JP5993710B2 - 洗浄装置と四角板状ワークの搬送方法 - Google Patents

Description

本発明は、四角板状ワークを洗浄する洗浄装置及び洗浄後の四角板状ワークを搬送する搬送方法に関する。

切削装置、研削装置等の各種加工装置においては、加工用の保持テーブルにおいて板状ワークが保持され、保持テーブルが回転するとともに、回転する板状ワークに工具が作用して加工が行われる。また、加工が終了した板状ワークは、洗浄工程に搬送され、洗浄用の保持テーブルにおいて保持され、保持テーブルが加工するとともに、回転する板状ワークに洗浄液が噴出されて洗浄が行われる。そして、洗浄された板状ワークは、搬送ロボットによって保持され、カセットに搬送されて収納される。

板状ワークの搬送を確実に行うために、保持テーブルにおいては、板状ワークが所定の位置において保持される。板状ワークの位置にずれが生じている場合は、位置ずれが修正される（例えば、特許文献１参照）。

また、板状ワークが四角形状である場合は、保持テーブル上における向き（角度）にずれが生じていると、そのずれがある状態で搬送ロボットによって保持されて搬送されるため、カセットの開口部から板状ワークを挿入する際に板状ワークがカセットに接触し、収納できなくなることがある。そこで、保持テーブルにおいては、定点停止を行うことにより、板状ワークに角度のずれが生じないようにしている。

特開２０１１−０１８７９４号公報

しかし、保持テーブルは板状ワークの下面を保持し、搬送ロボットは保持テーブル上の板状ワークの上面を保持するため、保持テーブルから搬送ロボットへの持ち替えの際に、板状ワークの位置及び角度にずれが生じることがある。上記特許文献１に開示された技術では、位置ずれを修正することは可能であるが、角度のずれを修正することはできない。

特に、板状ワークが四角形状である場合は、角度にずれが生じている状態で保持テーブルに保持されていると、そのずれがある状態のままで搬送ロボットによって保持されてカセットに搬送されるため、カセットの開口部からカセット内部に進入することができず、カセットへの収納が不可能となる。

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、保持テーブルに保持された四角形状の板状ワークに角度のずれが生じていたとしても、搬送ロボットがその板状ワークを保持してカセットに収納できるようにすることを課題とする。

第１の発明は、正方形または長方形の四角板状ワークを吸引保持する保持テーブルを有する保持手段と、保持テーブルを回転させる回転手段と、保持テーブルが保持する四角板状ワークを洗浄する洗浄手段と、保持テーブルから四角板状ワークを搬出する搬送ロボットと、搬送ロボットによって搬送される四角板状ワークが収納されるカセットと、カセットが載置されるカセットステージと、を少なくとも備えた洗浄装置において、搬送ロボットは、四角形状ワークを保持する保持面を有するロボットハンドと、ロボットハンドが装着される装着部とを備え、保持面には四角形状ワークを位置決めする少なくとも２つの位置決め部が配設され、２つの位置決め部を結ぶ直線はロボットハンドの進退方向に対して直交し、保持テーブルの周囲には、保持テーブルに保持された四角形状ワークの位置修正を行う位置修正手段が配設され、位置修正手段は、位置決め部に対してロボットハンドの進行方向に対向して配置される１つの進行方向位置修正部と、保持テーブルを挟んで進行方向に直交する方向に対向する２つの直交方向位置修正部とからなり、進行方向位置修正部及び直交方向位置修正部は、四角形状ワークの側面に接触する押付け部と、押付け部を保持テーブルの中心を基準とする径方向に進退させる進退駆動部と、から構成され、ロボットハンドを、保持テーブルが保持する四角形状ワークを受け取り可能な受け取り位置に位置づけた後、位置修正手段によって四角板状ワークの位置及び角度の修正を行い、位置及び角度が修正された四角板状ワークをロボットハンドが受け取り該カセットに収容することを特徴とする。

第２の発明は、上記洗浄装置を用いて、保持テーブルが保持する四角板状ワークをロボットハンドが受け取り四角板状ワークをカセットに収納する搬送方法に関するもので、ロボットハンドを受け取り位置に位置づけるロボットハンド位置づけ工程と、ロボットハンド位置づけ工程の後、保持テーブルが四角板状ワークの吸引保持を解除し、進行方向位置修正部の押付け部を四角板状ワークの第１の側面に押し付けるとともに対向する四角板状ワークの第２の側面をロボットハンドの前記位置決め部に接触させて位置決めする第１の位置修正工程と、第１の位置修正工程の後、ロボットハンドの進行方向に対して直交する方向に対向する四角板状ワークの第３の側面と第４の側面とに、直交方向位置修正部を構成する２つの押付け部をそれぞれ押し付けて四角板状ワークの位置を修正する第２の位置修正工程と、第１の位置修正工程と第２の位置修正工程とによって位置及び角度が修正された四角板状ワークをロボットハンドの保持面で保持して保持テーブルから四角板状ワークを搬出する搬出工程と、搬出工程によって搬出されロボットハンドが保持する四角板状ワークをカセットに収納する収納工程と、によって構成され、保持テーブルが保持する四角板状ワークをカセットに収納する。

本発明に係る洗浄装置は、ロボットハンドの進行方向における四角板状ワークの位置を修正する進行方向位置修正部と、当該進行方向に直交する方向における四角板状ワークの位置を修正する直交方向位置修正部とから構成される位置修正手段を保持テーブルの周囲に備えているため、保持テーブル上において四角板状ワークの位置及び角度を修正することができる。したがって、位置及び角度が修正された四角板状ワークを搬送ロボットによって保持してカセットに搬送することができるため、四角板状ワークをカセット内に確実に収納することが可能となる。

洗浄装置の構成を示す正面図である。 洗浄装置の要部の構成を示す平面図である。 角度がずれた状態で四角板状ワークが保持テーブルに保持された状態を示す平面図である。 角度がずれて保持テーブルに保持された四角板状ワークをロボットハンドによって保持する状態を示す正面図である。 保持テーブルに保持された四角板状ワークについて、ロボットハンドの進行方向における位置ずれを修正する状態を示す平面図である。 保持テーブルに保持された四角板状ワークについて、ロボットハンドの進行方向における位置ずれを修正する状態を示す正面図である。 保持テーブルに保持された四角板状ワークについて、ロボットハンドの進行方向に直交する方向における位置ずれを修正する状態を示す平面図である。 位置及び角度が修正された四角板状ワークを保持テーブルから搬出する状態を示す正面図である。 押付け部を駆動する進退駆動部にバネを備えた進行方向位置修正部及び直交方向位置修正部を示す正面図である。 進退駆動部のバネが収縮した状態を示す正面図である。 進行方向位置修正部及び直交方向位置修正部を構成する進退駆動部の別の例を示す平面図である。 ロボットハンドの第２の例を示す平面図である。 同ロボットハンドが四角板状ワークを保持する状態を示す正面図である。

図１に示す洗浄装置１は、板状ワークの洗浄時に板状ワークを保持する保持手段２と、
保持手段２において保持された板状ワークを洗浄する洗浄手段３と、洗浄後の板状ワークが収納されるカセット４と、保持手段２に保持された板状ワークをカセット４に搬送する搬送ロボット５と、カセット４が載置されるカセットステージ６とを備えている。なお、この洗浄装置１は、独立した装置として使用されることもあるが、研削装置等の他の装置に搭載されて使用されることもある。

保持手段２は、上面２００において板状ワークの中心部を吸引保持する保持テーブル２０を備えている。保持テーブル２０には、上面２００において開口する吸引部２０１を備えている。

保持テーブル２０は、その下方に配設された回転手段２１によって駆動されて回転可能となっている。回転手段２１は、回転軸２１０と、回転軸２１０を回転させるモータ２１１と、回転軸２１０を所定の位置で停止させる定点停止手段２１２とを備えている。定点停止手段２１２は、例えばエンコーダからの出力を利用することにより、保持テーブル２０が所定の向きに向くように回転を停止させることができる。

回転軸２１の内部には、保持テーブル２０に形成された吸引部２０１に連通しエアの通り道となるエア流路２１３が形成されている。エア流路２１３は、回転軸２１を貫通しており、開閉バルブ２４を介して吸引源２５又は供給源２６に選択的に連通している。開閉バルブ２４の切り替えにより、吸引源２５は、保持面２００に吸引力を作用させて板状ワークを保持する場合にエア流路２１３と連通し、供給源２６は、保持面２００における板状ワークの吸引を解除し板状ワークを搬送する際にエア流路２１３と連通する。

洗浄手段３は、洗浄液を噴出する洗浄液ノズル３０を備えている。洗浄液ノズル３０は、開口した先端が保持テーブル２０に向いており、保持テーブル２０に保持された板状ワークに向けて洗浄液を噴出することができる。なお、図示していないが、洗浄液ノズル３０とは別に、板状ワークを乾燥させるための高圧エアを噴出するエアノズルを配設するようにしてもよい。

カセット４は、搬送ロボット５に対面する側に開口する開口部４０を備えており、内部には、開口部４０から奥側に向けて水平方向に形成された複数のスロット４１を備えている。各スロット４１には、それぞれ板状ワークを収納することができる。

搬送ロボット５は、板状ワークＷを保持する保持面５００を有するロボットハンド５０と、ロボットハンド５０が装着される装着部５１と、ロボットハンドを移動させるアーム部５２と、アーム部５２を昇降及び旋回させる制御部５３とを備えている。装着部５１は、アーム部５２に対して、水平方向（Ｘ軸方向）の軸を中心として回転可能となっている。

ロボットハンド５０の内部には、バルブ５４を介して吸引源５５に連通する吸引路５０１が形成されており、吸引路５０１は、保持面５００の開口部５０１ａにおいて開口している。

図２に示すように、ロボットハンド５０は、先端側が開口してＵ字型に形成されており、保持面５００の基端部５００ａには、２つの位置決め部５０２が形成されている。各位置決め部５０２は、保持面５００に対して垂直な方向に突出しており、円柱状に形成された軸部５０２ａと、内周面が軸部５０２ａの外周面に対して回転可能に摺接する回転部５０２ｂとで構成されている。２つの位置決め部５０２の中心を結ぶ線は、ロボットハンド５０の進行方向（Ｘ軸方向）に対して水平方向に直交する方向（Ｙ軸方向）に向いている。

図２に示すように、保持テーブル２０の周囲には、保持テーブル２０に保持された四角形状ワークＷの位置修正を行う位置修正手段７が配設されている。位置調整手段７は、位置決め部５０２に対してＸ軸方向に対向して配置される１つの進行方向位置修正部７０ａと、保持テーブル５を挟んでＸ軸方向に直交するＹ軸方向に対向する２つの直交方向位置修正部７０ｂとから構成されている。

進行方向位置修正部７０ａ及び直交方向位置修正部７０ｂは、保持テーブル２０に保持された四角板状ワークＷの側面に接触する押付け部７００と、保持テーブル２０の中心を基準とする径方向に押付け部７００を進退させる進退駆動部７０１とを備えている。

押付け部７００は、円柱状に形成された軸部７００ａと、軸部７００ａに対して回転可能な回転部７００ｂとで構成されている。また、進退駆動部７０１は、押付け部７００を支持するピストン７０１ａをシリンダ７０１ｂによって駆動する構成となっている。

以下では、洗浄装置１において、図３に示すように保持テーブル２０に保持された四角板状ワークＷを搬送ロボット５のロボットハンド５０が受け取り、カセット４に搬送して収納する方法について説明する。

この四角板状ワークＷは、正方形又は長方形に形成されており、例えば、積層サーミスタ、積層コンデンサ、積層バリスタ等の積層電子部品により構成され、材料はセラミックスである。四角板状ワークＷは、研削されて厚さが例えば１ｍｍとなるように形成された後に、洗浄装置１の保持テーブル２０に搬送され保持されており、図１に示した洗浄手段３の洗浄液ノズル３０から洗浄液を噴出させることにより四角板状ワークＷの洗浄が行われる。

四角板状ワークＷは、対向する第１の側面Ｗ１及び第２の側面Ｗ２と、第１の側面Ｗ１及び第２の側面Ｗ２に直交する方向に対向する第３の側面Ｗ３及び第４の側面Ｗ４とを有している。四角板状ワークＷは、第３の側面Ｗ３及び第４の側面Ｗ４の向きがロボットハンド５０の進行方向であるＸ軸方向と一致しておらず、載置角度にずれが生じている。

（１）ロボットハンド位置づけ工程
図４に示すように、ロボットハンド５０を、Ｘ軸方向に移動させて四角板状ワークＷの下方に進入させ、保持テーブル２０に保持された四角板状ワークＷを受け取り可能な位置である受け取り位置に位置づける。

（２）第１の位置修正工程
ロボットハンド位置づけ工程によってロボットハンド５０が受け取り位置に移動すると、図５及び図６に示すように、開閉バルブ２４を供給源２６側に切り替え、保持テーブル２０の保持面２００における四角板状ワークＷの吸引保持を解除する。そして、位置修正手段７を構成する進行方向位置修正部７０ａの押付け部７００をロボットハンド５０に近づく方向に移動させて回転部７００ｂを四角板状ワークの第１の側面Ｗ１に押し付けるとともに、第１の側面Ｗ１に対向する第２の側面Ｗ２をロボットハンド５０に備えた位置決め部５０２の回転部５０２ｂに接触させることにより、第１の側面Ｗ１及び第２の側面Ｗ２の向きがＹ軸方向に一致するように修正し、四角板状ワークＷのＸ軸方向の位置決めを行う。このとき、押付け部７００の回転部７００ｂ及び位置決め部５０２の回転部５０２ｂが回転し、四角板状ワークＷの側面Ｗ１及びＷ２がＹ軸方向に向くように向きを矯正する。

（３）第２の位置修正工程
第１の位置修正工程によって四角板状ワークＷのＸ軸方向の位置決めが行われた後、図７に示すように、位置修正手段７を構成する直交方向位置修正部７０ｂの２つの押付け部７００を互いが近づく方向に移動させることにより、ロボットハンド５０の進行方向であるＸ軸方向に対して直交する方向であるＹ軸方向に対向する四角板状ワークＷの第３の側面Ｗ３と第４の側面Ｗ４とに２つの押付け部７００の回転部７００ｂをそれぞれ押し付け、四角板状ワークＷのＹ軸方向の位置を修正する。このようにして、四角板状ワークＷの位置及び角度が修正される。

（４）搬出工程
第１の位置修正工程及び第２の位置修正工程によって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の位置及び角度が修正された後、図８に示すように、バルブ５４を開いて吸引源５５と保持面５００とを連通させ、ロボットハンド５の保持面５００に吸引力を作用させて四角板状ワークＷの下面Ｗ５を吸引保持し、四角形状ワークＷを受け取る。そして、四角板状ワークＷの下面Ｗ５を吸引した状態でロボットハンド５を保持テーブル２０の上方に上昇させ、アーム部５２を旋回させるとともに昇降させることにより、四角板状ワークＷを保持テーブル２０から搬出する。

（５）収納工程
次に、図８において二点鎖線で示すように、保持テーブル２０から搬出されロボットハンド５０に保持された四角板状ワークＷをカセット４の開口部４０の前方に位置づけ、空いているスロット４１の高さに四角板状ワークＷの高さを合わせた後、ロボットハンド５０をカセット４の内部に進入させる。そして、バルブ５４を閉じて吸引を解除してロボットハンド５０をカセット４から退避させる。そうすると、四角板状ワークＷがカセット４の内部に収納される。

以上のように、本発明では、第１の位置修正工程及び第２の位置修正工程において保持テーブル２０上の四角板状ワークＷの位置及び角度が修正されるため、収納工程において確実に四角板状ワークＷをカセット４に収納することができる。

なお、図９に示す位置修正手段７ａのように、進退駆動部７０１を構成するシリンダ７０１ｂの内部に、ピストン７０１ａに加えて第２ピストン７０１ｃを設け、ピストン７０１ａと第２ピストン７０１ｃとの間にバネ７０１ｄを介在させてもよい。この場合は、バルブ７０２が開通してエアーの供給元となる供給源７０３とシリンダ７０１ｂとが連通すると、ピストン７０１ａと第２ピストン７０１ｃとがともに四角板状ワークＷに近づく方向に移動する。そして、図１０に示すように、ピストン７０１ａに支持された押付け部７００が四角板状ワークＷの側面Ｗ１に接触すると、バネ７０１ｄがその際の衝撃を緩和することができる。すなわち、バネ７０１ｄは、衝撃緩和部材としての役割を果たす。

また、図１１に示す位置修正手段８を用いることもできる。この位置修正手段８は、位置決め部５０２に対してＸ軸方向に対向して配置される１つの進行方向位置修正部８０ａと、保持テーブル５を挟んでＸ軸方向に直交するＹ軸方向に対向する２つの直交方向位置修正部８０ｂとから構成されている。

進行方向位置修正部８０ａ及び直交方向位置修正部８０ｂは、保持テーブル５に保持された四角板状ワークＷの側面に接触する押付け部８００と、保持テーブル５の中心を基準とする径方向に押付け部８００を進退させる進退駆動部８０１とを備えている。

進退駆動部８０１は、Ｘ軸方向又はＹ軸方向にのびるボールネジ８０２と、ボールネジ８０２を回動させるモータ８０３と、ボールネジ８０２に螺合するとともに押付け部８００を支持する支持部材８０４とから構成され、モータ８０３に駆動されてボールネジ８０２が回動することにより支持部材８０４がＸ軸方向又はＹ軸方向に移動し、これにともない押付け部８００が同方向に移動する構成となっている。

このように、モータ８０３の駆動により押付け部８００を移動させる構成とすることにより、押付け部８００が四角板状ワークＷの側面に接触する直前に押付け部８００の動きを減速させる等のモータ８０３の制御を行うことで、押付け部８００が四角板状ワークＷの側面に接触する際の衝撃を緩和することができる。

図１〜１１に示したロボットハンド５０は、先端側が開口してＵ字型に形成されているが、図１２に示すロボットハンド９０のように、先端側が開口していない板状に形成されていてもよい。

この場合は、図１２及び図１３に示すように、ロボットハンド９０の保持面９００を下に向け、四角板状ワークＷの上面Ｗ６を保持面９００によって吸引保持する。そして、ロボットハンド９００を上昇させ、その状態でカセット４に進入させて収納する。

１：洗浄装置
２：保持手段
２０：保持テーブル ２００：保持面 ２０１：吸引部
２１：回転手段
２１０：回転軸 ２１１：モータ ２１２：定点停止手段 ２１３：エア流路
２４：開閉バルブ ２５：吸引源 ２６：供給源
３：洗浄手段
３０：洗浄液ノズル
４：カセット ４０：開口部 ４１：スロット
５：搬送ロボット
５０：ロボットハンド ５００：保持面 ５００ａ：基端部 ５０１：吸引路
５０２：位置決め部 ５０２ａ：軸部 ５０２ｂ：回転部
５１：装着部 ５２：アーム部 ５３：制御部 ５４：バルブ ５５：吸引源
６：カセットステージ
７：位置修正手段
７０ａ：進行方向位置修正部 ７０ｂ：直交方向位置修正部
７００：押付け部 ７０１：進退駆動部

Claims (2)

1. 正方形または長方形の四角板状ワークを吸引保持する保持テーブルを有する保持手段と、
   該保持テーブルを回転させる回転手段と、
   該保持テーブルが保持する四角板状ワークを洗浄する洗浄手段と、
   該保持テーブルから四角板状ワークを搬出する搬送ロボットと、
   該搬送ロボットによって搬送される四角板状ワークが収納されるカセットと、
   該カセットが載置されるカセットステージと、を少なくとも備えた洗浄装置において、
   該搬送ロボットは、四角形状ワークを保持する保持面を有するロボットハンドと、該ロボットハンドが装着される装着部とを備え、該保持面には該四角形状ワークを位置決めする少なくとも２つの位置決め部が配設され、該２つの位置決め部を結ぶ直線は該ロボットハンドの進退方向に対して直交し、
   該保持テーブルの周囲には、該保持テーブルに保持された四角形状ワークの位置修正を行う位置修正手段が配設され、
   該位置修正手段は、該位置決め部に対して該ロボットハンドの進行方向に対向して配置される１つの進行方向位置修正部と、該保持テーブルを挟んで該進行方向に直交する方向に対向する２つの直交方向位置修正部とからなり、
   該進行方向位置修正部及び該直交方向位置修正部は、該四角形状ワークの側面に接触する押付け部と、該押付け部を該保持テーブルの中心を基準とする径方向に進退させる進退駆動部と、から構成され、
   該ロボットハンドを、該保持テーブルが保持する四角形状ワークを受け取り可能な受け取り位置に位置づけた後、該位置修正手段によって該四角板状ワークの位置及び角度の修正を行い、該位置及び角度が修正された四角板状ワークを該ロボットハンドが受け取り該カセットに収容する洗浄装置。
2. 請求項１記載の洗浄装置を用いて、前記保持テーブルが保持する四角板状ワークを前記ロボットハンドが受け取り四角板状ワークを前記カセットに収納する搬送方法であって、
   該ロボットハンドを前記受け取り位置に位置づけるロボットハンド位置づけ工程と、
   該ロボットハンド位置づけ工程の後、該保持テーブルが四角板状ワークの吸引保持を解除し、前記進行方向位置修正部の押付け部を四角板状ワークの第１の側面に押し付けるとともに対向する四角板状ワークの第２の側面を該ロボットハンドの前記位置決め部に接触させて位置決めする第1の位置修正工程と、
   該第１の位置修正工程の後、該ロボットハンドの進行方向に対して直交する方向に対向する四角板状ワークの第３の側面と第４の側面とに、前記直交方向位置修正部を構成する２つの押付け部をそれぞれ押し付けて四角板状ワークの位置を修正する第２の位置修正工程と、
   該第１の位置修正工程と該第２の位置修正工程とによって位置及び角度が修正された四角板状ワークを該ロボットハンドの該保持面で保持して該保持テーブルから四角板状ワークを搬出する搬出工程と、
   該搬出工程によって搬出され該ロボットハンドが保持する四角板状ワークを該カセットに収納する収納工程と、によって構成され、
   該保持テーブルが保持する四角板状ワークを該カセットに収納する該搬送ロボットによる四角板状ワークの搬送方法。

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