JP2001144166A - 基板位置決め装置及び基板ハンドリング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】カセット１に収納した基板１０をカセットに対
して自動的に位置決めする装置を提供する。 【構成】箱型のカセット１は、固定支柱５と移動支柱の
間に基板１０を保持する。固定支柱５の内面が基準面８
である。基板位置決め装置１１の基台１５には、載置台
２１が傾斜可能に設けられる。載置台２１を傾斜させる
エアシリンダ２５が基台１５に設けられる。基台１５に
は加振手段２０が設けられている。基板１０を収納した
カセット１を載置台２１に設置する。エアシリンダ２５
で載置台２１を傾斜させる。加振手段２０を作動させ
る。カセット１内の基板１０は、一端面が基準面８に接
触していない場合には、振動によって下方に移動して基
準面８に当接する。これでカセットに対する基板の位置
がきまる。載置台の傾斜を戻し、ロボットが基板を保持
して斜め上方に持ち上げ、カセットを外に取り出す。基
板はカセットと擦れず、損傷しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カセットに収納し
たガラスなどの基板をロボットを用いて取り出すため
に、該カセットに収納した基板をカセット内の所定位置
に設定するための基板位置決め装置に関する。また、本
発明は、カセットに収納したガラスなどの基板をロボッ
トを用いて取り出すための基板ハンドリング方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】各種工業製品の素材として各種材質から
なる薄板状の板体が用いられている。例えば、微細な電
子回路や半導体部品を作りこむために絶縁性の材質から
なる基板が使用されている。一例をあげれば、発光素子
乃至表示素子である蛍光表示管やＥＬ素子などでは、電
極類や発光部分をガラスなどの基板の上に形成する構造
になっている。このような基板の製品製造工程における
取り扱いの一例を説明すれば、まず基板は必要な洗浄工
程の後で取り扱い上の便宜から例えばカセットとよばれ
る収納容器に間隔をおいて多段に積み重ねて収納され
る。このカセットを所定位置に設置し、取り出し乃至搬
送用のロボットがカセットから基板を取り出して所定の
加工位置まで運ぶ。

【０００３】図５は、このようなガラス基板を収納する
カセット１の一例である。互いに平行な底板２と天板３
は外枠４によって連結されて全体として略箱枠状に組み
立てられている。内部には、複数本の支持支柱５，６が
設けられている。図示左側の支持支柱５は固定であり、
図示右側の支持支柱６は水平方向に移動可能である。各
支持支柱５，６の内面側の各対応する位置には、基板１
０を載せるための支持板７が櫛歯状に突設されている。

【０００４】製造工程に持ちこまれる基板１０は、素材
となる大型のガラス板からカットして形成される。カセ
ット１の移動側の支持支柱６を固定側に移動させ、カッ
トされた基板１０のサイズに対応させる。そして支持支
柱５，６の支持板７の上にこの基板１０を載置する。こ
こで固定側と可動側の各支持支柱５，６の間隔は、取り
出す際に支障が生じないように、基板１０の実際の幅よ
りもやや大きめに設定する。

【０００５】作業担当者は、基板１０を収納したカセッ
ト１を、基板取り出しのために定められた所定の位置に
設置し、位置決めされたこのカセット１からロボットが
基板１０を取り出して工程に搬送していた。このため、
カセット１に収納された基板１０は、カセット１に対し
ても定められた正規の位置に置かれている必要がある。
即ち、基板１０をカセット１内の所定位置に位置決め
し、このカセット１を所定の取り出し位置に設置すれ
ば、基板１０の位置は定まり、プログラムされたロボッ
トによって正規の状態で保持して取り出し、所定の位置
に搬送することができる。

【０００６】カセット１内において基板１０を所定の位
置に設置するため、固定側の支持支柱５の内面を基準面
８とし、基板１０の一端面を基準面８に突き当てて位置
決めしていた。作業担当者は、カセット１を所定位置に
設置する際、収納された各基板１０がカセット１の基準
面８に正しく接触しているかを確認することになってお
り、接触していない場合には手で基板１０を基準面８側
に寄せる作業を行なっていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに人手で基板１０を片寄せしているため、基準面８側
に基板１０が片寄せできないままにカセット１が所定位
置にセットされてしまうことが考えられ、そのような場
合にはロボットによる取り出しの際に位置決めエラーや
基板１０の端面を擦るなどの不都合が発生するおそれが
あった。

【０００８】また、人手で行なう基板１０の片寄せは、
基板１０の端面のチッピングの原因となり、パーティク
ル発生の原因となる。

【０００９】また、基板１０を収納したカセット１を所
定位置に設置するごとに基板１０の収納状態を作業担当
者が確認・修正する方式では、基板１０を収納したカセ
ット１を、製造装置間で必要に応じて搬送して製造に投
入するということができない。即ち、人手が介在したの
では工程の完全な自動化が困難であった。

【００１０】本発明は、カセット１のような容器に収納
した基板１０を容器に対して自動的に位置決めすること
ができる基板１０位置決め装置と、このような操作を行
なために有用な基板１０ハンドリング方法を提供するこ
とを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された基
板位置決め装置（１１）は、収納した基板（１０）の一
端面が位置決めされる基準面（８）を備えたカセット
（１）に基板を位置決めするための基板位置決め装置に
おいて、前記カセットが載置される傾斜可能な載置台
（２１）と、前記載置台を傾斜させる駆動手段〔エアシ
リンダ２５）とを有している。

【００１２】請求項２に記載された基板位置決め装置
は、請求項１記載の基板位置決め装置（１１）におい
て、前記載置台（２１）を振動させる加振手段（２０）
を備えたことを特徴としている。

【００１３】請求項３に記載された基板位置決め装置
は、請求項２記載の基板位置決め装置において、前記載
置台（２１）の一縁辺側が上下方向に揺動できるように
前記載置台の他縁辺側が回動可能に連結された基台（１
５）と、前記載置台に設けられて前記カセット（１）を
保持する保持手段（２３）とをさらに有しており、前記
駆動手段が、前記基台側に固定された本体〔バレル２
６）と、前記載置台側に連結されて前記本体に対して移
動する操作部〔ロッド２７）とを備えたアクチュエータ
（エアシリンダ２５）であり、前記加振手段（２０）が
前記基台（１５）に設けられていることを特徴としてい
る。

【００１４】請求項４に記載された基板ハンドリング方
法は、位置決め用の基準面（８）を備えたカセット
（１）に基板（１０）を収納し、前記基準面が下方の位
置となるように前記カセットを傾斜させることにより前
記基板を前記カセット内で移動させて前記基準面に突き
当てて位置決めし、傾斜を解除した前記カセット内に位
置決めされている前記基板を、前記基板の端面と前記基
準面が擦れないように移動させて前記カセットの外に取
り出すことを特徴としている。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の第１の例を
図１〜図４を参照して説明する。本例の基板位置決め装
置に対しては、図５を参照して説明したカセット１と同
一のものも使用できる。図１には、図５に示したカセッ
ト１を設置した本例基板位置決め装置１１が図示されて
いる。また、図３及び図４に示した拡大図のように、基
板１０の支持板９の形状が異なるカセットを使用しても
よい。いずれのカセットも、蛍光表示管の陽極基板とし
て使用されるガラス製の基板１０が収納される。本装置
１１は、この基板１０を収納したこのカセットを操作
し、収納した基板１０の一端面をカセット内の基準面８
に突き当てて位置決めする機能を有している。

【００１６】基板位置決め装置１１は基台１５を有して
いる。基台１５は設置面に安定して載置される略矩形の
設置板１６と、この設置板１６の４隅に垂直に取り付け
られた４本の支持柱１７と、支持柱１７の上に設けられ
た取り付け板１８とを有している。

【００１７】各支持柱１７の上端には、例えばゴムと金
属を積層してなる免震部１９が形成してあり、取り付け
板１８はこれら免震部１９で支えられている。取り付け
板１８の下面には加振手段２０が設けられており、取り
付け板１８に振動を与えるようになっている。免震部１
９に支えられた取り付け板１８は加振手段２０によって
適当な状態で振動することができる。また、免震部１９
によって、取り付け板１８の振動が設置板１６に伝わる
のを抑えている。

【００１８】加振手段２０としては、超音波振動子や偏
芯カム付きモータによる振動装置など、機構・原理を問
わずあらゆる振動子を利用できる。

【００１９】取り付け板１８には、カセット１が載置さ
れる略矩形の載置台２１が傾斜可能に設けられている。
即ち、載置台２１の一縁辺側が上下方向に揺動できるよ
うに、載置台２１の他縁辺側が基台１５の一縁辺にヒン
ジ２２で回動可能に連結されている。載置台２１の上面
には、カセット１を保持する保持手段２３が設けられて
いる。

【００２０】載置台２１を傾斜させるための駆動手段で
あるアクチュエータとして、エアシリンダ２５が基台１
５に設けられている。即ち、取り付け板１８には本体で
あるバレル２６が取り付けられ、バレル２６に対して伸
縮する操作部であるロッド２７の先端が載置台２１の下
面に連結されている。なお、取り付け板１８に対するバ
レル２６の取り付けや、載置台２１に対するロッド２７
の連結は、エアシリンダ２５の作動に伴って載置板が取
り付け板１８に対して支障なく回動できるような構造で
あることは当然である。

【００２１】次に、本例の基板位置決め装置１１を用い
て行う基板ハンドリング方法について説明する。移動側
の支持支柱６を固定側の支持支柱５側に移動させ、基板
１０のサイズに合わせてカセット１内の収容部分の幅を
調整する。そして取り扱うべき基板１０をカセット１に
収納する。

【００２２】図１に示すような支持板７が水平なカセッ
ト１でもよいが、図２又は図３に拡大して示すように、
カセットの支持支柱５，６に設けられた支持板９が内方
斜め上向きであり、基板１０の下面との接触面積が小さ
いものがさらに好都合である。このような基板１０の支
持構造を有するカセットの方が、基板１０と支持板９と
の摩擦が少ないので基板１０を基準面８側に片寄せしや
すい。

【００２３】基板１０を収納したカセット１を所定の向
き・姿勢で基板位置決め装置１１の載置台２１に設置す
る。即ち、載置板の傾斜に伴ってカセット１内で基板１
０が下方に移動し、基準面８に当接するような状態に設
置する。図１に示すように、カセット１内の基板１０の
左右方向（基板１０の幅方向）、即ち支持支柱６の移動
可能方向について、カセット１の基準面８が傾斜の下方
に位置するように、カセット１を載置台２１の上に設置
する。載置台２１の上に載置したカセット１を保持手段
２３を用いて載置台２１に固定する。

【００２４】エアシリンダ２５を作動させて載置台２１
を傾斜させる。加振手段２０を作動させて載置台２１ご
とカセット１を振動させる。カセット１内に収納されて
いる基板１０は、一端面が基準面８に接触していない場
合には、振動によって確実に下方に移動して基準面８に
当接する。

【００２５】傾斜の程度は、基板１０の重量、支持板７
又は９と基板１０との摩擦の程度などを考慮し、基板１
０の自重で基準面８に片寄せされたときに基板１０の端
面が基準面８との衝突によって損傷しない程度となるよ
うに設定する。

【００２６】その後、傾斜した載置板はエアシリンダ２
５の作動によってもとの水平な位置に戻される。これで
基板１０はロボットによって取り出すための所定の位置
に位置決めされたことになる。

【００２７】ロボットによる基板１０の取り出しを図２
〜図４を参照して説明する。図２に示すように、基板１
０の取り出しに使用するロボットは、移動線Ｌ１に沿っ
て移動する図示しない本体と、この本体に設けられた伸
縮式のアーム３０と、アーム３０の先端に設けられたハ
ンド３１を有している。ハンド３１は、ヘッド３２と、
ヘッド３２に設けられた保持部３３とを有している。保
持部３３には、基板１０を吸着固定するための吸着手段
３４（吸引口）と、基板１０の前端縁を検知するための
センサ３５が設けられている。

【００２８】図２に連続動作図で示すように、ロボット
のハンド３１が所定位置に設置されたカセット１内に投
入される。カセット１の基準面８に平行にハンド３１は
カセット１内に入る。同方向の位置は、保持部３３のセ
ンサ３５で基板１０の端縁を検知し、ロボットから基板
１０までの距離を計算して行なう。

【００２９】図３は、図２を参照して説明したハンド投
入時の状態を、ハンド投入方向と直交する面内で見た図
である。

【００３０】カセット１の基準面８に直交する方向（即
ちハンド投入方向と直交する方向）における基板１０の
ハンドリングを図４を参照して説明する。図４中に２点
鎖線で示すように、ハンド３１が上昇して基板１０の下
面に接触し、吸着手段３４によって基板１０を保持部３
３上に吸着保持する。次に、図４中に実線で示すよう
に、ハンド３１が基準面８に直交する横方向の動作と、
鉛直方向の上昇動作の両方を同時に行なう。即ち、基板
１０は図中斜め右上方向に移動し、カセット１に対して
擦れることなく持ち上げられる。これでハンド３１は基
板１０を所定の状態で保持してカセット１から運び出
し、次の工程に搬送することができる。

【００３１】基板１０が基準面８に接触している状態か
らいきなり基板１０を上昇させると、基板１０とカセッ
ト１が擦れて基板１０の端面が壊れるおそれがある。前
記基板１０の斜めの移動（オフセット動作）を構成する
２方向の動きのうち、基準面８に直交する横方向の動作
は、基板１０とカセット１が擦れて基板１０の端面が壊
れるのを防止するためである。従って、前記横方向の移
動量は任意であり、基板１０が基準面８から離れれば良
い。

【００３２】本例によれば、カセット１に収納された基
板１０をカセット１内で自動的に位置決めできるので、
位置決めエラーや基板１０の端面を擦るなどの不都合を
生じることなく、ロボットによる取り出しを行なうこと
ができる。

【００３３】また、基板１０を収納したカセット１にお
ける基板１０の収納状態を作業担当者が確認・修正する
必要がないので、基板１０を収納したカセット１を製造
装置間で必要に応じて自動的に搬送して製造に投入する
ということができ、工程の完全な自動化が可能となっ
た。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、位置決め用の基準面を
備えたカセットに基板を収納し、基準面が下になるよう
にカセットを傾斜させて基板を基準面に突き当てて位置
決めできる。そして、傾斜を解除したカセット内の基板
を、基準面と擦れ合わないようにカセット外に取り出す
ことができる。よって、本発明によれば、次のような効
果が得られる。

【００３５】(1) 自動片寄せの機構・方法により、装置
間でカセットを自動搬送することができるなど、基板を
収納したカセットを用いる工程の完全自動化が実現でき
る。

【００３６】(2) 人手が介在しないので、人的なミスが
起こらず、安定した基盤の位置決め・取り出しが行なえ
る。

【００３７】(3) 片寄せ荷重がいて異で均一なため、基
板端面のチッピングが防げ、パーティクルの発生を防止
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例における基板位置決
め装置の正面図である。

【図２】本例の基板位置決め装置におけるハンドの横方
向の動作を示す平面図である。

【図３】本例の基板位置決め装置におけるハンドの基板
保持動作を示す正面図である。

【図４】本例の基板位置決め装置におけるハンドのオフ
セット動作を示す正面図である。

【図５】基板１０が収納されるカセット１の一例を示す
正面図である。

【符号の説明】

１…カセット、８…基準面、１０…基板、１１…基板位
置決め装置、１５…基台、２０…加振手段、２１…載置
台、２３…保持手段、２５…駆動手段としてのエアシリ
ンダ、２６…駆動手段であるアクチュエータの本体とし
てのバレル、２７…駆動手段であるアクチュエータの操
作部としてのロッド。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０５Ｂ 33/10 Ｈ０５Ｂ 33/10 Ｆターム(参考） 3C012 BB03 BB05 BG05 BJ01 3K007 AB18 CA01 DA00 5F031 CA05 DA01 FA02 FA11 KA15 KA17

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 収納した基板の一端面が位置決めされる
   基準面を備えたカセットに基板を位置決めするための基
   板位置決め装置において、 前記カセットが載置される傾斜可能な載置台と、 前記載置台を傾斜させる駆動手段と、 を有する基板位置決め装置。
2. 【請求項２】 前記載置台を振動させる加振手段を備え
   た請求項１記載の基板位置決め装置。
3. 【請求項３】 前記載置台の一縁辺側が上下方向に揺動
   できるように前記載置台の他縁辺側が回動可能に連結さ
   れた基台と、 前記載置台に設けられて前記カセットを保持する保持手
   段と、 をさらに有し、 前記駆動手段は、前記基台側に固定された本体と、前記
   載置台側に連結されて前記本体に対して移動する操作部
   とを備えたアクチュエータであり、 前記加振手段は、前記基台に設けられている請求項２記
   載の基板位置決め装置。
4. 【請求項４】 位置決め用の基準面を備えたカセットに
   基板を収納し、 前記基準面が下方の位置となるように前記カセットを傾
   斜させることにより前記基板を前記カセット内で移動さ
   せて前記基準面に突き当てて位置決めし、 傾斜を解除した前記カセット内に位置決めされている前
   記基板を、前記基板の端面と前記基準面が擦れないよう
   に移動させて前記カセットの外に取り出す基板ハンドリ
   ング方法。