JP2021077763A - 加工装置及び板状ワークの搬入出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1吸引面801に粗研削前の第2板状ワークW2を保持して、水平移動手段83及び上下移動手段82を用いて保持面20aの上方に位置付けるとともに、反転手段81を用いて第1吸引面801と第2吸引面802とを反転させてから保持面20aに対面している第2吸引面802を、上下手段82を用いて保持面20aに保持されている第1板状ワークW1に接近させていき、第2吸引面802に粗研削後の第1板状ワークW1を保持する。そして、第1搬送パッド80Aをそれが反転できる位置に上昇させてから、再び第1吸引面801と第2吸引面802との上下を反転させるとともに、第1吸引面に保持されている研削前の第2板状ワークW2を保持面20aに向けて下降させて保持面20aに第2板状ワークWを搬入する。かかる搬入出機能を有する加工装置1は小型化可能である。
【選択図】図1
Description
例えば研削装置が全自動研削装置である場合、全自動研削装置は、カセットに収納されている板状ワークをロボットを用いて取り出して仮置きテーブルに搬送し、仮置きテーブルに仮置きされた板状ワークを搬入手段の搬送パッドに保持してチャックテーブルに搬送した後、チャックテーブルに吸引保持された板状ワークを研削砥石を用いて研削する。
そして、研削された板状ワークを搬出手段の搬送パッドに保持してチャックテーブルからスピンナ洗浄手段に搬送して、スピンナ洗浄手段を用いて洗浄した後に、洗浄された板状ワークをロボットを用いてカセットに収納して研削加工を終了している。
したがって、搬入手段と搬出手段とを備える加工装置には、加工装置を小型化するという課題がある。
上記の加工装置は、該第1吸引面と該第2吸引面とには、複数並べられた吸盤がそれぞれに形成されている加工装置であることが望ましい。
本発明は、上記の加工装置を用いた板状ワークの搬入出方法であって、該保持面に板状ワークを保持する保持面保持工程と、該第1吸引面に別の板状ワークを吸引保持する吸引面保持工程と、該反転手段を用いて、該搬送パッドの該第2吸引面を該保持面に対面させて、該第2吸引面を該保持面に接近させて、該第2吸引面を用いて該保持面に保持されている板状ワークの上面を吸引保持して、該保持面から板状ワークを搬出する搬出工程と、該保持面から離間した該搬送パッドを該反転手段を用いて反転させて、該搬送パッドの該別の板状ワークを保持している該第1吸引面を該保持面に対面させて、該第1吸引面を該保持面に接近させて、該第1吸引面に保持されている該別の板状ワークを該保持面に搬入する搬入工程と、を備える板状ワークの搬入出方法である。
1 加工装置
図1に示す加工装置1は、板状ワークWを加工する加工装置である。加工装置1は例えば、板状ワークWを研削加工する研削装置等である。以下、加工装置1について説明する。
第1チャックテーブル2Aは吸引部20と吸引部20を支持する枠体21とを備えている。吸引部20の上面は板状ワークWが保持される保持面20aであり、保持面20aは、枠体21の上面21aと面一に形成されている。第2チャックテーブル2Bは第1チャックテーブル2Aと同様の構成を有しており、同様の符号を付してその説明を省略する。
第2チャックテーブル2Bの周囲には、第1チャックテーブル2Aの周囲に配設されているカバー28及び蛇腹29と同様の構成を有するカバー28及び蛇腹29が配設されている。
第1加工手段3は、例えば、板状ワークWの粗研削加工を行う粗研削手段であり、Z軸方向の回転軸35を有するスピンドル30と、スピンドル30を回転可能に支持するハウジング31と、回転軸35を軸にしてスピンドル30を回転駆動するスピンドルモータ32と、スピンドル30の下端に接続された円環状のマウント33と、マウント33の下面に着脱可能に装着された第1研削ホイール34とを備えている。
第1研削ホイール34は、ホイール基台341と、ホイール基台341の下面に環状に配列された略直方体形状の複数の第1研削砥石340とを備えている。第1研削砥石340に含まれる砥粒の粒径は、比較的大きいものとする。第1研削砥石340の下面は板状ワークWを粗研削する研削面340aとなっている。
第2加工手段5は、例えば、板状ワークWの仕上げ研削を行う仕上げ研削手段であり、第1加工手段3と同様に構成されている。すなわち、第2加工手段5は、スピンドル50と、スピンドル50を回転可能に支持するスピンドルハウジング51と、スピンドル50を回転駆動するスピンドルモータ52と、スピンドル50の下端に接続された円板形状のマウント53とを備えている。
第2加工手段5のマウント53には、第2研削ホイール54が着脱可能に配設されている。第2研削ホイール54は、第2ホイール基台541と、第2ホイール基台541の下面に環状に配列された略直方体形状の複数の第2研削砥石540とを備えている。第2研削砥石540に含まれる砥粒の粒径は、第1研削砥石340に含まれる砥粒の粒径よりも小さいものとする。第2研削砥石540の下面は板状ワークWを仕上げ研削する研削面540aとなっている。
保持面ハイトゲージ101の接触子を保持面20aに面一な枠体21の上面21aに接触させることにより、保持面20aの高さを測定できる。
また、例えば板状ワークWが保持面20aに保持されている状態で、上面ハイトゲージ102の接触子を板状ワークWの上面Waに接触させることにより、板状ワークWの上面Waの高さを測定できる。
筐体103の内部には、CPU、メモリ等を有する図示しない算出手段等が備えられている。保持面ハイトゲージ101により測定された保持面20aの高さと上面ハイトゲージ102により測定された板状ワークWの上面Waの高さの情報が電気信号によって該算出手段に送信されると、該算出手段において、両高さの差が板状ワークWの厚みとして算出される構成となっている。
例えば、第1カセット70Aには、複数の加工前の板状ワークWが収容されている。また、第2カセット70Bには、加工後の板状ワークWが収容されることとなる。
支持台14の上には、薄板状のガイドボード743がX軸方向に延設されており、ガイドボード743の上には、可動板742が配設されている。また、可動板742の上には、スライドテーブル74が配設されている。
第1搬入出手段8Aは、板状ワークWを吸引保持する第1搬送パッド80Aを備えている。第1搬送パッド80Aは、略円形状の部材の中央部分から略長方形状の部分を切り欠いた形状を有している。第1搬送パッド80Aは、板状ワークWを吸引保持する第1吸引面801と、第1吸引面801に対し背中合わせに配設された第2吸引面802とを備えている。
第1吸引面801の外周には、複数の吸盤801aが形成されている。同様に、第2吸引面802の外周には、図示しない複数の吸盤が形成されている。
また、反転手段81の上下移動ブロック823に連結されていない側の端部には、第1搬送パッド80Aが連結されている。反転手段81を用いて水平方向の回転軸815を軸にして第1搬送パッド80Aを180度回転させることにより、第1搬送パッド80Aの上面と下面とを反転させることができる。
例えば、第1吸引面801が上面であるときに、反転手段81を用いて回転軸815を軸に第1搬送パッド80Aを180度回転させることによって上面と下面とを反転させて、第1吸引面801を下面にすることができる。
水平移動手段83は、第1背板16の+X方向側の側面160に配設され、Y軸方向の回転軸835を有するボールネジ830と、ボールネジ830に対して平行に配設された一対のガイドレール831と、回転軸835を軸にしてボールネジ830を回転させる水平軸モータ832と、内部のナットがボールネジ830に螺合して側部がガイドレール831に摺接する水平移動ブロック833とを備えている。
上下移動手段82は、水平移動ブロック833の+X方向側の側面に配設された支持板824を備えており、支持板824は水平移動ブロック833に支持されている。
また、上下移動手段82は、支持板824の+X方向側の側面に配設されたZ軸方向の回転軸825を有するボールネジ820と、ボールネジ820に平行に配列されたガイドレール821と、回転軸825を軸にしてボールネジ820を回転させる垂直軸モータ822と、側部のナットがボールネジ820にして側部がガイドレール821に摺接する上下移動ブロック823とを備えている。
第2搬入出手段8Bは、第1搬入出手段8Aに備える第1搬送パッド80Aと同様の構成を有する第2搬送パッド80Bを備えている。第2搬入出手段8Bのその他の部分については、第1搬入出手段8Aと同様に構成されているため、その説明を省略する。
制御手段9は、第1吸引面801または第2吸引面802のどちらか一方の面に加工前の板状ワークWが吸引保持されている状態で、反転手段81を制御して、第1搬送パッド80Aの上下を反転させチャックテーブル2Aの保持面20aに板状ワークWが保持されていない他方の吸着面を対面させる反転制御を行うことができる(反転制御部)。
また、制御手段9は、該上下移動手段で該搬送パッドを下降させて該他方の面に第1チャックテーブル2Aに保持された加工後の板状ワークWの上面Waを吸引保持する吸引制御を行うことができる(吸引制御部)。
さらに、制御手段9は、上下移動手段82を制御して第1搬送パッド80Aを第1吸引面801及び第2吸引面802が互いに反転可能な高さまで上昇させて、保持面20aから加工後の被加工物を搬出させる搬出制御を行うことができる(搬出制御部)。
加えて、制御手段9は、反転手段81を制御して第1吸引面801と第2吸引面802との上下を反転させて、上下移動手段82を用いて第1搬送パッド80Aを下降させて一方の吸引面に吸引保持される該板状ワークWを保持面20aに搬入する搬入制御を行うことができる(搬入制御部)。
また、制御手段9は、第2搬送パッド80Bに対しても、上記の反転制御部、吸引制御部、搬出制御部及び搬入制御部として機能する。
ただし、例えば加工装置1がターンテーブルを備える研削研磨装置等である場合には、第1搬入出手段8A及び第2搬入出手段8Bは、第1搬送パッド80A及び第2搬送パッド80Bをそれぞれ旋回する構成を有しているものとする。
(1)保持面保持工程
上記の加工装置1を用いた板状ワークWの搬入出方法について説明する。
なお、図2は、研削加工すべき最初の板状ワークWである第1板状ワークW1、及び2枚目の板状ワークWである第2板状ワークW2の搬送フローを表している。
まず、図1に示した第1チャックテーブル2A及び第2チャックテーブル2Bの保持面20aに板状ワークWが保持されていない状態で、ロボット71を用いて第1カセット70Aに収容されている第1板状ワークW1を1枚取り出して、仮置きテーブル12に載置する。
具体的には、水平移動手段83を用いて第1搬送パッド80Aを−Y方向に移動させて、仮置きテーブル12に載置されている第1板状ワークW1に、第1搬送パッド80Aの第1吸引面801に形成されている複数の吸盤801aを接触させる。その後、図示しない吸引源を作動させて生み出された吸引力を第1吸引面801の吸盤801aに伝達することにより第1搬送パッド80Aに第1板状ワークW1を吸引保持する。
第1板状ワークW1が保持面20aに吸引保持されている状態で、図示しないY軸移動手段を用いて第1チャックテーブル2Aを+Y方向に移動させて、第1チャックテーブル2A及び第1チャックテーブル2Aの保持面20aに保持されている第1板状ワークW1を第1加工手段3の下方に位置付ける。
また、スピンドルモータ32を用いて回転軸35を軸にしてスピンドル30を回転させる。これにより、スピンドル30にマウント33を介して接続されている第1研削ホイール34の第1研削砥石340が回転軸35を軸にして回転する。
第1研削砥石340の研削面340aが第1板状ワークW1の上面Waに接触している状態で、さらに、第1加工送り手段4を用いて第1研削砥石340を−Z方向に下降させていくことにより、第1板状ワークW1が粗研削加工される。
その後、第1加工送り手段4を用いて第1研削砥石340を+Z方向に上昇させて、第1板状ワークW1の上面Waから第1研削砥石340をZ軸方向において離間させる。
第1板状ワークW1の保持面20aへの搬送動作中、第1板状ワークW1の粗研削中等の、適宜のタイミングで、ロボット71を用いて第1カセット70Aから2枚目の板状ワークWである第2板状ワークW2を引き出して、仮置きテーブル12に載置する。そして、位置合わせ手段72を用いて仮置きテーブル12に載置されている第2板状ワークW2の位置合わせを行う。
第1搬送パッド80Aの第1吸引面801に第2板状ワークW2が吸引保持されている状態で、水平移動手段83を用いて第1搬送パッド80Aを+Y方向に移動させる。これにより、第1搬送パッド80Aが第1チャックテーブル2Aの保持面20aの上方に位置づけられる。このとき、第2板状ワークW2を吸引保持している第1搬送パッド80Aの第1吸引面801は−Z方向に向いている。
再び、制御手段9を用いて反転手段81を制御して第1搬送パッド80Aを反転させることにより、第2板状ワークW2が保持されている第1吸引面801を保持面20aに対面させる。
そして、同様に上下移動手段82を用いて第1吸引面801を−Z方向に下降させて保持面20aに接近させて、第1吸引面801に保持されている第2板状ワークW2を保持面20aに搬入する。
次いで、上下移動手段82を用いて第1板状ワークW1を吸引保持している状態の第1搬送パッド80Aを+Z方向に上昇させて保持面20aから離間して、水平移動手段83を用いて−Y方向に移動させる。さらに、上下移動手段82を用いて第1搬送パッド80Aを+Z方向に移動させて、支持台14に支持されているスライドテーブル74の保持面740aの高さ位置に位置づけ、第1板状ワークW1をスライドテーブル74の保持面740aに載置する。
第2搬送パッド80Bが−Y方向側に位置付けられている状態で、図示しないX軸移動手段を用いて可動板742を適宜の距離−X方向に移動させて、可動板742に支持されているスライドテーブル74、及びスライドテーブル74の保持面740aに保持されている第2板状ワークW2を第2搬送パッド80Bの可動域に位置付ける。
具体的には、第2チャックテーブル2Bに接続されている図示しない回転手段を用いて、回転軸25Bを軸にして第2チャックテーブル2Bを回転させる。これにより、保持面20aに保持されている第1板状ワークW1が回転軸25Bを軸にして回転する。
また、スピンドルモータ52を用いて回転軸35を軸にしてスピンドル50を回転させる。これにより、スピンドル50にマウント53を介して接続されている第2研削ホイール54の第2研削砥石540が回転軸55を軸にして回転する。
第2研削砥石540の研削面540aが第1板状ワークW1の上面Waに接触している状態で、さらに、第2加工送り手段6を用いて第2研削砥石540を−Z方向に下降させていくことにより、第1板状ワークW1が仕上げ研削加工される。
ここで、第2板状ワークW2を第1チャックテーブル2Aの保持面20aから搬出する際に、例えば3枚目の板状ワークを第1カセット70Aから取り出して、第1搬入出手段8Aの第1吸引面801に吸引保持しておき、第1チャックテーブル2Aの上方に位置づけて、保持面20aの上に保持されている第2板状ワークW2と入れ替えてもよい。
そして、該上下移動手段を用いて第2搬送パッド80Bが反転可能な高さ位置まで+Z方向に上昇させてから、反転手段81を用いて第2搬送パッド80Bの上下を反転させて、第1吸引面801及び第1吸引面801に吸引保持されている第2板状ワークW2を保持面20aに対面させる。
さらに、該上下移動手段を用いて第2搬送パッド80Bを−Z方向に下降させて、第2チャックテーブル2Bの保持面20aに第2板状ワークW2を載置する。
その後、該上下移動手段を用いて第2搬送パッド80Bを上昇させて、第2チャックテーブル2Bの保持面20aから第1板状ワークW1を離間させる。そして、第2搬入出手段8Bに備える図示しない水平移動手段を用いて第2チャックテーブル2Bを−Y方向に移動させて、第2搬送パッド80に保持されている第1板状ワークW1を−Y方向に移動させるとともに、第2搬入出手段8Bに備える図示しない上下移動手段を用いて、第2搬送パッド80Bを下降させる。
そして、第2搬送パッド80Bに保持されている第1板状ワークW1をスピンナテーブル730の上に載置して洗浄水供給ノズル731から第1板状ワークW1に向けて洗浄水を供給することにより第1板状ワークW1を洗浄する。
第1板状ワークW1の洗浄を行った後、ロボット71を用いて第2カセット70Bに第1板状ワークW1を収容する。
1 加工装置
加工装置1のベース10の上における第1チャックテーブル2Aと第2チャックテーブル2Bとの間の領域には、第1背板16にかえて、図3に示す第2背板17がY軸方向に延設されていてもよい。
第3搬入出手段8Cは、板状ワークWを吸引保持する第3搬送パッド80Cを備えている。第3搬送パッド80Cは、第2反転手段84を介して上下移動ブロック823に支持されており、回転軸815を軸に回転可能となっている。
第3搬送パッド80Cは、板状ワークWを吸引保持する薄板状の第3保持板803と、第2反転手段84の大径部840を介して第3保持板803に平行に配設された第4保持板804とを備えている。
第3保持板803の面のうち大径部840に接触していない側の面は板状ワークWが吸引保持される第3吸引面893となっており、第4保持板804の面のうち大径部840に接触していない側の面は板状ワークWが吸引保持される第4吸引面894となっている。
例えば小径部841の内部には図示しないモータ等の回転制御機構が配設されており、第2反転手段84を用いて水平方向の回転軸815を軸にして第3搬送パッド80Cを180度回転させることにより、第3搬送パッド80Cの上面と下面とを反転させることができる。すなわち、第2反転手段84を用いることにより、第3吸引面893と第4吸引面894との上下関係を反転させることが可能となっている。
また、第4吸引面894の該吸盤に板状ワークWが接触している状態で該吸引源を作動させて、生み出された吸引力を該吸引面に伝達することにより、第4吸引面894に板状ワークWを吸引保持できる。
上記の第2背板17を備える加工装置1を用いた板状ワークWの保持面20aからの搬出及び保持面20aへの搬入の方法について説明する。
そして、第2反転手段84を用いて第3搬送パッド80Cの上下を反転させて、第3吸引面893を保持面20aに対面させた後、上下移動手段82を用いて第3搬送パッド80Cを−Z方向に下降させていき、保持面20aに第2板状ワークW2を載置する。その後の動作は、第1実施形態と同様である。
12:仮置きテーブル 13:洗浄領域 14:支持台
15A:第1カセット載置部 15B:第2カセット載置部
16:背板 160、161:背板の側面
100A:第1厚み測定手段 100B:第2厚み測定手段
101:保持面ハイトゲージ 102:上面ハイトゲージ 103:筐体
2A:第1チャックテーブル 2B:第2チャックテーブル
20:吸引部 20a:保持面 21:枠体 21a:枠体の上面
25A、25B:回転軸 28:カバー 29:蛇腹
3:第1加工手段 30:スピンドル31:ハウジング 32:スピンドルモータ
33:マウント 34:第1研削ホイール 340:第1研削砥石 340a:研削面
341:ホイール基台 35:回転軸
4:第1加工送り手段 40:ボールネジ 41:ガイドレール 42:Z軸モータ
43:昇降板 44:ホルダ 45:回転軸
5:第2加工手段 50:スピンドル 51:ハウジング 52:スピンドルモータ
53:マウント 54:第2研削ホイール 540:第2研削砥石 540a:研削面
541:ホイール基台 55:回転軸
6:第2加工送り手段 60:ボールネジ 61:ガイドレール 62:Z軸モータ
63:昇降板 64:ホルダ 65:回転軸
70A:第1カセット 70B:第2カセット
71:ロボット 710:ロボットハンド 711:軸部
72:位置合わせ手段 73:スピンナ洗浄手段 730:スピンナテーブル
731:洗浄水ノズル 74:スライドテーブル 740:吸引部 740a:保持面
741:枠体 742:可動板 743:ガイドボード
8A:第1搬入出手段 8B:第2搬入出手段 8C:第3搬入出手段
8D:第4搬入出手段
80A:第1搬送パッド 80B:第2搬送パッド 80C:第3搬送パッド
80D:第4搬送パッド
801:第1吸引面 801a:吸盤 802:第2吸引面
803:第3保持板 804:第4保持板
893:第3吸引面 893a:吸盤 894:第4吸引面
801a、803a:吸盤
81:反転手段 815:回転軸 82:上下移動手段 820:ボールネジ
821:ガイドレール 822:垂直軸モータ 823:上下移動ブロック
824:支持板 825:回転軸 826:スケール
83:水平移動手段 830:ボールネジ 831:ガイドレール
832:水平軸モータ 833:水平移動ブロック 835:回転軸
84:第2反転手段 840:大径部 841:小径部
9:制御手段
W:板状ワーク Wa:板状ワークの上面
W1:第1板状ワーク W2:第2板状ワーク
Claims (3)
- 保持面に板状ワークの下面を吸引保持するチャックテーブルと、該保持面に吸引保持された板状ワークを加工する加工手段と、該保持面への板状ワークの搬入及び該保持面からの板状ワークの搬出をする搬入出手段と、制御手段とを備える加工装置であって、
該搬入出手段は、
板状ワークを吸引保持する搬送パッドと、該搬送パッドの上面と下面とを反転させる反転手段と、該搬送パッドの上面に垂直な上下方向に該搬送パッドを移動させる上下移動手段と、該搬送パッドを水平方向に移動させる水平移動手段と、を備え、
該搬送パッドは、板状ワークを吸引保持する第1吸引面と、該第1吸引面に対し背中合わせに配置され該板状ワークを吸引保持する第2吸引面と、を備え、
該制御手段は、
該反転手段を制御して該第1吸引面または該第2吸引面のどちらか一方の吸引面に加工前の板状ワークが吸引保持されている該搬送パッドの上下を反転させ該チャックテーブルの該保持面に該板状ワークが保持されていない他方の吸着面を対面させる反転制御部と、
該上下移動手段で該搬送パッドを下降させて該他方の吸引面に該チャックテーブルに保持された加工後の板状ワークの上面を吸引保持する吸引制御部と、
該上下移動手段を制御して該搬送パッドを該吸引面が反転可能な高さまで上昇させて該保持面から加工後の被加工物を搬出させる搬出制御部と、
該反転手段を制御して該搬送パッドの上下を反転させて、該上下移動手段で該搬送パッドを下降させて該一方の吸引面に吸引保持される該板状ワークを該保持面に搬入する搬入制御部と、
を含む板状ワークの搬入出のための動作の制御を行う機能を有する加工装置。 - 該第1吸引面と該第2吸引面とには、複数並べられた吸盤がそれぞれに形成されている請求項1記載の加工装置。
- 請求項1記載の加工装置を用いた板状ワークの搬入出方法であって、
該保持面に板状ワークを保持する保持面保持工程と、
該第1吸引面に別の板状ワークを吸引保持する吸引面保持工程と、
該反転手段を用いて、該搬送パッドの該第2吸引面を該保持面に対面させて、該第2吸引面を該保持面に接近させて、該第2吸引面を用いて該保持面に保持されている板状ワークの上面を吸引保持して、該保持面から板状ワークを搬出する搬出工程と、
該保持面から離間した該搬送パッドを該反転手段を用いて反転させて、該搬送パッドの該別の板状ワークを保持している該第1吸引面を該保持面に対面させて、該第1吸引面を該保持面に接近させて、該第1吸引面に保持されている該別の板状ワークを該保持面に搬入する搬入工程と、
を備える板状ワークの搬入出方法。
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