工件输送系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种工件输送系统及其控制方法，其能够仅通过示教设定的最少的通过点来找到安全的输送路径，而无需通过复杂的程序进行运算。在构成工件输送系统的水平多关节型机器人中，将基台、基台侧连杆、臂部侧连杆、臂部以及手部依次连结，设置将臂部侧连杆和臂部的连结轴的中心点的移动轨迹限制为规定直线的连杆机构。对于水平多关节型机器人，在将基台侧连杆相对于基台的旋转中心设定为原点、将平行于规定直线的方向设定为X轴的XY直角坐标系的每个象限中，确定能够以点对点动作移动的指定通过点，并且使用指定通过点作为水平多关节型机器人移动时的通过点。

Workpiece conveying system and its control method

The invention provides a workpiece conveying system and its control method, which can find a safe conveying path only by teaching the minimum set through points, without complicated program operation. In the horizontal multi-joint robot which constitutes the workpiece conveying system, the base, the side link of the base, the side link of the arm, the side link of the arm and the hand are connected sequentially, and the moving track of the center point of the side link of the arm and the connecting axis of the arm is limited to the link mechanism of the specified straight line. For horizontal multi-joint robots, in each quadrant of the XY Cartesian coordinate system, which sets the rotation center of the base side link relative to the base as the origin and the direction parallel to the specified straight line as the X-axis, the designated traveling point that can move by point-to-point action is determined, and the designated traveling point is used as the traveling point when the horizontal multi-joint robots move.

【技术实现步骤摘要】
工件输送系统及其控制方法
本专利技术涉及具备多关节型机器人并输送工件的工件输送装置及其控制方法。
技术介绍
例如，在半导体制造工序中，需要在收纳工件的盒和对工件执行规定处理的工件处理装置之间输送半导体晶片等工件。此时，需要能够相对于多个盒装载/卸载工件，因此，使用将多个臂相互可旋转地连结并且将电动机等的旋转力传递到臂并使臂进行伸缩等动作的多关节型机器人。由收纳工件的多个盒、工件处理装置以及多关节型机器人构成一个工件输送系统。各盒是将工件堆放成货架状的盒，由此，能够将多个工件收纳在一个盒内。作为盒的一个例子，有SEMI(SemiconductorEquipmentandMaterialsInternational：国际半导体设备与材料产业协会)标准E47.1中规定的正面开口式盒一体式输送、保管箱即FOUP(Front-OpeningUnifiedPod：前开式晶圆传送盒)等。专利文献1中公开有工件输送系统的结构的一个例子。在专利文献1中公开的工件输送系统中，将多个盒在水平面内配置成1列，将工件处理装置配置在与该多个盒的排列对置的位置，将水平多关节型机器人设置在由盒的排列和工件处理装置夹着的细长的空间。伴随半导体制造工艺的复杂化，工件输送系统应对应的盒的数量增加，且伴随半导体制造装置本身的小型化需要尽可能地消减工件输送系统的设置空间。在这种状况下，在臂不与周围的壁面或设备发生干涉的同时使机器人进行工件的输送动作时，需要通过示教等对每个载物台设定多个输送通过点。载物台是指工件的装载/卸载的对象，是包含盒、工件处理装置等在内的总称，换言之，是作为工件的输送起点或输送目的地的设备类。例如，在专利文献2中公开有一种技术，在控制机器人的手的移动路径的轨道时，设定通过点和目标点，经过通过点使手移动到目标点。作为输送动作的特殊的例子，有原点恢复，但在专利文献3中公开有一种技术，为了进行可靠的原点恢复，将越过原点位置的假想位置设定为目标位置，其后，将原点设定为目标位置。关于通过示教等设定通过点，在专利文献4中公开有一种技术，当机器人取得两个以上的目标位置时，分支为对应于来自周边设备的输入信号的轨道。另外，也可以代替通过示教设定多个输送通过点，而通过运算分配载物台间的安全路径。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许第5199117号公报专利文献2：日本特开昭63－301305号公报专利文献3：日本特开2009－148859号公报专利文献4：日本特开平8－106319号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题为了决定输送路径而对每个载物台进行示教作业时，不仅其本身需要作业资源，而且在实际上不使机器人动作的话不能确认有无干涉，作业时间会增加。在通过运算分配安全路径的情况下，需要复杂的程序和参数，因此，为了进行它们的开发，资源是必需的，另外，存在不能忽略运算时间等问题。而且，无论采用何种方法，载物台间动作的通过点的数量越多，实际的输送动作需要的时间越长。本专利技术的目的在于，提供能够仅通过示教设定的最少的通过点来找到安全的输送路径而无需通过复杂的程序进行运算的工件输送系统及其控制方法。解决问题所采用的技术方案本专利技术提供一种工件输送系统，其具有：多个盒，所述盒收纳工件；工件处理装置，所述工件处理装置处理所述工件；以及水平多关节型机器人，所述水平多关节型机器人相对于所述多个盒装载/卸载工件，所述水平多关节型机器人具备基台、可旋转地与所述基台连接的基台侧连杆、与所述基台侧连杆连结的臂部侧连杆、旋转自如地与所述臂部侧连杆连接的臂部、以及旋转自如地与所述臂部连接并保持工件的手部，所述基台侧连杆和所述臂部侧连杆构成连杆机构，所述连杆机构将所述臂部侧连杆和所述臂部的连结轴的中心点的移动轨迹限制为规定直线，所述多个盒与所述规定直线平行配置，且构成划定所述水平多关节型机器人的作业区域的边界的1边，所述工件处理装置配置于所述作业区域的所述边界的任何位置，对XY直角坐标系的每个象限确定指定通过点，所述XY直角坐标系将所述基台侧连杆相对于所述基台的旋转中心设定为原点，且将平行于所述规定直线的相对的两个方向中的一方设定为X轴正方向，所述水平多关节型机器人在所述工件的装载/卸载的对象即载物台之间移动，并使用所述指定通过点作为移动时的通过点。在这种工件输送系统中，因为能够使用每个象限的指定通过点作为该象限中的移动的始点，所以在向该象限内的对象点移动时，只要仅考虑指定通过点和对象点之间的干涉即可，输送路径的示教及安全确认变得容易。在从某象限的对象点向另一象限移动时，对于对象点所属的象限内的移动部分，也只要考虑对象点和指定通过点之间的干涉即可，示教及安全确认变得容易。在本专利技术的工件输送系统中，理想的是，各象限的指定通过点作为水平多关节型机器人所固有的通过点被预先例如在出厂时存储于水平多关节型机器人中。如果这样构成，则指定通过点相互的移动能够作为示教结束来处理，能够仅按照向各象限的移动命令进行向指定通过点的移动而无需示教。由此，安全确认变得更容易。本专利技术提供一种控制方法，其为工件输送系统的控制方法，所述工件输送系统具有：收纳工件的多个盒；处理所述工件的工件处理装置；以及相对于所述多个盒装载/卸载工件的水平多关节型机器人，所述水平多关节型机器人具备：基台、可旋转地与所述基台连接的基台侧连杆、与所述基台侧连杆连结的臂部侧连杆、旋转自如地与所述臂部侧连杆连接的臂部、以及旋转自如地与所述臂部连接并保持工件的手部，并在所述工件的装载/卸载的对象即载物台之间移动，所述基台侧连杆和所述臂部侧连杆构成连杆机构，所述连杆机构将所述臂部侧连杆和所述臂部的连结轴的中心点的移动轨迹限制为规定直线，所述多个盒与所述规定直线平行配置，且构成划定所述水平多关节型机器人的作业区域的边界的1边，所述工件处理装置配置于所述作业区域的所述边界的任何位置，其中，对XY直角坐标系的每个象限确定指定通过点，所述XY直角坐标系将所述基台侧连杆相对于所述基台的旋转中心设定为原点，且将平行于所述规定直线的相对的两个方向中的一方设定为X轴正方向，控制所述水平多关节型机器人，以使所述水平多关节型机器人在所述工件输送系统中的两个载物台之间移动时经过所述指定通过点的一个以上。在这种控制方法中，因为能够使用每个象限的指定通过点作为该象限中的移动的始点，所以在向该象限内的对象点移动时，只要考虑指定通过点和对象点之间的干涉即可，输送路径的示教及安全确认变得容易，并且也能够容易地控制工件输送系统。在从某象限的对象点向另一象限移动时，对于对象点所属的象限内的移动部分，也只要考虑对象点和指定通过点之间的干涉即可，示教及安全确认变得容易。在本专利技术中，优选的是，对每个象限设定指定通过点，以满足例如以下所有三个条件：(1)在不同象限的指定通过点间的基于点对点(PTP；PointToPoint)动作的移动中，水平多关节型机器人不产生干涉；(2)在指定通过点和原点恢复位置之间的基于PTP动作的移动中，水平多关节型机器人不产生干涉；(3)在相对于该象限内的任意的载物台的待机/退避位置和该象限的指定通过点之间的基于PTP动作的移动中，水平多关节型机器人不产生干涉。但是，根据构成工件输送系统的各部分的构造或布局和情况，即使不满足一个或两个条件，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工件输送系统，其具有：多个盒，所述盒收纳工件；工件处理装置，所述工件处理装置处理所述工件；以及水平多关节型机器人，所述水平多关节型机器人相对于所述多个盒装载/卸载工件，所述水平多关节型机器人具备：基台；能旋转地与所述基台连接的基台侧连杆；与所述基台侧连杆连结的臂部侧连杆；旋转自如地与所述臂部侧连杆连接的臂部；以及旋转自如地与所述臂部连接并保持工件的手部，所述基台侧连杆和所述臂部侧连杆构成连杆机构，所述连杆机构将所述臂部侧连杆和所述臂部的连结轴的中心点的移动轨迹限制为规定直线，所述多个盒与所述规定直线平行配置，且构成划定所述水平多关节型机器人的作业区域的边界的1边，所述工件处理装置配置于所述作业区域的所述边界的任何位置，对XY直角坐标系的每个象限确定指定通过点，所述XY直角坐标系将所述基台侧连杆相对于所述基台的旋转中心设定为原点，且将平行于所述规定直线的相对的两个方向中的一方设定为X轴正方向，所述水平多关节型机器人在所述工件的装载/卸载的对象即载物台之间移动，并使用所述指定通过点作为移动时的通过点。

【技术特征摘要】
2017.11.09 JP 2017-2165801.一种工件输送系统，其具有：多个盒，所述盒收纳工件；工件处理装置，所述工件处理装置处理所述工件；以及水平多关节型机器人，所述水平多关节型机器人相对于所述多个盒装载/卸载工件，所述水平多关节型机器人具备：基台；能旋转地与所述基台连接的基台侧连杆；与所述基台侧连杆连结的臂部侧连杆；旋转自如地与所述臂部侧连杆连接的臂部；以及旋转自如地与所述臂部连接并保持工件的手部，所述基台侧连杆和所述臂部侧连杆构成连杆机构，所述连杆机构将所述臂部侧连杆和所述臂部的连结轴的中心点的移动轨迹限制为规定直线，所述多个盒与所述规定直线平行配置，且构成划定所述水平多关节型机器人的作业区域的边界的1边，所述工件处理装置配置于所述作业区域的所述边界的任何位置，对XY直角坐标系的每个象限确定指定通过点，所述XY直角坐标系将所述基台侧连杆相对于所述基台的旋转中心设定为原点，且将平行于所述规定直线的相对的两个方向中的一方设定为X轴正方向，所述水平多关节型机器人在所述工件的装载/卸载的对象即载物台之间移动，并使用所述指定通过点作为移动时的通过点。2.根据权利要求1所述的工件输送系统，其中，各象限的所述指定通过点作为所述水平多关节型机器人所固有的通过点预先存储于所述水平多关节型机器人中。3.根据权利要求1所述的工件输送系统，其中，对每个象限确定所述指定通过点，以使在不同象限的指定通过点间的基于点对点动作的移动中，所述水平多关节型机器人不产生干涉。4.根据权利要求1所述的工件输送系统，其中，对每个象限确定所述指定通过点，以使在该指定通过点和所述水平多关节型机器人的原点恢复位置之间的基于点对点动作的移动中，所述水平多关节型机器人不产生干涉。5.根据权利要求1所述的工件输送系统，其中，对每个象限确定所述指定通过点，以使在相对于该象限内的任意的载物台的待机/退避位置和该象限的指定通过点之间的基于点对点动作的移动中，所述水平多关节型机器人不产生干涉。6.根据权利要求1所述的工件输送系统，其中，对于从所述原点观察时处于从X轴正方向向逆时针方向及顺时针方向旋转了一定角度的范围内的载物台，选择第一象限的指定通过点及第四象限的指定通过点中的一方，作为关于该载物台的所述通过点，对于从所述原点观察时处于从X轴负方向向逆时针方向及顺时针方向旋转了一定角度的范围内的载物台，选择第二象限的指定通过点及第三象限的指定通过点中的一方，作为关于该载物台的所述通过点。7.根据权利要求1～6中任一项所述的工件输送系统，其中，相对于所述作业区域的长边方向的中心线，所述规定直线偏靠所述多个盒一侧和远离所述多个盒的一侧中的任一侧。8.根据权利要求7所述的工件输送系统，其中，在确定Y轴的正方向、使得从所述原点观察时所述中心线和所述XY直角坐标系中的所述Y轴的交点的Y坐标为负时，第一象限及第二象限的指定通过点处的所述水平多关节型机器人的姿势如下：所述手部朝向Y轴正方向，且从所述手部和所述臂部的连结位置观察时所述手部延伸的方向朝向Y轴倾斜的姿势，第三象限及第四象限的指定通过点处的所述水平多关节型机器人的姿势如下：在所述手部和所述臂部之间存在开角，且从所...

【专利技术属性】
技术研发人员：猪股徹也，
申请(专利权)人：日本电产三协株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP