JP4359737B2

JP4359737B2 - 水晶片整列装置

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Publication number: JP4359737B2
Application number: JP2000269042A
Authority: JP
Inventors: 肇今井
Original assignee: Shibuya Corp
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2000-09-05
Filing date: 2000-09-05
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2020-09-05
Also published as: JP2002079482A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水晶片整列装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学用の水晶片を製造する際には、一般に大きな水晶片素材をガラス等のプレート上に水溶性接着剤で接着し、この状態のまま水晶片素材を多数の所定寸法の水晶片に切断している。
そして次に、上記プレートと水晶片素材とを、上記水溶性接着剤を溶解させて水晶片素材をプレートから剥離させる液体、例えば温水に浸漬させて水溶性接着剤を溶解させ、これにより水晶片素材をプレートから剥離させて貯溜層内に沈降させる。
このとき、水晶片素材を所定の寸法に切断することによって得られた水晶片と、水晶片ともに生成される残材とが貯溜層内に沈下することになり、この後、沈下した水晶片を人手によりひとつずつ拾い上げ、製品として利用する水晶片を整列させていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記人手による水晶片の整列作業は、扱う水晶片が小さく、また透明（半透明も含む。以下同じ。）であるため、水晶片を整列させるのは大変な労力を要し、また効率も悪かった。
本発明は、上記プレート上の複数の水晶片は水溶性接着剤を溶解した状態では複数列複数行の互いに密集した状態となっており、しかも上下の方向も表裏も揃って配列されていることに着目し、人手を要することなく上記互いに密集した状態の水晶片を予め定められた方向に揃えて整列させることができるようにした水晶片の方向整列方法とその装置を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち請求項１にかかる水晶片整列装置は、複数の水晶片を複数列複数行の互いに密集させた状態で供給する供給手段と、上記複数列複数行の互いに密集された水晶片の複数個を保持するとともに、保持した水晶片を位置検出手段に搬送する保持搬送手段と、上記密集した水晶片を列方向に離隔させる離隔手段と、この離隔手段によって相互に離隔された各水晶片のそれぞれの位置を検出する上記位置検出手段と、この位置検出手段によって位置が検出された各水晶片を把持するとともに、把持した水晶片を予め定められた方向に揃えて整列させる把持搬送手段とを備え、
上記保持搬送手段は、複数列複数行に設けられてそれぞれ密集された水晶片を吸着保持する複数の吸着ヘッドを備え、
上記離隔手段は、上記吸着ヘッドの列方向の間隔を拡縮させる拡縮機構と、行方向の各吸着ヘッドに連通する各行毎のエア通路と、各エア通路に設けた各行毎の開閉バルブとを備え、
上記複数の吸着ヘッドは複数列複数行に密集された水晶片をそれぞれ吸着保持し、上記拡縮機構は吸着ヘッドの列方向の間隔を拡開させて密集している水晶片を列方向に離隔させ、さらに上記各行毎の開閉バルブは保持搬送手段の移動に応じて順次閉じられるようになっており、第１行の開閉バルブが閉じて第１行の吸着ヘッドによる第１行の水晶片の保持を解放して、保持搬送手段が所定量移動したら第２行の開閉バルブが閉じて第２行の吸着ヘッドによる第２行の水晶片の保持を解放することにより、行方向に密集した水晶片を順次行方向に離隔させることを特徴とするものである。
また請求項２にかかる水晶片整列装置は、複数の水晶片を複数列複数行の互いに密集させた状態で供給する供給手段と、上記複数列複数行の互いに密集された水晶片の複数個を保持するとともに、保持した水晶片を位置検出手段に搬送する保持搬送手段と、上記密集した水晶片を行方向に離隔させる離隔手段と、この離隔手段によって相互に離隔された各水晶片のそれぞれの位置を検出する上記位置検出手段と、この位置検出手段によって位置が検出された各水晶片を把持するとともに、把持した水晶片を予め定められた方向に揃えて整列させる把持搬送手段とを備え、
上記保持搬送手段は、１列に配置されてそれぞれ密集された水晶片を吸着保持する複数の吸着ヘッドを備えており、
また上記離隔手段は、接離可能に設けた複数の吸着ヘッド支持板を備えており、この吸着ヘッド支持板はそれぞれ櫛歯状部分を備えてこの櫛歯状部分に上記吸着ヘッドがそれぞれ設けられ、上記複数の吸着ヘッド支持板が相互に近接した際には櫛歯状部分が相互に噛合して上記吸着ヘッドを１列に整列させ、また吸着ヘッド支持板が相互に離隔した際には櫛歯状部分に設けた上記吸着ヘッドは２列で縦横に相互に離隔した状態となることを特徴とするものである。
【０００５】
上記請求項１、２における水晶片整列装置によれば、供給手段は、複数の水晶片を複数列複数行の互いに密集させた状態で供給するようになる。上記複数列複数行の互いに密集された水晶片は保持搬送手段によって保持されて位置検出手段に搬送され、また離隔手段は上記密集した水晶片を列方向及び行方向に離隔させる。この離隔手段によって各水晶片が列方向及び行方向に離隔されると、位置検出手段により各水晶片のそれぞれの位置が検出され、この状態では各水晶片の方向と表裏とは揃っているので、上記位置検出手段によって位置が検出された各水晶片は、把持搬送手段によって把持されるとともに、予め定められた方向に揃えて整列されるようになる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
(水晶板素材１Ａ)
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１ないし図７は、水晶板素材１Ａから残材１ａを除去し、製品としての水晶片１を複数列複数行の互いに密集させた状態とするための工程と装置とを示すものである。
図１において、大きな方形薄板状の水晶片素材１Ａは、ガラス等のプレート２上に水溶性接着剤で接着されている。図示実施例では、６枚の水晶片素材１Ａを縦２列横３列の状態で相互に隣接させてプレート２上に接着してあり、それぞれの水晶片素材１Ａは、縦５列横９列の状態で製品としての水晶片１を切断区分している。この際、中央側となる多数の水晶片群の周囲に、余剰の残材１ａが形成されることになる。また各水晶片１は、例えば７×８ミリ角の大きさを有している。
さらに上記水晶片素材１Ａは、図３に示すように、それぞれ６枚の水晶片素材１Ａが積層重合されて上記水溶性接着剤で相互に接着されており、全ての層の水晶片素材１Ａが上記水晶片１と残材１ａとに切断区分されている。したがって図示実施例では、プレート２上の水晶片１の総数は、６枚×縦５列×横９列×６層の１６２０枚となる。
【０００７】
(分別装置３)
次に、図２は水晶板素材１Ａから水晶片１と残材１ａとを分別するための分別装置３の平面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図、図４は図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図をそれぞれ示している。
上記分別装置３は貯溜槽４を備えており、この貯溜槽４内に、上記水溶性接着剤を溶解させて水晶片素材１Ａをプレート２から剥離させる液体、例えば温水を貯溜することができるようになっている。上記貯溜槽４の底部には水平方向に板状のベース板５を配置し、該ベース板５はベース板支持具６によって貯溜槽４に固定してある。
上記ベース板５の上面の四隅には角柱状の支持部材７をそれぞれ取付けてあり、これら支持部材７の上面によって上記プレート２の四隅を支持することができるようになっている。このとき、各支持部材７の上面にはプレート２の角部が嵌まり込む凹部７ａを形成してあり、これら凹部７ａによってプレート２が位置ずれしないようにしてある。本実施例では、上記４本の支持部材７によってプレート２を支持する支持手段を構成してあり、またプレート２は上記水晶片素材１Ａを下方に向けた状態で支持部材７によって支持され、この状態では水晶片素材１Ａ及びプレート２は貯溜槽４内の液体に浸漬されるようになっている。
【０００８】
上記ベース板５の上部にはプレート２から剥離されて沈降してくる水晶片素材１Ａのうち、製品としての水晶片１のみを受取るブロック８を設けてある。本実施例では、プレート２の６箇所に水晶片素材１Ａを貼付してあるため、ブロック８もそれと同数の６個設けてあり、かつそれぞれのブロック８は各水晶片素材１Ａにおける全ての水晶片群の輪郭よりも若干小さな大きさとなっている。したがって、各水晶片群の最も外側の水晶片１は、各ブロック８よりも若干外側に突出した状態で各ブロックに受止められるようになる。
図２ないし図４に示す状態では、各ブロック８は縦２列、横３列に配置されて相互に離隔しており、プレート２から剥離されて沈下してくる水晶片素材１Ａのうち、残材１ａは各ブロック８で受止められずにその周囲から下方に落下するようになっている。
この際、各ブロック８の上面はそれぞれの水晶片群の直下位置でこれに近接させて配置させてあり、これにより各ブロック８で水晶片１を受取った際に各水晶片１が位置ずれするのを可及的に防止できるようにしてある。
【０００９】
上記各ブロック８は、上述した相互に離隔した位置から、相互に密集した位置に移動可能となっており、それによって各ブロック８で受止めた６つの水晶片群を密集させることができるようになっている。
上記各ブロック８を相互に離隔した位置と相互に密集した位置とに移動させるために、図２に示すように、中央となる２つのブロック８Ａ、８Ｂについては貯溜槽４の中心に向けて左右にスライドできるようにしてあり、その他の周囲のブロック８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ、８Ｆについては貯溜槽４の中心に向けて斜めにスライドできるようにしてある。
【００１０】
上記中央となるブロック８Ａ、８Ｂを左右にスライドさせるため、上記ベース板５には各ブロック８Ａ、８Ｂの下方位置にその移動方向に沿って長孔５ａを形成してあり、かつ各ブロックに螺着したそれぞれ２本のボルト８ａを上記長孔５ａに貫通させている。したがって、各ブロック８Ａ、８Ｂは各２本のボルト８ａが長孔５ａにガイドされることによって左右にスライドすることができ、かつボルト８ａが長孔５ａの外側端部に当接することによって、両ブロック８Ａ、８Ｂは上述した相互に離隔した位置に位置されるようになっている。
他方、上記両ブロック８Ａ、８Ｂを相互に密集した位置に位置させるために、上記ベース板５の長孔５ａを貫通して該ベース板５の下方に突出している上記ボルト８ａの下端部に連結板８ｂを取付けてあり、またベース板５の底面にストッパ５ｃを取付けている。
そして各ブロック８Ａ、８Ｂを中央側に移動させた際には、各連結板８ｂをストッパ５ｃに当接させることによって相互に密集した位置に位置させることができ、この状態では各ブロック８Ａ、８Ｂで受止めた各水晶片群が相互にほぼ接触することができるようになっている(図６、図７参照)。
【００１１】
その他のブロック８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ、８Ｆについても同様に構成してあり、各ブロックごとに設けた連結板８ｂを上記ストッパ５ｃと中央のブロック８Ａ、８Ｂの連結板８ｂとに当接させることにより、各ブロック８を相互に密集した位置に位置させることができるようにしている。この状態では、全てのブロック８Ａ〜８Ｆで受止めた各水晶片群が相互にほぼ接触することができるようになっている。
他方、上記各ブロック８Ｃ〜８Ｆごとに設けたボルト８ａを長孔５ａの外側端部に当接させることによって、各ブロックを相互に離隔した位置に位置させることができるようにしている。
さらに各ブロック８Ａ〜８Ｆには、残材１ａを貯溜槽４内に落下させてからブロック８を密集させる際に、ブロック８とブロック８との間に残材１ａが挟まって各ブロック８の接近作動を妨げないように、干渉防止用の凹部８ｃを貯溜槽４の外方側に向いている側面を除いて各側面に設けてある(図６、図７参照)。
【００１２】
次に、相互に離隔した位置に位置している各ブロック８を相互に密集した位置に移動させるために、各ブロック８の外側の４辺にそれぞれガイド９を設けている。
各ガイド９はそれぞれ貯溜槽４の中心に向けて進退動可能となっており、上記各ブロック８と同様にボルト９ａを備え、各ボルト９ａはベース板５に設けた長孔５ａを貫通して下方に伸び、その下端部に連結板９ｂを備えている。
各ガイド９は、図３に示すように、プレート２よりも下方位置で移動可能となっているが、各ガイドの内側端面は、各ブロック８で受止められた水晶片１に接触し得る高さとなっている。このとき、ブロック８と同様に、ガイド９にも残材１ａがガイド９とブロック８との接近作動を阻害しないように、内側の側面に凹部９ｃを設けている。
【００１３】
上記各ガイド９は、プレート２が貯溜槽４内の支持部材７に載置される際には、プレート２に貼付された水晶片素材１Ａの残材１ａに干渉しないような外側位置に位置するようになっている。
他方、各ガイド９を手動により貯溜槽４の中心に向けて前進させた際には、各ガイド９の内側端面が各ブロック８の水晶片１にほぼ接触するようになるが、これと同時にガイド９の連結板９ｂが各ブロック８の連結板８ｂに当接し、各連結板９ｂ、９ｂを介して各ブロック８を押圧前進させるようになる。そしてこれにより、各連結板８ｂをストッパ５ｃおよび中央のブロック８Ａ、８Ｂの連結板８ｂに当接させることができる。
【００１４】
上記構成を有する分別装置３において、図２ないし図４に示すように、各ブロック８とガイド９とは手動により貯溜槽４の中心から最も離れた位置に位置されており、また貯溜槽４内に温水が満たされている。
この状態において、水晶片素材１Ａが貼付されたプレート２は、水晶片素材１Ａを下方に向けた状態で支持手段としての４本の支持部材７上に載置され、各支持部材７に設けた凹部７ａに係合されて位置決めがなされる。
すると、支持部材７によって支持されたプレート２と水晶片素材１Ａは貯溜槽４内に満たされた温水に浸漬されるため、プレート２と水晶片素材１Ａを貼付していた水溶性接着剤は温水によって溶解され、これにより水晶片１と残材１ａはプレート２から剥離されて貯溜槽４の下方にむかって沈降していく。
このとき図５に示すように、貯溜槽４内の各ブロック８およびガイド９は図示した互いに離隔した位置にあるため、水晶片１のみがブロック８上に落下して受止められ、残材１ａはブロック８とブロック８との隙間やブロック８とガイド９との隙間から貯溜槽４の底部へと沈下する。
【００１５】
次に、図６、図７において、水晶片１がブロック８上に載置されたのを確認したら、四方のガイド９のうち図２における左右のガイド９を貯溜槽４の中央に向かって人手により押圧する。両ガイド９の移動により、ガイド９に固定した連結板９ｂがブロック８に固定した連結板８ｂに当接するので、各ブロック８は貯溜槽４の中央側に移動される。そして、各連結板８ｂがベース板５に固定したストッパ５ｃに当接すればブロック８の前進が停止され、同時にガイド９の前進も停止される。
次に、図２における上下方向のガイド９を貯溜槽４の中央に向かって人手により押圧すれば、両ガイド９に固定した連結板９ｂが上下位置のブロック８Ｃ〜８Ｆに固定した連結板８ｂに当接するので、各ブロック８Ｃ〜８Ｆをストッパ５ｃに沿って貯溜槽４の中央側に移動させる。そして、各連結板８ｂが中央のブロック８Ａ、８Ｂの連結板８ｂに当接すれば、このブロック８Ａ、８Ｂは上下方向には移動できないので、ブロック８Ｃ〜８Ｆの前進が停止され、同時にガイド９の前進も停止される。この状態では、水晶片１は各ガイド９によって側面を保持された状態で、隙間なく貯溜槽４内のブロック８上に整列されることになる。
このとき、貯溜槽４の底部に沈下している残材１ａはブロック８およびガイド９に設けられたそれぞれの凹部８ｃ、９ｃ内に入り込むため、ブロック８およびガイド９の移動が妨げられることはない。
そして最後に、図７に示すように、支持部材７に支持されたプレート２を取り除けば、製品としての水晶片１はそれぞれ上下の向きや表裏が揃った状態でブロック８上に載置されているので、この後、水晶片１の整列作業を効率的に行うことができる。なお、上記プレート２の取外し作業は、次に述べる水晶片の整列装置１０によって自動的に行なわれる。
【００１６】
(供給手段１１)
上記のように分別装置３によって複数列複数行で互いに密集された水晶片１は貯溜槽４ごと、図８に示すように、水晶片の整列装置１０内に供給手段１１を介して順次供給されるようになっている。
上記供給手段１１は、図９、図１０に示すように、貯溜槽４を搬送するローラコンベヤ２０、貯溜槽４の概略の位置決めを行なうストッパ２１、貯溜槽の正確な位置決めを行なう位置決め装置２２、および貯溜槽４内の水晶片１を確実に剥離させるための超音波発生装置２３を備えている。
上記ローラコンベヤ２０を構成する各ローラは図示しないベルトによって相互に連結され、かつ図示しないモータによって回転されて、ローラ上に載置された貯溜槽４を搬送するようになっている。
図８に示すように、ローラコンベヤ２０の上流側の両端にガイド２６が設けられ、該ガイド２６の間に貯溜槽４を通過させることにより、搬送方向と直交する方向における貯溜槽４の載置位置をほぼ所定位置となるように規制している。
【００１７】
図９、図１０に示すように、貯溜槽４の所定供給位置の下流側に２本のストッパ２１を設けてあり、これらストッパ２１を隣接するローラの間から上方に突出させて貯溜槽４に当接させることにより、貯溜槽４の概略の位置決めを行なえるようにしている。
上記各ストッパ２１は、バルブ２１ｃを介して正圧源１８に連通されたエアシリンダ２１ｂによって昇降可能となっており、通常ではストッパ２１はローラより上方に突出した位置となっている。
また、ストッパ２１の側部には制御装置に連結されたリミットスイッチ２７が設けられており、貯溜槽４の側部がリミットスイッチ２７に当接することにより、制御装置は貯溜槽４が上記供給位置に供給されたことを検出することができるようになっている。
【００１８】
上記位置決め装置２２は、貯溜槽４の対角位置に配置した２本の位置決めピン２８と、各位置決めピン２８をそれぞれ昇降させるエアシリンダ２２ａとを備えており、各エアシリンダ２２ａはバルブ２２ｂを介して正圧源１８に連通されている。
図９に示すように、各位置決めピン２８は、貯溜槽４が上記ストッパ２１によって停止した際に、貯溜槽４内のベース５に形成した位置決め孔５ｅの上方位置となるように配置してある。各位置決めピン２８の直径は上記位置決め孔５ｅの直径に対して若干大きくするとともに先端を円錐状としてあり、かつ先端が下方を向くようにアングル２９を介して上記エアシリンダ２２ａに取付けることにより、鉛直方向に昇降自在としている。
そして各位置決めピン２８が下降された際には上記位置決め孔５ｅに係合して貯溜槽４を正確な位置に位置決めすることができるようになっている。
また上記超音波発生装置２３は、一方の位置決めピン２８の側方に配置されて該位置決めピン２８と一体に昇降されるようになっている。この超音波発生装置２３は上記位置決めピン２８が降下された際に貯溜槽４の液体内に浸漬されて超音波を発生することができるようになっており、その超音波によって貯溜槽４内の水晶片１を確実に剥離させることができるようにしている。
【００１９】
以上の構成を有する供給手段１１は、貯溜槽４を順次所定の供給位置に搬送する。貯溜槽４は、ローラコンベヤ２０上を搬送されるうちにガイド２６を通過し、該ガイド２６によって貯溜槽４の搬送方向に対して直角方向のおおまかな位置に位置決めされる。
ストッパ２１はローラより上方に突出した位置で待機しており、貯溜槽４がストッパ２１に当接するとリミットスイッチ２７によってそのことが検出されるので、制御装置はローラコンベヤ２０を停止させる。
この状態となると、制御装置によって位置決め装置２２のバルブ２２ｂが作動され、エアシリンダ２２ａによって位置決めピン２８が下降される。これにより位置決めピン２８の先端の円錐部がベース５に形成した位置決め孔５ｅ内に挿入されると、貯溜槽４の正確な位置決めがなされる。
上記位置決めピン２８が降下されると、これと一体的に超音波発生装置２３が降下され、貯溜槽４内に浸漬されると超音波を発生する。したがってこの超音波により、積層された水晶片１が確実に剥離されるようになる。
この後、後述するように貯溜槽４内からプレート２と全ての水晶片１が取出されると、制御装置によりエアシリンダ２１ｂ、２２ａが作動されてストッパ２１が下降されるとともに位置決めピン２８および超音波発生装置２３が上昇される。
そしてローラコンベヤ２０のモータが起動されると、ローラコンベヤ２０は空になった貯溜槽４を下流側に搬出する。空になった貯溜槽４がストッパ２１上を通過すると、該ストッパ２１は再びローラコンベヤ２０上に突出し、次の水晶片１が整列された貯溜槽４が搬入されるまでその位置で待機するようになる。
【００２０】
(保持搬送手段３５)
次に、図１１、図１２に示すように、上記貯溜槽４内の複数列複数行で互いに密集された水晶片１を一斉に保持して搬送する保持搬送手段３５は、複数列複数行に設けられて密集された水晶片１を保持する保持手段３６と、この保持手段３６を搬送する搬送手段としてのロボット３７(図８、図１２参照)とを備えている。
上記ロボット３７は制御装置によって制御されるようになっており、該ロボット３７のアームの先端にアタッチメント３７ａが設けられている。図１２に示すように、上記保持手段３６を構成するフレーム３８の上部にもアタッチメント３６ａが設けられ、ロボット３７と保持手段３６とはそれらアタッチメント３７ａと３６ａとで分離、接続することができるようになっている。
なお、後に詳述するように、各水晶片１は把持搬送手段６０(図１５)によって１つづつ把持されて整列されるようになっており、上記ロボット３７は把持搬送手段６０の一部を構成している。すなわち把持搬送手段６０は、水晶片１を１つづつ把持する把持手段６１と、この把持手段６１を搬送する搬送手段としての上記ロボット３７とから構成されている。そして上記把持手段６１を構成するフレーム６２の上部にアタッチメント６１ｂが設けられ、ロボット３７と把持手段６１とはそれらアタッチメント３７ａと６１ｂとで分離、接続することができるようになっている。
つまりロボット３７は、必要に応じて、上記保持手段３６と把持手段６１とを選択的に使用してそれぞれを搬送することができるようになっている。このように必要な作業に応じて作業ヘッドを交換するようにしたロボット３７のアタッチメント３７ａ、３６ａ、６１ｂに関する構成は従来公知であるので、その詳しい説明は省略する。
【００２１】
図１１ないし図１３に示すように、上記保持手段３６のフレーム３８には、互いに平行に２本のスライド軸４０を１組として３組、したがって合計６本のスライド軸４０を設けてあり、各スライド軸４０にそれぞれ６個のスライド部材４１を摺動可能に軸支している。そして図１２に示すように、各組２本のスライド軸４０に設けたスライド部材４１、４１に渡って、スライド軸４０と直交させて吸着ヘッド支持板４２を取付けてあり、各吸着ヘッド支持板４２は、各組のスライド軸４０のスライド部材４１、４１に一定の順番で取付けてある。
したがって上記吸着ヘッド支持板４２は合計で１８枚設けられることになり、かつ各吸着ヘッド支持板４２にそれぞれ１５個の吸着ヘッド４３を設けている。その結果、吸着ヘッド４３は縦１５列横１８列の合計２７０個設けられている。そして上記吸着ヘッド支持板４２が互いに密着している状態では、各吸着ヘッド４３は上記貯溜槽４内で密集している各水晶片１と同一の間隔となっており、それによって各吸着ヘッド４３で一斉に縦横２７０枚の水晶片１を吸着することができるようになっている。
【００２２】
(離隔手段４４)
次に、図１３に示すように、上記密集した水晶片を列方向及び行方向に離隔させる離隔手段４４は、上記吸着ヘッド支持板４２の列方向の間隔を拡縮させることによって吸着ヘッド４３の間隔を拡縮させる拡縮機構４５を備えている。
上記拡縮機構４５は、Ｖ字型の位置決め金具４６を備えており、各位置決め金具４６は、左右の最も外側となる２枚の吸着ヘッド支持板４２を除いたその他の吸着ヘッド支持板４２にそれぞれピン４７によって回転可能に軸支してある。各位置決め金具４６にはピン４７とは反対側となる部分に長孔４６ａを穿孔してあり、各長孔４６ａに、隣接した吸着ヘッド支持板４２に設けた上記ピン４７を係合させ、このピン４７を各長孔４６ａ内で往復動可能としている。このとき左右の両端の吸着ヘッド支持板４２には、長孔４６ａに係合するピン４７のみを設けてある。
中央の２枚の吸着ヘッド支持板４２うち一方の吸着ヘッド支持板４２はスライド軸４０に固定してあり、またこの２枚の吸着ヘッド支持板４２の一方に長方形の位置決め金具４８をピン４９で取付け、他方の吸着ヘッド支持板４２に設けたピン４９をその位置決め金具４８に形成した長孔４８ａに係合させている。
さらに最も外側となる２枚の吸着ヘッド支持板４２にはそれぞれエアシリンダー５０ａが連結されており、各エアシリンダー５０ａによって図１３の左右に進退動されるようになっている。各エアシリンダー５０ａはそれぞれバルブ５０ｂを介して正圧源１８に連通されている。
【００２３】
図１３において、中央から右側が外側の吸着ヘッド支持板４２を中央側に移動させた状態を、また中央から左側が外側の吸着ヘッド支持板４２を外側に移動させた状態を示している。
上記各エアシリンダー５０ａは、通常は最も外側となる２枚の吸着ヘッド支持板４２を相互に中央側に移動させ、これによって各吸着ヘッド支持板４２は相互に密着している。この状態では、上述したように各吸着ヘッド４３は上記貯溜槽４内で密集している各水晶片１と同一の間隔となっており、それによって各吸着ヘッド４３で一斉に縦横２７０枚の水晶片１を吸着することができるようになる。
他方、各エアシリンダー５０ａにより最も外側となる２枚の吸着ヘッド支持板４２を相互に離隔する外側に移動させると、最も外側の吸着ヘッド支持板４２に固定されたピン４７が外側に移動するのでピン４７は長孔４６ａ内を移動する。そしてピン４７が長孔４６ａの端部に当接すると、外側から２番目の吸着ヘッド支持板４２に設けた位置決め金具４６が上記ピン４７に引かれるため、該位置決め金具４６を固定している外側から２番目の吸着ヘッド支持板４２がスライド軸４０に沿って移動する。
このようにして各吸着ヘッド支持板４２が順次外側に向けて移動されると、各吸着ヘッド支持板４２はピン４７が長孔４６ａの端部に当接する間隔で拡開される。この状態では、密集していた水晶片１は、縦方向には互いに接触しているが、横方向には相互に拡開されることになる。
【００２４】
上記離隔手段４４は上述した拡縮機構４５の他に、図１１、図１４に示すように、各水晶片１を横方向に拡開させるために、横の行方向の各吸着ヘッド４３に連通する各行毎のエア通路５１と、各エア通路５１に設けた各行毎の開閉バルブ５２とを備えている。
図１４において、各吸着ヘッド支持板４２にはそれぞれ気密を保って連結管５３がスライド軸４０と平行に設けられている。各連結管５３は大径部５３ａと小径部５３ｂとを備えており、小径部５３ｂは吸着ヘッド支持板４２から隣接する吸着ヘッド支持板４２の大径部５３ａ内に気密を保って摺動自在に嵌合している。
各連結管５３内は上記エア通路５１となっており、したがって各連結管５３内のエア通路５１は各連結管５３を介して横の列方向に連通し、また各吸着ヘッド支持板４２が相互に接離することができるようになっている。
また、上記各連結管５３内のエア通路５１は、各吸着ヘッド支持板４２に形成したエア通路５４を介して吸着ヘッド４３に連通している。
したがって、各吸着ヘッド４３は連結管５３内のエア通路５１を介して横方向の各行毎に連通しており、各行毎のエア通路５１、すなわち合計１５本のエア通路５１は、図１１に示すように、各エア通路５１に設けた各行毎の開閉バルブ５２（図１１には１つの開閉バルブ５２のみを記載してある）を介して負圧源１７に連通している。
なお、図１１に示すように、右端の吸着ヘッド支持板４２に設けた連結管５３をフレキシブル導管５５および開閉バルブ５２を介して負圧源１７に連通させるとともに、左端の吸着ヘッド支持板４２に設けた連結管５３もフレキシブル導管５５および上記開閉バルブ５２を介して負圧源１７に連通させている。
また図１２に示すように、エア通路５１が互いに干渉するのを防ぐため、エア通路５１の垂直方向の位置を交互に２段に配置している。
【００２５】
本実施例のように、吸着ヘッド支持板４２にそれぞれ連結管５３を設けるとともに、各連結管５３を相互に伸縮可能に連結してその内部に横方向に連通するエア通路５１を形成すれば、全ての吸着ヘッド４３にそれぞれフレキシブル導管５５を接続する場合に比較して、配管が簡素となり、また保持搬送手段３５を軽量化することができるという利点がある。
【００２６】
図８において、上記構成を有する保持搬送手段３５によれば、上記貯溜槽４内の複数列複数行で互いに密集された水晶片１を一斉に保持してこれを次に述べる位置検出手段５６まで搬送することができ、また上記離隔手段４４は縦横に密集した各水晶片１をその位置検出手段５６において縦方向および横方向に拡開させることができる。
すなわち、前述したように貯溜槽４が供給位置に供給されて位置決めされると、制御装置はロボット３７を制御し、アタッチメント３７ａ、３６ａを介して保持手段３６をロボット３７のアームの先端に取付ける。このとき、保持手段３６の各吸着ヘッド４３は相互に密集した状態となっている。
次に、上記ロボット３７は貯溜槽４に載置されているプレート２上に保持手段３６を移動させ、上記吸着ヘッド４３によってプレート２を吸着保持させる。そしてロボット３７は吸着ヘッド４３がプレート２を吸着すると、該プレート２を貯溜槽４の隣接位置に設けたストッカ５７へ搬送して、該ストッカ５７でプレート２を回収させる。
このようにして貯溜槽４内からプレート２を除去したら、ロボット３７は各吸着ヘッド４３を位置決めされた貯溜槽４内の各水晶片１上に移動させ、それぞれの吸着ヘッド４２に１つずつ水晶片１を吸着保持させる。この際には、貯溜槽４内で６層に積層されている水晶片１は、上記超音波発生装置２３による超音波によって下方の水晶片から確実に剥離されるため、それぞれ最も上方の水晶片１のみが吸着ヘッド４３に吸着保持されるようになる。
各吸着ヘッド４３がそれぞれ水晶片１を吸着保持して貯溜槽４から持ち上げると、各水晶片１は貯溜槽４の隣接位置に設けた洗浄トレー５８内の温水に浸漬されて洗浄される。そして各水晶片１の洗浄が終了したら、上記離隔手段４４の拡縮機構４５はエアシリンダー５０ａを作動させて各吸着ヘッド支持板４２の列方向の間隔を拡開させ、それによって吸着ヘッド４３の間隔を拡開させて互いに密集している水晶片１を横方向に離隔させる。
【００２７】
この状態となると、ロボット３７は各吸着ヘッド４３に水晶片１を吸着させたまま、位置検出手段５６へ水晶片１を搬送する。そして第１行目の吸着ヘッド４３が位置検出手段５６の所定位置に移動されたら、該第１行目の開閉バルブ５２が閉じられて吸着が解除されるので、第１行目の吸着ヘッドに吸着されていた第１行目の水晶片１は位置検出手段５６に設けたトレー５９(図１８参照)上の所定位置に載置される。
このようにして第１行目の水晶片１をトレー５９上に載置したら、ロボット３７は吸着ヘッド４３を所定距離だけ移動させて、第２行目の吸着ヘッド４３を次の所定位置に位置させる。この状態では、第２行目の吸着ヘッド４３に吸着保持されている第２行目の水晶片１は、第１行目の水晶片１から所定距離だけ離隔されている。そしてこの状態で、第２行目の開閉バルブ５２を閉じて第２行目の吸着ヘッドによる水晶片１の吸着保持を解放させれば、第２行目の水晶片１は第１行目の水晶片１から所定距離だけ離隔された状態でトレー５９上に載置される。以下同様にして、吸着ヘッド４３を僅かずつ移動させながら、順次各行の吸着ヘッド４３による水晶片１の保持を解放させることにより、行方向に密集した水晶片を順次行方向に離隔させることができるので、トレー５９上に縦横ともに隙間の開いた状態で水晶片１を整列させることができる。この状態では、全ての水晶片１の方向と表裏とはそれぞれ同一の状態となっている。
【００２８】
(位置検出手段５６)
次に、図１８、図１９において、上記位置検出手段５６は、離隔手段４４によって列方向及び行方向に離隔された各水晶片１のそれぞれの位置を検出することができるようになっており、上記把持搬送手段６０は、この位置検出手段５６によって検出された位置データに基づいて各水晶片１を順次把持するとともに、把持した水晶片１を予め定められた方向に揃えて整列させるようになっている。
上記位置検出手段５６は、上記離隔手段４４によって列方向及び行方向に離隔された各水晶片１が載置される上述のトレー５９を備えており、このトレー５９は透明部材によって構成されている。このトレー５９の下方には光源６４が設けられ、この光源６４からの光は上記水晶片１によって遮光されるようになっている。そして上記ロボット３７には、トレー５９上の水晶片１を撮影する図示しないカメラを設けてある。
すなわち、上記水晶片１は光源６４からの光を遮光するので、カメラによってその水晶片１を撮影すれば、各水晶片１が透明であっても黒いシルエットとして各水晶片１の画像を取込むことができ、それによって各水晶片１の位置を検出することができる。
【００２９】
なお、上記トレー５９内には水が入れられ、水晶片１は水内に浸漬された状態で該トレーの底部に載置される。このトレー５９内に水が入れられているのは、水晶片１を水中に浸漬させないと、水晶片１が乾燥した際に貯溜槽４や洗浄トレー５８で除去し切れなかった接着剤や乾燥による水垢が水晶片１にこびりついてしまい、これらの汚れが後工程である洗浄工程において除去が困難となるためである。
またトレー５９を清掃するワイパ６５が設けられている。このワイパ６５の下面はトレー５９の底面に接触しており、トレー５９の側部に設けられたアクチエータ６６によって左右に往復動されて、水晶片１より剥離してトレー５９の底部に沈殿する接着剤のかすなどの清掃を行うことができるようになっている。このワイパ６５は、非作動時には水晶片１の整列位置から外れた図示停止位置に待機しており、光源６４からの光線の照射を妨げないようになっている。
【００３０】
(把持手段６１)
次に、図１５に示すように、上述した把持手段６１はフレーム６２に取り付けられて上記トレー５９上の水晶片１を吸着保持する吸着ヘッド６９と、この吸着ヘッド６９によって吸着された水平方向の水晶片１の両側部を把持するグリッパ７０と、このグリッパ７０を鉛直面内で回転させて、グリッパ７０で把持した水平方向の水晶板１を垂直方向に起立させる回転手段７１とを備えている。
上記フレーム６２の上部には上述の保持手段３６と同様にアタッチメント６１ｂが設けられ、ロボット３７のアームに設けられたアタッチメント３７ａに着脱可能となっている。この把持手段６１と保持手段３６とは選択的にロボット３７に着脱され、不使用となっている保持手段３６又は把持手段６１は、図８に示すように、ロボット３７の可動範囲内に設けられた図示しないラックにそれぞれ載置されるようになっている。
【００３１】
上記把持手段６１の吸着ヘッド６９は、バルブ７２ｂを介して正圧源１８に連結されたエアシリンダ７２ａによって昇降されるようになっており、また吸着ヘッド６９はバルブ７３ｂを介して負圧源１７に連通されている。
上記回転手段７１は、フレーム６２に設けた回転軸７４に枢支した回転板７５と、この回転板７５に設けたアクチエータ７６と、さらにバルブ７７ｂを介して正圧源１８に連通されたエアシリンダ７７ａとを備えている。そしてエアシリンダ７７ａは回転板７５に連結されて該回転板７５とアクチエータ７６とを一体的に回転させるようになっており、上記アクチエータ７６は上記グリッパ７０を開閉作動させることができるようになっている。
上記把持手段６１の非作動状態では、図１５に示すように、吸着ヘッド６９は上昇端に位置しており、またグリッパ７０は、吸着ヘッド６９が水晶片１を吸着している状態では、該水晶片１を両側から把持可能な位置となっている。
【００３２】
したがって、上記図示しないカメラによってトレー５９上に整列載置された水晶片１の位置が検出されると、上記把持手段６１はその水晶片１の位置データに基づき、位置が検出された１つの水晶片１上に移動する。この状態となると、吸着ヘッド６９のエアシリンダ７２ａが作動されて吸着ヘッド６９を下方に移動させるとともに、該吸着ヘッド６９に連通されたバルブ７３ｂが開かれて水晶片１を吸着保持する。
次に、上記エアシリンダ７２ａにより水晶片１を吸着保持した吸着ヘッド６９が上昇端まで上昇されると、吸着ヘッド６９に吸着されていた水晶片１はグリッパ７０により両側から把持される。この後、吸着ヘッド６９による水晶片１の吸着保持が解除され、水晶片１はグリッパ７０に受け渡される。
【００３３】
水晶片１がグリッパ７０によって把持されると、上記回転手段７１によりグリッパ７０が回転されて、グリッパ７０で把持した水平方向の水晶板１が垂直方向に起立される。このとき、水晶片１の方向および表裏はわかっているので、該水晶片１を予め定めた方向に揃えて整列トレー１００(図８)内に起立した状態で整列させることができる。
しかしながら本実施例では、各水晶片１を整列トレー１００内に整列させる前に、各水晶片１の大きさが所定の寸法となっているか否かを検査する水晶片検査手段７９を設けている。
【００３４】
(水晶片検査手段７９)
図１８、図１９に示すように、上記水晶片検査手段７９は、水晶片１の大きさを測定するためのレーザ検査装置８０を備えており、このレーザ検査装置８０はレーザ照射部８３とレーザ受光部８４とを備えている。上記レーザ照射部８３から照射されたレーザはレーザ受光部８４によって受光され、その結果は制御装置によって解析されるようになっている。
水晶片１は上記レーザ照射部８３とレーザ受光部８４との間に供給され、レーザ照射部８３より照射されたレーザが水晶片１によって遮られることにより該水晶片１の縦、横および高さを測定することができるようになっている。
上記レーザ検査装置８０はターンテーブル８１上に設けてあり、ターンテーブル８１によってレーザ検査装置８０を搬入された水晶片１に対して約３度の幅で揺動させることができるようにしている。これは、ロボット３７の移動精度が水晶片１の測定に必要な検査精度ほど高くないからである。つまりロボット３７が水晶片１をレーザ検査装置８０内に搬入するたびにロボット３７の移動時のばらつきによって水晶片１の搬入位置にばらつきが生じてしまい、水晶片１がレーザ検査装置８０に対して僅かに傾いて搬入される可能性があるからである。
そこで、水晶片１の寸法を測定する際に最小の値が得られるようにレーザ検査装置８０をターンテーブル８１によって揺動させれば、水晶片１の正確な寸法を測定することが可能となる。
【００３５】
上記ターンテーブル８１は、円弧状のスライドレール８５上に２つのスライド部材８６を介して載置されており、またターンテーブル８１に取付けたロッド８８にアクチエータ８９を連結している。このアクチエータ８９は制御装置によって制御され、このアクチエータ８９の伸縮によってターンテーブル８１を往復揺動回転させることができるようにしている。
上記ターンテーブル８１の両端部にそれぞれＬ字型のアングル８７を取り付けてあり、一方のアングル８７に上記レーザ照射部８３を、他方のアングル８７に上記レーザ受光部８４をそれぞれ固定して、レーザ照射部８３とレーザ受光部８４とを所定の距離をあけて互いに向き合わせている。
【００３６】
上記水晶片１はロボット３７により上記レーザ照射部８３トレーザ受光部８４との間に搬入されるようになっており、上記ターンテーブル８１には、搬入された水晶片１にＮ_２ガスを吹付けて水晶片から水滴を除去させる水滴除去装置９０を設けている。
上記水滴除去装置９０は、上記水晶片１の搬入位置に向けてターンテーブル８１に取付けた２本のノズル９１と、該ノズル９１にそれぞれＮ_２ガスを供給するボンベ９２と、各ノズル９１とボンベ９２との間に設けられ、制御装置によって開閉制御されるバルブ９３とを備えている。
上記水滴除去装置９０は水晶片１に付着している水滴を除去し、それによってレーザ検査装置８０の検査時にレーザが水滴によってさえぎられ、検査不良が生じてしまうことを防止する。
【００３７】
上述したように、トレー５９上に縦横ともに隙間の開いた状態で整列された水晶片１は、１つづつ把持手段６１のグリッパ７０によって把持され、該グリッパ７０の回転により水平方向の水晶片１が垂直方向に起立されるようになる。
しかしながら、水晶片１が水平状態のときに上記レーザ検査装置８０による第１回目の寸法検査が行なわれ、図１６におけるＸ方向の寸法が計測される。すなわち、上記グリッパ７０が吸着ヘッド６９から水平方向の水晶片１を把持すると、ロボット３７はその状態のまま水晶片を上記レーザ照射部８３トレーザ受光部８４との間に搬入して、計測すべきＸ方向の面をレーザ照射部８３に向き合わせる。
上記水晶片１が搬入されると、水滴除去装置９０のバルブ９３が開放されてノズル９１の先端より水晶片１に向けてＮ２ガスが噴出され、これにより水晶片１に付着した水滴が除去される。
上記グリッパ７０は水晶片１を把持しているが、レーザ照射部８３より照射されたレーザは水晶片１を図１６のＸ方向に横切るため、グリッパ７０があっても水晶片１のＸ方向の寸法を正確に計測することができる。この際、レーザ検査装置８０がターンテーブル８１によって揺動され、複数回の計測のうち最小の寸法が上記水晶片１のＸ方向の寸法として決定される。
【００３８】
上記水晶片１のＸ方向の寸法が計測されたら、次にグリッパ７０が回転されて水平方向の水晶片１が垂直方向に起立されるようになる。この状態で、次に計測すべきＹ方向の面が上記レーザ照射部８３に向き合わされ、上述したのと同様にしてそのＹ方向の寸法が計測される。
さらにこの後、次に計測すべきＺ方向の面が上記レーザ照射部８３に向き合わされてそのＺ方向の寸法が計測される。
このようにして水晶片１の縦、横、高さの寸法が測定され、その測定結果が制御装置内に記憶された正規のデータと比較して良好であると判断されれば、ロボットは水晶片１を整列トレー１００へ搬送して整列させるようになる。他方、水晶片１が不良と判断されれば、該水晶片１は整列トレー１００へ搬送されることはなく、廃棄されることになる。
なお、水晶片１の寸法検査にあたっては、全ての水晶片１を検査してもよいし、或いは便宜的に各層における四隅の４枚の水晶片１のみを検査するようにしてもよい。このような場合には、４枚の水晶片１のうち、１枚でも不良がある場合には、制御装置は水晶片の整列装置１０を停止させて警報を発するようにすればよい。
【００３９】
(整列トレー１００)
次に、上記把持搬送手段６０によって搬送されてきた水晶片１は予め定められた方向に揃えて整列トレー１００内に整列される。図２１に示すように、上記整列トレー１００内には整列用ジグ１０１を固定してあり、この整列用ジグ１０１内には１つづつの水晶片１をそれぞれ起立した状態で保持する多数の保持部１０２を設けてある。この保持部１０２は、行方向に１５列、列方向に１８列の２７０個設けられ、したがって一層分の水晶片１を整列収容することができるようになっている。
上記保持部１０２は軟質合成樹脂やゴム等で製造され、上記把持搬送手段６０によって起立した状態で上方から押込まれる水晶片１を保持することができるようになっている。また整列トレー１００内には水が満たされており、保持した水晶板１が大気中に露出することがないようにしてある。
【００４０】
図８において、空の整列トレー１００は搬出手段１０３によって所定の位置に搬入され、ここで水晶片１がその内部に整列されるようになる。そして水晶片が整列された整列トレー１００は上記搬出手段１０３によって上記所定の位置から搬出され、この位置に新たに空の整列トレー１００が搬入されるようになる。
上記搬出手段１０３は前述の供給手段１１と同様にローラコンベヤ１０４、ストッパ１０５および整列用ジグ１０１の位置決め手段１０６を備えている。
上記位置決め手段１０６は、それぞれバルブ１０６ｂを介して正圧源１８に連通された２本のエアシリンダ１０６ａと、各エアシリンダ１０６ａによって作動される位置決め部材１０７を備えている。各位置決め部材１０７は整列用ジグ１０１対角位置に配置され、それぞれ整列用ジグ１０１の角部に係合してこれを位置決めすることができるようになっている。
【００４１】
空の整列トレー１００はローラコンベヤ１０４によって搬送され、上昇しているストッパ１０５に当接することにより停止位置で停止される。そしてリミットスイッチ１０８によって空の整列トレー１００が供給されたことが検出されるとローラコンベヤ１０４が停止される。次に、位置決め手段１０６のエアシリンダ１０６ａが作動されて位置決め部材１０７が前進され、各位置決め部材１０７が整列トレー１００内に設けた整列用ジグ１０１のコーナー部に当接すると、該整列用ジグ１０１が位置決めされて固定される。
【００４２】
この状態において、上記水晶片検査手段７９によって水晶片１が良品であると判定されると、上記把持搬送手段６０は水晶片１を整列ジグ１０１上に搬送し、ロボット３７に設けた図示しないカメラによって整列ジグ１０１の保持部１０２を撮影する。制御装置がその映像を基に水晶片１を挿入すべき保持部１０２の位置を確認すると、該水晶片１は上記把持搬送手段６０によって保持部１０２内に挿入される。このようにして一層全ての水晶片１が各保持部１０２内に挿入されると、整列ジグ１０１内が満杯となる。
この状態となると、位置決め部材１０７による整列用ジグ１０１の位置決めが解除され、ストッパ１０５が下降し、ローラコンベヤ１０４が起動されるため、満杯となった整列トレー１００は下流側へ搬出されるとともに、新たな空の整列トレー１００が供給されるようになる。
【００４３】
次に、図２３は本発明の第２実施例を示したものである。上記実施例では離隔手段４４を拡縮機構４５、エア通路５１および開閉バルブ５２によって構成しているが、本実施例の離隔手段は２つの拡縮機構を備えたものである。
すなわち本実施例の離隔手段は、上記第１実施例の拡縮機構と同一構成の第１拡縮機構４５と、位置検出手段５６のトレー５９内に設けた複数本の互いに平行な細長いスライド板２０１と、各スライド板２０１の間隔を拡縮させる第２拡縮機構２０２とを備えている。
上記スライド板２０１は、貯溜槽４内に整列されている水晶片１の縦方向の列数と同数だけ設けられ、それぞれ透明部材から構成されている。各スライド板２０１には連結棒２０３を連結してあり、各連結棒２０３を屈曲させてその先端部を上記トレー５９の外部に引出してから、その部分に上記第２拡縮機構２０２を連動させている。
上記第２拡縮手段２０４はパンタグラフ機構２０４を有しており、このパンタグラフ機構２０４は、原理的には上記拡縮機構４５の位置決め金具４６とピン４７とに相当するものである。このパンタグラフ機構２０４は、バルブ２０５ｂを介して正圧源１８に連通されたエアシリンダ２０５ａによって拡縮され、それに伴って連結棒２０３を介して各スライド板２０１を拡縮することができるようになっている。
【００４４】
本実施例において、上記スライド板２０１は互いに密集した状態となっている。そして貯溜槽４内の密集している水晶片１は、その状態のまま保持搬送手段３５によって吸着保持され、先ず上記第１実施例の拡縮機構と同一構成の第１拡縮機構４５によって列方向に離隔されるようになる。
そして水晶片１はこの状態で保持搬送手段３５によって位置検出手段５６まで搬送され、トレー５９内の上記スライド板２０１上で吸着が解除されて各スライド板２０１上に載置される。
この状態となると、上記第２拡縮機構２０２が各スライド板２０１を離隔させるので、各スライド板２０１上の水晶片１は行方向の間隔が広げられることになる。
この状態では、水晶片１はトレー５９上に縦横ともに隙間の開いた状態で整列されている。また上記トレー５９およびスライド板２０１は透明部材によって構成されているので、光源６４からの光はそれらによって遮光されることがない。そして光が水晶片１によって遮光されることによって、各水晶片１の位置を検出することができる。
【００４５】
図２４ないし図３２は本発明の第３実施例を示したものである。上記実施例においては、ロボット３７は保持手段３６と把持手段６１とを交互に着脱することによって両者を交換使用するようにしてあるが、本実施例のロボット３３７は、図２４に示すように、保持手段３３６と把持手段３６１とを同時に備えており、いずれか一方を下方に向けた作業位置に、他方を水平方向に向けた非作業位置に回転移動させることによって、両者を交換使用することができるようにしている。
また上記実施例における保持手段３６は、縦１５列横１８列に配置された合計２７０個の水晶片１を一斉に吸着保持するためにその水晶片１の配列と同様に配置した合計２７０個の吸着ヘッド４３を備えているが、本実施例の保持手段３３６では、横１列の１８個の水晶片１を保持させるようにしており、そのために吸着ヘッド３４３も１８個だけ設けてある。
【００４６】
より詳細に説明すると、図２４において、ロボット３３７のアームの先端部にアングル３０２を取付けてあり、このアングル３０２にロータリアクチエータ等の回転手段３０３を取付けている。この回転手段３０３はフレーム３０４を１８０度の範囲で往復回転させることができるようになっており、このフレーム３０４に９０度の角度をなすように上記保持手段３３６と把持手段３６１とを取付けている。
上記回転手段３０３は制御装置によって制御されるようになっており、保持手段３３６と把持手段３６１とのいずれか一方を下方に向けた作業位置に位置させることができるようになっている。
図２４は保持手段３３６が下方を向いた作業位置にあることを示しており、この状態では把持手段３６１は水平方向を向いた非作業位置となっている。そしてこの状態から回転手段３０３が制御装置の制御によりフレーム３０４を１８０度回転させると、把持手段３６１が下方を向いた作業位置となり、保持手段３３６は水平方向を向いた非作業位置となる。さらに、ここから保持手段３３６を作業位置へ戻す場合には、回転手段３０３を逆方向に１８０度回転させればよい。
【００４７】
上記フレーム３０４には、保持手段３３６の隣接位置に、プレート２を吸着して除去するためにさらに２つの吸着ヘッド３０７を設けている。上述したように、第１実施例、第２実施例では、保持手段３６は縦横に合計２７０個の吸着ヘッド４３を備えているが、本実施例の保持手段３３６では横１列の１８個の吸着ヘッド３４３を備えるだけであり、この吸着ヘッド３４３だけでプレート２を吸着して除去することが困難となるため、上記吸着ヘッド３０７を設けている。
図２４、図２５に示すように、上記２つの吸着ヘッド３０７はフレーム３０４に設けたエアシリンダ３０８ａによって昇降されるようになっており、このエアシリンダ３０８ａはバルブ３０８ｂを介して正圧源１８に連通されている。また上記吸着ヘッド３０７は、バルブ３０７ｂを介して負圧源１７に連通している。
【００４８】
次に、図２６ないし図２８において、上記保持手段３３６は、横１列に配置した１８個の吸着ヘッド３４３と、この横１列に並べられた吸着ヘッド３４３(図２８の左半分参照)を１つおきにその横方向と直交する縦方向に移動させることにより２列に変換し(図２８の右半分参照)、それによって各列毎に水晶片１を相互に離隔させるようにした拡縮手段３４４とを備えている。
上記拡縮手段３４４は、図２７に示すように、フレーム３０４に固定したアクチエータ３０９と、このアクチエータ３０９によって互いに逆方向に同量だけ作動される２枚の吸着ヘッド支持板３４２Ａ、３４２Ｂとを備えており、この２枚の吸着ヘッド支持板３４２Ａ、３４２Ｂは互いに噛合うように櫛歯状となっている。そして各吸着ヘッド支持板３４２Ａ、３４２Ｂの櫛歯状部分にそれぞれ上記吸着ヘッド３４３が取付けてあり、上記アクチエータ３０９によって各吸着ヘッド支持板３４２Ａ、３４２Ｂが互いに密着する状態となった際には、図２８の左半分で示すように、互いの櫛歯状部分が相互に噛合して、各吸着ヘッド３４３を１列に整列させるようになっている。この際、各吸着ヘッド３４３の間隔は、上述した貯溜槽４内で相互に密集している横１列の水晶片１の間隔に一致している。
他方、上記アクチエータ３０９によって各吸着ヘッド支持板３４２Ａ、３４２Ｂが互いに離隔した状態となった際には、図２８の右半分で示すように、互いの櫛歯状部分が相互に離隔して、各吸着ヘッド３４３を２列で整列させるようになっている。この状態では、各吸着ヘッド３４３に吸着されている水晶片１は、２列で縦横に相互に離隔した状態となっている。
そして各吸着ヘッド３４３は、吸着ヘッド支持板３４２Ａ、３４２Ｂに設けたエア通路３１２にそれぞれ連通し、各エア通路３１２はバルブ３４３ｂを介してそれぞれ負圧源１７に連通している。
【００４９】
また図２７に示すように、上記各吸着ヘッド３４３に隣接させて、横１列の水晶片１の側面に当接してこれを整列させるためのプレート３１０を設けている。このプレート３１０は、一方の吸着ヘッド支持板３４２Ａを貫通させて該吸着ヘッド支持板３４２に昇降自在に設けた２本のロッド３１３(図２８参照)の下端部に取付けてあり、各ロッド３１３の上端部に設けたカムフォロワ３１３ａは、昇降フレーム３１４に形成した水平方向のカム溝３１４ａに係合させている。上記昇降フレーム３１４は、フレーム３０４に設けたアクチエータ３１５によって昇降されるようになっている。
したがって上記アクチエータ３１５により昇降フレーム３１４を昇降させると、該昇降フレーム３１４のカム溝３１４ａに係合しているカムフォロワ３１３ａを介してロッド３１３が昇降されるので、これにより上記プレート３１０を昇降させることができる。
また、上記拡縮手段３４４によって吸着ヘッド支持板３４２Ａが移動された際には、該吸着ヘッド支持板３４２Ａに昇降自在に設けたロッド３１３も一体的に移動され、その際、ロッド３１３の上端のカムフォロワ３１３ａは昇降フレーム３１４のカム溝３１４ａ内を移動するので、両者の係合状態が維持されるようになっている。
【００５０】
さらに上記把持手段３６１は、上記実施例と同様に吸着ヘッド３６９やグリッパ３７０および回転手段３７１を備えている。ただし、上記実施例においては回転手段７１をエアシリンダー７７ａと回転板７５とで構成していたのに対し、本実施例においては回転手段３７１をロータリーアクチエータから構成してあり、グリッパ３７０を該ロータリーアクチエータによって回転させることができるようにしている。
その他の構成は、前述の実施例と同様に構成してある。
【００５１】
前述の実施例においては水晶片１は６層となっているが、本実施例においては水晶片１を２層の状態で密集させてある。そして上記水晶片１を収容した貯溜槽４が供給手段１１によって搬送され、上記実施例と同様に所定の供給位置で正確な位置決めがなされると、ロボット３３７は吸着ヘッド３４３および吸着ヘッド３０７を貯溜槽４内のプレート２上へ移動させる。
そして吸着ヘッド３４３がプレート２に密着されるとバルブ３４３ｂが開放されてプレート２を吸着するようになる。これと同時に、バルブ３０８ｂが開放されてエアシリンダ３０８ａにより吸着ヘッド３０７が降下されるとともに、バルブ３０７ｂが開放されて吸着ヘッド３０７もプレート２を吸着する。
この状態となると、ロボット３３７はプレート２を吸着したままストッカ５７へプレート２を搬送し、バルブ３４３ｂおよびバルブ３０７ｂが閉じられて吸着が解除されると、プレート２はストッカ５７内に回収されるようになる。
そして吸着ヘッド３０７はエアシリンダ３０８ａにより上昇端位置に復帰されるようになる。なお、この際にはプレート３１０は上昇端位置に保持されている。
【００５２】
次に、保持手段３３６の各吸着ヘッド３４３は、横１列の１８枚からなる水晶片１ｂをそれぞれ吸着保持し、これを持上げる。この際、図３０に示すように、下層の水晶片１ｃが吸着ヘッド３４３によって持上げられる上層の水晶片１ｂから完全に剥離されず、上層の水晶片１ｂと一体に持上げられることがある。
そこで本実施例では、上層の水晶片１ｂが隣接するガイド９を僅かに超える位置まで上昇したら、上記各吸着ヘッド３４３をガイド９側へ水平に移動させるようになっている。これにより下層の水晶片１ｃはガイド９に当接して上層の水晶片１ｂと一体に移動することができないので、上層の水晶片１ｂから確実に剥離されて貯溜槽４内に沈下するようになる。
したがって本実施例においては、必要に応じて超音波発生装置２３を省略することができる。
上記実施例と同様に、吸着ヘッド３４３に吸着された水晶片１ｂは洗浄トレー５８へ搬送され、洗浄トレイ５８内に浸漬されて洗浄された水晶片１ｂは位置検出手段５６のトレー５９の上部へ搬送される。
そして拡縮手段３４４のアクチエータ３０９により２枚の吸着ヘッド支持板３４２Ａ、３４２Ｂが互いに離隔されると、各吸着ヘッド３４３に吸着されている水晶片１ｂは、２列で縦横に相互に離隔した状態となり、各水晶片１ｂはこの状態で位置検出手段５６のトレー５９上に載置されるようになる。
【００５３】
この後、拡縮手段３４４が再び各吸着ヘッド３４３を横１列の状態に復帰させると、該吸着ヘッド３４３は、既に搬出された水晶片１ｂに隣接した水晶片１ｄの上方に移動される。この際、この水晶片１ｄは、図３１の想像線で示すように、上述した下層の水晶片１ｃが上層の水晶片１ｂから剥離されて貯溜槽４内に沈下する際に生じる貯溜槽４内の水流によって元の位置から僅かに移動されてしまうことがある。
そこで各吸着ヘッド３４３によって上記水晶片１ｄを吸着する前に、該水晶片１ｄの元の位置への整列が行なわれる。
すなわち、先ず上記アクチエータ３１５により昇降フレーム３１４およびロッド３１３を介して上記プレート３１０が降下される。この状態となると、ロボット３３７はプレート３１０を上記水晶片１ｄから充分に離れた位置でこれに当接可能な高さ位置まで降下させ、次に該プレート３１０を上記水晶片１ｄに向けて移動させる。これによりプレート３１０は水晶片１ｄに当接し、該水晶片１ｄを元の位置に整列させることができる。
【００５４】
上記水晶片１ｄを元の位置に整列させたら、上記アクチエータ３１５により昇降フレーム３１４およびロッド３１３を介して上記プレート３１０が上昇され、次に吸着ヘッド３４３が降下されて上記水晶片１ｄを吸着する。
この後、吸着ヘッド３４３は吸着した水晶片１ｄを持上げるのであるが、この際、図３２に示すように、下層の水晶片１ｅが吸着ヘッド３４３によって持上げられる上層の水晶片１ｄから完全に剥離されず、上層の水晶片１ｄと一体に持上げられる危険性がある。
そこで今回は、上層の水晶片１ｄを僅かに上昇させたら、上記各吸着ヘッド３４３を貯溜槽４内に残存して隣接する上記水晶片１ｃ側へ水平に移動させるようになっている。これにより下層の水晶片１ｅは隣接する水晶片１ｃに当接して上層の水晶片１ｄと一体に移動することができないので、上層の水晶片１ｄから確実に剥離されて貯溜槽４内に沈下するようになる。
この後、上述した作動が繰り返されて、横１列の水晶片１は順次相互に離隔した２列の状態に拡開されるようになる。
このようにして貯溜槽４内の全ての水晶片１を位置検出手段５６のトレー５９上に載置させたら、回転手段３０３により把持手段３６１が下方に向いた作業位置に切換えられ、前述の実施例と同様に、該把持手段３６１の吸着ヘッド３６９とグリッパ３７０とによって水晶片１を１つづつ把持して整列させることができる。
【００５５】
なお、上記第３実施例においては、貯溜槽４内の全ての水晶片１を位置検出手段５６のトレー５９上に載置させるようにしているが、１列の水晶片１をトレー５９上に載置させた段階で、直ちに当該１列の水晶片１を上記把持手段３６１の吸着ヘッド３６９とグリッパ３７０とによって１つづつ把持して整列させるようにしてもよい。
この場合には、離隔手段は、１列の密集した水晶片を、単純に列方向又は行方向に離隔させるだけであってもよい。
また、上述したいずれの実施例においても、保持手段３６、３３６と把持手段６１、３６１とを１台のロボット３７、３３７によって交互に選択使用するようにしているが、保持手段と把持手段とを別個の２台のロボットに設けてもよいことは勿論である。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、複数列複数行の互いに密集させた状態で供給される水晶片を、人手を要することなく予め定められた方向に揃えて整列させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プレート２とこれに貼付された複数の水晶片素材１Ａとの状態を示す平面図。
【図２】分別装置３を示す平面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図。
【図５】図３の次の工程を示す断面図。
【図６】図５の次の工程を示す断面図。
【図７】図６の次の工程を示す断面図。
【図８】本発明の第１実施例における整列装置１０の全体を示す概略平面図。
【図９】供給手段１１を示す拡大平面図。
【図１０】図９の要部の断面図。
【図１１】保持手段３６と離隔機構４５とを示す正面図。
【図１２】図１１の側面図。
【図１３】図１１の要部の拡大平面図。
【図１４】図１１に示す吸着ヘッド４３の拡大断面図。
【図１５】把持手段６１の拡大正面図。
【図１６】グリッパ７０が水晶片１を把持した状態を示す斜視図。
【図１７】図１５と異なる状態を示す正面図。
【図１８】位置検出手段５６の拡大平面図。
【図１９】図１８の部分断面正面図。
【図２０】搬出手段１０３の拡大平面図。
【図２１】図２０の要部の拡大平面図。
【図２２】図２０の断面図。
【図２３】本発明の第２実施例を示す要部の平面図。
【図２４】本発明の第３実施例を示す正面図。
【図２５】図２４の要部の左側面図。
【図２６】保持手段３３６の側面図。
【図２７】図２６の部分断面図。
【図２８】保持手段３３６の非作動時と作動時とを示す平面図。
【図２９】把持手段３６１の正面図。
【図３０】本発明の第３実施例における水晶片１を取出す状態を示す作動説明図。
【図３１】図３０と異なる状態を示す作動説明図。
【図３２】図３１と異なる状態を示す作動説明図。
【符号の説明】
１水晶片３分別装置
４貯溜槽１０整列装置
１１供給装置３５保持搬送手段
３６、３３６保持手段３７、３３７ロボット
４３、３４３吸着ヘッド４４、３４４離隔手段
４５拡縮機構５１エア通路
５２開閉バルブ５６位置検出手段
５９トレー(透明部材) ６０把持搬送手段
６１、３６１把持手段６４光源
６９、３６９吸着ヘッド７０、３７０グリッパ
７９水晶片検査手段８０レーザ検査装置
１００整列トレー１０２保持部
１０３搬出手段２０１スライド板
２０２第２拡縮機構３１０プレート

Claims

複数の水晶片を複数列複数行の互いに密集させた状態で供給する供給手段と、上記複数列複数行の互いに密集された水晶片の複数個を保持するとともに、保持した水晶片を位置検出手段に搬送する保持搬送手段と、上記密集した水晶片を列方向に離隔させる離隔手段と、この離隔手段によって相互に離隔された各水晶片のそれぞれの位置を検出する上記位置検出手段と、この位置検出手段によって位置が検出された各水晶片を把持するとともに、把持した水晶片を予め定められた方向に揃えて整列させる把持搬送手段とを備え、
上記保持搬送手段は、複数列複数行に設けられてそれぞれ密集された水晶片を吸着保持する複数の吸着ヘッドを備え、
上記離隔手段は、上記吸着ヘッドの列方向の間隔を拡縮させる拡縮機構と、行方向の各吸着ヘッドに連通する各行毎のエア通路と、各エア通路に設けた各行毎の開閉バルブとを備え、
上記複数の吸着ヘッドは複数列複数行に密集された水晶片をそれぞれ吸着保持し、上記拡縮機構は吸着ヘッドの列方向の間隔を拡開させて密集している水晶片を列方向に離隔させ、さらに上記各行毎の開閉バルブは保持搬送手段の移動に応じて順次閉じられるようになっており、第１行の開閉バルブが閉じて第１行の吸着ヘッドによる第１行の水晶片の保持を解放して、保持搬送手段が所定量移動したら第２行の開閉バルブが閉じて第２行の吸着ヘッドによる第２行の水晶片の保持を解放することにより、行方向に密集した水晶片を順次行方向に離隔させることを特徴とする水晶片整列装置。
複数の水晶片を複数列複数行の互いに密集させた状態で供給する供給手段と、上記複数列複数行の互いに密集された水晶片の複数個を保持するとともに、保持した水晶片を位置検出手段に搬送する保持搬送手段と、上記密集した水晶片を行方向に離隔させる離隔手段と、この離隔手段によって相互に離隔された各水晶片のそれぞれの位置を検出する上記位置検出手段と、この位置検出手段によって位置が検出された各水晶片を把持するとともに、把持した水晶片を予め定められた方向に揃えて整列させる把持搬送手段とを備え、
上記保持搬送手段は、１列に配置されてそれぞれ密集された水晶片を吸着保持する複数の吸着ヘッドを備えており、
また上記離隔手段は、接離可能に設けた複数の吸着ヘッド支持板を備えており、この吸着ヘッド支持板はそれぞれ櫛歯状部分を備えてこの櫛歯状部分に上記吸着ヘッドがそれぞれ設けられ、上記複数の吸着ヘッド支持板が相互に近接した際には櫛歯状部分が相互に噛合して上記吸着ヘッドを１列に整列させ、また吸着ヘッド支持板が相互に離隔した際には櫛歯状部分に設けた上記吸着ヘッドは２列で縦横に相互に離隔した状態となることを特徴とする水晶片整列装置。
上記供給手段によって供給される水晶片は複数層となっており、上記保持搬送手段は、吸着ヘッドが上層の水晶片を吸着してこれを僅かに上昇させたら、該吸着した水晶片を水平方向に移動させて該吸着した水晶片の下層となる水晶片を供給手段に残存する隣接した水晶片に当接させて、上記吸着した水晶片から剥離させることを特徴とする請求項２に記載の水晶片整列装置。