TWI471257B - Liquid crystal handling robot and its control method - Google Patents

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TWI471257B TW97118138A TW97118138A TWI471257B TW I471257 B TWI471257 B TW I471257B TW 97118138 A TW97118138 A TW 97118138A TW 97118138 A TW97118138 A TW 97118138A TW I471257 B TWI471257 B TW I471257B
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Masaaki Kiritani
Hirofumi Kato
Tetsuya Yamasaki
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Yaskawa Denki Seisakusho Kk
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Description

液晶搬運機器人及其控制方法
本發明是關於液晶搬運裝置的控制方法。
習知的液晶搬運機器人，對於液晶基板橫向偏位的修正方法已揭示有使用距離感測器計測橫向偏位，將機器人朝橫向移動修正橫向偏位的方法(例如參照專利文獻1)。第4圖中圖示著習知的液晶搬運機器人。連結部106的上端部106a，如第4圖所示，安裝有位置檢測感測器114支撐用的支撐臂115。此時最好是將支撐臂115安裝成可讓位置檢測感測器114配置在機器人手部彎折方向相對側地安裝在連結部106的上端部106a為佳。接著，將位置檢測感測器114形成為朝玻璃基板W側(第4圖的右側)開口的「ㄈ」字型，以在機器人手部105吸附著玻璃基板後，移動至機器人的原點位置時，可檢測車玻璃基板左端緣位置。
此外，手臂131C的上面安裝有2處和玻璃基板前面部大致平行的第1距離感測器113，在第1距離感測器113的後方部，可轉動地配設有安裝著位置檢測感測器114的支撐臂。支撐臂是形成為「L」字型，於前端部形成有朝玻璃基板側開口的「」字型位置檢測感測器114。支撐臂是由未圖示的驅使馬達驅動成如第5圖所示以機器人手部131C的後方安裝部為中心朝順時針方向轉 動，其轉動終端，在玻璃基板移動至原點位置時，可讓玻璃基板的左端緣位於插入在位置檢測感測器114開口部的位置。
[專利文獻1]日本特開平9-162257號(第4-5頁、第4圖、第7圖)
液晶搬運機器人，是以機器人手部從多段配置有玻璃基板的匣盒吸附玻璃基板，進行作業區域的玻璃基板配置作業。於配置有玻璃基板的匣盒，玻璃基板是需配置在指定位置，然而實際上在匣盒內會產生旋轉偏位或橫向偏位，該狀態下的玻璃基板以機器人手部取出時，在包括有載置誤差的狀態搬運至作業區域，以致在作業區域執行的描繪或曝光步驟出現誤差，導致玻璃基板成為瑕疵品。此外，近年來玻璃基板大型化的趨勢，以致微小量的旋轉偏位或橫向偏位也因為基板大型化的影響而變大。另外，玻璃基板大型化的趨勢，導致搬運物慣性變大，另一方面又被要求縮短生產間隔時間。即，對於液晶搬運機器人要求需具高剛性的構造，需為難以振動的構造。
相對於此，習知的液晶搬運機器人，具備有修正載置在機器人手部上的液晶基板的旋轉偏位及橫向偏位用的感測器，藉此進行位置修正，但連結部上所配備的支撐臂具備有位置檢測感測器之構造的液晶搬運機器人，在移動載 置有大慣性液晶玻璃基板的機器人手部時連結部也會作用著反力，以致從該連結部延伸至上方的位置上配置的位置感測器因支撐臂剛性低而產生振動。在該振動產生中即使對橫向偏位進行計測但位置感測器本身的振動值也會受到檢測，所以就產生無法檢測出真正橫向偏位量的問題。
此外，對於轉動著安裝有位置檢測感測器的支撐臂對玻璃基板橫向偏位進行計測的方法，是將安裝有位置檢測感測器的支撐臂進行轉動使其配置在計測位置，因此在位置檢測感測器的計測位置，會產生某種程度以上的轉動運動誤差，以致產生無法檢測出正確橫向偏位量的問題。
本發明是有鑑於上述問題點而為的發明，目的是提供一種能夠正確檢測出玻璃基板的位置，對位置進行修正後進行搬運的液晶搬運機器人。
為了解決上述問題，本發明的構成如下述。
申請專利範圍第1項所記載的發明，係昇降移動連桿機構所形成的昇降機構，和水平移動連桿機構所形成的左右兩個水平多關節機構，和可將矩形形狀的基板載置在上述水平多關節機構的手部，及配備在上述昇降機構的行走台車所構成的液晶搬運機器人中，構成為：上述昇降機構，具備：第1旋繞軸；經由該第1旋繞軸所連結的兩個昇降移動連桿機構；及使得該兩個昇降移動連桿機構以上述第1旋照軸為中心旋繞的驅動機構，在上述第1旋繞軸 周圍旋繞的上述兩個昇降移動連桿機構之中的上方連桿機構的前端具備可在水平面內旋繞的第2旋繞軸，上述水平多關節機構，具備：與安裝在可於上述水平面內旋繞之第2旋繞軸的水平底座連結，並藉著定位在垂直面內的第3旋繞軸而可彼此旋繞地連結的第3及第4臂體，及驅動該等第3及第4臂體的驅動手段，上述手部在上述基板的搬運方向移動的場合，上述左右兩個水平方向多關節機構分別之透過上述第3旋繞軸連結而相對於上述基板的搬運方向成左右對撐配置的上述第3及第4臂體是以上述第3旋繞軸為中心旋繞藉此進退，在上述手部和水平多關節機構之間配備著立柱，在上述立柱配備有可對上述基板位置進行檢測的感測器，上述水平多關節機構針對上述基板的搬運方向構成為對稱構造，此外配備在上述立柱的上述感測器也以可成為上述對稱構造的狀態配置。
此外，申請專利範圍第2項所記載的發明，構成為上述感測器以可讓上述矩形形狀基板一邊通過的狀態配置在上述立柱。
又，申請專利範圍第3項所記載的發明，構成為上述感測器由穿透型的光感測器形成，上述立柱形成為逆ㄈ字形狀，上述立柱的上下面具備有上述感測元件。
此外，申請專利範圍第4項所記載的發明，構成為上述光感測器是以矩形形狀基板一邊通過時的上述基板造成的遮光量檢測出上述基板的橫向偏位量。
另外，申請專利範圍第5項所記載的發明，是由可載 置矩形形狀基板的手部至少具備1個旋繞軸的昇降移動連桿機構所形成的昇降機構，和由至少2個旋繞軸形成的水平移動連桿機構所構成的左右兩個水平多關節機構，及配在上述昇降機構的行走台車所共同操作的液晶搬運機器人中，構成為：上述昇降機構，具備：第1旋繞軸；經由該第1旋繞軸所連結的兩個昇降移動連桿機構；及使得該兩個昇降移動連桿機構以上述第1旋照軸為中心旋繞的驅動機構，在上述第1旋繞軸周圍旋繞的上述兩個昇降移動連桿機構之中的上方連桿機構的前端具備可在水平面內旋繞的第2旋繞軸，上述水平多關節機構，具備：與安裝在可於上述水平面內旋繞之第2旋繞軸的水平底座連結，並藉著定位在垂直面內的第3旋繞軸而可彼此旋繞地連結的第3及第4臂體，及驅動該等第3及第4臂體的驅動手段，上述手部在上述基板的搬運方向移動的場合，上述左右兩個水平方向多關節機構分別之透過上述第3旋繞軸連結而相對於上述基板的搬運方向成左右對撐配置的上述第3及第4臂體是以上述第3旋繞軸為中心旋繞藉此進退，在上述手部和上述水平多關節機構之間配備著立柱，並且，上述水平多關節機構是針對上述基板的搬運方向構成為左右對稱構造，此外配備在上述立柱的上述感測器也成為上述左右對稱構造的狀態配置，並且上述感測器以可讓上述矩形形狀基板的一邊通過的狀態配置在上述立柱，於上述立柱根據上述基板位置檢測的感測訊號操作修正上述基板位置。
又，申請專利範圍第6項所記載的發明，構成為當根 據上述感測訊號檢測出上述基板旋轉偏位時，將上述旋轉偏位轉換成上述立柱所具備的旋轉軸的旋轉角度藉此修正上述旋轉偏位。
此外，申請專利範圍第7項所記載的發明，構成為當根據上述感測訊號檢測出上述基板橫向偏位時，將上述橫向偏位轉換成上述行走台車的移動量進行修正。
另外，申請專利範圍第8項所記載的發明，構成為當根據上述感測訊號檢測出上述基板的旋轉偏位和橫向偏位時，在上述旋轉偏位的修正步驟之後執行上述橫向偏位的修正步驟。
又，申請專利範圍第9項所記載的發明，構成為上述感測訊號為距離檢測感測器的訊號，在根據上述距離檢測感測器的訊號執行旋轉偏位的修正步驟之後執行橫向偏位的修正步驟。
根據申請專利範圍第1項至第4項的發明時，由於在剛性高的立柱具備有基板位置檢測用的感測器，所以即使高加速暨高速移動手部，但其反力不會直接對立柱造成振動，因此能夠獲得正確的位置資訊。如此一來就能夠檢測出基板的正確位置，能夠實現正確修正，解決目前為止成為問題之作業區域的描繪或曝光步驟產生瑕疵品的問題，同時還可適用於大型化的玻璃基板。
此外，根據申請專利範圍第5項至第9項的發明時， 由於能夠根據正確的位置資訊執行修正，所以能夠讓玻璃基板在被搬運往作業區域時定位在正確位置，因此能夠提昇製品的加工精度。另外，因是於玻璃基板通過時檢測出位置資訊，根據檢測結果轉換成各關節的旋轉角度，所以玻璃基板移動中也能夠獲得修正，因此能夠縮短生產間隔時間。
 [發明之最佳實施形態]
以下，參照圖面對本發明實施形態進行說明。
[實施例1]
第1圖為本發明液晶搬運機器人透視圖。第1圖是表示左腕臂朝前方伸出的狀態，第2圖是表示右腕臂朝前方伸出的狀態。圖中，圖號1為液晶搬運機器人，圖號1C為第1旋繞軸，圖號2C為第2旋繞軸，圖號3C為第3旋繞軸，圖號1A為第1臂體，圖號2A為第2臂體，圖號3A為第3臂體，圖號4A為第4臂體，圖號7為水平底座，圖號8為字立柱，圖號9R、9L為機器人手部，圖號10為距離檢測感測器，圖號11為固定底座，圖號12為行走台車。
本發明和專利文獻1不同之處，在於玻璃基板橫向偏位檢測用的距離檢測感測器配備在字立柱的部份。
液晶搬運機器人1是大區分為3個構造所構成。其一 是由可移動成讓固定底座11朝垂直方向上昇的第1旋繞軸1C形成，由水平底座7上在水平面內進行旋繞的第3旋繞軸3C形成。此外，針對以第2旋繞軸2C為中心載置有玻璃基板WR、WL的機器人手部9R、9L的行進方向在左右對稱配置有第3及第4臂體3A、4A，以第2旋繞軸2C左右對稱旋繞第3及第4臂體3A、4A及機器人手部9R、9L。
另外，固定底座11是安裝在行走台車12，行走台車12是朝玻璃基板進退方向的正交方向移動。
以下是詳細說明機器人的構造。
配置在固定底座11，水平面內具備旋轉軸的第1旋繞軸1C是以皮帶驅動第1及第2臂體1A、2A，讓第1臂體1A及第2臂體2A以第1旋繞軸1C為中心進行旋繞，使液晶搬運機器人1上下移動。第2臂體2A的前端是安裝在水平底座7，具備著垂直面內具有旋繞軸的第2旋繞軸2C，由第2旋繞軸2C讓水平底座7形成旋繞，於水平底座7，左腕和右腕的臂體3A、4A是以對稱構造配置，分別加標有L和R，L表示左腕，R表示右腕。在水平底座7分別配置有第3臂體3AR、3AL，第3臂體3AR、3AL的另一端，配備著垂直面內具有旋繞軸的第3旋繞軸3CR、3CL，利用第3旋繞軸3CR、3CL讓第3臂體3AR、3AL和第4臂體4AR、4AL皮帶驅動成旋繞。第4臂體4AR、4AL的另一端是連結著具備機器人手部9R、9L的字立柱8R、8L。
於字立柱8R、8L，如第2圖所示在玻璃基板WR、WL通過的部份成相向配置有例如穿透型光感測器的距離檢測感測器10R、10L。例如：從光的遮光量換算成玻璃基板WR、WL的位置。此外，機器人手部9R、9L為獲得輕型和高剛性是以CFRP(碳纖維強化塑膠)形成，但玻璃基板WR、WL隨著大型化其重量將達到數10kg，因此立柱8R、8L也是以可具備高剛性的最佳厚度及材質形成。
其次，針對液晶搬運機器人1的動作進行說明。液晶搬運機器人1，對於在指定高度的未圖示玻璃基板WR、WL是利用第1旋繞軸1C的控制進行移動，讓機器人手部9R、9L和玻璃基板WR、WL的高度相同，利用第3旋繞軸3C的控制讓臂體3A、4A進退藉此將玻璃基板WR、WL載置在機器人手部9R、9L上移動至玻璃基板WR、WL的作業區域。
其次，針對玻璃基板在機器人手部上的位置修正方法是使用第3圖說明其步驟。
(1)將玻璃基板載置在上。
(2)從未圖示的機器人手部所具備的2個感測器的相對角度檢測出角度偏位。例如也可利用專利文獻1所揭示的角度偏位檢測方法進行檢測。
(3)將步驟(2)所檢測出的角度偏位轉換成第3旋繞軸的旋繞角度藉此修正角度。
(4)載置在機器人手部的玻璃基板若為縮入的狀況，則以搭載在字立柱的距離檢測感測器檢測出橫向 偏位。
(5)若產生橫向偏位時，則將偏位量轉換成行走台車的移動量藉此修正位置。
(6)維持著已修正角度及位置的姿勢往作業區域移動。
1‧‧‧液晶搬運機器人
1C‧‧‧第1旋繞軸
2C‧‧‧第2旋繞軸
3C‧‧‧第3旋繞軸
4C‧‧‧第4旋繞軸
1A‧‧‧第1臂體
2A‧‧‧第2臂體
3A‧‧‧第3臂體
4A‧‧‧第4臂體
7‧‧‧水平底座
8‧‧‧字立柱
9R、L‧‧‧機器人手部
10R、L‧‧‧檢測感測器
11‧‧‧固定底座
12‧‧‧行走台車
第1圖為表示本發明的液晶搬運機器人透視圖。
第2圖為本發明的機器人手部的構造之示意圖。
第3圖為表示本發明位置修正方法的流程圖。
第4圖為表示習知的液晶搬運機器人正面圖。
第5圖為表示習知的液晶搬運機器人的感測部圖。
1A‧‧‧第1臂體
2A‧‧‧第2臂體
1C‧‧‧第1旋繞軸
2C‧‧‧第2旋繞軸
3AL‧‧‧第3臂體(左腕)
4AL‧‧‧第4臂體(左腕)
3AR‧‧‧第3臂體(右腕)
4AR‧‧‧第4臂體(右腕)
3CL‧‧‧第3旋繞軸(左腕)
3CR‧‧‧第3旋繞軸(右腕)
7‧‧‧水平底座
8‧‧‧字立柱
9‧‧‧機器人手部
10‧‧‧距離檢測感測器
11‧‧‧固定底座
12‧‧‧行走台車
W‧‧‧玻璃基板

Claims (9)

  1. 一種液晶搬運機器人，係昇降移動連桿機構所形成的昇降機構；水平移動連桿機構所形成的左右的兩個水平多關節機構；可將矩形形狀的基板載置在上述水平多關節機構的手部；及配備在上述昇降機構的行走台車所構成的液晶搬運機器人，其特徵為：上述昇降機構，具備：第1旋繞軸；經由該第1旋繞軸所連結的兩個昇降移動連桿機構；及使得該兩個昇降移動連桿機構以上述第1旋照軸為中心旋繞的驅動機構，在上述第1旋繞軸周圍旋繞的上述兩個昇降移動連桿機構之中的上方連桿機構的前端具備可在水平面內旋繞的第2旋繞軸，上述水平多關節機構，具備：與安裝在可於上述水平面內旋繞之第2旋繞軸的水平底座連結，並藉著定位在垂直面內的第3旋繞軸而可彼此旋繞地連結的第3及第4臂體，及驅動該等第3及第4臂體的驅動手段，上述手部在上述基板的搬運方向移動的場合，上述左右兩個水平方向多關節機構分別之透過上述第3旋繞軸連結而相對於上述基板的搬運方向成左右對撐配置的上述第3及第4臂體是以上述第3旋繞軸為中心旋繞藉此進退，於上述手部和上述水平多關節機構之間配備著立柱，在上述立柱配備有可對上述基板位置進行檢測的感測器，上述水平多關節機構是針對上述基板的搬運方向構成為左右對稱構造，此外配備在上述立柱的上述感測器也成 為上述左右對稱構造的狀態配置。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載的液晶搬運機器人，其中，上述感測器是可讓上述矩形形狀基板的一邊通過的狀態配置在上述立柱。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載的液晶搬運機器人，其中，上述感測器是由穿透型的光感測器形成，上述立柱是形成為逆ㄈ字形狀，上述立柱的上下面具備有上述感測元件。
  4. 如申請專利範圍第3項所記載的液晶搬運機器人，其中，上述光感測器是以矩形形狀基板的一邊通過時的上述基板產生的遮光量檢測出上述基板的橫向偏位量。
  5. 一種液晶搬運機器人控制方法，係由可載置矩形形狀基板的手部的至少具備1個旋繞軸的昇降移動連桿機構所形成的昇降機構；由至少2個旋繞軸形成的水平移動連桿機構所構成的左右兩個水平多關節機構；及配備在上述昇降機構的行走台車所操作的液晶搬運機器人控制方法，其特徵為：上述昇降機構，具備：第1旋繞軸；經由該第1旋繞軸所連結的兩個昇降移動連桿機構；及使得該兩個昇降移動連桿機構以上述第1旋照軸為中心旋繞的驅動機構，在上述第1旋繞軸周圍旋繞的上述兩個昇降移動連桿機構之中的上方連桿機構的前端具備可在水平面內旋繞的第2旋繞軸，上述水平多關節機構，具備：與安裝在可於上述水平 面內旋繞之第2旋繞軸的水平底座連結，並藉著定位在垂直面內的第3旋繞軸而可彼此旋繞地連結的第3及第4臂體，及驅動該等第3及第4臂體的驅動手段，上述手部在上述基板的搬運方向移動的場合，上述左右兩個水平方向多關節機構分別之透過上述第3旋繞軸連結而相對於上述基板的搬運方向成左右對撐配置的上述第3及第4臂體是以上述第3旋繞軸為中心旋繞藉此進退，於上述手部和上述水平多關節機構之間配備著立柱，並且，上述水平多關節機構是針對上述基板的搬運方向構成為左右對稱構造，此外配備在上述立柱的上述感測器也成為上述左右對稱構造的狀態配置，並且上述感測器是可讓上述矩形形狀基板的一邊通過的狀態配置在上述立柱，於上述立柱根據上述基板位置檢測的感測訊號操作修正上述基板的位置。
  6. 如申請專利範圍第5項所記載的液晶搬運機器人控制方法，其中，根據上述感測訊號檢測出上述基板旋轉偏位時，將上述旋轉偏位轉換成上述立柱所具備的旋繞軸的旋轉角度以修正上述旋轉偏位。
  7. 如申請專利範圍第5項所記載的液晶搬運機器人控制方法，其中，根據上述感測訊號檢測出上述基板橫向偏位時，將上述橫向偏位轉換成上述行走台車的移動量進行修正。
  8. 如申請專利範圍第5項所記載的液晶搬運機器人控制方法，其中，根據上述感測訊號檢測出上述基板的旋 轉偏位和橫向偏位時，在上述旋轉偏位的修正步驟之後執行上述橫向偏位的修正步驟。
  9. 如申請專利範圍第5項所記載的液晶搬運機器人控制方法，其中，上述感測訊號為距離檢測感測器的訊號，在根據上述距離檢測感測器的訊號執行旋轉偏位的修正步驟之後執行橫向偏位的修正步驟。
TW97118138A 2007-06-06 2008-05-16 Liquid crystal handling robot and its control method TWI471257B (zh)

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