JP2017007022A - 搬送装置および搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の大型化や、制御の複雑化を防止できる搬送装置を提供する。【解決手段】搬送装置は、一方の面側が保持面に保持された被搬送物の他方の面側を吸着保持して当該被搬送物を搬送する搬送装置において、被搬送物の他方の面側に面接触する当接面を有する保持手段と、吸引口に吸引力を付与する保持力付与手段と、保持手段を移送する移送手段とを備え、保持手段は、当接面を形成する弾性変形可能な当接部材を備え、当該当接面は、中央部が外縁部よりも被搬送物から離間した形状に設けられ、被搬送物と保持面との間の離間空間を当該被搬送物における中央部から外縁部にかけて徐々に拡大させ、当接面で吸引した被搬送物を保持面から浮上させる。【選択図】図１

Description

本発明は、搬送装置および搬送方法に関する。

従来から、被搬送物を吸引する吸引口が設けられた保持面を有し、被搬送物と保持面との密着を解除する際には、吸引口から被搬送物と保持面との間に徐々に気体を介在させる保持装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００３−１７４０７７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の吸着保持装置１０（保持装置）では、搬送装置で搬送される場所ごとに吸着保持装置１０を設けなければならず、周辺設備が大型化したり、制御が複雑化したりするという不都合がある。

本発明の目的は、周辺設備が大型化したり、制御が複雑化したりすることを防止することができる搬送装置および搬送方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明は、一方の面側が保持面に保持された被搬送物の他方の面側を保持して当該被搬送物を搬送する搬送装置において、前記被搬送物の他方の面側に面接触する当接面を有する保持手段と、前記当接面に保持力を付与する保持力付与手段と、前記保持手段を移送する移送手段とを備え、前記保持手段は、前記当接面を形成する弾性変形可能な当接部材を備え、当該当接面は、中央部が外縁部よりも前記被搬送物から離間した形状に設けられ、前記被搬送物と保持面との間の離間空間を当該被搬送物における中央部から外縁部にかけて徐々に拡大させることを特徴とする搬送装置である。

前記被搬送物の外縁部を保持する外側保持手段を備えていることを特徴としてもよい。

前記保持手段は、前記外側保持手段に対する前記当接面の位置を変位可能な面位置調整手段を備えていることを特徴としてもよい。

本発明の他の態様は、一方の面側が保持面に保持された被搬送物の他方の面側を保持して当該被搬送物を搬送する搬送方法において、弾性変形可能な当接部材により形成され、中央部が外縁部よりも前記被搬送物から離間した形状に設けられた当接面を当該被搬送物の他方の面側に面接触させる工程と、前記当接面に保持力を付与して前記被搬送物を保持する工程と、前記被搬送物と保持面との間の離間空間を当該被搬送物における中央部から外縁部にかけて徐々に拡大させる工程と、前記当接面で保持した前記被搬送物を移送する工程とを有することを特徴とする搬送方法である。

以上のように、本発明によれば、搬送装置が被搬送物と保持面との間の離間空間を当該被搬送物における中央部から外縁部にかけて徐々に拡大させることができるので、当該離間空間に徐々に気体を介在させる機構を搬送装置で搬送される場所ごとに設ける必要がなくなり、周辺設備が大型化したり、制御が複雑化したりすることを防止することができる。

本発明の一実施形態に係る搬送装置を示す断面図。 本発明の一実施形態に係る搬送装置の動作説明図。

以下、本発明の一実施形態に係る搬送装置を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれが直交する関係にあり、Ｘ軸およびＹ軸は、所定平面内の軸とし、Ｚ軸は、当該所定平面に直交する軸とする。さらに、本実施形態では、Ｙ軸と平行な図１の手前方向から観た場合を基準とし、方向を示した場合、「上」がＺ軸の矢印方向で「下」がその逆方向、「左」がＸ軸の矢印方向で「右」がその逆方向、「前」が紙面に直交する手前方向であってＹ軸の矢印方向で「後」がその逆方向とする。

図１において、搬送装置１０は、一方の面（下面）側が保持面６０Ａに保持された被搬送物ＷＫの他方の面（上面）側を保持して当該被搬送物ＷＫを搬送する搬送装置であって、被搬送物ＷＫの他方の面側に面接触する当接面２０Ｂを有する保持手段２０と、当接面２０Ｂに保持力としての吸引力を付与する減圧ポンプや真空エジェクタ等の減圧手段からなる保持力付与手段３０と、保持手段２０を移送する移送手段４０と、被搬送物ＷＫの外縁部を保持する外側保持手段５０とを備え、上面が被搬送物ＷＫを保持する保持面６０Ａとされた保持装置６０および、当該保持装置６０と同等な図示しない別の保持装置の近傍に配置されている。

保持手段２０は、外側保持手段５０の上面に保持され、外側保持手段５０に対する当接面２０Ｂの位置を変位可能な面位置調整手段であって駆動機器としての直動モータ２１と、直動モータ２１の出力軸２１Ａに保持された保持プレート２２と、上面が保持プレート２２に保持され当接面２０Ｂを形成する弾性変形可能な当接部材２３と、保持プレート２２の外周に設けられ、当該保持プレート２２と外側保持手段５０とで形成される空間ＡＰの密閉性を担保するＯリングやパッキン等のシール部材２４とを備えている。当接面２０Ｂには、空間ＡＰと連通する吸引口２０Ａが設けられる。なお、当接面２０Ｂは、中央部が外縁部よりも被搬送物ＷＫから離間した形状に設けられ、本実施形態の場合、当接面２０Ｂの外縁部に対する中央部の窪みの量は、１ｍｍに設定される。

保持力付与手段３０は、配管ＰＰを介して空間ＡＰに連通されている。

移送手段４０は、第１〜第６アーム４１Ａ〜４１Ｆを有し、直動モータ２１を介して第６アーム（作業アーム）４１Ｆで保持手段２０を保持し、当該保持手段２０をその作業範囲内において何れの位置、何れの角度にでも変位可能な所謂６軸ロボットであって駆動機器としての多関節ロボット４１を備えている。

外側保持手段５０は、上面で直動モータ２１を保持する基板５１と、基板５１の外縁側下方に設けられ、下側の面が外側保持面５２Ｂとされ内部に吸引口５２Ａが設けられた閉ループ状の当接体５２とを備えている。基板５１の内部には、第１連通孔５１Ａを介して配管ＰＰに連通する環状の第２連通孔５１Ｂと、吸引口５２Ａと第２連通孔５１Ｂとを連通する第３連通孔５１Ｃと、第１連通孔５１Ａの途中に設けられ、保持力付与手段３０の吸引力が吸引口５２Ａに及ばないように遮断可能な電磁弁やシャッタ等の遮蔽手段５１Ｄとが設けられている。

次に、本実施形態における搬送装置１０の動作について説明する。
先ず、保持装置６０の保持面６０Ａ上に保持された被搬送物ＷＫに対し、移送手段４０が多関節ロボット４１を駆動し、所定の待機位置にある保持手段２０を移動させ、保持面６０Ａに外側保持面５２Ｂを当接させた後、当該多関節ロボット４１の駆動を停止する。次いで、保持手段２０が直動モータ２１を駆動し、図２（Ａ）に示すように、当接面２０Ｂを被搬送物ＷＫの他方の面側に沿って変形させて面接触させる。このとき、被搬送物ＷＫの他方の面と当接面２０Ｂとで形成される空間の気体は、吸引口２０Ａから空間ＡＰ方向に抜けるが、この抜ける気体が多い場合は、配管ＰＰに圧力解放バルブを設けて昇圧を防止してもよい。その後、外側保持手段５０が遮蔽手段５１Ｄを駆動し、保持力付与手段３０の吸引力が吸引口５２Ａに及ばないように遮断した状態で、保持力付与手段３０が減圧手段を駆動し、空間ＡＰ内を減圧して当接面２０Ｂで被搬送物ＷＫを吸着保持し、当該空間ＡＰ内が所定の減圧状態となったことが圧力センサやロードセル等の図示しない圧力検知手段によって検知されると、減圧手段の駆動を停止する。

次いで、保持手段２０が直動モータ２１を駆動し、当接部材２３を上昇させると、当該当接部材２３が弾性復元し、図２（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、被搬送物ＷＫと保持面６０Ａとの間の離間空間ＳＰを当該被搬送物ＷＫにおける中央部から外縁部にかけて徐々に拡大させる。その後も当接部材２３を上昇させると、図２（Ｄ）に示すように、被搬送物ＷＫが保持面６０Ａから離間する。これにより、被搬送物ＷＫと保持面６０Ａとが密着していたとしても、当該被搬送物ＷＫにストレスを与えることなく当該被搬送物ＷＫを保持面６０Ａから離間させることができる。

被搬送物ＷＫが保持面６０Ａから離間したことがカメラ等の撮像手段や光学センサ等の図示しない検出手段に検出されると、保持手段２０が直動モータ２１の駆動を停止した後、移送手段４０が多関節ロボット４１を駆動し、図示しない別の保持装置の保持面上に被搬送物ＷＫを載置する。次いで、保持力付与手段３０が減圧手段の駆動を停止し、当接面２０Ｂでの被搬送物ＷＫの吸着保持を解除した後、移送手段４０が多関節ロボット４１を駆動し、所定の待機位置に保持手段２０を復帰させ、以降上記同様の動作が繰り返される。なお、搬送先の図示しない別の保持装置の保持面上に被搬送物ＷＫを載置するとき、移送手段４０が多関節ロボット４１を駆動し、当該保持面に外側保持面５２Ｂを当接させた後、当該多関節ロボット４１の駆動を停止し、その後、保持手段２０が直動モータ２１を駆動し、当接部材２３を弾性変形させながら、被搬送物ＷＫ全体を図示しない保持面上に押し付けてもよい。また、搬送先の図示しない別の保持装置の保持面上に被搬送物ＷＫを載置するとき、加圧ポンプやタービン等の図示しない上部加圧手段で、空間ＡＰ内に流体としての気体を供給し、当接面２０Ｂと被保持体ＷＫとの縁切りを行ってもよい。

以上のような本実施形態によれば、搬送装置１０が被搬送物ＷＫと保持面６０Ａとの間の離間空間ＳＰを当該被搬送物ＷＫにおける中央部から外縁部にかけて徐々に拡大させることができるので、当該離間空間ＳＰに徐々に気体を介在させる機構を搬送装置１０で搬送される場所ごとに設ける必要がなくなり、周辺設備が大型化したり、制御が複雑化したりすることを防止することができる。

本発明における手段および工程は、それら手段および工程について説明した動作、機能または工程を果たすことができる限りなんら限定されることはなく、まして、前記実施形態で示した単なる一実施形態の構成物や工程に全く限定されることはない。例えば、保持力付与手段は、当接面に保持力を付与することが可能なものであれば、出願当初の技術常識に照らし合わせてその範囲内であればなんら限定されることはない（他の手段および工程についての説明は省略する）。

保持手段２０は、保持プレート２２および当接部材２３の少なくとも一方を当接体５２の内面に摺動させてもよく、この場合、シール部材２４はあってもよいしなくてもよい。
当接面２０Ｂは、複数の吸引口を有するようにしてもよいし、複数の吸盤等を有するようにしてもよい。この場合、複数の吸引口や吸盤は、当接面２０Ｂに同心円状や格子状等の所定のパターンで配置されてもよいし、ランダムに配置されてもよい。
当接面２０Ｂの外縁部に対する中央部の窪みの量は、１ｍｍ以上でもよいし、１ｍｍ以下でもよい。
当接面２０Ｂは、球面形状、ドーム形状、楕円体面形状、放物面形状、トロイダル形状、ハーフパイプ形状、自由曲面形状等の曲面形状、多角形面形状、プリズム形形状等の多角柱面形状、階段面形状等に窪んでいてもよい。
面位置調整手段は、あってもよいしなくてもよい。面位置調整手段がない場合、移送手段４０が多関節ロボット４１を駆動し、当接面２０Ｂを被搬送物ＷＫの他方の面側に沿って変形させて面接触させればよい。
保持プレート２２は、金属、ガラス、セラミックス、高分子樹脂等の弾性変形不能な部材で構成してもよいし、ゴムや樹脂等の弾性変形可能な部材で構成してもよいしなくてもよい。
当接面２０Ｂには、フッ素やシリコン等を含むコーティング層を積層していてもよいし、当接面２０Ｂ自体をフッ素樹脂やシリコン樹脂等で形成してもよい。これにより、当接面２０Ｂに被搬送物ＷＫが貼り付くことを防止することができる。

保持力付与手段は、保持力としてのクーロン力、磁力、接着力等を付与して被搬送物ＷＫを保持する静電チャック、磁石、接着剤等であってもよい。

移送手段４０は、直動モータ２１を介することなく第６アーム４１Ｆで保持手段２０を保持してもよい。

外側保持手段５０は、被搬送物ＷＫが図１中二点鎖線で示すように、接着シートＡＳを介してフレーム部材ＲＦに保持された半導体ウエハや基板等の場合、当該被搬送物ＷＫの外縁部であるフレーム部材ＲＦを保持してもよいし、フレーム部材ＲＦがない場合、被搬送物ＷＫの外縁部である接着シートＡＳの外縁部を保持してもよい。すなわち、移送手段４０が多関節ロボット４１を駆動し、フレーム部材ＲＦや接着シートＡＳに外側保持面５２Ｂを当接させ、外側保持手段５０が遮蔽手段５１Ｄを駆動し、保持力付与手段３０の吸引力を吸引口５２Ａに及ばせて当該フレーム部材ＲＦや接着シートＡＳも同時に保持して搬送するようにしてもよい。
外側保持手段は、保持力としてのクーロン力、磁力、接着力等を付与する静電チャック、磁石、接着剤等で被搬送物ＷＫの外縁部を保持してもよい。
外側保持手段５０は、なくてもよく、保持手段２０のみで被搬送物ＷＫを保持してもよい。この場合、保持手段２０が被搬送物ＷＫの外縁部を保持してもよいし、当該保持手段２０が被搬送物ＷＫの外縁部を保持しなくてもよい。
当接体５２は、保持面６０Ａや被搬送物ＷＫの外縁部等に当接できればどのような形状でもよく、例えば、円形リング状、楕円形リング状、四角形等の多角形リング状、不定形リング状等のリング状、直線と曲線とが組み合わされた枠状等の連続形状であってもよいし、それらの連続形状が断続された断続形状であってもよい。
当接体５２は、ゴムや樹脂等の弾性変形可能な部材で構成されていてもよいし、樹脂、金属、ガラス等の弾性変形不能な部材で構成されていてもよいし、保持面６０Ａまたは被搬送物ＷＫの外縁部等に当接する面のみがゴムや樹脂等の弾性変形可能な部材を備えるようにしてもよい。
外側保持面５２Ｂは、フッ素やシリコン等を含むコーティング層を積層していてもよいし、当接面２０Ｂ自体をフッ素樹脂やシリコン樹脂等で形成してもよい。
遮蔽手段５１Ｄを設けずに、図１中二点鎖線で示すように、保持力付与手段３０とは別に、吸引口５２Ａに吸引力を付与する保持力付与手段３０Ａを設けてもよい。この場合、第１連通孔５１Ａは、配管ＰＰと連通しないように構成するとよい。

搬送装置１０は、天地反転して配置したり横置きにしたりして、被搬送物ＷＫを搬送するように構成してもよい。

本発明における被搬送物ＷＫ、接着シートＡＳ、フレーム部材ＲＦ等の材質、種別、形状等は、特に限定されることはない。例えば、接着シートＡＳは、円形、楕円形、三角形や四角形等の多角形、その他の形状であってもよい。さらに、被搬送物ＷＫとしては、例えば、接着シート、樹脂シート、ゴムシート、紙、樹脂板、木板、鉄板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、銅板等の金属板、ガラス板等の単体、またはそれらを２以上積層した複合体であってもよい。また、被搬送物ＷＫとしては、食品、樹脂容器、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハ等の半導体ウエハ、回路基板、電極基板、光ディスク等の情報記録基板または陶器等、任意の形態の部材や物品等も対象とすることができる。なお、接着シートは、機能的、用途的な読み方に換え、例えば、情報記載用ラベル、装飾用ラベル、保護シート、ダイシングテープ、ダイアタッチフィルム、ダイボンディングテープ、記録層形成樹脂シート等の任意のシート、フィルム、テープ等でもよい。

また、前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダ及びロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる（実施形態で例示したものと重複するものもある）。

１０・・・搬送装置
２０・・・保持手段
２０Ａ・・・吸引口
２０Ｂ・・・当接面
２１・・・直動モータ（面位置調整手段）
２３・・・当接部材
３０・・・保持力付与手段
４０・・・移送手段
５０・・・外側保持手段
６０Ａ・・・保持面
ＷＫ・・・被搬送物

Claims (4)

1. 一方の面側が保持面に保持された被搬送物の他方の面側を保持して当該被搬送物を搬送する搬送装置において、
   前記被搬送物の他方の面側に面接触する当接面を有する保持手段と、
   前記当接面に保持力を付与する保持力付与手段と、
   前記保持手段を移送する移送手段とを備え、
   前記保持手段は、前記当接面を形成する弾性変形可能な当接部材を備え、当該当接面は、中央部が外縁部よりも前記被搬送物から離間した形状に設けられ、前記被搬送物と保持面との間の離間空間を当該被搬送物における中央部から外縁部にかけて徐々に拡大させることを特徴とする搬送装置。
2. 前記被搬送物の外縁部を保持する外側保持手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記保持手段は、前記外側保持手段に対する前記当接面の位置を変位可能な面位置調整手段を備えていることを特徴とする請求項２に記載の搬送装置。
4. 一方の面側が保持面に保持された被搬送物の他方の面側を保持して当該被搬送物を搬送する搬送方法において、
   弾性変形可能な当接部材により形成され、中央部が外縁部よりも前記被搬送物から離間した形状に設けられた当接面を当該被搬送物の他方の面側に面接触させる工程と、
   前記当接面に保持力を付与して前記被搬送物を保持する工程と、
   前記被搬送物と保持面との間の離間空間を当該被搬送物における中央部から外縁部にかけて徐々に拡大させる工程と、
   前記当接面で保持した前記被搬送物を移送する工程とを有することを特徴とする搬送方法。

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