JP3124886U

JP3124886U - ハンドリング装置

Info

Publication number: JP3124886U
Application number: JP2006004850U
Authority: JP
Inventors: 真也棟近; 彰田中
Original assignee: Kohan Kogyo Co Ltd
Current assignee: Kohan Kogyo Co Ltd
Priority date: 2006-06-20
Filing date: 2006-06-20
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2016-06-20

Abstract

【課題】保守作業頻度の少ない基板搬送用のハンドリング装置を提供する。
【解決手段】搬送経路外の床上に固着支持された支持台２と、該支持台２の上部に固着された減速機付モータ３の出力軸３Ａと、該出力軸３Ａに対して直角方向に延出して取り付けられた直角作動腕４と、該直角作動腕４の先端部に固着された減速機付モータ５の出力軸５Ａと、該出力軸５Ａに対して直角方向に延出して取り付けられた直角作動腕６と、該直角作動腕６の先端部に固着された減速機付モータ７の出力軸７Ａと、該出力軸７Ａに対して平行方向に延出して取り付けられた水平作動腕８と、該水平作動腕８の先端部に固着された減速機付モータ９の出力軸１０と、該出力軸１０を軸回りに回転し搬送材料１３を把持するための把持ヘッド１１と、とを有し、前記出力軸３Ａ、出力軸５Ａ及び出力軸７Ａは平行であり、前記出力軸１０は出力軸７Ａに対して直角であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本考案はプラズマディスプレー基板、液晶基板、半導体ウエハー、ソーラー基板等の基板を搬送する為のハンドリング装置に関する。

プラズマディスプレー基板、液晶基板、ソーラー基板等の平板状の基板（以下、基板という）は、５００枚程度を単位として、専用棚内に斜めに立てかけられた状態で収納され搬送保管されている。
従来、専用棚内から基板を一枚毎に取り出し次工程に搬送する場合において用いられるハンドリング装置としては、汎用型の円筒水平スカラ型式または多関節接上端スカラ型式のプレイバック方式制御機構を有する汎用ロボットを用いていた（例えば特許文献１参照）。

これら従来の汎用ロボットは、その構造上、基板の被搬送物の搬送を阻害する位置（専用棚の正面など）に配置せざるを得なかった。また、汎用ロボットに新たに腕（軸）を追加して基板の搬送に対応することも出来るが、ロボットの腕の動きが複雑になるとともに広い作動範囲（空間）が必要となり、専用棚とロボットを併せた設置面積が大きくなっていた。
また、近年、基板の製作原価を下げるために大きな寸法のものになってきているため、これらの基板を取り扱うハンドリング装置の設置空間や必要な動き（作動範囲）などの見直しも求められている。

基板の製造・搬送空間は高い清浄度（クリーン度）が要求され、特に半導体ウエハー等の製造空間は１０クラスの清浄度を要求されていた。従って、基板を取り扱うハンドリング装置の設置面積や作動範囲が広いと、高い清浄度が要求される空間も大きくなり、これを実現する場合、費用が莫大な金額となる。
また、既存技術が短期間に陳腐化する基板製造業界においては、設備の更新期間が短くかつ更新時の建設期間は極限まで短縮されており、基板の搬送空間の大小は重大な要因となっていた。
特開平１０−１６７４６２号公報

このような状況下、汎用ロボットを改良して腕や軸数を増やし対応しようとすると、構造が複雑化し、ハンドリング装置を構成する部材が増え、制御機構も複雑となり、製造費用が高くなるという問題点があった。
また、汎用ロボットの腕を追加することにより、
（１）基板搬送時の位置決め精度の悪化、（２）消耗部材も多数化、（３）保守作業の多頻度化、（４）停止時間の長期化、（５）ハンドリング装置の稼働率の低下、（５）ひいては基板の生産性の低下をまねいていた。
そこで、本考案は、基板を収納する専用棚との関連において出来るだけ小さい設置空間や作動範囲を実現し、保守作業頻度の少ない基板搬送用のハンドリング装置を提供することを目的とする。

本考案の請求項１に記載のハンドリング装置は、搬送経路外の床上に固着支持された支持台２と、該支持台２の上部に固着された減速機付モータ３の出力軸３Ａと、該出力軸３Ａに対して直角方向に延出して取り付けられた直角作動腕４と、該直角作動腕４の先端部に固着された減速機付モータ５の出力軸５Ａと、該出力軸５Ａに対して直角方向に延出して取り付けられた直角作動腕６と、該直角作動腕６の先端部に固着された減速機付モータ７の出力軸７Ａと、該出力軸７Ａに対して平行方向に延出して取り付けられた水平作動腕８と、該水平作動腕８の先端部に固着された減速機付モータ９の出力軸１０と、該出力軸１０を軸回りに回転し搬送材料１３を把持するための把持ヘッド１１と、とを有し、前記出力軸３Ａ、出力軸５Ａ及び出力軸７Ａは平行であり、前記出力軸１０は出力軸７Ａに対して直角であることを特徴とする。
請求項２に記載のハンドリング装置は、請求項１において、コンピュータを内蔵した制御部１５を連結させ、搬送材料の搬出・搬送を自動化させるようにしたことを特徴とする。

本考案は、基板を収納する専用棚との関連において出来るだけ小さい設置空間や作動範囲を実現し、保守作業頻度の少ない基板搬送用のハンドリング装置を提供することができ、基板搬送時の位置決め精度を向上させ、保守作業の頻度を低下させ、装置の停止時間を減らすことができる。

以下に図面を用いて本考案の実施の形態を詳細に説明する。図１は本考案のハンドリング装置の一実施の形態を示す斜視図である。本実施の形態のハンドリング装置１は、支持台２によって床上に固着支持されており、支持台２の上部に固着された減速機付モータ３の出力軸（第１軸）３Ａは、基板（搬送材料）を搬入・搬出するに最適な高さ位置になるように設置されている。ここで、搬送材料を搬入・搬出するに最適な高さ位置とは、専用棚内に斜めに立てかけられた状態で収納されている搬送板材料の高さの約１／２〜１倍であることが好ましい。すなわち、専用棚に立てかけて収納してある基板の高さ方向の約１／２〜１倍の位置に出力軸３Ａが位置していることが望ましい。出力軸３Ａが１／２よりも低い位置にあると、直角作動腕４，６の動作範囲を超える。一方、１倍よりも高い位置にあると、直角作動腕４の作動角度が大きくなり動作時間が長くなる。

次に、出力軸３Ａには、出力軸３Ａに対して直角方向に延びる直角作動腕４が取付けられており、更に直角作動腕６が直角作動腕４の先端部に固着された減速付モータ５の出力軸（第２軸）５Ａに取付けられている。直角作動腕６の先端部には減速機付モータ７が固着されており、減速機付モータ７の出力軸（第３軸）７Ａには、直角作動腕６と直角方向に水平作動腕８が取付けられている。水平作動腕８の長さとしては、搬送材料１３の長手方向長さの約１／２〜１倍程度のものが好ましい。１／２倍よりも短いと、支持台２、直角作動腕４，６と干渉するおそれがある。一方、１倍よりも長いと水平作動腕８が不必要に長くなり、水平作動腕８の先端変形が大きくなり、これを改善するための構造が別途必要になり複雑かつ重たくなる。
なお、直角作動腕４、直角作動腕６及び水平作動腕８の端部に設けられた各減速付モータ３，５，７は任意の角度に回動可能である。

次に、水平作動腕８の先端部には、減速機付モータ９が水平作動腕８の第３軸７Ａに対して直角方向に固着されてあり、減速機付モータ９の出力軸１０には搬送材料１３を把持する為の把持ヘッド１１が、出力軸１０回りに３６０度回動自在に固着されている。

把持ヘッド１１としては、エアーでの吸着、電磁石、機械的クランプなど、種々のものが適用出来る。なお、前記減速機付モータから各出力軸への動力伝達方法は、ベルト、チェーン、歯車等の公知の伝達機構を用いることが出来る。

本実施の形態のハンドリング装置にコンピュータを内蔵した制御部１５を連結させ、次に説明するように、搬送材料の搬出・搬送を自動化させることができる。なお、本実施の形態のハンドリング装置は、搬送材料の収納位置との関係においては、搬送材料の搬送経路外であって、専用棚の側面に支持台２を設置することが好ましい。
専用棚の側面に支持台２を設置するとは、ハンドリング装置と搬送材料とが、以下のような位置関係におかれていることをいう。すなわち、ハンドリング装置の支持台２が搬送経路外に設置されてあり、ハンドリング装置の水平作動腕８が専用棚の搬送材料と平行に立てかけられてある搬送材料と平行になり、ハンドリング装置の把持ヘッド１１が搬送材料を正面から把持出来るような位置関係をいう。

次に、図２を用いて本実施の形態のハンドリング装置の制御系を示すブロック図について説明する。図２において、コンピュータ部３０は、作業条件データ（搬送材料の収納位置、搬送枚数など）、ハンドリング装置の動作データ（搬送経路、速度スピードなど）など一連の搬送作業に関するデータを予め記憶しており、搬送作業を演算処理する。入出力部３１は、コンピュータ部３０と外部装置との信号処理をする。

減速機付モータに付設する各モータ駆動部３３，３５，３７，３９は、コンピュータ部３０からの出力信号を受けて、それぞれ、直角作動腕４、直角作動腕６、水平作動腕８、把持ヘッド１１を動作させる。

教示部３２は、ハンドリング装置を手動操作で動かすためのもので、この手動操作によりハンドリング装置に所要の動作（各工程毎の位置座標などのデータ）を教示しながら、コンピュータ部３０へそのデータを記憶させる。また、コンピュータ部３０は、外部制御部４０から入出力信号の授受により周辺装置と同期の取れた連携作動を可能とすることができる。

以上の構成により、本実施の形態のハンドリング装置は下記に説明する動作を実行する。搬送作業は、まず、搬送材料を把持ヘッドで把持しつつ、次に、直角作動腕４及び直角作動腕６を円弧運動させることによって、搬送材料を専用棚から外部へ搬出し、また外部から専用棚へ搬入する。

なお、水平作動腕８の長さは、搬送材料の長手方向の１／２の長さよりも長く設定してあるので、水平作動腕８の長さの約２倍程度の幅の搬送材料までを、小さな設置面積のハンドリング装置１で搬送することができる。

次に、図３を用いて、専用棚について説明する。図３において、２０は搬送材料であり、２１は搬送材料２０が片側に５００枚程度斜めに立てかけて収納保管できる専用棚である。本実施の形態において、搬送材料の寸法の一例として、厚み：０．７〜２．８mm、幅×長さ：１１００×１３００〜３２００×３６００mm程度が挙げられる。

次に、図４〜図７の側面図を用いて、本実施の形態のハンドリング装置を用いた一連の搬送作業について説明する。図４はハンドリング装置の原点（待機位置）を示す。ハンドリング装置１は専用棚２１から搬送材料の搬入搬出を阻害しないように搬送経路外の側面に設置されている。

次に、図５に示すように、減速機付けモータ３，５及び７を駆動させ、出力軸である第１軸、第２軸及び第３軸を回転させ、直角作動腕４，直角作動腕６及び水平作動腕８を動かして、把持ヘッドを１１を専用棚に近づけて専用棚２１内の搬送材料２０を把持しようとする。

次に、図６に示すように、搬送材料を把持したまま専用棚２１の上側を通過させて、次工程へ移載する。また、出力軸１０を回転させることにより、搬送材料の向きを変えることもできる。

なお、図６に示すように、図５において説明した搬送材料の把持の動作を、専用棚の反対面から把持することもできる。水平作動腕８を有しない汎用多関節ロボットでは実現出来ない作用である。

以上の説明のように、プラズマディスプレー基板、液晶基板、半導体ウエハー、ソーラー基板等を搬送するハンドリング装置にあって、最小の設置面積、作動範囲を実現し、高い清浄度が要求される空間を小さくし、装置の稼働率を向上させ基板等の生産性を向上させることが可能となり、産業上の利用可能性が極めて高い。

本考案のハンドリング装置の実施の形態を示す斜視図である。本考案のハンドリング装置の実施の形態の制御系のブロック図である。基板を収納する専用棚について説明する側面図である。本実施の形態のハンドリング装置を用いた一連の搬送作業について説明する側面図である。本実施の形態のハンドリング装置を用いた一連の搬送作業について説明する側面図である。本実施の形態のハンドリング装置を用いた一連の搬送作業について説明する側面図である。本実施の形態のハンドリング装置を用いた一連の搬送作業について説明する側面図である。

符号の説明

１：ハンドリング装置
２：支持台
３：減速機付モータ
３Ａ：出力軸
４：直角作動腕
５：減速機付モータ
５Ａ：出力軸
６：直角作動腕
７：減速機付モータ
７Ａ：出力軸
８：水平作動腕
９：減速機付モータ
１０：出力軸
１１：把持ヘッド
１３：搬送材料
１５：制御部
２０：搬送材料（基板）
２１：専用棚
３０：コンピュータ部
３１：入出力部
３２：教示部
３３、３５、３７、３９：モータ駆動部
４０：外部制御装置

Claims

搬送経路外の床上に固着支持された支持台２と、
該支持台２の上部に固着された減速機付モータ３の出力軸３Ａと、
該出力軸３Ａに対して直角方向に延出して取り付けられた直角作動腕４と、
該直角作動腕４の先端部に固着された減速機付モータ５の出力軸５Ａと、
該出力軸５Ａに対して直角方向に延出して取り付けられた直角作動腕６と、
該直角作動腕６の先端部に固着された減速機付モータ７の出力軸７Ａと、
該出力軸７Ａに対して平行方向に延出して取り付けられた水平作動腕８と、
該水平作動腕８の先端部に固着された減速機付モータ９の出力軸１０と、
該出力軸１０を軸回りに回転し搬送材料１３を把持するための把持ヘッド１１と、
とを有し、
前記出力軸３Ａ、出力軸５Ａ及び出力軸７Ａは平行であり、
前記出力軸１０は出力軸７Ａに対して直角であることを特徴とするハンドリング装置。
コンピュータを内蔵した制御部１５を連結させ、搬送材料の搬出・搬送を自動化させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のハンドリング装置。