(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の被搬送物を把持するチャック手段と、
上記被搬送物の外周近傍を吸引する環状の吸着パッドを有し、該吸着パッドにより上記被搬送物を吸引したときの真空到達度によって上記被搬送物のひびの有無を検査するひび検査手段と
を具備することを特徴とするチャックハンド。
【請求項２】
上記被搬送物の反りを検査する反り検査手段を具備することを特徴とする請求項１記載のチャックハンド。
【請求項３】
上記被搬送物の外形寸法を検査する外形寸法検査手段を具備することを特徴とする請求項１または２記載のチャックハンド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、チャックハンドに関し、詳しくは、例えばセラミック成型品の焼成に使用されるセラミック製のサヤやサヤ蓋のように、使用を重ねるにしたがって、ひび、反り等の変形が生じる性質を有する板状の被搬送物を搬送する際に用いるチャックハンドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セラミック製のサヤやサヤ蓋のような板状の被搬送物の取出しや搬送を行なう方法の一つに、エアチャック等を用いたチャックハンドにより把持して行なう方法がある。
ところで、上記のサヤやサヤ蓋ような被搬送物は、使用を重ねるにしたがって、ひび、反り等の変形が生じる。そのため、ひび、反り等の欠陥の有無の検査や外観検査を行う必要があり、チャックハンドとは別に専用の検査機構を用いて検査を行なっている。例えば、ひびの有無の検査には画像処理装置を用いており、被搬送物を画像処理装置が設置されている場所まで搬送して、ひびの有無の検査を行っている。同様に、被搬送物の外観検査を行うにあたっては、被搬送物を外観検査機構が設置されている場所まで搬送して外観検査を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の検査方法では、それぞれ別個の検査機構を必要とするため、
(1)各検査において被搬送物の位置決め等の機構が必要となり、設備コストが高くなる、
(2)ステージ間の移動に時間がかかりタイムロスが大きくなる、
(3)設備スペースが大きくなる、
などの問題点がある。
【０００４】
本願発明は、上記問題点を解決するものであり、被搬送物の搬送途中で、ひび、反り等の欠陥の有無の検査や外観検査を行うことが可能なチャックハンドを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本願の請求項１に記載のチャックハンドは、
板状の被搬送物を把持するチャック手段と、
上記被搬送物の外周近傍を吸引する環状の吸着パッドを有し、該吸着パッドにより上記被搬送物を吸引したときの真空到達度によって上記被搬送物のひびの有無を検査するひび検査手段と
を具備することを特徴としている。
上記構成によれば、チャック手段によって被搬送物を把持して搬送しながら、被搬送物のひびの有無を効率よく検査することが可能になる。
すなわち、例えば、セラミック製の板状部品の場合、ひびは外周から内側に向かって成長する場合が多いが、被搬送物の周縁部（外周近傍）を吸引する環状の吸着パッドにより被搬送物を吸引したときの真空到達度を調べることにより、外周部に発生するひびを効率よく検査することが可能になる。
【０００６】
また、請求項２に記載のチャックハンドは、請求項１記載のチャックハンドの構成において、上記被搬送物の反りを検査する反り検査手段を具備することを特徴としている。
上記請求項２の構成によれば、チャック手段によって被搬送物を把持して搬送しながら、被搬送物のひびの有無を検査するとともに、被搬送物の反りを検査することが可能になる。
【０００７】
また、請求項３に記載のチャックハンドは、請求項１または２記載のチャックハンドの構成において、上記被搬送物の外形寸法を検査する外形寸法検査手段を具備することを特徴としている。
上記請求項３の構成によれば、チャック手段によって被搬送物を把持して搬送しながら、被搬送物のひびの有無、または、被搬送物のひびの有無および被搬送物の反りを検査するとともに、被搬送物の外形寸法を検査することが可能になる。
【０００８】
上述の本願発明のチャックハンドのように、ひび検査としていわゆる真空吸引方式を採用することにより、複雑な構造を必要とすることなく、チャック手段と一体化することが可能になり、全体的な設備の低コスト化を図ることが可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
本実施形態（第１実施形態）にかかるチャックハンドは、図１及び図２に示すように、板状の被搬送物Ｘを把持するチャック手段Ａと、被搬送物Ｘを吸着パッド１で覆って吸引したときの真空到達度によって被搬送物Ｘのひびの有無を検査するひび検査手段Ｂとを備えている。なお、ここで被搬送物Ｘはセラミック製のサヤ蓋である。
【００１０】
チャック手段Ａは、エアシリンダによって開閉動作するエアチャック２と、エアチャック２に装着された一対の爪３とから構成され、爪３の先端にはゴム等の緩衝材４が取り付けられており、互いの爪３を近接離間させることによって被搬送物Ｘの側面を把持している。そして、エアチャック２はステー５に固定され、ステー５は懸架式搬送装置に連結されており、これによって被搬送物Ｘが把持されたまま搬送される。
【００１１】
ひび検査手段Ｂは、被搬送物Ｘの上面を覆う吸着パッド１と、吸着パッド１と被搬送物Ｘとによって形成された空間６内の空気を吸引して真空到達度を検出する真空吸引装置７と、吸着パッド１をステー５に対して吊支するシャフト８とから構成されている。
ところで、一般的にセラミック製の板状部品では、図３に示すように、ひび１４は外周から内側に向かって成長する場合が多い。そこで、外周部に発生するひび１４を効率よく検査できるように、吸着パッド１は平面視口形状に形成されて被搬送物Ｘの外周近傍を覆うように構成されており、吸着パッド１の下面は開放され、その下縁にシールのためのゴム等の弾性部材９が取り付けられている。なお、吸着パッド１は、上記のような形状に限らず円形あるいは被搬送物の外形に合わせた形状であってもよい。
【００１２】
そして、吸着パッド１の上面の四隅にはシャフト８が突設され、シャフト８は、ステー５を貫通し、抜け落ちないようにリング等によってステー５に支持されている。また、吸着パッド１とステー５の間でスプリング１０がシャフト８に外装され、吸着パッド１を下向きに付勢しており、吸着パッド１が被搬送物Ｘに密着するように構成されている。
【００１３】
さらに、吸着パッド１の上面には、２カ所に吸引孔１１が形成されており、ここに真空吸引装置７のパイプ１２が気密な状態で接続されている。そして、この２本のパイプ１２は１本になって真空ポンプ（図示せず）に接続され、その途中に真空圧を測定するための真空圧力計１３が介装されている。この真空圧力計１３から制御装置等への出力信号に基づいて真空到達度が検出され、制御装置においてひびの有無の判定が行われたり、あるいは真空スイッチによって真空到達度が検知されひびの有無の判定が行われたりする。
【００１４】
上記構成を有するチャックハンドにおいては、エアチャック２を駆動し、被搬送物Ｘに対して爪３を閉じることにより被搬送物Ｘが把持され、チャックハンドによる搬送が行われる。このとき、吸着パッド１はスプリング１０の付勢力によって被搬送物Ｘの上面に密着した状態となる。この状態で吸着パッド１と被搬送物Ｘとによって囲まれた空間６内の空気を吸引すると、被搬送物Ｘのひびの有無により真空到達度に差がでる。すなわち、ひびがある場合、ひびからの空気のリークによって真空圧は所定のレベルに到達しない。
【００１５】
ここで、ひびの大きさによる真空圧の違いを測定した結果を図４に示す。ただし、吸着パッド１は本実施形態とは異なり、円形の吸着パッドを用いている。図４に示すように、ひび１４が長くなるほど、高い真空度には達しなくなり、ひびがない場合のレベルに達しないことがわかる。
【００１６】
そこで、ひびがない場合の真空圧と比較することによって真空到達度の差がわかり、ひびの有無の判断が行われる。これによって、被搬送物Ｘにひびがない場合はそのまま次工程へと搬送され、ひびがある場合は不良品として別の場所に搬送される。
【００１７】
このように、チャックハンドに把持機能だけでなくひびの有無を検査する機能を付加したことにより、別にひび検査機構を設置する必要がなくなり、設備の省スペース化が可能になるとともに、被搬送物を検査機構にまで搬送する必要がなくなるため、処理時間を短縮することが可能になる。また、ひびの検査を真空吸引方式とすることにより、従来の画像処理に比べて構造を簡略化することができるようになり、チャック手段との一体化が可能になるため、全体的な設備の低コスト化を図ることができる。
【００１８】
［関連発明の実施形態１］
図５は本願発明が関連する発明（関連発明）の実施形態（関連発明の実施形態１）を示す図である。この関連発明の実施形態１にかかるチャックハンドは、図５に示すように、板状の被搬送物Ｘを把持するチャック手段Ａと、被搬送物Ｘの反りを検査する反り検査手段Ｃとを備えている。なお、チャック手段Ａの構成は第１実施形態と同様である。
反り検査手段Ｃは、被搬送物Ｘの上面に接触する基準ブロック２０と、被搬送物Ｘの反りに応じて上下動するシャフト２１と、シャフト２１に取り付けられたドグ２２と、ドグ２２の上下動に応じてオン−オフする近接センサ２３とによって構成されている。
【００１９】
基準ブロック２０は、下方に向かって突出するような態様でステー５に配設されており、被搬送物Ｘが把持されたとき被搬送物Ｘの上面の端部に接触する長さとされている。シャフト２１は、被搬送物Ｘの上面中央に接触するようにステー５に固定されたブラケット２４に上下動自在に支持されており、スプリング２５によって下向きに付勢されている。そして、シャフト２１の上端には、磁性体からなるドグ２２が取り付けられている。また、ドグ２２に対向して磁気センサである近接センサ２３がブラケット２４に取り付けられており、シャフト２１の下端が基準ブロック２０の下端とほぼ同じ水平レベルにあるときにドグ２２が近接センサ２３に対向するように構成されている。なお、近接センサ２３の繰り返し精度は±０．５ｍｍである。なお、その他の部分の構成は第１実施形態と同様である。
【００２０】
次に、搬送中における被搬送物Ｘの反りの検査時の動作について説明する。被搬送物Ｘが爪３によって把持されたとき、基準ブロック２０が被搬送物Ｘの上面に接触し、基準ブロック２０の被搬送物Ｘとの接触面が基準となる。このとき、シャフト２１はスプリング２５によって付勢されているので、被搬送物Ｘの上面に接触するが、被搬送物Ｘの反りの状態によってシャフト２１の上下位置が変わる。すなわち、図６（ａ）に示すように、許容範囲内の反りの場合は、ドグ２２が近接センサ２３に対向した状態になり、近接センサ２３はオンする。このオン信号によって制御装置等では合格と判断する。また、図６（ｂ）に示すように、許容範囲以上の反りがある場合、ドグ２２は近接センサ２３から上方または下方に離れ、近接センサ２３はオフとなり、不合格と判断する。
【００２１】
このように、チャックハンドに把持機能だけでなく反りを検査する機能を付加したことにより、別に反り検査機構を設置する必要がなくなり、設備の省スペース化が可能になるとともに、被搬送物を検査機構にまで搬送する必要がなくなるため、処理時間を短縮することが可能になる。また、本実施形態の構成によれば、変位計等を用いた方式と比べて構造を簡略化することが可能になり、低コスト化を図ることができる。
【００２２】
［関連発明の実施形態２］
図７は本願発明が関連する他の発明（関連発明）の実施形態（関連発明の実施形態２）を示す図である。この関連発明の実施形態２にかかるチャックハンドは、図７に示すように、板状の被搬送物Ｘを把持するチャック手段Ａと、被搬送物Ｘの外形寸法を検査する外形寸法検査手段Ｄとを備えて構成されている。なお、チャック手段の構成は第１実施形態と同様である。
外形寸法検査手段Ｄは、水平方向に開閉する爪３の上端に取り付けられた磁性体からなるドグ３０と、ドグ３０の移動に応じてオンオフする近接センサ３１とによって構成されている。磁気センサからなる近接センサ３１は、ドグ３０に対向するような態様でステー５に取り付けられており、被搬送物Ｘの外形寸法が許容範囲内あるときドグ３０が近接センサ３１に対向するようになっている。なお、近接センサ３１の繰り返し精度は±０．５ｍｍである。
【００２３】
次に、搬送中における被搬送物Ｘの外形寸法の検査時の動作について説明する。被搬送物Ｘが爪３によって把持されたとき、被搬送物Ｘの外形寸法に応じて爪間の距離が変わる。このとき、被搬送物Ｘの外形寸法が規定寸法内であれば、ドグ３０が近接センサ３１に対向した状態になり、近接センサ３１はオンする。このオン信号によって制御装置等では合格と判断する。また、規定寸法外であれば、ドグ３０は近接センサ３１に対して水平方向にずれ、近接センサ３１はオフとなり、不合格と判断する。
【００２４】
例えば、被搬送物Ｘの外形寸法が２１５ｍｍ×２１５ｍｍで、許容範囲が２１５±３ｍｍである場合、この検査手段によって２１２ｍｍ未満の被搬送物Ｘについて±０．５ｍｍ以内の精度で合否を判定することができる。このように、チャックハンドに把持機能だけでなく外形寸法を検査する機能を付加したことにより、別に外形寸法検査機構を設置する必要がなくなり、設備の省スペース化が可能になるとともに、被搬送物を検査機構にまで搬送する必要がなくなるため、処理時間を短縮することが可能になる。
【００２５】
［第２実施形態］
本実施形態（第２実施形態）にかかるチャックハンドは、図８に示すように、板状の被搬送物Ｘを把持するチャック手段Ａと、被搬送物Ｘを吸着パッド１で覆って吸引したときの真空到達度によって被搬送物Ｘのひびの有無を検査するひび検査手段Ｂと、被搬送物Ｘの反りを検査する反り検査手段Ｃと、被搬送物Ｘの外形寸法を検査する外形寸法検査手段Ｄとを備えている。
【００２６】
なお、チャック手段及び各検査手段、すなわち、
(１)被搬送物Ｘを吸着パッド１で覆って吸引したときの真空到達度によって被搬送物Ｘのひびの有無を検査するひび検査手段Ｂ、
(２)被搬送物Ｘの反りを検査する反り検査手段Ｃ、および
(３)被搬送物Ｘの外形寸法を検査する外形寸法検査手段Ｄ
の構成は上記の第１実施形態、関連発明の実施形態１、および関連発明の実施形態２に示したものと同じである。ただし、反り検査手段のシャフト２１、ドグ２２、近接センサ２３は、吸着パッド１の中央に空いた空間に配置され、基準ブロック２０は吸着パッド１よりも外側に配置されており、チャックハンド内の限られたスペースに各検査手段が集約された状態でコンパクトに配設されている。
【００２７】
この第２実施形態のチャックハンドにおいては、被搬送物Ｘを把持して搬送しながら、ひびの有無、反りの有無、外形寸法といった外観検査を同時に行うことができるため、搬送に要する時間を有効に活用できるとともに設備スペースの低減を図ることができる。但し、これらの三つの検査は要求仕様に応じて行われるもので、ひび検査手段Ｂ、反り検査手段Ｃ、および外形寸法検査手段Ｄの組み合わせ態様は任意であり、ひび検査手段Ｂと反り検査手段Ｃを組み合わせた構成やひび検査手段Ｂと外形寸法検査手段Ｄを組み合わせた構成とすることも可能である。
【００２８】
なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、被搬送物Ｘの材質をセラミックの代わりに金属あるいはプラスチックとしてもよく、さらに超音波探傷器を設けて、被搬送物Ｘの内部欠陥や厚みを検出するようにしてもよい。
その他、本願発明の請求の範囲内で種々の設計変更及び修正を加え得ることは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本願発明によると、被搬送物を把持するチャック手段にひびの有無、反りの有無、外形寸法といった外観検査を行う手段が択一的あるいは複合して設けられているので、被搬送物の搬送中にひび、反り等の欠陥の有無の検査や外観検査が可能となる。
【００３０】
したがって、別に検査機構を設ける必要がなくなり、設備の省スペース化を図ることができる。また、被搬送物を別の検査機構に搬送する必要がなくなることから、この搬送のための時間を短縮することが可能になり、作業効率を向上させることができる。しかも、全体的に複雑な構造を必要とすることがなく、シンプルな構造でそれぞれの検査を行うことができるため、低コストで、実用上有意義なチャックハンドを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本願発明の第１実施形態にかかるチャックハンドを示す斜視図である。
【図２】  本願発明の第１実施形態にかかるチャックハンドのひび検査手段を示す構成図である。
【図３】  被搬送物のひびの発生状態を示す図である。
【図４】  被搬送物のひび長さと真空圧の関係を示す図である。
【図５】  本願発明が関連する発明（関連発明）の実施形態（関連発明の実施形態１）にかかるチャックハンドを示す正面図である。
【図６】  本願発明が関連する発明（関連発明）の実施形態（関連発明の実施形態１）にかかるチャックハンドによる反りの検査状況を示す図であり、（ａ）は反りがない場合、（ｂ）は反りがある場合の状況を示す図である。
【図７】  本願発明が関連する発明（関連発明）の実施形態（関連発明の実施形態２）にかかるチャックハンドを示す正面図である。
【図８】  本願発明の第２実施形態にかかるチャックハンドを示す正面図である。
【符号の説明】
１                  吸着パッド
２                  エアチャック
３                  爪
７                  真空吸引装置
１４                  ひび
２０                  基準ブロック
２１                  シャフト
２２                  ドグ
２３                  近接センサ
２５                  スプリング
３０                  ドグ
３１                  近接センサ
Ｘ                  被搬送物
Ａ                  チャック手段
Ｂ                  ひび検査手段
Ｃ                  反り検査手段
Ｄ                  外形寸法検査手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003663736.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003663736.tif 000007
【図７】
0003663736.tif 000008
【図８】
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