機械手及機械手的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及機械手及機械手的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]—直以來，已知具備教示半導(dǎo)體晶圓、玻璃晶圓等目標的位置的功能的機械手。
[0003]例如，專利文獻I記載的機械手，具備設(shè)成相對基臺旋轉(zhuǎn)自如的第一臂部、基端部旋轉(zhuǎn)自如地安裝在第一臂部的梢端部的第二臂部、及旋轉(zhuǎn)自如地設(shè)在第二臂部的梢端部的手部。第一臂是借由第一臂驅(qū)動單元旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，第二臂是借由第一臂驅(qū)動單元旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，手部是借由具有伺服馬達的手腕軸驅(qū)動單元旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。此外，在手腕軸驅(qū)動單元的控制回路增益實質(zhì)上為零的狀態(tài)下，使手部接觸目標物，借此使與手部固定地安裝的手腕軸的角度位置位移，借由伺服馬達的編碼器加以檢測。接著，根據(jù)儲存在存儲部的手部的形狀/尺寸數(shù)據(jù)與接觸時的機械臂的姿勢及手腕軸的角度位置，決定XY平面內(nèi)的目標物的位置。
[0004]又，專利文獻2記載的機械手，在臂的梢端部設(shè)有具有水平方向的自由度的手腕。在此手腕設(shè)有具有接觸部分的手部。此接觸部分具有形成在較支承晶圓的支承部靠手腕軸側(cè)的部分(手關(guān)節(jié)部)且隨著離開手腕軸往手腕軸的周方向一方傾斜的第一傾斜部、及形成在支承部且隨著離開手腕軸往手腕軸的周方向另一方傾斜的與第一傾斜部相連的第二傾斜部。此外，在使接觸部分接觸目標的狀態(tài)下，一邊使臂部的梢端部移動，一邊取得接觸部分在接觸目標的狀態(tài)下的位置，根據(jù)目標位于第一傾斜部與第二傾斜部相連的部分時的值，檢測目標的位置。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻:
專利文獻:
專利文獻1:國際公開第二010/004635號；
專利文獻2:日本特開2013-56420號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的問題:
然而，專利文獻I記載的機械手，無法檢測目標物與手部接觸面的哪部分接觸，因此為了決定目標物在X方向及Y方向的位置，必須從XY平面內(nèi)的至少二方向接觸手部。因此，存在無法迅速檢測目標物位置的問題。
[0007]又，專利文獻2記載的機械手，根據(jù)形成在手關(guān)節(jié)部的第一傾斜部與形成在支承部的第二傾斜部相連的部分檢測目標的位置，因此存在無法適用于已知末端效應(yīng)器的問題。
[0008]解決問題的手段:
為了解決上述問題，本發(fā)明一形態(tài)的機械手，具備:包括臂部和以轉(zhuǎn)動軸線為中心轉(zhuǎn)動自如地安裝在該臂部的梢端部的手部的機械臂;驅(qū)動所述臂部以使所述手部移動的臂部驅(qū)動部;驅(qū)動所述手部轉(zhuǎn)動的手部驅(qū)動部;檢測所述手部繞所述轉(zhuǎn)動軸線的角度位置的手部角度位置檢測部；以及控制所述臂部驅(qū)動部與所述手部驅(qū)動部的控制部;所述手部包含整體在第一方向延伸且具有用以與教示目標抵接而滑動的抵接滑動面的葉片;所述抵接滑動面包含在所述第一方向具有彎折點的特征部。
[0009]根據(jù)上述構(gòu)成，使教示目標與特征部接觸，根據(jù)手部角度位置檢測部檢測的起因于特征部的手部的角度位置的位移，可檢測教示目標在已知二維平面(包含抵接滑動面的延伸軸且與轉(zhuǎn)動軸線正交的平面)的位置。由此，可迅速地檢測教示目標的位置，迅速地進行對機械手的教示。
[0010]又，借由對已知葉片進行進一步加工以形成包含特征部的抵接滑動面，可進行對已知機械手的教示，因此有利于制造且制造成本變低。
[0011]上述特征部亦可為在該第一方向的段差。
[0012]根據(jù)上述構(gòu)成，可更迅速地檢測教示目標的位置，更迅速地進行對機械手的教示。
[0013]上述控制部也可以，借由控制至少該臂部驅(qū)動部，以該教示目標在該抵接滑動面上往該第一方向或與該第一方向相反方向相對地移動的形式使該手部移動，且根據(jù)該手部角度位置檢測部檢測的該手部因該特征部而在與第一方向交叉的方向的角度位置的位移，檢測該教示目標的位置。
[0014]根據(jù)上述構(gòu)成，借由以教示目標在抵接滑動面上相對地移動的形式使手部移動，使教示目標與特征部接觸，根據(jù)手部角度位置檢測部檢測的手部的角度位置的位移，可檢測教示目標在已知二維平面的位置。由此，可迅速地檢測教示目標的位置，迅速地進行對機械手的教示。
[0015]上述控制部也可以，借由控制該手部驅(qū)動部，使該手部可追隨該抵接滑動面的特征部的形狀變化。
[0016]根據(jù)上述構(gòu)成，能使起因于特征部的手部的角度位置的位移明確，可高精度地檢測教示目標的位置。
[0017]該特征部亦可為從該抵接滑動面突出的凸部或從該抵接滑動面凹陷的凹部。
[0018]根據(jù)上述構(gòu)成，可更高精度地檢測教示目標的位置。
[0019]為了解決上述問題，本發(fā)明一形態(tài)的機械手的控制方法，所述機械手具備:包括臂部和以轉(zhuǎn)動軸線為中心轉(zhuǎn)動自如地安裝于所述臂部梢端部的手部的機械臂;驅(qū)動所述臂部以使所述手部移動的臂部驅(qū)動部;使所述手部轉(zhuǎn)動的手部驅(qū)動部;檢測所述手部繞所述轉(zhuǎn)動軸線的角度位置的手部角度位置檢測部；以及控制所述臂部驅(qū)動部與所述手部驅(qū)動部的控制部，所述手部包含整體在第一方向延伸且具有用以與教示目標抵接而滑動的抵接滑動面的葉片;所述抵接滑動面包含在所述第一方向具有彎折點的特征部;所述控制部，借由控制至少所述臂部驅(qū)動部，以所述教示目標在所述抵接滑動面上往所述第一方向或與所述第一方向相反方向相對地移動的形式使所述手部往所述第二方向移動，且根據(jù)所述手部角度位置檢測部檢測的所述手部因所述特征部而在與所述抵接滑動面交叉的方向的角度位置的位移，檢測所述教示目標的位置。
[0020]根據(jù)上述構(gòu)成，借由以教示目標在抵接滑動面上相對地移動的形式使手部移動，使教示目標與特征部接觸，根據(jù)手部角度位置檢測部檢測的起因于特征部的手部的角度位置的位移，可檢測教示目標在已知二維平面的位置。由此，可迅速地檢測教示目標的位置，迅速地進行對機械手的教示。
[0021]又，借由對已知葉片進行進一步加工以形成包含特征部的抵接滑動面，可進行對已知機械手的教示，因此有利于制造且制造成本變低。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，可迅速地進行教示目標的位置檢測。
【附圖說明】
[0023]圖1是示出本發(fā)明實施形態(tài)的機械手和用于收納基板的晶圓搬運盒的構(gòu)成例的立體圖；
圖2是示出圖1的機械手及晶圓搬運盒的構(gòu)成例的俯視圖；
圖3是概略地示出圖1的機械手的內(nèi)部機構(gòu)的構(gòu)成例的圖；
圖4是概略地示出圖1的機械手的控制系統(tǒng)的構(gòu)成例的框圖；
圖5是示出圖1的機械手的動作例的流程圖；
圖6是示出圖1的機械手的動作例的流程圖；
圖7A是示出圖1的機械手的動作例的圖；
圖7B是示出圖1的機械手的動作例的圖；
圖7C是示出圖1的機械手的動作例的圖；
圖7D是示出圖1的機械手的動作例的圖；
圖7E是示出圖1的機械手的動作例的圖；
圖8是示出圖1的機械手的動作例中手部在X方向的位置與手部相對于上臂的角度位置的關(guān)系的一例的圖表；
圖9是示出本發(fā)明實施形態(tài)的機械手的手部的變形例的圖；
圖10是示出本發(fā)明實施形態(tài)的機械手的手部的變形例的圖。
【具體實施方式】
[0024]以下，參照上述【附圖說明】本發(fā)明實施形態(tài)的機械手100;
(實施形態(tài))
圖1是示出本發(fā)明實施形態(tài)的機械手和用于收納基板的晶圓搬運盒的構(gòu)成例的立體圖。圖2是示出本發(fā)明實施形態(tài)的機械手及用于收納基板的晶圓搬運盒的構(gòu)成例的俯視圖。
[0025]本發(fā)明實施形態(tài)的機械手100是例如可搬送半導(dǎo)體晶圓、玻璃晶圓等基板的機械手，進行來自晶圓搬運盒(F0UP(Front Opening Unified Pod))150的基板的取出及往晶圓搬運盒150的基板的收納。作為半導(dǎo)體晶圓，例如可以是硅晶圓、藍寶石(單晶體氧化鋁)晶圓、其它各種晶圓。又，作為玻璃晶圓，例如可以是FPD(Flat Panel Display，平板顯示)用玻璃基板、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微電子機械系統(tǒng))用玻璃基板等。
[0026]如圖1所示，晶圓搬運盒150具備彼此對向的一對側(cè)壁151、將側(cè)壁151的上端部及下端部加以連接的上壁152及下壁153、設(shè)在側(cè)壁151的多對基板支承部154、及第一及第二教不目標155a、155b。此外，晶圓搬運盒150的前表面敞開，構(gòu)成前表面開口 156。機械手100通過此前表面開口 156從晶圓搬運盒150將基板搬出，又，將基板搬入晶圓搬運盒150。
[0027]基板支承部154以多個基板呈水平姿勢且在上下方向相隔間隔排列的形式支承多個基板W的端部。此外，如圖2所示，例如，從鉛垂方向觀看，基板支承部154所支承的基板的中心構(gòu)成教示點T，但并不限于此。此教示點T，是借由機械手100的后述控制部61檢測此教示點T的位置而可進行機械手100的來自晶圓搬運盒150的基板P的搬出或往晶圓搬運盒150的基板P的搬入的位置。
[0028]以下，將機械手100的后述轉(zhuǎn)動軸線LI的延伸方向稱為z方向、與z方向正交的方向稱為X方向、與z方向及X方向正交的方向稱為y方向。本實施形態(tài)中，X方向是設(shè)定成從機械手100朝向晶圓搬運盒150的方向及與其相反的方向。
[0029]第一及第二教示目標155a、155b分別例如形成為圓柱狀，從下壁153往上方突出。此外，第一及第二教示目標155a、155b配置成在從一方的側(cè)壁151朝向另一方的側(cè)壁151的方向排列成一列。又，第一及第二教示目標155a、155b與教示點T在xy平面的位置關(guān)系預(yù)先儲存在后述存儲部62。本實施形態(tài)中，教示點T位于例如從連接第一教示目標155a與第二教示目標155b的線的中點往與該線正交的線的延伸方向分離距離d的位置，存儲部62例如儲存此距離d;
(機械手的構(gòu)成)
圖3