专利名称：基板输出输入装置以及基板输出输入方法
技术领域：
本发明涉及一种基板输出输入装置，特别是涉及一种用于从叠置在托板上的托盘取出基板、进而将处理后的基板再次搭载到托盘上的基板输出输入装置。
背景技术：
以往，提出了各种基板输送装置的方案，并且已经实现，其具备支承多个托盘、使其能够出入的托盘搁板，将从托盘搁板输出的一个托盘上叠置的工件取出并供给到板材加工机，并且，从板材加工机取出加工后的工件并叠置到其他托盘上。
例如，现有的基板输送装置有特开平12-246552号公报中记载装置。图1是概略性表示现有的基板输送装置的说明图，图2是图1的主要部分放大说明图。基板输送装置10设置在板材加工机即激光加工机(未图示)的侧面位置上，如图1所示，从图中左侧向右侧依次具备托盘更换部11、单张坯材取出部12、加工机联络部13、产品叠置部14。
托盘更换部11具有坯材托盘贮存器17，其能够上下多层地收纳载置有加工前板材的坯材托盘16；和坯材托盘输送机构18，其将收纳在坯材托盘贮存器17中的坯材托盘16输送到设置在坯材托盘贮存器17的下部位置上的坯材取出位置。
单张坯材取出部12具备从输送到坯材取出位置的坯材托盘16取出坯材的坯材取出机构21。加工机联络部13具备在与激光加工机之间往复移动的加工托盘23，对板材进行下述动作，即，在载置于加工托盘23上的状态下将加工前板材输入激光加工机，并且，将加工后板材从激光加工机输出。产品叠置部14具备上下移动的产品升降器15，进行下述动作，即，将从加工机联络部13取出的加工后板材移置到产品升降器15上载置的产品托盘19上。
并且，在单张坯材取出部12、加工机联络部13和产品叠置部14的上部位置上设置有移送机构24，所述移送机构24将加工前板材从单张坯材取出部12移送到加工机联络部13，将加工后板材从加工机联络部13移送到产品叠置部14。
移送机构24具备叉部25，所述叉部25悬吊在从单张坯材取出部12到产品叠置部14水平设置的轨道上，能够借助驱动马达移动。叉部25具备移动方向一侧被悬臂支承的、沿移动方向伸长的多根臂部25a，在臂部25a上载置加工前板材或者加工后板材，并可以进行移送。
将通过该叉部25移送到产品叠置部14的加工后板材载置到产品托盘19上的方法如下所述，即，首先使产品升降器15从叉部25的下方上升，如图2所示，上升到产品托盘19的抑制板20比叉部25的臂部25a更向上突出的高度位置。产品托盘19的抑制板20设置在产品托盘19的加工机联络部侧的侧端部上，并且是设置在能够通过臂部25a之间的位置上。
接着，使叉部25向加工机联络部13侧移动。由此，载置在叉部25的臂部25a上的加工后板材有与叉部25一起向加工机联络部13侧移动的趋势，但其移动由抑制板20抑制，从而驻留在产品叠置部14内。因此，仅叉部25向加工机联络部13内移动，加工后板材从臂部25a转移到产品托盘19上。
但是，在用上述基板输送装置10取出的坯材是玻璃基板那样易于破损的材料时，需要注意操作。即，在现有的基板输送装置中，在取出基板之前的期间内，使基板移动的距离较长，其动作复杂，所以有在中途损坏基板的危险性。需要尽可能消除该危险性。
而且，在基板输送装置10中，只是在托盘贮存器17中层叠托盘，所以在托盘的层叠方法不理想而发生偏移的情况下，有时取出的坯材(基板)的位置不位于原本应该处于的中心位置上。特别是由于托盘在使用过程中会因摩擦或热量而逐渐产生应变，所以需要对这些原因引起的位置偏移进行矫正，在上述现有技术中，并没有设置这样的机构。
在存在这样的位置偏移的情况下，对坯材的处理也会造成影响。即，如果在偏移的状态下直接对坯材进行处理，则不能制造均匀的产品。
而且，尽管考虑到也有在处理装置中进行该定位的情况，但是在处理装置有多种时，必须每次都在处理装置中准确进行定位，从而不得不设置适于该处理装置的定位机构，很是麻烦。因此，如果能够在各处理装置的中继地点即基板输送装置中准确地进行定位，则非常方便，有助于实现成本的削减和装置的小型化。
发明内容
本发明主要是为了解决上述现有技术所具有的问题而作出的，其目的在于提供一种基板输出输入装置，即便是对于操作需要注意的基板，也可以顺利地从托盘取出，而且能够高效地将加工后的基板再次搭载到托盘上。
另外，本发明的目的在于提供一种基板输出输入装置，其能够简单地对由于托盘的应变等产生的基板位置偏移进行矫正，能够将基板准确载置在托盘上的规定位置上。
本发明是为了达到上述目的而做成的，是一种基板输出输入装置，用于进行基板从托盘的取出，或者向前述托盘输入基板，其特征在于，具备输送器，其用于使叠置有多层托盘的托板移动；托板定位机构，其在前述输送器的规定位置上进行前述托板的定位；升降销，其在借助前述定位机构将前述托板定位了的状态下，通过设置在前述托板以及前述托盘上的通过用孔，用于将前述基板从托盘托起；托盘升降机构，其用于将前述托板上叠置的前述多层托盘分离成包括处理对象托盘并较其位于下层的第一托盘组、和较前述处理对象托盘位于上层的第二托盘组，使前述升降销和前述第一托盘组相对地升降；托盘升降控制机构，其控制前述托盘升降机构的动作；前述控制机构控制前述升降销和前述处理对象托盘之间的位置关系，使得在借助前述托盘升降机构在前述第一托盘组和前述第二托盘组之间确保有空间时，前述升降销的末端距前述处理对象托盘有规定距离，使得前述基板取出或者输入能够得以进行。
另外，本发明的基板输出输入装置，用于从托盘取出基板，或者将基板输入到托盘中，其特征在于，具备输送器，其用于使叠置有多层托盘的托板移动；托板定位机构，其在前述输送器的规定位置上进行前述托板的定位；基板输入准备机构，其在借助前述定位机构将前述托板定位了的状态下，将前述托板上的前述多层托盘分离成处理对象托盘和非处理对象托盘，为前述基板的输入动作做好准备；控制机构，其控制前述基板输入准备机构的动作；位置调整机构，其在将前述基板输入到前述托盘中的情况下，对配置于前述托盘上的前述基板的位置进行调整。
进而，本发明的基板输出输入方法，用于从托盘取出基板，或者将基板输入到托盘中，其特征在于，具备托板移动工序，其借助输送器使叠置有多层托盘的托板移动；托板定位工序，其在前述输送器的规定位置上进行前述托板的定位；托盘升降工序，其用于将叠置在前述托板上的前述多层托盘分离成包括处理对象托盘并较其位于下层的第一托盘组、和较前述处理对象托盘位于上层的第二托盘组，使用于将前述基板从前述处理对象托盘托起的升降销和前述第一托盘组相对地升降；托盘升降控制工序，其对前述托盘升降工序中的相对升降动作进行控制；在前述控制工序中，对前述升降销和前述处理对象托盘的位置关系进行控制，以便在利用前述托盘升降工序而在前述第一托盘组和前述第二托盘组之间可靠地确保有空间时，前述升降销的末端距前述处理对象托盘有规定距离，使得前述基板取出或者输入能够得以进行。
本发明的更具体的结构将通过以下用于实施发明的优选实施方式以及附图而变得明了。
图1是概略性表示现有的基板输出输入装置的图。
图2是现有的基板输出输入装置的主要部分放大图。
图3是概略性表示本发明的基板输出输入装置的构成图。
图4A至图4C是用于对本发明的基板输出输入装置中的托板定位动作进行说明的图。
图5是用于对第一定位组件112的结构以及动作进行说明的图。
图6是用于对第二定位组件113的结构以及动作进行说明的图。
图7是用于对从托盘取出基板时的动作进行说明的流程图。
图8A至图8C是用于对托盘夹具107的动作进行说明的图。
图9是用于对托盘的结构进行说明的图。
图10A至图10C是用于对托盘夹具的结构进行说明的图。
图11是用于对将加工后基板输入到托盘上时的动作进行说明的流程图。
图12A至图12C是用于对位置调整部件1005的结构进行说明的图。
图13是用于对位置调整部件1005和托盘夹具107的位置关系进行说明的图。
图14是用于对托盘更换时的动作进行说明的图。
具体实施例方式
以下，参照附图对应用了本发明的基板输出输入装置的实施方式进行说明。
图3是表示本发明的基板输出输入装置100整体的外观图。基板输出输入装置100具有下述功能，即，从叠置于托板101的多个托盘102之下起依次从托盘取出玻璃基板108，进而将处理后的基板再次搭载到托盘上。另外，在所有托盘中均载入有基板的情况下，从最下层的托盘起依次取出玻璃基板108。另外，例如，在某一层的托盘下层的托盘全都空了的情况下，可以将该层作为处理对象而从托盘取出玻璃基板108，或者向托盘中输入。在所有层的托盘中均搭载有玻璃基板108的情况下，从下方起依次取出玻璃基板，另外，在向所有空的托盘中输入玻璃基板的情况下，从最上层起进行输入动作。对于这些取出/输入动作在后面进行详细说明。
在图3中，103是用于将载置有叠置的托盘102的托板101定位并输送到玻璃基板108的取出位置的第一输送器。另外，104是用于将托板101以及托盘102送出到第一输送器103上的第二输送器。第一输送器103和第二输送器104以距装置的设置面(地面)具有同一高度的方式连接。并且，第二输送器104具备用于使托板101向X方向(正负两方向)移动的驱动用辊104a、以及用于从下方支承托板101的自由辊104b。在本实施方式中，在第一输送器103的两端部设置有驱动用辊，而在输送面中央没有设置自由辊。
105是望远镜式(Telescopic)伸缩的升降销，通过托盘102上设置的孔102a而将玻璃基板108从托盘抬升规定高度。该升降销105，只要能够使得玻璃基板108稳定即可，其数目可以任意。另外，升降销105的末端也可以用橡胶等柔软的材料覆盖，以便不会损伤玻璃基板108。
106是托盘夹具驱动部，具备托盘夹具107。利用托盘夹具107对必要层数的托盘102从其Y方向两侧进行抑制，在该状态下该托盘夹具107借助托盘夹具驱动部106而上下动作。在托盘夹具107上，设置有卡止各层托盘102的卡止部(把持爪)107a。
109是用于将由升降销105抬升到距托盘102有规定高度的玻璃基板108取出的机器人。另外，110是机器人109的コ字形臂，该臂伸入到由升降销105抬升的玻璃基板108下方，将玻璃基板108吸附保持后托起，从而将其从升降销105接取过来。
另一方面，本基板输出输入装置100也可以进行下述动作，即，取出的玻璃基板108由未图示的处理装置加工，将该加工后的玻璃基板108(产品)再次搭载到托盘102上。在这种情况下，从托盘102的最上层起依次搭载加工基板。
下面基于图4A至图4C对具有上述构成的基板输送装置100的动作进行说明。
(托板101的定位动作)图4A至图4C是用于对将托板101上载置的托盘102输送到输送器上、并使其到达玻璃基板取出动作的规定位置时的定位动作进行说明的概略图。
首先，在图4A中，如下进行控制，即，将载置有托盘102的托板101从输送器的上游方向(X轴的正方向)向下游方向(X轴的负方向)输送，在与设置在第一输送器103一端(下游侧的端部)的定位块111抵接的情况下，使输送器103停止。另外，输送器103的停止动作在本实施方式中如下进行，即，设置有对托板101的定位止动器101a抵接到定位块111这一情况进行检测的未图示的传感器。该传感器检测到托板101与定位块111的接触时，仅停止输送器103。另外，作为该输送器停止方法，除了设置传感器之外，也可以采用下述机构，即，在托板101抵接定位块111时，使机械开关接通。
第一输送器103停止后，如图4B所示，第一定位组件112相对于行进方向从托板101的末尾方向自输送器103的下面突出，将托板103夹入到与定位块111之间，对行进方向(X轴方向)进行定位而固定托板。另外，关于该第一定位组件112的更加详细的结构，使用图5在后面进行说明。
并且，输送器103在两端设置有驱动(例如链驱动)辊，输送面中央是空着的，所以图4D所示的升降组件114从输送器103的下面将托板101抬升数厘米。此时，第一定位组件112也随着升降组件114的抬升动作而将与托板101的抵接面112a也抬升数厘米(在后面详细说明)。另外，升降组件114的上面是自由辊(旋转方向为Y轴方向)，所以托板101容易在水平面内移动。
X轴方向上的定位结束后，接着如图4C所示那样，第二定位组件113分别从输送器103的宽度方向(X轴方向)突出，从输送器103的Y轴方向(宽度方向)的两侧将托板101(另一个组件虽然没有图示，但在相反侧的侧面突出)夹入，从而进行Y轴方向的定位。另外，如图4C所示，由于托板101被升降组件114从下方抬升，所以结构与第一定位组件112相同的定位块111的抵接面(辊部)111a也随之上升数厘米。
并且，借助上述那样的定位动作，将托板101定位在适于取出玻璃基板108的位置上后，首先，第二定位组件113从托板101离开。而且，升降组件114下降，开始玻璃基板108的输出输入动作。另外，在升降组件114上设置有下限传感器，在上升后再次下降时，传感器接通，由此产生用于开始下一基板输出输入动作的触发信号。
另外，定位块111和第一定位组件112进行的托板夹持动作一直持续到载置在所有托盘102上的玻璃基板108都被取出。
图5是表示第一定位组件112的详细情况的图。如图5所示，第一定位组件112处于待机状态时被配置在位置W。另外，压力缸115的作用部115a也配置在位置W上。另外，在检测到托板101与定位块111抵接这一情况时，对压力缸115发出控制信号。对应于该控制信号，借助压力缸使作用部115a从位置W移动到位置S1，以便将第一定位组件112从待机状态时的位置W设定到定位状态时的位置S1上。
另外，在图5中，第一定位组件112向托板101的抵接是经由辊112a进行的，进而，该辊112a以轴112b为中心滑动。即，如前所述，对托板101在输送器上的行进方向(X轴方向)上进行定位后，借助升降组件114将托板101从输送器下面抬升。然后，托板101被抬升后，进行X轴方向上的定位，此时辊112a相对于中心轴112b滑动，以便辊112a能够随托板101动作。为了使得该滑动能够进行，中心轴112b的轴加长了一定程度。
图6是表示第二定位组件113的详细情况的图。如图6所示，第二定位组件113处于待机状态时被配置在位置W上。而且，压力缸116的作用部116a也配置在位置W上。然后，在借助升降组件114将托板101抬升数厘米后，向压力缸115发出控制信号。对应于该控制信号，借助压力缸使作用部116a从位置W移动到位置S2，以便将第二定位组件113从待机状态时的位置W设定到定位状态时的位置S2上。该第二定位组件以从两侧对Y轴方向侧面进行夹持的方式对托板101进行定位，为此，分别设置在输送器103的两端。
(玻璃基板108的取出动作)接着，对于将玻璃基板108从定位后的托板101上载置的各托盘102取出的动作，使用图7至图9进行说明。
图7是用于对玻璃基板108的取出动作进行说明的流程图。图8A至图8C是表示将托盘抬升时的动作的图。图9是表示托盘102的结构的图。
参照图7，在步骤S701中，进行上述托板的定位动作，定位结束后，动作转移到步骤S702。
在步骤S702中，设定成k＝1。即，首先，以从最下层的托盘取出玻璃基板108为起点，开始动作。
然后，在步骤S703中，剩下最下层的托盘，从下层起第二层以上的托盘被托盘夹具107抬升。在设定成从最下层的托盘起依次取出玻璃基板108的情况下，托盘夹具107也设定成将从下起第二层托盘托起。托盘夹具107具有卡止部(把持爪)107a，该卡止部(把持爪)107a卡止在托盘102的延伸部(被卡止部)102a上，仅将卡止的托盘托起。在确认了托盘夹具107对托盘102的把持动作以及借助托盘夹具驱动部106进行的上升动作后，处理转移到步骤S704。
接着，在步骤S704中，升降销105上升，从第一层托盘将玻璃基板108托起。该升降销105设定成始终以恒定行程上升。该上升行程为一张托盘的厚度，例如设定成30mm。然后，在确认升降销上升了设定的规定行程并且停止之后，处理转移到步骤S705。
在步骤S705中，机器人109的机器人臂110将玻璃基板108取出。在这种情况下，根据机器人109的姿势变更信号视作玻璃基板的取出结束，处理转移到步骤S706。
在步骤S706中，取出玻璃基板后，在步骤S704中上升的升降销105下降，确认该下降动作结束后，进而托盘夹具107也下降。即，暂时使托盘102恢复到原来的状态(所有托盘层叠的状态)。另外，升降销的下降行程设定成例如95mm。于是，升降销105最低到达托盘下方15mm。对于最初的上升设定成95mm，以便在取出基板后下降95mm。下降行程始终设定成95mm，但上升行程始终是初次值95mm+(30mm×上升次数)。
接着，在步骤S707中，判断处理层数k是否等于托盘102的层数n，即，判断全部玻璃基板108是否都被取出了，如果全部基板都被取出的话，则结束取出动作。在还有未被取出的托盘的情况下，处理转移到步骤S708，为下一层托盘作准备，进而，反复进行从步骤S703到步骤S706的处理。对于第三层以下的托盘，托盘夹具107在将暂时下降的托盘102恢复到原来的状态后，使整体上升30mm而再次开始把持。
另外，在从最后的(第n层的)托盘层起取出玻璃基板108的情况下，由于不存在在步骤S703中被抬升的托盘，所以在第n层托盘上有盖的情况下，仅将该盖托起。如果没有盖，则什么都不托起，变成所有托盘均叠置在托板101上的状态。
另外，在仅从某一层的托盘起取出玻璃基板108的情况下，关于图7的流程图的动作，是以步骤S703→S704→S705→S706→结束的顺序进行。这种情况下应当注意的是，如上所述，位于作为处理对象的托盘下层的托盘必须是空的。
(托盘夹具107的动作)使用图8A至图8C对托盘夹具107的动作进行具体说明。
通常，是从最下层起依次对托盘102进行处理，但每次处理后都使所有托盘恢复至原来的状态(所有托盘叠置的状态)，解除托盘夹具107的把持。然后，托盘夹具106上升30mm，接着剩下应该处理的托盘，把持住其上方的托盘而进行托起。这是托盘夹具106的基本动作。
在图8A至图8C中，托盘夹具106分割成三个部分，分别例如能够把持20层托盘并将其托起。这里，托盘夹具整体能够把持并托起60层托盘，但每20层处理结束后，各托盘夹具便变成待机状态。即，从下起20层托盘的处理结束后，下层的托盘夹具107d变成待机状态，从21层起到40层的托盘的处理结束后，中层的托盘夹具107c变成待机状态。
在此，图8A表示从全部60层托盘(即，n＝60)中的从下数第20层托盘102取出玻璃基板108的情况下的动作。此时，托盘夹具107把持住上40层托盘102，并将其托起。玻璃基板108的输出(输入)结束后，托盘夹具下降而暂时使托盘恢复到原来的状态。
接着，如图8B所示，托盘夹具107整体下降到开始进行托盘102的分层(也称作把持动作解除或者托盘分离动作)的位置。所谓的开始进行该分层的位置，是指叠置起来的处理后托盘中最上层托盘的位置。
在此之前使用上/中/下层的托盘夹具107b至107d进行把持以及托起动作，完成了最初的20层托盘的处理，所以如图8C所示，下层托盘夹具107d转移到待机状态，仅使用中上层的托盘夹具107b以及107c进行把持以及托盘的托起动作。之所以这样将托盘夹具107分割成三个组件，是为了尽可能地降低装置整体的高度。即，原因在于，如果始终使三个托盘夹具上下移动的话，则在处理接近60层托盘的情况下，需要大致成倍的装置高度，从而不能满足装置小型化的要求。相对于此，在如本实施方式这样将托盘夹具107分割的情况下，如果是能够处理例如60层托盘的装置，则只需要大致(60+20)层的高度即可。另外，托盘夹具分割的个数并不限于三个，从技术上来说分成几份都可以。
(托盘夹具107的结构)图10A至图10C是表示托盘夹具107的结构的图。图10A是托盘夹具的主视概要图，图10B是托盘夹具的侧视概要图，图10C是托盘夹具把持动作的驱动部分P的放大图。
在图10A中，托盘夹具107经由托盘夹具保持体1004设置在托盘夹具驱动部106上，例如分割成三个组件107b至107d，分别具备20层的把持爪107a(图10A中没有图示)。另外，各组件107b至107d具备用第一杆1001连结的4根垂直柱1003。
另外，如图10B以及图10C所示，以从托盘夹具保持体1004突出的方式设置的固定(通过连结块1006固定)的第二杆1002和第一杆1001，经由导轨1009和滑动件1010连结。另外，在托盘夹具保持体1004上固定有压力缸轴1007，在第一杆1001上设置有压力缸动作部1008。因此，第一杆1001沿箭头G的方向(图3的Y轴方向)动作。在第一杆1001上固定有安装着组件107b至107d的垂直柱1003，所以，借助该动作，各组件107b至107d也沿箭头G方向动作，由此，能够进行托盘的把持动作。
另外，如图10B所示，滚珠丝杠1011借助设置在托盘夹具驱动部106内的伺服马达1012而旋转，由此，托盘夹具保持体1004受到控制而沿H方向上下运动。
另外，位置调整部件1005设置在第二杆1002上，这特别用在将处理后基板装入到托盘的场合，对于其动作在后面进行说明。该位置调整部件1005设置在各组件107b至107d上。
(处理后玻璃基板的装入动作)图11是用于对将玻璃基板108从托盘102取出，并在通过未图示的规定处理装置进行处理后再将处理后玻璃基板108装入到托盘102中时的动作进行说明的流程图。
在步骤S1101中，首先将叠置有空托盘102的托板101设置在第一输送器103的规定位置上。这里，托盘从下起依次记做1层、2层、...n层。
然后，在步骤S1102中，对托板101进行定位。对于该定位动作，与前述玻璃基板取出动作时的定位动作(图7的步骤S701)相同，所以在这里省略说明。
在步骤S1102中完成定位后，从最上层的托盘起依次开始处理。并且，在步骤S1103中设定参数k＝1(k仅仅是在处理上使用的参数，而不是表示从下起的托盘层数。另一方面，k从另一种意义上讲表示从最上层起是第几层的托盘)。
在步骤S1104中，用托盘夹具107把持并托起覆盖最上层(第n层)托盘的盖。在由该托盘夹具107进行把持以及上升动作并确认上升的停止后，处理转移到步骤S1105。
在步骤S1105中，升降销105上升，从最上层(第n层，当前k＝1，所以n-k+1＝n)的托盘突出。另外，设定成，基板输入时的基板交接始终在托盘上规定位置(例如80mm)进行。因此，最初的升降销105上升行程L为30mm×60层+80mm＝1880mm。如果更一般化地表示，则上升行程L＝30mm×(n-k+1)层+80mm。在此，30mm相当于托盘的高度，是一次的上升量。然后，确认升降销105上升了设定行程量之后，处理转移到步骤S1106。另外，除了对最上层以外的托盘进行处理的情况之外，升降销105上升80mm+15mm＝95mm。关于15mm的意思将在后面进行说明。
在步骤S1106中，持有处理后玻璃基板108的机器人臂110进入到最上层的托盘上方。该机器人臂110到达预先设定的位置(托盘上方80mm的位置)后停止。确认停止后，处理转移到步骤S1107中。
在步骤S1107中，由机器人臂110进行的保持动作从吸附保持切换成通过喷吹气体而进行的上浮保持。此时基板上浮到距臂上方数毫米左右，其目的在于防止后述位置调整动作(基板108的定位)对基板造成的破坏。确认从机器人臂110进行的空气吸引切换到空气喷吹后，处理转移到步骤S1108。
在步骤S1108中，在由机器人臂110保持基板上浮的状态下，位置调整部件1005从基板108的四个方向接近，首先进行长边方向上的位置调整(定位)。位置调整部件1005最初接触的不是基板108，而是托盘102。即，位置调整部件1005的托盘位置确认辊1203a(参照图11)接触托盘102，首先对其平行于X轴的边(长边)的位置进行确认。接着，借助基板位置调整辊1202a，以仿效托盘102的位置的方式调整(定位)基板108的X轴方向位置。在步骤S1109中，借助辊1203b对托盘102的短边、即平行于Y轴的边的位置进行确认。进而，借助基板位置调整辊1202b，以仿效托盘102的位置的方式调整(定位)基板108的Y轴方向位置。即，如图12A所示，以玻璃基板108的中心点始终与托盘102的中心点O吻合的方式输入。另外，由于是托盘位置确认辊1203a、1203b与托盘102的四角卡合的状态，所以不会从辊1202a、1202b向基板108作用不必要的力。另外，将定位调整部件905进退的时间设定成规定时间，在经过该规定时间后，处理转移到步骤S1110。
在步骤S1110中，机器人臂110将基板108交接到升降销105上，然后，在步骤S1111中，升降销105下降，将基板108收纳在托盘102中。另外，下降行程在本实施方式中是125mm(80mm+30mm+15mm)。15mm的存在是为了设定成使升降销105在托盘102下方15mm处待机。
进而，在步骤S1112中，托盘夹具107下降，由托盘夹具107托起来的盖以及处理对象托盘上层的所有托盘均返回到空托盘上方而载置到托板101上。即，暂时将所有托盘返回到托板上。这样结束第一张基板的输入动作，以后依次反复进行以上的动作，直到最后的基板。
然后，在步骤S1113中，判断是否k＝n，即，判断是否应处理的所有托盘上均被输入了基板108。在所有托盘均被处理了的情况下，完成一连串的输入处理，在有未处理的托盘残余的情况下，处理转移到步骤S1114。
在步骤S1114中，为了将基板108输入到下一个处理对象托盘中，托盘夹具107将盖以及第n-k+1层以上的托盘托起。现在，由于k＝1，所以在步骤S1114中，将第n层(最上层)和盖托起。
在步骤S1115中，为了准备下面的处理，将下次的参数k设定为此次的参数k+1(即，下次的参数k＝2从上起第二层)。
以上这样的输入动作基本上是反复进行，直到最下层托盘的处理结束。
在这样的输入动作中，通过设置进行位置调整的工序，即使在托盘上有稍微的应变或弯曲产生，也能够始终在托盘的规定位置上准确收纳(定心)基板108。
另外，也可以控制成，将玻璃基板输入到任意层的托盘中。这种情况下，关于图11的流程图的动作，只要在步骤S1103中设k＝i(表示从最上层起任意层)而进行动作，在步骤S1112完成后结束输入动作即可。但是，在这种情况下，也与从任意层取出基板的动作同样，需要使得位于作为处理对象的托盘下层的托盘是空的。
(位置调整部件的结构)使用图12A至图12C以及图13对位置调整部件1005的结构进行说明。
图12A是从上方观察基板取出/输入规定位置的图。在此，表示在托盘102中玻璃基板108结束了的状态。
从图12A和图10A至图10C也可知，位置调整部件1005固定在第二杆1002的两端。因此，在各托盘夹具组件107b至107d上各设置有一组。
图12B是位置调整部件1005的放大图。该位置调整部件1005具备定心部件1201、设置在其下面的两个托盘位置确认用辊1203a、1203b、和设置在上面的两个基板位置调整用辊1202a、1202b，借助压力缸1204在X轴方向上动作，借助压力缸1205在Y轴方向上动作。
图12C是位置调整部件1005的剖视图。利用图12B以及图12C对各辊的位置关系加以明确。
图13是表示托盘夹具107(1个组件部分)的结构的放大图。从图13可以很好地了解位置调整部件1005和托盘夹具107的关系。在一个组件的最下方的第二杆1002的两端上，设置有位置调整部件1005。通过这样在一个组件的最下方设置位置调整部件1005，能够恰当地与应输入基板108的对象托盘102对应。而且，通过这样将托盘夹具107和位置调整部件1005做成一体的结构，还有助于实现装置的小型化。
另外，如上所述，位置调整部件1005经由能够使其前后左右动作的压力缸1204、1205而固定在第二杆上。并且，如在上述步骤S1108中也已说明的那样，借助压力缸1204的前后动作确认托盘的长边方向位置，而且如在步骤S1109中也已说明的那样，借助压力缸1205的前后动作确认托盘的短边方向位置。如前所述，对该托盘的位置确认起作用的是托盘位置确认用辊1203a以及托盘位置确认用辊1204b。
(托盘输入时的动作)使用图14，对在本实施方式中将叠置的托盘102输入到托板101上时的动作的具体例子进行说明。
图14中，为了高效地进行托盘输入，在图3所示的基板输出输入装置上还设置有托板分选器1401、与Y轴平行地在托板分选器上前后运动的分选输送器1402、和中继用输送器1403。
现在，假定对第一输送器103上的所有托盘完成了取出/输入处理，新的托盘在分选输送器1402上待机。
载置有处理结束了的托盘的托板从第一输送器103移动到第二输送器104，在交付给中继用输送器1403后停止。而后，接替处理后的托盘从第二输送器104向中继输送器1403的移动动作，载置有新托盘的托板从分选输送器1402的位置SB经由第二输送器104而配置到第一输送器103的规定位置上。之后，分选输送器1402借助托板分选器1401移动到端部1401a，从中继用输送器1403上接取处理后的托盘后，分选输送器1402再次返回到位置SB，输出处理后的托盘。然后，转移到前述那样的定位动作、基板取出动作或者处理后基板输入动作。
(本实施方式的效果)如以上说明的那样，根据本实施方式，第一及第二输送器103和104的高度是固定的，通过使升降销105升降将玻璃基板108托起而将其取出/输入，所以，不需要使第一以及第二输送器103和104自身升降，能够实现装置动作的简洁化，并且能够实现装置的空间节省，特别是在高度受限的情况下有效。即，在使输送器自身升降的情况下，由于销是固定的，所以作为最低限度的装置，首先需要有作为绝对长度的销长(与托盘层数相当的长度)，进而还需要与托盘层数相当的高度，而在本实施方式中，由于使升降销升降，所以不需要使装置高度为托盘层数的两倍。尽管一个个托盘单独的重量并不大，但如果层叠很多层重量也会变得很大。在这种情况下，将该重物的上下运动自身限制到所需的最小限度是很重要的，在本实施方式中能够实现这一点。
另外，在本实施方式中，每结束一张玻璃基板108的取出或输入动作，便使升降销105返回到最上层托盘(作为处理对象的托盘)之下，所以即使不小心松开了托盘夹具107的把持，也不必担心升降销105穿透收纳在未处理托盘中的玻璃基板108，能大幅减小玻璃基板108破损的危险性。容易想象，当销固定时，若托盘夹具脱开，则收纳在受到把持的托盘中的玻璃基板的大部分发生破损的可能性较大。
进而，在本实施方式中，在完成对全部托盘的处理的阶段，成为在第一输送器103上所有托盘都载置于托板101的状态。因此，在处理结束后可以迅速进入到与载置有接下来应处理的托盘的托板进行交换的动作，所以，整体上可以缩短基板输送的处理时间，能够实现高效的输送。而且，在本实施方式中，如图14所示那样提供了一种实现托板更换的有效动作的结构，所以能够更加顺利地进行托板更换。
另外，在本实施方式中，特别是在再次装入处理后玻璃基板的情况下，设置有托盘以及玻璃基板的位置调整机构1005(参照图12A至图12C)，所以，即使托盘中存在使用期间所产生的由于磨损造成的应变，也可以始终将托盘上基板的配置位置保持恒定。
进而，在本实施方式中，将托盘夹具107分成三份而设置有结构和作用相同的三个组件，所以在例如20层20层地完成了托盘处理的阶段，能够减少进行夹持动作的组件，所以能够将装置的高度抑制到最小限度，能够实现装置小型化。另外，托盘夹具的分割数量并不限于三个，而且，组件能够把持的托盘数量也不限于20层。
本发明并不限于上述实施方式，在不脱离本发明精神和范围内可以进行各种变更和变型。因此，本发明除由附加的权利要求定义以外，并不限于特定的实施方式。
权利要求
1.一种基板输出输入装置，用于进行基板从托盘的取出，或者向所述托盘输入基板，其特征在于，具备输送器，其用于使叠置有多层托盘的托板移动；托板定位机构，其在所述输送器的规定位置上进行所述托板的定位；升降销，其在借助所述定位机构将所述托板定位了的状态下，通过设置在所述托板以及所述托盘上的通过用孔，用于将所述基板从托盘托起；托盘升降机构，其用于将所述托板上叠置的所述多层托盘分离成包括处理对象托盘并较其位于下层的第一托盘组、和较所述处理对象托盘位于上层的第二托盘组，使所述升降销和所述第一托盘组相对地升降；以及托盘升降控制机构，其控制所述托盘升降机构的动作；所述控制机构控制所述升降销和所述处理对象托盘之间的位置关系，使得在借助所述托盘升降机构在所述第一托盘组和所述第二托盘组之间确保了空间时，所述升降销的末端距所述处理对象托盘有规定距离，使得所述基板取出或者输入能够得以进行。
2.如权利要求1所述的基板输出输入装置，其特征在于，所述升降销是伸缩自如的销，进而，设置有升降销控制机构，所述升降销控制机构控制所述升降销的动作，使得在所述托盘升降机构使所述第二托盘组升降而在所述处理对象托盘上方确保了空间的期间，所述升降销的末端距所述处理对象托盘有规定距离。
3.如权利要求1所述的基板输出输入装置，其特征在于，所述托盘升降控制机构以下述方式进行控制，即，使得所述托盘升降机构保持着较下一处理对象托盘位于上层的托盘组而使其升降。
4.如权利要求1所述的基板输出输入装置，其特征在于，所述控制机构以下述方式进行控制，即，使得所述托盘升降机构保持着所述第二托盘组而使其升降。
5.如权利要求1所述的基板输出输入装置，其特征在于，所述托盘升降机构具有多个结构分别相同的升降组件，所述托盘升降控制机构对所述托盘升降机构进行控制，使得每在规定层数的托盘处理结束时，使作为所述升降机构使用的所述升降组件的数量减少。
6.如权利要求1所述的基板输出输入装置，其特征在于，在从所述托盘取出所述基板的情况下，所述控制机构对所述托盘升降机构以及所述升降销的动作进行控制，以便从所述多层托盘的最下层起依次取出所述基板。
7.如权利要求1所述的基板输出输入装置，其特征在于，在接受所述基板并输入到所述托盘中的情况下，所述托盘升降控制机构对所述托盘升降机构的动作进行控制，以便从所述多层托盘的最上层起依次输入所述基板。
8.如权利要求7所述的基板输出输入装置，其特征在于，还具备位置调整机构，所述位置调整机构在接受所述基板并输入到所述托盘中的情况下，对配置在所述托盘上的所述基板的位置进行调整。
9.如权利要求7所述的基板输出输入装置，其特征在于，所述位置调整机构安装在所述托盘升降机构上。
10.如权利要求7所述的基板输出输入装置，其特征在于，所述托盘升降机构具有多个结构分别相同的升降组件，所述位置调整机构安装在所述多个升降组件的每一个上。
11.如权利要求1所述的基板输出输入装置，其特征在于，还具备托板分选器，所述托板分选器使所述托板的输入路径和输出路径不同。
12.一种基板输出输入装置，用于从托盘取出基板，或者将基板输入到托盘中，其特征在于，具备输送器，其用于使叠置有多层托盘的托板移动；托板定位机构，其在所述输送器的规定位置上进行所述托板的定位；基板输入准备机构，其在借助所述定位机构将所述托板定位了的状态下，将所述托板上的所述多层托盘分离成处理对象托盘和非处理对象托盘，为所述基板的输入动作做好准备；控制机构，其控制所述基板输入准备机构的动作；位置调整机构，其在将所述基板输入到所述托盘中的情况下，对配置于所述托盘上的所述基板的位置进行调整。
13.如权利要求12所述的基板输出输入装置，其特征在于，所述基板输入准备机构具备保持所述非处理对象托盘并使其升降的托盘升降机构、和伸缩自如地上下动作的升降销；所述控制机构控制所述升降销的动作，以便在所述托盘升降机构使所述非处理对象托盘上升期间，所述升降销的末端距所述处理对象托盘有规定距离，做好所述基板输入的准备。
14.一种基板输出输入方法，用于从托盘取出基板，或者将基板输入到托盘中，其特征在于，具备托板移动工序，其借助输送器使叠置有多层托盘的托板移动；托板定位工序，其在所述输送器的规定位置上进行所述托板的定位；托盘升降工序，其用于将叠置在所述托板上的所述多层托盘分离成包括处理对象托盘并较其位于下层的第一托盘组、和较所述处理对象托盘位于上层的第二托盘组，使用于将所述基板从所述处理对象托盘托起的升降销和所述第一托盘组相对地升降；托盘升降控制工序，其对所述托盘升降工序中的相对升降动作进行控制；在所述控制工序中，对所述升降销和所述处理对象托盘的位置关系进行控制，以便在利用所述托盘升降工序而在所述第一托盘组和所述第二托盘组之间可靠地确保了空间时，所述升降销的末端距所述处理对象托盘有规定距离，使得所述基板取出或者输入能够得以进行。
全文摘要
本发明的基板输出输入装置(100)以及基板输出输入方法用于从托盘取出基板，或者将基板输入到托盘中。首先，在输送器(103)的规定位置上进行托板(101)的定位，在进行了该定位的状态下，借助托盘夹具(107)将叠置在托板上的多层托盘(102)中较处理对象托盘位于上层的非处理对象托盘把持住并使其升降。并且，在非处理对象托盘上升而在处理对象托盘上确保了足够空间期间，升降销(105)通过设置在托盘以及托盘上的升降销通过用孔(102a)，由此对升降销的动作进行控制，使得升降销末端距处理对象托盘有规定距离。这样，使得基板(108)的输入以及输出能够得以进行。
文档编号H01L21/68GK1922087SQ20048004217
公开日2007年2月28日 申请日期2004年3月1日 优先权日2004年3月1日
发明者神近哲郎 申请人:平田机工株式会社