JP2002273631A - Method and device for holding and positioning work - Google Patents
Method and device for holding and positioning workInfo
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- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー加工装
置、検査装置、その他の各種装置において、シート状の
ワークを保持して位置決めするためのワーク保持・位置
決め方法及び装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a work holding / positioning method and apparatus for holding and positioning a sheet-like work in a laser processing device, an inspection device, and various other devices.
【０００２】[0002]
【従来の技術】シート状のワークを保持する従来のワー
ク保持装置を、図５を参照して説明する。図５におい
て、３１はワーク、３２はクランプ機構、３３はワーク
保持爪、３４はクランプ用のエアシリンダ、３５はワー
ク３１にテンションをかけて平面状にするテンション用
のエアシリンダである。2. Description of the Related Art A conventional work holding device for holding a sheet-like work will be described with reference to FIG. In FIG. 5, 31 is a work, 32 is a clamp mechanism, 33 is a work holding claw, 34 is an air cylinder for clamping, and 35 is an air cylinder for tension that applies tension to the work 31 to make it flat.
【０００３】以上の構成において、エアシリンダ３４に
てクランプ機構３２を駆動してワーク３１をクランプ
し、保持爪３３をワーク３１に食い込ませることにより
ワーク３１を滑らすことなく保持し、保持したワーク３
１にエアシリンダ３５にてテンションをかけることによ
りワーク３１を皺のない状態で保持している。In the above configuration, the work mechanism 31 is clamped by driving the clamp mechanism 32 by the air cylinder 34, and the holding claws 33 bite into the work 31 to hold the work 31 without slipping.
The work 31 is held in a wrinkle-free state by applying tension to the work 1 by an air cylinder 35.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のワーク保持装置の構成では、ワーク３１が薄くなっ
た場合、ワーク３１の皺がとれにくく、また保持爪３３
によりワーク３１が破れるという問題があり、また近年
要求される高い位置精度が得られないという問題があっ
た。However, in the structure of the above-mentioned conventional work holding device, when the work 31 becomes thin, it is difficult to remove wrinkles of the work 31 and the holding claws 33 are formed.
Therefore, there is a problem that the work 31 is broken, and a high positional accuracy required in recent years cannot be obtained.
【０００５】本発明は、上記従来の問題に鑑み、シート
状のワークを皺のない状態で破れる恐れなく適正に保持
でき、かつ精度良く位置決めすることができるワーク保
持・位置決め方法及び装置を提供することを目的として
いる。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and provides a work holding / positioning method and apparatus which can hold a sheet-shaped work properly without wrinkles and without any risk of being broken, and can accurately position the work. It is intended to be.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明のワーク保持方法
は、シート状のワークの四隅部を、クランプ方向の軸芯
回りに回転自在な４つのクランプ手段にて保持し、少な
くとも３つのクランプ手段をワークが平面となるように
移動し、ワークにテンションを与えた状態で保持するも
のであり、ワークの四隅部を回転自在なクランプ手段で
クランプしてワークが平面になるように引っ張り、テン
ションを与えた状態で保持するので、ワークを皺のない
状態で適正に保持することができる。According to a work holding method of the present invention, four corners of a sheet-like work are held by four clamps rotatable around an axis in a clamp direction, and at least three clamps are provided. Is moved so that the work is flat, and the work is held in tension.The four corners of the work are clamped by rotatable clamps and pulled so that the work is flat, and the tension is reduced. Since the work is held in the given state, the work can be properly held without wrinkles.
【０００７】また、ワークに作用するテンションを測定
して所定のテンションを与えた状態で保持すると、ワー
クを正確に適正なテンションを与えた状態で保持でき、
ワークを確実に精度良く平面状としかつ過大なテンショ
ンが作用して破れる恐れの無い状態で保持することがで
きる。Further, when the tension acting on the work is measured and held in a state where a predetermined tension is applied, the work can be held accurately in a state where the proper tension is applied.
The workpiece can be reliably held in a flat shape with high precision and can be held in a state where there is no possibility of breakage due to excessive tension.
【０００８】また、本発明のワーク位置決め方法は、上
記のようにワークを保持し、その状態でワークに形成さ
れたアライメントマークの位置を認識し、その位置が目
標位置になるように互いに直交する２方向及び回転方向
に位置補正するものであり、上記のように適正に保持し
たワークをアライメントマークの認識によって精度良く
位置決めすることができる。The work positioning method of the present invention holds the work as described above, recognizes the position of the alignment mark formed on the work in that state, and intersects at right angles so that the position becomes the target position. The position is corrected in two directions and the rotation direction, and the work properly held as described above can be accurately positioned by recognizing the alignment mark.
【０００９】また、本発明のワーク保持装置は、クラン
プ方向の軸芯回りに回転自在な４つのクランプ手段をシ
ート状のワークの四隅部を保持可能に配設し、１つのク
ランプ手段は固定して配設し、他の３つのクランプ手段
には、テンションを測定するロードセルとワークを平面
状態にする方向に移動させる移動手段とを設けたもので
あり、上記ワーク保持方法によりワークを皺のない状態
で破れる恐れなく適正に保持することができる。In the work holding device of the present invention, four clamp means rotatable around the axis in the clamp direction are provided so as to be able to hold the four corners of the sheet-like work, and one clamp means is fixed. The other three clamping means are provided with a load cell for measuring the tension and a moving means for moving the work in a direction to bring the work into a planar state. It can be held properly without fear of being broken in the state.
【００１０】また、移動手段は、クランプ手段を移動自
在に案内する手段と、クランプ手段を移動させる送りね
じ機構と、送りねじを駆動するモータとを備え、ロード
セルによる検出テンションが所定値になったときにモー
タを駆動停止するように構成すると、ロードセルと送り
ねじ機構にて所定のテンションを精度よくかけることが
できるとともにその状態を保持することができる。The moving means includes means for movably guiding the clamp means, a feed screw mechanism for moving the clamp means, and a motor for driving the feed screw, and the tension detected by the load cell becomes a predetermined value. If the motor is occasionally stopped, the load cell and the feed screw mechanism can apply a predetermined tension with high accuracy, and can maintain the state.
【００１１】また、本発明のワーク位置決め装置は、上
記ワーク保持装置と、保持されたワークに形成されたア
ライメントマークの位置を認識する認識手段と、ワーク
保持装置を垂直軸芯回りに回転する回転テーブルと、ワ
ーク保持装置を互いに直交する方向に移動するＸＹテー
ブルとを備えたものであり、上記のように適正に保持し
たワークをアライメントマークの認識によって精度良く
位置決めすることができる。Further, the work positioning device of the present invention comprises the above work holding device, a recognizing means for recognizing the position of an alignment mark formed on the held work, and a rotating means for rotating the work holding device about a vertical axis. It is provided with a table and an XY table for moving the work holding device in a direction orthogonal to each other, so that the work properly held as described above can be accurately positioned by recognizing the alignment marks.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明のワーク保持・位置
決め方法及び装置の一実施形態について、図１〜図４を
参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a method and apparatus for holding and positioning a work according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
【００１３】図４に、本実施形態のワーク保持・位置決
め装置を搭載したレーザー加工装置を示す。図４におい
て、１はワーク供給部、２はワーク仮置き部及びアライ
メントエリアである。３はワーク位置決め部であり、図
１に示すワーク保持・位置決め装置４が配設されてい
る。５はレーザ発振機及び各種光学系部、６はワーク取
出し部である。FIG. 4 shows a laser processing apparatus equipped with the work holding / positioning apparatus of the present embodiment. In FIG. 4, reference numeral 1 denotes a work supply unit, and 2 denotes a temporary work placement unit and an alignment area. Reference numeral 3 denotes a work positioning unit, on which a work holding / positioning device 4 shown in FIG. 1 is provided. Reference numeral 5 denotes a laser oscillator and various optical systems, and reference numeral 6 denotes a work take-out unit.
【００１４】図１のワーク保持・位置決め装置４におい
て、Ｘ方向に移動可能なＸテーブル７と、Ｙ方向に移動
可能なＹテーブル８と、垂直軸芯まわりのθ方向に回転
可能な回転テーブル９にて、位置決めテーブル１０が互
いに直交するＸＹ２方向と垂直軸芯回りの回転方向に位
置決め可能に構成されている。この位置決めテーブル１
０上の四隅部に第１〜第４のクランプ部１１〜１４が配
設されている。第１のクランプ部１１はクランプ装置１
５を固定配置して構成され、第２のクランプ部１２はク
ランプ装置１５を第１のクランプ部１１とＸ方向に対向
し、Ｘ方向に移動可能に配置して構成され、第３のクラ
ンプ部１３はクランプ装置１５を第１のクランプ部１１
とＹ方向に対向し、Ｙ方向に移動可能に配置して構成さ
れ、第４のクランプ部１４はクランプ装置１５を第１の
クランプ部１１と対角方向に対向し、対角方向に移動可
能に配設して構成されている。これら第１〜第４のクラ
ンプ部１１〜１４で保持されたワークＷの上方に、この
ワークＷに形成されたアライメントマークＭを画像認識
する認識カメラ１６が配設されている。In the work holding / positioning device 4 shown in FIG. 1, an X table 7 movable in the X direction, a Y table 8 movable in the Y direction, and a rotary table 9 rotatable in the θ direction around the vertical axis. Thus, the positioning table 10 is configured to be capable of positioning in the XY2 directions orthogonal to each other and the rotation direction around the vertical axis. This positioning table 1
The first to fourth clamp portions 11 to 14 are arranged at four corners on the zero. The first clamp unit 11 is a clamp device 1
5 is fixedly arranged, and the second clamp unit 12 is configured such that the clamp device 15 is opposed to the first clamp unit 11 in the X direction and movably arranged in the X direction. Reference numeral 13 denotes a clamp device which is connected to the first clamp portion 11.
And the fourth clamp portion 14 is arranged so as to be movable in the Y direction, and the fourth clamp portion 14 faces the clamp device 15 diagonally to the first clamp portion 11 and is movable diagonally. It is arranged and configured. A recognition camera 16 for recognizing an image of an alignment mark M formed on the work W is disposed above the work W held by the first to fourth clamps 11 to 14.
【００１５】第１のクランプ部１１は、図２に示すよう
に、互いに圧接離間可能でかつ垂直軸芯回りに回転自在
な一対のクランプ片１７ａ、１７ｂと、一方のクランプ
片１７ａを他方のクランプ片１７ｂに向けて接近離間可
能に支持する押圧レバー１８と、押圧レバー１８を駆動
するエアシリンダ１９と、これらを取付けた取付板２０
とから成るクランプ装置１５をベース板２１に設置して
構成されている。As shown in FIG. 2, the first clamp portion 11 includes a pair of clamp pieces 17a and 17b which can be pressed and separated from each other and is rotatable about a vertical axis. A pressing lever 18 which supports the pressing lever 18 so as to be able to approach and separate from the piece 17b, an air cylinder 19 which drives the pressing lever 18, and a mounting plate 20 on which these are mounted.
Are mounted on the base plate 21.
【００１６】第２〜第４のクランプ部１２〜１４は、図
３に示すように、クランプ装置１５の取付板２０が、ガ
イド２２を介して可動ベース板２３上に一方向に移動自
在に装着され、かつ可動ベース板２３と取付板２０との
間に両者間の移動方向の荷重を検出するロードセル２４
が介装され、またがたつき防止用の圧縮ばね２５が介装
されている。可動ベース板２３はガイド２６にてメイン
ベース板２７上で上記一方向に移動自在に支持され、か
つモータ２８とボールねじ２９による送りねじ機構３０
にて移動駆動可能に構成されている。As shown in FIG. 3, the mounting plates 20 of the clamp device 15 are mounted on the movable base plate 23 via the guides 22 so as to be movable in one direction. And a load cell 24 between the movable base plate 23 and the mounting plate 20 for detecting a load in the moving direction between the two.
And a compression spring 25 for preventing rattling. The movable base plate 23 is supported on the main base plate 27 by a guide 26 so as to be movable in one direction, and a feed screw mechanism 30 by a motor 28 and a ball screw 29.
Is configured to be movable.
【００１７】以上の構成において、ワークＷを保持して
位置決めする際には、まずワークＷを第１〜第４のクラ
ンプ部１１〜１４にてクランプできる位置に設置する。
次に、各クランプ部１１〜１４のクランプ装置１５のエ
アシリンダ１９を動作させ、クランプ片１７ａ、１７ｂ
を閉じてワークＷの四隅部を保持する。次に、ワークＷ
の皺を除去するため、第２〜第４のクランプ部１２〜１
４におけるモータ２８を駆動し、送りねじ機構３０にて
可動ベース板２３を移動させ、ロードセル２４を介して
ワークＷにテンションを付与する。ワークＷに所定のテ
ンションが作用するとモータ２８の駆動を停止し、その
状態を保持する。In the above configuration, when positioning the work W while holding it, first, the work W is set at a position where it can be clamped by the first to fourth clamp portions 11 to 14.
Next, the air cylinder 19 of the clamp device 15 of each of the clamp portions 11 to 14 is operated, and the clamp pieces 17a, 17b
Is closed to hold the four corners of the work W. Next, work W
To remove wrinkles, the second to fourth clamp portions 12 to 1
4, the movable base plate 23 is moved by the feed screw mechanism 30, and tension is applied to the work W via the load cell 24. When a predetermined tension acts on the work W, the drive of the motor 28 is stopped and that state is maintained.
【００１８】次に、ワークＷを位置決めするため、認識
カメラ１６にてワークＷのアライメントマークＭを画像
認識し、その位置が所定位置にくるように、Ｘテーブル
７とＹテーブル８にてＸＹ方向の位置誤差を補正すると
ともに、回転テーブル９にて回転方向の位置誤差を補正
する。Next, in order to position the work W, an image of the alignment mark M of the work W is recognized by the recognition camera 16 and the X and Y tables 7 and 8 are moved in the X and Y directions so that the position is at a predetermined position. , And the rotation table 9 corrects the position error in the rotation direction.
【００１９】本実施形態によれば、回転自在なクランプ
片１７ａ、１７ｂを有するクランプ装置１５を備えた第
１〜第４のクランプ部１１〜１４にてワークＷの四隅部
をクランプし、第２〜第４のクランプ部１２〜１４を移
動させてワークＷが平面になるように引っ張るととも
に、ロードセル２４でテンションを測定して適当なテン
ションを与えた状態で送りねじ機構３０を駆動するモー
タ２８を停止することでワークＷを保持するため、ワー
クＷを皺のない状態で破れる恐れなく適正に保持するこ
とができる。According to the present embodiment, the four corners of the workpiece W are clamped by the first to fourth clamp portions 11 to 14 provided with the clamp device 15 having the rotatable clamp pieces 17a and 17b. To move the fourth clamp portions 12 to 14 to pull the work W to be flat, measure the tension with the load cell 24, and drive the feed screw mechanism 30 in a state where an appropriate tension is applied. Since the work W is held by stopping, the work W can be properly held without a possibility of being broken without any wrinkles.
【００２０】また、このようにワークＷを保持した状態
で、ワークＷのアライメントマークＭを認識し、その位
置が所定位置にくるように、Ｘテーブル７とＹテーブル
８と回転テーブル９にて位置補正することによりワーク
Ｗを所定位置に精度良く位置決めすることができる。Further, while holding the work W in this manner, the alignment mark M of the work W is recognized, and the X table 7, the Y table 8 and the rotary table 9 are positioned so that the position is at a predetermined position. By performing the correction, the workpiece W can be accurately positioned at a predetermined position.
【００２１】上記のようにして位置決めされたワーク
（基板）Ｗに対し、レーザーを照射しレーザー穴加工が
行なわれる。The workpiece (substrate) W positioned as described above is irradiated with a laser to perform laser hole processing.
【００２２】[0022]
【発明の効果】本発明のワーク保持方法及び装置によれ
ば、以上のようにワークの四隅部を回転自在なクランプ
手段でクランプしてワークが平面になるように引っ張
り、テンションを与えた状態で保持するので、ワークを
皺のない状態で適正に保持することができる。According to the method and the apparatus for holding a work of the present invention, the four corners of the work are clamped by the rotatable clamp means as described above, and the work is pulled in a plane so that the work is tensioned. Since the work is held, the work can be appropriately held without wrinkles.
【００２３】また、ワークに作用するテンションを測定
して所定のテンションを与えた状態で保持すると、ワー
クを正確に適正なテンションを与えた状態で保持でき、
ワークを確実に精度良く平面状としかつ過大なテンショ
ンが作用して破れる恐れの無い状態で保持することがで
きる。Further, when the tension acting on the work is measured and held in a state where a predetermined tension is applied, the work can be held accurately in a state where an appropriate tension is applied.
The work can be reliably held in a flat shape with high precision and in a state where there is no possibility of breakage due to excessive tension.
【００２４】また、本発明のワーク位置決め方法及び装
置によれば、上記のようにワークを保持した状態で、ワ
ークに形成されたアライメントマークの位置を認識し、
その位置が目標位置になるように互いに直交する２方向
及び回転方向に保持した状態のワークを位置補正するこ
とにより、上記のように適正に保持したワークをアライ
メントマークの認識によって精度良く位置決めすること
ができる。According to the work positioning method and apparatus of the present invention, the position of the alignment mark formed on the work is recognized while holding the work as described above.
By correcting the position of the work held in two directions and the rotation direction perpendicular to each other so that the position becomes the target position, the work properly held as described above can be accurately positioned by recognition of the alignment mark. Can be.
【図１】本発明の一実施形態のワーク保持・位置決め装
置の概略構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a work holding / positioning device according to an embodiment of the present invention.
【図２】同実施形態における固定のクランプ部の構成を
示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a fixed clamp unit in the embodiment.
【図３】同実施形態における可動のクランプ部の構成を
示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a movable clamp unit in the embodiment.
【図４】同実施形態のワーク保持・位置決め装置が搭載
されたレーザー加工装置の全体斜視図である。FIG. 4 is an overall perspective view of a laser processing apparatus equipped with the work holding / positioning device of the embodiment.
【図５】従来例のワーク保持装置の概略構成を示し、
（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ部詳細断面図
である。FIG. 5 shows a schematic configuration of a conventional work holding device;
2A is an overall perspective view, and FIG. 2B is a detailed sectional view of a portion A in FIG.
４ ワーク保持・位置決め装置 ７ Ｘテーブル ８ Ｙテーブル ９ 回転テーブル １１ 第１のクランプ部 １２ 第２のクランプ部 １３ 第３のクランプ部 １４ 第４のクランプ部 １５ クランプ装置 １６ 認識カメラ ２４ ロードセル ２８ モータ ３０ 送りねじ機構 Ｗ ワーク Ｍ アライメントマーク Reference Signs List 4 Work holding / positioning device 7 X table 8 Y table 9 Rotary table 11 First clamp portion 12 Second clamp portion 13 Third clamp portion 14 Fourth clamp portion 15 Clamp device 16 Recognition camera 24 Load cell 28 Motor 30 Feed screw mechanism W Workpiece M Alignment mark
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｂ 21/00 Ｇ０１Ｂ 21/00 Ｌ Ｄ Ｆターム(参考） 2F065 AA17 AA20 BB01 BB27 CC02 FF04 FF63 JJ03 JJ19 JJ26 NN20 PP12 TT02 2F069 AA13 AA17 BB20 CC06 GG04 GG07 GG59 HH30 MM02 MM23 MM34 MM40 PP01 3C016 AA01 BA06 CA00 CB03 CC02 CE01 HC02 3C029 AA01 AA40 4E068 CA14 CB05 CC02 CE04 CE09──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) G01B 21/00 G01B 21/00 L DF Term (Reference) 2F065 AA17 AA20 BB01 BB27 CC02 FF04 FF63 JJ03 JJ19 JJ26 NN20 PP12 TT02 2F069 AA13 AA17 BB20 CC06 GG04 GG07 GG59 HH30 MM02 MM23 MM34 MM40 PP01 3C016 AA01 BA06 CA00 CB03 CC02 CE01 HC02 3C029 AA01 AA40 4E068 CA14 CB05 CC02 CE04 CE09
Claims (6)
方向の軸芯回りに回転自在な４つのクランプ手段にて保
持し、少なくとも３つのクランプ手段をワークが平面と
なるように移動し、ワークにテンションを与えた状態で
保持することを特徴とするワーク保持方法。The four corners of a sheet-like work are held by four clamps rotatable around an axis in a clamp direction, and at least three clamps are moved so that the work becomes a flat surface. A work holding method, wherein the work is held in a state where tension is applied to the work.
所定のテンションを与えた状態で保持することを特徴と
する請求項１記載のワーク保持方法。2. The work holding method according to claim 1, wherein a tension acting on the work is measured and held in a state where a predetermined tension is applied.
でワークを保持し、その状態でワークに形成されたアラ
イメントマークの位置を認識し、その位置が目標位置に
なるように互いに直交する２方向及び回転方向に位置補
正することを特徴とするワーク位置決め方法。3. A work holding method according to claim 1 or 2, wherein the work is held, a position of an alignment mark formed on the work is recognized in this state, and the positions are orthogonal to each other so that the position becomes a target position. A work positioning method comprising correcting positions in two directions and a rotation direction.
つのクランプ手段をシート状のワークの四隅部を保持可
能に配設し、１つのクランプ手段は固定して配設し、他
の３つのクランプ手段には、テンションを測定するロー
ドセルとワークを平面状態にする方向に移動させる移動
手段とを設けたことを特徴とするワーク保持装置。4. A rotary member that is rotatable about an axis in a clamp direction.
One clamp means is disposed so as to be able to hold the four corners of the sheet-like work, one clamp means is fixedly disposed, and the other three clamp means are provided with a load cell for measuring the tension and the work in a planar state. And a moving means for moving the workpiece in a direction in which the workpiece is held.
案内する手段と、クランプ手段を移動させる送りねじ機
構と、送りねじを駆動するモータとを備え、ロードセル
による検出テンションが所定値になったときにモータを
駆動停止するように構成したことを特徴とする請求項４
記載のワーク保持装置。5. The moving means includes means for movably guiding the clamp means, a feed screw mechanism for moving the clamp means, and a motor for driving the feed screw, and the tension detected by the load cell becomes a predetermined value. 5. The motor according to claim 4, wherein the driving of the motor is stopped.
The work holding device as described in the above.
と、保持されたワークに形成されたアライメントマーク
の位置を認識する認識手段と、ワーク保持装置を垂直軸
芯回りに回転する回転テーブルと、ワーク保持装置を互
いに直交する方向に移動するＸＹテーブルとを備えたこ
とを特徴とするワーク位置決め装置。6. A work holding device according to claim 4 or 5, a recognizing means for recognizing a position of an alignment mark formed on the held work, and a rotary table for rotating the work holding device around a vertical axis. An XY table for moving the work holding devices in directions orthogonal to each other.
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|---|---|---|---|
| JP2001074084A JP2002273631A (en) | 2001-03-15 | 2001-03-15 | Method and device for holding and positioning work |
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|---|---|
| JP (1) | JP2002273631A (en) |
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