JP2015207622A - 搬送機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】安価な搬送機構で搬送ロボットを構成するとともに搬送機構の修理や調整を容易にする。【解決手段】本発明の搬送機構は、板状ワークWを保持する保持ユニット21とこれを上下方向と水平方向とに移動させる移動ユニット24とを備える搬送ロボット20と、搬送ロボット20を直線状の走行方向に走行させる走行ユニット24とにより構成され、走行ユニット24によって搬送ロボット20を走行方向に走行させつつ、移動ユニット24の旋回部28によって保持ユニット21を搬送先に向けて旋回させることにより、保持ユニット21が保持する板状ワークを搬送先に搬送するため、、安価な搬送機構で搬送ロボット20を構成でき、搬送機構の構成が簡易となり該搬送機構の修理や調整を容易に行うことができる。【選択図】図1
Description
本発明は、加工装置において板状ワークを搬送する搬送機構に関する。
板状ワークなどの被加工物に対して加工を施す加工装置には、板状ワークを所定の搬送先に搬送する搬送手段として、例えば搬送ロボットが用いられる。搬送ロボットとしては、例えば、板状ワークを保持するハンドまたは保持パッドを装着した多関節アーム軸と、ハンドまたは保持パッドを上下方向に移動させる昇降軸と、ハンドまたは保持パッドを旋回移動させる旋回軸とを備えるスカラロボットがある。このように構成される搬送ロボットでは、ハンドまたは保持パッドで板状ワークを保持し、加工装置における所定の搬送先に板状ワークを搬送している(例えば、下記の特許文献1及び2を参照)。
しかし、上記した搬送ロボットに備える多関節アーム軸には、少なくとも2本のアームと、各アームを旋回させる旋回モータと、2本のアームを同期させて旋回方向を逆にして該アームを旋回させるベルト機構とを少なくとも備える必要があり、多関節アーム軸を有さない搬送ロボットと比べて高価となって非経済的である。また、多関節アーム軸は、複雑な構造となっているため、搬送機構の修理や調整が困難であるという問題もある。
本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、安価な搬送機構で搬送ロボットを構成するとともに、搬送機構の修理や調整を容易にできるようにすることを目的としている。
本発明は、板状ワークを保持する保持ユニットと該保持ユニットを上下方向と水平方向とに移動させる移動ユニットとを備える搬送ロボットと、該搬送ロボットを直線状の走行方向に走行させる走行ユニットと、により構成され、該走行ユニットの走行方向に複数配設される搬送先に板状ワークを搬送する搬送機構であって、該保持ユニットは、板状ワークを保持する保持部と、該保持部を支持し該移動ユニットに連結された直線状のアーム部と、を備え、該移動ユニットは、該アーム部に連結され該保持ユニットを支持する支持柱と、該支持柱を上下させる昇降部と、該支持柱を軸として該保持ユニットを水平方向に旋回させる旋回部と、を備え、該走行ユニットは、該搬送ロボットを直線状の走行方向に走行させる走行レールと、該走行レールに沿って該搬送ロボットを走行させる走行駆動源と、を備え、該走行ユニットによって該搬送ロボットを走行方向に走行させつつ、該移動ユニットの該旋回部によって該保持ユニットを該搬送先に向けて旋回させることにより、該保持ユニットが保持する板状ワークを該搬送先に搬送する。
上記搬送機構では、上記走行ユニットによって上記搬送ロボットを走行方向に走行させる走行速度に応じて上記旋回部の旋回速度を制御する制御部を備え、該制御部は、該搬送ロボットの該走行方向の走行速度に対応した旋回速度で該旋回部を旋回させ、前記保持ユニットが保持する板状ワークを該走行方向に対して直交する方向に位置する搬送先に搬送する。
上記保持ユニットが保持する板状ワークの中心を軸に該保持ユニットを回転させる回転軸と、該回転軸を回転させるモータとを備える。
本発明の搬送機構は、板状ワークを保持する保持部と直線状のアーム部とを備える保持ユニットと、保持ユニットを上下方向と水平方向と移動させる移動ユニットとから構成される搬送ロボットと、搬送ロボットを直線状の走行方向に走行させる走行ユニットとにより構成したため、多関節アームを備えた搬送ロボットと比べて搬送機構の部品を減らして安価な搬送機構で搬送ロボットを構成することできる上、搬送機構の構成が簡易であることから搬送機構の調整や修理を容易に行うことができる。そして、搬送ロボットを走行方向に走行させながら保持ユニットを搬送先に向けて旋回させて板状ワークを搬送するため、多関節アームを備えていなくても、板状ワークを所望の搬送先に搬送することができる。
また、本発明の搬送機構には、上記走行ユニットによって上記搬送ロボットを走行方向に走行させる走行速度に応じて移動ユニットに備える旋回部の旋回速度を制御する制御部
を備えているため、搬送ロボットを該走行方向に走行させながら、板状ワークを的確に搬送先に搬送できる。
を備えているため、搬送ロボットを該走行方向に走行させながら、板状ワークを的確に搬送先に搬送できる。
さらに、本発明の搬送機構には、保持ユニットが保持する板状ワークの中心を軸にして保持ユニットを回転させる回転軸と、該回転軸を回転させるモータとを備えていることから、保持ユニットが回転することで板状ワークの向きを搬送先で所望の向きに合わせることができる。
図1及び図2に示す搬送ロボット20は、被加工物である板状ワークを所望の搬送先に搬送する搬送機構の一例であり、例えば板状ワークに研削を施す加工装置1に搭載することができる。加工装置1は、図1に示すように、X軸方向に延在して配設されるカセット載置ユニット2と、カセット載置ユニット2に載置されたカセット3に対して板状ワークを搬出及び搬入する搬出入ロボット10と、搬出入ロボット10をX軸方向に移動させるガイドユニット17と、搬出入ロボット10によって搬出された板状ワークを仮置きする仮置きユニット40と、仮置きユニット40から搬送先に板状ワークを搬送する搬送ロボット20と、搬送ロボット20を直線状の走行方向(Y軸方向)に走行させる走行ユニット30と、走行ユニット30の走行方向に沿って配設される研削ユニット50a,50bと、研削ユニット50a,50bによって研削が施された板状ワークを洗浄する洗浄ユニット60とを備えている。
カセット載置ユニット2は、複数のカセットステージ2aが連結されて構成されており、各カセットステージ2aのそれぞれに複数の板状ワークを収容するカセット3が載置されている。カセット3は、例えば、作業者によってカセットステージ2aに載置される。
搬出入ロボット10は、板状ワークを保持する保持ユニット11と、保持ユニット11を支持するとともにX軸方向に移動させる移動ユニット14とを備えている。保持ユニット11は、被加工物をハンドリングするハンド12と、ハンド12に装着され前後方向に伸縮する多関節アーム13とを備えており、多関節アーム13が伸縮することにより、ハンド12を所望の位置に位置付けることができる。ハンド12は、180度反転して上面と下面とを裏返すことができる構成となっている。移動ユニット14は、多関節アーム13に連結され保持ユニット11を昇降させる支持部15と、支持部15に接続されるガイド部16とを備えている。ガイド部16は、ガイドユニット17において移動可能に配設されている。搬出入ロボット10及び移動ユニット14が作動することにより、カセットステージ2aに載置されたカセット3に対して板状ワークの搬出入をすることができる。
ガイドユニット17は、カセット載置ユニット2と平行なX軸方向に延在するガイドレール18を備えている。ガイドレール18は、両側に配設された端部ガイドレール18a,18bと、2つの中間ガイドレール18cとにより構成されている。ガイドユニット17では、中間レール18cを増やすことにより、ガイドレール18の長さを延長することが可能となっている。このように構成されるガイドユニット17は、図2に示すように、カセット載置ユニット2に連結される。
仮置きユニット40は、箱状のユニットハウジング41と、ユニットハウジング41の上面に形成された仮置きテーブル42と、仮置きテーブル42の中心を基準として径方向に移動可能な複数のピン43とを備えている。この仮置きユニット40は、図2に示すように、例えば、例えば走行ユニット30の側方に配置される。仮置きユニット40では、板状ワークを仮置きテーブル42に載置した状態でピン43が径方向に移動し、板状ワークの周縁をピン43が押すことにより、仮置きテーブル42において板状ワークの中心を所定位置に合わせることができる。
搬送ロボット20は、板状ワークを保持する保持ユニット21と、保持ユニット21を上下方向(Z軸方向)と水平方向(XY平面方向)とに移動させる移動ユニット24とを備えている。保持ユニット21は、板状ワークを保持する保持部22と、保持部22を支持し移動ユニット24に連結され関節を有しない直線状のアーム部23とを備えている。保持部22は、例えば保持パッドで構成されており、板状ワークを吸引保持することができる。アーム部23の幅は、保持部22の直径よりも短い。
移動ユニット24は、アーム部23に連結され保持ユニット21を支持する支持柱25と、支持柱25の下方に連結された走行部26と、支持柱25とともに保持ユニット21を上下方向に昇降させる昇降部27と、支持柱25を軸として保持ユニット21を水平方向に旋回させる旋回部28とを備えている。また、図示していないが、移動ユニット24には、保持ユニット21が保持する板状ワークの中心を軸に保持ユニット21に備える保持部22を回転させる回転軸と、該回転軸を回転させるモータとを備えており、保持部22自体を所望角度回転させることが可能な構成となっている。
走行ユニット30は、ガイドユニット17の延在方向(X軸方向)に対して垂直なY軸方向に直線状に延在して配設されている。走行ユニット30は、搬送ロボット20を直線状の走行方向(Y軸方向)に走行させる走行レール31と、走行レール31に沿って上記搬送ロボット20を走行させる走行駆動源32とを備えている。走行レール31は、両側に配設された端部走行レール31a,31bと、3つの中間走行レール31cとを連結させた構成となっている。走行ユニット30では、中間走行レール31cを増やすことにより、走行レール31の長さを延長することができる。走行駆動源32は、図示していないが、例えば走行レール31と平行にのびるボールネジと、該ボールネジの一端に連結されたモータとにより構成される。
走行ユニット30には、走行ユニット30によって搬送ロボット20を走行方向に走行させる走行速度に応じて旋回部28の旋回速度を制御する制御部70が接続されている。制御部70は、保持ユニット22が保持する板状ワークを、搬送ロボット20の走行方向(Y軸方向)に複数配設される所望の搬送先に搬送するように制御することができる。
研削ユニット50aは、ユニットハウジング51と、ユニットハウジング51の上面に配設され回転可能なターンテーブル52と、ターンテーブル52に配設された少なくとも2つのチャックテーブル53と、チャックテーブル53に保持された板状ワークに対して例えば粗研削を施す研削手段54aと、研削手段54aを支持する支持手段55とを備えている。ターンテーブル52が回転することにより、チャックテーブル53を、研削が施される領域とチャックテーブル53に対して搬送ロボット20が板状ワークを搬送できる搬送領域とに移動させることができる。
研削手段54aは、粗研削用の研削砥石541aが環状に固着された研削ホイール540aを備えている。図示しないモータが駆動されてスピンドルが回転することにより、研削ホイール540aを所定の回転速度で回転させることができる。支持手段55は、門型のコラム550と、コラム550の中央において研削手段54aを挟むようにして支持する支持板551とを備えている。支持板551は、研削手段54aを上下方向(Z軸方向)に昇降させることが可能となっている。一方、研削ユニット50bは、例えば板状ワークに対して仕上げ研削を施す研削ユニットであり、研削手段54bにおいて仕上げ研削用の研削砥石541bが環状に固着された研削ホイール540bを備えている点以外は、研削ユニット50aと同様の構成となっているため、同様に構成されている部位には研削ユニット50aと共通の符号してその説明は省略する。このように構成される研削ユニット50a,50bは、図2に示すように、走行ユニット30に沿って対面して配設されている。
図2に示す研削ユニット50a,50bの周囲には、研削ユニット50a,50bと他の機構とを仕切るための壁6を有する仕切り部4a,4bがそれぞれ配設されている。仕切り部4a,4bには、搬送ロボット20の走行方向(Y軸方向)側に面した部分において開口部5が形成されており、開口部5から研削ユニット50a,50bの内部に搬送ロボット20の保持部22が進入できる構成となっている。なお、図2の例では、仕切り部4a,4bを研削ユニット50a,50bの周囲に配設したが、この構成に限定されるものではない。
洗浄ユニット60は、図1に示すように、ユニットハウジング61と、ユニットハウジング61において凹部状に形成された洗浄領域62と、板状ワークを保持し回転可能なスピンナーテーブル63と、スピンナーテーブル63に保持された板状ワークに対して洗浄液を噴出するノズル64とを備えている。洗浄ユニット60は、図2に示すように、例えば、仮置きテーブル41と対向した位置であって走行ユニット30の側方に配置される。加工後の板状ワークを洗浄する際には、板状ワークをスピンナーテーブル63に保持させるとともにスピンナーテーブル63を回転させながら、板状ワークに向けてノズル64から洗浄液を噴きつけて洗浄が行われる。
以下では、図2に示す加工装置1を用いて板状ワークWに対し搬送、研削及び洗浄を施す動作について説明する。板状ワークWは、被加工物の一例であって、その表面Waに格子状のストリートSによって区画されたそれぞれの領域に複数のデバイスDが形成されている。また、板状ワークWの外周の一端部には、結晶方位を識別するためのマークとなるノッチNが形成されている。このように構成される板状ワークWは、カセット載置ユニット2のカセットステージ2aに載置されたカセット3に複数収容されている。
まず、搬出入ロボット10は、カセット3から加工前の板状ワークWを搬出して仮置きユニット40に搬送する。板状ワークWが仮置きユニット40の仮置きテーブル42に載置されたら、4つのピン43が径方向に移動し、板状ワークWの周縁を押して仮置きテーブル42において板状ワークWの中心の位置を合わせる。その後、搬送ロボット20及び走行ユニット30が作動することにより、板状ワークWが研削ユニット50a,50b及び洗浄ユニット60に順次搬送されて粗研削、仕上げ研削及び洗浄が順次施される。
ここで、搬送ロボット20を図1で示した走行レール31に沿って直線方向(Y軸方向)に走行させながら、板状ワークWを搬送先に搬送する動作について説明する。なお、研削ユニット50a,50bに向けて板状ワークWを直線状に搬送する動作は同様であるため、板状ワークWを研削ユニット50bに搬送する動作を説明するものとする。
搬送ロボット20の保持部22が板状ワークWを保持した後、図1で示した走行駆動源32が作動することにより、図3(a)に示すように、走行レール31に沿って搬送ロボット20を例えば+Y方向に走行させる。また、走行ユニット30によって搬送ロボット20を+Y方向に走行させながら、旋回部28によって保持ユニット21を水平方向に旋回させ、アーム部23とともに保持部22を図2で示した仕切り部4bの開口部5から研削ユニット50bの内部に進入させる。このとき、図1で示した制御部70は、走行ユニット30によって搬送ロボット20が+Y方向に走行する走行速度に応じて旋回部28による保持ユニット21の旋回速度を制御する。具体的には、図3(a)に示す状態、すなわち保持部22が、走行レール31の真上(+Z側)であって研削ユニット50bのチャックテーブル53の側方(−X方向側)にある状態から、図3(b)に示すように+X方向に移動し、同図(c)に示すチャックテーブル53の真上(+Z側)の位置に到達するように、搬送ロボット20の+Y方向の走行速度とアーム部23の旋回速度とを調整する。すなわち、保持部22は、±Y方向には動かず、+X方向にのみ動くようにする。このようにして、搬送ロボット20を走行方向(+Y方向)に走行させながら、搬送ロボット20の走行方向に直交する方向(+X方向)に保持部22が移動するように保持ユニット21を旋回させて保持部22をチャックテーブル53の上方の位置に的確に移動させ、板状ワークWをチャックテーブル53に搬送できる。板状ワークWを保持する保持部22が走行レール31に対して水平方向に直交する方向(X軸方向)に移動するため、開口部5の±Y方向のサイズは、保持部22の直径より若干大きい程度でよい。
また、板状ワークWをチャックテーブル53に搬送する際、移動ユニット24に備えた図示しないモータが保持部22を回転させることで、チャックテーブル53において板状ワークWのノッチNの向きを所望の向きに合わせることができる。保持部22を回転させず、旋回部28の旋回角度に応じて、チャックテーブル53を回転させてノッチNの向きを合わせるようにしてもよい。
次に、図4に示すように、研削ユニット50bから洗浄ユニット60に向けて板状ワークWを搬送する動作について説明する。具体的には、図1で示した走行駆動源32が作動することにより、図4(a)に示すように、走行レール31に沿って搬送ロボット20を例えば+Y方向にさらに走行させながら、旋回部28によって保持ユニット21を水平方向に旋回させる。
このとき、図1で示した制御部70は、走行ユニット30によって搬送ロボット20が走行する走行速度に応じて旋回部28による保持ユニット21の旋回速度を制御する。具体的には、移動ユニット24が図4(a)に示す状態、すなわち保持部22が、走行レール31の真上(+Z側)であって洗浄ユニット60のスピンナーテーブル63の側方(−X方向側)にある状態から、図4(b)に示すように、+X方向に移動し、同図(c)に示すスピンナーテーブル63の真上(+Z側)の位置に到達するように、+Y方向の走行速度とアーム部23の旋回速度とを調整する。すなわち、保持部22は、±Y方向には動かず、+X方向にのみ動くようにする。このようにして、搬送ロボット20を走行方向(+Y方向)に走行させながら、保持ユニット21を旋回させて搬送ロボット20の走行方向に直交する方向(+X方向)に保持部22を移動させてスピンナーテーブル63の上方の位置に的確に位置づけ、板状ワークWをスピンナーテーブル63に搬送できる。
次に、板状ワークWに対して粗研削及び仕上げ研削を施す動作について説明する。図2に示すように、加工前の板状ワークWが、上記した搬送ロボット20による直線状の搬送動作により研削ユニット50aのチャックテーブル53に搬送されると、ターンテーブル52が回転し、板状ワークWを保持したチャックテーブル53を研削手段54aの下方に移動させる。次いで、支持手段55によって研削手段54aを板状ワークWの表面Waに接近する方向に下降させ、研削ホイール540aとともに回転する研削砥石541aで板状ワークWの表面Waを押圧しながら粗研削する。その後、ターンテーブル52がさらに回転することにより、粗研削後の板状ワークWを保持したチャックテーブル53を、搬送ロボット20が届く範囲の搬送領域に移動させる。
搬送ロボット20の保持部22が粗研削後の板状ワークWを保持した後、搬送ロボット20は、上記した直線状の搬送動作によって研削ユニット50bのチャックテーブル53に板状ワークWを搬送する。その後、粗研削と同様に、ターンテーブル52が回転し、板状ワークWを保持したチャックテーブル53を研削手段54bの下方に移動させ、研削ホイール540bとともに回転する研削砥石541bで板状ワークWの表面Waを押圧しながら仕上げ研削する。このようにして粗研削及び仕上げ研削された板状ワークWは、搬送ロボット20によって洗浄ユニット60に搬送され洗浄された後、搬出入ロボット10によって、スピンナーテーブル63から搬出されて所定のカセット3に搬入される。
以上のとおり、搬送ロボット20は、板状ワークWを保持する保持部22とこれを支持する直線状のアーム部23とを備える保持ユニット21と、保持ユニット21を上下方向と水平方向とに移動させる移動ユニット24とにより構成され、搬送ロボット20を走行方向に走行させながら保持ユニット21を搬送先に向けて旋回させて板状ワークを搬送するため、多関節アームを備えていないくても、板状ワークを所望の搬送先に搬送することができる。したがって、多関節アームを備えた従来の搬送ロボットと比べて部品を減らすことができ、安価な搬送機構で搬送ロボット20を構成できる。また、搬送ロボット20の構成が複雑に構成されていないため、搬送機構の調整や修理を容易に行うことが可能となる。
1:加工装置 2:カセット載置ユニット 2a:カセットステージ 3:カセット
4a,4b:仕切り部 5:開口部 6:壁
10:搬出入ロボット 11:保持ユニット 12:ハンド 13:多関節アーム
14:移動ユニット 15:支持部 16:ガイド部 17:ガイドユニット
18:ガイドレール 18a,18b:端部ガイドレール 18c:中間ガイドレール
20:搬送ロボット 21:保持ユニット 22:保持部 23:アーム部
24:移動ユニット 25:支持柱 26:走行部 27:昇降部 28:旋回部
30:走行ユニット 31:走行レール 31a,31b:端部走行レール
31c:中間走行レール 32:走行駆動源
40:仮置きユニット 41:ユニットハウジング 42:仮置きテーブル 43:ピン
50a,50b:研削ユニット 51:ユニットハウジング 52:ターンテーブル
53:チャックテーブル 54a,54b:研削手段
540a,540b:研削ホイール 541a,541b:研削砥石
55:支持手段 550:門型コラム 551:支持板
60:洗浄ユニット 61:ユニットハウジング 62:洗浄領域
63:スピンナーテーブル 64:ノズル
70:制御部
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63:スピンナーテーブル 64:ノズル
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Claims (3)
- 板状ワークを保持する保持ユニットと該保持ユニットを上下方向と水平方向とに移動させる移動ユニットとを備える搬送ロボットと、該搬送ロボットを直線状の走行方向に走行させる走行ユニットと、により構成され、該走行ユニットの走行方向に複数配設される搬送先に板状ワークを搬送する搬送機構であって、
該保持ユニットは、板状ワークを保持する保持部と、該保持部を支持し該移動ユニットに連結された直線状のアーム部と、を備え、
該移動ユニットは、該アーム部に連結され該保持ユニットを支持する支持柱と、該支持柱を上下させる昇降部と、該支持柱を軸として該保持ユニットを水平方向に旋回させる旋回部と、を備え、
該走行ユニットは、該搬送ロボットを直線状の走行方向に走行させる走行レールと、該走行レールに沿って該搬送ロボットを走行させる走行駆動源と、を備え、
該走行ユニットによって該搬送ロボットを走行方向に走行させつつ、該移動ユニットの該旋回部によって該保持ユニットを該搬送先に向けて旋回させることにより、該保持ユニットが保持する板状ワークを該搬送先に搬送する搬送機構。 - 前記走行ユニットによって前記搬送ロボットを走行方向に走行させる走行速度に応じて前記旋回部の旋回速度を制御する制御部を備え、
該制御部は、該搬送ロボットの該走行方向の走行速度に対応した旋回速度で該旋回部を旋回させ、前記保持ユニットが保持する板状ワークを該走行方向に対して直交する方向に位置する搬送先に搬送する請求項1記載の搬送機構。 - 前記保持ユニットが保持する板状ワークの中心を軸に該保持ユニットを回転させる回転軸と、該回転軸を回転させるモータとを備える請求項1または2記載の搬送機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014086265A JP2015207622A (ja) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | 搬送機構 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2014086265A JP2015207622A (ja) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | 搬送機構 |
Publications (1)
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JP2015207622A true JP2015207622A (ja) | 2015-11-19 |
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ID=54604222
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2015207622A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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