WO2023127061A1 - ワーク保持機構、ワーク処理装置及びワーク保持方法 - Google Patents

ワーク保持機構、ワーク処理装置及びワーク保持方法 Download PDF

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WO2023127061A1
WO2023127061A1 PCT/JP2021/048699 JP2021048699W WO2023127061A1 WO 2023127061 A1 WO2023127061 A1 WO 2023127061A1 JP 2021048699 W JP2021048699 W JP 2021048699W WO 2023127061 A1 WO2023127061 A1 WO 2023127061A1
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WO
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work
lower processing
holding mechanism
sensor
gripping
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Application number
PCT/JP2021/048699
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English (en)
French (fr)
Inventor
徹 石井
浩伸 渡邉
裕隆 竹山
Original Assignee
ヤマハファインテック株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/20—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work before or after the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/22—Control or regulation of position of tool or workpiece
    • B23Q15/24—Control or regulation of position of tool or workpiece of linear position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor

Definitions

  • the present invention relates to a work holding mechanism, a work processing device, and a work holding method.
  • Work treatment devices such as a punching device for punching a plate-shaped or sheet-shaped work and an electrical inspection device for inspecting the electrical characteristics of the work are known. These work processing apparatuses position a work at a predetermined position on the lower processing section and then perform necessary processing on the work. In these work processing apparatuses, it is desired that the work can be easily held at a desired interval with respect to the lower processing section so that the work can be processed as desired.
  • Patent Document 1 punching with a punch and NC positioning of the green sheet are repeated while the stripper is held at a lowered position where the green sheet (work) is guided with a small gap between it and the lower die.
  • a high speed CNC punching press is described which is capable of.
  • Patent Document 1 describes punching a reference hole in the green sheet while the green sheet placed on the work pallet is elastically pressed against the upper surface of the die plate by a stripper. .
  • An object of the present invention is to provide an apparatus and a work holding method.
  • a work holding mechanism is a work holding mechanism that holds a plate-like or sheet-like work on a lower processing part with a gap from the surface of the lower processing part, the work holding mechanism having a plane A frame provided so as to at least partially surround a peripheral edge of the work in view, a plurality of gripping portions arranged in the frame to grip the peripheral edge of the work, and heights of the plurality of gripping portions.
  • a first sensor capable of acquiring information
  • a calculating unit that calculates a distance of each of the gripping units from the lower processing unit based on the height information acquired by the first sensor
  • a height adjusting unit that adjusts the height of the plurality of gripping units from the lower processing unit based on the calculated distance.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a work holding mechanism according to one embodiment of the present invention and main parts of a work processing apparatus provided with this work holding mechanism.
  • 2 is a schematic front view showing the work holding mechanism of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a work holding method using the work holding mechanism of FIG. 4 is a schematic front view showing the procedure for measuring the vertical distance between the second sensor and the first sensor in the workpiece holding method of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a schematic front view showing the procedure for measuring the vertical distance between the second sensor and the surface of the lower processing section in the work holding method of FIG. 3.
  • FIG. FIG. 6 is a schematic front view showing a procedure for acquiring height information of the gripping portion in the workpiece holding method of FIG. 3.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view showing the main parts of a work processing apparatus provided with a work holding mechanism according to a form different from the work holding mechanism of FIG.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a work holding method using the work holding mechanism of FIG.
  • FIG. 9 is a schematic perspective view showing the main parts of a work processing apparatus provided with a work holding mechanism according to a form different from the work processing mechanisms of FIGS. 1 and 7.
  • FIG. FIG. 10 is a modification of the frame of FIGS. 1, 7 and 9. FIG.
  • a work holding mechanism is a work holding mechanism that holds a plate-like or sheet-like work on a lower processing part with a gap from the surface of the lower processing part, the work holding mechanism having a plane A frame provided so as to at least partially surround a peripheral edge of the work in view, a plurality of gripping portions arranged in the frame to grip the peripheral edge of the work, and heights of the plurality of gripping portions.
  • a first sensor capable of acquiring information
  • a calculating unit that calculates a distance of each of the gripping units from the lower processing unit based on the height information acquired by the first sensor
  • a height adjusting unit that adjusts the height of the plurality of gripping units from the lower processing unit based on the calculated distance.
  • the first sensor may be arranged in the lower processing section.
  • the work holding mechanism may further include a second sensor capable of detecting the height position of the first sensor with reference to the surface of the lower processing section.
  • the frame has a pair of arms that face each other with the work sandwiched therebetween, and that the gripping portion protrudes from the facing surfaces of the arms in an expandable and contractable manner.
  • a pair of gripping parts may be arranged with a gap on each of the arms.
  • the work holding mechanism may further include a third sensor capable of detecting the amount of deflection of the work.
  • the height adjuster is provided so that the height of the frame can be adjusted wholly or partially.
  • a work processing device includes the work holding mechanism.
  • a work holding method is a work holding method in which a plate-like or sheet-like work is held on a lower processing section with a gap from the surface of the lower processing section. and a work holding mechanism including a frame provided so as to at least partially surround the periphery of the work in plan view, and a plurality of gripping portions arranged in the frame and gripping the periphery of the work. obtained by acquiring height information of each of the plurality of gripping portions, and calculating the distance of each of the gripping portions from the lower processing portion based on the acquired height information; Heights of the plurality of gripping portions from the lower processing portion are adjusted based on the distance.
  • the calculating unit calculates the distance from the lower processing unit for each of the plurality of gripping units, and the height adjusting unit calculates the distance from the plurality of gripping units. is adjusted from the lower processing portion, the workpiece can be easily held at a desired distance from the surface of the lower processing portion.
  • the work processing apparatus 1 of FIG. 1 includes a lower processing section 2 and an upper processing section 3 facing the lower processing section 2 with a work P therebetween.
  • the lower processing section 2 has a main body 2a arranged below the work P with a space therebetween, and a base 2b for supporting the main body 2a.
  • the upper surface of the main body 2a is arranged horizontally (within the XY plane).
  • the upper surface of the main body 2a constitutes the surface 2c of the lower processing section 2.
  • the terms “upper”, “lower” and “horizontal” refer to “upper", “lower” and “horizontal” in the general usage of the work processing apparatus. It is not intended to be a limiting configuration.
  • Examples of the work processing device 1 include a punching device that punches the work P, an electrical inspection device that inspects the electrical characteristics of the work P, and the like.
  • the workpiece processing device 1 is a punching device
  • the upper processing section 3 is provided with a punch for making holes.
  • the lower processing section 2 is provided with a hole into which the punch is inserted.
  • the work processing device 1 is an electrical inspection device
  • the upper processing section 3 and the lower processing section 2 are provided with a plurality of probes capable of contacting the work P.
  • the specific configuration of the lower processing section 2 can be designed according to the type of work processing device 1.
  • the lower processing section 2 may have only the function of supporting the workpiece P from below.
  • the work processing apparatus 1 includes a work holding mechanism 10 that holds a plate-like or sheet-like work P on the lower processing section 2 with a gap from the surface 2c of the lower processing section 2.
  • the work holding mechanism 10 itself is an aspect of the present invention. The work holding mechanism 10 will be described in detail below.
  • the work holding mechanism 10 includes a frame body 11 provided so as to at least partially surround the periphery of the work P in a plan view, and the frame body 11 arranged to hold the periphery of the work P.
  • a first sensor 13 capable of acquiring height (position in the Z direction) information of each of the plurality of gripping portions 12; and height information acquired by the first sensor 13.
  • a calculation unit 14 for calculating the distance (Z-direction distance) from the lower processing unit 2 to each of the grasping units 12;
  • a height adjustment section 15 for adjusting the height from the section 2 is provided.
  • the work holding mechanism 10 also includes a second sensor 16 capable of detecting the height position of the first sensor 13 with the surface 2c of the lower processing section 2 as a reference. Further, the work holding mechanism 10 includes a two-dimensional movement mechanism 17 capable of moving the frame 11 in a horizontal plane (in the XY plane).
  • the frame 11 has a pair of arms 20 (a first arm 20a and a second arm 20b) facing each other with the workpiece P interposed therebetween, and a connecting portion 21 connecting the first arm 20a and the second arm 20b.
  • the first arm 20a and the second arm 20b are arranged in parallel.
  • the first arm 20a, the second arm 20b, and the connecting portion 21 are generally U-shaped in plan view.
  • Grips 12 are arranged on the first arm 20a and the second arm 20b, respectively.
  • the first arm 20a and the second arm 20b may be provided movably in the longitudinal direction (X direction) of the connecting portion 21 .
  • first arm 20a and the second arm 20b are movable in the longitudinal direction of the connecting portion 21, it is easy to adjust the distance between the first arm 20a and the second arm 20b so as to correspond to the size of the workpiece P. Moreover, according to this configuration, by applying tension to the work P in the longitudinal direction of the connection portion 21, it is easy to suppress the bending of the work P. As shown in FIG.
  • the gripping portion 12 is arranged above the lower processing portion 2 while being separated from the lower processing portion 2 .
  • the grasping portion 12 protrudes from the facing surfaces of the first arm 20a and the second arm 20b so as to be able to expand and contract. Since the gripping portion 12 is configured to be extendable in this way, tension can be applied to the work P in the horizontal direction, and bending of the work P can be easily suppressed. In addition, by suppressing the bending of the work P, it is easy to arrange the entire work P parallel to the surface 2c of the lower processing section 2 .
  • the expansion and contraction direction of the grasping portion 12 may be, for example, one of the facing directions (X direction) of the pair of arms 20 .
  • the gripping portion 12 may be configured to be extendable in directions other than the X direction, such as the longitudinal direction (Y direction) of the pair of arms 20 . Since the gripping portion 12 can be expanded and contracted in directions other than the X direction, it is easy to apply tension to the workpiece P in a desired direction.
  • the gripping part 12 may be provided so as to be movable in the longitudinal direction of the pair of arms 20 so as to correspond to the size of the work P.
  • the grip part 12 has a fixed part 12a fixed to the arm 20 and a movable part 12b arranged slidably with respect to the fixed part 12a.
  • a claw 12c capable of gripping a workpiece P is provided at the tip of the movable portion 12b (the tip on the side protruding from the facing surface of the arm 20).
  • Each gripping portion 12 has a fixed portion 12a and a movable portion 12b, and a claw 12c is provided at the tip of the movable portion 12b, which facilitates applying tension to the workpiece P.
  • a guide rail extending in the facing direction (X direction) of the pair of arms 20 is provided on the fixed portion 12a.
  • the movable portion 12b is slidably provided along the guide rails in the direction in which the pair of arms 20 face each other.
  • the claw 12c has an upper claw that contacts the work P from above and a lower claw that contacts the work P from below.
  • the claws 12c are configured to grip the workpiece P by driving an actuator (not shown), for example.
  • a pair of gripping portions 12 are arranged on each arm 20 with a gap therebetween.
  • the interval between the pair of gripping portions 12 provided on the first arm 20a and the interval between the pair of gripping portions 12 provided on the second arm 20b are equal.
  • the pair of gripping portions 12 provided on the first arm 20a and the pair of gripping portions 12 provided on the second arm 20b face each other in the expansion/contraction direction (X direction).
  • the work holding mechanism 10 is configured to be able to hold the four corners of the work P by the four holding portions 12 .
  • the first sensor 13 is arranged in the lower processing section 2 .
  • the first sensor 13 By arranging the first sensor 13 in this way, it is possible to easily acquire height information of the lower surfaces of the plurality of gripping portions 12 with the lower processing portion 2 as a reference. Since the height of the workpiece P in the state of being gripped by the gripping part 12 is highly correlated with the height of the lower surface of the gripping part 12, by acquiring the height information of the lower surface of the gripping part 12, the workpiece P can be processed from the lower side. It is easy to hold the surface 2c of the portion 2 at a desired distance.
  • the number of first sensors 13 in the workpiece holding mechanism 10 is not particularly limited, and for example, it is possible to provide a plurality of first sensors 13 so as to correspond to the number of gripping portions 12 on a one-to-one basis.
  • the work holding mechanism 10 preferably has only one first sensor 13 .
  • the work holding mechanism 10 is preferably configured to obtain height information of the plurality of gripping portions 12 using the single first sensor 13 . More specifically, the work holding mechanism 10 uses a two-dimensional movement mechanism 17 to move each of the plurality of gripping portions 12 above a single first sensor 13 , and the first sensor 13 moves each gripping portion 12 . It is preferably configured to acquire height information of the By configuring in this way, it is possible to suppress the occurrence of height errors between the plurality of gripping portions 12 and to suppress the cost of the entire device.
  • the type of the first sensor 13 is not particularly limited, and includes contact sensors and non-contact sensors, for example. Among them, a contact sensor is preferable as the first sensor 13 . Since the first sensor 13 is a contact sensor, the height information of the plurality of grips 12 can be obtained easily and with high accuracy. For example, using the two-dimensional movement mechanism 17, the gripping portion 12, more specifically, the claw 12c of the gripping portion 12, is moved above the detection portion of the first sensor 13, and then the gripping portion 12 is lowered to move the claws. It is possible to acquire height information of the lower surface of the claw 12c (contact surface with the first sensor 13) at the time when the claw 12c contacts the detection unit.
  • the detection portion of the first sensor 13 preferably protrudes above the surface 2c of the lower processing portion 2. Further, the detection section may be configured to move back and forth between a first position protruding above the surface 2c of the lower processing section 2 and a second position lower than the first position. preferable.
  • the calculation unit 14 includes an arithmetic processing unit such as a CPU (Central Processing Unit) and a storage unit such as a semiconductor memory or fixed disk that temporarily or permanently stores various information. In the present embodiment, the calculation unit 14 calculates, based on the XYZ coordinate system position information, the lower processing unit 2 and the fixed portion 12a can be calculated.
  • arithmetic processing unit such as a CPU (Central Processing Unit)
  • a storage unit such as a semiconductor memory or fixed disk that temporarily or permanently stores various information.
  • the calculation unit 14 calculates, based on the XYZ coordinate system position information, the lower processing unit 2 and the fixed portion 12a can be calculated.
  • the work holding mechanism 10 is configured so that the height information of the claw 12c can be obtained by the first sensor 13, as described above. Therefore, by subtracting the height of the claw 12c from the vertical distance of the fixed portion 12a, the calculator 14 can obtain the amount of change in the height of the claw 12c relative to the fixed portion 12a based on the deflection of the movable portion 12b. As a result, by taking this change amount into consideration, the height positions of the plurality of gripping portions 12 can be appropriately adjusted by the height adjusting portion 15, which will be described later.
  • the height adjuster 15 is provided so that the height of the frame 11 can be adjusted wholly or partially.
  • the height adjustment unit 15 includes a first moving unit 15a connected to the frame 11 and the two-dimensional moving mechanism 17 and capable of moving the frame 11 in the vertical direction, and a control for controlling the movement of the first moving unit 15a and the like. and unit 15b.
  • the control unit 15b may be configured integrally with the calculator 14 described above.
  • the work holding mechanism 10 adjusts the height of the frame 11 entirely or partially by means of the height adjuster 15, thereby adjusting the vertical distance between the surface 2c of the lower processing section 2 and the plurality of gripping sections 12. can be easily optimized.
  • the first moving unit 15a is connected to the connecting portion 21 of the frame 11 and the two-dimensional movement mechanism 17, and is configured to allow the frame 11 to move vertically with respect to the two-dimensional movement mechanism 17.
  • a specific configuration of the first moving unit 15a is not particularly limited, and for example, it may be configured to have a guide rail and a slider that moves along the guide rail by rotation of a ball screw (first moving unit 15a).
  • a specific configuration of the moving unit 15a is not shown).
  • the control unit 15b adjusts the height of the frame 11 based on the distance from the lower processing section 2 of each gripping section 12 calculated by the calculation section 14.
  • the control unit 15b controls the height of the frame 11 through numerical control so that the distances of the plurality of gripping portions 12 from the surface 2c of the lower processing portion 2 are appropriate.
  • the control unit 15b may adjust the heights of the plurality of grips 12 by controlling only the movement of the first moving unit 15a.
  • control unit 15b for example, among the plurality of gripping portions 12, based on the distance between the gripping portion 12 having the smallest distance from the lower processing portion 2 and the surface 2c of the lower processing portion 2, a plurality of The distance between the gripping portion 12 and the surface 2c of the lower processing portion 2 can be controlled. Further, the control unit 15b controls, for example, the length of protrusion of the movable portion 12b in the gripping portion 12, thereby adjusting the amount of deflection of the movable portion 12b, thereby adjusting the gripping height of the workpiece P for each gripping portion 12. It may be provided as follows. Further, the control unit 15b may be provided so as to control the height and inclination of the first arm 20a and the second arm 20b, or may be provided so as to control the inclination of the entire frame 11.
  • the second sensor 16 is arranged on the frame 11 . More specifically, the second sensor 16 is arranged on the connecting portion 21 of the frame 11 .
  • the second sensor 16 is a non-contact sensor. Examples of the second sensor 16 include distance sensors such as laser distance sensors and ultrasonic distance sensors.
  • the second sensor 16 is configured to be able to detect, for example, the distance between the frame 11 and the detection portion of the first sensor 13, the distance between the frame 11 and the surface 2c of the lower processing portion 2, and the like.
  • the second sensor 16 can detect the height position of the first sensor 13 with the surface 2c of the lower processing section 2 as a reference. Specifically, the second sensor 16 measures the vertical distance between the upper end portion 13a of the detection portion of the first sensor 13 and the surface 2c of the lower processing portion 2 in a state where the height position of the frame 11 is constant. By subtracting the vertical distance to the upper end portion 13a of the first sensor 13 from the vertical distance to the surface 2c of the lower processing portion 2, the surface 2c of the lower processing portion 2 is used as a reference. The height position of the first sensor 13, more specifically, the protrusion distance of the upper end portion 13a of the detection portion of the first sensor 13 can be detected. By including the second sensor 16 , the work holding mechanism 10 can easily adjust the heights of the plurality of gripping portions 12 while using a contact sensor as the first sensor 13 .
  • the two-dimensional movement mechanism 17 for example, a movement mechanism that can freely move in two orthogonal axial directions (X direction and Y direction) in a horizontal plane can be used.
  • the two-dimensional movement mechanism 17 is configured to be able to control the position of the frame 11 in the horizontal plane by numerical control.
  • a plate-like or sheet-like work P is held on the lower processing section 2 with a gap between it and the surface 2c of the lower processing section 2.
  • the work holding method includes a frame 11 provided so as to at least partially surround the periphery of the work P in plan view, and a plurality of gripping portions 12 arranged on the frame 11 and gripping the periphery of the work P. It is performed using the work holding mechanism 10 provided. As shown in FIG. 3, the work holding method derives the protrusion distance of the first sensor 13 from the lower processing section 2 (S1), acquires the height information of the gripping section 12 (S2), 12 from the lower processing section 2 is calculated (S3), and the height of the grip section 12 is adjusted (S4).
  • the protrusion distance C of the upper end portion 13a of the detection portion of the first sensor 13 from the surface 2c of the lower processing portion 2 is derived.
  • Derivation of the protrusion distance C can be performed by the calculator 14, for example.
  • height information of the lower surface of the claw 12c for each grip portion 12 is acquired.
  • the claw 12c is lowered. Height information of the lower surface of the claw 12c (contact surface with the first sensor 13) is acquired.
  • the workpiece holding mechanism 10 calculates the distance from the lower processing section 2 for each of the plurality of gripping sections 12 by the calculating section 14, and then adjusts the lower processing section of the plurality of gripping sections 12 by the height adjusting section 15. Since the height from 2 is adjusted, the entire workpiece P can be easily held with a desired spacing from the surface 2c of the lower processing section 2.
  • the workpiece holding mechanism 10 can control the height of the gripping portion 12 with reference to the lower surface of the claws 12c of each gripping portion 12, the entire workpiece P can be placed against the surface 2c of the lower processing portion 2 at a desired height. Easier to hold at intervals.
  • the work processing apparatus 1 includes the work holding mechanism 10, the entire work P can be easily held on the surface 2c of the lower processing section 2 at a desired interval.
  • the distance from the lower processing section 2 is calculated for each of the plurality of gripping sections 12, and then the height of the plurality of gripping sections 12 from the lower processing section 2 is adjusted.
  • the entire workpiece P can be easily held at a desired distance from the surface 2c of the processing section 2. As shown in FIG.
  • a work processing device 31 of FIG. 7 includes a lower processing section 2 and an upper processing section 3 facing the lower processing section 2 with a work P interposed therebetween. Further, the work processing apparatus 31 includes a work holding mechanism 30 that holds a plate-like or sheet-like work P on the lower processing section 2 with a gap from the surface 2c of the lower processing section 2. As shown in FIG. In the work processing apparatus 31, a flexible sheet-like work P is preferably used as the work P. As shown in FIG. The work holding mechanism 30 includes a third sensor 32 capable of detecting the amount of deflection of the work P. As shown in FIG. The work holding mechanism 30 has the same configuration as the work holding mechanism 10 of FIGS. 1 and 2 except that it has a third sensor 32 . Therefore, only the third sensor 32 will be described below.
  • the third sensor 32 is arranged above the workpiece P. As shown in FIG.
  • the third sensor 32 is a non-contact sensor. Examples of the third sensor 32 include distance sensors such as laser distance sensors and ultrasonic distance sensors.
  • the third sensor 32 measures the vertical distance between the third sensor 32 and the workpiece P, for example, and detects the amount of deflection of the workpiece P by subtracting the vertical distance when the workpiece P is not deflected from this vertical distance. Further, the third sensor 32 may be configured to directly detect the deflection amount of the work P using light reflected from the work P or ultrasonic waves.
  • a plate-like or sheet-like work P is held on the lower processing section 2 with a gap between it and the surface 2c of the lower processing section 2.
  • the amount of deflection of the work P is detected (S11)
  • the amount of deflection of the work P is adjusted (S12)
  • the projection distance of the first sensor 13 from the lower processing section 2 is derived (S13).
  • the height information of the grip portion 12 is acquired (S14)
  • the distance of the grip portion 12 from the lower processing portion 2 is calculated (S15), and the height of the grip portion 12 is adjusted (S16).
  • steps from S13 onward can be performed in the same procedure as in the work holding method of FIG. Therefore, only S11 and S12 will be described below.
  • the work holding mechanism 30 can detect the deflection amount of the work P by the third sensor 32 . Therefore, by moving the movable portion 12b of the gripping portion 12 in the horizontal direction based on this detection result, the tension applied to the work P can be adjusted, and the bending amount of the work P can be reduced. As a result, the entire workpiece P can be held more parallel to the surface 2 c of the lower processing section 2 .
  • the work processing device 31 includes the work holding mechanism 30 , the entire work P can be held more parallel to the surface 2 c of the lower processing section 2 .
  • a work processing apparatus 41 of FIG. 9 includes a lower processing section 2 and an upper processing section 3 facing the lower processing section 2 with a work P interposed therebetween.
  • the work processing apparatus 41 also includes a work holding mechanism 40 that holds a plate-like or sheet-like work P on the lower processing section 2 with a gap from the surface 2 c of the lower processing section 2 .
  • the work holding mechanism 40 has a second moving unit 45a capable of vertically moving each gripping part 12 independently with respect to the frame 11 .
  • the second moving unit 45a is connected to the frame 11 and the grip portion 12 .
  • the second moving unit 45a is provided in one-to-one correspondence with each gripper 12 .
  • the second moving unit 45a is configured to be controllable by the control unit 15b.
  • a specific configuration of the second moving unit 45a is not particularly limited, and for example, it may be configured to have a guide rail and a slider that moves along the guide rail by rotation of a ball screw (second moving unit 45a).
  • a specific configuration of the moving unit 45a is not shown).
  • the workpiece holding mechanism 40 is provided in one-to-one correspondence with the gripping portions 12 and has a second moving unit 45a connected to each gripping portion 12 and the frame body 11.
  • the heights of the plurality of gripping portions 12 can be easily adjusted so that the heights from the lower processing portion 2 are the same. As a result, the entire workpiece P can be easily and reliably held parallel to the surface 2c of the lower processing section 2.
  • the work processing device 41 includes the work holding mechanism 40 , the entire work P can be easily and reliably held parallel to the surface 2 c of the lower processing section 2 .
  • the heights of the plurality of gripping portions 12 can be easily adjusted so that the heights of the plurality of gripping portions 12 from the lower processing portion 2 are the same.
  • the entire work P can be held parallel to the surface 2c of the portion 2 easily and reliably.
  • the frame 51 of FIG. 10 can be used in place of the frame 11 of FIGS.
  • the frame body 51 includes a pair of arms 52 (a first arm 52a and a second arm 52b) facing each other across the workpiece P, and a pair of connection portions 53 (a first connection portion) connecting the first arm 52a and the second arm 52b. a portion 53a and a second connection portion 53b).
  • the first connecting portion 53a connects the ends of the pair of arms 52 on one side.
  • the second connecting portion 53b connects the ends of the pair of arms 52 on the other side.
  • the frame 51 has a structure in which the free ends of the pair of arms 20 of the frame 11 shown in FIGS. 1, 7 and 9 are connected to each other by a second connecting portion 53b.
  • the pair of arms 52 and the pair of connecting portions 53 are generally ring-shaped in plan view, more specifically square ring-shaped in plan view.
  • the rigidity of the frame body 51 can be increased by connecting the pair of arms 52 to each other by the second connection portion 53b.
  • the weight of the frame body 51 can be increased compared to the frame body 11 shown in FIGS. 1, 7 and 9 by having the second connecting portion 53b. Therefore, it is also preferable to suppress the weight increase of the second connection portion 53b by, for example, making the volume smaller than that of the first connection portion 53a.
  • the third sensor 32 shown in FIG. 7 can be arranged in the work processing apparatus 1 and work holding mechanism 10 shown in FIGS.
  • the work holding mechanism can also be used to adjust the heights of the plurality of gripping portions when the heights of the gripping portions are different due to the inclination of the frame or the like. For example, in the above-described S2, the work holding mechanism lowers the frame from a predetermined position, obtains the vertical movement distance for each gripping part until the lower surface of the claw contacts the first sensor, and calculates the movement distance.
  • the movable portion does not bend, or if the bending of the movable portion can be ignored, in S2 described above, the portions other than the claws (for example, the fixed portion) of the gripping portion are moved to the first sensor. can also be brought into contact with
  • the work holding mechanism uses, for example, a distance sensor such as a laser distance sensor or an ultrasonic distance sensor as the first sensor, and height information of each gripping portion acquired by the first sensor (the first sensor and each The difference in height between the plurality of gripping portions may be obtained using the vertical distance from the gripping portion, and the heights of the plurality of gripping portions may be adjusted so as to eliminate this difference. Also, at this time, a reference position of the frame may be determined, and the height position of each gripping portion may be adjusted so that the vertical distance between this reference position and the lower processing portion approaches.
  • a distance sensor such as a laser distance sensor or an ultrasonic distance sensor
  • the first sensor is preferably arranged in the lower processing section from the viewpoint of acquiring height information of the lower surface of the gripping section. However, if it is sufficient to detect the height difference between the plurality of gripping portions, the first sensor can be provided at a location other than the lower processing portion.
  • the workpiece holding mechanism can adopt a configuration that does not have the second sensor if the projection distance of the first sensor from the lower processing section is known.
  • the specific configuration for holding the work is not particularly limited.
  • the grip portion may not be provided so that the movable portion can slide with respect to the fixed portion.
  • the height adjuster does not have to adjust the change in height caused by the bending of the movable part.
  • the number, arrangement, etc. of the gripping portions arranged on the frame can be set according to the shape of the workpiece.
  • the work holding mechanism is suitable for holding a work at a desired distance from the surface of the lower processing section.

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Abstract

本発明は、下側処理部の表面に対してワークを所望の間隔で保持することが可能なワーク保持機構を提供することを目的とする。本発明の一態様に係るワーク保持機構１０は、板状又はシート状のワークＰを、下側処理部２上で、下側処理部２の表面２ｃと間隔を空けて保持するワーク保持機構１０であって、平面視においてワークＰの周縁を少なくとも部分的に取り囲むように設けられる枠体１１と、枠体１１に配置され、ワークＰの周縁部を把持する複数の把持部１２と、複数の把持部１２それぞれの高さ情報を取得可能な第１センサ１３と、第１センサ１３によって取得された高さ情報に基づいて、それぞれの把持部１２の下側処理部２からの距離を算出する算出部１４と、算出部１４で算出された距離に基づいて、複数の把持部１２の下側処理部２からの高さを調整する高さ調整部１５とを備える。

Description

ワーク保持機構、ワーク処理装置及びワーク保持方法
　本発明は、ワーク保持機構、ワーク処理装置及びワーク保持方法に関する。
　板状又はシート状のワークに対して打ち抜き加工を行うパンチング装置や、前記ワークの電気的な特性を検査する電気検査装置等のワーク処置装置が知られている。これらのワーク処理装置は、ワークを下側処理部上の所定位置に位置決めしたうえで、このワークに対して必要な処理を行う。これらのワーク処理装置では、ワークに対して所望の処理を行うことができるよう、下側処理部に対してワークを所望の間隔で容易に保持できることが望まれる。
　特許文献１には、グリーンシート（ワーク）を下型との間で微小な隙間を有して案内する下降位置にストリッパを保持した状態で、パンチによる打ち抜き加工とグリーンシートのＮＣ位置決めとを繰り返すことが可能な高速ＣＮＣパンチングプレス装置が記載されている。
特開２００３－２５２８４号公報
　特許文献１には、ワークパレットに載置されているグリーンシートをストリッパによってダイプレートの上面に弾機的に押圧した状態で、パンチによりグリーンシートに基準穴を穿設することが記載されている。
　しかしながら、特許文献１に記載されている構成によると、ストリッパによる押圧によってグリーンシートを位置決めしているため、グリーンシートに負荷がかかると共に、グリーンシート全体の高さを調整することは困難である。
　本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、本発明の目的は、下側処理部の表面に対してワークを所望の間隔で保持することが可能なワーク保持機構、ワーク処理装置及びワーク保持方法を提供することにある。
　本発明の一態様に係るワーク保持機構は、板状又はシート状のワークを、下側処理部上で、この下側処理部の表面と間隔を空けて保持するワーク保持機構であって、平面視において前記ワークの周縁を少なくとも部分的に取り囲むように設けられる枠体と、前記枠体に配置され、前記ワークの周縁部を把持する複数の把持部と、前記複数の把持部それぞれの高さ情報を取得可能な第１センサと、前記第１センサによって取得された高さ情報に基づいて、それぞれの前記把持部の前記下側処理部からの距離を算出する算出部と、前記算出部で算出された距離に基づいて、前記複数の把持部の前記下側処理部からの高さを調整する高さ調整部とを備える。
図１は、本発明の一実施形態に係るワーク保持機構及びこのワーク保持機構を備えるワーク処理装置の主要部分を示す模式的斜視図である。 図２は、図１のワーク保持機構を示す模式的正面図である。 図３は、図１のワーク保持機構を用いたワーク保持方法を示すフロー図である。 図４は、図３のワーク保持方法における第２センサと第１センサとの鉛直距離を測定する手順を示す模式的正面図である。 図５は、図３のワーク保持方法における第２センサと下側処理部の表面との鉛直距離を測定する手順を示す模式的正面図である。 図６は、図３のワーク保持方法における把持部の高さ情報を取得する手順を示す模式的正面図である。 図７は、図１のワーク保持機構とは異なる形態に係るワーク保持機構を備えるワーク処理装置の主要部分を示す模式的斜視図である。 図８は、図７のワーク保持機構を用いたワーク保持方法を示すフロー図である。 図９は、図１及び図７のワーク処理機構とは異なる形態に係るワーク保持機構を備えるワーク処理装置の主要部分を示す模式的斜視図である。 図１０は、図１、図７及び図９の枠体の変形例である。
　本発明の一態様に係るワーク保持機構は、板状又はシート状のワークを、下側処理部上で、この下側処理部の表面と間隔を空けて保持するワーク保持機構であって、平面視において前記ワークの周縁を少なくとも部分的に取り囲むように設けられる枠体と、前記枠体に配置され、前記ワークの周縁部を把持する複数の把持部と、前記複数の把持部それぞれの高さ情報を取得可能な第１センサと、前記第１センサによって取得された高さ情報に基づいて、それぞれの前記把持部の前記下側処理部からの距離を算出する算出部と、前記算出部で算出された距離に基づいて、前記複数の把持部の前記下側処理部からの高さを調整する高さ調整部とを備える。
　前記第１センサが前記下側処理部に配置されているとよい。
　当該ワーク保持機構は、前記下側処理部の表面を基準として前記第１センサの高さ位置を検出可能な第２センサをさらに備えるとよい。
　前記枠体が、前記ワークを挟んで対向する一対のアームを有しており、前記把持部が、前記アームの対向面側から、伸縮可能に突出しているとよい。
　前記アームのそれぞれに一対の前記把持部が間隔を空けて配置されているとよい。
　当該ワーク保持機構は、前記ワークの撓み量を検出可能な第３センサをさらに備えるとよい。
　前記高さ調整部が、前記枠体の高さを全体的に又は部分的に調整可能に設けられているとよい。
　本発明の別の一態様に係るワーク処理装置は、当該ワーク保持機構を備える。
　本発明のさらに別の一態様に係るワーク保持方法は、板状又はシート状のワークを、下側処理部上で、この下側処理部の表面と間隔を空けて保持するワーク保持方法であって、平面視において前記ワークの周縁を少なくとも部分的に取り囲むように設けられる枠体と、前記枠体に配置され、前記ワークの周縁部を把持する複数の把持部とを備えるワーク保持機構を用いて行われ、前記複数の把持部それぞれの高さ情報を取得し、取得された前記高さ情報に基づいて、それぞれの前記把持部の前記下側処理部からの距離を算出し、算出された前記距離に基づいて、前記複数の把持部の前記下側処理部からの高さを調整する。
　なお、本発明において、「板状」と「シート状」との間に明確な区別はないが、自重による撓みを実質的に生じないものを「板状」といい、可撓性を有しており、自重により撓みを生じるものを「シート状」ということができる。本発明において、「シート状」は「フィルム状」を含む概念である。
　本発明の一態様に係るワーク保持機構は、前記算出部によって前記複数の把持部のそれぞれについて前記下側処理部からの距離を算出したうえで、前記高さ調整部によって、前記複数の把持部の前記下側処理部からの高さを調整するので、前記下側処理部の表面に対して前記ワークを所望の間隔で容易に保持することができる。
　以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。
［第一実施形態］
＜ワーク処理装置＞
　図１のワーク処理装置１は、下側処理部２と、ワークＰを挟んで下側処理部２と対向する上側処理部３とを備える。下側処理部２は、ワークＰと間隔を空けてワークＰの下方に配置される本体２ａと、本体２ａを支持する基台２ｂとを有する。本体２ａの上面は水平（ＸＹ平面内）に配置されている。本体２ａの上面は、下側処理部２の表面２ｃを構成している。なお、「上」、「下」、「水平」とは、当該ワーク処理装置の一般的な使用状態における「上」、「下」及び「水平」を意味しており、当該ワーク処理装置１の構成を限定することを企図しない。
　当該ワーク処理装置１としては、例えばワークＰに対して打ち抜き加工を行うパンチング装置や、ワークＰの電気的な特性を検査する電気検査装置等が挙げられる。当該ワーク処理装置１がパンチング装置である場合、上側処理部３には、穴開け用のパンチが設けられる。また、下側処理部２には、前記パンチが挿入される孔が設けられる。一方、当該ワーク処理装置１が電気検査装置である場合、上側処理部３及び下側処理部２には、ワークＰに対して接触可能な複数のプローブが設けられる。なお、下側処理部２の具体的な構成は、ワーク処理装置１の種類に対応して設計可能である。例えば下側処理部２は、ワークＰを下方から支持する機能のみを有していてもよい。
　当該ワーク処理装置１は、板状又はシート状のワークＰを、下側処理部２上で、この下側処理部２の表面２ｃと間隔を空けて保持するワーク保持機構１０を備える。ワーク保持機構１０は、それ自体本発明の一態様である。以下、当該ワーク保持機構１０について詳説する。
＜ワーク保持機構＞
　図１及び図２に示すように、当該ワーク保持機構１０は、平面視においてワークＰの周縁を少なくとも部分的に取り囲むように設けられる枠体１１と、枠体１１に配置され、ワークＰの周縁部を把持する複数の把持部１２と、複数の把持部１２それぞれの高さ（Ｚ方向の位置）情報を取得可能な第１センサ１３と、第１センサ１３によって取得された高さ情報に基づいて、それぞれの把持部１２の下側処理部２からの距離（Ｚ方向距離）を算出する算出部１４と、算出部１４で算出された距離に基づいて、複数の把持部１２の下側処理部２からの高さを調整する高さ調整部１５とを備える。また、当該ワーク保持機構１０は、下側処理部２の表面２ｃを基準として第１センサ１３の高さ位置を検出可能な第２センサ１６を備える。さらに、当該ワーク保持機構１０は、枠体１１を水平面内（ＸＹ平面内）で移動可能な２次元移動機構１７を備える。
（枠体）
　枠体１１は、ワークＰを挟んで対向する一対のアーム２０（第１アーム２０ａ及び第２アーム２０ｂ）と、第１アーム２０ａ及び第２アーム２０ｂを接続する接続部２１とを有する。第１アーム２０ａと第２アーム２０ｂとは平行に配置されている。第１アーム２０ａ、第２アーム２０ｂ及び接続部２１は、全体として平面視Ｕ字状である。第１アーム２０ａ及び第２アーム２０ｂには、それぞれ把持部１２が配置されている。第１アーム２０ａ及び第２アーム２０ｂは、接続部２１の長手方向（Ｘ方向）に移動可能に設けられていてもよい。第１アーム２０ａ及び第２アーム２０ｂが接続部２１の長手方向に移動可能であることで、ワークＰのサイズに対応するように第１アーム２０ａと第２アーム２０ｂとの間隔を調整しやすい。また、この構成によると、ワークＰに対して接続部２１の長手方向に張力を加えることで、ワークＰの撓みを抑制しやすい。
（把持部）
　把持部１２は、下側処理部２と離間して下側処理部２の上方に配置されている。把持部１２は、第１アーム２０ａ及び第２アーム２０ｂの対向面側から伸縮可能に突出している。このように、把持部１２が伸縮可能に構成されていることで、ワークＰに対して水平方向に張力を加えることができ、ワークＰの撓みを容易に抑制することができる。また、ワークＰの撓みを抑制することで、ワークＰ全体を下側処理部２の表面２ｃに対して平行に配置しやすい。把持部１２の伸縮方向は、例えば一対のアーム２０の対向方向（Ｘ方向）の１方向であってもよい。また、把持部１２は、例えば一対のアーム２０の長手方向（Ｙ方向）等、Ｘ方向以外の方向にも伸縮可能に構成されていてもよい。把持部１２がＸ方向以外の方向にも伸縮可能であることで、ワークＰに対して所望の方向に張力を加えやすい。加えて、把持部１２は、ワークＰのサイズに対応できるように一対のアーム２０の長手方向に移動できるように設けられていてもよい。
　把持部１２は、アーム２０に固定される固定部１２ａと、固定部１２ａに対して摺動可能に配置される可動部１２ｂとを有する。可動部１２ｂの先端（アーム２０の対向面から突出する側の先端）には、ワークＰを把持可能な爪１２ｃが設けられている。なお、各把持部１２は、固定部１２ａと可動部１２ｂとを有しており、可動部１２ｂの先端に爪１２ｃが設けられていることで、ワークＰに張力を加えることが容易となる。一方、この構成によると、固定部１２ａからの可動部１２ｂの突出長さが大きくなると、可動部１２ｂが撓みやすくなり、この可動部１２ｂの撓みは爪１２ｃの高さに影響を与えることになる。この点、後述するように、当該ワーク保持機構１０は、可動部１２ｂの撓みに起因して爪１２ｃの高さが変化した場合に、この変化後の爪１２ｃの高さに対応して把持部１２の高さを調整することができるので、ワークＰ全体を下側処理部２の表面２ｃに対して所望の間隔で容易に保持することができる。
　固定部１２ａには、一対のアーム２０の対向方向（Ｘ方向）に延びるガイドレールが設けられている。可動部１２ｂは、このガイドレールに沿って一対のアーム２０の対向方向に摺動可能に設けられている。爪１２ｃは、ワークＰに対して上方から接触する上爪と、ワークＰに対して下方から接触する下爪とを有する。爪１２ｃは、例えばアクチュエータ（不図示）の駆動によってワークＰを把持できるように構成されている。
　当該ワーク保持機構１０は、アーム２０のそれぞれに一対の把持部１２が間隔を空けて配置されている。このように配置されていることで、ワークＰの撓みを抑制し、ワークＰを下側処理部２の表面２ｃに対して平行に配置しやすい。
　第１アーム２０ａに設けられている一対の把持部１２同士の間隔と、第２アーム２０ｂに設けられている一対の把持部１２同士の間隔とは等しい。また、第１アーム２０ａに設けられている一対の把持部１２と、第２アーム２０ｂに設けられている一対の把持部１２とは、伸縮方向（Ｘ方向）において対向している。これにより、当該ワーク保持機構１０は、４つの把持部１２によってワークＰの４隅を把持できるように構成されている。
（第１センサ）
　第１センサ１３は下側処理部２に配置されている。第１センサ１３は、このように配置されることで、下側処理部２を基準とする複数の把持部１２の下面の高さ情報を容易に取得することができる。把持部１２に把持された状態におけるワークＰの高さは、把持部１２の下面の高さと相関が高いため、把持部１２の下面の高さ情報を取得することで、ワークＰを下側処理部２の表面２ｃに対して所望の間隔で保持しやすい。
　当該ワーク保持機構１０における第１センサ１３の個数は特に限定されるものではなく、例えば把持部１２の個数と１対１で対応するように複数の第１センサ１３を設けることも可能である。但し、当該ワーク保持機構１０は、１個の第１センサ１３のみを有することが好ましい。換言すると、当該ワーク保持機構１０は、単一の第１センサ１３によって、複数の把持部１２の高さ情報を取得するように構成されていることが好ましい。より詳しく説明すると、当該ワーク保持機構１０は、２次元移動機構１７を用いて複数の把持部１２をそれぞれ単一の第１センサ１３の上方に移動させ、この第１センサ１３によって各把持部１２の高さ情報を取得するように構成されていることが好ましい。このように構成することで、複数の把持部１２同士の間で高さの誤差が生じることを抑制できると共に、装置全体のコストを抑えることができる。
　第１センサ１３の種類としては、特に限定されるものではなく、例えば接触センサ及び非接触センサが挙げられる。中でも、第１センサ１３としては、接触センサが好ましい。第１センサ１３が接触センサであることで、複数の把持部１２の高さ情報を容易かつ高精度に取得することができる。例えば、２次元移動機構１７を用いて把持部１２、より詳しくは把持部１２の爪１２ｃ、を第１センサ１３の検出部の上方まで移動させたうえで、把持部１２を下げていき、爪１２ｃが前記検出部と接触した時点の爪１２ｃの下面（第１センサ１３との接触面）の高さ情報を取得することができる。
　第１センサ１３が接触センサである場合、第１センサ１３の検出部は、下側処理部２の表面２ｃよりも上方に突出していることが好ましい。また、前記検出部は、下側処理部２の表面２ｃよりも上方に突出した第１位置と、第１位置よりも下方に下がった第２位置との間で進退可能に構成されることも好ましい。
（算出部）
　算出部１４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等の演算処理部と、各種情報を一時的或いは恒久的に記憶する半導体メモリ、固定ディスク等の記憶部とを含む。本実施形態において、算出部１４は、ＸＹＺ座標系の位置情報から、把持部１２を第１センサ１３に向けて下げた際に爪１２ｃが第１センサ１３と接触した時点における、下側処理部２と固定部１２ａとの鉛直距離を算出可能に構成されている。
　当該ワーク保持機構１０は、前述のように、第１センサ１３によって爪１２ｃの高さ情報を取得可能に構成されている。そのため、算出部１４は、固定部１２ａの鉛直距離から爪１２ｃの高さを差し引くことで、可動部１２ｂの撓みに基づく固定部１２ａに対する爪１２ｃの高さの変化量を求めることができる。その結果、この変化量を加味することで、後述の高さ調整部１５によって、複数の把持部１２の高さ位置を適切に調整することができる。
（高さ調整部）
　高さ調整部１５は、枠体１１の高さを全体的に又は部分的に調整可能に設けられている。高さ調整部１５は、枠体１１と２次元移動機構１７とに接続されて枠体１１を鉛直方向に移動可能な第１移動ユニット１５ａと、第１移動ユニット１５ａ等の移動を制御する制御ユニット１５ｂとを含む。制御ユニット１５ｂは、前述の算出部１４と一体的に構成されていてもよい。当該ワーク保持機構１０は、高さ調整部１５によって枠体１１の高さを全体的に又は部分的に調整することで、下側処理部２の表面２ｃと複数の把持部１２との鉛直距離の最適化を容易に図ることができる。
　第１移動ユニット１５ａは、枠体１１の接続部２１と２次元移動機構１７とに接続されており、２次元移動機構１７に対して枠体１１を鉛直方向に移動可能に構成されている。第１移動ユニット１５ａの具体的な構成としては、特に限定されるものではなく、例えばガイドレールと、ボールネジの回転によってガイドレールに沿って移動するスライダとを有する構成とすることができる（第１移動ユニット１５ａの具体的な構成については不図示）。
　制御ユニット１５ｂは、算出部１４で算出された各把持部１２の下側処理部２からの距離に基づいて枠体１１の高さを調整する。制御ユニット１５ｂは、下側処理部２の表面２ｃからの複数の把持部１２の距離が適切となるように、数値制御によって枠体１１の高さを制御する。制御ユニット１５ｂは、第１移動ユニット１５ａの移動のみを制御することで複数の把持部１２の高さを調整してもよい。この場合、制御ユニット１５ｂは、例えば複数の把持部１２のうち、下側処理部２との間隔が最も小さくなる把持部１２と下側処理部２の表面２ｃとの距離を基に、複数の把持部１２と下側処理部２の表面２ｃとの間隔を制御することができる。また、制御ユニット１５ｂは、例えば把持部１２における可動部１２ｂの突出長さを制御し、これにより可動部１２ｂの撓み量を調整することで把持部１２毎にワークＰの把持高さを調整するように設けられていてもよい。さらに、制御ユニット１５ｂは、第１アーム２０ａ及び第２アーム２０ｂの高さや傾きを制御できるように設けられていてもよく、枠体１１全体の傾きを制御できるように設けられていてもよい。
（第２センサ）
　第２センサ１６は枠体１１に配置されている。より詳しくは、第２センサ１６は、枠体１１の接続部２１に配置されている。第２センサ１６は非接触センサである。第２センサ１６としては、例えばレーザー距離センサ、超音波距離センサ等の距離センサが挙げられる。第２センサ１６は、例えば枠体１１と第１センサ１３の検出部との距離や、枠体１１と下側処理部２の表面２ｃとの距離等を検出可能に構成されている。
　前述のように、第２センサ１６は、下側処理部２の表面２ｃを基準とする第１センサ１３の高さ位置を検出可能である。具体的には、第２センサ１６は、枠体１１の高さ位置を一定とした状態で、第１センサ１３の検出部の上端部１３ａとの鉛直距離と、下側処理部２の表面２ｃとの鉛直距離とを測定し、下側処理部２の表面２ｃとの鉛直距離から第１センサ１３の上端部１３ａとの鉛直距離を差し引くことで、下側処理部２の表面２ｃを基準とする第１センサ１３の高さ位置、より詳しくは第１センサ１３の検出部の上端部１３ａの突出距離、を検出できるように構成されている。当該ワーク保持機構１０は、第２センサ１６を備えることで、第１センサ１３として接触センサを用いつつ、複数の把持部１２の高さの調整を容易に行うことができる。
（２次元移動機構）
　２次元移動機構１７としては、例えば水平面内の直交２軸方向（Ｘ方向及びＹ方向）への移動を自在とする移動機構を用いることができる。２次元移動機構１７は、数値制御によって水平面内における枠体１１の位置を制御可能に構成されている。
＜ワーク保持方法＞
　次に、図３から図６を参照して、図１及び図２のワーク保持機構１０を用いたワーク保持方法について説明する。
　当該ワーク保持方法は、板状又はシート状のワークＰを、下側処理部２上で、この下側処理部２の表面２ｃと間隔を空けて保持する。当該ワーク保持方法は、平面視においてワークＰの周縁を少なくとも部分的に取り囲むように設けられる枠体１１と、枠体１１に配置され、ワークＰの周縁部を把持する複数の把持部１２とを備えるワーク保持機構１０を用いて行う。図３に示すように、当該ワーク保持方法は、第１センサ１３の下側処理部２からの突出距離を導出し（Ｓ１）、把持部１２の高さ情報を取得し（Ｓ２）、把持部１２の下側処理部２からの距離を算出し（Ｓ３）、把持部１２の高さを調整する（Ｓ４）。
（Ｓ１）
　Ｓ１では、第２センサ１６を用いて、下側処理部２の表面２ｃからの第１センサ１３の検出部の上端部１３ａの突出距離を求める。Ｓ１では、まず図４に示すように、枠体１１の高さ位置を固定した状態で、第２センサ１６が第１センサ１３の検出部の上端部１３ａと上下方向に対向するように枠体１１を水平方向に移動させる。そして、この状態で、第２センサ１６によって、第２センサ１６と第１センサ１３の検出部の上端部１３ａとの鉛直距離Ａを測定する。
　次に、Ｓ１では、図５に示すように、枠体１１の高さ位置は固定したままの状態で、第２センサ１６が下側処理部２の表面２ｃと上下方向に対向するように枠体１１を水平方向に移動させる。そして、この状態で、第２センサ１６によって、第２センサ１６と下側処理部２の表面２ｃとの鉛直距離Ｂを測定する。
　続いて、Ｓ１では、鉛直距離Ｂから鉛直距離Ａを差し引くことで、下側処理部２の表面２ｃからの第１センサ１３の検出部の上端部１３ａの突出距離Ｃを導出する。突出距離Ｃの導出は、例えば算出部１４によって行うことができる。
（Ｓ２）
　Ｓ２では、複数の把持部１２それぞれの高さ情報を取得する。本実施形態において、Ｓ２では、各把持部１２についての爪１２ｃの下面の高さ情報を取得する。Ｓ２では、図６に示すように、爪１２ｃを第１センサ１３の上方まで移動させたうえで、この爪１２ｃを下げていき、爪１２ｃが第１センサ１３の検出部と接触した時点での爪１２ｃの下面（第１センサ１３との接触面）の高さ情報を取得する。
（Ｓ３）
　Ｓ３では、Ｓ２で取得された高さ情報に基づいて、それぞれの把持部１２の下側処理部２からの距離を算出する。より詳しくは、Ｓ３では、Ｓ２で爪１２ｃが第１センサ１３に接触した時点での固定部１２ａの下側処理部２を基準とする鉛直距離Ｄｉ（ｉ＝１～４）を取得する。Ｓ３では、例えばＸＹＺ座標系から固定部１２ａの高さ位置を取得することで鉛直距離Ｄｉを求めてもよい。
（Ｓ４）
　Ｓ４では、Ｓ３で算出された距離（鉛直距離Ｄｉ）に基づいて、複数の把持部１２の下側処理部２からの高さを調整する。Ｓ４では、まず、鉛直距離Ｄｉから、Ｓ１で求めた突出距離Ｃを差し引いて、その絶対値を求めることで、爪１２ｃの下面が下側処理部２の表面２ｃに接触する際の高さ位置を算出する。そして、Ｓ４では、複数の把持部１２における爪１２ｃの下面と下側処理部２の表面２ｃとの間隔が所望の間隔となるように、数値制御によって枠体１１の高さを調整する。
＜利点＞
　当該ワーク保持機構１０は、算出部１４によって複数の把持部１２のそれぞれについて下側処理部２からの距離を算出したうえで、高さ調整部１５によって、複数の把持部１２の下側処理部２からの高さを調整するので、下側処理部２の表面２ｃに対してワークＰ全体を所望の間隔で容易に保持することができる。
　当該ワーク保持機構１０は、各把持部１２の爪１２ｃの下面を基準として把持部１２の高さを制御することができるので、ワークＰ全体を下側処理部２の表面２ｃに対して所望の間隔でより容易に保持しやすい。
　当該ワーク処理装置１は、当該ワーク保持機構１０を備えるので、下側処理部２の表面２ｃに対してワークＰ全体を所望の間隔で容易に保持することができる。
　当該ワーク保持方法は、複数の把持部１２のそれぞれについて下側処理部２からの距離を算出したうえで、複数の把持部１２の下側処理部２からの高さを調整するので、下側処理部２の表面２ｃに対してワークＰ全体を所望の間隔で容易に保持することができる。
［第二実施形態］
＜ワーク処理装置及びワーク保持機構＞
　図７のワーク処理装置３１は、下側処理部２と、ワークＰを挟んで下側処理部２と対向する上側処理部３とを備える。また、当該ワーク処理装置３１は、板状又はシート状のワークＰを、下側処理部２上で、この下側処理部２の表面２ｃと間隔を空けて保持するワーク保持機構３０を備える。当該ワーク処理装置３１においては、ワークＰとしては、可撓性を有するシート状のものが好適に用いられる。ワーク保持機構３０は、ワークＰの撓み量を検出可能な第３センサ３２を備える。ワーク保持機構３０は、第３センサ３２を備えていることを除いて、図１及び図２のワーク保持機構１０と同様の構成を有する。そのため、以下では、第３センサ３２についてのみ説明する。
（第３センサ）
　第３センサ３２は、ワークＰよりも上方に配置されている。第３センサ３２は非接触センサである。第３センサ３２としては、例えばレーザー距離センサ、超音波距離センサ等の距離センサが挙げられる。第３センサ３２は、例えば第３センサ３２とワークＰとの鉛直距離を測定し、この鉛直距離からワークＰが撓んでいない状態の鉛直距離を差し引くことでワークＰの撓み量を検出する。また、第３センサ３２は、ワークＰから反射される光や超音波を用いて直接的にワークＰの撓み量を検出するように構成されていてもよい。
＜ワーク保持方法＞
　次に、図８を参照して、当該ワーク保持機構３０を用いたワーク保持方法について説明する。
　当該ワーク保持方法は、板状又はシート状のワークＰを、下側処理部２上で、この下側処理部２の表面２ｃと間隔を空けて保持する。当該ワーク保持方法は、ワークＰの撓み量を検出し（Ｓ１１）、ワークＰの撓み量を調整し（Ｓ１２）、第１センサ１３の下側処理部２からの突出距離を導出し（Ｓ１３）、把持部１２の高さ情報を取得し（Ｓ１４）、把持部１２の下側処理部２からの距離を算出し（Ｓ１５）、把持部１２の高さを調整する（Ｓ１６）。当該ワーク保持方法において、Ｓ１３以降は、図３のワーク保持方法と同様の手順で行うことができる。そのため、以下ではＳ１１及びＳ１２についてのみ説明する。
（Ｓ１１）
　Ｓ１１では、第３センサ３２を用いて、ワークＰの撓み量を検出する。例えばＳ１１では、平面視におけるワークＰの中心部分が第３センサ３２の下方に位置するように、２次元移動機構１７によって枠体１１を移動させる。そして、Ｓ１１では、前記中心部分の撓み量を検出する。
（Ｓ１２）
　Ｓ１２では、Ｓ１１で検出された撓み量が小さくなるように把持部１２の可動部１２ｂを水平方向に移動させる。
＜利点＞
　当該ワーク保持機構３０は、第３センサ３２によってワークＰの撓み量を検出することができる。そのため、この検出結果に基づいて、把持部１２の可動部１２ｂを水平方向に移動させることで、ワークＰに加えられる張力を調整して、ワークＰの撓み量を小さくすることができる。その結果、下側処理部２の表面２ｃに対してワークＰ全体をより平行に保持することができる。
　当該ワーク処理装置３１は、当該ワーク保持機構３０を備えるので、下側処理部２の表面２ｃに対してワークＰ全体をより平行に保持することができる。
　当該ワーク保持方法は、Ｓ１２で、Ｓ１１で検出された撓み量が小さくなるように把持部１２の可動部１２ｂを水平方向に移動させることで、下側処理部２の表面２ｃに対してワークＰ全体をより平行に保持することができる。
［第三実施形態］
＜ワーク処理装置及びワーク保持機構＞
　図９のワーク処理装置４１は、下側処理部２と、ワークＰを挟んで下側処理部２と対向する上側処理部３とを備える。また、当該ワーク処理装置４１は、板状又はシート状のワークＰを、下側処理部２上で、この下側処理部２の表面２ｃと間隔を空けて保持するワーク保持機構４０を備える。ワーク保持機構４０は、枠体１１に対して各把持部１２を独立に上下方向に移動可能な第２移動ユニット４５ａを有する。第２移動ユニット４５ａは、枠体１１と把持部１２とに接続されている。第２移動ユニット４５ａは、各把持部１２と１対１対応で設けられている。第２移動ユニット４５ａは、制御ユニット１５ｂによって制御可能に構成されている。第２移動ユニット４５ａの具体的な構成としては、特に限定されるものではなく、例えばガイドレールと、ボールネジの回転によってガイドレールに沿って移動するスライダとを有する構成とすることができる（第２移動ユニット４５ａの具体的な構成については不図示）。
＜ワーク保持方法＞
　図９のワーク保持機構４０を用いたワーク保持方法では、それぞれの把持部１２の下側処理部２からの高さが同じになるように第２移動ユニット４５ａを制御することで、複数の把持部１２の高さを調整する。
＜利点＞
　当該ワーク保持機構４０は、把持部１２と１対１対応で設けられ、各把持部１２と枠体１１とに接続される第２移動ユニット４５ａを有しているので、複数の把持部１２同士の下側処理部２からの高さが同じとなるように、複数の把持部１２の高さを容易に調整することができる。その結果、下側処理部２の表面２ｃに対してワークＰ全体を容易かつ確実に平行に保持することができる。
　当該ワーク処理装置４１は、当該ワーク保持機構４０を備えるので、下側処理部２の表面２ｃに対してワークＰ全体を容易かつ確実に平行に保持することができる。
　当該ワーク保持方法は、複数の把持部１２同士の下側処理部２からの高さが同じとなるように、複数の把持部１２の高さを容易に調整することができるので、下側処理部２の表面２ｃに対してワークＰ全体を容易かつ確実に平行に保持することができる。
［第四実施形態］
＜枠体の変形例＞
　図１０を参照して、図１、図７及び図９の枠体１１の変形例について説明する。図１０の枠体５１は、図１、図７及び図９の枠体１１に代えて用いることができる。枠体５１は、ワークＰを挟んで対向する一対のアーム５２（第１アーム５２ａ及び第２アーム５２ｂ）と、第１アーム５２ａ及び第２アーム５２ｂを接続する一対の接続部５３（第１接続部５３ａ及び第２接続部５３ｂ）とを有する。第１接続部５３ａは、一対のアーム５２の一方側の端部同士を接続している。第２接続部５３ｂは、一対のアーム５２の他方側の端部同士を接続している。枠体５１は、図１、図７及び図９の枠体１１における一対のアーム２０の自由端同士が第２接続部５３ｂで接続された構成を有する。一対のアーム５２及び一対の接続部５３は、全体として平面視環状、より詳しくは平面視四角環状である。枠体５１は、一対のアーム５２同士が第２接続部５３ｂで接続されることで、剛性を高めることができる。なお、枠体５１は、第２接続部５３ｂを有することで、図１、図７及び図９の枠体１１に比べて重量が増加し得る。そのため、第２接続部５３ｂについては、第１接続部５３ａよりも体積を小さくすること等によって、重量増を抑えることも好ましい。
［その他の実施形態］
　前記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、前記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて前記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
　前記各実施形態に記載の構成は、任意に組み合わせて用いることが可能である。例えば図１及び図２のワーク処理装置１及びワーク保持機構１０に、図７の第３センサ３２を配置することも可能である。
　前記実施形態では、把持部の可動部の撓みに起因して爪の高さが変化した際に、この変化後の爪の高さに対応して把持部の高さを調整する構成について説明した。一方で、当該ワーク保持機構は、枠体の傾き等に起因して複数の把持部の高さが異なる場合に、これらの把持部の高さを調整するために用いることも可能である。例えば当該ワーク保持機構は、前述のＳ２で、所定位置から枠体を下げていき、爪の下面が第１センサと接触するまでの上下方向の移動距離を把持部毎に求め、この移動距離の違いを加味して複数の把持部の高さを調整することで、枠体の傾き等に起因する複数の把持部の高さの違いを補正することができる。なお、前記可動部に撓みが生じない場合や、前記可動部の撓みを無視してよい場合等であれば、前述のＳ２では、把持部における爪以外の部分（例えば固定部）を第１センサに接触させることも可能である。
　また、当該ワーク保持機構は、例えば第１センサとして、レーザー距離センサ、超音波距離センサ等の距離センサを用い、この第１センサによって取得された各把持部の高さ情報（第１センサと各把持部との鉛直距離）を用いて複数の把持部同士の高さの違いを求め、この違いが解消されるように複数の把持部の高さを調整してもよい。また、この際に、枠体の基準位置を定めておき、この基準位置と下側処理部との鉛直距離に近づくように、各把持部の高さ位置を調整してもよい。
　当該ワーク保持機構では、把持部の下面の高さ情報を取得する観点からは、第１センサは下側処理部に配置されていることが好ましい。但し、複数の把持部同士の高さの違いを検出できればよい場合であれば、第１センサは、下側処理部以外の箇所に設けることも可能である。
　当該ワーク保持機構は、第１センサの下側処理部からの突出距離が既知である場合であれば、第２センサを有しない構成を採用することも可能である。
　当該ワーク保持機構において、ワークを把持するための具体的な構成は特に限定されるものではない。例えば前記把持部は、前記固定部に対して前記可動部が摺動可能に設けられていなくてもよい。この場合、前記高さ調整部は、前記可動部の撓みに起因する高さの変化を調整しなくてもよい。
　前記枠体に配置される把持部の個数、配置等は、ワークの形状等に対応して設定可能である。
　以上説明したように、本発明の一態様に係るワーク保持機構は、下側処理部の表面に対してワークを所望の間隔で保持するのに適している。
１、３１、４１　ワーク処理装置
２　下側処理部
２ａ　本体
２ｂ　基台
２ｃ　表面
３　上側処理部
１０、３０、４０　ワーク保持機構
１１、５１　枠体
１２　把持部
１２ａ　固定部
１２ｂ　可動部
１２ｃ　爪
１３　第１センサ
１３ａ　上端部
１４　算出部
１５　高さ調整部
１５ａ　第１移動ユニット
１５ｂ　制御ユニット
１６　第２センサ
１７　２次元移動機構
２０、５２　アーム
２０ａ、５２ａ　第１アーム
２０ｂ、５２ｂ　第２アーム
２１、５３　接続部
３２　第３センサ
４５ａ　第２移動ユニット
５３ａ　第１接続部
５３ｂ　第２接続部
Ａ　第２センサと第１センサの検出部の上端部との鉛直距離
Ｂ　第２センサと下側処理部の表面との鉛直距離
Ｃ　下側処理部の表面からの第１センサの検出部の上端部の突出距離
Ｄｉ　爪が第１センサに接触した時点での固定部の下側処理部を基準とする鉛直距離
Ｐ　ワーク

Claims (9)

  1. 　板状又はシート状のワークを、下側処理部上で、この下側処理部の表面と間隔を空けて保持するワーク保持機構であって、
    　平面視において前記ワークの周縁を少なくとも部分的に取り囲むように設けられる枠体と、
    　前記枠体に配置され、前記ワークの周縁部を把持する複数の把持部と、
    　前記複数の把持部それぞれの高さ情報を取得可能な第１センサと、
    　前記第１センサによって取得された高さ情報に基づいて、それぞれの前記把持部の前記下側処理部からの距離を算出する算出部と、
    　前記算出部で算出された距離に基づいて、前記複数の把持部の前記下側処理部からの高さを調整する高さ調整部と
    　を備えるワーク保持機構。
  2. 　前記第１センサが前記下側処理部に配置されている請求項１に記載のワーク保持機構。
  3. 　前記下側処理部の表面を基準として前記第１センサの高さ位置を検出可能な第２センサをさらに備える請求項２に記載のワーク保持機構。
  4. 　前記枠体が、前記ワークを挟んで対向する一対のアームを有しており、
    　前記把持部が、前記アームの対向面側から、伸縮可能に突出している請求項１、請求項２又は請求項３に記載のワーク保持機構。
  5. 　前記アームのそれぞれに一対の前記把持部が間隔を空けて配置されている請求項４に記載のワーク保持機構。
  6. 　前記ワークの撓み量を検出可能な第３センサをさらに備える請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のワーク保持機構。
  7. 　前記高さ調整部が、前記枠体の高さを全体的に又は部分的に調整可能に設けられている請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のワーク保持機構。
  8. 　請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のワーク保持機構を備えるワーク処理装置。
  9. 　板状又はシート状のワークを、下側処理部上で、この下側処理部の表面と間隔を空けて保持するワーク保持方法であって、
    　平面視において前記ワークの周縁を少なくとも部分的に取り囲むように設けられる枠体と、前記枠体に配置され、前記ワークの周縁部を把持する複数の把持部とを備えるワーク保持機構を用いて行われ、
    　前記複数の把持部それぞれの高さ情報を取得し、
    　取得された前記高さ情報に基づいて、それぞれの前記把持部の前記下側処理部からの距離を算出し、
    　算出された前記距離に基づいて、前記複数の把持部の前記下側処理部からの高さを調整する、
    　ワーク保持方法。
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