(57)【要約】【課題】微小距離を高速で安定的に移動させる。【解決手段】多関節ロボットのアーム部材１の動作により対象物５を搬送する搬送装置において、対象物５の動きを規制するリニアガイド４と、このリニアガイド４に連結されるアーム部材１とを備え、リニアガイド４は、アーム部材の連結部２を対象物の搬送方向とは異なる方向に導くように構成されている。【選択図】      図１
2004209311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を搬送する搬送装置において、
前記対象物に設けられるガイド部材と、
前記ガイド部材に連結され、前記対象物を搬送するアーム部材とを備え、
前記ガイド部材は、前記アーム部材との連結部を前記対象物の搬送方向とは異なる方向に導くように構成されていることを特徴とする搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アーム部材とガイド部材を用いて高速な位置決めを実現する搬送技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、微細な塗布やレーザー溶接の高速化に伴い、高速に位置決めを行なう搬送装置の必要性が高まっている。従来、塗布ユニットやレーザー出射ユニットを駆動するロボットとして直行型ロボットと多関節ロボットが利用される。さらに、微小ピッチを高速に位置決めする場合には多関節ロボットがより高速化に適している。この場合、停止時のモーメントによるブレを防ぐために多関節ロボットには、塗布ユニットのノズル部のみ固定し、搬送する対象物の重量を減らす等して使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術では、搬送する対象物の重量を低減する必要があり、また、モーメントを低減するため、搬送する対象物の重量分布にも制限があった。従って、搬送する対象物として塗布ユニットを取り付けた場合には以下のような欠点があった。
【０００４】
例えば、塗布ユニットでは、搬送する対象物の重量低減化のために液体を入れるシリンジ部等を塗布ユニット外に設置し、ニードル部のみを固定する方法が用いられる。この場合、塗布材料を分配するディスペンサユニットからニードル部までをチューブで中継する必要があり、チューブによる圧力伝達の遅れで塗布量が安定せず、また、液だれ等も発生する。
【０００５】
また、塗布状態の安定化のために温度調整機やワークディスタンス保持機構などを取り付ける場合がある。この場合、搬送する対象物の重量を低減できても、モーメントが満足できない場合がほとんどである。
【０００６】
以上のように、従来の構成では、安定的に高速かつブレのない位置決め搬送を行うことが非常に困難である。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、微小距離を高速で安定的に移動可能とすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願発明者は、上記課題を解決するために、塗布方法を鋭意検討の末、下記の方法が非常に容易で信頼性が高い方法であることを発明した。即ち、
本発明によれば、対象物を搬送する搬送装置において、前記対象物に設けられるガイド部材と、前記ガイド部材に連結され、前記対象物を搬送するアーム部材とを備え、前記ガイド部材は、前記アーム部材との連結部を前記対象物の搬送方向とは異なる方向に導くように構成されている。
【０００９】
尚、本発明は、前記アーム部材及びガイド部材の種類によってその効果を失することはない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態の位置決め装置について添付図面を参照して詳細に説明するが、本発明は下記実施形態に限定されるものではない。
【００１１】
［概要の説明］
本発明は、具体的に願書に添付する図面に示す構成及び処理において、以下の実施形態と対応して実現できる。即ち、
実施態様１によれば、対象物を搬送する搬送装置として、前記対象物に設けられるガイド部材と、前記ガイド部材に連結され、前記対象物を搬送するアーム部材とを備え、前記ガイド部材が前記アーム部材との連結部を前記対象物の搬送方向とは異なる方向に導くように構成する。
【００１２】
また、対象物に設けられたガイド部材と、前記ガイド部材に連結され、前記対象物を搬送するアーム部材とを備える搬送装置を用いて対象物を搬送する方法として、前記ガイド部材が前記アーム部材との連結部を前記対象物の搬送方向とは異なる方向に導くように制御する。
【００１３】
本発明は、前記アーム部材及びガイド部材の種類によってその効果を失することはない。
【００１４】
また、実施態様２によれば、前記アーム部材は回動可能に構成されている。
【００１５】
また、実施態様３によれば、前記アーム部材の連結部の移動軌跡と前記対象物の移動軌跡とが相違する。
【００１６】
また、実施態様４によれば、前記ガイド部材は直線状に案内するリニアガイドである。
【００１７】
上記構成において、前記ガイドとしてはリニアガイドが最も一般的で十分な作用がある。
【００１８】
また、実施態様５によれば、前記対象物乃至前記ガイド部材の少なくとも一方は、第２のガイド部材に当接してその搬送方向に導かれるように構成されている。
【００１９】
また、前記対象物乃至前記ガイド部材の少なくとも一方は第２のガイド部材に当接してその搬送方向に導かれる。
【００２０】
上記構成においても、前記第２のガイド部材の種類によってその効果を失することはない。また、第２のガイドは、前記対象物を搬送方向に導くと共に、アーム停止時のモーメントによる回転方向の振動をなくすように作用する。
【００２１】
また、実施態様６によれば、前記第２のガイド部材は直線状に前記対象物を案内するリニアガイドである。
【００２２】
上記構成において、前記第２のガイド部材としてはリニアガイドが最も一般的で十分な作用がある。
【００２３】
実施態様７によれば、前記アーム部材は多関節ロボットのアームである。
【００２４】
前記多関節ロボットとしては、通常の片手持ちでもよいが、両手持ちの５節閉リング構造のものが更に良好である。
【００２５】
実施態様８によれば、前記対象物は液体を分配するディスペンサの塗布ユニットである。
【００２６】
前記搬送装置は、特に微量の液体を多数のポイントに高速塗布するディスペンサに適している。
【００２７】
前記ディスペンサとは一般的に塗布量を制御するコントローラ、液体を入れるシリンジ、コントローラとシリンジを接続するチューブ、液体の最終的出口のノズル部であるニードルからなり、液体を定量供給するものを言う。
【００２８】
本発明は、前記ディスペンサの種類によってその効果を失することはない。
【００２９】
実施態様９によれば、前記塗布ユニットは前記ディスペンサのシリンジである。
【００３０】
上記構成において、前記塗布ユニットがディスペンサのシリンジであることにより、シリンジの先端にニードルが取り付けられ、液体を押し出すシリンジ部と液体の最終的出口となるニードルとの間がチューブレスとなり圧力伝達の遅れがなくなり、高速微量塗布が安定し、液だれの発生も低減される。
【００３１】
実施態様１０によれば、前記塗布ユニットは温度調整手段を有する。
【００３２】
上記構成において、前記温度調整手段は、液体の温度を一定に保持することで粘度を一定とし、微量塗布の安定性を向上する作用を有する。
【００３３】
実施態様１１によれば、前記温度調整手段は前記液体を吐出するニードルの温度のみを制御する。
【００３４】
上記構成において、前記ニードルの温度のみを制御する温度調整機は、通常のシリンジ全体を温度制御する温度調整機に比べて、重量が軽減できるため、可搬重量及びモーメントが小さくなる。よって、前記多関節ロボットを小型化できる。
【００３５】
実施態様１２によれば、前記塗布ユニットは被塗布部材との間隔を保持するワークディスタンス保持機構を有する。
【００３６】
上記構成において、前記ワークディスタンス保持機構は、塗布の安定性に非常に重要な被塗布部材と前記ニードルの間隔であるワークディスタンスを一定にでき、微量塗布の安定性を向上する作用を有する。
【００３７】
以下に、具体的な実施の形態について説明する。
【００３８】
［第１実施形態］
図１は本発明の特徴を最もよく表す第１実施形態の搬送装置の斜視図である。
【００３９】
図１において、１は多関節ロボットのアーム部材、２は多関節ロボットのアーム部材１の連結部、３は対象物が当接してその搬送方向に導く第２のガイドであるところのリニアガイド、４はアーム部材との連結部２を対象物の搬送方向とは異なる方向に導くガイドであるところのリニアガイド、５は対象物であるところの塗布ユニット、６は塗布ユニットであるところの液体を分配・供給するディスペンサのシリンジ、７は塗布ユニットであるところのニードル（液体の吐出部）の温度を制御する温度調整機、８は塗布ユニットであるところのワークディスタンス保持機構、９はワークと塗布ユニット５との距離（間隔）を保持するワークディスタンス保持機構であるところのワーク突き当て部、１０はワークディスタンス保持機構であるところのばねによる逃がし機構、１１は塗布ユニット５を固定しているリニアガイドである。
【００４０】
図２は図１の搬送装置の動作を示す図であり、装置動作としては、移動開始位置１３から移動終了位置１４までを示している。
【００４１】
多関節ロボットは、各アーム部材１を回転させることで対象物を移動するため、多関節ロボットのアーム部材１の連結部２の移動軌跡１２は直線状にはならない。つまり、アーム部材１の連結部２の移動軌跡と対象物５の移動軌跡とが相違する。そこで、ガイド４において多関節ロボットのアーム部材１の連結部２の規制を緩和することで第２のガイド３が変形または破損することなく搬送動作が行なえる。
【００４２】
また、図３（ａ）は本実施形態で塗布する基板であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ部の拡大図である。同図において１５は光起電力素子、１６はφ１００μｍ銅線の外周に２５μｍのカーボン層をコーティングしたワイヤー電極、１７は絶縁用両面テープ、１８はＱスイッチ変調ＹＡＧレーザーを利用してカーボン層を部分的に除去したワイヤー電極塗布部である。
【００４３】
また、図４は本実施形態の搬送装置の塗布動作を示す図であり、同図において２０はニードル、２１は塗布液体である銀ペーストである。
【００４４】
以下に、第１実施形態における塗布動作を図１乃至図４を参照して説明する。
【００４５】
▲１▼下降工程（図４（ａ）→図４（ｂ））
多関節ロボットのアーム部材１の連結部２が６ｍｍ下降し、光起電力素子１５上のワイヤー電極１６にワーク突き当て部９が約５ｍｍ下降した時点で接触すると、塗布ユニット５はリニアガイドとバネから構成される逃がし機構１０とワーク突き当て部９からなるワークディスタンス保持機構によりワイヤー電極１６上で停止する。これによりニードルの先端とワイヤー電極塗布部との距離が一定となる。
【００４６】
▲２▼塗布工程（図４（ｂ）→図４（ｃ））
下降工程が終了するとシリンジ６ディスペンサコントローラからシリンジ６へ加圧エアーが送られ、ニードル２０から銀ペーストが吐出され、ワイヤー電極塗布部１８上に塗布される。
【００４７】
▲３▼上昇工程（図４（ｃ）→図４（ｄ）→図４（ｅ））
塗布工程が終了すると多関節ロボットのアーム部材１の連結部２が１．５ｍｍ上昇後、１５０ｍｓ待機し、４．５ｍｍ上昇する事で銀ペーストがニードル先端から安定的に切り離され、銀ペーストの糸引きを抑制できる。
【００４８】
▲４▼横移動工程（図４（ｅ）→図４（ｆ））
上昇工程が終了すると多関節ロボットが５．６ｍｍ横移動する。
【００４９】
上記動作を１４回繰り返し、合計４２箇所を塗布する。
【００５０】
本実施形態では、多関節ロボットとして、例えば、三菱電機株式会社製ＲＰ−３ＡＨを使用して、下降条件は加減速５０％、速度１５％、上昇条件は加減速５０％、速度１５％、横移動条件は加減速５０％、速度１００％とした。また、ディスペンサは、例えば、岩下エンジニアリング株式会社製アキュラＥＸを使用し、塗布条件は、圧力１．３０ｋｇｆ/ｃｍ２、時間６０ｍｓ、負圧−１ｍＨｇとした。また、ニードルの先端を長円形状につぶす事で塗布長さを１．４ｍｍ以上とした。銀ペーストは、例えば、日立化成工業株式会社製ＥＮ−４７００Ａ（粘度１２００Ｐ）を使用した。塗布形状も安定し、塗布量も図５のように安定した。また、４２箇所の塗布にかかった時間は７秒であった。
【００５１】
このように、本実施形態によってディスペンサを利用して導電ペーストを所定の形状で微量の塗布を高速で安定的に行うことが可能となる。
【００５２】
［比較例１］
この比較例１は、第１実施例形態の装置構成から第２のガイド３とガイド４を取り除いた構成となっている。この構成では、搬送停止時のモーメントによる振動の影響で塗布形状が図６のようにぶれてしまう。
【００５３】
［第２実施形態］
第２実施形態は、第１実施形態において塗布ユニットをＹＡＧレーザーの出射ユニットに変更した点においてのみ異なる構成である。
【００５４】
図７は第２実施形態で溶接する基板であり、同図において１５は、光起電力素子、１９は厚さ１００μｍの銅箔を利用したマイナス電極である。
【００５５】
光起電力素子１５は、板厚１５０μｍのＳＵＳ４３０上に下部電極として基板に近い側から膜厚１０００ÅのＡｌ層と膜厚１μｍのＺｎＯ膜を、スパッタリング法にて製作し、半導体層としてマイクロ波プラズマＣＶＤ成膜装置にてｎ層、ｉ層（ａ−ＳｉＧｅ）、ｐ層の順で堆積を行い、ボトム層を形成し、次にｎ層、ｉ層（ａ−ＳｉＧｅ）、ｐ層の順で堆積を行いミドル層を形成し、次にｎ層、ｉ層（ａ−Ｓｉ）、ｐ層の順で堆積を行いトップ層を形成し、透明電極としてＩＴＯ層を膜厚７００Å形成した。
【００５６】
また、図８は本実施形態の溶接動作を示す図であり、同図において２２はＹＡＧレーザーの溶接痕、２３はワークを置くステージ、２４はＹＡＧレーザー出射ユニット、２５はワークを押さえつけて固定するクランプ用板である。
【００５７】
以下に、第２実施形態における溶接動作を図７乃至図８を参照して説明する。
【００５８】
▲１▼ＹＡＧレーザー溶接工程（図８（ａ））
光起電力素子１５とマイナス電極１９をクランプ用板２５でステージ２３に押さえつけて固定した状態で光起電力素子１５の表面からＹＡＧレーザーを照射して、光起電力素子１５とマイナス電極１９の間でレーザー溶接を行なう。
【００５９】
▲２▼横移動工程（図８（ｂ））
ＹＡＧレーザー溶接工程が終了するとクランプ用板２５が外れて多関節ロボットが３．６ｍｍ、４６．４ｍｍ、３．６ｍｍ、４６．４ｍｍ、３．６ｍｍ、１６．４ｍｍ、３．６ｍｍ、４６．４ｍｍ、３．６ｍｍ、４６．４ｍｍ、３．６ｍｍ移動毎にクランプ用板２５でワークを押さえた状態でＹＡＧレーザー溶接工程を行い、合計１２箇所×２列を溶接する。
【００６０】
本実施形態では、多関節ロボットは、例えば、三菱電機株式会社製ＲＰ−３ＡＨを使用して、横移動条件は加減速５０％、速度１００％とした。また、ＹＡＧレーザー装置は、例えば、ミヤチテクノス株式会社製パルスＹＡＧレーザーＭＬ−２３３１ＢＢを２分岐し、レーザー出射ユニットを２台使用し、照射条件は、エネルギー１０Ｊ、時間５ｍｓとした。溶接強度は１８０度剥離試験機にて測定したところ、１．２±０．３ｋｇと安定し、また溶接位置も±０．０２ｍｍ以下と安定した。また、１２個所×２列の溶接にかかった時間は５秒であった。
【００６１】
このように、本実施形態によってＹＡＧレーザー装置を利用して所定の位置への位置決めと溶接が高速で安定的に行うことが可能となる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、例えば、導電ペーストを高速で安定的に所定部位に任意の塗布長さで微少量を選択的に塗布することができ、またＹＡＧレーザー溶接においても高速で溶接ができ、効率アップが図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の搬送装置を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の搬送装置の動作を示す図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態の搬送装置に適用される塗布基板を示す図である。
【図４】本発明に係る第１実施形態の搬送装置の塗布動作を示す図である。
【図５】本発明に係る第１実施形態の搬送装置によるワークへの塗布量を示す図である。
【図６】本発明の比較例１の塗布状態を示す図である。
【図７】本発明に係る第２実施形態に適用される溶接基板を示す図である。
【図８】本発明に係る第２実施形態の溶接動作を示す図である。
【符号の説明】
１  多関節ロボットのアーム部材
２  多関節ロボットのアーム部材の連結部
３  第２のガイド
４  ガイド
５  塗布ユニット
６  シリンジ
７  温度調整機
８  ワークディスタンス保持機構
９  ワーク突き当て部
１０  ばねによる逃がし機構
１１  塗布ユニット固定用リニアガイド
１２  多関節ロボットのアーム部材の連結部の移動軌跡
１３  移動開始位置
１４  移動終了位置
１５  光起電力素子
１６  ワイヤー電極
１７  絶縁用両面テープ
１８  ワイヤー電極塗布部
１９  マイナス電極
２０  ニードル
２１  銀ペースト
２２  溶接痕
２３  ステージ
２４  ＹＡＧレーザー出射ユニット
２５  クランプ用板
【図１】
2004209311.tif 000003
【図２】
2004209311.tif 000004
【図３】
2004209311.tif 000005
【図４】
2004209311.tif 000006
【図５】
2004209311.tif 000007
【図６】
2004209311.tif 000008
【図７】
2004209311.tif 000009
【図８】
2004209311.tif 000010