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発明の名称 ワーク加工システム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−179579(P2001−179579A)
公開日 平成13年7月3日(2001.7.3)
出願番号 特願平11−362453
出願日 平成11年12月21日(1999.12.21)
代理人 【識別番号】100098235
【弁理士】
【氏名又は名称】金井 英幸
【テーマコード(参考)】
3C043
5F031
【Fターム(参考)】
3C043 BC08 CC04 DD06 
5F031 CA01 CA02 FA01 FA07 FA12 FA18 GA10 GA14 GA15 GA43 GA47 GA49 HA73 MA22 MA23
発明者 磯部 章 / 冨田 良幸 / 原 一敬 / 岩瀬 昭雄 / 前田 盛男
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】互いに平行に対向するとともに床面に対して水平な所定の軸を中心として回転する一対の作用面を有する加工装置と、前記加工装置における両作用面間に加工対象である円板状のワークを挿入するワーク保持装置と、前記ワークを床面に対して垂直な状態で格納する一対のカセットと、前記ワークを床面に対して垂直な状態で把持するワークグリップ部を有するとともに、当該ワークを、前記ワーク保持装置,及び前記各カセットの間において移動させる搬送装置とを備えたことを特徴とするワーク加工システム。
【請求項2】加工済みの前記ワークを床面に対して垂直な状態で洗浄する洗浄装置と、洗浄済みの前記ワークを床面に対して垂直な状態で乾燥させる乾燥装置とをさらに備え、前記搬送装置は、前記ワークを、前記ワーク保持装置,前記各カセット,前記洗浄装置,及び前記乾燥装置の間において移動させることを特徴とする請求項1記載のワーク加工システム。
【請求項3】前記搬送装置は、そのワークグリップ部により、一方の前記カセットに予め格納された未加工の前記ワークを取り出して前記ワーク保持装置へ搬送し、該ワーク保持装置から加工済みの前記ワークを取り出して前記洗浄装置へ搬送し、該洗浄装置から洗浄済みの前記ワークを取り出して前記乾燥装置へ搬送し、該乾燥装置から乾燥済みの前記ワークを取り出して他方の前記カセット内に格納することを特徴とする請求項2記載のワーク加工システム。
【請求項4】前記ワークを床面に対して垂直な状態で支持可能なワークバッファを、さらに備えるとともに、前記搬送装置は、前記ワークグリップ部を有する第1のロボット,及び前記ワークグリップ部を有する第2のロボットを有し、その第1のロボットのワークグリップ部により、一方の前記カセットに予め格納された未加工の前記ワークを取り出して前記ワークバッファへ搬送し、その第2のロボットのワークグリップ部により、前記ワークバッファに支持された前記ワークを前記ワーク保持装置へ搬送するともに該ワーク保持装置から加工済みの前記ワークを取り出して前記洗浄装置へ搬送し、その第1のロボットのワークグリップ部により、前記洗浄装置から洗浄済みの前記ワークを取り出して前記乾燥装置へ搬送し、前記乾燥装置から乾燥済みの前記ワークを取り出して他方の前記カセット内に格納することを特徴とする請求項2記載のワーク加工システム。
【請求項5】前記搬送装置における第2のロボットは、一対のワークグリップ部を有し、該搬送装置は、その第2のロボットの一方のワークグリップ部により未加工のワークを前記ワークバッファから取り出して保持しておき、その第2のロボットの他方のワークグリップ部により前記ワーク保持装置から加工済みの前記ワークを取り出すともに一方のワークグリップ部により未加工のワークを当該ワーク保持装置へ移すことを特徴とする請求項4記載のワーク加工システム。
【請求項6】前記両カセットを載置するとともに、これら両カセットの位置を反転させるターンテーブル装置を、さらに備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のワーク加工システム。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウエハやガラスディスク等の円板状のワークを加工する両頭研削盤,及びこの両頭研削盤に対してワークを搬出入する装置を備えたワーク加工システムに、関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、円板状の薄型ワークを加工するための装置として、両頭研削盤が知られている。この両頭研削盤は、相対向して同軸に回転する一対のカップ形砥石を備えており、ワークの表裏両面を同時に研削可能である。そして、この両頭研削盤には、その両砥石の回転軸が床面に対して垂直に配置された縦軸型と、その両砥石の回転軸が床面に対して水平に配置された横軸型とがある。一方の縦軸型の両頭研削盤は、水平に配置されたワークを研削する。他方の横軸型の両頭研削盤は、垂直に配置されたワークを研削する。ここで、ワークが水平とは該ワークがその表面を床面に対して平行に向けた状態を示し、ワークが垂直とはワークがその表面を床面に対して垂直に向けた状態を示している。
【0003】通常、このような両頭研削盤は、ワークを搬送する搬送装置,研削済みのワークを洗浄する洗浄装置,及び洗浄済みのワークを乾燥させる乾燥装置と、併せて用いられる。即ち、これら両頭研削盤,搬送装置,洗浄装置,及び乾燥装置は、互いに連携してワーク加工システムとして機能するのである。
【0004】図11は、縦軸型の両頭研削盤81を備えた従来のワーク加工システムを示す概略平面図である。この両頭研削盤81の近傍には、未加工ワーク格納装置82,ローディング用のロボット83,ローダ・アンローダ84,アンローディング用のロボット85,洗浄装置86,及び加工済ワーク格納装置87が、設置されている。
【0005】そして、このワーク加工システムにおいて加工がなされる場合、予め未加工ワーク格納装置82内に水平に格納されたワークWは、ロボット83により取り出されてローダ・アンローダ84上に水平に載置される。このローダ・アンローダ84は、載置されたワークWを水平の状態のまま両頭研削盤81の両砥石間に挿入する。この状態において、両頭研削盤81は、その両砥石によりワークWを研削する。研削が完了すると、ローダ・アンローダ84は、研削済みのワークWを両砥石間から抜去する。すると、ロボット85は、このワークWを取り出して、該ワークWを水平の状態で洗浄装置86へ挿入する。そして、洗浄装置86は、このワークWを洗浄する。洗浄されたワークWは、ロボット85により取り出され、図示せぬ乾燥装置により乾燥されて、このロボット85により加工済ワーク格納装置87内に水平に格納される。
【0006】図12は、横軸型の両頭研削盤91を備えた従来のワーク加工システムを示す概略構成図である。なお、図12の(A)は、このワーク加工システムの平面図である。また、図12の(B)は、(A)におけるB−B線に沿った断面図である。
【0007】このワーク加工システムは、未加工ワーク格納装置92,ローディング用のロボット93,ローディング用の反転装置94,ローダ・アンローダ95,アンローディング用の反転装置96,アンローディング用のロボット97,洗浄装置98,及び加工済ワーク格納装置99を、さらに備えている。
【0008】そして、このワーク加工システムにおいて加工がなされる場合、予め未加工ワーク格納装置92内に水平に格納されたワークWは、ロボット93により取り出されて反転装置94上に水平に載置される。この反転装置94は、水平に載置されたワークWを垂直に立てる。すると、ローダ・アンローダ95は、このワークWを取り出して、垂直の状態のまま両頭研削盤91の両砥石91a,91a間に挿入する。
【0009】この状態において、両頭研削盤91は、その両砥石91a,91aによりワークWを研削する。研削が完了すると、ローダ・アンローダ95は、研削済みのワークWを両砥石91a,91a間から抜去して、垂直の状態のままで反転装置96に渡す。この反転装置96は、垂直の状態のワークWを水平に配置する。すると、ロボット97は、この水平になったワークWを取り出して、洗浄装置98へ水平のまま挿入する。そして、洗浄装置98は、このワークWを洗浄する。洗浄されたワークWは、ロボット97により取り出され、図示せぬ乾燥装置により乾燥されて、このロボット97により加工済ワーク格納装置99内に格納される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記の縦軸型の両頭研削盤81を備えたワーク加工システムでは、その全ての工程においてワークWは水平になっている。一方、横軸型の両頭研削盤91を備えたワーク加工システムでは、当該両頭研削盤91による研削工程においてのみワークWは垂直に向いており、他の工程においては、ワークWは常に水平の状態で処理されている。
【0011】しかしながら、近年、ワークWの大径化が進んでいるため、この大径のワークを水平の状態で処理することを想定すると、各工程における作業床面積が大きくなり、ワーク加工システム全体の設置面積も大きくなってしまう。
【0012】例えば、加工対象のワークがシリコンウエハである場合、このシリコンウエハへの不純物の付着を防ぐためには、ワーク加工装置全体をクリーンルーム内に収容しなければならない。この場合、ワーク加工装置の設置面積が大きくなると、これに伴って大型のクリーンルームが必要になり、設置に要するイニシャルコスト,及び,稼動時にかかるランニングコストが上昇してしまう。
【0013】そこで、設置に要する床面積を低減させたワーク加工システムを提供することを、本発明の課題とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明によるワーク加工システムは、上記課題を解決するために、以下のような構成を採用した。
【0015】即ち、このワーク加工システムは、互いに平行に対向するとともに床面に対して水平な所定の軸を中心として回転する一対の作用面を有する加工装置と、前記加工装置における両作用面間に加工対象である円板状のワークを挿入するワーク保持装置と、前記ワークを床面に対して垂直な状態で格納する一対のカセットと、前記ワークを床面に対して垂直な状態で把持するワークグリップ部を有するとともに、当該ワークを、前記ワーク保持装置,前記各カセット,前記洗浄装置,及び前記乾燥装置の間において移動させる搬送装置とを備えたことを特徴とする。
【0016】さらに、このワーク加工システムは、加工済みの前記ワークを床面に対して垂直な状態で洗浄する洗浄装置と、洗浄済みの前記ワークを床面に対して垂直な状態で乾燥させる乾燥装置とを、備えていてもよい。
【0017】そして、前記搬送装置は、そのワークグリップ部により、一方の前記カセットに予め格納された未加工の前記ワークを取り出して前記ワーク保持装置へ搬送し、該ワーク保持装置から加工済みの前記ワークを取り出して前記洗浄装置へ搬送し、該洗浄装置から洗浄済みの前記ワークを取り出して前記乾燥装置へ搬送し、該乾燥装置から乾燥済みの前記ワークを取り出して他方の前記カセット内に格納する。
【0018】このように構成されると、当該ワーク加工システムにおける全ての処理において、ワークは、床面に対して垂直な状態になっており、その処理の際に必要な床面積が小さくて済むのである。
【0019】さらに、このワーク加工システムは、前記ワークを床面に対して垂直な状態で支持可能なワークバッファを、さらに備えていてもよい。また、前記搬送装置は、前記ワークグリップ部を有する第1のロボット,及び前記ワークグリップ部を有する第2のロボットを有していてもよい。この場合、前記搬送装置は、その第1のロボットのワークグリップ部により、一方の前記カセットに予め格納された未加工の前記ワークを取り出して前記ワークバッファへ搬送し、その第2のロボットのワークグリップ部により、前記ワークバッファに支持された前記ワークを前記ワーク保持装置へ搬送するともに該ワーク保持装置から加工済みの前記ワークを取り出して前記洗浄装置へ搬送し、その第1のロボットのワークグリップ部により、前記洗浄装置から洗浄済みの前記ワークを取り出して前記乾燥装置へ搬送し、前記乾燥装置から乾燥済みの前記ワークを取り出して他方の前記カセット内に格納する。
【0020】また、前記搬送装置における第2のロボットは、一対のワークグリップ部を有していてもよい。この場合、前記搬送装置は、その第2のロボットの一方のワークグリップ部により未加工のワークをワークバッファから取り出して保持しておき、その第2のロボットの他方のワークグリップ部により前記ワーク保持装置から加工済みの前記ワークを取り出すともに一方のワークグリップ部により未加工のワークを当該ワーク保持装置へ移す。
【0021】さらに、このワーク加工システムは、前記両カセットを載置するとともに、これら両カセットの位置を反転させるターンテーブル装置を、備えていてもよい。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一実施形態によるワーク加工システムについて説明する。図1は、このワーク加工システムの平面図である。この図1に示されるように、このワーク加工システムは、縦軸型の両頭研削盤1,搬送装置2,ターンテーブル装置3,洗浄装置4,乾燥装置5,及び,ワークバッファ6を、備えている。なお、図2は、この図1における搬送装置2をIIの方向に見た図である。また、図3は、図1のIII−III線に沿った断面図である。但し、この図3において、両頭研削盤1は、図1における左側の部分のみが示されている。
【0023】まず、両頭研削盤1について説明する。この両頭研削盤1は、一対のスピンドル装置11,11,及びワーク保持装置12を、備えている。各スピンドル装置11は、高速で回転する出力軸を夫々有しており、これら各出力軸にはカップ型砥石11a,11aが夫々取り付けられている。そして、各スピンドル装置11,11は、その砥石11a,11aの研削作用面を同軸に相対向させるようにベッド上に設置されている。なお、各スピンドル装置11,11は、その砥石11a,11aを夫々回転軸方向に変位させることができる。即ち、各砥石11a,11aの研削作用面同士の間隙は、自在に調整されるのである。
【0024】図3に示されるように、ワーク保持装置12は、ワークWを保持するワークホルダ121,このワークホルダ121を支持する支持部122,この支持部122をスライド移動させる移動機構123を、備えている。
【0025】この移動機構123は、両頭研削盤1における両砥石11a,11aの近傍から側方(図3における左方)の所定の位置まで、床面に対して平行にスライド移動可能なスライドテーブルを、有している。なお、このスライドテーブルは、図示せぬボールネジに連結されており、両砥石11a,11aの下部付近の高さの床面に水平な平面内において、これら両砥石11a,11aの回転軸に垂直な方向にスライド移動することができる。
【0026】支持部122は、ほぼ逆L字状の外径を有し、その上部における突出部分を両砥石11a,11aの回転軸に対して垂直に向けて、その下部において移動機構123のスライドテーブルに対して固定されている。
【0027】ワークホルダ121は、ワークWの縁辺におけるほぼ半周の領域に対向する切欠状部分が形成されたフレームを有する。このフレームは、その切欠状部分が形成された略「C」字状の部分と、この略「C」字状部分の中央付近から外方へ突出した基端部分によりなる。また、このワークホルダ121は、そのフレームに取り付けられた複数の支持ローラを有する。
【0028】そして、ワークホルダ121は、その各支持ローラをワークWの縁辺に回転可能に当接させて、このワークWを収容することができる。さらに、ワークホルダ121は、このように収容された状態のワークWの表裏各面に夫々対向する一対の静圧パッドを、有している。これら各静圧パッドは、ワークWに対して流体を噴出させて、この流体により生じた静圧によりワークWの中心軸方向の変位を規制する。そして、各静圧パッドが流体静圧膜を介してワークWを保持した状態において、各支持ローラが回転駆動されることにより、該支持ローラに当接したワークWは、その中心軸を中心として回転するのである。
【0029】このワークホルダ121は、その基端部分において支持部122の突出部分に軸支されている。また、支持部122は、図示せぬ駆動機構を有しており、ワークホルダ121を所定の角度範囲内において回転させる。即ち、ワークホルダ121は、ワークWを保持した状態において、このワークWが両砥石11a,11aの研削作用面間の該研削作用面に平行な平面内において、回転することができるのである。そして、ワークホルダ121は、図3の紙面内における反時計方向に回転して、そのフレームの切欠状部分の開口を上方へ向けた上昇姿勢,又は,図3の紙面内における時計方向に回転して、そのフレームの切欠状部分の開口を側方(図3における右方)へ向けた下降姿勢のいずれかの位置をとることができる。
【0030】なお、移動機構123がそのスライドテーブルを両頭研削盤1から離反させた場合におけるワークホルダ121の位置を、退避位置という。一方、移動機構123がそのスライドテーブルを両頭研削盤1に近接させた場合におけるワークホルダ121の位置を、研削位置という。図3には、退避位置に移動するとともに上昇姿勢をとった状態のワークホルダ121が示されている。また、図3には、研削位置に移動するとともに下降姿勢をとった状態のワークホルダ121’も、併せて示されている。
【0031】次に、搬送装置2について説明する。この搬送装置2は、第1のロボット21,第2のロボット22,スライド機構23を、備えている。図1に示されるように、このスライド機構23は、ガイドレール231,第1のテーブル232,及び第2のテーブル233を、有する。そして、このスライド機構23におけるガイドレール231は、長尺状に形成されており、その長手方向に各テーブル232,233をスライド可能に夫々ガイドする。
【0032】図1に示されるように、このガイドレール231は、その長手方向を両スピンドル装置11,11の回転軸に対して平行に向けるとともに、一方のスピンドル装置11(図1における左側)に対して所定の間隔をあけて対向させて、基台234上に配置されている。なお、このガイドレール231は、その一方の端部を、ワーク保持装置12における両スピンドル装置11,11から離反した側の端部に近接させて、配置されている。また、このガイドレール231は、両頭研削盤1の両砥石11a,11aの下方における床面に対して平行な平面内に、配置されている。
【0033】そして、各テーブル232,233は、夫々、このガイドレール231上に取り付けられており、床面に対して平行な平面内において、当該ガイドレール231の長手方向にスライド移動可能である。そして、一方のテーブル232上には、第1のロボット21が取り付けられており、他方のテーブル233上には、第2のロボット22が取り付けられている。
【0034】図4は、第1のロボット21を示す説明図である。この第1のロボット21は、ワークWを把持するためのワークグリップ部G,このワークグリップ部Gを軸支するアームM,このアームMを軸支する基部211を、有する。
【0035】この図4に示されるように、基部211は、略平行四辺形状に形成された平板である。但し、この基部211は、その平行四辺形の上部における鋭角部分がさらに突出した形状になっている。そして、この基部211は、その表面を両頭研削盤1の回転軸に対して垂直に向けるとともに、その突出した部分を両頭研削盤1へ向けて、その下辺において、スライド機構23の第1のテーブル232上に固定されている。
【0036】アームMは、中央部分において緩く湾曲した長尺形状に形成されている。このアームMは、その基端部分において、基部211の突出した部分に軸支されている。なお、このアームMは、その中央部分において緩く突出した側を、両頭研削盤1と反対の側へ向けて、該両頭研削盤1の中心軸に対して垂直な平面内において回転可能に、基部211に対して取り付けられている。そして、このアームMは、基部211に取り付けられた図示せぬ駆動機構により駆動されて、所定の角度範囲内において回転することができる。
【0037】ワークグリップ部Gは、開閉機構G1,一対のグリップG2,G2,及び二対のローラG3を、有している。開閉機構G1は、短冊状に形成された支持基板を有する。各グリップG2,G2は、夫々、緩く湾曲した長尺形状に形成されており、その緩く突出した部分を外方へ向けて、その基端部において開閉機構G1の支持基板における両端近傍に軸支されている。開閉機構G1は、各グリップG2,G2を回転変位させる図示せぬ駆動機構を有している。そして、各グリップG2,G2は、同一面内において互いに近接又は離反するように所定の角度範囲内で夫々回転可能である。
【0038】二対のローラG1のうちの一方の対は、夫々各グリップG2,G2の先端近傍に軸支されており、他方の対は、夫々夫々各グリップG2,G2の基端近傍に軸支されている。これらの各ローラG1は、両グリップG2,G2が互いに近接した状態において、ワークWの縁辺に回転可能に当接して、当該ワークWを把持することができる。このワークグリップ部Gは、その開閉機構G1の中央において、アームMの先端に軸支されている。そして、ワークグリップ部Gの各グリップG2,G2は、アームMが回転する平面と平行な平面内において、夫々回転変位することになる。
【0039】なお、アームMが図4の紙面内において反時計方向に回転した場合におけるワークグリップ部Gの状態を、上昇姿勢という。一方、アームMが図4の紙面内において時計方向に回転した場合におけるワークグリップ部G’の状態を下降姿勢という。
【0040】第2のロボット22は、第1のロボット21におけるワークグリップ部G及びアームMの組を二組有する。さらに、図3に示されるように、このロボット22は、昇降基部221,及び昇降機構222を有している。昇降機構222は、長尺状の外形を有し、その長手方向を床面に対して垂直に向けて、スライド機構23の第2のテーブル233上に固定されている。そして、この昇降機構222は、床面に対して水平な平面内において両頭研削盤1の方へ突出した昇降基部221を、その上昇位置又は下降位置に移動させることができる。
【0041】なお、各アームM,Mは、その基端側において昇降基部221により軸支されている。そして、これら各アームM,Mは、夫々、第1のロボット21のアームMが回転する平面に対して平行な一対の平面内において回転して、各ワークグリップ部G,Gに上昇姿勢又は下降姿勢をとらせることができる。なお、これらワークグリップ部G,Gのうちの図2における左側を左側ワークグリップ部Gと称し、右側を右側ワークグリップ部Gと称する。
【0042】また、昇降基部221が下降位置に移動した状態において、各ワークグリップ部G,Gが上昇姿勢又は下降姿勢をとると、これら各ワークグリップ部G,Gの床面からの高さは、第1のロボット21におけるワークグリップ部Gが上昇姿勢又は下降姿勢をとった場合における該ワークグリップ部Gの床面からの高さに等しくなっている。
【0043】そして、図3に示されるように、昇降基部221が上昇位置に移動した状態において、各ワークグリップ部G,Gのうちの一方が上昇姿勢及び下降姿勢をとることにより、該ワークグリップ部Gは、ワーク保持装置12のワークホルダ121とワークWを受け渡しすることができるのである。
【0044】次に、ターンテーブル装置3について説明する。図1に示されるように、このターンテーブル装置3は、スピンドル装置11と搬送装置2との間におけるワーク保持装置12から離反した側に配置されている。なお、乾燥装置5,洗浄装置4,及びワークバッファ6は、ターンテーブル装置3とワーク保持装置12との間において、該ワーク保持装置12に対して近接する側へ順に夫々配置されている。
【0045】図5は、ターンテーブル装置3の平面図であり、図1におけるターンテーブル装置3の拡大図になっている。また、図6及び図7は、ターンテーブル装置3の説明図である。なお、図6は図5をVI方向に見た図に相当し、図7は図5をVII方向に見た図に相当している。
【0046】図5に示されるように、このターンテーブル装置3は、円板状のテーブル31,及びこのテーブル31を回転させる図示せぬ駆動機構を、有する。そして、このテーブル31における半円状の各領域上には、ワークWを格納する一対のカセットC,Cが、着脱可能に夫々載置される。なお、各カセットC,Cがテーブル31上に載置された場合における当該テーブル31の各カセットC,C直下の部分は、矩形状に夫々開口している。そして、このテーブル31は、駆動機構に駆動されて、床面に平行な平面内においてその中心軸を中心として180°回転し、各カセットC,Cの位置を反転させることができる。
【0047】これら各カセットC,Cは、夫々、その全体形状が箱状になっている。但し、これら各カセットC,Cは、その上側及び下側の各面が夫々開口しており、その内部は、複数の隔壁C1により複数の収納空間に区分されている。図7に示されるように、これら各隔壁C1は、夫々、略半円形状を有し、その弧状の縁辺を上に向けて各カセットC,Cの下部に、互いに平行に配置されている。そして、これら各隔壁C1は、その両端において各カセットC,Cの側壁に対して一体に固定されている。
【0048】これら各カセットC,Cは、その各隔壁C1により区分された各収納空間毎に、各一対の上側支持部材C2,C2,及び各一対の下側支持部材C3,C3を、有している。これら各上側支持部材C2,C2,及び各下側支持部材C3,C3には、夫々溝が形成されており、ワークWの下側における半分以上の領域が収納空間内に収納された状態において、その溝にワークWの縁辺を挿入させて該ワークWを格納することができる。なお、ワークWは、その縁辺における下側の二箇所を、夫々各下側支持部材C3,C3に保持されて、各収納空間内に収納される。この状態において、各上側支持部材C2,C2は、ワークWの図7における左端部及び右端部を、夫々保持している。
【0049】さらに、ターンテーブル装置3は、そのテーブル31の下方に配置された一対のワーク昇降機構32,32を有する。これら各ワーク昇降機構32,32は、矩形板状の昇降台321,支持フレーム322,及びエアシリンダ323を、有する。
【0050】各昇降台321,321は、その上面側に突出した複数の櫛歯状ガイドT1を有している。これら各櫛歯状ガイドTは、夫々、所定の厚みを有する短冊状であり、昇降台321の上面における相対向する両辺に沿って、二列に配置されている。
【0051】さらに、各昇降台321,321は、ワークWをその相隣接する各櫛歯状ガイドT1,T1間,及びこれら各櫛歯状ガイドT1,T1に対向配置された各櫛歯ガイドT1,T1間に挿入させた状態で、当該ワークWの下端を保持する溝が夫々形成された複数の保持ガイドT2を、有する。
【0052】各エアシリンダ323,323は、夫々、床面に対して垂直な方向に移動可能なピストンを有する。また、各支持フレーム322,322は、逆L字状の2辺を有する略直角三角形状であり、その上辺において昇降台321,321の下面に対して固定されている。なお、これら各支持フレーム321,321は、夫々、その下部において、各エアシリンダ323,323のピストンに連結されている。そして、これらエアシリンダ323,323は、夫々、そのピストンを昇降させることにより、各支持フレーム321,321を介して各昇降台321,321を、上昇位置又は下降位置に移動させることができる。なお、図7において実線で示されているのが上昇位置にある昇降台321であり、2点鎖線で示されているのが下降位置にある昇降台321’である。
【0053】各昇降台321,321は、その下降位置にある場合に、その各櫛歯状ガイドT1の上端がテーブル31の表面よりもやや下に位置することになる。この状態から、エアシリンダ323,323が各昇降台321,321を夫々上昇させると、各ワークWは、各櫛歯状ガイドT1,T1同士の間隙に挟まってゆく。そして、各昇降台321,321の各保持ガイドT2に各ワークWの下端が当接すると、これら各ワークWは、各櫛歯ガイドT1及び各保持ガイドT2に保持された状態で、各昇降台321,321とともに上昇してゆく。図7には、昇降台321がその上昇位置にある場合のワークWと、昇降台321がその下降位置にある場合のワークW’が示されている。
【0054】次に、洗浄装置4について説明する。図8は洗浄装置4を示す説明図である。この洗浄装置4は、研削済みのワークWを洗浄する洗浄チャンバー41,及び上蓋42を、有する。洗浄チャンバー41は、扁平な箱状に形成されており、その一対の広い面を搬送装置2のガイドレール231の長手方向に対して垂直に向けて配置されている。この洗浄チャンバー41は、その上部が開口している。また、この洗浄チャンバー41は、一対の長尺状のブラシ411,411と、複数の支持ローラ412を有している。
【0055】そして、この洗浄チャンバー41は、ロボット21のワークグリップ部GがワークWを保持した状態でその上昇姿勢にある場合に、このロボット21のスライド移動に干渉しない位置に配置されている。しかも、この洗浄チャンバー41は、ロボット21が、そのワークグリップ部GにワークWを保持した状態において、当該ワークグリップ部Gを上昇姿勢から下降姿勢にした場合に、このワークグリップ部Gに保持されたワークWを収納できるように、配置されている。
【0056】なお、洗浄装置41の各支持ローラ412は、ワークグリップ部GがワークWを保持した状態でその下降姿勢をとった場合に、当該ワークWの下側の縁辺部分に夫々回転可能に当接する。
【0057】また、洗浄装置41の各ブラシ411,411は、夫々、ワークWの直径よりも長く形成され、床面に対して平行な平面内において互いにその長手方向を平行に向けるとともに、そのブラシ先端を相対向させて、配置されている。但し、図8では、その片方のみが示されている。
【0058】そして、これら各ブラシ411,411は、ワークグリップ部GがワークWを保持した状態でその下降姿勢をとった場合に、当該ワークWにおける直径部分に対向するように、配置されている。さらに、これら各ブラシ411,411は、夫々、図示せぬ駆動機構に連結されており、互いに所定の間隔をあけた状態,又は,ワークWの表裏両面にそのブラシ先端を夫々当接させた状態をとることができる。そして、各ブラシ411,411は、ワークWに対して洗浄用の純水を噴出させることができる。
【0059】上蓋42は、洗浄チャンバー41の上部開口を封止可能な矩形状に形成されている。そして、この上蓋42は、搬送装置2から離反した側の端部において、洗浄チャンバー41に軸支されており、図示せぬ駆動機構に駆動されて開閉することができる。さらに、この上蓋42は、その下面に配置された一対の支持ローラ421,421を有する。そして、ワークWが、洗浄チャンバー41の両ブラシ411,411に挟まれるとともに、その下側の縁辺部分を洗浄チャンバー41の各支持ローラ412に当接させた状態において、この上蓋42が閉じると、その各支持ローラ421,421は、当該ワークWの上側における縁辺部分に回転可能に当接する。
【0060】なお、洗浄チャンバー41の各支持ローラ421は、図示せぬ駆動機構に連結されて回転することができる。そして、ワークWが、両ブラシ411間に挟持されるとともにその縁辺を各支持ローラ412,421に当接させた状態において、支持ローラ421が回転すると、当該ワークWは、洗浄装置4内において自転する。このとき、各ブラシ411,411から洗浄用の純水がワークW対して噴出されると、このワークWの表裏両面における全域が、各ブラシ411,411及び純水により夫々洗浄される。
【0061】次に、乾燥装置5について説明する。図9は、乾燥装置5を示す説明図である。この乾燥装置5は、上部が開口した扁平な箱状に形成されており、その一対の広い面を搬送装置2のガイドレール231の長手方向に対して垂直に向けて、配置されている。そして、この乾燥装置5は、ロボット21のワークグリップ部GがワークWを保持した状態でその上昇姿勢をとっている場合に、このロボット21のスライド移動に干渉しない位置に、配置されている。しかも、この乾燥装置5は、ロボット21が、そのワークグリップ部GにワークWを保持した状態において、当該ワークグリップ部Gを上昇位置から下降位置に移動させた場合に、このワークグリップ部G及びワークWを格納できるように、配置されている。
【0062】また、この乾燥装置5は、長尺状に夫々形成された一対のノズル51,51を有する。各ノズル51,51は、その長さがワークWの直径よりも長く形成されており、乾燥装置5の上部に平行に相対向させて配置されている。なお、これら各ノズル51,51は、斜め下向きに乾燥空気を高速で噴出させることができる。
【0063】そして、各ノズル51,51は、ワークグリップ部GがワークWを保持した状態でその下降姿勢から上昇姿勢へ移動する間に、当該ワークGの表裏各面に対して高速の乾燥空気を吹き付け、このワークWを乾燥させる。なお、乾燥装置5は、その下部に図示せぬミストコレクタに連通した排気ダクト52を、有する。そして、ワークWの表裏各面に吹き付けられた空気及びワークWから飛散したミストは、この排気ダクト52を通じてミストコレクタにより吸引される。
【0064】次にワークバッファ6について説明する。このワークバッファ6は、カセットCにおける各上側支持部材C2,C2及び下側支持部材C3,C3に相当する複数の支持部材を有しており、一枚のワークWを、垂直に保持することができる。即ち、このワークバッファ6は、ワークWの表面を、搬送装置2のガイドレール231の長手方向に対して垂直な平面内に向けた状態で、該ワークWを保持することができる。なお、ロボット21のワークグリップ部Gがその下降姿勢にあると、該ワークグリップ部Gに保持されたワークWはその縁辺をワークバッファ6の各支持部材に当接させることになる。この状態において、ワークグリップ部Gが開放すると、ワークWは、このワークバッファ6のみにより垂直に保持されることになる。
【0065】次に、ワーク加工システムの制御系について、図10を参照して説明する。ワーク加工システムは、各スピンドル装置11,11,ワーク保持装置12,搬送装置2,ターンテーブル装置3,洗浄装置4,及び乾燥装置5に夫々接続された制御装置7を、備えている。この制御装置7は、これら各スピンドル装置11,11,ワーク保持装置12,搬送装置2,ターンテーブル装置3,洗浄装置4,及び乾燥装置5を夫々制御して、ワークWの研削,洗浄,及び乾燥の各工程を実行させることができる。
【0066】以下に、本実施形態の動作について説明する。予め、作業者は、未加工のワークWが複数格納されたカセットCを、ターンテーブル装置3のテーブル31上における図1の左側の位置に載置する。また、作業者は、空のカセットCを、テーブル31上における図1の右側の位置に載置する。そのうえで、作業者は、制御装置7を操作して、該制御装置7に対してワーク加工システムの運転を開始させる旨、指示する。
【0067】この指示を受けて、制御装置7は、ワークWの加工を開始する。まず、制御装置7は、ターンテーブル装置2の各昇降台321,321を夫々上昇位置に移動させる。すると、ワークWが格納された側のカセットCにおける当該ワークWは、昇降台321とともに上昇する。また、制御装置7は、ワーク保持装置12のワークホルダ121を、退避位置に移動させるともに上昇姿勢をとらせておく。
【0068】この状態において、制御装置7は、ロボット21のワークグリップ部Gを上昇姿勢とし、当該ロボット21をワークWが格納されたカセットCの位置まで移動させる。そして、制御装置7は、このロボット21のワークグリップ部Gを開放させた状態で、該ワークグリップ部Gを下降姿勢にする。さらに、制御装置7は、ロボット21のワークグリップ部Gを閉じてワークWを把持させ、該ワークグリップ部Gを上昇姿勢にする。そのうえで、制御装置7は、ワークグリップ部Gをワークバッファ6の位置まで移動させる。そして、ロボット21は、ワークグリップ部Gを下降姿勢にしたうえで、このワークグリップ部Gを開放させることにより、ワークWをワークバッファ6へ移す。
【0069】次に、制御装置7は、ロボット21のワークグリップ部Gを上昇姿勢にして、ワークWが格納されたカセットCの位置へ移動させ、再び、このカセットCからワークWを取り出す。なお、制御装置7は、このように第1のロボット21を動作させている間に、第2のロボット22により、ワークバッファ6に載置されたワークWを取りに行かせる。即ち、制御装置7は、ロボット22の昇降基部221を下降位置に移動させ、その両ワークグリップ部G,Gを上昇姿勢にする。そして、制御装置7は、このロボット22をワークバッファ6の位置へ移動させ、その右側ワークグリップ部Gを開放させた状態で下降姿勢にする。さらに、制御装置7は、右側ワークグリップ部Gを閉じてワークWを把持させ、該右側ワークグリップ部Gを上昇姿勢にする。そのうえで、制御装置7は、ロボット22の昇降基部221を上昇位置へ移動させ、当該ロボット22をワーク保持装置12の位置へ移動させる。
【0070】このように、ロボット22がワークバッファ6からワークWを取り出したため、このワークバッファ6は空になっている。なお、制御装置7は、この第2のロボット22によりワークWをワークバッファ6から取り出させている間に、第1のロボット21により次のワークWをカセットCから取り出させている。従って、制御装置7は、第2のロボット22によりワークバッファ6からワークWを取り出した直後に、第1のロボット21により次のワークWをワークバッファ6へ載置させることができるのである。
【0071】一方、制御装置7は、ワーク保持装置12の位置まで移動させたロボット22により、ワークWをこのワーク保持装置12のワークホルダ121へ移す。即ち、制御装置7は、ロボット22の右側ワークグリップ部Gを下降姿勢にする。この状態において、右側ワークグリップ部Gに把持されたワークWは、そのワークホルダ121に保持されている。このため、制御装置7は、右側ワークグリップ部Gを開放させて上昇姿勢にすることにより、ワークWをワークホルダ121へ移すことができる。
【0072】次に、制御装置7は、ワーク保持装置12に保持されたワークWを研削させる。即ち、制御装置7は、ワークホルダ121を研削位置に移動させるとともに、下降姿勢にする。そして、制御装置7は、ワークホルダ121によりワークWを自転させた状態で、両スピンドル装置11,11の砥石11a,11aを高速回転させた状態で相近接させてゆく。なお、この両砥石11a,11a同士が所定の間隔に達したところで、制御装置7は、研削を終了させる。
【0073】制御装置7は、両頭研削盤1によりワークWを研削している間に、ロボット22に次のワークWを取りに行かせる。即ち、制御装置7は、ロボット22の昇降基部221を下降位置へ移動させ、当該ロボット22をワークバッファ6の位置へ移動させる。なお、ワークバッファ6には、第1のロボット21により搬送された次のワークWが既に載置されている。このため、第2のロボット22は、すぐにワークWを取り出すことができるのである。なお、制御装置7は、ワークバッファ6が空になると、直ちに、上記の如く、ロボット21により当該ワークバッファ6に新たな未加工のワークWを補充させる。
【0074】そして、制御装置7は、上記のように、ロボット22の右側ワークグリップ部Gにワークを把持させ、その昇降基部221を上昇させるとともに、その各ワークグリップ部Gを夫々上昇姿勢にする。さらに、制御装置7は、この状態のロボット22をワーク保持装置12の位置へ移動させておく。
【0075】一方、両頭研削盤1によるワークWの研削が終了すると、制御装置7は、ワークホルダ121を退避姿勢に移動させるとともに上昇姿勢にする。そして、制御装置7は、ロボット22の左側ワークグリップ部Gにより、研削済みのワークWをワークホルダ121から取り出す。即ち、制御装置7は、ロボット22の左側ワークグリップ部Gを開放させた状態で下降姿勢にする。そして、制御装置7は、この左側ワークグリップ部Gを閉じて研削済みのワークWを把持させ、該左側ワークグリップ部Gを上昇姿勢にする。
【0076】さらに、制御装置7は、ロボット22のワークホルダ121に対する位置を右側のワークグリップ部Gに合わせて調整し、右側ワークグリップ部Gにより、上記の如く、該右側ワークグリップ部Gが把持している未加工のワークWをワークホルダ121へ移す。
【0077】次に、制御装置7は、ロボット22の左側ワークグリップ部Gに保持された研削済みのワークWを洗浄させる。即ち、制御装置7は、ロボット22を洗浄装置7の位置へ移動させ、その昇降基部221を下降位置に移動させ、その左側ワークグリップ部Gを下降姿勢にして開放する。すると、研削済みのワークWは、洗浄装置4内に格納される。そして、制御装置7は、洗浄装置4内においてワークWを自転させながらその両ブラシ411,411及び純水により洗浄させる。なお、ロボット22は、洗浄装置4へ研削済みのワークWを移すと、直ちに、上記の如く、未加工のワークWをワークバッファ6へ取りに行くように制御される。
【0078】そして、洗浄装置4におけるワークWの洗浄が完了すると、直ちに、制御装置7は、第1のロボット21を洗浄装置4の位置に移動させ、そのワークグリップ部Gを開放した状態で下降姿勢にする。そのうえで、制御装置7は、ロボット21のワークグリップ部Gを閉じて洗浄済みのワークWを把持させ、このワークグリップ部Gを上昇姿勢にする。
【0079】さらに、制御装置7は、ロボット21を乾燥装置5の位置へ移動させ、一旦、そのワークグリップ部Gを下降姿勢にしたうえで、該ワークグリップ部Gをゆっくりと上昇姿勢まで移動させてゆく。この間、制御装置7は、乾燥装置5のノズル51から乾燥空気をワークWに対して吹き付けさせ、このワークWを乾燥させる。
【0080】そして、制御装置7は、ロボット21を、空のカセットCの位置まで移動させる。そのうえで、制御装置7は、ロボット21のワークグリップ部Gを下降姿勢として開放させることにより、空のカセットCに乾燥済みのワークWを格納する。
【0081】このように、図1の左側に配置された一方のカセットCが、未加工のワークWを格納するために使われているのに対し、図1の右側に配置された他方のカセットCは、研削,洗浄,及び乾燥の全ての処理が完了した処理済のワークWを格納するために、使用される。
【0082】そして、上述の処理が繰り返されることにより、一方のカセットCから未加工のワークWが全て取り出されると、制御装置7は、ターンテーブル3装置のテーブル31を回転させて、両カセットC,Cの位置を入れ換える。すると、処理済のワークWを格納したカセットCは、図1の右側に移動することになる。この状態において、作業者は、図1の右側に配置された処理済のワークWを格納したカセットCを取り出し、代わりに、未加工のワークWが格納されたカセットCを載置するのである。
【0083】上述のように、ワーク加工システムにおける研削,洗浄,及び乾燥の各処理において、ワークWを常に垂直にすることとし、このワークWを垂直の状態で搬送すると、当該ワーク加工システムの設置に要する床面積が小さくて済む。例えば、このワークWが直径400mmのシリコンウエハである場合、ワークWを横にして処理する従来のワーク加工システムに比べて、本実施形態のワーク加工システムは、その設置に要する床面積が1/3以下で済むのである。
【0084】
【発明の効果】以上のように構成された本発明のワーク加工システムは、その全ての工程においてワークを垂直にした状態で処理するので、ワークの搬送及び処理の際に必要とする床面積が小さくなる。従って、当該ワーク加工システム全体としての設置床面積が小さくなるのである。




 

 


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