JP4188855B2 - 制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転駆動部材に巻掛けられ、駆動対象物が装着される駆動装置の索条体の伸び量に基づいて駆動装置を制御する制御装置に関する。

駆動対象物を変位駆動する駆動装置として、ベルト機構を備えるものがある。タイミングベルトを用いることで、ボールねじおよびラックピニオン機構に比べて、低コスト、省スペースおよび低振動で駆動対象物を変位させることができる。

従来の技術の駆動装置は、駆動輪と、従動輪と、タイミングベルトと、駆動手段とを有する。駆動輪と従動輪とは回転自在に設けられ、それらの回転軸線が互いに平行に配置される。タイミングベルトは、駆動対象物が装着され、駆動輪と従動輪とに巻掛けられる。駆動手段は、駆動輪を回転駆動する。駆動手段は、駆動輪の回転位置を制御することで、タイミングベルトに装着される駆動対象物を所定の位置へ移動させる。

タイミングベルトが寿命などで破断すると、駆動装置は、駆動対象物を移動させることができなくなる。この場合、新たなタイミングベルトに取り替えられるまで、駆動装置に関連する一連の作業を行うことができず、作業効率が低下する。またタイミングベルトが上下方向に張架されて駆動対象物が上下方向に移動する場合、タイミングベルトが破断すると、駆動対象物が自重によって落下し、駆動対象物が破損するおそれがある。

このような課題を解決する他の従来技術が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載される動力伝達装置は、平行に並ぶ回転軸に装着される駆動輪と従動輪とに、それぞれ並列に２つのタイミングベルトが巻掛けられる。タイミングベルトは、駆動輪が回転駆動されると、従動輪に動力を伝達する。動力伝達装置は、各タイミングベルトの破損を検出する破損検出手段を有する。破損検出手段は、タイミングベルトのいずれか一方の破損を検出すると、駆動輪を制動機で停止させるよう制御している。したがって一方のタイミングベルトが破断しても、破断していない他方のタイミングベルトによって駆動対象物であるロボットアームが支持される。これによってロボットアームが落下するのを防いでいる。

特開２０００−１４１２７４号公報

前述した他の従来の技術の動力伝達装置では、２つのタイミングベルトを用いている。この場合、各タイミングベルトが同じ動力を伝達しなければ、従動輪の回転位置などを正確に制御することができない。したがって２つのタイミングベルトの張力が互いに等しくなるように定期的に調整する必要がある。このような調整作業は容易に行うことができず、調整に費やす時間が大きくなる。破損検出手段は、タイミングベルトの破断の有無を検出しているので、破断する時期を予測することができず、タイミングベルトの破断を予防することができない。このような問題は、ベルト以外の索条体であっても同様に生じる。索条体は、少なくとも駆動輪に巻掛けられ、可撓性を有する長手状体であって、タイミングベルト以外にスチールベルト、ブイベルト、チェーンおよびワイヤなども含む。

タイミングベルトは、使用するにつれて屈曲劣化が進み、タイミングベルトが伸びる。このような従来の技術のベルト機構を有する駆動装置は、タイミングベルトの伸び量を検出する構成になっていない。したがってタイミングベルトの伸び量に基づいて動力伝達装置を制御することができない。またタイミングベルトの破断の予測することができない。またベルトの伸びを検出することができないので、ベルトが破断する前にベルトの交換時期を判断することができる。

したがって本発明の目的は、索条体の伸び量を検出し、検出した伸び量に基づいて駆動装置を制御する制御装置を提供することである。

本発明は、予め定める回転軸線まわりに回転自在に設けられ、周方向に間隔をあけて複数の駆動係止部が形成される回転駆動部材と、回転駆動部材を回転駆動する駆動源と、長手方向に間隔をあけて設けられる複数の被係止部が形成され、その被係止部が回転駆動部材の駆動係止部に係止される状態で、回転駆動部材に巻掛けられ、駆動対象物が装着される索条体とを含む駆動装置の索条体の伸び量δを検出する伸び量検出装置と、
前記駆動源に与える駆動指令を生成する駆動指令生成手段とを含み、
前記伸び量検出装置は、
回転駆動部材の角変位位置を検出する角変位位置検出手段と、
駆動対象物の移動経路に沿って間隔をあけて複数設定される基準位置に、駆動対象物が配置されたことを検出する配置状態検出手段と、
現時点での、駆動対象物が予め定める第１基準位置に配置された状態における角変位位置を変換して求めた駆動対象物の配置位置と、現時点での、駆動対象物が予め定める第２基準位置に配置された状態における角変位位置を変換して求めた駆動対象物の配置位置との差をＥ１とし、前記予め定める第１基準位置から前記予め定める第２基準位置までの基準間隔をＥとし、過去の時点での索条体に対する現時点での索条体の伸び率γをＥ／Ｅ１−１としたとき、この伸び率γを前記駆動対象物の前記第１および第２基準位置における各配置位置の差に乗じて伸び量δを算出する演算手段とを含み、
前記駆動指令生成手段は、前記伸び量検出装置によって演算される伸び量δに基づいて、駆動源に与える駆動指令を補正することを特徴とする制御装置である。

さらに本発明は、過去の時点は、索条体の使用開始時であることを特徴とする。
さらに本発明は、過去の時点は、前回索条体の伸び量δを検出した検出時であることを特徴とする。

さらに本発明は、検出される伸び量δに関する情報を報知する報知手段をさらに含むことを特徴とする。

さらに本発明は、検出される伸び量δを、予め定める許容伸び量と比較する伸び量比較手段をさらに含み、
報知手段は、伸び量比較手段による結果を報知することを特徴とする。

さらに本発明は、半導体ウェハを駆動対象物として搬送する駆動装置を制御することを特徴とする。

本発明によれば、回転駆動部材が回転すると、回転駆動部材に巻掛けられる索条体が変位する。駆動対象物は、索条体の変位にともなって予め定める移動径路を移動する。したがって回転駆動部材が回転することで、駆動対象物は、移動径路を移動する。

伸び量検出装置は、回転駆動部材の角変位位置を検出する角変位位置検出手段と、駆動対象物が基準位置に配置されたことを検出する配置状態検出手段とを備える。これによって移動径路を移動する駆動対象物が基準位置に達したときの、回転駆動部材の角変位位置を検出することができる。

現時点での、駆動対象物が第１基準位置に配置された状態における回転駆動部材の角変位位置を変換して求めた駆動対象物の配置位置と、現時点での、駆動対象物が第２基準位置に配置された状態における回転駆動部材の角変位位置を変換して求めた駆動対象物の配置位置との差Ｅ１に、過去の時点での索条体に対する現時点での索条体の伸び率γ（＝Ｅ／Ｅ１−１）を乗じた値を、演算手段が演算する。したがって索条体の伸び量δを検出することができ、駆動源に与える駆動指令を補正することができる。

このように本発明によれば、前述の角変位検出手段と配置状態検出手段と演算手段とを備えることで、索条体の伸び量δを検出することができる。たとえば索条体の伸び量δを検出することによって、索条体の破断の予兆を判断することができ、破断前に前もって索条体を交換することができる。

またたとえば駆動装置自体が角変位検出手段を有する場合が多い。この場合には、駆動装置の角変位検出手段と伸び量検出装置の角変位検出手段とを兼用することができる。これによって伸び量検出装置を実現するために、配置状態検出手段および演算手段を別途用意するだけでよく、新たに角変位検出手段を設ける必要がなく、簡単な構成でかつ低コストで伸び量検知装置を実現できる。

また本発明では、回転駆動部材は、駆動係止部が形成され、索条体は、被係止部が形成される。この被係止部と駆動係止部とは互いに係止される。駆動係止部は、回転駆動部材の回転にともなって、回転駆動部材の軸線まわりに回転する。索条体は、その被係止部が駆動係止部に係止されているので、駆動係止部の移動に応じて回転駆動部材とともに移動する。索条体が長手方向に伸びると、索条体のうち、隣接する被係止部間の長手方向の距離が大きくなる。このように索条体が伸びると、回転駆動部材の角変位量が同じであっても、索条体の長手方向の移動量は変化する。

本発明では、基準位置が駆動対象物の移動経路に沿って間隔をあけて複数設定される。索条体の部分的な長手方向の伸び量は、長手方向に沿って一律でない場合がある。この場合、各基準位置における現時点と過去の時点での角変位位置の差である伸び量δが基準位置毎に異なる。たとえば基準位置が２つある場合、第１基準位置における現時点と過去の時点での角変位位置の差である第１伸び量と、第２基準位置における現時点と過去の時点での角変位位置の差である第２伸び量とは互いに異なる。

本発明では演算手段が、各基準位置における各伸び量、たとえば第１伸び量と第２伸び量とをそれぞれ演算することによって、索条体の長手方向の部分的な伸び量を検出することができる。これによって索条体の伸び量δが、索条体の長さ方向に関して異なっていても、伸び量δを精度よく検出することができる。

以上のように本発明によれば、長手方向に索条体の伸び量δが一律でない場合であっても、その伸び量δを精度よく検出することができる。たとえば検出装置は、後述するように、索条体の伸び量δを正確に駆動装置の制御装置に知らせることで、制御装置は、長手方向の伸び量δの違いに基づいて、駆動対象物を移動させることができる。
また本発明によれば、駆動指令生成手段が予め定める移動位置に駆動対象物が移動するように駆動指令を生成する。そして駆動指令生成手段は、生成した駆動指令を駆動源に与える。駆動源は、駆動指令に従って回転駆動部材を回転駆動することで、駆動対象物を予め定める移動位置に移動させる。
駆動指令は、伸び量検出装置によって演算される伸び量δに基づいて補正される。これによって伸び量δに応じた駆動指令を駆動源に与えることができ、駆動対象物を配置すべき移動位置に精度よく配置することができる。これによって予め定める移動位置からずれることを防ぐことができる。また操作者は、索条体が伸びたとしても回転駆動部材の角変位位置を修正する指示を与える必要がない。また索条体の伸びに起因する調整回数を低減することができる。

さらに本発明によれば、過去の時点は、索条体の使用開始時であるので、索条体の使用開始時から現時点までの伸び量δを検出することができる。使用開始時から現時点までの伸び量δは、索条体の破断時期予測に利用することができる。これによって予測した索条体の破断時期に基づいて、破断時期の近い索条体を新たな索条体に交換するなどの対処を行うことができる。

さらに本発明によれば、過去の時点は、前回索条体の伸び量δを検出した前回の伸び量検出時であるので、前回の伸び量検出時から現時点までの伸び量δを検出することができる。前回の伸び量検出時から現時点までの伸び量δは、索条体の破断時期予測の判断に利用することができる。これによって予測した索条体の破断時期に基づいて、破断時期の近い索条体を新たな索条体に交換するなどの対処を行うことができる。

さらに本発明によれば、検出される伸び量δに関する情報を報知する報知手段を含むので、操作者は、伸び量δに関する情報を認識することができる。したがって操作者は、報知される情報に基づいて、索条体の状態、たとえば交換時期を判断して対処することができる。

さらに本発明によれば、検出される伸び量δを、予め定める許容伸び量と比較し、比較した結果を報知する。したがって操作者は、検出される伸び量δと許容伸び量との関係を認識することができる。これによって操作者は、許容伸び量に基づいて、索条体の状態、たとえば破断する時期を判断して対処することができる。

さらに本発明によれば、制御装置は、半導体ウェハを駆動対象物として搬送する駆動装置を制御する。半導体ウェハを搬送するにあたって、その位置決めを精度よく行う必要がある。本発明では、索条体の伸びを補正して正確な位置に半導体ウェハを移動させることができるので、これによって駆動装置は半導体ウェハを所望の位置に精度よく搬送することができる。半導体ウェハは、外力が作用すると損傷を受けやすいが、所望の位置に正確に搬送することによって、半導体ウェハが不所望の位置に搬送されて、損傷するのを防ぐことができる。

また半導体ウェハを搬送する搬送空間は、クリーンルームで行われることが多い。本発明では索条体の伸びに起因する調整回数を低減することができるので、駆動装置の調整を頻繁に行う必要がなく、クリーンルームの汚染を減らすことができる。

図１は、本発明の実施の一形態である昇降装置８０を簡略化して示す斜視図である。図２は、昇降装置８０を示す斜視図である。昇降装置８０は、索条体を用いて移動対象物を昇降駆動する駆動装置１と、駆動装置１を制御する制御装置１４と、索条体の伸び量を検出する伸び量検出装置１０と、索条体伸び状態を報知する報知手段１５を有する伸び状態報知装置とを含む。本発明の昇降装置８０は、昇降対象物である半導体ウェハを上下方向に搬送する。

駆動装置１は、駆動ローラ２、モータ３、タイミングベルト４、従動ローラ５および装置本体７を含んで構成される。装置本体７は、予め定められる定位置に固定され、駆動ローラ２および従動ローラ５を回転可能に支持する。たとえば装置本体７は、上下方向に沿って延びて長尺状に形成される。具体的には、装置本体７は、有底筒状であって、軸線方向に垂直な断面形状が略Ｕ字状に形成される。

なお、本発明において装置本体７の長手方向を第１方向Ｚとし、第１方向Ｚに垂直な方向を第２方向Ｘとし、第１方向Ｚおよび第２方向Ｘに互いに垂直な方向を第３方向Ｙとする。本実施の形態では第１方向Ｚは、上下方向、換言すると重力方向となり、第２方向および第３方向は、水平面に沿って延びる。また、本発明において用語「回転」は、３６０度未満の角変位および３６０度以上の回転を含む。

駆動ローラ２は、回転駆動部材であって、円筒状に形成される。駆動ローラ２は、その軸線である第１回転軸線Ｌ２まわりに回転自在に設けられる。駆動ローラ２は、装置本体７に支持され、その回転軸線Ｌ２は、第２方向Ｘに沿って延びる。駆動ローラ２は、装置本体７の第１方向Ｚ一端部寄りとなる下方側に設けられる。

従動ローラ５は、回転従動部材であって、円筒状に形成される。従動ローラ５は、その軸線である第２回転軸線Ｌ５まわりに回転自在に設けられる。従動ローラ５は、装置本体７に支持され、その回転軸線Ｌ５は、第２方向Ｘに沿って延びる。また駆動ローラ２と従動ローラ５との各回転軸線Ｌ２，Ｌ５は、互いに平行に延びて、第１方向Ｚに並ぶ。本実施の形態では、従動ローラ５は、装置本体７の第１方向他端部寄りとなる上方側に設けられる。

タイミングベルト４は、索条体である。索条体は、可撓性を有する長手状体に形成される。タイミングベルト４は、駆動ローラ２の回転移動に対してずれなく移動するように、駆動ローラ２および従動ローラ５に巻掛けられる。タイミングベルト４は、本実施の形態では、帯状体であって、無端状体、換言すると円環状体に形成される。

タイミングベルト４は、駆動対象物であるハンド体６が装着される。ハンド体６は、半導体ウェハを乗載可能に構成される。ハンド体６は、基体部９および乗載部８を有する。基体部９は、タイミングベルト４の一部に固定される。乗載部８は、基体部９に連結される。乗載部８の上面は、半導体ウェハを乗載する乗載面となる。

本実施の形態では、乗載部８は、第１方向Ｚに沿って延びる角変位軸線Ｌ８を有し、角変位軸線Ｌ８まわりとなる角変位方向３０に角変位自在に基体部９に支持される。また乗載部８は、角変位軸線Ｌ８に垂直な方向となる伸縮方向３１に伸縮自在に基体部９に支持される。

また駆動装置１は、乗載部８を基体部９に対して角変位方向３０に角変位駆動する乗載部角変位駆動部と、乗載部８を基体部９に対して伸縮方向３１に伸縮駆動する乗載部伸縮駆動部とを有する。

モータ３は、駆動源であって、駆動ローラ２を回転駆動する。モータ３は、その出力軸が、直接または間接的に駆動ローラ２に連結され、回転力を駆動ローラ２に伝達する。たとえばモータ３は、歯車などの動力伝達機構を介して回転力を駆動ローラ２に伝達する。本実施の形態のモータ３は、サーボモータによって実現され、出力軸の角変位位置を検出するエンコーダ１１が内蔵される。エンコーダ１１は、エンコーダ情報を制御装置１４に与える。エンコーダ情報は、出力軸が一回転する間に一定数のパルスであって、たとえばモータ３の出力軸が予め定める原点位置にある状態から出力されるパルスをカウントしたパルス数で表わす。したがってエンコーダから出力されるパルス数をカウントすることによって出力軸の角変位位置を検出可能である。

制御装置１４は、予め定める角変位位置にモータ３の出力軸が回転するように、モータ３に駆動指令を与える。制御装置１４は、エンコーダ１１から出力軸の角変位位置を示すエンコーダ情報が与えられる。制御装置１４は、エンコーダ情報に基づいて駆動指令を生成し、モータ３をフィードバック制御する。これによって制御装置１４は、モータ３の出力軸を精度よく予め定める角変位位置に角変位させることができる。また制御装置１４は、乗載部角変位駆動部と、乗載部伸縮駆動部とを制御可能であって、予め定める位置に乗載部８を移動させることができる。

制御装置１４は、たとえばロボットコントローラによって実現される。制御装置１４は、予め定められるプログラムおよび演算結果が記憶される記憶部と、記憶部に記憶される情報を読み書き可能であって記憶部に記載されるプログラムを実行する演算部と、演算結果を出力する出力部と、演算に必要な情報を取得する入力部とを含む。

たとえば記憶部は、ＲＯＭ（Read Only Memory）またはＲＡＭ（Random Access Memory）によって実現される。演算部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によって実現される。入力部および出力部は、入出力インターフェースによって実現される。

制御装置１４は、駆動装置１のモータ３を制御することによって、駆動ローラ２を回転駆動させる。これによって駆動ローラ２に巻掛けられるタイミングベルト４が移動する。タイミングベルト４が移動すると、ハンド体６が、タイミングベルト４の移動経路に沿って移動する。本実施の形態では、駆動ローラ２が回転方向一方に回転駆動されると、ハンド体６は第１方向Ｚ一方に移動する。また駆動ローラ２が回転方向他方に回転駆動されると、ハンド体６は第１方向他方Ｚ他方に移動する。

図３は、タイミングベルト４の一部を拡大して示す斜視図である。図３では、理解を容易にするため、長手方向Ｈの垂直な断面を示す。タイミングベルト４には、長手方向Ｈに間隔をあけて設けられる複数の被係止部５４が形成される。各被係止部５４は、たとえばタイミングベルト４の厚み方向外方に向かって突出する凸部によって実現される。各被係止部５４の形状および隣接する被係止部５４の長手方向Ｈの間隔Ｐ２は、互いに等しく形成される。

タイミングベルト４は、可撓性を有する材料、すなわち変形可能な材料から成る。またタイミングベルト４は、高剛性に形成されることが好ましい。本実施の形態では、タイミングベルト４は、被係止部５４が形成されるベルト体４ａと、ベルト体４ａの内部であって、長手方向に伸びる複数の芯体４ｂとを含んで構成される。タイミングベルト４は、長手方向に伸びる複数の芯体４ｂによって、特に長手方向に関して高剛性に構成することができる。ベルト体４ａは、たとえば合成樹脂、具体的にはポリウレタンから成り、芯体４ｂは、たとえばスチールから成る。

図４は、タイミングベルト４と駆動ローラ２とを示す断面図である。駆動ローラ２には、その回転軸線Ｌ２まわりの方向となる周方向Ｒに間隔をあけて複数の駆動係止部５２が形成される。各駆動係止部５２は、たとえば半径方向外方に向かって突出する凸部によって実現される。各駆動係止部５２の形状および隣接する駆動係止部５２の周方向の間隔Ｐ１は、互いに等しく形成される。

タイミングベルト４の各被係止部５４は、駆動ローラ２の駆動係止部５２に係止された状態で、駆動ローラ２に巻掛けられる。タイミングベルト４は、駆動ローラ２の外周部にそって、外周部の一部に当接し、各駆動係止部５２のうちのいくつかが、被係止部５４に嵌合する。これによって駆動ローラ２の角変位に応じてタイミングベルト４がほぼ滑りなく移動する。

図５は、タイミングベルト４と従動ローラ５とを示す断面図である。従動ローラ５には、その回転軸線Ｌ５まわりの方向となる周方向Ｒに間隔をあけて複数の従動係止部５５が形成される。従動係止部５５は、駆動係止部５２とほぼ同様の形状であって、たとえば半径方向外方に向かって突出する凸部によって実現される。

タイミングベルト４の各被係止部５４は、従動ローラ５の従動係止部５５に係止された状態で、従動ローラ５に巻掛けられる。タイミングベルト４は、従動ローラ５の外周部にそって、外周部の一部に当接する。タイミングベルト４の被係止部５４は、各従動係止部５５のうちのいくつかに嵌合する。これによって、タイミングベルト４の変位に応じて、従動ローラ２がほぼ滑りなく角変位する。なお、上述した駆動係止部５２、従動係止部５５および被係止部５４の形状は、本発明の一例示であって、タイミングベルトと各ローラとが互いに部分的に嵌合する形状に形成されていればよい。

このように被係止部５４と駆動係止部５２および従動係止部５４とは互いに係止するので、駆動ローラ２が回転して駆動係止部５２が周方向Ｒに移動すると、駆動ローラ２に巻掛けられるタイミングベルト４は、駆動係止部５２の移動量に応じて、駆動ローラ２に対してほぼ滑りなく移動する。したがって駆動ローラ２の角変位位置を制御すると、ハンド体６の移動経路における位置を制御することができる。

本実施の形態では、ハンド体６は、第１方向Ｚ、すなわち上下方向に変位駆動される。そして基体部９に対して、乗載部８が角変位方向３０および伸縮方向３１に変位駆動されることによって、乗載部８を３次元的に移動することができる。

制御装置１４は、予め定められる収容体、たとえばカセットなどに収容される半導体ウェハに対して乗載部８を移動させて、収容体から半導体ウェハを取出すことができる。また制御装置１４は、収容体のうち半導体ウェハを乗載する棚部に対して、半導体ウェハを乗載した乗載部８を移動させて、収容体に半導体ウェハを収容することができる。

図６は、伸び量検出装置１０の構成を示すブロック図である。本実施の形態の昇降装置８０は、タイミングベルト４の伸び量を検出する伸び量検出装置１０を備える。伸び量検出装置１０は、駆動ローラ２または従動ローラ５の角変位位置を検出する角変位検出手段と、ハンド体６の配置状態を検出する配置状態検出手段と、角変位検出手段と配置状態検出手段との検出結果に基づいてタイミングベルト４の伸び量を演算する演算手段とを含む。

本実施の形態では、角変位位置検出手段は、モータ３の出力軸の角変位位置を検出するエンコーダ１１によって兼用される。また配置状態検出手段は、フォトマイクロセンサ１２によって実現される。また伸び量検出装置１０の演算手段は、制御装置１４によって兼用される。

上述したように、伸び量検出装置１０の角変位位置検出手段は、駆動装置１のモータ３に内蔵されるエンコーダ１１によって兼用される。エンコーダ１１は、モータ３の出力軸の角変位位置を表すエンコーダ情報を、制御装置１４に与える。

配置状態検出手段は、ハンド体６の移動経路に設定される基準位置１６ａ，１６ｂに、ハンド体６が配置されたことを検出し、検出結果を制御装置１４に与える。この基準位置１６ａ，１６ｂは、ハンド体６の移動にかかわらずに定位置に固定されて設定される。基準位置は、ハンド体６の移動経路に沿って既知の間隔をあけて少なくとも２つ設定される。また３つ以上基準位置が設定される場合には、隣接する基準位置１６の移動経路に関する間隔は、たとえば互いに等しくなるよう設定される。なお、隣接する基準位置の移動経路に関する間隔は、既知であれよく、互いに等しくする必要はない。

配置状態検出手段となるフォトマイクロセンサ１２はハンド体６に搭載される。そして基準位置１６ａ，１６ｂを検出するように構成される。ハンド体６が基準位置１６ａ，１６ｂに達した場合には、フォトマイクロセンサ１２が基準位置１６ａ，１６ｂに達したことを示すセンサ情報を制御装置１４に与える。これによって制御装置１４は、基準位置１６ａ，１６ｂに、ハンド体６が配置されたことを判断することができる。

基準位置１６は、センサ検出可能な基準部１８が設けられる位置である。基準部１８は、基準部形成体に形成される。基準部形成体は、ハンド体６の移動にかかわらず予め定める位置に固定される。本実施の形態では、基準部形成体は、装置本体７に設けられる基準部形成壁部１７によって実現される。基準部形成壁部１７は、第１方向Ｚに沿って延び、タイミングベルト４に臨む。

たとえば基準部１８は、ハンド体６に臨む表面から没入する切欠きが形成される。装置本体７を基準部形成体として利用できない場合には、基準部形成体を駆動装置１に別途設けてもよい。

配置状態検出手段は、基準部１８を検出可能に構成されて、基体部８に搭載される。本実施の形態では配置状態検出手段は、透過型フォトマイクロセンサ１２によって実現される。透過型フォトマイクロセンサ１２は、発光部１２ａと受光部１２ｂとを含む。発光部１２ａは、基準部形成壁部１７に向けて光を照射する。受光部１２ｂは、光を受光し、受光した光の光量に基づくセンサ情報を制御装置１４に与える。

ハンド体６が基準位置１６ａ，１６ｂに配置される場合、発光部１２ａが照射した光は、基準部１８を通過し、受光部１２ｂに入射する。この場合、受光部１２ｂは、発光部１２ａが照射した光を検出する。

ハンド体６が基準位置１６ａ，１６ｂを除く残余の位置に配置される場合、発光部１２ａから照射された光は、基準部形成壁部１７によって遮られる。したがって、発光部１２ａが照射した光が受光部１２ｂに入射することがない。この場合、受光部１２ｂは、発光部１２ａが照射した光を検出しない。

したがって制御装置１４は、受光部１２ｂが検出する光の光量が予め定めるしきい値よりも小さい場合には、ハンド体６が基準位置１６ａ，１６ｂ以外の残余の位置に配置している状態であることを判断する。また制御装置１４は、受光部１２ｂが検出する光の光量が予め定めるしきい値よりも大きい場合には、ハンド体６が基準位置１６ａ，１６ｂに配置している状態であることを判断する。

これによって制御装置１４は、受光部１２ｂから与えられるセンサ情報に基づいて、受光部１２ｂの受光量の大小を判定することで、ハンド体６が基準位置１６ａ，１６ｂに配置された状態か否かを判断することができる。なお、ハンド体６にセンサを搭載することによって、１つのセンサを用いて、複数の基準位置１６ａ，１６ｂを検出することができ、部品点数を減らすことができる。

また基準位置１６ａ，１６ｂにセンサを設けて、ハンド体６にセンサ検出可能なセンサ検出対象部分を設けてもよい。この場合、ハンド体６とともにセンサが移動することなく、センサと制御装置１４とを容易に接続することができる。

なお、上述した配置状態検出手段は、本発明の実施の一例示であって、他の構成によって実現されてもよい。配置状態検出用のセンサは、基準位置を精度良く検出できれば、その種類は問わない。配置状態検出用のセンサは、非接触型のセンサが好ましい。たとえば反射型フォトマイクロセンサを用いてもよく、磁気センサまたは超音波センサなどを用いてもよい。

また図６に示すように制御装置１４は、モータ３を制御するために、移動量設定手段７０と、駆動指令生成手段７１とを有する。移動量設定手段７０は、ハンド体６の移動量を設定し、設定結果を駆動指令生成手段７１に与える。たとえば移動量設定手段７０は、ハンド体６の目標位置が与えられるとともに、エンコーダ１１からのエンコーダ情報が与えられて、それらに基づいて移動量を設定する。駆動指令生成手段７１は、移動量設定手段７０から与えられる移動量に基づいて、モータ３を駆動すべき駆動指令を生成し、モータ３に与える。

さらに制御装置１４は、タイミングベルト４の伸び量検出装置の一部を実現するために、対応情報生成手段６０、対応情報記憶手段６１および比較手段６２を含む。また制御装置１４は、タイミングベルトの伸び状態報知装置の一部を実現するために、しきい値記憶手段６３、判定手段６４および設定値入力手段６５を含む。

対応情報生成手段６０は、フォトマイクロセンサ１２から与えられるセンサ情報と、エンコーダ１１から与えられるエンコーダ情報とを取得し、ハンド体６が基準位置１６ａ，１６ｂに配置された状態におけるエンコーダ情報を、対応情報として生成する。本発明において、対応情報は、ハンド体６が基準位置１６ａ，１６ｂに配置された状態における駆動ローラ２の角変位位置を示す。対応情報生成手段６０は、生成した対応情報を対応情報記憶手段６１および比較手段６２に与える。対応情報記憶手段６１は、対応情報生成手段６０から与えられる対応情報を過去の時点での対応情報として記憶する。

比較手段６２は、対応情報生成手段６０から対応情報が与えられると、その対応情報を現時点での対応情報とする。また比較手段６２は、対応情報記憶手段６１から過去の時点での対応情報を読出す。そして比較手段６２は、過去の時点での対応情報と現時点での対応情報とを比較する。

このように比較手段６２は、各対応情報を比較することで、現時点での、ハンド体６が基準位置１６に配置された状態における駆動ローラ２の角変位位置（以下、単に「現時点での角変位位置」ということがある）と、現時点から予め定める期間をあけた過去の時点での、ハンド体６が基準位置１６に配置された状態における駆動ローラ２の角変位位置（以下、単に「過去の時点での角変位位置」ということがある）とを比較する。

現時点での角変位位置と、過去の時点での角変位位置との差は、タイミングベルト４の伸び量に起因する。したがって比較手段６２は、現時点での角変位位置と、過去の時点での角変位位置とを比較することによって、タイミングベルト４の伸び量を検出することができる。現時点は、最も新しく点検した時点であり、現在における点検時点である。またたとえば過去の時点は、新しくタイミングベルト４を装着してから最初に点検した時点である。この場合、最初に点検した時点における対応情報が対応情報記憶手段６１に記憶される。

またたとえば定期的に伸び量検出動作が行われる場合、過去の時点は、前回の定期点検時点であってもよい。この場合、前回の点検時における対応情報が対応情報記憶手段６１に記憶される。

図７は、現時点におけるタイミングベルト４と、過去の時点におけるタイミングベルト４の伸び量を誇張して示す正面図である。図７（１）は、新しくタイミングベルト４を装着した装着時点におけるタイミングベルト４を簡略化して示す正面図であり、図７（２）は、装着時点から十分な時間が経過した時間経過時点におけるタイミングベルト４を簡略化して示す正面図である。

装着時点におけるタイミングベルト４は、伸びる前の状態であり、隣接する被係止部間の各距離Ａ１〜Ａ４は互いに等しい。これに対して装着時点から十分な時間が経過したタイミングベルト４は、たとえば長手方向一端部９０に長手方向一方へ向かう負荷Ｆを受けているので、装着時点のタイミングベルト４よりも伸びた状態となる。したがって図７（２）に示すように、タイミングベルト４が長手方向に伸びると、タイミングベルト４のうち、隣接する被係止部間の長手方向の各距離Ｂ１〜Ｂ４が、図７（１）に示す各距離Ａ１〜Ａ４に比べてそれぞれ大きくなる。

図８は、タイミングベルト４の伸び量δと時間経過とを示すグラフである。タイミングベルト４は、時間経過とともに長手方向に伸びる。長手方向に伸びる原因は、３つある。第１の原因は、前記負荷Ｆによって、芯体４ｂの撚りが締まり、芯体４ｂが伸びることによって、タイミングベルト４が伸びることである。第２の原因は、駆動係止部５２、従動係止部５５および被係止部５４が摩耗することによって、みかけの長さが伸びることである。第３の原因は、タイミングベルト４の屈曲疲労によって、芯体４ｂが切断され、タイミングベルト４の断面積あたりに与えられる荷重が大きくなり、伸びることである。これらの原因によって、タイミングベルト４は、時間経過とともに単位時間ｄｔあたりに伸びる伸び量ｄδを表わす伸び変化率ｄδ/ｄｔが変化する。

タイミングベルト４は、時間経過にとともに、主に第１および第３の原因によって、予め定められる第１設定伸び量δ１まで伸びる。タイミングベルト４は、第１設定伸び量δ１を超えると、第１、第２および第３の原因によって、第２設定伸び量δ２まで伸びる。第１設定伸び量δ１から第２設定伸び量δ２までの伸び変化率ｄδ５/ｄｔ５は、第１設定伸び量δ１を超える前の第１伸び変化率ｄδ４/ｄｔ４に比べて小さくなる。そしてさらに時間が経過するとタイミングベルト４は、主に第２および第３の原因によって伸びて、伸び量δが限界伸び量δ３に達して破断する。第２設定伸び量δ２から限界伸び量δ３までの第３伸び変化率ｄδ６/ｄｔ６は、第１設定伸び量δ１から第２設定伸び量δ２までの伸び第２変化率ｄδ５/ｄｔ５よりも大きくなる。

またタイミングベルト４は、使用状態および使用環境によって、実際に破断する時期が製造時に設定される破断時期と異なる場合がある。

図９は、フォトマイクロセンサ１２の検出結果と、エンコーダ１１の検出結果とを対応付けて示すグラフである。図９（１）は、装着時点における検出結果を示し、図９（２）は、時間経過時点における検出結果を示す。図９には、第１基準位置１６ａと第２基準位置１６ｂとの２つの基準位置をハンド体６が通過する場合を示す。

グラフの横軸は駆動ローラ２の角変位位置、すなわちエンコーダ情報を表す。たとえばエンコーダ情報は、モータ３の出力軸が予め定める原点位置にある状態から出力されるパルスをカウントしたパルス数で表わす。

またグラフの縦軸は配置状態検出手段の検出値、すなわちハンド体６が基準位置１６ａ，１６ｂに配置されているか否かを表す。具体的には、受光部１２ｂが受光する受光量が予め定めるしきい値を越える状態をオン状態とし、受光部１２ｂが受光する受光量が予め定めるしきい値を越えない状態をオフ状態とする。

装着時点におけるタイミングベルト４は、伸びる前の状態である。たとえば図９（１）に示すように、装着時点では、第１基準位置１６ａにハンド体６が達したときの第１角変位位置Ｐ１を１０パルスとし、第２基準位置１６ｂにハンド体６が達したときの第２角変位位置Ｐ２を２０パルスとする。この場合、第１基準位置１６ａに達したときの第１角変位位置Ｐ１と、第２基準位置１６ｂに達したときの第２角変位位置Ｐ２との差（Ｐ２−Ｐ１）である初期角変位量差Ｄ１は、１０パルスである。

上述したように、時間経過時点のタイミングベルト４は、装着時点のタイミングベルト４より伸びた状態にある。したがってたとえば時間経過時点では、第１基準位置１６ａにハンド体６が達したときの第１角変位位置Ｐ３が１４パルスとなり、第２基準位置１６ｂにハンド体６が達したときの第２角変位位置Ｐ４が２６パルスとなる。

たとえば図９では、第１伸び量Ｃ１は４パルスであり、第２伸び量Ｃ２は６パルスである。この場合、第１基準位置１６ａに達したときの第１角変位位置Ｐ３と第２基準位置１６ｂに達したときの第２角変位位置Ｐ４との差である時間経過時角変位量差Ｄ２は、Ｄ１＋Ｃ２−Ｃ１で表わされる。ここで、Ｄ１は初期角変位差であり、Ｃ２は第２伸び量であり、Ｃ１は、第１伸び量である。図９に示す場合では、時間経過時角変位差Ｄ２は、１２パルスである。

第１基準位置１６ａの第１角変位位置Ｐ１，Ｐ２と、第２基準位置１６ｂの第２角変位位置Ｐ３，Ｐ４とを装着時点と時間経過時点とでそれぞれ求めることタイミングベルト４の伸び量を求めることができる。

以上のように本実施の形態の制御装置１４が、伸び量検出装置１０として、前述する角変位検出手段１１と配置状態検出手段１２と比較手段６２とを備えることで、タイミングベルト４の伸び量を検出することができる。タイミングベルト４の伸び量を検出することによって、タイミングベルト４の破断の予兆を判断しすることができる。また予測した破断の予兆を作業者に知らせることによって、作業者は、破断前に前もってタイミングベルト４を交換することができる。

また上述したように、本実施の形態では、伸び量検出装置１０の角変位検出手段は、モータ３のエンコーダ１１と兼用する。また伸び量検出装置１０の伸び量を演算するための演算手段は、制御装置１４が兼用する。したがって伸び量検出装置１０は、配置状態検出手段を用意し、制御装置１４の動作プログラムを変更するだけで実現することができる。これによって簡単な構成でかつ低コストにタイミングベルト４の伸び量検出装置１０を実現できる。

またモータ３のエンコーダは、ロータリーエンコーダであるので、駆動ローラ２と従動ローラ５との第１方向Ｚの距離が離れている場合であっても、伸び量検出装置１０が大型化することがない。また配置状態検出手段は、ハンド体６にフォトセンサを搭載するだけでよいので、駆動装置１４の構成を大きく変更する必要がない。したがって現在使用されている昇降装置８０にも、伸び量検出装置１０を容易に設けることができる。

また基準部１８は、切欠きによって構成したが、センサが検出可能であればよい。たとえば光反射型センサの場合、基準部形成体の表面の光反射率を低下させて、基準部として基準部形成体に光反射性を有するシートを張るだけでもよい。このように配置状態検出手段を工夫することによって、非常に安価に伸び量検出装置を実現することができる。

また各基準位置１６ａ，１６ｂは、半導体ウェハ搬送にあたって、ハンド部６が移動する移動径路内に設けられることが好ましい。この場合、昇降装置８０が半導体ウェハを昇降させる動作中に、タイミングベルト４の伸び量を随時検出することができ、伸び量検出動作として別途行う必要がない。したがって伸び量を検出するために半導体ウェハの搬送動作を停止する必要がなく、昇降装置８０の稼働率を向上することができる。

また３つ以上基準位置１６が設定される場合には、それらの基準位置１６の間隔が互いに等しくなるように設定されることによって、タイミングベルト４の伸び量の検出精度を向上することができる。

また制御装置１４の駆動指令生成手段７１は、伸び量検出装置１０の検出結果に基づいて、駆動指令を補正してもよい。この場合、図６に示すように、制御装置１４は、伸び補正量演算手段６５を有する。

比較手段６２は、検出したタイミングベルト４の伸び量を伸び補正量演算手段６５に知らせる。伸び補正量演算手段６５は、伸び量に応じた駆動指令の補正量を演算し、演算結果を駆動指令生成手段７１に与える。駆動指令生成手段７１は、伸び補正量演算手段６５から補正量が与えられることによって、その補正量に従って駆動指令を補正する。これによって制御装置１４は、タイミングベルトの伸び量に基づいて、モータ３を回転駆動させることができ、ベルトの伸びにかかわらずにハンド体６を予め定める目標位置に移動させることができる。

伸び量補正量演算手段６５の処理を、具体的に説明する。タイミングベルト４の伸び量δは、装着時点のタイミングベルト４の長さ寸法に比例する。タイミングベルト４の伸び率γは、タイミングベルト４の伸び量を、装着時点のタイミングベルト４の長さ寸法で除して求められる。第１基準位置１６ａから第２基準位置１６ｂまでの基準間隔Ｅは、予め既知の量である。エンコーダ情報Ｐからハンド体６の配置位置に変換する関数を位置変換関数ｆ（Ｐ）とする。第１基準位置１６ａのエンコーダ情報Ｐを第１角変位位置Ｐ１とし、第２基準位置１６ｂのエンコーダ情報Ｐを第２角変位位置Ｐ２とする。ハンド体６を、第１基準位置１６ａから第２基準位置１６ｂに移動させた場合、駆動ローラ２がタイミングベルト４を移動させた量Ｅ１は、次式（１）によって表される。
Ｅ１＝ｆ（Ｐ２）−ｆ（Ｐ１） …（１）

ハンド体６を、第１基準位置１６ａから第２基準位置１６ｂに移動させたことによって、タイミングベルト４に生じる伸び量δは、次式（２）によって表される。
δ＝γ｛ｆ（Ｐ２）−ｆ（Ｐ１）｝ …（２）

式（１）および式（２）から、基準間隔Ｅは次式（３）によって表される。
Ｅ＝｛ｆ（Ｐ２）−ｆ（Ｐ１）｝＋γ｛ｆ（Ｐ２）−ｆ（Ｐ１）｝
…（３）
式（３）をタイミングベルト４の伸び率γについて解くと、次式（４）となる。

式（４）によって、タイミングベルト４の伸び率γを算出することができる。この伸び率γを用いて、第１基準位置１６における伸び量に応じて、補正を行う。第１基準位置１６ａに対するエンコーダ情報Ｐの変化量ΔＰとすると、補正後の位置変換関数ｆ（Ｐ）は、次式（５）なる。
ｆ（Ｐ）＝ｆ（Ｐ１）＋γ×ｆ（ΔＰ） …（５）
式（５）に、式（４）を代入すると、次式（６）となる。

このように伸び量補正量演算手段６５および駆動指令生成手段７１は、式（６）を用いて、補正量を算出し駆動指令を補正する。

また昇降装置８０は、タイミングベルト４の伸び状態を報知する伸び状態報知装置を含んでいてもよい。伸び状態報知装置は、伸び量検出装置１０と、報知手段１５とを含む。この場合、図６に示すように、制御装置１４は、タイミングベルト４の伸び状態を報知するために伸び量検出装置１０の一部を兼用する。この場合、制御装置１４は、判定手段６４と、しきい値記憶手段６３とを含む。

比較手段６２は、判定手段６４に演算したタイミングベルト４の伸び量を与える。またしきい値記憶手段６３は、予め定める許容伸び量を記憶する。許容伸び量は、設定入力手段６５に入力され、設定入力手段６５からしきい値記憶手段６３に与えられる。判定手段６４は、しきい値記憶手段６３から許容伸び量が与えられるとともに、比較手段６２からタイミングベルト４の伸び量が与えられる。判定手段６３は、それらの伸び量を比較し、タイミングベルト４の伸び量が、許容伸び量を超えているか否かを示す情報、許容伸び量とタイミングベルトの伸び量との差を示す情報などを求め、求めた情報を報知手段１５に与える。

報知手段１５は、判定手段６４から与えられる情報を表示することで伸び量を示す情報を報知する。また報知手段１５は、比較手段６２から与えられるタイミングベルト４の伸び量を報知してもよい。報知手段１５は、たとえば液晶ディスプレイまたはＣＲＴディスプレイなどによって実現される。

なお、報知手段１５は、伸び量を数値表示しなくてもよい。たとえば報知手段１５は、タイミングベルト４の伸び量が許容伸び量を超えた場合に、警告音を発生させる放音手段、たとえばブザーであってもよい。また報知手段１５は、タイミングベルト４の伸び量が許容伸び量を超えた場合に、警告光を発生させる発光手段、たとえば発光灯であってもよい。

図１０は、制御装置１４の伸び量検出動作と伸び状態報知動作とを示すフローチャートである。本実施の形態では、伸び量検出装置および伸び状態報知装置の演算手段は、制御装置１４が兼用する。したがって制御装置１４が、伸び量検出動作および伸び状態報知動作を行う。

ステップａ０で、制御装置１４は、新しくタイミングベルト４が交換されたことを示す情報が与えられると、ステップａ１に進み、伸び量検出動作を開始する。

ステップａ１では、対応情報生成手段６０によって、初期時における対応情報を取得する。具体的には、制御装置１４は、新しいタイミングベルト４にハンド体６が装着されて、ハンド体６が移動可能な状態となると、駆動指令生成手段７０によって、モータ３に駆動指令を与えてハンド体６を移動径路にそって移動させる。ハンド体６は、移動することによって各基準位置１６ａ，１６ｂを通過する。

ハンド体６が各基準位置１６ａ，１６ｂに位置すると、対応情報生成手段６０が、センサ情報およびエンコーダ情報とに基づいて、対応情報を生成する。対応情報生成手段６０は、各基準位置１６ａ，１６ｂに応じた対応情報を、初期状態となる使用開始時の対応情報として、対応情報記憶部６１にそれぞれ記憶させる。このようにして使用開始時の対応情報を取得する。そして伸び量を検出するための点検指令が与えられると、または予め定める定期点検時に達すると、ステップａ２に進む。

ステップａ２では、制御装置１４が、対応情報生成手段６０によって、点検時における対応情報を取得する。具体的には、制御装置１４が駆動指令生成手段７０によってモータ３に駆動指令を与え、ハンド体６を移動径路にそって移動させる。ハンド体６は、移動することによって各基準位置１６ａ，１６ｂを通過する。ハンド体６が各基準位置１６ａ，１６ｂに位置すると、対応情報生成手段６０が、センサ情報およびエンコーダ情報とに基づいて、対応情報を生成する。対応情報生成手段６０は、各基準位置１６ａ，１６ｂに応じた対応情報を、現時点での対応情報として、比較手段６２に与える。このようにして現時点での対応情報を取得すると、ステップａ３に進む。

ステップａ３では、制御装置１４は、比較手段６２によって、対応情報生成部６０から与えられる現時点での対応情報と、対応情報記憶部６１から与えられる使用開始時の対応情報とを基準位置１６ａ，１６ｂ毎に比較する。制御装置１４は、上述したように現時点での対応情報と使用開始時の対応情報とを比較し、その結果に基づいて、タイミングベルト４の長手方向の伸び量を算出し、伸び量検出動作を終了する。そしてステップａ４に進む。

ステップａ４では、制御装置１４は、伸び状態報知動作を行う。報知装置１４は、算出した伸び量を示す情報を報知手段１５に与える。報知手段１５は、制御装置１４からに与えられた情報を報知し、ステップａ５に進む。ステップａ５では、制御装置１４は、ステップａ０からの一連の処理を終了する。

このような制御装置１４の動作によれば、タイミングベルト４の伸び量を報知手段１５によって報知することによって、操作者は、タイミングベルト４の伸び量を認識することができる。したがって操作者は、報知される情報に基づいて、タイミングベルト４の状態、たとえば交換時期を判断して対処することができる。

また本実施の形態では、新しくタイミングベルト４を交換した初期状態となる使用開始時から点検時となる現時点までの伸び量を検出する。使用開始時から現時点までの伸び量は、タイミングベルト４の破断する可能性の判断に利用することができる。したがって操作者は、タイミングベルト４の破断する可能性に基づいて、破断時期の近いタイミングベルト４を新たなタイミングベルト４に交換するなどの対処を行うことができる。

タイミングベルト４の破断の予兆を判断して、時期を予測して、破断前にタイミングベルト４を交換することによって、タイミングベルト４の破断によるハンド部６の落下を防ぐことができる。これによってハンド部６の落下による、ハンド部６、ハンド部６に搭載した半導体ウェハおよび他の装置の損傷を防ぐことができる。

また本発明によれば、タイミングベルト４の破断の予兆を判断することができるので、複数のタイミングベルトを必要とせずに、タイミングベルトの破断による損傷を防止することができる。タイミングベルトが１本の場合には、２本の場合に比べて構造を簡単化することができ、張力調整も容易である。張力調整を容易に行うことで、引用した２本のタイミングベルト４を有する従来技術の駆動装置に比べて、タイミングベルト４の調整および交換作業を容易に行うことができる。

また昇降装置８０は、半導体ウェハなどを搬送する場合など、予め定められる調整室、たとえばクリーンルームに配置される場合がある。この場合、クリーンルームを清浄に保つために、頻繁に昇降装置８０のタイミングベルト４を交換することは好ましくない。本発明のように破断予測時期を知らせることによって、タイミングベルト１４の寿命に応じて交換することができ、無駄にタイミングベルト１４を交換する必要がない。これによって交換作業を少なくすることができ、クリーンルームの汚染を減らすとともに、稼働率を向上することができる。

図１１は、制御装置１４の他の伸び量検出動作と伸び状態報知動作とを示すフローチャートである。上述したように制御装置１４は、伸び量検出装置および伸び状態報知装置の一部を兼用する。したがって制御装置１４が、伸び量検出動作および伸び状態検出動作を行う。

ステップｂ０〜ステップｂ３は、図１０に示す前述したステップａ０〜ステップａ３と同様であるので、具体的な説明を省略する。ステップｂ３において、伸び量検出動作を終了するとステップｂ４に進む。

ステップｂ４では、制御装置１４は、図１０に示す場合とは異なる他の伸び状態報知動作を行う。制御装置１４は、判定手段６４によって、検出される伸び量を予め定める許容伸び量δ２と比較する。検出される伸び量が、許容伸び量δ２以上の場合、判定手段６４から報知手段１５に伸び量に基づく情報、すなわち検出される伸び量が許容伸び量δ２を超えていることを示す情報を与え、ステップｂ５に進む。またステップｂ４において、検出される伸び量が、許容伸び量δ２未満の場合、ステップｂ２に戻る。許容伸び量δ２は、図８に示すように、タイミングベルト４の限界伸び量δ３以下であって、破断する可能性が小さい値に設定される。許容伸び量δ２は、設定値入力手段６５から操作者によって入力されてもよい。

ステップｂ５では、制御装置１４は、判定手段６４によって判定されたタイミングベルトの交換を促す交換指示指令情報を報知手段１５に与える。報知手段１５は、判定手段６４による結果である交換指示指令情報を報知し、ステップｂ６に進む。ステップｂ６では、制御装置１４は、ステップｂ０からの一連の処理を終了する。

このような制御装置１４の動作によれば、検出される伸び量を、予め定める許容伸び量δ２と比較し、比較した結果を報知する。したがって操作者は、検出される伸び量が許容伸び量δ２を超えたことを容易に判断することができる。これによって操作者は、検出される伸び量が許容伸び量を超えた場合に、報知されるタイミングベルト４の交換指示に対して対処することができ、利便性を向上することができる。

また報知手段１５は、検出される伸び量が、許容伸び量δ２以上の場合、警報を発するように構成してもよい。これによって操作者は、タイミングベルト４が破断する可能性が大きいことを、確実に認識することができる。たとえば検出される伸び量が、許容伸び量δ２以上の場合、制御装置１４は、駆動指令生成手段７１によってモータ３を停止するように制御してもよい。またたとえば、作業者は、タイミングベルト４の交換指示が報知された場合に、次回の定期調整時期にタイミングベルトを交換してもよい。

また許容伸び量δ２は、タイミングベルト４が伸びすぎることによって、張力が適切でなくなり、張力の再調整が必要な値に設定してもよい。これによって、作業者は、張力を調整する時期を認識することができ、タイミングベルト４の張力を適切な状態にすることができる。したがって常に適切な張力を維持することができ、ハンド体６を予め定める移動位置に配置することができる。

図１２は、制御装置１４のさらに他の伸び量検出動作と伸び状態報知動作を示すフローチャートである。上述したように制御装置１４は、伸び量検出装置および伸び状態放置装置の一部を兼用する。したがって制御装置１４が、伸び量検出動作および伸び状態検出動作を行う。また制御装置１４は、図８に示す動作に加えて、伸び量検出結果に基づいて、モータ３の駆動指令を補正する動作を行う。

ステップｃ０〜ステップｃ３は、図１０に示す前述したステップａ０〜ステップａ３と同様であるので、具体的な説明を省略する。ステップｃ３において、伸び量検出動作を終了するとステップｃ４に進む。

ステップｃ４では、制御装置１４は、検出される伸び量を予め定める許容伸び量δ２と比較する。検出される伸び量が、許容伸び量δ２以上の場合、報知手段１５に伸び量が許容伸び量δ２を超えていることを示す情報を与え、ステップｃ５に進む。またステップｃ４において、検出される伸び量が、許容伸び量δ２未満の場合、ステップｃ６に進む。

ステップｃ６では、制御装置１４は、伸び補正量演算手段６５によって、検出された伸び量に基づいて、駆動指令を補正する補正量を演算し、ステップｃ２に戻る。

ステップｃ５では、制御装置１４は、報知手段１５に伸び量比較手段による結果を与える。報知手段１５は、制御装置１４に与えられた情報を報知し、ステップｃ７に進む。ステップｃ７にて、ステップｃ０からの一連の処理を終了する。

このような制御装置１４の動作によれば、駆動指令生成手段７１が移動量設定手段７０から与えられる移動量に基づいて、予め定める移動位置にハンド体６が移動するように駆動指令を生成する。このときに、駆動指令生成手段７１は、伸び補正量演算手段６５によって与えられる補正量に基づいて、駆動指令を補正し、補正した駆動指令をモータ３に与える。モータ３が与えられる駆動指令に従って駆動ローラ２を回転駆動することで、ハンド体６が予め定める移動位置に移動する。

駆動指令は、伸び量検出装置１０の検出結果、すなわち伸び量に基づいて補正される。制御装置１４は、伸び量に応じた駆動指令をモータ３に与えることができ、ハンド体６を配置すべき移動位置に精度よく配置することができる。これによって予め定める移動位置からハンド体６がずれることを防ぎ、ハンド体６が不所望に障害物に衝突することを防ぐことができる。また制御装置１４が伸びによる補正量を演算するので、操作者は、タイミングベルト４が伸びたとしても駆動ローラ２の角変位位置を修正する指示を与える必要がない。したがってタイミングベルト４の伸びに起因する調整回数を低減することができる。

さらに昇降装置８０が半導体ウェハを搬送する場合、その位置決めを精度よく行う必要がある。たとえばタイミングベルト４の長さが２ｍであり、そのタイミングベルト４が０．１％伸びた場合には、２ｍｍずれることになる。複数の半導体ウェハが収容される収容体のピッチ間隔は、たとえば１０ｍｍであるので、伸び量を補正しない状態では、半導体ウェハを正確に乗載することができない。また半導体ウェハを正確に乗載できないばかりか、ハンド体６が半導体ウェハに不所望に接触、および所望する半導体ウェハとは異なる半導体ウェハを乗載するおそれがある。

本実施の形態では、タイミングベルト４の伸びに応じて駆動指令を補正することによって、ハンド体６を精度よく位置合わせすることができるので、所望する半導体ウェハを確実に乗載および移動させることができる。このようにハンド体６を所望の位置に正確に搬送することによって、半導体ウェハが損傷するのを防ぐことができる。

また半導体ウェハを搬送する搬送空間は、クリーンルームで行われることが多い。本実施の形態ではタイミングベルト４の伸びに起因する調整を低減することができるので、駆動装置１の調整を頻繁に行う必要がない。これによって作業者がタイミングベルトの伸びに起因して、クリーンルームに入室する回数を減らすことができ、クリーンルームの汚染を減らすことができる。

図１３は、制御装置１４のさらに他の伸び量検出動作と伸び状態報知動作とを示すフローチャートである。制御装置１４は、伸び量を検出する点検動作を予め定める時期ごとに定期的に複数行う場合がある。

ステップｄ０にて、制御装置１４は、（ｎ−１）回目の点検時点から予め定める期間経過してｎ回目の点検時点に達すると、ステップｄ１に進み、伸び量検出動作を開始する。

ステップｄ１では、制御装置１４が、対応情報生成手段６０によって、点検時における対応情報を取得する。具体的には、制御装置１４がモータ３に駆動指令を与え、ハンド体６を移動径路にそって移動させる。ハンド体６は、移動することによって各基準位置１６ａ，１６ｂを通過する。ハンド体６が各基準位置１６ａ，１６ｂに位置すると、対応情報生成手段６０は、各基準位置１６ａ，１６ｂに応じた対応情報を、現時点での対応情報として、比較手段に与える。このようにしてｎ回目の点検時点である現時点での対応情報を取得すると、ステップｄ２に進む。

なお、ｎは、点検回数を示す変数であって、新しくタイミングベルトが交換されて最初に点検が行われる場合に、初期値として１が設定される。そして伸び量を検出するための点検指令が与えられると、またはｎ回目の点検時点から予め定める期間経過して新たに（ｎ＋１）回目の点検時点に達すると、ステップａ２に進む。なお、第ｎ回目の点検時点と、第（ｎ＋１）回目の点検時点とは、予め定める期間である測定期間を開けて設定される。

ステップｄ２では、ステップｄ１と同様にして、（ｎ＋１）回目の点検時点における対応情報を取得し、ステップｄ３に進む。ステップｄ３では、制御装置１４は、第（ｎ＋１）回目の点検時点での対応情報と、第ｎ回目の点検時点での対応情報とを比較する。換言すると、前回検出したタイミングベルト４の伸び量と、今回検出したタイミングベルト４の伸び量とを比較する。具体的には、制御装置１４は、今回と前回との伸び量から図８に示すタイミングベルト４の伸び量の変化率ｄδ/ｄｔを算出して、伸び量検出動作を終了する。そしてステップｄ４に進む。

ステップｄ４では、制御装置１４は、図１０および図１１とは異なる他の伸び量検出動作を行う。制御装置１４は、判定手段６４によって、検出される伸び量の変化を予め定める許容変化率ｄδ/ｄｔと比較する。検出される伸び量の変化率ｄδ/ｄｔが、許容変化率ｄδ/ｄｔ以上の場合、判定手段６４から報知手段１５に伸び量に基づく情報、すなわち検出される伸び量の変化率ｄδ/ｄｔが許容伸び量変化率ｄδ/ｄｔを越えている事を示す情報を与え、ステップｄ５に進む。

またステップｄ４において、検出される伸び量が、許容伸び量変化率ｄδ/ｄｔ未満の場合、ステップｄ６に進む。許容伸び量変化率ｄδ/ｄｔは、たとえばタイミングベルト４の測定期間に伸びるであろう予測される伸び量の変化率以下であって、破断する可能性が小さい値に設定される。許容設定伸び量変化率は、たとえば図８に示す第２伸び量変化率ｄδ５/ｄｔ５に設定される。許容伸び量変化率は、設定値入力手段６５から操作者によって入力されてもよい。

またステップｄ４において、検出される伸び量の変化率ｄδ/ｄｔが、許容変化率ｄδ/ｄｔ未満の場合、ステップｄ６に進む。ステップｄ６では、第（ｎ＋１）回目の点検時点の対応情報を対応情報記憶手段に記憶し、ステップｄ１に戻る。

またステップｄ４において、検出した伸び変化量が、許容伸び量以上であって、ステップｄ５に進んだ場合、ステップｄ５では、制御装置１４は、判定手段６４によって判定されたタイミングベルトの交換を促す交換指示指令情報を報知手段１５に与える。報知手段１５は、判定手段６４による結果である交換指示指令情報を報知し、ステップｄ７に進む。ステップｄ７では、制御装置１４は、ステップｄ０からの一連の処理を終了する。

このような制御装置１４によれば、過去の時点は、前回タイミングベルト４の伸び量を検出した検出時であるので、前回の伸び量検出時から現時点までの伸び量を検出することができる。タイミングベルト４が破断しそうな状態では、タイミングベルト４の伸び量の変化率が大きくなる。伸び量変化率ｄδ/ｄｔは、図８に示すように、タイミングベルト４の伸び量δが第２設定伸び量δ２を越えると、第３伸び量変化率ｄδ６/ｄｔ６となるので、破断する可能性が大きくなる。したがって前回検出時から現時点までの伸び量の変化率は、タイミングベルト４の破断する可能性の判断に利用することができる。タイミングベルト４の破断する可能性に基づいて、破断時期の近いタイミングベルト４を新たなタイミングベルト４に交換するなどの対処を行うことができる。たとえばタイミングベルト４の使用状態および使用環境が異なる場合であっても、タイミングベルト破断時期を精度よく予測することができる。

また前述の各測定期間は、互いに等しくても良いが、異なっていてもよい。たとえばタイミングベルト４の伸び量δが、第２許容伸び量δ２に達するまでは、比較的長い測定期間に設定し、タイミングベルト４の伸び量δが第２許容伸び量δ２をより大きくなった場合、測定期間を短くすることが好ましい。タイミングベルト４の伸び量δが第２設定伸び量δ２に達するまでは、タイミングベルト４の伸び量変化率ｄδ/ｄｔは、図８に示すように第２伸び量変化率ｄδ５/ｄｔ５であり、第３伸び量変化率ｄδ６/ｄｔ６より小さいので、測定期間が比較的長い設定であっても測定期間の伸び量δは小さい。したがって測定期間を比較的長く設定しても、伸び量δの検出に支障を与えることがない。これによって検査回数を少なくすることができる。またタイミングベルト４の伸び量は、第２許容伸び量δ２より大きくなると、破断する可能性が大きくなるので、測定期間を短く、たとえば常時監視することによって、タイミングベルト４が破断することより確実に防ぐことができる。

以上のような昇降装置８０、駆動装置１、制御装置１４、伸び量検出装置および伸び状態報知装置は、本発明の実施の形態の一例示である。したがって発明の範囲内において、各構成を変更することができる。たとえば駆動装置１が有する索条体としてタイミングベルト４を用いて構成してけれども、これに限ることはない。索条体は、たとえばスチールベルトまたはブイベルトのような他のベルトであってもよいし、チェーンまたはワイヤであってもよい。このような索条体であっても、同様の効果を達成することができる。

また昇降装置８０は、索条体自身が駆動対象物であってもよく、半導体ウェハを搬送する構成でなくてもよい。また本実施の形態では、駆動装置および制御装置を有する動力伝達装置および搬送装置の一例として、昇降装置８０を示したが、昇降装置に限定せず、索条体と回転駆動体とを有して構成される他の動力伝達装置および搬送装置であってもよい。たとえばモータおよび索条体の配置位置は、他の位置であってもよい。またたとえば装置本体の上側寄りに駆動ローラが設けられ、従動ローラを有しない構成であってもよい。

また前述の伸び量検出装置では、タイミングベルト４の伸び量を検出しているけれど、伸び量に限ることはない。前述の伸び量検出装置と同様の構成で、タイミングベルト４の縮み量を検出することができる。したがって前述の伸び量検出装置と同様の構成で、伸縮量を検出してもよい。

また図１０〜図１３に示すような制御装置１４の動作は、制御装置１４の記憶部に記憶される動作プログラムを演算部が実行することによって、容易に実行可能である。また動作プログラムを変更することによって、簡単にその動作を変更することができる。またプログラム読み取り可能な記憶媒体から制御装置１４が動作プログラムを読み出して実行してもよい。

前述した昇降装置８０は、タイミングベルト４の伸び量δに基づいて、駆動指令を補正する補正機能を有する。タイミングベルト４が０．１％伸びた場合であっても、補正機能によってハンド体６を精度よく位置合わせすることができる。したがってタイミングベルト４が伸びることに起因して、ハンド体６が不所望の位置に配置されることを防ぐことができる。また補正機能によって、操作者が補正する必要がないので、操作者が行うメンテナンスの回数を減らすことができる。

また前述した制御装置１４は、タイミングベルト４の伸び量δが張力の調整が必要な値になると、報知手段１５によってアラームを報知することができる。これによって、作業者は、張力を調整する時期を認識することができ、タイミングベルト４の張力を適切な状態にすることができる。したがって常に適切な張力を維持することができ、ハンド体６を予め定める移動位置に配置することができる。また報知手段によって報知することによって、最適な時期にタイミングベルト４の張力を調整することができるので、張力を調整する回数を減らすことができる。

また前述した報知手段１５は、検出されるタイミングベルト４の伸び量δに基づいて、アラームを発することができる。これによって操作者は、タイミングベルト４が破断する可能性が大きいことを、確実に認識することができる。したがってタイミングベルト４の特徴をとらえて、簡単な構成でタイミングベルト４の破断の予兆を検出することができる。

本発明の実施の一形態である昇降装置８０を簡略化して示す斜視図である。 昇降装置８０を示す斜視図である。 タイミングベルト４の一部を拡大して示す斜視図である。 タイミングベルト４と駆動ローラ２とを示す断面図である。 タイミングベルト４と従動ローラ５とを示す断面図である。 伸び量検出装置１０の構成を示すブロック図である。 現時点におけるタイミングベルト４と、過去の時点におけるタイミングベルト４の伸び量を誇張して示す正面図である。 タイミングベルト４の伸び量と時間経過とを示すグラフである。 フォトマイクロセンサ１２の検出結果と、エンコーダ１１の検出結果とを対応付けて示すグラフである。 制御装置１４の伸び量検出動作と伸び状態報知動作とを示すフローチャートである。 制御装置１４の他の伸び量検出動作と伸び状態報知動作とを示すフローチャートである。 制御装置１４のさらに他の伸び量検出動作と伸び状態報知動作を示すフローチャートである。 制御装置１４のさらに他の伸び量検出動作と伸び状態報知動作とを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 駆動装置
２ 駆動ローラ
３ モータ
４ タイミングベルト
５ 従動ローラ
６ ハンド体
１０ 伸び量検出装置
１１ エンコーダ
１２ フォトマイクロセンサ
１４ 制御装置
１５ 報知手段
１６ 基準位置
５２ 駆動係止部
５４ 被係止部
６２ 比較手段
６４ 判定手段
７１ 駆動指令生成手段
８０ 昇降装置

Claims (6)

1. 予め定める回転軸線まわりに回転自在に設けられ、周方向に間隔をあけて複数の駆動係止部が形成される回転駆動部材と、回転駆動部材を回転駆動する駆動源と、長手方向に間隔をあけて設けられる複数の被係止部が形成され、その被係止部が回転駆動部材の駆動係止部に係止される状態で、回転駆動部材に巻掛けられ、駆動対象物が装着される索条体とを含む駆動装置の索条体の伸び量δを検出する伸び量検出装置と、
   前記駆動源に与える駆動指令を生成する駆動指令生成手段とを含み、
   前記伸び量検出装置は、
   回転駆動部材の角変位位置を検出する角変位位置検出手段と、
   駆動対象物の移動経路に沿って間隔をあけて複数設定される基準位置に、駆動対象物が配置されたことを検出する配置状態検出手段と、
   現時点での、駆動対象物が予め定める第１基準位置に配置された状態における角変位位置を変換して求めた駆動対象物の配置位置と、現時点での、駆動対象物が予め定める第２基準位置に配置された状態における角変位位置を変換して求めた駆動対象物の配置位置との差をＥ１とし、前記予め定める第１基準位置から前記予め定める第２基準位置までの基準間隔をＥとし、過去の時点での索条体に対する現時点での索条体の伸び率γをＥ／Ｅ１−１としたとき、この伸び率γを前記駆動対象物の前記第１および第２基準位置における各配置位置の差に乗じて伸び量δを算出する演算手段とを含み、
   前記駆動指令生成手段は、前記伸び量検出装置によって演算される伸び量δに基づいて、駆動源に与える駆動指令を補正することを特徴とする制御装置。
2. 過去の時点は、索条体の使用開始時であることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 過去の時点は、前回索条体の伸び量δを検出した検出時であることを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
4. 検出される伸び量δに関する情報を報知する報知手段をさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の制御装置。
5. 検出される伸び量δを、予め定める許容伸び量と比較する伸び量比較手段をさらに含み、
   報知手段は、伸び量比較手段による結果を報知することを特徴とする請求項４記載の制御装置。
6. 半導体ウェハを駆動対象物として搬送する駆動装置を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の制御装置。

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