特許 5890505 基板を切断するための切断装置、ロボット、およびロボットシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5890505

(24)【登録日】2016年2月26日

(45)【発行日】2016年3月22日

(54)【発明の名称】基板を切断するための切断装置、ロボット、およびロボットシステム

(51)【国際特許分類】

   B23D 36/00 20060101AFI20160308BHJP

   B23D 17/00 20060101ALI20160308BHJP

   B25J 13/00 20060101ALI20160308BHJP

   B26D 1/08 20060101ALI20160308BHJP

   H05K 3/00 20060101ALN20160308BHJP

【ＦＩ】

   B23D36/00 501Z

   B23D17/00 Z

   B25J13/00 Z

   B26D1/08

   !H05K3/00 L

【請求項の数】12

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-210163(P2014-210163)

(22)【出願日】2014年10月14日

【審査請求日】2015年9月15日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100102819

【弁理士】

【氏名又は名称】島田 哲郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100112357

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 繁樹

(74)【代理人】

【識別番号】100157211

【弁理士】

【氏名又は名称】前島 一夫

(74)【代理人】

【識別番号】100159684

【弁理士】

【氏名又は名称】田原 正宏

(72)【発明者】

【氏名】小田 勝

(72)【発明者】

【氏名】落石 好紀

【審査官】 五十嵐 康弘

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−３１５０２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０５３４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６４−０４０２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１８５３９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第４４１６１７６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｄ ３６／００

Ｂ２３Ｄ １５／００−１９／０８

Ｂ２３Ｄ ２３／００−３１／０４

Ｂ２５Ｊ １３／００

Ｂ２６Ｄ １／０８

Ｈ０５Ｋ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を切断するための切断装置であって、
押え部と、
前記押え部に対して移動可能に設けられ、前記押え部とは反対側から前記基板と当接し、前記押え部との間で前記基板を挟み込んで該基板をせん断する切断部と、
前記押え部を前記基板に押し付けるための押し付け力を該押え部に生じさせる第１の力生成部と、
前記第１の力生成部によって前記押え部が前記基板に押し付けられたときに該押え部が該基板から受ける力に応じて前記押し付け力を調整する第１の調整部と、を備える、切断装置。

【請求項2】

前記基板から受ける前記力を計測する力覚センサをさらに備え、
前記第１の調整部は、前記力覚センサによって得られた前記基板から受ける力に基づいて前記押し付け力を調整するように、前記第１の力生成部を制御する、請求項１に記載の切断装置。

【請求項3】

前記基板に対する前記押え部の位置を計測するための変位センサをさらに備え、
前記第１の調整部は、前記変位センサによって得られた前記位置に基づいて前記押し付け力を調整するように、前記第１の力生成部を制御する、請求項１に記載の切断装置。

【請求項4】

前記第１の力生成部は、前記押し付け力を発生させるエアシリンダを有し、
前記第１の調整部は、前記エアシリンダへ供給される気体の圧力を調整する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の切断装置。

【請求項5】

前記第１の力生成部は、
前記押し付け力を発生させるバネと、
前記基板に対して接近および離反する方向へ移動可能な移動部と、を有し、
前記押え部は、前記移動部に前記バネを介して連結され、
前記第１の調整部は、前記基板に対する前記移動部の位置を調整する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の切断装置。

【請求項6】

前記基板をせん断するための駆動力を前記切断部に生じさせる第２の力生成部と、
前記駆動力を調整する第２の調整部と、をさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の切断装置。

【請求項7】

前記第２の力生成部は、エアシリンダを有し、
前記第２の調整部は、前記エアシリンダへ供給される気体の圧力を制御する、請求項６に記載の切断装置。

【請求項8】

前記第２の力生成部は、サーボモータを有し、
前記第２の調整部は、前記サーボモータのトルクを制御する、請求項６に記載の切断装置。

【請求項9】

前記第２の調整部は、前記基板の厚みに応じて前記駆動力を調整する、請求項６〜８のいずれか１項に記載の切断装置。

【請求項10】

前記切断部は、ノコギリ刃を有する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の切断装置。

【請求項11】

ロボットアームと、
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の切断装置と、を備え、
前記押え部は、前記ロボットアームに設けられ、
前記第１の力生成部は、前記ロボットアームの動作によって、前記押え部を前記基板に対して接近および離反する方向へ移動させる、ロボット。

【請求項12】

請求項１１に記載のロボットと、
前記ロボットを制御する制御部と、を備える、ロボットシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板を切断するための切断装置、およびロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

基板を押え付ける押え部と、基板に一方側から当接する第１の刃と、基板に他方側から当接して、第１の刃との間で基板を挟み込んでせん断する第２の刃とを備えた、基板の切断装置が知られている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１−３１５０２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来、基板の厚みのバラつきに起因して、切断時に基板を押え付ける力が基板毎に異なってしまう場合があった。このように基板を押え付ける力が異なってしまうと、切断時に基板に与えられる衝撃にバラつきが生じ、その結果、基板に実装された素子の性能に影響を与えてしまう虞がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様において、基板を切断するための切断装置は、押え部と、押え部に対して移動可能に設けられ、押え部とは反対側から基板と当接し、押え部との間で基板を挟み込んで該基板をせん断する切断部とを備える。

【0006】

また、この切断装置は、押え部を基板に押し付けるための押し付け力を該押え部に生じさせる第１の力生成部と、第１の力生成部によって押え部が基板に押し付けられたときに該押え部が該基板から受ける力に応じて押し付け力を調整する第１の調整部とを備える。

【0007】

切断装置は、基板から受ける力を計測する力覚センサをさらに備えてもよい。第１の調整部は、力覚センサによって得られた基板から受ける力に基づいて押し付け力を調整するように、第１の力生成部を制御してもよい。

【0008】

切断装置は、基板に対する押え部の位置を計測するための変位センサをさらに備えてもよい。第１の調整部は、変位センサによって得られた位置に基づいて押し付け力を調整するように、第１の力生成部を制御してもよい。第１の力生成部は、押し付け力を発生させるエアシリンダを有してもよい。第１の調整部は、エアシリンダへ供給される気体の圧力を調整してもよい。

【0009】

第１の力生成部は、押し付け力を発生させるバネと、基板に対して接近および離反する方向へ移動可能な移動部とを有してもよい。押え部は、移動部にバネを介して連結されてもよい。第１の調整部は、基板に対する移動部の位置を調整してもよい。

【0010】

切断装置は、基板をせん断するための駆動力を切断部に生じさせる第２の力生成部と、駆動力を調整する第２の調整部とをさらに備えてもよい。第２の力生成部は、エアシリンダを有してもよい。第２の調整部は、エアシリンダへ供給される気体の圧力を制御してもよい。

【0011】

第２の力生成部は、サーボモータを有してもよい。第２の調整部は、サーボモータのトルクを制御してもよい。第２の調整部は、基板の厚みに応じて駆動力を調整してもよい。切断部は、ノコギリ刃を有してもよい。

【0012】

本発明の他の態様において、ロボットは、ロボットアームと、上述の切断装置とを備える。押え部は、ロボットアームに設けられる。第１の力生成部は、ロボットアームの動作によって、押え部を基板に対して接近および離反する方向へ移動させる。本発明のさらに他の態様において、ロボットシステムは、上述のロボットと、ロボットを制御する制御部とを備える。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係るロボットシステムの図である。

【図2】図１に示すロボットシステムの一部を拡大した拡大図である。

【図3】図１に示すロボットシステムの動作フローを示すフローチャートである。

【図4】図３のステップＳ１のフローチャートである。

【図5】図３のステップＳ２のフローチャートである。

【図6】図３のステップＳ３のフローチャートである。

【図7】図４のステップＳ１１の終了時における切断装置と基板との位置関係を示す。

【図8】図４のステップＳ１３にてＹＥＳと判断されたときの、切断装置と基板との位置関係を示す。

【図9】図５のステップＳ２２にてＹＥＳと判断されたときの、切断装置と基板との位置関係を示す。

【図10】切断部と押え部との間で基板Ａを挟み込んだ状態を示す図である。

【図11】本発明の他の実施形態に係る切断装置の図である。

【図12】本発明のさらに他の実施形態に係る切断装置の図である。

【図13】本発明のさらに他の実施形態に係る切断装置の図である。

【図14】本発明のさらに他の実施形態に係る切断装置の図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。まず、図１および図２を参照して、本発明の一実施形態に係るロボットシステム１０について説明する。なお、以下の説明においては、理解の容易の観点から、図１および図２に示すようにｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸を規定し、便宜的に、ｘ軸プラス方向を右方、ｙ軸プラス方向を前方、ｚ軸プラス方向を上方として説明する。

【0015】

ロボットシステム１０は、基板Ａを切断するためのロボットシステムである。ロボットシステム１０は、ロボット１２と、ロボット１２を制御する制御部１４とを備える。制御部１４は、ロボット１２を構成する各要素を、直接的または間接的に制御する。

【0016】

本実施形態においては、ロボット１２は、複数の軸を有する垂直多関節型ロボットである。具体的には、ロボット１２は、旋回胴１６に取付けられた下腕部１８、および下腕部１８に取り付けられた前腕部２０を有するロボットアーム２２と、切断装置３０とを備える。

【0017】

切断装置３０は、前腕部２０の先端に取り付けられた手首部２４を介して、前腕部２０に取り付けられている。具体的には、切断装置３０は、取り付けプレート３２、台座プレート３４、支持シャフト３６、可動部３８、および第１のエアシリンダ４０を備える。

【0018】

取り付けプレート３２は、手首部２４に取り付けられている。台座プレート３４は、取り付けプレート３２の下方に離隔して配置され、取り付けプレート３２に対して固定されている。支持シャフト３６は、取り付けプレート３２と台座プレート３４との間で上下方向に延在し、その上端にて取り付けプレート３２に固定され、その下端にて台座プレート３４を支持している。本実施形態においては、計２本の支持シャフト３６が設けられている。

【0019】

可動部３８は、支持シャフト３６に摺動可能に嵌め込まれている。具体的には、可動部３８は、主プレート３８ａと、主プレート３８ａに設けられた２つの筒状部３８ｂとを有する。支持シャフト３６の各々は、筒状部３８ｂの各々に挿通されている。これにより、可動部３８は、支持シャフト３６に沿って、上下方向に摺動可能となっている。

【0020】

第１のエアシリンダ４０は、可動部３８の上に設置されている。第１のエアシリンダ４０は、台座プレート３４に機械的に連結されたシリンダシャフト（図示せず）を有し、第１のエアシリンダ４０内に供給される気体の圧力を上昇させることによって、該シリンダシャフトを介して台座プレート３４を下方へ押す。

【0021】

切断装置３０は、押え部４２、切断部４４、および第２のエアシリンダ４６をさらに備える。押え部４２は、その基端が台座プレート３４の下側に固定されている。押え部４２は、その基端から、前方下方へ湾曲しつつ延在し、その先端に、下方側に面して配置された切断面４２ａ（図７）を有する。本実施形態においては、切断面４２ａは、ｘ−ｙ平面に略平行に配置された平面である。

【0022】

切断部４４は、可動部３８に固定された支持部４８（図７）を介して、可動部３８に支持されている。具体的には、切断部４４は、支持部４８の先端に設けられたピン５０（図７）に枢支されており、押え部４２の右側に隣接して配置されている。

【0023】

切断部４４は、略Ｌ字状に屈曲して延在し、基端部４４ａと、該基端部４４ａの先端から、該基端部４４ａに対して傾斜して延出する先端部４４ｂとを有する。先端部４４ｂには、上方側に面して配置された切断面４４ｃ（図７）を有する。本実施形態においては、切断面４４ｃは、略平面である。なお、切断面４４ｃは、ノコギリ刃を有してもよい。

【0024】

第２のエアシリンダ４６は、可動部３８に固定された取り付け具５２を介して、可動部３８に取り付けられている。第２のエアシリンダ４６は、シリンダシャフト５４を有する。第２のエアシリンダ４６の内部に供給される気体の圧力が増減されるのに応じて、シリンダシャフト５４は、その軸方向に駆動される。

【0025】

シリンダシャフト５４の先端には、ピン５６を介して、カム５８が回動可能に取り付けられている。カム５８は、シリンダシャフト５４の先端に固定されたピン５６に枢支されており、該ピン５６の周りに回動可能となっている。上述した切断部４４の基端部４４ａは、ボルト６０を介して、カム５８に固定されている。

【0026】

切断部４４は、第２のエアシリンダ４６およびカム５８の動作によって、ピン５０の周りに回動する。以下、このような切断部４４の動作について、説明する。第２のエアシリンダ４６内の気圧を上昇させると、シリンダシャフト５４が、その軸方向に沿って下方側へ押し出される。

【0027】

このシリンダシャフト５４の移動は、カム５８を介して、切断部４４に伝達される。しかしながら、切断部４４は、支持部４８に固定されたピン５０に枢支されているので、該ピン５０によって下方側への移動が規制される。その結果、カム５８がピン５６の周りを回動し、これに伴って、切断部４４がピン５０の周りを回動することになる。

【0028】

切断装置３０は、力覚センサ６２と、押え部４２を基板Ａに押し付けるための押し付け力を該押え部４２に生じさせる第１の力生成部と、該押し付け力を調整する第１の調整部とをさらに備える。

【0029】

本実施形態においては、力覚センサ６２は、取り付けプレート３２と手首部２４との間に配置され、取り付けプレート３２と手首部２４との間に掛かる力を計測する。力覚センサ６２は、制御部１４に接続され、計測した力に係る信号を制御部１４へ送信する。なお、力覚センサ６２、第１の力生成部、および第１の調整部の機能については、後述する。

【0030】

次に、図２を参照して、基板Ａについて簡単に説明する。基板Ａは、切断作業が行われるとき、治具（図示せず）の上に設置される。基板Ａには、一方へ延在する細長い開口Ａ_１およびＡ_２が予め形成されている。本実施形態に係る切断装置３０は、開口Ａ_１およびＡ_２との間に位置する、基板Ａの部分Ａ_３を切断する。切断装置３０によって基板Ａを切断する場合、基板Ａは、開口Ａ_１およびＡ_２の延在方向がｙ軸方向に一致するように、治具の上に設置される。

【0031】

次に、図１〜図１０を参照して、ロボットシステム１０の動作について説明する。なお、図７〜図１０においては、理解の容易の観点から、基板Ａを点線で表している。図３に示すフローは、制御部１４が使用者から基板Ａの切断作業指令を受け付けたときに開始する。

【0032】

ステップＳ１において、制御部１４は、押え部４２を基板Ａに押し付ける。このステップＳ１について、図４を参照して説明する。ステップＳ１が開始されると、ステップＳ１１において、制御部１４は、押え部４２を基板Ａの上に位置決めする。

【0033】

具体的には、制御部１４は、ロボットプログラムに従ってロボットアーム２２を動作させて、押え部４２を、基板Ａの上方の予め定められた作業前位置へ移動させる。この状態を、図７に示す。この状態においては、押え部４２の切断面４２ａは、基板Ａの上方に予め定められた距離ｄだけ離隔して配置される。

【0034】

ステップＳ１２において、制御部１４は、ロボットアーム２２を動作させて、基板Ａへ接近するように押え部４２を下方へ移動させる。ステップＳ１３において、制御部１４は、押え部４２と基板Ａとが当接したか否かを判断する。

【0035】

一例として、制御部１４は、ロボットアーム２２に内蔵されたサーボモータ（図示せず）の負荷トルクが予め定められた値を越えたときに、押え部４２と基板Ａとが当接したものと判断してもよい。

【0036】

また、他の例として、制御部１４は、記憶部（図示せず）を内蔵し、該記憶部に、押え部４２を作業前位置に配置したときにおける、押え部４２と基板Ａとの間の距離ｄを予め記憶していてもよい。この場合、制御部１４は、距離ｄ（またはそれ以上の所定距離）だけ、押え部４２を下方へ移動させたときに、押え部４２と基板Ａとが当接したものと判断してもよい。

【0037】

制御部１４は、押え部４２と基板Ａとが当接した（すなわちＹＥＳ）と判断した場合、ステップＳ１４へ進む。このときの状態を、図２および図８に示す。この状態においては、押え部４２の切断面４２ａが、基板Ａの上面と当接し、押え部４２は、所定の大きさの押し付け力で基板Ａに押し付けられる。

【0038】

このとき、図２に示すように、押え部４２は、切断すべき部分Ａ_３の左側に隣接して配置され、且つ、切断部４４の先端部４４ｂは、該部分Ａ_３の前側に形成された開口Ａ_１内に入り込む。

【0039】

このように、本実施形態においては、押え部４２は、ロボットアーム２２の動作によって、基板Ａに所定の大きさの押し付け力で押し付けられる。したがって、ロボットアーム２２は、該押し付け力を押え部４２に生じさせる第１の力生成部としての機能を担う。一方、ステップＳ１３にて、押え部４２と基板Ａとが当接していない（すなわちＮＯ）と判断した場合、制御部１４は、ステップＳ１３をループする。

【0040】

ステップＳ１４において、制御部１４は、押え部４２が基板Ａから受ける力が、予め定められた範囲か否かを判断する。具体的には、制御部１４は、力覚センサ６２によって計測された力の値が、予め定められた範囲内にあるか否かを判断する。

【0041】

この動作についてより具体的に述べると、押え部４２によって基板Ａを予め定められた押し付け力で押え付けた場合、その反力として、押え部４２は、基板Ａから、該押し付け力に応じた大きさの力で押し返される。基板Ａから押え部４２に加えられた反力は、取り付けプレート３２と手首部２４との間に作用するので、力覚センサ６２によって計測することができる。

【0042】

このように、押し付け力と反力とは、互いに相関し、且つ、力覚センサ６２によって計測される力の値は、押し付け力および反力と相関するものとなる。本実施形態においては、制御部１４は、力覚センサ６２によって取得された力の値が予め定められた範囲にあるか否かを判断することによって、押え部４２が基板Ａを予め定められた範囲の押し付け力で押し付けているか否かを判断する。

【0043】

力覚センサ６２によって取得された力の値に対して設定される、予め定められた範囲は、実験的手法によって取得され得るものであって、例えば、制御部１４に内蔵された記憶部に予め記憶される。

【0044】

制御部１４は、力覚センサ６２によって取得された力の値が予め定められた範囲にある場合にＹＥＳと判断し、図４に示すフローを終了し、図３のステップＳ３へ進む。一方、制御部１４は、力覚センサ６２によって取得された力の値が予め定められた範囲にない場合にＮＯと判断し、ステップＳ１５へ進む。

【0045】

ステップＳ１５において、制御部１４は、押え部４２から基板Ａへ加えられる押し付け力を調整する。具体的には、ステップＳ１４において、力覚センサ６２によって取得された力の値が予め定められた範囲の上限値よりも大きかったと判断された場合、制御部１４は、ロボットアーム２２を動作させて、押え部４２を上方へ僅かに移動させる。これにより、押え部４２が基板Ａを押し付ける押し付け力を、減少させることができる。

【0046】

一方、ステップＳ１４において、力覚センサ６２によって取得された力の値が予め定められた範囲の下限値よりも小さかったと判断された場合、制御部１４は、ロボットアーム２２を動作させて、押え部４２を下方へ僅かに移動させる。

【0047】

これにより、押え部４２が基板Ａを押し付ける押し付け力を、増大させることができる。このようにして、制御部１４は、力覚センサ６２によって取得された力の値が予め定められた範囲となるまで、ステップＳ１４およびＳ１５をループする。

【0048】

このように、本実施形態においては、制御部１４は、力覚センサ６２によって取得された力、すなわち、基板Ａから押え部４２に加えられた反力に応じて、ロボットアーム２２の動作を制御し、押え部４２によって基板Ａを押え付ける押し付け力を調整している。したがって、制御部１４は、押え部４２が基板Ａから受ける力に応じて押し付け力を調整する第１の調整部の機能を担う。

【0049】

再度、図３を参照して、ステップＳ２において、制御部１４は、切断部４４を、切断前位置へ配置させる。このステップＳ２に関して、図５を参照して説明する。ステップＳ２が開始されると、ステップＳ２１において、制御部１４は、第２のエアシリンダ４６を駆動する。

【0050】

具体的には、制御部１４は、外部に設置された気体供給装置（図示せず）から第１のエアシリンダ４６内へ気体を供給して第１のエアシリンダ４６内の気圧を上昇させ、シリンダシャフト５４を下方側へ押し出す。このシリンダシャフト５４の動作は、カム５８を介して切断部４４に伝達され、切断部４４は、基板Ａの開口Ａ_１内で、ピン５０を中心として、図８の紙面表側から見て反時計回りに回動する。

【0051】

ステップＳ２２において、制御部１４は、切断部４４が予め定められた切断前位置に配置されたか否かを判断する。例えば、制御部１４は、第２のエアシリンダ４６内の気圧、または、シリンダシャフト５４の変位量に基づいて、切断部４４が切断前位置に配置されたか否かを判断する。

【0052】

制御部１４は、切断部４４が切断前位置に適正に配置された（すなわちＹＥＳ）と判断した場合、ステップＳ２３へ進む。この状態を、図９に示す。図９に示すように、切断部４４が切断前位置に配置されたとき、切断部４４の先端部４４ｂは、基板Ａの部分Ａ_３の直下に回り込む。

【0053】

このとき、切断部４４の切断面４４ｃは、押え部４２の切断面４２ａ（すなわち基板Ａ）と略平行となるように、該切断面４２ａの下方に予め定められた距離だけ離隔して配置される。一方、制御部１４は、ステップＳ２２にて切断部４４が切断前位置に適正に配置されていない（すなわちＮＯ）と判断した場合、ステップＳ２２をループする。

【0054】

ステップＳ２３において、制御部１４は、上述のステップＳ１４と同様に、押え部４２が基板Ａから受ける力が、予め定められた範囲か否かを判断する。制御部１４は、ＹＥＳと判断した場合、図５に示すフローを終了し、図３のステップＳ３へ進む。一方、制御部１４は、ＮＯと判断した場合、ステップＳ２４ヘ進む。ステップＳ２４において、制御部１４は、上述のステップＳ１５と同様に、押え部４２から基板Ａに加えられる押し付け力を調整する。

【0055】

再度、図３を参照して、ステップＳ３において、制御部１４は、基板Ａを切断する。このステップＳ３について、図６を参照して説明する。ステップＳ３が開始されると、ステップＳ３１において、制御部１４は、第１のエアシリンダ４０を駆動する。具体的には、制御部１４は、第１のエアシリンダ４０内に供給される気体の圧力を上昇させる。

【0056】

そうすると、第１のエアシリンダ４０は、シリンダシャフトを介して台座プレート３４を下方へ押す。このとき、押え部４２が基板Ａと当接しており、且つ基板Ａが治具によって支持されているので、押え部４２および台座プレート３４の下方への移動が規制されている。

【0057】

このため、第１のエアシリンダ４０は、台座プレート３４から押し返されて、第１のエアシリンダ４０および可動部３８は、支持シャフト３６に沿って上方へ移動される。このように可動部３８が上方へ移動するのに伴って、支持部４８を介して可動部３８に支持されている切断部４４も、可動部３８とともに上方へ移動されることになる。

【0058】

そして、図１０に示すように、切断部４４は、基板Ａの部分Ａ_３の下面と当接し、部分Ａ_３の上面を押え付けている押え部４２との間で部分Ａ_３を挟み込む。その結果、部分Ａ_３にせん断力が加えられ、部分Ａ_３がせん断されることになる。

【0059】

このように、本実施形態においては、第１のエアシリンダ４０の動作によって、切断部４４が上方へ駆動され、基板Ａをせん断している。したがって、第１のエアシリンダ４０は、基板Ａをせん断するための駆動力を切断部４４に生じさせる第２の力生成部として機能する。

【0060】

ステップＳ３２において、制御部１４は、上述のステップＳ１４と同様に、押え部４２が基板Ａから受ける力が、予め定められた範囲か否かを判断する。制御部１４は、ＹＥＳと判断した場合、ステップＳ３３へ進む。一方、制御部１４は、ＮＯと判断した場合、ステップＳ３４ヘ進む。

【0061】

ステップＳ３３において、制御部１４は、基板Ａの切断が適正に完了したか否かを判断する。例えば、制御部１４は、第１のエアシリンダ４０内の気圧、シリンダシャフトの変位量、または切断部４４の変位量に基づいて、基板Ａの部分Ａ_３が適正にせん断されたか否かを判断する。

【0062】

制御部１４は、ＹＥＳと判断した場合、図６に示すフローを終了し、図３のステップＳ４へ進む。一方、制御部１４は、ＮＯと判断した場合、ステップＳ３２ヘ戻る。一方、ステップＳ３２にてＮＯと判断された場合、ステップＳ３４において、制御部１４は、上述のステップＳ１５と同様に、押え部４２から基板Ａに加えられる押し付け力を調整する。

【0063】

再度、図３を参照して、ステップＳ４において、制御部１４は、切断部４４を初期位置へ移動させる。具体的には、制御部１４は、第２のエアシリンダ４６内の気圧を減圧し、シリンダシャフト５４を上方へ引き上げる。その結果、切断部４４は、ピン５０の周りを、ステップＳ２１の方向とは反対方向（すなわち、図８の紙面表側から見て時計回りの方向）へ回動する。

【0064】

ステップＳ５において、制御部１４は、切断部４４の移動が適正に完了したか否かを判断する。例えば、制御部１４は、第２のエアシリンダ４６内の気圧、シリンダシャフト５４の変位量、または切断部４４の変位量に基づいて、切断部４４の移動が適正に完了したか否かを判断する。

【0065】

制御部１４は、ＹＥＳと判断した場合、ステップＳ６に進む。このとき、切断部４４は、押え部４２に対して、図７（図８）に示す位置に配置され、これにより、切断部４４は、初期位置に復帰する。一方、制御部１４は、ＮＯと判断した場合、ステップＳ５をループする。

【0066】

ステップＳ６において、制御部１４は、押え部４２を基板Ａから離脱させる。具体的には、制御部１４は、ロボットアーム２２を動作させて、押え部４２を基板Ａから離反するように、上方へ引き上げる。

【0067】

ステップＳ７において、制御部１４は、使用者から受け付けた全ての切断作業が完了したか否かを判断する。制御部１４は、ＹＥＳと判断した場合、図３に示すフローを終了する一方、ＮＯと判断した場合、ステップＳ１に戻り、次の基板Ａに対する切断作業を行う。

【0068】

このように、本実施形態においては、制御部１４は、押え部４２が基板Ａに押し付けられたときに該押え部４２が該基板Ａから受ける反力に応じて、押え部４２によって基板Ａを押え付ける押し付け力を調整している。

【0069】

この構成によれば、基板毎に厚みが異なる場合であっても、押え部によって基板を一定の押し付け力で押え付けることができる。その結果、切断時に基板に与えられる衝撃を均一化できるので、基板に実装された素子の性能を維持することができる。

【0070】

また、本実施形態においては、押え部４２をロボットアーム２２によって移動させている。この構成によれば、様々な形状の基板の切断作業に、柔軟に対応することができる。また、ロボットアーム２２によって、押え部４２を基板Ａに押し付けているので、基板Ａに対する押し付け力を、高精度に制御することができる。

【0071】

また、本実施形態においては、押え部４２が基板Ａから受ける反力を、力覚センサ６２を用いて計測している。この構成によれば、反力をより高精度に計測できるので、押し付け力をより効果的に均一化することができる。

【0072】

次に、図１１を参照して、本発明の他の実施形態に係る切断装置７０について説明する。なお、以下に説明する種々の実施形態において、既に述べた実施形態と同様の要素には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

【0073】

本実施形態に係る切断装置７０は、上述の切断装置３０の代替として、ロボットシステム１０へ組み込むことが可能であって、切断装置３０と、以下の点で相違する。すなわち、切断装置７０は、台座プレート３４と押え部４２との間に介挿されたバネ７２をさらに備える。

【0074】

このバネ７２は、ロボットアーム２２の動作によって押え部４２が基板Ａに押し付けられたときに弾性変形し、その弾性復元力によって、押え部４２を基板Ａに所定の押し付け力で押し付ける。このときの押え部４２から基板Ａに加えられる押し付け力は、バネ７２の変位量に依存する。

【0075】

本実施形態において、押え部４２によって基板Ａを押え付ける押し付け力を調整する場合、制御部１４は、ロボットアーム２２を動作させて、該ロボットアーム２２および台座プレート３４を、基板Ａに近接する方向または離反する方向へ移動させる。これにより、バネ７２の変位量を調整することができるので、押え部４２による押し付け力を調整できる。

【0076】

このように、本実施形態においては、押え部４２は、移動部としてのロボットアーム２２およびバネ７２の動作によって、基板Ａに所定の大きさの押し付け力で押し付けられる。したがって、ロボットアーム２２およびバネ７２は、該押し付け力を押え部４２に生じさせる第１の力生成部としての機能を担う。

【0077】

次に、図１２を参照して、本発明のさらに他の実施形態に係る切断装置８０について説明する。本実施形態に係る切断装置８０は、上述の切断装置７０と、以下の点で相違する。すなわち、切断装置８０は、バネ７２の代わりに、台座プレート３４と押え部４２との間に介挿された第３のエアシリンダ８２を備える。

【0078】

第３のエアシリンダ８２は、シリンダシャフト８４を有し、該シリンダシャフト８４は、押え部４２に機械的に連結されている。第３のエアシリンダ８２は、制御部１４の指令に応じて、シリンダシャフト８４を下方へ押し出したり、上方へ引き上げたりすることができる。

【0079】

本実施形態において、押え部４２によって基板Ａを押え付ける押し付け力を調整する場合、制御部１４は、第３のエアシリンダ８２へ供給される気体の圧力を調整することによって、押え部４２を上下方向へ移動させる。これにより、押え部４２による押し付け力を調整できる。このように、本実施形態においては、第３のエアシリンダ８２は、基板Ａを押え付けるための押し付け力を押え部４２に生じさせる第１の力生成部としての機能を担う。

【0080】

次に、図１３を参照して、本発明のさらに他の実施形態に係る切断装置９０について説明する。本実施形態に係る切断装置９０は、上述の切断装置３０と以下の点で相違する。すなわち、切断装置９０は、力覚センサ６２の代わりに、変位センサ９２を備える。変位センサ９２は、例えば光学式変位センサであって、ロボットアーム２２に取り付けられている。変位センサ９２は、基板Ａに対する押え部４２の位置を計測することができる。

【0081】

次に、切断装置９０を備えたロボットシステム１０の動作ついて説明する。本実施形態に係るロボットシステム１０の動作は、図１に示す実施形態と、ステップＳ１４において相違する。すなわち、ステップＳ１４において、制御部１４は、変位センサ９２を用いて取得された、基板Ａに対する押え部４２の位置に基づいて、押え部４２が基板Ａから受ける力が、予め定められた範囲か否かを判断する。

【0082】

一例として、変位センサ９２は、該変位センサ９２と基板Ａとの間の距離を計測し、制御部１４へ送信する。制御部１４は、変位センサ９２に対する、押え部４２の切断面４２ａの相対座標を予め記憶する。制御部１４は、変位センサ９２から取得した、変位センサ９２と基板Ａとの間の距離と、相対座標に基づいて、基板Ａに対する切断面４２ａの位置を算出する。

【0083】

ここで、基板Ａに対する切断面４２ａの位置と、押え部４２によって基板Ａを押し付けたときに該基板Ａから押え部４２に加えられる反力とは、互いに相関することになる。何故ならば、切断面４２ａが、基板Ａの上面に対してより下方側に位置していると計測された場合、押え部４２がより大きな押し付け力で基板Ａを押え付け、それ故に、その反力がより大きくなっていると考えられるからである。

【0084】

そこで、本実施形態においては、制御部１４は、変位センサ９２から取得した、基板Ａに対する切断面４２ａの位置が、予め定められた範囲内にあるか否かを判断することによって、押え部４２が基板Ａから受ける反力、すなわち、押え部４２による押し付け力が、適正か否かを判断する。

【0085】

基板Ａに対する切断面４２ａの位置に対して設定される、予め定められた範囲は、実験的手法によって取得され得るものであって、例えば、制御部１４に内蔵された記憶部に予め記憶される。

【0086】

制御部１４は、基板Ａに対する切断面４２ａの位置が、予め定められた範囲にある場合にＹＥＳと判断し、図４に示すフローを終了し、図３のステップＳ３へ進む。一方、制御部１４は、基板Ａに対する切断面４２ａの位置が、予め定められた範囲にない場合にＮＯと判断し、図４のステップＳ１５へ進む。

【0087】

また、本実施形態において、制御部１４は、基板Ａの厚みに応じて、第１のエアシリンダ４０による切断部４４の駆動力を調整してもよい。この場合、制御部１４は、上述のステップＳ１１において、押え部４２を予め定められた作業前位置したときに、変位センサ９２に指令を送り、基板Ａとの間の距離を計測する。

【0088】

制御部１４は、作業前位置に配置されたときにおける、変位センサ９２と、基板Ａが載置される治具（図示せず）との間の距離を、記憶部に予め記憶する。制御部１４は、取得した変位センサ９２と基板Ａとの間の距離と、予め記憶された変位センサ９２と治具との間の距離とに基づいて、基板Ａの厚みを算出することができる。

【0089】

次いで、制御部１４は、上述のステップＳ３１において、基板Ａの厚み応じた駆動力で切断部４４を駆動すべく、第１のエアシリンダ４０を駆動する気圧を調整する。具体的には、制御部１４は、基板Ａの厚みと、第１のエアシリンダ４０内の気圧との間の関係を示すデータテーブルを予め記憶する。

【0090】

例えば、第１のエアシリンダ４０を駆動する気圧は、基板Ａの厚みに比例するように設定される。すなわち、より小さな厚みの基板に対しては、切断部４４によってより小さな力で切断すべく、シリンダを駆動する気圧が小さく設定される。

【0091】

制御部１４は、ステップＳ１１にて算出した基板Ａの厚みと、該データテーブルとを照らし合わせて、算出された厚みに対応する気圧で、第１のエアシリンダ４０を駆動するように、該第１のエアシリンダ４０へ供給される気体の圧力を制御する。

【0092】

これにより、基板Ａの厚みに応じて、基板Ａを切断する切断力を調整することができる。このように、本実施形態においては、制御部１４は、第１のエアシリンダ４０による切断部４４の駆動力を調整する第２の調整部としての機能を担う。

【0093】

また、本実施形態においては、押え部４２が基板Ａから受ける反力を、変位センサ９２を用いて計測している。この構成によれば、反力をより高精度に計測できるので、押し付け力をより効果的に均一化することができる。

【0094】

また、本実施形態によれば、基板Ａの厚みに応じて、基板Ａを切断する切断力を調整している。このため、基板Ａに加えられる衝撃をより効果的に低減できるので、基板に実装された素子の性能を維持することができる。

【0095】

なお、本実施形態においては、基板Ａを切断すべく切断部４４を駆動する第２の力生成部として、第１のエアシリンダ４０を適用した場合について述べた。しかしながら、これに限らず、第１のエアシリンダ４０の代わりに、サーボモータを適用してもよい。

【0096】

この場合、制御部１４は、上述のステップＳ３１において、基板Ａの厚み応じた駆動力で切断部４４を駆動すべく、該サーボモータのトルクを調整する。これにより、基板Ａの厚み応じて、切断部４４の駆動力をより高精度に調整できるので、基板Ａに加えられる衝撃をより効果的に低減できる。

【0097】

また、上述した種々の実施形態の特徴を組み合わせることによって、切断装置を構成することも可能である。例えば、図１１に示す切断装置７０に、図１３に示す切断装置９０の変位センサ９２を組み込んでもよい。この場合、制御部１４は、変位センサ９２から得られた信号に基づいて、台座プレート３４と基板Ａとの間の距離を算出してもよい。

【0098】

そして、制御部１４は、上述のステップＳ１４において、算出した該距離に基づいて、押え部４２が基板Ａから受ける力が、予め定められた範囲か否かを判断してもよい。また、この場合において、変位センサ９２は、台座プレート３４と基板Ａとの間の距離を直接計測することができるように構成されてもよい。

【0099】

また、上述の実施形態においては、切断装置３０、７０、８０、および９０が、ロボットシステム１０に組み込まれている場合について述べた。しかしながら、本発明はこれに限定されない。以下、図１４を参照して、本発明のさらに他の実施形態に係る切断装置１００について説明する。

【0100】

この切断装置１００は、押え部４２、切断部４４、第１の力生成部１０２、および第１の調整部１０４を備える。第１の力生成部１０２は、押え部４２を基板に押し付けるための押し付け力を該押え部４２に生じさせるものである。すなわち、図１に示す実施形態におけるロボットアーム２２は、この第１の力生成部１０２に相当する。

【0101】

第１の調整部１０４は、第１の力生成部１０２によって押え部４２が基板に押し付けられたときに押え部４２が基板から受ける反力に応じて、押し付け力を調整するものである。すなわち、図１に示す実施形態における制御部１４は、この第１の調整部１０４に相当する。

【0102】

本実施形態に係る切断システム１００によれば、基板毎に厚みが異なる場合であっても、押え部によって基板を一定の押し付け力で押え付けることができる。その結果、切断時に基板に与えられる衝撃を均一化できるので、基板に実装された素子の性能を維持することができる。

【0103】

以上、発明の実施形態を通じて本発明を説明したが、上述の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、本発明の実施形態の中で説明されている特徴を組み合わせた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得るが、これら特徴の組み合わせの全てが、発明の解決手段に必須であるとは限らない。さらに、上述の実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能
であることも当業者に明らかである。

【0104】

また、特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、工程、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

【符号の説明】

【0105】

１０ ロボットシステム
１２ ロボット
１４ 制御部
２２ ロボットアーム
３０，７０，８０，９０，１００ 切断装置
４２ 押え部
４４ 切断部
１０２ 第１の力生成部
１０４ 第１の調整部

【要約】

【課題】切断時に基板に与えられる衝撃にバラつきが発生するのを防止する。
【解決手段】切断装置１００は、押え部４２と、押え部４２に対して移動可能に設けられ、押え部４２とは反対側から基板と当接し、押え部４２との間で基板を挟み込んで該基板をせん断する切断部４４と、押え部４２を基板に押し付けるための押し付け力を該押え部４２に生じさせる第１の力生成部１０２と、第１の力生成部１０２によって押え部４２が基板に押し付けられたときに該押え部４２が該基板から受ける力に応じて押し付け力を調整する第１の調整部１０４とを備える。
【選択図】図１４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】