JP3272387B2 - 工業用ロボットのワーク保持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、矩形のワークをその周
縁で保持しつつ目標位置へ搬送する工業用ロボットに用
いられるワーク保持装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術および発明の背景】液晶表示板の製造工程
中には、ガラス基板などの矩形のワークを搬送する工程
がある。例えば基板を垂直な軸回りに水平に保持し、こ
の基板上面に処理液を供給してから基板を高速回転させ
て処理液を塗布したり乾燥させるスピナ−が公知である
が、この場合ワークを水平にしてスピナ−のワーク回転
盤上に搬送し、また処理液塗布後のワークを水平に保っ
たまま乾燥装置に移す必要がある。このスピナ−はま
た、露光した基板などのワ−クを回転させ、その上面に
現像液をノズルから噴射して現像する場合（スピン現
像）にも用いられ、この時にも同様の搬送工程が必要で
ある。

【０００３】ここにワークは回転盤上に正確な位置決め
をして運ばなければならない。しかしスピナ−の前工程
からコンベヤなどで送られてくる基板の位置は一般に不
正確であるから、この不正確な位置にあるワークをつか
んで高精度な位置決めをして目標位置に置かなければな
らない。

【０００４】従来は例えば十字形の４本のアームにそれ
ぞれ移動可能な爪を設け、これら４つの爪をワークの４
辺に同時に係合させてワークを掴み、各爪を移動させて
ワークを位置決めするものが用いられていた。

【０００５】しかし４つの爪でワークの４辺を掴むと、
例えば対向する２辺を掴む爪を移動させる際に他の２辺
を他の爪が掴んでいるのでワークが移動しにくくなる。
このため各爪の移動や握持力の制御が複雑になったり、
各爪に好ましくない無理な力が作用して円滑な動作が妨
げられるという問題が生じ得る。また位置決めの精度が
低下するという問題もあった。

【０００６】

【発明の目的】本発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、不正確な位置にあるワークを掴んで正確な
位置決めをしつつ目標位置に円滑に搬送することができ
る工業用ロボットのワーク保持装置を提供することを目
的とする。

【０００７】

【発明の構成】本発明によればこの目的は、矩形のワー
クの周縁を掴んで目標位置へ搬送する工業用ロボットに
おいて、目標位置から離れた直線上を水平移動するキャ
リヤと、このキャリヤに垂直移動可能に保持された昇降
台と、この昇降台に取付けられキャリヤの移動方向に直
交するガイドと、このガイドに案内されて移動する第１
および第２のスライダに保持され前記キャリヤの移動方
向に直交して目標位置側へ水平に連動して進退動する一
対の可動アームからなり各可動アームの先端にそれぞれ
一対づつ設けた爪を前記ワークの一方の対向する２辺の
下面に入れてワークをこれら２辺と平行な方向にスライ
ド可能にしつつこれら２辺に直交する方向に位置決めす
る第１の挾持手段と、前記ガイドに案内されて移動する
第３のスライダと、前記昇降台に水平面上で揺動可能に
保持され前記第３のスライダに連結されて揺動する一対
の回動アームからなり両回動アームの先端間に前記ワー
クの他方の対向する２辺に接触してワークをこれら他方
の２辺に直交する方向に位置決めする第２の挾持手段
と、前記第１および第２のスライダを同期させて互いに
接近・離隔させる駆動手段と、前記第２の挟持手段の両
回動アームにこれらの先端間にワークを挟む方向へ復帰
習性を付与するばねと、を備え、第１および第２のスラ
イダが互いに接近して可動アームがワークを挟む方向に
移動して位置決めする一方、前記第３のスライダはばね
の復帰力によって第１または第２のスライダに当接しつ
つ追随し、両回動アームの先端がワークの他方の２辺を
挟んでワークを位置決めすることを特徴とする工業用ロ
ボットのワーク保持装置により達成される。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の一実施例を適用したスピナ−
の側断面図、図２はその使用例を示す平面図、図３はワ
ーク保持部分の拡大平面図、図４はその動作を示す側面
図である。図１において符号１０はフレーム、１２はモ
ータであり、このモータ１２の垂直な軸には回転軸１４
が嵌合されている。回転軸１４は軸受フレーム１６に回
転自在に保持される一方、その上端には四角形の回転盤
１８が水平に固定されている。この回転盤１８の上面の
四隅には位置決めピン２０が植設されている。ワークと
なるガラス基板２２は、後記の工業用ロボットによって
この回転盤１８上に運ばれ、これらのピン２０にその四
隅を係合させた状態で水平に保持される。

【０００９】このガラス基板２２の上面に処理液を滴下
した後、回転盤１８と共にこの基板２２を高速回転する
と、この処理液は遠心力により基板２２上面全体に拡散
し、余分な処理液は周囲に飛散する。回転盤１８の下方
および周囲はカバー２４で囲まれ、飛散した処理液はこ
のカバー２４によって環状の集液路２６に集められ、さ
らに排液口２８から排液槽（図示せず）に集められる。
また霧状になった処理液はカバー２４の外周壁に設けた
排気口３０から外部の排気ポンプ（図示せず）に吸引さ
れる。

【００１０】３２はこのスピナ−にワークすなわち基板
２２を搬入しまた搬出する工業用ロボットであり、スピ
ナ−を挾んで左右両側に一対配設されている（図２）。
各工業用ロボット３２はワークの搬送方向に平行に設け
たガイド３４、３４によって左右方向に移動可能であ
る。

【００１１】すなわち図１に示すように、フレーム１０
に固定されたサブフレーム３６に上下一対のガイド３
４、３４が水平に取付けられ、これらガイド３４、３４
にスライダ３８、３８を介してキャリヤ４０が取付けら
れている。このキャリヤ４０はモータ４２のプーリに巻
掛けたベルトによって水平方向に移動される。

【００１２】キャリヤ４０にはまた垂直なガイド４４が
固定され、このガイド４４にはスライダ４６、４６を介
して昇降台４８が取付けられている。この昇降台４８
は、図示しないモータで回転されるクランクアーム５０
と、このアーム５０の回動端とキャリヤ４０側ブラケッ
ト５２とをつなぐリンク５４とを備える。従ってこのア
ーム５０を回転させることにより昇降台４８は昇降す
る。

【００１３】昇降台４８の上端にはワーク保持装置５６
が搭載されている。昇降台４８の上端には水平基板５８
が固定され、この水平基板５８の上面には前記ガイド３
４および４４に直交する水平方向に１本のガイド６０が
固定されている。このガイド６０には５個のスライダ６
２ａ〜ｅが装着されている。

【００１４】第１のスライダ６２ａと６２ｄは２本のア
ーム６４、６４で結合され、これらのアーム６４、６４
の先端はガイド６０の一方へ向って伸び、ここに一対の
爪６６、６６が固定されている。第２のスライダ６２ｂ
と６２ｅは前記アーム６４、６４の外側を通る一対のア
ーム６８、６８で結合され、その先端はアーム６４より
も先に伸び、ここに一対の爪７０、７０が固定されてい
る。

【００１５】従ってスライダ６２ａ、６２ｄとアーム６
４は一体にガイド６０上を移動する可動アーム７２を形
成し、またスライダ６２ｂ、６２ｅとアーム６８は一体
にガイド６０上を移動する可動アーム７４を形成する。
これら両可動アーム７２、７４によって基板２２の対向
する２辺２２ａ、２２ｂを挾持する第１の挾持手段７６
が形成される。なお各爪６６、７０は図４の（Ａ）に示
すように、基板２２の下縁に係合する。

【００１６】これら両可動アーム７２、７４は図４に示
すクランク機構を持つ駆動手段によって移動される。す
なわち２つのスライダ６２ａ、６２ｂの中間付近の側方
には、モータ（図示せず）により回動される円盤７８が
設けられ、この円盤７８の中心を挾む対向位置には略コ
字状のリンク８０、８２が連結されている。これらリン
ク８０、８２の他端がスライダ６２ａ、６２ｂに固着し
た起立板に連結されている。

【００１７】従って円盤７８が図４（Ｂ）に示すように
時計方向に回転すれば、リンク８０、８２はスライダ６
２ａと６２ｂとを互いに離す方向に押し、爪６６、７０
は互いに離れる。円盤７８が反時計方向に回転して図４
（Ａ）に示す位置に来れば、スライダ６２ａと６２ｂと
が最も接近し、爪６６、７０が基板２２の２辺２２ａ、
２２ｂの下面に入って基板２２を下面から水平に保持し
得る状態になる。

【００１８】なおこの時基板２２は爪６６、７０の間で
左右にスライド可能となるようにスライド６２ａ、６２
ｂの間隔が設定されている。またスライダ６２ａと６２
ｂとは、図４（Ａ）の位置に来る時に最も低速になるか
ら、基板２２に爪６６、７０はゆっくりと接触すること
になり、この接触時に衝撃を小さくすることができる。

【００１９】８４は第２の挾持手段であり、左右一対の
回動アーム８６、８６を有する。回動アーム８６、８６
は水平基板５８から起立する軸受ピン８８、８８に水平
基板５８から所定間隔高く保持されている。回動アーム
８６、８６には、引張りばね９０、９０によって、その
回動端（先端）が互いに接近する方向に復帰習性が付与
されている。

【００２０】回動アーム８６、８６の基部はスライダ６
２ｄ、６２ｅの上方に延出し、この延出端はロッド９
２、９２によって中央の前記スライダ（第３のスライ
ダ）６２ｃに連結されている。なおこのスライダ６２ｃ
は通常はばね９０の復帰力によってスライダ６２ｂに押
圧され、スライダ６２ｂと共に一体となって移動する。
このスライダ６２ｂにはスライダ６２ｃとの接触・離隔
を検出するセンサ９４が設けられている。

【００２１】従って第１の挾持手段７６が基板２２の２
辺２２ａ、２２ｂを挾持する方向に移動する際には、第
２のスライダ６２ｂに追随して第３のスライダ６２ｃも
移動し、回動アーム８６の先端が基板２２の他方の２辺
２２ｃ、２２ｄに接触するとスライダ６２ｃが残って停
止する。この時両回動アーム８６、８６はそれぞれロッ
ド９２によって第３のスライダ６２ｃに連結されている
から、両アーム８６、８６の回動角は常に同一に保たれ
る。なおスライダ６２ｃがスライダ６２ｂから離隔しな
いことをセンサ９４が検知すると、基板２２をつかんで
いないと判別できる。

【００２２】今このワーク保持装置５６により基板２２
を挾む際には、円盤７８を図４（Ｂ）のように時計方向
に回転させて第１、第２の挾持手段７６、８４を開き、
基板２２の上から降下させる。爪６６、７０が基板２２
と略同一高さになったら円盤７８を図４（Ａ）に示す位
置まで反時計方向に回転させる。この回転に伴って第１
のスライダ６２ａと第２のスライダ６２ｂとが接近して
ゆき、これらと一体の爪６６、７０が基板２２の２辺２
２ａ、２２ｂに接近してゆく。

【００２３】これと同時に第３のスライダ６２ｃが第２
のスライダ６２ｂに追従して移動するから、第２の挾持
手段８４の回動アーム８６、８６がばね９０によって互
いに先端が接近する方向に回動する。回動アーム８６、
８６のいずれかの先端が基板２２の他方の２辺２２ｃ、
２２ｄのいずれかに接触すると、基板２２が押されて左
右方向の中央に移動する。

【００２４】また第１の挾持手段７６も爪６６、７０の
一方によって基板２２を押しながら両爪６６、７０間の
中央に移動させる。この結果基板２２は第１、第２の挾
持手段７６、８４により設定された一定の位置に常に移
動されて保持されることになる。

【００２５】この実施例では第１の挾持手段７６を移動
させる第２のスライダ６２ｂに、第２の挾持手段８４の
第３のスライダ６２ｃを追従させて両者を連動させたか
ら、簡単な構成で両手段７６、８４の動作タイミングを
正確にして動作の信頼性を向上させることができる。

【００２６】また第１の挾持手段７６の爪６６、７０
は、基板２２を挾持した状態で基板２２がこの挾持方向
に直交する方向にスライド可能にした。このため第１、
第２の挾持手段７６、８４の動作タイミングが何らかの
障害により狂い、第２の挾持手段８４の作動が遅れた場
合にも、第１の挾持手段７６によりすでに掴まれた基板
２２を第２の挾持手段８４により容易に移動させること
ができる。

【００２７】

【発明の効果】請求項１の発明は以上のように、キャリ
ヤの移動方向に直交して目標位置側へ水平に互いに連動
して進退動する一対の可動アームにそれぞれ一対設けた
爪をワークの対向する２辺の下面に入れてワークをこれ
ら２辺と平行にスライド可能にしつつこれら２辺に直交
する方向に位置決めする一方、一対の回動アームの先端
間にワークの他方の２辺をばねの復帰力によって挟み位
置決めするようにしたものである。すなわち回動アーム
がばねの力によってワークを一方向（キャリヤの移動方
向）に挟持してキャリヤ移動方向の位置決めをしつつ、
可動アームがワークを他方向（キャリヤ移動方向に直交
する方向）に挟持してこの方向の位置決めをする。この
際に、ワークは可動アームの先端の爪の間で移動できる
から、無理なく精度良く位置決めを行うことができる。

【００２８】この場合に可動アームと回動アームとを連
動させるものである。すなわちガイド上を移動する第
１，第２，第３のスライダを設け、第１および第２のス
ライダに両可動アームを別々に固定してこれら第１，第
２のスライダを駆動手段によって互いに接近・離隔する
ように作動させ、第３のスライダは回動アームを対称に
回動させると共にばねによって第１または第２のスライ
ダに追従させるようにするものである。この構成によれ
ば可動アームが固定された第１および第２のスライダを
駆動するだけですみ、第３のスライダを駆動する駆動手
段は別途設ける必要もないから、構成が簡単である。ま
た第３のスライダが第１または第２のスライダから離れ
たことを検出するセンサを設けておけば、回動アームが
ワークを正しく挟んでいないことを検出することが可能
である（請求項２）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を適用したスピンコータの側
断面図

【図２】その使用例を示す平面図

【図３】ワーク保持部分の拡大平面図

【図４】その動作を示す側面図

【符号の説明】

２２ ワークとしての基板 ３２ 工業用ロボット ４０ キャリヤ ４８ 昇降台 ５６ ワーク保持装置 ５８ 水平基板 ６０ ガイド ６２ａ、６２ｄ 第１のスライダ ６２ｂ、６２ｅ 第２のスライダ ６２ｃ 第３のスライダ６６、７０ 爪 ７２、７４ 可動アーム ７６ 第１の挾持手段 ７８ 駆動手段となる円盤 ８４ 第２の挾持手段 ８６ 回動アーム ９０ ばね ９４ センサ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 矩形のワークの周縁を掴んで目標位置へ
   搬送する工業用ロボットにおいて、 目標位置から離れた直線上を水平移動するキャリヤと、 このキャリヤに垂直移動可能に保持された昇降台と、この昇降台に取付けられキャリヤの移動方向に直交する
   ガイドと、 このガイドに案内されて移動する第１および第２のスラ
   イダに 保持され前記キャリヤの移動方向に直交して目標
   位置側へ水平に連動して進退動する一対の可動アームか
   らなり各可動アームの先端にそれぞれ一対づつ設けた爪
   を前記ワークの一方の対向する２辺の下面に入れてワー
   クをこれら２辺と平行な方向にスライド可能にしつつこ
   れら２辺に直交する方向に位置決めする第１の挾持手段
   と、前記ガイドに案内されて移動する第３のスライダと、 前記昇降台に水平面上で揺動可能に保持され前記第３の
   スライダに連結されて揺動する一対の回動アームからな
   り両回動アームの先端間に前記ワークの他方の対向する
   ２辺に接触してワークをこれら他方の２辺に直交する方
   向に位置決めする第２の挾持手段と、前記第１および第２のスライダを同期させて互いに接近
   ・離隔させる駆動手段と、 前記第２の挟持手段の両回動アームにこれらの先端間に
   ワークを挟む方向へ復帰習性を付与するばねと、を備
   え、第１および第２のスライダが互いに接近して可動アーム
   がワークを挟む方向に移動して位置決めする一方、前記
   第３のスライダはばねの復帰力によって第１または第２
   のスライダに当接しつつ追随し、両回動アームの先端が
   ワークの他方の２辺を挟んでワークを位置決めする こと
   を特徴とする工業用ロボットのワーク保持装置。
2. 【請求項２】 第３のスライダが第１または第２のスラ
   イダから離れたことを検出するセンサを備える請求項１
   の工業用ロボットのワーク保持装置。