JP2014035315A - ディスク搬送ユニット及び検査装置 - Google Patents

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尚晃 山下
Mutsuo Kuroiwa
睦夫 黒岩
Tsutomu Nakadai
勉 中台
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Abstract

【課題】
本発明は、複数枚のディスクを搬送できスループットが向上できるディスク搬送ユニット及び検査装置を提供すること。
【解決手段】
本発明は、ディスク供給部からディスクを取出し、検査された前記ディスクを所定の場所に排出する供給排出搬送部と、検査ユニット内で前記ディスクを搬送する検査ユニット搬送部と、前記供給排出搬送部と前記検査ユニット搬送部との間で前記ディスクを搬送する受渡搬送部を備え、前記受渡搬送部は、回転中心を有し、前記回転中心を中心とする円弧状に設けられ、前記ディスクを載置するディスク載置部を偶数個設けたベースと、前記ベースを上下及び前記回転中心を中心に回転させる駆動部とを備え、前記供給排出搬送部と前記検査ユニット搬送部との間を、前記ディスクを搬送する。
【選択図】 図１

Description

本発明はディスク搬送ユニット及び検査装置に関し、特にディスク搬送ユニット及び検査装置のディスク給排に関するものである。
ディスクの外周を両側で保持する複数個の一対のアームを所定間隔で一列に起立させて一軸方向に配列する。各一対のアームにより、一枚のディスクをそれぞれに保持して複数枚のディスクを一軸方向に搬送するとともに、搬送されているディスクの表面を一軸方向に直交する方向に走査して、欠陥を検出するものである（特許文献１）。
特開２００８−１１６３４０号公報
従来のディスク検査装置（特許文献１）は、ディスクが１枚ずつ一方通行で搬送する方式である。しかし、従来のディスク検査装置は、複数枚のディスクを検査しようとすると、複数のリニア移動ベースを設けることになる。装置が大型になってしまい、大型にならずにスループットを上げようとすると、これ以上スループットを上げることはできない。
本発明の目的は、複数枚のディスクを搬送できスループットが向上できるディスク搬送ユニット又は検査装置を提供することにある。
本発明は、上記の課題を解決するために、少なくとも以下の特徴を有する。
本発明のディスク搬送ユニットは、ディスク供給部からディスクを取出し、検査された前記ディスクを所定の場所に排出する供給排出搬送部と、検査ユニット内で前記ディスクを搬送する検査ユニット搬送部と、前記供給排出搬送部と前記検査ユニット搬送部との間で前記ディスクを搬送する受渡搬送部を備え、前記受渡搬送部は、回転中心を有し、前記回転中心を中心とする円弧状に設けられ、前記ディスクを載置するディスク載置部を偶数個設けたベースと、前記ベースを上下及び前記回転中心を中心に回転させる駆動部とを備え、前記供給排出搬送部と前記検査ユニット搬送部との間を、前記ディスクを搬送する。
前記受渡搬送部は、検査を行っていない未検査ディスクと検査が終了した検査済ディスクを搬送する。
また前記受渡搬送部は、前記未検査ディスクと前記検査済ディスクをそれぞれ複数枚搬送し、前記未検査ディスクと前記検査済ディスクとを前記ディスク載置部に交互に配置する。
前記ベースは、扇形状であって、前記ディスク載置部は前記扇形状の辺に設けられている。
本発明の検査装置は、上記記載のディスク搬送ユニットと、前記検査ユニット搬送部に搬送された前記ディスクを検査する検査光学系を備える検査ユニットとを有する。
本発明のディスク搬送ユニット及び検査装置は、複数枚のディスクを衝突や停滞する事無く効率よく搬送することが出来る。
本発明の一実施形態である検査装置の全体レイアウト図である。 本発明の一実施形態であるディスク搬送ユニットを主体にした制御系統とその動作を示すブロック図である。 本発明の一実施形態における受渡搬送部を構成する受渡ホルダを中心に、ディスク搬送ユニットの動作を説明する図である。 本発明の一実施形態における受渡搬送部を構成する受渡ホルダを中心に、ディスク搬送ユニットの動作を説明する図である。
本発明のディスク搬送ユニット及び検査装置について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態である検査装置の全体レイアウト図である。本発明の検査装置１００は、ディスク２枚を把持する事が出来るハンドを持つ水平多関節ロボット１、ディスクの各種特性を検査する検査ユニット２、ディスク４枚を保持し上下動および水平回転出来る機能を持つ受渡搬送部の一実施例である受渡ホルダ３、供給ディスクを例えば１００枚収納する洗浄籠４、検査終了後の良品ディスクを収納するディスクカセット５、検査終了後の不良品ディスクをランク分け収納する仕分けテーブル６を有する。
水平多関節ロボット１は、２つの爪でディスクの円周部を保持及び開放するロボットハンド１１を備えている。水平多関節ロボット１は、このロボットハンド１１で洗浄籠４から未検査ディスクを取出し、受渡ホルダ３に渡し、受渡ホルダ３から検査済ディスクを受け取り、仕分けテーブル６におく。このとき、良品ディスクはディスクカセット５に収納する。このように、水平多関節ロボット１は、受渡ホルダ３を介して、検査ユニット２に未検査ディスクを供給し、検査済ディスクを所定の場所に排出するディクスの供給排出搬送部の一実施例を構成する。
本実施形態の特徴である受渡ホルダ３は、ディスクを保持可能なディスク載置部を複数有するベース３１と、ベース３１を回転中心３２を中心に回転させ、上下動させる駆動機構３５を有する。受渡ホルダ３は、検査ユニット２との受け渡し時に、検査ユニット２へ供給する未検査のディスク２枚を保持しながら、検査済みの２枚のディスクを受け取るために、ディスク４枚を同時に保持可能である。受渡ホルダ３は、検査ユニット２との受け渡し時に、上下動し、検査ユニット２に設けられた２本のスピンドル２１から２枚のディスクを受け取る。その後、受渡ホルダ３は、保持している未検査の２枚のディスクを水平回転によって前記２本のスピンドル２１に正対させ、未検査の２枚のディスクを前記２本のスピンドル２１に載置する。
受渡ホルダ３の４か所のディスク載置部は１枚おきに供給、受取り用のディスクホルダになっており、最小の水平回転角度の移動でディスクの受渡しができるようになっている。この結果、ディスク搬送動作時間の短縮が可能でスループットの向上になる。
なお、受渡ホルダ３の４か所のディスク載置部のうち一端側の２か所を供給用の、他方側の２か所を受取り用のディスクホルダとしてもよい。この場合は、受渡ホルダ３の水平回転角度は大きくなるので、スループットは上述した例比べて低下するが、後述するステージ２５やロボットハンド１１を小型化できる。
また、ディスク載置部は４か所に限らず、供給用と受取り用とが同じ個数で有ればよいから、２の倍数（偶数）であればよい。
受渡ホルダ３は、検査ユニット２との間との受け渡しと同様に、水平多関節ロボット１との間で、検査済みの２本のディスクを渡し、未検査済みの２本のディスクを受け取る、受け渡しを行う。
この受渡ホルダ３の検査ユニット２及び水平多関節ロボット１との受け渡しを交互に行うことによって、検査ユニット２と水平多関節ロボット１は、相手側の動作タイミングに影響を受けることが殆ど無く、ディスク搬送動作時間に停滞などの無駄が無くなりスループットの向上になる。
更に、受渡ホルダ３に対し、水平多関節ロボット１と検査ユニット２とを９０°に配置することで、受渡ホルダの移動時間を最小に出来る。勿論、他の角度に配置して可能である。
検査ユニット２は、前述した２本のスピンドル２１を搭載したステージ２５と、ディスクを検査するための検査光学系２２と、ディスクの表裏両面を検査するための反転機構２４と、ステージ２５を移動させるキャリッジ２３とを備える。キャリッジ２３は、ステージ２１と共に検査ユニット搬送部の一実施例を構成し、ディスクを受渡ホルダ３との受け渡し位置と、反転機構２４との間を往復移動させる。検査光学系２２による検査は、ステージ２５が検査光学系２２の下部を通過中にスピンドル２１を高速旋回させながら、ディスク表面の欠陥をスパイラル状に検査する。検査は、反転機構２４への移動中にディスクの上面が検査され、反転機構２４でディスクが反転され受渡ホルダ３との受け渡し位置に戻る移動中にディスクの下面が検査される。
なお、図1において、水平多関節ロボット１と、供給ディスクを収納する洗浄籠４と、検査終了後の良品ディスクを収納するディスクカセット５等とを、図面上受渡ホルダ３の右側に配置したが、図面上左側に配置しても同様の効果が期待できる。
次に、本発明の一実施形態であるディスク搬送ユニットを主体にした制御系統とその動作を図２に示すブロック図で説明する。本実施形態におけるディスク搬送ユニットは、図１で説明した供給排出搬送部、受渡搬送部及び検査ユニット搬送部を備える。
受渡ホルダ３の制御を司るのは、シーケンサ８である。シーケンサ８は、ロボットコントローラ９に指令を出して、水平多関節ロボット１を動作させる。水平多関節ロボット１は、ロボットコントローラ９の指令に基づいて、未検査ディスクを洗浄籠４から取り出して受渡ホルダ３に渡し、検査済ディスクをディスクカセット５又は仕分けテーブル６に受け渡す。
また、シーケンサ８は、洗浄籠４とディスクカセット５のカセット搬送を制御する。洗浄籠４には、未検査ディスクが収納されており、順次水平多関節ロボット１によって抜き取られる。そこで、水平多関節ロボット１は、洗浄籠４が空になると空の洗浄籠４を移動させて、未検査ディスクが収納された別の洗浄籠４をロボットハンド１１が未検査ディスクを持って行くことができる所定位置まで移動させる。ディスクカセット５についても、検査終了時に良品と判断された検査済ディスクが収納されるので、検査済ディスクでディスクカセット５が満杯になると、満杯のディスクカセット５が移動する。空のディスクカセット５がその位置に来て、ロボットハンド１１が検査済ディスクを入れられるようにする。
さらに、シーケンサ８は、受渡ホルダ３の回転角度や停止を制御する。受渡ホルダ３の詳細な動作については後述する。シーケンサ８は、仕分けテーブル６が不良品ディスクで満杯になっているかを判断し、満杯のときは空の仕分けテーブル６に不良品ディスクを入れる。
また、シーケンサ８は、検査ユニット２を制御する信号をパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２８に出力する。検査ユニット２の動作は、１台のパーソナルコンピュータ２８で制御される。これは、他の制御ユニットとの信号のやり取りをせずに、無駄な停滞時間をなくして制御するためである。パーソナルコンピュータ２８は、スピンドル２１、検査光学系２２、キャリッジ２３及び反転機構２４の動作を制御する。検査光学系２２は、スピンドル２１に受け取ったディスクを高速旋回させて、検出光学系の下部を通過させることで、ディスク表面の欠陥をスパイラル状に検査する。
次に、受渡搬送部を構成する受渡ホルダ３を中心に、ディスク搬送ユニットの動作を図３、図４を用いて説明する。なお、図３、図４における１Ｔ、２Ｂ等の表示において、数字はディスク搬送ユニットに搬入されてきたディスクの順序を示す。また、Ｔはディスク搬送ユニットに搬入された時のディスクの上面を示し、Ｂはディスクが反転され下面が上面になったことを示す。
水平多関節ロボット１は回転して、ロボットハンド１１が洗浄籠４から２枚の未検査である１回目のディスク５１、５２を該当個所に腕を伸ばして持ってくる（図３（Ａ））。
ロボットハンド１１は、検査ディスク５１、５２を搬送する未検査ディスク載置部３３ａ、３３ｂに載置する。このとき、１回目のディスク５１は未検査ディスク載置部３３ａに、１回目のディスク５２は未検査ディスク載置部３３ｂに載置する。本実施例では１回目のディスク５１、５２が隣り合うようにするのではなく、１回目のディスク５１、５２の間に別のディスクが１枚入るようにしておく。この結果、小さい回転角度で複数のディスクを交換することができるので、ディスク交換の搬送時間を早くすることができる（図３（Ｂ））。
受渡ホルダ３は、回転中心３２を中心にベース３１を時計方向に９０度回転する。検査ユニット２のステージ２５が１回目のディスク５１、５２を受け取るように移動する（図３（Ｃ））。
１回目のディスク５１、５２は、ディスク穴の内周を保持してディスクを回転させるスピンドル２１に載置される。１回目のディスク５１、５２がスピンドル２１に載置されると、１回目のディスク５１、５２のそれぞれの穴の内周とスピンドル２１が嵌め合って、１回目のディスク５１、５２はスピンドル２１にそれぞれ保持される。一方、水平多関節ロボット１は、次の２回目のディスク５３、５４を洗浄籠４から持ってきて、受渡ホルダ３に供給できるように準備しておく。その後、図示はしていないがステージ２５は検査光学系２２に移動する。１回目のディスク５１、５２はそれぞれスピンドル２１で回転されることで、それぞれの上面について検査される（図３（Ｄ））。
受渡ホルダ３は、回転中心３２を中心に反時計方向に９０度回転する。水平多関節ロボット１のロボットハンド１１が２回目のディスク５３、５４を受渡ホルダ３のベース３１に設けられた未検査ディスク載置部３３ａ、３３ｂに載置する。１回目のディスク５１、５２のそれぞれの上面の検査が終了すると、それぞれのディスクの下面を検査するために、ステージ２５は、２枚のディスクを載置した状態で反転機構２４まで移動する。反転機構２４は、１回目のディスク５１、５２の外周を保持して１回目のディスク５１、５２を反転させる動作を開始する。１回目のディスク５１、５２の反転動作が終了すると、スピンドル２１に１回目のディスク５１、５２の穴の内周を嵌め合わせて、１回目のディスク５１、５２をスピンドル２１に保持させる。１回目のディスク５１、５２は、検査していないそれぞれの下面が上側を向く。１回目のディスク５１、５２がスピンドル２１に保持されると、反転機構２４は１回目のディスク５１、５２の保持している外周を解放する（図４（Ｅ））。
１回目のディスク５１、５２の下面が検査光学系２２で検査される。１回目のディスク５１、５２の検査が終了すると、ステージ２５は検査済みの１回目のディスク５１、５２を受渡ホルダ３に受け渡すために、受け渡し位置に移動する。
一方、受渡ホルダ３は回転中心３２を中心に時計方向に回転する。このとき、ステージ２５には既に未検査ディスクが２枚載置されているが、受渡ホルダ３は、先に検査済みのディスク５１、５２を受け取る必要がある。そこで、受渡ホルダ３は、検査済ディスク載置部３４ａ、３４ｂがステージ２５の正面に来るように、未検査ディスク載置部３３ａ、３３ｂの正対位置の９０度から補正された回転角度となる。
検査済みの１回目のディスク５１、５２がスピンドル２１との嵌め合いが解放されて、検査済みの１回目のディスク５１、５２は下面が上側を向いた状態のまま、検査済ディスク載置部３４ａ、３４ｂに載置される。検査済みの１回目のディスク５１、５２の載置が終了すると、未検査ディスク載置部３３ａ、３３ｂがステージ２５の正面に来るように、受渡ホルダ３は回転中心３２を中心に回転する。２回目のディスク５３、５４がステージ２５に渡される。このとき、２回目のディスク５３、５４の穴の内周がスピンドル２１と嵌め合うことで、２回目のディスク５３、５４がスピンドル２１に保持される（図４（Ｆ））。
受渡ホルダ３は、回転中心３２を中心に反時計方向に回転する。このとき、受渡ホルダ３は、未検査ディスク載置部３３ａ、３３ｂがロボットハンド１１の正面に来る位置で停止する。
一方、ステージ２５は検査光学系２２に移動して、検査光学系２２は２回目のディスク５３、５４の上面を検査する。２回目のディスク５３、５４の上面の検査が終了すると、２回目のディスク５３、５４の下面を検査するために、ステージ２５は反転機構２４に移動する。反転機構２４は２回目のディスク５３、５４の外周を保持して、スピンドル２１から２回目のディスク５３、５４を外す。その後、反転機構２４は、２回目のディスク５３、５４の反転動作を開始する。２回目のディスク５３、５４の反転動作が終了すると、スピンドル２１に２回目のディスク５３、５４の穴の内周に嵌め合わせて、２回目のディスク５３、５４をスピンドル２１に保持させる。２回目のディスク５３、５４は、検査していないそれぞれの下面が上側を向く。２回目のディスク５３、５４をスピンドル２１に保持させると、反転機構２４は２回目のディスク５３、５４の外周保持を解放する。
また、ロボットハンド１１は、３回目のディスク５５と５６を受渡ホルダ３に渡すように保持している（図４（Ｇ））。
３回目のディスク５５と５６が未検査ディスク載置部３３ａ、３３ｂにそれぞれ載置されると、ロボットハンド１１にはディスクがない状態となる。受渡ホルダ３は、検査済ディスク載置部３４ａ、３４ｂがロボットハンド１１の正面に来るように、回転中心３２を中心に回転する。ロボットハンド１１は検査が終了した２枚の１回目のディスク５１、５２を検査済ディスク載置部３４ａ、３４ｂからそれぞれを受け取る。検査ユニット２は２回目のディスク５３、５４のそれぞれの下面の検査が終了すると、ステージ２５が受渡ホルダ３に受け渡しを行う位置に移動する（図４（Ｈ））。
受渡ホルダ３は、図４（Ｈ）に示した動作から図４（Ｅ）から図４（Ｇ）に示した動作を繰り返す。
以上、説明した本発明の実施形態によれば、複数枚のディスクを衝突や停滞する事無く効率よく搬送できるので、スループットが向上できるディスク搬送ユニット又は検査装置を提供できる。
１：水平多関節ロボット ２：検査ユニット
２１：スピンドル ２２：検査光学系
２３：キャリッジ ２４：反転機構
２５：ステージ ３：受渡ホルダ
３１：ベース ３２：回転中心
３３ａ、３３ｂ：未検査ディスク載置部
３４ａ、３４ｂ：検査済ディスク載置部
３５：駆動機構 ４：洗浄籠
５：ディスクカセット ６：仕分テーブル
５１乃至５６：ディスク １００：検査装置

Claims (8)

  1. ディスク供給部からディスクを取出し、検査された前記ディスクを所定の場所に排出する供給排出搬送部と、検査ユニット内で前記ディスクを搬送する検査ユニット搬送部と、前記供給排出搬送部と前記検査ユニット搬送部との間で前記ディスクを搬送する受渡搬送部を備え、
    前記受渡搬送部は、回転中心を有し、前記回転中心を中心とする円弧状に設けられ、前記ディスクを載置するディスク載置部を偶数個設けたベースと、前記ベースを上下及び前記回転中心を中心に回転させる駆動部とを備え、
    前記供給排出搬送部と前記検査ユニット搬送部との間を、前記ディスクを搬送することを特徴とするディスク搬送ユニット。
  2. 前記受渡搬送部は、検査を行っていない未検査ディスクと検査が終了した検査済ディスクを搬送することを特徴とする請求項１記載のディスク搬送ユニット。
  3. 前記受渡搬送部は、前記未検査ディスクと前記検査済ディスクをそれぞれ複数枚搬送し、前記未検査ディスクと前記検査済ディスクとを前記ディスク載置部に交互に配置することを特徴とする請求項２記載のディスク搬送ユニット。
  4. 前記受渡搬送部は、前記未検査ディスクと前記検査済ディスクをそれぞれ複数枚搬送し、一端側に前記未検査ディスクを載置する前記ディスク載置部を設け、他端側に検査済ディスクを載置する前記ディスク載置部に設けたことを特徴とする請求項２記載のディスク搬送ユニット。
  5. 前記ベースは、扇形状であって、前記ディスク載置部は前記扇形状の辺に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のディスク搬送ユニット。
  6. 前記偶数は４であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のディスク搬送ユニット。
  7. 請求項１乃至６のいずれかに記載のディスク搬送ユニットと、前記検査ユニット搬送部に搬送された前記ディスクを検査する検査光学系を備える検査ユニットと、を有することを特徴とする検査装置。
  8. 前記検査ユニットは、前記検査光学系に対して前記受渡搬送部と前記ディスクを受け渡しする位置の反対側に搬送されてきた前記ディスクを反転させる反転機構を設けたことを特徴とする請求項７記載の検査装置。
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