JP4933814B2 - 作業装置におけるワーク受け渡し装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子回路基板等の精密測定機、欠陥補修装置、溶液塗布装置等の作業装置におけるワーク受け渡し装置に関するものである。

従来、この種の作業装置において、そのテーブルに対してワークをロボット等のローディング装置によって搬入、搬出する際に、前記テーブルの下側に配置した昇降ピンを、シリンダによって昇降させてテーブルに設けたピン孔からその上面に出没させることにより、前記ローディング装置からワークを受け取ってテーブル上に載置させ、また、テーブル上のワークを突き上げてローディング装置へ引き渡すようにしたワーク受け渡し装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
特開平６−３３９８３０号公報 特開平９−１９２５６７号公報 特開２００４−１７２３１８号公報

しかし、前記作業装置におけるワーク受け渡し装置においては、前記テーブル上に突き出してローディング装置から受け取ったワークを、昇降ピンが下降してテーブル上面に載置した際に、テーブルとワークの間に空気が残ってテーブル上をワークが滑り動くおそれがある。これを防止するために、テーブル上面に設けた吸引孔や吸引溝から残留空気を負圧吸引により抜き、ワークをテーブル上面に吸着させることを行っている。しかし、この場合には、前記テーブルが高精度に仕上げられていないと、テーブルの形状にワークが変形し、その変形の態様によってはワークの長さが寸法が変化するために、その変化が誤差要因となってワークの精密な測定等ができなくなる問題がある。特に、ワークの厚さが厚くなるほど寸法変化量が大きくなるため、ワークをテーブルに吸着した状態では測定等が行えない問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ワークをテーブル上に載置する際に、ワークの位置ずれや変形を防止してテーブル上面にワークを正確に載置させることができる構造が簡単な作業装置におけるワーク受け渡し装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために、以下の点を特徴としている。
すなわち、請求項１に係る作業装置におけるワーク受け渡し装置は、上面にワークを載置するワーク載置面を有し該ワーク載置面に開口する複数のピン孔が設けられたテーブルと、昇降手段によって昇降されて上端部が前記各ピン孔を通して、前記テーブルの上面に出没される複数の昇降ピンとを備え、前記テーブルとローディング装置との間でワークを受け渡しする作業装置におけるワーク受け渡し装置であって、前記各昇降ピンの上端部に、昇降ピンに対して上下動可能なワーク当接部材が、バネによって常時上方へ付勢された状態で取り付けられており、前記ワーク当接部材は、軸方向の中間部にフランジを有するピン部材からなり、前記昇降ピンの上端に着脱可能に取り付けられた基部ケースに筒状のピンケースを螺着してなる保持筒内に、上端部を該保持筒から上方へ突き出して上下動可能に挿入されると共に、前記保持筒内に挿入された前記バネによって、前記フランジがピンケースの係止部に当接するまで上方へ付勢されており、前記ワーク当接部材はワークの重量を受けると前記バネが縮小して前記ワーク当接部材の下端部が前記基部ケースの底部に当接されるようにしたことを特徴としている。

請求項２に係る作業装置におけるワーク受け渡し装置は、請求項１に記載のワーク受け渡し装置において、前記テーブルは、上面に負圧吸引源に連絡された吸引孔または吸引溝が設けられていることを特徴としている。

本発明によれば、以下の優れた効果を奏する。
請求項１に係る作業装置におけるワーク受け渡し装置によれば、昇降ピンの上端のワーク当接部材が、それにワークが載置されたとき、バネが圧縮されて縮んだ状態となるので、昇降ピンを下降させてワークが作業装置のテーブル上に載置されたところで昇降ピンの下降動作を停止させると、昇降ピンが停止してワーク当接部材の上端とワークの裏面とが接触した状態が維持されている間に、ワークとテーブルとの間の空気を抜くことができる。したがって、ワークをテーブル上に載置する際に、ワークを吸引孔等を通して強く吸着する必要がなく、ワークの位置ずれや変形を防止してテーブル上面にワークを正確に載置させることができる。しかも、昇降ピンはその先端のワーク当接部材をバネの弾力により昇降させる構成であるから、構造が簡単であり、実施が容易である。

しかも、長期間使用している間に、ワーク当接部材の上端が摩耗した場合には、ピンケースを基部ケースから外してワーク当接部材を取り外して容易に交換することができる。また、基部ケースごとワーク当接部材を昇降ピンから取り外し、ワークの大きさ、種類等に適合したワーク当接部材に交換することができる。

請求項２に係る作業装置におけるワーク受け渡し装置によれば、テーブルに設けた吸引孔または吸引溝を通してテーブルに載置されたワークを軽く吸着することにより、ワークをテーブル上に安定に支持した状態で測定等の作業を行うことができる。

以下、本発明の一実施の形態に係る作業装置におけるワーク受け渡し装置について、添付図面を参照して説明する。
図１において、１は本発明の一実施の形態に係るワーク受け渡し装置２を備えた作業装置を示す。この作業装置１は、支持脚３ａによって床面に設置された基台３と、該基台３に固定されＸ軸方向ｘに向けられて立設された正面視で門型の支持部材４と、該支持部材４の上端のＸ軸ビーム４ａに設けた図示しないＸ軸レール（案内レール）に支持されてＸ軸方向ｘに往復移動するサドル６と、該サドル６に取り付けられた作業ヘッド７と、前記基台３の上面にＹ軸方向ｙに向けて設けられた一対のＹ軸レール（案内レール）８，８に沿ってＹ軸方向ｙに往復移動するテーブル９と、前記テーブル９に対してワークＷを搬入、搬出するローディング装置１０とを備えている。

前記作業ヘッド７は、ＣＣＤカメラと顕微鏡を有し電子回路基板等（以下「ワーク」という）に生じた種々の欠陥部の形状、寸法等を測定する精密測定ヘッド、前記欠陥部の補修をするために該欠陥部に精密な加工を施すレーザ加工ヘッド等の加工ヘッド、該加工ヘッドによって加工された箇所に補修溶液等を塗布する溶液塗布装置等のうちの１つまたは複数を備えており、前記サドル６のリニアモータ、サーボモータ等のいずれかを含むＸ軸駆動手段（図示せず）によるＸ軸方向ｘへの移動と、前記テーブル９のリニアモータ、サーボモータ等のいずれかを含むＹ軸駆動手段（図示せず）によるＹ軸方向ｙへの移動とによって、ワークＷの所定位置に高精度に移動、位置決めされるようになっている。

前記ローディング装置１０は、図２に示すように、複数のアーム部材を水平旋回自在に連結されたアーム１０ａを支柱１０ｂの上端部に昇降自在に設けて、先端のアーム１０ａに前記ワークＷを把持、解放可能なハンド１０ｃを有する産業用ロボット等からなり、前記作業装置１の前側（図１で左側）に設置されている。
前記テーブル９は、上方が開放された扁平な矩形箱状のテーブル本体９ａと、該テーブル本体９ａの上面にその開放部を閉鎖するように取り付けたガラス板等からなるワーク載置板９ｂとにより構成され、そのＸ軸方向ｘとＹ軸方向ｙの両端部の下面に設けられた被ガイド部９ｃ，９ｃが前記Ｙ軸レール８，８に案内されることにより、Ｙ軸方向ｙへ往復移動されるようになっている。

前記ワーク載置板９ｂには、上下に貫通する多数の吸引孔９ｃが縦横に所定間隔をあけて配置されており、それらの吸引孔９ｃのうちの、Ｘ軸方向ｘの中央から対称に離れた２つの位置、およびＹ軸方向ｙの中央の位置とその両側に対称に離れた２つの位置、合わせて６個の位置にあるものは、前記吸引孔９ｃより大径に形成されたピン孔９ｄとされている。該ピン孔９ｄは６個に限らず、４個、その他の個数であってもよい。前記テーブル本体９ａとワーク載置板９ｂとで囲まれた空間９ｅには、図示しないが、真空ポンプ等の負圧吸引源が空気ホース等を介して連絡されている。また、前記テーブル本体９ａには、前記空間９ｅから気密に隔離され前記ピン孔９ｄに連通するピン孔９ｄと同径のピン孔９ｆが上下に貫通して設けられている。

前記テーブル９の下方には、シリンダ装置１１によって昇降駆動される支持板１２が水平に設けられており、該支持板１２の上面には、前記ワーク載置板９ｂに設けたピン孔９ｄ，９ｆの位置に対応させて複数（図示の例では６本）の昇降ピン１３が、その下端をねじ等によって支持板１２に固定され、上下方向に向けて立設されている。前記昇降ピン１３は、上端にワーク当接部材１４を備え、該ワーク当接部材１４が前記ピン孔９ｄ，９ｆを通して前記テーブル９のワーク載置板９ｂの上面（ワーク載置面９ｇ）に出没されるようになっている。前記シリンダ装置１１と支持板１２とによって前記昇降ピン１３を昇降させる昇降手段１１Ａが構成されている。

前記ワーク当接部材１４は、図３に示すように、軸部１４ａの軸方向の中間部にフランジ１４ｂを設けてなり、前記昇降ピン１３の上端に取り付けられた基部ケース１５に筒状のピンケース１６が螺着されてなる保持筒１７内に上下動可能に挿入され、前記保持筒内に挿入されたバネ１８によって常時上方へ付勢されている。
前記基部ケース１５は、内周に雌ねじ１５ａが形成された有底の円筒状部材１５ｂの下面に雄ねじ部１５ｃを設けてなり、該雄ねじ部１５ｃが前記昇降ピン１３の上端部に形成された雌ねじ１３ａに着脱自在に螺着されている。前記ピンケース１６は、上端部に内周フランジ（係止部）１６ａを有し、下部外周に雄ねじ１６ｂが形成された円筒状部材からなり、前記雄ねじ１６ｂが基部ケース１５の雌ねじ１５ａに着脱可能に螺着されている。

そして、前記ワーク当接部材１４は、前記軸部１４ａの上側部分が前記ピンケース１６の内周フランジ１６ａの挿通孔１６ｃを上方へ挿通され、フランジ１４ｂの外周部が前記ピンケース１６の内周部に嵌合され、前記軸部１４ａのフランジ１４ｂより下方の部分が小径軸部１４ｃとされ、該小径軸１４ｃの下端面が基部ケース１５の底部１５ｄに当接する位置と、前記フランジ１４ｂの上面が前記ピンケース１６の内周フランジ１６ａの下面に当接する位置との間で、上下方向（軸方向）に摺動可能とされている。また、前記バネ１８は、前記ピンケース１６内において前記小径軸部１４ｃの外側に挿入されて、下端部が前記基部ケース１５の底部１５ｄに当接され、上端部が前記フランジ１４ｂの下面に当接された圧縮ばねからなっており、常時は、前記ワーク当接部材１４をそのフランジ１４ｂの上面が前記内周フランジ１６ａの下面に当接するまで上方へ付勢している。

前記テーブル９、シリンダ装置１１、支持板１２、昇降ピン１３、ワーク当接部材１４、バネ１７等によって、ローディング装置１０からワークＷを受け取ってテーブル９のワーク載置面９ｇに載置し、該ワーク載置面９ｇのワークＷを前記ローディング装置１０に引き渡すための前記ワーク受け渡し装置２が構成されている。
なお、前記テーブル９のワーク載置板９ｂに載置されたワークＷをワーク載置面９ｇへ吸着するための吸引孔９ｃに代えて、前記ワーク載置面９ｇに縦横に格子状に吸引溝を設け、該吸引溝に負圧吸引源を連絡させるようにしてもよい。

次に、上記のように構成された作業装置におけるワーク受け渡し装置２の作用について図４を参照しながら説明する。
先ず、前記作業装置１のテーブル９が前端側（図１で左端側）へ移動している状態で、ローディング装置１０がそのハンド１０ｃによってワークＷを支持して、前記テーブル９上に搬入する。このとき、前記シリンダ装置１１が作動して支持板１２を介して前記昇降ピン１３を上端位置まで上昇されるが、昇降ピン１３のワーク当接部材１４の上端面とワークＷの下面との間には、所定の隙間があけられている（図４（ａ）参照）。昇降ピン１３が上昇端位置まで上昇したところで、前記ハンド１０ｃが下降されてワークＷが前記昇降ピン１３のワーク当接部材１４の上端面に載置される（図４（ｂ）参照）。
このときに、前記ワーク当接部材１４は、ワークＷの重量により前記バネ１８が縮小して数ミリの所定寸法ｅ（例えば３ミリ、このときは、ワーク当接部材１４の小径軸部１４ｃの下端面が基部ケース１５の底部１５ｄに当接される）だけ、バネ１８の反発力をワークＷに対して上方へ作用させながら下降するので、ワーク当接部材１４の上面がワークＷの下面に吸着したと同様な状態が形成され、このため、前記ワーク当接部材１４は、ワークＷを位置ずれを起こすことなくテーブル９のワーク載置面９ｇに載置させることができる。

この後に、前記ローディング装置１０はアーム１０ａが旋回されて前記ハンド１０ｃがテーブル９上から作業装置１の外側（前側）に待避されると共に、前記シリンダ装置１１が作動されて支持板１２を介して昇降ピン１３が緩やかに下降され、前記ワーク当接部材１４上に載置されたワークＷの下面がテーブル９のワーク載置板９ｂ上に接触した状態を所定時間だけ維持される（図４（ｃ）参照）。その間に、前記負圧供給源が作動されてテーブル９の空間９ｅを通して前記吸引孔９ｃからワークＷが吸引されて、ワークＷの下面が前記ワーク載置板９ｂのワーク載置面９ｇに吸着されてしっかりとワークＷがテーブル９上に支持された状態となる。そこで、前記昇降ピン１３がシリンダ装置１１の作動により更に下降し、ワーク当接部材１４の上端がテーブル９の下方に後退される（図４（ｄ）参照）。
これにより、ローディング装置１０のハンド１０ｃから作業装置１のテーブル９上にワークＷを受け取るワーク搬入操作が完了する。前記テーブル９上からワークＷをローディング装置１０のハンド１０ｃに引き渡すワーク搬出操作は、上記ワーク搬入操作の略逆の動作によって行われるが、その具体的な動作については説明を省略する。

以上説明したように、実施の形態に係る作業装置におけるワーク受け渡し装置２は、上面にワークＷを載置するワーク載置面９ｇを有し該ワーク載置面９ｇに開口する複数のピン孔９ｄが設けられたテーブル９と、前記シリンダ装置１１と支持板１２とからなる昇降手段１１Ａによって昇降されて、上端部が前記各ピン孔９ｃを通して前記テーブル９の上面に出没される複数の昇降ピン１３とを備え、前記テーブル９とローディング装置１０との間でワークＷを受け渡しする作業装置１におけるワーク受け渡し装置２であって、前記各昇降ピン１３の上端部に、昇降ピンに対して上下動可能なワーク当接部材１４が、バネ１８によって常時上方へ付勢された状態で取り付けられた構成とされている。

したがって、前記実施の形態に係る作業装置におけるワーク受け渡し装置２によれば、昇降ピン１３の上端のワーク当接部材１４が、それにワークＷが載置されたとき、バネ１８が圧縮されて縮んだ状態となるので、昇降ピン１３を下降させてワークＷが作業装置１のテーブル９のワーク載置面９ｇに載置されたところで昇降ピン１３の下降動作を停止させると、昇降ピン１３が停止して前記ワーク当接部材１４とワークＷの下面とが接触した状態が維持されている間に、ワークＷの下面とテーブル９のワーク載置面９ｇとの間の空気を抜くことができる。そのため、ワークＷをテーブル９の載置面９ｇに載置する際に、前記ワーク当接部材１４に負圧吸引する吸着パッドを設けたり、ワークＷを吸引孔９ｃ等を通してテーブル９のワーク載置面９ｇに強く吸着する必要がなく、ワークＷの位置ずれや変形を防止してテーブル９のワーク載置面９ｇにワークＷを正確に載置させることができる。しかも、昇降ピン１３はその上端のワーク当接部材１４をバネ１８の弾力により昇降させる構成であるから、構造が簡単であり、実施が容易である。

また、前記ワーク受け渡し装置２は、前記ワーク当接部材１４が、軸部１４ａの軸方向の中間部にフランジ１４ｂを有するピン部材からなり、前記昇降ピン１３の上端に着脱可能に取り付けられた基部ケース１５に筒状のピンケース１６を螺着してなる保持筒１７内に、上端部を該保持筒１７から上方へ突き出して上下動可能に挿入されると共に、前記保持筒１７内に挿入されて下端を基部ケース１５の底部１５ｄに当接され、上端を前記フランジ１４の下面に当接された前記バネ１８によって、前記フランジ１４ｂがピンケース１６の内周フランジ１６ａに当接するまで上方へ付勢されている構成とされている。
したがって、前記ワーク受け渡し装置２によれば、長期間使用している間に、ワーク当接部材１４の上端が摩耗した場合には、前記ピンケース１６を基部ケース１５から外してワーク当接部材１４を取り外して容易に交換することができできる。また、基部ケース１５ごとワーク当接部材１４を昇降ピン１３から取り外し、ワークＷの大きさ、種類等に適合したバネ１８、ワーク当接部材１４に交換することができる。

さらに、前記ワーク受け渡し装置２によれば、前記テーブル９が、そのワーク載置板９ｂのワーク載置面９ｇに負圧吸引源に連絡された吸引孔９ｃまたは吸引溝が設けられた構成とされているので、テーブル９に設けた吸引孔９ｃまたは吸引溝を通してテーブル９の前記ワーク載置面９ｇに載置された前記ワークＷを軽く吸着することにより、該ワークＷをテーブル９のワーク載置面９ｇ上に安定に支持した状態で測定等の作業を行うことができる。

なお、前記実施の形態に係る作業装置におけるワーク受け渡し装置２においては、前記基部ケース１５を、昇降ピン１３の上端に着脱可能に取り付けたが、これに限らず、前記昇降ピン１３に一体に形成してもよい。また、前記昇降ピン１３を昇降させる昇降手段１１Ａとして、昇降ピン１３を取り付けた支持板１２をシリンダ装置１１で昇降させる構成としたが、これに限らず、モータの回転をねじ軸にナットを螺合してなる直線運動変換機構を介して昇降ピン１３を昇降させるようにしてもよい。
また、前記昇降手段１１Ａを前記テーブル９と分離して床面に設置し、テーブル９が昇降手段１１Ａの位置に来たときに、前記シリンダ装置１１により昇降ピン１３を作動させるをたが、これに限らず、シリンダ装置１１をテーブル９の下面に設置してテーブル９と一緒に移動するようにしてもよい。さらに、支持板１２に固定した昇降ピン１３をテーブル９に支持させ、テーブル９が床面に設置されたシリンダ装置１１の位置に来たときに該シリンダ装置１１により昇降ピン１３を作動させるようにしてもよい。

本発明の一実施の形態に係るワーク受け渡し装置を備えた作業装置を示す斜視図である。 図１のイ−イ断面図である。 本発明に一実施の形態に係る作業装置におけるワーク受け渡し装置の要部を示す縦断面図である。 同じくワーク受け渡し装置の作用を示す説明図である。

符号の説明

１ 作業装置
２ ワーク受け渡し装置
７ 作業ヘッド
９ テーブル
９ｃ 吸引孔
９ｄ，９ｆ ピン孔
９ｇ ワーク載置面
１０ ローディング装置
１０ｃ ハンド
１１ シリンダ装置
１２ 支持板
１３ 昇降ピン
１４ ワーク当接部材
１５ 基部ケース
１６ ピンケース
１７ 保持筒
１８ バネ
Ｗ ワーク

Claims (2)

1. 上面にワークを載置するワーク載置面を有し該ワーク載置面に開口する複数のピン孔が設けられたテーブルと、昇降手段によって昇降されて上端部が前記各ピン孔を通して、前記テーブルの上面に出没される複数の昇降ピンとを備え、前記テーブルとローディング装置との間でワークを受け渡しする作業装置におけるワーク受け渡し装置であって、
   前記各昇降ピンの上端部には、昇降ピンに対して上下動可能なワーク当接部材が、バネによって常時上方へ付勢された状態で取り付けられており、
   前記ワーク当接部材は、軸方向の中間部にフランジを有するピン部材からなり、前記昇降ピンの上端に着脱可能に取り付けられた基部ケースに筒状のピンケースを螺着してなる保持筒内に、上端部を該保持筒から上方へ突き出して上下動可能に挿入されると共に、前記保持筒内に挿入された前記バネによって、前記フランジがピンケースの係止部に当接するまで上方へ付勢されており、
   前記ワーク当接部材はワークの重量を受けると前記バネが縮小して前記ワーク当接部材の下端部が前記基部ケースの底部に当接されるようにしたことを特徴とする作業装置におけるワーク受け渡し装置。
2. 前記テーブルは、上面に負圧吸引源に連絡された吸引孔または吸引溝が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の作業装置におけるワーク受け渡し装置。

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