JPS63202522A - 直交座標型ハンドリングロボツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は直交座標型のハンドリングロボットにおいて
、ハードディスクや半導体ウェー八等のディスク形状の
ワークをハンドリング対象とし、多数枚の集合されたワ
ークを分散配置したり、逆に分散配置されたワークを一
個所に集合するのに好適なハンドリングロボットに関す
る。

（従来の技術） 従来、例えばハードディスクの製造工程において、第７
図に示すような直交座標型のハンドリングロボット（２
０）でワーク（Ｗ）の移しかえ作業を行うことがある。

このものでは、多数枚のワーク（Ｗ＞を収納する箱状の
キャリア（７）が前工程か、ら送られて受け渡し台（８
）に静置される。

ハンドリングロボット（２０）はキャリア（７）から一
枚ずつワーク（Ｗ　）を取り出し、処理作業用のワーク
支持体（６）に移しかえる。ワーク支持体（６）は例え
ば立壁部を有する衝立状に形成され、第５図に示すよう
にその壁面にワーク（’ｖＶ　）を縦姿勢で一枚ずつ収
容する保持穴がＩｔ横に形成されている。

ワーク（Ｗ）を各保持穴に分散状に配置するとき、ある
いは次工程に送るために処理作業後に各ワーク（Ｗ）を
キャリア（ア）に戻して集合させるとき、ハンドリング
ロボット（２０）は第７図に想像輪で示すようにキャリ
ア（７）と各保持穴との間を往復移動する。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のように従来のハンドリングロボット（２０）は、
移送するワーク＜Ｗ＞の数に等しい回数だけキャリア（
７）とワーク支持体（６）との間を往復移動する必要が
ある。そのため、タクトタイムを一定以下に短くするこ
とができず、効率的なハンドリングを行えなかった。ま
た、教示作業工数が多く教示作業に長時間を要吏る点で
も問題があった。

例えば、ハンドリングロボット（２０）のＸ。

Ｙ、Ｚ各軸方向の動作要素の高速化を図ることによって
タフＩ・タイムを短くすることは可能である。

しかし、その実現には経済的な負担の増加が避けられず
、費用対効果の点から見るとさほど大きなメリットはな
い。また、半導体ウェー八をクリーンルーム内でハンド
リングするような場合には、ロボットの高速化に伴う塵
埃の発生で周囲の環境が汚損されることや、高速化によ
る加速文や慣性力の増大で振動を生じて処理装置に悪影
響を与えるなど、新たな問題を生じてしまう。

この発明は上記のような問題点のＷｌ潰を図ったもので
あり、ディスク状のワークを一個ずつ分配しあるいはそ
れらを集合するハンドリングロボットにおいて、そのタ
クトタイムおよび教示作業工数を大幅に低減することを
主たる目的とする。

この発明の他の目的は、低速動作が余儀なくされるクリ
ーンルームにおいてでも、効率の良いハンドリングを行
えるものとして、生産性の向上を図ることにある。

（問題点を解決するための手段） この発明では、一群のワーク（Ｗ）が収容されるキャリ
ア（７）をハンドリングロボットと同行移動できるもの
とし、ワークハンド（５）がロボット上のキャリア（７
）とワーク支持体（６）との間の短い移動距離を往復す
ることでワーク（Ｗ）の分配あるいは集合を行えるよう
にすることによって、タクトタイムの低減を図る。

具体的には、第１図に示すように、第１動作体（１）上
に往復移動する第２動作体（２）に、キャリア（７）を
位置決め保持するキャリア台（１２）を設ける。そして
、前工程から送られて受け波し台（８）上に置かれたキ
ャリア（７）をキャリア台（１２）に載せかえるために
キャリアハンド（１０）を、ワーク（Ｗ）用のワークハ
ンド（５）とともに第３動作体（３）に設け、両ハンド
（５）、（１０）をハンド切換装置（１７）で使用姿勢
と不使用姿勢に姿勢切換えできるものとする。

（作用） これにより、この発明では、キャリアハンド（１０）で
キャリア（７）を受け渡し台（８）から取りあげてキャ
リア台（１２）に載せかえることで、キャリア（ア）を
ハンドリングロボットと同行させることができる。この
状態でワークハンド（５）は第２．第３動作体（２＞、
（３）を駆動操作するだけで、ワーク（Ｗ）をキャリア
（７）から取り出すことができ、例えばワーク（Ｗ）を
ワーク支持体（６）に載せかえた位置のままで、あるい
は次の載せかえ位置に移動しながら次のワーク（Ｗ）を
キャリア（７）から取り出すことができる。従ってハン
ドリングロボットはワーク支持体（６）と受け渡し台（
８）との間を往復する２・要がなく、タクトタイムを大
幅に低減できることになる。ワーク支持体（６）に分散
配置されたワーク（Ｗ）をキャリア（ア）に集合すると
きも、開襟にワーク取出し位置のままで、あるいは次の
ワーク取出し位置に向いながらワーク（Ｗ）をキャリア
（７）に戻すことができる。

（実施例） 第１図ないし第６図は本発明をハードディスクの製造工
程におけるハンドリングロボットに適用した実施例を示
す。

第１図ないし第３図において、ハンドリングロボットは
互いに直交するＹ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸方向に自由度を
持った直交座標型のロボットとして構成されていて、床
面に設置された第１動作体（１）上に第２１！１作体（
２）をＸ軸方向に往復駆動可能に支持し、上下に長い第
２動作体（２）に沿って第３肋作体（３）を２軸方向に
往復駆動可能に支持し、第３動作体（３）をＹ軸方向に
往復駆動可能に構成する。第３ａ作体（３）の前端には
、ワーク（Ｗ　）を把持するチャック（４）を備えたワ
ークハンド（５）とキャリア（７）用のキャリアハンド
（１０）とが配設されている。

第１ａ作体（１）および第３動作体（３）の駆ｖＪ操作
によって、平面視において第２図に示すような矩形状に
動作領域（Ｚ）が形成される。この動作ｔｒ４域（Ｚ）
内において、ハンドリングロボットと正対し、かつ第１
動作体（１）と平行にワーク支持体（６）を配設し、そ
の−側にキャリア（７）の受け渡し台（８）を配設して
いる。第５図および第６図に示すように、ワーク支持体
（６）は衝立状の立壁を有し、その壁面にワーク（Ｗ＞
を縦姿勢で収容して保持する保持穴（９）を縦横に形成
したものからなる。保持穴（９）は、ディスク形状のワ
ーク（Ｗ＞に対応して円形に形成され、ロボットに正対
する側に開口される出入口（９ａ）と、この出入口（９
ａ）の下半部から段落ち形成される三日月形の溝（９ｂ
）とからなる。

前工程で処理された一群のワーク（Ｗ）が、矩形筒状の
キャリア（７）に収容されて受け渡し台（８）上に送ら
れてくる。キャリア（７）は縦姿勢にしたワーク（Ｗ）
を前後方向（Ｙ軸方向）に列を形成した状態で収容して
いる。この収容状態において、隣接するワーク（Ｗ）ど
うしは所定間隔を隔てて非接触状態で支持されている。

第１図において、第２１２１作体（２）の基台（２ａ）
からワーク支持体（６）側に向ってキャリア台（１２）
を突設し、このキャリア台（１２）上に軟せたキャリア
（７）からワーク（Ｗ）を取り出させるようにしている
。キャリア台（１２）の合板上には、キャリア（７）を
位置決め保持する枠（１３）が設けられている。

キャリア（７）を受け渡し台（８）とキャリア台（１２
）との間で載せかえ操作するためにキャリアハンド（１
０）が設けられる。キャリアハンド（１０）は、駆動ユ
ニット（１５）と、この駆動ユニット（１５）で接近あ
るいは離反操作される一対の挾持腕（−１６）、（１６
）とからなり、両挟持腕（１６）で対向するケース側壁
を挾み付けてキャリア（７）を移動操作する。このキャ
リアハンド（１０）とワークハンド（５）とを使用姿勢
と不使用姿勢とに切換え操作するために、ハンド切換装
置（１７）が第３動作体（３）の前端に装着されている
。

第１図において、ハンド切換装！！（１７）は、Ｙ軸と
平行な旋回中心軸（１８）を有し、この旋回中心軸（１
８）を上下に挟む対向位置にキャリアハンド（１０）と
ワークハンド（５）とを設け、各々を旋回中心軸（１日
）回りに旋回駆動して使用姿勢と不使用姿勢とに切換え
操作する。たとえば、第３図に示すようにキャリアハン
ド（１０）が旋回中心軸（１８）の下方にあるときは、
キャリアハンド（１０）が使用姿勢位置にあり、ワーク
ハンド〈５）は不使用姿勢になっているが、この状態か
ら第４図のように両ハンド（５）、　　（１０）を１８
０度旋回させて位置を入れ換えると、ワークハンド（５
）が使用姿勢となる。

第４図ないし第６図において、ワークハンド（５）のチ
ャック（４）は３１！ｌの爪（４ａ）からなり、冬瓜（
４ａ）がワーク（Ｗ）の中心の駆動穴（１つ）に内接し
てワーク（Ｗ＞をチャッキングする。また、冬瓜（４ａ
）を中心方向に集合変位させてチャッキングを解除する
。

以下、上記ハンドリング動作ッ１−の動作を説明すると
、前工程から送られてきた一群のワーク（〜Ｖ）は、キ
ャリア（７）に列状に配列収容されて受け渡し台（８）
上に静置される。第３図に示すように、ハンド切［ｉ置
（１７）を駆動して、キャリアハンド（１０）を旋回中
心軸（１８）の下方に位置させ、一対の挟持？！（１６
）、（１６）でキャリア（７）を掴みあげて、受け渡し
台（８）からキャリア台（１２）上に移しかえる。キャ
リア（７）は枠（１３）によって定位置に位置決め支持
される。

この後、再びハンド切換装置（１７）を駆動して両ハン
ド（５＞、（１０）の位置を入れ換える。

次いで、第１動作体（１）をワーク支持体（６）側へ駆
動しながら、第２．第３動作体（２）。

（３）およびワークハンド（５）を同時に駆動操作して
、キャリア（７）から−周のワーク（Ｗ）を取り出し、
ワーク支持体（６）の保持穴（９）に移しかえる。この
とき、ワークハンド（５）は、ワーク（Ｗ）を保持穴（
９〉に載せかえた位置のまま、第２．第３の両動作体（
２）、（３＞の操作だけで次のワーク（Ｗ）をキャリア
（７）から取り出すことができる。もちろん、第１動作
体（１）を次の載せかえ位置に向って駆動させながらで
も、次のワーク（Ｗ）をキャリア（７）から取り出すこ
とができる。従って、例えば左上隅の保持穴（９）を始
端として、縦横あるいは千鳥状に隣接した保持穴（９）
に沿ってワーク（Ｗ＞の移しかえを行うことが可能とな
り、従来のハンドリングロボットに比べてタクトタイム
を大幅に低減することができる。

ワーク（Ｗ＞の加工、処理が終った後、ワーク支持体（
６）からキャリア（７）にワーク（Ｗ）を移しかえる場
合も、前述の分散状に配置する場合とＱ様にタクトタイ
ムを低減することができる。

上記の実施例では、旋回中心軸（１８）をＹ軸と平行に
設けたが、必ずしもその必要はなく、Ｘ軸や２軸と平行
に、あるいはＸ、Ｙ、Ｚ軸と非平行にすることもできる
。また、両ハンド（５）。

（１０）の姿勢切換は旋回動作による必要はなく、たと
えば第３動作体（３）に両ハンド（５）。

（１０）のそれぞれを、Ｙ軸方向に出退自在に支持して
、これらの一方のみを第３動作休（３）の先端に進出移
動させて姿勢を切換えてもよい。

さらに、上記の実施例では、駆動穴（１つ）を爪（４ａ
）で掴むものとしたが、必ずしもその必要はなく、ワー
ク（Ｗ）の周面や周縁−側を掴み保持できるようチャッ
ク（４）の構造を変更してもよい。

また、ワーク支持体（６）は処理装置によって異なる構
造となることが多いので、保持穴（９）が分散状に配置
されていること以外は一切限定しない。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明では、第２動作体（２）
に設けたキャリア台（１２）にキャリア（ア）を載置し
て、ハンドリングロボットがキャリア（７）を同行しな
がらワーク（Ｗ　）を一枚ずつ取り出し、あるいはワー
ク（Ｗ）をキャリア（７）に戻せるようにしたので、ロ
ボット上のキャリア（７）とワーク支持体（６）との間
の往復動作を行うことでワーク（Ｗ）の載せかえを行う
ことができ、従来のハンドリングロボットに比べてタク
トタイムを大幅に低減できるものとなった。

また、キャリア（７）がキャリア台（１２）に位置決め
保持されるので、ハンドリング動作がｔｌＫなものとな
り、教示作業を簡単に短時間で行うことができる。

また、低速動作が余儀なくされるクリーンルームでハン
ドリングを行う場合、たとえ各動作要素の動作速度が遅
くても、本発明のハンドリングロボットによればタクト
タイムが短いので、効率良くハンドリングを行うことが
でき、半導体ウェーハやハードディスク等の生産性を向
上できる点で有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の実施例を示しており、第
１図はハンドリングロボットの側面図、第２図はハンド
リングロボットの平面図、第３図および第４図はそれぞ
れキャリアハンド使用時およびワークハンド使用時の状
態におけるロボット要部を示す正面図、第５図はワーク
支持体の部分正面図、第６図は第５図におけるＡ−Ａ轢
断面図である。第７図は従来のハンドリングロボットの
平面図である。 （１）・・・第１動作体、（２）・・・第２ｉ１１作体
、（３）・・・第３動作体、（５）・・・ワークハンド
、（６）・・・ワーク支持体、（７）・・・キャリア、
（８）・・・受け渡し台、（１０）・・・キャリアハン
ド、（１２）・・・キャリア台、（１７）・・・ハンド
切換装置、（１８）・・・旋回中心軸。 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一群のディスク状のワーク（Ｗ）を集合状態で収
   容するキャリア（７）と、この一群のワーク（Ｗ）を分
   散状態で支持するワーク支持体（６）との間で、ワーク
   （Ｗ）を一個ずつ移送操作する直交座標型のハンドリン
   グロボットであって、 第１動作体（１）上を往復移動する第２動作体（２）に
   、前記キャリア（７）を位置決め保持するキャリア台（
   １２）を設け、 第２動作体（２）に往復移動可能に支持される第３動作
   体（３）に、ワーク（Ｗ）を出し入れ操作するワークハ
   ンド（５）と、キャリア（７）をキャリア台（１２）と
   前工程からの受け渡し台（８）との間で載せかえ操作す
   るキャリアハンド（１０）とを設け、 両ハンド（５）、（１０）をハンド切換装置（１７）で
   使用姿勢と不使用姿勢とに切換え可能に構成したことを
   特徴とする直交座標型ハンドリングロボット。
2. （２）ハンド切換装置（１７）は第３動作体（３）の動
   作方向と平行な旋回中心軸（１８）を有し、この旋回中
   心軸（１８）の周方向対向位置にワークハンド（５）と
   キャリアハンド（１０）とを配設し、両ハンド（５）、
   （１０）をハンド切換装置（１７）で旋回中心軸（１８
   ）回りに旋回操作して姿勢切換を行うように構成した特
   許請求の範囲第（１）項記載の直交座標型ハンドリング
   ロボット。