JPH08318487A

JPH08318487A - 移載装置

Info

Publication number: JPH08318487A
Application number: JP15101595A
Authority: JP
Inventors: Masanao Murata; 正直村田
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 1995-05-24
Filing date: 1995-05-24
Publication date: 1996-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、いかなる条件下においても、簡単
な構造で、容易にアームの高さ方向の作動を検知・制御
することのできる移載装置を提供することを目的とす
る。【構成】移動式台車１０１と、移動式台車１０１に搭
載され少なくとも高さ方向に作動するアーム１１７とを
備える移載装置において、アーム１１７の先端に、一端
が固定されてアーム１１７の作動に追従する検出管路２
と、検出管路２内に充填された検出流体６と、検出管路
２の他端側に設けられた検出管路２の圧力を検出する圧
力検出手段６とを備え、この圧力検出手段６の出力に基
づいてアーム１１７の実高さ位置ｈ₁を演算し、この実
高さ位置ｈ₁と設定高さ位置Ｈ₀との比較により、アー
ム１１７の高さ方向の作動を制御するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造、屋内用建
築施工、建設、及び一般トラック等に用いられる移載装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術の移載装置を、図３及び図４に
基づいて説明する。図３及び図４は、半導体を製造する
ためのクリンルームに用いられる搬送用移載ロボット１
１５（移載装置）を示すものである。図３において、１
０１は半導体製造のクリンルーム、１０２は搬送通路、
１０３〜１０８は搬送路１０２に面して床１０１Ａ上に
配置された半導体製造装置、１０９〜１１１は搬送通路
１０２を挟んで半導体製造装置１０３〜１０８の反対側
の床１０１Ａ上に配置された検査装置である。１１２は
半導体が収納されたセット１１３を保管するストッカー
（保管棚）、１１４はストッカ１１２から取り出された
カッセット１１３（半導体）を所定の目的地まで搬送す
るリニア搬送装置である。１１５は搬送用移載ロボット
であって、移動式台車１１６と、この移動式台車１１６
上に搭載された垂直多関節型アーム１１７と、この垂直
多関節型アーム１１７の先端に設けられたハンド部１１
８とで構成されている。この搬送用移載ロボット１１５
は、この移動式台車１１６上にカッセト１１３を載置し
て搬送通路１０２上を走行すると共に、この搬送通路１
０２の走行過程に配置された半導体製造装置１０３〜１
０８、検査装置１０９〜１１１に、多関節型アーム１１
７でウエハカセット１１３（半導体ウエハ）を移載し、
又はこれらの装置１０３〜１１１からカッセト１１３を
授受して移動式台車１１６上に載置しつつ、製造及び検
査が終了した半導体が収納されたウエハカッセト１１３
をストッカ１１２まで搬送する。そして、搬送用移載ロ
ボット１１５は、この多関節型アーム１１７でウエハカ
ッセト１１３をストッカー１１２の所定棚１１２Ａに移
載して、カッセト１１３に収納されている製造後の半導
体を保管する。

【０００３】ところで、半導体製造のためのクリールム
１０１内は、半導体ヘの影響を考慮して極めて高い清浄
度に保たれており、この清浄度を高めるために、図４に
示すように、天井１１９には高性能フィルタ１２０が一
面に設置されている。また、このようなクリーンルーム
１０１は建設費、運転費（空調費等）が極めて高いた
め、通常、これらの費用を低減するために、クリーンル
ム１０１の広さ、高さや容積が極力小さくなるように、
例えば、床１０１Ａと高性能フィルタ１２０間の高さを
約２．４〜３．５ｍの範囲となるように低くしてある。
従って、クリーンルム１０１内を走行して、各装置１０
３〜１１１にカセット１３を搬送・移載する搬送用移載
ロボット１１５が、この垂直多関節型アーム１１７の作
動により天井１１９の高性能フィルタ１２０を破って、
塵・埃がクリーンルーム１０１内に充満して汚染される
ことや、この塵・埃により製造中の半導体が使用不能と
なることを防止するため、特に、垂直多関節型アーム１
１７の高さ方向の作動を制御する必要がある。

【０００４】このため、搬送用移載ロボット１１５の垂
直多関節型アーム１１７は、図４に示すように、ハンド
部１１８と第１アーム部１２５、第１アーム部１２５と
第２アーム部１２６、及び第２アーム部１２６と旋回軸
１２７とをそれぞれ第１〜第３関節部１３０〜１３２で
接続されて構成されており、各関節部１３０〜１３２に
は、ハンド部１１８、第１アーム部１２５及び第２アー
ム部１２６の回転角度を検出するインクリメンタル式パ
ルスエンコーダ１３５（低価格、小型のために基準値を
有しないパルスエンコーダが用いられる。）の他、サー
ボモータ及び減速器１３６等が配置されている。そし
て、この垂直多関節型アーム１１７の高さ方向の作動を
制御するには、各関節部１３０〜１３２のパルスエンコ
ーダ１３５からの回転角度を基にして座標演算して、こ
の演算による座標をソフトウエア的に制御することによ
り行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術の搬送用移載ロボットにおいては、基準値を有しない
インクリメンタル式パルスエンコーダを用いているの
で、電源投入時には基準値（絶対値）が解らないため、
原点合わせという原点を決めるための作動が行われる
が、この原点合わせ以前の状態では、各関節部の基準値
（絶対値）が解らず、ソフトウエア的な座標制御を行う
ことができないので、作業者等の手動操作で垂直多関節
型アームを高さ方向に作動させるには、天井の高性能フ
ィルタを破損しないように細心の注意を必要とすると共
に、その手動操作が煩雑になるという問題があった。

【０００６】また、上記原点合わせ後においても、一般
に個別関節部のみを動かす作動モードにおいては、各関
節部の全体としての座標演算を行わなわれず、垂直多関
節型アームの高さ方向の制御がでないので、同様に高性
能フィルタに接触して破損しない様な注意が必要であっ
た。

【０００７】本発明は、この問題を解決するためになさ
れたもので、いかなる条件下においても、簡単な構成
で、容易にアームの上下方向の作動を検知・制御するこ
とができる移載装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明の移載装置では、移動式台車と、この移動式
台車に搭載され少なくとも高さ方向に作動するアームと
を備える移載装置において、前記アームの先端側に、一
端側が固定されて前記アームの作動に追従する検出管路
と、前記検出管路内に充填された検出流体と、前記検出
管路の他端側に設けられた前記検出管路の圧力を検出す
る圧力検出手段とを備え、前記圧力検出手段の出力に基
づいて前記アームの実高さ位置を演算し、この実高さ位
置と設定高さ位置との比較により、前記アームの高さ方
向の作動を制御するものである。

【０００９】

【作用】このように本発明の移載装置によれば、アーム
の作動に追従するように検出管路を移動させて、アーム
の移動時の検出管路の圧力を圧力検知手段で検出した
後、この圧力検知手段の出力でアームの実高さ位置を演
算して、且つこの実高さ位置と設定高さ位置との比較に
より、アームの作動と独立の形式をとりつつ、簡単な構
成で、演算されたアームの実高さ位置と各設高さ位置と
で容易に、アームの高さ方向の作動の制御を行うことが
できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例である移載装置につ
いて、図面を参照して説明する。図１は本実施例におけ
る搬送用移載ロボット（移載装置）の構成を示す側面
図、図２（ａ）は本実施例の搬送用移載ロボット（移載
装置）におけるジャバラのチューブへの配置を示す要部
拡大側図、図２（ｂ）は本実施例の搬送用移載ロボット
（移載装置）における通気部材のチューブへの配置を示
す要部拡大側面図、図２（ｃ）は本実施例の搬送用移載
ロボット（移載装置）における通気部材のチューブへの
配置を示す要部拡大正面図である。尚、本実施例の図１
及び図２において、従来技術の図３及び図４と同一な符
号は同一部材（構成）を示すので、その説明は省略す
る。

【００１１】図１において、移載装置となる搬送用移載
ロボット１１５には、この移動式台車１１６の内部又は
外部から多関節アーム１１７先端（ハンド部１１８側
端）まで検出管路となるチューブ２が配置されている。
チューブ２は、多関節型アーム１１７の作動に追従でき
るように多方向変態可能とするゴム、樹脂や合成樹脂等
で形成されており、この一端側の開口部２Ａが多関節ア
ーム１１７の先端側（ハンド部１１８側端）に固定され
ていると共に、他端の開口部２Ｂが移動式台車１１６内
に設けられた所定空間Ａを有する箱形状の流体留め３に
開口している。流体溜め３には圧力検知手段４（圧力セ
ンサ）が接続されている。また、チューブの開口部２Ａ
は、図２（ａ）に示すように、伸縮可能なジャバラ１０
に連結されて密閉されており、このジャバラ１０、チュ
ーブ２及び流体溜め３には、水、グリセリン又は水とグ
リセリンの混合等からなる検知流体６が充填されてい
る。尚、チューブ２の開口部２Ａにジャバラ１０を連結
するに代えて、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すよう
に、チューブ２内に充填されている検知流体６を通過不
能とし、且つ大気の空気を通過可能とするフッ素樹脂繊
維状の織布やフッ素樹脂コーティングした織布等で構成
された通気部材７でチューブ２の開口２Ａ側を覆ったも
のであってもよい。これにより、圧力検出手段４は、ジ
ャバラ１０の伸縮により検出流体６に作用する、又は通
気部材７を介して直接に検出流体６に作用する圧力Ｐ
（チューブ２の開口端２Ａ側の検出流体６に加わる圧
力）を検出して圧力検知信号ａとして制御器５に送出す
る。

【００１２】制御器５は、圧力検知手段４の圧力検知信
号ａと、メモリー８（記憶器）に記憶されている設定圧
力値Ｐ₀及び設定高さ位置Ｈ₀である設定信号ｂを入力
して、演算し、比較することにより、搬送用移載ロボッ
ト１１５の多関節型アーム１１７の作動異常を検知し
て、その高さ方向の作動を制御（停止）するものであ
る。また、メモリー８に記憶されている設定圧力値Ｐ₀
は、例えば、大気圧（１ａｔｍ＝７６０ｍｍＨｇ）と
し、設定高さ位置Ｈ₀は多関節型アーム１１７が高性能
フィルタ１２０の接触することがないように、流体留め
３の底３ａから高性能フィルタ１２０との間の高さ距離
Ｈに安全率ｎ（ｎ≦１・０）を積算して決定されたもの
である（Ｈ₀＝ｎ×Ｈ）。

【００１３】そして、搬送用移載ロボット１１５の多関
節型アーム１１７が高さ方向に作動されると、チューブ
２も追従して移動して高さ方向に変位する。これによ
り、圧力検知手段４が流体留め３を介して検出流体に加
わる圧力Ｐを検知して、圧力検知信号ａを制御器５に送
出する。そして、制御器５は、この圧力信号ａとメモリ
ー８の設定圧力値Ｐ₀とに基づいて、以下のように、搬
送用移載ロボット１１５の多関節型アーム１１７の実際
の高さ位置ｈ₁を演算する。

【００１４】まず、圧力検出手段４の圧力検知信号ａに
より、その圧力Ｐは、Ｐ＝Ｐ₀＋ρｇｈ₁・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）となり、これを変形して、（但し、Ｐ₀は大気圧、ρは
検出流体６の比重、ｇは重力加速度）ｈ₁＝（Ｐ−Ｐ₀）／ρｇ・・・・・・・・・・・・・・・・（２）となる。従って、上記式（２）に検出流体６の比重ρ、
重力加速度ｇ及びメモリー８からの設定圧力値Ｐ₀とに
より、実際の高さ位置ｈ₁が演算される。

【００１５】その後、制御器５は、演算された実際の高
さ位置ｈ₁と設定高さ位置Ｈ₀とを比較して、絶対的な
実際の高さ位置ｈ₁≧設定高さ位置Ｈ₀となることを条
件（図１で実線で示したように、多関節型アーム１１７
が位置する場合）として、多関節型アーム１１７の高さ
方向の作動を停止するため、各関節部１３０〜１３２の
サーボモータ及び減速機１３６等に停止指令ｃを送出す
る。また、制御器５は、実際の高さ位置ｈ₁＜設定高さ
位置Ｈ₀である（図１で二点鎖線で示したように、多関
節型アーム１１７が位置する場合）限りは、多関節型ア
ーム１１７の高さ方向の作動を停止することはない。

【００１６】このように、本実施例の移載装置によれ
ば、多関節型アーム１１７の作動に追従してチューブ２
を移動させて、多関節型アーム１１７の移動時の検出流
体６の圧力Ｐを圧力検知手段４で検出した後、制御器５
が、圧力検知手段４の圧力検知信号ａ（Ｐ）と設定圧力
値Ｐ₀とで多関節型アーム１１７の実際の高さ位置ｈ₁
を演算して、且つ設定高さ位置Ｈ₀と実際の高さ位置ｈ
₁との比較により、多関節型アーム１１７の高さ方向の
作動を検知・制御するので、例え、作業者が手動操作で
多関節型アーム１１７を作動させても、多関節型アーム
１１７が高性能フィルタ１２０に接触する前にその高さ
方向の作動が停止されるので、高性能フィルタ１２０を
破損することがなく、また、多関節型アーム１１７の手
動操作が容易となると共に、ある一の関節部１３０のみ
を動かす作動モードにおいても、多関節型アーム１１７
とは独立して設けられたチューブ２、検出流体６及び圧
力検出手段４等から、多関節型アーム１１７が高性能フ
ィルタ１２０に接触する前にその高さ方向の作動が停止
させることができる。

【００１７】尚、本実施例の移載装置においては、圧力
検出手段４を流体留め３に配置した場合について説明し
たが、これに限定されるものでなく、チューブ２の開口
部２Ｂの下部に直接配置したものであってもよい。

【００１８】また、本実施例の移載装置は、半導体製造
のためのクリーンルーム１０１内で用いられる搬送用移
載ロボット１１５について説明したが、これに限定され
るものでなく、例えば、屋内用建築施工、建設等におい
て、その高さ方向の作動が制限される条件に用いること
ができる。例えば、トラッククレーン等の建築、建設機
械の様に、多関節型ロボットアームで、高さ方向の作動
を規制するストッパ等を付け難いものには、特に有効で
ある。

【００１９】

【発明の効果】このように本発明の移載装置によれば、
アームの作動に追従するように検出管路を移動させて、
アームの移動時の検出流体の圧力を圧力検知手段で検出
した後、この圧力検知手段の出力に基づいてアームの実
高さ位置を演算して、且つこの実高さ位置と設定高さ位
置との比較により、アームの高さ方向の作動と独立の形
式をとりつつ、簡単な構成で、演算されたアームの絶対
的な実高さ位置と各設高さ位置とで容易に、アームの高
さ方向の作動の制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての搬送用移載ロボット
（移載装置）の構成を示す拡大側面図である。

【図２】本発明の一実施例の搬送用移載ロボット（移載
装置）におけるチューブ端に配置される部材を示す図で
あって、（ａ）はジャバラのチューブへの配置を示す要
部拡大側図、（ｂ）は通気部材のチューブへの配置を示
す要部拡大側面図、（ｃ）は通気部材のチューブへの配
置を示す要部拡大正面図である。

【図３】従来技術における移載装置としての搬送用移載
ロボットが用いられるクリーンルームを説明するための
斜視図である。

【図４】従来技術の図３における移載装置の構造を説明
するための拡大側面図である。

【符号の説明】

２チューブ（検出管路）４圧力検知手段６検出流体１１５搬送用移載ロボット（移載装置）１１６移動式台車１１７多関節型アーム（アーム）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動式台車と、この移動式台車に搭載さ
れ少なくとも高さ方向に作動するアームとを備える移載
装置において、前記アームの先端側に、一端側が固定されて前記アーム
の作動に追従する検出管路と、前記検出管路内に充填さ
れた検出流体と、前記検出管路の他端側に設けられた前
記検出管路の圧力を検出する圧力検出手段とを備え、前
記圧力検出手段の出力に基づいて前記アームの実高さ位
置を演算し、この実高さ位置と設定高さ位置との比較に
より、前記アームの高さ方向の作動を制御することを特
徴とする移載装置。