KR100680413B1 - 로보트를 교시하는 로보트 교시용 프로그램, 및 이것에사용하는 카세트, 위치 측정 기구 및 이것들을 이용한로보트 작동 방법 - Google Patents

Abstract

로보트(robot)의 교시(敎示) 작업의 부담을 감소시키기 위하여, 기준 카세트(cassette)를 이용한 교시에 의하여 얻어진 교시 데이터를 기준으로 하고, 전개 카세트를 이용한 교시를 생략하고, 자동적으로 전개 카세트에 있어서 교시 데이터를 생성한다.

카세트에 식별 마크(1~4)를 설치하고, 이러한 식별 마크를 위치 측정 기구(500)로 조작하여 카세트의 위치 정보를 얻는다. 이 위치 정보에 의하여 기준 카세트와 전개 카세트와의 물리적 위치 관계를 구하고, 기준 카세트를 이용하여 미리 교시된 기준 교시 데이터로부터, 전개 카세트에 있어서의 전개 교시 데이터를 자동 생성한다. 또, 카세트에 설치된 식별 마크(1~4) 등에 의하여 카세트의 형상을 인식하고 카세트의 왜곡을 검출하여, 전개 교시 데이터에 보정을 행한다.

Description

로보트를 교시하는 로보트 교시용 프로그램, 및 이것에 사용하는 카세트, 위치 측정 기구 및 이것들을 이용한 로보트 작동 방법{ROBOT INSTRUCTION PROGRAM FOR INSTRUCTING ROBOT, CASSETTE USING THE SAME, LOCATION MEASUREMENT APPARATUS AND METHOD OF OPERATING ROBOT USING THE SAME}

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 로보트 교시 시스템의 구성도.

도 2는 본 발명의 실시형태에 관한 로보트 교시 시스템에 있어서 로보트의 전기적 구성을 나타내는 블록도.

도 3은 본 발명의 실시형태에 관한 로보트 교시 시스템에 있어서 정보 처리 단말의 전기적 구성을 나타내는 블록도.

도 4는 본 발명의 실시형태에 관한 위치 측정 기구와 로보트의 핸드의 구성도.

도 5는 본 발명의 실시형태에 관한 카세트의 구성도.

도 6은 기준 카세트와 전개 카세트와의 관계를 설명하기 위한 도면.

도 7은 로보트의 소정 동작에 필요한 교시에 대하여 설명하기 위한 도면.

도 8은 위치 측정 기구를 이용하여 카세트의 위치 데이터를 취득하기 위한 설명도.

도 9는 위치 측정 기구를 이용하여 카세트의 깊이 방향(Z 방향)으로의 왜곡 을 검출하기 위한 설명도.

도 10은 본 발명의 실시형태에 관한 로보트 교시용 프로그램의 서브루틴의 플로우차트.

도 11은 본 발명의 실시형태에 관한 로보트 교시용 프로그램의 플로우차트.

도 12는 본 발명의 다른 실시형태 1에 관한 로보트의 핸드의 개략도.

도 13은 본 발명의 다른 실시형태 1에 관한 카세트의 구성도.

도 14는 본 발명의 다른 실시형태 1에 관한 로보트 교시용 프로그램의 서브루틴의 플로우차트.

도 15는 본 발명의 다른 실시형태 2에 관한 기판의 각(角)에 의하여 위치 데이터를 취득하기 위한 설명도.

[부호의 설명]

100 로보트

120, 121 핸드

200 로보트 컨트롤러

300 정보 처리 단말

40O 교시 조작 단말(티칭ㆍ펜던트(pendant))

500 위치 측정 기구(티칭ㆍ바)

502a, 502b 검지 센서 유닛

50a, 50b 얼라이먼트 센서

W 워크

C 카세트

1, 2, 3, 4, 21, 22, 23, 24 식별 마크

9 틀체

10 개방면

본 발명은 판 형상의 워크(work)를 다단(多段)으로 적층하여 수납하는 카세트와 동일하게 적층 수납하여 건조 처리하는 화로 등의 장치 사이에서 그 워크를 이동 탑재(移載) 반송하기 위한 로보트에게 교시하는 작업을 실시할 때에 사용되는 로보트 교시용 프로그램 및 그 교시에 근거하는 로보트의 작동 방법에 관한 것이고, 특히 하나의 카세트(기준 카세트)를 이용한 교시에 의하여 다른 카세트(전개 카세트)를 이용한 교시를 생략할 수 있는 로보트 교시용 프로그램 및 그 로보트의 작동 방법이다.

또, 이 로보트 교시용 프로그램을 실행하고, 생략한 전개 카세트에 있어서 교시 데이터를 생성하기 위하여 필요한 작업을 실현하는 카세트 및 위치 측정 기구에 관한 것이다.

종래부터, 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등의 워크를 카세트간에 반송하는 로보트가 있다. 이 로보트는 반송을 위하여 필요한 소정 동작이 미리 교시되어 있고, 이 교시 데이터에 따라서 획일적인 동작을 행한다.

구체적으로는 어느 지점에 설치되어 있는 카세트에 수용된 워크를 로보트 암으로 취하기 위한 취출 준비 위치, 로보트의 암으로 취한 취출 개시 위치, 취한 워크를 다른 지점에 설치되어 있는 카세트에 수용하기 위한 수용 준비 위치, 수용하여 암을 되돌리기 위한 되돌림(引戾) 개시 위치, 그 외의 동작 경로라고 하는 상세한 위치 정보, 그 외의 속도 정보나 작업 정보라고 하는 교시 데이터를 기억시키고, 이 교시 데이터에 따라서 원하는 동작을 시킬 수 있다.

그리고, 이 교시 데이터는 로보트 고유의 절대 좌표(로보트 좌표)에 근거하여 구성되어 있고, 개개의 절대 위치를 작업자가 확인하여 입력하고, 모든 포인트를 입력하여 종료함으로써, 한 대의 로보트에 있어서의 교시 작업이 완료하게 된다. 또, 다른 카세트(다른 위치)에 있어서 동일한 로보트를 사용하는 경우에도, 동일한 작업을 교시하고자 하면, 다른 카세트를 이용하여 재차 개개의 절대 위치를 입력할 필요가 있다.

그 때문에, 이와 같은 교시 작업의 부담을 감소시키는 것으로 특허 문헌 1 내지 3에 기재된 발명이 있다.

특허 문헌 1에 기재된 발명은 카세트의 홈(溝)의 각각에 식별용 마크를 설치하고, 이러한 식별용 마크를 검출하여 암의 위치를 맞추어서 작업을 행하는 것이다. 이 발명에 의하면, 식별용 마크와 카세트가 1:1로 대응되어 있고, 식별용 마크를 일일이 자세히 검출함으로써, 교시 작업을 행하지 않고 로보트를 동작시키는 것을 가능하게 한 것이다.

또, 특허 문헌 2 및 3에 기재된 발명은 카세트와의 위치 관계가 일정하게 되 도록 검출 마크를 각 보관부에 설치하고, 검출 마크에 대한 핸드의 기준 위치를 구하고, 다른 보관부에 있어서 검출 마크에 대한 핸드의 보정 위치를 구하여, 기준 위치와 보정 위치가 일치했을 때의 핸드의 좌표를 위치 결정 좌표와 결정하는 것이다. 이 발명에 의하면, 기준 위치 및 보정 위치를 이용하여 각 보관부에 있어서 핸드의 위치 결정 좌표를 교시하고, 교시 작업의 부담의 감소를 도모할 수 있는 것이다.

[특허 문헌 1]특개평 5-114641호 공보(도 1)

[특허 문헌 2]특개평 8-71973호 공보(단락 [0030])

[특허 문헌 3]특개 2001-158507호 공보(단락 [0011])

그렇지만, 특허 문헌 1에 기재된 발명은 각각의 식별용 마크를 검출하여 암의 위치 맞춤을 행하기 때문에, 로보트에 의한 워크의 로딩/언로딩을 고속으로 행하는데 지장을 일으키고 있다.

또, 특허 문헌 2 및 3에 기재된 발명은 위치 결정 좌표의 결정에 해당하고, 실제로 로보트를 이동시키는 작업을 행하여, 검출 마크를 화상 인식하고 있으므로, 대대적인 기기가 필요하거나 정확한 화상 인식에 필요한 시간이 걸리게 된다.

또, 특허 문헌 1 내지 3에 기재된 발명 모두, 하나의 수용부(보관부)에 대해서의 식별용 마크(검출 마크)가 설치되어 있을 뿐, 복수의 수용부(보관부)에 대한 점이 고려되어 있지 않다.

더욱, 최근의 액정이나 플라즈마 디스플레이의 대형화에 의한 유리 기판의 대형화에 수반하여 로보트도 대형화하고 있으며, 로보트의 교시 작업에 각종 문제점을 안고 있다.

제1 문제점으로, 교시 작업을 최저 3명이 행하지 않을 수 없으므로, 인건비의 상승이나 작업 효율의 악화라고 하는 점이 있다. 즉, 워크인 기판 자체가 대형화하고, 워크와 카세트와의 위치 관계를 눈으로 확인하기 위하여, 좌측을 담당하는 작업자 및 우측을 담당하는 작업자의 2명이 필요하고, 또 로보트를 조작하는 작업자도 필요하므로, 최저 3명의 요원이 필요하다. 특히, 제6 세대의 유리 기판(1.5m × 1.8m 정도)이나 제7 세대의 유리 기판(1.9m x 2.2m 정도)으로 되도록, 워크인 기판이 대형화하는데 수반하여, 눈으로 확인을 하기 위한 요원이 증가하게 된다.

제2 문제점으로, 카세트의 대형화 및 로보트의 상하 스트로크의 증가에 의하여, 높은 곳에서의 교시 작업도 필요하여 위험하다라고 하는 점이 있다. 즉, 높은 곳(예를 들면, 4m의 위치)에 있어서 워크와 카세트와의 위치 관계를 눈으로 확인하는 일도 필요하므로, 교시 작업이 위험한 것으로 된다. 또, 높은 곳에서의 작업에 있어서의 위험성에 더하여, 교시중의 로보트의 동작 불량이나 오동작에 의한 예기치 않은 위험성도 예측된다.

또한, 제1 문제점과 관계하여 높은 곳에서 눈으로 확인을 하는 요원도 필요하게 되면, 추가로 눈으로 확인을 하기 위한 요원이 증가하게 된다.

이와 같이, 카세트의 대형화 등에 의한 교시 작업의 부담 증가가 발단으로 교시 작업의 효율화가 여러 가지로 검토되고 있으나, 최대의 문제점은 각 카세트간의 구조의 불균형이다. 즉, 카세트가 대형화하고, 수납되는 기판의 수도 증가하고 있으므로, 기판을 한 장씩 수납하는 선반(棚) 형상의 각 보관부를 높은 치수 정도로 설치하는 것이 곤란한 동시에, 각 보관부의 불균형이 허용되는 오차도 보관부 수의 증가라고 하는 수용 효율의 측면에서 작게 하지 않을 수 없으나, 개개의 카세트의 불균형을 고려한 교시 작업을 자동화하는데에는 달성되지 않았었다.

본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 로보트의 교시 작업의 부담을 감소시키기 위하여, 어느 하나의 카세트를 이용한 교시에 의해 얻어진 교시 데이터를 기준으로 하여, 다른 카세트를 이용한 교시를 생략하고, 자동적으로 다른 카세트에 있어서 교시 데이터를 생성하는 로보트 교시용 프로그램과 함께 해당 프로그램에 의한 교시에 근거하는 로보트의 작동 방법을 제공하는 것이다.

또, 본 발명은 로보트 교시용 프로그램을 이용하여 다른 카세트에 있어서 교시 데이터를 생성할 때에, 어느 하나의 카세트와 다른 카세트와의 물리적 상황의 차이를 인식할 수 있는 카세트 및 그 인식에 사용하는 위치 측정 기구를 제공하는 것이다.

이상과 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 기준 카세트와 전개 카세트와의 물리적 위치 관계를 인식하기 위하여 설치된 식별 마크로부터 로보트가 인식하는 위치 좌표로서 얻어진 기준 카세트 위치 데이터 및 전개 카세트 위치 데이터에 근거하고, 기준 카세트를 이용하여 교시된 기준 카세트용 교시 데이터로부터 전개 카세트에 있어서 전개 카세트용 교시 데이터를 자동 생성하는 것을 특징으로 한다.

보다 구체적으로, 본 발명은 이하의 것을 제공한다.

(1) 워크를 반송하는 로보트와 전기적으로 접속되는 정보 처리 단말에서 실행되고, 기준 카세트를 이용하여 교시된 로보트의 소정 동작을 전개 카세트에서 실현할 수 있는 로보트 교시용 프로그램에 있어서, 상기 기준 카세트를 이용하여 교시된 로보트의 소정 동작에 필요한 기준 교시 데이터와 상기 기준 카세트에 설치된 식별 마크를 주사하여 얻어진 기준 카세트의 기준 위치 데이터가 상기 정보 처리 단말의 초기 교시 기억부에 기억되어 있고, 상기 정보 처리 단말에 로보트의 핸드에 설치된 검지 센서를 이용하여 상기 전개 카세트에 설치된 식별 마크를 주사하는 식별 마크 주사 공정과, 상기 식별 마크 주사 공정에 의한 주사에 근거하여 얻어진 전개 카세트의 전개 위치 데이터를 측정하는 전개 위치 측정 공정과, 상기 기준 위치 데이터와 상기 전개 위치 데이터와의 상대적 위치 관계에 근거하여 상기 기준 교시 데이터로부터 상기 전개 카세트를 이용하여 소정 동작을 실현하는데 필요한 전개 교시 데이터를 자동 생성하는 교시 데이터 생성 공정을 실행하는 것을 특징으로 하는 로보트 교시용 프로그램.

본 발명에 의하면, 로보트가 워크를 반송하는 등의 로보트의 소정 동작을 교시하는 로보트 교시용 프로그램에 있어서, 하나의 카세트를 기준 카세트, 다른 카세트를 전개 카세트로 한 경우에, 기준 카세트를 이용하여 교시된 기준 교시 데이터에 근거하여 자동적으로 전개 카세트에 있어서 전개 교시 데이터를 생성할 수 있는 로보트 교시용 프로그램을 제공함으로써, 전개 카세트를 이용한 교시 작업을 생략할 수 있고, 교시 작업의 부담의 감소를 도모할 수 있다.

즉, 종래는 예를 들면 동일 형상의 카세트가 4개 존재한 경우는 4개 모두에 대하여 로보트의 교시 작업을 강요당하고 있었으나, 본 발명에 의하면 4개 중 하나를 기준 카세트로 하고, 이 기준 카세트만을 이용한 교시 작업을 행하여 기준 교시 데이터를 수집하고, 이 기준 교시 데이터를 활용하여 자동적으로 전개 카세트에 있어서 전개 교시 데이터를 생성할 수 있다. 또, 종래는 개개의 카세트에 대하여 일일이 자세히 위치 데이터를 로보트에 부여하여 교시하고 있던 작업을, 본 발명에 의하면 자동적으로 생성된 전개 교시 데이터를 기준으로 하여 개개의 카세트의 구조 특성(물리적 상황의 차이)에 따른 미세 조정을 행하면 확실한 교시 데이터를 얻을 수 있음으로써, 일일이 자세히 로보트를 교시 조작하지 않아도 된다고 하는 관점에서 부담의 감소에 도모할 수 있다. 환언하면, 본 발명은 기준 카세트를 이용하여 로보트를 교시하는 것만으로, 전개 카세트(다른 카세트)는 교시를 할 필요가 없게 되는 것이다.

또, 기준 카세트를 교시 작업의 하기 용이한 위치에 설치되어 있는 것으로 하고, 높은 곳에 설치되어 있는 카세트를 전개 카세트로 하여 선택함으로써, 교시 작업이 용이한 위치에서만 교시를 행하면, 높은 곳에 있는 전개 카세트의 교시를 생략할 수 있으므로, 높은 곳에서의 작업도 없으며 안전면에 있어서도 우수성을 제공할 수 있다.

여기서, 기준 카세트와 전개 카세트와는 물리적으로 다른 위치에 설치되어 있으므로, 기준 교시 데이터로부터 전개 교시 데이터를 자동 생성하기 위해서는 기준 카세트와 전개 카세트와의 위치 관계에 관한 정보가 필요하다. 이 때문에, 기준 카세트 및 전개 카세트 각각의 소정 위치에 거의 동일한 식별 마크를 설치하고, 이 식별 마크를 주사하여 얻어진 각각의 카세트의 위치 데이터(기준 위치 데이터, 전개 위치 데이터)에 근거하여 전개 교시 데이터를 생성하고 있다. 즉, 기준 카세트와 전개 카세트란 거의 동일한 외형 구조를 갖고, 거의 동일한 위치에 거의 동일한 식별 마크가 설치됨으로써, 위치 데이터(기준 위치 데이터, 전개 위치 데이터)에 근거하여 전개 교시 데이터를 생성하는 것이 용이하게 된다. 또한, 기준 카세트와 전개 카세트가 이와 같은 구조ㆍ구성을 갖지 않아도, 예를 들면 상대적으로 크기가 다른 것이어도, 기준 위치 데이터에 의하여 기준 카세트의 구조ㆍ구성을, 전개 위치 데이터에 의하여 전개 카세트의 구조ㆍ구성을 알 수 있으면, 그 정보에 근거하여 전개 교시 데이터를 자동 생성할 수 있다. 또한, 카세트와 동일한 수납 구성의 건조 화로 등의 장치에 기판이 수납되는 경우에도, 카세트와의 상사(相似) 위치에 식별 마크를 설치하면 가상 카세트가 구성되므로, 상기와 같이 전개 교시 데이터를 자동 생성할 수 있다.

이 「식별 마크」란 로보트의 소정의 센서에 의하여 카세트가 있는 소정의 일부분을 특정함으로써, 카세트의 위치(로보트 좌표)를 측정할 수 있도록 카세트에 설치한 마크이다. 식별 마크로서는 각 카세트의 미리 정해진 소정 위치에 배치되어 있으면 되고, 각종 형태ㆍ형상이 고안된다. 또, 식별 마크는 카세트에 대해 워크를 출입시키는 측의 개방면상 또는 그 근방에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하여, 로보트가 소정 동작을 하는 범위내에 있어서 식별 마크의 주사를 용이하게 행할 수 있다.

예를 들면, 카세트의 외틀에 식별 마크가 설치하는 경우는 사각형, 원형, 삼각형 등 실(seal) 형상의 것을 마크로 하거나, 카세트의 외틀에 요철(凹凸)을 부착하거나, 그 일부분만 색을 다르게 하거나, 각종 마킹이 가능하다. 단, 구별하여 인식할 수 있도록, 식별 마크와 그 근방의 외틀에서 센서 빔의 반사율이 다른 것을 채용하는 것이 필요하다. 더욱, 카세트의 소정 위치에 수납된 워크의 일부를 식별 마크로 할 수도 있다.

(2) 상기 기준 카세트에 설치된 복수의 식별 마크를 주사하여 얻어진 기준 위치 데이터 또는 상기 전개 카세트에 설치된 복수의 식별 마크를 주사하여 얻어진 전개 위치 데이터에 근거하여 상기 기준 카세트 또는 상기 전개 카세트의 왜곡을 검출하는 왜곡 검출 공정과, 이 왜곡 검출 공정에 의해 검출된 왜곡량에 근거하여 상기 기준 교시 데이터 또는 상기 전개 교시 데이터를 보정하는 보정 공정을 실행하는 것을 특징으로 하는 로보트 교시용 프로그램.

본 발명에 의하면, 기준 카세트의 왜곡을 기준 위치 데이터로부터 검출하고, 그 왜곡량에 근거하여 이미 얻어진 기준 교시 데이터를 보정할 수 있고, 또 전개 카세트의 왜곡을 전개 위치 데이터로부터 검출할 수 있으므로, 개개의 카세트의 구조상의 특성을 파악하는 것이 가능하게 된다.

여기서, 카세트의 구조상의 특성은 물리적 상황의 차이이며, 개개의 카세트에 고유의 치수 오차나 왜곡 이외에, 카세트가 설치되는 마루나 기대의 기울기나 왜곡에 기인하는 카세트의 기울기나 왜곡 등이 포함된다.

또한, 본 발명에 의하면, 왜곡 검출 공정에 의하여 얻어진 왜곡량에 근거하 여 이미 얻어진 전개 교시 데이터를 보정할 수 있으므로, 개개의 카세트의 구조 상황에 따른 교시 데이터의 작성을 자동적으로 실시할 수 있고, 교시 작업의 부담의 감소를 도모할 수 있다.

(3) 로보트의 핸드에 장착된 XY 검지 센서를 이용하여 상기 기준 카세트 또는 상기 전개 카세트에 설치된 상기 식별 마크를 주사하여 얻어진 XY 방향의 거리ㆍ위치 정보로부터 상기 기준 카세트 또는 상기 전개 카세트의 XY 방향으로의 왜곡을 검출하는 XY 왜곡 검출 공정과, 로보트의 핸드에 장착된 Z 검지 센서를 이용하여 상기 기준 카세트 또는 상기 전개 카세트에 있어서 틀체의 Z 방향 거리ㆍ위치를 주사하여 얻어진 Z 방향 거리ㆍ위치 정보로부터 상기 기준 카세트 또는 상기 전개 카세트의 Z 방향으로의 왜곡을 검출하는 Z 왜곡 검출 공정을 실행하는 것을 특징으로 하는 로보트 교시용 프로그램.

본 발명에 의하면, 기준 카세트 또는 전개 카세트의 왜곡을 XY 방향의 거리ㆍ위치 정보 및 Z 방향 거리ㆍ위치 정보라고 하는 로보트 좌표의 엇갈림으로 하고, XY 방향으로 있어서의 XY 왜곡과 Z 왜곡의 두 요소로 분리하여 검지할 수 있다. 또한, XY 왜곡이란 워크를 출입시키는 측의 개방면상과 평행한 XY 방향으로 있어서 2차원의 왜곡이며, Z 왜곡이란 워크를 출입시키는 방향과 평행한 Z 방향으로 있어서 1차원의 왜곡이다. 따라서, 간단한 센서의 구성에 의하여, 기준 카세트 및 전개 카세트의 왜곡을 틀체의 XY 방향 및 Z 방향 거리 및 위치로부터 검출할 수 있으므로, 기울기 및 왜곡 등 XY 방향 및 Z 방향으로 있어서 개개의 카세트의 구조상의 특성을 간단하고 용이한 방법으로 파악하는 것이 가능하게 된다.

또한, 복수의 식별 마크가 기준 카세트 또는 전개 카세트에 있어서 동일면내에 설치되어 있으면, 복수의 식별 마크의 주사가 용이한 동시에, 간단하고 쉬운 방법으로 XY 왜곡을 검출할 수 있다. 즉, 좌우에 배치한 하나의 식별 마크와 다른 식별 마크의 위치를 측정하는 것으로, 카세트의 XY 방향으로의 왜곡 유무와 그 왜곡량을 검출할 수 있다.

여기서, 복수의 식별 마크가 기준 카세트 또는 전개 카세트에 있어서 동일면내에 설치되어 있다는 것은 카세트에 있어서 로보트에 의한 워크의 로딩/언로딩을 가능하게 하는 틀체의 개방면에 설치되어 있는 것을 의미한다. 또, 개방면과 평행한 면에서도 그 동일면내에 식별 마크를 설치할 수 있으면, 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또, 틀체의 상측의 소정 위치와 하측의 소정 위치에 있어서 Z 방향 거리ㆍ위치(깊이 방향의 길이)를 측정함으로써 카세트의 Z 방향으로의 왜곡의 유무와 이의 왜곡량을 검출할 수 있다. 여기서, 소정 위치는 틀체의 상측에 배치한 하나의 식별 마크와 하측에 배치한 다른 식별 마크인 것이 바람직하다.

더욱, 본 발명에 의하면, 기준 카세트의 왜곡을 틀체의 외틀의 XY 방향 및 Z 방향 거리ㆍ위치로부터 검출하고, 그 왜곡량에 근거하여 이미 얻어진 기준 교시 데이터를 보정할 수 있다. 또, 전개 카세트의 왜곡을 틀체의 외틀의 XY 방향 및 Z 방향 거리ㆍ위치로부터 검출하고, 그 왜곡량에 근거하여 이미 얻어진 전개 교시 데이터를 보정할 수 있다. 이에 따라, 개개의 카세트의 구조 상황에 따른 교시 데이터의 작성을 자동적으로 행할 수 있고, 교시 작업의 부담의 경감을 도모할 수 있다.

(4) 워크를 반송하는 로보트와 전기적으로 접속되는 정보 처리 단말에서 실행되고, 이미 교시된 로보트의 소정 동작을 특성의 변화한 로보트에서 실현할 수 있는 로보트 교시용 프로그램에 있어서, 특성의 변화전에 있어서 로보트의 소정 동작에 필요한 제1 교시 데이터와, 카세트에 설치된 식별 마크를 주사하여 얻어진 특성의 변화전에 있어서 로보트의 제1 위치 데이터가 상기 정보 처리 단말의 초기 교시 기억부에 기억되어 있고, 상기 정보 처리 단말에 특성의 변화후에 있어서의 로보트의 핸드에 설치된 검지 센서를 이용하여 상기 카세트에 설치된 식별 마크를 주사하는 식별 마크 주사 공정과, 상기 식별 마크 주사 공정에 의한 주사에 근거하여 얻어진 로보트의 제2 위치 데이터를 측정하는 변화후의 위치 측정 공정과, 상기 제1 위치 데이터와 상기 제2 위치 데이터와의 상대적 위치 관계에 근거하여 상기 제1 교시 데이터로부터 특성의 변화후의 소정 동작을 실현하는데 필요한 로보트의 교시 데이터를 자동 생성하는 변화후 교시 데이터 생성 공정을 실행하는 것을 특징으로 하는 로보트 교시용 프로그램.

본 발명에 의하면, 로보트의 핸드나 암의 부품을 교환하거나, 유지 보수(maintenance)에 의하여 로보트의 위치 차이나 축의 빗나감이 일어나는 등과 같이, 로보트의 특성이 변화했을 경우에도, 특성의 변화전에 있어서 로보트의 교시 데이터(제1 교시 데이터)로부터 특성의 변화후에 있어서 로보트가 소정 동작을 실현하는데 필요한 교시 데이터(제2 교시 데이터)를 자동 생성할 수 있으므로, 재차 교시 작업을 행할 필요가 없고, 교시 작업의 부담의 감소를 도모할 수 있다.

여기서, 로보트의 위치 차이나 축의 빗나감은 카세트에 설치된 식별 마크를 주사하고, 특성의 변화전에 있어서 로보트에게 인식된 제1 위치 데이터(특성 변화전의 카세트 위치 데이터)와 특성의 변화후에 대해 로보트에 인식된 제2 위치 데이터(특성 변화후의 카세트 위치 데이터)와의 상대적 위치 관계에 의하여 검출할 수 있고, 이러한 검출량에 근거하면 교시 데이터의 보정을 용이하게 행할 수 있다.

또한, 「특성의 변화전에 있어서의 로보트」와 「특성의 변화후에 있어서의 로보트」란 반드시 일부의 부품을 교환한 동일한 로보트에 한정하지 않으며, 동일 설계 구성의 별도의 로보트 또는 다른 설계 구성의 로보트라도 된다. 요컨데, 소정의 카세트군(기준 카세트 및 전개 카세트로 이루어짐)에 대한 교시 데이터(제1 교시 데이터)를 얻어진 후는 각 로보트에 고유의 위치 데이터의 상대적 위치 관계의 검출에 근거하여 새로운 교시 데이터(제2 교시 데이터)를 자동 생성할 수 있다.

(5) 외틀을 갖는 틀체내에 워크를 수용할 수 있는 복수의 수용부와, 로보트에 의한 워크의 로딩/언로딩을 가능하게 한다, 상기 틀체의 개방면을 구비한 카세트에 있어서, 상기 개방면측의 외틀에는 상기 복수의 수용부에 대해서의 지표로 되는 식별 마크가 설치되어 있는 동시에, 거의 동일한 외형 구조를 갖고, 거의 동일한 위치에 거의 동일한 식별 마크가 설치되어 있는 복수의 카세트인 것을 특징으로 하는 카세트.

본 발명에 의하면, 복수의 수용부와 틀체의 개방면을 구비한 카세트에 있어서, 이 개방면측의 외틀에는 복수의 수용부에 대해서의 지표로 되는 식별 마크가 설치되어 있으므로, 로보트의 절대 위치를 측정하거나 복수의 수용부에 대한 상대 위치를 산출하는데 이바지하게 된다.

또한, 거의 동일한 구조를 갖는 적어도 2 개의 카세트에 있어서, 거의 동일한 위치에 거의 동일 형상의 식별 마크가 설치된 카세트를 제공함으로써, 교시 작업의 부담을 경감하는 것이 가능하게 된다.

여기서, 「복수의 수용부에 대해서의 지표로 되는 식별 마크」란 각각의 수용부에 설치되는 식별 마크와는 다르며(특허 문헌 1 참조), 수용 부수와 식별 마크수가 차이가 있는 관계이고, 각 수용부의 위치가 식별 마크로부터의 상대 위치에 의해 인식되는 것을 말한다.

또, 「거의 동일한 외형 구조」란 적어도 거의 동일한 크기의 틀체내에 수용부가 동일수 구비되어 있는 것을 의미하고, 「거의 동일한 위치에 거의 동일한 식별 마크가 설치되어 있음」이란 거의 동일 형상의 식별 마크가 거의 동일한 크기의 틀체와 거의 동일한 위치에 설치되어 있는 것을 의미한다. 또한, 「거의 동일」이란 로보트의 작업 동작에 지장이 없는 정도의 오차를 허용하는 의미이며, 로보트나 카세트의 대형화에 수반하여 동일성의 범위를 넓게 허용하는 것은 가능하다.

(6) 워크 반송 로보트에 의해 워크를 출입시키고, 이 워크가 내부에 선반 형상으로 재치되는 카세트의 위치를 측정하는 위치 측정 기구에 있어서, 상기 카세트에 재치된 워크를 출입시키는 개방면의 외틀에 설치된 식별 마크를 XY 방향으로 주사하는 XY 검지 센서와, 상기 카세트에 있어서 틀체의 외틀의 Z 방향을 주사하는 Z 검지 센서를 구비하고, 상기 XY 검지 센서는 발광 소자와 수광 소자를 연결한 반사형 센서이고, 상기 Z 검지 센서는 발광 소자와 수광 소자를 대향한 차광 센서이고, 상기 XY 검지 센서 및 상기 Z 검지 센서의 빔 방향이 거의 직각으로 되도록 배치한 것을 특징으로 하는 위치 측정 기구.

본 발명에 의하면, XY 검지 센서에 의하여 카세트(기판 수납 장치)에 있어서 틀체의 외틀에 설치된 식별 마크를 주사하는 한편, Z 검지 센서에 의하여 카세트에 있어서 틀체의 외틀의 Z 방향(깊이 방향)을 주사하므로, 위치 측정 기구에 의한 식별 마크의 인식에 의한 XY 방향의 거리ㆍ위치 및 외틀의 Z 방향의 거리ㆍ위치의 측정을 할 수 있고, 교시 작업의 부담을 감소시키는 것이 가능하게 된다.

(7) 복수의 카세트에 대하여 복수의 판 형상의 워크를 다단으로 적층하여 수납하고, 또는 상기 기판을 상기 카세트로부터 반출하는 로보트의 작동 방법에 있어서, 상기 로보트에 의한 워크의 수납 및 반출을 가능하게 하는 상기 복수 카세트 각각에 식별 마크를 설치하는 공정과, 상기 복수 카세트 중 하나의 카세트를 기준 카세트로서 이 기준 카세트를 이용하여 로보트의 소정 동작에 필요한 기준 교시 데이터를 얻는 기준 교시 데이터 취득 공정과, 로보트의 핸드에 설치된 센서를 이용하여 상기 기준 카세트에 설치된 식별 마크를 주사하여 기준 카세트의 기준 위치 데이터를 얻는 기준 위치 데이터 취득 공정과, 다른 상기 복수 카세트를 전개 카세트로서 상기 센서를 이용하여 상기 전개 카세트에 설치된 식별 마크를 주사하고, 전개 카세트의 전개 위치 데이터를 측정하는 전개 위치 측정 공정과, 상기 기준 위치 데이터와 상기 전개 위치 데이터와의 상대적 위치 관계에 근거하여 상기 기준 교시 데이터로부터 상기 전개 카세트를 이용하여 소정 동작을 실현하는데 필요한 전개 교시 데이터를 자동 생성하는 전개 교시 데이터 생성 공정과, 상기 전개 교시 데이터에 근거하여 상기 전개 카세트에 대한 로보트의 작동을 실행하는 한편, 상기 기준 교시 데이터에 근거하여 상기 기준 카세트에 대한 로보트의 작동을 실행하는 작동 실행 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 로보트의 작동 방법.

본 발명에 의하면, 복수의 카세트 중 하나의 카세트를 기준 카세트로 하는 한편, 다른 상기 복수 카세트를 전개 카세트로 하고, 기준 카세트에 관한 기준 위치 데이터 및 전개 카세트에 관한 전개 위치 데이터에 근거하여 기준 카세트를 이용하여 취득한 기준 교시 데이터로부터 전개 카세트를 이용하여 소정 동작을 실현하는데 필요한 로보트의 전개 교시 데이터를 자동 생성할 수 있다. 그리고, 전개 카세트를 이용한 교시 작업을 생략할 수 있고, 교시 작업의 부담의 감소를 도모할 수 있다. 또, 기준 카세트를 교시 작업의 하기 쉬운 안전한 위치에 설치되어 있는 것이라면, 높은 곳 등의 위험한 위치에 있는 전개 카세트의 교시를 생략할 수 있으므로, 교시 작업의 안전성을 탁월하게 확보할 수 있다.

또, 로보트의 핸드에 설치된 센서를 이용하여 간단하고 용이한 방법으로 정확한 기준 위치 데이터 및 전개 위치 데이터를 취득하므로, 교시의 횟수(手番)를 대폭 단축할 수 있으므로 로보트의 가동 효율을 향상시킬 수 있다고 하는 점에서도 생산성의 향상에 이바지한다.

(8) 상기 식별 마크는 상기 카세트의 워크를 반입 및 반출하는 개방면을 둘러싸는 틀체상에 장착된 표지(標識), 또는 상기 카세트에 수용된 워크의 엣지인 것을 특징으로 하는 로보트의 작동 방법.

본 발명에 의하면, 카세트에 대하여 워크를 반입 및 반출하는 개방면을 둘러싸는 틀체에 식별 마크로서의 표지를 설치함으로써, 로보트에 설치한 센서에 의한 식별 마크의 주사 검출을 용이하게 할 수 있고, 간단하고 용이하게 기준 위치 데이터 및 간이 위치 데이터를 취득할 수 있다. 또, 카세트에 수용되고 워크의 엣지를 가상적으로 표지라고 해도, 개방면 근방에 표지를 설치하므로 로보트에 설치한 센서에 의해 용이하게 주사 검출할 수 있다.

또한, 식별 마크는 개방면의 적어도 3개 정점 근방의 거의 동일한 위치에 거의 동일한 외형 구조의 표지로 하여 설치되는 것이 바람직하다.

(9) 상기 기준 카세트에 설치된 복수의 식별 마크를 주사하여 얻어진 기준 위치 데이터 또는 상기 전개 카세트에 설치된 복수의 식별 마크를 주사하여 얻어진 전개 위치 데이터에 근거하여 상기 기준 카세트 또는 상기 전개 카세트의 왜곡을 검출하는 왜곡 검출 공정과, 왜곡 검출 공정에 의하여 검출된 왜곡량에 근거하여 상기 기준 교시 데이터 또는 상기 전개 교시 데이터를 보정하는 보정 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 로보트의 작동 방법.

본 발명에 의하면, 기준 카세트의 왜곡을 기준 위치 데이터로부터 검출하고, 그 왜곡량에 근거하여 이미 얻어진 기준 교시 데이터를 보정할 수 있고, 또 전개 카세트의 왜곡을 전개 위치 데이터로부터 검출할 수 있으므로, 개개의 카세트의 구조상의 특성을 파악하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 왜곡 검출 공정에 의하여 얻어진 왜곡량에 근거하여 이미 얻어진 전개 교시 데이터를 보정하므로, 개개의 카세트의 구조 상황에 따른 교시 데이터의 작성을 자동적으로 실시할 수 있고, 교시 작업의 부담의 경감을 도모할 수 있다.

(10) 상기 왜곡 검출 공정은 상기 기준 카세트 또는 상기 전개 카세트에 있어서 틀체의 XY 방향 및/또는 Z 방향으로의 왜곡을 검출하는 공정인 것을 특징으로 하는 로보트의 작동 방법.

본 발명에 의하면, 카세트의 왜곡을 XY 방향 왜곡 및 Z 방향 왜곡의 2개 요소로 분해하고, 그러한 이들 중 어느 한 쪽 또는 양 쪽에 근거하여 간단하고 용이한 방법으로 검출할 수 있다.

이하, 본 발명을 행하기 위한 최선의 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

[로보트 교시 시스템의 구성]

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 로보트 교시 시스템의 구성도이다.

로보트 교시 시스템은 로보트(100)와, 로보트 컨트롤러(200)와, 정보 처리 단말(300)과, 교시 조작 단말(티칭ㆍ펜던트(pendant))(400)과, 위치 측정 기구(티칭ㆍ바)(500)로 구성된다. 또한, 도 1에서는 각종 장치ㆍ기기류는 시리얼 케이블 등의 유선 접속에 의해 전기적으로 접속되어 있으나 이것에 한정하지는 않으며, 적외선 통신이나 블루투스 등에 의해 무선 접속되어 있어도 된다. 또, LAN이나 인터넷 등을 통하여 접속하는 구성으로 해도 된다.

본 발명의 실시형태에 관한 로보트 교시 시스템에 대해서는 위치 측정 기구(500)를 로보트(100)의 핸드(120)에 장착하고, 대상으로 되는 카세트(기준 카세트, 전개 카세트)의 위치를 측정하고, 위치 데이터로서 정보 처리 단말(300)에 기억한 다. 정보 처리 단말(300)은 미리 교시된 교시 데이터와 위치 데이터를 이용하여 기준 카세트에 있어서의 기준 교시 데이터로부터 전개 카세트에 있어서의 전개 교시 데이터를 자동 생성한다. 상세한 것에 대하여는 후술한다.

[로보트 컨트롤러의 전기적 구성]

도 2는 본 발명의 실시형태에 관한 로보트 교시 시스템에 있어서 로보트 컨트롤러(200)의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.

로보트 컨트롤러(200)는 CPU(101)와, ROM(102)과, RAM(103)과, EEPROM(104)과, 복수의 통신 I/F(105a, 105b)와 외부 입출력 I/F(106)와, 서보(servo) 제어부(110)가 버스에 의하여 접속되어 있다.

CPU(101)는 로보트 컨트롤러(200)의 제어 중추를 맡으므로, 로보트(100)에 대하여 제어를 행한다.

ROM(102)은 로보트의 기본 기능을 유지하는 시스템 프로그램을 격납하고 있다. 또, RAM(103)은 CPU(101)와 서로 인터페이스를 채택하고 있고, CPU(101)의 워킹 에리어로서 기능한다. 즉, RAM(103)에서는 변수값의 기입 및 독출이 랜덤으로 행해진다. EEPROM(104)은 전기적으로 몇 번이라도 기억의 소거ㆍ기입이 가능하고, 외부로부터 전력을 공급하지 않아도 기억을 보관 유지할 수 있다.

통신 I/F(105a, 105b)에는 정보 처리 단말(300) 및 교시 조작 단말(400)이 각각 접속되고, 로보트 제어를 위한 각종 데이터나 프로그램의 입출력이 이루어진다. 또, 외부 입출력 I/F(106)는 로보트에 설치된 센서나 주변 기기의 액츄에이터가 접속된다.

서보 제어부(110)는 서보 제어기(1~n)(n:로보트의 총 축수에 툴의 가동 축수를 가산한 수)를 구비하고 있고, 로보트 제어를 위한 연산 처리(궤도 작성 및 보문, 역변환 등)를 거쳐서 작성된 제어 지령을 받고, 로보트 각 축 기구부의 액츄에이터를 구성하는 서보 모터(110b₁~110b_n)를, 각 서보 앰프(110a₁~110a_n)를 통하여 제어한다. 또한, 서보 제어부(110) 및 외부 입출력 I/F(106)의 신호는 로보트 컨트롤러(200)와 로보트(100)와의 사이에 있어서 전술한 전기적인 접속을 통하여 송수신된다.

[정보 처리 단말의 전기적 구성]

다음에, 본 발명의 실시형태에 관한 로보트 교시 시스템에 있어서 정보 처리단말(300)의 전기적 구성에 대해 도 3을 참조하여 하기에 설명한다.

도 3에 있어서, 정보 처리 단말(300)은 CPU(301)와, ROM(302)과, RAM(303)과 입력부(304)와, 출력부(305)와, 통신부(306)가 버스에 의하여 접속되어 있다.

CPU(301)는 정보 처리 단말(3OO)의 제어 중추를 맡는 것이며, ROM(302)에 기억되어 있는 프로그램에 따라서 각종 제어를 행한다. ROM(302)에는 정보 처리 단말(300)에 각종 처리를 실행시키는 프로그램이 격납되어 있고, 그 중에는 후술하는 로보트 교시용 프로그램이 포함되어 있다. 상세하게는 [로보트 교시용 프로그램]의 란에서 설명한다.

RAM(3O3)은 CPU(301)와 서로 인터페이스를 채택하고 있고, CPU(301)의 워킹 에리어로서 기능한다. 입력부(304)는 마우스나 키보드 등에서 구성되고, 오퍼레이 터에 의하여 입력된 정보를 CPU(301)에 대하여 송신한다. 출력부(305)는 모니터나 스피커 등에서 구성되고, CPU(301)로부터 수신한 제어 신호에 근거하여 오퍼레이터에 대하여 각종 정보를 알린다. 통신부(306)는 로보트 컨트롤러(200)의 통신 I/F(105a)와 전기적으로 접속되어 있고, 이 로보트 컨트롤러(200)와의 사이의 각종 정보의 송수신을 행한다.

[교시 조작 단말의 구성]

교시 조작 단말(400)은 LCD 디스플레이 이외에, 각종 좌표계에 있어서 직선 동작키, 회전 동작키, 각 축의 동작키 등을 구비하고 있고, 로보트 컨트롤러(200)의 I/F(105b)와 전기적으로 접속되어 있으며, 로보트 컨트롤러(200)를 통하여 로보트(100)에 대한 메뉴얼에서의 조작 명령의 입력이나 위치ㆍ작동 등의 정보의 모니터링을 행한다. 또한, 이 로보트 컨트롤러(200)와 교시 조작 단말(400)은 종래와 동일하다.

[위치 측정 기구의 구성]

도 4는 본 발명의 실시형태에 관한 로보트 교시 시스템에 있어서 위치 측정 기구(500) 및 이것을 부착한 로보트의 핸드(120)의 구성도이다.

위치 측정 기구(500)는 지지체(501)와 좌우 한 쌍의 센서 유닛(502a, 502b)으로 구성되어 있다. 센서 유닛(502a)에는 발광 소자와 수광 소자를 연결한 반사형의 XY 검지 센서(503a)와, 발광 소자와 수광 소자를 대향한 차광형의 Z 검지 센서(504a₁~504a₂)가 설치되어 있고, 한 쪽의 센서 유닛(502b)도 동일하게 발광 소자와 수광 소자를 연결한 반사형의 XY 검지 센서(503b)와, 발광 소자와 수광 소자를 대향한 차광형의 Z 검지 센서(504b₁~504b₂)가 설치되어 있다. 또한, 도 4에서는 핸드(120)에 장착된 상태를 나타내고 있다.

이와 같은 구성을 갖는 위치 측정 기구(500)는 XY 검지 센서(503a, 503b)가 대상물 X를 향하여 빔 A₁를 출사하여 그 반사광 A₂를 검지함으로써 작동하고, 검지 신호를 로보트 컨트롤러(200)에 송출한다. 또, 위치 측정 기구(500)는 발광 소자(504a₁, 504b₁)로부터 출사한 빔을 그것의 수광 소자(504a₂, 504b₂)에서 검지하여 작동한다.

또한, 도 4에 나타내는 위치 측정 기구(500)는 좌우 한 쌍에 각종 센서가 구비되어 있으므로 좌우 동시에 검지할 수 있으나, 본 발명은 이것으로 한정되는 것이 아니며, 하나의 XY 검지 센서와 하나의 Z 검지 센서를 구비하는 것, 2개의 XY 검지 센서와 하나의 Z 검지 센서를 구비하는 것, 복수개의 XY 검지 센서 및 Z 검지 센서를 구비하는 것 등, 그 구성은 문제되지 않는다.

또, 반사형의 XY 검지 센서(503a, 503b)는 대상물(예를 들면, 로보트의 거의 전방에 위치하는 식별 마크)을 주사하고 반사광을 얻는 한편, 차광형의 Z 검지 센서(504a₁~504a₂, 504b₁~504b₂)는 발광 소자와 수광 소자와의 물리적 공간내에 있어서의 빔의 차단에 의하여 물건(예를 들면, 틀체의 외틀)을 검지하면서 주사한다고 하는 기능상의 상위(相違)에 따라, XY 검지 센서 및 Z 검지 센서의 빔 방향이 거의 직각으로 되도록 XY 검지 센서 및 Z 검지 센서가 배치되어 있다.

또한, 본 실시예에서는 반사형 및 차광형으로 한 XY 검지 센서 및 Z 검지 센서는 이것에 한정되지 않으며, 초음파 센서나 그 외의 센서를 이용할 수도 있다. 또, XY 검지 센서(503a, 503b)에 거리 센서를 이용하면, Z 검지 센서와 겸용할 수도 있다.

이와 같은 구성을 갖는 위치 측정 기구(500)는 지지체(501)가 로보트(100)의 핸드의 선단에 탈착 가능하게 되어 있고, 도 4에서는 로보트의 핸드(120)에 위로 탑재되어 장착되어 있다. 또, 위치 측정 기구(500)는 카세트 C의 가로폭 W와 동일한 정도의 길이를 갖는 것이 바람직하고, 그 경우는 틀체의 좌우 양쪽 모두의 기둥을 동시에 주사할 수 있다.

[카세트와 식별 마크]

도 5는 본 발명의 실시형태에 관한 카세트 C의 구성도이다.

카세트 C는 그 틀체(9)의 개방면(10)과 틀체(9)내의 복수의 수용부(11a~11j)와, 4각형 형상의 식별 마크(1~4)가 설치되어 있다. 구체적으로, 틀체(9)는 적어도 그 일부가 개방되어서 워크의 로딩/언로딩을 행할 수 있도록 개방면(10)이 설치되어 있으면 되고, 또 틀체(9)내에 워크를 수용 가능하도록 복수의 수용부(11a~11j)(수용 영역)가 선반 형상으로 설치되어 있다. 또한, 도 5는 워크 W가 적층 재치되어 있다(일부 부호 W를 생략하고 있음).

또, 개방면(10)측의 외틀(9)에는 식별 마크(1~4)가 설치되고, 카세트 C의 현재 위치를 측정하는 기준으로 된다. 이 식별 마크(1~4)는 그 주사를 위치 측정 기구(500)의 XY 검지 센서(503a, 503b)에 의하여 행하지만, 식별 마크(1~4)와 그 근 방의 외틀(카세트 C 자체)을 구별하여 검지할 수 있도록, 외틀 부재와는 반사가 다른 것을 사용한다. 추가로, 식별 마크(1~4)의 각각 첩부(貼付) 위치는 좌우 한 쌍의 XY 검지 센서를 구비하는 위치 측정 기구(500)로의 측정을 효율화할 수 있도록, XY 검지 센서의 위치 관계를 고려하는 것이 바람직하다. 또한, 식별 마크의 첩부수에 한정은 없으나, 한 대의 카세트에 있어서 첩부 수를 늘리는 것으로 카세트의 위치 관계의 정도가 향상하고, 보다 정확한 교시에 이바지하게 된다. 또, 2차원의 XY 평면에서의 위치 데이터의 취득하기 위해서는 적어도 3개소(箇所)에 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 식별 마크는 XY 검지 센서의 방식에 따라 적당의 것을 선택 적용할 수 있다.

더욱, 카세트 C에는 Z 방향으로 향하여 설치된 세로 탄력부(12)와, XZ 평면내에 설치된 가로 탄력부(14)와, 기둥(16)이 설치되어 있고, 복수의 세로 탄력부(12)는 교차하는 가로 탄력부에 의하여 지지되어 있다(도 9 참조). 도 5에 대해서는 세로 탄력부(12) 상에 워크 W가 재치되어 있다. 각 수용부가 가로 탄력부(14)에 의하여 구획되어서 결과적으로 복수의 수용부가 설치되게 된다. 또, 기둥(16)은 카세트 C의 가장 안쪽에서 세로 탄력부(12)의 한 단을 지지하고 있으며, 도 5에서는 모식적으로 기재하고 있다.

[기준 카세트와 전개 카세트]

도 6은 기준 카세트와 전개 카세트와의 관계를 설명하기 위한 도면이다.

도 6에 있어서, 4개의 카세트 C₁₁, C₁₂, C₂₁, C₂₂가 2단으로 겹쳐서 2열로 설치 되어 있는 경우, 하나의 카세트를 기준 카세트, 다른 카세트를 전개 카세트로 한다. 또한, 카세트의 배치는 이것에 한정되는 것이 아니고, 공정의 레이아웃에 따라서는 로보트를 중심으로 방사 형상으로 배치하는 등 적당한 배치가 가능하다.

기준 카세트는 로보트의 교시 작업을 실제로 행하여 소정 동작을 교시하기 위하여 이용하는 것이며, 교시자가 임의로 선택할 수 있다.

예를 들면, 교시 작업의 하기 쉬운 위치에 설치되어 있는 카세트를 선택할 수 있다. 이하에서는 카세트 C₁₁을 기준 카세트로 선택한다.

이와 같이 하나의 카세트를 선택하면, 다른 카세트 C₁₂, C₂₁, C₂₂는 전개 카세트로 된다. 전개 카세트는 기준 카세트를 이용하여 교시된 내용으로부터 자동적으로 교시 데이터를 작성하는 것을 의미한다. 즉, 기준 카세트 C₁₁과 전개 카세트 C₁₂, C₂₁, C₂₂가 거의 동일한 구조를 갖고 있으면, 로보트의 소정 동작에 필요한 교시 내용이 동일한 것으로 되므로, 생략화를 도모하고자 하는 것이다. 여기서, 기준 카세트 C₁₁과 전개 카세트 C₁₂, C₂₁, C₂₂와는 물리적으로 다른 위치에 설치되어 있으므로, 기준 카세트와 전개 카세트와의 위치 관계에 관한 정보를 얻기 위하여, 각 카세트에 식별 마크(1~4)가 설치되어 있다. 정확한 위치 관계에 관한 정보를 얻기 위해서는 거의 동일한 위치에 거의 동일한 식별 마크가 설치되어 있을 필요가 있다.

다음에, 도 7 내지 도 9를 기본으로 하여, 로보트의 소정 동작에 필요한 교시에 의하여 얻어진 기준 교시 데이터, 로보트(100)의 핸드(120)에 장착된 위치 측 정 기구(500)를 이용한 각종 측정에 의하여 얻어진 기준 위치 데이터, 전개 위치 데이터, XY 왜곡 및 Z 왜곡에 대하여 설명한다.

[기준 교시 데이터]

도 7은 로보트의 소정 동작에 필요한 교시에 대하여 설명하기 위한 도면이다.

로보트가 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등의 워크를 카세트 사이에서 반송하기 위한 소정 동작을 하고자 하면, 미리 로보트를 교시할 필요가 있다. 로보트의 교시는 사용하는 카세트 C마다 행하는 것이 일반적이었으나, 본 발명의 실시형태에서는 기준 카세트 C₁₁만을 이용하여 교시를 행한다.

구체적인 교시 내용은 종래와 동일하며, 교시 조작 단말(400)에 의하여 로보트의 위치 입력을 행하면서 교시한다. 예를 들면, 수용부(11a)에 워크를 로딩하는 공정을 교시하는 경우는 로보트의 핸드(120)를 수용부(11a)내에 이동시키기 전의 수용전 준비 위치 P₁, 핸드(120)가 수용부(11a)내로 이동하여 수용체의 자세로 들어가는 수용 준비 위치 P₂, 핸드(120)를 하강시켜서 워크가 수용부(11a)내에 수용되기 위한 수용 하강 위치 P₃, 수용후에 핸드를 되돌리는 되돌림(引戾) 위치 P₄라고 하는 위치 데이터를 기준 교시 데이터로서 얻는다.

반대로 워크를 언로딩하는 공정을 교시하는 경우는 P₄로부터 P₃, P₃로부터 P₂, P₂로부터 P₁의 위치 데이터를 얻는다(도 7(b) 참조). 또한, 이 위치 데이터를 수용부(11b, 11c, ㆍㆍㆍ, 11j)에 대하여 수집하고, 기준 카세트 C₁₁을 이용한 기준 교시 데이터를 얻을 수 있다. 또한, 기준 교시 데이터에는 위치 데이터 뿐만 아니라 속도 데이터나 작업 지령 데이터 등도 포함할 수 있다.

도 7(b)을 이용하여 상세히 기술하면, 워크 W를 로딩하고자 하는 로보트의 핸드 위치는 P₁를 거쳐서 P₂에 도달한다. 이 때, 핸드(120)는 워크 W(파선으로 표시)를 탑재한 상태이다. 다음에, 핸드를 하강시킴으로써, 와크 W(실선으로 표시)가 세로 탄력부(12) 상에 재치된다. 또한, 핸드를 P₂에서부터 P₃으로 하강시키고, 워크 W가 확실히 수용된 단계에서 핸드를 P₄까지 되돌린다. P₁에서부터 P₄까지의 공정이 실행될 때, 워크 W를 반송하는 로보트의 핸드(120)는 카세트 C의 세로 탄력부(12) 및 가로 탄력부(14)와 간섭하지 않도록, 서로 기둥(16)을 사이에 두고 대향하는 세로 탄력부(12, 12)의 사이를 이동한다. 또한, 도 7(a)에 대해서는 설명의 편의상, 세로 탄력부(12) 사이의 가장 안쪽에 설치되는 기둥(16)을 나타내고 있다. 또한, 「핸드 위치」란 핸드의 소정 개소에 관한 좌표인 위치 데이터에 의하여 나타나고, 도 7(a), (b)에서는 P₁부터 P₄에 의하여 그 좌표점을 나타내고 있다.

또, 개개의 수용부에 대하여 위치 데이터를 수집할 뿐만 아니라, 예를 들면 수용부(11a와 11j)의 2개에 대하여 교시를 행하고, 나머지는 수용부 수에 의하여 각 위치 데이터를 분할 계산하는 것으로도 있다. 즉, 기준 카세트를 이용하여 교시된 로보트의 소정 동작에 필요한 기준 교시 데이터에는 실제로는 교시되어 있지 않 으나, 이론적으로 산출된 데이터도 포함할 수 있다. 특히, 기준 카세트 C₁₁의 왜곡이 적은 경우에는 계산에 의하여 교시 작업을 감소시킬 수 있다.

이와 같이 하여 얻어진 기준 교시 데이터는 로보트 컨트롤러(200)의 기억 영역(RAM(103)이나 EEROM(104)) 등 이외에, 정보 처리 단말(300)의 기억 영역(ROM(302)이나 RAM(303))의 일부를 초기 교시 기억부로서 기억된다.

[기준 위치 데이터, 전개 위치 데이터]

도 8은 위치 측정 기구(500)를 이용하여 카세트 C의 위치 데이터(기준 위치 데이터, 전개 위치 데이터)를 취득하기 위한 설명도이다. 또한, 도 8에서는 카세트 C의 정면도와 위치 측정 기구(500)의 표면도를 모식적으로 나타내고 있다.

위치 데이터는 카세트 C(기준 카세트, 전개 카세트)에 설치된 식별 마크(1~4)를 주사하여 취득할 수 있다. 즉, 로보트의 핸드를 움직여서 식별 마크를 네 방향으로 주사하고, 반사형의 XY 검지 센서(503a, 503b)의 발광 소자로부터 출사된 빔의 반사광을 수광 소자가 받지 않는 위치, 환언하면 식별 마크와 카세트 C의 외틀과의 경계 위치를 검지하고, 이 위치에 있어서 로보트 좌표를 구한다. 네 방향으로 주사한 결과 얻어진 좌표를 기본으로 하고, 식별 마크의 중심 위치를 구할 수 있다.

도 8에 나타내는 위치 측정 기구(500)는 좌우 한 쌍의 반사형의 XY 검지 센서가 설치되어 있으므로, 1 회의 동작으로 좌우 각각의 식별 마크(예를 들면, 식별 마크(1 및 2)의 중심 위치를 구할 수 있다. 이 주사를 식별 마크(1 및 2)와 식별 마크(3 및 4)에 대하여 행하므로, 4개의 식별 마크의 중심 위치가 구해지고, 이것을 기준 카세트에 있어서의 기준 위치 데이터 또는 전개 카세트에 있어서의 전개 위치 데이터로서 취득한다.

이와 같이 하여 얻어진 기준 위치 데이터는 정보 처리 단말(300)의 기억 영역(ROM(302)이나 RAM(303))의 일부를 초기 교시 기억부로서 기억된다. 또, 전개 위치 데이터도 이와 같이 하여 기억 영역(ROM(302)이나 RAM(303))에 기억된다.

[XY 왜곡]

도 8에 나타내는 바와 같이, 4개의 식별 마크(1~4)를 주사하여 위치 데이터를 얻음으로써, 카세트 C의 상하 좌우 방향으로의 왜곡의 유무를 검출하거나 그 왜곡량을 검출할 수 있다. 구체적으로는 4 개의 식별 마크(1~4)가 서로 대칭인 위치에 첩부되어 있는 경우에, 각각의 식별 마크의 중심 위치 좌표를 검출하고, 그 중심 위치 좌표에 근거하면, 카세트 C와 동일 형상의 사각체(계측에 의한 사각체)를 구할 수 있다. 그리고, 그 계측에 의한 사각체가 왜곡이 없는 설계상의 사각체(기준 사각체)에 대하여 왜곡되고 있는 경우는, 즉 계측한 카세트 C의 표지 마크의 중심 위치 좌표와 설계상의 좌표에 엇갈림이 생기고 있는 경우는 카세트 C 자체가 왜곡되고 있음을 판단할 수 있고, 그 왜곡량(왜곡 방향이나 왜곡의 정도)을 검출할 수 있다. 또한, 상기에서는 4개 점의 계측에 의한 왜곡을 검출한다고 하였으나, 2차원의 평면을 형성하는 데이터를 얻을 수 있으면 충분하며, 적어도 3개 점의 데이터를 취득하면 충분하므로, 보다 효율적인 교시 및 왜곡 계측이 가능하게 된다.

[Z 왜곡]

Z 왜곡은 카세트 C의 외틀의 Z 방향 거리 및 위치를 주사하여 검출하는 것이 가능하다. 도 9는 위치 측정 기구(500)를 이용하여 카세트 C의 Z 방향(깊이 방향)에의 왜곡을 검출하기 위한 설명도이다. 또한, 도 9에서는 카세트 C의 상면도와 위치 측정 기구(500)의 상면도를 모식적으로 나타내고 있다.

Z 방향 거리 및 위치는 차광형의 Z 검지 센서의 발광 소자(504a₁(504b₁))로부터 출사된 빔광을 수광 소자(504a₂(504b₂))가 받는 위치(비차광 위치)로부터 수광 소자(504a₂(504b₂))가 빔 광을 받지 않는 차광 위치에 전진하고, 또는 그 반대로 차광 위치로부터 비차광 위치에 후퇴하고, 차광과 비차광이 바뀌는 위치를 Z 방향 위치로서 검출하고, 이 위치에 있어서 로보트 좌표를 구하여 측정한다. 환언하면, 발광 소자(504a₁(504b₁))와 수광 소자(504a₂(504b₂))가 카세트의 외틀을 사이에 두고 들어가도록 핸드를 전진 또는 후퇴시키고, Z 검지 센서의 온/오프가 바뀌는 위치를 주사하여 Z 방향의 위치를 구한다. 또, 소정 위치로부터 Z 방향 위치에의 거리를 계측하여 Z 방향 거리로 한다. 또한, 이 Z 방향 위치를 주사할 때, XY 방향을 고정 또는 유지한 상태에서 핸드를 전진 및 후퇴 이동시킨다.

Z 왜곡은 핸드의 소정의 XY 방향 위치(XY 좌표 위치)에 있어서, 상기의 Z 검지 센서의 주사에 의해 Z 방향의 위치 및 소정 위치로부터의 거리를 측정하여 제1 로보트 좌표를 구하고, 다음에 핸드의 다른 XY 좌표 위치에 있어서 동일하게 제2 로보트 좌표를 구하여 양쪽 모두의 로보트 좌표에 있어서 Z 방향 거리를 비교함으로써 구할 수 있다. 도 8에 의하면, 식별 마크(1)의 위치에 있어서의 로보트 좌표 와 식별 마크(3)의 위치에 있어서의 로보트 좌표를 구하여 이것을 비교함에 따라 틀체(9)의 상하에 있어서의 기울기를 검출할 수 있다. 이와 같이 식별 마크(1)에 있어서의 좌표와 식별 마크(2)에 있어서의 좌표를 비교함으로써, 틀체(9)의 좌우 위치가 대칭으로 되어 있지 않은 경우의 왜곡을 검출할 수 있다.

이와 같이 Z 검지 센서를 이용하여 Z 방향 거리ㆍ위치를 주사하여 얻어진 위치 정보(로보트 좌표)로부터 틀체의 왜곡을 검출할 수 있다. 또한, 모든 식별 마크(1~4)에 대하여 로보트 좌표를 구함으로써 카세트 C의 전체적인 왜곡을 거의 파악할 수 있으나, 더욱 검출하는 로보트 좌표를 늘리면, 보다 정확한 카세트의 왜곡 검출을 할 수 있다.

또한, 위치 정보를 기본으로 Z 왜곡을 검출하는 것 이외에도, 로보트 핸드가 전진 또는 후퇴할 때에, 위치 측정 기구(500)의 좌우 한 쌍의 차광형 Z 검지 센서의 온/오프가 바뀌는 타이밍의 시간차(시간 정보)로부터 Z 왜곡을 검출할 수 있다.

[위치 데이터의 자동 측정]

도 10은 본 발명의 실시형태에 관한 로보트 교시용 프로그램에 있어서, 로보트의 핸드에 장착된 위치 측정 기구(500)를 이용하여 상술한 기준 위치 데이터 및 전개 위치 데이터를 취득하는 서브루틴 프로그램의 플로우차트를 나타낸다.

우선, 핸드(120)에 단 위치 측정 기구(500)의 XY 검지 센서(503a, 503b)와 식별 마크(1 및 2 또는 3 및 4)가 거의 대향하는 주사 위치에 핸드(120)가 이동된다(단계 S1). 다음에, 차광형의 Z 검지 센서(504a, 504b)가 비차광 상태 위치에 있는 것, 즉 위치 측정 기구(500)가 카세트 C의 외틀(9)과 간섭하지 않는 위치에 있 는 것을 확인한다. 만약, Z 검지 센서(504a, 504b)가 차광(오프)되어 있는 경우는 처리를 중단하고, 핸드(120)를 후퇴시키는 등의 조정을 행한다. 그리고, Z 검지 센서(504a, 504b)가 온인 경우는 카세트 C에 설치된 식별 마크(1 및 2 또는 3 및 4)를 주사하는 식별 마크 주사 공정으로 진행된다(단계 S2).

카세트 C에 설치된 식별 마크를 주사하는 식별 마크 주사 공정(단계 S3)에서는 핸드를 상하 좌우(XY 방향)에 이동하여 식별 마크를 네 방향으로 주사하고, 반사형의 XY 검지 센서(503a, 503b)의 온 및 오프의 변경 위치, 즉 식별 마크의 상하 좌우의 로보트 위치 좌표를 구한다.

다음에, 식별 마크를 주사하여 얻어진 로보트 위치 좌표로부터 식별 마크의 중심 위치(XY 방향 위치)가 검출되었는지의 여부를 판단하는 기준 위치 측정 공정 또는 전개 위치 측정 공정을 실행한다(단계 S4). 중심 위치가 검출되어 있지 않다고 판정한 경우는 단계 S3의 처리에서부터 반복한다. 한편, 검출되었다고 판정한 경우는 그 위치 좌표를 RAM(303) 등에 기억하고, XY 방향 위치의 좌표가 취득된다. 그리고, 검출 후에 핸드(120)는 식별 마크의 중심 위치로 이동한다(단계 S5).

다음에, 핸드(120)를 전진시키고(단계 S6), Z 방향 위치 및 거리의 검출을 실행한다. 이 때, 위치 측정 기구(500)에 설치되어 있는 Z 검지 센서가 차광되어 있지 않은 상태(온 상태)를 검출하면서, Z 검지 센서가 차광된 것(오프 상태)을 검지했을 때에 Z 방향 위치에 도달한 것이라고 판단하고, 그 때의 위치 좌표나 그 위치까지의 시간을 검출한다. Z 방향 위치가 검출되어 있지 않다고 판정한 경우는 단계 S6의 처리를 반복하고, 핸드는 전진을 계속한다. 한편, 검출되었다고 판정한 경 우는 그 위치 좌표를 RAM(303) 등에 기억하고, Z 방향 위치의 좌표가 취득된다(단계 S7).

그 후, 핸드(120)를 후퇴시킨다(단계 S8). 후퇴는 소정량 행하며, 예를 들면 단계 S3으로 전진시킨 위치까지 후퇴시킨다.

다음에, 또다른 식별 마크를 주사하는지의 여부를 판단한다(단계 S9). 주사를 종료하는 경우는 본 서브루틴 프로그램을 즉시 종료한다.

한편, 주사를 한다고 판정한 경우, 예를 들면 카세트의 하측에 설치된 식별 마크(1 및 2)를 주사하여 중심 위치 검출, Z 방향 거리ㆍ위치 검출을 행한 경우에 더욱 주사를 하는 경우는 카세트의 상측에 설치된 식별 마크(3 및 4)를 주사한다. 이 경우, 핸드(120)를 상승시킨다(단계 S10). 핸드(120)의 상승은 XY 검지 센서가 다음의 주사 대상으로 되는 다른 식별 마크(3 및 4)를 검출할 때까지 행하고(단계 S11), 식별 마크를 검출한 경우는 다시 식별 마크의 주사를 개시하고(단계 S3), 이하 단계 S4부터 단계 S9까지 동일한 공정을 반복한다.

이와 같이, YX 센서를 이용하여 식별 마크를 주사하여 YX 방향 위치를 검지하고, 또 Z 검지 센서를 이용하여 Z 방향 위치ㆍ거리를 검지함으로써, 기준 카세트의 기준 위치 데이터 및 전개 카세트의 전개 위치 데이터를 취득할 수 있다. 또한, 상기의 실시형태에서는 좌우 대칭의 위치 측정 기구(500)를 사용하여, 좌우의 식별 마크를 동시에 주사하고 있다. 또, 복수의 식별 마크를 주사하는 경우에는 대응하는 식별 마크의 형상을 동일하게 하는 것이 바람직하다.

[전개 위치 데이터의 생성]

도 11은 본 발명의 실시형태에 관한 로보트 교시용 프로그램에 있어서, 취득한 기준 위치 데이터 및 전개 위치 데이터를 이용하여 XY 왜곡 및 Z 왜곡을 검출하고, 또 전개 교시 데이터를 생성하는 동시에, 교시 데이터에 대한 왜곡의 보정을 하는 일련의 작동을 설명하는 플로우차트이다.

우선, 초기 설정으로 된다(단계 S100). 즉, 정보 처리 단말(300)의 RAM(303) 등에 이미 기억되어 있는 기준 교시 데이터나 기준 위치 데이터 등의 정보의 호출이 행해진다. 또한, 기준 교시 데이터는 이미 설명한 적절한 공지의 방법에 의하고, 또 기준 위치 데이터는 도 10에 나타내는 서브루틴 프로그램에 의하여 미리 취득된다.

다음에, 전개 카세트에 설치된 식별 마크를 주사하는 식별 마크 주사 공정이 실행되고(단계 S101), 전개 카세트의 전개 위치 데이터가 측정되는 전개 위치 측정 공정이 실행되어서 XY 방향 위치가 검출된다(단계 S102). 또, 전개 카세트의 외틀의 Z 방향 거리ㆍ위치를 주사하는 Z 방향 검출 공정이 실행되어서 Z 방향 위치가 검지된다(단계 S103). 이러한 일련의 처리는 도 10에 나타내는 서브루틴 프로그램에 의하여 행해진다.

한편, 단계 S102에 의하여 측정된 전개 위치 데이터나 단계 S103에 의하여 측정된 Z 방향 거리ㆍ위치 데이터에 근거하여 XY 왜곡 검출 공정 및 Z 왜곡 검출 공정이 실행된다(단계 S104). XY 왜곡 검출 및 Z 왜곡 검출은 각 측정ㆍ검출 공정과 함께 행할 수도 있다.

다음에, 전개 카세트에 있어서의 전개 교시 데이터를 자동 생성하는 교시 데 이터 생성 공정이 실행된다(단계 S105). 즉, 초기 설정으로 호출된 기준 위치 데이터와 단계 S102에 있어서 측정된 전개 위치 데이터와의 상대적 위치 관계에 근거하여, 기준 교시 데이터로부터 전개 카세트를 이용하여 소정 동작을 실현하는데 필요한 로보트의 전개 교시 데이터를 자동 생성한다.

예를 들면, 도 6 및 도 7을 참조하여 기준 카세트 C₁₁을 이용하여 교시된 기준 교시 데이터 P₁, P₂, P₃, P₄ 등을, 기준 카세트 C₁₁과 전개 카세트 C₁₂, C₂₁, C₂₂의 위치 관계를 고려하여 좌표 변환한다. 기준 카세트와 전개 카세트의 위치 관계는 도 10에 나타내는 서브루틴 프로그램에서 구한 기준 위치 데이터 및 전개 위치 데이터로부터 구할 수 있다.

마지막으로, 필요한 경우, 이론적 연산으로 자동 생성된 전개 교시 데이터의 보정을 행하는 제1 보정 공정 및 제2 보정 공정이 실행된다(단계 S106). XY 왜곡 검출 공정에 의하여 검출된 왜곡량에 근거하여 전개 교시 데이터를 보정하는 제1 보정 공정이나, Z 왜곡 검출 공정에 의하여 검출된 왜곡량에 근거하여 전개 교시 데이터를 보정하는 제2 보정 공정이라고 하는, 각각의 왜곡에 따른 보정을 행하여 확실한 전개 교시 데이터를 얻을 수 있다. 또, 전개 교시 데이터 뿐만 아니라, 기준 교시 데이터에 대한 보정 공정도 동일하다.

[다른 실시형태 1]

상기의 실시형태에서는 로보트의 핸드(120)에 별도로 설치되어 있는 위치 측정 기구(500)를 이용하여 식별 마크를 주사하고, 기준 위치 데이터 및 전개 위치와 (데이터를 취득하는 예로 설명하였으나, 본 발명은 이것으로 한정되는 취지가 아니며, 예를 들면 로보트의 핸드나 암에 탑재된 센서를 이용하여 위치 측정 기구(500)와 동일한 기능을 완수할 수 있다. 다음에, 그 실시형태를 설명한다.

도 12는 본 실시형태에 있어서의 로보트의 핸드(121)의 구성을 나타낸다.

로보트의 핸드(121)는 4개의 포크(fork)(122a, 122c, 122b, 122d)를 구비하고, 이 포크를 재치부로서 유리 기판 등의 워크를 재치하여 반송한다. 또, 좌우 양 단의 포크(122a, 122d)의 선단에는 얼라이먼트 센서(50a, 50b)가 설치되어 있다. 얼라이먼트 센서는 발광 소자와 수광 소자를 연결한 반사형의 센서이며, 통상은 카세트에 수납되는 유리 기판 등의 워크의 유무나 위치를 검지하기 위하여 이용되고 있다. 얼라이먼트 센서(50a, 50b)는 로보트의 핸드(121)의 포크(122a, 122c, 122b, 122d)가 유리 기판 등의 검지 대상물의 하측으로 이동할 때에, 상측에 위치하게 되는 워크를 검지 대상물로 하고, 이것을 향해서 빔을 출사하여 그 반사광을 검지함으로써 검지 대상물의 유무 및 위치를 검지한다.

도 13은 본 실시형태에 있어서의 카세트 Cx와 식별 마크의 구성을 나타내는 도면으로 있다.

카세트 Cx는 식별 마크(21, 22, 23, 24)를 제외하는 다른 구성은 상기의 카세트 C 또는 공지의 카세트와 동일하다. 따라서, 이하에서는 설명의 편의상 카세트 C와 동일한 구성에는 카세트 C와 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명은 생략한다.

식별 마크(21, 22, 23, 24)는 틀체(9)의 개방면(10)에 대하여 거의 직각의 평면을 갖는 플레이트이며, 개방면(10)측의 틀체(9)에 장착되고, 카세트 Cx의 위치 를 측정하는 기준으로 된다. 이 식별 마크(21~24)는 핸드(121)의 포크(122a, 122d)의 선단에 설치된 얼라이먼트 센서(50a, 50b)에 의한 주사가 가능하게 되는 정도의 면적의 평면 및 형상을 갖고, 이 얼라이먼트 센서(50a, 50b)와 대향하게 되는 하면은 센서의 종류에 따른 적절한 구성으로 할 수 있다. 또, 식별 마크(21~24)의 각각 첩부 위치는 전술한 카세트 C의 식별 마크와 동일하게, 2차원의 XY 평면에서의 위치 데이터의 취득이 가능하도록, 적어도 3개소 이상에 설치하는 것이 바람직하고, 본 실시형태에서는 4개소로 하고 있다.

다음에, 얼라이먼트 센서(50a, 50b)(이하에서는 단 「센서(50a, 50b)」라 함)를 이용하여 카세트 Cx에 대한 위치 데이터(기준 위치 데이터 또는 전개 위치 데이터)를 취득하는 서브루틴 프로그램에 대하여 설명한다. 도 14는 그 작동의 플로우를 나타낸다.

우선, 핸드(121)를 주사 개시 위치로 이동한다(단계 S201). 주사 개시 위치는 센서(50a, 50b) 중 어느 하나와 식별 마크(21, 22, 23, 24)의 플레이트 중 어느 하나가 거의 대향하는 위치이다. 또한, 이하에서는 도 12도 참조하여 센서(50a)를 식별 마크(22)의 아래에 위치시킨 경우로서 설명한다.

다음에, 센서(50a)가 온(식별 마크(22)를 검지하고 있음)인 것을 확인한다. 만약 센서(50a)가 오프(식별 마크(22)를 검지하고 있지 않은)인 경우는 처리를 중단하고, 핸드(121)를 이동하여 주사 개시 위치를 재설정하는 등의 조정을 행한다. 그리고, 센서(50a)가 온인 경우는 다음의 Y 좌표 측정 공정으로 진행된다(단계 S202).

Y 좌표 측정 공정에서는 센서(50a)가 온인 것을 검지하면서, 핸드(121)를 하측(Y 방향 마이너스)에 이동시키고(단계 S203), 핸드(121)는 센서(50a)가 오프로 되는 위치를 검지할 때까지 이동하여 정지시킨다(단계 S204). 여기서, 센서(50a)의 검지 한계가 얻어진다. 다음에, 핸드(121)를 센서 오프 위치에서부터 상측(Y 방향 플러스)으로 일정 거리를 되돌리고, 이 때의 핸드(121)의 높이를 식별 마크(22)의 Y 좌표로 한다(단계 S205). 이 높이는 센서(50a)가 확실히 식별 마크(22)를 검지하고 있는 위치이다.

다음의 Z 좌표 측정 공정에서는 우선 핸드(121)를, Y 좌표의 높이를 유지하면서, 센서(50a)가 오프가 될 때까지 카세트 Cx로부터 멀어지는 방향으로 이동(Z 방향 플러스)시키고(단계 S206), 센서(50a)가 오프로 된 위치를 검지할 때까지 이동시킨다(단계 S207). 여기서, 식별 마크(22)의 Z 방향의 경계(22a)가 검지된다. 다음에, 핸드(121)를 경계(22b)의 위치로부터 카세트 Cx에 가까워지는 방향(Z 방향 마이너스)으로 일정 거리를 되돌리고, 이 때의 핸드(121)의 위치를 식별 마크(22)의 Z 좌표로 한다(단계 S208). 또한, 경계(22a)로부터 되돌린 거리는 식별 마크(22)의 사이즈 및 센서(50a)의 핸드(121)의 설치 위치에 의하여 적절히 정해진다.

다음에 X 좌표 측정 공정이 실행된다. 핸드(121)를, Y 및 Z 좌표를 유지하면서 센서(50a)가 오프로 될 때까지 도 12에서의 우측으로 이동(X 방향 플러스)시키고(단계 S209), 센서(50a)가 오프로 된 위치를 검지할 때까지 이동시킨다(단계 S210). 여기서, 식별 마크(22)의 X 방향의 경계(22b)가 검지된다. 다음에, 핸드(121)를 경계(22b)의 위치에서 좌측(X 방향 마이너스)으로 일정 거리를 되돌리고, 이 때의 핸드(121)의 위치를 식별 마크(22)의 X 좌표로 한다(단계 S211). 또한, 경계(22b)로부터 되돌린 거리는 식별 마크(22)의 사이즈의 범위내에서 적절히 정해진다. 또, 카세트 Cx 좌측의 식별 마크(21)를 센서(50b)로 주사하는 경우의 X 좌표 측정 공정에 있어서 핸드(121)의 X 방향의 이동은 상기의 경우와는 반대의 방향으로 된다. 또, X 좌표 측정 공정을 Z 좌표 측정 공정 이전에 실시해도 동일한 로보트 좌표를 얻을 수 있다.

이와 같이 식별 마크(22)의 주사에 의하여 결정된 식별 마크(22)의 로보트 좌표는 RAM(303) 등에 기억된다. 그 후, 또다른 식별 마크를 주사하는지의 여부를 판단하여(단계 S212) 주사하는 경우는 단계 S201부터 S211의 공정을 반복한다. 한편, 다른 주사를 하지 않는 경우는 본 서브루틴 프로그램을 즉시 종료한다.

기준 카세트 및 전개 카세트로서 카세트 Cx와 거의 동일한 위치에 거의 동일한 식별 마크가 설치되어 있는 동일한 구성의 카세트를 복수 설치하고, 본 실시형태의 서브루틴 프로그램에 의해 얻어진 로보트 좌표에 근거하여 기준 위치 데이터 및 전개 위치 데이터를 구성하면, 도 11의 플로우차트와 동일하게, 기준 카세트에 대한 기준 위치 데이터를 취득하고, 전개 카세트에 대한 전개 위치 데이터를 자동 생성할 수 있다. 즉, 도 11에 있어서 초기 설정의 기준 데이터 취득 및 단계 S101부터 S103의 공정을 본 실시형태의 서브루틴 프로그램에 의하여 실행할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서 XY 왜곡 검출 및 Z 왜곡 검출은 상기의 서브루틴 프로그램에 의하여 얻어진 로보트 좌표를 비교함으로써 검출된다. 즉, 식별 마크(21과 24 또는 22와 23)의 Z 좌표의 차를 검출함으로써, Z 방향으로의 기울기나 왜곡을 검출하고, 식별 마크(21과 22 또는 23과 24)와의 비교에 의하여 XY 방향으로의 왜곡을 검출할 수 있다. 추가로, 4개의 식별 마크(1~4)가 서로 대칭인 위치에 설치되어 있는 경우에, 각각의 식별 마크에 대한 로보트 좌표(위치 데이터)를 검출하고, 그 위치 좌표에 근거하는 계측에 의한 카세트 형상이 왜곡의 없는 설계상의 카세트에 대하여 왜곡되어 있는 경우는 즉, 계측한 카세트 Cx의 표지 마크의 위치 좌표와 설계상의 위치 좌표에 엇갈림이 생기고 있는 경우는 카세트 C 자체가 비뚤어지고 있다고 판단할 수 있고, 그 왜곡량(왜곡 방향이나 왜곡의 정도)이 검출될 수 있다.

본 실시형태의 구성에 의하면, 특별한 위치 측정 기구를 이용하는 일 없이 식별 마크를 주사하여 기준 위치 데이터 및 전개 위치 데이터를 취득할 수 있고, 또 카세트의 구조상의 특성을 파악할 수 있다. 또, 위치 측정 기구를 장착하지 않기 때문에 핸드의 선단에 중량이 걸리지 않으므로 핸드가 휘는 일이 없고, 또, 측정을 위한 이동시의 가속도나 휨에 대한 반작용에 의하여 핸드가 진동할 일도 없기 때문에, 측정 오차를 발생시키는 일 없이 정확한 위치 측정을 할 수 있고, 정확한 위치 데이터나 왜곡 보정을 위한 데이터를 얻을 수 있다. 또, 전개 위치 데이터도 보다 정확한 것으로 된다.

[다른 실시형태 2]

다음에, 상기의 실시형태에 있어서, 식별 마크로서 카세트의 소정 단에 수납한 워크인 기판의 엣지(각부(角部))를 이용하는 예를 설명한다.

도 15는 위치 측정 작동에 있어서 표지로 되는 기판의 엣지와 핸드 선단의 센서의 관계를 나타내는 도면이며, 원내는 그 주요부 확대하여 나타낸 것이다. 카세트 Cy내의 최상단의 워크 수납부에는 위치 측정의 기준으로 되는 유리 기판으로서 기준 워크(31)가, 또 최하단에는 동일한 기준 워크(32)가 재치된다. 또한, 로보트의 핸드(121)는 다른 실시형태 1과 동일하고 포크의 선단에 얼라이먼트 센서(50a, 50b)가 탑재되어 있다.

여기서, 상단의 기준 워크(31)의 전단 우각부(31a)에 대한 로보트 좌표를 구하는 경우를 예로 설명한다. 핸드(121)의 센서(50a)는 전단 우각부(31a)의 하측으로 이동하여 Y 방향의 좌표를 결정하고, 다음에 기준 워크(31)의 전단 우각부(31a) 개구측의 전단을 주사하여 Z 좌표를 결정하고, 마지막에 전단 우각부(31a) 우측의 단(端)을 주사하여 X 좌표를 결정한다. 이것은 도 14의 서브루틴 프로그램과 동일한 작동이다. 환언하면, 본 실시형태는 기준 워크의 엣지(각부)에 가상의 식별 마크를 설치하고, 상기의 다른 실시형태 1과 동일하게 도 14의 서브루틴 프로그램에 의하여 기준 위치 데이터 및 전개 위치 데이터를 얻는 것이다.

이상과 같은 구성에 의하면, 특별한 위치 측정 기구를 이용하는 일 없이, 또 카세트에 특별한 식별 마크를 설치할 필요도 없으며, 카세트의 기준 위치 데이터 및 전개 위치 데이터를 취득할 수 있고, 또 카세트의 구조상의 특성을 파악할 수 있고, 상기의 각 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 기준 카세트 및 전개 카세트로 동일한 배치로 하는 한, 기준 워크를 재치하는 수납부는 최상단 및 최하단에 한정되지 않으며, 소정의 간격(離間)을 갖는 배치이면 된다. 또, Z 왜 및 XY 왜곡의 검지 및 보정 및 전개 카세트에 대한 전 개 교시 데이터의 생성에 대해서는 상기의 각 실시형태와 동일하므로, 설명을 생략한다.

[다른 응용예]

본 발명의 실시형태에 관한 로보트 교시용 프로그램에 의하면, 로보트의 핸드나 암의 부품을 교환하거나 유지 보수에 의하여 로보트의 위치 어긋남이 일어나는 등과 같이, 로보트의 특성이 변화한 경우에도, 특성의 변화전에 있어서의 로보트의 제1 교시 데이터로부터 특성의 변화후에 있어서의 로보트가 소정 동작을 실현하는데 필요한 제2 교시 데이터를 자동 생성할 수 있다.

즉, 카세트에 설치된 식별 마크의 위치가 어긋나는 일은 없으나, 로보트에 유지 보수를 행한 경우에, 로보트로부터 보아 식별 마크의 위치가 어긋나 있으면 검출되는 일이 있다. 이 경우, 특성의 변화전에 있어서의 로보트의 제1 교시 데이터로부터 특성의 변화후에 있어서의 로보트가 소정 동작을 실현하는데 필요한 제2 교시 데이터를 자동 생성하기 위하여(제1 교시 데이터를 보정하여 제2 교시 데이터를 얻기 위하여), 특성의 변화전에 얻어진 카세트의 제1 위치 데이터와 특성의 변화후에 얻어진 카세트의 제2 위치 데이터와의 상대적 위치 관계를 구할 수 있다.

또, 본 발명의 실시형태에 관한 로보트 교시용 프로그램에 의하면, 어느 하나의 로보트로 얻어진 위치 데이터, 교시 데이터를 기본으로 하여, 다른 로보트로의 교시의 부담을 감소시킬 수도 있다. 이것은 카세트에 식별 마크가 설치되어 있고, 이 식별 마크가 수용부에 대한 지표로 되거나 각 수용부에 있어서의 교시 데이터에 대한 지표로 되어 있으므로, 식별 마크를 주사하여 위치 정보를 얻어서 교시 데이터를 작성할 수 있기 때문이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 기준 카세트를 이용하여 교시 작업을 하는 것만으로, 다른 전개 카세트를 이용한 교시 작업을 생략하고, 전개 교시 데이터를 기준 교시 데이터로부터 자동적으로 생성할 수 있으므로, 교시 작업의 부담의 감소를 도모할 수 있다. 또, 특성의 변화한 로보트에 있어서도, 카세트에 대한 특성의 변화를 식별 마크를 이용하여 검출함으로써, 특성의 변화후에 있어서의 로보트의 재차의 교시 작업의 부담을 감소시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 로보트를 교시하는 로보트 교시용 프로그램, 및 이것에 사용하는 카세트, 위치 측정 기구 및 이것들을 이용한 로보트 작동 방법은 기준 카세트를 이용한 교시 작업을 하는 것만으로, 다른 전개 카세트를 이용한 교시 작업을 생략하고, 전개 교시 데이터를 기준 교시 데이터로부터 자동적으로 생성할 수 있으므로, 교시 작업의 부담의 감소를 도모할 수 있다. 또, 센서를 갖는 위치 측정 기구나 핸드에 설치한 센서를 이용하여 카세트의 구조를 파악함으로써, 카세트의 구조상의 특성을 정확하게 인식하고, 자동적으로 생성된 전개 교시 데이터의 자동 보정이 가능하게 되므로, 확실한 교시 데이터를 얻을 수 있고, 교시 작업의 부담의 감소를 도모할 수 있다.

또, 특성의 변화한 로보트에 있어서도, 카세트에 대한 특성의 변화를 식별 마크를 이용하여 검출함으로써, 특성의 변화후에 있어서의 로보트의 재차의 교시 작업의 부담을 감소시킬 수 있다.

Claims (10)

1. 워크(work)를 반송하는 로보트(robot)와 전기적으로 접속되는 정보 처리 단말에서 실행되고, 기준 카세트를 이용하여 교시(敎示)된 로보트의 동작을 전개(展開) 카세트에서 실현하도록 한 로보트 교시 방법에 있어서,

   상기 기준 카세트를 이용하여 교시된 로보트의 동작에 필요한 기준 교시 데이터와, 상기 기준 카세트에 설치된 식별 마크를 주사하여 얻어진 기준 카세트의 기준 위치 데이터가 상기 정보 처리 단말의 초기 교시 기억부에 기억되어 있고, 상기 정보 처리 단말에 의해, 로보트의 핸드에 설치된 검지 센서를 이용하여 상기 전개 카세트에 설치된 식별 마크를 주사하는 식별 마크 주사 공정과,

   상기 식별 마크 주사 공정에 의한 주사에 근거하여 얻어진 전개 카세트의 전개 위치 데이터를 측정하는 전개 위치 측정 공정과,

   상기 기준 위치 데이터와 상기 전개 위치 데이터와의 상대적 위치 관계에 근거하여, 상기 기준 교시 데이터로부터 상기 전개 카세트를 이용하여 상기 로보트의 동작을 실현하는데 필요한 전개 교시 데이터를 자동 생성하는 교시 데이터 생성 공정을 실행하는 것을 특징으로 하는 로보트 교시 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 기준 카세트에 설치된 복수의 식별 마크를 주사하여 얻어진 기준 위치 데이터 또는 상기 전개 카세트에 설치된 복수의 식별 마크를 주사하여 얻어진 전개 위치 데이터에 근거하여 상기 기준 카세트 또는 상기 전개 카세트의 왜곡을 검출하는 왜곡 검출 공정과,

   상기 왜곡 검출 공정에 의해 검출된 왜곡량에 근거하여 상기 기준 교시 데이터 또는 상기 전개 교시 데이터를 보정하는 보정 공정을 상기 정보 처리 단말에 의해 실행하는 것을 특징으로 하는 로보트 교시 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 검지 센서는 XY 검지 센서와 Z 검지 센서로 이루어지고,

   상기 XY 검지 센서를 이용하여 상기 기준 카세트 또는 상기 전개 카세트에 설치된 상기 식별 마크를 주사하여 얻어진 XY 방향의 거리ㆍ위치 정보로부터 상기 기준 카세트 또는 상기 전개 카세트의 XY 방향으로의 왜곡을 검출하는 XY 왜곡 검출 공정과,

   상기 Z 검지 센서를 이용하여 상기 기준 카세트 또는 상기 전개 카세트에 있어서 틀체의 Z 방향 거리ㆍ위치를 주사하여 얻어진 Z 방향 거리ㆍ위치 정보로부터 상기 기준 카세트 또는 상기 전개 카세트의 Z 방향으로의 왜곡을 검출하는 Z 왜곡 검출 공정을 상기 정보 처리 단말에 의해 실행하는 것을 특징으로 하는 로보트 교시 방법.
4. 워크를 반송하는 로보트와 전기적으로 접속되는 정보 처리 단말에서 실행되고, 이미 교시된 로보트의 동작을 특성이 변화한 로보트에서 실현시키는 로보트 교시 방법에 있어서,

   특성의 변화전에 있어서 로보트의 동작에 필요한 제1 교시 데이터와, 카세트에 설치된 식별 마크를 주사하여 얻어진 특성의 변화전에 있어서의 로보트의 제1 위치 데이터가 상기 정보 처리 단말의 초기 교시 기억부에 기억되어 있고, 상기 정보 처리 단말에 의해, 특성의 변화후에 있어서 로보트의 핸드에 설치된 검지 센서를 이용하여 상기 카세트에 설치된 식별 마크를 주사하는 식별 마크 주사 공정과,

   상기 식별 마크 주사 공정에 의한 주사에 근거하여 얻어진 로보트의 제2 위치 데이터를 측정하는 변화후의 위치 측정 공정과,

   상기 제1 위치 데이터와 상기 제2 위치 데이터와의 상대적 위치 관계에 근거하여 상기 제1 교시 데이터로부터 특성의 변화후의 소정 동작을 실현하는데 필요한 로보트의 교시 데이터를 자동 생성하는 변화후 교시 데이터 생성 공정을 실행하는 것을 특징으로 하는 로보트 교시 방법.
5. 외틀을 갖는 틀체내에 워크를 수용할 수 있는 복수의 수용부와, 로보트에 의한 워크의 로딩/언로딩을 가능하게 하는 상기 틀체의 개방면을 구비한 카세트에 있어서,

   상기 개방면측의 외틀에는 상기 복수의 수용부에 대한 지표로 되는 식별 마크가 설치되어 있는 동시에, 거의 동일한 외형 구조를 갖고, 거의 동일한 위치에 거의 동일한 식별 마크가 설치되어 있는 복수의 카세트인 것을 특징으로 하는 로보트 교시용 데이터 생성에 이용되는 카세트.
6. 워크 반송 로보트에 의해 워크를 출입시키고, 상기 워크가 내부에 선반(棚) 형상으로 재치되는 카세트의 위치를 측정하는 위치 측정 기구에 있어서,

   상기 카세트에 재치된 워크를 출입시키는 개방면의 외틀에 설치된 식별 마크를 XY 방향으로 주사하는 XY 검지 센서와,

   상기 카세트에 있어서 틀체의 외틀의 Z 방향을 주사하는 Z 검지 센서를 구비하고,

   상기 XY 검지 센서는 발광 소자와 수광 소자를 연결한 반사형 센서이고,

   상기 Z 검지 센서는 발광 소자와 수광 소자를 대향한 차광 센서이고,

   상기 XY 검지 센서 및 상기 Z 검지 센서의 빔 방향이 거의 직각으로 되도록 배치한 것을 특징으로 하는 로보트 교시용 데이터 생성에 이용되는 카세트의 위치를 측정하는 위치 측정 기구.
7. 복수의 카세트에 대하여 복수의 판(板) 형상의 워크를 다단(多段)으로 적층하여 수납하거나, 또는 상기 기판을 상기 카세트로부터 반출하는 로보트 교시 방법에 의하여 로보트를 작동시키는 방법에 있어서,

   상기 로보트에 의한 워크의 수납 및 반출을 가능하게 하는 상기 복수 카세트 각각에 식별 마크를 설치하는 공정과,

   상기 복수 카세트 중에서 하나의 카세트를 기준 카세트로 하고, 상기 기준 카세트를 이용하여 로보트의 동작에 필요한 기준 교시 데이터를 얻는 기준 교시 데이터 취득 공정과,

   로보트의 핸드에 설치된 센서를 이용하여 상기 기준 카세트에 설치된 식별 마크를 주사하여 기준 카세트의 기준 위치 데이터를 얻는 기준 위치 데이터 취득 공정과,

   다른 상기 복수 카세트를 전개 카세트로 하고, 상기 센서를 이용하여 상기 전개 카세트에 설치된 식별 마크를 주사하고, 전개 카세트의 전개 위치 데이터를 측정하는 전개 위치 측정 공정과,

   상기 기준 위치 데이터와 상기 전개 위치 데이터와의 상대적 위치 관계에 근거하여 상기 기준 교시 데이터로부터 상기 전개 카세트를 이용하여 상기 로보트의 동작을 실현하는데 필요한 전개 교시 데이터를 자동 생성하는 전개 교시 데이터 생성 공정과,

   상기 전개 교시 데이터에 근거하여 상기 전개 카세트에 대한 로보트의 작동을 실행시키는 한편, 상기 기준 교시 데이터에 근거하여 상기 기준 카세트에 대한 로보트의 작동을 실행시키는 작동 실행 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 로보트 교시 방법에 의하여 로보트를 작동시키는 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 식별 마크는 상기 카세트의 워크를 반입 및 반출하는 개방면을 둘러싸는 틀체상에 부착된 표지(標識), 또는 상기 카세트에 수용된 워크의 엣지인 것을 특징으로 하는 로보트 교시 방법에 의하여 로보트를 작동시키는 방법.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서,

   상기 기준 카세트에 설치된 복수의 식별 마크를 주사하여 얻어진 기준 위치 데이터 또는 상기 전개 카세트에 설치된 복수의 식별 마크를 주사하여 얻어진 전개 위치 데이터에 근거하여 상기 기준 카세트 또는 상기 전개 카세트의 왜곡을 검출하는 왜곡 검출 공정과,

   상기 왜곡 검출 공정에 의하여 검출된 왜곡량에 근거하여 상기 기준 교시 데이터 또는 상기 전개 교시 데이터를 보정하는 보정 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 로보트 교시 방법에 의하여 로보트를 작동시키는 방법.
10. 제9항에 있어서,

    상기 왜곡 검출 공정은 상기 기준 카세트 또는 상기 전개 카세트에 있어서 틀체의 XY 방향 및/또는 Z 방향으로의 왜곡을 검출하는 공정인 것을 특징으로 하는 로보트 교시 방법에 의하여 로보트를 작동시키는 방법.

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