基板搬送ロボット
【課題】搬送ロボットを用いて、カセットに収容された液晶基板等の板状の基板を搬出する際に、基板検出センサを用いて基板の位置を検出していた。従来は、基板がカセットの手前側（入り口側）に寄せられてカセット内部に収容されていたが、基板がカセットの奥側に寄せられる場合があり、従来の搬送ロボットでは対応できない。
【解決手段】本発明の搬送ロボットは、振動吸収体６の先端部に取り付けられた基板の有無を検出する基板検出センサ５と、ハンドの位置を移動させる移動機構１１（アーム機構２等）と、ハンドの位置及び移動速度を制御する動作制御部１２と、基板のエッジ位置を演算する基板エッジ位置解析部１３とを備えた。上記構成にすると、基板がカセットの奥側に寄せられて収容された場合であっても、基板の位置を検出できる。
【解決手段】本発明の搬送ロボットは、振動吸収体６の先端部に取り付けられた基板の有無を検出する基板検出センサ５と、ハンドの位置を移動させる移動機構１１（アーム機構２等）と、ハンドの位置及び移動速度を制御する動作制御部１２と、基板のエッジ位置を演算する基板エッジ位置解析部１３とを備えた。上記構成にすると、基板がカセットの奥側に寄せられて収容された場合であっても、基板の位置を検出できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶基板等の板状の基板を搬送する搬送ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
搬送ロボットを用いて、カセットに収容された液晶基板等の板状の基板を搬出する際には、基板の位置を検出する必要がある。これは搬送ロボットに設けたハンドと基板の位置との相対位置が許容値よりもずれているとハンドが基板を把持できないためである。そのため、搬送ロボットに基板の有無を検出する基板検出センサを取り付けている。そして、基板検出センサから出力される検出信号に基づいて基板の位置を検出している。
【０００３】
図１２は、従来の搬送ロボットの概略構成図である。
この図１２に示すように、搬送ロボット１０’は、旋回ベース１と、図示しない昇降機構と、第１アーム２ａ及び第２アーム２ｂからなるアーム機構２、第２アーム２ｂの先端に設けられたハンドホルダ３、ハンドホルダ３に取り付けられたハンド４及び基板の位置を検出する基板検出センサ８によって概略構成されている。なお、ハンド４は、第１のハンド４ａ〜第４のハンド４ｄによって構成されている。
【０００４】
このような搬送ロボット１０’の機構は周知であるために、詳細は省略するが、アーム機構２の第１アーム２ａ及び第２アーム２ｂを回動させることによって、図１２（ａ）に示すようにハンド４を前進させ、また図１２（ｂ）に示すように、ハンド４を後退させることができる。また図示しない昇降機構によって、アーム機構２等を上下に昇降させる機能を有する。また、ハンド４は、基板を把持する機能を有する。そのため、搬送ロボット１０’によって、基板をカセット内部に搬入させ、また基板をカセット内部から搬出することができる。
【０００５】
図１３は、基板検出センサの構成図である。
基板検出センサ８は、非接触型のセンサであり、図１３に示すように、センサ取付部材９に取り付けられている。そして、投光部から光線等を発射し、それを検出対象物である基板等によって反射させ、受光部で検出することによって、基板等の有無を検出する機能を有する。基板検出センサ８の検出信号は、図示しないケーブルを介して出力される。また、基板検出センサ８への指令等も図示しないケーブルを介して行われる。
【０００６】
なお、従来の搬送ロボット１０’では、基板検出センサ８がハンドホルダ３に取り付けられるか、ハンド４のハンドホルダ３寄りに取り付けられていた。すなわち、若干の位置の違いはあるものの図１２に示すように、基板検出センサ８は、ハンドホルダ３の近傍に配置されていた。また、ハンド４の移動に伴って、基板検出センサ８の位置も移動する。
【０００７】
図１４は、従来の搬送ロボット１０’が、カセット内部の基板を搬出させるために、ハンド４を前進させて、ハンド４をカセット内部に進入させたときの概略平面図である。なお、図１４において、点線で図示した部分はカセット内部を透過して図示した部分であり、ハンド４や基板検出センサ８等の位置が分るようにしている。
【０００８】
この図１４に示すように、基板は複数種類の大きさ（例えば、大サイズ、中サイズ、小サイズ）があるが、いずれの場合でも、基板がカセットの手前側（入り口側）に寄せられてカセット内部に収容されていた。そのために、カセット内部にハンド４を進入させたときに、カセットに基板が収容されていれば、基板検出センサ８を、基板の手前側のエッジ位置よりも奥側に進入させることができた。
【０００９】
図１５は、基板検出センサ８の検出動作を説明するための図である。
図１５（ａ）は、図１２（ｂ）に示すようなハンド４が後退した位置から、ハンド４をカセット側に前進させている状態を示す。この状態では、基板検出センサ８の上部に基板がない。そのため、基板検出センサ８の投光部から発射される光線等が基板で反射しないので、受光部で検出することができない。そのため、基板が無いことがわかる。
【００１０】
搬送ロボット１０’のハンド４がカセット内部に進入して、図１５（ｂ）に示すように基板検出センサ８の上部に基板があると、基板検出センサ８の投光部から発射される光線等が基板で反射して受光部で検出できるようになる。より具体的には、受光部で検出する光量が多くなり、光量がしきい値よりも大きくなるので、基板が有ることがわかる。
【００１１】
なお、カセットは、図１５に示すように、通常は上下に多段構成になっており、複数の基板を収容できるようになっているが、図１５では一部の基板のみ図示している。また、カセットには基板を保持する保持部材等が設けられているが、図示を省略している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−２７３５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したように、従来は図１４に示すように、基板がカセットの手前側（入り口側）に寄せられてカセット内部に収容されていた。そのために、カセット内部にハンド４を進入させたときに、カセットに基板が収容されていれば、基板検出センサ８によって、基板の有無を検出することができた。しかし、最近では、必ずしも基板がカセットの手前側に寄せられておらず、図１６に示すように、基板がカセットの奥側に寄せられる場合が生じてきた。
【００１４】
そうなると、ハンド４を従来よりもカセットの奥側にまで挿入しないと、基板の位置を検出することができない。しかし、搬送ロボット１０’のハンドホルダ３は厚みがあるため、ハンド４を従来よりもカセットの奥側まで進入させることが難しい。なぜならば、ハンドホルダ３が他の基板等に衝突する恐れがあるからである。すなわち、従来の搬送ロボット１０’では、図１６に示すように、基板がカセットの奥側に寄せられた場合に対応できない。
【００１５】
本発明は、上記事情のもとで考え出されたものであって、基板がカセットの奥側に寄せられて収容された場合であっても、基板の位置を検出できる搬送ロボットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
第１の発明によって提供される基板搬送ロボットは、
基板を保持するためのハンドを用いて、板状の基板をカセットに搬入およびカセットから搬出するための基板搬送ロボットを対象とし、
基板を保持するためのハンドと、
前記ハンドと並んで設けられた振動吸収体と、
前記ハンドの基端部及び前記振動吸収体の基端部を支持するハンドホルダと、
前記振動吸収体の先端部又は先端部近傍に取り付けられた基板の有無を検出する基板検出センサと、
前記ハンドの位置及び前記振動吸収体の位置を移動させる移動機構と、
前記ハンド及び前記振動吸収体の位置及び移動速度を制御する制御部と、
前記基板検出センサの検出信号と前記制御部から出力される前記基板検出センサの位置の情報に基づいて、基板のエッジ位置を演算する基板エッジ位置解析部と、
を備えたことを特徴としている。
【００１７】
第２の発明によって提供される基板搬送ロボットは、前記制御部が、
予め与えられた前記カセット及び基板に関する情報に基づいて、前記ハンド及び振動吸収体が検出対象となる基板の下側を通過して前記カセットの奥側方向に移動できるようなカセット進入位置を求める機能と、
前記ハンド及び振動吸収体が前記カセット進入位置に移動するように移動機構を制御する機能と、
予め与えられた基板の規定位置情報又は演算によって求めた基板の規定位置情報に基づいて、前記カセットに収容されている基板の奥側のエッジ位置を推測する機能と、
前記カセット進入位置から前記カセットの奥側へ向かう方向を基準方向とした場合に、前記ハンド及び振動吸収体を、前記基準方向に沿って予め定めた速度で前進させ、前記ハンド及び振動吸収体をカセット内に進入させることによって、振動吸収体の先端部又は先端部近傍に設けた前記基板検出センサがカセットの奥側に移動するように移動機構を制御する機能と、
前記ハンドとともに移動する前記振動吸収体の先端部又は先端部近傍に設けられた基板検出センサが、推測した奥側のエッジ位置と前記基準方向上で同じ位置から予め定めた距離だけ手前の位置に到達したときに、前記ハンドの移動速度が減速するように移動機構を制御する機能と、
前記基板検出センサが、推測した基板の奥側のエッジ位置と前記基準方向上で同じ位置よりもカセットの奥側の予め定めた位置まで移動するように移動機構を制御する機能と、
基板エッジ位置解析部で求めた基板の奥側のエッジ位置に基づいて、前記基板検出センサが取り付けられている位置を含む基準方向上における基板の位置ずれ量を演算する機能と、
前記演算された前記基準方向上における基板の位置ずれ量に基づいて、基板を把持するときのハンド位置を補正演算する機能と、
前記補正演算されたハンド位置に、ハンドが移動するように移動機構を制御する機能と、
を有することを特徴としている。
【００１８】
第３の発明によって提供される基板搬送ロボットは、
前記基板エッジ位置解析部が、
前記基板検出センサの位置情報と前記基板検出センサの検出信号とを記憶しておき、前記基板検出センサの検出信号が基板有りを示す状態から基板無しを示す状態に変化し、かつ基板無しを示す状態が予め定めた確認距離だけ連続したときに、そのときの前記基板検出基板検出センサの位置を基準位置として、前記基準位置からみて前記確認距離だけカセットの手前側の位置を基板の奥側のエッジ位置として解析することを特徴としている。
【００１９】
第４の発明によって提供される基板搬送ロボットは、
前記基板エッジ位置解析部が、
前記基板検出センサの位置情報と前記基板検出センサの検出信号とを記憶しておき、前記基板検出センサの検出信号が基板有りを示す状態から基板無しを示す状態に変化し、かつ基板無しを示す状態が予め定めた確認時間の間連続したときに、そのときからみて確認時間だけ過去の前記基板検出センサの位置を基板の奥側のエッジ位置として解析することを特徴している。
【００２０】
第５の発明によって提供される基板搬送ロボットは、
前記基板エッジ位置解析部が、
前記基板検出センサの位置情報と前記基板検出センサの検出信号とを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されているデータに基づいて、基板の奥側のエッジ位置を解析する解析部と、
を備えていることを特徴としている。
【００２１】
第６の発明によって提供される基板搬送ロボットは、
前記ハンドの全て又は一部は、前記ハンドホルダの外側に、基端部がハンドホルダに支持され、かつ前記前記振動吸収体よりも長さが短いハンドであること特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、基板がカセットの奥側に寄せられて収容された場合であっても、基板の位置を検出できる搬送ロボットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係る搬送ロボット１０の概略構成を示す図である。
【図２】基板検出センサ５の投光部、受光部の配置例を示す図である。
【図３】第１実施形態に係わる搬送ロボット１０が、カセット内部の基板を搬出させるために、ハンド４を前進させて、ハンド４をカセット内部に進入させたときの概略平面図である。
【図４】基板検出センサ５が基板の手前側から奥側へ進行していく過程において、基板検出センサ５の受光部で検出する光量を示す図である。
【図５】基板の位置と基板検出センサ５の受光部で検出する光量との関係を示すイメージ図である。
【図６】基板検出センサ５が基板の下側を通過する際の速度パターンを示す図である。
【図７】第１実施形態に係る搬送ロボット１０が備える機能を示す機能ブロック図である。
【図８】基準方向に対して基板が左右非対称にずれているか場合の一例を示す図である。
【図９】第２実施形態に係る搬送ロボット１０ａの概略構成を示す図である。
【図１０】搬送ロボット１０ａの旋回半径の一例を示す図である。
【図１１】ハンド４の長手方向の長さを示す図である。
【図１２】従来の搬送ロボットの概略構成図である。
【図１３】基板検出センサの構成図である。
【図１４】従来の搬送ロボット１０’が、カセット内部の基板を搬出させるために、ハンド４を前進させて、ハンド４をカセット内部に進入させたときの概略平面図である。
【図１５】基板検出センサ８の検出動作を説明するための図である。
【図１６】基板がカセットの奥側に寄せられる場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
［第１実施形態］
図１は第１実施形態に係る搬送ロボット１０の概略構成を示す図である。なお、従来と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。
図１に示すように、搬送ロボット１０は、旋回ベース１と、図示しない昇降機構と、第１アーム２ａ及び第２アーム２ｂからなるアーム機構２、第２アーム２ｂの先端に設けられたハンドホルダ３、ハンドホルダ３に取り付けられたハンド４、基端部がハンドホルダ３に取り付けられたトラフ構造の振動吸収体６及び振動吸収体６の先端部（又は先端部近傍）に取り付けられた基板の有無を検出する基板検出センサ５によって概略構成されている。そして、基板検出センサ５から出力される検出信号に基づいて基板の位置を検出している。
なお、ハンド４は、第１のハンド４ａ〜第４のハンド４ｄによって構成されている。また、基板検出センサ５は、第１の基板検出センサ５ａ及び第２の基板検出センサ５ｂによって構成されている。また、振動吸収体６は、第１の振動吸収体６ａ及び第２の振動吸収体６ｂによって構成されている。また、各振動吸収体６ａ、６ｂの先端には、基板検出センサ５ａ、５ｂを取り付けるセンサ取付部７ａ、７ｂがそれぞれ設けられ、このセンサ取付部７に基板検出センサ５が取り付けられているが、振動吸収体６ａ、６ｂに、基板検出センサ５ａ、５ｂを直接取り付けることができれば、センサ取付部７ａ、７ｂを設けないでもよい。また、上記のような構成に限定されるものではない。例えば、ハンド４の数、基板検出センサ５の数、振動吸収体６の数は、上記と異なってもよい。
【００２５】
第１アーム２ａは、一端が旋回ベース１に連結され、垂直状の連結軸Ｌ１周りに回動させられる。第２アーム２ｂは、一端が第１アーム２ａの他端に連結され、垂直状の連結軸Ｌ２周りに回動させられる。ハンドホルダ３は、第２アーム２ｂの他端に連結され、垂直状の連結軸Ｌ３周りに回転可能に取り付けられる。また、搬送ロボット１０のアーム機構２を動作させるため、また昇降させるために、図示しないモータ、プーリー等が用いられている。
【００２６】
このような搬送ロボット１０の機構は周知であるために、詳細は省略するが、アーム機構２の第１アーム２ａ及び第２アーム２ｂを回動させることによって、図１２で説明した従来技術の搬送ロボット１０と同様に、ハンド４を前進／後退させるとともに、図示しない昇降機構によって、アーム機構２を上下させる機能を有する。また、ハンド４は、基板を把持する機能を有する。そのため、搬送ロボット１０によって、基板をカセット内部に搬入させ、また基板をカセット内部から搬出することができる。なお、カセット側に昇降機構を備えている場合等では、昇降機構を備えない搬送ロボット１０もある。
また、図１のように、ハンド４と振動吸収体６とが並んで設けられているため、ハンド４を前進／後退させると、それに伴い、振動吸収体６も前進／後退する。
【００２７】
なお、ハンド４及び振動吸収体６をカセット内部に進入させたときに、ハンド４及び振動吸収体６がカセット及び基板に衝突しないようにする必要がある。例えば、振動吸収体６の上面がハンド４の上面よりも高さ方向において下方に位置するように、振動吸収体６及びハンド４の位置関係を定める必要がある。この理由は、もし、振動吸収体６の上面がハンド４の上面よりも高さ方向において高い位置であると、基板を保持するためにハンド４を上昇させたときに、振動吸収体６が基板に衝突してしまい、基板が破損するおそれがある。また、カセットに収容された基板間の間隔が限られているので、振動吸収体６の位置がハンド４の位置よりも下方すぎても、検出対象でない下側の基板に衝突してしまう。そのため、振動吸収体６の上面がハンド４の上面よりも高さ方向において若干下方に位置するようにするのが好ましい。
【００２８】
また、図１では、左右方向において振動吸収体６の外側にハンド４（４ａ，４ｄ）を設けた構成を例示したが、このような構成に限定されるものではなく、例えば、振動吸収体６をハンド４（４ａ，４ｄ）の外側に設けるような構成にしてもよい。この場合は、振動吸収体６がカセットに衝突しないように設計する必要がある。
【００２９】
基板検出センサ５は、非接触型のセンサであり、投光部から光線等を発射し、それを検出対象物である基板等によって反射させ、受光部で検出することによって、基板等の有無を検出する機能を有する。基板検出センサ５の検出信号は、図示しないケーブルを介して出力される。また、基板検出センサ５への指令等も図示しないケーブルを介して行われる。この基板検出センサ５は、図１３で説明した従来技術と同様のものであるが、本実施形態では、図１に示すように、基板検出センサ５が振動吸収体６の先端部に取り付けられている。
【００３０】
なお、非接触型の基板検出センサ５には様々なタイプがあり、例えば、レーザ光線を用いるタイプ、発光ダイオードを用いるタイプ、超音波を用いるタイプ等があるが、目的や状況に応じて最適なタイプを選択している。また、基板等の有無を検出する機能だけでなく、基板検出センサ５と基板等との間の距離を計測できるタイプもあるが、少なくとも基板等の有無を検出する機能を有するものを用いればよい。
【００３１】
また、例えば、基板を多段に収容する構成のカセットで、検出対象となる基板がなく、その上段に基板がある場合が考えられる。このような場合を想定して、上段の基板を誤検出しないように、基板検出センサ５の検出距離が短いタイプが選択される場合がある。
【００３２】
図２は、基板検出センサ５の投光部、受光部の配置例を示す図である。
この図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、基板検出センサ５の投光部、受光部は、ハンド４の進行方向に対して投光部、受光部が直列（図面では縦方向）に並んでいてもよいし、図２（ｃ）に示すように、ハンド４の進行方向に対して投光部、受光部が並列（図面では横方向）に並んでいてもよい。
【００３３】
振動吸収体６はトラフ構造をしている。すなわち、三角形を基本にして組んだ構造体である。トラフ構造は、一般に変形が小さいことで知られている。したがって、振動吸収体６は、振動を吸収し低減できる構造体である。そのため、ハンド４及び振動吸収体６を前進／後退させた場合に、ハンド４の先端部に生じる振動と、振動吸収体６の先端部に生じる振動とを比較すると、振動吸収体６の先端部に生じる振動の方が小さい。
【００３４】
図３は、本実施形態に係わる搬送ロボット１０が、カセット内部の基板を搬出させるために、ハンド４を前進させて、ハンド４をカセット内部に進入させたときの概略平面図である。このとき、振動吸収体６及び基板検出センサ５もカセット内部に進入している。なお、図３において、点線で図示した部分はカセット内部を透過して図示した部分であり、ハンド４や基板検出センサ５等の位置が分るようにしている。
【００３５】
この図３に示すように、基板は複数種類の大きさ（例えば、大サイズ、中サイズ、小サイズ）があるが、いずれの場合でも、基板がカセットの奥側に寄せられてカセット内部に収容されている場合を示している。この図３に示すように、基板がカセットの奥側に寄せられてカセット内部に収容されている場合であっても、振動吸収体６をカセットの奥側まで移動させたときに、振動吸収体６の先端部（又は先端部近傍）に設けられた基板検出センサ５の位置が、基板の奥側エッジ位置よりも奥側に位置するように、振動吸収体６の長さが設定される。そのため、たとえ基板がカセットの奥側に寄せられてカセット内部に収容されていても、基板検出センサ５の検出信号に基づいて、基板の奥側エッジ位置を検出することができる。なお、本明細書では、カセット進入位置からカセットの奥側へ向かう方向を基準方向（又は前後方向）とする。また、水平面内において基準方向と垂直な方向を左右方向とする。
【００３６】
なお、図３に示した例では、ハンド４及び振動吸収体６の長手方向の長さは、同一あるいは略同一である。しかし、ハンド４及び振動吸収体６の長手方向の長さは、これに限定されるものではない。すなわち、ハンド４の長さは、基板がカセットの奥側に寄せられてカセット内部に収容されている場合であっても基板を保持できればよいので、例えば、振動吸収体６の長さよりも短くても良いし、長くてもよい。
【００３７】
図４は、基板検出センサ５が基板の手前側から奥側へ進行していく過程において、基板検出センサ５の受光部で検出する光量を示す図である。ただし、図４は、理想的な検出信号を表す図であり、実際には後述するように、光量が一定しない等の問題があるが、まずは理想的な状態における基板検出センサ５の検出動作の説明をする。
【００３８】
図４に示すように、基板検出センサ５の上部に基板がないときは、受光部で検出する光量がしきい値に達しないので、「基板無し」と検出する。また、基板検出センサ５の上部に基板があるときは、受光部で検出する光量がしきい値以上になるので、「基板有り」と検出する。すなわち、本実施形態のように基板検出センサ５を振動吸収体６の先端部に設け、ハンド４及び振動吸収体６をカセットの手前側から奥側に進行させた場合、理想的には、図４に示すように、基板の手前側のエッジで「基板無し」→「基板有り」に変化し、その後、基板検出センサ５が基板の下側を通過している途中では、「基板有り」の状態を維持し、基板の奥側のエッジ位置で基板検出センサ５の出力が「基板有り」→「基板無し」へ変化することになる。
【００３９】
このように、基板検出センサ５を振動吸収体６の先端部に取り付ければ、たとえ基板がカセットの奥側に配置されたとしても、基板検出センサ５の検出信号に基づいて、基板の有無を検出することができる。ひいては、基板のエッジ位置を検出することができる。しかし、以下のような問題があるため、図４に示したような理想的な状態でエッジ位置を検出することができない。
【００４０】
［問題１］
図５は、基板の位置と基板検出センサ５の受光部で検出する光量との関係を示すイメージ図である。
液晶基板の場合、基板のパターンは、基板の端部（エッジ付近）には積層されないため、基板の端部は素ガラスのままである。そのため、プロセスが進行しても反射率が低いままである。そのため、図５に示すように、実際にはエッジ位置おいて受光部で検出する光量は、他の部分の光量に比べて少ない。なお、プロセスの進行に伴って付着物が付くことはあるが、それでもエッジ位置おいて受光部で検出する光量が少ない。以下、基板の手前側と奥側について、それぞれ説明する。
【００４１】
（１）基板の手前側について
基板検出センサ５が基板の手前側のエッジ位置に到達しても、受光部で検出する光量がしきい値に達せず、「基板無し」と検出してしまう場合がある。その後、ハンド４が奥側へ進行するに伴い、受光部で検出する光量が多くなって、しきい値以上になると「基板有り」と検出する。すなわち、エッジ位置を精度良く検出できない。
【００４２】
（２）基板の奥側について
基板の奥側では、まだ基板の奥側のエッジ位置に到達していないにも関わらず、受光部で検出する光量が少なくなり、「基板無し」と検出してしまう場合がある。すなわち、エッジ位置を精度良く検出できない。なお、図５では、奥側のエッジ位置付近で光量が少なくなっているが、しきい値よりも大きいため、「基板有り」と検出されている例を図示している。
【００４３】
［問題２］
プロセス実施前（加工前）の素ガラスでは、透過率が高いため反射率が低いが、プロセスの進行に伴って基板上にパターンが生成されていくに従い反射率が高まってくる。すなわち、プロセスの進行状況によって反射率が異なる。また、基板の全ての箇所が同じ反射率ではなく、箇所によって反射率が異なる場合がある。さらに、基板検出センサ５が取り付けられた位置における振動が反射率に影響を与える場合がある。そのため、基板の箇所によっては、基板があるにも関わらず受光量が少なくなり、「基板無し」と誤検出する虞がある。なお、ハンド４とともに移動する振動吸収体６の移動速度が早いほど振動が生じやすい。また、振動が大きいほど、反射率に影響を与えて誤検出する可能性が高まる。すなわち、エッジ位置以外の箇所で、「基板有り」→「基板無し」と変化するので、エッジ位置以外の箇所をエッジ位置であると誤検出する可能性がある。図５では、エッジ位置以外の箇所で微少距離ｄ１（微少時間ｔ１）だけ誤検出している例を示している。
【００４４】
そこで、本実施形態では、以下のように対策を施し、上記の問題を解決している。
【００４５】
［問題１の対策］
基板検出センサ５は基板の直下を通過しているため、反射型のセンサであればある程度の受光量があり、充分に基板の有無を検出することが可能である。従来の搬送ロボット１０’においても、基板のエッジを検出できていたことからもエッジ部分の検出に問題ないことが分る。すなわち、従来の搬送ロボット１０’のように基板の手前側のエッジ位置を検出するのか、本実施形態のように基板の奥側のエッジ位置を検出するのかの違いはあるが、従来の搬送ロボット１０’と同様に、検出対象となる基板の奥側のエッジ位置の直下に基板検出センサ５が到達したときの基板検出センサ５の移動速度が遅くなっていれば、基板の奥側のエッジ位置において基板の有無の変化を検出することができる。
なお、本実施形態のように、基板検出センサ５が振動吸収体６の先端部に設けられている場合、基板検出センサ５が基板の手前側のエッジ位置の直下を通過するときには、タクトタイムを短縮させるために、ハンド４の移動速度を遅くできない。すなわち、ハンド４とともに移動する振動吸収体６の先端部に設けられた基板検出センサ５の移動速度を遅くすることができない。そのため、基板の手前側のエッジ位置の検出時には誤検出をする可能性があるが、基板の手前側のエッジ位置は、検出対象でないので問題とはならない。
【００４６】
上記の移動速度について、より具体的に説明する。
検出したいエッジ位置は、基板の奥側のエッジ位置である。そのため、図６に示すように、基板検出センサ５の位置が、基板の奥側のエッジ位置よりもある程度手前の位置から減速を開始していれば、基板検出センサ５が奥側のエッジ位置の直下を通過する際の移動速度が遅くなり、基板のエッジを検出することができる。
【００４７】
ここで、基板の大きさの情報や、基板がカセットの奥側に配置されているか否かの情報は、予め与えられている。これらの情報に基づいて演算すれば基板の奥側のエッジ位置の規定値（規定位置）が分かる。あるいは、基板の奥側のエッジ位置の規定値が直接与えられる場合もある。すなわち、直接的または間接的に基板の奥側のエッジ位置の規定値が分かる。ところが、実際の基板の配置位置にはばらつきがあるため、上記の規定値通りとはならない。そのため、暫定的に、基板の奥側のエッジ位置の規定値を、基板の奥側のエッジ位置の推測値（推測位置）として採用する。
【００４８】
また、上述したように、基板の配置位置にはばらつきがあるため、そのばらつきを考慮して、減速を開始する位置を定めればよい。例えば、基板の奥側のエッジ位置の推測値（規定値）の１００ｍｍ手前から減速させたいとする。そして、基板の配置位置のばらつきが±２０ｍｍであるとする。この場合は、ばらつき分を考慮して、奥側のエッジ位置（規定値）の１２０ｍｍ手前から減速させればよい。
【００４９】
なお、従来の搬送ロボット１０’においても、基板検出センサ５の取り付け位置は異なるが、同様の速度制御をしているので、従来技術との比較という観点でも、タクトタイムに殆ど影響を与えるものではない。
【００５０】
［問題２の対策］
エッジ以外の箇所（例えば基板の中央付近）をエッジ位置であると誤検出する可能性がある問題に対しても、ハンド４及び振動吸収体６の移動速度を遅くすれば、問題を解決できるが、そのようにすると、タクトタイムが遅くなり問題である。そのため、以下のような対策を行う。
【００５１】
（１）エッジ以外の箇所をエッジであると検出する可能性が僅かであるという点に着目すると、仮に誤検出が生じたとしても、それは一部の箇所のみであり、それが連続することはない。そのため、「基板無し」と検出された状態が連続した場合にのみ、エッジ位置であるとすればよい。この場合の判定基準は、予め定めた距離だけ「基板無し」が続いた場合でもよいし、予め定めた時間だけ「基板無し」が続いた場合でもよい。もちろん、その間に基板のエッジ位置から行き過ぎているので、その分を差し引いた位置を基板のエッジ位置とすればよい。また、カセットの位置も分かっているので、ハンド４及び基板検出センサ５がカセットに衝突しないように位置制御される。
【００５２】
（２）本実施形態では、トラフ構造の振動吸収体６を用い、その振動吸収体６の先端部に基板検出センサ５を設けている。そのため、基板検出センサ５の位置における振動を低減させる工夫をしている。
前述したように、ハンド４及び振動吸収体６を前進／後退させた場合に、ハンド４の先端部に生じる振動と、振動吸収体６の先端部に生じる振動とを比較すると、振動吸収体６の先端部に生じる振動の方が小さい。そのため、ハンド４の先端部に基板検出センサ５を設けるよりも、本実施形態のように振動吸収体６の先端部に基板検出センサ５に設ける方が振動を小さくできる。したがって、基板検出センサ５が取り付けられた位置における振動が反射率に影響を与える場合があるという問題についても、その影響を低減できるようにしている。
前述したように、基板の奥側のエッジ位置よりもある手前から減速を開始する必要があるが、本実施形態のように振動吸収体６の先端部に基板検出センサ５に設けて、基板検出センサ５の位置における振動を小さくする工夫をしていると、減速度合いを高くしても（より短い時間で減速しても）、十分に基板のエッジを検出することが可能となる。
例えば、ハンド４の先端部に基板検出センサ５を設けるよりも、減速度合いを高くすることができる。
【００５３】
以上の対策を行うことにより、たとえ基板がカセットの奥側に配置されたとしても、基板検出センサ５の検出信号に基づいて、基板の有無を検出することができる。ひいては、基板のエッジ位置を検出することができるようになる。さらに基板検出センサ５が振動吸収体６の先端部、すなわち、ハンドホルダ３から離れた位置に取り付けられているにも関わらず、基板検出センサ５の位置における振動を小さくする工夫がされている。また、基板のエッジ位置が分かれば、基板を把持するときのハンド位置を補正演算できる。
【００５４】
図７は、本実施形態に係る搬送ロボット１０が備える機能を示す機能ブロック図である。
この図７に示すように、上記対策を実現するために、本実施形態は、機能面から見ると、移動機構１１、動作制御部１２、基板エッジ位置解析部１３を備えている。
【００５５】
移動機構１１は、ハンド４及び振動吸収体６の位置を移動させる機構をいう。本実施形態では、主に第１アーム２ａ及び第２アーム２ｂからなるアーム機構２を含む機構を示しているが、本実施形態で示した搬送ロボット１０はあくまでも一例であって、ハンド４及び振動吸収体６の位置を移動させる機構であればよい。例えば、昇降機構を備えていてもよいし、備えていなくてもよい。また、図示していないモータ等も移動機構１１に含まれる。また、第２アーム２ｂに連結されたハンドホルダ３も移動機構１１に含まれる。
【００５６】
基板エッジ位置解析部１３は、後述する動作制御部１２から入力される基板検出センサ５の位置情報と、基板検出センサ５の検出信号とを入力として、基板の奥側のエッジ位置を解析する（求める）ものである。この基板エッジ位置解析部１３は、記憶部１４と解析部１５とを備えた構成となっている。
【００５７】
記憶部１４は、動作制御部１２から入力される位置情報と、基板検出センサ５の検出信号とを入力として、両者を関連つけて記憶するものである。
【００５８】
解析部１５は、記憶部１４に記憶されているデータに基づいて基板の奥側のエッジ位置を解析する（求める）ものである。
具体的には、記憶部１４に記憶されているデータを読み込み、基板検出センサ５の検出信号が基板有りを示す状態から基板無しを示す状態に変化し、かつ基板無しを示す状態が予め定めた確認距離だけ連続したときに、そのときの基板検出センサ５の位置を基準位置として、基準位置からみて上記確認距離だけカセットの手前側の位置を基板の奥側のエッジ位置として求める。
【００５９】
データのサンプリング時間が分かっているので、次のようにすることもできる。すなわち、基板エッジ位置解析部１３は、記憶部１４に記憶されているデータを読み込み、基板検出センサ５の検出信号が基板有りを示す状態から基板無しを示す状態に変化し、かつ基板無しを示す状態が予め定めた確認時間の間連続したときに、そのときからみて確認時間だけ過去の基板検出センサ５の位置を基板の奥側のエッジ位置として求める。
【００６０】
なお、基板エッジ位置解析部１３で求めた基板の奥側のエッジ位置が、規定値（規定位置）に対して大きくずれている場合、すなわち、予め設定した許容値以上のずれがある場合には、異常であると判定することができる。その際には、ハンド４によって基板を把持させる動作を中止する等の処理を行うことができる。
【００６１】
また、検出対象の基板がカセットに収容されていない場合は、基板検出センサ５の検出信号が基板無しを示す状態のままであるので、異常であることが分かる。その際にも、ハンド４によって基板を把持させる動作を中止する等の処理を行うことができる。
【００６２】
ところで、本実施形態に係る搬送ロボット１０は、上述したように、振動吸収体６が、第１の振動吸収体６ａ及び第２の振動吸収体６ｂによって構成されており、それぞれの先端部に第１の基板検出センサ５ａ及び第２の基板検出センサ５ｂが設けられているので、基板の回転ずれを検出することができる。すなわち、図８に示すように、基準方向のずれだけでなく、基準方向に対して基板が左右非対称にずれているか否かを検出することができる。
たとえば、基板の奥側のエッジ位置の規定値（規定位置）に対して、第１の基板検出センサ５ａ側では基準方向に対してハンドの前進方向に５ｍｍずれていると検出され、第２の基板検出センサ５ｂ側では基準方向に対してハンドの前進方向に１０ｍｍずれていると検出されたとする。そうなると、基準方向に対して基板が左右非対称にずれていることが分かる。
【００６３】
そのため、基板エッジ位置解析部１３で求めた基板の奥側のエッジ位置に基づいて、上記基準方向上において規定値（規定位置）を基準とした基板の位置ずれ量を演算することができる。この演算は、動作制御部１２で行う。そのために、図７に示すように、基板エッジ位置解析部１３（より具体的には後述する解析部１５）で求めた基板の奥側のエッジ位置を動作制御部１２に入力する。
【００６４】
また、第１の基板検出センサ５ａと第２の基板検出センサ５ｂとの距離が分かっているので、基板のずれ角度（角度ずれ量）を演算することができる。そのため、２つの基板検出センサを用いて、各基板検出センサが取り付けられている位置を含む基準方向上における基板の位置ずれ量を演算できると、さらに、基板のずれ角度（角度ずれ量）を演算することができる。よって、基板のずれ角度（角度ずれ量）を考慮して基板を把持するときのハンド位置を補正演算できる。そして、上記補正演算されたハンド位置に、ハンド４が移動するように移動機構１１を制御すればよい。
【００６５】
なお、基板検出センサ５はハンド４に取り付けられておらず、振動吸収体６の先端部に取り付けられているので、各基板検出センサ５（５ａ，５ｂ）の位置と各ハンド４（４ａ〜４ｄ）の位置とは異なる。しかし、基板検出センサ５とハンド４との位置関係が分かっているため、各ハンドの位置における基板の位置ずれ量を演算することができる。そのため、上述したように補正演算されたハンド位置に、ハンド４が移動するように制御することができる。
【００６６】
３つ以上の基板検出センサを用いる場合は、少なくとも２つ以上の基板検出センサの検出信号に基づいて基板のずれ角度（角度ずれ量）を演算すればよい。
【００６７】
動作制御部１２は、上記の移動機構１１の位置制御、速度制御を行う制御部である。
この動作制御部１２の指令に基づいて上記の移動機構１１がハンド４及び振動吸収体６を移動させる。また、基板検出センサ５の位置情報を基板エッジ位置解析部１３（より具体的には記憶部１４）に出力する。また動作制御部１２は、次のような機能も有する。
【００６８】
（１）予め与えられた前記カセット及び基板に関する情報に基づいて、ハンド４及び振動吸収体６が検出対象となる基板の下側を通過してカセットの奥側方向に移動できるようなカセット進入位置を求める（演算する）機能。
（２）ハンド４及び振動吸収体６が上記進入位置に移動するように移動機構１１を制御する機能。
（３）予め与えられた基板の規定位置情報又は演算によって求めた基板の規定位置情報に基づいて、カセットに収容されている基板の奥側のエッジ位置を推測する機能。
（４）カセット進入位置からカセットの奥側へ向かう方向を基準方向とした場合に、ハンド４及び振動吸収体６を、基準方向に沿って予め定めた速度で前進させる。そして、前記ハンド４及び振動吸収体６をカセット内に進入させることによって、振動吸収体６の先端部に設けた基板検出センサ５がカセットの奥側に移動するように移動機構１１を制御する機能。
（５）ハンド４とともに移動する振動吸収体６の先端部又は先端部近傍に設けられた基板検出センサ５が、推測した奥側のエッジ位置と上記基準方向上で同じ位置から予め定めた距離だけ手前の位置に到達したときに、前記ハンドの移動速度が減速するように移動機構を制御する機能。
（６）例えば、基板検出センサ５が、推測した基板の奥側のエッジ位置と上記基準方向上で同じ位置よりもカセットの奥側の予め定めた位置まで移動するように移動機構を制御する機能。
（７）基板エッジ位置解析部１３で求めた基板の奥側のエッジ位置に基づいて、上記基板検出センサが取り付けられている位置を含む基準方向上における基板の位置ずれ量を演算する機能。
なお、この機能を実現するために、図７に示すように、基板エッジ位置解析部１３（より具体的には後述する解析部１５）で求めた基板の奥側のエッジ位置を動作制御部１２に入力する。
（８）上記演算された上記基準方向上における基板の位置ずれ量に基づいて、基板を把持するときのハンド位置を補正演算する機能。
（９）上記補正演算されたハンド位置に、ハンド４が移動するように移動機構１１を制御する機能。
【００６９】
上記の機能を有することにより、許容範囲内であれば、たとえ基板の位置ずれがあったとしても、基準方向に対する位置ずれ、及び基板の角度ずれを補正することができる。このようにすると、搬送ロボット１０によって、基板を次の場所に搬送する際に、基準方向に対する位置ずれ、及び基板の角度ずれを補正するためのアライメント工程を省略することができる。
【００７０】
［第２の実施形態］
図９は第２実施形態に係る搬送ロボット１０ａの概略構成を示す図である。
この搬送ロボット１０ａは、図１に示した搬送ロボット１０に比べて、第１のハンド４ａ及び第４のハンド４ｄの長手方向の長さが、第２のハンド４ｂ及び第３のハンド４ｃの長手方向の長さよりも短くなっている。その他の構成は、図１に示した搬送ロボット１０と同様である。なお、第１の実施形態と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。
【００７１】
図１に示した搬送ロボット１０に比べて、第１のハンド４ａ及び第４のハンド４ｄの長手方向の長さが、第２のハンド４ｂ及び第３のハンド４ｃの長手方向の長さよりも短くなっている理由を図１０及び図１１を用いて説明する。
【００７２】
図１０は、搬送ロボット１０ａの旋回半径の一例を示す図である。より具体的には、図１０は、搬送ロボット１０ａ全体を連結軸Ｌ１周りに回動させたときの旋回半径ができるだけ小さくなるように、搬送ロボット１０ａのハンド４及び振動吸収体６を後退させた状態を示す図である。すなわち、図１０では、第１の振動吸収体６ａ又は第２の振動吸収体６ｂの先端部を基準とした場合に最小旋回半径を取り得る状態を示している。そして、このときの旋回半径がＲ１であることを示している。また、第１のハンド４ａ又は第４のハンド４ｄの先端部を基準とした場合の旋回半径がＲ２であることを示している。
【００７３】
なお、図１０では、第１のハンド４ａ〜第４のハンド４ｄの長手方向の長さ、第１の振動吸収体６ａ及び第２の振動吸収体６ｂの長手方向の長さ（第１の基板検出センサ５ａ及び第２の基板検出センサ５ｂを含む）を全て同一としている。
【００７４】
厳密には、第１のハンド４ａ又は第４のハンド４ｄの先端部を基準とした場合における旋回半径Ｒ２は最小旋回半径ではないが、基準とする位置と連結軸Ｌ１との距離が短い程、旋回半径を小さくできることが分かる。図１０の例では、Ｒ１＜Ｒ２となる。
すなわち、ハンドホルダ３に取り付けるハンド４及び振動吸収体６が同じ長さであれば、取り付け位置をハンドホルダ３の中央に近づける程、基準位置と連結軸Ｌ１との距離が短くなって、旋回半径を小さくできることを示している。
【００７５】
したがって、振動吸収体６の左右方向外側にハンド４を設ける場合は、振動吸収体６の長手方向の長さよりも短くした方が好ましい。さらに好ましくは、図１１に示すように、第１の振動吸収体６ａ又は第２の振動吸収体６ｂの先端部を基準とした場合の最小旋回半径Ｒ内に収まるように、振動吸収体６の左右方向外側に設けるハンド４の長手方向の長さを設定するとよい。
【００７６】
上記の説明では、アーム方式の搬送ロボット１０を例にして説明したが、この方式の搬送ロボット１０に限定されるものではなく、他の方式の搬送ロボット１０でもよい。例えば、アーム方式ではなくスライド方式の搬送ロボットであってもよいし、アームとスライド機構の両方を用いた搬送ロボットであってもよい。また、昇降機構を備えない搬送ロボットであってもよいし、アーム機構２を２組備えた搬送ロボットであってもよい。要するに、水平方向に移動可能なハンドとは別に設けられる振動吸収体６の先端部（又は先端部近傍）に基板検出センサ５を設けられる構成の搬送ロボット１０であればよい。
【００７７】
また、上記の説明では、振動吸収体６は左右に２本の形態を例にして説明したが、この様な形態に限定されない。例えば、１つの振動吸収体６であってもよいし、３つ以上の振動吸収体６であってもよい。ただし、１つの振動吸収体６であると、角度ずれを検出できない。
【００７８】
また振動吸収体６の形状も例示したものに限定されず、例えば、他のトラフ構造であってもよい。また、ハンド４に比べて振動が少ないものであればよい。
【００７９】
また、上記の説明では、振動吸収体６に対してハンドホルダ３の左右方向の内側にも外側にもハンド４を設けた例を示したが、振動吸収体６に対してハンドホルダ３の内側又は外側だけにハンド４を設けることも可能である。例えば、振動吸収体６に対してハンドホルダ３の内側にある第２のハンド４ｂ及び第３のハンド４ｃだけを設けることも可能であるし、振動吸収体６に対してハンドホルダ３の外側にある第１のハンド４ａ及び第４のハンド４ｄだけを設けることも可能である。ただし、ハンド間の間隔や基板の大きさ等によって、条件が異なるので、実情に応じて定めればよい。例えば、基板を保持したときの安定性を考慮して、振動吸収体６に対してハンドホルダ３の外側にハンド４を設けるか否かを定めればよい。
【符号の説明】
【００８０】
１ 旋回ベース
２ａ 第１アーム
２ｂ 第２アーム
２ アーム機構
３ ハンドホルダ
４ ハンド
４ａ ハンド
４ｂ ハンド
４ｃ ハンド
４ｄ ハンド
５ 基板検出センサ
５ａ 基板検出センサ
５ｂ 基板検出センサ
６ 振動吸収体
７ センサ取付部
８ 基板検出センサ
１０ 搬送ロボット
１１ 移動機構
１２ 動作制御部
１３ 基板エッジ位置解析部
１４ 記憶部
１５ 解析部
Ｌ１ 連結軸
Ｌ２ 連結軸
Ｌ３ 連結軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶基板等の板状の基板を搬送する搬送ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
搬送ロボットを用いて、カセットに収容された液晶基板等の板状の基板を搬出する際には、基板の位置を検出する必要がある。これは搬送ロボットに設けたハンドと基板の位置との相対位置が許容値よりもずれているとハンドが基板を把持できないためである。そのため、搬送ロボットに基板の有無を検出する基板検出センサを取り付けている。そして、基板検出センサから出力される検出信号に基づいて基板の位置を検出している。
【０００３】
図１２は、従来の搬送ロボットの概略構成図である。
この図１２に示すように、搬送ロボット１０’は、旋回ベース１と、図示しない昇降機構と、第１アーム２ａ及び第２アーム２ｂからなるアーム機構２、第２アーム２ｂの先端に設けられたハンドホルダ３、ハンドホルダ３に取り付けられたハンド４及び基板の位置を検出する基板検出センサ８によって概略構成されている。なお、ハンド４は、第１のハンド４ａ〜第４のハンド４ｄによって構成されている。
【０００４】
このような搬送ロボット１０’の機構は周知であるために、詳細は省略するが、アーム機構２の第１アーム２ａ及び第２アーム２ｂを回動させることによって、図１２（ａ）に示すようにハンド４を前進させ、また図１２（ｂ）に示すように、ハンド４を後退させることができる。また図示しない昇降機構によって、アーム機構２等を上下に昇降させる機能を有する。また、ハンド４は、基板を把持する機能を有する。そのため、搬送ロボット１０’によって、基板をカセット内部に搬入させ、また基板をカセット内部から搬出することができる。
【０００５】
図１３は、基板検出センサの構成図である。
基板検出センサ８は、非接触型のセンサであり、図１３に示すように、センサ取付部材９に取り付けられている。そして、投光部から光線等を発射し、それを検出対象物である基板等によって反射させ、受光部で検出することによって、基板等の有無を検出する機能を有する。基板検出センサ８の検出信号は、図示しないケーブルを介して出力される。また、基板検出センサ８への指令等も図示しないケーブルを介して行われる。
【０００６】
なお、従来の搬送ロボット１０’では、基板検出センサ８がハンドホルダ３に取り付けられるか、ハンド４のハンドホルダ３寄りに取り付けられていた。すなわち、若干の位置の違いはあるものの図１２に示すように、基板検出センサ８は、ハンドホルダ３の近傍に配置されていた。また、ハンド４の移動に伴って、基板検出センサ８の位置も移動する。
【０００７】
図１４は、従来の搬送ロボット１０’が、カセット内部の基板を搬出させるために、ハンド４を前進させて、ハンド４をカセット内部に進入させたときの概略平面図である。なお、図１４において、点線で図示した部分はカセット内部を透過して図示した部分であり、ハンド４や基板検出センサ８等の位置が分るようにしている。
【０００８】
この図１４に示すように、基板は複数種類の大きさ（例えば、大サイズ、中サイズ、小サイズ）があるが、いずれの場合でも、基板がカセットの手前側（入り口側）に寄せられてカセット内部に収容されていた。そのために、カセット内部にハンド４を進入させたときに、カセットに基板が収容されていれば、基板検出センサ８を、基板の手前側のエッジ位置よりも奥側に進入させることができた。
【０００９】
図１５は、基板検出センサ８の検出動作を説明するための図である。
図１５（ａ）は、図１２（ｂ）に示すようなハンド４が後退した位置から、ハンド４をカセット側に前進させている状態を示す。この状態では、基板検出センサ８の上部に基板がない。そのため、基板検出センサ８の投光部から発射される光線等が基板で反射しないので、受光部で検出することができない。そのため、基板が無いことがわかる。
【００１０】
搬送ロボット１０’のハンド４がカセット内部に進入して、図１５（ｂ）に示すように基板検出センサ８の上部に基板があると、基板検出センサ８の投光部から発射される光線等が基板で反射して受光部で検出できるようになる。より具体的には、受光部で検出する光量が多くなり、光量がしきい値よりも大きくなるので、基板が有ることがわかる。
【００１１】
なお、カセットは、図１５に示すように、通常は上下に多段構成になっており、複数の基板を収容できるようになっているが、図１５では一部の基板のみ図示している。また、カセットには基板を保持する保持部材等が設けられているが、図示を省略している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−２７３５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したように、従来は図１４に示すように、基板がカセットの手前側（入り口側）に寄せられてカセット内部に収容されていた。そのために、カセット内部にハンド４を進入させたときに、カセットに基板が収容されていれば、基板検出センサ８によって、基板の有無を検出することができた。しかし、最近では、必ずしも基板がカセットの手前側に寄せられておらず、図１６に示すように、基板がカセットの奥側に寄せられる場合が生じてきた。
【００１４】
そうなると、ハンド４を従来よりもカセットの奥側にまで挿入しないと、基板の位置を検出することができない。しかし、搬送ロボット１０’のハンドホルダ３は厚みがあるため、ハンド４を従来よりもカセットの奥側まで進入させることが難しい。なぜならば、ハンドホルダ３が他の基板等に衝突する恐れがあるからである。すなわち、従来の搬送ロボット１０’では、図１６に示すように、基板がカセットの奥側に寄せられた場合に対応できない。
【００１５】
本発明は、上記事情のもとで考え出されたものであって、基板がカセットの奥側に寄せられて収容された場合であっても、基板の位置を検出できる搬送ロボットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
第１の発明によって提供される基板搬送ロボットは、
基板を保持するためのハンドを用いて、板状の基板をカセットに搬入およびカセットから搬出するための基板搬送ロボットを対象とし、
基板を保持するためのハンドと、
前記ハンドと並んで設けられた振動吸収体と、
前記ハンドの基端部及び前記振動吸収体の基端部を支持するハンドホルダと、
前記振動吸収体の先端部又は先端部近傍に取り付けられた基板の有無を検出する基板検出センサと、
前記ハンドの位置及び前記振動吸収体の位置を移動させる移動機構と、
前記ハンド及び前記振動吸収体の位置及び移動速度を制御する制御部と、
前記基板検出センサの検出信号と前記制御部から出力される前記基板検出センサの位置の情報に基づいて、基板のエッジ位置を演算する基板エッジ位置解析部と、
を備えたことを特徴としている。
【００１７】
第２の発明によって提供される基板搬送ロボットは、前記制御部が、
予め与えられた前記カセット及び基板に関する情報に基づいて、前記ハンド及び振動吸収体が検出対象となる基板の下側を通過して前記カセットの奥側方向に移動できるようなカセット進入位置を求める機能と、
前記ハンド及び振動吸収体が前記カセット進入位置に移動するように移動機構を制御する機能と、
予め与えられた基板の規定位置情報又は演算によって求めた基板の規定位置情報に基づいて、前記カセットに収容されている基板の奥側のエッジ位置を推測する機能と、
前記カセット進入位置から前記カセットの奥側へ向かう方向を基準方向とした場合に、前記ハンド及び振動吸収体を、前記基準方向に沿って予め定めた速度で前進させ、前記ハンド及び振動吸収体をカセット内に進入させることによって、振動吸収体の先端部又は先端部近傍に設けた前記基板検出センサがカセットの奥側に移動するように移動機構を制御する機能と、
前記ハンドとともに移動する前記振動吸収体の先端部又は先端部近傍に設けられた基板検出センサが、推測した奥側のエッジ位置と前記基準方向上で同じ位置から予め定めた距離だけ手前の位置に到達したときに、前記ハンドの移動速度が減速するように移動機構を制御する機能と、
前記基板検出センサが、推測した基板の奥側のエッジ位置と前記基準方向上で同じ位置よりもカセットの奥側の予め定めた位置まで移動するように移動機構を制御する機能と、
基板エッジ位置解析部で求めた基板の奥側のエッジ位置に基づいて、前記基板検出センサが取り付けられている位置を含む基準方向上における基板の位置ずれ量を演算する機能と、
前記演算された前記基準方向上における基板の位置ずれ量に基づいて、基板を把持するときのハンド位置を補正演算する機能と、
前記補正演算されたハンド位置に、ハンドが移動するように移動機構を制御する機能と、
を有することを特徴としている。
【００１８】
第３の発明によって提供される基板搬送ロボットは、
前記基板エッジ位置解析部が、
前記基板検出センサの位置情報と前記基板検出センサの検出信号とを記憶しておき、前記基板検出センサの検出信号が基板有りを示す状態から基板無しを示す状態に変化し、かつ基板無しを示す状態が予め定めた確認距離だけ連続したときに、そのときの前記基板検出基板検出センサの位置を基準位置として、前記基準位置からみて前記確認距離だけカセットの手前側の位置を基板の奥側のエッジ位置として解析することを特徴としている。
【００１９】
第４の発明によって提供される基板搬送ロボットは、
前記基板エッジ位置解析部が、
前記基板検出センサの位置情報と前記基板検出センサの検出信号とを記憶しておき、前記基板検出センサの検出信号が基板有りを示す状態から基板無しを示す状態に変化し、かつ基板無しを示す状態が予め定めた確認時間の間連続したときに、そのときからみて確認時間だけ過去の前記基板検出センサの位置を基板の奥側のエッジ位置として解析することを特徴している。
【００２０】
第５の発明によって提供される基板搬送ロボットは、
前記基板エッジ位置解析部が、
前記基板検出センサの位置情報と前記基板検出センサの検出信号とを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されているデータに基づいて、基板の奥側のエッジ位置を解析する解析部と、
を備えていることを特徴としている。
【００２１】
第６の発明によって提供される基板搬送ロボットは、
前記ハンドの全て又は一部は、前記ハンドホルダの外側に、基端部がハンドホルダに支持され、かつ前記前記振動吸収体よりも長さが短いハンドであること特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、基板がカセットの奥側に寄せられて収容された場合であっても、基板の位置を検出できる搬送ロボットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係る搬送ロボット１０の概略構成を示す図である。
【図２】基板検出センサ５の投光部、受光部の配置例を示す図である。
【図３】第１実施形態に係わる搬送ロボット１０が、カセット内部の基板を搬出させるために、ハンド４を前進させて、ハンド４をカセット内部に進入させたときの概略平面図である。
【図４】基板検出センサ５が基板の手前側から奥側へ進行していく過程において、基板検出センサ５の受光部で検出する光量を示す図である。
【図５】基板の位置と基板検出センサ５の受光部で検出する光量との関係を示すイメージ図である。
【図６】基板検出センサ５が基板の下側を通過する際の速度パターンを示す図である。
【図７】第１実施形態に係る搬送ロボット１０が備える機能を示す機能ブロック図である。
【図８】基準方向に対して基板が左右非対称にずれているか場合の一例を示す図である。
【図９】第２実施形態に係る搬送ロボット１０ａの概略構成を示す図である。
【図１０】搬送ロボット１０ａの旋回半径の一例を示す図である。
【図１１】ハンド４の長手方向の長さを示す図である。
【図１２】従来の搬送ロボットの概略構成図である。
【図１３】基板検出センサの構成図である。
【図１４】従来の搬送ロボット１０’が、カセット内部の基板を搬出させるために、ハンド４を前進させて、ハンド４をカセット内部に進入させたときの概略平面図である。
【図１５】基板検出センサ８の検出動作を説明するための図である。
【図１６】基板がカセットの奥側に寄せられる場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
［第１実施形態］
図１は第１実施形態に係る搬送ロボット１０の概略構成を示す図である。なお、従来と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。
図１に示すように、搬送ロボット１０は、旋回ベース１と、図示しない昇降機構と、第１アーム２ａ及び第２アーム２ｂからなるアーム機構２、第２アーム２ｂの先端に設けられたハンドホルダ３、ハンドホルダ３に取り付けられたハンド４、基端部がハンドホルダ３に取り付けられたトラフ構造の振動吸収体６及び振動吸収体６の先端部（又は先端部近傍）に取り付けられた基板の有無を検出する基板検出センサ５によって概略構成されている。そして、基板検出センサ５から出力される検出信号に基づいて基板の位置を検出している。
なお、ハンド４は、第１のハンド４ａ〜第４のハンド４ｄによって構成されている。また、基板検出センサ５は、第１の基板検出センサ５ａ及び第２の基板検出センサ５ｂによって構成されている。また、振動吸収体６は、第１の振動吸収体６ａ及び第２の振動吸収体６ｂによって構成されている。また、各振動吸収体６ａ、６ｂの先端には、基板検出センサ５ａ、５ｂを取り付けるセンサ取付部７ａ、７ｂがそれぞれ設けられ、このセンサ取付部７に基板検出センサ５が取り付けられているが、振動吸収体６ａ、６ｂに、基板検出センサ５ａ、５ｂを直接取り付けることができれば、センサ取付部７ａ、７ｂを設けないでもよい。また、上記のような構成に限定されるものではない。例えば、ハンド４の数、基板検出センサ５の数、振動吸収体６の数は、上記と異なってもよい。
【００２５】
第１アーム２ａは、一端が旋回ベース１に連結され、垂直状の連結軸Ｌ１周りに回動させられる。第２アーム２ｂは、一端が第１アーム２ａの他端に連結され、垂直状の連結軸Ｌ２周りに回動させられる。ハンドホルダ３は、第２アーム２ｂの他端に連結され、垂直状の連結軸Ｌ３周りに回転可能に取り付けられる。また、搬送ロボット１０のアーム機構２を動作させるため、また昇降させるために、図示しないモータ、プーリー等が用いられている。
【００２６】
このような搬送ロボット１０の機構は周知であるために、詳細は省略するが、アーム機構２の第１アーム２ａ及び第２アーム２ｂを回動させることによって、図１２で説明した従来技術の搬送ロボット１０と同様に、ハンド４を前進／後退させるとともに、図示しない昇降機構によって、アーム機構２を上下させる機能を有する。また、ハンド４は、基板を把持する機能を有する。そのため、搬送ロボット１０によって、基板をカセット内部に搬入させ、また基板をカセット内部から搬出することができる。なお、カセット側に昇降機構を備えている場合等では、昇降機構を備えない搬送ロボット１０もある。
また、図１のように、ハンド４と振動吸収体６とが並んで設けられているため、ハンド４を前進／後退させると、それに伴い、振動吸収体６も前進／後退する。
【００２７】
なお、ハンド４及び振動吸収体６をカセット内部に進入させたときに、ハンド４及び振動吸収体６がカセット及び基板に衝突しないようにする必要がある。例えば、振動吸収体６の上面がハンド４の上面よりも高さ方向において下方に位置するように、振動吸収体６及びハンド４の位置関係を定める必要がある。この理由は、もし、振動吸収体６の上面がハンド４の上面よりも高さ方向において高い位置であると、基板を保持するためにハンド４を上昇させたときに、振動吸収体６が基板に衝突してしまい、基板が破損するおそれがある。また、カセットに収容された基板間の間隔が限られているので、振動吸収体６の位置がハンド４の位置よりも下方すぎても、検出対象でない下側の基板に衝突してしまう。そのため、振動吸収体６の上面がハンド４の上面よりも高さ方向において若干下方に位置するようにするのが好ましい。
【００２８】
また、図１では、左右方向において振動吸収体６の外側にハンド４（４ａ，４ｄ）を設けた構成を例示したが、このような構成に限定されるものではなく、例えば、振動吸収体６をハンド４（４ａ，４ｄ）の外側に設けるような構成にしてもよい。この場合は、振動吸収体６がカセットに衝突しないように設計する必要がある。
【００２９】
基板検出センサ５は、非接触型のセンサであり、投光部から光線等を発射し、それを検出対象物である基板等によって反射させ、受光部で検出することによって、基板等の有無を検出する機能を有する。基板検出センサ５の検出信号は、図示しないケーブルを介して出力される。また、基板検出センサ５への指令等も図示しないケーブルを介して行われる。この基板検出センサ５は、図１３で説明した従来技術と同様のものであるが、本実施形態では、図１に示すように、基板検出センサ５が振動吸収体６の先端部に取り付けられている。
【００３０】
なお、非接触型の基板検出センサ５には様々なタイプがあり、例えば、レーザ光線を用いるタイプ、発光ダイオードを用いるタイプ、超音波を用いるタイプ等があるが、目的や状況に応じて最適なタイプを選択している。また、基板等の有無を検出する機能だけでなく、基板検出センサ５と基板等との間の距離を計測できるタイプもあるが、少なくとも基板等の有無を検出する機能を有するものを用いればよい。
【００３１】
また、例えば、基板を多段に収容する構成のカセットで、検出対象となる基板がなく、その上段に基板がある場合が考えられる。このような場合を想定して、上段の基板を誤検出しないように、基板検出センサ５の検出距離が短いタイプが選択される場合がある。
【００３２】
図２は、基板検出センサ５の投光部、受光部の配置例を示す図である。
この図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、基板検出センサ５の投光部、受光部は、ハンド４の進行方向に対して投光部、受光部が直列（図面では縦方向）に並んでいてもよいし、図２（ｃ）に示すように、ハンド４の進行方向に対して投光部、受光部が並列（図面では横方向）に並んでいてもよい。
【００３３】
振動吸収体６はトラフ構造をしている。すなわち、三角形を基本にして組んだ構造体である。トラフ構造は、一般に変形が小さいことで知られている。したがって、振動吸収体６は、振動を吸収し低減できる構造体である。そのため、ハンド４及び振動吸収体６を前進／後退させた場合に、ハンド４の先端部に生じる振動と、振動吸収体６の先端部に生じる振動とを比較すると、振動吸収体６の先端部に生じる振動の方が小さい。
【００３４】
図３は、本実施形態に係わる搬送ロボット１０が、カセット内部の基板を搬出させるために、ハンド４を前進させて、ハンド４をカセット内部に進入させたときの概略平面図である。このとき、振動吸収体６及び基板検出センサ５もカセット内部に進入している。なお、図３において、点線で図示した部分はカセット内部を透過して図示した部分であり、ハンド４や基板検出センサ５等の位置が分るようにしている。
【００３５】
この図３に示すように、基板は複数種類の大きさ（例えば、大サイズ、中サイズ、小サイズ）があるが、いずれの場合でも、基板がカセットの奥側に寄せられてカセット内部に収容されている場合を示している。この図３に示すように、基板がカセットの奥側に寄せられてカセット内部に収容されている場合であっても、振動吸収体６をカセットの奥側まで移動させたときに、振動吸収体６の先端部（又は先端部近傍）に設けられた基板検出センサ５の位置が、基板の奥側エッジ位置よりも奥側に位置するように、振動吸収体６の長さが設定される。そのため、たとえ基板がカセットの奥側に寄せられてカセット内部に収容されていても、基板検出センサ５の検出信号に基づいて、基板の奥側エッジ位置を検出することができる。なお、本明細書では、カセット進入位置からカセットの奥側へ向かう方向を基準方向（又は前後方向）とする。また、水平面内において基準方向と垂直な方向を左右方向とする。
【００３６】
なお、図３に示した例では、ハンド４及び振動吸収体６の長手方向の長さは、同一あるいは略同一である。しかし、ハンド４及び振動吸収体６の長手方向の長さは、これに限定されるものではない。すなわち、ハンド４の長さは、基板がカセットの奥側に寄せられてカセット内部に収容されている場合であっても基板を保持できればよいので、例えば、振動吸収体６の長さよりも短くても良いし、長くてもよい。
【００３７】
図４は、基板検出センサ５が基板の手前側から奥側へ進行していく過程において、基板検出センサ５の受光部で検出する光量を示す図である。ただし、図４は、理想的な検出信号を表す図であり、実際には後述するように、光量が一定しない等の問題があるが、まずは理想的な状態における基板検出センサ５の検出動作の説明をする。
【００３８】
図４に示すように、基板検出センサ５の上部に基板がないときは、受光部で検出する光量がしきい値に達しないので、「基板無し」と検出する。また、基板検出センサ５の上部に基板があるときは、受光部で検出する光量がしきい値以上になるので、「基板有り」と検出する。すなわち、本実施形態のように基板検出センサ５を振動吸収体６の先端部に設け、ハンド４及び振動吸収体６をカセットの手前側から奥側に進行させた場合、理想的には、図４に示すように、基板の手前側のエッジで「基板無し」→「基板有り」に変化し、その後、基板検出センサ５が基板の下側を通過している途中では、「基板有り」の状態を維持し、基板の奥側のエッジ位置で基板検出センサ５の出力が「基板有り」→「基板無し」へ変化することになる。
【００３９】
このように、基板検出センサ５を振動吸収体６の先端部に取り付ければ、たとえ基板がカセットの奥側に配置されたとしても、基板検出センサ５の検出信号に基づいて、基板の有無を検出することができる。ひいては、基板のエッジ位置を検出することができる。しかし、以下のような問題があるため、図４に示したような理想的な状態でエッジ位置を検出することができない。
【００４０】
［問題１］
図５は、基板の位置と基板検出センサ５の受光部で検出する光量との関係を示すイメージ図である。
液晶基板の場合、基板のパターンは、基板の端部（エッジ付近）には積層されないため、基板の端部は素ガラスのままである。そのため、プロセスが進行しても反射率が低いままである。そのため、図５に示すように、実際にはエッジ位置おいて受光部で検出する光量は、他の部分の光量に比べて少ない。なお、プロセスの進行に伴って付着物が付くことはあるが、それでもエッジ位置おいて受光部で検出する光量が少ない。以下、基板の手前側と奥側について、それぞれ説明する。
【００４１】
（１）基板の手前側について
基板検出センサ５が基板の手前側のエッジ位置に到達しても、受光部で検出する光量がしきい値に達せず、「基板無し」と検出してしまう場合がある。その後、ハンド４が奥側へ進行するに伴い、受光部で検出する光量が多くなって、しきい値以上になると「基板有り」と検出する。すなわち、エッジ位置を精度良く検出できない。
【００４２】
（２）基板の奥側について
基板の奥側では、まだ基板の奥側のエッジ位置に到達していないにも関わらず、受光部で検出する光量が少なくなり、「基板無し」と検出してしまう場合がある。すなわち、エッジ位置を精度良く検出できない。なお、図５では、奥側のエッジ位置付近で光量が少なくなっているが、しきい値よりも大きいため、「基板有り」と検出されている例を図示している。
【００４３】
［問題２］
プロセス実施前（加工前）の素ガラスでは、透過率が高いため反射率が低いが、プロセスの進行に伴って基板上にパターンが生成されていくに従い反射率が高まってくる。すなわち、プロセスの進行状況によって反射率が異なる。また、基板の全ての箇所が同じ反射率ではなく、箇所によって反射率が異なる場合がある。さらに、基板検出センサ５が取り付けられた位置における振動が反射率に影響を与える場合がある。そのため、基板の箇所によっては、基板があるにも関わらず受光量が少なくなり、「基板無し」と誤検出する虞がある。なお、ハンド４とともに移動する振動吸収体６の移動速度が早いほど振動が生じやすい。また、振動が大きいほど、反射率に影響を与えて誤検出する可能性が高まる。すなわち、エッジ位置以外の箇所で、「基板有り」→「基板無し」と変化するので、エッジ位置以外の箇所をエッジ位置であると誤検出する可能性がある。図５では、エッジ位置以外の箇所で微少距離ｄ１（微少時間ｔ１）だけ誤検出している例を示している。
【００４４】
そこで、本実施形態では、以下のように対策を施し、上記の問題を解決している。
【００４５】
［問題１の対策］
基板検出センサ５は基板の直下を通過しているため、反射型のセンサであればある程度の受光量があり、充分に基板の有無を検出することが可能である。従来の搬送ロボット１０’においても、基板のエッジを検出できていたことからもエッジ部分の検出に問題ないことが分る。すなわち、従来の搬送ロボット１０’のように基板の手前側のエッジ位置を検出するのか、本実施形態のように基板の奥側のエッジ位置を検出するのかの違いはあるが、従来の搬送ロボット１０’と同様に、検出対象となる基板の奥側のエッジ位置の直下に基板検出センサ５が到達したときの基板検出センサ５の移動速度が遅くなっていれば、基板の奥側のエッジ位置において基板の有無の変化を検出することができる。
なお、本実施形態のように、基板検出センサ５が振動吸収体６の先端部に設けられている場合、基板検出センサ５が基板の手前側のエッジ位置の直下を通過するときには、タクトタイムを短縮させるために、ハンド４の移動速度を遅くできない。すなわち、ハンド４とともに移動する振動吸収体６の先端部に設けられた基板検出センサ５の移動速度を遅くすることができない。そのため、基板の手前側のエッジ位置の検出時には誤検出をする可能性があるが、基板の手前側のエッジ位置は、検出対象でないので問題とはならない。
【００４６】
上記の移動速度について、より具体的に説明する。
検出したいエッジ位置は、基板の奥側のエッジ位置である。そのため、図６に示すように、基板検出センサ５の位置が、基板の奥側のエッジ位置よりもある程度手前の位置から減速を開始していれば、基板検出センサ５が奥側のエッジ位置の直下を通過する際の移動速度が遅くなり、基板のエッジを検出することができる。
【００４７】
ここで、基板の大きさの情報や、基板がカセットの奥側に配置されているか否かの情報は、予め与えられている。これらの情報に基づいて演算すれば基板の奥側のエッジ位置の規定値（規定位置）が分かる。あるいは、基板の奥側のエッジ位置の規定値が直接与えられる場合もある。すなわち、直接的または間接的に基板の奥側のエッジ位置の規定値が分かる。ところが、実際の基板の配置位置にはばらつきがあるため、上記の規定値通りとはならない。そのため、暫定的に、基板の奥側のエッジ位置の規定値を、基板の奥側のエッジ位置の推測値（推測位置）として採用する。
【００４８】
また、上述したように、基板の配置位置にはばらつきがあるため、そのばらつきを考慮して、減速を開始する位置を定めればよい。例えば、基板の奥側のエッジ位置の推測値（規定値）の１００ｍｍ手前から減速させたいとする。そして、基板の配置位置のばらつきが±２０ｍｍであるとする。この場合は、ばらつき分を考慮して、奥側のエッジ位置（規定値）の１２０ｍｍ手前から減速させればよい。
【００４９】
なお、従来の搬送ロボット１０’においても、基板検出センサ５の取り付け位置は異なるが、同様の速度制御をしているので、従来技術との比較という観点でも、タクトタイムに殆ど影響を与えるものではない。
【００５０】
［問題２の対策］
エッジ以外の箇所（例えば基板の中央付近）をエッジ位置であると誤検出する可能性がある問題に対しても、ハンド４及び振動吸収体６の移動速度を遅くすれば、問題を解決できるが、そのようにすると、タクトタイムが遅くなり問題である。そのため、以下のような対策を行う。
【００５１】
（１）エッジ以外の箇所をエッジであると検出する可能性が僅かであるという点に着目すると、仮に誤検出が生じたとしても、それは一部の箇所のみであり、それが連続することはない。そのため、「基板無し」と検出された状態が連続した場合にのみ、エッジ位置であるとすればよい。この場合の判定基準は、予め定めた距離だけ「基板無し」が続いた場合でもよいし、予め定めた時間だけ「基板無し」が続いた場合でもよい。もちろん、その間に基板のエッジ位置から行き過ぎているので、その分を差し引いた位置を基板のエッジ位置とすればよい。また、カセットの位置も分かっているので、ハンド４及び基板検出センサ５がカセットに衝突しないように位置制御される。
【００５２】
（２）本実施形態では、トラフ構造の振動吸収体６を用い、その振動吸収体６の先端部に基板検出センサ５を設けている。そのため、基板検出センサ５の位置における振動を低減させる工夫をしている。
前述したように、ハンド４及び振動吸収体６を前進／後退させた場合に、ハンド４の先端部に生じる振動と、振動吸収体６の先端部に生じる振動とを比較すると、振動吸収体６の先端部に生じる振動の方が小さい。そのため、ハンド４の先端部に基板検出センサ５を設けるよりも、本実施形態のように振動吸収体６の先端部に基板検出センサ５に設ける方が振動を小さくできる。したがって、基板検出センサ５が取り付けられた位置における振動が反射率に影響を与える場合があるという問題についても、その影響を低減できるようにしている。
前述したように、基板の奥側のエッジ位置よりもある手前から減速を開始する必要があるが、本実施形態のように振動吸収体６の先端部に基板検出センサ５に設けて、基板検出センサ５の位置における振動を小さくする工夫をしていると、減速度合いを高くしても（より短い時間で減速しても）、十分に基板のエッジを検出することが可能となる。
例えば、ハンド４の先端部に基板検出センサ５を設けるよりも、減速度合いを高くすることができる。
【００５３】
以上の対策を行うことにより、たとえ基板がカセットの奥側に配置されたとしても、基板検出センサ５の検出信号に基づいて、基板の有無を検出することができる。ひいては、基板のエッジ位置を検出することができるようになる。さらに基板検出センサ５が振動吸収体６の先端部、すなわち、ハンドホルダ３から離れた位置に取り付けられているにも関わらず、基板検出センサ５の位置における振動を小さくする工夫がされている。また、基板のエッジ位置が分かれば、基板を把持するときのハンド位置を補正演算できる。
【００５４】
図７は、本実施形態に係る搬送ロボット１０が備える機能を示す機能ブロック図である。
この図７に示すように、上記対策を実現するために、本実施形態は、機能面から見ると、移動機構１１、動作制御部１２、基板エッジ位置解析部１３を備えている。
【００５５】
移動機構１１は、ハンド４及び振動吸収体６の位置を移動させる機構をいう。本実施形態では、主に第１アーム２ａ及び第２アーム２ｂからなるアーム機構２を含む機構を示しているが、本実施形態で示した搬送ロボット１０はあくまでも一例であって、ハンド４及び振動吸収体６の位置を移動させる機構であればよい。例えば、昇降機構を備えていてもよいし、備えていなくてもよい。また、図示していないモータ等も移動機構１１に含まれる。また、第２アーム２ｂに連結されたハンドホルダ３も移動機構１１に含まれる。
【００５６】
基板エッジ位置解析部１３は、後述する動作制御部１２から入力される基板検出センサ５の位置情報と、基板検出センサ５の検出信号とを入力として、基板の奥側のエッジ位置を解析する（求める）ものである。この基板エッジ位置解析部１３は、記憶部１４と解析部１５とを備えた構成となっている。
【００５７】
記憶部１４は、動作制御部１２から入力される位置情報と、基板検出センサ５の検出信号とを入力として、両者を関連つけて記憶するものである。
【００５８】
解析部１５は、記憶部１４に記憶されているデータに基づいて基板の奥側のエッジ位置を解析する（求める）ものである。
具体的には、記憶部１４に記憶されているデータを読み込み、基板検出センサ５の検出信号が基板有りを示す状態から基板無しを示す状態に変化し、かつ基板無しを示す状態が予め定めた確認距離だけ連続したときに、そのときの基板検出センサ５の位置を基準位置として、基準位置からみて上記確認距離だけカセットの手前側の位置を基板の奥側のエッジ位置として求める。
【００５９】
データのサンプリング時間が分かっているので、次のようにすることもできる。すなわち、基板エッジ位置解析部１３は、記憶部１４に記憶されているデータを読み込み、基板検出センサ５の検出信号が基板有りを示す状態から基板無しを示す状態に変化し、かつ基板無しを示す状態が予め定めた確認時間の間連続したときに、そのときからみて確認時間だけ過去の基板検出センサ５の位置を基板の奥側のエッジ位置として求める。
【００６０】
なお、基板エッジ位置解析部１３で求めた基板の奥側のエッジ位置が、規定値（規定位置）に対して大きくずれている場合、すなわち、予め設定した許容値以上のずれがある場合には、異常であると判定することができる。その際には、ハンド４によって基板を把持させる動作を中止する等の処理を行うことができる。
【００６１】
また、検出対象の基板がカセットに収容されていない場合は、基板検出センサ５の検出信号が基板無しを示す状態のままであるので、異常であることが分かる。その際にも、ハンド４によって基板を把持させる動作を中止する等の処理を行うことができる。
【００６２】
ところで、本実施形態に係る搬送ロボット１０は、上述したように、振動吸収体６が、第１の振動吸収体６ａ及び第２の振動吸収体６ｂによって構成されており、それぞれの先端部に第１の基板検出センサ５ａ及び第２の基板検出センサ５ｂが設けられているので、基板の回転ずれを検出することができる。すなわち、図８に示すように、基準方向のずれだけでなく、基準方向に対して基板が左右非対称にずれているか否かを検出することができる。
たとえば、基板の奥側のエッジ位置の規定値（規定位置）に対して、第１の基板検出センサ５ａ側では基準方向に対してハンドの前進方向に５ｍｍずれていると検出され、第２の基板検出センサ５ｂ側では基準方向に対してハンドの前進方向に１０ｍｍずれていると検出されたとする。そうなると、基準方向に対して基板が左右非対称にずれていることが分かる。
【００６３】
そのため、基板エッジ位置解析部１３で求めた基板の奥側のエッジ位置に基づいて、上記基準方向上において規定値（規定位置）を基準とした基板の位置ずれ量を演算することができる。この演算は、動作制御部１２で行う。そのために、図７に示すように、基板エッジ位置解析部１３（より具体的には後述する解析部１５）で求めた基板の奥側のエッジ位置を動作制御部１２に入力する。
【００６４】
また、第１の基板検出センサ５ａと第２の基板検出センサ５ｂとの距離が分かっているので、基板のずれ角度（角度ずれ量）を演算することができる。そのため、２つの基板検出センサを用いて、各基板検出センサが取り付けられている位置を含む基準方向上における基板の位置ずれ量を演算できると、さらに、基板のずれ角度（角度ずれ量）を演算することができる。よって、基板のずれ角度（角度ずれ量）を考慮して基板を把持するときのハンド位置を補正演算できる。そして、上記補正演算されたハンド位置に、ハンド４が移動するように移動機構１１を制御すればよい。
【００６５】
なお、基板検出センサ５はハンド４に取り付けられておらず、振動吸収体６の先端部に取り付けられているので、各基板検出センサ５（５ａ，５ｂ）の位置と各ハンド４（４ａ〜４ｄ）の位置とは異なる。しかし、基板検出センサ５とハンド４との位置関係が分かっているため、各ハンドの位置における基板の位置ずれ量を演算することができる。そのため、上述したように補正演算されたハンド位置に、ハンド４が移動するように制御することができる。
【００６６】
３つ以上の基板検出センサを用いる場合は、少なくとも２つ以上の基板検出センサの検出信号に基づいて基板のずれ角度（角度ずれ量）を演算すればよい。
【００６７】
動作制御部１２は、上記の移動機構１１の位置制御、速度制御を行う制御部である。
この動作制御部１２の指令に基づいて上記の移動機構１１がハンド４及び振動吸収体６を移動させる。また、基板検出センサ５の位置情報を基板エッジ位置解析部１３（より具体的には記憶部１４）に出力する。また動作制御部１２は、次のような機能も有する。
【００６８】
（１）予め与えられた前記カセット及び基板に関する情報に基づいて、ハンド４及び振動吸収体６が検出対象となる基板の下側を通過してカセットの奥側方向に移動できるようなカセット進入位置を求める（演算する）機能。
（２）ハンド４及び振動吸収体６が上記進入位置に移動するように移動機構１１を制御する機能。
（３）予め与えられた基板の規定位置情報又は演算によって求めた基板の規定位置情報に基づいて、カセットに収容されている基板の奥側のエッジ位置を推測する機能。
（４）カセット進入位置からカセットの奥側へ向かう方向を基準方向とした場合に、ハンド４及び振動吸収体６を、基準方向に沿って予め定めた速度で前進させる。そして、前記ハンド４及び振動吸収体６をカセット内に進入させることによって、振動吸収体６の先端部に設けた基板検出センサ５がカセットの奥側に移動するように移動機構１１を制御する機能。
（５）ハンド４とともに移動する振動吸収体６の先端部又は先端部近傍に設けられた基板検出センサ５が、推測した奥側のエッジ位置と上記基準方向上で同じ位置から予め定めた距離だけ手前の位置に到達したときに、前記ハンドの移動速度が減速するように移動機構を制御する機能。
（６）例えば、基板検出センサ５が、推測した基板の奥側のエッジ位置と上記基準方向上で同じ位置よりもカセットの奥側の予め定めた位置まで移動するように移動機構を制御する機能。
（７）基板エッジ位置解析部１３で求めた基板の奥側のエッジ位置に基づいて、上記基板検出センサが取り付けられている位置を含む基準方向上における基板の位置ずれ量を演算する機能。
なお、この機能を実現するために、図７に示すように、基板エッジ位置解析部１３（より具体的には後述する解析部１５）で求めた基板の奥側のエッジ位置を動作制御部１２に入力する。
（８）上記演算された上記基準方向上における基板の位置ずれ量に基づいて、基板を把持するときのハンド位置を補正演算する機能。
（９）上記補正演算されたハンド位置に、ハンド４が移動するように移動機構１１を制御する機能。
【００６９】
上記の機能を有することにより、許容範囲内であれば、たとえ基板の位置ずれがあったとしても、基準方向に対する位置ずれ、及び基板の角度ずれを補正することができる。このようにすると、搬送ロボット１０によって、基板を次の場所に搬送する際に、基準方向に対する位置ずれ、及び基板の角度ずれを補正するためのアライメント工程を省略することができる。
【００７０】
［第２の実施形態］
図９は第２実施形態に係る搬送ロボット１０ａの概略構成を示す図である。
この搬送ロボット１０ａは、図１に示した搬送ロボット１０に比べて、第１のハンド４ａ及び第４のハンド４ｄの長手方向の長さが、第２のハンド４ｂ及び第３のハンド４ｃの長手方向の長さよりも短くなっている。その他の構成は、図１に示した搬送ロボット１０と同様である。なお、第１の実施形態と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。
【００７１】
図１に示した搬送ロボット１０に比べて、第１のハンド４ａ及び第４のハンド４ｄの長手方向の長さが、第２のハンド４ｂ及び第３のハンド４ｃの長手方向の長さよりも短くなっている理由を図１０及び図１１を用いて説明する。
【００７２】
図１０は、搬送ロボット１０ａの旋回半径の一例を示す図である。より具体的には、図１０は、搬送ロボット１０ａ全体を連結軸Ｌ１周りに回動させたときの旋回半径ができるだけ小さくなるように、搬送ロボット１０ａのハンド４及び振動吸収体６を後退させた状態を示す図である。すなわち、図１０では、第１の振動吸収体６ａ又は第２の振動吸収体６ｂの先端部を基準とした場合に最小旋回半径を取り得る状態を示している。そして、このときの旋回半径がＲ１であることを示している。また、第１のハンド４ａ又は第４のハンド４ｄの先端部を基準とした場合の旋回半径がＲ２であることを示している。
【００７３】
なお、図１０では、第１のハンド４ａ〜第４のハンド４ｄの長手方向の長さ、第１の振動吸収体６ａ及び第２の振動吸収体６ｂの長手方向の長さ（第１の基板検出センサ５ａ及び第２の基板検出センサ５ｂを含む）を全て同一としている。
【００７４】
厳密には、第１のハンド４ａ又は第４のハンド４ｄの先端部を基準とした場合における旋回半径Ｒ２は最小旋回半径ではないが、基準とする位置と連結軸Ｌ１との距離が短い程、旋回半径を小さくできることが分かる。図１０の例では、Ｒ１＜Ｒ２となる。
すなわち、ハンドホルダ３に取り付けるハンド４及び振動吸収体６が同じ長さであれば、取り付け位置をハンドホルダ３の中央に近づける程、基準位置と連結軸Ｌ１との距離が短くなって、旋回半径を小さくできることを示している。
【００７５】
したがって、振動吸収体６の左右方向外側にハンド４を設ける場合は、振動吸収体６の長手方向の長さよりも短くした方が好ましい。さらに好ましくは、図１１に示すように、第１の振動吸収体６ａ又は第２の振動吸収体６ｂの先端部を基準とした場合の最小旋回半径Ｒ内に収まるように、振動吸収体６の左右方向外側に設けるハンド４の長手方向の長さを設定するとよい。
【００７６】
上記の説明では、アーム方式の搬送ロボット１０を例にして説明したが、この方式の搬送ロボット１０に限定されるものではなく、他の方式の搬送ロボット１０でもよい。例えば、アーム方式ではなくスライド方式の搬送ロボットであってもよいし、アームとスライド機構の両方を用いた搬送ロボットであってもよい。また、昇降機構を備えない搬送ロボットであってもよいし、アーム機構２を２組備えた搬送ロボットであってもよい。要するに、水平方向に移動可能なハンドとは別に設けられる振動吸収体６の先端部（又は先端部近傍）に基板検出センサ５を設けられる構成の搬送ロボット１０であればよい。
【００７７】
また、上記の説明では、振動吸収体６は左右に２本の形態を例にして説明したが、この様な形態に限定されない。例えば、１つの振動吸収体６であってもよいし、３つ以上の振動吸収体６であってもよい。ただし、１つの振動吸収体６であると、角度ずれを検出できない。
【００７８】
また振動吸収体６の形状も例示したものに限定されず、例えば、他のトラフ構造であってもよい。また、ハンド４に比べて振動が少ないものであればよい。
【００７９】
また、上記の説明では、振動吸収体６に対してハンドホルダ３の左右方向の内側にも外側にもハンド４を設けた例を示したが、振動吸収体６に対してハンドホルダ３の内側又は外側だけにハンド４を設けることも可能である。例えば、振動吸収体６に対してハンドホルダ３の内側にある第２のハンド４ｂ及び第３のハンド４ｃだけを設けることも可能であるし、振動吸収体６に対してハンドホルダ３の外側にある第１のハンド４ａ及び第４のハンド４ｄだけを設けることも可能である。ただし、ハンド間の間隔や基板の大きさ等によって、条件が異なるので、実情に応じて定めればよい。例えば、基板を保持したときの安定性を考慮して、振動吸収体６に対してハンドホルダ３の外側にハンド４を設けるか否かを定めればよい。
【符号の説明】
【００８０】
１ 旋回ベース
２ａ 第１アーム
２ｂ 第２アーム
２ アーム機構
３ ハンドホルダ
４ ハンド
４ａ ハンド
４ｂ ハンド
４ｃ ハンド
４ｄ ハンド
５ 基板検出センサ
５ａ 基板検出センサ
５ｂ 基板検出センサ
６ 振動吸収体
７ センサ取付部
８ 基板検出センサ
１０ 搬送ロボット
１１ 移動機構
１２ 動作制御部
１３ 基板エッジ位置解析部
１４ 記憶部
１５ 解析部
Ｌ１ 連結軸
Ｌ２ 連結軸
Ｌ３ 連結軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持するためのハンドを用いて、板状の基板をカセットに搬入およびカセットから搬出するための基板搬送ロボットにおいて、
基板を保持するためのハンドと、
前記ハンドと並んで設けられた振動吸収体と、
前記ハンドの基端部及び前記振動吸収体の基端部を支持するハンドホルダと、
前記振動吸収体の先端部又は先端部近傍に取り付けられた基板の有無を検出する基板検出センサと、
前記ハンドの位置及び前記振動吸収体の位置を移動させる移動機構と、
前記ハンド及び前記振動吸収体の位置及び移動速度を制御する制御部と、
前記基板検出センサの検出信号と前記制御部から出力される前記基板検出センサの位置の情報に基づいて、基板のエッジ位置を演算する基板エッジ位置解析部と、
を備えたことを特徴とする基板搬送ロボット。
【請求項２】
前記制御部は、
予め与えられた前記カセット及び基板に関する情報に基づいて、前記ハンド及び振動吸収体が検出対象となる基板の下側を通過して前記カセットの奥側方向に移動できるようなカセット進入位置を求める機能と、
前記ハンド及び振動吸収体が前記カセット進入位置に移動するように移動機構を制御する機能と、
予め与えられた基板の規定位置情報又は演算によって求めた基板の規定位置情報に基づいて、前記カセットに収容されている基板の奥側のエッジ位置を推測する機能と、
前記カセット進入位置から前記カセットの奥側へ向かう方向を基準方向とした場合に、前記ハンド及び振動吸収体を、前記基準方向に沿って予め定めた速度で前進させ、前記ハンド及び振動吸収体をカセット内に進入させることによって、振動吸収体の先端部又は先端部近傍に設けた前記基板検出センサがカセットの奥側に移動するように移動機構を制御する機能と、
前記ハンドとともに移動する前記振動吸収体の先端部又は先端部近傍に設けられた基板検出センサが、推測した奥側のエッジ位置と前記基準方向上で同じ位置から予め定めた距離だけ手前の位置に到達したときに、前記ハンドの移動速度が減速するように移動機構を制御する機能と、
前記基板検出センサが、推測した基板の奥側のエッジ位置と前記基準方向上で同じ位置よりもカセットの奥側の予め定めた位置まで移動するように移動機構を制御する機能と、
基板エッジ位置解析部で求めた基板の奥側のエッジ位置に基づいて、前記基板検出センサが取り付けられている位置を含む基準方向上における基板の位置ずれ量を演算する機能と、
前記演算された前記基準方向上における基板の位置ずれ量に基づいて、基板を把持するときのハンド位置を補正演算する機能と、
前記補正演算されたハンド位置に、ハンドが移動するように移動機構を制御する機能と、
を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の基板搬送ロボット。
【請求項３】
前記基板エッジ位置解析部は、
前記基板検出センサの位置情報と前記基板検出センサの検出信号とを記憶しておき、前記基板検出センサの検出信号が基板有りを示す状態から基板無しを示す状態に変化し、かつ基板無しを示す状態が予め定めた確認距離だけ連続したときに、そのときの前記基板検出基板検出センサの位置を基準位置として、前記基準位置からみて前記確認距離だけカセットの手前側の位置を基板の奥側のエッジ位置として解析する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板搬送ロボット。
【請求項４】
前記基板エッジ位置解析部は、
前記基板検出センサの位置情報と前記基板検出センサの検出信号とを記憶しておき、前記基板検出センサの検出信号が基板有りを示す状態から基板無しを示す状態に変化し、かつ基板無しを示す状態が予め定めた確認時間の間連続したときに、そのときからみて確認時間だけ過去の前記基板検出センサの位置を基板の奥側のエッジ位置として解析する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板搬送ロボット。
【請求項５】
前記基板エッジ位置解析部は、
前記基板検出センサの位置情報と前記基板検出センサの検出信号とを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されているデータに基づいて、基板の奥側のエッジ位置を解析する解析部と、
を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の基板搬送ロボット。
【請求項６】
前記ハンドの全て又は一部は、前記ハンドホルダの外側に、基端部がハンドホルダに支持され、かつ前記前記振動吸収体よりも長さが短いハンドであること特徴とする請求項１〜５に記載の基板搬送ロボット。
【請求項１】
基板を保持するためのハンドを用いて、板状の基板をカセットに搬入およびカセットから搬出するための基板搬送ロボットにおいて、
基板を保持するためのハンドと、
前記ハンドと並んで設けられた振動吸収体と、
前記ハンドの基端部及び前記振動吸収体の基端部を支持するハンドホルダと、
前記振動吸収体の先端部又は先端部近傍に取り付けられた基板の有無を検出する基板検出センサと、
前記ハンドの位置及び前記振動吸収体の位置を移動させる移動機構と、
前記ハンド及び前記振動吸収体の位置及び移動速度を制御する制御部と、
前記基板検出センサの検出信号と前記制御部から出力される前記基板検出センサの位置の情報に基づいて、基板のエッジ位置を演算する基板エッジ位置解析部と、
を備えたことを特徴とする基板搬送ロボット。
【請求項２】
前記制御部は、
予め与えられた前記カセット及び基板に関する情報に基づいて、前記ハンド及び振動吸収体が検出対象となる基板の下側を通過して前記カセットの奥側方向に移動できるようなカセット進入位置を求める機能と、
前記ハンド及び振動吸収体が前記カセット進入位置に移動するように移動機構を制御する機能と、
予め与えられた基板の規定位置情報又は演算によって求めた基板の規定位置情報に基づいて、前記カセットに収容されている基板の奥側のエッジ位置を推測する機能と、
前記カセット進入位置から前記カセットの奥側へ向かう方向を基準方向とした場合に、前記ハンド及び振動吸収体を、前記基準方向に沿って予め定めた速度で前進させ、前記ハンド及び振動吸収体をカセット内に進入させることによって、振動吸収体の先端部又は先端部近傍に設けた前記基板検出センサがカセットの奥側に移動するように移動機構を制御する機能と、
前記ハンドとともに移動する前記振動吸収体の先端部又は先端部近傍に設けられた基板検出センサが、推測した奥側のエッジ位置と前記基準方向上で同じ位置から予め定めた距離だけ手前の位置に到達したときに、前記ハンドの移動速度が減速するように移動機構を制御する機能と、
前記基板検出センサが、推測した基板の奥側のエッジ位置と前記基準方向上で同じ位置よりもカセットの奥側の予め定めた位置まで移動するように移動機構を制御する機能と、
基板エッジ位置解析部で求めた基板の奥側のエッジ位置に基づいて、前記基板検出センサが取り付けられている位置を含む基準方向上における基板の位置ずれ量を演算する機能と、
前記演算された前記基準方向上における基板の位置ずれ量に基づいて、基板を把持するときのハンド位置を補正演算する機能と、
前記補正演算されたハンド位置に、ハンドが移動するように移動機構を制御する機能と、
を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の基板搬送ロボット。
【請求項３】
前記基板エッジ位置解析部は、
前記基板検出センサの位置情報と前記基板検出センサの検出信号とを記憶しておき、前記基板検出センサの検出信号が基板有りを示す状態から基板無しを示す状態に変化し、かつ基板無しを示す状態が予め定めた確認距離だけ連続したときに、そのときの前記基板検出基板検出センサの位置を基準位置として、前記基準位置からみて前記確認距離だけカセットの手前側の位置を基板の奥側のエッジ位置として解析する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板搬送ロボット。
【請求項４】
前記基板エッジ位置解析部は、
前記基板検出センサの位置情報と前記基板検出センサの検出信号とを記憶しておき、前記基板検出センサの検出信号が基板有りを示す状態から基板無しを示す状態に変化し、かつ基板無しを示す状態が予め定めた確認時間の間連続したときに、そのときからみて確認時間だけ過去の前記基板検出センサの位置を基板の奥側のエッジ位置として解析する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板搬送ロボット。
【請求項５】
前記基板エッジ位置解析部は、
前記基板検出センサの位置情報と前記基板検出センサの検出信号とを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されているデータに基づいて、基板の奥側のエッジ位置を解析する解析部と、
を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の基板搬送ロボット。
【請求項６】
前記ハンドの全て又は一部は、前記ハンドホルダの外側に、基端部がハンドホルダに支持され、かつ前記前記振動吸収体よりも長さが短いハンドであること特徴とする請求項１〜５に記載の基板搬送ロボット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−５９９５１（Ｐ２０１２−５９９５１Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０２２３２（Ｐ２０１０−２０２２３２）
【出願日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【出願人】（００００００２６２）株式会社ダイヘン (990)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【出願人】（００００００２６２）株式会社ダイヘン (990)
【Ｆターム（参考）】
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