JPH0510605B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、クリーンルームにおけるエアーフ
イルタのリーク検査や清浄度検査をほぼ自動的に
行なうための検査装置に関する。

クリーンルームの天井面あるいは壁面に設けら
れたエアーフイルタ（HEPAフイルタ）につい
ては、一般に次のようなリーク検査を行なう。フ
イルタ面からフイルタ材を通過しない漏れ空気が
出ているか否か、あるいはフイルタ取付枠の周辺
部分の継目から空気が漏れていないかどうかなど
の検査である。従来この検査は人手によつて行な
つている。つまり、塵垓計のエアーサンプリング
用プローブ（エアー吸引口）を適当な作業棒の先
端に取り付け、このプローブをHEPAフイルタ
面から2.5cm以内の間隔を保つように保持し、プ
ローブをゆつくりとフイルタ面に沿つて動かし、
フイルタ全面をくまなく走査する。また、プロー
ブをフイルタの周辺部分に対応させ、継目部分を
くまなく走査する。この検査中のプローブ走査速
度は毎秒５cm以下で行なわなければならない。

このような検査作業は、作業者に長時間同一姿
勢を強制することになり、苦痛を伴う作業とな
る。またプローブを人手で保持しているので、プ
ローブがふらついたり振動したりし、正しい検査
条件を保てないとともに、プローブをフイルタ面
へぶつけてしまい、フイルタを損傷することもあ
る。また上記プローブを用いてクリーンルーム内
の空気をサンプリングする清浄度検査も行なう
が、この場合作業者自身からの発塵も少くなく、
正確な測定が行なえないとともに、クリーン度維
持にも悪影響がある。

この発明は上述した従来の問題点に鑑みなされ
たものであり、その目的は、無人走行車両を使つ
てクリーンルームのリーク検査や清浄度検査を自
動的に高精度に行えるようにしたクリーンルーム
の検査装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明の検査
装置は、無人走行車両と、この走行車両に搭載さ
れて垂直方向に変位する昇降機構と、この昇降機
構の可動部を回動変位させる回動機構と、この回
動機構の回動部に取り付けられたXYテーブル
と、このXYテーブルに取り付けられてXY方向
に走査可能なエアーサンプリング用のプローブ
と、このプローブと接続された塵埃計と、前記走
行車両が検査用フイルタの直下に位置するように
該走行車両を自動停止させる走行制御手段と、前
記XYテーブルがフイルタと所定距離をもつて対
面するように昇降機構および回動機構の位置決め
を行う位置決め制御手段と、前記XYテーブル上
においてプローブを所定軌跡に沿つて走査させる
走査制御手段とを備えたクリーンルームの検査装
置であつて、前記XYテーブルには対面するフイ
ルタの画像を撮像する固定的なイメージセンサー
を設けるとともに、前記回動機構は、このイメー
ジセンサーにより撮像された画像に基づいて水平
面内におけるXYテーブルの位置を微調整させる
ことを特徴とする。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第１図はこの発明の一実施例による検査装置の
外観を示し、第２図はこの検査装置の電気的な構
成を示すブロツク図である。なお第２図ではリモ
ートコントロール装置側の構成も同時に示してい
る。

第１図に示すように、この検査装置の構造的な
主体は無人走行車両１である。この走行車両上に
垂直方向に変位する昇降機構２が搭載され、この
昇降機構２にはその可動部を回動変位させる回動
機構が付設され、その可動部に水平な姿勢でXY
テーブル３が取り付けられている。このXYテー
ブル３の可動部４は水平面内において２次元変位
するが、この可動部４に塵埃計６のエアーサンプ
リング用プローブ５が垂直姿勢で取り付けられて
いる。また走行車両１には、コンピユータ７を中
心とする制御装置や、上記塵埃計６およびその出
力を記録するデータレコーダ８や、これら全体を
駆動する直流電源ユニツト９などが搭載されてい
る。コンピユータ７は第２図に示すように、
CPU１０、ROM１１、RAM１２、クロツク発
生器１３、割込コントローラ１４、IOポート１
５などから構成される。

第３図Ａ，Ｂは上記車両１の走行部の２つの構
成例を示している。同図Ａはキヤタピラ式で、車
両１を前後方向に駆動する一対のキヤタピラ１
６，１６と、車両１を左右方向に駆動する一対の
キヤタピラ１７，１７とを備えている。キヤタピ
ラ１６はモータ１８で駆動され、この駆動系には
ブレーキ、クラツチ、位置センサーなどが付加さ
れている。キヤタピラ１７はモータ１９で駆動さ
れ、その駆動系には上記と同様にブレーキ，クラ
ツチ，位置センサーなどが付加されている。ここ
で位置センサーとはキヤタピラの駆動軸の回転位
置、変位量を静的および動的に検出するロータリ
ーエンコーダなどである。同図Ｂの車輪式のもの
では、２つの動力伝達車輪２０，２１と２つの操
舵用車輪２２，２３を有する。動力伝達車輪２
０，２１はそれぞれモータ２４，２５で駆動さ
れ、操舵車輪２２，２３はモータ２６で駆動され
る。それぞれの駆動系にはブレーキ，クラツチ，
位置センサーなどが付加されている。

第２図のブロツク図は第３図Ｂの走行部の構成
に対応している。上記走行駆動用モータ２４，２
５はドライブコントローラ２７を介して、また操
舵用モータ２６はドライブコントローラ２８を介
してそれぞれコンピユータ７によつて制御され
る。コンピユータ７でこれらモータ２４，２５，
２６をサーボ制御（上記位置センサーの出力に基
づくフイードバツク制御）することにより、車両
１を任意の走行軌跡に従つて走行させ、任意の位
置で停止させることができる。この走行制御に
は、車両１の走行床面にガイドラインを設けてお
き、このガイドラインをセンサーで検出しながら
車両位置をガイドラインに沿つて走行させる誘導
方式と、ガイドラインはなく、コンピユータ７内
に予め走行軌跡を登録しておいて、その軌跡通り
に車両を走行させる軌跡プログラム方式とがあ
り、このいずれを採用してもよい。前者の誘導方
式では、光学的なガイドラインを用いるものや、
電磁誘導式ガイドラインを用いるものなど、いず
れの方式を採用してもよい。この場合、車両１側
にガイドラインを検出するガイドセンサーが設け
られる。このセンサーの出力に基づいて、コンピ
ユータ７が車両１の走行制御を行なう。

後者の軌跡プログラム方式では、テイーチング
プレイバツク式に走行軌跡をプログラムする方式
と、図面上から走行軌跡をプログラムする方式な
どがある。テイーチングプレイバツク方式では、
車両１を手で押して所望の軌跡通りに走行させ、
そのときの走行軌跡を走行位置センサー２９（第
２図）などで検出し、その検出データに基づいて
走行軌跡をRAM１２などにプログラムする。そ
して自動走行時には、車両１を所定の基準位置に
止めておき、そこから走行位置センサー２９で走
行方向、速度、位置を検出しながら、設定した軌
跡プログラム通りに車両１を走行させる。図面上
から走行軌跡をプログラムする場合、第２図のリ
モートコントロール装置側の２次元デジタイザ３
０上で図面上の所望の走行軌跡をトレースし、そ
のデータをコンピユータ３１に入力する。コンピ
ユータ３１はそのトレースデータに基づいて走行
軌跡プログラムを作り、それを送受信部３２から
車両１側の送受信部３３に無線伝送する。車両側
では、受信した軌跡プログラムをコンピユータ７
のRAM１２などに記憶する。なおコンピユータ
３１は、第２図に示すようにCPU３４、ROM３
５、RAM３６、クロツク発生回路３７、割込コ
ントローラ３８、IOポート３９からなる。また
このコンピユータ３１にはキーボード４０が接続
され、これの直流電源ユニツト４１は交流電源を
整流し充電する充電回路４２も備えている。また
車両１側のコンピユータ７にもキーボード４３が
接続されており、これでコンピユータ７に各種の
指令信号やデータを入力することができる。

以上の構成により走行車両１は予め設定された
軌跡通りに走行し、また停止する。また走行中に
障害物との衝突を回避するために、車両１には各
種のセンサーが設けられている。第１図に示すよ
うに、車両１の所要個所に障害物が近付いたこと
を検出する超音波センサー４４が複数個設けら
れ、また車両１の下部周囲には障害物との接触を
機械的に検出するテープスイツチ４５が設けられ
ている。この超音波センサー４４やテープスイツ
チ４５の出力はコンピユータ７に入力され、コン
ピユータ７はこれらの検出信号に基づいて、走行
車両が障害物と衝突するのを防止するために、走
行車両１を非常停止させる。

また車両１には、障害物の検知時や測定結果の
異常やその他の異常を知らせるためのブザー４６
と、車両１の走行状態などを光学的に報知する表
示器４７が設けられている。

第４図は上記昇降機構２、回動機構４８、XY
テーブル３の構成を示している。昇降機構２はテ
レスコープ型の可動アームからなり、その上端の
可動部５０がモータ５１により歯車機構５３を介
して垂直方向に変位駆動される。このモータ５１
の駆動系にはブレーキ５２および可動部５０の位
置を検出するための位置センサー（ロータリーエ
ンコーダやリニアエンコーダなどからなる）５４
が付加されている。また昇降機構２の可動部５０
には回動機構４８が付加されている。この回動機
構４８は駆動モータ４９を有し、これの回転によ
り可動部５０を垂直軸を中心に回動変位させる。
この駆動系にもブレーキや位置センサーが付加さ
れている。

XYテーブル３は水平保持機構５５を介して上
記昇降機構２の可動部５０に取り付けられてい
る。水平保持機構５５は、XYテーブル３の傾き
を検出するセンサーと、XYテーブル３の傾きを
修正するためのモータ５６（第２図）を有してい
る。またXYテーブル３は、可動部４をＸ方向に
駆動するＸ軸モータ５７と、Ｙ軸方向に駆動する
Ｙ軸モータ５８とを有する。例えば、XYテーブ
ル３は、Ｘ軸方向に延設されたＸテーブル（図示
しない）と、このＸテーブルに軸支され前記モー
タ５７によつて回転されるＸボールねじと、この
Ｘボールねじに螺合されてＹ軸方向に延設された
Ｙテーブル（図示しない）と、このＹテーブルに
軸支されモータ５８によつて回転されるＹボール
ねじとを備え、前記プローブ５の基部をＹボール
ねじに螺合することで、モータ５７，５８を駆動
することによりプローブ５がXY方向に移動する
ものである。この場合、ボールねじと平行にガイ
ドバーを設ける等の手段を付加することは、当業
者にとつて自明である。

第２図に示すように、回動機構４８の駆動モー
タ４９はドライブコントローラ５９によつて制御
され、昇降機構２の駆動モータ５１はドライブコ
ントローラ６０によつて駆動され、水平保持機構
５５の駆動モータ５６はドライブコントローラ６
１で駆動され、XYテーブル３の駆動モータ５
７，５８はドライブコントローラ６２で制御され
る。これら各機構の位置決めサーボ制御はすべて
コンピユータ７によつてなされる。

XYテーブル３の外形は前述したHEPAフイル
タの取付枠の外形とほぼ等しくなつている。この
XYテーブル３の外枠の相対向する２つの角部に
はイメージセンサー６３，６３が取り付けられて
いる。このイメージセンサー６３は上方を撮像
し、後述するようにXYテーブル３の外形と
HEPAフイルタの外形との位置合せを行なうた
めの画像情報を得る。イメージセンサー６３の出
力はコンピユータ７に導入される。

次に、上記のように構成されたクリーンルーム
の検査装置の動作を説明する。前述した自動走行
制御器機能により走行車両１を所定の軌跡で走行
させ、所定の位置で停止させる。第５図は走行車
両１をHEPAフイルタ６４の真下に停止させた
状態を示している。次に昇降機構２を予めプログ
ラムされた量だけ上昇させ、XYテーブル３がフ
イルタ６４の下方に所定の間隔（2.5cm以内）を
保つて対向する状態で静止させる。このとき、車
両１の走行軌跡プログラムによつて、XYテーブ
ル３の外形の四角とフイルタ６４の外形の四角が
ほぼ一致するが、各種の制御誤差の蓄積により、
これらを高精度に一致させることはできない。こ
の誤差をイメージセンサー６３で検出する。つま
りイメージセンサー６３でフイルタ６４側を撮像
し、その撮像エリア内の所定位置にフイルタ６４
の角部が存在するかどうかをコンピユータ７で分
析する。そして、フイルタ６４に対するXYテー
ブル３の位置誤差（回動方向）を検出し、その誤
差を修正するために回動機構４８のモータ４９を
駆動する。これでXYテーブル３を回動方向に微
小変位させ、XYテーブル３の四角とフイルタ６
４の四角とを完全に一致させる。次に、XYテー
ブル３のモータ５７，５８を予めプログラムされ
た内容に従つて駆動し、これの可動部４に取り付
けられたプローブ５を平面的に走査する。第６図
はXYテーブル３によるプローブ５の走査態様を
示している。つまり、矢印６５がプローブ５の走
査軌跡である。このようにプローブ５を、テレビ
ジヨンのラスター走査の如く往復で面走査させ、
フイルタ６４のリーク検査をくまなく行なう。同
様にしてフイルタ６４の取付枠の継目部分にもプ
ローブ５を走査させる。このようにプローブ５を
走査し、そのときプローブ５から吸入されるエア
ーについて塵埃計６で測定を行ない、その結果を
データレコーダ８に記録する。また同時に、その
測定結果をコンピユータ７で分析し、異常が検出
された場合は、表示器４７やブザー４６でこれを
報知したり、送受信部３３によつてリモートコン
トロール装置側へその異常を無線で通知する。

第７図は走行車両１の走行パターンの２つの例
を示している。第７図Ａでは、走行車両１を基準
点Ｓからスタートさせ、「１」の位置まで走行さ
せてここで上述した検査を行ない、その検査が終
了したならば「２」の位置まで車両位置を走行さ
せ、ここで停止して再び検査を行なう。同様にし
て「３」→「４」と検査を行ない、最終的には再
び基準点Ｓに戻る。第７図Ｂは天井面に全面的に
フイルタ６４が配設されているクリーンルームに
ついての検査時の走行パターンである。この場合
は走行車両１をフイルタ６４の１枚分づつ走行さ
せては停止し、その１枚のフイルタ６４について
検査を行ない、次にその隣りのフイルタ６４の真
下まで移動して停止し、それの検査を行なう、と
いうように走行車両１の移動とXYテーブル３に
よるプローブ５の走査とを組合せ、フイルタ配設
面の全域にわたつてムラなく検査を行なう。な
お、ある測定点で測定を終了し、次の測定点へ移
動するときには、昇降機構２を下降させてから車
両１を移動させる。こうすることによりプローブ
５やXYテーブル３が天井側の構築物と衝突する
のを防止することができる。

なお上記の実施例では、XYテーブル３とフイ
ルタ６４の正確な位置合せをコンピユータ７によ
つて行なうようにしたが、例えばイメージセンサ
ー６３の出力をリモートコントロール装置側のコ
ンピユータ３１に伝送し、このコンピユータ３１
からコンピユータ７への位置調整指令によつて回
動機構４８のモータ４９を制御し、上記の位置合
せを行なうようにしてもよい。

また、装置の各種異常については、次のような
自己診断機能を設けるのが好ましい。機器の姿勢
異常については、傾斜センサーを設けてこれを検
出する。また装置各部からの異常音については、
マイクロフオンと音声認識回路などによりこれを
検出する。モータなどの過負荷については電流・
電圧監視によりこれを検出する。また装置の周辺
状況については、テレビカメラを設けてその映像
をクリーンルーム外で再生して監視する。装置各
部の温度異常については、サーモセンサーを設け
てこれを検出する。

以上詳細に説明したように、この発明に係るク
リーンルームの検査装置によれば、従来人手作業
によつて行つていたクリーンルーム内のHEPA
フイルタのリーク検査を予め設定された検査条件
通りにほぼ自動化することができ、しかもフイル
タに対するXYテーブルの対面距離を一定に保持
することができるとともにイメージセンサーによ
つて撮像されたフイルタの画像に基づいてXYテ
ーブルの位置が微調整されるので、きわめて精度
が高い検査を実行することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による検査装置の
外観図、第２図は同上装置の電気的構成を示すブ
ロツク図、第３図は同上装置の車両走行部の構成
例を示す斜視図、第４図は同上装置における機械
的変位機構の構成を示す斜視図、第５図は同上装
置におけるXYテーブルとHEPAフイルタとの位
置合せ状況を示す斜視図、第６図は同上装置によ
るHEPAフイルタのプローブによる走査軌跡を
示す説明図、第７図はクリーンルーム内における
同上装置の走行パターン例を示す平面説明図であ
る。 １…無人走行車両、２…昇降機構、３…XYテ
ーブル、４…XYテーブルの可動部、５…プロー
ブ、６…塵埃計、７…コンピユータ、４８…回動
機構、５０…昇降機構の可動部、６３…イメージ
センサー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 無人走行車両と、この走行車両に搭載されて
   垂直方向に変位する昇降機構と、この昇降機構の
   可動部を回動変位させる回動機構と、この回動機
   構の回動部に取り付けられたXYテーブルと、こ
   のXYテーブルに取り付けられてXY方向に走査
   可能なエアーサンプリング用のプローブと、この
   プローブと接続された塵埃計と、前記走行車両が
   検査用フイルタの直下に位置するように該走行車
   両を自動停止させる走行制御手段と、前記XYテ
   ーブルがフイルタと所定距離をもつて対面するよ
   うに昇降機構および回動機構の位置決めを行う位
   置決め制御手段と、前記XYテーブル上において
   プローブを所定軌跡に沿つて走査させる走査制御
   手段とを備えたクリーンルームの検査装置であつ
   て、 前記XYテーブルには対面するフイルタの画像
   を撮像する固定的なイメージセンサーを設けると
   ともに、前記回動機構は、このイメージセンサー
   により撮像された画像に基づいて水平面内におけ
   るXYテーブルの位置を微調整させることを特徴
   とするクリーンルームの検査装置。