CN101537932A - 浮起输送装置和浮起输送方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供浮起输送装置和浮起输送方法。沿着物品的输送路设置多个浮起单元，使物品浮起。并且，通过从线圈对装配在物品上的导电层施加磁通来对物品施加推进力，沿着输送路进行输送。能够非接触地使物品浮起进行输送，并且能够容易地控制物品的朝向或者左右方向的位置。

Description

浮起输送装置和浮起输送方法

技术领域

本发明涉及使用空气或者超声波等的浮起输送。

背景技术

液晶用或者等离子面板用等玻璃基板优选进行浮起输送。通过浮起输送能够避免基板的污染，并且能够更加高速且低振动地进行输送。如果在此对关联的现有技术进行说明，则专利文献1：日本特开2006-222209公开了利用空气来浮起输送玻璃基板或者半导体晶片等的情况。另外专利文献2：日本特公平3-69812公开了利用超声波来进行物品的浮起和输送的情况。但是，根据发明人的经验，如果通过喷射空气来进行浮起和输送，难以正确地控制玻璃基板等物品的姿态或者位置。例如在基板旋转、或者位置左右移动的情况下，难以对喷射的空气进行控制，以使姿态或者位置恢复。并且，在超声波浮起和超声波输送的组合中，由于超声波引起的推进力存在界限，因此难以高速地输送物品。此处，如果使用辊或者夹持器等机械地输送浮起后的基板，则存在通过与辊等的接触产生污染的问题。并且，在使用辊的情况下当物品从一个辊换乘到另一个辊时物品会产生振动。在使用夹持器的情况下，由于需要夹持器的返回运动，因此输送效率低下。

[专利文献1]日本专利特开2006-222209

[专利文献2]日本专利特公平3-69812

发明内容

本发明的课题在于能够一边控制物品的位置或者朝向、一边非接触地浮起并输送物品。

本发明是一边使物品浮起一边非接触地进行输送的装置，其特征在于，沿着物品的输送路设置多个使物品浮起的浮起单元，并且，沿着所述输送路设置多个通过对装配在物品上的导电层施加磁场来对物品施加推进力的线圈。

优选的是以夹着物品对置的方式将所述线圈设置在物品的上下一方、将磁性体设置在另一方。

优选的是将所述线圈对置地设置在物品的左右两侧。

优选的是物品是玻璃基板，所述导电层是玻璃基板上的铟锡氧化膜(ITO膜)。

并且，优选的是物品是玻璃基板，所述导电层是装配在玻璃基板上的非磁性的金属层。

更加优选的是所述金属层是沿着玻璃基板的至少一边设置的非磁性的金属框。

优选的是所述浮起单元利用空气的压力使玻璃基板浮起。例如对玻璃基板喷射压缩空气，利用该压力使玻璃基板浮起。

并且，优选的是所述浮起单元具有振动体，利用由该振动体的振动产生的放射压力使玻璃基板浮起。例如使振动体进行超声波振动，利用该放射压力使玻璃基板浮起。

并且，在本发明的浮起输送方法中，沿着物品的输送路设置多个浮起单元使物品浮起，通过从线圈对装配在物品上的导电层施加磁场来对物品施加推进力，沿着所述输送路进行输送。

另外，在本说明书中，涉及浮起输送方法的记载也适用于浮起输送装置，涉及浮起输送装置的记载也适用于浮起输送方法。

在本发明中，利用浮起单元使物品浮起，从线圈对装配在物品上、即与一体地安装在物品上的导电层施加磁场进行推进。浮起单元和线圈沿着输送路设有多个，线圈和导电层之间的关系是地上侧的线圈为初级侧、被输送物品上的导电层为次级侧的直线马达(linear motor)。由于物品被浮起输送，因此从线圈施加能够抵消空气阻力的推力即可，能够利用装配在物品上的导电层进行高速输送。并且由于从线圈施加推力，因此与空气相比推力的控制容易，且能够容易地控制物品的位置或者姿态。进一步如果非接触地浮起输送物品，则在高速输送时等也能够将物品的振动抑制为极小。另外，在本发明中也可以在输送路径的一部分使辊等接触来支承物品。

此处，若以夹着物品对置的方式将线圈和磁性体设置在上下方向，则来自线圈的磁通朝向磁性体通过导电层，能够增大作用于导电层的推力。

并且，如果将线圈对置地设置在输送路的左右，则通过左右独立地控制朝向线圈的电流，能够容易地矫正物品的旋转、或者朝向左右的位置的偏移。

作为导电层，优选使用设置在液晶显示器或者等离子显示器等平板显示器用的玻璃基板上的ITO膜。如果使用ITO膜，则不用另外设置导电层就能够输送玻璃基板。ITO膜是In 95％-Sn 5％左右的氧化物的膜，是膜厚为1μm弱～10μm左右的导电性高的膜。

并且，如果使用Al或者Cu等非磁性的金属层，由于导电性高因此能够得到较大的推力，此外由于从线圈离开因此能够平滑地输送。尤其是如果将非磁性的金属层形成围绕玻璃基板的四周的框，则在从将玻璃基板投入显示器的制造工序直到加工完成为止的期间内，用来加强玻璃基板、防止损伤。

如果使用利用空气的压力的浮起单元、尤其是喷射压缩了的空气来使物品浮起的浮起单元，则能够对例如来自左右的浮起单元的空气的喷出量进行控制，能够非接触地对物品的左右方向位置等进行限制。

并且，即使利用超声波等的放射压力使物品浮起，通过左右的浮起单元的放射压力的控制，能够非接触地对物品的左右方向位置等进行限制。

附图说明

图1是实施例的浮起输送装置的主要部分俯视图。

图2是图1的玻璃基板的示意剖视图。

图3是其他的玻璃基板的示意剖视图。

图4是图3的玻璃基板的仰视图。

图5是示出推进机构的变形例的俯视图。

图6是图5的推进机构的主视图。

图7是其他的玻璃基板的仰视图。

图8是安装有Al框架的玻璃基板的俯视图。

图9是图8的V-V方向剖视图。

图10是图8的主要部分放大俯视图。

图11是实施例的浮起输送装置的主要部分侧视图。

标号说明

2...浮起输送装置；3...输送路；4、5...直线马达单元；6...浮起单元；8...照相机；10...控制器；12...直线马达驱动部；14...浮起驱动部；16...玻璃基板；17...划线预定线；18...ID标记；20...玻璃部；22...ITO膜；30、60...玻璃基板；34...Al层；40...基板；41～44...Al片；45～49...电磁铁；50～53...铁芯；54、55...交流电源；56...线圈；58...电磁铁；61...Al箔；62...连接层；63...Al框架；64...压板；65...开口；66...突起；70...线圈；71...磁性体板。

具体实施方式

以下示出用于实施本发明的最佳实施例。

图1～图11示出实施例及其变形。图中，2是浮起输送装置，以对置的方式将直线马达单元4、5设置在输送路3的左右。直线马达单元4、5设有未图示的线圈和铁芯，并借助三相交流电流等产生移动磁场，是直线马达的初级侧单元。直线马达单元4、5例如以比作为输送对象的玻璃基板16的输送方向尺寸短的间距沿着输送路3设有多个。另外，在本说明书中，输送路的左右说的是在水平面内与输送路成直角的方向，输送路3实质上是水平的。直线马达单元4、5的排列间距、或者直线马达单元4、5的列数适当确定即可，在极端的情况下，也可以将直线马达单元4、5形成为各直线马达的连续的初级侧线圈。或者与此相反，也可以以比玻璃基板16的输送方向尺寸长的间距配置直线马达单元4、5。并且，在利用未图示的接触辊、或者来自后述的浮起单元6的空气压力或超声波的放射压力来控制玻璃基板16的姿态的情况下，也可以将直线马达单元在玻璃基板16底面的宽度方向中央部配置成一列。

沿着输送路3设置多个浮起单元6，浮起单元6例如是朝上方喷射压缩空气以使被输送物品浮起的空气浮起单元，或者是朝物品的底面放射超声波、利用该放射压力使被输送物品浮起的超声波浮起单元等。在物品的导电层为非磁性的情况下，可以在浮起单元6中使用通过与导电层之间的排斥力使物品浮起的电磁铁，在该情况下，如果将来自电磁铁的磁场作为移动磁场，则也可以将浮起用的电磁铁兼用在直线马达单元4、5中。在实施例中，沿着输送路3无间隙地配置浮起单元6，但是也可以在它们之间设置间隙。

利用照相机8拍摄输送路3上的玻璃基板16，并利用设置在控制器10上的未图示的图像识别单元等求出输送方向位置和左右方向位置(沿着输送路3的左右方向的位置)以及姿态(从玻璃基板的中心的旋转角)。也可以代替照相机8，沿着输送路3设置多个具有投光部和受光部的光学式位置传感器来检测玻璃基板16的端部位置。并且利用接近传感器等也可以检测玻璃基板16的端部，玻璃基板16的位置和姿态的检测方法本身是任意的。控制器10根据玻璃基板16的位置和姿态来控制直线马达驱动部12，沿着输送方向对玻璃基板16施加推力。与此同时，通过使沿着输送路3的左右的位置移动来矫正玻璃基板16的姿态。控制器10还控制浮起驱动部14，使位于玻璃基板16底面附近的浮起单元6动作，以使玻璃基板16浮起。浮起量例如为0.1～10mm左右的程度，输送速度例如最大为400m/min左右。

玻璃基板16是输送物品的例子，此外也可以输送硅晶片、中间掩模、或者掩模等。玻璃基板16是液晶显示器或者等离子显示器等平板显示器的基板，尺寸为一边1～数m左右、厚度为数百μm～mm的程度。图中的划线预定线17表示在加工完成后进行划线的预定位置，并不是在图1的阶段就刻有线。并且玻璃基板16的底面或者上表面的大致整面都被ITO膜覆盖。18是ID标记，由非磁性的金属板或者金属膜形成，通过粘贴金属板或者利用金属板夹着基板16地进行安装。在ID标记18为金属膜的情况下，通过印刷、蒸镀、或者溅射等成膜。

图2示出玻璃基板16的剖面。20是玻璃部，例如在其上部或者底部的大致整面上设有ITO膜22。ITO膜22作为基板16的地线发挥作用，在其上部设有薄膜晶体管等。进而当来自直线马达单元4、5的磁通贯通基板16内时，在ID标记18和ITO膜22中产生涡电流，能够利用这些涡电流根据弗莱明左手定则(Fleming’Left Hand Rules)对基板16施加推力。即能够将金属的ID标记18作为相对于直线马达单元4、5的反作用板进行使用，在ITO膜22由于导电性低而推力不足的情况下，设置ID标记18来增加推力。

图3、图4示出设有Al层34的玻璃基板30，可以设置ID标记18也可以不设置ID标记18。其他的点与图2的基板16相同。在ITO膜22由于导电性不足而推力不充分的情况下、或者是由ITO膜22中产生的涡电流引起的发热无法充分地散热的情况下，从玻璃部20来看在与ITO膜22的相反侧设置Al层34。Al层34是铝膜、铝箔、或者铝板等，从加工的开始直到结束都与玻璃部20一体。在此期间玻璃基板30受到多次输送和加工。如图4所示，Al层34例如设置在基板30的行进方向两侧，但是也可以设置在基板30的整面上。另外，此处膜意味着例如厚度为100μm以下的部件，板意味着例如厚度为0.3mm以上的部件。进而，膜或板以及厚度在它们中间的部件作为整体称为层。另外，也可以代替Al层，设置Cu层、Al合金层、或者Cu合金层。

参照图4，以玻璃基板30为例说明来自直线马达单元4、5的推力。从各直线马达单元4、5施加有在图4中用Fx表示的推力。如果使直线马达单元4、5的排列间距比玻璃基板30的输送方向的长度短，则始终受到来自至少左右各一处的直线马达单元4、5的推力。此处如果独立地控制左右的单元4、5，则能够一边矫正玻璃基板30的蛇行一边高速地输送。另外，为了限制玻璃基板30的左右方向位置，可以设置接触式的引导辊等，或者设置向图4的Fy方向施加推力的直线马达单元。来自直线马达单元4、5的推力的使用方法与图1、图2的玻璃基板16相同。另外，如果缩短直线马达单元4、5的排列间距，则能够更加精密地对玻璃基板30进行速度控制，并且能够施加更大的推力。与此相反，也可以使直线马达单元4、5的排列间距比玻璃基板30的长度长。

对于Al层34而言，例如在是薄膜的情况下，可以通过真空蒸镀或者溅射等设置，在厚膜的情况下，可以通过下述方法设置，即、利用喷墨打印机、喷雾器、或者印刷机等涂布分散有Al粒子的墨水，并且干燥后在玻璃基板的耐热温度以下进行热处理。厚膜或者薄膜的Al层可以在对玻璃基板进行划线时作为不需要部分切掉、或者利用酸清洗等除去、或者也可以留下作为基板周围的地线。

图5、图6中示出推进机构的变形例。40是新的玻璃基板，为了得到比ITO膜大的推力，在行进方向两侧设置膜状或者板状的Al片41、42，并以连接这些Al片41、42的方式设置Al片43、44。Al片41～44也可以是Cu、Cu合金、或者Al合金等。45～49是电磁铁，例如以与设置Al片43、44的间距相同的间距设置，50～53是铁芯，以与电磁铁45～49相同的间距设置，且其前端开口部配置在由Al片41～44构成的闭环的内侧。可以以夹着玻璃基板40与电磁铁45～49对置的方式设置新的电磁铁58等或者磁性体板等，也可以不设置这些部件。通过设置相位相反的交流电源54、55，并对各个铁芯50～53的线圈56通电，使在铁芯50、51的前端开口部间产生的磁场发生变化。由铁芯50引起的磁场变化以贯通由Al片41～44构成的闭环的方式发生，由此在该闭环中流动有感应电流。由于由铁芯51引起的磁场变化以相反的相位发生，因此在由Al片41～44构成的闭环中同样流动有相位相反的电流。另外，也可以代替设置Al片41～44，利用Al覆盖基板40的整面，或者也可以使用Cu、Al合金、或者Cu合金等其他的非磁性金属代替Al。也可以代替设置相位相反的交流电源54、55，使各个线圈56的卷绕方法相反。另外，电磁铁45～49也可以左右配置两列。

由于电源54、55的相位相反，因此某一瞬间在基板40中流动有图5的箭头那样的在行进方向的前方和后方方向相反的电流。此处，在Al片43、44与电磁铁45～47重合的时刻，如果以在电磁体45、47中产生垂直向上的磁场、在电磁铁46中产生垂直向下的磁场的方式通电，则通过在Al片41～44中流动的电流和来自电磁铁45～47的磁场的相互作用，根据弗莱明左手定则，能够在基板40中产生推力。通过在铁芯52、53和电磁铁48、49中重复同样的处理，能够使基板40移动。在图5的例子中，通过对由铁芯50～53和线圈56构成的电磁铁、和电磁铁45～49的通电控制使磁场的变化同步，没有利用移动磁场的直线马达单元就能够使基板40移动。另外，中间的Al片44在上述实施例中为一根，但是也可以是多根。在该情况下，通过适当增加电磁铁、铁芯、线圈，能够更加平滑地进行输送。或者也可以没有Al片44。在该情况下，使交流电源54、55的相位相同，对于电磁铁的磁场而言，例如当基板位于图5的位置时，如果在电磁铁45、47中产生方向相反的磁场，就能够在基板中产生推进力。

图7的玻璃基板60是在玻璃部20的底面整体上设有Al箔61的部件，将其一部分放大进行表示。62是用于将Al箔61和玻璃部20保持为一体的连接层。连接层62例如是接合剂、粘接剂、或者聚偏氯乙烯膜(PVDC/polyvinylidene chloride film/coating)等富有粘接性的膜。或者，如果使玻璃部20的洁净的底面与连接层62或者Al箔61直接接触，就会产生机械化学粘接力，因此也可以机械化学地将Al箔61安装在玻璃部20上。在图7中Al箔61覆盖玻璃基板60的底面整体，但是也可以与图4相同仅设置在底面的四周。在其他方面，图7的玻璃基板60与图3、图4的玻璃基板30相同。使用Al箔61和直线马达单元、以及浮起单元来输送玻璃基板60。

图8～图10示出将Al框63设置在玻璃基板16的四周的例子。Al框63的厚度为0.3～5mm左右，外形比玻璃基板16稍大，在Al框63的中央设有大开口65。Al框63的外周位于基板16的外周的外侧，保护基板16使其不与其他部件碰撞。Al框63四周的宽度为10～100mm左右，设置大开口65以使其轻量化。Al框63例如通过压板64安装在玻璃基板16上，通过使设置在Al框63的四角上的突起66嵌合在压板64中，从投入基板16开始直到加工完成为止使Al框63和基板16形成为一体。进而，利用在Al框63中流动的涡电流，使用直线马达单元和浮起单元进行输送。

图11中示出实施例中的基板的输送。在直线马达单元4、5中与线圈70对置地设置铁板等磁性体板71，它们被配置为从上下方向对基板16进行夹持。进而，在线圈70和磁性体板71中流动的磁通流过ITO膜22或者Al层34，利用该涡电流施加推力。推力只要是能够抵消空气阻力的程度的推力即可，即便利用ITO膜22也能够产生需要的推力。进而，通过来自浮起单元6的空气的喷射、超声波的放射压力、或者磁场等使基板16浮起。通过独立地控制直线马达单元4、5，能够控制基板16的位置和姿态。如果取代设置磁性体板71而在基板的上下设置线圈70，则在成本或者空间的方面不利，但是能够得到较强的推进力。并且，如果不设置磁性体板71，虽然来自线圈70的磁通泄漏至基板的外部从而效率低、并且成为电磁噪声的原因，但是由于玻璃基板的上面没有遮蔽物，因此维护容易，并且在需要的情况下，玻璃基板的移载也容易。是否在玻璃基板的上部设置线圈70和磁性体板71可以根据需要的推进力或者设置场所等进行选择。

在实施例中能够得到以下的效果。

(1)能够非接触且高速地输送玻璃基板。

(2)能够对输送过程中的玻璃基板的位置和姿态进行矫正。

(3)如果使用玻璃基板原来具有的ITO膜，则不需要另外设置金属层。

(4)Al膜、Cu膜、Al箔、或者Cu箔等能够简单地安装在玻璃基板的底面上。

(5)Al框也可用于保护玻璃基板。

(6)通过检测玻璃基板的位置，能够仅使与基板对置的直线马达单元和浮起单元动作。

此处示出了ITO膜22，但是也可以是ZnO膜或者聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)等其他的导电膜。

Claims (9)

1、一种浮起输送装置，所述浮起输送装置是一边使物品浮起一边非接触地进行输送的装置，其特征在于，

沿着物品的输送路设置多个使物品浮起的浮起单元，并且，

沿着所述输送路设置多个通过对装配在物品上的导电层施加磁场来对物品施加推进力的线圈。

2、根据权利要求1所述的浮起输送装置，其特征在于，

以夹着物品对置的方式将所述线圈设置在物品的上下一方、将磁性体设置在另一方。

3、根据权利要求1所述的浮起输送装置，其特征在于，

将所述线圈对置地设置在物品的左右两侧。

4、根据权利要求1所述的浮起输送装置，其特征在于，

物品是玻璃基板，所述导电层是玻璃基板上的铟锡氧化膜。

5、根据权利要求1所述的浮起输送装置，其特征在于，

物品是玻璃基板，所述导电层是装配在玻璃基板上的非磁性的金属层。

6、根据权利要求5所述的浮起输送装置，其特征在于，

所述金属层是沿着玻璃基板的至少一边设置的非磁性的金属框。

7、根据权利要求1所述的浮起输送装置，其特征在于，

所述浮起单元利用空气的压力使玻璃基板浮起。

8、根据权利要求1所述的浮起输送装置，其特征在于，

所述浮起单元具有振动体，利用由该振动体的振动产生的放射压力使玻璃基板浮起。

9、一种浮起输送方法，其特征在于，沿着物品的输送路设置多个浮起单元使物品浮起，通过从线圈对装配在物品上的导电层施加磁场来对物品施加推进力，沿着所述输送路进行输送。

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