JPH05285878A - ハンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】交換を要することなく複数種のワ−クを取扱う
ことが可能なハンドを提供することにある。 【構成】ワ−ク１３、１４を吸着ノズル３に真空吸着し
て保持するハンド１において、複数の吸着ノズル３、３
を一体に備え、これら吸着ノズル３、３を外形の異なる
複数種のワ−クの大きさに応じて個別に或いは組合せて
駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば産業機械に備え
られ、電子部品等の被保持物を保持するハンドに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子部品を基板に供給する部品
装着機等には、電子部品を保持して基板に載置するハン
ドが備えられている。そして、この種のハンドとして、
対象部品（以下、ワ−クと称する）を吸着する吸着ノズ
ルを有するものや、ワ−クを挟持する指部を有するもの
等がある。

【０００３】これらのうち、ワ−クを吸着するタイプの
ハンドにおいては、吸着ノズルが真空発生装置に接続さ
れている。さらに、複数種のワ−クが対象となる場合に
は、ワ−クの形状や大きさに合せて吸着ノズルが取換え
られる。また、ノズル交換のためのホルダが利用される
場合があり、このホルダには交換用ノズルが個々に載置
される載置部が形成されている（例えば、特願昭６３−
２８５６３２号明細書など）。

【０００４】一方、指部を備えたハンドタイプのハンド
においては、指部の挟持力をワ−クの強度や重量等に合
せて調節する必要がある。そして、指部の挟持力を調節
するために、指部に歪ゲ−ジを貼り付けて挟持力を検出
する方法が公開されている（例えば、実開平２−１５２
００号公報など）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ワ−クを真
空吸着するタイプのハンドを利用する場合には、ワ−ク
の変更に合せて吸着ノズルを交換する工程が必要であ
り、複数種のワ−クを効率良く保持することができなか
った。

【０００６】また、指部を備えるとともに歪ゲ−ジが貼
り着けられたハンドを利用する場合には、歪ゲ−ジの出
力を増幅するためのアンプが必要だった。また、歪ゲ−
ジが破損した際には、歪ゲ−ジを剥がれないように貼り
換えなければならず、メンテナンスが困難だった。さら
に、歪ゲ−ジは温度や湿度等の環境変化に敏感であり、
取扱いが面倒だった。［請求項１］の発明の目的とする
ところは、交換を要することなく複数種のワ−クを取扱
うことが可能なハンドを提供することにある。［請求項
２］の発明の目的とするところは、挟持力を容易に検出
することが可能なハンドを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】前記課題を解
決するために［請求項１］の発明は、対象部品を吸着ノ
ズルに真空吸着して保持するハンドにおいて、複数の吸
着ノズルを一体に備え、これら吸着ノズルを外形の異な
る複数種の対象部品の大きさに応じて個別に或いは組合
せて駆動する。

【０００８】また、［請求項２］の発明は、複数の指部
を有し、これら指部で対象部品を挟持するハンドにおい
て、指部を相対的に変位させるとともに、指部を駆動す
る駆動源と、駆動源と指部との間に介在し指部の挟持力
に応じて弾性変形するばね部材とを備え、ばね部材の変
形量を基にして指部の挟持力を検出する。そして、［請
求項１］の発明は、吸着ノズルの交換を要することなく
複数種のワ−クを取扱えるようにした。また、［請求項
２］の発明は、容易に挟持力を検出できるようにした。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の各実施例を図１〜図４に基づ
いて説明する。

【００１０】図１は、本発明の第１の実施例を示してお
り、図中の符号１は、例えば電子部品装着機等に取付け
られるハンドである。このハンド１は、ハンド本体２、
例えば二本の吸着ノズル３、３、及び、アクチュエ−タ
４、４により構成されている。

【００１１】ハンド本体２は、アクチュエ−タ４、４に
対応した数のノズル受孔５、５を内部に有しており、こ
れらノズル受孔５、５は対称的に配置されている。ノズ
ル受孔５、５はハンド本体２の下端に例えば円形に開口
するとともに、その上部は閉じている。

【００１２】また、ハンド本体２の内部には本体側吸引
孔６、６が形成されており、これら本体側吸引孔６、６
は、ハンド本体２の外周面に設けられた突部７、７の先
端面に開口している。さらに、ハンド本体２の内部には
吸引窓８、８が形成されており、この吸引窓８、８はノ
ズル受孔５、５に面して開口するとともに、本体側吸引
孔６、６と連通している。

【００１３】前記吸着ノズル３、３はノズル受孔５、５
に差込まれており、吸着ノズル３、３の大部分はハンド
本体２に収納されている。吸着ノズル３、３の円筒状に
成形されており、下端を開放するとともに上端を閉塞し
ている。さらに、吸着ノズル３、３は外周面をノズル受
孔５、５の内周面に摺動自在に接している。

【００１４】また、ノズル受孔５、５の内周面には二つ
ずつのシ−ルリング９…が埋め込まれており、これらシ
−ルリング９…は、吸引窓８、８の上下に配置されてい
る。そして、シ−ルリング９…は、吸着ノズル３、３の
外周面に圧接している。

【００１５】吸着ノズル３、３にはノズル側吸引孔１
０、１０がそれぞれ設けられており、このノズル側吸引
孔１０、１０と吸引窓８、８とを介して、本体側吸引孔
６、６と吸着ノズル３、３の内部空間１１、１１とが連
通している。

【００１６】前記アクチュエ−タ４、４はハンド本体２
の上部に配置されており、ノズル受孔５、５の略真上に
位置している。そして、アクチュエ−タ４、４と吸着ノ
ズル５、５とが伝達軸１２、１２を介して連結されてい
る。そして、アクチュエ−タ４、４は吸着ノズル３、３
を、ノズル受孔５、５に沿って個別に上下させる。

【００１７】ここで、吸引窓８、８の上下方向の大きさ
は、ノズル側吸引孔１０、１０の上下動の範囲に合わせ
て設定されている。また、個々の吸着ノズル３、３の大
きさは、外形の異なる複数種の対象部品（以下、ワ−ク
と称する）のうち最も小さいワ−クの大きさに合せて設
定されている。また、両吸着ノズル３、３の配置は、複
数種のワ−クのうち最も大きいワ−クの大きさに合せて
設定されている。つぎに、上述のハンド１の作用を説明
する。

【００１８】ハンド本体２の突部７、７に負圧管（図示
しない）が連結され、ハンド１が負圧管を介して真空発
生装置と接続される。吸着ノズル３、３の内部空間１
１、１１が、ノズル側吸引孔１０、１０、吸引窓８、
８、及び、本体側吸引孔６、６を介して真空吸引され、
吸着ノズル３、３の先端に電子部品等のワ−クが吸着さ
れる。

【００１９】図２（ａ）に示すようにワ−ク１３、１３
が小さい場合、各吸着ノズル３、３が別々に１つのワ−
クを吸着する。したがって、複数のワ−クが吸着ノズル
３、３によって同時に保持される。また、図２（ｂ）に
示すようにワ−ク１４が大きい場合、両吸着ノズル３、
３が共に１つのワ−ク１４を吸着する。

【００２０】すなわち、上述のようなハンド１において
は、二つの吸着ノズル３、３が備えられているので、一
つのハンド１で形状や大きさの異なる複数種のワ−ク１
３、１４の保持を行うことができる。つまり、ハンド１
を多目的化できる。そして、例えば小型ＩＣから大型Ｑ
ＦＰ(Quad Flat Package) までを１台のハンドを使って
取扱うことが可能である。

【００２１】また、複数種のワ−ク１３、１４を取り扱
う際でも、ツ−ル交換が不要である。そして、複数種の
ワ−ク１３、１４を短時間でハンドリングすることがで
きる。

【００２２】また、ツ−ル交換が不要であるので、取り
扱われるワ−クの種類に応じた数のハンドを用意する必
要がなくなる。そして、ハンドが一台で済むため、省ス
ペ−ス化が可能になる。

【００２３】なお、本実施例では吸着ノズル３、３の数
は２つであるが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えば、吸着ノズルの数を３つ以上とすれば、より
多くの数のワ−クを同時に保持することができる。そし
て、この場合には、例えば大小複数のワ−ク１３、１４
を同時に保持することも可能である。

【００２４】また、本実施例では吸着ノズル３、３の形
状や大きさが略同じく設定されているが、吸着ノズル
３、３の形状や大きさを異ならせれば、同時に複数種の
ワ−クを保持することが可能である。そして、異なる種
類の吸着ノズルを適宜組合わせれば、より多様なワ−ク
の保持が可能になる。さらに、本実施例のハンド１を、
例えばロ−タリヘッド等に組込むことが考えられる。つ
ぎに、本発明の第２の実施例を説明する。

【００２５】図３は本発明の第２の実施例を示してお
り、図中の符号２１は、例えば電子部品装着機等に取付
けられるハンドである。このハンド２１は、支柱２２、
パルスモ−タ等の駆動源２３、第１および第２の２つの
指部２４、２５を有する挟持２６、及び、駆動源２３に
取付けられた位置検出部２７により構成されている。

【００２６】支柱２２は下方に延びており、その上端に
水平部２２ａを有している。水平部２２ａにはラック２
８が形成されており、支柱２２はラック２８を駆動源２
３のピニオン２９に噛合わせている。そして、支柱２２
は駆動源２３によって例えば水平方向に変位させられ
る。

【００２７】両指部２４、２５はともに下方へ延びてお
り、互いに略平行に向い合っている。また、指部２４、
２５の上端部には水平部２４ａ、２５ａが形成されてお
り、この水平部２４ａ、２５ａは互いに対向している。
水平部２４ａ、２５ａには矩形なガイド柱３０、３０が
差込まれており、指部２４、２５はこのガイド柱３０、
３０に沿ってスライドする。

【００２８】さらに、指部２４、２５の水平部２４ａ、
２５ａにはラック３１、３２が形成されており、両水平
部２４ａ、２５ａは間に配置されたピニオン３３に互い
のラック３１、３２を噛合せている。

【００２９】一方の指部２４には支柱２２を案内するた
めの水平な案内路３４が形成されており、支柱２２の下
端がこの案内路３４に入込んでいる。案内路３４内に
は、ばね部材としての２つのコイルスプリング３５、３
６が設けられている。これらコイルスプリング３５、３
６は支柱２２の両側に配置されており、各コイルスプリ
ング３５、３６の一端は支柱２２に接続され、他端は案
内路３４の両端壁に接続されている。そして、コイルス
プリング３５、３６は支柱２２の変位に伴って伸縮す
る。つぎに、上述のハンド２１の作用を説明する。

【００３０】駆動源２３の動力がラック２８とピニオン
２９とを介して支柱２２に伝達され、図４（ａ）及び
（ｂ）に示すように、支柱２２が水平に直線移動する。
支柱２２の移動方向は駆動源２３の出力軸２３ａの回転
方向によって決まる。支柱２２が移動すると、図４
（ｂ）に示すように第１のコイルスプリング３５が収縮
し、他方のコイルスプリング３６が伸長する。そして、
第１の指部２４が、伸縮したコイルスプリング３５の側
へ押されて水平に直線移動する。

【００３１】第１の指部２４が水平移動すると、両指部
２４、２５の間のピニオン３３が回転し、他方の指部２
５が、一方の指部２４の移動方向に対して逆に直線移動
する。そして、第２の指部２５が第１の指部に近付き、
両指部２４、２５の間隔が狭まる。両指部２４、２５の
間隔が被保持物としてのワ−ク３７の大きさに一致する
と、指部２４、２５の内側面がワ−ク３７に接する。

【００３２】指部２４、２５とワ−ク３７との接触後に
おいても、支柱２２は更に幾分移動させられる。そし
て、コイルスプリング３５は更に収縮し、このときのコ
イルスプリング３５の弾性復元力が指部２４、２５の把
持力となる。この把持力Ｆは、支柱２２の移動量をｘと
し、コイルスプリング３５の弾性係数をｋとすると、以
下のＦ＝ｋｘの式によって表される。そして、支柱２２
の移動量が、位置検出部２７によって、駆動源２３の動
作量を基にして求められ、位置検出部２７の出力を基に
して把持力Ｆが計算される。

【００３３】ここで、支柱２２が上述の場合とは逆に移
動し、第２のコイルスプリング３６が収縮すると、両指
部２４、２５は互いに離間する。そして、両指部２４、
２５を環状のワ−クの孔に差し込み、互いに離間するよ
う移動させれば、環状のワ−クの保持が可能である。

【００３４】すなわち、上述のようなハンド２１におい
ては、コイルスプリング３５、３６の変形量を基にして
把持力が求められるので、指部２４、２５に歪センサ等
を貼り着ける必要がない。したがって、指部２４、２５
の挟持力を容易に検出することができる。

【００３５】また、指部２４、２５は１つの駆動源２３
によって駆動されるとともに、駆動源の動力が支柱２２
と第１及び第２のコイルスプリング３５、３６によって
伝達されるので、両指部２４、２５のまわりの配線が不
要になる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように［請求項１］の発明
は、対象部品を吸着ノズルに真空吸着して保持するハン
ドにおいて、複数の吸着ノズルを一体に備え、これら吸
着ノズルを外形の異なる複数種の対象部品の大きさに応
じて個別に或いは組合せて駆動する。したがって［請求
項１］の発明は、吸着ノズルの交換を要することなく複
数種のワ−クを取扱えるという効果がある。

【００３７】また、［請求項２］の発明は、複数の指部
を有し、これら指部で対象部品を挟持するハンドにおい
て、指部を相対的に変位させるとともに、指部を駆動す
る駆動源と、駆動源と指部との間に介在し指部の挟持力
に応じて弾性変形するばね部材とを備え、ばね部材の変
形量を基にして指部の挟持力を検出する。したがって
［請求項２］の発明は、容易に挟持力を検出できるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の要部を示す断面図。

【図２】（ａ）は二つの吸着ノズルが個別に一つずつの
ワ−クを保持した状態を示す説明図、（ｂ）は二つの吸
着ノズルが共に１つのワ−クを保持した状態を示す説明
図。

【図３】本発明の第２の実施例の要部を示す斜視図。

【図４】（ａ）は両指部が開いている状態を示す説明
図、（ｂ）は両指部がワ−クを保持した状態を示す説明
図。

【符号の説明】

１、２１…ハンド、３、３…吸着ノズル、１３、１４…
ワ−ク（対象部品）、２３…駆動源、２４…第１の指
部、２５…第２の指部、３５…第１のコイルスプリング
（ばね部材）、３６…第２のコイルスプリング（ばね部
材）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６５Ｈ 5/14 Ｃ 7111−3Ｆ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象部品を吸着ノズルに真空吸着して保
   持するハンドにおいて、複数の吸着ノズルを一体に備
   え、これら吸着ノズルを外形の異なる複数種の対象部品
   の大きさに応じて個別に或いは組合せて駆動することを
   特徴とするハンド。
2. 【請求項２】 複数の指部を有し、これら指部で対象部
   品を挟持するハンドにおいて、上記指部を相対的に変位
   させるとともに、上記指部を駆動する駆動源と、上記駆
   動源と上記指部との間に介在し上記指部の挟持力に応じ
   て弾性変形するばね部材とを備え、上記ばね部材の変形
   量を基にして上記指部の挟持力を検出することを特徴と
   するハンド。