(57)【要約】【課題】厚さを薄くするとともに、搬送治具の変形に容易に対応することができ、かつガラスを搬送治具から取り外す際にガラスに損傷を与えない。【解決手段】ゴム製パッド２０，２１間に形成された高さ下降用空気室２３を負圧とすることによりパッド支持部１９のテーパ部１９ｃを本体部１７のテーパ部１７ｂと係合させ、またゴム製パッド２０内を負圧とすることにより吸着部１８をパッド支持部１９に係合させるとともに、吸着部１８にワークを吸着させる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを吸着する吸着パッドを有する吸着ハンドにおいて、吸着パッドは、吸着ハンド本体部に固定され、筒状で外端にフローティング用孔が形成されるとともに、内周にテーパ部が形成された吸着パッド本体部と、外端側に吸気孔を有するとともに、内端側に次第に拡大して上記フローティング用孔と係合するテーパ部を有するキャップ状の吸着部と、吸着部内に移動可能に係合し、吸着部の吸気孔と連通する通気孔を有するとともに、吸着パッド本体部のテーパ部と係合可能なテーパ部を有する弾性部材支持部と、弾性部材支持部と吸着ハンド本体部との間において、弾性部材支持部の通気孔を囲むように設けられた筒状の第１の弾性部材及び第１の弾性部材の外周側に設けられた筒状の第２の弾性部材と、吸着部と弾性部材支持部との間において吸気孔及び通気孔を囲むように設けられた第３の弾性部材とを備え、第１の弾性部材と第２の弾性部材の間に形成された高さ下降用空気室を負圧とすることにより、第１及び第２の弾性部材の高さを低くして、弾性部材支持部のテーパ部を吸着パッド本体部のテーパ部と係合させ、第１の弾性部材内を負圧とすることにより、吸着部にワークを吸着するとともに、第３の弾性部材の高さを低くして、吸着部を弾性部材支持部に係合させることを特徴とする吸着ハンド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）の液晶製造工程などにおいて、ガラスを多数枚収納したカセットからガラスを１枚ずつ取り出し、かつ取り出したガラスを搬送する搬送治具に対して、ガラスの取付、取り外し作業を自動的に行うような場合に用いられる多関節ロボット等の吸着ハンドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶製造工程において、ガラスをカセットから取り出し、搬送治具に取り付ける作業は、ガラスをカセットから取り出すロボットと、この取り出されたガラスを置き台、コンベア等を介して受け取り、搬送治具に取り付けるロボットとにより行っている。又、ガラスを搬送治具から取り外す作業においては、ガラスの位置が偏るとガラスの端面が搬送治具と接触し、ロボット動作時の揺れ等によりそのまま取り外すとガラスの端面に傷が付くため、画像処理装置等を用いてガラスと搬送治具との隙間を計測し、取り出す位置を補正するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記したガラス収納カセットには、ガラスが狭いピッチ（３０ｍｍ程度）で水平に入っており、カセットからガラスを１枚ずつ取り出すためには、厚さの薄いハンドが必要である。しかし、搬送治具は設置面が歪んでいるため、この歪みに倣うハンドが必要となり、複数台のハンドが必要となった。又、搬送治具からの取り出し時に画像処理装置による補正を行うため、システムが複雑となり、コストアップ、信頼性の低下、処理タクトの低下等を招いた。
【０００４】
この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、厚さを薄くできるとともに、ワークセット部材の変形に容易に対応することができ、かつガラス等のワークをワークセット部材から取り外す際にワークを損傷することがない吸着ハンドを得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る吸着ハンドは、ワークを吸着する吸着パッドを有し、吸着パッドは、吸着ハンド本体部に固定され、筒状で外端にフローティング用孔が形成されるとともに、内周にテーパ部が形成された吸着パッド本体部と、外端側に吸気孔を有するとともに、内端側に次第に拡大して上記フローティング用孔と係合するテーパ部を有するキャップ状の吸着部と、吸着部内に移動可能に係合し、吸着部の吸気孔と連通する通気孔を有するとともに、吸着パッド本体部のテーパ部と係合可能なテーパ部を有する弾性部材支持部と、弾性部材支持部と吸着ハンド本体部との間において、弾性部材支持部の通気孔を囲むように設けられた筒状の第１の弾性部材及び第１の弾性部材の外周側に設けられた筒状の第２の弾性部材と、吸着部と弾性部材支持部との間において吸気孔及び通気孔を囲むように設けられた第３の弾性部材とを備え、第１の弾性部材と第２の弾性部材の間に形成された高さ下降用空気室を負圧とすることにより、第１及び第２の弾性部材の高さを低くして、弾性部材支持部のテーパ部を吸着パッド本体部のテーパ部と係合させ、第１の弾性部材内を負圧とすることにより、吸着部にワークを吸着するとともに、第３の弾性部材の高さを低くして、吸着部を弾性部材支持部に係合させるものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面とともに説明する。図２（ａ），（ｂ）はこの発明の実施形態による液晶製造工程におけるガラス搬送装置の平面図及び正面図を示し、１は床２上に設置された支持台であり、支持台１上には一対のカセット３が設けられ、カセット３内には上記したようにガラス（ワーク）４が狭いピッチ（３０ｍｍ程度）で水平に２０枚程度収納されており、ガラスは左右から伸びた受け台（図示せず）により支持されている。５は床２上に設けられた搬送レール、６は搬送レール５上を移動する平板状の搬送治具（ワークセット部材）であり、低剛性の材料により形成され、搬送レール５上に移動可能に斜めに立設されている。又、搬送治具６には、ガラスをセットするためのガラスよりやや大きい凹部（図示せず）が設けられている。７は多関節ロボットであり、床２上に設置された基部８と、基部８上に回動自在に支持された回動部９と、回動部９に第１の屈曲部１０を介して連結された第１のアーム部１１と、第１のアーム部１１に第２の屈曲部１２を介して連結された第２のアーム部１３と、第２のアーム部１３に第３の屈曲部１４を介して連結されたガラス吸着ハンド１５とから構成されている。
【０００７】
図３（ａ），（ｂ）はガラス吸着ハンド１５の正面図及び平面図を示し、ガラス吸着ハンド１５の本体部１５ａはＵ字状に形成され、その表面にはガラス３を吸着するための吸着パッド１６が６個形成されている。図１（ａ），（ｂ）はガラス吸着ハンド１５の吸着パッド１６部分の正面図及び縦断側面図を示し、この状態は搬送後に搬送治具６の凹部にセットされているガラス４を取りに行く状態である。図において、１７は略円筒状の吸着パッド１６の本体部であり、ガラス吸着ハンド１５の本体部１５ａに形成された円柱状の凹部１５ｂに一体的に嵌合される。本体部１７の外端の内周には楕円状の左右フローティング用孔１７ａが形成され、本体部１７の内端の内周には径が小さくなるテーパ部１７ｂが形成される。１８は外端側にやや窪んだガラス４との吸着面１８ａを有するとともに、吸着面１８ａの中心に吸気孔１８ｂを有するキャップ状の吸着部であり、その内端側には径が次第に拡大するテーパ部１８ｃが形成され、テーパ部１８ｃはフローティング用孔１７ａと係脱自在に係合する。
【０００８】
１９は吸着部１８の内周に移動可能に嵌合したパッド支持部であり、中心に通気孔１９ａを有するとともに、内方に径が拡大した係合部１９ｂを有し、係合部１９ｂは本体部１７の内周に設けられた係合部１７ｃと係脱自在に係合し、また係合部１９ｂの外周面には本体部１７のテーパ部１７ｂと係合するテーパ部１９ｃが形成され、さらに吸着部１８の内周から突出した係合部１８ｄはパッド支持部１９の外端側に形成された係合部１９ｄと係脱自在に係合する。ガラス吸着ハンド１５の凹部１５ａの底面とパッド支持部１９の内面との間には、通気孔１９ａを囲むようにして筒状で伸縮自在の第１のゴム製パッド２０を設けるとともに、第１のゴム製パッド２０の外側に同じく筒状で伸縮自在の第２のゴム製パッド２１を設ける。ガラス吸着ハンド１５には、第１のゴム製パッド２０内と連通する吸着用空気通路２２が形成されるとともに、第１及び第２のゴム製パッド２０，２１間に形成された高さ下降用空気室２３内と連通する高さ下降用空気通路２４が形成される。又、吸気孔１８ｂと通気孔１９ａとの間の空気圧力を保持するために、吸着部１８とパッド支持部１９との間に第３のゴム製パッド２５が設けられる。
【０００９】
次に、上記構成の動作について説明する。まず、多関節ロボット７を動作させ、図４に示すように、カセット３のガラス４の間にガラス吸着ハンド１５を挿入する。このとき、高さ下降用空気通路２４を介して高さ下降用空気室２３を負圧とすると、ゴム製パッド２０，２１の高さが低くなり、パッド支持部１９及び吸着部１８の高さも低くなる。このため、ガラス吸着ハンド１５の全体的な高さが低くなり、ガラス４間の狭い隙間にガラス吸着ハンド１５を挿入することができる。又、本体部１７のテーパ部１７ｂとパッド支持部１９のテーパ部１９ｃとは係合するので、パッド支持部１９及び吸着部１８は本体部１７のフローティング用孔１７ａの中央に位置している。
【００１０】
ここで、吸着用空気通路２２を介してゴム製パッド２０内を負圧にすると、図５に示すように、通気孔１９ａを介して吸気孔１８ｂから吸気され、ガラス４は吸着部１８に吸着される。この場合、ゴム製パッド２５の高さが低くなるので、吸着部１８はパッド支持部１９と係合し、フローティング用孔１７ａの中央に位置するので、ガラス４を正確な位置に保持することができる。ここで、多関節ロボット７を動作させ、ガラス吸着ハンド１５に吸着したガラス４をカセット３より抜き取り、搬送治具６のガラス４をセットするための凹部にガラス４を運び、高さ下降用空気室２３の負圧を大気圧とすることにより、パッド支持部１９及び吸着部１８の高さを高くし（外方に突出させ）、ガラス４を搬送治具６の凹部にセットする。
【００１１】
次に、ガラス４をセットした搬送治具６を搬送レール５上に移動させ、所定位置で停止させる。ここで、再びガラス吸着ハンド１５を用いて、搬送治具６からガラス４を取り外す。この場合、図１に示すように、高さ下降用空気室２３を大気圧として吸着部１８を外方に突出させ、そのテーパ部１８ｃをフローティング用孔１７ａに係合させているので、吸着部１８はフローティング用孔１７ａの中央に保持される。この図１の状態において、図６に示すように、吸着用空気通路２２を介してゴム製パッド２０内を負圧にすると、通気孔１９ａを介して吸気孔１８ｂから吸気され、ガラス４は吸着部１８に吸着される。このとき、ゴム製パッド２５の高さが低くなり、吸着部１８のテーパ部１８ｃはパッド支持部１９の係合部１９ｂと係合して本体部１７のフローティング用孔１７ａから離れるので、パッド支持部１９及び吸着部１８は左右フローティングが可能となる。従って、ガラス４の側面が搬送治具６の凹部と接触した状態においてガラス４を凹部から抜き取っても、吸着部１８がフローティング可能であるので、接触圧は低くなり、ガラス４に傷は付かない。又、ガラス４の上下方向では、ガラス４の自重によりガラス４の下側が搬送治具６の凹部と接触するので、ガラス４を吸着部１８に吸着した後、ガラス吸着ハンド１５を少し持ち上げて凹部からガラス４を抜き取る。
【００１２】
上記実施形態においては、カセット３からガラス４を抜き出す際には、ゴム製パッド２０，２１間に形成された高さ下降用空気室２３を負圧とすることによりゴム製パッド２０，２１の高さを低くし、パッド支持部１９及び吸着部１８の高さを低くする（内方に移動する）。これにより、ガラス吸着ハンド１５の全体的な高さが低くなり、カセット３内のガラス４間の狭い隙間にガラス吸着ハンド１５を挿入することができる。又、この状態でゴム製パッド２０内を負圧にし、吸着部１８にガラス４を吸着すると、ゴム製パッド２５の高さが低くなって吸着部１８がパッド支持部１９と係合し、パッド支持部１９のテーパ部１９ｃは本体部１７のテーパ部１７ｂと係合しているので、吸着部１８はフローティング用孔１７ａの中央に位置し、ガラス４を正確な位置に保持することができる。
【００１３】
又、搬送治具６からガラス４を取り出す際には、高さ下降用空気室２３内を大気圧とするとともに、ゴム製パッド２０内を負圧とし、吸着部１８に搬送治具６の凹部内のガラス４を吸着する。このとき、ゴム製パッド２５の高さが低くなり、吸着部１８のテーパ部１８ｃはパッド支持部１９ｂと係合し、フローティング用孔１７ａから離れるので、吸着部１８は左右フローティングが可能となり、ガラス４の側面が搬送治具６の凹部と接触した状態においてガラス４を凹部から取り出しても、ガラス４を損傷させることはない。又、搬送治具６が変形しても吸着部１８の左右フローティングにより対応することができる。
【００１４】
なお、上記実施形態においては、左右フローティング用孔１７ａを楕円形としたが、円形として前後左右方向のフローティングを可能とするようにしてもよい。
【００１５】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、第１、第２の弾性部材間に形成された高さ下降用空気室を負圧とすることにより第１、第２の弾性部材の高さが低くなり、吸着ハンドの高さを低くすることができ、狭い隙間への挿入が可能となる。又、この状態で第１の弾性部材内を負圧にして吸着部にワークを吸着すると、吸着部は弾性部材支持部と係合し、弾性部材支持部のテーパ部は吸着パッド本体部のテーパ部と係合しているので、吸着部はフローティング用孔の中央部に位置し、ワークを正確な位置に吸着保持することができる。
【００１６】
又、高さ下降用空気室内を大気圧とするとともに、第１の弾性部材内を負圧にすると、吸着部にワークが吸着されるとともに、吸着部が弾性部材支持部と係合してフローティング用孔から離れるので、吸着部はフローティング可能となり、ワークセット部材の変形に容易に対応することができるとともに、ワークセット部材にセットされたワークをワークセット部材から損傷を与えることなく取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるガラス吸着ハンドの吸着パッド部分の正面図及び縦断側面図である。
【図２】この発明によるガラス搬送装置の平面図及び正面図である。
【図３】この発明によるガラス吸着ハンドの正面図及び平面図である。
【図４】この発明によるガラス吸着ハンドのカセット内のガラス間挿入時の要部縦断正面図である。
【図５】この発明によるガラス吸着ハンドのカセット内でのガラス吸着時の要部縦断正面図である。
【図６】この発明によるガラス吸着ハンドの搬送治具にセットされたガラス吸着時の要部縦断平面図である。
【符号の説明】
４…ガラス
６…搬送治具
１５…ガラス吸着ハンド
１５ａ，１７…本体部
１６…吸着パッド
１７ａ…フローティング用孔
１７ｂ，１８ｃ，１９ｃ…テーパ部
１８…吸着部
１８ｂ…吸気孔
１９…パッド支持部
１９ａ…通気孔
２０，２１，２５…ゴム製パッド
２３…高さ下降用空気室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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