JP5050524B2 - ワイヤーカセットの検査方法、検査装置、ローダー装置及びアンローダー装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤーカセットの検査方法、検査装置、ローダー装置及びアンローダー装置に係り、特にレーザ光を用いてワイヤーカセットの変形及びワイヤーの撓みの検査を行う方法及び装置に関する。

液晶表示パネル用ガラス基板等を収容し、運搬するために使用される収容装置として、複数枚のガラス基板を水平に間にスペーサを介して配置する発泡プラスティック製のボックス状容器が知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、このようなボックス状容器では、１ｍ角を超える大面積のガラス基板を多数枚収容するには、その重量に耐えることが困難である。

そこで、近年、直方体状のフレーム内に複数のワイヤーを多段に張り、これらワイヤー列上にガラス基板を載置・収納し、運搬する、ワイヤーカセットと呼ばれる収容・運搬具が用いられるようになった。しかし、このようなワイヤーカセットを長期にわたり使用すると、ワイヤーが撓んだり、フレームが変形して、ガラス基板の収納時にガラス基板が破損するという問題が生ずる。このような問題を防止するためには、ワイヤーの撓み量やフレームの外形精度を管理する必要がある。

従来、ワイヤーの撓み量の確認方法としては、ワイヤー間の距離やワイヤーの基準位置からの高さを、オフライン作業として人手によりスケールや簡易測定具により測定する方法が一般的であった。また、ワイヤーカセットの外形精度（特に縦フレームの倒れ)については、水平面にワイヤーカセットを置いた状態で、水準器や簡易測定具により測定する方法が一般的であった。

しかし、上述したような人手による測定方法では、大型のワイヤーカセットでは、作業性が悪い。即ち、ワイヤーカセット上部の測定は、高所の作業となり、中央部は手が届かず、測定に手間と時間を要する。

また、上述したようなオフライン作業による測定では、計画的な管理や記録の保存が十分に出来ないという問題がある。即ち、測定対象カセットの選定や定期的測定を計画的に管理することが困難であり、測定日時や測定データ等の測定記録を整理して保存するための管理負荷が大きいという問題がある。

更に、上述したようなオフライン作業では、収納装置が複数台存在し、かつ同時に稼動している場合には、オフライン作業を実施するためのスペースと人手の確保が困難であり、これによりワイヤーカセットへのガラス基板の収納直前にワイヤーの撓み量やフレームの外形精度を確認することが出来ないという問題もある。
特開２００４−１０６８９公報

本発明は、以上のような事情の下になされ、大型のワイヤーカセットの検査を短時間でかつ精度よく行うことの可能なワイヤーカセットの検査方法、検査装置、ローダー装置及びアンローダー装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、直方体フレームの内部空間に水平に複数本張られたワイヤー列を垂直方向に多段に配置してなり、前記ワイヤー列上にガラス基板を収納するワイヤーカセットを検査する方法であって、前記ワイヤーカセットとレーザを用いた第１のセンサ及び第２のセンサを相対的に垂直方向に移動させ、その移動中に、前記ワイヤー列の１つとレーザを用いた第１のセンサとが所定の位置にあるときに第１のセンサからのレーザを用いて前記ワイヤー列の１つの高さを自動的に測定し、かつ、順次、他のワイヤー列の高さを自動的に測定して、前記ワイヤー列の撓みを検査するとともに、前記ワイヤー列の高さの測定の際に、レーザを用いた前記第２のセンサにより、前記第２のセンサと前記ワイヤーカセットの縦フレームとの距離を測定することにより、前記縦フレームの倒れ量を自動的に測定して、ワイヤーカセットの外形を検査することを特徴とするワイヤーカセットの検査方法を提供する。

以上の検査方法において、前記ワイヤー列の高さの測定を、前記第１のセンサからのレーザが前記ワイヤー列の１つを通過することを検出することにより行い、前記前記第２のセンサと前記ワイヤーカセットの縦フレームとの距離の測定を、前記第２のセンサからのレーザの前記縦フレームからの反射光を受光することにより行うことができる。

本発明の第２の態様は、直方体フレームの内部空間に水平に複数本張られたワイヤー列を垂直方向に多段に配置してなり、前記ワイヤー列上にガラス基板を収納するワイヤーカセットを検査する装置であって、レーザを用いた第１のセンサ、レーザを用いた第２のセンサ、及び前記ワイヤーカセットとレーザを用いた第１及び第２のセンサを相対的に垂直方向に移動させる手段とを具備し、前記第１のセンサは、前記ワイヤーカセットと第１のセンサ及び第２のセンサとの相対的な垂直方向への移動中に、前記ワイヤー列の１つの高さを自動的に測定し、かつ、順次、他のワイヤー列の高さを自動的に測定して、前記ワイヤー列の撓みを検査し、前記第２のセンサは、前記ワイヤー列の高さの測定の際に、前記第２のセンサと前記ワイヤーカセットの縦フレームとの距離を測定することにより、前記縦フレームの倒れ量を自動的に測定してワイヤーカセットの外形を検査することを特徴とするワイヤーカセットの検査装置を提供する。

以上の検査装置において、前記第１のセンサは、前記第１のセンサからのレーザが前記ワイヤー列の１つを通過することを検出することにより前記ワイヤー列の高さの測定を行い、前記第２のセンサは、前記第２のセンサからのレーザの前記縦フレームからの反射光を受光することにより前記ワイヤーカセットの縦フレームとの距離の測定を行うものとすることができる。

本発明の第３の態様は、上述したワイヤーカセットの検査装置を具備し、複数のガラス基板を収納する前記ワイヤーカセットからすべてのガラス基板を取り出し、処理装置に搬入するローダー装置であって、すべてのガラス基板を取り出した後の前記ワイヤーカセットを上昇させつつ、前記ワイヤーカセットのワイヤー列の高さ及び／又は縦フレームの倒れ量を測定することを特徴とするローダー装置を提供する。

本発明の第４の態様は、上述したワイヤーカセットの検査装置を具備し、処理装置からガラス基板を搬出して、前記ワイヤーカセットに複数のガラス基板を収納するアンローダー装置であって、空のワイヤーカセットを下降させつつ、前記ワイヤーカセットのワイヤー列の高さ及び／又は縦フレームの倒れ量を測定し、次いで前記ワイヤーカセットを上昇させつつ前記ワイヤーカセットに複数のガラス基板を収納することを特徴とするアンローダー装置を提供する。

本発明によると、ワイヤー列の高さと縦フレームの倒れ量をレーザーを用いて自動的に測定することにより、大型のワイヤーカセットの検査を短時間でかつ精度よく行うことの可能なワイヤーカセットの検査方法、検査装置、ローダー装置及びアンローダー装置が提供される。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る検査方法の対象となるワイヤーカセットを示す斜視図である。図１に示すように、ワイヤーカセット１は、直方体のフレーム２からなり、左右側部には、複数本（図では６本）の縦フレーム３ａ〜３ｆがある。ワイヤーカセット１の内部空間には、左右に水平に、手前から奥行きに平行に６本のワイヤー４ａ〜４ｆが張られており、このワイヤー列を１段として垂直方向に６０段設けられている。従って、１つのワイヤーカセットに張られたワイヤーの数は、３６０本である。なお、図１では、最上段と最下段のワイヤー列のみが示されている。

ワイヤーは、太さ２．０ｍｍ径のステンレスワイヤーの表面に樹脂（ＰＥＥＫ）コーティングを施したものである。カラーフィルタ基板等のガラス基板は、図１の手前から収納され、６本のワイヤー上に載置される。１つのワイヤーカセット内には６０枚のガラス基板を収納することができる。

このようなワイヤーカセットを長期にわたり使用すると、ガラス基板は１枚で１０ｋｇもの重量を有するため、ワイヤーが撓んだり、ワイヤーカセットが変形してしまう場合がある。このようなワイヤーカセットにガラス基板を収納すると、上述したように、ガラス基板が破損してしまう。従って、そのようなワイヤーカセットを検査して、不良品を発見し、修理を施したり、廃棄する必要がある。

そこで、本発明の一実施形態に係る検査方法は、ワイヤーの撓みとワイヤーカセットの外形精度を自動的に短時間で精度よく検査しようとするものである。なお、ワイヤーの撓みは、ワイヤーの高さを測定することにより検査することができ、ワイヤーカセットの外形精度は縦フレームの倒れ量を測定することで、検査することができる。

以下、一例として、液晶表示装置用カラーフィルタ製造プロセスにおけるカラーフィルタ基板を収納するためのワイヤーカセットのワイヤー高さ及びカセット外形精度を、図２に示す基板収納装置（アンローダー装置）において自動的に測定する場合について説明する。

図２に示すカセットへの基板収納装置（アンローダー装置）のカセットポートは、装置本体１１と、この装置本体１１の固定された位置に取り付けられたワイヤー高さ測定センサ１２及び縦フレーム位置センサ１３と、検査対象であるワイヤーカセット１を昇降させる昇降台１４とを備えている。ワイヤー高さ測定センサ１２は、ワイヤーカセット１の前方に配置されたセンサヘッドと後方に配置された反射板（図示せず)とからなり、センサヘッドに設けられた発振器から放出されたレーザ光を反射板で反射し、センサヘッドに設けられた受光素子で受光する際に、レーザ光がワイヤーで遮られたタイミングを検出してワイヤーの高さを測定する。

縦フレーム位置センサ１３は、ワイヤーカセット１の左右に設けられ、センサヘッドに設けられた発振器から放出されたレーザ光を縦フレームで反射し、センサヘッドに設けられた受光素子で受光することにより縦フレームまでの距離を測定する。

なお、図２では、ワイヤーカセット１が測定前の装置上部にある状態と、ワイヤーカセット１が測定終了時である最上段(部)がセンサ１２，１３に対応する位置にある状態を示す。

＜ワイヤー高さの測定＞
以下の手順でワイヤーの高さを測定する。

１．カラーフィルタ基板を収納していない空のワイヤーカセット１を、図２に示す検査装置に装荷し、サーボモータ駆動の昇降台１４により、ワイヤーカセット１の最下段の基板収納スロットが、所定の高さに設置されたワイヤー高さ測定センサ１２の測定可能高さ付近になるまで高速で下降させる。

２．レーザ発振器と受光素子を備えるセンサヘッドにより最下段のワイヤー列の高さを測定する。即ち、昇降台１４の高さ情報と測定センサ１２により測定されたワイヤー列の高さ情報により、昇降台１４の上面（カセットの底面）を基準としたワイヤー高さを測定する。測定方法は、大型カセットでも測定が可能なように、長距離対応レーザーセンサ(反射型)により、センサヘッドと反射板との間をワイヤー列が通過する(センサ１２は反射光が遮られることで通過と検出する)タイミングを捉え、その瞬間の昇降台１４の高さからワイヤー高さを記憶するものである。その際、昇降速度を低下させた方が、センサ１２からのＯＮ／ＯＦＦ信号入力タイミングを精度良く捕らえることが可能である。

３．以上のように最下段のワイヤー高さを測定した後、ワイヤーカセット１を測定センサ１２が次の基板収納スロットの高さ付近に達するまで高速で下降させ、上述と同様にして、ワイヤー高さを測定する。

４．順次ワイヤーカセット１を下降させて、最上段の基板収納スロットまでワイヤー高さの測定を繰り返し、全ワイヤー列(全基板収納スロット)の高さを測定する。

以上のようにしてワイヤーカセット１のワイヤー列の高さを測定し、その測定結果が、予め設定された許容範囲外である場合には、測定完了後、ワイヤーカセット１を排出可能な高さまで上昇させて、ワイヤーカセット１を排出する。

＜カセット外形測定＞
以下の手順でカセット外形を検査する。

１．カラーフィルタ基板を収納していない空のワイヤーカセット１を、図２に示す検査装置に装荷し、サーボモータ駆動の昇降台１４により、ワイヤーカセットの縦フレームの最下部が、所定の高さに設置された縦フレーム位置測定センサ１３の測定可能高さ付近になるまで高速で下降させる。

２．測定センサ１３により最下部の縦フレーム位置(距離)を測定する。即ち、昇降台１４の高さ情報と縦フレーム位置測定センサ１３により測定された縦フレーム位置(距離)情報により、昇降台１４の高さにおけるセンサ位置を基準とした縦フレーム位置(距離)を測定する。測定方法は、レーザー変移センサにより、センサヘッドと縦フレームとの間の距離を測定し、その値をその瞬間の昇降台１４の高さとともに記憶するものである。

この測定は、ワイヤーカセット１の縦フレームの最下部から最上部までの連続した下降動作において、定周期で行うことが、測定の所要時間を低減するためには望ましいが、上述したワイヤー高さの測定と同時に行うことにより、ワイヤー高さ測定の送りピッチに合わせて行っても、ワイヤー高さの測定とのトータルの所要時間は変わらない。

以上のようにして縦フレーム位置(距離)を測定し、その測定結果が、予め設定された許容範囲外である場合には、測定完了後、ワイヤーカセット１を排出可能な高さまで上昇させて、ワイヤーカセット１を排出する。

以上のように、本実施形態に係る検査方法によると、すべてのワイヤー列の高さと縦フレームの倒れ量をレーザーを用いて自動的に測定することができるので、大型のワイヤーカセットの検査を短時間でかつ精度よく行うことが可能である。そのため、従来困難であった、ワイヤーカセットにガラス基板を収納する直前にも、ワイヤーカセットの変形やワイヤーの撓みを検査することが可能となった。

また、ＣＩＭ（コンピュータ・インテグレイテッド・マニファクチュアリング）を用い、本発明の方法及び装置による自動測定を行うことにより、例えばワイヤーカセットを調整した後、最も使用期間の長いワイヤーカセットから選択する等の、検査対象となるワイヤーカセットの自動選定を行うことができる。また、ワイヤーカセット製造後の使用期間、最終調整日、調整後の使用回数等のワイヤーカセットの付随情報の抽出を行うことにより、管理精度の向上と、これに費やす作業負荷の解消を図ることが可能である。更に、実施情報をデータベース化することにより、統計的手法での最適調整間隔の検討等も可能である。

更にまた、例えば、ワイヤーカセットに収納されて輸送等される液晶表示装置用ガラス基板を用いた製造プロセスにおけるトラブルの未然防止と稼働率低下を抑制することができるとともに、ガラス基板の破損による歩留り低下の防止や、ガラス基板の破損、及び変形したワイヤーカセットの接触による装置の損傷を回避することができる。

本発明の一実施形態に係る検査方法の対象となるワイヤーカセットの構造を示す図。 本発明の一実施形態に係るワイヤーカセットの検査装置を備えるアンローダー装置を示す正面図。

符号の説明

１…ワイヤーカセット、２…フレーム、３ａ〜３ｆ…縦フレーム、４ａ〜４ｆ…ワイヤー、１１…装置本体、１２…ワイヤー高さ測定センサ、１３…縦フレーム位置センサ、１４…昇降台。

Claims (6)

1. 直方体フレームの内部空間に水平に複数本張られたワイヤー列を垂直方向に多段に配置してなり、前記ワイヤー列上にガラス基板を収納するワイヤーカセットを検査する方法であって、前記ワイヤーカセットとレーザを用いた第１のセンサ及び第２のセンサを相対的に垂直方向に移動させ、その移動中に、前記ワイヤー列の１つとレーザを用いた第１のセンサとが所定の位置にあるときに第１のセンサからのレーザを用いて前記ワイヤー列の１つの高さを自動的に測定し、かつ、順次、他のワイヤー列の高さを自動的に測定して、前記ワイヤー列の撓みを検査するとともに、前記ワイヤー列の高さの測定の際に、レーザを用いた前記第２のセンサにより、前記第２のセンサと前記ワイヤーカセットの縦フレームとの距離を測定することにより、前記縦フレームの倒れ量を自動的に測定して、ワイヤーカセットの外形を検査することを特徴とするワイヤーカセットの検査方法。
2. 前記ワイヤー列の高さの測定は、前記第１のセンサからのレーザが前記ワイヤー列の１つを通過することを検出することにより行い、前記第２のセンサと前記ワイヤーカセットの縦フレームとの距離の測定は、前記第２のセンサからのレーザの前記縦フレームからの反射光を受光することにより行うことを特徴とする請求項１に記載のワイヤーカセットの検査方法。
3. 直方体フレームの内部空間に水平に複数本張られたワイヤー列を垂直方向に多段に配置してなり、前記ワイヤー列上にガラス基板を収納するワイヤーカセットを検査する装置であって、レーザを用いた第１のセンサ、レーザを用いた第２のセンサ、及び前記ワイヤーカセットとレーザを用いた第１及び第２のセンサを相対的に垂直方向に移動させる手段とを具備し、
   前記第１のセンサは、前記ワイヤーカセットと第１のセンサとの相対的な垂直方向への移動中に、前記ワイヤー列の１つの高さを自動的に測定し、かつ、順次、他のワイヤー列の高さを自動的に測定して、前記ワイヤー列の撓みを検査し、
   前記第２のセンサは、前記ワイヤー列の高さの測定の際に、前記第２のセンサと前記ワイヤーカセットの縦フレームとの距離を測定することにより、前記縦フレームの倒れ量を自動的に測定してワイヤーカセットの外形を検査する
   ことを特徴とするワイヤーカセットの検査装置。
4. 前記第１のセンサは、前記第１のセンサからのレーザが前記ワイヤー列の１つを通過することを検出することにより前記ワイヤー列の高さの測定を行い、前記第２のセンサは、前記第２のセンサからのレーザの前記縦フレームからの反射光を受光することにより前記ワイヤーカセットの縦フレームとの距離の測定を行うことを特徴とする請求項３に記載のワイヤーカセットの検査装置。
5. 請求項３または４に記載のワイヤーカセットの検査装置を具備し、複数のガラス基板を収納する前記ワイヤーカセットからすべてのガラス基板を取り出し、処理装置に搬入するローダー装置であって、すべてのガラス基板を取り出した後の前記ワイヤーカセットを上昇させつつ、前記ワイヤーカセットのワイヤー列の高さ及び／又は縦フレームの倒れ量を測定することを特徴とするローダー装置。
6. 請求項３または４に記載のワイヤーカセットの検査装置を具備し、処理装置からガラス基板を搬出して、前記ワイヤーカセットに複数のガラス基板を収納するアンローダー装置であって、空のワイヤーカセットを下降させつつ、前記ワイヤーカセットのワイヤー列の高さ及び／又は縦フレームの倒れ量を測定し、次いで前記ワイヤーカセットを上昇させつつ前記ワイヤーカセットに複数のガラス基板を収納することを特徴とするアンローダー装置。

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