(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ軸方向にスライダを移動する一対のＸ軸リニアモータを平行配置し、前記一対のＸ軸リニアモータのスライダ間に橋渡ししたブリッジ部材にＹ軸リニアモータを設け、前記Ｙ軸リニアモータのスライダに搭載したツールを用いて加工対象となるワークに対して所定の処理をする位置決めステージにおいて、
前記ワークを支持してＸ軸方向に移動し、ステージの外に対してワークの受け渡しを行うワーク搬送手段を備え、
前記ワーク搬送手段は、
前記一対のＸ軸リニアモータに沿ってＸ軸方向に移動する一対の搬送スライダ部材と、
この搬送スライダ部材間に橋渡しした搬送ブリッジ部材と、
この搬送ブリッジ部材に取り付けられて前記ワークの下面を支持する、Ｘ軸方向に伸びたアーム部材と、
を備えることを特徴とする位置決めステージ。
【請求項２】
前記一対の搬送スライダ部材は、前記一対のＸ軸リニアモータにより移動操作されることを特徴とする請求項１に記載の位置決めステージ。
【請求項３】
前記アーム部材は、待機状態では前記ワークの加工処理位置外に配置され、前記ワークの搬送時にはＺ軸方向にリフトアップされた前記ワークの下面に移動操作されることを特徴とする請求項１又は２に記載の位置決めステージ。
【請求項４】
前記ワークをその下面側よりＺ軸方向にリフトアップ又はリフトダウン操作するための複数のリフトピン手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の位置決めステージ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の位置決めステージを、Ｘ軸方向に複数個連結したことを特徴とする移送システム。
【請求項６】
前記各位置決めステージは、前記ワークの受け入れ側と受け渡し側が共通のメカニカルインターフェース構造になっていることを特徴とする請求項５に記載の移送システム。
【請求項７】
前記ワーク搬送手段は、上流側の位置決めステージで加工処理済みのワークを、連結された下流側の位置決めステージの加工処理位置に搬送した後に待機位置に戻ることを特徴とする請求項５又は６に記載の移送システム。
【請求項８】
前記ワーク搬送手段は、上流側の位置決めステージで加工処理済みのワークを、連結された下流側の位置決めステージの加工処理位置に搬送し、下流側の位置決めステージで加工処理済みのワークを上流側の位置決めステージの加工処理位置に搬送した後に待機位置に戻ることを特徴とする請求項５又は６に記載の移送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ軸方向にスライダを移動する一対のＸ軸リニアモータを平行配置し、一対のＸ軸リニアモータのスライダ間に橋渡ししたブリッジ部材にＹ軸リニアモータを設け、Ｙ軸リニアモータのスライダに搭載したツールを用いて加工対象となるワークに対して所定の処理をする位置決めステージ及びこれを用いた移送システムに関するものである。本発明の加工対象となるワークは、板状のガラス基板、ＬＣＤパネル、プラズマパネル等である。
【背景技術】
【０００２】
リニアモータに関連する先行技術文献としては、特許文献１及び特許文献２がある。
図１０は、従来の位置決めステージの外観斜視図であり、一対のＸ軸リニアモータを所定距離を隔てて平行に配置し、各Ｘ軸リニアモータのスライダ間をブリッジ部材で橋渡しし、このブリッジ部材上にＹ軸リニアモータを設けた基本構成となっている。
【０００３】
１は位置決めステージの筐体であり、上面のＸ軸方向の両端部にＸ軸方向に平行した突出部１ａ及び１ｂが形成されて断面が凹状とされ、この凹部１ｃ上面に加工対象となるワーク２が所定位置にセットされる。
【０００４】
３１は突出部１ａの上面にステータが設置されたＸ１軸リニアモータ、３２は突出部１ｂの上面にステータが設置されたＸ２軸リニアモータであり、これらリニアモータは、Ｘ軸に平行となる。４１及び４２はこれらリニアモータのステータ上を走行するスライダである。
【０００５】
５はブリッジ部材であり、前記スライダ４１及び４２を橋渡しし、Ｘ軸に直交するＹ軸に平行に配置される。６はブリッジ部材の上面にＹ軸に平行してステータが配置されたＹ軸リニアモータであり、７はこのステータ上を走行するスライダである。
【０００６】
Ｙ軸リニアモータのスライダ７にワーク２に対して所定の処理（液晶、半導体、電子部品等の製作、検査）を実行するためのツール（図示せず）が搭載され、この位置決めステージはこのツールのワーク２に対するＸＹ位置決め制御を行う。位置決めのためのＸＹサーボ系に関しては、特許文献１及び２に開示されている。
【０００７】
以上説明した位置決めステージで加工されるワーク２に対する処理工程が複数ステップに渡る場合には、複数の位置決めステージをＸ軸方向にカスケードに配置し、上流側の位置決めステージより下流側の位置決めステージに加工対象のワーク２を順次受け渡して移送する。
【０００８】
図１１は、複数の位置決めステージ間を移送されるワークの移送経路を示す模式図である。上流側のステージ１にセットされたワーク２を、下流のステージ２のワーク２´として移送するためには、ステージ１に形成されたアンローダを介して搬送装置にワークを渡し、この搬送装置がステージ２のローダにワークを渡す手順をとる。
【０００９】
【特許文献１】特開昭６３−２１３４９０号公報
【００１０】
【特許文献２】特開２０００−６５９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の位置決めステージでは、１機能が各ステージ１台で固定されていて、工程内プロセス、検査等の装置は夫々の機能に特化されていた。従って、従来の位置決めステージを用いた移送システムでは、次のような問題点がある。
（１）ワークをステージ内外に搬入・搬出するローダ及びアンローダ並びに搬送装置が位置決めステージ間に専用装置として別途必要であり、連結される位置決めステージの数が多くなるとこれら専用装置の占めるスペースのために設置可能な位置決めステージの数に制約を生じ、スペース効率が低下する。
【００１２】
（２）ステージ数が多くなり専用装置の数が増加すると、位置決めステージ以外の付帯コストが増加し、移送システム構築のコストアップの要因となる。
【００１３】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、ワーク搬送手段の占めるスペースを最小とすると共に、移送システム構築のコストを低減できる位置決めステージ及びこれを利用した移送システムを実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
（１）Ｘ軸方向にスライダを移動する一対のＸ軸リニアモータを平行配置し、前記一対のＸ軸リニアモータのスライダ間に橋渡ししたブリッジ部材にＹ軸リニアモータを設け、前記Ｙ軸リニアモータのスライダに搭載したツールを用いて加工対象となるワークに対して所定の処理をする位置決めステージにおいて、
前記ワークを支持してＸ軸方向に移動し、ステージの外に対してワークの受け渡しを行うワーク搬送手段を備え、
前記ワーク搬送手段は、
前記一対のＸ軸リニアモータに沿ってＸ軸方向に移動する一対の搬送スライダ部材と、
この搬送スライダ部材間に橋渡しした搬送ブリッジ部材と、
この搬送ブリッジ部材に取り付けられて前記ワークの下面を支持する、Ｘ軸方向に伸びたアーム部材と、
を備えることを特徴とする位置決めステージ。
【００１６】
（２）前記一対の搬送スライダ部材は、前記一対のＸ軸リニアモータにより移動操作されることを特徴とする（１）に記載の位置決めステージ。
【００１７】
（３）前記アーム部材は、待機状態では前記ワークの加工処位置外に配置され、前記ワークの搬送時にはＺ軸方向にリフトアップされた前記ワークの下面に移動操作されることを特徴とする（１）又は（２）に記載の位置決めステージ。
【００１８】
（４）前記ワークをその下面側よりＺ軸方向にリフトアップ又はリフトダウン操作するための複数のリフトピン手段を備えることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の位置決めステージ。
【００１９】
（５）（１）乃至（４）のいずれかに記載の位置決めステージを、Ｘ軸方向に複数個連結したことを特徴とする移送システム。
【００２０】
（６）前記各位置決めステージは、前記ワークの受け入れ側と受け渡し側が共通のメカニカルインターフェース構造になっていることを特徴とする（５）に記載の移送システム。
【００２１】
（７）前記ワーク搬送手段は、上流側の位置決めステージで加工処理済みのワークを、連結された下流側の位置決めステージの加工処理位置に搬送した後に待機位置に戻ることを特徴とする（５）又は（６）に記載の移送システム。
【００２２】
（８）前記ワーク搬送手段は、上流側の位置決めステージで加工処理済みのワークを、連結された下流側の位置決めステージの加工処理位置に搬送し、下流側の位置決めステージで加工処理済みのワークを上流側の位置決めステージの加工処理位置に搬送した後に待機位置に戻ることを特徴とする（５）又は（６）に記載の移送システム。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
（１）ワークをステージ内外に搬入・搬出するワーク搬送手段を位置決めステージ自身に備えているので、ステージ外にワーク搬送のための専用装置を必要としない。このため、移送システムとして連結される位置決めステージの数が多くなっても、搬送手段によるスペース効率の低下は発生しない。
【００２４】
（２）ステージ外にワーク搬送のための専用装置を必要としないので、位置決めステージ以外の付帯コストの増加はなく、移送システムを構築するためのコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は本発明を適用した位置決めステージの一実施形態を示す外観斜視図である。図１０、図１１で説明した従来の位置決めステージと同一要素には同一符号を付して説明を省略する。以下、本発明の特徴部につき説明する。
【００２６】
本発明は、ワークを支持してＸ軸方向に移動し、ステージの外に対してワークの受け渡しを行うワーク搬送手段を、位置決めステージ自身に備える構成を特徴としている。図１により、ワーク搬送手段の構成を説明する。
【００２７】
本発明が適用されるワーク搬送手段の基本構成は、一対のＸ軸リニアモータ３１，３２に沿ってＸ軸方向に移動する一対の搬送スライダ部材１０１，１０２と、この搬送スライダ部材間に橋渡しした搬送ブリッジ部材２００と、この搬送ブリッジ部材に取り付けられてワークの下面を支持するアーム部材５０１，５０２よりなる。
【００２８】
一対の搬送スライダ部材１０１，１０２は、スライダ４１，４２と共通に、一対のＸ軸リニアモータ３１，３２上をＸ軸方向に移動操作される。これら一対の搬送スライダ部材１０１，１０２間を橋渡しして、搬送ブリッジ部材２００が配置されている。
【００２９】
３００はＹ軸リニアモータであり、搬送ブリッジ部材２００上にＹ軸方向に配置されている。このＹ軸リニアモータ３００は、ブリッジ部材５に配置されたＹ軸リニアモータ５と同一構造とすることができる。
【００３０】
４０１，４０２は一対のスライダであり、Ｙ軸リニアモータ３００上を夫々が独立してＹ軸方向に移動操作される。これらスライダも、Ｙ軸リニアモータ５上に配置されたスライダ７と同一構造とすることができる。
【００３１】
５０１，５０２は一対のアーム部材であり、リフトアップされたワーク２の下面を支持して凹部１ｃの面に平行にＸ軸方向に伸び、ステージ外にワーク２を搬出又はステージ外よりワーク２を搬入する。これら一対のアーム部材５０１，５０２は、連結部材５０１ａ，５０２ａにより、一対のスライダ４０１，４０２に結合され、これら一対のスライダ４０１，４０２により、夫々が独立してＹ軸方向に移動操作される。
【００３２】
これら一対のアーム部材５０１，５０２は、ワーク２の加工処理中は待機状態とされ、ワークの加工処理位置外のＹ軸方向にシフト配置され、搬送ブリッジ部材２００もステージのＸ軸方向の上流側端部にシフト配置され、ワーク２の加工処理の障害とならない位置にセットされる。
【００３３】
これら一対のアーム部材５０１，５０２は、ワーク２の搬出・搬入時には、Ｚ軸方向にリフトアップされたワーク２の下面に生じた空隙をＹ軸方向に移動操作され、ワーク２を下面から支持した状態でＸ軸方向に移動操作される形態となる。
【００３４】
図２乃至図４は、ワーク加工用のブリッジ６及びワーク移送用の搬送ブリッジ部材２００の移動を説明する平面図である。図２はワーク加工前の待機状態を示す平面図、図３はワーク加工中の状態を示す平面図、図４はワーク移送中の状態を示す平面図である。
【００３５】
図２に示す待機状態において、搬送ブリッジ部材２００は、ステージの上流側端部にシフト配置されている。６００は吸着盤であり、凹部１ｃ面上にワーク２（図示せず）の形状に合わせてＺ軸方向に所定の高さもって形成されている。ワーク２は、この吸着盤６００の上面に真空吸着手段（図示せず）により吸着固定されて加工処理される。
【００３６】
７００は、吸着盤６００の下面側空間に複数個配置されたリフトピン手段であり、吸着盤の上面に形成された孔よりＺ軸方向にピンを突出させ、ワーク２をＺ軸方向にリフトアップ又はリフトダウン操作する。
【００３７】
複数個のリフトピン手段７００は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に所定の間隔で格子状に配列されている。Ｘ軸方向の一対の列７００Ａ及び７００Ａ´は、Ｙ軸方向で一番外側の列Ａ及び列Ａ´である。Ｘ軸方向の一対の列７００Ｂ及び７００Ｂ´は、列Ａ及びＡ´の内側の列Ｂ及び列Ｂ´である。列の数は任意である。
【００３８】
図３に示すワーク加工中の状態では、ブリッジ部材５がＸ軸方向に吸着盤６００に固定されたワーク２（図示せず）上を移動操作され、所定の加工処理を実行する。加工期間中は、搬送ブリッジ手段２００は、図２の待機位置を維持している。
【００３９】
図４に示すワーク搬送中の状態では、加工処理が終了したブリッジ部材６は、ステージのＸ軸方向最下流位置まで移動してその位置で停止される（図示の状態）。加工処理が終了すると、ワーク２はリフトピン手段７００によってＺ軸方向にリフトアップされる。
【００４０】
待機状態ではワークの加工処理位置外にＹ軸方向端部に配置されていたアーム部材５０１，５０２は、リフトアップにより生じたワーク２と吸着盤６００の空隙をＹ軸方向中心部に向かって所定位置まで移動操作される。
【００４１】
アーム部材の移動操作が終了すると、ワーク２はリフトピン手段７００によってリフトダウンされ、アーム部材５０１，５０２上に搭載される。搭載が完了すると、搬送ブリッジ手段２００がＸ軸方向（矢印Ｐ）に下流側に移動操作され、ワーク２はアーム部材５０１，５０２上に搭載された状態で図示のようにステージ外に搬出され、次工程の装置に渡される。
【００４２】
図５乃至図７は、リフトピン手段７００によるワーク２のリフトアップ及びリフトダウン並びにアーム部材５０１，５０２の移動操作の遷移を説明するイメージ図である。簡単のため、Ａ列とＢ列のリフトピン各１個及びアーム部材５０１の部分を図示している。
【００４３】
図５（Ａ）乃至図５（Ｊ）は、アーム部材５０１，５０２が待機状態にある初期位置からワーク２を支持するまでの遷移を示している。図５（Ａ）の初期位置では、ワーク２は吸着盤６００上に吸着保持されている。
【００４４】
吸着盤６００の下面空間に設置されたリフトピン手段は、Ｚ軸方向に延びるピン７０１とピン操作部７０２よりなり、この初期位置ではピン７０１は最下部まで引き込まれた状態である。アーム部材５０１（５０２も同じ、以下同様）は、ワーク２の加工処理位置よりＹ軸方向に外れた位置にある。
【００４５】
図５（Ｂ）では、リフトピン手段７００の全ピンがＺ軸方向に伸ばされ、吸着が解除されたワーク２を吸着盤６００の面からＺ軸方向にリフトアップする。図５（Ｃ）ではＡ列のピンのみが初期位置に引き込まれるので、アーム部材５０１のＢ列までの移動スペースが出現する。
【００４６】
図５（Ｄ）では、アーム部材５０１がＢ列の手前までＹ軸方向に移動操作される。図５（Ｅ）では、引き込まれていたＡ列のピンがワーク２の下面まで伸ばされる。図５（Ｆ）では、Ｂ列のピンのみが初期位置に引き込まれるので、アーム部材５０１のＣ列（図示せず）までの移動スペースが出現する。
【００４７】
図５（Ｇ）では、アーム部材５０１がＣ列の手前までＹ軸方向に移動操作される。図５（Ｈ）では、引き込まれていたＢ列のピンがワーク２の下面まで伸ばされる。図５（Ｉ）は、以上の動作の繰り返しを表記しており、この操作によりアーム部材５０１を目的のＹ軸方向位置まで順次移動操作する。
【００４８】
図５（Ｊ）では、アーム部材５０１の移動操作が終了し、リフトピン手段７００の全ピンが初期位置に引き込まれた状態を示しており、ワーク２は移動操作されたアーム部材５０１に支持された状態となる。この状態で搬送ブリッジ部材２００がＸ軸方向に移動操作されて、アーム部材５０１に支持されたワーク２をステージ外に搬出する。
【００４９】
図６（Ａ）乃至図６（Ｊ）は、リフトアップしたワーク２を吸着盤６００上にリフトダウンさせ、アーム部材５０１を待機位置に移動させる遷移を示している。図６（Ａ）の初期位置では、リフトピン手段７００の全ピンが初期位置に引き込まれた状態でワーク２はアーム部材５０１で支持されている。
【００５０】
図６（Ｂ）では、リフトピン手段７００の全ピンがＺ軸方向に伸ばされてワーク２をアーム部材５０１の支持面から更にＺ軸方向にリフトアップする。図６（Ｃ）ではＢ列のピンのみが初期位置に引き込まれるので、アーム部材５０１のＡ列までの移動スペースが出現する。
【００５１】
図６（Ｄ）では、アーム部材５０１がＡ列の手前までＹ軸方向に移動操作される。図６（Ｅ）では、引き込まれていたＢ列のピンがワーク２の下面まで伸ばされる。図６（Ｆ）では、Ａ列のピンのみが初期位置に引き込まれるので、アーム部材５０１の待機位置までの移動スペースが出現する。
【００５２】
図６（Ｇ）では、アーム部材５０１が待機位置までＹ軸方向に移動操作される。図６
（Ｈ）では、引き込まれていたＢ列のピンがワーク２の下面まで伸ばされる。図６（Ｉ）は、以上の動作の繰り返しを表記しており、この操作によりアーム部材５０１は待機位置までＹ軸方向位置に移動する。
【００５３】
図６（Ｊ）では、アーム部材５０１の待機位置への移動操作が終了し、リフトピン手段７００の全ピンが初期位置に引き込まれた状態を示しており、ワーク２は吸着盤６００の上面に保持された状態となる。
【００５４】
図７（Ａ）乃至（Ｄ）は、連結された移送システムで、上流側のステージから搬出されたワーク２を下流側ステージスの吸着盤上に載せる遷移を示している。図７（Ａ）は、上流側ステージのアーム部材５０１によりワーク２が下流側ステージスの吸着盤６００の位置に移送された状態であり、下流側ステージスのリフトピン手段７００の全ピンが初期位置に引き込まれている。８０１は、下流側ステージのアーム部材を示す。
【００５５】
図７（Ｂ）では、引き込まれていた全ピンがワーク２の下面まで伸ばされ、ワーク２はアーム部材５０１により離れてＺ軸方向にリフトアップされる。図７（Ｃ）では、上流側ステージのアーム部材５０１が上流側ステージに戻される。図７（Ｄ）では、リフトピン手段７００の全ピンが初期位置に引き込まれ、ワーク２は吸着盤６００の上面に保持された状態となる。
【００５６】
図１に示した実施形態では、搬送スライダ部材１０１，１０２は、スライダ４１，４２と共通の一対のＸ軸リニアモータ３１，３２を共用して移動操作される構成を示したが、これに限定されるものではない。
【００５７】
図８は、本発明の他の実施形態を示す位置決めステージの外観斜視図である。９０１及び９０２は、筐体１の突出部１ａ及び１ｂの内壁部にＸ軸方向に配置された一対のガイドレールであり、搬送スライダ部材１０１，１０２は、これらガイドレールに取り付けられてＸ軸方向に移動操作される。操作手段は、リニアモータ、ボールネジ、タイミングベルト等を採用することが可能である。
【００５８】
図９は、図１に示した本発明の位置決めステージを、Ｘ軸方向に複数個連結した移送システムの実施形態を示す斜視図である。この実施形態では、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の３ステージを連結した移送システムを示す。
【００５９】
連結した移送システムでは、各ステージは、上流側のステージからのワークの受け入れ側と下流側ステージへのワークの受け渡し側が共通のメカニカルインターフェース構造になっている必要がある。
【００６０】
ワーク２に対する加工処理が、上流側ステージから下流側ステージに順次受け渡される一般的な移送システムでは、各ステージのワーク搬送手段は、上流側ステージで加工処理済みのワークを、連結された下流側ステージの加工処理位置に搬送した後に待機位置に戻る。
【００６１】
下流側のステージで加工処理済みのワークを、再度上流側ステージに戻して再加工する場合には、上流側ステージのワーク搬送手段は、ワーク２を、連結された下流側ステージの加工処理位置に搬送し、下流側ステージで加工処理済みのワーク２を、再度上流側ステージの加工処理位置に搬送した後に待機位置に戻る。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明を適用した位置決めステージの一実施形態を示す外観斜視図である。
【図２】ワーク加工用のブリッジ及びワーク搬送ブリッジ部材の移動を説明する平面図である。
【図３】ワーク加工用のブリッジ及びワーク搬送ブリッジ部材の移動を説明する平面図である。
【図４】ワーク加工用のブリッジ及びワーク搬送ブリッジ部材の移動を説明する平面図である。
【図５】リフトピン手段によるワークのリフトアップ及びリフトダウン並びにアーム部材の移動操作の遷移を説明するイメージ図である。
【図６】リフトピン手段によるワークのリフトアップ及びリフトダウン並びにアーム部材の移動操作の遷移を説明するイメージ図である。
【図７】リフトピン手段によるワークのリフトアップ及びリフトダウン並びにアーム部材の移動操作の遷移を説明するイメージ図である。
【図８】本発明の他の実施形態を示す位置決めステージの外観斜視図である。
【図９】本発明の位置決めステージを、Ｘ軸方向に複数個連結した移送システムの実施形態を示す斜視図である。
【図１０】従来の位置決めステージの外観斜視図である。
【図１１】複数の位置決めステージ間を移送されるワークの移送経路を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  筐体
１ｃ  凹部
２  ワーク
３１，３２  Ｘ１軸，Ｘ２軸リニアモータ
４１，４２  スライダ
５  ブリッジ部材
６  Ｙ軸リニアモータ
７  スライダ
１０１，１０２  搬送スライダ部材
２００  搬送ブリッジ部材
３００  Ｙ軸リニアモータ
４０１，４０２  スライダ
５０１，５０２  アーム部材
【図１】
0004552144.tif 000002
【図２】
0004552144.tif 000003
【図３】
0004552144.tif 000004
【図４】
0004552144.tif 000005
【図５】
0004552144.tif 000006
【図６】
0004552144.tif 000007
【図７】
0004552144.tif 000008
【図８】
0004552144.tif 000009
【図９】
0004552144.tif 000010
【図１０】
0004552144.tif 000011
【図１１】
0004552144.tif 000012