JP5370949B1 - ワーク搬送方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】整列されていない複数のワークを短時間で搬送する。
【解決手段】ワーク搬送装置１は、ワーク１０の保持またはその解除をする保持・解除高さ、および、保持・解除高さから上昇した上昇高さ、の間で独立して昇降する複数の吸着ノズル１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈと、一つの吸着ノズル１２ａ〜１２ｈのみを昇降可能にして残りの吸着ノズル１２ａ〜１２ｈを上昇高さで昇降不能にする一部昇降可能・一部昇降不能状態、および、全ての吸着ノズル１２ａ〜１２ｈを昇降可能にする全部昇降可能状態、を切り替える昇降制限機構２１０と、自身を昇降させることで昇降可能な吸着ノズル１２ａ〜１２ｈを昇降させる昇降フランジ２０２と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子部品等の組立てにおいて、ワークを所定の位置まで搬送する搬送方法および装置に関する。

ワークを組み立てて電子部品等を製造するラインでは、ワークがストックされているトレーからワークを取り出して、所定の位置まで搬送する。複数の吸着ノズルを有するマルチノズルヘッドを使用する場合、複数のワークを同時に吸着することで、複数のワークをまとめて一度に搬送できる。ひいては、搬送に掛かる時間を短縮できる（特許文献１参照）。

特開２００８−１４７３１３号公報

しかしながら、トレーの上にワークが整列されていない場合には、複数のワークを同時に吸着できず、まとめて搬送することができない。すなわち、搬送に掛かる時間を短縮できない。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、整列されていない複数のワークを短時間で搬送できる搬送方法および装置を提供することを目的とする。

本発明者の鋭意研究により、上記目的は以下の手段によって達成される。

（１）本発明は、ワークの保持またはその解除をする保持・解除高さ、および、前記保持・解除高さから上昇した上昇高さ、の間で独立して昇降する複数の保持手段と、一部の前記保持手段を昇降可能にして残りの前記保持手段を前記上昇高さで昇降不能にする一部昇降可能・一部昇降不能状態、および、全ての前記保持手段を昇降可能にする全部昇降可能状態、を切り替える昇降制限手段と、自身を昇降させることで昇降可能な前記保持手段を昇降させる昇降手段と、を備え、前記昇降制限手段は、前記上昇高さに位置する前記複数の保持手段を直接的にまたは間接的に引っ掛けて前記上昇高さに停止させるストッパを備え、前記ストッパは、前記保持手段の引っ掛かりを有効にする複数の有効部と、前記保持手段の引っ掛かりを解除する複数の解除部と、を交互に配置してなるように備えてなり、前記複数の有効部および前記複数の解除部を移動させることで前記一部昇降可能・一部昇降不能状態および前記全部昇降可能状態を切り替えることを特徴とする、ワーク搬送装置である。

（２）本発明はまた、前記ストッパは、前記複数の有効部および前記複数の解除部を水平面内における円周方向に沿って配置してなり、自身を水平面内で回転させることで前記一部昇降可能・一部昇降不能状態および前記全部昇降可能状態を切り替えることを特徴とする、上記（１）に記載のワーク搬送装置である。

（３）本発明はまた、前記複数の保持手段は、鉛直軸回りに回転可能に設けられ、前記昇降制限手段は、全ての前記保持手段の各々と前記ストッパとの間に介在して該保持手段が鉛直軸回りに回転することに伴って回転し、該保持手段と前記ストッパとの間の摩擦力を低減する複数の回転体を備えることを特徴とする、上記（１）又は（２）に記載のワーク搬送装置である。

（４）本発明はまた、前記保持手段が前記保持をする場合に前記昇降制限手段を前記一部昇降可能・一部昇降不能状態にしてから前記昇降手段を降下させることで一部の前記保持手段を下降させて該一部の保持手段を前記保持・解除高さにする制御ユニットを備えることを特徴とする、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のワーク搬送装置である。

（５）本発明はまた、前記制御ユニットは、前記保持手段が前記解除をする場合に前記昇降制限手段を前記全部昇降可能状態にしてから前記昇降手段を下降させることで全ての前記保持手段を下降させて該全ての前記保持手段を前記保持・解除高さにすることを特徴とする、上記（４）に記載のワーク搬送装置である。

（６）本発明はまた、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のワーク搬送装置において、前記保持手段が前記保持をする場合に前記昇降制限手段を前記一部昇降可能・一部昇降不能状態にしてから前記昇降手段を下降させることで一部の前記保持手段を下降させて該一部の保持手段を前記保持・解除高さにすることを特徴とする、ワーク搬送方法である。

（７）本発明はまた、前記保持手段が前記解除をする場合に前記昇降制限手段を前記全部昇降可能状態にしてから前記昇降手段を下降させることで全ての前記保持手段を下降させて該全ての前記保持手段を前記保持・解除高さにすることを特徴とする、上記（６）に記載のワーク搬送方法である。

本発明によれば、整列されていない複数のワークを短時間で搬送できるという優れた効果を奏し得る。

本発明の第１実施形態に係るワーク搬送装置の正面図である。 吸着ノズルおよびエアー配管を示す上面図である。 ノズルヘッドの構造を示す正面図であり、（Ａ）は吸着ノズルが保持・解除高さに位置する状態を示し、（Ｂ）は吸着ノズルが上昇高さに位置する状態を示し、（Ｃ）は一つの吸着ノズルが保持・解除高さに位置すると共に残りの吸着ノズルが上昇高さに位置する状態を示す。 昇降制限手段の状態を説明する上面図であり、（Ａ）は一部昇降可能・一部昇降不能状態を示し、（Ｂ）は全部昇降可能状態を示す。 制御ユニットの機能構成を示すブロック図である。 ワーク搬送装置を適用したラインの上面図である。 本発明の第２実施形態に係るワーク搬送装置の正面図である。 ノズルヘッドの構成を示す正面図であり、（Ａ）は吸着ノズルが保持・解除高さに位置する状態を示し、（Ｂ）は吸着ノズルが上昇高さに位置する状態を示し、（Ｃ）は一つの吸着ノズルが保持・解除高さに位置すると共に残りの吸着ノズルが上昇高さに位置する状態を示す。 昇降制限手段の状態を説明する上面図であり、（Ａ）は一部昇降可能・一部昇降不能状態を示し、（Ｂ）は全部昇降可能状態を示す。 ノズル回転機構を示す上面図である。 制御ユニットの機能構成を示すブロック図である。 ワーク搬送装置の変形例を示す正面図であり、（Ａ）は第１実施形態の変形例を示し、（Ｂ）は第２実施形態の変形例を示す。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の例について詳細に説明する。なお、以下の説明では、図に示したＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を基準として方向を説明する。Ｘ軸およびＹ軸は互いに略直角な水平軸であり、Ｚ軸はＸ軸およびＹ軸に直角な鉛直軸である。そして、各図において、一部の構成、および断面を示すハッチングの図示を適宜省略して、図面を簡略化している。また、各図において、各構成の大きさを誇張して表現する場合がある。

図１は、本発明の第１実施形態に係るワーク搬送装置１の正面図である。図２は、吸着ノズル１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈおよびエアー配管１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ，１３ｇ，１３ｈを示す上面図である。図３は、ノズルヘッド１００の構造を示す正面図である。同図（Ａ）は、吸着ノズル１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈが保持・解除高さに位置する状態を示す。同図（Ｂ）は、吸着ノズル１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈが上昇高さに位置する状態を示す。同図（Ｃ）は、一つの吸着ノズル１２ａが保持・解除高さに位置すると共に残りの吸着ノズル１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈが上昇高さに位置する状態を示す。図４は、昇降制限機構２１０の状態を説明する上面図である。同図（Ａ）は、一部昇降可能・一部昇降不能状態を示す。同図（Ｂ）は、全部昇降可能状態を示す。図５は、制御ユニット３００の機能構成を示すブロック図である。

図１および図２に示されるワーク搬送装置１は、電子部品等を製造するラインに設置され、ワーク１０（図６参照）を搬送する際に使用される。具体的に、ワーク搬送装置１は、ワーク１０を保持するノズルヘッド１００と、このノズルヘッド１００をＹ軸方向に移動させるヘッド移動機構（図示省略）と、制御ユニット３００（図５参照）と、等を備えている。

ワーク搬送装置１の各部は、制御ユニット３００によって統括的に制御される。すなわち、ワーク搬送装置１の各部は、制御ユニット３００の制御下において動作して、その動作状況が制御ユニット３００によって管理される。

ノズルヘッド１００は、ヘッド本体１１０と、このヘッド本体１１０に対して独立して昇降する複数（本実施形態では８本）の吸着ノズル１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈと、これら複数の吸着ノズル１２ａ〜１２ｈを互いに独立して昇降させる昇降機構２００と、この昇降機構２００による吸着ノズル１２ａ〜１２ｈの昇降を制限する昇降制限機構２１０と、各吸着ノズル１２ａ〜１２ｈに接続して負圧を生じさせる複数（本実施形態では８本）のエアー配管１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ，１３ｇ，１３ｈと、を備えている。

ヘッド本体１１０は、上述のヘッド移動機構によってＹ軸方向に移動するように配置されている。これにより、ノズルヘッド１００がＹ軸方向に移動可能となる。このヘッド本体１１０は、高さが不変となるように配置されている。

複数の吸着ノズル１２ａ〜１２ｈは、それぞれ、これらの先端を下方に向けて配置される。また、複数の吸着ノズル１２ａ〜１２ｈは、それぞれ、これらの先端でワーク１０を個別に吸引する。すなわち、複数の吸着ノズル１２ａ〜１２ｈは、それぞれ、ワーク１０を個別に保持する。これら複数の吸着ノズル１２ａ〜１２ｈは、ワーク１０の保持またはその解除をする保持・解除高さ、および、当該保持・解除高さから上昇した上昇高さ、の間で独立して昇降する。

複数のエアー配管１３ａ〜１３ｈは、それぞれ、可撓性を有する材料からなり、吸着ノズル１２ａ〜１２ｈの昇降に追従して撓む。これら複数のエアー配管１３ａ〜１３ｈは、それぞれ、負圧を生じさせるポンプユニット（図示省略）に接続されて、対応する吸着ノズル１２ａ〜１２ｈに当該負圧を伝達する。

図３（Ａ）、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）に示される昇降機構２００は、昇降する昇降軸２０１と、この昇降軸２０１と一体に昇降する昇降フランジ２０２と、動力源となる昇降用モータ２０３と、このモータ昇降用２０３の回転軸（符号省略）に取り付けられて回転する昇降用カム２０４と、この昇降用カム２０４の回転を昇降軸２０１の動力に変換する動力変換部材２０５と、を備えている。

昇降軸２０１は、円柱形状を呈し、鉛直方向に沿って配置されている。昇降フランジ２０２は、自身のフランジ部分（符号省略）で吸着ノズル１２ａ〜１２ｈを下方から支持する。この昇降フランジ２０２は、自身を昇降させることで、昇降制限機構２１０によって昇降不能にされていない昇降可能な吸着ノズル１２ａ〜１２ｈを昇降させる昇降手段として機能する。

昇降用モータ２０３は、ヘッド本体１１０に対して高さが不変となるように配置されている。また、昇降用モータ２０３は、回転軸（符号省略）が水平方向に沿うように配置されている。この昇降用モータ２０３には、パルスモータ（好ましくはサーボモータ）等を採用できる。昇降用カム２０４は、外形が偏心した卵型を呈し、水平方向に沿った昇降用モータ２０３の回転軸回りに回転する。この昇降用カム２０４は、動力変換部材２０５を下方から支持し、回転することで動力変換部材２０５を昇降させる。結果、昇降用カム２０４は、昇降軸２０１および昇降フランジ２０２を昇降させる。

昇降制限機構２１０は、一つの吸着ノズル１２ａ〜１２ｈ（例えば、吸着ノズル１２ａ）のみを昇降可能にして残りの吸着ノズル１２ａ〜１２ｈ（例えば、吸着ノズル１２ｂ〜１２ｈ）を上昇高さで昇降不能にする一部昇降可能・一部昇降不能状態（図３（Ｃ）および図４（Ａ）参照）、および、全ての吸着ノズル１２ａ〜１２ｈを昇降可能にする全部昇降可能状態（図３（Ａ）および図４（Ｂ）参照）、を切り替える。

具体的に、昇降制限機構２１０は、昇降軸２０１回りを回転するストッパ２１１と、このストッパ２１１の周囲において互いに等間隔となるように各吸着ノズル１２ａ〜１２ｈに取り付けられている複数の掛止片１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈ（図４（Ａ）および図４（Ｂ）参照）と、動力源となる昇降制限用モータ２１６と、この昇降制限用モータ２１６の動力をストッパ２１１に伝達する動力伝達ベルト２１７と、を備えている。

ストッパ２１１は、掛止片１４ａ〜１４ｈを介することで、上昇高さに位置する複数の吸着ノズル１２ａ〜１２ｈを間接的に引っ掛けて上昇高さに停止させる機能を有する。具体的に、ストッパ２１１は、昇降軸２０１に嵌まる円筒形状の軸部２１２と、軸部２１２の下端縁から水平方向外側に屈曲した中空円盤形状の天板部２１３と、この天板部２１３の外周縁から下方に屈曲した円筒部２１４と、この円筒部２１４の下端縁から水平方向外側に屈曲した円環状のフランジ部２１５と、からなる。

ストッパ２１１は、ヘッド本体１１０に対して高さが不変となるように配置されている。このストッパ２１１は、軸部２１２のプーリー（符号省略）に動力伝達ベルト２１７が引っ掛けられて、当該動力伝達ベルトの走行に伴って回転する。すなわち、動力伝達ベルトの走行に伴ってフランジ部２１５が回転する。昇降制限用モータ２１６には、パルスモータ等を採用できる。

図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示されるように、フランジ部２１５は、複数（本実施形態では１６個）の領域に区分けされている。具体的に、フランジ部２１５は、吸着ノズル１２ａ〜１２ｈの引っ掛かりを有効にする複数（本実施形態では７個）の有効部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ，２２ｇと、吸着ノズル１２ａ〜１２ｈの引っ掛かりを解除する複数（本実施形態では９個）の解除部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ，２３ｇ，２３ｈ，２３ｉと、を備えている。より具体的に、フランジ部２１５は、複数の有効部２２ａ〜２２ｇと複数の解除部２３ａ〜２３ｉとを交互に配置している。すなわち、フランジ部２１５は、複数の有効部２２ａ〜２２ｇと複数の解除部２３ａ〜２３ｉとを、解除部２３ａ、有効部２２ａ、解除部２３ｂ、有効部２２ｂ、解除部２３ｃ、有効部２２ｃ、解除部２３ｄ、有効部２２ｄ、解除部２３ｅ、有効部２２ｅ、解除部２３ｆ、有効部２２ｆ、解除部２３ｇ、有効部２２ｇ、解除部２３ｈ、解除部２３ｉの順に配置している。

複数の有効部２２ａ〜２２ｇは、それぞれ、掛止片１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈを引っ掛けることで、間接的に吸着ノズル１２ａ〜１２ｈを引っ掛ける。複数の解除部２３ａ〜２３ｉは、それぞれ、掛止片１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈを引っ掛けることはない。すなわち、複数の解除部２３ａ〜２３ｉは、それぞれ、吸着ノズル１２ａ〜１２ｈを引っ掛けることはない。

図４（Ａ）に示される状態では、掛止片１４ａに対応する位置に有効部２２ａが位置して吸着ノズル１２ａの引っ掛かりを有効にしている。同様に、掛止片１４ｂに対応する位置に有効部２２ｂが位置して吸着ノズル１２ｂの引っ掛かりを有効にしている。そして、掛止片１４ｃに対応する位置に有効部２２ｃが位置して吸着ノズル１２ｃの引っ掛かりを有効にしている。また、掛止片１４ｄに対応する位置に有効部２２ｄが位置して吸着ノズル１２ｄの引っ掛かりを有効にしている。さらに、掛止片１４ｅに対応する位置に有効部２２ｅが位置して吸着ノズル１２ｅの引っ掛かりを有効にしている。そして、掛止片１４ｆに対応する位置に有効部２２ｆが位置して吸着ノズル１２ｆの引っ掛かりを有効にしている。また、掛止片１４ｇに対応する位置に有効部２２ｇが位置して吸着ノズル１２ｇの引っ掛かりを有効にしている。さらに、掛止片１４ｈに対応する位置に解除部２３ｉが位置して吸着ノズル１２ｈの引っ掛かりを解除している。

すなわち、図４（Ａ）は、一つの吸着ノズル１２ｈのみを昇降可能にして残りの吸着ノズル１２ａ〜１２ｇを上昇高さで昇降不能にする一部昇降可能・一部昇降不能状態を示している。なお、図４（Ａ）および図４（Ｂ）では、引っ掛かりが有効な吸着ノズルにハッチングを施して、引っ掛かりの有効および解除を区別して図示している。

図４（Ｂ）に示される状態では、掛止片１４ａに対応する位置に解除部２３ａが位置して吸着ノズル１２ａの引っ掛かりを解除している。同様に、掛止片１４ｂに対応する位置に解除部２３ｂが位置して吸着ノズル１２ｂの引っ掛かりを解除している。そして、掛止片１４ｃに対応する位置に解除部２３ｃが位置して吸着ノズル１２ｃの引っ掛かりを解除している。また、掛止片１４ｄに対応する位置に解除部２３ｄが位置して吸着ノズル１２ｄの引っ掛かりを解除している。さらに、掛止片１４ｅに対応する位置に解除部２３ｅが位置して吸着ノズル１２ｅの引っ掛かりを解除している。そして、掛止片１４ｆに対応する位置に解除部２３ｆが位置して吸着ノズル１２ｆの引っ掛かりを解除している。また、掛止片１４ｇに対応する位置に解除部２３ｇが位置して吸着ノズル１２ｇの引っ掛かりを解除している。さらに、掛止片１４ｈに対応する位置に解除部２３ｈが位置して吸着ノズル１２ｈの引っ掛かりを解除している。

すなわち、図４（Ｂ）は、全ての吸着ノズル１２ａ〜１２ｈを昇降可能にする全部昇降可能状態を示している。

以上のストッパ２１１は、自身を水平面内で回転させることで、複数の有効部２２ａ〜２２ｇおよび複数の解除部２３ａ〜２３ｉを移動させて、図４（Ａ）に示されるような一部昇降可能・一部昇降不能状態と、図４（Ｂ）に示されるような全部昇降可能状態と、を切り替える。

制御ユニット３００は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ等（いずれも図示省略）から構成され、各種制御を実行する。ＣＰＵは、いわゆる中央演算処理装置であり、各種プログラムが実行されて各種機能を実現する。ＲＡＭは、ＣＰＵの作業領域として使用される。ＲＯＭは、ＣＰＵで実行されるプログラムを記憶する。

図５に示されるように、制御ユニット３００は、プログラム実行後の機能構成として、センシング部３０１と、ヘッド移動機構制御部３０２と、昇降機構制御部３０３と、昇降制限機構制御部３０４と、ポンプユニット制御部３０５と、等を備えている。

センシング部３０１は、ワーク搬送装置１の各部の状態を検知する各種センサ（図示省略）や、ワーク１０の状態を検知する各種センサ（図示省略）のセンシングデータを常に取得して、ヘッド移動機構制御部３０２、昇降機構制御部３０３、昇降制限機構制御部３０４、およびポンプユニット制御部３０５に伝達する。

ヘッド移動機構制御部３０２は、センシング部３０１で取得したセンシングデータを参照して、ノズルヘッド１００が目標の位置となるようにヘッド移動機構（図示省略）を制御する。

そして、昇降機構制御部３０３は、センシング部３０１で取得したセンシングデータを参照して、吸着ノズル１２ａ〜１２ｈが目標の高さとなるように昇降機構２００を制御する。

また、昇降制限機構制御部３０４は、センシング部３０１で取得したセンシングデータを参照して、吸着ノズル１２ａ〜１２ｈが目標の高さとなるように昇降制限機構２１０を制御する。

さらに、ポンプユニット制御部３０５は、センシング部３０１で取得したセンシングデータを参照して、吸着ノズル１２ａ〜１２ｈによるワーク１０の保持またはその解除が目標の状態となるようにポンプユニット（図示省略）を制御する。

例えば、吸着ノズル１２ａ〜１２ｈがワーク１０を一つずつ保持する場合、昇降制限機構制御部３０４は、昇降制限機構２１０が一部昇降可能・一部昇降不能状態（図４（Ａ）参照）となるように、当該昇降制限機構２１０を制御する。そして、昇降機構制御部３０３は、昇降フランジ２０２が下降するように昇降機構２００を制御する。これにより、一つの吸着ノズル１２ａ〜１２ｈ（例えば、吸着ノズル１２ａ）のみが下降して、当該一つの吸着ノズル１２ａ〜１２ｈ（例えば、吸着ノズル１２ａ）のみが保持・解除高さに位置する。その後、ポンプユニット制御部３０５は、吸着ノズル１２ａ〜１２ｈ（例えば、吸着ノズル１２ａ）の先端に負圧が生じるようにポンプユニット（図示省略）を制御する。これにより、吸着ノズル１２ａ〜１２ｈ（例えば、吸着ノズル１２ａ）の先端にワーク１０が保持される。そして、昇降機構制御部３０３は、昇降フランジ２０２が上昇するように昇降機構２００を制御する。これにより、吸着ノズル１２ａ〜１２ｈ（例えば、吸着ノズル１２ａ）の先端に保持されているワーク１０が持ち上げられる。このような制御は、他の吸着ノズル１２ａ〜１２ｈ（例えば、吸着ノズル１２ｂ〜１２ｈ）について順次行われる。

また、吸着ノズル１２ａ〜１２ｈがワーク１０をまとめて保持する場合、昇降制限機構制御部３０４は、昇降制限機構２１０が全部昇降可能状態（図４（Ｂ）参照）となるように、当該昇降制限機構２１０を制御する。そして、昇降機構制御部３０３は、昇降フランジ２０２が下降するように昇降機構２００を制御する。これにより、全ての吸着ノズル１２ａ〜１２ｈが下降して、当該全ての吸着ノズル１２ａ〜１２ｈが保持・解除高さに位置する。その後、ポンプユニット制御部３０５は、吸着ノズル１２ａ〜１２ｈの先端に負圧が生じるようにポンプユニット（図示省略）を制御する。これにより、吸着ノズル１２ａ〜１２ｈの先端にワーク１０が保持される。そして、昇降機構制御部３０３は、昇降フランジ２０２が上昇するように昇降機構２００を制御する。これにより、吸着ノズル１２ａ〜１２ｈの先端に保持されているワーク１０が持ち上げられる。

あるいは、吸着ノズル１２ａ〜１２ｈがワーク１０の保持をまとめて解除する場合、昇降制限機構制御部３０４は、昇降制限機構２１０が全部昇降可能状態（図４（Ｂ）参照）となるように、当該昇降制限機構２１０を制御する。そして、昇降機構制御部３０３は、昇降フランジ２０２が下降するように昇降機構２００を制御する。これにより、全ての吸着ノズル１２ａ〜１２ｈが下降して、当該全ての吸着ノズル１２ａ〜１２ｈが保持・解除高さに位置する。その後、ポンプユニット制御部３０５は、吸着ノズル１２ａ〜１２ｈの先端の負圧を解除するようにポンプユニット（図示省略）を制御する。これにより、吸着ノズル１２ａ〜１２ｈの先端のワーク１０の保持が解除される。そして、昇降機構制御部３０３は、昇降フランジ２０２が上昇するように昇降機構２００を制御する。これにより、吸着ノズル１２ａ〜１２ｈが持ち上げられてワーク１０から退避する。

なお、説明は省略するが、吸着ノズル１２ａ〜１２ｈがワーク１０の保持を一つずつ解除することも可能である。

次に、ワーク搬送装置１を適用したライン４００について、図６に基づいて説明する。図６は、ワーク搬送装置１を適用したライン４００の上面図である。

図６に示されるライン４００は、電子部品等の製造時におけるワーク１０の検査ラインである。このライン４００では、検査装置４２０にワーク１０が供給されて所望の検査が行われる。具体的に、ライン４００は、供給トレー４１１を搬送する供給トレー搬送ロボット４１０と、供給ロボットとして機能するワーク搬送装置１と、検査装置４２０と、収納ロボットとして機能するワーク搬送装置１と、収納トレー４３１を搬送する収納トレー搬送ロボット４３０と、を備えている。

供給トレー搬送ロボット４１０は、供給トレー４１１をＸ軸方向に搬送する。供給トレー４１１は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のマトリクス状に配列された複数の収容部４１２を備えている。これら複数の収容部４１２は、それぞれ、ワーク１０と比較して一回り大きな穴であり、ワーク１０を収容する。複数のワーク１０を収容部４１２に収容した供給トレー４１１は、供給トレー搬送ロボット４１０によって所定の位置に搬送される。

供給ロボットとして機能するワーク搬送装置１は、供給トレー４１１上のワーク１０を１個ずつ合計で８個まで保持する。そして、ワーク搬送装置１は、検査装置４２０に向けてＹ軸方向にワーク１０を搬送する。その後、ワーク搬送装置１は、検査装置４２０においてワーク１０の保持を解除する。

検査装置４２０は、複数の検査テーブル４２１が円周を描くように連続して配置されている。これら複数の検査テーブル４２１には、供給ロボットとして機能するワーク搬送装置１によって、複数のワーク１０が配置される。複数のワーク１０が配置された検査テーブル４２１は、隣の検査テーブル４２１に追従しながら、円周を描くように走行することで、複数のワーク１０を所定の位置に搬送する。

収納ロボットとして機能するワーク搬送装置１は、検査テーブル４２１上のワーク１０をまとめて保持する。そして、ワーク搬送装置１は、検査装置４２０からＹ軸方向にワーク１０を搬送する。その後、ワーク搬送装置１は、収納トレー４３１においてワーク１０の保持を解除する。

なお、ワーク搬送装置１は、再び検査装置４２０で検査すると判定されるワーク１０については、再投入トレー（図示省略）においてワーク１０の保持を解除する。このように、再投入トレーには、再び検査装置４２０に投入されるワーク１０がストックされる。

収納トレー搬送ロボット４３０は、収納トレー４３１をＸ軸方向に搬送する。搬送トレー４３１は、供給トレー４１１と同様、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のマトリクス状に配列された複数の収容部４３２を備えている。これら複数の収容部４３２は、それぞれ、ワーク１０と比較して一回り大きな穴であり、ワーク１０を収容する。複数のワーク１０を収容した収納トレー４３１は、収納トレー搬送ロボット４３０によって所定の位置に搬送される。

以上説明したように、本実施形態に係るワーク搬送装置１は、ワーク１０の保持またはその解除をする保持・解除高さ、および、保持・解除高さから上昇した上昇高さ、の間で独立して昇降する複数の吸着ノズル１２ａ〜１２ｈと、一つの吸着ノズル１２ａ〜１２ｈ（例えば、吸着ノズル１２ａ）のみを昇降可能にして残りの吸着ノズル１２ａ〜１２ｈ（例えば、吸着ノズル１２ｂ〜１２ｈ）を上昇高さで昇降不能にする一部昇降可能・一部昇降不能状態、および、全ての吸着ノズル１２ａ〜１２ｈを昇降可能にする全部昇降可能状態、を切り替える昇降制限機構２１０と、自身を昇降させることで昇降可能な吸着ノズル１２ａ〜１２ｈを昇降させる昇降フランジ２０２と、を備えている。

このため、昇降制限機構２１０を一部昇降可能・一部昇降不能状態にして、複数の吸着ノズル１２ａ〜１２ｈを一つずつ順次昇降させられる。ワーク１０に対して、昇降させる吸着ノズル１２ａ〜１２ｈを順次対応させることで、整列されていない複数のワーク１０であっても順次保持できる。また、ワーク１０の保持を解除する場合には、昇降制限機構２１０を全部昇降可能状態にすることで、全ての吸着ノズル１２ａ〜１２ｈをまとめて昇降させられる。すなわち、全てのワーク１０の保持をまとめて解除できる。ひいては、整列されていない複数のワーク１０を短時間で搬送できる。

そして、昇降制限機構２１０は、上昇高さに位置する複数の吸着ノズル１２ａ〜１２ｈを直接的にまたは間接的に引っ掛けて上昇高さに停止させるストッパ２１１を備えている。このため、簡単な構造で昇降制限機構２１０を実現できる。

また、ストッパ２１１は、吸着ノズル１２ａ〜１２ｈの引っ掛かりを有効にする複数の有効部２２ａ〜２２ｇと、吸着ノズル１２ａ〜１２ｈの引っ掛かりを解除する複数の解除部２３ａ〜２３ｉと、を備えている。ストッパ２１１は、複数の有効部２２ａ〜２２ｇおよび複数の解除部２３ａ〜２３ｉを移動させることで一部昇降可能・一部昇降不能状態および全部昇降可能状態を切り替える。このため、簡単な動作で一部昇降可能・一部昇降不能状態および全部昇降可能状態を切り替えられる。

さらに、ストッパ２１１は、複数の有効部２２ａ〜２２ｇおよび複数の解除部２３ａ〜２３ｉを水平面内における円周方向に沿って配置してなり、自身を水平面内で回転させることで一部昇降可能・一部昇降不能状態および全部昇降可能状態を切り替える。このため、ストッパが直線的に移動する場合と比較して、コンパクトな構造で昇降制限機構２１０を実現できる。また、昇降する吸着ノズル１２ａ〜１２ｈを循環させられる。このため、一つずつ昇降させる吸着ノズル１２ａ〜１２ｈを、どの吸着ノズル１２ａ〜１２ｈから開始してもよい。

そして、ストッパ２１１は、複数の有効部２２ａ〜２２ｇおよび複数の解除部２３ａ〜２３ｉを交互に配置してなる。すなわち、ストッパ２１１は、複数の有効部２２ａ〜２２ｇおよび複数の解除部２３ａ〜２３ｉを簡単な順序に配置してなる。このため、より簡単な構造で昇降制限機構２１０を実現できる。

図７は、本発明の第２実施形態に係るワーク搬送装置２の正面図である。図８は、ノズルヘッド５００の構成を示す正面図である。同図（Ａ）は、吸着ノズル５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅが保持・解除高さに位置する状態を示す。同図（Ｂ）は、吸着ノズル５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅが上昇高さに位置する状態を示す。図９は、昇降制限機構６１０の状態を説明する上面図である。同図（Ａ）は、一部昇降可能・一部昇降不能状態を示す。同図（Ｂ）は、全部昇降可能状態を示す。図１０は、ノズル回転機構６５０を示す上面図である。図１１は、制御ユニット７００の機能構成を示すブロック図である。

なお、第２実施形態に係るワーク搬送装置２の特徴部分のみを説明し、第１実施形態と同様の構成、作用および効果についての説明は適宜省略する。

図７に示されるワーク搬送装置２は、ノズルヘッド５００と、ヘッド移動機構（図示省略）と、制御ユニット７００（図１１参照）と、等を備えている。

ノズルヘッド５００は、ヘッド本体５１０と、複数（本実施形態では５本）の吸着ノズル５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅと、昇降機構６００と、昇降制限機構６１０と、複数（本実施形態では５本）のエアー配管５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，５３ｅ（図９（Ａ）および図９（Ｂ）参照）と、ノズル回転機構６５０と、を備えている。

図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示される昇降機構６００は、昇降軸６０１と、昇降手段として機能する昇降フランジ６０２と、昇降用モータ６０３と、昇降用カム６０４と、動力変換部材６０５と、を備えている。

昇降制限機構６１０は、ストッパ６１１と、このストッパ６１１の周囲において互いに等間隔となるように各吸着ノズル５２ａ〜５２ｅに対応して配置された複数の掛止片５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ，５４ｅと、これら複数の掛止片５４ａ〜５４ｅの各々が取り付けられる複数のアーム５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ，５５ｅと、これら複数のアーム５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ，５５ｅの各々に回転自在に取り付けられて吸着ノズル５２ａ〜５２ｅを引っ掛ける掛止回転体５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄ，５６ｅ（図９（Ａ）および図９（Ｂ）参照）と、昇降制限用モータ６１６と、動力伝達ベルト６１７と、を備えている。

ストッパ６１１は、掛止片５４ａ〜５４ｅ、アーム５５ａ〜５５ｅおよび掛止回転体５６ａ〜５６ｅを介することで、上昇高さに位置する複数の吸着ノズル５２ａ〜５２ｅを間接的に引っ掛けて上昇高さに停止させる機能を有する。具体的に、ストッパ６１１は、軸部６１２と、天板部６１３と、円筒部６１４と、フランジ部６１５と、からなる。

図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示されるように、フランジ部６１５は、複数（本実施形態では７個）の有効部６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅ，６２ｆ，６２ｇと、複数（本実施形態では９個）の解除部６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ，６３ｅ，６３ｆ，６３ｇ，６３ｈ，６３ｉと、を備えている。

図９（Ａ）は、一つの吸着ノズル５２ｅのみを昇降可能にして残りの吸着ノズル５２ａ〜５２ｄを上昇高さで昇降不能にする一部昇降可能・一部昇降不能状態を示している。なお、図９（Ａ）および図９（Ｂ）では、引っ掛かりが有効な吸着ノズルにハッチングを施して、引っ掛かりの有効および解除を区別して図示している。

図９（Ｂ）は、全ての吸着ノズル５２ａ〜５２ｅを昇降可能にする全部昇降可能状態を示している。

以上のストッパ６１１は、図９（Ａ）に示されるような一部昇降可能・一部昇降不能状態と、図９（Ｂ）に示されるような全部昇降可能状態と、を切り替える。

複数の掛止回転体５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄ，５６ｅの各々は、吸着ノズル５２ａ〜５２ｅが鉛直軸回りに回転することに伴って自身が回転することで、吸着ノズル５２ａ〜５２ｅとストッパ６１１との間の摩擦力を低減する。

図１０に示されるように、ノズル回転機構６５０は、複数の吸着ノズル５２ａ〜５２ｅと一体となって回転する複数（本実施形態では５個）の従動ギア６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄ，６５ｅと、これら複数の従動ギア６５ａ〜６５ｅと並べて配置された駆動ギア６５６と、複数の従動ギア６５ａ〜６５ｅおよび駆動ギア６５６に引っ掛けられて走行する環状のギアベルト６５７と、ギアベルト６５７を従動ギア６５ａ〜６５ｅに密着させる複数のガイドギア６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄと、動力源となるノズル回転用モータ（図示省略）と、ベース６６２と、を備えている。

駆動ギア６５６は、ノズル回転用モータの駆動によって回転する。複数の従動ギア６５ａ〜６５ｅは、ギアベルト６５７の走行によって、駆動ギア６５６に連動して回転する。すなわち、複数の従動ギア６５ａ〜６５ｅと一体となって回転する複数の吸着ノズル５２ａ〜５２ｅは、ギアベルト６５７の走行によって、駆動ギア６５６に連動して回転する。ノズル回転用モータは、駆動ギア６５６の回転によって循環するように走行する。複数のガイドギア６６ａ〜６６ｄは、ギアベルト６５７を複数の従動ギア６５ａ〜６５ｅとの間に挟み込む位置に配置されている。これら複数のガイドギア６６ａ〜６６ｄは、ギアベルト６５７の走行と共に回転する。すなわち、複数のガイドギア６６ａ〜６６ｄは、ギアベルト６５７の円滑な走行を阻害することはない。ベース６６２は、ヘッド本体５１０に対して高さが不変となるように配置されている。

図１１に示されるように、制御ユニット７００は、プログラム実行後の機能構成として、センシング部７０１と、ヘッド移動機構制御部７０２と、昇降機構制御部７０３と、昇降制限機構制御部７０４と、ポンプユニット制御部７０５と、ノズル回転機構制御部７０６と、等を備えている。

センシング部７０１は、各種センサ（図示省略）のセンシングデータを常に取得して、ヘッド移動機構制御部７０２、昇降機構制御部７０３、昇降制限機構制御部７０４、ポンプユニット制御部７０５、およびノズル回転機構制御部７０６に伝達する。

ノズル回転機構制御部７０６は、センシング部７０１で取得したセンシングデータを参照して、吸着ノズル５２ａ〜５２ｅが目標の向きとなるようにノズル回転機構６５０を制御する。

具体的に、ノズル回転機構制御部７０６は、昇降機構制御部７０３が、昇降フランジ６０２が下降するように昇降機構６００を制御する前に、ノズル回転機構６５０を制御する。また、ノズル回転機構制御部７０６は、昇降機構制御部７０３が、昇降フランジ６０２が上昇するように昇降機構６００を制御した後に、ノズル回転機構６５０を制御する。

以上説明したように、本実施形態に係るワーク搬送装置２において、複数の吸着ノズル５２ａ〜５２ｅの各々は、鉛直軸回りに回転可能に設けられている。そして、昇降制限機構６１０は、全ての吸着ノズル５２ａ〜５２ｅの各々とストッパ６１１との間に介在して吸着ノズル５２ａ〜５２ｅが鉛直軸回りに回転することに伴って回転することで当該吸着ノズル５２ａ〜５２ｅとストッパ６１１との間の摩擦力を低減する複数の掛止回転体５６ａ〜５６ｅを備えている。

このため、鉛直軸回りに回転する複数の吸着ノズル５２ａ〜５２ｅと、これら複数の吸着ノズル５２ａ〜５２ｅの各々を間接的に引っ掛けるストッパ６１１と、の間の摩擦力を低減できる。これにより、吸着ノズル５２ａ〜５２ｅの鉛直軸回りの回転を円滑に行うことができる。

本発明は、上記各実施形態に限られるものではなく、その趣旨および技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

すなわち、上記各実施形態において、各構成の配置、大きさ、形状、材質、向き、数量などは適宜変更できる。例えば、吸着ノズルの配置や数量などが挙げられる。また、昇降制限機構２１０による一部昇降可能・一部昇降不能状態として、一つの吸着ノズル１２ａ〜１２ｈ（例えば、吸着ノズル１２ａ）のみを昇降可能にして残りの吸着ノズル１２ａ〜１２ｈ（例えば、吸着ノズル１２ｂ〜１２ｈ）を上昇高さで昇降不能にする状態を例に説明したが、本発明の一部昇降可能・一部昇降不能状態は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明の一部昇降可能・一部昇降不能状態は、一部の吸着ノズル（例えば、２つの吸着ノズル１２ａ，１２ｂ）を昇降可能にして残りの吸着ノズル（例えば、残りの吸着ノズル１２ｃ〜１２ｈ）を上昇高さで昇降不能にする状態であればよい。

あるいは、上記各実施形態において、他の実施形態の構成を可能な範囲で適用してもよい。

あるいは、上記各実施形態において、ストッパ２１１，６１１は、複数の吸着ノズル１２ａ〜１２ｈ，５２ａ〜５２ｅを間接的に引っ掛ける場合を例に説明したが、複数の吸着ノズル１２ａ〜１２ｈ，５２ａ〜５２ｅを直接的に引っ掛けるようにしてもよい。

あるいは、上記各実施形態では、吸着ノズル１２ａ〜１２ｈ，５２ａ〜５２ｅは、自重によって下降する場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されず、バネなどの付勢部材による付勢力によって積極的に下降するようにしてもよい。

具体的に、第１実施形態の変形例では、図１２（Ａ）に示されるように、吸着ノズル１２ａ〜１２ｈ（図示は１２ａ）を下方に付勢するコイルスプリング１８を、当該吸着ノズル１２ａ〜１２ｈのそれぞれに設けている。同様に、第２実施形態の変形例では、図１２（Ｂ）に示されるように、吸着ノズル５２ａ〜５２ｅ（図示は５２ａ）を下方に付勢するコイルスプリング５８を、当該吸着ノズル５２ａ〜５２ｅのそれぞれに設けている。

本発明のワーク搬送装置は、電子機器や電子部品もしくはその他の各種物品の製造、または物流の分野において利用できる。

１，２ ワーク搬送装置
１０ ワーク
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ 吸着ノズル
２０２ 昇降フランジ（昇降手段）
２１０ 昇降制限機構（昇降制限手段）
２１１ ストッパ
２２ａ〜２２ｇ 有効部
２３ａ〜２３ｉ 解除部
２３０ 昇降フランジ（昇降手段）
３００ 制御ユニット
５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ 吸着ノズル
５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄ，５６ｅ 掛止回転体（回転体）
６０２ 昇降フランジ（昇降手段）
６１０ 昇降制限機構（昇降制限手段）
６１１ ストッパ
６２ａ〜６２ｇ 有効部
６３ａ〜６３ｉ 解除部
６５０ ノズル回転機構
７００ 制御ユニット

Claims (7)

1. ワークの保持またはその解除をする保持・解除高さ、および、前記保持・解除高さから上昇した上昇高さ、の間で独立して昇降する複数の保持手段と、
   一部の前記保持手段を昇降可能にして残りの前記保持手段を前記上昇高さで昇降不能にする一部昇降可能・一部昇降不能状態、および、全ての前記保持手段を昇降可能にする全部昇降可能状態、を切り替える昇降制限手段と、
   自身を昇降させることで昇降可能な前記保持手段を昇降させる昇降手段と、を備え、
   前記昇降制限手段は、前記上昇高さに位置する前記複数の保持手段を直接的にまたは間接的に引っ掛けて前記上昇高さに停止させるストッパを備え、
   前記ストッパは、前記保持手段の引っ掛かりを有効にする複数の有効部と、前記保持手段の引っ掛かりを解除する複数の解除部と、を交互に配置してなるように備えてなり、前記複数の有効部および前記複数の解除部を移動させることで前記一部昇降可能・一部昇降不能状態および前記全部昇降可能状態を切り替えることを特徴とする、
   ワーク搬送装置。
2. 前記ストッパは、前記複数の有効部および前記複数の解除部を水平面内における円周方向に沿って配置してなり、自身を水平面内で回転させることで前記一部昇降可能・一部昇降不能状態および前記全部昇降可能状態を切り替えることを特徴とする、
   請求項１に記載のワーク搬送装置。
3. 前記複数の保持手段の各々は、鉛直軸回りに回転可能に設けられ、
   前記昇降制限手段は、全ての前記保持手段の各々と前記ストッパとの間に介在して該保持手段が鉛直軸回りに回転することに伴って回転することで該保持手段と前記ストッパとの間の摩擦力を低減する複数の回転体を備えることを特徴とする、
   請求項１又は２に記載のワーク搬送装置。
4. 前記保持手段が前記保持をする場合に前記昇降制限手段を前記一部昇降可能・一部昇降不能状態にしてから前記昇降手段を降下させることで一部の前記保持手段を下降させて該一部の保持手段を前記保持・解除高さにする制御ユニットを備えることを特徴とする、
   請求項１乃至３のいずれかに記載のワーク搬送装置。
5. 前記制御ユニットは、前記保持手段が前記解除をする場合に前記昇降制限手段を前記全部昇降可能状態にしてから前記昇降手段を下降させることで全ての前記保持手段を下降させて該全ての前記保持手段を前記保持・解除高さにすることを特徴とする、
   請求項４に記載のワーク搬送装置。
6. 請求項１乃至３のいずれかに記載のワーク搬送装置において、前記保持手段が前記保持をする場合に前記昇降制限手段を前記一部昇降可能・一部昇降不能状態にしてから前記昇降手段を下降させることで一部の前記保持手段を下降させて該一部の保持手段を前記保持・解除高さにすることを特徴とする、
   ワーク搬送方法。
7. 前記保持手段が前記解除をする場合に前記昇降制限手段を前記全部昇降可能状態にしてから前記昇降手段を下降させることで全ての前記保持手段を下降させて該全ての前記保持手段を前記保持・解除高さにすることを特徴とする、
   請求項６に記載のワーク搬送方法。

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