CN102770953B - 移动载置装置以及工件载置装置 - Google Patents

Abstract

安装于并联机器人（100）的非接触保持装置（1）具备：正方形的板状的基体部件（10）、安装在基体部件（10）的背面中央部的伯努利吸盘（20）、以及配置为隔着伯努利吸盘（20）对置、且突出设置于基体部件（10）的背面的八个销状的引导部件（30）。对置的引导部件（30）构成为能够朝向相互分离的方向移动，随着伯努利吸盘（20）靠近工件载置托盘（70、71）的工件载置面（75），对置的引导部件（30）沿着形成于该工件载置托盘（70、71）的引导孔（72）的内表面朝向相互分离的方向移动。

Description

移动载置装置以及工件载置装置

技术领域

本发明涉及移动载置工件的移动载置装置、以及与该移动载置装置一起使用的工件载置装置。

背景技术

近年来，在移动载置（取放）例如太阳能电池晶片、锂电池的电极等比较薄的工件时，使用利用了非接触保持装置的移动载置装置，该非接触保持装置能够不与工件直接接触地保持工件。作为利用了此类非接触保持装置的移动载置装置，在专利文献1中公开了利用通过喷出高压空气来产生吸引力的伯努利吸盘的搬运装置（移动载置装置）。

专利文献1所公开的移动载置装置为从平板状工作台取出片状的基板（工件）并移动载置的装置，具有作为吸引机构的伯努利吸盘、和控制引导器，所述控制引导器设在与配置于平板状工作台的工件的端部抵接的位置，并且对工件的位置进行控制。该控制引导器包含形成有倾斜面的控制部，通过使工件的端部与形成于控制部的倾斜面抵接，来在利用伯努利吸盘吸引住片状的工件时，防止两者接触。另外，控制引导器在工件以被吸引的状态搬运时，利用控制部的倾斜面来限制工件的平面方向的移动。

专利文献1：日本特开2004－83180号公报

然而，一般来说，作为工件的太阳能电池晶片、锂电池的电极等，不仅厚度薄，强度也比较脆弱。然而，在专利文献1所公开的移动载置装置中，如上所述，通过使片状的工件的端部与形成于控制部的倾斜面抵接，来在利用伯努利吸盘吸引住片状基板时，防止两者接触。因此，在从平板状工作台取出片状的工件时，有可能产生工件的裂纹等破损。

并且，在专利文献1所公开的移动载置装置中，如果在从平板状工作台取出片状的工件时，伯努利吸盘以及控制引导器的位置相对于工件偏离，则有可能形成于控制部的倾斜面摩擦工件的周缘部。如此，在取出并保持工件时（拾取时），或者在载置工件时（放置时），如果工件的周缘部因摩擦而损坏边缘，则成为例如太阳能电池晶片等的性能恶化的重要因素。

发明内容

本发明是为了消除上述问题点而完成的，其目的在于提供一种移动载置装置、以及与该移动载置装置一起使用的工件载置装置，在从载置有工件的工件载置装置取出并保持工件时，以及在将所保持的工件载置于工件载置装置时，能够防止引导部件与工件的周缘部接触，该引导部件在搬运时防止工件的横向偏移。

本发明所涉及的移动载置装置具备：非接触保持单元，该非接触保持单元以非接触状态保持工件；基体部件，该基体部件安装有非接触保持单元；多个引导部件，这些引导部件在非接触保持单元的周围以搬运工件时包围该工件的方式相互隔开间隔地配置，且突出设置于基体部件；移动机构，该移动机构使基体部件在空间内移动，其特征在于，多个引导部件构成为至少一部分能够朝向相互分离的方向移动，在从载置有工件的工件载置装置取出工件时、或者在将所保持的工件载置于工件载置装置时，随着非接触保持单元靠近工件载置装置的工件载置面，多个引导部件的至少一部分沿着形成于工件载置装置的引导部朝向相互分离的方向移动。

根据本发明所涉及的移动载置装置，随着非接触保持单元靠近载置有工件、或者载置工件的工件载置装置的工件载置面，配置在非接触保持单元的周围的多个引导部件，沿着形成于工件载置装置的引导部朝向相互分离的方向移动。由此，在取出工件时、或者在载置工件时，多个引导部件分别向比工件的周缘部更靠外侧扩张。其结果是，在从载置有工件的工件载置装置取出工件时、或者在将所保持的工件载置于工件载置装置时，能够防止引导部件与工件的周缘部接触。

在本发明所涉及的移动载置装置中，优选多个引导部件配置为隔着非接触保持单元对置。如果以此方式进行配置，则在搬运工件时，能够有效地防止保持于非接触保持单元的工件的横向偏移。

本发明所涉及的移动载置装置具备施力部件，多个引导部件越是相互分离，上述施力部件越是对各个引导部件赋予使多个引导部件相互靠近的方向的作用力，随着非接触保持单元离开工件载置装置的工件载置面，多个引导部件借助施力部件的作用力而沿着形成于工件载置装置的引导部朝向相互靠近的方向移动。

在该情况下，随着非接触保持单元离开工件载置装置的工件载置面，在取出工件时扩张了的多个引导部件借助施力部件的作用力而朝向相互靠近的方向移动，例如，向与工件的周缘部大致抵接的位置移动。由此，在搬运被保持的工件时，能够适当地限制工件的横向移动。

在本发明所涉及的移动载置装置中，优选引导部件包含圆筒状的基端部、以及从该基端部连续的圆锥状的末端部。如果这样做，则在搬运工件时，能够进一步减小工件的周缘部与引导部件的接触面积。并且，在引导部件被形成于工件载置装置的引导部引导时，能够使该引导部件更加顺畅地移动。

在本发明所涉及的移动载置装置中，优选上述施力部件为扭力弹簧。在该情况下，利用扭力弹簧的弹簧力，多个引导部件越是相互分离，越是能够对各个引导部件赋予使各个引导部件相互靠近的方向的作用力。并且，通过使用扭力弹簧，能够进一步使可动机构变小、变轻。

在本发明所涉及的移动载置装置中，优选引导部件由弹性体形成。如果这样做，则在取出工件时、或者在载置工件时，能够利用弹性体的弹性使多个引导部件分别向比工件的周缘部更靠外侧扩张。并且，利用弹性体的复元力，多个引导部件越是相互分离，越是能够对各个引导部件40赋予使多个引导部件相互靠近的方向的作用力。

在此，该引导部件优选为板状部件，该板状部件在沿着所保持的工件的外缘的方向具有一定的宽度。如果这样做，则能够容易地使引导部件变形而扩张。并且，在搬运工件时，能够稳定地限制工件的横向移动。

在本发明所涉及的移动载置装置中，优选使用伯努利吸盘作为上述非接触保持单元。在该情况下，因从伯努利吸盘喷出的高压空气从该伯努利吸盘与工件之间排出而产生伯努利效果，由此产生吸引力。因此，能够以非接触的状态保持工件。

在本发明所涉及的移动载置装置中，作为移动机构，优选使用经由多个连杆而使上述基体部件以保持水平的状态移动的并联机器人。由于并联机器人具有在可动部不存在致动器，能够实现轻型化，且能够以高速、高精度进行驱动的特征，因此，能够使安装有非接触保持单元以及引导部件的基体部件以非常高的速度移动。因此，通过使用并联机器人作为移动机构，能够防止工件的横向偏移的同时高速地移动载置工件。

本发明所涉及的工件载置装置与上述任意一项的移动载置装置一起使用，上述工件载置装置的特征在于具有引导部，随着构成移动载置装置的非接触保持单元靠近工件载置面，上述引导部朝向多个引导部件相互分离的方向对各个引导部件进行引导。

根据本发明所涉及的工件载置装置，通过沿着引导部对配置在非接触保持单元的周围的多个引导部件进行引导，随着非接触保持单元靠近工件载置面，能够使多个引导部件朝向相互分离的方向移动。由此，在取出工件时、或者载置工件时，能够使多个引导部件向比工件的周缘部更靠外侧扩张。

根据本发明，在从载置有工件的工件载置装置取出并保持工件时，以及在将所保持的工件载置于工件载置装置时，能够防止用于在搬运时防止工件的横向偏移的引导部件与工件的周缘部接触。

附图说明

图1是示出第一实施方式所涉及的安装有非接触保持装置的并联机器人的整体结构的立体图。

图2是示出从图1中的箭头A1方向观察时的并联机器人的图。

图3是从底面侧观察非接触保持装置时的立体图。

图4是放大示出非接触保持装置的引导部件的可动机构的示意图。

图5是取出侧的工件载置托盘的俯视图。

图6是沿着图5的VI－VI线剖开的取出侧的工件载置托盘的剖视图。

图7是载置侧的工件载置托盘的俯视图。

图8是用于对非接触保持装置的引导部件的动作进行说明的图。

图9是用于对太阳能电池晶片的码垛工序的概要进行说明的俯视图。

图10是示出第二实施方式所涉及的非接触保持装置的结构的侧视图。

图11是从底面侧观察时的第二实施方式所涉及的非接触保持装置的立体图。

图12是用于对第二实施方式所涉及的非接触保持装置的引导部件的动作进行说明的图。

附图标记说明：

1、2：非接触保持装置；10、10A：吸盘基体；20：伯努利吸盘；21：主体；22：凹部；23：喷出孔；30、40：引导部件；70、71：工件载置托盘；72：引导孔；80：工件；100：并联机器人

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的最佳实施方式进行详细说明。另外，在各个附图中，对相同的部件标注相同的附图标记，并省略重复的说明。

（第一实施方式）

首先，一并使用图1以及图2对第一实施方式所涉及的安装有非接触保持装置1的并联机器人（parallel mechanism robot）100（相当于权利要求书所记载的移动载置装置）的整体结构进行说明。图1为示出安装有非接触保持装置1的并联机器人100的整体结构的立体图。并且，图2为示出从图1中的箭头A1方向观察并联机器人100时的图。

并联机器人100在上部具有基体部102。通过将形成在基体部102的下表面侧的平坦的安装面102a（参照图2）固定于例如水平的顶棚等，来支承并联机器人100。另一方面，在基体部102的下表面侧设置有三个支承部件103。在各个支承部件103分别支承有电动马达104。电动马达104以马达轴的轴线C2与基体部102的安装面102a平行（即水平）的方式支承。各个支承部件103以基体部102的铅直方向轴线C1为中心，隔开相等角度（120度）配置，各个电动马达104也以基体部102的铅直方向轴线C1为中心，隔开相等角度（120度）配置（参照图2）。

在各个电动马达104的输出轴，与轴线C2同轴地固定有大致六棱柱形状的臂支承部件105。臂支承部件105因电动马达104进行驱动而以轴线C2为中心进行旋转。另外，各个电动马达104与包含马达驱动器的电子控制装置130连接，电动马达104的输出轴的旋转由该电子控制装置130进行控制。

并联机器人100具有三个臂主体106，各个臂主体106构成为包含第一臂107以及第二臂108。第一臂107是利用例如碳纤维强化塑料（CFRP）等形成的长条的中空圆筒部件。第一臂107的基端部安装在臂支承部件105的侧面。第一臂107以其轴线与上述轴线C2正交的方式被固定。

第二臂108的基端部与第一臂107的自由端部连结，第二臂108构成为能够以第一臂107的自由端部为中心摆动。第二臂108构成为包含一对长条的连杆109、109，一对连杆109、109配置为在其长度方向上相互平行。连杆109也是利用例如碳纤维强化塑料（CFRP）等形成的长条的中空圆筒部件。各个连杆109的基端部利用一对球窝接头110、110与第一臂107的自由端部连结。另外，连结各个连杆109的基端部处的各个球窝接头110、110之间的轴线C3，配置为与电动马达104的轴线C2平行。

并且，在第二臂108的基端部附近，利用连结部件111将一方的连杆109与另一方的连杆109相互连结，在第二臂108的自由端部附近，利用连结部件112将一方的连杆109与另一方的连杆109相互连结。连结部件111以及连结部件112例如具有作为施力部件的拉伸螺旋弹簧，对一对连杆109、109朝向相互拉动的方向施力。其中，连结部件111与连结部件112可以是不同的结构，但从低成本的观点来看优选相同的结构。不管是连结部件111还是连结部件112，均具有防止各个连杆109绕与自身的长度方向平行的轴线旋转的功能。

并且，并联机器人100具有用于将非接触保持装置1（详细内容在后文中叙述）安装为能够转动的托架114。托架114是形成为大致正三角形状的板状部件。该托架114由三个臂主体106被保持为，托架114的供非接触保持装置1安装的安装面114a（图1中的托架114的下表面）与基体部102的安装面102a平行（即水平）。

即，在托架114的各个边形成有安装片115，各个安装片115与各臂主体106的自由端部（构成第二臂108的一对连杆109、109的自由端部）连结，由此托架114相对于各个臂主体106以各个臂主体106的自由端部为中心摆动。详细地说，托架114的各个安装片115的各个端部利用各个球窝接头116、116与对应的各个连杆109、109的自由端部连结。由于连结一对球窝接头116、116的轴线C4（参照图2），因各个连杆109的球窝接头部110与116之间的距离全部相等而与对应于各个臂主体106的轴线C3平行，因此，相对于电动马达104的轴线C2也平行。因此，在各个臂主体106被驱动时，托架114因与水平面平行地移动而相对于各个臂主体106进行摆动。进而，为了能够在近似正三角形状的托架114的全部边上与水平面平行地移动，托架114由三个臂主体106支承。

如上所述，第一臂107与第二臂108的连结部中的一对球窝接头110、110之间的距离、与第二臂108的各个连杆109与托架114的连结部中的一对球窝接头116、116之间的距离设定为相等。因此，构成第二臂的一对连杆109、109一定在其长度方向的全长上配置为相互平行。在此，由于轴线C2、C3、C4均与基体部102的安装面102a平行，因此，无论三个第一臂107以轴线C2为中心如何转动，都会维持托架114的非接触保持装置1的安装面114a与基体部102的安装面102a的平行关系。

进而，根据来自电子控制装置130的指令，对固定于各个电动马达104的输出轴上的臂支承部件105的旋转位置进行控制，由此来控制各个第一臂107的自由端部的位置。各个第二臂108的自由端部的位置追从该已被控制的各个第一臂107的自由端部的位置，其结果是，唯一地决定了托架114的非接触保持装置1的安装面114a的位置。此时，如上所述，托架114在维持水平姿势的状态下进行移动。

并且，并联机器人100在其中央具有从基体部102向下方延伸的旋转轴连杆120、以及用于使该旋转轴连杆120旋转的电动马达121。电动马达121以使其轴输出朝向铅直下方的状态固定于基体部102。旋转轴连杆120的一端部经由自由接头（以下称作“万向节“）122、以及由多个齿轮的组合构成的减速机124而与电动马达121的输出轴连结。另外，在本实施方式中，将减速机124的减速比设为5。另一方面，旋转轴连杆120的另一端部经由万向节123而与非接触保持装置1连接。另外，非接触保持装置1以及万向节123的下方连接部以其中心轴处于铅直方向的方式经由轴承等而旋转自如地固定于托架114。

旋转轴连杆120利用连杆120a与缸筒120b实现，构成为伸缩自如。在此，旋转轴连杆120为滚珠花键轴，能够将连杆120a的旋转传递到缸筒120b。并且，由于在旋转轴连杆120的两端部采用万向节122、123，因此，即使托架114在三个电动马达104的驱动下移动到上下、前后左右的规定位置，旋转轴连杆120也能够追从其规定位置进行移动。另外，以下将包含旋转轴连杆120、以及万向节122、123的结构称作旋转轴125。

即，在电动马达121与非接触保持装置1之间，串联连接有减速机124、万向节122、旋转轴连杆120（连杆120a、缸筒120b）、万向节123的机械部件，电动马达121的旋转驱动力经由串联连接的这些机械部件而传递至非接触保持装置1。电动马达121与电子控制装置130连接，通过利用该电子控制装置130控制电动马达121的旋转，由此控制非接触保持装置1的旋转角度位置。

如上所述，电子控制装置130通过控制三个电动马达104来驱动臂主体106，使非接触保持装置1移动到目标位置。并且，电子控制装置130通过控制电动马达121来驱动旋转轴连杆120，使非接触保持装置1旋转到目标旋转角度位置。作为电子控制装置130，例如可以适当地使用可编程控制器（PLC）、或者专用的控制用计算机等。电子控制装置130由进行计算的微处理器、存储用于使微处理器执行各个处理的程序等的ROM、暂时存储计算结果等各种数据的RAM等构成。

并且，在电子控制装置130连接有输入输出装置131，该输入输出装置131作为设定单元接受由操作人员进行的操作输入、并且作为显示单元显示并联机器人100的状态、设定内容。其中，作为输入输出装置131，适当地使用例如触摸显示器、或者液晶显示器与键盘等。操作人员能够使用输入输出装置131来设定电动马达104、121的控制数据。电子控制装置130通过使用已设定的控制数据，执行存储于ROM中的程序，驱动电动马达104以及电动马达121，从而控制非接触保持装置1的三维空间中的位置（x，y，z）以及旋转角度（θ）。

接下来，使用图3对经由托架114而安装于旋转轴连杆120的另一端的非接触保持装置1的结构进行说明。在此，图3是从底面侧观察非接触保持装置1时的立体图。

非接触保持装置1具备：伯努利吸盘20，该伯努利吸盘20喷出高压空气、产生吸引力来将工件80（参照图8等）以非接触状态进行保持；多个（在本实施方式中为8个）引导部件30，这些引导部件30在伯努利吸盘20的周围隔开规定间隔配置，在搬运工件80时防止该工件80的横向偏移；吸盘基体（相当于权利要求书所记载的基体部件）10，该吸盘基体10供伯努利吸盘20以及引导部件30安装。

吸盘基体10为外形尺寸形成为比所要保持的工件80大一圈的正方形的板状部件。吸盘基体10由轻且强度优异的工业用塑料等形成。其中，优选吸盘基体10的形状、尺寸等根据所保持的工件的形状、尺寸等进行设定。在吸盘基体10的上表面中央部安装有配件12。通过该配件12，吸盘基体10经由托架114而与旋转轴连杆120连接，从而构成为能够借助旋转轴连杆120进行转动。

伯努利吸盘20具有安装在吸盘基体10的下表面侧的圆柱状的主体21。在圆柱状的主体21的端面形成有凹部22。另外，伯努利吸盘20安装成，形成于主体21的凹部22的开口面与所保持的工件80对置，即，凹部22的开口面朝向下侧。伯努利吸盘20的主体21的开口面形成以非接触的方式保持工件80的工件保持面。

在主体21的面对凹部22的面，形成有多个（在本实施方式中以90度间隔形成有四个）用于向凹部22内喷出高压空气的喷出孔23。喷出孔23形成为，从主体21的侧面经由凹部22的底面朝向与凹部22的内周面接触的方向，沿着斜下方向贯通主体21。在各个喷出孔23安装有空气配管（省略图示）。该空气配管与供给高压空气的空气泵（省略图示）连接。

当从空气泵通过空气配管向喷出孔23供给高压空气时，通过喷出孔23向凹部22内喷出高压空气。被喷射的高压空气沿着凹部22的内周面向斜下方向行进，从开口端面与工件80之间的间隙排出。由此，在高压空气从凹部22的内周面冲进开口端面时流速上升，凹部22的内部压力下降。利用该负压对工件80产生吸引力。其结果是，工件80以非接触的方式被保持。伯努利吸盘20作为权利要求书所记载的非接触保持单元而发挥功能。

在吸盘基体10的下表面侧，沿着相对于吸盘基体10垂直的方向突出设置有多个（在本实施方式中为8个）销状的引导部件30。8个引导部件30在伯努利吸盘20的周围以在搬运工件80时包围该工件80的方式相互隔开间隔地配置。更详细地说，引导部件30在吸盘基体10的各个边的端部以两个为一组（共4组）隔开间隔地配置，各组引导部件30配置为隔着伯努利吸盘20对置。并且，引导部件30配置为，在稳定状态下与被保持的工件80大致抵接，更详细地说，引导部件30与工件80的各个边之间具有约0.1～0.2mm的间隙。其中，优选引导部件30的配置根据工件80的形状等进行设定。

各个引导部件30构成为包括其一端安装于吸盘基体10的圆柱状的基端部30a、以及与该基端部30a连接的大致圆锥状的末端部30b。各个引导部件30的全长设定为比伯努利吸盘20的高度方向的尺寸长，各个引导部件30的末端比伯努利吸盘20的工件保持面更向下侧突出。各个引导部件30例如由UHPE（Ultra High Molecular WeightPolyethylene：超高分子量聚乙烯）、PEEK（聚醚酮）形成、或者在UHPE或PEEK中填充PTFE（四氟乙烯）等而减少了摩擦的高分子材料等形成。

对置的引导部件30构成为能够朝向相互分离的方向移动，在从载置有工件80的取出侧的工件载置托盘70（参照图5、6）取出工件80时、或者在所保持的工件80载置于载置侧的工件载置托盘71（参照图7）时，非接触保持装置1（伯努利吸盘20）随着靠近工件载置托盘70、71的工件载置面75，沿着形成于工件载置托盘70、71的引导孔72，朝向相互分离的方向移动。其中，工件载置托盘70、71相当于权利要求书所记载的工件载置装置。并且，引导孔72相当于权利要求书所记载的引导部。

在此，参照图4对引导部件30的可动机构进行说明。图4是放大示出一个引导部件30的可动机构的示意图。另外，其他的引导部件30的可动机构也采用相同的结构。在吸盘基体10的各个边的端部，沿着与该边正交的方向形成有长孔11。引导部件30设置为，其上端贯通长孔11、以及以从上下夹持吸盘基体10的方式配设的两个垫片31、32。进而，引导部件30与垫片31、32从引导部件30的上端侧利用螺钉33进行紧固。由此，销状的引导部件30以能够沿着长孔11滑动的方式安装于长孔11，而不会从长孔11脱落。

并且，在吸盘基体10的上表面安装有扭力弹簧34。扭力弹簧34沿着长孔11的轴线配置在比该长孔11靠内侧的位置，以便沿着长孔11的轴线方向朝向内部方向产生作用力（拉伸力）。扭力弹簧34的一端经由销36而卡止于吸盘基体10的上表面，另一端经由销37而卡止于在吸盘基体10的上表面侧安装的垫片31。另外，扭力弹簧34的另一端也可以与螺钉33的头部同轴地卡止于该螺钉33的头部。由此，扭力弹簧34对引导部件30赋予使引导部件30抵接于长孔11的一端（内部侧）的方向的作用力。

通过以此方式利用扭力弹簧34进行施力，由此，引导部件30在稳定状态下与长孔的一端侧（内部侧）抵接。即，引导部件30配置为在稳定状态下与被保持的工件80大致抵接，更详细地说，配置为引导部件30与工件80的各个边具有0.1～0.2mm左右的间隙。另一方面，在从后述的工件载置托盘70取出工件80时、或者在将工件80载置于工件载置托盘71时，由于形成于工件载置托盘70、71的引导孔72，对置的引导部件30沿着长孔11朝向相互分离的方向（外部侧）移动。此时，对置的引导部件30越是沿着长孔11朝向相互分离的方向移动，扭力弹簧34越是对各个引导部件30赋予使引导部件30相互靠近的方向的作用力。因此，在从工件载置托盘70取出工件80之后，或者在将工件80载置于工件载置托盘71之后，随着伯努利吸盘20离开工件载置托盘70、71的工件载置面，对置的引导部件30由于扭力弹簧34的作用力而沿着形成于工件载置托盘70、71的引导孔72朝向相互靠近的方向移动，返回稳定位置。

在此，一并参照图5～7，对在移动载置工件80时与安装有非接触保持装置1的并联机器人100一起使用的工件载置托盘70、71进行说明。图5是取出侧的工件载置托盘70的俯视图，图6是沿着图5的VI－VI线剖开后的工件载置托盘70的纵剖视图。图7是载置侧的工件载置托盘71的俯视图。另外，载置有所保持的工件80的取出侧的工件载置托盘70、与用于载置所保持的工件80的载置侧的工件载置托盘71，只是能够载置的工件80的数量不同，其它的结构相同。并且，取出侧的工件载置托盘70具有两个工件载置面75，以便能够载置两个工件80。另一方面，载置侧的工件载置托盘71具有六个（2×3）工件载置面75，以便能够载置六个工件80。另外，在图5中示出仅在附图左侧的工件载置面75载置有工件80的状态。并且，在图6中示出在四个工件载置面75载置有工件80的状态。

在工件载置托盘70、71的上表面，形成有载置工件80的正方形的工件载置面75。工件载置面75形成为与工件80的尺寸大致相同的尺寸。在工件载置面75的各个边的大致中央部的外侧，沿着各个边形成有对引导部件30进行引导的大致矩形的引导孔72。引导孔72的内侧面包含从开口部朝向孔的中心方向倾斜的倾斜部（倾斜区域）72a、和从该倾斜部72a朝向下侧圆滑地连续的垂直部（垂直区域）72b。随着伯努利吸盘20下降而靠近工件载置面75，引导孔72对各个引导部件30进行引导，使对置的引导部件30沿着倾斜部72a朝向相互分离的方向移动。并且，随着伯努利吸盘20上升而离开工件载置面75，引导孔72对各个引导部件30进行引导，使对置的引导部件30沿着倾斜部72a向相互靠近的方向移动。另外，一个引导孔72构成为能够供两个引导部件30进入其中。

并且，在工件载置托盘70、71的引导孔72的两侧，沿着工件载置面75的各个边，设置有截面为梯形状的工件引导突起74。工件引导突起74在载置工件80时将该工件80引导至规定的位置。即，保持于伯努利吸盘20的工件80在被载置时，沿着工件引导突起74的倾斜面引入，而载置于工件载置面75的规定位置。

另外，在工件载置面75的中心部分形成有圆形的贯通孔73。该贯通孔73是排气用的孔，该孔设置为在利用伯努利吸盘20取出工件80时，通过从下侧供给空气以避免工件载置托盘70、71因负压而被拉动。

在此，参照图8对伯努利吸盘20取出工件80时的引导部件30的动作进行说明。另外，图8是用于对非接触保持装置1的引导部件30的动作进行说明的图，从上方按照时间顺序依次示出伯努利吸盘20取出工件80时的引导部件30的动作。首先，如图8的上部所示，伯努利吸盘20沿着铅直方向（箭头A2）下降而靠近工件载置托盘70的工件载置面75。

之后，如图8的中部所示，引导部件30与引导孔72的内侧面接触，随着伯努利吸盘20下降而靠近工件载置面75，对置的引导部件30沿着引导孔72的倾斜部72a朝向相互分离的方向（箭头A3）缓缓扩张。因此，各个引导部件30不与工件80的周缘部接触。

进而，如图8的下部所示，在对置的引导部件30因引导孔72而扩张的状态下，伯努利吸盘20以非接触的方式保持工件80。由此，引导部件30能够不与工件80的周缘部接触地保持并取出工件80。另外，在伯努利吸盘20取出工件80之后，伯努利吸盘20沿着铅直方向上升，随着离开工件载置托盘70的工件载置面75，对置的引导部件30由于扭力弹簧34的作用力而沿着形成于工件载置托盘70的引导孔72的内侧面朝向相互靠近的方向移动，返回稳定位置。在此期间，工件80被伯努利吸盘20吸附并保持，工件80与引导部件30的相对位置，在高度方向上无变化，而是间隙缓缓减小。因此，工件80的横向移动受到限制，而不会沿轴向与引导部件30摩擦。由此，防止了搬运中的工件80的横向偏移。

接下来，使用图9对并联机器人100的动作进行说明。在此，在太阳能电池用晶片（工件）的码垛工序中，以如下情况为例进行说明：在非接触保持装置1（伯努利吸盘20）从取出侧的工件载置托盘70取出太阳能电池晶片230之后，一边对准该太阳能电池晶片230的旋转角度位置，一边将该太阳能电池晶片230搬运到载置侧的工件载置托盘71。其中，在搬运太阳能电池晶片230之后，取出下一个太阳能电池晶片230之前的移动动作，除了动作方向与以下说明的动作相反之外，均与以下说明的动作相同或者等同，因此在此省略说明。另外，图9是用于对太阳电池的码垛工序的概要进行说明的俯视图。

首先，参照图9对太阳能电池晶片230的码垛工序的概要进行说明。在该工序中，第一传送带200以及第二传送带201相互并列地配置，并且在这两个传送带的上方设置有并联机器人100。第一传送带200以及第二传送带201均以规定的速度、或者以重复暂时性停止、间歇输送的方式从附图右侧朝向左侧移动。在第一传送带200上传送有载置于取出侧的工件载置托盘70的太阳能电池晶片230。在此，太阳能电池晶片230是例如纵156×横156×厚度0.1～0.2mm的正方形的薄板。另一方面，在第二传送带201上放置并传送着装满太阳能电池晶片230的载置侧的工件载置托盘71。在此，载置侧的工件载置托盘71具有分隔成格子状的六个（2×3）工件载置面75，利用并联机器人100将载置于工件载置托盘70的太阳能电池晶片230移动载置到工件载置托盘71的各个工件载置面75。

并联机器人100驱动臂主体106，使非接触保持装置1（伯努利吸盘20）移动，在靠近载置于工件载置托盘70的太阳能电池晶片230之后，反复执行利用非接触保持装置1取出该太阳能电池晶片230并搬运至工件载置托盘71的动作。并且，并联机器人100在保持并搬运该太阳能电池晶片230时旋转非接触保持装置1，使正方形的太阳能电池晶片230的朝向，与工件载置托盘71的工件载置面75的朝向吻合，来将太阳能电池晶片230收纳于工件载置托盘71的工件载置面75。

更详细而言，在第一传送带200安装有检测第一传送带200的移动量的第一编码器210。第一编码器210将检测到的第一传送带200的移动量输出到电子控制装置130。另一方面，在第二传送带201安装有检测第二传送带201的移动量的第二编码器211。第二编码器211将检测到的第二传送带201的移动量输出至电子控制装置130。并且，在第一传送带200的上方安装有例如CCD摄像机等拍摄装置220。拍摄装置220对传送来的载置于工件载置托盘70的太阳能电池晶片230进行拍摄，求得太阳能电池晶片230的重心位置与方向（角度），输出至电子控制装置130。另外，在第二传送带201安装有检测工件载置托盘71的末端部的光学传感器221。光学传感器221将检测信号输出至电子控制装置130。如上所述，通过非接触保持装置1的旋转以及拍摄装置220的位置检测，即使在工件载置托盘70以不相等的间距或者任意的朝向（角度）在第一传送带200上传送的情况下，电子控制装置130也能够适当地控制非接触保持装置1的位置，取出太阳能电池晶片230。

电子控制装置130基于太阳能电池晶片230的重心位置与第一传送带200的移动量，来计算太阳能电池晶片230的位置。并且，电子控制装置130基于工件载置托盘71的末端部的检测信号与第二传送带201的移动量，来计算工件载置托盘71的位置。电子控制装置130基于所求得的太阳能电池晶片230的位置与工件载置托盘71的位置，旋转各个电动马达104驱动臂主体106，从上方接近水平地放置于工件载置托盘70的太阳能电池晶片230，取出太阳能电池晶片230之后，在空间内进行搬运，并且从上方接近工件载置托盘71，将所保持的太阳能电池晶片230水平地载置于工件载置托盘71。

更详细地说，在从工件载置托盘70取出太阳能电池晶片230时，伯努利吸盘20沿着铅直方向下降，接近工件载置托盘70的工件载置面75。之后，引导部件30与引导孔72的内侧面接触，随着伯努利吸盘20下降而靠近工件载置面75，对置的引导部件30沿着引导孔72的倾斜部72a朝向相互分离的方向缓缓地扩张。进而，在引导部件30因引导孔72而扩张的状态下，伯努利吸盘20以非接触的状态保持太阳能电池晶片230。由此，引导部件30能够不与太阳能电池晶片230的周缘部接触地保持并取出太阳能电池晶片230。在伯努利吸盘20取出太阳能电池晶片230之后，随着伯努利吸盘20上升而离开工件载置托盘70的工件载置面75，对置的引导部件30由于扭力弹簧34的作用力而沿着形成于工件载置托盘70的引导孔72的内侧面朝向相互靠近的方向移动，返回到稳定位置。由此，防止搬运中的太阳能电池晶片230的横向偏移。

同样地，在将太阳能电池晶片230载置于工件载置托盘71时，保持有太阳能电池晶片230的伯努利吸盘20沿着铅直方向下降，靠近工件载置托盘71的工件载置面75。之后，引导部件30与引导孔72的内侧面接触，随着伯努利吸盘20下降而靠近工件载置面75，对置的引导部件30沿着引导孔72的倾斜部72a朝向相互分离的方向缓缓地扩张。进而，在引导部件30因引导孔72而扩张的状态下，伯努利吸盘20将太阳能电池晶片230载置于工件载置托盘71的工件载置面75。由此，引导部件30能够不与太阳能电池晶片230的周缘部接触地载置太阳能电池晶片230。另外，在伯努利吸盘20载置太阳能电池晶片230之后，随着伯努利吸盘20离开工件载置托盘71的工件载置面75，对置的引导部件30由于扭力弹簧34的作用力而沿着形成于工件载置托盘71的引导孔72的内侧面朝向相互靠近的方向移动，返回稳定位置。

并且，在搬运太阳能电池晶片230时，电子控制装置130基于所求得的太阳能电池晶片230的朝向，驱动电动马达121旋转旋转轴（即非接触保持装置1），使太阳能电池晶片230的朝向与工件载置托盘71的工件载置面75吻合。通过实时反复执行以上动作，在第一传送带200上传送的载置于工件载置托盘70的太阳能电池晶片230，装满于在第二传送带201上传送的工件载置托盘71。在从工件载置托盘70取出太阳能电池晶片230时、或者将太阳能电池晶片230载置于工件载置托盘71时，除了由于并联机器人100的指尖位置精度、第一传送带200以及第二传送带201的位置精度、拍摄装置220的检测位置精度之外，还由于装置各个位置的振动等，非接触保持装置1与工件载置托盘70、71的相对位置产生若干偏移。根据本实施方式，利用引导部件30的扩张来吸收该偏移，从而能够不与太阳能电池晶片230的周缘部接触地取出或者载置该太阳能电池晶片230。

根据本实施方式，随着伯努利吸盘20靠近工件载置托盘70、71的工件载置面75，配置在伯努利吸盘20的周围的八个引导部件30，沿着形成于工件载置托盘70、71的引导孔72朝向相互分离的方向移动。由此，在取出工件80时、或者在载置工件80时，八个引导部件30均向比工件80的周缘部更靠外侧扩张。其结果是，在从载置有工件80的工件载置托盘70取出工件80时、或者将所保持的工件80载置于工件载置托盘71时，能够防止引导部件30与工件80的周缘部接触。其结果是，例如在取出或者载置太阳能电池晶片等工件时，能够防止因工件边缘的损伤而导致的性能的恶化。

根据本实施方式，由于八个引导部件30配置为隔着伯努利吸盘20对置，因此，在搬运工件80时，能够有效地防止保持于伯努利吸盘20的工件80的横向偏移。

根据本实施方式，随着伯努利吸盘20离开工件载置托盘70的工件载置面75，在取出工件80时扩张的八个引导部件30由于扭力弹簧34的作用力而朝向相互靠近的方向移动，例如，移动到与工件80的周缘部大致抵接的位置。由此，在搬运被保持的工件80时，能够适当地限制工件80的横向移动。

根据本实施方式，由于引导部件30由圆筒状的基端部30a以及与该基端部30a连接的圆锥状的末端部30b构成，因此，在搬运工件80时，能够进一步减小工件80的周缘部与引导部件30的接触面积。并且，在引导部件80被形成于工件载置托盘70、71的引导孔72引导时，能够更加顺畅地移动。

根据本实施方式，越是利用扭力弹簧34的弹簧力使八个引导部件30相互分离，越是对各个引导部件30赋予使各个引导部件30相互靠近的方向的作用力。并且，通过使用扭力弹簧34，能够使可动机构小型、轻型化。

根据本实施方式，因从伯努利吸盘20喷出的高压空气从该伯努利吸盘20与工件80之间排出而产生伯努利效果，从而产生吸引力。由此，能够以非接触的状态保持工件80。

由于并联机器人100具有在可动部不存在致动器，能够实现轻型化，并且能够以高速、高精度进行驱动的特征，因此，能够以非常高的速度使安装有伯努利吸盘20以及引导部件30的基体部件10移动。因此，通过使用并联机器人100作为移动机构，能够防止工件80的横向偏移的同时高速地移动载置工件80。

根据本实施方式所涉及的工件载置托盘70、71，通过沿着引导孔72对配置在伯努利吸盘20的周围的八个引导部件30进行引导，随着伯努利吸盘20靠近工件载置面75，能够使八个引导部件30朝向相互分离的方向移动。由此，在取出工件80时、或者在载置工件80时，能够使八个引导部件30向比工件80的周缘部更靠外侧扩张。

（第二实施方式）

虽然在上述非接触保持装置1中使用了销状的引导部件30，也可以使用板状的引导部件来代替销状的引导部件30。接下来，使用图10以及图11对第二实施方式所涉及的非接触保持装置2的结构进行说明。图10是示出非接触保持装置2的结构的侧视图。并且，图11是从底面侧观察保持有工件80的非接触保持装置2的立体图。另外，在图10、11中，对与第一实施方式相同或者等同的结构部件标注相同的附图标记。

非接触保持装置2与非接触保持装置1的不同之处在于，代替销状的引导部件30而具备由弹性体形成的板状的引导部件40。并且，非接触保持装置2在不具有图4所示的可动机构这一点与非接触保持装置1不同。由于其它结构与上述非接触保持装置1相同，因此，在此省略说明。并且，由于非接触保持装置2以外的并联机器人的结构也与上述第一实施方式所涉及的并联机器人100相同，因此，在此省略说明。

在吸盘基体10A的下表面侧，朝向相对于吸盘基体10A的下表面垂直的方向突出设置有多个（在本实施方式中为四个）板状的引导部件40。四个引导部件40在伯努利吸盘20的周围以在搬运工件80时包围该工件80的方式相互隔开间隔地配置。更详细地说，各个引导部件40配置在吸盘基体10A的各个边的端部，引导部件40隔着伯努利吸盘20对置。并且，引导部件40配置为在稳定状态下与被保持的工件80大致抵接，更详细地说，引导部件40与工件80的各个边具有0.1～0.2mm左右的间隙。另外，优选引导部件40的配置根据工件80的形状等进行设定。

各个引导部件40的高度设定为比伯努利吸盘20的高度方向的尺寸长，各个引导部件40的末端向比伯努利吸盘20的工件保持面更靠下侧突出。引导部件40的末端部的内侧被倾斜地切割。由此，引导部件40能够顺畅地与引导孔72的内侧面接触。并且，引导部件40在沿着所保持的工件80的外缘的方向具有一定的宽度（例如约35mm）。各个引导部件40例如由氟橡胶、聚氨酯橡胶或者硅橡胶等弹性体形成。并且，为了使滑动更好，并且提高耐磨损性，也可以在其表面实施例如DLC（类金刚石（Diamond Like Carbon））涂层等。

对置的引导部件40构成为能够利用其弹性使其下端部朝向相互分离的方向变形（移动）。因此，在从载置有工件80的取出侧的工件载置托盘70取出工件80时、或者在将所保持的工件80载置于载置侧的工件载置托盘71时，随着非接触保持装置2（伯努利吸盘20）靠近工件载置托盘70、71的工件载置面75，下端部沿着形成于工件载置托盘70、71的引导孔72，朝向对置的引导部件40相互分离的方向以反向弯曲的方式变形。

此时，对置的引导部件40越是朝向相互分离的方向变形，各个引导部件40越是产生朝向使对置的引导部件40相互靠近的方向的复元力（作用力）。因此，在从工件载置托盘70取出工件80后，或者将工件80载置于工件载置托盘71之后，随着伯努利吸盘20离开工件载置托盘70、71的工件载置面，对置的引导部件40利用自身的复元力（作用力）而沿着形成于工件载置托盘70、71的引导孔72朝向相互靠近的方向移动，返回稳定位置。即，引导部件40也作为权利要求书所记载的施力部件而发挥功能。

在此，参照图12对伯努利吸盘20取出工件80时的引导部件40的动作进行说明。另外，图12是用于对非接触保持装置2的引导部件40的动作进行说明的图。首先，伯努利吸盘20沿着铅直方向下降，靠近工件载置托盘70的工件载置面75。之后，引导部件40与引导孔72的内侧面接触，随着伯努利吸盘20下降而靠近工件载置面75，引导部件40的下端部沿着引导孔72的倾斜部72a朝向相互分离的方向缓缓地变形。

进而，如图12所示，在引导部件40的下端部因引导孔72而以反向弯曲的方式变形的状态下，伯努利吸盘20以非接触的方式保持工件80。由此，引导部件40能够不与工件80的周缘部接触地保持并取出工件80。另外，在伯努利吸盘20取出工件80之后，随着伯努利吸盘20沿着铅直方向上升而离开工件载置托盘70的工件载置面75，对置的引导部件40利用自身的复元力（作用力）沿着形成于工件载置托盘70的引导孔72的内侧面朝向相互靠近的方向移动，返回稳定位置。由此，防止搬运中的工件80的横向偏移。

根据本实施方式，引导部件40由板状的弹性体形成。因此，在取出工件80时、或者在载置工件80时，能够利用弹性体的弹性使四个引导部件40分别向比工件80的周缘部更靠外侧扩张。并且，越是利用弹性体的复元力使四个引导部件40以相互分离的方式变形，越是能够向各个引导部件40赋予使各个引导部件40相互靠近的方向的作用力。

根据本实施方式，由于引导部件40形成为在沿着所保持的工件80的外缘的方向具有一定宽度的板状，因此，能够容易地使引导部件40变形而扩张。并且，在搬运工件80时，能够稳定地限制工件80的横向移动。

另外，根据本实施方式，由于能够废弃图4所示的可动机构，因此，能够简化结构，由此能够进一步实现小型、轻型化、低成本化。

并且，在第一实施方式以及第二实施方式的任一情况下，引导部件30、40与引导孔72的接触全部都在比工件80靠下侧的位置发生。由此，即使在意外地因摩擦而产生磨损粉尘的情况下，只要磨损粉尘保持原样向下方落下，工件80就不会因磨损粉尘而被污染。另外，由于引导部件30、40的滑动部不与工件80直接接触，因此，更加安全地避免了磨损粉尘的附着。在使用于绝对无尘室内的情况下，由于利用降流（downflow）使清洁的空气向下流动，因此，即使意外产生磨损粉尘而漂浮，位于比滑动位置靠上方的位置的工件80更难被污染。

以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式，能够进行各种变形。例如，引导部件30以及引导部件40的形状、大小、数量、配置，基体部件10、10A的形状、大小、材质、以及伯努利吸盘20的大小、数量、配置等不限定于上述实施方式，可以根据所保持的工件80的形状、大小、重量等任意地设定。例如，在代替正方形的工件而移动载置圆形工件的情况下，引导部件不必一定配置为对置，例如，也可以在圆形工件的周围以120°间隔配置三个引导部件。在该情况下，工件载置托盘的引导孔根据引导部件的配置而形成。

在上述第一实施方式中，虽然采用两个销状的引导部件30进入一个矩形的引导孔72的结构，但也可以采用将该引导孔72分成两个圆形或者椭圆形的引导孔，并使一个销状的引导部件进入各引导孔的结构。

并且，在上述实施方式中，虽然使用以平放的方式收纳一个工件80的托盘（工件载置托盘70、71）作为用于载置工件80的工件载置装置，但代替托盘，也可以使用以层叠的方式收纳多个工件80的盒。

在上述实施方式中，虽然以将并联机器人100应用于太阳能电池晶片230的码垛工序的情况为例进行了说明，但并联机器人100的应用范围不限定于太阳能电池晶片230的码垛工序。

Claims (20)

1.一种移动载置装置，

所述移动载置装置具备：

非接触保持单元，该非接触保持单元以非接触状态保持工件；

基体部件，该基体部件安装有所述非接触保持单元；

多个引导部件，这些引导部件在所述非接触保持单元的周围，以搬运工件时包围该工件的方式相互隔开间隔地配置，且突出设置于所述基体部件；以及

移动机构，该移动机构使所述基体部件在空间内移动，

其特征在于，

所述多个引导部件构成为至少一部分能够朝向相互分离的方向移动，

在从载置有工件的工件载置装置取出工件时、或者在将所保持的工件载置于工件载置装置时，随着所述非接触保持单元靠近工件载置装置的工件载置面，所述多个引导部件的至少一部分，沿着形成在比工件载置装置的所述工件载置面靠更靠下侧的位置的引导部，通过与该引导部的接触而朝向相互分离的方向移动。

2.根据权利要求1所述的移动载置装置，其特征在于，

所述多个引导部件配置为隔着所述非接触保持单元对置。

3.根据权利要求1所述的移动载置装置，其特征在于，

所述移动载置装置具备施力部件，所述多个引导部件越是相互分离，所述施力部件越是对各个引导部件赋予使所述多个引导部件相互靠近的方向的作用力，

随着所述非接触保持单元离开所述工件载置装置的工件载置面，所述多个引导部件借助所述施力部件的作用力而沿着形成于所述工件载置装置的引导部朝向相互靠近的方向移动。

4.根据权利要求1所述的移动载置装置，其特征在于，

所述引导部件包含圆筒状的基端部、以及从该基端部连续的圆锥状的末端部。

5.根据权利要求3所述的移动载置装置，其特征在于，

所述施力部件是扭力弹簧。

6.根据权利要求1所述的移动载置装置，其特征在于，

所述引导部件由弹性体形成。

7.根据权利要求6所述的移动载置装置，其特征在于，

所述引导部件是板状部件，该板状部件在沿着所保持的所述工件的外缘的方向具有一定的宽度。

8.根据权利要求1所述的移动载置装置，其特征在于，

所述非接触保持单元是伯努利吸盘。

9.根据权利要求1所述的移动载置装置，其特征在于，

所述移动机构是经由多个连杆使所述基体部件以保持水平的状态移动的并联机器人。

10.一种工件载置装置，

所述工件载置装置是与权利要求1所记载的移动载置装置一起使用的工件载置装置，

其特征在于，

该工件载置装置具有形成在比该工件载置装置的工件载置面更靠下方的位置的引导部，随着构成所述移动载置装置的所述非接触保持单元靠近工件载置面，该引导部通过与引导部件接触而朝向所述多个引导部件相互分离的方向对各个引导部件进行引导。

11.根据权利要求2所述的移动载置装置，其特征在于，

所述移动载置装置具备施力部件，所述多个引导部件越是相互分离，所述施力部件越是对各个引导部件赋予使所述多个引导部件相互靠近的方向的作用力，

随着所述非接触保持单元离开所述工件载置装置的工件载置面，所述多个引导部件借助所述施力部件的作用力而沿着形成于所述工件载置装置的引导部朝向相互靠近的方向移动。

12.根据权利要求2所述的移动载置装置，其特征在于，

所述引导部件包含圆筒状的基端部、以及从该基端部连续的圆锥状的末端部。

13.根据权利要求3所述的移动载置装置，其特征在于，

所述引导部件包含圆筒状的基端部、以及从该基端部连续的圆锥状的末端部。

14.根据权利要求2所述的移动载置装置，其特征在于，

所述引导部件由弹性体形成。

15.根据权利要求3所述的移动载置装置，其特征在于，

所述引导部件由弹性体形成。

16.根据权利要求2所述的移动载置装置，其特征在于，

所述非接触保持单元是伯努利吸盘。

17.根据权利要求3所述的移动载置装置，其特征在于，

所述非接触保持单元是伯努利吸盘。

18.根据权利要求2所述的移动载置装置，其特征在于，

所述移动机构是经由多个连杆使所述基体部件以保持水平的状态移动的并联机器人。

19.根据权利要求3所述的移动载置装置，其特征在于，

所述移动机构是经由多个连杆使所述基体部件以保持水平的状态移动的并联机器人。

20.一种工件载置装置，

所述工件载置装置是与权利要求3所述的移动载置装置一起使用的工件载置装置，

其特征在于，

该工件载置装置具有形成在比该工件载置装置的工件载置面更靠下方的位置的引导部，随着构成所述移动载置装置的所述非接触保持单元靠近工件载置面，所述引导部通过与引导部件接触而沿着所述多个引导部件相互分离的方向对各个引导部件进行引导。