JP4903728B2 - 搬送ロボットが装置された搬送室及びそのメンテナンス方法。 - Google Patents

搬送ロボットが装置された搬送室及びそのメンテナンス方法。 Download PDF

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Description

本発明は、搬送ロボットが装置された搬送室に係り、特には太陽電池基板等のエッチング処理等のプロセスの際、ワークを気密環境において出し入れする搬送ロボットが装置された搬送室に関する。
近年、多関節の搬送ロボットが産業界の様々な分野で用いられており、例えば、太陽電池の製作現場等においても太陽電池基板の取り扱い等に用いられている。
太陽電池の製作過程には、エッチング処理を行うプロセスがあり、そのエッチング処理を行うプロセス室に対するワーク(太陽電池基板)の出し入れ等にも搬送ロボットが利用されている。そのエッチング処理は、例えば、基板上の透明電極層の薄膜化等に行われるものが特許文献1に開示されている。また、太陽電池の効率を上げる方法として、太陽電池に入射する光の反射を低減するために、太陽電池の表面に微細な凹凸を形成する方法として行われるエッチング処理が特許文献2に開示されている。いずれにしても、エッチング処理は高真空状態の環境が必要であり、そのエッチング処理を行うプロセス室は気圧調整が可能な気密室である。
特開平8−222749号公報 特開2004−146700号公報
上記のように太陽電池の高性能化が計られているが、環境問題が様々な形で取り上げられる中で、太陽電池の需要に応じるための低コスト化も大きな問題となっている。そのため、一度に処理するワークを大型化し、更に処理時間の短縮化が喫緊の課題となっている。
一般にある閉空間を真空状態に近い低気圧にするためには時間がかかるため、例えば、プロセス室としての閉空間に隣接する別室の閉空間を設け、プロセス室で処理が行われている間に別室の閉空間を同じく低気圧にしておき、その二つの閉空間の間でワークの出し入れを行うようにすることが行われている。太陽電池製作のエッチング処理等のプロセスにおいて用いられる搬送ロボットも気圧調節が可能な気密室内に装置され、高真空状態のプロセス室に対するワークの出し入れが同じく高真空状態にされた気密室内で行われるようにされている。
ところが、太陽電池を製造する工場は、その内部が比較的高いクリーン度に保たれるクリーンルームとすることが望ましく、その内部空間を大きくしない方がクリーン度を上げる上で好都合であり、例えば天井が低く設けられている場合がある。そのような工場内において、ロボット等の機械をメンテナンスするために装置から外すとき、クレーンによって機械を吊り上げる作業は困難を極める問題があり、場合によっては装置全体を分解する必要がある。
本発明は、このような問題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、ワークを気密環境において出し入れする搬送ロボットが装置された搬送室において、メンテナンス等のために搬送ロボットを取付け及び取外しすることが容易な搬送室を提供することにある。また、搬送室から搬送ロボットを容易に取外す方法及び搬送室に搬送ロボットを容易に取り付ける方法を提供することにある。
上記問題を解決するために請求項1及び2に記載の搬送ロボットが装置された搬送室の発明は、搬送ロボットが装置され、高真空状態に保たれる搬送室において、支持体を介して床面上に支持されるフレームと、そのフレーム下部、側部及び上部を気密状態に覆う下部蓋板、側部蓋板及び上部蓋板とからなり、前記下部蓋板に設けられた開口部を介して前記フレームに搬送ロボットのベースユニットが懸架状態に取付けられ、そのベースユニット上に搬送ロボットのアーム装置が連結されると共に、そのアーム装置のアームの先端にはワークを取り扱うハンドが連結されていることを特徴とするものである。なお、ここで用いられている「懸架状態に取付けられ」とは、必ずしも宙吊りの懸架状態にあることのみを指すのではなく、少なくとも搬送ロボットのベースユニットが、その上方に位置するフレームに取付けられることにより、姿勢保持及び位置決めされていることをも含むものとする。
請求項1及び2に記載の発明によれば、搬送室を構成するフレームが支持体を介して床面に支持されており、そのフレームの下部フレームに搬送ロボットのベースユニットが懸架状態に取付けられている。そのため、少なくとも搬送ロボットのベースユニットの下方は空間になっており、フレームに対する懸架状態から外されたベースユニットを搬送室の直下の床面に降ろすことができる。
また、請求項に記載の発明は、前記フレームの下部を構成する下部フレームには、前記アーム装置の上下方向への通過を許容する空間部が形成されると共に、前記ベースユニットを懸架状態に取付けるための取付部が形成されている
上記構成によれば、ベースユニットが外された後にフレーム内に仮置きされているアーム装置を、フレームの空間部を通して搬送室の下方の床面に降ろすことができる。また、メンテナンスを終えたアーム装置を台車等で搬送室の直下に運んだ後、クレーン等でフレームの空間部を通して吊り上げてフレーム内に仮置きすることができる。
また、請求項に記載の発明は、前記ベースユニットは、その底部をリフターにより常に下支えされている
上記構成によれば、ベースユニットは常にリフターによって下支えされているので、フレームの取付部に取付けられているベースユニットは搬送ロボットの稼働時においてより確実に姿勢を保つことができる。
請求項に記載の搬送室のメンテナンス方法の発明は、搬送ロボットが装置され、高真空状態に保たれる搬送室において、支持体を介して床面上に支持されるフレームと、そのフレーム下部、側部及び上部を気密状態に覆う下部蓋板、側部蓋板及び上部蓋板とからなり、前記下部蓋板に設けられた開口部を介して前記フレームに搬送ロボットのベースユニットが懸架状態に取付けられ、そのベースユニット上に搬送ロボットのアーム装置が連結されると共に、そのアーム装置のアームの先端にはワークを取り扱うハンドが連結されている搬送室のメンテナンス方法であって、前記上部蓋板を外してクレーン操作が可能な空間を確保し、前記下部蓋板を外した後に前記アーム装置と前記ベースユニットとの連結状態を解除し、そのアーム装置を前記ベースユニットから所定の距離を置いて前記フレーム上に仮置きし、そのフレームに懸架状態に取付けられている前記ベースユニットを外してリフター上に載せて前記搬送室の下から移動し、前記アーム装置を台車の上に吊り降ろして移動可能とすることを特徴とする。
請求項に記載の発明によれば、搬送ロボットのメンテナンスに際し、アーム装置及びベースユニットを搬送室の上方へ吊り上げることなく搬送室から運び出すことができる。従って、天井の低いクリーンルームの中であっても搬送室に装置されているアーム装置及びベースユニットを取外してメンテナンス工場へ運び出すことができる。
請求項に記載の搬送室のメンテナンス方法の発明は、搬送ロボットが装置され、高真空状態に保たれる搬送室において、支持体を介して床面上に支持されるフレームと、そのフレーム下部、側部及び上部を気密状態に覆う下部蓋板、側部蓋板及び上部蓋板とからなり、前記下部蓋板に設けられた開口部を介して前記フレームに搬送ロボットのベースユニットが懸架状態に取付けられ、そのベースユニット上に搬送ロボットのアーム装置が連結されると共に、そのアーム装置のアームの先端にはワークを取り扱うハンドが連結されている搬送室のメンテナンス方法であって、台車で運ばれた前記アーム装置を吊り上げ前記フレーム上に仮置きし、前記下部蓋板で前記フレームの下部を覆い、リフターで運ばれた前記ベースユニットをリフトアップして前記フレームに懸架状態に取付け、前記アーム装置を仮置き状態から外して前記ベースユニットに連結し、前記上部蓋板で前記フレームを覆うことを特徴とするものである。
請求項に記載の発明によれば、アーム装置及びベースユニットを搬送室の上方へ吊り上げることなく搬送室内へ運び込むことができる。従って、天井の低いクリーンルームの中であっても搬送室の直下にアーム装置及びベースユニットを運び込むことができ、アーム装置及びベースユニットを搬送室内に装置することができる。
本発明によれば、ワークを気密環境において出し入れする搬送ロボットが装置された搬送室において、メンテナンス等のために搬送ロボットを取付け及び取外しすることが容易な搬送室を提供することができる。また、搬送室から搬送ロボットを容易に取外す方法及び搬送室に搬送ロボットを容易に取り付ける方法を提供できる。
(第1の実施形態)
以下、本発明を具体化した搬送室の実施形態を図1、2を用いて説明する。なお、図1は上部蓋板12cを取り除いた状態として表しており、また図1に示したワーク室3及び搬送室10の後方に位置するプロセス室2について、図2おいてはそれらの図示を省略してある。
本実施形態における搬送室10は図1の左側及び上側に開閉ドア部4aを介してプロセス室2が気密的に連結されている。この開閉ドア部4aのドアは、プロセス室内の気圧を常に高真空状態に保てるように、搬送室10との間でワークの搬出入を行うときに開閉されるようになっている。また、搬送室10の図1における下側には、ワーク3aの搬出入のためのワーク室3が開閉ドア部4aを介して気密的に連結されており、搬送室10に対向する面と反対側のワーク室3の側面には開閉ドア部4bが気密的に設けられている。ワーク室3の開閉ドア部4aのドアは、搬送室10内の気圧を常に高真空状態に保つことができるように開閉されるようになっており、ワーク室3の気圧が高真空状態になったとき開かれる。また、開閉ドア部4bのドアは、開閉ドア部4aのドアが閉じている時に開閉され、ワーク3aが他の工程から搬入されるときや他の工程に搬出されるときに開閉される。
本実施形態では搬送室10やプロセス室2を跨ぐように門型クレーン9が備えられている。この門型クレーン9は低い天井のクリーンルームにおいても稼動できるタイプであり、床面8上を移動できるようになっている。そして、門型クレーン9上の走行体のフック9aを用いて、後述する搬送ロボット1の取外しや取付けにおいて、アーム装置5を吊り上げたり吊り降ろしたりする。本実施形態においては門型クレーン9を用いているが、アーム型等のクレーンを用いることもできる。
二室のプロセス室2はそれぞれが支持台2aに支持されており、ワーク室3も図示しない支持台に支持されている。また、搬送室10は、その底部の四隅において4本の支持柱10aにより床面8上に支持されている。前記のように支持体としての支持柱10aにより搬送室10を支持することなく、プロセス室2及びワーク室3に連結されることにより搬送室10が支持台2a等を介して床面8上に支持されるようにすることもできる。その場合は、プロセス室2及びワーク室3は搬送室10にとっての支持体となる。なお、本実施形態では支持柱10aの数を4本としたが、4本に限らず適宜な複数本を用いることができる。
図1に示すように、形鋼を用いて略直方体状に骨組みされたフレーム11における下部フレーム11aは略四角状のフレームと互いに反対方向を向く一対のT字状のフレームとで構成され、そのT字状フレームの間には後述する吊り下げ状態のアーム装置5の上下方向への通過を許容する空間部13が形成されている。また、図2に示すように、下部フレーム11aには取付部14が設けられ、その取付部14に対して搬送ロボット1のベースユニット6が懸架状態に図示しないボルト等で取付けられている。このときのベースユニット6の下部と床面8との間には、リフターの稼動が可能な空間が確保されている。そして、取付部14を除く下部フレーム11aは下部蓋板12aで気密的に覆われ、フレーム11の側部及び上部は、それぞれが側部蓋板12b及び上部蓋板12cで気密的に覆われている。下部蓋板12aにはベースユニット6を取付けるための図示しない開口部が設けられている。なお、ベースユニット6は、下部フレーム11aの取付部14に対して懸架状態に取付けられるだけでなく、その底部6aをリフター51により常に下支えされるようにすれば、アーム装置5が稼働する際、搬送ロボット1の姿勢をより確実に保つことができる。
図1、2に示すように、アームベース5a上に、駆動アーム5b及び従動アーム5cが回動可能に多関節状に連結されたアームが左右に一対配置されてアーム装置5が形成されている。それぞれの従動アーム5cにはフォーク状のハンド7が連結され、ワーク3aの搬送を行うようになっている。このアーム装置5がアームベース5aにおいてベースユニット6に連結されて、搬送ロボット1が形成されている。
(搬送室から搬送ロボットを取外す方法)
次に、搬送ロボット1のメンテナンスや搬送室10内のクリーニングのために、搬送室から搬送ロボット1を取外す方法について図1〜8を用いて説明する。図1、2で示す搬送室10に搬送ロボット1が装置された状態から、搬送ロボット1を取外す準備として、側部蓋板12bを外した上でアーム装置5を搬送室10の外方へ延ばして一対のハンド7をアーム装置5から外し、更に上部蓋板12cを外して吊り上げた状態を図3に示す。このとき、上部蓋板12cが平板状であるため、吊り上げる高さは、上部蓋板12cをフレーム11の上部から水平方向にずらすことができる程度で十分である。
次に図4に示すように、上部蓋板12cが除かれた搬送室10において、アームベース5aとベースユニット6との連結を外した上でアーム装置5を吊り上げ、アーム装置5と下部フレーム11aとの間に枕木41と台座42をその順に置き、その台座42の上にアーム装置5を吊り降ろし仮置きする。このとき、アーム装置5は図1に示す状態と異なり最小空間に収まるようにアームが折り畳まれている。また、図5に示すように、枕木41と台座42の配置は、二本の枕木41が下部フレーム11aの空間部13を跨ぐように置かれ、その二本の枕木41の一方の端部近くの上に台座42が載せられている。このような配置でアーム装置5が仮置きされていれば、下部フレーム11aの中心部に設けられている空間部13を、ベースユニット6を下部フレーム11aの取付部14から外すための作業空間として利用できる。
図6は、リフター51をベースユニット6の直下に配置した上で、その台座を上昇させてベースユニット6を下から支え、その状態でベースユニット6を下部フレーム11aの取付部14から外し、リフター51の台座に載せた状態を示している。このとき、リフター51の台座は、リフター51が安全に移動できるように最下点まで下がっている。従って、ベースユニット6の上端は下部フレーム11aの下面よりも低い位置にあり、ベースユニット6はリフター51と共に搬送室10の下からメンテナンス工場へ安全に移動されることが可能となっている。
最後の工程として、アーム装置5を搬送室10の外へ移動する工程を図7、8を用いて説明する。図7に示すように、アーム装置5は、仮置き位置から下部フレーム11a中央に移動されて空間部13を下方に通過できる位置に配置されている。そして、下部フレーム11aから下部蓋板12aが外された後、図8に示すように、アーム装置5は空間部13を通って床面8上に再配置されている枕木41に載せられている台座42上に吊り下げられ載せられている。その後、アーム装置5は図示しない台車に載せられメンテナンス工場への移動が可能となっている。なお、本実施形態では、ベースユニット6を下部フレーム11aの取付部14から外した後に下部蓋板12aを下部フレーム11aから外したが、下部蓋板12aの取外しは、上部蓋板12cを取外した後に、予めアームベース5aとベースユニット6との連結を外すことに先立って行うようにしてもよい。
(搬送室に搬送ロボット1を取り付ける方法)
次に、搬送室に搬送ロボット1を取り付ける方法を説明するが、その工程は搬送室から搬送ロボット1を取外す方法の逆の順序となるので、簡単に説明する。
図7、8に示すように、搬送室10の中央の直下に配置されたアーム装置5を吊り上げ、横に移動して、図5に示すように下部フレーム11aの中央部を外した位置で、予め配置された枕木41上の台座42に仮置きする。次に、リフター51に載せられたベースユニット6を搬送室10の中央直下に配置し、ベースユニット6をリフトアップした状態で取付部14に取付けた状態が図4である。更に、アーム装置5を吊り上げた上で、枕木41及び台座42を除き、アーム装置5のアームベース5aをベースユニット6に連結し、アーム装置5にハンド7を取り付ければ、図1、2に示すように、搬送ロボット1の搬送室10への取付けが完了する。
上記実施形態の搬送室、その搬送室から搬送ロボットを取外す方法及び搬送室に搬送ロボットを取り付ける方法によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)上記実施形態では、搬送室10を構成するフレーム11が支持体としてのプロセス室2及びワーク室3を介して床面8に支持されており、そのフレーム11の下部フレーム11aに搬送ロボット1のベースユニット6が懸架状態に取付けられている。そのため、少なくともベースユニット6の下方には空間が確保されており、下部フレーム11aに対する懸架状態から外されたベースユニット6を搬送室10の直下の床面8に降ろすことができる。従って、搬送ロボット1を吊り上げて搬送室10の上方から取外す必要がないので、天井が低いクリーンルームであっても、メンテナンス等のために搬送ロボット1の取外しや取付けをすることが容易な搬送室10を提供できる。
(2)上記実施形態では、ベースユニット6が外された後に下部フレーム11a上に仮置きされているアーム装置5を、下部フレーム11aの空間部13を通して搬送室10の直下の床面8に下ろすことができる。また、メンテナンスを終えたアーム装置5を台車等で搬送室10の直下に運んだ後、クレーン等で下部フレーム11aの空間部13を通して吊り上げて下部フレーム11a上に仮置きすることができる。従って、メンテナンス等のために、アーム装置5が下部フレーム11aの空間部13を容易に通過できる搬送室10を提供できる。
(3)上記実施形態では、リフター51で下支え状態のベースユニット6を下部フレーム11aの取付部14から外すことができ、そのままリフター51上に載せたままベースユニット6をメンテナンス工場へ運ぶことができる。また、メンテナンスを終えたベースユニット6をリフター51上に載せて搬送室10中央の直下に運び、リフトアップして下部フレーム11aの取付部14に懸架状態に取付けることができる。従って、メンテナンス等のために、搬送室10の直下においてベースユニット6の搬出入にリフターを利用できる搬送室10を提供できる。
(4)上記実施形態では、搬送室10は、その底部の四隅において4本の支持柱10aにより床面8上に支持されている。そのため、搬送室10及びベースユニット6の下方に十分な作業空間を確保することができる。
(変更例)
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、フレーム11を略直方体状に骨組みするようにしたが、搬送室10に連結されるプロセス室2及びワーク室3の数によっては、フレーム11を他の多角柱体状の例えば五角形や六角形等にしてもよい。その場合、支持柱10aの数は適宜増設されることが好ましい。
・上記実施形態では、搬送室10を、プロセス室2とワーク室3とに連結して、そのプロセス室2及びワーク室3を支持体として床面8上に支持するようにしたが、下部フレーム11aの中央部を除く位置に複数の支持柱を設け搬送室10を床面8上に支持するようにしてもよい。
・上記実施形態では、ベースユニット6の取付け及び取外しにリフターを用いたが、下部フレーム11aの隙間や空間部13に吊り下げワイヤを通してクレーンを用いるようにしてもよい。
本発明の実施形態を示す平面図。 同じく実施形態を示す一部断面の正面図。 実施形態において搬送室から上部蓋板を外す上体を示す一部断面の正面図。 実施形態においてアーム装置が仮置きされた状態を示す一部断面の正面図。 同じく平面図 実施形態においてベースユニットを取付状態から外した状態を示す一部断面の正面図。 実施形態においてアーム装置を吊り降ろす状態を示す平面図。 実施形態においてアーム装置を吊り降ろした状態を示す一部断面の正面図。
符号の説明
1…搬送ロボット、2…プロセス室、3…ワーク室、3a…ワーク、4a,4b…開閉ドア部、5…アーム装置、6…ベースユニット、7…ハンド、8…床面、10…搬送室、11…フレーム、11a…下部フレーム、12a…下部蓋板、12b…側部蓋板、12c…上部蓋板、13…空間部、14…取付部、51…リフター。

Claims (4)

  1. 搬送ロボットが装置され、高真空状態に保たれる搬送室において、支持体を介して床面上に支持されるフレームと、そのフレーム下部、側部及び上部を気密状態に覆う下部蓋板、側部蓋板及び上部蓋板とからなり、前記下部蓋板に設けられた開口部を介して前記フレームに搬送ロボットのベースユニットが懸架状態に取付けられ、そのベースユニット上に搬送ロボットのアーム装置が連結されると共に、そのアーム装置のアームの先端にはワークを取り扱うハンドが連結され
    前記フレームの下部を構成する下部フレームには、前記アーム装置の上下方向への通過を許容する空間部が形成されると共に、前記ベースユニットを懸架状態に取付けるための取付部が形成されていることを特徴とする搬送ロボットが装置された搬送室。
  2. 搬送ロボットが装置され、高真空状態に保たれる搬送室において、支持体を介して床面上に支持されるフレームと、そのフレーム下部、側部及び上部を気密状態に覆う下部蓋板、側部蓋板及び上部蓋板とからなり、前記下部蓋板に設けられた開口部を介して前記フレームに搬送ロボットのベースユニットが懸架状態に取付けられ、そのベースユニット上に搬送ロボットのアーム装置が連結されると共に、そのアーム装置のアームの先端にはワークを取り扱うハンドが連結され
    前記ベースユニットは、その底部をリフターにより常に下支えされていることを特徴とする搬送ロボットが装置された搬送室。
  3. 搬送ロボットが装置され、高真空状態に保たれる搬送室において、支持体を介して床面上に支持されるフレームと、そのフレーム下部、側部及び上部を気密状態に覆う下部蓋板、側部蓋板及び上部蓋板とからなり、前記下部蓋板に設けられた開口部を介して前記フレームに搬送ロボットのベースユニットが懸架状態に取付けられ、そのベースユニット上に搬送ロボットのアーム装置が連結されると共に、そのアーム装置のアームの先端にはワークを取り扱うハンドが連結されている搬送室のメンテナンス方法であって、前記上部蓋板を外してクレーン操作が可能な空間を確保し、前記下部蓋板を外した後に前記アーム装置と前記ベースユニットとの連結状態を解除し、そのアーム装置を前記ベースユニットから所定の距離を置いて前記フレーム上に仮置きし、そのフレームに懸架状態に取付けられている前記ベースユニットを外してリフター上に載せて前記搬送室の下から移動し、前記アーム装置を台車の上に吊り降ろして移動可能とすることを特徴とする搬送室のメンテナンス方法。
  4. 搬送ロボットが装置され、高真空状態に保たれる搬送室において、支持体を介して床面上に支持されるフレームと、そのフレーム下部、側部及び上部を気密状態に覆う下部蓋板、側部蓋板及び上部蓋板とからなり、前記下部蓋板に設けられた開口部を介して前記フレームに搬送ロボットのベースユニットが懸架状態に取付けられ、そのベースユニット上に搬送ロボットのアーム装置が連結されると共に、そのアーム装置のアームの先端にはワークを取り扱うハンドが連結されている搬送室のメンテナンス方法であって、台車で運ばれた前記アーム装置を吊り上げ前記フレーム上に仮置きし、前記下部蓋板で前記フレームの下部を覆い、リフターで運ばれた前記ベースユニットをリフトアップして前記フレームに懸架状態に取付け、前記アーム装置を仮置き状態から外して前記ベースユニットに連結し、前記上部蓋板で前記フレームを覆うことを特徴とする搬送室のメンテナンス方法。
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