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

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１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２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３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３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４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４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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