JP2008290814A

JP2008290814A - 浮上搬送装置

Info

Publication number: JP2008290814A
Application number: JP2007135978A
Authority: JP
Inventors: Akira Uehara; 晃植原; Masayuki Tsuda; 昌之都田; Masaru Umeda; 優梅田
Original assignee: Watanabe Shoko KK; M Watanabe and Co Ltd
Current assignee: Watanabe Shoko KK; M Watanabe and Co Ltd
Priority date: 2007-05-22
Filing date: 2007-05-22
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2027-05-22
Also published as: JP5336707B2; WO2008143257A1

Abstract

【課題】ロボットアーム等を用いず、浮上搬送のみでワークを受け渡すことでワークへの傷付きを防止でき、ワークの大型化や薄型化に容易に対応することができる浮上搬送装置を提供する。
【解決手段】圧力気体の噴射でワークを浮上搬送する搬送経路面よりも下方に配置したワーク処理ステージ３００の上方に出没可能な櫛歯状のスライド噴射台４０３を配置し、ワーク処理ステージ３００にはスライド噴射台４０３の隙間から上方向に圧力気体を噴射する噴射部を設け、スライド噴射台４０３がワーク処理ステージ３００上に位置した状態でワークを浮上させたまま受け取り、次に退避してワークＷをワーク処理ステージ３００へと受け渡し、ワーク処理ステージ３００での処理が終了した際には噴射部によりワークＷを搬送面よりも上方へと浮上させた後に再びスライド噴射台４０３がワーク処理ステージ３００上に位置し、ワークを浮上状態で受け取り、搬送経路へと受け渡す。
【選択図】図１

Description

本発明は、板状のワークに対して圧力気体を噴射することによってワークを浮上した状態にし、この状態でワークを移動・停止・静止・方向転換させつつ搬送経路の搬送面よりも下方に設けたワーク処理ステージにて処理を行うようにした浮上搬送方法に関する。

特開２００６−００８３４７号公報特開２００５−１５４０５９号公報特開２００５−１５４０５７号公報従来から、成形・加工工程における液晶ディスプレイ等に用いられるガラス板や半導体装置が形成されるウエハ等の板状のワークを圧力気流を噴射することによって浮上搬送する浮上搬送装置が知られている（例えば、特許文献１〜３参照。）。

このような浮上搬送装置は、ローラコンベアの上に被搬送体を載置して搬送する構成に比べ、ローラコンベアの表面に付着したゴミがワークの裏面に付着してしまうことを防止することができるうえ、近年の被搬送体の大型化に伴う生産工程のスピード化への対応を可能とすることができ、しかも、ワークの薄型化に伴う隣接した次段のローラへの追突時の破損等を防止することが可能となる。

また、ワークを搬送する際、その方向転換（右左折など）は圧力気体の噴射方向によって制御可能となるため、搬送経路の短縮化に貢献することができ、成形・加工ライン全体の小型化にも大きく貢献することができる。

ところで、上述した浮上搬送装置にあっては、ワークを浮上搬送するワーク浮上搬送ユニットとワークを実質的に成形・加工するワーク処理ステージとに大略分別されるが、ワーク浮上搬送ユニットとワーク処理ステージとの間でのワークの受け渡しはロボットアーム等で行う場合があった。

即ち、ワークをワーク浮上搬送ユニットからワーク処理ステージへと受け渡す際、成形・加工ライン全体の設計等には、ある程度の制約が発生する場合がある。

例えば、成形・加工工場における敷地面積や敷地形状に制約があり、成形・加工ライン中、隣接する前後の成形・加工工程への搬送経路に対して直交してワーク処理ステージを配置せざるを得ない場合や、図１１に示すように、複数のワーク浮上搬送ユニットＨを隣接して搬送経路を形成すると共に、この搬送経路と直交する位置に異なったワーク処理ステージＳ１，Ｓ２を配置し、ワークＷ１，Ｗ２の大きさや種類等に応じて異なったワーク処理ステージＳ１，Ｓ２を選択して経由しなければならない場合等がある。

尚、ワークＷ１，Ｗ２の大きさや種類等に応じて異なったワーク処理ステージＳ１，Ｓ２を経由する理由としては、複数種類のワークＷ１，Ｗ２を同時期に同一成形・加工ラインにて行う必要がある場合（例えば、注文生産時等）や、ワーク処理ステージＳ１，Ｓ２が大型であるために設置場所を１箇所に固定して必要に応じてワーク処理ステージＳ１，Ｓ２を交換することが困難な場合、等が想定される。

そして、このように浮上搬送ラインに対してワーク処理ステージＳ１（Ｓ２）が直交した位置にある場合、図１２に示すように、ワーク処理ステージＳ１では、浮上搬送ラインに沿う浮上搬送（矢印Ａ１参照）、停止（矢印Ａ２参照）、ワーク処理ステージＳ１への受け渡し（矢印Ａ３参照）、ワーク処理ステージＳ１からの受け取り（矢印Ａ４参照）、停止（矢印Ａ５参照）、浮上搬送ラインに沿う浮上搬送（矢印Ａ６参照）の少なくとも４方向６形態の動きを制御する必要がある。

一方、ワーク処理ステージＳ１では、ワーク浮上搬送ユニットＨからの受け取り（矢印Ｂ１参照）、停止（矢印Ｂ２参照）、ワーク処理ステージＳ１の内部への取り込み（矢印Ｃ１参照）、ワーク処理ステージＳ１の内部からの浮上（矢印Ｃ２参照）、停止（矢印Ｂ３参照）、ワーク浮上搬送ユニットＨへの受け渡し（矢印Ｂ４参照）の実質６方向６形態の動きを制御する必要がある。

従って、ワークＷ１の一連の動きを浮上搬送形態のみで行うことは、ワーク加工・処理本来の機能に兼備することは非常に困難であるため、ワーク浮上搬送ユニットとワーク処理ステージとの間でのワークの受け渡しはロボットアーム等で行っているのが実情となっていた。

そして、このようなロボットアームを使用してのワーク受け渡しは、ロボットアームの配置（移動）スペースを確保しなければならないことは勿論であるが、その受け渡しの際にワークに傷が付き易く、しかも、近年のガラス基板等のようなワークの大型化や薄型化への対応が困難であるという問題が生じていた。

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、ロボットアーム等の浮上搬送以外の受け渡しを廃止することができ、よってワークの傷付きを防止することができるうえ、ワークの大型化や薄型化に容易に対応することができる浮上搬送装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の浮上搬送装置は、所定方向に圧力気体を噴射してワークを浮上搬送する搬送経路の搬送面よりも下方にワーク処理ステージが配置され、該ワーク処理ステージの上方に対して出没可能に前記搬送経路の一部を形成する櫛歯状の圧力気体噴射台が配置され、前記ワーク処理ステージに前記圧力気体噴射台の隙間から上方に向けて圧力気体を噴射する噴射部が設けられ、前記搬送経路の上流側から前記ワーク処理ステージの上方にワークが浮上搬送されてきた際には前記圧力気体噴射台が前記ワーク処理ステージの上方に位置してワークを浮上させたまま受け取った後に前記ワーク処理ステージの上方から退避して前記噴射部によりワークを前記ワーク処理ステージへと受け渡し、前記ワーク処理ステージでの処理が終了した際には前記噴射部によりワークを搬送面よりも上方へと浮上させた後に前記圧力気体噴射台が前記ワーク処理ステージの上方に位置してワークを浮上させたまま受け取った後に前記搬送経路へと受け渡すことを特徴とする。

請求項１に記載の浮上搬送装置によれば、搬送経路の上流側からワーク処理ステージの上方に浮上搬送されたワークは、ワーク処理ステージの上方に位置する圧力気体噴射台によって浮上状態で受け取られた後に圧力気体噴射台がワーク処理ステージの上方から退避してワーク処理ステージへと受け渡される。また、ワーク処理ステージでの処理が終了したワークは、ワーク処理ステージから浮上されてワーク処理ステージの上方に突出された圧力気体噴射台へと受け渡された後に再び搬送経路へと受け渡されることにより、ワークと直接接触するロボットアーム等を用いることなくワークを浮上させたまま受け渡しすることができ、ワークの傷付きを防止することができるうえ、ワークの大型化や薄型化に容易に対応することができる。

請求項２に記載の浮上搬送装置は、前記圧力気体噴射台は、互いに接近・離反可能に変位することで前記ワーク処理ステージの上方に対して出没する一対のスライド噴射台であることを特徴とする。

請求項３に記載の浮上搬送装置は、前記圧力気体噴射台は、出没方向に沿って延びる一対のフレーム枠を備え、該フレーム枠に圧力気体供給用のダクト部を形成したことを特徴とする。

請求項４に記載の浮上搬送装置は、前記フレーム枠に形成されたダクト部が複数に分割されていることを特徴とする。

本発明の浮上搬送装置によれば、ロボットアーム等の浮上搬送以外の受け渡しを廃止することができ、よってワークの傷付きを防止することができるうえ、ワークの大型化や薄型化に容易に対応することができる。

次に、本発明の一実施形態に係る浮上搬送装置について、図面を参照して説明する。

図１乃至図６は本発明の一実施形態に係る浮上搬送装置の斜視図で、ワークの搬送位置に応じて時系列で変化している状態を示している。尚、ワーク成形・加工処理システム全体は、ワークの種類や大きさ、成形・加工工場における敷地面積や敷地形状等によって任意に設計されるため、ここでは図示並びにその説明は省略する。

図に示すように、浮上搬送装置１００は、ワーク浮上搬送ユニット２００と、このワーク浮上搬送ユニット２００に隣接設置されたワーク処理ステージ３００と、ワーク受渡装置４００とを備えている。

ワーク浮上搬送ユニット２００は、その縦横に複数隣接設置することで所定のワーク搬送経路を構築するが、その配置は自由である。また、ワーク浮上搬送ユニット２００は、ここでは躯体フレーム２０１に上下２段の浮上搬送ステージ２０２，２０３が設けられている。尚、各浮上搬送ステージ２０２，２０３の構成は同一である。

浮上搬送ステージ２０２，２０３は、図７に示すように、天板２０４の下方に配置された複数列の噴射ユニット１０を備えている。

この噴射ユニット１０は、コンプレッサー等の圧力気体供給源（図示せず）に配管１１ａを介して接続されたコントロールバルブ１１と、このコントロールバルブ１１が一端に固定された供給管１２と、供給管１２の側壁に複数固定された噴射部２０とを備えている。

コントロールバルブ１１は、図８，図９に示すように、配管１２への圧力気体の流量を制御するもので（例えば、Parker Hannifin CorporationのPNEUTRONICS）、天板２０４と上下で対向する基板２０５にビス１３を介して固定された断面Ｌ字形状の長尺なフレーム１４の一端寄りに配置されて、供給管１２の一端に固定されている。この供給管１２はフレーム１４に図示を略するブラケットを介して保持されている。

噴射部２０は、基板２０５とフレーム１４とで挟持されると共にボルト１５によって基板２０５に固定されたベース部２１と、各ベース部２１に水平面内で回転可能に保持されたノズル部材２２と、各ベース部２１に固定された電磁弁２３と、供給管１２の外壁とベース部材２１の外壁との間に介装された環状パッキン２４とを備えている。

ベース部２１は、略クランク形状の連通路２１ａと、シャフト保持穴２１ｂと、このシャフト保持穴２１ｂに連通する供給穴２１ｃと、常開ポート挿入穴２１ｄとが形成されている。また、連通路２１ａの傾斜部分の延長上にある穴２１ｅは形成時にできたもので常時はパッキン２５により閉成されている。さらに、連通路２１ａの上流端には供給管１２に固定されて環状パッキン２４を貫通した状態でボルト状のポート部材１８の先端が臨んでいる。このポート部材１８の軸線には、供給管１２と連通路２１ａとを連通する貫通穴（図示せず）が形成されている。

ノズル部材２２は、その外周全体が環状に凹陥されてシャフト保持穴２１ｂの内壁と協働して環状の供給路２６（図９にのみ図示）を形成する環状凹部２２ａと、環状凹部２２ａの内壁面間に軸線を経由して貫通する連通穴２２ｂと、ノズル部材２２の軸線上に形成されて連通穴２２ｂと連通する軸穴２２ｃと、軸穴２２ｃの上端部と連通してノズル部材２２の上端面に開口するノズル２２ｄとを備えている。このノズル２２ｄは、必要に応じて（設置場所に応じて）ノズル部材２２に垂直若しくは傾斜状態で形成されている。尚、ノズル部材２２は、鋳型若しくは射出成形等によって形成された後、環状凹部２２ａの内壁面間を貫通するように連通穴２２ｂを形成すると共に、ノズル部材２２の下端面から軸線上に軸穴２２ｃを形成した後、ノズル２２ｄを穿孔している。これにより、軸穴２２ｃの連通穴２２ｂよりも下方はパッキン２７により密閉されている。さらに、ノズル部材２２の下端面には、ノズル部材２２を水平面内で手動若しくは自動で回転させる際の工具先端が挿入されるスリット２２ｅが形成されている。このため、ノズル部材２２の上端及び下端は、天板２０４の上面並びに基板２０５の底面と面一となるように各板２０４，２０５に臨んでいる。

電磁弁２３は、連通路２１ａの他端に接続されたコモンポート２３ａと、供給穴２１ｃに接続される常閉ポート２３ｂと、常開ポート挿入穴２１ｄに接続される常開ポート２３ｃとを備えている。

そして、コンプレッサー等のコントロールバルブ１１が駆動すると、その圧力気体が供給管１２並びにポート部材１８を介してベース部材２１へと供給され、連通路２１ａ、コモンポート２３ａ、電磁弁２３、常閉ポート２３ｂ、供給穴２１ｃ、供給路２６（環状凹部２２ａ）、連通穴２２ｂ、軸穴２２ｃをこの順に介してノズル２２ｄから噴射される。

この際、ノズル部材２２は、ベース部２１に対して水平面内で回転可能となっていることから、ノズル２２ｄから噴射される圧力気体の噴射方向を調整することができる。また、供給穴２１ｃから供給される圧力気体は、環状凹部２２ａによってノズル部材２２の水平面内での回転位置に拘わらず供給することができる。

ワーク処理ステージ３００は、ワーク種類（例えば、半導体チップ、ウエハ、液晶、ガラス基板、表示装置のパネルなど）に応じ、その作業工程（例えば、成膜、レジスト塗布、露光、現像、エッジング、レジスト剥離、洗浄、検査等）に応じて順序だてして配置される。この際、ワーク処理ステージ３００のワーク受け渡し高さは、ワーク浮上搬送ユニット２００によって浮上されているワーク浮上位置（搬送面）よりも下方に位置する。また、ワーク処理ステージ３００には、垂直方向（真上）に向けて圧力気体を噴射する噴射部（図示せず）が設けられており、ワークＷの受け渡しの際にワークＷを浮上させる。この際、噴射部は圧力気体の噴射圧力を制御することによってワークＷを昇降させる。

このため、噴射部は、その噴射圧力のみが制御されれば、上述したノズル部材２２のような回転等は不要であるため、ワーク処理のための装置であっても容易に組み付けることができる。

ワーク受渡装置４００は、躯体フレーム４０１と、この躯体フレーム４０１に固定されたスライドレール４０２に案内されて互いに接近・離反可能な一対のスライド噴射台４０３とを備えている。

躯体フレーム４０１のうち、少なくともスライド噴射台４０３の変位方向に延在されてスライドレール４０２を固定した主フレーム４０４には、比較的軽量なアルミ等の金属材料の押し出し成形フレームが用いられており、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、２つのダクト部４０５，４０６を形成することで各スライド噴射台４０３への圧力気体の供給を可能としている。

スライド噴射台４０３は、櫛歯状に分割された複数の噴射台本体４０７を備え、上述したワーク処理ステージ３００の噴射部から噴射された圧力気体は、この複数の噴射台本体４０７の各隙間から真上に向けて噴射される。

各噴射台本体４０７には、例えば、上述した１列分の噴射ユニット１０（ここでは図示せず）が設けられ、これにより、ワークＷの浮上搬送並びに浮上停止が可能となっている。この際、主フレーム４０４から噴射台本体４０７の噴射ユニット１０への圧力気体の供給は、例えば、可撓性又は伸縮性を有する供給パイプ（図示せず）等を用いて供給することができる。

尚、ワークＷの浮上搬送は、全てのノズル２２ｄを搬送方向に向けることにより実現することができる。また、ワークＷの浮上停止（浮遊停止）は各ノズル２２ｄの向きを交互に逆向きとするなど、ワークＷに対する圧力を調整することで実現することができる。さらに、浮上搬送と浮上停止との中間、即ち、ワークＷを浮上搬送しつつ所定の位置で浮上停止させるためには、ワークＷの浮上搬送による慣性を考慮してその搬送方向と逆向きのノズル２２ｄの噴射量（又は数）を制御することで徐々に浮上搬送速度を弱めることで実現することができる。

上記の構成において、ワーク搬送方向上流側から搬送されてきたワークＷは（図１参照）、ワーク浮上搬送ユニット２００の下段の浮上搬送ステージ２０３にて一旦浮上停止される（図２参照）。

ここで（或いは、予め）、スライド噴射台４０３は互いに接近され（図３参照）てワーク処理ステージ３００の上方に突出しているため、ワーク浮上搬送ユニット２００の下段の浮上搬送ステージ２０３にて一旦浮上停止されたワークＷの受け渡しが可能となっている（図４参照）。

スライド噴射台４０３にワークＷが受け渡されて一旦浮上停止となると、ワーク処理ステージ３００の噴射部から垂直方向（真上）に向けて圧力気体が噴射されると共にスライド噴射台４０３からの圧力気体の噴射が停止される。

この際、ワークＷの大きさや重量等を考慮して、ワーク処理ステージ３００の噴射部からの圧力気体の噴射開始とスライド噴射台４０３からの圧力気体の噴射停止は徐々に切替えられるように噴射制御される。

このスライド噴射台４０３からワーク処理ステージ３００への圧力気体の噴射切替が完了すると、スライド噴射台４０３がワーク処理ステージ３００の上方から退避され（図５参照）、ワーク処理ステージ３００の噴射部からの圧力気体の噴射量を加減制御することでワークＷをワーク処理ステージ３００内へと取り込むことができる（図６参照）。

尚、ワーク処理ステージ３００でのワークＷの成形・加工処理が終了すると、再び図５に示した状態へと復帰され、以下、上記の取り込みとは逆の順序にてワークＷをワーク浮上搬送ユニット２００の下段の浮上搬送ステージ２０３へと戻すことができる。

この際、ワーク浮上搬送ユニット２００を昇降可能とし、成形・加工処理後のワークを上段の浮上搬送ステージ２０２へと戻すことも可能である。

本発明の一実施形態に係る浮上搬送装置の斜視図である。本発明の一実施形態に係る浮上搬送装置の斜視図である。本発明の一実施形態に係る浮上搬送装置の斜視図である。本発明の一実施形態に係る浮上搬送装置の斜視図である。本発明の一実施形態に係る浮上搬送装置の斜視図である。本発明の一実施形態に係る浮上搬送装置の斜視図である。本発明の一実施形態に係る浮上搬送装置に使用される浮上搬送ステージの平面図である。本発明の一実施形態に係る浮上搬送装置に使用される噴射部の斜視図である。本発明の一実施形態に係る浮上搬送装置に使用される噴射部の断面図である。本発明の一実施形態に係る浮上搬送装置に使用されるフレームを示し、（Ａ）はフレームの一例の拡大断面図、（Ｂ）はフレームの他例の拡大断面図である。ワーク搬送経路の説明図である。ワーク受け渡し例の説明図である。

符号の説明

３００…ワーク処理ステージ
４００…ワーク受け渡し装置
４０３…スライド噴射台（圧力気体噴射台）

Claims

所定方向に圧力気体を噴射してワークを浮上搬送する搬送経路の搬送面よりも下方にワーク処理ステージが配置され、該ワーク処理ステージの上方に対して出没可能に前記搬送経路の一部を形成する櫛歯状の圧力気体噴射台が配置され、前記ワーク処理ステージに前記圧力気体噴射台の隙間から上方に向けて圧力気体を噴射する噴射部が設けられ、前記搬送経路の上流側から前記ワーク処理ステージの上方にワークが浮上搬送されてきた際には前記圧力気体噴射台が前記ワーク処理ステージの上方に位置してワークを浮上させたまま受け取った後に前記ワーク処理ステージの上方から退避して前記噴射部によりワークを前記ワーク処理ステージへと受け渡し、前記ワーク処理ステージでの処理が終了した際には前記噴射部によりワークを搬送面よりも上方へと浮上させた後に前記圧力気体噴射台が前記ワーク処理ステージの上方に位置してワークを浮上させたまま受け取った後に前記搬送経路へと受け渡すことを特徴とする浮上搬送装置。
前記圧力気体噴射台は、互いに接近・離反可能に変位することで前記ワーク処理ステージの上方に対して出没する一対のスライド噴射台であることを特徴とする請求項１に記載の浮上搬送装置。
前記圧力気体噴射台は、出没方向に沿って延びる一対のフレーム枠を備え、該フレーム枠に圧力気体供給用のダクト部を形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の浮上搬送装置。
前記フレーム枠に形成されたダクト部が複数に分割されていることを特徴とする請求項３に記載の浮上搬送装置。