JP7343306B2

JP7343306B2 - 搬送ロボット

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Publication number: JP7343306B2
Application number: JP2019100121A
Authority: JP
Inventors: 祐樹安田; 智史小木
Original assignee: Disco Corp
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Priority date: 2019-05-29
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2023-09-12
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Description

本発明は、板状ワークと、開口を有するリングフレームとを搬送するロボットに関する。

従来の搬送ロボットは、板状ワークを吸引保持して搬送するワーク保持部と、リングフレームを把持して搬送する把持部とを備えている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－１３０５１５号公報

上記把持部は、リングフレームの一部分を把持して搬送しているため、重みでリングフレームがたわみ、把持部が把持したところを支点にリングフレームが変形するという問題がある。また、板状ワークを研削する装置と、板状ワークにテープを貼着するテープマウンタ装置と、板状ワークを分割する装置（例えば、切削装置やレーザー加工装置）とに板状ワークを搬送する際に、複数の搬送ロボットが必要となり、スペースを取ってしまうという問題がある。

よって、搬送ロボットにおいては、板状ワークを保持するワーク保持部とリングフレームを把持する把持部とを一体化することで、省スペース化を図り、板状ワークとリングフレームとが搬送でき、また、リングフレームを変形させないように搬送するという課題がある。

上記課題を解決するための本発明は、板状ワークと、開口を有するリングフレームとを搬送するロボットであって、板状ワークを吸引保持する吸着面を有する吸着パッドと、該吸着パッドを水平方向においてＸ軸方向に前進又は後進させる第一移動手段と、該リングフレームの開口を挟んで平行に２本配置され該リングフレームの両側面を支持するレールと、該レールを該Ｘ軸方向に前進又は後進させる第二移動手段と、該リングフレームの外周縁を把持する把持部と、該把持部を該Ｘ軸方向に前進又は後進させ該レールの上で該リングフレームを該Ｘ軸方向に移動させる第三移動手段と、該吸着パッドと該レールと該把持部とを水平方向において旋回移動、又は該Ｘ軸方向と水平方向において直交するＹ軸方向に直動移動させる第四移動手段と、該吸着パッドと該レールと該把持部とを該Ｘ軸方向と該Ｙ軸方向とに直交するＺ軸方向に昇降させる昇降手段と、該吸着パッド、該把持部、該レール、該第一移動手段、該第二移動手段、及び該第三移動手段を収容し、該吸着パッドを出し入れ可能かつ、該把持部及び該レールを出し入れ可能な出入口を有するボックスと、を備える搬送ロボットである。

本発明に係る搬送ロボットは、前記吸着パッドの下方に配設され前記Ｘ軸方向に対し交差する方向に延在する回転軸を軸に回転自在で外側面に粘着剤を有する粘着ローラを備え、前記昇降手段で前記吸着面が該粘着ローラの外側面に接触する高さに前記吸着パッドを位置づけ、前記第一移動手段で前記吸着パッドを前記Ｘ軸方向に前進又は後進させ該吸着面を該粘着ローラの外側面に接触させ、該粘着ローラを転動させて該吸着面を乾式洗浄すると好ましい。

板状ワークと、開口を有するリングフレームとを搬送する本発明に係る搬送ロボットは、板状ワークを吸引保持する吸着面を有する吸着パッドと、吸着パッドを水平方向においてＸ軸方向に前進又は後進させる第一移動手段と、リングフレームの開口を挟んで平行に２本配置されリングフレームの両側面を支持するレールと、レールをＸ軸方向に前進又は後進させる第二移動手段と、リングフレームの外周縁を把持する把持部と、把持部をＸ軸方向に前進又は後進させレールの上でリングフレームを該Ｘ軸方向に移動させる第三移動手段と、吸着パッドとレールと把持部とを水平方向において旋回移動、又はＸ軸方向と水平方向において直交するＹ軸方向に直動移動させる第四移動手段と、吸着パッドとレールと把持部とをＸ軸方向とＹ軸方向とに直交するＺ軸方向に昇降させる昇降手段と、を備えることで、省スペース化を図ると共に、リングフレームをレールで支持して出し入れするので、リングフレームを変形させる事無く搬送することが可能になる。そして、例えば、板状ワークを研削する研削装置、板状ワークを分割後に小辺化したチップが離散しないようにテープを介してリングフレームで板状ワークを支持して一体化されたワークユニットを形成させるテープマウンタ、若しくはダイシング装置やレーザー加工装置といった分割装置に、板状ワーク又はリングフレームを効率よく搬送することが可能となる。

本発明に係る搬送ロボットは、吸着パッド、把持部、レール、第一移動手段、第二移動手段、及び第三移動手段を収容し、吸着パッドを出し入れ可能かつ、把持部及びレールを出し入れ可能な出入口を有するボックスを備えていることで、省スペース化を図ると共に、板状ワークに対して吸着パッドを適切に位置づけることが可能となり、また、リングフレームに対して把持部又はレールを適切に位置づけることが可能となる。

本発明に係る搬送ロボットは、吸着パッドの下方に配設されＸ軸方向に対し交差する方向に延在する回転軸を軸に回転自在で外側面に粘着剤を有する粘着ローラを備えることで、昇降手段で吸着面が粘着ローラの外側面に接触する高さに吸着パッドを位置づけ、第一移動手段で吸着パッドをＸ軸方向に前進又は後進させ吸着面を粘着ローラの外側面に接触させ、粘着ローラを転動させて吸着面を乾式洗浄することが可能となる。

搬送ロボット全体の一例を上方から示す斜視図である。ボックスが外された状態の搬送ロボット全体の一例を上方から示す斜視図である。搬送ロボット全体の一例を下方から示す斜視図である。搬送ロボットの吸着パッド、第一移動手段、吸着パッド、第四移動手段、及び昇降手段を上方から示す斜視図である。搬送ロボットの第一移動手段、第二移動手段、第三移動手段、把持部、及びレールの構造の一例を搬送ロボットの背後の上方から示す斜視図である。搬送ロボットの第二移動手段、第三移動手段、把持部、及びレールの構造の一例を搬送ロボットの前側の上方から示す斜視図である。搬送ロボットの把持部及び第三移動手段の一例を説明する斜視図である。搬送ロボットがワークユニットをレールで支持して搬送している状態を説明する斜視図である。把持部でリングフレームが把持されたワークユニットがリングフレーム上を第三移動手段によって移動している状態を説明する斜視図である。

図１～図３にその全体を示す本発明に係る搬送ロボット１は、例えば、所定間隔を空けて並べて、若しくは連結してクリーンルーム等に設置されている図示しない研削装置、テープマウンタ、及び分割装置（切削装置、レーザー加工装置、またはエキスパンド装置）等の間、又は各装置の前方等を移動可能に配設されている。即ち、例えば、各上記各装置の間又はその前方にはガイドレール等が配設されており、各装置間又は各装置の前方は、ガイドレールに沿って移動する搬送ロボット１が通行可能な移動通路となっている。そして、ガイドレール上をリニアモータ式の移動機構等によって移動する搬送ロボット１は、板状ワークＷ若しくはリングフレームＦ、又は板状ワークＷ、図視しない円形テープ、及びリングフレームＦからなるワークユニットの各装置間における円滑な搬入出やハンドリングを搬送ロボット１のみで行うことを可能にする。

図１に示す板状ワークＷは、例えば、シリコン母材等からなる円形の半導体ウェーハであるが、板状ワークＷの種類及び形状は特に限定はされず、ガリウムヒ素、サファイア、窒化ガリウム、セラミックス、樹脂、又はシリコンカーバイド等で構成されていてもよいし、矩形のパッケージ基板等であってもよい。
図１に示す略環状のリングフレームＦは、例えば、ＳＵＳ等で略円環板状に形成されており、中央には、表面から裏面までを貫通する円形の開口が形成されている。リングフレームＦの外周には、その外周の一部をフラットに切欠くことで、位置決め用の平坦面Ｆｃが形成されている。

板状ワークＷ、開口を有するリングフレームＦ、又は板状ワークＷと図示しない円形テープとリングフレームＦとからなるワークユニットを搬送する本発明に係る搬送ロボット１は、図１～３に示すように、板状ワークＷを吸引保持する吸着面を有する吸着パッド１２と、吸着パッド１２を水平方向においてＸ軸方向に前進又は後進させる第一移動手段３（図４参照）と、リングフレームＦの開口を挟んで平行に２本配置されリングフレームＦの両側面を支持するレール１６ａ、１６ｂ（図２参照）と、レール１６ａ及びレール１６ｂをＸ軸方向に前進又は後進させる第二移動手段４（図５，６参照）と、リングフレームＦの外周縁を把持する把持部５０と、把持部５０をＸ軸方向に前進又は後進させレール１６ａ及びレール１６ｂの上でリングフレームＦをＸ軸方向に移動させる第三移動手段６と、吸着パッド１２とレール１６ａ、１６ｂと把持部５０とを水平方向において旋回移動、又はＸ軸方向と水平方向において直交するＹ軸方向に直動移動させる第四移動手段７（図３参照）と、吸着パッド１２とレール１６ａ、１６ｂと把持部５０とをＸ軸方向とＹ軸方向とに直交するＺ軸方向に昇降させる昇降手段８と、を少なくとも備える。

図２、３に示す吸着パッド１２は、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材などからなり板状ワークＷを吸着する吸着部１２０と、吸着部１２０を囲繞して支持する枠体１２１とを備える。吸着部１２０は、図示しないエジェクター機構や真空発生装置である吸引源に、継手１２９（図２、４参照）及び可撓性を備える図示しない樹脂チューブ等を介して連通する。そして、図示しない吸引源が作動することで生み出された吸引力が吸着部１２０の露出面（下面）である平坦な吸着面１２０ａに伝達される。
なお、吸着パッド１２の構成は上記例に限定されるものではなく、吸着面に吸引溝が複数形成されている構成となっていてもよい。

図４に示すように、吸着パッド１２は、枠体１２１の上面が連結具１２５を介して搬送アーム１３の下面にボルト１２５ａによって連結されている。
搬送アーム１３は、後述する図４に示す第一移動手段３の第一のベース板３０の下方においてＸ軸方向に長尺板状に延在しており、その＋Ｘ方向側の根元部分１３０が第一移動手段３のアーム連結部３４１に連結している。

図４に示す第一移動手段３は、Ｘ軸方向が長手方向となる第一のベース板３０と、第一のベース板３０上面の中央領域においてＸ軸方向に延在する第一のボールネジ３１と、第一のボールネジ３１を挟んで第一のボールネジ３１と平行に配設された一対の第一のガイドレール３２と、第一のボールネジ３１の後端側（＋Ｘ方向側）に連結し第一のボールネジ３１を回動させる第一の回転駆動機構３３と、底面が第一のガイドレール３２上に摺接する第一の可動部材３４とを備えている。

第一の回転駆動機構３３は、例えば、プーリ機構である。第一の回転駆動機構３３は、Ｚ軸方向に延在する図４、５に示す板状のモータブラケット３３０を備えている。モータブラケット３３０は、上下に２つの取り付け孔が形成されており、上側の該取り付け孔には回転駆動源となる第一のモータ３３１のシャフト、及び該シャフトに取り付けられた主動プーリ３３２が挿通されており、下側の該貫通孔には第一のボールネジ３１（図４参照）の後端側、及び第一のボールネジ３１の後端に取り付けられた従動プーリ３３３が挿通されている。主動プーリ３３２及び従動プーリ３３３には無端ベルト３３４が巻回されている。第一のモータ３３１が主動プーリ３３２を回転駆動することで、主動プーリ３３２の回転に伴って無端ベルト３３４が回動し、無端ベルト３３４が回動することで従動プーリ３３３及び第一のボールネジ３１が回転する。

図４に示す第一の可動部材３４は、例えばＹ軸方向に延在する略矩形の長尺板を備えており、該長尺板の下面の両外側には第一のガイドレール３２に摺接するスライド部材３４０が取り付けられており、また該下面中央に配設された図示しないナットには第一のボールネジ３１が螺合している。

第一のベース板３０の中央の領域で各第一のガイドレール３２の外側となる位置には、Ｘ軸方向に延びる矩形状に切り欠かれて形成された２本の長尺孔３００が形成されている。例えば、第一の可動部材３４の長尺板のＹ軸方向の両端側下面には、吸着パッド１２を支持する搬送アーム１３の根元部分１３０に連結されるアーム連結部３４１が形成されている。即ち、アーム連結部３４１は、－Ｚ方向に垂下して第一のベース板３０の長尺孔３００を通過した後、長尺孔３００の下方に位置する搬送アーム１３の根元部分１３０に固定ボルト等によって連結されている。

よって、第一の回転駆動機構３３が第一のボールネジ３１を回動させると、これに伴い第一の可動部材３４が第一のガイドレール３２にガイドされて第一のベース板３０の下方に位置する搬送アーム１３と共にＸ軸方向に往復移動し、これに伴って搬送アーム１３の先端側に配設された吸着パッド１２もＸ軸方向に往復移動する。

上記図４に示す第一のボールネジ３１、第一のガイドレール３２、及び長尺孔３００の上方は、図２、５に示すように、板金カバー３９で覆われた状態になり、例えば、図５に示すように、第一の回転駆動機構３３の第一のモータ３３１は、板金カバー３９の上面に取り付けられた状態になる。
そして、図２、５に示す第一のベース板３０の上面のＹ軸方向両側の板金カバー３９で覆われていない領域上に、第二移動手段４の後述する各構成要素が載せられる。

図５及び図６に示す一対のレール１６ａ、１６ｂをＸ軸方向に前進又は後進させる第二移動手段４は、例えば、第一のベース板３０上面のＹ軸方向外側領域（板金カバー３９で覆われていない領域）においてＸ軸方向に延在する第二のボールネジ４１（図６のみ図示）と、該第二のボールネジ４１と平行に配設された第二のガイドレール４２ａ、第二のガイドレール４２ｂと、該第二のボールネジ４１の後端に連結し第二のボールネジ４１を回動させる第二の回転駆動機構４３と、底面が第二のガイドレール４２ａ、４２ｂ上に摺接する第二の可動部材４４ａ、４４ｂとを備えている。

第一のベース板３０の上面において－Ｙ方向側に位置する第二のボールネジ４１及び第二のガイドレール４２ａは、スライダタイプのロボシリンダを構成し、ボールネジカバー４５によって保護されている。ボールネジカバー４５の側面には、例えば、束ねられた電源ケーブル等が載置されるケーブルキャリア４５ａが取り付けられている。第二のガイドレール４２ａ上に配設された第二の可動部材４４ａは、その下面側に第三移動手段６の第三のベース板６０を介してスライダー４５ｄが配設されており、第二のボールネジ４１が回動することに伴ってスライダー４５ｄによって第二のガイドレール４２ａ上を第三のベース板６０と共にスライド移動可能となっている。第二の可動部材４４ａは、レール１６ａがその先端側に取り付けられている。

例えば、第二のガイドレール４２ａ上には、第二の可動部材４４ａの下面と第三のベース板６０を介して連結する上記スライダー４５ｄが配設されている。

図５、６に示すように、第一のベース板３０の上面の＋Ｙ方向側の領域に位置する平板状の第二の可動部材４４ｂは、第二の可動部材４４ａとＸ軸を対称軸として対称な形状を備えており、レール１６ｂがその先端側に取り付けられており、その下面には第三移動手段６の第三のベース板６０を介して図示しないスライダーが取り付けられており、該図示しないスライダーは第二のガイドレール４２ｂに摺動可能に緩嵌合している。

図５、６に示すように、第二の回転駆動機構４３は、例えば、プーリ機構であり、Ｚ軸方向に延在する板状のモータブラケット４３０を備えており、モータブラケット４３０の下部側には、回転駆動源となる第二のモータ４３１のシャフト、及び該シャフトに取り付けられた主動プーリ４３２が挿通されている。モータブラケット４３０の上部側には、第二のボールネジ４１の後端側、及び第二のボールネジ４１の後端に取り付けられた従動プーリ４３３が挿通されている。主動プーリ４３２及び従動プーリ４３３には無端ベルト４３４が巻回されている。第二のモータ４３１が主動プーリ４３２を回転駆動することで、主動プーリ４３２の回転に伴って無端ベルト４３４が回動し、無端ベルト４３４が回動することで従動プーリ４３３及び第二のボールネジ４１が回転し、第二のガイドレール４２ａ上の第二の可動部材４４ａがＸ軸方向に移動する。

第二の可動部材４４ａの後端側と第二の可動部材４４ａとの後端側は、Ｙ軸方向に延在する後述するシリンダ機構１６９によって連結されており、第二の可動部材４４ｂは、第二の可動部材４４ａがＸ軸方向に往復移動することに連動してＸ軸方向に往復移動する。

図５、６に示すように、２本のレール１６ａ、１６ｂは、それぞれ断面がＬ字状に形成されており、Ｘ軸方向に平行に延在している。２本のレール１６ａ、１６ｂは、段状のガイド面（内側面）が対向するように第二の可動部材４４ａ、第二の可動部材４４ｂの先端側にそれぞれ連結されている。そして、後述する把持部５０が把持したリングフレームＦは、２本のレール１６ａ、１６ｂに載置され、該ガイド面がリングフレームＦの位置決め用の平坦面Ｆｃ（図１参照）に±Ｙ方向から当接する。
例えば、２本のレール１６ａ、１６ｂの先端には、リングフレームＦを検出する光センサ等の検出センサ１６３が配設されていてもよい。

本実施形態においては、図５、６に示すように、レール１６ａが取り付けられた第二の可動部材４４ａ及びレール１６ｂが取り付けられた第二の可動部材４４ｂには、レール１６ａとレール１６ｂとの間隔を例えば２００ｍｍのリングフレームＦを支持可能な間隔から、例えば３００ｍｍのリングフレームＦを支持可能な間隔まで広げることを可能とするシリンダ機構１６９が配設されている。シリンダ機構１６９によって、第二の可動部材４４ａを後述する第三のベース板６０上に配設されたガイド１６９ａにガイドさせ－Ｙ方向に移動させて、第二の可動部材４４ｂを第三のベース板６０上に配設されたガイド１６９ｂにガイドさせ＋Ｙ方向に移動させて、３００ｍｍのリングフレームＦをレール１６ａ、１６ｂで支持可能な状態に変えることができる。

リングフレームＦを把持した把持部５０をＸ軸方向に移動させる図６、７に示す第三移動手段６は、例えば、図６に示すように第一移動手段３の板金カバー３９の上方において第二の可動部材４４ａ、４４ｂが連結されＸ軸方向に移動可能な平面視矩形状の第三のベース板６０と、Ｘ軸方向の軸心を有する第三のボールネジ６１と、第三のボールネジ６１と平行に第三のベース板６０上に配設された一対の第三のガイドレール６２と、第三のボールネジ６１の後端に連結し第三のボールネジ６１を回動させる第三の回転駆動機構６３と、底面が第三のガイドレール６２に摺接する第三の可動部材６４とを備えている。

第三のベース板６０は、左右外側の領域が例えばＸ軸方向に延びる矩形状に切り欠かれて２つの切り欠き部６００が形成されており、例えば、図６，７における＋Ｙ方向側の切り欠き部６００内に第三のボールネジ６１が収容されている。

第三の回転駆動機構６３は、例えば、第三のモータ６３０や図示しない無端ベルトを備えるプーリ機構であり、第三のベース板６０の＋Ｙ方向側の隣に第三のモータ６３０はモータブラケット６３３を介して配設されており、第三のモータ６３０が回転駆動することで第三のボールネジ６１を回転させることができる。

第三の可動部材６４は、例えば、Ｙ軸方向に延在する長尺板であり、＋Ｙ方向側の端に設けられた連結部６４０の内部に配設されたナットが第三のボールネジ６１に螺合し、また、その両端側の下面に配設された各スライダー６４１が第三のガイドレール６２に摺動可能に緩嵌合している。そして、第三の可動部材６４の下面略中央の位置には、把持部５０が配設される把持部固定板５１がねじ止めされている。第三の回転駆動機構６３が第三のボールネジ６１を回動させると、これに伴い第三の可動部材６４が第三のガイドレール６２にガイドされて把持部５０と共に第三のベース板６０上をＸ軸方向に往復移動する。

リングフレームＦの外周縁を上下方向から把持する把持部５０は、第三の可動部材６４から－Ｘ方向側に延在する把持部固定板５１の先端に取り付けられている。
把持部５０は、例えば、側面視略コの字状の外形を備えるメカニカルクランプであり、Ｚ軸方向において対向する一対の挟持爪５００が、電動シリンダ等の把持部駆動源５０１によって互いに接近する方向に移動することでリングフレームＦの外周縁を把持することができる。

例えば、第三のベース板６０上において、図６に示す第三のガイドレール６２と把持部５０との間には、図示しない固定具やケーブルケース６６を用いて電源ケーブルが這わせられるため、図２に示すように、第三のベース板６０上の把持部５０の移動経路を除くようにして第三のベース板６０上は板金カバー６７によって一部が覆われた状態になる。

本実施形態においては、第三移動手段６は、第三移動手段６全体で第一移動手段３の板金カバー３９の上方をＸ軸方向に移動可能となっている。即ち、図５に示す第二の可動部材４４ａを動かすためのスライダー４５ｄ及び第二の可動部材４４ｂを動かすための図示しないスライダーがそれぞれ第二のガイドレール４２ａ、４２ｂ上を移動することに伴って、スライダー４５ｄ及び図示しないスライダー上に取り付けられた第三移動手段６もＸ軸方向に移動可能となっている。

本実施形態における搬送ロボット１は、図１、３に示すように、吸着パッド１２、把持部５０、レール１６ａ、１６ｂ、第一移動手段３、第二移動手段４、及び第三移動手段６を収容し、吸着パッド１２を出し入れ可能な第一開口２０１と、把持部５０及びレール１６ａ、１６ｂを出し入れ可能な第二開口２０２とを有するボックス２０を備えている。本実施形態においては、一体化されていない第一開口２０１と第二開口２０２とで、吸着パッド１２を出し入れ可能かつ、把持部５０及びレール１６ａ、１６ｂを出し入れ可能な出入口が形成される。
なお、第一開口２０１と第二開口２０２とは一体化されており、一体化された大きな開口を、吸着パッド１２を出し入れ可能かつ、把持部５０及びレール１６ａ、１６ｂを出し入れ可能な出入口としてもよい。

図１、３に示すボックス２０は、例えば、第一のベース板３０よりも大きく第一のベース板３０と平面視相似の多角形状の外形を備えており、ボックス天壁２００と、ボックス天壁２００の下面から－Ｚ方向に垂下するボックス側壁２０３、ボックス前壁２０４、及びボックス後壁２０５を備えている。
例えば、図２、３に示すように、第一のベース板３０のＹ軸方向両側の下面からは、第一の連結板３０７が－Ｚ方向に垂下しており、第一の連結板３０７の側面からはＹ軸方向の外側に向かってボックス取り付け板３０２が水平に延在している。そして、図３に示すように、ボックス２０はボックス取り付け板３０２上に載せられた状態でバネカンやボルト等の固定具によってそのボックス側壁２０３がボックス取り付け板３０２に固定されている。なお、ボックス取り付け板３０２上には、図示しない電気ケーブル等も束ねられた状態で載置され固定される。

図１、３に示す吸着パッド１２が出し入れ可能な第一開口２０１は、ボックス２０の－Ｘ方向側に位置するボックス前壁２０４の下部側の領域を略矩形状に切り欠いて形成されている。また、把持部５０及びレール１６ａ、１６ｂを出し入れ可能な第二開口２０２は、ボックス前壁２０４の上部側領域を略矩形状に切り欠いて形成されている。

第一の連結板３０７の下端には、昇降手段８及び第四移動手段７の各構成が連結される水平板７９が固定されている。よって、水平板７９、Ｙ軸方向両側の２枚の第一の連結板３０７、及び第一のベース板３０によって形成される空間に吸着パッド１２はＸ軸方向に進退可能に収容されている。

図１～３に示す吸着パッド１２とレール１６ａ、１６ｂと把持部５０とをＺ軸方向に昇降させる昇降手段８は、例えば、Ｚ軸方向に延在する横断面が略凹型の角柱状のブロック体８０と、Ｚ軸方向の軸心を有しブロック体８０の－Ｘ方向側の前面に配設された昇降ボールネジ８２（図３のみ図示）と、昇降ボールネジ８２と平行にブロック体８０の該前面に配設されＺ軸方向に延在する一対の昇降ガイドレール８１と、昇降ボールネジ８２の下端に連結し昇降ボールネジ８２を回動させる昇降回転駆動機構８３と、一対の昇降ガイドレール８１の間に配設された昇降部材８４とを備えている。

ブロック体８０の－Ｘ方向側の前面に形成された凹み部分には、昇降ボールネジ８２及び略四角柱状の昇降部材８４とが配設されている。
図３に示すように、固定された状態のブロック体８０に対して上昇可能な昇降部材８４は、水平板７９の下面に固定されＺ軸方向に延在しブロック体８０の凹部内を上下動可能である昇降柱部８４０と、昇降柱部８４０の下端側に一体的に形成され一対の昇降ガイドレール８１にその側面が緩嵌合するスライダー８４１とを少なくとも備えている。
例えば、図３に示すように、ブロック体８０の側方には搬送ロボット１の各モータ等に電力を供給する電源ケーブル８８が、ケーブルケース８８０や図示しないケーブルベア（登録商標）を介して配設されている。

図３に詳しく示す昇降回転駆動機構８３は、例えば、プーリ機構であり、ブロック体８０の下端面にモータブラケット８３０を介して取り付けられた昇降モータ８３１を備えている。昇降ボールネジ８２を回転させる駆動源となる昇降モータ８３１のシャフトには、主動プーリ８３２が取り付けられており、主動プーリ８３２には無端ベルト８３３が巻回されている。昇降ボールネジ８２の下端側には従動プーリ８３４が取り付けられており、無端ベルト８３３は、この従動プーリ８３４にも巻回されている。昇降モータ８３１が主動プーリ８３２を回転駆動することで、主動プーリ８３２の回転に伴って無端ベルト８３３が回動し、無端ベルト８３３が回動することで従動プーリ８３４及び昇降ボールネジ８２が回転する。そして、昇降ボールネジ８２の回転に伴って、昇降部材８４がＺ軸方向に直動移動し、水平板７９の上方に段階的に配設されている吸着パッド１２とレール１６ａ、１６ｂと把持部５０とが一緒にＺ軸方向に移動する。

昇降柱部８４０の上部側には第四移動手段７が配設されている。図３、４に示す本実施形態における第四移動手段７は、吸着パッド１２とレール１６ａ、１６ｂと把持部５０とを水平方向、即ち、Ｘ軸Ｙ軸平面上において旋回移動させるものであり、昇降柱部８４０の－Ｘ方向側の前面に取り付けられた台座７０と、台座７０から＋Ｚ方向に延在してその上端側が水平板７９の下面に連結された回転軸７１と、台座７０の側面から－Ｙ方向にはみ出るように取り付けられたブラケット７７に取り付けられ回転軸７１を回転させる第四回転駆動機構７３と、前記水平板７９とを備えている。
なお、第四移動手段７は、吸着パッド１２とレール１６ａ、１６ｂと把持部５０とを水平方向であるＹ軸方向に直動移動させるボールネジ機構等であってもよい。

台座７０と回転軸７１の下端側とは図示しない下部ベアリングを介して連結されており、第四回転駆動機構７３が生み出す回転動力が伝えられることで回転軸７１は下部ベアリングによって台座７０上で回転可能となっている。

図３、４に示すように、第四回転駆動機構７３は、例えば、プーリ機構であり、ブラケット７７により支持される第四のモータ７３１を備えている。回転軸７１を回転させる駆動源となる第四のモータ７３１のシャフトには、主動プーリ７３２が取り付けられており、主動プーリ７３２には無端ベルト７３３が巻回されている。回転軸７１の下端側には図示しない従動プーリが取り付けられており、無端ベルト７３３は、この図示しない従動プーリにも巻回されている。第四のモータ７３１が主動プーリ７３２を回転駆動することで、主動プーリ７３２の回転に伴って無端ベルト７３３が回動し、無端ベルト７３３が回動することで図示しない従動プーリ及び回転軸７１が回転する。そして、回転軸７１の回転に伴って、水平板７９が水平面を旋回移動し、水平板７９の上に段階的に配設されている吸着パッド１２とレール１６ａ、１６ｂと把持部５０とが一緒に水平面を旋回移動する。
例えば、図１、２に示すように、第四回転駆動機構７３は、ブロック体８０に取り付けられた防護カバー７５によって覆われた状態になる。

本実施形態において、搬送ロボット１は、図１～４に示すように、吸着パッド１２の下方に配設されＸ軸方向に対し交差する方向（Ｙ軸方向）に延在する回転軸（以下、ローラ回転軸１７ｄとする）を軸に回転自在で外側面に粘着剤を有する粘着ローラ１７を備えている。

例えば、図３に示すように、水平板７９の下方となる位置には、昇降柱部８４０と共に上下動する水平板７９の下面にＸ軸方向に移動可能な粘着ローラ支持板１４が配設されている。粘着ローラ支持板１４は水平板７９の下面に配設される図示しないガイドレールによってＸ軸方向にガイドされ、エアシリンダ１４ａによってＸ軸方向に進退する。粘着ローラ支持板１４は、昇降手段８のブロック体８０に取り付けられた防護カバー７５の前面に取り付けられている。
粘着ローラ支持板１４の上面には、ローラ回転軸１７ｄの両端を回転自在に支持する支持部１４３が固定されている。

本実施形態においては、例えば、吸着パッド１２の直径以上の長さに形成された粘着ローラ１７は、その内部に挿通されたローラ回転軸１７ｄによって水平に支持されている。粘着ローラ１７の外側面に配設された粘着剤は、粘着性及び弾性のある合成ゴム等で構成されている。昇降手段８で吸着面１２０ａが粘着ローラ１７の外側面に接触する高さに吸着パッド１２を位置づけ、第一移動手段３で吸着パッド１２をＸ軸方向に前進又は後進させ吸着面１２０ａを粘着ローラ１７の外側面に接触させると、加工屑等は粘着剤に付着して吸着パッド１２の吸着面１２０ａから除去（乾式洗浄）される。なお、吸着パッド１２の吸着面１２０ａを洗浄する際には、図３に示す粘着ローラ支持板１４を－Ｘ方向に移動させ、洗浄が終了したら粘着ローラ支持板１４を＋Ｘ方向に移動させる。
これにより、搬送ロボット１をＸ軸方向に大きくさせることなく構成することができる。
なお、粘着剤の粘着力は、粘着ローラ１７の外周面に付着した加工屑を除去することで回復する。

以下に、上記搬送ロボット１を用いて、例えば図１、４に示す板状ワークＷを搬送する場合について説明する。

例えば、図示しない研削装置の保持テーブルに載置されている板状ワークＷを搬送する場合には、図４に示す第一移動手段３が吸着パッド１２を－Ｘ方向側に前進させて、図１に示すボックス２０の第一開口２０１から吸着パッド１２をボックス２０外へと進出させ、吸着パッド１２の吸着面１２０ａの中心が板状ワークＷの中心と略合致するように吸着パッド１２が板状ワークＷの上方に位置づけられる。また、図示しない吸引源が作動することで生み出された吸引力が吸着パッド１２の吸着面１２０ａに伝達される。

昇降手段８によって、吸着面１２０ａが板状ワークＷの上面に接触する高さ位置まで吸着パッド１２が－Ｚ方向へと降下した後、該高さ位置で降下が停止する。そして、吸着面１２０ａに伝達されている吸引力により、吸着パッド１２は吸着面１２０ａで板状ワークＷの上面を吸着する。その後、昇降手段８によって、板状ワークＷを吸引保持した吸着パッド１２が上昇して、図示しない保持テーブルから板状ワークＷを離間させる。

図４に示す第一移動手段３が吸着パッド１２を＋Ｘ方向側に後進させて、板状ワークＷを吸引保持する吸着パッド１２をボックス２０内に収容する。そして、吸着パッド１２によって吸引保持されている板状ワークＷが、図４に示す水平板７９、Ｙ軸方向両側の２枚の第一の連結板３０７、及び第一のベース板３０によって形成される空間に収容された状態で、搬送ロボット１全体が図示しない研削装置から例えば図示しない切削装置の近傍まで移動することで、搬送ロボット１による板状ワークＷの装置間における搬送が行われる。なお、板状ワークＷを吸引保持する吸着パッド１２をボックス２０外に出した状態で、搬送ロボット１全体が装置間を移動してもよい。

以下に、搬送ロボット１を用いて、例えば図１、図２、及び図６に示すリングフレームＦを搬送する場合について説明する。

例えば、図示しないフレームストッカ等に、リングフレームＦはその両側面である平坦面Ｆｃをレール１６ａ、１６ｂが支持できるように収容されている。図６に示す第二移動手段４がレール１６ａ、１６ｂを－Ｘ方向側に前進させて、図１に示すボックス２０の第二開口２０２からレール１６ａ、１６ｂをボックス２０外へと進出させる。また、図１、２に示す昇降手段８によって、レール１６ａ、１６ｂがＺ軸方向において上昇又は下降して、レール１６ａ、１６ｂとリングフレームＦとの高さ位置合わせが行われる。

図６に示す第二移動手段４がレール１６ａ、１６ｂをさらに－Ｘ方向側に前進させて、レール１６ａ、１６ｂの段状のガイド面をリングフレームＦの両側面である平坦面Ｆｃに±Ｙ方向から当接させて、レール１６ａ、１６ｂによってリングフレームＦを支持する。第二移動手段４がレール１６ａ、１６ｂを＋Ｘ方向側に後進させて、リングフレームＦを支持するレール１６ａ、１６ｂを図１に示す第二開口２０２からボックス２０内に収容する。そして、レール１６ａ、１６ｂによって支持されているリングフレームＦが、ボックス２０内に収容された状態で、搬送ロボット１全体が図示しないフレームストッカから例えば図示しないテープマウンタの近傍まで移動することで、搬送ロボット１によるリングフレームＦの装置間における搬送が行われる。なお、リングフレームＦを支持するレール１６ａ、１６ｂをボックス２０外に出した状態で、搬送ロボット１全体が装置間を移動してもよい。
また、レール１６ａ、１６ｂでリングフレームＦを支持した後に、図６に示す把持部５０でリングフレームＦの外周縁を把持した状態にしてもよい。

以下に、搬送ロボット１を用いて、例えば図８、９に示すワークユニットＷＵを搬送する場合について説明する。
図示しないテープマウンタによって、図８に示す板状ワークＷは、その下面に板状ワークＷよりも大径の円形テープＴが貼着された状態になっている。また、円形テープＴの外周部分はリングフレームＦに貼着されている。これにより、リングフレームＦの開口内に位置づけられた板状ワークＷが円形テープＴを介してリングフレームＦに一体化され、リングフレームＦでハンドリング可能なワークユニットＷＵとなっている。

例えば、図８に示すように、ワークユニットＷＵは、２本のレール１６ａ、１６ｂに載置され、レール１６ａ、１６ｂの段状のガイド面がリングフレームＦの両側面である位置決め用の平坦面Ｆｃに±Ｙ方向から当接した状態で、レール１６ａ、１６ｂによって支持された状態になっている。

図８に示す第三移動手段６が、一対の挟持爪５００が開いた状態の把持部５０を－Ｘ方向に移動させて、一対の挟持爪５００の間にリングフレームＦの外周縁が入り込んだ状態になるように把持部５０が位置づけられる。その後、一対の挟持爪５００が、把持部駆動源５０１によって互いに接近する方向に移動することで、リングフレームＦの外周縁を把持する。

例えば、図示しない研削装置の保持テーブルへとワークユニットＷＵを搬送する場合には、図６及び図８に示す第二移動手段４が、図１に示すボックス２０の第二開口２０２から第二の可動部材４４ａ、４４ｂ、ワークユニットＷＵを支持した状態のレール１６ａ、１６ｂ、第三移動手段６、及びワークユニットＷＵを把持した状態の把持部５０をボックス２０外へと進出させる。そして、例えば、図示しない保持テーブルの前方の所定の位置で第二移動手段４による上記各構成の前進が停止される。

図９に示すように、第三移動手段６が把持部５０を－Ｘ方向側に前進させて、レール１６ａ、１６ｂの上でリングフレームＦをＸ軸方向に移動させる。そして、板状ワークＷの中心と保持テーブルの保持面の中心とを略合致させる。

昇降手段８によって、把持部５０によって把持されているワークユニットＷＵの円形テープＴが図示しない保持テーブルの保持面に接触する高さ位置まで、把持部５０が－Ｚ方向へと降下した後、該高さ位置で降下が停止する。そして、保持テーブルでワークユニットＷＵが吸引保持された後に、把持部５０がリングフレームＦの把持を解除して、ワークユニットＷＵから離間する。このようにして、搬送ロボット１は研削装置等にワークユニットＷＵを搬送することができる。

板状ワークＷと、開口を有するリングフレームＦとを搬送する本発明に係る搬送ロボット１は、板状ワークＷを吸引保持する吸着面１２０ａを有する吸着パッド１２と、吸着パッド１２を水平方向においてＸ軸方向に前進又は後進させる第一移動手段３と、リングフレームＦの開口を挟んで平行に２本配置されリングフレームＦの両側面を支持するレール１６ａ、１６ｂと、レール１６ａ、１６ｂをＸ軸方向に前進又は後進させる第二移動手段４と、リングフレームＦの外周縁を把持する把持部５０と、把持部５０をＸ軸方向に前進又は後進させレール１６ａ、１６ｂの上でリングフレームＦをＸ軸方向に移動させる第三移動手段６と、吸着パッド１２とレール１６ａ、１６ｂと把持部５０とを水平方向において旋回移動させる第四移動手段７と、吸着パッド１２とレール１６ａ、１６ｂと把持部５０とをＸ軸方向とＹ軸方向とに直交するＺ軸方向に昇降させる昇降手段８と、を備えることで、省スペース化を図ると共に、リングフレームＦをレール１６ａ、１６ｂで支持して出し入れするので、リングフレームＦを変形させる事無く搬送することが可能になる。そして、例えば、板状ワークＷを研削する研削装置、板状ワークＷを分割後に小辺化したチップが離散しないように円形テープＴを介してリングフレームＦで板状ワークＷを支持して一体化されたワークユニットＷＵを形成させるテープマウンタ、若しくはダイシング装置やレーザー加工装置といった分割装置に、板状ワークＷ、リングフレームＦ、又はワークユニットＷＵを効率よく搬送することが可能となる。

本発明に係る搬送ロボット１は、吸着パッド１２、把持部５０、レール１６ａ、１６ｂ、第一移動手段３、第二移動手段４、及び第三移動手段６を収容し、例えば吸着パッド１２を出し入れ可能な第一開口２０１と、例えば把持部５０及びレール１６ａ、１６ｂを出し入れ可能な第二開口２０２とを有するボックス２０を備えていることで、省スペース化を図ると共に、板状ワークＷに対して吸着パッド１２を適切に位置づけることが可能となり、また、リングフレームＦに対して把持部５０又はレール１６ａ、１６ｂを適切に位置づけることが可能となる。

本発明に係る搬送ロボット１は、吸着パッド１２の下方に配設されＸ軸方向対しに交差する方向に延在する回転軸１７ｄを軸に回転自在で外側面に粘着剤を有する粘着ローラ１７を備えることで、昇降手段８で吸着面１２０ａが粘着ローラ１７の外側面に接触する高さに吸着パッド１２を位置づけ、第一移動手段３で吸着パッド１２をＸ軸方向に前進又は後進させ吸着面１２０ａを粘着ローラ１７の外側面に接触させ、粘着ローラ１７を転動させて吸着面１２０ａを乾式洗浄することが可能となる。

本発明に係る搬送ロボット１は上記実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。また、添付図面に図示されている搬送ロボット１の各構成の形状等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。

Ｗ：板状ワークＦ：リングフレームＦｃ：平坦面Ｔ：円形テープＷＵ：ワークユニット
１：搬送ロボット
１２：吸着パッド１２０：吸着部１２０ａ：吸着面１２１：枠体１２９：継手１２５：連結部材
１３：搬送アーム１３０：搬送アームの根元部分
１７：粘着ローラ１７ｄ：ローラ回転軸１４：粘着ローラ支持板１４ａ：エアシリンダ
２０：ボックス２００：ボックス天壁２０１：第一開口２０２：第二開口
２０３：ボックス側壁２０４：ボックス前壁２０５：ボックス後壁
３：第一移動手段３０：第一のベース板３００：長尺孔３０２：ボックス取り付け板
３０７：第一の連結板
３１：第一のボールネジ３２：第一のガイドレール
３３：第一の回転駆動機構３３０：モータブラケット３３１：第一のモータ３３２：主動プーリ３３３：従動プーリ３３４：無端ベルト
３４：第一の可動部材３４０：スライド部材３４１：アーム連結部
３９：板金カバー
１６ａ、１６ｂ：レール
４：第二移動手段４１：第二のボールネジ４２ａ、４２ｂ：一対の第二のガイドレール
４３：第二の回転駆動機構
４４ａ：第二の可動部材４４ｂ：第二の可動部材
５０：把持部５００：一対の挟持爪５０１：把持部駆動源
６：第三移動手段６０：第三のベース板６１：第三のボールネジ６２：第三のガイドレール６３：第三の回転駆動機構６４：第三の可動部材
７：第四移動手段７０：台座７１：回転軸７３：回転駆動機構７９：水平板
８：昇降手段８０：ブロック体８１：一対の昇降ガイドレール８２：ボールネジ
８３：昇降回転駆動機構８４：昇降部材

Claims

板状ワークと、開口を有するリングフレームとを搬送するロボットであって、
板状ワークを吸引保持する吸着面を有する吸着パッドと、
該吸着パッドを水平方向においてＸ軸方向に前進又は後進させる第一移動手段と、
該リングフレームの開口を挟んで平行に２本配置され該リングフレームの両側面を支持するレールと、
該レールを該Ｘ軸方向に前進又は後進させる第二移動手段と、
該リングフレームの外周縁を把持する把持部と、
該把持部を該Ｘ軸方向に前進又は後進させ該レールの上で該リングフレームを該Ｘ軸方向に移動させる第三移動手段と、
該吸着パッドと該レールと該把持部とを水平方向において旋回移動、又は該Ｘ軸方向と水平方向において直交するＹ軸方向に直動移動させる第四移動手段と、
該吸着パッドと該レールと該把持部とを該Ｘ軸方向と該Ｙ軸方向とに直交するＺ軸方向に昇降させる昇降手段と、
該吸着パッド、該把持部、該レール、該第一移動手段、該第二移動手段、及び該第三移動手段を収容し、該吸着パッドを出し入れ可能かつ、該把持部及び該レールを出し入れ可能な出入口を有するボックスと、
を備える搬送ロボット。
前記吸着パッドの下方に配設され前記Ｘ軸方向に対し交差する方向に延在する回転軸を軸に回転自在で外側面に粘着剤を有する粘着ローラを備え、
前記昇降手段で前記吸着面が該粘着ローラの外側面に接触する高さに前記吸着パッドを位置づけ、前記第一移動手段で前記吸着パッドを前記Ｘ軸方向に前進又は後進させ該吸着面を該粘着ローラの外側面に接触させ、該粘着ローラを転動させて該吸着面を乾式洗浄する請求項１記載の搬送ロボット。