(57)【要約】【課題】ワークに不定形の曲りや反り等があっても、ワーク保持ハンドのワーク保持パッドでワークを確実に保持できるようにする。【解決手段】ワーク保持パッド１３を有する複数のワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂをロボットハンドのアーム１０先端に取り付けるワーク保持ハンド取付装置１４であって、ワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂの基端を回転自在に支持する回転支持装置１５と、回転支持装置１５をロボットハンドのアーム１０先端に対して上下に傾動自在に支持する傾動支持装置１６とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク保持パッドを有する複数のワーク保持ハンドをロボットハンドのアーム先端に取り付けるワーク保持ハンド取付装置であって、ワーク保持ハンドの基端を回転自在に支持する回転支持装置と、前記回転支持装置をロボットハンドのアーム先端に対して上下に傾動自在に支持する傾動支持装置と、を備えたことを特徴とするワーク保持ハンド取付装置。
【請求項２】
前記ワーク保持パッドが略鉛直上方を向くようにワーク保持ハンドの回転を抑制するパッド向き調整部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載のワーク保持ハンド取付装置。
【請求項３】
前記パッド向き調整部材がワーク保持ハンドに取り付けた重りであることを特徴とする請求項２に記載のワーク保持ハンド取付装置。
【請求項４】
前記パッド向き調整部材がワーク保持ハンドと回転支持装置との間に設けた回転抑制弾性部材であることを特徴とする請求項２に記載のワーク保持ハンド取付装置。
【請求項５】
前記傾動支持装置が、回転支持装置をアーム先端の支持台に傾動可能に支持する傾動軸であることを特徴とする請求項１に記載のワーク保持ハンド取付装置。
【請求項６】
前記傾動軸で傾動可能に支持された回転支持装置が、揺動を抑制する揺動抑制弾性部材によりアーム先端の支持台に支持されていることを特徴とする請求項５に記載のワーク保持ハンド取付装置。
【請求項７】
前記傾動支持装置が、回転支持装置の下面とアーム先端の支持台との間に形成した前後に湾曲する円弧曲面であることを特徴とする請求項１に記載のワーク保持ハンド取付装置。
【請求項８】
前記円弧曲面にて傾動可能に支持された回転支持装置が、揺動を抑制する揺動抑制弾性部材によりアーム先端の支持台に支持されていることを特徴とする請求項７に記載のワーク保持ハンド取付装置。
【請求項９】
前記円弧曲面に粘性流体が充填されていることを特徴とする請求項７に記載のワーク保持ハンド取付装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はワーク保持ハンド取付装置に関し、特に半導体の製造プロセス等において、高温炉にガラス基板等のワークを出し入れする高温炉用のロボットハンドに好適に適用できるワーク保持ハンド取付装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造プロセス等においては、高温炉にワークを出し入れするために、従来より図９、図１０に示す如き構成のロボットハンドが用いられている。
【０００３】
図９、図１０中２は、液晶用のガラス基板１（以下ワーク１と称す）を高温（例えば６００℃〜８００℃）に加熱する高温炉であり、高温炉２内にはワーク１を上端で受けるようにした複数のワーク支持ピン３が鉛直に配設されている。高温炉２の一側には開閉可能な扉４が設けてあり、この扉４を開けて高温炉２内のワーク支持ピン３上にワーク１を搬入載置した後扉４を閉めてワーク１の高温処理を行い、又高温処理終了後には再び扉４を開けてワーク支持ピン３上のワーク１を高温炉２の外部に取り出すようにしている。
【０００４】
図９中５は、前記高温炉２に対するワーク１の搬入・搬出を行うロボットハンドであり、該ロボットハンド５は、搬送ロボット本体６に備えた軸７により水平回転と昇降とが行われるようにした第１アーム８を備えており、該第１アーム８の先端には軸９により水平回転が行われるようにした第２アーム１０を設けており、該第２アーム１０の先端に、支持装置１１を介して複数のワーク保持ハンド１２を取り付けている。
【０００５】
図９では支持装置１１に２本のワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂを取り付けた場合を示しており、２本のワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂは水平方向に所要の間隔を有して平行になるように支持装置１１に固定されている。
【０００６】
各ワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂの上面の長手方向複数箇所にはワーク保持パッド１３が設けられている。前記ワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂは中空になっており内部の吸引通路は図示しない吸引装置に接続されており、更に前記ワーク保持パッド１３には前記ワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂの吸引通路に連通する吸引口が形成されており、これによってワーク保持パッド１３は吸着パッドとなっている。
【０００７】
図９のロボットハンド５では、図示しない任意の準備位置に保持されたワーク１の下側に前記ワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂを差込んで持ち上げ且つ吸引によりワーク１をワーク保持パッド１３で吸着保持した後、ロボットハンド５を駆動して図９、図１０の如く扉４が開けられた高温炉２内部のワーク支持ピン３上に搬入してワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂを下降することにより、ワーク１をワーク支持ピン３上に載置する。続いて、ワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂを高温炉２から取出して扉４を閉塞し、高温炉２によるワーク１の高温処理を行う。高温処理が終了すると、扉４を開け、ロボットハンド５を駆動して高温炉２のワーク支持ピン３上に支持されたワーク１の下部にワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂを差込んで持ち上げ且つ吸引によりワーク１をワーク保持パッド１３で吸着保持した後、ロボットハンド５を駆動してワーク１を高温炉２外部の所定の場所に取り出す。
【０００８】
従来から用いられているワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂは、一般に金属により構成されていた。しかし、金属製ハンドを用いて、液晶用のガラス基板であるワーク１を高温（例えば６００℃〜８００℃）に加熱する高温炉２に出し入れしようとすると、金属部からガスが発生し、半導体製造プロセスではこのガスが悪影響を与える問題がある。このため、実際には金属ハンドによってガラス基板を高温雰囲気の高温炉２に出し入れすることはできない。このため、一旦高温となった炉内が上記ガス発生の影響がない低温となるまで冷めるのを待ち、その後、低温となった炉内から金属製ハンドによってガラス基板を取り出していた。そして、低温となった炉内に新たなガラス基板を搬入し、再び炉内を高温にしていた。従って、上記従来の技術では生産性が低いという問題を有していた。
【０００９】
こうした問題を解決するために、高温炉にワークを出し入れする高温炉用ワーク保持ハンドにおいて、高温炉に出し入れされるハンド本体を石英製とし、且つ該ハンド本体に設けられるワーク載置用の吸着パッドを石英製とし、これらハンド本体および吸着パッドに、ワークを吸着するための吸引通路を設けるようにしたものがある（特許文献１等参照）。
【特許文献１】特開２００３−４５９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１においても、図９、図１０に示したワーク保持ハンドと同様、ワーク保持ハンド１２をロボットハンド５の支持装置１１に固定した構成を有しているために、次のような問題が生じていた。
【００１１】
即ち、液晶用のガラス基板であるワーク１は、各々が或いはロット毎で異なった曲りや反りを有しているのが通常である。このため、支持装置１１に固定された２本のワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂでワーク１を保持しようとしても、図１１の側面図に示す如く、ワークの曲りや反りによってワーク１の下面に対して一部のワーク保持パッド１３が接触せずに離反した状態になる場合がある。又、図１２の正面図に示す如く、ワーク１の曲りや反りによってワーク保持パッド１３がワーク１の下面に対して片当たりの状態になる場合がある。
【００１２】
このようにワーク１に対してワーク保持パッド１３が離反したり片当たりした状態になると、ワーク保持パッド１３によるワーク１の吸引力が著しく低下することになる。特に、図１１のように一部のワーク保持パッド１３がワーク１から離反してしまうと、その離反したワーク保持パッド１３を有しているワーク保持ハンド１２は吸引口が連通していることからワーク１を吸着できなくなってしまう。従って、ワーク保持パッド１３の離反や片当たりが生じると、ワーク１をワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂによって確実に保持することができなくなり、よってワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂ上でワーク１が移動したり或いは落下するといった問題を生じる可能性がある。
【００１３】
本発明は、上記実情に鑑みてなしたもので、ワークに不定形の曲りや反り等があっても、ワーク保持ハンドのワーク保持パッドでワークを確実に保持できるようにしたワーク保持ハンド取付装置を提供することを目的としてなしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に記載の発明は、ワーク保持パッドを有する複数のワーク保持ハンドをロボットハンドのアーム先端に取り付けるワーク保持ハンド取付装置であって、ワーク保持ハンドの基端を回転自在に支持する回転支持装置と、前記回転支持装置をロボットハンドのアーム先端に対して上下に傾動自在に支持する傾動支持装置と、を備えたことを特徴とするワーク保持ハンド取付装置、に係るものである。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、前記ワーク保持パッドが略鉛直上方を向くようにワーク保持ハンドの回転を抑制するパッド向き調整部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載のワーク保持ハンド取付装置、に係るものである。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、前記パッド向き調整部材がワーク保持ハンドに取り付けた重りであることを特徴とする請求項２に記載のワーク保持ハンド取付装置、に係るものである。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、前記パッド向き調整部材がワーク保持ハンドと回転支持装置との間に設けた回転抑制弾性部材であることを特徴とする請求項２に記載のワーク保持ハンド取付装置、に係るものである。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、前記傾動支持装置が、回転支持装置をアーム先端の支持台に傾動可能に支持する傾動軸であることを特徴とする請求項１に記載のワーク保持ハンド取付装置、に係るものである。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、前記傾動軸で傾動可能に支持された回転支持装置が、揺動を抑制する揺動抑制弾性部材によりアーム先端の支持台に支持されていることを特徴とする請求項５に記載のワーク保持ハンド取付装置、に係るものである。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、前記傾動支持装置が、回転支持装置の下面とアーム先端の支持台との間に形成した前後に湾曲する円弧曲面であることを特徴とする請求項１に記載のワーク保持ハンド取付装置、に係るものである。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、前記円弧曲面にて傾動可能に支持された回転支持装置が、揺動を抑制する揺動抑制弾性部材によりアーム先端の支持台に支持されていることを特徴とする請求項７に記載のワーク保持ハンド取付装置、に係るものである。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、前記円弧曲面に粘性流体が充填されていることを特徴とする請求項７に記載のワーク保持ハンド取付装置、に係るものである。
【００２３】
上記手段によれば、ワーク保持ハンドの基端部を、ワーク保持パッドが略鉛直上方を向いた状態で回転自在に回転支持装置により支持し、且つ前記ワーク保持ハンドの先端部が水平より上部になるよう傾いた状態で前記回転支持装置をロボットハンドのアーム先端に対して上下に傾動自在に傾動支持装置により支持したので、ワークに曲りや反りがあっても、ワーク保持ハンドのワーク保持パッドがワークの下面に倣うように自動的に調整されて確実に吸着するので、ワークを確実に保持することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のワーク保持ハンド取付装置によれば、ワーク保持ハンドの基端部を、ワーク保持パッドが略鉛直上方を向いた状態で回転支持装置により回転自在に支持し、且つ前記回転支持装置を、前記ワーク保持ハンドの先端部が水平より上部になるよう傾いた状態でロボットハンドのアーム先端に対して傾動支持装置により傾動自在に支持したので、ワークに曲りや反りがあっても、ワーク保持ハンドのワーク保持パッドがワークの下面に倣ってワークを確実に吸着するのでワークを常に確実に保持することができ、よってワーク保持ハンド上でワークが移動したり落下するといった問題を防止できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２６】
図１、図２は本発明のワーク保持ハンド取付装置の形態の一例であって、基本的な構成は、図９、図１０に示した装置と略同一構成であり、図中、図９、図１０に示すものと同一のものには同一の符号を付してある。
【００２７】
図１、図２は、ワーク保持パッド１３を有する複数のワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂをロボットハンド５（図９参照）のアーム１０の先端に取り付けるワーク保持ハンド取付装置１４の一例を示している。ワーク保持ハンド取付装置１４は、ワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂの先端側に備えているワーク保持パッド１３が略鉛直上方を向いた状態でワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂの基端を回転自在に支持する回転支持装置１５と、前記ワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂの先端部が水平より上部になるよう傾いた状態で前記回転支持装置１５をロボットハンド５のアーム１０の先端に対して上下に傾動自在に支持する傾動支持装置１６とを備えている。
【００２８】
前記回転支持装置１５は、ケース本体１７内部の２個所に備えた軸受１８によって前記ワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂをその軸心を中心に回転自在に支持するようなっている。図２に示したケース本体１７は上下半割り形状になっていて内部に軸受１８を収納した状態で組み立てられるようになっている。
【００２９】
図１のワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂは、図９に示すように液晶用のガラス基板によるワーク１を高温炉２に対して搬出入するために、内部に吸引通路１９を備えた石英ガラスハンドとし、且つワーク保持パッド１３も石英ガラスハンドの吸引通路１９に連通する吸引口２０を備えた石英吸着パッドとした場合を示している。
【００３０】
前記回転支持装置１５に支持されたワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂは、ワーク保持パッド１３が常に略鉛直上方を向くようにワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂの回転を抑制するパッド向き調整部材２１を備えて支持している。
【００３１】
即ち、図１、図３に示す如く、先端側にワーク保持パッド１３を備えたワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂが回転支持装置１５に支持されている基端側の端部に、ワーク保持パッド１３が上側に位置した状態で下側に位置するように取付部材２２を介して重り２３を取り付けている。従って上記重り２３の作用によってワーク保持パッド１３は常に略鉛直上方を向くようになっている。
【００３２】
図４は上記とは異なるパッド向き調整部材２１の例を示したもので、ワーク保持パッド１３が略鉛直上方を向いた状態において、ワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂに取り付けた固定部材２４と回転支持装置１５のケース本体１７に設けたブラケット２５との間に回転抑制弾性部材２６を設けた場合を示している。回転抑制弾性部材２６としてはコイルバネ等を用いることができる。上記回転抑制弾性部材２６の作用によってワーク保持パッド１３は常に略鉛直上方を向くようになる。
【００３３】
前記傾動支持装置１６は、図１、図２に示す如く、前記ケース本体１７の両側面に前記ワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂと直交して上方に延びるスイングアーム２７を固定し、更にロボットハンド５のアーム１０の先端に固定した支持台２８上に、前記スイングアーム２７を備えたケース本体１７を挟むにように上方に延設した固定ブラケット２９を設け、該固定ブラケット２９の上端に前記スイングアーム２７の上端を傾動軸３０により前後に回動自在に枢支している。
【００３４】
上記したように、傾動軸３０によって傾動自在に支持された回転支持装置１５は、ワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂの先端が図１の如く水平位置Ｌに対して若干上を向いた位置Ｌ’の状態になるように、傾動軸３０の取り付け位置或いはワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂの先端側と基端側の荷重のバランスを調整する。
【００３５】
一方、上記したように傾動支持装置１６の傾動軸３０よって傾動自在に支持された回転支持装置１５は、傾動軸３０を中心に揺れ続けることが考えられる。
【００３６】
このため、図１、図２に示す如く、回転支持装置１５のケース本体１７にブラケット３１を固定すると共に、前記支持台２８に前記ブラケット３１を挟むようにブラケット３２を固定し、上記両ブラケット３１，３２間に揺動抑制弾性部材３３を設けている。揺動抑制弾性部材３３としてはコイルバネ等を用いることができる。上記揺動抑制弾性部材３３の作用によってワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂは先端部側が常に水平位置Ｌより上側の位置Ｌ’となるように傾斜した状態に保持される。
【００３７】
次に、上記図１〜図４に示した形態の作用を説明する。
【００３８】
図１〜図４に示すワーク保持ハンド取付装置１４では、回転支持装置１５に回転自在に支持されたワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂは、パッド向き調整部材２１の作用によってワーク保持パッド１３が常に略鉛直上方を向くように保持されている。一方、傾動支持装置１６によって傾動軸３０を中心に傾動自在に支持された前記回転支持装置１５は、揺動抑制弾性部材３３の作用によってワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂの先端部側が常に水平位置Ｌより上側の位置Ｌ’となる傾斜した状態に保持されている。
【００３９】
従って、図９に示すロボットハンド５を駆動して前記ワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂによりワーク１を保持する際、図７の側面図に示す如く、ワーク１が各々で或いはロット毎で異なった曲りや反りを有していても、ワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂの先端側が高くなっていることによりまず先端側のワーク保持パッド１３がワーク１の下面に接触し、続いて基端側のワーク保持パッド１３がワーク１に接するようになって全てのワーク保持パッド１３はワーク１の下面に確実に接し、これによってワーク保持パッド１３はワーク１を確実に吸着する。
【００４０】
一方、図８の正面図に示す如く、ワーク１が各々で或いはロット毎で異なった曲りや反りを有していても、ワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂは各々が軸中心を中心に回転自在に支持されていることによりワーク保持パッド１３はワーク１の下面に倣って確実に接するようになり、従ってワーク保持パッド１３はワーク１を確実に吸着する。
【００４１】
従って、各ワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂはワーク保持パッド１３によってワーク１を確実に吸着して保持することができ、よって、ワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂ上でワーク１が移動したり落下するといった問題を防止できる。
【００４２】
図５、図６は本発明のワーク保持ハンド取付装置の形態の他の例であって、基本的な構成は、図１〜図４に示した装置と略同一構成であり、相違する部分についてのみ説明する。
【００４３】
図５、図６のワーク保持ハンド取付装置１４では、前記傾動軸３０による傾動支持装置１６に代えて、回転支持装置１５の下面とアーム１０先端の支持台２８との間に形成した前後に湾曲する円弧曲面３４によって回転支持装置１５を前後に傾動自在に支持するようにした傾動支持装置３５を構成している。又、図５、図６の構成においても前記図１〜図４に示したものと同様のパッド向き調整部材２１を備えている。
【００４４】
前記円弧曲面３４による傾動支持装置３５によって傾動自在に支持された回転支持装置１５は、回転支持装置１５と支持台２８との間に設けた揺動抑制弾性部材３６によって揺動が抑制されるようになっている。揺動抑制弾性部材３６としてはコイルバネ等を用いることができる。又、前記円弧曲面３４には粘性流体３７を充填することができ、これによって回転支持装置１５の傾動を円滑にすることができる。尚、粘性流体３７を充填する場合には、前記円弧曲面３４は回転支持装置１５の下面が下方に突出する曲面であることが好ましい。
【００４５】
又、図５に示す固定ブラケット２９の傾動軸３０に、前記スイングアーム２７の上端に設けた傾動軸３０の径より大きい径の嵌合穴３８を遊嵌状態に嵌合しており、従ってこの場合の固定ブラケット２９と傾動軸３０は、支持台２８に円弧曲面３４によって支持された回転支持装置１５が支持台２８から脱落するのを防止する作用を有している。
【００４６】
図５、図６に示した形態によれば、前記図１〜図４の形態と同様に、ワーク１が各々で或いはロット毎で異なった曲りや反りを有していても、各ワーク保持ハンド１２ａ，１２ｂのワーク保持パッド１３はワーク１の下面に倣って確実に吸着して保持することができ、よってワーク保持ハンド１２上でワーク１が移動したり落下するといった問題を防止できる。
【００４７】
尚、本発明のワーク保持ハンド取付装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、図示例では液晶用のガラス基板によるワークを取り扱うワーク保持ハンドの場合について説明したがガラス基板以外のワークを取扱うワーク保持ハンドにも適用できること、ワーク保持ハンドの数、及びワーク保持ハンドに備えられるワーク保持パッドの数には限定されないこと、回転抑制弾性部材及び揺動抑制弾性部材にはコイルバネ以外に板バネや重り或いはゴム等の種々の部材が適用できること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること、等は勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明のワーク保持ハンド取付装置の実施の形態の一例を示す切断側面図である。
【図２】図１をＩＩ−ＩＩ方向から見た正面図である。
【図３】図１のワーク保持ハンドに備えたパッド向き調整部材の正面図である。
【図４】パッド向き調整部材の他の例を示す正面図である。
【図５】本発明のワーク保持ハンド取付装置の実施の形態の他の例を示す切断側面図である。
【図６】図５をＶＩ−ＶＩ方向から見た正面図である。
【図７】本発明によりワークを保持する状態を示す側面図である。
【図８】本発明によりワークを保持する状態を示す正面図である。
【図９】高温炉にワークを搬出入するロボットハンドの一例を示す斜視図である。
【図１０】図９の切断側面図である。
【図１１】従来のワーク保持ハンドによりワークを保持する状態を示す側面図である。
【図１２】従来のワーク保持ハンドによりワークを保持する状態を示す正面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  ワーク（ガラス基板）
５  ロボットハンド
１０  第２アーム（アーム）
１２  ワーク保持ハンド
１２ａ，１２ｂ        ワーク保持ハンド
１３  ワーク保持パッド
１４  ワーク保持ハンド取付装置
１５  回転支持装置
１６  傾動支持装置
２１  パッド向き調整部材
２３  重り
２６  回転抑制弾性部材
２８  支持台
３０  傾動軸
３３  揺動抑制弾性部材
３４  円弧曲面
３５  傾動支持装置
３６  揺動抑制弾性部材
３７  粘性流体
Ｌ    水平位置
Ｌ’  上部の位置
【図１】
2005144597.tif 000003
【図２】
2005144597.tif 000004
【図３】
2005144597.tif 000005
【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】
2005144597.tif 000011
【図１０】
2005144597.tif 000012
【図１１】
2005144597.tif 000013
【図１２】
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