基板搬送用ハンド、基板搬送用ロボットシステム、基板位置ずれ検出方法、及び基板位置補正方法
【課題】基板の位置ずれを検出することが可能な基板搬送用ハンド、基板搬送用ロボットシステム、基板位置ずれ検出方法を提供する。また、基板位置補正方法を提供する。
【解決手段】基板搬送用ロボットシステム１０は、基板Ｗの下面に接触する接触部ＰＢＬ、ＰＦＬ、ＰＢＲ、ＰＦＲ及び接触部ＰＢＬ、ＰＦＬ、ＰＢＲ、ＰＦＲに接触した基板Ｗの重心位置を検出するための複数のセンサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲが設けられた基板搬送用ハンド６０を有する基板搬送用ロボット２０と、１）基板搬送用ハンド６０上の基準となる位置にて基板Ｗが支持された際の各センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲの検出値である基準値と現在の各センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲの検出値との差分をそれぞれ演算する差分演算部７０及び２）各差分に基づいて基板Ｗの位置ずれ方向を判断する第１の判断部７２を有する第１の制御装置３０とを備える。
【解決手段】基板搬送用ロボットシステム１０は、基板Ｗの下面に接触する接触部ＰＢＬ、ＰＦＬ、ＰＢＲ、ＰＦＲ及び接触部ＰＢＬ、ＰＦＬ、ＰＢＲ、ＰＦＲに接触した基板Ｗの重心位置を検出するための複数のセンサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲが設けられた基板搬送用ハンド６０を有する基板搬送用ロボット２０と、１）基板搬送用ハンド６０上の基準となる位置にて基板Ｗが支持された際の各センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲの検出値である基準値と現在の各センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲの検出値との差分をそれぞれ演算する差分演算部７０及び２）各差分に基づいて基板Ｗの位置ずれ方向を判断する第１の判断部７２を有する第１の制御装置３０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板搬送用ハンド、基板搬送用ロボットシステム、基板位置ずれ検出方法、及び基板位置補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の基板搬送用ロボットのハンドには、ガラス基板を検出する光学式のセンサが設けられている。ハンドに支持されたガラス基板は、この光学式センサによって、予め決められた位置にあるか否かが判断される。（例えば、特許文献１参照）。
ここで一般に、基板搬送用ロボットにおいては、光学式センサを用いて、搬送中の基板位置のずれが監視されている。しかし、例えば基板の種類によっては、光学式センサがガラス基板を検出できない場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３１８９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、基板の位置ずれを検出することが可能な基板搬送用ハンド、基板搬送用ロボットシステム、基板位置ずれ検出方法を提供することを目的とする。また、位置ずれした基板の位置を補正することが可能な基板位置補正方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的に沿う第１の発明に係る基板搬送用ロボットシステムは、基板の下面に接触する接触部及び該接触部に接触した該基板の重心位置を検出するための複数のセンサが設けられた基板搬送用ハンドを有する基板搬送用ロボットと、
１）前記基板搬送用ハンド上の基準となる位置にて前記基板が支持された際の前記各センサの検出値である基準値と現在の前記各センサの検出値との差分をそれぞれ演算する差分演算部及び２）該各差分に基づいて前記基板の位置ずれ方向を判断する第１の判断部を有する第１の制御装置とを備える。
【０００６】
第１の発明に係る基板搬送用ハンドにおいて、前記接触部は複数設けられ、
前記各センサは、前記各接触部の下部に設けられ、該接触部が前記基板から受ける荷重を検出する荷重センサとすることができる。
【０００７】
第１の発明に係る基板搬送用ロボットシステムにおいて、前記第１の制御装置は、前記基板が搬送方向及び該搬送方向と実質的に直交する方向にずれた際の前記各差分の増減のパターンＡを予め記憶するパターン記憶部を有し、
前記第１の判断部は、前記各差分を前記パターン記憶部に記憶された前記パターンＡに照合して前記位置ずれ方向を判断することができる。
【０００８】
第１の発明に係る基板搬送用ロボットシステムにおいて、前記第１の制御装置が、前記各差分に基づいて、前記基板の回転位置のずれ方向を判断する第２の判断部を更に有してもよい。
【０００９】
第１の発明に係る基板搬送用ロボットシステムにおいて、前記パターン記憶部は、前記基板の回転位置がずれた際の前記各差分の増減のパターンＢを更に記憶し、
前記第２の判断部は、前記各差分を前記パターン記憶部に記憶された前記パターンＢに照合して前記回転位置のずれ方向を判断してもよい。
【００１０】
第１の発明に係る基板搬送用ロボットシステムにおいて、前記第１の制御装置に代えて、第２の制御装置を備え、
前記第２の制御装置は、前記基板の重心位置を変えた際の前記各センサの検出値と該重心位置とを対応付けた参照テーブルを記憶する参照テーブル記憶部と、
前記参照テーブルを参照し、前記各センサの検出値から前記基板の重心位置を求める重心位置決定部とを有してもよい。
【００１１】
第１の発明に係る基板搬送用ロボットシステムにおいて、前記第１の制御装置に代えて、第３の制御装置を備え、
前記第３の制御装置は、前記各センサの検出値に基づいて、前記基板の重心位置を演算する重心位置演算部を有してもよい。
【００１２】
前記目的に沿う第２の発明に係る基板搬送用ハンドは、基板の下面に接触する接触部と、
前記接触部に接触した前記基板の重心位置を検出するための複数のセンサとを備える。
【００１３】
前記目的に沿う第３の発明に係る基板位置ずれ検出方法は、ロボットに設けられたハンド上の基準となる位置に基板を載せ、該ハンドに設けられた該基板に接触する接触部が該基板から受ける荷重を、基準値として記憶するステップと、
前記ロボットが前記基板を搬送している間に前記接触部が該基板から受ける荷重と、前記基準値との差分を求めるステップと、
前記差分に基づいて、前記基板の位置ずれの方向を求めるステップとを含む。
【００１４】
前記目的に沿う第４の発明に係る基板位置補正方法は、ロボットに設けられたハンド上の各位置にて、該ハンドに設けられ基板に接触する接触部が該基板から受ける荷重と前記基板の重心位置とを対応付けた参照テーブルを記憶するステップと、
前記ロボットが前記基板を搬送している間に、前記接触部が該基板から受ける荷重と、前記参照テーブルに基づいて、前記基板の重心位置を求めるステップと、
前記ロボットが、前記重心位置に基づいて、前記基板の位置ずれを補正するように、前記ハンドを移動させるステップとを含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る基板搬送用ハンド、基板搬送用ロボットシステム、基板位置ずれ検出方法においては、基板の位置ずれを検出することが可能である。
また、本発明に係る基板位置補正方法においては、基板の位置を補正することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステムの説明図である。
【図２】同基板搬送用ロボットシステムが備える基板搬送用ロボットのハンドの三面図である。
【図３】図２に示すハンドのＡ部拡大図である。
【図４】同基板搬送用ロボットシステムが備えるロボット制御装置の機能ブロック図である。
【図５】同基板搬送用ロボットシステムが備える基板搬送用ロボットのハンドに設けられた荷重センサの検出状態とガラス基板のずれ方向を示す説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステムが備えるロボット制御装置の機能ブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステムが備えるロボット制御装置の機能ブロック図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステムが備えるロボット制御装置の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、各図において、説明に関連しない部分は図示を省略する場合がある。
【００１８】
本発明の第１の実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステム１０は、ガラス基板（基板の一例）Ｗを搬送する基板搬送用ロボット２０と、ロボット制御装置（第１の制御装置の一例）３０とを備えている。
基板搬送用ロボット２０は、例えば図１に示すように、設置面に固定される固定ベース４２と、固定ベース４２に一端部が水平軸ＡＸ１回りに回転可能に設けられる下部アーム４４と、下部アーム４４の他端部に一端部が水平軸ＡＸ２回りに回転可能に設けられる上部アーム４６と、上部アーム４６の他端部に水平軸ＡＸ３及び鉛直軸ＡＸ４回りに回転可能に設けられる上部ベース４８を備えている。基板搬送用ロボット２０は、更に、上部ベース４８の上に設けられ、２つのアーム体がそれぞれ回転軸ＡＸ５、ＡＸ６回りに回転することで伸縮する左アーム５０ａ及び右アーム５０ｂ（以下、まとめて単に「アーム５０」という場合がある。）と、左アーム５０ａ及び右アーム５０ｂの先端部にそれぞれ設けられた左ハンド６０ａ及び右ハンド（基板搬送用ハンドの一例、以下、まとめて単に「ハンド６０」という場合がある。図５参照）とを備えている。なお、図１において、右ハンド（右アーム５０ｂの先端部）は省略されている。
【００１９】
基板搬送用ロボット２０は、下部アーム４４、上部アーム４６及び上部ベース４８をそれぞれ設置面と実質的に水平な水平軸ＡＸ１、水平軸ＡＸ２、及び水平軸ＡＸ３回りに回転させることで、ハンド６０を実質的に水平に維持したまま上下方向に移動させることができる。また、基板搬送用ロボット２０は、アーム５０を伸縮させて、ハンド６０を前方向（ＹＦ方向）及び後方向（ＹＢ方向）に搬送することができる。
従って、基板搬送用ロボット２０は、ハンド６０上に支持したガラス基板Ｗを上下方向及び前後方向（ＹＦ方向及びＹＢ方向）に移動させて、ガラス基板Ｗをカセット６５に収容したり、取り出したりすることができる。
【００２０】
次に、ハンド６０について詳細に説明する。
左ハンド６０ａは、図１、図２に示すように、左アーム５０ａの先端部に設けられた左フレーム６６と、左フレーム６６からそれぞれ延びる第１及び第２の支持部材６８ａ、６８ｂとを備えている。
【００２１】
左フレーム６６は、長手方向が左アーム５０ａの伸縮方向と交差する下部フレーム６６ａと、下部フレーム６６ａの上側に設けられ、長手方向が左アーム５０ａの伸縮方向と交差する上部フレーム６６ｂと、下部フレーム６６ａ及び上部フレーム６６ｂの端部を連結する連結部材６６ｃとを有している。
【００２２】
第１及び第２の支持部材６８ａ、６８ｂは、上部フレーム６６ｂから、間隔を有して左アーム５０ａの伸縮方向にそれぞれ延びて配置される。
第１及び第２の支持部材６８ａ、６８ｂには、ガラス基板Ｗの下面に接触してガラス基板Ｗを支持する支持ピン（接触部の一例）が２つずつ設けられている。第１の支持部材６８ａに設けられた支持ピンＰＢＬ、ＰＦＬと第２の支持部材６８ｂに設けられた支持ピンＰＢＲ、ＰＦＲとは、基板搬送用ロボット２０を平面視して、水平軸ＡＸ１に直交し、鉛直軸ＡＸ４を通る軸に関して実質的に対称となるように配置されている。
支持ピンＰＢＬ、ＰＦＬの下部には、図３に示すように、支持ピンＰＢＬ、ＰＦＬに支持されたガラス基板Ｗから受ける荷重を検出することができる荷重センサ（センサの一例）ＳＢＬ、ＳＦＬが設けられている。同様に、支持ピンＰＢＲ、ＰＦＲの下部には、支持ピンＰＢＲ、ＰＦＲに支持されたガラス基板Ｗから受ける荷重を検出することができる荷重センサＳＢＲ、ＳＦＲが設けられている。これら荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲは、例えば、ロードセルとすることができる。
【００２３】
右ハンド（不図示）は、左ハンド６０ａとの干渉を回避するため、高さ方向に関して左ハンド６０ａの上部フレーム６６ｂと下部フレーム６６ａの間に配置される。従って、右ハンドの右フレーム（不図示）の形状は左ハンド６０ａの左フレーム６６の形状とは相違するが、それ以外の構成は同様である。
以下、右ハンドに関連する内容の説明は省略し、左ハンド６０ａに関する部分についてのみ説明する。
【００２４】
ロボット制御装置３０は、図１に示すように、基板搬送用ロボット２０に接続され、基板搬送用ロボット２０の動作を制御することができる。ロボット制御装置３０は、図４に示すように、差分演算部７０及び第１の判断部７２を有している。
差分演算部７０には、各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲが接続され、各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲの出力が取り込まれる。差分演算部７０には、基準値記憶部７４が接続される。この基準値記憶部７４には、ガラス基板Ｗが左ハンド６０ａ上の予め決められた正常な位置（基準位置）にある際の各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲの検出値（基準値）が記憶される。差分演算部７０は、各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲの現在の検出値と、基準値記憶部７４に記憶された各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲの基準値との差分を演算することができる。
第１の判断部７２は、差分演算部７０が演算した差分と、パターン記憶部７６に記憶した各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲについての差分の増減のパターン（後述するパターンＡ）とを比較して、ガラス基板Ｗの位置ずれ方向を判断する。
【００２５】
次に、基板搬送用ロボットシステム１０による基板位置ずれ検出方法について説明する。
ガラス基板Ｗはその位置が予め決められた位置（ＹＦ方向及びＹＢ方向の位置並びにＸＬ方向及びＸＲ方向の位置）でカセット６５に収容されている（図１参照）。しかし、その位置がずれている場合がある。
また、基板搬送用ロボット２０がアーム５０を伸縮させると、支持ピンＰＢＬ、ＰＦＬ、ＰＢＲ、ＰＦＲとガラス基板Ｗとの摩擦状態によっては、左ハンド６０ａに支持されたガラス基板Ｗの位置がずれる場合がある。例えば、アーム５０が伸びると、搬送方向（ＹＦ方向）又は搬送方向とは反対の方向（ＹＢ方向）にガラス基板Ｗがずれる場合がある。また、例えば、上部ベース４８が時計回りに回転（鉛直軸ＡＸ４回りに旋回）すると、ガラス基板Ｗが左方向（ＸＬ方向）にずれる場合がある。
【００２６】
実質的に左右対称のガラス基板Ｗの位置ずれは、左ハンド６０ａ上にガラス基板Ｗが載った際に、ガラス基板Ｗの重心位置（図５参照）のずれとして捉えることができる。従って、ガラス基板Ｗの重心位置を求めることで、位置ずれを検出することができる。
ガラス基板Ｗの重心位置は、左ハンド６０ａに設けられた荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲによって求めることができる。
【００２７】
ここで、ガラス基板ＷがＹF方向（前方向）にずれた場合は、重心位置が同方向にずれる。そのため、ガラス基板Ｗが予め決められた正常な位置（基準位置）にある場合と比較して、荷重センサＳＦＬ、ＳＦＲが検出する荷重は、増加する。反対に荷重センサＳＢＬ、ＳＢＲが検出する荷重は、減少する。
また、ガラス基板ＷがＹＢ方向（後方向）にずれた場合は、重心位置が同方向にずれる。そのため、ガラス基板Ｗが基準位置にある場合と比較して、荷重センサＳＢＬ、ＳＢＲが検出する荷重は、増加する。反対に荷重センサＳＦＬ、ＳＦＲが検出する荷重は、減少する。
また、ガラス基板Ｗが搬送方向と実質的に直交するＸＬ方向（左方向）にずれた場合は、重心位置が同方向にずれる。そのため、ガラス基板Ｗが基準位置にある場合と比較して、荷重センサＳＦＬ、ＳＢＬが検出する荷重は、増加する。反対に荷重センサＳＦＲ、ＳＢＲが検出する荷重は、減少する。
また、ガラス基板Ｗが搬送方向と実質的に直交するＸＲ方向（右方向）にずれた場合は、重心位置が同方向にずれる。そのため、ガラス基板Ｗが基準位置にある場合と比較して、荷重センサＳＦＲ、ＳＢＲが検出する荷重は、増加する。反対に荷重センサＳＦＬ、ＳＢＬが検出する荷重は、減少する。
【００２８】
即ち、各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲの基準値からの増減を監視することによって（即ち、ガラス基板Ｗの重心位置を監視することによって）、ガラス基板Ｗの位置ずれ方向（ＹＦ方向、ＹＢ方向、ＸＬ方向、及びＸＲ方向）が検出される。
【００２９】
以下、基板搬送用ロボットシステム１０による基板位置ずれ検出方法について、具体的に順を追って説明する。基板搬送用ロボットシステム１０による基板位置ずれ検出方法は、以下の手順で実行される。
（ステップ１）
左ハンド６０ａ上の基準位置にガラス基板Ｗを載せる。荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲを用いて、支持ピンＰＢＬ、ＰＦＬ、ＰＢＲ、ＰＦＲがガラス基板Ｗから受ける荷重をそれぞれ検出する。これらの荷重を基準値としてロボット制御装置３０に設けられた基準値記憶部７４に記憶する。なお、このステップ１は、事前準備として実行される。
【００３０】
（ステップ２）
基板搬送用ロボット２０を用いて、実際にガラス基板Ｗの搬送作業を行う。左ハンド６０ａ上にガラス基板Ｗが載っている間、差分演算部７０は、荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲの検出値と、ステップ１にて基準値記憶部７４に記憶された基準値との差分をそれぞれ求める。
【００３１】
（ステップ３）
各差分が予め決められた閾値を超えた場合は、第１の判断部７２はガラス基板Ｗがずれたものと判断する。その際、第１の判断部７２はパターン記憶部７６を参照し、各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲの差分とパターン記憶部７６に記憶されたパターンＡ（図５に示した左表参照）とを照合し、差分がパターンＡに合致する場合は、そのパターンＡに対応する方向に位置がずれているものと判断する。
【００３２】
即ち、荷重センサＳＢＬの差分が負（−）、荷重センサＳＢＲの差分が負（−）、荷重センサＳＦＬの差分が正（＋）、荷重センサＳＦＲの差分が正（＋）、となった場合は、ガラス基板Ｗの位置は、ＹＦ方向にずれているものと判断される。
また、荷重センサＳＢＬの差分が正（＋）、荷重センサＳＢＲの差分が正（＋）、荷重センサＳＦＬの差分が負（−）、荷重センサＳＦＲの差分が負（−）、となった場合は、ガラス基板Ｗの位置は、ＹＢ方向にずれているものと判断される。
また、荷重センサＳＢＬの差分が正（＋）、荷重センサＳＢＲの差分が負（−）、荷重センサＳＦＬの差分が正（＋）、荷重センサＳＦＲの差分が負（−）、となった場合は、ガラス基板Ｗの位置は、ＸＬ方向にずれているものと判断される。
また、荷重センサＳＢＬの差分が負（−）、荷重センサＳＢＲの差分が正（＋）、荷重センサＳＦＬの差分が負（−）、荷重センサＳＦＲの差分が正（＋）、となった場合は、ガラス基板Ｗの位置は、ＸＲ方向にずれているものと判断される。
【００３３】
このように、本実施の形態によれば、荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲを用いてガラス基板Ｗの重心位置を検出し、ガラス基板Ｗの位置ずれ方向を検出することができる。
なお、更に基板搬送用ロボット２０の動作を考慮することで、位置ずれ方向の検出の信頼性を向上させることが可能である。具体的には、基板搬送用ロボット２０がガラス基板Ｗの位置をずらすような力を加える動作を行ったか否かを判断し、位置ずれ方向の検出にあたっては、この動作を考慮する。例えば、第１の判断部７２は、実際に基板搬送用ロボット２０がアーム５０を伸縮する動作を行った場合に限り、ＹＦ方向又はＹＢ方向にガラス基板Ｗがずれたものと判断する。従って、例えば、基板搬送用ロボット２０がアーム５０を伸縮させた場合に、ＸＬ方向又はＸＲ方向にガラス基板Ｗがずれたものと判断されることがなく、位置ずれ方向の検出の信頼性が向上する。
【００３４】
続いて、本発明の第２の実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステムについて説明する。第１の実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステム１０と同一の構成要素については、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
本実施の形態においては、基板搬送用ロボットシステムは、更に、ガラス基板Ｗの回転位置のずれを検出することができる。
本実施の形態に係るロボット制御装置８０は、図６に示すように、更に第２の判断部８２を備えている。この第２の判断部８２は、差分演算部７０が演算した差分と、パターン記憶部７６に更に記憶された各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲについての差分の増減のパターンＢ（ガラス基板Ｗの回転位置のずれに関する差分の増減のパターンＢ）とを照合して、ガラス基板Ｗの回転位置のずれ方向を判断する。
【００３５】
次に、基板搬送用ロボットシステムによる基板位置ずれ検出方法について説明する。
第１の実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステムによる基板位置ずれ検出方法のステップ３において、差分が予め決められた閾値を超えた場合は、第２の判断部８２はガラス基板Ｗがずれたものと判断する。その際、第２の判断部８２はパターン記憶部７６を参照し、各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲについての差分とパターン記憶部７６に記憶されたパターンＢ（図５示した右表参照）とを照合し、差分がパターンＢに合致する場合は、そのパターンＢに対応する方向に回転位置がずれているものと判断する。
【００３６】
即ち、荷重センサＳＢＬの差分が正（＋）、荷重センサＳＢＲの差分が負（−）、荷重センサＳＦＬの差分が負（−）、荷重センサＳＦＲの差分が正（＋）となった場合は、ガラス基板Ｗの回転位置は、平面視して時計回りの方向（ＲＲ方向）にずれているものと判断される。
また、荷重センサＳＢＬの差分が負（−）、荷重センサＳＢＲの差分が正（＋）、荷重センサＳＦＬの差分が正（＋）、荷重センサＳＦＲの差分が負（−）となった場合は、ガラス基板Ｗの回転位置は、平面視して反時計回りの方向（ＲＬ方向）にずれているものと判断される。
このように、本実施の形態によれば、荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲを用いてガラス基板Ｗの回転位置のずれを検出することができる。
【００３７】
続いて、本発明の第３の実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステムについて説明する。第１の実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステム１０と同一の構成要素については、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
本実施の形態においては、ガラス基板Ｗの位置ずれ検出方法が相違する。
第１の実施の形態においては、検出可能なガラス基板Ｗの位置ずれ方向は４方向（ＹＦ方向、ＹＢ方向、ＸＬ方向、及びＸＲ方向）であったが、本実施の形態においては、基板搬送用ロボットシステムは、全方向の位置ずれを検出することが可能である。
【００３８】
本実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステムのロボット制御装置（第２の制御装置の一例）９０は、図７に示すように、参照テーブル記憶部９２及び重心位置決定部９４を備えている。
参照テーブル記憶部９２は、左ハンド６０ａ上の各位置にて検出された荷重とガラス基板Ｗの重心位置とを対応付けた参照テーブルを記憶することができる。
重心位置決定部９４は、参照テーブル記憶部９２に記憶された参照テーブルを参照し、各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲの検出値からガラス基板Ｗの重心位置、即ち、ガラス基板Ｗの位置ずれの大きさと方向を求めることができる。
【００３９】
以下、本実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステムによる基板位置ずれ検出方法について、順を追って説明する。基板搬送用ロボットシステムによる基板位置ずれ検出方法は、以下の手順で実行される。
（ステップ１）
左ハンド６０ａにガラス基板Ｗを載せる。各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲを用いて、支持ピンＰＢＬ、ＰＦＬ、ＰＢＲ、ＰＦＲがガラス基板Ｗから受ける荷重をそれぞれ検出する。次に、ガラス基板Ｗを載せる位置をずらして（ガラス基板Ｗの重心位置をずらして）、再び各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲを用いて、支持ピンＰＢＬ、ＰＦＬ、ＰＢＲ、ＰＦＲがガラス基板Ｗから受ける荷重を検出する。更にこの作業を繰り返す。
各位置にて検出された荷重とガラス基板Ｗの重心位置とを対応付けた参照テーブルを作成し、この参照テーブルをロボット制御装置９０に設けられた参照テーブル記憶部９２に記憶する。なお、このステップ１は、事前準備として実行される。
【００４０】
（ステップ２）
基板搬送用ロボット２０を用いて、実際にガラス基板Ｗの搬送作業を行う。重心位置決定部９４は、左ハンド６０ａ上にガラス基板Ｗが載った後、各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲから荷重を取り込み、参照テーブルに基づいて、対応するガラス基板Ｗの重心位置を求める。その結果、第１の実施の形態と比較して、ガラス基板Ｗの位置ずれの大きさと方向をより詳細に求められる。
【００４１】
なお、ガラス基板Ｗの位置ずれの大きさと方向がより詳細に求められるので、この位置ずれの大きさと方向に基づいて、ガラス基板Ｗの位置を補正するように基板搬送用ロボット２０を動作させることも可能である。
また、本実施の形態においては、重心位置を求めるために、荷重センサの数は合計３つ（一方の支持部材に２つ、他方の支持部材に１つ）とすることもできる。
【００４２】
続いて、本発明の第４の実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステムについて説明する。第１の実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステム１０と同一の構成要素については、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
本実施の形態においては、重心位置が演算にて求められる。即ち、基板搬送用ロボットシステムは、ガラス基板Ｗが載せられた状態で荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲから荷重を検出し、各検出値に基づいて、ガラス基板Ｗの重心位置（即ち、ガラス基板Ｗの位置ずれの大きさと方向）を演算により求めることができる。
【００４３】
本実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステムのロボット制御装置（第３の制御装置の一例）１００は、図８に示すように、重心位置演算部１０２を備えている。
重心位置演算部１０２は、各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲの検出値から、演算によりガラス基板Ｗの重心位置を求めることができる。即ち、重心位置演算部１０２は、演算によりガラス基板Ｗの位置ずれの大きさと方向を求めることができる。
なお、各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲの位置は既知であり、ガラス基板Ｗの重心位置を求めるための具体的演算は容易であるので、その説明は省略する。
【００４４】
本実施の形態によれば、ガラス基板Ｗの位置ずれの大きさと方向がより詳細に求められる。ガラス基板Ｗの位置ずれの大きさと方向がより詳細に求められるので、この位置ずれの大きさと方向に基づいて、ガラス基板Ｗの位置を補正するように基板搬送用ロボット２０を動作させることも可能である。
なお、本実施の形態においては、演算によってガラス基板Ｗの重心位置を求めるため、荷重センサの数は合計３つ（一方の支持部材に２つ、他方の支持部材に１つ）とすることもできる。
【００４５】
なお、本発明は、前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能である。例えば、前述の実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて発明を構成する場合も本発明の技術的範囲に含まれる。
基板は、ガラス基板Ｗに限定されるものではない。また、接触部は、吸着パッドであってもよい。
【００４６】
センサは、基板の重心位置を検出することができれば任意のものでよい。例えば、センサは、基板が接触する各接触部材の撓み量を検出する撓み量センサ（例えば、ひずみゲージ）とすることもできる。この撓み量センサから各接触部に加わる荷重を求め、ガラス基板Ｗの重心位置が求められる。
【００４７】
また、センサは、支持部材に直接設けられなくてもよい。即ち、センサは、支持部材から搬送方向とは異なる方向に張り出したブラケットに設けられてもよい。
【００４８】
基板搬送用ロボットは前述の実施の形態に示した形態に限定されるものではない。例えば、アームはダブルアームではなく、シングルアームであってもよい。また、ハンドの形態や、接触部の配置についても、前述の実施の形態に示した形態に限定されるものではない。例えば、ハンドは、１つ又は３つ以上の支持部材を有していてもよい。
また、接触部は、基準位置にある基板の中心線に関して非対称となるように配置されていてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０：基板搬送用ロボットシステム、２０：基板搬送用ロボット、３０：ロボット制御装置、４２：固定ベース、４４：下部アーム、４６：上部アーム、４８：上部ベース、５０：アーム、５０ａ：左アーム、５０ｂ：右アーム、６０：ハンド、６０ａ：左ハンド、６５：カセット、６６：左フレーム、６６ａ：下部フレーム、６６ｂ：上部フレーム、６６ｃ：連結部材、６８ａ：第１の支持部材、６８ｂ：第２の支持部材、７０：差分演算部、７２：第１の判断部、７４：基準値記憶部、７６：パターン記憶部、８０：ロボット制御装置、８２：第２の判断部、９０：ロボット制御装置、９２：参照テーブル記憶部、９４：重心位置決定部、１００、ロボット制御装置、１０２：重心位置演算部、ＰＢＬ、ＰＢＲ、ＰＦＬ、ＰＦＲ：支持ピン、ＳＢＬ、ＳＢＲ、ＳＦＬ、ＳＦＲ：荷重センサ、Ｗ：ガラス基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板搬送用ハンド、基板搬送用ロボットシステム、基板位置ずれ検出方法、及び基板位置補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の基板搬送用ロボットのハンドには、ガラス基板を検出する光学式のセンサが設けられている。ハンドに支持されたガラス基板は、この光学式センサによって、予め決められた位置にあるか否かが判断される。（例えば、特許文献１参照）。
ここで一般に、基板搬送用ロボットにおいては、光学式センサを用いて、搬送中の基板位置のずれが監視されている。しかし、例えば基板の種類によっては、光学式センサがガラス基板を検出できない場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３１８９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、基板の位置ずれを検出することが可能な基板搬送用ハンド、基板搬送用ロボットシステム、基板位置ずれ検出方法を提供することを目的とする。また、位置ずれした基板の位置を補正することが可能な基板位置補正方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的に沿う第１の発明に係る基板搬送用ロボットシステムは、基板の下面に接触する接触部及び該接触部に接触した該基板の重心位置を検出するための複数のセンサが設けられた基板搬送用ハンドを有する基板搬送用ロボットと、
１）前記基板搬送用ハンド上の基準となる位置にて前記基板が支持された際の前記各センサの検出値である基準値と現在の前記各センサの検出値との差分をそれぞれ演算する差分演算部及び２）該各差分に基づいて前記基板の位置ずれ方向を判断する第１の判断部を有する第１の制御装置とを備える。
【０００６】
第１の発明に係る基板搬送用ハンドにおいて、前記接触部は複数設けられ、
前記各センサは、前記各接触部の下部に設けられ、該接触部が前記基板から受ける荷重を検出する荷重センサとすることができる。
【０００７】
第１の発明に係る基板搬送用ロボットシステムにおいて、前記第１の制御装置は、前記基板が搬送方向及び該搬送方向と実質的に直交する方向にずれた際の前記各差分の増減のパターンＡを予め記憶するパターン記憶部を有し、
前記第１の判断部は、前記各差分を前記パターン記憶部に記憶された前記パターンＡに照合して前記位置ずれ方向を判断することができる。
【０００８】
第１の発明に係る基板搬送用ロボットシステムにおいて、前記第１の制御装置が、前記各差分に基づいて、前記基板の回転位置のずれ方向を判断する第２の判断部を更に有してもよい。
【０００９】
第１の発明に係る基板搬送用ロボットシステムにおいて、前記パターン記憶部は、前記基板の回転位置がずれた際の前記各差分の増減のパターンＢを更に記憶し、
前記第２の判断部は、前記各差分を前記パターン記憶部に記憶された前記パターンＢに照合して前記回転位置のずれ方向を判断してもよい。
【００１０】
第１の発明に係る基板搬送用ロボットシステムにおいて、前記第１の制御装置に代えて、第２の制御装置を備え、
前記第２の制御装置は、前記基板の重心位置を変えた際の前記各センサの検出値と該重心位置とを対応付けた参照テーブルを記憶する参照テーブル記憶部と、
前記参照テーブルを参照し、前記各センサの検出値から前記基板の重心位置を求める重心位置決定部とを有してもよい。
【００１１】
第１の発明に係る基板搬送用ロボットシステムにおいて、前記第１の制御装置に代えて、第３の制御装置を備え、
前記第３の制御装置は、前記各センサの検出値に基づいて、前記基板の重心位置を演算する重心位置演算部を有してもよい。
【００１２】
前記目的に沿う第２の発明に係る基板搬送用ハンドは、基板の下面に接触する接触部と、
前記接触部に接触した前記基板の重心位置を検出するための複数のセンサとを備える。
【００１３】
前記目的に沿う第３の発明に係る基板位置ずれ検出方法は、ロボットに設けられたハンド上の基準となる位置に基板を載せ、該ハンドに設けられた該基板に接触する接触部が該基板から受ける荷重を、基準値として記憶するステップと、
前記ロボットが前記基板を搬送している間に前記接触部が該基板から受ける荷重と、前記基準値との差分を求めるステップと、
前記差分に基づいて、前記基板の位置ずれの方向を求めるステップとを含む。
【００１４】
前記目的に沿う第４の発明に係る基板位置補正方法は、ロボットに設けられたハンド上の各位置にて、該ハンドに設けられ基板に接触する接触部が該基板から受ける荷重と前記基板の重心位置とを対応付けた参照テーブルを記憶するステップと、
前記ロボットが前記基板を搬送している間に、前記接触部が該基板から受ける荷重と、前記参照テーブルに基づいて、前記基板の重心位置を求めるステップと、
前記ロボットが、前記重心位置に基づいて、前記基板の位置ずれを補正するように、前記ハンドを移動させるステップとを含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る基板搬送用ハンド、基板搬送用ロボットシステム、基板位置ずれ検出方法においては、基板の位置ずれを検出することが可能である。
また、本発明に係る基板位置補正方法においては、基板の位置を補正することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステムの説明図である。
【図２】同基板搬送用ロボットシステムが備える基板搬送用ロボットのハンドの三面図である。
【図３】図２に示すハンドのＡ部拡大図である。
【図４】同基板搬送用ロボットシステムが備えるロボット制御装置の機能ブロック図である。
【図５】同基板搬送用ロボットシステムが備える基板搬送用ロボットのハンドに設けられた荷重センサの検出状態とガラス基板のずれ方向を示す説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステムが備えるロボット制御装置の機能ブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステムが備えるロボット制御装置の機能ブロック図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステムが備えるロボット制御装置の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、各図において、説明に関連しない部分は図示を省略する場合がある。
【００１８】
本発明の第１の実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステム１０は、ガラス基板（基板の一例）Ｗを搬送する基板搬送用ロボット２０と、ロボット制御装置（第１の制御装置の一例）３０とを備えている。
基板搬送用ロボット２０は、例えば図１に示すように、設置面に固定される固定ベース４２と、固定ベース４２に一端部が水平軸ＡＸ１回りに回転可能に設けられる下部アーム４４と、下部アーム４４の他端部に一端部が水平軸ＡＸ２回りに回転可能に設けられる上部アーム４６と、上部アーム４６の他端部に水平軸ＡＸ３及び鉛直軸ＡＸ４回りに回転可能に設けられる上部ベース４８を備えている。基板搬送用ロボット２０は、更に、上部ベース４８の上に設けられ、２つのアーム体がそれぞれ回転軸ＡＸ５、ＡＸ６回りに回転することで伸縮する左アーム５０ａ及び右アーム５０ｂ（以下、まとめて単に「アーム５０」という場合がある。）と、左アーム５０ａ及び右アーム５０ｂの先端部にそれぞれ設けられた左ハンド６０ａ及び右ハンド（基板搬送用ハンドの一例、以下、まとめて単に「ハンド６０」という場合がある。図５参照）とを備えている。なお、図１において、右ハンド（右アーム５０ｂの先端部）は省略されている。
【００１９】
基板搬送用ロボット２０は、下部アーム４４、上部アーム４６及び上部ベース４８をそれぞれ設置面と実質的に水平な水平軸ＡＸ１、水平軸ＡＸ２、及び水平軸ＡＸ３回りに回転させることで、ハンド６０を実質的に水平に維持したまま上下方向に移動させることができる。また、基板搬送用ロボット２０は、アーム５０を伸縮させて、ハンド６０を前方向（ＹＦ方向）及び後方向（ＹＢ方向）に搬送することができる。
従って、基板搬送用ロボット２０は、ハンド６０上に支持したガラス基板Ｗを上下方向及び前後方向（ＹＦ方向及びＹＢ方向）に移動させて、ガラス基板Ｗをカセット６５に収容したり、取り出したりすることができる。
【００２０】
次に、ハンド６０について詳細に説明する。
左ハンド６０ａは、図１、図２に示すように、左アーム５０ａの先端部に設けられた左フレーム６６と、左フレーム６６からそれぞれ延びる第１及び第２の支持部材６８ａ、６８ｂとを備えている。
【００２１】
左フレーム６６は、長手方向が左アーム５０ａの伸縮方向と交差する下部フレーム６６ａと、下部フレーム６６ａの上側に設けられ、長手方向が左アーム５０ａの伸縮方向と交差する上部フレーム６６ｂと、下部フレーム６６ａ及び上部フレーム６６ｂの端部を連結する連結部材６６ｃとを有している。
【００２２】
第１及び第２の支持部材６８ａ、６８ｂは、上部フレーム６６ｂから、間隔を有して左アーム５０ａの伸縮方向にそれぞれ延びて配置される。
第１及び第２の支持部材６８ａ、６８ｂには、ガラス基板Ｗの下面に接触してガラス基板Ｗを支持する支持ピン（接触部の一例）が２つずつ設けられている。第１の支持部材６８ａに設けられた支持ピンＰＢＬ、ＰＦＬと第２の支持部材６８ｂに設けられた支持ピンＰＢＲ、ＰＦＲとは、基板搬送用ロボット２０を平面視して、水平軸ＡＸ１に直交し、鉛直軸ＡＸ４を通る軸に関して実質的に対称となるように配置されている。
支持ピンＰＢＬ、ＰＦＬの下部には、図３に示すように、支持ピンＰＢＬ、ＰＦＬに支持されたガラス基板Ｗから受ける荷重を検出することができる荷重センサ（センサの一例）ＳＢＬ、ＳＦＬが設けられている。同様に、支持ピンＰＢＲ、ＰＦＲの下部には、支持ピンＰＢＲ、ＰＦＲに支持されたガラス基板Ｗから受ける荷重を検出することができる荷重センサＳＢＲ、ＳＦＲが設けられている。これら荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲは、例えば、ロードセルとすることができる。
【００２３】
右ハンド（不図示）は、左ハンド６０ａとの干渉を回避するため、高さ方向に関して左ハンド６０ａの上部フレーム６６ｂと下部フレーム６６ａの間に配置される。従って、右ハンドの右フレーム（不図示）の形状は左ハンド６０ａの左フレーム６６の形状とは相違するが、それ以外の構成は同様である。
以下、右ハンドに関連する内容の説明は省略し、左ハンド６０ａに関する部分についてのみ説明する。
【００２４】
ロボット制御装置３０は、図１に示すように、基板搬送用ロボット２０に接続され、基板搬送用ロボット２０の動作を制御することができる。ロボット制御装置３０は、図４に示すように、差分演算部７０及び第１の判断部７２を有している。
差分演算部７０には、各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲが接続され、各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲの出力が取り込まれる。差分演算部７０には、基準値記憶部７４が接続される。この基準値記憶部７４には、ガラス基板Ｗが左ハンド６０ａ上の予め決められた正常な位置（基準位置）にある際の各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲの検出値（基準値）が記憶される。差分演算部７０は、各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲの現在の検出値と、基準値記憶部７４に記憶された各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲの基準値との差分を演算することができる。
第１の判断部７２は、差分演算部７０が演算した差分と、パターン記憶部７６に記憶した各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲについての差分の増減のパターン（後述するパターンＡ）とを比較して、ガラス基板Ｗの位置ずれ方向を判断する。
【００２５】
次に、基板搬送用ロボットシステム１０による基板位置ずれ検出方法について説明する。
ガラス基板Ｗはその位置が予め決められた位置（ＹＦ方向及びＹＢ方向の位置並びにＸＬ方向及びＸＲ方向の位置）でカセット６５に収容されている（図１参照）。しかし、その位置がずれている場合がある。
また、基板搬送用ロボット２０がアーム５０を伸縮させると、支持ピンＰＢＬ、ＰＦＬ、ＰＢＲ、ＰＦＲとガラス基板Ｗとの摩擦状態によっては、左ハンド６０ａに支持されたガラス基板Ｗの位置がずれる場合がある。例えば、アーム５０が伸びると、搬送方向（ＹＦ方向）又は搬送方向とは反対の方向（ＹＢ方向）にガラス基板Ｗがずれる場合がある。また、例えば、上部ベース４８が時計回りに回転（鉛直軸ＡＸ４回りに旋回）すると、ガラス基板Ｗが左方向（ＸＬ方向）にずれる場合がある。
【００２６】
実質的に左右対称のガラス基板Ｗの位置ずれは、左ハンド６０ａ上にガラス基板Ｗが載った際に、ガラス基板Ｗの重心位置（図５参照）のずれとして捉えることができる。従って、ガラス基板Ｗの重心位置を求めることで、位置ずれを検出することができる。
ガラス基板Ｗの重心位置は、左ハンド６０ａに設けられた荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲによって求めることができる。
【００２７】
ここで、ガラス基板ＷがＹF方向（前方向）にずれた場合は、重心位置が同方向にずれる。そのため、ガラス基板Ｗが予め決められた正常な位置（基準位置）にある場合と比較して、荷重センサＳＦＬ、ＳＦＲが検出する荷重は、増加する。反対に荷重センサＳＢＬ、ＳＢＲが検出する荷重は、減少する。
また、ガラス基板ＷがＹＢ方向（後方向）にずれた場合は、重心位置が同方向にずれる。そのため、ガラス基板Ｗが基準位置にある場合と比較して、荷重センサＳＢＬ、ＳＢＲが検出する荷重は、増加する。反対に荷重センサＳＦＬ、ＳＦＲが検出する荷重は、減少する。
また、ガラス基板Ｗが搬送方向と実質的に直交するＸＬ方向（左方向）にずれた場合は、重心位置が同方向にずれる。そのため、ガラス基板Ｗが基準位置にある場合と比較して、荷重センサＳＦＬ、ＳＢＬが検出する荷重は、増加する。反対に荷重センサＳＦＲ、ＳＢＲが検出する荷重は、減少する。
また、ガラス基板Ｗが搬送方向と実質的に直交するＸＲ方向（右方向）にずれた場合は、重心位置が同方向にずれる。そのため、ガラス基板Ｗが基準位置にある場合と比較して、荷重センサＳＦＲ、ＳＢＲが検出する荷重は、増加する。反対に荷重センサＳＦＬ、ＳＢＬが検出する荷重は、減少する。
【００２８】
即ち、各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲの基準値からの増減を監視することによって（即ち、ガラス基板Ｗの重心位置を監視することによって）、ガラス基板Ｗの位置ずれ方向（ＹＦ方向、ＹＢ方向、ＸＬ方向、及びＸＲ方向）が検出される。
【００２９】
以下、基板搬送用ロボットシステム１０による基板位置ずれ検出方法について、具体的に順を追って説明する。基板搬送用ロボットシステム１０による基板位置ずれ検出方法は、以下の手順で実行される。
（ステップ１）
左ハンド６０ａ上の基準位置にガラス基板Ｗを載せる。荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲを用いて、支持ピンＰＢＬ、ＰＦＬ、ＰＢＲ、ＰＦＲがガラス基板Ｗから受ける荷重をそれぞれ検出する。これらの荷重を基準値としてロボット制御装置３０に設けられた基準値記憶部７４に記憶する。なお、このステップ１は、事前準備として実行される。
【００３０】
（ステップ２）
基板搬送用ロボット２０を用いて、実際にガラス基板Ｗの搬送作業を行う。左ハンド６０ａ上にガラス基板Ｗが載っている間、差分演算部７０は、荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲの検出値と、ステップ１にて基準値記憶部７４に記憶された基準値との差分をそれぞれ求める。
【００３１】
（ステップ３）
各差分が予め決められた閾値を超えた場合は、第１の判断部７２はガラス基板Ｗがずれたものと判断する。その際、第１の判断部７２はパターン記憶部７６を参照し、各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲの差分とパターン記憶部７６に記憶されたパターンＡ（図５に示した左表参照）とを照合し、差分がパターンＡに合致する場合は、そのパターンＡに対応する方向に位置がずれているものと判断する。
【００３２】
即ち、荷重センサＳＢＬの差分が負（−）、荷重センサＳＢＲの差分が負（−）、荷重センサＳＦＬの差分が正（＋）、荷重センサＳＦＲの差分が正（＋）、となった場合は、ガラス基板Ｗの位置は、ＹＦ方向にずれているものと判断される。
また、荷重センサＳＢＬの差分が正（＋）、荷重センサＳＢＲの差分が正（＋）、荷重センサＳＦＬの差分が負（−）、荷重センサＳＦＲの差分が負（−）、となった場合は、ガラス基板Ｗの位置は、ＹＢ方向にずれているものと判断される。
また、荷重センサＳＢＬの差分が正（＋）、荷重センサＳＢＲの差分が負（−）、荷重センサＳＦＬの差分が正（＋）、荷重センサＳＦＲの差分が負（−）、となった場合は、ガラス基板Ｗの位置は、ＸＬ方向にずれているものと判断される。
また、荷重センサＳＢＬの差分が負（−）、荷重センサＳＢＲの差分が正（＋）、荷重センサＳＦＬの差分が負（−）、荷重センサＳＦＲの差分が正（＋）、となった場合は、ガラス基板Ｗの位置は、ＸＲ方向にずれているものと判断される。
【００３３】
このように、本実施の形態によれば、荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲを用いてガラス基板Ｗの重心位置を検出し、ガラス基板Ｗの位置ずれ方向を検出することができる。
なお、更に基板搬送用ロボット２０の動作を考慮することで、位置ずれ方向の検出の信頼性を向上させることが可能である。具体的には、基板搬送用ロボット２０がガラス基板Ｗの位置をずらすような力を加える動作を行ったか否かを判断し、位置ずれ方向の検出にあたっては、この動作を考慮する。例えば、第１の判断部７２は、実際に基板搬送用ロボット２０がアーム５０を伸縮する動作を行った場合に限り、ＹＦ方向又はＹＢ方向にガラス基板Ｗがずれたものと判断する。従って、例えば、基板搬送用ロボット２０がアーム５０を伸縮させた場合に、ＸＬ方向又はＸＲ方向にガラス基板Ｗがずれたものと判断されることがなく、位置ずれ方向の検出の信頼性が向上する。
【００３４】
続いて、本発明の第２の実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステムについて説明する。第１の実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステム１０と同一の構成要素については、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
本実施の形態においては、基板搬送用ロボットシステムは、更に、ガラス基板Ｗの回転位置のずれを検出することができる。
本実施の形態に係るロボット制御装置８０は、図６に示すように、更に第２の判断部８２を備えている。この第２の判断部８２は、差分演算部７０が演算した差分と、パターン記憶部７６に更に記憶された各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲについての差分の増減のパターンＢ（ガラス基板Ｗの回転位置のずれに関する差分の増減のパターンＢ）とを照合して、ガラス基板Ｗの回転位置のずれ方向を判断する。
【００３５】
次に、基板搬送用ロボットシステムによる基板位置ずれ検出方法について説明する。
第１の実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステムによる基板位置ずれ検出方法のステップ３において、差分が予め決められた閾値を超えた場合は、第２の判断部８２はガラス基板Ｗがずれたものと判断する。その際、第２の判断部８２はパターン記憶部７６を参照し、各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲについての差分とパターン記憶部７６に記憶されたパターンＢ（図５示した右表参照）とを照合し、差分がパターンＢに合致する場合は、そのパターンＢに対応する方向に回転位置がずれているものと判断する。
【００３６】
即ち、荷重センサＳＢＬの差分が正（＋）、荷重センサＳＢＲの差分が負（−）、荷重センサＳＦＬの差分が負（−）、荷重センサＳＦＲの差分が正（＋）となった場合は、ガラス基板Ｗの回転位置は、平面視して時計回りの方向（ＲＲ方向）にずれているものと判断される。
また、荷重センサＳＢＬの差分が負（−）、荷重センサＳＢＲの差分が正（＋）、荷重センサＳＦＬの差分が正（＋）、荷重センサＳＦＲの差分が負（−）となった場合は、ガラス基板Ｗの回転位置は、平面視して反時計回りの方向（ＲＬ方向）にずれているものと判断される。
このように、本実施の形態によれば、荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲを用いてガラス基板Ｗの回転位置のずれを検出することができる。
【００３７】
続いて、本発明の第３の実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステムについて説明する。第１の実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステム１０と同一の構成要素については、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
本実施の形態においては、ガラス基板Ｗの位置ずれ検出方法が相違する。
第１の実施の形態においては、検出可能なガラス基板Ｗの位置ずれ方向は４方向（ＹＦ方向、ＹＢ方向、ＸＬ方向、及びＸＲ方向）であったが、本実施の形態においては、基板搬送用ロボットシステムは、全方向の位置ずれを検出することが可能である。
【００３８】
本実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステムのロボット制御装置（第２の制御装置の一例）９０は、図７に示すように、参照テーブル記憶部９２及び重心位置決定部９４を備えている。
参照テーブル記憶部９２は、左ハンド６０ａ上の各位置にて検出された荷重とガラス基板Ｗの重心位置とを対応付けた参照テーブルを記憶することができる。
重心位置決定部９４は、参照テーブル記憶部９２に記憶された参照テーブルを参照し、各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲの検出値からガラス基板Ｗの重心位置、即ち、ガラス基板Ｗの位置ずれの大きさと方向を求めることができる。
【００３９】
以下、本実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステムによる基板位置ずれ検出方法について、順を追って説明する。基板搬送用ロボットシステムによる基板位置ずれ検出方法は、以下の手順で実行される。
（ステップ１）
左ハンド６０ａにガラス基板Ｗを載せる。各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲを用いて、支持ピンＰＢＬ、ＰＦＬ、ＰＢＲ、ＰＦＲがガラス基板Ｗから受ける荷重をそれぞれ検出する。次に、ガラス基板Ｗを載せる位置をずらして（ガラス基板Ｗの重心位置をずらして）、再び各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲを用いて、支持ピンＰＢＬ、ＰＦＬ、ＰＢＲ、ＰＦＲがガラス基板Ｗから受ける荷重を検出する。更にこの作業を繰り返す。
各位置にて検出された荷重とガラス基板Ｗの重心位置とを対応付けた参照テーブルを作成し、この参照テーブルをロボット制御装置９０に設けられた参照テーブル記憶部９２に記憶する。なお、このステップ１は、事前準備として実行される。
【００４０】
（ステップ２）
基板搬送用ロボット２０を用いて、実際にガラス基板Ｗの搬送作業を行う。重心位置決定部９４は、左ハンド６０ａ上にガラス基板Ｗが載った後、各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲから荷重を取り込み、参照テーブルに基づいて、対応するガラス基板Ｗの重心位置を求める。その結果、第１の実施の形態と比較して、ガラス基板Ｗの位置ずれの大きさと方向をより詳細に求められる。
【００４１】
なお、ガラス基板Ｗの位置ずれの大きさと方向がより詳細に求められるので、この位置ずれの大きさと方向に基づいて、ガラス基板Ｗの位置を補正するように基板搬送用ロボット２０を動作させることも可能である。
また、本実施の形態においては、重心位置を求めるために、荷重センサの数は合計３つ（一方の支持部材に２つ、他方の支持部材に１つ）とすることもできる。
【００４２】
続いて、本発明の第４の実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステムについて説明する。第１の実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステム１０と同一の構成要素については、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
本実施の形態においては、重心位置が演算にて求められる。即ち、基板搬送用ロボットシステムは、ガラス基板Ｗが載せられた状態で荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲから荷重を検出し、各検出値に基づいて、ガラス基板Ｗの重心位置（即ち、ガラス基板Ｗの位置ずれの大きさと方向）を演算により求めることができる。
【００４３】
本実施の形態に係る基板搬送用ロボットシステムのロボット制御装置（第３の制御装置の一例）１００は、図８に示すように、重心位置演算部１０２を備えている。
重心位置演算部１０２は、各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲの検出値から、演算によりガラス基板Ｗの重心位置を求めることができる。即ち、重心位置演算部１０２は、演算によりガラス基板Ｗの位置ずれの大きさと方向を求めることができる。
なお、各荷重センサＳＢＬ、ＳＦＬ、ＳＢＲ、ＳＦＲの位置は既知であり、ガラス基板Ｗの重心位置を求めるための具体的演算は容易であるので、その説明は省略する。
【００４４】
本実施の形態によれば、ガラス基板Ｗの位置ずれの大きさと方向がより詳細に求められる。ガラス基板Ｗの位置ずれの大きさと方向がより詳細に求められるので、この位置ずれの大きさと方向に基づいて、ガラス基板Ｗの位置を補正するように基板搬送用ロボット２０を動作させることも可能である。
なお、本実施の形態においては、演算によってガラス基板Ｗの重心位置を求めるため、荷重センサの数は合計３つ（一方の支持部材に２つ、他方の支持部材に１つ）とすることもできる。
【００４５】
なお、本発明は、前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能である。例えば、前述の実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて発明を構成する場合も本発明の技術的範囲に含まれる。
基板は、ガラス基板Ｗに限定されるものではない。また、接触部は、吸着パッドであってもよい。
【００４６】
センサは、基板の重心位置を検出することができれば任意のものでよい。例えば、センサは、基板が接触する各接触部材の撓み量を検出する撓み量センサ（例えば、ひずみゲージ）とすることもできる。この撓み量センサから各接触部に加わる荷重を求め、ガラス基板Ｗの重心位置が求められる。
【００４７】
また、センサは、支持部材に直接設けられなくてもよい。即ち、センサは、支持部材から搬送方向とは異なる方向に張り出したブラケットに設けられてもよい。
【００４８】
基板搬送用ロボットは前述の実施の形態に示した形態に限定されるものではない。例えば、アームはダブルアームではなく、シングルアームであってもよい。また、ハンドの形態や、接触部の配置についても、前述の実施の形態に示した形態に限定されるものではない。例えば、ハンドは、１つ又は３つ以上の支持部材を有していてもよい。
また、接触部は、基準位置にある基板の中心線に関して非対称となるように配置されていてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０：基板搬送用ロボットシステム、２０：基板搬送用ロボット、３０：ロボット制御装置、４２：固定ベース、４４：下部アーム、４６：上部アーム、４８：上部ベース、５０：アーム、５０ａ：左アーム、５０ｂ：右アーム、６０：ハンド、６０ａ：左ハンド、６５：カセット、６６：左フレーム、６６ａ：下部フレーム、６６ｂ：上部フレーム、６６ｃ：連結部材、６８ａ：第１の支持部材、６８ｂ：第２の支持部材、７０：差分演算部、７２：第１の判断部、７４：基準値記憶部、７６：パターン記憶部、８０：ロボット制御装置、８２：第２の判断部、９０：ロボット制御装置、９２：参照テーブル記憶部、９４：重心位置決定部、１００、ロボット制御装置、１０２：重心位置演算部、ＰＢＬ、ＰＢＲ、ＰＦＬ、ＰＦＲ：支持ピン、ＳＢＬ、ＳＢＲ、ＳＦＬ、ＳＦＲ：荷重センサ、Ｗ：ガラス基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の下面に接触する接触部及び該接触部に接触した該基板の重心位置を検出するための複数のセンサが設けられた基板搬送用ハンドを有する基板搬送用ロボットと、
１）前記基板搬送用ハンド上の基準となる位置にて前記基板が支持された際の前記各センサの検出値である基準値と現在の前記各センサの検出値との差分をそれぞれ演算する差分演算部及び２）該各差分に基づいて前記基板の位置ずれ方向を判断する第１の判断部を有する第１の制御装置とを備えた基板搬送用ロボットシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の基板搬送用ロボットシステムにおいて、前記接触部は複数設けられ、
前記各センサは、前記各接触部の下部に設けられ、該接触部が前記基板から受ける荷重を検出する荷重センサである基板搬送用ロボットシステム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の基板搬送用ロボットシステムにおいて、前記第１の制御装置は、前記基板が搬送方向及び該搬送方向と実質的に直交する方向にずれた際の前記各差分の増減のパターンＡを予め記憶するパターン記憶部を有し、
前記第１の判断部は、前記各差分を前記パターン記憶部に記憶された前記パターンＡに照合して前記位置ずれ方向を判断する基板搬送用ロボットシステム。
【請求項４】
請求項３に記載の基板搬送用ロボットシステムにおいて、前記第１の制御装置が、前記各差分に基づいて、前記基板の回転位置のずれ方向を判断する第２の判断部を更に有する基板搬送用ロボットシステム。
【請求項５】
請求項４に記載の基板搬送用ロボットシステムにおいて、前記パターン記憶部は、前記基板の回転位置がずれた際の前記各差分の増減のパターンＢを更に記憶し、
前記第２の判断部は、前記各差分を前記パターン記憶部に記憶された前記パターンＢに照合して前記回転位置のずれ方向を判断する基板搬送用ロボットシステム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の基板搬送用ロボットシステムにおいて、前記第１の制御装置に代えて、第２の制御装置を備え、
前記第２の制御装置は、前記基板の重心位置を変えた際の前記各センサの検出値と該重心位置とを対応付けた参照テーブルを記憶する参照テーブル記憶部と、
前記参照テーブルを参照し、前記各センサの検出値から前記基板の重心位置を求める重心位置決定部とを有する基板搬送用ロボットシステム。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の基板搬送用ロボットシステムにおいて、前記第１の制御装置に代えて、第３の制御装置を備え、
前記第３の制御装置は、前記各センサの検出値に基づいて、前記基板の重心位置を演算する重心位置演算部を有する基板搬送用ロボットシステム。
【請求項８】
基板の下面に接触する接触部と、
前記接触部に接触した前記基板の重心位置を検出するための複数のセンサとを備えた基板搬送用ハンド。
【請求項９】
ロボットに設けられたハンド上の基準となる位置に基板を載せ、該ハンドに設けられた該基板に接触する接触部が該基板から受ける荷重を、基準値として記憶するステップと、
前記ロボットが前記基板を搬送している間に前記接触部が該基板から受ける荷重と、前記基準値との差分を求めるステップと、
前記差分に基づいて、前記基板の位置ずれの方向を求めるステップとを含む基板位置ずれ検出方法。
【請求項１０】
ロボットに設けられたハンド上の各位置にて、該ハンドに設けられ基板に接触する接触部が該基板から受ける荷重と前記基板の重心位置とを対応付けた参照テーブルを記憶するステップと、
前記ロボットが前記基板を搬送している間に、前記接触部が該基板から受ける荷重と、前記参照テーブルに基づいて、前記基板の重心位置を求めるステップと、
前記ロボットが、前記重心位置に基づいて、前記基板の位置ずれを補正するように、前記ハンドを移動させるステップとを含む基板位置補正方法。
【請求項１】
基板の下面に接触する接触部及び該接触部に接触した該基板の重心位置を検出するための複数のセンサが設けられた基板搬送用ハンドを有する基板搬送用ロボットと、
１）前記基板搬送用ハンド上の基準となる位置にて前記基板が支持された際の前記各センサの検出値である基準値と現在の前記各センサの検出値との差分をそれぞれ演算する差分演算部及び２）該各差分に基づいて前記基板の位置ずれ方向を判断する第１の判断部を有する第１の制御装置とを備えた基板搬送用ロボットシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の基板搬送用ロボットシステムにおいて、前記接触部は複数設けられ、
前記各センサは、前記各接触部の下部に設けられ、該接触部が前記基板から受ける荷重を検出する荷重センサである基板搬送用ロボットシステム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の基板搬送用ロボットシステムにおいて、前記第１の制御装置は、前記基板が搬送方向及び該搬送方向と実質的に直交する方向にずれた際の前記各差分の増減のパターンＡを予め記憶するパターン記憶部を有し、
前記第１の判断部は、前記各差分を前記パターン記憶部に記憶された前記パターンＡに照合して前記位置ずれ方向を判断する基板搬送用ロボットシステム。
【請求項４】
請求項３に記載の基板搬送用ロボットシステムにおいて、前記第１の制御装置が、前記各差分に基づいて、前記基板の回転位置のずれ方向を判断する第２の判断部を更に有する基板搬送用ロボットシステム。
【請求項５】
請求項４に記載の基板搬送用ロボットシステムにおいて、前記パターン記憶部は、前記基板の回転位置がずれた際の前記各差分の増減のパターンＢを更に記憶し、
前記第２の判断部は、前記各差分を前記パターン記憶部に記憶された前記パターンＢに照合して前記回転位置のずれ方向を判断する基板搬送用ロボットシステム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の基板搬送用ロボットシステムにおいて、前記第１の制御装置に代えて、第２の制御装置を備え、
前記第２の制御装置は、前記基板の重心位置を変えた際の前記各センサの検出値と該重心位置とを対応付けた参照テーブルを記憶する参照テーブル記憶部と、
前記参照テーブルを参照し、前記各センサの検出値から前記基板の重心位置を求める重心位置決定部とを有する基板搬送用ロボットシステム。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の基板搬送用ロボットシステムにおいて、前記第１の制御装置に代えて、第３の制御装置を備え、
前記第３の制御装置は、前記各センサの検出値に基づいて、前記基板の重心位置を演算する重心位置演算部を有する基板搬送用ロボットシステム。
【請求項８】
基板の下面に接触する接触部と、
前記接触部に接触した前記基板の重心位置を検出するための複数のセンサとを備えた基板搬送用ハンド。
【請求項９】
ロボットに設けられたハンド上の基準となる位置に基板を載せ、該ハンドに設けられた該基板に接触する接触部が該基板から受ける荷重を、基準値として記憶するステップと、
前記ロボットが前記基板を搬送している間に前記接触部が該基板から受ける荷重と、前記基準値との差分を求めるステップと、
前記差分に基づいて、前記基板の位置ずれの方向を求めるステップとを含む基板位置ずれ検出方法。
【請求項１０】
ロボットに設けられたハンド上の各位置にて、該ハンドに設けられ基板に接触する接触部が該基板から受ける荷重と前記基板の重心位置とを対応付けた参照テーブルを記憶するステップと、
前記ロボットが前記基板を搬送している間に、前記接触部が該基板から受ける荷重と、前記参照テーブルに基づいて、前記基板の重心位置を求めるステップと、
前記ロボットが、前記重心位置に基づいて、前記基板の位置ずれを補正するように、前記ハンドを移動させるステップとを含む基板位置補正方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１２１６８０（Ｐ２０１２−１２１６８０Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７３７８９（Ｐ２０１０−２７３７８９）
【出願日】平成２２年１２月８日（２０１０．１２．８）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月８日（２０１０．１２．８）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
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