JP4388493B2 - ガラス基板用フイルムの貼付方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶用などのガラス基板に、緩衝材としてフイルムを貼付て搬送する際の、ガラス基板用フイルムの貼付方法に関する。

ガラス製造メーカでは、ガラス基板製造ラインで搬送してきた大型のガラス基板を、液晶用のガラス基板加工メーカに輸送する際、複数枚の大型ガラス基板ごとにパレットに積み込んで搬送している。図６に大型のガラス基板をパレットに積み込む、ガラス基板積み込み装置の平面図を示す。図７にガラス基板積み込み装置の側面図を示す。ガラス基板積み込み装置はガラス搬送用のコンベア２と、ガラス基板受け取りロボット（以下、第１のロボット）３と、合紙供給装置７と、合紙受け取りロボット（以下、第２のロボット）８と斜め積みパレット１０から構成されている。

まず、ガラス基板１がガラス製造ラインよりコンベア２で搬送されてくる。ガラス基板１が受け渡し位置に到着すると、コンベア２の近傍に配置している多関節ロボットの第１のロボット３が稼働する。第１のロボット３は、予めティーチング済みのガラス受け取り動作を行い、ロボットハンド４をガラス基板１に近づける。次に、ロボットハンド４に取り付けている吸着ツール５を動作しガラス基板１を吸着保持する。

合紙供給装置７の中にはガラス基板１のサイズとほぼ同等の大きさの合紙が複数枚積み重ねられている。合紙供給装置７は、合紙送り出し機構を用いて、合紙６を一枚ずつ送り出すようになっている。送り出された合紙６は、近傍に設置した多関節ロボットの第２のロボット８の合紙引き出しハンド９で把持される。そして、第２のロボット８は、合紙供給装置７から合紙６を引き出し、旋回し、斜め積みパレット１０の積載面に合紙６を載置する。そして、合紙供給装置側に旋回し、次の合紙６の引き出しに備える。

次に、ガラス基板１を吸着保持していた第１のロボット３は、斜め積みパレット１０側に旋回し、ガラス基板１を合紙６の上に載置する。そして、コンベア２側に旋回し、つぎのガラス基板１の吸着保持に備える。

このようにガラス基板積み込み装置では、２台のロボットを交互に動作させて、斜め積みパレット１０に合紙６とガラス基板１を挟み込んで、パレットに例えば２００枚積載している。

また、特許文献１のように、第２のロボット８の代わりに、合紙ロールに巻かれた合紙を所定長引き出しガラス基板１の長さに応じて切断する合紙供給装置を、第１のロボット３の近傍に設置し、合紙６とガラス基板１を重ね合わせて把持し、斜め積みパレット１０に積載していくガラス基板積み込み装置が知られている。

特開２０００−３５１４４８号公報

ガラス基板を積載するときに使用される合紙は、ガラス基板同士を積層して搬送する際のガラス基板の緩衝材として用いられている。ガラス基板は、液晶用のガラス基板加工メーカに搬入された後、クリーンルームで加工されることになる。クリーンルームでは、受け入れるガラス基板の高いクリーン度が要求される。クリーン度を上げるためには、塵・埃の発生しにくい材料で、ガラス基板の緩衝材を構成しパレットに収納しガラス基板製造メーカからガラス基板加工メーカに搬送することが望ましい。ガラス基板用の合紙は、紙の表面からの紙粉の飛散を完全に防止することが困難な材質となっている。

そのため、近年、合紙の代わりに、塵・埃の発生しにくいフイルムを使用する試みが行われている。しかし、フイルムの場合、一般的に静電気が帯電しやすく、自動化してガラス基板の所定の位置にフイルムを貼り付けることが困難である問題があった。また、ガラス基板の表面に均一にフイルムを貼り付けようとしても、エアーを巻き込みしわが発生しやすく、積載時に所定量のガラス基板を積載することが困難である問題があった。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ガラス基板用フイルムの貼付を自動化する方法を提供することを主たる目的とする。

第１の発明は、ロボットハンドで吸着保持されたガラス基板に、吸着板に垂れ下がった所定長のガラス基板用フイルムを貼り付けるフイルム貼付方法において、ガラス基板をフイルムに対して平行で近傍な位置にロボットハンドで配置し、フイルムのガラス基板と対向する面の反対側の面にエアーを吐出するフイルム幅と同等の長さの吹き付けノズルを水平方向に配置し、吹き付けノズルをガラス基板の上端の高さからガラス基板の下端の高さまで移動させながらフイルム表面にエアーを吹き付けることによりガラス基板にフイルムを貼り付けるフイルム貼付方法である。

第２の発明は、第１の発明において、吹き付けノズルが複数のノズル穴を備え、複数のノズル穴を吹き付けノズルの中央から左右対称で傾斜を持たせるように配置し、ノズル穴の吐出方向を対向するフイルムの中央から外側になるようにした吹き付けノズルを用いることによりガラス基板にフイルムを貼り付けるフイルム貼付方法である。

第３の発明は、第１ないし第２の発明において、吸着板に垂れ下がった所定長のフイルムに、ガラス基板を円弧を描くように接近させ、かつ、フイルムとガラス基板の間隔を一定に保ち接近させ、フイルムとガラス基板を平行に配置することによりガラス基板にフイルムを貼り付けるフイルム貼付方法である。

第１の発明によれば、吹き付けノズルからのエアーの吐出を用いてガラス基板にフイルムを貼り付けるので、ガラス基板とフイルムの間のエアーが強制排出され、静電気を帯びやすいフイルムでもガラス基板の所定の位置に所定の精度で自動化してフイルムを貼り付けることができる。

第２の発明によれば、フイルム中央部から外側に向けてエアーの流れが発生するので、フイルムにしわがよらずにガラス基板にフイルムを貼り付けることができる。したがって、所定量のガラス基板とフイルムを斜め積み込みパレットに積載できるので、積載効率があがる。

第３の発明によれば、ガラス基板がフイルムに近づく際、ガラス基板の接近に起因する風の発生がないので、フイルムが風圧で移動することがない。したがって、ガラス基板に所定の精度範囲で、限られたタクトタイムのなかでフイルムを貼り付けることができる。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１はガラス基板積み込み装置を示す平面図である。

図１に示すように、ガラス基板積み込み装置は、ガラス搬送用のコンベア２と、フイルム貼付ロボット（以下、ロボット）１１と、フイルム供給装置１２と、斜め積みパレット１０から構成されている。なお、符号は背景技術で説明した機器は同じ番号を使用する。ロボット１１は、多関節ロボットで、旋回可能となっている。旋回範囲に、コンベア２と、フイルム供給装置１２と、斜め積み込みパレット１０を配置している。ロボット１１のロボットハンド４には、ガラス基板１を吸着する吸着ツール５と、フイルム１３の端を吸着するフイルム吸着板２９が備えられている。

図２にフイルム供給装置１２の側面図を示す。

フイルム供給装置１２は、隣り合うガラス基板１の間に挟み込むフイルム１３を供給している。フイルム供給装置１２の裏面に、フイルムロール１４に巻かれたフイルム１３が支持軸１５によって回転可能に水平に支持されている。なお、フイルムロール１４の交換時にオペレータが作業する面をフイルム供給装置１２の裏面としている。

フイルム１３は、複数のロール２６を経由して、フイルムロール１４からフイルム供給装置１２の前面上方まで、引き出されている。なお、ロボット１１がフイルムを貼り付ける作業面をフイルム供給装置１２の前面としている。

フイルム供給装置１２の前面上方のロール２６の側方には、除電器１６が配置されており、フイルム１３に発生する静電気を除電している。

除電器１６の下方にはカッタ２２が配置されており、フイルムロール１４から引き出された所定長のフイルム１３を切断する。

カッタ２２の下方にはフイルム吸着板１９が配置されており、所定長に切断されたフイルム１３の片側を吸着保持する。

フイルム吸着板１９の下方には吹き付けノズル２３が配置されており、送風機２５からエアーフィルタ２４を経由したエアーを供給している。吹き付けノズル２３は、フイルム１３の幅とほぼ同じ幅になっている。

フイルム吸着板１９と吹き付けノズル２３は吸着板支持部材２７で支持されている。フイルム吸着板１９と吹き付けノズル２３と吸着板支持部材２７は、フイルム吸着案内レール２０に沿って、カッタ２２側およびロボット１１側に移動可能になっている。

フイルム供給装置１２の前面上方のロール２６の下方には、クランプ機構１８が配置されている。クランプ機構１８は、クランプ機構案内レール１７に沿って移動し、フイルムロール１４からフイルム１３を引き出し可能になっている。

次に、図３にロボット１１とフイルム供給装置１２の動作フロチャートを示す。
まず、ロボット１１は、ガラス基板１がガラス製造ラインから受け渡し位置に搬送されるまで待機する（ステップ０１）。

ガラス基板１が受け渡し位置に到着すると、受け渡し位置に備えられている図示していない複数の柱状のリフトピンでガラス基板１がコンベア２から上方に持ち上がる。

次に、ロボット１１が、受け渡し位置側に旋回し、フォーク形のロボットハンド４の爪を複数のリフトピンで持ち上げられたガラス基板１の下部に挿入する（ステップ０２）。その後、ロボットハンド４の爪とガラス基板１が接触するまで、ロボットハンド４が上昇する。

次に、ロボットハンド４の爪に配置した吸着ツールがガラス基板を吸着保持する（ステップ０３）。そして、ガラス基板を持ち上げる。吸着保持が完了すると、ガラス基板を持ち上げていた複数のリフトピンは後退し待機状態となる。

次に、ロボットハンド４がフイルム供給機１２側に旋回する（ステップ０４）。図５のａに旋回完了した際の、フイルム供給装置１２とガラス基板１と位置関係を示す。ロボット１１は、ロボットハンド４の爪に吸着保持されたガラス基板を水平方向に対して４５度程度の角度で保持している。

次に、ロボット１１は、フイルム供給装置１２からのフイルム準備完了信号を待つ（ステップ０５）。

次に、フイルム供給装置１２の動作について説明する。まず、フイルム１３がフイルムロール１４からロール２６を経由してフイルム供給装置１２の前面上方に引き出されている状態から説明する。クランプ機構１８が、クランプ機構案内レール１７に沿ってカッタ２２の上方にあるフイルム１３の引き出し部まで上昇しフイルム１３の端をクランプする。この位置をクランプ機構の上昇端とする（ステップ１０）。

次に、クランプ機構１８が、クランプ機構案内レール１７に沿ってフイルム１３を下降端まで引き出す。下降端はガラス基板１をロボットハンド４が垂直に支持したときのガラス基板１の下端と同じ高さである。下降端にクランプ機構１８が到達するとクランプを開放する（ステップ１１）。

次に、フイルム吸着板１９がフイルム１３を吸着保持する（ステップ１２）。これにより、フイルム１３がフイルム吸着板１９から垂れ下がった状態となる。

次に、カッタ２２が水平方向に走行し、フイルム１３を所定長の長さに切断する（ステップ１３）。この状態での、フイルム吸着板１９の位置をフイルム引き出し位置とする。

次に、フイルム吸着板１９と吹き付けノズル２３が吸着板支持部材２７とともに、所定長のフイルム１３を吸着して、吸着板案内レール２０に沿って、ロボット１１側のフイルム貼付作業位置に移動する（ステップ１４）。

次に、フイルム貼付作業位置に移動が完了すると、ロボット１１にフイルム準備完了信号を送る。フイルム貼付作業位置は図５に示すように、ガラス基板１が垂直方向に保持されたときに、フイルム１３が近傍になる位置である（ステップ１５）。

次に、ロボット１１が、図５に示すように、水平方向に４５度程度で保持していたガラス基板１を、円弧を描くように接近させてフイルム１３に平行に配置する。このとき、フイルム１３とガラス基板の間隔は一定に保つように接近する。一例として、図５にガラス基板１が接近するようすをａからｆの状態図で示す。ガラス基板１はａ→ｂ→ｃ→ｄ→ｅ→ｆの順でフイルム１３に接近していく（ステップ０６）。

次に、ロボット１１が、フイルム供給装置１２にガラス基板準備完了信号を送信する（ステップ０７）。

次に、フイルム供給装置１２がロボット１１からのガラス準備完了信号を受信する（ステップ１６）。

次に、フイルム供給装置１２の吹き付けノズル２３がガラス基板１の上端から下降し、エアーフィルタ２４で濾過された送風機２５からのエアーを、下降端までフイルム１３に吹き付ける。エアーを吹き付けると、垂れ下がった状態のフイルム１３が、ガラス基板１の方向に押される。エアー吹き付け状態を図４に示す。図４において、吹き付けノズル２３内に点線で示したものはノズル穴２８を示し、フイルム１３に対して左右対称に斜め方向に加工してある。ノズル穴２８から吐出したエアーはフイルム１３表面に斜め方向の気流を作り、フイルム１３の中央から外側に流れるようになっている。フイルム１３は除電器１６により静電気が除電されているが、クランプ機構１８でフイルム１３を引き出すときに静電気が再度発生する。このため、フイルム１３にエアーが吹き付けられると、所定距離の間隔で配置してあるガラス基板１に静電気によりフイルム１３が貼り付く（ステップ１７）。

次に、吹き付けノズル２３が、下降端に到達すると、フイルム吸着板１９の吸着を解除し、送風機２５からのエアーの供給を停止し吹き付けノズル２３からのエアーの吐出を停止する。フイルム１３は合紙に比べ重量が軽いため、ガラス基板１に静電気で貼り付いた状態で、フイルム吸着板１９の吸着を解除しても、垂直状態のガラス基板１から３０秒程度の短時間では落下することがない。フイルム供給装置１２がロボット１１にフイルム貼付完了信号を送信する（ステップ１８）。

次に、吹き付けノズル２３がガラス基板１の上端まで上昇する。そして、フイルム吸着板１９と吹き付けノズル２３が吸着板支持部材とともに、フイルム吸着板案内レール２０に沿って、フイルム引き出し位置まで後退する（ステップ１９）。

次に、クランプ機構１８がクランプ機構案内レール１７に沿って、カッタ２２で切断したフイルム１３の端の高さまで上昇する（ステップ２２）。そして、次のフイルム１３の貼付の準備（ステップ１０）にもどる。

次に、ロボット１１は、フイルム供給装置１２からのフイルム貼付完了を受信する（ステップ０８）。

次に、ロボットハンド４のフイルム吸着板２９でフイルム１３の上端を吸着し、ロボットハンド４を旋回し、斜め積みパレット１０にガラス基板１とフイルム１３を積載し吸着ツール５およびフイルム吸着板２９の吸着を解除する（ステップ０９）。そして、次のガラス基板１の受け取り準備（ステップ０１）にもどる。

次に、この貼付方法を使用したガラス基板１へのフイルム１３の貼付の実施例について説明する。

ガラス基板１のサイズが、縦１１００ｍｍ横１２５０ｍｍ厚さ０．７ｍｍを使用した。カッタ２２で切断されたフイルム１３のサイズは、縦１１６０ｍｍ横１２５０ｍｍとした。縦方向の６０ｍｍがフイルム吸着板１９に吸着するようにした。吹き付けノズル２３を幅１２５０ｍｍで作成し、フイルム１３から１０ｍｍの間隔だけ離れた状態に配置した。ロボットハンド４を用いて、フイルム１３とガラス基板１の間隔を５ｍｍに平行に配置した。そして、吹き付けノズル２３をガラス基板１の上端から１２５０ｍｍ下降させた。

その結果、ガラス基板１の縦方向に６０ｍｍのフイルム剥がししろを設け、横方向に±２ｍｍの範囲内でフイルム１３を貼り付けることができた。また、フイルム１３のしわが発生しない良好なガラス基板１へのフイルム１３の貼付を行うことができ、斜め積みパレット１０に２００枚のガラス基板１とフイルム１３を積載することができた。

また、ロボットハンド４がフイルム１３に接近する際、ガラス基板１が円弧を描いて接近する方法と、ガラス基板１を垂直方向に保持して接近する方法を行った。ガラス基板１を垂直方向に保持して接近した場合、風圧の変化によりフイルム１３が動いてしまい、ガラス基板１の横方向に４〜５ｍｍのフイルム１３の貼付時のずれが生じた。フイルム１３が静止するまで待ってから貼付を行うと、タクトタイム以内で所定位置にフイルム１３を貼り付けることができなかった。タクトタイムは、コンベア２上のガラス基板１を受け取ってから斜め積みパレット１０に積載するまでの時間とした。

また、吹き付けノズル２３の吐出方向をフイルム１３に対して垂直方向に配列し、フイルム１３の貼付を行った。この場合、ガラス基板１とフイルム１３の間に空気を巻き込んでしまい、多量のしわが発生し、斜め積みパレット１０に規定量の２００枚の積載をすることができなかった。

本発明のガラス基板へのフイルム貼付方法は、装置、工程ともに大幅に簡素化でき、かつ、信頼性の高いフイルム貼付を行うことができるので、液晶用などの大型ガラス基板を搬送する分野に適用することができる。

本発明の一実施の形態のガラス基板積み込み装置を示す平面図である。 ロボットとフイルム供給装置を示す側面図である。 ロボットとフイルム供給装置の動作を説明するフロチャートである。 吹き付けノズルとフイルムとガラス基板の位置関係を説明する断面図である。 ガラス基板がフイルムに接近する様子を説明する側面図である。 従来のガラス基板積み込み装置を示す平面図である。 従来のガラス基板積み込み装置を示す側面図である。

符号の説明

１ ガラス基板
２ コンベア
３ ガラス受け取りロボット（第１のロボット）
４ ロボットハンド
５ 吸着ツール
６ 合紙
７ 合紙供給装置
８ 合紙受け取りロボット（第２のロボット）
９ 合紙引き出しハンド
１０ 斜め積みパレット
１１ フイルム貼付ロボット（ロボット）
１２ フイルム供給装置
１３ フイルム
１４ フイルムロール
１５ 支持軸
１６ 除電器
１７ クランプ機構案内レール
１８ クランプ機構
１９ フイルム吸着板
２０ フイルム吸着案内レール
２１ 吹き付けノズル案内レール
２２ カッタ
２３ 吹き付けノズル
２４ エアーフィルタ
２５ 送風機
２６ ロール
２７ 吸着板支持部材
２８ ノズル穴
２９ フイルム吸着板

Claims (3)

1. ロボットハンドで吸着保持されたガラス基板に、吸着板に垂れ下がった所定長のガラス基板用フイルムを貼り付けるフイルム貼付方法において、ガラス基板をフイルムに対して平行で近傍な位置にロボットハンドで配置し、フイルムのガラス基板と対向する面の反対側の面にエアーを吐出するフイルム幅と同等の長さの吹き付けノズルを水平方向に配置し、吹き付けノズルをガラス基板の上端の高さからガラス基板の下端の高さまで移動させながらフイルム表面にエアーを吹き付けることによりガラス基板にフイルムを貼り付けるフイルム貼付方法。
2. 請求項１において、さらに前記吹き付けノズルが複数のノズル穴を備え、複数のノズル穴を吹き付けノズルの中央から左右対称で傾斜を持たせるように配置し、ノズル穴の吐出方向を対向する前記フイルムの中央から外側になるようにした吹き付けノズルを用いることによりガラス基板にフイルムを貼り付けるフイルム貼付方法。
3. 請求項１ないし請求項２において、吸着板に垂れ下がった所定長の前記フイルムに、前記ガラス基板を円弧を描くように接近させ、かつ、フイルムとガラス基板の間隔を一定に保ち接近させ、フイルムとガラス基板を平行に配置することによりガラス基板にフイルムを貼り付けるフイルム貼付方法。
   

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