(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】P2024094061
(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 9/22 20060101AFI20240702BHJP
G05B 19/42 20060101ALI20240702BHJP
【ＦＩ】
B25J9/22 A
G05B19/42 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022210782
(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）】
3C269
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C269AB33
3C269BB09
3C269SA14
3C269SA21
3C707AS24
3C707BS15
3C707KS03
3C707KS05
3C707KS17
3C707KT03
3C707LS15
3C707LT12
3C707NS13
(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、少なくとも２ヶ所以上において撮影された各画像情報を取得する画像情報取得手段１１０と、各画像情報に基づいて目標位置をそれぞれ算出する目標位置算出手段１２０と、搬送ロボット２００のロボット位置を算出するロボット位置算出手段１３０と、目標位置にロボット位置が一致するように搬送ロボット２００を動作させるロボット制御手段１４０と、目標位置と、搬送ロボット２００の移動位置での画像情報に基づいて算出された目標位置とに基づいて目標位置を判定する目標位置判定手段１５０と、判定結果に応じて、移動位置での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、少なくとも２ヶ所以上において撮影された各画像情報を取得する画像情報取得手段１１０と、各画像情報に基づいて目標位置をそれぞれ算出する目標位置算出手段１２０と、搬送ロボット２００のロボット位置を算出するロボット位置算出手段１３０と、目標位置にロボット位置が一致するように搬送ロボット２００を動作させるロボット制御手段１４０と、目標位置と、搬送ロボット２００の移動位置での画像情報に基づいて算出された目標位置とに基づいて目標位置を判定する目標位置判定手段１５０と、判定結果に応じて、移動位置での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、少なくとも２ヶ所以上において撮影された各画像情報を取得する画像情報取得手段と、
前記各画像情報に基づいて前記目標位置をそれぞれ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、
前記目標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、
前記目標位置と、当該目標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が移動した移動位置において撮影された画像情報に基づいて算出された目標位置とに基づいて目標位置を判定する目標位置判定手段と、
前記判定結果に応じて、前記移動位置において撮影された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、
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、少なくとも２ヶ所以上において撮影された各画像情報を取得する画像情報取得手段と、
前記各画像情報に基づいて前記目標位置をそれぞれ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、
前記目標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、
前記目標位置と、当該目標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が移動した移動位置において撮影された画像情報に基づいて算出された目標位置とに基づいて目標位置を判定する目標位置判定手段と、
前記判定結果に応じて、前記移動位置において撮影された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、
ロボット制御装置。
【請求項2】
前記目標位置判定手段は、前記目標位置と、当該目標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が移動した移動位置において撮影された画像情報に基づいて算出された目標位置との差分が閾値以下であるかを判定し、
前記差分が閾値以下である場合、前記教示データ生成手段は、前記移動位置において撮影された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、
請求項１に記載のロボット制御装置。
前記差分が閾値以下である場合、前記教示データ生成手段は、前記移動位置において撮影された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、
請求項１に記載のロボット制御装置。
【請求項3】
前記差分が閾値以下でない場合、前記ロボット制御手段は、前記移動位置において撮影された画像情報に基づいて算出された目標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、
請求項２に記載のロボット制御装置。
請求項２に記載のロボット制御装置。
【請求項4】
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撮影された画像情報を取得する画像情報取得ステップと、
前記画像情報に基づいて前記目標位置を算出する目標位置算出ステップと、
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ステップと、
前記目標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ステップと、
前記目標位置と、当該目標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が移動した移動位置において撮影された画像情報に基づいて算出された目標位置とに基づいて目標位置を判定する目標位置判定ステップと、
前記判定結果に応じて、前記移動位置において撮影された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撮影された画像情報を取得する画像情報取得ステップと、
前記画像情報に基づいて前記目標位置を算出する目標位置算出ステップと、
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ステップと、
前記目標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ステップと、
前記目標位置と、当該目標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が移動した移動位置において撮影された画像情報に基づいて算出された目標位置とに基づいて目標位置を判定する目標位置判定ステップと、
前記判定結果に応じて、前記移動位置において撮影された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ステップと、を含む、
ロボット教示方法。
【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、少なくとも２ヶ所以上において撮影された各画像情報を取得する画像情報取得手段と、
前記各画像情報に基づいて前記目標位置をそれぞれ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、
前記目標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、
前記目標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が移動した移動量に基づいて目標位置を判定する目標位置判定手段と、
前記判定結果に応じて、前記目標位置又は前記搬送ロボットが移動した移動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、少なくとも２ヶ所以上において撮影された各画像情報を取得する画像情報取得手段と、
前記各画像情報に基づいて前記目標位置をそれぞれ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、
前記目標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、
前記目標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が移動した移動量に基づいて目標位置を判定する目標位置判定手段と、
前記判定結果に応じて、前記目標位置又は前記搬送ロボットが移動した移動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。
【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】
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て、当該カメラが取得した画像に基づいて目標位置を算出したとしても、カメラの性能や撮影条件に応じて目標位置を高精度に把握できず、ウエハ搬送ロボットの位置姿勢に基づく位置情報との間にズレが生じ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。
【0008】
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】
【0009】
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、少なくとも２ヶ所以上において撮影された各画像情報を取得する画像情報取得手段と、各画像情報に基づいて目標位置をそれぞれ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、目標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、目標位置と、当該目標位置にロボット位置が一致するように搬送ロボットが移動した移動位置において撮影された画像情報に基づいて算出された目標位置とに基づいて目標位置を判定する目標位置判定手段と、判定結果に応じて、移動位置において撮影された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。
【0010】
この態様によれば、画像情報取得手段は、カメラによって少なくとも２ヶ所以上において撮影された各画像情報を取得し、目標位置算出手段は、各画像情報に基づいて目標位置をそれぞれ算出する。ロボット位置算出手段は、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し、ロボット制御手段は、目標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。そして、目標位置判定手段は、目標位置と、当該目標位置にロボット位置が一致するように搬送ロボットが移動した移動位置において撮影された画像情報に基づいて算出された目標位置とに基づいて目標位置を判定して、教示データ生成手段は、当該判定結果に応じて移動位置において撮影された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、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、その結果、当該教示データを用いることで対象物を高精度に目標位置に搬送することができる。
【0011】
上記態様において、目標位置判定手段は、目標位置と、当該目標位置にロボット位置が一致するように搬送ロボットが移動した移動位置において撮影された画像情報に基づいて算出された目標位置との差分が閾値以下であるかを判定し、差分が閾値以下である場合、教示データ生成手段は、移動位置において撮影された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。
【0012】
この態様によれば、目標位置判定手段は、目標位置と、当該目標位置への移動位置において撮影された画像情報に基づいて算出された目標位置との差分が閾値以下であるかを判定するため、より適切に目標位置を把握することができる。
【0013】
上記態様において、差分が閾値以下でない場合、ロボット制御手段は、移動位置において撮影された画像情報に基づいて算出された目標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てもよい。
【0014】
この態様によれば、上記差分が閾値以下でない場合、搬送ロボットの移動、画像情報の取得、目標位置の算出及び判定を繰り返して、当該差分が収束して安定すれば適切な目標位置を把握できるようになる。
【0015】
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撮影された画像情報を取得する画像情報取得ステップと、画像情報に基づいて目標位置を算出する目標位置算出ステップと、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ステップと、目標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ステップと、目標位置と、当該目標位置にロボット位置が一致するように搬送ロボットが移動した移動位置において撮影された画像情報に基づいて算出された目標位置とに基づいて目標位置を判定する目標位置判定ステップと、判定結果に応じて、移動位置において撮影された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ステップと、を含む。
【0016】
この態様によれば、画像情報取得ステップでは、カメラによって撮影された画像情報を取得し、目標位置算出ステップは、各画像情報に基づいて目標位置をそれぞれ算出する。ロボット位置算出ステップでは、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し、ロボット制御ステップでは、目標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。そして、目標位置判定ステップでは、目標位置と、当該目標位置にロボット位置が一致するように搬送ロボットが移動した移動位置において撮影された画像情報に基づいて算出された目標位置とに基づいて目標位置を判定して、教示データ生成ステップでは、当該判定結果に応じて移動位置において撮影された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、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、その結果、当該教示データを用いることで対象物を高精度に目標位置に搬送することができる。
【0017】
本発明の他の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、少なくとも２ヶ所以上において撮影された各画像情報を取得する画像情報取得手段と、各画像情報に基づいて目標位置をそれぞれ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、目標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、目標位置にロボット位置が一致するように搬送ロボットが移動した移動量に基づいて目標位置を判定する目標位置判定手段と、判定結果に応じて、目標位置又は搬送ロボットが移動した移動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。
【0018】
この態様によれば、画像情報取得手段は、カメラによって少なくとも２ヶ所以上において撮影された各画像情報を取得し、目標位置算出手段は、各画像情報に基づいて目標位置をそれぞれ算出する。ロボット位置算出手段は、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し、ロボット制御手段は、目標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。そして、目標位置判定手段は、目標位置にロボット位置が一致するように搬送ロボットが移動した移動位置に基づいて目標位置を判定して、教示データ生成手段は、当該判定結果に応じて目標位置又は搬送ロボットが移動した移動位置を教示データとして記憶する。これにより、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、その結果、当該教示データを用いることで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】
【0019】
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】
【0020】
【図1】本発明の一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】本発明の一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】本発明の一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】設置位置１５の略正面に来た位置においてカメラ２４０によって目標位置を含むように撮影し、当該目標位置及び搬送ロボット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】目標位置Ｇ1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Ｇ2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】本発明の一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7】本発明の一実施形態に係る搬送ロボットシステム１０が実行する他のロボット教示方法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】
【0021】
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。
【0022】
＜一実施形態＞
［搬送ロボットシステムの構成］
図１は、本発明の一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、本発明の一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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
［ウエハ搬送の様子］
図２は、本発明の一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、本発明の一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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
［ロボット制御装置の構成］
図３は、本発明の一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、ロボット制御手段１４０と、目標位置判定手段１５０と、教示データ生成手段１６０とを備える。
図３は、本発明の一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、ロボット制御手段１４０と、目標位置判定手段１５０と、教示データ生成手段１６０とを備える。
【0035】
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。
【0036】
画像情報取得手段１１０は、搬送ロボット２００に取り付けられているカメラ２４０によって、搬送ロボット２００が移動する目標位置を含むように、少なくとも２ヶ所以上において撮影された各画像情報を取得する。例えば、画像情報取得手段１１０は、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。
【0037】
また、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や搬送を開始してから設置位置１５の略正面に来た位置において、カメラ２４０によって目標位置を含むように撮影し、画像情報取得手段１１０は、１回目の画像情報を取得すればよい。
【0038】
そして、後述するように、目標位置算出手段１２０によって１回目の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が移動した移動位置において、カメラ２４０によって目標位置を含むように撮影し、画像情報取得手段１１０は、２回目の画像情報を取得する。さらに、目標位置判定手段１５０による判定結果に応じて、２回目の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が移動した移動位置において、カメラ２４０によって目標位置を含むように撮影し、画像情報取得手段１１０は、３回目の画像情報を取得する。以降も同様に、目標位置判定手段１５０による判定結果に応じて、画像情報取得手段１１０は、画像情報を取得することを繰り返せばよい。
【0039】
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各画像情報に基づいて目標位置をそれぞれ算出する。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。上述したように、画像情報取得手段１１０は、少なくとも２ヶ所以上において撮影された各画像情報を取得する。すなわち、カメラ２４０によって撮影された各画像情報において、それぞれ３つのピン１５Ａ～１５Ｃの映り方は異なっており、当該各画像情報における３つのピン１５Ａ～１５Ｃに基づいて、当該３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置（目標位置）をそれぞれ算出する。
【0040】
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。
【0041】
先ず、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、例えば、設置位置１５の略正面に来た位置において、カメラ２４０によって撮影された１回目の画像情報を取得する。目標位置算出手段１２０は、当該１回目の画像情報に基づいて、３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置Ｇ1を算出して目標位置Ｇ1とする。
【0042】
次に、搬送ロボット２００が目標位置Ｇ1まで移動する。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、当該移動位置においてカメラ２４０によって撮影された２回目の画像情報を取得する。同様に、目標位置算出手段１２０は、当該２回目の画像情報に基づいて、３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置Ｇ2を算出して目標位置Ｇ2とする。
【0043】
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によって設置位置１５に配置された３つのピン１５Ａ～１５Ｃが撮影されるが、１回目は、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、撮影条件が一定ではなかったり、必ずしも、適切に撮影できていない場合がある。すなわち、１回目の画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇ1は、実際の目標位置からズレており、当該目標位置Ｇ1に移動した搬送ロボット２００は、実際には、目標位置に適切に移動できていない可能性がある。２回目は、搬送ロボット２００が目標位置Ｇ1に移動した移動位置において撮影されるため、１回目とは異なる撮影条件で撮影された画像情報となる。
【0044】
そして、当該２回目の画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇ2と、１回目の画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇ1とを比較することにより、目標位置を判定する。目標位置の判定処理についての詳細は、後述するが、適切な目標位置として判定できない場合には、さらに、搬送ロボット２００を移動させて、Ｎ回目の画像情報の取得、目標位置Ｇnの算出、目標位置ＧnとＧn-1との比較を繰り返す。
【0045】
このように、目標位置算出手段１２０は、カメラ２４０によって撮影された各画像情報に基づいて目標位置Ｇnをそれぞれ算出している（カメラ座標系）。目標位置Ｇn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】
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。
【0047】
ロボット制御手段１４０は、目標位置算出手段１２０によって算出された目標位置Ｇn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、当該搬送ロボット２００を動作させる。
【0048】
例えば、ロボット制御手段１４０は、１回目の画像情報から算出された３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置（目標位置）Ｇ1（カメラ座標系）に、ハンド２２０のＴＣＰ（ロボット座標系）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。
【0049】
また、ロボット制御手段１４０は、後述する目標位置判定手段１５０による判定結果に応じて、２回目の画像情報から算出された３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置（目標位置）Ｇ2（カメラ座標系）に、ハンド２２０のＴＣＰ（ロボット座標系）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。以降も同様に、目標位置判定手段１５０による判定結果に応じて、ロボット制御手段１４０は、重心位置（目標位置）Ｇn（カメラ座標系）に、ハンド２２０のＴＣＰ（ロボット座標系）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を動作させればよい。
【0050】
目標位置判定手段１５０は、目標位置Ｇnー1と、当該目標位置Ｇnー1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が移動した移動位置において撮影された画像情報（Ｎ回目）に基づいて算出された目標位置Ｇnとに基づいて目標位置を判定する。すなわち、目標位置判定手段１５０は、目標位置Ｇnー1と目標位置Ｇnとに基づいて適切に目標位置を判定する。
【0051】
例えば、目標位置判定手段１５０は、１回目の画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇ1と、搬送ロボット２００が当該目標位置Ｇ1に移動して当該移動位置において撮影されて取得した２回目の画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇ2とを比較する。具体的には、目標位置判定手段１５０は、目標位置Ｇ1と目標位置Ｇ2との差分が閾値以下であるかを判定する。
【0052】
差分が閾値以下である場合には、後述する教示データ生成手段１６０によって教示データが生成されるが、差分が閾値以下でない場合、ロボット制御手段１４０によって搬送ロボット２００を目標位置Ｇ2に移動させる。そして、目標位置判定手段１５０は、目標位置Ｇ2と、当該移動位置において撮影されて取得した３回目の画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇ3との差分が閾値以下であるかを判定する。以降も同様に、差分が閾値以下である場合には、後述する教示データ生成手段１６０によって教示データが生成され、差分が閾値以下でない場合、ロボット制御手段１４０によって搬送ロボット２００を移動させて、画像情報取得手段１１０による画像情報の取得、目標位置算出手段１２０による目標位置の算出、及び目標位置判定手段１５０による判定を繰り返す。
【0053】
ここで、閾値は、例えば、０．０１ｍｍ～０．０５ｍｍ程度で設定されるとよいが、この範囲に限定されるものではなく、搬送される対象物の種類、サイズ、及び要求される製品精度に応じて、要求及び許容される目標位置の精度により設定されるとよい。
【0054】
教示データ生成手段１６０は、目標位置判定手段１５０による判定結果に応じて、移動位置において撮影された画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇnを教示データとして記憶する。例えば、教示データ生成手段１６０は、目標位置判定手段１５０によって目標位置Ｇnー1と目標位置Ｇnとの差分が閾値以下であると判定された場合、当該目標位置Ｇ2を教示データとして、メモリなどに記憶する。
【0055】
具体的には、教示データ生成手段１６０は、目標位置判定手段１５０によって目標位置Ｇ1と目標位置Ｇ2との差分が閾値以下であると判定された場合、当該目標位置Ｇ2を教示データとして、メモリなどに記憶する。一方、目標位置判定手段１５０によって目標位置Ｇ1と目標位置Ｇ2との差分が閾値以下でないと判定された場合には、上述したように、搬送ロボット２００を移動させ、そして、教示データ生成手段１６０は、目標位置判定手段１５０によって目標位置Ｇ2と目標位置Ｇ3との差分が閾値以下であると判定された場合、当該目標位置Ｇ3を教示データとして、メモリなどに記憶する。以降も同様に、目標位置判定手段１５０によって目標位置Ｇnー1と目標位置Ｇnとの差分が閾値以下であると判定されて、目標位置判定手段１５０によって目標位置Ｇnが教示データとして、メモリなどに記憶されるまで繰り返される。
【0056】
このように複数回撮影された画像情報に基づいて算出された各目標位置の差分が閾値以下となるまで、搬送ロボット２００の移動、カメラ２４０による撮影（画像情報の取得）、目標位置の算出及び判定を繰り返すことにより、適切な目標位置を教示データとして記憶することができる。その結果、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。
【0057】
［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。
【0058】
図５Ａは、設置位置１５の略正面に来た位置においてカメラ２４０によって目標位置を含むように撮影し、当該目標位置及び搬送ロボット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に示される目標位置は、カメラ２４０によって撮影された１回目の画像情報に基づいて３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置を算出して、当該重心位置を目標位置Ｇ1としている。図５Ａに示されるように、ロボット制御手段１４０は、目標位置Ｇ1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。
【0059】
図５Ｂは、目標位置Ｇ1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１４０は、目標位置Ｇ1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】
そして、ここでカメラ２４０によって撮影された２回目の画像情報に基づいて３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置を算出して、当該重心位置を目標位置Ｇ2としている。図５Ｂで示される一例では、目標位置Ｇ1（目標位置Ｇ1に一致した搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ））と、目標位置Ｇ2とは、完全に一致しておらず、少しズレている。これは、１回目の画像情報と２回目の画像情報とにおいて、それぞれ異なる位置からカメラ２４０によって撮影しており、各画像情報において、それぞれ３つのピン１５Ａ～１５Ｃの映り方は異なっている。そして、各画像情報における３つのピン１５Ａ～１５Ｃに基づいて、当該３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置（目標位置）をそれぞれ算出しているためである。
【0061】
なお、ここでは、目標位置判定手段１５０は、目標位置Ｇ1と目標位置Ｇ2との差分ｄ１を閾値以下でないと判定するものとする。
【0062】
図５Ｃは、目標位置Ｇ2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１４０は、目標位置Ｇ2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。
【0063】
そして、ここでカメラ２４０によって撮影された３回目の画像情報に基づいて３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置を算出して、当該重心位置を目標位置Ｇ3としている。図５Ｃで示される一例では、目標位置Ｇ2（目標位置Ｇ2に一致した搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ））と、目標位置Ｇ3とは、完全に一致しておらず、少しズレている。しかし、ここでは、目標位置Ｇ2と目標位置Ｇ3との差分ｄ２は、かなり小さく、目標位置判定手段１５０は、当該差分ｄ２を閾値以下であると判定するものとし、教示データ生成手段１６０は、目標位置Ｇ2を教示データとして記憶する。
【0064】
なお、ここでは、カメラ２４０によって画像情報を３回取得して、目標位置Ｇ2と目標位置Ｇ3との差分ｄ２が閾値以下となる具体例を説明したが、カメラ２４０によって画像情報を２回取得して、目標位置Ｇ1と目標位置Ｇ2との差分ｄ１が閾値以下となり、当該目標位置Ｇ2が教示データとして記憶される場合も考えられる。また、目標位置Ｇn-1と目標位置Ｇnとの差分が閾値以下となるまで、カメラ２４０によって画像情報を４回以上取得して、目標位置の算出及び搬送ロボット２００の移動を繰り返す場合も考えられる。
【0065】
［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。
【0066】
図６は、本発明の一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～Ｓ１６０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。
【0067】
ステップＳ１１０において、画像情報取得手段１１０は、搬送ロボット２００に取り付けられているカメラ２４０によって、搬送ロボット２００が移動する目標位置を含むように撮影された画像情報を取得する。具体例としては、画像情報取得手段１１０は、目標位置への搬送を開始してから設置位置１５の略正面に来た位置において、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画像情報を取得する（画像情報取得ステップ）。
【0068】
ステップＳ１２０において、目標位置算出手段１２０は、ステップＳ１１０で取得した画像情報に基づいて目標位置Ｇ1を算出する（目標位置算出ステップ）。具体例としては、目標位置算出手段１２０は、３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置を算出して目標位置Ｇ1とする。
【0069】
ステップＳ１３０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のロボット位置を算出する（ロボット位置算出ステップ）。具体例としては、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（Ｔ）を算出する。
【0070】
ステップＳ１４０において、ロボット制御手段１４０は、ステップＳ１２０で算出した目標位置Ｇ1にステップＳ１３０で算出した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（ロボット制御ステップ）。具体例としては、ロボット制御手段１４０は、目標位置Ｇ1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。
【0071】
ステップＳ１５０において、目標位置判定手段１５０は、目標位置Ｇnー1と、当該目標位置Ｇnー1にロボット位置が一致するように搬送ロボット２００が移動した移動位置において撮影された画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇnとに基づいて目標位置を判定する（目標位置判定ステップ）。
【0072】
具体例としては、ステップＳ１５０は、ステップＳ１５１～Ｓ１５３を含み、ステップＳ１５１において、画像情報取得手段１１０は、ステップＳ１２０で算出した目標位置Ｇ1に搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）であるロボット位置が一致するように搬送ロボット２００が移動した移動位置において、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画像情報を取得する。
【0073】
ステップＳ１５２において、目標位置算出手段１２０は、ステップＳ１５１で取得した画像情報に基づいて３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置を算出して目標位置Ｇ2とする。
【0074】
ステップＳ１５３において、目標位置判定手段１５０は、ステップＳ１２０で算出した目標位置Ｇ1と、ステップＳ１５２で算出した目標位置Ｇ2とに基づいて目標位置を判定する。例えば、目標位置判定手段１５０は、目標位置Ｇ1と目標位置Ｇ2との差分が閾値以下であるかを判定し、閾値以下である場合には（ステップＳ１５３の「Ｙｅｓ」）、ステップＳ１６０の処理に進み、閾値以下でない場合には（ステップＳ１５３の「Ｎｏ」）、ステップＳ１４０の処理に戻る。すなわち、目標位置Ｇn-1と目標位置Ｇnとの差分が閾値以下になるまで、ステップＳ１４０、及びステップＳ１５１～Ｓ１５３の処理を繰り返す。
【0075】
ステップＳ１６０において、教示データ生成手段１６０は、ステップＳ１５２で算出した目標位置Ｇnを教示データとして記憶する（教示データ生成ステップ）。すなわち、目標位置Ｇn-1と目標位置Ｇnとの差分が閾値以下になり、画像情報に基づいて算出される目標位置Ｇnが収束して安定すれば、当該目標位置Ｇnを適切な目標位置として、教示データとして記憶する。
【0076】
以上のように、本発明の一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、カメラ２４０によって少なくとも２ヶ所以上において撮影された各画像情報を取得し、目標位置算出手段１２０は、各画像情報それぞれに基づいて３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置である目標位置Ｇn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を算出し、ロボット制御手段１４０は、目標位置Ｇn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。目標位置判定手段１５０は、目標位置Ｇnー1と目標位置Ｇnとの差分が閾値以下であるかを判定し、教示データ生成手段１６０は、目標位置Ｇn-1と目標位置Ｇnとの差分が閾値以下であると判定された場合、当該目標位置Ｇnを教示データとして、メモリなどに記憶する。このように複数回撮影された画像情報に基づいて算出された目標位置Ｇnー1と目標位置Ｇnとの差分が閾値以下となるまで、搬送ロボット２００の移動、カメラ２４０による撮影（画像情報の取得）、目標位置の算出及び判定を繰り返すことにより、適切な目標位置を教示データとして記憶することができる。その結果、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、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。
【0077】
なお、本実施形態では、目標位置判定手段１５０によって目標位置Ｇnー1と目標位置Ｇnとの差分が閾値以下と判定されることで適切な目標位置を把握していたが、これに限定されるものではない。例えば、搬送ロボット２００の移動量に基づいて適切な目標位置を把握するようにしてもよい。
【0078】
図７は、本発明の一実施形態に係る搬送ロボットシステム１０が実行する他のロボット教示方法Ｍ２００の処理の流れを示すフローチャートである。図７に示されるように、ロボット教示方法Ｍ２００は、ステップＳ１１０～Ｓ１４０，Ｓ２５１～Ｓ２５４及びＳ２６０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。なお、ロボット教示方法Ｍ２００は、図６に示されたロボット教示方法Ｍ１００と共通する処理があるが、ここでは、主に、ロボット教示方法Ｍ１００と異なる点について詳しく説明する。
【0079】
【0080】
ステップＳ２５１は、図６に示されたステップＳ１５１に相当し、ステップＳ２５１において、画像情報取得手段１１０は、ステップＳ１２０で算出した目標位置Ｇ1に搬送ロボット２００におけるハンド２２０のＴＣＰ（Ｔ）であるロボット位置が一致するように搬送ロボット２００が移動した移動位置において、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画像情報を取得する。
【0081】
ステップＳ２５２は、図６に示されたステップＳ１５２に相当し、ステップＳ２５２において、目標位置算出手段１２０は、ステップＳ２５１で取得した画像情報に基づいて３つのピン１５Ａ～１５Ｃの重心位置を算出して目標位置Ｇ2とする。
【0082】
ステップＳ２５３において、ロボット制御手段１４０は、ステップＳ２５２で算出した目標位置Ｇ2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。
【0083】
ステップＳ２５４において、目標位置判定手段１５０は、搬送ロボット２００が目標位置Ｇ1から目標位置Ｇ2まで移動した移動量を判定する。例えば、目標位置判定手段１５０は、搬送ロボット２００の移動量が閾値以下であるかを判定し、閾値以下である場合には（ステップＳ２５４の「Ｙｅｓ」）、ステップＳ２６０の処理に進み、閾値以下でない場合には（ステップＳ２５４の「Ｎｏ」）、ステップＳ２５１の処理に戻る。すなわち、搬送ロボット２００が目標位置Ｇn-1から目標位置Ｇnまで移動した移動量が閾値以下になるまで、ステップＳ２５１～Ｓ２５４の処理を繰り返す。
【0084】
ステップＳ２６０は、図６に示されたステップＳ１６０に相当し、ステップＳ２６０において、教示データ生成手段１６０は、ステップＳ２５２で算出した目標位置Ｇn又はステップＳ２５４で移動した搬送ロボット２００の移動位置を教示データとして記憶する。すなわち、目標位置Ｇn-1から目標位置Ｇnまで移動した移動量が閾値以下になり、画像情報に基づいて算出される目標位置Ｇnが収束して安定すれば、当該目標位置Ｇn又は当該目標位置Ｇnに一致するように移動した搬送ロボット２００の移動位置を適切な目標位置として、教示データとして記憶する。
【0085】
このように、搬送ロボット２００の移動量が収束して安定することに基づいて適切な目標位置を把握し、当該目標位置を教示データとして記憶するようにする。
【0086】
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。
【0087】
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。
【0088】
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による各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１４０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。
【0089】
なお、本発明に係る実施形態では、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。
【0090】
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。
【0091】
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。
【0092】
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】
【0093】
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…ロボット制御手段、１５０…目標位置判定手段、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、ｄ１，ｄ２…差分、Ｇ1～Ｇ3，Ｇn-1，Ｇn…重心位置（目標位置）、Ｗ…ウエハ、Ｍ１００，Ｍ２００…ロボット教示方法、Ｓ１１０～Ｓ１６０，Ｓ１５１～Ｓ１５３，Ｓ２５１～Ｓ２５４…ロボット教示方法の各ステップ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図7】