CN101018723A - 基板输出输入装置以及基板输出输入方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于从托盘取出基板或者将基板输入托盘的基板输出输入装置。该基板输出输入装置将层叠的托盘分离，并使基板支承销进入到分离的空间内。在基板支承销位于输出输入对象托盘下方的状态下，使基板支承销插通输出输入对象托盘的销插通孔。在取出基板时，借助基板支承销从托盘托起基板，从而能够取出基板。

Description

基板输出输入装置以及基板输出输入方法
技术领域
本发明涉及一种基板输出输入装置，特别是涉及一种用于从叠置在托板上的托盘取出基板、进而将处理后的基板再次收纳到托盘上的基板输出输入装置。
背景技术
以往，提出了各种基板输送装置的方案，并且已经实现，其以层叠状态移送各收纳有一张基板的托盘，从达到输出位置的该托盘组将基板逐一取出并供给到处理装置，或者，从处理装置将处理后的基板取出并收纳到托盘上。
例如，在特开平11-59893号公报中，公开了下述方法，即，在用于交接基板等的台上设置多根具有一定长度的固定销，将多个与该固定销所插通的位置一致地设有孔的托盘从上方起逐层取出并层叠到固定销上，从而取出托盘中的基板并加以输送。另外，该托盘的层叠顺序也可以是基板取出前后颠倒。
另外，在特开2004-186249号公报中，公开了下述方法，即，将多层叠置的多个托盘暂时向较高的位置输送，使向具有层叠托盘的高度以上的长度的固定销所待机的部位(处于下方)分出的下层托盘上下移动，而取出销上的基板。
但是，在特开平11-59893号公报记载的基板输送装置中，如果要从叠置多达几十层的全部多层托盘取出基板，则必须要准备长度相当长的固定销，所以会导致装置大型化，难以设置在有限的空间中进行基板处理。另一方面，如果限制托盘的层数，则虽然能实现装置的小型化，但一次所能处理的托盘数量较少，所以可能导致处理效率降低，因而并不理想。而且，各层叠型托盘随着多次使用还会产生形状误差。该形状误差会导致改变托盘的层叠顺序时在托盘上下层之间产生错位，所以不能改变托盘的层叠顺序。在使用该输送装置的情况下，有不能应对这些问题的缺点。
另外，即便是特开2004-186249号公报中记载的基板输送装置，也需要使固定销为层叠托盘的高度以上，还需要将层叠托盘暂时配置到较高的位置上，所以必然导致装置规模的大型化。
如果如上所述装置规模变大，则在将新的基板输送装置设置在已有工厂的情况下，还会有不能得到销收纳空间的问题。虽然建设新的工厂就能解决该问题，但这会导致成本增加，并不优选。
进而，在通过基板输送装置取出的材料是如玻璃基板那样容易破损的材料的情况下，操作时需要注意。也就是说，在以往的基板输送装置中，取出基板之前，基板移动的距离较长，其动作复杂，所以存在基板在中途破损的危险。需要尽可能消除该危险性。
特别是在特开2004-186249号公报记载的输送装置中，如果使托盘上下移动的升降台、或对从层叠的托盘组分出的上部分托盘进行把持的卡合爪产生故障，则所有托盘都会落下而导致托盘中的基板破损，从而有产生很大的损害或成为导致事故发生的重大原因的危险。
发明内容
本发明主要是为了解决上述现有技术所具有的问题而做出的，其目的在于提供一种基板输出输入装置，即便是对于操作需要注意的基板，也可以顺利地从托盘取出，而且能够高效地将处理后的基板再次收纳到托盘上，还能够抑制装置规模。
本发明是为了达到上述目的而做成的，根据本发明，提供一种基板输出输入装置，用于从托盘取出基板或者将基板输入托盘，其特征在于，包括：输送器，用于使层叠有多层托盘的托板移动，所述托盘具有既定数目的销插通孔；托板定位机构，将前述托板定位在前述输送器的既定位置上；托盘升降机构，在借助上述定位机构将前述托板定位了的状态下，将前述多层托盘分离，在分离的托盘之间设置既定的分离空间；托盘分离机构，使与作为输出输入对象的基板相对应的输出输入对象托盘在上述分离空间中上下运动；基板支承销移动机构，用于使支承基板用的基板支承销进入到前述输出输入对象托盘下方以及从前述输出输入对象托盘下方退避；和销插通机构，使前述基板支承销插通前述输出输入对象托盘的前述销插通孔；前述基板支承销通过插通前述销插通孔而从前述输出输入对象托盘突出，借助突出的前述基板支承销，对前述基板以从前述输出输入对象托盘托起的状态进行支承。
另外，根据本发明，提供一种基板输出输入方法，用于从托盘取出基板，或者将基板输入到托盘中，其特征在于，包括：托盘相对移动工序，使层叠有多个具有既定数目销插通孔的托盘的托板移动，而进行前述托板的定位，然后，分离前述层叠的托盘，设置既定的分离空间；托盘分离工序，使与作为输出输入对象的基板相对应的输入输出对象托盘独立于其他托盘在上述分离空间中上下运动，使其成为与其他托盘相分离的状态；基板支承销移动工序，使用于支承基板的基板支承销进入前述输出输入对象托盘下方；销插通工序，使前述基板支承销和前述输出输入对象托盘相对移动，以便前述基板支承销插通前述输出输入对象托盘的前述销插通孔而从前述输出输入对象托盘突出；和基板交接工序，在前述基板支承销插通前述输出输入对象托盘的前述销插通孔而从前述输出输入对象托盘突出的状态下，在前述基板支承销与其他移载装置之间进行基板的交接。
另外，根据本发明，提供一种基板输出输入装置，相对于从具有多个销插通孔并层叠起来的多层托盘中选择的一个托盘，进行基板的输出输入，其特征在于，包括：第一升降机构，以与作为输出输入对象的基板相对应的输出输入对象托盘和该输出输入对象托盘下方的托盘之间为界，将前述多层托盘上下分离；基板支承销移动机构，使用于支承基板的基板支承销进入到由上述第一托盘升降机构分离产生的、前述输入输出对象托盘与该输出输入对象托盘下方的托盘之间的分离空间中；和第二升降机构，使前述输出输入对象托盘在前述分离空间内上下移动；借助前述基板支承销移动机构使前述基板支承销进入前述分离空间，使得前述基板支承销插通前述输出输入对象托盘的前述销插通孔而从前述输出输入对象托盘突出，然后，借助前述第二升降机构使前述输出输入对象托盘下降。
本发明的其他特征及优点，将通过参照附图进行的下述说明而变得明了。在附图中，对于相同或者同等的结构，标注相同的附图标记。
附图说明
附图包括在说明书中，构成说明书的一部分，示出本发明的实施方式，用于与说明书的描述一起说明本发明的原理。
图1是概略表示本发明一实施方式的基板输出输入装置的结构图。
图2是用于说明本发明一实施方式的基板输出输入装置中的托板定位动作的图。
图3是用于说明第一定位组件112的结构以及动作的图。
图4是用于说明第二定位组件113的结构以及动作的图。
图5是用于说明托盘夹具107的动作的图。
图6是用于说明托盘夹具的结构的图。
图7是说明托盘夹具组件的结构的图。
图8是表示滑动销以及旋转销进入到处理对象托盘下方时的状况的图。
图9是用于说明托盘的结构的图。
图10是表示从最下层托盘取出玻璃基板时的动作的动作演变图。
图11是表示从第2层以后的托盘取出玻璃基板时的动作的动作演变图。
图12是表示将玻璃基板输入到最上层的托盘时的动作的动作演变图。
图13是表示将玻璃基板输入到从上起第2层以下的托盘时的动作的动作演变图。
图14是表示在托盘夹具组件上设有定位组件200的结构例的图。
图15是定位组件200的动作说明图。
图16是定位组件200的动作说明图。
图17是取代托盘102的托盘302的侧视图。
图18是表示在机器臂110上设有光传感器400的例子的图。
图19是对检查在各托盘302上是否搭载有玻璃基板108的动作进行说明、并表示光传感器400的检测结果的图。
图20是利用光传感器400的检测结果进行控制的控制系统的框图。
具体实施方式
<第一实施方式>
以下，参照附图对应用了本发明的基板输出输入装置的实施方式进行说明。
图1是表示本发明一实施方式的基板输出输入装置100整体的外观图。基板输出输入装置100具有下述功能，即，从叠置于托板101的多个托盘102的下方起依次从托盘取出玻璃基板108(图1中没有图示)，并将处理后的基板再次收纳到托盘上。另外，在所有托盘中均有基板的情况下，从最下层的托盘起依次取出玻璃基板108。另外，例如，在某一层托盘的下层的托盘全都空了的情况下，可以将其上层侧作为输出输入对象而从托盘取出玻璃基板108，或者向下层侧托盘中输入玻璃基板108。在所有层的托盘中均搭载有玻璃基板108的情况下，从下层起依次取出玻璃基板，另外，在向所有空的托盘中输入玻璃基板的情况下，从最上层起进行输入动作。对于这些取出/输入动作在后面进行详细说明。
在图1中，103是用于将载置有叠置的托盘102的托板101定位并输送到玻璃基板108的取出位置的第一输送器。另外，104是用于将托板101以及托盘102送出到第一输送器103上的第二输送器。第一输送器103和第二输送器104以距装置的设置面(地面)具有同一高度的方式连接。并且，第二输送器104具备用于使托板101向X方向(正负两方向)移动的驱动用辊104a、以及用于从下方支承托板101的自由辊104b。在本实施方式中，在第一输送器103的两端部设置有驱动用辊，而在输送面中央没有设置自由辊。
109是用于从托盘102取出玻璃基板108的机器人。另外，110是机器人109的コ字形臂，该臂伸入到由侧销122以及旋转销126抬升的玻璃基板108下方，将玻璃基板108吸附保持后上提而托起，从而将其从销接过来。
106是托盘夹具驱动部，具备托盘夹具107。利用托盘夹具107对需要升降的层数的托盘102从其Y方向两侧进行把持，在该状态下该托盘夹具107借助托盘夹具驱动部106而上下动作。上述托盘夹具107设置有对升降的托盘102进行卡止的卡止部(把持爪)107a。
120是侧销动作部，包括无杆压力缸的导轨128和压力缸部123。在前述压力缸部123上安装着配置有多个侧销122的侧销载置部121，通过驱动前述压力缸部123，可使侧销载置部121沿前述导轨128前后(在Y方向上)移动。
124是旋转销动作部，包括：配置有多个旋转销126的旋转销载置部125、和可使旋转销载置部125向角度方向旋转的旋转致动器1013。
另外，侧销动作部120配置在托盘夹具107(托盘夹具列)的外侧，而旋转销动作部124则配置在构成托盘夹具组件107的两列托盘夹具列之间。
127是输出输入对象托盘分离机构，也就是用来将输出输入对象托盘102a从上层侧托盘(托盘组)102分出并使其升降的机构。前述托盘夹具驱动部106是在上下方向上分成三部分的组件结构，在各组件下面安装有前述侧销动作部120、旋转销动作部124、输出输入对象托盘分离机构127。
在借助前述托盘夹具驱动部106上下分出的空间内，在前述输出输入对象的托盘102a(图1中没有图示)被上述输出输入对象托盘分离机构127从其他托盘(托盘组)102分出一个的状态下，侧销动作部120使侧销载置部121进入到前述输出输入对象托盘102a下方。另外，旋转销动作部124也同样使旋转销载置部125旋转，而使其进入到前述输出输入对象托盘102a下方。其后，使前述侧销动作部120、旋转销动作部124进入到前述输出输入对象托盘102a下方的空间中，并通过使侧销122、旋转销126插通前述输出输入对象托盘102a的插通孔，来借助侧销122以及旋转销126将托盘102a和玻璃基板108支承在分离开的位置上。
在输出时，机器臂110将该托起的玻璃基板108取出，而在输入时，用前述侧销122、旋转销126接取由机器臂110移载的玻璃基板108，并加以收纳。另外，侧销122以及旋转销126只要能使玻璃基板108稳定即可，其数量是多少都可以。另外，销的末端由橡胶等柔软材料覆盖，以便不会伤及玻璃基板108。
另外，在本实施方式中，托盘102通过层叠60层托盘而构成，最下层(第1层)托盘固定在托板101上。
下面基于图2至图13对具有上述构成的基板输送装置100的结构及动作进行说明。
(托板101的定位动作)
图2是用于对将托板101上载置的托盘102输送到输送器上、并使其到达玻璃基板取出动作的规定位置时的定位动作进行说明的概略图。
首先，在图2A中，如下进行控制，即，将载置有托盘102的托板101从输送器的上游方向(X轴的正方向)向下游方向(X轴的负方向)输送，在与设置在第一输送器103一端(下游侧的端部)的定位块111抵接的情况下，使输送器103停止。另外，输送器103的停止动作在本实施方式中如下进行，即，设置有对托板101抵接定位块111这一情况进行检测的未图示的传感器。该传感器检测到托板101与定位块111的接触时，仅停止输送器103。另外，作为该输送器停止方法，除了设置传感器之外，也可以采用这样的机构，即，在托板101抵接定位块111时，机械开关打开。
第一输送器103停止后，如图2B所示，第一定位组件112相对于行进方向从托板101的末尾方向自输送器103的下面突出，将托板103夹入到其与定位块111之间，对行进方向(X轴方向)进行定位而固定托板。另外，关于该第一定位组件112的更加详细的结构，使用图3在后面进行说明。
并且，输送器103在两端设置有驱动(例如链驱动)辊，输送面中央是空着的，所以图2D所示的升降组件114从输送器103的下面将托板101抬升数厘米。此时，第一定位组件112也随着升降组件114的抬升动作而将其与托板101的抵接面112a也抬升数厘米(在后面详细说明)。另外，升降组件114的上面是自由辊(旋转方向为Y轴方向)，所以托板101容易在水平面内移动。
X轴方向上的定位结束后，接着如图2C所示那样，第二定位组件113分别从输送器103的宽度方向(X轴方向)突出，从输送器103的Y轴方向(宽度方向)的两侧将托板101(另一个组件虽然没有图示，但在相反侧的侧面突出)夹入，从而进行Y轴方向的定位。另外，如图2C所示，由于托板101被升降组件114从下方抬升，所以结构与第一定位组件112相同的定位块111的抵接面(辊部)111a也随之上升数厘米。
并且，借助上述那样的定位动作，将托板101定位在适于取出玻璃基板108的位置上后，首先，第二定位组件113从托板101离开。而且，升降组件114下降，开始玻璃基板108的输出输入动作。另外，在升降组件114上设置有下限传感器，在上升后再次下降时，传感器接通，由此产生用于开始下一基板输出输入动作的触发信号。
另外，定位块111和第一定位组件112进行的托板夹持动作一直持续到载置在所有托盘102上的玻璃基板108都被取出。
图3是表示第一定位组件112的详细情况的图。如图3所示，第一定位组件112处于待机状态时被配置在位置W。另外，压力缸115的作用部115a也配置在位置W上。另外，在检测到托板101与定位块111抵接这一情况时，对压力缸115发出控制信号。对应于该控制信号，借助压力缸使作用部115a从位置W移动到位置S1，以便将第一定位组件112从待机状态时的位置W设定到定位状态时的位置S1上。
另外，在图3中，第一定位组件112向托板101的抵接是经由辊112a进行的，进而，该辊112a以轴112b为中心滑动。即，如前所述，对托板101在输送器上的行进方向(X轴方向)上进行定位后，借助升降组件114将托板101从输送器下面抬升。然后，托板101被抬升后，进行X轴方向上的定位，此时辊112a相对于中心轴112b滑动，以便辊112a能够随托板101动作。为了使得该滑动能够进行，中心轴112b的轴加长了一定程度。
图4是表示第二定位组件113的详细情况的图。如图4所示，第二定位组件113处于待机状态时被配置在位置W上。而且，压力缸116的作用部116a也配置在位置W上。然后，在借助升降组件114将托板101抬升数厘米后，向压力缸115发出控制信号。对应于该控制信号，借助压力缸使作用部116a从位置W移动到位置S2，以便将第二定位组件113从待机状态时的位置W设定到定位状态时的位置S2上。该第二定位组件以从两侧对Y轴方向侧面进行夹持的方式对托板101进行定位，为此，分别设置在输送器103的两端。
(托盘夹具107的结构)
使用图5及图6、图7对托盘夹具107的结构和动作进行具体说明。
托盘夹具107由托盘夹具驱动部106驱动。通常，是从最下层起依次对托盘102进行输出，但每次输出都将所有托盘暂时恢复至原来的状态(所有托盘叠置的状态)，解除托盘夹具107的把持。然后，托盘夹具107上升既定高度，再次将接下来应该输出的托盘上方的托盘把持住而托起。这是托盘夹具107的基本动作。
在图5中，托盘夹具107分割成三个组件，分别能够把持例如19层托盘并将其托起。各组件下安装有托盘分离机构127，借助该机构再把持一层，从而各组件同时托起共计20层托盘。这里，托盘夹具整体能够把持并托起60层托盘，但每20层输出结束后，各托盘夹具便变成待机状态。即，从下起20层托盘的输出结束后，下层的托盘夹具107d变成待机状态，从21层起到40层的托盘的输出结束后，中层的托盘夹具107c变成待机状态。
在此，图5A表示从全部60层托盘中的从下起第19层托盘102取出玻璃基板108后的动作。此时，托盘夹具107把持住上起第41层托盘102，并将其托起。在此，从下起第19层(即上起第41层)托盘102结束玻璃基板108的输出(输入)后，托盘夹具107下降而暂时将托盘恢复到原来的状态。
接着，如图5B所示，托盘夹具107整体下降到开始托盘的输出输入动作的位置。
并且，在此之前使用上/中/下层的托盘夹具组件107b至107d进行把持以及托起动作，完成了下起20层托盘的输出，所以如图5C所示，下层托盘夹具组件107d变成待机状态，仅使用中上层的托盘夹具组件107b以及107c进行把持以及托盘的托起动作。
之所以这样将托盘夹具107分割成三个组件，是为了降低装置整体的高度。即，原因在于，如果始终使三个托盘夹具上下，则在处理接近60层的托盘的情况下，需要大致成倍的装置高度，从而不能满足装置小型化的要求。相对于此，在如本实施方式这样将托盘夹具107分割的情况下，如果是进行例如60层托盘的输出输入的装置，则输送器上的设置高度只需要大致(60+20)层的高度即可。另外，托盘夹具分割的份数并不限于三份，从技术上来说分成几份都可以。
图6是表示托盘夹具107的结构的图。图6A是托盘夹具的主视概要图，图6B是托盘夹具的侧视概要图，图6C是托盘夹具把持动作的驱动部分P的放大图。
在图6A中，托盘夹具107经由托盘夹具保持体1004设置在托盘夹具驱动部106上，例如分割成三个组件107b至107d，分别具备20层把持爪107a(图6A中没有图示)。另外，各组件107b至107d具备用第一杆1001连结的两列垂直柱1003。在该垂直柱1003上，设置有例如19个把持爪107a和1个托盘分离机构127的爪，共计20个爪。旨在实现能够利用一个托盘夹具组件把持20层托盘并使其升降。
另外，如图6B以及图6C所示，以从托盘夹具保持体1004突出的方式设置的固定(通过连结块1006固定)的第二杆1002和第一杆1001，经由导轨1009和滑动件1010连结。另外，在托盘夹具保持体1004上固定有压力缸轴1007，在第一杆1001上设置有压力缸动作部1008。因此，第一杆1001沿箭头G的方向(图1的Y轴方向)动作。在第一杆1001上固定有安装着组件107b至107d的垂直柱1003，所以，借助该动作，各组件107b至107d也沿箭头G方向动作，由此，能够进行托盘的把持动作。
另外，如图6B所示，滚珠丝杠1011借助设置在托盘夹具驱动部106内的伺服马达1012而旋转，由此，托盘夹具保持体1004受到控制而沿H方向上下运动。
(托盘夹具组件的结构)
接着，说明构成托盘夹具107的1个托盘夹具组件(107b、107c或107d)的结构。图7示出了三个托盘夹具组件中的两个。
如图7所示，各托盘夹具组件包括：第一杆1001、第二杆1002、安装在第一杆以及第二杆上的两列垂直柱1003、安装在第一杆1001的侧面上的托盘分离机构127、安装在第一杆1001的底面上的滑动件(前后滑动件)1010、安装在第二杆1002的两端底面上的侧销动作部120、和安装在位于第二杆1002的底面上且位于垂直柱1003之间的旋转销动作部124。
侧销动作部120，通过由压力缸123使配置有多个侧销122的侧销载置部121沿着无杆压力缸的导轨128移动，从而能够使侧销载置部121前后(在Y方向上)移动。
旋转销动作部124包括配置有多个旋转销126的旋转销载置部125、和能使旋转销载置部125向角度方向旋转的旋转致动器1013。另外，旋转销126和侧销122配置在相同高度上。
托盘分离机构127配置在两根垂直柱1003之间，用于将输出输入对象托盘102a从托盘(托盘组)102分出并使其升降。托盘分离机构127包括：支承柱1270、安装在其上的升降机构部1271、安装在升降机构部1271上的滑动件1272、安装在升降滑动件1272上的支承杆1273、和安装在支承杆1273的两末端的分离爪1274。另外，升降机构部1271包括虚线表示的滚珠丝杠1275和伺服马达1276。通过控制伺服马达1276的动作，滑动件1272以及安装在其上的支承杆1273能够上下动作。
并且，由于托盘分离机构127安装在第一杆1001上，所以能够借助前后滑动件1010而前后运动。借助前后滑动件1010使处理对象托盘分离机构127前进，从而用把持爪1274把持住输出输入对象托盘102a，通过在该状态下使支承杆1273上下运动，还能使输出输入对象托盘102a也上下运动。通过上述动作，输出输入对象托盘102a(图7中没有图示)被从托盘(托盘组)102分出，从而完成玻璃基板108的取出或者收入动作的准备工作。
如图8所示，侧销动作部120使侧销载置部121前进。同时，旋转销动作部124使旋转销载置部125旋转，使其进入到输出输入对象托盘102a的下方。
由此，侧销122以及旋转销126分别到达托盘102a的插通孔下方。
侧销动作部120以及旋转销动作部124设置在托盘102两侧的各托盘夹具组件上。因此，侧销122以及旋转销126从输出输入对象托盘102a的两侧进入，到达其所有插通孔下方。
然后，处理对象托盘分离机构127使输出输入对象托盘102a下降。通过输出输入对象托盘102a的下降，托盘内的玻璃基板108被侧销122以及旋转销126托起。机器臂110将该被托起的玻璃基板108取出。
(托盘102的结构)
图9是表示托盘结构的图。托盘102例如层叠60层，在各托盘上设置有多个插通孔1021。设置该插通孔1021，是为了使升降销105、侧销122及旋转销126贯通而将玻璃基板108从托盘托起既定高度。
另外，托盘底面的角部被倒角(参照1023)，使得层叠托盘时容易定位且不会碰碎。
各托盘102在托盘缘边(一周的量)设置有把持爪107a以及分离爪1274所卡止的卡止部1022。
(玻璃基板108的取出动作)
接着，对从定位后的托盘101上载置的各托盘102取出玻璃基板108的动作，使用图10和图11进行说明。
(1)从最下层(第1层)托盘取出基板的动作
由于第1层托盘由螺栓固定在托板101上，所以动作与第2层以后的托盘不同。图10是表示从第1层托盘(输出输入对象托盘102a)取出玻璃基板108的状况的动作演变图。
首先，层叠60层的托盘102被输送器104搬运，并被定位在输出输入位置(图10A)。定位动作如图2至图4说明的那样执行。
接着，托盘夹具107前进以将托盘102夹入，做好托起第2层以上的托盘的准备(图10B)。
然后，托起第2层以后的托盘(图10C)，与此同时，或者在该动作之后，升降销105上升，将玻璃基板108托起既定高度(图10D)。升降销105穿过托盘102a上设置的孔1021而将玻璃基板108从托盘托起既定高度。对于该升降销105的数量，只要玻璃基板108稳定，则可以任意设置。另外，升降销105的末端与侧销122以及旋转销124同样，为了不损伤玻璃基板108而以用橡胶等柔软材料覆盖为宜。
借助升降销105将玻璃基板108托起后，机器臂110进入到托盘102a和玻璃基板108之间，取出玻璃基板108，将其交接到未图示的基板处理装置。
将收纳在第1层托盘102a上的玻璃基板108取出后，升降销下降，既可以在将第2层以上的托盘托起的状态下，转移到从后述第2层以上的托盘取出基板的动作，也可以暂时恢复到原始位置，并且将托起的第2层以上的托盘再次重叠到第1层的空托盘上，再转移到从第2层以上的托盘取出基板的动作。
升降销105的长度仅仅是对于贯穿托板101以及一张托盘、将玻璃基板108托起而由机器臂110取出该基板来说足够的长度，所以远比以往的销长度要短很多。因此，容纳升降销不需要将托板载置台与地板之间的空间设取得很大。
另外，在最下层托盘固定在托板上的情况下，附加升降销105，托盘夹具组件107d的把持爪107a为18层，托盘夹具组件107b、107c的把持爪107为19层。
(2)从第2层以上的托盘取出基板的动作
图11是表示从第2层以上的处理对象托盘102a取出玻璃基板108的状况的动作演变图。
首先，托盘夹具107前进以便夹入托盘102(图11A)，做好托起第2层以上的托盘的准备(图11B)。在此，与输出输入第1层托盘时的不同点在于，第2层托盘102a由分离爪1274把持。
然后，托起第2层以上的托盘102(图11C)。此时，从图11C可知，作为输出输入对象的第2层托盘102a被分离爪1274把持着，所以变成与其上方的托盘102相分离的状态。
在将第2层以上的托盘102托起的状态下，侧销动作部120以及旋转销动作部124进入到第2层托盘102a下方(图11D)。另外，图11是主视图，所以在图中没有示出旋转销动作部124。
进而，托盘分离机构127仅使第2层托盘102a下降既定高度。这样，侧销122以及旋转销126穿过托盘102a的插通孔1021，将收纳在托盘102a中的玻璃基板108托起(图11E)。
将玻璃基板108从第2层托盘102a托起后，机器臂110进入到托盘102a和玻璃基板108之间，取出玻璃基板108，并将其交接到未图示的基板处理装置中。该动作与第1层托盘的情况同样。
结束玻璃基板108的交接后，处理对象托盘分离机构127使空托盘102a上升，使其上面缘部与第3层托盘的底面部吻合(外观上是图11D所示那样的状态)。然后，使侧销122以及旋转销126退避(外观上是图11C所示那样的状态)。进而，将第2层以上的托盘102载置到第1层托盘102b上(图11B所示那样的状态)，托盘夹具107退避(图11A所示那样的状态)，进入第3层托盘的输出输入的准备。
第3层以后直到第60层，执行上述那样的动作，从而将所有玻璃基板108从托盘102取出。
另外，按每20层托盘变更所使用的托盘夹具组件(107b至107d)，这一点如前所述。
(玻璃基板108的输入动作)
下面，使用图12和图13说明玻璃基板108的输入动作。
如图12所示，将玻璃基板108输入到空托盘102时，从最上层(第60层)托盘起执行。
首先，借助输送器104搬运层叠60层的空托盘102，定位在动作处理位置上(图12A)。定位动作如图2至图4中说明的那样执行。
接着，托盘夹具107前进以便夹入托盘102，做好托起第60层托盘102a的准备(图12B)。由于需要使托盘102a上下运动，所以不是借助托盘把持爪107a，而是借助分离爪1274把持托盘102a。
然后，托起第60层托盘102a(图12C)，与此同时，或在该动作之后，侧销122及旋转销126进入托盘102a(图12D)。
然后，输出输入对象托盘分离机构127使第60层托盘102a下降既定高度，得到侧销122以及旋转销126贯通托盘的插通孔1021的状态，完成交接玻璃基板108的准备工作。在该状态下，例如保持着处理后玻璃基板108的机器臂110(图12中没有图示)进入到侧销122以及旋转销126上方，将玻璃基板108交接到这些销上(图12E)。
结束交接后，输出输入对象托盘分离机构127使托盘102a上升，将交接来的玻璃基板108收纳到托盘102a中。
另外，在将玻璃基板108交接到侧销122以及旋转销126上时，或者将玻璃基板108收纳到托盘102a上时，借助未图示的传感器进行玻璃基板108的定位处理，使得托盘内的玻璃基板收纳位置不会偏离。例如，如果传感器检测到位置偏离，则可借助机器臂110从侧销122、旋转销126取出玻璃基板108，再次执行交接动作。
玻璃基板108被适当收纳到第60层托盘102a中后，侧销122以及旋转销126退避到原来的位置(图12C的状态)，进而，输出输入对象分离机构127使把持着的托盘102a下降而将第60层托盘102a载置到第59层托盘上(图12B的状态)。然后，托盘夹具107从托盘102退避，准备将玻璃基板108输入到下一个托盘(第59层的托盘)中。
图13是表示将玻璃基板108输入到第59层托盘102a中的状况的动作演变图。
首先，托盘夹具107前进以夹入托盘102，准备托起第59层以上的托盘(图13A)。这里，第60层托盘用托盘把持爪107a把持，作为输出输入对象的第59层托盘102a则用分离爪1274把持。
然后，将第59以及第60层托盘托起既定高度(图13B)。此时，从图13B可知，作为输出输入对象的第59层托盘102a用分离爪1274把持，所以变成与第60层托盘相分离的状态。
在将第59及第60层托盘102托起的状态下，侧销动作部120以及旋转销动作部124进入到第2层托盘102a下方(图13C)。
进而，托盘分离机构127仅使第59层托盘102a下降既定高度。这样，侧销122以及旋转销126穿过托盘102a的插通孔1021而变成贯通托盘102a的状态，完成交接玻璃基板108的准备工作。在该状态下，例如保持着处理后玻璃基板108的机器臂110(图13中没有图示)进入到侧销122以及旋转销126上方，将玻璃基板108交接到这些销上(图13D)。
完成交接后，输出输入对象托盘分离机构127使托盘102a上升，将交接来的玻璃基板108收纳到托盘102a中。
另外，关于借助未图示的传感器进行的玻璃基板108的定位，与将玻璃基板108输入第60层托盘时同样。
将玻璃基板108适当收纳到第59层托盘102a中后，侧销122以及旋转销126退避到原来的位置(图13B的状态)，进而，托盘夹具107以及分离机构127使把持着的第59及第60层托盘下降而载置到第58层托盘上(图13A的状态)。然后，托盘夹具107从托盘102退避，做好将玻璃基板108输入到下一托盘(第58层托盘)中的准备。
重复进行上述动作，将玻璃基板108输入到全部60层托盘中。另外，最下层(第1层)的托盘固定在托板101上，所以不使用侧销122旋转销126，而是使用升降销105从机器臂110接取玻璃基板108并将其收纳到托盘中。
上面对本发明的一个实施方式，即，对在托盘升降机构上安装有侧销移动机构、输出输入对象分离机构的情况进行了说明，但也可以设计成，这些部分不相连，全部都单独驱动，改变侧销122、126向输出输入对象托盘102a的插通动作顺序，借助输出输入对象分离机构127将输出输入托盘102a从其他托盘分出后，使侧销122、126进入到输出输入对象102a下方并上升。另外，也可以设计成，在层叠的托盘的分开过程中，不使上侧托盘上下运动，而是使下侧托盘升降，使侧销进入到由此产生的分离空间内。在该情况下，如果侧销移动机构、输出输入对象分离机构安装在下侧的托盘升降机构上，则结构变得更为简单。另外，当然在不脱离本发明的范围内可以任何实施方式实施。
(本实施方式的效果)
如以上说明的那样，根据本实施方式，输送器103和104的高度是固定的，通过升降销105的升降、滑动销122以及旋转销126的动作而将玻璃基板108托起来进行取出/输入，所以，能够实现装置动作的简洁化，并且能够实现装置的空间节省，特别是在高度受限的情况下有效。也就是说，在将销设为固定式而使输送器自身升降的情况下，首先，作为最低限度的装置，需要有作为绝对长度的销长(与托盘层数相当的长度)，进而还需要与托盘层数相当的高度，而在本实施方式中，由于使升降销升降，所以不需要使装置高度为托盘层数的两倍。尽管一个个托盘单独的重量并不大，但如果层叠很多层的话重量也会变得很大。在这种情况下，将该重物的上下运动自身限制到所需的最小限度是很重要的，在本实施方式中能够实现这一点。
另外，在本实施方式中，每结束一张玻璃基板108的取出或输入动作，便使滑动销122以及旋转销126从托盘的下方空间退避，所以不必担心销穿透收纳在托盘中的玻璃基板108，能大幅减小玻璃基板108破损的危险性。容易想象，如果像现有技术那样，销是固定的话，则若托盘夹具脱开，则收纳在受到把持的托盘中的玻璃基板的大部分破损的可能性较大。
进而，在本实施方式中，在对全部托盘完成输出输入的阶段，在第一输送器103上成为所有托盘都载置于托板101上的状态。因此，在输出输入结束后可以迅速进入到与载置有接下来待处理的托盘的托板进行交换的动作，所以，整体上可以缩短基板输送的处理时间，能够实现高效的输送。
另外，在本实施方式中，最下层的托盘固定在托板上，所以能没有位置偏离地取出或者输入玻璃基板108。即，最初的托盘位置明确确定，所以只要托板101的定位准确进行，其上叠置的托盘的定位也将自动准确进行。
(第二实施方式)
在上述实施方式中，对下述情况进行了说明，即，如果载置在滑动销122以及旋转销126上的玻璃基板108或者载置在升降销105上的玻璃基板108产生了位置偏离，则通过机器人109将玻璃基板108调正，从而解决位置偏离，但是也可以对基板输出输入装置100附加玻璃基板108的定位功能。
图14是表示在托盘夹具组件上设置有定位组件200的结构例的图。在该图的例子中，在将托盘夹具组件的第二杆1002沿X方向延长的杆1002’的两端部下侧，经由安装部201安装有定位组件200。
定位组件200包括：定位用的辊210a、210b、211a以及211b、用于支承辊210a、210b、211a以及211b的支承板220、使支承板220向X方向往复移动的致动器230、和使致动器230向Y方向往复移动的致动器240。
定位用的辊210a及210b、211a以及211b的位置关系，根据玻璃基板108收纳在托盘102内的适当位置时该基板的外周与托盘102的外周之间的距离被预先设定。
玻璃基板108的定位通过借助4个定位组件200规定其四角的位置而进行。辊210a、210b是用于对玻璃基板108的四个角中的1个角进行定位的辊，由支承板220旋转自如地支承在支承板220的上侧。
辊211a、211b是用于限制由致动器230以及240使支承板220移动的移动量的辊，由支承板220旋转自如地支承在支承板220的下侧。在本实施方式的情况下，致动器230以及240均为气动致动器。
下面，参照图15及图16对借助定位组件200对玻璃基板108定位的动作进行说明。图15及图16中上部的图是定位组件200以及输出输入对象托盘102a的一部分(角部)周边的侧视图，下部的图是其俯视图。下面，参照图15和图16，对将第2层以上的托盘102作为输出输入对象托盘102a的情况进行说明，但将最下层的托盘102作为输出输入对象托盘102a的情况也是同样。
图15表示定位组件200处于待机状态的情况。对应于输入输出对象托盘102a的玻璃基板108处于载置在滑动销122以及未图示的旋转销126上的状态。另外，如图15的下部所示，玻璃基板108在俯视图中处于从输出输入对象托盘102a产生错位的状态。
在该状态下，如图16所示，首先，伸长致动器240，然后使致动器230工作，来使支承板220向该图的Y方向以及-X方向移动。通过致动器240的伸长，支承板220行进到玻璃基板108与输出输入对象托盘102a之间，辊211a与输出输入对象托盘102a的顺沿于X方向的边抵接。通过辊211a与输出输入对象托盘102a的抵接，停止致动器240的驱动(伸长)。此时，与玻璃基板108的错位相对应地，辊210a与玻璃基板108的顺沿于X方向的边抵接。结果，实现玻璃基板108在Y方向上的定位。
接着，通过致动器230的驱动，辊211b与输出输入对象托盘102b的顺沿于Y方向的边抵接。通过辊211b与输出输入对象托盘102a的抵接，致动器230的驱动(滑动)停止。此时，与玻璃基板108的错位相对应地，辊210b与玻璃基板108的顺沿于Y方向的边抵接。结果，玻璃基板108在X方向上的定位也得以实现。
另外，关于致动器230以及240的驱动的停止，例如可举出下述方法，即，预先将致动器230和240的作用力减弱到在辊211a、211b与输出输入对象托盘102a抵接时致动器230以及240不能使支承板220移动的程度。
这样，实现了玻璃基板108及输出输入对象托盘102a在水平方向上的相对定位。即，通过与玻璃基板108和输出输入对象托盘102a之间的适当配置关系相对应地设定辊210a及210b、211a以及211b的相对配置关系，在两个辊211a及211b与输出输入对象托盘102a的周缘的两边抵接，借助致动器230以及240实现的支承板220的移动停止了的时候，完成玻璃基板108的定位。
如上所述，玻璃基板108的定位借助与其四角分别对应地设置的四个定位组件200同时进行，玻璃基板108的四角的位置由各辊210a以及210b定位。
定位后，定位组件200返回到图15所示的状态。另外，这种玻璃基板108的定位，在输入玻璃基板108时和输出玻璃基板108时都可以进行。通过利用基板输出输入装置100侧的结构进行玻璃基板108的定位，不必利用机器人109将玻璃基板108调正，从而可以缩短生产节拍时间。
(第三实施方式)
下面对进行随机存取的情况加以说明，即，不是从下起或者从上起依次从层叠的托盘102输出输入玻璃基板108，而是对任意位置上的托盘102进行输出输入。
在依次处理方式的情况下，是从上起或者从上起进行玻璃基板的输入输出，所以难以想象在层叠的托盘中局部脱齿状态的收纳，但是在进行随机存取的情况下，基板的收纳状态也有可能变得零乱。也为了防止将两张玻璃基板投入到一个托盘102中等错误的发生，希望在开始输入玻璃基板108时以及开始输出之前，检查各托盘102中是否搭载有玻璃基板108。在本实施方式中，对进行基板检测、即检测各托盘102中是否搭载有玻璃基板108的结构进行说明。
图17是取代托盘102的托盘302的侧视图。托盘302是在托盘102的侧面上设置有与托盘102内部连通的开口部3021的托盘，其他结构与托盘102相同。通过设置该开口部3021，可以从托盘302侧面看出在托盘302内是否搭载有玻璃基板108。从而，通过借助光传感器在上下方向上扫描层叠的托盘302的侧面，可以检查在各托盘302中是否搭载有玻璃基板108。
虽然也可以将使光传感器上下扫描的移动机构设置在基板输出输入装置100侧，但这里对设置在机器人109的机器臂110末端的例子进行说明。图18是表示将光传感器400设置在机器臂110上的例子的图。
光传感器400具有发光元件401和受光元件402。发光元件401从机器臂110的末端照射光。在有物体存在于发光元件401的照射范围中的情况下，被该物体反射的反射光由机器臂110末端的受光元件402接收，从而检测到该物体的存在。
图19是借助光传感器400检查在各托盘302中有没有搭载玻璃基板108的情况下的动作说明图、以及表示光传感器400的检测结果的图。
在图19的例子中，在下起第2层以及第5层托盘302中没有搭载玻璃基板108。机器臂110使光传感器400接近层叠的托盘302的侧面，保持光传感器400和托盘302的侧面之间的距离一定，同时使机器臂110以一定的速度从最下层的托盘302的位置上升(或者从最上层的托盘302的位置下降)。
从光传感器400的发光元件401照射的光被托盘302的侧面反射，由受光元件402检测到。并且，照射到开口部3021的光，在玻璃基板108存在的情况下，由玻璃基板108的侧面反射，而由受光元件402检测到，但在不存在玻璃基板108的情况下则没有反射光，所以不会由受光元件402检测到。
因此，如图19的检测结果所示，从光传感器400(受光元件402)输出的电信号的波形，在搭载有玻璃基板108的托盘302和没有搭载玻璃基板108的托盘302之间有所不同，从而根据该检测结果和机器臂110的移动位置信息，便可以检查在各托盘302中是否搭载有玻璃基板108。
然后，根据光传感器400的检测结果，选择作为输出输入对象的托盘302，进行输出输入动作。图20是表示利用了光传感器400的检测结果的控制系统的框图。
该图表示了下述系统的例子，即，管理设置基板输出输入装置100的整个工厂的主机500、与控制机器人109的控制装置501以及控制基板输出输入装置100的控制装置502以可通信的方式连接。光传感器400的检测结果经由控制装置501而被送往主机500。主机500基于收到的检测结果，对应于与基板输出输入装置100相关联的各种基板处理装置的动作状况，选择作为输出输入对象的托盘302并对控制装置502发出指示。收到托盘302的选择指示的控制装置502，将对应于该选择指示的托盘302设定为输出输入对象托盘，进行上述输出输入动作。
本发明并不限于上述实施方式，在不脱离本发明构思和范围的前提下可以进行各种变更和变型。

Claims (12)

1.一种基板输出输入装置，用于从托盘取出基板或者将基板输入托盘，其特征在于，包括：
输送器，用于使层叠有多层托盘的托板移动，所述托盘具有既定数目的销插通孔，
托板定位机构，将前述托板定位在前述输送器的既定位置上，
托盘升降机构，在借助上述定位机构将前述托板定位了的状态下，将前述多层托盘分离，在分离的托盘之间设置既定的分离空间，
托盘分离机构，使与作为输出输入对象的基板相对应的输出输入对象托盘在上述分离空间中上下运动，
基板支承销移动机构，用于使支承基板用的基板支承销进入到前述输出输入对象托盘下方以及从前述输出输入对象托盘下方退避，和
销插通机构，使前述基板支承销插通前述输出输入对象托盘的前述销插通孔；
前述基板支承销通过插通前述销插通孔而从前述输出输入对象托盘突出，
借助突出的前述基板支承销，对前述基板以从前述输出输入对象托盘被托起的状态进行支承。
2.如权利要求1所述的基板输出输入装置，其特征在于，
前述托盘分离机构起到前述销插通机构的作用，
在前述基板支承销位于前述输出输入对象托盘下方的状态下，通过借助前述托盘分离机构使前述输出输入托盘下降，而使前述基板支承销插通前述输出输入对象托盘的前述销插通孔。
3.如权利要求1所述的基板输出输入装置，其特征在于，
前述基板支承销移动机构通过使前述基板支承销旋转而使前述基板支承销进入到前述输出输入对象托盘下方以及从该托盘下方退避。
4.如权利要求1所述的基板输出输入装置，其特征在于，
前述基板支承销移动机构通过使前述基板支承销滑动而使前述基板支承销进入到前述输出输入对象托盘下方以及从该托盘下方退避。
5.如权利要求1所述的基板输出输入装置，其特征在于，
前述托盘升降机构沿上下方向设置有多层用于支承各个前述托盘的托盘把持爪，
前述托盘把持爪按沿上下方向划分的多个组单位被驱动控制。
6.如权利要求1所述的基板输出输入装置，其特征在于，
前述基板支承销移动机构安装在前述托盘升降机构上。
7.如权利要求1所述的基板输出输入装置，其特征在于，
前述托盘分离机构安装在前述托盘升降机构上。
8.如权利要求1所述的基板输出输入装置，其特征在于，
还包括升降销，所述升降销相对于最下层托盘对基板以从该最下层托盘被托起的状态进行支承。
9.一种基板输出输入方法，用于从托盘取出基板，或者将基板输入到托盘中，其特征在于，包括：
托盘相对移动工序，使层叠了多个具有既定数目销插通孔的托盘的托板移动，进行前述托板的定位，然后，分离前述层叠的托盘，设置既定的分离空间；
托盘分离工序，使与作为输出输入对象的基板相对应的输入输出对象托盘独立于其他托盘在上述分离空间中上下运动，使其成为与其他托盘相分离的状态；
基板支承销移动工序，使用于支承基板的基板支承销进入前述输出输入对象托盘下方；
销插通工序，使前述基板支承销和前述输出输入对象托盘相对移动，以便前述基板支承销插通前述输出输入对象托盘的前述销插通孔而从前述输出输入对象托盘突出；和
基板交接工序，在前述基板支承销插通前述输出输入对象托盘的前述销插通孔而从前述输出输入对象托盘突出的状态下，在前述基板支承销与其他移载装置之间进行基板的交接。
10.如权利要求1所述的基板输出输入装置，其特征在于，包括对由前述基板支承销支承的基板进行定位的基板定位机构。
11.如权利要求1所述的基板输出输入装置，其特征在于，包括检测多层层叠的各前述托盘中是否有基板存在的基板检测机构，
根据前述基板检测机构的检测结果选择前述输出输入对象托盘。
12.一种基板输出输入装置，相对于从具有多个销插通孔并被层叠起来的多层托盘中选择的一个托盘，进行基板的输出输入，其特征在于，包括：
第一升降机构，以与作为输出输入对象的基板相对应的输出输入对象托盘和该输出输入对象托盘下方的托盘之间为界，将前述多层托盘上下分离，
基板支承销移动机构，使支承基板用的基板支承销进入到因上述第一托盘升降机构进行分离而产生的、前述输入输出对象托盘与该输出输入对象托盘下方的托盘之间的分离空间中，和
第二升降机构，使前述输出输入对象托盘在前述分离空间内上下移动；
借助前述基板支承销移动机构使前述基板支承销进入前述分离空间，使得前述基板支承销插通前述输出输入对象托盘的前述销插通孔而从前述输出输入对象托盘突出，然后，借助前述第二升降机构使前述输出输入对象托盘下降。
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