JPH0329083Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の技術分野 本考案は、ウエハーなどのワークをラツピング
装置などの作業装置に自動的に供給または排出す
るための搬送装置に関する。

従来技術 この種のラツピング装置は、ウエハーの表面を
鏡面加工するために用いられる。この加工工程で
はウエハーが供給位置からラツピング装置の加工
位置に供給され、またその加工完了後に、その加
工位置から排出位置へと送りだされる。

このようなラツピング装置へのウエハーの搬送
手段として、特開昭59−187447号の発明が既に開
示されている。

その発明は、搬送台の上のウエハーをバキユー
ムチヤツクによつて吸着し、キヤリアの上に運
び、位置検出をしながら回転体を止め、ウエハー
をその回転体の定位置に供給している。また排出
動作は上記の場合と逆の動作で行われ、ウエハー
の位置を検出してから、それをつかみ、所定の位
置へ送りだしている。

上記の装置では、ウエハーのみをつかんで、一
度に載置台の上に乗せる作業が困難であり、また
載置台でウエハーを出し入れするのに人手が必要
となる。

考案の目的 したがつて、本考案の目的は、ウエハーなどの
複数のワークを所定の位置関係のまま同時に搬送
でき、しかもその搬送過程を完全に自動化するこ
とである。

考案の概要 そこで、本考案は、多関節ロボツトを用いて、
キヤリアおよびその上の複数のワークを搬入搬出
用のロータリテーブルと、ラツピング装置などの
作業装置との間で自動的に搬送するようにしてい
る。ここで、上記多関節ロボツトは、そのヘツド
の部分でキヤリアの中心位置を検出するための手
段を備えており、それによる位置検出後に、バキ
ユームチヤツクなどの手段によつてキヤリアをつ
かむと同時に、その上のワークをも同時につかむ
ようにしている。

一方、上記ロータリテーブルの近くにスイング
アームが設けられており、このスイングアームの
旋回運動によつて、ワークが供給手段からロータ
リテーブル上のキヤリアの上に供給され、またワ
ークの必要な加工の後に、ロータリテーブル上の
キヤリアからワークが上記スイングアームの旋回
運動によつて、排出位置に自動的に送り出され
る。

上記キヤリアは、ワークの種類ごとに用意さ
れ、その上面にワークとはまり合う大きさの孔を
複数形成し、その内部でワークを動き止め状態で
収納している。ワークの種類が変化すると、スイ
ングアームのキヤリアテーブル上での動作位置が
変化するため、スイングアームの支点位置はキヤ
リアテーブルの直径方向の移動手段の上に取り付
けられている。

実施例の構成 第１図および第２図は、本考案のウエハー等の
搬送装置１の全体的な構成を示している。この搬
送装置１は、搬送動作に直接関係する部分とし
て、多関節ロボツト２、およびスイングアーム３
を備えている。

この多関節ロボツト２は、作業装置としてのラ
ツピング装置４、および搬入搬出用のロータリテ
ーブル５の近くに据え付けられている。この多関
節ロボツト２は、ロボツトアームとして、垂直軸
回りに回転可能な第１アーム６および第２アーム
７を備えており、またこの第２アーム７の先端部
分のヘツド８の位置でつかみ部の回転手段として
上下動軸９を回転自在に支持している。この上下
動軸９は、ロボツト本体内のモータなどで駆動さ
れ、下方の円板状のプレート１０でキヤリア１６
およびワーク１７のつかみ部としてバキユームチ
ヤツク１１ａ，１１ｂをフローテイング用のスプ
リング１２およびロツド１３により下向きの状態
で備えている。また、上下動軸９は、プレート１
０の中心位置で中心孔１６ａに対応するセンサー
１４、および位置決め孔１６ｂに対応するセンサ
ー１５を備えている。これらのセンサー１４，１
５は、それぞれキヤリア位置検出手段、ワーク位
置検出手段を構成している。なおこの多関節ロボ
ツト２の移動域は、第１図で一点鎖線によつて示
されている。これらの複数のバキユームチヤツク
１１ａ，１１ｂのうち、中心の３つのものは、第
３図に示すように、キヤリア１６の上面と対応し
ており、またそれらの外周縁の８個のものは、キ
ヤリア１６の上に保持されるウエハーなどのワー
ク１７と対応している。

このキヤリア１６は、ワーク１７の大きさに応
じ、その種類ごとに用意されている。５インチ用
のキヤリア１６は、その円周に沿つて、上下面で
開口する８個の孔１８を形成しており、また６イ
ンチ用のキヤリア１６は、同様に、上下面で開口
する５つの孔１８を形成している。上記外周の８
個のバキユームチヤツク１１ｂのうち８個のもの
は、５インチおよび６インチのワーク１７に共通
に対応しているが、他の３つのものは、５インチ
のワーク１７にのみ対応している。

次に、上記ラツピング装置４は、例えば、実開
昭59−109447号のように、既に公知のものであ
り、下定盤１９の上で、そのロケートピン３５と
キヤリア１６の中心孔１６ａとのはまり合いによ
り、複数例えば５個のキヤリア１６を回転自在に
保持し、この下定盤１９と上定盤２０との間でワ
ーク１７をはさみ込んだ状態で、研磨動作を行
う。この研磨動作時に、下定盤１９の回転によ
り、キヤリア１６にその中心を回転中心とする自
転運動および下定盤１９の中心を回転中心とする
公転運動が与えられる。このキヤリア１６の自転
は、その外周のギヤ３３と、機台２１側のインタ
ーナルギヤ３４とのかみ合いによつて与えられ
る。なお上記下定盤１９は、機台２１の定位置で
回転自在に設けられているが、上定盤２０は、下
定盤１９の上方で回り止め状態で、しかも上下動
自在に支持されている。

また、上記ロータリテーブル５は、多関節ロボ
ツト２の移動域にあつて、取り付け台２２などの
垂直方向の駆動軸２３に対し水平な状態で回転自
在に支持されている。この駆動軸２３は、角度割
り出し手段を備えており、ロータリテーブル５を
所定の角度ずつ割り出しながら回転できるように
なつている。なお、キヤリア１６に対して、ギヤ
３３と突起５ａとがはまり合つて、位置決めをす
る。

また上記スイングアーム３は、第７図に示すよ
うに、同様に取り付け台２２の上のフレーム２４
に対し垂直方向の支点軸２５によつて回動自在に
支持されており、先端で、下向きのバキユームチ
ヤツク３２をコイルスプリング３６により、フロ
ーテイング状態で保持している。また、この支点
軸２５は、スライダ２８に取り付けられている。
このスライダ２８は、移動手段としてのシリンダ
２６のピストンロツド２７によつて、上記ロータ
リテーブル５の直径方向に移動できるようになつ
ている。

そして、このスイングアーム３の両脇にベルト
コンベアなどによるワーク供給手段２９およびワ
ーク排出手段３０が設けられており、これらの終
端部分に、ワーク１７を収納するためのカセツト
３１が昇降可能な状態で設けられている。

実施例の作用 準備段階で、第１図に示すように、ワーク供給
手段２９の位置に供給用のカセツト３１が設置さ
れ、またワーク排出手段３０の近くに収納用のカ
セツト３１が設置される。この状態で、スイング
アーム３は、支点軸２５を中心とする回動運動お
よび先端のバキユームチヤツク３２の上下運動の
組み合わせにより、ワーク供給手段２９によつて
カセツト３１から取り出されたワーク１７をロー
タリテーブル５の上のキヤリア１６の孔１８の部
分に挿入していく。一方、このロータリテーブル
５は、ワーク１７を受け取るたびに、所定の回転
角だけキヤリア１６を回転させることによつて、
ワーク１７の受取位置に空の状態の孔１８を待機
させている。

このようにして、全ての孔１８の内部にワーク
１７が供給された時点で、多関節ロボツト２は、
予め教示されている運動プログラムにより動作
し、そのヘツド８をキヤリア１６の上に移動さ
せ、その位置で上下動軸９を下降させることによ
り、中心位置の３つのバキユームチヤツク１１ａ
によつて、キヤリア１６のほぼ中心部分を保持
し、またその外側のバキユームチヤツク１１ｂに
よつてそれぞれのワーク１７の上面を同時に保持
する。したがつて、各ワーク１７は、孔１８か
ら、抜け落ちない。このロータリテーブル５の上
で、キヤリア１６が予め回転角を規制された状態
で乗せられており、しかもプレート１０の回転角
度がそれに対応する位置に設定されているため、
全てのバキユームチヤツク１１ａ，１１ｂは保持
すべき部分と正確に対応する。これらのバキユー
ムチヤツク１１ａ，１１ｂが真空によつて、キヤ
リア１６およびワーク１７を吸着する過程で、そ
れらが存在しないと、バキユームチヤツク１１
ａ，１１ｂに設けられた真空スイツチが働くた
め、その真空スイツチの状態によつてキヤリア１
６またはワーク１７の有無が確認できる。この真
空スイツチは、バキユームチヤツク１１ａ，１１
ｂごとに設けられており、対応するワーク１７に
固有の信号を発生する。しかし、中心側の３つの
バキユームチヤツクの真空スイツチは、アンド条
件を取られた後に、１つの信号となつて制御装置
側に送り込まれる。

この状態で、多関節ロボツト２は、上下動軸９
を上昇させ、次に第１アーム６および第２アーム
７を旋回させ、保持状態のキヤリア１６およびワ
ーク１７を下定盤１９の所定の位置に搬送する。
この下定盤１９は、キヤリア１６、およびワーク
１７を受け入れるたびに、所定の角度だけ回転
し、次の所定の位置で新たなキヤリア１６および
ワーク１７の受取に備える。

このようにして、キヤリア１６、およびワーク
１７が下定盤１９に供給されているとき、上定盤
２０は、第２図に示すように上昇位置にあつて、
多関節ロボツト２の移載動作を許容する。キヤリ
ア１６が下定盤１９の所定の位置に搬送されたと
き、その外周のギヤ３３の部分でラツピング装置
４のインターナルギヤ３４に噛み合わなければな
らない。この噛み合いをよくするために、それら
のギヤ３３の側面が必要に応じて先細り状態に加
工されている。下定盤１９に全てのキヤリア１６
が供給された時点で、上定盤２０は、下降するこ
とによつて、下定盤１９との間で、キヤリア１６
をはさみ込み、ワーク１７の上面に接する。この
状態で、下定盤１９が回転することによつて、そ
れぞれのキヤリア１６に公転運動および自転運動
が同時に与えられ、ワーク１７の上下の表面が研
磨されている。

このような研磨作業が完了した時点で、上定盤
２０が自動的に上昇し、また下定盤１９が自動的
に停止する。このとき、キヤリア１６の停止位置
（自転方向の回転位置）は、正確に定まつていな
い。

そこで、まず多関節ロボツト２は、第１アーム
６を回動させることによつて、その先端のセンサ
ー１４によつてキヤリア１６の中心孔１６ａを探
り出し、その位置でヘツド８を停止させる。この
ようにして、上下動軸９がキヤリア１６の中心位
置に割り出される。

次に、上下動軸９を回転させることによつて、
キヤリア１６上のワーク１７、つまり位置決め孔
１６ｂの位置がセンサー１５によつて検出され
る。このセンサー１５からの信号は、ワーク１７
の自転位置を割り出す他、その大きさおよび個数
を判定するための信号としても用いられる。

このような検出過程の後に、プレート１０が所
定の回転位置に割り出され、この状態で上下動軸
９が下降することによつて、中心のバキユームチ
ヤツク１１ａがキヤリア１６の上面を吸着し、こ
れを保持できる状態にするとともに、他の外周位
置のバキユームチヤツク１１ｂが、対応のワーク
１７の上面に吸着することによつて保持できる状
態とする。

これらのバキユームチヤツク１１ａ，１１ｂに
真空スイツチが設けられているため、その真空ス
イツチの状態によつて、キヤリア１６の有無およ
びワーク１７の有無の確認が可能となる。なお中
心のバキユームチヤツク１１ａの真空スイツチの
出力は、それら３つの間で、アンド条件を取つた
後に、判定部分に送り込まれる。

このようにして、バキユームチヤツク１１ａ，
１１ｂがキヤリア１６およびワーク１７を保持し
た時点で、多関節ロボツト２は、第１アーム６お
よび第２アーム７を駆動し、それらをロータリテ
ーブル５の上まで移動させる。このような多関節
ロボツト２の運動は、既に述べたように、予め教
示されており、コントローラの内部に記憶されて
いるため、動作の確認を取りながら、順次進めら
れる。

この搬送過程で、キヤリア１６は、回転方向を
規定されながら、ロータリテーブル５の上に置か
れるため、キヤリア１６の上の１つのワーク１７
は、スイングアーム３の運動によつて、取り出せ
る位置にある。つまり、キヤリア１６がロータリ
テーブル５の上面に供給されたとき、その外側の
ギヤ３３は、ロータリテーブル５に設けられた、
例えば３等配位置の突起５ａにはまり合うことに
よつて正確に位置決めされる。そこでスイングア
ーム３は、上下運動および回動運動を繰り返すこ
とによつて、キヤリア１６から１つのワーク１７
をバキユームチヤツク３２によつて吸着し、それ
をワーク排出手段３０の所定の位置に移動させ、
そこで解放状態とする。その後、ワーク排出手段
３０は、送られてきたワーク１７を排出用のカセ
ツト３１の内部に順次供給していく。このカセツ
ト３１は、ワーク１７を受け取るごとに順次上昇
または下降し、積み重ね状態のカセツト３１の内
部に順次ワーク１７を収納していく。

１つのワーク１７がキヤリア１６の上から取り
出されるにしたがい、ロータリテーブル５は、キ
ヤリア１６を所定の角度だけ割り出し、新たなワ
ーク１７をスイングアーム３と対応する位置に自
動的に割り出していく。このような割り出し角度
は、予め設定しておく。

このような動作は、全てのキヤリア１６につい
て連続的に行われる。

考案の変形例 上記実施例は、ワーク１７を１例としてウエハ
ーとしているが、このワーク１７は、それに限定
されず、キヤリア１６の孔１８の部分に収納され
るもの、例えばガラス製品であつてもよく、また
その形状も円形あるいは四角形などであつてもよ
い。したがつて、作業装置は、ラツピング装置４
に限らず、他の加工装置であつてもよい。

考案の効果 本考案では、多関節ロボツトがキヤリアを保持
すると同時に、そのキヤリアの孔の内部のワーク
をも一体的に保持するため、これらのキヤリアお
よびワークの位置関係がずれず、しかも搬入およ
び搬出動作が多関節ロボツトの正確な運動との関
連で自動化できる。

また多関節ロボツトがロータリテーブルから作
業装置側へと、あるいは逆に作業装置からロータ
リテーブル側へとキヤリアおよびワークを搬送す
る過程で、作業装置側の位置決め動作やロータリ
テーブル側の位置決め動作およびスイングアーム
による搬入または搬出動作が並行的に行われるか
ら、一連の搬送動作に必要な動作時間が短縮化で
き、一連の搬送作業が能率よく進められる。

特に、ロボツトアームの先端部分にキヤリア位
置検出手段およびワーク位置検出手段が設けられ
ており、これらがキヤリアの位置およびワークの
位置を検出してつかみ部と作業装置との相対的な
位置関係を割り出し、さらにつかみ部の回転手段
によつてワークが所定の位置に位置決め状態で供
給されるため、キヤリアおよびワークの搬送供給
過程で位置決めが確実となり、不安定な供給また
は排出動作がなくなる。

また実施例のように、スイングアームの支点軸
が移動手段によつて移動可能な状態で設けられて
いると、異なる種類のワークおよびキヤリアに対
してもそのスイングアームが共通に用いられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のウエハー等の搬送装置の平面
図、第２図は同装置の側面図、第３図はバキユー
ムチヤツクとウエハーとの位置関係を示す平面
図、第４図はバキユームチヤツクの一部破断正面
図、第５図はロータリテーブルの一部破断側面
図、第６図はロータリテーブルとキヤリアの位置
決め部分を示す一部の平面図、第７図はスイング
アームの先端部分の側面図である。 １……ウエハー等の搬送装置、２……多関節ロ
ボツト、３……スイングアーム、４……ラツピン
グ装置、５……ロータリテーブル、９……上下動
軸、１１ａ，１１ｂ……バキユームチヤツク、１
４，１５……センサー、１６……キヤリア、１７
……ワーク、１８……孔、２５……支点軸、２６
……シリンダ、２８……スライダ、２９……ワー
ク供給手段、３０……ワーク排出手段、３２……
バキユームチヤツク。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ウエハー等のワークのはまる孔を周方向に複
   数有するキヤリアと、このキヤリアおよびワー
   クをロボツトアーム先端の各つかみ部により同
   時につかんで搬送する多関節ロボツトと、上記
   ロボツトアームの先端に設けられたキヤリア位
   置検出手段と、上記ロボツトアームの先端に設
   けられたワーク位置検出手段と、上記多関節ロ
   ボツトに組み込まれたつかみ部の回転手段と、
   上記多関節ロボツトのロボツトアームの移動域
   内に位置して上記キヤリアを着脱自在に乗せる
   作業位置と、上記ロボツトアームの移動域内に
   あつて上記キヤリアを着脱自在に乗せるロータ
   リテーブルと、このロータリテーブル上でキヤ
   リアのワークをつかんで旋回し、供給および排
   出動作をするスイングアームと、このスイング
   アームの移動域に位置したワーク供給手段、上
   記スイングアームの移動域に位置したワーク排
   出手段とからなることを特徴とするウエハー等
   の搬送装置。 (2) スイングアームの支点位置を移動手段に取り
   付けてなることを特徴とする実用新案登録請求
   の範囲第１項記載のウエハー等の搬送装置。