(57)【要約】【課題】簡単な構成でありながら、被搬送物を保持する保持装置の中心位置および保持装置に保持された被搬送物の中心位置をも非接触で検出することができる保持装置を有する搬送装置を提供すること。【解決手段】第１方向に沿って移動する保持装置４１０に第１光を照射して第１光を受光することで保持装置４１０により遮光された第１光に対応する保持装置４１０の第１方向に関する第１寸法を検出する第１検出部５０１と、第２方向に沿って移動する保持装置４１０に第２光を照射して第２光を受光することで保持装置４１０により遮光された第２光に対応する保持装置４１０の第２方向に関する第２寸法を検出する第２検出部５０２とを有し、第１駆動部２０１による保持装置４１０の移動量から保持装置４１０の第１寸法における中心を検出し、第２駆動部２０２による保持装置４１０の移動量から保持装置４１０の第２寸法における中心を検出する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被搬送物を保持装置により保持して前記被搬送物を搬送する搬送装置であって、
前記保持装置を第１方向に沿って移動する第１駆動部と、前記保持装置を前記第１方向とは交差する第２方向に移動する第２駆動部とを有する移動操作部と、
前記第１方向に沿って移動する前記保持装置に第１光を照射して前記第１光を受光することで前記保持装置により遮光された前記第１光に対応する前記保持装置の前記第１方向に関する第１寸法を検出する第１検出部と、
前記第２方向に沿って移動する前記保持装置に第２光を照射して前記第２光を受光することで前記保持装置により遮光された前記第２光に対応する前記保持装置の前記第２方向に関する第２寸法を検出する第２検出部と、
前記第１駆動部による前記保持装置の移動量から前記保持装置の前記第１寸法における中心を検出し、前記第２駆動部による前記保持装置の移動量から前記保持装置の前記第２寸法における中心を検出することで、前記保持装置の前記第１方向と前記第２方向に関する中心位置を得る制御部と、
を備えることを特徴とする保持装置を有する搬送装置。
【請求項２】
前記第１駆動部は、前記第１方向に関する前記保持装置の移動量を検出する第１エンコーダを有し、前記第２駆動部は、前記第２方向に関する前記保持装置の移動量を検出する第２エンコーダを有していることを特徴とする請求項１に記載の保持装置を有する搬送装置。
【請求項３】
前記第１検出部は、投光側光ファイバと前記投光側光ファイバに対向して配置された受光側光ファイバとを有し、前記第２検出部は、投光側光ファイバと前記投光側光ファイバに対向して配置された受光側光ファイバとを有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の保持装置を有する搬送装置。
【請求項４】
前記保持装置は、前記被搬送物を着脱可能に吸着するノズル装置であることを特徴とする請求項３に記載の保持装置を有する搬送装置。
【請求項５】
前記第１検出部は、前記保持装置に保持された前記被搬送物を、前記第１方向に沿って移動する際に、前記被搬送物に前記第１光を照射して前記第１光を受光することで前記被搬送物により遮光された前記第１光に対応する前記被搬送物の前記第１方向に関する第３寸法を検出し、
前記第２検出部は、前記保持装置に保持された前記被搬送物を、前記第２方向に沿って移動する際に、前記被搬送物に前記第２光を照射して前記第２光を受光することで前記被搬送物により遮光された前記第２光に対応する前記被搬送物の前記第２方向に関する第４寸法を検出し、
前記制御部は、前記第１駆動部による前記保持装置の移動量から前記被搬送物の前記第３寸法における中心を検出し、前記第２駆動部による前記保持装置の移動量から前記被搬送物の前記第４寸法における中心を検出することで、前記被搬送物の前記第１方向と前記第２方向に関する中心位置を得ることを特徴とする請求項３に記載の保持装置を有する搬送装置。
【請求項６】
前記第１光の遮光と前記第２光の遮光は、前記被搬送物の横端面を使って行われることを特徴とする請求項５に記載の保持装置を有する搬送装置。
【請求項７】
被搬送物を保持装置により保持して前記被搬送物を搬送する搬送装置における位置ずれ検出方法であって、
移動操作部の第１駆動部が前記保持装置を第１方向に沿って移動して、前記移動操作部の第２駆動部が前記保持装置を前記第１方向とは交差する第２方向に移動する際に、
前記第１方向に沿って移動する前記保持装置に第１光を照射して前記第１光を受光することで前記保持装置により遮光された前記第１光に対応する前記保持装置の前記第１方向に関する第１寸法を第１検出部により検出し、
前記第２方向に沿って移動する前記保持装置に第２光を照射して前記第２光を受光することで前記保持装置により遮光された前記第２光に対応する前記保持装置の前記第２方向に関する第２寸法を第２検出部により検出し、
制御部が前記第１駆動部による前記保持装置の移動量から前記保持装置の前記第１寸法における中心を検出し、前記第２駆動部による前記保持装置の移動量から前記保持装置の前記第２寸法における中心を検出することで、前記保持装置の前記第１方向と前記第２方向に関する中心位置を得ることを特徴とする保持装置を有する搬送装置における位置ずれ検出方法。
【請求項８】
さらに、前記第１検出部が、前記保持装置に保持された前記被搬送物を、前記第１方向に沿って移動する際に、前記被搬送物に前記第１光を照射して前記第１光を受光することで前記被搬送物により遮光された前記第１光に対応する前記被搬送物の前記第１方向に関する第３寸法を検出し、
前記第２検出部が前記保持装置に保持された前記被搬送物を、前記第２方向に沿って移動する際に、前記被搬送物に前記第２光を照射して前記第２光を受光することで前記被搬送物により遮光された前記第２光に対応する前記被搬送物の前記第２方向に関する第４寸法を検出し、
前記制御部が、前記第１駆動部による前記保持装置の移動量から前記被搬送物の前記第３寸法における中心を検出し、前記第２駆動部による前記保持装置の移動量から前記被搬送物の前記第４寸法における中心を検出することで、前記被搬送物の前記第１方向と前記第２方向に関する中心位置を得ることを特徴とする請求項７に記載の保持装置を有する搬送装置における位置ずれ検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被搬送物を保持する保持装置を有する搬送装置および保持装置を有する搬送装置における位置ずれ検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ（半導体集積回路装置）ハンドラと呼ばれる搬送装置は、被搬送物であるデバイスを所定位置から別の所定位置へ搬送する必要がある。このデバイスの搬送には、搬送ロボットを用いる。搬送ロボットは吸着ノズルを備えており、デバイスを吸着して搬送する。搬送ロボットを所定の位置に高精度に動かすには、ロボットに移動位置を指令して動かす。搬送ロボットにデバイスの位置を指令すれば吸着ノズルはその位置に移動して、吸着ノズルがデバイスを吸着できる。
搬送ロボットはそれ自身に座標系を有しており、その座標系でのデバイスの位置が分かっているならばそのロボットに位置を指令すれば吸着ノズルは正しい位置に移動することができる。
【０００３】
しかし、実際には各デバイスの正確な位置はロボット側には分からない。しかも、ロボットの位置決め精度にはばらつきがあるので、指令した通りには吸着ノズルを位置決めすることができないこともある。
したがって、吸着時のデバイスと、ロボットハンドの相対的な位置は、目標としている位置関係とはずれた状態になってしまう。吸着ノズルとデバイスの相対的な位置決めを精度良く行うには、位置決めのずれ量をあらかじめ考慮してその補正を行ってロボットを動作させる必要がある。位置決め補正を考慮した動作は、補正値を加えた指令値をロボットに指令することで、精度良く吸着ノズルとデバイスの相対的な位置決めを行うことができる。
【０００４】
従来行われているものとしては、ロボットハンドの円筒部分が、あらかじめ配置されたＩＣの模造片の中心に形成された穴に対して入るようにして、これによりロボットハンドの吸着ノズルの補正座標を算出することが提案されている（たとえば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１５６６３９号公報（第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１におけるロボットハンドの位置補正の方式では、ロボットハンドの円筒部分を摸造片の穴に対して直接機械的に挿入しなければならず、作業が面倒であり、接触式でその補正座標を算出することになり時間がかかってしまうという問題がある。
そこで本発明は上記課題を解消し、簡単な構成でありながら、被搬送物を保持する保持装置の中心位置および保持装置に保持された被搬送物の中心位置をも非接触で検出することができる保持装置を有する搬送装置および保持装置を有する搬送装置における位置ずれ検出方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、第１の発明にあっては、被搬送物を保持装置により保持して前記被搬送物を搬送する搬送装置であって、前記保持装置を第１方向に沿って移動する第１駆動部と、前記保持装置を前記第１方向とは交差する第２方向に移動する第２駆動部とを有する移動操作部と、前記第１方向に沿って移動する前記保持装置に第１光を照射して前記第１光を受光することで前記保持装置により遮光された前記第１光に対応する前記保持装置の前記第１方向に関する第１寸法を検出する第１検出部と、前記第２方向に沿って移動する前記保持装置に第２光を照射して前記第２光を受光することで前記保持装置により遮光された前記第２光に対応する前記保持装置の前記第２方向に関する第２寸法を検出する第２検出部と、前記第１駆動部による前記保持装置の移動量から前記保持装置の前記第１寸法における中心を検出し、前記第２駆動部による前記保持装置の移動量から前記保持装置の前記第２寸法における中心を検出することで、前記保持装置の前記第１方向と前記第２方向に関する中心位置を得る制御部と、を備えることを特徴とする保持装置を有する搬送装置により、達成される。
【０００７】
第１の発明の構成によれば、移動操作部の第１駆動部は、保持装置を第１方向に沿って移動する。移動操作部の第２駆動部は、保持装置を第１方向とは交差する第２方向に移動する。
第１検出部は、第１方向に沿って移動する保持装置に第１光を照射して第１光を受光することで保持装置により遮光された第１光に対応する保持装置の第１方向に関する第１寸法を検出する。第２検出部は、第２方向に沿って移動する保持装置に第２光を照射して第２光を受光することで保持装置により遮光された第２光に対応する保持装置の第２方向に関する第２寸法を検出する。
制御部は、第１駆動部による保持装置の移動量から保持装置の第１寸法における中心を検出する。しかも、制御部は、第２駆動部による保持装置の移動量から保持装置の第２寸法における中心を検出する。これによって、制御部は保持装置の第１方向と第２方向に関する中心位置を得る。
これにより、保持装置が第１方向と第２方向に移動するだけで、非接触で保持装置の第１方向と第２方向に関する中心位置を光学的に簡単かつ短時間で得られ、制御部は、移動操作部に対してこの保持装置の中心位置を考慮して保持装置を第１方向と第２方向に沿って移動して位置決めすることができる。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記第１駆動部は、前記第１方向に関する前記保持装置の移動量を検出する第１エンコーダを有し、前記第２駆動部は、前記第２方向に関する前記保持装置の移動量を検出する第２エンコーダを有していることを特徴とする。
【０００９】
第２の発明の構成によれば、第１駆動部の第１エンコーダは、第１方向に関する保持装置の移動量を検出する。第２駆動部の第２エンコーダは、第２方向に関する保持装置の移動量を検出する。
これにより、第１エンコーダと第２エンコーダを用いるだけで、保持装置の第１方向と第２方向に関する中心位置を確実かつ簡単に得ることができる。
【００１０】
第３の発明は、第１の発明または第２の発明の構成において、前記第１検出部は、投光側光ファイバと前記投光側光ファイバに対向して配置された受光側光ファイバとを有し、前記第２検出部は、投光側光ファイバと前記投光側光ファイバに対向して配置された受光側光ファイバとを有していることを特徴とする。
【００１１】
第３の発明の構成によれば、第１検出部は投光側光ファイバと受光側光ファイバを有している。第１検出部は同様にして投光側光ファイバと受光側光ファイバを有している。
これにより、第１検出部と第２検出部は、光を用いて非接触で保持装置の第１方向と第２方向に関する中心位置を検出することができる。
【００１２】
第４の発明は、第３の発明の構成において、前記保持装置は、前記被搬送物を着脱可能に吸着するノズル装置であることを特徴とする。
第４の発明の構成によれば、保持装置は、被搬送物を着脱可能に吸着するノズル装置である。
これにより、ノズル装置は、被搬送物を吸着により着脱可能に保持することができる。
【００１３】
第５の発明は、第３の発明の構成において、前記第１検出部は、前記保持装置に保持された前記被搬送物を、前記第１方向に沿って移動する際に、前記被搬送物に前記第１光を照射して前記第１光を受光することで前記被搬送物により遮光された前記第１光に対応する前記被搬送物の前記第１方向に関する第３寸法を検出し、前記第２検出部は、前記保持装置に保持された前記被搬送物を、前記第２方向に沿って移動する際に、前記被搬送物に前記第２光を照射して前記第２光を受光することで前記被搬送物により遮光された前記第２光に対応する前記被搬送物の前記第２方向に関する第４寸法を検出し、前記制御部は、前記第１駆動部による前記保持装置の移動量から前記被搬送物の前記第３寸法における中心を検出し、前記第２駆動部による前記保持装置の移動量から前記被搬送物の前記第４寸法における中心を検出することで、前記被搬送物の前記第１方向と前記第２方向に関する中心位置を得ることを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明の構成によれば、第１検出部は、保持装置に保持された被搬送物を第１方向に沿って移動する際に、被搬送物に第１光を照射して第１光を受光することで被搬送物により遮光された第１光に対応する被搬送物の第１方向に関する第３寸法を検出する。同様にして第２検出部は、保持装置に保持された被搬送物を、第２方向に沿って移動する際に、被搬送物に第２光を照射して第２光を受光することで被搬送物により遮光された第２光に対応する被搬送物の第２方向に関する第４寸法を検出する。
制御部は、第１駆動部による保持装置の移動量から被搬送物の第３寸法における中心を検出する。同様にして制御部は、第２駆動部による保持装置の移動量から被搬送物の第４寸法における中心を検出する。これによって、制御部は、被搬送物の第１方向と第２方向に関する中心位置を得る。
これにより、保持装置に保持された被搬送物の第１方向と第２方向の中心位置と、保持装置の第１方向と第２方向に関する中心位置を非接触で光学的に簡単かつ短時間で得ることができる。
【００１５】
第６の発明は、第５の発明の構成において、前記第１光の遮光と前記第２光の遮光は、前記被搬送物の横端面を使って行われることを特徴とする。
第６の発明の構成によれば、第１光の遮光と第２光の遮光は、被搬送物の横端面を使って行う。
これにより、第１光の遮光と第２光の遮光は、被搬送物の横端面を用いることにより、被搬送物による遮光を確実に行うことができる。
【００１６】
上記目的は、第７の発明にあっては、被搬送物を保持装置により保持して前記被搬送物を搬送する搬送装置における位置ずれ検出方法であって、移動操作部の第１駆動部が前記保持装置を第１方向に沿って移動して、前記移動操作部の第２駆動部が前記保持装置を前記第１方向とは交差する第２方向に移動する際に、前記第１方向に沿って移動する前記保持装置に第１光を照射して前記第１光を受光することで前記保持装置により遮光された前記第１光に対応する前記保持装置の前記第１方向に関する第１寸法を第１検出部により検出し、前記第２方向に沿って移動する前記保持装置に第２光を照射して前記第２光を受光することで前記保持装置により遮光された前記第２光に対応する前記保持装置の前記第２方向に関する第２寸法を第２検出部により検出し、制御部が前記第１駆動部による前記保持装置の移動量から前記保持装置の前記第１寸法における中心を検出し、前記第２駆動部による前記保持装置の移動量から前記保持装置の前記第２寸法における中心を検出することで、前記保持装置の前記第１方向と前記第２方向に関する中心位置を得ることを特徴とする保持装置を有する搬送装置における位置ずれ検出方法により、達成される。
【００１７】
これにより、保持装置が第１方向と第２方向に移動するだけで、非接触で保持装置の第１方向と第２方向に関する中心位置を光学的に簡単かつ短時間で得られ、制御部は、移動操作部に対してこの保持装置の中心位置を考慮して保持装置を第１方向と第２方向に沿って移動して位置決めすることができる。
【００１８】
第８の発明は、第７の発明の構成において、さらに、前記第１検出部が、前記保持装置に保持された前記被搬送物を、前記第１方向に沿って移動する際に、前記被搬送物に前記第１光を照射して前記第１光を受光することで前記被搬送物により遮光された前記第１光に対応する前記被搬送物の前記第１方向に関する第３寸法を検出し、前記第２検出部が前記保持装置に保持された前記被搬送物を、前記第２方向に沿って移動する際に、前記被搬送物に前記第２光を照射して前記第２光を受光することで前記被搬送物により遮光された前記第２光に対応する前記被搬送物の前記第２方向に関する第４寸法を検出し、前記制御部が、前記第１駆動部による前記保持装置の移動量から前記被搬送物の前記第３寸法における中心を検出し、前記第２駆動部による前記保持装置の移動量から前記被搬送物の前記第４寸法における中心を検出することで、前記被搬送物の前記第１方向と前記第２方向に関する中心位置を得ることを特徴とする請求項７に記載の保持装置を有する搬送装置における位置ずれ検出方法により、達成される。
【００１９】
これにより、保持装置に保持された被搬送物の第１方向と第２方向の中心位置と、保持装置の第１方向と第２方向に関する中心位置を非接触で確実に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の保持装置を有する搬送装置の好ましい実施形態を示している。図１に示す搬送装置は、一例としてＩＣハンドラ１０である。このＩＣハンドラ１０は、ＩＣテストハンドラとも呼ぶことができる。このＩＣハンドラ１０は、ベース１１、常温チャンバ１２、低温チャンバ１３、供給ロボット２０、回収ロボット２１、スライドテーブル４２１、スライドテーブル４２２、複数のコンベア２３ないし２８を有している。
【００２１】
ベース１１は、上述した各要素を搭載しているが、ベース１１はたとえば図１の平面図で見て矩形形状を有している。常温チャンバ１２は、ベース１１の大きな領域を囲っている部分であり、この内部にはドライエアーが供給されている。常温チャンバ１２の中には、上述した供給ロボット２０、回収ロボット２１、低温チャンバ１３、スライドテーブル４２１，４２２などが収容されている。
【００２２】
コンベア２３ないし２８の一端部は常温チャンバ１２の外に位置しているが、コンベア２３ないし２８の他端部は常温チャンバ１２の中に位置している。
図１において、図面左右方向がＸ方向であり、図面上下方向がＹ方向である。そして図面垂直方向がＺ方向であり、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向は、それぞれ直交している。
コンベア２３ないし２８は、トレイ３０をＹ１方向あるいはＹ２方向に沿って搬送するためのものである。これによりトレイ３０は、常温チャンバ１２の外から常温チャンバ１２の中へ、あるいは常温チャンバ１２の中から常温チャンバ１２の外へ搬送することができる。
【００２３】
供給ロボット２０は、Ｘ軸フレーム３１とＹ軸フレーム３２により構成されている。回収ロボット２１は、Ｘ軸フレーム３１と、Ｙ軸フレーム３３により構成されている。
Ｘ軸フレーム３１は、Ｘ方向に配置されている。Ｙ軸フレーム３２，３３は、それぞれＹ方向に沿って平行に配置されていて、図示しない駆動源によりＸ軸フレーム３１においてＸ方向に沿って移動して位置決め可能である。
Ｙ軸フレーム３２は供給ロボット２０側のものであり、Ｙ軸フレーム３３は回収ロボット２１側のものである。しかしＸ軸フレーム３１は、供給ロボット２０と回収ロボット２１に共通して用いられている。供給ロボット２０は、ロボットハンドユニット４０を有している。回収ロボット２１はロボットハンドユニット４１を有している。ロボットハンドユニット４０は、第２駆動部２０２の作動によりＹ軸フレーム３２に沿ってＹ方向に移動して位置決めできる。ロボットハンドユニット４１は、第２駆動部２０２の作動によりＹ軸フレーム３３に沿ってＹ軸方向に移動して位置決めできる。
【００２４】
供給ロボット２０は、トレイ３０の上に搭載されている被搬送物であるデバイスＤをたとえばスライドテーブル４２１側に供給するためのロボットである。供給ロボット２０のロボットハンドユニット４０によりスライドテーブル４２１側に供給されたデバイスＤは、低温チャンバ１３の中において測定ロボット３５内のソケット３６に置かれることにより、デバイスＤの電気的特性などを判定するようになっている。判定されたデバイスＤは、ソケット３６側からスライドテーブル４２２側に移された後、回収ロボット２１のロボットハンドユニット４１により回収側のコンベア２６，２７，２８のいずれかの上にあるトレイ３０の上に排出できるようになっている。
【００２５】
図２は、図１のＢ−Ｂ線付近における構造例を示していて、供給ロボット２０と回収ロボット２１付近を示している。
ロボットハンドユニット４０，４１は、複数のノズル先端部５０を有している。このノズル先端部５０により、図１に示すたとえばコンベア２３の上のトレイ３０の上に搭載されているデバイスＤを吸着した後に、たとえばスライドテーブル４２１側に搬送するようになっている。そしてロボットハンドユニット４１は、たとえばスライドテーブル４２２に移されたデバイスＤを、たとえば排出側のコンベア２８の上にあるトレイ３０の上に測定済みのデバイスＤとして排出することができる。
【００２６】
図３は、図１におけるＡ−Ａ線付近における構造例を示している。
測定ロボット３５は、ロボットハンドユニット６０，６１を有している。ロボットハンドユニット６０，６１は、それぞれモータ６２とボールネジ６３によりＺ方向に上下動して位置決め可能である。
ロボットハンドユニット６１は、別のモータ６４とボールネジ６５により、Ｙ方向に移動して位置決め可能である。ロボットハンドユニット６０，６１は、図１に示すスライドテーブル４２１とソケット３６の間におけるデバイスＤのやり取りを行ったり、ソケット３６とスライドテーブル４２２側におけるデバイスＤのやり取りを行うことができる。
【００２７】
図１と図２に示すように、スライドテーブル４２１とスライドテーブル４２２の間の位置には、２つの位置ずれ検出装置４００が配置されている。この位置ずれ検出装置４００は、ロボットハンドユニット４０のノズル装置４１０のＸ方向とＹ方向に関するそれぞれの位置ずれと、ノズル装置４１０により吸着して保持されたデバイスＤのＸ方向とＹ方向における位置ずれを、非接触式で光学的に簡単にかつ正確に検出するためのものである。
図１に示すように位置ずれ検出装置４００は、供給ロボット２０側と回収ロボット２１側にそれぞれ１つずつ配置されている。
【００２８】
図４は、図１に示す位置ずれ検出装置４００の具体的な構成例を示している。図５は、位置ずれ検出装置４００を含むＩＣハンドラ１０における各要素の電気的な接続を示すブロック図である。
図２に示すノズル装置４１０は、図１に示すロボットハンドユニット４０およびロボットハンドユニット４１側にたとえばそれぞれ１つまたは複数個設けられている。ノズル装置４１０は、被搬送物であるデバイスＤを吸着して保持するための保持装置の一例である。
【００２９】
図５を参照して、ＩＣハンドラ１０の位置ずれ検出装置４００の構成例について説明す。
制御部１００は、図１に示す供給ロボット２０と回収ロボット２１を動作させる機能を少なくとも有している。この制御部１００は、それに限らず供給ロボット２０、回収ロボット２１、スライドテーブル４２１，４２２、低温チャンバ１３、常温チャンバ１２、コンベア２３ないし２８などの各要素を動作させる機能を有している。
制御部１００は、ロボットコントローラと呼ぶこともできる。制御部１００は、第１駆動部２０１と第２駆動部２０２および光ファイバコントローラアンプ３０１およびもう１つの光ファイバコントローラアンプ３０２に対して接続されている。
図１ないし図３において、Ｘ軸は第１方向に相当し、Ｙ軸は第２方向に相当し、そしてＺ方向は第３方向に相当する。
【００３０】
図５に示す第１駆動部２０１は、Ｘ軸モータのドライバ２１０、Ｘ軸モータ２１１、第１エンコーダ２１３を有している。第２駆動部２０２は、同様にしてＹ軸モータのドライバ２２０と、Ｙ軸モータ２２１および第２エンコーダ２２３を有している。
Ｘ軸モータ２１１，２１１は、図１に示すＹ軸フレーム３２，３３を、別々にＸ軸方向に沿って移動して位置決めするためのモータである。Ｙ軸モータ２２１，２２１は、図１に示すロボットハンドユニット４０，４１を各々、Ｙ軸フレーム３２，３３に沿ってＹ軸方向に移動して位置決めするためのモータである。
【００３１】
Ｘ軸モータのドライバ２１０は、制御部１００からのモータＸ軸指令Ｓ１を受けることにより、Ｘ軸モータ２１１に動作信号Ｓ３を供給する。Ｘ軸モータ２１１は、図１のＹ軸フレーム３２（３３）を、Ｘ方向に沿って、移動して位置決めする。この場合に、第１エンコーダ２１３は、Ｘ軸モータ２１１の回転量Ｓ４を検出することで、図１のＹ軸フレーム３２（３３）のＸ方向に関する移動量Ｓ５を制御部１００にフィードバックすることができる。
【００３２】
第２駆動部２０２のＹ軸モータのドライバ２２０は、制御部１００からのモータＹ軸指令Ｓ２を受けることにより、Ｙ軸モータ２２１に動作信号Ｓ６を供給する。Ｙ軸モータ２２１は、図１におけるロボットハンドユニット４０（４１）をＹ方向に移動して位置決めする。この場合に第２エンコーダ２２３は、Ｙ軸モータ２２１の回転量Ｓ７を検出することで、図１のＸ軸フレーム３１のＹ方向における移動量Ｓ８を検出することができる。第１エンコーダ２１３と第２エンコーダ２２３は、それぞれたとえばロータリエンコーダを使用することができる。
【００３３】
このように、第１エンコーダ２１３で得られたＸ軸モータ２１１の回転量Ｓ４は、Ｘ軸モータのドライバ２１０を通じて、Ｙ軸フレーム３２のＸ方向の移動量Ｓ５として制御部１００に対してフィードバックすることができる。同様にして、第２エンコーダ２２３が検出した回転量Ｓ７は、Ｙ軸モータのドライバ２２０を通じて図１のＸ軸フレーム３１のＹ方向における移動量Ｓ８として制御部１００にフィードバックすることができる。
【００３４】
図５の第１検出部５０１は、光ファイバコントローラアンプ３０１と投光側光ファイバ３１２および受光側光ファイバ３１３を有している。第２検出部５０２は、光ファイバコントローラアンプ３０２と投光側光ファイバ３２３および受光側光ファイバ３２４を有している。
第１検出部５０１と第２検出部５０２の構造は同じものである。第１検出部５０１の光ファイバコントローラアンプ３０１と第２検出部５０２の光ファイバコントローラアンプ３０２は、それぞれ制御部１００に接続されている。制御部１００からの信号Ｓ１０が光ファイバコントローラアンプ３０１に供給されると、光ファイバコントローラアンプ３０１は、第１光Ｌ１を、投光側光ファイバ３１２を通じて出力する。受光側光ファイバ３１３は、この第１光Ｌ１を受けて光ファイバコントローラアンプ３０１に戻す。光ファイバコントローラアンプ３０１は、この戻された第１光Ｌ１を電気信号Ｓ１１として制御部１００に戻す。
【００３５】
同様にして第２検出部５０２の光ファイバコントローラアンプ３０２は、制御部１００からの信号Ｓ１２を受けると、第２光Ｌ２を投光側光ファイバ３２３を通じて出力する。第２光Ｌ２は、受光側光ファイバ３２４により受光して、光ファイバコントローラアンプ３０２に導く。光ファイバコントローラアンプ３０２は、この受光した第２光Ｌ２に基づいて、電気信号Ｓ１３を制御部１００に戻す。
【００３６】
図４では、第１検出部５０１の投光側光ファイバ３１２と受光側光ファイバ３１３と、第２検出部５０２の投光側光ファイバ３２３および受光側光ファイバ３２４を示している。図４では、光ファイバコントローラアンプ３０１，３０２を示していて、光ファイバコントローラアンプ３０１はたとえば発光ダイオード３０１Ａとフォトダイオード３０１Ｂを有している。光ファイバコントローラアンプ３０２は、同様にして発光ダイオード３０２Ａとフォトダイオード３０２Ｂを有している。
発光部としては、図４では、発光ダイオード３０１Ａ，３０２Ａを示しているが、これに代えてたとえば半導体レーザであっても良い。受光部としては、フォトダイオード３０１Ｂ，３０２Ｂを示しているが、この他にＣＣＤ（電荷結合素子）センサあるいはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）のイメージセンサであっても構わない。
【００３７】
発光ダイオード３０１Ａが発光する第１光Ｌ１は、投光側光ファイバ３１２の出射端部３１２Ａから出力されて、受光側光ファイバ３１３の入射端部３１３Ａに入射するようになっている。入射した第１光Ｌ１は、フォトダイオード３０１Ｂにより光／電気信号に変換することができ、変換された電気信号は、図５の電気信号Ｓ１１として制御部１００にフィードバックされる。
【００３８】
発光ダイオード３０２Ａが発生する第２光Ｌ２は、投光側光ファイバ３２３の出射端部３２３Ａから出力されて、受光側光ファイバ３２４の入射端部３２４Ａに入射される。これにより、第２光Ｌ２は、フォトダイオード３１２Ｂにより受光されて、光／電気信号に変換される。変換された電気信号は、図５における電気信号Ｓ１３として制御部１００にフィードバックされる。
【００３９】
これらの投光側光ファイバ３１２，３２３と、受光側光ファイバ３１３，３２４は、たとえば四角形状の枠体４１５により着脱可能に固定されている。出射端部３１２Ａと入射端部３１３Ａは、互いに対向して配置されている。同様にして出射端部３２３Ａと入射端部３２４Ａは対向して配置されている。投光側光ファイバ３１２と受光側光ファイバ３１３の軸方向は、Ｙ方向に平行である。投光側光ファイバ３２３と受光側光ファイバ３２４の軸方向は、Ｘ方向に平行である。
このことから投光側光ファイバ３１２と受光側光ファイバ３１３の光軸ＯＰ１と投光側光ファイバ３２３と受光側光ファイバ３２４の光軸ＯＰ２は、図４の例では直交している。しかしこれに限らず直交以外にも所定の角度で交差するような構造を採用することも可能である。
【００４０】
次に、図６ないし図１１を参照して、上述したＩＣハンドラ１０におけるノズル装置４１０の中心位置の検出と、ノズル装置４１０により吸着して保持されているデバイスＤの中心位置の検出方法の実施形態について説明する。
図６ないし図８は、ノズル装置４１０の中心位置ＣＣの検出の具体的な例について示している。図９は、ノズル装置４１０によりすでに吸着されているデバイスＤの中心位置ＤＣの検出の具体的な例を示している。
【００４１】
まず図６ないし図８を参照する。図６は平面図であり、図６では、投光側光ファイバ３１２，３２３と、受光側光ファイバ３１３，３２４と、枠体４１５およびノズル装置４１０を示している。吸着ノズルであるノズル装置４１０が円形で表示されている。図７は、図６のノズル装置４１０をＹ方向から見た立面図である。光軸ＯＰ１と光軸ＯＰ２は図６の例では直交している。投光側光ファイバ３１２と受光側光ファイバ３１３は、Ｙ方向透過型光ファイバセンサとも呼ぶことができ、投光側光ファイバ３２３と受光側光ファイバ３２４は、Ｘ方向に透過型光ファイバセンサと呼ぶこともできる。
【００４２】
図８（Ａ）に示すように、ノズル装置４１０は円柱状であるが、移動方向の先頭側の一方の端部４９０が光軸ＯＰ１を横切る時に、図５における第１エンコーダ２１３が現時点で示している回転量Ｓ４のカウント数値はたとえばＸ＝１２．４であるとする。そして、ノズル装置４１０はＸ（＋）方向に移動されていくことにより、図８（Ｂ）に示すようにノズル装置４１０の反対側の端部４９１が光軸ＯＰ１を横切る。この時に図５の第１エンコーダ２１３の回転量Ｓ４のカウント数値は、たとえばＸ＝２２．４であるとする。
これによって、図８（Ｃ）に示すように、ノズル装置４１０の中心位置ＣＣは、Ｘ＝（１２．４＋２２．４）／２＝１７．４であるということを、制御部１００が演算することができる。
【００４３】
このようにノズル装置４１０が光軸ＯＰ１を横切っていく様子の例は、図１０に示している。図１０（Ａ）に示すように、ノズル装置４１０の一方の端部４９０が光軸ＯＰ１を横切り始めて、図１０（Ｂ）ではノズル装置４１０は光軸ＯＰ１を通過している。そして図１０（Ｃ）に示すようにノズル装置４１０は光軸ＯＰ１を完全に横切る。
この場合に、ノズル装置４１０が光軸ＯＰ１を横切ると、第１光Ｌ１は遮光区間Ｆ１を生じる。この遮光区間Ｆ１は、Ｘ方向に関するものであり、ロボットハンドの位置データＥ１から位置データＥ２までであり、第１寸法に相当する。位置データＥ１は、ノズル装置４１０が光軸ＯＰ１を横切り始めた時点であり、位置データＥ２は、ノズル装置４１０が光軸ＯＰ１を横切りきった時である。この位置データＥ１は図８（Ａ）の１２．４であり、位置データＥ２は図８（Ｂ）の２２．４である。
この位置データＥ１から位置データＥ２を引き算した値の絶対値が、ノズル装置４１０の中心位置ＣＣに対応する。上述したのはノズル装置４１０のＸ（＋）に移動して図６において横に行った例を示している。
【００４４】
これと同様にして、ノズル装置４１０が図６に示すＹ（＋）に横切る場合であっても、図８と図１０に示すのと同様な要領で、Ｙ方向に関するノズル装置４１０の中心位置ＣＣを求めることができる。
図１０（Ｄ）に示すように、ノズル装置４１０の一方の端部４９０が光軸ＯＰ２を横切り始めて、図１０（Ｅ）ではノズル装置４１０は光軸ＯＰ２を通過している。そして図１０（Ｆ）に示すようにノズル装置４１０は光軸ＯＰ２を完全に横切る。
この場合に、ノズル装置４１０が光軸ＯＰ１を横切ると、第１光Ｌ１は遮光区間Ｆ２を生じる。この遮光区間Ｆ２は、Ｙ方向に関し第２寸法に相当し、ロボットハンドの位置データＥ１からＥ２までである。
このノズル装置４１０の中心位置ＣＣは、図１０（Ｄ）ないし（Ｆ）に示す光軸ＯＰ２の位置と一致することになる。
【００４５】
図９では、ノズル装置４１０が、デバイスＤを吸着により保持している。この場合にノズル装置４１０は、デバイスＤの上面６５０を吸着して保持している。デバイスＤは、図９（Ｄ）のようにたとえば立方体形状であり、一方の横端面６２０ともう１つの横端面６２１を有している。またデバイスＤはさらにもう１つの横端面６２０Ａと反対側の横端面６２１Ａを有している。
【００４６】
図９（Ａ）に示すように、ノズル装置４１０は、真空吸引および加圧気体供給部６００に接続されている。この真空吸引および加圧気体供給部６００は、ノズル装置４１０によりデバイスＤを吸着して保持する場合には、ノズル装置４１０を真空吸引する。これによりノズル装置４１０の通路４１０Ａは真空吸引されることにより、デバイスＤの上面６５０が真空吸引して吸着される。ノズル装置４１０がデバイスＤを吸着している状態を解除する場合には、真空吸引および加圧気体供給部６００は、真空吸引を停止して、その代わりに加圧気体を通路４１０Ａ側に供給することにより、即座にデバイスＤはノズル装置４１０から取り除くことができる。
【００４７】
図９では、ノズル装置４１０およびデバイスＤは、Ｘ（＋）方向へ移動する場合のデバイスＤの中心位置ＤＣを検出する例を示している。図９（Ａ）に示すように、デバイスＤの一方の横端面６２０が光軸ＯＰ１を横切る場合には、図５の第１エンコーダ２１３の回転量Ｓ４のカウント数値はたとえばＸ＝１０．４とする。そして図９（Ｂ）に示すようにデバイスＤのもう一方の横端面６２１が光軸ＯＰ１を横切る場合には、たとえばカウント数値はＸ＝２８．４であるとする。
【００４８】
これによって、デバイスＤの中心位置ＤＣは、Ｘ＝（１０．４＋２８．４）／２＝１９．４であると図５に示す制御部１００が演算できる。このようにして、デバイスＤの中心位置ＤＣが求められると、すでに求められたノズル装置４１０の中心位置ＣＣとの比較により、ノズル装置４１０の中心位置ＣＣとデバイスＤの中心位置ＤＣとの差がｄＸ＝１９．４−１７．４＝２として求めることができる。
【００４９】
図９に示すのはデバイスＤをＸ（＋）方向に移動した例を示しているが、デバイスＤをノズル装置４１０とともに図７に示すＹ（＋）方向に移動する場合でも同様な要領でデバイスＤの中心位置ＤＣとノズル装置４１０の中心位置ＣＣとの差ｄＹを求めることができる。
【００５０】
図１１（Ａ）ないし（Ｃ）は、デバイスＤの横端面６２０が光軸ＯＰ１を通過して、横端面６２１が光軸ＯＰ１をさらに通過した例を示している。これによって、通過時のロボットハンドの位置データＧ１と位置データＧ２を得ることができ、この位置データＧ１とＧ２の差の絶対値がデバイスＤのＸ方向における第３寸法に相当する。この寸法は、遮光区間Ｈ３に相当する。この位置データＧ１とＧ２の中心位置がデバイスＤの中心位置ＤＣに相当する。
Ｙ方向におけるデバイスＤのもう一方の横端面６２０Ａと横端面６２１Ａにおいての位置データについても図１１（Ｄ）ないし（Ｆ）に示すようにして得ることができる。
図１１（Ｄ）ないし（Ｆ）は、デバイスＤの横端面６２０Ａが光軸ＯＰ２を通過して、横端面６２１Ａが光軸ＯＰ２をさらに通過した例を示している。これによって、通過時のロボットハンドの位置データＧ１と位置データＧ２を得ることができ、この位置データＧ１とＧ２の差の絶対値がデバイスＤのＸ方向における第４寸法に相当する。この寸法は、遮光区間Ｈ４に相当する。この位置データＧ１とＧ２の中心位置がＹ方向におけるデバイスＤの中心位置ＤＣに相当する。
【００５１】
上述のようにして、ノズル装置４１０が検出した図１０（Ａ）ないし（Ｃ）のＸ方向における第１寸法Ｆ１と、ノズル装置４１０における図１０（Ｄ）ないし（Ｆ）のＹ方向における第２寸法Ｆ２を検出して、それぞれの方向におけるノズルの中心位置ＣＣを求める。そしてデバイスＤについても、図１１（Ａ）ないし（Ｃ）のＸ方向に関する第３寸法Ｈ３と図１１（Ｄ）ないし（Ｆ）のＹ方向に関する第４寸法Ｈ４を検出して、それぞれの中心位置ＤＣを求める。ノズル装置４１０がデバイスＤを互いにずれの無い状態で吸着保持していれば、ノズル装置４１０の中心位置ＣＣとデバイスＤの中心位置ＤＣの差は無く一致しているはずである。しかし、実際には、ノズル装置４１０の中心位置ＣＣとデバイスＤの中心位置ＤＣに差がある場合には、この差がノズル装置４１０とデバイスＤの位置ずれ量を図５の制御部１００により求める。
【００５２】
ノズル装置４１０の中心位置ＣＣとデバイスＤの中心位置ＤＣの差を検出した後に、図５に示す制御部１００は、図１に示す供給ロボット２０あるいは回収ロボット２１において移動位置データに対して位置ずれ量を無くすようにデータを追加すれば、供給ロボット２０あるいは回収ロボット２１は、デバイスＤの適切な位置を吸着することができる。
【００５３】
図１１に示すようにデバイスＤの位置ずれを検出する場合には、デバイスＤの横端面６２０，６２１あるいは６２０Ａ，６２１Ａを用いて検出するので、デバイスＤの底面の形状が凹凸の形状であっても、確実にデバイスＤの位置ずれを検出することができる。この横端面の形状は可能な限り平坦面であることが望ましい。
【００５４】
図１２は、ロボットハンドユニット４０ないし４１が有している基部７００を示していて、この基部７００は、たとえば４本のノズル装置４１０を有している。このノズル装置４１０は、相互にピッチＰ１ないしＰ４を隔てて突出して配置されている。このような複数のノズル装置４１０の相互のピッチ間寸法が測定できることになる。
本発明の実施形態では、ノズル装置４１０の中心位置ＣＣやデバイスＤの中心位置ＤＣは、ロボット側の第１エンコーダと第２エンコーダを用いて計測することができるので、その計測した値はそのままロボット側の位置補正データとして用いることができ、データの変換作業が無くデータの変換誤差が生じずに確実かつ容易に位置データの補正を行うことができる。
【００５５】
本発明の実施形態では、高価な画像処理装置やレーザ変位計などを用いることは無く、非常に安いコストで正確なノズル装置およびデバイスの中心位置の測定が可能になる。またデバイスが半導体デバイスの場合に、デバイスの半田ボールやリード形状に左右されずにデバイスＤの中心位置ＤＣを計測することが可能である。画像処理装置やレーザ変位計を用いる場合には、計測器のスケールでの位置寸法を計測することになるが、このあと実際にはロボット座標系の位置寸法に変換する必要がある。この時に変換による誤差が生じることになる。上述したように本発明の実施形態では、そのようなことは無くロボットを動作させるモータのエンコーダを用いるので、ノズル装置の位置やデバイスＤの位置について正確な位置データの補正を行うことができる。
【００５６】
本発明の実施形態では、ロボットハンド側のノズル装置と、搬送しようとするデバイスとの相対的な位置関係を高い精度により計測することができる。ノズル装置とデバイスの相対的な位置関係を正確に把握することにより、そのデータをロボット側にフィードバックすることで、図１に示す供給ロボット２０や回収ロボット２１はデバイスを安定かつ確実に吸着して搬送することができる。
【００５７】
本発明の実施形態では搬送装置としてＩＣハンドラ１０を例に挙げている。半導体デバイスのような電子部品は、所定の機能を満足するかどうかの検査を行った後に出荷されるが、この検査工程において電子部品の搬送を行うのが上述したＩＣハンドラ１０である。
ＩＣハンドラ１０は、電子部品の受け渡し装置とも言えるのであるが、具体的には部品の電気的特性の検査などの工程において電子部品の搬送を行う。本発明の実施形態のＩＣハンドラは、デバイスを搬送しようとする場合のデバイスとノズル装置のそれぞれの中心位置を検出することで、デバイスを確実に吸着して所定の位置から別の所定の位置へ高い精度で搬送することができる。
【００５８】
本発明の搬送装置は、図示例のＩＣハンドラに限らず、他の種類の構造のものであっても勿論構わない。ノズル装置の形状は、円筒形状のものに限らず他の形状であっても勿論構わない。デバイスの形状は直方体形状に限らず他の形状であっても勿論構わない。
本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の搬送装置の好ましい実施例であるＩＣハンドラを示す平面図。
【図２】図１のＩＣハンドラのＢ−Ｂ線における構造を示す図。
【図３】図１のＡ−Ａ線付近における構造例を示す図。
【図４】ＩＣハンドラの位置ずれ検出装置の例を示す平面図。
【図５】図４の位置ずれ検出装置を含むＩＣハンドラの電気的な接続例を示すブロック図。
【図６】２組の光ファイバの投光部と受光部の例を示す平面図。
【図７】図６のノズル装置などを示す立面図。
【図８】ノズル装置がＸ（＋）方向に移動した場合におけるノズル装置の中心位置を検出している例を示す図。
【図９】ノズル装置に吸着されたデバイスがＸ（＋）方向に移動した場合にデバイスの中心位置を検出している例を示す図。
【図１０】ノズル装置がＸ（＋）方向とＹ（＋）方向に移動して、それぞれ光軸を横切った例を示す図。
【図１１】ノズル装置に吸着されたデバイスがＸ（＋）方向とＹ（＋）方向に移動して光軸を横切った例を示す図。
【図１２】複数のノズル装置におけるピッチ間寸法の例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００６０】
１０・・・ＩＣハンドラ（搬送装置の一例）、２０・・・供給ロボット、２１・・・回収ロボット、４０，４１・・・ロボットハンドユニット、１００・・・制御部、２０１・・・第１駆動部、２０２・・・第２駆動部、２１３・・・第１エンコーダ、２２３・・・第２エンコーダ、３１２，３２３・・・投光側光ファイバ、３１３，３２４・・・受光側光ファイバ、４００・・・位置ずれ検出装置、４１０・・・ノズル装置（吸着ノズルともいい、保持装置の一例）、５０１・・・第１検出部、５０２・・・第２検出部、ＯＰ１，ＯＰ２・・・光軸、ＣＣ・・・ノズル装置の中心位置、ＤＣ・・・デバイスの中心位置、Ｄ・・・デバイス（被搬送物の一例）
【図１】
2006234743.tif 000003
【図２】
2006234743.tif 000004
【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】
2006234743.tif 000009
【図８】
2006234743.tif 000010
【図９】
2006234743.tif 000011
【図１０】
2006234743.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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