JP3669159B2 - ワークの表裏反転装置およびその方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣパッケージに用いられる放熱用蓋のような薄板状ワークを自動整列・箱詰めするラインにおいて、前記ワークの表裏を自動的に反転させるための装置およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のワークには、図８(a) ，(b) に示すように片面に窪み５１が形成され他面は平らに形成されたものや、表裏で色を異なるようにして形成されたものがある。このようなワーク５０を製品として出荷する際には、例えば図９に示すように表裏を揃えて複数枚重ねた状態でケース詰めする。したがって、箱詰めの際には、表裏の向きが反対になっているワークがある場合にはそのワークの向きを反転させて向きを揃える必要がある。
従来より、この種の薄板状ワークの表裏の反転は人間の手作業によって行われてきている。
【０００３】
また、ワークの表裏を反転させないで、ワークの向きを揃える方法としては、センサーや本件出願人が先に出願したワークの表裏判別装置などの手段と、所定のワークのみを取り出し、かつ、配置する装置とを連動させて、パレット上に配列された薄板状のワークの表裏を判別し、次いで、例えば、表向きにパレット上に配列されたワークのみを取り出して整列させる方法が知られている。
【０００４】
図１０は、上記ワークの表裏判別装置の一従来例を示す。この装置は、パレット５２上に配列されているワーク５０の表裏を判別する装置であって、吸着パッド５３と、吸着圧力検出手段（図示省略）を備えている。吸着パッド５３は、ワーク５０と接触する部分の幅がワーク５０の窪みの幅よりも狭くされかつワーク５０と接触する部分の中央部に吸着孔が開孔し昇降自在に支持されている。吸着圧力検出手段は、吸着パッド５３がワーク５０を吸着したときの吸着圧力を検出するようになっている。
また、パレット５２は、複数のワーク５０を多数列に配列する升目状の段差５２ａを有し、升目状の段差５２ａ内に載置されているワーク５０を吸着パッド５３の下に順次間欠的に送り込むようにするパレット移動機構５４を備えている。また、吸着パッド５３には吸着孔が、パレット５２上に一列に並んで載置されたワーク５０を同時に吸着しうるようにワーク５０と同数だけパレット５２上のワーク５０の配列間隔と等間隔に設けられている。
【０００５】
そして、パレット移動機構５４によりパレット５２上の所定の列位置にあるワーク５０を吸着パッド５３の吸着孔の下に位置するように位置合わせする。次いで吸着パッド５３をパレット５２の升目状の段差５２ａ内のワーク５０に所定位置まで接近するように下降させる。その後吸着パッド５３の吸着孔よりパレット５２上の一列のワーク５０を一斉に吸着する。そして、吸着圧力検出手段により、吸着孔の吸着圧力を各々別個に測定して、その吸着圧力の測定値の差により表裏を判定する。その後、吸着パッド５３によるワーク５０の吸着を解除してワーク５０をパレット５２のもとの升目内に戻し、次いで吸着パッド５３を上昇させる。以下、この操作を繰替えすことで、パレット５２上の総てのワーク５０の表裏を判別することができる。
【０００６】
このようなワークの表裏判別装置によりワークの表裏を判別した後に、表裏のうちの一方（例えば、表）と判別されたワークのみを吸着パッド５３などを作動させて取り出し、かつ、図示しない移動手段を介して吸着パッド５３を図１１に示すようなワーク整列装置に設けられた筒５５の上方に位置させる。
なお、筒５５の内側の孔５５ａはワーク５０がその側面をガイドされながら通過できる程度の大きさに形成されている。また筒５５の内部には、ワーク５０を受け止めるための支持部材５６が筒５５の底部５５ｂを一部分貫通するようにして設けられている。そして、筒５５または支持部材５６には、孔５５ａの長手方向に沿って往復移動可能となるような移動手段（図示省略）が設けられている。
【０００７】
吸着パッド５３を図１１に示すような筒５５の上方に位置させた後、吸着パッド５３によるワーク５０の吸着を解除してワーク５０を筒５５の内部に入れる。以後、この操作を繰り返すことによって同じ向きのワーク５０が一枚ずつ重ねられて行く。筒５５の中のワーク５０が所定枚数に達したとき、筒５５を下降させるか、または筒５５の内部でワーク５０を受ける支持部材５６を上昇させる。すると、同じ向きに整列された状態に複数枚重ねられたワーク５６を取り出せるようになるので、その後または、このときに自動的にケース（図示省略）に詰めるようにする。
このように、従来のワークの表裏を揃えてケース詰めする場合には、人の手を介してパレット上のワークの表裏を反転させるか、または、ワークの表裏を判別する手段を用いてワークの向きを判別した後に、同じ向きと判別されたワークのみを取り出して整列させる方法がとられていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、人の手で薄板状ワークの表裏を反転させる方法は、人件費などコスト面からみて能率の良い方法とはいえない。
また、パレットから表向きのワークのみ取り出して整列させる方法は、裏向きのワークがパレット上に残されることになる。このため、一方の向きのワークをケース詰めした後に、結局パレット上に残された他の向きのワークの表裏を反転させる作業を別途行わなければならないので、ワークの整列および箱詰め工程全体としての作業能率は良くなかった。
【０００９】
本発明は、パレット上に配列されたワークの表裏を自動的に揃えて、ワークの整列および箱詰め工程において省人化でき、作業能率、経済性を向上させることが可能な、ワークの表裏反転装置およびその方法の提供を課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明によるパレット上に配列されたワークの表裏反転装置は、パレット上に配列されているワークを真空吸着し、そのまま持ち上げてワークを取り出すワーク取出部と、ワーク取出部からワークを受け渡され、受け渡されたワークを真空吸着すると共に、そのまま回転してパレット上にワークを表裏反対の向きの状態で再配列するワーク反転部と、ワーク取出部からワーク反転部にワークが受け渡される際のワークの位置ずれを補正するワーク位置決め部とを備えてなることを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、好ましくは、ワーク取出部は、ワークを真空吸着することが可能な第一真空吸着装置と、第一真空吸着装置を鉛直方向に移動させることが可能な第一位置移動手段とで構成され、
ワーク反転部は、ワークを真空吸着することが可能な第二真空吸着装置と、第一真空吸着装置の移動範囲から外れた位置で第二真空吸着装置を支持し、第二真空吸着装置の吸着部が、ワーク取出部がパレット上に配列されたワークの取り出しのために作動するときには第一真空吸着装置の移動範囲から外れると共にパレット上のワークの配列位置に直面し、ワーク取出部がパレットから取り出したワークを受け渡すときには第一真空吸着装置の吸着部に直面するように、第二真空吸着装置を１８０°回転可能な回転機構とで構成され、
ワーク位置決め部は、ワークを所定位置に導くことが可能な所定形状の段差部を有するガイド部材と、ガイド部材を介して第二真空吸着装置の吸着部上に位置するワークを所定位置に押し動かすことが可能な第二移動手段とで構成されていることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、好ましくは、第二真空吸着装置の吸着部には、ワークと当接して位置固定可能な段差部が形成されていると共に、ガイド部材は、入口から内部に向かうにしたがって所定のワーク位置決め寸法に適合するように形成された傾斜部と所定のワーク位置決め寸法に適合するように形成された位置固定部とを備えており、ワークをその段差部と位置固定部とで所定の位置に位置固定するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、好ましくは、パレットに収納されているワークを、ワーク取出部によるワークの取り出しが可能な位置に送り込むように作動するパレット移動機構を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、好ましくは、パレットはワークを収納するための升目状の段差部を有し、かつ、段差部が所定のピッチで複数に並べられ、さらにその複数に並べられた段差部が多数列に配列されて構成されていて、パレット移動機構は、その段差部に収納されているワークをワーク取出部によるワークの取り出しが可能な位置へ列単位で順次送り込むようにしたことを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、好ましくは、ワーク取出部、ワーク反転部、ワーク位置決め部を、それぞれ、パレット上の一列分のワークと同数個に、かつ、パレット上のワークの配列間隔と等間隔で設けて、パレット上に並べられた複数のワークの表裏を列単位で反転させることができるようにしたことを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、好ましくは、ワーク反転部の吸着孔の中心を通る鉛直線と、パレット上のワークの配列位置に直面するときの第二真空吸着装置の吸着孔の中心を通る鉛直線との間の距離が、パレットの列間の距離と一致するようにしたことを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、好ましくは、ワーク反転部をパレット側に向けたときワーク反転部の吸着孔の中心がパレット上の升目状の段差部の中心に位置させることが可能なようにワーク反転部をパレットの列に対し垂直な方向にスライドさせるためのスライド機構が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、好ましくは、スライド機構は、カム部材を回転機構に連動するように設けてなることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、好ましくは、パレット上に配列されているワークの表裏を判別可能なワーク表裏判別手段を備えると共に、表裏判別手段で表と判別されたワーク、または、裏と判別されたワークのいづれか一方のみに対して、ワーク取出部、ワーク反転部、ワーク位置決め部を作動させるための制御手段を備えたことを特徴とする。
【００２０】
また本発明によるパレット上に配列されたワークの表裏反転方法は、
(1)パレット上に配列されているワークの表裏を、表裏判別手段を用いて判別し、
(2)表裏判別手段で表と判別されたワーク、または、裏と判別されたワークのいづれか一方のみに対して、ワーク取出部、ワーク反転部、ワーク位置決め部を作動させて、その一方のワークのみ表裏を反転させることにより、ワークをパレット上に総てのワークの表裏が揃うようにして再配列することを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、好ましくは、ワークをパレット上に再配列する際にスライド機構を作動させて、パレットの列に対し垂直な方向の位置調整をするようにしたことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施形態】
以下に、本発明によるパレット上に配列されたワークの表裏反転装置およびその方法の実施形態について図を用いて説明する。
図１は本発明によるパレット上に配列されたワークの表裏反転方法に用いられるワークの表裏反転装置の一実施形態を側方からみた断面図である。図２は本実施形態のワークの表裏反転装置の拡大正面図である。図３は図１のワークの表裏反転装置のパレットを示す図で、(a) は図１のワークの表裏反転装置を上方からみたときのパレットの拡大図、(b) は(a) の側面図である。図４は本実施形態によるワークの表裏反転装置のワーク反転部を示す図で、(a) は図１のワークの表裏反転装置を上方からみたときのワーク反転部の吸着部を示す部分拡大図、(b) は(a) のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。図５は本実施形態によるワークの表裏反転装置のワーク位置決め部を示す図で、(a) は図１のワークの表裏反転装置を下方からみたときのワーク位置決め部のガイド部材を示す部分拡大図、(b) は(a) のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。図６は図１のワークの表裏反転装置を上方からみた、ワーク取出部からワーク反転部へワークを受け渡したときのワークとワーク反転部の吸着部との位置関係を示す説明図である。図７は図１のワークの表裏反転装置を同じ側からみた、ワーク取出部からワーク反転部へワークを受け渡したときのワークとワーク反転部の吸着部とワーク位置決め部との位置関係を示す要部拡大断面図である。
【００２３】
本実施形態のワークの表裏反転装置１は、図１に示すようにワーク取出部２と、ワーク反転部３と、ワーク位置決め部４と、パレット移動機構５とを備えた構成となっている。
ワーク取出部２は、第一の真空吸着装置６と、第一の真空吸着装置６を鉛直方向に移動させることが可能な移動手段７とで構成されている。
第一の真空吸着装置６は、その内部に形成されたワーク吸着用の吸着孔（図示省略）がチューブ配管（図示省略）を介して第一の真空源（図示省略）に接続されている。なお、真空源とは、例えば真空ポンプやエジェクタなど、真空状態を発生させる装置である。また、第一の真空吸着装置６の吸着孔と第一の真空源との途中には、真空状態をＯＮ，ＯＦＦさせるための第一の電磁真空弁（図示省略）が設けられている。また第一の真空吸着装置６は、その先端部（図において下端部）が細くなっている。
【００２４】
移動手段７は、例えば油圧式のような直動シリンダを備えた直動ロボットで構成されている。直動ロボット７は、装置の本体基盤８の両端に設けられた側板９に固定された上部基盤１０に固定されていて、移動テーブル７ａを鉛直方向に沿って所定の位置まで移動および移動停止させることができるようになっている。また第一の真空吸着装置６は、移動テーブル７ａに固定されていて、移動テーブル７ａを介して鉛直方向に沿って移動させられるようになっている。
そしてワーク取出部２は、直動ロボット７の作動によりパレット１１近傍にまで第一の真空吸着装置６を下降させ、第一の電磁真空弁（図示省略）を介して第一の真空吸着装置６に接続された第一の真空源（図示省略）の作動により真空状態をＯＮさせて、パレット１１上に配列されているワーク１２を吸着面６ａで真空吸着し、さらに直動ロボット７の逆方向（上方）への作動により、ワーク１２を真空吸着したまま上昇して、ワーク１２をパレット１１から取り出すことができるようになっている。なおワーク１２は、図８(a) ，(b) に示すワーク５０と同様に片面に窪みが形成され、他面は平らに形成されている。
【００２５】
パレット１１はワーク１２を平面的に整列させる治具であって、例えば図３(a) ，(b) に示すようにワーク１２を収納する縦寸法ｃ、横寸法ｄ、深さｅの升目状の段差部１１ａ（以下、升目と呼ぶ）がピッチｆ，ｇで等間隔で形成され、一つの升目１１ａにつきワーク１２を１枚収納できるようになっている。なお、説明の便宜上、図３(a) のパレット１１は図１の装置を上方から見ており、縦横が反対になった状態で示されている。また、ワーク１２を完全に収納するためには升目１１ａの外寸ｃ，ｄ、深さｅは、図６および図７に示すワーク１２の外寸ｈ，ｉ、厚さｊよりも僅かに大きく取ることが好ましい（以下、ピッチｆでパレット送り方向Ｘ，Ｙに対し垂直に並んだ升目１１ａのひとかたまりを列と呼ぶ）。なお、升目の数、ピッチは限定されるものではなく、任意に設けることができる。
【００２６】
そして本実施形態では、ワーク取出部２の第一の真空吸着装置６の吸着孔（図示省略）は、パレット１１の升目１１ａのピッチｆと等間隔で同数個、列をなして設けられており、ワーク取出部２によってパレット１１上のワーク１２を一列分一斉に吸着することができるようになっている。また、第一の真空吸着装置６は、それぞれの吸着孔の中心がピッチｆ方向においてパレット１１の升目１１ａの中心とほぼ完全に一致するように設けられている。
【００２７】
ワーク反転部３は、図１に示すように第二の真空吸着装置１３と、第二の真空吸着装置１３を１８０°回転可能な回転機構１４とで構成されている。
第二の真空吸着装置１３には、図４(a) に示すように吸着面１３ａおよびワーク吸着用の吸着孔１３ｂがパレット１１の升目１１ａのピッチｆと等間隔で同数個、列をなして設けられている。吸着孔１３ｂは例えば真空ポンプやエジェクタなどの第二の真空源（図示省略）に接続されている。また、第二の真空吸着装置１３の吸着孔と第二の真空源との途中には、真空状態をＯＮ，ＯＦＦさせるための第二の電磁真空弁（図示省略）が設けられている。そして、第二の真空吸着装置１３は、第二の電磁真空弁（図示省略）を介して第二の真空吸着装置１３に接続された第二の真空源（図示省略）の作動により真空状態をＯＮさせて、ワーク１２を一列分一斉に吸着することができるようになっている。吸着面１３ａには図４(b) に示すように段差部１３ｃが設けられていて、段差部１３ｃの端面ｎ，ｏは、ワーク１２を密着させたときにワーク１２の中心が第二の真空吸着装置１３のそれぞれの吸着孔の中心ｌに一致する位置にセットできるようにワーク受け渡し面１３ｄより一段高い所定位置に設けられている。また、段差部１３ｃの面ｐは、段差部１３ｃの端面ｎの反対側においてワーク受け渡し面１３ｄより一段低くなるようにして設けられている。
【００２８】
また第二の真空吸着装置１３は、図１に示すようにその一端部１３ｅがワーク取出部２の第一の真空吸着装置６の移動範囲を外れるように形成されている。そして一端部１３ｅは、図１および図２に示すようにワークの表裏反転装置の本体基盤８の両端に設けられた側板９にその両端を支持された回転シャフト１５に支持、固定されている。また回転シャフト１５はその一端がロータリーアクチュエータ１６に接続されていて１８０°回転することができるようになっている。ロータリーアクチュエータ１６は、ロータリーアクチュエータホルダ１７を介してワークの表裏反転装置の本体基盤８の一方の側板９に固定されている。そして第二の真空吸着装置１３は、図１に示すような向きと、回転シャフト１５を中心に１８０°回転した向きの２点で位置決めされるようになっている。すなわち本実施形態では、回転シャフト１５と、ロータリーアクチュエータ１６と、ロータリーアクチュエータホルダ１７とでワーク反転部３の回転機構１４が構成されている。
【００２９】
そして第二の真空吸着装置１３は、図１に示すような向きにあるときには、吸着面１３ａが、ワーク取出部２の第一の真空吸着装置６の吸着面６ａに直面して、ワーク取出部２からのワーク１２を受け渡されるように位置する。また図１に示す向きから１８０°回転したときは、第二の真空吸着装置１３は、第一の真空吸着装置６の移動範囲から外れると共に吸着面１３ａが、パレット１１上のワーク１２の配列位置に直面するようになっている。なお第二の真空吸着装置１３の第二の真空源は、ワーク１２を吸着したときは、回転機構１４により第二の真空吸着装置１３が回転させられてその吸着面１３ａが下側を向いてもワーク１２を吸着した状態を保持できるような吸着力を有している。
【００３０】
なお、第一の真空吸着装置６から第二の真空吸着装置１３へのワーク１２の受渡しの際にワーク１２は自由落下による衝撃でワーク反転部１３ａのワーク受渡面上１３ｄで僅かに位置ずれを起しやすい。
そこで、第二の真空吸着装置１３のそれぞれの吸着孔の中心ｌは、ピッチｆ方向およびピッチｇ方向において第一の真空吸着装置６のそれぞれの吸着孔の中心ｍと図６に示すように僅かにずれた位置に設けられている（なお、図６において一点鎖線で示すパレット１１の升目１１ａの中心と、ワーク取出部２の吸着孔の中心ｍは一致するように設計されている。）。
そして、第二の真空吸着装置１３上のワーク１２の位置決めは、後述のワーク位置決め部４により行われるようになっている。
【００３１】
ワーク位置決め部４は、ガイド部材１８と、ガイド部材１８を所定のワーク位置決め位置に移動可能な移動手段１９とで構成されている。
ガイド部材１８の下面１８ａには図５(a) ，(b) に示すような段差部１８ｂがピッチｆで設けられている。段差部１８ｂは、その入口から内部に向かうにしたがって所定のワーク位置決め寸法に適合するように形成された傾斜部１８ｃと所定のワーク位置決め寸法に適合するようにコの字状に形成された位置固定部１８ｄとを備えている。
移動手段１９は、直動ロボットで構成されている。直動ロボット１９は上部基盤１０に固定されたロボット用基板２０に固定されている。
またガイド部材１８は直動ロボット１９の移動テーブル１９ａに固定されている。そして、ガイド部材１８は直動ロボット１９の作動により吸着面１３ａ上のワーク１２に近づいて、ワーク１２を押して、段差部１３ｂの端面ｎ，ｏに密着させることができるようになっている。また直動ロボット１９は、ガイド部材１８がワーク１２を段差部１３ｃの端面ｎ，ｏに密着させた位置および段差部１３ｃから離れた所定位置の２点で動作を停止するように制御されている。
【００３２】
ところで、上述のように第二の真空吸着装置１３のそれぞれの吸着孔の中心ｌは、ピッチｆ方向およびピッチｇ方向において第一の真空吸着装置６のそれぞれの吸着孔の中心ｍと図６に示すように僅かにずれた位置に設けてある。しかも、ワーク位置決め部４により、第二の真空吸着装置１３上でワーク１２の位置決めを行ったとしても、第二の真空吸着装置１３からパレット１１上へワーク１２を受け渡す際にワーク１２は自由落下による衝撃でパレット１１上で僅かに位置ずれを起しやすい。
そこで、ワーク反転部３を図１に示す向きから１８０°回転させたときに、ワーク位置決め４により位置決めされたワーク１２の位置をパレット１１の升目１１ａ上に位置修正するための手段を別途備える必要がある。
【００３３】
そこで本実施形態では、ピッチｇ方向への位置を修正するために、ワーク取出部２の吸着孔の中心を通る鉛直線とパレット１１側を向くワーク反転部３の吸着孔の中心を通る鉛直線との間の距離が、パレット１１の列間の距離ｇと一致するように設計されている。そして、ワーク反転部３を図１に示す向きから１８０°回転させたときに、升目１１ａの中心と第二の真空吸着装置１３の吸着孔の中心ｌとが一致するようになっている。
またピッチｆ方向への位置を修正するために、ワーク反転部３を図１に示す向きから１８０°回転させたときに、ワーク反転部３をピッチｆ方向へのずれ量分スライドさせるスライド機構２１が設けられている（図２）。
【００３４】
スライド機構２１は、シャフトスライダー２２と、圧縮ばね２３と、カムフォロア２４と、テーパカラー２５と、回転機構１４とで構成されている。
シャフトスライダー２２は、回転機構１４の回転シャフト１５を支持する両側の側板９に設けられた貫通孔９ａ内に設けられていて、回転シャフト１５の長手方向へ円滑にスライドできるようにしている。圧縮ばね２３は、回転シャフト１５を挿し通されて、回転シャフト１５の他端（ロータリーアクチュエータ１６が接続されていない側）の鍔部１５ａと側板９との間に弾接状態で設けられている。
カムフォロア２４は、支持部２４ａと、支持部２４ａに回転可能に取付けられた回転部２４ｂとで構成されている。支持部２４ａはロータリーアクチュエータ１６に近い側の側板９に固定されている。
テーパカラー２５は、その厚みが１８０°の回転周期で変化するように形成され鍔状の部材であって、回転シャフト１５の一端（ロータリーアクチュエータ１６が接続されている側）に固定されていて、ロータリーアクチュエータ１６を作動させたときに回転シャフト１５と一体に連動するようになっている。またテーパカラー２５は、カムフォロア２４の回転部２４ｂに接触しており、図１の位置まで１８０°回転させたときにワーク反転部３を回転シャフト１４と共にピッチｆ方向のずれ量分移動させてパレット１１上の升目１１ａの中心位置に戻すように設計されている。
【００３５】
パレット移動機構５は、所定ピッチでもってピッチｇ方向に多数地点で位置決めの可能な直動ロボット２６と、パレット台２７と、パレット位置決め機構２８とで構成されている。
直動ロボット２６は、ワークの表裏反転装置の本体基盤８上に敷設されている。また直動ロボット２６は、移動テーブル２６ａを備えており、移動テーブル２６ａをピッチｇ方向（図１においてＸ−Ｙ方向）に沿って所定の位置まで移動および移動停止させることができるようになっている。
パレット台２７は移動テーブル２６ａ上に固定されている。パレット位置決め機構２８はパレット台２７上に設けられていて、表裏を反転させるワーク１２を載置するパレット１１をパレット台２７上の所定位置に固定するようになっている。
【００３６】
その他、本実施形態のワーク表裏反転装置には、図１に示すようにワークの表裏判別装置２９が設けられている。ワークの表裏判別装置２９は、吸着パッド２９ａと、吸着圧力検出手段（図示省略）を備えている。吸着パッド２９ａは、ワーク１２と接触する部分の幅がワーク１２の窪みの幅よりも狭くされかつワーク１２と接触する部分の中央部に吸着孔が開孔すると共に、上部基盤１０に昇降自在に支持されている。
吸着パッド２９ａの先端部２９ｂには、吸着孔が、パレット１１の升目１１ａ上に並んで載置されたワーク１２を同時に吸着しうるようにワーク１２と同数だけパレット１１上のワーク１２の配列間隔と等間隔に設けられている。
また、吸着パッド２９ａは、図示省略した例えば真空ポンプやエジェクタなどの第三の真空源（図示省略）に接続されている。また、吸着パッド２９ａの吸着孔と第三の真空源との途中には、真空状態をＯＮ，ＯＦＦさせるための第三の電磁真空弁（図示省略）が設けられている。そして、吸着パッド２９ａは、第三の電磁真空弁（図示省略）を介して吸着パッド２９ａに接続された第三の真空源（図示省略）の作動により真空状態をＯＮさせて、ワーク１２を一列分一斉に吸着することができるようになっている。
【００３７】
また吸着圧力検出手段には、負圧センサー（図示省略）が備えられていて、吸着パッド２９ａがワーク１２を吸着したときの吸着圧力を検出するようになっている。
また本実施形態のワークの表裏判別装置２９では、パレット１１の升目１１ａ内に載置されているワーク１２を吸着パッド２９ａの下に順次間欠的に送り込むようにするためのパレット移動機構を直動ロボット２６が兼ねている。
そして、吸着パッド２９ａの先端部２９ｂよりパレット１１上の一列内のワークの表裏を列単位で判別することができるようになっている。またワークの表裏判別装置２９は、図示省略したマイクロコンピューターなどの制御部に接続されており、表裏を判別した情報信号を制御部に送るようになっている。
また、マイクロコンピューターなどの制御部は、ワーク取出部２、ワーク反転部３、ワーク位置決め部４、パレット移動機構５と接続しており、それぞれの作動および作動停止のタイミング、動作方向などを制御するようになっている。
【００３８】
次に、本装置の動作説明を行なう。
図３に示すようなパレット１１の升目１１ａにワーク１２を収納し、次いでパレット１１をパレット台２７の上に載せる。そしてパレット１１を、パレット位置決め機構２８によって所定の位置に位置決めする。
そして、直動ロボット２６を作動させて、移動テーブル２６ａを介してパレット台２７を、一列の升目１１ａのそれぞれの中心と、ワーク取出部２の第一の真空吸着装置６の一列の吸着孔の中心とが一致する位置まで移動させ、その位置で直動ロボット２６の作動を停止させる。
【００３９】
次いで、直動ロボット７を作動させて、移動テーブル７ａを介してワーク取出部２の第一の真空吸着装置６を、その先端面６ａがパレット１１の上面に接触しない程度に接近するように下降させその位置で直動ロボット７の作動を停止させる。なお、第一の真空吸着装置６の下降を邪魔しないように、第一の真空吸着装置６の下降に先立って、ロータリーアクチュエータを作動させてワーク反転部３の第二の真空吸着装置１３を、図１とは１８０°反対向きにあらかじめ回転させておく。第一の真空吸着装置６を所定位置まで下降させた後、ワーク取出部２の第一の真空源を作動させて、吸着面６ａでパレット１１に収納されている一列分のワーク１２を一斉に吸着させる。
次いで、直動ロボット７を作動させて、移動テーブル７ａを介してワーク取出部２の第一の真空吸着装置６を、ワーク反転部３の第二の真空吸着装置１３が回転しても衝突しない位置まで上昇させ、その後、直動ロボット７の作動を停止させる。その後、ロータリーアクチュエータ１６を作動させて、ワーク反転部３の第二の真空吸着装置１３を回転シャフト１５と共に１８０°回転させ、図１に示すような位置に復帰させる。
【００４０】
次いで、図１に示す直動ロボット７を作動させて、移動テーブル７ａを介してワーク取出部２の第一の真空吸着装置６を、その先端面６ａがワーク反転部３の第二の真空吸着装置１３の吸着面１３ａに接近するように下降させ、その位置で直動ロボット７の作動を停止させる。なお、ワーク反転部３の第二の真空吸着装置１３を図１に示すような位置に復帰させたときに、ワーク取出部２の第一の真空吸着装置６の吸着面６ａがワーク反転部３の第二の真空吸着装置１３の吸着面１３ａに対し、ワーク１２の受け渡しが可能な所定位置まで既に十分に接近している場合には、ワーク取出部２の第一の真空吸着装置６を下降させなくてもよい。
その後、第一の真空吸着装置６の第一の真空源の作動を停止させてワーク１２の吸着を解除する。これにより、第一の真空吸着装置６の吸着面６ａに吸着されていたワーク１２は自由落下して、ワーク反転部３の第二の真空吸着装置１３の受渡面１３ｃに受け渡される。そして、第二の真空吸着装置１３の第二の真空源を作動させてワーク取出部２より受け渡されたワーク１２を吸着面１３ａで吸着させる。
【００４１】
続いて、直動ロボット１９を作動させて移動テーブル１９ａを介してワーク位置決め部４のガイド部材１８を図７の矢印Ｙ方向に移動させる。このとき、ガイド部材１８はワーク反転部３の第二の真空吸着装置１３の段差部１３ｃの面ｐの上を通り、先ず段差部１８ｂの傾斜部１８ｃが第二の真空吸着装置１３の吸着面１３ａ上のワーク１２を押していき、次いで位置固定部１８ｄによりワーク１２をワーク反転部３の段差部１３ｃの端面ｎ，ｏに突き当たって位置を固定する。その後、直動ロボット１９の作動を停止させる。
このとき、ワーク１２の中心が第二の真空吸着装置１３のそれぞれの吸着孔の中心ｌに一致する位置に位置決めされて、ワーク１２は、第二の真空吸着装置１３の第二の吸着源により全体的にバランスのとれた状態で吸着される。
【００４２】
次に、直動ロボット１９を作動させて移動テーブル１９ａをワーク反転部２から離れる方向に移動させてワーク位置決め部４を図１の位置に戻し、その後直動ロボット１９の作動を停止させる。次いで、ロータリーアクチュエータ１６を作動させて、回転シャフト１５を介して、ワーク反転部３を吸着面１３ａがパレット１１側を向くように１８０°回転させる。
このとき、ワーク取出部２の吸着孔の中心を通る鉛直線とパレット１１側を向くワーク反転部３の吸着孔の中心を通る鉛直線との間の距離が、パレット１１の列間のピッチｇと一致するように予め設計されているので、ピッチｇ方向に関しては、升目１１ａの中心と第二の真空吸着装置１３の吸着孔の中心ｌとが部分的に一致する。
【００４３】
また、ロータリーアクチュエータ１６を作動させたときに、テーパカラー２５がカムフォロア２４と接触しながら回転シャフト１５と一体に回転する。そしてテーパカラー２５は、その厚みの変化により、図１の位置まで１８０°回転させられたときにワーク反転部３を回転シャフト１４と共にピッチｆ方向のずれ量分移動させてパレット１１上の升目１１ａの中心位置に戻す。
このとき、ワーク反転部３の吸着面１３ａに吸着されたワーク１２の中心はパレット１１上の升目１１ａの中心に位置づけられる。
【００４４】
なお、ワーク反転部３を吸着面１３ａがパレット１１側を向くように１８０°回転させたときには、吸着面１３ａに吸着されるワーク１２は、その鉛直方向の位置がパレット１１から取り出されたときよりも所定量（例えば一列分）矢印Ｙ方向にずれている。
そこで、直動ロボット２６を作動させて移動テーブル２６ａを介してパレット台２７を所定量のずれ分だけ矢印Ｙ方向に送った後、直動ロボット２６の作動を停止させる。
これにより、ワーク反転部３を反転（この場合、パレット１１側を向くように１８０°回転）させた後のワーク１２をパレット１１へ戻す処理と、次列のワーク１２をワーク取出部２によって吸着させる処理とを同時に行なわせることが可能になる。
【００４５】
その後、ワーク反転部３の第二の真空吸着装置１３の第二の真空源の作動を停止する。そして、吸着面１３ａからワーク１２を自由落下させてパレット１１の升目１１ａに戻す。なお、このときもワーク１２は、自由落下による僅かなずれを生じ易いが、升目１１ａの段差に衝突することによってずれが修正される。このようにして、パレット１１の上に戻されたワーク１２は、パレット１１からワーク取出部２により取り出される前とワーク反転部３により戻された後とでは、表裏が反転させられている。
これらの操作をパレット１１上の総ての升目１１ａの列に対して行えば、パレット１１上の総てのワーク１２の表裏を反転させることができる。
【００４６】
なお本実施形態においては、ワーク取出部２によるワーク１２の取り出しに先立って図１０に示すような真空圧を用いた構成のワークの表裏判別装置２２により、パレット１１上のワーク１２の表裏を判別するようにし、その結果を制御部に記憶させている。そして、例えばワーク１２が裏面を上にして収納されている升目１１ａの箇所のみ、ワーク取出部２、ワーク反転部３の吸着孔のそれぞれの真空源を作動させて、ワーク１２を反転させるように図示省略した制御部で制御される。このため本実施形態によれば、表裏が反対のワークのみを選択して自動的に表裏を反転させることができ、パレット１１上の全面に渡ってワーク１２の表裏を揃えることができる。
【００４７】
その後、ワーク取出部２のようなワーク吸着手段を用いてワーク１２を図１１に示すような筒５５の上方に位置させた後、ワーク吸着手段によるワーク１２の吸着を解除してワーク１２を筒５５の内部に入れる。以後、この操作を繰り返すことによって同じ向きのワーク１２が一枚ずつ重ねられて行き、同じ向きに整列された状態に複数枚重ねられたワーク５６を取り出せるようになり、その後または、このときに自動的にケース（図示省略）に詰めることができる。
【００４８】
なお、ワークの表裏判別手段は、上記実施形態のような真空圧を用いた構成のものに限定されるものではなく、レーザー測長器や画像処理装置やワークの表裏の形状が判別できるように形成された治具などで構成されていてもよい。
また、本発明のワークの表裏反転装置は、片方の面に窪みが形成されたワークに限定されるものではなく、例えば、表裏で色が異なるワークにも適用可能である。この場合には、ワークの表裏判別手段として、真空圧を用いた構成の装置の代わりに、色判別センサー（図示省略）を備えた装置を組み合わせれば、上記実施形態と同様にパレット上の全面に渡ってワークの表裏を揃えることができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、パレット上に配列されたワークを自動的に反転させることができるようになり、省人化が期待できる。
また、ワークの表裏判別手段を備えることにより、パレット上に配列されたワークの表裏を全面的に自動的に揃えることが簡単にできるようになり、更に工程の単略化、効率化に貢献でき、後工程であるワークのケース詰めの作業内容も簡略化、効率化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるパレット上に配列されたワークの表裏反転方法に用いられるワークの表裏反転装置の一実施形態を側方からみた断面図である。
【図２】本実施形態のワークの表裏反転装置の拡大正面図である。
【図３】図１のワークの表裏反転装置のパレットを示す図で、(a) は図１のワークの表裏反転装置を上方からみたときのパレットの拡大図、(b) は(a) の側面図である。
【図４】本実施形態によるワークの表裏反転装置のワーク反転部を示す図で、(a) は図１のワークの表裏反転装置を上方からみたときのワーク反転部の吸着部を示す部分拡大図、(b) は(a) のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図５】本実施形態によるワークの表裏反転装置のワーク位置決め部を示す図で、(a) は図１のワークの表裏反転装置を下方からみたときのワーク位置決め部のガイド部材を示す部分拡大図、(b) は(a) のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図６】図１のワークの表裏反転装置を上方からみた、ワーク取出部からワーク反転部へワークを受け渡したときのワークとワーク反転部の吸着部との位置関係を示す説明図である。
【図７】図１のワークの表裏反転装置を同じ側からみた、ワーク取出部からワーク反転部へワークを受け渡したときのワークとワーク反転部の吸着部とワーク位置決め部との位置関係を示す要部拡大断面図である。
【図８】ワークの形態を示す図で、(a) はその上面図、(b) はその側面図である。
【図９】ケース詰めにする際のワークの一態様を示す説明図である。
【図１０】ワークの表裏判別装置の一従来例を示す一部切欠側面図である。
【図１１】ワークの整列装置の一従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ワーク表裏反転装置
２ ワーク取出部
３ ワーク反転部
４ ワーク位置決め部
５ パレット移動機構
６ 真空吸着装置（ワーク取出部用）
６ａ 吸着面（ワーク取出部用）
７ 直動ロボット（ワーク取出部用）
７ａ 移動テーブル（パレット移動機構用）
８ ワーク表裏反転装置の本体基盤
９ 側板
１０ 上部基盤
１１ パレット
１１ａ 一升の升目
１２ ワーク
１３ 真空吸着装置（ワーク反転部用）
１３ａ 吸着面（ワーク反転部用）
１３ｂ 吸着孔
１３ｃ 受渡部
１３ｄ 段差部
１４ 回転機構
１５ 回転シャフト
１６ ロータリーアクチュエータ
１７ ロータリーアクチュエータホルダ
１８ ガイド部材
１８ａ 下面
１８ｂ 段差部
１８ｃ 傾斜部
１８ｄ 位置固定部
１９ 直動ロボット（ワーク位置決め部用）
１９ａ 移動テーブル（パレット移動機構用）
２０ ロボット用基盤
２１ スライド機構
２２ シャフトスライダー
２３ 圧縮ばね
２４ カムフォロア
２４ａ 支持部
２４ｂ 回転部
２５ テーパカラー
２６ 直動ロボット（パレット移動機構用）
２６ａ 移動テーブル（パレット移動機構用）
２７ パレット台
２８ パレット位置決め機構
２９ ワークの表裏判別装置
２９ａ 吸着パッド
２９ｂ 先端部

Claims (12)

1. パレット上に配列されているワークを真空吸着し、そのまま持ち上げてワークを取り出すワーク取出部と、前記ワーク取出部からワークを受け渡され、受け渡されたワークを真空吸着すると共に、そのまま回転して前記パレット上にワークを表裏反対の向きの状態で再配列するワーク反転部と、前記ワーク取出部から前記ワーク反転部にワークが受け渡される際のワークの位置ずれを補正するワーク位置決め部とを備えてなることを特徴とするワークの表裏反転装置。
2. 前記ワーク取出部は、ワークを真空吸着することが可能な第一真空吸着装置と、前記第一真空吸着装置を鉛直方向に移動させることが可能な第一位置移動手段とで構成され、
   前記ワーク反転部は、ワークを真空吸着することが可能な第二真空吸着装置と、前記第一真空吸着装置の移動範囲から外れた位置で前記第二真空吸着装置を支持し、前記第二真空吸着装置の吸着部が、前記ワーク取出部がパレット上に配列されたワークの取り出しのために作動するときには前記第一真空吸着装置の移動範囲から外れると共にパレット上のワークの配列位置に直面し、前記ワーク取出部がパレットから取り出したワークを受け渡すときには前記第一真空吸着装置の吸着部に直面するように、前記第二真空吸着装置を１８０°回転可能な回転機構とで構成され、
   前記ワーク位置決め部は、ワークを所定位置に導くことが可能な所定形状の段差部を有するガイド部材と、前記ガイド部材を介して前記第二真空吸着装置の吸着部上に位置するワークを所定位置に押し動かすことが可能な第二移動手段とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のワークの表裏反転装置。
3. 前記第二真空吸着装置の吸着部には、ワークと当接して位置固定可能な段差部が形成されていると共に、前記ガイド部材は、入口から内部に向かうにしたがって所定のワーク位置決め寸法に適合するように形成された傾斜部と所定のワーク位置決め寸法に適合するように形成された位置固定部とを備えており、ワークを前記段差部と前記位置固定部とで所定の位置に位置固定するようにしたことを特徴とする請求項２に記載のワークの表裏反転装置。
4. 前記パレットに収納されているワークを、前記ワーク取出部によるワークの取り出しが可能な位置に送り込むように作動するパレット移動機構を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいづれかに記載のワークの表裏反転装置。
5. 前記パレットはワークを収納するための升目状の段差部を有し、かつ、前記段差部が所定のピッチで複数に並べられ、さらにその複数に並べられた前記段差部が多数列に配列されて構成されていて、前記パレット移動機構は、前記段差部に収納されているワークを前記ワーク取出部によるワークの取り出しが可能な位置へ列単位で順次送り込むようにしたことを特徴とする請求項１ないし４のいづれかに記載のワークの表裏反転装置。
6. 前記ワーク取出部、前記ワーク反転部、前記ワーク位置決め部を、それぞれ、前記パレット上の一列分のワークと同数個に、かつ、前記パレット上のワークの配列間隔と等間隔で設けて、前記パレット上に並べられた複数のワークの表裏を列単位で反転させることができるようにしたことを特徴とする請求項１ないし５のいづれかに記載のワークの表裏反転装置。
7. 前記ワーク反転部の吸着孔の中心を通る鉛直線と、前記パレット上のワークの配列位置に直面するときの前記第二真空吸着装置の吸着孔の中心を通る鉛直線との間の距離が、前記パレットの列間の距離と一致するようにしたことを特徴とする請求項５または６に記載のワークの表裏反転装置。
8. 前記ワーク反転部を前記パレット側に向けたとき前記ワーク反転部の吸着孔の中心が前記パレット上の前記升目状の段差部の中心に位置させることが可能なように前記ワーク反転部をパレットの列に対し垂直な方向にスライドさせるためのスライド機構が設けられていることを特徴とする請求項７に記載のワークの表裏反転装置。
9. 前記スライド機構は、カム部材を前記回転機構に連動するように設けてなることを特徴とする請求項８に記載のワークの表裏反転装置。
10. 前記パレット上に配列されている前記ワークの表裏を判別可能なワーク表裏判別手段を備えると共に、前記表裏判別手段で表と判別されたワーク、または、裏と判別されたワークのいづれか一方のみに対して、前記ワーク取出部、前記ワーク反転部、前記ワーク位置決め部を作動させるための制御手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし９のいづれかに記載のワークの表裏反転装置。
11. 請求項１０に記載のワークの表裏反転装置において、前記パレット上に配列されている前記ワークの表裏を、前記表裏判別手段を用いて判別し、前記表裏判別手段で表と判別されたワーク、または、裏と判別されたワークのいづれか一方のみに対して、前記ワーク取出部、前記ワーク反転部、前記ワーク位置決め部を作動させて、その一方のワークのみ表裏を反転させることにより、前記ワークをパレット上に総てのワークの表裏が揃うようにして再配列することを特徴とするワークの表裏反転方法。
12. 前記ワークをパレット上に再配列する際に前記スライド機構を作動させて、パレットの列に対し垂直な方向の位置調整をするようにしたことを特徴とする請求項１１に記載のワークの表裏反転方法。

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