(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023113503
(43)【公開日】2023-08-16
(54)【発明の名称】ロボットおよびロボットの制御方法
(51)【国際特許分類】
B25J 9/10 20060101AFI20230808BHJP
H01L 21/677 20060101ALN20230808BHJP
【ＦＩ】
B25J9/10 A
H01L21/68 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022015927
(22)【出願日】2022-02-03
(71)【出願人】
【識別番号】000000974
【氏名又は名称】川崎重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104433
【弁理士】
【氏名又は名称】宮園 博一
(74)【代理人】
【識別番号】100202728
【弁理士】
【氏名又は名称】三森 智裕
(72)【発明者】
【氏名】芝田 武士
(72)【発明者】
【氏名】小野 良太
(72)【発明者】
【氏名】松岡 淳一
【テーマコード（参考）】
3C707
5F131
【Ｆターム（参考）】
3C707AS01
3C707AS24
3C707AS25
3C707BS15
3C707CV07
3C707CW07
3C707DS01
3C707DS02
3C707ES17
3C707EV02
3C707HS27
3C707HT02
3C707HT24
3C707KS05
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3C707KV01
3C707KV11
3C707KW06
3C707KX05
3C707KX19
3C707LT13
3C707MT04
3C707NS13
5F131AA02
5F131CA02
5F131CA18
5F131DA22
5F131DA42
5F131DB02
5F131DB43
5F131DB52
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5F131DD03
5F131DD43
5F131DD76
5F131KA24
5F131KA52
5F131KB30
5F131KB53
(57)【要約】
【課題】単にロボットアームの熱膨張に起因する影響を補正するだけの場合に比べて、温度変化に対して安定した位置決め精度を確保することが可能なロボットを提供する。
【解決手段】ロボット１００は、ロボットアーム１０と、ギア４３１と、軸部４４とを含み、ロボットアーム１０を駆動する駆動機構４０と、ロボットアーム１０の温度を検出する温度センサ５０と、温度センサ５０の検出結果に基づいて、ロボットアーム１０と、ギア４３１および軸部４４との、熱膨張に起因する影響を補正する制御部３０と、を備える。
【選択図】図７
【解決手段】ロボット１００は、ロボットアーム１０と、ギア４３１と、軸部４４とを含み、ロボットアーム１０を駆動する駆動機構４０と、ロボットアーム１０の温度を検出する温度センサ５０と、温度センサ５０の検出結果に基づいて、ロボットアーム１０と、ギア４３１および軸部４４との、熱膨張に起因する影響を補正する制御部３０と、を備える。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロボットアームと、
ギアと、軸部とを含み、前記ロボットアームを駆動する駆動機構と、
前記ロボットアームの温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出結果に基づいて、前記ロボットアームと、前記ギアおよび前記軸部の少なくとも一方との、熱膨張に起因する影響を補正する制御部と、を備える、ロボット。
ギアと、軸部とを含み、前記ロボットアームを駆動する駆動機構と、
前記ロボットアームの温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出結果に基づいて、前記ロボットアームと、前記ギアおよび前記軸部の少なくとも一方との、熱膨張に起因する影響を補正する制御部と、を備える、ロボット。
【請求項2】
前記制御部は、熱膨張に起因する前記ギア間のバックラッシの変化、および、熱膨張に起因する前記軸部のねじり剛性の低下の少なくとも一方による、前記ロボットアームの回転のずれ量を補正する、請求項１に記載のロボット。
【請求項3】
前記制御部は、前記温度センサの検出結果と、前記ロボットアームと前記ギアとの熱膨張係数とに基づいて、前記ギア間のバックラッシの熱膨張に起因する影響を補正する、請求項１または請求項２に記載のロボット。
【請求項4】
前記ロボットアームと前記ギアとは、互いに異なる熱膨張係数の材料により形成されており、
前記制御部は、前記温度センサの検出結果と、前記ロボットアームと前記ギアとの熱膨張係数の差とに基づいて、前記ギア間のバックラッシの熱膨張に起因する影響を補正する、請求項３に記載のロボット。
前記制御部は、前記温度センサの検出結果と、前記ロボットアームと前記ギアとの熱膨張係数の差とに基づいて、前記ギア間のバックラッシの熱膨張に起因する影響を補正する、請求項３に記載のロボット。
【請求項5】
前記ギアは、出力ギアと、複数の入力ギアとを有し、
前記制御部は、前記出力ギアと、前記複数の入力ギアのうちの最も前記出力ギア側の入力ギアとの間のバックラッシの熱膨張に起因する影響を補正する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のロボット。
前記制御部は、前記出力ギアと、前記複数の入力ギアのうちの最も前記出力ギア側の入力ギアとの間のバックラッシの熱膨張に起因する影響を補正する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項6】
前記制御部は、前記温度センサの検出結果と、前記駆動機構の動作トルクとに基づいて、熱膨張に起因する前記軸部のねじり剛性の低下の影響を補正する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項7】
前記ロボットアームの先端に配置される基板保持ハンドをさらに備える、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項8】
クリーンルームに配置されている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項9】
真空環境下に配置されている、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項10】
前記軸部は、回動軸と、前記回動軸が挿入される軸受けとを含む、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項11】
ロボットアームと、
動力伝達部と、軸部とを含み、前記ロボットアームを駆動する駆動機構と、
前記ロボットアームの温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出結果に基づいて、前記ロボットアームと、前記動力伝達部および前記軸部の少なくとも一方との、熱膨張に起因する影響を補正する制御部と、を備える、ロボット。
動力伝達部と、軸部とを含み、前記ロボットアームを駆動する駆動機構と、
前記ロボットアームの温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出結果に基づいて、前記ロボットアームと、前記動力伝達部および前記軸部の少なくとも一方との、熱膨張に起因する影響を補正する制御部と、を備える、ロボット。
【請求項12】
ギアと軸部とを含む駆動機構によりロボットアームを駆動することと、
温度センサにより前記ロボットアームの温度を検出することと、
前記温度センサの検出結果に基づいて、前記ロボットアームと、前記ギアおよび前記軸部の少なくとも一方との、熱膨張に起因する影響を補正することと、を備える、ロボットの制御方法。
温度センサにより前記ロボットアームの温度を検出することと、
前記温度センサの検出結果に基づいて、前記ロボットアームと、前記ギアおよび前記軸部の少なくとも一方との、熱膨張に起因する影響を補正することと、を備える、ロボットの制御方法。
【請求項13】
熱膨張に起因する影響を補正することは、熱膨張に起因する前記ギア間のバックラッシの変化、および、熱膨張に起因する前記軸部のねじり剛性の低下の少なくとも一方による、前記ロボットアームの回転のずれ量を補正することを含む、請求項１２に記載のロボットの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この開示は、ロボットおよびロボットの制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ロボットアームを備えるロボットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【0003】
上記特許文献１には、ロボットアームを備えるロボットが開示されている。このロボットでは、ロボットアームを動作させると、モータおよび歯車減速装置が発熱する。このため、このロボットでは、温度変化によるロボットアームのリンクの長さ変化が補正されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第６３９８２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたロボットでは、温度変化によるロボットアームのリンクの熱膨張に起因する長さ変化が補正されているだけであるため、ロボットアーム以外の部分の熱膨張に起因する影響が十分に補正されない。この場合、温度変化に対して安定した位置決め精度を確保することが困難であるという問題点がある。
【0006】
この開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、単にロボットアームの熱膨張に起因する影響を補正するだけの場合に比べて、温度変化に対して安定した位置決め精度を確保することが可能なロボットおよびロボットの制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この開示の第１の局面によるロボットは、ロボットアームと、ギアと、軸部とを含み、ロボットアームを駆動する駆動機構と、ロボットアームの温度を検出する温度センサと、温度センサの検出結果に基づいて、ロボットアームと、ギアおよび軸部の少なくとも一方との、熱膨張に起因する影響を補正する制御部と、を備える。
【0008】
この開示の第１の局面によるロボットは、上記のように、温度センサの検出結果に基づいて、ロボットアームと、ギアおよび軸部の少なくとも一方との、熱膨張に起因する影響を補正する制御部を設ける。これにより、ロボットアームの熱膨張に起因する影響だけでなく、ギアおよび軸部の少なくとも一方の熱膨張に起因する影響も補正することができる。その結果、単にロボットアームの熱膨張に起因する影響を補正するだけの場合に比べて、温度変化に対して安定した位置決め精度を確保することができる。
【0009】
この開示の第２の局面によるロボットは、ロボットアームと、動力伝達部と、軸部とを含み、ロボットアームを駆動する駆動機構と、ロボットアームの温度を検出する温度センサと、温度センサの検出結果に基づいて、ロボットアームと、動力伝達部および軸部の少なくとも一方との、熱膨張に起因する影響を補正する制御部と、を備える。
【0010】
この開示の第２の局面によるロボットは、上記のように、温度センサの検出結果に基づいて、ロボットアームと、動力伝達部および軸部の少なくとも一方との、熱膨張に起因する影響を補正する制御部を設ける。これにより、ロボットアームの熱膨張に起因する影響だけでなく、動力伝達部および軸部の少なくとも一方の熱膨張に起因する影響も補正することができる。その結果、単にロボットアームの熱膨張に起因する影響を補正するだけの場合に比べて、温度変化に対して安定した位置決め精度を確保することができる。
【0011】
この開示の第３の局面によるロボットの制御方法は、ギアと軸部とを含む駆動機構によりロボットアームを駆動することと、温度センサによりロボットアームの温度を検出することと、温度センサの検出結果に基づいて、ロボットアームと、ギアおよび軸部の少なくとも一方との、熱膨張に起因する影響を補正することと、を備える。
【0012】
この開示の第３の局面によるロボットの制御方法は、上記のように、温度センサの検出結果に基づいて、ロボットアームと、ギアおよび軸部の少なくとも一方との、熱膨張に起因する影響を補正する。これにより、ロボットアームの熱膨張に起因する影響だけでなく、ギアおよび軸部の少なくとも一方の熱膨張に起因する影響も補正することができる。その結果、単にロボットアームの熱膨張に起因する影響を補正するだけの場合に比べて、温度変化に対して安定した位置決め精度を確保することができる。
【発明の効果】
【0013】
単にロボットアームの熱膨張に起因する影響を補正するだけの場合に比べて、温度変化に対して安定した位置決め精度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】一実施形態によるロボットの構成を示す図である。
【図2】一実施形態によるロボットの構成を示すブロック図である。
【図3】一実施形態による駆動機構の構成を示す図である。
【図4】ロボットアームとギアの熱膨張に起因する影響を説明するための図である。
【図5】軸部の熱膨張に起因する影響を説明するための図である。
【図6】一実施形態によるロボットの基板位置ずれ補正を説明するための図である。
【図7】一実施形態によるロボットの熱膨張の影響の補正処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本開示を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【0016】
（ロボットの構成）
図１から図６までを参照して、一実施形態によるロボット１００の構成について説明する。図１に示すように、ロボット１００は、基板搬送ロボットである。ロボット１００は、クリーンルーム２００に配置されている。また、ロボット１００は、真空環境下に配置されている。具体的には、ロボット１００は、真空室２０１内に配置されている。
図１から図６までを参照して、一実施形態によるロボット１００の構成について説明する。図１に示すように、ロボット１００は、基板搬送ロボットである。ロボット１００は、クリーンルーム２００に配置されている。また、ロボット１００は、真空環境下に配置されている。具体的には、ロボット１００は、真空室２０１内に配置されている。
【0017】
ロボット１００は、ロボットアーム１０と、ロボットアーム１０の先端に配置される基板保持ハンド２０と、制御部３０とを備える。基板保持ハンド２０は、基板Ｗを保持する。具体的には、基板保持ハンド２０は、摩擦力により基板Ｗを保持するパッシブハンドである。基板Ｗは、たとえば、半導体ウェハである。半導体ウェハは、処理室２０２において所定の処理が行われる。
【0018】
ロボットアーム１０は、水平多関節ロボットアームである。ロボットアーム１０は、第１アーム部１１と、第２アーム部１２とを含む。第１アーム部１１の一方端部は、第１関節ＪＴ１を介してベース部１３に接続されている。第２アーム部１２の一方端部は、第２関節ＪＴ２を介して第１アーム部１１の他方端部に接続されている。第２アーム部１２の他方端部には、第３関節ＪＴ３を介して基板保持ハンド２０が接続されている。
【0019】
第１関節ＪＴ１は、ベース部１３に対して第１アーム部１１を、上下方向に延びる第１回転軸線Ａ１周りに回転させる。第２関節ＪＴ２は、第１アーム部１１に対して第２アーム部１２を、上下方向に延びる第２回転軸線Ａ２周りに回転させる。第３関節ＪＴ３は、第２アーム部１２に対して基板保持ハンド２０を、上下方向に延びる第３回転軸線Ａ３周りに回転させる。
【0020】
第１関節ＪＴ１、第２関節ＪＴ２および第３関節ＪＴ３の各関節には、図２に示すように、ロボットアーム１０を駆動する駆動機構４０が設けられている。第１関節ＪＴ１の駆動機構４０は、第１アーム部１１に配置され、第２関節ＪＴ２の駆動機構４０は、第１アーム部１１に配置され、第３関節ＪＴ３の駆動機構４０は、第２アーム部１２に配置されている。なお、駆動機構４０の配置はこれに限定されない。
【0021】
駆動機構４０は、サーボモータからなるモータ４１と、モータ４１の出力軸の回転位置を検出する位置センサ４２と、モータ４１の駆動力を伝達する動力伝達部４３と、動力伝達部４３からの駆動力により、第１アーム部１１、第２アーム部１２および基板保持ハンド２０などの対象を回転させる軸部４４とを含む。
【0022】
図３に示すように、動力伝達部４３は、ギア４３１を含む。ギア４３１は、出力ギア４３１ａと、複数の入力ギア４３１ｂ、４３１ｃとを有する。入力ギア４３１ｃは、ベベルギアであり、入力側がモータ４１に接続され、出力側が入力ギア４３１ｂに接続されている。入力ギア４３１ｂは、ベベルギアであり、入力側が入力ギア４３１ｃに接続され、出力側が出力ギア４３１ａに接続されている。出力ギア４３１ａは、ヘリカルギアであり、入力側が入力ギア４３１ｂに接続され、出力側が軸部４４の後述する回動軸４４１に接続されている。
【0023】
また、軸部４４は、回動軸４４１と、回動軸４４１が挿入される軸受け４４２とを含む。回動軸４４１は、入力側が出力ギア４３１ａに接続され、出力側が第１アーム部１１、第２アーム部１２および基板保持ハンド２０などの対象に接続されている。回動軸４４１が回転されることにより、対象が回転される。軸受け４４２は、回動軸４４１を回動可能に支持する。軸受け４４２は、第１アーム部１１および第２アーム部１２などのハウジング４４３に取り付けられている。なお、動力伝達部４３および軸部４４は、図３の構成に限定されない。
【0024】
また、図２に示すように、ロボットアーム１０には、ロボットアーム１０の温度を検出する温度センサ５０が設けられている。温度センサ５０は、第１アーム部１１と第２アーム部１２との各々に設けられている。具体的には、温度センサ５０は、第１アーム部１１の先端部と根元部とに配置されている。また、温度センサ５０は、第２アーム部１２の先端部と根元部とに配置されている。温度センサ５０は、たとえば、熱電対である。温度センサ５０は、第１アーム部１１と第２アーム部１２との内表面に配置されている。
【0025】
制御部３０は、所定のプログラムを実行することにより、ロボットアーム１０の動作を制御する。制御部３０は、第１関節ＪＴ１、第２関節ＪＴ２および第３関節ＪＴ３の各関節に設けられたモータ４１に供給する電力を制御することにより、ロボットアーム１０の動作を制御する。
【0026】
ここで、ロボットアーム１０を動作させていると、モータ４１の熱などに起因してロボットアーム１０が熱膨張する。ロボットアーム１０が熱膨張すると、熱膨張に起因して目標位置に対する位置誤差が発生する。
【0027】
また、図４に示すように、ロボットアーム１０が熱膨張すると、ロボットアーム１０とギア４３１との熱膨張量の違いに起因して、ギア４３１の中心点間の距離Ｄ１が変化し、ギア４３１間のバックラッシが変化する。ロボットアーム１０の熱膨張量がギア４３１の熱膨張量よりも大きい場合、ギア４３１の中心点間の距離Ｄ１が広がり、ギア４３１間のバックラッシが増加する。ギア４３１間のバックラッシが変化すると、バックラッシの変化に起因して角度誤差が発生するため、目標位置に対する位置誤差が発生する。なお、図４では、便宜上、ロボットアーム１０、入力ギア４３１ｂおよび出力ギア４３１ａを簡略化して図示している。
【0028】
また、図５に示すように、軸部４４においても熱膨張の影響が発生する。すなわち、モータ４１の熱などに起因して軸受け４４２が熱膨張すると、軸受け４４２の予圧が抜けて、軸部４４のねじり剛性が低下する。また、熱によって回動軸４４１やハウジング４４３の物性が変化することに起因して、軸部４４のねじり剛性が低下する。軸部４４のねじり剛性が低下すると、軸部４４のねじり剛性の低下に起因して角度誤差が発生するため、目標位置に対する位置誤差が発生する。
【0029】
ここで、本実施形態では、制御部３０は、温度センサ５０の検出結果に基づいて、ロボットアーム１０と、動力伝達部４３および軸部４４との、熱膨張に起因する影響を補正する。すなわち、制御部３０は、温度センサ５０の検出結果に基づいて、ロボットアーム１０と、ギア４３１および軸部４４との、熱膨張に起因する影響を補正する。制御部３０は、熱膨張に起因するロボットアーム１０の長さの変化によるロボットアーム１０の位置ずれを補正する。制御部３０は、ロボットアーム１０の熱膨張に起因するギア４３１間のバックラッシの変化、および、熱膨張に起因する軸部４４のねじり剛性の低下による、ロボットアーム１０の回転のずれ量を補正する。
【0030】
また、本実施形態では、制御部３０は、温度センサ５０の検出結果と、ロボットアーム１０とギア４３１との熱膨張係数とに基づいて、ギア４３１間のバックラッシの熱膨張に起因する影響を補正する。
【0031】
また、本実施形態では、ロボットアーム１０とギア４３１とは、互いに異なる熱膨張係数の材料により形成されている。ロボットアーム１０の第１アーム部１１と第２アーム部１２とは、アルミニウムにより形成されている。ギア４３１の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂ、４３１ｃとは、鉄により形成されている。また、アルミニウムの熱膨張係数は、鉄の熱膨張係数よりも大きい。制御部３０は、温度センサ５０の検出結果と、ロボットアーム１０とギア４３１との熱膨張係数の差とに基づいて、ギア４３１間のバックラッシの熱膨張に起因する影響を補正する。
【0032】
また、本実施形態では、制御部３０は、出力ギア４３１ａと、複数の入力ギア４３１ｂ、４３１ｃのうちの最も出力ギア４３１ａ側の入力ギア４３１ｂとの間のバックラッシの熱膨張に起因する影響を補正する。入力ギア４３１ｂ、４３１ｃ間のバックラッシの熱膨張に起因する影響は、出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの間のバックラッシの熱膨張に起因する影響に比べて小さいため、制御部３０は、入力ギア４３１ｂ、４３１ｃ間のバックラッシの熱膨張に起因する影響を補正しない。
【0033】
また、本実施形態では、制御部３０は、温度センサ５０の検出結果と、駆動機構４０の動作トルクとに基づいて、熱膨張に起因する軸部４４のねじり剛性の低下の影響を補正する。なお、補正の詳細については、後述する。
【0034】
ここで、図６を参照して、基板Ｗの基板保持ハンド２０での位置ずれ補正について説明する。
【0035】
図６に示すように、基板Ｗの基板保持ハンド２０での位置が基板搬送中などにずれる場合がある。基板搬送中の基板Ｗの位置ずれは、基板保持ハンド２０が摩擦力だけで基板Ｗを保持するパッシブハンドの場合に発生しやすい。このため、処理室２０２の近傍に、位置ずれ検出装置６０が設けられている。
【0036】
位置ずれ検出装置６０は、第１センサ６１と、第２センサ６２とを備える。第１センサ６１および第２センサ６２は、非接触式のセンサである。第１センサ６１および第２センサ６２としては、反射型センサや透過型センサを使用することができる。
【0037】
第１センサ６１および第２センサ６２は、基板Ｗが処理室２０２へ搬送される途中において、基板Ｗの外縁の通過を検出する。第１センサ６１および第２センサ６２の検出結果は、制御部３０に入力される。制御部３０は、第１センサ６１および第２センサ６２が基板Ｗの外縁の通過を検出したタイミングでの基板保持ハンド２０の中心位置を、たとえば、各関節の位置センサ４２によって取得する。
【0038】
基板Ｗが経路に沿って搬送される過程で、第１センサ６１は、基板Ｗの外縁の通過を２回検出する。１回目の検出が図６左側に、２回目の検出が図６右側に、それぞれ示されている。２回の通過タイミングにおいて、制御部３０は、基板保持ハンド２０の中心位置をそれぞれ算出する。
【0039】
ここで、２つの基板保持ハンド２０の中心２０ａを中心として、基板Ｗの直径と等しい直径の仮想円Ｃ１、Ｃ２を考える。仮想円Ｃ１は、１回目の検出に基づく仮想円であり、仮想円Ｃ２は、２回目の検出に基づく仮想円である。図６右側には、１回目の検出に基づく仮想円Ｃ１が、２回目の検出に基づく仮想円Ｃ２とともに描かれている。
【0040】
仮想円Ｃ１、Ｃ２の交点は図６右側に示すように２つ存在するが、２つの交点のうち、第１センサ６１に近い側の交点に着目する。この交点の位置は、公知の幾何学的な計算により容易に求めることができる。制御部３０は、着目した交点と、第１センサ６１の位置とのずれを表す平面ベクトルを取得する。この平面ベクトルは、図６右側に白抜き矢印で示されている。このずれは、基板保持ハンド２０の中心２０ａと、基板Ｗの中心Ｗａと、の位置ずれと等しいと考えることができる。
【0041】
第２センサ６２による基板Ｗの位置ずれの検出は、第１センサ６１の場合と同様であるので、詳細な説明は省略する。制御部３０は、第１センサ６１の検出結果から得られた平面ベクトルと、第２センサ６２の検出結果から得られた平面ベクトルとの平均値を取得し、取得した平均値を、基板Ｗの基板保持ハンド２０での位置ずれの補正量として、基板Ｗの基板保持ハンド２０での位置ずれを補正する。平均値の取得により、基板保持ハンド２０に対する基板Ｗの位置ずれを精度良く取得することができる。なお、第１センサ６１および第２センサ６２のうちの一方を省略してもよい。
【0042】
ここで、基板Ｗの基板保持ハンド２０での位置ずれの補正を行う場合、基板Ｗの基板保持ハンド２０での位置ずれの補正量にも、熱膨張に起因する影響が含まれる。このため、制御部３０は、目標位置での熱膨張に起因する影響だけでなく、この補正量に含まれる熱膨張に起因する影響についても補正する。以下では、数式を用いて、この点について説明する。
【0043】
まず、ロボットアーム１０の熱膨張に起因する影響について説明する。熱膨張後の第１アーム部１１と第２アーム部１２との長さは、以下の式（１）、（２）により表される。制御部３０は、以下の式（１）、（２）に基づいて、ロボットアーム１０の熱膨張に起因する影響を補正可能である。
ここで、
Ｌ'Ｘ１：熱膨張後の第１アーム部１１の長さ[ｍｍ]
Ｌ'Ｘ２：熱膨張後の第２アーム部１２の長さ[ｍｍ]
ＬＸ１：熱膨張前の基準温度での第１アーム部１１の長さ[ｍｍ]
ＬＸ２：熱膨張前の基準温度での第２アーム部１２の長さ[ｍｍ]
ａＡｌ：第１アーム部１１と第２アーム部１２との熱膨張係数［／１０６Ｋ］
ＴＬ１ ｒｏｏｔ：第１アーム部１１の根元部の基準温度［℃］
ＴＬ１ ｔｉｐ：第１アーム部１１の先端部の基準温度［℃］
ＴＵ１ ｒｏｏｔ：第２アーム部１２の根元部の基準温度［℃］
ＴＵ１ ｔｉｐ：第２アーム部１２の先端部の基準温度［℃］
ＴＬ２ ｒｏｏｔ：第１アーム部１１の根元部の温度センサ５０の検出温度［℃］
ＴＬ２ ｔｉｐ：第１アーム部１１の先端部の温度センサ５０の検出温度［℃］
ＴＵ２ ｒｏｏｔ：第２アーム部１２の根元部の温度センサ５０の検出温度［℃］
ＴＵ２ ｔｉｐ：第２アーム部１２の先端部の温度センサ５０の検出温度［℃］
である。
【数1】
Ｌ'Ｘ１：熱膨張後の第１アーム部１１の長さ[ｍｍ]
Ｌ'Ｘ２：熱膨張後の第２アーム部１２の長さ[ｍｍ]
ＬＸ１：熱膨張前の基準温度での第１アーム部１１の長さ[ｍｍ]
ＬＸ２：熱膨張前の基準温度での第２アーム部１２の長さ[ｍｍ]
ａＡｌ：第１アーム部１１と第２アーム部１２との熱膨張係数［／１０６Ｋ］
ＴＬ１ ｒｏｏｔ：第１アーム部１１の根元部の基準温度［℃］
ＴＬ１ ｔｉｐ：第１アーム部１１の先端部の基準温度［℃］
ＴＵ１ ｒｏｏｔ：第２アーム部１２の根元部の基準温度［℃］
ＴＵ１ ｔｉｐ：第２アーム部１２の先端部の基準温度［℃］
ＴＬ２ ｒｏｏｔ：第１アーム部１１の根元部の温度センサ５０の検出温度［℃］
ＴＬ２ ｔｉｐ：第１アーム部１１の先端部の温度センサ５０の検出温度［℃］
ＴＵ２ ｒｏｏｔ：第２アーム部１２の根元部の温度センサ５０の検出温度［℃］
ＴＵ２ ｔｉｐ：第２アーム部１２の先端部の温度センサ５０の検出温度［℃］
である。
【0044】
ＴＬ１ ｒｏｏｔ、ＴＬ１ ｔｉｐ、ＴＵ１ ｒｏｏｔ、ＴＵ１ ｔｉｐは、予め決められている。ＴＬ２ ｒｏｏｔ、ＴＬ２ ｔｉｐ、ＴＵ２ ｒｏｏｔ、ＴＵ２ ｔｉｐは、基板Ｗの基板保持ハンド２０での位置ずれ補正時などの所定のタイミングで、温度センサ５０から取得される。
【0045】
次に、ギア４３１間のバックラッシの熱膨張に起因する影響について説明する。単位温度当たりの出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの中心点間の距離の変化量は、以下の式（３）により表される。
ここで、
Ｊｒ ＪＴ＊：単位温度当たりの各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの中心点間の距離の変化量［ｍｍ／Ｋ］
ＬＪＴ＊：熱膨張前の基準温度での各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの中心点間の距離［ｍｍ］
ａＡｌ：第１アーム部１１と第２アーム部１２との熱膨張係数［／１０６Ｋ］
ａＦｅ：出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの熱膨張係数［／１０６Ｋ］
である。
【数2】
Ｊｒ ＪＴ＊：単位温度当たりの各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの中心点間の距離の変化量［ｍｍ／Ｋ］
ＬＪＴ＊：熱膨張前の基準温度での各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの中心点間の距離［ｍｍ］
ａＡｌ：第１アーム部１１と第２アーム部１２との熱膨張係数［／１０６Ｋ］
ａＦｅ：出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの熱膨張係数［／１０６Ｋ］
である。
【0046】
また、単位温度当たりの出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの法線方向のバックラッシの変化量は、以下の式（４）により表される。
ここで、
Ｊｎ ＪＴ＊：単位温度当たりの各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの法線方向のバックラッシの変化量［ｍｍ／Ｋ］
Ｊｒ ＪＴ＊：単位温度当たりの各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの中心点間の距離の変化量［ｍｍ／Ｋ］
αＪＴ＊：各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの圧力角［ｄｅｇ］
である。
【数3】
Ｊｎ ＪＴ＊：単位温度当たりの各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの法線方向のバックラッシの変化量［ｍｍ／Ｋ］
Ｊｒ ＪＴ＊：単位温度当たりの各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの中心点間の距離の変化量［ｍｍ／Ｋ］
αＪＴ＊：各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの圧力角［ｄｅｇ］
である。
【0047】
また、単位温度当たりの出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの円周方向のバックラッシの変化量は、以下の式（５）により表される。
ここで、
Ｊｔ ＪＴ＊：単位温度当たりの各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの円周方向のバックラッシの変化量［ｍｍ／Ｋ］
Ｊｎ ＪＴ＊：単位温度当たりの各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの法線方向のバックラッシの変化量［ｍｍ／Ｋ］
αＪＴ＊：各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの圧力角［ｄｅｇ］
βＪＴ＊：各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとのねじれ角［ｄｅｇ］
である。
【数4】
Ｊｔ ＪＴ＊：単位温度当たりの各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの円周方向のバックラッシの変化量［ｍｍ／Ｋ］
Ｊｎ ＪＴ＊：単位温度当たりの各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの法線方向のバックラッシの変化量［ｍｍ／Ｋ］
αＪＴ＊：各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの圧力角［ｄｅｇ］
βＪＴ＊：各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとのねじれ角［ｄｅｇ］
である。
【0048】
また、単位温度当たりの出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとのバックラッシの角度変化量は、以下の式（６）により表される。
ここで、
Ｊθ ＪＴ＊：単位温度当たりの各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとのバックラッシの角度変化量［ｄｅｇ／Ｋ］
Ｊｔ ＪＴ＊：単位温度当たりの各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの円周方向のバックラッシの変化量［ｍｍ／Ｋ］
ｄＪＴ＊：各関節の出力ギア４３１ａのピッチ円直径［ｍｍ］
である。
【数5】
Ｊθ ＪＴ＊：単位温度当たりの各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとのバックラッシの角度変化量［ｄｅｇ／Ｋ］
Ｊｔ ＪＴ＊：単位温度当たりの各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの円周方向のバックラッシの変化量［ｍｍ／Ｋ］
ｄＪＴ＊：各関節の出力ギア４３１ａのピッチ円直径［ｍｍ］
である。
【0049】
また、熱膨張による出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの間のバックラッシの角度変化量は、以下の式（７）、（８）、（９）により表される。制御部３０は、以下の式（７）、（８）、（９）に基づいて、出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの間のバックラッシの熱膨張に起因する影響を補正可能である。すなわち、制御部３０は、回転のずれ量を表すθＢ
［ＪＴ＊，＊＊＊，ｐｏｒｔ］により、出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの間のバックラッシによる、ロボットアーム１０の回転のずれ量を補正可能である。
ここで、
θＢ ［ＪＴ＊，＊＊＊，ｐｏｒｔ］：熱膨張による各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの間のバックラッシの角度変化量［ｄｅｇ］
Ｊθ ＪＴ＊：単位温度当たりの各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとのバックラッシの角度変化量［ｄｅｇ／Ｋ］
Ｊｄ ［ＪＴ＊，＊＊＊，ｐｏｒｔ］：各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとのバックラッシの影響方向［１ｏｒ－１］
ＴＬ１ ｒｏｏｔ：第１アーム部１１の根元部の基準温度［℃］
ＴＬ１ ｔｉｐ：第１アーム部１１の先端部の基準温度［℃］
ＴＵ１ ｔｉｐ：第２アーム部１２の先端部の基準温度［℃］
ＴＬ２ ｒｏｏｔ：第１アーム部１１の根元部の温度センサ５０の検出温度［℃］
ＴＬ２ ｔｉｐ：第１アーム部１１の先端部の温度センサ５０の検出温度［℃］
ＴＵ２ ｔｉｐ：第２アーム部１２の先端部の温度センサ５０の検出温度［℃］
である。
【数6】
θＢ ［ＪＴ＊，＊＊＊，ｐｏｒｔ］：熱膨張による各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの間のバックラッシの角度変化量［ｄｅｇ］
Ｊθ ＪＴ＊：単位温度当たりの各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとのバックラッシの角度変化量［ｄｅｇ／Ｋ］
Ｊｄ ［ＪＴ＊，＊＊＊，ｐｏｒｔ］：各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとのバックラッシの影響方向［１ｏｒ－１］
ＴＬ１ ｒｏｏｔ：第１アーム部１１の根元部の基準温度［℃］
ＴＬ１ ｔｉｐ：第１アーム部１１の先端部の基準温度［℃］
ＴＵ１ ｔｉｐ：第２アーム部１２の先端部の基準温度［℃］
ＴＬ２ ｒｏｏｔ：第１アーム部１１の根元部の温度センサ５０の検出温度［℃］
ＴＬ２ ｔｉｐ：第１アーム部１１の先端部の温度センサ５０の検出温度［℃］
ＴＵ２ ｔｉｐ：第２アーム部１２の先端部の温度センサ５０の検出温度［℃］
である。
【0050】
なお、＊＊＊は、ｔｉｐ、ｒｏｏｔまたはｔｅａｃｈである。ｔｉｐは、ロボットアーム１０が、基板Ｗの基板保持ハンド２０での位置ずれ補正時の、１回目の検出時の姿勢の状態であることを表す。ｒｏｏｔは、ロボットアーム１０が、基板Ｗの基板保持ハンド２０での位置ずれ補正時の、２回目の検出時の姿勢の状態であることを表す。ｔｅａｃｈは、ロボットアーム１０が、教示位置である目標位置での姿勢の状態であることを表す。また、ｐｏｒｔは、処理室２０２などのロボットアーム１０のアクセス先を表す。すなわち、式（７）、（８）、（９）は、ロボットアーム１０が所定のアクセス先にアクセスする場合において、ｔｉｐ、ｒｏｏｔまたはｔｅａｃｈなどのロボットアーム１０の姿勢ごとに、バックラッシの角度変化量を求めることを意味している。
【0051】
また、Ｊｄ ［ＪＴ＊，＊＊＊，ｐｏｒｔ］は、バックラッシの影響方向を意味しており、１または－１の値をとり得る。Ｊｄ ［ＪＴ＊，＊＊＊，ｐｏｒｔ］は、たとえば、バックラッシの影響方向が時計回りの場合に１となり、反時計回りの場合に－１となる。Ｊｄ ［ＪＴ＊，＊＊＊，ｐｏｒｔ］は、ロボットアーム１０のアクセス先であるｐｏｒｔと、ｔｉｐ、ｒｏｏｔまたはｔｅａｃｈなどのロボットアーム１０の姿勢とに基づいて、決定される。
【0052】
次に、軸部４４の熱膨張に起因する影響について説明する。熱膨張による軸部４４のねじり剛性低下による角度変化量は、以下の式（１０）、（１１）、（１２）により表される。制御部３０は、以下の式（１０）、（１１）、（１２）に基づいて、軸部４４の熱膨張に起因する影響を補正可能である。すなわち、制御部３０は、回転のずれ量を表すθτ
［ＪＴ＊，＊＊＊，ｐｏｒｔ］により、軸部４４のねじり剛性の低下による、ロボットアーム１０の回転のずれ量を補正可能である。
ここで、
θτ ［ＪＴ＊，＊＊＊，ｐｏｒｔ］：熱膨張による各関節の軸部４４のねじり剛性低下による角度変化量［ｄｅｇ］
τ ［ＪＴ＊，＊＊＊，ｐｏｒｔ］：各関節の駆動機構４０の動作トルク［Ｎｍ］
ＧＪＴ＊：各関節の軸部４４の基準温度でのねじり剛性［Ｎｍ／ｄｅｇ］
ΔＧＪＴ＊：単位温度当たりの各関節の軸部４４のねじり剛性の変化量［Ｎｍ／（ｄｅｇ・Ｋ）］
ＴＬ１ ｒｏｏｔ：第１アーム部１１の根元部の基準温度［℃］
ＴＬ１ ｔｉｐ：第１アーム部１１の先端部の基準温度［℃］
ＴＵ１ ｔｉｐ：第２アーム部１２の先端部の基準温度［℃］
ＴＬ２ ｒｏｏｔ：第１アーム部１１の根元部の温度センサ５０の検出温度［℃］
ＴＬ２ ｔｉｐ：第１アーム部１１の先端部の温度センサ５０の検出温度［℃］
ＴＵ２ ｔｉｐ：第２アーム部１２の先端部の温度センサ５０の検出温度［℃］
である。
【数7】
θτ ［ＪＴ＊，＊＊＊，ｐｏｒｔ］：熱膨張による各関節の軸部４４のねじり剛性低下による角度変化量［ｄｅｇ］
τ ［ＪＴ＊，＊＊＊，ｐｏｒｔ］：各関節の駆動機構４０の動作トルク［Ｎｍ］
ＧＪＴ＊：各関節の軸部４４の基準温度でのねじり剛性［Ｎｍ／ｄｅｇ］
ΔＧＪＴ＊：単位温度当たりの各関節の軸部４４のねじり剛性の変化量［Ｎｍ／（ｄｅｇ・Ｋ）］
ＴＬ１ ｒｏｏｔ：第１アーム部１１の根元部の基準温度［℃］
ＴＬ１ ｔｉｐ：第１アーム部１１の先端部の基準温度［℃］
ＴＵ１ ｔｉｐ：第２アーム部１２の先端部の基準温度［℃］
ＴＬ２ ｒｏｏｔ：第１アーム部１１の根元部の温度センサ５０の検出温度［℃］
ＴＬ２ ｔｉｐ：第１アーム部１１の先端部の温度センサ５０の検出温度［℃］
ＴＵ２ ｔｉｐ：第２アーム部１２の先端部の温度センサ５０の検出温度［℃］
である。
【0053】
なお、＊＊＊およびｐｏｒｔは、上記説明した通りである。すなわち、式（１０）、（１１）、（１２）は、ロボットアーム１０が所定のアクセス先にアクセスする場合において、ｔｉｐ、ｒｏｏｔまたはｔｅａｃｈなどのロボットアーム１０の姿勢ごとに、ねじり剛性低下による角度変化量を求めることを意味している。
【0054】
また、ＧＪＴ＊はおよびΔＧＪＴ＊は、実験などにより求めることができる。たとえば、モータ４１の回転を固定した状態で、作業者がロボットアーム１０にトルクを加えて、ロボットアーム１０の回転角度を計測すると、トルクと回転角度との関係を取得可能であるため、軸部４４のねじり剛性を取得可能である。また、ロボットアーム１０の温度を変えながら、軸部４４のねじり剛性を取得すれば、温度とねじり剛性との関係を取得可能であるため、単位温度当たりの軸部４４のねじり剛性の変化量を取得可能である。
【0055】
また、熱膨張に起因する影響を含む各関節の最終角度は、以下の式（１３）により表される。
ここで、
θＬ ［ＪＴ＊，＊＊＊，ｐｏｒｔ］：熱膨張に起因する影響を含む各関節の最終角度［ｄｅｇ］
θ［ＪＴ＊，＊＊＊，ｐｏｒｔ］：熱膨張に起因する影響を含まない場合の各関節の角度［ｄｅｇ］
θＢ ［ＪＴ＊，＊＊＊，ｐｏｒｔ］：熱膨張による各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの間のバックラッシの角度変化量［ｄｅｇ］
θτ ［ＪＴ＊，＊＊＊，ｐｏｒｔ］：熱膨張による各関節の軸部４４のねじり剛性低下による角度変化量［ｄｅｇ］
である。
【数8】
θＬ ［ＪＴ＊，＊＊＊，ｐｏｒｔ］：熱膨張に起因する影響を含む各関節の最終角度［ｄｅｇ］
θ［ＪＴ＊，＊＊＊，ｐｏｒｔ］：熱膨張に起因する影響を含まない場合の各関節の角度［ｄｅｇ］
θＢ ［ＪＴ＊，＊＊＊，ｐｏｒｔ］：熱膨張による各関節の出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの間のバックラッシの角度変化量［ｄｅｇ］
θτ ［ＪＴ＊，＊＊＊，ｐｏｒｔ］：熱膨張による各関節の軸部４４のねじり剛性低下による角度変化量［ｄｅｇ］
である。
【0056】
また、熱膨張に起因する影響のＸ方向およびＹ方向の補正量は、以下の式（１４）、（１５）により表される。制御部３０は、式（１４）、（１５）に基づいて、ロボットアーム１０と、出力ギア４３１ａと入力ギア４３１ｂとの間のバックラッシおよび軸部４４の熱膨張に起因する影響を補正可能である。
ここで、
Ｘｏｆｆ ［ｐｏｒｔ］：熱膨張に起因する影響のＸ方向の補正量
Ｙｏｆｆ ［ｐｏｒｔ］：熱膨張に起因する影響のＹ方向の補正量
Ｘ：θ［ＪＴ１，＊＊＊，ｐｏｒｔ］、θ［ＪＴ２，＊＊＊，ｐｏｒｔ］、θ［ＪＴ３，＊＊＊，ｐｏｒｔ］、ＬＸ１、ＬＸ２、ＬＨ（基板保持ハンド２０の長さ）によるＸ方向の順変換座標
Ｘ'：θＬ［ＪＴ１，＊＊＊，ｐｏｒｔ］、θＬ［ＪＴ２，＊＊＊，ｐｏｒｔ］、θＬ［ＪＴ３，＊＊＊，ｐｏｒｔ］、Ｌ'Ｘ１、Ｌ'Ｘ２、ＬＨによるＸ方向の順変換座標
Ｙ：θ［ＪＴ１，＊＊＊，ｐｏｒｔ］、θ［ＪＴ２，＊＊＊，ｐｏｒｔ］、θ［ＪＴ３，＊＊＊，ｐｏｒｔ］、ＬＸ１、ＬＸ２、ＬＨによるＹ方向の順変換座標
Ｙ'：θＬ［ＪＴ１，＊＊＊，ｐｏｒｔ］、θＬ［ＪＴ２，＊＊＊，ｐｏｒｔ］、θＬ［ＪＴ３，＊＊＊，ｐｏｒｔ］、Ｌ'Ｘ１、Ｌ'Ｘ２、ＬＨによるＹ方向の順変換座標
である。
【数9】
Ｘｏｆｆ ［ｐｏｒｔ］：熱膨張に起因する影響のＸ方向の補正量
Ｙｏｆｆ ［ｐｏｒｔ］：熱膨張に起因する影響のＹ方向の補正量
Ｘ：θ［ＪＴ１，＊＊＊，ｐｏｒｔ］、θ［ＪＴ２，＊＊＊，ｐｏｒｔ］、θ［ＪＴ３，＊＊＊，ｐｏｒｔ］、ＬＸ１、ＬＸ２、ＬＨ（基板保持ハンド２０の長さ）によるＸ方向の順変換座標
Ｘ'：θＬ［ＪＴ１，＊＊＊，ｐｏｒｔ］、θＬ［ＪＴ２，＊＊＊，ｐｏｒｔ］、θＬ［ＪＴ３，＊＊＊，ｐｏｒｔ］、Ｌ'Ｘ１、Ｌ'Ｘ２、ＬＨによるＸ方向の順変換座標
Ｙ：θ［ＪＴ１，＊＊＊，ｐｏｒｔ］、θ［ＪＴ２，＊＊＊，ｐｏｒｔ］、θ［ＪＴ３，＊＊＊，ｐｏｒｔ］、ＬＸ１、ＬＸ２、ＬＨによるＹ方向の順変換座標
Ｙ'：θＬ［ＪＴ１，＊＊＊，ｐｏｒｔ］、θＬ［ＪＴ２，＊＊＊，ｐｏｒｔ］、θＬ［ＪＴ３，＊＊＊，ｐｏｒｔ］、Ｌ'Ｘ１、Ｌ'Ｘ２、ＬＨによるＹ方向の順変換座標
である。
【0057】
なお、Ｘｏｆｆ ［ｐｏｒｔ］およびＹｏｆｆ ［ｐｏｒｔ］のうち、ｔｉｐおよびｒｏｏｔで表される部分が、基板Ｗの基板保持ハンド２０での位置ずれの補正量に含まれる、熱膨張に起因する影響の補正量を表している。また、Ｘｏｆｆ ［ｐｏｒｔ］およびＹｏｆｆ ［ｐｏｒｔ］のうち、ｔｅａｃｈで表される部分が、目標位置での熱膨張に起因する影響の補正量を表している。このため、制御部３０は、Ｘｏｆｆ ［ｐｏｒｔ］およびＹｏｆｆ ［ｐｏｒｔ］に基づいて、目標位置での熱膨張に起因する影響と、基板Ｗの基板保持ハンド２０での位置ずれの補正量に含まれる熱膨張に起因する影響とを補正可能である。
【0058】
また、基板Ｗの基板保持ハンド２０での位置ずれの補正を行う必要がない場合には、Ｘｏｆｆ ［ｐｏｒｔ］およびＹｏｆｆ ［ｐｏｒｔ］のうち、ｔｉｐおよびｒｏｏｔで表される部分は求める必要がない。この場合、Ｘｏｆｆ ［ｐｏｒｔ］およびＹｏｆｆ ［ｐｏｒｔ］のうち、ｔｅａｃｈで表される部分のみを取得し、目標位置での熱膨張に起因する影響を補正すればよい。基板保持ハンド２０がパッシブハンド以外のハンドの場合など、基板Ｗの基板保持ハンド２０での位置ずれを考慮する必要がない場合には、このように補正すればよい。
【0059】
図７を参照して、本実施形態のロボット１００による熱膨張の影響の補正処理をフローチャートに基づいて説明する。
【0060】
ステップＳ１０１において、温度センサ５０によりロボットアーム１０の温度が検出され、温度センサ５０の検出結果が制御部３０により取得される。そして、ステップＳ１０２において、温度センサ５０の検出結果に基づいて、制御部３０により、熱膨張の影響の補正量が取得される。すなわち、上記式（１）～（１５）に基づいて、制御部３０により、Ｘｏｆｆ ［ｐｏｒｔ］およびＹｏｆｆ ［ｐｏｒｔ］が取得される。そして、ステップＳ１０３において、熱膨張の影響の補正量に基づいて、制御部３０により、熱膨張の影響が補正される。すなわち、Ｘｏｆｆ ［ｐｏｒｔ］およびＹｏｆｆ ［ｐｏｒｔ］が、基板Ｗの基板保持ハンド２０での位置ずれが補正された目標位置に加えられることにより、制御部３０により、熱膨張の影響が補正される。
【0061】
［本実施形態の効果］
本実施形態では、上記のように、ロボット１００は、ロボットアーム１０と、ギア４３１と、軸部４４とを含み、ロボットアーム１０を駆動する駆動機構４０と、ロボットアーム１０の温度を検出する温度センサ５０と、温度センサ５０の検出結果に基づいて、ロボットアーム１０と、ギア４３１および軸部４４との、熱膨張に起因する影響を補正する制御部３０と、を備える。
本実施形態では、上記のように、ロボット１００は、ロボットアーム１０と、ギア４３１と、軸部４４とを含み、ロボットアーム１０を駆動する駆動機構４０と、ロボットアーム１０の温度を検出する温度センサ５０と、温度センサ５０の検出結果に基づいて、ロボットアーム１０と、ギア４３１および軸部４４との、熱膨張に起因する影響を補正する制御部３０と、を備える。
【0062】
また、本実施形態では、上記のように、ロボット１００の制御方法は、ギア４３１と軸部４４とを含む駆動機構４０によりロボットアーム１０を駆動することと、温度センサ５０によりロボットアーム１０の温度を検出することと、温度センサ５０の検出結果に基づいて、ロボットアーム１０と、ギア４３１および軸部４４との、熱膨張に起因する影響を補正することと、を備える。
【0063】
これにより、ロボットアーム１０の熱膨張に起因する影響だけでなく、ギア４３１および軸部４４の熱膨張に起因する影響も補正することができる。その結果、単にロボットアーム１０の熱膨張に起因する影響を補正するだけの場合に比べて、温度変化に対して安定した位置決め精度を確保することができる。
【0064】
また、本実施形態では、上記のように、制御部３０は、熱膨張に起因するギア４３１間のバックラッシの変化、および、熱膨張に起因する軸部４４のねじり剛性の低下による、ロボットアーム１０の回転のずれ量を補正する。これにより、熱膨張に起因するギア４３１間のバックラッシの変化、および、熱膨張に起因する軸部４４のねじり剛性の低下により、ロボットアーム１０の回転のずれ量が発生した場合にも、ロボットアーム１０の回転のずれ量を補正することにより、温度変化に対して安定した位置決め精度を容易に確保することができる。
【0065】
また、本実施形態では、上記のように、制御部３０は、温度センサ５０の検出結果と、ロボットアーム１０とギア４３１との熱膨張係数とに基づいて、ギア４３１間のバックラッシの熱膨張に起因する影響を補正する。これにより、ロボットアーム１０とギア４３１との熱膨張の程度が異なることにより、ギア４３１間のバックラッシが変化する場合にも、ギア４３１間のバックラッシの熱膨張に起因する影響を容易に補正することができる。
【0066】
また、本実施形態では、上記のように、ロボットアーム１０とギア４３１とは、互いに異なる熱膨張係数の材料により形成されている。制御部３０は、温度センサ５０の検出結果と、ロボットアーム１０とギア４３１との熱膨張係数の差とに基づいて、ギア４３１間のバックラッシの熱膨張に起因する影響を補正する。これにより、ロボットアーム１０とギア４３１との熱膨張係数の差に起因して、ロボットアーム１０とギア４３１との熱膨張の程度が異なりやすいことにより、ギア４３１間のバックラッシが変化しやすい場合に、ギア４３１間のバックラッシの熱膨張に起因する影響を容易に補正することができる。
【0067】
また、本実施形態では、上記のように、ギア４３１は、出力ギア４３１ａと、複数の入力ギア４３１ｂ、４３１ｃとを有する。制御部３０は、出力ギア４３１ａと、複数の入力ギア４３１ｂ、４３１ｃのうちの最も出力ギア４３１ａ側の入力ギア４３１ｂとの間のバックラッシの熱膨張に起因する影響を補正する。これにより、バックラッシの変化量が大きい、出力ギア４３１ａと最も出力ギア４３１ａ側の入力ギア４３１ｂとの間のバックラッシの熱膨張に起因する影響を補正することができるので、バックラッシの熱膨張に起因する影響を効果的に補正することができる。
【0068】
また、本実施形態では、上記のように、制御部３０は、温度センサ５０の検出結果と、駆動機構４０の動作トルクとに基づいて、熱膨張に起因する軸部４４のねじり剛性の低下の影響を補正する。これにより、温度による軸部４４のねじり剛性の低下と、駆動機構４０の動作トルクによる軸部４４の変形とを考慮して、熱膨張に起因する軸部４４のねじり剛性の低下の影響を容易に補正することができる。
【0069】
また、本実施形態では、上記のように、ロボット１００は、ロボットアーム１０の先端に配置される基板保持ハンド２０を備える。これにより、比較的高い位置決め精度が要求される、基板保持ハンド２０により基板を搬送するロボット１００において、温度変化に対して安定した位置決め精度を確保することができる。
【0070】
また、本実施形態では、上記のように、ロボット１００は、クリーンルーム２００に配置されている。これにより、繰り返しの動作を多く行う場合がある、クリーンルーム２００に配置されたロボット１００において、温度変化に対して安定した位置決め精度を確保することができる。すなわち、温度変化に対して安定した繰り返し精度を確保することができる。
【0071】
また、本実施形態では、上記のように、ロボット１００は、真空環境下に配置されている。これにより、放熱が発生しにくく、温度上昇が発生しやすい真空環境下で使用されるロボット１００において、熱膨張に起因する影響を補正することができるので、温度変化に対して安定した位置決め精度を効果的に確保することができる。
【0072】
また、本実施形態では、上記のように、軸部４４は、回動軸４４１と、回動軸４４１が挿入される軸受け４４２とを含む。これにより、回動軸４４１と軸受け４４２とを含む軸部４４の熱膨張に起因する影響を補正することができる。
【0073】
［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【0074】
たとえば、上記実施形態では、ロボットアームが水平多関節ロボットアームである例を示したが、本開示はこれに限られない。ロボットアームが垂直多関節ロボットアームであってもよい。
【0075】
また、上記実施形態では、ロボットアームの先端に基板保持ハンドが１つ配置される例を示したが、本開示はこれに限られない。ロボットアームの先端に基板保持ハンドが２つ以上配置されてもよい。また、ロボットアームの先端に基板保持ハンド以外のハンドが配置されてもよい。
【0076】
また、上記実施形態では、基板保持ハンドがパッシブハンドである例を示したが、本開示はこれに限られない。基板保持ハンドがパッシブハンド以外のハンドであってもよい。
【0077】
また、上記実施形態では、ロボットがクリーンルームに配置される例を示したが、本開示はこれに限られない。ロボットがクリーンルーム以外に配置されてもよい。
【0078】
また、上記実施形態では、ロボットが真空環境下に配置される真空ロボットである例を示したが、本開示はこれに限られない。ロボットが大気環境下に配置される大気ロボットであってもよい。
【0079】
また、上記実施形態では、制御部が、温度センサの検出結果に基づいて、ロボットアームと、ギアおよび軸部との、熱膨張に起因する影響を補正する例を示したが、本開示はこれに限られない。制御部が、温度センサの検出結果に基づいて、ロボットアームと、ギアおよび軸部の少なくとも一方との、熱膨張に起因する影響を補正してもよい。
【0080】
また、上記実施形態では、動力伝達部が、ギアを含むギア動力伝達部である例を示したが、本開示はこれに限られない。動力伝達部が、プーリと、プーリに巻き掛けられたベルトとを含むベルトプーリ動力伝達部であってもよい。この場合にも、ベルト自体が熱膨張して伸びたり、ロボットアームの熱膨張に起因してプーリ間の距離が広がることによりベルトが伸びたりするため、熱膨張に起因する影響を補正する必要がある。制御部は、たとえば、温度センサの検出結果と、ロボットアーム、ベルトおよびプーリの熱膨張係数に基づいて、ベルトプーリ動力伝達部の熱膨張に起因する影響を補正可能である。
【0081】
また、上記実施形態では、温度センサが、ロボットアームの内表面に配置された熱電対である例を示したが、本開示はこれに限られない。温度センサが、ロボットアームの内表面以外に配置されていてもよいし、熱電対以外であってもよい。たとえば、温度センサが、駆動機構のモータのエンコーダに設けられた温度センサであってもよい。
【0082】
また、上記実施形態では、ロボットアームとギアとが、互いに異なる熱膨張係数の材料により形成されており、制御部が、温度センサの検出結果と、ロボットアームとギアとの熱膨張係数の差とに基づいて、ギア間のバックラッシの熱膨張に起因する影響を補正する例を示したが、本開示はこれに限られない。ロボットアームとギアとが、互いに同じ熱膨張係数の材料により形成されていてもよい。この場合にも、ロボットアームとギアとで熱分布が異なる場合には、ロボットアームとギアとで熱膨張量が異なるため、上記実施形態で説明した角度誤差が発生するおそれがある。この場合、ロボットアームとギアとの温度を各々検出し、ロボットアームの温度検出結果と、ギアの温度検出結果と、ロボットアームの熱膨張係数と、ギアの熱膨張係数とに基づいて、ギア間のバックラッシの熱膨張に起因する影響を補正可能である。
【0083】
また、上記実施形態では、ロボットアームがアルミニウムにより形成され、ギアが鉄により形成される例を示したが、本開示はこれに限られない。ロボットアームとギアはどのような材料で形成されてもよい。
【0084】
また、上記実施形態では、ギアが、出力ギアと、複数の入力ギアとを有する例を示したが、本開示はこれに限られない。ギアが、出力ギアと、１つの入力ギアとを有していてもよい。
【0085】
また、上記実施形態では、制御部が、出力ギアと、複数の入力ギアのうちの最も出力ギア側の入力ギアとの間のバックラッシの熱膨張に起因する影響を補正する例を示したが、本開示はこれに限られない。制御部が、出力ギアと入力ギアとの間のバックラッシだけでなく、入力ギア間のバックラッシの熱膨張に起因する影響を補正してもよい。
【0086】
本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、従来の回路、および／または、それらの組み合わせ、を含む回路または処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路または回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット、または手段は、列挙された機能を実行するハードウェアであるか、または、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラムまたは構成されているその他の既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、またはユニットはハードウェアとソフトウェアの組み合わせであり、ソフトウェアはハードウェアおよび／またはプロセッサの構成に使用される。
【符号の説明】
【0087】
１０ ロボットアーム
２０ 基板保持ハンド
３０ 制御部
４０ 駆動機構
４３ 動力伝達部
４４ 軸部
５０ 温度センサ
１００ ロボット
２００ クリーンルーム
４３１ ギア
４３１ａ 出力ギア
４３１ｂ、４３１ｃ 入力ギア
４４１ 回動軸
４４２ 軸受け
２０ 基板保持ハンド
３０ 制御部
４０ 駆動機構
４３ 動力伝達部
４４ 軸部
５０ 温度センサ
１００ ロボット
２００ クリーンルーム
４３１ ギア
４３１ａ 出力ギア
４３１ｂ、４３１ｃ 入力ギア
４４１ 回動軸
４４２ 軸受け
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】