(57)【要約】【課題】  静止状態にある矩形基板を保持し、直進動作で別の位置へ搬送を行なう場合、基板移載ロボット装置上において、基準位置と基板の横方向（Ｘ方向）の位置ズレを検出し、搬入時に位置ズレを補正する技術を提供すること。【解決手段】  静止状態にあるガラス基板Ｗを保持し搬送を行なう基板移載ロボット装置１であって、ハンドＨ１、Ｈ２の移載面上にガラス基板が位置し、且つロボット上での待機位置に移動した状態において、ロボット装置上の基準位置と基板位置との位置ズレ値を検知するセンサを基部１００に備え、搬入時の駆動制御を行なう。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持し移載を行なう保持部を、待機位置と移載位置との間で往復駆動させ、さらに昇降と旋回を行なうように構成し、静止状態にある矩形基板を搬出搬入する基板移載ロボット装置であって、前記保持部に基板が保持され、且つ待機位置に後退した状態において、基板移載ロボット装置上の基準位置からの矩形基板の位置ズレ量を検出するセンサを備えることを特徴とする基板移載ロボット装置。
【請求項２】
基板を保持し移載を行なう保持部を、待機位置と移載位置との間で往復駆動させ、さらに昇降と旋回を行なうように構成し、静止状態にある矩形基板を搬出搬入する基板移載ロボット装置であって、前記センサは、基板移載ロボット装置の往復駆動方向と垂直な面上に固定し、前記待機位置に後退した状態において、前記ロボット装置上の基準位置からの矩形基板の位置ズレを検出する事を特徴とした請求項1に記載の基板移載ロボット装置。 
【請求項３】
基板を保持し移載を行なう保持部を、待機位置と移載位置との間で往復駆動させ、さらに昇降と旋回を行なうように構成し、静止状態にある矩形基板を搬出搬入する基板移載ロボット装置であって、請求項１に記載の検出部によって検出されたズレ量に従い前記基板移載ロボット装置の位置補正を行なった上で、搬入作業を行なうように制御する手段を有することを特徴とする請求項1、に記載の基板移載ロボット装置。
【請求項４】
前記センサはレーザセンサを用いた検出部であることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の基板移載ロボット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶基板などに用いられるガラス基板の基板移載ロボット装置に係り、基板移載ロボット装置上のガラス基板の位置をセンサにより非接触で検知し、位置決めする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
矩形基板であるガラス基板をワークとして扱う製造装置によれば、ガラス基板はカセットの中に上下に整然と複数枚数分が収容されており、基板移載ロボット装置はカセットと各種処理装置の間を移動する一方で、ロボット装置のハンドがカセット内に進入することでガラス基板の保持及び移載（静止の物品を取り上げて他の位置に移動して置く）を行なうように構成されている。
【０００３】
具体的には、ガラス基板を一枚毎に処理面となる表面を上向きにして裏面側を一対のフォークで吸着保持し、方向転換した後に各種の処理装置の中から処理済の基板を取り出し未処理の基板の搬入を行なう。
【０００４】
そして処理済の基板をカセットへ搬入するという動作が繰り返されるが、処理装置やカセットへ基板を搬入する際は必ず基準位置へ位置決めを行なって投入する必要があった。なぜなら、カセット（又は装置）に置かれた基板は整列されているわけではなく、ズレた状態の場合が多く、位置決めが行なわれていないと装置投入時に基板と装置との接触が発生してしまい、基板への損傷を与えてしまう可能性があるためである。
【０００５】
この位置決めに関する技術が特開２０００−３２１７８１公報に開示されている。特開２０００−３２１７８１公報に記載されているものは、ガラス基板をカセットより取り出しロボット装置上の待機位置にて駆動機構を用いて４方向から挟み込むことによりロボット装置上での基板の基準位置への位置決めを行なうというものであった。
【０００６】
さらに、特開２００３−１４２５５９公報記載のものは、アーム式屈伸型の基板搬送装置において、基板検出用のセンサがアームに固定されており、基板を取り出す際にアームが駆動することによりセンサが基板のエッジ上を通過する。基板の位置はこのセンサが基板の一辺を通過移動したときの反射光を受光するタイミングと、モータの回転パルスとにより算出されるというものである。
【特許文献１】特開２０００−３２１７８１
【特許文献２】特開２００３−１４２５５９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、近年ガラス基板が大型化、薄型化するにともない、ハンド上での基板の撓みが大きくなり上記のような駆動機構を用いた挟み込みによる位置決めを行なうことは基板縁に対し損傷などを起こす問題があった。
【０００８】
また、基板の大型化が進むにつれて、挟み込みユニットを配置した基板移載ロボット装置とカセットとの間に干渉問題が発生し、挟み込みユニットを配置することが困難となってきた。
【０００９】
さらに、上記アーム式屈伸型形式に採用のセンサは、アーム自身に固定されているため、アーム式搬送装置のみの検出方法であって、本発明のようなリニアガイドを用いたような往復駆動の搬送装置には採用できないという問題があった。
【００１０】
したがって、本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであり、静止状態にある矩形基板を保持し別の位置へ搬送を行なう場合、基板移載ロボット装置上において、基準位置と基板の横方向（Ｘ方向）の位置ズレ量を非接触で検出し搬入時にロボット位置を補正し、搬入する技術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】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、 基板を保持し移載を行なう保持部を、待機位置と移載位置との間で往復駆動させ、さらに昇降と旋回を行なうように構成し、静止状態にある矩形基板を搬出搬入する基板移載ロボット装置であって、前記保持部に基板が保持され、且つ待機位置に後退した状態において、基板移載ロボット装置上の基準位置からの矩形基盤の位置ズレ量を検出するセンサを備えることを特徴とする。
【００１２】
このような構造を用いれば、基板位置決めに際し、駆動機構を用いる必要がなく、非接触によって基板移載ロボット装置上の基板のズレ量を検知することができ、基板への損傷の問題が解消される。
【００１３】
また、上記センサは基板移載ロボット装置の往復駆動方向と垂直な面上に固定し、前記待機位置に後退した状態において、前記ロボット装置上の基準位置からの基板位置を検出することで基板位置決めに際し、駆動機構を用いる必要がなく、センサを取り付けるといった簡易な機構によって基板移載ロボット装置上の基板位置を検知することができ、位置決め動作等が不要になるため処理装置やカセットとの干渉もなくなる。
【００１４】
そして、前記検出部によって検出されたズレ量に従い前記基板移載ロボット装置の位置補正を行なったうえで、搬入作業を行なうように制御する手段を有することを特徴とする。これにより、基板移載ロボット装置上の基板は、基板移載ロボット装置全体による位置決め補正がなされ、搬入される各カセット（及び装置）に基板を衝突させることなく受け渡すことができる。
【００１５】
さらに、前記センサはレーザセンサを用いた検出部であることを特徴としている。これはレーザセンサを用いる事により、投光側と、受光側において、光が遮断されているという（ON、OFF）ことだけでなく、遮断距離を検出することができる。これにより、ロボット装置上の基板の位置ズレ量が瞬時に検出される。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、静止状態にある矩形基板を保持し、直進動作で別の位置へ搬送を行なう場合、基板移載ロボット装置上において、基準位置と基板の横方向（Ｘ方向）の位置ズレ量検出を非接触で可能にし、ロボット装置全体による位置決め後、搬入を行なうことで、高い搬入精度を確保できる基板移載ロボット装置を提供できる。
【００１７】
また上記効果に加えて矩形基板の基準位置を検出するときに、基板に対して損傷を与えたりする虞のない基板移載ロボット装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の好適な各実施形態につき、添付の図面を参照して述べる。
【実施例１】
【００１９】
図１は、基板移載ロボット装置１を設置した様子を示す外観斜視図である。本図において、装置１は、製造設備に配設されるカセット５と処理装置２１の間に設けられた案内レール２０１、２０２上を矢印Ｘ方向に駆動されるとともに、所定位置で停止する駆動部２００上に矢印Ｚ方向に昇降駆動する駆動軸５５を介して固定された基部１００上において、保持手段であるハンドＨ１、Ｈ２を矢印Ｙ方向に移動するための駆動部を設け、且つθ方向に旋回駆動することで姿勢を変化できるように構成されている。また、駆動部２００内には、後述する制御を司るための破線図示の制御装置２０３が、不図示の配線が行なわれることで信号の授受及び駆動制御を行なえるように搭載されている。
【００２０】
ハンドＨ１、Ｈ２には不図示の吸着部が設けられており、負圧によりカセット５内に収納されている矩形基板であるガラス基板Ｗの裏面（処理を施さない面）の下方に潜入してから、上方移動し、載置してから負圧を作用して裏面を吸着保持する。その後に、矢印Ｙ方向に平行移動してカセット５からガラス基板Ｗを取り出し、１８０度旋回してから処理装置２１に向かうように姿勢を変えて、処理装置２１内に潜入して、吸着保持を解除することで受け渡しを行なうように構成されている。このようにして各処理装置間やカセットまでの基板の搬送を行なう。
【００２１】
また、基板移載ロボット装置１には、上下位置関係となるように２組のハンドＨ１、Ｈ２が設けられている。すなわち、ハンドを構成するために、独立してボールネジ上を水平方向にスライド移動するフォーク５１、５２が基部１００上においてモータ５７、５８で独立駆動されるように構成されている。
【００２２】
次に、図２は図１のＸ−Ｘ線矢視断面図である。本図において、ハンドＨ１、Ｈ２は基部１００上において駆動される共通の基部１０３に搭載されるとともに、この共通の基部も駆動部を備えることで、同じ方向に同時に駆動することで和分の速度を得るようにしている。
【００２３】
このためにガラス基板を上述のように載置して保持を行なう第１保持部である上フォーク５１を往復駆動する第１駆動部は、共通基部１０３に固定されたモータ５８から駆動力を得るボールネジ１０８に歯合するボールナット１２０を底面において固定するとともにリニアガイド１０９、１１０により水平移動される第１移動体１１１とから構成されている。また、第２保持部である下のフォーク５２を往復駆動するための第２駆動部は、共通基部１０３に固定されたモータ５７から駆動力を得るボールネジ１０４に歯合するボールナット１２０を底面にブラケットを介して図示のように固定するとともにリニアガイド１０５、１０６により水平移動される第２移動体１０７とから構成されており、下のフォーク５２を図示のように左右縁部に固定している。
【００２４】
一方、共通基部１０３は、上記の基部１００の裏面に固定されるモータ１２１から動力を得るボールネジ１００ａに歯合するボールナット１２０を図示のようにブラケットを介して固定するとともに、基部１００との間に設けられるリニアガイド１０１、１０２により移動自在に構成されている。
【００２５】
さらに、基部１００の下方には不図示のカバーで気密状態にするようにしてモータ１２１が固定されている。また、ボールネジ１００ａは、両端部位がラジアル玉軸受により回転自在に保持されるとともに、一端に歯付きプーリを固定しており、このプーリに対してモータの出力軸に固定された歯付きプーリに歯付きベルトが張設されることでモータ１２１の正逆方向の回転駆動力をボールネジ１００ａにスリップなく伝達可能にして、第３移動体１０３を図１に図示のように矢印Ｙ方向に駆動するとともに、モータ１２１の出力軸に固定されるエンコーダデスクの回転を検出して、位置検出が可能になるように構成されている。この位置検出を上記の制御装置２０３に送り、上下のフォーク５１、５２の位置制御を行なうように構成されている。上記のモータ５８で駆動される第１移動体１１１と、モータ５７で駆動される第２移動体１０７も第３移動体１０３の駆動機構と概ね同様に構成される。  
【００２６】
次に、図３はハンドＨ１の平面図である。本図においてハンドＨ１を構成するフォーク５１は吸着孔１０が複数設けられており、破線図示のガラス基板Ｗの下方に位置して吸着保持を行なうとともに、フォークの取り付け部となる手前部分には在籍検知センサ２及び角度検出センサ３が夫々同じ位置に固定されており、在籍検知センサ２及び角度検出センサ３が左右対称に各フォーク上に位置することで、光学的にガラス基板のエッジ検出を行ない、その検出結果を上記の制御装置２０３に出力するようにして、後述する制御を行なうように構成されている。また、下方のハンドＨ２を構成するフォーク５２についても吸着孔１０が複数設けられており、破線図示のガラス基板Ｗの下方に位置して吸着保持を行なうとともに、フォークの取り付け部となる手前部分には在籍検知センサ２及び角度検出センサ３が夫々同じ位置に固定されている。また、角度検出センサ３は角度差を測定すると同時に、基板移載ロボット装置の基準位置（Ｙ方向）までのハンド挿入距離も算出する。    
【００２７】
図4は、上記の基板位置検出を行なうためのセンサ取り付け位置断面図である。本図において、センサ（レーザセンサ）３００は、基部１００に取り付けたセンサ取り付け具（コの字型）３０３の上部に投光部３０１と下部に受光部３０２を備えており、待機位置まで搬出を行なった基板のエッジを検出するようになっている。
【００２８】
このセンサはレーザ光を用いた検出方法を採用いるため、投光側と、受光側において、光が遮断されているという（ＯＮ、ＯＦＦ）ことだけでなく、遮断距離を検出することができる。これにより、ロボット装置上の基板の位置ズレ（±値）が検出され、後述する搬入時の位置決めがなされる。
【００２９】
なお、図５はセンサの取り付け例である。この例では第一移動体１１１に投光部３０１と受光部３０２を取り付け可能なよう、取り付け具３０３を変更している。このようにセンサの取り付けに関しては、様々な方法が考えられており、装置形状に応じた変更が可能である。    
【００３０】
次に、図６（ａ）から（ｃ）はロボット装置のハンドの動作を示す動作説明図である。
【００３１】
ハンドＨ１、Ｈ２が破線図示のガラス基板Ｗを同時に受け渡しするときの概略動作を説明すると、処理装置２１において所定の処理が行なわれて処理済みのガラス基板Ｗをロボット装置１の下方のハンドＨ２上において取り出す一方で、上方のハンドＨ１上で保持されているガラス基板Ｗを装置２内にセットする。このために、装置１は（ａ）に図示のように待機位置に位置している。
【００３２】
この状態から、基部１００上で駆動される基部１０３が図５（ｂ）に図示のように装置２１の開口部３３の手前まで移動する。その後、ハンドＨ２のフォーク５２が装置内にある矩形基板であるガラス基板Ｗの下面位置を開口部３３から進入して一旦停止する。続いて、装置２１内のガラス基板Ｗをフォーク５２上に載せるために、昇降軸５５が図５（ｃ）に示すように矢印Ｚ方向に上昇する。このようにして処理済みのガラス基板Ｗがフォーク５２上に載ると、ハンドＨ２の在籍検知センサ２が反応して、吸着孔１０からの吸着を開始する。このようにして、ハンドＨ２上に吸着された処理済みのガラス基板Ｗはロボット装置上のハンドストローク「０」である待機位置へ移動して装置２から取り出される。すると、後述するように基板位置検出の終了したハンドＨ１のフォーク５１に載っている未処理のガラス基板Ｗが入れ替わりに装置２の開口部３３から中に入り、昇降軸５５の下降動作によって装置２１内へと受け渡される。このようにして、ガラス基板Ｗの入替えが終わると、基部１０３が後退し、待機位置で停止し、ハンドＨ２上のガラス基板Ｗの基板位置検出を次に行なう。基板位置検出方法の詳細については後述するが、この基板位置検出ハンドＨ１、Ｈ２と基部１０３のストロークが全て「０」となる待機位置で行なわれる。また、装置２１でガラス基板Ｗの処理が行なわれている間は、ロボット装置１はカセット５（もしくは次工程の装置）へハンドＨ２上の基板Ｗを渡しに行く。
【００３３】
上述のような動作で装置２１内もしくはカセット５内へのガラス基板の出し入れを行なうが、その際に装置またはカセット内にあるガラス基板は必ずしも一定方向を向いているとは限らず、カセット５内で斜めに入っている場合もあるので、後述するように各ハンドに設けられた角度検知センサ３がカセットまたは装置内にあるガラス基板の向き角度を割出すことでロボット装置１の姿勢制御を行ない、ガラス基板Ｗがカセット５の縁に接触して発塵やガラス基板への損傷が生じることがないようにしている。
【００３４】
図７は、以上のように構成されるロボット装置の動作説明フローチャートである。また、図８（ａ）から（ｃ)はカセット５からガラス基板Ｗを取り出すまでの基準位置に位置決めする様子を示した平面図である。
【００３５】
図７において、取り出しのためのルーチンが開始されると、ステップＳ１でカセット５内に例えばハンドＨ１のフォーク５１が挿入されて図８（ａ）に図示の状態になる。このとき、フォーク５１がカセット５（または装置）の開口部から垂直に侵入していくと、角度検知センサ３はガラス基板Ｗの前端部が通過した時に反応する（ステップＳ２）。
【００３６】
この検出のときに時間的な差が生じるかどうかを判定し、ガラス基板Ｗが図８（ａ）に図示のように角度θ分斜めとなっている場合には、同時に反応せず時間的な差が生じるのでステップＳ３に進み、続くステップＳ４で、ガラス基板の向き角度θを検知して、ロボットハンドがガラス基板を取り出すときの姿勢調整が行なわれる。これと同時に基準位置（Ｙ方向）までの距離も検知し、基準位置までハンドを挿入する（ステップＳ６）。
【００３７】
以上で、取り出し準備が整い、ステップＳ７に進む。ここでは昇降軸を低速度で上昇させてハンドＨ１上にガラス基板を移載する。そして在籍センサ２がオンされて移載されたことを確認する。ステップＳ８において図８（ｃ）のように斜めに入っているガラス基板Ｗをカセット５の開口から垂直方向へ取り出せる状態に旋回（ステップＳ８）する。その後、ハンドＨ１はその姿勢を維持したまま真っ直ぐ後退移動を行ないカセット５の外部にガラス基板を取り出し基部１００上の待機位置で停止する（ステップＳ１０）。
【００３８】
基板が待機位置まで移動すると、基部１００に取り付けたセンサ取り付け具（コの字型）３０３に上下に備え付けられたセンサ３００の投光部３０１及び受光部３０２により、基板移載ロボット装置上の基準位置からの基板の横方向（Ｘ方向）のズレ量を検出する。（ステップＳ１１）（この結果を基に基板がロボット上のどの位置にあるのかを判断する。）
【００３９】
上記検出結果に従って、ロボット全体位置をステップS１１で検出したズレ量分補正し、基板を次工程へ搬送し一連の動作を終了する（ステップＳ１２）。    
【００４０】
また、Ｓ２の角度センサが同時に反応した場合においては、すでに基板とハンドが平行であると判断しＳ２以降は（Ｓ５、６、７、９、１０、１１、１２）という順番で動作が行なわれる。
【００４１】
以上の説明ではハンドＨ１がガラス基板Ｗを搬出搬入する動作を説明したがハンドＨ２も同様の動作を行なうことで確実に次工程への搬入位置決めを行なう。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
なお、以上の説明において、矩形基板の検出は、本発明のようなリニアガイドを用いた水平移動機構を行なう装置に限定されず、基板の移載を行なう装置であれば採用が可能である。
その他、本願の発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々に変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】基板移載ロボット装置外観斜視図である。
【図２】図１X-X 矢視断面図である。
【図３】ハンドＨ１の構成を示す平面図である。
【図４】基板位置検出用レーザセンサ説明図（断面図）である。
【図５】センサ取り付け例（ロボット装置側面から見た断面図）である。
【図６】（ａ）から（ｃ）はロボット装置のハンドＨ１、Ｈ２の動作説明図である。
【図７】基板移載ロボット装置の動作フローチャートである。
【図８】（ａ）から（ｃ）は、ガラス基板取り出しの様子を示した平面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  基板移載ロボット装置
２  在籍センサ
３  角度検出センサ
５  カセット
１０  吸着孔
２１  処理装置
５１  フォーク（第１移動体）
５２  フォーク（第２移動体）
５５  昇降軸
１００  基部
１０３  基部（第３移動体）
Ｈ１  ハンド
Ｈ２  ハンド
Ｗ  ガラス基板（矩形基板）
３００  センサ（レーザセンサ）
３０１  センサ投光部
３０２  センサ受光部
３０３  センサ取り付け具
【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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