JP2016060006A - ワーク吸着保持機構 - Google Patents

Abstract

【課題】一部の吸着孔部にワークが存在せず又は柔軟な形状をしたワークであっても安定的に吸着保持し得るワーク吸着保持機構を提供する。【解決手段】保持部（１０）は、ワーク（２）を吸着保持する複数の吸着パッド（１２ａ）を有している。吸引部（２０）は、複数の吸着パッド（１２ａ）にそれぞれ接続される第１配管（３２）を通してワーク（２）を吸引するバキュームフロー（２１）と、複数の吸着パッド（１２ａ）にそれぞれ接続される第２配管（３３）を通して吸引する真空エジェクター（２５）と、各第１配管（３２）にそれぞれ設けられた第１電磁弁（２３）と、各第２配管（３３）にそれぞれ設けられた逆止弁（２７）とを備えている。バキュームフロー（２１）は、真空エジェクター（２５）よりも吸引流量が大きく、かつ真空圧力が小さい。【選択図】図１

Description

本発明は、保持部に載置されたワークを吸引部にて吸引するワーク吸着保持機構に関するものである。

加工装置において、被加工物である金属／樹脂母材、パネル又は電子部品等のワークを吸着保持した状態で例えばレーザ加工、印刷若しくはテープ貼付等の加工処理又は検査を行う手法はごく一般的である。

上記加工装置におけるワークのセッティング方法としては、作業者が位置決めガイドを頼りに個別に吸着部へとセットする方法、又は予めトレイに複数のワークを配列しておいて、トレイチェンジャーにて切り出したトレイを加工装置の内部へと搬送し、一括で処理を加える方法が有り得る。量産装置においては、加工装置の処理能力（スループット）を向上するためには、後者の方法を用いて大量の製品を一度に製作する形態が一般的である。

一方、加工処理において、加工部とワークとの距離を一定に保つことは加工精度の観点から重要な要素である。例えばレーザ加工の場合は焦点距離であり、インクジェットの場合はノズルからの距離が、重要な要素に相当する。複数のワークをトレイにて供給して加工処理する場合、加工時のワークのずれや加工精度のばらつきを抑えるために、各ワークを一括して吸着保持して連続処理を行う場合が多い。この方法は、吸着保持によってワークを常に一定の姿勢に矯正して加工処理することができるという効果もある。

この種の加工装置のワーク吸着保持技術として、例えば、特許文献１に開示された加工装置が知られている。特許文献１に開示された加工装置１００は、図９に示すように、チャックテーブル１０１と、吸引手段１１０とを備えている。吸引手段１１０は、第一の経路１１１と、第二の経路１１２と、逆止弁１１３・１１４と、スイッチ手段１１５と、圧力検出手段１１６とを備えている。負圧生成源は、エジェクター１２２・１２３と、エジェクター１２２・１２３に圧縮エアーを供給する圧縮エアー供給源１２１とを含んで構成されている。第一の負圧生成源であるエジェクター１２２よりも第二の負圧生成源であるエジェクター１２３の方が、圧縮エアーの消費流量が少ない。第一の負圧生成源であるエジェクター１２２によってチャックテーブル１０１に負圧を作用させ、圧力検出手段１１６によって検出された負圧が所定閾値以上のときは、スイッチ手段１１５を作動させて第二の経路１１２によって第二の負圧生成源であるエジェクター１２３をチャックテーブル１０１に連通させてワークへの負圧を維持するようになっている。

特開２０１４−３１８６号公報（２０１４年１月９日公開）

しかしながら、上記従来のワーク吸着保持機構では、以下の問題点を有している。

すなわち、特許文献１に開示の加工装置１００では、ワークが反りのない１枚の平面形状を有してなっており、チャックテーブル１０１の図示しない吸着パッドがワークに密着した状態で吸着することを前提としている。また、チャックテーブル１０１に複数の吸着パッドが存在したとしても、エジェクター１２２・１２３からチャックテーブル１０１へ連通する第一の経路１１１及び第二の経路１１２はそれぞれ１本ずつである。

しかし、フレキシブルパネル等の反りが発生し易いシート形状の場合、ワークと吸着パッドとの間に隙間が発生する。この場合には、そのまま、真空吸引しても十分な負圧を得ることができない。この結果、作業者又は加工装置のメカニズム機構により、反ったワークを上部から押えて、ワークの姿勢を矯正する手段が必要となる。したがって、加工装置のコストやタクトタイムの観点から不利となる。

また、ワークがチャックテーブル１０１の吸着領域よりも小さい場合や、ワークが複数に分離にされている場合には、チャックテーブル１０１の吸着領域をワークが覆わない場合もある。この場合、そこからエアーがリークするため真空圧力が著しく低下する。それゆえ、エアーがリークしている吸着パッドのみを封止する手段が別途に必要となり、制御回路も煩雑化する。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、複数の吸着孔部を備えている場合に、一部の吸着孔部にワークが存在せず又は柔軟な形状をしたワークであっても安定的に吸着保持し得るワーク吸着保持機構を提供することにある。

本発明の一態様におけるワーク吸着保持機構は、上記の課題を解決するために、保持部に載置されたワークを吸引部にて吸引するワーク吸着保持機構において、上記保持部は、上記ワークを吸着保持する複数の吸着孔部を有していると共に、上記吸引部は、上記複数の吸着孔部にそれぞれ接続される第１配管を通してワークを吸引する第１吸引源と、上記複数の吸着孔部にそれぞれ接続される第２配管を通して吸引する第２吸引源と、上記各第１配管にそれぞれ設けられたストップ弁と、上記各第２配管にそれぞれ設けられた逆止弁とを備え、上記第１吸引源は、第２吸引源よりも吸引流量が大きく、かつ真空圧力が小さいことを特徴としている。

本発明の一態様によれば、複数の吸着孔部を備えている場合に、一部の吸着孔部にワークが存在せず又は柔軟な形状をしたワークであっても安定的に吸着保持し得るワーク吸着保持機構を提供するという効果を奏する。

本発明の実施形態１におけるワーク吸着保持機構の構成を示すものであって、吸引部のバキュームフローを作動してワークを吸引しているときの構成を示すブロック図である。 （ａ）は上記ワーク吸着保持機構の構成を示す斜視図であり、（ｂ）は上記ワーク吸着保持機構の保持部の下側に設けられた三方分岐管の構成を示す要部拡大斜視図であり、（ｃ）は上記ワーク吸着保持機構における吸引部を構成する真空エジェクター及びエジェクターマニホールドの構成を示す拡大斜視図である。 上記ワーク吸着保持機構の動作を主に示すフローチャートである。 上記ワーク吸着保持機構の構成を示すものであって、吸引部の真空エジェクターを作動してワークを吸着保持しているときの構成を示すブロック図である。 上記ワーク吸着保持機構の構成を示すものであって、吸引部の第１電磁弁を作動してバキュームフローの吸引経路を遮断したときの構成を示すブロック図である。 上記ワーク吸着保持機構の構成を示すものであって、吸引部の第２電磁弁を作動してバキュームフローを停止したときの構成を示すブロック図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、上記ワーク吸着保持機構における全ての吸着パッドにワークが搭載されている場合の吸着概念を示す断面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、上記ワーク吸着保持機構における一部の吸着パッドにワークが搭載されてない場合の吸着概念を示す断面図である。 従来の加工装置の構成を示すブロック図である。

〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

本実施の形態のワーク吸着保持機構を搭載した加工装置に構成について、図１及び図２の（ａ）（ｂ）（ｃ）に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態１における加工装置１のワーク吸着保持機構３の構成を示すものであって、バキュームフロー２１を作動してワーク２を吸引しているときの構成を示すブロック図である。図２の（ａ）は、加工装置１のワーク吸着保持機構３の構成を示す斜視図である。図２の（ｂ）は、加工装置１のワーク吸着保持機構３の保持部１０の下側に設けられた三方分岐管３０の構成を示す要部拡大斜視図である。図２の（ｃ）は、加工装置１のワーク吸着保持機構３における吸引部２０を構成する真空エジェクター２５及びエジェクターマニホールド２６の構成を示す拡大斜視図である。

本実施の形態の加工装置１は、図２の（ａ）に示すように、被加工物であるワーク２を吸着保持するワーク吸着保持機構３を備えている。本実施の形態では、ワーク２は、例えば、液晶パネルのような薄板状の平板からなっている。このワーク２は、後述する保持部１０に１枚が搭載される場合の他、複数枚のワーク２が搭載される場合でもよい。

ワーク吸着保持機構３は、ワーク２を保持する保持部１０と、保持部１０に負圧を発生させてワーク２を吸引する吸引部２０とを備えている。

上記保持部１０は、方形の吸着プレート１１と、この吸着プレート１１の直上に設けられたトレイ位置決めプレート１２とからなっている。トレイ位置決めプレート１２には、複数の吸着孔部としての吸着パッド１２ａ…が例えばアレイ状に並べて設けられている。

上記吸着パッド１２ａ…は、ワーク２の形状、及びワーク２の搭載個数に応じた数量を備えている。

上記吸着パッド１２ａ…は、図２の（ｂ）に示すように、それぞれ三方分岐管３０に接続されている。この三方分岐管３０は、上記吸着パッド１２ａ…に接続されるパッド接続配管３１と、後述するバキュームフローマニホールド２２に接続される第１配管３２と、後述するエジェクターマニホールド２６に接続される第２配管３３とにそれぞれ接続されている。

上記吸引部２０は、図１にも示すように、複数の吸着パッド１２ａ…にそれぞれ接続された各第１配管３２…を通してワーク２を吸引する第１吸引源としてのバキュームフロー２１と、複数の吸着パッド１２ａ…にそれぞれ接続された各第２配管３３を通して吸引されたワーク２を吸着保持させる第２吸引源としての真空エジェクター２５と、エアー供給部２８とを備えている。

上記三方分岐管３０とバキュームフロー２１との間には、分岐管である第１配管３２…を１本のバキューム用配管３４にまとめるバキュームフローマニホールド２２が設けられている。また、上記バキュームフロー２１の上流側は、停止手段としての第２電磁弁２４を介してエアー供給部２８が設けられている。

上記バキュームフロー２１は、エアー供給部２８から圧縮空気の供給を受けて負の圧力を発生する負圧発生機である。また、バキュームフロー２１は、図２の（ａ）に示す吸入口２１ａから大きな流量を引き込むことにより負の圧力を発生する。すなわち、バキュームフロー２１は、後述する真空エジェクター２５と比較して、発生する負圧は小さいが吸入流量は通常のエジェクターよりも大きい。具体的には、供給する空気消費量の３倍程度の吸込流量を発生し、供給圧力０．５ＭＰａにおいて５００〜３５００Ｌ／ｍｉｎ程度の吸込流量を有する。

上記バキュームフロー２１とエアー供給部２８との間に設けられた第２電磁弁２４は、エアー供給部２８からバキュームフロー２１へのエアー供給の制御弁として設けられているものである。ただし、第２電磁弁２４は、必ずしも電磁的に弁を遮断する電磁弁ではなく、空気作動によるエアーオペレートバルブを使用することも可能である。

また、本実施の形態では、三方分岐管３０とバキュームフローマニホールド２２との間の各第１配管３２…には、それぞれストップ弁としての第１電磁弁２３が設けられている。この第１電磁弁２３は、各吸着パッド１２ａ…とバキュームフローマニホールド２２と間の各第１配管３２…を個別に経路遮断するものである。尚、第１電磁弁２３についても、必ずしも電磁的に弁を遮断する電磁弁ではなく、空気作動によるエアーオペレートバルブを使用することが可能である。さらに、本発明において葉、必ずしも自動的に遮断する弁ではなく、手操作にて経路を遮断するストップ弁でもよい。

一方、上記三方分岐管３０と真空エジェクター２５との間には、図２の（ｃ）に示すように、分岐管である第２配管３３を１本のエジェクター用配管３５にまとめるエジェクターマニホールド２６が設けられている。また、図１に示すように、上記真空エジェクター２５の上流側には、上記エアー供給部２８が設けられている。

上記真空エジェクター２５は、エアー供給部２８から圧縮空気の供給を受けて真空にちかい負の圧力を発生する負圧発生機であり、バキュームフロー２１に比べて真空圧力が大きい。真空エジェクター２５は、基本的には、吸着パッド１２ａにおいてリークが無い状態での使用を前提としており、トレイ位置決めプレート１２において吸着パッド１２ａ…からリークが有る場合は極端に負圧が低下する。吸着パッド１２ａからのリークが無ければ、前述したバキュームフロー２１に比べて高い真空圧力を得ることができる。具体的には、吸着パッド１２ａからのリークが無い場合、供給圧力０．５ＭＰａにおいて−７０〜−９０ｋＰａ程度の真空圧力を発生する。

上記真空エジェクター２５は、図１に示すように、内部に供給弁機能を有している。ただし、必ずしもこれに限らず、供給弁を外部に分離したものであってもよい。

ここで、本実施の形態では、三方分岐管３０とエジェクターマニホールド２６との間の各第２配管３３…には、それぞれ逆止弁２７が設けられている。この逆止弁２７では、内部の供給弁機能が開状態となることによって、真空エジェクター２５が吸着パッド１２ａ…と連通し、負圧が発生するようになっている。この逆止弁２７は、漏れが発生した場合や吸着パッド１２ａ…がワーク２から離れた場合には、直ちに閉じるようになっている。

上記の構成を備えた加工装置１におけるワーク吸着保持機構３の動作について、図３、図１、及び図４〜図６に基づいて説明する。図３は、上記加工装置１における吸着保持機構の動作を主に示すフローチャートである。すなわち、図３のフローチャートは、加工装置１の全体の動作を包括するものではなく、主としてワーク２の吸着に関するワーク吸着保持機構３の動作フローのみを抜粋したものである。図４は、加工装置１におけるワーク吸着保持機構３の構成を示すものであって、吸引部２０の真空エジェクター２５を作動してワーク２を吸着保持しているときの構成を示すブロック図である。図５は、加工装置１におけるワーク吸着保持機構３の構成を示すものであって、吸引部２０の第１電磁弁２３を作動してバキュームフロー２１の吸引経路を遮断したときの構成を示すブロック図である。図６は、加工装置１におけるワーク吸着保持機構３の構成を示すものであって、吸引部２０の第２電磁弁２４を作動してバキュームフロー２１を停止したときの構成を示すブロック図である。

図３に示すように、まず、ワーク２を保持部１０のトレイ位置決めプレート１２における吸着パッド１２ａ…に載置することにより搭載する（Ｓ１）。このときのワーク２のセッティング方法としては、例えば２種類の方法がある。第１の方法は、作業者が図示しない位置決めガイドを頼りに個別にトレイ位置決めプレート１２へとセットする方法である。第２の方法は、予めトレイ位置決めプレート１２に複数のワーク２を配列しておいて、トレイチェンジャーにて取り出したトレイを加工装置１の内部へと搬送し、一括でワーク２を吸着する方法である。尚、ここでは、詳細な説明は省略する。

続いて、バキュームフロー２１を作動してワーク２を吸引する（Ｓ２）。このとき、図１に示すように、バキュームフロー２１は、エアー供給部２８から圧縮空気を供給することによって負圧を発生する。これにより、保持部１０におけるトレイ位置決めプレート１２の吸着パッド１２ａ…では、大流量の外部エアーが吸入されるので、ワーク２が吸着パッド１２ａ…の吸着面に吸引されて姿勢矯正される。

続いて、真空エジェクター２５を作動してワーク２を吸着保持する（Ｓ３）。真空エジェクター２５は、圧縮空気を供給することによって真空に近い負圧を発生する。このＳ３ステップでは、図４に示すように、吸引部２０に対してバキュームフロー２１と真空エジェクター２５との２つの経路から同時に吸引する状態となる。

すなわち、前段階のＳ２ステップにおいてはワーク２が姿勢矯正され、吸着パッド１２ａ…の吸着面にワーク２が密着した状態となっている。このときに、真空エジェクター２５を動作させるので、真空エジェクター２５では、吸引漏れによる負圧の低下を抑制することができる。仮に、Ｓ２ステップが無く、最初から真空エジェクター２５にて吸引する場合は、ワーク２が吸着パッド１２ａ…の吸着面から浮いてリークする場合が有り、その場合、真空エジェクター２５は、十分な真空圧力及び吸着保持力を得ることができない。

続いて、図３及び図５に示すように、第１電磁弁２３を作動してバキュームフロー２１の吸引経路である第１配管３２を遮断する（Ｓ４）。これにより、真空エジェクター２５のみで逆止弁２７を介して吸引する状態となる。尚、図５においては、個別の逆止弁２７の動作状態までは明示していない。

このとき、図３に示すように、ワーク２が搭載されていない吸着パッド１２ａについては逆止弁２７が機能して閉状態となり（Ｓ５，Ｓ７）、瞬間的に吸引経路である第２配管３３を遮断し、ワーク２が搭載されていない吸着パッド１２ａからのリークを防止する。

一方、ワーク２が搭載された吸着パッド１２ａに通じる第２配管３３の逆止弁２７は開状態のままであり（Ｓ５，Ｓ６）、真空エジェクター２５は、十分な真空圧力及び吸着保持力を得ることができる。

続いて、図３及び図６に示すように、第２電磁弁２４を作動してバキュームフロー２１へのエアー供給を遮断する。これにより、バキュームフロー２１は停止する（Ｓ８）。

ここで、バキュームフロー２１は、大きな吸引流量を得るために空気消費量も大きい。これに対して、本実施の形態では、真空エジェクター２５に切り替えた後は、バキュームフロー２１は機能的に必要がなくなるため停止する。これにより、バキュームフロー２１の消費流量を削減し、吸引部２０における全体のエアー消費を抑えることができる。

以上の動作フローにより、ワーク２の吸着保持を完了して、加工装置１は加工処理をスタートする。加工処理後、吸着が解除されて、ワーク２が搬出される（Ｓ９）。尚、この動作フローは、加工装置１に設けられた制御手段としての制御部４が行うようになっている。

次に、本実施の形態の加工装置１のワーク吸着保持機構３におけるワーク２の吸着の作用効果について、図７の（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）及び図８の（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に基づいて、具体的に説明する。図７の（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、全ての吸着パッド１２ａ…にワーク２が搭載されている場合の吸着概念を示す断面図である。図８の（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、一部の吸着パッド１２ａにワーク２が搭載されてない場合の吸着概念を示す断面図である。

最初に、全ての吸着パッド１２ａ…にワーク２が搭載されている場合の吸着概念について、説明する。

まず、フレキシブルパネルのような薄いシート状の１枚のワーク２が全ての吸着パッド１２ａ…に搭載された場合には、フレキシブルパネルのシート化に伴い、フレキシブルパネルに反りが発生する場合がある。

このような場合には、図７の（ａ）に示すように、一部の吸着パッド１２ａとワーク２との間に隙間が空いてしまう場合や、フレキシブルパネルに接続されたＦＰＣ（Flexible printed circuits：フレキシブルプリント基板）の反力によってフレキシブルパネルが浮いてしまう場合もある。

この場合に、バキュームフロー２１を作動すると、図７の（ａ）に示すように、両端の吸着パッド１２ａ・１２ａとワーク２との間の隙間からは、図中の太矢印に示すように、吸着パッド１２ａ・１２ａでは外部から多くのエアーが吸入される。尚、中央の吸着パッド１２ａでは、ワーク２が密着しているので、エアーの吸入量は小さい。

このバキュームフロー２１の作動状態を継続していると、バキュームフロー２１のエアーの吸入量が大きいので、やがて、両端の吸着パッド１２ａ・１２ａに存在するワーク２も該吸着パッド１２ａ・１２ａに引き込まれる。この結果、図７の（ｂ）に示すように、全ての吸着パッド１２ａ…において、ワーク２が各吸着パッド１２ａ…に密着する。これにより、バキュームフロー２１の吸入量は小さくなる。

次いで、図７の（ｃ）に示すように、真空エジェクター２５を作動させ、吸着パッド１２ａ…に対してバキュームフロー２１と真空エジェクター２５との２つの経路から同時に吸引する。

次いで、図７の（ｄ）に示すように、バキュームフロー２１へのエアー供給を制御している第１電磁弁２３を動作して供給経路である第１配管３２を遮断し、真空エジェクター２５のみで吸引する。さらに、バキュームフロー２１へのエアー供給を制御している第２電磁弁２４を動作して供給経路を遮断し、バキュームフロー２１を停止する。

これにより、ワーク２は吸着パッド１２ａ…への密着が維持されているので、第２配管３３を通した真空エジェクター２５での吸引が適正に行われる。

次に、一部の吸着パッド１２ａにワーク２が搭載されてない場合の吸着概念について、説明する。
図８の（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に基づいて説明する。尚、図８の（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）においては、一部の吸着パッド１２ａにワーク２が搭載されておらず、かつ、他の一部の吸着パッド１２ａに吸着されるワーク２も反っており、ワーク２が吸着パッド１２ａ・１２ａに密着していないとして説明する。

図８の（ａ）に示すように、一部の吸着パッド１２ａにワーク２が搭載されておらず、かつ、他の一部の吸着パッド１２ａに吸着されるワーク２も反っており、ワーク２が吸着パッド１２ａ・１２ａに密着していない場合に、バキュームフロー２１を作動すると、図８の（ａ）に示すように、左端及び中央の２つの吸着パッド１２ａ・１２ａとワーク２との間の隙間からは、図中の太矢印に示すように、吸着パッド１２ａ・１２ａでは外部から多くのエアーが吸入される。また、右端の吸着パッド１２ａにおいても、吸着パッド１２ａ…が開放されているので、外部から多くのエアーが吸入される。

このバキュームフロー２１の作動状態を継続していると、バキュームフロー２１のエアーの吸入量が大きいので、やがて、左端と中央の吸着パッド１２ａ・１２ａに反った状態で存在するワーク２は該吸着パッド１２ａ・１２ａに引き込まれる。しかしながら、右端の吸着パッド１２ａは開放状態が続いている。この結果、図８の（ｂ）に示すように、左端及び中央の２つの吸着パッド１２ａ…において、ワーク２が各吸着パッド１２ａ…に密着する。これにより、バキュームフロー２１の吸入量は小さくなる。しかし、右端の吸着パッド１２ａでは、バキュームフロー２１の吸入量が大きい状態が続く。

次いで、図８の（ｃ）に示すように、真空エジェクター２５を作動させ、全ての吸着パッド１２ａ…に対してバキュームフロー２１と真空エジェクター２５との２つの経路から同時に吸引する。このとき、ワーク２が搭載されてない右端の吸着パッド１２ａからは外部からエアーが吸入されている状態が続いている。

この状態で、図７の（ｄ）に示すように、バキュームフロー２１へのエアー供給を制御している第１電磁弁２３を動作して供給経路である第１配管３２を遮断し、真空エジェクター２５のみで吸引する。さらに、バキュームフロー２１へのエアー供給を制御している第２電磁弁２４を動作して供給経路を遮断し、バキュームフロー２１を停止する。

これにより、左端及び中央の２つの吸着パッド１２ａでは、ワーク２への密着が維持されているので、第２配管３３を通した真空エジェクター２５での吸引が適正に行われる。

一方、右端の吸着パッド１２ａでは、第２電磁弁２４を動作して供給経路である第１配管３２を遮断しているので、バキュームフロー２１による外部からのエアーの吸入はない。また、真空エジェクター２５からの吸引については、吸着パッド１２ａ…が開放されているので、逆止弁２７の動作によって、逆止弁２７が自動的に封止される。この結果、真空エジェクター２５から第２配管３３を通して吸引が起こることはない。したがって、ワーク２が存在しない吸着パッド１２ａからのエアーのリークが遮断される。また、ワーク２が存在する左端及び中央の２つの吸着パッド１２ａでは、真空エジェクター２５による負圧が維持される。

このように、本実施の形態のワーク吸着保持機構３では、保持部１０に載置されたワーク２を吸引部２０にて吸引する。保持部１０は、ワーク２を吸着保持する複数の吸着孔部としての吸着パッド１２ａを有している。吸引部２０は、複数の吸着パッド１２ａにそれぞれ接続される第１配管３２を通してワーク２を吸引する第１吸引源としてのバキュームフロー２１と、複数の吸着パッド１２ａにそれぞれ接続される第２配管３３を通して吸引する第２吸引源としての真空エジェクター２５と、各第１配管３２にそれぞれ設けられたストップ弁としての第１電磁弁２３と、各第２配管３３にそれぞれ設けられた逆止弁２７とを備えている。バキュームフロー２１は、真空エジェクター２５よりも吸引流量が大きく、かつ真空圧力が小さい。

上記の構成によれば、まず、保持部１０の吸着パッド１２ａ…に連通したバキュームフロー２１を作動させワーク２を吸引する。バキュームフロー２１は吸引流量が大きいので、例えば、ワーク２が反って吸着パッド１２ａ…と密着してない場合でも、流量による引き込み効果によって、ワーク２を吸着パッド１２ａ…に吸引させることができる。

続いて、吸着パッド１２ａ…に対して別経路である第２配管３３を通して連通している真空エジェクター２５を作動させる。バキュームフロー２１と真空エジェクター２５とが並行して作動することによって、ワーク２の吸引状態が維持される。

続いて、バキュームフロー２１と吸着パッド１２ａ…との間の第１配管３２に備えられた第１電磁弁２３を作動してバキュームフロー２１からの経路を遮断する。これによって、ワーク２は、吸着パッド１２ａ…に密着したまま真空エジェクター２５からの吸引に切り替わるため、吸着パッド１２ａ…でのリークが起きず、高い真空圧力を維持することができる。

また、真空エジェクター２５は、逆止弁２７を介して吸着パッド１２ａ…に連通している。このため、ワーク２が存在しない箇所の吸着パッド１２ａ…への真空経路を瞬間的に遮断するため、真空圧力の著しい低下を抑止することができる。

したがって、一部の吸着パッド１２ａ…にワーク２が存在せず又は柔軟な形状をしたワーク２であっても安定的に吸着保持し得るワーク吸着保持機構３を提供することができる。

本実施の形態におけるワーク吸着保持機構３では、第１電磁弁２３は、第１配管３２の経路を電磁的に遮断可能とする電磁弁からなっている。これにより、電磁弁にて第１配管３２の経路を自動的に遮断することができる。

また、本実施の形態におけるワーク吸着保持機構３では、バキュームフロー２１を作動させた後、真空エジェクター２５を作動させ、その後、第１電磁弁２３にて第１配管３２を遮断するように制御する制御部４が設けられている。

これにより、制御部４の制御動作により、一部の吸着パッド１２ａ…にワーク２が存在せず又は柔軟な形状をしたワーク２であっても安定的に吸着保持し得るワーク吸着保持機構３を提供することができる。

本実施の形態におけるワーク吸着保持機構３は、バキュームフロー２１は、供給圧力０．５ＭＰａにおいて５００〜３５００Ｌ／ｍｉｎの吸込流量を有していると共に、真空エジェクター２５は、供給圧力０．５ＭＰａにおいて−５０〜−９０ｋＰａの真空圧力を有している。

これにより、バキュームフロー２１と真空エジェクター２５とに対して、役割分担を明確に行い得る吸引装置を提供し、一部の吸着パッド１２ａ…にワーク２が存在せず又は柔軟な形状をしたワーク２であっても安定的に吸着保持し得るワーク吸着保持機構３を提供することができる。

本実施の形態のワーク吸着保持機構３では、第１電磁弁２３にて第１配管３２の経路を遮断したときにバキュームフロー２１を停止させる第２電磁弁２４が設けられている。

これにより、第２電磁弁２４にてバキュームフロー２１を停止させるので、バキュームフロー２１のエアー消費量を低減することができる。

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。

前記実施の形態１においては、加工装置１のワーク吸着保持機構３は、図７の（ａ）〜（ｄ）に示すように、１つのワーク２に対して複数の吸着パッド１２ａ…で吸引保持する形態を前提としていた。

しかし、必ずしもこれに限らず、例えば、複数のワーク２に対して各々に吸着パッド１２ａを有し、個別に吸引保持する形態であってもよい。例えば、図８の（ａ）〜（ｄ）に示すように、左端及び中央の吸着パッド１２ａ・１２ａに１つのワーク２を搭載し、右端の吸着パッド１２ａにも図示しない１つのワーク２を搭載する形態である。

この場合、ワーク２の個数が吸着パッド１２ａの数量よりも少なくなる、つまりいわゆる歯抜け状態となることによって、ワーク２が充足してない部分からリークが発生することが想定される。しかしながら、本実施の形態のワーク吸着保持機構３を用いれば、リーク部分が逆止弁２７にて封止されるので、複数のワーク２を確実に吸着保持し、加工処理することができる。

〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施の形態について説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１及び実施の形態２と同じである。

前記実施の形態１においては、加工装置１の保持部１０のトレイ位置決めプレート１２には、図２に示すように、吸着孔部としての複数の吸着パッド１２ａが設けられていた。

しかし、必ずしもこれに限らず、例えば、予めトレイ位置決めプレート１２のワーク搭載部に相当するトレイ底面に複数の貫通穴を開口しておき、ワーク２はトレイ底面の貫通穴を介して吸着保持することも可能である。

この場合、トレイチェンジャーで切り出したトレイが、加工装置１の内部へと搬送され、加工装置１の内部でトレイが位置決めされた後に、複数の貫通穴とトレイとのいずれかが上下方向へと移動する。この結果、貫通穴とトレイ底面が接触状態となり、ワーク２はトレイ開口部を介して加わる吸着力によってトレイ上に載置されたまま保持状態となる。

これにより、レーザ加工装置やインクジェット装置において複数のワーク２をトレイ供給して処理を行う場合、ワーク２をトレイに載せたまま、各ワーク２を一括して吸着保持し連続処理を行うことができる。

〔実施の形態４〕
本発明のさらに他の実施の形態について説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１〜実施の形態３と同じである。

本実施の形態では、前記実施の形態１〜実施の形態３のワーク吸着保持機構３の構成に加えて、第１吸引源としてのバキュームフロー２１と第２吸引源としての真空エジェクター２５とを切り替える切替手段としての電磁弁が設けられている点が異なっている。

本実施の形態のワーク吸着保持機構３の構成について、以下に説明する。

すなわち、前記実施の形態１〜実施の形態３のワーク吸着保持機構３では、吸着孔部としての吸着パッド１２ａに対して、第１吸引源としてのバキュームフロー２１と第２吸引源としての真空エジェクター２５とが同時に吸着部から吸引する状態となる場合があった。

これに対して、本実施の形態のワーク吸着保持機構３では、第１吸引源としてのバキュームフロー２１と第２吸引源としての真空エジェクター２５とを切り替える切替手段としての図示しない電磁弁が設けられている。

これにより、例えば、バキュームフロー２１での吸引を開始した後、電磁弁を作動して真空エジェクター２５に切り替える。この結果、本実施の形態では、バキュームフロー２１と真空エジェクター２５とのいずれか一方のみが吸引する状態となる。

したがって、バキュームフロー２１と真空エジェクター２５とが同時に作動することがなくなるので、エアー消費量の低減を図ることができる。

〔まとめ〕
本発明の態様１におけるワーク吸着保持機構３は、保持部１０に載置されたワーク２を吸引部２０にて吸引するワーク吸着保持機構３において、上記保持部１０は、上記ワーク２を吸着保持する複数の吸着孔部（吸着パッド１２ａ）を有していると共に、上記吸引部２０は、上記複数の吸着孔部（吸着パッド１２ａ）にそれぞれ接続される第１配管３２を通してワーク２を吸引する第１吸引源（バキュームフロー２１）と、上記複数の吸着孔部（吸着パッド１２ａ）にそれぞれ接続される第２配管３３を通して吸引する第２吸引源（真空エジェクター２５）と、上記各第１配管３２にそれぞれ設けられたストップ弁（第１電磁弁２３）と、上記各第２配管３３にそれぞれ設けられた逆止弁２７とを備え、上記第１吸引源（バキュームフロー２１）は、第２吸引源（真空エジェクター２５）よりも吸引流量が大きく、かつ真空圧力が小さいことを特徴としている。

上記の発明によれば、保持部の吸着孔部に連通した第１吸引源を作動させワークを吸引する。第１吸引源は吸引流量が大きいので、例えば、ワークが反って吸着孔部と密着してない場合でも、流量による引き込み効果によって、ワークを吸着孔部に吸引させることができる。

続いて、吸着孔部に対して別経路である第２配管を通して連通している第２吸引源を作動させる。第１吸引源と第２吸引源とが並行して作動することによって、ワークの吸引状態が維持される。

続いて、第１吸引源と吸着孔部との間の第１配管に備えられたストップ弁を作動して第１吸引源からの経路を遮断する。これによって、ワークは、吸着孔部に密着したまま第２吸引源からの吸引に切り替わるため、吸着孔部でのリークが起きず、高い真空圧力を維持することができる。

また、第２吸引源は、逆止弁を介して吸着孔部に連通していることによって、ワークが存在しない箇所の吸着孔部への真空経路を瞬間的に遮断するため真空圧力の著しい低下を抑止することができる。

したがって、一部の吸着孔部にワークが存在せず又は柔軟な形状をしたワークであっても安定的に吸着保持し得るワーク吸着保持機構を提供することができる。

本発明の態様２におけるワーク吸着保持機構３は、態様１におけるワーク吸着保持機構において、前記ストップ弁（第１電磁弁２３）は、前記第１配管３２の経路を電磁的に遮断可能とする電磁弁からなっていることが好ましい。

これにより、電磁弁にて第１配管の経路を自動的に遮断することができる。

本発明の態様３におけるワーク吸着保持機構３は、態様２におけるワーク吸着保持機構において、前記第１吸引源（バキュームフロー２１）を作動させた後、前記第２吸引源（真空エジェクター２５）を作動させ、その後、前記電磁弁（第１電磁弁２３）にて、前記第１配管３２を遮断するように制御する制御手段（制御部４）が設けられていることが好ましい。

これにより、制御手段の制御動作により、一部の吸着孔部にワークが存在せず又は柔軟な形状をしたワークであっても安定的に吸着保持し得るワーク吸着保持機構を提供することができる。

本発明の態様４におけるワーク吸着保持機構３は、態様１、２又は３におけるワーク吸着保持機構において、前記第１吸引源（バキュームフロー２１）は、供給圧力０．５ＭＰａにおいて５００〜３５００Ｌ／ｍｉｎの吸込流量を有していると共に、前記第２吸引源（真空エジェクター２５）は、供給圧力０．５ＭＰａにおいて−５０〜−９０ｋＰａの真空圧力を有していることが好ましい。

これにより、第１吸引源と第２吸引源とに対して、役割分担を明確に行い得る吸引装置を提供し、一部の吸着孔部にワークが存在せず又は柔軟な形状をしたワークであっても安定的に吸着保持し得るワーク吸着保持機構を提供することができる。

本発明の態様５におけるワーク吸着保持機構３は、態様１〜４のいずれか１におけるワーク吸着保持機構において、前記ストップ弁(第１電磁弁２３)にて前記第１配管３２の経路を遮断したときに前記第１吸引源（バキュームフロー２１）を停止させる停止手段（第２電磁弁２４）が設けられていることが好ましい。

これにより、停止手段にて第１吸引源を停止させるので、第１吸引源のエアー消費量を低減することができる。

本発明の態様６におけるワーク吸着保持機構３は、態様１〜５のいずれか１におけるワーク吸着保持機構において、前記吸引部２０には、前記第１吸引源（バキュームフロー２１）による吸引と前記第２吸引源（真空エジェクター２５）による吸引とを切り替える切替手段が設けられているとすることができる。

これにより、バキュームフローと真空エジェクターとが同時に作動することがないので、エアー消費量の低減を図ることができる。

尚、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、保持部に載置されたワークを吸引部にて吸引するワーク吸着保持機構に関するものであり、例えば、保持部に吸着保持されたワークを加工処理する加工装置に適用することができる。

１ 加工装置
２ ワーク
３ ワーク吸着保持機構
４ 制御部
１０ 保持部
１１ 吸着プレート
１２ トレイ位置決めプレート
１２ａ 吸着パッド（吸着孔部）
２０ 吸引部
２１ バキュームフロー（第１負圧発生手段）
２２ バキュームフローマニホールド
２３ 第１電磁弁（ストップ弁）
２４ 第２電磁弁（停止手段）
２５ 真空エジェクター（第２負圧発生手段）
２６ エジェクターマニホールド
２７ 逆止弁
２８ エアー供給部
３０ 三方分岐管
３１ パッド接続配管
３２ 第１配管
３３ 第２配管
３４ バキューム用配管
３５ エジェクター用配管

Claims (6)

1. 保持部に載置されたワークを吸引部にて吸引するワーク吸着保持機構において、
   上記保持部は、上記ワークを吸着保持する複数の吸着孔部を有していると共に、
   上記吸引部は、上記複数の吸着孔部にそれぞれ接続される第１配管を通してワークを吸引する第１吸引源と、上記複数の吸着孔部にそれぞれ接続される第２配管を通して吸引する第２吸引源と、上記各第１配管にそれぞれ設けられたストップ弁と、上記各第２配管にそれぞれ設けられた逆止弁とを備え、
   上記第１吸引源は、第２吸引源よりも吸引流量が大きく、かつ真空圧力が小さいことを特徴とするワーク吸着保持機構。
2. 前記ストップ弁は、前記第１配管の経路を電磁的に遮断可能とする電磁弁からなっていることを特徴とする請求項１記載のワーク吸着保持機構。
3. 前記第１吸引源を作動させた後、前記第２吸引源を作動させ、その後、前記電磁弁にて、前記第１配管を遮断するように制御する制御手段が設けられていることを特徴とする請求項２記載のワーク吸着保持機構。
4. 前記第１吸引源は、供給圧力０．５ＭＰａにおいて５００〜３５００Ｌ／ｍｉｎの吸込流量を有していると共に、
   前記第２吸引源は、供給圧力０．５ＭＰａにおいて−５０〜−９０ｋＰａの真空圧力を有していることを特徴とする請求項１、２又は３記載のワーク吸着保持機構。
5. 前記ストップ弁にて前記第１配管の経路を遮断したときに前記第１吸引源を停止させる停止手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のワーク吸着保持機構。
6. 前記吸引部には、前記第１吸引源による吸引と前記第２吸引源による吸引とを切り替える切替手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のワーク吸着保持機構。

Images