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公開番号2025037315
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-18
出願番号2023144159
出願日2023-09-06
発明の名称基板搬送用ロボット
出願人株式会社不二越
代理人個人,個人
主分類B25J 9/10 20060101AFI20250311BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】エンドエフェクタを正確な位置に移動させることができる垂直多関節ロボットを用いた基板搬送用ロボットを提供する。
【解決手段】基板搬送用ロボット100は、垂直多関節ロボット102と、エンドエフェクタ154のTCPを撮影するカメラ104と、ロボット制御装置106とを備え、ロボット制御装置は、TCPの制御上の座標を算出する制御位置計算部158と、カメラで撮影したTCPの現実の座標を算出する実測位置計算部160と、制御上の座標と現実の座標とのずれ量を計算するずれ量計算部162と、制御上の座標とずれ量とのペアを複数記憶するペア記憶部164と、複数のペアから現実の座標を制御上の座標に変換する補正式を導出する補正式導出部168と、入力された現実の座標に対し、補正式を用いて補正後の制御上の座標を導出する座標補正部172とを有する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
複数のアームを有する垂直多関節ロボットと、
前記アームに装着されたエンドエフェクタの基準位置であるＴＣＰを撮影するカメラと、
前記垂直多関節ロボットの動作を制御するロボット制御装置とを備え、
前記ロボット制御装置は、
前記ＴＣＰの制御上の座標を算出する制御位置計算部と、
前記カメラで撮影した前記ＴＣＰの現実の座標を算出する実測位置計算部と、
前記制御上の座標と前記現実の座標の差分であるずれ量を計算するずれ量計算部と、
前記制御上の座標と前記ずれ量とのペアを複数記憶するペア記憶部と、
複数の前記ペアから前記現実の座標を前記制御上の座標に変換する補正式を導出する補正式導出部と、
入力された前記現実の座標に対し、前記導出された前記補正式を用いて補正後の前記制御上の座標を導出する座標補正部とを有することを特徴とする基板搬送用ロボット。
続きを表示（約 380 文字）【請求項２】
前記ずれ量計算部は、
前記垂直多関節ロボットの動作を制御して所定位置に移動させたときに、前記垂直多関節ロボットをそれ以上動作させずに、前記カメラを用いて前記ずれ量を求めることを特徴とする請求項１に記載の基板搬送用ロボット。
【請求項３】
前記ずれ量計算部は、
前記垂直多関節ロボットの動作を制御して所定位置に移動させようとした後に、
前記カメラを用いて前記ＴＣＰを認識し、該ＴＣＰの現実の位置が制御上の所定位置からずれていた場合に、前記ＴＣＰが所定位置に至るように前記垂直多関節ロボットを移動させてずれを解消し、
ずれを解消するために移動した前記垂直多関節ロボットの移動前後のエンコーダ値を取得することによって前記ずれ量を求めることを特徴とする請求項１に記載の基板搬送用ロボット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアームを有する垂直多関節ロボットを備えた基板搬送用ロボットに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
基板を搬送するロボットとしては、スカラロボット（水平多関節ロボット）が採用される場合が多い。スカラロボットは使い方が限定されている場合が多いため、一般的には各用途に合った専用機を設計することが多く、高精度な動作が実現されている。
【０００３】
しかし専用機を設計するということは、用途が限られるため垂直多関節ロボットの標準機（汎用機）と比較すると製造コストが高くなる。また、汎用のスカラロボットを使用しようとした場合、動作範囲エリアを拡大するために、直動の走行装置も必要になる場合が多く、設備のコストが高くなる。よって、コスト面と広い動作範囲を考慮し、汎用的な垂直多関節ロボットを用いて基板搬送を行うことも考えられる。
【０００４】
垂直多関節ロボットは、一般的に、アーム全体を水平方向に回動させる軸が配置され、アームの各関節の軸が回動する方向が垂直方向となっている。アームは、その各関節に設けられたアクチュエータである電動モータを有する。電動モータは、駆動信号によって駆動され、アームの目標とする動作を実現する。またアームの先端には、例えば基板（ワーク）を載置するハンドなどのエンドエフェクタが装着されている。
【０００５】
ところが垂直多関節ロボットは、非常に複雑な機構であるため、アームのたわみやバックラッシなどの誤差要因が存在することにより、エンドエフェクタの基準位置であるツールセンターポイント（ＴＣＰ）の現実の座標と制御上の座標との間に誤差（ずれ量）が生じる場合がある。したがって基板搬送という用途においては、スカラロボットよりも垂直多関節ロボットの方が動作上の誤差が大きい。基板搬送ではハンド部分の軌跡の許容誤差が１ｍｍ未満のような高い精度が要求される場合があり、垂直多関節ロボットは採用しにくかった。
【０００６】
特許文献１には、垂直多関節ロボットの位置合わせ装置が記載されている。この位置合わせ装置は、画像処理装置とロボット制御盤とを備える。画像処理装置は、カメラからロボット手先にある基準部材の画像を入力して、各ポイントで基準部材の位置データを算出する。また画像処理装置は、画像の重心位置を求めて、位置合わせ位置から見た基準部材の中心位置データとし、これを基準部材の中心があるべき既知の位置データ例えば画面の中心と比較してずれ量を求める。
【０００７】
さらに画像処理装置は、求めたずれ量から、ロボット手先の位置と姿勢に対する補正量を求めてロボット制御盤に与える。ロボット制御盤では、画像処理装置からの補正量からロボット手先の位置と姿勢の基準データに対するシフト量を求め、このシフト量を基準データに加算または減算して位置合わせの再現を行う。
【０００８】
特許文献２には、垂直多関節ロボットのツールセンターポジションのずれを検出する装置（ＴＣＰずれ検出装置）が記載されている。このＴＣＰずれ検出装置は、ロボット製造工場でキャリブレーションされたロボットが、例えば客先に出荷されて組み立てられた後に、ロボットにツール（ハンド）を装着した際のツールのＴＣＰのずれを、ステレオカメラから構成された撮像装置を用いて検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
実開平４－１１４６０７号公報
特開２０２０－０５９０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、特許文献１、２には、カメラを用いて垂直多関節ロボットの位置補正をすること、いわゆるキャリブレーションが記載されている。しかしながら基板搬送の用途には高い精度が必要とされるため、さらなる位置補正の高精度化を図る必要があった。
（【００１１】以降は省略されています）

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