JP4974859B2 - Robot controller - Google Patents
Robot controller Download PDFInfo
- Publication number
- JP4974859B2 JP4974859B2 JP2007301029A JP2007301029A JP4974859B2 JP 4974859 B2 JP4974859 B2 JP 4974859B2 JP 2007301029 A JP2007301029 A JP 2007301029A JP 2007301029 A JP2007301029 A JP 2007301029A JP 4974859 B2 JP4974859 B2 JP 4974859B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- robot
- point
- axis
- drive
- drive shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 22
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
この発明はロボット制御装置に関し、特に産業用ロボットを制御するロボット制御装置に関するものである。 The present invention relates to a robot control apparatus, and more particularly to a robot control apparatus that controls an industrial robot.
半導体ウェハや液晶基板等の被搬送物を例えばカセットから処理装置に搬送する水平多関節のロボットを制御するロボット制御装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。上記ロボットは、被搬送物を保持するハンド部材と、一方端で駆動軸を介してハンド部材を支持する上部アーム部材と、一方端で駆動軸を介して上部アーム部材の他方端を支持する下部アーム部材と、駆動軸を介して下部アームの他方端を支持するベース部材とを備えている。このロボットは、複数の教示点が指定され、指定された教示点間を関節補間により動作するように制御される場合がある。任意の開始点から任意の目標点までの間を被搬送物を搬送する場合、上記ロボットは、開始点と目標点が教示点として指定され、被搬送物が開始点から目標点まで移動するように、駆動軸毎に速度制御されて、上記ロボットの動作が制御される。このとき、開始点と目標点とを結ぶ経路や開始点と目標点との間の上記ロボットの姿勢は自由である。ハンド部材を支持する上記駆動軸と、上部アーム部材を支持する上記駆動軸の軌道は制御されていない。駆動軸毎に速度制御されるため所定時間における各駆動軸の動作量の動作比率は異なり、被搬送物を搬送する搬送速度によってその軌道は変化する。よって、上記ロボットがカセットと処理装置と間等の狭い空間に設置されている場合は、被搬送物、ハンド部材及び上部アーム部材がカセットや処理装置等の障害物に干渉しないように、開始点と目標点との間に中継点として複数の教示点を指定している。更に、開始点から目標点までの間に特異点が存在している場合は、上記ロボットが特異点を通過するのを避けるために、特異点の周辺に複数の教示点を設定している。特異点とは、コントロール不能となり、ロボットが特定方向に動作することができなくなる点である。特異点を通過させようとすると、ハンド部材、上部アーム部材及び下部アーム部材の回転速度が急激に変化する。
上記のような従来のロボット制御装置では、被搬送物の搬送速度が変化すると駆動軸の各々の軌道が変化し、ハンド部材やアームの軌道が変化する。又、所望の搬送速度でロボットに特異点や特異点近傍を通過させることができない。よって、ロボットが障害物との干渉を避ける必要のある狭い場所に設置され、開始点から目標点の間に特異点が存在している場合には、開始点から目標点までの間に複数の教示点を指定している。そのため、被搬送物の搬送速度が遅くなり、装置の立上げにも時間がかかってしまう。 In the conventional robot control apparatus as described above, when the transport speed of the object to be transported changes, the trajectory of each drive shaft changes, and the trajectory of the hand member or arm changes. Further, the singular point or the vicinity of the singular point cannot be passed through the robot at a desired transfer speed. Therefore, when the robot is installed in a narrow place where it is necessary to avoid interference with an obstacle and a singular point exists between the start point and the target point, multiple robots are required between the start point and the target point. A teaching point is specified. For this reason, the conveyance speed of the object to be conveyed becomes slow, and it takes time to start up the apparatus.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、搬送速度に関わらずハンド部材やアームの軌道が一定で、特異点から開始点又は目標点までの間に教示点を指定することなく、開始点から目標点まで特異点を通過させるようにロボットを動作させ、搬送速度を向上させると共に装置の立上げ時間を短縮させたロボット制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and the trajectory of the hand member and the arm is constant regardless of the conveyance speed, and the teaching point is designated between the singular point and the starting point or the target point. It is an object of the present invention to provide a robot control device that operates a robot so that a singular point passes from a start point to a target point without increasing the speed, thereby improving the transport speed and shortening the startup time of the device.
上記の目的を達成するために、請求項1記載の発明は、特異点を挟んだ開始点から目標点までの間を移動させて被搬送物を搬送するようにロボットを制御するロボット制御装置であって、ロボットは、複数の駆動軸を有し、被搬送物を保持するハンド部材と、一方端で駆動軸のうちの1つを介してハンド部材を回動可能に支持するアーム機構と、駆動軸のうちの1つを介してアーム機構の他方端を回動可能に支持するベース部材とを含み、開始点から特異点までのロボットの動作と、特異点から目標点までのロボットとの動作に区分して、その区分毎に、ロボットの特異点に対する開始点又は目標点における駆動軸の各々の動作量の差分を算出する差分算出手段と、駆動軸のうちの1つを基準軸として、その基準軸の差分に対する他の駆動軸の差分の動作比率を算出する比率算出手段と、算出された動作比率で駆動軸の各々を駆動させることにより、ロボットを開始点又は目標点から特異点まで動作させる動作手段とを備えたものである。
In order to achieve the above object, an invention according to
このように構成すると、1つの駆動軸を基準にして他の駆動軸の各々が相対的に駆動し、駆動軸の各々の軌道が被搬送物の搬送速度に関わらず一定となる。又、開始点、特異点及び目標点以外に教示点を指定する必要がなくなる。 If comprised in this way, each of the other drive shaft will drive relatively on the basis of one drive shaft, and each track | orbit of a drive shaft will become fixed irrespective of the conveyance speed of a to-be-conveyed object. Moreover, it is not necessary to specify teaching points other than the start point, singular point, and target point.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明の構成において、駆動軸の各々の速度条件と、ロボットが開始点又は目標点から特異点まで動作する間に駆動軸の各々が動作する動作量とから駆動軸の各々の動作時間を算出する時間算出手段を更に備え、基準軸は、駆動軸のうち算出された動作時間が最も長い駆動軸であるものである。 According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the invention, the speed condition of each drive shaft and the operation in which each drive shaft operates while the robot operates from the starting point or the target point to the singular point. Time calculating means for calculating the operation time of each drive shaft from the quantity is further provided, and the reference axis is the drive shaft having the longest calculated operation time among the drive shafts.
このように構成すると、動作時間の最も長い駆動軸を基準にして他の駆動軸の各々が相対的に駆動する。 If comprised in this way, each of the other drive shaft will drive relatively on the basis of the drive shaft with the longest operation time.
請求項3記載の発明は、請求項1又は請求項2記載の発明の構成において、動作手段は、ロボットが開始点又は目標点から特異点まで動作する時間を所定の間隔で分割した所定時間毎に算出された動作比率で駆動軸の各々を駆動させるものである。 According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect of the present invention, the operating means is configured such that the operation unit divides the time during which the robot operates from the start point or target point to the singular point at predetermined intervals. Each of the drive shafts is driven at the calculated operation ratio.
このように構成すると、所定時間毎にロボットの位置及び姿勢が制御される。 If comprised in this way, the position and attitude | position of a robot will be controlled for every predetermined time.
請求項4記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載の発明の構成において、アーム機構は、一方端で前記駆動軸のうちの第1駆動軸を介してハンド部材を所定の平面方向に回動可能に支持する上部アーム部材と、一方端で駆動軸のうちの第2駆動軸を介して上部アーム部材の他方端を平面方向に回動可能に支持すると共に、他方端を駆動軸のうちの第3駆動軸を介して平面方向に回動可能に前記ベース部材に支持される下部アーム部材とからなるものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the present invention, the arm mechanism is configured such that the arm mechanism has a hand member predetermined at one end via the first drive shaft of the drive shafts. An upper arm member that supports the upper arm member so as to be pivotable in the plane direction, and the other end of the upper arm member is pivotally supported in the planar direction via the second drive shaft of the drive shafts at one end. And a lower arm member supported by the base member so as to be rotatable in a plane direction via a third drive shaft of the drive shafts.
このように構成すると、所定の平面に駆動軸の軌道が形成される。 If comprised in this way, the track | orbit of a drive shaft will be formed in a predetermined plane.
以上説明したように、請求項1記載の発明は、1つの駆動軸を基準にして駆動軸の各々が相対的に動作し、駆動軸の各々の軌道が被搬送物の搬送速度に関わらず一定となる。又、開始点、特異点及び目標点以外に教示点を指定する必要がなくなる。そのため、障害物との干渉を避けるために駆動軸の軌道が制限される場合に、特異点を通過させることができ、搬送速度を向上させることができる。教示点の数が減少するため、装置の立上げ時間を短縮させることができる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, each drive shaft operates relative to one drive shaft, and each track of the drive shaft is constant regardless of the transport speed of the object to be transported. It becomes. Moreover, it is not necessary to specify teaching points other than the start point, singular point, and target point. For this reason, when the trajectory of the drive shaft is limited in order to avoid interference with an obstacle, a singular point can be passed and the conveyance speed can be improved. Since the number of teaching points is reduced, the startup time of the apparatus can be shortened.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明の効果に加えて、動作時間の最も長い駆動軸を基準にして他の駆動軸の各々が相対的に駆動するため、搬送時間を動作時間の最も長い駆動軸の動作時間に合わせることができ、効率的なロボット制御装置となる。 According to the second aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, each of the other drive shafts is relatively driven on the basis of the drive shaft having the longest operation time. The operation time of the longest drive shaft can be adjusted to be an efficient robot control device.
請求項3記載の発明は、請求項1又は請求項2記載の発明の効果に加えて、所定時間毎にロボットの位置及び姿勢が制御されるため、搬送速度の変化に対する駆動軸の各々の軌道の精度を向上させることができる。
In addition to the effect of the invention of
請求項4記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載の発明の効果に加えて、所定の平面に駆動軸の軌道が形成されるため、駆動軸の軌道の調整が容易となる。
In addition to the effect of the invention according to any one of
次に、発明の実施の形態について、図を用いて説明する。 Next, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
図1は、この発明の第1の実施の形態によるロボット制御装置が適用されるロボット制御システムの概略構成を示したブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a robot control system to which a robot control apparatus according to a first embodiment of the present invention is applied.
図1を参照して、ロボット制御システム10は、水平多関節のロボット11と、ロボット11の動作を制御するロボット制御装置12と、ロボット11の動作の教示を行うティーチングボックス13とを備えている。ロボット制御装置12は、ロボット11に取り付けられたサーボモータを駆動させるサーボアンプ15と、サーボアンプ15に指令を与えてロボット11の動作、位置及び姿勢を制御する制御部14とを含んでいる。
Referring to FIG. 1, a
ロボット11は、被搬送物を保持するハンド部材22と、一方端でW軸21を介してハンド部材22の端部を水平方向に回動可能に支持する上部アーム部材20と、一方端でB軸19を介して上部アーム部材20の他方端を水平方向に回動可能に支持する下部アーム部材18と、A軸17を介して下部アーム部材18の他方端を水平方向に回動可能に支持するベース部材16とを備えている。ハンド部材22の下側に上部アーム部材20が配置され、上部アーム部材20の下側に下部アーム部材18が配置され、下部アーム部材18の下側にベース部材16が配置されている。ハンド部材22は、平面視において細長いU字状に形成され、屈曲部側が基点となるようにW軸21が配置されている。ハンド部材22は、図示しない真空吸着等の保持手段を備え、その保持手段によりハンド部材22の上面に被搬送物が固定される。下部アーム部材18及び上部アーム部材20は、細長い平板状に形成され、各々の長さは、下部アーム部材18を固定させて上部アーム部材20をB軸19を中心として回動させたときに、A軸17とW軸21とが重なるような長さに設定されている。ベース部材16は、上下方向を長手方向とした四角柱状に形成され、上下方向を長手方向とした円柱状に形成されたA軸17を収納することができるように構成されている。尚、W軸21が第1駆動軸を、B軸19が第2駆動軸を、A軸が第3駆動軸を構成し、上部アーム部材20、B軸19及び下部アーム部材18がアーム機構を構成する。
The
A軸17、B軸19及びW軸21は駆動軸であり、各々の駆動軸に図示しないサーボモータが設置されている。A軸17には下部アーム部材18を回動させるためのサーボモータ、B軸19には上部アーム部材20を回動させるためのサーボモータ、W軸21にはハンド部材22を回動させるためのサーボモータが各々設置されている。サーボモータの各々の出力軸である回転軸と、下部アーム部材18、上部アーム部材20及びハンド部材22の各々とが連結されて、下部アーム部材18、上部アーム部材20及びハンド部材22が各々独立して回動可能となっている。その図示しないサーボモータの各々の回転軸等には、サーボモータの各々の回転軸の回転速度や回転量を検出する動作量検出手段である図示しないエンコーダが各々設置されている。この動作量検出手段により、下部アーム部材18、上部アーム部材20及びハンド部材22の回転角度等が検出される。更に、A軸17には、A軸17を上下方向に昇降させるための図示しないサーボモータ又はシリンダがベース部材16の内部に設置されている。A軸17の昇降距離は、高さ検出手段である図示しないエンコーダにより検出される。
The
ベース部材16は所定の位置に設置されるためA軸17は移動せず、A軸17を基点として、ハンド部材22が水平方向に所定の範囲で移動することとなる。又、A軸17が昇降すると、各々連結した下部アーム部材18、上部アーム部材20、ハンド部材22が一体となって昇降する。このようにしてロボット11は動作して所定の範囲において被搬送物を搬送する。
Since the
サーボアンプ15は、制御部14からの指令信号に基づいて上記A軸17、B軸19及びW軸21の各々に設置されたサーボモータに電力を供給してサーボモータを駆動させる。又、サーボアンプ15に上記エンコーダからの回転角度等の検出情報がフィードバックされ、制御部14からの指令信号とエンコーダからのフィードバック信号との差をなくすように、サーボアンプ15はサーボモータの駆動を制御する。尚、この制御は、PI制御やPID制御等により行われるが、限定されるものではない。
The
ティーチングボックス13は、ロボット11に近接して設置され、ロボット11を動作させるためのスイッチを備えている。このティーチングボックス13を用いて、ロボット11の位置及び姿勢からなる教示点の教示が行われる。
The
制御部14は、サーボアンプ15やティーチングボックス13に接続して、ロボット制御システム10の全体を制御している。制御部14は、ティーチングボックス13によって入力された内容を記憶する機能、サーボアンプ15に指令信号を送ることにより各駆動軸に設定されたサーボモータを駆動させてロボット11の動作や姿勢を制御する機能、各駆動軸に設置されたサーボモータの回転軸の回転角度等のエンコーダによって検出された情報をサーボアンプを介して取得して演算する機能、等を備えている。制御部14は、ティーチングボックス13により教示された教示点間をロボット11が移動するようにロボット11の動作を制御する。
The
次に、制御部14で制御されるロボット11の動作について説明する。
Next, the operation of the
図2は、図1で示したロボットが特異点Oを通過させて開始点Sから目標点Eまで半導体ウェハを搬送したときの各点におけるロボットの位置及び姿勢を示した概略平面図である。この実施の形態における特異点は、半導体ウェハの中心点がハンド部材22の中心線上にあり、下部アーム部材18、上部アーム部材20及びハンド部材22の各々の中心線が重なった状態のときの半導体ウェハ23の中心点とする。
FIG. 2 is a schematic plan view showing the position and posture of the robot at each point when the robot shown in FIG. 1 passes the singular point O and transports the semiconductor wafer from the start point S to the target point E. FIG. The singular point in this embodiment is that the semiconductor wafer when the center point of the semiconductor wafer is on the center line of the
図2を参照して、上述したロボット11が、Y方向に延びるように配置された被搬送物である半導体ウェハ23が収納されたカセット24と、カセット24に平行に配置された半導体ウェハ23の処理を行う処理装置25との間に設置されている。ロボット11は、カセット24や処理装置25から半導体ウェハ23を搬出入して、カセット24と処理装置25との間で半導体ウェハ23を搬送する。カセット24と処理装置25との間の幅は、下部アーム部材18や上部アーム部材20をその軸方向をX方向に整列させたときの大きさより少し大きい程度である。したがって、下部アーム部材18や上部アーム部材20の軌道を制限せずに動作させると、それらは、カセット24や処理装置25と干渉することとなる。ロボット11は、X方向の軸を境界に左右同様の範囲で稼動するように設置されている。ロボット11は、半導体ウェハ23の中心が開始点Sから特異点Oを通過して目標点Eまで移動するように動作して半導体ウェハ23を搬送している。このとき、ロボット11は、半導体ウェハ23やハンド部材22や上部アーム部材20が、カセット24や処理装置25の障害物に干渉しないように動作している。
Referring to FIG. 2, the
図2の(1)は、開始点Sのとき、図2の(2)は特異点Oのとき、図2の(3)は目標点Eのときのロボット11の位置及び姿勢を示している。先ず、制御部14は、A軸17を時計方向回りに駆動させ、B軸19及びW軸21を反時計方向回りに駆動させることにより、ロボット11を、図2の(1)で示した開始点Sの位置及び姿勢から図2の(2)で示した特異点Oの位置及び姿勢まで動作させている。次に、A軸17及びW軸21を時計方向回りに駆動させ、B軸19を反時計方向回りに駆動させることにより、ロボット11を、図2の(2)で示した特異点Oの位置及び姿勢から図2の(3)で示した目標点Eの位置及び姿勢まで動作させている。特異点Oを通過する時点でA軸17及びB軸19は同一方向に回動しているが、W軸21は反対方向に回動し、ロボット11は特異点Oで一度停止する。ところで、開始点Sから目標点Eまで各駆動軸の軌道が自由であれば、開始点Sから目標点Eまで半導体ウェハ23を搬送している間に、半導体ウェハ23、ハンド部材22及び上部アーム部材20がカセット24や処理装置25の障害物に干渉してしまうこととなる。従来のロボット制御装置であれば、障害物との干渉と特異点Oの通過とを避けるために中継点として複数の教示点を指定する必要がある。しかしながら、ロボット制御装置12のこの動作における教示点は、開始点S、特異点O及び目標点Eの3点である。
2 shows the position and posture of the
次に、制御部14で制御されるロボット11の動作制御について説明する。
Next, operation control of the
図3は図2で示した開始点Sにおけるロボットの姿勢の拡大平面図である。図4は図2で示した開始点Sから特異点Oまでロボットが動作したときの図であって、その(1)が各駆動軸の動作量の差分、動作時間及び動作比率を示した図であり、その(2)が各駆動軸の速度変化を示した図であり、その(3)が半導体ウェハの中心点の軌道を示した図である。 FIG. 3 is an enlarged plan view of the posture of the robot at the start point S shown in FIG. FIG. 4 is a diagram when the robot is operated from the starting point S to the singular point O shown in FIG. 2, and (1) is a diagram showing the difference in operation amount, operation time and operation ratio of each drive axis. (2) is a diagram showing a change in speed of each drive shaft, and (3) is a diagram showing a trajectory of the center point of the semiconductor wafer.
図3を参照して、半導体ウェハ23の中心が開始点Sから特異点Oまで移動するように、ロボット11が半導体ウェハ23を搬送するようにロボット11を制御する場合である。ロボット11の特異点Oの姿勢に対する開始点Sの姿勢におけるA軸17、B軸19及びW軸21の各々の動作量の差分θが示されている。即ち、開始点Sの姿勢における、X軸と下部アーム18との角度、下部アーム18と上部アーム20との角度、上部アーム20とハンド部材22との角度が示されている。平面視において反時計方向回りを(+)とし時計方向回りを(−)とすると、上記差分θはA軸17が−θAS、B軸19がθBS、W軸21がθWSである。ロボット11の姿勢が開始点Sから特異点Oまで動作するのに、制御部14は、A軸17を時計方向回りにθASの動作量だけ駆動して、A軸17を中心にして下部アーム部材18を回動させる。又、B軸19を反時計時計方向回りにθBSの動作量だけ駆動して、B軸19を中心にして上部アーム部材20を回動させる。又、W軸21を反時計方向回りにθWSの動作量だけ駆動して、ハンド部材22を回動させる。
Referring to FIG. 3, the
図4の(1)を参照して、先ず、制御部14は、駆動軸の各々に取り付けられたエンコーダからの検出情報を利用して、差分算出手段により、駆動軸の各々の上記差分θを算出する。次に、制御部14は、時間算出手段により、予め設定可能な駆動軸の各々の速度条件と、ロボット11が開始点Sの姿勢から特異点Oの姿勢まで動作する動作量、即ち上記差分θとから、駆動軸の各々の動作時間Tを算出する。このとき算出された動作時間TがA軸17はTAS、B軸19はTBS、W軸21がTWSとして、これらのうちB軸19の動作時間TBSが最も長かったとする。次に、制御部14は、比率算出手段により、駆動軸のうち上記算出された動作時間Tが最も長い駆動軸であるB軸19を基準軸として、その基準軸の動作量に対する他の駆動軸であるA軸17及びW軸21の動作量の動作比率を算出する。図4の(1)で示したように、このとき算出される動作比率は、B軸19を1として、A軸17は(−θAS/θBS)、W軸21は(θWS/θBS)となる。動作時間Tが最も長い駆動軸を基準軸とすることで、搬送時間を動作時間の最も長い駆動軸の動作時間に合わせることができ、効率的なロボット制御装置12となる。尚、動作時間Tの長短により基準軸が決定されているが、角度等の動作量の大小により基準軸が決定されてもよい。
Referring to (1) in FIG. 4, first, the
次に、制御部14は、動作手段により、上記算出された動作比率でA軸17、B軸19及びW軸21の駆動軸の各々をサーボモータで駆動させることにより、ロボット11を開始点Sの姿勢から特異点Oの姿勢まで動作させる。ロボット11が開始点Sの姿勢から特異点Oの姿勢まで動作する時間を所定の間隔で分割した所定時間ΔT毎、例えば数msec程度の補間時間毎に制御部14はサーボアンプ15に指令信号を送り、上記動作比率で駆動軸の各々を駆動させる。具体的には、N個目の所定時間ΔTNの間にB軸19をθBN駆動させる場合、所定時間ΔTNの間にA軸17及びW軸21を駆動させる動作量θAN及びθWNは、
θAN=θBN×(−θAS/θBS)=−[θBN×(θAS/θBS)]
θWN=θBN×(θWS/θBS)
となる。制御部14は、サーボモータにより所定時間ΔTNの間にB軸19を反時計方向回りにθBNだけ駆動させ、A軸17を時計方向回りに[θBN×(θAS/θBS)]だけ駆動させ、W軸21を反時計方向回りに[θBN×(θWS/θBS)]だけ駆動させる。したがって、制御部14は、A軸17、B軸19及びW軸21を各々独立させて駆動させているのではなく、上記動作比率でA軸17、B軸19及びW軸21を相対的に駆動させている。
Next, the
θ AN = θ BN × (−θ AS / θ BS ) = − [θ BN × (θ AS / θ BS )]
θ WN = θ BN × (θ WS / θ BS)
It becomes.
次に、開始点Sから特異点Oまでロボット11が動作したときの各駆動軸の速度変化と、半導体ウェハ23の中心点の軌道について説明する。
Next, the speed change of each drive shaft and the trajectory of the central point of the
図4の(2)を参照して、縦軸には、駆動軸の各々の速度が採られ、駆動軸の回転方向が反時計方向回りであれば(+)とし、時計方向回りであれば(−)としている。横軸には、ロボット11が開始点Sの姿勢から特異点Oの姿勢に動作するまでの経過時間が採られている。駆動軸の各々は、同時に駆動を始め、同時に停止している。駆動軸の各々の速度は開始点Sから速度が上昇し、最高速点を経過してから減速し特異点Oで停止している。B軸19の速度が最も速く、続いてW軸21、A軸17の順になっている。又、B軸19及びW軸21は反時計方向回りに回動し、A軸17は時計方向回りに回動している。上述したロボット11の動作制御が行われるため、図4の(2)で示したように駆動軸の各々の速度は変化し、開始点Sから特異点Oまでの間で、A軸17、B軸19及びW軸21の各々の速度比率は常に一定となっている。即ち、A軸17、B軸19及びW軸21の各々の動作比率は、
A軸17:B軸19:W軸21=(−θAS/θBS):1:(θWS/θBS)
で常に一定となる。
Referring to (2) in FIG. 4, the vertical axis represents the speed of each drive shaft, and if the rotation direction of the drive shaft is counterclockwise (+), the vertical axis is clockwise. (-). On the horizontal axis, the elapsed time until the
A-axis 17: B-axis 19: W-
Always constant.
図4の(3)を参照して、縦軸にはX方向の座標が採られ、横軸にはY方向の座標が採られ、図2及び図3で示したX方向及びY方向の座標と一致している。半導体ウェハ23の中心の軌道は、開始点SからY方向の軸に沿って移動し、X方向の軸を一度超えて、その後急激に屈曲してX方向の軸上に位置する特異点Oに到達している。上記軌道は、Y方向に延びる楕円状を移動するように滑らかな曲線を描くように形成されている。
Referring to (3) in FIG. 4, the vertical axis represents the X direction coordinate, the horizontal axis represents the Y direction coordinate, and the X and Y direction coordinates shown in FIGS. Is consistent with The center trajectory of the
以上のように、ロボット11の動作制御について開始点Sの姿勢から特異点Oの姿勢までを説明してきたが、図2の(2)で示した特異点Oから図2の(3)で示した目標点Eまでの動作も同様の動作制御で制御される。上記説明の開始点Sを特異点Oとして、特異点Oを目標点Eとして考える。制御部14は、特異点Oから目標点Eまでの間も一定の動作比率でA軸17、B軸19及びW軸21を相対的に駆動させる。このときの動作比率は前述した開始点Sから特異点Oまでの動作比率とは異なる。開始点Sから目標点Eまでの駆動軸の各々の速度は、開始点Sから上昇して最高速点に到達した後減速して特異点Oで一度同時に停止し、再び上昇して最高速点に到達した後減速して目標点Eで同時に停止する。又、図2で示した場合と異なり、開始点と目標点がX軸を境界にして平面視において左右対称であれば、X軸を境界にして駆動軸を反対方向に回動させる必要がなくなる。又、駆動軸の各々の動作比率も、開始点から特異点Oまでと特異点Oから目標点までと同一となる。そのため、特異点Oを教示点として指定する必要がなくなり、特異点Oで停止させることなく、開始点から目標点までロボット11を動作制御することができる。
As described above, the operation control of the
上記のようにロボット11を制御するロボット制御装置12では、動作時間の最も長い駆動軸を基準にした動作比率のもと、A軸17、B軸19及びW軸21の各々が相対的に動作する。そのため、開始点Sから特異点Oまで、あるいは特異点Oから目標点Eまでの半導体ウェハ23の搬送速度が変化しても、駆動軸の各々の軌道は一定となる。駆動軸の各々の軌道が制御されるため、障害物との干渉を避ける必要があっても、開始点S、特異点O及び目標点E以外に教示点を指定する必要がなくなる。したがって、障害物との干渉を避けるために駆動軸の軌道が制限される場合に、教示点の数が減少すると共に特異点を通過させることができるため、搬送速度を向上させると共に装置の立上げ時間や搬送経路の変更時間を短縮させることができる。
In the
ロボット制御装置12によれば、ロボット11の稼動範囲が限られた装置内において、障害物との干渉を避けながらロボット11を動作させることができる。又、ロボット11の稼動範囲を小さくすることができるため、ロボット11が設置される装置も小さくすることができる。又、所定時間ΔT毎にロボット11の位置及び姿勢が制御されるため、搬送速度の変化に対する駆動軸の各々の軌道の精度を向上させることができる。駆動軸の各々は水平方向に回動し、所定の平面である水平面に駆動軸の各々の軌道が形成されるため、駆動軸の軌道の調整が容易となる。
According to the
尚、上記の実施の形態では、ハンド部材及びアーム機構を水平方向に回動させているが、必ずしもこのように構成する必要はなく、他の平面方向に回動してもよい。例えば、ロボット制御装置が垂直多関節のロボットに適用されてもよい。 In the above-described embodiment, the hand member and the arm mechanism are rotated in the horizontal direction. However, the configuration is not necessarily required, and the hand member and the arm mechanism may be rotated in another plane direction. For example, the robot control device may be applied to a vertically articulated robot.
又、上記の実施の形態では、3つの駆動軸で構成されているが、駆動軸の各々を相対的に駆動させることができれば、駆動軸は2つ又は4つ以上で構成されてもよい。 In the above-described embodiment, the driving shaft is configured by three driving shafts. However, the driving shafts may be configured by two or four or more driving shafts as long as each of the driving shafts can be driven relatively.
更に、上記の実施の形態では、2つのアーム部材で構成されているが、アーム部材の各々を相対的に動作させることができれば、アーム部材は3つ以上で構成されてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the arm member is composed of two arm members. However, the arm member may be composed of three or more arm members as long as each arm member can be operated relatively.
更に、上記の実施の形態では、2つのアーム部材は同じ長さに構成されているが、異なる長さに構成してもよい。 Furthermore, in the above embodiment, the two arm members are configured to have the same length, but may be configured to have different lengths.
更に、上記の実施の形態では、アーム機構がベース部材に支持されているが、他の構成からなる部材により支持されてもよく、又、A軸が上下方向に昇降しなくてもよい。 Furthermore, in the above embodiment, the arm mechanism is supported by the base member. However, the arm mechanism may be supported by a member having another configuration, and the A-axis may not be moved up and down.
更に、上記の実施の形態では、動作時間Tが最も長い駆動軸を基準軸としているが、他の駆動軸を基準軸としてもよい。 Furthermore, in the above embodiment, the drive axis with the longest operating time T is used as the reference axis, but another drive axis may be used as the reference axis.
更に、上記の実施の形態では、教示点が開始点、特異点及び目標点として3点指定されているが、特異点を含んでいれば、3点以上教示点を指定してもよい。 Furthermore, in the above embodiment, three teaching points are designated as the start point, singular point, and target point. However, if the singular point is included, three or more teaching points may be designated.
更に、上記の実施の形態では、真空吸着等で被搬送物を保持するようにハンド部材が構成されているが、被搬送物を保持することができれば、被搬送物を狭持する等ハンド部材を他の構成してもよい。 Further, in the above embodiment, the hand member is configured to hold the object to be conveyed by vacuum suction or the like. However, if the object to be conveyed can be held, the hand member to sandwich the object to be conveyed, etc. Other configurations may be used.
11 ロボット
12 ロボット制御装置
16 ベース部材
17 A軸
18 下部アーム
19 B軸
20 上部アーム
21 W軸
22 ハンド部材
23 半導体ウェハ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ロボットは、複数の駆動軸を有し、前記被搬送物を保持するハンド部材と、一方端で前記駆動軸のうちの1つを介して前記ハンド部材を回動可能に支持するアーム機構と、前記駆動軸のうちの1つを介して前記アーム機構の他方端を回動可能に支持するベース部材とを含み、
前記開始点から前記特異点までの前記ロボットの動作と、前記特異点から前記目標点までの前記ロボットとの動作に区分して、その区分毎に、
前記ロボットの前記特異点に対する前記開始点又は前記目標点における前記駆動軸の各々の動作量の差分を算出する差分算出手段と、
前記駆動軸のうちの1つを基準軸として、その基準軸の前記差分に対する他の駆動軸の前記差分の動作比率を算出する比率算出手段と、
前記算出された動作比率で前記駆動軸の各々を駆動させることにより、前記ロボットを前記開始点又は前記目標点から前記特異点まで動作させる動作手段とを備えた、ロボット制御装置。 A robot control device that controls a robot to move an object to be conveyed by moving between a starting point and a target point with a singular point in between,
The robot has a plurality of drive shafts and holds a transported object, and an arm mechanism that rotatably supports the hand member at one end via one of the drive shafts. A base member that rotatably supports the other end of the arm mechanism via one of the drive shafts,
Dividing the movement of the robot from the starting point to the singular point and the movement of the robot from the singular point to the target point, for each of the divisions,
A difference calculating means for calculating a difference in the amount of movement of each of the drive axes at the start point or the target point with respect to the singular point of the robot;
Ratio calculation means for calculating one of the drive shafts as a reference axis and calculating an operation ratio of the difference of the other drive shaft with respect to the difference of the reference axis;
A robot control apparatus comprising: an operation unit that operates each of the drive axes at the calculated operation ratio to operate the robot from the start point or the target point to the singular point.
前記基準軸は、前記駆動軸のうち前記算出された動作時間が最も長い駆動軸である、請求項1記載のロボット制御装置。 The operation time of each of the drive axes is determined from the speed condition of each of the drive axes and the amount of movement of each of the drive axes while the robot operates from the start point or the target point to the singular point. It further comprises time calculation means for calculating,
The robot control apparatus according to claim 1, wherein the reference axis is a drive axis having the longest calculated operation time among the drive axes.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007301029A JP4974859B2 (en) | 2007-11-20 | 2007-11-20 | Robot controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007301029A JP4974859B2 (en) | 2007-11-20 | 2007-11-20 | Robot controller |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009125829A JP2009125829A (en) | 2009-06-11 |
JP4974859B2 true JP4974859B2 (en) | 2012-07-11 |
Family
ID=40817263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007301029A Active JP4974859B2 (en) | 2007-11-20 | 2007-11-20 | Robot controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4974859B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6869080B2 (en) * | 2017-03-31 | 2021-05-12 | 株式会社ダイヘン | Robot control device and control program |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04167004A (en) * | 1990-10-31 | 1992-06-15 | Komatsu Ltd | Control method for robot |
JP4364634B2 (en) * | 2001-07-13 | 2009-11-18 | ブルックス オートメーション インコーポレイテッド | Trajectory planning and movement control strategy of two-dimensional three-degree-of-freedom robot arm |
JP2005246547A (en) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Daihen Corp | Robot control system |
JP4494247B2 (en) * | 2005-02-15 | 2010-06-30 | 三菱電機株式会社 | Robot control apparatus and control method |
-
2007
- 2007-11-20 JP JP2007301029A patent/JP4974859B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009125829A (en) | 2009-06-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5055101B2 (en) | Robot controller | |
JP7149792B2 (en) | Transfer device, semiconductor manufacturing device and transfer method | |
JP4656334B2 (en) | Alignment device | |
US10569428B2 (en) | Robot | |
JP2009090406A (en) | Target position detection apparatus for robot | |
CN106002987B (en) | Robot | |
JP2010162635A (en) | Method for correcting position and attitude of self-advancing robot | |
US20180012789A1 (en) | Robotic apparatus and method for transport of a workpiece | |
JP2007283436A (en) | Robot, robot system, and attitude control method of hand device | |
JP2000042958A (en) | Coordination conveying system by moving robot | |
JP4852719B2 (en) | Articulated robot | |
JP4974859B2 (en) | Robot controller | |
JP5921902B2 (en) | Robot controller | |
JP4826584B2 (en) | Translational and two-degree-of-freedom stage device and three-degree-of-freedom stage device using the same | |
JP2006289555A (en) | Articulated robot | |
JP2005244227A5 (en) | ||
JP5529920B2 (en) | Robot target position detection device, semiconductor device, and target position detection method | |
JP2007168053A (en) | Teaching method of vertical articulated type robot and industrial robot device | |
JP2000071187A (en) | Workpiece carrying robot | |
JP2005246547A (en) | Robot control system | |
JP7149815B2 (en) | Robot system and its operation method | |
JP4871768B2 (en) | Robot control system | |
JPH11138474A (en) | Articulated robot | |
JP2009233789A (en) | Method of controlling carrier robot | |
US20150270062A1 (en) | Coil winding apparatus, and coil winding method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100818 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120329 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120403 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120410 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4974859 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150420 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |