KR20060042061A

KR20060042061A - 유리 기판의 반송용 로봇

Info

Publication number: KR20060042061A
Application number: KR1020050013246A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 시오자와
Original assignee: 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2005-02-17
Publication date: 2006-05-12
Also published as: JP2005230941A; TW200534975A; TWI316454B; KR100697931B1

Abstract

[과제]

유리 기판의 상부면을 확실히 흡착하면서 안정된 반송(搬送)을 가능하게 하는 흡착 기구를 구비한 반송용 로봇을 제공하는 것.

[해결 수단]

유리 기판(3)을 흡착하는 흡착 기구를 구비한 유리 기판(3)의 반송용 로봇(1)에 있어서, 흡착 기구로서, 유리 기판(3)의 상부면을 흡착하기 위한 상부면 흡착 기구(13)를 핸드 포크(4)의 하부면 측에 갖고 있다. 상부면 흡착 기구(13)는, 상부면 흡착 패드(18)와, 상부면 흡착 패드(18)의 상하 이동을 가능하게 하는 플로팅 기구부(19)를 구비하고 있다. 플로팅 기구부(19)는, 상부면 흡착 패드(18)가 연결된 피스톤 부재(20)와, 피스톤 부재(20)를 유지하는 동시에 피스톤 부재(20)를 상하 방향으로 안내하기 위한 실린더 부재(21)와, 실린더 부재(21)에 대하여 피스톤 부재(20)를 아래방향으로 가압하는 가압 부재(22)를 구비하며, 상하 방향 및 지름 방향으로 안정된 상태에서의 유리 기판(3)의 반송을 가능하게 한다.

Description

유리 기판의 반송용 로봇 {ROBOT FOR TRANSFERRING GLASS SUBSTRATES}

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관련되는 유리 기판의 반송용 로봇을 나타내는 평면도이다.

도 2는 도 1에 나타내는 반송용 로봇의 정면도이다.

도 3은 도 1에 나타내는 반송용 로봇의 핸드를 나타내는 평면도이다.

도 4는 도 1에 나타내는 반송용 로봇의 핸드를 나타내는 측면도이다.

도 5는 도 3의 X-X 단면에 있어서의 상부면 흡착 기구를 나타내는 단면도이다.

도 6은 도 3의 Y-Y 단면에 있어서의 하부면 흡착 기구를 나타내는 단면도이다.

도 7은 핸드에 의한 유리 기판의 흡착 동작의 일례를 나타내는 동작 설명도이며, (A), (B)는 각각, 유리 기판 흡착전의 핸드 포크 상태를 설명하는 설명도, 유리 기판 흡착시의 핸드 포크 상태를 설명하는 설명도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 반송용 로봇 2 : 핸드

3 : 유리 기판 4 : 핸드 포크

13 : 상부면 흡착 기구 14 : 하부면 흡착 기구

18 : 상부면 흡착 패드 18a : 흡착면

19 : 플로팅 기구 20 : 피스톤 부재

21 : 실린더 부재 22 : 압축 코일 스프링(가압 수단)

25 : 기울기 조정 기구

본 발명은, 액정 모니터 등에 사용되는 유리 기판의 반송용 로봇에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 유리 기판을 유지하는 반송용 로봇의 핸드 포크에 설치된 유리 기판의 흡착 기구의 개량에 관한 것이다.

액정 모니터 등의 제조 공정에 있어서, 유리 기판을 반송하는 반송용 로봇으로서, 유리 기판을 유지하는 핸드와, 유리 기판을 흡착하기 위해 핸드를 구성하는 핸드 포크에 설치된 흡착 기구를 구비한 반송용 로봇이 사용되고 있다.

특히 대형의 유리 기판을 반송하는 반송용 로봇으로서는, 유리 기판의 하부면을 흡착하는 흡착 기구가 핸드 포크의 상부면 측에 설치된 반송용 로봇이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 이 특허 문헌 1에 기재된 반송용 로봇의 흡착 기구는, 흡착 패드(흡착부)의 흡착면의 기울기를 조정하는 기울기 조정 기구를 구비하며, 유리 기판이 만곡해도, 유리 기판을 확실히 흡착하도록 구성되어 있다.

또, 동일하게 유리 기판의 하부면을 흡착하는 흡착 기구가 핸드 포크의 상부면 측에 설치된 반송용 로봇으로서, 유리 기판에 휨이나 굴곡이 발생한 경우라도, 흡착 패드가 유리 기판을 확실히 흡착하도록, 자바라를 사용한 플로팅 기구부를 통하여 흡착 패드가 핸드 포크(클릭 부재)에 연결되어 있는 흡착 기구를 구비한 반송용 로봇도 알려져 있다(예를 들면 특허 문헌 2 참조).

[특허 문헌 1] 국제 공개 제01/010608호 팜플렛

[특허 문헌 2] 특개 2001-179672호 공보

근래, 액정 모니터 등의 제조 공정의 다양화에 수반하여, 대형의 유리 기판의 상부면을 흡착한 상태로 유리 기판의 반송을 행하며, 소정의 제조 장치에 유리 기판을 주고받는 반송용 로봇이 시장에서 요구되고 있다. 즉, 유리 기판의 상부면을 흡착하는 흡착 기구가 핸드 포크의 하부면 측에 설치된 반송용 로봇이 시장에서 요구되고 있다. 여기서, 상기 특허 문헌에 기재된 흡착 기구를 그대로 핸드 포크의 하부면 측에 설치하는 것으로 이러한 시장의 요구에 응할 수도 있다.

그렇지만, 상기 특허 문헌 1에 기재된 반송용 로봇에서는, 이하의 과제가 생긴다. 유리 기판의 대형화에 수반하여 핸드 포크 자체도 대형화하고, 유리 기판의 휨이나 굴곡에 더하여, 핸드 포크 자체의 굴곡도 커지고 있어서, 기울기 조정 기구만으로는 흡착 패드가 유리 기판을 확실히 흡착하는 것은 곤란하게 되어 있다. 여기서, 흡착 기구를 핸드 포크의 상부면 측에 설치하고, 유리 기판의 하부면을 흡착하는 반송용 로봇에 있어서는, 반송시의 유리 기판의 하중을 핸드 포크로 받을 수 있기 때문에, 유리 기판에 휨이나 굴곡이 발생하여 유리 기판을 흡착할 수 없는 흡착 패드가 있었다고 해도 유리 기판의 반송에 지장을 초래할 가능성은 낮다. 그러 나, 흡착 기구를 핸드 포크의 하부면 측에 설치하고 유리 기판의 상부면을 흡착하는 반송용 로봇에 있어서는, 반송시의 유리 기판의 하중을 흡착 패드로 받지 않으면 안 되기 때문에, 유리 기판을 흡착할 수 없는 흡착 패드가 있으면 유리 기판의 반송을 할 수 없게 될 가능성이 높아진다.

한편, 특허 문헌 2에 기재된 바와 같이, 자바라를 사용한 플로팅 기구부를 통하여 흡착 패드가 핸드 포크(클릭 부재)에 연결되어 있는 흡착 기구를 사용하면, 흡착 패드로 확실히 유리 기판을 흡착할 수 있다. 그러나, 자바라를 사용한 플로팅 기구에서는, 자바라 자체에 강성이 없기 때문에, 반송시에 유리 기판에 큰 흔들림이 생겨서 유리 기판의 반송 상태가 불안정하게 된다고 하는 과제가 생긴다. 또, 반송시의 유리 기판의 흔들림의 정도에 따라서는, 유리 기판의 반송에 지장을 초래하는 경우도 생길 수 있다. 특히, 대형의 유리 기판의 반송에 있어서는 이들 과제가 두드러지게 된다.

그래서, 본 발명의 과제는, 유리 기판의 상부면을 확실히 흡착하면서 안정된 반송을 가능하게 하는 흡착 기구를 구비한 반송용 로봇을 제공하는 것에 있다.

상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 유리 기판을 유지하는 핸드와, 상기 유리 기판을 흡착하기 위해 상기 핸드를 구성하는 핸드 포크에 설치된 흡착 기구를 구비한 유리 기판의 반송용 로봇에 있어서, 상기 흡착 기구로서, 상기 유리 기판의 상부면을 흡착하기 위한 상부면 흡착 기구를 상기 핸드 포크의 하부면 측에 가지며, 이 상부면 흡착 기구는, 상기 유리 기판을 흡착하는 상부면 흡착 패드와, 상기 핸드 포크에 대한 상기 상부면 흡착 패드의 상하 이동을 가능하게 하는 플로팅 기구부를 구비하고, 이 플로팅 기구부는, 상기 상부면 흡착 패드가 연결된 피스톤 부재와, 이 피스톤 부재를 유지하는 동시에 이 피스톤 부재를 상하 방향으로 안내하기 위해 상기 핸드 포크에 고정된 실린더 부재와, 이 실린더 부재에 대하여 상기 피스톤 부재를 아래방향으로 가압하는 가압 부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 유리 기판의 상부면을 흡착하기 위한 상부면 흡착 기구를 핸드 포크의 하부면 측에 가지며, 이 상부면 흡착 기구는, 상부면 흡착 패드와, 핸드 포크에 대한 상부면 흡착 패드의 상하 이동을 가능하게 하는 플로팅 기구부를 구비하고 있다. 그 때문에, 유리 기판에 휨이나 굴곡이 생기거나 혹은 핸드 포크에 굴곡이 생겨도, 플로팅 기구부의 플로팅 기능에 의해, 흡착 패드는 유리 기판의 상부면을 확실히 흡착할 수 있다. 또, 플로팅 기구부는, 상부면 흡착 패드가 연결된 피스톤 부재와, 피스톤 부재를 유지하는 동시에 피스톤 부재를 상하 방향으로 안내하기 위해 핸드 포크에 고정된 실린더 부재와, 실린더 부재에 대하여 피스톤 부재를 아래방향으로 가압하는 가압 부재를 구비하고 있다. 그 때문에, 피스톤 부재는, 가압 부재에 의하여 실린더 부재에 대해 아래방향으로 가압된 상태로 실린더 부재에 유지되어서 피스톤 부재의 이동 방향(상하 방향)으로 안정된다. 또, 그 이동 방향과 직교하는 방향(지름 방향)에는, 실린더 부재의 내주측에서 가이드된 상태로 유지되어서 안정된다. 따라서, 피스톤 부재에 연결된 상부면 흡착 패드는 반송시, 상하 방향 및 지름 방향으로 안정된다. 그 결과, 반송시에 있어서의 유리 기판의 흔 들림을 최소한으로 억제할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 상부면 흡착 기구는, 상기 상부면 흡착 패드의 흡착면의 기울기를 조정하는 기울기 조정 기구를 구비하는 것이 바람직하다. 상부면 흡착 기구가 기울기 조정 기구를 구비하는 경우에는, 상부면 흡착 패드의 흡착면은, 유리 기판의 상부면의 기울기에 추종할 수 있게 된다. 그 때문에, 유리 기판에 대한 상부면 흡착 패드의 흡착성을 더욱 높일 수 있다.

본 발명에서는, 상기 상부면 흡착 기구가 상기 핸드 포크의 길이 방향으로 복수 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이렇게 하는 것으로, 복수의 상부면 흡착 기구에 의해 유리 기판의 하중을 받게 된다. 즉, 유리 기판의 하중의 지지점이 증가하기 때문에, 유리 기판이 대형화해도 안정된 반송이 가능해진다.

본 발명에서는, 상기 흡착 기구로서, 또한 유리 기판의 하부면을 흡착 가능한 하부면 흡착 기구가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이렇게 하는 것으로, 유리 기판의 상부면을 흡착한 상태로 유리 기판의 반송을 행하는 공정과, 유리 기판의 하부면을 흡착한 상태로 유리 기판의 반송을 행하는 공정이 혼재하는 경우라도, 본 발명에 관련된 반송용 로봇을 사용하는 것이 가능해진다. 그 결과, 다양화된 제조 공정에 대응할 수 있는 반송용 로봇의 제공이 가능해진다.

<발명을 실시하기 위한 최상의 형태>

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최상의 형태를 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관련되는 유리 기판의 반송용 로봇을 나타내는 평면도이다. 도 2는 도 1에 나타내는 반송용 로봇의 정면도이다. 도 3은 도 1에 나타내는 반송용 로봇의 핸드를 나타내는 평면도이다. 도 4는 도 1에 나타내는 반송용 로봇의 핸드를 나타내는 측면도이다. 도 5는 도 3의 X-X 단면에 있어서의 상부면 흡착 기구를 나타내는 단면도이다. 도 6은 도 3의 Y-Y 단면에 있어서의 하부면 흡착 기구를 나타내는 단면도이다.

(반송용 로봇의 개략 구성)

본 형태에 관련된 반송용 로봇은, 액정 모니터 등의 제조 공정에 있어서, 유리 기판(3)의 상부면을 흡착하여 반송하는 반송용 로봇(1)이며, 기대(基臺)(5) 상에 관절부(6)를 중심으로 회전 가능한 제1 암(7)과, 이 제1 암(7)의 선단측의 관절부(8)에 회전 가능하게 연결된 제2 암(9)과, 이 제2 암(9)의 선단부의 관절부(10)에 회전 가능하게 연결된 핸드(2)를 2조 구비하고 있다. 각 관절부(6, 8, 10)에는 풀리가 내장되는 동시에, 관절부(6과 8)끼리 및 관절부(8과 10)끼리가 각각 타이밍 벨트로 연결되어 핸드(2)가 항상 일정 방향을 향하면서 직선상을 이동하도록 구성되어 있다.

또, 반송용 로봇(1)은 승강 기구를 갖고 있다(도 2 참조). 즉, 암(7, 9) 및 핸드(2)는, 승강 기구의 최저 높이(도 2 중, 실선으로 나타냄)와 승강 기구의 최고 높이(도 2 중, 2점 쇄선으로 나타냄)의 사이에서 승강 가능하게 구성되어 있다. 또, 반송용 로봇(1)은 레일(11)을 따라서 평행 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 본 형태의 반송용 로봇(1)은, 예를 들면 1100×1250㎜ 이상의 사이즈를 갖는 대형의 유리 기판의 반송에 적절하다.

핸드(2)는 유리 기판(3)을 유지하기 위해 설치되어 있고, 도 1에 있어서의 좌우 방향으로 대략 등간격으로 평행한 5개의 핸드 포크(4)를 구비하고 있다. 핸드 포크(4)에는 유리 기판(3)을 흡착하기 위한 상부면 흡착 기구(13)가 설치되어 있다(도 3, 4 참조). 또, 본 형태에서는 하부면 흡착 기구(14)도 설치되어 있고, 유리 기판(3)의 하부면의 흡착도 할 수 있게 되어 있다. 또, 후술하는 바와 같이, 상부면 흡착 기구(13) 및 하부면 흡착 기구(14) 내의 공기압을 부압으로 하기 위한 흡인용 배관(42)이 핸드 포크(4) 내에 설치되어 있다(도 6 참조).

핸드 포크(4)는, 예를 들면 카본 섬유와 수지의 복합 재료에 의해 중공 형상으로 형성되어 있다. 또, 본 형태에서는 대형의 유리 기판의 반송이 가능해지도록, 핸드 포크(4)의 기단부로부터 선단부까지의 길이는 약 2.2m로 되어 있다.

또, 핸드 포크(4)는 좌우의 측면이 평행으로 형성되는 동시에, 그 두께가 선단으로 향함에 따라 얇아지도록 형성되어 있다. 본 형태에서는, 핸드 포크(4)의 상부면은 유리 기판(3)의 받이면으로 할 수 있도록 수평면으로 되어 있고, 그 하부면이 핸드 포크(4)의 선단을 향하여 경사진 경사면으로 되어 있다. 즉, 핸드 포크(4)는, 모멘트가 최대로 되는 기단 부분의 강성을 높일 수 있도록 구성되어 있다. 또, 선단측이 기단측보다 경량이기 때문에, 핸드 포크(4)의 중심이 기단측으로 되는 동시에 중량이 경량화 되도록 구성되어 있다. 핸드 포크(4)를 이와 같이 구성하는 것으로, 반송용 로봇(1)은, 그 공진 주파수를 올릴 수 있고 작동 속도를 높일 수 있게 되어 있다.

5개의 핸드 포크(4)의 하부면 측에는 각각, 유리 기판(3)의 상부면을 흡착하기 위한 상부면 흡착 기구(13)가 설치되어 있다. 본 형태에서는, 핸드 포크(4)의 길이 방향으로 복수 설치되어 있고, 구체적으로는, 거의 등간격으로 6개소에 설치되어 있다. 또, 핸드 포크(4)의 하부면 측에는, 상부면 흡착 기구(13)와 상술한 흡인용 배관(42)을 호스(16)를 통하여 접속하기 위한 분배기(15)가 3개소에 설치되어 있다. 분배기(15)에는 각각 2개의 호스(16)가 접속되어 있고, 2개의 호스(16)의 타단측은 상부면 흡착 기구(13)와 접속되어 있다. 또한, 중공 형상의 핸드 포크(4)의 하부면 측에는 상부면 흡착 기구(13)에 대응하는 위치에 개구부(4a)가 설치되어 있다(도 5 참조).

한편, 5개의 핸드 포크(4) 중, 도 3에 있어서의 좌측으로부터 1, 3, 5개째의 핸드 포크(4)의 상부면 측에는 각각, 유리 기판(3)을 핸드 포크(4)의 상부면 측에 재치하는 경우에는 유리 기판(3)의 하부면을 흡착할 수 있도록, 하부면 흡착 기구(14)가 설치되어 있다. 본 형태에서는, 핸드 포크(4)의 길이 방향으로 거의 등간격으로 3개소 설치되어 있다. 또한, 중공 형상의 핸드 포크(4)의 상부면 측에는, 하부면 흡착 기구(14)에 대응하는 위치에 개구부(4b)가 설치되어 있다(도 6 참조).

(상부면 흡착 기구의 구성)

상부면 흡착 기구(13)는, 내부에 부압을 발생시켜서 유리 기판(3)의 상부면을 흡착하는 상부면 흡착 패드(18)와, 핸드 포크(4)에 대한 상부면 흡착 패드(18)의 상하 이동을 가능하게 하는 플로팅 기구(19)를 구비하고 있다(도 5 참조). 또, 상부면 흡착 기구(13)는, 상부면 흡착 패드(18)의 흡착면(18a)의 기울기를 조정하는 기울기 조정 기구(25)를 구비하고 있다.

플로팅 기구(19)는, 상부면 흡착 패드(18)가 후술하는 통기(通氣) 부재(26) 등을 통하여 연결된 피스톤 부재(20)와, 이 피스톤 부재(20)를 도시(圖示) 상하 방향 및 좌우 방향으로 유지하는 동시에 피스톤 부재(20)를 상하 방향으로 안내하기 위해 핸드 포크(4)에 고정된 실린더 부재(21)와, 실린더 부재(21)에 대하여 피스톤 부재(20)를 아래방향으로 가압하는 가압 부재로서의 압축 코일 스프링(22)을 구비하고 있다.

실린더 부재(21)는, 도시 하부측으로부터 순번으로 배치된 소경부(21a)와, 소경부(21a)보다 지름이 큰 대경부(21b)로 이루어지는 대략 원통 형상으로 형성되어 있다. 대경부(21b)의 도시 상단부에는 칼라부(21c)가 형성되어 있다. 대경부(21b)의 대경 내주면(21e)의 지름은, 소경부(21a)의 소경 내주면(21d)의 지름보다 크게 되어 있고, 양 내주면(21d와 21e)의 사이에는 단차부(21f)가 형성되어 있다. 또, 실린더 부재(21)는 강성을 갖는 수지 재료의 성형품이다. 특히, 급유 없이 윤활성이 뛰어난 동시에 내마모성이 뛰어난 수지 재료로 형성되며, 발진(發塵)을 억제하면서, 피스톤 부재(20)를 원활히 상하 방향으로 안내하게 되어 있다. 또, 수지 재료를 사용하고 있는 것으로부터 실린더 부재(21)의 경량화가 가능해진다.

실린더 부재(21)는, 핸드 포크(4)의 하부면 측을 끼운 상태로 대향하는 원반 형상의 고정판(23)과 칼라부(21c)가 나사(24, 24)로 나사 고정되어서, 핸드 포크(4)에 고정되어 있다. 핸드 포크(4)에 실린더 부재(21)가 고정된 상태로, 핸드 포크(4)의 개구부(4a)와 실린더 부재(21)의 내측의 개구가 연통하게 되어 있다. 또한, 고정판(23)은 경량화를 도모하기 위해, 수지 성형품으로 이루어져 있다.

피스톤 부재(20)는, 스텐레스강 등의 금속 부재를 사용하여 외경이 실린더 부재(21)의 소지름 내주면(21d)보다 약간 작은 원기둥 형상으로 형성되어 있다. 그 때문에, 피스톤 부재(20)는, 그 외주면이 소경 내주면(21d)에 안내되어 상하 이동하도록 구성되는 동시에, 소경 내주면(21d)에 의해 그 이동 방향과 직교하는 방향(지름 방향)으로 가이드된 상태로 되어 있다.

피스톤 부재(20)의 상단면에는, 압축 코일 스프링(22)의 일단측을 유지하는 유지 구멍(20a)이 형성되어 있다. 또, 피스톤 부재(21)의 상단측에는, 실린더 부재(21)의 대경 내주면(21e)에 배치되는 칼라부(20c)가 설치되어 있다. 그리고, 피스톤 부재(20)는, 고정판(23)에 의해 타단측이 규제된 압축 코일 스프링(22)에 의해 아래방향으로 가압되며, 칼라부(20c)가 단부(21f)에 접촉한 상태로 실린더 부재(21)에 유지되게 되어 있다. 유지 구멍(20a)의 도시 하부측에는, 피스톤 부재(20)의 경량화를 도모하기 위해, 유지 구멍(20a)보다 소경(小徑)의 빼기 구멍(20d)이 유지 구멍(20a)으로부터 연통되어 형성되어 있다. 또, 피스톤 부재(20)의 하단면에는 후술하는 압축 코일 스프링(30)의 일단측을 유지하는 유지 구멍(20b)이 오목하게 형성되어 있다. 또한, 피스톤 부재(20)에 연결된 상부면 흡착 패드(18)의 패드압은 압축 코일 스프링(22)의 스프링력에 의해 설정되게 된다.

한편, 상부면 흡착 패드(18)의 흡착면(18a)의 기울기를 조정하는 기울기 조정 기구(25)는, 유리 기판(3)을 흡인하기 위한 통기 구멍(26a)을 구비한 통기 부재(26)와, 통기 구멍(26a)에 연통하는 공기실(31)을 형성하는 제1 밀폐 부재(28) 및 제2 밀폐 부재(29)와, 통기 부재(26)를 아래방향으로 가압하는 압축 코일 스프링(30)과, 통기 부재(26)를 요동 가능하게 지지하는 지지 부재(27)를 구비하여 구성 되어 있다.

상부면 흡착 패드(18)는, 흡착면(18a)이 유리 기판(3)의 상부면에 흡착하여 유리 기판(3)을 유지하는 흡착반(吸着盤)이며, 고무 등의 탄성 부재로 형성되어 있다. 또, 그 중심부에는 통기 부재(26)가 배치되는 관통 구멍(18b)이 형성되어 있다. 통기 부재(26)는, 하단측에 소경 칼라부(26d)가 형성된 원통형의 기단부(26b)와, 기단부(26b)의 상단측에 고정된 대경 칼라부(26c)로 구성된 금속제의 부재이다. 기단부(26b)의 상단면에는, 압축 코일 스프링(30)의 일단측을 유지하는 유지부가 통기 구멍(26a)과 동심으로 형성되어 있다. 지지 부재(27)는, 통기 부재(26)의 기단부(26b)가 끼워지는 중심 구멍을 갖는 원반 형상의 부재이며, 고무 등의 탄성 부재로 형성되어 있다.

상부면 흡착 패드(18)와 통기 부재(26)와 지지 부재(27)는 기밀하게 접촉하여 일체화되도록 구성되어 있다. 즉, 후술하는 제2 밀폐 부재(29)에 설치된 투과 구멍(29a) 내에 상부면 흡착 패드(18)를 설치한 후, 통기 부재(26)의 기단부(26b)를 상부면 흡착 패드(18)의 관통 구멍(18b) 및 지지 부재(27)의 중심 구멍에 이 순번으로 아래쪽으로부터 삽통하고, 상부면 흡착 패드(18)와 지지 부재(27)를, 대경 칼라부(26c)와 소경 칼라부(26d)로 끼워 넣은 상태로, 지지 부재(27)의 탄성력을 작용시켜, 기밀 상태를 유지하면서, 기단부(26b)의 상단측에 대경 칼라부(26c)를 고정하도록 구성되어 있다.

제1 밀폐 부재(28)는, 하단측에 칼라부(28c)를 갖는 원통 형상으로 형성되어 있고, 공기실(31)로 되는 구멍부와, 이 구멍부와 호스(16)가 접속되는 개구부를 연 결하는 흡인 구멍(28a)과, 구멍부로부터 위쪽으로 뻗어있는 압축 코일 스프링(30)의 유지 구멍(28b)을 구비하고 있다. 또, 경량화를 도모하기 위해, 제1 밀폐 부재(28)는 수지 재료를 성형하여 형성되어 있다. 제2 밀폐 부재(29)는, 그 중심부에 상부면 흡착 패드(18)가 설치되는 투과 구멍(29a)을 갖는 원반 형상으로 형성되어 있다. 제2 밀폐 부재(29)도 제1 밀폐 부재(28)와 동일하게 경량화를 도모하기 위해 수지 재료를 성형하여 형성되어 있다. 투과 구멍(29a)은, 아래쪽으로 향하여 넓어지는 절구 형상으로, 상부면 흡착 패드(18)의 외주보다 충분히 크게 형성되어 있다. 구체적으로는, 상부면 흡착 패드(18)의 흡착면(18a)의 기울기가 바뀌어도, 상부면 흡착 패드(18)와 투과 구멍(29a)의 둘레면이 접촉하지 않게 형성되어 있다. 또, 투과 구멍(29a)의 상부면 측의 개구는, 통기 부재(26)의 외경 및 지지 부재(27)의 외경보다 작게 되도록 형성되어 있다.

공기실(31)은, 통기 부재(26) 및 지지 부재(27)와 일체화된 상부면 흡착 패드(18)가 투과 구멍(29a)에 설치된 상태로, 제1 밀폐 부재(28)의 칼라부(28c)와 제2 밀폐 부재(29)가 도시를 생략하는 나사로 고정되어서 형성되도록 구성되어 있다. 이 상태에서는, 공기실(31)에 통기 부재(26)의 대경 칼라부(26c)가 배치되게 되어 있다. 또한, 그 때에는, 지지 부재(27)의 탄성력을 작용시켜서 공기실(31)의 기밀 상태를 유지하도록, 지지 부재(27)의 외주 가장자리가 제1 밀폐 부재(28)와 제2 밀폐 부재(29)의 사이에 끼워져서 고정된다. 또, 이 상태에서는, 흡착면(18a)이 제2 밀폐 부재(29)의 하부면보다 약간 아래쪽으로 돌출되어 있다.

또, 기울기 조정 기구(25)는, 내경이 실린더 부재(21)의 소경부(21a)의 외경 보다도 대경(大徑)으로 형성된 얇은 두께 형상의 바닥부를 갖는 원통 부재(32)의 바닥면을 통하여 제1 밀폐 부재(28)와 피스톤 부재(20)의 하단면이 고착되는 것으로 피스톤 부재(20)와 연결되고, 피스톤 부재(20)와 일체로 상하 이동하도록 구성되어 있다. 제1 밀폐 부재(28)와 피스톤 부재(20)의 하단면을 고착할 때에는, 압축 코일 스프링(30)을 제1 밀폐 부재(28)의 유지 구멍(28b)에 삽통하고, 그 일단측을 통기 부재(26)의 유지부에 유지한 상태로 고착되게 되어 있다. 이 때, 압축 코일 스프링(30)의 타단측은 피스톤 부재(20)의 유지 구멍(20b)에 유지되어 있고, 상부면 흡착 패드(18)에는 통기 부재(26)를 통하여 아래방향으로 가압력이 작용하고 있다. 또한, 바닥부를 갖는 원통 부재(32)는, 만일, 피스톤 부재(20)와 실린더 부재(21)의 사이에 발진이 있어도, 유리 기판(3)에 오염되지 않게 설치되고 있으며, 수지 재료를 성형하여 형성되어 있다.

이상과 같이, 흡착 패드(18)와 통기 부재(26)의 대경 칼라부(26c)에 끼워지는 동시에 그 외주 가장자리가 제1 밀폐 부재(28)와 제2 밀폐 부재(29)의 사이에 끼워져서 고정된 지지 부재(27)가 탄성을 갖는 것으로부터, 소정의 범위에서 전후 좌우 어느 방향으로도 흡착면(18a)의 기울기를 바꿀 수 있게 되어 있다. 본 형태에서는, 흡착면(18a)이 5도의 경사를 가질 때까지 기울기를 바꿀 수 있게 되어 있다. 또, 상부면 흡착 패드(18)에는 아래방향의 가압력이 작용하고 있고, 흡착면(18a)이 확실히 유리 기판(3)의 상부면에 접촉하게 되어 있다.

(하부면 흡착 기구의 개략 구성)

하부면 흡착 기구(14)는, 유리 기판(3)의 하부면을 흡착 가능한 하부면 흡착 패드(35)를 구비하는 동시에, 상부면 흡착 기구(13)와 동일하게, 하부면 흡착 패드(35)의 흡착면(35a)의 기울기를 조정하는 기울기 조정 기구를 구비하고 있다.

하부면 흡착 기구(14)의 기울기 조정 기구는, 유리 기판(3)의 하부면을 흡인 가능한 통기 구멍(36a)을 구비한 통기 부재(36)와, 통기 구멍(36a)에 연통되는 공기실(41)을 형성하는 밀폐 부재(38)와, 통기 부재(36)를 아래방향으로 가압하는 압축 코일 스프링(40)과, 통기 부재(36)를 요동 가능하게 지지하는 지지 부재(37)를 구비하고 있고, 그 구성의 개략은, 상부면 흡착 기구(13)의 기울기 조정 기구(25)와 동일하게 때문에 상세한 설명은 생략한다. 즉, 하부면 흡착 기구(14)의 기울기 조정 기구의 통기 부재(36), 지지 부재(37), 밀폐 부재(38), 핸드 포크(4)의 상부면부, 압축 코일 스프링(40), 공기실(41), 계합 부재(43)는 각각, 상부면 흡착 기구(13)의 기울기 조정 기구(25)의 통기 부재(26), 지지 부재(27), 제1 밀폐 부재(28), 제2 밀착 부재(29), 압축 코일 스프링(30), 공기실(31), 통기 부재(26)의 소경 칼라부(26d)에 상당한다. 또, 개구부(4b)는 투과 구멍(29a)에 상당한다. 또한, 도 6에 나타내는 바와 같이, 밀폐 부재(38)의 유지 구멍(38b)에는 압축 코일(40)과 함께 흡인용 배관(42)이 설치되어 있다. 흡인용 배관(42)은 공기실(41)과 연통되어 있고, 하부면 흡착 패드(35)의 유리 기판(3)의 흡인을 가능하게 하고 있다.

(반송용 로봇의 동작)

이상과 같이 구성된 반송용 로봇(1)은, 레일(11)을 따라 이동한 후, 승강 기구로 암(7) 등의 높이 조정을 하면서 암(7, 9) 및 핸드(2)를 선회시켜서, 소정 위치 예를 들면, 수납 장치에 수납된 유리 기판(3)의 상부면을 흡착하며, 동일한 동 작으로 유리 기판(3)을 반송한다. 이하, 유리 기판(3)의 흡착 동작을 설명한다.

도 7은, 핸드에 의한 유리 기판의 흡착 동작의 일례를 나타내는 동작 설명도이며, (A), (B)는 각각, 유리 기판 흡착전의 핸드 포크 상태를 설명하는 설명도, 유리 기판 흡착시의 핸드 포크 상태를 설명하는 설명도이다. 또한, 도 7에서는 설명의 편의를 위해, 핸드 포크(4)의 2개소에 상부면 흡착 기구(13)가 설치되어 있는 것으로 한다.

도 7에서는, 유리 기판(3)에 휨이나 굴곡이 발생하고 있지 않는 경우에 대해 설명한다. 본 형태에 있어서의 핸드 포크(4)는, 기단부로부터 선단부까지의 길이가 약 2.2m가 되고 있기 때문에, 핸드 포크(4)에 굴곡이 생긴다. 그 때문에, 기단측의 상부면 흡착 기구(13)의 흡착면(18a)과 선단측의 상부면 흡착 기구(13)의 흡착면(18a)에는 높낮이 차 H가 생긴다(도 7( A)참조). 따라서, 반송용 로봇(1)의 승강 기구로 핸드(2)를 하강시키면서 유리 기판(3)의 상부면을 흡착하는 경우, 먼저 선단측의 상부면 흡착 기구(13)의 흡착면(18a)이 유리 기판(3)의 상부면에 접촉한다.

여기서, 상부면 흡착 기구(13)는 플로팅 기구(19)를 구비하고 있으므로, 핸드(2)가 더욱 하강하면 선단측의 상부면 흡착 기구(13)에서는, 압축 코일 스프링(22)의 가압력에 저항하여 피스톤 부재(20)가 실린더(21) 내를 상승하며, 상부면 흡착 패드(18)도 상승해 간다. 이윽고, 기단측의 상부면 흡착 기구(13)의 흡착면(18a)도 유리 기판(3)의 상부면에 접촉한다(도 7(B)참조). 이 상태에서 혹은 핸드(2)의 하강 동작과 동시에, 호스(16)를 통하여 흡인 구멍(28a), 공기실(31) 및 통기 구멍(26a)의 공기압이 부압으로 되어서, 기단측 및 선단측의 상부면 흡착 패드 (18)가 유리 기판(3)의 상부면을 흡착한다.

또한, 도 7에서는, 유리 기판(3)에 휨이나 굴곡이 없는 경우를 설명하였으나, 유리 기판(3)에 휨이나 굴곡이 있어서 유리 기판(3)의 상부면에 높낮이 차가 생기고 있는 경우라도 동일하게 플로팅 기구(19)가 작용하여, 기단측 및 선단측의 상부면 흡착 패드(18)가 유리 기판(3)의 상부면을 흡착한다. 이 경우에는, 기단측의 흡착면(18a)이 먼저 유리 기판(3)의 상부면에 접촉하기도 한다. 또, 특히, 유리 기판(3)의 휨이나 굴곡에 의해, 유리 기판(3)의 상부면이 만곡하고 있는 경우나 기울고 있는 경우에는, 기울기 조정 기구(25)가 작용하여 기단측 및 선단측의 흡착면(18a)이 유리 기판(3)의 상부면에 접촉하게 된다.

(본 형태의 효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 형태의 반송용 로봇(1)은 유리 기판(3)의 상부면을 흡착하기 위한 상부면 흡착 기구(13)를 핸드 포크(4)의 하부면 측에 구비하고 있다. 또, 상부면 흡착 기구(13)는, 피스톤 부재(20)가 실린더 부재(21) 내를 상하로 가동하는 것으로, 핸드 포크(4)에 대한 상부면 흡착 패드(18)의 상하 이동을 가능하게 하는 플로팅 기구부(19)를 구비하고 있다. 그 때문에, 유리 기판(3)에 휨이나 굴곡이 생기거나 혹은 핸드 포크(4)에 굴곡이 생겨도, 흡착 패드(18)는 유리 기판(3)의 상부면을 확실히 흡착할 수 있다.

또, 플로팅 기구부(19)는 상부면 흡착 패드(18)가 연결된 피스톤 부재(20)와, 핸드 포크(4)에 고정된 실린더 부재(21)와, 실린더 부재(21)에 대하여 피스톤 부재(20)를 아래방향으로 가압하는 가압 부재인 압축 코일 스프링(22)을 구비하고 있다. 또, 실린더 부재(21)는, 그 소경 내주면(21d)에 의해 지름 방향으로 피스톤 부재(20)를 유지하는 동시에, 단차부(21f)에서, 압축 코일 스프링(22)의 가압력을 이용하여 아래방향으로 피스톤 부재(20)를 유지하고 있다. 즉, 피스톤 부재(20)는, 압축 코일 스프링(22)에 의해 아래방향으로 가압되어서 안정된 상태로 상하 방향으로 실린더 부재(21)에 의해 유지되는 동시에, 실린더 부재(21)의 소경 내경부(21d)에 의해 가이드되어서 안정된 상태로 지름 방향으로 실린더 부재(21)에 의해 유지되고 있다. 또한 실린더 부재(21)와 피스톤 부재(20)는 함께 강성을 갖고 있다. 그 때문에, 피스톤 부재(20)에 연결된 상부면 흡착 패드(18)는 반송시, 상하 방향 및 지름 방향으로 안정된다. 따라서, 반송시에 있어서의 유리 기판(3)의 흔들림을 최소한으로 억제할 수 있다.

또, 상부면 흡착 기구(13)를 구성하는 부품 가운데, 피스톤 부재(20)와 통기 부재(26)를 제외한 부품은 모두 수지로 형성되어 있다. 그 때문에, 상부면 흡착 기구(13)의 경량화를 도모하는 것이 가능해지며, 그 결과 핸드 포크(4)의 굴곡량을 경감할 수 있다. 또한 피스톤 부재(20)와 통기 부재(26)를 제외한 부품을 금형에 의한 수지 성형품으로 하는 것으로, 복잡한 형상이라도 각 부품의 소형화가 가능해지며, 그 결과 상부면 흡착 기구(13)의 소형화를 도모하는 것이 가능해진다.

또한, 피스톤 부재(20)에 연결된 상부면 흡착 패드(18)의 패드압은 압축 코일 스프링(22)의 스프링력에 의해 설정되어 있기 때문에, 상부면 흡착 패드(18)의 패드압의 조정이, 자바라를 이용한 플로팅 기구와 비교하면 용이하게 된다.

본 형태에서는, 상부면 흡착 기구(13)는 상부면 흡착 패드(18)의 흡착면 (18a)의 기울기를 조정하는 기울기 조정 기구(25)를 구비하고 있다. 그 때문에, 흡착면(18a)은 유리 기판(3)의 상부면의 기울기나 만곡에 추종할 수 있게 된다. 따라서, 유리 기판(3)에 휨이나 굴곡이 생겨도, 유리 기판(3)에 대한 상부면 흡착 패드(18)의 흡착성을 높일 수 있다.

본 형태에서는, 상부면 흡착 기구(13)가 핸드 포크(4)의 길이 방향으로 복수 설치되어 있다. 그 때문에, 복수의 상부면 흡착 기구(13)에 의해 유리 기판(3)의 하중을 받을 수 있다. 즉, 유리 기판(3)의 하중의 지지점이 증가한다. 따라서, 유리 기판(3)이 대형화하더라도 안정된 반송이 가능해진다. 또, 압축 코일 스프링(22)의 스프링력을 상부면 흡착 기구(13)마다 설정하는 것으로, 핸드 포크(4)의 길이 방향의 각 위치에서의 상부면 흡착 패드(18)의 패드압의 설정이 가능하게 된다.

본 형태에 있어서의 반송용 로봇(1)에서는, 핸드 포크(4)에는 유리 기판(3)의 하부면을 흡착 가능한 하부면 흡착 기구(14)가 설치되어 있다. 그 때문에, 유리 기판(3)의 상부면을 흡착한 상태로 유리 기판(3)의 반송을 실시하는 공정뿐만 아니라, 유리 기판(3)의 하부면을 흡착한 상태로 유리 기판(3)의 반송을 실시하는 공정에서도 본 형태에 관련된 반송용 로봇(1)을 사용하는 것이 가능해진다. 따라서, 다양화된 제조 공정에 대응할 수 있는 반송용 로봇(1)의 제공이 가능해진다.

(다른 실시 형태)

상술한 형태는, 본 발명의 매우 적합한 형태의 일례이지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에 있어서 여러 가지 변형 가능하다. 예를 들면, 상술한 형태에서는, 플로팅 기구(19)는 가압 수단으로서 압축 코 일 스프링(22)을 구비하고 있었으나, 가압 수단은, 압축 코일 스프링에 한정되지는 않고, 유압이나 공기압을 이용하여 가압 수단을 구성하는 것도 가능하다.

또, 상술한 형태에서는 하부면 흡착 기구(14)를 구비하고 있었으나, 유리 기판(3)의 상부면을 흡착하는 제조 공정에만 대응하는 경우에는, 반송용 로봇(1)은 하부면 흡착 기구(14)를 구비할 필요는 없다.

본 발명에서는, 상부면 흡착 패드의 상하 이동을 가능하게 하는 플로팅 기구부를 구비하는 것으로 유리 기판의 상부면을 확실히 흡착하는 것이 가능해진다. 또, 플로팅 기구부에서는, 상부면 흡착 패드가 연결된 피스톤 부재가, 실린더 부재와 가압 부재에 의해 상하 방향 및 지름 방향으로 안정된다. 따라서, 반송시에 있어서의 유리 기판의 흔들림을 최소한으로 억제할 수 있어 안정된 유리 기판의 반송이 가능해진다.

Claims

유리 기판을 유지하는 핸드와, 상기 유리 기판을 흡착하기 위해 상기 핸드를 구성하는 핸드 포크에 설치된 흡착 기구를 구비한 유리 기판의 반송용 로봇에 있어서,

상기 흡착 기구로서, 상기 유리 기판의 상부면을 흡착하기 위한 상부면 흡착 기구를 상기 핸드 포크의 하부면 측에 가지며,

이 상부면 흡착 기구는, 상기 유리 기판을 흡착하는 상부면 흡착 패드와, 상기 핸드 포크에 대한 상기 상부면 흡착 패드의 상하 이동을 가능하게 하는 플로팅 기구부를 구비하고,

이 플로팅 기구부는, 상기 상부면 흡착 패드가 연결된 피스톤 부재와, 이 피스톤 부재를 유지하는 동시에 이 피스톤 부재를 상하 방향으로 안내하기 위해 상기 핸드 포크에 고정된 실린더 부재와, 이 실린더 부재에 대하여 상기 피스톤 부재를 아래방향으로 가압하는 가압 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 반송용 로봇.
제1항에 있어서,

상기 상부면 흡착 기구는, 상기 상부면 흡착 패드의 흡착면의 기울기를 조정하는 기울기 조정 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 반송용 로봇.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 상부면 흡착 기구가 상기 핸드 포크의 길이 방향으로 복수 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반송용 로봇.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 흡착 기구로서, 또한 유리 기판의 하부면을 흡착 가능한 하부면 흡착 기구가 설치되어있는 것을 특징으로 하는 반송용 로봇.