JP7389262B2

JP7389262B2 - 材料位置決めクランプ装置及び反転マニピュレータ

Info

Publication number: JP7389262B2
Application number: JP2022540643A
Authority: JP
Inventors: ▲ハオ▼瀚; 呂維迪; 楊森元
Original assignee: Beijing Jingyi Automation Equipment Co Ltd
Current assignee: Beijing Jingyi Automation Equipment Co Ltd
Priority date: 2020-07-07
Filing date: 2020-09-27
Publication date: 2023-11-29
Anticipated expiration: 2040-09-27
Also published as: CN111531572A; WO2022007204A1; JP2023509664A; CN111531572B

Description

相互参照

本願は、２０２０年７月７日に提出された出願番号が２０２０１０６４３０６０．０であり、発明の名称が「材料位置決めクランプ装置及び反転マニピュレータ」である中国特許出願の優先権を主張し、その全体が参照により本願に組み込まれる。

本願は、マニピュレータの技術分野に関し、特に材料位置決めクランプ装置及び反転マニピュレータに関する。

現在、マニピュレータを採用した自動搬送システムは、半導体、太陽エネルギー、液晶パネル、及び電子の分野で広く使用され、主に搬送される材料は、ウェーハ、シリコンウェーハ、液晶パネル等であり、製造又は輸送過程中において、一部の製品や工程検査では、材料を反転する必要があるが、既存の反転装置は、一般に、アクチュエータでクランプされ、クランプ力を制御できず、反転過程での材料の中心位置決めを確保することができない。

本願は、従来技術に存在している課題の少なくとも１つを解決することを目的とする。このために、本願は、材料位置決めクランプ装置を提供し、位置決め検知部材及びクランプ検知部材はそれぞれ、位置決めジョーとクランプジョーの移動位置をリアルタイムで検出し、位置決めジョー及びクランプジョーと材料との接触及び固定度合いを確保し、装置のクランプ力は制御可能であり、材料の過度の押し損傷や不安定なクランプの問題を引き起こすことはない。まず、位置決め部品は、材料を固定し、材料の中心と回転の中心位置が安定し、位置ずれが発生しないことを確保し、次に、クランプ部品は、材料をクランプし、材料が位置決めジョーから緩んだり抜けたりしないことを確保する。

本願は、反転マニピュレータを更に提供する。

本願の第１の側面の実施形態に係る材料位置決めクランプ装置は、対向して配置された位置決め部品及びクランプ部品を含み、前記位置決め部品は、位置決めジョー、位置決め駆動部材、位置決め検知部材、及び調整部材を含み、前記クランプ部品は、クランプジョー、クランプ駆動部材、及びクランプ検知部材を含み、前記位置決めジョーは、材料の一方の側を固定するためのものであり、前記位置決め駆動部材は、前記位置決めジョーに接続されており、前記位置決めジョーを前記クランプジョーに向けて移動させるように駆動するためのものであり、前記位置決め検知部材は、前記材料と前記位置決めジョーの移動位置を検出するためのものであり、前記調整部材は、前記位置決めジョーに接続されており、前記位置決めジョーの基準位置を調整するためのものであり、前記クランプジョーは、前記材料の他方の側を固定するためのものであり、前記クランプ駆動部材は、前記クランプジョーに接続されており、前記クランプジョーを前記位置決めジョーに向けて移動させるように駆動するためのものであり、前記クランプ検知部材は、前記材料と前記クランプジョーの移動位置を検出するためのものである。

本願の一実施形態によれば、台座をさらに含み、前記位置決め駆動部材、前記クランプ駆動部材、及び前記調整部材は、いずれも前記台座に設置される。

本願の一実施形態によれば、前記位置決め検知部材は、第１のセンサ及び第１のバッフルを含み、前記第１のセンサは、前記台座に設置され、且つ前記位置決めジョーと前記クランプジョーの間に位置し、前記第１のバッフルは、前記位置決めジョーに設置され、且つ前記第１のセンサが位置する位置に向けて延びる。

本願の一実施形態によれば、前記位置決め検知部材は、第２のセンサをさらに含み、前記位置決めジョーには第１のクランプブロックが設けられ、前記第２のセンサは、前記第１のクランプブロックが前記材料と接触しているかどうかを検出する。

本願の一実施形態によれば、前記クランプ検知部材は、第３のセンサ、第４のセンサ及び第２のバッフルを含み、前記第３のセンサ及び前記第４のセンサは、前記台座に設置され、且つ前記クランプジョーと前記位置決めジョーの間に位置し、前記クランプジョーが前記位置決めジョーに接近する方向に沿って順次に設置され、前記第２のバッフルは、前記クランプジョーに設置され、且つ前記第３のセンサが位置する位置に向けて延びる。

本願の一実施形態によれば、前記クランプ検知部材は、第５のセンサをさらに含み、前記クランプジョーには第２のクランプブロックが設けられ、前記第５のセンサは、前記第２のクランプブロックが前記材料と接触しているかどうかを検出する。

本願の一実施形態によれば、前記位置決め部品は、調整部材をさらに含み、前記調整部材は、前記位置決めジョーに接続されており、前記位置決めジョーの基準位置を調整するためのものである。

本願の一実施形態によれば、ガイドレールを更に含み、前記ガイドレールは、前記台座に設置され、前記位置決めジョー及び前記クランプジョーは、いずれも前記ガイドレールに設置され、且つ前記ガイドレールに沿って移動可能である。

本願の一実施形態によれば、前記材料がクランプ位置に到達したかどうかを検出するための第６のセンサをさらに含む。

本願の第２の側面の実施形態に係る反転マニピュレータは、反転部品と、上記の材料位置決めクランプ装置を含み、前記反転部品は、反転駆動部材、制限部材、及び反転検知部材を含み、前記反転駆動部材は、台座を介して前記位置決め部品及び前記クランプ部品に接続され、２つの前記反転検知部材は、前記反転駆動部材の両側に設置され、前記制限部材は、第１のストッパ及び第２のストッパを含み、２つの前記第１のストッパはそれぞれ、２つの前記反転検知部材に対応して前記台座に設置され、且つ前記反転駆動部材の両側にそれぞれ位置し、前記第２のストッパは、前記第１のストッパの回動軌跡上に配置されている。

本願の一実施形態によれば、前記位置決め駆動部材の圧力は、前記クランプ駆動部材の圧力よりも大きく、前記材料の反転過程において、前記位置決めジョーは、前記クランプジョーの下方に位置する。

本願の実施形態における上記１つ又は複数の技術案は、少なくとも以下の技術的効果を有する。本願の実施形態の材料位置決めクランプ装置では、材料が指定された位置に入った後、位置決め駆動部材は、位置決めジョーを移動させるように駆動し、位置決めジョーは、材料の一方の側に接触してそれを固定し、調整部材によって設定された基準位置まで移動して固定しておき、その後、クランプ駆動部材は、クランプジョーを移動させるように駆動し、クランプジョーが材料の他方の側に接触してそれをクランプするまで、位置決め部品に向けて徐々に移動させることで、位置決め部品及びクランプ部品により材料に対するクランプが実現される。位置決め検知部材及びクランプ検知部材はそれぞれ、位置決めジョーとクランプジョーの移動位置をリアルタイムで検出し、位置決めジョー及びクランプジョーと材料との接触及び固定度合いを確保し、装置のクランプ力は制御可能であり、材料の過度の押し損傷や不安定なクランプの問題を引き起こすことはない。まず、位置決め部品は、材料を固定し、材料の中心と回転の中心位置が安定し位置ずれが発生しないことを確保し、次に、クランプ部品は、材料をクランプし、材料が位置決めジョーから緩んだり抜けたりしないことを確保する。

以上に説明した本願によって解決された技術的問題、構成された技術案の技術的特徴、及びこれらの技術案の技術的特徴によってもたらされる利点に加えて、本願の他の技術的特徴及びこれらの技術的特徴によってもたらされる利点は、図面を参照しながらさらに説明され、又は本出願の実施を通じて理解される。

本願の実施形態又は従来技術における技術案をより明確に説明するために、以下、実施形態又は従来技術の説明に必要な図面を簡単に説明する。勿論、以下に説明する図面は、本願のいくつかの実施形態であり、当業者にとって、創造的な労働を要しない前提で、これらの図面に基づいてその他の図面を更に得ることができる。
図１は、本願の実施形態に係る反転マニピュレータの材料位置決めクランプ装置の構造の模式図である。図２は、本願の実施形態に係る反転マニピュレータの反転部品の構造の模式図である。図３は、本願の実施形態に係る反転マニピュレータの三次元構造の模式図である。

以下に、図面及び実施形態を参照しながら本願の実施形態をより詳細に説明する。以下の実施形態は、本願を説明するためのものであり、本願の範囲を制限するものではない。

本願の実施形態に対する説明において、用語である「中心」、「縦方向」、「横方向」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」などで表れる方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づくものであり、本願の実施形態を便利に又は簡単に説明するために使用されるものであり、示された装置又は素子が特定の方位にあり、特定の方位において構造され、操作されると指示又は暗示するものではないため、本願に対する限定と理解されるものではない。なお、用語である「第１」、「第２」、「第３」は、説明するためのものに過ぎず、比較的な重要性を明示又は暗示すると理解されるものではない。

本願の実施形態において、明確な規定と限定がない限り、用語である「互いに接続」、「接続」等の意味は広く理解されるべきである。例えば、固定接続や、着脱可能な接続や、あるいは一体的な接続でも可能である。機械的な接続や、電気接続でも可能であり、あるいは直接的に互いに接続することや、中間媒体を介して間接的に互いに接続することも可能である。当業者にとって、具体的な状況に応じて上記用語の本願の実施形態での具体的な意味を理解することができる。

本出願の実施形態において、明確な規定と限定がない限り、第１の特徴が第２の特徴の「上」又は「下」にあることは、第１の特徴及び第２の特徴が直接接触することであってもよく、又は第１の特徴及び第２の特徴が中間媒体を介して間接的に接触することであってもよい。また、第１の特徴が第２の特徴の「上」、「上方」及び「上側」にあることは、第１の特徴が第２の特徴の真上又は斜め上方にあることであってもよく、又は単に第１の特徴の水平方向の高さが第２の特徴よりも高いことを意味する。第１の特徴が第２の特徴の「下」、「下方」及び「下側」にあることは、第１の特徴が第２の特徴の真下又は斜め下方にあることであってもよく、又は単に第１の特徴の水平方向の高さが第２の特徴よりも低いことを意味する。

本明細書の説明において、「一実施形態」、「いくつかの実施形態」、「例」、「具体的な例」、又は「いくつかの例」などの用語を参照する説明は、実施形態又は例を参照しながら説明される具体的な特徴、構造、材料、又は特徴が、本願の実施形態の少なくとも１つの実施形態又は例に含まれることを意味する。本明細書では、上記の用語の模式的な表現は、必ずしも同じ実施形態又は例に向けられているわけではない。さらに、説明されている具体的な特徴、構造、材料、又は特徴は、任意の１つ又は複数の実施形態又は例において、適切な方法で組み合わせることができる。さらに、当業者は、本明細書に説明されている異なる実施形態又は例、ならびに異なる実施形態又は例の特徴を、互いに矛盾することなく結合して組み合わせることができる。

図１に示すように、本願の実施形態に係る材料位置決めクランプ装置は、対向して配置された位置決め部品１及びクランプ部品２を含み、位置決め部品１は、位置決めジョー１１、位置決め駆動部材１２、位置決め検知部材１３、及び調整部材１４を含み、クランプ部品２は、クランプジョー２１、クランプ駆動部材２２、及びクランプ検知部材２３を含み、位置決めジョー１１は、材料６の一方の側を固定するためのものであり、位置決め駆動部材１２は、位置決めジョー１１に接続されており、位置決めジョー１１をクランプジョー２１に向けて移動させるように駆動するためのものであり、位置決め検知部材１３は、材料６と位置決めジョー１１の移動位置を検出するためのものであり、調整部材１４は、位置決めジョー１１に接続されており、位置決めジョー１１の基準位置を調整するためのものであり、クランプジョー２１は、材料６の他方の側を固定するためのものであり、クランプ駆動部材２２は、クランプジョー２１に接続されており、クランプジョー２１を位置決めジョー１１に向けて移動させるように駆動するためのものであり、クランプ検知部材２３は、材料６とクランプジョー２１の移動位置を検出するためのものである。

本願の実施形態の材料位置決めクランプ装置では、材料６が指定された位置に入った後、位置決め駆動部材１２は、位置決めジョー１１を移動させるように駆動し、位置決めジョー１１は材料６の一方の側に接触してそれを固定し、調整部材１４によって設定された基準位置まで移動して固定しておき、その後、クランプ駆動部材２２は、クランプジョー２１を移動させるように駆動し、クランプジョー２１がクランプ材料６の他方の側に接触してそれをクランプするまで、位置決め部品１に向けて徐々に移動させることで、位置決め部品１及びクランプ部品２により材料６に対するクランプが実現される。位置決め検知部材１３及びクランプ検知部材２３はそれぞれ、位置決めジョー１１とクランプジョー２１の移動位置をリアルタイムで検出し、位置決めジョー１１及びクランプジョー２１と材料６との接触及び固定度合いを確保し、装置のクランプ力は制御可能であり、材料６の過度の押し損傷や不安定なクランプの問題を引き起こすことはない。まず、位置決め部品１は、材料６を固定し、材料６の中心と回転の中心位置が安定し位置ずれが発生しないことを確保し、次に、クランプ部品２は、材料６をクランプし、材料６が位置決めジョー１１から緩んだり抜けたりしないことを確保する。

本実施形態では、材料６は、円形シリコンウェーハである。位置決めジョー１１及びクランプジョー２１はそれぞれ、材料６の両側に位置して対称的に配置されている。位置決めジョー１１及びクランプジョー２１は、いずれもは２つの部分に分けられ、一方の部分は、シリコンウェーハの形状に合わせてシリコンウェーハに接触するジョー部であり、他方の部分は、位置決め駆動部材１２とクランプ駆動部材２２との接続を固定する固定部である。本実施形態では、位置決め部品１は左側に位置し、クランプ部品２は右側に位置し、位置決め及びクランプの過程では、位置決め駆動部材１２は、位置決めジョー１１を右に真っ直ぐに移動させるように駆動し、クランプ駆動部材２２は、クランプジョー２１を左に真っ直ぐに移動させるように駆動し、位置決め駆動部材１２及びクランプ駆動部材２２は、両方ともシリンダを採用する。他の実施形態では、位置決め駆動部材１２及びクランプ駆動部材２２は、他の形態の線形駆動装置を採用することもできる。

ここで、位置決めジョー１１の固定部には調整部材１４が設置され、調整部材１４により位置決めジョー１１の基準位置を調整することができ、調整部材１４によって限定された位置決めジョー１１の基準位置は、予め設定された材料６が位置決めしてクランプされた後、その中心が操作位置のプリセット中心にあるときに、位置決めジョー１１が位置する位置である。そして、調整部材１４を調整することにより、材料６の中心位置が操作位置のプリセット中心に対応するように調整することができ、異なる材料６のサイズに応じて必要な位置を調整することができる。本実施形態では、調整部材１４は、位置決め調整ねじを採用したが、ボルトを採用してもよく、位置決めジョー１１の移動中、調整部材１４は、位置決めジョー１１の固定部を押して位置決めジョー１１の移動を制限する。

本願の一実施形態によれば、本願の実施形態の材料位置決めクランプ装置は、台座７をさらに含み、位置決め駆動部材１２、クランプ駆動部材２２、及び調整部材１４は、いずれも台座７に設置される。本実施形態では、台座７は、位置決め部品１とクランプ部品２の取り付けプラットフォームとして使用され、位置決めジョー１１の固定部及びクランプジョー２１の固定部の可動範囲は、いずれも台座７によって制限される範囲内にあり、調整部材１４は台座７に取り付けられる。これにより、位置決め駆動部材１２が位置決めジョー１１を移動させるように駆動した後、位置決めジョー１１の固定部が最終に移動できる位置が確定される。

本願の一実施形態によれば、位置決め検知部材１３は、第１のセンサ１３１及び第１のバッフル１３２を含み、第１のセンサ１３１は、台座７に設置され、且つ位置決めジョー１１とクランプジョー２１の間に位置し、第１のバッフル１３２は、位置決めジョー１１に設置され、且つ第１のセンサ１３１が位置する位置に向けて延びる。本実施形態では、位置決め駆動部材１２は、位置決めジョー１１を移動させるように駆動すると同時に、第１のバッフル１３２は同期して移動し、第１のセンサ１３１は、位置決めジョー１１とクランプジョー２１の間に設置され、且つ第１のバッフル１３２は、第１のセンサ１３１が位置する位置に向けて延びる。第１のセンサ１３１が第１のバッフル１３２を検出した後、第１のセンサ１３１はトリガーされて、位置決めジョー１１が所定の位置にあると判定する。第１のバッフル１３２と第１のセンサ１３１との相対位置は、調整部材１４によって調整された位置決めジョー１１の基準位置に適合される。

本実施形態では、第１のセンサ１３１は、位置決めジョー１１の固定部とクランプジョー２１の固定部の間に設置され、第１のバッフル１３２は、位置決めジョー１１の固定部に設置され、第１のバッフル１３２は、第１のセンサ１３１の上方に位置する。

本願の一実施形態によれば、位置決め検知部材１３は、第２のセンサ１３３をさらに含み、位置決めジョー１１には第１のクランプブロック１１１が設けられ、第２のセンサ１３３は、第１のクランプブロック１１１が材料６と接触しているかどうかを検出する。本実施形態では、第１のクランプブロック１１１は、位置決めジョー１１における、材料６と接触して材料６を固定するための部件として使用され、第２のセンサ１３３は、第１のクランプブロック１１１が材料６と接触しているかどうかをリアルタイムで感知して検出することができる。第２のセンサ１３３は、第１のクランプブロック１１１が材料６に接触していることを検出した後、第１のバッフル１３２は、第１のセンサ１３１をトリガーして、位置決めジョー１１が所定の位置にあると判断する。

本実施形態では、第１のクランプブロック１１１は、位置決めジョー１１のジョー部の、クランプジョー２１に近い縁に設置され、第１のクランプブロック１１１は合計２つあり、第２のセンサ１３３は、位置決めジョー１１のジョー部に設置され、第１のクランプブロック１１１に近く、第１のクランプブロック１１１に接続されている。第１のクランプブロック１１１は溝を有し、材料６のエッジは、第１のクランプブロック１１１の溝内に嵌め込まれ、第２のセンサ１３３は、対向光センサを採用することができ、第２のセンサ１３３も溝を有し、材料６のエッジが第１のクランプブロック１１１の溝内に嵌め込まれると同時に、第２のセンサ１３３の溝内にも入り、対向光センサは材料６を検出したことで、第２のセンサ１３３は、第１のクランプブロック１１１が材料６をクランプしたと判定することができる。

本願の一実施形態によれば、クランプ検知部材２３は、第３のセンサ２３１、第４のセンサ２３２、及び第２のバッフル２３３を含み、第３のセンサ２３１及び第４のセンサ２３２は、台座７に設置され、且つクランプジョー２１と位置決めジョー１１の間に位置し、クランプジョー２１が位置決めジョー１１に接近する方向に沿って順次に設置され、第２のバッフル２３３は、クランプジョー２１に設置され、且つ第３のセンサ２３１が位置する位置に向けて延びる。本実施形態では、クランプ駆動部材２２は、クランプジョー２１を移動させるように駆動すると同時に、第２のバッフル２３３は同期して移動し、第３のセンサ２３１及び第４のセンサ２３２は、いずれも位置決めジョーとクランプジョー２１の間に設置され、且つクランプジョー２１が位置決めジョーに移動する方向に沿って順次に設置され、第２のバッフル２３３は、第３のセンサ２３１及び第４のセンサ２３２が位置する位置に向けて延び、材料６のクランプが成功した場合、第３のセンサ２３１が第２のバッフル２３３を検出した後、第３のセンサ２３１がトリガーされて、クランプジョー２１が所定の位置にあると判定する。クランプ材料６のクランプが失敗した場合、第４のセンサ２３２が第２のバッフル２３３を検出するまで、クランプ駆動部材２２は引き続きクランプジョー２１を移動させるように駆動し、第４のセンサ２３２がトリガーされて、クランプジョー２１が移動範囲を超えてクランプが失敗したと判定する。

材料６に対する装置のクランプ力は、直接的又は間接的に検出する感知要素によって検出され、クランプ力が超えると、保護する必要がある。第１のセンサ１３１は、位置決め駆動部材１２の状態センサとして使用され、第２のセンサ１３３は、材料存在センサとして使用され、第３のセンサ２３１及び第４のセンサ２３２は、クランプ駆動部材２２の状態センサとして使用され、材料６が正常にクランプされているかどうかを検出できる。材料存在センサのみでの検出方法に比べて、信頼性が高く、センサの誤報知も低減できる。

本実施形態では、第３のセンサ２３１及び第４のセンサ２３２は、いずれも位置決めジョー１１の固定部とクランプジョー２１の固定部の間に設置され、第２のバッフル２３３は、クランプジョー２１の固定部に設置され、第２のバッフル２３３は、第３のセンサ２３１と第４のセンサ２３２の上方に位置する。

本願の一実施形態によれば、クランプ検知部材２３は、第５のセンサ２３４をさらに含み、クランプジョー２１には第２のクランプブロック２１１が設けられ、第５のセンサ２３４は、第２のクランプブロック２１１が材料６と接触しているかどうかを検出する。本実施形態では、第２のクランプブロック２１１は、クランプジョー２１における、材料６と接触して材料６を固定するための部件として使用され、第５のセンサ２３４は、第２のクランプブロック２１１が材料６と接触しているかどうかをリアルタイムで感知して検出することができる。第５のセンサ２３４は、第２のクランプブロック２１１が材料６に接触していることを検出した後、第２のバッフル２３３は、第３のセンサ２３１をトリガーして、クランプジョー２１が所定の位置にあると判断する。

本実施形態では、第２のクランプブロック２１１は、クランプジョー２１のジョー部の、位置決めジョー１１に近い縁に設置され、第２のクランプブロック２１１は合計２つのあり、第５のセンサ２３４は、クランプジョー２１のジョー部に設置され、第２のクランプブロック２１１に近く、第２のクランプブロック２１１に接続されている。第２のクランプブロック２１１は溝を有し、材料６のエッジは、第２のクランプブロック２１１の溝内に嵌め込まれ、第５のセンサ２３４は、対向光センサを採用することができ、第５のセンサ２３４も溝を有し、材料６のエッジが第２のクランプブロック２１１の溝内に嵌め込まれると同時に、第５のセンサ２３４の溝内にも入り、対向光センサは材料６を検出したことで、第５のセンサ２３４は、第２のクランプブロック２１１が材料６をクランプしたと判定することができる。第５のセンサ２３４の溝幅は、第２のクランプブロック２１１の溝幅よりもはるかに大きいので、材料６は、傾斜、破損などによって、エッジが第５のセンサ２３４の溝内に入った後、第２のクランプブロック２１１の溝に正確に位置合わせして嵌め込むことは不可能である。従って、第２のバッフル２３３が第３のセンサ２３１に移動しても、材料６が第２のクランプブロック２１１の溝内に嵌め込まれていなく、クランプ駆動部材２２は引き続きクランプジョー２１を移動させるように駆動すると、第２のバッフル２３３は第４のセンサ２３２をトリガーして、クランプジョー２１の移動が限界範囲を超えたと判定する。

本願の一実施形態によれば、本願の実施形態の材料位置決めクランプ装置は、ガイドレール３を更に含み、ガイドレール３は、台座７に設置され、位置決めジョー１１及びクランプジョー２１は、いずれもガイドレール３に設置され、且つガイドレール３に沿って移動可能である。本実施形態では、ガイドレール３は一本あり、位置決めジョー１１とクランプジョー２１の移動方向に沿って設置され、位置決めジョー１１の固定部及びクランプジョー２１の固定部は、ガイドレール３に設置される。位置決め駆動部材１２は、位置決めジョー１１を駆動してガイドレール３の案内で右に移動させ、クランプ駆動部材２２は、クランプジョー２１を駆動してガイドレール３の案内で左に移動させる。他の実施形態では、ガイドレール３はそれぞれ、位置決めジョー１１及びクランプジョー２１に対応する２本に分割されてもよい。

本願の一実施形態によれば、本願の実施形態の材料位置決めクランプ装置は、材料６がクランプ位置に到達したかどうかを検出するための第６のセンサ４をさらに含む。本実施形態では、第６のセンサ４は材料存在センサとして使用されてもよく、材料６が位置決めジョー１１とクランプジョー２１の間に到達すると、第６のセンサ４がトリガーされて、クランプ位置に到達したと判断することで、材料位置決めクランプ装置の位置がずれて材料６を正常にクランプできなくなるのを防ぐことができ、装置の動作の信頼性がより高まる。

本実施形態では、第６のセンサ４は、２つの対向センサであり、２つの対向センサはそれぞれ、位置決めジョー１１のジョー部及びクランプジョー２１のジョー部に設置され、且つお互いに対向している位置に配置される。他の実施形態では、透過センサは１つ又は複数の反射型センサに取り替えることができる。

図２及び図３に示すように、本願の実施形態に係る反転マニピュレータは、反転部品５と、上記実施形態の材料位置決めクランプ装置とを含み、反転部品５は、反転駆動部材５１、制限部材５２、及び反転検知部材５３を含み、反転駆動部材５１は、台座７を介して位置決め部品１及びクランプ部品２に接続され、２つの反転検知部材５３は、反転駆動部材５１の両側に設置され、制限部材５２は、第１のストッパ５２１及び第２のストッパ５２２を含み、２つの第１のストッパ５２１はそれぞれ、２つの反転検知部材５３に対応して台座７に設置され、且つ反転駆動部材５１の両側にそれぞれ位置し、第２のストッパ５２２は、第１のストッパ５２１の回動軌跡上に配置されている。本実施形態では、位置決め部品１及びクランプ部品２に加えて、反転部品５が更に設置される。材料６のクランプが成功した後、反転部品５は、位置決め部品１及びクランプ部品２を制御して材料６を反転させる動作を行う。

本願の実施形態の反転マニピュレータでは、位置決め部品１及びクランプ部品２は、いずれも台座７に固定され、反転駆動部材５１は台座７に接続されつまり、反転駆動部材５１は、台座７を回転させるように駆動することにより、位置決め部品１及びクランプ部品２を同期して回転させる。反転動作は、１８０°の往復運動である。制限部材５２は、反転が予定の角度を超えるのを防ぐことができる。第１のストッパ５２１は、反転検知部材５３に対応して台座７に設置され、２つの反転検知部材５３は、１本の水平線上に分布し、且つそれぞれ反転駆動部材５１の両側に位置し、反転駆動部材５１は台座７を回転させるように駆動すると同時に、第１のストッパ５２１を回転させる。第２のストッパ５２２は、第１のストッパ５２１の回動経路上に設置される。材料６が水平方向０°にある場合、第２のストッパ５２２は一方の反転検知部材５３に面しており、この反転検知部材５３は、これをもって材料６が水平方向０°にある状態にあると判定し、材料６が回転した後水平方向１８０°にある場合、第２のストッパ５２２は、他方の反転検知部材５３に面しており、この反転検知部材５３はこれをもって材料６が１８０°反転した状態にあると判定し、２つの第１のストッパ５２１はそれぞれ、回動の０°及び１８０°の位置に第２のストッパ５２２と接触し、この時、第２のストッパ５２２は、２つの第１のストッパ５２１の回転過程での位置ストッパとして使用され、反転が動作の限界を超えないことを確保する。

ここで、反転駆動部材５１は、回転モータ５１１及び中空軸減速機を含む。回転モータ５１１は、減速機を介して台座７に接続され、位置決め部品１とクランプ部品２のケーブルは、中空軸減速機５１２の中空軸を介して外部に接続される。反転検知部材５３の状態が異常である場合、装置は、警報を発して作動を停止し、材料６が落下するのを防ぐように、位置決め部品１とクランプ部品２の現在の位置を維持する。

本願の一実施形態によれば、位置決め駆動部材１２の圧力は、クランプ駆動部材２２の圧力よりも大きく、材料６の反転過程において、位置決めジョー１１は、クランプジョー２１の下方に位置する。本実施形態では、位置決めシリンダとクランプシリンダの圧力をそれぞれ調整することにより、クランプ力を制御するという目的が達成される。位置決めシリンダの圧力がクランプシリンダの圧力よりも大きくなるように設定され、材料６は、位置決めジョー１１によって材料６を固定する位置を基準とし、クランプシリンダは常にクランプジョー２１を押す状態を維持するため、クランプジョー２１は常に材料６に推力を提供し、位置決めジョー１１の固定状態にあわせて、材料に対するクランプを維持することができる。従って、材料６が水平状態、即ち非反転過程にある場合、クランプ駆動部材２２の常時の駆動力によって、位置決めジョー１１が影響を受けず基準位置から押し出されないこと、及び材料６の中心位置が変化しないままであることを確保にするために、材料６への位置決めジョー１１の推力は、材料６へのクランプジョーの推力よりも大きくなければならず、即ち、位置決めジョー１１への位置決めシリンダの駆動力はクランプジョー２１へのクランプシリンダの駆動力よりも大きくなければならない。従って、位置決め駆動部材１２の圧力はクランプ駆動部材２２の圧力よりも大きくなければならない。材料６が反転過程にある場合、位置決めジョー１１は常にクランプジョー２１の下方に保持され、位置決めジョー１１にかかる力は、クランプジョー２１からの材料６への推力だけでなく、材料６の自己重力、及び位置決め部品１の自己重力を含み、いずれも位置決めジョー１１を基準位置から逸脱させることは容易である。位置決めジョー１１の基準位置が変化しないことを確保にするために、位置決め駆動部材１２の圧力もクランプ駆動部材２２の圧力よりも大きくなければならない。位置決めジョー１１の位置決めメカニズムにより、反転過程中に発生する遠心力によるクランプ力の低下を防止し、反転前後の材料６の中心位置を変化させないようにする。

最後に、上記実施形態は、本願の技術案を説明するためのものに過ぎず、限定するためのものではない。上記の実施形態を参照して本願を詳しく説明したが、当業者であれば、依然として、上記の各実施形態に記載された技術案を修正し、又はその一部の技術的特徴を等価的に置き換えることができ、これらの修正又は置き換えが、対応する技術案の本質を本願の各実施形態の技術案の趣旨及び範囲から逸脱させるものではないと理解できるはずである。

１－位置決め部品、１１－位置決めジョー、１２－位置決め駆動部材、１３－位置決め検知部材、１４－調整部材、１１１－第１のクランプブロック、１３１－第１のセンサ、１３２－第１のバッフル、１３３－第２のセンサ、２－クランプ部品、２１－クランプジョー、２２－クランプ駆動部材、２３－クランプ検知部材、２１１－第２のクランプブロック、２３１－第３のセンサ、２３２－第４のセンサ、２３３－第２のバッフル、２３４－第５のセンサ、３－ガイドレール、４－第６のセンサ、５－反転部品、５１－反転駆動部材、５２－制限部材、５３－反転検知部材、５２１－第１のストッパ、５２２－第２のストッパ、５１１－回転モータ、５１２－中空軸減速機、６－材料、７－台座。

Claims

対向して配置された位置決め部品及びクランプ部品を含み、前記位置決め部品は、位置決めジョー、位置決め駆動部材、位置決め検知部材、及び調整部材を含み、前記クランプ部品は、クランプジョー、クランプ駆動部材、及びクランプ検知部材を含み、前記位置決めジョーは、材料の一方の側を固定するためのものであり、前記位置決め駆動部材は、前記位置決めジョーに接続されており、前記位置決めジョーを前記クランプジョーに向けて移動させるように駆動するためのものであり、前記位置決め検知部材は、前記材料と前記位置決めジョーの移動位置を検出するためのものであり、前記調整部材は、前記位置決めジョーに接続されており、前記位置決めジョーの基準位置を調整するためのものであり、前記クランプジョーは、前記材料の他方の側を固定するためのものであり、前記クランプ駆動部材は、前記クランプジョーに接続されており、前記クランプジョーを前記位置決めジョーに向けて移動させるように駆動するためのものであり、前記クランプ検知部材は、前記材料と前記クランプジョーの移動位置を検出するためのものであり、
台座をさらに含み、前記位置決め駆動部材、前記クランプ駆動部材、及び前記調整部材は、いずれも前記台座に設置され、
前記位置決め検知部材は、第１のセンサ及び第１のバッフルを含み、前記第１のセンサは、前記台座に設置され、且つ前記位置決めジョーと前記クランプジョーの間に位置し、前記第１のバッフルは、前記位置決めジョーに設置され、且つ前記第１のセンサが位置する位置に向けて延びることを特徴とする材料位置決めクランプ装置。
前記位置決め検知部材は、第２のセンサをさらに含み、前記位置決めジョーには第１のクランプブロックが設けられ、前記第２のセンサは、前記第１のクランプブロックが前記材料と接触しているかどうかを検出することを特徴とする請求項１に記載の材料位置決めクランプ装置。
前記クランプ検知部材は、第３のセンサ、第４のセンサ、及び第２のバッフルを含み、前記第３のセンサ及び前記第４のセンサは、前記台座に設置され、且つ前記クランプジョーと前記位置決めジョーの間に位置し、前記クランプジョーが前記位置決めジョーに接近する方向に沿って順次に設置され、前記第２のバッフルは、前記クランプジョーに設置され、且つ前記第３のセンサが位置する位置に向けて延びることを特徴とする請求項１に記載の材料位置決めクランプ装置。
前記クランプ検知部材は、第５のセンサをさらに含み、前記クランプジョーには第２のクランプブロックが設けられ、前記第５のセンサは、前記第２のクランプブロックが前記材料と接触しているかどうかを検出することを特徴とする請求項３に記載の材料位置決めクランプ装置。
ガイドレールを更に含み、前記ガイドレールは、前記台座に設置され、前記位置決めジョー及び前記クランプジョーは、いずれも前記ガイドレールに設置され、且つ前記ガイドレールに沿って移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の材料位置決めクランプ装置。
前記材料がクランプ位置に到達したかどうかを検出するための第６のセンサをさらに含むことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の材料位置決めクランプ装置。
反転部品と、請求項１～６のいずれかに記載の材料位置決めクランプ装置とを含み、前記反転部品は、反転駆動部材、制限部材、及び反転検知部材を含み、前記反転駆動部材は、台座を介して前記位置決め部品及び前記クランプ部品に接続され、２つの前記反転検知部材は、前記反転駆動部材の両側に設置され、前記制限部材は、第１のストッパ及び第２のストッパを含み、２つの前記第１のストッパは、それぞれ２つの前記反転検知部材に対応して前記台座に設置され、且つ前記反転駆動部材の両側にそれぞれ位置し、前記第２のストッパは、前記第１のストッパの回動軌跡上に配置されていることを特徴とする反転マニピュレータ。
前記位置決め駆動部材の圧力は、前記クランプ駆動部材の圧力よりも大きく、前記材料の反転過程において、前記位置決めジョーは、前記クランプジョーの下方に位置することを特徴とする請求項７に記載の反転マニピュレータ。