本發明涉及搬送裝置的控制裝置。

背景技術：

以往，判斷搬送裝置的劣化的技術中有如下裝置。例如專利文獻1中公開了如下驅動機構的劣化檢測裝置：檢測電機的可動元件的位置及驅動源中流動的電流的至少一方，基于相對可動元件的目標位置檢測出的位置的變化和檢測出的電流的至少一方判斷驅動機構的劣化狀況。

又，專利文獻2中公開了如下基板搬送系統的監視裝置：比較對應于目標位置的數據和對應于通過檢測單元檢測出的可動構件的實際的位置的數據并求得偏差，該偏差超過規定的容許范圍的情況下，判斷為搬送系統的動作存在異常。

現有技術文獻：

專利文獻：

專利文獻1：特開2005-311259號公報

專利文獻2：特開平10-313037號公報。

技術實現要素：

發明要解決的問題：

但是，以往，搬送裝置中檢測出異常的情況下，不僅是裝置，在使包括周邊設備的整個系統一律停止之后，借助人力作業弄清出錯的原因并進行修理。因此，即使是因老化導致搬送機構中發生機械及電氣故障的情況，若不經人力便無法修復，存在裝置的停工時間變長這樣的課題。

因此，本發明目的在于縮短搬送機構中發生故障的情況下搬送裝置的停工時間。

解決問題的手段：

根據本發明的一種形態，搬送裝置的控制裝置是形成為對伺服電機進行位置控制同時通過該伺服電機驅動搬送機構的結構的搬送裝置的控制裝置，具備：

取得作為所述位置控制時電機的位置偏差及流至電機的電流的至少一方的劣化指標參數的值的時間序列的取得器；

將取得的所述劣化指標參數的值的時間序列進行存儲的存儲器；和

控制器，該控制器在所述劣化指標參數的值超過預先設定的閾值時使所述搬送機構停止，且基于所述劣化指標參數的值的時間序列的變化模式來判定所述劣化指標參數值超過所述閾值是否是因所述搬送機構的老化引起，在判定為所述劣化指標參數值超過所述閾值是因所述搬送機構的老化引起的情況下，使所述搬送機構降低動作速度地動作。在此，電機的位置偏差包括：位置控制時目標值和實際值之間的差（偏差）、偏移（offset）（殘留偏差）、從基準位置的脫離量、或失調。

一般而言，伺服電機的位置偏差或電流的值隨著時間的經過緩緩上升的情況下，原因在于老化引起的與搬送機構的伺服電機連動的齒輪的阻塞或潤滑油的枯竭的可能性較高。另一方面，位置偏差或電流值急劇變化的情況下，原因在于與障礙物的沖突、齒輪破損等驅動系統故障的可能性較高。

根據上述結構，取得作為位置控制時電機的位置偏差及電流的至少一方的、劣化指標參數的值的時序數據并進行存儲。借助于此，能夠監視搬送裝置的自我狀態。并且，劣化指標參數的值超過預先設定的閾值時使搬送機構停止。借助于此，能夠確保發生機械及電氣故障的情況下的安全。并且，基于時序數據的變化模式，判定劣化指標參數值超過閾值是否是因搬送機構的老化引起，在判定為劣化指標參數值超過閾值是因搬送機構的老化引起的情況下，使所述搬送機構降低動作速度地動作。借助于此，即使發生因老化造成的機械及電氣故障的情況下也能不介入人力而修復。又，關于降低速度以此能回避的出錯，通過自動降低速度使搬送裝置動作，使縮短裝置的停工時間成為可能。

也可以是，所述控制器在所述劣化指標參數的值超過所述閾值時發出警告信號，在判定為所述劣化指標參數值超過所述閾值并非因所述搬送機構的老化引起的情況下發出出錯信號。

根據上述結構，由于搬送裝置的動作狀況被準確地傳達至周圍，因此作業者能夠采取適當的措置。具體而言，警告信號時，存在搬送裝置自動復歸的可能性，因此作業者沒有必要立刻進行修復作業。例如像半導體設備那樣，向設備的進入被禁止的環境或困難的環境下不希望人進入設備內，因此能夠謀得維護之前的時間。另一方面，出錯信號時，使包括搬送裝置及生產線等周邊設備的整個系統停止，從觀測到的偏差或電流值等早期發現故障位置，能夠縮短修理所花費的時間。

也可以是，示出所述搬送機構的老化的所述劣化指標參數的值的時間序列的變化模式，是由基于所述劣化指標參數值的規定時間內的變化量進行判別。

根據上述結構，能夠適宜地判別參數值時序數據的變化模式是否是示出搬送機構的老化。

也可以是，所述控制器在使所述搬送裝置復歸時，使動作速度階段性地降低。

根據上述結構，使搬送裝置的動作復歸變得容易。

所述搬送裝置也可以是在真空環境下使用的多軸機械手。

發明效果：

根據本發明，能夠縮短搬送機構中發生故障的情況下搬送裝置的停工時間。

參照附圖從以下優選實施形態的詳細說明能夠明了本發明的上述目的、其他目的、特征及優點。

附圖說明

圖1是示出根據本實施形態的搬送系統的結構的概略圖；

圖2是示出圖1的搬送機構的驅動系統及其控制系統的框圖；

圖3是示意性地示出圖2的控制裝置所儲存的劣化指標參數的經年變化的圖表；

圖4是示意性地示出圖3的狀態中發生故障的情況下劣化指標參數的變化的圖表；

圖5是用于說明借助圖2的控制裝置的自我狀態監視動作及自動復歸動作的流程圖。

具體實施方式

以下參照附圖說明根據本發明的實施形態。以下，所有附圖中相同或相當的要素采用相同附圖標記，省略重復說明。

［結構］

圖1是示出根據本實施形態的搬送系統的結構的概略圖。如圖1所示，搬送系統1具備搬送裝置2、與搬送裝置2可通信地連接的控制裝置3、以及與控制裝置3連接的警報裝置4。

搬送裝置2并不特別限定，能搬送物品即可。搬送裝置2例如是在半導體處理設備中搬送半導體晶圓、顯示面板用玻璃基板等的水平多關節型（scara型）多軸機械手。搬送裝置2的搬送機構5由設置于基臺6的升降軸7、設置于升降軸7的第一連桿8、設置于第一連桿8的梢端部的第二連桿9、設置于第二連桿9的梢端部的第三連桿10、以及設置于第三連桿10的梢端的末端執行器11構成。搬送機構5的各結構構件各自內裝有驅動用的伺服電機（參照圖2）。

控制裝置3形成為對內裝于搬送機構5的多個伺服電機進行位置控制并通過伺服電機驅動搬送機構5的結構。控制裝置3例如具備微控制器等計算機，進行后述的搬送機構5的狀態的監視動作及自動復歸動作?？刂蒲b置3不限于單個裝置，亦可由多個裝置構成。

警報裝置4向周圍的現場操作者通知搬送裝置2處于警告狀態或出錯狀態。警報裝置4通過來自控制裝置3的警告信號或出錯信號控制，通過パトライト（patlite）（注冊商標）的燈及旋律喇叭（melodyhorn）的警報報知出錯，但亦可通過其他的報知方法報知。

圖2是示出搬送機構5的驅動系統及其控制系統的結構的框圖。如圖2所示，搬送機構5的驅動系統具有：與交流電源21連接的ac/dc變換電路22、平滑電路23、逆變電路24、伺服電機25、電流檢測器26、以及位置檢測器27。此處僅示出搬送機構5內裝的一個伺服電機25的驅動系統，其他的伺服電機25的驅動系統也是同樣。

交流電源21例如是三相交流電源。ac/dc變換電路22與交流電源21的輸出端子連接，將從交流電源21輸出的三相交流電力變換為直流電力輸出至平滑電路23。ac/dc變換電路22例如是三相全波整流電路。

平滑電路23與ac/dc變換電路22的輸出端子連接，將ac/dc變換電路22的直流輸出電壓平滑化并輸出至逆變電路24。平滑電路23例如是電容器。

逆變電路24與平滑電路23及控制裝置3的輸出端子連接，基于從控制裝置3輸入的控制指令，將從平滑電路23輸出的直流電力變換為交流電力，并將驅動電流向伺服電機25輸出。逆變電路24例如由具有六個半導體開關元件的三相橋式逆變電路、和遵循控制信號向各開關元件的控制端子供給驅動信號的驅動電路構成。

伺服電機25借助逆變電路24的驅動電流驅動搬送機構5（參照圖1）。伺服電機25例如為dc伺服電機。

電流檢測器26與逆變電路24的輸出端子連接，檢測伺服電機25的驅動電流，將檢測結果輸出至控制裝置3。在此，驅動電流是電機的“負荷電流”或“電樞電流”。

位置檢測器27安裝于伺服電機25，檢測伺服電機25的位置（相對于轉子的基準旋轉角度位置的旋轉角度位置）并輸出至控制裝置3。位置檢測器27例如是安裝于電機的旋轉軸的編碼器（encoder）或解析器（resolver）。

控制裝置3具備：接受各檢測器26、27的輸出的取得器31、用于存儲信息的存儲器32、控制搬送裝置2的動作同時進行搬送機構的狀態監視動作及自動復歸動作的控制器33、以及輸入輸出接口（圖未示）。存儲器32中存儲本實施形態中的控制程序，控制器33遵循該控制程序進行各種計算，以此進行搬送裝置2的搬送動作同時進行搬送機構5的狀態的監視動作及自動復歸動作。

取得器31取得作為位置控制時電機25的位置偏差及流至電機25電流（驅動電流）的劣化指標參數的值。在此，電機的位置偏差包括：位置控制時目標值和實際值之間的差（偏差）、偏移（offset）（殘留偏差）、從基準位置的脫離量、或失調。取得器31根據位置檢測器17檢測出的位置信息（電機25的位置）、和位置信息的理論值算出位置偏差。取得器31取得由電流檢測器16檢測出的流至伺服電機25的電流值。

存儲器32除了控制程序之外還存儲取得的劣化指標參數的值的時序數據及閾值等信息。存儲器32將由取得器31算出的位置偏差及取得的電流作為劣化指標參數的值的時間序列（按時間經過順序排列的一組參數值）進行存儲（參照圖3、圖4）。

控制器33在劣化指標參數的值超過預先設定的閾值時停止搬送機構5，且基于時序數據的變化模式判定劣化指標參數值超過閾值是否是因搬送機構5的老化引起的，在判定為劣化指標參數值超過閾值是因搬送機構5的老化引起的情況下，使搬送機構5降低動作速度地動作。

［動作］

首先說明以上結構的搬送裝置2的基本的搬送動作?？刂蒲b置3基于由位置檢測器27檢測出的實測值相對于搬送裝置2的動作路徑的位置指令值的位置偏差，決定驅動電機所需的電流，以使該電流流動的形式生成控制命令，輸出至逆變電路14。如此，控制裝置3以通過反饋控制使搬送機構5（圖1）內裝的多個伺服電機25（圖2）成為位置指令值的形式進行位置控制同時通過伺服電機25驅動搬送機構5，借助于此，將基板搬送至規定的位置。

接著，用圖3說明作為本發明特征的自我狀態監視動作及自動復歸動作的原理。圖3是示意性地示出控制裝置3的存儲器32所存儲的劣化指標參數的經年變化的圖表。圖3中的（a）示出流至伺服電機25的電流的值i的經年變化。在此的電流值是將伺服電機25例如以規定轉速旋轉的情況下的電流值按時間序列存儲。例如根據伺服電機25的特性設定電流限制值ith。

圖3中的（b）分別示出伺服電機25的位置偏差p的經年變化。在此的位置偏差p是將伺服電機25的指令位置例如為規定的基準位置的情況下由位置檢測器27檢測的電機25的位置從基準位置的脫離量按時間序列存儲。例如根據位置控制的精度設定位置偏差閾值pth。另外，均為存儲從裝置的出貨時起例如5年間的時序數據。

如圖3中的（a）及圖3中的（b）所示，作為劣化指標參數的伺服電機25的位置偏差p或電流的值i隨著時間經過緩緩上升。在維持如此的傾向的情況下，即使是電流值i或位置偏差p均超越電流限制值ith或位置偏差閾值pth的情況，原因在于老化引起的與搬送機構5的伺服電機25連動的齒輪的阻塞或潤滑油的枯竭等的可能性也較高。若將動作速度降低，則能降低電流值，且能通過修正來避免位置偏差造成妨礙，因此能夠由軟件的判斷使速度降低、使搬送裝置2的動作繼續。

與此相對，圖4是示意性地示出圖3的狀態中發生故障的情況下的劣化指標參數的變化的圖表。圖4中的（a）及圖4中的（b）對應于圖3中的（a）及圖3中的（b）。如圖4所示，時刻ｔ0時，作為劣化指標參數的位置偏差p或電流值i急劇上升。該情況下，原因在于與障礙物的沖突、齒輪破損等驅動系統故障的可能性較高。即、存在電機等物體自身破損的可能性，因此難以由軟件的判斷使動作繼續。因此，從觀測的偏差或電流值等早期發現故障位置，能夠縮短修理花費的時間。

接著用圖5的流程圖說明控制裝置3的自我狀態監視及自動復歸動作。

首先，如圖5所示，控制裝置3監視劣化指標參數（步驟s1）。取得器31取得作為位置控制時電機的位置偏差及流至電機的電流的、劣化指標參數的值的時序數據。取得的劣化指標參數的值作為時序數據存儲于存儲器32。借助于此，能夠監視搬送裝置2的自我狀態。

接著，控制器33判斷劣化指標參數的值是否超過預先設定的閾值（步驟s2）。控制器33持續監視直至劣化指標參數的值超過閾值，在劣化指標參數的值超過閾值的情況下停止搬送機構（步驟s3）。借助于此，能夠確保發生機械及電氣故障的情況下的安全。在此，控制器33在劣化指標參數的值超過閾值時向警報裝置4發出警告信號。接收它的警報裝置4向周圍的現場操作者報知搬送裝置2處于警告狀態之意。借助于此，警告信號時，存在搬送裝置2自動復歸的可能性，因此作業者沒有必要立刻進行修復作業。尤其是半導體設備內的真空環境下不期望人進入設備內，因而例如能夠謀得定期維護之前的時間。

接著，控制器33，在使搬送機構5停止后，基于時序數據的變化模式來判定劣化指標參數值超過閾值是否是因搬送機構5的老化引起的（步驟s4）。本實施形態中，示出搬送機構5的老化的時序數據的變化模式，是基于劣化指標參數值的規定時間內的變化量判別的。借助于此，能夠適宜地判別時序數據的變化模式是否示出搬送機構5的老化。

在步驟s4判定為劣化指標參數值超過閾值是因搬送機構5的老化引起的情況下，將搬送機構5的動作速度降低至規定的速度而進行動作復歸（步驟s5）。借助于此，即使發生因老化造成的機械及電氣故障的情況下也能不介入人力而修復。又，關于降低速度以此能回避的出錯，通過自動降低速度使搬送裝置2動作，使得縮短裝置的停工時間成為可能。

在步驟s5中判定為劣化指標參數值超過閾值并非因搬送機構5的老化引起的情況下，向警報裝置4發出出錯信號的同時使整個系統停止（步驟s6）。接受了出錯信號的警報裝置4向周圍通知處于出錯狀態之意。作業者使包括搬送裝置2及生產線等周邊設備的整個系統停止，從觀測到的偏差或電流值等早期發現故障位置，能夠縮短修理所花費的時間。

因此，根據本實施形態，即使是發生機械及電氣故障的情況下，也能夠借助監視搬送裝置的自我狀態，掌握動作的鈍化或電流及電壓的増減。因此能夠根據狀態視為出錯、或在出錯以前發出警告。又，關于降低速度以此能回避的出錯，通過自動降低速度使搬送裝置動作，能夠使裝置的停工時間達到最小限。

此外，本實施形態中劣化指標參數是位置控制時電機的位置偏差及流至電機的電流雙方，但也可以是任意一方。又，劣化指標參數也可以是伺服電機的速度的偏差。

此外，本實施形態中，控制裝置3在使搬送裝置2復歸時，將動作速度降低至規定的速度，但亦可階段性地降低。例如使動作速度以100％、50％、25％、12.5％（停止）的形式，在參數的值不恢復的情況下階段性地降低。借助于此，使搬送裝置2的動作復歸變得容易。

根據上述說明，本領域技術人員明了本發明較多的改良和其他實施形態。因此，上述說明應只作為示例來解釋，是以向本領域技術人員教導實施本發明的最優形態為目的而提供的。在不脫離本發明的精神的情況下，可實質性地變更其結構及功能的一方或雙方的具體內容。

工業實用性

本發明在半導體基板等的搬送裝置中有用。

符號說明

1搬送系統

2搬送裝置

3控制裝置

4警報裝置

5搬送機構

6基臺

7升降軸

8第一連桿

9第二連桿

10第三連桿

11末端執行器

21交流電源

22ac/dc變換電路

23平滑電路

24逆變電路

25伺服電機

26電流檢測器

27位置檢測器

31取得器

32存儲器

33控制器。