JP2024005352A - Hand for work transfer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板や半導体ウエハ等の薄板状のワークを搬送するために用いられるハンドのうち、1度に複数枚のワークを搬送することができるように構成されたワーク搬送用ハンドに関する。 The present invention relates to a workpiece transporting hand, which is used to transport thin plate-like workpieces such as substrates and semiconductor wafers, and is configured to be able to transport a plurality of workpieces at once.
この種のワーク搬送用ハンドを備えた搬送ロボットは、ワークをハンド上に保持して搬送する。このような搬送ロボットは、例えば、複数枚のワークが多段式に収納されたカセットからワークを取り出してこのワークを処理装置に搬送したり、処理済のワークをカセットに戻したりする場合に用いられる。 A transfer robot equipped with this type of workpiece transfer hand holds and transfers the workpiece on the hand. Such a transport robot is used, for example, to take out a workpiece from a cassette in which multiple workpieces are stored in multiple stages and transport the workpiece to a processing device, or to return processed workpieces to the cassette. .
ハンド上にワークを保持する方式として、例えば特許文献1に示されているように、ハンドの上面に設けた吸着パッドに真空圧を作用させる、吸着式のものがある。 As a method for holding a workpiece on a hand, there is a suction type method in which vacuum pressure is applied to a suction pad provided on the upper surface of the hand, as shown in Patent Document 1, for example.
一方、例えば、複数枚のワークを一度にカセットから取り出したり、カセットに戻したりて処理効率を上げるために、特許文献2に示されているように、ハンドを多段式に構成する場合がある。 On the other hand, for example, in order to increase processing efficiency by taking out a plurality of workpieces from a cassette at once and returning them to the cassette, the hand may be configured in a multi-stage manner, as shown in Patent Document 2.
ここで吸着式のハンドを多段式に構成する場合において、すべてのハンドの吸着パッドを共通の真空源に連携させると、いずれかのハンドにワークが正しく載置できない状況が生じたとき、当該ハンドの吸着パッドから空気が吸い込まれる状態が続き、ワークが載置されたハンドの吸着パッドに真空圧が適正に作用しなくなり、ワークを適正に吸着保持できなくなるという問題が生じる。 When configuring suction hands in multiple stages, if the suction pads of all hands are connected to a common vacuum source, if a situation arises where a workpiece cannot be placed correctly on one of the hands, the suction pads of all hands will Air continues to be sucked in from the suction pad of the hand, and the vacuum pressure no longer acts properly on the suction pad of the hand on which the workpiece is placed, resulting in a problem that the workpiece cannot be properly suctioned and held.
この問題を解決するには、例えば、各ハンドにワークが載置されているか否かを検出するセンサを設けるとともに、各ハンドの吸着パッドに通じる空気経路にそれぞれ電磁弁を設け、ワークが載置されていないハンドの吸着パッドに通じる空気経路の電磁弁を「閉」とするという方策が考えられる。 To solve this problem, for example, each hand should be provided with a sensor that detects whether a workpiece is placed on it, and a solenoid valve should be installed in each air path leading to the suction pad of each hand. A possible solution is to close the solenoid valve of the air path leading to the suction pad of the hand that is not being used.
しかしながらこの方策は、装置および制御の複雑化、高コスト化を招くため、採用しづらい。 However, this measure is difficult to adopt because it increases the complexity and cost of the device and control.
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、真空吸着式のハンドを多段式に構成する場合において、簡易な構成により、いずれかのハンドにワークが載置されない状況が生じても、他のハンドがワークを適正に吸着保持できるようにすることをその課題としている。 The present invention was devised under the above-mentioned circumstances, and when vacuum suction type hands are configured in multiple stages, the present invention has a simple configuration that solves the situation where a workpiece is not placed on any of the hands. The objective is to enable other hands to properly attract and hold the workpiece even if this occurs.
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following technical means.
すなわち、本発明によって提供されるワーク搬送用ハンドは、上下方向に所定間隔で並ぶ複数のハンド体と、上記複数のハンド体をそれらの基端において支持する支持ベースと、を備えるワーク搬送用ハンドであって、上記各ハンド体は、それらの上面に開口する1または複数の吸着パッドを有しており、上記各ハンド体の上記吸着パッドは、上記ハンド体ごとに設けられた複数の通気路を介して真空源に連絡させられており、上記複数の通気路には、それぞれ、上記吸着パッドが開放状態にあるとき、上記真空源の負圧により空気流量を絞る負圧作動弁が設けられていることを特徴とする。 That is, the workpiece conveyance hand provided by the present invention includes a plurality of hand bodies arranged vertically at predetermined intervals, and a support base that supports the plurality of hand bodies at their base ends. Each of the hand bodies has one or more suction pads opening on the upper surface thereof, and the suction pads of each of the hand bodies are connected to a plurality of ventilation channels provided for each hand body. are connected to a vacuum source via a vacuum source, and each of the plurality of air passages is provided with a negative pressure operated valve that throttles the air flow rate using the negative pressure of the vacuum source when the suction pad is in an open state. It is characterized by
好ましい実施の形態では、上記支持ベースは、底板を有しており、上記底板には、直立状の真空源連絡ポートと、当該真空源連絡ポートを取り囲んで環状に配置された、上記複数のハンド体の数と対応する数の上記負圧作動弁と、が設けられており、上記複数の通気路は、上記負圧作動弁を介して上記真空源連絡ポートに共通に連絡させられている。 In a preferred embodiment, the support base has a bottom plate, and the bottom plate includes an upright vacuum source communication port and the plurality of hands arranged in an annular shape surrounding the vacuum source communication port. A number of negative pressure operated valves corresponding to the number of bodies are provided, and the plurality of air passages are commonly communicated with the vacuum source communication port via the negative pressure operated valves.
好ましい実施の形態では、上記各ハンド体の上記吸着パッドから上記各負圧作動弁までの連絡は、上記各ハンド体の内部に形成した通気路と、当該ハンド体の通気路と上記各負圧作動弁とをつなぐ、チューブからなる通気路とにより行われている。 In a preferred embodiment, communication from the suction pad of each hand body to each of the negative pressure operating valves is through a ventilation passage formed inside each of the hand bodies, and between the ventilation passage of the hand body and each of the negative pressure operation valves. This is done through a ventilation path made of a tube that connects the operating valve.
好ましい実施の形態では、上記各負圧作動弁と上記真空源連絡ポートとの間の連絡は、上記底板に放射状に形成した通気路により行われている。 In a preferred embodiment, communication between each of the negative pressure operated valves and the vacuum source communication port is provided by a ventilation passage formed radially in the bottom plate.
好ましい実施の形態では、上記複数のハンド体には、それぞれ、ワークが載置されているかどうかを検出するセンサが設けられている。 In a preferred embodiment, each of the plurality of hand bodies is provided with a sensor that detects whether a workpiece is placed thereon.
複数のハンド体のいずれかにワークが載置されない状態が生じたとき、当該ハンド体の吸着パッドが開放状態となり、当該ハンド体に対応する通気路の空気流量は負圧作動弁の作用により自動的に絞られる。したがって、当該ハンド体の吸着パッドから空気が真空源に向かって流れることによる負圧低下がなく、すなわち、当該ハンド体以外のワークが適切に載置されたハンド体の吸着パッドによる吸着力が減じられることはなく、ワークの適正な保持が維持される。 When a workpiece is not placed on one of the plurality of hand bodies, the suction pad of the hand body becomes open, and the air flow rate of the air passage corresponding to the hand body is automatically controlled by the negative pressure operating valve. narrowed down to target. Therefore, there is no negative pressure drop due to air flowing from the suction pad of the hand body toward the vacuum source, and in other words, the suction force by the suction pad of the hand body on which a workpiece other than the hand body is properly placed is reduced. The workpiece is properly held.
このように、上記構成のワーク搬送用ハンドによれば、真空吸着式のハンド体を多段式に構成する場合において、簡易な構成により、いずれかのハンド体にワークが載置されない状況が生じても、他のハンド体がワークを適正に吸着保持できるようになる。 As described above, according to the workpiece transfer hand having the above configuration, when the vacuum suction type hand bodies are configured in a multi-stage manner, the simple configuration prevents a situation in which a workpiece is not placed on one of the hand bodies. Also, the other hand bodies can properly attract and hold the workpiece.
本発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
ワーク搬送用ハンドA1は、ロボット(図示略)により所定の3次元空間を移動・姿勢制御されるものであり、図1に示されているように、複数のハンド体2a~2fと、複数のハンド体2a~2fをそれらの基端において支持する支持ベース3とを備える。実施形態においては、6枚の同一形態のハンド体2a~2fが上下方向に並んで配置されている。支持ベース3はまた、底板31と天井板33とを有している。
The workpiece transfer hand A1 is moved in a predetermined three-dimensional space and its posture is controlled by a robot (not shown), and as shown in FIG. It includes a
ハンド体2a~2fは、軽金属や硬質の樹脂でできた板状をしており、図2に示されるように、先端側は二股ホーク状をしている。この二股ホーク状の先端部は半導体ウエハなどの薄板状のワークWを上面に載置して吸着保持する部分であり、この部分に3つの吸着パッド21が設けられている。
The
吸着パッド21は、図3に詳示するように、気道211を有する筒部212の上部に上に向けて拡開するスカート部213を有するゴム製の部材であり、ハンド体2a~2fの上面に形成した保持孔22に筒部212を嵌合させるようにして設けられている。
As shown in detail in FIG. 3, the
吸着パッド21の気道211は、通気路4(41,321,34,313,314)により後記する負圧作動弁6ないし真空源連絡ポート5に連絡させられる。以下、具体的に説明する。
The
ハンド体2a~2fに形成される通気路41は、図2,図3に示すように、ハンド体2a~2fの下面に凹溝23を設けるとともに、この凹溝23をアルミニウムなどのフィルム24で覆うことにより形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
最下位のハンド体2aの基端側は、図5に示すように、支持ベース3の底板31とスペーサブロック32との間に挟持されるようにして、下から2番目以降それより上位の4枚のハンド体2b~2eの基端側は、上下のスペーサブロック32に挟持されるようにして、最上位のハンド体2fの基端側は、スペーサブロック32と押さえ板35に挟持されるようにして、それぞれ支持ベース3に支持されている。
The base end side of the
上位5枚のハンド体2b~2fの通気路41は、当該ハンド体2b~2fの下位に接するスペーサブロック32に形成された通気路321を介して当該スペーサブロック32の後端の通気ポート322にそれぞれ連絡させられており、最下位のハンド体2aの通気路41は、支持ベース3の底板31に形成された通気路313を介して、底板31に直立状に設けた通気ポート323に連絡させられている。通気路313は、底板31の底面に凹溝313aを形成するとともに、この凹溝313aをアルミニウム等のシート313bで覆うことによって形成することができる。
The
図4および図5に表れているように、底板31には、直立状の真空源連絡ポート5と、当該真空源連絡ポート5を取り囲んで環状に直立配置された、上記6枚のハンド体2b~2fと対応した6つの負圧作動弁6とが設けられている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
各ハンド体2a~2fの通気路41に対応する上記6つの通気ポート322,323は、チューブからなる通気路34を介して上記6つの負圧作動弁6の上端に連絡させられており、6つの負圧作動弁6の下端は、底板31に形成された放射状の通気路314を介して真空源連絡ポート5に連絡させられている。真空源連絡ポート5には、チューブ51が接続され、このチューブ51は、図示しないロボットのアーム内を配策するなどした後、開閉弁を介するなどして真空ポンプなどの真空源(図示略)に接続される。通気路314は、底板31の底面に凹溝314aを形成するとともに、この凹溝314aをアルミニウム等のシート314bで覆うことによって形成することができる。
The six
図6および図7に、各負圧作動弁6の具体的構成例を示す。
6 and 7 show specific configuration examples of each negative pressure operated
負圧作動弁6は、真空源による負圧の作用時に、吸着パッド21がワークWを吸着して閉塞された状態(吸着状態)と、吸着パッド21がワークWを吸着せずに開放する状態(非吸着状態)とで作動状態が切り換わる作動弁である。
The negative
図6および図7に示されるように、負圧作動弁6は、たとえばハウジング61、可動体62、シール材63、および付勢部材64を備えて構成される。ハウジング61は、可動体62を収容しており、真空側通路611およびワーク側通路612を有する。真空側通路611は、支持ベース3の底板31の通気路314に接続されており、真空源連絡ポート5を介して図示しない真空源に連通させられる。ワーク側通路612は、チューブ34に接続されており、スペーサブロック32の通気路321ないしハンド体2a~2fの通気路41を介して吸着パッド21に連通させられる。
As shown in FIGS. 6 and 7, the negative pressure operated
可動体62は、ハウジング61の内部空間に収容されており、図中上下方向にスライド移動可能とされている。付勢部材64は、ハウジング61と可動体62間に介在している。付勢部材64は、可動体62に図中上方への付勢力を与えるものであり、たとえば圧縮コイルばねである。シール材63は、可動体62の下端部近傍に装着されており、たとえばOリングである。
The
可動体62は、概略円筒状とされており、通気孔621および開口622を有する。通気孔621は、可動体62下端部に形成された小径の絞り孔である。開口622は、可動体62の周壁に形成されたエア流路である。
The
真空源による負圧の作用時において、ハンド体2a~2fにワークWが載置されず、吸着パッド21が開放する非吸着状態にあると、真空圧(負圧)の吸引力によって小径の通気孔621をエアが流れ、可動体62が付勢部材64の付勢力に抗して図6に示すように図中下方に移動する。ここで、シール材63がハウジング61に密着し、開口622側の流路は閉じている。可動体62は、通気孔621を流れるエア圧によって図中下方への押圧力が作用し、シール材63がハウジング61に密着する状態が維持される。このとき、負圧作動弁6は略閉じた状態である。通気孔621は小径の絞り孔であるので、負圧作動弁6が略閉じた状態にあるときに吸着パッド21側の真空圧の低下が抑制される。
When negative pressure is applied by the vacuum source, if the workpiece W is not placed on the
真空源による負圧の作用時において、ハンド体2a~2fにワークWが適正に載置され、ワークWが吸着パッド21に吸着されると、通気路41からの吸込流量が減少ないし無くなる。そうすると、図7に示すように、付勢部材64による付勢力によって可動体62が図中上方に押し付けられ、シール材63がハウジング61から離れる。このとき、開口622を介して真空側通路611とワーク側通路612とが連通しており、負圧作動弁6は開いた状態になる。
When the workpiece W is properly placed on the
本実施形態においては、各ハンド体2a~2fに、ワークWが載置されているかどうかを検出するセンサ7が設けられている。このセンサ7は、レーザ発光部と受光部とを備える光学式のものを採用することができる。本実施形態において、各ハンド体2a~2fに設けられたセンサ7に対応する6つのレーザ発振装置71が支持ベース3の内部に設置されている。
In this embodiment, each of the
次に、上記構成のワーク搬送用ハンドA1の作用について説明する。 Next, the operation of the workpiece conveying hand A1 having the above configuration will be explained.
6枚のハンド体2a~2fのうちのいずれかにワークWが適正に載置されない状態が生じたとき、当該ハンド体2a~2fの吸着パッド21が開放状態となるが、上記したように、当該開放状態の吸着パッド21に通じる負圧作動弁6が負圧源の負圧により自動的に略閉じた状態となるため、ワークWが適正に載置された他のハンド体2a~2fの吸着パッド21に通じる系の負圧が維持され、当該他のハンド体2a~2fによるワークWの適正な吸着保持状態が維持される。
When the workpiece W is not properly placed on any of the six
このように、負圧作動弁6は、吸着パッド21を備えるワーク搬送用ハンドA1が本来的に備える真空源の負圧を動力として作動するため、簡便な構成により、多段式のハンド体2a~2fにおいていずれかのハンド体にワークが載置されていない状況においても、他のハンド体によるワークWの吸着保持状態を維持することができる。
In this way, the negative
実施形態では、支持ベースの底板31に環状に配置した複数の負圧作動弁6とこれら負圧作動弁6の配置中心に設けた真空源連絡ポート5との間の連絡を底板31に形成した放射状の通気路314により行っているので、複数の負圧作動弁6と真空源連絡ポート5とを支持ベース3内に効率よく配置することができる。
In the embodiment, communication is formed in the
負圧作動弁6の作動がハンド体2a~2f上のワークWの不存在を知らしめるものではないが、本実施形態では、各ハンド体2a~2fにワークWが載置されているかどうかを検出するセンサ7が設けられているため、ワーク搬送の不具合を検知して適正な対処を行うことができる。
Although the operation of the negative
もちろん、本発明な上記した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した事項の範囲内でのあらゆる設計変更は、すべて本発明の範囲に含まれる。 Of course, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and any design changes within the scope of the matters described in each claim are all included within the scope of the present invention.
W:ワーク、A1:ワーク搬送用ハンド、2a~2f:ハンド体、21:吸着パッド、3:支持ベース、31:底板、34:チューブ(通気路)、4:通気路、41:通気路(ハンド体の)、5:真空源連絡ポート、6:負圧作動弁、7:センサ W: Workpiece, A1: Hand for transporting workpiece, 2a to 2f: Hand body, 21: Suction pad, 3: Support base, 31: Bottom plate, 34: Tube (ventilation path), 4: Ventilation path, 41: Ventilation path ( of the hand body), 5: Vacuum source communication port, 6: Negative pressure operation valve, 7: Sensor
Claims (5)
上記各ハンド体は、それらの上面に開口する1または複数の吸着パッドを有しており、
上記各ハンド体の上記吸着パッドは、上記ハンド体ごとに設けられた複数の通気路を介して真空源に連絡させられており、
上記複数の通気路には、それぞれ、上記吸着パッドが開放状態にあるとき、上記真空源の負圧により空気流量を絞る負圧作動弁が設けられていることを特徴とする、ワーク搬送用ハンド。 A workpiece conveying hand comprising a plurality of hand bodies arranged at predetermined intervals in the vertical direction, and a support base supporting the plurality of hand bodies at their base ends,
Each of the hand bodies has one or more suction pads opening on the upper surface thereof,
The suction pad of each hand body is connected to a vacuum source via a plurality of ventilation passages provided for each hand body,
The workpiece conveying hand is characterized in that each of the plurality of ventilation passages is provided with a negative pressure operated valve that throttles the air flow rate using the negative pressure of the vacuum source when the suction pad is in an open state. .
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