JP7001439B2

JP7001439B2 - 監視方法

Info

Publication number: JP7001439B2
Application number: JP2017226307A
Authority: JP
Inventors: 雅也吉田; 拓之岡田; 敦史中矢
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2017-11-24
Filing date: 2017-11-24
Publication date: 2022-01-19
Anticipated expiration: 2037-11-24
Also published as: US11440200B2; KR102366250B1; KR20200070351A; CN111356563A; WO2019102688A1; JP2019093503A; TWI687290B; TW201927498A; CN111356563B; US20200298416A1

Description

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工程部分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工程部分を、その監視パラメータが検出された前記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工程部分を、その監視パラメータが検出された前記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工程部分のみを、その監視パラメータが検出された前記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（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｆｌａｔ）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番目の工程部分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１１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工程部分をランク付けする。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工程部分を、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工程部分を上位とするが、これに限定されず、１位にランク付けされた工程部分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工程部分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工程部分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工程部分を、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工程部分を、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工程部分を、当該工程部分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工程部分を、当該工程部分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工程部分みを、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工程部分が、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

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工程部分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工程部分を、その監視パラメータが検出された前記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。
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。
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工程部分のみを、その監視パラメータが検出された前記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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。