(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物の一部が食み出すように前記被加工物を載せるステージと、前記被加工物の位置決めを行なう被加工物位置決め手段と、前記被加工物の端面が前記被加工物位置決め手段の所定の移動寸法の間に入るよう移動させる被加工物移動手段とを備え、前記ステージと前記被加工物位置決め手段とが相対的に互いに接近する方向に動き、前記被加工物の前記ステージから食み出した部分と前記被加工物位置決め手段とを接触させて前記ステージ上の前記被加工物を移動させることを特徴とする被加工物位置決め装置。
【請求項２】
被加工物を載せるステージと、前記被加工物と接触し、当該被加工物を移動させて、当該被加工物の位置決めを行なう被加工物位置決め手段と、前記被加工物の端面が前記被加工物位置決め手段の所定の移動寸法の間に入るよう移動させる被加工物移動手段とを備え、前記被加工物の内、前記被加工物位置決め手段と接触する部分以外の部分を開放させた状態で位置決めすることを特徴とする被加工物位置決め装置。
【請求項３】
前記被加工物位置決め手段は、前記被加工物を所定の位置まで移動させることを特徴とする請求項２記載の被加工物位置決め装置。
【請求項４】
前記被加工物位置決め手段の前記被加工物への接触を検出する検出手段を備え、前記検出手段による検出結果に応じて前記被加工物移動手段を用いて前記被加工物を前記被加工物位置決め手段に近づける方向に移動させることを特徴とする請求項１または２記載の被加工物位置決め装置。
【請求項５】
被加工物の一部が食み出すように前記被加工物をステージに載せるステップと、前記被加工物の端面が前記被加工物位置決め手段の所定の移動寸法の外にある場合には前記被加工物の端面が前記被加工物位置決め手段の所定の移動寸法の間に入るよう移動させるステップと、前記ステージと被加工物位置決め手段とを相対的に互いに接近する方向に移動させながら、前記被加工物の前記ステージから食み出した部分と前記被加工物位置決め手段とを接触させて前記ステージ上の前記被加工物を移動させるステップとを備えたことを特徴とする被加工物位置決め方法。
【請求項６】
被加工物をステージに載せるステップと、前記被加工物の端面が前記被加工物位置決め手段の所定の移動寸法の外にある場合には前記被加工物の端面が前記被加工物位置決め手段の所定の移動寸法の間に入るよう移動させるステップと、前記被加工物の位置決めを行なう被加工物位置決め手段と前記被加工物とを接触させて当該被加工物を移動させるステップと、前記被加工物の内、被加工物位置決め手段と接触する部分以外の部分を開放させた状態で前記被加工物位置決め手段によって被加工物の位置決めを行なうステップとを備えたことを特徴とする被加工物位置決め方法。
【請求項７】
被加工物の一部が食み出すように前記被加工物を載せるステージと、前記被加工物の位置決めを行なう第１の被加工物位置決め手段と、前記被加工物の位置決めを行なう第２の被加工物位置決め手段と、前記被加工物の端面が前記被加工物位置決め手段の所定の移動寸法の間に入るよう移動させる被加工物移動手段とを備え、前記ステージと前記第１の被加工物位置決め手段及び前記第２の被加工物位置決め手段とが相対的に互いに接近する方向に動き、前記被加工物の前記ステージから食み出した部分と前記第１の被加工物位置決め手段及び前記第２の被加工物位置決め手段とを夫々異なる接点で接触させて前記ステージ上の前記被加工物を移動させることを特徴とする被加工物位置決め装置。
【請求項８】
被加工物を供給する被加工物供給部と、前記被加工物供給部から供給された前記被加工物をレーザにて加工するレーザ加工機と、前記レーザ加工機にて加工された前記被加工物を回収する被加工物回収部と、前記被加工物供給部から前記被加工物を前記レーザ加工機へ搬送する際に前記被加工物の位置決めを行なう被加工物位置決め装置とを備えたレーザ加工装置において、前記被加工物位置決め装置は、前記被加工物の一部が食み出すように前記被加工物を載せるステージと、前記被加工物の位置決めを行なう被加工物位置決め手段と、前記被加工物の端面が前記被加工物位置決め手段の所定の移動寸法の間に入るよう移動させる被加工物移動手段とを備え、前記ステージと前記被加工物位置決め手段とが相対的に互いに接近する方向に動き、前記被加工物の前記ステージから食み出した部分と前記被加工物位置決め手段とを接触させて前記ステージ上の前記被加工物を移動させることを特徴とするレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
基板をレーザ加工機に供給・回収する基板搬送装置において、レーザ加工機に供給する基板の位置決め装置及びこの位置決め装置を用いたレーザ加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザによる基板加工装置は、例えば特開平１０−３２８８６３に示されているように、ストックされた基板を自動的にレーザ加工装置に搬送し、レーザ加工し、再び基板をストックするような一連の工程の自動化が考えられている。
図９は従来のレーザ加工装置の全体構成図、図１０は図９における位置決めステーションの平面図である。図において、１は後述する基板１３を積載しておく被加工物供給部としての基板積載供給部、２は基板１３をレーザにて加工するレーザ加工機、３はレーザ加工機２において加工された基板１３を回収し積載する被加工物回収部としての基板積載回収部、４は基板積載供給部１から基板１３をレーザ加工機２へ搬送する際に予め基板１３に対して粗い位置決めを行なう被加工物位置決め装置としての位置決めステーション、５ａは基板１３を基板積載供給部１、位置決めステーション４、後述するＸＹテーブル１２へ搬送する基板１３を運搬するローダ、５ｂは後述するＸＹテーブル１２から基板積載回収部３へ基板１３を搬送するアンローダ、６ａは基板積載供給部１に設けられ基板１３を積載する供給台車、６ｂは基板積載回収部３に設けられ基板１３を積載する回収台車、７はローダ５ａ及びアンローダ５ｂの移動の為の走行レール、８はローダ５ａ及びアンローダ５ｂのフレーム９に取り付けられた吸着パッド、１０はフレーム９の上下移動を行なう為のガイド付シリンダー、１１は走行レール７上をローダ５ａ若しくはアンローダ５ｂを駆動させる為の駆動装置、１２はレーザ加工機２に設けられ基板１３を載せてＸＹ方向に対し精度よく位置決めを行なうＸＹテーブル、１３はレーザ加工機２において加工される被加工物としての基板である。
また、１４ａ、１４ｂは位置決めステーション４の基板１３を位置決めを行なうため、ＸＹの直交する２辺を基準に設けられた第１及び第２の基板ストッパー、１５ａ、１５ｂは基板１３を移動させ第１及び第２の基板ストッパー１４ａ、１４ｂに押し当てて位置決めを行なう第１及び第２の位置決めピン、１６ａ、１６ｂは第１及び第２の位置決めピン１５ａ、１５ｂを動作させるための第１及び第２のロッドレスシリンダー、１７ａ、１７ｂは第１及び第２の基板ストッパー１４ａ、１４ｂに設けられ、基板１３の端面を検出する第１及び第２の位置検出センサー、１８は位置決めステーション４のステージである。
また、ΔＸ及びΔＹはＸ軸及びＹ軸方向の第１及び第２の位置決めピン１５ａ、１５ｂの移動量を示している。
【０００３】
次に動作について説明する。
まず、基板積載供給部１の供給台車６ａでは基板１３が積載されている。この供給台車６ａには、リフター機構（図示せず）と基板１３の最上段の高さを検出する検出機構（図示せず）が設けられており、この検出機構の検出結果に基づいてリフター機構により積載された基板１３を上下させ、常に基板１３の最上段の高さが変化しないようになっている。更に、供給台車６ａには積載された基板１３が荷崩れしないように基板１３のサイズに応じて移動可能なガイドバー（図示せず）等が準備されている。その為、供給台車６ａに基板１３が積載されたことにより、予め基板１３の大まかな位置決めが行われている。
【０００４】
次に、ローダ５ａのガイド付シリンダー１０の下降動作により吸着パッド８で供給台車６ａの最上段の基板１３を吸着し、次にガイド付シリンダー１０の上昇動作と走行駆動装置１１の走行レール７に沿った移動動作により吸着した基板１３を位置決めステーション４へ搬送する。
【０００５】
次に、位置決めステーション４において、ローダ５ａのガイド付シリンダー１０の下降動作により基板１３をステージ１８の上に下ろし、吸着パッド８の吸着を開放した後、第１及び第２のロッドレスシリンダー１６ａ、１６ｂの動作により、基板１３の２端面を第１及び第２の位置決めピン１５ａ、１５ｂでＸＹ方向へ押すことにより、第１及び第２の位置検出センサー１７ａ、１７ｂが基板１３の端面を検出するまで動作させ、第１及び第２の基板ストッパー１４ａ、１４ｂに押し当てて位置決めを行なう。
【０００６】
通常、加工される基板１３の寸法は厚さが０．４〜１．６ｍｍで、幅２５０×２５０ｍｍ〜幅５１０×６１０ｍｍ程度であり、また、このような基板１３を加工する為に第１若しくは第２のロッドレスシリンダー１６ａ、１６ｂのストロークは３００〜４００ｍｍ程度の構成となっている。
【０００７】
次に、位置決めステーション４にて予め位置決めが行われた基板１３は、前述の供給台車６ａから位置決めステーション４へ搬送されたと同様な動作で、位置決めステーション４からレーザ加工機２のＸＹテーブル１２上へ搬送され、ＸＹテーブル１２上で下部より吸着あるいは上部よりクランプ（図示せず）等の手段でテーブルに固定されレーザ加工が実施される。
【０００８】
次に、レーザ加工を終了した基板１３は、アンローダ５ｂにより、ＸＹテーブル１２上から基板積載回収部３の回収台車６ｂ上へ搬送移動され、一連の基板搬送動作が完了する。
【０００９】
回収台車６ｂでは供給台車６ａと同様なリフター機構（図示せず）が準備されており、基板１３の積載に応じて最上段の積載された基板１３の高さが変化しないような構成と動作が実施される。
このようにして上記一連の動作が連続して実施される事により自動基板加工及び搬送が実行動作される。
【００１０】
ここで、位置決めステーション４の必要性について説明する。
通常は、基板１３の加工精度を上げる為にＸＹテーブル１２上へ搬送された基板１３は、基板１３に付けられたアライメントマークをビジョンセンサにて読み取り、基板加工プログラムにより位置補正を行なう。
【００１１】
しかし、基板積載供給部１における供給台車６ａ上において基板１３が荷崩れをおこし、そのままレーザ加工機２のＸＹテーブル１２上へ搬送すると、ＸＹテーブル１２上の基板１３の位置に大きなバラツキが生じてしまい、基板加工プログラムによる位置補正では補正ができず、基板１３の加工精度が下がってしまう。
【００１２】
よって、予めＸＹテーブル１２に基板１３を搬送する前に、予め位置決めステーション４において基板加工プログラムによる位置補正ができるくらいの粗い位置決めを行なう必要がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のレーザ加工用基板搬送装置は上記のように構成されているので、長いロッドレスシリンダーを用いるため高価であった。
また、特に小さい基板を加工する場合、第１及び第２の位置決めピン１５ａ、１５ｂの移動量ΔＸ、ΔＹが大きくなり、即ちロッドレスシリンダーの移動時間が長くなる。その為、レーザ加工時間が短時間の場合には、位置決め後の搬送が間に合わなくなり、その為加工時間を含めた装置全体のタクトタイムが長くなり、その結果生産性が悪かった。
【００１４】
また、最近では、レーザ加工の対象となる基板の厚さが薄くなる傾向にあり、例えば厚さ０．０８〜０．２ｍｍ程度の極薄板基板では、位置決め用の駆動装置側の摺動抵抗（静止摩擦力）が基板の座屈応力を上回る為に基板が反ってしまい、位置決めが困難であった。また、この場合において位置決め機構に送りネジやサーボモータ等を採用する方法もあるが、装置自体が高価なものとなる等の問題点があった。更には、基板ストッパーと位置決めピンとで挟み込む力より基板の剛性が低い場合は基板が撓んでしまい、正確な位置決めを行なうことが困難であった。
【００１５】
本発明は、上記従来の技術の問題点に鑑み、その欠点を解消するためになされたもので、安価で、位置決め時間の短い（生産性の高い）、極薄板基板も位置決め可能なレーザ加工用基板搬送装置を提供するにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る被加工物位置決め装置は、被加工物の一部が食み出すように前記被加工物を載せるステージと、前記被加工物の位置決めを行なう被加工物位置決め手段と、前記被加工物の端面が前記被加工物位置決め手段の所定の移動寸法の間に入るよう移動させる被加工物移動手段とを備え、前記ステージと前記被加工物位置決め手段とが相対的に互いに接近する方向に動き、前記被加工物の前記ステージから食み出した部分と前記被加工物位置決め手段とを接触させて前記ステージ上の前記被加工物を移動させるものである。
【００１７】
また、被加工物を載せるステージと、前記被加工物と接触し、当該被加工物を移動させて、当該被加工物の位置決めを行なう被加工物位置決め手段と、前記被加工物の端面が前記被加工物位置決め手段の所定の移動寸法の間に入るよう移動させる被加工物移動手段とを備え、前記被加工物の内、前記被加工物位置決め手段と接触する部分以外の部分を開放させた状態で位置決めするものである。
【００１８】
また、前記被加工物位置決め手段は、前記被加工物を所定の位置まで移動させるものである。
【００１９】
また、前記被加工物位置決め手段の前記被加工物への接触を検出する検出手段を備え、前記検出手段による検出結果に応じて前記被加工物移動手段を用いて前記被加工物を前記被加工物位置決め手段に近づける方向に移動させるものである。
【００２０】
また、この発明に係る被加工物位置決め方法は、被加工物の一部が食み出すように前記被加工物をステージに載せるステップと、前記被加工物の端面が前記被加工物位置決め手段の所定の移動寸法の外にある場合には前記被加工物の端面が前記被加工物位置決め手段の所定の移動寸法の間に入るよう移動させるステップと、前記ステージと被加工物位置決め手段とを相対的に互いに接近する方向に移動させながら、前記被加工物の前記ステージから食み出した部分と前記被加工物位置決め手段とを接触させて前記ステージ上の前記被加工物を移動させるステップとを備える。
【００２１】
また、被加工物をステージに載せるステップと、前記被加工物の端面が前記被加工物位置決め手段の所定の移動寸法の外にある場合には前記被加工物の端面が前記被加工物位置決め手段の所定の移動寸法の間に入るよう移動させるステップと、前記被加工物の位置決めを行なう被加工物位置決め手段と前記被加工物とを接触させて当該被加工物を移動させるステップと、前記被加工物の内、被加工物位置決め手段と接触する部分以外の部分を開放させた状態で前記被加工物位置決め手段によって被加工物の位置決めを行なうステップとを備える。
【００２２】
また、この発明に係る被加工物位置決め装置は、被加工物の一部が食み出すように前記被加工物を載せるステージと、前記被加工物の位置決めを行なう第１の被加工物位置決め手段と、前記被加工物の位置決めを行なう第２の被加工物位置決め手段と、前記被加工物の端面が前記被加工物位置決め手段の所定の移動寸法の間に入るよう移動させる被加工物移動手段とを備え、前記ステージと前記第１の被加工物位置決め手段及び前記第２の被加工物位置決め手段とが相対的に互いに接近する方向に動き、前記被加工物の前記ステージから食み出した部分と前記第１の被加工物位置決め手段及び前記第２の被加工物位置決め手段とを夫々異なる接点で接触させて前記ステージ上の前記被加工物を移動させるものである。
【００２３】
さらに、この発明に係るレーザ加工装置は、被加工物を供給する被加工物供給部と、前記被加工物供給部から供給された前記被加工物をレーザにて加工するレーザ加工機と、前記レーザ加工機にて加工された前記被加工物を回収する被加工物回収部と、前記被加工物供給部から前記被加工物を前記レーザ加工機へ搬送する際に前記被加工物の位置決めを行なう被加工物位置決め装置とを備えたレーザ加工装置において、前記被加工物位置決め装置は、前記被加工物の一部が食み出すように前記被加工物を載せるステージと、前記被加工物の位置決めを行なう被加工物位置決め手段と、前記被加工物の端面が前記被加工物位置決め手段の所定の移動寸法の間に入るよう移動させる被加工物移動手段とを備え、前記ステージと前記被加工物位置決め手段とが相対的に互いに接近する方向に動き、前記被加工物の前記ステージから食み出した部分と前記被加工物位置決め手段とを接触させて前記ステージ上の前記被加工物を移動させるものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
本実施の形態において、従来の技術と同一の符号を付した箇所は同一または相当部分を示す。また、基板積載供給部１から基板１３を位置決めステーション４に搬送し、位置決めステーション４において基板１３の粗い位置決めを行なった後、ＸＹテーブル１２へ搬送してレーザ加工を施し、基板積載回収部３に積載する一連の流れは従来の技術と同様であり、位置決めステーション４における基板１３の粗い位置決めに関してのみ説明する。
【００２５】
図１は本実施の形態１におけるレーザ加工装置の位置決めステーションの平面図で基板の位置決めを行なう前の状態を示し、図２は本実施の形態１におけるレーザ加工装置の位置決めステーションの平面図で基板の位置決めを行なった後の状態を示し、図３は図２におけるＩＩ−ＩＩ断面図、図４は図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。これらの図において、１３はレーザ加工機２において加工される被加工物としての基板、１７ａ、１７ｂは夫々後述する第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂに設けられ基板１３の端を検出する検出手段としての第１及び第２の位置検出センサー、１９ａ、１９ｂは夫々後述する第１及び第２のガイド付シリンダー２０ａ、２０ｂのシリンダーロッド先端に取り付けられ基板１３の直交する２辺を基準にＸ軸方向及びＹ軸方向に対して基板１３を夫々移動動作させる被加工物位置決め手段としての第１及び第２の基板位置決め板、２０ａ、２０ｂは後述するステージ１８の裏に取り付けられた第１及び第２のガイド付シリンダー、１８はジュラコン、ウルモラ、テフロン等の樹脂板から構成され、位置決めステーション４に設けられ、ローダ５ａにより一旦基板１３を載せるためのステージ、２１は直交する２辺の交点近傍に設けられ、基板１３の端を挟持し、基板１３を第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂに近づける方向に移動させる被加工物移動手段としての挟持手段、２２はステージ１８の裏に取付られ、挟持手段２１を直交する２辺に対して略４５°傾いた方向に移動動作させるガイド付シリンダーである。
尚、ステージ１８は上述した樹脂板に限定されるものではなく、金属製等のような他の材質製のものでも構わない。
尚、Ｌｘ及びＬｙはステージ１８上で位置決めを行なう際に夫々第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂと接触する辺を示している。
【００２６】
次に、図１、図２、図３、図４により動作について説明する。
まず、基板積載供給部１から搬送されてきた基板１３をローダ５ａのガイド付シリンダー１０の下降動作により位置決めステーション４のステージ１８の上に下ろし、吸着パッド８の吸着を開放した後、一旦上昇動作を行いローダ５ａはその位置で待機する。この際、図１に示すように基板１３は基板１３の一部がＸＹ方向共にステージ１８から食み出すようにして載せることとする。
【００２７】
次に、第１及び第２のガイド付シリンダー２０ａ、２０ｂの動作により第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂは夫々ＸＹ方向からステージ１８上の基板１３を側面から押動しながら移動し、ステージ１８上の基板１３は本来あるべき位置、即ち所定の位置まで移動させられる。つまり、第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂが移動した後の位置、即ち第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂの移動端によって基板１３を位置決めを行なっていることであり、この第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂの移動量、即ち第１及び第２のガイド付シリンダー２０ａ、２０ｂのストローク量は予め設定しておく。
【００２８】
また、被加工物としての基板１３の内、第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂと接触する部分以外の部分を開放させた状態で位置決めを行なっている。即ち、この基板１３の移動は第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂのみによって行われるため、位置決め動作の終始にわたり基板１３の各々の辺は第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂの接触部分以外は全て開放されていることとなる。ここで、開放されているということは、基板１３の各々の辺が第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂ以外に接触していないことを意味している。よって、本実施の形態においては従来の技術のように被加工物としての基板１３を挟み込むことなく位置決めを行なっている。
【００２９】
ここで、第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂの位置として、移動前及び移動後の夫々の移動端をＸ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１とし、第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂの移動量（第１及び第２のガイド付シリンダー２０ａ、２０ｂのストローク量）を夫々ΔＸ、ΔＹとすると、ΔＸ＝Ｘ１−Ｘ０、ΔＹ＝Ｙ１−Ｙ０のようになる。即ち、位置決めステーション４へ搬送される基板１３は従来の技術と同様、予め基板積載供給部１の供給台車６ａ上で大まかに位置決めが行われているが、少なくともローダ５ａによって基板１３を位置決めステーション４のステージ１８上に載せる位置は基板１３の２辺端面Ｌｘ、Ｌｙが夫々上述した寸法のΔＸ、ΔＹの間で無ければ位置決めステーション４において基板１３の位置決めが行なえない。
【００３０】
よって、従来の技術の動作で説明したように、供給台車６ａでの基板１３の荷崩れが生じた場合等、予め想定しうる荷崩れ時の基板１３の移動量を十分に吸収し得るよう前述のΔＸ、ΔＹ寸法等の設計仕様緒元を決定する。
【００３１】
次に、第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂが基板１３を押動しながら移動したかの判断をする為、第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂに設けられた第１及び第２の位置検出センサ１７ａ、１７ｂによって第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂの側面に基板１３が接触しているか否かを検出する。その結果、図２に示すように基板１３が第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂの側面に接触していることが検出された場合には位置決め動作は終了する。
【００３２】
一方、基板１３が第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂの側面に接触していることが検出されなかった場合は、位置決めが失敗したことを意味する。即ち、何らかの状況で、ローダ５ａが基板１３を位置決めステーション４のステージ１８上に載せる際に、基板１３の２辺端面Ｌｘ、Ｌｙが夫々ΔＸ、ΔＹの寸法の間に入らない場合が生じ、基板１３の位置決めを必要とする２辺端面Ｌｘ、Ｌｙが夫々第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂに接触しない状態となり、第１及び第２の位置検出センサ１７ａ、１７ｂで基板１３を検出できなかったことを意味する。
【００３３】
この場合は、まず一旦第１及び第２のガイド付シリンダー２０ａ、２０ｂを動作させ、元の位置に戻し、第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂを基板１３の端から待避させる。
次に、挟持手段２１とガイド付シリンダー２２を動作させ、基板１３の直交する２辺の交点近傍、つまり基板１３の端を挟持手段２１により挟持し、ＸＹの直交する第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂの２辺に対して略４５°傾いた方向にガイド付シリンダー２２でステージ１８上の基板１３を引張動作させる。即ち、基板１３を第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂの近づく方向に移動させ基板１３の２辺端面Ｌｘ、Ｌｙが夫々ΔＸ、ΔＹの寸法の間に入るようする。
【００３４】
次に、再び上述したように第１及び第２のガイド付シリンダー２０ａ、２０ｂを動作させ基板１３の位置決め動作を実行する。
このようなリトライ動作は、例えば回数設定による制御方式や第１及び第２の位置検出センサ１７ａ、１７ｂが検出するまで実施するようにする等、適宜設計することが可能である。
【００３５】
次に、ローダ５ａのガイド付シリンダー１０の下降動作により吸着パッド８でステージ１８上の位置決めが完了した基板１３を吸着し、ガイド付シリンダー１０の上昇動作と走行駆動装置１１の走行レール７に沿った移動動作により吸着した基板１３をレーザ加工機２のＸＹテーブル１２上へ搬送する。
【００３６】
これ以降の動作は、従来の技術と同様に、ＸＹテーブル１２上においてローダ５ａのガイド付シリンダー１０の下降動作により基板１３を下ろし、ＸＹテーブル１２上で下部よりの吸着あるいは上部よりクランプ（図示せず）等の手段でテーブルに基板１３が固定されレーザ加工が実施される。
このようにして上記一連の動作が連続して実施される事により自動基板加工及び搬送が実行動作される。
【００３７】
尚、位置決め動作時における第１及び第２のガイド付シリンダー２０ａ、２０ｂの移動動作速度は必要以上に早くすると、基板１３と第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂとが接触する際に、第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂが基板１３を飛ばしてしまう可能性がある。更に、第１及び第２のガイド付シリンダー２０ａ、２０ｂの動作停止後に基板１３が慣性で第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂから離れてしまう可能性がある。
よって、上述した可能性を否定する速度以下で動作させなければならない。尚、５〜１０ｍｍ／ｓｅｃ程度以下が良好な位置決め動作ができる。勿論、基板１３の材質等により適宜変更することは可能である。
【００３８】
また、上述の動作説明において記載のＸ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１、ΔＸ、ΔＹ等の具体的な値は詳細設計時の適宜決定事項である。
また、第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂの移動手段や、挟持手段２１の移動手段はガイド付シリンダー２２に限定されるものでは無く、例えばロッドレスシリンダーの様なものでも構わない。即ち、水平移動可能なものであれば構造は特に問わない。
【００３９】
また、挟持手段２１は詳細な構造に言及していないが、図４に断面図を示すように、基板１３を挟持可能な構造であれば良く、例えばはさみ機構にばねとエアーシリンダーを組み合わせた構成等にて容易に実現できる。
【００４０】
尚、第１及び第２の位置検出センサー１７ａ、１７ｂは詳細な構造に言及していないが、図３に断面図を示したように第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂと基板１３とが正しく接触している状態を検出できればどのようなものでもよい。但し、本実施の形態のように基板１３の位置決めの妨げにならないように、基板１３に非接触なタイプの光電式の透過型センサー等が有利である。この場合、基板１３の上下動作との干渉回避のため、第１及び第２の位置検出センサ１７ａ、１７ｂの待避機構を設ける必要があるが、小型シリンダーを取り付ける構成等にて容易に実現できる。
【００４１】
また、本実施の形態では基板積載供給部１には供給台車６ａ、基板積載回収部３には回収台車６ｂを有する形式のもので説明をしているが、台車では無くカセットやトレイの形態でも良い。
【００４２】
また、基板積載供給部１、レーザ加工機２、位置決めステーション４、基板積載回収部３を直線的に配列し、１本の走行レール７で基板移載装置のローダ５ａとアンローダ５ｂを支持する構成となっているが、上記構成に限定されるものではない。例えば、レーザ加工機２は、基板１３の保持と移動のためＸＹテーブル１２を有する構成になっているが、固定テーブルで加工ヘッドが移動するタイプでも良く、いずれの構成にしても本実施の形態によるレーザ加工用基板搬送装置と同様な効果を奏することができる。
【００４３】
尚、挟持手段２１を移動させるガイド付シリンダー２２は直交する２辺に対して略４５°に限定されるものではなく、基板１３の形状によって異なるものである。詳しくは、挟持手段２１を移動させる方向は、基板１３の重心の点と挟持手段２１による基板１３を挟持する点とを結ぶ方向である。何故なら、挟持手段２１によって移動させる際にトルクを生じさせないからである。例えば、基板１３が正方形ならば４５°方向が効率的であることは言うまでもない。
【００４４】
このように、本実施の形態では第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂが基板１３を押動しながら移動し、基板１３の位置決めを行なう為、従来の技術のように第１及び第２の基板ストッパー１４ａ、１４ｂと第1及び第２の位置決めピン１５ａ、１５ｂとで基板を挟まずに位置決めを行なうものなので、厚さが薄い基板でも、例えば厚さが０．０５ｍｍ程度の基板でも撓むことなく容易に位置決めを行なうことができ、加工の精度が向上し、装置の信頼性が向上する。また、基板に限らず薄いもの、例えば紙、セロハンや銅箔等でも加工でき、被加工物の範囲が広がった。また、位置決め機構に送りネジやサーボモータ等を採用していない為にコストを抑えることができる。
【００４５】
また、高価な長いロッドレスシリンダーを用いることなく構成したので、装置のコストを抑えることができる。
また、小さい基板の場合でも位置決めの為の第１及び第２の位置決め板の移動量を少なくしたので、基板の位置決め時間が短縮でき、生産性が向上する。同時に、第１及び第２の位置決め板を移動させるガイド付きシリンダが短いものを採用することができ、コスト削減となる。
また、基板１３が大幅なずれをもってステージ１８上に載せられた場合に、挟持手段２１により基板１３を第１及び第２の基板位置決め板１９ａ、１９ｂの近づく方向に移動させるので、より正確に位置決めを行なうことができる。
【００４６】
実施の形態２．
本実施の形態において、従来の技術と同一の符号を付した箇所は同一または相当部分を示す。また、実施の形態１と同様、位置決めステーション４における基板１３の粗い位置決めに関してのみ説明する。
【００４７】
図５は本実施の形態１におけるレーザ加工装置の位置決めステーションの平面図で基板の位置決めを行なう前の状態を示し、図６はおけるレーザ加工装置の位置決めステーションの平面図で基板の位置決めを行なった後の状態を示し、図７は図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図、図８は図６におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。図において、１７ａ、１７ｂは後述する第１及び第２の基板止め２５ａ、２５ｂに設けられ、基板１３の端を検出する第１及び第２の位置検出センサー、１８は位置決めステーション４に設けられ、基板１３を位置決め為に、ローダ５ａにより一旦基板１３を載せるためのステージ、２３はステージ１８の裏面に取り付けられたボス、２４は本体が位置決めステーション４に取り付けられ、シリンダーロッド先端がボス２３に連結されたシリンダー、２５ａ、２５ｂは位置決めステーション４に取り付けられ、ＸＹ方向に直交する２辺を基準に基板１３の位置決めを行なう為の被加工物位置決め手段としての第１及び第２の基板止め、２６はステージ１８の裏面に取り付けられたガイドナット、２７は位置決めステーション４に取り付けらたガイドレールである。
【００４８】
尚、ガイドナット２６、ガイドレール２７、シリンダー２４は、図示したように直交する第１及び第２の基板止め２５ａ、２５ｂに対して略４５°傾いた方向に取り付けられている。
尚、ガイドナット２６はガイドレール２７上を水平方向に移動が可能である為、シリンダ２４の動作によりステージ１８が第１及び第２の基板止め２５ａ、２５ｂに対して略４５°方向にで水平方向に移動可能な構成となっている。
尚、吸着パッド８は真空発生装置（図示しない）へ配管がされている。
【００４９】
次に、図５、図６、図７、図８を用いて動作について説明する。
まず、ステージ１８は図５の右上移動端に位置している。即ち、シリンダ２４を伸ばし、ステージ１８を第１及び第２の基板止め２５ａ、２５ｂから遠ざけた位置に待機させる。
次に、ローダ５ａのガイド付シリンダー１０の下降動作により基板１３をステージ１８の上に下ろし、吸着パッド８の吸着を開放した後、一旦上昇動作を行いローダ５ａはその位置で待機する。この際、図５に示すように基板１３は基板１３の一部がＸＹ方向共にステージ１８から食み出すようにして載せることとする。
【００５０】
次に、シリンダー２４の動作により、ステージ１８の上に載せられた基板１３を第１及び第２の基板止め２５ａ、２５ｂの略交点（略４５°）方向へ予め設定された移動量分だけ水平移動動作させる。このステージ１８の水平移動の際、ステージ１８上の基板１３は第１及び第２の基板止め２５ａ、２５ｂに押し当てられることになり、基板１３はステージ１８上をステージ１８の移動方向とは逆の方向に移動することとなる。
【００５１】
ここで、シリンダー２４のストローク量、即ちステージ１８の移動量をΔＸＹ、これに伴うステージ１８のＸ軸方向及びＹ軸方向における移動量をΔＸ及びΔＹとすると、実施の形態１で述べたように、基板１３の２辺端面Ｌｘ、Ｌｙが夫々上述した寸法のΔＸ、ΔＹの間で無ければ位置決めが行なえない。よって、供給台車６ａでの基板１３の荷崩れが生じた場合等、予め想定しうる荷崩れ時の基板１３のＸＹ方向の移動量に対してΔＸ及びΔＹ、即ちステージ１８の移動方向に対してΔＸＹを付加した以上のストローク量を設計仕様緒元として決定すれば良い。
【００５２】
また、実施の形態１と同様にして、被加工物としての基板１３の内、第１及び第２の基板止め２５ａ、２５ｂと接触する部分以外の部分を開放させた状態で位置決めを行なっている。即ち、本実施の形態においては従来の技術のように被加工物としての基板１３を挟み込むことなく位置決めを行なっている。
【００５３】
次に、ステージ１８が水平移動し終えると基板１３の両端面が第１及び第２の基板止め２５ａ、２５ｂに接触しているか否かは第１及び第２の位置検出センサー１７ａ、１７ｂにて検出する。その結果、図６に示すように基板１３が第１及び第２の基板止め２５ａ、２５ｂに接触していることが検出されると位置決めは終了する。
【００５４】
一方、基板１３が第１及び第２の基板止め２５ａ、２５ｂに接触していることが検出されなかった場合は、位置決めが失敗したことを意味する。即ち、何らかの状況で基板１３の位置決めを必要とする２辺端面Ｌｘ、Ｌｙが夫々第１及び第２の基板止め２５ａ、２５ｂに接触しなかった状態であり、第１及び第２の位置検出センサ１７ａ、１７ｂで基板１３を検出できない場合である。
【００５５】
この場合は、まず一旦ローダ５ａにより基板１３を吸着し上昇させてステージ１８上に待避させる。
次に、シリンダー２４の動作により、ステージ１８を位置決め前の待機位置まで戻す。
次に、再びローダ５ａの動作により基板１３をステージ１８上に下ろした後、上述した位置決めと同様な動作を実施させる。
【００５６】
このようなリトライ動作は、例えば回数設定による制御方式や第１及び第２の位置検出センサー１７ａ、１７ｂが検出するまで実施するようにする等、適宜設計することができる。
【００５７】
次に、ローダ５ａのガイド付シリンダー１０の下降動作により吸着パッド８でステージ１８上の位置決めの完了した基板１３を吸着し、ガイド付シリンダー１０の上昇動作と走行駆動装置１１の走行レール７に沿った移動動作により吸着した基板１３をレーザ加工機２のＸＹテーブル１２上へ搬送する。
【００５８】
これ以降の動作は、従来の技術と同様に、ＸＹテーブル１２上においてローダ５ａのガイド付シリンダー１０の下降動作により基板１３を下ろし、ＸＹテーブル１２上で下部よりの吸着あるいは上部よりクランプ（図示せず）等の手段でテーブルに基板１３が固定されレーザ加工が実施される。
このようにして上記一連の動作が連続して実施される事により自動基板加工及び搬送が実行動作される。
【００５９】
尚、位置決め動作時におけるシリンダー２４の移動動作速度を必要以上に早くすると、基板１３は慣性の法則に従いそのままの位置を保持し、ステージ１８と共に移動しない可能性がある。よって、このような可能性を否定する速度以下で動作させなければならない。尚、実施の形態１と同様に、５〜１０ｍｍ／ｓｅｃ程度以下が良好な位置決め動作ができる。勿論、基板１３の材質等により適宜変更は可能である。
【００６０】
尚、上述したようにΔＸＹ寸法等の具体的な値は詳細設計時の適宜決定事項であり、ステージ１８の移動手段はシリンダー２４に限定されるものでは無く、例えばロッドレスシリンダーの様なものでも構わない。即ち、水平移動可能なものであれば構造は特に問わない。
【００６１】
尚、ステージ１８を移動させる方向は直交する２辺に対して略４５°に限定されるものではなく、基板１３の形状によって異なるものである。例えば、基板１３が正方形であるならば対角線方向である４５°がより効率的である。
【００６２】
このように、本実施の形態では基板１３を載せたステージ１８を第１及び第２の基板止め２５ａ、２５ｂの略交点方向へ予め設定された移動量分だけ水平移動させることにより、基板１３を第１及び第２の基板止め２５ａ、２５ｂに押し当て、基板１３の位置決めを行なう為、従来の技術のように第１及び第２の基板ストッパー１４ａ、１４ｂと第１及び第２の位置決めピン１５ａ、１５ｂとで基板を挟まずに位置決めを行なうことができる。その為、厚さが薄い基板でも、例えば厚さが０．０５ｍｍ程度の基板でも撓むことなく容易に位置決めを行なうことができ、加工の精度が向上し、装置の信頼性が向上する。また、基板に限らず薄いもの、例えば紙、セロハンや銅箔等でも加工でき、被加工物の範囲が広がった。また、位置決め機構に送りネジやサーボモータ等を採用していない為にコストを抑えることができる。
【００６３】
また、高価な長いロッドレスシリンダーを用いることなく構成したので、装置のコストを抑えることができる。
また、小さい基板の場合でも位置決めの為の第１及び第２の位置決め板の移動量を少なくしたので、基板の位置決め時間が短縮でき、生産性が向上する。同時に、第１及び第２の位置決め板を移動させるガイド付きシリンダが短いものを採用することができ、コスト削減となる。
また、基板１３を載せたステージ１８を第１及び第２の基板止め２５ａ、２５ｂに対して略４５°の角度でもって近づけ、基板１３を第１及び第２の基板止め２５ａ、２５ｂに対して押し当てて基板１３の位置決めを行なうので、ＸＹ方向の位置決めを同時に行なうことができ、位置決めの時間が短縮できる。
【００６４】
【発明の効果】
この発明に係る被加工物位置決め装置は、被加工物の一部が食み出すように前記被加工物を載せるステージと、前記被加工物の位置決めを行なう被加工物位置決め手段と、前記被加工物の端面が前記被加工物位置決め手段の所定の移動寸法の間に入るよう移動させる被加工物移動手段とを備え、前記ステージと前記被加工物位置決め手段とが相対的に互いに接近する方向に動き、前記被加工物の前記ステージから食み出した部分と前記被加工物位置決め手段とを接触させて前記ステージ上の前記被加工物を移動させるので、厚さが薄い基板でも撓むことなく容易に位置決めを行なうことができる。
【００６５】
また、被加工物を載せるステージと、前記被加工物と接触し、当該被加工物を移動させて、当該被加工物の位置決めを行なう被加工物位置決め手段と、前記被加工物の端面が前記被加工物位置決め手段の所定の移動寸法の間に入るよう移動させる被加工物移動手段とを備え、前記被加工物の内、前記被加工物位置決め手段と接触する部分以外の部分を開放させた状態で位置決めするので、厚さが薄い基板でも撓むことなく容易に位置決めを行なうことができる。
【００６６】
また、前記被加工物位置決め手段は、前記被加工物を所定の位置まで移動させるので、厚さが薄い基板でも撓むことなく容易に位置決めを行なうことができる。
【００６７】
また、前記被加工物位置決め手段の前記被加工物への接触を検出する検出手段を備え、前記検出手段による検出結果に応じて前記被加工物移動手段を用いて前記被加工物を前記被加工物位置決め手段に近づける方向に移動ので、より正確に位置決めを行なうことができる。
【００６８】
また、この発明に係る被加工物位置決め方法は、被加工物の一部が食み出すように前記被加工物をステージに載せるステップと、前記被加工物の端面が前記被加工物位置決め手段の所定の移動寸法の外にある場合には前記被加工物の端面が前記被加工物位置決め手段の所定の移動寸法の間に入るよう移動させるステップと、前記ステージと被加工物位置決め手段とを相対的に互いに接近する方向に移動させながら、前記被加工物の前記ステージから食み出した部分と前記被加工物位置決め手段とを接触させて前記ステージ上の前記被加工物を移動させるステップとを備えたので、厚さが薄い基板でも撓むことなく容易に位置決めを行なうことができる。
【００６９】
また、被加工物をステージに載せるステップと、前記被加工物の端面が前記被加工物位置決め手段の所定の移動寸法の外にある場合には前記被加工物の端面が前記被加工物位置決め手段の所定の移動寸法の間に入るよう移動させるステップと、前記被加工物の位置決めを行なう被加工物位置決め手段と前記被加工物とを接触させて当該被加工物を移動させるステップと、前記被加工物の内、被加工物位置決め手段と接触する部分以外の部分を開放させた状態で前記被加工物位置決め手段によって被加工物の位置決めを行なうステップとを備えたので、厚さが薄い基板でも撓むことなく容易に位置決めを行なうことができる。
【００７０】
また、この発明に係る被加工物位置決め装置は、被加工物の一部が食み出すように前記被加工物を載せるステージと、前記被加工物の位置決めを行なう第１の被加工物位置決め手段と、前記被加工物の位置決めを行なう第２の被加工物位置決め手段と、前記被加工物の端面が前記被加工物位置決め手段の所定の移動寸法の間に入るよう移動させる被加工物移動手段とを備え、前記ステージと前記第１の被加工物位置決め手段及び前記第２の被加工物位置決め手段とが相対的に互いに接近する方向に動き、前記被加工物の前記ステージから食み出した部分と前記第１の被加工物位置決め手段及び前記第２の被加工物位置決め手段とを夫々異なる接点で接触させて前記ステージ上の前記被加工物を移動させるので、ＸＹ方向の位置決めを同時に行なうことができ、位置決めの時間が短縮できる。
【００７１】
さらに、この発明に係るレーザ加工装置は、被加工物を供給する被加工物供給部と、前記被加工物供給部から供給された前記被加工物をレーザにて加工するレーザ加工機と、前記レーザ加工機にて加工された前記被加工物を回収する被加工物回収部と、前記被加工物供給部から前記被加工物を前記レーザ加工機へ搬送する際に前記被加工物の位置決めを行なう被加工物位置決め装置とを備えたレーザ加工装置において、前記被加工物位置決め装置は、前記被加工物の一部が食み出すように前記被加工物を載せるステージと、前記被加工物の位置決めを行なう被加工物位置決め手段と、前記被加工物の端面が前記被加工物位置決め手段の所定の移動寸法の間に入るよう移動させる被加工物移動手段とを備え、前記ステージと前記被加工物位置決め手段とが相対的に互いに接近する方向に動き、前記被加工物の前記ステージから食み出した部分と前記被加工物位置決め手段とを接触させて前記ステージ上の前記被加工物を移動させるので、厚さが薄い基板でも容易にレーザ加工が行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１におけるレーザ加工装置の位置決めステーションの平面図（位置決め前）。
【図２】  本発明の実施の形態１におけるレーザ加工装置の位置決めステーションの平面図（位置決め後）。
【図３】  図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図。
【図４】  図２におけるＩＶ−ＩＶ断面図。
【図５】  本発明の実施の形態２におけるレーザ加工装置の位置決めステーションの平面図（位置決め前）。
【図６】  本発明の実施の形態２におけるレーザ加工装置の位置決めステーションの平面図（位置決め後）。
【図７】  図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図。
【図８】  図６におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図。
【図９】  従来のレーザ加工装置における全体図。
【図１０】  従来のレーザ加工装置における位置決めステーションを示す図。
【符号の説明】
１  基板積載供給部、２  レーザ加工機、３  基板積載回収部、４  位置決めステーション、５ａ  ローダ、５ｂ  アンローダ、６ａ  供給台車、６ｂ  回収台車、７  走行レール、８  吸着パッド、９  フレーム、１０  ガイド付シリンダー、１１  走行駆動装置、１２  ＸＹテーブル、１３  基板、１４ａ  第１の基板ストッパー、１４ｂ  第２の基板ストッパー、１５ａ  第１の位置決めピン、１５ｂ  第２の位置決めピン、１６ａ  第１のロッドレスシリンダー、１６ｂ  第２のロッドレスシリンダー、１７ａ  第１の位置検出センサー、１７ｂ  第２の位置検出センサー、１８  ステージ、１９ａ  第１の基板位置決め板、１９ｂ  第２の基板位置決め板、２０ａ  第１のガイド付シリンダー、２０ｂ  第２のガイド付シリンダー、２１  挟持手段、２２  ガイド付シリンダー、２３  ボス、２４  シリンダー、２５ａ  第１の基板止め２５ｂ  第２の基板止め、２６  ガイドナット、２７  ガイドレール。
【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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【図１０】
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