JPH11292342A - シート材保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シート材保持テーブル上でシート材にしわを
発生させないようにし、かつ、しわが発生しても速やか
に除去することができるシート材保持装置を提供する。 【解決手段】 シート材保持テーブル３にはシート材１
を吸着するための多数の吸着孔２が設けてある。吸着孔
２の内側を負圧にして吸着動作を行わせるためのバルブ
４も多数設けてある。吸着順序設定手段、タイミング調
整手段、吸着起点部設定手段を有する制御装置１１の作
用により、吸着の起点となる吸着起点部１２から隣接す
る領域へと、順々にシート材１の吸着領域を広げていく
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックフィ
ルムなどのシート材保持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２は従来例のシート材保持装置の平
面図、図１３は同じくシート材搬送装置からテーブルに
シート材の受け渡しを行う様子を示す一部断面正面構成
図、図１４は同じく受け渡し後にシート材にしわが発生
する様子を示す一部断面正面構成図である。図１２に示
すように、大面積の薄いシート材１を吸着するために、
多数の吸着孔２を設けた平面状のシート材保持テーブル
３が利用される。図１３、図１４に示すように、テーブ
ル３の下方には途中にバルブ４を設けたチューブ５があ
り、バルブ４を開くと（オンすると）、チューブ５の吸
引により吸着孔２の内側が負圧になり、これによってシ
ート材１がテーブル３の上面に吸着されるようになって
いる。

【０００３】ここで対象とするシート材１の特徴として
は、 大きな面積、 薄く可撓性があり、熱膨張などによって伸縮を起こし
やすい、 表面は限られた領域（両端など）しか接触してはいけ
ない、 の３点が挙げられる。

【０００４】図１３、図１４に示すように、シート材把
持手段としての吸着パッド６を持つシート材搬送装置
（ロボットハンド）７などからテーブル３にシート材１
の受け渡しを行う際に、吸着孔２に接触したところから
吸着されると、吸着点ではシート材１が横方向に移動し
ないので、しわ（浮き）が発生する。特に、テーブル３
がホットプレートなどである場合は、テーブル３に密着
させる必要があるが、上記の理由からテーブル３に接
した位置からシート材１の熱膨張が始まるので、しわが
発生しやすい。また上記の理由からシート材１に表面
を密着させて、把持手段６とテーブル３とで押さえ込む
ようにして受け渡しを行うことができない。

【０００５】このようなことから、例えば、特開平８−
１５５８７２号公報には、吸着部にしわが発生しない吸
着搬送装置として、多数の吸気孔を設けた平面状に２列
以上の管体で構成され、銅箔のように極めて薄いシート
材であってもしわを発生せずに搬送できるようにする技
術が提案されている。

【０００６】また、特開平５−３１８３６９号公報に
は、小さなワーク、不規則な形状の平板が吸着できる真
空吸着装置として、複数の近接する吸着パッドを有し、
これらの吸着動作を独立制御することができるようにし
たものが提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平８−１
５５８７２号公報の技術は、受け渡し時にシート材を両
面を挟み込むことを前提としているので、前記の条件
を満足しない。また、受け渡し時に発生したしわを取り
除く手段がない。

【０００８】また、特開平５−３１８３６９号公報で
は、吸着パッドを独立制御しているが、大きなシートを
吸着する場合にはパッド一つ一つを独立制御するのは、
バルブ数が増え、装置が大がかりになり不向きである。
またしわを発生させないための手段、しわが発生しても
取り除くような手段を有していない。

【０００９】本発明はこのような背景に鑑みてなされた
ものであり、シート材保持テーブル上でシート材にしわ
を発生させないようにし、かつ、しわが発生しても速や
かに除去することができるシート材保持装置を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、シート材を吸着するための
多数の吸着孔を有するシート材保持テーブルにシート材
を吸着保持するシート材保持装置において、吸着孔は複
数の吸着領域に分割されており、吸着の起点となる吸着
起点部から隣接する領域へと、順々にシート材の吸着領
域を広げていくようにするために、吸着起点部設定手
段、吸着順序設定手段、吸着タイミングをずらすタイミ
ング調整手段を有する制御装置を備えたことを特徴とす
るものである。

【００１１】また上記目的を達成するために、請求項２
記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記タイ
ミング調整手段は、独立して吸着用バルブをオン／オフ
するための切り替え手段と、オン／オフの動作信号を出
力するための信号出力手段から構成されるとともに、前
記制御装置は、タイミング変更手段を有し、吸着順序と
タイミングを自由に設定できることを特徴とするもので
ある。

【００１２】また上記目的を達成するために、請求項３
記載の発明は、請求項２記載の発明において、搬送手段
からシート材を受け取る際に、シート材と最初に接触す
る位置をセンシングした信号を受けて、前記制御装置
は、その位置の領域を吸着起点部として設定することを
特徴とするものである。

【００１３】また上記目的を達成するために、請求項４
記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記タイ
ミング調整手段が、領域間に設置するエア量の絞り手段
であることを特徴とするものである。

【００１４】また上記目的を達成するために、請求項５
記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御
装置は、シート材を吸着した後ですべての領域を一旦吸
着解除し、所定時間後に再び吸着するリトライ処理機能
を有することを特徴とするものである。

【００１５】また上記目的を達成するために、請求項６
記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記吸着
領域は保持解除部と保持継続部からなり、前記制御装置
は、再吸着順序の設定手段、吸着解除タイミングおよび
再吸着タイミング変更手段を備え、シート材を前記シー
ト材保持テーブルに吸着した後で保持解除部を一旦吸着
解除し、再び吸着するリトライ処理機能を有することを
特徴とするものである。

【００１６】また上記目的を達成するために、請求項７
記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記制御
装置は、リトライ回数の上限値の設定手段と、リトライ
回数を越えたときにエラー判定するエラー判定手段を備
えることを特徴とするものである。

【００１７】また上記目的を達成するために、請求項８
記載の発明は、請求項６及び請求項７記載の発明におい
て、前記保持解除部が、シート材の浮き検知手段を有
し、浮きを検知したところから外周に向かってリトライ
することを特徴とするものである。

【００１８】また上記目的を達成するために、請求項９
記載の発明は、請求項６及び請求項７記載の発明におい
て、前記保持継続部が、シート材の位置決め基準に位置
することを特徴とするものである。

【００１９】また上記目的を達成するために、請求項１
０記載の発明は、請求項１及び請求項６記載の発明にお
いて、前記シート材保持テーブルのシート材吸着面が、
鉛直もしくは鉛直に近い角度に傾斜しており、前記分割
された吸着領域の最上方に位置する領域を基点としてシ
ート材を吸着することを特徴とするものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。図１は第１の実施の形態を示す
シート材保持装置の平面図、図２は同じく一部断面正面
構成図である。ロボットハンド７には複数個の吸着パッ
ド６が縦に配列されており、シート材１は吸着パッド６
に吸着され、ロボットハンド７によりテーブル３上に搬
送される。シート材１の端部しか吸着パッド６の接触が
許されていないので、図２に示すように、シート材１の
中心部分は少し撓みが発生する。

【００２１】保持テーブル３の上面は平面である。そこ
に多数の吸着孔２が開けられている。シート材１は吸着
孔２によって保持され、テーブル３上面と密着する。吸
着孔２は複数の吸着領域に分割されている。吸着領域は
それぞれ個別のバルブ４に連結され、各バルブ４は真空
発生源（または圧縮空気発生源）にチューブ５で連結さ
れている。バルブ４は制御装置１１からの動作信号によ
ってオン／オフされ、吸着状態／解放状態（またはブロ
ー）に切り替えられる。制御装置１１は、バルブ切り替
えのタイミング調整手段と、吸着順序設定手段と、吸着
起点部設定手段とを備えている。

【００２２】図１０は第１の実施の形態の制御動作を示
すフローチャートである。このフローは制御装置１１の
ソフトウエア処理を示すものであり、吸着動作が実行さ
れると、初期設定として吸着起点部１２（図１）の設定
（Ｓ１）、各領域の吸着順序の設定（Ｓ２）、各領域を
吸着するタイミング（タイマー値）の設定（Ｓ３）が行
われる。その設定に基づきまず吸着起点部１２のバルブ
４ａ，４ｂ（図２）に吸着オン信号を出力し（Ｓ４）、
タイマー処理後（Ｓ５）、次の領域の吸着オン信号が出
力される（Ｓ６）。全領域が吸着オンされて終了する
（Ｓ７でＹ）。

【００２３】具体的に図１を使って説明する。ここでは
左から吸着領域をＡ１〜Ａ６とする。制御装置１１で
は、シート材１は中央付近が撓むので吸着起点部１２を
Ａ３，Ａ４に設定する。まずＡ３，Ａ４の領域を吸着オ
ン状態にし、それ以外は解放状態にしておく。吸着パッ
ド６がシート材１を解放する。次に領域Ａ２，Ａ５を吸
着オン状態にし、最後に領域Ａ１，Ａ６を吸着オン状態
にして終了する。このように順々にワークを吸着してい
く領域を広げていくように動作するので、必要なだけシ
ート材１が横方向にずれ、しわが発生しにくい。

【００２４】図示していないが、シート材保持テーブル
３の側面方向から画像センシング装置を設置し、画像処
理装置によってシート材１の最下点を検出し、ロボット
ハンド７から受け渡しが行われる際のシート材１と最初
に接触する位置データを制御装置１１に送出する。その
データから制御装置１１において起点部設定手段におい
て、自動設定（演算）するようにしている。当然、各領
域の吸着順序も書き換えられる。これにより、シート材
１を接触部から吸着できるのでシート材１は位置ずれし
ない。また自動設定できるので作業効率がよく、シート
材１のばらつきに素早く対応できる。

【００２５】図３は第２の実施の形態を示すシート材保
持装置の平面図、図４は同じく一部断面正面構成図であ
る。第２の実施の形態では、吸着領域をシート材１の中
心から外周へ向かうように３つの領域で分割している。
中央から領域Ａ１，Ａ２，Ａ３とする。Ａ１とＡ２、Ａ
２とＡ３の間にタイミング調整手段として絞り２１が設
置されている。これにより、吸着起点部１２の領域Ａ１
に遅れて領域Ａ２、領域Ａ２に遅れて領域Ａ３が吸着可
能状態となる。絞り２１の流量は調節でき、最適値を設
定することができる。第１の実施形態のように制御装置
１１を持っていないが、シート材１のばらつきが大きく
ないような場合には、装置が簡単でコストも低くなる。

【００２６】図５は第３の実施の形態を示すシート材保
持装置において、しわが発生している様子を示す一部断
面正面構成図、図６は第３の実施の形態を示すシート材
保持装置の保持継続領域と保持解放領域を示す一部断面
正面構成図である。第３の実施の形態では、第１の実施
の形態（図１、図２）の構成に加えて、圧力センサ３１
が設定され、その検出信号は制御装置１１に出力され
る。また吸着領域は、保持継続領域と保持解放領域に分
割される。

【００２７】図１１は第３の実施の形態の制御動作を示
すフローチャートである。このフローは制御装置１１の
ソフトウエア処理を示すものであり、吸着動作の実行後
（Ｓ１１）、各圧力センサ３１をチェックし（Ｓ１
２）、圧力センサ３１がＮＧになっていることを検知し
たら、吸着解除が必要な位置の領域、再吸着順序を演算
し、保持継続領域と保持解除領域、再吸着順序を設定す
る（Ｓ１３、１Ｓ１４）。その設定に基づきまず保持解
除領域のバルブ４を解放状態（または圧力空気状態）に
切り替え（Ｓ１５、Ｓ１６）、タイマー処理後、保持解
除領域の吸着オン信号が出力される（Ｓ１７、Ｓ１
８）。全領域が吸着オンされて終了する（Ｓ１９で
Ｙ）。各圧力センサ３１をチェックしてＮＧ箇所が残っ
ている場合は再び吸着をし直す。ただし予め設定された
リトライ回数の上限値をオーバーしたときには（Ｓ２０
でＮＧ）、エラー判定しエラー処理を行う（Ｓ２１）。

【００２８】具体的に図５、図６を使って説明する。図
５に示すようにシート材１にしわ（浮き）が発生した場
合、浮き発生している位置の圧力センサ３１ｅがＮＧ状
態になる。図１３、図１４で説明したように、吸着点で
横方向にずれないので、吸着点を一旦解除してやればよ
い。そこで図６のように、浮きを検知したところよりも
外周にある右隅の２つのバルブ４ｅ，４ｆを解放状態に
し、再度バルブ４ｅ，４ｆを順々にオン状態にすること
で、しわを取り除くことができる。本実施形態では制御
装置１１において吸着ＮＧ箇所をセンシングし、保持継
続部、保持解除部を自動設定しているが、シート材１に
発生するしわの位置などのばらつきが大きくなければ、
センサーなしで、保持継続部、保持解除部を固定しても
よい。

【００２９】図７は第４の実施の形態を示すシート材保
持装置の平面図である。保持テーブル３には位置決めピ
ン４１，４２が２カ所にあり、シート材１には位置決め
ピン用の貫通孔が設けてある。シート材１の位置決め
は、ピン４１を基準に決められることとする。また保持
継続部４３は斜線部で示したところであり、保持解除部
４４はそれ以外のコの字型の場所である。図１１に示し
たような処理フローによって、ピン４１の位置は動かな
いが、シート材１全体のしわの取り除きが行われる。つ
まり正確な位置決めが必要なシート材１に対しては、必
要な機能となる。

【００３０】図８は第５の実施の形態を示すシート材保
持装置にロボットハンドによりシート材を受け渡す様子
を示す一部断面正面構成図、図９は同じく受け渡し後の
様子を示す一部断面正面構成図である。シート材保持テ
ーブル３は、吸着面が鉛直方向になるよう配置されてお
り、分割された吸着領域の上方から順に吸着をおこな
う。吸着面は上向きまたは下向きに傾斜した面であって
も同様の効果が得られる。すなわち、 重力がシート材を伸ばす方向に作用する。 吸着面とシート材間の摩擦力が小さくなってシート材
の横ずれが容易になる。 その結果、吸着の際にしわやたるみが生じにくくなる。

【００３１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、順々にシ
ート材を吸着していく領域を広げていくように動作する
ので、必要なだけシート材が横方向にずれ、シート材の
しわの発生を防止することができる。

【００３２】請求項２記載の発明によれば、複雑な制御
が可能になり、より最適条件を設定することができる。
また状況が変化したときに、簡単に条件を変えられるの
ですぐに対応できる。

【００３３】請求項３記載の発明によれば、シート材を
テーブルとの接触部から吸着できるので位置ずれしな
い。また自動設定できるので作業効率がよく、シート材
のばらつきに素早く対応できる。

【００３４】請求項４記載の発明によれば、構成がシン
プルであるため、低コストになる。

【００３５】請求項５記載の発明によれば、シート材に
しわが発生しても、リトライ機能により解消できる。特
にシート材が熱膨張する場合、シート材温度が均一にな
った段階で再吸着することにより、確実にしわを解消す
ることができる。

【００３６】請求項６記載の発明によれば、リトライ機
能により位置がずれるのを防止できる。よってシート材
受け渡しの信頼性と精度が高くなる。

【００３７】請求項７記載の発明によれば、適当なリト
ライ回数を設定すれば、作業の無駄を少なくすることが
できる。

【００３８】請求項８記載の発明によれば、リトライが
必要なところだけ選択的にできるので、リトライが効率
的に行われる。

【００３９】請求項９記載の発明によれば、正確な位置
決めを必要とするシート材に対して有効である。位置決
めピンなどがあるときも効率よくしわを取り除くことが
できる。

【００４０】請求項１０記載の発明によれば、吸着面を
傾け、上方より順々に吸着していくことにより、シート
材に作用する重力の影響が変化する。すなわち、重力が
シート材を伸ばす方向に作用する。また吸着面とシート
材間の摩擦力が小さくなってシート材の横ずれが容易に
なる。その結果、吸着の際にしわやたるみが生じにくく
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態を示すシート材保持装置の平
面図である。

【図２】第１の実施の形態を示すシート材保持装置の一
部断面正面構成図である。

【図３】第２の実施の形態を示すシート材保持装置の平
面図である。

【図４】第２の実施の形態を示すシート材保持装置の一
部断面正面構成図である。

【図５】第３の実施の形態を示すシート材保持装置にお
いて浮きが発生している様子を示す一部断面正面構成図
である。

【図６】第３の実施の形態を示すシート材保持装置の保
持継続領域と保持解放領域を示す一部断面正面構成図で
ある。

【図７】第４の実施の形態を示すシート材保持装置の平
面図である。

【図８】第５の実施の形態を示すシート材保持装置にロ
ボットハンドによりシート材を受け渡す様子を示す一部
断面正面構成図である。

【図９】第５の実施の形態を示すシート材保持装置にロ
ボットハンドによりシート材を受け渡した後の様子を示
す一部断面正面構成図である。

【図１０】第１の実施の形態の制御動作を示すフローチ
ャートである。

【図１１】第３の実施の形態の制御動作を示すフローチ
ャートである。

【図１２】従来例のシート材保持装置の平面図である。

【図１３】同じくシート材搬送装置からテーブルにシー
ト材の受け渡しを行う様子を示す一部断面正面構成図で
ある。

【図１４】同じく受け渡し後にシート材にしわが発生す
る様子を示す一部断面正面構成図である。

【符号の説明】

１ シート材 ２ 吸着孔 ３ シート材保持テーブル ４ バルブ ５ チューブ ６ 吸着パッド ７ ロボットハンド １１ 制御装置 ２１ 絞り ３１ 圧力センサ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート材を吸着するための多数の吸着孔
   を有するシート材保持テーブルにシート材を吸着保持す
   るシート材保持装置において、 吸着孔は複数の吸着領域に分割されており、吸着の起点
   となる吸着起点部から隣接する領域へと、順々にシート
   材の吸着領域を広げていくようにするために、吸着起点
   部設定手段、吸着順序設定手段、吸着タイミングをずら
   すタイミング調整手段を有する制御装置を備えたことを
   特徴とするシート材保持装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載において、 前記タイミング調整手段は、独立して吸着用バルブをオ
   ン／オフするための切り替え手段と、オン／オフの動作
   信号を出力するための信号出力手段から構成されるとと
   もに、 前記制御装置は、タイミング変更手段を有し、吸着順序
   とタイミングを自由に設定できることを特徴とするシー
   ト材保持装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載において、 搬送手段からシート材を受け取る際に、シート材と最初
   に接触する位置をセンシングした信号を受けて、前記制
   御装置は、その位置の領域を吸着起点部として設定する
   ことを特徴とするシート材保持装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載において、 前記タイミング調整手段が、領域間に設置するエア量の
   絞り手段であることを特徴とするシート材保持装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載において、 前記制御装置は、シート材を吸着した後ですべての領域
   を一旦吸着解除し、所定時間後に再び吸着するリトライ
   処理機能を有することを特徴とするシート材保持装置。
6. 【請求項６】 請求項２記載において、 前記吸着領域は保持解除部と保持継続部からなり、 前記制御装置は、再吸着順序の設定手段、吸着解除タイ
   ミングおよび再吸着タイミング変更手段を備え、シート
   材を前記シート材保持テーブルに吸着した後で保持解除
   部を一旦吸着解除し、再び吸着するリトライ処理機能を
   有することを特徴とするシート材保持装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載において、 前記制御装置は、リトライ回数の上限値の設定手段と、
   リトライ回数を越えたときにエラー判定するエラー判定
   手段を備えることを特徴とするシート材保持装置。
8. 【請求項８】 請求項６及び請求項７記載において、 前記保持解除部が、シート材の浮き検知手段を有し、浮
   きを検知したところから外周に向かってリトライするこ
   とを特徴とするシート材保持装置。
9. 【請求項９】 請求項６及び請求項７記載において、 前記保持継続部が、シート材の位置決め基準に位置する
   ことを特徴とするシート材保持装置。
10. 【請求項１０】 請求項１及び請求項６記載において、 前記シート材保持テーブルのシート材吸着面が、鉛直も
    しくは鉛直に近い角度に傾斜しており、前記分割された
    吸着領域の最上方に位置する領域を基点としてシート材
    を吸着することを特徴とするシート材保持装置。