JPH10175732A

JPH10175732A - ワーク搬送装置

Info

Publication number: JPH10175732A
Application number: JP35345996A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Hayamizu; 一之速水
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 1998-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】ワークにハンドが密着したのを確認したうえ
でワークの受け渡しを行なう。【解決手段】駆動部４０によって水平回転台２０を下
降させ、ハンド１０の把持部１１を、ワーク供給排出装
置５０上のワークＷ₁ に当接する。ひき続きハンド１０
が下降すると、把持部１１がワークＷ₁ に押し付けられ
て、アーム１２がバネ１３に抗して回転する。変位セン
サ２４によって、アーム１２の変位量を検出し、コント
ローラ４０ａの設定値に到達したら、駆動部４０による
ハンド１０の下降を停止して把持部１１を開閉する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種精密加工機、
半導体製造装置あるいは精密計測機器等において、被加
工物やウエハ等のワークを自動的に供給、排出するため
のワーク搬送装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種精密加工機、半導体製造装置あるい
は精密計測機器等においては、被加工物やウエハ等のワ
ークを自動的に供給、排出するためのワーク搬送システ
ムが必要である。

【０００３】図５は、このようなワーク搬送システムに
おいて、未加工のワークを収納するストッカあるいは加
工済のワークを排出するシュータ等に対して自動的にワ
ークの受け渡しを行なうハンドを備えたワーク搬送装置
の一従来例を示すもので、これは、図示下向きの把持部
１１１とこれを懸下するアーム１１２を有するハンド１
１０と、アーム１１２の中央部１１２ａを支持する水平
回転台１２０と、該水平回転台１２０の下面を支持する
回転軸１３０と、回転軸１３０を回転させる回転駆動装
置と回転軸１３０を垂直方向に往復移動（上下動）させ
る垂直駆動装置を有する駆動部１４０を備えており、回
転軸１３０の垂直移動によってハンド１１０を上下動さ
せることで、ストッカやシュータ等のワーク供給排出装
置１５０に対するワークＷ₀ の受け渡しを行ない、回転
軸１３０の回転によってハンド１１０を旋回させ、目標
とする加工台等に対するワークＷ₀ の搬出入等を行なう
ように構成されている。

【０００４】ハンド１１０の把持部１１１は、アーム１
１２の一端に懸下され、アーム１１２の中央部１１２ａ
は、水平回転台１２０上の支持体１２１に保持された水
平軸１２２に枢着されており、アーム１１２の他端は、
バネ１１３の付勢力によって、水平回転台１２０の支持
体１２１に固定されたストッパ１２３に当接されてい
る。

【０００５】ストッパ１２３の近傍には近接センサ１２
４が配設され、ハンド１１０のアーム１１２がバネ１１
３に抗して図示時計方向に回転したときに、近接センサ
１２４がアーム１１２の離間を感知して作動し、コント
ローラ１４０ａを介して駆動部１４０の垂直駆動装置を
停止するように構成される。

【０００６】このような近接センサ１２４のＯＮ／ＯＦ
Ｆ動作は、後述するように、ワーク供給排出装置１５０
のストッカに待機するワークＷ₀ に向かってハンド１１
０の把持部１１１を下降させる工程で把持部１１１がワ
ークＷ₀ に当接されたとき、あるいは、ハンド１１０の
把持部１１１によって把持したワークをワーク供給排出
装置１５０のシュートに向かって下降させる工程でワー
クがシュートに到達したときに、これを感知して、駆動
部１４０によるハンド１１０の下降を自動的に停止する
ために用いられる。ハンド１１０の下降を停止したうえ
で、把持部１１１の開閉動作が開始され、ワークの受け
渡しが行なわれる。

【０００７】次に、ワーク供給排出装置１５０のワーク
Ｗ₀ を目標とする加工台等へ供給する工程におけるワー
ク受け渡しシーケンスを図６のフローチャートに基づい
て説明する。まず、駆動部１４０の回転駆動装置によっ
てハンド１１０を水平に旋回させ、ハンド１１０の把持
部１１１をワーク供給排出装置１５０のストッカの上方
の所定位置（以下、「ストッカ上空点」という）へ位置
させ（ステップＳ５０）、続いて、駆動部１４０の垂直
駆動装置によってハンド１１０をゆっくりと下降させる
（ステップＳ５１）。この過程で、ワーク供給排出装置
１５０のストッカ上のワークＷ₀ にハンド１１０の把持
部１１１が当接されると、ハンド１１０のアーム１１２
がバネ１１３に抗して図示時計方向に回転し、所定の回
転位置で近接センサ１２４が作動する（ステップＳ５
２）。近接センサ１２４のＯＮ／ＯＦＦ信号がコントロ
ーラ１４０ａに送られると、駆動部１４０の垂直駆動装
置によるハンド１１０の下降が停止され（ステップＳ５
３）、ハンド１１０の把持部１１１が駆動されてワーク
供給排出装置１５０のストッカ上のワークＷ₀ を把持す
る（ステップＳ５４）。この後、駆動部１４０の垂直駆
動装置が逆向きに駆動され、ワークＷ₀ を把持したハン
ド１１０がストッカ上空点へ上昇する（ステップＳ５
５）。

【０００８】加工台等から加工済ワークをワーク供給排
出装置１５０へ戻すときのワーク受け渡しシーケンス
は、ハンド１１０をワーク供給排出装置１５０のシュー
トの上方（以下、「シュート上空点」という）へ位置さ
せ、上記と同様にハンド１１０をゆっくりと下降させて
その把持部１１１に把持されたワークをシュートに当接
し、ハンド１１０の下降を停止したうえで、把持部１１
１を逆駆動してワークを開放し、ハンド１１０をシュー
ト上空点へ上昇させる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、前述のように、ワークの受け渡し工程
で、ハンドが所定の位置へ下降したのを近接センサのＯ
Ｎ／ＯＦＦ動作によって感知するだけであるから、近接
センサのヒステリシス等によってその作動領域が変化し
た場合は、ハンドが適正位置に下降したか否かを正確に
判別することはできない。

【００１０】また、ワーク供給排出装置のストッカ上の
ワークをハンドに受け渡す工程においては、ハンドの把
持部がワークに当接されたことを近接センサによって感
知するのみで、ワークにハンドが確実に密着したか否か
を判別することができないため、ワークの寸法や形状が
異なる場合には受け渡し作業が不安定になり、例えばハ
ンドとワークが片当たりの状態で把持される等のトラブ
ルも多く、ワークを加工台等に搬入したときの位置決め
精度が著しく損われるおそれがある。

【００１１】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、ハンドが、ワーク供
給排出装置のストッカ等に載置されたワークに密着した
のを確認したうえでワークの受け渡しを行ない、安定し
た状態でワークを保持して搬送できるワーク搬送装置を
提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のワーク搬送装置は、ワーク保持部を有す
るハンドと、これを弾力的に相対変位自在に支持する支
持体と、該支持体を前記ハンドとともに移動させる駆動
手段と、前記支持体に対する前記ハンドの相対位置を継
続的に検出する変位検出手段を有し、前記ハンドの前記
ワーク保持部が、前記変位検出手段の出力に基づいてワ
ークの受け渡しを行なうように構成されていることを特
徴とする。

【００１３】変位検出手段の出力に基づいて駆動手段を
制御する制御手段が設けられているとよい。

【００１４】制御手段が、変位検出手段の出力に基づい
て駆動手段の駆動量を記憶するように構成されていると
よい。

【００１５】

【作用】ワーク供給排出装置等に待機するワークに向か
ってハンドを移動させ、ハンドのワーク保持部をワーク
に当接したうえで、ワーク保持部の開閉作業等によるワ
ークの受け渡しを行なう。このとき、ハンドのワーク保
持部がワークに押し付けられると、ハンドと支持体の相
対位置が弾力的に変化する。そこで、ハンドと支持体の
相対位置を継続的に検出する変位検出手段を配設し、そ
の出力からワークに対するハンドの押付量を検知して、
該押付量が所定の値に到達したときにワーク保持部の開
閉作業等を行なう。

【００１６】ワークに対してハンドが充分に密着したこ
とを確認したうえでワークの受け渡しを行なうことがで
きるため、ワークがワーク保持部に対して傾いたり、片
持ち状態で保持される等のトラブルを回避できる。

【００１７】また、異なる寸法や形状のワークを受け渡
す場合でも、ワークにワーク保持部を完全に密着させて
安定した受け渡しを行なうことができる。

【００１８】さらに、変位検出手段によってハンドと支
持体の相対位置を継続的に検出するものであるため、近
接センサのようなヒステリシス等に起因するトラブルを
避けることもできる。

【００１９】駆動手段を制御する制御手段が、変位検出
手段の出力に基づいて駆動手段の駆動量を記憶するよう
に構成されていれば、駆動手段の必要駆動量を大幅に低
減し、エネルギー消費量の低減やスループットの向上に
大きく貢献できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００２１】図１は一実施例によるワーク搬送装置を示
すもので、これは、図示下向きのワーク保持部である把
持部１１とこれを懸下するアーム１２を有するハンド１
０と、アーム１２の中央部１２ａを支持する水平回転台
２０と、該水平回転台２０を支持する回転軸３０と、回
転軸３０を回転させる回転駆動装置と回転軸３０を垂直
方向に往復移動（上下動）させる垂直駆動装置を有する
駆動手段である駆動部４０を備えており、回転軸３０の
垂直移動によってハンド１０を上下動させる工程で、ス
トッカやシュータ等を有するワーク供給排出装置５０に
対するワークＷ₁ の受け渡しを行ない、回転軸３０の回
転によってハンド１０を旋回させ、目標とする加工台等
に対するワークＷ₁ の搬出入等を行なう。

【００２２】ハンド１０の把持部１１は、アーム１２の
一端に懸下され、アーム１２の中央部１２ａは、水平回
転台２０上の支持体２１に保持された水平軸２２に枢着
されており、アーム１２の他端は、バネ１３の付勢力に
よって、水平回転台２０の支持体２１に固定されたスト
ッパ２３に当接されている。

【００２３】ストッパ２３の近傍には変位検出手段であ
る変位センサ２４が配設され、ハンド１０のアーム１２
がバネ１３に抗して図示時計方向に回転したときに、変
位センサ２４が支持体２１に対するアーム１２の相対位
置の変化（回転）を継続的に検出し、制御手段であるコ
ントローラ４０ａを介して駆動部４０の垂直駆動装置を
停止するように構成される。

【００２４】すなわち、変位センサ２４は、ワーク供給
排出装置５０のストッカに待機するワークＷ₁ に向かっ
てハンド１０を下降させる工程でハンド１０の把持部１
１がワークＷ₁ に当接されたとき、あるいは、ハンド１
０によって把持したワークをワーク供給排出装置５０の
シュートに向かって下降させる工程でワークがシュート
に到達したときに、支持体２１に対するハンド１０の相
対変位を検出する。変位センサ２４の出力が所定の値
（設定値）に達したとき、すなわち、アーム１２がバネ
１３に抗して弾力的に所定の回転位置まで変位したと
き、駆動部４０によるハンド１０の下降が自動的に停止
され、把持部１１が開閉動作を開始する。

【００２５】詳しく説明すると、ハンド１０の把持部１
１がワークＷ₁ に当接されたのちに、ひき続き駆動部４
０の垂直駆動装置の駆動によって水平回転台２０が下降
すると、ハンド１０の把持部１１がワークＷ₁ に押圧さ
れ、その反力によって、ハンド１０のアーム１１はバネ
１３に抗して時計方向に回転する。このようなハンド１
０のアーム１１の回転による相対変位を変位センサ２４
によって検出し、コントローラ４０ａに出力する。この
ときのアーム１２の相対変位を制御することで、ワーク
Ｗ₁ に対するハンド１０の押付量（押圧力）を調節する
ことができる。

【００２６】そこで、例えば、ハンド１０のアーム１２
の回転によってハンド１０の把持部１１が１０μｍだけ
変位するときの変位センサ２４の出力値を設定値として
コントローラ４０ａに記憶させておき、ハンド１０の把
持部１１をワークＷ₁ に対して充分に押圧して密着させ
た状態でハンド１０の下降を停止し、把持部１１の開閉
動作を行なう。

【００２７】このようにハンド１０の把持部１１が充分
にワークＷ₁ に充分に密着したのを確認したうえで把持
部１１の開閉動作を行なうものであるため、安定した適
正な状態でワークＷ₁ を把持して、目標の加工台等へ搬
送することができる。ワークＷ₁ に対して把持部１１が
傾いたままで把持される等のトラブルを回避して、加工
台上のワークの位置決め精度を大幅に向上できる。

【００２８】また、コントローラ４０ａに記憶させる変
位センサ２４の設定値を調節することで、把持部１１を
ワークＷ₁ に密着させる押付量を変化させることが自在
である。従って、寸法や形状の異なるワークを取り扱う
ときには、コントローラ４０ａの設定値等を変更すれば
よい。

【００２９】次に、ワーク供給排出装置５０のワークＷ
₁ を目標とする加工台等へ供給する工程のワーク受け渡
しシーケンスを図２のフローチャートに基づいて説明す
る。

【００３０】まず、予め、ワークＷ₁ に対してハンド１
０を充分に密着させるために必要な押付量に対応する変
位センサ２４の出力値を設定値としてコントローラ４０
ａに記憶させる。駆動部４０の回転駆動装置によってハ
ンド１０を水平に旋回させ、ハンド１０の把持部１１を
ワーク供給排出装置５０のストッカの上方の所定位置
（以下、「ストッカ上空点」という）へ位置させ（ステ
ップＳ１０）、このときの変位センサ２４の出力を初期
値としてコントローラ４０ａに記憶させる（ステップＳ
１１）。続いて、駆動部４０の垂直駆動装置によってハ
ンド１０をゆっくりと下降させる（ステップＳ１２）。
ワーク供給排出装置５０のストッカ上のワークＷ₁ にハ
ンド１０の把持部１１が当接されると、コントローラ４
０ａが変位センサ２４の出力値の読み込みを開始する
（ステップＳ１３）。ハンド１０のアーム１２がバネ１
３に抗して図示時計方向に回転し、センサ２４の読込量
と初期値の差によってハンド１０の押付量（押圧力）が
算出される（ステップＳ１４）。所定の回転位置でハン
ド１０の押付量が設定値と一致したら（ステップＳ１
５）、駆動部４０の垂直駆動装置によるハンド１０の下
降が停止され（ステップＳ１６）、ハンド１０の把持部
１１が駆動されてワーク供給排出装置５０のストッカ上
のワークＷ₁ を把持する（ステップＳ１７）。続いて、
駆動部４０の垂直駆動装置が逆向きに駆動され、ワーク
Ｗ₁ を把持したハンド１０がストッカ上空点へ上昇する
（ステップＳ１８）。

【００３１】加工台等から加工済ワークをワーク供給排
出装置５０へ戻すときのワーク受け渡しシーケンスは、
ハンド１０をワーク供給排出装置５０のシュートの上方
（以下、「シュート上空点」という）へ位置させ、上記
と同様にハンド１０をゆっくりと下降させてその把持部
１１に把持されたワークをシュートに当接し、上記と同
様に変位センサ２４の出力に基づいてハンド１０の下降
を停止して把持部１１を逆駆動し、ワークを開放したう
えで、ハンド１０を上昇させる。

【００３２】また、ハンド１０の把持部１１がワーク供
給排出装置５０のストッカ上のワークＷ₁ に充分に押圧
されて、ハンド１０の下降が停止されたときの水平回転
台２０の高さ、すなわちハンド１０の下降点を、駆動部
４０の垂直駆動装置の出力（駆動量）に基づいてコント
ローラ４０ａに記憶させておけば、このデータに基づい
て次回からのワーク受け渡しサイクルにおけるストッカ
上空点を、ワーク供給排出装置５０のストッカに近接し
た新たな位置に設定し、駆動部４０の垂直駆動装置の必
要駆動量を大幅に低減して、エネルギー消費量の低減
や、スループットの向上に大きく貢献できる。

【００３３】すなわち、図１のワーク受け渡しシーケン
スを図３に示すように一部変更する。まず、前回のワー
ク受け渡しサイクルにおけるハンド１０の下降点のデー
タが駆動部４０のコントローラ４０ａにあるか否かを判
断し（ステップＳ２０）、記憶されたデータがあれば、
これに基づいてストッカ上空点を設定する（ステップＳ
２１）。駆動部４０を駆動して、ハンド１０の把持部１
１を新たなストッカ上空点へ位置させ（ステップＳ２
２）、このときの変位センサ２４の出力を初期値として
コントローラ４０ａに記憶させる（ステップＳ２４）。
ステップＳ２０で記憶されたデータがなければ、ハンド
１０をストッカ上のワークＷ₁ から充分に離れた仮のス
トッカ上空点へ位置させる（ステップＳ２３）。続い
て、駆動部４０の垂直駆動装置によってハンド１０をゆ
っくりと下降させる（ステップＳ２５）。ワーク供給排
出装置５０のストッカ上のワークＷ₁ にハンド１０の把
持部１１が当接されると、コントローラ４０ａが変位セ
ンサ２４の出力値の読み込みを開始する（ステップＳ２
６）。ハンド１０のアーム１２がバネ１３に抗して図示
時計方向に回転し、センサ２４の読込量と初期値の差に
よってハンド１０の押付量が算出される（ステップＳ２
７）。所定の回転位置でハンド１０の押付量が設定値と
一致したら（ステップＳ２８）、駆動部４０の垂直駆動
装置によるハンド１０の下降が停止される（ステップＳ
２９）、このときのハンド１０の下降点がコントローラ
４０ａに記憶される（ステップＳ３０）。続いて、ハン
ド１０の把持部１１が駆動されてワーク供給排出装置５
０のストッカ上のワークＷ₁ を把持する（ステップＳ３
１）。駆動部４０の垂直駆動装置が逆向きに駆動され、
ワークＷ₁ を把持したハンド１０が上昇する（ステップ
Ｓ３２）。

【００３４】また、ワークＷ₁ に対するハンド１０の押
付量が設定値に達したときの水平回転台２０の高さ、す
なわちハンド１０の下降点を駆動部４０の垂直駆動装置
の出力に基づいてコントローラ４０ａに記憶させてお
き、次回からのワーク受け渡しサイクルにおいて前記下
降点を比較することで、例えば、ワークにゴミ等が付着
していたり、あるいは寸法の異なるワークが誤ってスト
ッカ上に載置されているのを検知して、エラー処理を行
なうことができる。

【００３５】この場合は、図１のワーク受け渡しシーケ
ンスを図４に示すように一部変更する。ハンド１０の把
持部１１をストッカ上空点へ位置させ（ステップＳ３
５）、このときの変位センサ２４の出力を初期値として
コントローラ４０ａに記憶させる（ステップＳ３６）。
続いて、駆動部４０の垂直駆動装置によってハンド１０
をゆっくりと下降させる（ステップＳ３７）。ワーク供
給排出装置５０のストッカ上のワークＷ₁ にハンド１０
の把持部１１が当接されると、コントローラ４０ａが変
位センサ２４の出力値の読み込みを開始する（ステップ
Ｓ３８）。ハンド１０のアーム１２がバネ１３に抗して
図示時計方向に回転し、センサ２４の読込量と初期値の
差によってハンド１０の押付量が算出される（ステップ
Ｓ３９）。所定の回転位置でハンド１０の押付量が設定
値と一致したら（ステップＳ４０）、駆動部４０の垂直
駆動装置によるハンド１０の下降が停止され（ステップ
Ｓ４１）、ハンド１０の下降点がコントローラ４０ａに
記憶される（ステップＳ４２）。前回のワーク受け渡し
サイクルにおけるハンド１０の下降点のデータがあるか
否かを判別し（ステップＳ４３）、データがあれば、今
回のハンド下降点との差を算出する（ステップＳ４
４）。その値（差分）を、予めコントローラ４０ａに設
定された許容値と比較し（ステップＳ４５）、許容値以
上であれば、ハンド１０を上昇させて（ステップＳ４
６）、エラー信号を発生させてエラー処理を行なう（ス
テップＳ４７）。ハンド下降点の比較値（差分）が許容
値以下であれば、ハンド１０の把持部１１が駆動されて
ワーク供給排出装置５０のストッカ上のワークＷ₁ を把
持する（ステップＳ４８）。続いて、駆動部４０の垂直
駆動装置が逆向きに駆動され、ワークＷ₁ を把持したハ
ンド１０が上昇する（ステップＳ４９）。

【００３６】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。

【００３７】ハンドが、ワーク供給排出装置のストッカ
等に載置されたワークに密着したのを確認したうえで、
ワークの受け渡しを行なうことができる。ワークがハン
ドに対して傾いたり、片持ち状態で把持されるのを防
ぎ、ワークを安定した状態で保持して、加工台等の目標
位置に搬送できる。これによって、目標位置におけるワ
ークの位置決め精度等を大きく改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例によるワーク搬送装置を示す模式立面
図である。

【図２】図１の装置を用いたワーク受け渡しシーケンス
を示すフローチャートである。

【図３】図２のワーク受け渡しシーケンスの一部変更例
を示すフローチャートである。

【図４】図２のワーク受け渡しシーケンスのさらに別の
一部変更例を示すフローチャートである。

【図５】一従来例を示す模式立面図である。

【図６】図５の装置を用いたワーク受け渡しシーケンス
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０ハンド１１把持部１２アーム２０水平回転台２１支持体２３ストッパ２４変位センサ３０回転軸４０駆動部４０ａコントローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワーク保持部を有するハンドと、これを
弾力的に相対変位自在に支持する支持体と、該支持体を
前記ハンドとともに移動させる駆動手段と、前記支持体
に対する前記ハンドの相対位置を継続的に検出する変位
検出手段を有し、前記ハンドの前記ワーク保持部が、前
記変位検出手段の出力に基づいてワークの受け渡しを行
なうように構成されていることを特徴とするワーク搬送
装置。
【請求項２】変位検出手段の出力に基づいて駆動手段
を制御する制御手段が設けられていることを特徴とする
請求項１記載のワーク搬送装置。
【請求項３】駆動手段が、所定の軸のまわりにハンド
を旋回させるための回転駆動装置を有することを特徴と
する請求項１または２記載のワーク搬送装置。
【請求項４】制御手段が、変位検出手段の出力に基づ
いて駆動手段の駆動量を記憶するように構成されている
ことを特徴とする請求項２または３記載のワーク搬送装
置。
【請求項５】制御手段が、記憶されたデータに基づい
て駆動手段の駆動量を制御するように構成されているこ
とを特徴とする請求項２ないし４いずれか１項記載のワ
ーク搬送装置。
【請求項６】制御手段が、記憶されたデータに基づい
てエラー信号を発生するように構成されていることを特
徴とする請求項２ないし５いずれか１項記載のワーク搬
送装置。