JPH04261789A - 部品移載装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、部品保持手段を一平面
上のＸ方向とＹ方向の２方向の任意位置に位置決めして
対象物上の所望位置に移載する部品移載装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】基板等のワークに対して高い位置精度で
各種作業を行うロボットとして、図１０、図１１に示す
ように、Ｙ軸テーブル３１と、このＹ軸テーブル３１に
てＹ方向の任意位置に位置決め可能なＸ軸テーブル３２
と、このＸ軸テーブル３２にてＸ方向の任意位置に位置
決め可能な可動体３３とを備え、この可動体３３にＸ方
向に所定間隔を設けて位置認識手段３４と作業手段３５
とを設けたものが知られている。

【０００３】このようなロボットにおいては、Ｙ軸テー
ブル３１とＸ軸テーブル３２にて可動体３３を移動させ
ることによって、ワークＷの作業位置上に位置認識手段
３４を位置決めし、この位置認識手段３４にてその作業
位置を高精度に認識し、次にこの認識した作業位置と、
位置認識手段３４と作業手段３５との間の間隔Ｄに基づ
いてＸ軸テーブル３２又はＹ軸テーブル３１にて可動体
３３を移動させることによって、作業手段３５を精度良
く作業位置に位置決めし、所定の作業を行っている。

【０００４】このようなロボットを部品の移載に適用す
る場合には、作業手段３５として部品保持手段を設け、
部品を移載する対象物の移載位置を位置認識手段３４で
認識し、その移載位置に部品保持手段３５を位置決めし
て部品を移載するようにしている。さらに、部品保持手
段３５と保持された部品の中心が高精度に一致していれ
ば位置精度の高い移載が可能であるが、一般的な部品保
持方式である吸着保持方式では中心が一致することはな
い。そのため、図１０、図１１に仮想線で示すように部
品保持手段３５にて保持されている部品の保持位置を認
識するための部品認識手段３６を可動体３３の移動可能
範囲の適当位置に配設している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成の
部品移載装置において、部品保持手段３５による部品の
保持位置を高精度に認識するためには、部品認識手段３
６の中心に対して部品保持手段３５の中心を高精度に位
置決めできることが必要であるが、実際には極めて困難
であり、そのため高い位置精度で移載できないという問
題がある。

【０００６】即ち、部品保持手段３５はＹ軸テーブル３
１及びＸ軸テーブル３２にて位置決めされる移動体３３
に装着されており、その位置精度は長ストロークのＸ軸
テーブル３２とＹ軸テーブル３１におけるガイドとボー
ルネジの精度に依存することになるが、長ストロークの
ガイドやボールネジの精度を向上するのは非常に困難で
あり、例えば１０μｍ以下の位置精度を得ようとすると
、装置が極めて高価にかつ大型になるという問題がある
。

【０００７】さらには、部品保持手段３５による部品の
保持位置を高精度に認識できたとしても、位置認識手段
３４にて移載位置を高精度に認識した後、Ｘ軸テーブル
３２又はＹ軸テーブル３１にて可動体３３を移動させて
部品保持手段３５を部品移載位置に移動させるため、そ
のときの移動精度によって部品の移載位置精度が決定さ
れることになり、短距離の移動であるため発生する位置
誤差は比較的小さいとはいえ、Ｘ軸テーブル３２とＹ軸
テーブル３１におけるガイドとボールネジの精度に依存
するため、高い位置精度の移載を実現するには問題があ
る。

【０００８】本発明は上記従来の問題点に鑑み、安価で
小型の装置にて高い位置精度で部品を移載することがで
きる部品移載装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、Ｙ軸テーブルと、このＹ軸テーブルにてＹ
方向の任意位置に位置決め可能なＸ軸テーブルと、この
Ｘ軸テーブルにてＸ方向の任意位置に位置決め可能な可
動体と、この可動体にＸ方向に所定間隔を設けて配置さ
れた位置認識手段及び部品保持手段と、部品を移載する
対象物の設置側に配設され部品保持手段に保持された部
品の位置を認識する部品認識手段と、部品認識手段に対
して部品保持手段が対向位置するように可動体を位置さ
せたときに位置認識手段にほぼ対向位置するように部品
認識手段からＸ方向に所定間隔設けて対象物設置側に配
置された基準位置指示体とを備えたことを特徴とする。

【００１０】又、好適にはＹ軸テーブルが適当間隔あけ
て並列して一対配設され、Ｘ軸テーブルの両端をこの一
対のＹ軸テーブルにて同期して任意位置に位置決めする
ように構成される。さらに、可動体に、Ｘ方向に高精度
に位置決め可能な位置決め手段を介して移載ヘッド部が
装着され、この移載ヘッド部に位置認識手段と部品保持
手段が装着される。

【００１１】

【作用】本発明によると、部品保持手段が部品認識手段
に対向し、位置認識手段が基準位置指示体に対向するよ
うに可動体を位置させ、部品認識手段にて部品保持手段
に保持されている部品の位置を認識し、位置認識手段に
て基準位置指示体の位置を認識することによって、Ｘ軸
テーブル及びＹ軸テーブルによる可動体の位置決め精度
が悪くても部品保持手段による部品の保持位置を高い精
度で認識することができ、その後可動体を移動して位置
認識手段にて対象物の部品移載位置を認識し、部品移載
位置と部品保持位置の間の距離だけ可動体を移動させ部
品を移載することにより、この短い移動距離に応じたＸ
軸テーブルとＹ軸テーブルの移動誤差範囲内の高い位置
精度で部品を移載することができる。

【００１２】又、Ｘ軸テーブルの両端部を一対のＹ軸テ
ーブルにて位置決めし、Ｘ軸テーブルを常に高精度にＸ
軸方向に沿わせるようにすると、部品移載位置認識後の
可動体の移動をＸ軸方向のみとすることにより一層高い
位置精度で移載することができる。

【００１３】さらに、可動体にＸ方向に高精度に位置決
め可能な移載ヘッド部を設けて部品保持手段と位置認識
手段を装着すると、部品移載位置認識後のＸ軸方向の移
動精度が高くなり、さらに高い位置精度で移載すること
ができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図９に基づ
いて説明する。

【００１５】図１及び図２において、１、２は互いに平
行に距離をあけて並列して配設された一対のＹ軸テーブ
ルであり、それぞれＹ軸モータ３とＹ軸ボールネジ４を
備えている。５は、これらＹ軸テーブル１、２に沿って
Ｙ方向に移動駆動され、Ｙ方向の任意位置に位置決めさ
れるＸ軸テーブルであり、Ｘ軸モータ６とＹ軸ボールネ
ジ７を備えている。８は、Ｘ軸テーブル５に沿って移動
駆動され、Ｘ方向の任意の位置に位置決めされる可動体
である。９ａ、９ｂは、Ｙ軸テーブル１とＸ軸テーブル
５の間、及びＸ軸テーブル５と可動体８の間で、動力及
び制御信号を伝達するためのケーブルユニットである。

【００１６】可動体８には移載ヘッド部１０が装着され
ている。この移載ヘッド部１０には、Ｘ方向に所定間隔
Ｄを設けて移載位置を認識するための位置認識カメラ１
１と、部品１８を吸着保持して対象物である基板上に移
載する部品保持手段１２が固定して設置されている。こ
の図示例では位置認識カメラ１１の軸心と部品保持手段
１２はそれらの軸心が正確にＸ方向に沿う線上に配設さ
れ、かつそれらの間隔Ｄが高精度に測定されている。こ
の移載ヘッド部１０は、可動体８に対して高精度にＸ方
向に沿って移動可能に設置されており、その移動範囲は
位置認識カメラ１１と部品保持手段１２の間の間隔Ｄに
略対応している。又、この移載ヘッド部１０を移動させ
て高精度に位置決めする精密モータ１３と精密ボールネ
ジ１４から成る精密位置決め手段１５が設けられている
。

【００１７】可動体８の移動可能範囲の適当箇所に、部
品保持手段１２による部品１８の保持位置を認識する部
品認識カメラ１６が配設されている。また、部品認識カ
メラ１６に対して部品保持手段１２が対向位置するよう
に可動体８を位置させたときに位置認識カメラ１１に対
向位置するように基準ピン１７が配設されている。本実
施例では、部品認識カメラ１６と基準ピン１７はそれら
の軸芯が高精度にＸ方向に沿う線上位置するように配設
されており、かつそれらの間の間隔は、上記位置認識カ
メラ１１と部品保持手段１２の間の間隔Ｄに等しい又は
ほぼ等しい間隔Ｄ’に設定されており、それらの間隔は
高い精度で測定されている。

【００１８】又、図３、図４に示すように、Ｙ軸テーブ
ル１とＸ軸テーブル５の一端部とは相対回転並びにＸ方
向に相対移動可能に、Ｙ軸テーブル２とＸ軸テーブル５
の他端部とは相対回転可能に連結されている。詳細に説
明すると、一方のＹ軸テーブル１における移動体１ａか
ら上方に突設された連結軸２２は軸受２３を介して相対
回転可能にＸ方向にスライド自在なスライドブロック２
４の可動部２４ａに連結され、このスライドブロック２
４の固定部２４ｂがＸ軸テーブル５の一端部に固定され
ている。また、他方のＹ軸テーブル２における移動体か
ら上方に突設された連結軸１９は軸受２０を介して相対
回転可能に取付板２１に連結され、この取付板２１がＸ
軸テーブル５の他端部に固定されている。

【００１９】次に、動作を説明する。

【００２０】移載対象物である基板上に予め設定された
所定の移載位置に対して部品保持手段１２にて部品１８
を移載する場合、まず、Ｙ軸テーブル１、２及びＸ軸テ
ーブル５を作動して可動体８をＹ方向及びＸ方向に移動
させ、部品供給部（図示せず）で部品保持手段１２にて
部品１８を保持する。

【００２１】次に、可動体８をＹ方向及びＸ方向に移動
させ、部品保持手段１２を部品認識カメラ１６の上方に
位置させて部品１８の保持位置を認識する。その際、位
置認識カメラ１１が基準ピン１７の上方に位置し、その
位置を認識することにより、部品認識カメラ１６と部品
保持手段１２の軸芯が高精度に一致していなくても部品
１８の保持位置を高精度に位置認識することができる。

【００２２】即ち、図５、図６に示すように、位置認識
カメラ１１と部品保持手段１２の間の距離をＤ、部品認
識カメラ１６と基準ピン１７の間の距離をＤ’とし、基
準ピン１７と位置認識カメラ１１の軸芯との距離をａ、
部品認識カメラ１６の軸芯と部品１８の中心α（図７に
示すように、部品１８の中線の交点で与えられる。）と
の距離をｂとすると、基準ピン１７から部品保持手段１
２までの距離はＤ＋ａ、基準ピン１７から部品１８の中
心αまでの距離はＤ’＋ｂであり、部品保持手段１２の
軸芯と部品１８の中心αの間の距離は、（Ｄ’＋ｂ）−
（Ｄ＋ａ）で求められる。なお、Ｘ方向とＹ方向におけ
る２次元的な距離は、図６に示すようにａとｂをベクト
ル表示することによって同様に処理できる。こうして、
部品保持手段１２の軸芯に対する部品１８の保持位置を
高精度に認識できる。

【００２３】次に、再び可動体８を移動して位置認識カ
メラ１１にて移載対象物の部品移載位置を認識し、部品
保持手段１２にて保持している部品１８中心αをこの移
載位置の中心β（図８参照）に一致させ、部品１８を移
載する。なお、移載位置の中心βは、図８に示すように
、移載対象物の移載位置に設けられたマーク２５による
仮想の四角形の中線の交点で与えられる。

【００２４】詳細に説明すると、図９に示すように、移
載ヘッド部１０における位置認識カメラ１１にて移載位
置の中心βを認識して、この移載位置の中心βに部品１
８の中心αを一致させる。そのための移動距離は、移載
位置中心βと位置認識カメラ１１の軸芯との距離Ｍ（図
示例では負となる）と、位置認識カメラ１１の軸芯と部
品保持手段１２の軸芯との距離Ｄと、部品保持手段１２
の軸芯と部品１８の中心αの和で与えらる。Ｍは位置認
識カメラ１１にて認識され、Ｄは既知であり、Ｎは上述
にて既に認識されている。

【００２５】なお、移載ヘッド部１０を精密移動手段１
５にてＸ軸方向に上記所定距離移動させる前に、位置認
識カメラ１１にて移載位置の中心βを認識しながら可動
体８をＹ軸方向に位置調整することによって部品保持手
段１２にて保持されている部品１８の中心αが移載位置
の中心βを通るＸ軸方向の直線上に位置するように可動
体８を位置決めする。また、この可動体８の位置決め状
態では、Ｘ軸テーブル５の両端部が一対のＹ軸テーブル
１、２で位置決めされているので、Ｙ軸テーブル１、２
及びＸ軸テーブル５のストロークが長くてもＸ軸テーブ
ル５は高精度にＸ方向に沿った姿勢に成っており、移載
ヘッド部１０は高精度にＸ方向に沿った方向に移動可能
と成っている。

【００２６】その後、上記の如くして得られた距離だけ
精密位置決め手段１５にて作業ヘッド部１０を正確に移
動させることによって、部品保持手段１２で保持された
部品１８を高精度に移載位置に合致させることができる
。この状態で部品保持手段１２を作動することによって
高い位置精度で部品１８を移載することができる。

【００２７】尚、Ｘ軸テーブル５の移動時に、一対のＹ
軸テーブル１、２を同期して駆動することによってＸ軸
テーブル５はＸ方向に沿った姿勢を維持して移動する。 又、このように一対のＹ軸テーブル１、２を用いること
によってそれらの平行度や送り速度に多少の誤差は避け
られないが、その場合でもＸ軸テーブル５はその一端部
がＹ軸テーブル１に相対回転並びにＸ方向にスライド可
能に連結され、他端部がＹ軸テーブル２に相対回転可能
に連結されているので、Ｘ軸テーブル５はこれらの誤差
を吸収して円滑に移動する。

【００２８】又、上記実施例では一対のＹ軸テーブル１
、２を用いた例を示したが、本発明は単一のＹ軸テーブ
ルを用いた構成のロボットにも適用することができるこ
とはいうまでもない。

【００２９】

【発明の効果】本発明の部品移載装置によれば、以上の
説明から明らかなように、部品認識手段にて部品保持手
段に保持されている部品の位置を認識するとともに位置
認識手段にて基準位置指示体の位置を認識することによ
って、Ｘ軸テーブル及びＹ軸テーブルによる可動体の位
置決め精度が悪くても部品保持手段による部品の保持位
置を高い精度で認識することができ、その後可動体を移
動して位置認識手段にて対象物の部品移載位置を認識し
、部品移載位置と部品保持位置の間の距離だけ可動体を
移動させ部品を移載することにより、この短い移動距離
に応じたＸ軸テーブルとＹ軸テーブルの移動誤差範囲内
の高い位置精度で部品を移載することができる。従って
、長ストロークのＹ軸テーブル及びＸ軸テーブルの精度
が低くても高い位置精度で移載するできるため、低コス
トで小型の装置で高い位置精度の移載が可能となるとい
う効果を発揮する。

【００３０】又、Ｘ軸テーブルの両端部を一対のＹ軸テ
ーブルにて位置決めし、Ｘ軸テーブルを常に高精度にＸ
軸方向に沿わせるようにすると、部品移載位置認識後の
可動体の移動をＸ軸方向のみとすることにより一層高い
位置精度で移載することができる。

【００３１】さらに、可動体にＸ方向に高精度に位置決
め可能な移載ヘッド部を設けて部品保持手段と位置認識
手段を装着すると、部品移載位置認識後のＸ軸方向の移
動精度が高くなり、さらに高い位置精度で移載すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の部品移載装置の全体構成を
示す斜視図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】Ｙ軸テーブルとＸ軸テーブルの連結部の斜視図
である。

【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。

【図５】部品保持位置の認識状態の平面図である。

【図６】図５のＢ−Ｂ断面図である。

【図７】部品の斜視図である。

【図８】部品の移載対象物における移載位置の斜視図で
ある。

【図９】移載ヘッド部の平面図である。

【図１０】従来例の斜視図である。

【図１１】図１０の平面図である。

【符号の説明】

１　　Ｙ軸テーブル ２　　Ｙ軸テーブル ５　　Ｘ軸テーブル ８　　可動体 １０　　移載ヘッド部 １１　　位置認識カメラ １２　　部品保持手段 １５　　精密位置決め手段 １６　　部品認識カメラ １７　　基準ピン １８　　部品

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　Ｙ軸テーブルと、このＹ軸テーブルに
   てＹ方向の任意位置に位置決め可能なＸ軸テーブルと、
   このＸ軸テーブルにてＸ方向の任意位置に位置決め可能
   な可動体と、この可動体にＸ方向に所定間隔を設けて配
   置された位置認識手段及び部品保持手段と、部品を移載
   する対象物の設置側に配設され部品保持手段に保持され
   た部品の位置を認識する部品認識手段と、部品認識手段
   に対して部品保持手段が対向位置するように可動体を位
   置させたときに位置認識手段にほぼ対向位置するように
   部品認識手段からＸ方向に所定間隔設けて対象物設置側
   に配置された基準位置指示体とを備えたことを特徴とす
   る部品移載装置。
2. 【請求項２】　　Ｙ軸テーブルが適当間隔あけて並列し
   て一対配設され、Ｘ軸テーブルの両端をこの一対のＹ軸
   テーブルにて同期して任意位置に位置決めするようにし
   たことを特徴とする請求項１記載の部品移載装置。
3. 【請求項３】　　可動体に、Ｘ方向に高精度に位置決め
   可能な位置決め手段を介して移載ヘッド部を装着し、こ
   の移載ヘッド部に位置認識手段と部品保持手段を装着し
   たことを特徴とする請求項１又は２記載の部品移載装置
   。