CN109311171B - 工件保持机构 - Google Patents

Abstract

提供一种工件保持机构（1），具备：具有第一面部（11a）的第一支承体（11）；具有第二面部（12a）的第二支承体（12）；位于比第一面部靠近第二面部侧，具有位于与第一面部下端相当的高度位置上的第三面部（13a）的第三支承体（13）；位于比第二面部靠近第一面部侧，具有位于与第二面部下端相当的高度位置上的第四面部（14a）的第四支承体（14）；在第一面部的第一方向的一端位于比第一面部靠近第二面部侧，且具有位于比第三面部靠近上方处的第五面部（15a）的第五支承体（15）；以及在与第一面部的第一方向的另一端相向的第二面部的端部，位于比第二面部靠近第一面部侧，且具有位于比第四面部靠近上方处的第六面部（16a）的第六支承体（16）；第三面部与第四面部的至少任一方由延伸于第一方向的一个面或在第一方向上并设的多个面构成。

Description

工件保持机构

技术领域

本发明涉及基板等的工件保持机构。

背景技术

基板搬送机器人使保持基板的臂在三维方向进行空间移动并搬送基板。半导体基板与印刷基板等基板状的电子零件相比强度较弱，因此一般在搬送半导体基板时，在基板搬送用叶片的主面上载置基板从而保持基板。例如专利文献1及专利文献2中，公开了以将基板嵌入凹部的状态保持基板且进行基板的定位的基板搬送用叶片。

然而，近年来，就提升生产性的观点来看，提出了在以往由人进行的作业现场导入机器人，由机器人与作业员在同一作业空间内共同进行作业的方案。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开平8－316287号公报；

专利文献2：日本特开2002－141389号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

然而，将上述以往的基板搬送机器人导入电子零件的组装现场时，拾取平放的印刷基板并搬送至规定位置，以叶片的结构而言是困难的。这样的课题与通过上述以往的叶片保持工件的情况共通。

因此，本发明的目的在提供一种具备对准（Alignment）功能的工件保持机构。

解决问题的手段：

根据本发明的一形态的工件保持机构，是具有能在三维空间内移动地构成的第一臂及第二臂的工件保持机构；具备：第一支承体，设置在所述第一臂的梢端，具有由在水平面内的第一方向上延伸的一个面或在所述第一方向上并设的多个面构成的第一面部；第二支承体，设置在所述第二臂的梢端，与所述第一面部相向，且具有由在所述第一方向上延伸的一个面或在所述第一方向上并设的多个面构成的第二面部；第三支承体，设置在所述第一支承体，位于比所述第一面部位靠近所述第二面部侧，具有位于与所述第一面部下端相当的高度位置上的第三面部；第四支承体，设置在所述第二支承体，位于比所述第二面部靠近所述第一面部侧，具有位于与所述第二面部下端相当的高度位置上的第四面部；第五支承体，设置在所述第一支承体，在所述第一面部的第一方向的一端位于比所述第一面部靠近所述第二面部侧，且具有位于比所述第三面部靠近上方处的第五面部；以及第六支承体，设置在所述第二支承体，在与所述第一面部的第一方向的另一端相向的所述第二面部的端部，位于比所述第二面部位靠近所述第一面部侧，且具有位于比所述第四面部位靠近上方处的第六面部；所述第三面部与所述第四面部的至少任一方由延伸于所述第一方向的一个面或在所述第一方向上并设的多个面构成。

根据上述结构，在维持第一面部与第二面部彼此平行的状态，且将第三面部与第四面部的高度维持在相同状态的同时，使第二支承体相对于第一支承体进行相对移动，用以调整第一面部与第二面部的距离，因而能在水平调整基板的高度的同时支承基板的左右两端。此时，在维持所述第一面部与所述第二面部彼此平行的状态，且将所述第三面部与第四面部的高度维持在相同状态的同时，使第二支承体相对于所述第1支承体在第一方向上移动，因而能支承基板的前后两端。由此，由于能在调整从基板平面所视的旋转方向、倾斜、高度的偏差后的状态下保持基板，因此能将基板搬送至三维空间内的规定位置。例如，能将平放的基板置于检査装置（例如ICT）。

又，上述工件保持机构也可以是，在维持所述第一面部与所述第二面部彼此平行的状态，且将所述第三面部与第四面部的高度维持在相同状态的同时，以调整所述第一面部与所述第二面部的距离的形式，第二支承体相对于所述第一支承体进行相对移动。

此外，上述工件保持机构也可以是，在维持所述第一面部与所述第二面部彼此平行的状态，且将所述第三面部与第四面部的高度维持在相同状态的同时，第二支承体相对于所述第一支承体在第一方向上进行相对移动。

上述工件保持机构也可以是，由具备所述第一臂及第二臂的机器人构成。

发明效果：

根据本发明，能提供一种具备对准功能的工件保持机构。

本发明的上述目的、其它目的、特征、以及优点，可在参照附图的情况下，由以下较佳实施形态的详细说明而得以明确。

附图说明

图1是示出根据本发明第一实施形态的基板保持机构的结构的立体图；

图2是图1的基板保持机构的俯视图；

图3是示出机器人的结构的主视图；

图4是示出控制装置的概略结构的框图；

图5是示出机器人作业现场的一例的侧视图；

图6是示意性示出机器人的第一动作的图；

图7是示意性示出机器人的第二动作的图；

图8是示意性示出机器人的第三动作的图；

图9是示出根据本发明第二实施形态的基板保持机构的结构的立体图；

图10是图9的基板保持机构的俯视图；

图11是示意性示出机器人的动作的图。

具体实施方式

参照附图说明本发明的实施形态。以下，对所有附图中的相同或相当的要素标以相同符号，省略重复说明；

（第一实施形态）

图1是示出根据本发明第一实施形态的基板保持机构的结构的立体图。图2是图1的基板保持机构的俯视图。基板保持机构1是安装在机器人100的第一机器臂2R（以下称为“第一臂2R”）、及第二机器臂2L（以下称为“第二臂2L”）的梢端的工具。基板保持机构1保持基板状的电子零件（工件），且具备基板（工件）的对准功能。图1及图2中，定义了彼此正交的三个的XYZ轴。此XYZ轴与以第一臂2R及第二臂2L的梢端为基准定义的梢端坐标系一致。

基板保持机构1具备：设在第一臂2R的梢端的第一支承体11、设在第二臂2L的梢端的第二支承体12、设在第一支承体11的第三支承体13、设在第二支承体12的第四支承体14、设在第一支承体11的第五支承体15、以及设在第二支承体12的第六支承体16。

第一支承体11在此具有长方体的形状。此长方体的端部的上表面通过两个安装件固定于第一臂2R。此长方体的一个侧面（Y轴的正方向侧）形成在水平面内（X－Y平面）的第一方向（X轴方向）上延伸的带状的面（第一面部11a）。

第二支承体12在此具有长方体的形状。此长方体的端部的上表面通过两个安装件固定于第二臂2L。此长方体的一个侧面（Y轴的负方向侧）形成与第一面部11a相向且在第一方向（同图中为X轴方向）上延伸的带状的面（第二面部12a）。

第三支承体13在此具有平板形状。此平板的一个侧面（Y轴的正方向侧）接于第一面部11a并被固定。此平板的上表面形成从第一面部11a的下端向第二面部12a的方向突出且与第一面部11a同方向（X轴方向）地延伸的第三面部13a。第三面部13a位于比第一面部11a靠近第二面部12a侧，位于与第一面部11a的下端相当的高度位置。

第四支承体14在此具有平板形状。此平板的一个侧面（Y轴的负方向侧）接于第二面部12a并被固定。此平板的上表面形成从第二面部12a的下端向所述第一面部的方向突出且与第二面部12a同方向地延伸的第四面部14a。第四面部14a位于比第二面部12a靠近第一面部11a侧，位于与第二面部12a的下端相当的高度位置。在本实施形态，第三面部13a与第四面部14a双方由延伸于第一方向（X轴的正方向）的一个面构成。

第五支承体15在此具有长方体的形状。此长方体的一个侧面（Y轴的正方向侧）接于第一面部11a并被固定。此长方体的另一侧面（X轴的正方向侧）在第一面部11a的第一方向（X方向）的一端位于比第一平面11a部靠近第二面部12a侧，且形成位于比第三面部13a靠近上方处的第五面部15a。

第六支承体16在此具有长方体的形状。此长方体的一个侧面（Y轴的负方向侧）接于第二面部12a并被固定。此长方体的另一侧面（X轴的负方向侧）在与第一面部11a的第一方向的另一端相向的第二面部12a的端部，位于比第二面部12a靠近第1面部11a侧，且形成位于比第四面部14a靠近上方处的第六面部16a。

另，图1及图2中，第一面部11a与第二面部12a虽显示成彼此相向且平行（延伸于同一方向），但第一臂2R与第二臂2L使第一支承体11与第二支承体12可在三维空间内移动，第一面部11a与第二面部12a可变更为任意角度。

接下来，说明具备基板保持机构1的机器人100的结构。图3是示出机器人100的结构的主视图。如图3所示，机器人100具备：基台4、被基台4支承的一对第一臂2R及第二臂2L、以及收纳在基台4内的控制装置3。左右的第一臂2R及第二臂2L构成为能在三维空间内移动。第一臂2R及第二臂2L可独立动作、亦可彼此关联动作。第一臂2R及第二臂2L可采用常规的水平多关节型机器臂，由于此结构为公知，因此关于第一臂2R及第二臂2L的详细说明予以省略。又，本实施形态中，工具（1）虽是通过安装件固定在第一臂2R及第二臂2L的梢端，但亦可通过机械式接口而可装卸地安装在第一臂2R及第二臂2L的梢端。

接下来，说明控制装置3。图4是示出控制装置3的概略结构的框图。如图4所示，控制装置3具备：CPU等运算部301；ROM、RAM等存储部302；以及伺服控制部303。控制装置3例如是具备微控制器等计算机的机器人控制器。另，控制装置3可以是由集中控制的单独的控制装置构成，亦可以是由彼此协作进行分散控制的多个控制装置构成。在存储部302存储有作为机器人控制器的基本程序、各种固定数据等信息。运算部301通过读取并执行存储在存储部302的基本程序等软件来控制机器人100的各动作。即，运算部301生成机器人100的控制指令，将其输出至伺服控制部303。伺服控制部303以基于由运算部301生成的控制指令来控制与机器人100的第一臂2R及第二臂2L的各关节轴对应的伺服马达的驱动的形式构成。另，以将工具（1）安装在第一臂2R及第二臂2L的机械式接口等其它构件进行动作的形式构成时，其动作的控制亦可由控制装置3进行。即，控制装置3进行机器人100整体的动作控制。

图5是示出机器人100的作业现场的一例的侧视图。如图5所示，机器人100被导入电子零件的组装现场。在机器人100的右侧设有基板暂置台30。在基板暂置台30上平放有印刷基板40。各印刷基板40以基板侧在下、电路侧在上的状态配置。机器人100的左侧设有检査装置20。检査装置20在本实施形态中为在线测试仪（ICT：In-circuit Tester）。ICT不使基板动作，而以微小电力对安装在基板上的各个零件的特性进行电气检査，用以发现目视检査难以发现的不良。机器人100承担印刷基板40的检査作业的一部分。机器人100从上方依序拾取平放在基板暂置台30上的两块印刷基板40，搬送至检査装置20的检査台20a的规定位置。

接下来，说明机器人的动作。以下所示的图中，定义彼此正交的三个的XYZ轴。此XYZ轴与以第一臂2R及第二臂2L的梢端为基准定义的梢端坐标系一致。首先，控制装置3控制第一臂2R及第二臂2L的动作，将位置对准基板暂置台30上的印刷基板40（机器人的第一动作）。图6是示意性示出机器人的第一动作的图。同图（A）是第一动作中的基板保持机构1与印刷基板40的俯视图。同图（B）是VI－VI线剖视图。同图中仅简要示出基板保持机构1和位于最上位的印刷基板40。控制装置3如图6所示，移动第一支承体11和第二支承体12以使印刷基板40位于第一面部11a与第二面部12a之间。基板暂置台30的位置可预先存储在存储部302，亦可手动进行远程操作。

然而，当人们随意将印刷基板40平放于基板暂置台30上时，如图6所示，最上位的印刷基板40有时会在旋转方向（XY平面）及高度方向（Z方向）上产生偏移。又，在印刷基板40的电路侧安装有各种零件。因此，电路侧的表面形状不一样，易产生此种偏移。

接着，控制装置3控制第一臂2R及第二臂2L的动作，支承基板暂置台30上的印刷基板40的左右两端（机器人的第二动作）。图7是示意性示出机器人100的第二动作的图。同图（A）是第一动作中的基板保持机构1与印刷基板40的俯视图。同图（B）是VII－VII线剖视图。控制装置3如图7所示，在维持第一面部11a与第二面部12a彼此平行的状态，且将第三面部13a与第四面部14a的高度维持在相同状态的同时，使第二支承体12相对于第一支承体11进行相对移动，用以调整第一面部11a与第二面部12a的距离。由此，能在将印刷基板40的高度调整为水平的同时支承印刷基板40的左右两端。

接着，控制装置3控制第一臂2R及第二臂2L的动作，支承基板暂置台30上的印刷基板40的前后两端（机器人的第三动作）。图8是示意性示出机器人的第三动作的图。同图（A）是第一动作中的基板保持机构1与印刷基板40的俯视图。同图（B）是VII－VII线剖视图。控制装置3如图8所示，在维持第一面部11a与第二面部12a彼此平行的状态，且将第三面部13a与第四面部14a的高度维持在相同状态的同时，使第二支承体12相对于第一支承体11在第一方向上进行相对移动。由此，由于能在调整印刷基板40的旋转方向、高度方向的偏移后的状态下保持基板，因此能将印刷基板40搬送至检査装置20的检査台30a上的规定位置。如此，根据本实施形态，可通过机器人100将平放的印刷基板40置于检査装置20；

（第二实施形态）

以下，说明第二实施形态。本实施形态的基板保持机构1的基本结构与第一实施形态相同。以下省略与第一实施形态共通的结构的说明，仅对不同的结构加以说明。

图9是示出根据本发明第二实施形态的基板保持机构1A的结构的立体图。图10是图9的基板保持机构1A的俯视图。本实施形态的基板保持机构1A相较于第一实施形态，其不同点在于，第一面部11a～第六面部16a由小的半球状的构件的顶点的极小的面构成。

如图9及图10所示，第一面部11a由在第一方向（X轴的正方向）上并设的两个半球状的构件的顶点的极小的面构成。第二面部12a与第一面部11a相向，且由在第一方向（X轴的正方向）上并设的两个半球状的构件的顶点的极小的面构成。第三面部13a由一个半球状的构件的顶点的极小的面构成。第四面部14a由在第一方向（X轴的正方向）上并设的两个半球状的构件的顶点的极小的面构成。第五面部15a及第六面部16a由一个半球状的构件的顶点的极小的面构成。

在本实施形态亦是，控制装置3控制第一臂2R及第二臂2L的动作（第一动作至第三动作），从而如图11所示，基板保持机构1A能在调整印刷基板40的旋转方向、高度方向的偏移后的状态下保持基板。据此，能将印刷基板40搬送至检査装置20的检査台30a上的规定位置。

另，第一面部11a及第二面部12a亦可由在第一方向（X轴方向）上并设的三个以上的多个面构成。

又，也可以是，第三面部13a与第四面部14a的至少任一方由延伸于第一方向（X轴方向）的一个面或在第一方向上并设的多个极小的面构成。

另，虽然在上述各实施形态中，工件是印刷基板40，但不限定于此。亦可以是挠性印刷基板、刚挠结合（rigid flexible）基板、液晶显示器的玻璃基板等基板状电子零件。又，若是强度较半导体基板强的工件，则可藉由与上述各实施形态同样的结构保持工件且实现工件的对准。

又，虽然在上述各实施形态中，检査装置20是在线测试仪，但只要是检查基板状电子零件的装置，则亦可以是例如电路板测试仪（Board Tester）等其它检査装置。

由上述说明，对本领域技术人员，可明确本发明的多处改良或其它实施形态。因此，上述说明应作为例示解释，是以向本领域技术人员教示实施本发明的最佳形态为目的而提供的说明。在不脱离本发明的主旨的范围内，可实质变更其构造及功能的双方或其中一方的详细状况。

工业应用性：

本发明在以往以人工进行的作业现场导入机器人时是有用的。

符号说明：

1 基板保持机构（工具）；

2L、2R 臂；

3 控制装置；

4 基台；

11 第一支承体；

12 第二支承体；

13 第三支承体；

14 第四支承体；

15 第五支承体；

16 第六支承体；

11a 第一面部；

12a 第二面部；

13a 第三面部；

14a 第四面部；

15a 第五面部；

16a 第六面部；

20 检査装置；

20a 检査台；

30 基板暂置台；

40 印刷基板（工件）；

100 机器人；

301 运算部；

302 存储部；

303 伺服控制部。

Claims (3)

1.一种工件保持机构，其特征在于，

是具有能在三维空间内移动地构成的第一臂及第二臂的工件保持机构；

具备：

第一支承体，设置在所述第一臂的梢端，具有由在水平面内的第一方向上延伸的一个面或在所述第一方向上并设的多个面构成的第一面部；

第二支承体，设置在所述第二臂的梢端、与所述第一面部相向，且具有由在所述第一方向上延伸的一个面或在所述第一方向上并设的多个面构成的第二面部；

第三支承体，设置在所述第一支承体，位于比所述第一面部靠近所述第二面部侧，具有位于与所述第一面部的下端相当的高度位置上的第三面部；

第四支承体，设置在所述第二支承体，位于比所述第二面部靠近所述第一面部侧，具有位于与所述第二面部的下端相当的高度位置上的第四面部；

第五支承体，设置在所述第一支承体，在所述第一面部的所述第一方向的一端位于比所述第一面部靠近所述第二面部侧，且具有位于比所述第三面部靠近上方处的第五面部；以及

第六支承体，设置在所述第二支承体，在与所述第一面部的所述第一方向的另一端相向的所述第二面部的端部，位于比所述第二面部靠近所述第一面部侧，且具有位于比所述第四面部靠近上方处的第六面部；

所述第三面部与所述第四面部的至少任一方由延伸于所述第一方向的一个面或在所述第一方向上并设的多个面构成；

在维持所述第一面部与所述第二面部彼此平行的状态，且将所述第三面部与第四面部的高度维持在相同状态的同时，第二支承体相对于所述第一支承体在第一方向上相对性移动，由此所述第一面部、所述第二面部、所述第三面部、所述第四面部、所述第五面部及所述第六面部与一个工件抵接，通过所述第一臂及所述第二臂保持所述一个工件。

2.根据权利要求1所述的工件保持机构，其特征在于，

在维持所述第一面部与所述第二面部彼此平行的状态，且将所述第三面部与所述第四面部的高度维持在相同状态的同时、以调整所述第一面部与所述第二面部的距离的形式，所述第二支承体相对于所述第一支承体进行相对移动。

3.根据权利要求1或2所述的工件保持机构，其特征在于，

由具备所述第一臂及所述第二臂的机器人构成。

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