JP4888582B2 - ロボット装置及び加工システム並びに加工品の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、基板等にテープ等の供給材を貼り付ける作業を行なうロボット装置及び加工システム並びに加工品の製造方法に関する。
従来、人によってなされていた作業をロボットに行わせることで生産ラインを自動化するための技術が種々提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
特許文献１等に示されるような技術の他に、人手に頼っていた複雑で多様な作業を専用機械でなく汎用性の高いロボットを用いて自動化することにより、小ロット多品種の生産設備の効率化を図る需要が増えている。このため、ロボットにより自動化可能な作業を拡充していくことが求められている。
特許文献１等に示されるような技術の他に、人手に頼っていた複雑で多様な作業を専用機械でなく汎用性の高いロボットを用いて自動化することにより、小ロット多品種の生産設備の効率化を図る需要が増えている。このため、ロボットにより自動化可能な作業を拡充していくことが求められている。
例えば、粘着テープやマスキングテープ等の供給材を加工される対象物の予め設定された位置に貼り付けるような作業は、作業員等の人手により行われることが多い。特に、小ロットで多種の加工が必要とされる場合にかかる作業の専用機械を導入することは経済的でないという課題がある。
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであって、対象物への供給材の取り付け作業を自動で行なうことができるようにした、ロボット装置及び加工システム並びに加工品の製造方法を提供することを目的としている。
上記課題を解決するため、本発明は次のように構成した。
本願発明にかかるロボット装置は、ステージに載置された対象物に供給材を取り付けるロボット装置であって、第１ハンド機構を有する第１アームと、第２ハンド機構を有する第２アームと、前記第１アーム及び前記第２アームの動作を制御する制御装置と、をそなえ、前記制御装置は、前記第１ハンド機構から前記供給材を繰り出させ、前記繰り出した前記供給材を前記第２ハンド機構により前記対象物に押し付けた後、前記第１アームを動作させて前記供給材をさらに繰り出させることを特徴としている。
本願発明にかかるロボット装置は、ステージに載置された対象物に供給材を取り付けるロボット装置であって、第１ハンド機構を有する第１アームと、第２ハンド機構を有する第２アームと、前記第１アーム及び前記第２アームの動作を制御する制御装置と、をそなえ、前記制御装置は、前記第１ハンド機構から前記供給材を繰り出させ、前記繰り出した前記供給材を前記第２ハンド機構により前記対象物に押し付けた後、前記第１アームを動作させて前記供給材をさらに繰り出させることを特徴としている。
また、前記制御装置は、前記供給材を前記第２ハンド機構により前記対象物に押し付けた後、前記第１アームを移動させて前記供給材をさらに繰り出させるとともに、前記第２アームを前記第１アームと同じ方向に移動させることが好ましい。
また、前記第１ハンド機構は、前記供給材を上流側から下流側へと繰り出す繰り出し機構と、前記繰り出し機構から繰り出された前記供給材の先端部分を把持する第１把持機構と、前記第１把持機構よりも下流側において前記供給材を切断する切断機構と、を有し、前記第２ハンド機構は、前記第１ハンド機構に支持された前記供給材を把持する第２把持機構と、前記第１ハンド機構から繰り出された前記供給材の先端部分を前記対象物に押し付ける押し付け機構と、を有し、
前記制御装置は、前記第１把持機構により把持された前記供給材を前記第２把持機構により把持させ、前記第１把持機構による前記把持を解除して、前記第１アームと前記第２アームとを協働させて前記供給材を繰り出させ、前記第２把持機構による前記把持を解除し、予め設定された位置に前記第１ハンド機構及び第２ハンド機構を移動させて、前記第２アームを動作させて、前記供給材の先端部分を前記押し付け機構により前記対象物に押し付け、前記第１アームを動作させて、前記供給材を予め設定された長さだけ繰り出させ、前記第２アームを動作させて、前記供給材を前記対象物に押し付けた状態で前記押し付け機構を前記第１ハンド機構側に移動させ、前記第１把持機構により前記供給材を把持させた後、前記切断機構により前記供給材を切断することが好ましい。
また、前記第１ハンド機構は、前記供給材を上流側から下流側へと繰り出す繰り出し機構と、前記繰り出し機構から繰り出された前記供給材の先端部分を把持する第１把持機構と、前記第１把持機構よりも下流側において前記供給材を切断する切断機構と、を有し、前記第２ハンド機構は、前記第１ハンド機構に支持された前記供給材を把持する第２把持機構と、前記第１ハンド機構から繰り出された前記供給材の先端部分を前記対象物に押し付ける押し付け機構と、を有し、
前記制御装置は、前記第１把持機構により把持された前記供給材を前記第２把持機構により把持させ、前記第１把持機構による前記把持を解除して、前記第１アームと前記第２アームとを協働させて前記供給材を繰り出させ、前記第２把持機構による前記把持を解除し、予め設定された位置に前記第１ハンド機構及び第２ハンド機構を移動させて、前記第２アームを動作させて、前記供給材の先端部分を前記押し付け機構により前記対象物に押し付け、前記第１アームを動作させて、前記供給材を予め設定された長さだけ繰り出させ、前記第２アームを動作させて、前記供給材を前記対象物に押し付けた状態で前記押し付け機構を前記第１ハンド機構側に移動させ、前記第１把持機構により前記供給材を把持させた後、前記切断機構により前記供給材を切断することが好ましい。
また、前記押し付け機構は、前記供給材を前記対象物に押し付ける従動ローラを有していることが好ましい。
また、前記第２ハンド機構は、互いに平行でない方向に延在する複数の前記押し付け機構を有していることが好ましい。
また、前記第１把持機構と前記繰り出し機構とは一体に形成され、前記繰り出し機構は、前記供給材が巻き取られた巻ローラが装着された巻ローラ保持部と、前記巻ローラから繰り出された前記供給材を前記第１把持機構側へ誘導するガイドローラと、を有し、前記第１ハンド機構は、前記一体に形成された前記第１把持機構と前記繰り出し機構とを着脱可能に保持する着脱機構を有していることが好ましい。
また、前記第１ハンド機構又は前記第２ハンド機構に前記対象物を把持する対象物把持機構が設けられていることが好ましい。
また、前記第２ハンド機構は、互いに平行でない方向に延在する複数の前記押し付け機構を有していることが好ましい。
また、前記第１把持機構と前記繰り出し機構とは一体に形成され、前記繰り出し機構は、前記供給材が巻き取られた巻ローラが装着された巻ローラ保持部と、前記巻ローラから繰り出された前記供給材を前記第１把持機構側へ誘導するガイドローラと、を有し、前記第１ハンド機構は、前記一体に形成された前記第１把持機構と前記繰り出し機構とを着脱可能に保持する着脱機構を有していることが好ましい。
また、前記第１ハンド機構又は前記第２ハンド機構に前記対象物を把持する対象物把持機構が設けられていることが好ましい。
本願発明にかかる加工システムは、対象物の予め設定された位置に供給材を貼り付ける加工システムであって、請求項１〜７のいずれか１項に記載のロボット装置と、前記ロボット装置の近傍に設けられたステージと、前記ステージに加工前の前記対象物を搬入する搬入装置と、前記ステージに搬入された前記対象物を予め設定された位置に固定する位置決め装置と、加工後の前記対象物を前記ステージから搬出する搬出装置と、を有していることを特徴としている。
また、前記対象物は、はんだ付け加工前の電子機器用の基板であって、前記供給材は、前記基板の表面に貼り付けられるマスキングテープであることが好ましい。
また、前記対象物は、はんだ付け加工前の電子機器用の基板であって、前記供給材は、前記基板の表面に貼り付けられるマスキングテープであることが好ましい。
本願発明にかかる加工品の製造方法は、第１ハンド機構を有する第１アームと、第２ハンド機構を有する第２アームと、を有するロボット装置を用いて、ステージに載置された対象物に供給材を取り付ける加工を行なう加工品の製造方法であって、前記第１ハンド機構から前記供給材を繰り出すステップと、前記繰り出した前記供給材を前記第２ハンド機構により前記対象物に押し付けた後、前記第１アームを動作させて前記供給材をさらに繰り出させるステップと、を有していることを特徴としている。
また、前記第１ハンド機構は、前記供給材を上流側から下流側へと繰り出す繰り出し機構と、前記繰り出し機構から繰り出された前記供給材の先端部分を把持する第１把持機構と、前記第１把持機構よりも下流側において前記供給材を切断する切断機構と、を有するものであり、前記第２ハンド機構は、前記第１ハンド機構に支持された前記供給材を把持する第２把持機構と、前記第１ハンド機構から繰り出された前記供給材の先端部分を前記対象物に押し付ける押し付け機構と、を有するものであって、前記第１把持機構により把持された前記供給材を前記第２把持機構により把持させるステップと、前記第１把持機構による前記把持を解除して、前記第１アームと前記第２アームとを協働させて前記供給材を繰り出させるステップと、前記第２把持機構による前記把持を解除し、予め設定された位置に前記第１ハンド機構及び第２ハンド機構を移動させるステップと、前記第２アームを動作させて、前記供給材の先端部分を前記押し付け機構により前記対象物に押し付けるステップと、前記第１アームを動作させて、前記供給材を予め設定された長さだけさらに繰り出させるステップと、前記第２アームを動作させて、前記供給材を前記対象物に押し付けた状態で前記押し付け機構を前記第１ハンド機構側に移動させるステップと、前記第１把持機構により前記供給材を把持させた後、前記切断機構により前記供給材を切断するステップと、を有していることが好ましい。
本願発明によれば、ロボット装置により人手によらずに、対象物への供給材の取り付け作業を精度良く行なうことが可能となる。
また、人をロボットに置き換えることで従来人手によってなされていた生産設備を大幅に変更することなく、本装置を導入することができるという利点もある。
また、人をロボットに置き換えることで従来人手によってなされていた生産設備を大幅に変更することなく、本装置を導入することができるという利点もある。
［全体構成］
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
本実施形態では、加工システムの一例として、対象物としての電子機器用の基板（以下、ワークＷという）の予め設定された位置に供給材としてのマスキングテープＴを貼り付ける加工を行なうものについて説明する。
なお、電子機器用の基板は、電子部品が実装される前のものであり、本加工システムにより予め設定された位置にマスキングテープＴが貼りつけられた後、後工程ではんだ付処理工程で、マスキングされていない部分にはんだを塗布されるようになっている。
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
本実施形態では、加工システムの一例として、対象物としての電子機器用の基板（以下、ワークＷという）の予め設定された位置に供給材としてのマスキングテープＴを貼り付ける加工を行なうものについて説明する。
なお、電子機器用の基板は、電子部品が実装される前のものであり、本加工システムにより予め設定された位置にマスキングテープＴが貼りつけられた後、後工程ではんだ付処理工程で、マスキングされていない部分にはんだを塗布されるようになっている。
図１に示すように、本実施形態にかかる加工システム１００は、仕切り壁１００Ａの内部に配設されたロボット本体１０１，ステージ１０２，加工前ワークカセット１０３，加工後ワークカセット１０４及び巻ローラストッカ１０５を有している。また、仕切り壁１００Ａには、ゲート１００Ｂが設けられておりゲート１００Ｂを介して仕切り壁１００Ａの内外に搬入搬出路１０６が配設されている。また、仕切り壁１００Ａの外側にロボットコントローラ（制御装置）１０７が配設されており、ロボット本体１０１と情報伝達可能に接続されている。
［ロボット本体の構成］
図２に示すように、ロボット本体１０１は、基台１が図示しないアンカーボルトでフロアに固定され、この基台１の上には、アクチュエータを介して胴部２が基台１に対して旋回自在に設けられている。
この胴部２には、第１アーム３Ｌ及び第２アーム（本実施形態では、第２アームが搬入装置及び搬出装置の機能を兼ねている）３Ｒがそれぞれ左右に設けられている。
第２アーム３Ｒには、右肩部４Ｒが水平面（フロアと平行な面）に沿って旋回可能に設けてある。この右肩部４Ｒには右上腕Ａ部５Ｒを揺動可能に設けている。この右上腕Ａ部５Ｒ先端には右上腕Ｂ部６Ｒを設けている。なお、この右上腕Ｂ部６Ｒは旋回する捻り動作が付与されている。
図２に示すように、ロボット本体１０１は、基台１が図示しないアンカーボルトでフロアに固定され、この基台１の上には、アクチュエータを介して胴部２が基台１に対して旋回自在に設けられている。
この胴部２には、第１アーム３Ｌ及び第２アーム（本実施形態では、第２アームが搬入装置及び搬出装置の機能を兼ねている）３Ｒがそれぞれ左右に設けられている。
第２アーム３Ｒには、右肩部４Ｒが水平面（フロアと平行な面）に沿って旋回可能に設けてある。この右肩部４Ｒには右上腕Ａ部５Ｒを揺動可能に設けている。この右上腕Ａ部５Ｒ先端には右上腕Ｂ部６Ｒを設けている。なお、この右上腕Ｂ部６Ｒは旋回する捻り動作が付与されている。
さらに、右上腕Ｂ部６Ｒ先端に右下腕部７Ｒを揺動可能に設けている。この右下腕部７Ｒ先端には右手首Ａ部８Ｒ、その先端に右手首Ｂ部９Ｒを設けている。
なお、この右手首Ａ部８Ｒは旋回する捻り動作、右手首Ｂ部９Ｒは曲げ動作を行う旋回動作が付与されている。
右手首Ｂ部９Ｒの先端には右フランジ１０Ｒが設けてあり、右フランジ１０Ｒには、右ハンドユニット（第２ハンド機構）１１が取り付けられている。
なお、この右手首Ａ部８Ｒは旋回する捻り動作、右手首Ｂ部９Ｒは曲げ動作を行う旋回動作が付与されている。
右手首Ｂ部９Ｒの先端には右フランジ１０Ｒが設けてあり、右フランジ１０Ｒには、右ハンドユニット（第２ハンド機構）１１が取り付けられている。
第１アーム３Ｌは第２アーム３Ｒと左右対称であり、第１アーム３Ｌには、左肩部４Ｌ、左上腕Ａ部５Ｌ、左上腕Ｂ部６Ｌ、左下腕部７Ｌ、左手首Ａ部８Ｌ、左手首Ｂ部９Ｌ、左フランジ１０Ｌから構成されている。
左フランジ１０Ｌには、左ハンドユニット（第１ハンド機構）１２が取り付けられている。ロボット本体１０１の各関節部（旋回部，揺動部，ハンドユニット）には、それぞれサーボモータを有するアクチュエータ（図示省略）が内蔵されており、各可動部の回転位置は、アクチュエータに内蔵のエンコーダからの信号としてコントローラ１０７に入力されるようになっている。
なお、右ハンドユニット１１及び左ハンドユニット１２の詳細な構成については後述する。
左フランジ１０Ｌには、左ハンドユニット（第１ハンド機構）１２が取り付けられている。ロボット本体１０１の各関節部（旋回部，揺動部，ハンドユニット）には、それぞれサーボモータを有するアクチュエータ（図示省略）が内蔵されており、各可動部の回転位置は、アクチュエータに内蔵のエンコーダからの信号としてコントローラ１０７に入力されるようになっている。
なお、右ハンドユニット１１及び左ハンドユニット１２の詳細な構成については後述する。
ステージ１０２はロボット本体１０１の前方に配置されており、ワークＷを載置する平坦な作業台を有している。作業台の隅部には直角をなす位置決め壁１０２Ａが立設されている。また、ステージ１０２には、図示しないアクチュエータの駆動によりＸ−Ｘ方向（以下、左右方向ともいう）
にスライド移動する移動部材１０２Ｂ及びＹ−Ｙ方向（以下、前後方向ともいう）にスライド移動する移動部材１０２Ｃが設けられている。
にスライド移動する移動部材１０２Ｂ及びＹ−Ｙ方向（以下、前後方向ともいう）にスライド移動する移動部材１０２Ｃが設けられている。
加工前ワークカセット１０３は、加工前のワークＷが積み重なりピンによって複数のワークＷを係止したものである。
収納するスロットが複数設けられた収納ケースである。
また、加工後ワークカセット１０４は、加工後のワークＷを収納するスロットが複数設けられた収納ケースである。
収納するスロットが複数設けられた収納ケースである。
また、加工後ワークカセット１０４は、加工後のワークＷを収納するスロットが複数設けられた収納ケースである。
巻ローラストッカ１０５には、後述する巻ローラ機構３８が複数種類取り付けられている。それぞれの巻ローラ機構３８には、幅寸法，材質等が異なるマスキングテープの巻ローラ３６がそれぞれ装着されている。
コントローラ１０７は、記憶装置，電子演算器及び入力装置（いずれも図示省略）を有するコンピュータにより構成されており、ロボット本体１０１と相互通信可能に接続されている。
コントローラ１０７には、予め、入力装置（例えば、プログラミングペンダント）を介して、ワークＷに対する加工動作の態様（より具体的には、どの種類のマスキングテープをワークＷのどの位置に貼り付けるかなどの情報等）が教示されており、コントローラ１０７は、動作実行時には教示された動作に従ってロボット本体１０１の各可動部に対して動作信号を与えるようになっている。
なお、本実施形態では説明を簡略化するために制御装置としてのコントローラ１０７を単体で表現し、説明するが、制御装置としては、例えば、ロボット本体１０１のみの駆動を制御するロボットコントローラと、ハンドユニット等の制御を行なうコンピュータとを別体として構成してもよい。
コントローラ１０７は、記憶装置，電子演算器及び入力装置（いずれも図示省略）を有するコンピュータにより構成されており、ロボット本体１０１と相互通信可能に接続されている。
コントローラ１０７には、予め、入力装置（例えば、プログラミングペンダント）を介して、ワークＷに対する加工動作の態様（より具体的には、どの種類のマスキングテープをワークＷのどの位置に貼り付けるかなどの情報等）が教示されており、コントローラ１０７は、動作実行時には教示された動作に従ってロボット本体１０１の各可動部に対して動作信号を与えるようになっている。
なお、本実施形態では説明を簡略化するために制御装置としてのコントローラ１０７を単体で表現し、説明するが、制御装置としては、例えば、ロボット本体１０１のみの駆動を制御するロボットコントローラと、ハンドユニット等の制御を行なうコンピュータとを別体として構成してもよい。
［第２ハンドユニットの構成］
次に、右ハンドユニット１１のより詳細な構成について説明する。
図３及び図４に示すように、右ハンドユニット１１は、押し付け機構２０，第２把持機構２１，アクチュエータ２２，加工前ワーク用把持機構（対象物把持機構）２３，加工後ワーク用把持機構（対象物把持機構）２４及びブラケット２５を有して構成されている。
ブラケット２５は右フランジ１０Ｒに固定されており、押し付け機構２０，第２把持機構２１，アクチュエータ２２，加工前ワーク用把持機構２３，加工後ワーク用把持機構２４がブラケット２５に取り付けられている。
次に、右ハンドユニット１１のより詳細な構成について説明する。
図３及び図４に示すように、右ハンドユニット１１は、押し付け機構２０，第２把持機構２１，アクチュエータ２２，加工前ワーク用把持機構（対象物把持機構）２３，加工後ワーク用把持機構（対象物把持機構）２４及びブラケット２５を有して構成されている。
ブラケット２５は右フランジ１０Ｒに固定されており、押し付け機構２０，第２把持機構２１，アクチュエータ２２，加工前ワーク用把持機構２３，加工後ワーク用把持機構２４がブラケット２５に取り付けられている。
押し付け機構２０は、一対の押し付け爪２０Ａ，２０Ｂ及び基部２０Ｃから構成されており、ブラケット２５に固定された基部２０Ｃは右フランジ１０Ｒの回転軸と略同じ方向に延在している。
基部２０Ｃの先端には、押し付け爪２０Ａが基部の延在方向の延長方向に配設されている。押し付け爪２０Ａは三角柱状に形成されており、先端が鋭角になるとともに基端は基部と接続されている。
押し付け爪２０Ｂも押し付け爪２０Ａと同様に三角柱状に形成されており、先端が鋭角に形成されて基端は基部２０Ｃと接続されているが、押し付け爪２０Ｂは、押し付け爪２０Ａと略直交する方向に延在している。
なお、基部２０Ｃは金属により形成されており、各押し付け爪２０Ａ，２０Ｂは樹脂等の柔軟素材により形成されている。
基部２０Ｃの先端には、押し付け爪２０Ａが基部の延在方向の延長方向に配設されている。押し付け爪２０Ａは三角柱状に形成されており、先端が鋭角になるとともに基端は基部と接続されている。
押し付け爪２０Ｂも押し付け爪２０Ａと同様に三角柱状に形成されており、先端が鋭角に形成されて基端は基部２０Ｃと接続されているが、押し付け爪２０Ｂは、押し付け爪２０Ａと略直交する方向に延在している。
なお、基部２０Ｃは金属により形成されており、各押し付け爪２０Ａ，２０Ｂは樹脂等の柔軟素材により形成されている。
また、図５は、図４の状態から右フランジ１０Ｒを１８０度程度旋回させた状態における押し付け機構２０を示している。
図５に示すように各押し付け爪２０Ａ，２０ＢのマスキングテープＴと接触する側の面には、それぞれ、従動ローラ２０Ｄが枢支されており、後述するようにマスキングテープＴをワークに押し付けて移動する際に従動ローラ２０Ｄが押し付け爪２０Ａ，２０ＢとワークＷ（あるいはマスキングテープＴ）との相対位置の変化に応じて従動回転するようになっている。
図５に示すように各押し付け爪２０Ａ，２０ＢのマスキングテープＴと接触する側の面には、それぞれ、従動ローラ２０Ｄが枢支されており、後述するようにマスキングテープＴをワークに押し付けて移動する際に従動ローラ２０Ｄが押し付け爪２０Ａ，２０ＢとワークＷ（あるいはマスキングテープＴ）との相対位置の変化に応じて従動回転するようになっている。
第２把持機構２１は、ブラケット２２に固定されたアクチュエータ２２から押し付け機構２０の基部と並行して延び、略直角に屈曲して形成された把持部２１Ａが形成された鉗子状の部材であり、アクチュエータ２２の駆動により把持及び把持解除を切り替えることでマスキングテープＴを挟み込んで把持したり把持を解除したりできるようになっている。
加工前ワーク用把持機構２３は、複数個（ここでは３個）の吸盤部材２３Ａを有しており、吸盤部材２３ＡによりワークＷの上面を吸着して保持又は保持解除を可能となっている。
加工後ワーク用把持機構２４は、ブラケット２５に固定された平板上の部材であり、先端部に曲げ加工された係合部２４Ａが形成されている。
ワークＷには、図示省略の穴部が設けられており、第２アーム３Ｒを動作して加工後ワーク用把持機構２４の係合部２４にワークＷの穴部を係合させることでワークＷを保持可能となっている。これにより、マスキングテープが取り付けられたワークＷの表面に接触することなくワークＷが保持され、加工後のワークＷの搬送時に表面に貼りつけられたマスキングテープＴ等の汚損等が防止される。
加工後ワーク用把持機構２４は、ブラケット２５に固定された平板上の部材であり、先端部に曲げ加工された係合部２４Ａが形成されている。
ワークＷには、図示省略の穴部が設けられており、第２アーム３Ｒを動作して加工後ワーク用把持機構２４の係合部２４にワークＷの穴部を係合させることでワークＷを保持可能となっている。これにより、マスキングテープが取り付けられたワークＷの表面に接触することなくワークＷが保持され、加工後のワークＷの搬送時に表面に貼りつけられたマスキングテープＴ等の汚損等が防止される。
［第１ハンドユニットの構成］
次に、左ハンドユニット１２のより詳細な構成について説明する。
図３及び図４に示すように、左ハンドユニット１２は、切断機構３２，ブラケット３５，着脱機構３７，巻ローラ機構３８，カセット把持部３９を有している。
カセット把持部３９は、ブラケット３５に固定された平板上の部材であり、先端部に曲げ加工された係合部３９Ａが形成されている。
切断機構３２は、先端部にカッター刃３２Ａが取り付けられており、切断機構３２を上下スライド移動させることで、後述する第１把持機構３１よりも下流側（マスキングテープＴの繰り出し側）でカッター刃３２ＡをマスキングテープＴに進入させることでマスキングテープＴを切断するように形成されている。
次に、左ハンドユニット１２のより詳細な構成について説明する。
図３及び図４に示すように、左ハンドユニット１２は、切断機構３２，ブラケット３５，着脱機構３７，巻ローラ機構３８，カセット把持部３９を有している。
カセット把持部３９は、ブラケット３５に固定された平板上の部材であり、先端部に曲げ加工された係合部３９Ａが形成されている。
切断機構３２は、先端部にカッター刃３２Ａが取り付けられており、切断機構３２を上下スライド移動させることで、後述する第１把持機構３１よりも下流側（マスキングテープＴの繰り出し側）でカッター刃３２ＡをマスキングテープＴに進入させることでマスキングテープＴを切断するように形成されている。
巻ローラ機構３８は図６（Ａ）に示すように左ハンドユニット１２に着脱機構３７により把持及び把持解除可能となっている。
巻ローラ機構３８は、図６（Ｂ）に示すように、本体に回転可能に装着された巻ローラ３６と一対の従動ローラ（ガイドローラ）３３，３４及び第１把持機構３１からなっている。
巻ローラ機構３８は、図６（Ｂ）に示すように、本体に回転可能に装着された巻ローラ３６と一対の従動ローラ（ガイドローラ）３３，３４及び第１把持機構３１からなっている。
巻ローラ３６は芯材にマスキングテープＴが巻回されて形成されており、２つの従動ローラ３３，３４は巻ローラ３６から繰り出されたマスキングテープＴに適切な張力を付与するとともに、マスキングテープＴの繰り出し方向をガイドして先端部の第１把持機構３１側にマスキングテープＴを導いている。即ち、巻ローラ３６と各従動ローラ３３，３４によりマスキングテープＴの繰出機構が形成されている。
第１把持機構３１は、マスキングテープＴと並行して延び、略直角に屈曲して形成された把持部３１Ａが形成された鉗子状の部材であり、アクチュエータ（図示省略）の駆動により把持及び把持解除を切り替えることでマスキングテープＴを挟み込んで把持したり把持を解除したりできるようになっている。
本発明の一実施形態にかかる加工システム１００はこのように構成されており、コントローラ１０７に予め設定された教示データに従って以下のように動作する。
作業開始時には、図示省略の搬送装置にゲート１００Ｂに搬入された加工前ワークカセット１０３及び加工後ワークカセット１０４を右ハンドユニット１１の係合部２４Ａと左ハンドユニット１２の係合部３９Ａとで把持して図１に示す位置にセットする。
そして、第２アーム３Ｒが駆動されて加工前ワークカセット１０３の最上部に積載されているワークＷの表面に吸盤部材２３Ａを押しつけて１つのワークＷを保持し、保持したワークＷを被加工面が上向きになるようにステージ１０２に置き、吸盤部材２３Ａによる吸着を解除する。
ワークＷがステージ１０２に置かれた後、移動部材１０２Ｂ，１０２Ｃが作動してワークＷを位置決め壁１０２Ａに押しつけることにより、ステージ１０２の上でのワークＷの位置決め動作が完了する。
作業開始時には、図示省略の搬送装置にゲート１００Ｂに搬入された加工前ワークカセット１０３及び加工後ワークカセット１０４を右ハンドユニット１１の係合部２４Ａと左ハンドユニット１２の係合部３９Ａとで把持して図１に示す位置にセットする。
そして、第２アーム３Ｒが駆動されて加工前ワークカセット１０３の最上部に積載されているワークＷの表面に吸盤部材２３Ａを押しつけて１つのワークＷを保持し、保持したワークＷを被加工面が上向きになるようにステージ１０２に置き、吸盤部材２３Ａによる吸着を解除する。
ワークＷがステージ１０２に置かれた後、移動部材１０２Ｂ，１０２Ｃが作動してワークＷを位置決め壁１０２Ａに押しつけることにより、ステージ１０２の上でのワークＷの位置決め動作が完了する。
ステージ１０２の上でのワークＷの位置決め動作と並行して、第１アーム３Ｌが動作され、巻ローラストッカ１０５から設定された１つの巻ローラ機構３８を着脱機構３７に装着する。
そして、図４に示すように、第１アーム３Ｌと第２アーム３Ｒとを予め設定された位置（以下、待機位置という）及び姿勢に動作される。初期位置は、右ハンドユニット１１と左ハンドユニット１２とが互いに干渉しないように、右ハンドユニット１１が左ハンドユニット１２よりも十分に前方（胴部２から離れる方向を前方とし、胴部２に近づく方向を後方とする）側にオフセットした位置が設定される。
そして、第２アーム３Ｒが動作され、第２把持機構２１を開いた状態で、待機位置から図７に示すように第１把持機構３１と従動ローラ３３との間に把持部２１Ａを進入させた後、第２把持機構２１を閉じてマスキングテープＴを把持部２１Ａで挟み込んで把持する。
把持部２１Ａによる把持動作が完了すると、第１把持機構３１を開き、第１把持機構３１によるマスキングテープＴの把持を解除する。
第１アーム３Ｌが移動しないように固定した状態で第２アーム３ＲをマスキングテープＴの先端側に移動させてマスキングテープＴを予め設定された長さ（貼り付け代分の長さ）だけ繰り出させる。このとき、第２把持機構２１の把持部２１Ａは、第１把持機構３１の開いた把持部の間を接触することなく通過することとなる。
そして、図４に示すように、第１アーム３Ｌと第２アーム３Ｒとを予め設定された位置（以下、待機位置という）及び姿勢に動作される。初期位置は、右ハンドユニット１１と左ハンドユニット１２とが互いに干渉しないように、右ハンドユニット１１が左ハンドユニット１２よりも十分に前方（胴部２から離れる方向を前方とし、胴部２に近づく方向を後方とする）側にオフセットした位置が設定される。
そして、第２アーム３Ｒが動作され、第２把持機構２１を開いた状態で、待機位置から図７に示すように第１把持機構３１と従動ローラ３３との間に把持部２１Ａを進入させた後、第２把持機構２１を閉じてマスキングテープＴを把持部２１Ａで挟み込んで把持する。
把持部２１Ａによる把持動作が完了すると、第１把持機構３１を開き、第１把持機構３１によるマスキングテープＴの把持を解除する。
第１アーム３Ｌが移動しないように固定した状態で第２アーム３ＲをマスキングテープＴの先端側に移動させてマスキングテープＴを予め設定された長さ（貼り付け代分の長さ）だけ繰り出させる。このとき、第２把持機構２１の把持部２１Ａは、第１把持機構３１の開いた把持部の間を接触することなく通過することとなる。
マスキングテープＴが繰り出されると、第１把持機構３１によりマスキングテープＴが把持されて第２把持機構２１によるマスキングテープＴの把持が解除される。
そして、図３に示すように、第１アーム３Ｌを予め設定されたマスキング開始位置に移動させ、続いて図８に示すように、第２アーム３Ｒを動作させて繰り出されたマスキングテープＴの先端部分の粘着面側を押し付け爪２０ＡでワークＷの予め設定された位置に押し付ける。
そして、図３に示すように、第１アーム３Ｌを予め設定されたマスキング開始位置に移動させ、続いて図８に示すように、第２アーム３Ｒを動作させて繰り出されたマスキングテープＴの先端部分の粘着面側を押し付け爪２０ＡでワークＷの予め設定された位置に押し付ける。
なお、今回は、マスキングテープＴを左右方向（押し付け機構２０の延在方向）に貼付ける動作であるので、押し付け爪２０Ａを用いてマスキングテープＴをワークＷに押し付けているが、マスキングテープＴを前後方向に貼り付ける場合には、押し付け爪２０Ｂを用いてマスキングテープＴをワークＷに押し付けることとなる。
これにより、マスキングテープＴの貼付け方向が左右方向であっても前後方向であっても右ハンドユニット１１の方向をほぼ同じ方向としながら、貼付け作業を行なうことができる。
これにより、第１アーム３Ｌ及び第２アーム３Ｒの両方をスペース的な余裕の少ない前後方向に位置させることなく、第１アーム３Ｌのみを前方に位置させるだけで前後方向へのマスキングテープＴが可能となり、第１アーム３Ｌ及び第２アーム３Ｒが互いに干渉する領域が小さく抑制される。
これにより、マスキングテープＴの貼付け方向が左右方向であっても前後方向であっても右ハンドユニット１１の方向をほぼ同じ方向としながら、貼付け作業を行なうことができる。
これにより、第１アーム３Ｌ及び第２アーム３Ｒの両方をスペース的な余裕の少ない前後方向に位置させることなく、第１アーム３Ｌのみを前方に位置させるだけで前後方向へのマスキングテープＴが可能となり、第１アーム３Ｌ及び第２アーム３Ｒが互いに干渉する領域が小さく抑制される。
マスキングテープＴの押し付け動作が完了すると、図９に示すように、第１アーム３Ｌ及び第２アーム３Ｒは予め設定された長さだけ左右方向に移動する。このとき、第１アーム３Ｌの移動に伴って、巻ローラ３６からマスキングテープＴが繰り出され、繰り出されたマスキングテープＴが押し付け爪２０Ａ及び押し付け爪２０Ａ下面の従動ローラ２０ＤによりワークＷに押し付けられることで、マスキングテープＴに一定の張力が加わった状態でワークＷに張り付けられることとなり、マスキングテープＴに皺などが発生することがより効果的に防止される。
第１アーム３Ｌ及び第２アーム３Ｒが予め設定された長さ分移動すると、第１把持機構３１が閉じるとともに切断機構３２が動作され、カッター刃３２ＡがマスキングテープＴを切断する。そして、第１アーム３Ｌは左右方向に退避する。
カッター刃３２ＡによりマスキングテープＴが切断されると、図１０に示すように、第２アーム３Ｒが予め設定された長さ分だけ左右方向に移動して、マスキングテープＴの切断された端部までをワークＷに押し付ける。その後、第２アーム３Ｒは、押し付け爪２０ＡによりマスキングテープＴに所定の押圧力を付与した状態で、少なくともマスキングテープＴの貼付け開始まで移動して、マスキングテープＴをワークＷに十分に固定する。
カッター刃３２ＡによりマスキングテープＴが切断されると、図１０に示すように、第２アーム３Ｒが予め設定された長さ分だけ左右方向に移動して、マスキングテープＴの切断された端部までをワークＷに押し付ける。その後、第２アーム３Ｒは、押し付け爪２０ＡによりマスキングテープＴに所定の押圧力を付与した状態で、少なくともマスキングテープＴの貼付け開始まで移動して、マスキングテープＴをワークＷに十分に固定する。
マスキングテープＴの貼付けが完了すると、第１アーム３Ｌ及び第２アーム３Ｒが待機位置に移動する。
そして、巻ローラ機構３８の取替が必要である場合には、巻ローラストッカ１０５に現在装着されている巻ローラ機構３８を載置して予め設定された巻ローラ機構３８を装着する。そして、再び予め設定された位置にマスキングテープＴを貼付け動作を実行する。
そして、巻ローラ機構３８の取替が必要である場合には、巻ローラストッカ１０５に現在装着されている巻ローラ機構３８を載置して予め設定された巻ローラ機構３８を装着する。そして、再び予め設定された位置にマスキングテープＴを貼付け動作を実行する。
ワークＷの所定位置の全てにマスキングテープＴの貼付け作業が終了すると、ワークＷの図示省略の穴部に加工後ワーク用把持機構２４の係合部２４Ａを係合させてワークＷを保持し、加工後ワークカセット１０４の空きスロットにマスキングテープＴが貼りつけられたワークＷを収納する。
そして、再び、加工前ワークカセット１０３から新たなワーク（加工前ワーク）Ｗを取り出し、マスキングテープＴの貼付け作業が実行される。
そして、再び、加工前ワークカセット１０３から新たなワーク（加工前ワーク）Ｗを取り出し、マスキングテープＴの貼付け作業が実行される。
ワークＷにマスキングテープＴ貼付け加工を実行し加工後ワークカセット１０４に予め設定された数量のワークＷが収納されると、加工後ワークカセット１０４を右ハンドユニット１１の係合部２４Ａと左ハンドユニット１２の係合部３９Ａとで把持してゲート１００Ｂ側に移送する。
このように、本実施形態にかかる加工システムによれば、人手によらずに、ワークＷの所定の箇所へのマスキングテープＴの貼付け作業を高い精度で行なうことができる上、コントローラ１０７への支持内容を変更することで様々な態様での貼付け作業を行なうことができる。
また、ロボット本体１０１が基台１及び胴部２を人間の胴体とし、胴体の両端に一対のアーム（腕）を有するという人間の上半身と同様の形態をとっているので、人手による作業用の既存の作業スペースにロボット本体１０１を配置することで既存の設備を流用して適用することができ、作業の自動化にかかる設備費用を低減することができる。
また、ロボット本体１０１が基台１及び胴部２を人間の胴体とし、胴体の両端に一対のアーム（腕）を有するという人間の上半身と同様の形態をとっているので、人手による作業用の既存の作業スペースにロボット本体１０１を配置することで既存の設備を流用して適用することができ、作業の自動化にかかる設備費用を低減することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明にかかる生産システム、ロボット装置、機械製品の製造方法は上述の実施形態のものに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して適用可能である。
本発明にかかる対象物は、電子製品用の基板に限定されることなく種々の対象物について適用可能である。また、供給物についてもマスキングテープ等の粘着テープに限らず、紐状のワイヤやファブリック等によるスペーサ等、第１アームから繰り出し可能なものであれば適宜のものに本発明を適用することができる。
また、実施形態では搬入装置及び搬出装置をロボット本体が兼ねるように構成しているが、対象物をステージに搬入／搬出する搬入装置及び搬出装置を独立に設けてもよい。
本発明にかかる対象物は、電子製品用の基板に限定されることなく種々の対象物について適用可能である。また、供給物についてもマスキングテープ等の粘着テープに限らず、紐状のワイヤやファブリック等によるスペーサ等、第１アームから繰り出し可能なものであれば適宜のものに本発明を適用することができる。
また、実施形態では搬入装置及び搬出装置をロボット本体が兼ねるように構成しているが、対象物をステージに搬入／搬出する搬入装置及び搬出装置を独立に設けてもよい。
１ 基台
２ 胴部
３Ｒ 第２アーム（第１アーム）
３Ｌ 第１アーム（第２アーム）
４Ｒ 右肩部
４Ｌ 左肩部
５Ｒ 右上腕Ａ部
５Ｌ 左上腕Ａ部
６Ｒ 右上腕Ｂ部
６Ｌ 左上腕Ｂ部
７Ｒ 右下腕Ａ部
７Ｌ 左下腕Ａ部
８Ｒ 右手首Ａ部
８Ｌ 左手首Ａ部
９Ｒ 右手首Ｂ部
９Ｌ 左手首Ｂ部
１０Ｒ 右フランジ部
１０Ｌ 左フランジ部
１１ 右ハンドユニット（第２ハンド機構）
１２ 左ハンドユニット（第１ハンド機構）
２０ 押し付け機構
２０Ａ，２０Ｂ 押し付け爪
２０Ｃ 基部
２１ 第２把持機構
２２ アクチュエータ
２３ 加工前ワーク用把持機構
２４ 加工後ワーク用把持機構
２５ ブラケット
３１ 第１把持機構
３２ 切断機構
３２Ａ カッター刃
３３，３４ 従動ローラ（ガイドローラ）
３５ ブラケット
３６ 巻ローラ
３７ 着脱機構
３８ 巻ローラ機構（繰り出し機構）
３９ カセット把持部
１００ 加工システム
１００Ａ 仕切り壁
１００Ｂ ゲート
１０１ ロボット本体
１０２ ステージ
１０２Ａ 位置決め壁
１０２Ｂ，１０２Ｃ 移動部材
１０３ 加工前ワークカセット
１０４ 加工後ワークカセット
１０５ 巻ローラストッカ
２ 胴部
３Ｒ 第２アーム（第１アーム）
３Ｌ 第１アーム（第２アーム）
４Ｒ 右肩部
４Ｌ 左肩部
５Ｒ 右上腕Ａ部
５Ｌ 左上腕Ａ部
６Ｒ 右上腕Ｂ部
６Ｌ 左上腕Ｂ部
７Ｒ 右下腕Ａ部
７Ｌ 左下腕Ａ部
８Ｒ 右手首Ａ部
８Ｌ 左手首Ａ部
９Ｒ 右手首Ｂ部
９Ｌ 左手首Ｂ部
１０Ｒ 右フランジ部
１０Ｌ 左フランジ部
１１ 右ハンドユニット（第２ハンド機構）
１２ 左ハンドユニット（第１ハンド機構）
２０ 押し付け機構
２０Ａ，２０Ｂ 押し付け爪
２０Ｃ 基部
２１ 第２把持機構
２２ アクチュエータ
２３ 加工前ワーク用把持機構
２４ 加工後ワーク用把持機構
２５ ブラケット
３１ 第１把持機構
３２ 切断機構
３２Ａ カッター刃
３３，３４ 従動ローラ（ガイドローラ）
３５ ブラケット
３６ 巻ローラ
３７ 着脱機構
３８ 巻ローラ機構（繰り出し機構）
３９ カセット把持部
１００ 加工システム
１００Ａ 仕切り壁
１００Ｂ ゲート
１０１ ロボット本体
１０２ ステージ
１０２Ａ 位置決め壁
１０２Ｂ，１０２Ｃ 移動部材
１０３ 加工前ワークカセット
１０４ 加工後ワークカセット
１０５ 巻ローラストッカ
Claims (11)
- ステージに載置された対象物に供給材を取り付けるロボット装置であって、
第１ハンド機構を有する第１アームと、
第２ハンド機構を有する第２アームと、
前記第１アーム及び前記第２アームの動作を制御する制御装置と、をそなえ、
前記制御装置は、
前記第１ハンド機構から前記供給材を前記繰り出させ、
前記繰り出した前記供給材を前記第２ハンド機構により前記対象物に押し付けた後、前記第１アームを動作させて前記供給材をさらに繰り出させる
ことを特徴とする、ロボット装置。 - 前記制御装置は、
前記供給材を前記第２ハンド機構により前記対象物に押し付けた後、前記第１アームを移動させて前記供給材をさらに繰り出させるとともに、前記第２アームを前記第１アームと同じ方向に移動させる
ことを特徴とする、請求項１記載のロボット装置。 - 前記第１ハンド機構は、
前記供給材を上流側から下流側へと繰り出す繰り出し機構と、
前記繰り出し機構から繰り出された前記供給材の先端部分を把持する第１把持機構と、
前記第１把持機構よりも下流側において前記供給材を切断する切断機構と、を有し、
前記第２ハンド機構は、
前記第１ハンド機構に支持された前記供給材を把持する第２把持機構と、
前記第１ハンド機構から繰り出された前記供給材の先端部分を前記対象物に押し付ける押し付け機構と、を有し
前記制御装置は、
前記第１把持機構により把持された前記供給材を前記第２把持機構により把持させ、
前記第１把持機構による前記把持を解除して、前記第１アームと前記第２アームとを協働させて前記供給材を繰り出させ、
前記第２把持機構による前記把持を解除し、予め設定された位置に前記第１ハンド機構及び第２ハンド機構を移動させて、
前記第２アームを動作させて、前記供給材の先端部分を前記押し付け機構により前記対象物に押し付け、
前記第１アームを動作させて、前記供給材を予め設定された長さだけ繰り出させ、
前記第２アームを動作させて、前記供給材を前記対象物に押し付けた状態で前記押し付け機構を前記第１ハンド機構側に移動させ、
前記第１把持機構により前記供給材を把持させた後、前記切断機構により前記供給材を切断する
ことを特徴とする、請求項２記載のロボット装置。 - 前記押し付け機構は、
前記供給材を前記対象物に押し付ける従動ローラを有している
ことを特徴とする、請求項２又は３記載のロボット装置。 - 前記第２ハンド機構は、
互いに平行でない方向に延在する複数の前記押し付け機構を有している
ことを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載のロボット装置。 - 前記第１把持機構と前記繰り出し機構とは一体に形成され、
前記繰り出し機構は、
前記供給材が巻き取られた巻ローラが装着された巻ローラ保持部と、
前記巻ローラから繰り出された前記供給材を前記第１把持機構側へ誘導するガイドローラと、を有し、
前記第１ハンド機構は、
前記一体に形成された前記第１把持機構と前記繰り出し機構とを着脱可能に保持する着脱機構を有している
ことを特徴とする、請求項２〜５のいずれか１項に記載のロボット装置。 - 前記第１ハンド機構又は前記第２ハンド機構に前記対象物を把持する対象物把持機構が設けられている
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のロボット装置。 - 対象物の予め設定された位置に供給材を貼り付ける加工システムであって、
請求項１〜７のいずれか１項に記載のロボット装置と、
前記ロボット装置の近傍に設けられたステージと、
前記ステージに加工前の前記対象物を搬入する搬入装置と、
前記ステージに搬入された前記対象物を予め設定された位置に固定する位置決め装置と、
加工後の前記対象物を前記ステージから搬出する搬出装置と、を有している
ことを特徴とする、加工システム。 - 前記対象物は、はんだ付け加工前の電子機器用の基板であって、
前記供給材は、前記基板の表面に貼り付けられるマスキングテープである
ことを特徴とする、請求項８記載の加工システム。 - 第１ハンド機構を有する第１アームと、第２ハンド機構を有する第２アームと、を有するロボット装置を用いて、ステージに載置された対象物に供給材を取り付ける加工を行なう加工品の製造方法であって、
前記第１ハンド機構から前記供給材を繰り出すステップと、
前記繰り出した前記供給材を前記第２ハンド機構により前記対象物に押し付けた後、前記第１アームを動作させて前記供給材をさらに繰り出させるステップと、を有している
ことを特徴とする、加工品の製造方法。 - 前記第１ハンド機構は、前記供給材を上流側から下流側へと繰り出す繰り出し機構と、前記繰り出し機構から繰り出された前記供給材の先端部分を把持する第１把持機構と、前記第１把持機構よりも下流側において前記供給材を切断する切断機構と、を有するものであり、前記第２ハンド機構は、
前記第１ハンド機構に支持された前記供給材を把持する第２把持機構と、前記第１ハンド機構から繰り出された前記供給材の先端部分を前記対象物に押し付ける押し付け機構と、を有するものであって、
前記第１把持機構により把持された前記供給材を前記第２把持機構により把持させるステップと、
前記第１把持機構による前記把持を解除して、前記第１アームと前記第２アームとを協働させて前記供給材を繰り出させるステップと、
前記第２把持機構による前記把持を解除し、予め設定された位置に前記第１ハンド機構及び第２ハンド機構を移動させるステップと、
前記第２アームを動作させて、前記供給材の先端部分を前記押し付け機構により前記対象物に押し付けるステップと、
前記第１アームを動作させて、前記供給材を予め設定された長さだけさらに繰り出させるステップと、
前記第１把持機構により前記供給材を把持させた後、前記切断機構により前記供給材を切断するステップと、
前記第２アームを動作させて、前記供給材を前記対象物に押し付けた状態で前記押し付け機構を前記第１ハンド機構側に移動させるステップと、を有している
ことを特徴とする、請求項１０記載の加工品の製造方法。
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