具有触觉传感器的机器人的教导制造技术

一种用于教导机器人在其工作环境内的位置的方法，所述方法包括以下步骤：　　　　在机器人的工作环境中提供触摸敏感表面；　　　　使所述触摸敏感表面接触机器人的工作环境中的物体；　　　　产生表示所述接触相对于所述触摸敏感表面的位置的信号；以及　　　　使用包括所述产生的信号的信息来教导所述机器人在其工作环境内所述接触的位置。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有触觉传感器的机器人的教导
本专利技术涉及机器人处理系统。特别是，本专利技术涉及用于在工作环境内不同的位置之间传递物体的设备和方法，其中使用触觉传感器校准位置关系。
技术介绍
在制造典型的微电子器件时，通常由机器人处理系统在工作环境内的不同位置之间传递某些物体。这些物体通常包括用于形成微电子器件的衬底或晶片。它们可以是包括部分或全部被完成的微电子器件的衬底、盒子或其它载体、或者需要在不同的位置之间移动的其它物体。使用的机器人必须能够从特定的位置例如盒子或其它载体、处理站、其它的机器人或进/出站拾取这些物体，然后，把它们传递到所需的位置。通常，这些机器人包括被安装到机器人的臂的端部的端部操纵装置，用于帮助传递所述物体。要求这些传递在不碰撞机器人或不破坏物体的情况下发生，并要求快速地发生，以便使生产输出量最大。换句话说，需要快速且精确的机器人的运动。为了进行这些传递，机器人一般需要精确地知道端部操纵装置和/或其它元件的至少某个部分相对于拾取和目标位置的空间座标。一般地说，机器人本体被固定到一个基础支撑上，有关节的机器人臂从机器人本体悬垂。机器人臂包括被按枢轴方式地连附在第二臂部分的第一臂部分。指挥棒或端部操纵装置，其外端一般呈y形，具有分开的指，被按枢轴方式连附在第二臂部分上。真空端口(未示出)或边沿抓取机构通常被提供在端部操纵装置上，使得其能够保持晶片，以便拾取晶片，并把晶片从盒子输送到处理站或者从处理站输送到盒子。在其它的例子中，机器人基部不被固定，而是可以沿着一个或几-->个轨道或其类似物运动。机器人机构具有一个或多个自由度。机器人的自由度的数量对应于必须规定以用于定位所述机构的所有零件的独立位置变量的数量。例如，一直使用具有3个自由度的机器人系统，这是因为它们相对简单。一个这样的3轴机器人在Sagues等人的美国专利6242879中披露了。Sagues等人的机器人具有3个运动轴线，这使得机器人能够沿着径向(R)、角度或θ方向以及垂直(Z)方向运动。也利用具有6个或多个自由度的更复杂的机器人系统。在大多数机器人中，机器人的链接形成一个开放的运动链系，并且因为每个连接位置通常由单个变量限定，连接的数量相应于自由度的数量。这样，具有6个或更多的自由度的机器人可以沿x，y，z方向移动、偏转、倾斜和滚动运动。在典型的系统中，机器人和不同的处理站的总的几何结构是已知的。即，在机器人和每个感兴趣位置之间的近似的尺寸关系在额定的允差内根据设计说明书或物理测量是已知的。不过，一般地说，这种信息对于确保机器人可以正确地操作而不破坏任何系统元件或正被处理的物体是不够精确的。为确保在物体传递期间所需的精确度要求的精密公差，在工作环境中被定位的机器人通常被教导使其得知环境的某些位置的所在处。所述教导可以是手动的、半自动的或全自动的。如果是自动的，则机器人教导或机器人校准被称为自动教导或自动校准。此外，任何时候当系统被维修，或机器元件磨损、调整或误操作而需要更换、升级或维修时，机器人必须相对于修改的元件被重新进行位置教导，因为机器人不能自动地适应这种改变。如果机器人未能在精密的允差内被正确地重新教导，则会导致机器人的严重破坏或者昂贵物体例如晶片的损失。手动的教导一般不借助于机器人上的传感器和/或分布在机器人的环境周围的传感器进行。除去消耗许多时间之外，手动的教导过程可能引入主观性因而很可能发生错误。这产生了可再现性的问题。因而，在许多应用中，更希望自动的过程。用于教导晶片传递机-->器人的自动方法的一个例子可以在Sagues等人的美国专利6075334中找到。该专利特意地描述了一种用于自动校准晶片处理机器人的系统，使得机器人可以在其运动范围内精确的位置当中移动晶片。该系统包括具有存储器以及和机器人相连的逻辑部分的控制器，所述机器人具有可以按3个运动度运动的带关节的臂。机器人的指挥棒和外壳的尺寸特征被存储在控制器存储器中。美国专利6075334的机器人使用细束激光传感器、连续束传感器和反射的LED传感器。这些传感器被提供在每个外壳上和/或机器人的指挥棒上，它们被启动，然后向控制器提供关于指挥棒的位置的信号。机器人被编程，以便在每个外壳位置执行一系列的渐进运动，这些运动由传感器响应信号和合适的尺寸特征的组合控制。在编程的运动结束时，机器人的指挥棒被定位在处理站或盒子内，使得其可以保证在精确的预定位置除去或释放其中的物体。另一种用于教导晶片传递机器人的自动方法可以在Sagues等人的美国专利6242879中找到。在该专利中，披露了一种用于自动校准晶片处理机器人相对于目标结构的精确定位的方法和设备。所述设备包括和机器人相连的机器控制器，所述机器人具有3个运动度的端部操纵装置。控制器具有存储器，存储有近似的距离和几何数据，它们限定了目标结构的结构特征的一般位置。机器人被编程用于按一系列的顺序运动移向目标结构，每个运动随着机器人的端部操纵装置接触目标结构的一个预选的外部特征而达到顶点。利用电动机转矩改变检测端部操纵装置的每次接触。这为控制器提供数据，然后，控制器计算目标结构的精确位置。在机器人端部操纵装置进行的一系列接触步骤期间积累的数据由控制器用于提供精确校准的控制程序，用于机器人的将来的操作。在Sagues等人的美国专利6075334和Sagues等人的美国专利6242879中披露的光束传感器方法和转矩检测方法受到若干个限制。特别是，两种方法难于利用多于3个运动度的机器人，因为较多的运动度一般需要更多的和更复杂的运动检测。检测方法的复杂性的增加-->可能是昂贵的，并且可能引入校准和教导的困难，尤其是当不能进行精确的检测时。此外，电动机转矩检测一般限于单个轴线的运动，例如用于进行盒子的槽的教导的平面运动。因而，这种检测不能处理非平面运动，例如为使某些盒子或其类似物适应多个进口角度所需的运动。触摸敏感装置，也称为“触觉传感器装置”、“触摸屏”、“触摸垫”、或者“触摸板”，在许多应用中被广泛地使用，其中包括计算机接口、个人数据助理、蜂窝电话及其类似物。触摸敏感装置使得用户能够借助于触摸所述装置的表面实现和机器的接口。这些装置使用几种技术来确定在表面上触摸的位置。有利的是，这些装置不仅检测触摸的发生，而且检测触摸的位置。所使用的普通技术包括电极、电阻网络、表面声波和其它类型的技术。触觉检测装置或触摸敏感装置把触摸位置转换成用于由计算机或其它装置处理的输入信号。例如，某种触摸敏感装置例如触摸板包括导电的面板。触摸这个导电的面板上的任何位置都改变面板的导电涂层的电阻抗。这些阻抗当被测量时可被用于不仅指示发生了触摸，而且指示在触摸敏感的表面上的触摸的位置。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于教导和/或校准机器人以便在工作环境内精确地工作的方法和设备。特别是，本专利技术提供一个或几个触觉传感器装置，它们在操作上和机器人例如在端部操纵装置上耦连，和/或它们被定位在工作环境内的一个或几个所需的位置上。在实际效果上，在宽广的方面，本专利技术使用触觉传感器装置作为触摸传感器用于机器人校准和/或教导。使用触觉传感器装置例如包括触摸敏感表面或类似物的触觉传感器装置用于机器人的教导和校准过程可以有利地简化这些过程的许多方面。例如，某些触摸敏感表面因为具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于教导机器人在其工作环境内的位置的方法，所述方法包括以下步骤：在机器人的工作环境中提供触摸敏感表面；使所述触摸敏感表面接触机器人的工作环境中的物体；产生表示所述接触相对于所述触摸敏感表面的位置的信号；以及使用包括所述产生的信号的信息来教导所述机器人在其工作环境内所述接触的位置。2.一种用于教导机器人在工作环境内的位置的方法，所述方法包括以下步骤：在具有参考标架并被设置在工作环境内的机器人的可动元件上提供具有参考标架的触觉传感器装置；通过移动机器人的可动元件以使得触觉传感器装置接触表示要被教导的位置的工作环境的至少一部分，从而确定在触觉传感器装置的参考标架内的位置信息；以及使用在触觉传感器装置的参考标架内的位置信息来确定在机器人的参考标架内的位置信息。3.一种用于校准被设置在机器人的可动元件上的触觉传感器装置的方法，所述方法包括以下步骤：在具有参考标架的机器人的可动元件上提供具有参考标架的触觉传感器装置；通过利用一个参考结构接触所述触觉传感器装置上的多个位置来确定在触觉传感器装置的参考标架内的位置信息；以及使用在触觉传感器装置的参考标架内的确定的位置信息来对于触觉传感器装置的参考标架校准机器人的参考标架。4.一种用于提供关于在其工作环境中的机器...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·W·考德尔，基思·W·瑞丁，
申请(专利权)人：FSI国际公司，
类型：发明
国别省市：