JP6453600B2 - 搬送ロボット、および、搬送ロボット用ハンド - Google Patents

Description

本発明は、半導体基板や液晶基板などの薄板状のワークを搬送する搬送ロボット、および、薄板状のワークを支持する搬送ロボット用ハンドに関する。

半導体基板や液晶基板などの製造プロセスでは、複数枚の基板をカセットと呼ばれる基板搬送容器に多段収納し、そのカセットをプロセス装置や検査装置に搬送して、カセット内の基板のプロセス処理や検査処理が行われる。そして、プロセス装置や検査装置では、搬送されたカセットに基板を収納したり、カセットから基板を取り出したりする産業用ロボットとして、搬送ロボットが用いられている。

搬送ロボットは、ハンドで基板を支持して、カセットに収納したり、取り出したりする。ハンドの構成を示す例として、例えば、特許文献１〜３等がある。これらの文献に記載されているハンドは、基板を支持するための２本の支持部材と、支持部材を固定するための固定部材を備えている。

特開２０１１‐２２８６１６号公報 特開２０１１‐２２２８３９号公報 特開２０１３‐７７６６７号公報

近年では、基板の両面に回路を形成することが多くなっている。この場合、ハンドの支持部材が、基板の回路形成部分に接触することを避ける必要がある。また、回路を形成する前の基板であっても、回路が形成される部分には傷がつかないように、できるだけ支持部材が接触しない方がよい。特許文献１〜３に記載されているハンドの場合、基板の裏面に回路が形成されることを想定していないので、回路形成部分を支持部材で支持することになる。

各支持部材が回路形成部分を避けて基板の側端部のみを支持するように、支持部材の間隔を広げることが考えられる。しかし、基板が大きく薄い場合（例えば、各辺の長さが１メートル以上で、厚さが１ミリメートル以下の場合など）、基板の自重によって中央部が下方に大きくたわむ。さらに、ハンドが上下方向に移動するときには、加速度によって基板の中央部が振動して、たわみが大きくなる。この中央部のたわみによって、基板が変形、破損したり、基板の支持が不安定になる。場合によっては、基板が支持部から抜け落ちてしまう場合がある。

本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、両面に回路が形成される基板をできるだけ安定に支持することができるハンド、および、このハンドを備えている搬送ロボットを提供することをその目的としている。

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明の第１の側面によって提供されるハンドは、薄板状のワークを搬送する搬送ロボットにおいて、前記ワークを支持するハンドであって、前記搬送ロボットのアームの先端に固定される固定部と、前記固定部から同じ方向に延び、前記ワークが載置される第１支持部および第２支持部と、前記第１支持部および前記第２支持部の、前記ワークが載置される側の面に配置され、前記ワークに当接する緩衝部材とを備えており、前記第１支持部は、載置された前記ワークの一方の側端部の下部に位置する第１側端支持部と、前記載置されたワークの先端部の下部に位置する第１先端支持部と、を備えており、前記第２支持部は、前記載置されたワークの他方の側端部の下部に位置する第２側端支持部と、前記載置されたワークの先端部の下部に位置する第２先端支持部と、を備えており、前記緩衝部材は、前記第１先端支持部および第２先端支持部の、前記載置されたワークの側端部より内側と、前記第１側端支持部と、前記第２側端支持部と、に配置されていることを特徴とする。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記ハンドは、前記載置されたワークの基端部の下部に位置する基端支持部をさらに備えており、前記緩衝部材は、さらに、前記基端支持部の、前記載置されたワークの側端部より内側に配置されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１支持部および前記第２支持部は、それぞれ、前記基端支持部を備えている。

本発明の第２の側面によって提供されるハンドは、薄板状のワークを搬送する搬送ロボットにおいて、前記ワークを支持するハンドであって、前記搬送ロボットのアームの先端に固定される固定部と、前記固定部から同じ方向に延び、前記ワークが載置される第１支持部および第２支持部と、前記第１支持部および前記第２支持部の、前記ワークが載置される側の面に配置され、前記ワークに当接する緩衝部材とを備えており、前記第１支持部は、載置された前記ワークの一方の側端部の下部に位置する第１側端支持部と、前記載置されたワークの基端部の下部に位置する第１基端支持部と、を備えており、前記第２支持部は、前記載置されたワークの他方の側端部の下部に位置する第２側端支持部と、前記載置されたワークの基端部の下部に位置する第２基端支持部と、を備えており、前記緩衝部材は、前記第１基端支持部および第２基端支持部の、前記載置されたワークの側端部より内側と、前記第１側端支持部と、前記第２側端支持部と、に配置されていることを特徴とする。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１支持部は、前記載置されたワークの先端部の下部に位置する第１先端支持部をさらに備えており、前記第２支持部は、前記載置されたワークの先端部の下部に位置する第２先端支持部をさらに備えており、前記緩衝部材は、さらに、前記第１先端支持部および第２先端支持部の、前記載置されたワークの側端部より内側に配置されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記固定部、前記第１支持部および第２支持部は、一体に形成されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１支持部および前記第２支持部は、前記固定部から前記ワークの先端側に延び、中間部分がそれぞれ前記ワークの側端部側に台形状に張り出した形状になっている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１側端支持部および前記第２側端支持部は、それぞれ、外側に突出した突出部を備えており、前記第１側端支持部および前記第２側端支持部の前記緩衝部材は、前記突出部に配置されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記緩衝部材は、ゴム製である。

本発明の第３の側面によって提供される搬送ロボットは、本発明の第１または第２の側面によって提供されるハンドを備えていることを特徴とする。

本発明によると、第１側端支持部、第２側端支持部、第１先端支持部および第２先端支持部（または、第１基端支持部および第２基端支持部）に配置された緩衝部材で、ワークが支持される。したがって、ワークの回路形成部分に接触しないように、ワークを支持することができる。また、第１先端支持部および第２先端支持部（または、第１基端支持部および第２基端支持部）の緩衝部材は、載置されたワークの側端部ではなく、より内側に配置される。したがって、ワークの側端部のみを支持するのではなく、先端部（または基端部）も支持するので、ワークの中央部が下方に大きくたわむことを抑制することができる。これにより、側端部のみを支持する場合と比べて、ワークを安定に支持することができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

第１実施形態に係る搬送ロボットを説明するための図である。 第１実施形態に係るハンドを説明するための図である。 基板を説明するための図である。 緩衝部材を説明するための図である。 ハンドの製造方法について説明するための図である。 ハンドが、基板をスロットに載置する方法について説明するための図である。 従来の構成のハンドを用いた場合の、基板のたわみを説明するための図である。 他の従来の構成のハンドを用いた場合の、基板のたわみを説明するための図である。 ハンドの他の実施例を説明するための図である。 ハンドの他の実施例を説明するための図である。 ハンドの他の実施例を説明するための図である。 ハンドの他の実施例を説明するための図である。 ハンドの他の実施例を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。

図１は、第１実施形態に係る搬送ロボット１００を説明するための図である。図１（ａ）は、搬送ロボットの一例を示す斜視図である。

搬送ロボット１００は、カセット２００から当該カセット２００内に多段収納された基板Ｗを取り出し、例えば、カセット２００と反対側に配設される図略のプロセス装置や検査装置などの処理装置に搬送したり、逆にその処理装置から処理の終了した基板Ｗを排出し、カセット２００に戻したりする作業を行う。

搬送ロボット１００をカセット２００と正対した状態で、搬送ロボット１００からカセット２００に向かう方向をＸ方向、水平面内でＸ方向と直交する方向をＹ方向、垂直方向をＺ方向とするローカル座標系を設定すると、搬送ロボット１００は、基板Ｗを支持するハンド１０１をＸＹＺの各方向にそれぞれ独立して移動させるためのＸ方向駆動機構１０２、Ｙ方向駆動機構１０３、および、Ｚ方向駆動機構１０４を備えている。なお、以下でも、このローカル座標系を用いて説明する場合がある。

Ｙ方向駆動機構１０３は、搬送ロボット１００全体を搭載するするとともに、底面に敷設されたガイドレール１０５に沿って移動可能に構成されたベース盤１０３ａと、モータなどの駆動源が収納されたＹ方向駆動部１０３ｂを備えている。

Ｚ方向駆動機構１０４は、ベース盤１０３ａ上の適所に固定されている。Ｚ方向駆動機構１０４は、角柱状の支持体１０４ａと、この支持体１０４ａ内に昇降可能に支持されたＺ軸１０４ｂと、モータや油圧シリンダなどで構成される、Ｚ軸１０４ｂを昇降動作させるためのＺ方向駆動部とを備えている。なお、Ｚ方向駆動部は支持体１０４ａ内の底部に設けられているため、図では見えていない。

Ｘ方向駆動機構１０２は、Ｚ軸１０４ｂの上面に設けられている。Ｘ方向駆動機構１０２は、一対のアーム１０２ａ，１０２ｂが回転可能に連結されたリンクで構成され、アーム１０２ｂの先端にハンド１０１が取り付けられている。ハンド１０１の詳細については後述する。ハンド１０１の上面が基板Ｗを載置する基板載置面となっている。搬送ロボット１００は、ハンド１０１を水平に保った状態で基板載置面に基板Ｗを載置し、この状態でハンド１０１を昇降、ＸＹ面内での回転や移動などを行うことにより、カセット２００内のスロット２０１に載置（カセット２００への基板Ｗの収納）したり、スロット２０１に載置された基板Ｗをハンド１０１で受け取ってカセット２００外に取り出し（基板Ｗのカセット２００からの取出し）たりする。

カセット２００は、直方体形状の箱体を成し、少なくとも搬送ロボット１００に対向する側面は基板Ｗを出し入れするための面として開口している。カセット２００内の両側面には基板Ｗを多段収納するためのスロット２０１が複数個、内側に突設されている。基板Ｗは、同じ高さ位置の一対のスロット２０１の上面に載置されることにより、その高さ位置の段に収納される。カセット２００内の向かい合う一対のスロット２０１で挟まれた隙間の間隔は、ハンド１０１がカセット２００内でスロット２０１に干渉することなく上下動できるようにするために、ハンド１０１の基板載置面の横方向の長さ（ハンド１０１の幅）よりも長く設定されている。

図１（ｂ）は、搬送ロボット１００の構成を示すブロック構成図である。

搬送ロボット１００は、ハンド１０１の移動を制御する移動制御装置１０６、サーボコントローラ１０７、マニピュレータ１０８、および、作業者がティーチング作業や手動操作を行うためのティーチペンダント１０９を備えている。マニピュレータ１０８は、図１（ａ）に示したハンド１０１、Ｘ方向駆動機構１０２、Ｙ方向駆動機構１０３およびＺ方向駆動機構１０４からなる多関節機構に相当するものである。サーボコントローラ１０７は、マニピュレータ１０８に設けられた各サーボモータの駆動を制御するコントローラである。

移動制御装置１０６は、予め教示された教示情報に基づいてサーボコントローラ１０７を制御し、マニピュレータ１０８のハンド１０１を教示された移動軌跡に沿って移動させる制御を行う。

移動制御装置１０６は、マイクロコンピュータを主要な構成要素としている。移動制御装置１０６は、相互に接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび入出力インターフェイスなどを備えている。移動制御装置１０６は、ＲＯＭに予め記憶された制御プログラムを実行することにより、ハンド１０１の移動の制御を行う。移動制御装置１０６は、機能ブロックとして、制御部１０６ａおよび教示情報記憶部１０６ｂを備えている。

制御部１０６ａは、教示情報記憶部１０６ｂに記憶されている教示情報に基づいて、サーボコントローラ１０７の駆動を制御する。また、制御部１０６ａは、ティーチペンダント１０９からの入力される情報に基づいてサーボコントローラ１０７の駆動を制御する。

教示情報記憶部１０６ｂは、ハンド１０１の移動の軌跡を示すための教示情報を記憶する。教示情報記憶部１０６ｂは、ＲＡＭの所定の記憶領域に設定されている。教示情報には、ハンド１０１の移動の軌跡を示すためのいくつかの教示点の情報が含まれている。なお、教示点の情報は、位置を示す情報であってもよいし、各教示点におけるマニピュレータ１０８の各軸の情報であってもよい。教示点の情報は、ティーチング処理によって予め取得されて、教示情報記憶部１０６ｂに記憶される。

次に、ハンド１０１について説明する。図２〜図６は、第１実施形態に係るハンドを説明するための図である。

図２（ａ）は、ハンド１０１を上方（ローカル座標系のＺ軸の正の方向）から見た図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）における、Ａ−Ａ線断面図である。ハンド１０１は、上面に載置される基板Ｗを支持する。図２（ａ）においては、基板Ｗを、より下方にある部材が見えるように透過して、破線で示している。以下の図６〜１３も同様である。

図３は、基板Ｗを説明するための図である。基板Ｗは、回路基板であり、両面に回路が形成されている。なお、基板Ｗは、回路が形成される前の回路基板であってもよいし、液晶基板などであってもよい。基板Ｗの中央部Ｗ１（破線で囲んでいる領域）は、回路が形成される領域である。中央部Ｗ１の外側の領域（Ｗ２〜Ｗ５）には、回路が形成されることがないので、ハンド１０１が接触してもよい。ハンド１０１は、この外側の領域（Ｗ２〜Ｗ５）で基板Ｗを支持する。基板Ｗがハンド１０１に支持されて直進する方向（同図において太矢印で示す方向であり、ローカル座標系のＸ軸の正の方向）を基準にして、領域Ｗ２を先端部、領域Ｗ３を基端部、領域Ｗ４を第１側端部、領域Ｗ５を第２側端部とする。基板Ｗは、例えば、縦（図に示すＸ方向の長さ）２メートル、横（図に示すＹ方向の長さ）２メートルの正方向であり、厚さが１ミリメートル以下である。領域Ｗ２〜Ｗ５の幅（領域Ｗ２およびＷ３においてはＸ方向の長さであり、領域Ｗ４およびＷ５においてはＹ方向の長さ）は、例えば、それぞれ２０ミリメートル程度である。なお、基板Ｗの各寸法はこれに限られない。基板Ｗは正方形でなく長方形であってもよい。

図２（ａ）に戻って、ハンド１０１は、固定部１、第１支持部２、および、第２支持部３を備えている。

固定部１は、第１支持部２および第２支持部３を固定するものであり、アーム１０２ｂに対して回転可能に取り付けられる。第１支持部２および第２支持部３は、基板Ｗを支持するものであり、固定部１に固定されている。

第１支持部２は、例えば炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）によって一体に形成された、第１基端支持部２１、第１側端支持部２２、第１先端支持部２３、および、接続部２４，２５を備えている。なお、第１基端支持部２１、第１側端支持部２２、第１先端支持部２３、および、接続部２４，２５の素材は炭素繊維強化プラスチックに限定されず、他の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）やセラミック、合成樹脂、アルミなどの軽量で強度の高い他の素材であってもよい。また、第１基端支持部２１、第１側端支持部２２、第１先端支持部２３、および、接続部２４，２５は一体に形成されている場合に限定されず、複数の部材を組み合わせて固定したものであってもよい。ただし、一体成型の方が強度が高くなり、軽量化が図れ、組み立て工程も簡略化できるので、望ましい。

また、第１支持部２は、基板Ｗに当接するための、例えばゴム製の緩衝部材２１ａ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３ａを備えている。図４（ａ）は、第１支持部２の第１基端支持部２１および緩衝部材２１ａを示す図であり、上側の図が側面からみた断面図であり、下側の図が上面から見た図である。図４（ａ）に示すように、緩衝部材２１ａは、中心軸に直交する断面が円となるテーパ形状となっており、中心軸部分にネジを通すための穴が設けられている。緩衝部材２１ａは、当該穴を通したネジによって、第１基端支持部２１に固定されている。緩衝部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３ａも同様である。緩衝部材２１ａ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３ａによって、基板Ｗは、すべったり傷ついたりすることなく、第１支持部２に支持される。なお、緩衝部材２１ａ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３ａの素材は、ゴムに限定されず、シリコンなどの他の素材であってもよい。また、緩衝部材２１ａ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３ａの固定方法はネジによる固定に限定されず、接着剤による固定など、他の方法であってもよい。また、緩衝部材２１ａ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３ａの形状も限定されず、例えば中心軸に直交する断面が楕円（図４（ｂ）参照）や四角形であってもよい。また、テーパ形状ではなく、例えば円柱形状であってもよい。また、配置される緩衝部材の数は限定されない。

第１基端支持部２１は、固定部１から、ハンド１０１の直進方向（図に示すＸ方向）に延びており、基板Ｗの基端部を支持する。第１基端支持部２１の上面側には、緩衝部材２１ａが配置されている。緩衝部材２１ａが配置される位置は、ハンド１０１に基板Ｗが載置された時の基板Ｗの基端部の位置に応じて設計される。

第１側端支持部２２は、第１基端支持部２１の、Ｘの正の方向でありＹの負の方向に位置し、Ｘ方向に延びており、基板Ｗの第１側端部を支持する。第１側端支持部２２には、外側（図に示すＹの負の方向の側）に突出する３つの突出部が設けられている。当該突出部の上面側には、それぞれ緩衝部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃが配置されている。ハンド１０１に基板Ｗが載置された時に、緩衝部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃが基板Ｗの第１側端部に当接するように、第１側端支持部２２の位置は設計される。第１基端支持部２１と第１側端支持部２２とは、接続部２４によって接続されている。

第１先端支持部２３は、第１基端支持部２１の延長方向に位置し、Ｘ方向に延びており、基板Ｗの先端部を支持する。第１先端支持部２３の上面側には、緩衝部材２３ａが配置されている。緩衝部材２３ａが配置される位置は、ハンド１０１に基板Ｗが載置された時の基板Ｗの先端部の位置に応じて設計される。第１側端支持部２２と第１先端支持部２３とは、接続部２５によって接続されている。

第１支持部２は、全体でみると、固定部１からＸ方向に延び、中間部分が基板Ｗの第１側端部側に台形状（凸形状において突出側に向けて徐々に細くなる形状）に張り出した形状となっている。なお、台形状ではなく、凸形状に張り出した形状（すなわち、接続部２４および２５が、第１基端支持部２１、第１側端支持部２２、第１先端支持部２３に対して直交する形状）としてもよい。ただし、接続部２４および２５と、第１基端支持部２１、第１側端支持部２２および第１先端支持部２３とがなす角度が４５°程度である台形状とした場合が、基板Ｗとの接触を回避する面積と使用する材料の量とのバランスがよい。すなわち、上記角度が大きくなって９０°に近づくほど基板Ｗを回避する面積が広くなるが、使用する材料の量が多くなり、ハンド１０１自体のたわみ量が多くなって、ハンド１０１自体にかかる負荷が大きくなる。逆に、上記角度が小さくなって０°に近づくほど、使用する材料の量が少なくなって、ハンド１０１自体にかかる負荷が小さくなる。しかし、上記角度を０°に近づけた場合、第１基端支持部２１および第１先端支持部２３がそれぞれ基板Ｗの基端部および先端部の中央付近を支持できるように、第１支持部２を配置すると、第１支持部２が基板Ｗの中央付近と接触する可能性が高くなる。また、第１支持部２が基板Ｗの中央付近と接触しないように、第１支持部２を外側に配置すると、基板Ｗの中央部のたわみが大きくなってしまう。中間である４５°程度が、基板Ｗとの接触を回避する面積と使用する材料の量とのバランスがよいので、望ましい。また、後述するように、第１支持部２の形成のための金型（図５（ａ）参照）の効率化の面からも、４５°程度が望ましい。ただし、基板Ｗの形状が縦横比の大きな長方形基板の場合は４５°程度とは限らず、縦横比に応じて角度を設計する必要がある。なお、第１支持部２の各部の長さ、太さ、厚みは限定されず、載置される基板Ｗの大きさや重さなど、および、スロット２０１の形状や間隔などに応じて適宜設計すればよい。

第２支持部３は、第１支持部２と対をなすものであり、同様の素材が用いられており、第１支持部２と対称的な構造になっている。第２支持部３は、第２基端支持部３１、第２側端支持部３２、第２先端支持部３３、および、接続部３４，３５を備えている。また、第２支持部２は、緩衝部材３１ａ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３３ａを備えている。緩衝部材３１ａ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３３ａは、緩衝部材２１ａ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３ａと同様の素材、形状であり、同様にして各支持部に固定されている。

第２基端支持部３１は、固定部１から、Ｘ方向に延びており、基板Ｗの基端部を支持する。第２基端支持部３１の上面側には、緩衝部材３１ａが配置されている。緩衝部材３１ａが配置される位置は、ハンド１０１に基板Ｗが載置された時の基板Ｗの基端部の位置に応じて設計される。

第２側端支持部３２は、第２基端支持部３１の、Ｘの正の方向でありＹの正の方向に位置し、Ｘ方向に延びており、基板Ｗの第２側端部を支持する。第２側端支持部３２には、外側（図に示すＹの正の方向の側）に突出する３つの突出部が設けられている。当該突出部の上面側には、それぞれ緩衝部材３２ａ，３２ｂ，３２ｃが配置されている。ハンド１０１に基板Ｗが載置された時に、緩衝部材３２ａ，３２ｂ，３２ｃが基板Ｗの第２側端部に当接するように、第２側端支持部３２の位置は設計される。第２基端支持部３１と第２側端支持部３２とは、接続部３４によって接続されている。

第２先端支持部３３は、第２基端支持部３１の延長方向に位置し、Ｘ方向に延びており、基板Ｗの先端部を支持する。第２先端支持部３３の上面側には、緩衝部材３３ａが配置されている。緩衝部材３３ａが配置される位置は、ハンド１０１に基板Ｗが載置された時の基板Ｗの先端部の位置に応じて設計される。第２側端支持部３２と第２先端支持部３３とは、接続部３５によって接続されている。

第２支持部３は、全体でみると、固定部１からＸ方向に延び、中間部分が基板Ｗの第２側端部側に台形状に張り出した形状となっている。なお、台形状ではなく、凸形状に張り出した形状（すなわち、接続部３４および３５が、第２基端支持部３１、第２側端支持部３２、第２先端支持部３３に対して直交する形状）としてもよい。ただし、接続部３４および３５と、第２基端支持部３１、第２側端支持部３２および第２先端支持部３３とがなす角度が４５°程度である台形状とするのが、望ましい。なお、第１支持部２の各部の長さ、太さ、厚みは限定されず、載置される基板Ｗの大きさや重さなど、および、スロット２０１の形状や間隔などに応じて適宜設計すればよい。第１支持部２と第２支持部３とは、対称的な構造とするのが望ましいが、対称的な構造であることに限定されるわけではなく、非対称な構造であってもよい。

次に、図５を参照して、ハンド１０１の製造方法について説明する。

まず、図５（ａ）に一例を示す金型を用いて、第１支持部２および第２支持部３の元になる部材を形成する。本実施形態では、第１支持部２と第２支持部３とを対称的な構造としているので、両者の区別なく、同じ部材を用いることができる。また、本実施形態では、第１支持部２および第２支持部３の全体形状を、中間部分が台形状に張り出した形状としているので、図５（ａ）に示すように、１つの金型で複数の部材を形成する場合に、金型を小さくすることができる。

次に、図５（ｂ）に示すように、上記金型で形成された部材に緩衝部材を固定するためのネジ穴を設けることで第１支持部２および第２支持部３とし、それぞれ固定部１に固定する。第１支持部２と第２支持部３とでは、ネジ穴を設ける面が逆になる。

そして、図５（ｃ）に示すように、第１支持部２および第２支持部３に設けられたネジ穴の位置に、それぞれ、緩衝部材をネジで固定する（図４（ａ）参照）。図４（ａ）は、緩衝部材２１ａが第１支持部２の第１基端支持部２１にネジで固定された状態を示している。

次に、図６を参照して、ハンド１０１が、基板Ｗをスロット２０１に載置する方法について説明する。

まず、図６（ａ）に示すように、基板Ｗを上面に載置したハンド１０１が、矢印の方向（Ｘの正の方向）に移動する。このとき、ハンド１０１の上下方向（図６の紙面に直交する方向、Ｚ方向）の位置は、スロット２０１の上面より上側になっている。ハンド１０１は、スロット２０１の中央部まで移動する（図６（ｂ）参照）。

次に、図６（ｂ）に示す位置で、ハンド１０１は下方に移動する。当該位置でハンド１０１が上下方向に移動しても接触しないように、スロット２０１の内周の形状とハンド１０１の外周の形状とは設計されている。ハンド１０１の下方移動により、基板Ｗは、スロット２０１の内周の突出部の上面に載置される。

そして、ハンド１０１の上下方向の位置がスロット２０１の下面より下側まで移動した後に、ハンド１０１は、Ｘの負の方向（図６（ｃ）の矢印の方向）に移動する。

ハンド１０１が、スロット２０１に載置された基板Ｗを取り出す方法は、上記の逆の手順となる。すなわち、図６（ｃ）の状態で、ハンド１０１が、Ｘの正の方向（矢印の反対方向）に移動する。このとき、ハンド１０１の上下方向の位置は、スロット２０１の下面より下側になっている。ハンド１０１が図６（ｂ）に示す位置まで移動した後、上方に移動することにより、基板Ｗがハンド１０１の上面に載置される。そして、ハンド１０１の上下方向の位置がスロット２０１の上面より上側まで移動した後に、ハンド１０１は、Ｘの負の方向（図６（ａ）の矢印の反対方向）に移動する。

次に、ハンド１０１の作用と効果について説明する。

ハンド１０１は、第１先端支持部２３の上面に配置された緩衝部材２３ａと、第２先端支持部３３の上面に配置された緩衝部材３３ａとで、基板Ｗの先端部を支持し、第１基端支持部２１の上面に配置された緩衝部材２１ａと、第２基端支持部３１の上面に配置された緩衝部材３１ａとで、基板Ｗの基端部を支持する。また、ハンド１０１は、第１側端支持部２２の上面に配置された緩衝部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃで、基板Ｗの第１側端部を支持し、第２側端支持部３２の上面に配置された緩衝部材３２ａ，３２ｂ，３２ｃで、基板Ｗの第２側端部を支持する。したがって、基板Ｗの回路形成部分に接触しないように、基板Ｗを支持することができる。

また、ハンド１０１は、基板Ｗの第１側端部および第２側端部のみを支持するのではなく、基板Ｗの先端部および基端部も支持する。したがって、基板Ｗの中央部が下方に大きくたわむことを抑制することができる。

図２（ｂ）に示すように、基板Ｗの中央部の下方へのたわみは抑制されており、わずかにたわんでいるだけである。また、ハンド１０１が上下方向に移動するとき（例えば、図６（ｂ）に示す位置での上下移動など）の基板の中央部の振動によるたわみ（図２（ｂ）に破線で示す）も抑制されている。

図７は、従来の構成のハンド１０１’を用いた場合の、基板Ｗのたわみを説明するための図であり、本実施形態に係るハンド１０１と比較するためのものである。図７（ａ）は、ハンド１０１’を上方から見た図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）における、Ｂ−Ｂ線断面図である。

図７（ａ）に示すように、ハンド１０１’は、基板Ｗの第１側端部および第２側端部のみを支持しており、基板Ｗの先端部および基端部を支持していない。この場合、図７（ｂ）に示すように、基板Ｗの中央部は下方に大きくたわんでいる。また、ハンド１０１’が上下方向に移動するときの基板の中央部の振動によるたわみ（図７（ｂ）に破線で示す）も大きくなっている。この中央部のたわみによって、基板が変形、破損したり、基板の支持が不安定になる。場合によっては、基板が支持部から抜け落ちてしまう場合がある。

以上のように、ハンド１０１を用いた場合、基板Ｗの中央部のたわみを、ハンド１０１’を用いた場合より抑制することができる。したがって、ハンド１０１は、基板Ｗを従来のハンド１０１’より安定に支持することができる。

図８は、他の従来の構成のハンド１０１”を用いた場合の、基板Ｗのたわみを説明するための図であり、本実施形態に係るハンド１０１と比較するためのものである。図８（ａ）は、ハンド１０１”を上方から見た図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）における、Ｃ−Ｃ線断面図である。

図８（ａ）に示すように、ハンド１０１”は、第１支持部２の外側に直交するように３つの支持部が設けられており、第２支持部３の外側にも直交するように３つの支持部が設けられている。当該各支持部の先端付近には緩衝部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃがそれぞれ配置されている。ハンド１０１”は、基板Ｗの先端部、基端部、第１側端部および第２側端部を支持している。この場合、基板Ｗの中央部のたわみは抑制されるが、図７（ｂ）に示すように、基板Ｗの回路形成部が第１支持部２および第２支持部３に接触する。基板Ｗの回路形成部が第１支持部２および第２支持部３に接触しないように、各緩衝部材の高さを高くした場合（図８（ｃ）参照）でも、ハンド１０１”が上下方向に移動するときの基板Ｗの中央部の振動によるたわみ（図８（ｃ）に破線で示す）によって、基板Ｗの回路形成部が第１支持部２および第２支持部３に接触してしまう。また、各緩衝部材の高さを高くすると、基板Ｗの重心位置がハンド１０１”に対して高い位置になり、基板Ｗの安定性が低下してしまう。

一方、本実施形態に係るハンド１０１の場合、第１側端支持部２２と第２側端支持部３２との間には基板Ｗと接触する部分が存在しないので、基板Ｗの回路形成部がハンド１０１に接触するという問題は生じない。したがって、各緩衝部材の高さを高くする必要もないので、基板Ｗの重心位置は高くならない。よって、基板Ｗの安定性を保つことができる。

なお、ハンド１０１の構成は上述したものに限定されない。例えば、図９（ａ）に示すように、固定部１、第１支持部２および第２支持部３が、一体に形成されていてもよい。この場合、生産工程を簡略化することができる。また、図９（ｂ）に示すように、固定部１に緩衝部材を配置して、当該緩衝部材で基板Ｗの基端部を支持するようにしてもよい。この場合、固定部１が本発明の「基端支持部」に相当する。

また、図１０（ａ）に示すように、第１支持部２と第２支持部３との間に第３支持部４および第４支持部５を設け、第３支持部４の先端側の上面に緩衝部材４ａを設け、第４支持部５の先端側の上面に緩衝部材５ａを設けるようにしてもよい。この場合、第３支持部４および第４支持部５が、それぞれ、本発明の「基端支持部」に相当する。なお、第１支持部２と第２支持部３との間に設ける支持部の数は２つに限定されず、１つのみとしてもよいし、３つ以上としてもよい。

また、図１０（ｂ）に示すように、第１側端支持部２２および第２側端支持部３２に突出部を設けないようにしてもよい。この場合、スロット２０１の内周の形状を、例えば、図に示すような形状にすればよい。

また、第１支持部２および第２支持部３の形状を、図１１（ａ）、（ｂ）に示すような形状としてもよい。第１支持部２および第２支持部３の形状は、基板Ｗの先端部、基端部、第１側端部および第２側端部にそれぞれ当接する緩衝部材を配置できるものであればよい。

本実施形態においては、ハンド１０１が基板Ｗの先端部および基端部の両方を支持する場合について説明したが、これに限られない。ハンド１０１が基板Ｗの先端部または基端部のいずれか一方を支持するようにしてもよい。図１２（ａ）は、基板Ｗの先端部を支持するが、基端部を支持しない場合の例であり、図１２（ｂ）は、基板Ｗの基端部を支持するが、先端部を支持しない場合の例である。これらの場合でも、ハンド１０１は、基板Ｗの第１側端部および第２側端部の他に、基板Ｗの先端部（または基端部）を支持するので、基板Ｗの中央部のたわみを抑制することができる。したがって、基板Ｗを安定に支持することができる。ただし、たわみをより抑制して基板Ｗをより安定に支持するためには、基板Ｗの先端部および基端部の両方を支持するのが望ましい。

本実施形態においては、ハンド１０１が基板Ｗを支持する場合について説明したが、これに限られない。ハンド１０１が基板Ｗ以外のワーク、例えば、ガラス板や、鉄板、紙板などを支持する場合にも、本発明を適用することができる。

本実施形態においては、基板Ｗが四角形である場合について説明したが、これに限られない。基板Ｗは四角形以外の形状であってもよい。ハンド１０１は、載置される基板Ｗの形状に応じて、適宜設計すればよい。円形状の基板Ｗ’を支持するためのハンド１０１について、以下に説明する。

図１３（ａ）は、円形状の基板Ｗ’を説明するための図である。基板Ｗ’は、例えばシリコンウエハなどである。基板Ｗ’の中央部Ｗ１（破線で囲んでいる領域）は、ハンド１０１との接触を避けたい領域である。基板Ｗ’の場合も、基板Ｗの場合と同様に、中央部Ｗ１の外側の領域（Ｗ２〜Ｗ５）で支持される。基板Ｗ’がハンド１０１に支持されて直進する方向（同図において太矢印で示す方向であり、ローカル座標系のＸ軸の正の方向）を基準にして、領域Ｗ２を先端部、領域Ｗ３を基端部、領域Ｗ４を第１側端部、領域Ｗ５を第２側端部とする。

図１３（ｂ）は、基板Ｗ’を支持するハンド１０１を説明するための図である。当該ハンド１０１は、図２に示すハンド１０１において、緩衝部材２２ａ，２２ｃ，３２ａ，３２ｃの配置場所をずらしたものである。緩衝部材２２ａ，２２ｃは、図２の場合よりＹの正の方向にずらされており、緩衝部材３２ａ，３２ｃは、図２の場合よりＹの負の方向にずらされている。これにより、ハンド１０１は、基板Ｗ’の先端部、基端部、第１側端部および第２側端部を適切に支持することができる。なお、第１支持部２および第２支持部３の形状を変えるようにしてもよい。

本発明に係る搬送ロボット、および、搬送ロボット用ハンドは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る搬送ロボット、および、搬送ロボット用ハンドの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

１００ 搬送ロボット
１０１ ハンド
１ 固定部
２ 第１支持部
２１ 第１基端支持部
２２ 第１側端支持部
２３ 第１先端支持部
２４，２５ 接続部
２１ａ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３ａ 緩衝部材
３ 第２支持部
３１ 第２基端支持部
３２ 第２側端支持部
３３ 第２先端支持部
３４，３５ 接続部
３１ａ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３３ａ 緩衝部材
４ 第３支持部
４ａ 緩衝部材
５ 第４支持部
５ａ 緩衝部材
１０２ Ｘ方向駆動機構
１０２ａ，１０２ｂ アーム
１０３ Ｙ方向駆動機構
１０３ａ ベース盤
１０３ｂ Ｙ方向駆動部
１０４ Ｚ方向駆動機構
１０４ａ 支持体
１０４ｂ Ｚ軸
１０５ ガイドレール
１０６ 移動制御装置
２００ カセット
２０１ スロット
Ｗ 基板

Claims (9)

1. 薄板状のワークを搬送する搬送ロボットにおいて、前記ワークを支持するハンドであって、
   前記搬送ロボットのアームの先端に固定される固定部と、
   前記固定部から同じ方向に延び、前記ワークが載置される第１支持部および第２支持部と、
   前記第１支持部および前記第２支持部の、前記ワークが載置される側の面に配置され、前記ワークに当接する緩衝部材と、
   を備えており、
   前記第１支持部は、載置された前記ワークの一方の側端部の下部に位置する第１側端支持部と、前記載置されたワークの先端部の下部に位置する第１先端支持部と、を備えており、
   前記第２支持部は、前記載置されたワークの他方の側端部の下部に位置する第２側端支持部と、前記載置されたワークの先端部の下部に位置する第２先端支持部と、を備えており、
   前記緩衝部材は、前記第１先端支持部および第２先端支持部の、前記載置されたワークの側端部より内側と、前記第１側端支持部と、前記第２側端支持部と、に配置されており、
   前記第１支持部および前記第２支持部は、前記固定部から前記ワークの先端側に延び、中間部分がそれぞれ前記ワークの側端部側に台形状に張り出した形状になっている、
   ことを特徴とするハンド。
2. 前記載置されたワークの基端部の下部に位置する基端支持部をさらに備えており、
   前記緩衝部材は、さらに、前記基端支持部の、前記載置されたワークの側端部より内側に配置されている、
   請求項１に記載のハンド。
3. 前記第１支持部および前記第２支持部は、それぞれ、前記基端支持部を備えている、
   請求項２に記載のハンド。
4. 薄板状のワークを搬送する搬送ロボットにおいて、前記ワークを支持するハンドであって、
   前記搬送ロボットのアームの先端に固定される固定部と、
   前記固定部から同じ方向に延び、前記ワークが載置される第１支持部および第２支持部と、
   前記第１支持部および前記第２支持部の、前記ワークが載置される側の面に配置され、前記ワークに当接する緩衝部材と、
   を備えており、
   前記第１支持部は、載置された前記ワークの一方の側端部の下部に位置する第１側端支持部と、前記載置されたワークの基端部の下部に位置する第１基端支持部と、を備えており、
   前記第２支持部は、前記載置されたワークの他方の側端部の下部に位置する第２側端支持部と、前記載置されたワークの基端部の下部に位置する第２基端支持部と、を備えており、
   前記緩衝部材は、前記第１基端支持部および第２基端支持部の、前記載置されたワークの側端部より内側と、前記第１側端支持部と、前記第２側端支持部と、に配置されており、
   前記第１支持部および前記第２支持部は、前記固定部から前記ワークの先端側に延び、中間部分がそれぞれ前記ワークの側端部側に台形状に張り出した形状になっている、
   ことを特徴とするハンド。
5. 前記第１支持部は、前記載置されたワークの先端部の下部に位置する第１先端支持部をさらに備えており、
   前記第２支持部は、前記載置されたワークの先端部の下部に位置する第２先端支持部をさらに備えており、
   前記緩衝部材は、さらに、前記第１先端支持部および第２先端支持部の、前記載置されたワークの側端部より内側に配置されている、
   請求項４に記載のハンド。
6. 前記固定部、前記第１支持部および第２支持部は、一体に形成されている、
   請求項１ないし５のいずれかに記載のハンド。
7. 前記第１側端支持部および前記第２側端支持部は、それぞれ、外側に突出した突出部を備えており、
   前記第１側端支持部および前記第２側端支持部の前記緩衝部材は、前記突出部に配置されている、
   請求項１ないし６のいずれかに記載のハンド。
8. 前記緩衝部材は、ゴム製である、
   請求項１ないし７のいずれかに記載のハンド。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載のハンドを備えている、
   ことを特徴とする搬送ロボット。

Images