專利名稱：機器人系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于搬運基板的機器人系統。
背景技術：
常規上，已知一種用于將收納在收納盒中的諸如半導體晶片或者玻璃基板(下文稱為“晶片”)搬運到特定位置的機器人系統。還提出了一種機器人系統，其中由傳感器來感測以多個層次收納在收納盒中的各個晶片的位置，以檢測突出的晶片或者傾斜收納的晶片(例如，參見日本專利申請公報No.2010-219209)。然而，常規的機器人系統遭遇了并不總是能夠有效地卸載收納盒中收納的晶片的問題。 例如，有可能常規的機器人系統無法有效地卸載晶片，因為當用卸載單元從收納盒中卸載正常收納的晶片時，卸載單元可能與接近被卸載的晶片的晶片發生接觸。
發明內容
有鑒于此，本發明提供一種機器人系統，能夠有效地卸載以多個層次收納在收納盒中的晶片的機器人系統。本發明一方面提供了一種機器人系統，所述機器人系統包括機器人手，其用于搬運沿著豎直方向以多個層次收納在收納單元中的基板；位置檢測單元，其用于檢測收納在所述收納單元內的所述基板的收納位置；凈空計算單元，其用于基于所述位置檢測單元檢測出的所述基板的收納位置來計算相鄰基板之間的凈空；以及進入允許/禁止確定單元，其用于基于所述凈空計算單元計算出的凈空來確定允許還是禁止所述機器人手進入所述基板之間的空間。本發明另一方面提供了一種用于控制機器人手的機器人控制器，所述機器人手被設置為搬運沿著豎直方向以多個層次收納在收納單元中的基板，所述機器人控制器包括位置檢測單元，其用于檢測收納在所述收納單元內的所述基板的收納位置；凈空計算單元，其用于基于所述位置檢測單元檢測出的所述基板的收納位置來計算相鄰基板之間的凈空；以及進入允許/禁止確定單元，其用于基于所述凈空計算單元計算出的凈空來確定允許還是禁止所述機器人手進入所述基板之間的空間。本發明又一方面提供了一種用于控制機器人手的機器人控制方法，所述機器人手被設置為搬運沿著豎直方向以多個層次收納在收納單元中的基板，所述機器人控制方法包括以下步驟收納位置檢測步驟，其檢測收納在所述收納單元內的所述基板的收納位置；凈空計算步驟，其基于在所述收納位置檢測步驟中檢測出的所述基板的收納位置來計算相鄰基板之間的凈空；以及進入允許/禁止確定步驟，其基于在所述凈空計算步驟中計算出的凈空來確定允許還是禁止所述機器人手進入所述基板之間的空間。本發明的機器人系統能夠有效地卸載以多個層次收納在收納盒中的晶片。
從以下結合附圖給出的優選實施方式的描述，本發明的目的和特征將變得明顯。圖I是示出根據本實施方式的機器人系統的說明圖。圖2是根據本實施方式的機器人系統的框圖。圖3是示出根據本實施方式的手和傳感器的平面圖。圖4A是例示進入允許/禁止確定處理的第一說明圖。圖4B是例示進入允許/禁止確定處理的第二說明圖。圖5是例示基準位置校正處理的說明圖。 圖6是例示狀態確定處理的說明圖。圖7是示出映射處理的例程的流程圖。圖8是示出狀態確定處理的例程的流程圖。圖9是示出進入允許/禁止確定處理的例程的流程圖。
具體實施例方式下面將參照附圖來描述根據本發明實施方式的機器人系統。本發明并不限于下面描述的實施方式。首先，參照圖I來描述根據實施方式的機器人系統I。圖I是根據第一實施方式的機器人系統I的說明圖。為了簡化描述，圖I示意地示出了一些部件的形狀。參照圖I，根據本實施方式的機器人系統I包括機器人10和控制器20 (參見圖2)。機器人10包括由多個臂11形成的臂單元。在距機器人10最遠處的臂11的頂端部分設置有手12。在手12的頂端部分設置有傳感器13。每個臂11都通過關節14a、14b和14c連接到另一個臂11或者手12。關節14a、14b和14c例如繞著在圖I的Z軸方向延伸的軸被伺服馬達轉動，因而轉動各個臂11。關節14a通過馬達(未示出)沿著圖I中的Z軸方向上下移動。結果，機器人系統I能夠向Z軸方向的正側和負側掃描設置在手12中的傳感器13。機器人10可與控制器20進行通信。機器人10從控制器20接收操作命令，并且在接收到操作命令之后進行操作。接近手12的地方安裝有沿著如圖I所示的Z軸方向以規則間隔的多個層次收納了晶片100的收納盒30。在以下描述中，從圖I中的Y軸方向的正側和負側看去的收納盒30的表面將稱為“側表面”，從X軸方向的負側看去的收納盒30的表面將稱為“前表面”。在收納盒30的前表面側設置有開口，晶片100通過該開口加載到收納盒30和從收納盒30卸載。在機器人系統I中，當搬運收納在收納盒30內的晶片100中的一個晶片，例如晶片IOOb時，手12穿過所述開口朝向X軸方向的正側移動，以進入要搬運的晶片IOOb和晶片IOOb下方緊挨著它的晶片IOOc之間所存在的空間。在這個方面，晶片100指代收納在不同位置的所有晶片IOOa到100d。因此，機器人系統I使手12向Z軸方向的正側移動，因而將要搬運的晶片IOOb布置在手12的上表面上。因此，機器人系統I使手12向X軸方向的負側移動，因而通過收納盒30的開口卸載下晶片100b。
晶片100非常薄并且很纖弱。因此，即使輕微的振動，例如，彼此接觸或者與手12接觸，晶片100也可能損壞。因此，在搬運收納在收納盒內的晶片100時,機器人系統I必須在手12不與晶片100接觸的情況下將手12移動到收納盒30中然后才能搬運晶片100。有鑒于此，當將手12移動到收納盒30中時，機器人系統I需要計算安全和準確的進入位置。在這個方面，機器人系統I進行下述處理。首先，機器人系統I使臂11沿著Z軸移動，因而用傳感器13進行掃描。結果，傳感器13檢測(在下文稱為“映射”)收納在收納盒30內的全部晶片100的實際收納位置。機器人系統I基于所映射的收納位置來計算相鄰晶片100之間的空間寬度(在下文稱為“凈空”)，并且基于這樣計算出的凈空來確定允許還是禁止手12進入。更具體地，如果要搬運的晶片(例如晶片100b)和晶片IOOb下方緊挨著它的晶片IOOc之間的凈空等于或者大于特定閾值，則機器人系統I確定允許手12進入。 對于收納在最下層的晶片IOOd,如果晶片IOOd與晶片IOOd上方緊挨著它的晶片之間的凈空等于或者小于特定閾值，則機器人系統I確定允許手12進入晶片IOOd下方。對于允許進入的晶片100，機器人系統I基于所映射的收納位置來計算手12的最終進入位置(在下文稱為“教導位置”)，并且基于由此計算出的進入位置來控制機器人10。因此，機器人系統I可安全地卸載收納在收納盒30內的晶片100。機器人系統I通過預先計算晶片100的收納位置的基準值(下文稱為“基準位置”)作為教導位置接著基于所映射的收納位置校正所計算的教導位置，來計算最終進入位置。下面將參照圖5來描述校正基準位置的處理的細節。機器人系統I基于所映射的收納位置來計算晶片100的厚度，并且基于由此計算出的晶片100的厚度來確定收納狀態。更具體地，機器人系統I確定晶片100的收納狀態，例如晶片100是否相對于水平方向傾斜地收納在收納盒30中，或者晶片100是否交疊地收納在收納盒30中。機器人系統I向操作員通知以異常狀態被收納的晶片100的收納狀態。這使得操作員能夠校正晶片100的收納狀態。因而，機器人系統I可安全地卸載收納在收納盒30內的晶片100。這樣，根據本實施方式的機器人系統I基于要搬運的晶片110的下方或者上方緊挨著它的凈空來確定允許還是禁止手12進入，如果確定允許手12進入，則本實施方式的機器人系統I基于所映射的收納位置來計算手12的進入位置。如上所述，本實施方式的機器人系統I基于實際測量的凈空來確定允許還是禁止進入并計算進入位置。這使得能夠安全地卸載收納在收納盒30內的晶片100。接著，參照圖2來描述根據本實施方式的機器人系統I的構造。圖2是根據本實施方式的機器人系統I的框圖。如圖2所示，機器人系統I包括機器人10和控制器20。機器人10包括臂11、手12和傳感器13。控制器20包括伺服板21、控制單元22和存儲器單元23。控制單元22包括位置檢測單元22a、凈空計算單元22b、進入允許/禁止確定單元22d、位置校正單元22e、狀態確定單元22c和基準位置計算單元22f。存儲器單元23可存儲閾值信息23a和基準位置23b。機器人10連接到控制器20從而可與控制器20進行通信。機器人10從控制器20接收操作命令，并且在接收到操作命令之后進行操作。
每個臂11都通過設置有馬達的關節14a到14c連接至另一個臂11或者手12。手12通過保持晶片100使晶片100的主表面在水平方向上延伸來搬運晶片100。傳感器13是用于感測收納在收納盒30內的晶片100的周圍邊緣的裝置。下面將參照圖3來描述用傳感器13感測晶片100的方法。圖3是示出根據本實施方式的手12和傳感器13的平面圖。參照圖3，手12具有分叉為Y字形的兩個頂端部分。傳感器13包括分別設置在手12的頂端部分的光發射單元13a和光接收單元13b。從光發射單元13a發射的可見光，例如紅色激光，被光接收單元13b接收。傳感器13在Z軸方向移動以掃描晶片100的周圍邊緣。光接收單元13b檢測從光發射單元13a發射的可見光的中斷，因而掃描如圖3所示的晶片100的周圍邊緣。接著機器人系統I可以基于光中斷時晶片100的Z方向位置來計算晶片100的收納位置。機器人系統I通過測量從光發射單元13a發射的可見光開始被晶片100中斷的Z方向位置與可見光開始再次被光接收單元13b接收到的Z方向位置之間的距離來檢測晶片100的厚度。類似地，機器人系統I通過測量可見光開始被光接收單元13b接收的Z方向位置與光發射單元13a發射的可見光開始被晶片100中斷的Z方向位置之間的距離來檢測凈空。這樣，機器人系統I基于傳感器13檢測到的位置來計算晶片100的厚度和相鄰晶片100之間的凈空。盡管圖3例示了光發射單元13a和光接收單元1 3b設置在手12的頂端部分的示例，但是光發射單元13a和光接收單元13b也可以設置在手12的頂端部分中的一個上。在此情況下，光接收單元13b被設置為接收從光發射單元13a發射并且被晶片100反射的光。返回參照圖2，將繼續對機器人系統I的構造進行描述。控制器20控制機器人10的操作。例如，控制器20進行根據教導位置來移動機器人10的臂11的控制，以及使手12進入收納盒30或者從收納盒30收回的控制。伺服板21接收來自傳感器13的光接收信息或者光中斷信息以及來自各個馬達的位置信息。伺服板21將所接收的信息輸出到控制單元22的位置檢測單元22a。另外，伺服板21從控制單元22接收位置信息和操作命令，并且向機器人10輸出該位置信息和操作命令。位置檢測單元22a是進行基于從傳感器13經過伺服板21發送的光接收信息和光中斷信息和從Z軸馬達經過伺服板21發送的Z軸位置信息來映射收納在收納盒30中的晶片100的處理的處理單元。位置檢測單元22a附加地進行向凈空計算單元22b和基準位置計算單元22f發送晶片100的收納位置的處理。基準位置計算單元22f是基于從位置檢測單元22a發送的基板100的收納位置來計算基準位置23b的處理單元。關于基準位置23b，下面將進行描述。凈空計算單元22b是進行首先基于從位置檢測單元22a發送的晶片100的收納位置來計算晶片100的厚度接著向狀態確定單元22c發送所計算的晶片100的厚度的處理的
處理單元。在狀態確定單元22c進行的確定晶片100的收納狀態的處理結束之后，凈空計算單元22b附加地進行基于晶片100的收納位置來計算相鄰晶片100之間的凈空并且向進入允許/禁止確定單元22d發送所計算的凈空的處理。狀態確定單元22c是進行基于從凈空計算單元22b發送的晶片100的厚度來確定晶片100的收納狀態的處理的處理單元。如果晶片100的收納狀態異常則狀態確定單元22c附加地進行向顯示器(未示出)通知所確定的收納狀態的處理。這使得操作員能夠校正晶片100的收納狀態。狀態確定單元22c還基于晶片100的厚度來確定晶片100是否收納在狹縫(slot)內。進入允許/禁止確定單元22d基于從凈空計算單元22b發送的相鄰晶片100之間的凈空以及閾值信息23a來確定允許還是禁止手12進入。進入允許/禁止單元22d附加地進行向位置校正單元22e發送其確定結果的處理。下面將參照圖4A和圖4B來描述進入允許/禁止單元22d進行的進入允許/禁止確定處理的細節。圖4A例示了在確定為允許進入的情況下的進入允許/禁止確定處理。圖 4B例示了在確定為禁止進入的情況下的進入允許/禁止確定處理。圖4A是從收納盒30的正面(開口側)看去的視圖。假定晶片100收納在第(n_l)個和第n個位置(在下文稱為“狹縫”)。如果緊挨著要搬運的晶片100的下方存在一個晶片，例如，如果要搬運第n個狹縫中的晶片，則進入允許/禁止確定單元22d確定是否允許手12進入第n個狹縫中的晶片100與第(n-1)個狹縫中的晶片100之間的空間。該確定按照以下方式進行。如圖4A所示，進入允許/禁止確定單元22d基于要搬運的晶片100與緊挨著要搬運的晶片100下方的晶片之間的凈空200L來確定允許還是禁止手12進入。更具體地，如圖4A所示，如果凈空200L等于或者大于特定閾值(第一閾值)，則進入允許/禁止確定單元22d確定允許進入。凈空200L是指要搬運的晶片100的下表面與緊挨著要搬運的晶片100下方的晶片100的上表面之間的空間寬度。接著，將描述要搬運的晶片100下方不存在晶片的情況，例如，要搬運的晶片100位于最下面的狹縫(第一狹縫)中的情況。在以下描述中，假定如圖4B例示的第一狹縫中的晶片I是彎曲的。圖4B是從收納盒30的正面(開口側)看去的視圖。如圖4B所示，如果第一狹縫中的晶片I變得彎曲，則與收納在第一狹縫中的用虛線指示的正常晶片相比，第一狹縫中的晶片I與收納盒30的底表面30a之間的距離變窄。因而,第一狹縫中的晶片I與第二狹縫中的晶片2之間的凈空200U變為大于特定閾值(第二閾值)。因此，如果第一狹縫中的第一晶片I上方的凈空200U大于第二閾值，則進入允許/禁止確定單元22d確定為禁止手12進入。如上所述，進入允許/禁止確定單元22d基于要搬運的晶片100與緊挨著要搬運的晶片下方的晶片100之間的凈空或者要搬運的晶片100與緊挨著要搬運的晶片上方的晶片100之間的凈空以及閾值信息23a來確定允許還是禁止手12進入。返回參照圖2，將繼續對機器人系統I的構造進行描述。位置校正單元22e是這樣的處理單元，如果從進入允許/禁止確定單元22d發送的確定結果指示允許手12進入，則該處理單元進行基于所映射的收納位置對基準位置計算單元22f預先計算出的基準位置23b進行校正的處理。位置校正單元22e附加地進行向機器人10通知校正后的教導位置的處理。下面將參照圖5來描述校正基準位置23b的處理的細節。存儲器單元23由諸如非易失性存儲器或者硬盤驅動器的存儲器裝置形成。閾值信息23a是指在進入允許/禁止確定單元22d和狀態確定單元22c中進行確定時用于比較的單獨閾值。基準位置23b是指在特定時 預先計算出的基準晶片100的收納位置信息。諸如最上側晶片100和最下側晶片100的多個基準晶片的收納位置被傳感器13檢測。因而檢測的收納位置之間的距離被均等劃分為多個收納位置，用作各個晶片100的基準位置23b。另選地，可以基于傳感器13所檢測的多個任意晶片100的收納位置來決定基準位置23b。基準晶片100可以是目前要搬運的晶片100中的一些，或者是收納在收納盒30內的具有相同標準的晶片100中的一些。基準位置23b可以從外部發送到控制器20，在此情況下控制單元22可以不包括基準位置計算單元22f。由于晶片100的收納位置對于每個收納盒是不同的，所以特定時刻可以是指安裝具有其它形狀的收納盒30時或者當具有其它形狀或者厚度的晶片100收納在收納盒30內時。可以基于預先計算出的值將基準位置23b存儲為固定值。接著，將參照圖5來描述圖2所示的位置校正單元22e進行的校正基準位置23b的處理的一個具體示例。圖5是例示了校正基準位置23b的處理的說明圖。圖5是從收納盒30的正面(開口側)看去的圖，例示了手12進入第n個狹縫中的要搬運的晶片100與緊挨著第n個狹縫的晶片100下方的第(n-1)個狹縫中的晶片100之間的空間的情況。手12的上表面上設置有墊12a。要搬運的晶片100放置在墊12a的上表面上。位置校正單元22e對各個晶片100進行以下校正處理并且決定要通知給機器人10的教導位置。如果基準位置23b是圖5所示的晶片100的上表面的Z方向位置，則傳感器13檢測到的第n個狹縫中的晶片100的上表面的實際位置b與基準位置23b之間的差變為校正量，由以下算式⑴表示校正量=晶片100的位置-基準位置23b ......(I)基準位置23b可以是晶片100的上表面與下表面之間的中心位置(在Z方向上)，或者晶片的下表面的位置(在Z方向上)。第n個狹縫中的晶片100的下表面的中心的Z方向位置c ( S卩，計算收納位置中存在的第n個狹縫中的晶片100的下表面的位置)被假定為登記位置。位于要搬運的晶片100下方的手12的Z方向位移(即，當手12進入收納盒30時手12的晶片支承表面的位置與登記位置之間的距離)被假定為下偏置201L。要被手12向上移動的晶片100的Z方向位移(即，當手12從收納盒30收回時手12的晶片支承表面的位置與登記位置之間的距離)被假定為上偏置201U。通過以上假定，手12的Z方向進入位置d和Z方向收回位置a分別用以下算式
(2)和(3)表不進入位置d =(登記位置201L) +校正量......(2)收回位置a =(登記位置201U) +校正量......(3)這樣，位置校正單元22e基于基準位置23b和所映射的實際測量值來計算校正量，并且基于校正量來計算進入位置和收回位置。接著位置校正單元22e向機器人10通知由此計算出的進入位置和收回位置。因而，機器人10可安全地卸載以多個層次收納在收納盒30內的晶片100。盡管以上描述了位置校正單元22e進行的校正Z方向上的進入位置和收回位置的處理，但是可以基于所映射的收納位置對X方向和Y方向進行類似的校正處理。算式(I)表示的校正量可以存儲在CMOS (互補金屬氧化物半導體)存儲器中。在此情況下，即使控制器20的電力關斷，也可進行校正處理而不用再次進行映射。接著，將參照圖6來描述狀態確定單元22c進行的確定晶片100的收納狀態的處理。圖6是從收納盒30的正面(開口側)看去的視圖。在收納盒30的側壁的內表面上設置有用于支承晶片100的左右邊緣部分的機架構件。機架構件的數量對應于以規則間 隔沿著圖6中的Z軸可收納在收納盒30內的晶片的數量。圖6示出了正常收納的晶片101、傾斜收納的晶片102和多個交疊收納的晶片103。如圖6所示，正常收納的晶片101具有小的厚度。然而，傾斜收納的晶片102的厚度變為等于t。如果從凈空計算單元22b發送的晶片的厚度等于或者大于特定閾值，則狀態確定單元22c確定晶片的收納狀態為傾斜。由于在例示的示例中晶片102的厚度t等于或者大于特定閾值，所以狀態確定單元22c確定晶片的收納狀態為傾斜。另選地，如果所映射的晶片100的收納位置與基準位置23b之間的差等于或者大于特定閾值，則狀態確定單元22c可以確定晶片的收納狀態為傾斜。在多個晶片以交疊狀態被收納的情形下(如例示的示例中的晶片103)，晶片103的厚度變為等于交疊晶片的厚度總和。因此，如果從凈空計算單元22b發送的晶片103的厚度等于或者大于預定閾值，則狀態確定單元22c確定晶片被交疊地收納。在確定傾斜收納時所使用的閾值不同于在確定交疊收納時所使用的閾值。可以基于晶片100的厚度來設定各個閾值。盡管在所例示的示例中基于晶片100的厚度來確定晶片100的收納狀態，但是本發明并不限于此。例如，可以基于晶片100之間的凈空來確定收納狀態。更具體地，如果晶片100被正常收納，則相鄰晶片100之間的凈空變為等于圖6例示的200a。然而，如果如圖6所示晶片100中的一個被傾斜收納，則凈空變為等于200b，因而超出了預定凈空。如果從凈空計算單元22b發送的相鄰晶片100之間的凈空等于或者大于特定閾值，則狀態確定單元22c確定收納狀態為傾斜。盡管在圖6例示的示例中用于支承晶片100的左右邊緣部分的機架構件被設置在收納盒30的側壁的內表面上，但是也可以在收納盒30的側壁的內表面上形成凹槽并且將晶片100的邊緣部分保持在這些凹槽中。接著，將參照圖7到圖9來描述圖2所示的控制器20進行的處理的例程。圖7是示出映射處理的例程的流程圖。圖8是示出狀態確定處理的例程的流程圖。圖9是示出進入允許/禁止確定處理的例程的流程圖。首先參照圖7，位置檢測單元22a利用映射來檢測晶片100的收納位置(步驟S101)。凈空計算單元22b基于從位置檢測單元22a發送的晶片100的收納位置來計算晶片100的厚度(步驟S102)。接著，狀態確定單元22c進行確定晶片100的收納狀態的處理(步驟S103)。凈空計算單元22b基于從位置檢測單元22a發送的晶片100的收納位置來計算凈空(步驟
5104)。隨后，進入允許/禁止確定單元22d進行確定允許/禁止手12進入的處理(步驟
5105)。如果進入允許/禁止確定單元22d確定允許手12進入(如果步驟S106中為是)，則位置校正單元22e進行校正基準位置23b的處理(步驟S107)。位置校正單元22e基于在步驟S107獲得的校正量來計算教導位置(手12的進入位置和收回位置)，并且通過伺服板21向機器人10通知教導位置(步驟S108)。 之后，控制單元22確定是否存在下一個晶片100 (步驟SI 10)。如果存在下一個晶片100 (如果步驟SllO中為是)，則流程進行到步驟SlOl。接著重復步驟SlOl到S108的處理。另一方面，如果不存在下一個晶片100，則處理步驟的序列結束。如果在步驟S106中確定為禁止手12進入(如果步驟S106中為否)，則進入允許/禁止確定單元22d向操作員通知禁止進入(步驟S109)。接著，處理在步驟SllO結束。接著，將參照圖8來描述狀態確定單元22c進行的狀態確定處理的例程。如圖8所示，狀態確定單元22c確定晶片100的厚度是否等于或者大于特定閾值(第三閾值)(步驟 S201)。如果晶片100的厚度等于或者大于第三閾值(如果在步驟S201中為是)，則狀態確定單元22c確定晶片100在收納盒30中被相對于水平方向傾斜收納(步驟S205)。如果晶片100的厚度小于第三閾值(如果在步驟S201中為否)，則流程進行到步驟S202。接著狀態確定單元22c確定晶片100的收納位置與基準位置23b之間的差是否等于或者大于特定閾值(第四閾值)(步驟S202)。如果晶片100的收納位置與基準位置23b之間的差等于或者大于第四閾值(如果在步驟S202中為是)，則狀態確定單元22c確定晶片100在收納盒30中被相對于水平方向傾斜收納(步驟S205)。另一方面，如果晶片100的收納位置與基準位置23b之間的差小于第四閾值(如果步驟S202中為否)，則流程進行到步驟S203。接著狀態確定單元22c確定晶片100的厚度是否等于或者大于特定閾值(第五閾值)(步驟S203)。如果晶片100的厚度等于或者大于第五閾值(如果在步驟S203中為是)，則狀態確定單元22c確定多個晶片100在收納盒30內的狹縫中被交疊地收納(步驟S206)。如果晶片100的厚度小于第五閾值(如果在步驟S203中為否)，則狀態確定單元22c確定晶片100在收納盒30中正常收納(步驟S204)。接著，處理步驟的序列結束。如果確定晶片100傾斜收納(步驟S205)或者如果確定晶片100交疊收納(步驟S206)，則狀態確定單元22c向操作員通知這種收納狀態(步驟S207)。接著，處理步驟的序列結束。在以上描述的本實施方式中，如果晶片100的厚度等于或者大于第三閾值(步驟S201)或者如果晶片100的收納位置與基準位置23b之間的差等于或者大于第四閾值(步驟S202)，則狀態確定單元22G確定晶片100傾斜地收納在收納盒30中。另選地，在確定晶片100是否傾斜收納在收納盒30中時，可以僅僅進行步驟S201和步驟S202中的一個。接著，將參照圖9來描述進入允許/禁止確定單元22d進行的進入允許/禁止確定處理的例程。參照圖9，進入允許/禁止確定單元22d確定緊挨著要搬運的晶片100下方是否存在狹縫(即，要搬運的晶片100是否位于最下面的狹縫中)(步驟S301)。如果緊挨著要搬運的晶片100的下方存在狹縫并且如果晶片100設置在該狹縫中(如果步驟S301中為是)，則進入允許/禁止確定單元22d確定緊挨著要搬運的晶片100的下方的凈空是否等于或者大于第一閾值(步驟S302)。如果緊挨著要搬運的晶片100的下方的凈空等于或者大于第一閾值(如果步驟S302中為是)，并且如果晶片100不位于緊挨著要搬運的晶片100的下方的狹縫中，則進入允許/禁止確定單元22d確定允許手12進入以搬運晶片100 (步驟S303)。接著，處理步驟的序列結束。
如果緊挨著要搬運的晶片100的下方的凈空小于第一閾值(如果步驟S302中為否)，則進入允許/禁止確定單元22d確定禁止手12進入(步驟S304)。接著，處理步驟的序列結束。如果緊挨著要搬運的晶片100的下方不存在狹縫(如果步驟S301中為否)，則進入允許/禁止確定單元22d確定緊挨著要搬運的晶片100的上方的凈空是否等于或者小于第二閾值(步驟S305)。如果緊挨著要搬運的晶片100的上方的凈空等于或小于第二閾值(如果步驟S305中為是)，則進入允許/禁止確定單元22d確定允許手12進入來半圓晶片100 (步驟S306)。接著，處理步驟的序列結束。如果晶片100設置在緊挨著要搬運的晶片100的上方的狹縫中并且如果這兩個晶片100之間的凈空大于第二閾值(如果步驟S305中為否)，則進入允許/禁止確定單元22d確定禁止手12進入(步驟S307)。接著，處理步驟的序列結束。即使當晶片100不位于緊挨著要搬運的晶片100的上方的狹縫中時，如果要搬運的晶片100的收納位置與基準位置之間的差等于或者大于特定閾值(第六閾值)，則進入允許/禁止確定單元22d也確定禁止手12進入。在以上的描述中，如果晶片100的收納狀態為異常，則狀態確定單元22c向操作員通知這種收納狀態。然而，當進入允許/禁止確定單元22d進行進入允許/禁止確定處理時，可以根據收納狀態來確定允許還是禁止手12進入。例如，如果在步驟S301之前的步驟中確定要搬運的晶片100處于交疊收納狀態，則進入允許/禁止確定單元22d可以進行到步驟S307并且可以確定禁止手12進入。這使得能夠防止錯誤地搬運交疊收納的晶片100。在以上描述的本實施方式中，進入允許/禁止確定單元22d基于緊挨著要搬運的晶片100的下方或者上方的凈空來確定允許還是禁止手12進入。如果進入允許/禁止確定單元22d確定允許手12進入，則位置校正單元22e基于所映射的收納位置來計算手12的最終進入位置。依照由此計算出的進入位置來控制機器人10。因此，在根據本實施方式的機器人系統I中，能夠安全地卸載以多個層次收納在收納盒30中的晶片100。在以上描述的實施方式中，用于感測晶片100的周圍邊緣的傳感器13被設置在手12的頂端部分。用于搬運晶片100的手可以獨立于設置有用于感測晶片100的周圍邊緣的傳感器13的手12來形成。可以在單個臂單元中設置不同種類的手12。例如，用于搬運晶片100的手和設置有傳感器13的手12可以附接到單個臂單元。機器人系統I可以設置有多個臂單元，每個臂單元都具有用于搬運晶片100 的手和設置有傳感器13的手12。在本實施方式中，已經描述了通過檢測晶片100在Z方向上的收納狀態來確定允許還是禁止手12進入的情況。類似地，可以通過檢測晶片100在X方向和Y方向上的收納狀態來確定允許還是禁止手12進入。在本實施方式中，可以由連接到控制器20的其它裝置(未示出)來進行由控制器20執行的各個處理，如凈空計算處理、進入允許/禁止確定處理、位置校正處理和狀態確定處理。盡管以上描述了本發明的優選實施方式，本發明不限于此實施方式，而可以在不偏離權利要求限定的本發明的范圍的前提下以多種不同形式進行修改或者改變。
權利要求
1.一種機器人系統,該機器人系統包括 機器人手，其用于搬運沿著豎直方向以多個層次收納在收納單元中的基板； 位置檢測單元，其用于檢測收納在所述收納單元內的所述基板的收納位置； 凈空計算單元，其用于基于所述位置檢測單元檢測出的所述基板的收納位置來計算相鄰基板之間的凈空；以及 進入允許/禁止確定單元，其用于基于所述凈空計算單元計算出的凈空來確定允許還是禁止所述機器人手進入所述基板之間的空間。
2.根據權利要求I所述的機器人系統，其中，所述進入允許/禁止確定單元被設置為基于要搬運的基板與緊挨著所述要搬運的基板的下方而存在的基板之間的凈空或者所述要搬運的基板與緊挨著所述要搬運的基板的上方而存在的基板之間的凈空來確定允許還是禁止所述機器人手進入所述基板之間的空間。
3.根據權利要求I所述的機器人系統，該機器人系統還包括 基準位置計算單元，其用于基于基準基板的收納位置來計算收納在所述收納單元中的所述基板的基準位置；以及 位置校正單元，其用于基于所述位置檢測單元檢測出的所述基板的收納位置對所述基準位置計算單元計算出的所述基準位置進行校正。
4.根據權利要求I或2所述的機器人系統，該機器人系統還包括 狀態確定單元，其用于基于所述位置檢測單元檢測出的所述基板的收納位置來確定收納在所述收納單元中的所述基板的收納狀態，所述進入允許/禁止確定單元被設置為基于所述狀態確定單元確定的所述基板的收納狀態來確定允許還是禁止機器人手進入所述基板之間的空間。
5.根據權利要求4所述的機器人系統，其中，所述狀態確定單元被設置為根據基于所述位置檢測單元檢測出的所述基板的收納位置所計算出的所述基板的厚度，來確定所述基板是否被相對于水平方向傾斜地收納。
6.根據權利要求4所述的機器人系統，該機器人系統還包括 基準位置計算單元，其用于基于基準基板的收納位置來計算收納在所述收納單元中的所述基板的基準位置，所述狀態確定單元被設置為基于所述位置檢測單元檢測出的所述基板的收納位置和所述基準位置計算單元計算出的所述基準位置來確定所述基板是否被相對于水平方向傾斜地收納。
7.根據權利要求4所述的機器人系統，其中，所述狀態確定單元被設置為根據基于所述位置檢測單元檢測出的所述基板的收納位置而計算出的所述基板的厚度來確定所述基板是否被交疊地收納。
8.一種用于控制機器人手的機器人控制器，所述機器人手被設置為搬運沿著豎直方向以多個層次收納在收納單元中的基板，該機器人控制器包括 位置檢測單元，其用于檢測收納在所述收納單元內的所述基板的收納位置； 凈空計算單元，其用于基于所述位置檢測單元檢測出的所述基板的收納位置來計算相鄰基板之間的凈空；以及 進入允許/禁止確定單元，其用于基于所述凈空計算單元計算出的凈空來確定允許還是禁止所述機器人手進入所述基板之間的空間。
9.根據權利要求8所述的機器人控制器，其中，所述進入允許/禁止確定單元被設置為基于要搬運的基板與緊挨著所述要搬運的基板的下方而存在的基板之間的凈空或者所述要搬運的基板與緊挨著所述要搬運的基板的上方而存在的基板之間的凈空來確定允許還是禁止所述機器人手進入所述基板之間的空間。
10.一種用于控制機器人手的機器人控制方法，所述機器人手被設置為搬運沿著豎直方向以多個層次收納在收納單元中的基板，該機器人控制方法包括以下步驟 收納位置檢測步驟，其檢測收納在所述收納單元中的所述基板的收納位置； 凈空計算步驟，其基于在所述收納位置檢測步驟中檢測出的所述基板的收納位置來計算相鄰基板之間的凈空；以及 進入允許/禁止確定步驟，其基于在所述凈空計算步驟中計算出的凈空來確定允許還是禁止所述機器人手進入所述基板之間的空間。
全文摘要
本發明提供了一種機器人系統。該機器人系統包括機器人手，其用于搬運沿著豎直方向以多個層次收納在收納單元中的基板；位置檢測單元，其用于檢測收納在所述收納單元內的所述基板的收納位置；凈空計算單元，其用于基于所述位置檢測單元檢測出的所述基板的收納位置來計算相鄰基板之間的凈空；以及進入允許/禁止確定單元，其用于基于所述凈空計算單元計算出的凈空來確定允許還是禁止所述機器人手進入所述基板之間的空間。
文檔編號H01L21/677GK102779771SQ20121006202
公開日2012年11月14日 申請日期2012年3月9日 優先權日2011年5月9日
發明者木村吉希 申請人:株式會社安川電機