JP2000117674A - シート状ワークの移載用ハンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決しようとする課題】上記基準孔のあいたシート状
ワークを、シートにダメージを与えることなく、ピンの
根元まで容易、確実に挿入して正確に位置決されるよう
に、移載ハンドの機構を工夫すること。 【課題解決のために講じた手段】位置決めの基準となる
孔を備えたシート状ワーク（１）を移載するハンド
（２）において、ハンドはハンド本体２ａ、シート把持
手段（２１）、ピン挿入補助手段（２２）を備え、上記
ピン挿入補助手段が、シートの基準孔の周縁を押すこと
によりシートを移載先ステージの位置決めピンの根元ま
で確実に挿入して正確に置決めするようにしたこ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、シート状ワークを移
載するハンドに関するものであって、シート状ワークに
無理な力をかけることなく、シートを位置決めピンの根
元まで確実に挿入することができるものであり、位置決
めのための基準孔をもったシート、フィルム、紙、ガラ
スなどを搬送・移載する装置、例えばフィルム液晶パネ
ルの生産におけるシート搬送の自動化技術、応用分野ロ
ボットハンド、ピックアンドブレース装置、パレタイズ
装置、部品供給装置に適用して有効なものである。

【０００２】

【従来技術】この発明と関連する先行技術として、特開
平５−３０７２６４号公報に記載されたもの、特開平７
−４０２７８号公報に記載されたもの、特開平８−３２
３６８１号公報に記載されたもの、さらに特開平１０−
１３９１７４号公報に記載されたものがある。特開平５
−３０７２６４号公報に記載されたものは、オートパン
チングシステム用移載装置に関するものであり、パレッ
ト６００（同公報参照、以下同じ）上に、ガイドピン６
０２を突出してあって、当該ガイドピン６０２の外径が
５．８ｍｍ、パンチ孔（基準孔）の開口径が６ｍｍであ
り、ガイドピン６０２のパンチ孔への挿入を容易にする
とともに、ノズル５３１からのエアーの噴出によって、
上記挿入を一層容易にしているものである。特開平７−
４０２７８号公報に記載されているものは、ロボットの
ハンド装置に関するものであり、ワーク把持用フインガ
部とオフセットした位置にある２カ所の基準孔を持つワ
ークを、これと嵌め合う２カ所の位置決めピンを持った
治具に取りけるようにして、２つの基準孔に位置決めピ
ンを挿入する作業に適するようにし、構造を簡単にし、
廉価に製造できるようにしたものである。特開平８−３
２３６８１号公報に記載されているものは、フローティ
ング装置に関するものであり、ワークにかかる接触力を
低減するものである。また、特開平１０−１３９１７４
号公報に記載されているものはシート状材の搬送供給装
置及び方法に関するものであり、シート状材のセットが
簡単で、薄いシート状材でも容易に取り扱うことができ
るようにしたものである。ところで、上記のとおり、シ
ート状のワークを位置決めする方法の１つとして、位置
決めの基準となる２つの基準孔をシートの両端にあけ、
この基準孔に位置決めピンを挿入する方法があるが、こ
のようにして位置決めの精度を上げるには、位置決めピ
ンの外径を基準孔の内径にできるだけ近づけねばならな
い。このために、位置決めされるワークが薄いフィルム
のような材質である場合は、シート自体のコシが無いた
め、ピンの途中まで入ったところでシートが撓んだり、
基準孔の周縁ないしはその近傍が変形したりしやすいと
いう問題があるので、シートが位置決めピンの根元まで
入らず、位置決めが完全に行われない場合がしばしば起
きる。

【０００３】他方、ピン挿入のためのハンド機構として
は、特開平７−４０２７８のようなフローティング機
溝、ＲＣＣ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｃｅｎｔｅｒ Ｃｏｎｔｒ
ｏ１）デバイスがこれまで種々提案されている。これら
は、ロボットの手首部にスライド機構、回転機構などを
備え、これによって芯ずれを吸収することを狙ったもの
であるが、位置決めピンと基準孔のテーパの作用による
挿入分力を利用するものであるため、孔にある程度大き
い力が加わることが避けられない。そのため、基準孔の
あいた薄いフィルムシートをピンに挿入するハンドに適
用した場合には、フィルムに無理な力がかかって基準孔
の周縁が変形してしまったり、フィルム上に形成された
電極パターンの断線を引き起こしたりする恐れがある。
また、特開平８−３２３６８１号公報に記載されたもの
では、保持されたワークに力がかからない構成になって
いるが、移載元においてワークをハンドで保持した時点
で、予めワークがハンドのガイドピンに対して位置決め
されている必要がある。また、ガイドピンと位置決めガ
イド部が当接することによって摩耗粉等のゴミが発生す
ることが避けられない。

【０００４】さらに、特開平１０−１３９１７４にみら
れるような偏心ピンによるシート材の位置決め方法もあ
るが、シート位置決め部を別に設け、シート位置決め部
のピンの可動機構が必要になるため、装置が複雑で大き
くなり、また、位置決めの際にシートに大きな応力がか
かる恐れもある。さらに、特開平５−３０７２６４に示
されているようなエアーの噴出によるピンヘの挿入補助
方式では、ピンの根元までシートが確実に挿入される保
証がなく、したがって、信頼性に乏しい。また、フィル
ム液晶ディスプレイなど、クリーンルーム内で生産さ
れ、製品上への異物の付着が厳しく制限される製品の移
載にこれを適用することは難しい。

【０００５】

【解決しようとする課題】この発明は、上記基準孔のあ
いたシート状ワークを、シートにダメージを与えること
なく、ピンの根元まで容易、確実に挿入して正確に位置
決されるように、移載ハンドの機構を工夫することをそ
の課題とするものである。

【０００６】

【課題解決のために講じた手段】

【解決手段１】上記課題を解決のために講じた手段１
は、位置決めの基準となる孔を備えたシート状ワーク
（１）を移載するハンド（２）において、ハンドはハン
ド本体２ａ、シート把持手段（２１）、ピン挿入補助手
段（２２）を備え、上記ピン挿入補助手段が、シートの
基準孔の周縁を押すことによりシートを移載先ステージ
の位置決めピンの根元まで確実に挿入して正確に置決め
するようにしたことである。

【０００７】

【作用】ハンドは適宜のハンド移動手段により移載元上
方に移動して後、把持位置まで下降し、シート把持手段
２１がシート１を把持する。このとき、ピン挿入補助手
段（２２）は、シート把持手段２１がシート１を把持す
ることの妨げとならない位置に引っ込んでいる。次い
で、上記ハンド移動手段によりハンドは上方に移動し、
移載先の上方に移動する。ハンドは移載先ステージの上
方からシート解放位置まで垂直に下降する。シート解放
位置においてシート把持手段による把持が解かれるとシ
ートは落下する。このとき、位置決めの基準となる孔が
シート移載先ステージの位置決めピン（１１）にほぼ一
致する。その後ピン挿入補助手段（２２）が伸張して所
定量突出し、位置決めピンに嵌まり込んでシート１の上
記基準孔を位置決めピン（１１）の根元まで押し込む。
これにより、上記基準孔の中心が移載先の位置決めピン
（１１）の中心と一致するから、シートの位置決めが正
確になされる。その後、上記ハンド移動手段によりハン
ドは上昇し、退避する。以上の作用のフローは図４に示
すとおりである。

【０００８】

【実施態様１】解決手段１によるシート状ワーク移載用
ハンドについて、上記ピン挿入補助手段（２２）がシー
ト押し込み部材（２２１）と付勢手段（２２２）とから
なり、前記付勢手段はシート把持の妨げにならない程度
の力で、上記シート押し込み部材をハンドから伸張する
方向に付勢し、シート解放時に、上記付勢手段により、
前記シート押し込み部材が前記シート把持手段より所定
量突出するようになっていることである。

【作用】ハンドがシートを解放してシートが移載先ステ
ージ上に落下すると、付勢手段によってシート押込部材
（２２１）が押し出されてシート把持手段よりも下方に
所定量突出し、位置決めピンに嵌まり込んでシート１の
上記基準孔をピンの根元まで押し込む。

【０００９】

【実施態様２】解決手段１によるシート状ワーク移載用
ハンドについて、上記シート押し込み部材（２２１）
が、上記位置決めピンの外径より若干大きい内径をもつ
リング状であること。

【実施態様３】実施態様１によるシート状ワーク移載用
ハンドについて、上記シート押し込み部材（２２１）と
付勢手段（２２２）とが一つのコイルバネ（２２３）で
構成されていること。

【実施態様４】解決手段１、実施態様１、実施態様２ま
たは実施態様３によるシート状ワーク移載用ハンドにつ
いて、上記ピン挿入補助手段にピン挿入確認手段を付設
し、シートが位置決めピンの根元まで挿入されたことを
確認できるようにしたこと。

【作用】ピン挿入確認手段により、シートが上記位置決
めピンの根元まで挿入されたことことを確認して後、ハ
ンドが上昇し、退避する。したがって、シートの位置決
めが不完全な状態で、次の動作に移ることはない。

【実施態様５】上記付勢手段が空気バネによるものであ
ること。

【実施態様６】上記付勢手段が弾性ゴム、コイルバネま
たは皿ばねによるものであること。

【００１０】

【解決手段２】解決手段１によるシート状ワーク移載用
ハンドと、当該ハンドを移載元から移載先へ移動するハ
ンド移動手段（３）と、前記ハンド移動手段およびシー
ト把持手段（２１）をハンド制御装置によって制御する
について、前記シート把持手段がシート移載先の所定上
方位置でシートを解放して後、ピン挿入補助手段（２
２）がシート押し込み動作を行って、シートを上記位置
決めピンの根元まで確実に挿入するようにしたこと。

【００１１】

【実施例】次いで図面を参照しながら実施例を説明す
る。図１の実施例は、位置決めの基準となる孔Ａ，Ｂを
備えたシート状ワーク１を移載する四角なハンド本体２
ａがその四隅にシート把持手段２１を有し、前後両辺の
中央にピン挿入補助手段２２を備えている。このピン挿
入補助手段２２は中空円筒状のシート押込部材２２１と
付勢手段２２２からなるものであり、中空円筒状のシー
ト押込部材２２１の内径は、移載先ステージの位置決め
ピン１１の外径よりも若干大きい。この実施例では、ピ
ン挿入補助手段が、リング形状のシート押し込み部材２
２１と、シート押し込み部材を駆動する空気ばねによる
付勢手段２２２からなるものである。ハンド２が移載先
ステージ１２の上方に移動して、シート解放位置まで下
降したところ（図１（ａ））で、シート把持手段２１に
よる把持を解いて移載先ステージ１２の上に落下させ
る。このとき、通常はシートの基準孔Ａ，Ｂが位置決め
ピン１１の途中まで嵌まった状態になる（図１
（ｂ））。次いで、付勢手段が作動してシート押込部材
２２１を伸張させる。シート押込部材２２１はシート１
の基準孔Ａ，Ｂの周縁を押えた状態で置決めピン１１の
根元まで嵌合し、シートの基準孔を位置決めピン１１の
根元まで押し込む。これによってシート１は移載先ステ
ージ１２に対して調心されて所定の位置に位置決めされ
る（図１（ｃ）） なお、図示してはいないが、シート
押込部材２２１に近接センサを付設し、これによってシ
ート押込部材２２１の下面が移載先ステージの上面に当
接ないしは近接したことを検出するようにしている。位
置決めがなされた状態での、移載先ステージ１２の位置
決めピン１１と、シートの位置決のための基準孔Ａ，
Ｂ、シート押し込み部材２２１の位置関係を模式的に図
２に示している。

【００１２】図３の他の実施例は、ピン挿入補助手段の
シート押込部材２２１と付勢手段２２２とを一つのコイ
ルバネ２２３で構成したものであり、四角なハンド本体
２ａの前後の各辺にそれぞれ４つの吸盤３１を配置して
これによって把持手段を構成したものである。ハンドが
移載先に移動し移載先ステージ１２から１０ｍｍの高さ
位置から、高さ６ｍｍの高さまで下降したところ（図３
（ａ））で、ハンド２からシートが解放されて移載先ス
テージ１２上に落下し、基準孔Ａ，Ｂが位置決めピンの
途中ま入った状態になる（図３（ｂ））。シート１が解
放され、落下したことに伴ってコイルバネ２２３が伸張
して位置決めピン１１の根元まで嵌まり込み、これによ
ってそのその下端でシートの基準孔の周縁を位置決めピ
ン１１の根元まで押し込む（図３（ｃ））。コイルバネ
２２３はその自由長が１０ｍｍの圧縮バネであり、吸盤
３１によってシート１が把持されているときには約１ｍ
ｍ圧縮された状態にある。コイルバネ２２３の下端は、
バネの伸縮軸に対して直角なリング形状になっており、
内径は５．２ｍｍで、位置決めピンの外径４．５ｍｍよ
りもわずかに大きくしてある。コイルバネ２２３の外径
はピンに嵌合される基準孔Ａ，Ｂの周縁を押し込むこと
ができるよう、シートの基準孔の大きさ５．Ｏｍｍに対
して一回り大きい６．Ｏｍｍになっている。シートが解
放されたとき、その基準孔Ａ，Ｂがちょうど位置決めピ
ン１１の先端の円錐部の高さにるように、位置決めピン
の頂点の高さ５ｍｍよりもやや低くい位置でシートが解
放されるようにしている。したがって、解放前の状態で
シートに無理な力がかかることも、また、解放後にシー
トがピンから外れたりすることもない。なお、コイルバ
ネ２２３は位置決めピン１１に沿って自在に撓むことが
できるので、当該位置決めピン１１の中心とコイルバネ
２２３の中心が多少ずれても、その位置ずれがバネの半
径よりも小さい範囲内であれば、コイルバネはスムーズ
に位置決めピンの根元まで嵌合して、シート１を位置決
めピンの根元まで確実に押し込むことができる。図３の
実施例の上記動作のフローは図４に示すとおりである。

【００１３】以上、２つの実施例について述べたが、ピ
ン挿入補助手段はシートが解放されたとき、ハンドから
突出する方向に伸張し、移載先ステージの位置決めピン
に嵌合して、その下面でシートの基準孔の周縁を押え、
これを位置決めピンの根元まで押し込むことができれば
よいのであるから、本発明は上記の実施例に限られるも
のではなく、種々の具体的機構を採用することができ
る。

【００１４】

【発明の効果】１．ハンドはハンド本体（２ａ）、シー
ト把持手段（２１）、ピン挿入補助手段（２２）を備
え、上記ピン挿入補助手段が、シートの基準孔の周縁を
押すことによりシートを移載先ステージの位置決めピン
の根元まで挿入して確実に位置決めするようにしたこと
により（請求項１）、可撓性の高いシートであっても、
基準孔周縁の変形や撓みを抑制しつつ確実にシートを位
置決めピンに挿入して、正確にシートの位置決めを行う
ことができる。

【００１５】２．上記ピン挿入補助手段（２２）がシー
ト押し込み部材（２２１）と、付勢手段（２２２）とか
らなり、前記付勢手段は、シート把持の妨げにならない
程度の力で、上記シート押し込み部材をハンドから伸張
する方向に付勢し、シート解放時に、上記付勢手段によ
り、前記シート押し込み部材が前記シート把持手段より
所定量突出するようになっていることにより（請求項
２）、ピン挿入補助手段を小型・軽量化できるから、棚
の隙間に進入するハンドなど、薄さが要求される場合に
も適用でき、ハンドの重量増を抑えることができる。ま
た、上記付勢手段は、前記シート押し込み部材をハンド
から伸張する方向にごく弱い力で付勢しているため、シ
ート把持の妨げにはならなず、また、シート解放後のシ
ート押し込み動作時には、前記付勢手段により、シート
押し込み部材が前記シート把持手段よりも所定量突出す
るため、シート把持手段が調心のためのシートの移動を
妨げることはない。

【００１６】３．上記シート押し込み部材（２２１）
が、上記位置決めピンの外径より若干大きい内径をもつ
リング状であることにより（請求項３）、シートの基準
孔の周縁を均等に押すことができるので、位置決めピン
と上記基準孔との間のクリアランスが小さい場合でも、
シートの基準孔が変形したり、シートが斜めの状態で基
準孔が位置決めピンに嵌まって、途中で引っ掛かってし
まうことはなく、確実に基準孔を位置決めピンの根元ま
で嵌め込むことができる。

【００１７】４．上記シート押し込み部材（２２１）と
付勢手段（２２３）とが一つのコイルバネで構成されて
いることにより（請求項４）、部品点数を減らして、上
記のピン挿入補助手段（２２）を単純な機構にすること
ができる。また、コイルバネは、その伸縮軸に直角な方
向にもコンプライァンスをもっているので、位置決めピ
ンとコイルバネの中心が多少ずれていても、コイルバネ
は位置決めピンにそって撓んでその根元までスムーズに
嵌まり込み、シートを位置決めピンの根元まで確実に押
し込むことができる。また、シート押し込み部材である
コイルバネと位置決めピンとの接触力を最小限に抑える
ことができるので、この接触による摩耗粉等の微細ゴミ
の発生の問題は生じない。

【００１８】５．上記ピン挿入補助手段にピン挿入確認
手段を付設し、シートがピンの根元まで挿入されたこと
を確認できるようにしたことにより（請求項５）、シー
トが位置決めピンの根元まで挿入されたことが確認され
るので、シートの移載先ステージに対する位置決めの信
頼性が向上する。

【００１９】６．上記付勢手段が空気バネによるもので
あることにより（請求項６）、ピン挿入補助手段のシー
ト押し込み部材によるシートの押し込み動作が極めてソ
フトであって、シートを傷める可能性が一層低減され
る。 ７．上記付勢手段が弾性ゴム、コイルバネ、皿ばねによ
るものであることにより（請求項７）、ピン挿入補助手
段の付勢手段の機構・構造を極めて簡単にすることがで
きる。

【００２０】８．上記ハンドを移載元から移載先へ移動
するハンド移動手段と、前記ハンド移動手段およびシー
ト把持手段（２１）をハンド制御装置によって制御する
ハンドの制御方法において、上記シート把持手段がシー
ト移載先の所定上方位置でシートを解放して後、ピン挿
入補助手段（２２）がシート押し込み動作を行って、シ
ートを上記位置決めピンの根元まで確実に挿入するよう
にした制御方法により（請求項８）、位置決めピンとシ
ートの基準孔の中心位置が多少ずれていても、シートの
基準孔周縁及びその近傍に無理な力がかかることを防止
でき、また、位置決めピンの根元までシートを確実に挿
入することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、一つの実施例におけるハンドが移載
先ステージの上方位置にあるときの、ハンド、シート、
ピン挿入補助手段などの位置関係を示す模式的な側面図
であり、（ｂ）はシートを解放して落下されたときの、
ハンド、シート、ピン挿入補助手段などの位置関係を示
す模式的な側面図であり、（ｃ）は、シートの基準孔を
位置決めピンの根元まで押し込んだときの、ハンド、シ
ート、ピン挿入補助手段などの位置関係を示す模式的な
側面図である。

【図２】（ａ）は、シートの基準孔を位置決めピンの根
元まで押し込んだときの、ハンド、シート、ピン挿入補
助手段などの位置関係を示す模式的な平面図である。

【図３】（ａ）は、他の実施例における、ハンドが移載
先ステージの上方位置にあるときの、ハンド、シート、
ピン挿入補助手段などの位置関係を示す模式的な側面図
であり、（ｂ）はシートが解放されて落下したときの、
ハンド、シート、ピン挿入補助手段などの位置関係を示
す模式的な側面図であり、（ｃ）は、シートの基準孔を
位置決めピンの根元まで押し込んだときの、ハンド、シ
ート、ピン挿入補助手段などの位置関係を示す模式的な
側面図である。

【図４】は、本発明のシート状ワーク移載用ハンドの動
作手順を示す動作フロー図である。 符号の説明 １：シート ２：ハンド ２ａ：ハンド本体 １１：位置決めピン １２：移載先ステージ ２１：シートの把持手段 ２２：ピン挿入補助手段 ２２１：シート押し込み部材 ２２２：付勢手段 ２２３：付勢手段（コイルバネ） ３１：シートの把持手段（吸盤） Ａ，Ｂ：シートの基準孔

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】位置決めの基準となる孔を備えたシート状
   ワーク（１）を移載するハンド（２）において、 ハンドはハンド本体（２ａ）、シート把持手段（２
   １）、ピン挿入補助手段（２２）を備え、上記ピン挿入
   補助手段が、シートの基準孔の周縁を押すことによりシ
   ートを移載先ステージの位置決めピンの根元まで確実に
   挿入して正確に位置決めすることを特徴とするシート状
   ワーク移載用ハンド。
2. 【請求項２】上記ピン挿入補助手段（２２）がシート押
   し込み部材（２２１）と、付勢手段（２２２）とからな
   り、前記付勢手段は、シート把持の妨げにならない程度
   の力で、上記シート押し込み部材をハンドから伸張する
   方向に付勢し、シート解放時に、上記付勢手段により、
   前記シート押し込み部材が前記シート把持手段より所定
   量突出するようになっていることを特徴とする請求項１
   のシート状ワーク移載用ハンド。
3. 【請求項３】上記シート押し込み部材（２２１）が、上
   記位置決めピンの外径より若干大きい内径をもつリング
   状であることを特徴とする請求項２のシート状ワーク移
   載用ハンド。
4. 【請求項４】上記シート押し込み部材（２２１）と付勢
   手段（２２３）とが一つのコイルバネで構成されている
   ことを特徴とする請求項２のシート状ワーク移載用ハン
   ド。
5. 【請求項５】上記ピン挿入補助手段にピン挿入確認手段
   を付設し、シートが位置決めピンの根元まで挿入された
   ことを確認できるようにしたことを特徴とする請求項
   １、請求項２、請求項３または請求項４のシート状ワー
   ク移載用ハンド。
6. 【請求項６】上記付勢手段が空気バネによるものである
   ことを特徴とする請求項２のシート状ワーク移載用ハン
   ド。
7. 【請求項７】上記付勢手段が弾性ゴム、コイルバネまた
   は皿ばねによるものであることを特徴とする請求項２の
   シート状ワーク移載用ハンド。
8. 【請求項８】請求項１、請求項２、請求項３または請求
   項４のハンド（２）と、上記ハンドを移載元から移載先
   へ移動するハンド移動手段と、前記ハンド移動手段およ
   びシート把持手段（２１）をハンド制御装置によって制
   御するハンドの制御方法において、 上記シート把持手段がシート移載先の所定上方位置でシ
   ートを解放して後、ピン挿入補助手段（２２）がシート
   押し込み動作を行って、シートを上記位置決めピンの根
   元まで確実に挿入するようにしたことを特徴とするハン
   ドの制御方法。