WO2013073202A1 - 研磨システム - Google Patents

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WO2013073202A1
WO2013073202A1 PCT/JP2012/050888 JP2012050888W WO2013073202A1 WO 2013073202 A1 WO2013073202 A1 WO 2013073202A1 JP 2012050888 W JP2012050888 W JP 2012050888W WO 2013073202 A1 WO2013073202 A1 WO 2013073202A1
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WO
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workpiece
polishing
workpieces
loading
unloading
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/050888
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English (en)
French (fr)
Inventor
隆 小野塚
友章 佐藤
Original Assignee
浜井産業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 浜井産業株式会社 filed Critical 浜井産業株式会社
Publication of WO2013073202A1 publication Critical patent/WO2013073202A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/34—Accessories
    • B24B37/345—Feeding, loading or unloading work specially adapted to lapping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67754—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber horizontal transfer of a batch of workpieces

Definitions

  • the present invention relates to a polishing system that supplies and discharges a plurality of workpieces at a high speed with respect to a polishing apparatus.
  • Polishing system performs loading (supply) and unloading (discharge). Loading is to place a plurality of workpieces on a surface plate before the workpieces are polished. Moreover, unloading is to collect all the plurality of workpieces after the workpieces are polished. In the past, such work loading and unloading (loading and unloading) has been performed manually. Specifically, loading is performed by manually placing the workpieces one by one before the workpiece is polished. Further, unloading has been performed by manually collecting the workpieces one by one after the workpiece has been polished. And even now, the supply and discharge of the work is often performed manually by workers.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 61-214060, title of invention “planar automatic polishing apparatus”
  • the planar automatic polishing apparatus described in Patent Document 1 corresponds to the above (2). More specifically, this flat surface automatic polishing apparatus is an automated system that feeds and discharges a workpiece and a carrier for each carrier, and performs supply and discharge at the same supply and discharge location by one robot.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 04-013553, title of invention “Polishing method and polishing apparatus”
  • the polishing apparatus described in Patent Document 2 corresponds to (3) above. More specifically, this polishing apparatus is an automatic polishing system apparatus that supplies and discharges workpieces (each batch) on an aluminum substrate for a magnetic disk. Since the time for supplying and discharging the workpiece is shortened, the productivity is greatly improved.
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2006-247762, title of invention “Work Manufacturing Method and Work Manufacturing Apparatus”.
  • the invention is known.
  • the manufacturing apparatus described in Patent Document 3 corresponds to the above (4).
  • this manufacturing apparatus is an apparatus that has a place for aligning one carrier and a place for aligning one batch of these, and collectively transports and processes these workpieces to a polishing apparatus.
  • This manufacturing apparatus can perform polishing continuously even if the number of workpieces such as magnetic disk substrates increases.
  • JP-A-61-241060 Japanese Patent Laid-Open No. 04-013553 JP 2006-247762 A
  • the automatic planar polishing apparatus described in Cited Document 1 has a problem that efficiency is not good because one robot performs supply and discharge at the same supply and discharge location.
  • the robot arm discharges the carrier and the work in a batch, discharges the processed work from the carrier, places the unprocessed work on this carrier, and the robot arm collects the carrier and the work on the surface plate. To place. Therefore, this flat automatic polishing apparatus has a problem that it takes a lot of time for unloading and loading. Further, the flat surface automatic polishing apparatus has a problem that the work cannot be supplied until the work for discharging the processed work is completed, and the processing start time is delayed by this amount, and the overall productivity is low. .
  • the polishing apparatus described in the cited document 2 has a problem that the equipment cost increases because a large occupation area requires a plurality of batch transfer apparatuses.
  • the polishing apparatus is equipped with a number of handling devices.
  • the manufacturing apparatus described in the cited document 3 has a problem that it occupies a very large area and cannot be employed where there is a place restriction. In addition, this manufacturing apparatus has a problem that a large number of conveying devices are required and the equipment cost is increased.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a polishing system that contributes to space saving, improvement in productivity, and reduction in equipment costs.
  • the polishing system of the present invention is A polishing apparatus that arranges a plurality of carriers for holding a plurality of workpieces in a circumferential shape and performs polishing processing collectively, Adjacent to the polishing apparatus, a loading table for placing unprocessed workpieces in the same arrangement as all the processed works on the polishing apparatus, and unloading for mounting all the polished works
  • a work feeding / discharging device which is arranged vertically and has a lifting function as a whole
  • a workpiece batch transfer device that batch-transfers workpieces between the polishing device and the workpiece supply / discharge device;
  • As a guide member for movement of the workpiece batch transfer device a pair of polishing device guide portions facing each other with a polishing platen of the polishing device interposed therebetween, A pair of loading guide portions facing each other across the loading table; A pair of unloading guide portions facing each other across the unloading table; Is provided.
  • the workpiece feeding / discharging device raises and lowers the loading table to connect the guide unit for polishing device and the guide unit for loading adjacent or connected,
  • the workpiece batch transfer device holds all the unprocessed workpieces on the loading table at once, transfers them to the work carrier of the polishing device, and places the workpieces in all the carrier holes.
  • the workpiece feeding / discharging device raises and lowers the unloading table so that the polishing device guide unit and the unloading guide unit are adjacent or connected
  • the polishing system is such that the workpiece batch transfer device collectively holds all processed workpieces on the workpiece carrier of the polishing device and transfers them to the unloading table.
  • a work accommodating section for accommodating a plurality of works;
  • a workpiece transfer device for supplying and discharging workpieces between the workpiece container and the workpiece supply and discharge device; Further comprising
  • the workpiece transfer device sequentially supplies a plurality of workpieces from the workpiece storage unit onto the loading table of the workpiece feeding / discharging device during workpiece polishing, and concurrently accommodates the workpiece from the unloading table of the workpiece feeding / discharging device.
  • a polishing system that sequentially discharges a plurality of workpieces to a part.
  • the workpiece batch transfer device is used to set a plurality of gripping devices that hold all processed workpieces for one time to a true position corresponding to all workpiece storage positions of all workpiece carriers, loading tables and unloading tables on the surface plate. Elevating mechanism that is placed above and feeds and discharges all workpieces at once, and a mechanism that traverses between the loading guide section and the polishing apparatus guide section, and between the unloading guide section and the polishing apparatus guide section.
  • a polishing system having
  • the polishing system 1 is an apparatus for processing a workpiece 2 on a plane. As shown in FIG. 1, the polishing system 1 includes a polishing apparatus 10, a polishing apparatus guide section 20, a work supply / discharge apparatus 30, a work transfer apparatus 40, and a work storage section 50.
  • the work batch transfer device 60 is configured to transfer the work between the polishing device 10 and the work supply / discharge device 30. These units are controlled by a control management device 70 as shown in FIG.
  • the workpiece transfer device 40 takes out the workpiece 2 from the workpiece container 50 and supplies the workpiece to the workpiece feeding / discharging device 30.
  • the workpiece supply / discharge device 30 a plurality of workpieces 2 are arranged on the loading table 305.
  • the position of the workpiece on the loading table 305 is the same position as the workpiece holding scheduled position on the workpiece carrier 108 of the polishing apparatus 10.
  • the workpiece batch transfer device 60 holds the plurality of workpieces 2 on the raised loading table 305, the workpiece batch transfer device 60 moves along the polishing device guide unit 20, and the plurality of workpieces are transferred to the polishing device 10.
  • Work 2 is supplied. Further, after the polishing is finished, the work 2 is discharged in the reverse operation.
  • the polishing apparatus 10 is an apparatus for polishing both the front and back surfaces of the workpiece 2, and as shown in FIGS. 5, 6A and 6B, a lower surface plate 101, an upper surface plate 102, a base portion 103, a pedestal portion 104, a sun gear 105, A center drum 106, an internal gear 107, a work carrier 108, a column 109, a column 110, a main cylinder 111, a shaft 112, a universal joint 113, an upper surface plate suspension plate 114, and an upper surface plate support portion 115 are provided.
  • the lower surface plate 101 is an annular disk and has a lapping surface / polish surface for polishing the workpiece 2 on the upper surface.
  • a polishing cloth (not shown) may be attached to the upper surface of the lower surface plate 101 and the workpiece may be polished with the polishing cloth.
  • the upper surface plate 102 is an annular disk, and has a lap surface / polish surface for polishing the workpiece 2 on the lower surface.
  • a polishing cloth (not shown) may be attached to the lower surface of the upper surface plate 102 and the workpiece may be polished with the polishing cloth.
  • the lower surface plate 101 and the upper surface plate 102 are supported so as to rotate around the common rotation axis.
  • the base portion 103 is a robust structure fixed to the floor surface, and can support a heavy object.
  • the pedestal portion 104 is provided on the base portion 103. Inside the pedestal 104, the lower board 101 is rotatably supported.
  • the lower surface plate 101 is rotationally driven by a driving force (white arrow in FIG. 4) applied by the lower surface plate rotation drive unit 117 (FIG. 4).
  • the sun gear 105 has teeth formed on the outer peripheral side, and is arranged on the inner peripheral side (center side) of the lower surface plate 101 as shown in FIG. 6B.
  • the sun gear 105 is rotationally driven by applying a driving force (white arrow in FIG. 4) by the sun gear rotation driving unit 118 (FIG. 4).
  • the center drum 106 is a cylindrical body as shown in FIGS. 5 and 6B, and the center drum 106 passes through the center holes of the lower surface plate 101 and the upper surface plate 102.
  • the center drum 106 protrudes from the center hole of the upper surface plate 102.
  • the center drum 106 passes through the central hole of the upper surface plate 102, and the upper surface plate 102 and the center drum 106 are connected by a connection mechanism. ing.
  • the center drum 106 is rotationally driven by a driving force (white arrow in FIG. 4) applied by the upper surface plate rotation driving unit 116 (FIG. 4). Then, the upper surface plate 102 is rotationally driven through the center drum 106 and the coupling mechanism.
  • the internal gear 107 has teeth formed on the inner peripheral side (center side), and is disposed on the outer peripheral side of the lower surface plate 101 as shown in FIG. 6B.
  • the internal gear 107 is rotationally driven by a driving force (white arrow in FIG. 4) applied by the internal gear rotation drive unit 119 (FIG. 4).
  • the work carrier 108 is arranged on the lower surface plate 101 as shown in FIGS.
  • the work carrier 108 has a gear formed on the outer periphery, and meshes with the sun gear 105 and the internal gear 107.
  • a work holding hole 108a (FIG. 6B) for holding the work 2 is formed.
  • Various types of work carriers 108 are prepared according to the work. For example, one work holding hole is formed in one work carrier 108, or a plurality of work holding holes are formed. In this embodiment, as will be apparent from FIG. 6B, a work carrier 108 having four work holding holes 108a will be described as an example.
  • Two support columns 109 are provided, and are erected from the base portion 103 at opposite positions in the diameter direction of the lower surface plate 101. As will be described later, as shown in FIG. 3, it is arranged outside the guide unit 20 for the polishing apparatus so as not to interfere with the moving work batch transfer apparatus 60.
  • the column 110 is a support member that is disposed so as to be transferred to the two columns 109.
  • the main cylinder 111 is fixed to the column 110 and disposed on the upper surface plate 102.
  • the main cylinder 111 has a function of applying a vertical lifting force to the shaft 112.
  • the main cylinder 111 is raised by air (black arrow in FIG. 4) by the electromagnetic valve 120 (FIG. 4) and is driven up and down.
  • the shaft 112 is configured to move up and down by the main cylinder 111, and is connected to the upper surface plate suspension plate 114 via a universal joint 113 at the tip.
  • the universal joint 113 is provided between the shaft 112 and the upper surface plate suspension plate 114.
  • the universal joint 113 supports the upper surface plate suspension plate 114 so as to be rotatable about the shaft 112 as a support shaft, and supports the upper surface plate suspension plate 114 so as to be movable in a three-dimensional direction.
  • the upper surface plate suspension plate 114 is a solid plate.
  • a plurality of upper surface plate support portions 115 are provided between the upper surface plate suspension plate 114 and the upper surface plate 102. These upper surface plate support portions 115 are provided on the circle at equiangular intervals when viewed from above.
  • the upper surface plate support portion 115 is connected and fixed to the upper surface plate suspension plate 114 and the upper surface plate 102 with bolts (not shown). The upper surface plate suspension plate 114, the upper surface plate support part 115, and the upper surface plate 102 move together.
  • the lower surface plate 101, the upper surface plate 102, the sun gear 105, and the internal gear 107 are respectively an upper surface plate rotation driving unit 116, a lower surface plate rotation driving unit 117, a sun gear rotation driving unit 118, and an internal gear.
  • the rotation is controlled by the rotation drive unit 119.
  • the control management device 70 to which these drive units are connected controls the rotation direction and rotation speed for each drive unit, and performs optimum lapping and polishing on the workpiece.
  • the polishing apparatus 10 is like this.
  • the polishing apparatus guide unit 20 will be described.
  • the polishing apparatus guide section 20 is configured such that two plates are erected from the base section 103 of the polishing apparatus 10.
  • the two polishing apparatus guide portions 20 have a function of smoothly guiding the workpiece collective conveyance device 60 when the workpiece collective conveyance device 60 moves.
  • the two guide units 20 for the polishing apparatus are disposed outside the outer periphery of the lower surface plate 101 and inside the two columns 109.
  • the workpiece supply / discharge device 30 includes an unloading guide 301, an unloading table 302, an unloading table rotation driving unit 303, a loading guide 304, a loading table 305, A loading table rotation drive unit 306, a frame unit 307, an elevating mechanism 308, a drive unit 309, and an outer frame 310 (FIG. 3) are provided.
  • the unloading guide portion 301 is composed of two plates. As shown in FIG. 3, the unloading guide portion 301 is disposed in a state of being opposed in parallel with the unloading table 302 interposed therebetween, and is fixed to the upper side of the frame portion 307. As will be described later, the unloading guide portion 301 has a function of guiding the work batch transfer device 60 when the workpiece batch transfer device 60 moves.
  • the unloading guide portion 301 is disposed so as to have the same width as the two polishing device guide portions 20. Further, the unloading guide part 301 is arranged so that the height thereof coincides with that of the two polishing apparatus guide parts 20 so that the work batch conveying apparatus 60 can move smoothly.
  • the unloading table 302 has a large number of workpiece placement portions 302a which are depressions for arranging a plurality of workpieces at predetermined positions.
  • the unloading table 302 is disposed on the upper side of the frame portion 307.
  • the workpiece 2 is arranged in the workpiece placing portion 302a, the workpiece is arranged in advance so as to be in the same position as the workpiece holding scheduled position in the workpiece carrier 108 of the polishing apparatus 10 to be accommodated.
  • the unloading table 302 has a storage structure for aligning the workpieces in the same arrangement as the arrangement of the workpiece holding holes of the workpiece carrier 108 on the polishing apparatus 10.
  • the unloading table rotation drive unit 303 applies a driving force (white arrow in FIG. 4) to the unloading table 302, and the unloading table 302 has an arbitrary angle around the table center axis. Has a function of positioning.
  • a control management device 70 is connected to the unloading table rotation drive unit 303, and positioning control of the unloading table 302 is performed under the control of the control management device 70.
  • the loading guide section 304 is composed of two plates, like the unloading guide section 301.
  • the loading guide portion 304 is in a state of facing in parallel across the loading table 305 and is fixed to the lower side of the frame portion 307.
  • the two loading guide portions 304 have a function of guiding the work batch transfer device 60 when the workpiece batch transfer device 60 moves.
  • the two loading guide portions 304 are disposed so as to have the same width as the two polishing apparatus guide portions 20. Further, the polishing apparatus guide unit 20 and the polishing apparatus guide unit 20 are arranged so as to coincide with each other so that the work batch transfer apparatus 60 can move smoothly.
  • the loading table 305 has a large number of workpiece placement portions that are depressions for arranging a plurality of workpieces at predetermined positions.
  • the loading table 305 is disposed below the frame portion 307.
  • the workpiece 2 is arranged in the workpiece placing portion, the workpiece is arranged in advance so as to be in the same position as the workpiece holding scheduled position in the workpiece carrier 108 of the polishing apparatus 10 to be accommodated.
  • the loading table 305 has a storage structure for aligning the workpieces in the same arrangement as the arrangement of the workpiece holding holes of the workpiece carrier 108 of the polishing apparatus 10.
  • the loading table rotation driving unit 306 applies a driving force (white arrow in FIG. 4) to the loading table 305 and positions the loading table 305 at an arbitrary angle around the center axis of the table. It has a function.
  • a control management device 70 is connected to the loading table rotation drive unit 306, and the positioning of the loading table 305 is controlled by the control management device 70.
  • the frame unit 307 integrally holds the unloading guide unit 301, the unloading table 302, the unloading table rotation driving unit 303, the loading guide unit 304, the loading table 305, and the loading table rotation driving unit 306. It is a common structure. As described above, in the work feeding / discharging device 30, the loading table 305 and the unloading table 302 are arranged so as to overlap each other.
  • the frame portion 307 is mechanically supported so as to be moved up and down by an elevating guide portion such as a linear guide portion.
  • the raising / lowering mechanism 308 is a mechanism system having a function of raising and lowering the frame portion 307.
  • the drive unit 309 is, for example, a motor or the like, and as shown in FIG.
  • a control management device 70 is connected to the drive unit 309, and the frame unit 307 is driven up and down by the control of the control management device 70.
  • the outer frame 310 (FIG. 3) is a structure that is fixed to the floor surface, and the lifting guide portion and the like by the linear guide portion described above are fixed.
  • the frame portion 307 has a structure that moves up and down with respect to the outer frame 310.
  • the workpiece transfer device 40 includes an unloading robot 401 and a loading robot 402.
  • the unloading robot 401 is a three-dimensional robot, and takes out one workpiece from the unloading table 302 that stores a plurality of workpieces. As will be described later, the tact time can be shortened by performing this unloading operation in parallel with the polishing of the workpiece.
  • the unloading robot 401 has a function of taking out a workpiece placed horizontally on the unloading table 302 and setting it vertically in the workpiece storage unit 50.
  • the unloading robot 401 is arranged on the upper side in the up-down direction as shown in FIG. 2, and is arranged on the back side in the front-back direction as shown in FIG.
  • the carry-in speed from the unloading table 302 to the processed workpiece cassette 501 is calculated from the workpiece processing time and the like.
  • An unloading robot 401 having an appropriate ability capable of ensuring the carry-in speed is selected.
  • a control management device 70 (FIG. 4) is connected to the unloading robot 401, and handling of the unloading robot 401 is controlled by the control management device 70.
  • the loading robot 402 is a three-dimensional robot, and takes out one piece of each work from a cassette storing a plurality of works. By performing these operations in parallel with the workpiece polishing, the tact time can be shortened.
  • the loading robot 402 has a function of taking out a vertically erected workpiece in the workpiece container 50 and placing the workpiece horizontally on the loading table 305.
  • the loading robot 402 is arranged on the lower side in the up-down direction as shown in FIG. 2, and is arranged on the near side in the front-rear direction as shown in FIG.
  • the carrying-in speed from the unprocessed workpiece cassette 503 to the loading table 305 is calculated from the workpiece machining time and the like.
  • a loading robot 402 having an appropriate capability capable of ensuring the carry-in speed is selected.
  • a control management device 70 (FIG. 4) is connected to the loading robot 402, and handling of the loading robot 402 is controlled by the control management device 70.
  • the workpiece storage unit 50 includes a processed workpiece cassette 501, an intermediate cassette 502, and a pre-processing workpiece cassette 503.
  • the processed workpiece cassette 501 is a cassette in the vicinity of the unloading robot 401 and at the workpiece unloading level. The workpieces are sequentially discharged to an empty processed workpiece cassette 501.
  • the workpiece cassette 503 before processing is a cassette in the vicinity of the loading robot 402 and at the workpiece loading level.
  • the workpiece 2 is taken out by the loading robot 402 from the unprocessed workpiece cassette 503 on which the workpiece before polishing is mounted, and is supplied to the workpiece supply / discharge device 30.
  • the intermediate cassette 502 is positioned at the center position between the processed workpiece cassette 501 and the unprocessed workpiece cassette 503 in the vertical direction.
  • the intermediate cassette 502 includes a processed workpiece cassette 501 descending from the upper unwork loading level, an unprocessed workpiece cassette 503 rising from the lower unwork loading level, and an empty to be raised to the upper unwork loading level. And a cassette.
  • the unprocessed work cassette 503 is first arranged as an intermediate cassette, and is moved from this intermediate position to the work loading level (downward from the intermediate position) to perform cassette filling.
  • an empty cassette for collecting workpieces is first arranged as an intermediate cassette, and the cassette is filled by moving from this intermediate position to the workpiece unloading level (upward from the intermediate position).
  • the processed work cassette 501 is moved from the workpiece unloading level to the intermediate position (from the upper side to the intermediate position), and is moved from the center position to the outside to discharge the cassette.
  • Operations such as filling of the unprocessed workpiece cassette 503 loaded with the pre-polishing workpiece, filling of the empty cassette, and discharging of the processed workpiece cassette 501 loaded with the polished workpiece can be performed mechanically. is there. However, it can also be performed manually in a short time during polishing by the polishing apparatus 10.
  • the work batch transfer device 60 further includes a base portion 601, a horizontal transfer roller 602, a posture holding roller 603, a lifting guide post 604, and a workpiece attaching / detaching device 605.
  • the attachment / detachment device lifting / lowering unit 606 is provided.
  • Such a workpiece batch transfer device 60 is positioned above the unloading table 302 in the normal position (see FIG. 13).
  • the workpiece batch transfer device 60 moves between the polishing device guide portion 20 and the unloading guide portion 301.
  • the frame unit 307 is raised, the workpiece batch transfer device 60 moves between the polishing device guide unit 20 and the loading guide unit 304.
  • the work batch transfer device 60 is supported by the horizontal transfer rollers 602 on the upper sides of the polishing device guide unit 20, the unloading guide unit 301, and the loading guide unit 304, and is horizontally Moving.
  • a large number of horizontal conveying rollers 602 are arranged to ensure stable movement.
  • a part of the horizontal conveyance rollers 602 is driven to rotate by a lateral drive device 607 (see FIG. 4) such as a motor, so that a self-propelled work batch conveyance device 60 is formed.
  • the control management device 70 controls the lateral drive device 607 to apply a rotational force (white arrow in FIG. 4), and the work batch transfer device 60 is driven in the lateral direction.
  • the posture maintaining roller 603 is supported by the side surfaces of the polishing apparatus guide unit 20, the unloading guide unit 301, and the loading guide unit 304.
  • the workpiece batch transfer device 60 moves smoothly without contacting these guide portions.
  • a large number of posture holding rollers 603 are arranged to ensure stable movement.
  • the workpiece batch transfer device 60 is mechanically configured such that the attachment / detachment device lifting / lowering unit 606 moves up / down along the lifting / lowering guide unit column 604. As shown in FIG. 4, the attachment / detachment device lifting / lowering unit 606 is driven to be lifted / lowered by applying a driving force (white arrow shown in FIG. 4) by the vertical driving device 608.
  • a control management device 70 is connected to the vertical driving device 608, and the attachment / detachment device lifting / lowering unit 606 is driven up and down by the control of the control management device 70.
  • the attachment / detachment device lifting / lowering unit 606 is elevated in the direction of arrow B, and the workpiece attachment / detachment device 605 is also elevated.
  • the attachment / detachment device lifting / lowering unit 606 is lowered in the direction of arrow C, and the workpiece attachment / detachment device 605 is also lowered.
  • the workpiece attaching / detaching device 605 is a suction pad in detail, and is fixed so as to move up and down together with the attaching / detaching device lifting / lowering unit 606.
  • air tubes are connected to all the suction pads from the electromagnetic valve 609 connected to the vacuum pump, and air is sucked by opening and closing the electromagnetic valve 609 (FIG. 4). Black arrow), whether suction or non-suction is selected.
  • the electromagnetic valve 609 is connected to the control management device 70 and is opened and closed under the control of the control management device 70.
  • the work attaching / detaching device 605 may employ a gripping arm as shown in FIGS. 12A and 12B instead of the suction pad.
  • the attachment / detachment device lifting / lowering unit 606 is elevated in the direction of arrow D, and the workpiece attachment / detachment device 605 is also elevated.
  • the attachment / detachment device lifting / lowering unit 606 is lowered in the direction of arrow E, and the workpiece attachment / detachment device 605 is also lowered.
  • This work attaching / detaching device 605 is also driven by air.
  • air tubes are connected to all the gripping arms from the solenoid valve 609 connected to the vacuum pump, and air is sucked by opening and closing the solenoid valve 609 (black arrow shown in FIG. 4). Done.
  • the gripping arm is configured to open and grip during suction.
  • the electromagnetic valve 609 is connected to the control management device 70, and is opened and closed under the control of the control management device 70.
  • the work placement position on the work carrier 108, the work placement position of the loading table 305, the work placement position of the unloading table 302, and the work attachment / detachment device 605 are the same. All the workpieces 2 positioned at the location and placed on the loading table 305 are held near the center of the workpiece 2 by the workpiece attaching / detaching device 605. Similarly, the workpiece 2 held near the center by the workpiece attaching / detaching device 605 is set at the workpiece arrangement position of the unloading table 302.
  • the work batch transfer device 60 is as described above.
  • the pre-processing work cassette 503 on which the pre-polishing work is mounted is arranged at the loading level of the work storage device 50 as a premise. Further, a processed workpiece cassette 501 that is an empty cassette is arranged at an unloading level of the workpiece storage device 50. As shown in FIG. 13, in the polishing apparatus 10, the upper surface plate 102 is in a lowered state before processing. In the workpiece supply / discharge device 30, the workpiece 2 can be loaded onto the loading table 305 with the frame portion 307 lowered. In addition, it is assumed that the work 2 is not placed on the unloading table 302 or the loading table 305 in the initial state.
  • the work 2 is loaded onto the loading table 305.
  • the control management device 70 controls the loading robot 402, and the loading robot 402 sequentially loads the workpiece 2 onto the loading table 305.
  • the control management device controls the loading table rotation driving unit 306 to rotate the loading table 305, thereby Rotate the rest to the loading position.
  • the loading robot 402 places a new unprocessed workpiece on an empty workpiece placement unit. Thereafter, the same loading is performed, and finally all the workpieces are loaded on the workpiece placing portion.
  • control management device 70 controls the electromagnetic valve 120 so that air enters the main cylinder 111.
  • the upper surface plate 102 starts to rise in the direction of arrow a (FIG. 14). Then, the upper surface plate 102 rises to a position higher than the upper end of the guide unit 20 for the polishing apparatus. Thereby, the path
  • the control management device 70 controls the lateral drive device 607.
  • the workpiece batch transfer device 60 moves laterally from the unloading guide portion 301 to the polishing device guide portion 20 in the direction of arrow b on the polishing device 10 side (FIG. 14), and between the lower surface plate 101 and the upper surface plate 102. Stop at the position. Thereby, the frame part 307 of the workpiece supply / discharge device 30 is in a state where it can be raised.
  • the polishing apparatus guide portion 20 is disposed in the polishing apparatus 10.
  • the polishing device guide portion 20 is a pair of parallel guide portion rails with the lower surface plate 101 interposed therebetween. Since the upper side of the unloading guide part 301 and the upper side of the polishing apparatus guide part 20 are at the same level, the workpiece batch transfer apparatus 60 moves smoothly between the two.
  • control management device 70 controls the drive unit 309 of the workpiece supply / discharge device 30.
  • the frame portion 307 moves upward in the direction of arrow c (FIG. 15) and stops at a position where the workpiece 2 can be supplied from the loading table 305.
  • the control management device 70 controls the lateral drive device 607.
  • the workpiece batch transfer device 60 moves in the direction of arrow d on the workpiece supply / discharge device 30 side (FIG. 16), that is, moves from the polishing device guide portion 20 to the loading guide portion 304 and stops on the loading table 305. Since the upper side of the loading guide unit 304 and the upper side of the polishing unit guide unit 20 are at the same level, the workpiece batch transfer device 60 moves smoothly between the two.
  • the control management device 70 controls the vertical drive device 608.
  • the attachment / detachment device lifting / lowering unit 606 of the workpiece batch transfer device 60 is lowered (FIG. 11B), and the suction pad of the workpiece attachment / detachment device 605 comes into contact with the workpiece 2 of the loading table 305.
  • the control management device 70 controls the electromagnetic valve 609 so that all the workpieces 2 are attracted to the suction pad of the workpiece attaching / detaching device 605 at a time.
  • the control management device 70 positions the loading table 305 in advance, and the workpiece of the loading table 305 and the suction pad of the workpiece attaching / detaching device 605 are in contact with each other at the center of all the workpieces 2. Thereby, the suction pad of the workpiece attaching / detaching device 605 reliably sucks the workpiece 2.
  • control management device 70 controls the vertical drive device 608.
  • the attachment / detachment device lifting / lowering unit 606 of the workpiece batch transfer device 60 is lifted, and the workpiece batch transfer device 60 can move together with the workpiece 2 adsorbed by the workpiece attachment / detachment device 605 (state shown in FIG. 16).
  • the control management device 70 controls the lateral drive device 607.
  • the workpiece batch transfer device 60 moves laterally in the direction of arrow e (FIG. 15) on the polishing device 10 side, and stops at a position between the lower surface plate 101 and the upper surface plate 102.
  • the workpiece batch transfer device 60 can supply the workpiece 2 to the workpiece carrier 108 of the polishing device 10.
  • control management device 70 controls the drive unit 309 of the workpiece supply / discharge device 30.
  • the frame portion 307 descends in the direction of arrow f (FIG. 14) and stops at a position where the workpiece 2 can be discharged onto the unloading table 302 (state of FIG. 14).
  • the control management device 70 controls the vertical drive device 608.
  • the attachment / detachment device lifting / lowering unit 606 of the workpiece batch transfer device 60 is lowered (FIG. 11B).
  • the workpiece 2 enters the workpiece holding holes of the workpiece carrier 108.
  • the control management device 70 controls the electromagnetic valve 609, and the suction pad of the workpiece attaching / detaching device 605 stops the suction. All the workpieces 2 released from the suction pads of the workpiece attaching / detaching device 605 are placed in the workpiece holding holes 108 a of the workpiece carrier 108. Since the work carrier 108 is positioned so that the positions of the work placing portion of the loading table 305 and the work holding hole 108a of the work carrier 108 all coincide with each other, the work 2 is reliably installed in the work holding hole 108a. .
  • control management device 70 controls the vertical drive device 608.
  • the attachment / detachment device lifting / lowering unit 606 of the workpiece collective conveyance device 60 is raised, and the workpiece collective conveyance device 60 is movable (state shown in FIG. 14).
  • frame part lowering operation and the workpiece placement operation may be performed simultaneously from the viewpoint of time reduction.
  • control management device 70 controls the lateral drive device 607.
  • the workpiece batch transfer device 60 moves in the direction of the arrow g on the workpiece supply / discharge device 30 side (FIG. 17), that is, moves from the polishing device guide portion 20 to the unloading guide portion 301 and stops on the unloading table 302. .
  • the loading for loading the workpiece onto the polishing apparatus 10 is like this.
  • polishing by the polishing apparatus 10 is performed.
  • the control management device 70 controls the solenoid valve 120 so as to discharge air to the main cylinder 111.
  • the upper surface plate 102 descends and comes into close contact with the work 2.
  • polishing is possible (state shown in FIG. 13).
  • the polishing apparatus 10 starts polishing the workpiece 2.
  • the control management device 70 performs control, and the lower surface plate 101, the upper surface plate 102, the sun gear 105, and the internal gear 107 are appropriately rotated, and the workpiece is polished.
  • the workpiece supply / discharge device 30 is in a state in which the workpiece 2 can be supplied from the workpiece storage unit 50 to the loading table 305. Therefore, the loading robot 402 supplies the workpiece 2 to the loading table 305 during polishing. Since the polishing and the supply of the workpiece from the workpiece storage unit 50 are performed at the same time, it contributes to a reduction in time. Since polishing takes time, the supply of the work from the work storage unit 50 is completed by the end of the polishing. Then, it is assumed that the polishing is completed.
  • the control management device 70 controls the solenoid valve 120 so that air enters the main cylinder 111.
  • the upper surface plate 102 starts to rise in the direction of the arrow h (FIG. 17) and rises to a position higher than the polishing apparatus guide portion 20. Thereby, the path
  • control management device 70 controls the lateral drive device 607.
  • the workpiece batch transfer device 60 moves laterally from the unloading guide portion 301 to the polishing device guide portion 20 in the direction of arrow b on the polishing device 10 side (FIG. 14), and between the lower surface plate 101 and the upper surface plate 102. Stop at the position of.
  • the control management device 70 controls the vertical drive device 608.
  • the attachment / detachment device lifting / lowering unit 606 of the workpiece batch transfer device 60 is lowered (FIG. 11B).
  • the suction pad of the workpiece attaching / detaching device 605 comes into contact with the workpiece 2 in each workpiece holding hole 108a of the workpiece carrier 108.
  • the control management device 70 controls the electromagnetic valve 609 so that all the workpieces 2 are attracted to the suction pad of the workpiece attaching / detaching device 605 at a time.
  • the workpiece carrier 108 is positioned so that all the positions of the suction pad of the workpiece attaching / detaching device 605 and the workpiece holding hole 108a of the workpiece carrier 108 coincide with each other. Thereby, the workpiece
  • control management device 70 controls the vertical drive device 608.
  • the attachment / detachment device lifting / lowering unit 606 of the workpiece batch transfer device 60 is raised (state shown in FIG. 14).
  • the workpiece batch transfer device 60 is movable together with the workpiece 2 attracted to the workpiece attaching / detaching device 605.
  • control management device 70 controls the lateral drive device 607.
  • the workpiece batch transfer device 60 moves in the direction of arrow g on the workpiece supply / discharge device 30 side (FIG. 17), that is, moves laterally from the polishing device guide portion 20 to the unloading guide portion 301 and stops on the unloading table 302. To do.
  • the control management device 70 controls the vertical drive device 608.
  • the attachment / detachment device lifting / lowering unit 606 of the workpiece batch transfer device 60 is lowered (FIG. 11B).
  • the workpiece 2 enters the workpiece placement portion 302a of the unloading table 302.
  • the control management device 70 controls the electromagnetic valve 609 to stop the adsorption. All the workpieces 2 are released from the suction pads of the workpiece attaching / detaching device 605 and placed on the unloading table 302.
  • the unloading table 302 is positioned so that all the positions of the workpiece placing portion 302a of the unloading table 302 and the workpiece holding hole 108a of the workpiece carrier 108 coincide with each other. As a result, the workpiece 2 is reliably placed on the workpiece placement portion 302a.
  • control management device 70 controls the vertical drive device 608.
  • the attachment / detachment device lifting / lowering unit 606 of the workpiece batch transfer device 60 is raised.
  • the workpiece batch transfer device 60 becomes movable (state shown in FIG. 17). Unloading is performed in this way.
  • Such a polishing system of the present invention has the following advantages.
  • (1) The workpiece transfer device sequentially supplies a plurality of workpieces from the workpiece storage unit onto the loading table of the workpiece supply / discharge device, and sequentially transfers the plurality of workpieces from the unloading table of the workpiece supply / discharge device to the workpiece storage unit.
  • the workpiece is discharged.
  • a series of processes can be automated.
  • the workpiece batch transfer device is a system that feeds and discharges all workpieces at once. As a result, the supply / discharge time can be greatly shortened, and the tact time is shortened compared to the conventional apparatus.
  • the robot trajectories overlap each other, so that it is necessary to widen them in the front-rear direction (vertical direction with respect to the paper surface in FIG. 3).
  • the table units are stacked in the vertical direction, and a handling device is provided for each table that differs vertically. Even if the trajectories of the handling devices overlap when viewed from the plane, an actual interference situation does not occur. Thereby, the width can be shortened particularly in the front-rear direction, and the area occupied by the apparatus can be remarkably reduced. Many devices can be installed in the same area.
  • the batch-type workpiece batch transfer device is supported by a pair of opposing rail-shaped guide portions (a polishing device guide portion 20, an unloading guide portion 301, and a loading guide portion 302) and moves laterally.
  • the structure This (A) The occupied area of the guide portion is reduced, and a highly rigid guide portion can be obtained. (B) Since the workpiece batch transfer device is supported by a portal-type high-rigidity rail, there is almost no concern that the positioning accuracy will be reduced.
  • the conventional device has a cantilever arm structure that has positioning accuracy due to deflection deformation due to its own weight, etc.) There was a concern about the decline.) Multiple workpieces can now be transported accurately (on the loading table ⁇ on the surface plate ⁇ on the unloading table, and on the loading table ⁇ on the surface plate ⁇ on the loading table).
  • the polishing system according to the present invention as described above is particularly suitable for polishing a workpiece such as a hard disk substrate, a silicon wafer, or a transparent glass substrate.
  • Polishing system 10 Polishing apparatus 101: Lower surface plate 102: Upper surface plate 103: Base portion 104: Base portion 105: Sun gear 106: Center drum 107: Internal gear 108: Work carrier 108a: Work holding hole 109: Post 110: Column 111: Main cylinder 112: Shaft 113: Universal joint 114: Upper surface plate suspension plate 115: Upper surface plate support portion 116: Upper surface plate rotation drive portion 117: Lower surface plate rotation drive portion 118: Sun gear rotation drive portion 119: Internal Lugear rotation drive unit 120: Solenoid valve 20: Polishing device guide unit 30: Workpiece feeding / discharging device 301: Unloading guide unit 302: Unloading table 302a: Work placement unit 303: Unloading table rotation drive unit 304: Loading guide section 305: Loading Table 306: loading table rotation driving unit 307: Frame 308: the lifting mechanism 309: Drive unit 310: Outer frame 40: Work transfer device 401: Unloading robot 402: Loading

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Abstract

　省スペース、生産性の向上、合わせて設備費用の低減に寄与する研磨システムを提供する。　ワーク一括搬送装置（６０）がワークを研磨装置（１０）へローディングする時に、ワーク給排装置（３０）がローディング用テーブル（３０５）を上昇させて研磨装置用ガイド部（２０）とローディング用ガイド部（３０４）とを隣接させることでワーク一括搬送装置（６０）がこれらガイド部を移動できる状態とし、ワーク搬送装置（６０）がローディング用テーブル（３０５）上の全てのワークを一括して保持して研磨装置（１０）のワークキャリアへ搬送するようにして、ローディング時間を大幅に短縮した研磨システム（１）とした。

Description

研磨システム
　本発明は、研磨装置に対して複数ワークの高速な給排を行う研磨システムに関する。
　研磨システムは、ローディング（供給）と、アンローディング（排出）と、を行う。ローディングは、ワークの研磨前において、定盤上に複数のワークを配置することである。また、アンローディングは、ワークの研磨後において、複数のワークを全て回収することである。このようなワークの給排（ローディング＆アンローディング）は、従来では人手により行っていた。具体的には、ローディングは、ワークの研磨前において、ワークを一枚ずつ手で配置することにより行われていた。また、アンローディングは、ワークの研磨後において、ワークを一枚ずつ手で回収することにより行われていた。そして、このワークの給排は、現在でも、作業員の人手により行われることが多い。
　そこで、ローディングおよびアンローディングを行う様々な形態の自動化システム（Automatic Loading & Un-loading System）が提案されてきた。このような自動化システムは、履歴監理の推進、生産性の向上、および、人手による汚染等の回避などを可能にする。例えば、以下の（１）～（４）の形態の自動化システムが知られている。
（１）１キャリア分のワークがテーブル等に整列した状態で配置される。そして、１キャリア分のワークが、定盤上のキャリアのワーク保持孔内へ一括して移送される。また、加工後で定盤上にある１キャリア分のワークが一括して排出される。
（２）ワークが配置されているキャリアがテーブル等に整列した状態で配置される。そして、ワークが配置されたキャリアが一括して定盤上へ移送される。
　キャリアを移送する装置構造は、一般的に、煩雑・コスト高となるため、このような装置構造の採用は困難である。しかしながら、（１）のように、研磨機の定盤上のキャリアのワーク保持孔内に、ロボットハンド等の搬送装置が、ワークを確実に嵌合させることは技術的に難易度が高い。そこで（２）が検討された。
（３）１バッチ分のワークがテーブル等へ整列した状態で配置される。そして、１バッチ分のワークが、定盤上のキャリアのワーク保持孔内へ一括して移送される。
（４）１バッチ分のワークが配置されているキャリアがテーブル等へ整列した状態で配置される。そして、１バッチ分のワークが配置されているキャリアが一括して移送される。
　なお、これら（３），（４）のような方式は、ワークが比較的小さく１回の加工枚数（１バッチ数）が非常に多い場合（５０枚から１００枚あるいはそれ以上の場合）に、採用される。
　さて、上記のようなローディングを行う研磨装置の具体的な従来技術としては、例えば、特許文献１（特開昭６１－２４１０６０号公報、発明の名称「平面自動研磨装置」）に記載の発明が知られている。特許文献１に記載の平面自動研磨装置は、上記の（２）に相当するものである。この平面自動研磨装置は、詳しくは、１キャリア毎にワークとキャリアとを一括給排する自動化システムであり、１台のロボットにより同じ給排場所で給排を行う。
　また、ローディングを行う研磨装置の他の具体的な従来技術としては、例えば、特許文献２（特開平０４－０１３５５３号公報、発明の名称「研磨方法及び研磨装置」）に記載の発明が知られている。特許文献２に記載の研磨装置は、上記の（３）に相当するものである。この研磨装置は、詳しくは、磁気ディスク用アルミ基板のワークの一括（バッチ毎）給排を行う自動研磨システム装置である。ワークの給排の時間が短縮されるため、生産性は大きく向上する。
　また、ローディングを行う研磨装置の他の具体的な従来技術としては、例えば、特許文献３（特開２００６－２４７７６２号公報、発明の名称「ワークの製造方法およびワークの製造装置」）に記載の発明が知られている。特許文献３に記載の製造装置は、上記の（４）に相当するものである。この製造装置は、詳しくは、１キャリアを整列する置き場、および、これらを１バッチ分整列する置き場、を有し、これらワークを一括して研磨装置へ搬送し加工する装置である。この製造装置は、磁気ディスク基板等のワーク加工枚数が多くなっても、研磨加工を連続して行うことができる。
特開昭６１－２４１０６０号公報 特開平０４－０１３５５３号公報 特開２００６－２４７７６２号公報
　しかしながら、上記した従来技術では何れも問題点を有するものであった。
　例えば、引用文献１に記載の平面自動研磨装置は、１台のロボットが同じ給排場所で給排を行うため、能率がよくないという問題を有するものであった。また、ロボットアームがキャリアとワークを一括して排出し、加工済みのワークをキャリアから排出し、このキャリアに未加工のワークを配置し、そしてロボットアームがキャリアとワークを定盤上へ一括して載置する。したがって、この平面自動研磨装置は、アンローディングとローディングとに多くの時間を要するという問題を有するものであった。さらに、この平面自動研磨装置は、加工済みのワークの排出作業が終了するまでワークの供給ができず、この分だけ加工開始時間が遅れ、全体の生産性が低いという問題を有するものであった。
　また、引用文献２に記載の研磨装置は、占有面積が大きいため、一括搬送装置も複数必要となり、設備費用が大きくなるという問題を有するものであった。また、この研磨装置は、ハンドリング装置を多数搭載している。しかしながら、設備費用低減の観点から、ハンドリング装置を少なくしたいという要請があった。
　また、引用文献３に記載の製造装置は、占有面積が非常に大きく、場所的な制約があるところでは採用ができないという問題を有するものであった。また、この製造装置は、搬送装置が多数必要となり、設備費用が大きくなるという問題を有するものであった。
　これら引用文献２あるいは引用文献３の従来技術は、生産性の向上を図る自動化システムであるが、いずれも、給排用装置の設置に大きなスペースを要すると同時に、設備費用が高くなるという問題があった。生産性の向上と省スペース化および設備費用の低減とを合わせて実現することにより自動化システムの普及を図りたいという要請があった。
　そこで、本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、省スペース、生産性の向上、および、設備費用の低減に寄与する研磨システムを提供することにある。
　本発明の研磨システムは、
　複数のワークを保持するキャリアを円周状に複数個配置して、一括して研磨加工を行う研磨装置と、
　前記研磨装置に隣接して、前記研磨装置上のすべての加工ワークと同一の配置で未加工ワークを配置するためのローディング用テーブルと、研磨加工後のすべてのワークを載置するためのアンローディング用テーブルと、を上下に配置して全体が昇降機能を有するワーク給排装置と、
　前記研磨装置と前記ワーク給排装置間でワークを一括して移送するワーク一括搬送装置と、
　前記ワーク一括搬送装置の移動用ガイド部材として、研磨装置の研磨定盤を挟んで対向する一対の研磨装置用ガイド部と、
　前記ローディング用テーブルを挟んで対向する一対のローディング用ガイド部と、
　前記アンローディング用テーブルを挟んで対向する一対のアンローディング用ガイド部と、
　を備える。
　そして、好ましくは、
　前記ワーク一括搬送装置が未加工ワークを研磨装置へ載置するローディング時には、
　ワーク給排装置がローディング用テーブルを昇降させて研磨装置用ガイド部とローディング用ガイド部とを隣接あるいは連結させ、
　ワーク一括搬送装置がローディング用テーブル上の全ての未加工ワークを一括して保持して研磨装置のワークキャリア上へ搬送してすべてのキャリア穴へワークを載置し、
　また、
　前記ワーク一括搬送装置が加工済みワークを研磨装置から取り出すアンローディング時には、
　ワーク給排装置がアンローディング用テーブルを昇降させて研磨装置用ガイド部とアンローディング用ガイド部とを隣接あるいは連結させ、
　ワーク一括搬送装置が研磨装置のワークキャリア上の全ての加工済みワークを一括して保持してアンローディング用テーブルへ搬送するような研磨システムとする。
　さらに、好ましくは、
　複数のワークを収容するワーク収容部と、
　ワーク収容部とワーク給排装置との間でワークの給排を行うワーク移載装置と、
　をさらに備え、
　ワーク移載装置は、ワークの研磨中にワーク収容部からワーク給排装置のローディング用テーブル上へ順次複数のワークを供給し、並行して、ワーク給排装置のアンローディング用テーブル上からワーク収容部へ順次複数のワークを排出する研磨システムとする。
　さらに、好ましくは、
　ワーク一括搬送装置は、１回分の全ての加工ワークを把持する複数の把持装置を定盤上のすべてのワークキャリア、ローディング用テーブルおよびアンローディング用テーブルの全てのワーク収納位置に対応した位置の真上に配置し、全てのワークを一括して給排するための昇降機構と、ローディング用ガイド部と研磨装置用ガイド部間およびアンローディング用ガイド部と研磨装置用ガイド部間をそれぞれ横行する機構を有する研磨システムとする。
　このような本発明によれば、省スペース、生産性の向上、および、設備費用の低減に寄与する研磨システムを提供することができる。
本発明を実施するための形態の研磨システムのシステム構成図である。 本発明を実施するための形態の研磨システムの側面から視たシステム概念図である。 本発明を実施するための形態の研磨システムの平面から視たシステム概念図である。 本発明を実施するための形態の研磨システムの制御系ブロック図である。 研磨装置の側面図である。 研磨装置を上から視た平面図である。 上定盤から上の構成を取り去った研磨装置を上から視た図である。 ワーク移載装置およびワーク収容部の説明図である。 ワーク一括搬送装置の平面図である。 ワーク一括搬送装置の側面図である。 ワークとの対応関係の説明を含むワーク一括搬送装置の平面図である。 ワーク一括搬送装置の正面図である。 研磨装置用ガイド部とローラとの位置関係を説明するワーク一括搬送装置の側面図である。 研磨装置用ガイド部とローラとの位置関係を説明するワーク一括搬送装置のＡ－Ａ矢視図である。 ワーク一括搬送装置のＡ部拡大図である。 ワーク一括搬送装置の着脱装置昇降部の上昇状態を示す図である。 ワーク一括搬送装置の着脱装置昇降部の下降状態を示す図である。 他のワーク一括搬送装置の着脱装置昇降部の上昇状態を示す図である。 他のワーク一括搬送装置の着脱装置昇降部の下降状態を示す図である。 本発明を実施するための形態の研磨システムのワーク供給・収容の一連の動作説明図である。 本発明を実施するための形態の研磨システムのワーク供給・収容の一連の動作説明図である。 本発明を実施するための形態の研磨システムのワーク供給・収容の一連の動作説明図である。 本発明を実施するための形態の研磨システムのワーク供給・収容の一連の動作説明図である。 本発明を実施するための形態の研磨システムのワーク供給・収容の一連の動作説明図である。
　続いて、本発明を実施するための形態の研磨システム１について、図１～図１２を参照しつつ説明する。研磨システム１は、ワーク２を平面加工する装置である。研磨システム１は、外観上は図１で示すように、研磨装置１０、研磨装置用ガイド部２０、ワーク給排装置３０、ワーク移載装置４０、ワーク収容部５０を備える。
　そして、研磨システム１では、内部を透視した図２，図３で示すように、左側から研磨装置１０、研磨装置用ガイド部２０、ワーク給排装置３０、ワーク移載装置４０、ワーク収容部５０が、並べられて配置されている。さらに、研磨システム１では、ワーク一括搬送装置６０が、研磨装置１０とワーク給排装置３０との間でワークを搬送するようになされている。これら各部は、図４で示すように、制御管理装置７０で制御される。
　このような研磨システム１では、後に詳述するが、ワーク移載装置４０がワーク収容部５０からワーク２を取り出して、ワーク給排装置３０にワークを供給する。ワーク給排装置３０では、ローディング用テーブル３０５に複数のワーク２が配置される。このローディング用テーブル３０５のワークの位置は、研磨装置１０のワークキャリア１０８におけるワーク保持予定位置と同じ位置になる。そして、ワーク一括搬送装置６０が、上昇したローディング用テーブル３０５上の複数のワーク２を保持し、研磨装置用ガイド部２０に沿ってワーク一括搬送装置６０が移動し、研磨装置１０にこれら複数のワーク２を供給する。また、研磨終了後には逆動作にてワーク２を排出するというものである。
　続いて各構成について説明する。まず、研磨装置１０について図を参照しつつ説明する。研磨装置１０は、ワーク２の表裏両面を研磨する装置であり、図５，図６Ａ，図６Ｂで示すように、下定盤１０１、上定盤１０２、ベース部１０３、台座部１０４、サンギア１０５、センタードラム１０６、インターナルギア１０７、ワークキャリア１０８、支柱１０９、コラム１１０、メインシリンダー１１１、シャフト１１２、自在継手１１３、上定盤吊り板１１４、上定盤支持部１１５を備えている。
　続いて各構成について説明する。
　下定盤１０１は、図５，図６Ｂで示すように、環状円板であり、上面にワーク２を研磨するラップ面／ポリッシュ面を有する。なお、下定盤１０１の上面に図示しない研磨布を貼り付け、研磨布によりワークを研磨するようにしても良い。
　上定盤１０２は、図５，図６Ａで示すように、環状円板であり、下面にワーク２を研磨するラップ面／ポリッシュ面を有する。なお、上定盤１０２の下面に図示しない研磨布を貼り付け、研磨布によりワークを研磨するようにしても良い。
　ここに下定盤１０１および上定盤１０２は、共通回転軸を回転中心として回転するように支持される。
　ベース部１０３は、床面に固定される堅牢な構造体であり、重量物を支持することができる。
　台座部１０４は、ベース部１０３上に設けられている。台座部１０４の内部では下盤１０１を回転可能に支持している。この下定盤１０１は、下定盤回転駆動部１１７（図４）により駆動力（図４の白矢印）が付与され、回転駆動される。
　サンギア１０５は、外周側に歯が形成されており、図６Ｂで示すように、下定盤１０１の内周側（中心側）に配置されている。サンギア１０５は、サンギア回転駆動部１１８（図４）によりに駆動力（図４の白矢印）が付与され、回転駆動される。
　センタードラム１０６は、図５，図６Ｂで示すように円柱体であり、下定盤１０１および上定盤１０２の中央孔をセンタードラム１０６が貫通する。上定盤１０２の中央孔からはセンタードラム１０６が突き出た状態となる。後述するメインシリンダー１１１により上定盤１０２を下降させると上定盤１０２の中央の孔部にセンタードラム１０６が貫通し、連結機構により上定盤１０２とセンタードラム１０６とが連結される構造となっている。センタードラム１０６は、上定盤回転駆動部１１６（図４）により駆動力（図４の白矢印）が付与され、回転駆動される。そして、センタードラム１０６および連結機構を介して上定盤１０２が回転駆動される。
　インターナルギア１０７は、内周側（中心側）に向けて歯が形成されており、図６Ｂで示すように、下定盤１０１の外周側に配置されている。インターナルギア１０７は、インターナルギア回転駆動部１１９（図４）により駆動力（図４の白矢印）が付与され、回転駆動される。
　そして、下定盤１０１、上定盤１０２、サンギア１０５、および、インターナルギア１０７という四軸はそれぞれが独立して回転する。
　ワークキャリア１０８は、図５，図６Ｂで示すように、下定盤１０１上に配置されている。ワークキャリア１０８は、歯車が外周に形成されており、サンギア１０５およびインターナルギア１０７に噛み合う。ワークキャリア１０８においてワーク２を保持するワーク保持孔１０８ａ（図６Ｂ）が形成される。ワークキャリア１０８はワークに応じて各種用意されている。例えば、１個のワークキャリア１０８に１個のワーク保持孔が形成されるものや、または、複数個のワーク保持孔が形成されるものである。本形態では、図６Ｂでも明らかなように、例示的に４個のワーク保持孔１０８ａを備えるワークキャリア１０８を説明する。そして、このようなワークキャリア１０８は、複数個（本形態では例示的に５個）配置されるものとして説明する。本形態ではワークは２０個配置されることとなる。なお、ハードディスク用の比較的小径のワークでは１個のワークキャリア１０８に２０個程度のワーク保持孔が形成されるものもある。
　支柱１０９は、二本設けられており、下定盤１０１の直径方向で両対向位置にてベース部１０３から立設されている。後述するが、図３にも示すように、移動するワーク一括搬送装置６０と干渉しないようにするため、研磨装置用ガイド部２０の外側に配置される。
　コラム１１０は、二本の支柱１０９に渡されて配置される支持部材である。
　メインシリンダー１１１は、図５にも示すように、コラム１１０に固定されて上定盤１０２の上側に配置されている。メインシリンダー１１１は、シャフト１１２に対し上下方向の昇降力を付与する機能を有している。メインシリンダー１１１は、電磁弁１２０（図４）によりエア（図４の黒矢印）が流入すると上昇するようになされ、昇降駆動される。
　シャフト１１２は、メインシリンダー１１１により昇降するように構成されており、先端で自在継手１１３を介して上定盤吊り板１１４と連結される。
　自在継手１１３は、シャフト１１２と上定盤吊り板１１４との間に介在して設けられている。自在継手１１３は、シャフト１１２を支軸として上定盤吊り板１１４が回転自在となるように支持し、上定盤吊り板１１４を三次元方向に移動可能に支持する。
　上定盤吊り板１１４は、堅牢な板体である。
　上定盤支持部１１５は、上定盤吊り板１１４と上定盤１０２との間に複数本設けられる。これら上定盤支持部１１５は、平面から視ると円上に等角間隔で設けられる。上定盤支持部１１５は、上定盤吊り板１１４および上定盤１０２に図示しないボルトで連結固定されている。上定盤吊り板１１４、上定盤支持部１１５、および、上定盤１０２は、一体に移動することになる。
　これら下定盤１０１、上定盤１０２、サンギア１０５、インターナルギア１０７は、図４に示すように、それぞれ、上定盤回転駆動部１１６、下定盤回転駆動部１１７、サンギア回転駆動部１１８、インターナルギア回転駆動部１１９により回転が制御される。そして、これら各駆動部が接続される制御管理装置７０は、各駆動部に対して回転方向・回転速度の制御を行い、ワークに対し最適なラッピング・ポリッシングを行う。研磨装置１０はこのようなものである。
　続いて研磨装置用ガイド部２０について説明する。研磨装置用ガイド部２０は、図２，図３，図１０Ｂからも明らかなように、２枚の板体を研磨装置１０のベース部１０３から立設させたものである。後述するが、この２枚の研磨装置用ガイド部２０は、ワーク一括搬送装置６０が移動する際に、ワーク一括搬送装置６０を円滑に誘導する機能を有している。２枚の研磨装置用ガイド部２０は、図１，図３でも明らかなように、下定盤１０１の外周から外側にあって、かつ二本の支柱１０９の内側に配置されている。
　続いて、ワーク給排装置３０について説明する。ワーク給排装置３０は、図２，図３で示すように、アンローディング用ガイド部３０１、アンローディング用テーブル３０２、アンローディング用テーブル回転駆動部３０３、ローディング用ガイド部３０４、ローディング用テーブル３０５、ローディング用テーブル回転駆動部３０６、フレーム部３０７、昇降機構３０８、駆動部３０９、外側フレーム３１０（図３）を備えている。
　アンローディング用ガイド部３０１は、２枚の板体からなるものである。アンローディング用ガイド部３０１は、図３で示すように、アンローディング用テーブル３０２を挟んで平行に対向した状態で配置され、フレーム部３０７の上側に固定される。後述するが、このアンローディング用ガイド部３０１は、ワーク一括搬送装置６０が移動する際に、ワーク一括搬送装置６０を誘導する機能を有している。アンローディング用ガイド部３０１は、二枚の研磨装置用ガイド部２０と幅が一致するように配置されている。また、アンローディング用ガイド部３０１は、ワーク一括搬送装置６０が滑らかに移動できるように二枚の研磨装置用ガイド部２０と高さも一致するように配置される。
　アンローディング用テーブル３０２は、図３でも明らかなように、複数枚のワークを所定位置に配置するための窪みである多数のワーク置き部３０２ａを有する。アンローディング用テーブル３０２は、フレーム部３０７の上側に配置されている。このワーク置き部３０２ａにワーク２を配置すると、収容する研磨装置１０のワークキャリア１０８におけるワーク保持予定位置と予め同じ位置になるようにワークが配置される。アンローディング用テーブル３０２は、研磨装置１０上のワークキャリア１０８のワーク保持孔の配置と同一の配置にワークを整列する収納構造を持っている。
　アンローディング用テーブル回転駆動部３０３は、図４に示すように、駆動力（図４の白矢印）をアンローディング用テーブル３０２に付与し、アンローディング用テーブル３０２をテーブル中心軸周りに任意の角度に位置決めする機能を有する。このアンローディング用テーブル回転駆動部３０３には制御管理装置７０が接続されており、この制御管理装置７０の制御によりアンローディング用テーブル３０２の位置決め制御がなされる。
　ローディング用ガイド部３０４は、アンローディング用ガイド部３０１と同様に、２枚の板体からなるものである。ローディング用ガイド部３０４は、ローディング用テーブル３０５を挟んで平行に対向した状態であって、フレーム部３０７の下側に固定される。後述するが、この２枚のローディング用ガイド部３０４は、ワーク一括搬送装置６０が移動する際に、ワーク一括搬送装置６０を誘導する機能を有している。２枚のローディング用ガイド部３０４は、二枚の研磨装置用ガイド部２０と幅が一致するように配置されている。また、ワーク一括搬送装置６０が滑らかに移動できるように研磨装置用ガイド部２０と高さも一致するように配置される。
　ローディング用テーブル３０５は、アンローディング用テーブル３０２と同様に、複数枚のワークを所定位置に配置するための窪みである多数のワーク置き部を有する。ローディング用テーブル３０５は、フレーム部３０７の下側に配置されている。このワーク置き部にワーク２を配置すると、収容する研磨装置１０のワークキャリア１０８におけるワーク保持予定位置と予め同じ位置になるようにワークが配置される。ローディング用テーブル３０５は、研磨装置１０のワークキャリア１０８のワーク保持孔の配置と同一の配置にワークを整列する収納構造を持っている。
　ローディング用テーブル回転駆動部３０６は、図４に示すように、駆動力（図４の白矢印）をローディング用テーブル３０５に付与し、ローディング用テーブル３０５をテーブル中心軸周りに任意の角度に位置決めする機能を有する。このローディング用テーブル回転駆動部３０６には制御管理装置７０が接続されており、この制御管理装置７０の制御によりローディング用テーブル３０５の位置決め制御がなされる。
　フレーム部３０７は、アンローディング用ガイド部３０１、アンローディング用テーブル３０２、アンローディング用テーブル回転駆動部３０３、ローディング用ガイド部３０４、ローディング用テーブル３０５、ローディング用テーブル回転駆動部３０６を一体に保持する共通の構造体である。このようにワーク給排装置３０では、ローディング用テーブル３０５とアンローディング用テーブル３０２を上下に重ねた配置としている。フレーム部３０７は、例えばリニアガイド部などである昇降ガイド部により上下方向に昇降するように機械的に支持されている。
　昇降機構３０８は、フレーム部３０７を昇降させる機能を有する機構系である。
　駆動部３０９は、例えばモータなどであり、図４で示すように、昇降機構３０８を介して駆動力（図４の白矢印）を与えてフレーム部３０７を昇降させる。この駆動部３０９には制御管理装置７０が接続されており、この制御管理装置７０の制御によりフレーム部３０７の昇降駆動がなされる。
　外側フレーム３１０（図３）は、床面に固定される構造体であり、先に説明したリニアガイド部などによる昇降ガイド部などが固定されている。フレーム部３０７は、この外側フレーム３１０に対して上下方向に昇降する構造となっている。
　続いて、ワーク移載装置４０について説明する。
　ワーク移載装置４０は、詳しくは、図２，図３，図７で示すように、アンローディング用ロボット４０１、ローディング用ロボット４０２を備えている。
　アンローディング用ロボット４０１は、３次元ロボットであり、複数枚のワークを収納しているアンローディング用テーブル３０２からそれぞれワークを１枚ずつ取り出す。後述するがこのアンローディング作業をワークの研磨加工中に並行して行うことにより、タクトタイムを短縮することができる。アンローディング用ロボット４０１は、アンローディング用テーブル３０２にて水平に載置されているワークを取り出してワーク収容部５０にて垂直に立てる機能を有している。アンローディング用ロボット４０１は、上下方向としては図２で示すように上側に配置されており、また、前後方向としては図３で示すように奥側に配置されている。アンローディング用テーブル３０２から加工済ワーク用カセット５０１への搬入速度はワーク加工時間などから算出される。この搬入速度を確保できる適当な能力のあるアンローディング用ロボット４０１が選択される。このアンローディング用ロボット４０１には制御管理装置７０（図４）が接続されており、この制御管理装置７０の制御によりアンローディング用ロボット４０１のハンドリング制御がなされる。
　ローディング用ロボット４０２は３次元ロボットであり、複数枚のワークを収納しているカセットからそれぞれワークを１枚ずつ取り出す。これらの作業をワークの研磨加工中に並行して行うことにより、タクトタイムを短縮することができる。ローディング用ロボット４０２は、ワーク収容部５０にて垂直に立てられているワークを取り出してローディング用テーブル３０５にてワークを水平に載置する機能を有している。ローディング用ロボット４０２は上下方向としては図２で示すように下側に配置されており、また、前後方向としては図３で示すように手前側に配置されている。加工前ワーク用カセット５０３からローディング用テーブル３０５への搬入速度はワーク加工時間などから算出される。この搬入速度を確保できる適当な能力のあるローディング用ロボット４０２が選択される。このローディング用ロボット４０２には制御管理装置７０（図４）が接続されており、この制御管理装置７０の制御によりローディング用ロボット４０２のハンドリング制御がなされる。
　続いて、ワーク収容部５０について説明する。ワーク収容部５０は、図２，図３，図７で示すように、加工済ワーク用カセット５０１、中間カセット５０２、加工前ワーク用カセット５０３を備えている。
  加工済ワーク用カセット５０１は、アンローディング用ロボット４０１の付近であってワークアンローディングレベルにあるカセットである。空の加工済ワーク用カセット５０１へ順次ワークが排出されていく。
　加工前ワーク用カセット５０３は、ローディング用ロボット４０２の付近であってワークローディングレベルにあるカセットである。研磨前のワークが搭載された加工前ワーク用カセット５０３からワーク２がローディング用ロボット４０２により取り出され、ワーク給排装置３０へ供給されていく。
　中間カセット５０２は、上下方向で加工済ワーク用カセット５０１と加工前ワーク用カセット５０３との中央位置に位置する。中間カセット５０２は、上のアンワークローディングレベルから降りてきた加工済ワーク用カセット５０１と、下のアンワークローディングレベルから昇ってきた加工前ワーク用カセット５０３と、上のアンワークローディングレベルへ上げる空のカセットと、がある。
　カセット供給時では加工前ワーク用カセット５０３が中間カセットとしてまず配置され、この中間位置からワークローディングレベル（中間位置から下側）へ移動させてカセット充填を行う。
　また、ワーク回収用の空のカセットが中間カセットとしてまず配置され、この中間位置からワークアンローディングレベル（中間位置から上側）へ移動させてカセット充填を行う。
　また、カセット排出時では加工済ワーク用カセット５０１がワークアンローディングレベルから中間位置（上側から中間位置）へ移動され、この中央位置から外側へ移動させてカセット排出を行う。
　これら研磨前ワークが搭載された加工前ワーク用カセット５０３の充填、空カセットの充填、研磨済みワークが搭載された加工済ワーク用カセット５０１の排出のような操作は機械的に行うことも可能である。しかしながら、研磨装置１０による研磨中に短い時間で人手により行うこともできる。
　続いて、ワーク一括搬送装置６０について説明する。ワーク一括搬送装置６０は、さらに、図８Ａ，図８Ｂ，図９Ａ，図９Ｂで示すように、ベース部６０１、水平方向搬送ローラ６０２、姿勢保持ローラ６０３、昇降ガイド部支柱６０４、ワーク着脱装置６０５、着脱装置昇降部６０６を備える。このようなワーク一括搬送装置６０は、定常位置ではアンローディング用テーブル３０２の上側に位置する（図１３参照）。
　続いて、ワーク一括搬送装置６０の詳細について説明する。ワーク一括搬送装置６０は、図１０Ａで示すように、研磨装置用ガイド部２０とアンローディング用ガイド部３０１との間を移動する。そして、フレーム部３０７を上昇させると、ワーク一括搬送装置６０は、研磨装置用ガイド部２０とローディング用ガイド部３０４との間を移動する。
　ワーク一括搬送装置６０は、水平方向搬送ローラ６０２により特に図１０Ｂ，図１０Ｃで示すように、研磨装置用ガイド部２０、アンローディング用ガイド部３０１、ローディング用ガイド部３０４の上辺で支持され、水平移動する。水平方向搬送ローラ６０２は多数配置されており、安定的な移動を確保する。なお、一部の水平方向搬送ローラ６０２にはモータ等の横方向駆動装置６０７（図４参照）により回転駆動されるようになされており、自走式のワーク一括搬送装置６０としている。制御管理装置７０は、横方向駆動装置６０７に回転力（図４の白矢印）を付与するように制御し、ワーク一括搬送装置６０が横方向に駆動される。
　また、姿勢保持ローラ６０３は、特に図１０Ｃで示すように、研磨装置用ガイド部２０、アンローディング用ガイド部３０１、ローディング用ガイド部３０４の側面で支持する。ワーク一括搬送装置６０は、これらガイド部に接触することなく円滑に移動する。姿勢保持ローラ６０３は多数配置されており、安定的な移動を確保する。
　また、ワーク一括搬送装置６０では、昇降ガイド部支柱６０４に沿って着脱装置昇降部６０６が昇降するように機械的に構成されている。着脱装置昇降部６０６は、図４で示すように、上下方向駆動装置６０８により駆動力（図４で示す白矢印）が付与されて昇降駆動されるようになされている。この上下方向駆動装置６０８には制御管理装置７０が接続されており、制御管理装置７０の制御により着脱装置昇降部６０６の昇降駆動がなされる。
　上昇時では図１１Ａで示すように着脱装置昇降部６０６が矢印Ｂ方向に上昇し、ワーク着脱装置６０５も上昇している。
　下降時では図１１Ｂで示すように着脱装置昇降部６０６が矢印Ｃ方向に下降し、ワーク着脱装置６０５も下降している。
　このワーク着脱装置６０５は、詳しくは吸着パッドとしており、着脱装置昇降部６０６とともに昇降するように固定されている。この場合、図４で示すように、真空ポンプに接続される電磁弁６０９からエアチューブを全ての吸着パッドに接続し、電磁弁６０９の開閉によりエアが吸引されるようになされており（図４で示す黒矢印）、吸引か不吸引かが選択される。電磁弁６０９は制御管理装置７０に接続されており、制御管理装置７０の制御により開閉駆動がなされる。
　また、ワーク２にセンターホールを有するような場合には、ワーク着脱装置６０５は吸着パッドに代えて、図１２Ａ，図１２Ｂで示すように、把持アームを採用しても良い。
　上昇時では図１２Ａで示すように着脱装置昇降部６０６が矢印Ｄ方向に上昇し、ワーク着脱装置６０５も上昇している。
　下降時では図１２Ｂで示すように着脱装置昇降部６０６が矢印Ｅ方向に下降し、ワーク着脱装置６０５も下降している。
　このワーク着脱装置６０５でも、エア駆動としている。この場合、真空ポンプに接続される電磁弁６０９からエアチューブを全ての把持アームに接続し、電磁弁６０９の開閉によりエアが吸引されて（図４で示す黒矢印）、把持か不把持かが行われる。例えば吸引時に把持アームが開いて把持するように構成する。図４で示すように、電磁弁６０９は制御管理装置７０に接続されており、制御管理装置７０の制御により開閉駆動がなされる。
　なお、図９Ａで示すように、ワークキャリア１０８上のワークの配置位置、ローディング用テーブル３０５のワークの配置位置およびアンローディング用テーブル３０２のワークの配置位置、ワーク着脱装置６０５の配置位置はそれぞれ同じ箇所に位置しており、ローディング用テーブル３０５上のワーク配置位置の全てのワーク２はワーク着脱装置６０５によりワーク２の中央付近で保持される。同様にワーク着脱装置６０５により中央付近で把持されるワーク２は、アンローディング用テーブル３０２のワークの配置位置に設置される。
　ワーク一括搬送装置６０はこのようなものである。
　続いて、研磨装置システムによる給排について図１３～図１７を参照しつつ説明する。なお、これら図では装置の移動を理解し易くするため、敢えて研磨装置用ガイド部２０の中が見える透視図として図示している。
　まず、前提として研磨前ワークが搭載された加工前ワーク用カセット５０３が、ワーク収納装置５０のローディングレベルに配置されている。また、空のカセットである加工済ワーク用カセット５０１が、ワーク収納装置５０のアンローディングレベルに配置されている。また、図１３で示すように、研磨装置１０では加工前であって上定盤１０２が下降状態である。また、ワーク給排装置３０では、フレーム部３０７が下降状態でローディング用テーブル３０５へワーク２がローディング可能となっている。また、アンローディング用テーブル３０２やローディング用テーブル３０５にはワーク２が配置されていない最初の状態であるものとする。
　まず研磨装置１０へワークを搭載するローディングを行う。
　最初にローディング用テーブル３０５にワーク２のローディングを行う。
　制御管理装置７０はローディング用ロボット４０２を制御し、ローディング用ロボット４０２はローディング用テーブル３０５に順次ワーク２のローディングを行う。図３で示すように近接する１のワークキャリア用の４個のワークの配置終了後に、制御管理装置は、ローディング用テーブル回転駆動部３０６を制御してローディング用テーブル３０５を回転させ、空のワーク置き部をローディング位置まで回転させる。ローディング用ロボット４０２は、空のワーク置き部に新しい未加工のワークを載置する。以下、同様のローディングを行っていき、最終的に全てのワークがワーク置き部上にローディングされる。
　続いて、制御管理装置７０は、メインシリンダー１１１にエアを入れるように電磁弁１２０を制御する。上定盤１０２は矢印ａ方向（図１４）に上昇を開始する。そして、上定盤１０２は、研磨装置用ガイド部２０の上端よりも高い位置に上昇する。これにより、ワーク一括搬送装置６０の経路が確保される。
　続いて、制御管理装置７０は、横方向駆動装置６０７を制御する。ワーク一括搬送装置６０は、研磨装置１０側の矢印ｂ方向（図１４）、つまりアンローディング用ガイド部３０１から研磨装置用ガイド部２０へ横移動し、下定盤１０１と上定盤１０２との間の位置で停止する。これによりワーク給排装置３０のフレーム部３０７は、上昇可能な状態になる。研磨装置１０には、先に説明したように、研磨装置用ガイド部２０が配置されている。研磨装置用ガイド部２０は、下定盤１０１を挟んで一対の平行なガイド部レールである。アンローディング用ガイド部３０１の上辺と研磨装置用ガイド部２０の上辺とは高さが同じレベルであるため、ワーク一括搬送装置６０は、両者間を円滑に移動する。
　続いて、制御管理装置７０は、ワーク給排装置３０の駆動部３０９を制御する。フレーム部３０７は矢印ｃ方向（図１５）に上昇し、ローディング用テーブル３０５からワーク２を供給可能とする位置で停止する。
　続いて、制御管理装置７０は、横方向駆動装置６０７を制御する。ワーク一括搬送装置６０は、ワーク給排装置３０側の矢印ｄ方向（図１６）、つまり研磨装置用ガイド部２０からローディング用ガイド部３０４へ横移動し、ローディング用テーブル３０５の上で停止させる。ローディング用ガイド部３０４の上辺と研磨装置用ガイド部２０の上辺とは高さが同じレベルであるため、ワーク一括搬送装置６０は、両者間を円滑に移動する。
　続いて、制御管理装置７０は、上下方向駆動装置６０８を制御する。ワーク一括搬送装置６０の着脱装置昇降部６０６は下降し（図１１Ｂ）、ローディング用テーブル３０５のワーク２にワーク着脱装置６０５の吸着パッドが接する状態となる。その後に制御管理装置７０は、電磁弁６０９を制御してワーク着脱装置６０５の吸着パッドに全てのワーク２を一時に吸着させる。制御管理装置７０は、ローディング用テーブル３０５の予め位置決めを行っており、ローディング用テーブル３０５のワークとワーク着脱装置６０５の吸着パッドとは全てのワーク２の中央で接する。これにより、ワーク着脱装置６０５の吸着パッドは、ワーク２を確実に吸着する。
　続いて、制御管理装置７０は、上下方向駆動装置６０８を制御する。ワーク一括搬送装置６０の着脱装置昇降部６０６は上昇し、ワーク着脱装置６０５に吸着されたワーク２とともにワーク一括搬送装置６０が移動可能な状態（図１６の状態）となる。
　続いて、制御管理装置７０は、横方向駆動装置６０７を制御する。ワーク一括搬送装置６０は研磨装置１０側の矢印ｅ方向（図１５）に横移動し、下定盤１０１と上定盤１０２との間の位置で停止する。これによりワーク一括搬送装置６０が研磨装置１０のワークキャリア１０８へワーク２を供給可能な状態となる。
　続いて、制御管理装置７０は、ワーク給排装置３０の駆動部３０９を制御する。フレーム部３０７は、矢印ｆ向（図１４）に下降し、アンローディング用テーブル３０２へワーク２を排出可能とする位置で停止する（図１４の状態）。
　続いて、制御管理装置７０は、上下方向駆動装置６０８を制御する。ワーク一括搬送装置６０の着脱装置昇降部６０６は下降する（図１１Ｂ）。ワークキャリア１０８の各ワーク保持孔にワーク２が入った状態となる。その後に制御管理装置７０は電磁弁６０９を制御し、ワーク着脱装置６０５の吸着パッドは吸着を停止する。ワーク着脱装置６０５の吸着パッドから開放された全てのワーク２は、ワークキャリア１０８のワーク保持孔１０８ａへ載置される。ローディング用テーブル３０５のワーク置き部とワークキャリア１０８のワーク保持孔１０８ａとは全て位置が一致するようにワークキャリア１０８の位置決めがなされているため、ワーク２はワーク保持孔１０８ａに確実に設置される。
　続いて、制御管理装置７０は、上下方向駆動装置６０８を制御する。ワーク一括搬送装置６０の着脱装置昇降部６０６は上昇し、ワーク一括搬送装置６０が移動可能な状態となる（図１４の状態）。
　なお、時間短縮の観点からフレーム部下降動作と、ワーク配置動作と、は同時に行うようにしても良い。
　続いて、制御管理装置７０は、横方向駆動装置６０７を制御する。ワーク一括搬送装置６０はワーク給排装置３０側の矢印ｇ方向（図１７）、つまり研磨装置用ガイド部２０からアンローディング用ガイド部３０１へ横移動し、アンローディング用テーブル３０２の上で停止する。
　研磨装置１０へワークを搭載するローディングはこのようなものである。
　そして、研磨装置１０による研磨が行われる。
　制御管理装置７０は、メインシリンダー１１１にエアを排出するように電磁弁１２０を制御する。上定盤１０２は下降し、ワーク２と密接する。これにより研磨が可能な状態となる（図１３の状態）。この状態で研磨装置１０はワーク２の研磨を開始する。制御管理装置７０が制御を行って、下定盤１０１、上定盤１０２、サンギア１０５、インターナルギア１０７が適宜回転し、ワークが研磨されていく。
　また、ワーク給排装置３０ではワーク収容部５０からローディング用テーブル３０５へのワーク２の供給が可能な状態となっている。そこで、ローディング用ロボット４０２は、研磨中に、ローディング用テーブル３０５へのワーク２の供給を行う。研磨と、ワーク収容部５０からのワークの供給と、が同時に行われるため、時間短縮に寄与する。研磨には時間を要するため、ワーク収容部５０からのワークの供給は、研磨終了までには終了する。そして、研磨が終了したものとする。
　続いて、研磨装置１０からのワーク２を排出するアンローディングを行う。
　制御管理装置７０は、メインシリンダー１１１にエアを入れるように電磁弁１２０を制御する。上定盤１０２は矢印ｈ方向に上昇を開始し（図１７）、研磨装置用ガイド部２０よりも高い位置まで上昇する。これにより、ワーク一括搬送装置６０の経路を確保する。
　続いて、制御管理装置７０は、横方向駆動装置６０７を制御する。ワーク一括搬送装置６０は、研磨装置１０側の矢印ｂ方向（図１４）、つまりアンローディング用ガイド部３０１から研磨装置用ガイド部２０へ横移動し、下定盤１０１と上定盤１０２との間の位置で停止させる。
　続いて、制御管理装置７０は、上下方向駆動装置６０８を制御する。ワーク一括搬送装置６０の着脱装置昇降部６０６は、下降する（図１１Ｂ）。ワーク着脱装置６０５の吸着パッドは、ワークキャリア１０８の各ワーク保持孔１０８ａのワーク２に接する状態となる。制御管理装置７０は、電磁弁６０９を制御し、ワーク着脱装置６０５の吸着パッドに全てのワーク２を一時に吸着させる。ワーク着脱装置６０５の吸着パッドとワークキャリア１０８のワーク保持孔１０８ａとは全ての位置が一致するようにワークキャリア１０８の位置決めがなされている。これにより、ワーク２が確実に吸着される。
　続いて、制御管理装置７０は、上下方向駆動装置６０８を制御する。ワーク一括搬送装置６０の着脱装置昇降部６０６は上昇する（図１４の状態）。これにより、ワーク着脱装置６０５に吸着されたワーク２とともに、ワーク一括搬送装置６０が移動可能な状態となる。
　続いて、制御管理装置７０は、横方向駆動装置６０７を制御する。ワーク一括搬送装置６０は、ワーク給排装置３０側の矢印ｇ方向（図１７）、つまり研磨装置用ガイド部２０からアンローディング用ガイド部３０１へ横移動し、アンローディング用テーブル３０２の上で停止する。
　続いて、制御管理装置７０は、上下方向駆動装置６０８を制御する。ワーク一括搬送装置６０の着脱装置昇降部６０６は下降する（図１１Ｂ）。アンローディング用テーブル３０２のワーク置き部３０２ａにワーク２が入った状態となる。その後に制御管理装置７０は電磁弁６０９を制御して吸着を停止する。全てのワーク２は、ワーク着脱装置６０５の吸着パッドから開放されアンローディング用テーブル３０２へ載置される。アンローディング用テーブル３０２のワーク置き部３０２ａとワークキャリア１０８のワーク保持孔１０８ａとは全ての位置が一致するようにアンローディング用テーブル３０２の位置決めがなされている。これによりワーク２がワーク置き部３０２ａに確実に設置される。
　続いて、制御管理装置７０は上下方向駆動装置６０８を制御する。ワーク一括搬送装置６０の着脱装置昇降部６０６が上昇する。これにより、ワーク一括搬送装置６０が移動可能な状態となる（図１７の状態）。アンローディングはこのように行われる。
　このような本発明の研磨システムによれば、以下のような利点を有する。
（１）ワーク移載装置は、ワーク収容部からワーク給排装置のローディング用テーブル上へ順次複数のワークを供給し、また、ワーク給排装置のアンローディング用テーブル上からワーク収容部へ順次複数のワークを排出する。これにより、一連の工程を自動化することができる。このように研磨工程を自動化することにより、生産性の向上を図ると共に、作業者によるワークの汚染を防止し、さらにワークへ与える負荷を低減する。
（２）ワーク一括搬送装置が、全てのワークを一括して給排するシステムとした。これにより、給排時間を大幅に短縮することができ、タクトタイムは従来の装置に比べ短縮される。
（３）同じ高さでローディング用ロボットとアンローディング用ロボットを配置するとロボットの軌道が重なるため、前後方向（図３で紙面に対して上下方向）に広くする必要が生じる。しかしながら、本発明ではテーブルユニットを上下方向へ重ね、上下で異なる各テーブル毎にハンドリング装置を設けた。平面から視てハンドリング装置の軌道が重なるとしても、実際に干渉する事態が生じないようにしている。これにより、特に前後方向に幅を短縮し、装置の占有面積を著しく小さくすることができる。そして、同一面積で多くの装置を設置することができるようになった。
（４）１台のワーク一括搬送装置がローディング工程およびアンローディング工程を円滑に行う。これにより、設備費用を低減することができた。
（５）門型構造のワーク一括搬送装置は、一対の対向するレール状のガイド部（研磨装置用ガイド部２０、アンローディング用ガイド部３０１、ローディング用ガイド部３０２）で支持されて横移動する構造とした。これにより、
（ａ）ガイド部の占有面積が小さくなり、高剛性なガイド部とすることができる。
（ｂ）ワーク一括搬送装置は門型の高剛性レールに支持されているため、位置決め精度が低下する懸念はほとんどない（なお、従来装置では片持ちアーム構造で自重によるたわみ変形などにより位置決め精度が低下する懸念があった。）。複数のワークを一回で精度良く搬送（ローディング用テーブル上→定盤上→アンローディング用テーブル、および、アンローディング用テーブル→定盤上→ローディング用テーブル上）できるようになった。
　以上のような本発明に係る研磨システムは、特に、ハードディスク用基板、シリコンウエハや透明ガラス基板というワークの研磨に適している。
１：研磨システム
１０：研磨装置
１０１：下定盤
１０２：上定盤
１０３：ベース部
１０４：台座部
１０５：サンギア
１０６：センタードラム
１０７：インターナルギア
１０８：ワークキャリア
１０８ａ：ワーク保持孔
１０９：支柱
１１０：コラム
１１１：メインシリンダー
１１２：シャフト
１１３：自在継手
１１４：上定盤吊り板
１１５：上定盤支持部
１１６：上定盤回転駆動部
１１７：下定盤回転駆動部
１１８：サンギア回転駆動部
１１９：インターナルギア回転駆動部
１２０：電磁弁
２０：研磨装置用ガイド部
３０：ワーク給排装置
３０１：アンローディング用ガイド部
３０２：アンローディング用テーブル
３０２ａ：ワーク置き部
３０３：アンローディング用テーブル回転駆動部
３０４：ローディング用ガイド部
３０５：ローディング用テーブル
３０６：ローディング用テーブル回転駆動部
３０７：フレーム部
３０８：昇降機構 
３０９：駆動部
３１０：外側フレーム
４０：ワーク移載装置
４０１：アンローディング用ロボット
４０２：ローディング用ロボット
５０：ワーク収容部
５０１：加工済ワーク用カセット
５０２：中間カセット
５０３：加工前ワーク用カセット
６０：ワーク一括搬送装置
６０１：ベース部
６０２：水平方向搬送ローラ
６０３：姿勢保持ローラ
６０４：昇降ガイド部支柱
６０５：ワーク着脱装置
６０６：着脱装置昇降部
６０７：横方向駆動装置
６０８：上下方向駆動装置
６０９：電磁弁
７０：制御管理装置
２：ワーク

Claims (7)

  1. 　複数のワークを保持するキャリアを円周状に複数個配置して、一括して研磨加工を行う研磨装置と、
    　前記研磨装置に隣接して、前記研磨装置上のすべての加工ワークと同一の配置で未加工ワークを配置するためのローディング用テーブルと、研磨加工後のすべてのワークを載置するためのアンローディング用テーブルと、を上下に配置して全体が昇降機能を有するワーク給排装置と、
    　前記研磨装置と前記ワーク給排装置間でワークを一括して移送するワーク一括搬送装置と、
    　前記ワーク一括搬送装置の移動用ガイド部材として、研磨装置の研磨定盤を挟んで対向する一対の研磨装置用ガイド部と、
    　前記ローディング用テーブルを挟んで対向する一対のローディング用ガイド部と、
    前記アンローディング用テーブルを挟んで対向する一対のアンローディング用ガイド部と、
    　を備えたことを特徴とする研磨システム。
  2. 　前記ワーク一括搬送装置が未加工ワークを研磨装置へ載置するローディング時には、
    　ワーク給排装置がローディング用テーブルを昇降させて研磨装置用ガイド部とローディング用ガイド部とを隣接あるいは連結させ、
    　ワーク一括搬送装置がローディング用テーブル上の全ての未加工ワークを一括して保持して研磨装置のワークキャリア上へ搬送してすべてのキャリア穴へワークを載置し、
    また、
    　前記ワーク一括搬送装置が加工済みワークを研磨装置から取り出すアンローディング時には、
    　ワーク給排装置がアンローディング用テーブルを昇降させて研磨装置用ガイド部とアンローディング用ガイド部とを隣接あるいは連結させ、
    　ワーク一括搬送装置が研磨装置のワークキャリア上の全ての加工済みワークを一括して保持してアンローディング用テーブルへ搬送するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の研磨システム。
  3.   複数のワークを収容するワーク収容部と、
    　ワーク収容部とワーク給排装置との間でワークの給排を行うワーク移載装置と、
    　をさらに備え、
    　ワーク移載装置は、ワークの研磨中にワーク収容部からワーク給排装置のローディング用テーブル上へ順次複数のワークを供給し、並行して、ワーク給排装置のアンローディング用テーブル上からワーク収容部へ順次複数のワークを排出することを特徴とする請求項１に記載の研磨システム。
  4. 　ワーク一括搬送装置は、１回分の全ての加工ワークを把持する複数の把持装置を定盤上のすべてのワークキャリア、ローディング用テーブルおよびアンローディング用テーブルの全てのワーク収納位置に対応した位置の真上に配置し、全てのワークを一括して給排するための昇降機構と、ローディング用ガイド部と研磨装置用ガイド部間およびアンローディング用ガイド部と研磨装置用ガイド部間をそれぞれ横行する機構を有することを特徴とする請求項１に記載の研磨システム。
  5.    複数のワークを収容するワーク収容部と、
    　ワーク収容部とワーク給排装置との間でワークの給排を行うワーク移載装置と、
    　をさらに備え、
    　ワーク移載装置は、ワークの研磨中にワーク収容部からワーク給排装置のローディング用テーブル上へ順次複数のワークを供給し、並行して、ワーク給排装置のアンローディング用テーブル上からワーク収容部へ順次複数のワークを排出することを特徴とする請求項２に記載の研磨システム。
  6. 　ワーク一括搬送装置は、１回分の全ての加工ワークを把持する複数の把持装置を定盤上のすべてのワークキャリア、ローディング用テーブルおよびアンローディング用テーブルの全てのワーク収納位置に対応した位置の真上に配置し、全てのワークを一括して給排するための昇降機構と、ローディング用ガイド部と研磨装置用ガイド部間およびアンローディング用ガイド部と研磨装置用ガイド部間をそれぞれ横行する機構を有することを特徴とする請求項２に記載の研磨システム。
  7. 　ワーク一括搬送装置は、１回分の全ての加工ワークを把持する複数の把持装置を定盤上のすべてのワークキャリア、ローディング用テーブルおよびアンローディング用テーブルの全てのワーク収納位置に対応した位置の真上に配置し、全てのワークを一括して給排するための昇降機構と、ローディング用ガイド部と研磨装置用ガイド部間およびアンローディング用ガイド部と研磨装置用ガイド部間をそれぞれ横行する機構を有することを特徴とする請求項３に記載の研磨システム。
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