JP2005075498A - 搬送システム - Google Patents

Abstract

【構成】 トレイの底面に開口を設けて、ステーションにこの開口にはまりこむ浮上搬送用の吹き出しユニットを設ける。トレイはコンベヤによりステーションに出し入れ自在にし、トレイの側面の高さを前後面の高さより低くして、トレイと浮上搬送装置との間で、搬送物の出し入れを自在にする。
【効果】 トレイ搬送と浮上搬送との間で、搬送物の出し入れができる。
【選択図】 図８

Description

この発明は、トレイによる搬送と浮上搬送とを組み合わせた搬送システムに関する。

液晶基板等の搬送物の搬送は従来、数枚程度ずつカセットに収容してカセット単位で行われてきたが、液晶基板が２ｍ角程度まで大形化したことに伴い、カセット搬送には無理が生じている。そこで液晶基板をトレイに１枚ずつ載置し、トレイ単位で搬送することが考えられる。ところで処理装置などへの出し入れには、液晶基板をトレイから出し入れする必要がある。処理装置側での搬送として、発明者は、クリーン度の点から浮上搬送を検討した。このためトレイでの搬送装置と浮上搬送装置との間で、液晶基板等の大形の搬送物をトレイから出し入れできるステーションが必要である。ここでロボットのハンドなどで移載することも考えられるが、２ｍ角などの大きな基板をロボットのハンドで扱うのは現実的ではない。

この発明の基本的課題は、ロボットのハンドなどを用いずに、トレイから搬送物を出し入れできるにようにすることにある。
請求項２の発明での追加の課題は、トレイから搬送物を出し入れする際、少ない吹き出し量で搬送物を確実に浮上させ、安定した姿勢で出し入れできるようにすることにある。
請求項３の発明での追加の課題は、トレイから取り出す際に、搬送物がトレイに干渉することを防止することにある。

この発明の搬送システムは、搬送物を１枚ずつトレイに載置して搬送する搬送システムにおいて、トレイの底部に開口を設けると共に、トレイ底部の開口を介して気体を吹き出し搬送物を浮上搬送するための浮上搬送装置とトレイの搬送用のコンベヤとを備えたステーションを設けたことを特徴とする。

好ましくは、前記浮上搬送装置に、平面視でトレイ底部の開口内に収まる吹き出しユニットを設け、かつ浮上搬送装置と前記トレイ搬送用のコンベヤとを相対的に昇降させるための昇降手段を設けて、前記吹き出しユニットの位置を、前記開口内に入り込んだ状態と開口よりも下部にある状態との間で、切り替え自在にする。

また好ましくは、前記浮上搬送装置の吹き出し口として、浮上用の吹き出し口と搬送用の吹き出し口の少なくとも２種類の吹き出し口を設け、浮上用の吹き出し口で搬送物をトレイと干渉しない高さまで浮上させた後に、搬送用の吹き出し口でトレイ外へと推進する。

この発明では、コンベヤでトレイをステーションに搬出入し、トレイ底部の開口を用いて搬送物を浮上搬送することにより、トレイから搬送物を出し入れできる。浮上搬送を用いるので、大きく脆弱な搬送物でも傷つけずに、かつ巨大なロボットハンドなどを必要とせずに、トレイから出し入れできる。

請求項２の発明では、トレイと吹き出しユニットとを相対的に昇降させるので、小さな吹き出し量で搬送物を確実に浮上させることができ、この結果、出し入れ時に搬送物の姿勢を安定に保つことができる。

請求項３の発明では、先に浮上させて後で推進するので、トレイと搬送物との干渉を確実に防止できる。

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。

最適実施例

浮上搬送
図１〜図５に、ファンやブロワを用いた最適実施例を示す。図１に、浮上用ユニット２と推進用ユニット４の例を示すと、いずれもファン１０を内蔵し、その筺体６，７の上部には吹き出し口８，９が形成されている。浮上用ユニット２の場合、空気の吹き出し方向は例えば直上である。また推進用ユニット４の場合、空気の吹き出し方向は斜め上方であり、そのためにルーバ１２，１３が取り付けれている。

ユニット２，４には、ファン１０が設けられ、ルーバ１２，１３による吹き出し方向の調整以外は、ファン１０からの送気が真っ直ぐ吹き出し口８，９に達するようにしてあり、付記だ強いた６，７とファン１０の間に送気路の曲げ（ベント）はない。この結果、ファン１０の出口からの圧損は、ルーバ１２，１３によるもの以外はほとんどない。またファン１０は各ユニット２，４毎に例えば１個ずつ設け、風量は独立して制御可能である。そして送気する空気は、ファン１０によりユニット２，４の下側の空気を上側へと送り出すものので、配管やコンプレッサ、あるいは高圧空気のタンク、ノズルなどは不要である。

ファン１０はここでは軸流ファンで、その出力は風圧換算で０.１気圧以下（１０KPａ以下）であり、ファンに代えて風圧が０.２気圧以下のブロワなどを用いても良いが、安価で運転に必要なエネルギーの小さなファンが好ましい。ユニット２，４の表面サイズは、例えば１辺が５ｃｍ×５ｃｍ〜２０ｃｍ×２０ｃｍ程度とし、実施例では表面が１０ｃｍ角程度の略正方形状とし、高さは、ルーバ１２，１３を設置するのに必要な高さ＋ファン１０の厚さ分である。搬送物である液晶基板用のガラスは、例えば１辺が１〜２ｍ程度の長方形状で、質量は１０Ｋｇ程度であり、搬送路の左右方向（搬送方向と水平面内で直角な方向）に沿って、ユニット２，４を５〜４０個程度配列する、これらのユニットには、推進用、浮上用、センタリング用などの種類があり、基板の位置に従ってユニットのファンのオン／オフや風量を制御することにより、搬送物の姿勢や速度などをきめ細かく制御できる。

図２に、変形例のファンユニット２０を示すと、２２は可動ルーバで、図示しないアクチュエータによりその向きを変えることができ、これに伴って直上へ送気して浮上用ユニットとして作動させたり、斜め前方や斜め後方などに送気して推進用あるいは停止用のユニットなどとして作動させることができる。

ユニット２，４などは、搬送方向に沿って直線状に配列するが、搬送方向に直角な方向には、例えば互い違いに配置し、全体として千鳥状に配置する。なおユニット２，４全体としては格子状に配置し、浮上用ユニット２と推進用ユニット４を互い違いに配置することにより、各ユニット２，４単位で千鳥状となるようにしても良い。そして搬送方向に平行なユニットの列と列との隙間がガイド通路１５となり、図示しないガイドなどにより基板をガイドする場合、ガイド通路１５に沿ってガイドを移動させる。また隙間１６は、ユニット２，４の設置やメンテナンスなどを容易にするための隙間で、特に設けなくても良い。ガイド通路１５や隙間１６の底面は塞いで、ユニット２，４から吹き出した空気が逃げないようにしても良い。あるいはまたガイド通路１５や隙間１６の底部を塞がず、ユニット２，４から吹き出した空気をこの部分から回収して、図示しないファンユニットに戻して再供給し、浮上に用いる空気を循環させて外に逃がさないようにしても良い。

図３に、搬送路３０の左右方向でのユニットの配置を示す。搬送路３０の中央部には、高速推進用ユニット３２を設け、例えばその両側に低速推進用ユニット３３，３３を設ける。推進用ユニット３２，３３の合計はここでは３列としたが、１列あるいは５列などでも良い。そして３列以上設ける場合、中央部に高速推進用ユニット３２を例えば１〜３列程度設け、その両側に低速推進用ユニット３３を各々１〜３列程度設ける。低速推進用ユニット３３の両外側には浮上用ユニット３４を複数列設け、空気を直上へ送気して搬送物を浮上させ、その両外側にセンタリングユニット３６，３６を設けて、空気を搬送路３０の内側斜め上方へと吹き出させる。なお高速推進用ユニット３２の列と、低速推進用ユニット３３の列との間に、浮上用ユニット３４の列を配置しても良く、また高速推進用ユニット３２の列や低速推進用ユニット３３の列の中に浮上用ユニット３４を混在させても良い。またセンタリングユニット３６，３６は、常時は搬送物４０よりも左右方向外側に来るように配置する。３８はガイドで、搬送路３０側の表面にクッション材などを配置したもので、搬送物が搬送路３０からはみ出すのを防止する。板状のガイド３８に代えて、棒状のガイド３９などを設けて、その表面にクッション材を巻き回すと、隙間のないガイド３８に搬送物の角が当たって損傷するなどの恐れを解消できる。

図４に、搬送物４０の左右方向の位置や向きの矯正機構を示す。なお左右方向の位置を正しく保ち、かつ搬送物の向きを正しく保つことを、センタリングと呼ぶ。搬送物４０は図４の実線で示した状態が正常状態で、例えばこれから向きが変化して鎖線のようになったとする。すると搬送物４０の右側がセンタリングユニットからの搬送路の内側向けの送気を受け、これによる力のモーメントで姿勢の変化が矯正される。搬送物４０が左右方向に位置ずれした場合も、同様にセンタリングユニットにより位置ずれを矯正される。

推進用ユニットは図３に示すように、例えば３列に設けて、その中央に高速推進用ユニット３２を設ける。ここで複数列の推進用ユニットで、各列からの推進力がアンバランスであると、搬送物４０を回転させる原因となる。ここで、搬送路３０の中央部に高速推進用ユニット３２を配置し、両側に低速推進用ユニット３３，３３を配置すると、中央の高速推進用ユニット３２は、搬送物４０の姿勢を変える原因となりにくいので、推進用ユニットによる搬送物４０の姿勢の変化を防止できる。なお左右の低速推進用ユニット３３，３３間で推進力が不均一な場合、搬送物４０の姿勢が変化する原因となるが、低速なので比較的その影響は小さい。

図５に浮上搬送装置のレイアウトを示す。ここでは、搬送ユニット４１で図の下から上向きに搬送した搬送物を、搬送ユニット４２で搬送方向を９０°変え、搬送ユニット４３で左から右へと搬送し、搬送ユニット４４で再度向きを変えて、搬送ユニット４５へと送り出す。４６ａ〜４６ｃは推進部で、前記のように高速推進用ユニットの両側に低速推進用ユニットを配置したもので、４７はセンタリング部で、前記のセンタリングユニットを配列したものである。４８は停止部で、搬送ユニット４２や搬送ユニット４４で搬送物を一旦停止するために用いる。そして各搬送ユニットには搬送物センサ４９などを適宜の位置に配置して、搬送物の位置を検出し、これを制御部５０へ入力し、搬送物の位置に応じて、各ユニットのファンの風量を変化させ、あるいはファンをオン／オフすることにより浮上搬送する。搬送物センサ４９には、例えばガラス基板の有無による誘電率の違いを用いるものや、ガラス基板による超音波の反射を検出するセンサなどを用いればよい。各ユニットのファンは、ユニット毎に独立して制御可能であるが、全てのユニットを別々に制御する必要はなく、例えば搬送方向の略同じ位置に左右に並ぶ浮上ユニットは１つの群として同じタイミングでオン／オフ制御すれば良い。

さらに実施例ではＵ字状に搬送路を形成したが、図５で搬送ユニット４２の上方へと搬送物を送り出したり、搬送ユニット４４の右側へと搬送物を送り出したりできるようにすると、搬送方向を分岐できる。この場合例えば、搬送ユニット４２で推進部４６ｂを動作させずに、推進部４６ａのみを動作させると、搬送ユニット４２の上側へと分岐する。また推進部４６ａにより、停止部４８の付近まで搬送物を前進させた後、推進部４６ａを停止させて、停止部４８からの図５の下向きの送気により搬送物をブレーキし、次いで推進部４６ｂを作動させると、搬送方向を９０°変化させることができる。推進用ユニットの送気方向を円弧状などに配置すると、搬送物を回転させることもでき、ルーバでファンの送気方向を調整し、送気方向の異なるユニットを複数種配置することにより、搬送物を種々の経路で搬送できる。

５２はフィルタユニットで、クリーンルーム用のフィルタユニットなどを用い、複数の浮上用ユニットや推進用ユニット並びにセンタリングユニットなどに清浄空気を供給し、浮上搬送時の搬送物の汚染を防止する。なおフィルタユニット５２は設けなくても良い。また搬送物は、液晶用のガラス基板等に限るものではない。

ノズル
実施例ではファンやブロワを用いた例を説明したが、図６のようにノズルを用いても良い。この場合、複数のノズルを１個のユニットに配置し、高速推進用ユニット６２の列の左右方向両側に低速推進用ユニット６３，６３を配置し、その両外側に図示しない浮上用ユニットを例えば複数列ずつ配列する。なお図６の矢印で、個々のノズルを模式的に示す。そして推進用ユニット６２，６３ではノズルから空気や窒素などの気体を斜め上方に吹き出し、浮上用ユニットでは直上にノズルから気体を吹き出す。また浮上用ユニットの列の両外側には、常時（正常な位置や向きの場合）は搬送物の左右の端のやや外側となる位置に、センタリング用のノズルを備えたユニットを配列する。図６の変形例は、ファンをノズルに変えた他は、図１〜図５の実施例と同様である。

トレイ
図７〜図１０に、トレイと浮上搬送装置との間の搬送物の出し入れを示す。ここでは搬送物として２ｍ×２ｍ角程度の液晶基板を想定するが、これに限るものではない。図７等に示す搬送システム７０において、７２はローラコンベヤなどのコンベヤで、トレイを搬送し、７４，７５はステーションで、ステーション７４ではトレイから搬送物を取り出し、ステーション７５ではトレイに搬送物を載置する。ステーション７４，７５にはリフター付コンベヤ７６を設けて、搬送物の出し入れ時にリフターでコンベヤを下降させて、浮上搬送による出し入れを容易にする。コンベヤの種類は例えばローラコンベヤとし、トレイの両側部を支持して搬送する。７８，７９は、ステーション７４，７５内の浮上搬送装置で、ステーション７４側の浮上搬送装置７８では、搬送物の浮上と推進、並びにセンタリングの３つの機能ができる。ステーション７５側の浮上搬送装置７９では、搬送物の浮上と推進、センタリング並びに推進の停止の４つの機能ができる。ステーション７４，７５の間にはトレイマガジン８０を設けて、空のトレイを収納する。

トレイマガジン８０の構造を説明すると、８２は拡開コンベヤで、トレイ搬送用のコンベヤを拡開装置８４により、図７の上下に移動させて、その間にリフター８６やトレイが通過できるだけの隙間を設ける。８８はチャックで、保管するトレイをコンベヤの搬送面よりも高い位置にチャックして、複数のトレイを積層保管する。トレイの保管位置は、搬送面よりも上側に限らず、搬送面の下側で積層保管しても良く、あるいはコンベヤ７２の搬送方向に水平面内で直角な方向に空きトレイを排出して積層保管しても良い。

９０は制御部で、他の制御部との間で信号のやりとりをすると共に、図示しないトレイセンサによりトレイの位置が入力され、また搬送物センサにより搬送物の基板位置を入力される。これらの信号に基づいて、制御部９０はトレイ昇降信号Ｓ1を出力して、リフター付コンベヤ７６を制御し、ステーション７４，７５内でトレイを昇降させる。制御部９０はエア吹き出し信号Ｓ2，Ｓ3を出力して、ステーション７４，７５内の浮上搬送装置７８，７９を制御し、トレイからの搬送物の出し入れを制御する。制御部９０は、リフター制御信号Ｓ4により、トレイマガジン８０内のリフター８６を制御し、またコンベヤ拡開信号Ｓ5により、拡開コンベヤ８２の拡開を制御する。そしてチャック信号Ｓ6によりチャック８８を制御する。

ステーション７４，７５間には、搬送物を浮上搬送させるための浮上搬送装置９２があり、これは図５で示した浮上搬送装置と同様の装置である。そして制御部９０は浮上搬送制御信号Ｓ7，Ｓ8により浮上搬送装置９２を制御し、図７の１点鎖線よりも下側が処理装置や検査装置などの内部とする。

図８，図９に、トレイ１００とステーション７４の構成とを示す。９４はリフターで、コンベヤ７６の昇降用で、搬送物に対する精密な位置合わせが必要な浮上搬送用のユニットよりも、コンベヤ７６を昇降させることが好ましい。トレイ１００の底部には開口１０８があり、開口１０８に入り込むように、言い換えると平面視で開口１０８内に収まるように、浮上搬送装置７８には、浮上用ユニット１０２、推進用ユニット１０４，センタリングユニット１０６の３つのユニットを配設する。これらのユニットは、図１〜図５に示したように、ファンからの気流により搬送物を浮上搬送させるもので、ファンに代えてブロワを用いても良く、また図６に示したノズルを用いても良い。

推進用ユニット１０４は、搬送物の搬送方向に沿って幅方向中央部に列状に配置され、図８の上から下向きに、側面視で斜め上方へ空気を吹き出して搬送物を推進する。浮上用ユニット１０２は推進用ユニット１０４の両側にあり、真上に向けて空気を吹き出して、搬送物を浮上させる。浮上距離は例えば２〜３ｍｍ程度で、浮上用ユニット１０２と搬送物の底面との距離が僅かなので、少ない吹き出し量でも安定して浮上させることができる。センタリングユニット１０６は、浮上搬送での搬送方向と直角な方向の内向きに空気を吹き出して、搬送物が左右にぶれるのを防止する。ステーション７５の浮上搬送装置７９の場合、浮上搬送装置９２から受け入れた搬送物がトレイ内で停止するように、例えば搬送方向の最も奥などに停止用のユニットを設けて、推進方向と逆向きに空気を吹き出して停止させる。その他の点では、浮上搬送装置７９も浮上搬送装置７８と同様である。

１１０，１１０は壁で、コンベヤ７２，７６でトレイ１００を搬送する際の前後の側面にあり、その上部に突起１１２を設けて、壁１１０の底面に設けた図示しない孔と係合して、トレイ１００を積層できるようにする。トレイ１００の側面にはフランジ１１４，１１５を、トレイ１００から突き出すように設けて、フランジ１１４の底面によりコンベヤで搬送する。フランジ１１５はコンベヤでトレイ１００を搬送する際に、搬送方向を直角に変換するためのもので、設けなくても良い。また１１６は下部壁で、フランジ１１４，１１５より低い位置に設けるが、特に設けなくても良い。さらにフランジ１１４，１１５はトレイ１００内の搬送物の載置部と重ならない位置に配置し、トレイ１００を積層保管した際に、載置部に塵芥が落下しないようにする。

１２０は開口で、図８でのトレイ１００の上下方向のそれぞれに設け、ロボットハンドなどをトレイ１００内に差し込んで搬送物を移載することができるようにするためのものである。壁１１８は開口１２０の左右両側などに設け、トレイからの搬送物の脱落を防止するためのものである。なお開口１２０を設けず、図８の上下でのトレイ１００の壁の高さを壁１１８の高さに揃えても良い。１２２は多数の突起で、搬送物の底面を支持するためのものである。

図１０に、トレイからの搬送物の出し入れアルゴリズムを示す。搬送物は図７の左側から右側へとトレイ単位で搬送され、ステーション７４までコンベヤ７２により搬送する。トレイがステーション７４内で停止すると、コンベヤを下降させ、例えばこれと同時に浮上用ユニットから空気を真上へ吹き出して、搬送物の浮上を開始する。トレイを下降させ、一旦、搬送物を浮上用ユニットや推進用ユニットなどの上に移し替えた後に、搬送物の浮上を開始しても良い。しかしトレイの下降（コンベヤの下降）とほぼ同時に浮上を開始すると、搬送物を浮上用ユニットや推進用ユニットに移し替えて、再度浮上させる必要がなくなるので、搬送物を傷つける恐れがより小さくなる。コンベヤが下降し、搬送物の高さが図９の壁１１８よりも高くなった時点で、推進用ユニットから空気の吹き出しを開始し、壁１１８と干渉させずに搬送物をトレイから取り出す。トレイから取り出された搬送物は、浮上搬送装置９２により処理装置や検査装置の内部へと搬入され、適宜の処理を受ける。また空になったトレイは、図７のトレイマガジン８０に保管される。

トレイに搬送物を載置する場合、トレイマガジン８０などから空のトレイをステーション７５へ補充し、リフター付のコンベヤ７６を下降させて、浮上搬送装置９２によりステーション７５内の浮上搬送装置７９へと搬送物を搬入する。この場合、停止用ユニットからの気流で、搬送物がトレイの奧に衝突するのを防止する。ステーション７５での搬送物の位置を監視し、搬送物の進入が完了すると、推進用ユニットや停止用ユニットからの送気を所定の順序で停止し、次いでコンベヤを上昇させると、共に浮上用ユニットなどからの空気の吹き出しを停止する。この場合も、搬送物が浮上用ユニット１０２などに触れずに、浮上した状態から直接トレイに移し替えられるようにすることが好ましい。

実施例で用いる浮上搬送装置での、浮上用ユニットと推進用ユニットとを示す図 ルーバの方向を可変にしたユニットを模式的に示す断面図 実施例の浮上搬送装置での、搬送路の幅方向へのユニットの配置を示す図 実施例の、浮上搬送装置での搬送物の姿勢の矯正機構を示す図 実施例での浮上搬送装置のレイアウトを示す図 ノズルを用いた浮上搬送装置の要部平面図 実施例の搬送システムでの、トレイ／浮上搬送装置間のステーションとトレイマガジンを示す図 実施例でのトレイと、トレイ／浮上搬送間のステーションとを示す平面図 実施例での、トレイとステーションの側面図で、ステーションは前面側のコンベヤを除いて示す。 実施例での、ステーションでのトレイからの搬送物の出し入れアルゴリズムを示す図

符号の説明

２ 浮上用ユニット
４ 推進用ユニット
６，７ 筺体
８，９ 吹き出し口
１０ ファン
１２，１３ ルーバ
２０ ファンユニット
２２ 可動ルーバ
３０ 搬送路
３２ 高速推進用ユニット
３３ 低速推進用ユニット
３４ 浮上用ユニット
３６ センタリングユニット
３８，３９ ガイド
４０ 搬送物
４１〜４５ 搬送ユニット
４６ａ〜４６ｃ 推進部
４７ センタリング部
４８ 停止部
４９ 搬送物センサ
５０ 制御部
５２ フィルタユニット
６２ 高速推進用ユニット
６３ 低速推進用ユニット
７０ 搬送システム
７２ コンベヤ
７４，７５ ステーション
７６ リフター付コンベヤ
７８，７９ 浮上搬送装置
８０ トレイマガジン
８２ 拡開コンベヤ
８４ 拡開装置
８６ リフター
８８ チャック
９０ 制御部
９２ 浮上搬送装置
９４ リフター
１００ トレイ
１０２ 浮上用ユニット
１０４ 推進用ユニット
１０６ センタリングユニット
１０８ 開口
１１０ 壁
１１２ 突起
１１４，１１５ フランジ
１１６ 下部壁
１１８ 壁
１２０ 開口
１２２ 突起

Claims (3)

1. 搬送物を１枚ずつトレイに載置して搬送する搬送システムにおいて、トレイの底部に開口を設けると共に、トレイ底部の開口を介して気体を吹き出し搬送物を浮上搬送するための浮上搬送装置とトレイの搬送用のコンベヤとを備えたステーションを設けたことを特徴とする、搬送システム。
2. 前記浮上搬送装置に、平面視でトレイ底部の開口内に収まる吹き出しユニットを設け、かつ浮上搬送装置と前記トレイ搬送用のコンベヤとを相対的に昇降させるための昇降手段を設けて、前記吹き出しユニットの位置を、前記開口内に入り込んだ状態と開口よりも下部にある状態との間で、切り替え自在にしたことを特徴とする、請求項１の搬送システム。
3. 前記浮上搬送装置の吹き出し口として、浮上用の吹き出し口と搬送用の吹き出し口の少なくとも２種類の吹き出し口を設け、浮上用の吹き出し口で搬送物をトレイと干渉しない高さまで浮上させた後に、搬送用の吹き出し口でトレイ外へと推進するようにしたことを特徴とする、請求項１または２の搬送システム。

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