KR20180035681A - 이동탑재 유닛, 이동탑재 장치 및 보유지지 유닛 - Google Patents

Abstract

이동탑재 유닛은, 보유지지 유닛과, 상기 보유지지 유닛을 상하 방향으로 이동 가능한 구동 유닛을 구비한다. 상기 보유지지 유닛은, 워크를 보유지지 가능한 보유지지부와, 상기 보유지지부를 지지하는 가동부와, 상기 가동부를 상하 방향으로 변위가 자유롭게 지지하는 지지부와, 상기 지지부에 대해 상기 가동부를 아랫방향으로 바이어스시키는 바이어스부를 구비한다. 상기 지지부는 상기 가동부의 변위를 안내하는 안내면을 가지며, 상기 가동부는 상기 안내면에 접촉하는 접촉면을 가진다. 상기 안내면과 상기 접촉면은 각각 윗방향 또는 아랫방향으로 끝이 가늘어지는 면이다.

Description

이동탑재 유닛, 이동탑재 장치 및 보유지지 유닛{Trnasfer unit, transfer apparatus and holding unit}

본 발명은 이동탑재 유닛, 이동탑재 장치 및 보유지지 유닛에 관한 것이다.

소형 전자 부품 등의 워크를 취급하는 설비에서는, 동종의 다수의 워크를 수용기에 놓아두게 한 상태로 이들의 반송이 이루어지는 경우가 있다. 수용기 사이나 수용기와 조립 장치나 처리 장치의 사이에서 워크를 이동탑재하는 경우, 워크를 개별적으로 보유지지하여 이동탑재하는 장치가 이용된다.

워크를 이동탑재할 때에는, 워크를 보유지지하는 보유지지부를 미리 설정되어 있는 취출 위치로 이동시키는 위치 제어를 행하여 워크를 위로부터 보유지지한다. 워크와 보유지지부가 접촉할 때, 워크에 충격이 작용하면 워크가 파손되는 경우가 있다. 접촉시 충격을 완충하기 위해, 보유지지부에 상하 방향의 완충 기능이 부여되어 있다(예를 들어, 일본공개특허 2002-200585호 공보 및 일본공개특허 2002-079484호 공보).

동종의 워크라도 수용기에 놓여 있는 워크의 자세가 모두 일정하다고는 할 수 없다. 또한, 제조 오차에 따라 워크의 크기가 다른 경우가 있다. 워크를 보유지지하는 보유지지부가 이러한 워크마다의 상태에 적응할 수 없으면, 워크를 보유지지할 때 워크를 손상시키는 경우가 있다. 그러나, 워크마다의 상태에 적응하여 보유지지부의 위치가 어긋나 버리면, 이동탑재처의 안착 위치의 위치 정밀도가 저하된다.

본 발명의 목적은, 워크를 보유지지할 때의 충격을 완충함과 동시에 보유지지한 워크의 위치 정밀도의 저하를 방지하는 것에 있다.

본 발명의 일 측면에 의하면,

워크를 보유지지 가능한 보유지지 유닛과,

상기 보유지지 유닛을 상하 방향으로 이동 가능한 구동 유닛을 구비하고,

상기 보유지지 유닛은,

워크를 보유지지 가능한 보유지지부와,

상기 보유지지부를 지지하는 가동부와,

상기 가동부를 상하 방향으로 변위가 자유롭게 지지하는 지지부와,

상기 지지부에 대해 상기 가동부를 아랫방향으로 바이어스시키는 바이어스부를 구비하며,

상기 지지부는 상기 가동부의 변위를 안내하는 제1 안내면을 가지며,

상기 가동부는 상기 제1 안내면에 접촉하는 제1 접촉면을 가지며,

상기 제1 안내면 및 상기 제1 접촉면은, 각각 상기 지지부에 대해 상기 가동부를 아랫방향으로 변위하였을 때에 서로 접촉하여 위치 결정되도록 윗방향 또는 아랫방향으로 끝이 가늘어지는 면인 것을 특징으로 하는 이동탑재 유닛이 제공된다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 의하면,

상기 이동탑재 유닛과,

상기 이동탑재 유닛을 워크의 이동탑재원으로부터 이동탑재처로 이동하는 구동 유닛과,

상기 보유지지부에 보유지지되는 워크를 하방으로부터 촬상하는 촬상 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 이동탑재 장치가 제공된다.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 의하면,

워크를 보유지지 가능한 보유지지부와,

상기 보유지지부를 지지하는 가동부와,

제1 방향 및 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 상기 가동부를 변위가 자유롭게 지지하는 지지부와,

상기 지지부에 대해 상기 가동부를 상기 제1 방향으로 바이어스시키는 바이어스부를 구비하고,

상기 제1 방향은 상기 보유지지부를 상기 지지부로부터 이간시키는 방향이며,

상기 지지부는 상기 가동부의 변위를 안내하는 안내면을 가지며,

상기 가동부는 상기 안내면에 접촉하는 접촉면을 가지며,

상기 안내면 및 상기 접촉면은, 각각 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 끝이 가늘어지는 면인 것을 특징으로 하는 보유지지 유닛이 제공된다.

본 발명의 다른 특징들은 도면을 참조하여 후술하는 실시예에 대한 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은 이동탑재 장치의 사시도.
도 2는 도 1의 이동탑재 장치가 구비하는 이동탑재 유닛의 사시도.
도 3은 도 2의 이동탑재 유닛이 구비하는 보유지지 유닛의 사시도.
도 4는 도 3의 보유지지 유닛의 분해 사시도.
도 5는 도 3의 보유지지 유닛의 일부 구성의 분해 사시도.
도 6은 도 3의 보유지지 유닛의 일부 구성의 분해 사시도.
도 7은 도 3의 보유지지 유닛의 일부 구성의 분해 사시도.
도 8은 도 3의 보유지지 유닛의 단면도.
도 9는 도 3의 보유지지 유닛의 단면도.
도 10은 도 2의 이동탑재 유닛의 일부 구성의 단면도.
도 11은 도 3의 보유지지 유닛의 일부 구성의 분해 사시도.
도 12는 도 3의 보유지지 유닛의 일부 구성의 분해 사시도.
도 13은 도 3의 보유지지 유닛의 단면도.
도 14는 도 3의 보유지지 유닛의 단면도.
도 15는 도 3의 보유지지 유닛의 단면도.
도 16은 도 3의 보유지지 유닛의 단면도.
도 17은 도 3의 보유지지 유닛의 동작 설명도 및 부분 확대도.
도 18은 도 3의 보유지지 유닛의 동작 설명도.

<장치의 개요>

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 이동탑재 장치(1)의 사시도이다. 이동탑재 장치(1)는, 전자 부품 등의 워크를 이동탑재하는 장치이다. 도면 중, 화살표 X, Y, Z는 서로 직교하는 방향을 나타내고, 화살표 Z는 제1 방향이 되는 상하 방향을 나타내며, 화살표 X 및 화살표 Y는 제1 방향과 직교하고 서로가 직교하는 제2 방향 및 제3 방향이 되는 수평 방향을 나타낸다.

이동탑재 장치(1)는 이동탑재 유닛(2)과, 구동 유닛(3)과, 반송 유닛(4 및 5)과, 촬상 유닛(6)을 구비한다. 반송 유닛(4 및 5)은 워크를 반송하는 기구이다. 반송 유닛(4)은 X방향으로 연장 설치된 벨트 컨베이어 등의 컨베이어로서, 반송 대상물(41)을 X방향으로 반송한다. 반송 유닛(4)의 소정의 위치에서 반송 대상물(41)은 도시하지 않은 워크 위치 결정 기구에 의해 위치 결정된다. 반송 대상물(41)은 워크를 다수 수용한 트레이나 회로 기판 등이다. 반송 유닛(5)은 Y방향으로 연장 설치된 벨트 컨베이어 등의 컨베이어로서, 트레이(P)를 Y방향으로 반송한다. 반송 유닛(5)의 소정의 위치에서 트레이(P)를 도시하지 않은 트레이 위치 결정 기구에 의해 위치 결정한다. 트레이(P)에는 워크의 수용부가 매트릭스 형상으로 배치되어 있고, 워크가 각 수용부에 놓인다.

이동탑재 유닛(2)은 워크를 보유지지하는 기구이고, 구동 유닛(3)은 이동탑재 유닛(2)을 이동하는 기구이다. 본 실시형태의 경우, 반송 유닛(4)과 반송 유닛(5)의 사이에서 워크가 이동탑재된다. 구동 유닛(3)은, 이동탑재 유닛(2)을 X방향 및 Y방향으로 이동시켜 워크의 이동탑재원이 되는 반송 유닛(4) 또는 반송 유닛(5) 중 한쪽으로부터 워크의 이동탑재처가 되는 반송 유닛(5) 또는 반송 유닛(4) 중 다른 쪽으로 워크를 이동한다. 본 실시형태의 경우, 구동 유닛(3)은 갠트리형 기구로서, Y방향으로 연장되는 빔부(31)와, X방향으로 연장되는 서로 평행한 한 쌍의 빔부(32)를 구비한다. 빔부(31)는 한 쌍의 빔부(32) 사이에 가설(架設)되어 있다. 빔부(31)는, 슬라이더(31a)와, 모터(31b)를 구동원으로 하고 슬라이더(31a)를 Y방향으로 이동하는 기구를 구비한다. 슬라이더(31a)에는 이동탑재 유닛(2)이 지지되어 있다. 각 빔부(32)는, 슬라이더(32a)와, 모터(32b)를 구동원으로 하고 슬라이더(32a)를 X방향으로 이동하는 기구를 구비한다. 빔부(31)의 각 단부는 각 슬라이더(32a)에 지지되어 있고, 한 쌍의 빔부(32)의 각 모터(32b)를 동기적으로 제어함으로써, 각 슬라이더(32a)가 X방향으로 평행이동되고 빔부(31)가 X방향으로 이동된다.

이동탑재 유닛(2)은, 워크를 개별적으로 보유지지 가능한 복수의 보유지지 유닛(21)과, 보유지지 유닛(21)의 상하 방향 이동 및 Z축 둘레의 회전이 가능한 구동 유닛(22)을 구비한다. 복수의 보유지지 유닛(21)은, 본 실시형태의 경우 총 7개 설치되어 있고, Y방향으로 일렬로 배열되어 있다. 구동 유닛(3)에 의한 이동탑재 유닛(2)의 X방향 및 Y방향 이동과, 구동 유닛(22)에 의한 보유지지 유닛(21)의 Z방향 승강에 따라, 보유지지 유닛(21)에 보유지지되는 워크는 3차원으로 이동된다.

촬상 장치(6)는 반송 유닛(4)과 반송 유닛(5)의 사이에 배치되어 있고, 보유지지 유닛(21)에 보유지지되어 있는 워크를 그 하방(보유지지 유닛(21)과 반대측)으로부터 촬영 가능하다. 촬상 장치(6)는, 예를 들어 X방향으로 연장 설치된 라인 센서이다. 촬상 장치(6)로 촬영된 워크의 화상을 해석함으로써, 보유지지 유닛(21)의 중심축에 대한 워크의 위치 어긋남이나 보유지지 유닛(21)에 보유지지되는 워크의 방향 등을 검지할 수 있고, 이동탑재처에서 워크의 해방 위치가 조절되어 보다 정확한 워크의 이동탑재가 가능하게 된다. 예를 들어, 위치의 기준을 보유지지 유닛(21)의 중심축(승강축(22a): 도 2 참조)으로 하고, 그 중심축(중심 축선(L): 도 10 참조)을 하방으로부터 촬상하였을 때의 중심점을 기준점으로 하며, 워크의 복수 부위의 위치와 기준점으로부터 워크의 보유지지 위치를 산출할 수 있다.

<이동탑재 유닛>

이동탑재 유닛(2)에 대해 더 설명한다. 도 2는 이동탑재 유닛(2)의 사시도이다. 구동 유닛(2)은, 보유지지 유닛(21)마다의 승강축(22a)을 구비한다. 승강축(22a)은 보유지지 유닛(21)이 장착되고 상하로 연장되는 중공의 장착 부재로서, 본 실시형태의 경우 Z방향을 축방향으로 하는 축이다. 보유지지 유닛(21)은 승강축(22a)의 하단부에 장착되어 있다. 구동 유닛(22)은, 승강축(22a)마다 모터(22b 및 22c)를 가진다. 모터(22b)는 승강축(22a)을 그 중심 축선(도 10의 일점쇄선(L))을 회전 중심으로 하여 회전시키는 회전 기구의 구동원이다. 승강축(22a)을 회전시킴으로써 보유지지 유닛(21)을 중심 축선 둘레로 회동시킬 수 있고, 보유지지된 워크를 회전시켜 그 자세(방향)를 변화시킬 수 있다. 모터(22c)는 승강축(22a)을 승강시키는 승강 기구의 구동원이다. 도 2에서 모터(22c)는 하나만 도시되어 있지만, 승강축(22a)마다 설치되어 있다. 승강축(22a)의 회전 기구는, 예를 들어 승강축(22a)과 스플라인 결합되는 구동축을 가지며, 모터(22b)에 의해 구동축을 회전시키는 것이어도 된다. 스플라인 결합으로 함으로써, 승강축(22a)의 Z방향 이동이 허용된다. 승강 기구는 예를 들어 볼 나사 기구이어도 된다. 승강 기구는, 승강축(22a)의 회전을 허용하면서 상하 방향으로 걸어맞춤하는 기구이어도 된다.

본 실시형태의 경우, 보유지지 유닛(21)은 진공압 흡인에 의해 워크를 흡착하여 보유지지한다. 이 때문에, 이동탑재 유닛(2)에는 보유지지 유닛(21)마다의 접속부(23)가 설치되어 있다. 접속부(23)는, 펌프 등의 도시하지 않은 진공원에 도시하지 않은 배관을 통해 접속된다. 본 실시형태에서는, 승강축(22a)은 중공의 원통체로서, 그 내부에 접속부(23)와 연통한 통로 형성 부재(22a1)(도 10)가 설치되어 있다. 통로 형성 부재(22a1)는 후술하는 바와 같이 보유지지 유닛(21)과 연통하고 있다. 또, 워크의 보유지지 방식은 진공압 흡인에 한정되지 않고, 예를 들어 자력을 이용한 흡착이어도 되고, 개폐 구동 기구에 의한 파지이어도 된다.

<보유지지 유닛>

보유지지 유닛(21)에 대해 도 3~도 5를 참조하여 설명한다. 도 3은 보유지지 유닛(21)의 사시도이고, 도 4는 보유지지 유닛(21)의 분해 사시도이다. 도 5는 보유지지 유닛(21)의 상부의 분해 사시도이다.

보유지지 유닛(21)은, 워크를 보유지지하는 보유지지부(24)와, 보유지지부(24)를 지지하는 가동부(25)와, 가동부(25)를 상하 방향으로 변위가 자유롭게 지지하는 지지부(26)와, 지지부(26)에 대해 가동부(25)를 아랫방향으로 바이어스시키는 바이어스부(27)를 구비한다. 본 실시형태의 경우, 지지부(26)는 통형 부재이고, 가동부(25) 및 바이어스부(27)는 지지부(26)의 내부에 수용되어 있다. 보유지지부(24)는 가동부(25)에 대해 상하 방향으로 착탈이 자유롭게 장착되고, 이에 의해 보유지지부(24)는 워크의 종류에 따라 교환 가능하다.

본 실시형태의 경우, 지지부(26)는 본체부(261)와 장착부(262)로 구성된다. 도 6은 지지부(26)의 분해 사시도이다. 본체부(261)는 전체적으로 상하로 개방되고 중심 축선(L)과 동축의 원통 형상을 갖고 있고, 그 내부 구멍인 내부 공간(S1)은 가동부(25) 및 바이어스부(27)의 수용 공간 혹은 동작 공간이 된다. 또한, 본체부(261)의 둘레벽에는, 내부 공간(S1)과 연통되고 상하 방향으로 연장되는 타원 형상의 창부(장공)가 형성되어 있다.

장착부(262)는, 승강축(22a)에의 장착에 이용된다. 장착부(262)는 본체부(261)의 상측 개구를 폐쇄하도록 본체부(261)에 장착되는 덮개체로서, 그 하부에 본체부(261)와 고정되는 고정부(262e)가 설치되어 있다. 고정부(262e)는 본체부(261)에 삽입되고, 양자는 끼워맞춤, 접착, 나사 등에 의해 고정된다.

장착부(262)의 중앙에는, 승강축(22a)이 삽입되는 중심 축선(L)과 동축의 개구부(262a)가 형성되어 있다. 개구부(262a)에는 키 홈(262a1)이 형성되어 있고, 이 키 홈(262a1)과 대략 대향하는 위치에 익스팬딩 슬롯(262b)이 형성되어 있다. 이 익스팬딩 슬롯(262b)은, 장착부(262)에서의 직경 전체길이에 걸쳐 형성되는 것이 아니라 반경에만 걸쳐 형성되는 것이다. 장착부(262)의 둘레면에 익스팬딩 슬롯(262b)을 가로지르도록 하여 가로 구멍(262c)이 관통 형성되어 있고, 이 가로 구멍(262c)에 볼트(262d)가 삽입된다. 가로 구멍(262c)의 일부에는 볼트(262c)와 나사맞춤되는 암나사가 형성되어 있다. 개구부(262a)에 승강축(22a)을 삽입한 상태로 볼트(262d)를 조임으로써, 개구부(262a)가 직경 축소되어 승강축(22a)에 장착부(262)가 고정된다. 또한, 승강축(22a)에는 도시하지 않은 키가 설치되어 있고, 이 키가 키 홈(262a1)에 끼워 맞춰진다. 이에 의해, 장착부(262)와 승강축(22a)의 사이에서 둘레방향으로 걸어맞춤된다.

도 5를 참조하여, 가동부(25)는 본체부(251)와 원통부(252)를 구비한다. 본체부(251)는, 중심 축선(L)과 동축이며 전체적으로 아랫방향으로 끝이 가늘어지는 원뿔형상(보다 구체적으로는 원뿔대 형상)을 가지고 있다. 본체부(251)의 둘레면은, 접촉면(251a)과 장착부(251b)가 둘레방향으로 교대로 형성되어 있다. 본 실시형태의 경우, 접촉면(251a)은 중심 축선(L)과 동축이며 아랫방향으로 끝이 가늘어지는 원뿔면이다. 장착부(251b)에는, 보유지지부(24)에 걸어맞춤되는 보유지지 부재(253)가 장착되고, 본 실시형태의 경우, 장착부(251b)는 평탄면이며, 적어도 상부는 접촉면(251a)의 상부 외주면보다 움푹 패여 형성된다. 다시 말하면, 장착부(251b)는, 접촉면(251a)을 Z축에 평행한 평면에서 잘라내어 형성된다. 본 실시형태의 경우, 복수의 보유지지 부재(253)에 의해 보유지지부(24)가 착탈이 자유롭게 보유지지된다. 본 실시형태의 경우, 보유지지 부재(253)는 판 스프링을 절곡하여 형성되고, 그 탄성 변형에 의해 보유지지부(24)가 보유지지/보유지지 해제가 자유롭게 보유지지된다. 본체부(251)의 상부에 형성된 상면(251c)은 바이어스부(27)의 받침면으로서 기능한다. 바이어스부(27)는, 본 실시형태의 경우 코일 스프링이지만, 고무 등의 다른 종류의 탄성 부재이어도 된다. 원통부(252)는 본체부(251)에 설치된 상면(251c)의 직경보다 작은 직경의 원통부로서, 중심 축선(L)과 동축이며 상면(251c)으로부터 상방으로 연장되어 있다. 원통부(252)의 중심 구멍(252a)에는 승강축(22a)이 삽입된다.

도 7은 보유지지부(24)의 분해 사시도이다. 보유지지부(24)는, 본체(241, 242)와, 본체의 하부에 설치되어 워크를 보유지지하는 복수의 툴(246)을 구비한다. 본체는, 베이스부(241)와, 베이스부(241)의 중앙부로부터 상방으로 연장되는 피보유지지부(242)를 구비한다. 베이스부(241)는 사각형의 판형을 이루고, 그 네 모서이에는 툴(246)이 장착되는 장착 구멍(241a)이 상하 방향으로 관통하여 형성되어 있다. 또한, 장착 구멍(241c)에 연통하여 유체 통로(241a)가 형성되어 있다.

피보유지지부(242)는 베이스부(241)와 일체로 형성되어 있고, 전체적으로 중심 축선(L)과 동축의 통형을 이루고 있다. 피보유지지부(242)의 근원 부분에는, 복수의 걸어맞춤 홈(243)이 형성되어 있다. 본 실시형태의 경우, 걸어맞춤 홈(243)은 피보유지지부(242)의 둘레방향으로 등간격(120°간격)으로 3개 형성되어 있다. 걸어맞춤 홈(243)에 보유지지 부재(253)가 해제가 자유롭게 걸어맞춤된다. 이 걸어맞춤에 의해 보유지지부(24)가 가동부(25)에 보유지지된다. 걸어맞춤 홈(243)과 보유지지 부재(253)를 둘레방향으로 등간격으로 복수 설치함으로써, 보유지지부(24)를 균형 있게 지지할 수 있고 중심 축선(L1)과 동축 상에 지지하기 쉽다.

피보유지지부(242)의 둘레면에는, 피회동 규제부(244)가 형성되어 있다. 피회동 규제부(244)는, 가동부(25)의 회동 규제 부재(251e)(도 16)와 함께, 가동부(25)에 대한 보유지지부(24)의 중심 축선(L) 둘레의 회동을 규제하는 회동 규제 기구를 구성한다. 본 실시형태의 경우, 피회동 규제부(244)는 상하 방향으로 연장되고 상방으로 개방된 홈이며, 홈의 내측벽에 회동 규제 부재(251e)가 걸어맞춤됨으로써, 가동부(25)에 대한 보유지지부(24)의 회동이 규제된다.

피보유지지부(242)의 상부는, 중심 축선(L)과 동축이며 윗방향으로 끝이 가늘어지는 원뿔 형상(보다 구체적으로는 원뿔대 형상)을 가지고 있고, 그 둘레면은 가동부(25)와 접촉하는 접촉면(242b)을 형성하고 있다. 본 실시형태의 경우, 접촉면(242b)은 중심 축선(L)과 동축이며 윗방향으로 끝이 가늘어지는 원뿔면이다. 피보유지지부(242)의 중심 구멍(245)에는 승강축(22a) 내에 설치된 통로 형성 부재(22a1)(도 10)가 삽입된다.

툴(246)은, 툴 본체(246a)와, 벨로우즈 형상의 흡착 패드(246b)를 구비한 흡착 툴이다. 툴 본체(246a)의 상부는 장착 구멍(241a)에 끼워맞춤되고, 툴 본체(246a)의 하부에 흡착 패드(246b)가 끼워맞춤된다. 툴 본체(246a)는, 유체 통로(241a)와 연통하는 유체 통로(246c)(도 10)를 가지고 있다. 유체 통로(246c)는, 툴 본체(246a)의 내부에 설치되어 상하 방향으로 연장되는 중심 구멍과, 툴 본체(246a)의 상부에 설치되어 중심 구멍을 외부에 연통시키는 수평 구멍을 구비한다. 흡착 패드(246b)는 유체 통로(246c)와 연통하여 하방으로 개방되어 있다. 흡착 패드(246b)의 하부로부터 공기를 흡인함으로써, 워크가 흡착 패드(246b)에 흡착 보유지지된다. 흡착 패드(246b)는, 워크를 흡착하였을 때에 벨로우즈부가 수축 변형됨으로써, 흡착된 워크의 흡착 보유지지면이 툴 본체(246)의 하단부(중심 구멍의 하단)에 접촉된다. 이에 의해, 워크 흡착시에서의 워크의 상하 방향 이동이 규정되고, 툴(246)에 안정적으로 워크가 위치 결정 보유지지된다.

도 8 및 도 9는 보유지지 유닛(21)의 수직 단면도이고, 도 8은 절단면이 베이스부(241)의 4변 중 대향변의 중점을 통과하는 단면도이며, 도 9는 절단면이 베이스부(241)의 대각선을 통과하는 단면도이다.

가동부(25)는, 지지부(26)의 내부 공간(S1)에 중심 축선(L) 방향(상하 방향)으로 이동 가능하게 삽입 또는 수용되어 있다. 바이어스부(27)는, 가동부(25)의 상면(251c)과 지지부(26)의 장착부(262)의 사이에 배치되어 있고, 가동부(25)를 하방으로 바이어스시킨다.

본체부(261)의 내부 공간(S1)을 획정하는 내벽은, 가동부(25)의 상하 방향의 변위를 안내하는 부분을 가지고 있다. 내부 공간(S1)을 획정하는 내벽의 상부는 원통 형상을 가지고 있고, 하부는 중심 축선(L)과 동축이며 전체적으로 아랫방향으로 끝이 가늘어지는 깔때기형상의 면(다시 말하면, 원뿔 형상(보다 구체적으로는 원뿔대 형상)의 면)을 형성하고 있다. 도 13 및 도 14는 가동부(25)의 원통부(252)에서의 수평 단면도로서, 도 13은 사시도를, 도 14는 평면도를 나타낸다. 도 13 및 도 14에 의해, 내부 공간(S1)의 내벽 상부의 형상이 이해된다. 도 15 및 도 16은 가동부(25)의 본체부(251)에서의 수평 단면도로서, 도 15는 사시도를, 도 16은 평면도를 나타낸다. 도 15 및 도 16에 의해, 내부 공간(S1)의 내벽 하부의 형상이 이해된다.

내부 공간(S1)을 획정하는 내벽은, 안내면(261a)과 오목부(261b)가 둘레방향으로 교대로 형성되어 있다. 본 실시형태의 경우, 안내면(261a)은 가동부(25)의 접촉면(251a)과 대향하는 위치에 형성되어 있고, 오목부(261b)는 장착부(251b)와 대향하는 위치에 형성되어 있다. 도 15 및 도 16에 의해, 안내면(261a)과 접촉면(251a)의 위치 관계 및 오목부(261b)와 장착부(251b)의 위치 관계가 이해된다. 오목부(261b)를 마련함으로써, 장착부(251b)에서의 보유지지 부재(253)와 지지부(26)의 간섭을 회피하면서, 본체부(261)의 안내면(261a)에 의한 가동부(25)의 접촉면(251a)의 가이드를 가능하게 한다.

안내면(261a)은, 중심 축선(L)과 동축이며 아랫방향으로 끝이 가늘어지는 깔때기형상의 면(원뿔면)이다. 가동부(25)의 접촉면(251a)은, 지지부(26)의 안내면(261a)에 바이어스부(27)의 바이어스력에 의해 압압되어 접촉한다. 접촉면(251a)과 안내면(261a)은 동일한 기울기의 경사면으로 되어 있다. 가동부(25)는 상하 방향으로 변위가 자유롭지만, 바이어스부(27)의 가압에 의해 상측으로부터 아랫방향으로 변위하면, 접촉면(251a)과 안내면(261a)이 접촉한다. 지지부(26)는, 장착부(262)에 의해 승강축에 중심 축선(L)과 지지부(26)의 중심축이 일치하도록 장착되어 있기 때문에, 이 접촉에 의해 가동부(25)의 중심이 중심 축선(L)과 동축으로 안내(센터링)되어 위치 결정된다.

가동부(25)는, 보유지지부(24)(특히 피보유지지부(242))가 삽입되는 내부 공간(S2)이 되는 구멍을 가지고 있다. 내부 공간(S2)은, 그 상부에서 중심 구멍(252a)과 연통하고 그 하부는 하방으로 개방되어 있다. 내부 공간(S2)을 획정하는 내벽의 하부는 원통 형상을 가지고 있고, 상부는 중심 축선(L)과 동축이며 전체적으로 윗방향으로 끝이 가늘어지는 깔때기형상의 면(다시 말하면, 원뿔 형상(보다 구체적으로는 원뿔대 형상)의 면)을 형성하고 있다.

내부 공간(S2)의 상부 내벽은, 보유지지부(24)가 장착되는 안내면(251d)을 가지고 있다. 도 11은 보유지지부(24)를 분리한 상태에서의 가동부(25) 및 지지부(26)의 수직 단면도이고, 도 11에 의해 내부 공간(S2)의 내벽 형상이 이해된다.

안내면(251d)은, 피보유지지부(242)의 접촉면(242b)과 대향하는 위치에 형성되어 있다. 안내면(251d)은, 중심 축선(L)과 동축이며 윗방향으로 끝이 가늘어지는 깔때기형상의 면(원뿔면)이다. 접촉면(242b)과 안내면(251d)은 동일한 기울기의 경사면으로 되어 있다. 보유지지부(24)를 가동부(25)에 장착함에 있어서, 피보유지지부(242)를 내부 공간(S2)에 하방으로부터 윗방향으로 삽입하면, 안내면(251d)에 접촉면(242b)이 접촉한다. 이에 의해, 보유지지부(24)의 중심이 중심 축선(L)과 동축으로 안내(센터링)되어 위치 결정된다. 그리고, 보유지지 부재(253)와 걸어맞춤 홈(243)의 걸어맞춤에 의해, 보유지지부(24)가 가동부(25)에 장착된다.

보유지지부(24)를 가동부(25)에 장착함으로써, 피회동 규제부(244)와 가동부(25)의 회동 규제 부재(251e)가 걸어맞춤 상태가 된다. 본 실시형태의 경우, 회동 규제 부재(251e)는, 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이 가동부(25)의 내부 공간(S2)의 내벽으로부터 지름 방향 내측으로 돌출되게 설치된 핀형상 부재이다. 본 실시형태의 경우, 회동 규제 부재(251e)와 피회동 규제부(244)는 2세트 설치되어 있고, 둘레방향으로 120° 이격되어 설치되며, 보유지지부(24)를 가동부(25)에 장착할 때, 가동부(25)에 대한 보유지지부(24)의 둘레방향에서의 위치 맞춤(위상 맞춤)에도 이용된다.

피회동 규제부(244)는 상부가 개방된 상하 방향의 홈이기 때문에, 보유지지부(24)를 가동부(25)에 장착할 때에는, 피회동 규제부(244)의 상부 개방단으로부터 회동 규제 부재(251e)를 피회동 규제부(244) 내에 진입시켜, 보유지지부(24)의 꽂고 빼는 방향으로는 걸어맞춤하지 않고 둘레방향으로 걸어맞춤한다. 이에 의해 가동부(25)에 대한 보유지지부(24)의 회동이 규제되고, 보유지지되는 워크의 자세가 의도치 않게 변화하는 것을 방지한다.

도 8, 도 9 혹은 도 12에 도시된 바와 같이, 보유지지부(24)에 설치된 중심 구멍(245)의 하부(242a)는 유체 통로(241b)와 연통되어 유체 통로가 형성된다. 도 12는 보유지지부(24)의 수직 단면도이다. 유체 통로(241b)는 베이스부(241)의 대각선 상에 교차하여 형성되어 있고, 하부(242a)는 그 교차점에 접속되어 있다. 또한, 유체 통로(241b)는 유체 통로(246c)와 연통하고 있다.

중심 구멍(245)의 상부에는, 시일 부재(245b) 및 시일 부재(245b)를 중심 구멍(245)에 봉지하는 봉지 부재(245a)가 끼워맞춤되어 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 통로 형성 부재(22a1)의 하단부는 중심 구멍(245)에 삽입되고, 시일 부재(245b)에 의해 그 주위가 기밀(氣密)하게 시일되어 보유지지부(24)에 연결된다. 통로 형성 부재(22a1)는 승강축(22a)과 동축의 통 부재로서, 승강축(22a) 안을 상하로 이동 가능하게 설치되어 있고, 공기의 유통로를 형성한다. 도 10의 상태에서는, 접속부(23)(도 2), 통로 형성 부재(22a1), 유체 통로(241b 및 246c)가 연통한 상태로 되어 있다. 통로 형성 부재(22a1)가 승강축(22a)의 내부를 상하 방향으로 이동 가능하기 때문에, 보유지지부(24)는 승강축(22a)에 대해 기밀성을 유지한 채로 상하 방향으로 변위 가능하다.

<보유지지 유닛의 기능>

보유지지 유닛(21)의 동작예에 대해 도 17을 참조하여 설명한다. 도 17은, 워크를 보유지지할 때의 동작을 나타내고 있다.

상태 ST1은, 도시하지 않은 워크를 상방으로 들어올리기 위해 보유지지 유닛(21)을 하강시키는 상태를 나타내고 있다. 바이어스부(27)의 가압에 의해 가동부(25)가 하방으로 압압되고, 안내면(261a)과 접촉면(251a)이 접촉한 상태에 있다. 즉, 가동부(25) 및 가동부(25)에 지지되어 있는 보유지지부(24)가 승강축(22a)과 동축 상에 위치 결정되어 있다.

상태 ST2는, 보유지지부(24)가 도시하지 않은 워크에 위로부터 접촉한 상태를 나타내고 있다. 이 때, 흡착 패드(246b)의 탄성 변형과 플로팅 기능에 의해, 워크에 대한 보유지지 유닛(21)의 접촉시 충격이 완충된다. 플로팅 기능이란, 바이어스부(27)의 바이어스력에 저항하여 가동부(25) 및 보유지지부(24)가 지지부(26)에 대해 상방으로 변위하는 기능이다.

도 17의 확대도에 도시된 바와 같이, 지지부(26)에 대해 가동부(25)가 상대적으로 상방(화살표 Z1방향)으로 변위하면, 안내면(261a)과 접촉면(251a)이 이간된다. 가동부(25)는, 수평 방향에서의 위치 결정이 해제되고, 화살표 D방향으로 간극(G)만큼 변위 가능하게 된다. 화살표 D는 임의의 수평 방향이다. 즉, 가동부(25) 및 보유지지부(24)는 수평 방향에서의 위치 결정이 해제되지만, 그 자세 변화가 허용된 상태가 된다. 그리고, 이 간극(G)은 상방으로 이동할수록 커진다. 따라서, 들어올리는 워크의 자세(여기서는 수평 자세)에 오차(예를 들어 취출 전의 워크의 수평면에 대한 기울기)가 있어도, 그 자세(기울기)에 적응하여 가동부(25) 및 보유지지부(24)가 변위 또는 그 자세가 변화한다. 이에 따라, 워크에 무리한 힘이 가해지는 것이 방지됨과 동시에, 각각의 흡착 패드(246b)가 워크 보유지지면에 각각 확실히 접촉되어 워크를 정밀도 높고 확실히 흡착 보유지지할 수 있다.

상태 ST2에서, 진공압 흡인을 개시하면, 워크가 보유지지부(24)에 보유지지된다. 그 후, 보유지지 유닛(21)을 상승시키면, 워크가 상방으로 들어올려진다. 보유지지 유닛(21)을 상승시키면, 바이어스부(27)의 가압에 의해 가동부(25)가 하방으로 압압되고, 안내면(261a)에 접촉면(251a)이 안내되며, 둘레방향에서 각각의 안내면(261a)과 접촉면(251a)이 다시 접촉한 상태로 되돌아간다. 즉, 상태 ST1과 마찬가지로, 가동부(25) 및 가동부(25)에 지지되어 있는 보유지지부(24)가 승강축(22a)과 동축 상에 위치 결정된 상태로 되돌아간다. 또한, 이동탑재처에서 보유지지한 워크를 해방할 때에, 가동부(25) 및 보유지지부(24)가 위치 결정된 상태를 유지하여 워크를 해방할 수 있어, 워크의 위치 정밀도의 저하를 방지할 수 있다.

도 18의 상태 ST11, ST12는, 보유지지부(24)를 착탈한 상태를 나타내고 있다. 본 실시형태의 경우, 보유지지 부재(253)가 판 스프링으로 형성되어 있기 때문에, 상태 ST11의 상태로부터 보유지지부(24)를 강하게 하방으로 당기면, 양쪽의 걸어맞춤이 해제되어 가동부(25)로부터 보유지지부(24)가 분리된다.

보유지지부(24)를 재장착할 때에는, 가동부(25)의 내부 공간(S2)에 대해 보유지지부(24)의 피보유지지부(242)를 하방으로부터 상방으로 삽입한다. 안내면(251d)에 접촉면(242b)이 접촉되어 안내됨으로써, 보유지지부(24)의 중심축과 가동부(25)의 중심축이 센터링되어 동축 상에 위치 결정된다. 여기서, 본 실시형태의 경우, 접촉면(251a)과 안내면(261a)의 세트는 아랫방향으로 끝이 가늘어지는 면의 세트이고, 접촉면(242b)과 안내면(251d)의 세트는 윗방향으로 끝이 가늘어지는 면의 세트이다. 즉, 끝이 가늘어지는 방향이 서로 반대방향으로 되어 있다. 또한, 도 17의 예와 마찬가지로, 가동부(25)에 보유지지부(24)를 장착시킬 때에 가동부(25)가 상방으로 변위된다. 장착이 완료되면, 바이어스부(27)의 바이어스력에 의해 가동부(25)가 하방으로 압압되고, 안내면(261a)에 접촉면(251a)이 안내되며, 둘레방향에서 각각의 안내면(261a)과 접촉면(251a)이 다시 접촉한 상태로 되돌아간다. 즉, 가동부(25)의 중심축 및 보유지지부(24)의 중심축이 센터링되어 승강축(22a)과 동축 상에 위치 결정된 상태가 된다. 따라서, 어떤 보유지지부(24)를 가동부(25)로부터 분리하고 새로운 보유지지부(24)를 가동부(25)에 대해 재장착하였다고 해도, 그 새로운 보유지지부(24)를 정밀도 높고 재현성 높게 가동부(25)에 재장착할 수 있다. 그 결과, 보유지지부(24)의 탈착에 따라 워크의 위치 결정 정밀도에 영향이 생기는 일은 없다.

특히, 보유지지부(24)를 워크의 종류에 맞추어 복수 종류 준비하는 경우, 피장착부(242)의 사양을 공통으로 하면, 어떤 보유지지부(24)를 이용하는 경우에도 각각의 보유지지부(24)의 중심축을 중심 축선(L)에 일치시켜 가동부(25)에 장착시키는 것이 가능해진다. 그 결과, 보유지지부(24)에 보유지지시킨 워크를 촬상 장치(6)에 의해 촬상하고, 보유지지부(24)에 대한 워크 보유지지 위치의 산출을 행할 때, 산출 기준이 되는 기준점이 중심 축선(L)이 되기 때문에, 정확하게 워크의 보유지지 위치를 산출할 수 있다. 그 때문에, 보유지지한 워크를 이동탑재처의 이동탑재 위치에 정밀도 높게 이동탑재할 수 있다.

또한, 보유지지한 워크의 자세(방향)를 변경시켜 이동탑재처에 이동탑재하는 경우에도, 중심 축선(L)과 보유지지부(24)의 중심축이 회전의 중심으로 하여 일치한다. 이 때문에, 보유지지한 워크를 회전시켜도 회전시킨 워크의 보유지지 위치를 용이하게 산출할 수 있어, 자세 변경한 워크를 이동탑재처에 정밀도 높게 이동탑재할 수 있다.

<다른 실시형태>

상기 실시형태에서는, 접촉면(251a, 242b) 및 안내면(261a, 251d)을 모두 곡면으로 하였지만, 평탄한 경사면으로 해도 된다. 즉, 끝이 가늘어지는 형상은 원뿔 형상이 아니어도 되고, 각뿔 형상이어도 된다.

상기 실시형태에서는, 접촉면(251a)과 안내면(261a)은 아랫방향으로 끝이 가늘어지는 면으로 하였지만, 윗방향으로 끝이 가늘어지는 면으로 해도 된다. 마찬가지로 접촉면(242b) 및 안내면(251d)은 윗방향으로 끝이 가늘어지는 면으로 하였지만, 아랫방향으로 끝이 가늘어지는 면으로 해도 된다.

상기 실시형태에서는, 지지부(26)에 가동부(25)가 수용되는 구성으로 하였지만, 반대로 지지부(26)의 일부가 가동부(25)에 삽입되는 구성이어도 된다. 마찬가지로 가동부(25)에 보유지지부(24)의 일부가 삽입되는 구성으로 하였지만, 반대로 가동부(25)의 일부가 보유지지부(24)에 삽입되는 구성으로 해도 된다.

본 발명에 대하여 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 후술하는 청구범위에 기재된 범주 내에서 동등한 구조와 기능을 가지는 변형예들을 포함하도록 넓게 해석되어야 한다.

Claims (10)

1. 워크를 보유지지 가능한 보유지지 유닛과,
   상기 보유지지 유닛을 상하 방향으로 이동 가능한 구동 유닛을 구비하고,
   상기 보유지지 유닛은,
   워크를 보유지지 가능한 보유지지부와,
   상기 보유지지부를 지지하는 가동부와,
   상기 가동부를 상하 방향으로 변위가 자유롭게 지지하는 지지부와,
   상기 지지부에 대해 상기 가동부를 아랫방향으로 바이어스시키는 바이어스부를 구비하며,
   상기 지지부는 상기 가동부의 변위를 안내하는 제1 안내면을 가지며,
   상기 가동부는 상기 제1 안내면에 접촉하는 제1 접촉면을 가지며,
   상기 제1 안내면 및 상기 제1 접촉면은, 각각 상기 지지부에 대해 상기 가동부를 아랫방향으로 변위하였을 때에 서로 접촉하여 위치 결정되도록 윗방향 또는 아랫방향으로 끝이 가늘어지는 면인 것을 특징으로 하는 이동탑재 유닛.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 보유지지부는 상하 방향으로 착탈이 자유롭게 상기 가동부에 장착되고,
   상기 가동부는 상기 보유지지부의 장착을 안내하는 제2 안내면을 가지며,
   상기 보유지지부는 상기 제2 안내면에 접촉하는 제2 접촉면을 가지며,
   상기 제2 안내면 및 상기 제2 접촉면은, 각각 상기 가동부에 대해 상기 보유지지부를 장착하였을 때에 서로 접촉하여 위치 결정되도록 윗방향 또는 아랫방향으로 끝이 가늘어지는 면인 것을 특징으로 하는 이동탑재 유닛.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 지지부는 통형 부재이고,
   상기 가동부는, 상기 통형 부재의 내부 공간에 상기 통형 부재의 축방향으로 이동 가능하게 설치되며,
   상기 제1 안내면은 상기 내부 공간의 내벽 일부를 형성하는 원뿔형상의 면이고,
   상기 제1 접촉면은 상기 가동부의 외주면 일부를 형성하는 원뿔형상의 면인 것을 특징으로 하는 이동탑재 유닛.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 구동 유닛은 상기 보유지지 유닛을 상하 방향의 축 둘레로 회동 가능하고,
   상기 제1 안내면은 상기 가동부가 삽입되는, 상기 지지부에 형성된 상기 축과 동축의 제1 구멍의 내벽 일부를 형성하는 제1 깔때기형상의 면이고,
   상기 제2 안내면은 상기 보유지지부가 삽입되는, 상기 가동부에 형성된 상기 축과 동축의 제2 구멍의 내벽 일부를 형성하는 제2 깔때기형상의 면이며,
   상기 제1 접촉면 및 상기 제2 접촉면은, 각각 상기 축과 동축의 원뿔형상의 면인 것을 특징으로 하는 이동탑재 유닛.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 가동부는 상기 보유지지부를 착탈이 자유롭게 보유지지하는 보유지지 부재를 포함하고,
   상기 보유지지부는 상기 보유지지 부재에 의해 보유지지되는 피보유지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동탑재 유닛.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 지지부의 상기 내벽에는 상기 제1 안내면과, 상기 보유지지 부재가 수용되는 오목부가 둘레방향으로 형성되고,
   상기 가동부의 상기 외주면에는 상기 제1 접촉면과, 상기 보유지지 부재의 장착부가 둘레방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이동탑재 유닛.
7. 청구항 4에 있어서,
   상기 가동부에 대한 상기 보유지지부의 상기 축 둘레의 회동을 규제하는 회동 규제 기구를 더 구비하고,
   상기 회동 규제 기구는,
   상기 가동부의 상기 제2 구멍의 내벽으로부터 돌출되게 설치된 회동 규제 부재와,
   상기 보유지지부에 설치되어 상기 회동 규제 부재와 상기 축의 둘레방향으로 걸어맞춤되고, 상기 보유지지부의 꽂고 빼는 방향으로는 걸어맞춤되지 않는 피회동 규제부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동탑재 유닛.
8. 청구항 4에 있어서,
   상기 보유지지부는,
   상기 제2 구멍에 삽입되는 부분을 갖는 본체와,
   상기 본체의 하부에 설치되어 워크를 보유지지하는 툴을 구비하며,
   상기 툴은 워크를 흡착하는 흡착 툴이고,
   상기 구동 유닛은, 상기 보유지지 유닛이 장착되며, 상하로 연장되는 중공의 장착 부재를 가지며,
   상기 장착 부재의 내부에는, 공기의 유통로를 형성하는 통로 형성 부재가 상기 장착 부재 안을 상하로 이동 가능하게 설치되고,
   상기 통로 형성 부재는, 상기 보유지지부에 연결되는 것을 특징으로 하는 이동탑재 유닛.
9. 청구항 1에 기재된 이동탑재 유닛과,
   상기 이동탑재 유닛을 워크의 이동탑재원으로부터 이동탑재처로 이동하는 구동 유닛과,
   청구항 1에 기재된 보유지지부에 보유지지되는 워크를 하방으로부터 촬상하는 촬상 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 이동탑재 장치.
10. 워크를 보유지지 가능한 보유지지부와,
    상기 보유지지부를 지지하는 가동부와,
    제1 방향 및 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 상기 가동부를 변위가 자유롭게 지지하는 지지부와,
    상기 지지부에 대해 상기 가동부를 상기 제1 방향으로 바이어스시키는 바이어스부를 구비하고,
    상기 제1 방향은 상기 보유지지부를 상기 지지부로부터 이간시키는 방향이며,
    상기 지지부는 상기 가동부의 변위를 안내하는 안내면을 가지며,
    상기 가동부는 상기 안내면에 접촉하는 접촉면을 가지며,
    상기 안내면 및 상기 접촉면은, 각각 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 끝이 가늘어지는 면인 것을 특징으로 하는 보유지지 유닛.

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