(57)【要約】【課題】受け渡しの完了の判断を適切に行い確実な受け渡しにより信頼性を保ちつつ、受け渡しの開始から完了までを短時間で実行することが可能な搬送装置を得る。【解決手段】搬送装置を、第１の保持手段４１と、第２の保持手段４２と、測定手段４３と、判断手段４４とで構成する。第１の保持手段４１および第２の保持手段４２は、真空吸着により対象物を保持する。測定手段４３は第１の保持手段４１および第２の保持手段４２の吸着力を測定する。判断手段４４は吸着量の差が所定の基準を満たすか判断する手段を有する。また、判断手段４４は第１の保持手段４１または第２の保持手段４２の一方からもう一方へ対象物が受け渡されたかを判断する。どちらかの一方の保持手段からもう一方へと対象物が受け渡される場合において、判断手段４４により吸着力の差が所定の基準を満たすと判断されたときに所定の動作が行われる。【選択図】      図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空吸着により対象物を保持する第１の保持手段及び第２の保持手段と、
前記第１の保持手段及び前記第２の保持手段の吸着力を測定する測定手段と、
前記第１の保持手段と前記第２の保持手段の前記吸着力の差が所定の基準を満たすか判断する手段及び記第１の保持手段または前記第２の保持手段のいずれか一方からもう一方へ前記対象物が受け渡されたかを判断する手段を有する判断手段とを備え、
前記第１の保持手段または前記第２の保持手段の一方が保持する前記対象物がもう一方へと受け渡される場合において、
前記判断手段は、前記吸着力の差が前記所定の基準を満たすと判断したときに所定の動作を行うことを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
前記第１の保持手段および前記第２の保持手段は前記測定手段をそれぞれ備え、
前記判断手段は前記第１の保持手段の前記測定手段が測定する前記吸着力と前記第２の保持手段の前記測定手段が測定する前記吸着力との差に基づいて前記所定の基準を満たすかの判断を行うことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
前記第１の保持手段は前記対象物の受け渡しの際に前記対象物を下側に向けて保持する構造であり、
前記第２の保持手段は前記対象物を前記第２の保持手段よりも上側に保持する構造であることを特徴とする請求項１または２いずれかに記載の搬送装置。
【請求項４】
前記第１の保持手段が保持する前記対象物が前記第２の保持手段に受け渡される場合において、
前記所定の基準は、前記第１の保持手段の吸着力から前記第２の保持手段の吸着力を引いたときの絶対値の差が前記対象物にかかる重力より小さいことを条件として含むことを特徴とする請求項３に記載の搬送装置。
【請求項５】
前記第２の保持手段が保持する前記対象物が前記第１の保持手段に受け渡される場合において、
前記所定の基準は、前記第１の保持手段の吸着力から前記第２の保持手段の吸着力を引いたときの絶対値の差が前記対象物にかかる重力より大きいことを条件として含むことを特徴とする請求項３に記載の搬送装置。
【請求項６】
前記測定手段は前記吸着力として前記第１の保持手段と前記第２の保持手段の真空度の差を測定する手段であり、
前記判断手段は前記真空度の差を前記吸着力の差として判断に用いることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
【請求項７】
第１の保持手段が対象物を真空吸着し、
前記第１の保持手段および第２の保持手段の吸着力を測定し、
前記第１の保持手段と前期第２の保持手段の前記吸着力の差が所定の基準を満たすか判断し、
前記吸着力の差が前記所定の基準を満たすと判断したときに、所定の動作を行うことを特徴とする搬送装置の制御方法。
【請求項８】
前記第１の保持手段および前記第２の保持手段において前記吸着力をそれぞれ測定し、
測定された前記第１の保持手段の前記吸着力と前記第２の保持手段の前記吸着力との差に基づいて前記所定の基準を満たすかの判断を行うことを特徴とする請求項７に記載の搬送装置の制御方法。
【請求項９】
前記第１の保持手段が前記対象物を前記第１の保持手段の下方側に保持し、
前記第１の保持手段の吸着力から前記第２の保持手段の吸着力を引いたときの差が前記対象物にかかる重力より小さいことを条件として含む前記所定の基準を満たすかの判断を行い、
前記所定の基準を満たしたと判断したときに、
前記対象物が前記第２の保持手段の上方側に保持されて第２の保持手段に受け渡されることを特徴とする請求項７または８に記載の搬送装置の制御方法。
【請求項１０】
前記第２の保持手段が前記対象物を前記第２の保持手段の上方側に保持し、
前記第１の保持手段の吸着力から前記第２の保持手段の吸着力を引いたときの差が前記対象物にかかる重力より大きいことを条件として含む前記所定の基準を満たすかの判断を行い、
前記所定の基準を満たしたと判断したときに、
前記対象物が前記第１の保持手段の下方側に保持されて第１の保持手段に受け渡されることを特徴とする請求項７または８に記載の搬送装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造装置における製品や部材の搬送技術に関するものであり、特に真空吸着を用いた搬送技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子産業などの製造工程において、部材や製品の搬送を速く、正確に行うことは生産の効率化の上で重要である。電子産業で製造されるフラットパネルディスプレイ、半導体デバイスや電池などの電子製品では、精密な回路が形成されていることが多い。また、それらの製品はわずかな汚染が製品特性に大きな影響を及ぼすことがある。従って、それらの製品の製造装置に用いられる搬送装置では衝撃や静電気等により回路等が破壊されることを防ぐ構成や、特定の面には搬送装置が接触しないような構成を備えている。
【０００３】
製品への影響を小さくするため、搬送装置では搬送の対象物の裏面等、対象物の一部のみに接触する機構とすることが多い。その際、回路の形成されていない面、いわゆる裏面等を真空吸着により吸着して搬送を行うことがある。真空吸着を行って搬送する技術としては、例えば、特許文献１のような技術が開示されている。
【０００４】
特許文献１は半導体デバイス用の基板、すなわち、ウエハーの搬送装置に関するものである。特許文献１の搬送装置は吸着によってウエハーを保持する搬送ハンドと、ウエハーを真空吸着により固定する加工処理用のステージとを備えている。特許文献１の搬送装置では搬送ハンドからステージにウエハーが引き渡される際に、搬送ハンドが所定の位置まで下降した段階でステージ側の真空吸着が開始される。引き渡しの完了はステージ側の圧力が基準を満たしたときにステージ側への吸着が完了したとして判断される。特許文献１では、ステージ側の真空吸着の開始のタイミングを吸着ハンドの位置により適切に設定することで、真空ポンプの空引きによる加工処理室の雰囲気の変化や、ウエハー受け渡し時のウエハー落下を防止できるとしている。
【０００５】
特許文献２は記憶装置用のディスクである平板状の対象物を受け渡す機構を有する装置に関するものである。特許文献２では、ディスクを吸着した第１の吸着チャックから第２の吸着チャックへとディスクを受け渡す際の技術について開示されている。第１の吸着チャックよりも第２の吸着チャックの吸着力を高くして、第２の吸着チャックにディスクを吸着した後に、第１の吸着チャック側の吸着を解除することでディスクの受け渡しが行われる。特許文献２ではこのようなディスクの受け渡しを行うことにより、第２の吸着チャックに受け渡す際にディスクの位置ずれが生じないとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２７５１２９号公報
【特許文献２】特開２００６−１３４５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された技術には次のような課題がある。特許文献１の搬送装置では、ステージ側の吸着の圧力を計測し圧力が基準を満たしたときに、吸着完了と判断している。特許文献１の構成では、ステージ側の吸着の圧力が所定の値に達するまで待機する必要があり、真空環境を生成する装置の劣化等により待機時間が長くなることがある。引用文献２においても、２つの吸着チャックの吸着力は別々に管理されており、一方の吸着力の低下等により待機時間が長くなることがある。よって、特許文献１および特許文献２のいずれの構成においても、受け渡しの開始から完了までの時間が長時間化することが生じ得る。
【０００８】
本発明は、受け渡しの完了の判断を適切に行い確実な受け渡しにより信頼性を保ちつつ、受け渡しの開始から完了までを短時間で実行することが可能な搬送装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の搬送装置は、第１の保持手段と、第２の保持手段と、測定手段と、判断手段とを備えている。第１の保持手段および第２の保持手段は、真空吸着により対象物を保持する。測定手段は第１の保持手段および第２の保持手段の吸着力を測定する。判断手段は第１の保持手段と第２の保持手段の吸着量の差が所定の基準を満たすか判断する手段を有する。また、判断手段は第１の保持手段または第２の保持手段のいずれか一方からもう一方へ対象物が受け渡されたかを判断する手段をさらに有する。第１の保持手段または第２の保持手段の一方が保持する対象物がもう一方へと受け渡される場合において、判断手段より吸着力の差が所定の基準を満たすと判断されたときに所定の動作が行われる。
【００１０】
また、本発明の搬送装置の制御方法では、第１の保持手段が対象物を真空吸着し、第１の保持手段および第２の保持手段の吸着力を測定し、第１の保持手段と第２の保持手段の前記吸着力の差が所定の基準を満たすか判断している。吸着力の差が前記所定の基準を満たすと判断したときに、所定の動作が行われる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、対象物を保持している保持手段と受け渡し先の保持手段との吸着力の測定を行い、２つの保持手段の吸着力の差を基に対象物の受け渡しの完了を判断している。２つの保持手段のそれぞれの吸着力が一定水準に達するまで待機する必要がないため、最低限の時間で受け渡し完了を判断することができる。その結果、受け渡し完了の判断により対象物を確実に搬送しつつ、搬送速度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成の概要を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における測定値等のグラフを示した図である。
【図３】従来装置での測定値のグラフを示した図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における測定値等のグラフを示した図である。
【図５】本発明の第１の実施形態において異物がある場合の例を示した図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における測定値等のグラフを示した図である。
【図７】本発明の第１の実施形態における測定値等のグラフを示した図である。
【図８】本発明の第１の実施形態における測定値等のグラフを示した図である。
【図９】本発明の第１の実施形態における測定値等のグラフを示した図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態の構成の概要を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態の構成の概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の第１の実施形態について図１を参照して詳細に説明する。図１は本実施形態の搬送装置の構成の概要を示したものである。本実施形態の搬送装置は、吸着ステージ１１と、ステージ圧力センサ１２と、ステージ三方弁１３と、吸着ハンド１４と、ハンド圧力センサ１５と、ハンド三方弁１６と、稼働部１７と、真空ポンプ１８と、制御部１９とを備えている。また、図１には本実施形態の搬送装置において搬送する対象物であるワーク１００を図示している。吸着ステージ１１からステージ三方弁１３およびステージ三方弁１３から真空ポンプ１８までは真空状態に対応した配管で接続されている。吸着ハンド１４からハンド三方弁１６およびハンド三方弁１６から真空ポンプ１８までは真空状態に対応した配管で接続されている。
【００１４】
吸着ステージ１１は本実施形態の搬送装置で搬送を行う対象物の部材や製品等であるワーク１００を所定の位置で真空吸着し、ワーク１００がずれないように固定する機能を有する。ステージ圧力センサ１２は吸着ステージ１１に接続されている配管の圧力を計測して、計測結果を制御部１９へと出力する機能を有する。また、ステージ圧力センサ１２には、圧力の計測値等を表示する機能や所定の設定値の範囲外となったときに警報を発する機能が備えられていることもある。ステージ三方弁１３は制御部１９からの指示に応じて弁の制御を行い配管の経路を切り替える機能を有する。ステージ三方弁１３は吸着ステージ１１からの配管の経路を、真空ポンプ１８側の経路または大気開放側の経路へと切り替える。
【００１５】
吸着ハンド１４はワーク１００を真空吸着して搬送する機能を有する。吸着ハンド１４は稼働部１７により上下方向に移動可能である。また、吸着ハンド１４は水平方向についても移動可能な構成としてもよい。ハンド圧力センサ１５は吸着ハンド１４に接続されている配管の圧力を計測して、計測結果を制御部１９へと出力する機能を有する。また、ハンド圧力センサ１５には、圧力の計測値等を表示する機能や所定の設定値の範囲外となったときに警報を発する機能が備えられていることもある。ハンド三方弁１６は制御部１９からの指示に応じて弁の制御を行い配管の経路を切り替える機能を有する。ハンド三方弁１６は吸着ハンド１４からの配管の経路を、真空ポンプ１８側の経路と大気開放側の経路へと切り替える。
【００１６】
稼働部１７は上下方向の稼働機構を備えており、吸着ハンド１４を上下方向に動かす機能を有する。また、稼働部１７は水平方向への稼働機構を備えていることもある。真空ポンプ１８は、配管内の空気を引き配管内を真空状態にする機能を有する。真空ポンプ１８は、適する真空度がことなるものが複数備えられていて真空度によりその真空度に適したポンプへと切り替えられて用いられることもある。また、真空ポンプ１８は、吸着ステージ１１側と吸着ハンド１４側とで別々に備えられていることもある。
【００１７】
制御部１９は、ステージ圧力センサ１２およびハンド圧力センサ１５から送られてくる圧力の計測結果に基づいて、ワーク１００の吸着状態を判断する機能を有する。また、制御部１９はワーク１００の吸着状態を基に稼働部１７の動作要否を判断し、稼働部１７へ動作指示を送る機能を有する。
【００１８】
次に本実施形態の搬送装置において、吸着ステージ１１に吸着されているワーク１００が吸着ハンド１４へと受け渡される際の動作について説明する。
【００１９】
ワーク１００が吸着ステージ１１に吸着されて保持されている状態であるとする。このとき、ステージ三方弁１３は、吸着ステージ１１と真空ポンプ１８がつながった経路の設定となっている。また、ハンド三方弁１６は大気開放側の経路となっており、吸着ハンド１４は何も保持していない状態となっている。
【００２０】
吸着ステージ１１上でのワーク１００に対する加工や処理が終わり、制御部１９がワーク１００の搬送のため吸着ハンド１４へのワーク１００の受け渡しが必要と判断したとする。制御部１９は稼働部１７に対して吸着ハンド１４を下降させる指示を送る。稼働部１７は吸着ハンド１４を下降させる指示を受けると、吸着ハンド１４を吸着ステージ１１に向かって下降させ、所定の荷重がワーク１００及び吸着ステージ１１にかかる状態で停止する。稼働部１７は、吸着ハンド１４の下降を完了すると、下降が完了したこと示す情報を制御部１９へと送る。制御部１９は下降が完了したことを示す情報を受けると、ハンド三方弁１６に対して、配管の経路を大気開放側から真空ポンプ１８側に切り替える指示を送る。また、制御部１９はステージ三方弁１３に対して、配管の経路を真空ポンプ１８側から大気開放側に切り替える指示を送る。また、ステージ三方弁１３およびハンド三方弁１６は、それぞれ制御部１９から切り替え指示を受けると、指示に応じて経路の切り替えを行う。ハンド三方弁１６の経路が真空ポンプ１８側に切り替えられると、吸着ハンド１４において徐々に真空度が高くなりワーク１００の吸着が開始される。制御部１９はステージ圧力センサ１２およびハンド圧力センサ１５から送られてくる圧力から吸着力の差を求める。制御部１９は吸着力の差が所定の条件を満たしたときに、ワーク１００の吸着ハンド１４側への吸着が完了したと判断する。
【００２１】
制御部１９は吸着ハンド１４によるワーク１００の吸着が完了したと判断すると、稼働部１７に対してワーク１００の搬送を開始する指示を送る。稼働部１７はワーク１００の搬送を開始する指示を受けると、吸着ハンド１４を上昇させる。吸着ハンド１４に吸着したワーク１００は、他の搬送装置に対して受け渡されるか、稼働部１７により吸着ハンド１４が水平方向に移動することにより次の工程へと搬送される。
【００２２】
ワーク１００の吸着ハンド１４側への吸着が完了したと判断する所定の条件について説明する。ステージ圧力センサ１２で測定される吸着ステージ１１の圧力がＰ１、吸着ステージ１１の吸引面積がＡ１、ハンド圧力センサ１５で測定される吸着ハンド１４の圧力がＰ２、吸着ハンド１４の吸引面積がＡ２であるとする。Ｐ１およびＰ２は負圧、すなわちＰ１＜０およびＰ２＜０である。このとき、吸着ステージ１１の吸着力はＰ１×Ａ１、吸着ハンド１４の吸着力はＰ２×Ａ２と表すことができる。Ｐ１およびＰ２は負圧であるため、Ｐ１×Ａ１およびＰ２×Ａ２の値は負の値となり、小さくなるにつれて吸着力は強くなる。また、ワーク１００の質量がｍ、重力加速度がｇであるとしたととき、ワーク１００にかかる重力がｍ×ｇであるとする。
【００２３】
吸着ステージ１１から吸着ハンド１４へワーク１００の受け渡しが可能となるのは、吸着ハンド１４と吸着ステージ１１の吸着力の差がワーク１００にかかる重力ｍ×ｇ以上で、吸着ハンド１４側の吸着力の絶対値が大きいときである。すなわち、｜Ｐ２×Ａ２｜−｜Ｐ１×Ａ１｜＞ｍ×ｇの式が成り立つときである。制御部１９はステージ圧力センサ１２から送られてくるＰ１と、ハンド圧力センサ１５から送られてくるＰ２から、｜Ｐ２×Ａ２｜−｜Ｐ１×Ａ１｜の値をモニターしｍ×ｇより大きくなったときに所定の条件を満たしたと判断する。本実施形態では、装置設計に基づいてＡ１およびＡ２は制御部１９にあらかじめ記憶されている。
【００２４】
図２には吸着ステージ１１および吸着ハンド１４の吸着力と吸着力の差をグラフとして示した。図２の上段は吸着ステージ１１および吸着ハンド１４の吸着力を縦軸とし、横軸を時間としてグラフに示したものである。吸着ステージ１１および吸着ハンド１４は、ワーク１００を吸着している際は負圧であるため、図２の上段ではグラフの下方向に向う側が吸着力の強くなる方向である。また、図２の下段は吸着ステージ１１および吸着ハンド１４の吸着力の差を縦軸とし、時間を横軸としてグラフに示したものである。図２に示すように、受け渡しが開始されると吸着ハンド１４側の吸着力であるハンド吸着力が強まるとともに、吸着ステージ１５側のステージ吸着力が徐々に弱まる。吸着ステージ１１側と吸着ハンド１４側の吸着力の差がｍ×ｇとなったときに、受け渡し完了と判断される。また、受け渡し開始から受け渡し完了判断までが、次のステップへと移れずに待機が必要な受け渡し待ち時間となる。
【００２５】
所定の条件はワークにかかる重力のばらつき等を考慮して所定のオフセット分の重力Ｍｏｆｆを加え、｜Ｐ２×Ａ２｜−｜Ｐ１×Ａ１｜＞ｍ×ｇ＋Ｍｏｆｆとして設定されることもある。また、ワーク１００の質量またはワーク１００にかかる重力が無視できる程度に小さい場合はｍ×ｇ＝０と近似することもできる。
【００２６】
本実施形態では吸着ステージ１１および吸着ハンド１４の吸着力の差から吸着完了の判断を行っている。ここで、吸着ステージ１１と吸着ハンド１４について別々に吸着の圧力等での条件が設定されて、その両方が条件を満たしたときにワーク１００の吸着の完了が判断される場合について説明する。吸着ステージ１１と吸着ハンド１４で別々に設定される場合に、ステージ圧力センサ１２での基準が圧力Ｐ１０以上、ハンド圧力センサ１５での基準が圧力Ｐ２０以下のように設定されたとする。このとき、吸着の完了を判断する条件は、ステージ圧力センサ１２での圧力がＰ１０以上、吸着ハンド１４の条件はハンド圧力センサ１５での圧力がＰ２０以下の両方を満たしたときとして設定される。また、｜Ｐ２０×Ａ２｜−｜Ｐ１０×Ａ１｜＞ｍ×ｇを満たすようにＰ１０とＰ２０は設定される。制御部１９が受け渡し開始の判断を行い、ステージ三方弁１３に経路の切り替え指示を送ってから、ステージ圧力センサ１２の圧力がＰ１０以上になるまでの時間をｔ１とする。また、制御部１９が受け渡し開始の判断を行い、ハンド三方弁１６に経路の切り替え指示を送ってから、ハンド圧力センサ１５の圧力がＰ２０以下になるまでの時間をｔ２とする。図３に吸着ステージ１１と吸着バンド１４に別々に条件が設定された場合の、吸着ステージ１１と吸着バンド１４の吸着の圧力を縦軸とし、縦軸を圧力の値、横軸を時間としたグラフを示した。このとき、制御部１９がワーク１００の吸着が完了したと判断するまでの時間、すなわち受け渡し待ち時間は、ｔ１またはｔ２のうちのいずれか長い方となる。
【００２７】
本実施形態において、制御部１９がワークの受け渡しの指示を送ってからワークの受け渡し完了が判断されるまでの時間をｔｆとする。吸着ステージ１１および吸着ハンド１４に別々に条件が設定されて判断が行われる場合、Ｐ１がＰ１０以上およびＰ２がＰ２０以下の条件に、本実施形態と同じ時間で条件を満たすことはあり得る。しかし、大気開放の速度と真空ポンプ１８での減圧速度の制御を厳密に行うことは難しい。そのためＰ１がＰ１０以上またはＰ２がＰ２０以下の条件を満たしても両方の時間を満たし受け渡しの判断を完了するまでどちらか一方が待機する必要がある。また、確実な受け渡しの判断を行うためにはＰ１０とＰ２０の両方に余裕を持たせる必要があることもある。どちらか一方が待機する状態ではｔ１またはｔ２の長い方はｔｆよりも長くなるため、本実施形態よりも短くなることはなく、本実施形態の方が短時間で受け渡し完了の判断が行える。
【００２８】
次に吸着ハンド１４から吸着ステージ１１へとワーク１００が受け渡される場合の動作について説明する。吸着ハンド１４がワーク１００を保持しているとする。制御部１９は吸着ハンド１４から吸着ステージ１１へのワーク１００の受け渡しの開始を判断すると、稼働部１７へ吸着ハンド１４を下降させる指示を送る。稼働部１７は吸着ハンド１４を下降させる指示を受けると、吸着ハンド１４を下降させる。稼働部１７は吸着ハンド１４を下降させ、吸着ハンド１４に吸着して保持されているワーク１００が吸着ステージ１１に接し、所定の荷重がかかる位置で吸着ハンド１４を停止させる。稼働部１７は吸着ハンド１４の下降が完了すると制御部１９に下降が完了した情報を送る。制御部１９は吸着ハンド１４の下降が完了した情報を受けると、ステージ三方弁１３に対して経路を大気開放側から真空ポンプ１８側に切り替える指示を送る。また、制御部１９はハンド三方弁１６に対して、経路を真空ポンプ１８側から大気開放側に切り替える指示を送る。ステージ三方弁１３およびハンド三方弁１６は、それぞれ制御部１９から切り替え指示を受けると、指示に応じて経路の切り替えを行う。
【００２９】
ステージ三方弁１３において大気開放側から真空ポンプ１８側への経路への切り替えが行われると、吸着ステージ１１でのワーク１００の吸着が開始される。また、ハンド三方弁１６において、真空ポンプ１８側から大気開放側への経路の切り替えが行われると、吸着ハンド１４のワーク１００の吸着圧が徐々に弱まる。制御部１９は、ステージ圧力センサ１２とハンド圧力センサ１５から送られてくる圧力の測定値から求めた吸着力の差を監視し、吸着ステージ１１側へのワーク１００の吸着完了の有無について判断する。制御部１９は、吸着ハンド１４の吸着力と吸着ステージ１１の吸着力との絶対値の差がｍ×ｇより小さくなったときに、吸着ステージ１１側へのワーク１００の吸着が完了したと判断する。すわわち、制御部１９は｜Ｐ２×Ａ２｜−｜Ｐ１×Ａ１｜＜ｍ×ｇが満たされたときに吸着ステージ１１側へのワーク１００の吸着が完了したと判断する。制御部１９は吸着ステージ１１側へのワーク１００の吸着が完了したと判断すると、稼働部１７に吸着ハンド１４を上昇させる指示を送る。稼働部１７は吸着ハンド１４を上昇させる指示を受けると、吸着ハンド１４を上昇させる。吸着ハンド１４の上昇が完了すると、稼働部１７は制御部１９に対して吸着ハンド１４の上昇が完了した情報を送る。制御部１９は吸着ハンド１４の上昇が完了した情報を受けると、ワーク１００の受け渡しの動作が完了したと判断する。制御部１９がワーク１００の受け渡しを完了したと判断すると、吸着ステージ１１上でのワーク１００に対しての加工や処理等が開始される。
【００３０】
図４に吸着ハンド１４から吸着ステージ１１へワーク１００が受け渡される場合の、吸着力の変化等を示した。図４の上段は、吸着ステージ１１の吸着力であるステージ吸着力および吸着ハンド１４の吸着力であるハンド吸着力を縦軸とし、時間を横軸としてグラフに示したものである。また、図４の下段は、吸着ステージ１１および吸着ハンド１４の吸着力の差をグラフに示したものである。受け渡し開始からステージ吸着力が徐々に強くなるとともに、ハンド吸着力が徐々に弱まり、その吸着力の差がｍ×ｇとなったときに受け渡し完了判断が行われる。また、受け渡し開始から受け渡し完了判断までの時間が、次のステップに移行できずに待機する受け渡し待ち時間となる。
【００３１】
本実施形態において、吸着ステージ１１の吸着面積Ａ１と吸着ハンド１４の吸着面積Ａ２とが等しいとき、Ａ＝Ａ１＝Ａ２であるとする。このとき、吸着ステージ１１から吸着ハンド１４への受け渡しが完了する条件は、｜Ｐ２｜−｜Ｐ１｜＞ｍ×ｇ／Ａとすることができる。また、吸着ハンド１４から吸着ステージ１１への受け渡しが完了する条件は、｜Ｐ２｜−｜Ｐ１｜＜ｍ×ｇ／Ａとすることができる。ワークにかかる重力ｍ×ｇが一定であるときｍ×ｇ／Ａが定数となるため、Ｐｃ＝ｍ×ｇ／Ａとすると、｜Ｐ２｜−｜Ｐ１｜＜Ｐｃとなる。このとき、受け渡し判断の演算において乗算が不要となるため判断が高速となる。また、制御部１９が乗算器を含まない構成とすることができ装置の小型化も可能となる。
【００３２】
本実施形態の搬送装置では、吸着ステージ１１または吸着ハンド１４とワーク１００の間に異物が挟まった場合でも、ワーク１００の受け渡しの完了の有無を判断することができる。図５は本実施形態において、ワーク１００と吸着ハンド１４の間に異物１０１が挟まった際の搬送装置の一部を例として示したものである。図６は異物１０１がある場合と無い場合における吸着ステージ１１から吸着ハンド１４へワーク１００が受け渡される際の、吸着力および吸着力差を示している。異物１０１がある場合の方が、無い場合に比べて吸着ハンド１４の吸着力であるハンド吸着力が強くなるのが遅くなるが、吸着力の差がｍ×ｇとなったときに、吸着完了の判断を行うことができる。また、図７は、異物１０１がある場合と無い場合における吸着ハンド１４から吸着ステージ１１へワーク１００を渡す場合の吸着力及び吸着力差を示している。吸着ハンド１４から吸着ステージ１１へワーク１００を渡す場合においても、異物１０１がある場合に、受け渡し完了判断までの時間は長くなるが吸着力の差がｍ×ｇとなったときに完了の判断を行うことができる。
【００３３】
吸着ステージ１１側と吸着ハンド１４側の測定結果に対して別々に条件を設定し、それぞれの測定値が条件を満たすかにより完了の判断を行う場合には、異物が挟まった際に吸着ハンド１４側の条件を満たさず待ち時間が長時間化する可能性がある。本実施形態では吸着ステージ１１と吸着ハンド１４の吸着圧力の差で判断しているため、一方の吸着力の変化が遅い場合でも、もう一方の吸着力の変化により吸着力差が所定の条件を満たせば吸着完了と判断することができる。よって、吸着力差から受け渡し完了の判断を行う本実施形態では、別々に条件を設定して測定値を基にした判断を行う場合より確実搬送を行うことが可能となる。また、本実施形態において所定の時間内に条件を満たさなかった場合に、警報を発する構成を合わせて用いることもできる。以上、異物１０１がワーク１００と吸着ハンド１４の間に挟まった場合の例について説明したがワーク１００と吸着ステージ１１の間に挟まった場合でも同様に吸着力差からワーク１００の受け渡し完了の判断を行うことができる。
【００３４】
異物１０１がワーク１００との間に挟まった場合だけでなく、真空ポンプ１８の能力が下がった場合でも、同様の方法によりワーク１００の受け渡しの完了の判断をすることができる。図８は、真空ポンプ１８に異常がある場合と正常な場合とにおいて、吸着ステージ１１から吸着ハンド１４へワーク１００が受け渡される際の、吸着力および吸着力差をグラフとして示している。また、図９は、真空ポンプ１８に異常がある場合と正常な場合とにおいて、吸着ハンド１４から吸着ステージ１１へワーク１００を渡す場合の吸着力及び吸着力差をグラフと示している。いずれの場合も、真空ポンプ１８が正常な場合に比べ、異常の場合の方が待ち時間は長くなるが、吸着力の絶対値の差がｍ×ｇより大きくなる場合または小さくなる場合に吸着完了と判断することができる。真空ポンプ１８は使用時間の経過とともに徐々に能力が下がり、定期的にオーバーホールが行われ性能を回復させながら用いられることも多い。本実施形態におけるワーク１００の受け渡しの完了の判断方法を用いることにより、オーバーホールが近づいている時期などでも、短時間でのワーク１００の受け渡しの完了の判断が可能となる。
【００３５】
本実施形態の搬送装置では吸着ハンドと吸着ステージの真空度を示す圧力測定から求めた吸着力の差を基に対象物の受け渡しの完了を判断している。吸着ハンドと吸着ステージのそれぞれの吸着力が一定水準に達するまで待機する必要がないため、最低限の時間で受け渡し完了を判断することができる。また、異物の存在や真空ポンプの能力低下により吸着能力が変化した際にも用いることができるため、対象物を安定して搬送することができる。
【００３６】
本発明の第２の実施形態について図１０を参照して詳細に説明する。図１０は本実施形態の搬送装置の構成の概要を示したものである。第１の実施形態では吸着ステージと吸着ハンドでの圧力の測定値から吸着力の差を算出して制御部が受け渡し完了の判断を行っていたが、本実施形態では吸着ステージと吸着ハンドでの差圧を基に判断が行われる。
【００３７】
本実施形態の搬送装置は、吸着ステージ３１と、ステージ三方弁３２と、吸着ハンド３３と、ハンド三方弁３４と、差圧センサ３５と、稼働部３６と、真空ポンプ３７と、制御部３８とを備えている。吸着ステージ３１からステージ三方弁３２およびステージ三方弁３２から真空ポンプ３７までは、真空状態に対応した配管で接続されている。また、吸着ハンド３３からステージ三方弁３４およびステージ三方弁３４から真空ポンプ３７までは、真空状態に対応した配管で接続されている。図１０には搬送の対象物であるワーク１００を図示している。
【００３８】
本実施形態の吸着ステージ３１、ステージ三方弁３２、吸着ハンド３３、ハンド三方弁３４、稼働部３６および真空ポンプ３７は第１の実施形態の同一名称の部位と同様の構成および機能を有している。差圧センサ３５は、吸着ステージ３１と吸着ハンド３３の圧力の差を測定し、測定値を出力する機能を有する。差圧センサ３５としては、例えば、圧力測定部を２つ有して各々の圧力測定部で求めた圧力の差を出力する方式のものを用いることができる。また、差圧センサ３５として、圧力差を計測する２つの空間を単結晶シリコンダイアフラム等で仕切り、圧力差によって歪みが生じる単結晶シリコンダイアフラム等と電極間の静電容量変化から圧力差を求める方式のものを用いることもできる。差圧を求める方法は、圧力センサを吸着ステージ３１および吸着ハンド３３の近傍に設置し、圧力センサから出力される測定結果を、他の箇所で収集して差圧を求めて出力する方式としてもよい。吸着ステージ３１の圧力をＰ１、吸着ハンド３３の圧力をＰ２とすると、吸着ステージ３１と吸着ハンド３３の圧力の差、すなわち、差圧ＰｄはＰｄ＝｜Ｐ２｜−｜Ｐ１｜となる。制御部３８は搬送装置全体の制御を行う機能を有する。また、制御部３８は差圧センサ３５からの送られてくる差圧の測定値のデータを基にワーク１００の吸着状態を判断する機能を有する。
【００３９】
次に本実施形態の搬送装置において、吸着ステージ３１に吸着されているワーク１００が吸着ハンド３３へと受け渡される際の動作について説明する。ワーク１００が吸着ステージ３１に吸着されて保持されている状態とする。このとき、ステージ三方弁３２は、吸着ステージ３１と真空ポンプ３７がつながった経路の設定となっている。また、ハンド三方弁３４は大気開放側の経路となっており、吸着ハンド３３は何も保持していない状態となっている。
【００４０】
吸着ステージ３１上でのワーク１００に対する加工や処理が終わり、制御部３８がワーク１００の搬送のために吸着ハンド３３へのワーク１００の受け渡しが必要と判断したとする。制御部３８は稼働部３６に対して吸着ハンド３３を下降させる指示を送る。稼働部３６は吸着ハンド３３を下降させる指示を受けると、吸着ハンド３３を吸着ステージ３１に向かって下降させ、所定の荷重がワーク１００および吸着ステージ３１にかかる状態で停止する。稼働部３６は、吸着ハンド３３の下降を完了すると、下降が完了したこと示す情報を制御部３８へと送る。制御部３８は下降が完了したことを示す情報を受けると、ステージ三方弁３２に対して真空ポンプ３７側から大気開放側へと経路を切り替える指示を送る。また、制御部３８はハンド三方弁３４に対して、大気開放側から真空ポンプ３７側に経路を切り替える指示を送る。ステージ三方弁３２およびハンド三方弁３４は、それぞれ制御部３８から切り替え指示を受けると、指示に応じて経路の切り替えを行う。ハンド三方弁３４の経路が真空ポンプ３７側に切り替えられると、吸着ハンド３３において徐々に真空度が高くなりワーク１００の吸着が開始される。差圧センサ３５は吸着ステージ３１と吸着ハンド３３の圧力を差圧として測定し、制御部３８へと出力する。制御部３８は差圧センサ３５から送られてくる差圧の値が所定の値以上となったときに、ワーク１００の吸着ハンド３３へ受け渡しが完了したと判断する。
【００４１】
制御部３８は吸着ハンド３３へのワーク１００の吸着が完了し受け渡しが完了したと判断すると、稼働部３６に対して吸着ハンド３３を上昇させる指示を送る。稼働部３６は吸着ハンド３３を上昇させる指示を受けると、吸着ハンド３３を所定の高さまで上昇させる。吸着ハンド３３に吸着したワーク１００は、稼働部３６により吸着ハンド３３が水平方向に移動して次の工程へと搬送されるか、他の搬送装置に対して受け渡されて次の工程へと搬送される。
【００４２】
次に本実施形態の搬送装置において、吸着ハンド３３に吸着されているワーク１００が吸着ステージ３１へと受け渡される際の動作について説明する。ワーク１００が吸着ハンド３３に吸着されて保持されている状態とする。このとき、ハンド三方弁３４は、吸着ハンド３３と真空ポンプ３７がつながった経路の設定となっている。また、ステージ三方弁３２は大気開放側の経路となっており、吸着ステージ３１は何も保持していない状態となっている。
【００４３】
制御部３８が吸着ステージ３１へのワーク１００の受け渡しが必要と判断したとする。制御部３８は稼働部３６に対して吸着ハンド３３を下降させる指示を送る。稼働部３６は吸着ハンド３３を下降させる指示を受けると、吸着ハンド３３を吸着ステージ３１に向かって下降させ、所定の荷重がワーク１００および吸着ステージ３１にかかる状態で停止する。稼働部３６は、吸着ハンド３３の下降を完了すると、下降が完了したこと示す情報を制御部３８へと送る。
【００４４】
制御部３８は下降が完了したことを示す情報を受けると、ハンド三方弁３４に対して真空ポンプ３７側から大気開放側へと経路を切り替える指示を送る。また、制御部３８はステージ三方弁３２に対して、大気開放側から真空ポンプ３７側に経路を切り替える指示を送る。ステージ三方弁３２およびハンド三方弁３４は、それぞれ制御部３８から切り替え指示を受けると、指示に応じて経路の切り替えを行う。ステージ三方弁３２の経路が真空ポンプ３７側に切り替えられると、吸着ステージ３１において徐々に真空度が高くなりワーク１００の吸着が開始される。差圧センサ３５は吸着ステージ３１と吸着ハンド３３の圧力を差圧として測定し、制御部３８へと出力する。制御部３８は差圧センサ３５から送られてくる差圧の値が所定の値以上となったときに、ワーク１００の吸着ステージ３１への受け渡しが完了したと判断する。
【００４５】
制御部３８は吸着ステージ３１へのワーク１００の吸着が完了し受け渡しが完了したと判断すると、稼働部３６に対して吸着ハンド３３を上昇させる指示を送る。稼働部３６は吸着ハンド３３を上昇させる指示を受けると、吸着ハンド３３を所定の高さまで上昇させる。以上で、吸着ハンド３３から吸着ステージ３１へのワーク１００の受け渡し動作が完了となる。受け渡し動作後は、吸着ステージ３１に固定されたワーク１００に対して、処理や加工等が行われる。また、第１の実施形態と同様に、異物が存在する場合や真空ポンプ３７の能力が低下している場合においても、差圧から判断することにより受け渡しの完了の判断が可能である。
【００４６】
本実施形態の搬送装置では、吸着ハンドと吸着ステージの真空度の差を測定し、測定結果を基に対象物の受け渡しの完了を判断している。真空度の差を利用して吸着力の差を判断することにより、吸着力を求めてその差を算出する演算素子が不要となるため、第１の実施形態の搬送装置に比べ装置の構成を簡略化することができる。また、第１の実施形態と同様に吸着ハンドと吸着ステージのそれぞれの吸着力が一定水準に達するまで待機する必要がないため、最低限の時間で受け渡し完了を判断することができる。異物の存在や真空ポンプの能力低下により吸着能力が変化した際にも用いることができるため、対象物を安定して搬送することもできる。
【００４７】
第１および第２の実施形態では、吸着ステージおよび吸着ハンドを搬送の対象物であるワークが水平に保持する例を示したが、ワークを垂直や斜め方向に保持する向きに設置してもよい。例えば、吸着ステージおよび吸着ハンドが垂直方向に対して平行になる向きに設置することができる。この場合、受け渡される側の吸着力が受け渡す側の吸着力よりもワークにかかる重力以上大きくなった場合に受け渡し完了の判断がなされる。また、吸着ステージおよび吸着ハンドはワークが斜め方向を向くように設置されていてもよい。
【００４８】
第１および第２の実施形態において、受け渡し開始から完了までの時間を計測し、所定の時間内に完了しないときに警告を発する構成とすることもできる。この場合、徐々に時間が長くなった場合は、真空ポンプの使用継続による能力低下と判断し、急に長くなった場合は、真空ポンプ等の異常や異物の存在の可能性を予測することが可能となる。
【００４９】
本発明の第３の実施形態について図１１を参照して詳細に説明する。図１１は本実施形態の搬送装置の構成の概要を示したものである。本実施形態の搬送装置は、第１の保持手段４１と、第２の保持手段４２と、測定手段４３と、判断手段４４とを備えている。第１の保持手段４１および第２の保持手段４２は、真空吸着により対象物を保持する。測定手段４３は第１の保持手段４１および第２の保持手段４２の吸着力を測定する。判断手段４４は第１の保持手段４１と第２の保持手段４２の吸着量の差が所定の基準を満たすか判断する手段を有する。また、判断手段４４は第１の保持手段４１または第２の保持手段４２のいずれか一方からもう一方へ対象物が受け渡されたかを判断する手段をさらに有する。第１の保持手段４１または第２の保持手段４２の一方が保持する対象物がもう一方へと受け渡される場合において、判断手段４４により吸着力の差が所定の基準を満たすと判断されたときに所定の動作が行われる。
【００５０】
本実施形態の搬送装置では対象物を保持している保持手段と受け渡し先の保持手段との吸着力の測定を行い、２つの保持手段の吸着力の差を基に対象物の受け渡しの完了を判断している。２つの保持手段のそれぞれの吸着力が一定水準に達するまで待機する必要がないため、最低限の時間で受け渡し完了を判断することができる。その結果、受け渡し完了の判断により対象物を確実に搬送しつつ、搬送速度を向上することができる。
【００５１】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【００５２】
［付記１］真空吸着により対象物を保持する第１の保持手段及び第２の保持手段と、前記第１の保持手段及び前記第２の保持手段の吸着力を測定する測定手段と、前記第１の保持手段と前記第２の保持手段の前記吸着力の差が所定の基準を満たすか判断する手段及び前記第１の保持手段または前記第２の保持手段のいずれか一方からもう一方へ前記対象物が受け渡されたかを判断する手段を有する判断手段とを備え、前記第１の保持手段または前記第２の保持手段の一方が保持する前記対象物がもう一方へと受け渡される場合において、前記判断手段は、前記吸着力の差が前記所定の基準を満たすと判断したときに所定の動作を行うことを特徴とする搬送装置。
【００５３】
［付記２］
前記第１の保持手段および前記第２の保持手段は前記測定手段をそれぞれ備え、前記判断手段は前記第１の保持手段の前記測定手段が測定する前記吸着力と前記第２の保持手段の前記測定手段が測定する前記吸着力との差に基づいて前記所定の基準を満たすかの判断を行うことを特徴とする付記１に記載の搬送装置。
【００５４】
［付記３］前記第１の保持手段は前記対象物の受け渡しの際に前記対象物を下側に向けて保持する構造であり、前記第２の保持手段は前記対象物を前記第２の保持手段よりも上側に保持する構造であることを特徴とする付記１または２いずれかに記載の搬送装置。
【００５５】
［付記４］前記第１の保持手段が保持する前記対象物が前記第２の保持手段に受け渡される場合において、前記所定の基準は、前記第１の保持手段の吸着力から前記第２の保持手段の吸着力を引いたときの絶対値の差が前記対象物にかかる重力より小さいことを条件として含むことを特徴とする付記３に記載の搬送装置。
【００５６】
［付記５］前記第２の保持手段が保持する前記対象物が前記第１の保持手段に受け渡される場合において、前記所定の基準は、前記第１の保持手段の吸着力から前記第２の保持手段の吸着力を引いたときの絶対値の差が前記対象物にかかる重力より大きいことを条件として含むことを特徴とする付記３または４いずれかに記載の搬送装置。
【００５７】
［付記６］前記吸着力が真空度を圧力として測定したものを基にしていることを特徴とする付記１から６いずれかに記載の搬送装置。
【００５８】
［付記７］前記吸着力が真空度として測定されるものであり、前記判断手段は前記第１の前記第１の保持手段の前記真空度と前期第２の保持手段の前記真空度を比較してその圧力の差が前記所定の基準を満たすかの判断を行うことを特徴とする付記１から３いずれかに記載の搬送装置。
【００５９】
［付記８］前記測定手段は前記吸着力として前記第１の保持手段と前記第２の保持手段の真空度の差を測定する手段であり、前記判断手段は前記真空度の差を前記吸着力の差として判断に用いることを特徴とする付記１に記載の搬送装置。
【００６０】
［付記９］前記対象物の受け渡しの開始から所定の時間内に前記基準を満たすとの判断が行われなかった場合に、警報を発する手段をさらに備えることを特徴とする付記１から８いずれかに記載の搬送装置。
【００６１】
［付記１０］第１の保持手段が対象物を真空吸着し、前記第１の保持手段および第２の保持手段の吸着力を測定し、前記第１の保持手段と前期第２の保持手段の前記吸着力の差が所定の基準を満たすか判断し、前記吸着力の差が前記所定の基準を満たすと判断したときに、前記第１の保持手段から前記第２の保持手段へと前記対象物が受け渡されることを特徴とする搬送装置の制御方法。
【００６２】
［付記１１］前記第１の保持手段および前記第２の保持手段において前記吸着力をそれぞれ測定し、測定された前記第１の保持手段の前記吸着力と前記第２の保持手段の前記吸着力との差に基づいて前記所定の基準を満たすかの判断を行うことを特徴とする付記１０に記載の搬送装置の制御方法。
【００６３】
［付記１２］前記第１の保持手段が前記対象物を前記第１の保持手段の下方側に保持し、前記第１の保持手段の吸着力から前記第２の保持手段の吸着力を引いたときの差が前記対象物にかかる重力より小さいことを条件として含む前記所定の基準を満たすかの判断を行い、前記所定の基準を満たしたと判断したときに、前記対象物が前記第２の保持手段の上方側に保持されて第２の保持手段に受け渡されることを特徴とする付記１０または１１いずれかに記載の搬送装置の制御方法。
【００６４】
［付記１３］前記第２の保持手段が前記対象物を前記第２の保持手段の上方側に保持し、前記第１の保持手段の吸着力から前記第２の保持手段の吸着力を引いたときの差が前記対象物にかかる重力より大きいことを条件として含む前記所定の基準を満たすかの判断を行い、前記所定の基準を満たしたと判断したときに、前記対象物が前記第１の保持手段の下方側に保持されて第１の保持手段に受け渡されることを特徴とする付記１０または１１いずれかに記載の搬送装置の制御方法。
【００６５】
［付記１４］前記第１の保持手段から前記第２の保持手段への前記対象物の受け渡し開始から所定の時間内に前記所定の基準を満たすとの判断が行われなかった場合に、警報を発することを特徴とする付記１０から１３いずれかに記載の搬送装置の制御方法。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、電子機器製造や機械製造分野等での搬送装置内の搬送機構や搬送装置間の搬送装置等に用いることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１１    吸着ステージ
１２    ステージ圧力センサ
１３    ステージ三方弁
１４    吸着ハンド
１５    ハンド圧力センサ
１６    ハンド三方弁
１７    稼働部
１８    真空ポンプ
１９    制御部
３１    吸着ステージ
３２    ステージ三方弁
３３    吸着ハンド
３４    ハンド三方弁
３５    差圧センサ
３６    稼働部
３７    真空ポンプ
３８    制御部
４１    第１の保持手段
４２    第２の保持手段
４３    測定手段
４４    判断手段
１００    ワーク
１０１    異物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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