成される場合について説明したが、これに限定されない。例えば、駆動部は、エンドエフェクタ３８に設けられる保持機構（吸引及び把持など）や、ロボット制御部４０によって制御される周辺機器などのいわゆる外部軸におけるモータとして構成されてもよい。また、例えば、駆動部がモータではなく油圧シリンダなどとして構成されてもよい。
　１０　ロボットシステム
　２０　ロボット
　３０　ロボットアーム
　３２ａ　第１アーム部
　３２ｂ　第２アーム部
　３２ｃ　手首部
　３８　エンドエフェクタ
　４０　ロボット制御部
　５０　収容部
　５２　第１収容部
　５４　第２収容部
　５６　第３収容部
　７０　プリアライナ
　７２　プリアライナ本体
　７４　ターンテーブル
　７６　光学センサ
　９０　処理装置
　９１　処理室
　９２　挿入口
　９４　取出口
　ＡＸ　関節軸
　Ｓ１　準備運転工程
　Ｓ２　ランク付け工程
　Ｓ３　通常運転工程
　Ｗ　半導体ウェハ

Claims (10)

  1. 　複数の駆動部を有し、且つ所定の工程動作を行うロボットを監視するための監視方法であって、
    　前記複数の駆動部のうちの少なくとも１つが監視対象として設定され、
    　監視対象として設定された駆動部のそれぞれに、その動作に関する少なくとも１種の監視パラメータが予め設定され、
    　前記所定の工程動作は時間軸上で順次なされる複数の工程部分を含み、前記複数の工程部分それぞれにおいて監視対象として設定された少なくとも１つの駆動部が動作し、
    　前記所定の工程動作を１回以上行い、前記複数の工程部分それぞれにおいて、動作する監視対象として設定された全ての駆動部に関し、設定されている全ての監視パラメータを検出する準備運転工程と、
    　前記準備運転工程において検出された全ての監視パラメータそれぞれに対して所定の負荷評価方法に基づき負荷度合いを導出し、前記負荷度合いが大きいものから順に前記検出された全ての監視パラメータをランク付けするランク付け工程と、
    　主に、前記ランク付け工程において上位にランク付けされた監視パラメータを、その監視パラメータが検出された工程部分における駆動部について監視する通常運転工程と、を備えることを特徴とする、監視方法。
  2. 　前記駆動部は、前記ロボットが有する少なくとも１つの関節軸それぞれに設けられるモータである、請求項１に記載の監視方法。
  3. 　前記通常運転工程で、前記ランク付け工程において上位にランク付けされた監視パラメータのみを、その監視パラメータが検出された工程部分における駆動部について監視する、請求項１又は２に記載の監視方法。
  4. 　前記監視パラメータとして前記駆動部の動作に関する位置偏差、速度偏差、加速度偏差、及び電流値のうちの少なくも１種が設定されている、請求項１乃至３のいずれかに記載の監視方法。
  5. 　前記監視パラメータは、各駆動部それぞれにつき複数設定されている、請求項１乃至４のいずれかに記載の監視方法。
  6. 　前記複数の工程部分は、それぞれ、前記所定の工程動作を前記ロボットが行う作業単位又は動作単位ごとに区切ることで構成されている、請求項１乃至５のいずれかに記載の監視方法。
  7. 　前記ランク付け工程の完了時にその旨を報知する、請求項１乃至６のいずれかに記載の監視方法。
  8. 　前記通常運転工程において監視している駆動部の負荷度合いが所定の閾値を超えた場合に警報を発する、請求項１乃至７のいずれかに記載の監視方法。
  9. 　前記ロボットは、前記所定の工程動作を製造現場で行う搬送用ロボットである、請求項１乃至８のいずれかに記載の監視方法。
  10. 　前記製造現場は半導体製造現場であり、前記ロボットは半導体ウェハを搬送するための搬送用ロボットである、請求項９に記載の監視方法。
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