JP2015013737A - ワーク吸着装置およびワーク吸着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】様々なワークサイズに対し、段取り替えを要することなくワークを吸着できるワーク吸着装置及びワーク吸着方法を得る。【解決手段】ワークＷを吸引する吸着穴Ｈがマトリクス状に所定数設けられた吸着プレート１１の内側に、行方向または列方向に延在するように形成され延在方向に並ぶ複数の吸着穴に連通された吸引路Ｌが、該延在方向に直交する方向に間隔をあけて並ぶ複数の吸着穴に対応して複数個設けられたステージ１と、前記吸引路の延在方向の一側部に減圧手段２にそれぞれ連通するように並設された複数の接続流路部３と、行方向または列方向に並ぶ複数の前記吸着穴または複数の前記接続流路部からなる流路群を横切るように配設され所定方向に移動されることで前記流路群を開閉する開閉部材４１を用いた吸着穴選択手段４を備えるようにした。【選択図】図１

Description

この発明は、ステージ上に例えば基板などのワークを吸着して移送する場合などに好適なワーク吸着装置及びワーク吸着方法に関するものである。

上面にワークを吸着したステージが水平面内を移動してワークを移送する吸着装置は従来から知られている。このような吸着装置は、様々なワークサイズに対応できるよう吸着経路を複数装備し、各々の経路を複数のバルブで切り替えることで対応している（例えば特許文献１、２参照）。

特開２０１１−１７６２４１号公報（第１頁、図１） 特開平１−２０１９３６号公報（第２、３頁、第１、２図）

上記特許文献１のような技術では、吸着有効部分を切り替えるために、各行、各列方向に各々バルブを設け、吸着有効部分に応じてバルブを切り替えるようにしているので、数多くのバルブが必要になり、その制御機構も複雑化するという課題があった。
特許文献２のような技術では、対応できるワークサイズに制限があるため、ラバーシートのような部材をステージ上に装備し、吸着穴を塞がなければならない。結果、ワークサイズの変更による段取り替え作業が発生するため、装置稼働率が低下するといった問題がある。特にシート材などを吸着、保持し、板部材などにシート材を貼り付けたり、シート材の貼り付けられている保護フィルムなどを剥離する場合は、ワーク中央付近だけでなく、外周付近を吸着する必要がある。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、簡素な構成で、しかも様々なワークサイズに対し、段取り替えなくワークを吸着することができるワーク吸着装置およびワーク吸着方法を得ることを目的としている。

この発明に係るワーク吸着装置は、ワークを吸引する吸着穴がマトリクス状に所定数設けられた吸着プレートの内側に、行方向または列方向に延在するように形成され延在方向に並ぶ複数の吸着穴に連通された吸引路が、該延在方向に直交する方向に間隔をあけて並ぶ複数の吸着穴に対応して複数個設けられたステージと、前記吸引路の延在方向の一側部に減圧手段にそれぞれ連通するように並設された複数の接続流路部と、行方向または列方向に並ぶ複数の前記吸着穴または複数の前記接続流路部からなる流路群を横切るように配設され所定方向に移動されることで前記流路群を開閉する開閉部材を用いた吸着穴選択手段を備えるようにしたものである。
この発明に係るワーク吸着方法は、ワークを吸引する吸着穴がマトリクス状に所定数設けられた吸着プレートの内側に、行方向または列方向に延在するように形成され延在方向に並ぶ複数の吸着穴に連通された吸引路が、該延在方向に直交する方向に間隔をあけて並ぶ複数の吸着穴に対応して複数個設けられたステージと、前記吸引路の延在方向の一側部に減圧手段にそれぞれ連通するように並設された複数個の接続流路部を備えたワーク吸着装置を用いるワーク吸着方法であって、行方向または列方向に並ぶ複数の前記吸着穴または複数の前記接続流路部からなる流路群を横切るように開閉部材を配設し、その開閉部材を所定方向に移動させて前記流路群を開閉することにより、マトリクス状に設けられた前記吸着穴の吸着有効面積を行方向または列方向に変更することを特徴とするものである。

この発明に係るワーク吸着装置によれば、行方向または列方向に並ぶ複数の前記吸着穴または複数の前記接続流路部からなる流路群を横切るように配設された開閉部材を所定方向に移動することで前記流路群を開閉することで吸着有効面積を変えることができるので、構成を簡素にできると共に、様々なワークサイズに対して段取り替えなくワークを吸着することができる。
また、この発明に係るワーク吸着方法によれば、行方向または列方向に並ぶ複数の前記吸着穴または複数の前記接続流路部からなる流路群を横切るように配設された開閉部材を所定方向に移動させて前記流路群を開閉することにより、マトリクス状に設けられた前記吸着穴の吸着有効面積を行方向または列方向に変更し得るようにしたので、構成を簡素にできると共に、様々なワークサイズに対し、段取り替えなくワークを吸着することができる。

本発明の実施の形態１によるワーク吸着装置の要部構成を概念的に示す図である。 図１に示された吸着穴選択手段を概念的に示す図である。 図１に示されたワーク吸着装置の動作、及び本発明の実施の形態１によるワーク吸着方法を説明するフローチャートである。 図１に示されたワーク吸着装置によるワーク吸着時の第１の例を概念的に説明する図である。 図１に示されたワーク吸着装置によるワーク吸着時の第２の例を概念的に説明する図である。 本発明の実施の形態２によるワーク吸着装置の要部構成を概念的に示す図である。 図６に示されたワーク吸着装置の動作、及び本発明の実施の形態２によるワーク吸着方法を説明するフローチャートである。 図６に示されたワーク吸着装置によるワーク吸着時の第１の例を概念的に示す図である。 図６に示されたワーク吸着装置によるワーク吸着時の第２の例を概念的に示す図である。 本発明の実施の形態３によるワーク吸着装置の要部構成を概念的に示す図である。 図１０に示されたワーク吸着装置の動作、及び本発明の実施の形態３によるワーク吸着方法を説明するフローチャートである。 図１０に示されたワーク吸着装置によるワーク吸着時の第１の例を概念的に説明する図である。 図１０に示されたワーク吸着装置によるワーク吸着時の第２の例を概念的に説明する図である。 本発明の実施の形態４によるワーク吸着装置の要部構成を概念的に示す図である。 図１４に示されたワーク吸着装置の変形例を示す図である。 本発明の実施の形態５によるワーク吸着装置の要部構成を概念的に示す図である。 図１６に示されたワーク吸着装置によるワーク吸着時の例を概念的に説明する図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１によるワーク吸着装置の要部構成を概念的に示す図であり、（ａ）は全体構成図、（ｂ）はステージ部分を側面から見た断面図である。図２は図１に示された吸着穴選択手段を概念的に示す図である。図において、ワーク吸着装置は、表面部に開口部を有し行方向（Ｘ方向、図１（ａ）の左右方向）と列方向（Ｙ方向）にマトリクス状に設けられた吸着穴Ｈを有する吸着プレート１１と、吸着プレート１１の図における下部に結合され、吸着プレート１１の内側部分に、列毎にそれぞれ行方向に延びて形成され、対応する行方向（Ｘ方向）に並ぶｍ個（ｍは２以上の整数で、ここでは５個）の各吸着穴Ｈに連通されると共に、その行方向の一側部（図の左側部）に、例えば真空ポンプなどの吸引装置で成る減圧手段２につながる接続流路部３が設けられた吸引路Ｌ（Ｌ１〜Ｌ５）が、列方向（Ｙ方向）に間隔をあけてｎ個（ｎは２以上の整数で、ここでは５個）設けられた台座１２を有するステージ１と、吸着穴選択手段４と、吸着センサ５と、制御部（図示せず）を備えている。なお、図１に示された座標軸は図１（ａ）のステージ１に対するものであり、吸着穴ＨはＺ方向に形成されている。他の実施の形態においても同様である。

なお、便宜上、吸引路Ｌは台座１２部分に形成された前記行方向（図１（ａ）の左右方向）に延びて形成されている排気用の空間を指すこととし、また、接続流路部３は図１（ａ）に示すように、吸引路Ｌとの接続部から減圧手段２に繋がる集合された流路３０までのｎ個並設されている部分（図においては水平方向の部分）を指すこととする。また、接続流路部３の途中の破線部分は例えばゴム管などフレキシブルに構成されていることを示している。さらに、流路３０における例えば減圧手段２との接続部近傍には例えば電磁操作式の流路開閉弁が設けられ、その流路開閉弁と吸着穴選択手段４との間の流路３０には、所定時に吸引路Ｌの負圧の開放を行うための、例えば電磁操作式の開放弁が設けられており、これらは何れも前記制御部によって制御されるものであるが、発明の要旨に直接関係しない慣用的な部分であるので図示を省略している。

マトリクス状に形成された吸着穴Ｈの行と列は、ここでは便宜上、図の左右方向に並ぶ吸引路Ｌの延在方向を行方向（またはＸ方向）と呼び、行方向に直交する図の上下方向に並ぶ群を列方向（またはＹ方向）と呼ぶ。前記吸着穴選択手段４は、行方向に延在する５個の吸引路Ｌ（Ｌ１〜Ｌ５）の内、下から２個（Ｌ１とＬ２）、３個（Ｌ１〜Ｌ３）、４個（Ｌ１〜Ｌ４）、または５個全ての吸引路（Ｌ１〜Ｌ５）を任意に選択できるようにしたものである。ここでは、５個の吸引路Ｌ（Ｌ１〜Ｌ５）に対応して並設された５個の接続流路部３に交差されて、図１の紙面の前後方向（図２の左右方向）に移動可能に介装され、減圧する前記吸引路Ｌに対応して設けた貫通孔４１ａの数が図２に示すように移動方向の位置によって異なるパターン状に形成された平板状の吸引路選択部材４１を用いて構成されている。貫通孔４１ａは、位置Ａでは２個、位置Ｂでは３個、位置Ｃでは４個、位置Ｄでは５個設けられている。

吸引路選択部材４１は、所定間隔で対向された固定体４２、及び押圧固定部４３の間に挟まれるように設置され、図１の紙面の前後方向（図２の左右方向）に図示省略している移動機構によって移動できるように構成されている。固定体４２、及び押圧固定部４３のそれぞれの対向面における前記接続流路部３の開口部の周りには、吸引路選択部材４１の貫通孔４１ａに対して気密が保てるようにするための、図２（ｂ）に示すようなＯリングなどのシール材４４が設置されている。固定体４２、及び押圧固定部４３の双方に、前記流路Ｌ１〜Ｌ５に対応して上下方向に１列に並ぶように設けられた接続流路部３の開口部相互は、同軸となるように対向されている。

押圧固定部４３は、図１（ａ）の左右方向に移動可能に設けられ、吸引路選択部材４１の移動時にはその吸引路選択部材４１に対して若干の隙間を有するように図の右方向に後退され、ワークの吸着時には図示省略している駆動手段によって図の左方向に移動して吸引路選択部材４１を押圧することで選択部材４１の表面にシール材４４が密着されて、接続流路部３の気密が確保されるように構成されている。図示省略している制御部はパソコンやシーケンサなどと各種センサ類を用いる公知の制御手段から構成され、例えば図示省略しているセンサで検知されたワークサイズに応じて吸引路選択部材４１を予め設定された位置に移動させ、減圧手段２を駆動することで吸着有効面積を変更してワークを吸着する動作、さらに吸着したワークを所定位置に移送した後、吸着状態を開放するなどの一連の動作を実行できるように構成されている。

次に、上記のように構成された実施の形態１の動作と共にワーク吸着方法を含めて、図１〜図５を参照して説明する。なお、図３は図１に示されたワーク吸着装置の動作、及び本発明の実施の形態１によるワーク吸着方法を説明するフローチャート、図４は図１に示されたワーク吸着装置によるワーク吸着時の第１の例を概念的に説明する図、図５は図１に示されたワーク吸着装置によるワーク吸着時の第２の例を概念的に説明する図である。なお、図４及び図５において、（ａ）図は何れも吸引路選択部材４１の固定体４２と押圧固定部４３に対する移動位置を示し、（ｂ）図は何れも（ａ）図に対応するステージ１における大凡の吸着有効面積とワークＷ（Ｗ１Ａ、Ｗ２Ａ）の大きさを太線の四角形にて示している。また、（ｂ）図の黒丸で示す吸着穴Ｈは減圧手段２に連通されることを示し、白丸で示す吸着穴Ｈは減圧手段２に連通されないことを示している。

図３に示すように、先ず、図示していない制御部はステージ１の上面に搭載された例えば図４（ｂ）に示す実施の形態１の第１の例のワークＷ１Ａの種別を例えば図示していない光学センサ等の公知の検知手段により特定する（ステップＳ１０）。
次に制御部は、搭載されたワークＷ１Ａの種別に応じて予め登録された吸引路選択部材４１の移動位置、この場合図４（ａ）の位置Ｄを決定する（ステップＳ１１）。
制御部は、吸引路選択部材４１の移動機構に対し、ステップＳ１１で決定された位置Ｄとなるように予め設定された制御信号を伝送すると、吸引路選択部材４１を決定された位置Ｄへ移動させる（ステップＳ１２）。
吸引路選択部材４１の移動が完了した後、制御部は図示していない駆動手段によって、押圧固定部４３を図１（ａ）の左方向に移動させ、吸引路選択部材４１を固定体４２と押圧固定部４３によって挟み込むようにしてシール材４４を密着させる（ステップＳ１３）。

次に、制御部は減圧手段２を起動して吸引動作を開始する（ステップＳ１４）。吸引路（Ｌ１〜Ｌ５）に接続している吸着穴Ｈ群の内、吸引路選択部材４１によって接続流路部３を遮断されていないもの、ここでは図４（ａ）の位置Ｄにおける貫通孔４１ａに対応している接続流路部３に連通された吸引路の吸着穴、即ちここではステージ１におけるＬ１〜Ｌ５のすべての吸着穴Ｈを含む範囲が吸着有効面積となり、ワークＷ１Ａを吸引する。
制御部は、吸引後一定時間経過後の吸着センサ５の状態により、ワークＷ１Ａが正常に吸着できたかを検知する（ステップＳ１５）。
制御部は、ステップＳ１５で正常に吸着できなかった場合は、吸着エラー信号を周囲の機器に出力し（ステップＳ１６）、正常に吸着できた場合は、ステージ１を図示省略している移動手段により移動させ、ワークＷ１Ａの移送を開始する（ステップ１７）。

制御部は、移送が完了し、ロボットアーム（図示省略）などによってワーク取り出し要求信号がＯＮとなったかを検知し（ステップＳ１８）、ワーク取り出し要求信号を受け付けると、吸引路（Ｌ１〜Ｌ５）の負圧を開放することでワークＷ１Ａの吸着を解除する（ステップ１９）。
なお、負圧の開放は、流路３０に設けられた図示省略している前述の流路開閉弁を、制御部によって自動制御にて閉じた後、同じく図示省略している前記開放弁を開けて流路３０内に外気を導入する一般的な弁操作によって容易に行うことができる。その後、吸着を解除されたワークＷ１Ａは、前記ロボットアームなどによってステージ１上から排出される。上述の工程は、新たな基板が搬入されることにより繰り返し行われる。

なお、図５の第２の例に示すように、ワークの大きさが第１の例のワークＷ１Ａよりも幅方向（図の上下方向）に小さいワークＷ１Ｂである場合、図３に示すステップＳ１０の検知結果に基づいて、制御部はステップＳ１１において、吸引路選択部材４１の移動位置を図５（ａ）のように、位置Ｂに移動させるように決定する。以後、同様の動作によって吸着有効面積がワークＷ１Ｂに対応した黒丸印で示す吸着穴Ｈの領域に変更されて、ワークＷ１Ｂを吸着保持し、移送が自動的に行われる。吸着の際、吸引路Ｌ４、Ｌ５は吸引路選択部材４１の選択範囲外なので、吸引は行われず、吸着センサ５や減圧手段２の動作などに影響を及ぼすことはない。このように、吸引路選択部材４１の位置によって、吸着有効面積が変更され、載置するときのＹ方向にサイズの異なるワークに対して、ワークが吸着される。段取り替えの必要も生じない。

なお、吸引路選択部材４１は平板を用いて構成したが、これに限定されるものではなく、例えば回動する円筒体によって構成しても良い。その場合、貫通孔４１ａは前記円筒体の径方向に貫通させ、周方向にパターンが変わるように設ける一方、押圧固定部４３はその円筒体の外周部を囲む同心円の円筒状の固定体として形成し、内側の円筒体が例えば真空グリースを介在させて気密を保持して回転するように構成することで、押圧固定部４３を吸引路選択部材４１の方向に移動させて密着させるための図示省略している駆動手段を不要にできるほか、シール材４４も不要にできる。また、円筒体の内部空間を流路３０として構成し、減圧手段２に直接的に接続するように構成することで、固定体４２も不要にできるので、部品点数が削減されて、構成が簡素となり、制御も容易にすることができる。

上記のように実施の形態１のワーク吸着装置によれば、吸引路選択部材４１の位置によってＹ方向の吸着穴Ｈ群の吸着する／しないを決定することができる。従って、吸引路選択部材４１の１部品を適切な位置に移動することによって、幅方向（もしくは長手方向）にサイズが異なるワークを段取り替えなしに吸着することができる。また、吸引路Ｌ（Ｌ１〜Ｌ５）毎にバルブを装備する必要がないため、構成が簡素化され低コスト化が可能となる。さらに、図１に示すようにワーク吸着ミスを検知する吸着センサ５はＹ方向の吸着穴Ｈ群の数によらず、１つ装備すればよいので部品点数を削減できる。

また、実施の形態１に係るワーク吸着方法によれば、複数の吸着穴Ｈにつながる吸引路Ｌを単一の吸引路選択部材４１のみの移動によって一斉に開閉することで吸着有効面積を列方向に変更し得るようにしたので、構成を簡素にできると共に、操作も容易となり、一方向にサイズの異なる様々なワークに対し、段取り替えなくワークを吸着することができるという効果が得られる。

実施の形態２．
図６は本発明の実施の形態２によるワーク吸着装置の要部構成を概念的に示す図であり、（ａ）は全体構成図、（ｂ）はステージ部分を側面から見た断面図である。図７は図６に示されたワーク吸着装置の動作、及び本発明の実施の形態２によるワーク吸着方法を説明するフローチャート、図８は図６に示されたワーク吸着装置によるワーク吸着時の第１の例を概念的に示す図、図９は図６に示されたワーク吸着装置によるワーク吸着時の第２の例を概念的に示す図である。図において、ワーク吸着装置を構成する台座１２Ａに列方向（Ｙ方向）に間隔をあけてｎ個（ｎは２以上の整数で、ここでは５個）設けられた、行方向に延在する吸引路Ｌ（Ｌ１〜Ｌ５）は、図６（ｂ）に示すように実施の形態１のものよりも直径が大きい断面円形で、かつ、他側部（図の右側部）が開口されている。

そして、各吸引路Ｌ内には、行方向に並ぶ複数の吸着穴Ｈからなる流路群を横切るように配設され、先端部（図の左端部）にＯリングなどのシール機能を有する閉塞部６１を有し、吸引路Ｌの内周面に対して気密を保持して行方向に摺動することにより、前記流路群である行方向に１列に並ぶ複数（５個）の吸着穴Ｈを開閉する開閉部材としての棒状の吸引路内移動部材６と、この吸引路内移動部材６を図の左右に移動させ、閉塞部６１を、図６（ａ）の位置Ｏ、Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔの任意の位置で固定し得る移動機構（図示省略）がそれぞれ設けられている。なお、この実施の形態２では吸引路Ｌ（Ｌ１〜Ｌ５）にそれぞれ設けられた閉塞部６１を有する棒状の吸引路内移動部材６と、図示省略している移動機構によって吸着穴選択手段が構成されている。そして、吸引路Ｌ（Ｌ１〜Ｌ５）の一側部（図の左側部）に設けられた接続流路部３は、図１の吸着穴選択手段４を介さずに流路３０を経て直接的に減圧手段２に接続されている。その他の符号と構成は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

次に、ワーク吸着方法を含め、動作について図６〜図８を参照して説明する。図示していない制御部はステージ１の上面に搭載された例えば図８に示す第１の例のワークＷ２Ａの種別を例えば図示していない光学センサ等の公知の検知手段により特定する（ステップＳ２０）。
制御部は、搭載されたワークＷ２Ａに対応して予め設定された吸引路内移動部材６の位置（この例では吸引路Ｌ１〜Ｌ５の何れも位置Ｐ）を決定する（ステップＳ２１）。
制御部は、吸引路内移動部材６の移動機構に対し、当該位置となるよう制御信号を伝送する。吸引路内移動部材６は、図８の位置Ｐに移動される（ステップＳ２２）。
制御部は、吸引路内移動部材６の移動完了後、減圧手段２を起動して吸引動作を開始する（ステップＳ２３）。
吸引路Ｌ１〜Ｌ５に接続されている吸着穴Ｈ群の内、吸引路内移動部材６によって吸引路Ｌ１〜Ｌ５に対して遮断されていない吸着穴、即ち、吸引路Ｌ１〜Ｌ５における位置Ｐ〜Ｔの間の吸着穴Ｈのみが、ワークＷ２Ａを吸引する。

吸引後、制御部は一定時間経過後の吸着センサ５の状態により、ワークＷ２Ａが正常に吸着できたかを検知する（ステップＳ２４）。
制御部は、正常に吸着できなかった場合（Ｎ）は、吸着エラー信号を周囲の機器に出力する（ステップＳ２５）。
制御部は、正常に吸着できた場合（Ｙ）に、移送を開始する（ステップＳ２６）。
制御部は、移送が完了し、図示していないロボットアームなどによってワーク取り出し要求信号を受け付けると、吸引路Ｌ１〜Ｌ５内の負圧を開放することでワークＷ２Ａの吸着を解除する（ステップＳ２７）。
吸着を解除されたワークＷ２Ａは、ロボットアームなどによって排出される。上述の工程は、新たなワークが搬入されることにより繰り返し行われる。

例えばワークとして、図９に示すように、長手方向にサイズが異なる図８よりも小さいワークＷ２Ｂがステージ１上にセットされた場合、図７に示すステップＳ２０の検知結果に基づいて、制御部はステップＳ２１において、吸引路選択部材４１の移動位置を図９のように、ここでは位置Ｒ（図６に図示）に移動させるように決定する。以降、同様の動作によってワークＷ２Ｂの吸着保持、移送が自動的に行われる。ワークＷ２Ｂを吸着する際、吸引路内移動部材６によって閉塞された吸引路Ｌ１〜Ｌ５の位置Ｒよりも図の右方向に設置された吸着穴Ｈは選択範囲外となっているので、吸引は行われず、吸着センサ５や減圧手段２の動作などに影響を及ぼすことはない。このように、長手方向にサイズの異なるワークに対して、吸引路内移動部材６の位置を変更するだけで容易に吸着有効面積を変更することができ、段取り替えなしにワークＷを吸着することができる。

なお、各列に設けられた合計５個の吸引路内移動部材６を一斉に移動させるようにした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、列毎に個別に移動させるようにしても良い。その場合、吸引路内移動部材６を行方向に図６の位置Ｓ及び位置Ｔにも移動可能、かつ駆動制御できるように構成することで、ワークのサイズが長手方向と幅方向の双方に異なる場合でも対応させることができるという新たな効果を得ることができる。例えば、吸引路Ｌ５の吸引路内移動部材６のみを位置Ｔまで移動させると、吸引路Ｌ５の吸着穴Ｈは全て大気側に連通されて減圧されず、残りの吸引路Ｌ１〜Ｌ４の範囲の吸着穴Ｈが吸着動作に関与する。これにより、吸着有効面積を列方向に変更できる。その状態で吸引路Ｌ１〜Ｌ４に設けられた吸引路内移動部材６を例えば何れも位置Ｐに移動させると、吸着有効面積を行方向に変更できる。また、図６の例では５個の吸引路内移動部材６で、５×５＝２５個の吸着穴Ｈの開閉制御を行うことができるので、構成を簡素にできる。

上記のように実施の形態２のワーク吸着装置によれば、各列に設けられた吸引路内移動部材６の行方向への移動位置によって吸着穴Ｈ群の吸着する／しないを行方向と列方向に個別に決定することができる。従って、吸引路内移動部材６を検知されたワークＷのサイズに応じた位置に移動させることによって、長手方向と幅方向にサイズが異なるワークであっても吸着有効面積を適切に変更して吸着することができる。このため、ワークサイズ変更に際して段取り替えの必要がない。また、吸引路Ｌ１〜Ｌ５毎に開閉バルブを装備する必要がないため、低コスト化が可能となり、制御も容易となる。さらに、図６に示すようにワーク吸着ミスを検知する吸着センサ５はＸ方向の吸着穴Ｈ群の数によらず、１つ装備すればよい。

また、実施の形態２に係るワーク吸着方法は、各吸引路Ｌ（Ｌ１〜Ｌ５）に設けられ、行方向の複数の吸着穴Ｈにつながる吸引路Ｌの内周面に対して気密を保持して行方向に摺動し得る開閉部材としての閉塞部６１を有する吸引路内移動部材６を行方向に移動させて減圧手段２に連通される吸着穴Ｈの数を変更することで、吸着有効面積を行方向及び／または列方向に任意に変更できるようにしたものであり、構成を簡素にできると共に、操作も容易となり、様々なワークサイズに対し、段取り替えなくワークを吸着することができるという効果が得られる。

実施の形態３．
図１０は本発明の実施の形態３によるワーク吸着装置の要部構成を概念的に示す図であり、（ａ）は全体構成図、（ｂ）はステージ部分を側面から見た断面図である。図１１は図１０に示されたワーク吸着装置の動作、及び本発明の実施の形態３によるワーク吸着方法を説明するフローチャート、図１２は図１０に示されたワーク吸着装置によるワーク吸着時の第１の例を概念的に説明する図、図１３は図１０に示されたワーク吸着装置によるワーク吸着時の第２の例を概念的に説明する図である。なお、この実施の形態３に係るワーク吸着装置は、図１０に示すように、図１に示す実施の形態１のステージ１を、図６に示す実施の形態２のステージ１Ａに変更したものに相当し、吸着穴選択手段は、符号を付している実施の形態１の吸着穴選択手段４と、符号を付していない吸引路内移動部材６を用いた実施の形態２の吸着穴選択手段の２つを備えている。なお、制御部（図示せず）は、検知されたワークＷのサイズに応じて吸着穴選択手段４と吸引路内移動部材６を制御する。その他は実施の形態１、２と同様であるので説明を省略する。

次に、動作について図１０〜図１３を用いて説明する。
図示していない制御部はステージ１Ａの上面に搭載された例えば図１２（ｂ）に示す実施の形態３の第１の例のワークＷ３Ａの種別を、例えば図示していない光学センサ等の公知の検知手段により特定する（ステップＳ３０）。
制御部は、搭載されたワークの種別に応じて予め設定された、吸引路選択部材４１の位置（この例では図１２（ａ）に示す位置Ｃ）、および吸引路内移動部材６の行方向の位置（この例では図１２（ｂ）に示す吸引路Ｌ１〜Ｌ５の何れも位置Ｐ）を決定する（ステップＳ３１）。
制御部は、吸引路選択部材４１および吸引路内移動部材６の移動機構に対し、ステップＳ３１の設定情報に対応する制御信号を伝送し、吸引路選択部材４１を位置Ｃへ、吸引路内移動部材６を位置Ｐへ移動させる（ステップＳ３２）。なお、吸着穴選択手段４の吸引路選択部材４１は、実施の形態１の図３のステップＳ１３と同様に、吸引路選択部材４１の移動が完了した後、押圧固定部４３を図１０（ａ）の左方向に移動させシール材４４を密着させる。

制御部は、減圧手段２を起動して、吸引動作を開始する（ステップＳ３３）。吸引路Ｌ１〜Ｌ５に接続している吸着穴Ｈ群の内、吸引路選択部材４１および吸引路内移動部材６によって、管路を遮断されていないもののみが、ワークＷ３Ａを吸引する。なお、ワークＷ３Ａの大きさが吸着有効面積となる。
制御部は、吸引後一定時間経過後の吸着センサ５の状態により、ワークが正常に吸着できたかを検知する（ステップＳ３４）。
制御部は、正常に吸着できなかった場合（Ｎ）は、吸着エラー信号を周囲の機器に出力する（ステップＳ３５）。
制御部は、正常に吸着できた場合（Ｙ）に、ワークＷ３Ａの移送を開始する（ステップＳ３６）。
制御部は、移送が完了し、ロボットアームなどによってワーク取り出し要求信号を受け付けると、吸引路Ｌ１〜Ｌ５内の負圧を開放することでワークの吸着を解除する（ステップＳ３８）。
吸着を解除されたワークは、ロボットアームなどによって排出される。

上述の工程は、新たなワークが搬入されることにより繰り返し行われる。例えば、図１３に示すように、図１２のものよりもサイズが小さいワークＷ３Ｂがステージ１上にセットされた場合、図１１に示すステップＳ３０の検知結果に基づいて、制御部はステップＳ３１において吸引路選択部材４１と吸引路内移動部材６の移動位置を決定し、ステップＳ３２において吸引路選択部材４１を図１３（ａ）のように位置Ａに移動させるとともに、吸引路内移動部材６を位置Ｒに移動させる。以降、同様の動作によってワークＷ３Ｂの吸着、移送が自動的に行われる。このように、長手方向と幅方向にサイズの異なる様々なワークに対して、段取り替えなしにワークを吸着することができる。

上記のように実施の形態３のワーク吸着装置によれば、吸引路選択部材４１の位置によってＹ方向の吸着穴Ｈ群の吸着する／しないを決定することができ、吸引路内移動部材６の位置によってＸ方向の吸着穴Ｈ群の吸着する／しないを決定することができる。従って、吸引路選択部材４１および吸引路内移動部材６を適切な位置に選択することによって、幅方向および長手方向にサイズの異なる任意のワークを吸着することができる。また、吸引路Ｌ毎にバルブを装備する必要がないため、低コスト化が可能となる。さらに、図１０に示すように吸着センサ５はＹ方向の吸着穴Ｈ群、Ｘ方向の吸着穴Ｈ群の数によらず、１つ装備すれば吸着ミスを検知することができる。

実施の形態４．
図１４は本発明の実施の形態４によるワーク吸着装置の要部構成を概念的に示す図であり、（ａ）は全体構成図、（ｂ）はステージ部分を側面から見た断面図である。図１５は図１４に示されたワーク吸着装置の変形例を示す図である。図１４において、ステージ１Ｂを構成する台座１２Ｂには、吸着プレート１１に設けられた吸着穴Ｈの開口部ｈから吸引路Ｌに至る図１４（ｂ）のＺ軸方向の通流路（この通流路は吸着穴Ｈの一部である）を横切って列方向（Ｙ方向）に図１４（ａ）の下から上に延びるように形成された断面矩形状の開閉部材収容部７１と、この開閉部材収容部７１に気密を保持して移動可動に図の下側から挿入され列方向に並ぶ吸着穴Ｈと同一ピッチで設けられた５個の貫通穴７ａを有する断面矩形状の棒状体からなる開閉部材としての列開閉部材７が設けられている。

列開閉部材７は、各列毎に個別に列方向に移動できるように移動機構（図示省略）に連結されており、該列開閉部材７の貫通穴７ａの位置を吸着穴Ｈに合致させることで当該列の吸着穴Ｈを吸引路Ｌに連通し、吸着穴Ｈから外れた位置に移動させることで当該列の吸着穴Ｈと吸引路Ｌとの通流路を遮断するように構成されている。なお、図１５に示す変形例になるステージ１Ｃは、台座１２Ｃに設ける列開閉部材７Ａを同様の５個の貫通穴７ａを有する丸棒状とし、断面円形にした開閉部材収容部７１Ａに回動可能に収容したものである。この場合、列開閉部材７Ａに設けた貫通穴７ａの向きを、回動により上下方向に向けるか左右方向に向けるかで、列方向に並ぶ５個の吸着穴Ｈを一斉に開または閉できる。

なお、この実施の形態４では、列開閉部材７（７Ａ）とその列開閉部材７（７Ａ）を個別に移動（回動を含む）する移動機構（図示省略）によって吸着穴選択手段が構成されている。また、開閉部材収容部７１（７１Ａ）と列開閉部材７（７Ａ）との間、及び前記通流路と列開閉部材７（７Ａ）との間には、気体が漏れないように、Ｏリングなどのシール機能を有する部材を用いたシール手段が設けられる（図示省略）。なお、図１４（ａ）に示すように、列方向に並ぶ吸着穴Ｈの群を行方向に区別するため、図の左から右にＭ１、Ｍ２、・・・、Ｍ５とする。その他の符号及び構成は実施の形態２と同様であるので説明を省略する。

上記のように構成された実施の形態４においては、ワークの寸法が長手方向（ここでは図の左右方向）に対して変化する場合に対応できるようにした実施の形態２の図７のフローチャートに示すステップと略同様に動作される。ただし、列開閉部材７を移動させる方向は実施の形態２とは異なる。例えば、図１４の例では、列方向がＭ１〜Ｍ３の吸着穴Ｈについては、列開閉部材７を「開」位置である図の下方向に移動させることで、黒丸印のように吸着穴Ｈが真空引きの行われる吸引路Ｌに連通される。一方、Ｍ４及びＭ５の列の吸着穴Ｈについては列開閉部材７を「閉」位置である上方向に移動させることで、吸着穴Ｈが白丸印のように吸引路Ｌに対して遮断されることで、吸着有効面積が変更される。図１５の例では、図１５（ｂ）に示すようにＭ１〜Ｍ３の列開閉部材７Ａは、貫通穴７ａが上下方向を向くように回動させ、Ｍ４とＭ５の列開閉部材７Ａは貫通穴７ａが左右方向を向くように回動させることで、吸着有効面積が変更される。

上記のように実施の形態４に係るワーク吸着装置によれば、列開閉部材７（７Ａ）によって当該列方向の吸着穴Ｈ群の吸着する／しないを決定することができる。従って、ワークＷの大きさに応じて、行方向に並ぶ複数の列開閉部材７（７Ａ）を適宜開閉することによって、長手方向にサイズが異なるワークを段取り替えすることなく吸着することができる。また、列開閉部材７の移動量を小さくできることから、ワーク吸着装置のサイズを小さくできるので、省スペースを図ることが可能となる。また、ワーク吸着ミスを検知する吸着センサ５はＸ方向の吸着穴Ｈの数や吸引路Ｌの数によらず、１つ装備すればよい。

また、実施の形態４に係るワーク吸着方法は、列方向に並ぶ各吸着穴Ｈを構成する開口部ｈから吸引路Ｌに至る図１４（ｂ）の上下方向の通流路を横切って延在され、列方向に移動可能、または列方向の位置を変えずに回動可能に設けられ、列方向に並ぶ吸着穴Ｈと同一ピッチで設けられた貫通穴７ａを有する断面矩形の棒状の列開閉部材７を列方向に移動させ、または丸棒状の列開閉部材７Ａを回動させて、列方向（Ｘ方向）の吸着穴Ｈ群の吸着する／しないを一斉に行うことができるようにしたものであり、これによってワークＷに対する吸着有効面積を容易に変更することができる。また、構成を簡素にできると共に、操作も容易となり、長手方向の様々なワークサイズに対し、段取り替えなくワークを吸着することができるという効果が得られる。

実施の形態５．
図１６は本発明の実施の形態５によるワーク吸着装置の要部構成を概念的に示す図であり、（ａ）は全体構成図、（ｂ）はステージ部分を側面から見た断面図である。図１７は図１６に示されたワーク吸着装置によるワーク吸着時の例を概念的に示す図である。なお、この実施の形態５に係るワーク吸着装置は、図１６に示すように、図１４に示す列開閉部材７が設けられた実施の形態４のステージ１Ｂと、図１に示す実施の形態１のワーク吸着装置における吸着穴選択手段４を組み合わせ構成したものに相当する。なお、制御部（図示せず）は、検知されたワークのサイズに応じて吸引路選択部材４１と列開閉部材７を個別に制御するように構成されている。その他は実施の形態４と同様であるので説明を省略する。

上記のように構成された実施の形態５においては、吸引路選択部材４１によって列方向の吸着穴Ｈ群の吸着する／しないを決定し、列開閉部材７によって行方向の吸着穴Ｈ群の吸着する／しないを決定する。従って、幅方向と長手方向にサイズが異なる任意のワークに対して、吸引路選択部材４１および列開閉部材７を所望の位置に選択することで、段取り替えすることなく、省スペースで吸着することができる。また、列開閉部材７、７Ａの場合、動作させるときの移動量を小さくできることから、列開閉部材７、７Ａの駆動手段やワーク吸着装置のサイズを小さくできる。さらに列開閉部材７、７Ａは各々独立で移動（回動を含む）させることができるため、図１７に示すように部分的にワークを吸着しないエリアを設けることも可能となる。また、ワーク吸着ミスを検知する吸着センサ５はＸ方向の吸着穴Ｈの数や吸引路Ｌの数によらず、１つ装備すればよい。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態の一部または全部を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。例えば、吸着穴Ｈは、行方向にｍ個（ｍは２以上の整数）、列方向にｎ個（ｎは２以上の整数）設けられ、具体例として行方向、列方向とも５個の場合について説明したが、必ずしも前述のものに限定されるものではない。例えば、座標軸の原点に近い領域の所望数の吸着穴については、列開閉部材７などの開閉部材を設けずに、常時吸引されるようにしても良い。また、行と列を入れ替え、あるいは列開閉部材７や吸引路内移動部材６の挿入方向を図示したものと逆にしても良い。なお、吸引路内移動部材６の挿入方向を例えば図６のものと逆にする場合は、例えば軸部を気密に摺動させる一方、吸引路Ｌから接続流路部３に連通する流路を確保する必要がある。

また、吸着穴Ｈの位置を行方向と列方向に位置を斜めにずらして追加した複合的なマトリクスとしても良い。また、ステージ１を吸着プレート１１と台座１２によって構成したが、これに限定されるものではない。例えば、吸着プレート１１と台座１２を一体物で構成しても良く、さらに、吸引路Ｌを吸着プレート１１の内側部（下側部）にパイプを用いて構成しても良い。また、吸着穴選択手段４とステージ１を一体的に構成することもできる。その他、本発明の範囲内で種々の変形や変更ができることは言うまでもない。

１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ） ステージ、１１ 吸着プレート、１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ） 台座、２ 減圧手段、３ 接続流路部、３０ 流路、４ 吸着穴選択手段、４１ 吸引路選択部材（開閉部材）、４１ａ 貫通孔、４２ 固定体、４３ 押圧固定部、４４ シール材、５ 吸着センサ、６ 吸引路内移動部材（開閉部材）、６１ 閉塞部、７（７Ａ） 列開閉部材（開閉部材）、７ａ 貫通穴、７１（７１Ａ） 開閉部材収容部、Ｈ 吸着穴、ｈ 開口部、Ｌ（Ｌ１〜Ｌ５） 吸引路、Ｗ（Ｗ１Ａ、Ｗ１Ｂ、Ｗ２Ａ、Ｗ２Ｂ、Ｗ３Ａ、Ｗ３Ｂ、Ｗ５） ワーク。

Claims (9)

1. ワークを吸引する吸着穴がマトリクス状に所定数設けられた吸着プレートの内側に、行方向または列方向に延在するように形成され延在方向に並ぶ複数の吸着穴に連通された吸引路が、該延在方向に直交する方向に間隔をあけて並ぶ複数の吸着穴に対応して複数個設けられたステージと、前記吸引路の延在方向の一側部に減圧手段にそれぞれ連通するように並設された複数の接続流路部と、行方向または列方向に並ぶ複数の前記吸着穴または複数の前記接続流路部からなる流路群を横切るように配設され所定方向に移動されることで前記流路群を開閉する開閉部材を用いた吸着穴選択手段を備えたことを特徴とするワーク吸着装置。
2. 前記開閉部材は、複数の前記接続流路部を遮断する方向に延在されて延在面の所定方向に移動可能に介装され、遮断した前記接続流路部を個別に連通するように形成された貫通孔の位置と数が前記移動方向の位置によって異なるようにした吸引路選択部材からなることを特徴とする請求項１に記載のワーク吸着装置。
3. 前記吸引路選択部材は、平板状に形成された板材からなることを特徴とする請求項２に記載のワーク吸着装置。
4. 前記吸引路選択部材は、円筒状に形成されてなることを特徴とする請求項２に記載のワーク吸着装置。
5. 前記開閉部材は、前記吸引路の内周面に対して気密を保持して前記延在方向に摺動し得る閉塞部を有する吸引路内移動部材からなることを特徴とする請求項１に記載のワーク吸着装置。
6. 前記開閉部材は、前記ステージの内側における前記吸引路と前記ステージの表面との間に、前記延在方向に直交する方向に間隔をあけて並ぶ複数の前記吸着穴を横切って移動可能に延在され、前記延在方向に直交する方向に並ぶ前記吸着穴と同一ピッチで設けられた複数の貫通穴を有する棒状体からなることを特徴とする請求項１に記載のワーク吸着装置。
7. 前記棒状体は断面矩形状でなり、その棒状体を前記延在方向に直交する方向に移動させることで前記吸着穴を開閉することを特徴とする請求項６に記載のワーク吸着装置。
8. 前記棒状体は断面円形でなり、その棒状体を回動させて前記貫通穴の向きを変更することで前記吸着穴を開閉することを特徴とする請求項６に記載のワーク吸着装置。
9. ワークを吸引する吸着穴がマトリクス状に所定数設けられた吸着プレートの内側に、行方向または列方向に延在するように形成され延在方向に並ぶ複数の吸着穴に連通された吸引路が、該延在方向に直交する方向に間隔をあけて並ぶ複数の吸着穴に対応して複数個設けられたステージと、前記吸引路の延在方向の一側部に減圧手段にそれぞれ連通するように並設された複数個の接続流路部を備えたワーク吸着装置を用いるワーク吸着方法であって、行方向または列方向に並ぶ複数の前記吸着穴または複数の前記接続流路部からなる流路群を横切るように開閉部材を配設し、その開閉部材を所定方向に移動させて前記流路群を開閉することにより、マトリクス状に設けられた前記吸着穴の吸着有効面積を行方向または列方向に変更することを特徴とするワーク吸着方法。

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