JP3250423B2 - ワーク位置決め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばロボットハ
ンドによるワークのチャッキングやワーク同志の貼り合
わせに際してワークを規定の位置に高精度に位置決めす
る際に用いて好適なワーク位置決め装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置（ＬＣＤ）の製造工程の中
には、カラー表示のためのカラーフィルタ基板とＴＦＴ
（薄膜トランジスタ）からなるアレイ基板とを貼り合わ
せるパネル組立工程がある。このパネル組立工程では図
１２に示すような貼り合わせ装置が用いられる。図１２
に示す貼り合わせ装置５０には、ワークステージ５１に
載置されたアレイ基板（ワーク）５２上にカラーフィル
タ基板（ワーク）５３を反転させて載せる反転機構５４
が具備されている。反転機構５４は、そのアーム５５の
先端で吸着保持したカラーフィルタ基板５３を、昇降機
構５６の昇降動作とアーム５５の反転動作によってアレ
イ基板５２側に送り、両基板をシール剤を介して貼り合
わせるものである。その際、ワークステージ５１上のア
レイ基板５２の位置と、アーム５５先端でのカラーフィ
ルタ基板５３の位置を整合させるため、ワークステージ
５１の近傍とアーム５５先端の近傍には、それぞれワー
ク位置決め装置６０が設けられている。また、貼り合わ
せ後の完成ワーク５７が載置されるワークステージ５８
の近傍にも、図示せぬロボットハンドのチャッキング動
作を確実に行わせるべく、同様のワーク位置決め装置６
０が設けられている。

【０００３】図１３は従来のワーク位置決め装置６０の
構成を示す斜視図である。図示したワーク位置決め装置
６０においては、一対のベースプレート６１，６２上に
それぞれ基準側ハンド６３と突当側ハンド６４とが取り
付けられている。これらのハンド６３，６４は、ワーク
ステージ６５上に載置された平面視矩形状をなすワーク
６６の対角線上において、図示せぬハンド駆動ユニット
によりワーク６６に対して接離移動可能に配設されてい
る。このうち、基準側ハンド６３は、一対の位置決めピ
ン６７によってベースプレート６１に位置決めされ、図
示せぬ取付ボルトにて固定されている。また基準側ハン
ド６３にはその内角辺に沿って３個の位置決めローラ６
８が取り付けられている。一方、突当側ハンド６４は、
上記基準側ハンド６３と同様に、一対の位置決めピン６
９によってベースプレート６２に位置決めされ、図示せ
ぬ取付ボルトにて固定されている。また突当側ハンド６
４にはその内角辺に沿って２個の位置決めローラ７０が
取り付けられている。

【０００４】上記構成からなるワーク位置決め装置６０
では、図１４に示すように、ワークステージ６５上にワ
ーク６６が載置されると、図示せぬハンド駆動ユニット
の駆動によって基準側ハンド６３と突当側ハンド６４と
が順にワーク６側に近づき、最終的には図１５に示すよ
うに、基準側ハンド６３の位置決めローラ６８と突当側
ハンド６４の位置決めローラ７０によってワーク６６が
４方向から挟み込まれ、これによりワーク６６の位置決
めがなされる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記従来のワ
ーク位置決め装置６０では、取り扱うワーク６６の寸法
が変更になると、それまで使用していた基準側ハンド６
３と突当側ハンド６４ではワーク６６の位置決め中心が
変わってしまうため、ワーク寸法に応じて基準側ハンド
６３と突当側ハンド６４とを交換する必要がある。しか
しながら、こうした段取り替えに際しては、ベースプレ
ート６１，６２にそれぞれ位置決めピン６７，６９によ
って各ハンド６３，６４を位置決め固定しても、各々の
ハンドの寸法誤差等により、位置決め動作時に基準側の
位置決めローラ６８とワーク６６との間に隙間があいて
しまうことがある。そうした場合従来では、基準側ハン
ド６３の位置決めローラ６８にワーク６６をきちんと突
き当てるために、図示せぬハンド駆動ユニットに対する
ベースプレート１，２の取付位置を個別に調整する必要
があり、この調整作業に作業者の熟練を要し、時間がか
かるものとなっていた。また、こうした面倒な調整作業
は、ワーク寸法の変更に伴う段取り替えの度に行う必要
があり、これが各種工程での稼働率を低下させる要因に
もなっていた。

【０００６】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたもので、その目的は、ワーク寸法の変更に伴う段取
り替えを短時間でかつスキルレスにて行うことができる
ワーク位置決め装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ワークステー
ジ上に載置された平面視矩形状をなすワークの対角線上
に、それぞれＬ字型をなす基準側ハンドと突当側ハンド
とをワークに対して接離移動可能に配設し、基準側ハン
ドに設けられた少なくとも３個の位置決めローラと突当
側ハンドに設けられた少なくとも２個の位置決めローラ
とでワークステージ上のワークを４方向から挟み込むこ
とによりワークの位置決めを行うワーク位置決め装置に
係わるもので、基準側ハンドと突当側ハンドのうち、少
なくとも基準側ハンドがワークステージ側への位置決め
ローラの突出量を微調整する調整手段を備えた構成にな
っている。

【０００８】これにより、少なくとも基準側ハンドで
は、ワーク寸法の変更に伴う段取り替えを行うにあた
り、従来のようにベースプレートの取付位置を調整する
必要がなくなり、上記調整手段によってワークステージ
側への位置決めローラの突出量を微調整するだけで、ハ
ンド寸法の誤差等に伴う装置側の調整作業を簡易に行う
ことが可能となる。また、最初のハンド交換時に、位置
決めローラの位置を調整してしまえば、その後の段取り
替えでは、単にハンドを交換するだけで済むようにな
る。さらに、突当側ハンドにも上記同様にワークステー
ジ側への位置決めローラの突出量を微調整する調整手段
を設けるようにすれば、突当側ハンドでも調整作業のス
キルレス化と段取り替え作業の簡略化が図られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係わるワーク位置
決め装置の一実施形態を説明する図である。先ず、図１
（ａ）に示すワーク位置決め装置においては、後述する
ハンド駆動ユニットに一対のベースプレート１，２が連
結されている。このうち、一方のベースプレート１上に
は基準側ハンド３が取り付けられ、もう一方のベースプ
レート２上には突当側ハンド４が取り付けられている。
上記基準側ハンド３と突当側ハンド４とは、いずれもＬ
字型をなすもので、ワークステージ５上に載置された平
面視矩形状をなすワーク６の対角線上に配設されてい
る。

【００１０】基準側ハンド３は、ベースプレート１上に
設けられた一対の位置決めピン７に嵌合しつつ、図示せ
ぬボルトによってベースプレート１に位置決め固定され
ている。また基準側ハンド３にはその内角辺に沿って３
個の位置決めローラ８が取り付けられている。これらの
位置決めローラ８は、図１（ｂ）に示すように、基準側
ハンド３に回転可能に挿入された調整支軸８ａと、この
調整支軸８ａに軸着されたローラ部８ｂとから構成され
ており、ローラ部８ｂの最外輪８ｃのみが回転する構造
になっている。また、ワークステージ６側への位置決め
ローラ８の突出量を微調整する調整手段として、上述の
調整ピン８ａとローラ部８ｂとは互いに偏心した状態で
結合されている。また調整支軸８ａの上端面には、微調
整用の溝部８ｄが形成されている。さらに、基準側ハン
ド３の端面には上記位置決めローラ８の各取付位置に対
応したかたちでそれぞれローラ固定ネジ９が挿入されて
おり、このローラ固定ネジ９の先端部が基準側ハンド３
の内部で調整支軸８ａに突き当てられることにより、各
調整支軸８ａの回転動作が個別に規制されるようになっ
ている。

【００１１】一方、突当側ハンド４は、そのバンド屈曲
部がベースプレート２上に設けられた支軸１０によって
回動自在に支持されている。また突当側ハンド４の外角
辺の交差部近傍にはバネポスト１１が設けられており、
このバネポスト１１とベースプレート２側に設けられた
バネポスト１２との間に、ワーク６の対角線に沿って引
っ張りコイルバネ１３が張設されている。これにより突
当側ハンド４の姿勢（初期角度）は、引っ張りコイルバ
ネ１３の付勢力によって保持される。さらに突当側ハン
ド４にはその内角辺に沿って２個の位置決めローラ１４
が取り付けられている。これらの位置決めローラ１４
は、図１（ｃ）に示すように、突当側ハンド４に挿入固
定された支軸１４ａと、この支軸１４ａに軸着されたロ
ーラ部１４ｂとから構成されており、上記基準側ハンド
３の位置決めローラ８と同様にローラ部１３ｂの最外輪
１４ｃのみが回転する構造になっている。

【００１２】ここで、上記基準側ハンド３と突当側ハン
ド４とは、それぞれベースプレート１，２を介してハン
ド駆動ユニットに支持され、このハンド駆動ユニットの
駆動力をもってワーク６に対し接離移動可能に配設され
ている。図２はハンド駆動ユニットの構成例を示す平面
図で、図３はそのＡ−Ａ矢視図である。図２及び図３に
示すハンド駆動ユニットは、ステージ２０の下面側に組
み込まれている。ステージ２０には長孔２１があけられ
ており、この長孔２１を貫通したかたちで一対の連結ブ
ロック２２，２３が挿入配置されている。このうち、一
方の連結ブロック２２の上端には基準側のベースプレー
ト１が取り付けられており、もう一方の連結ブロック２
３の上端には突当側のベースプレート２が取り付けられ
ている。

【００１３】ここで、基準側の連結ブロック２２の下端
部は、図４にも示すように、リニアスライドガイド２４
の可動ブロック２４ａに取り付けられたスライダ２５の
一側面にネジ止めされている。またスライダ２５の他側
面にはバネポスト２６が設けられており、このバネポス
ト２６とステージ２０下面に設けられたバネポスト２７
との間に引っ張りコイルバネ２８が張設されている。さ
らにスライダ２５の後端部にはホルダ２９を介してスト
ッパーピン３０が配設されており、このストッパーピン
３０の先端部が上記引っ張りコイルバネ２９の付勢力を
もってリニアスライドガイド２４の固定ガイド２４ｂ側
に突き当てられている。

【００１４】一方、突当側の連結ブロック２３の下端部
は、上記基準側と同様にリニアスライドガイド３１に取
り付けられたスライダ３２の一側面にネジ止めされ、そ
の他側面に設けられたバネポスト３３とステージ２０下
面に設けられたバネポスト３４との間に引っ張りコイル
バネ３５が調整されている。この引っ張りコイルバネ３
５の張力は、上記基準側の引っ張りコイルバネ２８のそ
れよりも弱めに設定されている。またスライダ３１の下
面にはシリンダ３６が取り付けられており、このシリン
ダ３６の出力ロッド３６ａが引っ張りコイルバネ３５の
付勢力をもって他方のスライダ２５の突片２５ａに突き
当てられている。さらにステージ２０の下面には、スラ
イダ３１の後端部から所定の距離を隔ててストッパーピ
ン３７が配設されている。

【００１５】上記構成からなるハンド駆動ユニットにお
いては、図３の状態からシリンダ３６を駆動させると、
その出力ロッド３６ａの延出とともに突当側のスライダ
３１がリニアスライドガイド３０の可動ブロック（不図
示）と一体に図中Ｃ方向にスライドする。そして、図示
せぬ可動ブロックがストッパーピン３７に突き当たった
時点で、今度は基準側のスライダ２５がリニアスライド
ガイド２４ａと一体に図中Ｄ方向にスライドし、出力ロ
ッド３６ａが完全に延びきったところで停止する。これ
により、各々の連結ブロック２２，２３に取り付けられ
たベースプレート１，２も図中Ｂ方向、Ｃ方向にそれぞ
れ移動し、これに共動して基準側ハンド３と突当側ハン
ド４がワーク６から離反する。

【００１６】また、この状態からシリンダ３６を非駆動
状態に戻すと、その出力ロッド３６ａの引き込みととも
に、先ず引っ張り力の強い基準側のスライダ２５が図中
Ｄ方向と反対方向にスライドする。そして、スライダ２
５の後端部に設けたストッパーピン３０がリニアスライ
ドガイド２４の固定ガイド２４ｂに突き当たった時点
で、今度は突当側のスライダ３１が図中Ｃ方向と反対方
向にスライドし、出力ロッド３６ａが完全に引っ込んだ
ところで停止する。これにより、各々の連結ブロック２
２，２３に取り付けられたベースプレート１，２を介し
て基準側ハンド３と突当側ハンド４とがワーク６側に接
近する。なお、実際のワーク位置決め動作にあたって
は、基準側ハンド３と突当側ハンド４をワーク６に近づ
けた際、各々の位置決めローラ８，１４がワーク６に突
き当たるため、シリンダ３６の出力ロッド３６ａが完全
に引っ込む前に突当側のスライダ３１が停止することに
なる。

【００１７】このように上記構成からなるハンド駆動ユ
ニットでは、ワークステージ６上に載置されたワーク６
に対して基準側ハンド３と突当側ハンド４とを接近させ
た場合、双方の引っ張りコイルバネ２８，３５の張力の
違いにより、先に基準側ハンド３の停止位置が、スライ
ダ２５後端のストッパーピン３０と固定ガイド２４ｂと
の接触によって規制され、その後、突当側ハンド４の停
止位置が位置決めローラ１４とワーク６との接触によっ
て規制される。したがって位置決め対象となるワーク６
は、図５に示すように、先に接近して停止した基準側ハ
ンド３の位置決めローラ８に対し、これに続いて接近し
てきた突当側ハンド４の位置決めローラ１４によって押
しつけられる。これによりワーク６は基準側ハンド３と
突当側ハンド４によって４方向から挟み込まれた状態と
なり、この状態でワーク６の位置決めがなされる。こう
してワーク６の位置決めが完了すると、図６に示すよう
に、基準側ハンド３と突当側ハンド４とは再びワーク６
から離反し、次のワーク６を位置決めするための待機状
態となる。

【００１８】ここでワーク寸法が例えば大きいものから
小さいものに変更になった場合、本実施形態では変更後
のワーク寸法に応じて基準側ハンド３の交換作業が行わ
れる。ベースプレート１に対する基準側ハンド３の位置
決めは先に述べたように一対の位置決めピン７によって
なされる。しかし、基準側ハンド３そのものに寸法誤差
等があると、実際に位置決め動作を行ってみたときに、
例えば図７に示すように基準側ハンド３の位置決めロー
ラ８でワーク６を正規の位置に位置決めできずに、ワー
ク６が傾いてしまうことがある。

【００１９】そうした場合、本実施形態では傾いたワー
ク６の位置を補正するため、先ずローラ固定ネジ９（図
１）を少し緩めた状態にする。次に、位置決めローラ８
の主軸となる調整支軸８ａ（図１）をドライバー等を用
いて所定方向に回転させる。調整支軸８ａを回転させる
と、その回転方向に応じてワークステージ５に対する位
置決めローラ８の突出量が変化するため、例えば図７に
示すように中央の位置決めローラ８をワークステージ５
側に突出させることでワーク６の傾きが補正できる場合
は、その調整支軸８ａ（図１）をθ方向に回転させる。
これにより調整支軸８ａの回転動作に連動して位置決め
ローラ８がワークステージ５側に徐々に突出するため、
その最外輪８ｃ（図１）との接触によって図８に示すよ
うにワーク６の傾きが補正された時点で調整支軸８ａの
回転を止め、再びローラ固定ネジ９によって位置決めロ
ーラ８の回転動作を規制する。こうして一旦基準側ハン
ド３のローラ位置を調整してしまえば、その後のワーク
寸法の変更による段取り替え作業は、ベースプレート１
に対する基準側ハンド３の交換作業だけで済むようにな
る。

【００２０】一方、突当側ハンド４については、そのハ
ンド屈曲部がワーク対角線上の支軸１０によって回動自
在に支持されているため、たとえワーク寸法が変更にな
っても、ハンド自身が図７中の矢印で示すように各種寸
法のワーク６に倣って回動するようになる。したがっ
て、基準側ハンド３の位置決めローラ８に対しては、各
種寸法のワーク６を共通（単一）の突当側ハンド４をも
って押し当てることが可能となり、これによってワーク
寸法の変更に伴う突当側ハンド４の交換作業が不要とな
る。

【００２１】このように本実施形態においては、各種寸
法のワーク６に対して共通の突当側ハンド４をもって対
応できるとともに、基準側ハンド３では調整支軸８ａを
回転させるだけの簡単な作業でローラ突出量を微調整
し、ハンド側での寸法誤差等に伴うワーク６の傾きを補
正することができる。また、ベースプレート１に対する
基準側ハンド３の位置が位置決めピン７によって一義的
に決まることから、一旦、基準側ハンド３のローラ位置
を調整してしまえば、その後の段取り替えに際してはロ
ーラ位置の調整が不要となり、単に基準側ハンド３を交
換するだけで済むようになる。

【００２２】なお、上記実施形態においては、基準側ハ
ンド３に対してのみワークステージ５側への位置決めロ
ーラ８の突出量を微調整する調整手段を設けるようにし
たが、例えば突当側ハンド４の取付形態として従来同様
にベースプレート２に取付ボルト等にて位置決め固定す
る構成を採用した場合には、突当側ハンド４にもワーク
ステージ５側への位置決めローラ１４の突出量を微調整
する調整手段を設けることで、突当側ハンド４でも調整
作業のスキルレス化が図られるとともに、ワーク寸法の
変更に伴う段取り替えが基準側ハンド３と突当側ハンド
４の交換作業だけで済むようになる。しかしながら、段
取り替えの所要時間を考慮すると、先の実施形態の如く
突当側ハンド４の共用化を図る方が交換部品の数が少な
くて済むため、より好適である。

【００２３】また、ワークステージ５側への位置決めロ
ーラ８（又は１４）の突出量を微調整する調整手段とし
ては、先述の構成以外にも、例えば図９に示すように、
基準側ハンド３の各々のローラ位置に対応してすり割り
部３ａを設け、このすり割り部３ａを例えばボルト等に
よる押し出しや引き込みによって拡げたり縮めたりする
ことでも、位置決めローラ８の突出量を微調整すること
ができる。

【００２４】さらに、突当側ハンド４の共用化を実現す
る構成としても、例えば図１０に示すように突当側ハン
ド４を一対のハンド片４ａ，４ｂで構成するとともに、
これらのハンド片４ａ，４ｂの基端部（ハンド屈曲部）
を支軸１０で回動自在に支持し、かつ引っ張りコイルバ
ネ１５にて互いに近接する方向に付勢した構成を採用し
たり、或いは図１１に示すように、突当側ハンド４を支
軸１０にて回動自在に支持するとともに、その回転角を
一対の規制ピン１６ａ，１６ｂにて規制した構成を採用
することでも、各種寸法のワーク６に対して突当側ハン
ド４が倣い動作するようになるため、ハンドの共用化を
図ることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明のワーク位置
決め装置によれば、基準側ハンドと突当側ハンドのう
ち、少なくとも基準側ハンドに対して、ワークステージ
側への位置決めローラの突出量を微調整する調整手段を
設けることにより、ワーク寸法の変更に伴う段取り替え
に際しては、装置側での調整作業をスキルレスにて行う
ことができる。また、上記調整手段によって一旦、位置
決めローラの突出量を調整してしまえば、その後の段取
り替えでは単にハンドそのものを交換するだけで済むよ
うになる。そのため、従来よりも段取り替えを短時間で
行うことが可能となり、これによって各種工程での稼働
率の向上も期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるワーク位置決め装置の一実施形
態を説明する図である。

【図２】実施形態におけるハンド駆動ユニットの構成例
を示す平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ矢視図である。

【図５】実施形態におけるワーク位置決め動作の説明図
（その１）である。

【図６】実施形態におけるワーク位置決め動作の説明図
（その２）である。

【図７】段取り替え時の調整作業を説明する図である。

【図８】調整作業後の装置状態を説明する図である。

【図９】調整手段の他の実施形態を説明する図である。

【図１０】突当側ハンドの変形例を説明する図である。

【図１１】突当側ハンドの他の変形例を説明する図であ
る。

【図１２】ＬＣＤ用貼り合わせ装置を説明する図であ
る。

【図１３】従来のワーク位置決め装置の構成を示す斜視
図である。

【図１４】従来例でのワーク位置決め動作の説明図（そ
の１）である。

【図１５】従来例でのワーク位置決め動作の説明図（そ
の２）である。

【図１６】従来の課題を説明する図である。

【符号の説明】

１ ベースプレート（基準側） ２ ベース
プレート（突当側） ３ 基準側ハンド ４ 突当側
ハンド ５ ワークステージ ６ ワーク ８ 位置決めローラ ８ａ 調整
支軸 ８ｂ ローラ部 ８ｃ 最外
輪 １０ 支軸 １４ 位置
決めローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/13 101 G02F 1/1333 500 G09F 9/00 341 B23Q 3/18 H01L 21/68

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークステージ上に載置された平面視矩
   形状をなすワークの対角線上に、それぞれＬ字型をなす
   基準側ハンドと突当側ハンドとを前記ワークに対して接
   離移動可能に配設し、前記基準側ハンドに設けられた少
   なくとも３個の位置決めローラと前記突当側ハンドに設
   けられた少なくとも２個の位置決めローラとで前記ワー
   クステージ上のワークを４方向から挟み込むことにより
   ワークの位置決めを行うワーク位置決め装置において、 前記基準側ハンドと前記突当側ハンドのうち、少なくと
   も前記基準側ハンドが前記ワークステージ側への前記位
   置決めローラの突出量を微調整する調整手段を備えてい
   ることを特徴とするワーク位置決め装置。
2. 【請求項２】 前記突当側ハンドは、そのハンド屈曲部
   が支軸によって回動自在に支持されていることを特徴と
   する請求項１記載のワーク位置決め装置。