專利名稱：機器人系統的制作方法
技術領域：
本文所公開的實施方式涉及機器人系統。
背景技術：
常規上，已知有一種機器人系統，該機器人系統利用諸如水平多關節機器人的機器人以將諸如晶片的基板搬入/搬出半導體制造過程中的處理單元。在機器人系統中使用的機器人例如包括:升降部，該升降部能夠沿豎直方向移動；第一臂，該第一臂的基端部以可旋轉的方式連接到升降部；以及第二臂，該第二臂的基端部以可旋轉的方式連接到第一臂的末端部。此外，機器人包括位于第二臂的末端部處用于在其上安裝基板的手。通過順序地執行利用升降部沿豎直方向移動手的操作和利用第一臂和第二臂沿水平方向移動手的操作，該機器人執行向執行單元搬入基板/從處理單元搬出基板(例如，參見日本專利特開公報N0.2011-159738)。然而，在常規技術中，在搬運時可能發生基板的摩擦，因此需要對該方面進行改進。
發明內容
鑒于以上內容，本文所公開的實施方式提供一種能夠抑制基板的摩擦的機器人系統。根據實施方式的一方面，提供了一種機器人系統，該機器人系統具有機器人的機器人控制器。所述機器人包括手和臂，所述手構造成保持薄板狀工件，所述臂構造成使所述手移動。所述機器人控制器控制所述機器人。此外，當所述機器人控制器控制所述機器人以使其在預定的工件搬動位置處執行工件的搬運時，所述手到達所述工件搬運位置，所述手在沿豎直方向移動的同時沿水平方向移動。根據實施方式的該方面，可以抑制在基板的搬運期間基板的摩擦。
圖1是示出根據第一實施方式的機器人系統的構造的示意圖。圖2是示出根據機器人的構造的示意圖。圖3是手的示意性立體圖。圖4A至圖4C是用于說明晶片檢測機構的構造和操作的說明圖。圖5是示出機器人控制器的構造的框圖。圖6A是根據第一實施方式的晶片接收操作的說明圖。圖6B是根據第一實施方式的晶片輸送操作的說明圖。圖7是示出晶片接收處理的處理過程的流程圖。圖8是示出晶片輸送處理的處理過程的流程圖。
圖9A是根據第二實施方式的晶片接收操作的說明圖。圖9B是根據第二實施方式的晶片輸送操作的說明圖。圖1OA是根據第三實施方式的晶片接收操作的說明圖。圖1OB是根據第三實施方式的晶片輸送操作的說明圖。圖1lA是根據另一實施例的晶片接收操作的說明圖。圖1lB是根據另一實施例的晶片輸送操作的說明圖。
具體實施例方式在下文中，將參照形成為本發明一部分的附圖詳細地描述在本文中公開的機器人系統的實施方式。盡管在下列實施方式中機器人包括兩個手，即上部手和下部手，但機器人可以構造成僅包括一個手。此外，本發明不旨在局限于以下描述的實施方式。(第一實施方式)首先，將參照圖1描述根據第一實施方式的機器人系統的構造。圖1是示出根據第一實施方式的機器人系統的構造的不意圖。此外，在下列說明中，為了闡明位置關系，限定彼此正交的X軸方向、Y軸方向和Z軸方向。此外，豎直向上方向被設定為正向Z軸方向,水平方向被設定為X軸方向和Y軸方向。如圖1所示，根據第一實施方式的機器人系統I包括基板搬運單元2、基板供給單元3和基板處理單元4。基板搬運單元2包括機器人10和容納該機器人10的外殼20。機器人10包括:手11，該手能夠保持待被搬運的晶片W ;臂12，該臂沿水平方面移動手11 ;以及基座13，該基座支承臂12以使得所述臂12能上下移動并且能沿水平方向旋轉。基座13安裝在基座安裝框架23上，所述基座安裝框架形成為外殼20的底臂。機器人10在基板供給單元3和基板處理單元4之間執行晶片W的搬運操作，例如，從基板供給單元3接收晶片W和將所接收到的晶片W輸送到基板處理單元4的操作。此外，機器10的手11設置有用于夾持晶片W的夾持機構11c。稍后將參照圖2描述機器人10以及夾持機構Ilc的具體構造和操作。在外殼20中，借助作為例如被稱為設備前端模塊(EFEM)并設置在外殼20的上部中的局部清潔裝置的過濾器單元24來形成清潔空氣的向下流。借助該向下流，外殼20的內部保持在高清潔狀態。此外，腿部25設置在基座安裝框架23的下表面上，并且在外殼20與安裝表面100之間借助腿部25形成有預定間隙。基板供給單元3連接到外殼20的沿正向X軸方向的側面21，而與外殼20的內部連通。此外，基板處理單元4連接到外殼20的沿負向X軸方向的側面22，而與外殼20的內部連通。因此，在機器人系統I中，基板供給單元3和基板處理單元4彼此連接，而使外殼20位于它們之間。基板供給單元3包括:環箍30，該環箍沿豎直方向以多段的方式接收多個晶片W ；以及臺31，該臺用于將環箍30支承在預定高度。在環箍30中以面向外殼20的方式布置有蓋(未示出)，并且所述環箍30經由環箍打開器(未示出)連接到外殼20，所述環箍打開器用于執行蓋的開閉。此外，能夠相對于臺31沿著Y方向布置多個環箍。
基板處理單元4是這樣的處理單元，該處理單元在半導體制造過程中對晶片W執行預定處理，例如清潔處理、膜沉積處理和光刻處理。基板處理單元4包括執行預定處理的處理設備40。機器人系統I如上所述被構成，并且執行利用機器人10將容納在環箍30中的晶片W搬運到處理設備40、將由處理設備40處理后的晶片W搬運到環箍30等的操作。這里，在根據第一實施方式的機器人系統I中，對執行晶片W夾持的夾持機構Ilc的操作正時或者手11的軌跡進行研究，以縮短搬運晶片W所需要的時間或者防止晶片W的摩擦。以下將詳細地描述該構造。圖2是示出機器人10的構造的示意圖。如圖2所示，根據第一實施方式的機器人10包括手11、臂12和基座13。此外，臂12包括升降部12a、關節單元12b、12d和12f、第一臂單元12c以及第二臂單元12e。基座13是機器人10的安裝在基座安裝框架23 (參見圖1)上的基礎部。升降部12a設置成能夠從基座13沿豎直方向(Z軸方向)滑動(參見圖2中的雙頭箭頭a0)，從而使得臂12沿豎直方向升降。關節單元12b是繞軸線al旋轉的旋轉關節(參見圖2中的繞軸線al的雙頭箭頭)。第一臂單元12c借助關節單元12b以可旋轉的方式連接到升降部12a。此外，關節單元12d是繞軸線a2旋轉的旋轉關節(參見圖2中的繞軸線a2的雙頭箭頭)。第二臂單元12e借助關節單元12d以可旋轉的方式連接到第一臂單元12c。此外，關節單元12f是繞軸線a3旋轉的旋轉關節(參見圖2中的繞軸線a3的雙頭箭頭)。手11借助關節單元12f以可旋轉的方式連接到第二臂單元12e。在機器人10中設置有諸如馬達(未示出)的驅動源，并且關節單元12b、12d和12f被所述驅動源驅動而旋轉。臂12通過旋轉關節單元12b、12d和12f來操作，并且手11沿水平方向線性移動。此外，在下列說明中，手11沿正向X軸方向的運動被稱為“向前運動”，手11沿負向X軸方向的運動被稱為“向后運動”。手11是用于保持晶片W的末端執行器，并且包括兩個手，即，分別位于不同高度位置的上部手Ila以及下部手lib。上部手Ila以及下部手Ilb以軸線a3作為公共樞軸而彼此接近地設置，并且能夠繞軸線a3獨立地樞轉。在下文中，為了便于理解，將描述其中機器人10通過僅使用上部手Ila而逐個地搬運晶片W的情況。然而，機器人10通過使用上部手Ila以及下部手Ilb能夠同時搬運兩個晶片W。機器人10連接到機器人控制器50，使得機器人10和機器人控制器50能夠經由諸如局域網(LAN)的通信線路而彼此通信，并且機器人10的操作由機器人控制器50來控制。機器人控制器50例如設置在外殼20的外部,或者在外殼20中設置在機器人10的內部(參見圖1)。此外，機器人10和機器人控制器50還能夠形成為一體。基于預先存儲在機器人控制器50中的操作模式信息，機器人控制器50執行對機器人10的各種操作的控制。機器人控制器50還與上級設備60連接，從而它們能夠經由諸如LAN的通信線路而彼此通信。該上級設備60例如是執行機器人系統I的總體控制的設備，以傳輸與處理相關的處理信息至機器人控制器50，或者監控機器人10的狀態。接下來，將參照圖3描述手11的詳細構造。圖3是手11的示意性立體圖。在圖3中，上部手Ila和下部手Ilb均具有沿正向X軸方向定向的末端。如圖3所示，手11包括上部手Ila和下部手lib。此外，上部手Ila和下部手Ilb在第二臂單元I2e的末端處以軸線a3為公共樞軸而設置得彼此靠近。下列說明將主要關注上部手11a，將省略具有相同構造的下部手Ilb的詳細說明。因而，上部手Ila在下列說明中被簡稱為“手11”。手11包括板111、末端側接合部112、基端側接合部113、擠壓驅動部115以及擠壓部114。板111是與供放置晶片W的基座或基座部對應的構件。盡管在圖3中示出了具有V形末端部的板111，但是板111的形狀不局限于所示的實施例。末端側接合部112設置在板111的末端部處。此外，基端側接合部113設置在板111的基端處。晶片W被放置在末端側接合部112和基端側接合部113之間。此外，手11可被構造成僅包括末端側接合部12。此外，末端側接合部12和基端側接合部113的形狀不被具體地限制，只要末端側接合部112和基端側接合部113具有至少沿水平方向和豎直方向與晶片W接觸的表面即可。擠壓部114被設置成能夠沿正向X軸方向和負向X軸方向移動，即，能夠相對于安裝在板111上的晶片W前后移動。此外，擠壓部114在板111上設置在沿負向X軸方向被偏壓的狀態。擠壓驅動部115牢固地設置在與末端側接合部112相反的一側，而使擠壓部114位于該擠壓驅動部115和末端側接合部112之間，并且該擠壓驅動部115包括相對于擠壓部114能夠前后移動的突出部115a。突出部115a利用例如氣缸等來構造。擠壓驅動部115通過使突出部115a朝向擠壓部114突出而使得擠壓部114朝向晶片W移動。結果，晶片W被擠壓部114朝向末端側接合部112推動，并且晶片W的與擠壓部114相反的周緣部和末端側接合部112接觸。因此，因此，晶片W處于被夾設在擠壓部114和末端側接合部112之間的狀態，即，處于被手11夾持的狀態。因此，在機器人系統I中，用于夾持晶片W的夾持機構Ilc由末端側接合部112、擠壓部114和擠壓驅動部115形成。此外，圖3中所示的擠壓部114、擠壓驅動部115等的形狀僅為實施例，而不必局限于此。此外，手11還包括晶片檢測機構lld，以檢測是否存在晶片。具體地，手11還包括:光電傳感器116，該光電傳感器固定到擠壓驅動部115 ;以及遮光單元117，該遮光單元能夠隨擠壓部114 一起前后移動。也就是說，由光電傳感器116和遮光單元117構成晶片檢測機構lid。將參照圖4A至圖4C詳細地描述晶片檢測機構Ild的構造和操作。圖4A至圖4C是晶片檢測機構的構造和操作的說明圖。如圖4A所不,光電傳感器116包括一對側壁116a和116b,該對側壁沿著Y軸方向以預定間隔布置。側壁116a設置有發光單兀116c,以用于朝向另一個側壁116b照射光L。此外，側壁116b設置有光接收單兀116d,以用于接收從發光單兀116c照射的光L。光電傳感器116在光L被光接收單兀116d接收的狀態下向機器人控制器50傳輸信息。
遮光單元117包括設置在一對側壁116a和116b上方的第一構件117a和從第一構件117a的底部豎直向下突出的第二構件117b。遮光單元117固定到擠壓部114，并且隨擠壓部114的運動而移動。在該情況下，遮光單元117的第二構件117b在該對側壁116a和116b之間移動。此外，在由擠壓部114和末端側接合部112保持晶片W的狀態下，遮光單元117的第二構件117b布置在遮擋來自發光單元116c的光L的位置，如圖4B所示。在該點處，光接收單元116d的光接收狀態從“光接收”變換到“光遮擋”。因而，在光接收狀態為“光遮擋”狀態的情況下，機器人控制器50確定手11上存在晶片W。另一方面，當手11上不存在晶片W時，擠壓部114 (參見圖3)與當手11上存在晶片W時相比更進一步向前移動。結果，如圖4C所示，遮光單元117的第二構件117b停止在比來自發光單元116c的光L被遮擋的位置更向前的位置(B卩，更靠近手11的末端)。在該點處，光接收單元116d的光接收狀態是“光接收”。因而，在光接收狀態為“光接收”的情況下，機器人控制器50確定在手11上不存在晶片W。因此，在機器人系統I中，通過使用晶片檢測機構可以了解晶片W的存在與否。這里，已描述了其中晶片檢測機構Ild由光電傳感器116和遮光單元117構成的實施例，但是晶片檢測機構Ild可以具有其它構造。例如，晶片檢測機構Ild可以由使用用于檢測擠壓部114或突出部115a的運動量的行程傳感器構成。在該情況下，如果擠壓部114或突出部115a的運動量比預定閾值大，則機器人控制器50可以確定在手11上不存在晶片W。接下來，將參照圖5描述機器人控制器50的構造。圖5是示出機器人控制器50的構造的框圖。此外在圖5中，示出了說明機器人控制器50的特征所必需的部件，并且適當地省略了對通用部件的說明。如圖5所示，機器人控制器50包括控制單元51和存儲單元52。此外，控制單元51包括處理信息獲取單元51a、指示單元51b和存在與否檢查單元51c。此外，在存儲單元52中存儲有操作模式信息52a。控制單元51執行機器人控制器50的總體控制。處理信息獲取單元51a從上級設備60獲取關于將執行晶片W的供給和搬運的處理的處理信息。在從上級設備60獲取處理信息之后，處理信息獲取單元51a將所獲取的信息通知給指示單元51b。指示單元51b用作這樣的處理單元，其基于從處理信息獲取單元51a接收的處理信息執行用于機器人10的操作指示。在從處理信息獲取單元51a接收到處理信息之后，指示單元51b在被包括在存儲在存儲單元52中的操作模式信息52a中的多個操作模式之中，根據處理信息來選擇操作模式。然后，指示單元51b根據所選擇的操作模式指示機器人10操作。此外，指示單元51b還執行用于指示存在與否檢查單元51c檢測晶片W是否存在的處理。存在與否檢查單元51c用作這樣的處理單元，其在被指示單元51b指示時執行在手11上是否存在晶片W的檢查。具體地，當從指示單元51b接收到指示以執行存在與否的檢查時，存在與否檢查單元51c從晶片檢測機構獲取關于光接收單元116d (參見圖4A)的光接收狀態的信息， 并且基于所獲取的信息確定晶片W的存在與否。
具體地，如果光接收狀態為“遮擋”，則存在與否檢查單元51c確定在手11上存在晶片W，如果光接收狀態為“接收”，則存在與否檢查單元51c確定在手11上不存在晶片W。此外，存在與否檢查單元51c根據確定結果來確定晶片W的搬運是否成功，并且向上級設備60通知確定結果。例如，如果在機器人10執行晶片W的接收操作的情況下確定了不存在晶片W，則存在與否檢查單元51c確定了機器人10接收晶片W失敗。在該情況下，存在與否檢查單元51c向上級設備60傳輸指示機器人10接收晶片W失敗的錯誤信息。此外，存在與否檢查單元51c在晶片W接收操作期間多次執行晶片存在與否的檢查。然后，存在與否檢查單元51c在第一檢查和第二以及隨后的檢查中改變待傳輸到上級設備60的錯誤內容。將在稍后描述該構造。存儲單元52是諸如硬盤驅動器和非易失性存儲器的存儲設備，并且存儲操作模式信息52a。操作模式信息52a限定機器人10的操作。此外，在未存儲操作模式信息52a的情況下，機器人控制器50可以利用例如程序邏輯或布線邏輯來構成，例如使得指示單元51b能夠執行與使用操作模式信息52a的情況相同的處理。此外，盡管在圖4中示出了一個機器人控制器50，但可以將作為多個獨立設備的多個機器人控制器50設置成彼此通信。接下來，將參照圖6A和圖6B描述根據第一實施方式的機器人10的操作的實施例。圖6A是根據第一實施方式的晶片接收操作的說明圖，圖6B是根據第一實施方式的晶片輸送操作的說明圖。這里，晶片接收操作是其中機器人10從諸如環箍30的晶片容納單元接收晶片W的操作。此外，晶片輸送操作是其中機器人10向諸如處理設備40的處理單元輸送晶片W的操作。首先，參照圖6A描述晶片接收操作。如圖6A所示，指示單元51b基于處理信息和操作模式信息52a指示機器人10沿位置Al至A5的路線移動手11。這里，位置A3是其中在機器人10和處理單元之間執行晶片W的搬運的位置。在下面，位置A3被稱為“搬運位置A3”。此外，位置Al是晶片接收操作的起始位置，例如，其中當機器人10采取臂12由機器人10最大程度地退回的姿勢(機器人10的轉動半徑最小的姿勢)時手11所設置的位置。此外，位置A5是晶片接收操作的終止位置，該終止位置例如位于起始位置Al的正上方。起始位置Al和終止位置A5比搬運位置A3更沿負向X軸方向定位。此外，起始位置Al從搬運位置A3的下方偏離，并且終止位置A5從搬運位置A3的上方偏離。此外，圖6A中所示的位置Pb是用于指定夾持操作的位置(在下文中，被稱為“夾持位置Ρχ”)的基準位置。基準位置Pb能夠在一范圍內被任意地設定，在該范圍中，夾持位置Px不位于比搬運位置A3更沿正向X軸方向的位置。指示單元51b執行手11從起始位置Al朝向位于搬運位置A3正下方的上升位置A2的水平移動(向前移動)。接著，指示單元5 Ib將手11從上升位置A2上升到搬運位置A3。因此，將晶片W放置在手11上。在手11已到達搬運位置A3之后， 指示單元5 Ib使得手11在朝向水平退回位置A4在沿正向Z軸方向(向上方向)移動的同時使得手11沿負向X軸方向移動(向后方向)，所述水平退回位置A4具有與終止位置A5相同的高度，并且從搬運位置A3向后偏離。此外，基準位置Pb與上升位置A2之間沿水平方向的偏離被稱為“向前偏離”，基準位置Pb與水平退回位置A4之間沿水平方向的偏離被稱為“向后偏離”。因此，在第一實施方式中，手11從搬運位置A3朝向水平退回位置A4傾斜地向后移動。因而，與在手11已到達搬運位置A3之后手11從搬運位置A3沿豎直方向上升并且然后向水平退回位置A4退回的情況相比，可以縮短手11的從搬運位置A3到水平退回位置A4的移動距離。因此，根據該第一實施方式，可以縮短輸送晶片W所需要的時間。此外，在第一實施方式中，因為手11從搬運位置A3朝向水平退回位置A4傾斜地向后移動，因此，可以防止在接收晶片W時晶片W的摩擦。例如，容納在環箍30 (參見圖1)中的晶片W可被置于使該晶片W的側面與設置在環箍30內(沿正向X軸方向)的諸如支柱的構件接觸的狀態。在該情況下，當通過沿向上豎直方向上升手11而接收晶片W時，晶片W的與環箍30接觸的部分被摩擦，并且存在晶片W被損壞或產生微粒的可能。然而，在第一實施方式中，因為手11傾斜地向后移動，使得晶片W在沿遠離環箍30的內部的方向移動的同時上升，因此，不會發生晶片W的摩擦，并且可以防止損壞晶片W或者防止產生微粒。在手11已到達水平退回位置A4之后,指示單元51b使手11退回到終止位置A5。此外，在當手11到達夾持位置Px時，指示單元51b操作夾持機構11c。這樣,指示單元51b在將手11退回到終止位置A5的同時借助夾持機構Ilc執行晶片W的夾持操作。此外，盡管已示出了其中在手11從水平退回位置A4向終止位置A5移動的同時執行晶片W的夾持操作的實施例，但指示單元51b可在手11從搬運位置A3向水平退回位置A4移動的同時指示機器人10執行夾持操作。接著,指示單元51b測量從指示機器人10執行晶片W的夾持操作開始所經過的時間，并且在確定了已經經過預定時間時指示存在與否檢查單元51c執行存在與否的檢查。在該情況下，當在本文使用時“預定時間”與直到在擠壓部114的向前運動之后晶片W被夾持為止所需要的時間相同或比該時間略長。由此，當已經經過基于在擠壓部114的向前運動之后直到晶片W被夾持為止所需要的時間被指定的時間之后，指示單元51b命令執行存在與否的檢查。因此，指示單元51b能夠指示存在與否檢查單元51c在適當正時執行存在與否的檢查。在從指示單元51b接收到指示之后，存在與否檢查單元51c從晶片檢測機構獲取關于光接收狀態的信息，并且基于所獲取的信息檢查晶片W的存在與否。也就是說，如果光接收狀態是“光遮擋”，則存在與否檢查單元51c確定在手11上存在晶片W，并且如果光接收狀態是“光接收”，則存在與否檢查單元51c確定在手11上不存在晶片W。如上所述，在手11已到達搬運位置A3之后，指示單元51b在退回手11的同時通過操作夾持機構Ilc來執行晶片W的存在與否的檢查。因此，與獨立于手11的退回操作來執行晶片W的夾持操作或者存在與否的檢查的情況相比，可以減少晶片W的運送所需要的時間。此外，在第一實施方式中，借助利用夾持機構Ilc而采用通過將晶片W保持在設置于板111的前端側的前端側接合部112與設置于板111的基端側的擠壓部114之間而夾持晶片W的構造。因此，可以減少在手11退回之后在夾持機構Ilc操作之前晶片W掉落的情況的發生。也就是說，當退回手11時，晶片W借助慣性朝向手11的前端側(沿正向X軸方向)相對地移動。然而，由于前端側接合部112設置在手11的前端側，因此，即使手11在操作夾持機構Ilc之前退回，晶片W也不可太可能從手11掉落。在機器人10執行晶片W的接收操作的情況下，指示單元51b對存在與否檢查單元51c指示多次，以執行存在與否的檢查，直到手11到達終止位置A5止。因此存在與否檢查單元51c使得待向上級設備60通知的錯誤信息的內容在第一檢查與第二以及隨后的檢查之間不同。具體地，如果在第一檢查中檢查到在手11上不存在晶片W，則存在與否檢查單元51c確定了機器人10接收晶片W已失敗。另一方面，如果在第一檢查中檢查到在手11上存在晶片W之后在第二或隨后的檢查中檢查到在手11上不存在晶片W，則存在與否檢查單元51c確定晶片W從手11掉落。也就是說，如果在確定了在手11上存在晶片W的第一檢查之后晶片W從手11掉落，則在第二或隨后的檢查中檢查到在手11上不存在晶片W。因此，如果在第一檢查中確定了在手11上存在晶片W之后在第二或隨后的檢查中檢查到在手11上不存在晶片W，則存在與否檢查單元51c確定晶片W從手11掉落。如上所述，通過使得待向上級設備60通知的錯誤信息的內容在第一檢查與第二以及隨后的檢查之間不同，上級設備60能夠容易監控晶片W的輸送狀態。接下來，將描述晶片輸送操作。如圖6B所示，指示單元51b基于處理信息和操作模式信息52a指示機器人10沿位置BI至B5的路線移動手11。這里，位置BI是起始位置，位置B3是搬運位置，位置B4是水平退回位置，位置B5是終止位置。此外，在該情況下示出了將基準位置Pb設定成與搬運位置B3重合的實施例。指示單元51b執行手11從起始位置BI到位于搬運位置B3正上方的降下位置B2的向前運動。然后，在晶片W通過釋放由夾持機構Ilc夾持的狀態而處于自由狀態之后，指示單元51b將手11從降下位置B2降下到搬運位置B3。因而，放置在手11上的晶片W被輸送到處理單元(例如，處理設備40)。在手11已到達搬運位置B3之后，指示單元51b朝向水平退回位置B4在沿負向Z軸方向(向下方向)移動手11的同時沿正向X軸方向(向前方向)移動手11，所述水平退回位置B4具有與終止位置B5相同的高度，并且從搬運位置B3向前偏離。也就是說，指示單元51b從搬運位置B3朝向水平退回位置B4傾斜地向前移動手
11。因而，可以防止在晶片W的輸送時晶片W的摩擦。在晶片W的輸送時，晶片W很可能具有與夾持機構Ilc的末端側接合部112接觸的狀態。在該情況下，如果晶片W通過沿向下豎直方向降下手11而輸送，則晶片W被末端側接合部112摩擦，并且存在晶片W損壞或者產生微粒的可能。然而，在第一實施方式中，由于手11傾斜地向前移動，使得末端側接合部112在沿遠離晶片W的方向移動的同時降下，因此，不會發生晶片W的摩擦。結果，可以防止損壞晶片W或者防止產生微粒。在手11已到達水平退回位置B4之后，指示單元51b使手11退回到終止位置B5。因此，在當手11到達夾持位置Px時，指示單元51b操作夾持機構11c，以檢查晶片W的存在與否。此外，指示單元51b測量從指示機器人10執行夾持操作開始所經過的時間，并且在經過了預定時間之后指示存在與否檢查單元51c執行存在與否的檢查。在從指示單元51b接收到指示之后，存在與否檢查單元51c從晶片檢測機構獲取關于光接收狀態的信息，并且基于所獲取的信息檢查晶片W的存在與否。然后，存在與否檢查單元51c在其確定了晶片W位于手11上時確定晶片W的輸送已失敗，并且向上級設備60(參見圖2)通知確定結果。這樣，與參照圖6A描述的晶片接收操作相似，在手11已到達水平退回位置B4之后，指示單元51b在使手11退回的同時通過操作夾持機構Ilc來檢查晶片W的存在與否。因此，與獨立于手11的退回操作來執行晶片W的夾持操作或者存在與否的檢查的情況相t匕，可以減少晶片W的輸送所需要的時間。接下來，將參照圖7和圖8描述機器人系統I的具體操作。首先，將參照圖7描述晶片接收處理的處理過程。圖7是示出晶片接收處理的處理過程的流程圖。此外，盡管在圖7中示出了其中在手11開始沿水平方向向后運動之后夾持機構Ilc被操作的處理過程，但夾持機構Ilc的操作正時可在手11開始沿水平方向向后運動的時刻之前進行。如圖7所示，機器人控制器50的指示單元51b將手11從開始位置Al移動到搬運位置A3 (步驟S101)。然后,在手11已到達搬運位置A3之后,指示單元51b使手11傾斜地向后移動，直到所述手到達水平退回位置A4 (步驟S102)。接著，當手11到達水平退回位置A4時，指示單元51b啟動手11沿水平方向的向后運動(步驟S103)。此外，指示單元51b在手11到達夾持位置Px的時刻操作夾持機構Ilc(步驟 S104)。當在操作夾持機構Ilc之后已經經過了預定時間時，存在與否檢查單元51c確定在手11上是否存在晶片W (步驟S105)。在該過程中，如果確定了在手11上不存在晶片W(在步驟S105中為否)，則指示單元51b使機器人10停止(步驟S106)。此外，存在與否檢查單元51c將指示晶片W的接收已失敗的錯誤信息通知給上級設備60 (步驟S107)。另一方面，當在步驟S105中確定了在手11上存在晶片W時(在步驟S105中為是)，指不單兀51b確定手11是否已到達終止似直A5 (步驟S108)。然后，如果手11尚未到達終止位置A5 (在步驟S108中為否)，則存在與否檢查單元51c再次確定在手11上是否存在晶片W (步驟S109)。如果確定了在手11上存在晶片W (步驟S109中為是)，則過程返回到步驟S108。此外，步驟S109的確定過程以預定的時間間隔執行。而且，如果在步驟S109中確定了在手11上不存在晶片W (在步驟S109中為否)，則指示單元51b使機器人10停止(步驟S110)。此外，存在與否檢查單元51c將指示晶片W已掉落的錯誤信息通知給上級設備60 (步驟S111)。另一方面，如果在步驟S108中確定了手11已到達終止位置(在步驟S108中為是)，則機器人控制器50使手11的向后運動停止(步驟S112)，并且過程終止。而且在機器人控制器50已完成步驟S107和步驟Slll的處理時，過程終止。接下來，將參照圖8描述晶片輸送處理的處理過程。圖8是示出晶片輸送處理的處理過程的流程圖。此外，盡管在圖8中示出了其中在手11開始沿水平方向向后運動之后操作夾持機構Ilc的處理過程，夾持機構Ilc的操作正時也可以在手11開始沿水平方向向后運動的時刻之前進行。如圖8所示，機器人控制器50的指示單元51b使手11從起始位置BI向搬運位置B3移動(步驟S201)。然后，在手11已到達搬運位置B3之后，指示單元5 Ib使手11傾斜地向前移動，直到手11到達水平退回位置B4時為止(步驟S202)。接著，在手11已到達水平退回位置B4之后，指示單元51b啟動手11沿水平方向的向后運動(步驟S203)。此外，指示單元51b在手11到達夾持位置Px的時刻操作夾持機構 Ilc (步驟 S204)。當在操作夾持機構Ilc之后已經經過了預定時間時，存在與否檢查單元51c檢查在手11上是否不存在晶片W (步驟S205)。如果確定了在手11上存在晶片W (在步驟S205中為否)，則指示單元51b使機器人10停止(步驟S206)。此外，存在與否檢查單元51c使機器人10停止(步驟S206)。此外，存在與否檢查單元51c將指示晶片W的輸送已失敗的錯誤信息通知給上級設備60 (步驟S207)。另一方面，當在步驟S205中確定了在手11上不存在晶片W (在步驟205中為是)時，指不單兀51b確定手11是否已到達終止似直B5 (步驟S208)。然后，如果確定了手11已到達終止位置B 5 (在步驟S208中為是)，則指示單元51b停止手11的向后運動(步驟S209)，并且過程終止。如果手11還未到達終止位置B5 (在步驟S208中為否)，則步驟S208的處理重復，直到手11到達終止位置B5為止。而且在機器人控制器50已完成步驟S207的處理時，過
程終止。如上所述，根據第一實施方式的機器人系統I包括機器人10和機器人控制器50。機器人10包括具有用于夾持晶片W的夾持機構Ilc的手11和用于移動手11的臂12。此夕卜，機器人控制器50控制機器人10。機器人控制器50控制機器人10在搬運位置執行晶片W的搬運。在該情況下，在手11已到達搬運位置之后，在退回手11的同時通過操作夾持機構Ilc來執行晶片W的存在與否的檢查。因此，通過根據第一實施方式的機器人系統1，可以縮短運送晶片W所需要的時間。此外，根據第一實施方式的機器人控制器50控制機器人10在搬運位置執行晶片W的搬運，使得在手11已到達搬運位置之后，手11也在沿豎直方向移動的同時沿水平方向移動。因此，通過根據第一實施方式的機器人系統1，可以防止晶片W在晶片W的搬運時的摩擦。(第二實施方式)晶片接收操作和晶片輸送操作不局限于第一實施方式中所示的操作模式。在下文中，將參照圖9A和圖9B描述晶片接收操作和晶片輸送操作的另一實施例。圖9A是根據第二實施方式的晶片接收操作的說明圖，圖9B是根據第二實施方式的晶片輸送操作的說明圖。首先，參照圖9A描述根據第二實施方式的晶片接收操作。如圖9A所示，指示單元51b基于處理信息和操作模式信息52a指示機器人10沿位置Cl至C6的路線移動手11。
這里，位置Cl是起始位置，位置C3是搬運位置，位置C5是水平退回位置，位置C6是終止位置。此外，在本實施方式中示出其中基準位置Pb被設定為與搬運位置C3重合的實施例。指示單元51b執行手11從起始位置Cl朝向位于搬運位置C3正下方的上升位置C2的向前運動。接著，指示單元51b將手11從上升位置C2上升到搬運位置C3。因此，將晶片W放置在手11上。在手11已到達搬運位置C3之后，指示單元51b將手11朝向位置C4傾斜地向后移動，所述位置C4具有位于搬運位置C3與終止位置C6之間的高度，并且位于水平退回位置C5的正下方。然后，指示單元51b將手11從位置C4朝向水平退回位置C5上升，并且然后將手11退回到終止位置C6。接下來，將參照圖9B描述晶片輸送操作。如圖9B所示，指示單元51b基于處理信息和操作模式信息52a指示機器人10沿位置Dl至D6的路線移動手11。這里，位置Dl是起始位置，位置D3是搬運位置，位置D5是水平退回位置，位置D6是終止位置。與圖9A的情況一樣，示出了其中基準位置Pb被設定成與搬運位置D3重合的實施例。指示單元51b執行手11從起始位置Dl朝向位于搬運位置D3正上方的下降位置D2的向如運動。接著，在晶片W通過釋放由夾持機構Ilc夾持的狀態而變成自由狀態之后，指示單元51b將手11從降下位置D2降下到搬運位置D3。因此，將放置在手11上的晶片W輸送到處理單元(例如，處理設備40)。在手11已到達搬運位置D3之后，指示單元51b將手11朝向位置D4傾斜地向前移動，所述位置D4具有位于搬運位置D3與終止位置D6之間的高度，并且位于水平退回位置D5的正上方。然后，指示單元51b將手11從位置D4朝向水平退回位置D5降下，并且然后將手11退回到終止位置D6。這樣，在第二實施方式中，在將手11從搬運位置在沿豎直方向移動的同時將該手11沿水平方向移動之后，手11沿豎直方向進一步移動，并且然后沿水平方向退回。該操作模式例如在作業空間相對較小時是有效的。也就是說，通過使用根據第二實施方式的操作模式，機器人10在即使作業空間相對較小時也能夠在防止晶片W的摩擦的情況下執行晶片W的輸送。例如，可能存在內部空間因處理單元的形狀和尺寸而較窄的一些情況，并且不能獲取從搬運位置到水平退回位置的有效距離。在該情況下通過使用圖9B所示的操作模式，即使當處理單元的深度較小時，也可以有效地以傾斜地向前的方式移動手11，并且有效地防止晶片W的摩擦。此外，在第一實施方式中，手11從搬運位置傾斜地移動，直到其到達水平退回位置。然而，例如當作業空間相對較大時該操作模式是有效的。也就是說，在利用圖6A和圖6B所示的操作模式的情況下，與圖9A和圖9B所示的操作模式相比，由于手11存在較少的停止點，因此，可以縮短搬運晶片W所需要的時間。(第三實施方式)在第一實施方式和第二實施方式中，已示出了其中在手11到達搬運位置之后使手11傾斜地移動的實施例。然而，手11可以在到達搬運位置之前傾斜地移動。
在下文中，將參照圖1OA和圖1OB描述根據第三實施方式的晶片接收操作和晶片輸送操作。圖1OA是根據第三實施方式的晶片接收操作的說明圖，圖1OB是根據第三實施方式的晶片輸送操作的說明圖。首先，參照圖1OA描述根據第三實施方式的晶片接收操作。如圖1OA所示，指示單元51b基于處理信息和操作模式信息52a指示機器人10沿位置El至E5的路線移動手11。這里，位置El是起始位置，位置E3是搬運位置，位置E4是水平退回位置，位置E5是終止位置。在根據第三實施方式的操作模式中，位置E2、搬運位置E3和水平退回位置E4并排地布置成直線。此外，基準位置Pb在本實施方式中被設定成與搬運位置E3重合。指示單元51b執行手11從起始位置El朝向位于搬運位置E3的前下方的位置E2的向前運動。接著，當手11到達位置E2時，指示單元51b朝向水平退回位置E4傾斜地向后移動手11。此時，由于位置E2、搬運位置E3和水平退回位置E4沿著直線布置，因此，手11在傾斜地穿過搬運位置E3之后到達水平退回位置E4。此外，當手11穿過搬運位置E3時，將晶片W放置在手11上。在手11已到達水平退回位置E4之后,指示單元51b使手11退回到終止位置E5。接下來，將參照圖1OB描述根據第三實施方式的晶片輸送操作。如圖1OB所示，指示單元51b基于處理信息和操作模式信息52a指示機器人10沿位置Fl至F5的路線移動手11 ο這里，位置Fl是起始位置，位置F3是搬運位置，F4是水平退回位置。位置F5是終止位置。與圖1OA中的情況一樣，位置F2、搬運位置F3和水平退回位置F4并排地布置成直線。此外，基準位置Pb被設定成與搬運位置F3重合。指示單元51b執行手11從起始位置Fl朝向位于搬運位置F3后上方的位置F2的向前運動。接著，當手11到達位置F2時，指示單元51b朝向水平退回位置F4傾斜地向前移動手11。因此，與圖1OA中所示的情況一樣，手11在傾斜地穿過搬運位置F3之后到達水平退回位置F4。此外，當手11穿過搬運位置F3時，將放置在手11上的晶片W輸送到處理單元(例如，處理設備40)。在手11已到達水平退回位置F4之后，指示單元51b將手11退回到終止位置F5。因此，在第三實施方式中，在手11已到達位于搬運位置F3后上方的預定位置(位置F2 )或者位于搬運位置E3的前下方的預定位置(位置E2 )之后，手11在沿豎直方向移動的同時沿水平方向移動，使得手11到達搬運位置F3或E3。因此，可以更可靠地防止晶片W的摩擦。也就是說，在該機器人系統中，由機器人控制器指定的搬運位置可以略微偏離實際搬運位置。在該情況下，即使發生搬運位置的偏離，通過在穿過由機器人控制器50指定的搬運位置E3或F3之前或之后傾斜地移動手11，也可以適當地防止晶片W的摩擦。此外，以與根據第一實施方式的操作模式相同的方式，根據第三實施方式的操作模式當作業空間相對較大時是有效的。也就是說，在使用根據第三實施方式的操作模式的情況下，與根據第二實施方式的操作模式相比，由于手11存在較少的停止點，因此可以縮短晶片W的輸送所需要的時間。
此外，在第三實施方式中，位置E2、搬運位置E3和水平退回位置E4或者位置F2、搬運位置F3和水平退回位置F4布置成直線。因而,指示單元51b能夠傾斜地移動手11,而不在搬運位置E3或F3處停止手11。因此，與根據第一實施方式和第二實施方式的操作模式相比，可以進一步降低停止點的數量，并且縮短輸送晶片W所需要的時間。在上述各實施方式中，已描述了傾斜地移動手11的實施例，但指示單元51b未必需要傾斜地移動手11。在下文中，將參照圖1IA和圖1lB描述這樣的情況的實施例。圖1lA是晶片接收操作的說明圖。圖1lB是晶片輸送操作的說明圖。在其中機器人10如圖1lA所示執行晶片接收操作的情況下，指示單元51b指示機器人10沿位置Gl至G5的路線移動手11。這里，位置Gl是起始位置，位置G2是上升位置，位置G3是搬運位置，位置G4是水平退回位置，位置G5是終止位置。 在該實施方式中，上升位置G2、水平退回位置G4和搬運位置G3沿豎直方向布置成直線，并且該豎直直線向內(向前)偏離基準位置Pb。此外，手11在起始位置Gl與上升位置G2之間以及在水平退回位置G4與終止位置G5之間僅沿水平方向移動，并且手11在上升位置G2與搬運位置G3之間以及在搬運位置G3與水平退回位置G4之間僅沿豎直方向移動。鑒于此,在手11前進到向前偏離基準位置Pb的位置G2之后,指示單元51b使手11沿向上豎直方向上升，從而將晶片W放置在位置G3，該位置G3具有與基準位置Pb相同的高度，并且從該基準位置Pb向前偏離。然后，在沿向上豎直方向將手11上升到位置G4之后，將手11退回以水平地移動到位置G5。此外，在穿過夾持位置Px時通過夾持晶片W來執行晶片的存在與否的檢查。因此，在接收晶片W時可以可靠地防止晶片W的周緣被摩擦或者與手的前端接觸。另一方面，在機器人10如圖1lB所示執行晶片輸送操作的情況下，指示單元51b指示機器人10沿位置Hl至H5的路線移動手11。這里，位置Hl是起始位置，位置H2是降下位置，位置H3是搬運位置，位置H4是水平退回位置，位置H5是終止位置。在該實施例的搬運位置中，搬運位置H3被設定成與基準位置Pb重合。降下位置H2、水平退回位置H4和搬運位置H3沿豎直方向布置成直線。此外，手11在起始位置Hl與降下位置H2之間以及在水平退回位置H4與終止位置H5之間僅沿水平方向移動，并且手11在降下位置H2與搬運位置H3之間以及在搬運位置H3與水平退回位置H4之間僅沿豎直方向移動。如上所述，機器人系統I可以包括其中手11不被傾斜地移動的操作模式。此外，在上述各實施方式中，已利用多種操作模式描述了晶片接收操作和晶片輸送操作。然而，機器人控制器50可以根據裝卸晶片的處理單元適當地切換操作模式。也就是說，通過根據處理單元的形狀或尺寸選擇適當的操作模式，可以更可靠地防止晶片W的摩擦。此外，在上述各實施方式中，已將其中兩個手設置在一個臂的末端上的情況作為實施例進行了描述。然而，手的數量不局限于此，并且可以設置三個或更多個臂，或者可以
設置僅一個臂。此外，在上述各實施方式中，已將具有一個臂的機器人作為實施例進行了描述，但所述實施方式可以應用于具有兩個或更多個臂的多臂機器人。
此外，在上述各實施方式中，已將其中待被搬運的薄板狀工件為晶片的情況作為實施例進行了描述，但待搬運的工件例如可以是液晶板顯示器的玻璃基板。此外，工件未必需要是基板，只要其具有薄板形狀即可。本領域技術人員應理解，在不脫離所附的權利要求及其等同物的范圍的情況下，基于設計要求和其它因素可以進行各種修改、結合、子結合和替換。
權利要求
1.一種機器人系統，所述機器人系統包括: 機器人，該機器人包括手和臂，所述手構造成保持薄板狀工件，所述臂構造成使所述手移動；以及 機器人控制器，該機器人控制器構造成控制所述機器人， 其中，所述機器人控制器控制所述機器人以使其在預定的工件搬動位置處執行所述工件的搬運，使得在所述手已到達所述工件搬運位置之后使所述手在沿豎直方向移動的同時沿水平方向移動。
2.根據權利要求1所述的機器人系統，其中，在從所述工件搬運位置沿豎直方向移動所述手的同時沿水平方向移動所述手之后，所述機器人控制器使所述手沿水平方向退回。
3.根據權利要求1所述的機器人系統，其中，在從所述工件搬運位置沿豎直方向移動所述手的同時沿水平方向移動所述手之后，所述機器人控制器進一步使所述手沿豎直方向移動，并且然后使所述手沿水平方向退回。
4.根據權利要求2或3所述的機器人系統，其中，所述機器人控制器控制所述手以使所述手在其沿水平方向退回的同時夾持所述工件。
5.根據權利要求4所述的機器人系統，其中，當在所述工件由所述手夾持之后已經經過了預定時間時，所述機器人控制器檢查在所述手上是否存在所述工件。
6.根據權利要求5所述的機器人系統，其中，所述機器人控制器一次或多次地檢查在所述手上是否存在所述工件。
7.根據權利要求1至3中任一項所述的機器人系統，其中，在所述手到達沿豎直方向與所述工件搬運位置重疊的位置之后，所述機器人控制器控制所述手以通過沿豎直方向移動所述手而使所述手到達所述 工件搬運位置。
8.根據權利要求1至3中任一項所述的機器人系統，其中，在所述手到達位于所述工件搬運位置后上方的預定位置或者位于所述工件搬運位置的前下方的預定位置之后，所述機器人控制器控制所述手以通過在沿豎直方向移動所述手的同時沿水平方向移動所述手而使所述手到達所述工件搬運位置。
全文摘要
本發明涉及一種機器人系統，該機器人系統包括機器人，該機器人包括手和臂，所述手構造成保持薄板狀工件，所述臂構造成使所述手移動；以及機器人控制器，該機器人控制器構造成控制所述機器人。所述機器人控制器控制所述機器人以使其在預定的工件搬動位置處執行工件的搬運，使得在所述手已到達所述工件搬運位置之后使所述手在沿豎直方向移動的同時沿水平方向移動。
文檔編號B25J9/16GK103213124SQ20121044017
公開日2013年7月24日 申請日期2012年11月7日 優先權日2012年1月24日
發明者木村吉希 申請人:株式會社安川電機