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Vol.

June/2006■ 新商品・適用事例紹介
第８・９世代対応型大型ガラス基板搬送用ロボット「アルティス ＳＪ120Ｃ」
ロボット事業

8G & 9G Large-sized glass substrate transfer robot"Artis SJ120C"〈キーワード〉液晶ディスプレイ・プラズマディスプレイ・ガラス基板搬送・クリーンロボット・第8世代ガラス基板・第9世代ガラス基板・薄型テレビ

ロボット事業部／ロボット開発部

齋加 敦史
Atsushi Saika
新ブランド Artis／アルティス
わざ技を究める、 精緻 。流線を描きます。

第８・９世代対応型大型ガラス基板搬送用ロボット「アルティス SJ120C」

要旨

薄型テレビが普及し、画面がより大きなサイズへ

1.フラットパネルディスプレイ市場の動向進化している。そのため、各テレビメーカーは、薄型薄型テレビをはじめとしたデジタル家電の普及にパネル製造工程のガラス基板を大型化している。

フラットパネルディスプレイの市場がひき続き拡
より、

NACHIは、自動車市場で培ってきた大型・重可さらに、より大画面化・低価格化のニー大しつつある。

フラットパネルディ搬ロボットの技術とノウハウを活かし、ズが高まり、各メーカーでは、生産性向上と歩留まりスプレイ市場において、一段と大型化するガラス基改善による原価低減をねらいに、製造ラインの革新「アルティ板を高速かつ正確に搬送するクリーンロボットがすすんでいる。

スＳＪ120Ｃ」を開発し、市場投入する。

現在の薄型テレビ用パネルは、1枚の大型ガラス

このロボットは、120kgという大きな可搬質量と前基板に複数台分のパネルを形成し、切断するという後軸4.5ｍという広い動作範囲を持つことで、世界工程で製造されている。このガラス基板のサイズがさ最大クラスの第9世代基板サイズに対応しており、製品の画面サイズ・生産性と密接に関係している。

らに高精度なガラス搬送動作を行なうことで、高い第9世代のガラス基板サイズと製品サイズの例を生産性を実現している。

Abstract
The size of a glass substrate for a TV monitor
has become increasingly large as the flat-panel
TV monitor has become popular in the market.
To meet the market trend, NACHI has developed Clean Robot "Artis SJ 120 C" that accurately transfers the fairly large glass substratewith high speed, utilizing the technology developed for a large, heavy payload transfer robot used in an automobile production line.
Artis SJ 120 C has the heavy payload capability
and can transfer the 9th generation glass substrate with wide-ranging mobility. In addition,it allows high productivity with the highly accurate transfer of glass substrates.

図1に示す。

48インチテレビが8台分！

基板の大きさは畳4枚分

第9世代ガラス基板（2.4m×2.8m）

図1

第9世代ガラス基板と製品サイズの例

アルティス
わざ

技を究める、 精緻 。流線を描きます。
Exquisite, Masterful1液晶パネルの業界では、これらガラス基板のサイズ

この第8世代・第9世代の製造ラインに対応するため、を 世代 と呼び、現在は第5世代〜第7世代が主流

このたびNACHIでは、｢アルティス SJ120C｣を開発しとなっている。各液晶パネルメーカーは、液晶テレビのた。その外観を図3に示す。

さらなる大画面化への対応と、歩留まり改善による生コスト競争力の強化をはかるため、第8産性を高めて、世代・第9世代の製造ラインの検討を始めている。世代とガラス基板サイズの移り変わりを図2に示す。

より大型で、よりガラス基板搬送用ロボットに対し、高速・正確に運ぶことが求められる。
ガラス基板は大型化がすすみ、最適サイズは第6世代（37inch）→7世代（46inch）→8世代（52inch）→9世代（57inch）へと進化してきた。

第9世代（12kg）

第8世代（9kg）
第7世代（7kg）

2200

第5世代（3kg）

1300

1800

2800

2460

第6世代（5kg）

1100
1500
1870
2160
2400

図2 ガラス基板サイズと対応する世代

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図3 アルティス SJ120C 外観2

第８・９世代対応型大型ガラス基板搬送用ロボット「アルティス SJ120C」

2. ガラス基板搬送システム
もっとも一般的なガラス基板搬送システムの例を図4に示す。

このシステムでロボットは、①未加工ガラスの収納カセットから、未加工ガラス基

このシステムは、未加工ガラスの収納カセット・加板をとり出し工済みガラスの収納カセット・加工装置・ガラス基板②加工装置から、加工済ガラス基板をとり出し搬送用ロボットから構成されている。

③加工装置へ、未加工ガラス基板を投入

この中のロボットは、ロボット全体を左右に移動する走行装置（オプション）上に設置されている。

④加工済カセットへ、加工済ガラス基板を収納というプロセスで、繰り返し動作を行なう。
この様なアプリケーションで使用される大型ガラス基板搬送用ロボットは、他の大型多関節ロボットにはない、大きな特長がある。

加工済ガラス収納カセット

未加工ガラス収納カセット
加工装置
走行装置
ガラス基板搬送用ロボット

図4 ガラス基板搬送システムの例

33. 大型ガラス基板搬送用ロボットの特長
ロボットの外観寸法を図5に、仕様諸元を巻末の表1に示す。

図5 アルティス SJ120Cの外観寸法

1）大きな高い可搬質量と広い動作範囲
第8・9世代のガラス基板では、ガラス自身の大型カセットや各装置にアクセスするのに必要な前後軸そのガラスを保持するた化に伴う重量増加に加え、ストローク（4,480mm）を有している。また、上下軸もめのハンドも大型化される。これに対応するため｢ア多段数カセットにも対応できる2,800mmとなっている。

ルティス SJ120C｣は、最大可搬質量をクラス最大のこれ
NACHIは、ガラス基板搬送用ロボットとして、120ｋｇとした。これにより、大型高剛性ハンドや2枚貼までシリーズ化してきた第5・6世代対応の「ＳＪ25Ｃ」、り合わせガラス基板の搬送にも対応することができる。

第7世代対応の「ＳＪ80Ｃ」に加え、今般、第8・9世代

基板サイズの大型化に伴い、大きな動作範囲も対応の「アルティス ＳＪ120Ｃ」は、第9世代の超大型必要とされる。｢アルティス SJ120C｣の動作範囲を図

ガラス基板の搬送に対応し、世界最大の120kg可搬

6に示す。ガラスの反転に必要な干渉半径に対して、を実現した。

2400

300
100

2200

1500

最小干

渉半

2250
3779

1271

図6
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1529

径

200

動作範囲図（上面図）
4

第８・９世代対応型大型ガラス基板搬送用ロボット「アルティス SJ120C」

2）高密度カセットに対応

3）クリーン対応

ガラス基板搬送では、ガラス収納カセットに対する薄型ディスプレイパネルの製造工程のほとんどはガラス基板の出し入れが頻繁に行なわれる。このガクリーンルームでのプロセスとなるため、その中に設ラス収納カセットはＣＤラックの様にガラス基板が多置するロボットにもクリーン対応が求められる。

段数収納されている。図7にカセット断面図を示す。

搬送するガラス基板の上方に発塵源となる摺動部

ガラス基板ハンド｢アルティス SJ120C｣では、独自のリンク機構で、その他の摺動位が全くない構造となっている。また、ガラス間ピッチ

ロボッ
部位についても、シール構造を工夫することで、ト全体のクリーン度クラス10を実現している。
クラス10
クリーン度：フェデラルスタンダード209D、対応（米国規格で、ISOクラス4と同等）

カセット

ガイドピン

（NACHI-BUSINESS news Vol.2より抜粋）

図7 ガラス収納カセット断面

システム全体の省スペー
ガラス搬送システムでは、この中に配置されるガラス基板の間ス化のために、隔（カセットピッチ）をなるべく小さくして、多くのガラス基板を１つのカセットに収納することが求められる。

4）専用コントローラ ＡＸー30
ガラス収納カセット
ガラス基板搬送システムでは、の下部などのデッドスペースを有効活用するために、全高の低い制御盤が求められる。
これに対応するために、従来の縦型制御盤を横置きタイプに変更。全高を1,000mm以下とした。

ガラス基板搬送用ロボットは、非常に狭い
このため、また、この制御システムは、他の大型ロボットで蓄スペースの中からガラス基板をとり出すことができな積した振動抑制技術等のノウハウを活用し、オートければいけない。

アライメント・マッピング機能等のガラス搬送専用のア｢アルティス SJ120C｣では、CAE解析を用いた最プリケーションにも対応している。

適化設計で、軽量で高い剛性を持つ機体となっている。また、独自の補正技術でカセット内でのガラス・ハンド・ロボットのたわみを最小限に抑える工夫がなされている。図8にたわみ補正のイメージを示す。

目標のライン カセット内

カセット進入図9

図8 たわみ補正のイメージ

5

専用コントローラ ＡＸー30

5）高精度な位置決めと高い信頼性ロボットの姿勢・動作をシミュレーションして、振動※1の発生を予知し、制御するオブザーバー制御や、独自の低たわみ水平アームのたわみ補正システムの開発により、位置決め精度±0.2mmを可能にした。
ライン停止が許されない自動車分野で採用している寿命（オーバーホール周期）予測システムや、※2トルク考慮加減速などの機能を付加し、信頼性を大幅に向上させた。

4. 大型・重可搬・クリーンロボットを展開
NACHIは、工作機械や機能部品事業で蓄積し2005年6月、自動車やフラットパネルディスプレイ向てきたメカニカル技術、制御技術のつよみを活かし、クリーンルーけの大型ロボット市場の拡大を見据えて、自動車のボディーのスポット溶接用、搬送用ロボットムを備えた大型ロボット専用工場を富山事業所の中など大型・重可搬ロボットの分野で、世界トップクラス央に新設した。の性能とマーケットシェアをもっている。

クリー｢アルティス SJ120C｣の開発・商品化により、ボディー１台分を丸ごと搬送する「ＳＣ700」
とくに、ン対応ロボットのラインナップが、5シリーズに拡充した。

（700kg可搬、世界でNACHIのみ）
は、自動車メーカー

クリーンロボットがロボット事業部の新たなこのように、の車体生産ラインのフレキシブル化・生産性の向上に、自動車業界で培っ基盤商品となりつつある。今後も、大きく寄与している。

た大型重可搬ロボットのノウハウを活かし、電子・半社内の工具、ベアリング、油圧機器、特殊鋼などの各製造ラインにおいて、生産性・品質の向上をは導体分野の速いサイクルでの技術革新にマッチしたロボットを提供していく。

ロボットの導入をすすめている。そして、社かるため、アプリケーション技術を内活用で蓄積したノウハウ、カスタマーへ提供し、多様な作業工程のロボット化に貢献している。

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表1 アルティス SJ120Cの仕様諸元
項目

ロボット型式※3クリーン 度
構
造
自 由 度
駆動方式
X1
X2
最大動作範囲ΘZ
X1
X2
最 大 速 度ΘZ
X1
X2
X1
許容モーメント
X2
X1
許容慣性モーメント
X2
位置繰り返し精度
周 囲 温 度設 置 条 件本 体 質 量可 搬 質 量仕様

SJ120C-28D-01

SJ120C-28S-01
クラス10（0.3μｍ）
多関節型（上下屈伸式）

4

前後1前後2回転
上下前後1前後2回転
上下3ACサーボ方式
4,480mm（＋2,250〜−2,230mm）
4,480mm（＋2,250〜−2,230mm）ー
4,480mm（＋2,250〜−2,230mm）＋3.40〜−2.53rad（＋195°〜−145°）〜−145°）＋3.40〜−2.53rad（＋195°
2,800mm2,800mm3,600mm／sec
3,600mm／sec
3,600mm／sec
ー
3.14rad／sec（180°／sec）
1,050mm／sec

前後1前後2
前後1前後2
前後1前後2

最大90kg
最大120kg
720N・m780N・m135kg・m2
165kg・m2±0.3mm

最大120kgー
780N・mー
165kg・m2
ー±0.3mm
0〜35℃
床置き

1,880kg

1,680kg

用語解説※1 オブザーバー制御
ロボットの姿勢、動作をシミュレーションして、振動の発生を予知し、抑制する制御システム。

※2トルク考慮加減速機能
重力や遠心力を考慮して、最適な加速・減速を行なう制御機能。

※3 クリーン度
空気中の粒子の数によって表わされ、その空気の清浄度を表すものである。
ＩＳＯやＪＩＳに規 定されているが、現 在、米 国 連 邦 規 格
クリーン度は、Federal Standard 209Dが一般的に用いられており、NACHIはそれにしたがった。
Federal Standard 209Dに定められているクリーン度クラス10とは、1立方フィートの空気中に0.5μmより大きい粒子が10個以下しか存在しない状況を示す。これをＪＩ
ＳＢ9920で表現するとクラス4、Ｉ
ＳＯ14644（Part4）
ではク
ラス4のクリーン度ということになる。

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Vol.10 B2June / 2006

〈発行〉 2006年6月20日
株式会社 不二越 開発本部 開発企画部
富山市不二越本町1-1-1 〒930-8511
Tel.076-423-5118 Fax.076-493-5213