(57)【要約】      （修正有）【課題】複数のハンド部の間隔を広げなくとも、各ハンド部の傾きを検出可能とする傾き検査装置を提供する。【解決手段】ロボットのハンド部の傾き検査装置４０は、筐体４１と、筐体４１内の複数枚の基板７０の傾きを検出するための多光軸光電センサ８１１と、多光軸光電センサの検出信号に基づいて、基板の傾きを判断する制御部とを備える。多光軸光電センサは、筐体内に挿入された複数枚の基板の一側方からライトカーテンを発する第一投光部８１３と、投光部から発せられたライトカーテンが基板で遮られることに基づく検出信号を制御部に出力する第一受光部８１４とを備える。制御部は、基準位置に配置された複数枚の基板に対する検出信号を取得する第一検査モードと、ハンド部に保持された複数枚の基板に対する検出信号を取得する第二検査モードとを行ってから、複数枚の基板の傾きを判断してハンド部の傾きを検査する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
階層状に配列された複数のハンド部で複数枚の基板を保持して移送するロボットの前記ハンド部の傾きを検出するためのロボットのハンド部の傾き検査装置であって、
前記複数のハンド部と少なくとも同数の前記基板を階層状に収容する筐体と、
前記筐体内に設けられた多光軸光電センサと、
前記多光軸光電センサの検出信号に基づいて、前記基板の傾きを判断する制御部とを備え、
前記多光軸光電センサは、
前記筐体に挿入された複数枚の前記基板の一側方に配置されて、当該複数枚の基板に向けた複数の平行光軸の光からなるライトカーテンを発する投光部と、
前記筐体に挿入された複数枚の基板の他側方に配置されて、前記ライトカーテンが複数枚の前記基板で遮られることに基づく前記検出信号を前記制御部に出力する受光部とを備え、
前記制御部は、前記筐体内の基準位置に配置された複数枚の前記基板に対する前記検出信号を取得する第一検査モードと、前記筐体内で前記ハンド部に保持された複数枚の前記基板に対する前記検出信号を取得する第二検査モードとを行ってから、前記第一検査モードでの前記検出信号と、前記第二検査モードでの前記検出信号とに基づいて、複数枚の前記基板の傾きを判断することで、前記ハンド部の傾きを検査する
ロボットのハンド部の傾き検査装置。
【請求項２】
前記基板を通過する際の前記光の進行方向は、前記ハンド部が前記筐体に挿入される挿入方向に対して交差している
請求項１に記載のロボットのハンド部の傾き検査装置。
【請求項３】
前記多光軸光電センサは、前記挿入方向に沿って複数配置されている
請求項２に記載のロボットのハンド部の傾き検査装置。
【請求項４】
階層状に配列された複数のハンド部で複数枚の基板を保持して移送するロボットの前記ハンド部の傾きを検出するためのロボットのハンド部の傾き検査方法であって、
筐体内に挿入された複数枚の前記基板の一側方に配置された投光部から前記基板に向けてライトカーテンを発し、
前記筐体内に挿入された複数枚の前記基板の他側方に配置されて、当該複数枚の前記基板を通過した前記ライトカーテンを受ける受光部が、当該ライトカーテンが複数枚の前記基板で遮られることに基づく検出信号を出力し、前記検出信号に基づいて、複数枚の前記基板の傾きを判断する際に、
前記筐体内の基準位置に配置された複数枚の前記基板に対する前記検出信号を取得する第一検査モードと、前記筐体内で前記ハンド部に保持された複数枚の前記基板に対する前記検出信号を取得する第二検査モードとを行ってから、前記第一検査モードでの前記検出信号と、前記第二検査モードでの前記検出信号とに基づいて、複数枚の前記基板の傾きを判断することで、前記ハンド部の傾きを検査する
ロボットのハンド部の傾き検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を保持するロボットのハンド部の傾き検査装置及びその傾き検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体の製造工程においては、複数枚の基板を収納したＦＯＵＰ（Front-Opening Unified Pod）容器をＯＨＴ（Overhead Hoist Transfer：天井走行式無人搬送車）などの搬送装置を用いて所望の製造工程まで搬送し、搬送されたＦＯＵＰから搬送ロボットを用いて基板を取り出し製造装置内に供給したり、処理後の基板を再びＦＯＵＰに収納するよう構成された搬送システムが知られている。このような搬送システムに用いられる搬送ロボットは、アームの先端に基板を保持するハンド部を備えており、このハンド部を３次元方向に移動させることで基板の取り出しや収納を行っている。
【０００３】
このような搬送ロボットにおいて、ハンド部に傾きがあると、基板の取り出しや収納の作業の際、容器内で基板が載置される載置台と、ハンド部に保持された基板との間で干渉が起きるおそれがある。この干渉を防止すべく、ハンドの傾きを検査する必要がある。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載の傾き検査装置においては、光学式反射型センサを用いることにより、ハンド部で保持された基板の傾きを検出することで、間接的にハンド部の傾きを検出している。具体的に、この傾き検査装置は、複数の光学式反射型センサが基板の上方に配置されており、各光学式反射型センサと基板との間隔を測定し、得られた複数の測定結果を比較することで、基板の傾きを検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６３００６４４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の傾き検査装置においては、基板の上方に光学式反射型センサの設置スペースを確保しなければならず、基板の上方における装置の大型化を招く一因となっている。
【０００７】
また、近年においてはＦＯＵＰに収納された基板を複数枚同時に一括して搬送するべく、アームの先端のハンド部を階層状に所望の間隔を設けて複数搭載したロボットも開発されている。このようなロボットの場合、全てのハンド部に対して傾きを検出する必要がある。しかしながら、従来の傾き検査装置の場合であると、複数のハンド部で保持された基板の傾きを検出するには、各ハンド部の間に光学式反射型センサを配置しなければならない。このため、ハンド部の間隔を広げる必要があるが、当該間隔を広げてしまうと、容器内に収容される複数枚の基板の間隔に対応しなくなり、現実的ではない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、複数のハンド部の間隔を広げなくとも、各ハンド部の傾きを検出可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係るロボットのハンド部の傾き検査装置は、階層状に配列された複数のハンド部で複数枚の基板を保持して移送するロボットのハンド部の傾きを検出するためのロボットのハンド部の傾き検査装置であって、複数のハンド部と少なくとも同数の前記基板を階層状に収容する筐体と、筐体内に設けられた多光軸光電センサと、多光軸光電センサの検出信号に基づいて、基板の傾きを判断する制御部とを備え、多光軸光電センサは、筐体に挿入された複数枚の基板の一側方に配置されて、当該複数枚の基板に向けた複数の平行光軸の光からなるライトカーテンを発する投光部と、筐体に挿入された複数枚の基板の他側方に配置されて、ライトカーテンが複数枚の基板で遮られることに基づく検出信号を制御部に出力する受光部とを備え、制御部は、筐体内の基準位置に配置された複数枚の基板に対する検出信号を取得する第一検査モードと、筐体内でハンド部に保持された複数枚の基板に対する検出信号を取得する第二検査モードとを行ってから、第一検査モードでの検出信号と、第二検査モードでの検出信号とに基づいて、複数枚の基板の傾きを判断することで、ハンド部の傾きを検査する。
【００１０】
上述した多光軸光電センサは、多光軸の光をライトカーテンとして投光する投光部と、ライトカーテンの光を受光する受光部とが離間した状態で設けられており、ライトカーテン内に複数の基板が間隔を持って配置されると、それぞれの基板によって光が遮断され、遮断された部分を検出することで、複数の基板の存在を同時に検出することができる。このような構成において、ライトカーテン内で基板が傾いて配置された場合、基板によって遮られる光の幅が大きくなり、この幅を検出することにより、複数の基板の傾きを検出することができる。これにより、基板を保持したハンド部の傾きも検出することができる。したがって、複数のハンド部の間隔を広げなくとも、各ハンド部の傾きを検出することができる。
【００１１】
そして、制御部は、第一検査モードで、筐体内の基準位置に配置された複数枚の基板に対する検出信号を取得する。さらに、制御部は、第二検査モードで、筐体内でハンド部に保持された複数枚の基板に対する検出信号を取得する。その後、制御部は、第一検査モードでの検出信号と、第二検査モードでの検出信号とに基づいて、複数枚の基板の傾きを判断する。これにより、筐体内で基準位置に設置された基板、つまり傾きのない基板と、ハンド部で保持された基板とを比較することができるので、傾き検出の精度を高めることができる。
【００１２】
また、基板を通過する際の光の進行方向は、ハンド部が筐体に挿入される挿入方向に対して交差していてもよい。
【００１３】
この構成によれば、基板を通過する際の光の進行方向が、ハンド部が筐体に挿入される挿入方向に対して交差しているので、ハンド部の挿入を阻害しない位置に投光部及び受光部を配置することができる。
【００１４】
また、多光軸光電センサは、挿入方向に沿って複数配置されていてもよい。
【００１５】
この構成によれば、多光軸光電センサが挿入方向に沿って複数配置されているので、複数の多光軸光電センサの検出結果を組み合わせることで、挿入方向に対する基板の傾きを検出することができる。
【００１６】
本発明の他の一態様に係るロボットのハンド部の傾き検査方法は、階層状に配列された複数のハンド部で複数枚の基板を保持して移送するロボットの前記ハンド部の傾きを検出するためのロボットのハンド部の傾き検査方法であって、筐体内に挿入された複数枚の基板の一側方に配置された投光部から基板に向けてライトカーテンを発し、筐体内に挿入された複数枚の基板の他側方に配置されて、当該複数枚の基板を通過したライトカーテンを受ける受光部が、当該ライトカーテンが複数枚の基板で遮られることに基づく検出信号を出力し、検出信号に基づいて、複数枚の前記基板の傾きを判断する際に、筐体内の基準位置に配置された複数枚の基板に対する検出信号を取得する第一検査モードと、筐体内でハンド部に保持された複数枚の基板に対する検出信号を取得する第二検査モードとを行ってから、第一検査モードでの検出信号と、第二検査モードでの検出信号とに基づいて、複数枚の基板の傾きを判断することで、ハンド部の傾きを検査する。
【００１７】
この構成によれば、投光部を基板の一側方に配置して、受光部を他側方に配置しているので、基板の上方にセンサを配置しなくとも、基板の傾きを検出することができる。したがって、基板の間隔を広げなくとも複数の基板の傾き、ひいては基板を保持するハンド部の傾きを検出することができる。そして、第一検査モードでは、筐体内の基準位置に配置された複数枚の基板に対する検出信号を取得する。さらに、第二検査モードでは、筐体内でハンド部に保持された複数枚の基板に対する検出信号を取得する。その後、第一検査モードでの検出信号と、第二検査モードでの検出信号とに基づいて、複数枚の基板の傾きを判断する。これにより、筐体内で基準位置に設置された基板、つまり傾きのない基板と、ハンド部で保持された基板とを比較することができるので、傾き検出の精度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、複数のハンド部の間隔を広げなくとも、各ハンド部の傾きを検出可能とすることである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態に係るロボット、検査ユニットなどを示す斜視図である。
【図２】実施の形態に係る検査ユニットの内部構成を示す斜視図である。
【図３】実施の形態に係る検査ユニットの内部構成を示す上面図である。
【図４】実施の形態に係る第一センサ、第二センサそれぞれのライトカーテンの状態を示す説明図である。
【図５】図４で示した第一センサ、第二センサそれぞれのライトカーテンの状態を拡大して示す説明図である。
【図６】実施の形態に係る基板の保持状態での傾きの有無を示すため、基板をＸ軸方向から見た側面図である。
【図７】実施の形態に係る検査ユニットの主制御構成を示すブロック図である。
【図８】実施の形態に係る検査ユニットが実行する傾き検査方法を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態に係る基板及びライトカーテンをＹ軸方向から見た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下では、本発明の実施の形態に係る傾き検査装置について、図面を用いて説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。従って、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ及びステップの順序等は、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００２１】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。
【００２２】
以下、実施の形態について説明する。
【００２３】
図１は、実施の形態に係るロボット２０、検査ユニット４０などを示す斜視図である。
【００２４】
ロボット２０と、検査ユニット４０とは、例えば工場内に設置された搬送システムの一部である。搬送システムは、図示はしないが、収容ユニットと、搬送部と、コントローラとを備えている。
【００２５】
図１に示すように、ロボット２０は、円板状あるいは多角形状の基板７０を移送する伸縮可能なアーム部２１を備えている。アーム部２１の先端部には複数（好ましくは５個、本実施の形態では３つ）のハンド部２３が設けられている。複数のハンド部２３は、上下方向に等間隔で階層状に配列されている。複数のハンド部２３は、複数枚の基板７０のそれぞれを下方から支持することによって、基板７０を水平姿勢（基板７０の主面が水平な姿勢）で保持する。ハンド部２３は平面視Ｙ字状に形成されており、このハンド部２３の上面には、基板７０を吸引するための吸引部２３１が設けられている。この吸引部２３１によって、基板７０がハンド部２３上で水平姿勢を保つことになる。なお、本実施の形態では、基板７０を吸引することで保持する吸引タイプのハンド部２３を例示して説明したが、把持することで基板７０を保持するクランプタイプのハンド部であってもよい。
【００２６】
収容ユニットは、２５枚の半導体ウェハ（基板７０）を階層状に収容するフープ（FOUP：Front Opening Unified Pod）である。具体的には、収容ユニットは、複数枚の基板７０を収容する筐体と、筐体の上面に取り付けられたフランジ部とを有する。筐体には、蓋が設けられており、収容ユニットの搬送時においては蓋が閉塞され、基板７０を筐体内に収容する際、あるいは筐体から取り出す際には蓋が開放される。収容ユニットは、フランジ部が搬送部で保持されて、搬送される。
【００２７】
検査ユニット４０は、ロボット２０のアーム部２１の先端に設けられたハンド部２３の傾きを検出する傾き検査装置である。
【００２８】
検査ユニット４０は、収容ユニットと概ね同等の外観形状で、半導体製造工程において、搬送されてきた収容ユニットが載置される載置台５３（ＥＦＥＭ（Equipment Front End Module））上に載置可能な構造である。検査ユニット４０は、筐体４１と、筐体４１の上面に取り付けられたフランジ部（図示省略）とを有する。筐体４１には、蓋（図示省略）が設けられており、検査ユニット４０の搬送時においては蓋が閉塞され、アーム部２１を検査する際には蓋が開放される。検査ユニット４０は、フランジ部４２が搬送部５０で保持されて、搬送される。
【００２９】
コントローラは、ロボット２０、搬送部及び検査ユニット４０を統括的に制御する。具体的に、コントローラは、ロボット２０と、搬送部と電気的に接続されている。また、コントローラは、載置台５３上に載置された検査ユニット４０とも電気的に接続されている。これにより、コントローラは、ロボット２０、搬送部及び検査ユニット４０に対して各種制御信号を送受信することができる。
【００３０】
コントローラは、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えており、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムをＲＡＭに展開して実行することで、ロボット２０、搬送部及び検査ユニット４０を統括的に制御する。また、コントローラには、各種情報が表示される表示部（図示省略）が設けられている。
【００３１】
次に、検査ユニット４０について詳細に説明する。
【００３２】
図２は、実施の形態に係る検査ユニット４０の内部構成を示す斜視図である。図３は、実施の形態に係る検査ユニット４０の内部構成を示す上面図である。なお、検査ユニット４０に対して、ロボット２０のアーム部２１が基板７０を挿入する方向を「挿入方向」と称す。本実施の形態では挿入方向はＹ軸方向に平行な方向である。アーム部２１が基板７０を検査ユニット４０から取り出す方向は、挿入方向とは逆の方向になる。
【００３３】
図２及び図３に示すように、検査ユニット４０の筐体４１の底部には、基板７０を支持する支持部４３と、ロボット２０のアーム部を検査するための検査部８０とが設けられている。
【００３４】
支持部４３は、円板状の基板７０の外周縁を三か所で支持して、基板７０を水平な姿勢に保つ。本実施の形態では、支持部４３は、３枚の基板７０をＺ軸方向（上下方向）で等間隔に階層状で支持する場合を例示して説明するが、支持部４３が支持可能な基板７０の枚数は４枚以上であってもよい。支持部４３は、複数のハンド部２３と少なくとも同数の基板７０を等間隔で階層状に収容すればよい。
【００３５】
支持部４３は、３つの支持体４３１、４３２、４３３を備えており、これらが基板７０の周方向に所望の間隔で配置されている。支持体４３１は、検査ユニット４０内の奥に配置されている。支持体４３２、４３３は、基板７０の中心よりも挿入方向の手前側に配置されていて、挿入方向に直交する方向（Ｘ軸方向）で対向配置されている。各支持体４３１、４３２、４３３には、複数の水平なスリット４３４が上下方向に並んで形成されている。スリット４３４に基板７０が挿入されて、当該スリット４３４の底面に載置されることで、基板７０が水平姿勢で支持される。スリット４３４の底面に載置された基板７０の位置を基準位置とする。
【００３６】
検査部８０は、基板７０を検査対象とすることにより、間接的にアーム部２１のハンド部２３の傾きを検査するものである。検査部８０は、基板７０における挿入方向奥側の位置を検出するための第一検出部８１と、基板７０における挿入方向手前の位置を検出するための第二検出部８２とを備えている。
【００３７】
第一検出部８１は、第一センサ８１１と、一対の第一反射部８１２とを備えている。
【００３８】
第一センサ８１１は、透過型光電センサであり、具体的には多光軸光電センサである。具体的には、第一センサ８１１は、第一投光部８１３と、第一受光部８１４とを備えている。第一投光部８１３は、Ｚ軸方向に沿って等間隔に一列に配置された多数の投光素子を有している。この第一投光部８１３の多数の投光素子からは、光軸が平行な光ビームが発せられるので、全体として帯状のライトカーテン４５０が形成される。
【００３９】
第一受光部８１４は、第一投光部８１３から発せられたライトカーテン４５０を受光する。具体的には第一受光部８１４は、Ｚ軸方向に沿って等間隔に一列に配置された多数の受光素子を有している。第一受光部８１４の受光素子は、第一投光部８１３の発光素子のそれぞれの光ビームの有無を検出できればよい。そして、ライトカーテン４５０が部分的に遮蔽されると、当該遮蔽された部分に対応する受光素子においては受光しない。第一受光部８１４は、多数の受光素子のうち、受光していない受光素子からの検出結果を総合して、光が遮られた量及び位置を検出するための検出信号を作成する。なお、多数の受光素子のうち、受光している受光素子からの検出結果を総合して、検出信号を作成することも可能である。このように、検出信号は、ライトカーテン４５０が遮られることに基づいて異なる信号となる。具体的には、検出信号は、ライトカーテン４５０が遮られた位置や、領域に基づいて異なる信号となる。
【００４０】
なお、多光軸光電センサとしては、株式会社キーエンス製ＩＧ−０２６、オムロン株式会社製ＺＸ−ＧＴ２８などが挙げられる。
【００４１】
図３に示すように、第一投光部８１３及び第一受光部８１４は、検査ユニット４０の奥側で基板７０を挟んで対向する位置に配置されて、筐体４１の底部上に固定されている。第一投光部８１３は、奥側を向いた発光面８１３ａがＸ軸方向に平行となるように配置されている。第一受光部８１４は、奥側を向いた受光面８１４ａがＸ軸方向に平行となるように配置されている。
【００４２】
一対の第一反射部８１２のうち、一方の第一反射部８１２は第一投光部８１３の奥側で当該第一投光部８１３に対向するように配置されており、他方の第一反射部８１２は第一受光部８１４の奥側で当該第一受光部８１４に対向するように配置されている。
【００４３】
一方の第一反射部８１２は、第一投光部８１３が発したライトカーテン４５０を直角に反射して、他方の第一反射部８１２に向ける。他方の第一反射部８１２においても、一方の第一反射部８１２により反射されたライトカーテン４５０を直角に反射して、第一受光部８１４に向ける（図３参照）。これにより、第一投光部８１３が発したライトカーテン４５０は、一方の第一反射部８１２で反射されることでＸ軸方向に平行となってから、他方の第一反射部８１２で反射されることで、第一受光部８１４で受光される。ライトカーテン４５０におけるＸ軸方向に平行な部分で、基板７０における奥側部分の位置が検出される。つまり、ライトカーテン４５０におけるＸ軸方向に平行な部分の進行方向は、挿入方向に直交した方向である。
【００４４】
第二検出部８２は、第二センサ８２１と、一対の第二反射部８２２とを備えている。
【００４５】
第二センサ８２１は、第二投光部８２３と第二受光部８２４とを備えている。なお、第二センサ８２１は、第一センサ８１１と同等のセンサなので、その詳細についての説明は省略し、以降では第二投光部８２３と第二受光部８２４との配置箇所について説明する。
【００４６】
図３に示すように、第二投光部８２３及び第二受光部８２４は、検査ユニット４０の手前側で基板７０を挟んで対向する位置に配置されて、筐体４１の底部上に固定されている。なお、第二投光部８２３及び第二受光部８２４の横方向の配置関係は、第一投光部８１３及び第一受光部８１４の位置関係と逆転している。そして、第二投光部８２３は、手前を向いた発光面８２３ａが挿入方向に直交する方向に平行となるように配置されている。第二受光部８２４は、手前側を向いた受光面８２４ａが挿入方向に直交する方向に平行となるように配置されている。
【００４７】
一対の第二反射部８２２のうち、一方の第二反射部８２２は第二投光部８２３の手前で当該第二投光部８２３に対向するように配置されており、他方の第二反射部８２２は第二受光部８２４の手前で当該第二受光部８２４に対向するように配置されている。
【００４８】
そして、一方の第二反射部８２２は、第一投光部８１３が発したライトカーテン４６０を直角に反射して、他方の第二反射部８２２に向ける。他方の第二反射部８２２においても、一方の第二反射部８２２により反射されたライトカーテン４６０を直角に反射して、第二受光部８２４に向ける。これにより、第二投光部８２３が発したライトカーテン４６０は、一方の第二反射部８２２で反射されることでＸ軸方向に平行となってから、他方の第二反射部８２２で反射されることで、第二受光部８２４で受光される。ライトカーテン４６０におけるＸ軸方向に平行な部分で、基板７０における手前側部分の位置が検出される。
【００４９】
ここで、基板７０の位置検出は、検査ユニット４０の支持部４３で基板７０が支持され基準位置にある状態（基準状態）と、ロボット２０のアーム部２１によって支持部４３から基板７０が持ち上げられて保持された状態（保持状態）とで行われる。
【００５０】
図４は、実施の形態に係る第一センサ８１１、第二センサ８２１それぞれのライトカーテン４５０、４６０の状態を示す説明図である。なお、図４においては、ライトカーテン４５０、４６０内に３枚の基板７０が配置されている場合を例示している。
【００５１】
図４の（ａ）は、基準状態にある基板７０に対して第一センサ８１１のライトカーテン４５０を照射した場合を示している。図４の（ａ）に示すように、ライトカーテン４５０は、基準状態にある３枚の基板７０のそれぞれによって部分的に遮られて、第一センサ８１１の第一受光部８１４に入射する。ライトカーテン４５０の遮られた部分４５０ａ、４５０ｂ、４５０ｃのそれぞれが一つの基板７０に対応している。これにより、第一受光部８１４は、基準状態にある各基板７０の検出信号を当該部分４５０ａ、４５０ｂ、４５０ｃに基づいて作成し、出力する。
【００５２】
図４の（ｂ）は、保持状態にある基板７０に対して第一センサ８１１のライトカーテン４５０を照射した場合を示している。図４の（ｂ）に示すように、ライトカーテン４５０は、保持状態にある３枚の基板７０のそれぞれによって部分的に遮られて、第一センサ８１１の第一受光部８１４に入射する。ライトカーテン４５０の遮られた部分４５０ｄ、４５０ｅ、４５０ｆのそれぞれが一つの基板７０に対応している。これにより、第一受光部８１４は、保持状態にある各基板７０の検出信号を当該部分４５０ｄ、４５０ｅ、４５０ｆに基づいて作成し、出力する。
【００５３】
図４の（ｃ）は、基準状態にある基板７０に対して第二センサ８２１のライトカーテン４６０を照射した場合を示している。図４の（ｃ）に示すように、ライトカーテン４６０は、基準状態にある３枚の基板７０のそれぞれによって部分的に遮られて、第二センサ８２１の第二受光部８２４に入射する。ライトカーテン４６０の遮られた部分４６０ａ、４６０ｂ、４６０ｃのそれぞれが一つの基板７０に対応している。これにより、第二受光部８２４は、基準状態にある各基板７０の検出信号を当該部分４６０ａ、４６０ｂ、４６０ｃに基づいて作成し、出力する。
【００５４】
図４の（ｄ）は、保持状態にある基板７０に対して第二センサ８２１のライトカーテン４６０を照射した場合を示している。図４の（ｄ）に示すように、ライトカーテン４６０は、保持状態にある３枚の基板７０のそれぞれによって部分的に遮られて、第二センサ８２１の第二受光部８２４に入射する。ライトカーテン４６０の遮られた部分４６０ｄ、４６０ｅ、４６０ｆのそれぞれが一つの基板７０に対応している。これにより、第二受光部８２４は、保持状態にある各基板７０の検出信号を当該部分４６０ｄ、４６０ｅ、４６０ｆに基づいて作成し、出力する。
【００５５】
なお、第二センサ８２１のライトカーテン４６０には、ハンド部２３によって遮られた部分４６０ｇ、４６０ｈ、４６０ｉが発生している。このハンド部２３によって遮られた部分４６０ｇ、４６０ｈ、４６０ｉと、基板７０によって遮られた部分４６０ｄ、４６０ｅ、４６０ｆとを区別できるように、ライトカーテン４６０が照射される箇所においては、基板７０とハンド部２３との間に隙間を形成しておく必要がある。そして、第二受光部８２４は、当該部分４６０ｇ、４６０ｈ、４６０ｉに対しても検出信号を作成し、出力する。なお、後述するが、当該部分４６０ｇ、４６０ｈ、４６０ｉに対する検出信号は、基板７０の位置検出に用いられない。
【００５６】
図５は、図４で示した第一センサ８１１、第二センサ８２１それぞれのライトカーテン４５０、４６０の状態を拡大して示す説明図である。なお、図５においては、一枚の基板７０に対応した箇所を拡大して示している。
【００５７】
第一センサ８１１の第一受光部８１４の検出信号を用いることで、図５の（ａ）に示すライトカーテン４５０の遮られた部分４５０ａと、図５の（ｂ）に示すライトカーテン４５０の遮られた部分４５０ｄとの差ΔＬ１を求めることができる。また、第二センサ８２１の第二受光部８２４の検出信号を用いることで、図５の（ｃ）に示すライトカーテン４６０の遮られた部分４６０ａと、図５の（ｄ）に示すライトカーテン４６０の遮られた部分４６０ｄとの差ΔＬ２を求めることができる。
【００５８】
図６は、実施の形態に係る基板７０の保持状態での傾きの有無を示すため、基板７０をＸ軸方向から見た側面図である。図６では基準状態の基板７０を破線で示している。また、図６の（ａ）は、傾きなしの基板７０を示しており、図６の（ｂ）は、傾きありの基板７０を示している。なお、本実施の形態では、基板７０の傾きを強調して図示しているが、実際の基板７０の傾きはわずかなものである。
【００５９】
図６の（ａ）に示すように、保持状態にある基板７０に傾きがない場合には、基準状態の基板７０との平行性が維持されるために、第一センサ８１１側の差ΔＬ１と、第二センサ８２１側の差ΔＬ２とは同じ値となる。他方、図６の（ｂ）に示すように、保持状態にある基板７０に傾きがある場合には、第一センサ８１１側の差ΔＬ１と、第二センサ８２１側の差ΔＬ２とは異なる。つまり、差ΔＬ１と差ΔＬ２とを取得して比較すれば、保持状態の基板７０に傾きがあるか否かを判断することができる。さらに、差ΔＬ１と差ΔＬ２との差分と、ライトカーテン４５０、４６０との間隔Ｌ３とを用いることで、保持状態における基板７０の傾き（具体的にはＸ軸を中心とした回転方向の傾き：以降、第一の傾きと称す場合もある。）を求めることができる。
【００６０】
図７は、実施の形態に係る検査ユニット４０の主制御構成を示すブロック図である。図７に示すように、検査ユニット４０は、第一センサ８１１の第一投光部８１３及び第一受光部８１４と、第二センサ８２１の第二投光部８２３及び第二受光部８２４と、記憶部４８と、これらに電気的に接続された制御部４９とを備えている。制御部４９は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えたマイコンであり、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムをＲＡＭに展開して実行することで、ロボット２０のハンド部２３の傾きを検出する。また、制御部４９は、検出したハンド部２３の傾きを記憶部４８に記憶させる。
【００６１】
制御部４９は、検査ユニット４０が載置台５３（図１参照）に載置されると、搬送システムのコントローラと電気的に接続されて、通信することができる。制御部４９は、コントローラから検査開始指示信号が入力されると、各部を制御して、基板７０の傾きを検出する。この基板７０の傾きを検出することにより、間接的にロボット２０のハンド部２３の傾きを検出する。
【００６２】
以下、ハンド部２３の傾きを検出する検出方法について説明する。
【００６３】
図８は、実施の形態に係る検査ユニット４０が実行する傾き検査方法を示すフローチャートである。
【００６４】
図８に示すように、検査ユニット４０の制御部４９は、コントローラから検査開始指示信号を受信すると、第一投光部８１３及び第二投光部８２３を発光させて、ライトカーテン４５０、４６０を形成する（ステップＳ１）。
【００６５】
このとき、コントローラは、ロボット２０を制御して、アーム部２１のハンド部２３で複数枚の基板７０を保持させてから、当該複数枚の基板７０を筐体４１内の基準位置に設置し、その後、アーム部２１を検査ユニット４０から退避させる。これにより、基板７０の一側方に配置された第一投光部８１３及び第二投光部８２３から基板７０に向けて光が発せられる。なお、アーム部２１の退避後においては、コントローラは、基板７０の設置完了信号を制御部４９に出力する。
【００６６】
制御部４９は、設置完了信号を受信すると、第一受光部８１４及び第二受光部８２４からの基準状態での検出信号を受信する（ステップＳ２：第一検査モード）。具体的には、基準状態にある複数枚の基板７０は基準対象であり、これらの基板７０がライトカーテン４５０、４６０を部分的に遮断しているので、第一受光部８１４及び第二受光部８２４からは、複数の基準対象毎の検出信号が出力されている。制御部４９は、検出信号を受信すると、コントローラに対して受信完了信号を出力する。当該受信完了信号を受信するとコントローラは、ロボット２０を制御して、アーム部２１のハンド部２３で複数枚の基板７０を保持させてから、保持状態とする。保持状態にすると、コントローラは、基板７０の保持完了信号を制御部４９に出力する。
【００６７】
制御部４９は、保持完了信号を受信すると、第一受光部８１４及び第二受光部８２４からの保持状態での検出信号を受信する（ステップＳ３：第二検査モード）。具体的には、保持状態にある複数枚の基板７０は検査対象であり、これらの基板７０がライトカーテン４５０、４６０を部分的に遮断しているので、第一受光部８１４及び第二受光部８２４からは、複数の検査対象毎の検出信号が出力されている。このとき、第二受光部８２４からは、ハンド部２３に相当する検出信号も出力されているが、ハンド部２３の厚みと基板７０との厚みは大きく異なるため、その検出信号が基板７０に基づくものかハンド部２３に基づくものかを区別することができる。具体的には、予め所定の閾値を設けておき、遮られた領域がその閾値よりも大きい検出信号をハンド部２３によるものと判断して、無視すればよい。
【００６８】
次いで、制御部４９は、第一検査モードでの検出信号と、第二検査モードでの検出信号を比較することにより、各基板７０の傾きを検出する（ステップＳ４）。このとき、制御部４９は、基板７０の傾きと、その検出時期とを関連付けて記憶部４８に記憶させる。
【００６９】
次いで、制御部４９は、基板７０の傾きが許容範囲内に収まっているか否かを判断し（ステップＳ５）、許容範囲内に収まっている場合にはステップＳ６に移行し、許容範囲を超えている場合にはステップＳ８に移行する。
【００７０】
ステップＳ６では、制御部４９は、記憶部４８に記憶されている過去の基板７０の傾き及びその検出時期と、現在の基板７０の傾き及びその検出時期とから、各ハンド部２３の傾きが許容範囲を超える時期（予測時期）を間接的に予測する。具体的には、過去の基板７０の傾き及びその検出時期と、現在の基板７０の傾き及びその検出時期とをグラフにプロットし、近似曲線を作成することで、各ハンド部２３の傾きが許容範囲を超える時期を間接的に予測する。
【００７１】
次いで、制御部４９は、予測時期をコントローラに出力する（ステップＳ７）。これにより、コントローラは、各ハンド部２３の傾きが許容範囲を超える予測時期を表示部に表示することができる。予測時期が現在から近い場合には、コントローラは警告を表示部に表示してもよい。なお、予測できるほどデータが蓄積されていない場合は、ステップＳ６、Ｓ７を省略すればよい。
【００７２】
ステップＳ８では、制御部４９は、基板７０の傾きがすでに許容範囲を超えていることを示すエラー信号をコントローラに出力する。これにより、コントローラは、ハンド部２３にエラーが生じていることを表示部に表示することができる。
【００７３】
［効果など］
以上のように、本実施の形態によれば、多光軸光電センサの受光部８１４、８２４は、投光部８１３、８２３が発した複数の平行光軸の光からなるライトカーテン４５０、４６０内に、少なくとも間隔を持った複数の基板７０が配置されると、それぞれの基板７０によって遮られた信号を検出することができる。これにより、複数枚の基板７０の位置を同時に検出することができ、遮られたライトカーテン４５０、４６０の幅により基板７０の傾きを検出することができる。このように複数の基板７０の傾きが検出できれば、間接的に複数のハンド部２３の傾きも検出することができる。したがって、複数のハンド部２３の間隔を広げなくとも、各ハンド部２３の傾きを検出することができる。
【００７４】
また、基板７０を通過する際の光の進行方向が、ハンド部２３が筐体４１に挿入される挿入方向に対して直交しているので、ハンド部２３の挿入を阻害しない位置に投光部８１３、８２３及び受光部８１４、８２４を配置することができる。また、基板７０を通過する際の光の進行方向が、挿入方向に対して直交しているので、基板７０における挿入方向に対する傾きを容易に検出することも可能である。
【００７５】
なお、上記実施の形態では、基板７０を通過する際の光の進行方向が挿入方向に直交した方向となっている場合を例示して説明したが、当該光の進行方向は、挿入方向に交差していればよい。
【００７６】
また、透過型光電センサが挿入方向に沿って複数配置されているので、複数の透過型光電センサの検出結果を組み合わせることで、挿入方向に対する基板７０の傾きを検出することができる。
【００７７】
また、ハンド部２３に保持された状態の基板７０を検査することでハンド部２３を直接検査しなくとも、間接的にハンド部２３の傾きを検出することができる。具体的には、第一検査モードでは、筐体４１内の基準位置に配置された複数枚の基板７０に対する検出信号を取得する。さらに、第二検査モードでは、筐体４１内でハンド部２３に保持された複数枚の基板７０に対する検出信号を取得する。その後、第一検査モードでの検出信号と、第二検査モードでの検出信号とに基づいて、複数枚の基板７０の傾きを判断する。これにより、筐体４１内で基準位置に設置された基板７０、つまり傾きのない基板７０と、ハンド部２３で保持された基板７０とを比較することができるので、傾き検出の精度を高めることができる。
【００７８】
［その他の実施の形態］
以上、本発明に係る傾き検査装置について、上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【００７９】
例えば、上記実施の形態では、第一センサ８１１と第二センサ８２１との検出信号に基づいて、基板７０における第一の傾きを検出する場合について説明した。しかしながら、第一センサ８１１と第二センサ８２１との検出信号に基づいて、基板７０におけるＹ軸を中心とした回転方向の傾き（以降、第二の傾きと称す場合もある。）を検出することも可能である。具体的には、図３に示すように、第一センサ８１１のライトカーテン４５０及び基板７０の外周がなす二つの交点Ｐ１１、Ｐ１２と、第二センサ８２１のライトカーテン４６０及び基板７０の外周がなす二つの交点Ｐ２１、Ｐ２２とを結んで、互いに交わる一対の仮想直線Ｖ１、Ｖ２を形成する。この一対の仮想直線Ｖ１、Ｖ２がなす角度θ（具体的には、交点Ｐ１１と、基板７０の中心Ｏと、交点Ｐ２２とがなす角度）を９０度以上、１２０度以下とすればよい。こうすることで、基板７０における第二の傾きを検出するために必要な領域を確保することができる。
【００８０】
図９は、実施の形態に係る基板７０及びライトカーテン４５０をＹ軸方向から見た断面図である。
【００８１】
図９の（ａ）は、基準状態にある基板７０に対して第一センサ８１１のライトカーテン４５０を照射した場合を示している。図９の（ａ）に示すように、ライトカーテン４５０は、基準状態にある基板７０によって部分的に遮られて、第一センサ８１１の第一受光部８１４に入射する。ライトカーテン４５０の遮られた部分４５０ｊが基板７０に対応している。これにより、第一受光部８１４は、基準状態にある基板７０の検出信号を当該部分４５０ｊに基づいて作成し、出力する。この検出信号を用いることで、図９の（ａ）に示すライトカーテン４５０の遮られた部分４５０ｊの厚みｔ１を求めることができる。基準状態においては基板７０に傾きがないために、厚みｔ１は基板７０の厚みに相当する。
【００８２】
図９の（ｂ）は、保持状態にある基板７０に対して第一センサ８１１のライトカーテン４５０を照射した場合を示している。図９の（ｂ）に示すように、ライトカーテン４５０は、基準状態にある基板７０によって部分的に遮られて、第一センサ８１１の第一受光部８１４に入射する。ライトカーテン４５０の遮られた部分４５０ｋが基板７０に対応している。これにより、第一受光部８１４は、保持状態にある基板７０の検出信号を当該部分４５０ｋに基づいて作成し、出力する。この検出信号を用いることで、図９の（ｂ）に示すライトカーテン４５０の遮られた部分４５０ｋの厚みｔ２を求めることができる。保持状態において基板７０に傾きがない場合には厚みｔ２は厚みｔ１となる。他方、保持状態において基板７０に傾きがある場合には厚みｔ２は厚みｔ１よりも大きくなる。つまり、厚みｔ１と厚みｔ２とを比較することで、基板７０の傾きの有無を判断することが可能である。また、ライトカーテン４５０内における基板７０の長さＬがわかっている場合には、厚みｔ２及び厚みｔ１の差分と、長さＬ４とから、第二の傾きを求めることが可能である。
【００８３】
なお、ここでは、第一センサ８１１を用いて、基板７０における第二の傾きを検出する場合を例示して説明したが、第二センサ８２１を用いる場合にも同様の手順で第二の傾きを検出することができる。第一センサ８１１及び第二センサ８２１のそれぞれから、基板７０における第二の傾きを求めることで、より詳細な基板７０の姿勢を検出することも可能である。
【００８４】
また、上記実施の形態では、ライトカーテン４５０、４６０内に３枚の基板７０が配置されて、一括して３枚の基板７０の傾きを検出する場合を例示して説明したが、一つのセンサ（第一センサ８１１及び第二センサ８２１）のライトカーテン４５０、４６０の高さを大きくすることで４枚以上の基板７０の傾きを一括して検出することも可能である。さらに、多光軸光電センサをＺ軸方向に複数配列すれば、より多くの基板７０の傾きを一括して検出することも可能である。
【００８５】
また、上記実施の形態では、ハンド部２３に保持された基板７０を検査対象とすることで、間接的にハンド部２３の傾きを検出する場合を例示して説明した。しかし、ハンド部２３を検査対象とすることで、直接的にハンド部２３の傾きを検出することも可能である。この場合、基板７０を保持してないハンド部２３を検査ユニット４０の筐体４１内に配置する。その後、ハンド部２３に対して第一センサ８１１の第一投光部８１３及び第二センサ８２１の第二投光部８２３のそれぞれから光を投光することで、ハンド部２３がライトカーテン４５０、４６０を遮ることになる。また、第一受光部８１４及び第二受光部８２４は、ライトカーテン４５０、４６０がハンド部２３で遮られることに基づく検出信号を制御部４９に出力するので、制御部４９は検出信号に基づいてハンド部２３の傾きを検出することができる。
【００８６】
その他、実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００８７】
２０  ロボット
２１  ハンドアーム
２３  ハンド部
４１  筐体
４２  フランジ部
４０  検査ユニット（ロボットのハンド部の傾き検査装置）
４３  支持部
４８  記憶部
４９  制御部
５３  載置台
７０  基板（検査対象）
８０  検査部
８１  第一検出部
８２  第二検出部
２３１  吸引部
４３１、４３２、４３３  支持体
４３４  スリット
４５０、４６０  ライトカーテン
４５０ａ、４５０ｂ、４５０ｃ、４５０ｄ、４５０ｅ、４５０ｆ、４５０ｇ、４５０ｈ、４５０ｉ、４５０ｊ、４５０ｋ、４６０ａ、４６０ｂ、４６０ｃ、４６０ｄ、４６０ｅ、４６０ｆ、４６０ｇ、４６０ｈ、４６０ｉ  遮られた部分
８１１  第一センサ（透過型光電センサ、多光軸光電センサ）
８１２  第一反射部
８１３  第一投光部
８１３ａ  発光面
８１４  第一受光部
８１４ａ  受光面
８２１  第二センサ（多光軸光電センサ）
８２２  第二反射部
８２３  第二投光部
８２３ａ  発光面
８２４  第二受光部
８２４ａ  受光面
【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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