JP4766233B2 - 基板搬送用ロボット - Google Patents
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本発明は、産業用ロボット、特に液晶搬送用のロボットに関する。
従来の基板搬送用ロボットは、カセットに載置されているガラス基板を、ハンド上に配置されたセンサが検知するようロボットを動作させるものや、装置に配置されたセンサによりガラス基板を検知するようロボットを動作させるものである（例えば、特許文献１参照）。従来のアライメント機能付きハンドの構造およびアライメント方法を図５および図６を用いて説明する。
図５において、１１１はハンド、１１２はハンドに取り付けられたフォーク、１１３はガラス基板を検出するセンサである。ハンド１１１のフレーム上にフォーク１１２が取り付けられており、フォーク１１２上にセンサ１１３が取り付けられた構造である。
図６において、１１６はガラス基板、１１５はガラス基板を載置するカセットである。ハンド１１１のフレーム上にフォーク１１２が取り付けられており、フォーク１１２からの突起部にセンサ１１３が取り付けられた構造である。
次に動作について説明する。ハンド１１１によりフォーク１１２をガラス基板１１６が載置されるように差し込むと、センサ１１３はカセット１１４に載置されているガラス基板１１５を検出し、アライメント補正値を求める。
このように、従来の基板搬送用ロボットは、センサがガラス基板を検知するようロボットを動作させ、アライメント補正値を求めていた。
特開２００１−２１７３０３号公報（第３頁、図１，図２）
図５において、１１１はハンド、１１２はハンドに取り付けられたフォーク、１１３はガラス基板を検出するセンサである。ハンド１１１のフレーム上にフォーク１１２が取り付けられており、フォーク１１２上にセンサ１１３が取り付けられた構造である。
図６において、１１６はガラス基板、１１５はガラス基板を載置するカセットである。ハンド１１１のフレーム上にフォーク１１２が取り付けられており、フォーク１１２からの突起部にセンサ１１３が取り付けられた構造である。
次に動作について説明する。ハンド１１１によりフォーク１１２をガラス基板１１６が載置されるように差し込むと、センサ１１３はカセット１１４に載置されているガラス基板１１５を検出し、アライメント補正値を求める。
このように、従来の基板搬送用ロボットは、センサがガラス基板を検知するようロボットを動作させ、アライメント補正値を求めていた。
従来の基板搬送用ロボットは、センサがガラス基板を検知する動作をロボットにさせる必要が有り、その分の動作時間が必要となり、タクトタイムが長くなるという問題があった。
また、２つのセンサの相対的な誤差が、ロボットの搬送姿勢に影響するために、２つのセンサを厳密に配置する必要があり、組立工数がかかり、コスト高となるという問題が生じていた。
また、ガラス基板の傾き等のずれ量を検出するためには少なくとも２つのセンサを必要とし、コスト高になるという問題も生じていた。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ロボットが動作中に１つのセンサでガラス基板のズレを検知し、アライメント補正値を求めることができるハンドを提供することを目的とする。
また、２つのセンサの相対的な誤差が、ロボットの搬送姿勢に影響するために、２つのセンサを厳密に配置する必要があり、組立工数がかかり、コスト高となるという問題が生じていた。
また、ガラス基板の傾き等のずれ量を検出するためには少なくとも２つのセンサを必要とし、コスト高になるという問題も生じていた。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ロボットが動作中に１つのセンサでガラス基板のズレを検知し、アライメント補正値を求めることができるハンドを提供することを目的とする。
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１ に記載の発明は、ハンドに具備されたフレームと、基板を載置する前記フレームに具備されたフォークを備えた基板搬送用ロボットにおいて、前記フレームの内部空間にアームを回転させる駆動部が備えられ、前記駆動部は、モータまたはエアー駆動アクチュエータの回転を伝達手段により前記アームに伝達するように構成され、前記アームに備えたセンサが検出する前記基板の幅方向一側面の位置は、前記駆動部に備えたエンコーダの角度検出から前記アームの回転角度が求められ、前記アームの前記回転角度とアーム長から前記アームの回転中心から前記幅方向の一側面の前記位置の幅方向成分の距離として算出される検出量と、前記基板の中心から前記アーム回転中心までの前記基板の幅方向の距離との和から求められ、前記センサで検出された前記基板の幅方向一側面の位置と、前記基板の幅の半分の位置とを比較して前記基板の横ずれ量が求められるものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記アームの回転角度は前記モータの前記エンコーダで検出されるものである。
また、請求項３記載の発明は、前記アームの回転角度は、前記エアー駆動アクチュエータに取り付けられた前記伝達手段に具備した前記エンコーダにより検出されるものである。
請求項１ に記載の発明は、ハンドに具備されたフレームと、基板を載置する前記フレームに具備されたフォークを備えた基板搬送用ロボットにおいて、前記フレームの内部空間にアームを回転させる駆動部が備えられ、前記駆動部は、モータまたはエアー駆動アクチュエータの回転を伝達手段により前記アームに伝達するように構成され、前記アームに備えたセンサが検出する前記基板の幅方向一側面の位置は、前記駆動部に備えたエンコーダの角度検出から前記アームの回転角度が求められ、前記アームの前記回転角度とアーム長から前記アームの回転中心から前記幅方向の一側面の前記位置の幅方向成分の距離として算出される検出量と、前記基板の中心から前記アーム回転中心までの前記基板の幅方向の距離との和から求められ、前記センサで検出された前記基板の幅方向一側面の位置と、前記基板の幅の半分の位置とを比較して前記基板の横ずれ量が求められるものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記アームの回転角度は前記モータの前記エンコーダで検出されるものである。
また、請求項３記載の発明は、前記アームの回転角度は、前記エアー駆動アクチュエータに取り付けられた前記伝達手段に具備した前記エンコーダにより検出されるものである。
請求項１から３に記載の発明によると、１つのセンサでガラス基板のずれ量を検出することができることから、組立も容易となり、安価な装置を提供できる。
請求項４に記載の発明によると、ロボット動作中にアライメントすることができ、ロボットのタクトタイムを短縮することができる。
請求項４に記載の発明によると、ロボット動作中にアライメントすることができ、ロボットのタクトタイムを短縮することができる。
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図１は、本発明のセンサ機能付きハンドの上面図である。図において、１はハンドのフレーム、２はフレーム１に取り付けられたフォーク、３はフォーク２によって搬送されるガラス基板３、４はガラス基板を検出する光学式のセンサ、５はセンサ４を旋回するアームである。
フレーム１は、フォーク２およびアーム５を具備している。フォーク２上にはガラス基板３が載置され、所定位置へ搬送される。また、アーム５は、ガラス基板３を検出する１台のセンサ４を具備しており、センサ４を旋回することで、ガラス基板３の位置を検出する。
図２は本発明の駆動部の詳細図である。フレーム１に取り付けられた旋回するアーム４を駆動する為のモータ６が設置してある。また、モータ６に駆動側プーリ７が取り付けられており、アーム４に取り付けられている従動側プーリ８とベルト９で連結されている。また、モータ６にはエンコーダ１０が取り付けてある。
フォーク２上に載置されたガラス基板３の規定の位置からのずれ量を、モータ６に備えられたエンコーダ１０の角度から検出するものである。
本発明が特許文献１と異なる部分は、ハンドのフレームにセンサを備えたアームを具備した部分である。
ここで、センサ４はガラス基板３からの反射を検出する光学式センサを用いている。ここでは、光学式センサを用いて説明したが、磁気式、静電式や超音波式等のものでも良く、ガラス基板４を検出できるものであれば良い。
また、アーム４の旋回機構にプーリ７，８とベルト９を用いて行ったが、アーム５に直接、駆動用モータを取り付ける、またはギアヘッドの組み合わせによる増速または減速機構等、アーム５を旋回できる機構であれば良い。
フレーム１は、フォーク２およびアーム５を具備している。フォーク２上にはガラス基板３が載置され、所定位置へ搬送される。また、アーム５は、ガラス基板３を検出する１台のセンサ４を具備しており、センサ４を旋回することで、ガラス基板３の位置を検出する。
図２は本発明の駆動部の詳細図である。フレーム１に取り付けられた旋回するアーム４を駆動する為のモータ６が設置してある。また、モータ６に駆動側プーリ７が取り付けられており、アーム４に取り付けられている従動側プーリ８とベルト９で連結されている。また、モータ６にはエンコーダ１０が取り付けてある。
フォーク２上に載置されたガラス基板３の規定の位置からのずれ量を、モータ６に備えられたエンコーダ１０の角度から検出するものである。
本発明が特許文献１と異なる部分は、ハンドのフレームにセンサを備えたアームを具備した部分である。
ここで、センサ４はガラス基板３からの反射を検出する光学式センサを用いている。ここでは、光学式センサを用いて説明したが、磁気式、静電式や超音波式等のものでも良く、ガラス基板４を検出できるものであれば良い。
また、アーム４の旋回機構にプーリ７，８とベルト９を用いて行ったが、アーム５に直接、駆動用モータを取り付ける、またはギアヘッドの組み合わせによる増速または減速機構等、アーム５を旋回できる機構であれば良い。
次に動作について説明する。図２に示すようにモータ６に取り付けられた駆動側プーリ７とアーム４に取り付けられている従動側プーリ８を連結するベルト９を介してアーム４が駆動される。
次に、アーム４に備えられたセンサ５がガラス基板３の端面を通ることにより、ガラス基板３の端面が検出される。
次に、センサ５にて検出された時のアーム４の基準位置より回転角θはモータ６に取り付けられているエンコーダ１０によって検出される。
次に、回転角θからロボットのアライメント補正値を算出する。
次に、アライメント補正値にしたがってロボットを動作する。
このステップを行うことで、本発明ではガラス基板をフォークに載置する際にずれ量を検出し、アライメント補正値に従った動作でガラス基板を搬送する。
次に、図３に示す演算寸法関係図を用いてアーム４の基準位置からの回転角θとガラス基板３のアライメント補正値Ｃとの関係について述べる。Ａはガラス基板中心からアーム回転中心までの距離、Ｂはガラス基板中心から検出点までの距離、Ｌはガラス基板幅、Ｒはアーム長である。（１）式からアライメント補正値Ｃを求めることが可能である。
Ｃ＝Ｂ−Ｌ／２＝Ａ＋Ｒ sin θ−Ｌ／２・・・（１）
次に、アーム４に備えられたセンサ５がガラス基板３の端面を通ることにより、ガラス基板３の端面が検出される。
次に、センサ５にて検出された時のアーム４の基準位置より回転角θはモータ６に取り付けられているエンコーダ１０によって検出される。
次に、回転角θからロボットのアライメント補正値を算出する。
次に、アライメント補正値にしたがってロボットを動作する。
このステップを行うことで、本発明ではガラス基板をフォークに載置する際にずれ量を検出し、アライメント補正値に従った動作でガラス基板を搬送する。
次に、図３に示す演算寸法関係図を用いてアーム４の基準位置からの回転角θとガラス基板３のアライメント補正値Ｃとの関係について述べる。Ａはガラス基板中心からアーム回転中心までの距離、Ｂはガラス基板中心から検出点までの距離、Ｌはガラス基板幅、Ｒはアーム長である。（１）式からアライメント補正値Ｃを求めることが可能である。
Ｃ＝Ｂ−Ｌ／２＝Ａ＋Ｒ sin θ−Ｌ／２・・・（１）
このように、フォーク上へのガラス基板の載置から所定位置への搬送までの一連の動作の中で、ガラス基板位置のずれ量を補正できるので、タクトタイムを低下させることなく、搬送作業することができる。
ここでは、アライメント補正値の算出過程を一連の動作について説明したが、必ずしもこの手順に沿っている必要はなく、補正値が算出できる順序であれば良い。
ここでは、アライメント補正値の算出過程を一連の動作について説明したが、必ずしもこの手順に沿っている必要はなく、補正値が算出できる順序であれば良い。
図４は本発明の第２実施例の構成を示す駆動部の詳細図である。第１実施例の図１と同様にフレーム１に取り付けられた回転駆動するアーム５が取り付けられ、アーム５にガラス基板を検出するためのセンサ４が設置されている。アーム４の駆動にはエアーアクチュエータ１１が設置されている。また、エアーアクチュエータ１１に駆動側プーリ７が取り付けられており、アーム４に取り付けられている従動側プーリ８にベルト９を介して連結されている。また、従動側プーリ８にはエンコーダ１０が取り付けてある。
ここで、エアーアクチュエータは、圧縮空気をバルブで切り替えながらロータへ吹き付けながら回転させるものであり、フレームに取り付けられた図示しないエアー供給バルブから圧縮空気を取り込むことができる。
また、駆動側プーリを回転させるものとしては、モータおよびエアーアクチュエータを例に説明したが、超音波や磁歪等を用いたアクチュエータでも良く、回転型のアクチュエータのものであれば良い。
ここで、エアーアクチュエータは、圧縮空気をバルブで切り替えながらロータへ吹き付けながら回転させるものであり、フレームに取り付けられた図示しないエアー供給バルブから圧縮空気を取り込むことができる。
また、駆動側プーリを回転させるものとしては、モータおよびエアーアクチュエータを例に説明したが、超音波や磁歪等を用いたアクチュエータでも良く、回転型のアクチュエータのものであれば良い。
次に、動作について説明する。図４に示すようにエアーアクチュエータ１１によりアーム４が旋回される。アーム４に備えられたセンサ５がガラス基板３の端面を通ることにより、ガラス基板３の端面が検出される。一方エアーアクチュエータ１１に取り付けられた駆動側プーリ７がベルト９を介して従動側プーリ８を回転させ、センサ５にて検出された時のアーム４の基準位置からの回転角θはエアーアクチュエータ１１に取り付けられているエンコーダ１５によって検出されるので、第１実施例のようにアライメント補正値を求めることが可能である。
基板を位置合わせして搬送する必要があるような産業用ロボットを用いた液晶基板やウェハ等の搬送に適用できる。
１ フレーム
２ フォーク
３ ガラス基板
４ アーム
５ センサ
６ モータ
７ 駆動側プーリ
８ 受動側プーリ
９ ベルト
１０ エンコーダ
１１ エアーアクチュエータ
１１１ ハンド
１１２ フォーク
１１３ センサ
１１５ カセット
１１６ ガラス基板
２ フォーク
３ ガラス基板
４ アーム
５ センサ
６ モータ
７ 駆動側プーリ
８ 受動側プーリ
９ ベルト
１０ エンコーダ
１１ エアーアクチュエータ
１１１ ハンド
１１２ フォーク
１１３ センサ
１１５ カセット
１１６ ガラス基板
Claims (3)
- ハンドに具備されたフレームと、基板を載置する前記フレームに具備されたフォークを備えた基板搬送用ロボットにおいて、
前記フレームの内部空間にアームを回転させる駆動部が備えられ、前記駆動部は、モータまたはエアー駆動アクチュエータの回転を伝達手段により前記アームに伝達するように構成され、前記アームに備えたセンサが検出する前記基板の幅方向一側面の位置は、前記駆動部に備えたエンコーダの角度検出から前記アームの回転角度が求められ、前記アームの前記回転角度とアーム長から前記アームの回転中心から前記幅方向の一側面の前記位置の幅方向成分の距離として算出される検出量と、前記基板の中心から前記アーム回転中心までの前記基板の幅方向の距離との和から求められ、前記センサで検出された前記基板の幅方向一側面の位置と、前記基板の幅の半分の位置とを比較して前記基板の横ずれ量が求められること特徴とする基板搬送用ロボット。 - 前記アームの回転角度は前記モータの前記エンコーダで検出されることを特徴とする請求項１ 記載の基板搬送用ロボット。
- 前記アームの回転角度は、前記エアー駆動アクチュエータに取り付けられた前記伝達手段に具備した前記エンコーダにより検出されることを特徴とする請求項１記載の基板搬送用ロボット。
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| JP2005137371A JP4766233B2 (ja) | 2005-05-10 | 2005-05-10 | 基板搬送用ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005137371A JP4766233B2 (ja) | 2005-05-10 | 2005-05-10 | 基板搬送用ロボット |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005137371A Expired - Fee Related JP4766233B2 (ja) | 2005-05-10 | 2005-05-10 | 基板搬送用ロボット |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP3960162B2 (ja) * | 2001-08-08 | 2007-08-15 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板搬送装置、基板処理システム及び基板搬送方法 |
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2005
- 2005-05-10 JP JP2005137371A patent/JP4766233B2/ja not_active Expired - Fee Related
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