工件搬运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搬运系统，其使用设置于作业区域的机器人在工作台之间搬运工件，缩短工件搬运所需的时间。针对每个工作台确定待机位置和动作切换点。动作切换点是从工作台位置向作业区域拉回的位置，是在机器人的手处于动作切换点时手或工件至少部分地处于工作台的内部的位置。待机位置是机器人能够不干涉地相对于其他工作台的待机位置直接旋转的位置，是即使机器人通过PTP动作移动到动作切换点也不会使机器人或工件产生干涉的位置。针对每个工作台，在该工作台的待机位置与动作切换点之间通过PTP动作使机器人移动，在动作切换点与工作台位置之间通过直线插补动作使机器人移动。动。动。

【技术实现步骤摘要】
工件搬运系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及具备多关节型机器人并搬运半导体晶片等工件的工件搬运系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]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搬运半导体晶片等工件。此时，需要能够相对于多个盒或多个工件处理装置装载(搬入)/卸载(搬出)工件。另外，搬运装置为了搬运工件而能够动作的空间即作业区域受到限定的情况也很多。因此，大多使用多关节型机器人来搬运工件，该多关节型机器人将多个臂彼此可旋转地连接，并且将马达等的旋转力传递给臂来进行伸缩等动作。在机器人中搬运时载置工件的手经由旋转轴安装在前端的臂上。盒例如是将工件载置成搁板状的盒，在其正面具有朝向作业区域的开口。通过经由开口将手插入盒内，能够进行工件的装载及卸载。同样地，工件处理装置也具有面向作业区域的开口，能够经由开口装载及卸载工件。由收纳工件的盒、工件处理装置和多关节型机器人构成一个工件搬运系统。由于盒也是工件处理装置的工件的装载/卸载的对象这一点没有变化，因而将它们统称为工作台。为了提高半导体制造工序等中的吞吐量，需要能够在工作台间高速地搬运工件的工件搬运系统。
[0003]专利文献1公开了如下内容：使用水平多关节型机器人，驱动机器人以使从手侧数第三个旋转轴位于相对工作台接近(access)的轴线上，然后使手相对于工作台直线状地进出，由此不使用直动机构而以高速进行工件的装载及卸载。在工件搬运系统中，在机器人在工作台间移动时，需要使机器人的臂或手不与划分作业区域的壁面碰撞，本专利技术人的专利文献2公开了如下内容：为了能够容易地生成机器人的安全路径，关于机器人的姿势预先确定几个指定经由点，以经由指定经由点的方式确定机器人的移动路径。
[0004]为了缩短搬运时间，需要使搬运用的机器人高速移动，作为机器人移动的高速化的技术，专利文献3公开了如下内容：在使机器人直线移动时，将其加速区间、等速区间及减速区间进一步分割为段，对每个段进行PTP控制。专利文献4公开了如下内容：在生成机器人手臂的轨道时，在开始示教点与目标示教点之间设置中间示教点群，一边使中间示教点群变位一边反复基于中间示教点群生成轨道并进行评价，以通过评价结果良好的中间示教点群的方式生成轨道。
[0005]另外，作为使机器人移动时的动作方式，有PTP(点对点：Point To Point)动作和直线插补动作。在机器人的臂或手具有基准点的情况下，PTP动作是仅指定基准点所描绘的轨道的起点和终点来使机器人移动的动作，在使基准点移动到目标坐标为止时，通过同时驱动机器人的各轴来使机器人到达目标坐标。在这种情况下，由于能够使机器人的各轴的马达以其规格上的最高速度动作，因此能够在短时间内到达目标坐标，但基准点的动作轨迹不是直线，另外，轨迹的形状等也得不到保证。为了防止与墙壁等的干涉，需要增加示教点的数量，在每个相邻的示教点之间进行PTP动作。与此相对，直线插补动作是在使基准点
移动到目标坐标时，以使基准点的动作轨迹成为直线的方式进行轨迹插补而使机器人移动的动作。在直线插补动作中，能够保证轨迹是直线，但与PTP动作相比，存在到达目标坐标需要时间这样的缺点。
[0006]在上述专利文献2所记载的方法中，在作业区域内对每个工作台在成为该工作台正面的跟前侧的位置设定待机/退避位置，使手移动到待机/退避位置后，通过直线插补动作使手笔直地向工作台的内部移动。在待机/退避位置与指定经由点(或原点位置)之间移动时，使用PTP动作。在专利文献1记载的方法中，首先驱动机器人，以使手位于从手侧数第三个旋转轴处在朝工作台接近的轴线上，该位置相当于专利文献2记载的方法中的待机/退避位置，从该位置向工作台内部的手的移动需要是直线状，因此，使用保证轨迹的形状的直线插补动作。现有技术文献专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2011
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119556号公报专利文献2：日本特开2019
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84651号公报专利文献3：日本特开2019
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166623号公报专利文献4：日本特开2019
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135076号公报

技术实现思路

[0008]如专利文献1、2等所示，在工件搬运系统中，在将待机/退避位置设定在朝工作台接近的轴线上且成为工作台外的位置的情况下，容易知道待机/退避位置与用于工件的装载及卸载的工作台内部的位置之间的关系，也能够容易地进行机器人的示教。但是，当这样设定待机/退避位置时，由于基于直线插补动作的机器人的移动量大，因此不利于缩短搬运时间。另外，在使机器人在某工作台的待机/退避位置与其他工作台的待机/退避位置之间移动时，能够使用PTP动作，但为了防止机器人的臂旋转时臂或手、乃至搬运中的工件与作业区域的内壁干涉，需要使臂或手通过某种程度折叠的姿势(例如专利文献2中的指定经由点)，相应地花费机器人的移动时间。
[0009]本专利技术的目的在于提供一种工件搬运系统及其控制方法，与将待机/退避位置设定在朝工作台接近的轴线上且成为工作台外的位置的情况相比，能够缩短工件的搬运时间。
[0010]本专利技术的工件搬运系统具有：作业区域；与作业区域相接配置的多个工作台；以及机器人，其设置于作业区域，相对于多个工作台装载/卸载工件来搬运工件，其中，针对每个工作台确定待机位置和动作切换点，动作切换点是从工作台的工作台位置向作业区域拉回的位置，是在机器人处于动作切换点时机器人的一部分或载置于机器人的工件的一部分处于该工作台的内部的位置，待机位置是机器人能够不与作业区域的内壁干涉地相对于其他工作台的待机位置直接旋转的作业区域内的位置，是即使机器人以点对点(PTP)动作移动到与待机位置对应的工作台的动作切换点，机器人及载置于机器人的工件也不与作业区域的内壁及该工作台的内壁干涉的位置，针对每个工作台，机器人以PTP动作在该工作台的待机位置与动作切换点之间移动，机器人以直线插补动作在该工作台的动作切换点与工作台位置之间移动。
[0011]根据本专利技术的工件搬运系统，在机器人的一部分或工件的一部分进入工作台内部的位置确定动作切换点，在待机位置与动作切换点之间通过PTP动作使机器人移动，在动作切换点与工作台位置之间通过直线插补动作使机器人移动，因此，与现有的工件搬运系统相比，机器人的直线插补动作的移动距离变短，能够缩短工件的搬运所需要的时间。另外，由于在某一工作台的待机位置与另一工作台的待机位置之间移动时不需要折叠机器人的臂状物，因此这也能够缩短搬运时间。
[0012]在本专利技术的工件搬运系统中，优选机器人通过PTP动作在待机位置相互之间移动。通过在待机位置相互之间也使机器人以PTP动作移动，能够进一步缩短搬运时间。
[0013]在本专利技术的工件搬运系统中，机器人例如是水平多关节型机器人，该水平多关节型机器人具有：基台；基台侧连杆，其能旋转地与基台连接；臂侧连杆，其与基台侧连杆连接；臂，其旋转自如地与臂侧连杆连接；以及手，其旋转自如地与臂连接来保持工件。在该水平多关节型机器人中，基台侧连杆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工件搬运系统，该工件搬运系统具有：作业区域；多个工作台，该多个工作台与所述作业区域相接配置；以及机器人，该机器人设置于所述作业区域，且相对于所述多个工作台装载/卸载工件来搬运所述工件，其特征在于，针对每个所述工作台确定待机位置和动作切换点，所述动作切换点是从所述工作台的工作台位置向所述作业区域拉回的位置，是在所述机器人处于所述动作切换点时所述机器人的一部分或载置在所述机器人上的工件的一部分处于该工作台的内部的位置，所述待机位置是所述机器人能够不与所述作业区域的内壁干涉地相对于其他工作台的待机位置直接旋转的所述作业区域内的位置，是即使所述机器人以点对点动作移动到与所述待机位置对应的所述工作台的所述动作切换点，所述机器人及载置在所述机器人上的所述工件也不与所述作业区域的内壁以及该工作台的内壁干涉的位置，针对每个所述工作台，所述机器人在该工作台的所述待机位置与所述动作切换点之间以点对点动作移动，所述机器人在该工作台的所述动作切换点与所述工作台位置之间以直线插补动作移动。2.根据权利要求1所述的工件搬运系统，其特征在于，所述机器人在所述待机位置相互之间以点对点动作移动。3.根据权利要求2所述的工件搬运系统，其特征在于，所述机器人是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接的臂侧连杆；旋转自如地与所述臂侧连杆连接的臂；以及旋转自如地与所述臂连接以保持所述工件的手，所述基台侧连杆和所述臂侧连杆构成连杆机构，该连杆机构进行限制，以使所述臂侧连杆与所述臂的连结轴的中心点的移动轨迹成为规定的直线。4.根据权利要求1所述的工件搬运系统，其特征在于，所述机器人是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接的臂侧连杆；旋转自如地与所述臂侧连杆连接的臂；以及旋转自如地与所述臂连接以保持所述工件的手，所述基台侧连杆和所述臂侧连杆构成连杆机构，该连杆机构进行限制，以使所述臂侧连杆与所述臂的连结轴的中心点的移动轨迹成为规定的直线。5.一种工件搬运系统中的机器人的控制方法，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：