(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】P2024093887
(43)【公開日】2024-07-09
(54)【発明の名称】ロボット制御装置及びロボット教示方法
(51)【国際特許分類】
B25J 13/08 20060101AFI20240702BHJP
H01L 21/677 20060101ALI20240702BHJP
【ＦＩ】
B25J13/08 A
H01L21/68 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022210522
(22)【出願日】2022-12-27
(71)【出願人】
【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】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100108213
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 豊隆
(72)【発明者】
【氏名】村田（檀上） 梓紗
(72)【発明者】
【氏名】北野 豊和
【テーマコード（参考）】
3C707
5F131
【Ｆターム（参考）】
3C707AS05
3C707AS24
3C707BS12
3C707BS23
3C707CV08
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3C707ES17
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3C707KT05
3C707LS05
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3C707NS13
5F131AA02
5F131BA00
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5F131DD45
5F131DD73
5F131DD74
(57)【要約】
【課題】カメラによって複数回撮影された画像情報に基づいて目標位置を適切に把握して、対象物を高精度に目標位置に搬送する教示データを生成することが可能なロボット制御装置を提供する。
【解決手段】ロボット制御装置１００は、第１位置及び第２位置で撮影された第１画像情報と第２画像情報とを取得する画像情報取得手段１１０と、第１画像情報及び第２画像情報それぞれに基づいて目標位置を算出する目標位置算出手段１２０と、ロボット情報に基づいてロボット位置を算出するロボット位置算出手段１３０と、第１画像情報に基づく第２位置を中継位置として設定する中継位置設定手段１４０と、中継位置に搬送ロボット２００を動作させるロボット制御手段１５０と、第２画像情報に基づいて算出された目標位置を教示データとして記憶する教示データ生成手段１６０と、を備える。
【選択図】図３
【解決手段】ロボット制御装置１００は、第１位置及び第２位置で撮影された第１画像情報と第２画像情報とを取得する画像情報取得手段１１０と、第１画像情報及び第２画像情報それぞれに基づいて目標位置を算出する目標位置算出手段１２０と、ロボット情報に基づいてロボット位置を算出するロボット位置算出手段１３０と、第１画像情報に基づく第２位置を中継位置として設定する中継位置設定手段１４０と、中継位置に搬送ロボット２００を動作させるロボット制御手段１５０と、第２画像情報に基づいて算出された目標位置を教示データとして記憶する教示データ生成手段１６０と、を備える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
平板状の対象物を搬送する搬送ロボットを制御するロボット制御装置であって、
前記搬送ロボットに取り付けられているカメラによって、前記搬送ロボットが移動する目標位置を含むように、第１位置において撮影された第１画像情報と、前記第１位置よりも前記目標位置に近い第２位置において撮影された第２画像情報とを取得する画像情報取得手段と、
前記第１画像情報及び前記第２画像情報それぞれに基づいて、前記目標位置を算出する目標位置算出手段と、
前記搬送ロボットの各軸の状態を含むロボット情報に基づいて、当該搬送ロボットのロボット位置を算出するロボット位置算出手段と、
前記第１画像情報に基づいて算出された前記目標位置に対応する前記第２位置を中継位置として設定する中継位置設定手段と、
前記中継位置に前記ロボット位置が一致するように前記搬送ロボットを動作させるロボット制御手段と、
前記第２画像情報に基づいて算出された前記目標位置を教示データとして記憶する教示データ生成手段と、を備える、
ロボット制御装置。
前記搬送ロボットに取り付けられているカメラによって、前記搬送ロボットが移動する目標位置を含むように、第１位置において撮影された第１画像情報と、前記第１位置よりも前記目標位置に近い第２位置において撮影された第２画像情報とを取得する画像情報取得手段と、
前記第１画像情報及び前記第２画像情報それぞれに基づいて、前記目標位置を算出する目標位置算出手段と、
前記搬送ロボットの各軸の状態を含むロボット情報に基づいて、当該搬送ロボットのロボット位置を算出するロボット位置算出手段と、
前記第１画像情報に基づいて算出された前記目標位置に対応する前記第２位置を中継位置として設定する中継位置設定手段と、
前記中継位置に前記ロボット位置が一致するように前記搬送ロボットを動作させるロボット制御手段と、
前記第２画像情報に基づいて算出された前記目標位置を教示データとして記憶する教示データ生成手段と、を備える、
ロボット制御装置。
【請求項2】
前記第２位置は、前記対象物の搬送経路に沿って前記第１位置と前記目標位置との間に設定される、
請求項１に記載のロボット制御装置。
請求項１に記載のロボット制御装置。
【請求項3】
前記第２位置は、前記搬送ロボットにおいてエンドエフェクタを動作させる前の位置に設定される、
請求項１に記載のロボット制御装置。
請求項１に記載のロボット制御装置。
【請求項4】
前記中継位置設定手段は、前記第２画像情報に基づいて算出された前記目標位置に対応する前記第２位置を中継位置として再設定し、
前記画像情報取得手段は、再設定された前記中継位置としての前記第２位置においてカメラによって撮影された第２画像情報を取得し、
前記ロボット制御手段は、前記中継位置に前記ロボット位置が一致するように前記搬送ロボットを動作させ、
前記教示データ生成手段は、前記第２画像情報に基づいて算出された前記目標位置を教示データとして記憶する、
請求項１に記載のロボット制御装置。
前記画像情報取得手段は、再設定された前記中継位置としての前記第２位置においてカメラによって撮影された第２画像情報を取得し、
前記ロボット制御手段は、前記中継位置に前記ロボット位置が一致するように前記搬送ロボットを動作させ、
前記教示データ生成手段は、前記第２画像情報に基づいて算出された前記目標位置を教示データとして記憶する、
請求項１に記載のロボット制御装置。
【請求項5】
平板状の対象物を搬送する搬送ロボットを制御するロボット制御装置が実行するロボット教示方法であって、
前記搬送ロボットに取り付けられているカメラによって、前記搬送ロボットが移動する目標位置を含むように、第１位置において撮影された第１画像情報に基づいて算出された目標位置に対応する第２位置に、前記搬送ロボットのロボット位置が一致するように当該搬送ロボットを移動させる第１ステップと、
前記搬送ロボットに取り付けられているカメラによって、前記搬送ロボットが移動する目標位置を含むように、前記第２位置において撮影された第２画像情報に基づいて算出された目標位置を教示データとして記憶する第２ステップ、とを含む、
ロボット教示方法。
前記搬送ロボットに取り付けられているカメラによって、前記搬送ロボットが移動する目標位置を含むように、第１位置において撮影された第１画像情報に基づいて算出された目標位置に対応する第２位置に、前記搬送ロボットのロボット位置が一致するように当該搬送ロボットを移動させる第１ステップと、
前記搬送ロボットに取り付けられているカメラによって、前記搬送ロボットが移動する目標位置を含むように、前記第２位置において撮影された第２画像情報に基づいて算出された目標位置を教示データとして記憶する第２ステップ、とを含む、
ロボット教示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ロボット制御装置及びロボット教示方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、産業界において、多くのロボットが普及している。当該ロボットは、例えば、電子部品及び機械部品の組み立て、溶接及び搬送等に用いられ、工場の生産ラインの効率化及び自動化が図られている。
【0003】
半導体製造装置に用いられるウエハを搬送する搬送ロボットでは、ウエハを適切な位置へ搬送するためのティーチングを行うが、その精度は、操作者の知識及び熟練度などに依存し、また、操作者の作業スペースが十分に確保できない程の省スペース化が求められている場合もあるため、ティーチングの自動化が図られている。
【0004】
例えば、特許文献１に記載のウエハ搬送ロボットでは、ハンドに取り付けられたカメラによって取出位置に配置されたウエハを撮影し、カメラが取得した画像に基づいて、ウエハの３次元情報を算出し、そのウエハの３次元情報に基づいてハンドを動かして適切にウエハを取り出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０２２－１４４４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献１に記載のウエハ搬送ロボットでは、カメラが取得した画像に基づいて算出されたウエハの３次元情報の精度が低い場合には、実際に配置されているウエハの位置を把握できずに、適切にウエハを取り出せない可能性がある。
【0007】
例えば、カメラにおいて設定された焦点が最適でなかったり、照明条件などを含む周辺環境の影響があったりすると、カメラが取得した画像に基づいて算出されたウエハの３次元情報の精度が低くなってしまうおそれがある。
【0008】
また、ティーチングの自動化においては、ウエハの３次元情報だけでなく、ウエハを搬送する目標位置も適切に把握する必要がある。ウエハを搬送する目標位置を把握するために、ウエハ搬送ロボットに取り付けられたカメラで撮影しようとする際には、当該目標位置は、カメラから離れているため、カメラが取得した画像に基づいて算出される目標位置の３次元情報の精度は、さらに低くなってしまうおそれがある。その結果、高精度に、ウエハを目標位置に搬送する教示データを生成できず、適切にウエハを目標位置に搬送できないという問題が生じる。
【0009】
そこで、本発明は、カメラによって複数回撮影された画像情報に基づいて目標位置を適切に把握して、対象物を高精度に目標位置に搬送する教示データを生成することが可能なロボット制御装置及びロボット教示方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の一態様に係るロボット制御装置は、平板状の対象物を搬送する搬送ロボットを制御するロボット制御装置であって、搬送ロボットに取り付けられているカメラによって、搬送ロボットが移動する目標位置を含むように、第１位置において撮影された第１画像情報と、第１位置よりも目標位置に近い第２位置において撮影された第２画像情報とを取得する画像情報取得手段と、第１画像情報及び第２画像情報それぞれに基づいて、目標位置を算出する目標位置算出手段と、搬送ロボットの各軸の状態を含むロボット情報に基づいて、当該搬送ロボットのロボット位置を算出するロボット位置算出手段と、第１画像情報に基づいて算出された目標位置に対応する第２位置を中継位置として設定する中継位置設定手段と、中継位置にロボット位置が一致するように搬送ロボットを動作させるロボット制御手段と、第２画像情報に基づいて算出された目標位置を教示データとして記憶する教示データ生成手段と、を備える。
【0011】
この態様によれば、画像情報取得手段は、第１位置においてカメラによって撮影された第１画像情報と、第２位置においてカメラによって撮影された第２画像情報とを取得し、目標位置算出手段は、第１画像情報及び第２画像情報それぞれに基づいて目標位置を算出する。中継位置設定手段は、第１画像情報に基づいて算出された目標位置に対応する第２位置を中継位置として設定して、ロボット制御手段は、中継位置に搬送ロボットを動作させる。そして、教示データ生成手段は、第２画像情報に基づいて算出された目標位置を教示データとして記憶する。これにより、カメラによって複数回撮影された画像情報（第１画像情報及び第２画像情報）に基づいて目標位置を適切に把握して、対象物を高精度に目標位置に搬送する教示データを生成することができ、当該教示データを用いて対象物を高精度に目標位置に搬送することができる。
【0012】
上記態様において、第２位置は、対象物の搬送経路に沿って第１位置と目標位置との間に設定されてもよい。
【0013】
この態様によれば、第２位置（中継位置）においてカメラによって撮影される第２画像情報は、第１画像情報よりも精度が高いため、当該第２画像情報に基づいて目標位置を高精度に算出することができる。これにより、目標位置をより適切に把握して、対象物をより高精度に目標位置に搬送する教示データを生成することができ、当該教示データを用いて対象物をより高精度に目標位置に搬送することができる。第２位置は、第１位置と目標位置との間に設定され、すなわち、目標位置の手前側に設定されるため、目標位置の周辺（奥側）に配置されている設備や障害物への衝突を回避しつつ、カメラによって第２画像情報を撮影することができる。
【0014】
上記態様において、第２位置は、搬送ロボットにおいてエンドエフェクタを動作させる前の位置に設定されてもよい。
【0015】
この態様によれば、第２位置は、第１位置よりも目標位置に近いものの、例えば、エンドエフェクタがハンドである場合、当該ハンドを延伸する前の位置であるため、当該ハンドやハンドに保持された対象物が半導体製造装置や設備に衝突することを回避することができる。
【0016】
上記態様において、中継位置設定手段は、第２画像情報に基づいて算出された目標位置に対応する第２位置を中継位置として再設定し、画像情報取得手段は、再設定された中継位置としての第２位置においてカメラによって撮影された第２画像情報を取得し、ロボット制御手段は、中継位置にロボット位置が一致するように搬送ロボットを動作させ、教示データ生成手段は、第２画像情報に基づいて算出された目標位置を教示データとして記憶してもよい。
【0017】
この態様によれば、再設定された第２位置（中継位置）においてカメラによって撮影された第２画像情報に基づいて算出された目標位置は、より高精度であるため、対象物を高より精度に目標位置に搬送する教示データを生成することができ、当該教示データを用いて対象物をさらに高精度に目標位置に搬送することができる。
【0018】
本発明の一態様に係るロボット教示方法は、平板状の対象物を搬送する搬送ロボットを制御するロボット制御装置が実行するロボット教示方法であって、搬送ロボットに取り付けられているカメラによって、搬送ロボットが移動する目標位置を含むように、第１位置において撮影された第１画像情報に基づいて算出された目標位置に対応する第２位置に、搬送ロボットのロボット位置が一致するように当該搬送ロボットを移動させる第１ステップと、搬送ロボットに取り付けられているカメラによって、搬送ロボットが移動する目標位置を含むように、第２位置において撮影された第２画像情報に基づいて算出された目標位置を教示データとして記憶する第２ステップと、を含む。
【0019】
この態様によれば、第１ステップでは、第１位置においてカメラによって撮影された第１画像情報に基づいて算出された目標位置に対応する第２位置に搬送ロボットを移動させ、第２ステップでは、第２位置においてカメラによって撮影された第２画像情報に基づいて算出された目標位置を教示データとして記憶する。これにより、カメラによって複数回撮影された画像情報（第１画像情報及び第２画像情報）に基づいて目標位置を適切に把握して、対象物を高精度に目標位置に搬送する教示データを生成することができ、当該教示データを用いて対象物を高精度に目標位置に搬送することができる。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、カメラによって複数回撮影された画像情報に基づいて目標位置を適切に把握して、対象物を高精度に目標位置に搬送する教示データを生成することが可能なロボット制御装置及びロボット教示方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の第１実施形態に係る搬送ロボットシステム１０のシステム構成を示す概要図である。
【図2】本発明の第１実施形態に係る搬送ロボット２００がウエハＷを搬送する様子を示す図である。
【図3】本発明の第１実施形態に係るロボット制御装置１００の各機能を示す機能ブロック図である。
【図4】ウエハＷを搬送する目標位置となる半導体製造装置の設置位置１５の様子を示す図である。
【図5A】第１位置においてカメラ２４０によって目標位置Ｇを含むように撮影し、当該目標位置Ｇ、当該目標位置Ｇに対応する第２位置（中継位置Ｐ）、及び搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）の位置関係を示す図である。
【図5B】第２位置（中継位置Ｐ）に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）が一致するように搬送ロボット２００を移動させた様子を示す図である。
【図5C】目標位置Ｇ’に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）が一致するように搬送ロボット２００を移動させた様子を示す図である。
【図6】本発明の第１実施形態に係る搬送ロボットシステム１０が実行するロボット教示方法Ｍ１００の処理の流れを示すフローチャートである。
【図7A】第１位置においてカメラ２４０によって目標位置Ｇを含むように撮影し、当該目標位置Ｇ、当該目標位置Ｇに対応する第２位置（中継位置Ｐ）、及び搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰの位置関係を示す図である。
【図7B】第２位置（中継位置Ｐ）に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰが一致するように搬送ロボット２００を移動させた様子を示す図である。
【図7C】再設定された第２位置（中継位置Ｐ’）に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）が一致するように搬送ロボット２００を移動させた様子を示す図である。
【図7D】目標位置Ｇ’’に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）が一致するように搬送ロボット２００を移動させた様子を示す図である。
【図8】本発明の第２実施形態に係る搬送ロボットシステムが実行するロボット教示方法Ｍ２００の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施形態は、あくまで、本発明を実施するための具体的な一例を挙げるものであって、本発明を限定的に解釈させるものではない。また、説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する場合がある。
【0023】
＜第１実施形態＞
［搬送ロボットシステムの構成］
図１は、本発明の第１実施形態に係る搬送ロボットシステム１０のシステム構成を示す概要図である。図１に示されるように、搬送ロボットシステム１０は、ロボット制御装置１００と、搬送ロボット２００と、デバイス制御装置３００と、ティーチペンダント４００とを備える。
［搬送ロボットシステムの構成］
図１は、本発明の第１実施形態に係る搬送ロボットシステム１０のシステム構成を示す概要図である。図１に示されるように、搬送ロボットシステム１０は、ロボット制御装置１００と、搬送ロボット２００と、デバイス制御装置３００と、ティーチペンダント４００とを備える。
【0024】
搬送ロボット２００は、例えば、６軸垂直多関節型であって、マニピュレータ本体２１０と、エンドエフェクタとしてのハンド２２０と、当該ハンド２２０が取り付けられているハンドベース（基部）２３０とを有し、さらに、ハンドベース２３０にカメラ２４０が配置されている。カメラ２４０は、例えば、ステレオカメラとして２つのカメラで構成されている。
【0025】
ロボット制御装置１００は、搬送ロボット２００の動作を制御する機器である。例えば、ロボット制御装置１００は、ティーチペンダント４００に接続されており、当該ティーチペンダント４００に入力された動作指示情報を取得することができる。ロボット制御装置１００は、当該動作指示情報に基づいて、搬送ロボット２００を起動及び停止させたり、対象物を取り出すためにマニピュレータ本体２１０の各軸を動作させたりして、アームやハンド２２０を動作させる。
【0026】
また、ロボット制御装置１００は、デバイス制御装置３００を制御することにより、例えば、搬送ロボット２００に配置されているカメラ２４０によって当該搬送ロボット２００の近傍を撮影して、当該撮影した画像情報を取得する。
【0027】
デバイス制御装置３００は、上述したように、ロボット制御装置１００からの動作指示に基づいてカメラ２４０の動作を制御することによって、取得した画像情報をロボット制御装置１００に送付する。
【0028】
なお、ここでは、デバイス制御装置３００は、ケーブルを介してロボット制御装置１００に接続され、ロボット制御装置１００とは別機器としているが、ロボット制御装置１００にその機能を含んでもよく、この場合、一体に構成されたロボット制御装置１００とデバイス制御装置３００とでロボット制御装置とすればよい。
【0029】
ティーチペンダント４００は、搬送ロボット２００の動作指示情報について、対象物を搬送する搬送作業に関して、操作者からの入力を受け付ける。通常、操作者は、例えば、搬送ロボット２００の起動及び停止、さらには、搬送ロボット２００に対する設定、及びマニピュレータ本体２１０（アーム）やハンド２２０の動作、教示点の登録などについて、ティーチペンダント４００を用いて適切な指示情報を入力する。
【0030】
また、本発明に係る実施形態おいて、教示点の登録については、搬送ロボット２００を動作させながら当該動作経路における教示点を、ティーチペンダント４００を用いて操作者が逐次登録するのではなく、自動教示において教示点を自動的に登録してもよい。当該自動教示は、例えば、操作者の侵入スペース（作業空間）が十分に確保できないような環境や場面において有効である。
【0031】
なお、図１では、ティーチペンダント４００は、ケーブルを介してロボット制御装置１００に接続されているが、ワイヤレスで接続されていてもよい。すなわち、ティーチペンダント４００とロボット制御装置１００とは、無線通信を行う通信部を備えていてもよい。ロボット制御装置１００とティーチペンダント４００とがワイヤレスに接続されることで、作業者はケーブルの存在に煩わされたり、ケーブルの長さによる移動範囲の制限を受けたりすることなく、自由に移動をしながら動作指示情報の入力を行うことができる。
【0032】
［ウエハ搬送の様子］
図２は、本発明の第１実施形態に係る搬送ロボット２００がウエハＷを搬送する様子を示す図である。図２に示されるように、作業空間１１に設置された搬送ロボット２００は、ＦＯＵＰ１２及び１３に格納されているウエハＷを取り出して、当該ウエハＷをハンド２２０に保持した状態で半導体製造装置の設置位置１４又は１５に搬送する。
図２は、本発明の第１実施形態に係る搬送ロボット２００がウエハＷを搬送する様子を示す図である。図２に示されるように、作業空間１１に設置された搬送ロボット２００は、ＦＯＵＰ１２及び１３に格納されているウエハＷを取り出して、当該ウエハＷをハンド２２０に保持した状態で半導体製造装置の設置位置１４又は１５に搬送する。
【0033】
ここでは、搬送ロボット２００は、ＦＯＵＰ１２に格納されているウエハＷを設置位置１５に搬送するものとし、より詳細には、設置位置１５に配置されている３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置を目標位置として、ウエハＷを当該目標位置に設置するものとする。
【0034】
より具体的には、搬送ロボット２００は、ロボット制御装置１００からの動作指示情報に基づいて、マニピュレータ本体２１０の各軸を動作させることによりアームやハンド２２０を動作させて、ＦＯＵＰ１２に格納されているウエハＷを保持した後、設置位置１５に搬送して、３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置である目標位置に設置する。ここで、ウエハＷの中心が当該目標位置に高精度に設置されることが好ましく、ロボット制御装置１００としては、目標位置を適切に把握することが重要となる。そして、ロボット制御装置１００は、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔｏｏｌ Ｃｅｎｔｅｒ Ｐｏｉｎｔ）が当該目標位置に一致するように搬送ロボット２００を動作させて、その動作を教示データとして登録されているとよい。
【0035】
［ロボット制御装置の構成］
図３は、本発明の第１実施形態に係るロボット制御装置１００の各機能を示す機能ブロック図である。図３に示されるように、ロボット制御装置１００は、画像情報取得手段１１０と、目標位置算出手段１２０と、ロボット位置算出手段１３０と、中継位置設定手段１４０と、ロボット制御手段１５０と、教示データ生成手段１６０とを備える。
図３は、本発明の第１実施形態に係るロボット制御装置１００の各機能を示す機能ブロック図である。図３に示されるように、ロボット制御装置１００は、画像情報取得手段１１０と、目標位置算出手段１２０と、ロボット位置算出手段１３０と、中継位置設定手段１４０と、ロボット制御手段１５０と、教示データ生成手段１６０とを備える。
【0036】
なお、ロボット制御装置１００は、図１に示されたように、搬送ロボット２００、デバイス制御装置３００、及びティーチペンダント４００に接続されており、種々の制御を行うために多くの機能を備えて、処理を行っている。ここでは、ロボット制御装置１００について、主に、ウエハＷを搬送する目標位置を教示データとして登録する機能に関するものを示しているが、その他の構成及び機能を備えている。
【0037】
画像情報取得手段１１０は、搬送ロボット２００におけるハンド２２０に保持されるウエハＷを搬送する目標位置を含むように第１位置においてカメラ２４０によって撮影された第１画像情報を取得する。また、画像情報取得手段１１０は、当該目標位置を含むように第１位置よりも目標位置に近い第２位置においてカメラ２４０によって撮影された第２画像情報を取得する。例えば、画像情報取得手段１１０は、第１位置及び第２位置において、半導体製造装置の設置位置１５に配置された３つのピン１５Ａ～１５Ｃを含むようにカメラ２４０によって撮影する。
【0038】
ここで、第１位置は、設置位置１５から離れた位置であって、例えば、搬送ロボット２００がハンド２２０によってウエハＷを保持して、目標位置への搬送を開始する位置であってもよいし、搬送を開始してから設置位置１５の略正面に来た位置であってもよい。
【0039】
また、第２位置は、ウエハＷの搬送経路に沿って第１位置と目標位置との間であって、当該第２位置においてカメラ２４０によって撮影する際に、目標位置が適切に把握できる位置であるとよい。例えば、第２位置においてカメラ２４０によって撮影された第２画像情報に基づいて目標位置を算出するための基準となる部材、設備及びマーカなどを適切に検出できるとよく、さらに、それらを検出する際に、カメラ２４０に設定された焦点が適切であるとよく、また照明条件などを含む周辺環境も安定しているとよい。
【0040】
目標位置算出手段１２０は、画像情報取得手段１１０によって取得された第１画像情報に基づいて目標位置を算出し、画像情報取得手段１１０によって取得された第２画像情報に基づいて目標位置を算出する。例えば、目標位置算出手段１２０は、画像情報取得手段１１０によって取得された第１画像情報について、画像処理によって画像データから３つのピン１５Ａ～１５Ｃの位置を検出し、当該３つのピン１５Ａ～１５Ｃの位置情報から当該３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置を算出して目標位置とする。同様に、目標位置算出手段１２０は、画像情報取得手段１１０によって取得された第２画像情報について、画像処理によって画像データから３つのピン１５Ａ～１５Ｃの位置を検出し、当該３つのピン１５Ａ～１５Ｃの位置情報から当該３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置を算出して目標位置とする。
【0041】
図４は、ウエハＷを搬送する目標位置となる半導体製造装置の設置位置１５の様子を示す図である。図４では、半導体製造装置の設置位置１５について、ウエハＷを設置位置１５に搬送するための開口部側から見た様子が示されており、設置位置１５には、３つのピン１５Ａ～１５Ｃが配置されている。
【0042】
先ず、例えば、画像情報取得手段１１０は、設置位置１５に配置された３つのピン１５Ａ～１５Ｃを含むように第１位置においてカメラ２４０によって撮影された画像データ（第１画像情報）を取得する。上述したように、カメラ２４０は、ステレオカメラとして２つのカメラで構成されており、搬送ロボット２００のハンドベース２３０に取り付けられている。カメラ２４０は、設置位置１５に配置された３つのピン１５Ａ～１５Ｃを撮影するが、第１位置は、設置位置１５から離れていたり、作業空間１１に機器や設備が配置されていて狭いなどの状況の場合では一定ではなかったり、必ずしも、適切に設定された焦点で撮影できていない場合がある。また、照明条件などを含む周辺環境も一定ではなく、それらが影響して適切に撮影できていない場合も考えられる。したがって、第１位置においてカメラ２４０によって撮影された画像データ（第１画像情報）は、３つのピン１５Ａ～１５Ｃの位置を大まかに把握して、目標位置算出手段１２０は、当該第１画像情報に基づいて、３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置Ｇを算出して目標位置Ｇとする。
【0043】
次に、搬送ロボット２００が第１位置から第２位置まで移動した後、画像情報取得手段１１０は、設置位置１５に配置された３つのピン１５Ａ～１５Ｃを含むように第２位置においてカメラ２４０によって撮影された画像データ（第２画像情報）を取得する。同様に、目標位置算出手段１２０は、当該第２画像情報に基づいて、３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置Ｇ’を算出して目標位置Ｇ’とする。第２位置は、第１位置よりも目標位置に近いため、第２位置においてカメラ２４０によって撮影された画像データ（第２画像情報）は、第１画像情報よりも精度が高い。したがって、３つのピン１５Ａ～１５Ｃの位置を適切に把握することができるため、ここで、目標位置算出手段１２０によって算出される３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置（目標位置）Ｇ’は、第１画像情報に基づいて算出されたものに比べて精度が高い。
【0044】
このように、目標位置算出手段１２０は、第１位置及び第２位置においてカメラ２４０によって撮影された画像データ（第１画像情報及び第２画像情報）それぞれに基づいて目標位置Ｇ（Ｇ’）を算出している（カメラ座標系）。目標位置Ｇ（Ｇ’）は、例えば、カメラ２４０からの相対位置座標、ハンドベース２３０の所定位置からの相対位置座標、又はハンド２２０の所定位置（例えば、先端（遠位端）や根元（近位端）など）からの相対位置座標として、３次元空間におけるＸＹＺ座標として記録してもよい。
【0045】
図３に戻り、ロボット位置算出手段１３０は、搬送ロボット２００の各軸の状態を含むロボット情報に基づいて、当該搬送ロボット２００のロボット位置を算出する。例えば、ロボット位置算出手段１３０は、搬送ロボット２００の各軸の状態（角度に関する情報など）に基づいて当該搬送ロボット２００の位置姿勢を算出することによってロボット位置を算出する。ここでは、ロボット位置算出手段１３０は、ロボット位置として、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰを算出する。すなわち、搬送ロボット２００は、当該搬送ロボット２００の各軸の状態から搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰを把握している（ロボット座標系）。ＴＣＰは、例えば、カメラ２４０からの相対位置座標、ハンドベース２３０の所定位置からの相対位置座標、又はハンド２２０の所定位置（例えば、先端（遠位端）や根元（近位端）など）からの相対位置座標として、３次元空間におけるＸＹＺ座標として記録してもよい。
【0046】
中継位置設定手段１４０は、第１画像情報に基づいて算出された目標位置に対応する第２位置を中継位置として設定する。例えば、中継位置設定手段１４０は、第１位置においてカメラ２４０によって撮影された第１画像情報に基づいて算出された目標位置から、所定距離（例えば、３０ｍｍ～４０ｍｍ）だけ設置位置１５の開口部側に離れた位置を第２位置として設定して、当該第２位置を中継位置としてもよい。
【0047】
上述したように、第２位置は、ウエハＷの搬送経路に沿って第１位置と目標位置との間であって、カメラ２４０によって撮影された画像データにおいて、３つのピン１５Ａ～１５Ｃを適切に検出できる位置であるとよい。目標位置に近過ぎると、カメラ２４０の画角により３つのピン１５Ａ～１５Ｃを撮影できなかったり、ハンド２２０と３つのピン１５Ａ～１５Ｃとの位置関係によりハンド２２０の一部がピン１５Ａ～１５Ｃを遮って撮影できなかったりする場合がある。
【0048】
さらに、第２位置は、３つのピン１５Ａ～１５Ｃを検出する際に、カメラ２４０に設定された焦点が適切な位置であるとよく、また照明条件などを含む周辺環境も安定している位置であるとよい。
【0049】
また、第２位置は、搬送ロボット２００においてハンド２２０を動作させる前の位置に設定されるとよい。典型的には、搬送ロボット２００は、ハンド２２０にウエハＷを保持した状態で、設置位置１５の開口部側の正面にウエハＷが位置するようにアームを動作させ、その後、ハンド２２０を延伸することにより、当該開口部を介して設置位置１５における目標位置にウエハＷを設置する。この時、設置位置１５の開口部側の正面にウエハＷが位置して、ハンド２２０を延伸させる前に、目標位置を含むようにカメラ２４０によって撮影して当該目標位置を適切に把握するとよい。すなわち、ハンド２２０を延伸させる前にカメラ２４０によって撮影して目標位置を適切に把握すれば、開口部の縁などにハンド２２０やウエハＷが衝突することを回避することができる。
【0050】
ロボット制御手段１５０は、中継位置設定手段１４０によって設定された中継位置に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰであるロボット位置が一致するように搬送ロボット２００を動作させる。例えば、ロボット制御手段１５０は、第１画像情報から算出された３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置Ｇ（カメラ座標系）から所定距離だけ設置位置１５の開口部側に離れて設定された第２位置（中継位置）と、ハンド２２０のＴＣＰ（ロボット座標系）とが一致するように、搬送ロボット２００におけるマニピュレータ本体２１０の各軸を動作させて、アームやハンド２２０を動作させる。
【0051】
また、ロボット制御手段１５０は、目標位置算出手段１２０によって第２画像情報に基づいて算出された目標位置に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰであるロボット位置が一致するように搬送ロボット２００を動作させる。例えば、ロボット制御手段１５０は、第２画像情報から算出された３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置Ｇ’（カメラ座標系）と、ハンド２２０のＴＣＰ（ロボット座標系）とが一致するように、搬送ロボット２００におけるマニピュレータ本体２１０の各軸を動作させて、アームやハンド２２０を動作させる。
【0052】
教示データ生成手段１６０は、３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置（目標位置）Ｇ’にＴＣＰが一致するように搬送ロボット２００が移動したポイントを教示データとして、メモリなどに記憶する。このように記憶された教示データに従って、搬送ロボット２００は、ＦＯＵＰ１２に格納されているウエハＷを取り出して、当該ウエハＷをハンド２２０に保持した状態で半導体製造装置の設置位置１５に搬送する際に、設置位置１５に配置された３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置（目標位置）にＴＣＰが一致するように高精度に搬送することができる。
【0053】
なお、教示データ生成手段１６０は、３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置（目標位置）Ｇ’にＴＣＰが一致するように、ロボット制御手段１６０によって搬送ロボット２００を実際に移動させなくても、当該重心位置（目標位置）Ｇ’を教示データとしてメモリなどに記憶してもよい。
【0054】
［搬送ロボットを目標位置まで移動させる様子］
搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰを３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置（目標位置）まで移動させる様子について、図５Ａ～図５Ｃを用いて、詳しく説明する。
搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰを３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置（目標位置）まで移動させる様子について、図５Ａ～図５Ｃを用いて、詳しく説明する。
【0055】
図５Ａは、第１位置においてカメラ２４０によって目標位置Ｇを含むように撮影し、当該目標位置Ｇ、当該目標位置Ｇに対応する第２位置（中継位置Ｐ）、及び搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）の位置関係を示す図である。図５Ａに示されるように、ロボット制御手段１５０は、第２位置（中継位置Ｐ）に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）が一致するように、搬送ロボット２００を動作させる。
【0056】
図５Ｂは、第２位置（中継位置Ｐ）に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）が一致するように搬送ロボット２００を移動させた様子を示す図である。図５Ｂに示されるように、ロボット制御手段１５０は、第２位置（中継位置Ｐ）に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）が一致するように、搬送ロボット２００を動作させている。
【0057】
図５Ｂで示される一例では、第２位置（中継位置Ｐ）と、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）とは、完全に一致しておらず、少しズレている。これは、第２位置（中継位置Ｐ）は、上述したように、第１位置においてカメラ２４０によって撮影された第１画像情報に基づいて３つのピン１５Ａ～１５Ｃの位置を大まかに把握してることから、それらから算出された目標位置Ｇに基づいて第２位置（中継位置Ｐ）を設定しているためである。すなわち、カメラ座標系における第２位置（中継位置Ｐ）と、ロボット座標系におけるＴＣＰ（Ｔ）とが完全に一致しておらず、ズレている可能性があると言える。
【0058】
なお、画像情報取得手段１１０は、図５Ｂで示された、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）が概ね第２位置（中継位置Ｐ）と一致している状態である第２位置においてカメラ２４０によって撮影された第２画像情報を取得する。そして、目標位置算出手段１２０は、当該第２画像情報に基づいて３つのピン１５Ａ～１５Ｃの位置を把握し、それらから目標位置Ｇ’を算出する。すなわち、第２画像情報は、第１画像情報よりも精度が高いため、第１画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇを、第２画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇ’に補正することになる。
【0059】
図５Ｃは、目標位置Ｇ’に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）が一致するように搬送ロボット２００を移動させた様子を示す図である。図５Ｃに示されるように、ロボット制御手段１５０は、目標位置Ｇ’に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）が一致するように、搬送ロボット２００を動作させている。
【0060】
図５Ｃで示される一例では、目標位置Ｇ’と、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）とは、ズレ量が少なく、概ね一致している。これは、第１画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇを、第２画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇ’に補正することにより、カメラ座標系とロボット座標系とのズレを軽減できたためである。
【0061】
なお、ここでは、ＴＣＰが目標位置Ｇ’に一致するように、実際にロボット制御手段１６０によって搬送ロボット２００を動作させて、教示データ生成手段１６０は、そのポイントを教示データとしてメモリなどに記憶していたが、教示点を登録する際には、実際に搬送ロボット２００を動作させなくても目標位置算出手段１２０によって、第２画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇ’を教示データとしてメモリなどに記憶してもよい。
【0062】
［教示データを生成する教示方法］
次に、搬送ロボット２００によって対象物を目標位置に搬送するための教示データを生成する教示方法について、具体的に詳しく説明する。
次に、搬送ロボット２００によって対象物を目標位置に搬送するための教示データを生成する教示方法について、具体的に詳しく説明する。
【0063】
図６は、本発明の第１実施形態に係る搬送ロボットシステム１０が実行するロボット教示方法Ｍ１００の処理の流れを示すフローチャートである。図６に示されるように、ロボット教示方法Ｍ１００は、ステップＳ１１０～Ｓ１３０を含み、各ステップは、搬送ロボットシステム１０におけるロボット制御装置１００に含まれるプロセッサによって実行される。
【0064】
ステップＳ１１０では、搬送ロボット２００に保持されるウエハＷを搬送する目標位置を含むように第１位置においてカメラ２４０によって撮影された第１画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇに対応する第２位置（中継位置Ｐ）に、搬送ロボット２００のＴＣＰが一致するように当該搬送ロボット２００を移動させる（第１ステップ）。
【0065】
具体例としては、ステップＳ１１１において、画像情報取得手段１１０は、第１位置においてカメラ２４０によって３つのピン１５Ａ～１５Ｃを含むように撮影された第１画像情報を取得する。
【0066】
ステップＳ１１２において、目標位置算出手段１２０は、ステップＳ１１１で取得した第１画像情報に基づいて３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置Ｇを算出して目標位置Ｇとする。
【0067】
ステップＳ１１３において、ロボット位置算出手段１３０は、搬送ロボット２００の各軸の状態を含むロボット情報に基づいて、当該搬送ロボット２００のロボット位置として搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰを算出する。
【0068】
ステップＳ１１４において、中継位置設定手段１４０は、ステップＳ１１２で算出した目標位置Ｇから、所定距離（例えば、３０ｍｍ～４０ｍｍ）だけ設置位置１５の開口部側に離れた位置を第２位置（中継位置Ｐ）として設定する。
【0069】
ステップＳ１１５において、ロボット制御手段１５０は、ステップＳ１１４で設定した第２位置（中継位置Ｐ）に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰが一致するように搬送ロボット２００を動作させる。
【0070】
このように、第１ステップでは、第１位置で撮影された第１画像情報に基づく第２位置（中継位置Ｐ）まで搬送ロボット２００を移動させる。
【0071】
ステップＳ１２０では、搬送ロボット２００に保持されるウエハＷを搬送する目標位置を含むように第２位置（中継位置Ｐ）においてカメラ２４０によって撮影された第２画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇ’に、搬送ロボット２００のＴＣＰが一致するように当該搬送ロボット２００を移動させる（第２ステップ）。
【0072】
具体例としては、ステップＳ１２１において、画像情報取得手段１１０は、第２位置（中継位置Ｐ）においてカメラ２４０によって３つのピン１５Ａ～１５Ｃを含むように撮影された第２画像情報を取得する。
【0073】
ステップＳ１２２において、目標位置算出手段１２０は、ステップＳ１２１で取得した第２画像情報に基づいて３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置Ｇ’を算出して目標位置Ｇ’とする。すなわち、ステップＳ１１２で算出した第１画像情報に基づく目標位置Ｇを、第２画像情報に基づく目標位置Ｇ’に補正する。
【0074】
ステップＳ１２３において、ロボット位置算出手段１３０は、搬送ロボット２００の各軸の状態を含むロボット情報に基づいて、当該搬送ロボット２００のロボット位置として搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰを算出する。
【0075】
ステップＳ１２４において、ロボット制御手段１５０は、ステップＳ１２２で算出した目標位置Ｇ’に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰが一致するように搬送ロボット２００を動作させる。
【0076】
このように、第２ステップでは、第２位置（中継位置Ｐ）で撮影された第２画像情報に基づく目標位置Ｇ’まで搬送ロボット２００を移動させる。
【0077】
ステップＳ１３０では、ステップＳ１２２で算出した目標位置Ｇ’に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰが一致するように搬送ロボット２００が移動したポイントを教示データとして、メモリなどに記憶する（第３ステップ）。
【0078】
以上のように、本発明の第１実施形態に係る搬送ロボットシステム１０、ロボット制御装置１００及びロボット教示方法Ｍ１００によれば、画像情報取得手段１１０は、第１位置においてカメラ２４０によって撮影された第１画像情報と、第２位置においてカメラ２４０によって撮影された第２画像情報を取得し、目標位置算出手段１２０は、第１画像情報及び第２画像情報それぞれに基づいて３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置Ｇ（Ｇ’）である目標位置Ｇ（Ｇ’）を算出する。ロボット位置算出手段１３０は、搬送ロボット２００の各軸の状態を含むロボット情報に基づいて、当該搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰを算出する。中継位置設定手段１４０は、第１画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇに対応する第２位置（中継位置Ｐ）を設定し、ロボット制御手段１５０は、当該第２位置（中継位置Ｐ）に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰが一致するように、搬送ロボット２００を動作させる。さらに、ロボット制御手段１５０は、第２画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇ’に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰが一致するように、搬送ロボット２００を動作させて、教示データ生成手段１６０は、当該一致したポイントを教示データとして記憶する。これにより、カメラ２４０によって複数回（本実施形態では２回）撮影された画像情報（第１画像情報及び第２画像情報）に基づいて目標位置を適切に把握して、ウエハＷを高精度に目標位置に搬送する教示データを生成することができる。その結果、当該教示データを用いてウエハＷを高精度に目標位置に搬送することができる。
【0079】
なお、本実施形態では、カメラ２４０は、ステレオカメラとして２つのカメラで構成され、搬送ロボット２００のハンドベース２３０に取り付けられていたが、これに限定されるものではなく、３つのピン１５Ａ～１５Ｃを明確に認識することができるように、３つのピン１５Ａ～１５Ｃを撮影できるのであれば、１つのカメラ又は３つ以上のカメラで構成されても構わないし、ハンドベース２３０ではなく、例えば、マニピュレータ本体２１０のアームやハンド２２０に取り付けられても構わない。
【0080】
また、本実施形態では、対象物であるウエハＷをＦＯＵＰ１２及び１３から半導体制御装置の設置位置１４及び１５に搬送させる場面を一例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、対象物であるウエハＷを半導体制御装置の設置位置１４及び１５からＦＯＵＰ１２及び１３に戻す場面でも本発明を適用しても構わない。
【0081】
さらに、例えば、ウエハＷの方向や傾きを調整するためにアライナを介する場面でも、本発明を適用しても構わない。この場合、ウエハＷを搬送するアライナにおける設置位置を中間目標位置として、カメラ２４０による第１画像情報及び第２画像情報に基づいて適切に算出するとよい。具体的に、アライナにおける設置位置とは、吸着パッドに載置して設置する場合には当該吸着パッドの中心位置、及びウエハのエッジを保持して設置するエッジグリップタイプでは、当該保持部材の中心位置などであればよい。そして、ロボット制御手段１５０は、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰと中間目標位置とが一致するように搬送ロボット２００を動作させ、教示データ生成手段１６０は、当該一致したポイントを教示データとして記憶すればよい。
【0082】
また、本実施形態では、カメラ２４０によって撮影される位置を第１位置及び第２位置の２ヶ所であったが、これに限定されるものではなく、例えば、搬送経路に沿って複数の中継位置を設定し、３ヶ所以上において撮影するようにしてもよい。中継位置を多く設けて撮影回数を増やすと、半導体製造装置や設備への衝突を適切に回避しつつ、対象物をより適切に目標位置に搬送することができる。
【0083】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る搬送ロボットシステムについて説明する。なお、本発明の第２実施形態に係る搬送ロボットシステムの基本的な構成は、本発明の第１実施形態に係る搬送ロボットシステム１０と同様であり、ここでは、主に、本発明の第１実施形態と異なる点について説明する。
次に、本発明の第２実施形態に係る搬送ロボットシステムについて説明する。なお、本発明の第２実施形態に係る搬送ロボットシステムの基本的な構成は、本発明の第１実施形態に係る搬送ロボットシステム１０と同様であり、ここでは、主に、本発明の第１実施形態と異なる点について説明する。
【0084】
本実施形態では、中継位置設定手段１４０が、中継位置を再設定する点で本発明の第１実施形態と異なる。中継位置設定手段１４０によって中継位置が再設定される場合において、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰを３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置（目標位置）まで移動させる様子について、図７Ａ～図７Ｄを用いて、詳しく説明する。
【0085】
図７Ａは、第１位置においてカメラ２４０によって目標位置Ｇを含むように撮影し、当該目標位置Ｇ、当該目標位置Ｇに対応する第２位置（中継位置Ｐ）、及び搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰの位置関係を示す図である。図７Ａでは、図５Ａで説明したのと同様に、ロボット制御手段１５０は、第２位置（中継位置Ｐ）に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）が一致するように、搬送ロボット２００を動作させる。
【0086】
図７Ｂは、第２位置（中継位置Ｐ）に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰが一致するように搬送ロボット２００を移動させた様子を示す図である。図７Ａでは、図５Ｂで説明したのと同様に、ロボット制御手段１５０は、第２位置（中継位置Ｐ）に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）が一致するように、搬送ロボット２００を動作させている。ここで、カメラ座標系とロボット座標系とが完全に一致しておらず、ズレている可能性があることにより、第２位置（中継位置Ｐ）と、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）とは、完全に一致しておらず、少しズレている。
【0087】
そして、画像情報取得手段１１０は、図７Ｂで示された、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）が概ね第２位置（中継位置Ｐ）と一致している状態である第２位置（中継位置Ｐ）においてカメラ２４０によって撮影された第２画像情報を取得する。目標位置算出手段１２０は、当該第２画像情報に基づいて３つのピン１５Ａ～１５Ｃの位置を把握し、それらから目標位置Ｇ’を算出し、中継位置設定手段１４０は、第２画像情報に基づいて算出された当該目標位置Ｇ’に対応する第２位置（中継位置Ｐ’）を再設定する。すなわち、第２画像情報は、第１画像情報よりも精度が高いため、第１画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇに対応する第２位置（中継位置Ｐ）を、第２画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇ’に対応する第２位置（中継位置Ｐ’）に補正することになる。
【0088】
図７Ｃは、再設定された第２位置（中継位置Ｐ’）に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）が一致するように搬送ロボット２００を移動させた様子を示す図である。図７Ｃに示されるように、ロボット制御手段１５０は、再設定された第２位置（中継位置Ｐ’）に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）が一致するように、搬送ロボット２００を動作させている。
【0089】
図７Ｃで示される一例では、再設定された第２位置（中継位置Ｐ’）と、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）とは、図７Ｂで示されたズレ量よりも小さく、概ね一致している。これは、第１画像情報に基づく第２位置（中継位置Ｐ）を、第２画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇに対応する第２位置（中継位置Ｐ’）に補正することにより、カメラ座標系とロボット座標系とのズレを軽減できたためである。
【0090】
そして、画像情報取得手段１１０は、図７Ｃで示された、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）が再設定された第２位置（中継位置Ｐ’）と一致している状態である第２位置（中継位置Ｐ’）においてカメラ２４０によって撮影された第２画像情報を取得する。目標位置算出手段１２０は、当該第２画像情報に基づいて３つのピン１５Ａ～１５Ｃの位置を把握し、それらから目標位置Ｇ’’を算出する。すなわち、第２画像情報は、第１画像情報よりも精度が高く、且つ再設定された第２位置（中継位置Ｐ’）においてカメラ２４０によって撮影されているため、当該第２画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇ’’は、さらに高精度である。
【0091】
図７Ｄは、目標位置Ｇ’’に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）が一致するように搬送ロボット２００を移動させた様子を示す図である。図５Ｃに示されるように、ロボット制御手段１５０は、目標位置Ｇ’’に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）が一致するように、搬送ロボット２００を動作させている。
【0092】
図７Ｄで示される一例では、目標位置Ｇ’’と、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）とは、ズレ量がより少なく、一致している。これは、目標位置Ｇ’’を、第２位置（中継位置Ｐ’）においてカメラ２４０によって撮影された第２画像情報に基づいて算出することにより、カメラ座標系とロボット座標系とのズレをさらに軽減できたためである。
【0093】
図８は、本発明の第２実施形態に係る搬送ロボットシステムが実行するロボット教示方法Ｍ２００の処理の流れを示すフローチャートである。図８に示されるように、ロボット教示方法Ｍ２００は、ステップＳ２１０～Ｓ２４０を含み、各ステップは、搬送ロボットシステムにおけるロボット制御装置に含まれるプロセッサによって実行される。
【0094】
ステップＳ２１０では、搬送ロボット２００に保持されるウエハＷを搬送する目標位置を含むように第１位置においてカメラ２４０によって撮影された第１画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇに対応する第２位置（中継位置Ｐ）に、搬送ロボット２００のＴＣＰが一致するように当該搬送ロボット２００を移動させる（第１ステップ）。これは、図６で説明したステップＳ１１０と同様であり、各ステップＳ２１１～Ｓ２１５は、各ステップＳ１１１～Ｓ１１５と同様である。
【0095】
このように、第１ステップでは、第１位置で撮影された第１画像情報に基づく第２位置（中継位置Ｐ）まで搬送ロボット２００を移動させる。
【0096】
ステップＳ２２０では、搬送ロボット２００に保持されるウエハＷを搬送する目標位置を含むように、第２位置（中継位置Ｐ）においてカメラ２４０によって撮影された第２画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇ’に対応する第２位置（中継位置Ｐ’）に、搬送ロボット２００のＴＣＰが一致するように当該搬送ロボット２００を移動させる（第２ステップ）。
【0097】
具体例としては、各ステップＳ２２１～Ｓ２２３は、図６で説明した各ステップＳ１２１～Ｓ１２３と同様であり、ステップＳ２２４において、中継位置設定手段１４０は、ステップＳ２２２で算出した目標位置Ｇ’から、所定距離（例えば、３０ｍｍ～４０ｍｍ）だけ設置位置１５の開口部側に離れた位置を第２位置（中継位置Ｐ’）として再設定する。
【0098】
ステップＳ２２５において、ロボット制御手段１５０は、ステップＳ２２４で設定した第２位置（中継位置Ｐ’）に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰが一致するように搬送ロボット２００を動作させる。
【0099】
このように、第２ステップでは、第２位置（中継位置Ｐ）で撮影された第２画像情報に基づく第２位置（中継位置Ｐ’）まで搬送ロボット２００を移動させる。
【0100】
ステップＳ２３０では、搬送ロボット２００に保持されるウエハＷを搬送する目標位置を含むように再設定された第２位置（中継位置Ｐ’）においてカメラ２４０によって撮影された第２画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇ’’に、搬送ロボット２００のＴＣＰが一致するように当該搬送ロボット２００を移動させる（第３ステップ）。これは、図６で説明したステップＳ１２０に相当するが、ステップＳ２３１では、ステップＳ１２１と異なり、画像情報取得手段１１０は、再設定された第２位置（中継位置Ｐ’）においてカメラ２４０によって３つのピン１５Ａ～１５Ｃを含むように撮影された第２画像情報を取得している。そして、ステップＳ２３１で取得した第２画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇ’’（ステップＳ２３２）に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（ステップＳ２３３）が一致するように搬送ロボット２００を動作させる（ステップＳ２３４）。
【0101】
このように、第３ステップでは、再設定された第２位置（中継位置Ｐ’）で撮影された第２画像情報に基づく目標位置Ｇ’’まで搬送ロボット２００を移動させる。
【0102】
ステップＳ２４０では、ステップＳ２３２で算出した目標位置Ｇ’’に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰが一致するように搬送ロボット２００が移動したポイントを教示データとして、メモリなどに記憶する（第４ステップ）。
【0103】
以上のように、本発明の第２実施形態に係る搬送ロボットシステム、ロボット制御装置及びロボット教示方法Ｍ２００によれば、本発明の第１実施形態で説明した作用効果に加えて、中継位置設定手段１４０は、第２位置（中継位置Ｐ）においてカメラ２４０によって撮影された第２画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇ’に対応する第２位置（中継位置Ｐ’）を再設定し、ロボット制御手段１５０は、当該第２位置（中継位置Ｐ’）に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰが一致するように、搬送ロボット２００を移動させる。そして、ロボット制御手段１５０は、当該第２位置（中継位置Ｐ’）においてカメラ２４０によって撮影された第２画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇ’’に、搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰが一致するように、搬送ロボット２００を移動させる。教示データ生成手段１６０は、当該一致したポイントを教示データとして記憶する。これにより、カメラ２４０によって複数回（本実施形態では３回）撮影された画像情報（第１画像情報、及び２つの第２画像情報）に基づいて目標位置を適切に把握して、ウエハＷを高精度に目標位置に搬送する教示データを生成することができる。具体的には、再設定された第２位置（中継位置Ｐ’）においてカメラ２４０によって撮影された第２画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇ’’は、さらに高精度である。その結果、当該教示データを用いてウエハＷをさらに高精度に目標位置に搬送することができる。
【0104】
なお、本発明に係る各実施形態では、搬送ロボット２００によって搬送される対象物をウエハとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、搬送される対象物をフラットパネルとする搬送ロボットでも本発明を適用しても構わないし、その他、平板状の対象物を搬送する搬送ロボットに適用することも可能である。
【0105】
さらに、本発明は、対象物を搬送する場面のみならず、例えば、ウエハなどの対象物をＦＯＵＰから取り出す場面においても適用可能である。ＦＯＵＰに格納されたウエハの位置を、搬送ロボット２００が移動する目標位置として、カメラを用いて複数回撮影して高精度に算出して、当該目標位置を教示データとして記憶すればよい。これにより、搬送ロボット２００は、適切にウエハを取り出すことができる。
【0106】
また、本発明は、カメラを用いて目標位置を複数回撮影し、その画像情報に基づいてそれぞれ目標位置を算出して、その精度を向上させていたが、複数回のうち少なくとも１回を、例えば、カメラに代えて、又はカメラと組み合わせてセンサなどを用いてもよい。取得した画像情報やセンサ情報に基づいて目標位置を高精度に算出することも可能である。
【0107】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【0108】
１０…搬送ロボットシステム、１１…作業空間、１２，１３…ＦＯＵＰ、１４，１５…設置位置、１５Ａ～１５Ｃ…ピン、１００…ロボット制御装置、１１０…画像情報取得手段、１２０…目標位置算出手段、１３０…ロボット位置算出手段、１４０…中継位置設定手段、１５０…ロボット制御手段、１６０…教示データ生成手段、２００…搬送ロボット、２１０…マニピュレータ本体、２２０…ハンド、２３０…ハンドベース（基部）、２４０…カメラ、３００…デバイス制御装置、４００…ティーチペンダント、Ｇ，Ｇ’，Ｇ’’…重心位置（目標位置）、Ｍ１００，Ｍ２００…ロボット教示方法、Ｐ，Ｐ’…中継位置、Ｗ…ウエハ、Ｓ１１０～Ｓ１３０，Ｓ１１１～Ｓ１１５，Ｓ１２１～Ｓ１２４…ロボット教示方法Ｍ１００の各ステップ、Ｓ２１０～Ｓ２４０，Ｓ２１１～Ｓ２１５，Ｓ２２１～Ｓ２２５，Ｓ２３１～Ｓ２３４…ロボット教示方法Ｍ２００の各ステップ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図8】