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(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】P2024154985
(43)【公開日】2024-10-31
(54)【発明の名称】ロボットの自動教示方法及びロボット制御装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/677 20060101AFI20241024BHJP
B25J 9/22 20060101ALI20241024BHJP
B25J 9/10 20060101ALI20241024BHJP
G05B 19/42 20060101ALI20241024BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 A
B25J9/22 A
B25J9/10
G05B19/42 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023069268
(22)【出願日】2023-04-20
(71)【出願人】
【識別番号】000002233
【氏名又は名称】ニデックインスツルメンツ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100123788
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 昭夫
(74)【代理人】
【識別番号】100127454
【弁理士】
【氏名又は名称】緒方 雅昭
(72)【発明者】
【氏名】猪股 徹也
【テーマコード（参考）】
3C269
3C707
5F131
【Ｆターム（参考）】
3C269AB33
3C269BB03
3C269CC09
3C269EF02
3C269MN09
3C269MN14
3C269MN16
3C707AS24
3C707BS15
3C707JS02
3C707KS03
3C707KV12
3C707LT17
3C707MT04
3C707MT06
3C707NS13
5F131AA02
5F131CA09
5F131CA18
5F131DB02
5F131DB52
5F131DB58
5F131DB62
5F131DB72
5F131DB76
5F131DB82
5F131KA12
5F131KA47
5F131KA52
5F131KA72
5F131KB05
5F131KB32
5F131KB55
5F131KB58
(57)【要約】
【課題】教示用治具を用いてロボットに対してステージ位置の自動教示を行うときに、教示結果に含まれる誤差を低減する。
【解決手段】ハンド１４に設けられたスルービームセンサ２５を用いて教示用治具４０の円柱部４２を非接触で検出し、教示用治具４０の治具中心Ｏの座標である第１の座標を算出してステージ位置Ｃの座標とする。次いで、教示用治具４０をハンド１４によって取り上げてハンド１４における既定の位置に積載し、ハンド１４を作業領域に引き戻してから第１の座標に移動させ、ハンド１４からステージ５１に教示用治具４０を降ろす。その後、ステージ５１に降ろされた教示用治具４０の治具中心Ｏの座標である第２の座標をスルービームセンサ２５を用いて求め、第１の座標と第２の座標の差を自動教示における誤差として検出して、誤差の補償を行う。
【選択図】図３
【解決手段】ハンド１４に設けられたスルービームセンサ２５を用いて教示用治具４０の円柱部４２を非接触で検出し、教示用治具４０の治具中心Ｏの座標である第１の座標を算出してステージ位置Ｃの座標とする。次いで、教示用治具４０をハンド１４によって取り上げてハンド１４における既定の位置に積載し、ハンド１４を作業領域に引き戻してから第１の座標に移動させ、ハンド１４からステージ５１に教示用治具４０を降ろす。その後、ステージ５１に降ろされた教示用治具４０の治具中心Ｏの座標である第２の座標をスルービームセンサ２５を用いて求め、第１の座標と第２の座標の差を自動教示における誤差として検出して、誤差の補償を行う。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１ハンドを備えて作業領域の内部に配置される水平多関節型のロボットに対し、前記作業領域に接続されたステージのステージ位置を自動的に教示する自動教示方法であって、
直立する円柱部を有する教示用治具を前記ステージ位置に配置する工程と、
前記第１ハンドを前記円柱部に接近させ、前記第１ハンドに設けられたセンサによって前記円柱部を非接触で検出し、検出結果に基づいて、水平面内に定義されたロボット座標系における前記教示用治具の位置の座標である第１の座標を算出し、前記第１の座標を自動教示によって求められる前記ステージ位置の座標とする自動教示工程と、
前記自動教示工程ののち、前記教示用治具を前記第１ハンドによって取り上げて前記第１ハンドにおける既定の位置に積載し、前記第１ハンドを作業領域に引き戻してから前記第１の座標に前記第１ハンドが移動するように制御し、前記第１ハンドから前記ステージに前記教示用治具を降ろす第１の取り置き工程と、
前記第１の取り置き工程によって前記ステージに降ろされた前記教示用治具の前記円柱部に対して前記第１ハンドを接近させ、前記センサによって前記円柱部を非接触で検出して前記ロボット座標系における前記教示用治具の位置の座標である第２の座標を算出する第１の誤差検出工程と、
前記第１ハンドに関して自動教示工程において得られた前記ステージ位置の座標から、前記第１の座標と前記第２の座標との差を減算して、前記第１ハンドに関して前記自動教示による前記ステージ位置の座標における誤差を補償する第１の補償工程と、
を有する自動教示方法。
直立する円柱部を有する教示用治具を前記ステージ位置に配置する工程と、
前記第１ハンドを前記円柱部に接近させ、前記第１ハンドに設けられたセンサによって前記円柱部を非接触で検出し、検出結果に基づいて、水平面内に定義されたロボット座標系における前記教示用治具の位置の座標である第１の座標を算出し、前記第１の座標を自動教示によって求められる前記ステージ位置の座標とする自動教示工程と、
前記自動教示工程ののち、前記教示用治具を前記第１ハンドによって取り上げて前記第１ハンドにおける既定の位置に積載し、前記第１ハンドを作業領域に引き戻してから前記第１の座標に前記第１ハンドが移動するように制御し、前記第１ハンドから前記ステージに前記教示用治具を降ろす第１の取り置き工程と、
前記第１の取り置き工程によって前記ステージに降ろされた前記教示用治具の前記円柱部に対して前記第１ハンドを接近させ、前記センサによって前記円柱部を非接触で検出して前記ロボット座標系における前記教示用治具の位置の座標である第２の座標を算出する第１の誤差検出工程と、
前記第１ハンドに関して自動教示工程において得られた前記ステージ位置の座標から、前記第１の座標と前記第２の座標との差を減算して、前記第１ハンドに関して前記自動教示による前記ステージ位置の座標における誤差を補償する第１の補償工程と、
を有する自動教示方法。
【請求項2】
前記ロボットはさらに第２ハンドを備え、
前記第１ハンドに関して前記第１の補償工程において誤差が補償された前記ステージ位置の座標を、前記第２ハンドに関する前記ステージ位置の座標に変換する変換工程と、
前記ステージ位置に配置されている前記教示用治具を前記第２ハンドによって取り上げて前記第２ハンドにおける既定の位置に搭載し、その後、前記変換工程で変換された前記ステージ位置の座標に前記第２ハンドを移動させて前記第２ハンドから前記ステージに前記教示用治具を降ろす第２の取り置き工程と、
前記第２の取り置き工程によって前記ステージに降ろされた前記教示用治具の前記円柱部に対して前記第１ハンドを接近させ、前記センサによって前記円柱部を非接触で検出して前記ロボット座標系における前記教示用治具の位置の座標である第３の座標を算出する第２の誤差検出工程と、
前記変換工程で変換された前記ステージ位置の座標から、前記変換工程で変換された前記ステージ位置の座標と前記第３の座標との差を減算し、前記第２ハンドに関して前記変換工程で変換された前記ステージ位置の座標における誤差を補償する第２の補償工程と、
をさらに有する請求項１に記載の自動教示方法。
前記第１ハンドに関して前記第１の補償工程において誤差が補償された前記ステージ位置の座標を、前記第２ハンドに関する前記ステージ位置の座標に変換する変換工程と、
前記ステージ位置に配置されている前記教示用治具を前記第２ハンドによって取り上げて前記第２ハンドにおける既定の位置に搭載し、その後、前記変換工程で変換された前記ステージ位置の座標に前記第２ハンドを移動させて前記第２ハンドから前記ステージに前記教示用治具を降ろす第２の取り置き工程と、
前記第２の取り置き工程によって前記ステージに降ろされた前記教示用治具の前記円柱部に対して前記第１ハンドを接近させ、前記センサによって前記円柱部を非接触で検出して前記ロボット座標系における前記教示用治具の位置の座標である第３の座標を算出する第２の誤差検出工程と、
前記変換工程で変換された前記ステージ位置の座標から、前記変換工程で変換された前記ステージ位置の座標と前記第３の座標との差を減算し、前記第２ハンドに関して前記変換工程で変換された前記ステージ位置の座標における誤差を補償する第２の補償工程と、
をさらに有する請求項１に記載の自動教示方法。
【請求項3】
前記ロボットは円板状のワークを搬送するロボットであり、
前記教示用治具は、前記ワークの外周形状と一致する円板部をさらに備え、前記円板部と前記円柱部とが同軸となるように前記円板部の一方の表面から前記円柱部が直立し、前記円板部と前記円柱部の共通中心軸の位置を前記教示用治具の位置とする、請求項１または２に記載の自動教示方法。
前記教示用治具は、前記ワークの外周形状と一致する円板部をさらに備え、前記円板部と前記円柱部とが同軸となるように前記円板部の一方の表面から前記円柱部が直立し、前記円板部と前記円柱部の共通中心軸の位置を前記教示用治具の位置とする、請求項１または２に記載の自動教示方法。
【請求項4】
前記センサはスルービームセンサであり、前記円柱部を非接触で検出するときに、異なる３以上の方向から前記第１ハンドを前記円柱部に接近させる、請求項１または２に記載の自動教示方法。
【請求項5】
第１ハンドを備えて作業領域の内部に配置される水平多関節型のロボットを制御し、前記作業領域に接続されたステージのステージ位置をロボットに対して自動的に教示するロボット制御装置であって、
円柱部を有して前記ステージ位置に配置されている教示用治具の前記円柱部に前記第１ハンドを接近させ、前記第１ハンドに設けられたセンサによって前記円柱部を非接触で検出し、検出結果に基づいて、水平面内に定義されたロボット座標系における前記教示用治具の位置の座標である第１の座標を算出し、前記第１の座標を自動教示によって求められる前記ステージ位置の座標とする自動教示処理と、
前記自動教示処理の実行のち、前記教示用治具を前記第１ハンドによって取り上げて前記第１ハンドにおける既定の位置に積載し、前記第１ハンドを作業領域に引き戻してから前記第１の座標に前記第１ハンドが移動するように制御し、前記第１ハンドから前記ステージに前記教示用治具を降ろす第１の取り置き処理と、
前記第１の取り置き処理によって前記ステージに降ろされた前記教示用治具の前記円柱部に対して前記第１ハンドを接近させ、前記センサによって前記円柱部を非接触で検出して前記ロボット座標系における前記教示用治具の位置の座標である第２の座標を算出する第１の誤差検出処理と、
前記第１ハンドに関して自動教示処理において得られた前記ステージ位置の座標から、前記第１の座標と前記第２の座標との差を減算して、前記第１ハンドに関して前記自動教示による前記ステージ位置の座標における誤差を補償する第１の補償処理と、
を実行するロボット制御装置。
円柱部を有して前記ステージ位置に配置されている教示用治具の前記円柱部に前記第１ハンドを接近させ、前記第１ハンドに設けられたセンサによって前記円柱部を非接触で検出し、検出結果に基づいて、水平面内に定義されたロボット座標系における前記教示用治具の位置の座標である第１の座標を算出し、前記第１の座標を自動教示によって求められる前記ステージ位置の座標とする自動教示処理と、
前記自動教示処理の実行のち、前記教示用治具を前記第１ハンドによって取り上げて前記第１ハンドにおける既定の位置に積載し、前記第１ハンドを作業領域に引き戻してから前記第１の座標に前記第１ハンドが移動するように制御し、前記第１ハンドから前記ステージに前記教示用治具を降ろす第１の取り置き処理と、
前記第１の取り置き処理によって前記ステージに降ろされた前記教示用治具の前記円柱部に対して前記第１ハンドを接近させ、前記センサによって前記円柱部を非接触で検出して前記ロボット座標系における前記教示用治具の位置の座標である第２の座標を算出する第１の誤差検出処理と、
前記第１ハンドに関して自動教示処理において得られた前記ステージ位置の座標から、前記第１の座標と前記第２の座標との差を減算して、前記第１ハンドに関して前記自動教示による前記ステージ位置の座標における誤差を補償する第１の補償処理と、
を実行するロボット制御装置。
【請求項6】
前記第１ハンドに関して前記第１の補償処理において誤差が補償された前記ステージ位置の座標を、前記ロボットに備えられている第２ハンドに関する前記ステージ位置の座標に変換する変換処理と、
前記ステージ位置に配置されている前記教示用治具を前記第２ハンドによって取り上げて前記第２ハンドにおける既定の位置に搭載し、その後、前記変換処理で変換された前記ステージ位置の座標に前記第２ハンドを移動させて前記第２ハンドから前記ステージに前記教示用治具を降ろす第２の取り置き処理と、
前記第２の取り置き処理によって前記ステージに降ろされた前記教示用治具の前記円柱部に対して前記第１ハンドを接近させ、前記センサによって前記円柱部を非接触で検出して前記ロボット座標系における前記教示用治具の位置の座標である第３の座標を算出する第２の誤差検出処理と、
前記変換処理で変換された前記ステージ位置の座標から、前記変換処理で変換された前記ステージ位置の座標と前記第３の座標との差を減算し、前記第２ハンドに関して前記変換処理で変換された前記ステージ位置の座標における誤差を補償する第２の補償処理と、
をさらに実行する請求項５に記載のロボット制御装置。
前記ステージ位置に配置されている前記教示用治具を前記第２ハンドによって取り上げて前記第２ハンドにおける既定の位置に搭載し、その後、前記変換処理で変換された前記ステージ位置の座標に前記第２ハンドを移動させて前記第２ハンドから前記ステージに前記教示用治具を降ろす第２の取り置き処理と、
前記第２の取り置き処理によって前記ステージに降ろされた前記教示用治具の前記円柱部に対して前記第１ハンドを接近させ、前記センサによって前記円柱部を非接触で検出して前記ロボット座標系における前記教示用治具の位置の座標である第３の座標を算出する第２の誤差検出処理と、
前記変換処理で変換された前記ステージ位置の座標から、前記変換処理で変換された前記ステージ位置の座標と前記第３の座標との差を減算し、前記第２ハンドに関して前記変換処理で変換された前記ステージ位置の座標における誤差を補償する第２の補償処理と、
をさらに実行する請求項５に記載のロボット制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ロボットの自動教示方法と、そのような自動教示方法を実行するロボット制御装置とに関する。
【背景技術】
【0002】
半導体装置の製造工程においては、ワークである半導体ウエハをステージ間で搬送する搬送用のロボットが使用される。以下の説明において、ロボットによるワークの取り出し（すなわちロード）と荷降ろし（すなわちアンロード）の対象となるものをステージと総称する。半導体製造工程においてウエハの格納に用いられるカセットや、ウエハに対して何らかの処理を行うワーク処理装置は、それぞれステージである。ステージには、ロボットによって搬送されるときにワークが配置されるべき領域（ワーク配置領域と呼ぶ）が厳密に定められており、ワーク配置領域の位置のことをステージ位置と呼ぶ。ロボットを用いてステージ間でワークを搬送するためには、ステージごとにロボットの座標系におけるステージ位置の座標をロボットに教示（ティーチング）する必要がある。ステージ位置の座標は、例えば、ワーク配置領域の中心の座標である。水平多関節ロボットにより半導体ウエハなどの板状のワークを搬送する場合であれば、ワークはその水平姿勢を保ったまま搬送され、ステージ内でワークのロードやアンロードのためにワークはわずかに垂直方向に動かされるので、水平面内におけるステージ位置を正確に教示すればよい。
【0003】
ステージ位置の教示を自動的に行うために、円柱形状の教示用の治具をステージ内に配置し、ロボット先端のハンド（エンドエフェクタともいう）を異なる方向で動かしながらハンドに取り付けられたセンサによってこの治具を非接触で検出することによって、ステージ位置の座標を決定すること提案されている。ハンドに取り付けられるセンサとして、発光部と受光部とを備え、治具によって光路が遮られたことを検出するスルービームセンサが広く使用されている。この方法によって治具の位置を決定するためには、スルービームセンサの光軸が正しく調整されている必要がある。特許文献１は、スルービームセンサを用いて治具を検出するときに、多数回の検出動作を行って回帰分析を行なったり、あるいは、最小二乗近似と数値探索とを実行したりして検出精度を向上させることを開示している。特許文献２は、スルービームセンサの光軸のキャリブレーションを行うために、ロボットを用いて教示用の治具を所定の位置に載置させ、続いて治具をスルービームセンサで検出して冶具の位置を推定し、治具を載置した教示位置と推定値との差を求めることを開示している。
【0004】
ステージ位置の教示を行う前はロボットにはステージ位置の正確な座標が設定されていないから、自動教示の際にロボットと周囲の物体との衝突が起こる恐れがある。そのような衝突を防ぐために特許文献３は、一般的にはワーク処理装置の内部に配置される教示用の治具のほかにワーク処理装置の外部に補助用の治具を設け、補助用の治具の位置に基づいて大まかな自動教示を行い、その後、教示用の治具を用いて正確に自動教示を行うことを開示している。特許文献４は、ハンドにツールを把持させて処理を行う形態のロボットにおいて、処理対象に対して処理を行う際に使用される機器の位置を測定する第１の位置測定センサをハンドに把持させた状態で、所定の位置に固定された位置基準器具の位置を第１の位置測定センサにより測定することによって、第１の位置測定センサの把持位置のずれを検出することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特表２０２２－５２００５２号公報
【特許文献2】特開２００５－１１８９５１号公報
【特許文献3】国際公開第２００７／０１０２７５号
【特許文献4】国際公開第２０１７／０４２９７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ハンドに設けられたスルービームセンサを用いて円柱状の治具を非接触に検出することによってステージ位置の座標値を求める場合においては、センサの検知誤差やロボットの絶対位置誤差などに起因する計算誤差のために、算出されるステージ位置の座標値には誤差が含まれることがある。ロボットの絶対位置誤差には、ハンドの組付けに関する誤差や各アームにおける角度伝達誤差なども含まれる。この誤差があるとロボットは実際のステージ位置とは異なる位置に移動することになる。誤差が大きい場合には、搬送ミスが発生して装置の稼働率が低下したり、最悪の場合には衝突が発生してワークであるウエハやワーク処理装置、ロボットのアームの破損が起こるおそれがある。
【0007】
本発明の目的は、ステージ位置を正確に教示できる自動教示方法と、そのような自動教示方法を実行するロボット制御装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様によれば、第１ハンドを備えて作業領域の内部に配置される水平多関節型のロボットに対し、前記作業領域に接続されたステージのステージ位置を自動的に教示する自動教示方法は、
直立する円柱部を有する教示用治具を前記ステージ位置に配置する工程と、
前記第１ハンドを前記円柱部に接近させ、前記第１ハンドに設けられたセンサによって前記円柱部を非接触で検出し、検出結果に基づいて、水平面内に定義されたロボット座標系における前記教示用治具の位置の座標である第１の座標を算出し、前記第１の座標を自動教示によって求められる前記ステージ位置の座標とする自動教示工程と、
前記自動教示工程ののち、前記教示用治具前記第１ハンドによって取り上げて前記第１ハンドにおける既定の位置に積載し、前記第１ハンドを作業領域に引き戻してから前記第１の座標に前記第１ハンドが移動するように制御し、前記第１ハンドから前記ステージに前記教示用治具を降ろす第１の取り置き工程と、
前記第１の取り置き工程によって前記ステージに降ろされた前記教示用治具の前記円柱部に対して前記第１ハンドを接近させ、前記センサによって前記円柱部を非接触で検出して前記ロボット座標系における前記教示用治具の位置の座標である第２の座標を算出する第１の誤差検出工程と、
前記第１ハンドに関して自動教示工程において得られた前記ステージ位置の座標から、前記第１の座標と前記第２の座標との差を減算して、前記第１ハンドに関して前記自動教示による前記ステージ位置の座標における誤差を補償する第１の補償工程と、
を有する。
直立する円柱部を有する教示用治具を前記ステージ位置に配置する工程と、
前記第１ハンドを前記円柱部に接近させ、前記第１ハンドに設けられたセンサによって前記円柱部を非接触で検出し、検出結果に基づいて、水平面内に定義されたロボット座標系における前記教示用治具の位置の座標である第１の座標を算出し、前記第１の座標を自動教示によって求められる前記ステージ位置の座標とする自動教示工程と、
前記自動教示工程ののち、前記教示用治具前記第１ハンドによって取り上げて前記第１ハンドにおける既定の位置に積載し、前記第１ハンドを作業領域に引き戻してから前記第１の座標に前記第１ハンドが移動するように制御し、前記第１ハンドから前記ステージに前記教示用治具を降ろす第１の取り置き工程と、
前記第１の取り置き工程によって前記ステージに降ろされた前記教示用治具の前記円柱部に対して前記第１ハンドを接近させ、前記センサによって前記円柱部を非接触で検出して前記ロボット座標系における前記教示用治具の位置の座標である第２の座標を算出する第１の誤差検出工程と、
前記第１ハンドに関して自動教示工程において得られた前記ステージ位置の座標から、前記第１の座標と前記第２の座標との差を減算して、前記第１ハンドに関して前記自動教示による前記ステージ位置の座標における誤差を補償する第１の補償工程と、
を有する。
【0009】
一態様の自動教示方法では、教示用治具を用いる一般的な自動教示工程を実施して自動教示によるステージ位置の座標を求めたのち、自動教示により得られた座標を利用して教示用治具を実際に取り上げてハンドに載置し、その後、ハンドからステージに教示用治具を降ろす第１の取り置き工程を実施する。教示用治具は、自動教示での誤差のために当初の位置からずれた位置にハンドから降ろされるので、再度、教示用治具の位置を決定すれば、自動教示での誤差量を知ることができる。したがってこの自動教示方法では、ステージ位置をより正確に教示できるようになる。
【0010】
ロボットがさらに第２ハンドを備えるいわゆるダブルハンドロボットである場合には、一態様の自動教示方法では、
前記第１ハンドに関して前記第１の補償工程において誤差が補償された前記ステージ位置の座標を、前記第２ハンドに関する前記ステージ位置の座標に変換する変換工程と、
前記ステージ位置に配置されている前記教示用治具を前記第２ハンドによって取り上げて前記第２ハンドにおける既定の位置に搭載し、その後、前記変換工程で変換された前記ステージ位置の座標に前記第２ハンドを移動させて前記第２ハンドから前記ステージに前記教示用治具を降ろす第２の取り置き工程と、
前記第２の取り置き工程によって前記ステージに降ろされた前記教示用治具の前記円柱部に対して前記第１ハンドを接近させ、前記センサによって前記円柱部を非接触で検出して前記ロボット座標系における前記教示用治具の位置の座標である第３の座標を算出する第２の誤差検出工程と、
前記変換工程で変換された前記ステージ位置の座標から、前記変換工程で変換された前記ステージ位置の座標と前記第３の座標との差を減算し、前記第２ハンドに関して前記変換工程で変換された前記ステージ位置の座標における誤差を補償する第２の補償工程と、
を実行するようにしてもよい。このように追加の工程を実施することにより、第２ハンドにセンサが設けられていなくても、自動教示によるステージ位置の座標に含まれる誤差を、第２ハンドに関しても補償することができる。
前記第１ハンドに関して前記第１の補償工程において誤差が補償された前記ステージ位置の座標を、前記第２ハンドに関する前記ステージ位置の座標に変換する変換工程と、
前記ステージ位置に配置されている前記教示用治具を前記第２ハンドによって取り上げて前記第２ハンドにおける既定の位置に搭載し、その後、前記変換工程で変換された前記ステージ位置の座標に前記第２ハンドを移動させて前記第２ハンドから前記ステージに前記教示用治具を降ろす第２の取り置き工程と、
前記第２の取り置き工程によって前記ステージに降ろされた前記教示用治具の前記円柱部に対して前記第１ハンドを接近させ、前記センサによって前記円柱部を非接触で検出して前記ロボット座標系における前記教示用治具の位置の座標である第３の座標を算出する第２の誤差検出工程と、
前記変換工程で変換された前記ステージ位置の座標から、前記変換工程で変換された前記ステージ位置の座標と前記第３の座標との差を減算し、前記第２ハンドに関して前記変換工程で変換された前記ステージ位置の座標における誤差を補償する第２の補償工程と、
を実行するようにしてもよい。このように追加の工程を実施することにより、第２ハンドにセンサが設けられていなくても、自動教示によるステージ位置の座標に含まれる誤差を、第２ハンドに関しても補償することができる。
【0011】
一態様の自動教示方法では、ロボットは例えば円板状のワークを搬送するロボットであり、その場合、教示用治具はワークの外周形状と一致する円板部をさらに備えて、円板部と円柱部とが同軸となるように円板部の一方の表面から円柱部が直立していることが好ましい。このような教示用治具を使用するときには、円板部と円柱部の共通中心軸の位置を教示用治具の位置とすることにより、実際のワーク形状に基づいた、より正確な自動教示を行うことが可能になる。
【0012】
一態様の自動教示方法では、センサとしてスルービームセンサを用いて、円柱部を非接触で検出するときに異なる３以上の方向から第１ハンドを円柱部に接近させることが好ましい。このように構成することによって、ロボットにおける複雑はハードウェアの追加を伴なうことなく、自動教示を容易に行うことができるようになる。
【0013】
本発明の一態様によれば、第１ハンドを備えて作業領域の内部に配置される水平多関節型のロボットを制御し、前記作業領域に接続されたステージのステージ位置をロボットに対して自動的に教示するロボット制御装置は、
円柱部を有して前記ステージ位置に配置されている教示用治具の前記円柱部に前記第１ハンドを接近させ、前記第１ハンドに設けられたセンサによって前記円柱部を非接触で検出し、検出結果に基づいて、水平面内に定義されたロボット座標系における前記教示用治具の位置の座標である第１の座標を算出し、前記第１の座標を自動教示によって求められる前記ステージ位置の座標とする自動教示処理と、
前記自動教示処理の実行のち、前記教示用治具を前記第１ハンドによって取り上げて前記第１ハンドにおける既定の位置に積載し、前記第１ハンドを作業領域に引き戻してから前記第１の座標に前記第１ハンドが移動するように制御し、前記第１ハンドから前記ステージに前記教示用治具を降ろす第１の取り置き処理と、
前記第１の取り置き処理によって前記ステージに降ろされた前記教示用治具の前記円柱部に対して前記第１ハンドを接近させ、前記センサによって前記円柱部を非接触で検出して前記ロボット座標系における前記教示用治具の位置の座標である第２の座標を算出する第１の誤差検出処理と、
前記第１ハンドに関して自動教示処理において得られた前記ステージ位置の座標から、前記第１の座標と前記第２の座標との差を減算して、前記第１ハンドに関して前記自動教示による前記ステージ位置の座標における誤差を補償する第１の補償処理と、
を実行する。
円柱部を有して前記ステージ位置に配置されている教示用治具の前記円柱部に前記第１ハンドを接近させ、前記第１ハンドに設けられたセンサによって前記円柱部を非接触で検出し、検出結果に基づいて、水平面内に定義されたロボット座標系における前記教示用治具の位置の座標である第１の座標を算出し、前記第１の座標を自動教示によって求められる前記ステージ位置の座標とする自動教示処理と、
前記自動教示処理の実行のち、前記教示用治具を前記第１ハンドによって取り上げて前記第１ハンドにおける既定の位置に積載し、前記第１ハンドを作業領域に引き戻してから前記第１の座標に前記第１ハンドが移動するように制御し、前記第１ハンドから前記ステージに前記教示用治具を降ろす第１の取り置き処理と、
前記第１の取り置き処理によって前記ステージに降ろされた前記教示用治具の前記円柱部に対して前記第１ハンドを接近させ、前記センサによって前記円柱部を非接触で検出して前記ロボット座標系における前記教示用治具の位置の座標である第２の座標を算出する第１の誤差検出処理と、
前記第１ハンドに関して自動教示処理において得られた前記ステージ位置の座標から、前記第１の座標と前記第２の座標との差を減算して、前記第１ハンドに関して前記自動教示による前記ステージ位置の座標における誤差を補償する第１の補償処理と、
を実行する。
【0014】
一態様のロボット制御装置は、教示用治具を用いる一般的な自動教示処理を実施して自動教示によるステージ位置の座標を求めたのち、自動教示により得られた座標を利用して教示用治具を実際に取り上げてハンドに載置し、その後、ハンドからステージに教示用治具を降ろす第１の取り置き処理を実行する。教示用治具は、自動教示での誤差のために当初の位置からずれた位置にハンドから降ろされるので、ロボット制御装置は、教示用治具の位置を再度決定する誤差検出処理を実行する。これにより、自動教示での誤差量が算出されるので、このロボット制御装置によればステージ位置をより正確に教示できる。
【0015】
ロボットがさらに第２ハンドを備えるいわゆるダブルハンドロボットである場合には、一態様のロボット制御装置は、
前記第１ハンドに関して前記第１の補償処理において誤差が補償された前記ステージ位置の座標を、前記ロボットに備えられている第２ハンドに関する前記ステージ位置の座標に変換する変換処理と、
前記ステージ位置に配置されている前記教示用治具を前記第２ハンドによって取り上げて前記第２ハンドにおける既定の位置に搭載し、その後、前記変換処理で変換された前記ステージ位置の座標に前記第２ハンドを移動させて前記第２ハンドから前記ステージに前記教示用治具を降ろす第２の取り置き処理と、
前記第２の取り置き処理によって前記ステージに降ろされた前記教示用治具の前記円柱部に対して前記第１ハンドを接近させ、前記センサによって前記円柱部を非接触で検出して前記ロボット座標系における前記教示用治具の位置の座標である第３の座標を算出する第２の誤差検出処理と、
前記変換処理で変換された前記ステージ位置の座標から、前記変換処理で変換された前記ステージ位置の座標と前記第３の座標との差を減算し、前記第２ハンドに関して前記変換処理で変換された前記ステージ位置の座標における誤差を補償する第２の補償処理と、
をさらに実行することが好ましい。このようなロボット制御装置によれば、第２ハンドにセンサが設けられていなくても、自動教示によるステージ位置の座標に含まれる誤差を、第２ハンドに関しても補償することができる。
前記第１ハンドに関して前記第１の補償処理において誤差が補償された前記ステージ位置の座標を、前記ロボットに備えられている第２ハンドに関する前記ステージ位置の座標に変換する変換処理と、
前記ステージ位置に配置されている前記教示用治具を前記第２ハンドによって取り上げて前記第２ハンドにおける既定の位置に搭載し、その後、前記変換処理で変換された前記ステージ位置の座標に前記第２ハンドを移動させて前記第２ハンドから前記ステージに前記教示用治具を降ろす第２の取り置き処理と、
前記第２の取り置き処理によって前記ステージに降ろされた前記教示用治具の前記円柱部に対して前記第１ハンドを接近させ、前記センサによって前記円柱部を非接触で検出して前記ロボット座標系における前記教示用治具の位置の座標である第３の座標を算出する第２の誤差検出処理と、
前記変換処理で変換された前記ステージ位置の座標から、前記変換処理で変換された前記ステージ位置の座標と前記第３の座標との差を減算し、前記第２ハンドに関して前記変換処理で変換された前記ステージ位置の座標における誤差を補償する第２の補償処理と、
をさらに実行することが好ましい。このようなロボット制御装置によれば、第２ハンドにセンサが設けられていなくても、自動教示によるステージ位置の座標に含まれる誤差を、第２ハンドに関しても補償することができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、自動教示に含まれる誤差を補償できてステージ位置をより正確に教示できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の一形態の自動教示方法が適用されるロボットを示している。図示されるロボット１は、水平多関節ロボットであって、例えば長方形状の空間である作業領域５内に設置され、作業領域５を囲む壁面に設けられたステージ５１の相互間で板状のワーク５０を搬送するために用いられる。ワーク５０は、例えば半導体ウエハである。作業領域５は、ワーク５０をステージ５１間で搬送する際にロボット１が壁面などと干渉することなくそのアーム１１～１３やハンド１４を動かすことができる空間である。また各ステージ５１は、ロボット１によるワーク５０のロード及びアンロードが行われる場所であり、その接続部５２を介して作業領域５に対して接続している。接続部５２は、ワーク５０を搭載したロボット１のハンド１４がステージ５１の内部にアクセスできるように作業領域５の壁面に設けられた開口として構成されている。したがって、ロボット１によりステージ５１に対してワーク５０のロードやアンロードを行う場合、接続部５２を通過するときのハンド１４の移動方向は、一般に、作業領域５の壁面に垂直な方向である。また、ステージ５１には、ロボット１によりワーク５０のロードやアンロードを行うときに、そのステージ５１においてワーク５０が配置される領域であるワーク配置領域５３が規定されている。ワーク配置領域５３の外周形状は、そのステージ５１において取り扱われるワーク５０の外周形状と一致している。ワーク配置領域５３の中心位置がステージ位置Ｃであり、ステージ位置Ｃの座標が自動教示の対象となる。
【0019】
次に、ロボット１の詳細な構成について説明する。ロボット１は、作業領域５の床面上に配置されて固定される基台１０と、基台１０に対して直列に連結された３本のアームすなわち第１アーム１１、第２アーム１２及び第３アーム１３と、第３アーム１３に取り付けられたハンド１４とを備えている。基台１０は、昇降モータ（図示せず）によって駆動されて上下方向に昇降する昇降筒１５を備えている。各アーム１１～１３及びハンド１４はいずれも基端部と先端部とを有し、第１アーム１１の基端部が昇降筒１５に対して回転可能に連結することにより第１アーム１１は基台１０によって保持される。第１アーム１１は、昇降筒１５の昇降に伴って基台１０に対して昇降可能である。昇降筒１５の昇降によりアーム１１～１３及びハンド１４が一体的に昇降するが、本実施形態は水平多関節ロボット１の水平面内での教示に関するものであり、昇降筒１５による高さ方向の動きは水平面内でのアーム１１～１３やハンド１４の動きに比べて小さいので、以下では、昇降筒１５による高さ方向でのロボット１の移動についての詳細は説明しない。
【0020】
第１アーム１１は、昇降筒１５に内蔵されたモータ２１によって駆動されて回転軸Ｊ０の周りで水平面内を回転する。第２アーム１２の基端部が第１アーム１１の先端部に回転可能に連結されており、第２アーム１２は、第１アーム１１によって保持されるとともに第１アーム１１に内蔵されたモータ２２によって駆動されて回転軸Ｊ１の周りで水平面内を回転する。同様に第３アーム１３は、その基端部が第２アーム１２の先端部に回転可能に保持されており、第２アーム１２に内蔵されたモータ２３によって駆動されて回転軸Ｊ２の周りで水平面内を回転する。ハンド１４は、その基端部が第３アーム１３の先端部に回転可能に保持されており、第３アーム１３に内蔵されたモータ２４によって駆動されて回転軸Ｊ３の周りで水平面内を回転する。
【0021】
図１（ｃ）はハンド１４の構成を示す拡大平面図である。ハンド１４では、その先端部側がフォーク状に２つに分岐してフォーク部２０を構成している。ワーク５０は、搬送時にはハンド１４においてフォーク部２０の表面において水平に載置される。フォーク部２０における一方の分岐の先端にはレーザー光を発する発光部２６が設けられ、他方の分岐の先端には発光部２６からのレーザー光が入射する受光部２７が設けられており、発光部２６と受光部２７とによってスルービームセンサ２５が構成されている。図において発光部２６から受光部２７に向かう矢印は、発光部２６から受光部２７に向かう光の光路２８を示している。スルービームセンサ２５によれば、受光部２７において発光部２６からの光を検出できたかどうかによって、発光部２６と受光部２７との間の光路２８を遮る物体の有無を非接触で検知できる。このようなスルービームセンサ２５は、ステージ５１が半導体ウエハなどのワーク５０をスロットごとに格納するカセットであるときに、そのカセットでのスロットごとの在荷状況を調べるマッピングを行うために、半導体ウエハの搬送に用いられるロボット１には一般的に設けられているものである。
【0022】
図には示していないがワーク配置領域５３においてステージ５１の表面にはいくつかの突起部が形成されており、ワーク５０は、この突起部の頂面に接触した状態でワーク配置領域５３に載置される。したがって、ワーク５０をワーク配置領域５３に配置したときにステージ５１の表面とワーク５０との間には隙間が形成され、ワーク５０と接触しないようにこの隙間にハンド１４のフォーク部２０を差し込み、ハンド１４を上昇させることによって、ワーク５０をすくい上げてフォーク部２０の上面に載置することができる。ワーク５０をフォーク部２０の上面に載置するためにフォーク部２０によってワーク５０をすくい上げるような操作を取り上げ動作と呼ぶ。反対に、ワーク５０を載置したハンド１４をワーク配置領域５３の上方に移動させ、そののちハンド１４を下降させることにより、ワーク５０が突起部の頂面に当接してハンド１４から離れ、その後、ハンド１４を水平に移動させることによって、ハンド１４からワーク５０をワーク配置領域５３に降ろすことができる。
【0023】
水平多関節型のロボットであるロボット１の動作を説明するために、水平面内にＸＹ座標を設定する。ここでは図示するように作業領域５が長方形の空間であってその長辺に沿って複数のステージ５１が配置しているときに、長辺の延びる方向をＸ方向とし、Ｘ方向に垂直な方向をＹ方向とする。ロボット１がそのハンド１４を用いてステージ５１にアクセスするときは、ハンド１４は、Ｙ方向に移動して接続部５２を通過し、ステージ５１の内部に進入する。水平面内におけるロボット１の座標系（以下、ロボット座標系と呼ぶ）は、回転軸Ｊ０の位置を原点とする上述したようなＸＹ座標系で表される。以下、このようにしてＸＹ座標系が設定された水平面をＸＹ平面と呼ぶ。また、ステージ５１に対してワーク５０をロードまたはアンロードするときには、ロボット座標系でのステージ位置Ｃの座標を用いてロボット１を動作させる必要があり、したがって、ロボット１の教示を行うときは、ＸＹ平面におけるステージ位置Ｃの正確な座標を教示する必要がある。なおステージ位置Ｃの正確な座標は、ハンド１４の角度によって表される成分を含んでいてもよい。例えば、ハンド１４の中心がステージ位置Ｃに一致するときのＪ３軸のＸＹ座標値と、そのときにハンド１４の向きを示す角度値によってステージ位置Ｃの座標値を表してもよい。
【0024】
図１（ｂ）に示すように、ロボット１にはロボット１の制御を行なうロボット制御装置３０が接続しており、ロボット制御装置３０は、外部から入力する指令に基づいて、モータ２１～２４及び昇降用モータ（不図示）を駆動し制御することができる。ロボット制御装置３０は、例えば、マイクロコンピュータやマイクロプロセッサなどを用い、これらのマイクロコンピュータやマイクロプロセッサ上で実行されるコンピュータプログラムにより実現することができる。またロボット制御装置３０は、ロボット１を制御して以下に説明する自動教示を実行することができる。
【0025】
次に、ロボット座標系におけるステージ位置Ｃを正確に求める自動教示について説明する。自動教示では、水平面内でのロボット座標系でのステージ位置Ｃの座標、すなわち上述したＸＹ平面でのステージ位置Ｃの座標を求める。本実施形態の自動教示では、特許文献１，２に記載されたものと同様に、ステージ位置Ｃの教示のために、ステージ５１内のワーク配置領域５３に、教示用治具４０を載置する。図２（ａ），（ｂ）は、それぞれ、教示用治具４０の一例の構成を示す正面図及び平面図である。
【0026】
本実施形態ではワーク５０は、例えばほぼ真円の板状形状であるので、ワーク配置領域５３も円形の領域であり、その直径はワーク５０の直径と一致している。このようなワーク配置領域５３に載置される教示用治具４０は、真円である円板部４１と円板部４１の一方の表面から直立する真円柱である円柱部４２とからなる。円板部４１と円柱部４２とは同軸に設けられている。以下、円板部４１と円柱部４２との共通中心軸のことを教示用治具４０の治具中心Ｏと呼ぶ。円板部４１の直径Ｄは、ワーク配置領域５３の直径、すなわちワーク５０の直径と等しい。教示用治具４０もワーク５０と同様に、ハンド１４の上に取り上げて載置し、またハンド１４からステージ５１に降ろすことができる。教示用治具４０をハンド１４の上に載置したり、ワーク配置領域５３に載置するときは、円板部４１と円柱部４２のうち円板部４１が下側となる。
【0027】
図３は、本実施形態における自動教示を説明する図である。教示用治具４０は、その治具中心Ｏがステージ位置Ｃに正確に一致するように、ワーク配置領域５３に載置される。教示用治具４０をワーク配置領域５３に載置する作業自体は人手で行ってもよいが、これ以降の作業はロボット制御装置３０において自動教示用のプログラムを実行することにおって実施される。
【0028】
作業領域５におけるロボット１の設置位置及び設置方向と、作業領域５に対するステージ５１の配置とから、ロボット座標系におけるステージ位置Ｃの大まかな座標値は既知である。そこでステージ位置Ｃの大まかな座標値を用いてロボット１を動作させ、図３（ａ）に示すように、異なる３以上の方向からハンド１４を教示用治具４０の円柱部４２に向けて接近させる。ハンド１４を教示用治具４０の円柱部４２に接近させると、スルービームセンサ２５の光路２８が円柱部４２によって遮られる。ハンド１４の移動中に光路２８が遮られる瞬間において、その光路２８は、ＸＹ平面において円柱部４２の外周を表す円の接線と一致することになる。光路２８が遮られた瞬間のロボット１の各軸の角度はモータ２１～２４に接続されたエンコーダの出力から知ることができ、また、ロボット１のアーム１１～１３やハンド１４の長さは既知であるから、円柱部４２によって光路２８が遮られたことに基づいて、ＸＹ平面において円柱部４２が表す円の接線の方程式を得ることができる。
【0029】
異なる３つの方向からハンド１４を円柱部４２に接近させれば円の接線の方程式を３つ得られ、これらの３つの方程式から円の中心、すなわちＸＹ平面における教示用治具４０の治具中心Ｏの座標を決定することができる。異なる４以上の方向からハンド１４を円柱部４２に接近させたことにより接線の方程式が４以上得られているときは、最小二乗法などを用いて治具中心Ｏのより正確な座標を決定すればよい。このようにして決定された治具中心Ｏの座標のことを第１の座標と呼ぶ。教示用治具４０は、その治具中心Ｏがステージ位置Ｃと正確に一致するようにステージ５１のワーク配置領域５３に載置されているから、治具中心Ｏの座標すなわち第１の座標はステージ位置Ｃの座標そのものであり、第１の座標を求めることでステージ位置Ｃの自動教示が行なえたことになる。したがって、第１の座標を決定する工程を自動教示工程と呼ぶ。自動教示工程で得られたステージ位置Ｃのロボット座標系での座標は、ロボット制御装置３０内に格納される。
【0030】
しかしながらここで説明した自動教示工程によって決定されたステージ位置Ｃの座標値には、センサの検知誤差やロボットの絶対位置誤差などに起因する計算誤差が含まれている。そこでこの計算誤差を補償してステージ位置Ｃを正確に教示するため、本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、自動教示工程で得られた第１の座標を用いて教示用治具４０に対してハンド１４を接近させ、図３（ｃ）に示すように、ステージ５１から教示用治具４０を取り上げてハンド１４上に積載（すなわちロードまたはゲット）する。このとき、教示用治具４０が、ハンド１４においてあらかじめ定められている位置、すなわち既定の位置に正確に積載される必要がある。例えば、治具中心Ｏがハンド１４の中心に一致しているか、ハンドの中心からの位置関係が変化しない既定の位置に一致している必要がある。そのため、ハンド１４としてエッジグリップ型のものを用いることが好ましい。エッジグリップ型のハンドでなくても、ハンド１４上に教示用治具４０を載置した状態で手作業で教示用治具４０の位置を修正してよい。
【0031】
教示用治具４０を積載した状態で、ステージ５１からハンド１４を作業領域５まで引き戻し、その後、再びステージ５１内にハンド１４を進入させる制御を行ない、先に求めた第１の座標にハンド１４を移動させてハンド１４から教示用治具４０をステージ５１に降ろす（すなわちアンロードまたはプットする）。教示用治具４０が降ろして無積載状態となったハンド１４は、ステージ５１から退出させられる。このようにハンド１４上に教示用治具４０を取り上げて載置し、ハンド１４を作業領域まで引き戻したのちにハンド１４を第１の座標に移動させて教示用治具をハンド１４から降ろす工程を第１の取り置き工程と呼ぶ。教示用治具４０を積載したまま作業領域５側までハンドを後退させ、その後、再びステージ５１内にハンド１４を進入させるのは、第１の座標に含まれている種々の誤差を顕在化させるためである。
【0032】
図３（ｄ）は、第１の取り置き工程によってステージ５１に降ろされた状態の教示用治具４０を示しており、図において破線の円は、ステージ５１のワーク配置領域５３を示している。図示されるように、教示用治具４０の降ろさされた位置とワーク配置領域５３とはずれている。このずれは、第１の座標計算処理における計算誤差によるものである。ずれの量は、ステージ位置Ｃと降ろされた教示用治具４０の治具中心Ｏとの間の距離で表される。そこでずれの量を知るために、次に、図３（ｅ）に示すように、ワーク配置領域５３からずれた位置に降ろされている教示用治具４０の円柱部４２に対し、再び、異なる３以上の方向からハンド１４を接近させ、自動教示工程のときと同様の処理を行って、教示用治具４０の治具中心Ｏの座標を求める。こうして求めた治具中心Ｏの座標を第２の座標とし、第２の座標を求める処理を第１の誤差検出工程と呼ぶ。第１の座標と第２の座標との差は、ステージ位置Ｃと、ステージ５１に降ろされた状態での教示用治具４０の治具中心Ｏとのずれを表わし、第１の座標に含まれる誤差を表す。自動教示工程で得られたステージ位置Ｃの座標から、誤差すなわち第１の座標と第２の座標との差を減算することによって、自動教示工程における誤差を補償し、ロボット座標系におけるステージ位置Ｃのより正確な座標値を求めることができる。自動教示工程においてロボット制御装置３０内に格納されたステージ位置Ｃの座標値は、このようにして誤差の補償がなされた後のステージ位置Ｃの座標値によって書き換えられる。
【0033】
第１の誤差検出工程を経てロボット座標系におけるステージ位置Ｃのより正確な座標値を求めることができたら、その座標値を利用して、図３（ｄ）に示すようにステージ位置Ｃから治具中心Ｏがずれている状態でステージ５１に降ろされている教示用治具４０を再びハンド１４に載せてハンド１４を移動させることによって、ワーク配置領域５３に正確に一致する位置に教示用治具４０を降ろすことができる。すなわち、ステージ位置Ｃに治具中心Ｏが位置するように教示用治具４０の位置を変更することができる。
【0034】
以上説明したように、本実施形態の自動教示方法によれば、ステージ位置Ｃをより正確に教示することが可能になり、搬送ミスなどを防いで装置の稼働率を高めることが可能になる。
【0035】
半導体ウエハなどのワークの搬送に用いられるロボットには、例えばダブルハンドロボットと呼ばれる、ハンドを２つ備えるロボットがある。そのようなロボットに対しても本発明に基づく自動教示方法を適用することができる。図４は、２つのハンド１４，１６を備えるロボットの例を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）はアーム１１～１３とハンド１４，１６とを伸ばした状態を示す概略断面図である。
【0036】
図４に示すロボット１は、図１に示すロボット１において、第３アーム１３に対し、ハンド１４に加えてハンド１６を取り付けたものである。ハンド１４と同様にハンド１６も、その基端部が第３アーム１３の先端部に回転可能に保持されており、第３アーム１３に内蔵されたモータ２９によって駆動されて回転軸Ｊ３の周りで水平面内を回転する。２つのハンド１４，１６のうち、ハンド１４の方がハンド１６よりも上方にあるから、ハンド１４のことを上側のハンドと呼び、ハンド１６のことを下側のハンドと呼ぶ。ロボット１がステージ５１にアクセスするときは、両方のハンド１４，１６が同時にステージ５１内に進入することはない。図４（ａ）に示されるように例えばハンド１４がステージ５１内に進入するときは、ハンド１６は、Ｊ３軸の周りでハンド１４となす角が鈍角になるように配向する。また、ハンド１４，１６は同一の形状であるが、スルービームセンサ２５は上側のハンド１４にのみ設けられている。
【0037】
ここで、上側のハンド１４及び下側のハンド１６を用いてステージ５１にアクセスするときに用いる教示データについて説明する。図５は、上側のハンド１４及び下側のハンド１６についてのステージ位置Ｃに対する教示データの例を示している。これらの教示データは、ロボット制御装置３０に格納される。上側のハンド１４によってステージ５１にアクセスするときは、図５において「上側のハンド」の欄に記載された教示データを使用し、下側のハンド１６によってステージ５１にアクセスするときは、「下側のハンド」の欄に記載された教示データを使用する。「Ｚ座標値」は、上下方向（高さ方向）での各ハンド１４，１６の位置を示す。上側のハンド１４と下側のハンド１６との高さの差が１０ｍｍであるとすると、ステージ５１にアクセスするためには、下側のハンド１６を用いるときは、上側のハンド１４を用いるときに比べてアーム１１～１３及びハンド１４，１６を１０ｍｍ高い位置にしなければならないから、そのことがＺ座標値として示される数値にも反映している。「上側のハンドの角度」及び「下側のハンドの角度」は、ステージ５１に対してアクセスするときの対応するハンドの向きを角度により表示したものである。ステージ５１にアクセスするときのハンドの角度が９０°であるとすると、図５に示すように、２つのハンド１４，１６のうちの実際にステージ５１にアクセスする方のハンドの角度は９０°とされ、アクセスしない方のハンドの角度は例え２２０°とされる。したがって、上側のハンド１４に対する教示データにおけるＺ軸座標値に、上側のハンド１４と下側のハンド１６との高さの差に相当するオフセット値を加算し、さらに上側のハンドの角度の値と下側のハンドの角度の値とを入れ替えたものが、下側のハンド１６に対する教示データとなる。上側のハンド１４についての自動教示が終了した時点で、上側のハンド１４だけでなく下側のハンド１６の教示データを作成してロボット制御装置３０に格納することができる。
【0038】
上側のハンド１４と下側のハンド１６の教示データにおける上述した関係を念頭において、図４に示すロボット１に対する本発明に基づく自動教示方法の適用について説明する。スルービームセンサ２５は上側のハンド１４にしか取り付けられていないので、図３を用いて説明した自動教示工程、第１の取り置き工程及び第１の誤差検出工程は、上側のハンド１４を用いて実行される。その結果、上側のハンド１４に関しては、ステージ位置Ｃの座標値に関して正確な教示がなされたことになる。図５を用いて説明した関係を利用すれば、下側のハンド１６についてもステージ位置Ｃの座標に関しての教示が行われたことになる。しかしながら、この段階では、下側のハンド１６に関連した誤差の補償はなされていない。そこで下側のハンド１６に関連した誤差の補償を行う必要がある。
【0039】
下側のハンド１６に関連した誤差の補償のためには、既に上側のハンド１４については第１の誤差検出工程まで終了してステージ位置Ｃの正確な座標値が求められているとして、ステージ位置Ｃに治具中心Ｏが一致するように教示用治具４０をステージ５１に配置する。そののち、ステージ５１から下側のハンド１６の上に教示用治具４０を取り上げて載置する。このとき、ハンド１６において規定の位置に教示用治具４０が載置される必要がある。そしてステージ位置Ｃの座標値を用いて下側のハンド１６を移動させ、ハンド１６からステージ５１に教示用治具４０を降ろす。このような工程を第２の取り置き工程と呼ぶ。上側のハンド１４に対する下側のハンド１６の位置に誤差がなければ、元の位置に教示用治具４０は降ろされることになるが、ハンド１６の位置に誤差があると、元の位置からずれた位置に教示用治具４０は降ろされる。第１の取り置き工程とは異なって第２の取り置き工程では、ハンド１６を作業領域５まで引き戻す必要はない。
【0040】
第２の取り置き工程によってステージ上５１上に降ろされた教示用治具４０の治具中心Ｏとステージ位置Ｃとのずれは、既に正確なステージ位置Ｃに対して教示済みである上側ハンド１４に対する下側ハンド１６の誤差と一致する。そこで第２の取り置き工程によってステージ５１に降ろされた教示用治具４０の円柱部４２に対し、異なる３以上の方向からハンド１４を接近させ、自動教示工程のときと同様の処理を行って、教示用治具４０の治具中心Ｏの座標を求める。こうして求めた治具中心Ｏの座標を第３の座標とし、第３の座標を求める処理を第２の誤差検出工程と呼ぶ。先に説明した第１の誤差検出工程を経て誤差の補償がなされているステージ位置Ｃの座標と第３の座標との差は、既に正確なステージ位置Ｃに対して教示済みである上側ハンド１４に対する下側ハンド１６の誤差を表わす。そこで誤差の補償後のステージ位置Ｃの座標から、このステージ位置Ｃの座標と第３の位置との差を減算することによって、下側のハンド１６に関しても、ステージ位置Ｃについての正確な教示が行われたことになる。このように補償が行われたデータによって、既にロボット制御装置３０に格納されている教示データが書き換えられる。
【0041】
以上説明したように本実施形態の自動教示方法によれば、２つのハンド１４，１６を備え、下側のハンド１６にはスルービームセンサ２５が設けられていないようなロボット１において、両方のハンド１４，１６に関してステージ位置Ｃの座標における自動教示におる誤差を補償することができ、より正確な自動教示を行うことができる。
【0042】
１…ロボット；５…作業領域；１０…基台；１１…第１アーム；１２…第２アーム；１３…第３アーム；１４，１６…ハンド；１５…昇降筒；２０…フォーク部；２１～２４，２９…モータ；２５…スルービームセンサ；２６…発光部；２７…受光部；２８…光路；３０…ロボット制御装置；４０…教示用治具；４１…円板部；４３…円柱部５０…ワーク；５１…カセット；５２…ステージ；５３…ワーク配置領域；Ｃ…ステージ位置；Ｏ…治具中心。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】