JP2009192201A - Production apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クリーン環境下で部品等に対して作業を行うための生産装置に関する。 The present invention relates to a production apparatus for performing operations on parts and the like in a clean environment.
部材への異物の付着防止や製品内への異物混入防止といった製品品質維持対策のため、クリーン環境化で生産装置を稼働して製品を生産する場合がある。このとき、当該生産装置が設置されている部屋全体をクリーン環境にすることは、スペース面及びコスト面において弊害が多く、また作業者の労働環境の観点からも弊害がある。よって、部屋全体をクリーン化せずに、生産装置周りを局所的にクリーン化して生産が行われることが多い。 In order to maintain product quality such as preventing foreign matter from adhering to members and preventing foreign matter from entering the product, the production equipment may be operated in a clean environment to produce the product. At this time, making the entire room in which the production apparatus is installed a clean environment has many harmful effects in terms of space and cost, and is also harmful from the viewpoint of the worker's working environment. Therefore, production is often performed by locally cleaning around the production apparatus without cleaning the entire room.
局所クリーン化した生産装置内で組立を行う際には、クリーン環境を保つため洗浄された部材(部品)を供給する必要があるが、洗浄後の状態を保ったまま部材を供給するためには、密閉されクリーン化された容器内に入れて搬入し、さらにクリーン化された処理室を介さなければならない。 When assembling in a locally cleaned production device, it is necessary to supply cleaned parts (parts) in order to maintain a clean environment, but in order to supply parts while maintaining the state after cleaning. It must be carried in a sealed and clean container and passed through a clean processing chamber.
例えば特許文献1に記載の装置では、各工程を行う処理室がそれぞれクリーン化された状態で直列に接続されている。そして、洗浄された部品は下流側の処理室に影響を与えないように、供給のためだけの処理室に供給され、各処理室に順次搬送されていき、搬出のためだけの処理室から取り出される。
しかしながら、特許文献1に記載の装置では、局所クリーンエリア内の環境を維持し、製品の品質を維持するために、外環境との接点である洗浄された部品供給、および製品搬出用のためだけに独立してクリーン化された処理室を設置する必要があり、スペース面、コスト面、環境面で無駄が多いという問題がある。
However, in the apparatus described in
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、小型かつ低コストで構成でき、清浄でない部品等のワークを投入してもクリーン作業が可能な生産装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a production apparatus that can be configured in a small size and at a low cost and can perform a clean operation even when a work such as an unclean part is introduced. To do.
本発明は、カバーによって外気から遮断され、ワークに対してクリーン作業を行うための第1室と、隔壁によって前記第1室と仕切られて設けられ、前記第1室と前記第2室とを連通させる連通口から前記第1室に前記ワークを供給及び搬出するための第2室とを有する生産装置であって、前記第1室内に設置されて前記ワークに対して作業を行うロボットと、前記第1室に取り付けられ、前記第1室内に清浄な空気を供給するクリーンユニットと、前記第2室内に設けられた、前記ワークを洗浄するための洗浄部と、前記第2室内に設けられ、前記連通口を通って前記第1室と前記第2室との間で前記ワークを移動させる搬送機構とを備え、前記クリーンユニットは、供給された清浄な空気の少なくとも一部が、前記連通口を通って前記搬送機構に向かって流れていることを特徴とする。 The present invention is provided with a first chamber that is shielded from outside air by a cover and performs a clean operation on a workpiece, and is partitioned from the first chamber by a partition wall, and the first chamber and the second chamber are provided. A production apparatus having a second chamber for supplying and unloading the workpiece to and from the first chamber through a communication port to be communicated, the robot being installed in the first chamber and performing work on the workpiece; A clean unit attached to the first chamber for supplying clean air into the first chamber, a cleaning unit for cleaning the workpiece provided in the second chamber, and provided in the second chamber. A transfer mechanism that moves the workpiece between the first chamber and the second chamber through the communication port, and the clean unit is configured so that at least part of the supplied clean air is supplied with the communication. Through the mouth Characterized in that it flows toward the mechanism.
なお、本発明において「ワーク」とは、単独の部品、及び複数の部品が組み合わされた製品又は半製品を含む。 In the present invention, the “workpiece” includes a single part and a product or semi-finished product in which a plurality of parts are combined.
本発明の生産装置によれば、第2室内に供給されたワークが洗浄部で洗浄され、クリーンユニットから供給される清浄な空気が当てられながら搬送機構によって第1室に移動される。 According to the production apparatus of the present invention, the workpiece supplied into the second chamber is cleaned by the cleaning unit, and is moved to the first chamber by the transport mechanism while being applied with clean air supplied from the clean unit.
前記第2室は、前記第1室の下方に設けられており、前記クリーンユニットから前記搬送機構に向かって流れる空気がダウンフローとなっていてもよい。この場合、洗浄部で使用された洗浄液の気化物等がダウンフローによって装置外に排出され、第1室の清浄度をより良好に維持することができる。 The second chamber may be provided below the first chamber, and the air flowing from the clean unit toward the transport mechanism may be a downflow. In this case, the vaporized substance of the cleaning liquid used in the cleaning unit is discharged out of the apparatus by downflow, and the cleanliness of the first chamber can be maintained better.
前記洗浄部には、それぞれ独立して前記ワークの洗浄作業が可能な複数の洗浄ユニットが前記搬送機構に対向して配置されてもよい。この場合、より効率的に第1室へワークを搬送することができる。 In the cleaning unit, a plurality of cleaning units capable of cleaning the workpiece independently of each other may be arranged to face the transport mechanism. In this case, the workpiece can be transported to the first chamber more efficiently.
本発明の生産装置によれば、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、小型かつ低コストで構成でき、清浄でないワークを投入してもクリーン作業が可能な生産装置を提供することができる。 According to the production apparatus of the present invention, the present invention has been made in view of the above problems, and a production apparatus that can be configured in a small size and at low cost and can perform a clean operation even when an unclean work is introduced. Can be provided.
本発明の一実施形態の生産装置について、図1から図4を参照して説明する。
図1は、本実施形態の生産装置1を示す斜視図である。図1に示すように、生産装置1は、上側の第1室2と、平坦な架台(隔壁)4で第1室2と仕切られた下側の第2室3と、生産装置1全体の動作制御を行なう制御部5とを備えている。
A production apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a perspective view showing a
第1室2はワークWに対して組立、半田付け等の各種作業をクリーン環境下で行うための領域であり、ワークWに対して搬送や作業等を行うためのロボット6と、上記各種作業に必要な機構が搭載された複数の作業ユニット7とが、いずれも架台4上に設けられている。
The
ロボット6は公知の構成からなり、多関節型の作業アーム6Aを有する。作業アーム6Aの先端には、ワークWの搬送を行う作業ハンド6Bが着脱自在に装着されている。作業ハンド6Bは異なる形状のものが複数用意されており(不図示)、ワークWに対する作業内容に応じて、交換可能となっている。
The
作業ユニット7は、図示しないコネクタ等の接続部を有し、接続部を介して制御部5に接続されることによって、ワークWに対して自動で所定の作業を行う。接続部は着脱自在に構成されており、行う作業に応じて、架台4上の作業ユニット7を交換することができる。
なお、図1において、架台4上の作業ユニット7は、実際にはそれぞれ異なる形状を有するが、説明を理解しやすくするため、すべて同一形状に簡略化して示している。
The
In FIG. 1, the
ロボット6及び作業ユニット7が設置された架台4上の空間は、カバー8で覆われている。すなわち、カバー8、架台4、及び背面側の制御部5によって、外気から遮断された第1室2が形成されている。カバー8の材料としては、樹脂やガラス等を作用することができ、中でも透明なものが第1室2の内部が視認できるためより好ましい。
A space on the
カバー8には、公知のクリーンユニット9が取り付けられており、第1室2内に清浄な空気を供給して第1室2内をクリーン環境に保持している。クリーンユニット9から供給される清浄な空気は、一部は後述する搬送機構10の移動経路である搬送経路に流れ込み、残りは、図示しない排気口から第1室2の外部に排出される。
A known
図2は、第2室3の内部を破断して示す図であり、図3は、後述する洗浄ユニットの高さにおける第2室3の水平断面図である。図2に示すように、第2室3には、第1室2との間でワークWのやり取りを行うための搬送機構10と、搬送機構10に搬送される前にワークWの洗浄を行う洗浄ユニット(洗浄部)11A、11Bと、洗浄を行う前にワークWに対して前加工を行う加工ユニット12A、12Bとを備えている。
FIG. 2 is a diagram showing the interior of the
搬送機構10は、ワークWが載置されるステージ13と、図示しないモータ等の駆動源とを備え、制御部5と接続されている。搬送機構10は、架台4に対して略垂直に上下移動を行って第1室2と第2室3との間でワークWの搬送を行う。
The
図1に示すように、搬送機構10は、ステージ13が架台4と同じ高さになったときにロボット6付近の架台4に設けられた連通口4Aに位置するように設置されている。そして、搬送機構10の周囲を囲むように設けられた側壁19(図3参照)によって、搬送機構10が第1室2と第2室3との間でワークWのやり取りを行う搬送経路が、架台4上の連通口4Aから略垂直下方に向かって形成されている。
クリーンユニット9はステージ13の上方に取り付けられており、クリーンユニット9からの清浄な空気がダウンフローとなって、上記搬送経路に流れ込むようになっている。
なお、図3を除く各図においては、図を見やすくするため、側壁19を示していない。
As shown in FIG. 1, the
The
In each drawing excluding FIG. 3, the
図2及び図3に示すように、洗浄ユニット11A、11Bは、搬送機構10及び搬送経路に対向するように第2室3内に設置されている。洗浄ユニット11A、11Bは洗浄機構及び制御部5と接続されるための接続部(いずれも不図示)を有し、それぞれ独立してワークの洗浄作業を行うことが可能に構成されている。そして、制御部5の制御を受けて、それぞれ加工ユニット12A及び12Bから送られてきたワークWを溶剤等の洗浄液を用いて洗浄し、クリーン作業可能な状態にする。洗浄後のワークWは、ベルトコンベア等の移動機構14によって側壁19に設けられた穴(不図示)を通って搬送機構10のステージ13上に移動される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the cleaning units 11 </ b> A and 11 </ b> B are installed in the
なお、洗浄ユニット11A、11Bは、同一のものでもよいし、異なる洗浄機構や洗浄液を備えてそれぞれ異なるワークに対応する構成でもよい。また、各洗浄ユニットの接続部をコネクタ等の着脱自在な構造とすることによって、洗浄ユニットをワークに応じて交換可能な構成としてもよい。
The
加工ユニット12A、12Bは、図示しない前加工用の加工機構及び洗浄ユニットと同様の接続部を有し、制御部5と接続されて制御部5の制御を受けながら、投入されたワークWに対して所定の前加工を行う。前加工終了後のワークWは、図示しない移動機構によって洗浄ユニット11A、11Bに送られる。
なお、加工ユニット12A、12Bも、洗浄ユニット11A、11Bと同様に、同一のものでも、それぞれ異なる構成を有して異なる前加工を行うものでもよく、交換可能な構成とされても良い。
The
The
図2に示すように、第2室3の外壁には、ワークWを投入するための第1扉15及び第2扉16と、第1室2での作業が終了した後のワークWが運び出されるためのワーク搬出口17が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、2箇所に設けられた第1扉15は、それぞれ加工ユニット12A、12Bにアクセスできる位置に設けられており、洗浄前に前加工が必要とされるワークの投入時に用いられる。同様に第2扉16はそれぞれ洗浄ユニット11A、11Bにつながる通路に設けられており、前加工を必要としないワークの投入時に用いられる。また、加工ユニットや洗浄ユニットを交換可能な構成とする場合は、それぞれ第1扉15及び第2扉16からユニットを挿入して第2室3内に設置しても良い。
As shown in FIG. 3, the
ワーク搬出口17は、加工ユニット12A、12B及び洗浄ユニット12A、12Bとは異なる高さに設けられており、ワークWの搬出時以外は第3扉18によって閉じられている。第1室2での作業終了後のワークWは、搬送機構10によって搬出口17と同じ高さまで運ばれ、側壁19に設けられた穴(不図示)を通って図示しない移動機構によってワーク搬出口17に移動されて生産装置1の外部に搬出される。
なお、第3扉18を取り付けるのに代えて、次工程の作業を行う他の生産装置のワーク投入部とワーク搬出口17とが直接接続されてもよい。
The
In addition, it replaces with attaching the
制御部5には、複数種類の製品及び部品の生産プログラムが格納されている。また、制御部5には、ユーザがワークの種類や指示する作業内容等の各種情報を制御部5に入力するための図示しない入力部が接続されている。制御部5は、図1に示すように、生産装置1に一体に組み込まれてもよいし、生産装置1に接続されたパソコン等の外部機器に格納されてもよい。
The control unit 5 stores production programs for a plurality of types of products and parts. The control unit 5 is connected to an input unit (not shown) for inputting various types of information such as the type of work and the work content instructed by the user to the control unit 5. As shown in FIG. 1, the control unit 5 may be integrated into the
上記のように構成された生産装置1の使用時の動作について、以下に説明する。
まず、ユーザは、作業に応じた作業ユニット7を第1室2内の架台4上に設置し、接続部を介して制御部5と接続する。同様に、洗浄ユニット11A、11B、及び加工ユニット12A、12Bについても適宜選択して第2室3内に設置し、接続部を介して制御部5と接続する。
The operation at the time of using the
First, the user installs the
接続が終わったら、ユーザは生産装置1を起動する。クリーンユニット9が作動し、第1室2内の空気を清浄にして作業の準備をする。クリーンユニット9はワークWに対する作業中も動作を継続し、クリーン環境を保持する。また、クリーンユニット9から下方に向かって供給されるダウンフローの一部は直接搬送機構10のステージ13に向かって流れ、搬送経路にそって第2室3内にも流れ込む。
When the connection is completed, the user activates the
並行して、制御部5は、接続された作業ユニット7、洗浄ユニット11A、11B、及び加工ユニット12A、12Bの種別及び位置を認識する。ユーザは、各ユニットを使用して行う工程の順番等の作業に必要な各種情報を、入力部(不図示)を介して制御部5に入力する。
In parallel, the control unit 5 recognizes the types and positions of the
各種情報の入力後、ユーザはワークWを第1扉15又は第2扉16から加工ユニット12A、12B又は洗浄ユニット11A、11Bに投入する。第1扉15、第2扉16のいずれから投入するか、及びそれぞれ2箇所ある扉のいずれから投入するかは、前加工の有無や、前加工の内容、及び洗浄方法等によって適宜選択される。
また、これに代えて、ワークWを入れた加工ユニット又は洗浄ユニットを第2室3内に設置することによって、これらのユニットの設置とワークWの投入を同じタイミングで行ってもよい。
After inputting various information, the user inputs the workpiece W from the
Alternatively, by installing a processing unit or a cleaning unit containing the workpiece W in the
加工ユニット12A、12Bに投入されたワークWは、ユニット内で制御部5の制御に基づいて所定の前加工を施され、図示しない移動機構によって隣接する洗浄ユニット11A、11Bに送られる。
The workpiece W input into the
加工ユニット12A、12Bから送られて来たワークW、及び直接洗浄ニット11A、11Bに投入されたワークWは、洗浄ユニット11A、11B内で、制御部5の制御に基づいて所定の洗浄を施され、第1室2内のクリーン環境を汚染しない程度に清浄な状態となる。そして、移動機構14によって、図2に示すように、搬送機構10のステージ13上に移動される。
The workpiece W sent from the
ステージ13上にワークWが載置されると、搬送機構10は制御部5の制御によって上方に移動し、ワークWが第1室2に向かって移動する。移動中、ステージ13上のワークWには、クリーンユニット9からのダウンフローが絶えず当たるため、ワークWの表面に洗浄ユニット内で付着した洗浄液等が残留していても、迅速に乾燥される。また、ワークW周囲の気化した洗浄液等もダウンフローによって搬送経路の下方に押し流され、第1室2内に進入することが防止される。
When the workpiece W is placed on the
図4に示すように、ワークWが載置されたステージ13が架台4上まで移動してくると、ロボット6は、制御部5の制御によって、図1に示すように、作業ハンド6Bを用いてワークWを把持する。そして、入力部から入力された情報にもとづいて、適宜作業ハンド6Bを交換しながら、所定の順序で各作業ユニット7を用いて、ワークWに対して各工程における作業を行う。
As shown in FIG. 4, when the
第1室における工程が終了した後、ロボット6はワークWを把持してステージ13に載置する。ステージ13はワーク搬出口17と略同等の高さまで下降し、ワークWは図示しない移動機構によって移動させられてワーク搬出口17から搬出される。
なお、これに代えて、第3扉18付近に内部のクリーン環境を保持できる搬出用容器を設置し、移動機構が当該搬出用容器内にワークWを移動させ、ユーザが第3扉18を開けて搬出用容器を取り出すように生産装置1が構成されてもよい。
After the process in the first chamber is completed, the
Instead of this, an unloading container capable of maintaining an internal clean environment is installed near the
また、多数のワークWに対して作業が行われる場合は、2つの洗浄ユニット11A、11Bを用いてワークWの洗浄を行い、洗浄後のワークWを交互に搬送機構10に移動させて作業を行ってもよい。このようにすると、あるワークWが第1室2内で作業を施されている間に、次のワークWの洗浄を行うことができるので、多数のワークに対してより効率よく作業を行うことができる。
When work is performed on a large number of workpieces W, the workpieces W are cleaned using the two
本実施形態の生産装置1によれば、清浄状態でないワークWを投入すると、洗浄ユニット11A、11Bで第1室2内のクリーン環境を汚染しない程度に洗浄が行われ、クリーンユニット9から供給される清浄な空気のダウンフローを受けながら、搬送機構10によってクリーン環境である第1室2内に移動される。したがって、ワーク搬出入のためのクリーン環境等を別に設ける必要がなく、低コスト、低スペースでクリーン作業が行える生産装置を構成することができる。
According to the
また、クリーンユニット9が搬送経路の開口部である連通口4Aの上方に設置されているので、クリーンユニット9に風向を調節するための特別な機構を設けなくても、清浄な空気がダウンフローとなって連通口4Aから第2室3内に流れ込む。したがって、簡素な構成で、第2室3の汚れ等が第1室2内に進入することを防止し、第1室2内のクリーン環境を良好に保持することができる。
In addition, since the
さらに、クリーンユニット9から供給される清浄な空気が、第1室2及び第2室3に流れるので、1つのクリーンユニット9で第1室2及び第2室3の清浄度管理を行うことができる。したがって、クリーン作業が可能な生産装置1をより低コストで構成することができる。
Furthermore, since clean air supplied from the
さらに、第2室3内には前加工を行う加工ユニット12A、12Bが配置されているので、クリーン環境に影響を与えるために第1室2内では行えないような前加工(例えば、ワークの稜部のバリ除去で粉塵が発生する研磨加工や、ワークへの印字や模様の刻印の際にガスが発生するレーザ加工等)を必要とするワークWであっても、投入するだけで前加工に続いて洗浄が行われ、クリーン作業可能な状態で第1室に送られる。したがって、生産工程をスムーズに進めることができる。
Furthermore, since the
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上述の実施形態においては、ロボット6として多関節ロボットが使用される例を説明したが、ワークWの搬送やワークWに対する作業を直交する動きのみによって構成すれば、多関節ロボットに代えて、xyzの直交ロボットを用いてもよい。またロボットの台数も1台に限定されず、複数台用いてもよい。
For example, in the above-described embodiment, an example in which an articulated robot is used as the
また、上述の実施形態においては、搬送経路が開口する連通口4Aの上方にクリーンユニット9が取り付けられた例を説明したが、クリーンユニット9と搬送経路との位置関係はこれには限定されず、クリーンユニット9から供給される清浄な空気の流れの下流に搬送経路が位置していればよい。
例えば、第1室と第2室が隔壁で仕切られて水平に並んでおり、当該隔壁に搬送経路の端部が連通口として開通している生産装置であれば、当該連通口に向かってクリーンユニットからの清浄な空気が流れ込むようにさえすれば、クリーンユニットの設置位置は特に限定されない。このような場合は、第1室内における全体的な空気循環もあわせて考慮した上でクリーンユニットの設置位置を適宜決定すればよい。
In the above-described embodiment, the example in which the
For example, if the production chamber has a first chamber and a second chamber that are partitioned by a partition wall and are arranged horizontally, and the end of the transport path is opened as a communication port in the partition wall, clean toward the communication port. As long as clean air from the unit flows in, the installation position of the clean unit is not particularly limited. In such a case, the installation position of the clean unit may be appropriately determined in consideration of the overall air circulation in the first chamber.
さらに、上述の実施形態では、生産装置の使用時に洗浄ユニットが取り付けられる例を説明したが、洗浄方式等が多岐にわたらない場合は、予め制御部と接続された状態で第2室内に設置されたいわゆる据付の状態であってもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which the cleaning unit is attached when the production apparatus is used has been described. However, when the cleaning method is not diverse, it is installed in the second chamber in a state of being connected to the control unit in advance. It may be in a so-called installation state.
1 生産装置
2 第1室
3 第2室
4 架台(隔壁)
4A 連通口
6 ロボット
8 カバー
9 クリーンユニット
10 搬送機構
11A、11B 洗浄ユニット(洗浄部)
W ワーク
DESCRIPTION OF
W Work
Claims (3)
前記第1室内に設置されて前記ワークに対して作業を行うロボットと、
前記第1室に取り付けられ、前記第1室内に清浄な空気を供給するクリーンユニットと、
前記第2室内に設けられた、前記ワークを洗浄するための洗浄部と、
前記第2室内に設けられ、前記連通口を通って前記第1室と前記第2室との間で前記ワークを移動させる搬送機構と、
を備え、
前記クリーンユニットは、供給された清浄な空気の少なくとも一部が、前記連通口を通って前記搬送機構に向かって流れるように取り付けられていることを特徴とする生産装置。 A first chamber that is shielded from outside air by a cover and performs a clean operation on a work, and a communication port that is provided to be separated from the first chamber by a partition and communicates the first chamber and the second chamber A production apparatus having a second chamber for feeding and unloading the workpiece from the first chamber,
A robot installed in the first chamber and performing work on the workpiece;
A clean unit attached to the first chamber for supplying clean air into the first chamber;
A cleaning unit provided in the second chamber for cleaning the workpiece;
A transport mechanism that is provided in the second chamber and moves the workpiece between the first chamber and the second chamber through the communication port;
With
The production apparatus, wherein the clean unit is attached so that at least a part of supplied clean air flows toward the transport mechanism through the communication port.
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