JP3168030B2 - 部品吸着搬送装置とその運転方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、配列されて供給される
部品を真空吸着ヘッドで順次吸着して所定位置まで搬送
する部品吸着搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置の従来例では、図１に示す
如く、供給される部品（本例では電子部品）２は供給ト
レイ１２上の各ポイントにマトリクス状に配列されてい
る。この各ポイントに真空吸着パッド１を順次水平移動
させ、そこで下降させて当該ポイントに在る部品２を吸
着し、次いで上昇させた後水平移動させて基準フレーム
１１上の所定位置に位置決めされている部品搬送先ステ
ージ１０上まで搬送し、そこで下降して部品を吸着パッ
ド１から釈放し、再び上昇する。この様な動作を供給ト
レイの順次のポイントについて行うことにより、供給ト
レイ２上の全部品（１ロットの部品）が順次に吸着搬送
される。

【０００３】より詳しく述べると、吸着パッド１は供給
トレイ１２上のマトリクスの第１ポイントに水平移動
し、下降して吸着動作を行う。そして吸着パッド１内の
真空度を検出する不図示の真空センサがＯＮ（すなわち
吸着パッド１内が所定の真空度になったことを示す信号
を該真空センサが出力すること）するのを待つ。真空セ
ンサがＯＮした場合は、部品を吸着したことを確認でき
たとして、吸着状態のまま吸着パッド１を上昇・水平移
動して部品を基準フレーム１１上の前記した所定位置ま
で搬送する。続いて第２ポイント，第３ポイント，……
最終ポイントまでマトリクス順に同様の動作を反復する
ことにより、１ロットの全部品の吸着・搬送が完了す
る。しかし、吸着パッド１が下降・吸着動作をしても真
空センサがＯＮしない（すなわちＯＦＦとなる）場合、
装置は吸着ミスと確認してオペレータコールをし、停止
してしまう様になっている。なお、この種の装置として
関連するものには、特開平１−２３７４７１号公報に開
示のものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
図３や図５の＊印で示すように供給トレイ１２上の或る
ポイントに部品がない場合には、部品のないポイントに
吸着パッド１が下降する度に真空センサはＯＦＦとなり
（何故なら吸着パッド１は図３に示す如く部品２の上面
より僅かに低い高さまでしか下降しない様に設計されて
いるので、そこに部品がなければ、吸着パッド１は大気
を吸い込み所定真空度にならないから）、オペレータコ
ールが生じて装置が停止し、それ以後の部品の吸着搬送
動作が継続できなくなるという問題がある。また、この
場合、もし「真空センサＯＦＦ＝そこに部品なし」と判
断してそのまま次以降の部品に対する動作を続行するこ
ととすれば、実際には部品がないのに真空センサの故障
により真空センサがＯＮになる場合や、又は、実際には
部品があって吸着パッドが部品に当接したのに真空セン
サや真空系統の故障により真空センサがＯＦＦになる場
合、などとの区別がつかず、誤確認処理してしまうとい
う問題がある。

【０００５】本発明は、真空吸着パッドを用いる部品吸
着搬送装置において、真空センサおよび真空系統の故障
の有無を確認し、以て、供給トレイに部品が空のポイン
トが有るか無いかという事と真空センサや真空系統が故
障しているか否かという事との識別を可能ならしめ、部
品の吸着搬送作業の確実かつ適正な遂行を可能ならしめ
ることを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は特許請求の範囲
の請求項１および２，３，４に夫々記載の部品吸着搬送
装置およびその運転方法を提供するものである。

【０００７】

【作用】真空系統を働かせた状態にて吸着テスト用基準
平面部に吸着パッドを下降させてこれに密着させたと
き、真空センサがＯＮ出力を生じたら真空系統および真
空センサはいずれも正常に機能していると判断され、逆
に、もし、真空センサがＯＦＦ出力を生じたら、真空系
統または真空センサが故障していると判断される。ま
た、吸着パッドが空中にあるとき（即ち、吸着パッドを
部品上にもテスト用基準平面部上にも下降させていない
とき）に真空センサがＯＦＦ出力を生じれば真空センサ
は正常に機能しており、逆に真空センサがＯＮ出力を生
じれば真空センサは故障であると判断される。この様に
して真空センサおよび真空系統の正常・異常の確認がで
きる。

【０００８】真空センサおよび真空系統が正常であるこ
とを確認した上で、吸着パッドが部品吸着動作をしたと
き（即ち真空系統を働かせ乍ら吸着パッドを部品に密着
させたとき）、真空センサＯＮならば吸着パッドにより
部品が吸着されたと判断し、また真空センサＯＦＦなら
ばそのポイントには部品が無いと判断し得る。

【０００９】

【実施例】本発明の部品吸着搬送装置の１実施例の概要
構成を図１に斜視図として示す。基準フレーム１１に設
けた２つの平行なＹ方向架台１３（図ではその１つのみ
を示す）上をＸ方向架台１４がＹ方向に摺動自在であ
り、このＸ方向架台１４にはアーム４がＸ方向に可動に
支持されている。該アーム４には真空発生装置６，真空
センサ７，昇降用シリンダ８，該シリンダ８により昇降
される台板３に取付けられた真空吸着パッド１、および
該吸着パッド１と真空発生装置６とを接続する可撓な真
空配管５が支持されており、これらはアーム４と共にＸ
方向に移動可能である。以上の様にして、基準フレーム
１１に対して真空吸着パッド１の昇降およびＸＹ方向水
平移動を可能にするロボットが構成されており、このロ
ボットの制御により吸着パッド１を任意の位置に持ち来
たして下降および上昇させることができる。

【００１０】真空発生装置６は真空配管５を介して吸着
パッド１内の空気を真空引きして部品吸着作用を起させ
るためのものであり、真空センサ７は、吸着パッド１が
物品を吸着して該吸着パッド内が所定真空度になるとそ
の検出信号を発し（すなわち真空センサ７がＯＮとな
る）、吸着パッド１内が所定真空度にないときは信号を
発生しない（すなわち真空センサ１はＯＦＦ）ように設
計されている。

【００１１】基準フレーム１１上には図示の所定位置に
位置決め可能であり、かつ、該所定位置とは別の所定位
置まで往復移動可能な部品搬送先ステージ１０が設けら
れている。部品搬送先ステージ１０は、上記所定位置で
吸着パッド１から部品２を受け取ったら不図示の所定場
所までその部品を運び去り、再び空になって図示の元の
位置まで速やかに戻る様に構成されている。

【００１２】多数の部品２をマトリクス状に載せた供給
トレイ１２は基準フレーム１１上の供給トレイのセット
位置に運び込まれる。前記ロボットの動作により、この
供給トレイ１２上の１つのポイント（部品位置）上に吸
着パッド１を持ち来たし、真空発生装置６を動作（Ｏ
Ｎ）させてシリンダ８の動作により吸着パッド１を下降
させて該ポイントに在る部品２を吸着し、次いで吸着パ
ッド１を上昇させた後、基準フレーム１１上の所定位置
に位置決めされている部品搬送先ステージ１０上まで水
平移動させ、そこで下降させて真空発生装置６を不動作
（ＯＦＦ）とすることにより該部品を吸着パッド１から
離して部品搬送先ステージ１０上に置くことができる。
その後、吸着パッド１を供給トレイ１２上の次のポイン
トに持ち来たして上記と同様の動作を行う。この様にし
て供給トレイ１２上の各部品２を順次に部品搬送先ステ
ージ１０へ受け渡すことができる。

【００１３】更に、基準フレーム１１上には吸着テスト
用基準平面部９が設けられており、この基準平面部の上
面は、基準フレーム１１上に運び込まれた供給トレイ１
２上の部品２の上面と同じ高さに設定されている。これ
を用いて吸着テストを下記の如くに行うことができる。
すなわち、部品を吸着していない状態での吸着パッド１
を真空発生装置６がＯＮの状態にて基準平面部９に下降
させてこれに密着させる。このとき、真空センサ７がＯ
Ｎになれば、真空系統、すなわち、吸着パッド１，真空
配管５，真空発生装置６および真空センサ７は、いずれ
も正常であることになり、またもし真空センサ７がＯＦ
Ｆになれば、これらのいずれかに故障があることにな
る。この様に基準平面部９を用いて吸着パッドによる吸
着動作のテストが出来る。

【００１４】他方、部品を吸着していない状態での吸着
パッド１が何物にも接触せずに空中にあるとき、真空セ
ンサ７がＯＦＦであれば真空センサ７は正常であるこ
と、逆に、このとき真空センサ７がＯＮになれば真空セ
ンサに異常があることが確認できる。

【００１５】なお、吸着ヘッド１の下降は、基準フレー
ム１１上の供給トレイ１２上の部品２の上面より僅かに
低い高さまでである様に設計されているので、もしそこ
に部品がないときには、下降位置にある吸着ヘッドは空
中にあることになり、そのときの吸着ヘッド内圧力は大
気圧になることは云うまでもない。

【００１６】次に、上述した部品吸着搬送装置の運転方
法の１実施例を図２のフローチャートに従って説明す
る。ステップ００１では、基準フレーム１１上に運び込
まれて定置された供給トレイ１２上の第１ポイントの位
置データをロボットが読み込み、それを吸着位置データ
とする。ステップ００２ではロボットは吸着テスト用基
準平面部９（この位置は予めロボットに記憶させてあ
る）の真上へ吸着ヘッド１を水平移動させる（但し未だ
下降はしない）。ステップ００３で真空発生装置６を動
作（ＯＮ）させる。ステップ００４で真空センサ７がＯ
ＦＦか否かを判断し、ＯＦＦなら真空センサが正常であ
ると判断し（何故なら、このとき吸着パッドは空中にあ
り、その内圧は大気圧になっているので真空センサＯＦ
Ｆは正常である）、ステップ００５で吸着パッド１をテ
スト用基準平面部９まで下降させる。次いでステップ０
０６で真空センサ７がＯＮか否かを判断し、ＯＮなら真
空センサ７，真空発生装置６，真空配管５および吸着パ
ッド１よりなる真空系統は全て正常であると判断し、ス
テップ００７へ進む。

【００１７】もし、前記ステップ００４で真空センサ７
がＯＦＦでない（すなわちＯＮである）ならば、真空セ
ンサが異常と判断され、ステップ０１８で真空センサ異
常のアラームを発する。このアラームに気付いたオペレ
ータが装置の修理措置をした上でステップ０１９でアラ
ームをリセットすると、その後は前記ステップ００５に
進む。

【００１８】また、もし前記ステップ００６で真空セン
サがＯＮでない（すなわちＯＦＦである）場合には、前
記真空系統に異常があると判断し、ステップ０２０でそ
の旨のアラームを発し、これに気付いたオペレータが装
置の修理措置をした上でステップ０２１でアラームをリ
セットすると、その後はステップ００７に進む。

【００１９】ステップ００７では、真空発生装置６をＯ
ＦＦ（不作動）にすると共に吸着パッド１を上昇させ
る。次いでステップ００８で吸着ヘッド１を吸着位置
（第１回目では前記第１ポイントの位置）まで水平移動
し、ステップ００９で真空発生装置６をＯＮさせると共
に吸着パッド１を下降させる。次いでステップ０１０で
は、真空センサ７がＯＮならば、部品を吸着したと判断
し、ステップ０１１で吸着パッドを上昇させ、ステップ
０１２で搬送先ステージ１０まで水平移動し、ステップ
０１３で吸着パッドを下降し、ステップ０１４で真空発
生装置６をＯＦＦにすることにより吸着パッド１から搬
送先ステージ１０に部品を引き渡し、ステップ０１５で
吸着パッド（部品釈放済み）を上昇させ、ステップ０１
６に進む。

【００２０】もし、前記ステップ０１０で真空センサが
ＯＮでない（すなわちＯＦＦ）ならば、そのポイントに
は部品がないと判断し（ステップ０２２）、真空発生装
置６をＯＦＦにすると共に吸着パッドを上昇させて（ス
テップ０２３）、ステップ０１６に進む。

【００２１】ステップ０１６では、ロボット中の吸着位
置データが前記供給トレイ１２上の最終ポイントの位置
データになったか否かを判断し、そうなったならば、供
給トレイ１２上の全部品（すなわち１ロットの部品）の
吸着搬送が終了したと判断し、もし否であれば、ロボッ
トは供給トレイ１２上の次ポイントの位置データを新た
に吸着位置データとして読み込み（ステップ０１７）、
前記ステップ００２へ再び戻って同様の動作を反復す
る。

【００２２】以上の様にして、供給トレイ１２上の１ロ
ットの部品全ての吸着搬送が行われる。なお、以上の運
転方法では、各部品の吸着搬送の都度、それに先立って
真空系統の正常・異常の確認（図２においてステップ０
１８ないし０２１を含めたステップ００２から００７ま
で）をする様になっているが、図２におけるステップ０
１７から図示破線の如くステップ００８へ戻る様なフロ
ーに構成すれば、１ロットについて最初だけ上記の真空
系統の正常・異常の確認を行う運転方法に改変すること
ができる。

【００２３】前記の部品吸着搬送装置に関する運転方法
の他の実施例を図６により説明する。或る１つのポイン
トで吸着動作（真発生装置６をＯＮにして吸着ヘッドを
当該ポイントに下降させる）を行なったとき、真空セン
サＯＮならば正常に部品を吸着したと判断して搬送先ス
テージ１０へ部品搬送した後に次ポイントへ進むが、も
し真空センサＯＦＦならば、次いで直ちに吸着テスト用
基準平面部９にて吸着テストを行い、そのテスト結果が
正常（真空センサＯＮ）ならば前記のポイントには部品
がなかったと判断し、次ポイントに進む。上記の吸着テ
スト結果が異常（真空センサＯＦＦ）ならばアラームを
発する。

【００２４】図７に更に他の運転方法を示す。真空系統
が正常であること（吸着パッドがテスト用基準平面部９
に密着したとき真空センサＯＮであり、また吸着パッド
が空中に在るとき真空センサＯＦＦであること）を確認
した後、或るポイントで吸着動作を行う。このとき真空
センサＯＮならば搬送先ステージ１０へ部品搬送を行
い、次いで再び上記同じポイントで吸着動作を行う。そ
の結果、真空センサＯＦＦなら上記部品搬送が正常に行
われたと判断し（何故なら、上記部品搬送が正しく行わ
れたならば、その同じポイントには既に部品がなくなっ
ており、そこでは真空センサＯＦＦとなる筈であるか
ら）次ポイントへ進むが、もし真空センサＯＮであるな
ら、その同じポイントに部品が残っていることになるか
ら部品搬送失敗のアラームを発する。他方、また上記の
最初の吸着動作で真空センサＯＦＦなり当該ポイントに
は初めから部品が無かったと判断して次ポイントへ進
む。本実施例によれば、１ロットについて部品吸着搬送
を終えたときロットに残留部品がないことも確認できる
ことになる。

【００２５】更に別の運転方法の実施例を次に述べる。
トレイ１２中の１ロット分の部品が満載でないとき、つ
まり、１ロットの部品の数がトレイ１２上のポイントの
数より少いとき、一般にはトレイ１２中の前の方のポイ
ントに部品が入っており後の方のポイントは空にしてあ
ること（部品の前詰め）が多い。本実施例はこの様な部
品前詰めの場合に効果的な運転方法である。すなわち制
御装置中に「部品なし」をカウントするカウンタを設け
ておく。前実施例と同様に真空系統の正常を確認した
後、トレイ１２の前の方のポイントから部品吸着動作を
行なっていき、各ポイントでの吸着動作毎に真空センサ
のＯＮ又はＯＦＦを確認し、真空センサＯＮならば搬送
先ステージ１０へ部品を搬送し、また、真空センサＯＦ
Ｆならばそのポイントは「部品なし」であると判断して
上記カウンタを１カウント進め、次ポイントに進む。こ
の様にして「部品なし」と判断されたポイントが連続し
て所定の或る数だけ続いたとき、即ち「部品なし」カウ
ンタが連続してカウントしたカウント値が所定の或る数
に達したときには、トレイ１２上には残留部品がなくな
った、即ち１ロットが終了したと判断する。これによ
り、トレイの最終ポイントまで吸着動作をすることなく
ロットの終了の確認を早めることが可能になる。

【００２６】運転方法の更に他の実施例を下記に述べ
る。制御装置に供給トレイ１２上の１ロットの部品数ｎ
を予め入力し記憶させておく。また制御装置にはトレイ
１２の各ポイントでの吸着動作による真空センサＯＮを
カウントするカウンタを設けておく。真空系統の正常性
を前記実施例と同様に確認した後、各ポイントで吸着動
作を行い、真空センサＯＮなら搬送先ステージ１０に部
品を搬送し、真空センサＯＦＦなら「部品なし」のアラ
ームを発し、オペレータによるアラームリセットを待っ
て再び吸着動作を行う。この様にして各ポイントでの吸
着動作で真空センサＯＮになって搬送先ステージ１０へ
の部品搬送が行われる都度、これを上記のカウンタがカ
ウントする。このカウンタのカウント値が上記の入力記
憶させておいた１ロットの部品数ｎに達したときロット
終了と判断する。本実施例ではロットの終了を直ちに正
確に知ることができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、供給トレイ上の部品を
真空吸着パッドを用いて所定場所へ吸着搬送する部品吸
着搬送装置において、真空センサおよびそれを含む真空
系統の故障の有無を部品吸着動作とは別個に確認し得る
ので、供給トレイ上に部品が空のポイントが有るか無い
かを上記真空系統の故障とは識別して判断することが出
来、部品の吸着吸着搬送作業の確実適正な遂行が可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る部品吸着搬送装置の１実施例の概
要斜視図、

【図２】上記部品吸着搬送装置の運転方法の１実施例を
示す動作フローチャート、

【図３】真空吸着パッドと供給トレイ上の部品を示す斜
視図、

【図４】図３のＡ−Ａ断面で見た吸着パッドの部品への
密着状態および部品が空のポイントへの下降状態を示す
図、

【図５】部品が非満載である供給トレイの平面図、

【図６】図１の装置の他の運転方法の例を示す動作フロ
ーチャート、

【図７】同じく更に他の運転方法の例を示す動作フロー
チャート。

【符号の説明】

１…真空吸着パッド ２…部品 ３…昇降台板 ４…アーム ５…真空配管 ６…真空発生装置 ７…真空センサ ８…昇降用シリン
ダ ９…吸着テスト用基準平面部 １０…部品搬送先
ステージ １１…基準フレーム １２…供給トレイ １３…Ｙ方向架台 １４…Ｘ方向架台

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/68

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準フレームに対して相対的に水平移動
   および昇降可能な真空吸着パッドと、該真空吸着パッド
   内部を真空引きするための真空系統と、該真空吸着パッ
   ド内部が部品吸着可能な所定の真空度になったときにＯ
   Ｎ出力を生じ、そうでないときＯＦＦ出力を生じる様に
   設計された真空センサと、上記基準フレーム上の所定位
   置に位置決め可能であり、かつ、該所定位置とは別の所
   定場所まで往復移動可能な部品搬送先ステージとを具備
   し、上記真空吸着パッドは基準フレーム上に供給された
   部品の上面に密着する高さまで下降可能であり、以て、
   該真空吸着パッドの上記水平移動および昇降により上記
   部品を吸着して上記所定位置に位置決めされている上記
   部品搬送先ステージ上へ搬送する部品吸着搬送装置にお
   いて、上記基準フレーム上に、上記供給された部品の上
   面と同一の高さを有する吸着テスト用基準平面部を設け
   たことを特徴とする部品吸着搬送装置。
2. 【請求項２】 部品吸着動作を行う前に、真空吸着パッ
   ドを空中に置いたときの前記真空センサのＯＦＦ出力、
   および前記真空系統を働かせている状態にて真空吸着パ
   ッドを前記吸着テスト用基準平面部に密着させたときの
   該真空センサのＯＮ出力に依り、前記真空センサおよび
   真空系統が正常であることの確認をすることを特徴とす
   る請求項１記載の部品吸着搬送装置の運転方法。
3. 【請求項３】 部品吸着動作を行なったときに真空セン
   サがＯＦＦ出力を生じた場合に、その直後に、前記真空
   系統を働かせている状態にて真空吸着パッドを前記吸着
   テスト用基準平面部に密着させてそのときの真空センサ
   のＯＮ出力に依り真空センサおよび真空系統が正常であ
   ることの確認をすることを特徴とする請求項１記載の部
   品吸着搬送装置の運転方法。
4. 【請求項４】 真空センサおよび真空系統が正常である
   ことを確認した場合には、部品吸着動作を行なったとき
   に生ずる真空センサのＯＦＦ出力はそこに部品が無いこ
   とを意味すると判断することを特徴とする請求項２又は
   ３記載の部品吸着搬送装置の運転方法。