JPH05245723A - ワーク搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体等の特殊なワークの搬送に限定される
ことなく、一般的なワークへの対応を可能にし、しか
も、優れた作業能率を確保する。 【構成】 ガイド部材９に沿って移動可能な移動部材１
と、移動部材１に取付けられ、その取付軸部３３を中心
として旋回可能なワーク保持部材１１と、前記ワーク保
持部材１１の保持部１３を常に下向きの状態で旋回運動
を与える伝導制御機構４９と、ワーク保持部材１１の旋
回最下降位置の周期と、最下降時に、ワークの保持及び
ワークを離すワーク解除時とを制御する制御部ＳＬとを
備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、旋回運動しながらワ
ークの保持及び解除を可能にしたワーク搬送装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、比較的小さな物品、例えば半導体
チップ，成型製剤等のワークを供給部からピックアップ
し、所定位置まで搬送して、次工程に送る種々の装置が
案出されている。

【０００３】例えば、移動部材としての回転可能なテー
ブルの周縁に配置された上下動可能な吸着ヘッドを吸着
ステーションの位置においてテーブルを停止した後に下
降させ、チップ等のワークを吸着した後、再び上昇させ
る。次にテーブルを所定量回転させワークを保持した吸
着ヘッドを装着ステーションまで搬送して停止させ、再
度吸着ヘッドを下降させてプリント基板上に装着する実
装運動を繰返す構造となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記した如く従来手段
にあっては、吸着ヘッドによるワークの吸着時、及びそ
の吸着解除時においてテーブルの回転を一時停止させる
間欠運動を繰返すため、テーブルが停止している間、ロ
ス時間につながる等作業能率の面で望ましくない。ま
た、搬送も回転テーブル上に限定された専用の装置とな
っている。

【０００５】そこで、この発明にあっては、チップ等の
特殊なワークの搬送に限定されることなく、一般的なワ
ークへの対応を可能にすると共に、しかも、作業能率の
面でも優れたワーク搬送装置を提供することを目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明にあっては、移動部材に取付けられ、その
取付軸部を中心として旋回可能なワーク保持部材と、前
記ワーク保持部材の保持部を常に下向きの状態で旋回運
動を与える伝導制御機構と、ワーク保持部材の旋回最下
降位置の周期と、最下降時に、ワークの保持及びワーク
を離すワーク解除時とを制御する制御部とを備えてい
る。

【０００７】

【作用】かかる搬送装置によれば、ワーク保持部材は、
移動部材と共に移動しながら旋回運動するようになる。
この旋回運動時において、制御部によりワーク保持部材
の最下降位置から最下降位置までの周期をコントロール
することで、保持したワークを所定の位置へ搬送し、正
しく置くことができるようになる。したがって、搬送の
自由度が得られると共に、しかも、ワークの保持及びそ
の保持の解除は連続移動しながら行なえるようになる。

【０００８】

【実施例】以下、図１乃至図６の図面を参照しながらこ
の発明の一実施例を詳細に説明する。

【０００９】図１において、１はチェーン３により牽引
制御される搬送装置５の移動部材を示しており、所定の
間隔で配置されている。

【００１０】移動部材１は、プレート状に形成され、ロ
ーラ７を介して前後に長い上下のガイドレール９，９に
沿って走行自在に装着支持されると共に、移動部材１に
は、ワーク保持部材１１が装着されている。

【００１１】ワーク保持部材１１は、保持部となる大き
さの異なる吸着ノズル１３が放射方向に９０度の間隔を
有して４箇所に設けられた回転ヘッド１５を有し、後述
する伝導制御機構１９によって同一姿勢のまま旋回運動
が与えられるようになっている。

【００１２】吸着ノズル１３は、図２に示す如く真空ポ
ンプ２１とパイプ２３を介して連通し、パイプ２３に設
けられた開閉弁２５を開閉制御することで吸着ノズル１
３の真空圧により吸着及び吸着解除が可能となってい
る。

【００１３】パイプ２３は開閉弁２５と共に前記移動部
材１と一緒に移動可能となっており、一端は、前記回転
ヘッド１５の背面側に接触し合う円板体２７の連通孔２
９と接続している。この連通孔２９は前記円板体２７が
ばね３０等の付勢手段によって付勢されることで、回転
ヘッド１５を、例えば、９０度回転させた時に、吸着ノ
ズル１３側に設けられた通路３１と常に対向し合う位置
に設けられている。

【００１４】伝導制御機構１９は、スリーブ軸３３に固
定されたリンク３５と、同リンク３５によりスリーブ軸
３３のまわりを公転する第１軸３７、第２軸３９、第３
軸４１を有する。第１軸３７は、吸着ノズル回転制御機
構４２の伝導系となっていて、第２軸３９の内側に回転
自在に配置されており、その一端は、吸着ノズル駆動プ
ーリ４３が、他端にはサイドギヤ４５がそれぞれ装着さ
れ、サイドギヤ４５には前記吸着ノズル１３の基部に装
着されたピニオンギヤ４７が噛み合っている。

【００１５】したがって、吸着ノズル駆動プーリ４３に
回転動力が与えられて、サイドギヤ４５、ピニオンギヤ
４７を介して吸着ノズル１１が自転することで図５に示
す如く吸着ノズル１１のθ角補正、即ち、基準線Ｗに対
し正しい向きのワークＰの吸着姿勢が確保されるように
なる。

【００１６】第２軸３９は、吸着ノズル選択制御機構４
９の伝導系となっていて、第３軸４１の内側に回転自在
に配置されると共に一端には、前記回転ヘッド１５が、
他端には回転ヘッド駆動プーリ５１がそれぞれ装着して
いる。したがって、回転ヘッド駆動プーリ５１に回転動
力が入力されることで、回転ヘッド１５が回転し、４箇
所にある吸着ノズル１１の選択が可能となる。

【００１７】第３軸４１は前記伝導制御機構１９の伝導
系となっていて、一端には前記リンク３５が嵌挿固着さ
れている。

【００１８】第３軸４１の他方には、前記円板体２７の
胴部が回転可能に装着されており、円板体２７の胴部に
はプーリ５３が設けられている。このプーリ５３は前記
スリーブ軸３３を貫通した中心の固定軸５５に固着され
た最終プーリ５７とベルト５９を介して伝導状態が確保
されている。なお、固定軸５５の他方は、前記移動部材
１から延長されたブラケット６１に固定支持されてい
る。

【００１９】吸着ノズル駆動プーリ４３及び回転ヘッド
駆動プーリ５１は、後述する第２、第３の伝導経路７
０，７１を構成する最終プーリ６３，６５とそれぞれベ
ルト６７を介して伝導状態が確保されている。したがっ
て、最終プーリ６３，６５が停止した状態において後述
する第１の伝導経路６９からの動力によりリンク３５が
回転することで回転ヘッド２５が自転しながら公転する
遊星機構が構成されるようになる。

【００２０】この場合、各プーリ５７，６３，６５及び
４３，５１，５３を、図６に示すようにベルトにかえて
ギヤ伝導とし、ギヤ伝導による遊星歯車機構とすること
も可能である。

【００２１】なお、回転ヘッド駆動プーリ５１、吸着ノ
ズル駆動プーリ４３及び円板体２７のプーリ５３と、前
記各最終プーリ５７，６３，６５のプーリ比は１：１の
関係にそれぞれ設定されている。

【００２２】これにより、前記遊星機構の働きによって
回転ヘッド１５は、スリーブ軸３３を中心として吸着作
動用の吸着ノズル１３が常に下を向いた同一姿勢の回転
運動が得られるようになっている。

【００２３】第１の伝導経路６９は、図３に示す如く移
動部材１に装着された第１のモータＭ１からの動力と、
ガイドレール９に沿って固定されたラック７３からの動
力が差動装置７５を介して同時に入力される伝導系とな
っている。

【００２４】差動装置７５は、一般にハーモニック装置
と呼ばれており、第１のモータＭ１の動力を出力用のプ
ーリ７７に伝達するモータ伝達系と、前記ラック７３と
伝達ギヤ７９が噛み合い、移動部材１が移動することで
伝達ギヤ７９がラック７３によって自転することでラッ
ク７３からの動力が差動装置７５を介してスリーブ軸３
３に伝達されるラック伝達系の２つの伝達機構を有する
構造となっている。

【００２５】出力用のプーリ７７は、前記差動装置７５
を構成する太陽ギア８１の周囲を自転しながら公転する
遊星ギヤ８３に装着されている。なお、遊星ギヤ８３
は、伝達ギヤ７９と一体に固定されたリングギヤ８４と
噛み合っている。

【００２６】したがって、第１のモータＭ１のオフ時に
おいて、移動部材１が矢印（図３イ方向）に移動するこ
とで、伝達ギヤ７９がラック７３と噛み合いながら自転
すると、その回転動力は差動装置７５を介して前記スリ
ーブ軸３３に反時計方向の回転動力として伝達されるよ
うになる。この結果、回転ヘッド１５の吸着ノズル１３
は図５に示すサイクロイド曲線Ｎを描いて上下動するピ
ックアップ運動を繰返すようになる。

【００２７】一方、ピックアップ運動時において、第１
のモータＭ１の作動制御により移動部材１の移動方向と
同じ向きに出力用のプーリ７７を回転させることで、前
記のピックアップ運動の周期を長くしたり、短くするこ
とができる。

【００２８】この点についてさらに具体的に説明する
と、出力用のプーリ７７が、停止している時、伝達ギヤ
７９が一回転すると、その回転は、遊星ギヤ８３を介し
て太陽ギヤ８１に逆向きの回転として伝達される。この
時に、伝達ギヤ７９の回転と同方向に遊星ギヤ８１を第
１のモータＭ１の作動制御を行なうことで図４に示す如
く吸着ノズル１３は伝達ギヤ７９のギヤ比に対応した１
サイクルＬのサイクロイド曲線Ｎを描くピックアップ運
動が得られるようになる。このピックアップ運動は、移
動部材１の矢印イ方向の回転による吸着ノズル１３先端
の速度と、吸着ノズル１１先端の速度とが一致するよう
回転比が設定されているため、吸着ノズル１１はほぼ零
に近い対地速度となり支障のない吸着動作が可能とな
る。したがって、遊星ギヤ８３の公転を第１のモータＭ
１によって制御することでサイクロイド曲線Ｎのサイク
ルＬを長くしたり短くすることが可能となる。

【００２９】この場合、遊星ギヤ８３の、回転制御をさ
らに発展させて、遊星ギヤ８３の公転を伝達ギヤ７９の
回転に同期させることで、回転ヘッド１５は自転せず同
一姿勢のまま公転することが可能となり、例えば、回転
ヘッド１５が最上昇位置のまま停止させた状態の連続移
動が行なえるようになる。

【００３０】第２の伝導経路７０は、移動部材１に支持
された第２のモータＭ２の動力が入力プーリ８５を介し
て吸着ノズル駆動プーリ４３に入力される吸着ノズル１
３のθ角補正用の伝導系となっている。入力プーリ８５
は、第４の軸となる前記最終プーリ６５の胴部に固着さ
れ、第２のモータＭ２のモータプーリ８７と伝導ベルト
を介して伝導状態が確保されている。

【００３１】第３の伝導経路７１は、移動部材１に支持
された第３のモータＭ３の動力が、入力プーリ８９を介
して回転ヘッド駆動プーリ５１に入力される吸着ノズル
１３の選択用の伝導系となっている。入力プーリ８９
は、第３の軸となる前記最終プーリ６３のスリーブ軸９
１に固着されると共に第３のモータＭ３のモータプーリ
９２と伝導ベルトを介して伝導している。

【００３２】したがって、第３のモータＭ３の作動制御
により、回転ヘッド１５を約９０度回転させることで吸
着ノズル１３の選択が可能となる。

【００３３】一方、図１においてＳＬは制御部を示して
いる。制御部ＳＬには、入力側に、ワークの保持状態を
確認する画像認識装置等の視覚センサあるいは、移動距
離センサ等各種情報が入力され、出力側からは入力され
た情報に基づき指令信号を出力し、前記開閉弁２５の開
閉時間や第１から第３のモータＭ１…Ｍ３のオン、オフ
時間を作動制御する機能を有している。

【００３４】次に動作について説明する。

【００３５】移動部材１の移動に対して下向きの吸着ノ
ズル１３は同一姿勢のまま旋回を続ける。この時、制御
部ＳＬからの指令信号に基づいて吸着ノズル１３は最下
降位置から最下降位置までの周期Ｌの長いサイクロイド
曲線Ｎを描いて上下動する。この時、最下降時において
吸着ノズル１３はほぼ零に近い対地速度となるためワー
クＰを支障なく吸着し、サイクロイド軌跡を描いて設置
場所まで移動した後、ワークＰの保持を解除する運動を
繰返す。これら一連の動作において、吸着ノズル１３は
連続移動しながら吸着，解除作動となるためロス時間は
発生しない。

【００３６】また、サイクロイド曲線Ｎの周期Ｌの長さ
を制御すれば、組立ラインの供給場所へ正しくワークを
置けるようになる。この結果、タクトタイムが短縮し稼
働率が向上する。

【００３７】なお、これら一連の実施例ではワークの保
持に真空圧の吸着手段を用いているが、この手段に限定
されるものではなく、電磁石，チャック等の他の手段を
利用しても可能である。

【００３８】また、上述した実施例では、移動部材がチ
ェーン３により案内される例を示しているが、移動部材
に独自の方向制御，速度制御の手段を配設してもよい。
これによりさらに搬送装置としての自由度を増すことが
できる。

【００３９】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明のワー
ク搬送装置によれば、ガイド部材に沿って移動可能な移
動部材により、吸着位置，設置位置の自由度が可能とな
り、各種ワークの搬送ができる。また、連続移動しなが
らサイクロイド曲線を描いて上下動するワーク保持部材
によってワークの保持とワークの装着解除ができるため
ロス時間がなくなり、作業能率の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のワーク搬送装置の概要側面図。

【図２】図１の概要切断図。

【図３】ワーク搬送装置の全体の概要側面図。

【図４】サイクロイド曲線を描いた説明図。

【図５】回転ヘッドの取付状態を示した概略平面図。

【図６】ギヤ伝導とした図２と同様の切断面図。

【符号の説明】

１ 移動部材 ９ ガイドレール（ガイド部材） １１ ワーク保持部材 １３ 保持部（吸着ノズル） １９ 伝導制御機構 ３３ スリーブ軸（取付軸部） Ｐ ワーク ＳＬ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宗像 正 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 石川 佳延 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 氏家 康晴 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動部材に取付けられ、その取付軸部を
   中心として旋回可能なワーク保持部材と、前記ワーク保
   持部材の保持部を常に下向きの状態で旋回運動を与える
   伝導制御機構と、ワーク保持部材の旋回最下降位置の周
   期と、最下降時に、ワークの保持及びワークを離すワー
   ク解除時とを制御する制御部とを備えたワーク搬送装
   置。