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公開番号2024147448
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-16
出願番号2023060474
出願日2023-04-03
発明の名称ロボット制御装置及びロボット教示方法
出願人株式会社ダイヘン
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/677 20060101AFI20241008BHJP(基本的電気素子)
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適切な目標位置を予測して、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。
【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、各画像情報に基づいてそれぞれ算出された少なくとも2つ以上の目標位置に基づいて、予測目標位置を算出する目標位置予測手段150と、予測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、
前記各画像情報に基づいてそれぞれ算出された少なくとも２つ以上の目標位置に基づいて、予測目標位置を算出する目標位置予測手段と、
前記予測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。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記画像情報取得手段は、少なくとも前記搬送ロボットが徐々に目標位置に近づく３ヶ所以上において撮影された各画像情報を取得し、
前記目標位置予測手段は、
前記各画像情報に基づいてそれぞれ算出された少なくとも３つ以上の目標位置から回帰分析を用いて収束する前記予測目標位置を算出する、
請求項１に記載のロボット制御装置。
【請求項３】
前記画像情報取得手段は、少なくとも前記搬送ロボットが２ヶ所以上において撮影された各画像情報を取得し、
前記目標位置予測手段は、
前記各画像情報に基づいてそれぞれ算出された少なくとも２つ以上の目標位置からデータ分布を利用した推定法を用いて推定される前記予測目標位置を算出する、
請求項１に記載のロボット制御装置。
【請求項４】
前記目標位置予測手段は、
前記各画像情報に基づいてそれぞれ算出された前記目標位置に基づいて、目標位置を入力データとし予測目標位置を出力データとする機械学習モデルを用いて、前記予測目標位置を算出する、
請求項１に記載のロボット制御装置。
【請求項５】
前記目標位置予測手段によって前記予測目標位置を算出させるか否かを判定する予測要否判定手段を、さらに備え、
前記予測目標位置を算出させると判定された場合、前記目標位置予測手段は、前記各画像情報に基づいてそれぞれ算出された少なくとも２つ以上の目標位置に基づいて予測目標位置を算出し、
前記予測目標位置を算出させると判定されない場合、前記ロボット制御手段は、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１に記載のロボット制御装置。
【請求項６】
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、及び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に基づいて、予測目標位置を算出する目標位置予測ステップと、
前記予測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。

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。
続きを表示（約 1,600 文字）【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ようとする際には、目標位置までの距離や方向（角度）を含む撮影位置、カメラにおいて設定される各種パラメータ、及びその他周辺環境などを含む撮影条件に応じて、カメラによって取得される画像に影響する。
【０００８】
すなわち、カメラによって取得される画像に基づいて算出される目標位置の３次元情報は、例えば、上述したような、カメラにおいて設定される各種パラメータ、撮影位置、及びその他周辺環境などを含む撮影条件（照明や光反射など）に影響するため、必ずしも正確でなく、１回のみの撮影で取得された画像からは、ウエハを搬送する目標位置を適切に把握できない場合がある。その結果、高精度に、ウエハを目標位置に搬送する教示データを生成できず、適切にウエハを目標位置に搬送できないという問題が生じる。
【０００９】
そこで、本発明は、カメラによって複数回撮影された画像情報に基づいて適切な目標位置を予測して、対象物を高精度に目標位置に搬送する教示データを生成することが可能なロボット制御装置及びロボット教示方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係るロボット制御装置は、平板状の対象物を搬送する搬送ロボットを制御するロボット制御装置であって、搬送ロボットに取り付けられているカメラによって、搬送ロボットが移動する目標位置を含むように、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、各画像情報に基づいてそれぞれ算出された少なくとも２つ以上の目標位置に基づいて、予測目標位置を算出する目標位置予測手段と、予測目標位置を教示データとして記憶する教示データ生成手段と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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