JP4705765B2 - 円板ワークのローダハンド - Google Patents

Description

この発明は、情報記録媒体として用いるディスク基板やレンズなどの円板ワークをワーク台（ストッカ）と加工ステージとの間で搬送するローダハンドの構造に関するもので、加工前ワークと加工済ワークとを同時に保持可能とするための加工ステージ側に延びる２本のフィンガを備えたローダハンドの構造に関するものである。

ディスク基板の加工装置には、加工ステージに隣接して加工前後のディスク基板（ワーク）を貯留するワーク台とその搬送を行うローダとが設けられており、多数枚のワークを収納したカセットの複数個をワーク台上に搭載し、ローダのハンドで加工前ワークと加工済ワークのロードアンロードを順次行って、ワーク台上の多数のワークの加工を連続的に行っている。

ローダのハンドは、加工ステージに装備されているワークホルダその他の部材との干渉を避けるために、ワーク台側から加工ステージに向かって延びるフィンガを備えており、このフィンガの先端でワークを吸着保持して、ワークを搬送している。

ハンドに設けたフィンガが１個のみであると、加工済ワークと加工前ワークを同時に保持することができず、加工済ワークを搬出した後でなければ、加工前ワークの搬送を行うことができず、ワークを連続加工するときのワークのロードアンロードに無駄時間を生ずる。そこでハンドにフィンガを２個設け、ロードアンロードの途中で加工前ワークと加工済ワークとを同時に把持できるようにしている。
特開２０００‐１５３４２５号公報

小型の円板ワークの加工装置では、一般に加工サイクルが速いために、加工ステージとワーク台とを接近させてロードアンロード時におけるワークの搬送距離を短くして、ロードアンロードの時間を短縮するようにしている。また加工サイクルの短いワークの連続加工を長時間継続させるために、ワーク台に搭載するワークの数を多くしたいという要求があるが、ワーク台を大きくすると、装置の設置面積が大きくなる上、加工ステージから離れた位置に収容されたワークの搬送距離が長くなり、搬送時間を短くしたいという要求と両立させることができない。

面積の限られたワーク台に円板ワークを多数収容可能にするためには、ワークの面を垂直方向にして収納するのが好ましい。一方、加工ステージ側に延びるフィンガを備えたローダハンドは、加工ステージに近接した位置で加工ステージに対するワークのロードアンロード方向（図１のＸ方向）と交差する方向に移動させるとフィンガ先端と加工ステージの部材とが干渉するため、ワーク台上のワークの装脱を行うことができず、ワークの搬送距離が最も短い加工ステージに近接した位置に、ワークを搭載できないデッドスペースが生ずる。

この発明は、円板ワークの面を垂直方向にして収納することにより、ワーク台上のワーク収納量を多くし、かつローダハンドに加工前ワークと加工済ワークを同時に保持可能とするための主フィンガと補助フィンガとを備えた円板ワークの加工装置において、ワーク台の加工ステージに近接する位置にワークを搬送できないデッドスペースが生ずるのを防止する技術手段を得ることを課題としている。

上記課題を解決したこの発明の円板ワークのローダハンドは、ワーク台１の上方を移動するハンド基台１２に当該ワーク台側からこれに隣接する加工ステージ２に向いて水平に延びる主フィンガ３ａと補助フィンガ３ｂとを並列に備え、当該２本のフィンガの先端で加工前ワークと加工済ワークとを同時に保持可能にした円板ワークのローダハンドにおいて、前記主フィンガと補助フィンガが共に基端を水平軸回りに揺動自在に装着されて、主フィンガ３ａは加工ステージ２にワークを装脱するときの水平姿勢と収納部３２にワークを装脱するときの下向姿勢とに姿勢変換され、補助フィンガ３ｂは加工ステージ２にワークを装脱するときの水平姿勢と主フィンガ３ａが加工ステージに近接した位置にある収納部からワークを装脱するときの上向又は下向姿勢とに姿勢変換されることを特徴とするものである。

面を垂直方向にしてワーク台上に収容された円板ワーク９は、主フィンガ３ａを下向姿勢にして取出し及び格納する。加工ステージへの円板ワークのロードアンロードは、水平姿勢にした主フィンガ３ａ及び補助フィンガ３ｂで行う。ワーク台１に芯出し台２１や乾燥装置２２などのワークを一時載置する中間台が設けられているときは、ワーク台１上からのワークの取出し及び格納は、主フィンガのみででき、補助フィンガ３ｂの折畳み方向は、上向きでも下向きでも良い。

この発明により、ワーク台１を加工ステージ２に近接させてワーク台１と加工ステージ２との間のワーク搬送距離を短くし、かつ主フィンガ３ａと補助フィンガ３ｂとを備えることによりワークのロードアンロード時間を短縮した円板ワークの加工装置において、限られた面積のワーク台１上に多数のワークを貯留可能にすると共に、ワーク台１の加工ステージ２側にワーク９を貯留できないデッドスペースを生ずることを防止でき、ワーク台１の小型化による装置設置スペースの低減と、ローダハンド４の移動距離の短縮化による加工サイクルの向上を図ることができる。

以下、記録媒体として用いるディスク基板の内外周を研削加工する装置を例にして、この発明の実施形態を説明する。図１は装置要部の模式的な斜視図、図２はワークの収納及び取出し状態を示す模式的な側面図、図３はローダハンドの斜視図、図４は装置全体の平面図である。

図１及び図４に示すように、図示のディスク加工装置は、平面矩形のワーク台１と、その一つの辺の外側に配置された２個の加工ステージ２ａ、２ｂを備えている。２個の加工ステージ２ａ、２ｂは、ワーク台１と実質上一体の機械フレームのコラム（図示されていない）の両側にそれぞれ配置されている。各加工ステージ２は、それぞれワーク軸５と、外周用砥石６と、内周用砥石７とを備えており、ワーク軸上端の吸着ホルダ８で保持されたディスク基板９の内外周を、ワーク軸５及び砥石６、７を回転させて同時加工する。

加工前及び加工済のディスク基板９は、カセット２３に収容された状態でワーク台１上に搭載されている。カセット２３は、上面が開放され、内側にＵ字形の支持鍔を等間隔に備えた複数列の受枠（収納部）３２を備えている。ディスク基板９は、この受枠の支持鍔に周縁部を支えられて、ディスク面を垂直方向にして面直角方向に並べた状態で収容されている（図２参照）。

カセット２３は、押込み引出し式のもので、ワーク台１上に配置された複数対のガイドに案内されて、両側方からワーク台１上に着脱される。上記ガイドに案内されてワーク台上に水平に押込まれたカセット２３は、その押込み端でワーク台に設けたロック装置２７でロックされて、ワーク台１上の定位置に固定される。ワーク台上のカセット２３の取外しは、ロック解除ボタン２９を操作してロックを解除した後、把手２８を持ってカセット２３を引出すことによって行う。

ワーク台１の両側のカセット収納領域の間のワーク台中央に、加工前ディスク基板の芯出し台２１と、加工済ディスク基板の乾燥装置２２とが配置されている。

ワーク台１の反加工ステージ側上方には、図のＹ方向に細長いトラバースガイド１６が図示しない門形構造で設けられており、加工ステージ２に向いて延びるトラバース腕１７の基端が、トラバースガイド１６に沿って移動自在に支持されている。トラバース腕１７には、その延在方向（図のＸ方向）に走行するハンド基台１２が設けられている。ハンド基台１２は、Ｘ方向サーボモータ１９の回転によりトラバース腕１７に沿って移動位置決めされ、トラバース腕１７は、Ｙ方向サーボモータ１８の回転によりトラバースガイド１６に沿って移動位置決めされる。

ワーク台と加工ステージの間でディスクを搬送するローダハンド４は、図３に示されている。図のローダハンド４は、主フィンガ３ａと補助フィンガ３ｂとの２個のフィンガを備えており、各フィンガは、その先端にディスク基板９を真空吸着する吸引パッド１５を備えている。

図２、３に示すように、主フィンガ３ａは及び補助フィンガ３ｂは、水平方向の軸１０ａ、１０ｂ回りに回動自在で、かつ揺動シリンダ１１ａ、１１ｂのロッドにそれぞれ連結されて設けられており、揺動シリンダ１１ａ、１１ｂのロッド１４ａ、１４ｂの進退により、図に示す水平方向と９０度下向きに回動した下向き方向とに向きを変えることができる。主フィンガ３ａと補助フィンガ３ｂとは、ハンド基台１２に昇降自在に設けられている。主フィンガ３ａのための昇降ガイド内蔵の昇降シリンダ１３ａは、ストロークが大きく、一方、補助フィンガ３ｂのための昇降ガイド内蔵の昇降シリンダ１３ｂは、ストロークが小さい。

ワーク台１上のカセット２３に面を垂直方向にして収容された加工前ディスク基板は、下向きとなって下方移動した主フィンガ３ａの吸引パッド１５で吸引された後、主フィンガ３ａを上昇させることにより、カセット２３から引き出される。次に主フィンガ３ａを水平方向にしてハンド基台１２の移動により、ディスク基板９を芯出し台２１上に載せる。ディスク基板９は、芯出し台２１上で芯出しされ、再び主フィンガ３ａの吸引パッド１５で吸着される。次にハンド基台１２は、加工ステージ２ａ、２ｂのいずれかの側に移動し、加工済ディスク基板を補助フィンガ３ｂで吸着保持し、横移動して主フィンガ３ａに吸着している加工前ディスク基板を当該加工ステージのワーク軸５の上端の加工位置へと供給する。

補助フィンガ３ｂに吸着された加工済ディスク基板９は、乾燥装置２２へと搬送され、乾燥空気で研削液（水）を除去及び蒸発させた後、主フィンガ３ａに吸着され、元のカセット上へと搬送され、主フィンガ３ａの下向き動作と下降動作により、当該カセット内に収容される。

加工ステージ２ａ、２ｂから離れた位置に収容されているディスク基板の搬送を行うときは、補助フィンガ３ｂは常時水平姿勢を保持する。一方、加工ステージ２ａ、２ｂに近接した位置に収納されているディスク基板を搬送するときは、主フィンガ３ａを下向きにしてカセット２３内のディスク基板の取出し及び収納を行うとき、補助フィンガ３ｂも下向きにして、補助フィンガ３ｂと加工ステージ２ａ、２ｂの部材と干渉を回避する。

上記動作により、ワーク台１の加工ステージ２ａ、２ｂの直近の位置までディスク基板を収納することができ、ワーク台１上に、ワークを搭載できないデッドスペースが生じることがなくなり、ワーク台の小型化による装置設置スペースの低減と、ローダハンドの移動距離の短縮化による加工サイクルの向上を図ることができる。

装置要部の模式的な斜視図 ワークの収納及び取出し状態を示す模式的な側面図 ローダハンドの斜視図 装置全体の平面図

符号の説明

１ ワーク台
２ 加工ステージ
3a 主フィンガ
3b 補助フィンガ
12 ハンド基台
32 受枠

Claims (1)

1. ワークを一時載置する中間台(22)を備えた平面矩形のワーク台(1)と、このワーク台の一辺の外側に隣接して配置された加工ステージ(2)と、ワーク台(1)の上方を移動するハンド基台(12)に昇降自在に装着されて当該ワーク台側から前記加工ステージ(2)に向いて水平に延びる主フィンガ(3a)及びこれと並列する補助フィンガ(3b)とを備え、当該２本のフィンガの先端で加工前ワークと加工済ワークとを同時に保持可能にした円板ワークのローダハンドにおいて、
   前記主フィンガは補助フィンガの昇降ストロークより大きな昇降ストロークを備え、当該主フィンガと補助フィンガが基端を水平軸回りに個別に揺動自在に装着されて、
   主フィンガ(3a)は、加工ステージ(2)にワークを装脱するときは水平姿勢となり、収納部(32)にワークを装脱するときは下向姿勢となり、
   補助フィンガ(3b)は、加工ステージ(2)にワークを装脱するときは水平姿勢となり、主フィンガ(3a)が加工ステージに近接した位置にある収納部からワークを装脱するときは上向又は下向姿勢に姿勢変換されて補助フィンガ(3b)と加工ステージ(2)の部材との干渉を回避することを特徴とする、円板ワークのローダハンド。

Images