JP2009136981A

JP2009136981A - Robot controller

Info

Publication number: JP2009136981A
Application number: JP2007317661A
Authority: JP
Inventors: Haruo Maetani; 治男前谷; Satoru Umeda; 哲梅田
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2009-06-25
Anticipated expiration: 2027-12-07
Also published as: JP5055101B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a robot controller capable of reducing the time needed for carrying in/out an article to be carried from a storage body and replacing the article and facilitating a work for adjusting the operation of the robot. <P>SOLUTION: A control part 14 linearly moves a first hand member 28 forward toward a predetermined cassette 24 by a forward moving means under a linear interpolation. At the same time, the control part rotates a second hand member 30 counterclockwise about a W2 shaft 29 by an avoiding operation means by synchronizing the motion with the linear motion of the first hand member 28 by the forward moving means. Next, a semiconductor wafer 23 in the cassette 24 is held by the first hand member 28. Then, the robot controller linearly so moves the first hand member 28 as to retreat from the cassette 24 by a retreating operation means under a linear interpolation. At the same time, the robot controller rotates the second hand member 30 clockwise by a return operation means by synchronizing the motion with the linear motion of the first hand member 28 by the retreating operation means. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明はロボット制御装置に関し、特に産業用ロボットを制御するロボット制御装置に関するものである。 The present invention relates to a robot control apparatus, and more particularly to a robot control apparatus that controls an industrial robot.

半導体ウェハや液晶基板等の被搬送物をカセット等の収納体から搬出入する水平多関節のロボットを制御するロボット制御装置が開示されている（例えば、特許文献1参照）。上記ロボットは、直線補間によってハンド部材が収納体に向かって直進動作するように制御され、真空吸着等の手段によりハンド部材で被搬送物を保持したり開放したりして、収納体から被搬送物を搬出入する。このように収納体から被搬送物を搬出入するロボットには、上記ロボットに同一のアーム部材の同一の一方端に支持されるハンド部材を更に構成して、ハンド部材を２つ備えたものもある。 A robot control device that controls a horizontal articulated robot that loads and unloads objects to be transported such as a semiconductor wafer and a liquid crystal substrate from a storage body such as a cassette is disclosed (for example, see Patent Document 1). The robot is controlled so that the hand member moves straight toward the container by linear interpolation, and the object to be conveyed is held or released by the hand member by means of vacuum suction or the like to be conveyed from the container. Carry in / out things. As described above, the robot for carrying in / out the object to / from the storage body further includes a hand member supported on the same one end of the same arm member by the robot and further including two hand members. is there.

図７は、従来のロボット制御装置によるロボットの動作を示した概略平面図である。 FIG. 7 is a schematic plan view showing the operation of the robot by the conventional robot control device.

図７を参照して、ロボット７１は、ベース部材７６と、一方端を第３駆動軸であるＡ軸７７を介してベース部材７６に回動可能に支持される下部アーム部材７８と、一方端を駆動軸であるＢ軸７９を介して下部アーム部材７８の他方端に回動可能に支持される上部アーム部材８０と、第１駆動軸である図示しないＷ１軸を介して上部アーム部材８０の他方端に回動可能に支持される第１ハンド部材８８と、Ｗ１軸と同軸に設置された第２駆動軸であるＷ２軸８９を介して上部アーム部材８０の他方端に回動可能に支持される第２ハンド部材９０とを備えている。第２ハンド部材９０は、第１ハンド部材８８の上側に、平面視において第１ハンド部材８８と重なるように取り付けられている。下部アーム部材７８、上部アーム部材８０、第１ハンド部材８８及び第２ハンド部材９０は、水平方向に回動可能である。 Referring to FIG. 7, a robot 71 includes a base member 76, a lower arm member 78 supported at one end rotatably on the base member 76 via an A-axis 77 that is a third drive shaft, and one end. Of the upper arm member 80 that is rotatably supported by the other end of the lower arm member 78 via a B shaft 79 that is a drive shaft, and an upper arm member 80 that is not shown through a W1 shaft that is not shown. A first hand member 88 that is rotatably supported at the other end and a W2 shaft 89 that is a second drive shaft installed coaxially with the W1 axis are rotatably supported at the other end of the upper arm member 80. The second hand member 90 is provided. The second hand member 90 is attached to the upper side of the first hand member 88 so as to overlap the first hand member 88 in plan view. The lower arm member 78, the upper arm member 80, the first hand member 88, and the second hand member 90 are rotatable in the horizontal direction.

図７の（１）から（３）までは、ハンド部材を２つ備えた上記ロボット７１が、第２ハンド部材９０に半導体ウェハ２３を保持した状態で、第１ハンド部材８８でカセット２４から半導体ウェハ２３を搬出しようとする一連の動作が示されている。従来のロボット制御装置では、先ず、図７の（１）で示したように、第１ハンド部材８８の中心軸と第２ハンド部材９０の中心軸がＸ方向で重なるように、第１ハンド部材８８と第２ハンド部材９０とを１つのカセット２４の前で待機させている。このとき、第２ハンド部材９０は、半導体ウェハ２３を保持し、第１ハンド部材８８は何も保持していない。次に、図７の（２）で示したように、第１ハンド部材８８が半導体ウェハ２３を搬出するためにカセット２４内に直進動作して移動したときに、第２ハンド部材９０及び第２ハンド部材９０に保持された半導体ウェハ２３がカセット２４と干渉しない位置まで、第２ハンド部材９０を関節補間（ＰＴＰ制御）により反時計方向回りに回動させる。次に、第２ハンド部材９０は図７の（２）の位置に停止させた状態のまま、第１ハンド部材８８を直線補間（ＣＰ制御）によりカセット２４に向かって直進動作させる。そして、第１ハンド部材８８を所定の位置まで直進動作させた後、第１ハンド部材８８に別の半導体ウェハ２３を保持させる。その後は、図７の（１）から（３）までと逆の動作を順にさせている。先ず、第１ハンド部材８８を図７の（２）で示した位置まで後退するように直進動作させて、一度停止した後、第２ハンド部材９０を図７の（１）で示した位置まで時計方向回りに回動させる。このようにロボット７１の動作を制御して、一方のハンド部材に半導体ウェハ２３を保持した状態で、他方のハンド部材によりカセットから別の半導体ウェハ２３が搬出される。
特開２００７−８８１１０号公報 From (1) to (3) in FIG. 7, the robot 71 having two hand members holds the semiconductor wafer 23 on the second hand member 90, and the semiconductor is removed from the cassette 24 by the first hand member 88. A series of operations for unloading the wafer 23 is shown. In the conventional robot control device, first, as shown in FIG. 7A, the first hand member is arranged such that the central axis of the first hand member 88 and the central axis of the second hand member 90 overlap in the X direction. 88 and the second hand member 90 are kept waiting in front of one cassette 24. At this time, the second hand member 90 holds the semiconductor wafer 23 and the first hand member 88 holds nothing. Next, as shown in (2) of FIG. 7, when the first hand member 88 moves straight in the cassette 24 to carry out the semiconductor wafer 23, the second hand member 90 and the second hand member 90 are moved. The second hand member 90 is rotated counterclockwise by joint interpolation (PTP control) until the semiconductor wafer 23 held by the hand member 90 does not interfere with the cassette 24. Next, while the second hand member 90 is stopped at the position (2) in FIG. 7, the first hand member 88 is linearly moved toward the cassette 24 by linear interpolation (CP control). Then, after the first hand member 88 is moved straight to a predetermined position, another semiconductor wafer 23 is held by the first hand member 88. Thereafter, the operations reverse to those in (1) to (3) of FIG. 7 are performed in order. First, the first hand member 88 is linearly moved so as to retreat to the position shown in FIG. 7 (2), and once stopped, the second hand member 90 is moved to the position shown in FIG. 7 (1). Rotate clockwise. In this way, the operation of the robot 71 is controlled so that the semiconductor wafer 23 is held by one hand member, and another semiconductor wafer 23 is unloaded from the cassette by the other hand member.
JP 2007-88110 A

上記のような従来のロボット制御装置では、第１ハンド部材８８を直進させる動作と第２ハンド部材９０を回動させる動作とが同時に制御されず、各々異なる時間に動作させている。よって、例えば同一のカセット２４内から半導体ウェハ２３を搬出入して交換する場合に、半導体ウェハ２３の交換時間が長くなっている。又、第１ハンド部材８８と第２ハンド部材９０とを異なる時間に動作するように制御していることに加えて、第１ハンド部材８８を直線補間により制御して、第２ハンド部材９０を関節補間により制御しているため、ロボット７１の動作の調整作業も煩雑となっている。第１ハンド部材８８の直進動作中に、カセット２４との干渉を回避している第２ハンド部材９０が、カセット２４にＸ方向に対向して設置された半導体ウェハ処理装置等他の障害物と干渉してしまう場合には、第１ハンド部材８８の直進動作と第２ハンド部材の回動動作を他段階に分割する必要が生じる。この場合には、更に、半導体ウェハ２３の交換時間が長くなり、ロボット７１の動作の調整作業も煩雑となる。 In the conventional robot control device as described above, the operation of moving the first hand member 88 straight and the operation of rotating the second hand member 90 are not simultaneously controlled, and are operated at different times. Therefore, for example, when the semiconductor wafer 23 is carried in / out from the same cassette 24 and replaced, the replacement time of the semiconductor wafer 23 is long. Further, in addition to controlling the first hand member 88 and the second hand member 90 to operate at different times, the first hand member 88 is controlled by linear interpolation, and the second hand member 90 is moved. Since the control is performed by joint interpolation, the adjustment operation of the operation of the robot 71 is also complicated. During the straight movement of the first hand member 88, the second hand member 90 that avoids interference with the cassette 24 is in contact with other obstacles such as a semiconductor wafer processing apparatus installed opposite to the cassette 24 in the X direction. In the case of interference, it is necessary to divide the straight movement of the first hand member 88 and the rotation of the second hand member into other stages. In this case, the replacement time of the semiconductor wafer 23 becomes longer, and the adjustment work of the operation of the robot 71 becomes complicated.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、収納体から被搬送物を搬出入して交換する時間を短縮させると共にロボットの動作の調整作業を容易にすることができるロボット制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can shorten the time for loading and unloading the object to be transferred from the storage body, and can facilitate adjustment of the operation of the robot. An object is to provide a robot control device.

上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、収納体から被搬送物を搬出入するロボットを制御するロボット制御装置であって、ロボットは、一方端がアーム駆動軸を介して回動可能に支持されるアーム機構と、アーム機構の他方端に第１駆動軸を介して支持されると共に被搬送物を保持することができる第１ハンド部材と、アーム機構の他方端に、第１駆動軸と同軸に設置された第２駆動軸を介して支持されると共に被搬送物を保持することができる第２ハンド部材とを含み、第１ハンド部材を収納体に向かって前進するように直進動作させる前進動作手段と、第１ハンド部材の前進する直進動作に同期させて、収納体との干渉を回避するように第２ハンド部材を回動させる回避動作手段と、第１ハンド部材を収納体から後退するように直進動作させる後退動作手段と、第１ハンド部材の後退する直進動作に同期させて、回避動作手段により回動させる前の位置に戻る方向に収納体との干渉を回避するように第２ハンド部材を回動させる復帰動作手段とを備えたものである。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a robot control device for controlling a robot for carrying in / out a transported object from a storage body, the robot having one end via an arm drive shaft. An arm mechanism that is rotatably supported, a first hand member that is supported on the other end of the arm mechanism via the first drive shaft and can hold a conveyed object, and an arm mechanism on the other end, A second hand member that is supported via a second drive shaft installed coaxially with the first drive shaft and that can hold an object to be conveyed, and advances the first hand member toward the storage body. The forward movement means for causing the first hand member to move straight, the avoidance movement means for rotating the second hand member so as to avoid the interference with the storage body, and the first hand member in synchronism with the forward movement of the first hand member. Retract the member from the container The second hand so as to avoid the interference with the storage body in the direction of returning to the position before being rotated by the avoidance operation means in synchronism with the backward movement means for causing the first hand member to move backward. And a return operation means for rotating the member.

このように構成すると、直進動作する第１ハンド部材と回動動作する第２ハンド部材とが同時に動作する。 If comprised in this way, the 1st hand member which moves straightly and the 2nd hand member which rotates will operate | move simultaneously.

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、前進動作手段及び回避動作手段は、第１ハンド部材の中心軸と第２ハンド部材の中心軸とが重なった状態から開始され、回避動作手段は、第２ハンド部材に保持される被搬送物がロボットの原位置姿勢側に移動する方向に第２ハンド部材の回動を開始させるものである。原位置姿勢については後述する。 According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the invention, the forward movement operation means and the avoidance movement means are started from a state where the central axis of the first hand member and the central axis of the second hand member overlap. The avoidance operation means is for starting the rotation of the second hand member in the direction in which the object to be conveyed held by the second hand member moves to the original position / posture side of the robot. The original position / posture will be described later.

このように構成すると、第２ハンド部材がロボットの原位置姿勢側からみて第１ハンド部材より外方に回動しない。 If comprised in this way, the 2nd hand member will not rotate outside from the 1st hand member seeing from the original position posture side of a robot.

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の構成において、回避動作手段及び復帰動作手段は、第２ハンド部材に保持される被搬送物が、第１ハンド部材の直進動作方向に直交する方向に移動するように、第２ハンド部材を回動させるものである。 According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect of the invention, the avoidance operation means and the return operation means are such that the object to be conveyed held by the second hand member is linearly moved by the first hand member. The second hand member is rotated so as to move in a direction orthogonal to the operation direction.

このように構成すると、第２ハンド部材に保持される被搬送物の軌道が直線となり一定となる。 If comprised in this way, the track | orbit of the to-be-conveyed object hold | maintained at the 2nd hand member will become a straight line, and will become constant.

請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明の構成において、回避動作手段及び復帰動作手段は、第２駆動軸の中心から第２ハンド部材に保持される被搬送物の中心までの長さをＬ１、第２駆動軸の中心から第２ハンド部材に保持される被搬送物の中心までの直進動作方向の長さをＬ２、第１駆動軸の中心を通る第１ハンド部材の中心軸と第２駆動軸の中心を通る第２ハンド部材の中心軸とのなす角度を補正角度としてθとすると、
θ＝ａｒｃｃｏｓ（Ｌ２／Ｌ１）
の関係を有するように、前記第２ハンド部材を回動させるものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the present invention, the avoidance operation means and the return operation means are held by the second hand member from the center of the second drive shaft. The length to the center of the object to be conveyed is L1, the length in the straight movement direction from the center of the second drive shaft to the center of the object to be conveyed held by the second hand member is L2, and the center of the first drive axis is When the angle formed between the central axis of the first hand member passing through and the central axis of the second hand member passing through the center of the second drive shaft is θ as a correction angle,
θ = arccos (L2 / L1)
The second hand member is rotated so as to have the following relationship.

このように構成すると、第２ハンド部材に保持される被搬送物の軌道が、前記第１ハンド部材の直進動作方向に直交する方向の直線となり一定となる。 If comprised in this way, the track | orbit of the to-be-conveyed object hold | maintained at the 2nd hand member will become the straight line of the direction orthogonal to the rectilinear advance direction of the said 1st hand member, and will become constant.

請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明の構成において、前進動作手段は、第１ハンド部材の前進開始からの所定時間、所定速度を超過しないように低速動作させ、後退動作手段は、第１ハンド部材の後退終了前から後退終了までの所定時間、所定速度を超過しないように低速動作させるものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the present invention, the forward movement operation means does not exceed a predetermined speed for a predetermined time after the first hand member starts moving forward. The low speed operation is performed, and the reverse operation means is operated at a low speed so as not to exceed a predetermined speed for a predetermined time from the end of the first hand member to the end of the reverse.

このように構成すると、第２ハンド部材の中心軸が第１ハンド部材の直進動作方向に整列した姿勢の直前直後に、第２ハンド部材を回動させるために大きな加速度を必要としない。 If comprised in this way, a big acceleration is not required in order to rotate a 2nd hand member immediately before and after the attitude | position which the center axis | shaft of the 2nd hand member aligned with the linear motion direction of the 1st hand member.

請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の発明の構成において、ロボットは、アーム駆動軸を介してアーム部材の他方端を回動可能に支持するベース部材を更に含み、アーム機構は、一方端で第１駆動軸を介して第１ハンド部材を所定の平面方向に回動可能に支持すると共に、一方端で第２駆動軸を介して第２ハンド部材を平面方向に回動可能に支持する上部アーム部材と、一方端で第３駆動軸を介して上部アーム部材の他方端を平面方向に回動可能に支持すると共に、他方端をアーム駆動軸を介して平面方向に回動可能にベース部材に支持される下部アーム部材とからなるものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the present invention, the robot includes a base member that rotatably supports the other end of the arm member via the arm drive shaft. The arm mechanism further includes a first hand member rotatably supported at one end via a first drive shaft in a predetermined plane direction, and a second hand member supported at one end via a second drive shaft. An upper arm member that is rotatably supported in a plane direction, and the other end of the upper arm member that is pivotable in a planar direction via a third drive shaft at one end and the other end via an arm drive shaft. And a lower arm member supported by the base member so as to be rotatable in the plane direction.

このように構成すると、所定の平面に、第１ハンド部材及び第２ハンド部材の軌道が形成される。 If comprised in this way, the track | orbit of a 1st hand member and a 2nd hand member will be formed in a predetermined plane.

以上説明したように、請求項１記載の発明は、直進動作する第１ハンド部材と回動動作する第２ハンド部材とが同時に動作するため、収納体から被搬送物を搬出入して交換する時間を短縮させると共にロボットの動作の調整作業を容易にすることができる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, the first hand member that moves straight and the second hand member that rotates rotate simultaneously operate. The time can be shortened and the adjustment operation of the robot operation can be facilitated.

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、第２ハンド部材がロボットの原位置姿勢側からみて第１ハンド部材より外方に回動しないため、ロボットの原位置姿勢側からみて第１ハンド部材より外方に障害物が存在する場合に、その障害物と第２ハンド部材に保持される被搬送物との干渉を避けることができる。 According to the second aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, the second hand member does not rotate outwardly from the first hand member when viewed from the original position / posture side of the robot. When an obstacle is present outward from the first hand member as viewed from the posture side, interference between the obstacle and the object to be transported held by the second hand member can be avoided.

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、第２ハンド部材に保持される被搬送物の軌道が直線となり一定となるため、その被搬送物と収納体や他の障害物との干渉を回避し易くなり、ロボットの動作が効率的となる。 In addition to the effect of the invention of claim 1 or 2, the invention of claim 3 has a straight line and a constant trajectory of the object to be conveyed held by the second hand member. Interference with the storage body and other obstacles can be easily avoided, and the operation of the robot becomes efficient.

請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、補正角度θを設定すれば第２ハンド部材に保持される被搬送物の軌道が、前記第１ハンド部材の直進動作方向に直交する方向の直線となり一定となるため、ロボットの動作の調整が容易となる。 In addition to the effects of the invention according to any one of claims 1 to 3, the invention according to claim 4 has a trajectory of an object to be held held by the second hand member when the correction angle θ is set. Since the straight line in the direction perpendicular to the straight movement direction of the first hand member is constant, the movement of the robot can be easily adjusted.

請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明の効果に加えて、第２ハンド部材の中心軸が第１ハンド部材の直進動作方向に整列した姿勢の直前直後に、第２ハンド部材を回動させるために大きな加速度を必要としないため、各駆動軸の加速度のバランスがとれ、ロボットを無理なく安定して動作させることができる。 According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, the central axis of the second hand member is immediately before the posture in which the central axis of the second hand member is aligned with the linear movement direction of the first hand member. Immediately after that, since a large acceleration is not required to rotate the second hand member, the accelerations of the respective drive shafts are balanced, and the robot can be operated stably without difficulty.

請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の発明の効果に加えて、所定の平面に、第１ハンド部材及び第２ハンド部材の軌道が形成されるため、第１ハンド部材及び第２ハンド部材の軌道の調整が容易となる。 In addition to the effects of the invention according to any one of claims 1 to 5, the invention according to claim 6 has a track of the first hand member and the second hand member formed on a predetermined plane. It is easy to adjust the trajectories of the first hand member and the second hand member.

次に、発明の実施の形態について、図を用いて説明する。 Next, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.

図１は、この発明の第１の実施の形態によるロボット制御装置が適用されるロボット制御システムの概略構成を示したブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a robot control system to which a robot control apparatus according to a first embodiment of the present invention is applied.

図１を参照して、ロボット制御システム１０は、水平多関節のロボット１１と、ロボット１１の動作を制御するロボット制御装置１２と、ロボット１１の動作の教示を行うティーチングボックス１３とを備えている。ロボット制御装置１２は、ロボット１１に取り付けられたサーボモータを駆動させるサーボアンプ１５と、サーボアンプ１５に指令を与えてロボット１１の動作及び姿勢を制御する制御部１４とを含んでいる。 Referring to FIG. 1, a robot control system 10 includes a horizontal articulated robot 11, a robot control device 12 that controls the operation of the robot 11, and a teaching box 13 that teaches the operation of the robot 11. . The robot control device 12 includes a servo amplifier 15 that drives a servo motor attached to the robot 11, and a control unit 14 that gives an instruction to the servo amplifier 15 to control the operation and posture of the robot 11.

ロボット１１は、所定の場所に設置されるベース部材１６と、一方端がベース部材１６にＡ軸１７を介して回動可能に支持される下部アーム部材１８と、一方端が下部アーム部材１８の他方端にＢ軸１９を介して回動可能に支持される上部アーム部材２０と、端部を上部アーム部材２０の他方端にＷ１軸２７を介して回動可能に支持される第１ハンド部材２８と、端部を同じく上部アーム部材２０の他方端にＷ２軸２９を介して回動可能に支持される第２ハンド部材３０とを備えている。Ｗ１軸２７とＷ２軸２９とは、Ｗ１軸２７の上側にＷ２軸２９がくるように同軸に設置され、平面視において各々の軸中心が一致している。即ち、ロボット１１は、上部アーム部材２０に支持される回動中心が一致した２つのハンド部材を備えている。ベース部材１６の上側に下部アーム部材１８が配置され、下部アーム部材１８の上側に上部アーム部材２０が配置され、上部アーム部材２０の上側に第１ハンド部材２８が配置され、第１ハンド部材２８の上側に第２ハンド部材３０が配置されている。下部アーム部材１８、上部アーム部材２０、第１ハンド部材２８及び第２ハンド部材３０は各々水平方向に回動可能となっている。 The robot 11 includes a base member 16 installed at a predetermined location, a lower arm member 18 whose one end is rotatably supported by the base member 16 via an A shaft 17, and one end that is a lower arm member 18. An upper arm member 20 that is rotatably supported at the other end via the B-axis 19, and a first hand member that is rotatably supported at the other end of the upper arm member 20 via the W1 shaft 27. 28, and a second hand member 30 that is rotatably supported at the other end of the upper arm member 20 via a W2 shaft 29. The W1 axis 27 and the W2 axis 29 are installed coaxially so that the W2 axis 29 is located on the upper side of the W1 axis 27, and the center of each axis coincides in plan view. That is, the robot 11 includes two hand members that are supported by the upper arm member 20 and that have the same rotation center. The lower arm member 18 is disposed above the base member 16, the upper arm member 20 is disposed above the lower arm member 18, the first hand member 28 is disposed above the upper arm member 20, and the first hand member 28 is disposed. The second hand member 30 is disposed on the upper side of the first hand member. The lower arm member 18, the upper arm member 20, the first hand member 28, and the second hand member 30 are each rotatable in the horizontal direction.

被搬送物を保持することができる第１ハンド部材２８及び第２ハンド部材３０は、平面視において同一形状の細長いＵ字状に形成され、屈曲部側が基点となるようにＷ１軸２７及びＷ２軸２９が配置されている。第１ハンド部材２８及び第２ハンド部材３０の各々には図示しない真空吸着等の保持手段を備え、その保持手段により第１ハンド部材２８及び第２ハンド部材３０の各々の上面に被搬送物が固定される。第１ハンド部材２８を固定させて第２ハンド部材３０をＷ２軸２９を中心に回動させていくと、両者は重なり、平面視において第１ハンド部材２８が第２ハンド部材の下側に隠れるように構成されている。下部アーム部材１８及び上部アーム部材２０は、細長い平板状に形成され、各々の長さは、下部アーム部材１８を固定させて上部アーム部材２０をＢ軸１９を中心に回動させたときに、Ａ軸１７とＷ２軸２９とが重なるような長さに設定されている。ベース部材１６は、上下方向を長手方向とした四角柱状に形成され、上下方向を長手方向とした円柱状に形成されたＡ軸１７を収納することができるように構成されている。 The first hand member 28 and the second hand member 30 capable of holding the object to be conveyed are formed in an elongated U shape having the same shape in plan view, and the W1 axis 27 and the W2 axis so that the bent portion side becomes a base point. 29 is arranged. Each of the first hand member 28 and the second hand member 30 is provided with holding means such as vacuum suction (not shown), and an object to be conveyed is placed on the upper surface of each of the first hand member 28 and the second hand member 30 by the holding means. Fixed. When the first hand member 28 is fixed and the second hand member 30 is rotated around the W2 axis 29, they overlap and the first hand member 28 is hidden under the second hand member in plan view. It is configured as follows. The lower arm member 18 and the upper arm member 20 are formed in an elongated flat plate shape, and the length of each of the lower arm member 18 and the upper arm member 20 is fixed when the lower arm member 18 is fixed and the upper arm member 20 is rotated about the B axis 19. The length is set such that the A axis 17 and the W2 axis 29 overlap. The base member 16 is formed in a quadrangular prism shape whose longitudinal direction is the vertical direction, and is configured to accommodate an A-axis 17 formed in a cylindrical shape whose longitudinal direction is the vertical direction.

ロボット１１においては、Ｗ１軸２７が第１駆動軸を、Ｗ２軸２９が第２駆動軸を、Ｂ軸１９が第３駆動軸を、Ａ軸１７がアーム駆動軸を構成する。又、上部アーム部材２０、Ｂ軸１９及び下部アーム部材１８がアーム機構を構成する。 In the robot 11, the W1 axis 27 constitutes a first drive axis, the W2 axis 29 constitutes a second drive axis, the B axis 19 constitutes a third drive axis, and the A axis 17 constitutes an arm drive axis. Further, the upper arm member 20, the B shaft 19 and the lower arm member 18 constitute an arm mechanism.

Ａ軸１７、Ｂ軸１９、Ｗ１軸２７及びＷ２軸２９は駆動軸であり、各々の駆動軸に図示しないサーボモータが設置されている。Ａ軸１７には下部アーム部材１８を回動させるためのサーボモータ、Ｂ軸１９には上部アーム部材２０を回動させるためのサーボモータ、Ｗ１軸２７には第１ハンド部材２８を回動させるためのサーボモータ、Ｗ２軸２９には第２ハンド部材３０を回動させるためのサーボモータが各々設置されている。サーボモータの各々の出力軸と、下部アーム部材１８、上部アーム部材２０、第１ハンド部材２８及び第２ハンド部材３０の各々とが連結されて、下部アーム部材１８、上部アーム部材２０、第１ハンド部材２８及び第２ハンド部材３０が各々独立して回動可能となっている。その図示しないサーボモータの各々の回転軸等には、サーボモータの各々の回転軸の回転速度や回転量を検出する動作量検出手段である図示しないエンコーダが各々設置されている。この動作量検出手段により、下部アーム部材１８、上部アーム部材２０、第１ハンド部材２８及び第２ハンド部材３０の回転角度等が検出される。更に、Ａ軸１７には、Ａ軸１７を上下方向に昇降させるための図示しないサーボモータ又はシリンダがベース部材１６の内部に設置されている。Ａ軸１７の昇降距離は、高さ検出手段である図示しないエンコーダにより検出される。 The A axis 17, the B axis 19, the W1 axis 27, and the W2 axis 29 are drive axes, and a servo motor (not shown) is installed on each drive axis. A servo motor for rotating the lower arm member 18 on the A axis 17, a servo motor for rotating the upper arm member 20 on the B axis 19, and a first hand member 28 on the W1 axis 27. Servo motors for rotating the second hand member 30 are respectively installed on the W2 shaft 29. The output shafts of the servo motors and the lower arm member 18, the upper arm member 20, the first hand member 28, and the second hand member 30 are connected to each other, and the lower arm member 18, the upper arm member 20, and the first arm member 20. The hand member 28 and the second hand member 30 can be independently rotated. Encoders (not shown), which are operation amount detection means for detecting the rotation speed and the rotation amount of each rotation shaft of the servomotor, are installed on each rotation shaft of the servomotor (not shown). By this operation amount detection means, the rotation angles of the lower arm member 18, the upper arm member 20, the first hand member 28, and the second hand member 30 are detected. Furthermore, a servo motor or a cylinder (not shown) for raising and lowering the A shaft 17 in the vertical direction is installed in the A shaft 17 inside the base member 16. The elevation distance of the A-axis 17 is detected by an encoder (not shown) that is a height detection means.

ベース部材１６は所定の位置に設置されるためＡ軸１７は移動せず、Ａ軸１７を基点として、第１ハンド部材２８及び第２ハンド部材３０が水平方向に所定の範囲で移動することとなる。又、Ａ軸１７が昇降すると、各々連結した下部アーム部材１８、上部アーム部材２０、第１ハンド部材２８及び第２ハンド部材３０が一体となって昇降する。このようにしてロボット１１は動作して所定の範囲において被搬送物を搬送する。 Since the base member 16 is installed at a predetermined position, the A-axis 17 does not move, and the first hand member 28 and the second hand member 30 move within a predetermined range in the horizontal direction with the A-axis 17 as a base point. Become. When the A-axis 17 moves up and down, the lower arm member 18, the upper arm member 20, the first hand member 28 and the second hand member 30 that are connected to each other move up and down together. In this way, the robot 11 operates to convey the object to be conveyed within a predetermined range.

サーボアンプ１５は、制御部１４からの指令信号に基づいて上記Ａ軸１７、Ｂ軸１９、Ｗ１軸２７及びＷ２軸２９の各々に設置されたサーボモータに電力を供給してサーボモータを駆動させる。又、サーボアンプ１５に上記エンコーダからの回転角度等の検出情報がフィードバックされ、制御部１４からの指令信号とエンコーダからのフィードバック信号との差をなくすように、サーボアンプ１５はサーボモータの駆動を制御する。尚、この制御は、ＰＩ制御やＰＩＤ制御等により行われるが、限定されるものではない。 The servo amplifier 15 supplies power to the servo motors installed on the A-axis 17, B-axis 19, W1-axis 27, and W2-axis 29 based on the command signal from the control unit 14 to drive the servo motor. . Also, the servo amplifier 15 drives the servo motor so that the detection information such as the rotation angle from the encoder is fed back to the servo amplifier 15 and the difference between the command signal from the control unit 14 and the feedback signal from the encoder is eliminated. Control. This control is performed by PI control, PID control or the like, but is not limited.

ティーチングボックス１３は、ロボット１１に近接して設置され、ロボット１１を動作させるためのスイッチを備えている。このティーチングボックス１３を用いて、ロボット１１の位置及び姿勢からなる教示点の教示が行われる。 The teaching box 13 is installed in the vicinity of the robot 11 and includes a switch for operating the robot 11. Using the teaching box 13, teaching points including the position and posture of the robot 11 are taught.

制御部１４は、サーボアンプ１５やティーチングボックス１３に接続して、ロボット制御システム１０の全体を制御している。制御部１４は、ティーチングボックス１３によって入力された内容を記憶する機能、サーボアンプ１５に指令信号を送ることにより各駆動軸に設定されたサーボモータを駆動させてロボット１１の動作や姿勢を制御する機能、各駆動軸に設置されたサーボモータの回転軸の回転角度等のエンコーダによって検出された情報をサーボアンプ１５を介して取得して演算する機能、等を備えている。制御部１４は、ティーチングボックス１３により教示された教示点間をロボット１１が移動するようにロボット１１の動作を制御する。 The control unit 14 is connected to the servo amplifier 15 and the teaching box 13 to control the entire robot control system 10. The control unit 14 controls the operation and posture of the robot 11 by driving a servo motor set for each drive axis by sending a command signal to the servo amplifier 15 and a function for storing the contents input by the teaching box 13. And a function of acquiring and calculating information detected by an encoder such as a rotation angle of a rotation shaft of a servo motor installed on each drive shaft through a servo amplifier 15. The control unit 14 controls the operation of the robot 11 so that the robot 11 moves between teaching points taught by the teaching box 13.

次に、制御部１４で制御されるロボット１１の動作について説明する。 Next, the operation of the robot 11 controlled by the control unit 14 will be described.

図２は、図１で示したロボットが所定のカセットから半導体ウェハを搬出するときの動作を示した概略平面図であり、図３は図１で示したロボットの原位置姿勢を示した概略平面図である。 FIG. 2 is a schematic plan view showing an operation when the robot shown in FIG. 1 carries a semiconductor wafer out of a predetermined cassette, and FIG. 3 is a schematic plan view showing the original position and posture of the robot shown in FIG. FIG.

図２を参照して、上述したロボット１１が、Ｙ方向に延びるように配置された被搬送物である半導体ウェハ２３が収納された収納体であるカセット２４と、カセット２４に平行に配置された半導体ウェハ２３の処理を行う処理装置２５との間に設置されている。ロボット１１は、カセット２４や処理装置２５から半導体ウェハ２３を搬出入して、カセット２４と処理装置２５との間で半導体ウェハ２３を搬送する。図２の（１）から（３）までは、ハンド部材を２つ備えた上記ロボット１１が、第２ハンド部材３０に半導体ウェハ２３を保持した状態で、第１ハンド部材２８で所定のカセット２４から半導体ウェハ２３を搬出しようとする一連の動作が示されている。 Referring to FIG. 2, the robot 11 described above is arranged in parallel with the cassette 24, which is a storage body in which a semiconductor wafer 23, which is an object to be transferred, arranged so as to extend in the Y direction, and the cassette 24. It is installed between the processing apparatus 25 for processing the semiconductor wafer 23. The robot 11 loads and unloads the semiconductor wafer 23 from the cassette 24 and the processing apparatus 25 and transports the semiconductor wafer 23 between the cassette 24 and the processing apparatus 25. From (1) to (3) in FIG. 2, the robot 11 having two hand members holds the semiconductor wafer 23 on the second hand member 30, and the predetermined cassette 24 by the first hand member 28. A series of operations for unloading the semiconductor wafer 23 is shown.

図２の（１）で示したように、先ず、第１ハンド部材２８及び第２ハンド部材３０が、各々の中心軸をＸ方向に向けて重ねるようにして、所定のカセット２４の手前で待機している。第１ハンド部材２８は、第２ハンド部材３０の下方に重なり、平面視において隠れた状態である。又、第２ハンド部材３０は半導体ウェハ２３を保持し、第１ハンド部材２８は何も保持していない。この状態から、図２の（２）で示したように、第１ハンド部材２８はカセット２４内の半導体ウェハ２３を搬出するために、カセット２４に向かって前進するように直進動作を開始する。第１ハンド部材２８の直進動作の開始と同時に、第２ハンド部材３０は、第２ハンド部材３０や第２ハンド部材３０に保持された半導体ウェハ２３がカセット２４と干渉するのを回避するように、Ｗ２軸２９を中心に反時計方向回りに回動を開始する。このとき、第２ハンド部材３０は、ロボット１１の原位置姿勢側に移動する方向即ち、アーム駆動軸であるＡ軸１７側に回動を開始している。この実施の形態におけるロボット１１の原位置姿勢とは、図３で示したロボット１１の姿勢であり、下部アーム部材１８、上部アーム部材２０、第１ハンド部材２８及び第２ハンド部材３０のすべてが、その軸中心をＸ方向に整列させて重なった状態のときの姿勢である。更に、第１ハンド部材２８は直進動作を継続し、同時に第２ハンド部材３０は、第２ハンド部材３０や第２ハンド部材３０に保持された半導体ウェハ２３がカセット２４と干渉するのを回避するように回動を継続する。そして、カセット２４から第１ハンド部材２８に半導体ウェハ２３を載せ替える図２の（３）で示した位置まで到達すると、第１ハンド部材２８及び第２ハンド部材３０とは同時に停止する。第１ハンド部材２８は、図示しない真空吸着等の保持手段により、カセット２４内の半導体ウェハ２３を保持する。 As shown in FIG. 2A, first, the first hand member 28 and the second hand member 30 wait in front of a predetermined cassette 24 so that the respective central axes are overlapped in the X direction. is doing. The first hand member 28 overlaps below the second hand member 30 and is hidden in plan view. The second hand member 30 holds the semiconductor wafer 23 and the first hand member 28 holds nothing. From this state, as shown in FIG. 2 (2), the first hand member 28 starts a straight operation so as to advance toward the cassette 24 in order to carry out the semiconductor wafer 23 in the cassette 24. Simultaneously with the start of the straight movement of the first hand member 28, the second hand member 30 avoids interference of the second hand member 30 and the semiconductor wafer 23 held by the second hand member 30 with the cassette 24. , Rotation around the W2 axis 29 is started in the counterclockwise direction. At this time, the second hand member 30 starts rotating in the direction in which the robot 11 moves to the original position / posture side, that is, the A-axis 17 side that is the arm drive shaft. The original position / posture of the robot 11 in this embodiment is the posture of the robot 11 shown in FIG. 3, and all of the lower arm member 18, the upper arm member 20, the first hand member 28 and the second hand member 30 are used. This is the posture when the axis centers are aligned in the X direction and overlapped. Further, the first hand member 28 continues the straight movement, and at the same time, the second hand member 30 prevents the second hand member 30 and the semiconductor wafer 23 held by the second hand member 30 from interfering with the cassette 24. The rotation is continued as follows. Then, when reaching the position shown in (3) of FIG. 2 where the semiconductor wafer 23 is transferred from the cassette 24 to the first hand member 28, the first hand member 28 and the second hand member 30 stop simultaneously. The first hand member 28 holds the semiconductor wafer 23 in the cassette 24 by holding means such as vacuum suction (not shown).

第１ハンド部材２８に保持された半導体ウェハ２３のカセット２４からの搬出にあたっては、ロボット１１は、図２の（１）から（３）までの動作と反対の動作を行う。具体的には、図２の（３）で示した位置から、第１ハンド部材２８は、カセット２４から後退するように直進動作を開始する。同時に、第２ハンド部材３０は、第２ハンド部材３０や第２ハンド部材３０に保持された半導体ウェハ２３がカセット２４と干渉するのを回避するように、図２の（１）で示した最初の位置に戻る方向に回動を開始する。即ち、第２ハンド部材３０は、Ｗ２軸２９を中心に時計方向回りに回動を開始する。そして、第１ハンド部材２８は直進動作を継続し、同時に第２ハンド部材３０は、第２ハンド部材３０や第２ハンド部材３０に保持された半導体ウェハ２３がカセット２４と干渉するのを回避するように回動を継続する。そして、図２の（１）で示した元の位置まで到達すると、第１ハンド部材２８及び第２ハンド部材３０とは同時に停止する。このとき、第１ハンド部材２８と第２ハンド部材３０とは、双方ともに半導体ウェハ２３を保持している。尚、上記では、所定のカセット２４から半導体ウェハ２３を搬出する場合のロボット１１の動作を説明しているが、所定のカセット２４に半導体ウェハ２３を搬入する場合も、搬出の場合と同様にロボット１１は動作する。このようにして、ロボット１１により、所定のカセット２４から半導体ウェハ２３が第１ハンド部材２８に保持されて搬出入される。 When the semiconductor wafer 23 held by the first hand member 28 is unloaded from the cassette 24, the robot 11 performs an operation opposite to the operations (1) to (3) in FIG. Specifically, from the position indicated by (3) in FIG. 2, the first hand member 28 starts a rectilinear operation so as to retract from the cassette 24. At the same time, the second hand member 30 is first shown in (1) of FIG. 2 so as to avoid the second hand member 30 and the semiconductor wafer 23 held by the second hand member 30 from interfering with the cassette 24. Rotation is started in the direction of returning to the position. That is, the second hand member 30 starts to rotate clockwise about the W2 axis 29. Then, the first hand member 28 continues the straight movement, and at the same time, the second hand member 30 avoids the second hand member 30 and the semiconductor wafer 23 held by the second hand member 30 from interfering with the cassette 24. The rotation is continued as follows. And if it reaches | attains to the original position shown in (1) of FIG. 2, the 1st hand member 28 and the 2nd hand member 30 will stop simultaneously. At this time, both the first hand member 28 and the second hand member 30 hold the semiconductor wafer 23. In the above description, the operation of the robot 11 when the semiconductor wafer 23 is carried out from the predetermined cassette 24 has been described. However, when the semiconductor wafer 23 is carried into the predetermined cassette 24, the robot is similar to the case of carrying out. 11 operates. In this manner, the semiconductor wafer 23 is held by the first hand member 28 from the predetermined cassette 24 and carried in and out by the robot 11.

次に、制御部１４で制御されるロボット１１の動作制御について説明する。 Next, operation control of the robot 11 controlled by the control unit 14 will be described.

再び、図２を参照して、図２の（１）で示したロボット１１の姿勢から、制御部１４は前進動作手段により、直線補間のもと、Ａ軸１７、Ｂ軸１９及びＷ１軸２７の各々を回動させて、第１ハンド部材２８を所定のカセット２４に向かって前進するように直進動作させる。同時に、制御部１４は、回避動作手段により、前進動作手段による第１ハンド部材２８の直進動作に同期させて、Ｗ２軸２９を駆動させて、第２ハンド部材３０をＷ２軸２９を中心に反時計方向回りに回動させる。このとき、第２ハンド部材３０や第２ハンド部材３０に保持された半導体ウェハ２３がカセット２４と干渉するのを回避するように回動させる。次に、制御部１４は、ロボット１１が図２の（３）で示した姿勢になった時点で、上記動作を停止させ、第１ハンド部材２８にカセット２４内の半導体ウェハ２３を保持させる。次に、制御部１４は、後退動作手段により、直線補間のもと、Ａ軸１７、Ｂ軸１９及びＷ１軸２７の各々を回動させて、第１ハンド部材２８をカセット２４から後退するように直進動作させる。同時に、制御部１４は、復帰動作手段により、後退動作手段による第１ハンド部材２８の直進動作に同期させて、Ｗ２軸２９を駆動させて、第２ハンド部材３０をＷ２軸２９を中心に回避動作手段により回動させる前の位置に戻る方向、即ち、時計方向回りに回動させる。このとき、回避動作手段のときと同様に、第２ハンド部材３０や第２ハンド部材３０に保持された半導体ウェハ２３がカセット２４と干渉するのを回避するように回動させる。 Referring to FIG. 2 again, from the posture of the robot 11 shown in (1) of FIG. 2, the control unit 14 uses the forward movement means to perform A-axis 17, B-axis 19, and W1-axis 27 under linear interpolation. The first hand member 28 is linearly moved so as to advance toward the predetermined cassette 24. At the same time, the control unit 14 drives the W2 shaft 29 in synchronism with the straight movement of the first hand member 28 by the forward movement means by the avoidance operation means, and causes the second hand member 30 to revolve around the W2 axis 29. Rotate clockwise. At this time, the second hand member 30 and the semiconductor wafer 23 held by the second hand member 30 are rotated so as to avoid interference with the cassette 24. Next, when the robot 11 assumes the posture shown in (3) of FIG. 2, the control unit 14 stops the above operation and causes the first hand member 28 to hold the semiconductor wafer 23 in the cassette 24. Next, the control unit 14 causes the first hand member 28 to move backward from the cassette 24 by rotating each of the A-axis 17, the B-axis 19, and the W1 axis 27 using linear motion interpolation by the backward movement means. To go straight. At the same time, the control unit 14 drives the W2 shaft 29 in synchronism with the rectilinear operation of the first hand member 28 by the backward movement means by the return operation means, and avoids the second hand member 30 around the W2 axis 29. It is rotated in the direction returning to the position before being rotated by the operating means, that is, in the clockwise direction. At this time, similarly to the avoidance operation means, the second hand member 30 and the semiconductor wafer 23 held by the second hand member 30 are rotated so as to avoid interference with the cassette 24.

上記回避動作手段及び上記復帰動作手段は、後述する補正角度θを利用して、第２ハンド部材３０や第２ハンド部材３０に保持された半導体ウェハ２３がカセット２４と干渉するのを回避しながら、第１ハンド部材２８の直進動作に同期させて第２ハンド部材３０を回動させている。 The avoidance operation means and the return operation means use a correction angle θ described later while avoiding interference between the second hand member 30 and the semiconductor wafer 23 held by the second hand member 30 with the cassette 24. The second hand member 30 is rotated in synchronization with the straight movement of the first hand member 28.

次に、補正角度θについて説明する。 Next, the correction angle θ will be described.

図４は図２の（２）で示したときのロボットの姿勢の拡大平面図である。 FIG. 4 is an enlarged plan view of the posture of the robot as shown in (2) of FIG.

図４を参照して、図２の（２）で示したときのロボット１１の姿勢は、上記前進動作手段により第１ハンド部材２８が前進するように少し直進動作し、回避動作手段により第２ハンド部材３０が反時計方向回りに少し回動した状態である。第２ハンド部材３０に保持される半導体ウェハ２３の中心をＰ、第２ハンド部材３０を回動可能に支持するＷ２軸２９の中心をＱとする。Ｗ２軸２９の中心と第１ハンド部材２８を回動可能に支持するＷ１軸２７の中心は一致しているため、Ｗ１軸２７の中心もＱである。中心Ｐは、第２ハンド部材３０の中心軸（中心線）上にある。又、中心Ｑは、第１ハンド部材２８及び第２ハンド部材３０の各々の中心軸（中心線）上にある。ここで、Ｗ２軸２９の中心Ｑから半導体ウェハ２３の中心Ｐまでの長さをＬ１、Ｗ２軸２９の中心Ｑから半導体ウェハの中心Ｐまでの直進動作方向、即ちＸ方向の長さをＬ２、第１ハンド部材２８の中心軸（中心線）と第２ハンド部材３０の中心軸（中心線）とのなす角度を補正角度としてθとすると、
θ＝ａｒｃｃｏｓ（Ｌ２／Ｌ１）
となる。補正角度θは、直線補間により直進動作する第１ハンド部材２８の位置を基準として第２ハンド部材３０の位置を決定する角度である。上記回避動作手段及び上記復帰動作手段は、この補正角度θを利用して第１ハンド部材２８の直進動作に同期させて、例えば補間時間毎に、上記式の関係を有するように第２ハンド部材３０を回動させる。このように第２ハンド部材３０を回動させると、第２ハンド部材３０に保持された半導体ウェハ２３の中心Ｐの軌道は、図４の２点鎖線で示したように、第１ハンド部材２８の直進動作方向に直交する方向、即ちＹ方向の直線となり一定となる。又、この補正角度θを利用すれば、第２ハンド部材３０及び第２ハンド部材３０に保持された半導体ウェハ２３とカセット２４との干渉が回避される。したがって、ロボット１１の動作の調整が容易となると共に、第２ハンド部材３０に保持された半導体ウェハ２３がカセット２４や他の障害物と干渉するのを回避し易くなる。又、ロボット１１の動作が効率的となる。 Referring to FIG. 4, the posture of the robot 11 as shown in (2) of FIG. 2 is slightly advanced so that the first hand member 28 moves forward by the advance operation means, and second by the avoidance operation means. The hand member 30 is slightly rotated counterclockwise. The center of the semiconductor wafer 23 held by the second hand member 30 is P, and the center of the W2 shaft 29 that rotatably supports the second hand member 30 is Q. Since the center of the W2 shaft 29 and the center of the W1 shaft 27 that supports the first hand member 28 in a rotatable manner coincide with each other, the center of the W1 shaft 27 is also Q. The center P is on the central axis (center line) of the second hand member 30. The center Q is on the center axis (center line) of each of the first hand member 28 and the second hand member 30. Here, the length from the center Q of the W2 axis 29 to the center P of the semiconductor wafer 23 is L1, and the linear motion direction from the center Q of the W2 axis 29 to the center P of the semiconductor wafer, that is, the length in the X direction is L2. When the angle formed by the central axis (center line) of the first hand member 28 and the central axis (center line) of the second hand member 30 is θ as a correction angle,
θ = arccos (L2 / L1)
It becomes. The correction angle θ is an angle that determines the position of the second hand member 30 with reference to the position of the first hand member 28 that moves straight by linear interpolation. The avoidance operation means and the return operation means synchronize with the straight-ahead operation of the first hand member 28 using the correction angle θ, for example, so that the second hand member has the relationship of the above formula every interpolation time. 30 is rotated. When the second hand member 30 is thus rotated, the path of the center P of the semiconductor wafer 23 held by the second hand member 30 is the first hand member 28 as shown by a two-dot chain line in FIG. It becomes a straight line in the direction orthogonal to the linear movement direction, that is, the straight line in the Y direction. If the correction angle θ is used, interference between the second hand member 30 and the semiconductor wafer 23 held by the second hand member 30 and the cassette 24 can be avoided. Therefore, the operation of the robot 11 can be easily adjusted, and the semiconductor wafer 23 held by the second hand member 30 can be easily prevented from interfering with the cassette 24 and other obstacles. Further, the operation of the robot 11 becomes efficient.

ところで、上記回避動作手段及び上記復帰動作手段により、第２ハンド部材３０や第２ハンド部材３０に保持された半導体ウェハ２３がカセット２４と干渉するのを回避している。しかし、上記前進動作手段による第１ハンド部材２８の前進開始からの所定時間と、上記後退動作手段による第１ハンド部材２８の後退終了前から後退終了までの所定時間の間は、半導体ウェハ２３を保持した第２ハンド部材３０がその中心軸をＸ方向に整列させる直前直後であり、第２ハンド部材３０が回動する量に対して、第２ハンド部材３０に保持されている半導体ウェハ２３のＸ方向の移動量は小さい。よって、上記所定時間の間は、第２ハンド部材３０や第２ハンド部材３０に保持された半導体ウェハ２３がカセット２４と干渉するのを回避するために、第１ハンド部材２８の直進動作速度に対して第２ハンド部材３０の回動を高速にする必要がある。上記所定時間の間、第２ハンド部材３０に非常に大きな加速度が発生する。このような大きな加速度を第２ハンド部材３０に発生させないために、上記所定時間の間、第１ハンド部材２８を低速動作させる必要がある。図２に戻って、上記所定時間は、例えば、前進動作手段では第１ハンド部材２８が図２の（１）で示した位置から図２の（２）で示した位置に移動するまでの時間であり、後退動作手段では、第１ハンド部材２８が図２の（２）で示した位置から図２の（１）で示した位置に移動するまでの時間である。 By the way, the avoidance operation means and the return operation means prevent the second hand member 30 and the semiconductor wafer 23 held by the second hand member 30 from interfering with the cassette 24. However, the semiconductor wafer 23 is held between a predetermined time from the start of advancement of the first hand member 28 by the advance operation means and a predetermined time from the end of retreat of the first hand member 28 by the return operation means to the end of retraction. The second hand member 30 held immediately before and after the central axis thereof is aligned in the X direction, and the amount of the semiconductor wafer 23 held by the second hand member 30 with respect to the amount by which the second hand member 30 rotates. The amount of movement in the X direction is small. Therefore, during the predetermined time, in order to avoid the second hand member 30 or the semiconductor wafer 23 held by the second hand member 30 from interfering with the cassette 24, the linear movement speed of the first hand member 28 is increased. On the other hand, the second hand member 30 needs to be rotated at high speed. During the predetermined time, a very large acceleration is generated in the second hand member 30. In order not to generate such a large acceleration in the second hand member 30, it is necessary to operate the first hand member 28 at a low speed for the predetermined time. Returning to FIG. 2, the predetermined time is, for example, the time until the first hand member 28 moves from the position indicated by (1) in FIG. 2 to the position indicated by (2) in FIG. In the backward movement means, it is the time until the first hand member 28 moves from the position shown in (2) of FIG. 2 to the position shown in (1) of FIG.

図５は図１で示したロボットが図２で示した動作をするときの第１ハンド部材の直進動作速度と経過時間との関係を示した図である。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the linear motion speed of the first hand member and the elapsed time when the robot shown in FIG. 1 performs the motion shown in FIG.

図５を参照して、縦軸には第１ハンド部材２８の直進動作速度が採られ、横軸には経過時間が採られている。図２の（１）で示した姿勢から直進動作を開始してから、図２の（３）姿勢で停止するまでの第１ハンド部材の直進動作速度の変化である。第１ハンド部材２８は、直進動作の開始から時間Ｔ１までは、速度Ｖ１になるまで加速して速度Ｖ１が維持され、時間Ｔ１を超えてからは、最高速度Ｖ２まで加速した後、減速して停止されている。制御部１４は、前進動作手段において、第１ハンド部材２８の前進開始からの上記所定時間の間、所定速度Ｖ１を超過しないように第１ハンド部材２８を低速動作させる。又、制御部１４は、後退動作手段において、第１ハンド部材２８の後退終了前から後退終了までの上記所定時間の間、所定速度Ｖ１を超過しないように第１ハンド部材２８を低速動作させる。このように、上記所定時間の間、第１ハンド部材２８を低速動作させると、第２ハンド部材３０の中心軸が第１ハンド部材２８の直進動作方向に整列した姿勢の直前直後に、第２ハンド部材３０を回動させるために大きな加速度を必要としない。そのため、各駆動軸の加速度のバランスが取れ、ロボット１１を無理なく安定して動作させることができる。 With reference to FIG. 5, the vertical axis represents the linear movement speed of the first hand member 28, and the horizontal axis represents the elapsed time. This is a change in the straight movement speed of the first hand member from the start of the straight movement from the posture shown in (1) of FIG. 2 to the stop in the posture (3) of FIG. The first hand member 28 is accelerated until the speed V1 is maintained from the start of the straight movement until the time T1, and the speed V1 is maintained. After the time T1, the first hand member 28 is accelerated to the maximum speed V2 and then decelerated. Has been stopped. The control unit 14 causes the first movement member to move the first hand member 28 at a low speed so as not to exceed the predetermined speed V <b> 1 for the predetermined time from the start of advancement of the first hand member 28. Further, the control unit 14 causes the backward movement means to operate the first hand member 28 at a low speed so as not to exceed the predetermined speed V1 for the predetermined time from the end of the backward movement of the first hand member 28 to the end of the backward movement. As described above, when the first hand member 28 is operated at a low speed for the predetermined time, the second hand member 30 has a second axis immediately before and after the posture in which the central axis of the second hand member 30 is aligned with the linear movement direction of the first hand member 28. A large acceleration is not required to rotate the hand member 30. Therefore, the acceleration of each drive axis is balanced, and the robot 11 can be operated stably without difficulty.

ロボット制御装置１２では、所定のカセット２４からの半導体ウェハ２３の搬出入において、直進動作する第１ハンド部材２８と回動動作する第２ハンド部材３０とが同時に動作する。そのため、カセット２４から半導体ウェハ２３を搬出入して交換する時間を短縮させることができる。又、ロボット１１の開始から停止までの動作が、第１ハンド部材２８が前進するとき及び後退するときの２段階しかないため、ロボット１１の動作の調整作業が容易となる。 In the robot controller 12, when the semiconductor wafer 23 is carried in / out from a predetermined cassette 24, the first hand member 28 that moves straight and the second hand member 30 that rotates rotate simultaneously. For this reason, it is possible to shorten the time for loading and unloading the semiconductor wafer 23 from the cassette 24. In addition, since the operation from the start to the stop of the robot 11 has only two steps when the first hand member 28 moves forward and backward, the adjustment operation of the operation of the robot 11 becomes easy.

又、第２ハンド部材３０がロボット１１の原位置姿勢側からみて第１ハンド部材２８より外方に回動しないため、ロボット１１の原位置姿勢側からみて第１ハンド部材２８より外方に障害物が存在する場合に、その障害物と第２ハンド部材３０に保持される半導体ウェハ２３との干渉を避けることができる。又、上記ロボット１１では、第１ハンド部材２８及び第２ハンド部材３０の軌道は水平面に形成されるため、第１ハンド部材２８及び第２ハンド部材３０の軌道の調整が容易となる。 Further, since the second hand member 30 does not rotate outward from the first hand member 28 when viewed from the original position / posture side of the robot 11, the obstacle is outward from the first hand member 28 as viewed from the original position / posture side of the robot 11. When an object is present, interference between the obstacle and the semiconductor wafer 23 held by the second hand member 30 can be avoided. Further, in the robot 11, the trajectories of the first hand member 28 and the second hand member 30 are formed in a horizontal plane, so that the trajectories of the first hand member 28 and the second hand member 30 can be easily adjusted.

図６は、この発明の第２の実施の形態によるロボット制御装置により制御されるロボットの姿勢の拡大平面図であり、先の第１の実施の形態による図４に対応した図である。基本的な構成及びロボット１１の動作制御は第１の実施の形態によるロボット制御装置１２と共通するので異なる点を中心に説明する。 FIG. 6 is an enlarged plan view of the posture of the robot controlled by the robot control apparatus according to the second embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 4 according to the previous first embodiment. Since the basic configuration and the operation control of the robot 11 are the same as those of the robot control apparatus 12 according to the first embodiment, different points will be mainly described.

図６を参照して、第１の実施の形態によるロボット制御装置１２では、第２ハンド部材３０に保持された半導体ウェハ２３の中心Ｐの軌道が、第１ハンド部材２８の直進動作方向に直交する方向に直線Ｍとなるようにロボット１１の動作が制御されていたが、第２の実施の形態によるロボット制御装置では、上記直線Ｍから所定角度αだけ傾斜した方向に直線Ｎとなるようにロボット１１の動作が制御される。直線Ｍと第１ハンド部材２８の中心軸との交点をＲとし、中心Ｐから交点Ｒまでの長さをＬ３とし、中心Ｑから直線Ｍまでの直進動作方向、即ちＸ方向の長さをＬ４とする。任意の所定角度αを与えると、
Ｌ１^２−（Ｌ３×ｃｏｓα）^２＝（Ｌ４＋Ｌ３×ｓｉｎα）^２
から長さＬ３が求められる。長さＬ３が求められると、補正角度θは余弦定理より、
θ＝ａｒｃｃｏｓ［（Ｌ１^２＋Ｌ４^２−Ｌ３^２）／（２×Ｌ１×Ｌ４）］
となる。この補正角度θを利用して第１ハンド部材２８の直進動作に同期させて、例えば補間時間毎に、上記式の関係を有するように第２ハンド部材３０を回動させる。このように第２ハンド部材３０を回動させると、第２ハンド部材に保持された半導体ウェハ２３の中心Ｐの軌道は、第１ハンド部材２８の直進動作方向に直交する方向、即ちＹ方向の直線Ｍから所定角度α傾斜した方向の直線Ｎとなり一定となる。 With reference to FIG. 6, in the robot control apparatus 12 according to the first embodiment, the trajectory of the center P of the semiconductor wafer 23 held by the second hand member 30 is orthogonal to the linear movement direction of the first hand member 28. However, in the robot control apparatus according to the second embodiment, the straight line N is formed in a direction inclined by a predetermined angle α from the straight line M. The operation of the robot 11 is controlled. The intersection point between the straight line M and the central axis of the first hand member 28 is R, the length from the center P to the intersection point R is L3, and the straight movement direction from the center Q to the straight line M, that is, the length in the X direction is L4. And Given any given angle α,
L1 ² − (L3 × cos α) ² = (L4 + L3 × sin α) ²
To obtain a length L3. When the length L3 is obtained, the correction angle θ is obtained from the cosine theorem,
θ = arccos [(L1 ² + L4 ² −L3 ² ) / (2 × L1 × L4)]
It becomes. Using the correction angle θ, the second hand member 30 is rotated so as to have the relationship of the above formula, for example, every interpolation time in synchronism with the straight movement of the first hand member 28. When the second hand member 30 is rotated in this way, the path of the center P of the semiconductor wafer 23 held by the second hand member is in a direction perpendicular to the linear movement direction of the first hand member 28, that is, in the Y direction. A straight line N in a direction inclined by a predetermined angle α from the straight line M becomes constant.

尚、上記の各実施の形態では、ハンド部材及びアーム機構を水平方向に回動させているが、必ずしもこのように構成する必要はなく、他の平面方向に回動してもよい。例えば、垂直多関節のロボットに適用されてもよい。 In each of the above embodiments, the hand member and the arm mechanism are rotated in the horizontal direction. However, the configuration is not necessarily required, and the hand member and the arm mechanism may be rotated in another plane direction. For example, the present invention may be applied to a vertical articulated robot.

又、上記の各実施の形態では、第１ハンド部材の中心軸と第２ハンド部材の中心軸が重なった姿勢から動作を開始し、又は終了しているが、重なっていなくてもよい。 Further, in each of the above-described embodiments, the operation starts or ends from the posture in which the central axis of the first hand member and the central axis of the second hand member overlap, but they may not overlap.

更に、上記の各実施の形態では、第２ハンド部材に保持される半導体ウェハがロボットの原位置姿勢側に移動する方向に第２ハンド部材が回動を開始しているが、原位置姿勢側とは反対側の障害物との干渉を考慮しなくてよければ、反対方向に回動を開始してもよい。 Further, in each of the above embodiments, the second hand member starts to rotate in the direction in which the semiconductor wafer held by the second hand member moves to the original position / posture side of the robot. If it is not necessary to consider the interference with the obstacle on the opposite side, the rotation may be started in the opposite direction.

更に、上記の第１の実施の形態では、第２ハンド部材に保持される半導体ウェハが第１ハンド部材の直進動作方向に直交する方向に移動するようにロボットは動作しているが、カセット等の障害物との干渉を回避することができて、第２ハンド部材が第１ハンド部材の直進動作に同期して回動していれば、第２ハンド部材に保持される半導体ウェハは他の方向に移動してもよい。 Furthermore, in the first embodiment described above, the robot operates so that the semiconductor wafer held by the second hand member moves in a direction perpendicular to the linear movement direction of the first hand member. If the second hand member is rotated in synchronization with the straight movement of the first hand member, the semiconductor wafer held by the second hand member can be You may move in the direction.

更に、上記の各実施の形態では、所定時間の間、第１ハンド部材を低速動作させているが、第２ハンド部材の加速度に対する能力や他の駆動軸の加速度とのバランスに問題がなければ、低速動作させなくてもよい。 Further, in each of the above embodiments, the first hand member is operated at a low speed for a predetermined time. However, if there is no problem in the balance with the acceleration capability of the second hand member and the acceleration of the other drive shaft. It is not necessary to operate at low speed.

更に、上記の各実施の形態では、２つのアーム部材で構成されているが、１つのアーム部材の一方端で２つのハンド部材が同軸に設置された駆動軸の各々を介して支持されていれば、３つ以上で構成されてもよい。 Further, in each of the above embodiments, the arm is constituted by two arm members. However, two hand members are supported by one end of one arm member via each of the drive shafts installed coaxially. For example, it may be composed of three or more.

更に、上記の実施の形態では、２つのアーム部材は同じ長さに構成されているが、異なる長さに構成してもよい。 Furthermore, in the above embodiment, the two arm members are configured to have the same length, but may be configured to have different lengths.

更に、上記の実施の形態では、アーム機構がベース部材に支持されているが、他の構成からなる部材により支持されてもよく、又、Ａ軸が上下方向に昇降しなくてもよい。 Furthermore, in the above embodiment, the arm mechanism is supported by the base member. However, the arm mechanism may be supported by a member having another configuration, and the A-axis may not be moved up and down.

更に、上記の実施の形態では、真空吸着等で被搬送物を保持するようにハンド部材が構成されているが、被搬送物を保持することができれば、被搬送物を狭持する等ハンド部材を他の構成してもよい。 Further, in the above embodiment, the hand member is configured to hold the object to be conveyed by vacuum suction or the like. However, if the object to be conveyed can be held, the hand member to sandwich the object to be conveyed, etc. Other configurations may be used.

この発明の第１の実施の形態によるロボット制御装置が適用されるロボット制御システムの概略構成を示したブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a robot control system to which a robot control apparatus according to a first embodiment of the present invention is applied. 図１で示したロボットが所定のカセットから半導体ウェハを搬出するときの動作を示した概略平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view showing an operation when the robot shown in FIG. 1 carries out a semiconductor wafer from a predetermined cassette. 図１で示したロボットの原位置姿勢を示した概略平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view showing an original position / posture of the robot shown in FIG. 1. 図２の（２）で示したときのロボットの姿勢の拡大平面図である。FIG. 3 is an enlarged plan view of the posture of the robot as shown in (2) of FIG. 2. 図１で示したロボットが図２で示した動作をするときの第１ハンド部材の直進動作速度と経過時間との関係を示した図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a linear motion speed of a first hand member and an elapsed time when the robot illustrated in FIG. 1 performs the motion illustrated in FIG. 2. この発明の第２の実施の形態によるロボット制御装置により制御されるロボットの姿勢の拡大平面図である。It is an enlarged plan view of the attitude | position of the robot controlled by the robot control apparatus by the 2nd Embodiment of this invention. 従来のロボット制御装置によるロボットの動作を示した概略平面図である。It is the schematic plan view which showed the operation | movement of the robot by the conventional robot control apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１１ロボット
１２ロボット制御装置
１６ベース部材
１７Ａ軸
１８下部アーム部材
１９Ｂ軸
２０上部アーム部材
２３半導体ウェハ
２４カセット
２７Ｗ１軸
２８第１ハンド部材
２９Ｗ２軸
３０第２ハンド部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Robot 12 Robot controller 16 Base member 17 A axis 18 Lower arm member 19 B axis 20 Upper arm member 23 Semiconductor wafer 24 Cassette 27 W1 axis 28 First hand member 29 W2 axis 30 Second hand member

Claims

収納体から被搬送物を搬出入するロボットを制御するロボット制御装置であって、
前記ロボットは、一方端がアーム駆動軸を介して回動可能に支持されるアーム機構と、前記アーム機構の他方端に第１駆動軸を介して支持されると共に前記被搬送物を保持することができる第１ハンド部材と、前記アーム機構の他方端に、前記第１駆動軸と同軸に設置された第２駆動軸を介して支持されると共に前記被搬送物を保持することができる第２ハンド部材とを含み、
前記第１ハンド部材を前記収納体に向かって前進するように直進動作させる前進動作手段と、
前記第１ハンド部材の前記前進する直進動作に同期させて、前記収納体との干渉を回避するように前記第２ハンド部材を回動させる回避動作手段と、
前記第１ハンド部材を前記収納体から後退するように直進動作させる後退動作手段と、
前記第１ハンド部材の前記後退する直進動作に同期させて、前記回避動作手段により回動させる前の位置に戻る方向に前記収納体との干渉を回避するように前記第２ハンド部材を回動させる復帰動作手段とを備えた、ロボット制御装置。 A robot control device that controls a robot that carries a transported object in and out of a storage body,
The robot has an arm mechanism whose one end is rotatably supported via an arm drive shaft, and is supported by the other end of the arm mechanism via a first drive shaft and holds the object to be conveyed. And a second hand shaft that is supported on the other end of the arm mechanism via a second drive shaft that is installed coaxially with the first drive shaft and that can hold the object to be conveyed. A hand member,
Forward operation means for linearly moving the first hand member so as to advance toward the storage body;
An avoidance operation means for rotating the second hand member so as to avoid interference with the storage body in synchronization with the linear movement of the first hand member that advances forward;
A reversing operation means for causing the first hand member to rectilinearly move so as to retreat from the storage body;
The second hand member is rotated so as to avoid interference with the storage body in a direction to return to a position before being rotated by the avoidance operation means in synchronization with the receding straight movement of the first hand member. A robot control device comprising return operation means.

前記前進動作手段及び前記回避動作手段は、前記第１ハンド部材の中心軸と前記第２ハンド部材の中心軸とが重なった状態から開始され、
前記回避動作手段は、前記第２ハンド部材に保持される前記被搬送物が前記ロボットの原位置姿勢側に移動する方向に前記第２ハンド部材の回動を開始させる、請求項１記載のロボット制御装置。 The forward movement means and the avoidance movement means are started from a state where the central axis of the first hand member and the central axis of the second hand member overlap each other.
2. The robot according to claim 1, wherein the avoidance operation unit starts rotation of the second hand member in a direction in which the object to be transported held by the second hand member moves toward the original position and posture of the robot. Control device.

前記回避動作手段及び前記復帰動作手段は、前記第２ハンド部材に保持される前記被搬送物が、前記第１ハンド部材の直進動作方向に直交する方向に移動するように、前記第２ハンド部材を回動させる、請求項１又は請求項２記載のロボット制御装置。 The avoidance operation means and the return operation means are configured so that the object to be transported held by the second hand member moves in a direction orthogonal to the linear movement operation direction of the first hand member. The robot control device according to claim 1, wherein the robot control device is rotated.

前記回避動作手段及び前記復帰動作手段は、前記第２駆動軸の中心から前記第２ハンド部材に保持される前記被搬送物の中心までの長さをＬ１、前記第２駆動軸の中心から前記第２ハンド部材に保持される前記被搬送物の中心までの直進動作方向の長さをＬ２、前記第１駆動軸の中心を通る前記第１ハンド部材の中心軸と前記第２駆動軸の中心を通る前記第２ハンド部材の中心軸とのなす角度を補正角度としてθとすると、
θ＝ａｒｃｃｏｓ（Ｌ２／Ｌ１）
の関係を有するように、前記第２ハンド部材を回動させる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のロボット制御装置。 The avoidance operation means and the return operation means have a length L1 from the center of the second drive shaft to the center of the transported object held by the second hand member, and the center from the center of the second drive shaft. The length of the straight movement direction to the center of the conveyed object held by the second hand member is L2, and the center axis of the first hand member passing through the center of the first drive shaft and the center of the second drive shaft If the angle formed with the central axis of the second hand member passing through
θ = arccos (L2 / L1)
The robot control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the second hand member is rotated so as to have a relationship of:

前記前進動作手段は、前記第１ハンド部材の前進開始からの所定時間、所定速度を超過しないように低速動作させ、
前記後退動作手段は、前記第１ハンド部材の後退終了前から後退終了までの所定時間、前記所定速度を超過しないように低速動作させる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のロボット制御装置。 The forward movement means is operated at a low speed so as not to exceed a predetermined speed for a predetermined time from the start of advancement of the first hand member;
5. The reverse movement unit according to claim 1, wherein the backward movement means is operated at a low speed so as not to exceed the predetermined speed for a predetermined time from the completion of the backward movement of the first hand member to the completion of the backward movement. Robot control device.

前記ロボットは、前記アーム駆動軸を介して前記アーム部材の他方端を回動可能に支持するベース部材を更に含み、
前記アーム機構は、一方端で前記第１駆動軸を介して前記第１ハンド部材を所定の平面方向に回動可能に支持すると共に、一方端で前記第２駆動軸を介して前記第２ハンド部材を前記平面方向に回動可能に支持する上部アーム部材と、一方端で第３駆動軸を介して前記上部アーム部材の他方端を前記平面方向に回動可能に支持すると共に、他方端を前記アーム駆動軸を介して前記平面方向に回動可能に前記ベース部材に支持される下部アーム部材とからなる、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のロボット制御装置。 The robot further includes a base member that rotatably supports the other end of the arm member via the arm drive shaft,
The arm mechanism supports the first hand member to be rotatable in a predetermined plane direction via the first drive shaft at one end, and the second hand via the second drive shaft at one end. An upper arm member that supports the member so as to be rotatable in the planar direction, and supports the other end of the upper arm member so as to be rotatable in the planar direction via a third drive shaft at one end, The robot control device according to claim 1, comprising a lower arm member supported by the base member so as to be rotatable in the planar direction via the arm drive shaft.