JP5367416B2 - 搬送ロボット装置 - Google Patents

Description

本発明は、制御装置、及び、これとのハンドシェイクによりコマンドを実行する搬送ロボットを備えた搬送ロボット装置に関する。

産業現場で多用される搬送ロボットは、一般に、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。双方は通信機能を備えており、ハンドシェイク（例えば特許文献１，２参照。）により相互に通信が可能である。
例えば、液晶ガラス基板を熱処理する工程で使用される搬送ロボットは、それ自体は、単独コマンドの実行マシンである。連続した動作を行わせるためには、１コマンド完結（実行終了）して原点位置に戻り、完全停止した搬送ロボットに対して、制御装置がハンドシェイクを行い、次のコマンドを与える、という動作を繰り返すことが必要である。

特開平８−２３４８２５号公報 特開２００２−１０８４２４号公報

しかしながら、上記のように１コマンド完結ごとにハンドシェイクを行って複数のコマンドを実行させるシステムでは、複数回のハンドシェイクに相応の時間を要する他、毎回原点位置に戻って完全停止することの無駄があり、その結果、全工程の所要時間が長くなる。また、一般に、搬送ロボットには原点位置に戻りきらなくても次のコマンドを実行できるオーバーラップ機能があるが、１コマンド完結ごとにハンドシェイクを行うとなると、この機能を活用することができない。
かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、搬送全工程の所要時間を短縮することができる搬送ロボット装置を提供することを目的とする。

本発明の搬送ロボット装置は、制御装置と、前記制御装置とのハンドシェイクにより指示されるコマンドに対応した処理を実行可能であって、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する搬送ロボットとを備えたものである。
上記のような搬送ロボット装置においては、現コマンドの実行中に並行して次のコマンドが読み込まれ、その後実行される、という過程が順次行われることにより、一度のハンドシェイクで複数コマンドを連続して実行することができる。

また、上記搬送ロボットは、複数コマンドを連続して実行するモードであることを示す情報を前記制御装置から受け取った場合にのみ次のコマンドの読込を行い、当該情報を受け取らない場合には、現コマンドの実行のみで終了となる。
このような情報に基づいて、次のコマンドを読み込むべきか否かを判断すれば、確実な判断を行うことができ、また、連続でない（単独の）場合に無駄な動作を行うことがない。

また、上記搬送ロボットは、オーバーラップ機能を有し、コマンドの実行終了時に完全停止することなく次のコマンドを実行するものであってもよい。
この場合、オーバーラップ機能により１コマンド終了で完全停止せずに次のコマンドを実行することができるので、搬送全工程の実行に要する時間が、さらに短縮される。

本発明の搬送ロボット装置によれば、一度のハンドシェイクで複数コマンドを連続して実行することができるので、１コマンドごとにハンドシェイクを行う場合に比べて、搬送全工程の実行に要する時間が短縮される。

本発明の一実施形態に係る搬送ロボット装置を、周辺の装置と共に示す図である。 搬送ロボットの動作のフローチャートである。 図２におけるコマンド処理（ステップＳ３）の詳細を示すフローチャート（サブルーチン）である。

図１は、本発明の一実施形態に係る搬送ロボット装置を、周辺の装置と共に示す図である。これは、例えば液晶基板を熱処理するための搬送ロボット装置である。図において、搬送ロボット装置は、ダブルアームの搬送ロボット１と、ＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）からなる制御装置２とによって構成される。搬送ロボット１と制御装置２とはケーブル３により接続されており、搬送ロボット１は、制御装置２とのハンドシェイクにより指示されるコマンドに対応した処理を実行可能である。

具体的には、まず、搬送ロボット１は、ダブルアームにより、搬入部４から液晶基板のワーク（図示せず。）を搬入する。このとき、例えば、アーム伸縮や、吸着の動作が行われる。次に、搬送ロボット１は、ダブルアームのそれぞれを用いて、第１炉体５及び第２炉体６へそれぞれ、ワークを収納する。また、収納したワークを離した後、既に熱処理が終わった他のワークを取り出して戻る。そして、これら熱処理済みのワークを冷却部（又は搬出部）７に収納し、次工程へ送る。

図２は、搬送ロボット１の動作のフローチャートである。動作の開始後、搬送ロボット１は、まず、動作準備のための所定の初期処理を行う（ステップＳ１）。続いて、搬送ロボット１は、制御装置２からハンドシェイクを受け付けたか否かの判断を行い（ステップＳ２）、受け付けていないときはそのまま受付を待つ。なお、ハンドシェイクの受付は例えば、制御装置２からのストローブ(Strobe)信号を搬送ロボット１が受けることにより成立する。ハンドシェイクを受け付けると、搬送ロボット１は、コマンド処理に入り（ステップＳ３）、その実行完了後、原点位置に戻って完全に停止する等の、コマンド終了処理を行う（ステップＳ４）。

図３は、図２におけるコマンド処理（ステップＳ３）の詳細を示すフローチャート（サブルーチン）である。図３において、搬送ロボット１は、制御装置２からコマンド読込を行う（ステップＳ３１）。なお、詳細には、制御装置２から搬送ロボット１へコマンド書込を行った後、制御装置２が搬送ロボット１へ読込要求を行うことにより、搬送ロボット１によるコマンド読込が行われる。そして、搬送ロボット１は、読み込んだコマンドの実行を開始する（ステップＳ３２）。例えば、コマンドが「搬入」であれば、搬送ロボット１は、搬入部４（図１）からワークの搬入を開始する。

続いて、搬送ロボット１は、コマンドの連続要求すなわち、複数コマンドを連続して実行するモードであるか否かの判断を行う（ステップＳ３３）。連続要求は、制御装置２がコマンドの単独／連続を示すフラグとして出力するものであり、連続動作を行う間、連続した信号（例えばＨレベル固定）として出力される。一方、コマンドが単独の場合は、このフラグはＬレベルである。連続要求がない場合（すなわち単独の場合）、搬送ロボット１は、ステップＳ３４でコマンドの実行を完了したか否かの判断を行い、完了によりメインルーチン（図２）に戻り、コマンド終了処理（ステップＳ４）を行う。

一方、ステップＳ３３において連続要求がある場合、搬送ロボット１は、現コマンドの実行開始後から完了までの間に、制御装置２に対して次コマンド受付可報告（次コマンドの受付が可能である旨の報告）を行う（ステップＳ３５）。当該報告を行うタイミングでないときは、現コマンドを実行しながら、そのタイミングを待つことになる。なお、ここで言う「完了」とはコマンドの実質的な内容のみの完了を意味し、原点位置に戻って完全停止することは含まれない。
具体的には、１つのコマンドは複数動作を含んでおり、例えば、指定位置へ旋回し、上昇し、ハンドを伸長させ、上昇してワークを受け取り、吸着し、ハンドを戻す、という一連の動作を順番に行う。そこで、搬送ロボット１は、例えば、最後にハンドを戻す動作開始と同時に次コマンド受付可報告を行う。

上記の次コマンド受付可報告を受けて、制御装置２は搬送ロボット１に次コマンドを書き込み、書込が終わったら次コマンド書込済の通知を搬送ロボット１に与える。そこで、搬送ロボット１は、制御装置２から次コマンド書込済の通知が来るのを待ち（ステップＳ３６）、書込済を確認すると、ステップＳ３１に戻って、書き込まれた次のコマンドを読み込む。読み込み後、搬送ロボット１は、次コマンドの実行を開始する（ステップＳ３２）。但し、実際のロボット動作は、現コマンドの最後の動作に引き続いて実行される。例えば、現在実行中のコマンドが搬入であれば、次コマンドは炉への収納となる。

以上のようにして、１つのコマンドの実行完了に要する時間待ちの間に、次のコマンドを書き込み、書込済になれば読み込むことができる。すなわち、次に実行するコマンドの予約が可能である。一方、読み込まれた「次コマンド」は「現コマンド」となり、搬送ロボット１は実行を開始する（ステップＳ３２）。そして、搬送ロボット１は、実行開始後、完了までの間に、制御装置２に対して次コマンド受付可報告を行う（ステップＳ３５）。まだ当該報告を行うタイミングでないときは、現コマンドを実行しつつ、当該報告を行うタイミングを待つ。そして、搬送ロボット１は、現コマンドの最後の動作開始と同時に、次コマンド受付可報告を行う（ステップＳ３５）。

例えば、実行するコマンドがＡコマンド，Ｂコマンド，Ｃコマンドの順であれば、搬送ロボット１は、Ａコマンド実行中（具体的には最後の動作開始と同時）にＢコマンドの書込を受け、書込完了で読込を行う。但し、さらにＣコマンドの書込までは行われない。そして、搬送ロボット１は、Ａコマンドに続いて直ちにＢコマンドを実行する。また、搬送ロボット１は、Ｂコマンド実行中（具体的には最後の動作開始と同時）にＣコマンドの書込を受け、書込完了で読込を行う。こうして、常に次コマンドのみを予約可能としつつ、複数コマンドを連続して処理する。連続した複数のコマンドが全て実行され、連続要求が無くなった時点（ステップＳ３３における「ＮＯ」）で、搬送ロボット１は最後のコマンドの実行完了を待ち（ステップＳ３４）、完了するとメインルーチン（図２）に戻り、コマンド終了処理を行う（ステップＳ４）。

上記のような搬送ロボット装置においては、現コマンドの実行中に並行して次のコマンドの書込・読込が行われ（いわば先読みされ）、その後実行される、という過程が順次行われることにより、一度のハンドシェイクで複数コマンドを連続して実行することができる。従って、１コマンドごとにハンドシェイクを行う場合に比べて、搬送全工程の実行に要する時間が短縮される。
例えば、搬入から冷却部７へ収納するまでの各コマンドについてハンドシェイクを行う場合と比較すると、約２秒の短縮が可能である。

また、搬送ロボット１は、複数コマンドを連続して実行するモードであることを示す情報（連続要求有りのフラグ）を制御装置２から受け取った場合にのみ次のコマンドの読込を行い、当該情報を受け取らない場合には、現コマンドの実行のみで終了となることにより、次のコマンドを読み込むべきか否かの確実な判断を行うことができ、また、連続でない（単独の）場合に無駄な動作を行うことがない。

一方、搬送ロボット１は、オーバーラップ機能を有している。すなわち、原点位置まで戻って完全停止しなくても、次のコマンドを実行することは可能である。このオーバーラップ機能により１コマンド終了で完全停止せずに次のコマンドを実行することができるので、搬送全工程の実行に要する時間が、さらに短縮される。例えば、搬入から冷却部７へ収納するまでの各コマンドについてハンドシェイクを行うべくその都度完全停止させる場合と比較すると、約６秒の短縮が可能である。すなわち、ハンドシェイク回数削減による短縮と合わせると約８秒短縮できることになる。例えば、２つの炉で、搬送ロボット装置のタクト４４秒では処理量は３９２８枚／１日のところ、８秒短縮して３６秒になると、処理量は４８００枚／１日となり、生産性が向上する。

なお、上記実施形態では説明を省略したが、非常停止の操作がされた場合、搬送ロボット１は、現コマンドの実行を即座に停止する他、次コマンドを破棄する。従って、非常停止により、搬送ロボット１の現在及びその後の動作を確実に停止することができる。

１ 搬送ロボット
２ 制御装置

Claims (2)

1. 制御装置と、
   前記制御装置とのハンドシェイクにより指示されるコマンドに対応した処理を実行可能であって、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する搬送ロボットとを備え、
   前記搬送ロボットは、複数コマンドを連続して実行するモードであることを示す情報を前記制御装置から受け取った場合にのみ次のコマンドの読み込みを行い、当該情報を受け取らない場合には、現コマンドの実行のみで終了となることを特徴とする搬送ロボット装置。
2. 前記搬送ロボットはオーバーラップ機能を有し、コマンドの実行終了時に完全停止することなく次のコマンドを実行する請求項１記載の搬送ロボット装置。

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