JP3603176B2

JP3603176B2 - Loading and unloading of objects to be processed into the furnace

Info

Publication number: JP3603176B2
Application number: JP18498998A
Authority: JP
Inventors: 好信徳納
Original assignee: Koyo Thermo Systems Co Ltd
Current assignee: Koyo Thermo Systems Co Ltd
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2018-06-30
Also published as: JP2000018829A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス基板などを加熱する炉内に被処理物を搬入出する炉内への被処理物の搬入出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、炉内に設けられた熱処理室に配されかつ複数の被処理物を上下に間隔をおいて支持する被処理物支持台に、処理前被処理物を載置し、支持台から処理後被処理物を取り出す炉内への被処理物の搬入出方法として以下に示すものがある。
【０００３】
まず、１つめの被処理物を支持台に載置した後または載置する前に熱処理室の室温を所定の値に保つ。そして、支持台に載置しうる数の被処理物を載置する。この後、支持台に載置されている被処理物のうち最も先に載置された被処理物を取り出し、被処理物を取り出した場所に新たな被処理物を載置することを繰り返して処理すべき数の被処理物を支持台に載置する。処理すべき数の被処理物を支持台に載置した後は、新たな被処理物を支持台に載置することなく支持台に載置されている被処理物のうち最も先に載置された被処理物を取り出すことを繰り返す。
【０００４】
上記の方法を実施する熱処理装置として例えば、特開平６−３１７５１４号公報に記載のものがある。この熱処理装置は、炉内に熱処理室が設けられており、熱処理室内に、複数の被処理物を上下に間隔をおいて支持する被処理物支持台が上下動自在に設けられ、熱処理室に１つの被処理物が通りうる被処理物搬入口および被処理物搬出口が対向状に形成され、炉外に、被処理物搬入口から炉内に被処理物を搬入する搬入ロボットと被処理物搬出口から炉内の被処理物を搬出する搬出ロボットとが設けられているものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の熱処理方法においては、被処理物の搬入出時間の短縮のために、上記従来の熱処理装置のように、搬入ロボットおよび搬出ロボットを備えたものを用いる必要がある。しかしながら、２つのロボットを備えている熱処理装置は、装置が大型になるとともに高価になるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、上記課題を解決した、ロボットの数に関わらず被処理物の搬入出を短時間で行うことのできる炉内への被処理物の搬入出方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記課題を解決するために、本発明の炉内への被処理物の搬入出方法は、炉内に設けられた熱処理室に配されかつ複数の被処理物が上下に間隔をおいて載置される被処理物載置位置を有する被処理物支持台に、処理前被処理物を載置し、支持台から処理後被処理物を取り出す炉内への被処理物の搬入出方法であって、少なくとも１つの載置位置が空である状態において、空の載置位置に被処理物を載置し、一時待機した後、次に先に支持台に載置されている被処理物のうち処理時間が経過していた時点に有るものを取り出すことを繰り返す。
【０００８】
この方法によれば、１つのロボットを用い、支持台に被処理物を載置した後空になったロボットにより支持台の被処理物を搬出することができロボットの数に関わらず被処理物の搬入出を短時間で行うことができる。
【０００９】
また、支持台に有る被処理物のうち、最も先に載置された被処理物を取り出す時点で処理時間が終了するように時間調整するとよい。
【００１０】
上記方法において上からまたは下から順に支持台に被処理物を載置するようにすれば、ロボットの移動距離を少なくすることができ、被処理物の搬入出をさらに短時間で行うことができる。
【００１１】
上記方法を実施するための熱処理装置として、炉内に熱処理室が設けられており、熱処理室に被処理物搬入出口が形成され、熱処理室内に複数の被処理物を上下に間隔をおいて支持する被処理物支持台が設けられ、炉内に被処理物を搬入出する搬入出手段が設けられ、搬入出手段を制御する制御装置が設けられた熱処理装置において、処理すべき被処理物の数、支持台における被処理物を同時に載置しうる数および支持台における被処理物を載置すべき位置と順番を記憶する記憶装置を備えた熱処理装置を用いるとよい。
【００１２】
上記方法を実施しうるこの装置においては、搬入出手段として１つのロボットを用い、炉内に被処理物を搬入したロボットにより炉内の被処理物を搬出することができ、装置が小型かつ安価になる。また、この装置においては、記憶装置に記憶されたデータに基づき上記方法を自動で実施できる。
【００１３】
必要に応じて被処理物を載置した位置と順番とを記憶装置に記憶するようにするとよい。
【００１４】
また、例えば、上から順に支持台に被処理物を載置し、最も下の載置位置に被処理物を載置した後、最も上の載置位置の処理後被処理物を取り出し、この載置位置に処理前被処理物を載置するというように規則正しい順番に基づいて熱処理を行う場合などは、適当な位置検出センサにより載置位置を検出し、適当なセンサにより載置位置に被処理物があるか否かを検出するようにしてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図７を参照して本発明の１実施形態について説明する。なお、以下の説明において前後左右は、図２を基準とし、図２の左を前、右を後、下を左、上を右というものとする。
【００１６】
熱処理装置は、内部に熱処理室（Ｒ）が設けられている炉（１）と、炉（１）の前方に配されて炉（１）内に被処理物（Ｐ）を搬入出する搬入出ロボット（２）と、熱処理室（Ｒ）内において複数の板状被処理物（Ｐ）が上下に間隔をおいて水平状態で載置される複数の被処理物載置位置を有する被処理物支持台（３）と、処理すべき被処理物（Ｐ）の数、支持台（３）の被処理物載置位置の数および支持台（３）における被処理物（Ｐ）を載置すべき位置と順番を記憶する記憶装置と、制御装置とを備え、炉（１）の前壁（１ａ）に熱処理室（Ｒ）と炉（１）外とを連通する開口（４）が形成されているものである。なお、熱処理装置の前方には処理前の複数の被処理物（Ｐ）を上下に間隔をおいて支持している処理前被処理物収納カセット（Ｃ）が配され、図示は省略したが熱処理装置の後方には処理後の被処理物（Ｐ）を収納する処理後被処理物収納カセットが配されている。
【００１７】
なお、記憶装置および制御装置の詳細な図示は省略したが、制御装置は、記憶装置に記憶された各種データにより図６に示したように、搬入出ロボット（２）や後に述べる閉鎖部材（５）および戸（１５）の動作を制御するものである。
【００１８】
炉（１）はベース（Ｂ）上に載置されている。また、熱処理室（Ｒ）内の上部にはこれを上下に分割する水平板（２０）が設けられており、水平板（２０）より上方が気体循環路となされている。図示は省略したが水平板（２０）の左右端部において下方に突出した管路の下端に左右方向内方を向いた気体吹出口および気体吸入口が形成され、気体吸入口から空気が気体循環路に吸い込まれ、気体循環路中に設けられた図示しない加熱装置とフィルタにより所定の温度に加熱かつ清浄化された空気が気体吹出口から水平方向に吹き出され、熱処理室（Ｒ）内における水平板（２０）より下方が所定の温度に加熱されるようになされている。
【００１９】
搬入出ロボット（２）は、被処理物（Ｐ）を持ち上げるフォーク（２ａ）と、フォーク（２ａ）を水平方向に移動させる第１および第２アーム（２ｂ）（２ｃ）と、両アーム（２ｂ）（２ｃ）を駆動する図示しない駆動装置とを備えたものである。また、ロボット（２）は、図示しない駆動装置により上下に移動させられるようになっている。この搬入出ロボット（２）は公知のものであり詳細な説明は省略する。
【００２０】
被処理物支持台（３）は、平面から見て方形の４隅に位置するように配された４本の支柱（３ａ）と、４本の支柱（３ａ）のうちの後に位置する２本の支柱（３ａ）より後にかつ後２本の支柱（３ａ）の左右間隔より狭い間隔をおいて配された２本の支柱（３ｂ）とを備えている。先に述べた４本の支柱（３ａ）にはそれぞれ左右方向内方に突出した、後に述べた２本の支柱（３ｂ）には、前方に突出した支持爪（３ｃ）がそれぞれ上下に等間隔をおいて固定され、この支持爪（３ｃ）に被処理物（Ｐ）が載置されるようになされている。なお、支柱の数および配置位置は被処理物（Ｐ）の大きさおよび載置したさいのひずみ量などに基づいて定められるものであり、上記の数および配置位置に限られない。この支持台（３）は最大１６枚の被処理物（Ｐ）を載置しうるものであり、以下の説明において被処理物（Ｐ）の載置位置を下から順に第１載置位置、第２載置位置とよび、１番上を第１６載置位置とよぶ。また、支持台（３）に載置される被処理物（Ｐ）の枚数は１６枚に限定されるものではない。
【００２１】
開口（４）の左右方向の幅は、被処理物（Ｐ）の幅より広くかつ開口（４）の上縁が、第１６載置位置、すなわち支持台（３）に載置された最も上の被処理物（Ｐ）より上方に、開口（４）の下縁が、第１載置位置、すなわち支持台（３）に載置された最も下の被処理物（Ｐ）より下方に位置するようになされている。
【００２２】
炉（１）の前方には、開口（４）を閉鎖する垂直板状開口閉鎖部材（５）が、炉（１）に直接接触しないようにかつ上下動自在に設けられている。閉鎖部材（５）は最も下に位置した状態においても、最も上に位置した状態においても開口（４）の全部を閉鎖しうる高さを有している。開口（４）縁と閉鎖部材（５）との間には例えばポリテトラフルオロエチレン製の短角筒状シール（１８）が配されている。シール（１８）と閉鎖部材（５）との間には間隔があけられている。
【００２３】
閉鎖部材（５）は、次に述べるようにして上下動自在に設けられている。図３に示したように、閉鎖部材（５）の左下縁部には、ボールナット（６）が固着されている。このボールナット（６）は、上端部において炉（１）の前壁（１ａ）に固定された軸受装置（２１）に支持されかつ下端部においてベース（Ｂ）に固定された軸受装置（２１）に支持された回転はするが上下には移動しないボールねじ軸（７）に、図示しないボールを介してねじ嵌められている。ボールねじ軸（７）は、ボールナット（６）を貫通し、下端がベルト伝動装置（８）を介して適当な回転駆動装置（本実施形態においてはモータ）（９）に連結され、回転駆動装置（９）によりボールねじ軸（７）が回転させられ、この回転によりボールナット（６）を介して閉鎖部材（５）が上下に移動するようになされている。
【００２４】
閉鎖部材（５）には、断面方形状の開口が形成され、この開口縁に枠部材（１６）が炉（１）内側に突出するように固定されている。枠部材（１６）には前後方向に伸びる貫通孔が形成され、この貫通孔が、被処理物搬入出口（１６ａ）となされている。搬入出口（１６ａ）の左右方向幅は、被処理物（Ｐ）の幅より大きくなされている。搬入出口（１６ａ）の開口高さは、フォーク（２ａ）が熱処理室（Ｒ）内に位置したさいに支持台（３）において上下に隣り合う２枚の被処理物（Ｐ）を操作しうる、すなわち例えば上の載置位置に被処理物（Ｐ）を載置し、下の載置位置にある被処理物（Ｐ）を取り出しうる高さである。なお、搬入出口（１６ａ）の中央部の高さが他部に比し高いのは、この部分をフォーク（２ａ）に比し厚い第１アーム（２ｂ）が通るまたはこの部分に位置するためである。枠部材（１６）は、搬入出口（１６ａ）が開放しているさいに炉（１）内外の通気抵抗を増やして炉（１）内外の空気の流通を押さえる役目および炉（１）内の高温空気に第１アーム（２ｂ）が触れるのを防ぐ役目もある。
【００２５】
上記のように、熱処理室（Ｒ）内にロボット（２）のフォーク（２ａ）が入り、第１アーム（２ｂ）先端部が開口（４）内に位置するので、フォーク（２ａ）の長さを短くすることができ、フォーク（２ａ）の軽量化が可能になり、これを駆動する駆動装置の負荷が小さくなりかつフォーク（２ａ）と第１アーム（２ｂ）との連結部の剛性を低くすることができ、ロボット（２）が安くなる。また、フォーク（２ａ）の長さが短いとフォーク（２ａ）の回転半径が小さくなり、ロボット（２）を炉（１）の近くに設けることができ、熱処理装置の前後長が短くなるため、熱処理装置の設置面積を小さくすることができる。
【００２６】
閉鎖部材（５）の左側上下端部に左方に突出した板状部材（１１）が、右側上下端部に右方に突出した板状部材（１２）がそれぞれ固定され、各板状部材（１１）（１２）の先端に、前壁（１ａ）における閉鎖部材（５）の左右両側に固定された垂直ガイド（１０）に沿って移動するローラ（１３）がそれぞれ取り付けられ、閉鎖部材（５）がガイド（１０）によって案内されて上下に動くようになされている。
【００２７】
開口（４）の前方には開口（４）を塞ぎうる大きさの戸（１５）が以下に述べるようにして上下に移動自在に設けられている。
【００２８】
閉鎖部材（５）の左側下端部に位置する板状部材（１１）は、他の板状部材（１１）（１２）に比し長く、先端に上下に伸びるエアシリンダ（１４）が固定されており、エアシリンダ（１４）のシリンダロッド上端が戸（１５）に固定されている。搬入出口（１６ａ）の周縁部には例えばポリテトラフルオロエチレン製の前方突出短角筒状シール（１９）が固定されている。シール（１９）と戸（１５）との間にはわずかな間隔があけられている。
【００２９】
戸（１５）は閉鎖部材（５）より幅広く、左右両端部が閉鎖部材（５）より左右方向外方に突出し、この左右端部に、ガイド（１０）に沿って移動するローラ（１７）が取り付けられている。そして、エアシリンダ（１４）により戸（１５）が上下動させられ、搬入出口（１６ａ）が開閉されるようになされている。
【００３０】
このようにして構成された熱処理装置においては、以下のようにして被処理物（Ｐ）が炉（１）内へ搬入出されて熱処理が行われる。
【００３１】
支持台（３）に被処理物（Ｐ）が全く載置されていない状態、すなわち処理が開始される前の状態では、閉鎖部材（５）は最も上方に位置し、戸（１５）は搬入出口（１６ａ）の前にあり、搬入出口（１６ａ）は閉鎖されている。このとき、熱処理室（Ｒ）内は所定の温度まで熱せられている。
【００３２】
そして、搬入出ロボット（２）は複数の被処理物（Ｐ）が上下に間隔をおいて積まれた処理前被処理物収納カセット（Ｃ）における１番下に載置された被処理物（Ｐ）をカセット（Ｃ）から取り出す。次に、戸（１５）が下降し、搬入出口（１６ａ）が開放され、搬入出ロボット（２）は、記憶装置に記憶された載置すべき位置および順番に基づき、支持台（３）における第１６載置位置に被処理物（Ｐ）を載置する。これは図７に示すフローチャートのＳ１、Ｓ２のステップが実行されたことを意味する。なお、第１６載置位置に被処理物（Ｐ）が載置されると、必要に応じて記憶装置に被処理物（Ｐ）を第１６載置位置に載置したことおよび最初に第１６載置位置に載置したことが記憶されるようにし、クローズループ制御を行うようにしてもよい。
【００３３】
被処理物（Ｐ）を載置した後の、すなわち空のフォーク（２ａ）は、炉（１）外に移動し、すなわちＳ３のステップでＮＯの判断が下され、Ｓ７のステップ終了後、すなわち一時待機した後、再び前記カセットから１番下の被処理物（Ｐ）、すなわち先に第１６載置位置に載置された被処理物が載置されていた位置のすぐ上に位置している被処理物（Ｐ）を取り出し、第１６載置位置の次に被処理物（Ｐ）を載置すべき位置である第１５載置位置に被処理物（Ｐ）を載置する。
【００３４】
なお、後に詳しく述べるように、第１６載置位置に載置された、すなわち支持台（３）に載置されている被処理物（Ｐ）のうち、最も先に載置された被処理物（Ｐ）を搬出するさいに、これの熱処理時間が経過するようにＳ７のステップで所要時間待つようになされている。また、先の場合と同様に、記憶装置に被処理物（Ｐ）を第１５載置位置に載置したことおよび２番目に第１５載置位置に載置したことが記憶されてもよい。この後、フォーク（２ａ）は、炉（１）外に移動し一時待機する。
【００３５】
一方、２枚の被処理物（Ｐ）が支持台（３）に載置され、フォーク（２ａ）が炉（１）外に移動すると、戸（１５）が上方に移動して搬入出口（１６ａ）が閉鎖される。この後、閉鎖部材（５）および戸（１５）が一体に所定距離下降した後に停止する。両部材（５）（１５）の下降距離は、次に搬入出口（１６ａ）が開放されたさいに、搬入出口（１６ａ）から第１４および第１３載置位置に被処理物（Ｐ）を載置しうる位置となる距離である。
【００３６】
そして、戸（１５）が下方に移動して搬入出口（１６ａ）が開放され、第１６および第１５載置位置に被処理物（Ｐ）を載置したのと同様にして、第１４および第１３載置位置に被処理物（Ｐ）が載置される。この手順、すなわちＳ１，Ｓ２，Ｓ３およびＳ７のステップが随時繰り返され、第３載置位置まで被処理物（Ｐ）が載置される。
【００３７】
第３載置位置に被処理物（Ｐ）が載置されると、戸（１５）が上方に移動して搬入出口（１６ａ）が閉鎖される。この後、閉鎖部材（５）および戸（１５）が、搬入出口（１６ａ）が開放されたさいに、第２および第１載置位置に被処理物（Ｐ）を載置しうる位置まで下降して停止する。
【００３８】
そして、搬入出口（１６ａ）が開放されると、今までと同様にして第２載置位置に被処理物（Ｐ）が載置される。第２載置位置に被処理物（Ｐ）を載置した搬入出ロボット（２）は、１６枚目の被処理物（Ｐ）をカセット（Ｃ）から取り出し、第１載置位置に被処理物（Ｐ）を載置する。１６枚目の被処理物（Ｐ）が載置されると記憶装置に記憶されている支持台（３）における支持台（３）の載置位置の数のデータに基づき、フローチャートに示すＳ３のステップでＹＥＳの判断が下される。Ｓ３においてＹＥＳの判断が下されると、Ｓ４およびＳ５のステップが実行され、搬入出ロボット（２）は記憶装置に記憶された被処理物（Ｐ）を載置すべき位置および順番に基づき以下に述べるようにして第１６載置位置にある被処理物（Ｐ）を搬出する。
【００３９】
フォーク（２ａ）は、いったん炉（１）外に移動し、戸（１５）は搬入出口（１６ａ）を閉鎖する。この後搬入出ロボット（２）は、閉鎖部材（５）および戸（１５）と同調して上昇し、第１６載置位置および第１５載置位置に対応した位置で停止し、搬入出口（１６ａ）が開放された後、第１６載置位置から被処理物（Ｐ）を取り出し、図示しない被処理物冷却場所において被処理物（Ｐ）を冷却した後、図示しない所定の処理後被処理物用カセットの１番下の位置にこの被処理物（Ｐ）を収納する。
【００４０】
なお、上記のようにフォーク（２ａ）、閉鎖部材（５）および戸（１５）が同調して最も下の位置から最も上の位置まで移動する速度は、閉鎖部材（５）および戸（１５）が下降する通常の速度より速い。
【００４１】
そしてＳ６のステップにおいてはＹＥＳの判断が下され、処理前被処理物収納カセットから被処理物（Ｐ）を取り出し第１６載置位置に被処理物（Ｐ）を載置した後、第１５載置位置の被処理物（Ｐ）を取り出す。
【００４２】
搬入出ロボット（２）が第１５載置位置の被処理物（Ｐ）を取り出すと、アーム（２ａ）は炉（１）外に移動する。そしてステップＳ６においてＹＥＳの判断が下され、ステップＳ７を経た後、以下のようにして第１５載置位置に被処理物（Ｐ）が搬入され第１４載置位置の被処理物（Ｐ）が搬出される。
【００４３】
ロボット（２）は、第１５載置位置に載置すべき被処理物（Ｐ）をカセット（Ｃ）から取り出して、この被処理物（Ｐ）を第１５載置位置に載置する。この空のアーム（２ａ）は炉（１）外に移動する。アーム（２ａ）が炉（１）に移動すると開口閉鎖部材（５）と戸（１５）は、第１６載置位置および第１５載置位置に対応した位置から一体に下降して第１４載置位置および第１３載置位置に対応した位置で停止する。この後、搬入出口（１６ａ）が開放されると、アーム（２ａ）は炉（１）内に入って第１４載置位置の被処理物（Ｐ）を搬出する。
【００４４】
この手順、すなわちＳ１〜Ｓ５のステップ実行後、Ｓ６においてＹＥＳの判断が下され、Ｓ７のステップが実行されるというサイクルが順次繰り返されて被処理物（Ｐ）の熱処理が行われる。
【００４５】
最後の被処理物（Ｐ）、すなわち記憶装置に記憶された処理すべき被処理物（Ｐ）の数と等しい数の被処理物（Ｐ）が熱処理室（Ｒ）内に搬入されるとＳ６のステップにおいてＮＯの判断が下される。そして、Ｓ８のステップが実行され、搬入出ロボット（２）は、あらたな被処理物（Ｐ）を炉（１）内に搬入することなく、Ｓ８のステップでＹＥＳの判断が下される限り熱処理室（Ｒ）内の被処理物（Ｐ）のうち先に搬入されたもの、すなわち処理時間が経過したものから順に炉（１）外に搬出する。そして所定の枚数の被処理物（Ｐ）の熱処理が終了するとＳ８のステップにおいてＮＯの判断が下される。
【００４６】
搬入出口（１６ａ）は、アーム（２ａ）が炉（１）外に位置しているときは、戸（１５）により常に閉鎖されるようにすることが望ましい。
【００４７】
上記実施形態の熱処理装置のように搬入出口（１６ａ）の開口高さを支持台（３）における上下に隣り合う２枚の被処理物（Ｐ）を操作しうる高さにすれば、１枚の被処理物（Ｐ）を搬入または搬出するたびに戸（１５）および閉鎖部材（５）を動かす必要はなくなるので、被処理物（Ｐ）の搬入出に要する時間を短くすることができる。被処理物（Ｐ）の搬入出に要する時間を短くする必要がない場合などは、搬入出口（１６ａ）の開口高さを低くし、１枚の被処理物（Ｐ）を搬入出しうる高さにすればさらに熱効率のよい熱処理装置を得ることができる。
【００４８】
また、上記実施形態においては、１６枚目の被処理物（Ｐ）が炉（１）内に搬入された後に１枚目の被処理物（Ｐ）が搬出されるようになされているが、例えば１５枚目の被処理物（Ｐ）が搬入された後に１枚目の被処理物（Ｐ）が搬出されるようにステップＳ７の所要時間が調整されることもある。
【００４９】
なお、熱処理装置の各部構成は上記実施形態のものに限定されるものではなく例えば、閉鎖部材として、上下に巻き取られうるシャッタ状のものを用いてもよい。搬入出口（１６ａ）にエアカーテンを形成して、炉（１）内外の雰囲気を遮断するようにしてもよい。
【００５０】
また、上記のようにして被処理物（Ｐ）を搬入出するようにすれば上記実施形態のように１つのフォーク（２ａ）を有したロボット（２）を１つ設けるのみでよく、搬出専用および搬入専用のロボットを対向状に設ける必要はないので熱処理装置の前後長が短くなる。
【００５１】
上記搬入出を行う熱処理装置の構成は上記の実施形態のものには限られない。また、被処理物（Ｐ）を炉（１）内に搬入出する順番も上記に限るものではなく、例えば第１載置位置に最初の被処理物（Ｐ）を載置し、次に第２載置位置に被処理物（Ｐ）を載置するようにしてもよい。
【００５２】
さらに、戸は上下に移動して搬入出口（１６ａ）を閉鎖する構成のものには限られず、例えば垂直軸回りに回転して搬入出口（１６ａ）を閉鎖するものであってもよい。
【００５３】
なお、閉鎖部材（５）の停止は、フォトマイクロスイッチ、リミットスイッチにより検出された位置に基づいて行ってもよく、サーボモータにより所定の位置で停止するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態における熱処理装置の要部の概略斜視図である。
【図２】同熱処理装置の平面図である。
【図３】同熱処理装置の正面図である。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】図４の要部の拡大図である。
【図６】同熱処理装置におけるブロック構成図である。
【図７】同熱処理装置において熱処理が行われるさいの炉内への被処理物の搬入出の手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
（１）炉
（２）搬入出手段
（３）被処理物支持台
（Ｐ）被処理物
（Ｒ）熱処理室[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a loading and unloading method of a processed material into the furnace for loading and unloading an object to be processed in a furnace for heating a glass substrate.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an unprocessed workpiece is placed on a workpiece support table which is arranged in a heat treatment chamber provided in a furnace and supports a plurality of workpieces at intervals up and down. There are the following methods for loading and unloading an object to be processed into a furnace for extracting the object.
[0003]
First, the room temperature of the heat treatment chamber is kept at a predetermined value after or before the first object is placed on the support table. Then, a number of workpieces that can be placed on the support table are placed. After this, the processing object placed first on the processing object mounted on the support stand is taken out, and the process of placing a new processing object at the place where the processing object is taken out is repeated. The number of objects to be processed is placed on the support. After the number of workpieces to be processed is placed on the support, the new workpiece is placed first on the support without placing a new workpiece on the support. The removal of the processed object is repeated.
[0004]
An example of a heat treatment apparatus for performing the above method is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-317514. In this heat treatment apparatus, a heat treatment chamber is provided in a furnace, and a processing object support table that supports a plurality of processing objects at intervals vertically is provided in the heat treatment chamber so as to be vertically movable. A workpiece loading port and a workpiece loading port through which one workpiece can pass are formed to face each other, and a loading robot for loading the workpiece into the furnace from the workpiece loading port outside the furnace, and a processing robot. And an unloading robot for unloading the processing object in the furnace from the unloading port.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional heat treatment method, it is necessary to use an apparatus provided with a loading robot and an unloading robot, as in the above-described conventional heat treatment apparatus, in order to reduce the time for loading and unloading the workpiece. However, a heat treatment apparatus having two robots has a problem that the apparatus becomes large and expensive.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of loading and unloading an object to be processed into and out of a furnace, which can solve the above-described problem and can perform the loading and unloading of the object in a short time regardless of the number of robots.
[0007]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
In order to solve the above-mentioned problems, a method of loading and unloading an object to be processed into a furnace according to the present invention is arranged in a heat treatment chamber provided in the furnace, and a plurality of objects to be processed are placed at intervals vertically. A method of loading and unloading an object to be processed into a furnace in which a workpiece to be processed is placed on a workpiece support having a workpiece mounting position to be processed, and the workpiece is removed from the support after processing. Then, in a state where at least one mounting position is empty, the processing object is mounted on the empty mounting position, and after a temporary standby , the processing object of the processing object mounted first on the support table is next . Of these, the process of retrieving what is at the time when the processing time has elapsed is repeated.
[0008]
According to this method, the object to be processed on the support table can be carried out by a robot that is empty after placing the object on the support table using one robot, and the object to be processed can be carried out regardless of the number of robots. Can be carried in and out in a short time.
[0009]
Further, the time may be adjusted so that the processing time ends when the object placed first is removed from the objects on the support base.
[0010]
In the above method, if the workpiece is placed on the support in order from the top or the bottom, the moving distance of the robot can be reduced, and the loading and unloading of the workpiece can be performed in a shorter time. .
[0011]
As a heat treatment apparatus for carrying out the above method, a heat treatment chamber is provided in a furnace, and a treatment object loading / unloading port is formed in the heat treatment chamber, and a plurality of treatment objects are supported in the heat treatment chamber at intervals above and below. In the heat treatment apparatus in which a processing object support base is provided, loading / unloading means for loading / unloading the processing object into / from the furnace, and a control device for controlling the loading / unloading means are provided, It is preferable to use a heat treatment apparatus provided with a storage device for storing the number of objects to be processed on the support table at the same time, and the position and the order of the objects to be mounted on the support table.
[0012]
In this apparatus that can carry out the above method, one robot is used as the loading / unloading means, and the object to be processed in the furnace can be unloaded by the robot that has loaded the object into the furnace. become. Further, in this device, the above method can be automatically performed based on data stored in the storage device.
[0013]
If necessary, the position and the order in which the objects are placed may be stored in the storage device.
[0014]
Further, for example, the object to be processed is placed on the support base in order from the top, and after the object to be processed is mounted at the lowest mounting position, the processed object to be processed at the uppermost mounting position is taken out. When heat treatment is performed in a regular order, such as placing an object to be processed at a mounting position, the mounting position is detected by an appropriate position detection sensor, and the mounting position is detected by an appropriate sensor. You may make it detect whether there is a processed thing.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, front, rear, left, and right refer to FIG. 2, and the left of FIG.
[0016]
The heat treatment apparatus includes a furnace (1) in which a heat treatment chamber (R) is provided, and a loading / unloading unit that is disposed in front of the furnace (1) and carries a workpiece (P) into and out of the furnace (1). A robot (2) and a plurality of plate-like workpieces (P) in a heat treatment chamber (R), and a plurality of workpieces having a plurality of workpiece placement positions in which the workpieces are placed horizontally at intervals. The support table (3), the number of objects to be processed (P) to be processed, the number of object mounting positions of the support table (3), and the object (P) on the support table (3) are mounted. An opening (4) is provided in the front wall (1a) of the furnace (1) for communicating between the heat treatment chamber (R) and the outside of the furnace (1). Is what it is. In front of the heat treatment apparatus, a pre-treatment object storage cassette (C) for supporting a plurality of untreated objects (P) at an interval above and below is disposed. A post-processed object storage cassette for storing the processed object (P) is disposed behind the apparatus.
[0017]
Although the detailed illustration of the storage device and the control device is omitted, the control device uses the various data stored in the storage device as shown in FIG. ) And the operation of the door (15).
[0018]
The furnace (1) is mounted on the base (B). A horizontal plate (20) for dividing the heat treatment chamber (R) into upper and lower parts is provided in the upper part of the heat treatment chamber (R), and the upper part of the horizontal plate (20) serves as a gas circulation path. Although not shown, a gas outlet and a gas inlet are formed at the left and right ends of the horizontal plate (20) at the lower ends of the pipes projecting downward, and a gas outlet and a gas inlet facing inward in the left and right direction are formed. The air that has been drawn into the passage and heated and purified to a predetermined temperature by a heating device and a filter (not shown) provided in the gas circulation passage is blown out horizontally from the gas outlet, and the air in the heat treatment chamber (R) is discharged horizontally. The portion below the plate (20) is heated to a predetermined temperature.
[0019]
The loading / unloading robot (2) includes a fork (2a) for lifting the workpiece (P), first and second arms (2b) (2c) for moving the fork (2a) in the horizontal direction, and both arms (2b). And (2c). The robot (2) can be moved up and down by a driving device (not shown). This loading / unloading robot (2) is a known one and its detailed description is omitted.
[0020]
The workpiece support (3) includes four columns (3a) arranged at four corners of a square when viewed from a plane, and two columns (3a) located behind the four columns (3a). And two pillars (3b) arranged after the first pillar (3a) and at a narrower interval than the left-right spacing of the two rear pillars (3a). Each of the four columns (3a) described above protrudes inward in the left-right direction, and each of the two columns (3b) described later has support claws (3c) protruding forward at equal intervals vertically. The object to be processed (P) is placed on the support claw (3c). Note that the number and the position of the columns are determined based on the size of the object to be processed (P), the amount of strain when the object is placed, and the like, and are not limited to the above numbers and the positions. The support table (3) is capable of mounting a maximum of 16 workpieces (P). In the following description, the mounting positions of the workpieces (P) will be referred to as a first mounting position, The first mounting position is called a second mounting position, and the top is called a sixteenth mounting position. Further, the number of the objects to be processed (P) placed on the support (3) is not limited to sixteen.
[0021]
The width of the opening (4) in the left-right direction is wider than the width of the workpiece (P), and the upper edge of the opening (4) is positioned at the 16th mounting position, that is, the uppermost position of the support (3). Above the workpiece (P), the lower edge of the opening (4) is located at the first mounting position, that is, below the lowermost workpiece (P) mounted on the support (3). It has been made to be.
[0022]
In front of the furnace (1), a vertical plate-shaped opening closing member (5) for closing the opening (4) is provided so as not to directly contact the furnace (1) and to be vertically movable. The closing member (5) has a height capable of closing the entire opening (4) in both the lowest position and the highest position. Between the edge of the opening (4) and the closing member (5), for example, a short square cylindrical seal (18) made of polytetrafluoroethylene is arranged. There is a space between the seal (18) and the closure (5).
[0023]
The closing member (5) is provided to be vertically movable as described below. As shown in FIG. 3, a ball nut (6) is fixed to the lower left edge of the closing member (5). The ball nut (6) is supported at its upper end by a bearing device (21) fixed to the front wall (1a) of the furnace (1) and at its lower end to a bearing device (21) fixed to the base (B). The ball screw shaft (7), which is rotatable but does not move up and down, is screwed through a ball (not shown). The ball screw shaft (7) penetrates the ball nut (6), and the lower end is connected to an appropriate rotation driving device (motor in this embodiment) (9) via a belt transmission (8) to rotate the ball screw. The ball screw shaft (7) is rotated by the device (9), and the rotation moves the closing member (5) up and down via the ball nut (6).
[0024]
An opening having a square cross section is formed in the closing member (5), and a frame member (16) is fixed to the opening edge so as to protrude inside the furnace (1). A through hole extending in the front-rear direction is formed in the frame member (16), and this through hole serves as a workpiece loading / unloading port (16a). The width in the left-right direction of the loading / unloading port (16a) is larger than the width of the workpiece (P). The opening height of the loading / unloading port (16a) can control two vertically adjacent workpieces (P) on the support base (3) when the fork (2a) is located in the heat treatment chamber (R). That is, for example, the height is such that the object (P) can be placed at the upper mounting position and the object (P) at the lower mounting position can be taken out. The reason why the height of the central portion of the loading / unloading port (16a) is higher than that of the other portion is that the first arm (2b) thicker than the fork (2a) passes through or is located at this portion. is there. When the loading / unloading port (16a) is open, the frame member (16) serves to increase the ventilation resistance between the inside and outside of the furnace (1) to suppress the flow of air inside and outside the furnace (1) and to control the high temperature inside the furnace (1). It also serves to prevent the first arm (2b) from touching the air.
[0025]
As described above, the fork (2a) of the robot (2) enters the heat treatment chamber (R) and the tip of the first arm (2b) is located in the opening (4). Can be shortened, the weight of the fork (2a) can be reduced, the load on the driving device for driving the fork (2a) can be reduced, and the rigidity of the connecting portion between the fork (2a) and the first arm (2b) can be reduced. And the robot (2) becomes cheaper. Further, when the length of the fork (2a) is short, the radius of rotation of the fork (2a) becomes small, the robot (2) can be provided near the furnace (1), and the front-rear length of the heat treatment apparatus becomes short. The installation area of the heat treatment apparatus can be reduced.
[0026]
A plate-like member (11) protruding leftward is fixed to the upper left and lower ends of the closing member (5), and a plate-like member (12) protruding rightward is fixed to the upper right and lower ends of the closing member (5). 11) A roller (13) that moves along a vertical guide (10) fixed to the left and right sides of the closing member (5) on the front wall (1a) is attached to the tip of the closing member (5). ) Is guided by a guide (10) to move up and down.
[0027]
In front of the opening (4), a door (15) large enough to close the opening (4) is provided so as to be movable up and down as described below.
[0028]
The plate member (11) located at the lower left end of the closing member (5) is longer than the other plate members (11) and (12), and an air cylinder (14) extending vertically is fixed to the tip. The upper end of the cylinder rod of the air cylinder (14) is fixed to the door (15). A front-projecting short-angle tubular seal (19) made of, for example, polytetrafluoroethylene is fixed to a peripheral portion of the carry-in / out port (16a). There is a slight gap between the seal (19) and the door (15).
[0029]
The door (15) is wider than the closing member (5), and both left and right ends protrude outward in the left-right direction from the closing member (5). Rollers (17) moving along the guide (10) are provided at the left and right ends. Installed. The door (15) is moved up and down by the air cylinder (14) so that the carry-in / out port (16a) is opened and closed.
[0030]
In the heat treatment apparatus configured as described above, the object to be processed (P) is carried into and out of the furnace (1) as follows, and the heat treatment is performed.
[0031]
In a state where the object (P) is not placed on the support (3) at all, that is, before the processing is started, the closing member (5) is located at the uppermost position, and the door (15) is loaded. In front of the exit (16a), the loading / unloading port (16a) is closed. At this time, the inside of the heat treatment chamber (R) is heated to a predetermined temperature.
[0032]
Then, the loading / unloading robot (2) is a processing object (P) which is placed at the bottom in a pre-processing object storage cassette (C) in which a plurality of processing objects (P) are stacked at an interval vertically. Remove P) from cassette (C). Next, the door (15) is lowered, the loading / unloading port (16a) is opened, and the loading / unloading robot (2) moves the loading / unloading robot (2) on the support table (3) based on the position and order to be loaded stored in the storage device. The object (P) is placed at the sixteenth placement position. This means that steps S1 and S2 in the flowchart shown in FIG. 7 have been executed. When the object to be processed (P) is placed at the sixteenth mounting position, the object to be processed (P) is mounted at the sixteenth mounting position in the storage device as required, and the sixteenth object is first placed. The fact that the device is placed at the placement position may be stored, and the closed loop control may be performed.
[0033]
After the object to be processed (P) is placed, that is, the empty fork (2a) moves out of the furnace (1), that is, NO is determined in the step S3, and after the step S7 is completed, After temporarily waiting, the workpiece (P) at the bottom of the cassette, that is, the workpiece (P) which is previously placed at the sixteenth loading position, is positioned immediately above the previously loaded location. The object to be processed (P) is taken out and the object to be processed (P) is placed at the fifteenth mounting position where the object to be processed (P) is to be mounted next to the sixteenth mounting position.
[0034]
As will be described later in detail, among the workpieces (P) placed at the sixteenth mounting position, that is, the workpieces (P) placed on the support (3), When (P) is carried out, a required time is waited in step S7 so that the heat treatment time of the (P) is passed. Further, similarly to the above case, the fact that the object to be processed (P) is placed at the fifteenth placement position and the fact that the workpiece (P) is placed at the second fifteenth placement position may be stored in the storage device. Thereafter, the fork (2a) moves out of the furnace (1) and temporarily stands by.
[0035]
On the other hand, when two workpieces (P) are placed on the support (3) and the fork (2a) moves out of the furnace (1), the door (15) moves upward and the loading / unloading port (16a) moves. ) Will be closed. Thereafter, the closing member (5) and the door (15) are stopped after descending integrally by a predetermined distance. When the carry-in / out port (16a) is opened next, the workpiece (P) is loaded from the carry-in / out port (16a) to the fourteenth and thirteenth placement positions when the carry-in / out port (16a) is opened. This is the distance at which it can be placed.
[0036]
Then, the door (15) moves downward to open the loading / unloading port (16a), and the fourteenth and fifteenth workpieces are placed in the same manner as the workpiece (P) is placed at the sixteenth and fifteenth loading positions. The object to be processed (P) is mounted at the mounting position. This procedure, that is, the steps of S1, S2, S3 and S7 are repeated as needed, and the object to be processed (P) is mounted to the third mounting position.
[0037]
When the object (P) is placed at the third placement position, the door (15) moves upward and the loading / unloading port (16a) is closed. Thereafter, when the loading / unloading port (16a) is opened, the closing member (5) and the door (15) are lowered to a position where the workpiece (P) can be placed at the second and first placement positions. And stop.
[0038]
Then, when the loading / unloading port (16a) is opened, the object (P) is placed at the second placement position in the same manner as before. The loading / unloading robot (2) having the object (P) placed at the second mounting position takes out the sixteenth object (P) from the cassette (C) and places the object (P) at the first mounting position. Place the object (P). When the sixteenth workpiece (P) is placed, based on the data of the number of mounting positions of the support table (3) in the support table (3) stored in the storage device, the process proceeds to S3 shown in the flowchart. A YES determination is made in the step. If a determination of YES is made in S3, the steps of S4 and S5 are executed, and the carry-in / out robot (2) performs the following based on the position and order in which the object (P) stored in the storage device is to be placed. The object (P) at the sixteenth mounting position is unloaded as described in (1).
[0039]
The fork (2a) once moves out of the furnace (1), and the door (15) closes the loading / unloading port (16a). Thereafter, the loading / unloading robot (2) rises in synchronization with the closing member (5) and the door (15), stops at the positions corresponding to the sixteenth mounting position and the fifteenth mounting position, and moves in the loading / unloading port (16a). ) Is released, the workpiece (P) is taken out from the 16th mounting position, the workpiece (P) is cooled at a workpiece cooling location (not shown), and then the workpiece is processed (not shown). The object to be processed (P) is stored at the lowest position of the cassette.
[0040]
As described above, the speed at which the fork (2a), the closing member (5) and the door (15) move from the lowest position to the highest position in synchronism is determined by the closing member (5) and the door (15). Is faster than normal speed of descending.
[0041]
Then, in the step of S6, a determination of YES is made, the object (P) is taken out of the pre-treatment object storage cassette, the object (P) is placed at the 16th mounting position, and then the 15th object is placed. Remove the workpiece (P) at the set position.
[0042]
When the loading / unloading robot (2) takes out the workpiece (P) at the fifteenth mounting position, the arm (2a) moves out of the furnace (1). Then, a determination of YES is made in step S6, and after step S7, the workpiece (P) is loaded into the fifteenth mounting position as follows, and the workpiece (P) at the fourteenth mounting position is moved as follows. It is carried out.
[0043]
The robot (2) takes out the workpiece (P) to be placed at the fifteenth placement position from the cassette (C) and places the workpiece (P) at the fifteenth placement position. This empty arm (2a) moves out of the furnace (1). When the arm (2a) moves to the furnace (1), the opening closing member (5) and the door (15) are integrally lowered from the positions corresponding to the sixteenth mounting position and the fifteenth mounting position to mount the fourteenth mounting position. It stops at the position corresponding to the position and the thirteenth mounting position. Thereafter, when the loading / unloading port (16a) is opened, the arm (2a) enters the furnace (1) and carries out the workpiece (P) at the fourteenth mounting position.
[0044]
After this procedure, that is, after executing the steps S1 to S5, a determination of YES is made in S6, and the cycle of executing the step of S7 is sequentially repeated to heat-treat the workpiece (P).
[0045]
When the last object to be processed (P), that is, the number of objects to be processed (P) equal to the number of objects to be processed (P) stored in the storage device, is carried into the heat treatment chamber (R), S6 is performed. In the step, the determination of NO is made. Then, the step of S8 is executed, and the loading / unloading robot (2) does not carry the new workpiece (P) into the furnace (1), and performs the heat treatment as long as the determination of YES is made in the step of S8. Among the objects (P) to be treated in the chamber (R), those that are carried in first, that is, those whose processing time has elapsed, are carried out of the furnace (1) in order. Then, when the heat treatment of the predetermined number of objects to be processed (P) is completed, a negative determination is made in step S8.
[0046]
It is desirable that the loading / unloading port (16a) is always closed by the door (15) when the arm (2a) is located outside the furnace (1).
[0047]
If the opening height of the loading / unloading port (16a) is set to a height at which two vertically adjacent workpieces (P) on the support base (3) can be operated as in the heat treatment apparatus of the above-described embodiment, one sheet can be obtained. Since it is not necessary to move the door (15) and the closing member (5) every time the object (P) is carried in or carried out, the time required for carrying in / out the object (P) can be shortened. When it is not necessary to shorten the time required for loading and unloading the workpiece (P), the height of the opening of the loading / unloading port (16a) is reduced, and the height at which one workpiece (P) can be loaded and unloaded is reduced. By doing so, it is possible to obtain a heat treatment apparatus with higher thermal efficiency.
[0048]
Further, in the above embodiment, the 16th object (P) is carried into the furnace (1), and then the first object (P) is carried out. For example, the time required for step S7 may be adjusted so that the first workpiece (P) is carried out after the fifteenth workpiece (P) is carried in.
[0049]
The configuration of each part of the heat treatment apparatus is not limited to that of the above-described embodiment. For example, a shutter-shaped shutter that can be wound up and down may be used as the closing member. An air curtain may be formed at the loading / unloading port (16a) to shut off the atmosphere inside and outside the furnace (1).
[0050]
Further, if the object (P) is carried in and out as described above, only one robot (2) having one fork (2a) as in the above-mentioned embodiment is required, and only the carrying-out is performed. In addition, since it is not necessary to provide a dedicated robot for carrying in the opposite direction, the front-rear length of the heat treatment apparatus is shortened.
[0051]
The configuration of the heat treatment apparatus for carrying in and out is not limited to that of the above embodiment. Also, the order of loading and unloading the workpiece (P) into and out of the furnace (1) is not limited to the above. For example, the first workpiece (P) is placed at the first placement position, and (2) The workpiece (P) may be placed at the placement position.
[0052]
Further, the door is not limited to a structure in which the door moves up and down to close the carry-in / out port (16a). For example, the door may be rotated around a vertical axis to close the carry-in / out port (16a).
[0053]
The closing of the closing member (5) may be performed based on a position detected by a photomicro switch or a limit switch, or may be stopped at a predetermined position by a servomotor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a main part of a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the heat treatment apparatus.
FIG. 3 is a front view of the heat treatment apparatus.
FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3;
FIG. 5 is an enlarged view of a main part of FIG.
FIG. 6 is a block diagram of the heat treatment apparatus.
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure of loading and unloading an object to be processed into and out of a furnace when heat treatment is performed in the heat treatment apparatus.
[Explanation of symbols]
(1) Furnace (2) Loading / unloading means (3) Workpiece support (P) Workpiece (R) Heat treatment chamber

Claims

And fork that can lift the one object to be processed, by using a movable robot up and down with an arm for horizontally moving the fork, arranged in position in the heat treatment chamber provided in the furnace and a plurality the In a furnace, a workpiece to be processed is placed on a workpiece support having a workpiece placement position on which workpieces are placed at an interval above and below, and the workpiece is removed from the support after processing. A method for loading and unloading an object to be processed,
In a state in which at least one mounting position is empty, the processing object is mounted on the empty mounting position, and the processing time of the processing object previously mounted on the support base has elapsed. A method of loading and unloading an object to be processed into a furnace, which repeatedly takes out an object at a certain time.

2. The method according to claim 1, wherein the object is placed on the support table in order from the top or from the bottom.