説明

搬送ロボットシステム

【課題】外部制御装置と搬送ロボットとの間のハンドシェイクの回数を削減し、外部制御装置が複雑な処理を行わなくても済むようにし、搬送の全体の処理時間も短縮する。
【解決手段】搬送ロボットシステムは、外部制御装置から現時点の装置の状態、つまりカセットのランクの割付やランク情報、未検査品の有り無しといった情報を受け取り、そのデータに基づいて自身が次に実行すべき動作を判断し動作する。これによって、外部制御装置が逐一与えていたコマンドや動作のスケジューリングの演算を搬送ロボット自体に行わせ、自分自身で判断し動作を実行することができるので、外部の制御装置から一つ一つ動作の指令を受けなくとも、特定の情報を取得するだけで、自動で動作を行うことができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ディスクなどのワークを各装置間で搬送する搬送ロボットシステムに係り、特に、上位通信機器との間の通信に応じて搬送を実行する搬送ロボットシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
産業ロボットで多用される搬送ロボットは、一般的に外部の制御装置と接続され、制御装置からの指令に応じて動作する。搬送ロボットと制御装置の双方は通信機能を備えており、ハンドシェイクにより相互に通信が可能である。例えば、ディスク検査装置で使用される搬送ロボットは、外部の制御装置から1つずつコマンドを受取り、そのコマンドによってロボットが動作を行うというものである。つまり従来は、1回の動作ごとにハンドシェイクを取らなければならなかった。そこで、最近では、現コマンドの実行中に並行して次のコマンドを読み込み、これを現コマンドに引き続いて実行させる。これにより、一度のハンドシェイクで複数のコマンドを連続して実行することが可能な搬送ロボットが特許文献1に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2010−201572号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に記載の発明は、一度のハンドシェイクで複数のコマンドを実行可能ではあるが、外部の制御装置は搬送ロボットの全てのコマンドを把握し、それに応じて指令を与えなければならない。従って、外部の制御装置の演算の負担を軽減できないという問題があった。
【0005】
例えば、ディスク検査装置で使用される搬送ロボットでは、検査したディスクのランクに応じて収納するカセットが異なる。また、収納するカセットは、人が操作するオペレーションによって、カセットを取り出し、割当てているランクの変更などを行うため、ディスク収納のたびに最適なスケジューリングを行わなければならない。そして、どのカセットの何枚目に移動というコマンドから、ディスクをチャック、アンチャックするといった動作全てにおいて、指示を与えてやらなければならない。従って、搬送ロボットと制御装置との間のハンドシェイクの回数は減らせても、実際は制御装置がコマンドの指令を逐一与えているため、動作が複雑になればなるほど、スループットに影響を与えてしまう。また、収納するカセットが多くなればなるほど、その演算量も増加し、外部の制御装置は、搬送ロボットの制御以外のタスクにかける時間が押してしまい、全工程のスループットにも影響が出てしまう。
【0006】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、外部制御装置と搬送ロボットとの間のハンドシェイクの回数を削減し、外部制御装置が複雑な処理を行わなくても済むようにし、搬送の全体の処理時間も短縮することが可能な搬送ロボットシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の搬送ロボットシステムの第1の特徴は、外部からの指令及び自ら取得した周辺情報に基づき演算処理を実行し被搬送物を前記演算処理の結果に応じて搬送する搬送ロボット手段と、前記搬送ロボット手段に通信回線を介して前記指令を送信する外部制御手段とを備えたことにある。この発明では、従来、外部の制御装置が逐一与えていたコマンドや動作のスケジューリングの演算を、外部からの指令及び自ら取得した周辺情報に基づき演算することによって搬送ロボット手段自体に行わせ、自分自身で判断し動作を実行することができるようにした。すなわち、本発明の搬送ロボットシステムは、外部の制御装置から現時点の装置の状態、つまりカセットのランクの割付やランク情報、未検査品の有り無しといった情報を受け取り、そのデータに基づいて自身が次に実行すべき動作を判断するプログラムを備えたことにある。
【0008】
本発明の搬送ロボットシステムの第2の特徴は、前記第1の特徴に記載の搬送ロボットシステムにおいて、前記搬送ロボット手段が、光学検査機にディスクを搬送し、前記光学検査機に前記ディスクの表面を検査させ、その検査の結果に応じて前記ディスクのランク分けを行い、そのランク及び自ら取得した前記ディスクの収納処理に関する周辺情報に応じて各収納カセットにランク分けされた前記ディスクを収納することにある。これは、搬送ロボットシステムがディスク検査における光学検査機に対してディスクを搬送し、検査結果のランク分けに応じて所定の収納カセットに収納するものであることを明確にしたものである。
【0009】
本発明の搬送ロボットシステムの第3の特徴は、前記第2の特徴に記載の搬送ロボットシステムにおいて、搬送ロボット手段が前記ディスクの収納処理に関する周辺情報として、未検査ディスク収納部における未検査ディスクの有無情報、前記光学検査機の試料台における未検査ディスクの有無情報、前記光学検査機の試料台における検査終了ディスクの有無情報、並びに検査終了ディスク収納部における収納カセットの有無情報を取得することにある。これは、搬送ロボット手段が自ら取得するディスクの収納処理に関する周辺情報を具体的にしたものである。
【0010】
本発明の搬送ロボットシステムの第4の特徴は、前記第3の特徴に記載の搬送ロボットシステムにおいて、前記搬送ロボット手段が、アームシリンダ及びハンドを用いてディスクのチャック及びアンチャックを行い、未検査ディスク収納部から未検査ディスクを取り出し、取り出した未検査ディスクを前記光学検査機の試料台に配置し、前記光学検査機の検査が終了するのを待ち、検査が終了した時点で、前記光学検査機の試料台から検査終了ディスクを取り出し、取り出された検査終了ディスクを検査終了ディスク収納部に収納することにある。これは、搬送ロボット手段の構成を具体的にしたものである。
【発明の効果】
【0011】
この発明によれば、外部制御装置と搬送ロボットとの間のハンドシェイクの回数を削減し、外部制御装置が複雑な処理を行わなくても済むようにし、搬送の全体の処理時間も短縮することができ、また、浮いた時間を他のタスクに費やすことで、搬送の全体の処理時間も短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の搬送ロボットシステムの概略構成を示す図である。
【図2】図1の搬送ロボットが実行する動作の一例を示すフローチャートである。
【図3】図2における搬送動作(サブルーチン)の詳細を示すフローチャートである。
【図4】図1の搬送ロボットシステムの具体的な構成例を示す図である。
【図5】図4における6軸ロボットが、検査後ディスクをディスク収納カセットへ収納する場合のディスク収納カセット優先スケジューリング処理の一例を示すフローチャートである。
【図6】図5におけるNGカセットNo.iが有る場合の処理(ステップS505)の動作の詳細を示すフローチャートである。
【図7】図5におけるNGカセットNo.iが無い場合の処理(ステップS506)の動作の詳細を示すフローチャートである。
【図8】図5におけるランクごとに収納できるカセットNoを抽出する処理(ステップS506)の動作の詳細を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の搬送ロボットシステムの概略構成を示す図である。この実施の形態に係る搬送ロボットシステムは、ディスク表面を検査し、傷・汚れの具合によってランク分けを行い、そのランクによって各収納カセットにディスクを収納していく機能を有するものである。図1において、搬送ロボットシステムは、搬送ロボット101と外部制御装置102とから構成される。搬送ロボットシステムにおいて、搬送ロボット101と外部制御装置102は互いに通信を行い、搬送ロボット101は外部制御装置102から周辺情報を取得して、自動で演算及び動作を実行する。
【0014】
搬送ロボット101は、アームシリンダとハンドのチャック・アンチャック操作により未検査ディスク収納部103から未検査ディスクを取り出し、取り出した未検査ディスクを光学検査機104の試料台に配置する。光学検査機104の検査が終了するのを待ち、検査が終了した時点で、搬送ロボット101は、光学検査機104の試料台から検査終了ディスクを取り出し、取り出された検査終了ディスクを収納する検査終了ディスク収納部105に収納する。
【0015】
図2は、搬送ロボット101が実行する動作の一例を示すフローチャートである。まず、ステップS201では、動作の開始後、搬送ロボット101は、外部制御装置102から周辺情報を取得する。ここでの周辺情報は、未検査ディスク収納部103における未検査ディスク有無,光学検査機104の試料台における未検査ディスクの有無,光学検査機104の試料台における検査終了ディスクの有無,検査終了ディスク収納部105における収納カセットの有無などである。ステップS202では、周辺情報を取得した搬送ロボット101は、その情報をもとに、搬送ロボット101に取り付けてあるハンドのディスク有無の情報から次に実行する処理を判断し、搬送動作を自動で実行する。ステップS203では、搬送ロボット101は、外部制御装置102からの終了要求を受け取ったか否かの判定を行い、終了要求を受け取ったyesの場合は搬送処理を終了し、受け取っていないnoの場合はステップ201に戻り、上述の処理を繰り返す。
【0016】
図3は、図2における搬送動作(サブルーチン)の詳細を示すフローチャートである。ステップS301では、搬送動作開始後、搬送ロボット101は、ステップS201で取得した周辺情報に基づいて未検査ディスク取り出し条件に一致するか否かの判定を行い、判定結果がyesの場合はステップS302の取り出し動作を実行し、noの場合はステップS303の光学検査機供給動作条件の判定処理に進む。ステップS303では、光学検査機供給動作条件に一致するか否かの判定を行い、判定結果がyesの場合はステップS304の光学検査機供給動作を実行し、noの場合はステップS305の光学検査機排出動作条件の判定処理に進む。ステップS305では、光学検査機排出動作条件に一致するか否かの判定を行い、判定結果がyesの場合はステップS306の光学検査機排出動作を実行し、noの場合はステップS307の検査終了ディスク収納条件の判定処理に進む。ステップS307では、検査終了ディスク収納条件に一致するか否かの判定を行い、判定結果がyesの場合はステップS308の検査終了ディスク収納動作を実行し、noの場合は何も行わず、搬送動作を終了する。
【0017】
図4は、図1の搬送ロボットシステムの具体的な構成例を示す図である。未検査ディスク収納部103は、未検査ディスク収納カゴ402〜404及びAランク専用ディスク収納カセット405〜409を備えている。未検査ディスク収納カゴ402〜404は未検査のディスクを約100枚収納しているカゴであり、未検査ディスク収納カゴ402の位置から未検査ディスク収納カゴ403の位置へ搬送される。未検査ディスク収納カゴ403の位置に搬送された時点で、6軸ロボット401は未検査ディスク収納カゴ403内の未検査ディスクにアクセスし、取り出し動作を行う。未検査ディスク収納カゴ403は、未検査ディスクが全て取り出されたら、未検査ディスク収納カゴ404の位置へ移動後、そこから排出される。
【0018】
Aランク専用ディスク収納カセット405〜409は、光学検査機410で検査した後、良品と判定されたディスクが収納されるカセットである。これはカセット2個が1セットとして移動し、Aランク専用ディスク収納カセット405の位置からAランク専用ディスク収納カセット406の位置へ、Aランク専用ディスク収納カセット406の位置からAランク専用ディスク収納カセット407の位置へと順次移動していく。Aランク専用ディスク収納カセット407の位置に6軸ロボット401がアクセスし、Aランクディスクを順次収納する。
【0019】
光学検査機410は、未検査ディスク収納カゴ403から取り出された未検査ディスクをセットし、ディスクの傷・汚れの検査を行い、検査結果(どのランクのディスクに属するかの情報)を外部の外部制御装置102(図4では図示せず)に送信する。6軸ロボット401は、未検査ディスク収納カゴ403にアクセスして未検査ディスクを取り出し、光学検査機410に供給すると共に検査終了後のディスクをAランク専用ディスク収納カセット407に収納して排出するという動作を行う。また、光学検査機410の検査の結果、ディスクのランクが決定するので、図1の外部制御装置102は、6軸ロボット401にこの情報をリアルタイムに供給する。6軸ロボット401は、この情報を基にどの収納カセットに検査終了ディスクを収納するのかを演算する。
【0020】
NGランクディスク収納カセット411〜428は、人が任意でランクを割当てた収納カセットである。すなわち、NGランクディスク収納カセット411〜428は、良品以外のNGランクのディスクを収納するものである。NGランクディスク収納カセット411〜418は、6軸ロボット401が検査終了後のディスクを収納するためにアクセスするカセットである。NGランクディスク収納カセット421〜428は、満杯カセットと空カセットを人為的操作によって交換するためのカセットである。6軸ロボット401は、光学検査機410の検査結果のランクに応じて、演算を行い、どのNGランクディスク収納カセット411〜418に収納するのかを自分で判断し、収納動作を行う。NGランクディスク収納カセット411〜418が満杯になった場合、それをNGランクディスク収納カセット421〜428へ移動させる。その後作業者は、NGランクディスク収納カセット421〜428から満杯カセットを取り出して、新たな空のカセットをセットする。
【0021】
図5は、図4における6軸ロボット401が、検査後ディスクをカセットに収納する動作において、特に検査後のディスクを収納するNGランクディスク収納カセット411〜418へ収納する場合のディスク収納カセット優先スケジューリング処理の一例を示すフローチャートである。ステップS501では、動作開始時、6軸ロボット401は、上位通信機器である外部制御装置102から各NGランクディスク収納カセット411〜418のランクの割当情報を取得する。例えば、NGランクディスク収納カセット411にBランクの割当てがされたとき、ディスク検査の判定がBランクなら、このNGランクディスク収納カセット411に収納する。ランクの割当ては、作業者が任意に設定できる。
【0022】
ステップS502では、6軸ロボット401は、外部制御装置102から各NGランクディスク収納カセットがセットされているかどうかの情報を取得する。NGランクディスク収納カセット411とNGランクディスク収納カセット421、NGランクディスク収納カセット412とNGランクディスク収納カセット422というようにそれぞれ対になっているので、いずれか一方にしかカセットが存在しないので、NGランクディスク収納カセットがロボット側すなわち、NGランクディスク収納411〜418にセットされている場合は、カセットがセットされていると見なし、そのカセットナンバーNo情報を取得する。ステップS503では、6軸ロボット401は、外部制御装置102から検査後ディスクのランク情報を取得する。
【0023】
ステップS504〜ステップS507では、NGランクディスク収納カセットを特定するためのナンバーNo.i(変数i=1〜8)がセットされている場合の処理(ステップS504)と、セットされていない場合の処理(ステップS505)をカセットの個数(変数iの数)だけループ処理を繰り返す。NGランクディスク収納カセットがセットされていれば、ステップS505の処理にてランクの優先順位を設定し、セットされていなければ、ステップS506の処理にてランクの優先順位を外す。
【0024】
ステップS508〜ステップS510では、6軸ロボット401は、ランクごとの収納できるカセットNoを抽出するステップS509の処理をカセットの個数(変数iの数)だけループ処理を繰り返し、最終的に、どのランクだったらどのカセットに収納すればよいのかを導き出す。これは、ランクごとに優先順位結果の入った配列があり、ランクごとに優先順位の一番高いカセットNoだけを抽出し、BランクならカセットNo.1、CランクならカセットNo.4といったように、ランクごとの収納できるカセットNoを抽出する。
【0025】
図6は、図5におけるNGカセットNo.iが有る場合の処理(ステップS505)の動作の詳細を示すフローチャートである。ステップS601では、6軸ロボット401は、動作開始時に各NGランクディスク収納カセット411〜418までの各ランクの割当情報を取得し、NGレーンのカセットNo.iにランクが割当てられているかどうかを判定し、割り当てられている(yes)場合は次のステップS602に進み、割り当てられていない(no)場合は、このカセットにはディスクを収納することができないので、優先順位無と判断し、処理を終了し、リターンする。
【0026】
ステップS602では、6軸ロボット401は、各NGランクディスク収納カセット411〜418がセットされているかどうかの情報を取得し、NGレーンのカセットNo.iがセットされ、現在NGカセットNo.iに優先順位が入っているかどうかを判定し、入っている(yes)場合は次のステップS603に進み、入っていない(no)場合は、カセットがセットされていないか、優先順位が入っていないと判断し、処理を終了し、リターンする。
【0027】
ステップS603では、6軸ロボット401は、ランクの収納カセット可能数に1を足す。収納カセット可能数は、現在特定のランクにどれだけ収納可能のカセットがあるかの個数である。例えば、カセットNo.1とNo.4にはBランクが割当てられているとして、カセットNo.4がセットされた場合、収納カセット可能数は1となる。さらにカセットNo.1がセットされたら、収納カセット可能数は2となる。この値がそのまま優先順位となる。つまり、この収納カセット可能数の値が「1」に近いほど優先順位が高くなる。
【0028】
ステップS604では、6軸ロボット401は、NGレーンのカセットNo.iの優先順位格納を行う。これは前の処理で算出した収納カセット可能数が、No.iの優先順位の値なので、そのまま代入する。これにより、現在セットされているNGレーンのカセットにランクごとの優先順位が設定される。優先順位がない場合は「0」が入る。
【0029】
図7は、図5におけるNGカセットNo.iが無い場合の処理(ステップS506)の動作の詳細を示すフローチャートである。ステップS701では、6軸ロボット401は、動作開始時に各NGランクディスク収納カセット411〜418までのランクの割当情報を取得し、NGレーンのカセットNo.iにランクが割当てられているかどうかを確認し、割り当てられている(yes)場合は次のステップS702に進み、割り当てられていない(no)場合は何もせずに処理を終了し、リターンする。
ステップS702では、6軸ロボット401は、NGレーンのカセットNo.iのディスク収納枚数が例えば25枚収納済みかどうかを判定し、収納済み(yes)の場合は次のステップS703に進み、未収納(no)の場合は何もせずに処理を終了し、リターンする。
ステップS703では、6軸ロボット401は、NGレーンのカセットNo.iに優先順位が設定されているかどうかを判定し、設定されている(yes)場合は次のステップS704に進み、設定されていない(no)場合は何もせずに処理を終了し、リターンする。
【0030】
ステップS704及びステップS708では、6軸ロボット401は、変数j=1〜8までの繰り返し処理で、各カセットの優先順位を更新する処理を行う。
ステップS705では、NGレーンのカセットNo.jに割当てられているランク情報とNGレーンのカセットNo.iに割当てられているランク情報が等しいかどうかを判定し、等しい(yes)場合は次のステップS706に進み、等しくない(no)場合は次のカセットNo.jに対して同様の比較処理を行う。
ステップS706では、6軸ロボット401は、NGレーンのカセットNo.jの優先順位の方がNGレーンのカセットNo.iの優先順位より高いかどうかを判定し、高い(yes)場合は次のステップS707に進み、等しいか高くない(no)場合は次のカセットNo.jに対して同様の比較処理を行う。
ステップS707では、6軸ロボット401は、NGレーンのカセットNo.jの優先順位を「−1」に設定する。これにより、優先順位が更新される。
ステップS709では、ステップS704〜ステップS708のループ処理終了後に、6軸ロボット401は、NGレーンのカセットNo.iの優先順位を「0」に設定する。これは、カセットNo.iがセットされていないため、優先順位を「0」すなわち無にしておくためである。
ステップS710では、6軸ロボット401は、NGレーンのカセットNo.iに割付けられているランクの収納カセット可能数を「−1」に設定し、リターンする。
【0031】
図8は、図5におけるランクごとに収納できるカセットNoを抽出する処理(ステップS506)の動作の詳細を示すフローチャートである。ステップS801及びステップS804では、6軸ロボット401は、変数i=1〜8までの繰り返し処理を行う。ステップS802では、6軸ロボット401は、動作開始時にNGレーンのカセットNo.iの優先順位が「1」か、すなわち優先順位が最も高い順位かどうかを判定し、yesの場合は次のステップS803に進み、noの場合は何もせずに終了し、リターンする。ステップS803では、NGレーンのカセットNo.iに割当てられているランクのランクごとに収納できる収納カセットとしてこのカセットNo.iを格納する。この処理により、最終的なランクごとの収納するカセットNoを割り出すことがきる。
【符号の説明】
【0032】
101…搬送ロボット、
102…外部制御装置、
103…未検査ディスク収納部、
104…光学検査機、
105…検査終了ディスク収納部、
401…6軸ロボット、
402〜404…未検査ディスク収納カゴ、
405〜409…Aランク専用ディスク収納カセット、
410…光学検査機、
411〜428…NGランクディスク収納カセット

【特許請求の範囲】
【請求項1】
外部からの指令及び自ら取得した周辺情報に基づき演算処理を実行し被搬送物を前記演算処理の結果に応じて搬送する搬送ロボット手段と、
前記搬送ロボット手段に通信回線を介して前記指令を送信する外部制御手段と
を備えたことを特徴とする搬送ロボットシステム。
【請求項2】
請求項1に記載の搬送ロボットシステムにおいて、前記搬送ロボット手段は、光学検査機にディスクを搬送し、前記光学検査機に前記ディスクの表面を検査させ、その検査の結果に応じて前記ディスクのランク分けを行い、そのランク及び自ら取得した前記ディスクの収納処理に関する周辺情報に応じて各収納カセットにランク分けされた前記ディスクを収納することを特徴とする搬送ロボットシステム。
【請求項3】
請求項2に記載の搬送ロボットシステムにおいて、搬送ロボット手段は前記ディスクの収納処理に関する周辺情報として、未検査ディスク収納部における未検査ディスクの有無情報、前記光学検査機の試料台における未検査ディスクの有無情報、前記光学検査機の試料台における検査終了ディスクの有無情報、並びに検査終了ディスク収納部における収納カセットの有無情報を取得することを特徴とする搬送ロボットシステム。
【請求項4】
請求項3に記載の搬送ロボットシステムにおいて、前記搬送ロボット手段が、アームシリンダ及びハンドを用いてディスクのチャック及びアンチャックを行い、未検査ディスク収納部から未検査ディスクを取り出し、取り出した未検査ディスクを前記光学検査機の試料台に配置し、前記光学検査機の検査が終了するのを待ち、検査が終了した時点で、前記光学検査機の試料台から検査終了ディスクを取り出し、取り出された検査終了ディスクを検査終了ディスク収納部に収納することを特徴とする搬送ロボットシステム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2012−254503(P2012−254503A)
【公開日】平成24年12月27日(2012.12.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−129711(P2011−129711)
【出願日】平成23年6月10日(2011.6.10)
【出願人】(501387839)株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Fターム(参考)】