特許 7049909 基板搬送ロボット及び基板保持ハンドの光軸ずれ検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-30

(45)【発行日】2022-04-07

(54)【発明の名称】基板搬送ロボット及び基板保持ハンドの光軸ずれ検出方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/04 20060101AFI20220331BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20220331BHJP

   H01L 21/68 20060101ALI20220331BHJP

   B25J 9/04 20060101ALI20220331BHJP

   B25J 19/02 20060101ALI20220331BHJP

【ＦＩ】

B25J19/04

H01L21/68 A

H01L21/68 F

B25J9/04 B

B25J19/02

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2018092423

(22)【出願日】2018-05-11

(65)【公開番号】P2019195890

(43)【公開日】2019-11-14

【審査請求日】2021-04-21

(73)【特許権者】

【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】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡田 拓之

(72)【発明者】

【氏名】吉田 雅也

【審査官】松浦 陽

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１１４３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／０６１９１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／１７８３００（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００３／０２２５３４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００９／１４５０８２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００４－２１４４６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１１８９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０６７９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１０２６９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００ － ２１／０２

Ｈ０１Ｌ ２１／６７ － ２１／６８７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を保持するハンド、前記ハンドの旋回軸を含み当該ハンドを変位させるロボットアーム、及び、前記ハンドの先端部に設けられた光電センサを備えた基板搬送ロボットにおいて、前記光電センサの光軸の前記ハンドに規定された理想光軸からのずれを検出する方法であって、
前記理想光軸が水平な或る第１方向に延在するような、前記旋回軸を旋回中心とする前記ハンドの基準旋回位置を取得すること、
前記ハンドを前記基準旋回位置を基準とする所定の第１旋回位置で前記旋回軸を中心とする放射方向へ移動させながら前記光電センサで第１ターゲット体を検出し、前記第１ターゲット体が検出されたときの前記ハンドの前記第１方向と直交する水平な第２方向の位置を第１検出位置として求める、一連の第１探索処理を行うこと、
前記ハンドを前記基準旋回位置を基準とする所定の第２旋回位置で前記旋回軸を中心とする放射方向へ移動させながら前記光電センサで第２ターゲット体を検出し、前記第２ターゲット体が検出されたときの前記ハンドの前記第２方向の位置を第２検出位置として求める、一連の第２探索処理を行うこと、及び、
前記第１検出位置と前記第２検出位置との差に基づいて前記光軸の前記理想光軸からの傾きを検出することを含み、
前記旋回軸から前記第１ターゲット体までの前記第２方向の距離と前記旋回軸から前記第２ターゲット体までの前記第２方向の距離とが等しく、
前記ハンド上における前記光軸と前記第１ターゲット体との交差位置と前記光軸と前記第２ターゲット体との交差位置とが相違する、
基板保持ハンドの光軸ずれ検出方法。

【請求項2】

前記第１ターゲット体と前記第２ターゲット体とが前記第１方向に並び、且つ、前記第１ターゲット体と前記第２ターゲット体とが前記第２方向と垂直な同一平面内にあり、
前記第１旋回位置及び前記第２旋回位置がいずれも前記基準旋回位置である、
請求項１に記載の基板保持ハンドの光軸ずれ検出方法。

【請求項3】

前記第１ターゲット体と前記第２ターゲット体とが一致し、
前記第１旋回位置及び前記第２旋回位置がいずれも前記基準旋回位置であり、
前記第１探索処理中の前記ハンドの軌跡と前記第２探索処理中の前記ハンドの軌跡とが前記第１方向に離間している、
請求項１に記載の基板保持ハンドの光軸ずれ検出方法。

【請求項4】

前記第１ターゲット体と前記第２ターゲット体とが一致し、
前記第１旋回位置が前記基準旋回位置から旋回方向の一方へ所定角度だけ旋回させた位置であり、前記第２旋回位置が前記基準旋回位置から前記旋回方向の他方へ所定角度だけ旋回させた位置である、
請求項１に記載の基板保持ハンドの光軸ずれ検出方法。

【請求項5】

前記ハンドを前記基準旋回位置で前記第２方向へ進出させることにより所定の基板載置位置へ移動させ、前記ハンドから当該基板載置位置に設けられた基板載置部へ前記基板を移載すること、
前記ハンドにおいて当該ハンドに保持された前記基板の中心と垂直方向に重複する位置をハンド中心と規定し、前記ハンドを前記基板載置位置から前記ハンド中心と前記理想光軸との距離に前記基板の半径を加えた距離だけ前記第２方向へ後退させ、当該ハンドの前記第２方向の位置を基準位置として求めること、
前記ハンドを前記第２方向へ進退移動させながら前記光電センサで前記基板のエッジを探索し、前記探索で前記基板のエッジが検出されたときの前記ハンドの前記第２方向の位置を第３検出位置として求めること、及び、
前記基準位置と前記第３検出位置との差に基づいて前記光軸の前記理想光軸からの位置ずれを検出することを、更に含む、
請求項１～４のいずれか一項に記載の基板保持ハンドの光軸ずれ検出方法。

【請求項6】

前記ハンドは、第１先端部及び第２先端部の２股に分かれた先端部を有し、それらの先端部を繋ぐ前記理想光軸と、前記ハンドの基板載置面と平行な面内において前記理想光軸と直交するハンド軸とが規定されており、
第１物体検出センサの第１センサ軸と、前記第１ターゲット体又は前記第２ターゲット体と、第２物体検出センサの第２センサ軸とが、平面視において同一直線上にこの順番で等間隔に並んでおり、
前記基準旋回位置を取得することが、
前記第１センサ軸と前記第２センサ軸との間に前記第１先端部及び前記第２先端部を進入させること、
前記第１先端部が前記第１物体検出センサで検出されるまで前記ハンドを移動させて、前記第１先端部が前記第１物体検出センサで検出されたときの前記第１先端部の平面座標を第１センサ座標として求めること、
前記第２先端部が前記第２物体検出センサで検出されるまで前記ハンドを移動させて、前記第２先端部が前記第２物体検出センサで検出されたときの前記第２先端部の平面座標を第２センサ座標として求めること、
前記第１センサ座標と前記第２センサ座標の中間座標と前記旋回軸の平面座標とを結ぶ直線と前記ハンド軸とが同一の垂直面内に入るまで前記ハンドを移動させること、及び、
前記ハンドの旋回位置を前記基準旋回位置として取得すること、を含む、
請求項１～５のいずれか一項に記載の基板保持ハンドの光軸ずれ検出方法。

【請求項7】

基板を保持するハンド、前記ハンドを変位させるロボットアーム、及び、前記ハンドの先端部に設けられた光電センサとを備えた基板搬送ロボットにおいて、前記光電センサの光軸の前記ハンドに規定された理想光軸からのずれを検出する方法であって、
前記ハンドを前記理想光軸が水平な第１方向に延在する姿勢で前記第１方向と直交する水平な第２方向へ進出させることにより所定の基板載置位置へ移動させ、前記ハンドから当該基板載置位置に設けられた基板載置部へ前記基板を移載すること、
前記ハンドにおいて当該ハンドに保持された前記基板の中心と垂直方向に重複する位置をハンド中心と規定し、前記ハンドを前記基板載置位置から前記ハンド中心と前記理想光軸との距離に前記基板の半径を加えた距離だけ前記第２方向へ後退させ、当該ハンドの前記第２方向の位置を基準位置として求めること、
前記ハンドを前記第２方向へ進退移動させながら前記光電センサで前記基板のエッジを探索し、前記探索で前記基板のエッジが検出されたときの前記ハンドの前記第２方向の位置を検出位置として求めること、及び、
前記基準位置と前記検出位置との差に基づいて前記光軸の前記理想光軸からの位置ずれを検出することを含む、
基板保持ハンドの光軸ずれ検出方法。

【請求項8】

基板を保持するハンド、前記ハンドの旋回軸を含み当該ハンドを変位させるロボットアーム、及び、前記ハンドの先端部に設けられた光電センサを有し、前記ハンドに理想光軸が規定されたロボット本体と、
第１ターゲット体及び第２ターゲット体を有する較正治具と、
コントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記理想光軸が水平な或る第１方向に延在するような、前記旋回軸を旋回中心とする前記ハンドの基準旋回位置を取得し、前記ハンドを前記基準旋回位置を基準とする所定の第１旋回位置で前記旋回軸を中心とする放射方向へ移動させながら前記光電センサで第１ターゲット体を検出する第１探索を行い、前記ハンドを前記基準旋回位置を基準とする所定の第２旋回位置で前記旋回軸を中心とする放射方向へ移動させながら前記光電センサで第２ターゲット体を検出する第２探索を行うように、前記ロボット本体を動作させるロボット制御部と、
前記第１探索で前記第１ターゲット体が検出されたときの前記ハンドの前記第１方向と直交する水平な第２方向の位置を第１検出位置として求め、前記第２探索で前記第２ターゲット体が検出されたときの前記ハンドの前記第２方向の位置を第２検出位置として求め、前記第１検出位置と前記第２検出位置との差に基づいて前記光軸の前記理想光軸からの傾きを検出する光軸傾き検出部とを、含み、
前記旋回軸から前記第１ターゲット体までの前記第２方向の距離と前記旋回軸から前記第２ターゲット体までの前記第２方向の距離とが等しく、
前記ハンド上における前記光軸と前記第１ターゲット体との交差位置と前記光軸と前記第２ターゲット体との交差位置とが相違する、
基板搬送ロボット。

【請求項9】

前記較正治具は、前記第１方向に並んだ前記第１ターゲット体及び前記第２ターゲット体、前記第１ターゲット体を前記光電センサの検出可能範囲から検出不可範囲へ移動させる第１ターゲット移動装置、並びに、前記第２ターゲット体を前記光電センサの検出可能範囲から検出不可範囲へ移動させる第２ターゲット移動装置を有し、
前記コントローラは、前記第１探索の間、前記第１ターゲット体が検出可能範囲にあり且つ前記第２ターゲット体が検出不可範囲にあり、前記第２探索の間、前記第１ターゲット体が検出不可範囲にあり且つ前記第２ターゲット体が検出可能範囲にあるように、前記第１ターゲット移動装置及び前記第２ターゲット移動装置を動作させる治具制御部を更に含む、
請求項８に記載の基板搬送ロボット。

【請求項10】

前記第１ターゲット体と前記第２ターゲット体とが一致し、
前記第１旋回位置及び前記第２旋回位置がいずれも前記基準旋回位置であり、
前記ロボット制御部は、前記第１探索のあとで前記ハンドを前記第１方向へシフトさせてから前記第２探索を行うように、前記ロボット本体を動作させる、
請求項８に記載の基板搬送ロボット。

【請求項11】

前記第１ターゲット体と前記第２ターゲット体とが一致し、
前記第１旋回位置が前記基準旋回位置から旋回方向の一方へ所定角度だけ旋回させた位置であり、前記第２旋回位置が前記基準旋回位置から前記旋回方向の他方へ所定角度だけ旋回させた位置である、
請求項８に記載の基板搬送ロボット。

【請求項12】

前記ハンドにおいて当該ハンドに保持された前記基板の中心と垂直方向に重複する位置をハンド中心と規定し、
前記コントローラは、
前記ハンドを前記理想光軸が前記第１方向に延在する姿勢で前記第２方向へ所定の基板載置位置まで進出させ、前記ハンドから前記基板載置位置に設けられた基板載置部へ前記基板を移載し、前記ハンドを前記基板載置位置から前記ハンド中心と前記理想光軸との距離に前記基板の半径を加えた距離だけ前記第２方向へ後退した位置へ移動させ、前記ハンドを前記第２方向へ進退移動させながら前記光電センサで前記基板のエッジの探索を行うように前記ロボット本体を動作させる前記ロボット制御部と、
前記ハンドが前記後退した位置にあるときの前記第２方向の位置を基準位置として求め、前記探索で前記基板のエッジが検出されたときの前記ハンドの前記第２方向の位置を第３検出位置として求め、前記基準位置と前記第３検出位置との差に基づいて前記光軸の前記理想光軸からの位置ずれを検出する光軸位置ずれ検出部とを含む、
請求項８～１１のいずれか一項に記載の基板搬送ロボット。

【請求項13】

前記ハンドは、第１先端部及び第２先端部の２股に分かれた先端部を有し、それらの先端部を繋ぐ前記理想光軸と、前記ハンドの基板載置面と平行な面内において前記理想光軸と直交するハンド軸とが規定されており、
前記較正治具は、第１物体検出センサ及び第２物体検出センサを更に有し、前記第１物体検出センサの第１センサ軸と、前記第１ターゲット体又は前記第２ターゲット体と、前記第２物体検出センサの第２センサ軸とが、平面視において同一直線上にこの順番で等間隔に並んでおり、
前記コントローラは、
前記第１センサ軸と前記第２センサ軸との間に前記第１先端部及び前記第２先端部を進入させ、前記第１先端部が前記第１物体検出センサで検出されるまで前記ハンドを移動させ、前記第２先端部が前記第２物体検出センサで検出されるまで前記ハンドを移動させ、前記第１ターゲット体又は前記第２ターゲット体の平面座標であるターゲット座標と前記旋回軸の平面座標とを結ぶ直線と前記ハンド軸とが同一の基準垂直面内に入るまで前記ハンドを移動させるように、前記ロボット本体を動作させる前記ロボット制御部と、
前記第１先端部が前記第１物体検出センサで検出されたときの前記第１先端部の平面座標を第１センサ座標として求め、前記第２先端部が前記第２物体検出センサで検出されたときの前記第２先端部の平面座標を第２センサ座標として求め、前記第１センサ座標と前記第２センサ座標の中間座標を前記ターゲット座標として求め、前記ハンド軸が前記基準垂直面内にあるときの前記ハンドの旋回位置を前記基準旋回位置として取得する基準旋回位置取得部とを含む、
請求項８～１２のいずれか一項に記載の基板搬送ロボット。

【請求項14】

基板を保持するハンド、前記ハンドを変位させるロボットアーム、及び、前記ハンドの先端部に設けられた光電センサを有するロボット本体と、
所定の基板載置位置に設けられた基板載置部と、
コントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記ハンドに理想光軸を規定し、前記ハンドにおいて当該ハンドに保持された前記基板の中心と垂直方向に重複する位置をハンド中心と規定し、
前記ハンドを前記理想光軸が水平な第１方向に延在する姿勢で前記第１方向と直交する水平な第２方向へ前記基板載置位置まで進出させ、前記ハンドから前記基板載置部へ前記基板を移載し、前記ハンドを前記基板載置位置から前記ハンド中心と前記理想光軸との距離に前記基板の半径を加えた距離だけ前記第２方向へ後退した位置へ移動させ、前記ハンドを前記第２方向へ進退移動させながら前記光電センサで前記基板のエッジの探索を行うように前記ロボット本体を動作させるロボット制御部と、
前記ハンドが前記後退した位置にあるときの前記第２方向の位置を基準位置として求め、前記探索で前記基板のエッジが検出されたときの前記ハンドの前記第２方向の位置を検出位置として求め、前記基準位置と前記検出位置との差に基づいて前記光軸の前記理想光軸からの位置ずれを検出する光軸位置ずれ検出部とを含む、
基板搬送ロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板搬送ロボットにおいて、基板保持ハンドに設けられた光電センサの光軸のずれを検出する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、基板保持ハンドの先端部に透過型の光電センサを備えた基板搬送ロボットが知られている。この光電センサは、例えば、キャリアの各スロットに収容された基板のエッジを検出することにより、各スロットの基板の有無を検出するために利用される。

【0003】

透過型の光電センサは、投光器と受光器とを備え、それらが基板保持ハンドに精度よく取り付けられる。投光器と受光器とを結ぶ光軸の理想位置からの位置ずれは、専用の計測装置で計測され、コントローラに記憶され、コントローラでロボットの制御に利用されてきた。近年では、光電センサの光軸の理想位置からの位置ずれを、ロボット自身で計測する方法が提案されている。特許文献１，２では、この種の技術が開示されている。

【0004】

特許文献１及び特許文献２に記載のキャリブレーション方法は、基板の載置位置に小円板を含む教示治具を載置し、ハンドに設けた光電センサで小円板のエッジを検出して教示治具の位置を推定し、教示治具の教示位置と推定位置との差に基づいて、光軸の理想位置からのハンド軸方向の位置ずれや、光軸の理想位置からのハンド回転方向の位置ずれを求めるものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００５－１１８９５１号公報

【文献】特開２００８－１１４３４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１及び特許文献２に記載のキャリブレーション方法では、小円板のエッジに対しハンドを異なる角度からアプローチさせて、ハンドに設けた光電センサで小円板のエッジを検出する。そのため、検出した位置から光軸の理想位置からの位置ずれを求めるために複雑な演算が必要となる。

【0007】

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、特許文献１及び特許文献２に記載された手法と比較して簡易且つ精確に光軸の理想位置からの位置ずれを求める技術を提案することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係る基板保持ハンドの光軸ずれ検出方法は、基板を保持するハンド、前記ハンドの旋回軸を含み当該ハンドを変位させるロボットアーム、及び、前記ハンドの先端部に設けられた光電センサを備えた基板搬送ロボットにおいて、前記光電センサの光軸の前記ハンドに規定された理想光軸からのずれを検出する方法であって、
前記理想光軸が水平な或る第１方向に延在するような、前記旋回軸を旋回中心とする前記ハンドの基準旋回位置を取得すること、
前記ハンドを前記基準旋回位置を基準とする所定の第１旋回位置で前記旋回軸を中心とする放射方向へ移動させながら前記光電センサで第１ターゲット体を検出し、前記第１ターゲット体が検出されたときの前記ハンドの前記第１方向と直交する水平な第２方向の位置を第１検出位置として求める、一連の第１探索処理を行うこと、
前記ハンドを前記基準旋回位置を基準とする所定の第２旋回位置で前記旋回軸を中心とする放射方向へ移動させながら前記光電センサで第２ターゲット体を検出し、前記第２ターゲット体が検出されたときの前記ハンドの前記第２方向の位置を第２検出位置として求める、一連の第２探索処理を行うこと、及び、
前記第１検出位置と前記第２検出位置との差に基づいて前記光軸の前記理想光軸からの傾きを検出することを含み、
前記旋回軸から前記第１ターゲット体までの前記第２方向の距離と前記旋回軸から前記第２ターゲット体までの前記第２方向の距離とが等しく、
前記ハンド上における前記光軸と前記第１ターゲット体との交差位置と前記光軸と前記第２ターゲット体との交差位置とが相違する。

【0009】

本発明の更に別の一態様に係る基板保持ハンドの光軸ずれ検出方法は、基板を保持するハンド、前記ハンドを変位させるロボットアーム、及び、前記ハンドの先端部に設けられた光電センサとを備えた基板搬送ロボットにおいて、前記光電センサの光軸の前記ハンドに規定された理想光軸からのずれを検出する方法であって、
前記ハンドを前記理想光軸が水平な第１方向に延在する姿勢で前記第１方向と直交する水平な第２方向へ進出させることにより所定の基板載置位置へ移動させ、前記ハンドから当該基板載置位置に設けられた基板載置部へ前記基板を移載すること、
前記ハンドにおいて当該ハンドに保持された前記基板の中心と垂直方向に重複する位置をハンド中心と規定し、前記ハンドを前記基板載置位置から前記ハンド中心と前記理想光軸との距離に前記基板の半径を加えた距離だけ前記第２方向へ後退させ、当該ハンドの前記第２方向の位置を基準位置として求めること、
前記ハンドを前記第２方向へ進退移動させながら前記光電センサで前記基板のエッジを探索し、前記探索で前記基板のエッジが検出されたときの前記ハンドの前記第２方向の位置を検出位置として求めること、及び、
前記基準位置と前記検出位置との差に基づいて前記光軸の前記理想光軸からの位置ずれを検出することを含む。

【0010】

本発明の更に別の一態様に係る基板搬送ロボットは、
基板を保持するハンド、前記ハンドの旋回軸を含み当該ハンドを変位させるロボットアーム、及び、前記ハンドの先端部に設けられた光電センサを有し、前記ハンドに理想光軸が規定されたロボット本体と、
第１ターゲット体及び第２ターゲット体を有する較正治具と、
コントローラとを備える。
前記コントローラは、
前記理想光軸が水平な或る第１方向に延在するような、前記旋回軸を旋回中心とする前記ハンドの基準旋回位置を取得し、前記ハンドを前記基準旋回位置を基準とする所定の第１旋回位置で前記旋回軸を中心とする放射方向へ移動させながら前記光電センサで第１ターゲット体を検出する第１探索を行い、前記ハンドを前記基準旋回位置を基準とする所定の第２旋回位置で前記旋回軸を中心とする放射方向へ移動させながら前記光電センサで第２ターゲット体を検出する第２探索を行うように、前記ロボット本体を動作させるロボット制御部と、
前記第１探索で前記第１ターゲット体が検出されたときの前記ハンドの前記第１方向と直交する水平な第２方向の位置を第１検出位置として求め、前記第２探索で前記第２ターゲット体が検出されたときの前記ハンドの前記第２方向の位置を第２検出位置として求め、前記第１検出位置と前記第２検出位置との差に基づいて前記光軸の前記理想光軸からの傾きを検出する光軸傾き検出部とを、含む。
上記において、前記旋回軸から前記第１ターゲット体までの前記第２方向の距離と前記旋回軸から前記第２ターゲット体までの前記第２方向の距離とが等しく、
前記ハンド上における前記光軸と前記第１ターゲット体との交差位置と前記光軸と前記第２ターゲット体との交差位置とが相違する。

【0011】

本発明の更に別の一態様に係る基板搬送ロボットは、基板を保持するハンド、前記ハンドを変位させるロボットアーム、及び、前記ハンドの先端部に設けられた光電センサを有するロボット本体と、所定の基板載置位置に設けられた基板載置部と、コントローラとを備える。
そして、前記コントローラは、
前記ハンドに理想光軸を規定し、前記ハンドにおいて当該ハンドに保持された前記基板の中心と垂直方向に重複する位置をハンド中心と規定し、
前記ハンドを前記理想光軸が水平な第１方向に延在する姿勢で前記第１方向と直交する水平な第２方向へ前記基板載置位置まで進出させ、前記ハンドから前記基板載置部へ前記基板を移載し、前記ハンドを前記基板載置位置から前記ハンド中心と前記理想光軸との距離に前記基板の半径を加えた距離だけ前記第２方向へ後退した位置へ移動させ、前記ハンドを前記第２方向へ進退移動させながら前記光電センサで前記基板のエッジの探索を行うように前記ロボット本体を動作させるロボット制御部と、
前記ハンドが前記後退した位置にあるときの前記第２方向の位置を基準位置として求め、前記探索で前記基板のエッジが検出されたときの前記ハンドの前記第２方向の位置を検出位置として求め、前記基準位置と前記検出位置との差に基づいて前記光軸の前記理想光軸からの位置ずれを検出する光軸位置ずれ検出部とを含む。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、従来と比較して簡易且つ精確に基板保持ハンドの光軸の理想位置からのずれを検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る基板搬送ロボットの概略側面図である。

【図2】図２は、図１に示す基板搬送ロボットの概略平面図である。

【図3】図３は、基板搬送ロボットの制御系統の構成を示す図である。

【図4】図４は、光軸の傾きの検出方法を説明する図である。

【図5】図５は、光軸の傾きの検出処理のフローチャートである。

【図6】図６は、光軸の位置ずれの検出方法を説明する図である。

【図7】図７は、光軸の位置ずれの検出方法を説明する図である。

【図8】図８は、光軸の位置ずれの検出処理のフローチャートである。

【図9】図９は、変形例１に係る基板搬送ロボットを示す平面図である。

【図10】図１０は、図９に示す基板搬送ロボットの制御系統の構成を示す図である。

【図11】図１１は、変形例１に係る基板搬送ロボットによる光軸の傾きの検出方法を説明する図である。

【図12】図１２は、変形例２に係る基板搬送ロボットを示す平面図である。

【図13】図１３は、変形例２に係る基板搬送ロボットによる光軸の傾きの検出処理を説明する図である。

【図14】図１４は、変形例２に係る基板搬送ロボットによる光軸の傾きの検出処理を説明する図である。

【図15】図１５は、変形例２に係る基板搬送ロボットによる光軸の傾きの検出処理を説明する図である。

【図16】図１６は、位置決め用治具としての機能を備える較正冶具の構成を示す側面図である。

【図17】図１７は、変形例３に係る基板搬送ロボットの基準旋回位置の自動教示処理のフローチャートである。

【図18】図１８は、変形例３に係る基板搬送ロボットによる基準旋回位置の自動教示処理を説明する図である。

【図19】図１９は、変形例３に係る基板搬送ロボットによる基準旋回位置の自動教示処理を説明する図である。

【図20】図２０は、変形例３に係る基板搬送ロボットによる基準旋回位置の自動教示処理を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

【0015】

〔基板搬送ロボット１の概略構成〕
図１は本発明の一実施形態に係る基板搬送ロボット１の概略側面図、図２は図１に示す基板搬送ロボット１の概略平面図である。図１及び図２に示す基板搬送ロボット１は、ロボット本体１０と、ロボット本体１０の動作を制御するコントローラ１５と、較正治具９とを備える。基板搬送ロボット１は、図示されない基板載置部に対し基板Ｗの搬入（積載）及び搬出を行うものである。基板搬送ロボット１は、例えば、ＥＦＥＭ（Equipment Front End Module）、ソータ、基板処理システムなどの、各種の基板Ｗを搬送するシステムに備えられてよい。

【0016】

〔ロボット本体１０の構成〕
ロボット本体１０は、基台１１と、基台１１に支持されたロボットアーム（以下、「アーム１２」と称する）と、アーム１２の遠位端部に連設された基板保持ハンド（以下、「ハンド１３」と称する）と、ハンド１３に設けられた透過型の光電センサ４とを有する。なお、本実施形態では光電センサ４として透過型の光電センサが採用されているが、これに代えて回帰反射型の光電センサが採用されてもよい。

【0017】

本実施形態に係るアーム１２は、水平方向に延びる第１リンク２１と、第１リンク２１に並進関節を介して接続された第２リンク２２とから成る。第１リンク２１には並進装置６３が設けられており、並進装置６３の動作により第２リンク２２は第１リンク２１に対して当該第１リンク２１の長手方向と平行に並進移動する。並進装置６３は、例えば、レール＆スライダ、ラック＆ピニオン、ボールねじ、又は、シリンダなどの直動機構（図示略）と、駆動部としてのサーボモータＭ３（図３、参照）とを含む。但し、並進装置６３の構成は上記に限定されない。

【0018】

アーム１２の近位端部は、昇降及び旋回可能に基台１１に支持されている。昇降装置６１の動作により、アーム１２の近位端部と連結された昇降軸２３が伸縮して、アーム１２は基台１１に対し昇降移動する。昇降装置６１は、例えば、昇降軸２３を基台１１から伸縮させる直動機構（図示略）と、駆動部としてのサーボモータＭ１（図３、参照）とを含む。また、旋回装置６２の動作により、アーム１２は基台１１に対し旋回軸Ｒを中心として旋回する。アーム１２の旋回軸Ｒは昇降軸２３の軸心と実質的に一致する。旋回装置６２は、例えば、第１リンク２１を旋回軸Ｒの周りに回転させるギア機構（図示略）と、駆動部としてのサーボモータＭ２（図３、参照）とを含む。但し、昇降装置６１及び旋回装置６２の構成は上記に限定されない。

【0019】

ハンド１３は、アーム１２の遠位端部に連結されたベース部３１と、ベース部３１に固定されたブレード３２とを備える。ブレード３２は、先端部が二股に分かれたＹ字状（又は、Ｕ字状）を呈する薄板部材である。

【0020】

ブレード３２の主面は水平であって、基板Ｗを支持する複数の支持パッド３３がブレード３２上に設けられている。複数の支持パッド３３は、ブレード３２に載置された基板Ｗのエッジと接触するように配置されている。更に、ハンド１３においてブレード３２の基端側には、プッシャ３４が設けられている。このプッシャ３４とブレード３２の先端部に配置された支持パッド３３との間で、ブレード３２に載置された基板Ｗが把持される。

【0021】

なお、本実施形態に係るハンド１３は、基板Ｗを水平な姿勢で保持しながら、搬送するものであるが、ハンド１３は基板Ｗを垂直な姿勢で保持可能なものであってもよい。また、本実施形態に係るハンド１３の基板Ｗの保持方式は、エッジ把持式であるが、エッジ把持式に代えて、吸着式、落とし込み式、載置式などの公知の基板Ｗの保持方式が採用されてもよい。

【0022】

ハンド１３には、少なくとも１組の光電センサ４が設けられている。光電センサ４は、ブレード３２の二股に分かれた先端部の裏面に設けられている。図１及び図４を参照して、光電センサ４は、ブレード３２の二股に分かれた先端部の一方に設けられた投光器４１と他方に設けられた受光器４２とを含む。投光器４１と受光器４２とは、ブレード３２の主面と平行な方向（即ち、水平方向）に離れている。

【0023】

投光器４１は、検出媒体となる光を投射する光源を備える。受光器４２は、投光器４１の投射光を受けて電気信号に変換する受光素子を備える。投光器４１と受光器４２は対向配置されており投光器４１を出た光は、直線状に進んで、受光器４２の受光器の入光窓に入射する。図４において、投光器４１を出た光の光軸４３が鎖線で示されている。光電センサ４は、光軸４３上を物体が通過して、受光器４２に入射する光量が減少したことを検出すると、検出信号をコントローラ１５へ出力する。

【0024】

〔較正治具９の構成〕
本実施形態に係る較正治具９は、２本のターゲット体９１，９２と、これらのターゲット体９１，９２を個別に移動させるターゲット移動装置９３，９４とを備える。ターゲット体９１，９２は、光電センサ４で検出される高さに幅を確保し、且つ、検出位置誤差をより小さくするために、垂直方向に延びるピン、軸、又は柱形状を呈することが望ましい。但し、ターゲット体９１，９２の形状はこれに限定されない。

【0025】

ターゲット移動装置９３，９４は、ターゲット体９１，９２を、光電センサ４で検出できる領域（検出可能領域）と、それよりも低く且つ光電センサ４で検出できない領域（検出不可領域）との間で移動させるものであればよい。ターゲット移動装置９３，９４は、例えば、ラックアンドピニオンなどの直動機構と、直動機構の駆動部としての電動モータとを含む。但し、ターゲット移動装置９３，９４はこれに限定されない。ターゲット移動装置９３，９４はコントローラ１５と通信可能に接続されており、ターゲット移動装置９３，９４の動作はコントローラ１５の治具制御部１５２に制御される。

【0026】

平面視において、２本のターゲット体９１，９２が通る直線をターゲット基準線Ａ２と規定する（図２、参照）。２本のターゲット体９１，９２のターゲット基準線Ａ２と平行な離間距離Δｄは既知であり、Δｄは光軸４３の長さより短い。

【0027】

〔コントローラ１５の構成〕
図３は、基板搬送ロボット１の制御系統の構成を示す図である。図３に示すコントローラ１５は、ロボット本体１０の動作を制御するロボット制御部１５１と、治具制御部１５２と、光軸傾き検出部１５３と、光軸位置ずれ検出部１５４と、基準旋回位置取得部１５６との各機能部を有する。また、コントローラ１５は、光軸４３のずれに関する情報を記憶する光軸ずれ記憶部１５５を有する。

【0028】

コントローラ１５は、いわゆるコンピュータであって、例えば、マイクロコントローラ、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＰＬＣ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ等の演算処理装置（プロセッサ）と、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置とを有する（いずれも図示せず）。記憶装置には、演算処理装置が実行するプログラム、各種固定データ等が記憶されている。記憶装置に記憶されたプログラムには、本実施形態に係る回転軸探索プログラムが含まれている。また、記憶装置には、アーム１２の動作を制御するための教示データ、アーム１２やハンド１３の形状・寸法に関するデータ、ハンド１３に保持された基板Ｗの形状・寸法に関するデータなどが格納されている。

【0029】

コントローラ１５では、記憶装置に記憶されたプログラム等のソフトウェアを演算処理装置が読み出して実行することにより、前述の機能部を実現するための処理が行われる。なお、コントローラ１５は単一のコンピュータによる集中制御により各処理を実行してもよいし、複数のコンピュータの協働による分散制御により各処理を実行してもよい。

【0030】

コントローラ１５には、アーム１２の昇降装置６１のサーボモータＭ１、旋回装置６２のサーボモータＭ２、及び、並進装置６３のサーボモータＭ３が接続されている。各サーボモータＭ１～３には、その出力軸の回転角を検出する位置検出器Ｅ１～３が設けられており、各位置検出器Ｅ１～３の検出信号はコントローラ１５へ出力される。更に、コントローラ１５には、ハンド１３のプッシャ３４も接続されている。そして、コントローラ１５のロボット制御部１５１は、位置検出器Ｅ１～３の各々で検出された回転位置から特定されるハンド１３のポーズ（即ち、空間における位置及び姿勢）と記憶部に記憶された教示データとに基づいて所定の制御時間後の目標ポーズを演算し、所定の制御時間後にハンド１３が目標ポーズとなるように各サーボモータＭ１～３を動作させる。

【0031】

〔光軸のずれ検出方法〕
以下、上記構成の基板搬送ロボット１によって実行されるハンド１３に設けられた光電センサ４の光軸ずれ検出方法について説明する。

【0032】

図２に示すように、ハンド１３には、ハンド軸Ａ１とハンド中心Ｃとが規定されている。ハンド軸Ａ１は、ハンド１３の長手方向と平行に直線状に延びる軸線であり、ブレード３２は平面視においてハンド軸Ａ１を対称軸として線対称に形成されている。本実施形態においては、ハンド軸Ａ１はアーム１２の伸縮方向と平行であり、ハンド１３はハンド軸Ａ１と平行に移動する。ハンド中心Ｃは、ハンド１３において当該ハンド１３に保持された基板Ｗの中心と重複する垂線である。

【0033】

光電センサ４の投光器４１と受光器４２とは、ハンド１３に精度よく取り付けられている。それであっても、投光器４１と受光器４２との取付誤差や個体差によって、設計された理想光軸４４から実際の光軸４３がずれることがある。光軸４３のずれには、光軸４３の理想光軸４４からの傾きと、光軸４３の理想光軸４４からのハンド軸Ａ１方向の位置ずれとがある。そこで、本実施形態に係る基板搬送ロボット１では、コントローラ１５の光軸傾き検出部１５３が光軸４３の理想光軸４４からの傾きを検出し、コントローラ１５の光軸位置ずれ検出部１５４が光軸４３の理想光軸４４からのハンド軸Ａ１と平行な方向の位置ずれを検出し、ロボット制御部１５１はこれらの光軸４３のずれを加味してロボット本体１０を動作させる。

【0034】

〔光軸４３の傾きの検出方法〕
先ず、光軸４３の理想光軸４４からの傾きを検出する方法から説明する。図４は、光軸４３の傾きの検出方法を説明する図であり、図５は、基板搬送ロボット１による光軸４３の傾きの検出処理のフローチャートである。

【0035】

図４に示すように、或る水平方向を第１方向Ｘとし、第１方向Ｘと直交する水平方向を第２方向Ｙとする。較正治具９は、ターゲット基準線Ａ２が第１方向Ｘと平行となるように位置決めされる。つまり、ハンド１３の旋回軸Ｒから第１ターゲット体９１までの第２方向Ｙの距離と旋回軸Ｒから第２ターゲット体９２までの第２方向Ｙの距離とは等しい。

【0036】

図５に示すように、コントローラ１５は、先ず、ハンド１３の基準旋回位置を取得する（ステップＳ１）。図４に示すように、所定の待機位置にあるハンド１３は、理想光軸４４の延伸方向が第１方向Ｘであり、且つ、ハンド軸Ａ１の延伸方向が第２方向Ｙである基準旋回位置にあり、ターゲット体９１，９２から第２方向Ｙへ離れている。なお、較正治具９とロボット本体１０との位置関係が既知であれば、ハンド１３の基準旋回位置は既知である。基準旋回位置取得部１５６は、予め記憶された基準旋回位置又は教示された基準旋回位置を取得し、ロボット制御部１５１はハンド１３が基準旋回位置となるようにロボット本体１０を動作させる。

【0037】

次に、コントローラ１５は、第１探索処理を行う（ステップＳ２）。第１探索処理において、コントローラ１５は、光電センサ４で第１ターゲット体９１が検出されるまでハンド１３を基準旋回位置で旋回軸Ｒを中心とする放射方向へ移動するように、ロボット本体１０を動作させる。ここで、ハンド１３は第２方向Ｙへ移動する。コントローラ１５は、第１探索処理の間、第１ターゲット体９１が検出可能領域に位置し、第２ターゲット体９２が検出不可領域に位置するようにターゲット移動装置９３，９４を動作させる。

【0038】

コントローラ１５は、第１探索処理で第１ターゲット体９１が検出されたときのハンド１３の第２方向Ｙの位置を求めて、それを第１検出位置として記憶する（ステップＳ３）。コントローラ１５は、ハンド１３が待機位置まで移動するように、ロボット本体１０を動作させる。

【0039】

次に、コントローラ１５は、第２探索処理を行う（ステップＳ４）。第２探索処理において、コントローラ１５は、光電センサ４で第２ターゲット体９２が検出されるまでハンド１３を基準旋回位置で旋回軸Ｒを中心とする放射方向へ移動するように、ロボット本体１０を動作させる。ここで、ハンド１３は第２方向Ｙへ移動する。コントローラ１５は、第２探索処理の間、第１ターゲット体９１が検出不可領域に位置し、第２ターゲット体９２が検出可能領域に位置するようにターゲット移動装置９３，９４を動作させる。

【0040】

コントローラ１５は、第２探索処理で第２ターゲット体９２が検出されたときのハンド１３の第２方向Ｙの位置を求めて、それを第２検出位置として記憶する（ステップＳ５）。コントローラ１５は、ハンド１３が待機位置まで移動するように、ロボット本体１０を動作させる。

【0041】

続いて、コントローラ１５は、第１検出位置と第２検出位置とから光軸４３の理想光軸４４からの傾き角αを求める（ステップＳ６）。光軸４３の傾き角αと、第１検出位置と第２検出位置との差ΔＬ（図示略）と、ターゲット体９１，９２の離間距離Δｄとの間には、次式の関係が成立する。
ｔａｎα＝ΔＬ／Δｄ
そこで、コントローラ１５は、第１検出位置と第２検出位置との差ΔＬを求め、上記式を利用して差ΔＬとターゲット体９１，９２の離間距離Δｄとに基づいて、光軸４３の理想光軸４４からの傾き角αを求める。ここで、コントローラ１５は、傾き角αが実質的に０であれば光軸４３の傾きが無いと判定し、傾き角αが実質的に０でなければ光軸４３の傾きが有る（即ち、光軸４３の傾きを検出した）と判定してよい。なお、「実質的に０」は、厳密に０に限定されるものではなく、０からプラス側とマイナス側とのそれぞれにおいて所定の調整範囲の値も含まれ得る。コントローラ１５は、求めた傾き角αを光軸ずれ記憶部１５５に記憶して（ステップＳ７）、処理を終了する。

【0042】

〔光軸４３の位置ずれの検出方法〕
続いて、光軸４３の理想光軸４４からのハンド軸Ａ１と平行な方向の位置ずれを検出する方法を説明する。図６及び図７は、光軸４３の位置ずれを検出方法を説明する図であり、図８は、基板搬送ロボット１による光軸４３の位置ずれの検出処理のフローチャートである。

【0043】

ロボット本体１０のハンド１３は、基板Ｗを保持し、理想光軸４４の延伸方向が第１方向Ｘであり、且つ、ハンド軸Ａ１の延伸方向が第２方向Ｙである姿勢で、任意の基板載置部から第２方向Ｙへ退避した位置にある。基板載置部は、例えば、基板ボート、基板キャリア、基板トレー、基板処理装置のステージ、アライナなど、基板Ｗを載置できればその態様を問わない。

【0044】

図８に示すように、コントローラ１５は、先ず、基板Ｗをハンド１３から基板載置部へ移載するように、ロボット本体１０を動作させる（ステップＳ１１）。ここで、コントローラ１５は、アーム１２を伸長させて、ハンド１３を第２方向Ｙへ進出させることによりブレード３２を基板載置部の上方へ移動させ、次いで、アーム１２を降下させて、ブレード３２を基板載置部の下方へ移動させる。これにより、基板Ｗがハンド１３から基板載置部へ移載される。基板Ｗが基板載置部に載置されたときのハンド１３の第２方向Ｙの位置を「基板載置位置」とする。

【0045】

図６に示すように、ハンド中心Ｃから理想光軸４４までのハンド軸Ａ１と平行な方向の距離Ｌ１、及び、基板Ｗの半径φＷは、いずれも既知の値であり、予めコントローラ１５に記憶されている。図６及び図７に示すように、コントローラ１５は、ハンド１３が基板載置位置から距離Ｌ１と半径φＷとの和（Ｌ１＋φＷ）だけ第２方向Ｙへ後退するように、ロボット本体１０を動作させる（ステップＳ１２）。コントローラ１５は、ハンド１３の第２方向Ｙの位置を基準位置として記憶する（ステップＳ１３）。

【0046】

続いて、コントローラ１５は、光電センサ４をオンとし、理想光軸４４が基板Ｗの下から基板Ｗの上へ移動するまでハンド１３を基準位置から上昇させるように、ロボット本体１０を動作させる（ステップＳ１４）。コントローラ１５は、基板Ｗが検出されなければ（ステップＳ１５でＮＯ）、光軸４３は理想光軸４４よりハンド中心Ｃ側へずれていると判定する（ステップＳ１６）。コントローラ１５は、基板Ｗが検出されれば（ステップＳ１５でＹＥＳ）、光軸４３は理想光軸４４と一致する又はハンド中心Ｃと反対側へずれていると判定する（ステップＳ１７）。

【0047】

コントローラ１５は、ステップＳ１６，Ｓ１７の判定結果に基づいて、ハンド１３を第２方向Ｙへ進出又は後退させながら光電センサ４で基板Ｗのエッジを探索するように、ロボット本体１０を動作させる（ステップＳ１８）。ここで、ステップＳ１６で光軸４３が理想光軸４４よりハンド中心Ｃ側へずれていると判定した場合には、基板Ｗのエッジの探索に際し、光電センサ４をオンにした状態で、アーム１２の微量な伸張と、アーム１２の昇降とが繰り返される。一方、ステップＳ１７で光軸４３が理想光軸４４と一致する又はハンド中心Ｃと反対側へずれていると判定した場合には、基板Ｗのエッジの探索に際し、光電センサ４をオンにした状態で、アーム１２の微量な短縮と、アーム１２の昇降とが繰り返される。

【0048】

コントローラ１５は、基板Ｗのエッジが検出されたときのハンド１３の第２方向Ｙの位置を検出位置として記憶する（ステップＳ１９）。コントローラ１５は、基準位置と検出位置との差を、光軸４３の理想光軸４４からのハンド軸Ａ１と平行な方向の位置ずれ量として求める（ステップＳ２０）。ここで、コントローラ１５は、位置ずれ量が実質的に０であれば光軸４３の位置ずれが無いと判定し、位置ずれ量が実質的に０でなければ光軸４３の位置ずれが有る（即ち、光軸４３の位置ずれを検出した）と判定してよい。コントローラ１５は、位置ずれ量を光軸ずれ記憶部１５５に記憶し（ステップＳ２１）、処理を終了する。

【0049】

コントローラ１５は、光軸ずれ記憶部１５５に記憶された光軸４３の傾き角α及び光軸４３の位置ずれ量を、ロボット本体１０の動作の制御に利用する。つまり、コントローラ１５は、光軸４３の傾き角α及び光軸４３の位置ずれ量が較正されるように、ロボット本体１０の動作指令を生成する。

【0050】

以上に説明したように、本実施形態の基板搬送ロボット１は、基板Ｗを保持するハンド１３、ハンド１３の旋回軸Ｒを含みハンド１３を変位させるアーム１２、及び、ハンド１３の先端部に設けられた光電センサ４を有するロボット本体１０と、第１ターゲット体９１及び第２ターゲット体９２を有する較正治具９と、コントローラ１５とを備える。本実施形態に係る較正治具９は、第１ターゲット体９１を光電センサ４の検出可能範囲から検出不可範囲へ移動させる第１ターゲット移動装置９３、及び、第２ターゲット体９２を光電センサ４の検出可能範囲から検出不可範囲へ移動させる第２ターゲット移動装置９４を更に有する。第１ターゲット体９１と第２ターゲット体９２とは第１方向Ｘに並び、且つ、第１ターゲット体９１と第２ターゲット体９２とは第２方向Ｙと垂直な同一平面内にある。また、旋回軸Ｒから第１ターゲット体９１までの第２方向Ｙの距離と旋回軸Ｒから第２ターゲット体９２までの第２方向Ｙの距離とが等しい。ハンド１３には、理想光軸４４が規定されている。

【0051】

そして、上記コントローラ１５は、ロボット制御部１５１と、治具制御部１５２と、光軸傾き検出部１５３とを含む。ロボット制御部１５１は、理想光軸４４が水平な或る第１方向Ｘに延在するような、旋回軸Ｒを旋回中心とするハンド１３の基準旋回位置を取得し、ハンド１３を基準旋回位置を基準とする所定の第１旋回位置（本実施形態では基準旋回位置）で旋回軸Ｒを中心とする放射方向へ移動させながら光電センサ４で第１ターゲット体９１を検出する第１探索を行い、ハンド１３を基準旋回位置を基準とする所定の第２旋回位置（本実施形態では基準旋回位置）で旋回軸Ｒを中心とする放射方向へ移動させながら光電センサ４で第２ターゲット体９２を検出する第２探索を行うように、ロボット本体１０を動作させる。治具制御部１５２は、第１探索の間、第１ターゲット体９１が検出可能範囲にあり且つ第２ターゲット体９２が検出不可範囲にあり、第２探索の間、第１ターゲット体９１が検出不可範囲にあり且つ第２ターゲット体９２が検出可能範囲にあるように、第１ターゲット移動装置９３及び第２ターゲット移動装置９４を動作させる。光軸傾き検出部１５３は、第１探索で第１ターゲット体９１が検出されたときのハンド１３の第１方向Ｘと直交する水平な第２方向Ｙの位置を第１検出位置として求め、第２探索で第２ターゲット体９２が検出されたときのハンド１３の第２方向Ｙの位置を第２検出位置として求め、第１検出位置と第２検出位置との差に基づいて光軸４３の理想光軸４４からの傾きを検出する。上記において、ハンド１３上における光軸４３と第１ターゲット体９１との交差位置と光軸４３と第２ターゲット体９２との交差位置とが相違する。

【0052】

同様に、本実施形態に係る基板保持ハンドの光軸ずれ検出方法は、理想光軸４４が水平な或る第１方向Ｘに延在するような、旋回軸Ｒを旋回中心とするハンド１３の基準旋回位置を取得すること、ハンド１３を基準旋回位置を基準とする所定の第１旋回位置（本実施形態では基準旋回位置）で旋回軸Ｒを中心とする放射方向へ移動させながら光電センサ４で第１ターゲット体９１を検出し、第１ターゲット体９１が検出されたときのハンド１３の第１方向Ｘと直交する水平な第２方向Ｙの位置を第１検出位置として求める、一連の第１探索処理を行うこと、ハンド１３を基準旋回位置を基準とする所定の第２旋回位置（本実施形態では基準旋回位置）で旋回軸Ｒを中心とする放射方向へ移動させながら光電センサ４で第２ターゲット体９２を検出し、第２ターゲット体９２が検出されたときのハンド１３の第２方向Ｙの位置を第２検出位置として求める、一連の第２探索処理を行うこと、及び、第１検出位置と第２検出位置との差に基づいて光軸４３の理想光軸４４からの傾きを検出することを含む。この光軸ずれ検出方法において、旋回軸Ｒから第１ターゲット体９１までの第２方向Ｙの距離と旋回軸Ｒから第２ターゲット体９２までの第２方向Ｙの距離とが等しく、ハンド１３上における光軸４３と第１ターゲット体９１との交差位置と光軸４３と第２ターゲット体９２との交差位置とが相違する。

【0053】

上記基板搬送ロボット１及び光軸ずれ検出方法によれば、ターゲット体９１，９２を検出した２つの位置（即ち、第１検出位置と第２検出位置）との差から単純な計算で光軸４３のずれ（傾き）を検出することができる。しかも、第１探索及び第２探索の双方において、ハンド１３を光軸４３とともに第２方向Ｙへ移動させながらターゲット体９１，９２を探索するので、バックラッシなどによるロボット本体１０の動作誤差や、ターゲット体９１，９２上の被検出位置誤差を排除することができる。よって、より確実に光軸４３のずれ（傾き）を求めることができる。

【0054】

また、上記実施形態に係る基板搬送ロボット１において、コントローラ１５のロボット制御部１５１は、ハンド１３を理想光軸４４が第１方向Ｘに延在する姿勢で第１方向Ｘと直交する水平な第２方向Ｙへ基板載置位置まで進出させ、基板Ｗをハンド１３から基板載置部へ移載し、ハンド１３を基板載置位置からハンド中心Ｃと理想光軸４４との距離Ｌ１に基板Ｗの半径φＷを加えた距離だけ第２方向Ｙへ後退した位置へ移動させ、ハンド１３を第２方向Ｙへ進退移動させながら光電センサ４で基板Ｗのエッジの探索を行うようにロボット本体１０を動作させる。そして、コントローラ１５は、ハンド１３が後退した位置にあるときの第２方向Ｙの位置を基準位置として求め、探索で基板Ｗのエッジが検出されたときのハンド１３の第２方向Ｙの位置を検出位置（第３検出位置）として求め、基準位置と検出位置との差に基づいて光軸４３の理想光軸４４からの位置ずれを検出する光軸位置ずれ検出部１５４を含む。

【0055】

同様に、上記基板保持ハンドの光軸ずれ検出方法は、ハンド１３を理想光軸４４が水平な第１方向Ｘに延在する姿勢で第１方向Ｘと直交する水平な第２方向Ｙへ進出させることにより所定の基板載置位置へ移動させ、基板Ｗをハンド１３から基板載置位置に設けられた基板載置部へ移載すること、ハンド１３において当該ハンド１３に保持された基板Ｗの中心と垂直方向に重複する位置をハンド中心Ｃと規定し、ハンド１３を基板載置位置からハンド中心Ｃと理想光軸４４との距離Ｌ１に基板Ｗの半径φＷを加えた距離だけ第２方向Ｙへ後退させ、当該ハンド１３の第２方向Ｙの位置を基準位置として求めること、ハンド１３を第２方向Ｙへ進退移動させながら光電センサ４で基板Ｗのエッジを探索し、探索で基板Ｗのエッジが検出されたときのハンド１３の第２方向Ｙの位置を検出位置（第３検出位置）として求めること、及び、基準位置と検出位置との差に基づいて光軸４３の理想光軸４４からの位置ずれを検出することを含む。

【0056】

上記基板搬送ロボット１及び光軸ずれ検出方法によれば、特別な冶具を用いることなく、光軸４３の理想光軸４４からの位置ずれを検出することができる。

【0057】

〔変形例１〕
上記実施形態の変形例１を説明する。変形例１に係る基板搬送ロボット１Ａは、ロボット本体１０Ａの構成が前述の実施形態に係るロボット本体１０と相違し、較正治具９Ａの構成も前述の実施形態に係る較正治具９と相違する。図９は、変形例１に係る基板搬送ロボット１Ａを示す平面図であり、図１０は、図９に示す基板搬送ロボット１Ａの制御系統の構成を示す図である。変形例１の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。

【0058】

図９及び図１０に示すロボット本体１０Ａは、前述の実施形態に係るロボット本体１０と比較して、基台１１に代えて台車１１Ａを備える点で相違し、余の構成は実質的に同じである。台車１１Ａはコントローラ１５によって制御される走行装置６４を備え、走行装置６４の動作によって台車１１Ａは床に敷設されたレール１８上を走行する。走行装置６４は、例えば、レール１８上を摺動するスライダと、レール１８に設けられたラックと噛合するピニオンと、ピニオンを回転駆動する電動モータとを含む（いずれも図示略）。但し、走行装置６４の構成はこれに限定されない。

【0059】

このロボット本体１０Ａと対応付けられる較正治具９Ａは、１本のピン状のターゲット体９０を備える。つまり、ターゲット体９０は、前述の実施形態に係る第１ターゲット体９１と第２ターゲット体９２とが一致したものと考えてよい。なお、ターゲット体９０は、ターゲット体９１，９２のように移動するものでなくてよい。

【0060】

変形例１に係る基板搬送ロボット１Ａで行われる光軸４３の位置ずれの検出処理は前述の実施形態と実質的に同じである。変形例１に係る基板搬送ロボット１Ａで行われる光軸４３の傾きの検出処理は、前述の実施形態と若干異なる。図１１は、変形例１に係る基板搬送ロボット１Ａによる光軸４３の傾きの検出処理を説明する図である。

【0061】

光軸４３の傾きの検出を開始するに際し、図１１に示すように、台車１１Ａの走行方向Ａ４（即ち、レール１８の延伸方向）と第１方向Ｘとが平行となるようにロボット本体１０が位置決めされる。ロボット本体１０のハンド１３は、理想光軸４４の延伸方向が第１方向Ｘであり、且つ、ハンド軸Ａ１の延伸方向が第２方向Ｙである姿勢で、ターゲット体９０から第２方向Ｙに離れた所定の待機位置にある。

【0062】

そして、コントローラ１５によって、前述のステップＳ１からステップＳ７（図５、参照）の処理が行われる。但し、ステップＳ３の第２探索処理の具体的な処理の内容と、ステップＳ５の光軸４３の傾き角αを求める具体的な処理の内容とが、前述の実施形態から異なる。

【0063】

第２探索処理（ステップＳ４）において、図１１に示すように、コントローラ１５は走行装置６４に台車１１Ａを所定の走行距離Δｄ’だけ第１方向Ｘへ移動させてから、ロボット本体１０に第１探索処理と同じターゲット体９０を探索させる。

【0064】

また、光軸４３の傾き角αを求める処理（ステップＳ６）において、コントローラ１５は、ターゲット体９１，９２の離間距離Δｄに代えて走行距離Δｄ’を用いる。

【0065】

以上に説明した通り、本変形例に係る基板搬送ロボット１Ａは、基板Ｗを保持するハンド１３、ハンド１３を変位させるアーム１２、及び、ハンド１３の先端部に設けられた透過型光電センサ４を有するロボット本体１０Ａと、ターゲット体９０と、コントローラ１５とを備える。ハンド１３には、理想光軸４４が規定されている。このコントローラ１５は、ロボット制御部１５１及び光軸傾き検出部１５３を含む。ロボット制御部１５１は、前述の実施形態と同様に、基準旋回位置を取得し、第１探索を行い、第２探索を行うように、ロボット本体１０を動作させる。但し、第１旋回位置及び第２旋回位置がいずれも基準旋回位置であり、ロボット制御部１５１は、第１探索のあとでハンド１３を第１方向Ｘへシフトさせてから第２探索を行うように、ロボット本体１０を動作させる。

【0066】

また、本変形例に係る基板搬送ロボット１Ａによる基板保持ハンドの光軸ずれ検出方法は、前述の実施形態と同様に、基準旋回位置を取得すること、一連の第１探索処理を行うこと、一連の第２探索処理を行うこと、及び、光軸４３の理想光軸４４からの傾きを検出することを含む。但し、第１旋回位置及び第２旋回位置がいずれも基準旋回位置であり、第１探索処理中のハンド１３の軌跡と第２探索処理中のハンド１３の軌跡とが第１方向Ｙに離間している。

【0067】

〔変形例２〕
上記実施形態の変形例２を説明する。図１２は、変形例２に係る基板搬送ロボット１Ｂの平面図である。変形例２の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。

【0068】

図１２に示すように、変形例２に係る基板搬送ロボット１Ｂでは、ロボット本体１０の構成は前述の実施形態に係るロボット本体１０と同一であり、光軸４３の傾きの検出に使用する較正治具９Ａの構成が前述の実施形態に係る較正治具９と相違する。変形例２に係る基板搬送ロボット１Ｂの較正治具９Ａは、変形例１で使用した較正治具９Ａと実質的に同一の構成を有する。

【0069】

変形例２に係る基板搬送ロボット１Ｂで行われる光軸４３の位置ずれの検出処理は前述の実施形態と実質的に同じである。変形例２に係る基板搬送ロボット１Ｂで行われる光軸４３の傾きの検出処理は、前述の実施形態と若干異なる。図１３は、変形例２に係る基板搬送ロボット１Ｂによる光軸４３の傾きの検出処理を説明する図である。

【0070】

コントローラ１５による光軸４３の傾きの検出処理では、前述のステップＳ１からステップＳ７（図５、参照）の処理が行われる。但し、ステップＳ２の第１探索処理の具体的な処理の内容と、ステップＳ４の第２探索処理の具体的な処理の内容と、ステップＳ６の光軸４３の傾き角αを求める具体的な処理の内容とが、前述の実施形態から異なる。

【0071】

図１３に示すように、ハンド１３の旋回軸Ｒとそれと平行に延びるターゲット体９０とを含む垂直な平面を基準垂直面Ａ３と規定する。そして、ハンド軸Ａ１が基準垂直面Ａ３内に存在する（即ち、平面視においてハンド軸Ａ１と基準垂直面Ａ３とが重複する）ハンド１３の位置を基準旋回位置とする。基準旋回位置にあるハンド１３では、理想光軸４４は基準垂直面Ａ３と直交する。

【0072】

第１探索処理（ステップＳ２）において、コントローラ１５は、先ず、アーム１２を旋回軸Ｒを中心として基準旋回位置から微小角度（－β）だけ旋回させる（図１４、参照）。このようにハンド１３を基準垂直面Ａ３と理想光軸４４とが交わる第１旋回位置（－β）としたうえで、アーム１２を伸縮させることによりハンド１３を旋回軸Ｒを中心とする放射方向へ移動させながら、光電センサ４でターゲット体９０の探索を行う。なお、ハンド１３が第１検出位置にあるとき、ターゲット体９０から旋回軸Ｒまでの距離、旋回位置、及び、旋回軸Ｒから理想光軸４４までの距離を用いて、平面視におけるハンド軸Ａ１とターゲット体９０との距離ｄ５を求めることができる。

【0073】

第２探索処理（ステップＳ４）において、コントローラ１５は、先ず、アーム１２を所定の微小角度（＋２β）だけ旋回軸Ｒを中心として旋回させる（図１５、参照）。このようにして、ハンド１３を第１旋回位置（－β）と基準垂直面Ａ３に対して面対称な第２旋回位置（＋β）としたうえで、アーム１２を伸縮させることによりハンド１３を旋回軸Ｒを中心とする放射方向へ移動させながら、光電センサ４でターゲット体９０の探索を行う。なお、ハンド１３が第２検出位置にあるとき、ターゲット体９０から旋回軸Ｒまでの距離、旋回位置、及び、旋回軸Ｒから理想光軸４４までの距離を用いて、平面視におけるハンド軸Ａ１とターゲット体９０との距離ｄ６を求めることができる。距離ｄ５と距離ｄ６とは理想的には同一となる。

【0074】

光軸４３の傾き角αを求める処理（ステップＳ６）において、コントローラ１５は、距離ｄ５及び距離ｄ６の和と、第１検出位置と第２検出位置との差とに基づいて、光軸４３の理想光軸４４からの傾き角αを求める。

【0075】

以上に説明した通り、本変形例に係る基板搬送ロボット１Ｂは、基板Ｗを保持するハンド１３、ハンド１３を変位させるアーム１２、及び、ハンド１３の先端部に設けられた透過型光電センサ４を有するロボット本体１０と、ターゲット体９０と、コントローラ１５とを備える。コントローラ１５は、ロボット制御部１５１と、光軸傾き検出部１５３とを含む。ロボット制御部１５１は、前述の実施形態と同様に、基準旋回位置を取得し、第１探索を行い、第２探索を行うように、ロボット本体１０を動作させる。但し、第１旋回位置が基準旋回位置から旋回方向の一方へ所定角度だけ旋回させた位置であり、第２旋回位置が基準旋回位置から旋回方向の他方へ所定角度だけ旋回させた位置である。

【0076】

また、本変形例に係る基板搬送ロボット１Ｂによる基板保持ハンドの光軸ずれ検出方法は、前述の実施形態と同様に、基準旋回位置を取得すること、一連の第１探索処理を行うこと、一連の第２探索処理を行うこと、及び、光軸４３の理想光軸４４からの傾きを検出することを含む。但し、第１旋回位置が基準旋回位置から旋回方向の一方へ所定角度だけ旋回させた位置であり、第２旋回位置が基準旋回位置から旋回方向の他方へ所定角度だけ旋回させた位置である。

【0077】

〔変形例３〕
上記実施形態の変形例３を説明する。上記の実施形態に係る基板搬送ロボット１では、予め記憶された又は教示された基準旋回位置が利用されるが、基準旋回位置が基板搬送ロボット１に自動教示されてもよい。そこで、本変形例に係る基板搬送ロボット１Ｃでは、基準旋回位置を位置決めするための位置決め用冶具としての機能を併せ備えた較正治具９Ｃを用いて、基準旋回位置が自動教示される。変形例３の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。

【0078】

図１６は、較正治具９Ｃの構成を示す側面図である。図１６に示す較正治具９Ｃは、上下の支持板９８ｕ，９８ｂと、上支持板９８ｕに垂設されたピン状のターゲット体９０と、第１及び第２の物体検出センサ９５，９６とを含む。上下の支持板９８ｕ，９８ｂの間は、図示されない支柱で結合されている。

【0079】

第１及び第２の物体検出センサ９５，９６は、上支持板９８ｕと下支持板９８ｂとの間に進入した物体を検出する非接触式のセンサである。第１及び第２の物体検出センサ９５，９６はコントローラ１５と接続されており、これらの物体検出センサ９５，９６で物体が検出されると、その検出信号がコントローラ１５へ送信される。第１及び第２の物体検出センサ９５，９６は、例えば、回帰反射型の光電センサであってよい。この場合、第１及び第２の物体検出センサ９５，９６として投受光器が上支持板９８ｕに設けられ、投受光器から出射した光を反射するリフレクタが下支持板９８ｂに設けられる。

【0080】

第１物体検出センサ９５の第１センサ軸９５ｃと第２物体検出センサ９６の第２センサ軸９６ｃとの間にターゲット体９０が配置されている。平面視において、第１物体検出センサ９５の第１センサ軸９５ｃ、ターゲット体９０、及び第２物体検出センサ９６の第２センサ軸９６ｃが１本の直線Ａ６上に位置する（図１８、参照）。第１物体検出センサ９５の第１センサ軸９５ｃとターゲット体９０との距離と、第２物体検出センサ９６の第２センサ軸９６ｃとターゲット体９０との距離とは等しい。また、第１物体検出センサ９５の第１センサ軸９５ｃと第２物体検出センサ９６の第２センサ軸９６ｃの離間距離はハンド１３のハンド軸Ａ１と直交する方向の寸法（つまり、ハンド１３の幅方向の寸法）より若干大きい。

【0081】

続いて、上記構成の較正治具９Ｃを用いて、基板搬送ロボット１Ｃに基準旋回位置を自動教示する方法について説明する。なお、基準旋回位置の自動教示処理は、主にコントローラ１５の基準旋回位置取得部１５６によって行われる。図１７は、変形例３に係る基板搬送ロボット１Ｃの基準旋回位置の自動教示処理のフローチャートである。図１８～２０は、変形例３に係る基板搬送ロボット１Ｃによる基準旋回位置の自動教示処理を説明する図である。

【0082】

先ず、コントローラ１５は、図１８に示すように、第１物体検出センサ９５の第１センサ軸９５ｃと第２物体検出センサ９６の第２センサ軸９６ｃとの間にハンド１３の先端部を進入させる（ステップＳ３１）。ここで、説明の便宜を図って、ハンド１３の２股に分かれた先端部の一方を第１先端部と称し、他方を第２先端部と称する。ハンド１３には、第１先端部と第２先端部とを繋ぐように理想光軸４４が規定され、ハンド１３の基板載置面と平行な面内において理想光軸４４と直交するハンド軸Ａ１とが規定されている。

【0083】

次に、コントローラ１５は、図１９に示すように、第１物体検出センサ９５でハンド１３の第１先端部が検出されるまでハンド１３が移動するように、ロボット本体１０を動作させる（ステップＳ３２）。コントローラ１５は、第１物体検出センサ９５でハンド１３の第１先端部が検出されたときの第１先端部の平面座標を、第１センサ座標として求め、それを記憶する（ステップＳ３３）。なお、コントローラ１５は、ハンド１３の位置と、既知のハンド１３の形状とから、ロボット座標系におけるハンド１３の第１先端部の平面座標を求めることができる。

【0084】

続いて、コントローラ１５は、図２０に示すように、第２物体検出センサ９６でハンド１３の第２先端部が検出されるまでハンド１３が移動するように、ロボット本体１０を動作させる（ステップＳ３４）。コントローラ１５は、第２物体検出センサ９６でハンド１３の第２先端部が検出されたときの第２先端部の平面座標を、第２センサ座標として求め、それを記憶する（ステップＳ３５）。コントローラ１５は、ハンド１３の位置と、既知のハンド１３の形状とから、ロボット座標系におけるハンド１３の第２先端部の平面座標を求めることができる。

【0085】

コントローラ１５は、第１センサ座標と第２センサ座標との中間位置をターゲット座標として求める（ステップＳ３６）。ターゲット座標と旋回軸Ｒの平面座標を結ぶ直線を含む垂直面は、基準垂直面Ａ３と規定される。コントローラ１５は、ハンド軸Ａ１が基準垂直面Ａ３内にある位置までハンド１３が旋回するように、ロボット本体１０を動作させる（ステップＳ３７）。そして、コントローラ１５は、ハンド軸Ａ１が基準垂直面Ａ３内にあるときのハンド１３の旋回位置を基準旋回位置として取得する（ステップＳ３８）。

【0086】

上記のように、基板搬送ロボット１Ｃに基準旋回位置が教示されたあと、前述の実施形態（又は、変形例１，２）の通り、光軸ずれ検出処理が行われる。この光軸ずれ検出処理では、較正治具９Ｃの第１物体検出センサ９５及び第２物体検出センサ９６はオフとされる。

【0087】

以上に説明した通り、本変形例に係る基板保持ハンドの光軸ずれ検出方法において、基準旋回位置を取得することが、第１センサ軸９５ｃと第２センサ軸９６ｃとの間にハンド１３の第１先端部及び第２先端部を進入させること、第１先端部が第１物体検出センサ９５で検出されるまでハンド１３を移動させて、第１先端部が第１物体検出センサ９５で検出されたときの第１先端部の平面座標を第１センサ座標として求めること、第２先端部が第２物体検出センサ９６で検出されるまでハンドを移動させて、第２先端部が第２物体検出センサで検出されたときの第２先端部の平面座標を第２センサ座標として求めること、第１センサ座標と第２センサ座標の中間座標と旋回軸Ｒの平面座標とを結ぶ直線とハンド軸Ａ１とが同一の垂直面Ａ３内に入るまでハンド１３を移動させること、及び、ハンド１３の旋回位置を基準旋回位置として取得すること、を含む。

【0088】

同様に、本変形例に係る基板搬送ロボット１Ｃは、基板Ｗを保持するハンド１３、ハンド１３を変位させるアーム１２、及び、ハンド１３の先端部に設けられた透過型光電センサ４を有するロボット本体１０と、較正治具９Ｃと、コントローラ１５とを備える。較正治具９Ｃは、第１物体検出センサ９５及び第２物体検出センサ９６を有し、第１物体検出センサ９５の第１センサ軸９５ｃと、ターゲット体９０（第１ターゲット体９１又は第２ターゲット体９２）と、第２物体検出センサ９６の第２センサ軸９６ｃとが、平面視において同一直線上にこの順番で等間隔に並んでいる。コントローラ１５は、ロボット制御部１５１と基準旋回位置取得部１５６とを含む。ロボット制御部１５１は、第１センサ軸９５ｃと第２センサ軸９６ｃとの間にハンド１３の第１先端部及び第２先端部を進入させ、第１先端部が第１物体検出センサ９５で検出されるまでハンド１３を移動させ、第２先端部が第２物体検出センサ９６で検出されるまでハンド１３を移動させ、第１ターゲット体又は第２ターゲット体の平面座標であるターゲット座標と旋回軸Ｒの平面座標とを結ぶ直線とハンド軸Ａ１とが同一の基準垂直面Ａ３内に入るまでハンド１３を移動させるように、ロボット本体１０を動作させる。基準旋回位置取得部１５６は、ハンド１３の第１先端部が第１物体検出センサ９５で検出されたときの第１先端部の平面座標を第１センサ座標として求め、ハンド１３の第２先端部が第２物体検出センサで検出されたときの第２先端部の平面座標を第２センサ座標として求め、第１センサ座標と第２センサ座標の中間座標をターゲット座標として求め、ハンド軸Ａ１が基準垂直面Ａ３内にあるときのハンド１３の旋回位置を基準旋回位置として取得する。

【0089】

以上に本発明の好適な実施の形態（及び変形例）を説明したが、本発明の思想を逸脱しない範囲で、上記実施形態の具体的な構造及び／又は機能の詳細を変更したものも本発明に含まれ得る。

【符号の説明】

【0090】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ ：基板搬送ロボット
４ ：光電センサ
９，９Ａ，９Ｃ ：較正治具
１０ ：ロボット本体
１１ ：基台
１１Ａ ：台車
１２ ：アーム
１３ ：ハンド（基板保持ハンド）
１５ ：コントローラ
１８ ：レール
２１ ：第１リンク
２２ ：第２リンク
２３ ：昇降軸
３１ ：ベース部
３２ ：ブレード
３３ ：支持パッド
３４ ：プッシャ
４１ ：投光器
４２ ：受光器
４３ ：光軸
４４ ：理想光軸
６１ ：昇降装置
６２ ：旋回装置
６３ ：並進装置
６４ ：走行装置
９０，９１，９２ ：ターゲット体
９３，９４ ：ターゲット移動装置
９５，９６ ：物体検出センサ
９８ｕ，９８ｂ ：支持板
１５１ ：ロボット制御部
１５２ ：治具制御部
１５３ ：光軸傾き検出部
１５４ ：光軸位置ずれ検出部
１５５ ：光軸ずれ記憶部
１５６ ：基準旋回位置取得部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】