JP2570095Y2

JP2570095Y2 - 駆動装置

Info

Publication number: JP2570095Y2
Application number: JP1992008270U
Authority: JP
Inventors: 淳家氏; 富佐雄中村
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1992-02-25
Filing date: 1992-02-25
Publication date: 1998-04-28
Anticipated expiration: 2007-02-25
Also published as: JPH0569951U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、スパッタ装置やＣＶＤ
装置等において、真空中で作動するワーク搬送機構など
の駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、スパッタ装置やＣＶＤ装置等の装
置はウェハなどを搬送するワーク搬送機構を持ってお
り、ワーク処理の性質上からそのワーク搬送機構は真空
中で動作させる場合がある。図７のスパッタ装置の構成
によって説明すると、スパッタ装置は真空チャンバ１０
２やロードロックチャンバ１０３を有し、これらのチャ
ンバは真空排気機構１０１によって内部を真空状態とし
ている。そして、これらのチャンバ内において、ウェハ
搬送機構１００によってウェハの移動が行われ各種の処
理が施される。したがって、このウェハ搬送機構１００
は真空状態において駆動している。

【０００３】このような真空中で動作する装置では、ワ
ークに付着する不純物を避ける必要性がありワーク搬送
機構において潤滑油の使用が制限されている。このため
搬送機構の駆動装置においてトルク異常が発生し搬送ト
ラブルが発生することがある。したがって、この搬送機
構の駆動装置はメンテナンスを必ず必要としており、定
期的な部品交換やメンテナンスを早い時期に実施して搬
送トラブルの発生を予防している。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、この搬
送機構の駆動装置における定期的な部品交換やメンテナ
ンスは、実測データからメンテナンスの時期を予測して
いる例はなく、部品の実際の劣化状態や装置の稼働状態
にかかわらず早い時期に実施される。したがって、場合
によっては交換時期となっていない部品を交換したり、
不必要なメンテナンスを行うことがある。

【０００５】メンテナンスや部品交換を行うには装置を
停止させなければならないので、この不必要なメンテナ
ンスや部品交換は装置の駆動率を低下させ、さらに製品
の生産率を低下させることになる。本考案は、前記従来
の不必要なメンテナンスや部品交換の問題点を解決し
て、メンテナンスや部品交換の時期の予測等の駆動装置
の監視を行うことによってメンテナンスの回数や交換部
品の削減を行い、稼働率が高く生産性の高い真空装置の
駆動装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのために、本考案の駆
動装置においては、真空装置に用いられる駆動装置と、
前記駆動装置のトルクを検出する手段と、前記トルクを
検出する手段により検出したトルク値及びトルク値の変
動を統計処理などのデータ処理によって監視し駆動装置
の監視を行う処理手段と、前記処理手段の結果を出力す
る出力手段とを備え、前記処理手段は、時間間隔を異に
する複数の監視区間を設定し、各監視区間毎の基準値を
記憶する記憶手段と、各監視区間におけるトルク値及び
トルク値の変動を求め前記基準値と比較を行う演算手段
を備え、この処理手段により駆動装置のメンテナンスの
時期を予測し、駆動装置の異常を判断する。

【０００７】

【作用】本考案によれば、前記のように駆動装置のメン
テナンスの時期を予測し、駆動装置の異常を判断してい
るので、メンテナンスや部品交換の時期を予め予測して
実施することができ、メンテナンスの回数や交換部品の
個数の削減を行って、真空装置の搬送機構の駆動装置の
稼働率を高め生産性を向上させることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本考案の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は、本考案の駆動装置の構
成図である。モータ５とサーボユニット６からなるＡＣ
サーボモータを使用した搬送装置を例としてその駆動装
置について説明する。

【０００９】搬送装置は、高温、真空、発塵雰囲気等の
悪条件下で使用されることが多く、特に潤滑油の使用が
制限されている場合には軸受けなどにおけるの劣化の経
時変化は大きい。したがって、その変化をモニタするこ
とは装置の運転管理上重要である。本考案においては前
記の軸受けなどにおける劣化の経時変化を駆動装置のト
ルク値の変化として検出し、そのモータのトルク値の大
きさあるいはその変動を用いてメンテナンスの時期の予
測を行う。

【００１０】駆動装置はモータ５によって駆動トルクが
与えられ、そのモータ５はサーボユニット６によって位
置及び速度制御が行われる。駆動装置の発生するトルク
の大きさはモータ５又はサーボユニット６に取り付けら
れたトルク検出器１０によって測定される。トルク検出
器１０の検出信号は、処理装置１において信号処理され
る。処理装置１はトルク信号処理装置２とデータ処理装
置３とによって構成される。トルク信号処理装置２は、
トルク検出器の検出信号のトルク値への変換やＡ／Ｄ変
換を行う。処理装置１の出力信号は外部装置７、データ
表示出力装置８及び警報装置９に接続される。外部装置
７はトルク信号によって制御される装置である。データ
表示出力装置８はトルク信号の表示やメンテナンスの予
測時期の表示を行う装置である。また、警報装置９は駆
動装置の異常状態を表示する装置である。

【００１１】駆動装置のメンテナンスの時期の予測はデ
ータ処理装置３において行われる。図２は本考案の駆動
装置のトルク値Ｔとメンテナンスの予測時期ｔ₁との関
係を示した図であり、この図を用いてメンテナンスの時
期の予測について説明する。ベアリングの磨耗や破損等
の種々の原因で搬送装置の負荷が増大すると、駆動装置
のサーボユニットは速度などを一定に保持するように制
御する。それによって、駆動装置は前記増大した負荷に
見合うようにトルク値を増加させる。このようにして、
駆動装置の発生するトルク値の大きさは使用時間ととも
に微小変化を伴いながら増加する傾向にある。図２にお
いて実線ａは過去から現在時刻ｔ₁までのトルク値の履
歴を示しており、その実線ａに続く破線ｂは現在から先
のトルク値の予測線である。このトルク値の予測線ｂは
現在までのトルク値の大きさや変化を統計処理すること
によって行われる。

【００１２】予めトルク値Ｔの正常値と異常値とを識別
するトルク値Ｔ₀（以下設定トルク値Ｔ₀という）を設
定しておき、予測したトルク値がその設定トルク値Ｔ₀
を超える時点ｔ_fをメンテナンス予測時期とする。この
メンテナンス予測時期ｔ_fは図において破線のトルク値
の予測線ｂとトルク値Ｔ₀を示す一点鎖線ｃとの交差点
の横座標値として求められる。

【００１３】次に処理装置１について説明する。前記し
たように処理装置１はトルク信号処理装置２とデータ処
理装置３とによって構成される。図４は、本考案の駆動
装置に用いる処理装置１の一構成図である。図４におい
て、図２のトルク信号処理装置２はトルク信号処理装置
２０であり、アナログ処理及びＡＤ変換部２１とバッフ
ァメモリ２２とで構成される。アナログ処理及びＡＤ変
換部２１はトルク検出器で検出した検出信号をトルク値
に変換するとともにデジタル信号に信号変換する。デジ
タル信号に信号変換されたトルク値はバッファメモリ２
２に一時記憶される。このアナログ処理及びＡＤ変換部
２１の信号処理及びバッファメモリ２２のデータの入出
力のタイミングは、ＡＤ変換・トリガ制御部５１によっ
て制御される。

【００１４】また、図４において、図２のデータ処理装
置３はメインＣＰＵ３１、統計処理部３２、信号処理部
３３の信号処理に関する部分と、ＲＯＭやＲＡＭによっ
て構成されるメモリ４０、データメモリ４１のメモリに
関する部分と、ＡＤ変換・トリガ制御部５１、インタフ
ェース５２、キーボード制御部５３、ディスプレイ制御
部５４、プロッタ制御部５５の制御に関する部分とによ
って構成され、それぞれの構成部分はバス３０によって
接続される。インタフェース５２、キーボード制御部５
３、ディスプレイ制御部５４及びプロッタ制御部５５
は、それぞれ外部装置７１、キーボード７３、ディスプ
レイ８１及びプロッタ８３を制御している。また、信号
処理に関する部分とメモリに関する部分と制御に関する
部分は、メインＣＰＵ３１によって制御が行われる。

【００１５】次に、図４において信号の処理を説明す
る。まず、メンテナンス時期を予測する処理について説
明する。メインＣＰＵの管理の下で、トルク信号処理装
置２０で処理されてバッファメモリ２２に一時記憶され
たトルク値は、ＡＤ変換・トリガ制御部５１の制御信号
によってバス３０を介してデータメモリ４１に転送され
る。このデータメモリ４１は、トルク値の履歴を記録す
ることになる。統計処理部３２には、データメモリ４１
に記録されたトルク値、メモリ４０に記憶されている統
計処理によりメンテナンス時期を予測するプログラム
（以下予測プログラムという）及び設定トルク値Ｔ₀が
バス３０を介して転送される。統計処理部３２では、予
測プログラム及び設定トルク値Ｔ₀によりトルク値を処
理してメンテナンス予測時期ｔ_fを演算する。設定トル
ク値Ｔ₀はキーボード制御部５３を介してキーボード７
３によってメモリ４０のＲＡＭなどに入力したり、ＲＯ
Ｍに設定することができる。ＲＡＭに入力する場合に
は、設定値の変更を容易に行うことができる。また、キ
ーボード７３は表示のモード変更にも使用される。表示
モードの変更によってディスプレイ８１及びプロッタ８
３には前記メンテナンス予測時期ｔ_fを表示したり、図
２に示すような予測に関するグラフ表示を行うことがで
きる。この表示モードの選択はキーボード７３の入力を
メインＣＰＵが制御することによって行われる。

【００１６】また、表示モードの変更によってデータメ
モリ４１に記録されたトルク値をディスプレイ８１及び
プロッタ８３に表示することができる。次に、駆動装置
の異常状態に対する対処について説明する。本考案では
トルク信号処理装置２０で処理されたトルク値Ｔの大き
さによって駆動装置の状態を判断し、その状態に応じた
対処を行う。図３は本考案の駆動装置のトルク値Ｔの大
きさと対処内容との関係図である。図３において、トル
ク値ＴがＴ₁以下の場には駆動装置は正常運転をしてい
るものと判断し、それ以上のトルク値Ｔとなった場合は
駆動装置は異常運転をしているものと判断する。異常運
転の状態をいくつかの段階に分けて、その段階に応じて
注意信号発生、異常信号発生、装置停止などの対処を行
う。例えば、トルク値ＴがＴ₁とＴ₂の間では交換部品
を準備し、トルク値ＴがＴ₂とＴ₃の間ではメンテナン
スの実施を行い、さらにトルク値Ｔが上昇してＴ₃を超
えた場合には駆動装置を停止する。

【００１７】前記の対処の信号処理を図４によって説明
する。図４において、バッファメモリ２２の出力信号と
メモリ４０に記録されている処理プログラムと段階を判
断するためのトルク値Ｔ₁、Ｔ₂、Ｔ₃を信号処理部３
３に入力して、バッファメモリ２２の出力信号とトルク
値Ｔ₁、Ｔ₂、Ｔ₃との比較を行う。この比較結果に応
じてその処理をディスプレイ８１やプロッタ８３に表示
したり、外部装置７１に出力される。比較の信号として
前記バッファメモリ２２の出力信号に代えて、アナログ
処理及びＡＤ変換部２１の出力信号やトルク検出器の出
力信号を用いることができる。

【００１８】前記のトルク値Ｔ₁、Ｔ₂、Ｔ₃は、はキ
ーボード制御部５３を介してキーボード７３によってメ
モリ４０のＲＡＭなどに入力したり、ＲＯＭに設定する
ことができる。ＲＡＭに入力する場合には、設定値の変
更を容易に行うことができる。次に、図５、６によって
メンテナンスの時期を予測する一実施例を説明する。図
５は、本考案の駆動装置のトルク値の経時変化を示す図
である。

【００１９】図５の（ａ）は駆動装置のトルク値の経時
変化である。この経時変化を短期、中期及び長期等のい
くつかの時間間隔に分け、例えば図において時刻ｔ₁ま
でを短期、時刻ｔ₂までを中期、時刻ｔ₃までを長期と
する。短期、中期、長期はそれぞれ図５の（ｂ）、
（ｅ）、（ｈ）で表される。この時間間隔の長さは、装
置の特性や使用状況等に応じて定めることができる。例
えば、短期として一日単位、中期として月単位あるいは
数カ月単位、長期として年単位とすることができる。各
時間間隔においてトルク値は直流分と微小変動分に分け
られ、直流分は長い周期の変動傾向を示し、微小変動分
は短い周期の変動状態を示している。短期のトルク値の
経時変化の直流分は図５の（ｃ）で示され、微小変動分
は図５の（ｄ）で示される。また、中期のトルク値の経
時変化の直流分は図５の（ｆ）で示され、微小変動分は
図５の（ｇ）で示される。長期のトルク値の経時変化の
直流分は図５の（ｉ）で示され、微小変動分は図５の
（ｊ）で示される。

【００２０】メモリ内に各時間間隔におけるトルク値の
直流分と微小変動分の変動の傾向とその値を比較値とし
て記録しておき、メンテナンス時期の予測や異常の判断
の基準とする。つまり、通常の統計手法を用いて実測値
とメモリ内の前記比較値との比較検討を行って予測値を
求めたり、トルク値が正常値の範囲にあるか否かあるい
は異常の範囲内に入っているか否かを判断する。

【００２１】図６は図４の処理装置の一実施例であり、
メンテナンスの時期を予測する構成を示すものである。
図の構成は、トルク検出器１０の検出信号は信号処理部
２３に入力される。この信号処理部２３は図４のトルク
信号処理装置２０及び信号処理部３３にに対応する部分
であり、デジタル化されたトルク値及びその直流分と微
小変動分を出力する。信号処理装置２３は短期用メモリ
４２に接続される。この短期用メモリ４２は演算処理部
３４に接続されるとともに、信号処理部３５を介して中
期用メモリ４３に接続される。さらに、中期用メモリ４
３は演算処理部３４に接続されるとともに、信号処理部
３６を介して長期用メモリ４４に接続され演算処理部３
４に接続される。信号処理部３５及び３６は入力信号を
データ圧縮して次のメモリに出力するものである。ま
た、信号処理装置２３からの出力信号を直接に保存用メ
モリ４５に記録してもよい。演算処理部３４には各短期
用メモリ４２、中期用メモリ４３、長期用メモリ４４及
び保存用メモリ４５が接続され、その他に信号処理装置
２３とメモリ４６と接続されている。短期用メモリ４
２、中期用メモリ４３、長期用メモリ４４及び保存用メ
モリ４５は、図４のデータメモリ４１に対応するもので
ある。メモリ４６は図４のメモリ４０に対応する部分で
あり、ＲＯＭやＲＡＭによって構成される。このメモリ
４６には、メンテナンスを予測するためのデータと、ト
ルク値の異常を判断するためのデータ及びそれらの演算
をするための演算用プログラムが記録されている。メン
テナンスを予測するためのデータとしては、例えば短
期、中期及び長期のトルク値の変動の傾向やそのトルク
値、これらの期間を統合するメンテナンス予測用データ
等がある。トルク値の異常を判断するためのデータとし
ては、例えば前記の短期、中期及び長期のトルク値の変
動の傾向やそのトルク値やトルク値監視用データ等があ
る。演算処理部３４はインタフェース３９を介して外部
装置７、データ表示装置８及び警報装置９に接続されて
いる。

【００２２】次に図６の実施例の信号の流れを説明す
る。トルク検出器１０の検出信号は信号処理部２３に入
力され、デジタル化されたトルク値及びその直流分と微
小変動分を出力する。このトルク値及びその直流分と微
小変動分は短期用メモリ４２に入力され記録される。演
算処理部３４は、短期用メモリ４２から入力された短期
のデータとメモリ４６に記録されている短期のデータと
メンテナンス予測用のデータを用いてメンテナンスの予
測及びトルク値の監視を行う。この演算結果はインタフ
ェース３９を介して外部装置７、データ表示装置８及び
警報装置９に出力される。

【００２３】次に、短期用メモリ４２のデータは信号処
理部３５においてデータ圧縮され、次の中期用メモリ４
３に入力され記録される。演算処理部３４は、中期用メ
モリ４２から入力された中期のデータとメモリ４６に記
録されている中期のデータとメンテナンス予測用のデー
タを用いてメンテナンスの予測及びトルク値の監視を行
う。この演算結果はインタフェース３９を介して外部装
置７、データ表示装置８及び警報装置９に出力される。

【００２４】さらに、中期用メモリ４３のデータは信号
処理部３６においてデータ圧縮され、次の長期用メモリ
４４に入力され記録される。演算処理部３４は、長期用
メモリ４４から入力された長期のデータとメモリ４６に
記録されている長期のデータとメンテナンス予測用のデ
ータを用いてメンテナンスの予測及びトルク値の監視を
行う。この演算結果はインタフェース３９を介して外部
装置７、データ表示装置８及び警報装置９に出力され
る。

【００２５】また、信号処理部２３の信号は直接に演算
処理部３４に入力され、メモリ４６に記録されているト
ルク値監視用のデータを用いて瞬間的なトルク値の監視
を行い、インタフェース３９を介して外部装置７、デー
タ表示装置８及び警報装置９に出力される。保存用メモ
リ４５に記録されたデータは必要に応じてデータ表示装
置８に出力することもできる。

【００２６】なお、本考案は前記実施例に限定されるも
のではなく、本考案の趣旨に基づいて種々変形すること
が可能であり、それらを本考案の範囲から排除するもの
ではない。

【００２７】

【考案の効果】以上詳細に説明したように、本考案よれ
ば、駆動装置のメンテナンスの時期を予測し、駆動装置
の異常を判断しているので、メンテナンスや部品交換の
時期を予め予測して実施することができ、メンテナンス
の回数や交換部品の個数の削減を行って、真空装置の駆
動装置の稼働率を高め生産性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の駆動装置の構成図である。

【図２】本考案の駆動装置のトルク値とメンテナンスの
予測時期との関係図である。

【図３】本考案の駆動装置のトルク値と外部出力との関
係図である。

【図４】本考案の駆動装置に用いる処理装置の一実施例
の構成図である。

【図５】本考案の駆動装置のトルク値の経時変化図であ
る。

【図６】本考案の駆動装置に用いる処理装置の信号の流
れ図である。

【図７】従来のスパッタ装置の構成図である。

【符号の説明】

１処理装置２トルク信号処理装置３データ処理装置５モータ５６サーボユニット７外部装置８データ表示出力装置９警報装置１０トルク検出器２０トルク信号処理装置２１アナログ処理及びＡＤ変換部２２バッファメモリ２３信号処理部３０バス３１メインＣＰＵ３２統計処理部３３信号処理部３４演算処理部３５信号処理部３６信号処理部３９インタフェース４０メモリ４１データメモリ４２短期用メモリ４３中期用メモリ４４長期用メモリ４５保存用メモリ４６メモリ５１ＡＤ変換・トリガ制御部５２インタフェース５３キーボード制御部５４ディスプレイ制御部５５プロッタ制御部７１外部装置７３キーボード８１ディスプレイ８３プロッタ１００ウェハ搬送機構１０１真空排気機構１０２真空チャンバ１０３ロードロックチャンバＴトルク値Ｔ₀ 設定トルク値ｔ_f メンテナンスの予測時期ａ過去から現在時刻ｔ₁までのトルク値の履歴ｂトルク値の予測線ｃトルク値Ｔ₀を示す一点鎖線

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】真空装置に用いられる駆動装置と、前記駆動装置のトルクを検出する手段と、前記トルクを検出する手段により検出したトルク値及び
トルク値の変動を統計処理などのデータ処理によって監
視し駆動装置の監視を行う処理手段と、前記処理手段の結果を出力する出力手段とを備え、前記処理手段は、時間間隔を異にする複数の監視区間を
設定し、各監視区間毎の基準値を記憶する記憶手段と、
各監視区間におけるトルク値及びトルク値の変動を求め
前記基準値と比較を行う演算手段を備えたことを特徴と
する駆動装置。