特許 6302275 搬送ロボット、および、ティーチングシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6302275

(24)【登録日】2018年3月9日

(45)【発行日】2018年3月28日

(54)【発明の名称】搬送ロボット、および、ティーチングシステム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/68 20060101AFI20180319BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 F

【請求項の数】9

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2014-24221(P2014-24221)

(22)【出願日】2014年2月12日

(65)【公開番号】特開2015-153809(P2015-153809A)

(43)【公開日】2015年8月24日

【審査請求日】2017年1月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(74)【代理人】

【識別番号】100086380

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 稔

(74)【代理人】

【識別番号】100115369

【弁理士】

【氏名又は名称】仙波 司

(74)【代理人】

【識別番号】100168044

【弁理士】

【氏名又は名称】小淵 景太

(72)【発明者】

【氏名】上田 光介

(72)【発明者】

【氏名】前谷 治男

【審査官】 宮久保 博幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２６０１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２７７１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１６３０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８４７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００３／０２２５３４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−０６３６０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２０３９６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２６０５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／００２１１７７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

薄板状のワークを搬送する搬送ロボットであって、
物体検出センサが設けられたハンドと、
前記ハンドを移動させながら、薄板状で突出部が設けられた治具を前記物体検出センサで検出し、この検出結果を用いてティーチングのための教示点を算出する制御部と、
を備えており、
前記制御部は、前記物体検出センサによって前記治具の突出部が検出されている時間を測定し、当該時間が所定の時間になるように前記ハンドの移動方向を変化させることで、当該移動方向を調整する、
ことを特徴とする搬送ロボット。

【請求項2】

前記制御部は、
調整された前記移動方向を変化させて、変化後の移動方向に前記ハンドを移動させながら、前記物体検出センサによって前記治具の突出部が検出されるまでの時間を測定し、当該時間に基づいて、
前記調整された移動方向に前記ハンドが移動するときの経路の、前記調整された移動方向に直交する方向の位置を調整する、
請求項１に記載の搬送ロボット。

【請求項3】

前記制御部は、
調整された前記移動方向を異なる２つの方向に変化させて、ぞれぞれの場合の突出部が検出されるまでの時間の比較結果に基づいて、前記直交する方向の位置を調整する、
請求項２に記載の搬送ロボット。

【請求項4】

薄板状のワークを搬送する搬送ロボットであって、
物体検出センサが設けられたハンドと、
前記ハンドを移動させながら、薄板状で突出部が設けられた治具を前記物体検出センサで検出し、この検出結果を用いてティーチングのための教示点を算出する制御部と、
を備えており、
前記制御部は、
前記ハンドを鉛直方向に移動させながら前記治具を前記物体検出センサで検出し、この検出結果を用いて前記治具の鉛直方向の位置を算出し、
前記ハンドを鉛直以外の方向に移動させた後に、前記ハンドを鉛直方向に移動させながら前記治具を前記物体検出センサで検出し、この検出結果を用いて前記治具の鉛直方向の位置を算出し、
算出された２つの前記鉛直方向の位置に基づいて、ダレの特性を算出する、
ことを特徴とする搬送ロボット。

【請求項5】

前記治具の突出部は、２つの円柱形状の部材からなる、
請求項１ないし４のいずれかに記載の搬送ロボット。

【請求項6】

前記治具の突出部は、直方体形状の部材からなる、
請求項１ないし４のいずれかに記載の搬送ロボット。

【請求項7】

前記制御部は、前記ハンドを移動させながら前記治具を前記物体検出センサで検出し、この検出結果を用いて、前記教示点の、前記ハンドの移動方向の位置を算出する、
請求項１ないし６のいずれかに記載の搬送ロボット。

【請求項8】

前記制御部は、前記治具の突出部を前記物体検出センサで検出する、
請求項７に記載の搬送ロボット。

【請求項9】

請求項１ないし８のいずれかに記載の搬送ロボットと、前記治具と、
を備えていることを特徴とするティーチングシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体基板や液晶基板などの薄板状のワークを搬送する搬送ロボット、および、ティーチングを行うためのティーチングシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体基板や液晶基板などの製造プロセスでは、複数枚の基板をカセットと呼ばれる基板搬送容器に多段収納し、そのカセットをプロセス装置や検査装置に搬送してカセット内の基板のプロセス処理や検査処理が行われる。そして、プロセス装置や検査装置では、搬送されたカセットに基板を収納したり、カセットから基板を取り出したりする産業用ロボットとして、搬送ロボットが用いられている（図１(ａ)参照）。

【0003】

搬送ロボットがカセットに基板を収納したり、カセットから基板を取り出したりするための動作は、あらかじめティーチング作業によって作業者が教示しておく必要がある。

【0004】

このティーチング作業に大変時間がかかるという問題がある。カセット内で各基板を収納するためのスロットは大変狭く、あまり余分な隙間がない。また、カセットの内部は開口面以外からは見ることができず、開口面の前に搬送ロボットが位置するので、カセットの内部は非常に見えにくい。この狭いスロットに基板を出し入れするための動作を、作業者が手作業で、自分の目と勘に頼って、搬送ロボットを操作することで教示する必要がある。また、照明がほとんどない場所でティーチング作業を行う場合、ティーチング作業にかかる時間がさらに増大する。例えば、１つのカセットについてのティーチング作業に数時間程度かかる場合がある。

【0005】

特許文献１には、搬送ロボットに反射型距離検出センサを設けて当該センサで治具を検出することで、ティーチング作業のための位置情報を取得する発明が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第３２４７４９５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に記載の発明の場合、搬送ロボットに反射型距離検出センサを設ける必要がある。

【0008】

本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、新たに装備を追加することなく、ティーチング作業にかかる時間を短縮することができる搬送ロボットを提供することをその目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

【0010】

本発明の第１の側面によって提供される搬送ロボットは、薄板状のワークを搬送する搬送ロボットであって、物体検出センサが設けられたハンドと、前記ハンドを移動させながら、薄板状で突出部が設けられた治具を前記物体検出センサで検出し、この検出結果を用いてティーチングのための教示点を算出する制御部とを備えていることを特徴とする。

【0011】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御部は、前記物体検出センサによって前記治具の突出部が検出されている時間を測定し、当該時間が所定の時間になるように前記ハンドの移動方向を変化させることで、当該移動方向の調整を行うための情報を取得する。

【0012】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御部は、前記物体検出センサによって前記治具の突出部が検出されている時間を測定し、当該時間が所定の時間になるように前記ハンドの移動方向を変化させることで、当該移動方向を調整する。

【0013】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御部は、調整された前記移動方向を変化させて、変化後の移動方向に前記ハンドを移動させながら、前記物体検出センサによって前記治具の突出部が検出されるまでの時間を測定し、当該時間に基づいて、前記調整された移動方向に前記ハンドが移動するときの経路の、前記調整された移動方向に直交する方向の位置を調整する。

【0014】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御部は、調整された前記移動方向を異なる２つの方向に変化させて、ぞれぞれの場合の突出部が検出されるまでの時間の比較結果に基づいて、前記直交する方向の位置を調整する。

【0015】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記治具の突出部は、２つの円柱形状の部材からなる。

【0016】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記治具の突出部は、直方体形状の部材からなる。

【0017】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御部は、前記ハンドを移動させながら前記治具を前記物体検出センサで検出し、この検出結果を用いて、前記教示点の、前記ハンドの移動方向の位置を算出する。

【0018】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御部は、前記治具の突出部を前記物体検出センサで検出する。

【0019】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御部は、前記ハンドを鉛直方向に移動させながら前記治具を前記物体検出センサで検出し、この検出結果を用いて前記治具の鉛直方向の位置を算出し、前記ハンドを鉛直以外の方向に移動させた後に、前記ハンドを鉛直方向に移動させながら前記治具を前記物体検出センサで検出し、この検出結果を用いて前記治具の鉛直方向の位置を算出し、算出された２つの前記鉛直方向の位置に基づいて、ダレの特性を算出する。

【0020】

本発明の第２の側面によって提供されるティーチングシステムは、本発明の第１の側面によって提供される搬送ロボットと、前記治具とを備えていることを特徴とする。

【0021】

本発明の第３の側面によって提供される治具は、薄板状のワークを搬送する搬送ロボットのティーチングに用いる治具であって、薄板状の本体部分と、前記本体部分の一方の面から突出するように設けられた突出部とを備え、前記突出部は、２以上の平行に設けられた部材、または、１つの角柱形状の部材からなることを特徴とする。

【0022】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記本体部分の一方の端部に、２つの切り欠き部分が設けられている。

【0023】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記突出部の側面に切り欠き部分が設けられている。

【発明の効果】

【0024】

本発明によると、ワークを検出するために設けられている物体検出センサを用いて治具を検出し、この検出結果を用いて教示点が算出される。したがって、搬送ロボットに新たな装備を追加することなく、ティーチング作業にかかる時間を短縮することができる。

【0025】

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】第１実施形態に係る搬送ロボットを説明するための図である。

【図2】搬送ロボットに教示されるハンドの移動軌跡の一例を示す図である。

【図3】ハンドに設けられた物体検出センサを説明するための図である。

【図4】ティーチング作業のために用いる治具を説明するための図である。

【図5】制御部が行うティーチング処理を説明するためのフローチャートである。

【図6】直進方向調整処理を説明するための図である。

【図7】直進方向調整処理を説明するための図である。

【図8】直進方向調整処理を示すフローチャートの一例である。

【図9】直進方向軸調整処理を説明するための図である。

【図10】直進方向軸調整処理を説明するための図である。

【図11】直進方向軸調整処理を説明するための図である。

【図12】直進方向軸調整処理を示すフローチャートの一例である。

【図13】直進方向位置計測処理を示すフローチャートの一例である。

【図14】上下方向位置計測処理を説明するための図である。

【図15】上下方向位置計測処理を示すフローチャートの一例である。

【図16】ダレ計測処理を説明するための図である。

【図17】ダレ計測処理を示すフローチャートの一例である。

【図18】第１実施形態に係る治具の他の実施例を説明するための図である。

【図19】第１実施形態に係る治具の他の実施例を説明するための図である。

【図20】第１実施形態に係る治具の他の実施例を説明するための図である。

【図21】第１実施形態に係るハンドの他の実施例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。

【0028】

図１は、第１実施形態に係る搬送ロボット１００を説明するための図である。図１（ａ）は、搬送ロボットの一例を示す斜視図である。

【0029】

搬送ロボット１００は、カセット２００から当該カセット２００内に多段収納された基板Ｗを取り出し、例えば、カセット２００と反対側に配設される図略のプロセス装置や検査装置などの処理装置に搬送したり、逆にその処理装置から処理の終了した基板Ｗを排出し、カセット２００に戻したりする作業を行う。

【0030】

搬送ロボット１００をカセット２００と正対した状態で、搬送ロボット１００からカセット２００に向かう方向をＸ方向、水平面内でＸ方向と直交する方向をＹ方向、垂直方向をＺ方向とするローカル座標系を設定すると、搬送ロボット１００は、基板Ｗを保持するハンド１０１をＸＹＺの各方向にそれぞれ独立して移動させるためのＸ方向駆動機構１０２、Ｙ方向駆動機構１０３、および、Ｚ方向駆動機構１０４を備えている。なお、以下では、カセット２００などにおける方向を説明する場合にも、このローカル座標系を用いて説明している。

【0031】

Ｙ方向駆動機構１０３は、搬送ロボット１００全体を搭載するするとともに、底面に敷設されたガイドレール１０５に沿って移動可能に構成されたベース盤１０３ａと、モータなどのベース盤１０３ａの駆動源が収納されたＹ方向駆動部１０３ｂを備えている。

【0032】

Ｚ方向駆動機構１０４は、ベース盤１０３ａ上の適所に固定されている。Ｚ方向駆動機構１０４は、角柱状の支持体１０４ａと、この支持体１０４ａ内に昇降可能に支持されたＺ軸１０４ｂと、モータや油圧シリンダなどで構成される、Ｚ軸１０４ｂを昇降動作させるためのＺ方向駆動部とを備えている。なお、Ｚ方向駆動部は支持体１０４ａ内の底部に設けられているため、図では見えていない。

【0033】

Ｘ方向駆動機構１０２は、Ｚ軸１０４ｂの上面に設けられている。Ｘ方向駆動機構１０２は、一対のアーム１０２ａ，１０２ｂが回転可能に連結されたリンクで構成され、アーム１０２ｂの先端にハンド１０１が取り付けられている。ハンド１０１は、横長略矩形状の支持部１０１ａの前側の側部に２つの細長い保持部１０１ｂを延設した略Ｕ字形状の板部材である。ハンド１０１の上面が基板Ｗを載置する基板載置面となっている。搬送ロボット１００は、ハンド１０１を水平に保持した状態で基板載置面に基板Ｗを載置し、この状態でハンド１０１を昇降、ＸＹ面内での回転や移動などを行うことにより、カセット２００内のスロット２０１に載置したり（カセット２００への基板Ｗの収納）、スロット２０１に載置された基板Ｗをハンド１０１で受け取ってカセット２００外に取り出したりする（基板Ｗのカセット２００からの取出し）。

【0034】

ハンド１０１の保持部１０１ｂの先端には、物体検出センサ１０１ｃが設けられている。物体検出センサ１０１ｃの詳細については後述する。

【0035】

カセット２００は、直方体形状の箱体を成し、少なくとも搬送ロボット１００に対向する側面は基板Ｗを出し入れするための面として開口している。カセット２００内の両側面には基板Ｗを多段収納するためのスロット２０１が複数個、内側に突設されている。基板Ｗは、同じ高さ位置の一対のスロット２０１の上面に載置されることにより、その高さ位置の段に収納される。カセット２００内の向かい合う一対のスロット２０１で挟まれた隙間の間隔は、ハンド１０１がカセット２００内でスロット２０１に干渉することなく上下動できるようにするために、ハンド１０１の基板載置面の横方向の長さ（ハンド１０１の幅）よりも長く設定されている。

【0036】

図１（ｂ）は、搬送ロボット１００の構成を示すブロック構成図である。

【0037】

搬送ロボット１００は、ハンド１０１の移動を制御する移動制御装置１０６、サーボコントローラ１０７、マニピュレータ１０８、および、作業者がティーチング作業や手動操作を行うためのティーチペンダント１０９を備えている。マニピュレータ１０８は、図１（ａ）に示したハンド１０１、Ｘ方向駆動機構１０２、Ｙ方向駆動機構１０３およびＺ方向駆動機構１０４からなる多関節機構に相当するものである。サーボコントローラ１０７は、マニピュレータ１０８に設けられた各サーボモータの駆動を制御するコントローラである。

【0038】

移動制御装置１０６は、予め教示された教示情報に基づいてサーボコントローラ１０７を制御し、マニピュレータ１０８のハンド１０１を教示された移動軌跡に沿って移動させる制御を行う。

【0039】

移動制御装置１０６は、マイクロコンピュータを主要な構成要素としている。移動制御装置１０６は、相互に接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび入出力インターフェイスなどを備えている。移動制御装置１０６は、ＲＯＭに予め記憶された制御プログラムを実行することにより、ハンド１０１の移動の制御を行う。移動制御装置１０６は、機能ブロックとして、制御部１０６ａおよび教示情報記憶部１０６ｂを備えている。

【0040】

制御部１０６ａは、教示情報記憶部１０６ｂに記憶されている教示情報に基づいて、サーボコントローラ１０７の駆動を制御する。また、制御部１０６ａは、ティーチペンダント１０９からの入力される情報に基づいてサーボコントローラ１０７の駆動を制御する。さらに、制御部１０６ａは、後述するティーチング処理に基づいて、ティーチング作業の補助を行い、半自動的にティーチング作業を行う。ティーチング処理については後述する。

【0041】

教示情報記憶部１０６ｂは、ハンド１０１の移動の軌跡を示すための教示情報を記憶する。教示情報記憶部１０６ｂは、ＲＡＭの所定の記憶領域に設定されている。教示情報には、ハンド１０１の移動の軌跡を示すためのいくつかの教示点の情報が含まれている。なお、教示点の情報は、位置を示す情報であってもよいし、各教示点におけるマニピュレータの各軸の情報であってもよい。教示点の情報は、ティーチング処理によって予め取得されて、教示情報記憶部１０６ｂに記憶される。

【0042】

次に、ハンド１０１を用いて、基板Ｗをカセット２００に収納したり、カセット２００に収納されている基板Ｗをカセット２００から取り出したりするためのハンド１０１の移動制御の方法について説明する。

【0043】

図２は、基板Ｗをカセット２００に収納したり、カセット２００から取り出したりするために、搬送ロボット１００に教示されるハンド１０１の移動軌跡の一例を示す図であり、カセット２００の斜視図を示している。なお、図２においては、説明を簡単にするために、カセット２００は、高さ方向の中央に一対のスロット２０１が設けられた、基板Ｗを一段だけ収納するタイプにしている。

【0044】

ハンド１０１の移動軌跡は、互いに連結された３本の直線的な移動軌跡Ｌ_a，Ｌ_b，Ｌ_cで構成される。移動軌跡Ｌ_aは、ハンド１０１を取出スタート位置ＲＢとボトム位置ＥＢとの間を水平に直線移動（水平移動）させる軌跡である。取出スタート位置ＲＢは、ハンド１０１が基板Ｗを取り出す動作（以下では、「取出動作」とする）を行うときのスタート位置であり、カセット２００の開口面の外側に設定される。ボトム位置ＥＢは、取出スタート位置ＲＢからカセット２００の奥行き方向に水平に延ばした直線上の位置であり、カセット２００の奥行きの長さのほぼ中間に相当する位置である。移動軌跡Ｌ_aは、ハンド１０１を移動させた時に、ハンド１０１が一対のスロット２０１に載置される基板Ｗに接触しないように設定される。また、カセット２００の内部底面や、下側にある一対のスロット２０１（図２の場合には記載されていない）に載置される基板Ｗにも、ハンド１０１が接触しないように設定される。

【0045】

移動軌跡Ｌ_bは、ハンド１０１をトップ位置ＥＴとボトム位置ＥＢとの間を垂直に直線移動（垂直移動）させる軌跡である。トップ位置ＥＴは、ボトム位置ＥＢを通る鉛直線上にある。

【0046】

移動軌跡Ｌ_cは、ハンド１０１を収納スタート位置ＲＴとトップ位置ＥＴとの間を水平に直線移動（水平移動）させる軌跡である。収納スタート位置ＲＴは、トップ位置ＥＴからカセット２００の奥行き方向に手前に水平に延ばした直線上の位置であり、取出スタート位置ＲＢを通る鉛直線上にある。収納スタート位置ＲＴは、ハンド１０１が基板Ｗを収納する動作（以下では、「収納動作」とする）を行うときのスタート位置になる。移動軌跡Ｌ_cは、ハンド１０１を移動させた時に、ハンド１０１の上面に載置された基板Ｗがカセット２００の内部上面や、上側にある一対のスロット２０１（図２の場合には記載されていない）に接触しないように設定される。また、ハンド１０１の上面に載置された基板Ｗがカセット２００の内部側面に接触しないように、移動軌跡Ｌ_cは、カセット２００の横幅方向の中央に設定される。

【0047】

搬送ロボット１００は、基板Ｗをカセット２００に収納するときは、基板Ｗを載せたハンド１０１を収納スタート位置ＲＴに移動させ、収納スタート位置ＲＴからトップ位置ＥＴとボトム位置ＥＢを経由して取出スタート位置ＲＢに至る経路（移動軌跡Ｌ_c、移動軌跡Ｌ_b、移動軌跡Ｌ_aの順番で移動させる経路）で移動させる。また、搬送ロボット１００は、基板Ｗをカセット２００から取り出すときは、空のハンド１０１を、取出スタート位置ＲＢに移動させ、取出スタート位置ＲＢからボトム位置ＥＢとトップ位置ＥＴを経由して収納スタート位置ＲＴに至る経路（移動軌跡Ｌ_a、移動軌跡Ｌ_b、移動軌跡Ｌ_cの順番で移動させる経路）で移動させる。

【0048】

ハンド１０１をこれらの経路で移動させるために、取出スタート位置ＲＢ、ボトム位置ＥＢ、収納スタート位置ＲＴおよびトップ位置ＥＴを、あらかじめ教示点として搬送ロボット１００に教示しておく必要がある。

【0049】

本実施形態では、ハンド１０１に設けられた物体検出センサ１０１ｃと、カセット２００の一対のスロット２０１の上面に載置された治具とを用いて、これらの教示点を教示するためのティーチング作業を簡略化している。

【0050】

図３は、ハンド１０１に設けられた物体検出センサ１０１ｃを説明するための図であり、カセット２００内の基板（シリコンウエハ）Ｗを検出している状態を示している。図３（ａ）はカセット２００の側面側から内部を見た状態を示しており、図３（ｂ）はカセット２００の上面側から内部を見た状態を示している。

【0051】

物体検出センサ１０１ｃは、例えば光学式センサの一種であるフォトインタラプタが用いられる。フォトインタラプタは、発光素子と受光素子とを備え、発光素子が発する光を受光素子が受光するか否かで発光素子と受光素子との間にものがあるか否かを検知するセンサである。もちろん、物体検出センサ１０１ｃは、フォトインタラプタに限定されるものではなく、物体の有無を検出できるセンサであればよい。以下の説明では、物体検出センサ１０１ｃがフォトインタラプタであるとして説明する。図３(ｂ)に示すように、ハンド１０１の一方の保持部１０１ｂの先端に物体検出センサ１０１ｃの発光素子が設けられ、他方の保持部１０１ｂの先端に物体検出センサ１０１ｃの受光素子が設けられている。発光素子は、例えばレーザダイオードや発光ダイオードであり、受光素子は、発光素子が発する光に対して受光感度を有する半導体受光素子である。

【0052】

物体検出センサ１０１ｃは、カセット２００のどのスロット２０１に基板Ｗが載置されているかを検出するために設けられている。具体的には、搬送ロボット１００は、物体検出センサ１０１ｃの発光素子を発光させながら、ハンド１０１を上下方向(図３(ａ)に示すＺ方向)に移動させる。なお、この時、基板Ｗのエッジが物体検出センサ１０１ｃの光軸を遮ることができ、かつ、ハンド１０１が基板Ｗに接触しないように、ハンド１０１を移動させる。スロット２０１に基板Ｗが載置されていない場合、発光素子が発する光を受光素子が受光し、スロット２０１に基板Ｗが載置されている場合、発光素子が発する光が基板Ｗによって遮られるので、受光素子が受光しない。したがって、物体検出センサ１０１ｃの検出結果に基づいて、どのスロット２０１に基板Ｗが載置されているかを検出することができる。

【0053】

本実施形態では、物体検出センサ１０１ｃを、ティーチング作業の補助のためにも用いている。

【0054】

図４は、ティーチング作業のために用いる治具Ｄを説明するための図である。図４（ａ）は治具Ｄを側面から見た図であり、図４（ｂ）は治具Ｄを下面から見た図である。各図においては、治具Ｄをカセット２００に載置した場合の各方向を示すローカル座標系を示している。

【0055】

治具Ｄは、実際にカセット２００に収納される基板Ｗと同じ厚さの板状のダミー基板である。治具Ｄの材質は特に限定されず、実際の基板Ｗと同じ材質であってもよいし、別の材質であってもよい。治具Ｄは、カセット２００のスロット２０１に載置して用いられる（図６（ａ）、（ｂ）など参照）。治具Ｄのカセット２００内での載置位置（ＸＹ面での位置）が変わらないように、本実施形態では、治具Ｄの形状を、カセット２００の内面の形状とほぼ一致する矩形状としている。すなわち、治具Ｄの横幅方向(図４(ｂ)に示すＹ方向）の長さをカセット２００の内面の横幅方向の長さと同程度で少し小さくすることで、治具Ｄをスロット２０１に載置でき、かつ、治具Ｄのカセット２００内での載置位置の横幅方向（Ｙ方向）のずれが生じないようにし、治具Ｄをスロット２０１の一番奥に載置することで、治具Ｄのカセット２００内での載置位置の奥行き方向（Ｘ方向）のずれが生じないようにしている。これにより、後述する突出部Ｄ３およびＤ４のＸＹ面での位置が特定の位置になるようにすることができる。なお、治具Ｄの形状はこれに限られず、突出部Ｄ３およびＤ４のＸＹ面での位置を特定できるようにしていればよい。

【0056】

治具Ｄには、カセット２００のスロット２０１に載置された場合にカセット２００の開口部側（図４(ｂ)に示すＸの負の方向側）になる端部に、２つの切り欠き部Ｄ１およびＤ２が設けられている。切り欠き部Ｄ１およびＤ２は、ハンド１０１の保持部１０１ｂが治具Ｄに接触しないようにするために設けられている。したがって、この目的を満たすものであれば、切り欠き部Ｄ１およびＤ２の形状は限定されない。また、治具Ｄの切り欠き部Ｄ１とＤ２との間の部分の下面には、円柱形状の２つの突出部Ｄ３およびＤ４が設けられている。２つの突出部Ｄ３およびＤ４は、Ｙ方向に平行に並んでいる。

【0057】

次に、本実施形態における、半自動的にティーチング作業を行うための処理（以下では、「ティーチング処理」とする）について、説明する。

【0058】

従来のティーチング作業では、取出スタート位置ＲＢ、ボトム位置ＥＢ、収納スタート位置ＲＴおよびトップ位置ＥＴ（図２参照）などの教示点を教示する場合、作業者がティーチペンダント１０９を用いて手作業で搬送ロボット１００を操作して、ハンド１０１が各教示点に位置したときに位置情報を取得していた。しかし、本実施形態におけるティーチング処理では、作業者による手作業を減らし、ハンド１０１に設けられた物体検出センサ１０１ｃと、カセット２００の一対のスロット２０１の上面に載置された治具Ｄとを用いて、半自動的に各教示点の位置情報を取得する。

【0059】

図５は、制御部１０６ａが行うティーチング処理を説明するためのフローチャートである。制御部１０６ａは、作業者がティーチペンダント１０９からティーチング処理を行うことを指示した場合に、ティーチング処理を開始する。

【0060】

ティーチング処理は、直進方向調整処理（Ｓ１）、直進方向軸調整処理（Ｓ２）、直進方向位置計測処理（Ｓ３）、上下方向位置計測処理（Ｓ４）、ダレ計測処理（Ｓ５）、および、教示点算出処理（Ｓ６）を備えている。

【0061】

＜直進方向調整処理＞
位置情報を取得する前に、カセット２００へ基板Ｗの出し入れを行う際のハンド１０１の直進方向（Ｘ方向）を、カセット２００の奥行き方向と一致させる必要がある。本実施形態のティーチング処理では、まずは、ハンド１０１の直進方向（Ｘ方向）がカセット２００の奥行き方向に一致するように調整する直進方向調整処理が行われる（Ｓ１）。

【0062】

図６は、直進方向調整処理を説明するための図であり、ハンド１０１を直進方向（Ｘ方向)に移動させながら、カセット２００内の一対のスロット２０１に載置された治具Ｄの突出部Ｄ３およびＤ４を検出している状態を示している。図６（ａ）はカセット２００の側面側から内部を見た状態を示しており、図６（ｂ）はカセット２００の上面側から内部を見た状態を示している。図６（ｂ）において、突出部Ｄ３，Ｄ４は上面側からは見えないので、破線で示している。なお、図７（ａ）、図９（ａ）、図１４（ｂ）、図１６（ｂ）も同様である。

【0063】

直進方向調整処理では、まず、作業者によって、ハンド１０１が治具Ｄの下方に配置される。ハンド１０１の配置位置は、ハンド１０１がＸ方向に移動した場合に、ハンド１０１が治具Ｄやカセット２００に接触しない位置であり、物体検出センサ１０１ｃが突出部Ｄ３，Ｄ４を検出できる位置（図６（ａ）参照）である。搬送ロボット１００は、物体検出センサ１０１ｃによる検出を行いながら、ハンド１０１をＸ方向に移動させる。

【0064】

図６（ｃ）は、物体検出センサ１０１ｃの検出結果を説明するための図である。

【0065】

本実施形態では、物体検出センサ１０１ｃの受光素子が発光素子の発する光を受光できた場合の出力をＯＦＦとし、受光素子が発光素子の発する光を受光できない場合の出力をＯＮとしている。なお、出力を逆にしてもよい。ハンド１０１の移動により物体検出センサ１０１ｃが矢印のように移動する。物体検出センサ１０１ｃの発光素子と受光素子との間に突出部Ｄ３，Ｄ４が位置しない間、物体検出センサ１０１ｃの出力はＯＦＦとなっており、突出部Ｄ３，Ｄ４が位置している間だけ、物体検出センサ１０１ｃの出力がＯＮになり、また突出部Ｄ３，Ｄ４が位置しなくなると物体検出センサ１０１ｃの出力はＯＦＦになる。したがって、物体検出センサ１０１ｃの出力波形は、最下段に示す波形のようになる。

【0066】

図６においては、ハンド１０１の直進方向（Ｘ方向）(以下では、単に「Ｘ方向」とする)がカセット２００の奥行き方向と一致しており、カセット２００の奥行き方向を示す直線Ｌと物体検出センサ１０１ｃの光軸とが直交している（図６(ｂ)参照）。したがって、物体検出センサ１０１ｃの出力波形のＯＮである時間ｔは最小になっている。しかし、Ｘ方向がカセット２００の奥行き方向と一致していない場合、時間ｔが長くなったり、ＯＮが２回ある波形になる。

【0067】

図７は、Ｘ方向がカセット２００の奥行き方向と一致していない場合を説明するための図である。図７（ａ）は、図６(ｂ)と同様に、カセット２００の上面側から内部を見た状態を示している。この場合、カセット２００の奥行き方向を示す直線Ｌと物体検出センサ１０１ｃの光軸とが直交しないので、ハンド１０１の移動による物体検出センサ１０１ｃの位置と、突出部Ｄ３，Ｄ４の位置との関係は、図７（ｂ）のようになる。この場合、物体検出センサ１０１ｃの出力波形は最下段に示す波形のようになり、ＯＮである時間ｔが図６(ｃ)と比べて長くなっている。

【0068】

図７（ｃ）は、Ｘ方向がカセット２００の奥行き方向から更にずれた場合を示している。この場合、物体検出センサ１０１ｃの出力は、ＯＮからＯＦＦになった後、もう一度ＯＮになっている。つまり、ＯＮが２回ある波形になっている。

【0069】

直進方向調整処理では、物体検出センサ１０１ｃの出力に基づいて、Ｘ方向を調整する。すなわち、Ｚ軸１０４ｂ(図１参照)（または、Ｚ軸１０４ｂに設けられた回転用のθ軸）をＸＹ平面で少しずつ回転させながら、物体検出センサ１０１ｃの出力のＯＮである時間ｔが最小になる状態を検出する。

【0070】

図８は、直進方向調整処理を示すフローチャートの一例である。

【0071】

まず、ハンド１０１の所定の位置への配置が完了したか否かが判別される（Ｓ１１）。作業者がティーチペンダント１０９に表示される指示(例えば、「直進方向調整処理開始位置に配置してください。」の表示)に従い、ハンド１０１を所定の位置に配置して、配置完了を示す操作を行った場合、配置が完了したと判別される。

【0072】

配置が完了したと判別された場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、物体検出センサ１０１ｃが検出を開始して、ハンド１０１が直進方向（Ｘ方向）に移動される（Ｓ１２）。所定の距離の移動が終わった後、物体検出センサ１０１ｃの出力波形からＯＮである時間ｔが検出される（Ｓ１３）。次に、時間ｔが所定の時間ｔ₀以下であるか否かが判別される（Ｓ１４）。時間ｔ₀は、時間ｔの最小値に検出誤差を勘案した値であり、最小値より少し大きい値が設定されている。時間ｔが時間ｔ₀以下である場合に、Ｘ方向がカセット２００の奥行き方向に一致したと判断される。なお、時間ｔが最小値に一致したか否かを判別するようにしてもよい。また、ＯＮが２回検出された場合も、ステップＳ１４がＮＯであると判別される。

【0073】

時間ｔが所定の時間ｔ₀以下である場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、このときのハンド１０１の直進方向（Ｘ方向）が記録され、直進方向調整処理が終了する。一方、時間ｔが所定の時間ｔ₀より大きい場合（Ｓ１４：ＮＯ）、Ｚ軸１０４ｂが所定の角度だけ回転され（Ｓ１５）、ステップＳ１２に戻る。回転の方向は、前回の回転方向と、前回検出された時間ｔと今回検出された時間ｔとの比較とに基づいて決定される。すなわち、今回検出された時間ｔが前回検出された時間ｔより小さい場合、Ｘ方向がカセット２００の奥行き方向に近づいているので前回と同じ回転方向とし、今回検出された時間ｔが前回検出された時間ｔより大きい場合、Ｘ方向がカセット２００の奥行き方向から遠ざかっているので前回と反対の回転方向とする。なお、最初の回転方向は適宜決めておけばよい。時間ｔが所定の時間ｔ₀以下になるまで（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１２〜Ｓ１５が繰り返される。

【0074】

なお、直進方向調整処理は、上述したものに限定されない。例えば、時間ｔを時間ｔ₀や最小値と比較することなしに、Ｚ軸１０４ｂを所定の角度ずつ回転させ、時間ｔが最小となる場合を探索するようにしてもよい。また、ステップＳ１５での所定の角度を、最初は大きな角度にしておき、反対の回転方向に変更したときには所定の角度を小さい角度に変更するようにしてもよい。

【0075】

＜直進方向軸調整処理＞
Ｘ方向がカセット２００の奥行き方向と一致していても、カセット２００へ基板Ｗの出し入れを行う際のハンド１０１の経路が、カセット２００の横幅方向（Ｙ方向）の中心を通らない場合がある。本実施形態のティーチング処理では、直進方向調整処理（Ｓ１）の後に、ハンド１０１の直進方向（Ｘ方向）の軸がカセット２００の横幅方向の中心を通るように調整する直進方向軸調整処理が行われる（Ｓ２）。

【0076】

図９は、直進方向軸調整処理を説明するための図である。図９（ａ）は、図６(ｂ)と同様に、カセット２００の上面側から内部を見た状態を示している。図９（ａ）では、ハンド１０１の直進方向（Ｘ方向）の軸Ｌ’が、カセット２００の横幅方向の中心を通る軸ＬよりΔｙだけＹ方向の負の向きにずれている場合を示している。直進方向軸調整処理では、軸Ｌ’が軸Ｌに一致するように調整を行う。具体的には、図９（ｂ）に示すように、Ｚ軸１０４ｂを−Δθだけ回転させた状態（Ｘ方向の軸をＬ１’にした状態）と、Ｚ軸１０４ｂを＋Δθだけ回転させた状態（Ｘ方向の軸をＬ２’にした状態）とで、それぞれ物体検出センサ１０１ｃによる検出を行いながら、ハンド１０１をＸ方向に移動させる。そして、それぞれの状態での物体検出センサ１０１ｃの出力波形に基づいて、軸Ｌ’をＹ方向にずらすことで、軸Ｌ’を軸Ｌに一致させる。なお、Ｚ軸１０４ｂの回転においては、Ｘ方向の正の向きからＹ方向の正の向きに向かう（すなわち、上面側から見た場合に時計回り）回転角度を正の値としている。

【0077】

図１０および図１１は、直進方向軸調整処理を説明するための図であり、Ｚ軸１０４ｂを−Δθだけ回転させた場合と+Δθだけ回転させた場合とで、物体検出センサ１０１ｃによる出力波形が異なることを説明するための図である。

【0078】

図１０は、図９と同様に、軸Ｌ’が軸ＬよりΔｙだけＹ方向の負の向きにずれている場合（Δｙ＜０）を示している。図１０（ａ）はＺ軸１０４ｂを＋Δθだけ回転させて、軸Ｌ’を軸Ｌ２’に移動した状態を示している。点Ｃ’はＺ軸１０４ｂの中心を示している。また、比較のために、軸Ｌ’が軸Ｌに一致している場合（Δｙ＝０）にＺ軸１０４ｂを＋Δθだけ回転させたときの軸Ｌ’（軸Ｌ）である軸Ｌ２を記載している。点ＣはこのときのＺ軸１０４ｂの中心を示している。軸Ｌ２’に直交し突出部Ｄ４に接する破線Ｖ（物体検出センサ１０１ｃの光軸に相当）と軸Ｌ２’との交点を点Ａ’とし、破線Ｖ（軸Ｌ２にも直交する）と軸Ｌ２との交点を点Ａとすると、点Ｃ’と点Ａ’との距離は点Ｃと点Ａとの距離より長くなる。

【0079】

図１０（ｂ）はＺ軸１０４ｂを−Δθだけ回転させて、軸Ｌ’を軸Ｌ１’に移動した状態を示している。点Ｃ’はＺ軸１０４ｂの中心を示している。また、比較のために、軸Ｌ’が軸Ｌに一致している場合（Δｙ＝０）にＺ軸１０４ｂを−Δθだけ回転させたときの軸Ｌ’（軸Ｌ）である軸Ｌ１を記載している。点ＣはこのときのＺ軸１０４ｂの中心を示している。軸Ｌ１’に直交し突出部Ｄ３に接する破線Ｖ（物体検出センサ１０１ｃの光軸に相当）と軸Ｌ１’との交点を点Ａ’とし、破線Ｖ（軸Ｌ１にも直交する）と軸Ｌ１との交点を点Ａとすると、点Ｃ’と点Ａ’との距離は点Ｃと点Ａとの距離より短くなる。

【0080】

つまり、Δｙ＜０の場合、Ｚ軸１０４ｂを＋Δθだけ回転させときの点Ｃ’と点Ａ’との距離は、Ｚ軸１０４ｂを−Δθだけ回転させときの点Ｃ’と点Ａ’との距離より長くなる。点Ｃ’と点Ａ’との距離が長い場合、物体検出センサ１０１ｃの出力がＯＮになるまでの時間が長くなる。図１０（ｃ）は、軸Ｌ２’に沿ってハンド１０１を移動させたときの物体検出センサ１０１ｃの出力波形と、軸Ｌ１’に沿ってハンド１０１を移動させたときの物体検出センサ１０１ｃの出力波形とを示している。物体検出センサ１０１ｃの出力がＯＮになるタイミングは、軸Ｌ２’に沿った場合の方が、軸Ｌ１’に沿った場合より遅くなる。

【0081】

図１１は、軸Ｌ’が軸ＬよりΔｙだけＹ方向の正の向きにずれている場合（Δｙ＞０）を示している。図１１（ａ）は、図１０(ａ)と同様に、Ｚ軸１０４ｂを＋Δθだけ回転させて、軸Ｌ’を軸Ｌ２’に移動した状態を示している。この場合、点Ｃ’と点Ａ’との距離は点Ｃと点Ａとの距離より短くなる。図１１（ｂ）は、図１０(ｂ)と同様に、Ｚ軸１０４ｂを−Δθだけ回転させて、軸Ｌ’を軸Ｌ１’に移動した状態を示している。この場合、点Ｃ’と点Ａ’との距離は点Ｃと点Ａとの距離より長くなる。つまり、Δｙ＞０の場合、Ｚ軸１０４ｂを＋Δθだけ回転させときの点Ｃ’と点Ａ’との距離は、Ｚ軸１０４ｂを−Δθだけ回転させときの点Ｃ’と点Ａ’との距離より短くなる。図１１（ｃ）は、図１０（ｃ）と同様に、軸Ｌ２’に沿ってハンド１０１を移動させたときの物体検出センサ１０１ｃの出力波形と、軸Ｌ１’に沿ってハンド１０１を移動させたときの物体検出センサ１０１ｃの出力波形とを示している。物体検出センサ１０１ｃの出力がＯＮになるタイミングは、軸Ｌ２’に沿った場合の方が、軸Ｌ１’に沿った場合より早くなる。

【0082】

つまり、Ｚ軸１０４ｂを＋Δθだけ回転させて、軸Ｌ’を軸Ｌ２’に移動した場合の物体検出センサ１０１ｃの出力がＯＮになるまでの時間ｔ₂と、Ｚ軸１０４ｂを−Δθだけ回転させて、軸Ｌ’を軸Ｌ１’に移動した場合の物体検出センサ１０１ｃの出力がＯＮになるまでの時間ｔ₁とを比較することで、軸Ｌ’が軸Ｌに対してどちら側にずれているかを判断することができる。また、軸Ｌ’が軸Ｌに一致している場合（Δｙ＝０）は、時間ｔ₁と時間ｔ₂とが一致し、物体検出センサ１０１ｃの出力波形が一致する。

【0083】

図１２は、直進方向軸調整処理を示すフローチャートの一例である。

【0084】

まず、ハンド１０１の開始位置への配置が完了したか否かが判別される（Ｓ２１）。直進方向軸調整処理の開始位置は、直進方向調整処理の開始位置と同様である。したがって、直進方向調整処理に続いて直進方向軸調整処理を行う場合は、ステップＳ２１を省略してもよい。

【0085】

配置が完了したと判別された場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、Ｚ軸１０４ｂが所定の角度Δθだけ回転され（Ｓ２２）、物体検出センサ１０１ｃが検出を開始して、ハンド１０１がＸ方向（図９（ｂ）における軸Ｌ２’に沿う方向）に移動される（Ｓ２３）。所定の距離の移動が終わった後、物体検出センサ１０１ｃの出力波形からＯＮになるまでの時間ｔ₂が検出され（Ｓ２４）、Ｚ軸１０４ｂの回転が元に戻される。続いて、Ｚ軸１０４ｂが所定の角度−Δθだけ回転され（Ｓ２５）、物体検出センサ１０１ｃが検出を開始して、ハンド１０１がＸ方向（図９（ｂ）における軸Ｌ１’に沿う方向）に移動される（Ｓ２６）。所定の距離の移動が終わった後、物体検出センサ１０１ｃの出力波形からＯＮになるまでの時間ｔ₁が検出され（Ｓ２７）、Ｚ軸１０４ｂの回転が元に戻される。

【0086】

次に、時間ｔ₁と時間ｔ₂とが等しいか否かが判別される（Ｓ２８）。時間ｔ₁と時間ｔ₂とが等しい場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、Ｘ方向の軸がカセット２００の横幅方向の中心を通るように調整されたとして、このときのベース盤１０３ａ（図１参照）の位置が記録され、直進方向軸調整処理が終了する。なお、時間ｔ₁と時間ｔ₂との差が所定値以下である場合に、時間ｔ₁と時間ｔ₂とが等しいと判断するようにしてもよい。一方、時間ｔ₁と時間ｔ₂とが等しくない場合（Ｓ２８：ＮＯ）、時間ｔ₁が時間ｔ₂より小さいか否かが判別される（Ｓ２９）。

【0087】

時間ｔ₁が時間ｔ₂より小さい場合（Ｓ２９：ＹＥＳ）、軸Ｌ’が軸ＬよりＹ方向の負の向きにずれていると判断されて、ベース盤１０３ａがＹ方向の正の向きに所定量だけ移動され（Ｓ２９１）、ステップＳ２２に戻る。一方、時間ｔ₁が時間ｔ₂より大きい場合（Ｓ２９：ＮＯ）、軸Ｌ’が軸ＬよりＹ方向の正の向きにずれていると判断されて、ベース盤１０３ａがＹ方向の負の向きに所定量だけ移動され（Ｓ２９２）、ステップＳ２２に戻る。時間ｔ₁と時間ｔ₂とが等しくなるまで（Ｓ２８：ＹＥＳ）、ステップＳ２２〜Ｓ２９２が繰り返される。

【0088】

なお、直進方向軸調整処理は、上述したものに限定されない。例えば、時間ｔ₁と時間ｔ₂との差が大きいほど、ステップＳ２９１およびＳ２９２での移動量を大きくするようにしてもよい。また、Ｚ軸１０４ｂを所定の角度Δθだけ回転させた場合の物体検出センサ１０１ｃの出力波形と、Ｚ軸１０４ｂを所定の角度−Δθだけ回転させた場合の物体検出センサ１０１ｃの出力波形とを比較して、両者の波形が一致するように、ベース盤１０３ａを移動させるようにしてもよい。また、ベース盤１０３ａをＹ方向に少しずつ移動させて、時間ｔ₁と時間ｔ₂とが等しくなる位置を探索するようにしてもよい。

【0089】

＜直進方向位置計測処理＞
本実施形態のティーチング処理では、直進方向調整処理（Ｓ１）および直進方向軸調整処理（Ｓ２）が完了した後、治具ＷのＸ方向位置を取得するための直進方向位置計測処理が行われる（Ｓ３）。

【0090】

図１３は、直進方向位置計測処理を示すフローチャートの一例である。

【0091】

まず、ハンド１０１の開始位置への配置が完了したか否かが判別される（Ｓ３１）。直進方向位置計測処理の開始位置は、直進方向調整処理および直進方向軸調整処理の開始位置と同様である。したがって、直進方向調整処理または直進方向軸調整処理に続いて直進方向位置計測処理を行う場合は、ステップＳ３１を省略してもよい。

【0092】

配置が完了したと判別された場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、物体検出センサ１０１ｃが検出を開始して、ハンド１０１が直進方向（Ｘ方向）に移動される（Ｓ３２）（図６参照）。所定の距離の移動が終わった後、物体検出センサ１０１ｃの出力波形から、ＯＮになった時の物体検出センサ１０１ｃのＸ方向位置（ＯＮ位置）とＯＦＦになった時の物体検出センサ１０１ｃのＸ方向位置（ＯＦＦ位置）とが検出される（Ｓ３３）。次に、ＯＮ位置とＯＦＦ位置との中間のＸ方向位置が、突出部Ｄ３，Ｄ４のＸ方向の中心位置として算出され、治具Ｗ上での突出部Ｄ３，Ｄ４の位置はあらかじめ分かっているので、突出部Ｄ３，Ｄ４のＸ方向の中心位置から治具ＷのＸ方向の中心位置が算出される（Ｓ３４）。そして、治具ＷのＸ方向の中心位置が記憶される（Ｓ３５）。この記憶された位置情報が、トップ位置ＥＴおよびボトム位置ＥＢのＸ方向位置として利用される。なお、直進方向位置計測処理は、上述したものに限定されない。例えば、突出部Ｄ３，Ｄ４のＸ方向の中心位置を算出することなく、ＯＮ位置から治具ＷのＸ方向の中心位置を算出するようにしてもよい。また、算出および記憶されるのは、必ずしも中心位置でなくてもよい。また、治具Ｄの中心に突出部Ｄ３，Ｄ４とは別の突出部を設けておいて、物体検出センサ１０１ｃがこれを読み取るようにしてもよい。

【0093】

＜上下方向位置計測処理＞
本実施形態のティーチング処理では、直進方向位置計測処理（Ｓ３）の次に、治具Ｗの上下方向（Ｚ方向）位置を取得するための上下方向位置計測処理が行われる（Ｓ４）。

【0094】

図１４は、上下方向位置計測処理を説明するための図であり、ハンド１０１を上方向(Ｚ方向の正の向き)に移動させながら、カセット２００内の一対のスロット２０１に載置された治具Ｄを検出している状態を示している。図１４（ａ）はカセット２００の側面側から内部を見た状態を示しており、図１４（ｂ）はカセット２００の上面側から内部を見た状態を示している。

【0095】

上下方向位置計測処理では、まず、作業者によって、ハンド１０１が治具Ｄの下方に配置される。ハンド１０１の配置位置は、ハンド１０１がＺ方向に移動した場合に、ハンド１０１が治具Ｄやカセット２００に接触しない位置であり、物体検出センサ１０１ｃが治具Ｄを検出できる位置（図１４（ｂ）参照）である。搬送ロボット１００は、物体検出センサ１０１ｃによる検出を行いながら、ハンド１０１をＺ方向の正の向きに移動させる。

【0096】

図１５は、上下方向位置計測処理を示すフローチャートの一例である。

【0097】

まず、ハンド１０１の開始位置への配置が完了したか否かが判別される（Ｓ４１）。配置が完了したと判別された場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、物体検出センサ１０１ｃが検出を開始して、ハンド１０１が上方向（Ｚ方向の正の向き）に移動される（Ｓ４２）（図１４参照）。所定の距離の移動が終わった後、物体検出センサ１０１ｃの出力波形から、ＯＮになった時の物体検出センサ１０１ｃのＺ方向位置（ＯＮ位置）とＯＦＦになった時の物体検出センサ１０１ｃのＺ方向位置（ＯＦＦ位置）とが検出される（Ｓ４３）。次に、ＯＮ位置とＯＦＦ位置との中間のＺ方向位置が、治具ＤのＺ方向の中心位置として算出され（Ｓ４４）、記憶される（Ｓ４５）。この記憶された位置情報が、教示点の算出に利用される。なお、上下方向位置計測処理は、上述したものに限定されない。例えば、ＯＮ位置のみを検出して、あらかじめ分かっている治具Ｄの厚さ（Ｚ方向の長さ）から治具ＤのＺ方向の中心位置を算出するようにしてもよい。

【0098】

＜ダレ計測処理＞
ハンド１０１が直進方向(Ｘ方向)の正の方向に移動された場合、ハンド１０１自体の重みにより、ハンド１０１の上下方向（Ｚ方向）の位置が、下方向（Ｚ方向の負の向き）に変化する。この変化量を以下では、「ダレ」とする。また、搬送ロボット１００やカセット２００の配置時のずれにより、ハンド１０１が直進方向(Ｘ方向)の正の方向に移動された場合に、ハンド１０１の上下方向（Ｚ方向）の位置がずれる場合がある。「ダレ」には、この上下方向（Ｚ方向）の位置のずれ量も含まれる。ダレが大きい場合、ダレを考慮して教示しないと、ハンド１０１が基板Ｗやカセット２００に接触してしまう場合がある。本実施形態のティーチング処理では、上下方向位置計測処理（Ｓ４）の後に、ダレによる変化分を補正するための情報を取得するダレ計測処理が行われる（Ｓ５）。

【0099】

図１６は、ダレ計測処理を説明するための図である。図１６（ａ）は、図１４（ａ）のうち、スロット２０１、治具Ｄおよび物体検出センサ１０１ｃのみを示した図であり、物体検出センサ１０１ｃの移動経路を示している。図１６（ａ）の矢印ａは、上下方向位置計測処理における、物体検出センサ１０１ｃの移動経路を示している。上下方向位置計測処理では、ハンド１０１を上方向(Ｚ方向の正の向き)に移動させることで、物体検出センサ１０１ｃを矢印ａのように移動させて、治具ＤのＺ方向の中心位置（図１６（ａ）における黒丸の位置）を検出している。ダレ計測処理では、さらに、物体検出センサ１０１ｃを矢印ｃおよび矢印ｅのように移動させて、それぞれのＸ方向の位置での治具ＤのＺ方向の中心位置（黒丸の位置）を検出する。図１６（ｂ）は、矢印ｅに示す移動時の、カセット２００の上面側から内部を見た状態を示している。ダレが発生する場合、矢印ａに示す移動で検出された治具ＤのＺ方向の中心位置と、矢印ｅに示す移動で検出された治具ＤのＺ方向の中心位置とで、上下方向(Ｚ方向)にずれが生じる。この差の情報が記録され、教示点の算出に利用される。

【0100】

図１７は、ダレ計測処理を示すフローチャートの一例である。

【0101】

上下方向位置計測処理（Ｓ４）が終了したときの位置から、ハンド１０１が直進方向（Ｘ方向）の正の向きに移動される（Ｓ５１）。図１６（ａ）の矢印ｂは、この移動による物体検出センサ１０１ｃの移動を示している。次に、物体検出センサ１０１ｃが検出を開始して、ハンド１０１が下方向（Ｚ方向の負の向き）に移動される（Ｓ５２）（図１６（ａ）の矢印ｃ参照）。所定の距離の移動が終わった後、物体検出センサ１０１ｃの出力波形から、ＯＮになった時の物体検出センサ１０１ｃのＺ方向位置（ＯＮ位置）とＯＦＦになった時の物体検出センサ１０１ｃのＺ方向位置（ＯＦＦ位置）とが検出される（Ｓ５３）。次に、ＯＮ位置とＯＦＦ位置との中間のＺ方向位置が、治具ＤのＺ方向の中心位置として算出され（Ｓ５４）、記憶される（Ｓ５５）。

【0102】

さらに、ハンド１０１が直進方向（Ｘ方向）の正の向きに移動される（Ｓ５１’）。図１６（ａ）の矢印ｄは、この移動による物体検出センサ１０１ｃの移動を示している。次に、物体検出センサ１０１ｃが検出を開始して、ハンド１０１が上方向（Ｚ方向の正の向き）に移動される（Ｓ５２’）（図１６（ａ）の矢印ｅ参照）。所定の距離の移動が終わった後、物体検出センサ１０１ｃの出力波形から、ＯＮになった時の物体検出センサ１０１ｃのＺ方向位置（ＯＮ位置）とＯＦＦになった時の物体検出センサ１０１ｃのＺ方向位置（ＯＦＦ位置）とが検出される（Ｓ５３’）。次に、ＯＮ位置とＯＦＦ位置との中間のＺ方向位置が、治具ＤのＺ方向の中心位置として算出され（Ｓ５４’）、記憶される（Ｓ５５’）。

【0103】

そして、ステップＳ５５、Ｓ５５’、および、上下方向位置計測処理（図１５）のステップＳ４５でそれぞれ記憶された治具ＤのＺ方向の中心位置に基づいて、直進方向（Ｘ方向）に応じたダレが算出され（Ｓ５６）、記憶される（Ｓ５７）。この記憶されたダレ情報が、教示点の算出に利用される。なお、ダレ計測処理は、上述したものに限定されない。例えば、上下方向位置計測処理の場合と同様に、ＯＮ位置のみを検出して、治具ＤのＺ方向の中心位置を算出するようにしてもよい。また、本実施形態では、治具ＤのＺ方向の中心位置の検出をＸ方向の３つの位置（図１６(ａ)の黒丸の位置参照）で行っているが、これに限られず、２つ以上の位置で検出を行えばよい。

【0104】

＜教示点算出処理＞
最後に、上記各処理によって記憶された情報に基づいて、教示点を算出するための教示点算出処理が行われる（Ｓ６）。本実施形態においては、教示点として、図２に示す取出スタート位置ＲＢ、ボトム位置ＥＢ、収納スタート位置ＲＴおよびトップ位置ＥＴがそれぞれ算出される。

【0105】

直進方向調整処理（Ｓ１）および直進方向軸調整処理（Ｓ２）によって、ハンド１０１の直進方向（Ｘ方向）がカセット２００の奥行き方向と一致し、ハンド１０１の直進時の経路がカセット２００の横幅方向（Ｙ方向）の中心を通るように調整されている。このことを利用して、取出スタート位置ＲＢ、ボトム位置ＥＢ、収納スタート位置ＲＴおよびトップ位置ＥＴのＹ方向位置が算出される。

【0106】

また、直進方向位置計測処理（Ｓ３）によって、治具ＷのＸ方向の中心位置が取得されており、これに基づいて、トップ位置ＥＴおよびボトム位置ＥＢのＸ方向位置が算出される。

【0107】

さらに、上下方向位置計測処理（Ｓ４）によって取得された治具ＤのＺ方向の中心位置からＺ方向の正の向きに所定の大きさだけ移動した位置を、収納スタート位置ＲＴおよびトップ位置ＥＴのＺ方向位置とし、治具ＤのＺ方向の中心位置からＺ方向の負の向きに所定の大きさだけ移動した位置を、取出スタート位置ＲＢおよびボトム位置ＥＢのＺ方向位置とする。このとき。ダレ計測処理（Ｓ５）で取得されたダレ情報を用いて、ダレの影響を補正する。

【0108】

なお、制御部１０６ａが行うティーチング処理は、図５に示すフローチャートに限定されない。例えば、直進方向調整処理および直進方向軸調整処理は、すでに調整がされている場合や、調整の必要がない場合などには、行わなくてもよい。また、ダレを考慮する必要がない場合は、ダレ計測処理を省略してもよい。

【0109】

本実施形態によると、制御部１０６ａが行うティーチング処理によって、半自動的にティーチング作業が行われる。当該ティーチング処理において、作業者が手作業で行う処理はごくわずかであり、簡単に行えるものだけである。したがって、ティーチング作業にかかる時間を大幅に短縮することができる。

【0110】

また、一般的な搬送ロボットのハンドに設けられている物体検出センサを用いるので、搬送ロボットに他の装備を設ける必要がない。ティーチング処理のためのプログラムをインストールすれば、従来の搬送ロボットをそのまま用いることができる。

【0111】

さらに、直進方向調整処理によって、ハンド１０１の直進方向（Ｘ方向）がカセット２００の奥行き方向に一致するように調整されるので、教示点を精度よく教示することができる。直進方向軸調整処理によって、ハンド１０１の直進方向（Ｘ方向）の軸がカセット２００の横幅方向（Ｙ方向）の中心を通るように調整されるので、教示点を精度よく教示することができる。ダレ計測処理によって、直進方向（Ｘ方向）に応じたダレが算出され、ダレによる変化分が補正された教示点を教示することができる。また、搬送ロボット１００が、直進方向調整処理（Ｓ１）、直進方向軸調整処理（Ｓ２）直進方向位置計測処理（Ｓ３）、上下方向位置計測処理（Ｓ４）、ダレ計測処理（Ｓ５）、および、教示点算出処理（Ｓ６）を実行して、各教示点の位置情報を取得する際に複雑な演算をする必要がない。

【0112】

なお、治具Ｄは、図４に示すものに限定されない。例えば、突出部Ｄ３およびＤ４を治具Ｄの上面側に設けてもよい。この場合、直進方向調整処理（図６参照）、直進方向軸調整処理（図９参照）および直進方向位置計測処理においては、各処理の開始時に、ハンド１０１を治具Ｄの上方に配置する必要がある。

【0113】

また、図１８（ａ）に示すように、治具Ｄの形状を円形状としてもよい。また、図１８（ｂ）に示すように、略矩形状の部分を突出させて、当該突出部分に突出部Ｄ３およびＤ４を設けるようにしてもよい。なお、ダレ計測処理を行う必要があるのであれば、図４と同様に切り欠き部Ｄ１，Ｄ２が必要である。

【0114】

また、図１８（ｃ）に示すように、さらに突出部Ｄ３およびＤ４を設け、追加された突出部Ｄ３およびＤ４を用いて再度、直進方向調整処理を行うようにしてもよい。２段階で調整することにより、調整の精度が向上する。同様に、直進方向軸調整処理も２段階行うようにしてもよい。

【0115】

また、突出部Ｄ３およびＤ４の形状は円柱形状に限定されず、角柱形状であってもよい。さらに、図１９（ａ）、（ｂ）に示すように、突出部Ｄ３およびＤ４に代えて、直方体形状の突出部Ｄ５を設けるようにしてもよい。この場合でも、図１９（ｃ）、（ｄ）に示すように、Ｘ方向がカセット２００の奥行き方向と一致している場合にＯＮである時間ｔが最短になるので、直進方向調整処理を行うことができる。また、直進方向軸調整処理にも利用することができる。なお、突出部Ｄ５は、直方体形状に限定されず、角柱形状であればよい。また、３つ以上の突出部が設けられていてもよい。

【0116】

また、図２０（ａ）、（ｂ）に示すように、側面に切り欠き部分が設けられた突出部Ｄ３’およびＤ４’をＸ方向に３組並べて設けるようにしてもよい。この場合、物体検出センサ１０１ｃが治具Ｄの薄板状の本体部分を検出する代わりに、突出部Ｄ３’およびＤ４’の切り欠き部分を検出することで、上下方向位置計測処理およびダレ計測処理を行うことができる。すなわち、図２０(ｃ)の矢印ａ，ｃ，ｅに示すように、物体検出センサ１０１ｃを上下方向（Ｚ方向）に移動させて突出部Ｄ３’およびＤ４’を検出し、物体検出センサ１０１ｃの出力波形から、ＯＮからＯＦＦになった時の物体検出センサ１０１ｃのＺ方向位置（ＯＦＦ位置）とＯＦＦからＯＮになった時の物体検出センサ１０１ｃのＺ方向位置（ＯＮ位置）とを検出する。そして、ＯＦＦ位置とＯＮ位置との中間のＺ方向位置を、突出部Ｄ３’およびＤ４’の切り欠き部分のＺ方向の中心位置として算出する。治具Ｄにおける突出部Ｄ３’およびＤ４’の切り欠き部分の位置はあらかじめ分かっているので、治具ＤのＺ方向の中心位置を算出することができる。本実施例の場合、物体検出センサ１０１ｃによって治具Ｄの薄板状の本体部分の上下方向（Ｚ方向）の位置を直接検出しなくてもよいので、切り欠き部Ｄ１，Ｄ２を設ける必要がない。したがって、例えば、図２０に示すように、治具Ｄの形状を切り欠きのない矩形状等にすることができる。そのため、図４に示した切り欠き部Ｄ１，Ｄ２を設けた治具Ｄに比べて強度を向上させることができる。また、治具Ｄの構造を簡素化することができる。もちろん、本実施例の場合でも、突出部Ｄ３’およびＤ４’を用いて、直進方向調整処理（Ｓ１）、直進方向軸調整処理（Ｓ２）および直進方向位置計測処理（Ｓ３）を行うことができる。なお、これらの処理を行う場合は、突出部Ｄ３’およびＤ４’の切り欠き部分または非切り欠き部分のどちらか一方を用いて行えばよい。なお、突出部Ｄ３’およびＤ４’をＸ方向に並べる数は３組に限定されない。上下方向位置計測処理を行うためであれば１組だけあればよいし、ダレ計測処理を行うためには、２組以上あればよい。

【0117】

もちろん、図２０に示す実施例においても、突出部Ｄ３’およびＤ４’を治具Ｄの下面側に設けるのではなく、上面側に設けるようにしてもよい。この場合、各処理の開始時に、ハンド１０１を治具Ｄの上方に配置する必要がある。

【0118】

また、ハンド１０１における物体検出センサ１０１ｃの位置は、図３等に示すものに限定されない。例えば、図２１に示すように、２つの保持部１０１ｂの先端付近で互いに対向する面に、発光素子および受光素子をそれぞれ設けるようにしてもよい。

【0119】

本発明に係る搬送ロボット、および、ティーチングシステムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る搬送ロボット、および、ティーチングシステムの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

【符号の説明】

【0120】

１００ 搬送ロボット
１０１ ハンド
１０１ａ 支持部
１０１ｂ 保持部
１０１ｃ 物体検出センサ
１０２ Ｘ方向駆動機構
１０２ａ，１０２ｂ アーム
１０３ Ｙ方向駆動機構
１０３ａ ベース盤
１０３ｂ Ｙ方向駆動部
１０４ Ｚ方向駆動機構
１０４ａ 支持体
１０４ｂ Ｚ軸
１０５ ガイドレール
１０６ 移動制御装置
１０６ａ 制御部
１０６ｂ 教示情報記憶部
１０７ サーボコントローラ
１０８ マニピュレータ
１０９ ティーチペンダント
２００ カセット
２０１ スロット
ＲＢ 取出スタート位置
ＥＢ ボトム位置
ＥＴ トップ位置
ＲＴ 収納スタート位置
Ｗ 基板
Ｄ 治具
Ｄ１，Ｄ２ 切り欠き部
Ｄ３，Ｄ４，Ｄ３’，Ｄ４’，Ｄ５ 突出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】