TW202228943A - 工件搬運用機器手 - Google Patents

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TW202228943A
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佐渡大介
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日商達誼恆股份有限公司
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Abstract

提供一種工件搬運用機器手，其係作成可選擇成使吸附部之自機器手的突出量成為穩定。工件搬運用機器手係包括：支撐板；及至少一個吸附部，係被設置於該支撐板的上面。在該支撐板之該上面，係設置凹部，在該凹部之底部，係設置第1壓力通口與第2壓力通口。該吸附部係包括升降體、彈性體、第1筒狀構件以及第2筒狀構件。該升降體係在該凹部可升降地被引導成具有既定行程距離，且形成在上下方向貫穿之吸入孔。該彈性體係對該升降體總是向上下之其中一方偏壓。該第1筒狀構件係在上下方向可伸縮，其上端以包圍該吸入孔之方式與該升降體連接，且其下端以包圍該第1壓力通口之方式與該凹部的該底部連接。該第2筒狀構件係在上下方向可彈性伸縮，其上端與該升降體連接，且其下端以包圍該第2壓力通口之方式與該凹部的該底部連接。

Description

工件搬運用機器手
本揭示係有關於一種工件搬運用機器手，其係用於基板等之板狀工件的搬運裝置。
以往，已知一種薄板狀工件的搬運裝置，該薄板狀工件係在液晶顯示器之製造所使用的玻璃基板、在半導體之製造所使用的半導體晶圓等。一般，這種搬運裝置係作為機器手臂之端效器，具備機器手，其係具有利用負壓之吸附功能。例如如專利文獻1所示，作為擔任吸附功能的構成，在機器手的上面設置複數個吸附墊。各吸附墊係構成為可選擇使負壓作用之狀態與不作用之狀態。機器手所載置之板狀工件係藉作用於吸附墊之負壓被密接地固持於該吸附墊。藉此，可對該板狀工件不會從機器手滑落地進行高速搬運。
這種板狀工件之搬運裝置係例如，在取出卡匣內所收容之板狀工件後交給處理裝置，或從處理裝置接受板狀工件後收容於卡匣的情況所使用。在取出卡匣內之板狀工件的情況，係在已解除吸附墊之負壓的狀態將機器手插入應取出之板狀工件的下階。在此狀態，使機器手上昇，而將板狀工件載置於機器手，使負壓作用於吸附墊，而密接地固持板狀工件，再從卡匣抽出機器手。另一方面，在將板狀工件收容於卡匣的情況，係使負壓作用於吸附墊，一面將板狀工件密接地固持於機器手，一面將機器手插入卡匣。然後，解除吸附墊之負壓，將板狀工件設定成單純地載置於機器手上之狀態，再使機器手下降，將板狀工件移載至卡匣的棚架部。然後，從卡匣抽出機器手。
近年來，板狀工件進行大型化，而有卡匣內所收容之板狀工件的彎曲量變大的傾向。又，亦有將厚度各自相異的複數片板狀工件個別地(或一起)從卡匣向處理裝置搬運的情況。在此情況，亦可能卡匣內所收容之複數片板狀工件的彎曲量分別相異。
另一方面，在提高處理效率上，對卡匣，係要求使所收容之板狀工件的上下間隔變小，而作成可收容儘量多片的板狀工件。
在專利文獻1，係揭示作成可變更對機器手之各吸附墊的突出量。若依據此構成，例如藉由使吸附墊之突出量變小，即使卡匣內之板狀工件的上下間隔小，亦可在避免與搬運對象的板狀工件以外之其他的板狀工件發生干涉之狀態，將機器手插入卡匣內。
更具體而言，在專利文獻1所揭示之技術內容係如下所示。即，在各吸附墊的下面設置可彈性變形之內外2個下方擴展環狀腳部。藉內側之環狀腳部所規定的內部空間(第1空間)係與第1負壓路徑連接，該第1負壓路徑係具有吸附作用。又，內側的環狀腳部與外側的環狀腳部之間的環狀空間(第2空間)係與第2負壓路徑連接。在本構成，在負壓未作用於第1及第2負壓路徑時，係藉內外之環狀腳部的彈力，吸附墊係相對性地位於高階(即，突出量大)。另一方面，藉由使負壓作用於第2負壓路徑(進而係第2空間)，可使吸附墊相對性地位於低階(即，使突出量變小)。又，藉由使負壓作用於第1負壓路徑，不論吸附墊位於高階或位於低階，都可在吸附墊的上面吸附板狀工件。
在專利文獻1所揭示之構成係對吸附墊總是向上地偏壓之構件(內外雙重之環狀腳部)兼具形成第1空間(欲使負壓作用於吸附墊的上面，而與第1負壓路徑連接的空間)及第2空間(與第2負壓路徑連接的空間)的構件。因此，在將板狀工件密接地固持於吸附墊之狀態(即，使負壓作用於第1負壓路徑之狀態)，吸附墊之突出量不會穩定，而尚有改善的餘地。 [先行專利文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 特開2012－099621號公報
[發明所欲解決的問題]
鑑於這種情況，本揭示係主要的問題在於提供一種工件搬運用機器手，其係作成可選擇成使吸附部之自機器手的突出量成為穩定。 [用以解決問題的手段]
為了解決上述之問題，採用如下的技術性手段。
本揭示所提供之工件搬運用機器手係包括：支撐板；及至少一個吸附部，係被設置於該支撐板的上面。在該支撐板之該上面，係設置凹部，在該凹部之底部，係設置第1壓力通口與第2壓力通口。該吸附部係包括：升降體，係在該凹部可升降地被引導成具有既定行程距離，且形成在上下方向貫穿之吸入孔；彈性體，係對該升降體總是向上下之其中一方偏壓；第1筒狀構件，係上端以包圍該吸入孔之方式與該升降體連接，且下端以包圍該第1壓力通口之方式與該凹部的該底部連接，並在上下方向可伸縮；以及第2筒狀構件，係上端與該升降體連接，且下端以包圍該第2壓力通口之方式與該凹部的該底部連接，並在上下方向可彈性伸縮。
較佳為該第1筒狀構件及該第2筒狀構件係蛇腹狀。
較佳為該彈性體係對該升降體總是向上方偏壓，該第1壓力通口係經由第1開閉閥與負壓源連通，而該第2壓力通口係經由第2開閉閥與追加之負壓源連通。
較佳為該彈性體係對該升降體總是向下方偏壓，該第1壓力通口係經由第1開閉閥與負壓源連通，而該第2壓力通口係經由第2開閉閥與正壓源連通。
較佳為在該升降體的上面，係設置吸附體，其係朝向上方逐漸地擴展，並可彈性變形。 [發明功效]
在該工件搬運用機器手，在將彈性體作成對升降體總是向上地偏壓，並將第1壓力通口及第2壓力通口與別的系統之負壓源連通的情況，在使負壓不作用於第2壓力通口之狀態，係藉彈性體之作用，升降體占上昇位置，而自支撐板之突出量變大。另一方面，在使負壓作用於第2壓力通口之狀態，係抵抗彈性體的彈力，升降體向下方移動，占下降位置，而對支撐板之突出量變小。在升降體占上昇位置的情況，或占下降位置的情況，都藉由使負壓作用於第1壓力通口，而在負壓作用於吸入孔之升降體可吸附並固持工件。這係意指可變更對支撐板之升降體的突出量，且不論升降體的突出量，都可吸附並固持板狀工件。
因此，在卡匣所收容(或應收容)之板狀工件的上下間隔因板狀工件的彎曲(或者，因在上下鄰接的板狀工件之彎曲量的差異)而變小的情況，亦藉由在機器手對卡匣插入或抽出時使升降體的突出量變小，而可適當地進行對卡匣之板狀工件的交接。
又，在該工件搬運用機器手，係設置用以不論升降體之上下位置都使負壓作用於吸入孔的構成(第1筒狀構件)，另外還設置對升降體總是在上下方向偏壓的構成(彈性體)。因此，在負壓作用於吸入孔而吸附並固持板狀工件時，可使升降體之在上下方向的位置成為穩定。
以下，一面參照圖面，一面具體地說明本揭示之較佳的實施形態。
圖1~圖3係表示根據本揭示之一實施形態的工件搬運用機器手。所圖示之工件搬運用機器手A1係包含至少一片支撐板10，並在各支撐板10設置複數個吸附部100。在本實施形態，各吸附部100係在支撐板10的上面被設置成適當地吸附並固持板狀工件，其係被載置於支撐板10上。更正確而言，係如圖3所示，吸附部100係其一部分(下方部分)被收容於凹部內，其他的部分(上方部分)係從該凹部向外部(向比支撐板10之上面更上方)突出，而該凹部係從支撐板10的上面凹下。此外，如從圖4~圖6之理解所示，該凹部內所收容之吸附部100的下方部分係不是固定，因應於吸附部100之運轉狀態而變動。
在本實施形態，支撐板10係從搬運機器人(省略圖示)之臂端所連結的基底構件成一體地在水平方向延伸，且具有一對叉狀爪11，其係在平面圖上成雙叉狀地延伸。支撐板10係由例如如碳纖維強化樹脂板之高剛性輕厘材料所形成。
複數個吸附部100係在本實施形態，在各叉狀爪11的頭端側與基端側被設置於2個位置(共4個位置)。在以下，說明各吸附部100之具體的構成。
在支撐板10，係形成例如在平面圖上圓形的凹部12(參照圖3)，並被設置成將升降體20引導成對凹部12可升降移動固定的行程。環狀的引導體13與凹部12嵌合。此引導體13係具有圓筒內面形之導面131，且具有內向凸緣132，其係與導面131之上端鄰接，並規定升降體20之移動行程的上端。
升降體20係在平面圖上圓形的構件，其係包括外周厚部21與內周薄部22。厚部21係具有圓筒形外面211，並以與該圓筒形外面211之下端鄰接的方式形成外向凸緣212。圓筒形外面211的外徑係與上述之引導體13之內向凸緣132的內徑大致一致。外向凸緣212的外徑係與上述之引導體13之導面131的內徑大致一致。藉此，升降體20係被引導體13引導，並可進行升降移動，藉由升降體20之外向凸緣212與引導體13之內向凸緣132的下面抵接，規定升降行程的上端。
在本實施形態，升降體20係藉至少一個彈性體30總是朝向上方被偏壓。具體而言，係在升降體20的厚部21，在圓周方向各分開120°的3個位置設置朝下筒形凹部213。又，在支撐板10的凹部12，係在分別與該3個筒形凹部213相對向的位置設置3個卡合凹部121。在筒形凹部213與卡合凹部121之各對，配置作為彈性體30之壓縮線圈彈簧。該壓縮線圈彈簧的上端係與升降體20的該筒形凹部213卡合，而下端係與該卡合凹部121卡合。依此方式，3個壓縮線圈彈簧被配置於支撐板10與升降體20之間。
在升降體20之中心位置，係設置在上下厚度方向貫穿的吸入孔221。在吸入孔221，係如以下之說明所示，構成為升降體20位於其升降行程之任一個位置都可使負壓作用。即，在支撐板10之凹部12的底部中央設置第1壓力通口122，且將作為第1筒狀構件41之蛇腹構件設置成其上端包圍吸入孔221並與升降體20的下面連接，而下端包圍第1壓力通口122並與支撐板10之凹部12連接，該第1筒狀構件41係在上下方向可伸縮。第1筒狀構件41(蛇腹構件)之材質係係橡膠是適合，但是，本揭示係不限定為此。
另一方面，欲抵抗上述之彈性體30的彈力，而使升降體20下降，設置利用負壓之作用的構成。具體而言，係在支撐板10之凹部23的底部設置第2壓力通口123，且設置作為第2筒狀構件42之蛇腹構件，該第2筒狀構件42係在上下方向可伸縮。蛇腹構件之上端係與升降體20的下面連接，而下端係包圍第2壓力通口42並與支撐板10之凹部12連接。第1筒狀構件42(蛇腹構件)之材質係係橡膠是適合，但是，本揭示係不限定為此。在本實施形態，由第2壓力通口123及第2筒狀構件42所構成的構成被設置於3個位置，該3個位置係繞升降體20之中心在圓周方向各分開120°。
第1壓力通口122係經由第1負壓路徑51與真空泵等之負壓源610連通，該第1負壓路徑51係在中途具有第1開閉閥511。第2壓力通口123係經由第2負壓路徑52與真空泵等之負壓源620連通，該第2負壓路徑52在中途具有第2開閉閥522。在本實施形態，第1負壓路徑51係在支撐板10的區域，在支撐板10的下面形成凹槽14，並藉由以薄板15塞住該凹槽14之下部開口所形成。第2負壓路徑52亦一樣，在支撐板10的下面形成凹槽14，並藉由以共用之薄板15塞住該凹槽14之下部開口所形成。
在本實施形態，係在升降體20的上面，以包圍吸入孔221之方式設置吸附體23，其係朝向上方逐漸地擴展。吸附體23係例如是橡膠製，可彈性變形。作為別的例子，亦可是不設置這種吸附體23的構成。
其次，說明該工件搬運用機器手A1之作用效果。
如圖3所示，在藉第2開閉閥522的動作遮斷對第2壓力通口123之負壓時，升降體20係藉彈性體30(壓縮線圈彈簧31)之向上的偏壓力位於昇降行程的上端，而對支撐板10之突出量變大。另一方面，如圖5所示，負壓作用於第2壓力通口123時，作為第2筒狀構件42之蛇腹構件收縮，而升降體20係對支撐板10之突出量變小。在本實施形態，彈性體30係繞升降體20之中心以等間隔被配置於3個位置，並用以使升降體20下降之元件亦繞升降體20之中心以等間隔被配置於3個位置，該元件係由第2壓力通口123及第2筒狀構件42(蛇腹構件)所構成。因此，可使升降體20圓滑地升降，避免發生如下的情形，升降體20因在昇降過程傾斜等，在與引導體13之間發生扭歪，而被鎖住。
如圖4及圖6所示，在升降體20位於昇降行程之上端時，或位於昇降行程之下端時，都藉第1開閉閥511的動作，使負壓作用於第1壓力通口122時，經由第1筒狀構件41，負壓作用於升降體20之吸入孔221或吸附體23。藉此，可從板狀工件W之下面適當地吸附並固持板狀工件W，其係被載置於該工件搬運用機器手A1。
依此方式，該構成之工件搬運用機器手A1係可適當地變更對支撐板10之升降體20的突出量，且不論升降體20的突出量，都可吸附並固持板狀工件W。
因此，例如在卡匣所收容之板狀工件W的上下間隔因一片板狀工件W的彎曲(或者，因在上下鄰接的板狀工件W之彎曲量的差異)而變小的情況，亦藉由在工件搬運用機器手A1對卡匣插入或抽出時使升降體20的突出量變小，而可適當地進行對卡匣之板狀工件W的交接。
在該工件搬運用機器手A1，係設置用以不論升降體20之上下位置都使負壓作用於吸入孔221的構成(第1筒狀構件41)，另外還設置對升降體20總是在上下方向偏壓的構成(彈性體30)。藉此，在負壓作用於吸入孔221而吸附並固持板狀工件W時，可使升降體20之在上下方向的位置成為穩定。
本揭示係不是被限定為上述之實施形態，亦可如以下所示改變上述之實施形態。
即，作為彈性體30，例如亦可藉由使用拉伸線圈彈簧，對升降體20總是向下偏壓。另一方面，作為應作用於第2壓力通口123的壓力源，亦可使用產生正壓的裝置(例如壓縮機)。
在此改變例的情況，在藉第2開閉閥的動作遮斷對第2壓力通口123之正壓時，升降體20係藉彈性體30(拉伸線圈彈簧)之向下的偏壓力位於昇降行程的下端，而對支撐板10之突出量變小。另一方面，正壓作用於第2壓力通口123時，第2筒狀構件42(蛇腹構件)伸長，升降體20係位於昇降行程的上端，而對支撐板10之突出量變大。
在升降體20位於昇降行程之上端時，或位於昇降行程之下端時，都藉第1開閉閥511的動作，使負壓作用於第1壓力通口122時，經由第1筒狀構件41(蛇腹構件)，負壓作用於升降體20之吸入孔221或吸附體23。藉此，板狀工件W之下面被吸附，而可適當地固持該板狀工件W，其係被載置於該工件搬運用機器手A1。
各請求項所記載之事項係在本揭示之技術構想的範圍內可適當地變更。
A1:工件搬運用機器手 W:板狀工件 10:支撐板 11:叉狀爪 12:凹部 121:卡合凹部 122:第1壓力通口 123:第2壓力通口 13:引導體 14:凹槽 15:薄板 20:升降體 21:厚部 211:圓筒形外面 212:外向凸緣 213:筒形凹部 22:薄部 221:吸入孔 23:凹部 30:彈性體 31:壓縮線圈彈簧 41:第1筒狀構件 42:第2筒狀構件 51:第1負壓路徑 52:第2負壓路徑 100:吸附部 610,620:負壓源
圖1係表示根據本揭示的一實施形態之工件搬運用機器手的平面圖。 圖2係圖1之B部放大平面模式圖。 圖3係沿著圖2之Ⅲ－Ⅲ線的剖面圖。 圖4係該工件搬運用機器手之作用說明圖，係相當於沿著圖2之Ⅲ－Ⅲ線之剖面的圖。 圖5係該工件搬運用機器手之作用說明圖，係相當於沿著圖2之Ⅲ－Ⅲ線之剖面的圖。 圖6係該工件搬運用機器手之作用說明圖，係相當於沿著圖2之Ⅲ－Ⅲ線之剖面的圖。
A1:工件搬運用機器手
10:支撐板
11:叉狀爪
12:凹部
121:卡合凹部
122:第1壓力通口
123:第2壓力通口
13:引導體
131:導面
132:內向凸緣
14:凹槽
15:薄板
20:升降體
21:厚部
211:圓筒形外面
212:外向凸緣
213:筒形凹部
22:薄部
221:吸入孔
23:凹部
30:彈性體
31:壓縮線圈彈簧
41:第1筒狀構件
42:第2筒狀構件
51:第1負壓路徑
511:第1開閉閥
52:第2負壓路徑
522:第2開閉閥
100:吸附部
610,620:負壓源

Claims (5)

  1. 一種工件搬運用機器手，其係包括：支撐板；及至少一個吸附部，係被設置於該支撐板的上面；該工件搬運用機器手係： 在該支撐板之該上面，係設置凹部，在該凹部之底部，係設置第1壓力通口與第2壓力通口； 該吸附部係包括： 升降體，係在該凹部可升降地被引導成具有既定行程距離，且形成在上下方向貫穿之吸入孔； 彈性體，係對該升降體總是向上下之其中一方偏壓； 第1筒狀構件，係上端以包圍該吸入孔之方式與該升降體連接，且下端以包圍該第1壓力通口之方式與該凹部的該底部連接，並在上下方向可伸縮；以及 第2筒狀構件，係上端與該升降體連接，且下端以包圍該第2壓力通口之方式與該凹部的該底部連接，並在上下方向可彈性伸縮。
  2. 如請求項1之工件搬運用機器手，其中該第1筒狀構件及該第2筒狀構件係蛇腹狀。
  3. 如請求項1或2之工件搬運用機器手，其中該彈性體係對該升降體總是向上方偏壓，該第1壓力通口係經由第1開閉閥與負壓源連通，而該第2壓力通口係經由第2開閉閥與追加之負壓源連通。
  4. 如請求項1或2之工件搬運用機器手，其中該彈性體係對該升降體總是向下方偏壓，該第1壓力通口係經由第1開閉閥與負壓源連通，而該第2壓力通口係經由第2開閉閥與正壓源連通。
  5. 如請求項1至4中任一項之工件搬運用機器手，其中在該升降體的上面，係設置吸附體，其係朝向上方逐漸地擴展，並可彈性變形。
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