JPH0569951U

JPH0569951U - 駆動装置

Info

Publication number: JPH0569951U
Application number: JP827092U
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: 1993-09-21
Anticipated expiration: 2007-02-25
Also published as: JP2570095Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】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。【構成】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
によって駆動装置を構成し、前記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。

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１０２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から構成され、この前記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２２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５３、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Ｔ ₀ 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。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８３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３３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４３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３４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４２、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４３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

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】（ａ）真空装置に用いられる駆動装置
と、（ｂ）前記駆動装置のトルクを検出する手段と、（ｃ）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、（ｄ）前記処理手段の結果を出力する出力手段とからな
ることを特徴とする駆動装置。