JP4153054B2 - 熱処理装置の搬出入連動式物品搬送装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数段に被処理物を積載して全体として１段づつ積載方向に移動する移動体を備えた熱処理装置の物品搬送装置に関し、特に被処理物の搬入／搬出技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＣＤガラス基板のようなワークを多段に積載し、全体として昇降しつつ一定高さ位置からワークを出し入れして熱処理するいわゆるゴンドラ搬送式熱処理装置では、通常、積載されたワーク間にロボットハンドを出し入れし、出口側のロボットでワークを取り出した後、入口側のロボットで新たなワークを搬入するようにしている（例えば特開平６ー３１７５１４号公報参照）。
【０００３】
しかしながら、このようなワーク搬出／搬入方法では、入口側ロボット、槽内ゴンドラ、出口側ロボットのそれぞれが独立した動作体であるため、相互に干渉しないようにそれぞれの動作をシーケンサー等によって制御する必要があり、槽内へのワーク出し入れのためのタイムロスが多くなる。そのため、１タクト時間が長くなり、熱処理能率を低下させるという問題があった。又、出入り口にロボットを設けるため、熱処理設備全体としてのコストが高くなるという問題もあった。
【０００４】
なお、ワークだけを移載しつつ昇降させる昇降系を１列又は２列に備えた移載昇降式熱処理装置では、単一の機構によって第１列の最下段に新たにワークを搬入すると共に第１列の最上段又は第２列の最下段から熱処理済みのワークを搬出するようにしたものがある（例えば特開平８ー１１０１６６号公報参照）。このような装置では、ワークを入れる段と取り出す段とが別になるので、それぞれの動作を直接関連させる必要がないため、搬入機構と搬出機構とを単純に一体化することが可能になる。しかしながら、槽内でワークを積載したゴンドラの全体が通過するようなゴンドラ搬送式の装置には、移載昇降式熱処理装置に用いられているような通常の搬入／搬出機構を採用することができない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来技術に於ける上記問題を解決し、被処理物の搬入／搬出時間が短縮され処理能率が良いと共に、熱処理設備全体のコストを低減できる熱処理装置の物品搬送装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、搬送方向に向いた平行な対辺を持つ被処理物を上下方向に間隔を開けて複数段に積載して全体として１段づつ前記上下方向に移動する移動体を備えた熱処理装置の物品搬送装置であって前記被処理物を前記熱処理装置の外の入口位置から前記移動体の位置である積載位置を介して前記熱処理装置の外の出口位置まで前記上下方向の一定位置で前記搬送方向に移動可能にする物品搬送装置において、
前記入口位置で載せられた被処理物を前記積載位置まで搬入可能な入口側支持部を備えていて前記搬送方向に直角な方向であって前記上下方向に直角な方向である直角方向で前記対辺の内側になる二箇所の位置に立設されたそれぞれ１本の入口側支持部材と、前記積載位置で載せられた被処理物を前記出口位置まで搬出可能な出口側支持部を備えていて前記内側になる位置であって前記二箇所の位置とは前記搬送方向に異なった他の二箇所の位置に立設されたそれぞれ１本の出口側支持部材と、前記入口側支持部又は前記出口側支持部の何れか一方が前記積載位置にあると共に他方がそれぞれ前記出口位置又は前記入口位置にあるような位置関係に前記入口側支持部材と前記出口側支持部材とを結合する結合部材と、前記入口側部材と前記出口側部材とが前記位置関係になるように前記結合部材を移動できる移動手段と、前記出口側支持部又は入口側支持部のうちの少なくとも一方が前記積載位置において前記被処理物を支持できる支持位置とこれから退避した退避位置との間で位置換えできるように前記出口側支持部材又は前記入口側支持部材のうちの少なくとも一方を動かせる位置換え手段と、を有し、
前記移動体は前記複数段で前記被処理物を支持可能なように前記対辺の外側になる二箇所の位置に立設されたそれぞれ１本の構造体と該構造体に前記複数段のそれぞれの位置で固定され前記搬送方向又はその反対方向に延びた支持アームと先端部分で前記被処理物を受けられるように前記支持アームから前記対辺の内側まで延設された受け部材とを備えていて、
前記入口側支持部と前記出口側支持部とはそれぞれ前記入口側支持部材と前記出口側支持部材とに取り付けられ前記支持位置では前記先端部分の位置より前記直角方向に内側になる位置で前記搬送方向とその反対方向とに延びていて前記搬送方向に分離している入口スライダーと出口スライダーとを備えていて、
前記入口側支持部又は前記出口側支持部のうち位置換えできるようにされたものを備えた前記入口側支持部材又は前記出口側支持部材は前記入口側支持部又は前記出口側支持部が前記積載位置にあるときに該積載位置を挟んで前記構造体と対向するように立設されていて、
前記退避位置は前記支持位置から前記直角な方向に前記支持アームの外に出た位置である、
ことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を適用した熱処理装置の物品搬送装置として恒温槽のワーク搬送装置部分の構造の一例を示し、図２はその平面状態を示す。
ワーク搬送装置は、複数段として例えば４０段程度に被処理物としてＬＣＤガラス基板等のワークＷを積載して全体として１段づつ積載方向である上下のＺ方向に移動する移動体としてのゴンドラ１、及びワーク搬出入機構２を備えていて、熱処理装置としての恒温槽１００のワーク搬送に用いられる。
【０００８】
ゴンドラ１は、昇降駆動モータ１１（紙面の都合で離して図示している）、ボールネジ１２、ボールネジと螺合して上下方向に昇降される構造体１３、上下方向に延設されその昇降を案内するリニアガイド１４、構造体１３に固定されワーク搬送方向であるＹ方向に延設された支持アーム１５、これらに固定されワーク搬送経路内まで延設されその先端部分でワークＷを受けられる基板受け１６等によって構成されている。図では、構造を分かり易くするために、構造体１３を短くして基板受け１６を５段分だけ示しているが、実際にはこの上下に多数段設けられる。
【０００９】
ワーク搬出入機構２は、入口側支持部としての入口スライダー２１及び基板受け２２を備えた入口側支持部材としての支柱２３、出口側支持部としての出口スライダー２４及び基板受け２５を備えた出口側支持部材としての支柱２６、支柱２３と支柱２６とを結合する結合部材としての下枠２７、移動手段としてのエアシリンダ装置２８及びリニアーガイド２９、位置換え手段としてのリンク３０及びエアシリンダ３１等を有する。
【００１０】
恒温槽１００は通常の構造のものでよい。即ち、特に図示しないが、断熱壁で囲われていて、熱処理に必要な加熱された高温空気がダクトや高性能フィルタ等を介して送風機によって槽内を循環するようになっている。ワークＷの搬入／搬出位置では、断熱壁に開口が設けられていて、開閉可能なシャッター等でシールしつつワークを搬入／搬出できるようになっている。恒温槽１００に隣接したワーク搬入／搬出部分は通常ケーシングで覆われる。図示の状態では恒温槽１００もその一部分のみが示されている。恒温槽１００の槽内は、ゴンドラ１が全段にワークを積載して昇降できるように、通常ゴンドラ１の高さの２倍程度の高さになっている。
【００１１】
スライダー２１及び基板受け２２は、上下方向の一定位置である中心線Ｃの高さ位置で載せられたワークＷ（Ｗｎ）をゴンドラ１の存在する積載位置であるワークの搬送方向の位置Ｐまで搬入可能に構成されている。中心線Ｃの高さ位置は、通常、ゴンドラ１が最も下降した位置にあるときのゴンドラの最上段基板受けの位置である。又、図２にも示す如く、スライダー２１はゴンドラ１の基板受け１６の先端より内側の位置に配設されている。
【００１２】
出口スライダー２４及び基板受け２５も入口側のものと同様の構造になっていて、これらによって中心線Ｃの高さ位置で載せられたワークＷを搬出可能になっている。但し、支柱２６は、搬送方向Ｙに対して直角のＸ方向に揺動可能なように、支持ブロック３２を介して下枠２７に支持されていると共に、ワークＷを搬出できる図の実線の位置にあるときには、Ｙ方向においてゴンドラ１の支持アーム１５と干渉しないようにその先端から外れた位置に配置されている。
【００１３】
支柱２３と支柱２６は、下枠２７により、図１、２において実線で示すように、出口スライダー２４及び基板受け２５がＰ位置にあると共に、入口スライダー２１及びワーク受け２２がその範囲外の入口位置Ｐｉにあるような位置関係に結合されている。従って、入口スライダー２１及び基板受け２２がＰ位置にくれば、出口スライダー２４及びワーク受け２５は図において２点鎖線で示すようにその範囲外の出口位置Ｐ₀ に位置することになる。そして、エアシリンダ装置２８及びリニアーガイド２９は、入口／出口スライダーを上記のように移動させると共にその移動を案内する。なお、移動手段としては、エアシリンダに代えて、ボールネジとナット、ラックとピニオン、ワイヤーとリール等、各種直線移動機構を用いることができる。
【００１４】
一対のリンク３０の両端は支柱２６及びエアシリンダ３１のロッド３１ａにそれぞれリンク結合される。その結果、支柱２６は、ロッド３１ａの伸縮により、垂直になる位置とこれから外側に傾斜した位置との間で揺動される。この揺動により、その先端に固定されている出口スライダー２４及び基板受け２５は、Ｐ位置においてワークＷを支持できる図１、２の実線の支持位置と、これから退避した図２の２点鎖線の位置との間で位置換えされる。なお、図１においてワークの搬送方向を反対にして、出口スライダーを入口スライダーとし、入口スライダーをワーク支持位置／退避位置間の位置換え可能な構造にする機構を用いることも可能である。
【００１５】
なお、本例では位置換え手段をリンクとエアシリンダとを用いた揺動機構で構成しているが、例えば支柱２６を支持ブロック３２に固定し、各種直線移動機構の何れかを用いて支持ブロックをＸ方向に直線移動させる機構にしてもよい。
【００１６】
図３、４は、以上のようなワーク搬送装置のワーク搬送状態を示す。本図でも、図１と対応させてワークを５段分だけ示している。入口／出口のスライダー２１／２４をそれぞれ白枠及び黒枠で示す。又、これらのスライダー及び基板受けは、実際の装置には搬送方向に同レベルに並んでいるが、図はこれを上下に示している。
【００１７】
ワークＷの熱処理は、槽内に熱風を循環させつつ、例えば、ゴンドラの最上段からワークＷを１枚づつ順次各段に積載し、全段にワークを積載すると初期位置まで下降させ、所定の熱処理時間が経過すると最上段から１段づつワークを搬出／搬入し、１タクトに１枚ずつ連続的にワークを熱処理するという通常の方法で行われる。このとき、任意の積載段におけるワークの搬出／搬入は図３、４のように行われる。
【００１８】
図３（ａ）は、ゴンドラ１の基板受け１６のうちのｉ段目の基板受け１６ｉに支持されたワークＷｉの熱処理が完了してこれを搬出するときの状態を示す。このときには、図１、２の実線で示すように、出口スライダー２４及び基板受け２５がＰ位置即ち槽内にあり、入口スライダー２１及び基板受け２２が槽外の入口位置Ｐｉにある。入口位置にある基板受け２２には、ローラ搬送装置等の図示しない入口側のワーク搬入系によって新たに熱処理されるべきワークＷｎが載せられている。
【００１９】
同図（ｂ）は、上記の状態からゴンドラ１の全ての基板受け１６が１ピッチ下降し、基板受け１６ｉ上のワークＷｉが出口スライダー２４の基板受け２５に移載された状態を示す。なおこのときには、基板受け２５はワークを支持できる支持位置になっている。この場合、既述の如く出口スライダー２４がゴンドラの基板受け１６の先端よりＸ方向において内側になっているので、基板受け１６が下降しても両者が干渉することはない。
【００２０】
同図（ｃ）は、上記の状態から、エアシリンダ２８が作動して下枠２７が図１、２の実線の位置から２点鎖線の位置まで動き、入口スライダー２１を槽内に入れて出口スライダー２４を槽外に出した状態を示す。これにより、入口側の基板受け２２上のワークＷｎが槽内に搬入されてワークＷｉとなり、出口側の基板受け２５上のワークＷｉが槽外に搬出されて熱処理の完了したワークＷｆとなる。従って、本発明を適用した装置では、結合部材と移動手段とを組み合わせることにより、他と関連のない１つの動作によってワークの搬出と搬入とを同時に行うことができる。
【００２１】
図４（ａ）は、上記の状態から、基板受け１６が１段上昇して元の位置に復帰し、基板受け１６ｉが基板受け２２からワークＷｉを取り上げた状態を示す。このときにも、図３（ｂ）の場合と同様に、基板受け１６ｉと入口スライダー２１とが干渉することはない。一方出口側では、エアシリンダ３１が作動し、リンク３０を介して支柱２６を外側に傾斜させ、出口スライダー２４及び基板受け２５を開き、その上に載っていたワークＷｆを出口側のローラコンベア等の搬送系に移載する。
【００２２】
同図（ｂ）は、再びエアシリンダ２８が作動し、上記の状態から基板受け２２が槽外に出て基板受け２５が槽内に入った状態を示す。このときには、基板受け２５は開いた状態を維持している。
【００２３】
同図（ｃ）は、上記の状態からゴンドラの基板受け１６が１段上昇し、基板受け１６ｉ−１上のワークＷｉ−１の熱処理が完了し、このワークが搬出されるワークとなる状態を示す。そのため、再びエアシリンダ３１が作動し、今度はリンク３０を介して支柱２６を内側に動かして元の垂直状態に復帰させ、図において点線で示すように出口スライダー２４及び基板受け２５をワークＷｉ−１を支持できる位置にする。その結果、全てのワークの載ったゴンドラ１が全体として１段上昇して図３（ａ）の状態に復帰したことになり、１タクトの動作が完了する。なお、入口側の基板受け２２には次の新ワークＷｎ´が搭載される。
【００２４】
なお、出口スライダー２４及び基板受け２５が閉じるときには、これらがゴンドラの支持アーム１５及び基板受け１６の間隔部分を通過するので、両者が干渉することはない。又、支柱２６は、前述の如く支持アーム１５と干渉しないように搬送方向においてその範囲外の位置になっている。
【００２５】
本装置による以上のような１タクトの動作を要約すれば、ゴンドラの１ピッチ下降、出入口スライダーの移動、ゴンドラの１ピッチ上昇、出入口スライダーの移動、ゴンドラの１ピッチ上昇、出口スライダー閉、という簡明な６動作になる。なお、出入口でのワークのやり取り及び出口でのスライダーの開動作はゴンドラ上昇中に行なわれるので、タイミング的には上記６動作中に含まれる。
【００２６】
これに対して従来の装置では、入口／出口のロボットがワーク搬入／搬出口にそれぞれ待機しているとしても、出口側ロボットのハンド挿入、ハンド上昇、ハンド搬出、入口側ロボットのハンド挿入、ハンド下降、ハンド搬出、ゴンドラ１ピッチ上昇という７動作が必要になる。従って、本発明の装置によれば、シーケンシャル動作の数を減らし、ワーク搬入／搬出時間を短縮し、１タクト時間を短縮して熱処理能率を向上させることができる。又、ワークの搬出／搬入を単一の簡単な機構で行うことにより、ワーク搬出／搬入用ロボットの装備を省略できるので、熱処理設備全体としての構成を簡略化し大幅なコスト低減を図ることができる。
【００２７】
図５はワーク搬入側のスライダーが開閉する場合の動作を示し、図４に対応する図である。なお、この場合にも、図３までの動作は同じになる。
図５（ａ）は図４（ａ）に対応する。図５の場合には、出口スライダー２４及び基板受け２５は開かず、ワークＷｆは適当な移載装置によってローラコンベア等の搬送系に移載される。図５（ｂ）は、入口スライダー２１及び基板受け２２が開いた後にゴンドラの基板受け１６が１ピッチ上昇した状態を示す。同図（ｃ）は、入口スライダー２１及び基板受け２２が槽外に出て出口スライダー２４及び基板受け２５が槽内に入り、その後、点線で示す如く入口基板受け２２が閉じてその上に新ワークＷｎ´が載せられ、図３（ａ）の状態に復帰する。この場合にも、１タクト中の動作は図４の場合と同様になり、同様の効果が得られる。
【００２８】
【発明の効果】
以上の如く本発明によれば、入口側支持部材と出口側支持部材とを結合部材で結合し、これを移動手段で移動可能にするので、両部材を一度に移動させ、一回の往復動作で被処理物の搬出と搬入とを同時に行ない、搬送のための動作数を減らして動作時間を短縮することができる。
【００２９】
この場合、これらの支持部材が被処理物を載置できる支持部を備えていると共に、結合部材と移動手段は、入口側支持部又は出口側支持部がそれぞれ入口位置又は出口位置にあるときには、出口側支持部又は入口側支持部が被処理物を積載できる積載位置にあるように、それぞれの支持部材を結合し且つ移動させるので、移動体の積載方向への移動により、被処理物を出口側支持部に移載するか又は入口側支持部から取り上げることができる。
【００３０】
又、位置換え手段を設けて、出口側支持部又は入口側支持部のうちの少なくとも一方が積載位置において被処理物を支持できる支持位置とこれから退避した退避位置との間で位置換えできるようにしているので、例えば、入口側支持部で新たに熱処理すべき被処理物を搬入し、移動体を上昇させてこれを移動体上に移載し、出口側支持部を退避状態にして積載位置に入れると共に入口側支持部を入口位置に出し、移動体を更に１段上昇させ、その後に出口側支持部を退避位置から積載位置にすることにより、出口側支持部と移動体との干渉を回避しつつ、新たに熱処理されるべき被処理物を出入り口の高さレベルを通過させて１段上昇させ、その熱処理を可能にすることができる。
【００３１】
このような熱処理装置の物品搬送装置によれば、支持部材の往復移動、移動体の下降−上昇−上昇、及び支持部材の退避位置と積載位置間の移動という６動作によって１タクトを構成できるので、従来の装置よりも相互に関連する動作数を少なくし、被処理物の搬入／搬出時間を短縮して熱処理能率を向上させることができる。又、装置の入口側及び出口側にそれぞれ独立したロボット等の物品搬入／搬出装置を設ける必要がなくなるので、熱処理設備全体のコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱処理装置の物品搬送装置の一例を示す斜視図である。
【図２】上記装置の平面図である。
【図３】（ａ）乃至（ｃ）は上記装置によりワーク搬出／搬入動作の一部分を示す説明図である。
【図４】（ａ）乃至（ｃ）は上記動作に続く動作を示す説明図である。
【図５】（ａ）乃至（ｃ）は図３の動作に続く動作の他の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ゴンドラ（移動体）
２１ 入口スライダー（入口側支持部）
２２ 基板受け（入口側支持部）
２３ 支柱（入口側支持部材）
２４ 出口スライダー（出口側支持部）
２５ 基板受け（出口側支持部）
２６ 支柱（出口側支持部材）
２７ 下枠（結合部材）
２８ エアシリンダ（移動手段）
３０ リンク（位置換え手段）
３１ エアシリンダ（位置換え手段）

Claims (1)

1. 搬送方向に向いた平行な対辺を持つ被処理物を上下方向に間隔を開けて複数段に積載して全体として１段づつ前記上下方向に移動する移動体を備えた熱処理装置の物品搬送装置であって前記被処理物を前記熱処理装置の外の入口位置から前記移動体の位置である積載位置を介して前記熱処理装置の外の出口位置まで前記上下方向の一定位置で前記搬送方向に移動可能にする物品搬送装置において、
   前記入口位置で載せられた被処理物を前記積載位置まで搬入可能な入口側支持部を備えていて前記搬送方向に直角な方向であって前記上下方向に直角な方向である直角方向で前記対辺の内側になる二箇所の位置に立設されたそれぞれ１本の入口側支持部材と、前記積載位置で載せられた被処理物を前記出口位置まで搬出可能な出口側支持部を備えていて前記内側になる位置であって前記二箇所の位置とは前記搬送方向に異なった他の二箇所の位置に立設されたそれぞれ１本の出口側支持部材と、前記入口側支持部又は前記出口側支持部の何れか一方が前記積載位置にあると共に他方がそれぞれ前記出口位置又は前記入口位置にあるような位置関係に前記入口側支持部材と前記出口側支持部材とを結合する結合部材と、前記入口側部材と前記出口側部材とが前記位置関係になるように前記結合部材を移動できる移動手段と、前記出口側支持部又は入口側支持部のうちの少なくとも一方が前記積載位置において前記被処理物を支持できる支持位置とこれから退避した退避位置との間で位置換えできるように前記出口側支持部材又は前記入口側支持部材のうちの少なくとも一方を動かせる位置換え手段と、を有し、
   前記移動体は前記複数段で前記被処理物を支持可能なように前記対辺の外側になる二箇所の位置に立設されたそれぞれ１本の構造体と該構造体に前記複数段のそれぞれの位置で固定され前記搬送方向又はその反対方向に延びた支持アームと先端部分で前記被処理物を受けられるように前記支持アームから前記対辺の内側まで延設された受け部材とを備えていて、
   前記入口側支持部と前記出口側支持部とはそれぞれ前記入口側支持部材と前記出口側支持部材とに取り付けられ前記支持位置では前記先端部分の位置より前記直角方向に内側になる位置で前記搬送方向とその反対方向とに延びていて前記搬送方向に分離している入口スライダーと出口スライダーとを備えていて、
   前記入口側支持部又は前記出口側支持部のうち位置換えできるようにされたものを備えた前記入口側支持部材又は前記出口側支持部材は前記入口側支持部又は前記出口側支持部が前記積載位置にあるときに該積載位置を挟んで前記構造体と対向するように立設されていて、
   前記退避位置は前記支持位置から前記直角な方向に前記支持アームの外に出た位置である、
   ことを特徴とする熱処理装置の物品搬送装置。

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