JP7768743B2 - 産業用ロボットおよび産業用ロボットの教示方法 - Google Patents

産業用ロボットおよび産業用ロボットの教示方法

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Description

本発明は、搬送対象物を搬送するための産業用ロボットに関する。また、本発明は、搬送対象物を搬送するための産業用ロボットの教示方法に関する。
従来、ワークを搬送する水平多関節型の産業用ロボットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の産業用ロボットは、ステージへのワークの搬入およびステージからのワークの搬出を行う。この産業用ロボットに対しては、ステージに収容されているワークの上下方向および水平方向の位置を産業用ロボットに記憶させる産業用ロボットの自動教示が行われる。自動教示を行うときには、教示用の治具が産業用ロボットのハンドに取り付けられる。教示用の治具は、ワークの上下方向の位置を検知するための第１センサと、ワークの水平方向の位置を検知するための第２センサとを備えている。
特許文献１に記載の産業用ロボットにおいて自動教示が行われる前には、校正（キャリブレーション）が行われる。校正を行うときには、まず、オペレータが、ハンドの理想とされる位置にワークを搭載する。その後、産業用ロボットを操作して、ハンドに搭載されたワークをステージに搬入して置く。その後、上述の教示用の治具をハンドに取り付けてから、自動教示と同じ動作を産業用ロボットに行わせて、第２センサによってワークの水平方向の位置を検知する。また、第２センサの検知結果に基づいて補正値を算出する。産業用ロボットの自動教示が終わると、自動教示された位置が、校正時に算出された補正値に基づいて補正される。
特開２０１９－１０２６９５号公報
特許文献１に記載の産業用ロボットの場合、自動教示を行うときの作業および操作と校正を行うときの作業および操作とが別々になっており、オペレータは、自動教示を行うときの作業や操作に加えて、校正を行うときの作業や操作を行う必要がある。また、この産業用ロボットの場合、校正を行うときの作業にオペレータの手作業が含まれており、校正を行うときのオペレータの作業は煩雑になる。そのため、特許文献１に記載の産業用ロボットの場合、校正を行うためのオペレータの負担が大きくなる。
そこで、本発明の課題は、搬送対象物を搬送するための産業用ロボットにおいて、自動教示された位置を補正するための校正を行う場合であっても、校正を行うためのオペレータの負担を軽減することが可能な産業用ロボットを提供することにある。また、本発明の課題は、搬送対象物を搬送するための産業用ロボットにおいて、自動教示された位置を補正するための校正を行う場合であっても、校正を行うためのオペレータの負担を軽減することが可能となる産業用ロボットの教示方法を提供することにある。
上記の課題を解決するため、本発明の産業用ロボットは、搬送対象物を搬送するための産業用ロボットであって、搬送対象物が搭載されるハンドと、上下方向を回動の軸方向としてハンドが先端側に回動可能に連結されるアームと、産業用ロボットを制御する制御部とを備えるとともに、ハンドとして、第１ハンドおよび第２ハンドを備え、第１ハンドおよび第２ハンドのいずれか一方は、第１ハンドおよび第２ハンドのいずれか他方よりも上側に配置され、上下方向から見たときに、アームに対する第１ハンドの回動中心とアームに対する第２ハンドの回動中心とが一致しているとともに、アームに対する第１ハンドの回動角度とアームに対する第２ハンドの回動角度とが等しいときに、第１ハンドに搭載される搬送対象物と第２ハンドに搭載される搬送対象物とが上下方向で重なっており、制御部は、搬送対象物が載置される載置部の所定位置に配置される搬送対象物をハンドに搭載するとき、および、ハンドに搭載された搬送対象物を所定位置に置くときのハンドの上下方向および水平方向の位置であるハンド位置を産業用ロボットに記憶させるための教示ステップと、教示ステップ後に、教示ステップで記憶されたハンド位置を補正するための校正ステップとを連続的に自動で実行し、教示ステップが実行されるときには、搬送対象物と同形状に形成されるダミー搬送対象物、または、搬送対象物が所定位置に配置されており、所定位置に配置される搬送対象物またはダミー搬送対象物を教示用搬送対象物とすると、教示ステップでは、第１ハンドに取り付けられた第１センサによって、所定位置に配置された教示用搬送対象物の上下方向の位置を検知し、かつ、第１ハンドに取り付けられた第２センサによって、所定位置に配置された教示用搬送対象物の水平方向の位置を検知するとともに、制御部は、第１センサおよび第２センサの検知結果に基づいてハンド位置を特定して記憶し、校正ステップでは、教示ステップで特定されたハンド位置に第２ハンドを移動させて所定位置に配置された教示用搬送対象物を第２ハンドに搭載して取り出した後、教示ステップで特定されたハンド位置に第２ハンドを再び移動させて載置部に教示用搬送対象物を置き、その後、第１ハンドに取り付けられた第２センサによって、載置部に置かれた教示用搬送対象物の水平方向の位置を検知するとともに、制御部は、第２センサの検知結果に基づいて、教示ステップで記憶されたハンド位置のうちの水平方向の位置を補正することを特徴とする。
また、上記の課題を解決するため、本発明の産業用ロボットの教示方法は、搬送対象物が搭載されるハンドと、上下方向を回動の軸方向としてハンドが先端側に回動可能に連結されるアームとを備えるとともに、ハンドとして、第１ハンドおよび第２ハンドを備え、第１ハンドおよび第２ハンドのいずれか一方は、第１ハンドおよび第２ハンドのいずれか他方よりも上側に配置され、上下方向から見たときに、アームに対する第１ハンドの回動中心とアームに対する第２ハンドの回動中心とが一致しているとともに、アームに対する第１ハンドの回動角度とアームに対する第２ハンドの回動角度とが等しいときに、第１ハンドに搭載される搬送対象物と第２ハンドに搭載される搬送対象物とが上下方向で重なっている産業用ロボットの教示方法であって、搬送対象物が載置される載置部の所定位置に配置される搬送対象物をハンドに搭載するとき、および、ハンドに搭載された搬送対象物を所定位置に置くときのハンドの上下方向および水平方向の位置であるハンド位置を産業用ロボットに記憶させるための教示ステップと、教示ステップ後に、教示ステップで記憶されたハンド位置を補正するための校正ステップとを連続的に自動で実行し、教示ステップが実行されるときには、搬送対象物と同形状に形成されるダミー搬送対象物、または、搬送対象物が所定位置に配置されており、所定位置に配置される搬送対象物またはダミー搬送対象物を教示用搬送対象物とすると、教示ステップでは、第１ハンドに取り付けられた第１センサによって、所定位置に配置された教示用搬送対象物の上下方向の位置を検知し、かつ、第１ハンドに取り付けられた第２センサによって、所定位置に配置された教示用搬送対象物の水平方向の位置を検知するとともに、第１センサおよび第２センサの検知結果に基づいてハンド位置を特定して記憶し、校正ステップでは、教示ステップで特定されたハンド位置に第２ハンドを移動させて所定位置に配置された教示用搬送対象物を第２ハンドに搭載して取り出した後、教示ステップで特定されたハンド位置に第２ハンドを再び移動させて載置部に教示用搬送対象物を置き、その後、第１ハンドに取り付けられた第２センサによって、載置部に置かれた教示用搬送対象物の水平方向の位置を検知するとともに、第２センサの検知結果に基づいて、教示ステップで記憶されたハンド位置のうちの水平方向の位置を補正することを特徴とする。
本発明では、搬送対象物が載置される載置部の所定位置に配置される搬送対象物をハンドに搭載するとき、および、ハンドに搭載された搬送対象物を所定位置に置くときのハンドの上下方向および水平方向の位置であるハンド位置を産業用ロボットに記憶させるための教示ステップと、教示ステップ後に、教示ステップで記憶されたハンド位置を補正するための校正ステップとを連続的に自動で実行している。
また、本発明では、校正ステップにおいて、教示ステップで特定されたハンド位置に第２ハンドを移動させて所定位置に配置された教示用搬送対象物を第２ハンドに搭載して取り出した後、教示ステップで特定されたハンド位置に第２ハンドを再び移動させて載置部に教示用搬送対象物を置き、その後、第１ハンドに取り付けられた第２センサによって、載置部に置かれた教示用搬送対象物の水平方向の位置を検知するとともに、第２センサの検知結果に基づいて、教示ステップで記憶されたハンド位置のうちの水平方向の位置を補正している。
そのため、本発明では、オペレータが、教示ステップを実行するための作業および操作を行えば、校正ステップを行うための作業や操作を行わなくても、校正ステップまで自動で実行させることが可能になる。したがって、本発明では、教示ステップにおいて自動教示された位置を補正するための校正を行う場合であっても、校正を行うためのオペレータの負担を軽減することが可能になる。
また、本発明では、産業用ロボットは、ハンドとして、第１ハンドおよび第２ハンドを備え、第１ハンドおよび第２ハンドのいずれか一方は、第１ハンドおよび第２ハンドのいずれか他方よりも上側に配置され、上下方向から見たときに、アームに対する第１ハンドの回動中心とアームに対する第２ハンドの回動中心とが一致しているとともに、アームに対する第１ハンドの回動角度とアームに対する第２ハンドの回動角度とが等しいときに、第１ハンドに搭載される搬送対象物と第２ハンドに搭載される搬送対象物とが上下方向で重なっており、教示ステップでは、第１ハンドに取り付けられた第１センサによって、所定位置に配置された教示用搬送対象物の上下方向の位置を検知するとともに、第１ハンドに取り付けられた第２センサによって、所定位置に配置された教示用搬送対象物の水平方向の位置を検知し、校正ステップでは、教示ステップで特定されたハンド位置に第２ハンドを移動させて所定位置に配置された教示用搬送対象物を第２ハンドに搭載して取り出した後、教示ステップで特定されたハンド位置に第２ハンドを再び移動させて載置部に教示用搬送対象物を置き、その後、第１ハンドに取り付けられた第２センサによって、載置部に置かれた教示用搬送対象物の水平方向の位置を検知している。
そのため、校正ステップにおいて、第１センサおよび第２センサが取り付けられていない第２ハンドによって教示用搬送対象物を搬送することが可能になる。したがって、たとえば、ハンドによる教示用搬送対象物の搬送に支障が生じるおそれがある位置に第１センサや第２センサが配置されていたとしても、校正ステップにおいて、第１センサおよび第２センサを第１ハンドに取り付けたままの状態で、第２ハンドによって教示用搬送対象物を搬送することが可能になる。
本発明において、教示ステップおよび校正ステップが実行されるときには、第１センサおよび第２センサを有する教示用の治具が第１ハンドに取り付けられていることが好ましい。このように構成すると、第１ハンドに取り付けられる教示用の治具が第１センサおよび第２センサを備えているため、たとえば、第１ハンドによる搬送対象物の搬送に支障が生じるおそれがある位置に第１センサや第２センサが配置されている場合であっても、産業用ロボットの教示後に、第１センサおよび第２センサを第１ハンドから容易に取り外すことが可能になる。また、産業用ロボットの教示を行うときには、第１センサおよび第２センサを第１ハンドに容易に取り付けることが可能になる。
本発明において、第１ハンドは、第２ハンドよりも上側に配置されていることが好ましい。このように構成すると、第１ハンドが第２ハンドよりも下側に配置されている場合と比較して、教示用の治具を取り付けやすくなる。
本発明において、たとえば、産業用ロボットは、アームに対して第１ハンドを回動させる第１ハンド駆動機構と、アームに対して第２ハンドを回動させる第２ハンド駆動機構と、多関節アームであるアームを伸縮させるアーム駆動機構と、アームを昇降させる昇降機構とを備え、搬送対象物は、円板状に形成され、ハンドは、ハンドに搭載される搬送対象物の端面に少なくとも３方向から接触して搬送対象物を水平方向において一定位置で保持するグリップ機構を備え、アームに対する第１ハンドの回動角度とアームに対する第２ハンドの回動角度とが等しいときに、上下方向から見ると、グリップ機構によって保持される第１ハンド上の搬送対象物の中心とグリップ機構によって保持される第２ハンド上の搬送対象物の中心とが一致している。
以上のように、本発明では、搬送対象物を搬送するための産業用ロボットにおいて、自動教示された位置を補正するための校正を行う場合であっても、校正を行うためのオペレータの負担を軽減することが可能になる。
本発明の実施の形態にかかる産業用ロボットの側面図である。 図１に示す産業用ロボットの平面図である。 図１に示す産業用ロボットの構成を説明するためのブロック図である。 図１に示す産業用ロボットの教示を行うときに使用される治具の構成を説明するための平面図である。 図１に示す産業用ロボットの、教示ステップにおける動作を説明するための平面図である。 図１に示す産業用ロボットの、教示ステップにおける動作を説明するための平面図である。 図１に示す産業用ロボットの、校正ステップにおける動作を説明するための平面図である。 図１に示す産業用ロボットの、校正ステップにおける動作を説明するための平面図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
（産業用ロボットの構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる産業用ロボット１の側面図である。図２は、図１に示す産業用ロボット１の平面図である。図３は、図１に示す産業用ロボット１の構成を説明するためのブロック図である。
本形態の産業用ロボット１（以下、「ロボット１」とする。）は、搬送対象物である半導体ウエハ２（以下、「ウエハ２」とする。）を搬送するための水平多関節ロボットである。ウエハ２は、円板状に形成されている。ロボット１は、半導体製造システムに組み込まれて使用される。ロボット１は、ウエハ２が載置される載置部としてのウエハ載置部３（図５等参照）に対してウエハ２を搬送する。すなわち、ロボット１は、ウエハ載置部３へのウエハ２の搬入と、ウエハ載置部３からのウエハ２の搬出とを行う。ウエハ載置部３は、たとえば、ウエハ２に対して所定の処理が行われるときにウエハ２が載置されるステージである。また、ウエハ載置部３は、たとえば、複数枚のウエハ２が収容されるＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ－Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）の内部に形成されている。
ロボット１は、ウエハ２が搭載されるハンド４、５と、ハンド４、５が先端側に回動可能に連結されるとともに水平方向に動作するアーム６と、アーム６の基端側が回動可能に連結される本体部７とを備えている。また、ロボット１は、ロボット１を制御する制御部８を備えている。本形態のロボット１は、２個のハンド４、５を備えている。本形態のハンド４は、第１ハンドであり、ハンド５は、第２ハンドである。
アーム６は、互いに回動可能に連結される３個のアーム部１０～１２によって構成されている。すなわち、アーム６は、多関節アームである。アーム部１０の基端側は、本体部７に回動可能に連結されている。アーム部１１の基端側は、アーム部１０の先端側に回動可能に連結されている。アーム部１２の基端側は、アーム部１１の先端側に回動可能に連結されている。アーム部１０～１２は、上下方向（鉛直方向）を回動の軸方向として回動する。本体部７は、筐体１３と、アーム部１０の基端側が回動可能に連結される柱状部材（図示省略）を備えている。アーム部１０の基端側は、柱状部材の上端部に回動可能に連結されている。本体部７とアーム部１０とアーム部１１とアーム部１２とは、上下方向において、下側からこの順番で配置されている。
ハンド４、５は、上下方向から見たときの形状が略Ｙ形状となるように形成されている。ハンド４とハンド５とは、同形状に形成されている。ハンド４、５の基端部は、アーム部１２の先端側に回動可能に連結されている。ハンド４、５は、上下方向を回動の軸方向として回動する。ハンド４、５は、アーム部１２に対して個別に回動可能となっている。ハンド４、５は、ハンド４、５に搭載されるウエハ２の端面（外周面）に３方向から接触してハンド４、５に搭載されるウエハ２を水平方向において一定位置で保持するグリップ機構１４を備えている。グリップ機構１４は、ウエハ２の端面が当接する当接面を有する端面当接部材１５と、ウエハ２の端面が端面当接部材１５の当接面に押し付けられるようにウエハ２を押すウエハ押付機構１６とを備えている。
端面当接部材１５は、略Ｙ形状をなすハンド４、５の先端部の２箇所に配置されている。ウエハ押付機構１６は、ハンド４、５の先端側に向かってウエハ２の端面を押す押付部と、押付部を駆動するエアシリンダとを備えている。押付部は、ウエハ２の端面に接触するローラを備えている。ウエハ押付機構１６は、制御部８に電気的に接続されている。具体的には、エアシリンダの配管経路に配置される電磁弁が制御部８に電気的に接続されている。ハンド４、５の上面には、ウエハ２が載置される２個のウエハ載置部材１７が固定されており、ウエハ２は、端面当接部材１５とウエハ載置部材１７とに搭載される。なお、ハンド４、５に搭載されるウエハ２の端面に４方向以上から接触してウエハ２を保持するようにグリップ機構１４が構成されていても良い。
ハンド４の基端部とハンド５の基端部とは上下方向で重なっている。本形態では、ハンド４が上側に配置され、ハンド５が下側に配置されている。すなわち、ハンド４は、ハンド５よりも上側に配置されている。また、ハンド４、５は、アーム部１２よりも上側に配置されている。上下方向から見たときに、アーム６に対するハンド４の回動中心（すなわち、アーム部１２に対するハンド４の回動中心）とアーム６に対するハンド５の回動中心（すなわち、アーム部１２に対するハンド５の回動中心）とは一致している。
アーム６に対するハンド４の回動角度とアーム６に対するハンド５の回動角度とが等しいときには、ハンド４とハンド５とが上下方向で重なっている。すなわち、アーム６に対するハンド４の回動角度とアーム６に対するハンド５の回動角度とが等しいときには、ハンド４に搭載されるウエハ２とハンド５に搭載されるウエハ２とが上下方向で重なっている。より具体的には、アーム６に対するハンド４の回動角度とアーム６に対するハンド５の回動角度とが等しいときに、上下方向から見ると、グリップ機構１４によって保持されるハンド４上のウエハ２の中心と、グリップ機構１４によって保持されるハンド５上のウエハ２の中心とが一致している。
ロボット１は、アーム６に対してハンド４を回動させる第１ハンド駆動機構１９と、アーム６に対してハンド５を回動させる第２ハンド駆動機構２０と、多関節アームであるアーム６を伸縮させるアーム駆動機構２１と、アーム６を昇降させる昇降機構２２とを備えている。第１ハンド駆動機構１９、第２ハンド駆動機構２０、アーム駆動機構２１および昇降機構２２は、制御部８に電気的に接続されている。具体的には、第１ハンド駆動機構１９、第２ハンド駆動機構２０、アーム駆動機構２１および昇降機構２２の駆動源となるモータ等が制御部８に電気的に接続されている。
アーム駆動機構２１は、アーム部１０、１１を回動させてアーム部１０とアーム部１１とからなるアーム６の一部分を伸縮させる第１駆動機構と、アーム部１１に対してアーム部１２を回動させる第２駆動機構とから構成されている。昇降機構２２は、本体部７の柱状部材を昇降させる。昇降機構２２は、筐体１３の内部に収納されている。昇降機構２２は、柱状部材と一緒にハンド４、５およびアーム６を昇降させる。
（産業用ロボットの教示方法）
図４は、図１に示すロボット１の教示を行うときに使用される治具２５の構成を説明するための平面図である。図５、図６は、図１に示すロボット１の、教示ステップにおける動作を説明するための平面図である。図７、図８は、図１に示すロボット１の、校正ステップにおける動作を説明するための平面図である。
ロボット１に対しては、ウエハ載置部３に対するウエハ２の適切な搬送を行うための教示が行われる。ロボット１の教示を行うときには、制御部８は、ウエハ載置部３の所定位置ＰＰに配置されるウエハ２をハンド４、５に搭載するとき、および、ハンド４、５に搭載されたウエハ２をウエハ載置部３の所定位置ＰＰに置くときのハンド４、５の上下方向および水平方向の位置であるハンド位置ＨＰをロボット１に記憶させるための教示ステップと、教示ステップ後に、教示ステップで記憶されたハンド位置ＨＰを補正（校正）するための校正ステップとを連続的に自動で実行する。
教示ステップおよび校正ステップでは、制御部８は、ウエハ押付機構１６、第１ハンド駆動機構１９、第２ハンド駆動機構２０、アーム駆動機構２１および昇降機構２２を制御して、ロボット１を動作させる。すなわち、教示ステップおよび校正ステップでは、ロボット１は自動で動作し、教示ステップおよび校正ステップにおいて、ロボット１の教示を行うオペレータによって行われる手作業はない。
ロボット１の教示を行うときには、ウエハ２と同形状に形成されるダミー搬送対象物としてのダミーウエハ３２が使用される。また、ロボット１の教示を行うときには、教示用の治具２５が使用される。治具２５は、ハンド４の上面に取り付けられる。すなわち、教示ステップおよび校正ステップが実行されるときには、治具２５がハンド４に取り付けられている。図４に示すように、治具２５は、薄い平板状に形成される治具本体２６と、上下方向におけるダミーウエハ３２の位置を検知するための第１センサ２７と、水平方向におけるダミーウエハ３２の位置を検知するための２個の第２センサ２８とを備えている。第１センサ２７および第２センサ２８は、ロボット１の教示を行うときには使用されるが、ロボット１がウエハ２を搬送するときには使用されない。
治具本体２６は、治具本体２６の厚さ方向と上下方向とが一致するようにハンド４の上面に取り付けられる。治具本体２６は、上下方向から見たときの形状が略Ｙ形状となるように形成されている。第１センサ２７および第２センサ２８は、治具本体２６に取り付けられている。第１センサ２７は、発光部２７ａと受光部２７ｂとを有する透過型の光学式センサである。第１センサ２７と同様に、第２センサ２８は、発光部と受光部とを有する透過型の光学式センサである。ハンド４に治具２５を取り付けるときには、第１センサ２７の配線および第２センサ２８の配線をハンド４側の配線に接続する。治具２５がハンド４の上面に取り付けられると、第１センサ２７および第２センサ２８は、制御部８に電気的に接続される。
第１センサ２７の発光部２７ａと受光部２７ｂとは、水平方向において所定の隙間を介して対向配置されている。治具２５がハンド４の上面に取り付けられると、発光部２７ａは、２個の端面当接部材１５のうちの一方の端面当接部材１５の近傍に配置され、受光部２７ｂは、他方の端面当接部材１５の近傍に配置される。第２センサ２８の発光部と受光部とは、上下方向において所定の隙間を介して対向配置されている。第２センサ２８は、治具本体２６の上面側に取り付けられている。治具２５がハンド４の上面に取り付けられると、２個の第２センサ２８のうちの一方の第２センサ２８は、２個のウエハ載置部材１７のうちの一方のウエハ載置部材１７の近傍に配置され、他方の第２センサ２８は、他方のウエハ載置部材１７の近傍に配置される。
教示ステップが実行される前には、治具２５がハンド４に取り付けられる。また、教示ステップが実行される前には、ウエハ載置部３の所定位置ＰＰにダミーウエハ３２が配置される。すなわち、教示ステップが実行されるときには、所定位置ＰＰにダミーウエハ３２が配置されている。治具２５は、ロボット１の教示を行うオペレータがハンド４に取り付ける。ダミーウエハ３２は、オペレータが所定位置ＰＰに置く。本形態のダミーウエハ３２は、所定位置ＰＰに配置される教示用搬送対象物である。また、教示ステップが実行される前には、治具２５が取り付けられたハンド４がウエハ載置部３の正面に配置される（図５参照）。
その後、制御部８は、ロボット１の教示開始指令信号を受信する。教示開始指令信号を受信した制御部８は、教示ステップを実行する。教示ステップでは、第１センサ２７によって、所定位置ＰＰに配置されたダミーウエハ３２の上下方向の位置を検知し、かつ、第２センサ２８によって、所定位置ＰＰに配置されたダミーウエハ３２の水平方向の位置を検知するとともに、制御部８は、第１センサ２７および第２センサ２８の検知結果に基づいて上述のハンド位置ＨＰを特定する。
教示ステップでは、まず、ハンド４に取り付けられた第１センサ２７によって、所定位置ＰＰに配置されたダミーウエハ３２の上下方向の位置を検知し、その後、ハンド４に取り付けられた第２センサ２８によって、所定位置ＰＰに配置されたダミーウエハ３２の水平方向の位置を検知する。なお、本形態の教示ステップでロボット１が行う動作は、上述の特許文献１に記載された産業用ロボットに対して自動教示を行うときにこの産業用ロボットが行う動作と同じである。
所定位置ＰＰに配置されたダミーウエハ３２の上下方向の位置を第１センサ２７によって検知するときには、ウエハ載置部３の正面に配置されるハンド４をダミーウエハ３２に向かって移動させる。このときには、ハンド４を一定の振幅で上下方向に往復移動させる。たとえば、ハンド４が矩形波状に移動するようにハンド４を上下方向に往復移動させる。ハンド４が上下方向に往復移動しながらダミーウエハ３２に向かって移動すると、やがて、第１センサ２７の発光部２７ａから受光部２７ｂに向かう光がダミーウエハ３２によって遮られるため（図６（Ａ）参照）、所定位置ＰＰに配置されたダミーウエハ３２の上下方向の位置が検知される。
所定位置ＰＰに配置されたダミーウエハ３２の上下方向の位置が検知されると、ハンド４をウエハ載置部３の正面まで一旦、後退させる。その後、ダミーウエハ３２の上下方向の位置の検知結果に基づいてハンド４の高さを設定してから、所定位置ＰＰに配置されたダミーウエハ３２の水平方向の位置を第２センサ２８によって検知するために、ハンド４をダミーウエハ３２に向かって直線的に移動させる。
ハンド４がダミーウエハ３２に向かって移動すると、やがて、第２センサ２８の発光部から受光部に向かう光がダミーウエハ３２によって遮られる。所定位置ＰＰに配置されたダミーウエハ３２の水平方向の位置を検知する際には、２個の第２センサ２８の発光部から受光部に向かう光がダミーウエハ３２によって同時に遮られるように（図６（Ｂ）参照）、ハンド４の移動方向に直交する方向におけるハンド４の位置が調整される。
たとえば、２個の第２センサ２８のうちの一方の第２センサ２８の発光部から受光部に向かう光のみがダミーウエハ３２によって遮られると、ダミーウエハ３２に向かうハンド４の移動を停止して、他方の第２センサ２８の発光部から受光部に向かう光がダミーウエハ３２によって遮られる位置まで、ハンド４の移動方向に直交する方向にハンド４を移動させる。その後、ハンド４をウエハ載置部３の正面まで後退させてから、再び、ダミーウエハ３２に向かって移動させる。
２個の第２センサ２８の発光部から受光部に向かう光がダミーウエハ３２によって同時に遮られると（図６（Ｂ）参照）、所定位置ＰＰに配置されたダミーウエハ３２の水平方向の位置が検知される。所定位置ＰＰに配置されたダミーウエハ３２の上下方向および水平方向の位置が検知されると、制御部８は、上述のように、第１センサ２７および第２センサ２８の検知結果に基づいてハンド位置ＨＰを特定する。
その後、制御部８は、校正ステップを実行する。校正ステップは、教示ステップに続いて実行されるため、校正ステップの開始時には、ウエハ載置部３の所定位置ＰＰにダミーウエハ３２が配置されている。校正ステップでは、まず、図７に示すように、ハンド５をウエハ載置部３の正面に自動で配置する。その後、教示ステップで特定されたハンド位置ＨＰにハンド５を移動させ（図８（Ａ）参照）、所定位置ＰＰに配置されたダミーウエハ３２をハンド５に搭載して取り出す（図８（Ｂ）参照）。たとえば、図８（Ｂ）に示すように、ハンド５に搭載されたウエハ２をウエハ載置部３の正面まで取り出す。ハンド５に搭載されるダミーウエハ３２は、グリップ機構１４によって一定位置で保持されている。
その後、教示ステップで特定されたハンド位置ＨＰにハンド５を再び移動させて（図８（Ａ）参照）、ウエハ載置部３にダミーウエハ３２を置く。このとき、ダミーウエハ３２が所定位置ＰＰに置かれることが理想ではあるが、実際には、ダミーウエハ３２は、ウエハ載置部３の、所定位置ＰＰから若干ずれた位置に置かれる。すなわち、所定位置ＰＰの近傍にダミーウエハ３２が置かれる。
その後、教示ステップにおいてダミーウエハ３２の水平方向の位置を検知する際に行われた動作と同じ動作をロボット１に行わせて、第２センサ２８によって、ウエハ載置部３に載置されたダミーウエハ３２の水平方向の位置を検知する。このときにも、２個の第２センサ２８の発光部から受光部に向かう光がダミーウエハ３２によって同時に遮られると、ウエハ載置部３に載置されたダミーウエハ３２の水平方向の位置が検知される。その後、制御部８は、第２センサ２８の検知結果に基づいて、教示ステップで記憶されたハンド位置ＨＰのうちの水平方向の位置を補正する。
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、制御部８は、ハンド位置ＨＰをロボット１に記憶させるための教示ステップと、教示ステップ後に、教示ステップで記憶されたハンド位ＨＰ置を補正するための校正ステップとを連続的に自動で実行している。また、本形態では、校正ステップにおいて、教示ステップで特定されたハンド位置ＨＰにハンド５を移動させて所定位置ＰＰに配置されたダミーウエハ３２をハンド５に搭載して取り出した後、教示ステップで特定されたハンド位置ＨＰにハンド５を再び移動させてウエハ載置部３にダミーウエハ３２を置き、その後、第２センサ２８によって、ウエハ載置部３に置かれたダミーウエハ３２の水平方向の位置を検知するとともに、第２センサ２８の検知結果に基づいて、教示ステップで記憶されたハンド位置ＨＰのうちの水平方向の位置を補正している。
そのため、本形態では、オペレータが、教示ステップを実行するための作業および操作を行えば、校正ステップを行うための作業や操作を行わなくても、校正ステップまで自動で実行させることが可能になる。したがって、本形態では、教示ステップにおいて自動教示された位置を補正するための校正を行う場合であっても、校正を行うためのオペレータの負担を軽減することが可能になる。
本形態では、校正ステップにおいて、第１センサ２７および第２センサ２８が取り付けられていないハンド５によってダミーウエハ３２を搬送している。そのため、本形態では、たとえば、ハンド４によるダミーウエハ３２の搬送に支障が生じるおそれがある位置に第１センサ２７や第２センサ２８が配置されている場合であっても、校正ステップにおいて、第１センサ２７および第２センサ２８をハンド４に取り付けたままの状態で、ハンド５によってダミーウエハ３２を搬送することが可能になる。
本形態では、治具２５が第１センサ２７および第２センサ２８を備えている。そのため、本形態では、たとえば、ハンド４によるウエハ２の搬送に支障が生じるおそれがある位置に第１センサ２７や第２センサ２８が配置されている場合であっても、ロボット１の教示後に、第１センサ２７および第２センサ２８をハンド４から容易に取り外すことが可能になる。また、ロボット１の教示を行うときには、第１センサ２７および第２センサ２８をハンド４に容易に取り付けることが可能になる。また、本形態では、治具２５が取り付けられるハンド４がハンド５よりも上側に配置されているため、ハンド５に治具２５が取り付けられている場合と比較して、治具２５を取り付けやすくなる。
（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
上述した形態では、校正ステップにおいて、ダミーウエハ３２の搬出および搬入を行った後に、ウエハ載置部３に置かれたダミーウエハ３２の水平方向の位置を第２センサ２８によって検知するとともに、第２センサ２８の検知結果に基づいて、教示ステップで記憶されたハンド位置ＨＰのうちの水平方向の位置を補正しているが、校正ステップにおいて、ダミーウエハ３２の搬出および搬入を行った後に、ウエハ載置部３に置かれたダミーウエハ３２の上下方向の位置を第１センサ２７によって検知し、かつ、ウエハ載置部３に置かれたダミーウエハ３２の水平方向の位置を第２センサ２８によって検知するとともに、第１センサ２７および第２センサ２８の検知結果に基づいて、教示ステップで記憶されたハンド位置ＨＰを補正しても良い。すなわち、校正ステップにおいて、教示ステップで記憶されたハンド位置ＨＰの上下方向および水平方向の位置を補正しても良い。
上述した形態において、治具２５は、ハンド５に取り付けられても良い。この場合には、教示ステップにおいてハンド５が使用される。この場合のハンド５は第１ハンドであり、ハンド４は第２ハンドである。すなわち、第２ハンドが第１ハンドより上側に配置されていても良い。また、上述した形態において、ロボット１の教示を行うときに、ダミーウエハ３２に代えて、ウエハ２が使用されても良い。この場合には、ウエハ２が教示用搬送対象物となる。
上述した形態において、第１センサ２７は、ハンド４に直接取り付けられていても良い。また、第２センサ２８は、ハンド４に直接取り付けられていても良い。第１センサ２７および第２センサ２８がハンド４に直接取り付けられている場合には、治具２５が不要になる。また、第１センサ２７および第２センサ２８がハンド４に直接取り付けられている場合であって、ハンド４によるウエハ２の搬送に支障が生じるおそれがある位置に第１センサ２７や第２センサ２８が配置されている場合には、ロボット１の教示が始まる前に、、第１センサ２７や第２センサ２８がハンド４に取り付けられ、ロボット１の教示が終わると、第１センサ２７や第２センサ２８がハンド４から取り外される。
また、第１センサ２７および第２センサ２８がハンド４に直接取り付けられている場合であって、ハンド４によるダミーウエハ３２の搬送に支障が生じない位置に第１センサ２７および第２センサ２８が配置されている場合には、ロボット１は、ハンド５を備えていなくても良い。この場合には、校正ステップにおいて、教示ステップで特定されたハンド位置ＨＰにハンド４を移動させて所定位置ＰＰに配置されたダミーウエハ３２をハンド４に搭載して取り出した後、教示ステップで特定されたハンド位置ＨＰにハンド４を再び移動させてウエハ載置部３にダミーウエハ３２を置く。この場合であっても、オペレータが、教示ステップを実行するための作業および操作を行えば、校正ステップを行うための作業や操作を行わなくても、校正ステップまで自動で実行させることが可能になるため、教示ステップにおいて自動教示された位置を補正するための校正を行う場合であっても、校正を行うためのオペレータの負担を軽減することが可能になる。
上述した形態において、アーム６は、２個のアーム部によって構成されても良いし、４個以上のアーム部によって構成されても良い。また、上述した形態において、ロボット１は、ウエハ２以外の搬送対象物を搬送するためのロボットであっても良い。
１ ロボット（産業用ロボット）
２ ウエハ（半導体ウエハ、搬送対象物）
３ ウエハ載置部（載置部）
４ ハンド（第１ハンド）
５ ハンド（第２ハンド）
６ アーム
８ 制御部
１４ グリップ機構
１９ 第１ハンド駆動機構
２０ 第２ハンド駆動機構
２１ アーム駆動機構
２２ 昇降機構
２５ 治具
２７ 第１センサ
２８ 第２センサ
３２ ダミーウエハ（ダミー搬送対象物、教示用搬送対象物）
ＰＰ 所定位置

Claims (5)

  1. 搬送対象物を搬送するための産業用ロボットであって、
    前記搬送対象物が搭載されるハンドと、上下方向を回動の軸方向として前記ハンドが先端側に回動可能に連結されるアームと、前記産業用ロボットを制御する制御部とを備えるとともに、前記ハンドとして、第１ハンドおよび第２ハンドを備え、
    前記第１ハンドおよび前記第２ハンドのいずれか一方は、前記第１ハンドおよび前記第２ハンドのいずれか他方よりも上側に配置され、
    上下方向から見たときに、前記アームに対する前記第１ハンドの回動中心と前記アームに対する前記第２ハンドの回動中心とが一致しているとともに、前記アームに対する前記第１ハンドの回動角度と前記アームに対する前記第２ハンドの回動角度とが等しいときに、前記第１ハンドに搭載される前記搬送対象物と前記第２ハンドに搭載される前記搬送対象物とが上下方向で重なっており、
    前記制御部は、前記搬送対象物が載置される載置部の所定位置に配置される前記搬送対象物を前記ハンドに搭載するとき、および、前記ハンドに搭載された前記搬送対象物を前記所定位置に置くときの前記ハンドの上下方向および水平方向の位置であるハンド位置を前記産業用ロボットに記憶させるための教示ステップと、前記教示ステップ後に、前記教示ステップで記憶された前記ハンド位置を補正するための校正ステップとを連続的に自動で実行し、
    前記教示ステップが実行されるときには、前記搬送対象物と同形状に形成されるダミー搬送対象物、または、前記搬送対象物が前記所定位置に配置されており、
    前記所定位置に配置される前記搬送対象物または前記ダミー搬送対象物を教示用搬送対象物とすると、
    前記教示ステップでは、前記第１ハンドに取り付けられた第１センサによって、前記所定位置に配置された前記教示用搬送対象物の上下方向の位置を検知し、かつ、前記第１ハンドに取り付けられた第２センサによって、前記所定位置に配置された前記教示用搬送対象物の水平方向の位置を検知するとともに、前記制御部は、前記第１センサおよび前記第２センサの検知結果に基づいて前記ハンド位置を特定して記憶し、
    前記校正ステップでは、前記教示ステップで特定された前記ハンド位置に前記第２ハンドを移動させて前記所定位置に配置された前記教示用搬送対象物を前記第２ハンドに搭載して取り出した後、前記教示ステップで特定された前記ハンド位置に前記第２ハンドを再び移動させて前記載置部に前記教示用搬送対象物を置き、その後、前記第１ハンドに取り付けられた前記第２センサによって、前記載置部に置かれた前記教示用搬送対象物の水平方向の位置を検知するとともに、前記制御部は、前記第２センサの検知結果に基づいて、前記教示ステップで記憶された前記ハンド位置のうちの水平方向の位置を補正することを特徴とする産業用ロボット。
  2. 前記教示ステップおよび前記校正ステップが実行されるときには、前記第１センサおよび前記第２センサを有する教示用の治具が前記第１ハンドに取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の産業用ロボット。
  3. 前記第１ハンドは、前記第２ハンドよりも上側に配置されていることを特徴とする請求項２記載の産業用ロボット。
  4. 前記アームに対して前記第１ハンドを回動させる第１ハンド駆動機構と、前記アームに対して前記第２ハンドを回動させる第２ハンド駆動機構と、多関節アームである前記アームを伸縮させるアーム駆動機構と、前記アームを昇降させる昇降機構とを備え、
    前記搬送対象物は、円板状に形成され、
    前記ハンドは、前記ハンドに搭載される前記搬送対象物の端面に少なくとも３方向から接触して前記搬送対象物を水平方向において一定位置で保持するグリップ機構を備え、
    前記アームに対する前記第１ハンドの回動角度と前記アームに対する前記第２ハンドの回動角度とが等しいときに、上下方向から見ると、前記グリップ機構によって保持される前記第１ハンド上の前記搬送対象物の中心と前記グリップ機構によって保持される前記第２ハンド上の前記搬送対象物の中心とが一致していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の産業用ロボット。
  5. 搬送対象物が搭載されるハンドと、上下方向を回動の軸方向として前記ハンドが先端側に回動可能に連結されるアームとを備えるとともに、前記ハンドとして、第１ハンドおよび第２ハンドを備え、
    前記第１ハンドおよび前記第２ハンドのいずれか一方は、前記第１ハンドおよび前記第２ハンドのいずれか他方よりも上側に配置され、
    上下方向から見たときに、前記アームに対する前記第１ハンドの回動中心と前記アームに対する前記第２ハンドの回動中心とが一致しているとともに、前記アームに対する前記第１ハンドの回動角度と前記アームに対する前記第２ハンドの回動角度とが等しいときに、前記第１ハンドに搭載される前記搬送対象物と前記第２ハンドに搭載される前記搬送対象物とが上下方向で重なっている産業用ロボットの教示方法であって、
    前記搬送対象物が載置される載置部の所定位置に配置される前記搬送対象物を前記ハンドに搭載するとき、および、前記ハンドに搭載された前記搬送対象物を前記所定位置に置くときの前記ハンドの上下方向および水平方向の位置であるハンド位置を前記産業用ロボットに記憶させるための教示ステップと、前記教示ステップ後に、前記教示ステップで記憶された前記ハンド位置を補正するための校正ステップとを連続的に自動で実行し、
    前記教示ステップが実行されるときには、前記搬送対象物と同形状に形成されるダミー搬送対象物、または、前記搬送対象物が前記所定位置に配置されており、
    前記所定位置に配置される前記搬送対象物または前記ダミー搬送対象物を教示用搬送対象物とすると、
    前記教示ステップでは、前記第１ハンドに取り付けられた第１センサによって、前記所定位置に配置された前記教示用搬送対象物の上下方向の位置を検知し、かつ、前記第１ハンドに取り付けられた第２センサによって、前記所定位置に配置された前記教示用搬送対象物の水平方向の位置を検知するとともに、前記第１センサおよび前記第２センサの検知結果に基づいて前記ハンド位置を特定して記憶し、
    前記校正ステップでは、前記教示ステップで特定された前記ハンド位置に前記第２ハンドを移動させて前記所定位置に配置された前記教示用搬送対象物を前記第２ハンドに搭載して取り出した後、前記教示ステップで特定された前記ハンド位置に前記第２ハンドを再び移動させて前記載置部に前記教示用搬送対象物を置き、その後、前記第１ハンドに取り付けられた前記第２センサによって、前記載置部に置かれた前記教示用搬送対象物の水平方向の位置を検知するとともに、前記第２センサの検知結果に基づいて、前記教示ステップで記憶された前記ハンド位置のうちの水平方向の位置を補正することを特徴とする産業用ロボットの教示方法。
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