JP2006318975A - 基板搬送用ロボットおよびアライメント方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ロボットが動作するとともにガラス基板のズレを検知し、アライメント補正値を求めることができるハンドを提供する。
【解決手段】ハンドに具備されたフレーム１と、ガラス基板３を載置する前記フレーム１に具備されたフォーク２からなる基板搬送用ロボットにおいて、前記フレーム１に具備したアーム５と、前記アーム５上に載置されたセンサ４とからなる。
【選択図】図１
【解決手段】ハンドに具備されたフレーム１と、ガラス基板３を載置する前記フレーム１に具備されたフォーク２からなる基板搬送用ロボットにおいて、前記フレーム１に具備したアーム５と、前記アーム５上に載置されたセンサ４とからなる。
【選択図】図１
Description
本発明は、産業用ロボット、特に液晶搬送用のロボットに関する。
従来の基板搬送用ロボットは、カセットに載置されているガラス基板を、ハンド上に配置されたセンサが検知するようロボットを動作させるものや、装置に配置されたセンサによりガラス基板を検知するようロボットを動作させるものである（例えば、特許文献１参照）。従来のアライメント機能付きハンドの構造およびアライメント方法を図５および図６を用いて説明する。
図５において、１１１はハンド、１１２はハンドに取り付けられたフォーク、１１３はガラス基板を検出するセンサである。ハンド１１１のフレーム上にフォーク１１２が取り付けられており、フォーク１１２上にセンサ１１３が取り付けられた構造である。
図６において、１１６はガラス基板、１１５はガラス基板を載置するカセットである。ハンド１１１のフレーム上にフォーク１１２が取り付けられており、フォーク１１２からの突起部にセンサ１１３が取り付けられた構造である。
次に動作について説明する。ハンド１１１によりフォーク１１２をガラス基板１１６が載置されるように差し込むと、センサ１１３はカセット１１４に載置されているガラス基板１１５を検出し、アライメント補正値を求める。
このように、従来の基板搬送用ロボットは、センサがガラス基板を検知するようロボットを動作させ、アライメント補正値を求めていた。
特開２００１−２１７３０３号公報（第３頁、図１，図２）
図５において、１１１はハンド、１１２はハンドに取り付けられたフォーク、１１３はガラス基板を検出するセンサである。ハンド１１１のフレーム上にフォーク１１２が取り付けられており、フォーク１１２上にセンサ１１３が取り付けられた構造である。
図６において、１１６はガラス基板、１１５はガラス基板を載置するカセットである。ハンド１１１のフレーム上にフォーク１１２が取り付けられており、フォーク１１２からの突起部にセンサ１１３が取り付けられた構造である。
次に動作について説明する。ハンド１１１によりフォーク１１２をガラス基板１１６が載置されるように差し込むと、センサ１１３はカセット１１４に載置されているガラス基板１１５を検出し、アライメント補正値を求める。
このように、従来の基板搬送用ロボットは、センサがガラス基板を検知するようロボットを動作させ、アライメント補正値を求めていた。
従来の基板搬送用ロボットは、センサがガラス基板を検知する動作をロボットにさせる必要が有り、その分の動作時間が必要となり、タクトタイムが長くなるという問題があった。
また、２つのセンサの相対的な誤差が、ロボットの搬送姿勢に影響するために、２つのセンサを厳密に配置する必要があり、組立工数がかかり、コスト高となるという問題が生じていた。
また、ガラス基板の傾き等のずれ量を検出するためには少なくとも２つのセンサを必要とし、コスト高になるという問題も生じていた。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ロボットが動作中に１つのセンサでガラス基板のズレを検知し、アライメント補正値を求めることができるハンドを提供することを目的とする。
また、２つのセンサの相対的な誤差が、ロボットの搬送姿勢に影響するために、２つのセンサを厳密に配置する必要があり、組立工数がかかり、コスト高となるという問題が生じていた。
また、ガラス基板の傾き等のずれ量を検出するためには少なくとも２つのセンサを必要とし、コスト高になるという問題も生じていた。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ロボットが動作中に１つのセンサでガラス基板のズレを検知し、アライメント補正値を求めることができるハンドを提供することを目的とする。
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、ハンドに具備されたフレームと、ガラス基板を載置する前記フレームに具備されたフォークからなる基板搬送用ロボットにおいて、前記フレームに具備したアームと、前記アーム上に載置されたセンサとからなるものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記アームが、モータの回転が前記モータに取り付けられた伝達手段により旋回され、旋回角度は前記モータのエンコーダで検出されるものである。
また、請求項３記載の発明は、前記アームが、エアー駆動アクチュエータの回転により旋回され、前記アームの旋回角度は、前記エアー駆動アクチュエータに取り付けられた伝達手段に具備したエンコーダにより検出されるものである。
また、請求項４に記載の発明は、ハンドに具備されたフレームと、前記フレーム上に載置されたセンサと、前記フレームに具備されたフォークからなるガラス基板搬送用ロボットハンドの位置補正方法において、前記センサで前記フォーク上の載置した基板の位置を検出するステップと、前記ステップ時の前記アームの回転角度を検出するステップと、前記アームの角度からロボットのアライメント補正値を生成するステップと、前記アライメント補正値にしたがってアームを動作するステップからなるものである。
請求項１に記載の発明は、ハンドに具備されたフレームと、ガラス基板を載置する前記フレームに具備されたフォークからなる基板搬送用ロボットにおいて、前記フレームに具備したアームと、前記アーム上に載置されたセンサとからなるものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記アームが、モータの回転が前記モータに取り付けられた伝達手段により旋回され、旋回角度は前記モータのエンコーダで検出されるものである。
また、請求項３記載の発明は、前記アームが、エアー駆動アクチュエータの回転により旋回され、前記アームの旋回角度は、前記エアー駆動アクチュエータに取り付けられた伝達手段に具備したエンコーダにより検出されるものである。
また、請求項４に記載の発明は、ハンドに具備されたフレームと、前記フレーム上に載置されたセンサと、前記フレームに具備されたフォークからなるガラス基板搬送用ロボットハンドの位置補正方法において、前記センサで前記フォーク上の載置した基板の位置を検出するステップと、前記ステップ時の前記アームの回転角度を検出するステップと、前記アームの角度からロボットのアライメント補正値を生成するステップと、前記アライメント補正値にしたがってアームを動作するステップからなるものである。
請求項１から３に記載の発明によると、１つのセンサでガラス基板のずれ量を検出することができることから、組立も容易となり、安価な装置を提供できる。
請求項４に記載の発明によると、ロボット動作中にアライメントすることができ、ロボットのタクトタイムを短縮することができる。
請求項４に記載の発明によると、ロボット動作中にアライメントすることができ、ロボットのタクトタイムを短縮することができる。
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図１は、本発明のセンサ機能付きハンドの上面図である。図において、１はハンドのフレーム、２はフレーム１に取り付けられたフォーク、３はフォーク２によって搬送されるガラス基板３、４はガラス基板を検出する光学式のセンサ、５はセンサ４を旋回するアームである。
フレーム１は、フォーク２およびアーム５を具備している。フォーク２上にはガラス基板３が載置され、所定位置へ搬送される。また、アーム５は、ガラス基板３を検出する１台のセンサ４を具備しており、センサ４を旋回することで、ガラス基板３の位置を検出する。
図２は本発明の駆動部の詳細図である。フレーム１に取り付けられた旋回するアーム４を駆動する為のモータ６が設置してある。また、モータ６に駆動側プーリ７が取り付けられており、アーム４に取り付けられている従動側プーリ８とベルト９で連結されている。また、モータ６にはエンコーダ１０が取り付けてある。
フォーク２上に載置されたガラス基板３の規定の位置からのずれ量を、モータ６に備えられたエンコーダ１０の角度から検出するものである。
本発明が特許文献１と異なる部分は、ハンドのフレームにセンサを備えたアームを具備した部分である。
ここで、センサ４はガラス基板３からの反射を検出する光学式センサを用いている。ここでは、光学式センサを用いて説明したが、磁気式、静電式や超音波式等のものでも良く、ガラス基板４を検出できるものであれば良い。
また、アーム４の旋回機構にプーリ７，８とベルト９を用いて行ったが、アーム５に直接、駆動用モータを取り付ける、またはギアヘッドの組み合わせによる増速または減速機構等、アーム５を旋回できる機構であれば良い。
フレーム１は、フォーク２およびアーム５を具備している。フォーク２上にはガラス基板３が載置され、所定位置へ搬送される。また、アーム５は、ガラス基板３を検出する１台のセンサ４を具備しており、センサ４を旋回することで、ガラス基板３の位置を検出する。
図２は本発明の駆動部の詳細図である。フレーム１に取り付けられた旋回するアーム４を駆動する為のモータ６が設置してある。また、モータ６に駆動側プーリ７が取り付けられており、アーム４に取り付けられている従動側プーリ８とベルト９で連結されている。また、モータ６にはエンコーダ１０が取り付けてある。
フォーク２上に載置されたガラス基板３の規定の位置からのずれ量を、モータ６に備えられたエンコーダ１０の角度から検出するものである。
本発明が特許文献１と異なる部分は、ハンドのフレームにセンサを備えたアームを具備した部分である。
ここで、センサ４はガラス基板３からの反射を検出する光学式センサを用いている。ここでは、光学式センサを用いて説明したが、磁気式、静電式や超音波式等のものでも良く、ガラス基板４を検出できるものであれば良い。
また、アーム４の旋回機構にプーリ７，８とベルト９を用いて行ったが、アーム５に直接、駆動用モータを取り付ける、またはギアヘッドの組み合わせによる増速または減速機構等、アーム５を旋回できる機構であれば良い。
次に動作について説明する。図２に示すようにモータ６に取り付けられた駆動側プーリ７とアーム４に取り付けられている従動側プーリ８を連結するベルト９を介してアーム４が駆動される。
次に、アーム４に備えられたセンサ５がガラス基板３の端面を通ることにより、ガラス基板３の端面が検出される。
次に、センサ５にて検出された時のアーム４の基準位置より回転角θはモータ６に取り付けられているエンコーダ１０によって検出される。
次に、回転角θからロボットのアライメント補正値を算出する。
次に、アライメント補正値にしたがってロボットを動作する。
このステップを行うことで、本発明ではガラス基板をフォークに載置する際にずれ量を検出し、アライメント補正値に従った動作でガラス基板を搬送する。
次に、図３に示す演算寸法関係図を用いてアーム４の基準位置からの回転角θとガラス基板３のアライメント補正値Ｃとの関係について述べる。Ａはガラス基板中心からアーム回転中心までの距離、Ｂはガラス基板中心から検出点までの距離、Ｌはガラス基板幅、Ｒはアーム長である。（１）式からアライメント補正値Ｃを求めることが可能である。
Ｃ＝Ｂ−Ｌ／２＝Ａ＋Ｒ sin θ−Ｌ／２・・・（１）
次に、アーム４に備えられたセンサ５がガラス基板３の端面を通ることにより、ガラス基板３の端面が検出される。
次に、センサ５にて検出された時のアーム４の基準位置より回転角θはモータ６に取り付けられているエンコーダ１０によって検出される。
次に、回転角θからロボットのアライメント補正値を算出する。
次に、アライメント補正値にしたがってロボットを動作する。
このステップを行うことで、本発明ではガラス基板をフォークに載置する際にずれ量を検出し、アライメント補正値に従った動作でガラス基板を搬送する。
次に、図３に示す演算寸法関係図を用いてアーム４の基準位置からの回転角θとガラス基板３のアライメント補正値Ｃとの関係について述べる。Ａはガラス基板中心からアーム回転中心までの距離、Ｂはガラス基板中心から検出点までの距離、Ｌはガラス基板幅、Ｒはアーム長である。（１）式からアライメント補正値Ｃを求めることが可能である。
Ｃ＝Ｂ−Ｌ／２＝Ａ＋Ｒ sin θ−Ｌ／２・・・（１）
このように、フォーク上へのガラス基板の載置から所定位置への搬送までの一連の動作の中で、ガラス基板位置のずれ量を補正できるので、タクトタイムを低下させることなく、搬送作業することができる。
ここでは、アライメント補正値の算出過程を一連の動作について説明したが、必ずしもこの手順に沿っている必要はなく、補正値が算出できる順序であれば良い。
ここでは、アライメント補正値の算出過程を一連の動作について説明したが、必ずしもこの手順に沿っている必要はなく、補正値が算出できる順序であれば良い。
図４は本発明の第２実施例の構成を示す駆動部の詳細図である。第１実施例の図１と同様にフレーム１に取り付けられた回転駆動するアーム５が取り付けられ、アーム５にガラス基板を検出するためのセンサ４が設置されている。アーム４の駆動にはエアーアクチュエータ１１が設置されている。また、エアーアクチュエータ１１に駆動側プーリ７が取り付けられており、アーム４に取り付けられている従動側プーリ８にベルト９を介して連結されている。また、従動側プーリ８にはエンコーダ１０が取り付けてある。
ここで、エアーアクチュエータは、圧縮空気をバルブで切り替えながらロータへ吹き付けながら回転させるものであり、フレームに取り付けられた図示しないエアー供給バルブから圧縮空気を取り込むことができる。
また、駆動側プーリを回転させるものとしては、モータおよびエアーアクチュエータを例に説明したが、超音波や磁歪等を用いたアクチュエータでも良く、回転型のアクチュエータのものであれば良い。
ここで、エアーアクチュエータは、圧縮空気をバルブで切り替えながらロータへ吹き付けながら回転させるものであり、フレームに取り付けられた図示しないエアー供給バルブから圧縮空気を取り込むことができる。
また、駆動側プーリを回転させるものとしては、モータおよびエアーアクチュエータを例に説明したが、超音波や磁歪等を用いたアクチュエータでも良く、回転型のアクチュエータのものであれば良い。
次に、動作について説明する。図４に示すようにエアーアクチュエータ１１によりアーム４が旋回される。アーム４に備えられたセンサ５がガラス基板３の端面を通ることにより、ガラス基板３の端面が検出される。一方エアーアクチュエータ１１に取り付けられた駆動側プーリ７がベルト９を介して従動側プーリ８を回転させ、センサ５にて検出された時のアーム４の基準位置からの回転角θはエアーアクチュエータ１１に取り付けられているエンコーダ１５によって検出されるので、第１実施例のようにアライメント補正値を求めることが可能である。
基板を位置合わせして搬送する必要があるような産業用ロボットを用いた液晶基板やウェハ等の搬送に適用できる。
１ フレーム
２ フォーク
３ ガラス基板
４ アーム
５ センサ
６ モータ
７ 駆動側プーリ
８ 受動側プーリ
９ ベルト
１０ エンコーダ
１１ エアーアクチュエータ
１１１ ハンド
１１２ フォーク
１１３ センサ
１１５ カセット
１１６ ガラス基板
２ フォーク
３ ガラス基板
４ アーム
５ センサ
６ モータ
７ 駆動側プーリ
８ 受動側プーリ
９ ベルト
１０ エンコーダ
１１ エアーアクチュエータ
１１１ ハンド
１１２ フォーク
１１３ センサ
１１５ カセット
１１６ ガラス基板
Claims (4)
- ハンドに具備されたフレームと、ガラス基板を載置する前記フレームに具備されたフォークからなる基板搬送用ロボットにおいて、
前記フレームに具備したアームと、前記アーム上に載置されたセンサとからなることを特徴とする基板搬送用ロボット。 - 前記アームは、モータの回転が前記モータに取り付けられた伝達手段により旋回され、旋回角度は前記モータのエンコーダで検出されることを特徴とする請求項１記載の基板搬送用ロボット。
- 前記アームは、エアー駆動アクチュエータの回転により旋回され、前記アームの旋回角度は、前記エアー駆動アクチュエータに取り付けられた伝達手段に具備したエンコーダにより検出されることを特徴とする請求項１記載の基板搬送用ロボット。
- ハンドに具備されたフレームと、前記フレーム上に載置されたセンサと、前記フレームに具備されたフォークからなるガラス基板搬送用ロボットハンドの位置補正方法において、
前記センサで前記フォーク上の載置した基板の位置を検出するステップと、前記ステップ時の前記アームの回転角度を検出するステップと、前記アームの角度からロボットのアライメント補正値を生成するステップと、前記アライメント補正値にしたがってロボットを動作するステップからなる基板搬送用ロボットのアライメント方法。
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| JP2005137371A JP4766233B2 (ja) | 2005-05-10 | 2005-05-10 | 基板搬送用ロボット |
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| JP2005137371A JP4766233B2 (ja) | 2005-05-10 | 2005-05-10 | 基板搬送用ロボット |
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| JP (1) | JP4766233B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019141919A (ja) * | 2018-02-16 | 2019-08-29 | 日本電産サンキョー株式会社 | 産業用ロボットの補正値算出方法 |
| WO2021206133A1 (ja) * | 2020-04-10 | 2021-10-14 | 日本電産サンキョー株式会社 | 産業用ロボット |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09162257A (ja) * | 1995-12-05 | 1997-06-20 | Metsukusu:Kk | 薄型基板の搬送装置 |
| JP2003142559A (ja) * | 2001-08-08 | 2003-05-16 | Tokyo Electron Ltd | 基板搬送装置、基板処理システム及び基板搬送方法 |
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2005
- 2005-05-10 JP JP2005137371A patent/JP4766233B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09162257A (ja) * | 1995-12-05 | 1997-06-20 | Metsukusu:Kk | 薄型基板の搬送装置 |
| JP2003142559A (ja) * | 2001-08-08 | 2003-05-16 | Tokyo Electron Ltd | 基板搬送装置、基板処理システム及び基板搬送方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2019141919A (ja) * | 2018-02-16 | 2019-08-29 | 日本電産サンキョー株式会社 | 産業用ロボットの補正値算出方法 |
| JP7074494B2 (ja) | 2018-02-16 | 2022-05-24 | 日本電産サンキョー株式会社 | 産業用ロボットの補正値算出方法 |
| WO2021206133A1 (ja) * | 2020-04-10 | 2021-10-14 | 日本電産サンキョー株式会社 | 産業用ロボット |
| JP7465709B2 (ja) | 2020-04-10 | 2024-04-11 | ニデックインスツルメンツ株式会社 | 産業用ロボット |
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