JP4442096B2 - Ｆｏｕｐロードポート制御方法および制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ウエハポッド開閉装置に係り、特にポッドの前蓋の着脱で気密の封止や解除をできるタイプのポッド（Ｆｒｏｎｔ Ｏｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ、以下「ＦＯＵＰ」と記述する）の蓋の開閉制御を行うＦＯＵＰロードポート制御方法および制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
３００ｍｍウエハなどを使用した半導体製造装置においては、ＦＯＵＰの蓋を局所クリーン環境下で開けて中のウエハにアクセスするために従来からＦＯＵＰロードポートが使用されている。例えば特開平１１−２８８９９１号公報では、ＦＯＵＰ蓋とロードポートドアを安全に密着させる手段が記載されている。
図６は、従来のＦＯＵＰロードポート制御装置の構成を示すブロック図である。また、図７はロードポートドア部の正面図であり、図８はＦＯＵＰ正面図である。
【０００３】
これらの図において、従来のＦＯＵＰロードポート制御装置は、ＦＯＵＰ蓋２を前面に備えたＦＯＵＰ１が固定されて同ＦＯＵＰ１を移動するドック部３と、ＦＯＵＰ蓋２を開くロードポートドア部４と、ドック部３をロードポートドア部４に向かって前進および後退させるドック軸モータ５と、ロードポートドア部４を移動させるドア軸モータ６と、ＦＯＵＰ１のドック状態およびアンドック状態を確認するドック確認センサ７およびアンドック確認センサ８と、ロードポートドア部４の閉状態および開状態を確認するドア閉確認センサ９およびドア開確認センサ１０とを備えている。ロードポートドア部４には、吸着部１６とラッチ部１７が設けられており、ＦＯＵＰ蓋２には吸着嵌合部１８とラッチ嵌合部１９とＦＯＵＰラッチ機構２０が設けられている。また、ドック軸モータ５を駆動するドック軸ドライバ１１と、ドア軸モータ６を駆動するドア軸ドライバ１２と、ドック軸ドライバ１１を制御するドック軸制御部１３と、ドア軸ドライバ１２を制御するドア軸制御部１４と、上位装置（図示せず）からの指令に基づいてドック軸制御部１３およびドア軸制御部１４に制御指令を出す処理部１５とからなる制御装置が設けられている。ドック軸制御部１３およびドア軸制御部１４には、それぞれ位置制御部１３ａ，１４ａが設けられ、ドック部３およびロードポートドア部４の位置制御を行うようにしている。
【０００４】
以下、この従来のロードポートにおける動作を、ドック軸動作、ロードポートドア動作を中心に図６を用いて説明する。
（１）図示しない作業者、またはＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、ＯＨＴ（Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｈｏｉｓｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）などと呼ばれる装置によってドック部３上の指定の位置にＦＯＵＰ１が置かれる。
（２）図示しない上位装置によるＦＯＵＰ１を開ける旨の指令を処理部１５が受ける。
（３）処理部１５が、ドック部３に内蔵されるクランプ部２１を動作させ、ＦＯＵＰ１をドック部３上に固定する。
【０００５】
（４）処理部１５は、ドック軸制御部１３にドック動作位置指令を与え、ドック軸制御部１３はドック軸ドライバ１１に電流指令を出し、ドック軸モータ５に連結されたボールネジを回転させる。これによりＦＯＵＰ１を搭載したドック部３がロードポートドア部４方向の指定されたドック位置まで水平移動する。このとき、ロードポートドア部４に設けられたラッチ部１７とラッチ嵌合部１９が嵌合する。処理部１５はドック位置確認センサ７信号の変化を受信し、ドック動作完了を確認する。
（５）処理部１５がロードポートドア部４に設けられた吸着部１６を動作させ、ＦＯＵＰ蓋２とロードポートドア部４が密着させられる。
（６）処理部１５がロードポートドア部４に設けられたラッチ部１７を動作させ、ＦＯＵＰ蓋２のラッチ機構２０が解除される。
【０００６】
（７）処理部１５は、ドア軸制御部１４にドア開動作位置指令を与え、ドア軸制御部１４はドア軸ドライバ１２に電流指令を出し、ドア軸モータ６に連結されたボールネジを回転させる。これによりＦＯＵＰ蓋２を把持したロードポートドア部４がＦＯＵＰ蓋２が開く方向に水平移動する。処理部１５はドア開確認センサ１０信号の変化を受信し、ドア開動作完了を確認する。
（８）処理部１５は図示しない昇降機構を動作させ、ＦＯＵＰ蓋２を把持したロードポートドア部４を下降させる。
ＦＯＵＰ蓋２を閉めるときには、逆の動作が行われる。
前記動作（４）において、ＦＯＵＰ蓋２とロードポートドア部４が密着することが望ましい。従来のロードポートにおいては、前記動作（４）のドック位置を規定の大きさのＦＯＵＰ１のＦＯＵＰ蓋２とロードポートドア部４が密着する位置とし、その位置へのドック部３の位置制御によって、ＦＯＵＰ蓋２とロードポートドア部４を密着させようとしていた。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２８８９９１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ＦＯＵＰは規格化されており、大きさも一定であるべきではあるが、現実には少なからず大小のばらつきが存在する。しかしながら、上記従来のＦＯＵＰロードポートにおいては、ＦＯＵＰの大小のばらつきが考慮されていない。
そのため、ＦＯＵＰが小さい場合には、ドック部がＦＯＵＰを伴ってドック位置へ移動しロードポートドアに接近したとき、ＦＯＵＰ蓋とロードポートドアの間に隙間が生じてしまうことがあった。それにより、ＦＯＵＰ蓋の吸着時にＦＯＵＰ後方が持ち上がってしまったり、ロードポートドアがＦＯＵＰ蓋を伴ってＦＯＵＰを閉じるときにはＦＯＵＰ蓋がＦＯＵＰ本体に入りきらないため、ラッチ機構を上手く固定できず、パーティクル侵入の原因となったりしていた。
また、ＦＯＵＰが大きい場合にはドック部が移動するときもロードポートドアが移動するときにもＦＯＵＰ蓋とロードポートドアが非常に大きな力で押し合いＦＯＵＰを破損する恐れがあった。これに対しては、あらかじめ推力を小さく設定することが考えられるが、ロードポートドア動作・ドック部動作が遅くなり全体の動作時間に影響を及ぼすことがある。
したがって、この発明の目的は、ＦＯＵＰの大きさにばらつきがあってもＦＯＵＰを破損することなく、動作時間に影響を及ぼすことなく確実にＦＯＵＰを開閉することができるＦＯＵＰロードポート制御方法および制御装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載のＦＯＵＰロードポート制御方法は、ＦＯＵＰを固定するクランプ部と、前記クランプ部により固定されたＦＯＵＰを移動するドック部と、前記ＦＯＵＰの前面に設けられたＦＯＵＰ蓋を開くロードポートドア部と、前記ロードポートドア部と前記ＦＯＵＰ蓋との固定および解除を行うラッチ部とを有し、前記ドック部と前記ロードポートドア部を駆動するそれぞれのモータが位置制御と推力制御とが可能なように構成されたＦＯＵＰロードポートの制御方法であって、
想定されるＦＯＵＰの大きさが最小であるときの当該ＦＯＵＰの蓋と前記ロードポートドア部が接触する位置を接触目標位置として設定し、
前記ドック部が前記ＦＯＵＰを伴って前記ロードポートドア部に前記ＦＯＵＰ蓋が接触するように移動するときは、前記ドック部のモータは推力を制限せず、前記ドック部が設定された前記接触目標位置へ移動するよう位置決め制御のみによる制御を行い、前記ロードポートドア部のモータは前記ロードポートドア部の現在の停止位置である前記接触目標位置での位置制御を推力を制限して行い、
前記ラッチ部により前記ＦＯＵＰ蓋を把持している前記ロードポートドア部が、前記ドック部に固定されている前記ＦＯＵＰに前記ＦＯＵＰ蓋を接触するように移動するときは、前記ロードポートドア部のモータは推力を制限せず、前記ロードポートドア部が設定された前記接触目標位置へ移動するよう位置決め制御のみによる制御を行い、前記ドック部のモータは前記ドック部の現在の停止位置である前記接触目標位置での位置制御を推力を制限して行うこと
を特徴とするものである。
請求項１記載のＦＯＵＰロードポート制御方法においては、ドック部のドック位置、ロードポートドア部の閉位置を、想定される最小のＦＯＵＰの場合におけるＦＯＵＰ蓋とロードポートドア部が接触する位置として設定することで、ＦＯＵＰの大きさにばらつきがあっても確実にＦＯＵＰの開閉を行うことができる。また、移動する側の軸の推力制限をオフして位置制御を行い、接触される側の軸の推力制限を行うことで、一定の力以下でＦＯＵＰ蓋とロードポートドアを密着させることができ、ＦＯＵＰの破損を避けることができる。また、推力制限のオン／オフを切り換えることによって、常に推力を制限する場合に比べて動作時間を短くすることができる。
【００１０】
請求項２記載のＦＯＵＰロードポート制御装置は、ＦＯＵＰを固定するクランプ部と、前記クランプ部により固定されたＦＯＵＰを移動するドック部と、前記ＦＯＵＰの前面に設けられたＦＯＵＰ蓋を開くロードポートドア部と、前記ロードポートドア部と前記ＦＯＵＰ蓋との固定および解除を行うラッチ部とを有し、前記ドック部と前記ロードポートドア部を駆動するそれぞれのモータが位置制御と推力制御とが可能なように構成されたＦＯＵＰロードポートの制御装置であって、
前記ドック部を移動させるドック軸制御手段に位置制御部と推力制限部とを設け、前記ロードポートドア部を移動させるドア軸制御手段に位置制御部と推力制限部とを設け、
想定されるＦＯＵＰの大きさが最小であるときの当該ＦＯＵＰの蓋と前記ロードポートドア部が接触する位置を接触目標位置として設定し、前記ドック部が前記ＦＯＵＰを伴って前記ロードポートドア部に前記ＦＯＵＰ蓋が接触するように移動するときは、前記ドック部のモータは推力を制限せず、前記ドック部が設定された前記接触目標位置へ移動するよう位置決め制御のみによる制御を行い、前記ロードポートドア部のモータは前記ロードポートドア部の現在の停止位置である前記接触目標位置での位置制御を推力を制限して行い、前記ラッチ部により前記ＦＯＵＰ蓋を把持している前記ロードポートドア部が、前記ドック部に固定されている前記ＦＯＵＰに前記ＦＯＵＰ蓋を接触するように移動するときは、前記ロードポートドア部のモータは推力を制限せず、前記ロードポートドア部が設定された前記接触目標位置へ移動するよう位置決め制御のみによる制御を行い、前記ドック部のモータは前記ドック部の現在の停止位置である前記接触目標位置での位置制御を推力を制限して行う制御部を設けたことを特徴とするものである。
請求項２に記載された発明においては、請求項１に記載された制御方法を装置として実現することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１から図５に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態を示すブロック図、図２〜図５は本実施の形態における動作を示すフローチャートである。
図１において、従来の図６の構成と異なる点は、ドック軸制御部１３とドア軸制御部１４に、処理部１５からのドック軸推力制限信号ｕ１，ドア軸推力制限信号ｕ２によってそれぞれ動作する推力制限部１３ｂ，１４ｂを設けたことである。その他の構成については、図６の構成と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。また、ロードポートドア部とＦＯＵＰの正面の構造は、図７及び図８と同じ構成とする。なお、ドック確認センサ７の位置、およびドア閉確認センサ９の位置はＦＯＵＰ１の大きさを、想定される最小のものであるとして設定し、その最小のＦＯＵＰ１のＦＯＵＰ蓋２とロードポートドア４が接触する位置に設定する。
【００１３】
以下に、本実施の形態における動作を説明する。
（１）図示しない作業者、またはＡＧＶ、ＯＨＴなどと呼ばれる装置によってドック部３上の指定の位置にＦＯＵＰ１が置かれる。
（２）図示しない上位装置によるＦＯＵＰを開ける旨の指令を処理部１５が受ける。
（３）処理部１５が、ドック部３に内蔵されるクランプ部２１を動作させ、ＦＯＵＰ１をドック部３上に固定する。
【００１４】
（４）処理部１５は、ドック軸制御部１３にドック動作位置指令を与え、ドック軸制御部１３はドック軸ドライバ１１に電流指令を出し、ドック軸モータ５に連結されたボールネジを回転させる。
同時にドック軸推力制限信号ｕ１はＯＦＦにする。
さらに、ドア軸推力制限信号ｕ２はＯＮにし、ドア軸制御部１４にはドア閉位置停止指令を与える。
ドック軸推力制限信号ｕ１がＯＦＦになると、ドック軸制御部１３からは、位置制御部１３ａの出力が推力制限部１３ｂを通さずにドック軸ドライバ１１に出力される。
また、ドア軸推力制限信号ｕ２がＯＮになると、ドア軸制御部１４からは、位置制御部１４ａの出力が推力制限部１４ｂによって一定出力以下に抑えられ、ドア軸ドライバ１２に出力される。（図２ステップＳ１０）
以上により、ＦＯＵＰ１を搭載したドック部３がロードポートドア部４方向の指定されたドック位置まで水平移動する。このとき、ロードポートドア部４に設けられたラッチ部１７とラッチ嵌合部１９が嵌合する。処理部１５はドック位置確認センサ７信号の変化を受信し、ドック動作完了を確認する。（図２ステップＳ１１，Ｓ１２）
【００１５】
（５）処理部１５がロードポートドア部４に設けられた吸着部１６を動作させ、ＦＯＵＰ蓋２とロードポートドア部４が密着させられる。
（６）処理部１５がロードポートドア部４に設けられたラッチ部１７を動作させ、ＦＯＵＰ蓋２のラッチ機構２０が解除される。
（７）処理部１５は、ドア軸制御部１４にドア開動作位置指令を与え、ドア軸制御部１４はドア軸ドライバ１２に電流指令を出し、ドア軸モータ６に連結されたボールネジを回転させる。同時にドア軸推力制限信号ｕ２はＯＦＦにする。（図３ステップＳ２０）
これによりＦＯＵＰ蓋２を把持したロードポートドア部４がＦＯＵＰ蓋２が開く方向に水平移動する。
ドア軸推力制限信号ｕ２がＯＦＦされたことにより、ドア軸制御部１４からの出力は推力制限部１４ｂを介さないものとなり、推力制限を受けた場合と比較して、ドア軸の移動は短時間で終了可能である。
処理部１５はドア開確認センサ１０信号の変化を受信し、ドア開動作完了を確認する。（図３ステップＳ２１，Ｓ２２）
【００１６】
（８）処理部１５は図示しない昇降機構を動作させ、ＦＯＵＰ蓋２を把持したロードポートドア部４を下降させる。
ＦＯＵＰを閉めるときには逆の動作が行われるが、以下のようになる。
（９）処理部１５は図示しない上位装置によるＦＯＵＰ１を閉じる旨の指令を受ける。
（１０）処理部１５は図示しない昇降機構を動作させ、ＦＯＵＰ蓋２を把持したロードポートドア部４を上昇させる。
（１１）処理部１５は、ドア軸制御部１４にドア閉動作位置指令を与え、ドア軸制御部１４はドア軸ドライバ１２に電流指令を出し、ドア軸モータ６に連結されたボールネジを回転させる。
このときドア軸推力制限信号ｕ２はＯＦＦされている。
さらにドック軸推力制限信号ｕ１はＯＮにし、ドック軸制御部１３にはドック位置停止指令を与える。
ドア軸推力制限信号ｕ２がＯＦＦになると、ドア軸制御部１４からは、位置制御部１４ａの出力が推力制限部１４ｂを通さずにドア軸ドライバ１２に出力される。
また、ドック軸推力制限信号ｕ１がＯＮになると、ドック軸制御部１３からは、位置制御部１３ａの出力が推力制限部１３ｂによって一定出力以下に抑えられ、ドック軸ドライバ１１に出力される。（図４ステップＳ３０）
これによりＦＯＵＰ蓋２を把持したロードポートドア部４がＦＯＵＰ蓋２が閉じる方向に水平移動する。処理部１５はドア閉確認センサ９信号の変化を受信し、ドア閉動作完了を確認する。（図４ステップＳ３１，３２）
【００１７】
（１２）処理部１５がロードポートドア部４に設けられたラッチ部１７を動作させ、ＦＯＵＰ蓋２のラッチ機構２０が固定される。
（１３）処理部１５がロードポートドア部４に設けられた吸着部１６を動作させ、ＦＯＵＰ蓋２とロードポートドア部４の吸着が開放される。
（１４）処理部１５は、ドック軸制御部１３にアンドック動作位置指令を与え、ドック軸制御部１３はドック軸ドライバ１１に電流指令を出し、ドック軸モータ５に連結されたボールネジを回転させる。
同時にドック軸推力制限信号ｕ１はＯＦＦにする。（図５ステップ４０）
ドック軸推力制限信号ｕ１がＯＦＦされたことにより、ドック軸制御部１３からの出力は推力制限部１３ｂを介さないものとなり、ドック軸の移動は推力制限を受けた場合と比較して短時間で終了可能である。
これによりＦＯＵＰ１を搭載したドック部３が指定されたアンドック位置まで水平移動する。処理部１５はアンドック位置確認センサ８信号の変化を受信し、アンドック動作完了を確認する。（図５ステップＳ４１，４２）
（１５）処理部１５がドック部３に内蔵される図示しないクランプ部を動作させ、ＦＯＵＰ１の固定を解除する。
（１６）図示しない作業者、またはＡＧＶ、ＯＨＴなどと呼ばれる装置によってドック部３上からＦＯＵＰ１が取除かれる。
【００１８】
上述したように、ドック位置、およびドア閉位置はＦＯＵＰの大きさを想定される最小のものであるとして設定し、そのＦＯＵＰの蓋とロードポートドアが接触する位置に設定されたものである。
すると、想定される最小のＦＯＵＰよりも大きな場合には、ＦＯＵＰ１を搭載したドック部がロードポートドア部４の方向へ移動し、ロードポートドア部４とＦＯＵＰ蓋２が接触し、ロードポートドア部４を押しこむことになるが、ロードポートドア部４が一定の推力以下を維持しており、ロードポートドア部４はドア開方向へ位置が変化する。
【００１９】
この状態でドック部３がアンドック方向へ移動し、干渉がなくなった場合は、位置制御によって元の位置へと戻る。
また、ロードポートドア部４がドック部３上に載置されたＦＯＵＰ１の方向へ移動し、ロードポートドア部４とＦＯＵＰ蓋２が接触したときに、ドック部３が一定の推力以下を維持したまま、アンドック方向へ位置が変化する。
ロードポートドア部４がドア開方向へ移動し、干渉がなくなった場合は、位置制御によって元の位置へと戻る。
このように軸の移動時には推力制限をしないので、移動に必要なだけのトルクを出力することができ、常に推力制限を行っている場合に比べ、移動時間が短くなる。
【００２０】
この実施の形態によれば、ドック位置、ドア閉位置を想定された最小のＦＯＵＰの場合における設定を行うことで、ＦＯＵＰ１の大きさにばらつきがあっても確実にＦＯＵＰ蓋２の開閉を行うことができる。また、接触する側の軸の推力制限をオフして位置制御を行い、接触される側の軸の推力制限を行うことで、一定の力以下でＦＯＵＰ蓋２とロードポートドア部４を密着させることができ、ＦＯＵＰ１の破損を避けることができる。また、推力制限部１３ｂ，１４ｂのオン／オフを切り換えることによって、常に推力を制限する場合に比べて動作時間を短くすることができる。
【００２１】
ここで、前述のロードポート制御装置の処理部１５にマイクロコンピュータを搭載するか、あるいはパソコンを接続し、上記（１）〜（１６）の手順をプログラムで実行することにより、ソフトウエア上で実行することができる。このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録することで、容易にマイクロコンピュータあるいはパソコンにインストールすることができる。
なお、上記実施の形態ではドック部３およびロードポートドア部４の駆動源としてモータを使用した場合について記述したが、駆動系にエアシリンダなどを用いてロードポートを構成し、動作時推力の異なるエアシリンダなどを複数切替えることで同様の効果を得ることができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ドック位置、ドア閉位置を想定された最小のＦＯＵＰの場合における設定を行うことで、ＦＯＵＰの大きさにばらつきがあっても確実にＦＯＵＰの開閉を行うことができ、接触する側の軸の推力制限をＯＦＦして位置制御を行い、接触される側の軸の推力制限を行うことで、一定の力以下でＦＯＵＰ蓋とロードポートドア部を密着させることができ、衝突によるＦＯＵＰの破損を避けることができる。また、推力制限のオン／オフを切り換えることによって、常に推力を制限する場合に比べて動作時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係るＦＯＵＰロードポート制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 本発明の実施の形態におけるドック動作を示すフローチャートである。
【図３】 本発明の実施の形態におけるドア開動作を示すフローチャートである。
【図４】 本発明の実施の形態におけるドア閉動作を示すフローチャートである。
【図５】 本発明の実施の形態におけるアンドック動作を示すフローチャートである。
【図６】 従来のＦＯＵＰロードポート制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】 ＦＯＵＰロードポートドア部正面図である。
【図８】 ＦＯＵＰ正面図である。
【符号の説明】
１ ＦＯＵＰ
２ ＦＯＵＰ蓋
３ ドック部
４ ロードポートドア部
５ ドック軸モータ
６ ドア軸モータ
７ ドック確認センサ
８ アンドック確認センサ
９ ドア閉確認センサ
１０ ドア開確認センサ
１１ ドック軸ドライバ
１２ ドア軸ドライバ
１３ ドック軸制御部
１３ａ 位置制御部
１３ｂ 推力制限部
１４ ドア軸制御部
１４ａ 位置制御部
１４ｂ 推力制限部
１５ 処理部
１６ 吸着部
１７ ラッチ部
１８ 吸着嵌合部
１９ ラッチ嵌合部
２０ ＦＯＵＰラッチ機構
２１ クランプ部
【発明の属する技術分野】
この発明は、ウエハポッド開閉装置に係り、特にポッドの前蓋の着脱で気密の封止や解除をできるタイプのポッド（Ｆｒｏｎｔ Ｏｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ、以下「ＦＯＵＰ」と記述する）の蓋の開閉制御を行うＦＯＵＰロードポート制御方法および制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
３００ｍｍウエハなどを使用した半導体製造装置においては、ＦＯＵＰの蓋を局所クリーン環境下で開けて中のウエハにアクセスするために従来からＦＯＵＰロードポートが使用されている。例えば特開平１１−２８８９９１号公報では、ＦＯＵＰ蓋とロードポートドアを安全に密着させる手段が記載されている。
図６は、従来のＦＯＵＰロードポート制御装置の構成を示すブロック図である。また、図７はロードポートドア部の正面図であり、図８はＦＯＵＰ正面図である。
【０００３】
これらの図において、従来のＦＯＵＰロードポート制御装置は、ＦＯＵＰ蓋２を前面に備えたＦＯＵＰ１が固定されて同ＦＯＵＰ１を移動するドック部３と、ＦＯＵＰ蓋２を開くロードポートドア部４と、ドック部３をロードポートドア部４に向かって前進および後退させるドック軸モータ５と、ロードポートドア部４を移動させるドア軸モータ６と、ＦＯＵＰ１のドック状態およびアンドック状態を確認するドック確認センサ７およびアンドック確認センサ８と、ロードポートドア部４の閉状態および開状態を確認するドア閉確認センサ９およびドア開確認センサ１０とを備えている。ロードポートドア部４には、吸着部１６とラッチ部１７が設けられており、ＦＯＵＰ蓋２には吸着嵌合部１８とラッチ嵌合部１９とＦＯＵＰラッチ機構２０が設けられている。また、ドック軸モータ５を駆動するドック軸ドライバ１１と、ドア軸モータ６を駆動するドア軸ドライバ１２と、ドック軸ドライバ１１を制御するドック軸制御部１３と、ドア軸ドライバ１２を制御するドア軸制御部１４と、上位装置（図示せず）からの指令に基づいてドック軸制御部１３およびドア軸制御部１４に制御指令を出す処理部１５とからなる制御装置が設けられている。ドック軸制御部１３およびドア軸制御部１４には、それぞれ位置制御部１３ａ，１４ａが設けられ、ドック部３およびロードポートドア部４の位置制御を行うようにしている。
【０００４】
以下、この従来のロードポートにおける動作を、ドック軸動作、ロードポートドア動作を中心に図６を用いて説明する。
（１）図示しない作業者、またはＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、ＯＨＴ（Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｈｏｉｓｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）などと呼ばれる装置によってドック部３上の指定の位置にＦＯＵＰ１が置かれる。
（２）図示しない上位装置によるＦＯＵＰ１を開ける旨の指令を処理部１５が受ける。
（３）処理部１５が、ドック部３に内蔵されるクランプ部２１を動作させ、ＦＯＵＰ１をドック部３上に固定する。
【０００５】
（４）処理部１５は、ドック軸制御部１３にドック動作位置指令を与え、ドック軸制御部１３はドック軸ドライバ１１に電流指令を出し、ドック軸モータ５に連結されたボールネジを回転させる。これによりＦＯＵＰ１を搭載したドック部３がロードポートドア部４方向の指定されたドック位置まで水平移動する。このとき、ロードポートドア部４に設けられたラッチ部１７とラッチ嵌合部１９が嵌合する。処理部１５はドック位置確認センサ７信号の変化を受信し、ドック動作完了を確認する。
（５）処理部１５がロードポートドア部４に設けられた吸着部１６を動作させ、ＦＯＵＰ蓋２とロードポートドア部４が密着させられる。
（６）処理部１５がロードポートドア部４に設けられたラッチ部１７を動作させ、ＦＯＵＰ蓋２のラッチ機構２０が解除される。
【０００６】
（７）処理部１５は、ドア軸制御部１４にドア開動作位置指令を与え、ドア軸制御部１４はドア軸ドライバ１２に電流指令を出し、ドア軸モータ６に連結されたボールネジを回転させる。これによりＦＯＵＰ蓋２を把持したロードポートドア部４がＦＯＵＰ蓋２が開く方向に水平移動する。処理部１５はドア開確認センサ１０信号の変化を受信し、ドア開動作完了を確認する。
（８）処理部１５は図示しない昇降機構を動作させ、ＦＯＵＰ蓋２を把持したロードポートドア部４を下降させる。
ＦＯＵＰ蓋２を閉めるときには、逆の動作が行われる。
前記動作（４）において、ＦＯＵＰ蓋２とロードポートドア部４が密着することが望ましい。従来のロードポートにおいては、前記動作（４）のドック位置を規定の大きさのＦＯＵＰ１のＦＯＵＰ蓋２とロードポートドア部４が密着する位置とし、その位置へのドック部３の位置制御によって、ＦＯＵＰ蓋２とロードポートドア部４を密着させようとしていた。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２８８９９１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ＦＯＵＰは規格化されており、大きさも一定であるべきではあるが、現実には少なからず大小のばらつきが存在する。しかしながら、上記従来のＦＯＵＰロードポートにおいては、ＦＯＵＰの大小のばらつきが考慮されていない。
そのため、ＦＯＵＰが小さい場合には、ドック部がＦＯＵＰを伴ってドック位置へ移動しロードポートドアに接近したとき、ＦＯＵＰ蓋とロードポートドアの間に隙間が生じてしまうことがあった。それにより、ＦＯＵＰ蓋の吸着時にＦＯＵＰ後方が持ち上がってしまったり、ロードポートドアがＦＯＵＰ蓋を伴ってＦＯＵＰを閉じるときにはＦＯＵＰ蓋がＦＯＵＰ本体に入りきらないため、ラッチ機構を上手く固定できず、パーティクル侵入の原因となったりしていた。
また、ＦＯＵＰが大きい場合にはドック部が移動するときもロードポートドアが移動するときにもＦＯＵＰ蓋とロードポートドアが非常に大きな力で押し合いＦＯＵＰを破損する恐れがあった。これに対しては、あらかじめ推力を小さく設定することが考えられるが、ロードポートドア動作・ドック部動作が遅くなり全体の動作時間に影響を及ぼすことがある。
したがって、この発明の目的は、ＦＯＵＰの大きさにばらつきがあってもＦＯＵＰを破損することなく、動作時間に影響を及ぼすことなく確実にＦＯＵＰを開閉することができるＦＯＵＰロードポート制御方法および制御装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載のＦＯＵＰロードポート制御方法は、ＦＯＵＰを固定するクランプ部と、前記クランプ部により固定されたＦＯＵＰを移動するドック部と、前記ＦＯＵＰの前面に設けられたＦＯＵＰ蓋を開くロードポートドア部と、前記ロードポートドア部と前記ＦＯＵＰ蓋との固定および解除を行うラッチ部とを有し、前記ドック部と前記ロードポートドア部を駆動するそれぞれのモータが位置制御と推力制御とが可能なように構成されたＦＯＵＰロードポートの制御方法であって、
想定されるＦＯＵＰの大きさが最小であるときの当該ＦＯＵＰの蓋と前記ロードポートドア部が接触する位置を接触目標位置として設定し、
前記ドック部が前記ＦＯＵＰを伴って前記ロードポートドア部に前記ＦＯＵＰ蓋が接触するように移動するときは、前記ドック部のモータは推力を制限せず、前記ドック部が設定された前記接触目標位置へ移動するよう位置決め制御のみによる制御を行い、前記ロードポートドア部のモータは前記ロードポートドア部の現在の停止位置である前記接触目標位置での位置制御を推力を制限して行い、
前記ラッチ部により前記ＦＯＵＰ蓋を把持している前記ロードポートドア部が、前記ドック部に固定されている前記ＦＯＵＰに前記ＦＯＵＰ蓋を接触するように移動するときは、前記ロードポートドア部のモータは推力を制限せず、前記ロードポートドア部が設定された前記接触目標位置へ移動するよう位置決め制御のみによる制御を行い、前記ドック部のモータは前記ドック部の現在の停止位置である前記接触目標位置での位置制御を推力を制限して行うこと
を特徴とするものである。
請求項１記載のＦＯＵＰロードポート制御方法においては、ドック部のドック位置、ロードポートドア部の閉位置を、想定される最小のＦＯＵＰの場合におけるＦＯＵＰ蓋とロードポートドア部が接触する位置として設定することで、ＦＯＵＰの大きさにばらつきがあっても確実にＦＯＵＰの開閉を行うことができる。また、移動する側の軸の推力制限をオフして位置制御を行い、接触される側の軸の推力制限を行うことで、一定の力以下でＦＯＵＰ蓋とロードポートドアを密着させることができ、ＦＯＵＰの破損を避けることができる。また、推力制限のオン／オフを切り換えることによって、常に推力を制限する場合に比べて動作時間を短くすることができる。
【００１０】
請求項２記載のＦＯＵＰロードポート制御装置は、ＦＯＵＰを固定するクランプ部と、前記クランプ部により固定されたＦＯＵＰを移動するドック部と、前記ＦＯＵＰの前面に設けられたＦＯＵＰ蓋を開くロードポートドア部と、前記ロードポートドア部と前記ＦＯＵＰ蓋との固定および解除を行うラッチ部とを有し、前記ドック部と前記ロードポートドア部を駆動するそれぞれのモータが位置制御と推力制御とが可能なように構成されたＦＯＵＰロードポートの制御装置であって、
前記ドック部を移動させるドック軸制御手段に位置制御部と推力制限部とを設け、前記ロードポートドア部を移動させるドア軸制御手段に位置制御部と推力制限部とを設け、
想定されるＦＯＵＰの大きさが最小であるときの当該ＦＯＵＰの蓋と前記ロードポートドア部が接触する位置を接触目標位置として設定し、前記ドック部が前記ＦＯＵＰを伴って前記ロードポートドア部に前記ＦＯＵＰ蓋が接触するように移動するときは、前記ドック部のモータは推力を制限せず、前記ドック部が設定された前記接触目標位置へ移動するよう位置決め制御のみによる制御を行い、前記ロードポートドア部のモータは前記ロードポートドア部の現在の停止位置である前記接触目標位置での位置制御を推力を制限して行い、前記ラッチ部により前記ＦＯＵＰ蓋を把持している前記ロードポートドア部が、前記ドック部に固定されている前記ＦＯＵＰに前記ＦＯＵＰ蓋を接触するように移動するときは、前記ロードポートドア部のモータは推力を制限せず、前記ロードポートドア部が設定された前記接触目標位置へ移動するよう位置決め制御のみによる制御を行い、前記ドック部のモータは前記ドック部の現在の停止位置である前記接触目標位置での位置制御を推力を制限して行う制御部を設けたことを特徴とするものである。
請求項２に記載された発明においては、請求項１に記載された制御方法を装置として実現することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１から図５に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態を示すブロック図、図２〜図５は本実施の形態における動作を示すフローチャートである。
図１において、従来の図６の構成と異なる点は、ドック軸制御部１３とドア軸制御部１４に、処理部１５からのドック軸推力制限信号ｕ１，ドア軸推力制限信号ｕ２によってそれぞれ動作する推力制限部１３ｂ，１４ｂを設けたことである。その他の構成については、図６の構成と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。また、ロードポートドア部とＦＯＵＰの正面の構造は、図７及び図８と同じ構成とする。なお、ドック確認センサ７の位置、およびドア閉確認センサ９の位置はＦＯＵＰ１の大きさを、想定される最小のものであるとして設定し、その最小のＦＯＵＰ１のＦＯＵＰ蓋２とロードポートドア４が接触する位置に設定する。
【００１３】
以下に、本実施の形態における動作を説明する。
（１）図示しない作業者、またはＡＧＶ、ＯＨＴなどと呼ばれる装置によってドック部３上の指定の位置にＦＯＵＰ１が置かれる。
（２）図示しない上位装置によるＦＯＵＰを開ける旨の指令を処理部１５が受ける。
（３）処理部１５が、ドック部３に内蔵されるクランプ部２１を動作させ、ＦＯＵＰ１をドック部３上に固定する。
【００１４】
（４）処理部１５は、ドック軸制御部１３にドック動作位置指令を与え、ドック軸制御部１３はドック軸ドライバ１１に電流指令を出し、ドック軸モータ５に連結されたボールネジを回転させる。
同時にドック軸推力制限信号ｕ１はＯＦＦにする。
さらに、ドア軸推力制限信号ｕ２はＯＮにし、ドア軸制御部１４にはドア閉位置停止指令を与える。
ドック軸推力制限信号ｕ１がＯＦＦになると、ドック軸制御部１３からは、位置制御部１３ａの出力が推力制限部１３ｂを通さずにドック軸ドライバ１１に出力される。
また、ドア軸推力制限信号ｕ２がＯＮになると、ドア軸制御部１４からは、位置制御部１４ａの出力が推力制限部１４ｂによって一定出力以下に抑えられ、ドア軸ドライバ１２に出力される。（図２ステップＳ１０）
以上により、ＦＯＵＰ１を搭載したドック部３がロードポートドア部４方向の指定されたドック位置まで水平移動する。このとき、ロードポートドア部４に設けられたラッチ部１７とラッチ嵌合部１９が嵌合する。処理部１５はドック位置確認センサ７信号の変化を受信し、ドック動作完了を確認する。（図２ステップＳ１１，Ｓ１２）
【００１５】
（５）処理部１５がロードポートドア部４に設けられた吸着部１６を動作させ、ＦＯＵＰ蓋２とロードポートドア部４が密着させられる。
（６）処理部１５がロードポートドア部４に設けられたラッチ部１７を動作させ、ＦＯＵＰ蓋２のラッチ機構２０が解除される。
（７）処理部１５は、ドア軸制御部１４にドア開動作位置指令を与え、ドア軸制御部１４はドア軸ドライバ１２に電流指令を出し、ドア軸モータ６に連結されたボールネジを回転させる。同時にドア軸推力制限信号ｕ２はＯＦＦにする。（図３ステップＳ２０）
これによりＦＯＵＰ蓋２を把持したロードポートドア部４がＦＯＵＰ蓋２が開く方向に水平移動する。
ドア軸推力制限信号ｕ２がＯＦＦされたことにより、ドア軸制御部１４からの出力は推力制限部１４ｂを介さないものとなり、推力制限を受けた場合と比較して、ドア軸の移動は短時間で終了可能である。
処理部１５はドア開確認センサ１０信号の変化を受信し、ドア開動作完了を確認する。（図３ステップＳ２１，Ｓ２２）
【００１６】
（８）処理部１５は図示しない昇降機構を動作させ、ＦＯＵＰ蓋２を把持したロードポートドア部４を下降させる。
ＦＯＵＰを閉めるときには逆の動作が行われるが、以下のようになる。
（９）処理部１５は図示しない上位装置によるＦＯＵＰ１を閉じる旨の指令を受ける。
（１０）処理部１５は図示しない昇降機構を動作させ、ＦＯＵＰ蓋２を把持したロードポートドア部４を上昇させる。
（１１）処理部１５は、ドア軸制御部１４にドア閉動作位置指令を与え、ドア軸制御部１４はドア軸ドライバ１２に電流指令を出し、ドア軸モータ６に連結されたボールネジを回転させる。
このときドア軸推力制限信号ｕ２はＯＦＦされている。
さらにドック軸推力制限信号ｕ１はＯＮにし、ドック軸制御部１３にはドック位置停止指令を与える。
ドア軸推力制限信号ｕ２がＯＦＦになると、ドア軸制御部１４からは、位置制御部１４ａの出力が推力制限部１４ｂを通さずにドア軸ドライバ１２に出力される。
また、ドック軸推力制限信号ｕ１がＯＮになると、ドック軸制御部１３からは、位置制御部１３ａの出力が推力制限部１３ｂによって一定出力以下に抑えられ、ドック軸ドライバ１１に出力される。（図４ステップＳ３０）
これによりＦＯＵＰ蓋２を把持したロードポートドア部４がＦＯＵＰ蓋２が閉じる方向に水平移動する。処理部１５はドア閉確認センサ９信号の変化を受信し、ドア閉動作完了を確認する。（図４ステップＳ３１，３２）
【００１７】
（１２）処理部１５がロードポートドア部４に設けられたラッチ部１７を動作させ、ＦＯＵＰ蓋２のラッチ機構２０が固定される。
（１３）処理部１５がロードポートドア部４に設けられた吸着部１６を動作させ、ＦＯＵＰ蓋２とロードポートドア部４の吸着が開放される。
（１４）処理部１５は、ドック軸制御部１３にアンドック動作位置指令を与え、ドック軸制御部１３はドック軸ドライバ１１に電流指令を出し、ドック軸モータ５に連結されたボールネジを回転させる。
同時にドック軸推力制限信号ｕ１はＯＦＦにする。（図５ステップ４０）
ドック軸推力制限信号ｕ１がＯＦＦされたことにより、ドック軸制御部１３からの出力は推力制限部１３ｂを介さないものとなり、ドック軸の移動は推力制限を受けた場合と比較して短時間で終了可能である。
これによりＦＯＵＰ１を搭載したドック部３が指定されたアンドック位置まで水平移動する。処理部１５はアンドック位置確認センサ８信号の変化を受信し、アンドック動作完了を確認する。（図５ステップＳ４１，４２）
（１５）処理部１５がドック部３に内蔵される図示しないクランプ部を動作させ、ＦＯＵＰ１の固定を解除する。
（１６）図示しない作業者、またはＡＧＶ、ＯＨＴなどと呼ばれる装置によってドック部３上からＦＯＵＰ１が取除かれる。
【００１８】
上述したように、ドック位置、およびドア閉位置はＦＯＵＰの大きさを想定される最小のものであるとして設定し、そのＦＯＵＰの蓋とロードポートドアが接触する位置に設定されたものである。
すると、想定される最小のＦＯＵＰよりも大きな場合には、ＦＯＵＰ１を搭載したドック部がロードポートドア部４の方向へ移動し、ロードポートドア部４とＦＯＵＰ蓋２が接触し、ロードポートドア部４を押しこむことになるが、ロードポートドア部４が一定の推力以下を維持しており、ロードポートドア部４はドア開方向へ位置が変化する。
【００１９】
この状態でドック部３がアンドック方向へ移動し、干渉がなくなった場合は、位置制御によって元の位置へと戻る。
また、ロードポートドア部４がドック部３上に載置されたＦＯＵＰ１の方向へ移動し、ロードポートドア部４とＦＯＵＰ蓋２が接触したときに、ドック部３が一定の推力以下を維持したまま、アンドック方向へ位置が変化する。
ロードポートドア部４がドア開方向へ移動し、干渉がなくなった場合は、位置制御によって元の位置へと戻る。
このように軸の移動時には推力制限をしないので、移動に必要なだけのトルクを出力することができ、常に推力制限を行っている場合に比べ、移動時間が短くなる。
【００２０】
この実施の形態によれば、ドック位置、ドア閉位置を想定された最小のＦＯＵＰの場合における設定を行うことで、ＦＯＵＰ１の大きさにばらつきがあっても確実にＦＯＵＰ蓋２の開閉を行うことができる。また、接触する側の軸の推力制限をオフして位置制御を行い、接触される側の軸の推力制限を行うことで、一定の力以下でＦＯＵＰ蓋２とロードポートドア部４を密着させることができ、ＦＯＵＰ１の破損を避けることができる。また、推力制限部１３ｂ，１４ｂのオン／オフを切り換えることによって、常に推力を制限する場合に比べて動作時間を短くすることができる。
【００２１】
ここで、前述のロードポート制御装置の処理部１５にマイクロコンピュータを搭載するか、あるいはパソコンを接続し、上記（１）〜（１６）の手順をプログラムで実行することにより、ソフトウエア上で実行することができる。このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録することで、容易にマイクロコンピュータあるいはパソコンにインストールすることができる。
なお、上記実施の形態ではドック部３およびロードポートドア部４の駆動源としてモータを使用した場合について記述したが、駆動系にエアシリンダなどを用いてロードポートを構成し、動作時推力の異なるエアシリンダなどを複数切替えることで同様の効果を得ることができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ドック位置、ドア閉位置を想定された最小のＦＯＵＰの場合における設定を行うことで、ＦＯＵＰの大きさにばらつきがあっても確実にＦＯＵＰの開閉を行うことができ、接触する側の軸の推力制限をＯＦＦして位置制御を行い、接触される側の軸の推力制限を行うことで、一定の力以下でＦＯＵＰ蓋とロードポートドア部を密着させることができ、衝突によるＦＯＵＰの破損を避けることができる。また、推力制限のオン／オフを切り換えることによって、常に推力を制限する場合に比べて動作時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係るＦＯＵＰロードポート制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 本発明の実施の形態におけるドック動作を示すフローチャートである。
【図３】 本発明の実施の形態におけるドア開動作を示すフローチャートである。
【図４】 本発明の実施の形態におけるドア閉動作を示すフローチャートである。
【図５】 本発明の実施の形態におけるアンドック動作を示すフローチャートである。
【図６】 従来のＦＯＵＰロードポート制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】 ＦＯＵＰロードポートドア部正面図である。
【図８】 ＦＯＵＰ正面図である。
【符号の説明】
１ ＦＯＵＰ
２ ＦＯＵＰ蓋
３ ドック部
４ ロードポートドア部
５ ドック軸モータ
６ ドア軸モータ
７ ドック確認センサ
８ アンドック確認センサ
９ ドア閉確認センサ
１０ ドア開確認センサ
１１ ドック軸ドライバ
１２ ドア軸ドライバ
１３ ドック軸制御部
１３ａ 位置制御部
１３ｂ 推力制限部
１４ ドア軸制御部
１４ａ 位置制御部
１４ｂ 推力制限部
１５ 処理部
１６ 吸着部
１７ ラッチ部
１８ 吸着嵌合部
１９ ラッチ嵌合部
２０ ＦＯＵＰラッチ機構
２１ クランプ部
Claims (2)
- ＦＯＵＰを固定するクランプ部と、前記クランプ部により固定されたＦＯＵＰを移動するドック部と、前記ＦＯＵＰの前面に設けられたＦＯＵＰ蓋を開くロードポートドア部と、前記ロードポートドア部と前記ＦＯＵＰ蓋との固定および解除を行うラッチ部とを有し、前記ドック部と前記ロードポートドア部を駆動するそれぞれのモータが位置制御と推力制御とが可能なように構成されたＦＯＵＰロードポートの制御方法であって、
想定されるＦＯＵＰの大きさが最小であるときの当該ＦＯＵＰの蓋と前記ロードポートドア部が接触する位置を接触目標位置として設定し、
前記ドック部が前記ＦＯＵＰを伴って前記ロードポートドア部に前記ＦＯＵＰ蓋が接触するように移動するときは、前記ドック部のモータは推力を制限せず、前記ドック部が設定された前記接触目標位置へ移動するよう位置決め制御のみによる制御を行い、前記ロードポートドア部のモータは前記ロードポートドア部の現在の停止位置である前記接触目標位置での位置制御を推力を制限して行い、
前記ラッチ部により前記ＦＯＵＰ蓋を把持している前記ロードポートドア部が、前記ドック部に固定されている前記ＦＯＵＰに前記ＦＯＵＰ蓋を接触するように移動するときは、前記ロードポートドア部のモータは推力を制限せず、前記ロードポートドア部が設定された前記接触目標位置へ移動するよう位置決め制御のみによる制御を行い、前記ドック部のモータは前記ドック部の現在の停止位置である前記接触目標位置での位置制御を推力を制限して行うこと
を特徴とするＦＯＵＰロードポート制御方法。 - ＦＯＵＰを固定するクランプ部と、前記クランプ部により固定されたＦＯＵＰを移動するドック部と、前記ＦＯＵＰの前面に設けられたＦＯＵＰ蓋を開くロードポートドア部と、前記ロードポートドア部と前記ＦＯＵＰ蓋との固定および解除を行うラッチ部とを有し、前記ドック部と前記ロードポートドア部を駆動するそれぞれのモータが位置制御と推力制御とが可能なように構成されたＦＯＵＰロードポートの制御装置であって、
前記ドック部を移動させるドック軸制御手段に位置制御部と推力制限部とを設け、前記ロードポートドア部を移動させるドア軸制御手段に位置制御部と推力制限部とを設け、
想定されるＦＯＵＰの大きさが最小であるときの当該ＦＯＵＰの蓋と前記ロードポートドア部が接触する位置を接触目標位置として設定し、前記ドック部が前記ＦＯＵＰを伴って前記ロードポートドア部に前記ＦＯＵＰ蓋が接触するように移動するときは、前記ドック部のモータは推力を制限せず、前記ドック部が設定された前記接触目標位置へ移動するよう位置決め制御のみによる制御を行い、前記ロードポートドア部のモータは前記ロードポートドア部の現在の停止位置である前記接触目標位置での位置制御を推力を制限して行い、前記ラッチ部により前記ＦＯＵＰ蓋を把持している前記ロードポートドア部が、前記ドック部に固定されている前記ＦＯＵＰに前記ＦＯＵＰ蓋を接触するように移動するときは、前記ロードポートドア部のモータは推力を制限せず、前記ロードポートドア部が設定された前記接触目標位置へ移動するよう位置決め制御のみによる制御を行い、前記ドック部のモータは前記ドック部の現在の停止位置である前記接触目標位置での位置制御を推力を制限して行う制御部を設けたことを特徴とするＦＯＵＰロードポート制御装置。
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