[發(fā)明專利]機(jī)械臂控制裝置、基板輸送裝置、基板處理裝置、機(jī)械臂控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410234123.1
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN104209945A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 筱崎弘行
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社荏原制作所
• 主分類號: B25J9/06
• 分類號: B25J9/06;B25J13/00;H01L21/677
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 陳偉;李文嶼

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械臂的控制技術(shù)。?

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體制品的制造工序中，為了輸送晶片等基板而使用各種輸送裝置。作為這樣的輸送裝置，有的使用SCARA型機(jī)器人(關(guān)節(jié)式機(jī)器人)。SCARA型機(jī)器人多通過1個旋轉(zhuǎn)動力來實現(xiàn)臂的伸縮(展開)動作。?

例如，關(guān)節(jié)式機(jī)器人利用組合AC伺服馬達(dá)和減速器而產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)動力使第1臂轉(zhuǎn)動。該關(guān)節(jié)式機(jī)器人中第1帶輪固定于第1臂的驅(qū)動軸側(cè)。在第1臂的頂端側(cè)設(shè)有由軸承支撐的第2帶輪。第1帶輪與第2帶輪之間由正時帶連結(jié)。第2帶輪相對于第2臂的轉(zhuǎn)動中心(根端)在旋轉(zhuǎn)方向上受限制。第2帶輪旋轉(zhuǎn)，由此第2臂轉(zhuǎn)動。在第2臂的轉(zhuǎn)動中心側(cè)設(shè)有第3帶輪，該第3帶輪固定于第2臂。在第2臂的頂端側(cè)設(shè)有由軸承支撐的第4帶輪。第3帶輪與第2帶輪之間由正時帶連結(jié)。第4帶輪相對于位于第2臂頂端的傳送帶(band)的轉(zhuǎn)動中心(根端)在旋轉(zhuǎn)方向上受限制。?

對于該機(jī)械臂，若對位于第1臂的基端的旋轉(zhuǎn)動力源賦予從當(dāng)前角度開始移動的移動指令，則第1臂利用旋轉(zhuǎn)動力而轉(zhuǎn)動，與此大致同時地第2臂向與第1臂相反的方向轉(zhuǎn)動。第2臂的頂端側(cè)的軌跡理想地是在一條直線上。在該機(jī)械臂將基板載置于傳送帶而進(jìn)行輸送的情況下，旋轉(zhuǎn)動力源基于預(yù)先設(shè)定的旋轉(zhuǎn)軸角度的移動量和/或旋轉(zhuǎn)角速度被控制動作。旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角速度一般設(shè)定為梯形。?

發(fā)明內(nèi)容

對于這樣的在半導(dǎo)體制造工序中所使用的機(jī)械臂，從提高生產(chǎn)效率的觀點(diǎn)出發(fā)，要求其縮短輸送時間。但是，在現(xiàn)有的機(jī)械臂的控制方法中，若為了縮短輸送時間而使臂高速動作，則機(jī)械臂和/或裝置整體的振動會因動作反力而變大，輸送物可能會落下和/或可能會與周邊設(shè)備發(fā)生干涉。而且，伴隨著振動變大，如果靜定待機(jī)時間增長，則臂的高速動作將無助于提高生產(chǎn)效率、即無助于縮短制造時間。因此，尋求降低利用機(jī)械臂進(jìn)行輸送時的振動的技術(shù)。該問題不限于半導(dǎo)體制造工序，而是共同存在于各種制品的制造、加工等各種處理工序的問題。?

本發(fā)明是為了解決上述問題的至少一部分而完成的，例如能夠作為以下的方式來實現(xiàn)。?

根據(jù)本發(fā)明的第1方式，提供了一種機(jī)械臂控制裝置，其對具備2個以上的臂部和分別使2個以上的臂部旋轉(zhuǎn)的2個以上的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的機(jī)械臂裝置的動作進(jìn)行控制。該機(jī)械臂控制裝置具備控制部，其是為了使2個以上的臂部中的、最基端的臂部以外的規(guī)定的臂部的頂端側(cè)大致直線地移動，而對2個以上的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行控制的控制部，且對2個以上的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行控制、使得使規(guī)定的臂部的頂端側(cè)大致直線地移動時的頂端側(cè)的動作加速度變?yōu)榕c預(yù)先設(shè)定的時間推移一致的結(jié)果。關(guān)于預(yù)先設(shè)定的時間推移中的動作加速度，在將動作加速度設(shè)為時間的函數(shù)的情況下，按時間對該函數(shù)進(jìn)行微分所得的導(dǎo)函數(shù)相對于時間的變化表現(xiàn)出連續(xù)的推移。?

根據(jù)該機(jī)機(jī)械臂控制裝置，規(guī)定的臂部的動作加速度的變化平滑。其結(jié)果，能夠抑制高頻率的加速力以及減速力作用于機(jī)械臂裝置。因此，能夠降低利用機(jī)械臂裝置進(jìn)行輸送時的振動。?

根據(jù)本發(fā)明的第2方式，第1方式中，作為時間的函數(shù)的動作加速度A(t)，在將A0設(shè)為常數(shù)、將T設(shè)為使規(guī)定的臂部的頂端側(cè)從起點(diǎn)到終點(diǎn)大致直線地移動時的時間、且設(shè)為ω＝2πf、f＝1/T時，滿足A(t)＝A0·sin(ωt)。根據(jù)該方式，規(guī)定的臂部的動作?加速度的變化變得非常平滑。另外，如果設(shè)定T使得作用于機(jī)械臂裝置的固定部位的反作用力的頻率f變得比機(jī)械共振頻率小，則能夠不激勵機(jī)械共振模式地進(jìn)行輸送。?

根據(jù)本發(fā)明的第3方式，在第1方式中，動作加速度A(t)滿足A(t)＝A0·sin²(ωt)。根據(jù)該方式，能夠起到與第2方式大致等同的效果。?

根據(jù)本發(fā)明的第4方式，在第1方式中，動作加速度的頻率分量的基本頻率f0設(shè)定為，f0與f0的n倍(n為正整數(shù))與臂部以及機(jī)械臂裝置的固定部位的共振頻率不一致。根據(jù)該方式，在作用于機(jī)械臂裝置的固定部位的反作用力的頻率包括基本頻率f0的頻率分量和f0的n倍的頻率分量的情況下，對這些頻率分量中的任一頻率分量都能抑制機(jī)械共振模式的激勵。?