JP4476404B2

JP4476404B2 - 薄状部材のハンドリング方法およびその装置

Info

Publication number: JP4476404B2
Application number: JP2000007850A
Authority: JP
Inventors: 俊郎樋口; 寶▲莱▼ 傅
Original assignee: Japan Science and Technology Agency; National Institute of Japan Science and Technology Agency
Current assignee: Japan Science and Technology Agency; National Institute of Japan Science and Technology Agency
Priority date: 2000-01-17
Filing date: 2000-01-17
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2020-01-17
Also published as: JP2001198759A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄板やフィルムなどの薄状部材のハンドリング方法およびその装置に係り、静電気力を用いて薄状部材を傾斜させた状態で補助的に支持し、それらをほとんど接触しない状態でハンドリングする技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この分野の技術としては、例えば、特開平９−３２２５６４号公報に開示されているものがあり、静電気力を用いて板状物体を浮上し、完全に非接触な状態でハンドリングすることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の静電浮上システムでは、以下のような問題点がある。
【０００４】
上記した静電浮上システムは、ハンドリング対象物を浮上支持するためには、電極面を少なくとも３つに分割し、各分割領域に１つの近接センサーを設け、各電極領域とハンドリング対象物間のギャップをセンシングし、印加電圧を制御してハンドリング対象物を安定浮上する。しかし、浮上対象物は薄板やフィルムになると、電極面を、多数に分割し、各分割領域に付き、１つの近接センサーを設け、各電極領域とハンドリング対象物間のギャップをセンシングし、印加電圧を制御する必要がある。つまり、ハンドリング対象物が薄いほど、または広いほど必要とされる近接センサーの個数が増え、システム構成費が高くなる。
【０００５】
ところが、実際の場合では、ハンドリング対象物の局部を接触支持することが許され、完全に非接触な状態で浮上支持しなくても良い場合がほとんどである。ハンドリング対象の局部、例えば、エッジの部分を支持部材で局部的に支持する上で、静電気力を用いて薄いハンドリング対象物を補助的に支持する。この手法は、上記した静電浮上システムに比べて、より少ない近接センサー、そして、簡単な構造のシステムで、薄板やフィルムの薄状部材をほぼ非接触な状態でハンドリングできる。
【０００６】
本発明は、上記状況に鑑みて、薄板やフィルムなどの薄板部材を傾斜した状態で静電気力を用いて補助的に支持し、ほぼ非接触な状態でそれらをハンドリングすることができる薄状部材のハンドリング方法およびその装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕薄状部材のハンドリング方法において、前記薄状部材を吸引支持するための静電気力により、前記薄状部材の下部が固定部に支持され、前記薄状部材は傾斜した状態にして保持する第１のハンドリング装置に対向するように、前記薄状部材を吸引支持するための静電気力により、固定部に前記薄状部材の下部が支持され、前記薄状部材は傾斜した状態にして保持する第２のハンドリング装置を配置し、前記第１のハンドリング装置の保持から前記第２のハンドリング装置の保持へ移行可能にすることを特徴とする。
【０００８】
〔２〕上記〔１〕記載の薄状部材のハンドリング方法において、前記第１のハンドリング装置の保持から前記第２のハンドリング装置の保持へ移行後に、前記薄状部材を裏返しに配置することを特徴とする。
【０００９】
〔３〕薄状部材のハンドリング装置において、前記薄状部材を吸引支持するための静電気力を発生させる電極を有する固定子と、この固定子の電極部分に配置され、該電極部分の面と前記薄状部材とのギャップを検出する位置センサと、前記固定子の一部に配置される機構的支持部材とを備え、前記薄状部材を傾斜させた状態でこの薄状部材の下部の主要部を外した局所を固定部により補助的に支持する２個の薄状部材のハンドリング装置を備え、一方に保持された前記薄状部材を他方に移行させる手段を具備することを特徴とする。
【００１０】
〔４〕薄状部材のハンドリング装置において、前記薄状部材を吸引支持するための静電気力を発生させる電極を有する固定子と、この固定子の電極部分に配置され、この電極部分の面と前記薄状部材とのギャップを検出する位置センサと、前記固定子の一部に配置される機構的支持部材とを備え、前記薄状部材を立てた状態でこの薄状部材の下部の主要部を外した局所を固定部により補助的に支持する２個の薄状部材のハンドリング装置を対向させて配置することを特徴とする。
【００１１】
〔５〕上記〔４〕記載の薄状部材のハンドリング装置において、前記固定部材を移動させて、前記薄状部材を搬送する手段を具備することを特徴とする。
【００１２】
〔６〕上記〔４〕記載の薄状部材のハンドリング装置において、前記対向させた２個の薄状部材のハンドリング装置によって区切られる空間において前記薄状部材の搬送時に乾燥処理を行なうことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の第１実施例を示す薄状部材のハンドリング装置の構成図であり、図１（ａ）はその一部破断斜視図、図１（ｂ）はその側面図（その１）、図１（ｃ）はその側面図（その２）である。
【００１５】
図１において、１は面上に電極が形成されるベース（固定子）、２は細かく電極ユニットに分割された電極面、３はハンドリング対象物としての薄状部材、４は各電極ユニットに印加する電圧を制御するコントローラ（オンオフスイッチなど）、５は各電極ユニットとハンドリング対象物間のギャップをセンシングする変位センサーや近接センサー、６は電極ユニットの大体中心部に構成されているセンサー穴、７は薄状部材３を下方から支持する支持部材である。
【００１６】
ハンドリング対象物としての薄状部材３とベース１間の相対位置関係としては、図１（ｂ）に示すように、薄状部材３がベース１と平行になるように間隔を有している場合と、図１（ｃ）に示すように、薄状部材３の下部ではベース１に接近しているが上部に向かうにしたがって開かれた距離を有している場合の２通りがある。
【００１７】
また、支持部材７によって下方から局部的に支持されている薄状部材３を、局部以外の部分が自重などにより挫屈することや、薄状部材３が倒れて脱落することのないように、薄状部材３とベース１間に静電気吸引力を働かせ、上記局部以外の部分を静電気吸引力を用いて非接触的に支持する。変位センサー５は各電極ユニットと薄状部材３間のギャップをセンシングし、信号をコントローラ４に送信する。コントローラ４はそのギャップに合わせて各電極ユニットへの印加電圧を制御し、ギャップを設定値に維持する。印加電圧の制御方式として、装置の構成費を考慮して、オンオフ制御装置が適切である。
【００１８】
また、一電極ユニットの面積は薄状部材３の剛性で決められ、剛性が低い程、電極ユニットを細かく分割し、ハンドリング対象物の各局所に働く静電気吸引力を制御する必要がある。
【００１９】
そこで、図１に示した固定子部をロボットツール先端などに取り付け、薄状部材３をほとんど非接触な状態で搬送する。
【００２０】
図２は、図１に示したハンドリング装置を用いて薄状部材をほぼ非接触な状態で裏返しする一例を示す工程図である。
【００２１】
（１）まず、図２（ａ）に示すように、ハンドリング装置１０としてのベース（固定子）１１を薄状部材１２の一端にあて、ベース１１の電極に電圧を印加して薄状部材１２を吸引する。
【００２２】
（２）次に、図２（ｂ）に示すように、ベース１１を起こし、薄状部材１２と電極間の角度θが一定値になるように、各電極ユニットへの印加電圧を制御する。なお、図２（ｇ）まで移行する間は、回転するのはベース（固定子）１１の方で、電極面と薄状部材１２は常に同じ角度θを成すように制御する。
【００２３】
（３）次に、図２（ｃ）に示すように、ベース１１が垂直に近付いたら、逆側からもう一つのハンドリング装置２０を近付かせ、ハンドリング装置の交代に備える。
【００２４】
（４）図２（ｃ）から図２（ｅ）までの間では、両ハンドリング装置の協調で薄状部材１２を左側から右側に傾かせる。
【００２５】
（５）次に、図２（ｆ）に示すように、薄状部材１２を十分に右側に傾け、左側のハンドリング装置２０だけで十分にハンドリングできるようになってから、右側のハンドリング装置１０を外す。
【００２６】
（６）最後に、図２（ｇ）に示すように、薄状部材１２を吸引支持しながら、倒していく。
【００２７】
図１に示した薄状部材のハンドリング装置を用いて、３８５ｍｍ×１３０ｍｍの大きさで、厚さ０．７ｍｍｔの青板ガラスをハンドリングした実験結果を、図３及び図４に示す。
【００２８】
印加電圧の制御はオンオフ制御で行った。大気湿度は５８％ＲＨであった。
【００２９】
図３と図４にそれぞれガラス板の４個所のギャップを示している。図中の“ｅｄｇｅ”はガラス板の端部と電極面間のギャップ、“ｃｅｎｔｅｒ”はガラスの中心部と電極面間のギャップを意味し、“ｎｅａｒｅｄｇｅ”とｎｅａｒｃｅｎｔｅｒ”は“ｅｄｇｅ”と“ｃｅｎｔｅｒ”の中間２個所におけるギャップを示している。
【００３０】
図３はガラス板を水平状態から持ち上げた結果を示している〔図２（ａ）に対応〕。ガラス板と電極間の相対位置は、図１に示した側面図（ｃ）の状態とした。ベースを水平面に対して０．２度だけ傾かせ、水平になっていたガラス板を静電気吸引力を用いて傾かせ持ち上げた。つまり、ガラス板とベースとの接触点を移動せずに、ガラス板のもう片方を静電気吸引力で起こし傾かせた。電圧印加前では、支持点から１２２ｍｍ離れたところにおいて、電極面とガラス面間のギャップは４００μｍであったに対して、ターゲットギャップは３００μｍと設定した。図３の結果から分かるように、ガラス板は電圧印加後、約０．５秒で、片方はターゲットギャップまで持ち上げられ、安定支持されていることが分かる。
【００３１】
図４に示した実験結果は、ガラス板を垂直に近い角度で安定支持できるかどうかについて確認したものである。
【００３２】
この実験では、ベース（電極板）を水平面に対して７５度だけ傾かせ、ガラス板を静電気力を用いて起こした結果である。電圧印加前では、支持点から１２２ｍｍ離れたところに於いて、電極面とガラス板面間のギャップは７００μｍであるのに対して、ターゲットギャップは５００μｍであった。
【００３３】
図４に示した結果から分かるように、ガラス板は電圧印加後、０．３秒以内で、片方はターゲットギャップまで持ち上げられ、安定支持されていることが分かる。
【００３４】
図５は本発明の第２実施例を示す薄状部材のハンドリング装置の構成図であり、図５（ａ）はその薄状部材のハンドリング装置の一部破断斜視図、図５（ｂ）はその薄状部材のハンドリング装置の側面図である。
【００３５】
図５において、３１は面上に電極が形成されるベース（固定子）、３２は細かく分割された電極ユニット、３３はハンドリング対象物としての薄状部材、３４は各電極ユニットに印加する電圧を制御するコントローラ（オンオフスイッチなど）、３５は各電極ユニットと薄状部材３３間のギャップをセンシングするセンサーであり、例えば、変位センサーや近接センサーである。３６は電極ユニットの大体中心部に構成されているセンサー穴、３７は薄状部材３３を下方から支持し、搬送するベルトコンベアなどである。
【００３６】
ベルトコンベア３７によって下方から局部的に支持されている薄状部材３３を、局部以外の部分が自重などにより挫屈することや、薄状部材３３が倒れて脱落することのないように薄状部材３３と電極板間に静電気吸引力を働かせ、上記した局部以外の部分を静電気吸引力を用いて非接触的に支持する。変位センサー３５は各電極ユニットと薄状部材３３間のギャップをセンシングし、信号をコントローラ３４に送信する。コントローラ３４はそのギャップにあわせて各電極ユニットへの印加電圧を制御しギャップを設定値に維持する。印加電圧の制御方式として、装置の構成費を考慮して、オンオフ制御装置が望ましい。
【００３７】
図６は本発明の第３実施例を示す薄状部材のハンドリング装置の側面図である。
【００３８】
図６において、４０，５０は薄状部材のハンドリング装置、４１，５１はベース（固定子）、４２，５２は電極ユニット、５３は空間、４３は薄状部材、４７はベルトコンベアである。
【００３９】
ここでは、ベルトコンベア４７などによって搬送されている薄状部材４３が挫屈や脱落しないように、薄状部材４３の両面に電極ユニット４２，５２を設け、左右両面から静電気力を用いて補助的に支持する。
【００４０】
このように構成すると、ベルトコンベア４７によって搬送される薄状部材４３は上部を除いてほぼ閉じられた空間５３が得られるので、この空間５３に乾燥用エアーを供給することにより、薄状部材４３の搬送中に薄状部材４３の乾燥などを行なうようにすることもできる。すなわち、前記対向させた２個の薄状部材のハンドリング装置４０，５０によって区切られる空間５３において、この薄状部材４３の搬送時に乾燥処理を行なうこともできる。
【００４１】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００４２】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００４３】
（Ａ）薄板やフィルムなどの薄板部材を傾斜した状態で静電気力を用いて補助的に支持し、ほぼ非接触な状態でそれらをハンドリングできる。
【００４４】
（Ｂ）対向させたハンドリング装置を用いることによって、薄板部材をほぼ無接触状態で、方向転換させたり、裏返しにすることができる。
【００４５】
（Ｃ）薄板やフィルムなどの薄板部材を立てた状態で、移動させたり、搬送させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す薄状部材のハンドリング装置の構成図である。
【図２】図１に示したハンドリング装置を用いて薄状部材をほぼ非接触な状態で裏返しする一例を示す工程図である。
【図３】本発明の第１実施例薄状部材のハンドリング装置の実験結果例（その１）を示す図である。
【図４】本発明の第１実施例薄状部材のハンドリング装置の実験結果例（その２）を示す図である。
【図５】本発明の第２実施例を示す薄状部材のハンドリング装置の構成図である。
【図６】本発明の第３実施例を示す薄状部材のハンドリング装置の側面図である。
【符号の説明】
１，１１，３１，４１，５１ベース（固定子）
２，３２電極ユニットに分割された電極面
３，１２，３３，４３薄状部材
４，３４コントローラ
５，３５センサー（変位センサーや近接センサー）
６，３６センサー穴
７支持部材
１０，２０ハンドリング装置
３７，４７ベルトコンベア
４０，５０薄状部材のハンドリング装置
４２，５２電極ユニット
５３空間

Claims

薄状部材のハンドリング方法において、
前記薄状部材を吸引支持するための静電気力により、前記薄状部材の下部が固定部に支持され、前記薄状部材は傾斜した状態にして保持する第１のハンドリング装置に対向するように、前記薄状部材を吸引支持するための静電気力により、固定部に前記薄状部材の下部が支持され、前記薄状部材は傾斜した状態にして保持する第２のハンドリング装置を配置し、前記第１のハンドリング装置の保持から前記第２のハンドリング装置の保持へ移行可能にすることを特徴とする薄状部材のハンドリング方法。
請求項１記載の薄状部材のハンドリング方法において、前記第１のハンドリング装置の保持から前記第２のハンドリング装置の保持へ移行後に、前記薄状部材を裏返しに配置することを特徴とする薄状部材のハンドリング方法。
薄状部材のハンドリング装置において、
前記薄状部材を吸引支持するための静電気力を発生させる電極を有する固定子と、該固定子の電極部分に配置され、該電極部分の面と前記薄状部材とのギャップを検出する位置センサと、前記固定子の一部に配置される機構的支持部材とを備え、前記薄状部材を傾斜させた状態で該薄状部材の下部の主要部を外した局所を固定部により補助的に支持する２個の薄状部材のハンドリング装置を備え、一方に保持された前記薄状部材を他方に移行させる手段を具備することを特徴とする薄状部材のハンドリング装置。
薄状部材のハンドリング装置において、
前記薄状部材を吸引支持するための静電気力を発生させる電極を有する固定子と、該固定子の電極部分に配置され、該電極部分の面と前記薄状部材とのギャップを検出する位置センサと、前記固定子の一部に配置される機構的支持部材とを備え、前記薄状部材を立てた状態で該薄状部材の下部の主要部を外した局所を固定部により補助的に支持する２個の薄状部材のハンドリング装置を対向させて配置することを特徴とする薄状部材のハンドリング装置。
請求項４記載の薄状部材のハンドリング装置において、前記固定部材を移動させて、前記薄状部材を搬送する手段を具備することを特徴とする薄状部材のハンドリング装置。
請求項４記載の薄状部材のハンドリング装置において、前記対向させた２個の薄状部材のハンドリング装置によって区切られる空間において前記薄状部材の搬送時に乾燥処理を行なうことを特徴とする薄状部材のハンドリング装置。