JP3937979B2 - 吸着ハンド - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、FPD(フラットパネルディスプレイ)の液晶製造工程などにおいて、ガラスを多数枚収納したカセットからガラスを1枚ずつ取り出し、かつ取り出したガラスを搬送する搬送治具に対して、ガラスの取付、取り外し作業を自動的に行うような場合に用いられる多関節ロボット等の吸着ハンドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶製造工程において、ガラスをカセットから取り出し、搬送治具に取り付ける作業は、ガラスをカセットから取り出すロボットと、この取り出されたガラスを置き台、コンベア等を介して受け取り、搬送治具に取り付けるロボットとにより行っている。又、ガラスを搬送治具から取り外す作業においては、ガラスの位置が偏るとガラスの端面が搬送治具と接触し、ロボット動作時の揺れ等によりそのまま取り外すとガラスの端面に傷が付くため、画像処理装置等を用いてガラスと搬送治具との隙間を計測し、取り出す位置を補正するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記したガラス収納カセットには、ガラスが狭いピッチ(30mm程度)で水平に入っており、カセットからガラスを1枚ずつ取り出すためには、厚さの薄いハンドが必要である。しかし、搬送治具は設置面が歪んでいるため、この歪みに倣うハンドが必要となり、複数台のハンドが必要となった。又、搬送治具からの取り出し時に画像処理装置による補正を行うため、システムが複雑となり、コストアップ、信頼性の低下、処理タクトの低下等を招いた。
【0004】
この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、厚さを薄くできるとともに、ワークセット部材の変形に容易に対応することができ、かつガラス等のワークをワークセット部材から取り外す際にワークを損傷することがない吸着ハンドを得ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る吸着ハンドは、ワークを吸着する吸着パッドを有し、吸着パッドは、吸着ハンド本体部に固定され、筒状で外端にフローティング用孔が形成されるとともに、内周にテーパ部が形成された吸着パッド本体部と、外端側に吸気孔を有するとともに、内端側に次第に拡大して上記フローティング用孔と係合するテーパ部を有するキャップ状の吸着部と、吸着部内に移動可能に係合し、吸着部の吸気孔と連通する通気孔を有するとともに、吸着パッド本体部のテーパ部と係合可能なテーパ部を有する弾性部材支持部と、弾性部材支持部と吸着ハンド本体部との間において、弾性部材支持部の通気孔を囲むように設けられ、負圧とすろことにより吸着部にワ−クを吸着するとともに、後記第3の弾性部材の高さを低くして、吸着部を弾性部材支持部に係合させる機能を有する筒状の第1の弾性部材と、第1の弾性部材の外周側に設けられた筒状の第2の弾性部材と、吸着部と弾性部材支持部との間において吸気孔及び通気孔を囲むように設けられた第3の弾性部材と、第1の弾性部材と第2の弾性部材の間に形成され、負圧とすることにより第1及び第2の弾性部材の高さを低くするとともに、弾性部材支持部のテーパ部を吸着パッド本体部のテーパ部と係合させる機能を有する高さ下降用空気室とを備えたものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面とともに説明する。図2(a),(b)はこの発明の実施形態による液晶製造工程におけるガラス搬送装置の平面図及び正面図を示し、1は床2上に設置された支持台であり、支持台1上には一対のカセット3が設けられ、カセット3内には上記したようにガラス(ワーク)4が狭いピッチ(30mm程度)で水平に20枚程度収納されており、ガラスは左右から伸びた受け台(図示せず)により支持されている。5は床2上に設けられた搬送レール、6は搬送レール5上を移動する平板状の搬送治具(ワークセット部材)であり、低剛性の材料により形成され、搬送レール5上に移動可能に斜めに立設されている。又、搬送治具6には、ガラスをセットするためのガラスよりやや大きい凹部(図示せず)が設けられている。7は多関節ロボットであり、床2上に設置された基部8と、基部8上に回動自在に支持された回動部9と、回動部9に第1の屈曲部10を介して連結された第1のアーム部11と、第1のアーム部11に第2の屈曲部12を介して連結された第2のアーム部13と、第2のアーム部13に第3の屈曲部14を介して連結されたガラス吸着ハンド15とから構成されている。
【0007】
図3(a),(b)はガラス吸着ハンド15の正面図及び平面図を示し、ガラス吸着ハンド15の本体部15aはU字状に形成され、その表面にはガラス3を吸着するための吸着パッド16が6個形成されている。図1(a),(b)はガラス吸着ハンド15の吸着パッド16部分の正面図及び縦断側面図を示し、この状態は搬送後に搬送治具6の凹部にセットされているガラス4を取りに行く状態である。図において、17は略円筒状の吸着パッド16の本体部であり、ガラス吸着ハンド15の本体部15aに形成された円柱状の凹部15bに一体的に嵌合される。本体部17の外端の内周には楕円状の左右フローティング用孔17aが形成され、本体部17の内端の内周には径が小さくなるテーパ部17bが形成される。18は外端側にやや窪んだガラス4との吸着面18aを有するとともに、吸着面18aの中心に吸気孔18bを有するキャップ状の吸着部であり、その内端側には径が次第に拡大するテーパ部18cが形成され、テーパ部18cはフローティング用孔17aと係脱自在に係合する。
【0008】
19は吸着部18の内周に移動可能に嵌合したパッド支持部であり、中心に通気孔19aを有するとともに、内方に径が拡大した係合部19bを有し、係合部19bは本体部17の内周に設けられた係合部17cと係脱自在に係合し、また係合部19bの外周面には本体部17のテーパ部17bと係合するテーパ部19cが形成され、さらに吸着部18の内周から突出した係合部18dはパッド支持部19の外端側に形成された係合部19dと係脱自在に係合する。ガラス吸着ハンド15の凹部15aの底面とパッド支持部19の内面との間には、通気孔19aを囲むようにして筒状で伸縮自在の第1のゴム製パッド20を設けるとともに、第1のゴム製パッド20の外側に同じく筒状で伸縮自在の第2のゴム製パッド21を設ける。ガラス吸着ハンド15には、第1のゴム製パッド20内と連通する吸着用空気通路22が形成されるとともに、第1及び第2のゴム製パッド20,21間に形成された高さ下降用空気室23内と連通する高さ下降用空気通路24が形成される。又、吸気孔18bと通気孔19aとの間の空気圧力を保持するために、吸着部18とパッド支持部19との間に第3のゴム製パッド25が設けられる。
【0009】
次に、上記構成の動作について説明する。まず、多関節ロボット7を動作させ、図4に示すように、カセット3のガラス4の間にガラス吸着ハンド15を挿入する。このとき、高さ下降用空気通路24を介して高さ下降用空気室23を負圧とすると、ゴム製パッド20,21の高さが低くなり、パッド支持部19及び吸着部18の高さも低くなる。このため、ガラス吸着ハンド15の全体的な高さが低くなり、ガラス4間の狭い隙間にガラス吸着ハンド15を挿入することができる。又、本体部17のテーパ部17bとパッド支持部19のテーパ部19cとは係合するので、パッド支持部19及び吸着部18は本体部17のフローティング用孔17aの中央に位置している。
【0010】
ここで、吸着用空気通路22を介してゴム製パッド20内を負圧にすると、図5に示すように、通気孔19aを介して吸気孔18bから吸気され、ガラス4は吸着部18に吸着される。この場合、ゴム製パッド25の高さが低くなるので、吸着部18はパッド支持部19と係合し、フローティング用孔17aの中央に位置するので、ガラス4を正確な位置に保持することができる。ここで、多関節ロボット7を動作させ、ガラス吸着ハンド15に吸着したガラス4をカセット3より抜き取り、搬送治具6のガラス4をセットするための凹部にガラス4を運び、高さ下降用空気室23の負圧を大気圧とすることにより、パッド支持部19及び吸着部18の高さを高くし(外方に突出させ)、ガラス4を搬送治具6の凹部にセットする。
【0011】
次に、ガラス4をセットした搬送治具6を搬送レール5上に移動させ、所定位置で停止させる。ここで、再びガラス吸着ハンド15を用いて、搬送治具6からガラス4を取り外す。この場合、図1に示すように、高さ下降用空気室23を大気圧として吸着部18を外方に突出させ、そのテーパ部18cをフローティング用孔17aに係合させているので、吸着部18はフローティング用孔17aの中央に保持される。この図1の状態において、図6に示すように、吸着用空気通路22を介してゴム製パッド20内を負圧にすると、通気孔19aを介して吸気孔18bから吸気され、ガラス4は吸着部18に吸着される。このとき、ゴム製パッド25の高さが低くなり、吸着部18のテーパ部18cはパッド支持部19の係合部19bと係合して本体部17のフローティング用孔17aから離れるので、パッド支持部19及び吸着部18は左右フローティングが可能となる。従って、ガラス4の側面が搬送治具6の凹部と接触した状態においてガラス4を凹部から抜き取っても、吸着部18がフローティング可能であるので、接触圧は低くなり、ガラス4に傷は付かない。又、ガラス4の上下方向では、ガラス4の自重によりガラス4の下側が搬送治具6の凹部と接触するので、ガラス4を吸着部18に吸着した後、ガラス吸着ハンド15を少し持ち上げて凹部からガラス4を抜き取る。
【0012】
上記実施形態においては、カセット3からガラス4を抜き出す際には、ゴム製パッド20,21間に形成された高さ下降用空気室23を負圧とすることによりゴム製パッド20,21の高さを低くし、パッド支持部19及び吸着部18の高さを低くする(内方に移動する)。これにより、ガラス吸着ハンド15の全体的な高さが低くなり、カセット3内のガラス4間の狭い隙間にガラス吸着ハンド15を挿入することができる。又、この状態でゴム製パッド20内を負圧にし、吸着部18にガラス4を吸着すると、ゴム製パッド25の高さが低くなって吸着部18がパッド支持部19と係合し、パッド支持部19のテーパ部19cは本体部17のテーパ部17bと係合しているので、吸着部18はフローティング用孔17aの中央に位置し、ガラス4を正確な位置に保持することができる。
【0013】
又、搬送治具6からガラス4を取り出す際には、高さ下降用空気室23内を大気圧とするとともに、ゴム製パッド20内を負圧とし、吸着部18に搬送治具6の凹部内のガラス4を吸着する。このとき、ゴム製パッド25の高さが低くなり、吸着部18のテーパ部18cはパッド支持部19bと係合し、フローティング用孔17aから離れるので、吸着部18は左右フローティングが可能となり、ガラス4の側面が搬送治具6の凹部と接触した状態においてガラス4を凹部から取り出しても、ガラス4を損傷させることはない。又、搬送治具6が変形しても吸着部18の左右フローティングにより対応することができる。
【0014】
なお、上記実施形態においては、左右フローティング用孔17aを楕円形としたが、円形として前後左右方向のフローティングを可能とするようにしてもよい。
【0015】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、第1、第2の弾性部材間に形成された高さ下降用空気室を負圧とすることにより第1、第2の弾性部材の高さが低くなり、吸着ハンドの高さを低くすることができ、狭い隙間への挿入が可能となる。又、この状態で第1の弾性部材内を負圧にして吸着部にワークを吸着すると、吸着部は弾性部材支持部と係合し、弾性部材支持部のテーパ部は吸着パッド本体部のテーパ部と係合しているので、吸着部はフローティング用孔の中央部に位置し、ワークを正確な位置に吸着保持することができる。
【0016】
又、高さ下降用空気室内を大気圧とするとともに、第1の弾性部材内を負圧にすると、吸着部にワークが吸着されるとともに、吸着部が弾性部材支持部と係合してフローティング用孔から離れるので、吸着部はフローティング可能となり、ワークセット部材の変形に容易に対応することができるとともに、ワークセット部材にセットされたワークをワークセット部材から損傷を与えることなく取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によるガラス吸着ハンドの吸着パッド部分の正面図及び縦断側面図である。
【図2】この発明によるガラス搬送装置の平面図及び正面図である。
【図3】この発明によるガラス吸着ハンドの正面図及び平面図である。
【図4】この発明によるガラス吸着ハンドのカセット内のガラス間挿入時の要部縦断正面図である。
【図5】この発明によるガラス吸着ハンドのカセット内でのガラス吸着時の要部縦断正面図である。
【図6】この発明によるガラス吸着ハンドの搬送治具にセットされたガラス吸着時の要部縦断平面図である。
【符号の説明】
4…ガラス
6…搬送治具
15…ガラス吸着ハンド
15a,17…本体部
16…吸着パッド
17a…フローティング用孔
17b,18c,19c…テーパ部
18…吸着部
18b…吸気孔
19…パッド支持部
19a…通気孔
20,21,25…ゴム製パッド
23…高さ下降用空気室
Claims (1)
- ワークを吸着する吸着パッドを有する吸着ハンドにおいて、吸着パッドは、吸着ハンド本体部に固定され、筒状で外端にフローティング用孔が形成されるとともに、内周にテーパ部が形成された吸着パッド本体部と、外端側に吸気孔を有とともに、内端側に次第に拡大して上記フローティング用孔と係合するテーパ部を有するキャップ状の吸着部と、吸着部内に移動可能に係合し、吸着部の吸気孔と連通する通気孔を有するとともに、吸着パッド本体部のテーパ部と係合可能なテーパ部を有する弾性部材支持部と、弾性部材支持部と吸着ハンド本体部との間において、弾性部材支持部の通気孔を囲むように設けられ、負圧とすることにより吸着部にワークを吸着するとともに、後記第3の弾性部材の高さを低くして、吸着部を弾性部材支持部に係合させる機能を有する筒状の第1の弾性部材と、第1の弾性部材の外周側に設けられた筒状の第2の弾性部材と、吸着部と弾性部材支持部との間において吸気孔及び通気孔を囲むように設けられた第3の弾性部材と、第1の弾性部材と第2の弾性部材の間に形成され、負圧とすることにより第1及び第2の弾性部材の高さを低くするとともに、弾性部材支持部のテーパ部を吸着パッド本体部のテーパ部と係合させる機能を有する高さ下降用空気室とを備えたことを特徴とする吸着ハンド。
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