JPH091486A - ワークの真空吸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大気圧から最高真空圧に到達するまでの時間
を大幅に短縮することができるワークの真空吸着装置を
提供すること。 【構成】 正圧空気供給部２００と、正圧空気供給部２
００に接続された真空供給弁３２と、ワークＷの面に接
してワークＷを真空吸引力により吸引するためのノズル
４０と、ノズル４０に接続されて、ノズル４０内を真空
圧状態と正圧空気状態のいづれかに切り換えるための真
空切替弁３４と、真空供給弁３２と真空切替弁３４の間
に配置されて、真空供給弁３２が開いて正圧空気が流れ
ると真空供給弁と真空切替弁の間に真空圧状態を保持
し、かつ真空切替弁３４が切り替えられた場合に保持さ
れている真空圧状態をノズル４０に与えるための配管回
路系５０と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワークを吸着して、ワ
ークを別の位置に移すのに用いて最適なワークの真空吸
着装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品のような小さくて軽量な部品
は、真空吸着により吸着して保持されて別の場所に移動
することがある。このような電子部品を、例えば回路基
板に対して組立てるような工程に用いられるワークの真
空吸着装置は、例えばＸＹ直交型のロボットに装着され
るようになっている。従来のワークの真空吸着装置のノ
ズルは、バキューム状態、つまり電子部品を吸着するた
めにノズルから空気を吸い込む状態のまま、ノズルが吸
着しようとする電子部品に降下する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように、
ノズルが吸着しようとする小さくて軽量な部品の吸着面
まで降下すると、ノズルが電子部品の吸着面に到達する
前に、部品を舞い上げた状態で吸着してしまう。従っ
て、電子部品を正しい姿勢で吸着できる吸着率が低下す
る。又、比較的大きなＩＣ（集積回路）のような電子部
品であっても、吸着ノズルが大きい場合には、軽量な電
子部品と同様な現象が発生してＩＣのリードを曲げてし
まうという問題がある。例えば、図１４に示すように、
ノズル１が図１４（ａ）で示すようにバキューム状態で
ある場合に部品２に近づく。そして図１４（ｂ）で示す
ように部品２を吸着する。この場合に、ノズル１が部品
２を舞い上げた状態で吸着するので、ノズル１が電子部
品２を正しい姿勢で吸着しない。そして図１４（ｃ）で
示すように部品２を部位３に正規な位置で吸着しようと
する場合に部品２の位置がずれて、電子部品２のリード
Ｌが曲がってしまうという問題がある。逆にノズル１が
部品２を舞い上げないように、そのバキューム吸引力を
弱めてしまうと、ノズル１が部品２をうまく吸着するこ
とができなくなる。

【０００４】そこで、従来用いられているワークの吸着
装置は、ノズル１においてバキューム状態を維持するモ
ード以外に、ノズルが電子部品の吸着面に到達してから
バキューム動作を開始するモードが必要となる。図１１
は、従来のワークの真空吸着装置の一例を示している。
図１１において、正圧空気供給部４は、真空供給弁５、
真空破壊供給弁６、チューブ７等を介してノズル１に接
続されている。この種の真空吸着装置は、チューブ７と
正圧空気供給部４の間に、真空供給弁５と真空破壊供給
弁６が並列に接続されている。真空供給弁５は、正圧空
気供給部４から正圧空気を消音機９側に流すことによ
り、ノズル１内に真空状態を作るものであり、真空破壊
供給弁６はノズル１内を真空状態から大気圧状態に戻す
ためのものである。つまり真空供給弁５を切っただけで
は、吸着された電子部品がノズル１から離れないため
に、真空破壊供給弁６を作動させて、エアーを供給して
真空破壊をおこす必要がある。

【０００５】また、図１１に示す従来の真空吸着装置で
は、次のような問題がある。図１２に示すように、ノズ
ル１内の最高真空圧到達時間Ｔ１が例えば約２００ｍｓ
というように非常に時間がかかる。しかも真空供給弁５
をＯＮした時点ｔ０から実際に真空圧が高まり始めるた
めの時間的な応答差Ｔ２が、例えば１２ｍｓかかってし
まう。この原因としては、ノズル１が部品の吸着面に降
下完了して初めて真空供給弁５が動作してノズル１内に
真空状態を作ろうとするからである。さらに、図１３に
示すように、図１１の真空吸着装置では、真空破壊時間
Ｔ３が、例えば８０ｍｓというように長くて、その時間
的な応答差Ｔ４も、約１２ｍｓ必要である。このよう
に、従来の真空吸着装置では真空動作を始めてから最高
真空圧到達に至る時間が非常に長いので、つまり大気圧
から真空状態になるまでかなり時間を要するので、その
間はノズル１が次の部品を吸着するために移動すること
ができず、部品の吸着移動のタクトが伸びてしまうこと
になる。そこで本発明は上記課題を解消するためになさ
れたものであり、大気圧から最高真空圧に到達するまで
の時間を大幅に短縮することができるワークの真空吸着
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】上記目的は、請求項１の
発明にあっては、ワークを吸着するためのワークの真空
吸着装置において、正圧空気供給部と、正圧空気供給部
に接続された真空供給弁と、ワークの面に接してワーク
を真空吸引力により吸引するためのノズルと、ノズルに
接続されて、ノズル内を真空圧状態と正圧空気状態のい
づれかに切り替えるための真空切替弁と、真空供給弁と
真空切替弁の間に配置されて、真空供給弁が開いて正圧
空気が流れると真空供給弁と真空切替弁の間に真空圧状
態を保持し、かつ真空切替弁が切り替えられた場合に保
持されている真空圧状態をノズルに与えるための配管回
路系と、を備えるワークの真空吸着装置により、達成さ
れる。請求項２の発明にあっては、好ましくは真空供給
弁と真空切替弁の間に配置された配管の途中には、真空
破壊供給弁が配置されている。請求項３の発明にあって
は、好ましくは真空切替弁と真空供給手段は、電磁弁で
ある。請求項４の発明にあっては、好ましくはノズルは
電子部品を吸着するための吸着部位であり、ノズルを移
動可能にするための直交型の移動手段を備える。

【０００７】

【作用】請求項１の発明によれば、ノズルは、ワークの
面に接してワークを真空吸引力により吸引する。真空切
替弁は、ノズルに接続されて、ノズル内を真空圧状態と
正圧空気状態のいづれかに切り換える。配管回路系は、
真空供給弁と真空切替弁の間に配置されていて、真空供
給弁が開いて正圧空気が流れると真空供給弁と真空切替
弁の間に真空圧状態を保持する。また、配管回路系は、
真空切替弁が切り替えられた場合に保持されている真空
圧状態をノズルに与えるので、直ちにワークを吸着でき
る。これにより、ノズル内は、正圧状態から最高真空圧
に到達するまでの時間を短縮することができる。請求項
２の発明によれば、真空破壊供給弁が配管回路系の途中
に設けられていると、ノズル内の真空圧を配管回路系側
に解放して、正圧に戻すことができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、
本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種
々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説
明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、
これらの態様に限られるものではない。図１は、本発明
のワークの真空吸着装置１０を備えたＸＹ直交型のロボ
ット２０を示している。このＸＹ直交型ロボット２０
は、基台１１の上に配置されている。基台１１の上に
は、ワークである電子部品Ｗを載せるためのテーブル１
２が配置されている。ＸＹ直交型のロボット２０は、ガ
イド２１とガイド２２を有している。このガイド２１
は、ガイド２２をＹ方向に案内するためのものである。
ガイド２２は、真空吸着装置１０を矢印Ｘ方向に移動す
るためのものである。ガイド２１は、モータ２１ａと送
りねじ２１ｂ等を有していて、送りねじ２１ｂはガイド
２２のナットにかみ合っている。モータ２１ａが駆動す
ることにより、送りねじ２１ｂが回転するので、ガイド
２２は矢印Ｙ方向に移動及び位置決めが可能になってい
る。同様にして、ガイド２２はモータ２２ａと送りねじ
２２ｂを有しており、送りねじ２２ｂは真空吸着装置１
０のナットにかみ合っている。モータ２２ａを駆動する
と、送りねじ２２ｂが回転して、ワークの真空吸着装置
１０が矢印Ｘ方向に沿って移動及び位置決めが可能にな
っている。

【０００９】次に、真空吸着装置１０について説明す
る。図２に示すように真空吸着装置１０は、正圧空気供
給部２００、真空供給弁３２、真空切替弁３４、真空破
壊供給弁３６、真空圧を測定するセンサー３８及びノズ
ル４０を有している。このノズル４０と正圧空気供給部
２００は、図１にも示している。正圧空気供給部２００
は、真空供給弁の一端側３２ａに接続されている。真空
供給弁の一端側３２ａは、配管５１を介して真空破壊供
給弁３６の一端部側３６ａに接続されている。真空破壊
供給弁の他端部側３６ｂは、配管５１を介して真空切替
弁の一端部側３４ａに対して、絞り弁５２を介して接続
されている。真空供給弁３２の他端部側３２ｂは、配管
回路系５０の配管５４を介して真空供給弁３４の一端部
側３４ａに接続されている。真空切替弁３４は、ノズル
４０に対してフィルター４１を介して接続されている。

【００１０】その他に、真空供給弁３２の他端部側３２
ｂには、消音機６０が接続されている。この消音機６０
は、真空供給弁３２が発生する音を消音するものであ
る。真空切替弁３４とフィルター４１の間にはノズル４
０の真空圧を測定するためのセンサー３８が配置されて
いる。真空供給弁３２は、好ましくは２位置切替型の電
磁弁である。同様にして真空破壊供給弁３６は、好まし
くは２位置切替型の電磁弁である。真空切替弁３４は、
好ましくは２位置切替型の電磁弁である。真空供給弁３
２、真空破壊供給弁３６及び真空切替弁３４と、正圧空
気供給部２００は、制御部１００の指令により動作する
ようになっている。又、図１のモータ２１ａ、２２ａ及
びサーボ駆動装置６６は、制御部１００の指令により動
作するようになっている。図１において、ノズル４０は
ワーク真空吸着装置１０において、好ましくはサーボ駆
動装置６６の作動により矢印Ｚ方向に上下動可能になっ
ている。

【００１１】次に、図５乃至図１０を参照して本発明の
ワークの真空吸着装置の実施例の動作例を説明する。図
５は、真空吸着装置１０が作動停止している状態を示し
ている。この状態では、真空供給弁３２、真空破壊供給
弁３６、真空切替弁３４は、図２の制御部１００の指令
により共にＯＦＦの状態である。従って、配管回路系５
０の配管５４の中は真空圧に保持された状態ではなく、
大気圧の状態である。次に、図６では、配管５４の中は
真空状態に保持されている。つまり制御部１００は真空
供給弁３２のみをＯＮ状態にし、真空切替弁３４と真空
破壊供給弁３６はＯＦＦ状態に保っている。これによ
り、真空配置回路系５０の逆止弁３２ｄ付近は、真空供
給弁３２から正圧空気が消音機６０側へ大きい流速で通
過するので、配管５４内は真空状態になる。従って、真
空圧は配管５４を通して真空切替弁３４へ与えられる。
この状態では、真空切替弁３４と真空破壊供給弁３６が
ＯＦＦ状態であるので、配管５４には真空状態がそのま
ま保持される。この真空配管回路系５０の配管５４に真
空状態が保持された状態で、ノズル４０が図１のＸＹ直
交型ロボット２０の作動及びサーボ駆動装置６６の作動
により、ノズル４０が所定のワークＷに向けてＺ１方向
に降下する。

【００１２】次に、図７には、ノズル４０がワークＷの
上面まで下降した状態を示している。この状態では、図
２の制御部１００は、真空供給弁３２と真空切替弁３４
をＯＮにし、真空破壊供給弁３６をＯＦＦ状態にする。
これにより、配管回路系５０の配管５４内の真空状態
は、真空切替弁３４を介してノズル４０側に与えられ
る。従って、ノズル４０内に於いては、配管５４から直
接かつ即座に真空状態が与えられるので、大気圧から最
高真空到達に至るまでの時間が非常に短くなる。この大
気圧から真空到達に至るまでの時間Ｔ６の一例を図３に
示している。この最高真空到達時間Ｔ６は、例えば３７
ｍｓである。この場合に、真空切替弁３４をＯＮした時
点ｔ３からノズル４０が真空状態になり始めるまでの時
間Ｔ７は、応答差に相当し、例えば約１５ｍｓである。
このようにして、ワークＷはノズル４０により保持さ
れ、図１のＸＹ直交型ロボット２０の動作により、ワー
クＷは吸着された状態で初期の位置Ｐ１から図８に示す
次の位置Ｐ２に移される。

【００１３】図８は、ノズル４０内を真空破壊して待機
する状態を示している。この状態では、図２の制御部１
００は、真空供給弁３２、真空切替弁３４、真空破壊供
給弁３６を全てＯＮ状態にする。これにより、真空切替
弁３４と真空破壊供給弁３６の間は、正圧で満たされて
いる。

【００１４】図９は、ノズル４０が位置Ｐ２に移動して
位置決めされた状態である。ワークＷをポジションＰ２
に置いた状態で、真空破壊を始める。この場合には、制
御部１００は真空供給弁３２と真空破壊供給弁３６をＯ
Ｎ状態にし、かつ真空切替弁３４をＯＦＦ状態にする。
これにより、ノズル４０内の真空圧は、真空切替弁３４
と絞り５２と真空破壊供給弁３６を介して接続される。
ノズル４０内は真空圧状態から大気圧状態に戻るので、
ワークＷはノズル４０から離れる。図１０はその移動状
態を示しており、この状態ではノズル４０内の真空破壊
は終了した状態である。そして図１０の状態では、図２
の制御部１００は、真空供給弁３２をＯＮのまま、真空
切替弁３４と真空破壊供給弁３６をＯＦＦにする。そし
て再び図６の作動停止状態に移ることになる。そして真
空吸着装置１０は、図１のＸＹ直交型ロボット２０の動
作により、次のワークの吸着位置に移動する。このよう
にして図６乃至図１０の動作を繰り返すことにより、ワ
ークＷが所定の位置から別の位置に吸着して移動するこ
とができる。尚、図９におけるノズル４０内の真空破壊
の時間は、図４に示すＴ８で示している。この真空破壊
の時間Ｔ８は、例えば４１ｍｓである。その時の応答差
ｔ９は約２３ｍｓである。このように、本発明の実施例
では、ノズル４０内に於いて、大気圧から最高真空圧到
達に要する時間が、従来の約２００ｍｓから３７ｍｓに
短縮できる。又、真空破壊時間は、従来の８０ｍｓから
本発明の実施例の４１ｍｓ迄大幅に短縮することができ
る。このように、本発明の実施例では、電子部品を吸着
して移動する動作に於いて、吸着しようとする電子部品
までノズルを移動して位置決めして、そのノズル内を即
座に真空圧にしてノズルにより電子部品を吸着しようと
する場合に、あらかじめ図２の配管回路系５０内を真空
圧状態に保っておくことで、即座に大気圧から最高真空
圧まで到達させることができ、その最高真空圧到達時間
の短縮が図れる。つまり、配管回路系５０は、予備的な
真空タンクの役割りを果たしているのである。

【００１５】ところで、本発明の上記実施例に限定され
ない。上述した実施例は、真空吸着装置の移動のために
ＸＹ直交型のロボットを用いているが、これに限らず他
の種類のロボット、例えば関節型の多軸移動型ロボット
を用いても勿論構わない。又、搬送対象であるワーク
は、電子部品に限らず他の部品であっても勿論構わな
い。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、大気圧から最高真
空圧に到達するまでの時間を大幅に短縮することができ
る。したがってワークの吸着動作を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のワークの真空吸着装置を備えるＸＹ直
交型ロボットを示す斜視図。

【図２】図１の本発明のワークの真空吸着装置を示す空
気圧回路図。

【図３】図２の本発明の真空吸着装置に於ける最高真空
圧到達時間の一例を示す図。

【図４】図２の本発明の真空吸着装置の真空破壊時間の
一例を示す図。

【図５】本発明の真空吸着装置の作動停止状態を示す
図。

【図６】本発明の真空吸着装置のバキューム待機状態を
示す図。

【図７】本発明の真空吸着装置のノズルによるワーク吸
着状態を示す図。

【図８】本発明の真空吸着装置の真空破壊待機状態を示
す図。

【図９】本発明の真空吸着装置のノズル内の真空破壊状
態を示す図。

【図１０】本発明の真空吸着装置のノズル内の真空破壊
が終了した状態を示す図。

【図１１】従来のワークの真空吸着装置を示す回路図。

【図１２】図１１の従来のワークの真空吸着装置の最高
真空圧到達時間を示す図。

【図１３】図１１の従来のワークの真空吸着装置の真空
破壊時間の例を示す図。

【図１４】従来の真空吸着装置により部品を搬送する例
を示す図。

【符号の説明】

２０ ＸＹ直交型ロボット（直交型の移動手段） ３２ 真空供給弁 ３４ 真空切替弁 ３６ 真空破壊供給弁 ５０ 配管回路系 ２００ 正圧空気供給部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを吸着するためのワークの真空吸
   着装置において、 正圧空気供給部と、 正圧空気供給部に接続された真空供給弁と、 ワークの面に接してワークを真空吸引力により吸引する
   ためのノズルと、 ノズルに接続されて、ノズル内を真空圧状態と正圧空気
   状態のいづれかに切り替えるための真空切替弁と、 真空供給弁と真空切替弁の間に配置されて、真空供給弁
   が開いて正圧空気が流れると真空供給弁と真空切替弁の
   間に真空圧状態を保持し、かつ真空切替弁が切り替えら
   れた場合に保持されている真空圧状態をノズルに与える
   ための配管回路系と、を備えることを特徴とするワーク
   の真空吸着装置。
2. 【請求項２】 真空供給弁と真空切替弁の間に配置され
   た配管の途中には、真空破壊供給弁が配置されている請
   求項１に記載のワークの真空吸着装置。
3. 【請求項３】 真空切替弁と真空供給手段は、電磁弁で
   ある請求項１に記載のワークの真空吸着装置。
4. 【請求項４】 ノズルは電子部品を吸着するための吸着
   部位であり、ノズルを移動可能にするための直交型の移
   動手段を備える請求項１に記載のワークの真空吸着装
   置。