JP4838136B2 - トランスファー装置 - Google Patents

Description

本発明は、移載ワークをキャリアワークに移載するトランスファー装置に関する。

従来、例えば、電子部品の実装を行う装置として、キャリアワークの表面の所定位置に小片状の移載ワークを移載するトランスファー装置がある。トランスファー装置としては、例えば、移載ワークを保持して周回する移載ヘッドを備えたものがある。このようなトランスファー装置では、例えば、カムを利用して移載ヘッドの周回運動を一時停止させることで移載ワークの受け取りやキャリアワークへの移載を精度良く実施できるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、上記従来のトランスファー装置では、次のような問題がある。すなわち、上記移載ヘッドの周回動作の一時停止に起因して移載効率を十分高めることができないおそれがあるという問題がある。

特開平１０−１４５０９１号公報

本発明は、上記従来のトランスファー装置の問題点を鑑みてなされたものであって、移載効率が高いトランスファー装置を提供しようとするものである。

第１の発明は、移載ワークを保持して搬送する第１の搬送手段と、キャリアワークを保持して搬送する第２の搬送手段と、上記第１の搬送手段から上記移載ワークを受け取り、上記キャリアワークに移載するための移載手段とを含むトランスファー装置において、
上記移載手段は、同一円周上を周回して上記移載ワークを搬送するエンドエフェクタを２以上有しており、該各エンドエフェクタが少なくともいずれか他の上記エンドエフェクタとは独立に周回するように構成してあり、
上記各エンドエフェクタは、上記移載ワークを保持する保持面を備えており、かつ、上記各エンドエフェクタの周回軸に沿って上記保持面を進退させ得るように構成してあることを特徴とするトランスファー装置にある。

上記第１の発明のトランスファー装置では、上記各エンドエフェクタが少なくともいずれか他のエンドエフェクタとは独立して周回し得る。そのため、上記各エンドエフェクタによれば、上記第１の搬送手段による上記移載ワークの搬送速度や搬送位置等の変化に対応しながら上記移載ワークを効率良く受け取ることができる。上記各エンドエフェクタによれば、上記第２の搬送手段による上記キャリアワークの搬送速度や目標移載位置等に対応して上記移載ワークを精度高く移載することができる。そのため、上記トランスファー装置によれば、上記移載ワークの受け取りや引き渡しに際して、上記エンドエフェクタを停止させなくても位置精度を高く維持することができる。

さらに、上記第１の発明の上記各エンドエフェクタは、上記移載ワークを保持する上記保持面を上記周回軸に沿って進退させ得るように構成してある。そのため、上記トランスファー装置では、上記第１の搬送手段が搬送する上記移載ワークの位置や、上記第２の搬送手段におけるキャリアワークの位置ずれ等に応じて上記保持面を進退させることができる。それ故、上記トランスファー装置によれば、一層、位置精度高く上記移載ワークを移載することができる。

以上のように、上記トランスファー装置では、上記各エンドエフェクタを一時停止させることなく効率良く上記移載ワークを移載することができる。さらに、上記各エンドエフェクタによれば、上記保持面を上記周回軸に沿って進退させ得るので、位置精度高く上記移載ワークを移載することができる。

第２の発明は、移載ワークを保持して搬送する第１の搬送手段と、キャリアワークを保持して搬送する第２の搬送手段と、上記第１の搬送手段から上記移載ワークを受け取り、上記キャリアワークに移載するための移載手段とを含むトランスファー装置において、
上記移載手段は、同一円周上を周回して上記移載ワークを搬送するエンドエフェクタを２以上有しており、該各エンドエフェクタが少なくともいずれか他の上記エンドエフェクタとは独立に周回するように構成してあり、
上記各エンドエフェクタは、上記移載ワークを保持する保持面を備えており、かつ、該保持面が、その法線方向の中心軸周りに回転可能なように構成されていることを特徴とするトランスファー装置にある。

上記第２の発明のトランスファー装置は、上記第１の発明と同様、上記各エンドエフェクタが少なくともいずれか他のエンドエフェクタとは独立して周回し得る。そのため、上記第1の発明と同様、上記移載ワークの受け取りや引き渡しに際して、上記エンドエフェクタを停止しなくても位置精度を高く確保できる。

さらに、上記第２の発明の上記各エンドエフェクタでは、上記保持面を、その法線方向の中心軸周りに回転させることができる。そのため、上記トランスファー装置では、上記第１の搬送手段が搬送する上記移載ワークの姿勢や、上記第２の搬送手段における上記キャリアワークの姿勢に応じて上記保持面を適宜、回転させることができる。それ故、上記トランスファー装置によれば、一層、位置精度高く上記移載ワークを移載し得る。

以上のように、上記トランスファー装置では、上記各エンドエフェクタを一時停止させることなく効率良く上記移載ワークを移載することができる。さらに、上記各エンドエフェクタによれば、上記保持面を回転させ得るので、非常に精度良く上記移載ワークを移載することができる。

実施例１における、トランスファー装置を示す構成図。 実施例１における、キャリアワークに対する移載ワークの配置を説明する説明図。 実施例１における、移載手段を示す正面図。 実施例１における、移載手段の断面構造を示す断面図（図２におけるＡ−Ａ線矢視断面図。）。 実施例１における、同軸回転体の組み付け構造を示す斜視図。 実施例１における、保持面の周辺構造を拡大して示す拡大断面図（図４におけるＢ部の拡大図。）。 実施例１における、保持面の正面図（図６におけるＣ矢視図。）。 実施例１における、同軸回転体を個別に示す断面図。 実施例１における、同軸回転体を個別に示す断面図。 実施例１における、同軸回転体を個別に示す断面図。 実施例１における、同一円周上に配列されたエンドエフェクタを示す説明図。 実施例１における、エンドエフェクタの周回運動を説明するグラフ。 実施例１における、単一のエンドエフェクタの周回運動を説明するグラフ。 実施例２における、移載手段の断面構造を示す構成図。 実施例２における、ガイド溝を示す拡大断面図（図１２におけるＤ−Ｄ線矢視断面図。）。 実施例３における、その他のトランスファー装置を示す構成図。

符号の説明

１ トランスファー装置
１０ 同軸回転体
２ 移載ワーク
２１ キャリアワーク
３ 第１の搬送手段
５ 第２の搬送手段
６、６ａ、６ｂ 移載手段
７０ｓ 保持面
７０１ 摺動部材
７０３ 保持台座
７１〜７６ エンドエフェクタ

上記第１及び上記第２の発明のトランスファー装置では、上記各エンドエフェクタが少なくといずれか他のエンドエフェクタとは独立して周回し得る。そのため、例えば、すべてのエンドエフェクタを一体的に周回させる場合と比べて、自由度高く、かつ、効率高く上記移載ワークの受け取り及び、引き渡しを行うことができる。特に、上記トランスファー装置において周回運動中の上記エンドエフェクタの速度制御を実施すれば、上記エンドエフェクタの周回位置制御が可能である。そして、上記各エンドエフェクタが上記移載ワークを受け取るタイミングを調整可能である。これにより、上記第１の搬送手段における上記移載ワークの搬送方向の位置のばらつきを吸収でき、上記キャリアワークに対して位置精度高く上記移載ワークを移載することができる。特に、全ての上記エンドエフェクタを、互いに独立して周回可能なように構成した場合には、本発明の作用効果を一層、向上させることができる。
同様に、周回運動中の上記各エンドエフェクタの周回位置を制御すれば、上記移載ワークを上記キャリアワークに移載するタイミングを調整可能である。そのため、上記キャリアワークに対する上記移載ワークの移載精度を向上させることができる。

以上のように、上記第１及び上記第２の発明のトランスファー装置によれば、上記第１の搬送手段と上記第２の搬送手段との間に配設した上記移載手段の作用により、上記第１の搬送手段における上記移載ワークの搬送方向の位置のばらつき等を吸収しつつ、該移載ワークを精度高く、かつ、効率高く上記キャリアワークに移載することができる。

さらに、上記第１及び上記第２の発明のトランスファー装置は、同一円周上を周回する複数の上記エンドエフェクタを有している。そして、この複数の上記エンドエフェクタを利用すれば、該各エンドエフェクタの周回速度を抑制しながら、極めて効率良く上記移載ワークを移載することができる。例えば、独立に回転制御される６つの上記エンドエフェクタを用いれば、該各エンドエフェクタの周回周期の１／６の高速周期で、上記移載ワークを移載することができる。

上記第１及び上記第２の発明のトランスファー装置は、例えば、ＲＦ−ＴＡＧの製造過程や、紙おむつ、サニタリーナプキンあるいはタンポン等の製造過程に利用することができる。例えば、ＲＦ−ＴＡＧの製造過程では、インターポーザをアンテナシートに移載する工程に対して上記トランスファー装置を利用できる。さらに例えば、紙おむつやサニタリーナプキン等の製造過程では、接着テープや吸水性パッドなどを、ポリエチレン等の樹脂フィルムや不織布などに移載する工程に対して上記トランスファー装置を利用することができる。

上記第１の発明においては、上記保持面が、その法線方向の中心軸周りに回転可能なように構成されていることが好ましい。
この場合には、第１の搬送手段が搬送する移載ワークの姿勢や、第２の搬送手段におけるキャリアワークの姿勢に応じて上記保持面を適宜、回転させることができる。それ故、上記トランスファー装置によれば、一層、位置精度高く移載ワークを移載することができる。

上記第１及び上記第２の発明においては、上記トランスファー装置は、上記各エンドエフェクタが周回運動する際の周回速度及び周回位置を制御するための制御手段を有し、
該制御手段は、上記第１の搬送手段から上記ワークを受け取る際の上記エンドエフェクタの周回速度が上記第１の搬送手段の搬送速度に略一致するように制御し、かつ、上記第２の搬送手段に上記ワークを引き渡す際の上記エンドエフェクタの周回速度が上記第２の搬送手段の搬送速度に略一致するように制御するように構成されていることが好ましい。

この場合には、同一円周上を周回する上記各エンドエフェクタは、それぞれの周回順序を維持しながら、上記第１の搬送手段の搬送動作に同期し、相対速度が略ゼロの状態で第１の搬送手段から上記移載ワークを受け取ることができる。その後、上記各エンドエフェクタは、上記第２の搬送手段の搬送動作に同期し、相対速度が略ゼロの状態で上記第２の搬送手段に上記移載ワークを引き渡すことができる。

上記トランスファー装置では、上記第１の搬送手段から上記移載ワークを受け取る際、上記第１の搬送手段と上記エンドエフェクタとの相対速度が略ゼロである。また、上記第２の搬送手段に向けて上記移載ワークを引き渡す際、上記第２の搬送手段と上記エンドエフェクタとの相対速度が略ゼロである。そのため、上記移載手段は、上記エンドエフェクタの周回動作を停止させることなく、連続的に搬送されてくる上記移載ワークを連続的に受け取り、その後、受け取った上記移載ワークを上記第２の搬送手段に連続的に引き渡すことができる。

上記トランスファー装置では、上記ワークの受け取り或いは引き渡しの際の上記各搬送手段と上記エンドエフェクタとの相対速度が略ゼロである。そのため、上記トランスファー装置では、極めて精度高く上記移載ワークの移載を実施することができ、搬送中に上記移載ワークを傷つけるおそれが極めて少ない。

特に、上記第１の搬送手段と上記第２の搬送手段との間に搬送速度差がある場合には、本発明の作用効果が一層、有効になる。この場合には、周回運動中の上記エンドエフェクタを適宜、変速制御することによりそれぞれの搬送速度に精度良く対応できる。上記移載ワークの受け取り時及び受け渡し時において、上記エンドエフェクタと上記搬送手段との相対速度を略ゼロとすれば、上記移載ワークの搬送位置精度を高く確保することができる。

また、上記移載手段は、一体的に周回する１または２以上の上記エンドエフェクタを一体的に保持する同軸回転体と、少なくとも２個以上の上記同軸回転体を回転支持するよう、軸方向に隣り合わせて同軸上に配置された３個以上の軸受とを有し、該各軸受が、略円筒状の内輪と、該内輪に外挿して配置された略円筒状の外輪と、上記内輪と上記外輪との相対回転を可能とするベアリング機構とよりなり、
上記各軸受のうち軸方向の中間に配置された１又は２以上の中間軸受の上記内輪が、隣り合う他の上記軸受の上記外輪と連結され一体的に回転するように構成してあると共に上記同軸回転体のいずれかを一体的に保持しており、
上記各軸受のうち軸方向の端部に配置された上記軸受のうちの一方は、上記内輪が隣り合う他の上記軸受の上記外輪と連結され一体的に回転するように構成してあると共に上記同軸回転体のいずれかを一体的に保持しており、かつ、上記外輪が上記移載手段の構造部材に固定されており、
上記各軸受のうち軸方向の端部に配置された上記軸受のうちの他方は、上記外輪が隣り合う他の上記軸受の上記内輪と連結され一体的に回転するように構成してあり、かつ、上記内輪が上記移載手段の構造部材に固定されており、
上記各外輪のうち、隣り合う上記軸受の上記内輪と一体的に連結された上記外輪は、それぞれ、独立に回転制御される外部モータの出力軸に連結してあることが好ましい。

この場合には、隣り合う一方の軸受の内輪と他方の軸受の外輪とを連結することで、複数の軸受よりなる一体的な軸受構造を実現できる。すなわち、上記各同軸回転体が、互いに他の同軸回転体を支持する構造を実現することができる。
さらに、このような支持構造を実現すれば、上記外部モータから外輪に供給された回転駆動力により、上記内輪に一体的に保持された同軸回転体及び一体のエンドエフェクタを回転駆動することができる。ここで、例えば、３つの同軸回転体からなる場合、回転駆動力の付与を３方向から行えば、各軸受に作用する軸心に向かう外圧（応力）を平均化して抑制することができる。
なお、上記外部モータとしては、サーボ制御系原動機を利用できる他、高精度な制御を実現し得るダイレクトドライブ機構を利用することも良い。また、上記外部モータの出力軸と上記外輪とは、直接的に連結することも、ギアあるいはタイミングベルト等を介して間接的に連結することもできる。

また、上記トランスファー装置は、上記第１の搬送手段により搬送される上記移載ワークの搬送位置及び搬送速度を検出するための第１の計測部を備えていることが好ましい。
この場合には、上記第１の搬送手段における上記移載ワークの搬送位置及び搬送速度に基づいて上記エンドエフェクタの周回運動を制御できる。例えば、上記第１の搬送手段の制御情報等、間接的な情報を用いて上記エンドエフェクタを制御する場合と比べて、一層、高速かつ高精度に上記移載ワークの受け取りを実現できる。

また、上記第２の搬送手段の上記キャリアワークの表面における目標移載位置及び、その移動速度を検出するための第２の計測部を備えていることが好ましい。
この場合には、上記キャリアワークの表面の上記目標移載位置あるいは、その移動速度に基づいて上記エンドエフェクタの周回運動を制御できる。例えば、上記第２の搬送手段の制御情報等、間接的な情報を用いてエンドエフェクタを制御する場合と比べて、一層、高速かつ高精度に上記移載ワークを移載することができる。

また、上記エンドエフェクタの上記保持面に保持された上記移載ワークの姿勢及び位置を検出するための第３の計測部を備えていることが好ましい。
この場合には、上記第３の計測部を用いて、上記保持面上の上記移載ワークの姿勢及び位置を検出できる。そして、この検出結果に基づいて、上記移載ワークの姿勢あるいは位置を調整することで、上記移載ワークの位置ずれ等を抑制できる。それ故、一層、位置精度高く、上記移載ワークを上記キャリアワークに移載させることができる。

また、上記第１及び第２の搬送手段は、上記第１及び第２の搬送手段は、自転する回転体又は並進するコンベアベルトを有してなり、上記回転体あるいは上記コンベアベルトの表面に上記移載ワークあるいは上記キャリアワークを載置して搬送するように構成してあることが好ましい。
この場合には、上記円柱形状体あるいは、上記コンベアベルトを利用することで搬送効率の高いトランスファー装置を構成することができる。

また、上記移載ワークは、ＲＦ−ＴＡＧ用のＩＣチップを実装すると共に該ＩＣチップの電極から電気的に延設された拡大電極を形成したインターポーザであり、上記キャリアワークは、無線通信用のアンテナパターンをシート基板上に形成したアンテナシートであることが好ましい。
この場合には、上記第１あるいは上記第２の発明のトランスファー装置を用いて、精度の良いＲＦ−ＴＡＧを構成する電子部品を効率良く生産することができる。

（実施例１）
本例は、移載ワーク２をキャリアワーク２１に移載するトランスファー装置１に関する例である。この内容について、図１〜図１１を用いて説明する。
本例のトランスファー装置１は、図１に示すごとく、移載ワーク２を保持して搬送する第１の搬送手段３と、キャリアワーク２１を保持して搬送する第２の搬送手段５と、第１の搬送手段３から移載ワーク２を受け取ると共に第２の搬送手段５のキャリアワーク２１に移載するための移載手段６とを含むものである。
上記移載手段６は、同一円周上を周回して移載ワーク２を搬送するエンドエフェクタ７１〜７６を２以上有しており、該各エンドエフェクタ７１〜７６が少なくともいずれか他のエンドエフェクタとは独立に周回するように構成してある。
各エンドエフェクタ７１〜７６は、移載ワーク２を保持する保持面７０ｓを備えており、かつ、各エンドエフェクタ７１〜７６の周回軸ＣＬ（図４参照。）に沿って保持面７０ｓを進退させ得るように構成してある。
以下、この内容について詳しく説明する。

本例のトランスファー装置１は、ＲＦ−ＴＡＧを製造するためのものである。このトランスファー装置１は、図２に示すごとく、アンテナ４１を形成したＲＦ−ＴＡＧ部品をキャリアワーク２１とし、ＲＦ受発信処理用の電子部品を移載ワーク２として移載工程を実施するように構成してある。

キャリアワーク２１は、材質ＰＥＴよりなるフィルム部材の表面にアンテナ４１を設けたものである。移載ワーク２は、ＲＦ受発信処理用のＩＣを樹脂シートの表面に実装すると共に拡大電極を設けたインターポーザである。キャリアワーク２１は、アンテナ４１から延設した一対の端子４２を設けてなり、該端子４１の間に移載ワーク２を実装するように構成したものである。なお、本例では、キャリアワーク２１に対する移載ワーク２の配置精度として数百ミクロンから数十ミクロンの精度を実現した。

上記第１の搬送手段３は、図１に示すごとく、略円柱状の回転体であり、その外周面に移載ワーク２を保持するように構成してある。この第１の搬送手段３は、隣接する移載ワーク供給装置３０から移載ワーク２を受け取り、その後、移載ワーク２を移載手段６に引き渡すように構成してある。移載ワーク供給装置３０は、移載ワーク２を保持した連続テープを略円柱状のローラで送り出すように構成してある。これに代えて、連続シート材料から移載ワーク２を個片に切り離して第１の搬送手段３に供給する個片化供給装置として移載ワーク供給装置３０を構成することもできる。

第１の搬送手段３は、図１に示すごとく、点Ｐ１においてエンドエフェクタ（図中では、符号７１のエンドエフェクタ）に移載ワーク２を引き渡すように構成してある。この第１の搬送手段３は、外表面に略一定間隔で移載ワーク２を保持するように構成してある。回転ローラよりなる第１の搬送手段３の表面には、図示しないポンプの吸引ポートに連通する孔（図示略）を設けてある。そして、第１の搬送手段３は、回転ローラの表面の孔を負圧にして移載ワーク２を吸着して保持する。一方、点Ｐ１では、回転ローラの表面の孔を正圧あるいは大気圧とすることで、移載ワーク２を開放する。なお、本例では、第１の搬送手段３は、それぞれ、図示しない駆動源及び駆動制御系によって略一定速度で動作するように制御されている。

上記第２の搬送手段５は、図１に示すごとく、コンベアベルト５１を有している。そして、この第２の搬送手段５は、コンベアベルト５１の表面に略一定間隔を空けてキャリアワーク２１を保持して搬送するように構成してある。コンベアベルト５１の表面には、図示しないポンプの吸引ポートに連通する孔（図示略）を設けてある。そして、第２の搬送手段５では、コンベアベルト５１の表面の孔を負圧にしてキャリアワーク２１を吸着して保持するように構成してある。なお、本例では、第２の搬送手段５は、それぞれ、図示しない駆動源及び駆動制御系によって略一定速度で動作するように制御されている。

なお、本例では、個片状のキャリアワーク２１をコンベアベルト５１に保持して搬送した。これに代えて、ベルト状の保持部材に個片状のキャリアワーク２１を保持させることも良く、印刷技術や写真技術等によりアンテナ４１を連続的に設けた連続テープ状のフレキシブル基板に対して移載ワーク２を実装し、その後、個片化することも良い。

本例のトランスファー装置１は、第１の搬送手段３によって搬送中の移載ワーク２の搬送状態を撮影して、画像データを得るための撮像装置（計測部）１０３を有している。本例では、この画像データについて画像処理を施し、搬送中の移載ワーク２の搬送位置及び搬送速度を検出する。そして、図示しない制御手段は、検出した搬送位置及び搬送速度に基づいて、各エンドエフェクタ７１〜７６の周回運動を制御するように構成してある。

さらに、本例のトランスファー装置１は、図１に示すごとく、エンドエフェクタ７１〜７６により保持された移載ワーク２の状態を撮影する撮像装置（計測部）１０６と、第２の搬送手段５における移載ワーク２の搬送状態を撮影する撮像装置（計測部）１０５とを備えている。撮像装置１０５、１０６により撮影した画像データに基づけば、例えば、移載ワーク２やキャリアワーク２１の搬送間隔の異常、姿勢異常、異物の存在等の異常検出が可能である。

特に、本例では、撮像装置１０３、１０５、１０６により得た画像データを基にして、後述する進退機構及び回転機構を制御した。なお、撮像手段１０３、１０５、１０６としては、ＣＣＤ素子、ＣＭＯＳ素子を含むものや、低コストな光学式センサを含むものを適用することができる。

上記移載手段６は、同一の仕様の２つの移載手段６ａ、６ｂを組み合わせたものである。そして、各移載手段６ａ（６ｂ）は、図３〜図５に示すごとく、３つの同軸回転体１０を組み合わせて構成してある。移載手段６ａ（６ｂ）は、図３及び図４に示すごとく、構造部材６０ａ、６０ｂ、６０ｃと、同軸上に配置された４つの軸受８０、８２、８４、８６とを有している。そして、各軸受８０、８２、８４、８６の内周側には、構造部材である中空軸６０を配設してある。そして、この中空軸６０の外周には、同軸回転体１０の周回運動を支持するためのベアリング６１、６３、６５を配設してある。

移載手段６ａ（６ｂ）は、各同軸回転体１０が互いに他の同軸回転体１０を支持する構造を有する。具体的には、軸方向に隣り合う軸受のうち一方の内輪と、他方の外輪とを連結部材９１、９３、９５を介して一体的に連結してある。そして、連結部材９１、９３、９５を介して連結された内輪と外輪との組み合わせのうち、内輪の内周側に同軸回転体１０が一体的に固定され、外輪に駆動ホイール９２、９４、９６を外挿して固定してある。

上記のように構成した本例の移載手段６ａ（６ｂ）では、周回軸ＣＬを中心とした周方向における等間隔の３方向から上記３つの駆動ホイール９２、９４、９６に回転駆動力を供給してある。これにより、各同軸回転体１０の駆動ホイール９２、９４、９６の軸心に向かう外圧を相殺している。また、上記移載手段６ａ（６ｂ）では、各駆動ホイール９２、９４、９６に対して、それぞれ独立に汎用サーボ制御系原動機（外部モータ）を結合してある。これにより、各同軸回転体１０（エンドエフェクタ７１、７３、７５（７２、７４、７６））の周回運動の独立制御を可能としている。

各同軸回転体１０は、図５に示すごとく、それぞれ１つのエンドエフェクタを備えている。エンドエフェクタ７１、７３、７５（７２、７４、７６）は、図３及び図４に示すごとく、周回軸ＣＬと略平行をなし、偏芯して配置された棒状材である。エンドエフェクタ７１、７３、７５（７２、７４、７６）は、周回軸ＣＬの周りを周回可能なように回転支持されている。

なお、本例の移載手段６ａ（６ｂ）では、その構造上、駆動ホイール９２、９４、９６の外周側が開放空間となっている。それ故、駆動ホイール９２、９４、９６の外周側には、各種機構部を設けることができる。例えば、上記汎用サーボ制御系原動機に代えて、より高精度な制御が可能なダイレクトドライブ機構を設けることも良い。本例では、タイミングベルトにより回転駆動できるよう、駆動ホイール９２、９４、９６の外周面に伝導用噛み合い溝（精密ギアー等）を設けてある。

同軸回転体１０は、図５及び図８に示すごとく、それぞれ１つのエンドエフェクタ７１〜７６を備えている。エンドエフェクタ７１、７３、７５（７２、７４、７６）は、図２及び図３に示すごとく、周回軸ＣＬと略平行をなすよう、偏芯して配置した棒状材である。エンドエフェクタ７１、７３、７５（７２、７４、７６）は、周回軸ＣＬの周りを周回可能なように回転支持されている。エンドエフェクタ７１、７３、７５（７２、７４、７６）は、図４に示すごとく、その先端部に、移載ワーク２（図１参照。）を吸着して保持するための保持面７０ｓを有している。この保持面７０ｓは、空気圧制御のための孔を設けてなり、移載ワーク２を負圧吸着して保持するように構成してある。一方、移載ワーク２を第２の搬送手段５に引き渡す際には、保持面７０ｓの孔を大気圧又は正圧に調整した。なお、保持面７０ｓの孔の圧力制御を実現するための構造については、後述する。
さらに、エンドエフェクタ７１、７３、７５（７２、７４、７６）は、図４に示すごとく、保持面７０ｓを回転させるための回転機構及び、保持面７０ｓを周回軸ＣＬに沿って進退させるための進退機構を備えている。

エンドエフェクタ７１は、図５に示すごとく、その先端側（保持面７０ｓ側）がベアリング６１の外輪６１ｂの外周に固定されていると共に、後端側が軸受８０の内輪８０ａの内周に固定されている。軸受８０の内輪８０ａは、連結部材９１を介して、軸方向に隣り合う軸受８２の外輪８２ｂと一体的に連結されている。外輪８２ｂの外周側には、連結部材９１の一部を介し駆動ホイール９２が固定されている。

エンドエフェクタ７３は、図５に示すごとく、その先端側（保持面７０ｓ側）がベアリング６３の外輪６３ｂの外周に固定されていると共に、後端側が軸受８２の内輪８２ａの内周に固定されている。軸受８２の内輪８２ａは、連結部材９３を介して、軸方向に隣り合う軸受８４の外輪８４ｂと一体的に連結されている。外輪８４ｂの外周側には、連結部材９３の一部を介し駆動ホイール９４が固定されている。

エンドエフェクタ７５は、図５に示すごとく、その先端側（保持面７０ｓ側）がベアリング６５の外輪６５ｂの外周に固定されていると共に、後端側が軸受８４の内輪８４ａの内周に固定されている。軸受８４の内輪８４ａは、連結部材９５を介して、軸方向に隣り合う軸受８６の外輪８６ｂと一体的に連結されている。外輪８６ｂの外周側には、連結部材９５の一部を介し駆動ホイール９６が固定されている。

進退機構は、図４及び図７に示すごとく、エンドエフェクタ７１〜７６の本体部分をなす支持部材７０２と、保持面７０ｓを保持台座７０３を支持する摺動部材７０１と、該摺動部材７０１に固定したモータ７０５（図４では、モータ７０５を省略してある。）とを有する。摺動部材７０１は、支持部材７０２の内周の中空部に摺動可能なように挿入してある。支持部材７０２の外周面には、ラックギア７０２Ｌを設けてある。このラックギア７０２Ｌに対しては、モータ７０５の出力軸に嵌合したウォームギア７０５Ｗがギア係合している。そして、モータ７０５の回転制御により、摺動部材７０１の進退を制御できるようにしてある。

回転機構は、図４、図６及び図７に示すごとく、保持面７０ｓを有すると共に摺動部材７０１に回転可能に支持された保持台座７０３と、摺動部材７０１に固定したモータ７０４（図４では、モータ７０４を省略してある。）とを有する。保持台座７０３は、外周面にギア７０３Ｇを設けた略円板状の部材である。保持台座７０３のギア７０３Ｇに対しては、モータ７０４の出力軸に嵌合したギア７０４Ｐが係合している。そして、回転機構は、モータ７０４の回転制御により、保持台座７０３を回転させて保持面７０ｓを回転させ得るように構成したものである。

本例の搬送装置１では、図９に示すごとく、２つの移載手段６ａ、６ｂを組み合わせてある。移載手段６ａは、エンドエフェクタ７１、７３、７５を備えている。移載手段６ｂは、エンドエフェクタ７２、７４、７６を備えている。そして、同図に示すごとく、すべてのエンドエフェクタ７１〜７６が同一円周上を周回するように、これら２つの移載手段６ａ、６ｂを対向配置してある。

上記のように構成した移載手段６では、各エンドエフェクタ７１〜７６は、同一円周上を周回する。各エンドエフェクタ７１〜７６は、それぞれ互いの周回順序を維持しながら第１の搬送手段３の搬送動作に同期し、相対速度が略ゼロの状態で第１の搬送手段３からワーク２を受け取る。その後、各エンドエフェクタ７１〜７６は、第２の搬送手段５の搬送動作に同期し、相対速度が略ゼロの状態で第２の搬送手段５にワーク２を引き渡すように構成してある。

各エンドエフェクタ７１〜７６は、同一円周上で周回運動を行い、受け取りと引き渡しを含む周回運動の間に、それぞれ独立に周期変速制御が行われる。具体的には、エンドエフェクタの周回軌道上において、ワーク２の受け取りと引き渡しのためのタイミング調整（周回位置調整）及び、その時の速度調整のため周期変速制御が行われる。

次に、本例の同軸回転体における保持面７０ｓの吸着機構（孔の圧力制御機構）について図１を用いて説明する。例えば、図１に示すトランスファー装置１の状態は、エンドエフェクタ７１が第１の搬送手段３からワーク２を受け取る（回転位置Ｑ１。）一方、エンドエフェクタ７２、７３が第２の搬送手段５に向けて移動中（回転位置Ｑ２、Ｑ３。）であり、エンドエフェクタ７４が第２の搬送手段５に向けてワーク２を引き渡ししたところ（回転位置Ｑ４。）である。また、エンドエフェクタ７５、７６は、移動回転中の状態（各回転位置Ｑ５、Ｑ６。）である。

一方、上記移載手段６ａ（ｂ）の中空軸６０の端面には、図４に示すごとく、周回軸ＣＬに沿って貫通孔７０ｂを設けてある。そして、この貫通孔７０ｂには、図示しないポンプの吸入ポートを接続してある。それ故、中空軸６０の中空部は、上記ポンプの作用により負圧に維持される。また、中空軸６０の外周壁面には、径方向に貫通する貫通孔７０ａを設けてある。さらに、ベアリング６１、６３、６５には、上記貫通孔７０ａと連通するように、径方向に貫通してエンドエフェクタ７１、７３、７５の中空部に連通する孔を設けてある。

特に、本例の貫通孔７０ａは、上記回転位置Ｑ１（厳密には、回転位置Ｑ１において保持面７０ｓがワーク２を吸着するよう、Ｑ１の手前の位置。）から上記回転位置Ｑ４（厳密には、回転位置Ｑ３において保持面７０ｓがワーク２をリリースするよう、Ｑ４の手前の位置。）までの周回区間に位置するエンドエフェクタに連通するよう、中空軸６０の外周壁面における所定の周方向位置に設けてある。

一方、エンドエフェクタが回転位置Ｑ４に位置したとき、ベアリング６１の孔を介して大気圧が導入されるよう、中空軸６０の外周壁面における所定の周方向位置に大気圧導入ポート（図示略）を設けてある。これにより、本例の移載手段６ａでは、各エンドエフェクタ７１、７３、７５の回転に伴うベアリング６１、６３、６５の回転に応じて、保持面７０ｓの孔の圧力制御が自動的に実施される。

次に、エンドエフェクタ７１〜７６の周回運動について、図１０を用いて説明する。図１０は、エンドエフェクタ７１〜７６の回転角度の時間変化を示すものである。各曲線Ｃ１〜Ｃ６は、図１における各エンドエフェクタ７１〜７６の運動に対応している。また、時間ｔ１におけるグラフ上の点ｑ１〜ｑ６は図１における回転位置Ｑ１〜Ｑ６に対応する。図１における第１の搬送手段３と、移載手段６とが接する位置（回転位置Ｑ１）を回転角度θの原点とし、回転方向は図１に示すように反時計回りとする。

図１０における周期Ｔ１は、第１の搬送手段３が移載手段６に移載ワーク２を供給する周期（ワーク供給周期）である。なお、このワーク供給周期は、第１の搬送手段３の搬送速度と、コンベアベルト３１上の移載ワーク２の間隔により決定される周期である。また、周期Ｔ２は、各エンドエフェクタが周回する周期である。短時間ではＴ２≒６×Ｔ１の関係が成立し、長時間における平均ではＴ２＝６×Ｔ１である。本例では、独立に回転制御される６つのエンドエフェクタ７１〜７６を用いている。それ故、本例の移載手段６では、個々のエンドエフェクタの周回速度に対して約６倍のワーク供給速度に対応可能である。

ここで、エンドエフェクタ７１を例にして、その周回運動について説明する。図１１は、エンドエフェクタ７１の周回運動における回転角度の時間変化を示している。エンドエフェクタ７１は、時刻ｔ＝ｔ１、回転角度θ＝０のとき、速度Ｖ１で移載ワーク２を第１の搬送手段３から受け取る。そして、時刻ｔ＝ｔ２、回転角度θ＝θ1（＝π）のとき、速度Ｖ２で移載ワーク２を第２の搬送手段５に引き渡す。その後、時刻ｔ＝ｔ３(＝ｔ１＋Ｔ２)、回転角度２πにおいて初期回転位置に復帰する。

時間区間ａ１、ａ３、ａ５は、移載ワーク２の受け取りあるいは、引き渡しのため、第１の搬送手段３の搬送動作あるいは、第２の搬送手段５の搬送動作に同期した区間である。これらの時間区間では、移載ワーク２の搬送速度との相対速度略ゼロとするよう、速度を略一定に保持する区間である。一方、時間区間ａ２、ａ４は、エンドエフェクタ７１の回転速度を増速あるいは、減速するための区間である。

また、この時間区間ａ２、ａ４においては、速度調整の他に周回位置の調整が行われる。この周回位置調整は、図１１に示すごとく、例えば、第２の搬送手段５による搬送速度が変動した場合に実施される。第２の搬送手段５の搬送速度が変動したときに一定の搬送間隔を維持するためには、移載手段６から第２の搬送手段５に移載ワーク２を引き渡すタイミングを調整する必要がある。そこで、このタイミングを調整するために、各エンドエフェクタ７１〜７６の周回位置の制御が実施される。

例えば、時間△ｔだけ早めに移載ワーク２を引き渡す必要が発生した場合には、エンドエフェクタ７１の速度を増速することにより、図１１に示す曲線が点ｆに代えて点ｆ１を通るようにする。これにより、第２の搬送手段５の略一定の搬送間隔を維持し得る所定の位置に、移載ワーク２を精度良く移載することができる。

次に、上記回転機構及び上記進退機構の制御について説明する。制御手段は、撮像手段１０５により得た画像データを処理して、第２の搬送手段５における目標移載位置を認識する。その一方、撮像手段１０６により得た画像データを処理して、移載手段６の各保持面７０ｓに保持された個々の移載ワーク２の周回軸ＣＬ（図４参照。）方向の位置及び、姿勢を認識する。

本例のトランスファー装置１の制御手段は、目標移載位置のうちの周回軸ＣＬ方向の位置と、移載ワーク２の周回軸ＣＬ方向の位置とから、保持面７０ｓの進退制御量を計算する。また、制御手段は、移載ワーク２の姿勢に基づいて、上記回転機構による移載ワーク２の回転制御量を計算する。そして、制御手段は、計算した進退制御量に基づいてモータ７０５を制御すると共に、計算した回転制御量に基づいてモータ７０４を制御する。

以上のように、本例の搬送装置１は、各エンドエフェクタ７１〜７６の周回運動を独立に回転制御することにより高速かつ高精度の移載を実現することができる。本例のトランスファー装置１では、回転機構及び進退機構を上記のように制御することで、一層、精度良く移載ワーク２を移載することができる。

本例のトランスファー装置１によれば、移載ワーク２を停止させることなく連続して搬送しながらキャリアワーク２１上に移載ワーク２を配置できる。それ故、製造精度の高いＲＦ−ＴＡＧを大量かつ低コストに製造することができる。なお、本例のトランスファー装置１は、ＲＦ−ＴＡＧ部品の製造に限らず、例えばＩＣカード部品への電子部品の移載や実装にも用いることができる。ここで、例えば、ＲＦ−ＴＡＧ用のＩＣそのものを上記移載ワーク２とすることもできる。さらに、紙おむつや、生理用品などのサニタリー製品の製造工程に用いる生産設備として、本例のトランスファー装置１を利用することもできる。

なお、本例のトランスファー装置１は、各種のコンバーティングマシン、印刷機、ラベニラー、半導体製造装置等に利用することができる。例えば、紙おむつや、サニタリーナプキンや、タンポンや、フェイスマスクの製造工程に適用することができる。さらに、シールであるラベルを移載ワーク２とし、サニタリー製品やスナック菓子等の食品などの各種の製品をキャリアワーク２１として、ラベル貼り付けを行うこともできる。さらには、サニタリー製品やスナック菓子等の食品などの各種の製品を移載ワーク２として、包装用フィルムをキャリアワーク２１とすれば、製品の包装を行うことができる。

さらに、本例では、個片化されたキャリアワーク２１を用いたが、これに代えて、個片化前のシート状の長尺材料を利用することもできる。そして、この場合には、シート状の長尺材料の表面に目標移載位置を指示するマーカーを付しておき、このマーカーを画像認識することも良い。この場合には、マーカーが指示する目標移載位置に基づいてエンドエフェクタ７１〜７６の周回運動を制御することで、連続シート上のキャリアワーク２１に対して精度高く移載ワーク２を移載することができる。なお、ＲＦ−ＴＡＧを製造する場合において、アンテナパターンを複数形成した長尺シート状のキャリアワーク２１では、アンテナパターンを画像認識のためのマーカーとして利用することができる。すなわち、上記マーカーとしては、キャリアワーク２１の表面に現れる図柄を利用することができる。

（実施例２）
本例は、実施例１のトランスファー装置を基にして、保持面７０ｓの進退機構及び回転機構の構成を変更した例である。この内容について、図１２及び図１３を用いて説明する。

本例のトランスファー装置１は、エンドエフェクタ７１〜７６の摺動部材７０１を摺動させるためのガイド部材７０７を有している。このガイド部材７０７は、周回回転する保持台座７０３の周回軸ＣＬ方向の位置を規制するガイド溝７０７ｍを有している。このガイド部材７０７は、周回軸ＣＬに沿って進退可能なように構造部材６０ｂに保持されている。そして、エンドエフェクタ７１〜７６の保持台座７０３の周回軸ＣＬ方向の位置を、ガイド溝７０７ｍの位置に略一致させるように作用する。なお、本例では、構造部材６０ｂに配設した図示しないモータにより、ガイド部材７０７の周回軸ＣＬ方向の位置を制御している。

ガイド部材７０７は、エンドエフェクタ７１〜７６の周回位置におけるＱ１とＱ４（図１参照。）との間の区間に、ガイド溝７０７ｍが位置するように配設される。また、ガイド溝７０７ｍは、周回方向の上流側であるＱ１に向けて広く開口する湾曲形状を呈している。本例の移載手段６においては、この湾曲形状と保持台座７０３との当接により、摺動部材７０１が周回軸ＣＬ方向に進退し、保持台座７０３の周回軸ＣＬ方向の位置が変更される。そして、これにより、保持面７０ｓの周回軸ＣＬ方向の位置が変更される。

ガイド溝７０７ｍにおける対面する内周面７１０、７２０には、図１３に示すごとく、それぞれ、ガイド溝７０７ｍに向けて適宜突出するよう、それぞれ独立して空気圧制御された突出ピン７１１、７２１を複数、配置してある。一方、本例の保持台座７０３は、摺動部材７０１に対して、１刻み０．５度のラチェット機構を介して回転支持してある。

第１の内周面７１０から突出する各突出ピン７１１によれば、ラチェット機構を介して回転支持された保持台座７０３を１刻みずつ時計回り方向に回転することができる。また、第２の内周面７２０から突出する各突出ピン７２１によれば、保持台座７０３を１刻みずつ反時計周りに回転することができる。

すなわち、本例の移載機構６の回転機構では、各内周面７１０、７２０から突出させる突出ピン７１１、７２１の本数に応じて、保持台座７０３の回転位置を制御している。そして、保持台座７０３の回転位置を制御することで、保持面７０ｓの回転位置を変更している。

なお、その他の構成及び作用効果については、実施例１と同様である。また、各突出ピン７１１、７２１の突出機構としては、本例の空気圧制御に代えて、油圧制御や、ソレノイド（電磁駆動）による制御などの各種の駆動機構を採用することができる。

（実施例３）
本例は、実施例１のトランスファー装置を基にして、キャリアワーク２１を連続シート体に変更すると共に、ラミネートフィルム２２を送り出す機構を追加した例である。この内容について、図１４を用いて説明する。
本例では、移載ワーク２を配置したキャリアワーク２１の表面に、ラミネートフィルム２２を接合する。ラミネートフィルム２２によれば、製品の表面保護効果を得ると共に対候性を向上することができる。このとき、ラミネートフィルム２２に位置合わせ用のマーカー等を付しておくのも良い。この場合には、撮像装置１０７を用い、ラミネートフィルム２２上のマーカーを画像認識することで、キャリアワーク２１との精度の高い位置合わせが可能になる。なお、撮像装置１０７としては、ＣＣＤ素子やＣＭＯＳ素子のほか、低コストな光学式のセンサを適用することも可能である。

なお、その他の構成及び作用効果については、実施例１と同様である。
さらに、キャリアワーク２１として紙おむつの生地をなす不織布よりなる連続体（連続シート材料）を適用し、このキャリアワーク２１にセットするワーク２としてパルプよりなる吸水性パッドを適用することもできる。この場合には、ラミネートフィルム２２に柄模様をプリントすることで、紙おむつの意匠効果を高めることができる。さらに、柄模様を利用してラミネートフィルム２２とキャリアワーク２１との位置合わせを行うこともできる。すなわち、撮像装置１０７を用いてラミネートフィルム２２の絵柄を認識することで、その送り位置を検出し、ラミネートフィルム２２とキャリアワーク２１との精度の良い位置合わせを実現することができる。

さらになお、移載ワーク２をスナック菓子等とし、キャリアワーク２１及びラミネートフィルム２２をポリエチレン等の樹脂フィルムとするのも良い。この場合には、相互に対面させたフィルム状のキャリアワーク２１とラミネートフィルム２２えの縁部を接合することで、袋状の包装を施すことができる。

Claims (10)

1. 移載ワークを保持して搬送する第１の搬送手段と、キャリアワークを保持して搬送する第２の搬送手段と、上記第１の搬送手段から上記移載ワークを受け取り、上記キャリアワークに移載するための移載手段とを含むトランスファー装置において、
   上記移載手段は、同一円周上を周回して上記移載ワークを搬送するエンドエフェクタを２以上有しており、該各エンドエフェクタが少なくともいずれか他の上記エンドエフェクタとは独立に周回するように構成してあり、
   上記各エンドエフェクタは、上記移載ワークを保持する保持面と、上記保持面に保持された移載ワークの状態を撮像する撮像装置により得られた画像データを基にして制御され、上記各エンドエフェクタの周回軸に沿って上記保持面を進退させ得る進退機構とを備えたことを特徴とするトランスファー装置。
2. 請求項１において、上記各エンドエフェクタは、上記撮像装置により得られた画像データを基にして制御され、上記保持面をその法線方向の中心軸周りに回転させる回転機構をさらに備えることを特徴とするトランスファー装置。
3. 移載ワークを保持して搬送する第１の搬送手段と、キャリアワークを保持して搬送する第２の搬送手段と、上記第１の搬送手段から上記移載ワークを受け取り、上記キャリアワークに移載するための移載手段とを含むトランスファー装置において、
   上記移載手段は、同一円周上を周回して上記移載ワークを搬送するエンドエフェクタを２以上有しており、該各エンドエフェクタが少なくともいずれか他の上記エンドエフェクタとは独立に周回するように構成してあり、
   上記各エンドエフェクタは、上記移載ワークを保持する保持面と、上記保持面に保持された移載ワークの状態を撮像する撮像装置により得られた画像データを基にして制御され、保持面をその法線方向の中心軸周りに回転させる回転機構とを備えることを特徴とするトランスファー装置。
4. 請求項１又は請求項３において、上記トランスファー装置は、上記各エンドエフェクタが周回運動する際の周回速度及び周回位置を制御するための制御手段を有し、
   該制御手段は、上記第１の搬送手段から上記ワークを受け取る際の上記エンドエフェクタの周回速度が上記第１の搬送手段の搬送速度に略一致するように制御し、かつ、上記第２の搬送手段に上記ワークを引き渡す際の上記エンドエフェクタの周回速度が上記第２の搬送手段の搬送速度に略一致するように制御するように構成されていることを特徴とするトランスファー装置。
5. 請求項１又は請求項３において、上記移載手段は、一体的に周回する１または２以上の上記エンドエフェクタを一体的に保持する同軸回転体と、少なくとも２個以上の上記同軸回転体を回転支持するよう、軸方向に隣り合わせて同軸上に配置された３個以上の軸受とを有し、該各軸受が、略円筒状の内輪と、該内輪に外挿して配置された略円筒状の外輪と、上記内輪と上記外輪との相対回転を可能とするベアリング機構とよりなり、
   上記各軸受のうち軸方向の中間に配置された１又は２以上の中間軸受の上記内輪が、隣り合う他の上記軸受の上記外輪と連結され一体的に回転するように構成してあると共に上記同軸回転体のいずれかを一体的に保持しており、
   上記各軸受のうち軸方向の端部に配置された上記軸受のうちの一方は、上記内輪が隣り合う他の上記軸受の上記外輪と連結され一体的に回転するように構成してあると共に上記同軸回転体のいずれかを一体的に保持しており、かつ、上記外輪が上記移載手段の構造部材に固定されており、
   上記各軸受のうち軸方向の端部に配置された上記軸受のうちの他方は、上記外輪が隣り合う他の上記軸受の上記内輪と連結され一体的に回転するように構成してあり、かつ、上記内輪が上記移載手段の構造部材に固定されており、
   上記各外輪のうち、隣り合う上記軸受の上記内輪と一体的に連結された上記外輪は、それぞれ、独立に回転制御される外部モータの出力軸に連結してあることを特徴とするトランスファー装置。
6. 請求項１又は請求項３において、上記第１の搬送手段により搬送される上記移載ワークの搬送位置及び搬送速度を検出するための第１の計測部を備えていることを特徴とするトランスファー装置。
7. 請求項１又は請求項３において、上記第２の搬送手段の上記キャリアワークの表面における目標移載位置及び、その移動速度を検出するための第２の計測部を備えていることを特徴とするトランスファー装置。
8. 請求項１又は請求項３において、上記エンドエフェクタの上記保持面に保持された上記移載ワークの姿勢及び位置を検出するための第３の計測部を備えていることを特徴とするトランスファー装置。
9. 請求項１又は請求項３において、上記第１及び第２の搬送手段は、自転する回転体又は並進するコンベアベルトを有してなり、上記回転体あるいは上記コンベアベルトの表面に上記移載ワークあるいは上記キャリアワークを載置して搬送するように構成してあることを特徴とするトランスファー装置。
10. 請求項１又は請求項３において、上記移載ワークは、ＲＦ−ＴＡＧ用のＩＣチップを実装すると共に該ＩＣチップの電極から電気的に延設された拡大電極を形成したインターポーザであり、上記キャリアワークは、無線通信用のアンテナパターンをシート基板上に形成したアンテナシートであることを特徴とするトランスファー装置。

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