JP4578892B2 - 被搬送物の選別方法 - Google Patents

Description

本発明は、選別するためにマークが付与された被搬送物を選別した後に、所望の収容先の収容位置へ被搬送物を移送するための被搬送物の選別方法に関するものである。

通常、半導体ウエハ、液晶基盤等の被搬送物（以下、被搬送物という）には、各々の被搬送物を選別するための選別情報が予め被搬送物の所定の位置に付与されている(以下、付与された選別情報をマークという)。この付与されたマークを読み取って、所望の収容場所に被搬送物を収容している。

図７は従来の被搬送物の選別方法を示す概略斜視図である。
図７に示すように、被搬送物の選別を実現する装置の構成は、被搬送物１を搬送する搬送ロボット２の周囲に配置された供給カセット３、被搬送物１に付与されたマークを読み取る読取装置（以下、カメラ５という）、カメラ５からの情報を元にして被搬送物を選別する選別装置６、選別された被搬送物１を収容する複数の収容カセット４ａ、４ｂ等からなっている。
以上のような構成において、搬送ロボット２は供給カセット３から被搬送物１を搬出する。搬出された被搬送物１は予め設置された選別装置６のカメラ５の読取位置Ｂに移動した後停止して、付与されたマークの読み取りが行われる。この読み取った情報が選別装置６に入力されて、収容カセットの選別先が決定する。選別装置６は制御装置(図示省略)と電気的に接続または内蔵されており、この制御装置(図示省略)が前述した選別装置６によって決定した選別先に被搬送物１を搬送するように搬送ロボット２を駆動制御する（例えば、特許文献１乃至３を参照）。

特開平９−６９４７６号公報 特開平９−６９４７７号公報 特開平１１−１５７６０９号公報

前述した従来例に示すような被搬送物の選別方法は、次のような作業工程で行われる。制御装置(図示省略)からの指示によって搬送ロボット２が駆動制御して、被搬送物を供給カセットから搬出する。この搬出された被搬送物は、搬送ロボット２によって予め設置された選別装置のカメラ読取位置近傍に移動する。ここで、マークの位置がカメラの読取範囲内となるように位置調整され、読取位置でマークとカメラの読取範囲とが一致した状態で停止する。この一致した状態で被搬送物に付与されたマークの読み取りが行われる。
ここで、被搬送物上に付与されているマークは、被搬送物の加工表面であって、加工する際に影響を与えない程度の大きさで且つ被搬送物の片隅に付与されており、通常数ｍｍ程度のものである。このマークを読み取るカメラは装置全体の大型化を抑制することから小型のものを使用し、読取位置での視野は直径８ｍｍ程度で使用するのが一般的である。また、このカメラの読取方法としては、一般的に光学的手段でカメラ撮影をスポット的に行い読み取るものである。
読み取りが行われると読み取った情報を入手した選別装置が収容カセットの選別先を決定し、制御装置(図示省略)に決定した情報を入力する。この決定した情報を入手した制御装置(図示省略)が搬送ロボット２を駆動制御して被搬送物を所定の位置に収容する。
以上のような工程によって被搬送物の選別が行われる。すなわち、被搬送物を供給カセットから取り出した後に、一度、被搬送物を選別装置の読取位置まで移動させる工程、カメラの読取範囲とマークの位置とが一致するように調整する工程、調整された被搬送物を静止してマークの読み取りを行う工程等を行うこととなる。

以上のように、従来の被搬送物の搬送方法では、供給カセットから被搬送物を取り出した後に、収容カセットの収容位置に被搬送物を収容する際、目的とする収容位置に収容するために、予め被搬送物上に付与された数ｍｍ程度のマークを直径８ｍｍ程度のカメラ視野内で確実に読み取るために、一度、被搬送物のマークを読み取る読取位置で搬送ロボットを停止させる必要があり、搬送時間が長くなるという問題があった。
本発明は、前述した従来の問題点を解決するためになされたものであり、搬送工程に係る時間を可及的に短縮させる搬送ロボットの搬送方法を提供することにある。

前述した課題を解決するために、本願発明では、次の技術的手段を採用した。

すなわち、本願発明によって提供される被搬送物の選別方法は、
選別するためにマークが付与された被搬送物と、前記付与されたマークを読み取る読取装置と前記読み取った情報によって被搬送物を選別する選別装置と、前記被搬送物を搬入出する搬送ロボットを備え、
前記マークが付与された被搬送物が収容された供給カセットから前記被搬送物を搬出し、搬出した被搬送物を予め定めた速度値を用いて等速度で移送させながら前記選別装置によって選別した後に、前記マーク別に所望の収容カセットに移送する被搬送物の選別方法において、
前記供給カセットからマーク別に収容する収容カセットへ被搬送物を移送させる経路上であって、前記マークが通過する経路上に前記等速度で移送する区間および前記読取装置の読取位置が予め設定され、
前記被搬送物が前記区間に到達したときに等速度に切り替えて移送し、
前記区間内を前記被搬送物が通過するときに、一定間隔毎に前記被搬送物上の第１の位置情報を入手し、さらにこの第１の位置情報から前記一定間隔時間が経過した後の前記被搬送物上の第２の位置情報を予測し、この第２の位置情報と前記読取位置とを比較し、前記第２の位置情報よりも前記読取位置が先に到達すると判定すると、前記第１の位置情報と前記読取位置との距離の差および現在の速度値に基づいて前記読取位置に前記マークが到達する時刻を演算して、前記マークが前記読取位置に到達する時刻にマークの情報を入手し、
前記供給カセットから前記被搬送物を搬出した後に搬入先に移送する一連の移送動作を停止させることなく、マーク別に所望の収容カセットの収容位置へ移送させることを特徴とする被搬送物の選別方法。

好ましい実施の形態においては、前記読取装置は、前記供給カセットから前記収容カセットへ前記被搬送物を移送する経路上であって前記供給カセットに近い位置に設置または前記供給カセットに直接設置されている。

好ましい実施の形態においては、前記被搬送物は液晶基盤またはウエハからなる。

以上のような被搬送物の選別方法によって、一連の移送動作を停止させることなく被搬送物の搬送を行うため、搬送工程を可及的に短縮することができる。
また被搬送物をマーク読取位置へ移動した後、位置決めして停止させる作業工程を行う必要がなく、液晶基盤やウエハ等において問題となる、ゴミが付着する可能性や移動工程における被搬送物の損傷の危険性等を可及的に少なくすることができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図１及び図２を参照して具体的に説明する。
図１は本発明の被搬送物の選別方法を示す概略斜視図であり、図２は図１の概略平面図である。

図１及び図２に示す被搬送物の選別を実現する装置の構成は、図７に示した構成と同様に、被搬送物１を搬送する搬送ロボット２の周囲に配置された供給カセット３、被搬送物１に付与されたマークを読み取るカメラ５、カメラ５からの情報を元にして被搬送物を選別する選別装置６、選別された被搬送物１を収容する複数の収容カセット４ａ、４ｂ等からなっている。
以上のような構成において、搬送ロボット２は供給カセット３から被搬送物１を搬出する。この搬送ロボット２によって搬出された被搬送物１は、供給カセット３の近傍に予め設置された選別装置６のカメラ５の読取位置Ａを等速度で通過する。ここで、カメラ５は、通過する被搬送物１上に付与されたマークの読み取りを予め設定した読取時間内で行う。この読み取った情報が選別装置６に入力されて、複数ある収容カセットの何れの収容カセットに被搬送物１を収容するのかを決定する。
すなわち、選別装置６は制御装置(図示省略)と電気的に接続または内蔵されており、この制御装置(図示省略)が前述した選別装置６によって決定した選別先に被搬送物１を搬送するようにロボット２を駆動制御することとなる。このマークの読取から選別装置６における選別先の決定および搬送ロボット２に制御装置(図示省略)からの制御信号によって選別された収容カセットへの駆動制御を行わせるまでの一連の作業工程を前述した読取時間内にて行うこととなる。
したがって、本発明の搬送方法によると、供給カセット３から複数ある収容カセットの何れかに被搬送物１を搬送する移動経路において、搬送ロボット２が読取位置Ａで停止することはない。また、読取位置Ａは供給カセット近傍にあり、マークの読取後、読取位置から選別された収容カセットまで搬送ロボットの稼動範囲内で且つ最短の経路を通って被搬送物１を搬送させることができるために、供給カセットから選別された収容カセットまでの距離を可及的に短くすることができる。
なお、本発明の供給カセットに複数収容されている被搬送物のマークの位置とカメラの読取位置との距離は、略一定の距離となるように被搬送物が予め収容されている。

図３は本発明の被搬送物の選別方法における作業工程を示すタイムチャートである。
同図において、横軸ｔは時間、縦軸Ｖは搬送ロボットの動作速度を示している。
以下、図３を用いて本発明の被搬送物の選別方法における時間経過を説明する。
時間ｔ０からｔ１ａにおいて、搬送ロボット２は被搬送物１を供給カセット３から搬出し、カメラ５が被搬送物１上に付与されたマークを読み取ることができる程度の速度Ｖ２まで移動速度を加速する。時間ｔ１ａからｔ１ｂの間、搬送ロボット２は等速度Ｖ２で移動経路を移動する。この時間ｔ１ａからｔ１ｂの間に、カメラ５で読み取られたマークに記載の情報は、選別装置６に入力されて、この情報に基づき、選別装置６は収容カセット４の選別先を決定する。時間ｔ１ｂからｔ５の間、この選別された収容カセットに搬送ロボットは被搬送物を搬送させながら搬送ロボットの搬送速度Ｖ１まで搬送速度を加速させる。期間ｔ５からｔ６の間、搬送ロボットは選別された被搬送物の収容位置近傍まで等速度で移動する。時間ｔ６からｔ７の間、搬送ロボットは移動速度を減速させて被搬送物の収容位置に被搬送物を移動させた後、停止する。

前述した実施例に記載の通り、本発明のマーク読取方法は、読取位置が被搬送物の搬送経路内であって、停止することなく等速度で搬送されている状態の被搬送物上に付与されたマークを読み取るものである。
ここで、読み取るマークの大きさは、従来と同様に非常に小さい（数ｍｍ程度の）ものであり、マーク読取位置でのカメラ視野も小さい（８ｍｍ程度の）ものである。また、カメラはスポット的にマークの撮影を行いマークの情報を入手することとなる。すなわち、移動中の非常に小さいマークをスポット的に撮影している。
本発明において、前述したマークをより確実にカメラが読み取る方法を以下に説明する。

図４は本発明の読取装置がマークを読み取る際の状態変化を模式的に示した概略平面図である。
図５は本発明のマーク読取位置と読取経過時間との関係を示す図である。
図６は本発明の読取装置が位置情報を入手することを説明する流れ図である。
図４乃至図６において、供給カセット内に複数個収容されている被搬送物１上に付与されている各々のマークの位置が、平面視したときに供給カセット内で略一定の位置となるように、被搬送物１は保管されている。この被搬送物１を搬送ロボットのハンドが移動させる。このとき、被搬送物１を搬送する搬送ロボットのハンドは、マークの中心が供給カセット内で保管された位置Ｐｓから予め定めた位置Ｐｅとなるように移動することとなるが、制御装置(図示省略)によって、この２点間を直線移動するように予め設定されている。
次に、後述する位置情報（Ｐ０、Ｐ１、Ｐ４）を予め制御装置(図示省略)に記憶させるために、搬送ロボットのハンドによって、被搬送物１に付与されたマークの中心を供給カセット内で保管された位置Ｐｓから予め定めた位置Ｐｅに移動させて、マークの中心位置が位置Ｐｓからカメラ視野内に到達する位置Ｐ１までの移動距離を記憶しておく。同様に、位置Ｐｓからマークの中心位置がカメラ視野中心位置Ｐ０、カメラ視野最終位置Ｐ４までの移動距離も記憶しておく。(図６のステップＡ)
次に、ロボットのハンドによって搬送する被搬送物１を位置Ｐｓから位置Ｐｅに移動する際に、カメラ視野Ａにおいてマークを読み取ることとなるが、このときの搬送ロボットの搬送速度は、図３及び図５に示すような移動速度でロボットのハンドを移動させる。すなわち、マークの中心位置が図４に示す位置Ｐｓから前述したように予め記憶した位置Ｐ１まで移動する間に、ロボットの搬送速度を（図３に示す）速度Ｖ２まで加速する（例えば図３の時間ｔ０からｔ１ａの間）。次にカメラ視野Ａにマークの中心が到達する位置Ｐ１からカメラ視野最終位置Ｐ４となる間、ロボットの搬送速度は一定の速度Ｖ２（例えば図３のｔ１ａからｔ１ｂの間）で移動する。その後、ロボットの搬送速度は、被搬送物のマークの中心がカメラ視野最終位置Ｐ４から予め定めた位置Ｐｅに移動するときに速度Ｖ２から速度Ｖ１となるまで加速させる（例えば図３のｔ１ｂからｔ５の間）。

以上のように、搬送ロボットのハンドによって被搬送物１を搬送するときに、マークの中心位置を位置Ｐｓから位置Ｐｅに移動する。このとき、位置Ｐｓからカメラ視野Ａに到達する位置Ｐ１までの移動距離、カメラ視野内の距離（位置Ｐ１からＰ４までの距離）およびカメラ視野中心位置Ｐ０を予め記憶しておくことによって、搬送速度（Ｖ１及びＶ２）の値を適時変更して搬送した場合でも複雑な演算を要することなく容易に位置情報を入手することができる。すなわち、搬送速度を変更しても、搬送ロボットによって、被搬送物上のマークの中心位置が、位置Ｐｓから位置Ｐ１、Ｐ０、Ｐ４等へ到達する時間を容易に算出することができる。

前述したように、本発明において、読み取るマークの大きさは、非常に小さい（数ｍｍ程度の）ものであり、マーク読取位置でのカメラ視野も小さい（８ｍｍ程度の）ものである。また、カメラはスポット的にマークの撮影を行いマークの情報を入手することとなる。すなわち、移動中の非常に小さいマークをスポット的に撮影している。このようなマークを移動中にカメラ視野内でより確実に読み取るために、次のような方法でマークの読み取りを行っている。
前述したように位置Ｐ１、Ｐ０、Ｐ４等の位置情報は予め制御装置(図示省略)に記憶されており、ロボットの搬送速度から各々の位置に到達する時間を容易に算出することができる。
搬送ロボットを駆動させて被搬送物を位置Ｐｓから搬送してマークの中心位置がカメラ視野Ａに到達する位置Ｐ１となると、搬送ロボットの速度は一定の移動速度Ｖ２となる。ここで、図５に示すように位置Ｐ１のときの時間Ｔ１から一定間隔Ｔの時間Ｔ２を経過したときの位置情報を入手してこのときの位置Ｐ２から制御装置(図示省略)は次の一定間隔Ｔ後の位置情報を予測する。この予測した位置情報における位置Ｐ３と予め設定したカメラ視野中心位置Ｐ０との位置を比較してどちらの位置に先に到達するのかを判定する（図６のステップＤ）。ここで、制御装置(図示省略)は位置情報Ｐ３よりもカメラ視野中心位置Ｐ０の方が先に到達すると判定すると、前述した位置情報Ｐ２から予め入力されているカメラ視野中心位置Ｐ０に到達する時間Ｔｒを演算する(図６のステップＥ)。制御装置(図示省略)は、この演算した結果から得られる時間Ｔｒからカメラ視野中心位置にマークが到達する時刻を得ることができ、到達時刻が経過した時点Ｔ０で制御装置(図示省略)は読取装置にマークの読み取りを実行するように指示をする（図６のステップＦからステップＨ）。

なお、本発明では、説明を分かりやすくするために、図５の位置情報（Ｐ０、Ｐ１、Ｐ４）を図４の位置情報（Ｐ０、Ｐ１、Ｐ４）と対応づけて説明しているが、図５の位置情報は時間Ｔ毎に更新される情報でありかつ一定間隔ごとに細かく設定された情報である。すなわち、図６のステップＡからステップＤを繰り返すことで位置情報Ｐ０を得ることができる。

以上のように、等速度で被搬送物を搬送するときに、非常に小さなマークとカメラ視野であっても、カメラ視野付近の位置情報（フィードバック値）を一定間隔毎に入手して、マークとカメラ視野内の読取位置とが一致する正確な時刻を演算する方法によってマークの読み取りを実行することで、移動中におけるマークの読み取りを確実に行うことができる。すなわち、等速度で移動するマークの情報を一定間隔で入手することでより正確にマークの読取位置でマークを読み取ることができる。

本発明におけるマークを読み取る際の移動速度Ｖ２および一定間隔Ｔの時間等は被搬送物の搬送速度Ｖ１に対応させて、所望の速度、時間に適宜調整することがでるが、搬送速度Ｖ１の変更にあわせて常に移動速度Ｖ２を変更する必要はなく、予め設定した移動速度Ｖ２を一定値として、前述したようなマークの読み取りを行う際に、搬送速度Ｖ１の速度変更に影響を受けることなく容易にマークの読み取りを行うことができる。

また、前述したマークを入手する方法では、入手した位置情報を演算して搬送ロボットの移動を指示するまでの制御情報の遅れ(フィードバック値の遅れ)から、実際のマークの位置と演算結果によって入手するマークの位置とは異なって、マーク位置のずれを生じる場合がある。しかしながら、前述した図４乃至図６で説明した方法によって、予め前述したマーク位置のずれ量を入手しておき、この入手したずれ量を考慮することで正確な位置情報が得られる。

本発明の範囲は前述した実施例に限定されるものではない。
例えば、被搬送物のマークを読み取る時間ｔ１ａからｔ１ｂの間は、必ずしも図２に示す時間ｔ０からｔ５の間で行う必要がない。
また、カメラ５がマークを読み取ることができる速度Ｖ２が搬送ロボットの搬送速度Ｖ１と同じ速度で移送させることが可能なときは、マークの読み取りを図３に示す時間ｔ５からｔ６の間とすることが可能である。この場合、時間ｔ０からｔ５の間にカメラの読取時間（ｔ１ａからｔ１ｂの時間）を設ける必要がなく、さらに搬送時間を短くすることができる。

なお、本発明において、被搬送物の取り出し先または受け取り先を、各々供給または収容カセットにて行っているが、これに限定されるものではなく、例えば、ワーク製造装置、アライメント装置等の他の機構であって、被搬送物の取り出しまたは受け取りができるものであれば何れにも適応できる。

本発明の被搬送物の選別方法を示す概略斜視図である。 図１の概略平面図である。 本発明の被搬送物の選別方法における作業工程を示すタイムチャートである。 本発明の読取装置がマークを読み取る際の状態変化を模式的に示した概略平面図である。 発明明のマーク読取位置と読取経過時間との関係を示す図である。 本発明の読取装置が位置情報を入手することを説明する流れ図である。 従来の被搬送物の選別方法を示す概略斜視図である。

符号の説明

１ 被搬送物
２ 搬送ロボット
３ 供給カセット
４ａ、４ｂ 収容カセット
５ カメラ
６ 選別装置

Claims (3)

1. 選別するためにマークが付与された被搬送物と、前記付与されたマークを読み取る読取装置と前記読み取った情報によって被搬送物を選別する選別装置と、前記被搬送物を搬入出する搬送ロボットを備え、
   前記マークが付与された被搬送物が収容された供給カセットから前記被搬送物を搬出し、搬出した被搬送物を予め定めた速度値を用いて等速度で移送させながら前記選別装置によって選別した後に、前記マーク別に所望の収容カセットに移送する被搬送物の選別方法において、
   前記供給カセットからマーク別に収容する収容カセットへ被搬送物を移送させる経路上であって、前記マークが通過する経路上に前記等速度で移送する区間および前記読取装置の読取位置が予め設定され、
   前記被搬送物が前記区間に到達したときに等速度に切り替えて移送し、
   前記区間内を前記被搬送物が通過するときに、一定間隔毎に前記被搬送物上の第１の位置情報を入手し、さらにこの第１の位置情報から前記一定間隔時間が経過した後の前記被搬送物上の第２の位置情報を予測し、この第２の位置情報と前記読取位置とを比較し、前記第２の位置情報よりも前記読取位置が先に到達すると判定すると、前記第１の位置情報と前記読取位置との距離の差および前記速度値に基づいて前記読取位置に前記マークが到達する時刻を演算して、前記マークが前記読取位置に到達する時刻にマークの情報を入手し、
   前記供給カセットから前記被搬送物を搬出した後に搬入先に移送する一連の移送動作を停止させることなく、マーク別に所望の収容カセットの収容位置へ移送させることを特徴とする被搬送物の選別方法。
2. 前記読取装置は、前記供給カセットから前記収容カセットへ前記被搬送物を移送する経路上であって前記供給カセットに近い位置に設置または前記供給カセットに直接設置されている請求項１に記載の被搬送物の選別方法。
3. 前記被搬送物は液晶基盤またはウエハからなる請求項１または２に記載の被搬送物の選別方法。

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