JPH0516178U - ロボツトハンド装置における被移動対象物の着脱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】被移動体である磁性体治具３をロボットハンド
側磁石２で把持し治具４に脱着する際に発生する衝撃を
なくし、ダストの発生を少なくする。 【構成】磁性体治具３を治具４に取り付け後、磁性体治
具３からハンド側磁石２を引き離す際は、タイミング検
知部６１の信号によりハンド側磁石２に流す励磁電流を
減少させる。治具４から磁性体治具３を取り外すとき
は、ハンドラーIIの先端を磁性体治具３に接触させ、タ
イミング検知部６１の信号によりハンド側磁石２に流す
励磁電流を戻す。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はハンドの先端部に備えられた磁石により被移動対象物を吸着させ、ハ ンドの動きにより被移動対象物を移動させるロボットハンド装置における被移動 対象物の着脱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種の装置の従来例として図２に示すようなものがある。図中１は多関節型 のロボットハンドであって、その先端部にはハンドラー11が連結されている。ハ ンドラー11の先端面には被移動対象物たる磁性体治具３を吸着するための永久磁 石３が設けられている。図中４は治具であって、これには磁性体治具３の一部に 大きさが合った穴41が設けられており、この穴41の周りには磁性体治具３を吸着 ・保持するための電磁石等の磁石８が埋めこまれている。 なお、磁石８が通電されたときのこの磁場強度は永久磁石３の磁場強度より大 きく設定されている。

【０００３】 即ち、図２に示すようにロボットハンド１を動かせて、ハンドラー２の先端面 に吸着した磁性体治具３を治具４に近づける。磁性体治具３が穴41の真上にまで 達して、磁性体治具３に作用する電磁力が永久磁石７より磁石８の方が大きくな ると、磁性体治具３は磁石８に吸い寄せられ、その結果、ハンドラー２の先端面 から離れ、一部が穴41に入り込み、治具４に設けられた磁石８により吸着・保持 され、これで治具４に取り付けられる。 なお、治具４から磁性体治具３を取り外す方法については、磁石８の通電を切 ることを除いては、上記と逆の方法でなされる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来装置を有するロボットハンド装置をクリーンルームに 装備するには難点がある。即ち、磁性体治具３を治具４に取り付ける場合には、 磁性体治具３が磁石８に吸い寄せられ治具４に接触する際、一方、磁性体治具３ を治具４から取り外す場合には、磁性体治具３が永久磁石７に吸い寄せられハン ドラー２の先端面に接触する際、何れも衝撃が生じ、この衝撃により、付近に付 着していたホコリ等が舞い上がるのである。特に、最近の半導体製造用のクリー ンルームのクリーン度に関しては益々厳しい条件が求められており、ロボットハ ンド装置を使用することが困難な状況となっている。またこの欠点とは別に、上 記衝撃により磁性体治具３や治具４を破損させるという欠点もある。

【０００５】 本考案は上記した背景の下に創案されたものであり、その主たる目的とすると ころは、ダストの発生が極めて少ないロボットハンド装置における被移動対象物 の着脱装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案にかかるロボットハンド装置における被移動対象物の着脱装置は、ロボ ットハンドの先端部に備えられた磁場強度ａのハンド側磁石により磁性体である 被移動対象物を吸着し、ロボットハンドの動きにより被移動対象物を移動せしめ るロボットハンド装置において、被移動対象物を着脱自在に吸着・保持するため の磁場強度ｂ（＜磁場強度ａ）の固定側磁石を有する固定台と、ハンドの動きに より移動対象物を固定台に取り付けた後、ハンド側磁石から当該被移動対象物を 引き離す寸前のタイミングを検知し取り付け信号として出力する一方、ハンドの 動きにより被移動対象物を固定台から取り外す際、当該被移動対象物を固定側磁 石から引き離す寸前のタイミングを検知し取り外し信号として出力する検知部と 、被移動対象物を固定台に取り付けるときには、検知部から出力された取り付け 信号が示すタイミングでハンド側磁石の磁場強度ａを磁場強度ａ’（＜磁場強度 ｂ）に変化させる一方、被移動対象物を固定台から取り外すときには、検知部か ら出力された取り外し信号が示すタイミングでハンド側磁石の磁場強度を磁場強 度ａに戻す磁場強度可変部とを具備していることを特徴としている。

【０００７】

【実施例】 以下、半導体製造用クリーンルーム内に備えられたロボットハンド装置の一構 成部たる被移動対象物の着脱装置について図面を参照して説明する。図１は実施 例装置の概略構成を示す図である。

【０００８】 図中１は多関節型のロボットハンドであって、その先端部にはハンドラー11が 連結されている。ハンドラー11の先端面には、被移動対象物たる磁性体治具３を 吸着するための磁場強度ａの電磁石であるハンド側磁石２が設けられている。ま たこのハンド側磁石２の近傍には、必ずしも必要ではないが、ハンドラー11の先 端面と磁性体治具３との接触を確実に検知するための光センサ611 が設けられて いる。

【０００９】 図中４は磁性体治具３を取り外しする対象の治具（固定台に相当する）である 。治具４には磁性体治具３の一部に合った大きさの穴41が設けられている。この 穴41の周りには、磁性体治具３を治具４に対して着脱自在に吸着・保持するため のリング状をなした固定側磁石５が埋め込まれている。固定側磁石５はここでは 永久磁石が使用されており、その磁場強度ｂは磁性体治具３を治具４に保持し得 る程度に設定されており、磁場強度ｂ＜磁場強度ａとなっている。

【００１０】 図中６はロボットハンド装置の全体を制御する制御装置であって、ロボットハ ンド１を動かすための命令を作り出し、ハンドラー11の位置を数値制御するよう な構成となっている。この数値制御を行うのに必要なハンドラー11の座標値は、 ロボットハンド１に備えられたエンコーダ等のセンサ群( 図示せず）によって検 知され、この検出信号が導かれた検知部61により算出されるようになっている。 また検知部61には光センサ611 の出力信号が導かれており、ハンドラー11の先端 面が磁性体治具３に接触したことをも認識し得るようになっている。なお、上記 センサ群、光センサ611 及び検知部61の一機能は検知手段を構成する。

【００１１】 制御装置６についての上記した説明は既存のものと大きな変更はないが、本実 施例装置では、次の機能が付け加えられている。まず第１に、検知部61によりハ ンドラー11の座標値、光センサ611 の検知結果等に基づいて取り付け信号α、取 り外し信号βを作り出す点である( 詳しいことは後述する) 。これは検知部61に 関連するソフトウエアの設計変更により行っている。第２には、磁場強度可変部 62を新たに設け、ハンド側磁石２の励磁電流を作り出すとともに、取り付け信号 α、取り外し信号βが示すタイミングに応じて励磁電流を変化させる点である（ 詳しいことは後述する）。磁場強度可変部62は具体的には取り付け信号α及び取 り外し信号βを入力として励磁電流を生成するドライバー回路である。

【００１２】 次に、以上のように構成された実施例装置の動作について説明する。 図１にはハンド側磁石２に励磁電流が流され、ハンド側磁石２に磁場強度ａの 電磁力が発生し、この電磁力により磁性体治具３がハンドラー11の先端面に吸着 されている状態が示されている。このときのハンド側磁石２の磁場強度ａは固定 側磁石５の磁場強度ｂより大きく設定されている。

【００１３】 この状態から磁性体治具３を治具４に取り付けるまでの過程について説明する 。制御装置６に予め用意されているシーケンスプログラムに従い、まず、ロボッ トハンド１を動し、磁性体治具３を治具４に近ける。そして、磁性体治具３の一 部を穴41に挿入し、磁性体治具３を治具４に完全に取り付ける。より具体的に説 明すると、磁性体治具３が治具４に完全に取り付けられた状態でのハンドラー11 の座標値ｄ１のデータは予め用意されているので、ロボットハンド１を動かし磁 性体治具３を治具４に近ける途中で、検知部61により検知されているハンドラー 11の座標値がｄ１に一致したときに、ロボットハンド１を停止させるようになっ ている。但し、従来とは異なり、磁場強度ａ＞磁場強度ｂに設定されているので 、治具４に完全に取り付けられる以前に、磁石磁性体３が固定側磁石５に吸い寄 せられ、ハンドラー11の先端面から離れるということはない。

【００１４】 上記のように磁性体治具３を治具４に完全に取り付けた後には、ロボットハン ド１を上記と逆に動かして、ハンドラー11を手前に戻し治具４から遠ざける。た だ、ハンドラー11が実際に戻される前のシーケンスのステップで、検知部61及び 磁場強度可変部62は次のように動作する。

【００１５】 即ち、検知部61はハンドラー11を戻してハンド側磁石２から磁性体治具３を引 き離す寸前のタイミングを上記シーケンスのステップにより検知し、この検知結 果を取り付け信号αとして磁場強度可変部62に出力する。磁場強度可変部62は取 り付け信号αがアクティブとなるタイミングで、ハンド側磁石２の励磁電流の大 きさを減少させて、ハンド側磁石２の磁場強度ａを磁場強度ａ’（＜磁場強度ｂ ）に弱め、磁性体治具３を固定側磁石５により吸着・保持させる。よって、ハン ドラー11が実際に戻されても、磁性体治具３はハンド側磁石２に引き寄せられる ことがなく、磁性体治具３とハンド側磁石２との引き離しは円滑に行われる。

【００１６】 次に、上記とは逆に治具４から磁性体治具３を取り外すまでの過程について説 明する。まずロボットハンド１を動かし、ハンドラー11を治具４に近ける。そし てハンドラー11の先端面が磁性体治具３に接触して、ハンドラー11の座標値がｄ １に一致したとき、ロボットハンド１を停止させる。なお、このときのハンド側 磁石２の磁場強度は磁場強度ａ’或いは零に設定されている。

【００１７】 そしてロボットハンド１を逆に動かして、ハンドラー11を手前に戻し治具４か ら磁性体治具３を取り外すが、ハンドラー11が実際に戻される前のシーケンスの ステップで、検知部61及び磁場強度可変部62は次のように動作する。即ち、検知 部61はハンドラー11を戻して固定側磁石５から磁性体治具３を引き離す寸前のタ イミングをシーケンスのステップにより検知し、この検知結果を取り外し信号β として磁場強度可変部62に出力する。磁場強度可変部62は取り付け信号βがアク ティブとなるタイミングで、ハンド側磁石２の励磁電流の大きさを増大させて、 ハンド側磁石２を磁場強度ａに戻し、磁性体治具３をハンド側磁石２に吸着・保 持させる。よって、ハンドラー11が戻されても、磁性体治具３は固定側磁石５に 引き寄せられることなく、磁性体治具３と固定側磁石５との引き離しは円滑に行 われる。

【００１８】 従って、磁性体治具３の治具４への取り付け、治具４からの取り外しは何れの 場合であってもスムーズに行われ、従来のように衝撃を生じることがないので、 周りに付着したホコリ等が舞い上がるようなことがない。本実施例装置の場合、 クラス１０（1 ft³ 当たり0.11μm のダスト) の確保が可能となった。また治具 ４や磁性体治具３を破損させるようなことも皆無である。

【００１９】 なお、本考案にかかるロボットハンド装置における被移動対象物の着脱装置は 、移動中の被移動対象物を磁気力により吸着せしめる方式を採るロボットハンド 装置であれば如何なるものにも適用可能であり、また上記実施例に限定されず、 例えばハンド側磁石を永久磁石とし、固定側磁石５を電磁石とするようにしても 良い。この場合には、取り付け信号αがアクティブとなるタイミングで、固定側 磁石５の磁場強度ｂを磁場強度ｂ’（＞磁場強度ａ）に変化させる一方、取り外 し信号βがアクティブとなるタイミングで、固定側磁石の磁場強度をｂに戻すよ うにすると、上記実施例の場合と同様の効果を得ることができる。

【００２０】

【考案の効果】

以上、本考案の請求項１、２にかかるロボットハンド装置における被移動対象 物の着脱装置による場合には、構成上、被移動対象物の固定台への着脱時に衝撃 が生じず、従来のように周りに付着したホコリ等が舞い上がるようなことがなく 、ダストの発生が極めて少ない。また固定台等を破損させるような欠点もなく、 装置の性能アップを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例装置の概略構成を示す図である。

【図２】従来装置の概略構成を示す図である。

【符号の説明】

１ ロボットハンド 11 ハンドラー ２ ハンド側磁石 ３ 磁性体治具 ４ 治具 ５ 固定側磁石 ６ 制御装置 61 検知部 611 光センサ 62 磁場強度可変部 α 取り付け信号 β 取り外し信号

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットハンドの先端部に備えられた磁
   場強度ａのハンド側磁石により磁性体である被移動対象
   物を吸着し、ロボットハンドの動きにより被移動対象物
   を移動せしめるロボットハンド装置において、被移動対
   象物を着脱自在に吸着・保持するための磁場強度ｂ（＜
   磁場強度ａ）の固定側磁石を有する固定台と、 ロボットハンドの動きにより移動対象物を固定台に取り
   付けた後、ハンド側磁石から当該被移動対象物を引き離
   す寸前のタイミングを検知し取り付け信号として出力す
   る一方、ロボットハンドの動きにより被移動対象物を固
   定台から取り外す際、当該被移動対象物を固定側磁石か
   ら引き離す寸前のタイミングを検知し取り外し信号とし
   て出力する検知手段と、 被移動対象物を固定台に取り付けるときには、前記検知
   手段により出力された取り付け信号が示すタイミングで
   ハンド側磁石の磁場強度ａを磁場強度ａ’（＜磁場強度
   ｂ）に変化させる一方、被移動対象物を固定台から取り
   外すときには、前記検知手段により出力された取り外し
   信号が示すタイミングでハンド側磁石の磁場強度を磁場
   強度ａに戻す磁場強度可変部と、 を具備していることを特徴とするロボットハンド装置に
   おける被移動対象物の着脱装置。
2. 【請求項２】 請求項１の磁場強度可変部に代わりに、
   被移動対象物を固定台に取り付けるときには、前記検知
   手段により出力された取り付け信号が示すタイミングで
   固定側磁石の磁場強度ｂを磁場強度ｂ’（＞磁場強度
   ａ）に変化させる一方、被移動対象物を固定台から取り
   外すときには、前記検知手段により出力された取り外し
   信号が示すタイミングで固定側磁石の磁場強度をｂに戻
   す磁場強度可変部を備えた請求項１記載のロボットハン
   ド装置における被移動対象物の着脱装置。