本发明涉及机器人的自动示教方法和执行这种自动示教方法的机器人控制装置。
背景技术：
1、在半导体装置的制造工序中，使用在工作台之间搬运作为工件的半导体晶片的搬运用机器人。在以下的说明中，将成为由机器人进行的工件的取出(即装载)和卸荷(即卸载)的对象的装置总称为工作台。在半导体制造工序中，用于收纳晶片的盒、对晶片进行某种处理的工件处理装置分别是工作台。在工作台上，严格地规定了在由机器人搬运时应配置工件的区域(称为工件配置区域)，将工件配置区域的位置称为工作台位置。为了使用机器人在各工作台之间搬运工件，需要对机器人的每个工作台示教(teaching)机器人的坐标系中的工作台位置的坐标。工作台位置的坐标例如是工件配置区域的中心的坐标。如果是通过水平多关节机器人搬运半导体晶片等板状的工件的情况，则工件在保持其水平姿势的状态下被搬运，为了在工作台内进行工件的装载或卸载，工件在垂直方向上稍微移动，因此，只要准确地示教水平面内的工作台位置即可。
2、为了自动地进行工作台位置的示教，提出了如下方案：将圆柱形状的示教用夹具配置在工作台内，一边使机器人前端的手(也称为末端执行器)在不同的方向上移动，一边通过安装在手上的传感器以非接触的方式检测该夹具，由此确定工作台位置的坐标。作为安装在手上的传感器，广泛使用具备发光部和受光部、检测光路被夹具遮挡的情况的直通光束传感器(through-beam sensor)。为了通过该方法确定夹具的位置，需要正确地调整直通光束传感器的光轴。专利文献1公开了如下内容：在使用直通光束传感器检测夹具时，进行多次检测动作来进行回归分析，或者执行最小二乘近似和数值搜索来提高检测精度。专利文献2公开了如下内容：为了进行直通光束传感器的光轴的校准，使用机器人将示教用的夹具载置在规定的位置，接着用直通光束传感器检测夹具来推定夹具的位置，求出载置了夹具的示教位置与推定值之差。
3、在进行工作台位置的示教之前，由于在机器人中没有设定工作台位置的准确的坐标，因而在自动示教时有可能发生机器人与周围的物体的碰撞。为了防止这种碰撞，专利文献3公开了如下内容：除了一般配置在工件处理装置的内部的示教用夹具以外，在工件处理装置的外部设置辅助用夹具，根据辅助用夹具的位置进行粗略的自动示教，然后使用示教用夹具准确地进行自动示教。专利文献4公开了如下内容：在使手把持工具来进行处理的方式的机器人中，在使手把持第一位置测定传感器的状态下，通过第一位置测定传感器测定固定在规定位置的位置基准器具的位置，由此检测第一位置测定传感器的把持位置的偏移，其中，第一位置测定传感器测定对处理对象进行处理时使用的设备的位置。
4、现有技术文献
5、专利文献
6、专利文献1：日本特表2022-520052号公报
7、专利文献2：日本特开2005-118951号公报
8、专利文献3：国际公开第2007/010275号
9、专利文献4：国际公开第2017/042971号
技术实现思路
1、在通过使用设置在手上的直通光束传感器非接触地检测圆柱状的夹具来求出工作台位置的坐标值的情况下，由于传感器的检测误差或机器人的绝对位置误差等引起的计算误差，有时在计算出的工作台位置的坐标值中包含误差。机器人的绝对位置误差还包括与手的组装有关的误差、各臂的角度传递误差等。如果存在该误差，则机器人移动到与实际的工作台位置不同的位置。在误差大的情况下，有可能发生搬运错误而使装置的运转率降低，或者在最差的情况下发生碰撞而引起作为工件的晶片、工件处理装置、机器人的臂的破损。
2、本发明的目的在于提供一种能够准确地示教工作台位置的自动示教方法和执行这种自动示教方法的机器人控制装置。
3、根据本发明的一个方式，自动示教方法对具备第一手且配置在作业区域的内部的水平多关节型的机器人，自动示教与所述作业区域连接的工作台的工作台位置，具有：
4、将具有直立的圆柱部的示教用夹具配置在所述工作台位置的工序；
5、自动示教工序，使所述第一手接近所述圆柱部，通过设置于所述第一手的传感器以非接触的方式检测所述圆柱部，基于检测结果，计算在水平面内定义的机器人坐标系中的所述示教用夹具的位置的坐标即第一坐标，将所述第一坐标作为通过自动示教求出的所述工作台位置的坐标；以及
6、第一放置工序，在所述自动示教工序之后，通过所述第一手拿起所述示教用夹具并装载在所述第一手的既定位置，在将所述第一手拉回作业区域之后，控制所述第一手移动到所述第一坐标，将所述示教用夹具从所述第一手卸下到所述工作台；
7、第一误差检测工序，使所述第一手接近通过所述第一放置工序卸下到所述工作台上的所述示教用夹具的所述圆柱部，通过所述传感器以非接触方式检测所述圆柱部，计算所述机器人坐标系中的所述示教用夹具的位置的坐标即第二坐标；以及
8、第一补偿工序，从关于所述第一手在自动示教工序中得到的所述工作台位置的坐标中减去所述第一坐标与所述第二坐标之差，关于所述第一手对由所述自动示教得到的所述工作台位置的坐标中的误差进行补偿。
9、在一个方式的自动示教方法中，在实施使用示教用夹具的一般的自动示教工序而求出基于自动示教的工作台位置的坐标之后，实施第一放置工序，利用通过自动示教得到的坐标实际拿起示教用夹具并载置在手上，然后，从手向工作台卸下示教用夹具。示教用夹具由于自动示教中的误差而从手卸下到偏离当初的位置的位置，因此，如果再次确定示教用夹具的位置，则能够知道自动示教中的误差量。因此，在该自动示教方法中，能够更准确地示教工作台位置。
10、在机器人是还具备第二手的所谓的双手机器人的情况下，在一个方式的自动示教方法中，可执行：
11、转换工序，将关于所述第一手在所述第一补偿工序中补偿了误差的所述工作台位置的坐标转换为关于所述第二手的所述工作台位置的坐标；
12、第二放置工序，通过所述第二手拿起配置在所述工作台位置的所述示教用夹具并装载在所述第二手的既定位置，然后，使所述第二手移动到在所述转换工序中转换后的所述工作台位置的坐标，从所述第二手向所述工作台卸下所述示教用夹具；以及
13、第二误差检测工序，使所述第一手接近通过所述第二放置工序卸下到所述工作台上的所述示教用夹具的所述圆柱部，通过所述传感器以非接触方式检测所述圆柱部，计算所述机器人坐标系中的所述示教用夹具的位置的坐标即第三坐标；以及
14、第二补偿工序，从在所述转换工序中转换后的所述工作台位置的坐标中减去在所述转换工序中转换后的所述工作台位置的坐标与所述第三坐标之差，关于所述第二手补偿在所述转换工序中转换后的所述工作台位置的坐标中的误差。通过这样实施追加的工序，即使在第二手上未设置传感器，也能够针对第二手补偿由自动示教得到的工作台位置的坐标中包含的误差。
15、在一个方式的自动示教方法中，优选机器人例如是搬运圆板状的工件的机器人，在该情况下，示教用夹具还具备与工件的外周形状一致的圆板部，圆柱部以圆板部和圆柱部成为同轴的方式从圆板部的一个表面直立。在使用这样的示教用夹具时，通过将圆板部和圆柱部的共同中心轴的位置作为示教用夹具的位置，能够进行基于实际的工件形状的、更准确的自动示教。
16、在一个方式的自动示教方法中，优选使用直通光束传感器作为传感器，在以非接触方式检测圆柱部时，使第一手从不同的三个以上的方向接近圆柱部。通过这样构成，机器人的复杂不伴随硬件的追加，能够容易地进行自动示教。
17、根据本发明的一个方式，机器人控制装置控制具备第一手并配置在作业区域的内部的水平多关节型的机器人，对机器人自动地示教与所述作业区域连接的工作台的工作台位置，执行：
18、自动示教处理，使所述第一手接近具有圆柱部且配置在所述工作台位置上的示教用夹具的所述圆柱部，通过设置在所述第一手上的传感器以非接触方式检测所述圆柱部，基于检测结果，计算在水平面内定义的机器人坐标系中的所述示教用夹具的位置的坐标即第一坐标，将所述第一坐标作为通过自动示教求出的所述工作台位置的坐标；
19、第一放置处理，在执行所述自动示教处理之后，通过所述第一手拿起所述示教用夹具并装载在所述第一手的既定位置，在将所述第一手拉回作业区域之后，控制所述第一手移动到所述第一坐标，从所述第一手向所述工作台卸下所述示教用夹具；
20、第一误差检测处理，使所述第一手接近通过所述第一放置处理而卸下到所述工作台上的所述示教用夹具的所述圆柱部，通过所述传感器以非接触方式检测所述圆柱部，计算所述机器人坐标系中的所述示教用夹具的位置的坐标即第二坐标；以及
21、第一补偿处理，从关于所述第一手在自动示教处理中得到的所述工作台位置的坐标中减去所述第一坐标与所述第二坐标之差，关于所述第一手对由所述自动示教得到的所述工作台位置的坐标中的误差进行补偿。
22、一个方式的机器人控制装置在实施使用示教用夹具的一般的自动示教处理而求出基于自动示教的工作台位置的坐标之后，执行第一放置处理，利用通过自动示教得到的坐标实际拿起示教用夹具并载置在手上，然后，从手向工作台卸下示教用夹具。示教用夹具由于自动示教中的误差而从手卸下到偏离当初位置的位置，因此，机器人控制装置执行再次确定示教用夹具的位置的误差检测处理。由此，由于计算出自动示教中的误差量，因而根据该机器人控制装置能够更准确地示教工作台位置。
23、在机器人是还具备第二手的所谓的双手机器人的情况下，一个方式的机器人控制装置优选还执行：
24、转换处理，将关于所述第一手在所述第一补偿处理中补偿了误差的所述工作台位置的坐标转换为关于所述机器人所具备的第二手的所述工作台位置的坐标；
25、第二放置处理，通过所述第二手拿起配置在所述工作台位置的所述示教用夹具并装载在所述第二手的既定位置，然后，使所述第二手移动到通过所述转换处理转换后的所述工作台位置的坐标，从所述第二手向所述工作台卸下所述示教用夹具；
26、第二误差检测处理，使所述第一手接近通过所述第二放置处理而卸下到所述工作台的所述示教用夹具的所述圆柱部，通过所述传感器以非接触方式检测所述圆柱部，计算所述机器人坐标系中的所述示教用夹具的位置的坐标即第三坐标；以及
27、第二补偿处理，从通过所述转换处理转换后的所述工作台位置的坐标中减去通过所述转换处理转换后的所述工作台位置的坐标与所述第三坐标之差，关于所述第二手补偿通过所述转换处理转换后的所述工作台位置的坐标中的误差。根据这样的机器人控制装置，即使在第二手上没有设置传感器，也能够针对第二手补偿自动示教得到的工作台位置的坐标中包含的误差。
28、根据本发明，能够补偿自动示教中包含的误差，能够更准确地示教工作台位置。
1.一种机器人的自动示教方法，对具备第一手且配置在作业区域的内部的水平多关节型的机器人，自动地示教与所述作业区域连接的工作台的工作台位置，其特征在于，具有：
2.根据权利要求1所述的机器人的自动示教方法，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的机器人的自动示教方法，其特征在于，
4.根据权利要求1或2所述的机器人的自动示教方法，其特征在于，
5.一种机器人控制装置，控制具备第一手并配置在作业区域的内部的水平多关节型的机器人，对机器人自动地示教与所述作业区域连接的工作台的工作台位置，其特征在于，执行：
6.根据权利要求5所述的机器人控制装置，其特征在于，还执行：
