特許 7356269 ロボット制御装置、並びにそれを備えるロボット及びロボットシステム

(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】2023-09-26

(45)【発行日】2023-10-04

(54)【発明の名称】ロボット制御装置、並びにそれを備えるロボット及びロボットシステム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20230927BHJP

   B25J 13/00 20060101ALI20230927BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

B25J13/00 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019122771

(22)【出願日】2019-07-01

(65)【公開番号】P2021009915

(43)【公開日】2021-01-28

【審査請求日】2022-06-14

(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】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】北野 真也

(72)【発明者】

【氏名】菅原 潤一

(72)【発明者】

【氏名】菊地 啓太

【審査官】三浦 みちる

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－２２９７５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２２８６２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０７６７１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

Ｂ２５Ｊ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を保持して搬送するロボットの動作を制御するためのロボット制御装置であって、
前記ロボットは、少なくとも一つの関節軸を有するロボットアームと、前記ロボットアームの先端に設けられ、前記基板を保持するためのエンドエフェクタとを備え、かつ、前記基板を載置するための載置位置に隣接して配置され、
前記エンドエフェクタの位置及び姿勢は、Ｎ個（Ｎは自然数）の変数の値によって規定され、
前記載置位置に載置された基板を前記エンドエフェクタで保持するための前記エンドエフェクタの保持位置及び保持姿勢を規定するＮ個の変数のうちの少なくとも１個の変数の値は、前記保持位置及び前記保持姿勢の前記エンドエフェクタを前記載置位置から退かせた後の前記エンドエフェクタの引き位置及び引き姿勢を規定するＮ個の変数のうちの対応する変数の値と独立しており、
前記載置位置は、出し入れ面から前記基板を出し入れされ、
前記載置位置に載置された基板の厚み方向に見て、前記エンドエフェクタが前記保持位置及び前記保持姿勢のときに、前記エンドエフェクタの中心軸線と、前記載置位置に載置された基板の中心点から前記出し入れ面に向けて引いた垂線とがなす第１角度、及び、前記厚み方向に見て、前記エンドエフェクタが前記引き位置及び前記引き姿勢のときに、前記エンドエフェクタの中心軸線と、前記垂線とがなす第２角度のうちの少なくともいずれかを予め教示によって記憶しており、
前記第１及び前記第２角度を予め教示によってさらに記憶しており、
前記保持位置及び前記保持姿勢と前記引き位置及び前記引き姿勢との間における前記ロボットの動作を、補間によって導出した値に基づき制御し、
前記保持位置及び前記保持姿勢を規定するＮ個の変数全ての値が、それぞれ、前記引き位置及び前記引き姿勢を規定するＮ個の変数のうちの対応する変数の値と独立している、ロボット制御装置。

【請求項2】

前記ロボットアームの手先自由度がＮである、請求項１に記載のロボット制御装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のロボット制御装置と、前記ロボットアームと、前記エンドエフェクタと、を備えることを特徴とする、ロボット。

【請求項4】

前記ロボットは、水平多関節型ロボットとして構成される、請求項３に記載のロボット。

【請求項5】

請求項３又は４に記載のロボットと、前記載置位置を有する載置装置と、を備えることを特徴とする、ロボットシステム。

【請求項6】

前記載置装置は、前記載置位置の周縁の少なくとも一部を囲繞する囲繞部と、前記囲繞部に設けられる開口面とを有し、前記開口面を開閉可能な密閉容器として構成される、請求項５に記載のロボットシステム。

【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、並びにそれを備えるロボット及びロボットシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、基板を保持して搬送するロボットの動作を制御するためのロボット制御装置が知られている。このようなロボット制御装置が、例えば、特許文献１の基板搬送用ロボットで提案されている。

【0003】

特許文献１の基板搬送用ロボットは、収納容器への基板授受位置として教示位置を教示すると、コントローラが、アクセス待機位置の生成と同時に、収納容器から最小旋回姿勢となるまでの複数の安全な搬送経路を生成する。なお、ここでいうアクセス待機位置とは、前記教示位置から生成される位置であって、基板搬送用ロボットが基板を収納容器に収納又は搬出開始できる直前の位置である。基板搬送用ロボットは、当該アクセス待機位置から収納容器に対して基板をまっすぐ挿入又は搬出することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１０－１８４３３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献１の基板搬送用ロボットは、収納容器への基板授受位置として教示される教示位置に基づき、前記アクセス待機位置を生成している。つまり、収納容器への基板授受位置として教示される教示位置が変更された場合、その変更に応じて前記アクセス待機位置も変更される。これにより、前記アクセス待機位置が前記教示位置に影響を受けるので、前記アクセス待機位置が正確に教示されていなかった場合に、基板搬送用ロボットが適切に基板を搬送できない場合があった。

【0006】

そこで、本発明は、適切に基板を搬送することが可能なロボット制御装置、並びにそれを備えるロボット及びロボットシステム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】

【0007】

前記課題を解決するために、本発明に係るロボット制御装置は、基板を保持して搬送するロボットの動作を制御するためのロボット制御装置であって、前記ロボットは、少なくとも一つの関節軸を有するロボットアームと、前記ロボットアームの先端に設けられ、前記基板を保持するためのエンドエフェクタとを備え、かつ、前記基板を載置するための載置位置に隣接して配置され、前記エンドエフェクタの位置及び姿勢は、Ｎ個（Ｎは自然数）の変数の値によって規定され、前記載置位置に載置された基板を前記エンドエフェクタで保持するための前記エンドエフェクタの保持位置及び保持姿勢を規定するＮ個の変数のうちの少なくとも１個の変数の値は、前記保持位置及び前記保持姿勢の前記エンドエフェクタを前記載置位置から退かせた後の前記エンドエフェクタの引き位置及び引き姿勢を規定するＮ個の変数のうちの対応する変数の値と独立していることを特徴とする。

【0008】

上記構成によれば、前記保持位置及び前記保持姿勢を規定するＮ個の変数のうちの少なくとも１個の変数の値が、前記引き位置及び前記引き姿勢を規定するＮ個の変数のうちの対応する変数の値と独立している。これにより、前記引き位置及び前記引き姿勢が前記保持位置及び前記保持姿勢に影響を受けて変動することを抑制することができる。その結果、本発明に係るロボット制御装置は、適切に基板を搬送することが可能となる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、適切に基板を搬送することが可能なロボット制御装置、並びにそれを備えるロボット及びロボットシステムを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１実施形態に係るロボットシステムの全体構成を示す概略図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係るロボットの制御系を示すブロック図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係るロボットのエンドエフェクタが第１教示点の位置及び姿勢であるときの部分的な拡大図に、エンドエフェクタの中心軸線と基板の中心点から開口面に向けて引いた垂線との角度関係を追記した概略図である。

【図4】本発明の第１実施形態に係るロボットのエンドエフェクタが第２教示点の位置及び姿勢であるときの部分的な拡大図に各種内容を追記した概略図であり、（Ａ）が前記拡大図に第１教示点から第２教示点まで移動するエンドエフェクタの軌跡を追記した図、（Ｂ）が前記拡大図にエンドエフェクタの中心軸線と基板の中心点から開口面に向けて引いた垂線との角度関係を追記した図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係るロボットのエンドエフェクタが第２教示点の位置及び姿勢であるときの部分的な拡大図に各種内容を追記した概略図であり、（Ａ）が前記拡大図に第１教示点から第２教示点まで移動するエンドエフェクタの軌跡を追記した図、（Ｂ）が前記拡大図にエンドエフェクタの中心軸線と基板の中心点から開口面に向けて引いた垂線との角度関係を追記した図である。

【図6】本発明の第１及び第２実施形態に係るロボットのエンドエフェクタ、並びに従来からあるロボットのエンドエフェクタが、それぞれ、第１教示点の位置及び姿勢であるときの４個の変数の値と、第２教示点の位置及び姿勢であるときの４個の変数の値と、を列挙した表である。

【図7】本発明の第１実施形態の変形例に係るロボットのエンドエフェクタの部分的な拡大図に移動したエンドエフェクタの軌跡を追記した概略図であり、（Ａ）が前記拡大図に第１教示点から第２教示点まで移動したエンドエフェクタの軌跡を追記した図、（Ｂ）が前記拡大図に第２教示点から第１教示点まで移動したエンドエフェクタの軌跡を追記した図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係るロボット制御装置、並びにそれを備えるロボット及びロボットシステムについて、図面を参照して説明する。なお、本実施形態によって本発明が限定されるわけではない。また、以下では、全ての図を通じて、同一又は相当する要素には同一の参照符号を付し、その重複する説明を省略する。

【0012】

図１は、本実施形態に係るロボットシステムの全体構成を示す概略図である。図１に示すように、本実施形態に係るロボットシステム１０は、基板Ｓを保持して搬送するためのロボット２０と、基板Ｓを収容するための密閉容器５０と、を備える。ロボット２０は、密閉容器５０及び処理装置６０に隣接して配置される。

【0013】

（ロボット２０）
図１に示すように、ロボット２０は、水平多関節型ロボットとして構成される。ロボット２０は、基台２２と、当該基台２２に設けられる上下方向に伸縮可能な昇降軸（図示せず）と、当該昇降軸の上端に設けられるロボットアーム３０と、当該ロボットアームの先端に設けられるエンドエフェクタ３５と、を備える。また、ロボット２０は、ロボットアーム３０及びエンドエフェクタ３５の動作を制御するためのロボット制御装置４０をさらに備える。

【0014】

基台２２に設けられる昇降軸は、図示しないボールスクリューなどで上下方向に伸縮可能に構成される。この昇降動作は、基台２２の内部に設けられるサーボモータ２４ａ（図２参照）によって行われる。また、前記昇降軸は、基台２２に対して鉛直方向に延びる回転軸周りに回転可能に設けられており、この回転動作は、基台２２の内部に設けられたサーボモータ２４ｂ（同前）によって行われる。

【0015】

ロボットアーム３０は、水平方向に延びる長尺状の部材で構成される第１リンク３２及び第２リンク３４を含む。

【0016】

第１リンク３２は、その長手方向の基端が前記昇降軸の上端に取り付けられる。第１リンク３２は、前記昇降軸と一体的に昇降し、かつ、前記昇降軸と一体的に回転する。

【0017】

第２リンク３４は、その長手方向の基端が第１リンク３２の長手方向の先端に鉛直方向に延びる回転軸周りに回転可能に取り付けられる。第２リンク３４の第１リンク３２に対する回転動作は、第１リンク３２の内部に設けられたサーボモータ３４ａ（図２参照）によって行われる。

【0018】

エンドエフェクタ３５は、その長手方向の基端が第２リンク３４の長手方向の先端に鉛直方向に延びる回転軸周りに回転可能に取り付けられる手首部３６と、手首部３６の先端に設けられ、手首部３６と一体的に動作するベース体３７と、を備える。

【0019】

手首部３６の第２リンク３４に対する回転動作は、第２リンク３４の内部に設けられたサーボモータ３５ａ（図２参照）によって行われる。

【0020】

ベース体３７は、手首部３６の先端（ロボットアームの先端）に接続される基端部分３８と、基端部分３８から分かれて先端側に延びる二つの先端部分３９ａ、３９ｂと、を有する。先端部分３９ａは、基端部分３８の幅方向の一端の先端側から厚み方向に直交する平面内に突出し、先端部分３９ｂは、基端部分３８の幅方向の他端の先端側から厚み方向に直交する平面内に突出する。ベース体３７は、基端部分３８、及び先端部分３９ａ、３９ｂを有することで、その厚み方向に見てＹ字状である。

【0021】

エンドエフェクタ３５は、例えば、その基端部分３８に設けられ、エンドエフェクタ３５の中心軸線上を往復運動可能な可動部材（図示せず）と、その先端部分３９ａ、３９ｂそれぞれに設けられる固定部材（同前）と、を有してもよい。そして、エンドエフェクタ３５は、例えば、前記可動部材を中心軸線の先端側に移動させ、当該可動部材と前記固定部材とで基板Ｓを挟むことで当該基板Ｓを保持してもよい。

【0022】

（密閉容器５０）
密閉容器５０は、基板Ｓを載置するための載置位置５２と、当該載置位置５２の周縁を囲繞する囲繞部材５４（囲繞部）と、当該囲繞部材５４に設けられる開口面５６（出し入れ面）と、を備える。載置位置５２は、開口面５６から基板Ｓを出し入れされる。密閉容器５０は、図示しない開閉部材によって開口面５６を開閉可能である。そして、密閉容器５０は、前記開口部材によって開口面５６を閉じた状態にすることで、載置位置５２の密閉性を確保することが可能である。密閉容器５０は、例えば、複数枚の基板Ｓを上下方向に積層して収容可能な、いわゆるフープ（ＦＯＵＰ:Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）として構成されてもよい。

【0023】

（処理装置６０）
処理装置６０は、例えば、基板Ｓに対して、熱処理、不純物導入処理、薄膜形成処理、リソグラフィー処理、洗浄処理及びエッチング処理などを行うために設けられる。

【0024】

（ロボット制御装置４０）
図２は、本実施形態に係るロボットの制御系を示すブロック図である。図２に示すように、本実施形態に係るロボット制御装置４０は、記憶部４２と、記憶部４２に格納されたプログラムを実行するための処理部４４と、を備える。処理部４４は、サーボモータ２４ａ、２４ｂ、３４ａ、３５ａそれぞれに対して接続される。ロボット制御装置４０は、サーボモータ２４ａ、２４ｂ、３４ａ、３５ａによって、ロボット２０の動作をサーボ制御することができる。

【0025】

図３は、本実施形態に係るロボットのエンドエフェクタが第１教示点の位置及び姿勢であるときの部分的な拡大図に、エンドエフェクタの中心軸線と基板の中心点から開口面に向けて引いた垂線との角度関係を追記した概略図である。なお、図３では、見た目の煩雑さを避けるため、エンドエフェクタ３５以外のロボット２０の構成要素は省略してある。後述する図４、図５及び図７においても同様である。

【0026】

ロボット制御装置４０は、載置位置５２に載置された基板Ｓをエンドエフェクタ３５で保持可能なエンドエフェクタ３５の保持位置及び保持姿勢（すなわち、図３に示すエンドエフェクタ３５の位置及び姿勢）を予め教示によって記憶部４２に記憶している。このときのエンドエフェクタ３５の位置及び姿勢をエンドエフェクタ３５の第１教示点とする。

【0027】

なお、ロボット制御装置４０は、実際にエンドエフェクタ３５が第１教示点に移動させられた状態におけるサーボモータ２４ａ、２４ｂ、３４ａ、３５ａそれぞれのエンコーダ値に基づき、後述する４個の変数の値を記憶部４２に記憶することで、前記第１教示点を予め教示されてもよい。また、ロボット制御装置４０は、後述する第２教示点についても同じ態様で予め教示されてもよい。

【0028】

図４は、本実施形態に係るロボットのエンドエフェクタが第２教示点の位置及び姿勢であるときの部分的な拡大図に各種内容を追記した概略図であり、（Ａ）が前記拡大図に第１教示点から第２教示点まで移動するエンドエフェクタの軌跡を追記した図、（Ｂ）が前記拡大図にエンドエフェクタの中心軸線と基板の中心点から開口面に向けて引いた垂線との角度関係を追記した図である。

【0029】

ロボット制御装置４０は、上記第１教示点に位置するエンドエフェクタ３５を載置位置５２から退かせた後の引き位置として開口面５６の近傍に設けられるエンドエフェクタ３５の引き位置及び引き姿勢（すなわち、図４に示すエンドエフェクタ３５の位置及び姿勢）を予め教示よって記憶部４２に記憶している。このときのエンドエフェクタ３５の位置及び姿勢をエンドエフェクタ３５の第２教示点とする。

【0030】

図４（Ａ）において、載置位置５２に載置された基板Ｓ、及び第１教示点に位置するエンドエフェクタ３５が破線で示される。図４（Ａ）に示すように、ロボット制御装置４０は、前記第１教示点と前記第２教示点との間におけるロボット２０の動作を、補間によって導出した値に基づき制御する。同図において、関節軸ＪＴ６が前記第１教示点から前記第２教示点まで移動する軌跡が矢印ＡＲ_１で示される。

【0031】

図４（Ａ）に示すように、ロボット制御装置４０は、載置位置５２に載置された基板Ｓの厚み方向に見て、関節軸ＪＴ６が直線状に移動するように、かつ、エンドエフェクタ３５及び当該エンドエフェクタ３５に保持された基板Ｓが密閉容器５０の囲繞部材５４及び処理装置６０に衝突しないように、前記第１教示点と前記第２教示点との間におけるロボット２０の動作を、前記補間によって導出した値に基づき制御する。

【0032】

ここで、前記補間は、関節軸ＪＴ２、ＪＴ４、ＪＴ６それぞれを指定した角度ずつ動作させる各軸補間であってもよいし、又は、関節軸ＪＴ２、ＪＴ４、ＪＴ６それぞれを協働させることでロボットアーム３０の先端を直進させる直線補間であってもよい。

【0033】

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係るロボットのエンドエフェクタが第２教示点の位置及び姿勢であるときの部分的な拡大図に各種内容を追記した概略図であり、（Ａ）が前記拡大図に第１教示点から第２教示点まで移動するエンドエフェクタの軌跡を追記した図、（Ｂ）が前記拡大図にエンドエフェクタの中心軸線と基板の中心点から開口面に向けて引いた垂線との角度関係を追記した図である。

【0034】

本実施形態では、エンドエフェクタ３５の移動する態様のみが上記実施形態に係るロボットシステム１０と異なり（すなわち、ロボット制御装置４０が予め教示によって記憶している内容のみが上記実施形態に係るロボットシステム１０と異なり）、ロボット２０、密閉容器５０及び処理装置６０の構造は上記第１実施形態と同じである。したがって、同一部分には同じ参照番号を付し、同様となる説明は繰り返さない。

【0035】

図５（Ａ）において、載置位置５２に載置された基板Ｓ、及び第１教示点に位置するエンドエフェクタ３５が破線で示される。図５（Ａ）に示すように、ロボット制御装置４０は、前記第１教示点と前記第２教示点との間におけるロボット２０の動作を、中心軸線Ｌと垂線Ｐとがなす角度を維持しながら制御する。

【0036】

また、図５（Ａ）に示すように、関節軸ＪＴ６が前記第１教示点から前記第２教示点まで移動する軌跡が矢印ＡＲ_２で示される。ロボット制御装置４０は、載置位置５２に載置された基板Ｓの厚み方向に見て、関節軸ＪＴ６が直線状に移動するように、かつ、エンドエフェクタ３５及び当該エンドエフェクタ３５に保持された基板Ｓが密閉容器５０の囲繞部材５４及び処理装置６０に衝突しないように、前記第１教示点と前記第２教示点との間におけるロボット２０の動作を制御する。

【0037】

ロボット制御装置４０は、上記したような態様でロボット２０の動作を制御してもよい。なお、本実施形態において、ロボット制御装置４０は、第２教示点における中心軸線Ｌと垂線Ｐとがなす角度を記憶していなくてもよい。

【0038】

（エンドエフェクタ３５の位置及び姿勢）
図３及び図４に基づき説明した第１実施形態、及び図３及び図５に基づき説明した第２実施形態において、エンドエフェクタ３５の位置及び姿勢は、４個の変数の値（Ｎ個（Ｎは自然数）の変数の値）によって規定される。ここでは、エンドエフェクタ３５の位置が、図３～５に示すＸ方向の成分、Ｙ方向の成分、及びＺ方向の成分で規定される。また、エンドエフェクタ３５の姿勢が、同図に示すように、載置位置５２に載置された基板Ｓの厚み方向に見て、エンドエフェクタ３５の中心軸線Ｌと、載置位置５２に載置された基板Ｓの中心点Ｃから開口面５６に向けて引いた垂線Ｐとがなす角度によって規定される。

【0039】

図６は、本発明の第１及び第２実施形態に係るロボットのエンドエフェクタ、並びに従来からあるロボットのエンドエフェクタが、それぞれ、第１教示点の位置及び姿勢であるときの４個の変数の値と、第２教示点の位置及び姿勢であるときの４個の変数の値と、を列挙した表である。

【0040】

図６に示すように、第１実施形態では、第１教示点のＸ方向の成分の値Ｘ_１が、第２教示点のＸ方向の成分の値Ｘ_２と独立している。また、第１教示点のＹ方向の成分の値Ｙ_１が、第２教示点のＹ方向の成分の値Ｙ_２と独立している。さらに、第１教示点のＺ方向の成分の値Ｚ_１が、第２教示点のＺ方向の成分の値Ｚ_２と独立している。そして、第１教示点の中心軸線Ｌと垂線Ｐとがなす角度θ_１（第１角度）が、第２教示点の中心軸線Ｌと垂線Ｐとがなす角度θ_２（第２角度）と独立している。ここで、「２つの値が独立している」とは、一方の値が変更された場合に、その変更に応じて他方の値が変更されないことをいう。

【0041】

このように、第１実施形態では、エンドエフェクタ３５の第１教示点（すなわち、図３に示すエンドエフェクタ３５の保持位置及び保持姿勢）を規定する４個の変数全ての値が、それぞれ、エンドエフェクタ３５の第２教示点（すなわち、図４に示すエンドエフェクタ３５の引き位置及び引き姿勢）を規定する４個の変数のうちの対応する変数の値と独立している。

【0042】

図６に示すように、第２実施形態では、第１教示点のＸ方向の成分の値Ｘ_１が、第２教示点のＸ方向の成分の値Ｘ_２と独立している。一方、第１教示点のＹ方向の成分の値Ｙ_１は、第２教示点のＹ方向の成分の値Ｙ_１と同じである。また、第１教示点のＺ方向の成分の値Ｚ_１が、第２教示点のＺ方向の成分の値Ｚ_１と同じである。さらに、第１教示点の中心軸線Ｌと垂線Ｐとがなす角度θ_１（第１角度）が、第２教示点の中心軸線Ｌと垂線Ｐとがなす角度θ_１（第２角度）と同じである。

【0043】

このように、第２実施形態では、エンドエフェクタ３５の第１教示点（すなわち、図３に示すエンドエフェクタ３５の保持位置及び保持姿勢）を規定する４個の変数のうちの１個の変数の値Ｘ_１が、エンドエフェクタ３５の第２教示点（すなわち、図５に示すエンドエフェクタ３５の引き位置及び引き姿勢）を規定する４個の変数のうちの対応する変数の値Ｘ_２と独立している。

【0044】

一方、エンドエフェクタ３５の第１教示点を規定する残り３個の変数の値Ｙ_１、Ｚ_１、θ_１が、エンドエフェクタ３５の第２教示点を規定する残り３個の変数の値Ｙ_１、Ｚ_１、θ_１と同じである。すなわち、エンドエフェクタ３５の第１教示点を規定する残り３個の変数の値Ｙ_１、Ｚ_１、θ_１が、エンドエフェクタ３５の第２教示点を規定する４個の変数のうちの対応する変数の値と独立していない。

【0045】

（効果）
従来から、例えば、前記第１教示点に基づき前記第２教示点を導出することで、ロボットの動作を制御するロボット制御装置（以下「従来からあるロボット制御装置」と称する）が知られていた。具体的には、前記従来からあるロボット制御装置は、前記第１教示点と、前記第１教示点からロボットアームの先端（すなわち、エンドエフェクタ）を引く距離と、に基づき、前記第２教示点を導出していた。

【0046】

例えば、図６に示すような従来例では、第２教示点のＸ方向の成分の値Ｘ_１－２００が、第１教示点のＸ方向の成分の値Ｘ_１に基づき導出されている。また、第１教示点のＹ方向の成分の値Ｙ_１が、第２教示点のＹ方向の成分の値Ｙ_１と同じである。さらに、第１教示点のＺ方向の成分の値Ｚ_１が、第２教示点のＺ方向の成分の値Ｚ_１と同じである。そして、第１教示点の中心軸線Ｌと垂線Ｐとがなす角度θ_１（第１角度）が、第２教示点の中心軸線Ｌと垂線Ｐとがなす角度θ_１（第２角度）と同じである。

【0047】

上記のように、従来からあるロボット制御装置では、エンドエフェクタの第１教示点を規定する４個の変数全ての値が、それぞれ、エンドエフェクタの第２教示点を規定する４個の変数のうちの対応する変数の値と独立していない。

【0048】

上記のような従来からあるロボット制御装置は、前記第２教示点が前記第１教示点に影響を受けて変動してしまう。これにより、例えば、前記第１教示点が正確に教示できなかった場合に、たとえ前記第１教示点で問題が生じなくても、前記第１教示点と前記第２教示点との間又は前記第２教示点でエンドエフェクタ又は基板が密閉容器や処理装置に衝突してしまい、ロボットが適切に基板を搬送できない場合があった。

【0049】

一方、上記第１実施形態に係るロボット制御装置４０は、前記第１教示点と前記第２教示点とを予め教示によって記憶しており、エンドエフェクタ３５の第１教示点を規定する４個の変数全ての値が、それぞれ、エンドエフェクタ３５の第２教示点を規定する４個の変数のうちの対応する変数の値と独立している。これにより、前記第１教示点が前記第２教示点に影響を受けて変動することを抑制することができる。その結果、上記第１実施形態に係るロボット制御装置４０は、適切に基板Ｓを搬送することが可能となる。

【0050】

また、上記第２実施形態では、エンドエフェクタ３５の第１教示点を規定する４個の変数のうちの１個の変数Ｘ_１の値が、エンドエフェクタ３５の第２教示点を規定する４個の変数のうちの対応する変数Ｘ_２の値と独立している。すなわち、第１教示点を規定する変数Ｘ_１と第２教示点を規定する変数Ｘ_２とを互いに独立にすることで、処理装置６０が存在して狭くなり得るＸ方向についての動作を精確に教示することが可能となる。このような態様で、第２実施形態に係るロボット制御装置４０は、前記第１教示点が前記第２教示点に影響を受けて変動することを抑制することができる。

【0051】

（変形例）
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。したがって、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

【0052】

上記第１実施形態では、エンドエフェクタ３５の第１教示点を規定する４個の変数全ての値が、それぞれ、エンドエフェクタ３５の第２教示点を規定する４個の変数のうちの対応する変数の値と独立している場合について説明した。また、上記第２実施形態では、エンドエフェクタ３５の第１教示点を規定する４個の変数のうちの１個の変数Ｘ_１の値が、エンドエフェクタ３５の第２教示点を規定する４個の変数のうちの対応する変数Ｘ_２の値と独立している場合について説明した。しかし、これらの場合に限定されず、エンドエフェクタ３５の第１教示点を規定する４個の変数のうちの少なくとも１個の変数の値が、エンドエフェクタ３５の第２教示点を規定する４個の変数のうちの対応する変数の値と独立していればよい。

【0053】

上記実施形態では、エンドエフェクタ３５の位置及び姿勢は、４個の変数の値によって規定される場合を説明した。しかし、この場合に限定されず、エンドエフェクタ３５の位置及び姿勢は、４個以外のＮ個（Ｎは自然数）の変数の値によって規定されてもよい。

【0054】

上記実施形態では、ロボット２０が、一つの昇降軸、及び三つの関節軸ＪＴ２、ＪＴ４、ＪＴ６を有することで、ロボットアーム３０の手先自由度が４であり、エンドエフェクタ３５の位置及び姿勢を規定する変数の数と同じである場合について説明した。これにより、ロボットアーム３０の構造が冗長になることを防止することができる。しかし、この場合に限定されず、ロボット２０は、一つの昇降軸、及び四つ以上の関節軸を有することで、ロボットアーム３０の手先自由度が５以上であり、エンドエフェクタ３５の位置及び姿勢を規定する変数の数より多くてもよい。

【0055】

上記実施形態及びその変形例では、密閉容器５０がいわゆるフープとして構成される場合を説明した。しかし、この場合に限定されず、密閉容器５０は、例えば、真空状態と大気状態を切り替えるロードロック装置、基板Ｓの位置合わせを行うアライメント装置、又は、基板Ｓにレジスト塗布等の処理を行う処理装置であってもよい。

【0056】

また、密閉容器５０の代わりに、基板Ｓの回転位置を調節するアライナが設けられてもよい。そして、当該アライナは、載置位置５２が露出していてもよい。すなわち、当該アライナは、密閉容器５０の囲繞部材５４に相当する構成を備えず、密閉容器５０の開口面５６に相当する構成として出し入れ面を備えてもよい。

【0057】

上記実施形態では、エンドエフェクタ３５が、その基端部分３８に設けられ、ベース体３７の中心軸線上を往復運動可能な可動部材（図示せず）と、その先端部分３９ａ、３９ｂそれぞれに設けられる固定部材（同前）と、で基板Ｓを挟むことで当該基板Ｓを保持する場合について説明した。しかし、この場合に限定されず、エンドエフェクタ３５は、基板Ｓを乗載、又は吸着することで保持してもよい。

【0058】

上記実施形態では、ロボット制御装置４０が、載置位置５２に載置された基板Ｓの厚み方向に見て、関節軸ＪＴ６が直線状に移動するように、前記第１教示点と前記第２教示点との間におけるロボット２０の動作を、前記補間によって導出した値に基づき制御する場合について説明した。しかし、この場合に限定されず、ロボット制御装置４０は、エンドエフェクタ３５及び当該エンドエフェクタ３５に保持された基板Ｓが密閉容器５０の囲繞部材５４及び処理装置６０に衝突しないのであれば、関節軸ＪＴ６が屈曲して又は円弧状に移動するように、前記第１教示点と前記第２教示点との間におけるロボット２０の動作を、前記補間によって導出した値に基づき制御してもよい。

【0059】

上記実施形態では、ロボット制御装置４０が、実際にエンドエフェクタ３５が第１教示点及び第２教示点に移動させられた状態におけるサーボモータ２４ａ、２４ｂ、３４ａ、３５ａそれぞれのエンコーダ値に基づき、４個の変数の値を記憶部４２に記憶することで、前記第１教示点及び前記第２教示点を予め教示される場合について説明した。しかし、この場合に限定されず、ロボット制御装置４０は、第１教示点及び第２教示点にエンドエフェクタ３５を移動させたときの理想的な位置及び姿勢に関する情報（例えば、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）上の位置及び姿勢に関する情報）に基づき、４個の変数の値を記憶部４２に記憶することで、前記第１教示点及び前記第２教示点を予め教示されてもよい。

【0060】

或いは、ロボット制御装置４０は、実際にエンドエフェクタ３５が第１教示点及び第２教示点のいずれか一方に移動させられた状態におけるサーボモータ２４ａ、２４ｂ、３４ａ、３５ａそれぞれのエンコーダ値に基づき、４個の変数の値を記憶部４２に記憶してもよい。そして、ロボット制御装置４０は、記憶部４２に記憶した前記４個の変数に基づき、前記第１教示点及び前記第２教示点のいずれか他方に移動させられたエンドエフェクタ３５の４個の変数の値を導出してもよい。

【0061】

すなわち、前記第１教示点及び前記第２教示点それぞれの４個の変数を記憶又は導出する段階では、エンドエフェクタ３５の前記第１教示点を規定する４個の変数のうちの少なくとも１個の変数の値が、エンドエフェクタ３５の前記第２教示点を規定する４個の変数のうちの対応する変数の値に基づいて記憶又は導出されてもよい。また、エンドエフェクタ３５の前記第２教示点を規定する４個の変数のうちの少なくとも１個の変数の値が、エンドエフェクタ３５の前記第１教示点を規定する４個の変数のうちの対応する変数の値に基づいて記憶又は導出されてもよい。このような場合でも、エンドエフェクタ３５の前記第１教示点を規定する４個の変数のうちの少なくとも１個の変数の値が変更された場合に、その変更に応じてエンドエフェクタ３５の前記第２教示点を規定する４個の変数のうちの対応する変数の値が変更されないようにすることで、エンドエフェクタ３５の前記第１教示点を規定する４個の変数のうちの少なくとも１個の変数の値とエンドエフェクタ３５の前記第２教示点を規定する４個の変数のうちの対応する変数の値とを独立とすることができる。

【0062】

また、上記実施形態及びその変形例で説明した三つの態様を組み合わせて、ロボット制御装置４０が、前記第１教示点及び前記第２教示点を予め教示されてもよい。

【0063】

図７は、上記第１実施形態の変形例に係るロボットのエンドエフェクタの部分的な拡大図に移動したエンドエフェクタの軌跡を追記した概略図であり、（Ａ）が前記拡大図に第１教示点から第２教示点まで移動したエンドエフェクタの軌跡を追記した図、（Ｂ）が前記拡大図に第２教示点から第１教示点まで移動したエンドエフェクタの軌跡を追記した図である。

【0064】

図７（Ａ）において、第１教示点に位置するエンドエフェクタ３５が破線で示され、第２教示点に位置するエンドエフェクタ３５が実線で示される。また、関節軸ＪＴ６が第１教示点から第２教示点まで移動する軌跡が矢印ＡＲ_１´で示される。図７（Ａ）に示すように、第１教示点は、エンドエフェクタ３５で保持した基板Ｓを載置位置５２に載置可能なエンドエフェクタ３５の教示点であってもよい。

【0065】

図７（Ｂ）において、第２教示点に位置するエンドエフェクタ３５が破線で示され、第１教示点に位置するエンドエフェクタ３５が実線で示される。また、関節軸ＪＴ６が第２教示点から第１教示点まで移動する軌跡が矢印ＡＲ_１´´で示される。図７（Ｂ）に示すように、第２教示点は、エンドエフェクタ３５を開口面５６から挿入して第１教示点に位置させる前の引き位置として開口面５６の近傍に設けられるエンドエフェクタ３５の教示点であってもよい。

【0066】

なお、第１教示点がエンドエフェクタ３５で保持した基板Ｓを載置位置５２に載置可能なエンドエフェクタ３５の教示点であり、かつ、第２教示点がエンドエフェクタ３５を開口面５６から挿入して第１教示点に位置させる前の引き位置として開口面５６の近傍に設けられるエンドエフェクタ３５の教示点であってもよい。

【0067】

（まとめ）
本発明に係るロボット制御装置は、基板を保持して搬送するロボットの動作を制御するためのロボット制御装置であって、前記ロボットは、少なくとも一つの関節軸を有するロボットアームと、前記ロボットアームの先端に設けられ、前記基板を保持するためのエンドエフェクタとを備え、かつ、前記基板を載置するための載置位置に隣接して配置され、前記エンドエフェクタの位置及び姿勢は、Ｎ個（Ｎは自然数）の変数の値によって規定され、前記載置位置に載置された基板を前記エンドエフェクタで保持するための前記エンドエフェクタの保持位置及び保持姿勢を規定するＮ個の変数のうちの少なくとも１個の変数の値は、前記保持位置及び前記保持姿勢の前記エンドエフェクタを前記載置位置から退かせた後の前記エンドエフェクタの引き位置及び引き姿勢を規定するＮ個の変数のうちの対応する変数の値と独立していることを特徴とする。

【0068】

上記構成によれば、前記保持位置及び前記保持姿勢を規定するＮ個の変数のうちの少なくとも１個の変数の値が、前記引き位置及び前記引き姿勢を規定するＮ個の変数のうちの対応する変数の値と独立している。これにより、前記引き位置及び前記引き姿勢が前記保持位置及び前記保持姿勢に影響を受けて変動することを抑制することができる。その結果、本発明に係るロボット制御装置は、適切に基板を搬送することが可能となる。

【0069】

前記ロボットアームの手首自由度がＮであってもよい。

【0070】

前記保持位置及び前記保持姿勢を規定するＮ個の変数全ての値が、それぞれ、前記引き位置及び前記引き姿勢を規定するＮ個の変数のうちの対応する変数の値と独立していてもよい。

【0071】

前記載置位置は、出し入れ面から前記基板を出し入れされ、前記載置位置に載置された基板の厚み方向に見て、前記エンドエフェクタが前記保持位置及び前記保持姿勢のときに、前記エンドエフェクタの中心軸線と、前記載置位置に載置された基板の中心点から前記出し入れ面に向けて引いた垂線とがなす第１角度、及び、前記厚み方向に見て、前記エンドエフェクタが前記引き位置及び前記引き姿勢のときに、前記エンドエフェクタの中心軸線と、前記垂線とがなす第２角度のうちの少なくともいずれかを予め教示によって記憶していてもよい。

【0072】

前記第１及び前記第２角度を予め教示によって記憶しており、前記第１教示点と前記第２教示点との間における前記ロボットの動作を、補間によって導出した値に基づき制御してもよい。

【0073】

前記第１角度と前記第２角度とが同じ大きさであり、前記第１教示点と前記第２教示点との間における前記ロボットの動作を、前記第１角度を維持しながら制御してもよい。

【0074】

本発明に係るロボットは、上記いずれかの構成を有するロボット制御装置と、前記ロボットアームと、前記エンドエフェクタと、を備えることを特徴とする。

【0075】

上記構成によれば、上記いずれかの構成を有するロボット制御装置を備えるので、適切に基板を搬送することが可能となる。

【0076】

前記ロボットは、水平多関節型ロボットとして構成されてもよい。

【0077】

本発明に係るロボットシステムは、上記いずれかの構成を有するロボットと、前記載置位置を有する載置装置と、を備えることを特徴とする。

【0078】

上記構成によれば、上記いずれかの構成を有するロボットを備えるので、適切に基板を搬送することが可能となる。

【0079】

前記載置装置は、前記載置位置の周縁の少なくとも一部を囲繞する囲繞部と、前記囲繞部に設けられる開口面とを有し、前記開口面を開閉可能な密閉容器として構成されてもよい。

【符号の説明】

【0080】

１０ ロボットシステム
２０ ロボット
２２ 基台
３０ ロボットアーム
３２ 第１リンク
３４ 第２リンク
３５ エンドエフェクタ
３６ 手首部
３７ ベース体
３８ 基端部分
３９ 先端部分
４０ ロボット制御装置
４２ 記憶部
４４ 処理部
５０ 密閉容器
５２ 載置位置
５４ 囲繞部材
５６ 開口面
６０ 処理装置
Ｌ エンドエフェクタの中心軸線
Ｐ 基板の中心点から開口面に向けて引いた垂線
Ｓ 基板
Ｃ 中心点
ＪＴ 関節軸
θ 角度
ＡＲ 矢印

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】