JP2004203604A - 方形板状ワークの移載方法及び移載装置 - Google Patents
方形板状ワークの移載方法及び移載装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】熱処理装置への移載においても位置センサの耐熱性、信頼性の問題が生じなく、また、冷却装置と熱処理装置間の基板熱処理用棚の移動機構や移動工程を省略し、熱処理装置に対してロボットハンドで直接移載でき又取出すことのできる移載方法及び移載装置を提供せんとする。
【解決手段】ハンド以外の適所に配置された位置センサ３１、３２、３３によりワークＷの縦横の位置ズレ量及びアーム伸縮軸に対する角度ズレ量を認識し、前記ワークの姿勢をアーム伸縮軸Ａに平行となるように調節するとともに、認識した位置ズレ量に基づき縦横の移動量を補正し、当該ワークを所定の適正位置に収納させることを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】ハンド以外の適所に配置された位置センサ３１、３２、３３によりワークＷの縦横の位置ズレ量及びアーム伸縮軸に対する角度ズレ量を認識し、前記ワークの姿勢をアーム伸縮軸Ａに平行となるように調節するとともに、認識した位置ズレ量に基づき縦横の移動量を補正し、当該ワークを所定の適正位置に収納させることを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイ用ガラス基板等の方形板状ワークを取出位置から収納位置まで移載するための移載方法及び移載装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の移載装置は、図９に示すように、収納カセット４やセンタリングステージ等のキャリヤに収容された複数の方形板状ワークＷを、熱処理装置５（熱風循環加熱式クリーンオーブン：１２０〜２５０℃）の入口開口部より内部の支持棚５１の所定段に所定順序で搬送ロボット４０１のハンド４０７に一枚づつ載せて吸着しながら移載する。また、熱処理時間が経過したワークから順にハンド４０７に水平状に一枚づつ載せて吸着しながら取り出し、容器に収容する。
この際、ワークＷの角や縁がカセット４や支持棚５１の枠、壁などに衝突或いは接触して破損したり発塵することを防ぐため、前記枠等にワークＷが干渉しないよう適正な位置及び向きで移載を行なう調節（アライメント）が行われており、メカニカルアライメント方式と非接触アライメント方式がある。
【０００３】
メカニカルアライメント方式は、図８に示すように、予めガラス基板等のワークＷをセンタリングステージ５０１に置き、センタリングユニット５０２等によりワーク端面より押し込んでアライメントを行った上、搬送や移載を行うものである。この場合、センタリングユニット５０２としてはシリンダやボールねじ等で押す方式が知られている。
【０００４】
一方、非接触アライメント方式としては、搬送ロボットのハンド付け根に横方向に所定距離を隔てて設置された２個の位置センサで矩形ワークの一辺の縁を非接触で検出することによりワークの回転角（θ）と縦方向の変位量（Ｘ）を把握し、更に、整列装置の一ヶ所に設置された別の位置センサにより矩形ワークの他の一辺の縁を非接触で検出することにより横方向の変位量（Ｙ）を把握し、ロボットアームの伸縮量と回転角、およびロボットの横移動でそれぞれワークの位置と向きを補正して整列を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
図８に示した上記メカニカルアライメント方式では、当該センタリングステージ５０１のためのスペースや設備が別に必要となり、クリーンルームの占有面積が大きく高コストとなるのみならず、付加的な工程が必要となることにより余計や時間がかかり、その分ターンアラウンドタイムが長くなり、それだけ処理材に対する投資も大きくなり、経済的とは言えない。また、センタリングユニット５０２によりワーク側部を機械的に押すため、ワークＷとワーク支持部５０３との接触部で摺動が起こり、発塵や破損の虞がある。更に、ワークＷの撓み等に基因して正確にアライメントできない可能性があり、これらの問題は、基板が大型化している近年、ますます深刻になっている。
【０００６】
また、上記非接触アライメント方式では、二個の位置センサがハンド付け根に設けられているので、センサの耐熱性等が問題となり、熱処理装置の移載のためには使用できない。即ち、位置センサの耐熱温度は、一般に加熱炉の温度や取り出すべきワークＷの温度（１２０〜２５０℃）より低かったり、或いはその温度における信頼性や寿命等の点で実用に耐えないものであり、且つ、熱処理中に基板から発生する昇華物が位置センサーに付着し、動作しなくなることもあり、耐熱、信頼性で問題があった。
そこで非接触アライメント方式を熱処理装置への移載に採用するためには、従来、図９に示すように冷却装置９を手前側に配置させ、該冷却装置と熱処理装置との間を移動する熱処理用棚５０４に対して基板を移載することにより位置センサ４０８の耐熱性、信頼性の問題をクリアしているが、別途熱処理用棚の移動機構や工程を必要とし、また、装置のレイアウトが限定され、効率的ではなかった。
【０００７】
なお、露光装置に関して、方形基板をそれぞれ回転およびＸ、Ｙ座標方向に移動可能な可動ステージ上に載置し、基板の外形を規定する位置情報を非接触で検出し、基準座標系に対する偏差を検出して目標位置に移動させるもので、基準座標系の互いに直交する座標軸の一方の座標軸に関しては二点で検出し、他方の座標軸に関しては一点で検出する基板位置検出手段を備えたものが知られている（例えば、特許文献２）。
【０００８】
しかし、前記露光装置は処理すべき場所で静的な位置合わせをするための技術を開示したものであり、熱処理装置への移載時に要求されるような動的な位置合わせはできない。即ち、動的な位置合わせでは、処理場所や保管場所ではなく、ワークを一枚づつそれらの位置に移載する一連の繰り返し動作のなかで、各動作時間中にワークの方向と位置のずれを修正して正しい方向で正確な位置に届けることが要求されるが、前記露光装置に開示された技術ではそれができず、当該位置検出手段を採用することは到底できない。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−１４４１６５号公報
【特許文献２】
特許第３２５４７０４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、ワークの発塵や破損、撓み等に基因するアライメントのズレの問題が生じないアライメント方式であって、熱処理装置への移載においても位置センサの耐熱性、信頼性の問題が生じなく、また、冷却装置９と熱処理装置５間の基板熱処理用棚５０４の移動機構や移動工程を省略し、熱処理装置に対してロボットハンドで直接移載でき又取出すことのできる移載方法及び移載装置を提供する点にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題解決のために、回転可能に支承され且つ径方向に伸縮可能なアーム及びその先端に設けられたハンドを有し、ワークを取出位置から収納位置まで移載する搬送ロボットと、前記ハンドに保持された前記ワークの位置及び姿勢を調節するためのアライメント手段と、前記ハンドに保持されるワークの一端辺に対応する複数の位置センサと、を備えた移載装置による方形板状ワークの移載方法であって、前記複数の位置センサを前記ハンド以外の適所に配設し、前記アライメント手段は、前記複数の位置センサにより当該一端辺の位置及び角度を検出する工程と、前記検出した位置及び角度に基づき、当該ワークの前記ハンドに対する位置ズレ量及びアーム伸縮軸に対する角度ズレ量を演算する工程と、前記演算した角度ズレ量に基づき、前記ワークの姿勢をアーム伸縮軸に平行となるように調節する工程と、少なくとも一つの位置センサにより、前記一端辺に隣接する他端辺の位置を検出する工程と、前記検出した他端辺の位置に基づき、当該ワークの前記ハンドに対する位置ズレ量を演算する工程と、前記演算した一端辺及び他端辺の各位置ズレ量に基づき、前記搬送ロボットによる前記ワークの縦横の移動量を補正し、当該ワークを所定の適正位置に収納させる工程と、を備えたことを特徴とする方形板状ワークの移載方法を提供する。ここに、前記位置ズレ量とは、検出した端辺がワークの横辺である場合には縦方向のズレ量、検出した端辺がワークの縦辺である場合には横方向のズレ量をいい、アーム伸縮軸とは、アームが伸縮する際の軸をいう。
【００１２】
ここで、前記一端辺の位置及び角度を検出する複数の位置センサのうちの少なくとも一つの位置センサにより、前記一端辺に隣接する他端辺の位置を検出してなるものが好ましい。
【００１３】
また、前記ワークの一端辺がワークのハンド先端側に位置する端辺であることが好ましい。
【００１４】
より具体的には、回転可能に支承され且つ径方向に伸縮可能なアーム及びその先端に設けられたハンドを有し、ワークを取出位置から収納位置まで移載する搬送ロボットと、前記ハンドに保持された前記ワークの位置及び姿勢を調節するためのアライメント手段と、前記ハンドに保持されるワークの一端辺に対応する複数の位置センサと、を備えた移載装置による方形板状ワークの移載方法であって、前記搬送ロボットを、ハンドに保持したワークをアーム伸縮軸に沿った縦方向に移動させる縦移動、該ワークを横方向に移動させる横移動、及び前記アーム又はハンドの回転によりワークを回転させる回転移動を可能に構成し、前記複数の位置センサを前記ハンド以外の適所に配設し、前記アライメント手段は、前記縦移動に伴い、前記複数の位置センサにより検出した位置及び角度に基づき、当該ワークの縦方向の位置ズレ量及びアーム伸縮軸に対する角度ズレ量を演算する工程と、前記演算した角度ズレ量に基づき、前記回転移動により、前記ワークの姿勢をアーム伸縮軸に平行となるように調節する工程と、前記横移動に伴い、前記複数の位置センサのうちの少なくとも１つの位置センサにより検出した他端辺の位置に基づき、当該ワークの横方向の位置ズレ量を演算する工程と、前記演算した縦方向及び横方向の各位置ズレ量に基づき、前記搬送ロボットによる前記ワークの縦横の移動量を補正し、当該ワークを所定の適正位置に収納させる工程とを備えたことを特徴とする方形板状ワークの移載方法をも提供する。ここに、縦方向とは、取出又は収納時にワークを移動させるアーム伸縮軸に沿った方向をいい、横方向とは前記縦方向に対して直交する方向であって、取出位置と収納位置の間を搬送ロボットが移動する方向をいう。
【００１５】
また、本発明は、回転可能に支承され且つ径方向に伸縮可能なアーム及びその先端に設けられたハンドを有し、ワークを取出位置から収納位置まで移載する搬送ロボットと、前記ハンドに保持された前記ワークの位置及び姿勢を調節するためのアライメント手段と、前記ハンドに保持されるワークの一端辺に対応して複数の位置センサとを備えた方形板状ワークの移載装置であって、前記複数の位置センサは前記ハンド以外の適所に配設され、前記アライメント手段は、前記複数の位置センサにより当該一端辺の位置及び角度を検出し、それに基づき当該ワークの前記ハンドに対する位置ズレ量及びアーム伸縮軸に対する角度ズレ量を演算して、前記ワークの姿勢をアーム伸縮軸に平行となるように調節するとともに、少なくとも１つの位置センサにより、前記一端辺に隣接する他端辺の位置を検出し、それに基づき当該ワークの前記ハンドに対する位置ズレ量を演算して、これら演算した一端辺及び他端辺の各位置ズレ量に基づき、前記搬送ロボットによる前記ワークの縦横の移動量を補正し、当該ワークを所定の適正位置に収納させるものであることを特徴とする方形板状ワークの移載装置をも提供する。
【００１６】
ここで、前記アライメント手段は、前記一端辺の位置及び角度を検出する複数の位置センサのうちの少なくとも１つの位置センサにより、前記一端辺に隣接する他端辺の位置を検出してなるものが好ましい。
【００１７】
また、回転可能に支承され且つ径方向に伸縮可能なアーム及びその先端に設けられたハンドを有し、ワークを取出位置から収納位置まで移載する搬送ロボットと、前記ハンドに保持された前記ワークの位置及び姿勢を調節するためのアライメント手段と、前記ハンドに保持されるワークの一端辺に対応して複数の位置センサとを備えた方形板状ワークの移載装置であって、前記搬送ロボットは、ハンドに保持したワークをアーム伸縮軸に沿った縦方向に移動させる縦移動、該ワークを横方向に移動させる横移動、及び前記アーム又はハンドの回転によりワークを回転させる回転移動を可能に構成され、前記複数の位置センサは前記ハンド以外の適所に配設され、前記アライメント手段は、前記縦移動に伴い、前記複数の位置センサにより検出した位置及び角度に基づき、当該ワークの縦方向の位置ズレ量及びアーム伸縮軸に対する角度ズレ量を演算して、前記回転移動により、前記ワークの姿勢をアーム伸縮軸に平行となるように調節するとともに、前記横移動に伴い、少なくとも一つの位置センサにより検出した他端辺の位置に基づき、当該ワークの横方向の位置ズレ量を演算して、これら演算した縦方向及び横方向の各位置ズレ量に基づき、前記搬送ロボットによる前記ワークの縦横の移動量を補正し、当該ワークを所定の適正位置に収納させるものが好ましい実施例である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る移載装置の構成を示す説明図であり、図１〜７は代表的実施形態を示し、図中符号１は移載装置、２は搬送ロボット、４はカセット、５は熱処理装置、３１〜３３は位置センサ、Ｗは基板をそれぞれ示している。
【００２０】
本発明の移載装置１は、図１に示すように、水平方向に回転可能に支承され且つ径方向に伸縮可能なアーム６及びその先端に設けられたハンド７よりなり、方形板状のワーク（Ｗ）を取出位置から収納位置まで移載する搬送ロボット２と、前記ハンド７に保持された前記ワーク（Ｗ）の位置及び姿勢を調節するためのアライメント手段と、前記ハンド７に保持されるワーク（Ｗ）の一端辺８０に対応して、前記ハンド以外の適所に配設された少なくとも２つの位置センサ３１、３２と、前記一端辺に隣接する他端辺８１に対応する位置センサ３３とを備えている。
【００２１】
そして、前記アライメント手段は、ハンド以外の適所に配置された前記位置センサ３１、３２、３３によりワーク（Ｗ）の前記ハンド７に対する縦横の位置ズレ量及びアーム伸縮軸に対する角度ズレ量を演算し、前記ワークの姿勢をアーム伸縮軸Ａに平行となるように調節するとともに、演算した位置ズレ量に基づき縦横の移動量を補正し、当該ワークを所定の適正位置に収納させることを特徴としており、ハンド７に位置センサを設ける必要がないことから、高温の熱処理装置内から直接基板を取り出すことも可能となる。
【００２２】
以下、本実施形態では熱処理装置５の支持棚５１と冷却装置９の支持棚５２と外部キャリアであるカセット４との間において、ワークとして矩形状の液晶ディスプレイ用ガラス基板Ｗを移載する例について説明するが、本発明は上述の如くハンドからセンサを省略できることにより熱処理装置５から直接基板を取り出すことをも可能とした点に特徴を有するものの、熱処理装置５に対するワークの移載を含む形態に特に限定されず、例えばカセット等の外部キャリアと熱処理装置以外の工程装置との間の移載や熱処理装置以外の工程間の移載等であっても同様に適用できる。
【００２３】
本例の移載装置１は、具体的には、クリーンルームに設置された架台１０上に上記搬送ロボット２を案内する案内レール２３が横方向に敷設され、該案内レール２３を挟んだ両側には、矩形状の基板Ｗを収納したカセット４と、該基板を加熱するための加熱炉５０よりなる熱処理装置５及び該基板を冷却するための冷却装置９がそれぞれ配置されており、前記案内レール２３に沿った横方向（Ｙ軸方向）に移動する搬送ロボット２によりカセット内の基板Ｗを取出し、熱処理装置５の前まで移動した後、当該熱処理装置５の内部に前記基板Ｗを収納し、熱処理が終了すれば、該装置内の支持棚５１から基板Ｗを取出し、冷却装置９の前まで移動した後、当該冷却装置９の内部に前記基板Ｗを収納し、冷却が終了すれば、該装置内の支持棚５２から基板Ｗを取出し、カセット４に収納する。前記架台１０上の適宜な位置、本例では冷却装置の手前側には、基板Ｗの一端辺の二位置を検出するための２つの位置センサ３１、３２及び他端辺を検出する位置センサ３３が配設されている。
【００２４】
カセット４は、前記案内レールを臨む前面に基板Ｗを出し入れする開口４０が形成され、左右側壁の内面には、それぞれ上下方向に沿って所定間隔おきに図示しない支持片が突設され、対応する左右の支持片に各基板の側端部を係止させることにより当該カセット４内部には複数の基板Ｗが上下多段に水平収納される。
【００２５】
搬送ロボット２は、より詳しくは、図３に示すように前記案内レール２３に沿って横方向（Ｙ軸方向）に移動可能に設置された機台２０と、該機台２０に対して上下昇降且つ水平回転可能に支持されたアーム６と、該アーム６に対して回転可能に連結されるハンド７とより構成され、前記アーム６は、機台２０に回転可能に支持された第１アーム２１と、前記第１アーム２１の先端部に回転可能に支持された第２アーム２２とより構成され、前記第２アーム２２の先端部にハンド７が連結されている。
尚、伸縮及び回転が可能であればアーム及びハンドは他の構造を採用することもでき、上記に限定されない。
【００２６】
このような搬送ロボット２は、図中矢印で示すように、取出又は収納時にハンド７上に吸着保持した基板Ｗをアーム６の伸縮軸に沿った縦方向（Ｘ軸方向）に直線的に移動させる縦移動と、アーム６及び機台２０とともに案内レール２３に沿った横方向（Ｙ軸方向）に移動させる横移動と、図２からも分かるようにアーム６及びハンド７を機台２３に対して上下方向（Ｚ軸方向）に移動させる上下移動と、前記アーム６又はハンド７の回転により前記基板Ｗの向きを回転させる回転移動を可能に構成されている。
【００２７】
図４は、移載装置１のシステム構成を示すブロック図であり、搬送ロボット２は、上述のアーム６やハンド７等の搬送機構２５とそれを駆動するためのモータ等の駆動部２４を備え、該搬送ロボット２は外部の制御装置１１により動作制御される。即ち、制御装置１１は、ユーザインタフェースを通じて作業者が入力する制御命令や遠隔のホスト局からの作業命令により、又は装置内の記憶部に保存された制御プログラムに基づき基板Ｗを熱処理装置５に搬入し、また、取り出してカセット又は次工程設備の一定の位置に基板が搭載されるように搬送ロボット２の動作制御するものであり、前記位置センサ３１、３２、３３からの検出信号が入力され、本発明に係るアライメント手段を構成するものである。
【００２８】
前記位置センサ３１（３２、３３）には、反射式センサ、又は投光器と受光器よりなる光センサが用いられ、反射式センサの場合には投射された光が反射されることによって基板端辺を感知し、投光・受光型の場合には、投光器から投射されている光を基板端辺で遮光することにより受光器が遮光を感知し、これにより基板端辺の二位置が検出される。
本例では、基板Ｗの下側から上方に光線を投射する反射式センサが基板の一端辺８０に対応してレールに沿った横方向に平行に二つ連設されるとともに他端辺に対応して所定の位置に一つ設けられている。各位置センサで検出される位置情報は前記アライメント手段としての制御装置１１に入力される。
尚、基板に干渉することがなければ基板上側に前記位置センサを設けて光線を上から下に向けて投射するように配設しても良い。また、その他の非接触センサ、又は接触式のセンサを用いることも可能である。
【００２９】
図５は、本実施形態の移載装置１による移載処理手順の実施例を説明するための概略図である。
【００３０】
基板Ｗをハンド７に吸着保持させて支持棚５２から取出した搬送ロボット２は、アーム６を縮め、基板Ｗの一端辺８０が位置センサ３２上を通過する際、位置センサ３２から上方へ投射していた光が基板Ｗに反射し、この反射光を認識することで当該一端辺の通過位置、例えばハンドに対する相対位置を検出し（Ｓ１０１）、検出された位置情報は前述の制御装置１１に送信され記憶される。
【００３１】
Ｓ１０１において一端辺８０がセンサ３２を通過した後、更にアームを縮めてセンサ３１により同様に一端辺８０の通過位置を検出し（Ｓ１０２）、検出された位置情報は制御装置１１に送信され記憶される。制御装置１１では、記憶した前記二位置の情報に基づき、アーム伸縮軸に対する基板Ｗの傾き及び当該傾きを修正した後のハンド７に対する縦方向（Ｘ軸方向）の基板の位置ズレ量を算出する。
【００３２】
前記基板の傾きは、予め記憶している位置センサ３１、３２の位置情報と前記二位置間の縦方向に沿った位置ズレ量から算出され、当該角度ズレ量に基づき制御装置１１から駆動部２４に制御信号が送られ、ハンド７を回転することにより角度補正が為され、基板Ｗはアーム伸縮軸に平行な姿勢に調節される（Ｓ１０３）。
【００３３】
搬送ロボット２は更にアームを縮めた後、カセット４の前まで横方向（Ｙ軸方向）に移動するが、その途中において、基板Ｗの前記一端辺８０に隣接する他端辺、本例ではＸ軸方向に平行な端辺８１の通過位置が位置センサ３３により検出され（Ｓ１０４）、その通過位置情報を制御装置１１に送信し、当該基板Ｗの横方向（Ｙ軸方向）の位置ズレ量を算出して記憶する。
【００３４】
以上の如く位置センサ３１、３２、３３による計測を終えた搬送ロボット２は、横方向（Ｙ軸方向）に沿ってカセット４に対向する所定の位置まで移動する。この時の停止位置は、上記算出したＹ軸方向の基板の位置ズレ量により補正して決定される。停止した搬送ロボット２は、前記カセット４に基板Ｗを収納すべくアーム６を縮めたまま１８０°回転させ（Ｓ１０５）、収納位置に応じた所定高さまでアーム６を上下移動させた後、縦方向（Ｘ軸方向）にアーム６を伸ばして基板Ｗをカセット４に収納する（Ｓ１０６）。この収納時の縦方向に沿った基板Ｗの移動量（アーム６の停止位置）は、上記縦方向の位置ズレ量で補正して決定される。
【００３５】
支持棚５２に複数段に収納された各基板Ｗは、以上の手順により搬送ロボット２によって順次ハンド６に吸着され、カセット４に移載されて収納される。尚、カセット４から熱処理装置５への移載、熱処理装置５から冷却装置への移載に際しても、各々同様にアライメント処理することが好ましく、この場合、同様にカセット４又は熱処理装置の支持棚５１の前に２つ以上の位置センサを設けることが好ましい。勿論、この場合でも一ヶ所に設けた２つ以上の位置センサを兼用することもできる。
【００３６】
図６は、一端辺８０の通過位置を検出する二つの位置センサ３１、３２のうち一の位置センサ３１を利用して、他端辺８１の通過位置をも検出する変形例の手順を説明する概略図である。本例により、少なくとも２つの位置センサで上記３つのズレ量を計測でき、部品点数を削減できる。
【００３７】
Ｓ２０１からＳ２０３までの工程は、冷却装置の支持棚５２から取出した基板Ｗの一端辺８０の通過位置を位置センサ３１、３２でそれぞれ検出し、当該位置情報により基板Ｗの傾き及び縦方向の位置ズレ量を算出して傾きを修正する工程であり、上述したＳ１０１〜Ｓ１０３の工程と同様である。
【００３８】
搬送ロボット２は、縦方向に沿った基板Ｗの移動領域にセンサ３１が位置しない所定のセンサ側方位置まで横方向に沿って移動し、基板Ｗの前記他端辺８１が位置センサ３１に対向する位置まで縦方向にアーム６を伸ばした後、上記一端辺８０の検出と同様、位置センサ３１に向けて横方向に移動し、該センサ３１により検出された前記端辺８１の通過位置情報を制御装置１１に送信し、当該基板Ｗの横方向の位置ズレ量を算出して記憶する（Ｓ１０４）。
【００３９】
図７は、二つの位置センサ３１、３２をアーム伸縮軸に沿った縦方向（Ｘ軸方向）に平行に連設した変形例の手順を説明する概略図である。
【００４０】
基板Ｗをカセットから取出した搬送ロボット２は、基板Ｗの端辺８１が位置センサ３１、３２に対向する位置まで縦方向（Ｘ軸方向）にアーム６を縮めた後、センサ３１、３２に向けて基板Ｗを横方向（Ｙ軸方向）に移動させ、位置センサ３１により端辺８１の通過位置を検出して（Ｓ３０１）、当該位置情報を制御装置１１に記憶する。次に、搬送ロボット２を更に横方向に移動させ、位置センサ３２により同様に端辺８１の通過位置を検出して（Ｓ３０２）、当該位置情報を制御装置１１に記憶する。
【００４１】
制御装置１１では、記憶した前記二位置の情報に基づき、アーム伸縮軸に対する基板Ｗの傾き及び当該傾きを修正した後の横方向の基板の位置ズレ量を算出する。前記基板の傾きは、横方向に沿った位置ズレ量に基づいて算出され、当該角度ズレ量に基づき角度補正が為され、基板Ｗはアーム伸縮軸に平行な姿勢に調節される（Ｓ３０３）。
【００４２】
次に、上記Ｓ３０３の状態から搬送ロボット２を更に横方向（Ｙ軸方向）に移動させ、位置センサ３１、３２で確実に基板Ｗを捕える位置、本例では双方の位置センサ３１、３２の上側に位置させた後（Ｓ３０４）、アーム６を更に縮め、位置センサ３１が反射光を捕えなくなった位置を認識することにより基板Ｗの端辺８０の通過位置を検出し（Ｓ３０５）、制御装置１１はハンド７に対する当該基板ＷのＸ軸方向の位置ズレ量を算出して記憶する。
【００４３】
本実施形態の移載処理手順において、基板Ｗの角度補正はハンドの回転により行われたが、アームの回転により行うこともできる。また、移載先となるカセット４は、レール２３に対して冷却装置９と同じ側に並設したり、レール端部のカセット４と直交する側に冷却装置を設けることもでき、並設する場合は搬送ロボットの１８０°回転が不要となり、直交する側に設ける場合は当該レール端部において搬送ロボットを９０°回転させることになる。
【００４４】
尚、以上の実施形態では、簡単のため縦方向、横方向とも２個又は１個のセンサで検出する例について説明したが、縦方向、横方向とも２個又は１個のセンサである必要はなく、より多くのセンサによる検出データの公知の統計的処理に基づき傾きや位置ズレを演算してもよい。
更に、本発明は上記実施形態の開示に何ら限定されず、種々の変形も含まれる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ロボットハンド以外の適所に設けた少なくとも二つの位置センサでワークの一端辺の二位置を検出することにより縦方向又は横方向の位置ズレ量を算出するとともに傾きが修正され、更に、一の位置センサによりワークの他端辺の一位置を検出することにより横方向又は縦方向の位置ズレ量を算出し、これら位置ズレ量に基づきカセット等の収納位置へ移動する際の縦横の移動量が補正されるのであり、ハンドには位置センサが不要であり、熱処理装置に対する移載においても位置センサの耐熱性、信頼性の問題が生じない。
【００４６】
よって、従来の非接触アライメント方式で必要であった冷却装置と熱処理装置間の基板カセットの移動機構や移動工程を省略し、熱処理装置に対してロボットハンドで直接収納及び取出しが可能となり、装置の低コスト化とともに装置のレイアウトの幅が広がり、クリーンルームを効率良く使用できるとともにタクトタイムも大幅に短縮できる。
【００４７】
また、従来のメカニカルアライメントの如きセンタリングステージやそのアライメント工程も不要であり、ワークの発塵や破損、撓み等に基因するアライメントのズレの問題も生じないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的実施形態に係る移載装置の構成を示す平面図。
【図２】同じく移載装置の側面図。
【図３】搬送ロボットを示す説明図。
【図４】移載装置のシステム構成を示すブロック図。
【図５】移載処理手順の実施例を説明するための概略図。
【図６】移載処理手順の変形例を説明するための概略図。
【図７】移載処理手順の他の変形例を説明するための概略図。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、センタリングユニットによる従来のメカニカルアライメント方式を示す説明図。
【図９】従来の非接触アライメント方式の移載装置を示す平面図。
【符号の説明】
１ 移載装置
２ 搬送ロボット
４ カセット
５ 熱処理装置
６ アーム
７ ハンド
９ 冷却装置
１０ 架台
１１ 制御装置
２０ 機台
２１ 第１アーム
２２ 第２アーム
２３ 案内レール
２４ 駆動部
２５ 搬送機構
３１、３２、３３ 位置センサ
４０ 開口
５０ 加熱炉
５１、５２ 支持棚
８０、８１ 端辺
４０１ 搬送ロボット
４０７ ハンド
４０８ 位置センサ
５０１ センタリングステージ
５０２ センタリングユニット
５０３ ワーク支持部
５０４ 熱処理用棚
Ａ アーム伸縮軸
Ｗ 基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイ用ガラス基板等の方形板状ワークを取出位置から収納位置まで移載するための移載方法及び移載装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の移載装置は、図９に示すように、収納カセット４やセンタリングステージ等のキャリヤに収容された複数の方形板状ワークＷを、熱処理装置５（熱風循環加熱式クリーンオーブン：１２０〜２５０℃）の入口開口部より内部の支持棚５１の所定段に所定順序で搬送ロボット４０１のハンド４０７に一枚づつ載せて吸着しながら移載する。また、熱処理時間が経過したワークから順にハンド４０７に水平状に一枚づつ載せて吸着しながら取り出し、容器に収容する。
この際、ワークＷの角や縁がカセット４や支持棚５１の枠、壁などに衝突或いは接触して破損したり発塵することを防ぐため、前記枠等にワークＷが干渉しないよう適正な位置及び向きで移載を行なう調節（アライメント）が行われており、メカニカルアライメント方式と非接触アライメント方式がある。
【０００３】
メカニカルアライメント方式は、図８に示すように、予めガラス基板等のワークＷをセンタリングステージ５０１に置き、センタリングユニット５０２等によりワーク端面より押し込んでアライメントを行った上、搬送や移載を行うものである。この場合、センタリングユニット５０２としてはシリンダやボールねじ等で押す方式が知られている。
【０００４】
一方、非接触アライメント方式としては、搬送ロボットのハンド付け根に横方向に所定距離を隔てて設置された２個の位置センサで矩形ワークの一辺の縁を非接触で検出することによりワークの回転角（θ）と縦方向の変位量（Ｘ）を把握し、更に、整列装置の一ヶ所に設置された別の位置センサにより矩形ワークの他の一辺の縁を非接触で検出することにより横方向の変位量（Ｙ）を把握し、ロボットアームの伸縮量と回転角、およびロボットの横移動でそれぞれワークの位置と向きを補正して整列を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
図８に示した上記メカニカルアライメント方式では、当該センタリングステージ５０１のためのスペースや設備が別に必要となり、クリーンルームの占有面積が大きく高コストとなるのみならず、付加的な工程が必要となることにより余計や時間がかかり、その分ターンアラウンドタイムが長くなり、それだけ処理材に対する投資も大きくなり、経済的とは言えない。また、センタリングユニット５０２によりワーク側部を機械的に押すため、ワークＷとワーク支持部５０３との接触部で摺動が起こり、発塵や破損の虞がある。更に、ワークＷの撓み等に基因して正確にアライメントできない可能性があり、これらの問題は、基板が大型化している近年、ますます深刻になっている。
【０００６】
また、上記非接触アライメント方式では、二個の位置センサがハンド付け根に設けられているので、センサの耐熱性等が問題となり、熱処理装置の移載のためには使用できない。即ち、位置センサの耐熱温度は、一般に加熱炉の温度や取り出すべきワークＷの温度（１２０〜２５０℃）より低かったり、或いはその温度における信頼性や寿命等の点で実用に耐えないものであり、且つ、熱処理中に基板から発生する昇華物が位置センサーに付着し、動作しなくなることもあり、耐熱、信頼性で問題があった。
そこで非接触アライメント方式を熱処理装置への移載に採用するためには、従来、図９に示すように冷却装置９を手前側に配置させ、該冷却装置と熱処理装置との間を移動する熱処理用棚５０４に対して基板を移載することにより位置センサ４０８の耐熱性、信頼性の問題をクリアしているが、別途熱処理用棚の移動機構や工程を必要とし、また、装置のレイアウトが限定され、効率的ではなかった。
【０００７】
なお、露光装置に関して、方形基板をそれぞれ回転およびＸ、Ｙ座標方向に移動可能な可動ステージ上に載置し、基板の外形を規定する位置情報を非接触で検出し、基準座標系に対する偏差を検出して目標位置に移動させるもので、基準座標系の互いに直交する座標軸の一方の座標軸に関しては二点で検出し、他方の座標軸に関しては一点で検出する基板位置検出手段を備えたものが知られている（例えば、特許文献２）。
【０００８】
しかし、前記露光装置は処理すべき場所で静的な位置合わせをするための技術を開示したものであり、熱処理装置への移載時に要求されるような動的な位置合わせはできない。即ち、動的な位置合わせでは、処理場所や保管場所ではなく、ワークを一枚づつそれらの位置に移載する一連の繰り返し動作のなかで、各動作時間中にワークの方向と位置のずれを修正して正しい方向で正確な位置に届けることが要求されるが、前記露光装置に開示された技術ではそれができず、当該位置検出手段を採用することは到底できない。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−１４４１６５号公報
【特許文献２】
特許第３２５４７０４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、ワークの発塵や破損、撓み等に基因するアライメントのズレの問題が生じないアライメント方式であって、熱処理装置への移載においても位置センサの耐熱性、信頼性の問題が生じなく、また、冷却装置９と熱処理装置５間の基板熱処理用棚５０４の移動機構や移動工程を省略し、熱処理装置に対してロボットハンドで直接移載でき又取出すことのできる移載方法及び移載装置を提供する点にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題解決のために、回転可能に支承され且つ径方向に伸縮可能なアーム及びその先端に設けられたハンドを有し、ワークを取出位置から収納位置まで移載する搬送ロボットと、前記ハンドに保持された前記ワークの位置及び姿勢を調節するためのアライメント手段と、前記ハンドに保持されるワークの一端辺に対応する複数の位置センサと、を備えた移載装置による方形板状ワークの移載方法であって、前記複数の位置センサを前記ハンド以外の適所に配設し、前記アライメント手段は、前記複数の位置センサにより当該一端辺の位置及び角度を検出する工程と、前記検出した位置及び角度に基づき、当該ワークの前記ハンドに対する位置ズレ量及びアーム伸縮軸に対する角度ズレ量を演算する工程と、前記演算した角度ズレ量に基づき、前記ワークの姿勢をアーム伸縮軸に平行となるように調節する工程と、少なくとも一つの位置センサにより、前記一端辺に隣接する他端辺の位置を検出する工程と、前記検出した他端辺の位置に基づき、当該ワークの前記ハンドに対する位置ズレ量を演算する工程と、前記演算した一端辺及び他端辺の各位置ズレ量に基づき、前記搬送ロボットによる前記ワークの縦横の移動量を補正し、当該ワークを所定の適正位置に収納させる工程と、を備えたことを特徴とする方形板状ワークの移載方法を提供する。ここに、前記位置ズレ量とは、検出した端辺がワークの横辺である場合には縦方向のズレ量、検出した端辺がワークの縦辺である場合には横方向のズレ量をいい、アーム伸縮軸とは、アームが伸縮する際の軸をいう。
【００１２】
ここで、前記一端辺の位置及び角度を検出する複数の位置センサのうちの少なくとも一つの位置センサにより、前記一端辺に隣接する他端辺の位置を検出してなるものが好ましい。
【００１３】
また、前記ワークの一端辺がワークのハンド先端側に位置する端辺であることが好ましい。
【００１４】
より具体的には、回転可能に支承され且つ径方向に伸縮可能なアーム及びその先端に設けられたハンドを有し、ワークを取出位置から収納位置まで移載する搬送ロボットと、前記ハンドに保持された前記ワークの位置及び姿勢を調節するためのアライメント手段と、前記ハンドに保持されるワークの一端辺に対応する複数の位置センサと、を備えた移載装置による方形板状ワークの移載方法であって、前記搬送ロボットを、ハンドに保持したワークをアーム伸縮軸に沿った縦方向に移動させる縦移動、該ワークを横方向に移動させる横移動、及び前記アーム又はハンドの回転によりワークを回転させる回転移動を可能に構成し、前記複数の位置センサを前記ハンド以外の適所に配設し、前記アライメント手段は、前記縦移動に伴い、前記複数の位置センサにより検出した位置及び角度に基づき、当該ワークの縦方向の位置ズレ量及びアーム伸縮軸に対する角度ズレ量を演算する工程と、前記演算した角度ズレ量に基づき、前記回転移動により、前記ワークの姿勢をアーム伸縮軸に平行となるように調節する工程と、前記横移動に伴い、前記複数の位置センサのうちの少なくとも１つの位置センサにより検出した他端辺の位置に基づき、当該ワークの横方向の位置ズレ量を演算する工程と、前記演算した縦方向及び横方向の各位置ズレ量に基づき、前記搬送ロボットによる前記ワークの縦横の移動量を補正し、当該ワークを所定の適正位置に収納させる工程とを備えたことを特徴とする方形板状ワークの移載方法をも提供する。ここに、縦方向とは、取出又は収納時にワークを移動させるアーム伸縮軸に沿った方向をいい、横方向とは前記縦方向に対して直交する方向であって、取出位置と収納位置の間を搬送ロボットが移動する方向をいう。
【００１５】
また、本発明は、回転可能に支承され且つ径方向に伸縮可能なアーム及びその先端に設けられたハンドを有し、ワークを取出位置から収納位置まで移載する搬送ロボットと、前記ハンドに保持された前記ワークの位置及び姿勢を調節するためのアライメント手段と、前記ハンドに保持されるワークの一端辺に対応して複数の位置センサとを備えた方形板状ワークの移載装置であって、前記複数の位置センサは前記ハンド以外の適所に配設され、前記アライメント手段は、前記複数の位置センサにより当該一端辺の位置及び角度を検出し、それに基づき当該ワークの前記ハンドに対する位置ズレ量及びアーム伸縮軸に対する角度ズレ量を演算して、前記ワークの姿勢をアーム伸縮軸に平行となるように調節するとともに、少なくとも１つの位置センサにより、前記一端辺に隣接する他端辺の位置を検出し、それに基づき当該ワークの前記ハンドに対する位置ズレ量を演算して、これら演算した一端辺及び他端辺の各位置ズレ量に基づき、前記搬送ロボットによる前記ワークの縦横の移動量を補正し、当該ワークを所定の適正位置に収納させるものであることを特徴とする方形板状ワークの移載装置をも提供する。
【００１６】
ここで、前記アライメント手段は、前記一端辺の位置及び角度を検出する複数の位置センサのうちの少なくとも１つの位置センサにより、前記一端辺に隣接する他端辺の位置を検出してなるものが好ましい。
【００１７】
また、回転可能に支承され且つ径方向に伸縮可能なアーム及びその先端に設けられたハンドを有し、ワークを取出位置から収納位置まで移載する搬送ロボットと、前記ハンドに保持された前記ワークの位置及び姿勢を調節するためのアライメント手段と、前記ハンドに保持されるワークの一端辺に対応して複数の位置センサとを備えた方形板状ワークの移載装置であって、前記搬送ロボットは、ハンドに保持したワークをアーム伸縮軸に沿った縦方向に移動させる縦移動、該ワークを横方向に移動させる横移動、及び前記アーム又はハンドの回転によりワークを回転させる回転移動を可能に構成され、前記複数の位置センサは前記ハンド以外の適所に配設され、前記アライメント手段は、前記縦移動に伴い、前記複数の位置センサにより検出した位置及び角度に基づき、当該ワークの縦方向の位置ズレ量及びアーム伸縮軸に対する角度ズレ量を演算して、前記回転移動により、前記ワークの姿勢をアーム伸縮軸に平行となるように調節するとともに、前記横移動に伴い、少なくとも一つの位置センサにより検出した他端辺の位置に基づき、当該ワークの横方向の位置ズレ量を演算して、これら演算した縦方向及び横方向の各位置ズレ量に基づき、前記搬送ロボットによる前記ワークの縦横の移動量を補正し、当該ワークを所定の適正位置に収納させるものが好ましい実施例である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る移載装置の構成を示す説明図であり、図１〜７は代表的実施形態を示し、図中符号１は移載装置、２は搬送ロボット、４はカセット、５は熱処理装置、３１〜３３は位置センサ、Ｗは基板をそれぞれ示している。
【００２０】
本発明の移載装置１は、図１に示すように、水平方向に回転可能に支承され且つ径方向に伸縮可能なアーム６及びその先端に設けられたハンド７よりなり、方形板状のワーク（Ｗ）を取出位置から収納位置まで移載する搬送ロボット２と、前記ハンド７に保持された前記ワーク（Ｗ）の位置及び姿勢を調節するためのアライメント手段と、前記ハンド７に保持されるワーク（Ｗ）の一端辺８０に対応して、前記ハンド以外の適所に配設された少なくとも２つの位置センサ３１、３２と、前記一端辺に隣接する他端辺８１に対応する位置センサ３３とを備えている。
【００２１】
そして、前記アライメント手段は、ハンド以外の適所に配置された前記位置センサ３１、３２、３３によりワーク（Ｗ）の前記ハンド７に対する縦横の位置ズレ量及びアーム伸縮軸に対する角度ズレ量を演算し、前記ワークの姿勢をアーム伸縮軸Ａに平行となるように調節するとともに、演算した位置ズレ量に基づき縦横の移動量を補正し、当該ワークを所定の適正位置に収納させることを特徴としており、ハンド７に位置センサを設ける必要がないことから、高温の熱処理装置内から直接基板を取り出すことも可能となる。
【００２２】
以下、本実施形態では熱処理装置５の支持棚５１と冷却装置９の支持棚５２と外部キャリアであるカセット４との間において、ワークとして矩形状の液晶ディスプレイ用ガラス基板Ｗを移載する例について説明するが、本発明は上述の如くハンドからセンサを省略できることにより熱処理装置５から直接基板を取り出すことをも可能とした点に特徴を有するものの、熱処理装置５に対するワークの移載を含む形態に特に限定されず、例えばカセット等の外部キャリアと熱処理装置以外の工程装置との間の移載や熱処理装置以外の工程間の移載等であっても同様に適用できる。
【００２３】
本例の移載装置１は、具体的には、クリーンルームに設置された架台１０上に上記搬送ロボット２を案内する案内レール２３が横方向に敷設され、該案内レール２３を挟んだ両側には、矩形状の基板Ｗを収納したカセット４と、該基板を加熱するための加熱炉５０よりなる熱処理装置５及び該基板を冷却するための冷却装置９がそれぞれ配置されており、前記案内レール２３に沿った横方向（Ｙ軸方向）に移動する搬送ロボット２によりカセット内の基板Ｗを取出し、熱処理装置５の前まで移動した後、当該熱処理装置５の内部に前記基板Ｗを収納し、熱処理が終了すれば、該装置内の支持棚５１から基板Ｗを取出し、冷却装置９の前まで移動した後、当該冷却装置９の内部に前記基板Ｗを収納し、冷却が終了すれば、該装置内の支持棚５２から基板Ｗを取出し、カセット４に収納する。前記架台１０上の適宜な位置、本例では冷却装置の手前側には、基板Ｗの一端辺の二位置を検出するための２つの位置センサ３１、３２及び他端辺を検出する位置センサ３３が配設されている。
【００２４】
カセット４は、前記案内レールを臨む前面に基板Ｗを出し入れする開口４０が形成され、左右側壁の内面には、それぞれ上下方向に沿って所定間隔おきに図示しない支持片が突設され、対応する左右の支持片に各基板の側端部を係止させることにより当該カセット４内部には複数の基板Ｗが上下多段に水平収納される。
【００２５】
搬送ロボット２は、より詳しくは、図３に示すように前記案内レール２３に沿って横方向（Ｙ軸方向）に移動可能に設置された機台２０と、該機台２０に対して上下昇降且つ水平回転可能に支持されたアーム６と、該アーム６に対して回転可能に連結されるハンド７とより構成され、前記アーム６は、機台２０に回転可能に支持された第１アーム２１と、前記第１アーム２１の先端部に回転可能に支持された第２アーム２２とより構成され、前記第２アーム２２の先端部にハンド７が連結されている。
尚、伸縮及び回転が可能であればアーム及びハンドは他の構造を採用することもでき、上記に限定されない。
【００２６】
このような搬送ロボット２は、図中矢印で示すように、取出又は収納時にハンド７上に吸着保持した基板Ｗをアーム６の伸縮軸に沿った縦方向（Ｘ軸方向）に直線的に移動させる縦移動と、アーム６及び機台２０とともに案内レール２３に沿った横方向（Ｙ軸方向）に移動させる横移動と、図２からも分かるようにアーム６及びハンド７を機台２３に対して上下方向（Ｚ軸方向）に移動させる上下移動と、前記アーム６又はハンド７の回転により前記基板Ｗの向きを回転させる回転移動を可能に構成されている。
【００２７】
図４は、移載装置１のシステム構成を示すブロック図であり、搬送ロボット２は、上述のアーム６やハンド７等の搬送機構２５とそれを駆動するためのモータ等の駆動部２４を備え、該搬送ロボット２は外部の制御装置１１により動作制御される。即ち、制御装置１１は、ユーザインタフェースを通じて作業者が入力する制御命令や遠隔のホスト局からの作業命令により、又は装置内の記憶部に保存された制御プログラムに基づき基板Ｗを熱処理装置５に搬入し、また、取り出してカセット又は次工程設備の一定の位置に基板が搭載されるように搬送ロボット２の動作制御するものであり、前記位置センサ３１、３２、３３からの検出信号が入力され、本発明に係るアライメント手段を構成するものである。
【００２８】
前記位置センサ３１（３２、３３）には、反射式センサ、又は投光器と受光器よりなる光センサが用いられ、反射式センサの場合には投射された光が反射されることによって基板端辺を感知し、投光・受光型の場合には、投光器から投射されている光を基板端辺で遮光することにより受光器が遮光を感知し、これにより基板端辺の二位置が検出される。
本例では、基板Ｗの下側から上方に光線を投射する反射式センサが基板の一端辺８０に対応してレールに沿った横方向に平行に二つ連設されるとともに他端辺に対応して所定の位置に一つ設けられている。各位置センサで検出される位置情報は前記アライメント手段としての制御装置１１に入力される。
尚、基板に干渉することがなければ基板上側に前記位置センサを設けて光線を上から下に向けて投射するように配設しても良い。また、その他の非接触センサ、又は接触式のセンサを用いることも可能である。
【００２９】
図５は、本実施形態の移載装置１による移載処理手順の実施例を説明するための概略図である。
【００３０】
基板Ｗをハンド７に吸着保持させて支持棚５２から取出した搬送ロボット２は、アーム６を縮め、基板Ｗの一端辺８０が位置センサ３２上を通過する際、位置センサ３２から上方へ投射していた光が基板Ｗに反射し、この反射光を認識することで当該一端辺の通過位置、例えばハンドに対する相対位置を検出し（Ｓ１０１）、検出された位置情報は前述の制御装置１１に送信され記憶される。
【００３１】
Ｓ１０１において一端辺８０がセンサ３２を通過した後、更にアームを縮めてセンサ３１により同様に一端辺８０の通過位置を検出し（Ｓ１０２）、検出された位置情報は制御装置１１に送信され記憶される。制御装置１１では、記憶した前記二位置の情報に基づき、アーム伸縮軸に対する基板Ｗの傾き及び当該傾きを修正した後のハンド７に対する縦方向（Ｘ軸方向）の基板の位置ズレ量を算出する。
【００３２】
前記基板の傾きは、予め記憶している位置センサ３１、３２の位置情報と前記二位置間の縦方向に沿った位置ズレ量から算出され、当該角度ズレ量に基づき制御装置１１から駆動部２４に制御信号が送られ、ハンド７を回転することにより角度補正が為され、基板Ｗはアーム伸縮軸に平行な姿勢に調節される（Ｓ１０３）。
【００３３】
搬送ロボット２は更にアームを縮めた後、カセット４の前まで横方向（Ｙ軸方向）に移動するが、その途中において、基板Ｗの前記一端辺８０に隣接する他端辺、本例ではＸ軸方向に平行な端辺８１の通過位置が位置センサ３３により検出され（Ｓ１０４）、その通過位置情報を制御装置１１に送信し、当該基板Ｗの横方向（Ｙ軸方向）の位置ズレ量を算出して記憶する。
【００３４】
以上の如く位置センサ３１、３２、３３による計測を終えた搬送ロボット２は、横方向（Ｙ軸方向）に沿ってカセット４に対向する所定の位置まで移動する。この時の停止位置は、上記算出したＹ軸方向の基板の位置ズレ量により補正して決定される。停止した搬送ロボット２は、前記カセット４に基板Ｗを収納すべくアーム６を縮めたまま１８０°回転させ（Ｓ１０５）、収納位置に応じた所定高さまでアーム６を上下移動させた後、縦方向（Ｘ軸方向）にアーム６を伸ばして基板Ｗをカセット４に収納する（Ｓ１０６）。この収納時の縦方向に沿った基板Ｗの移動量（アーム６の停止位置）は、上記縦方向の位置ズレ量で補正して決定される。
【００３５】
支持棚５２に複数段に収納された各基板Ｗは、以上の手順により搬送ロボット２によって順次ハンド６に吸着され、カセット４に移載されて収納される。尚、カセット４から熱処理装置５への移載、熱処理装置５から冷却装置への移載に際しても、各々同様にアライメント処理することが好ましく、この場合、同様にカセット４又は熱処理装置の支持棚５１の前に２つ以上の位置センサを設けることが好ましい。勿論、この場合でも一ヶ所に設けた２つ以上の位置センサを兼用することもできる。
【００３６】
図６は、一端辺８０の通過位置を検出する二つの位置センサ３１、３２のうち一の位置センサ３１を利用して、他端辺８１の通過位置をも検出する変形例の手順を説明する概略図である。本例により、少なくとも２つの位置センサで上記３つのズレ量を計測でき、部品点数を削減できる。
【００３７】
Ｓ２０１からＳ２０３までの工程は、冷却装置の支持棚５２から取出した基板Ｗの一端辺８０の通過位置を位置センサ３１、３２でそれぞれ検出し、当該位置情報により基板Ｗの傾き及び縦方向の位置ズレ量を算出して傾きを修正する工程であり、上述したＳ１０１〜Ｓ１０３の工程と同様である。
【００３８】
搬送ロボット２は、縦方向に沿った基板Ｗの移動領域にセンサ３１が位置しない所定のセンサ側方位置まで横方向に沿って移動し、基板Ｗの前記他端辺８１が位置センサ３１に対向する位置まで縦方向にアーム６を伸ばした後、上記一端辺８０の検出と同様、位置センサ３１に向けて横方向に移動し、該センサ３１により検出された前記端辺８１の通過位置情報を制御装置１１に送信し、当該基板Ｗの横方向の位置ズレ量を算出して記憶する（Ｓ１０４）。
【００３９】
図７は、二つの位置センサ３１、３２をアーム伸縮軸に沿った縦方向（Ｘ軸方向）に平行に連設した変形例の手順を説明する概略図である。
【００４０】
基板Ｗをカセットから取出した搬送ロボット２は、基板Ｗの端辺８１が位置センサ３１、３２に対向する位置まで縦方向（Ｘ軸方向）にアーム６を縮めた後、センサ３１、３２に向けて基板Ｗを横方向（Ｙ軸方向）に移動させ、位置センサ３１により端辺８１の通過位置を検出して（Ｓ３０１）、当該位置情報を制御装置１１に記憶する。次に、搬送ロボット２を更に横方向に移動させ、位置センサ３２により同様に端辺８１の通過位置を検出して（Ｓ３０２）、当該位置情報を制御装置１１に記憶する。
【００４１】
制御装置１１では、記憶した前記二位置の情報に基づき、アーム伸縮軸に対する基板Ｗの傾き及び当該傾きを修正した後の横方向の基板の位置ズレ量を算出する。前記基板の傾きは、横方向に沿った位置ズレ量に基づいて算出され、当該角度ズレ量に基づき角度補正が為され、基板Ｗはアーム伸縮軸に平行な姿勢に調節される（Ｓ３０３）。
【００４２】
次に、上記Ｓ３０３の状態から搬送ロボット２を更に横方向（Ｙ軸方向）に移動させ、位置センサ３１、３２で確実に基板Ｗを捕える位置、本例では双方の位置センサ３１、３２の上側に位置させた後（Ｓ３０４）、アーム６を更に縮め、位置センサ３１が反射光を捕えなくなった位置を認識することにより基板Ｗの端辺８０の通過位置を検出し（Ｓ３０５）、制御装置１１はハンド７に対する当該基板ＷのＸ軸方向の位置ズレ量を算出して記憶する。
【００４３】
本実施形態の移載処理手順において、基板Ｗの角度補正はハンドの回転により行われたが、アームの回転により行うこともできる。また、移載先となるカセット４は、レール２３に対して冷却装置９と同じ側に並設したり、レール端部のカセット４と直交する側に冷却装置を設けることもでき、並設する場合は搬送ロボットの１８０°回転が不要となり、直交する側に設ける場合は当該レール端部において搬送ロボットを９０°回転させることになる。
【００４４】
尚、以上の実施形態では、簡単のため縦方向、横方向とも２個又は１個のセンサで検出する例について説明したが、縦方向、横方向とも２個又は１個のセンサである必要はなく、より多くのセンサによる検出データの公知の統計的処理に基づき傾きや位置ズレを演算してもよい。
更に、本発明は上記実施形態の開示に何ら限定されず、種々の変形も含まれる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ロボットハンド以外の適所に設けた少なくとも二つの位置センサでワークの一端辺の二位置を検出することにより縦方向又は横方向の位置ズレ量を算出するとともに傾きが修正され、更に、一の位置センサによりワークの他端辺の一位置を検出することにより横方向又は縦方向の位置ズレ量を算出し、これら位置ズレ量に基づきカセット等の収納位置へ移動する際の縦横の移動量が補正されるのであり、ハンドには位置センサが不要であり、熱処理装置に対する移載においても位置センサの耐熱性、信頼性の問題が生じない。
【００４６】
よって、従来の非接触アライメント方式で必要であった冷却装置と熱処理装置間の基板カセットの移動機構や移動工程を省略し、熱処理装置に対してロボットハンドで直接収納及び取出しが可能となり、装置の低コスト化とともに装置のレイアウトの幅が広がり、クリーンルームを効率良く使用できるとともにタクトタイムも大幅に短縮できる。
【００４７】
また、従来のメカニカルアライメントの如きセンタリングステージやそのアライメント工程も不要であり、ワークの発塵や破損、撓み等に基因するアライメントのズレの問題も生じないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的実施形態に係る移載装置の構成を示す平面図。
【図２】同じく移載装置の側面図。
【図３】搬送ロボットを示す説明図。
【図４】移載装置のシステム構成を示すブロック図。
【図５】移載処理手順の実施例を説明するための概略図。
【図６】移載処理手順の変形例を説明するための概略図。
【図７】移載処理手順の他の変形例を説明するための概略図。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、センタリングユニットによる従来のメカニカルアライメント方式を示す説明図。
【図９】従来の非接触アライメント方式の移載装置を示す平面図。
【符号の説明】
１ 移載装置
２ 搬送ロボット
４ カセット
５ 熱処理装置
６ アーム
７ ハンド
９ 冷却装置
１０ 架台
１１ 制御装置
２０ 機台
２１ 第１アーム
２２ 第２アーム
２３ 案内レール
２４ 駆動部
２５ 搬送機構
３１、３２、３３ 位置センサ
４０ 開口
５０ 加熱炉
５１、５２ 支持棚
８０、８１ 端辺
４０１ 搬送ロボット
４０７ ハンド
４０８ 位置センサ
５０１ センタリングステージ
５０２ センタリングユニット
５０３ ワーク支持部
５０４ 熱処理用棚
Ａ アーム伸縮軸
Ｗ 基板
Claims (7)
- 回転可能に支承され且つ径方向に伸縮可能なアーム及びその先端に設けられたハンドを有し、ワークを取出位置から収納位置まで移載する搬送ロボットと、前記ハンドに保持された前記ワークの位置及び姿勢を調節するためのアライメント手段と、前記ハンドに保持されるワークの一端辺に対応する複数の位置センサと、を備えた移載装置による方形板状ワークの移載方法であって、
前記複数の位置センサを前記ハンド以外の適所に配設し、
前記アライメント手段は、
前記複数の位置センサにより当該一端辺の位置及び角度を検出する工程と、
前記検出した位置及び角度に基づき、当該ワークの前記ハンドに対する位置ズレ量及びアーム伸縮軸に対する角度ズレ量を演算する工程と、
前記演算した角度ズレ量に基づき、前記ワークの姿勢をアーム伸縮軸に平行となるように調節する工程と、
少なくとも一つの位置センサにより、前記一端辺に隣接する他端辺の位置を検出する工程と、
前記検出した他端辺の位置に基づき、当該ワークの前記ハンドに対する位置ズレ量を演算する工程と、
前記演算した一端辺及び他端辺の各位置ズレ量に基づき、前記搬送ロボットによる前記ワークの縦横の移動量を補正し、当該ワークを所定の適正位置に収納させる工程と、
を備えたことを特徴とする方形板状ワークの移載方法。 - 前記一端辺の位置及び角度を検出する複数の位置センサのうちの少なくとも一つの位置センサにより、前記一端辺に隣接する他端辺の位置を検出してなる請求項１記載の方形板状ワークの移載方法。
- 前記ワークの一端辺がワークのハンド先端側に位置する端辺である請求項１又は２記載の移載方法。
- 回転可能に支承され且つ径方向に伸縮可能なアーム及びその先端に設けられたハンドを有し、ワークを取出位置から収納位置まで移載する搬送ロボットと、前記ハンドに保持された前記ワークの位置及び姿勢を調節するためのアライメント手段と、前記ハンドに保持されるワークの一端辺に対応する複数の位置センサと、を備えた移載装置による方形板状ワークの移載方法であって、
前記搬送ロボットを、ハンドに保持したワークをアーム伸縮軸に沿った縦方向に移動させる縦移動、該ワークを横方向に移動させる横移動、及び前記アーム又はハンドの回転によりワークを回転させる回転移動を可能に構成し、
前記複数の位置センサを前記ハンド以外の適所に配設し、
前記アライメント手段は、
前記縦移動に伴い、前記複数の位置センサにより検出した位置及び角度に基づき、当該ワークの縦方向の位置ズレ量及びアーム伸縮軸に対する角度ズレ量を演算する工程と、
前記演算した角度ズレ量に基づき、前記回転移動により、前記ワークの姿勢をアーム伸縮軸に平行となるように調節する工程と、
前記横移動に伴い、前記複数の位置センサのうちの少なくとも１つの位置センサにより検出した他端辺の位置に基づき、当該ワークの横方向の位置ズレ量を演算する工程と、
前記演算した縦方向及び横方向の各位置ズレ量に基づき、前記搬送ロボットによる前記ワークの縦横の移動量を補正し、当該ワークを所定の適正位置に収納させる工程とを備えたことを特徴とする方形板状ワークの移載方法。 - 回転可能に支承され且つ径方向に伸縮可能なアーム及びその先端に設けられたハンドを有し、ワークを取出位置から収納位置まで移載する搬送ロボットと、前記ハンドに保持された前記ワークの位置及び姿勢を調節するためのアライメント手段と、前記ハンドに保持されるワークの一端辺に対応して複数の位置センサとを備えた方形板状ワークの移載装置であって、
前記複数の位置センサは前記ハンド以外の適所に配設され、
前記アライメント手段は、前記複数の位置センサにより当該一端辺の位置及び角度を検出し、それに基づき当該ワークの前記ハンドに対する位置ズレ量及びアーム伸縮軸に対する角度ズレ量を演算して、前記ワークの姿勢をアーム伸縮軸に平行となるように調節するとともに、少なくとも１つの位置センサにより、前記一端辺に隣接する他端辺の位置を検出し、それに基づき当該ワークの前記ハンドに対する位置ズレ量を演算して、これら演算した一端辺及び他端辺の各位置ズレ量に基づき、前記搬送ロボットによる前記ワークの縦横の移動量を補正し、当該ワークを所定の適正位置に収納させるものであることを特徴とする方形板状ワークの移載装置。 - 前記アライメント手段は、前記一端辺の位置及び角度を検出する複数の位置センサのうちの少なくとも１つの位置センサにより、前記一端辺に隣接する他端辺の位置を検出してなる請求項５記載の方形板状ワークの移載装置。
- 回転可能に支承され且つ径方向に伸縮可能なアーム及びその先端に設けられたハンドを有し、ワークを取出位置から収納位置まで移載する搬送ロボットと、前記ハンドに保持された前記ワークの位置及び姿勢を調節するためのアライメント手段と、前記ハンドに保持されるワークの一端辺に対応して複数の位置センサとを備えた方形板状ワークの移載装置であって、
前記搬送ロボットは、ハンドに保持したワークをアーム伸縮軸に沿った縦方向に移動させる縦移動、該ワークを横方向に移動させる横移動、及び前記アーム又はハンドの回転によりワークを回転させる回転移動を可能に構成され、
前記複数の位置センサは前記ハンド以外の適所に配設され、
前記アライメント手段は、前記縦移動に伴い、前記複数の位置センサにより検出した位置及び角度に基づき、当該ワークの縦方向の位置ズレ量及びアーム伸縮軸に対する角度ズレ量を演算して、前記回転移動により、前記ワークの姿勢をアーム伸縮軸に平行となるように調節するとともに、前記横移動に伴い、少なくとも一つの位置センサにより検出した他端辺の位置に基づき、当該ワークの横方向の位置ズレ量を演算して、これら演算した縦方向及び横方向の各位置ズレ量に基づき、前記搬送ロボットによる前記ワークの縦横の移動量を補正し、当該ワークを所定の適正位置に収納させることを特徴とする方形板状ワークの移載装置。
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