JP5497777B2 - ガラスシート輸送装置及び方法、そのガラスシート輸送方法ステップを実行するためのプログラムコードを備えたコンピュータプログラム及びそのコンピュータプログラムが記録された機械で読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

ガラスシート輸送装置及び方法、そのガラスシート輸送方法ステップを実行するためのプログラムコードを備えたコンピュータプログラム及びそのコンピュータプログラムが記録された機械で読み取り可能な記録媒体 Download PDF

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Description

本発明は、大規模製造プラントにおいて、異なった生産ステーション間でガラスシートを高速で輸送する方法及び装置に関する。この背景として、例えば光電池素子の製造などが考えられる。
先行技術に関して、DE 84 29 202
U1は、U状ガラスウェブ用の積み重ね可能な貯蔵・輸送フレームを開示している。これは、U状ガラスウェブを貯蔵し、積み込み、輸送するための輸送システムを提供するという目的に基づいており、ガラスウェブに圧縮力によるダメージを与えないようにする中間弾性層の緩衝物を備え、その中にU状ガラスウェブが直立した状態で挿入される2つのU状金属フレームで構成されている。
この目的を達成するため、前記文献には、U状ガラスフレームの支持面となり、且つ、フォークリフトラックのフォーク用のスリップ・イン・ポケットを形成する角度の付いた側面を、水平な金属の側面に平行に、各U状金属フレームのベース部に配置することが提案されている。また、スペーサブラケットの上側部分に相互作用する筒状のスリーブが、U状金属フレームの側部を形成する垂直な側面に配置されている。前記文献には、大規模製造プラントにおけるガラスシートの高速輸送は示唆されていない。
DE 15 56 146 A1は、第1位置から第2位置への筒状の商品の輸送方法を開示している。この方法は、吸引作用により、可動吸引部材上に商品を保持するために、第1位置において、筒状商品の上面に相当な負圧が働くことを特徴としている。さらに、この文献は、商品が第2位置に移動している間、比較的低い負圧が前記上面に作用し続け、そして、その表面に周囲空気を導入することによって、商品が可動吸引部材から機械的に分離され、商品が所望する第2位置に落下することをクレームしている。この文献にも、大規模製造プラントにおけるガラスシートの高速輸送は示唆されていない。
DE 12 92 581 Aは、棚上のレールに対してローラを介して支持された棚積み重ねユニットの形の積み重ね昇降ユニットを開示している。このユニットは、昇降チェーンによって作動される昇降台及び中圧プレスによって起動される短距離昇降装置を有している。ここで、これら全ての装置は手動操作される。また、この積み重ね昇降ユニットは、対応する棚によって支持され、それゆえ、自由に動かすことはできない。昇降技術の公知の動作原理はともかく、この文献は、クリーンルーム状態で光電池素子を製造するための近代的な製造プラントに応用することは示唆していない。
DE 101 38 619 A1は、加工中の製品の輸送台の輸送、取り出し及び位置決めのための装置を開示している。この装置の場合、明細書に記載された情報によれば、昇降装置に関わりなく、好ましくは、貯蔵システムのC側面間に、独立駆動により抽出装置が引っ込められ、この場合、昇降装置は完全に空にされることが重要である。
自明な利点はさておき、クレームを含めてこの文献からは、本発明の目的に応用可能な教示はなされていない。
DE 20 2005 013 680 U1は、垂直方向に移動可能であり、且つ、中央輸送位置と延長された搬送位置の間の棚の深さ方向に移動可能な加重負担手段を備え、棚の前面に沿って棚運搬車を移動させるためのコンテナ貯蔵所用の棚運搬車を開示している。コンテナの貯蔵及び回収に必要な走行時間を短縮するために、この文献は、実質的に、必要な処理を制御する制御装置を用意することを教示している。
この文献には、本発明によって取り扱われる課題の解決手段は示唆されていない。
DE 10 2004 045 517 A1は、システムにおける電力の供給に必要な費用を低減するという目的に基づいたシステムを開示しており、電源ユニットを介して供給可能な電力を消費するものを備えた少なくとも1つの可動機能素子及び複数の固定機能素子で構成されている。この文献は、個々の電源に設けられた公知の測定方法を示唆している。DE 10 2004 045 517 A1は、本発明に係る装置において、この測定方法を実施することを示唆していない。
DE 21 54 709 A1は、高い棚に役立つ貯蔵・回収車両を開示しており、その棚の各通路には、水平方向に移動可能なように、昇降手段が装備された昇降マストが設けられている。スペースの無駄を少なくするために、この文献は、少なくとも2つの垂直方向に移動可能な昇降籠が昇降マストに設けられていることをクレームしている。本発明に係る装置に関する顕著な価値は、この文献には見あたらない。
EP 1 254 852 A1は、商品を貯蔵するために、複数の棚面に設けられた1又は複数の棚列、多数のレール及び複数のレールに結合された車両を備えた貯蔵・回収システムを開示しており、収容量を増大させることが可能なように、利用できる体積の割合を増加させ、構造が簡単でコスト効果を高くすることを意図している。この目的を達成するために、前記文献は、車両の動作中ケーブルを用いることなく外部電力を車両に供給するための手段が設けられ、個々の車両に貯蔵された商品を保持し配布するための手段が無線通信を介して形成され、制御コンピュータによって送信された制御信号を受信し変換するための受信システムが前記車両に装備されていることを、事実上クレームしている。EP 1 254 852 A1からは、本発明に係る装置においてこれを実施するということは示唆されていない。
DE 40 00 081 A1は、自己推進床搬送車両用の切換器制御ユニットを開示している。この文献において、本願発明に関する特徴はほとんど無く、本願発明によって取り組まれた課題を解決するための手段は示唆されていない。
DE 199 10 478 C2は、基板輸送装置を用いた基板輸送方法に関する。これは、比較的小さいウエハの輸送を含み、一方、本願発明は、比較的大きなガラスシートの高速輸送を含む。そこで開示されたスライドカバーは、粒子の放出を大幅に削減し、この文献では必要なものである。DE 199 10 478 C2は、本願発明に係る装置において、同様の対策を実施できることを示唆していない。
それゆえ、本発明に係る装置及び本発明に係る方法は、その輸送経路の両側に、ガラスシートを積み重ねた状態で確実に収容することができ、前記板を高速で長距離を輸送することができ、輸送経路の両側に前記板を確実に配置することができ、電力がケーブルレスで供給され、クリーンルーム条件を前提とし、ガラスシートを輸送するための輸送装置を提供するという目的に基づいている。
この目的を達成するため、本発明に係るガラスシート輸送装置は、光電池素子の製造のための大規模生産プラントにおける異なる生産ステーション間でガラスシートを高速輸送するためのガラスシート輸送装置であって、前記生産プラントはクリーンルーム条件を前提とし、
a) 昇降ガントリー(5)を搬送するための自由に移動可能な台座(1)と、
b) 伸縮自在ジャッキ板(6)によってガラスシート(12)を垂直方向に輸送するための少なくとも1つの垂直昇降籠(11)と、
c) クリーンルームにおける運転のために、耐摩耗性材料で製造され、排気を出さないようにカプセルに包まれた機械的な動作部分、及び
d) 前記台座(1)及び前記昇降ガントリー(5)を動作させる電力を供給するためのケーブルレス電力供給ユニット
を備え、
前記伸縮自在ジャッキ板(6)は、前記垂直昇降籠に取り付けられており、2つの反対方向に伸張可能であり、前記垂直昇降籠と共に昇降されることにより、ガラスシート(12)を連続的に、前記垂直昇降籠(11)の一方から他方に輸送することができ、
前記ケーブルレス電力供給ユニットは、レール(2)の領域において、床面に設置された誘導コイル及び前記台座(1)に取り付けられた誘導受信器(16)で構成されている
ことを特徴とする。
また、前記垂直昇降籠(11)は、複数の伸縮自在ジャッキ板(6)を受け入れるように構成されていることが好ましい。
さらに別の生産ステーションにアクセスを可能にするための切換器が、前記レール(2)によってあらかじめ設定された輸送路に取り付けられており、切換器を調節するための情報の伝達及び電力の供給が誘導及び/又は無線を介して行われることが好ましい。
複数の前記垂直昇降籠(11)及び複数の前記伸縮自在ジャッキ板(6)をそれぞれ備えた複数の前記台座(1)が、複数の生産ライン及び/又は複数の生産ステーションに供給するために用いられていることが好ましい。
前記ガラスシート(12)の位置決めが、レーザ及び/又はセンサ(17)を用いてモニタされることが好ましい。
本発明に係るガラスシート輸送方法は、光電池素子の製造のための大規模生産プラントにおける異なる生産ステーション間でガラスシートを高速輸送するためのガラスシート輸送方法であって、前記生産プラントはクリーンルーム条件を前提とし、
a) 搬送されるべきガラスシート(12)が伸縮自在ジャッキ板(6)によって各生産ステーションから取り上げられ又はその上に載置され、局部的な下降及び上昇が前記ガラスシートの取り上げ又は載置の前に実行され、
b) 昇降ガントリー(5)の構成要素の一部として、前記伸縮自在ジャッキ板(6)が、レール(2)上の台座(1)を介して各生産ステーション間を移動され、前記伸縮自在ジャッキ板(6)は、前記昇降ガントリー(5)の内部で垂直昇降籠(11)の構成要素の一部として垂直方向に移動され、
c) 前記伸縮自在ジャッキ板(6)は、前記垂直昇降籠(11)上の駆動部(8)によって前記レール(2)を横切る2つの互いに反対の方向に伸縮自在アーム(9)を介して移動され、前記ガラスシート(12)は、前記垂直昇降籠(11)の一方から他方に連続して輸送されることができ、
d) 前記台座(1)及び前記昇降ガントリー(5)を動作させる電力は、前記レール(2)の領域において、床面に設置された誘導コイル及び前記台座(1)に取り付けられた誘導受信器(16)を介して、ケーブルレスで供給されることを特徴とする。
前記垂直昇降籠(11)は、複数の前記伸縮自在ジャッキ板(6)を受け入れるように構成されていることが好ましい。
さらに別の生産ステーションにアクセスを可能にするための切換器が、前記レール(2)によってあらかじめ設定された輸送路に取り付けられており、切換器を調節するための情報の伝達及び電力の供給が誘導及び/又は無線を介して行われることが好ましい。
前記ガラスシート(12)の位置決めが、レーザ及び/又はセンサ(17)を用いてモニタされることが好ましい。
本発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータにおいて実行可能なプログラムであって、請求項6乃至請求項9に記載されたガラスシート輸送方法ステップを実行するためのプログラムコードを備えたことを特徴とする。
本発明に係る機械で読み取り可能な記録媒体は、コンピュータにおいて実行可能なプログラムであって、請求項6乃至請求項9に記載されたガラスシート輸送方法ステップを実行するためのプログラムコードを備えたコンピュータプログラムが記録されていることを特徴とする。
図1は、本発明に係る輸送装置を示す斜視図である。 図2は、昇降ガントリーの第1断面を示す。 図3は、昇降ガントリーの第2断面を示す。 図4は、昇降ガントリーの平面図である。 図5は、昇降ガントリーの詳細な断面を示す。 図6は、本発明に係る輸送装置の機能領域の全体を示し斜視図である。
本発明に係る装置について、以下に詳細に説明する。
図1は、荷積みステーション及び荷下ろしステーションが無い状態の本発明に係る輸送装置(transport apparatus)の斜視図である。
レール2の上を移動可能な、垂直方向に設置された昇降ガントリー5の台座1が、長手方向に走行する2つのレール2の右側の領域に描かれている。図1において、昇降ガントリー5の左側には、伸縮自在の昇降籠11及びその上に取り付けられた伸縮自在ジャッキ板6を垂直方向に上下動させるための昇降駆動部4が描かれている。伸縮自在ジャッキ板6は、レール2によって決定される台座1の移動路の両側の所定の範囲において伸縮可能である。ここで、昇降駆動部4及び垂直昇降籠11による動作高さは、それぞれの場合に応じて、設定可能である。図示において、伸縮自在ジャッキ板6は、右側のレール2から右側にのばされている。このことは、図3に示す状態と比較して、伸縮自在ジャッキ板6が、受け入れたガラスシート2を貯蔵庫、すなわち所定の貯蔵場所に据え付けることができる位置に設けられていることを意味する。
図2は、昇降ガントリー5の第1断面を示す。これは、図1と同じ側から見た図である。昇降ガントリー5を形成し、その間で垂直昇降籠11が移動可能な2つの垂直支柱が、レール2の上を移動する台座1を基盤として描かれている。この目的のため、昇降ガントリー5の垂直支柱の内側において、歯付きベルト10が、それぞれ昇降籠11の左右の2つの長辺に平行に展張されている。これら2つの歯付きベルト10は、左側の垂直支柱の左側に描かれた昇降駆動部4によって駆動される。この断面図において、伸縮自在アーム9は、垂直昇降籠11の中央部に描かれている。伸縮自在ジャッキ板6と共に、この伸縮自在アーム9は、ガラスシートをその上に載せるための交換器として作用する。図2において、この伸縮自在アーム9の駆動部8は、垂直昇降籠11上の伸縮自在アーム9の底部に取り付けられている。図2において、台座1の駆動部7は、右側の垂直支柱の右側に描かれている。
図3は、昇降カントリー5の第2断面を示し、図2に示す断面と比較して、90℃回転した向きを示している。ここで、垂直昇降籠11は、低い位置に停止しており、搬送ローラ15を介して生産ラインからガラスシート12が供給される。この目的のために、当該ガラスシート12は、搬送ローラ15によって示された搬送装置(transfer apparatus)上を搬送される。搬送装置の垂直支柱13にガイドされた昇降装置の調節可能な垂直支持台14を用いて、各ガラスシート12を上昇又は下降させることができる。
それによって、この搬送装置は、生産ライン上を届けられたガラスシート12の中間貯蔵場所として機能する。本発明に係る装置によって複数のガラスシート12が同時に搬送されうるので(図5参照)、この中間貯蔵場所の上に積み重ねられているときは、基台1は複数のガラスシート12を同時に特定の目的地まで移動させ、ガラスシートを下ろし、元の位置に戻り、新たな積み荷を載せることができる。
この搬送装置からガラスシート12をそれぞれ取得するために、伸縮自在ジャッキ板6は、垂直昇降籠11によって少しずつそれぞれの場合に下降することができ、そして、伸縮自在ジャッキ板6が下降した後、再び上昇させることができる。この工程は、後者がガラスシート12を受け取る前に、伸縮自在ジャッキ板6の各定位置において独立して実行される。特定の貯蔵場所において積み重ねるために、逆向きに実行される。図3において、誘導コイル3がレール2の領域において送信機として描かれており、その上の台座1の電力取り入れ用の対応する受信器16がそれに対応する。比較的長い距離を克服するために、このケーブルレス電力伝達方式は、電力を供給するための好適なケーブルを備えた好適な誘導コイルを、比較的大規模な工業プラントの床にたやすく設置することができるという利点を有する。通常、電力を供給するために用いられケーブルは、台座1によって搬送される距離に応じて、独立した別の装置によって巻き取られたり巻き解かれたりされなければならず、比較的長い距離を克服するには非常にやっかいなものであり、また、邪魔になりやすい。それゆえ、本発明に係る電力の伝送は、このような特定の意図された用途にとって相当な利点を生じる。
図4は、昇降ガントリー5及び断面におけるガラスシート12の輸送中の位置的条件を示す平面図である。図3における図示に従うと、図4の左側は、生産ラインによって届けられ、伸びた状態の伸縮自在ジャッキ板6の上に載置されているガラスシート12を示す。この場合、ここに描かれている位置センサ17は、伸縮自在ジャッキ板6の伸縮及び垂直昇降籠11の反対側への移動を制御するために用いることができる。垂直昇降籠11は、昇降ガントリー5の中心部に、そのユニットと共に描かれている。台座1は、方向を示すために描かれている。図4の右側は、目標となるステーションに対してガラスシート12を載せたり下ろしたりするために、(破線で示すように)伸縮自在ジャッキ板6を伸ばした状態を示している。ここで、図示された伸縮自在ジャッキ板6は、その仕事を遂行するために、垂直昇降籠11の一方の側から反対側にガラスシート12を搬送することができることが理解できるであろう。
図5は、垂直昇降籠11が最上位にあるときの昇降ガントリー5の断面の詳細を示す。レール1(誤記:正しくは2)及び台座1用の駆動部7に加えて、図5では、最初に、それぞれ伸縮自在ジャッキ板6を備えた2つの伸縮自在アーム9が、一方が他方の上に位置するように、垂直昇降籠11に設置されていることが理解できるであろう。今までのところ、伸縮自在ジャッキ板6又は伸縮自在アーム9は、概略的にいずれか一方しか示されていなかったが、この図では、複数のガラスシート12を高速輸送するために、複数の伸縮自在ジャッキ板6が、一方が他方の上になるように配置されていることを明瞭に示している。
誘導受信器16から電線18が引き出されており、伸縮装置に電力を供給し制御するために機能する。ここで、制御信号などを、誘導及び/又は無線によって伝達してもよい。
図6は、本発明に係る輸送装置の機能領域を概略的に示す斜視図である。ここで、図1に示すこの装置の基本構造は、供給ステーション及び/又は取り出しステーションとして機能する搬送装置(transfer apparatus)19、及び、さらに、スパッタリング及びコーティング装置20として機能する供給ステーション及び/又は取り出しステーションを備えた工場用途の一例として描かれている。純粋に、具体例として、ここで示された伸縮・昇降装置21は、伸縮自在ジャッキ板6が1つだけ取り付けられている。搬送装置19及び装置20における具体例として、2つの積載面だけを示している。伸縮自在ジャッキ板6は、ガラスシート12を垂直昇降籠11の一方から他方に連続して輸送することができることが、たやすく理解できるであろう。そうでないと、搬送装置19から装置20に又はその逆向きに、ガラスシート12を搬送することはできないからである。対応するガラスシート12を高速輸送するために、昇降ガントリー5の全高さに達するまで、状況に応じて、それぞれ追加のユニットを備えた多数の伸縮自在ジャッキ板6を垂直昇降籠11に取り付けることも可能である。
誘導電力供給はたやすく機能向上させることができるので、大規模な工場の物流管理のために、切換器(switches)を備えるように本発明に係る装置の機能向上を図ることも可能である。また、物流管理ネットワーク中で、本発明に係る複数の装置を同時に操作することも可能である。電力がケーブルによって供給される従来のプラントの場合、切換器位置による操作は不可能である。
上記のような動作特徴の複雑な制御には、特別な制御プログラムが必要である。
1 昇降ガントリー5の台座
2 レール
3 誘導コイル
4 昇降駆動部
5 垂直昇降ガントリー
6 伸縮自在ジャッキ板
7 台座1の駆動部
8 伸縮自在交換器6,9の駆動部
9 伸縮自在アーム
10 垂直昇降籠の駆動部の歯の付いたベルト
11 垂直昇降籠
12 ガラスシート
13 搬送装置の垂直支柱
14 搬送装置の昇降駆動部の垂直支持台
15 生産ラインの輸送ローラ
16 誘導受信部
17 位置センサ
18 伸縮装置の電源部及び信号線
19 搬送装置
20 スパッタリング及びコーティング装置
21 伸縮移動昇降装置

Claims (11)

  1. 光電池素子の製造のための大規模生産プラントにおける異なる生産ステーション間でガラスシートを高速輸送するためのガラスシート輸送装置であって、前記生産プラントはクリーンルーム条件を前提とし、
    a) 昇降ガントリー(5)を搬送するための自由に移動可能な台座(1)と、
    b) 伸縮自在ジャッキ板(6)によってガラスシート(12)を垂直方向に輸送するための少なくとも1つの垂直昇降籠(11)と、
    c) クリーンルームにおける運転のために、耐摩耗性材料で製造され、排気を出さないようにカプセルに包まれた機械的な動作部分、及び
    d) 前記台座(1)及び前記昇降ガントリー(5)を動作させる電力を供給するためのケーブルレス電力供給ユニット
    を備え、
    前記伸縮自在ジャッキ板(6)は、前記垂直昇降籠に取り付けられており、2つの反対方向に伸張可能であり、前記垂直昇降籠と共に昇降されることにより、ガラスシート(12)を連続的に、前記垂直昇降籠(11)の一方から他方に輸送することができ、
    前記ケーブルレス電力供給ユニットは、レール(2)の領域において、床面に設置された誘導コイル及び前記台座(1)に取り付けられた誘導受信器(16)で構成されている
    ことを特徴とするガラスシート輸送装置。
  2. 前記垂直昇降籠(11)は、複数の伸縮自在ジャッキ板(6)を受け入れるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のガラスシート輸送装置。
  3. さらに別の生産ステーションにアクセスを可能にするための切換器が、前記レール(2)によってあらかじめ設定された輸送路に取り付けられており、切換器を調節するための情報の伝達及び電力の供給が誘導及び/又は無線を介して行われることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のガラスシート輸送装置。
  4. 複数の前記垂直昇降籠(11)及び複数の前記伸縮自在ジャッキ板(6)をそれぞれ備えた複数の前記台座(1)が、複数の生産ライン及び/又は複数の生産ステーションに供給するために用いられていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のガラスシート輸送装置。
  5. 前記ガラスシート(12)の位置決めが、レーザ及び/又はセンサ(17)を用いてモニタされることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載のガラスシート輸送装置。
  6. 光電池素子の製造のための大規模生産プラントにおける異なる生産ステーション間でガラスシートを高速輸送するためのガラスシート輸送方法であって、前記生産プラントはクリーンルーム条件を前提とし、
    a) 搬送されるべきガラスシート(12)が伸縮自在ジャッキ板(6)によって各生産ステーションから取り上げられ又はその上に載置され、局部的な下降及び上昇が前記ガラスシートの取り上げ又は載置の前に実行され、
    b) 昇降ガントリー(5)の構成要素の一部として、前記伸縮自在ジャッキ板(6)が、レール(2)上の台座(1)を介して各生産ステーション間を移動され、前記伸縮自在ジャッキ板(6)は、前記昇降ガントリー(5)の内部で垂直昇降籠(11)の構成要素の一部として垂直方向に移動され、
    c) 前記伸縮自在ジャッキ板(6)は、前記垂直昇降籠(11)上の駆動部(8)によって前記レール(2)を横切る2つの互いに反対の方向に伸縮自在アーム(9)を介して移動され、前記ガラスシート(12)は、前記垂直昇降籠(11)の一方から他方に連続して輸送されることができ、
    d) 前記台座(1)及び前記昇降ガントリー(5)を動作させる電力は、前記レール(2)の領域において、床面に設置された誘導コイル及び前記台座(1)に取り付けられた誘導受信器(16)を介して、ケーブルレスで供給されることを特徴とするガラスシート輸送方法
  7. 前記垂直昇降籠(11)は、複数の前記伸縮自在ジャッキ板(6)を受け入れるように構成されていることを特徴とする請求項6に記載のガラスシート輸送方法。
  8. さらに別の生産ステーションにアクセスを可能にするための切換器が、前記レール(2)によってあらかじめ設定された輸送路に取り付けられており、切換器を調節するための情報の伝達及び電力の供給が誘導及び/又は無線を介して行われることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載のガラスシート輸送方法。
  9. 前記ガラスシート(12)の位置決めが、レーザ及び/又はセンサ(17)を用いてモニタされることを特徴とする請求項6乃至請求項8のいずれか一項に記載のガラスシート輸送方法。
  10. コンピュータにおいて実行可能なプログラムであって、請求項6乃至請求項9に記載されたガラスシート輸送方法ステップを実行するためのプログラムコードを備えたコンピュータプログラム。
  11. コンピュータにおいて実行可能なプログラムであって、請求項6乃至請求項9に記載されたガラスシート輸送方法ステップを実行するためのプログラムコードを備えたコンピュータプログラムが記録された機械で読み取り可能な記録媒体。
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