JPS63111509A - クリ−ンル−ムの防塵フイルタ検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野） 本発明は、クリーンルームに敷設された防塵フィルタの
防塵性能を検査する検査装置に関するものである。

〔従来の技術〕

半導体装置等の精密部品を製造する工場等では部品に対
して塵などの粒子が混入してヰ能を劣化させないように
するため、天井側に防塵フィルタを敷設し、この防塵フ
ィルタから常に清浄な空気を吹込んで部曖全体を極めて
高い清浄度に保ったクリーンルームを設置し、このクリ
ーンルームで上記のような精密部品を製造している。

ところが、防塵フィルタにピンホールなどの細かい穴が
発生すると、防塵性能が大きく低下するため、部屋全体
の清浄度が保てなくなる。

そこで、従来、クリーンルーム内を走行する無人走行車
にマニピュレータを取付け、このマニピュレータの先端
に取付けたプローブを走査して防塵フィルタからの空気
を吸入し、その吸入空気中に含まれる粒子数を粒子計測
器によって計測するようにした防塵フィルタ検査装置が
提案されている。

この場合に、無人走行車はクリーンルーム内で次のいず
れかの方法でその走行が制御される。

すなわち、第１の方法は、防塵フィルタの取付枠に標識
を取付けておき、検査が終了したならばこの標識を光学
的に検出して次の防塵フィルタ位置まで無人走行車を走
行させるようにしたものである。第２の方法は、クリー
ンルームの床に電磁誘′４線を敷設しておき、この誘導
線に沿って無人走行車を走行させるものである。第３の
方法は、ジャイロまたは車輪に取付けたエンコーダ等に
よって走行開始位置からの方向と距離を検出しながら所
定の走行路に沿って無人走行車を走行させるものである
。

〔発明が解決しようとする問題点］ ところが、第１の方法によるものでは標識を取付けるの
が面倒であり、またマニピュレータにテレビジョンカメ
ラなどを取付けなければならないために前人走行車自体
が大形化し、コスト高になるという問題がある。また、
第２の方法によれば、床が金属材料で構成されている場
合や床下に６秤の金属製配管が敷設されている場合には
、電磁結合の信頼度が低下し、精度良く走行させること
ができないという問題がある。さらに、第３の方法によ
れば、走行時の振動やスリップによって走行方向および
距離の誤差が累積され、目標位置に正確に到達できなく
なる問題がある。

本発明はこのような問題点に鑑み、無人走行車を簡単な
構成で指定走行路に沿って目標位置まで精度良く走行さ
せることができるクリーンルームの防塵フィルタ検査装
置を提供することを目的とするものである。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明はクリーンルーム内を予め設定された径路に沿っ
て走行する無人走行車と、この無人走行車に搭載され、
アーム先端に取付けたプローブを走査して指定の防塵フ
ィルタから空気を吸入するマニピュレータと、前記プロ
ーブの外周面の一部に取付けられ、防塵フィルタの取付
枠位置を検出するセンサと、このセンサで検出した取付
枠位置情報と防塵フィルタの寸法情報とに基づいて無人
走行車の停止目標位置との誤差を算出する無人走行車搭
載の演算装置と、この演算装置の停止誤差■報を参照し
て次の停止目標位置まで無人走行車を走行させる走行コ
ントローラと、前記プローブから吸入した空気中に含ま
れる塵の粒子数を計測する無人走行車搭載の粒子計測器
と、計測された粒子数を防摩フィルタ別に記憶し、表示
装置または印字装置に出力する記憶装置とから構成した
ものである。

〔作用〕

クリーンルーム内の防塵フィルタの枚数やその寸法は既
知であり、かつ各防塵フィルタはその全面を隅々まで走
査される。従って、全面を走査する前または走査し終っ
た段階で取付枠の位置を検出し、さらにその位置が無人
走行車の本来の停止位置から見てどの程度ずれているか
を検出し、そのずれ（停止目標位置に対する誤差）を参
照して次の停止目標位置までの走行方向や走行距離を補
正して走行させれば、現在の停止位置がずれていても次
の停止位置に達した段階でそのずれはキャンセルされる
。

このような走行制御は演算装置の出ツノ情報に基づいて
走行コントローラが実行する。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示すクリーンルームと無人
走行車の斜視図であり、クリーンルーム１の天井には長
方形状の多数の防塵フィルタ２が取付枠３に整然と格子
状に取付けられており、この防塵フィルタ２はその下方
において無人走行車４の上部に取付けたマニピュレータ
５を走査することにより、マニピュレータ先端のプロー
ブ６によってその吐出空気が吸入されて塵の粒子数が計
測される。

第２図はマニピュレータ５の拡大図であり、第１アーム
５０．第２アーム５１．第３アーム５２を有し、さらに
第１アーム５０および第２アーム５１を駆動する第１ア
ームモータ５３および第２アームモータ５４を有してい
る。第３アーム５２は防塵フィルタ面に対して常に垂直
方向になるようにその姿勢が保たれており、この第３ア
ーム５２の先端にはプローブ６と、防塵フィルタ面を検
出する上方センサ７と、取付枠３を検出する周囲センサ
８とが取付けられている。上方センサ７および周囲セン
サ８は防塵フィルタ面および取付枠３に接触してその存
在位置を検出するタッチセンサ、あるいは近接スイッチ
等のセンサで構成される。また、第１アーム５０を指示
する基台は防塵フィルタ面と平行な面で旋回モータ５５
によって旋回可能に構成されている。

第３図は無人走行車４の走行１＠を車体底面から見た時
の図であり、無駆動の４個のキャスタ４０が車体の前後
左右に取付けられており、さらに、モータ４１，４２に
よって独立に駆動される駆動輪４３．４４が車体中央の
左右に取付けられ、駆動輪４３．４４の速度に偏差を持
たせることにより、操舵と旋回が可能なようになってい
る。なお、駆動輪４３．４４のそれぞれにはエンコーダ
（図示せず）が取付けられ、このエンコーダの出力によ
って走行距離および旋回角度を検出可能なようになって
いる。

第４図は、装置全体の構成を示したブロック図であり、
大別すると、塵の粒子数を計測する計測系と、マニピュ
レータの制御系および無人走行中の走行制御系に区別さ
れるが、計測系はプローブ６からの吸入空気中に含まれ
る塵の粒子数を計測する粒子計測器９と、その計測結果
を防塵フィルタ別に記憶するメモリ１０とを備えている
。また、マニピュレータの制御系は、第１アーム５０．
第２アーム５１．基台の角度θ２．θ３．θ１をそれぞ
れ制御するマニピュレータコントローラ１１と、モータ
５３，５４．５５の回転Ｑを指令角度θ２．θ３．θ１
に応じて制御するサーボコントローラ１２．１３．１４
および現在角度を検出するためのエンコーダ１５，１６
．１７とを備えている。

一方、走行制御系は無人走行車４を目標位置までの走行
させる走行コントローラ２０と、この走行コントローラ
２０から出力される右車輪回転角指令φ１および左車輪
回転角指令φ２応じて左右の駆動輪４３．４４の回転Ｑ
を制御するサーボコントローラ２１，２２．およびエン
コーダ２３゜２４を備えている。

走行コントローラ２０には、クリーンルーム１の大きさ
、防塵フィルタ２の寸法およびその枚数が既知データと
して予め与えられており、走行開始に伴ってクリーンル
ーム全体の防寒フィルタ２を検査するうえで必要な走行
アルゴリズムを内部で発生する。そして、無人走行車４
が指令の防塵フィルタ取付枠の下方の目標停止位置で停
止すると、走行方向に向かって左側または右側の防塵フ
ィルタの検査開始指令をマニピュレータコントローラ１
１に与える。これを受けたマニピュレータコントローラ
１１は左側および右側の防塵フィルタ２を走査し、プロ
ーブ６によって吐出空気を吸入させ、粒子計測器９に粒
子数を計測させる。

１つの防塵フィルタ２の計測が終了すると、マニピュレ
ータコントローラ１１は後述するような方法で無人走行
車の現在の停止位置と目標停止位置との誤差を算出し、
この誤差信号を検査終了信号と共に走行コントローラ２
０に転送する。走行コントローラ２０は前記誤差信号を
参照して次の目標停止位置まで無人走行車４を走行させ
る。

第５図（ａ）は防塵フィルタ取付枠の側面図であり、同
図（ｂ）は防塵フィルタ２の平面図である。マニピュレ
ータ５は第５図（ｂ）の矢印で示すような方向で防塵フ
ィルタ２を走査する。この時、無人走行車４は取付枠３
のほぼ中火に停止しており、周囲センサ８によって取付
枠３を検出した債、フィルタ面を一方の隅から矢印方向
に走査させる。

第６図はクリーンルーム内の走行径路の一例を示す平面
図であり、走行開始点Ａ１から走行終了点ＡＩ２に向か
って矢印方向に走行し、点Ａ１〜Ａ１２までの停止点Ａ
２〜Ａ１１でそれぞれ一時停止してその左右の防塵フィ
ルタ２の防塵性能を検査する。

ここで点Ａ１〜ａ１２をｘｙ座標で表わし、ｙ軸方向の
停止点間距離をＩｙ、ｘ軸方向の停止点間距離を２１Ｘ
１Ｘ軸およびｙ軸方向における停止点順番号をｎｘ、ｎ
ｙで表わすと、無人走行車４は第７図のフローチャート
に示すようなアルゴリズムでその走行が走行コントロー
ラ２０によって制御される。なお、このアルゴリズムに
おいてｎｙ＝４か否かを判定しているのは、ｙ軸方向の
停止点が４点であるからである。また、ｎｘ＝３か否か
を判定しているのはＸ軸方向の停止点が３点であるから
である。

第８図は、無人走行車４の停止位置誤差の算出方法を説
明するための説明図であり、無人走行車４の目標停止位
置はフィルタ２の長手方向の中央で、かつフィルタ２の
端部から距離にだけＸ軸方向に離れた点○とする。しか
し、実際には点Ｏ′に停止したとすると、このときの誤
差はＯＯ′間の距離１ｅと点Ｏから見た点Ｏ′の方位角
ａ（Ｙ軸方向と平行であれば０度）とによって表現する
ことができる。一方、無人走行車４の進行方向をＹｌも
方向をＸとし、点Ｏ′ではＹに対して傾き格すをもって
停止しているものとすると、進行方向を含めた停止位置
の誤差はこれらしｅ、ａ、ｂによって総合的に表現する
ことができる。

ここで、点０′において防塵フィルタ２の検査を行い、
その２つの隅Ｐ１　、Ｐ２との座標が周面センサ８によ
って点０′を基準としたｘｙ座標平面上で判明したもの
とすると、上記１ｅ、ａ、ｂは次のようにして求めるこ
とができる。

ＰＣ’　　＝１／２　　（Ｐ１’十Ｐ２°　）　　＝　
　（Ｐｃｘ　　、　　Ｐｃｙ　　）ｂ　　＝−ｔ　ａ　
ｎ”Ｐｃｘ　／Ｐｃｙ但し、ｐ’＝ｐｉの位置ベクトル
、Ｐ２’＝Ｐ２の位置ベクトル、ｐＣ’　＝ｐ１　、ｐ
２の中点ｐｃの位置ベクトルとする。

Ｏ″　’　　＝　　（−（ｒ　　＋ｋ）ｃｏｓｂ、（ｒ
　　十ｋ）Ｓｉｎｂ　　）しｅ′＝０″’　−ｐ　ｃ　
＝　（Ｌｅｘ、Ｌｅｙ）Ｌｅ＝ｌＬｅ”１ ａ＝　ｂ十ｔ　ａ　ｎ−１Ｌｅｘ／Ｌｅｙ但し、ｒ＝ニ
ブローブ半径、０″′＝ＯＮの位置ベクトル、Ｌｅ＝Ｏ
Ｏ’の位置ベクトルとする。

第９図は以上のようにして求めた停止位置誤差（Ｌｅ、
ａ、ｂ）によって次の目標停止位置０２まで誘導する時
の誘導方法の説明図である。まず、点Ｏ′に停止してい
る無人走行車４から見た次の停止点０２の方位角とその
距離をそれぞれｃ　、　ｔｒとし、さらに正規の目標停
止点０１と次の目標停止点０２どの距離をＬｙとすると
、 ｌｒ　　＝（Ｌｅ　　２　十Ｌｙ　　２　−２Ｌｅ　　
−Ｌｙｃｏｓ　　ａ　　）　　”２Ｃ＝−３ｉｎ（ａ）
　　−ｃｏｓ　　”１（４ｒ　　２　　　＋Ｌｙ２　　
Ｌｅ２　　／２Ｌｒ　Ｌｙ）　−ｂ 但し、３ｉｎ　（ａ）＝１　（ａ≧０）Ｓ　ｉ　ｎ　（
ａ）　＝−１（ａ＜Ｏ）走行コン１〜ローラ２０は以上
のようにして次の停止位置０２までの方位角Ｃと距離１
ｒが算出されたならば、第１０図の誘導走行フローチャ
ートに示すように、無人走行車４を角度Ｃだけ旋回させ
た後、ｌｒだけ直進させることによって列理させる。

〔発明の効果〕

以上説明したことから明らかなように本発明によれば、
防塵フィルタの寸法とその取付枠の検出位置に対する誤
差を停止位置毎に算出し、その結果によって次の目標停
止位置まで誘導走行さゼるため、電磁誘導線や標識等を
クリーンルーム内に敷設する必要がなくなり、また無人
走行車にテレビジョンカメラ等の装置を搭載する必要も
なくなるので、全体構成が簡単になったうえ、停止位置
毎に誤差がキャンセルされるために位置制御Ｄｆｆｆ度
も大幅に向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すクリーンルームと無人
走行車の斜視図、第２図はマニピュレータの拡大図、第
３図は無人走行車の走行ｔｔｉを底面から見た平面図、
第４図は検査装置全体の構成を示すブロック図、第５図
は防塵フィルタの走査方法を説明するための側面図と平
面図、第６図はクリーンルーム内の走行径路の一例を示
す平面図、第７図は走行制御のアルゴリズムを示すフロ
ーチャート、第８図は前人走行車停止位置誤差の算出方
法の説明図、第９図は無人走行車の誘導方法の説明図、
第１０図は誘導制御のアルゴリズムを示すフローチャー
トである。 １・・・クリーンルーム、２・・・防塵フィルタ、３・
・・取付枠、４・・・無人走行車、５・・・マニピュレ
ータ、６・・・プローブ、７・・・上方センサ、８・・
・周囲センサ、９・・・粒子計測器、１０・・・メモリ
、１１・・・マニピュレータコントローラ、２０・・・
走行コントローラ。 第２図 第３図 第４図 第６図 第８図 り１１ 第９図 ニニニ］ ニニ＝ｌ ■＝コ 第１ｏ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 クリーンルームに敷設された複数の防塵フィルタの防塵
   性能を検査する装置であって、 クリーンルーム内を予め設定された径路に沿って走行す
   る無人走行車と、 この無人走行車に搭載され、アーム先端に取付けたプロ
   ーブを走査して指定の防塵フィルタから空気を吸入する
   マニピュレータと、 前記プローブの外周面の一部に取付けられ、防塵フィル
   タの取付枠位置を検出するセンサと、このセンサで検出
   した取付枠位置情報と防塵フィルタの寸法情報とに基づ
   いて無人走行車の停止目標位置との誤差を算出する無人
   走行車搭載の演算装置と、 この演算装置の停止誤差情報を参照して次の停止目標位
   置まで無人走行車を走行させる走行コントローラと、 前記プローブから吸入した空気中に含まれる塵の粒子数
   を計測する無人走行車搭載の粒子計測器と、 計測された粒子数を防塵フィルタ別に記憶し、表示装置
   または印字装置に出力する記憶装置とを備えて成るクリ
   ーンルームの防塵フィルタ検査装置。