JP6597859B2 - 基板加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板加工装置、特に加工用のツールが装着される加工ヘッドを有する基板加工装置に関する。

太陽電池基板に絶縁用の溝を形成する装置として、例えば特許文献１に示された装置がある。この特許文献１の装置は、基板が載置されるテーブルと、テーブルの上方に配置された支持部材と、加工ツールが装着された複数の加工ヘッドと、を備えている。

この装置では、支持部材に支持された複数の加工ヘッドと、基板が載置されたテーブルと、を相対的に移動させることにより、基板に絶縁用の溝が形成される。

特開２０１０−２４５２５５号公報

基板加工装置におけるツールは消耗品であるので、所定の期間毎にツールを交換する必要がある。また、加工中にツールが破損した場合には、破損したツールを交換する必要がある。

従来の装置では、ツールの交換は、加工作業をいったん停止して行っている。このため、特に頻繁にツールの交換が必要な場合は、装置の稼働率が低下するという問題がある。また、自動でツール交換を行う装置を備えた加工装置も提供されているが、この場合も、ツール交換のためには、加工作業をいったん停止する必要がある。

本発明の課題は、基板の加工装置において、装置の稼働率を低下させることなく、ツールの交換作業を行えるようにすることにある。

本発明の一側面に係る基板加工装置は、搬送機構と、第１支持フレーム及び第２支持フレームと、それぞれ少なくとも１つの第１加工ヘッド及び第２加工ヘッドと、基板が載置されるテーブルと、を備えている。搬送機構は加工される基板を搬送する。第１支持フレームは、搬送機構の一方の側方に、搬送機構の搬送方向に延びて配置されている。第２支持フレームは、搬送機構の他方の側方に、搬送方向に延びて配置されている。第１加工ヘッドは、第１支持フレームに支持され、搬送機構の上方において搬送方向に沿って移動可能に設けられ、加工ツールが装着される。第２加工ヘッドは、第２支持フレームに支持され、搬送機構の上方において搬送方向に沿って移動可能に設けられ、加工ツールが装着される。テーブルは、搬送機構上の搬入・搬出領域と、第１加工領域と、第２加工領域と、の間で移動可能である。第１加工領域は、第１支持フレームを挟んで搬入・搬送領域と対向する領域である。第２加工領域は、第２支持フレームを挟んで搬入・搬送領域と対向する領域である。

この装置では、搬送機構によって搬入・搬出領域に搬送されてきた基板は、テーブル上に載置されて例えば第１加工領域に移動させられる。第１加工領域では、テーブル上の基板に対して第１加工ヘッドによって加工が行われる。このとき、第２加工ヘッドを停止状態にすることによって、第２加工ヘッドに装着された加工ツールのメンテナンスを行うことができる。

ここでは、基板の搬送方向の例えば左側に第１加工ヘッドが配置され、右側に第２加工ヘッドが配置されている。そして、一方の加工ヘッドで加工を行っているときに他方の加工ヘッドを停止させることにより、他方の加工ヘッドに装着された加工ツールをメンテナンスすることができる。したがって、加工ツールのメンテナンスによる装置の稼働率の低下を抑えることができる。

また、１つの搬送機構に対して２つの支持フレーム及び加工ヘッドを設けているので、装置全体が大型化するのを避けることができる。

本発明の別の側面に係る基板加工装置では、テーブルを、搬入・搬出領域と、第１加工領域と、第２加工領域と、の間で移動するためのテーブル移動機構をさらに備えている。

ここでは、基板が載置されたテーブルは、テーブル移動機構によって各領域間で移動される。

本発明のさらに別の側面に係る基板加工装置では、第１支持フレームは、第１加工領域と、搬送方向において第１加工領域から外れた第１待機領域と、の間にわたって延びている。第１加工ヘッドは第１加工領域と第１待機領域との間で移動可能である。また、第２支持フレームは、第２加工領域と、搬送方向において第２加工領域から外れた第２待機領域と、の間にわたって延びている。第２加工ヘッドは第２加工領域と第２待機領域との間で移動可能である。

ここでは、基板が第１加工領域において第１加工ヘッドによって加工されているときに、第２加工ヘッドを第２待機位置に移動させて加工ツールのメンテナンスを行うことができる。また、逆に、基板が第２加工領域において第２加工ヘッドによって加工されているときに、第１加工ヘッドを第１待機位置に移動させて加工ツールのメンテナンスを行うことができる。

本発明のさらに別の側面に係る基板加工装置では、第１待機領域及び第２待機領域にはテーブル移動機構は設けられていない。

テーブル移動機構は、一般に、ガイドレールや駆動のための機構を有している。そして、これらの機構は、各加工領域に延びて配置される。このため、加工領域では、作業者は加工ヘッドにアクセスしにくい。

そこで、この発明では、第１及び第２各待機領域にテーブル移動機構を設けていない。言い換えれば、テーブル移動機構が設けられていない領域を第１及び第２待機領域としている。したがって、各待機領域に移動させられた各加工ヘッドに対して作業者がアクセスしやすくなり、加工ツールのメンテナンス作業が容易になる。

本発明のさらに別の側面に係る基板加工装置では、第１待機領域及び第２待機領域は、搬送方向において同じ方向に配置されている。

ここでは、例えば、第１待機領域が搬送方向の下流側に、第２待機領域が搬送方向の上流側に配置される場合に比較して、搬送方向における装置全体のスペースを短くすることができる。

本発明のさらに別の側面に係る基板加工装置では、第１支持フレームは、第１加工領域に位置する部分は石製であり、第１待機領域に位置する部分は金属製である。

本発明のさらに別の側面に係る基板加工装置では、第２支持フレームは、第２加工領域に位置する部分は石製であり、第２待機領域に位置する部分は金属製である。

ここで、加工を行う際には、加工ヘッドを精度よく位置決めする必要がある。そこで、各加工ヘッドを支持する支持フレームの加工領域に位置する部分は、熱による膨張及び収縮が小さく、位置決め精度を高精度にしやすい石によって形成している。また、待機領域では、加工ヘッドを高精度に位置決めする必要がないので、石と比較して加工が容易で安価な金属により形成している。

以上のような本発明では、基板加工装置において、装置の稼働率を低下させることなく、ツールの交換作業を容易に行うことができる。

本発明の一実施形態による基板加工装置の概略平面図。

［構成］
図１に本発明の一実施形態による基板加工装置１の平面図を示している。この基板加工装置１は、太陽電池基板Ｓに複数の絶縁用の溝を形成するための装置である。図１において、基板Ｓは、左から基板が搬入され、右側に搬出される。図１に、搬送方向を矢印Ｃで示している。

基板加工装置１は、搬送機構２と、第１支持フレーム３及び第２支持フレーム４と、それぞれ３つの第１加工ヘッド５及び第２加工ヘッド６と、テーブル７と、テーブル移動機構８と、を備えている。そして、これらの各構成要素は、ベースフレーム１０上に配置されている。

搬送機構２は、複数のローラ及びこれらのローラに架け渡されて循環する搬送ベルトを有している。そして、前段に設けられた装置から搬送されてきた基板Ｓは、この搬送機構２によって、搬入・搬出領域Ｒｃに搬送される。なお、搬入・搬出領域Ｒｃについては後述する。

第１支持フレーム３は、搬送機構２の側方に配置されている。具体的には、第１支持フレーム３は、搬送方向Ｃの下流側に向かって搬送機構２の左側に配置されている。第１支持フレーム３は、門型に構成されており、複数の支柱（図示せず）と、第１ガイドフレーム３ａと、を有している。複数の支柱は、上下方向に延び、搬送機構２の側方に搬送方向Ｃに沿って並べて配置されている。第１ガイドフレーム３ａは、複数の支柱の上部に支持され、搬送機構２の上方において、搬送方向Ｃに沿って延びている。

第２支持フレーム４は、搬送機構２を挟んで第１支持フレーム３と対向して配置されている。すなわち、第２支持フレーム４は、搬送方向Ｃの下流側に向かって搬送機構２の右側に配置されている。第２支持フレーム４は、第１支持フレーム３と同じ構成であり、門型に構成され、複数の支柱と、搬送機構２の上方に搬送方向Ｃに沿って延びる第２ガイドフレーム４ａと、を有している。

第１加工ヘッド５は、第１支持フレーム３のガイドフレーム３ａに、搬送方向Ｃに沿って移動自在に配置されている。３つの加工ヘッド５のそれぞれには、複数の加工ツール１１が装着可能である。

第２加工ヘッド６は、第２支持フレーム４のガイドフレーム４ａに、搬送方向Ｃに沿って移動自在に配置されている。第２加工ヘッド６は、第１加工ヘッド５と同様の構成であり、１つの加工ヘッド６に対して複数の加工ツール１１が装着可能である。

第１加工ヘッド５及び第２加工ヘッド６は、各支持フレーム３，４のガイドフレーム３ａ，４ａに支持されているので、これらの加工ヘッド５，６の下方には、基板Ｓが載置されたテーブル７が通過可能なスペースが形成されている。

テーブル７は、平面視矩形状に形成されており、表面に基板Ｓを吸着して保持することが可能である。

テーブル移動機構８は、テーブル７を搬送方向と直交する左右方向に移動させるための機構である。テーブル移動機構８は、１対のガイドレール１２と、リニアモータ１３と、を有している。１対のガイドレール１２は、左右方向に延びて配置されており、テーブル７を移動自在に支持している。リニアモータ１３は、１対のガイドレール１２の間に配置されており、テーブル７の一部が連結されている。

ベースフレーム１０は搬送方向に沿って延びている。ベースフレーム１０において、搬送方向の下流側には、左右の幅方向に突出して形成された左突出部１０ａ及び右突出部１０ｂを有している。１対のガイドレール１２及びリニアモータ１３は、左突出部１０ａと右突出部１０ｂとの間にわたって設けられている。

以上のような加工装置では、図１に示すように、左突出部１０ａ上に第１加工領域Ｒｗ１が形成され、右突出部１０ｂ上に第２加工領域Ｒｗ２が形成されている。

第１加工領域Ｒｗ１は、テーブル移動方向においては第１支持フレーム３から左突出部１０ａのガイドレール１２の先端部分までの区間、搬送方向においては左突出部１０ａを含む区間によって定義される。

第２加工領域Ｒｗ２は、テーブル移動方向においては第２支持フレーム４から右突出部１０ｂのガイドレール１２の先端部分までの区間、搬送方向においては右突出部１０ｂを含む区間によって定義される。

そして、前述の搬入・搬出領域Ｒｃは、搬送機構２上において、第１加工領域Ｒｗ１と第２加工領域Ｒｗ２に挟まれた領域として定義される。

また、ベースフレーム１０において、左右の突出部１０ａ，１０ｂの搬送方向上流側には、左右方向の幅の狭い部分が形成されている。したがって、左右の突出部１０ａ，１０ｂのそれぞれの搬送方向上流側には、作業者が第１及び第２支持フレーム３，４に対して近づくことが可能な第１待機領域Ｒｅ１及び第２待機領域Ｒｅ２が形成されている。なお、これらの第１及び第２待機領域Ｒｅ１，Ｒｅ２には、当然ながらテーブル移動機構８は設けられていない。

そして、第１支持フレーム３は、搬送方向において、第１加工領域Ｒｗ１から第１待機領域Ｒｅ１にわたって延びて配置されている。第１ガイドフレーム３ａの第１加工領域Ｒｗ１に相当する部分３ａ１は、熱によって膨張及び収縮しにくいグラナイト（御影石）などの石で形成されている。また、第１ガイドフレーム３ａの第１待機領域Ｒｅ１に相当する部分３ａ２は鉄などの金属によって形成されている。

同様に、第２支持フレーム４は、搬送方向において、第２加工領域Ｒｗ２から第２待機領域Ｒｅ２にわたって延びて配置されている。第２ガイドフレーム４ａの第２加工領域Ｒｗ２に相当する部分４ａ１は石で形成され、第２待機領域Ｒｅ２に相当する部分４ａ２は鉄によって形成されている。

また、テーブル７は、テーブル移動機構８によって、搬入・搬出領域Ｒｃと第１加工領域Ｒｗ１との間で移動させられ、搬入・搬出領域Ｒｃと第２加工領域Ｒｗ２との間で移動させられる。

［動作］
この基板加工装置１に搬送されてきた基板Ｓは、搬送機構２によって搬入・搬出領域Ｒｃまで搬送され、テーブル７上に載置される。そして、テーブル７は、テーブル移動機構８によって、搬入・搬出領域Ｒｃから、例えば第１加工領域Ｒｗ１に向かって移動される。このとき、第１加工ヘッド５は、第１支持フレーム３の第１加工領域Ｒｗ１に位置している。

基板Ｓに溝を形成する場合は、第１加工ヘッド５を下降させて加工ツール１１を基板Ｓの溝形成予定ラインに押し当て、テーブル７を搬送方向と直交する方向に移動させて加工を行う。１工程分の溝が形成されれば、第１加工ヘッド５を上昇させ、第１加工ヘッド５を溝の１ピッチ分搬送方向に移動させる。そして、前記同様に、加工ツール１１を基板Ｓに押し当て、テーブル７を移動させて加工を行う。

以上の動作を繰り返し実行して、第１加工ヘッド５による溝の加工を実行する。

第１加工ヘッド５の加工ツール１１が交換時期に達したり、あるいは加工ツールが破損等したりすると、テーブル７を第１加工領域Ｒｗ１から第２加工領域Ｒｗ２に移動させる。また、これと併せて、第２加工ヘッド６を第２支持フレーム４の第２加工領域Ｒｗ２に移動させる。そして、前述の第１加工ヘッド５における動作と同様の動作で、溝の加工を実行する。

このとき、第１加工ヘッド５は、第１支持フレーム３の第１待機領域Ｒｅ１に移動させておく。そして、作業者は第１待機領域Ｒｅ１において、第１加工ヘッド５の加工ツール１１の交換作業を行う。なお、第１待機領域Ｒｅ１に移動させられた第１加工ヘッド５は、すべての駆動力が切断されている。したがって、作業者は安全に加工ツール１１の交換を行うことができる。

第２加工ヘッド６の加工ツール１１を交換する作業も、第１加工ヘッド５の加工ツール１１を交換する作業とまったく同様である。

［特徴］
（１）この装置では、一方の加工ヘッド５，６で加工を行っているときに他方の加工ヘッド６，５を停止させることにより、他方の加工ヘッド６，５に装着された加工ツール１１をメンテナンスすることができる。したがって、加工ツール１１のメンテナンスによる装置の稼働率の低下を抑えることができる。

（２）加工ツール１１の交換を、待機領域Ｒｅ１，Ｒｅ２で行えるようにしている。このため、作業者は加工ツール１１の交換作業が容易になる。また、作業者は安全に加工ツール１１の交換作業を行うことができる。

（３）第１待機領域Ｒｅ１及び第２待機領域Ｒｅ２は、搬送方向において同じ方向に配置されている。したがって、搬送方向における装置全体のスペースを短くすることができる。

（４）第１及び第２ガイドフレーム３ａ，４ａは、第１及び第２加工領域Ｒｗ１，Ｒｗ２に位置する部分３ａ１，４ａ１は石製であり、第１及び第２待機領域Ｒｅ１，Ｒｅ２に位置する部分３ａ２，４ａ２は鉄などの金属製である。したがって、加工領域Ｒｗ１，Ｒｗ２における加工ヘッド５，６を精度よく位置決めすることができる。また、この基板加工装置１を搬送等する際に、石の部分３ａ１，４ａ１と金属の部分３ａ２，４ａ２とで分解することができ、搬送等が容易になる。

［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

（ａ）搬送機構やテーブル移動機構の具体的な構成は前記実施形態に限定されない。種々の変形が可能である。

（ｂ）第１及び第２加工ヘッド５，６の個数は限定されない。

（ｃ）第１待機領域と第２待機領域とを、搬送方向において別の方向に配置してもよい。すなわち、第１待機領域を第１加工領域の搬送方向上流側に配置し、第２待機領域を第２加工領域の半方向下流側に配置してもよい。

１ 基板加工装置
２ 搬送機構
３ａ 第１ガイドフレーム
４ａ 第２ガイドフレーム
５ 第１加工ヘッド
６ 第２加工ヘッド
７ テーブル
８ テーブル移動機構
１１ 加工ツール
Ｒｃ 搬入・搬出領域
Ｒｗ１ 第１加工領域
Ｒｗ２ 第２加工領域
Ｒｅ１ 第１待機領域
Ｒｅ２ 第２待機領域

Claims (4)

1. 加工される基板を搬送する搬送機構と、
   前記搬送機構の一方の側方に、前記搬送機構の搬送方向に延びて配置された第１支持フレームと、
   前記搬送機構の他方の側方に、前記搬送方向に延びて配置された第２支持フレームと、
   前記第１支持フレームに支持され、前記搬送機構の上方において前記搬送方向に沿って移動可能に設けられ、加工ツールが装着される少なくとも１つの第１加工ヘッドと、
   前記第２支持フレームに支持され、前記搬送機構の上方において前記搬送方向に沿って移動可能に設けられ、加工ツールが装着される少なくとも１つの第２加工ヘッドと、
   前記搬送機構上の搬入・搬出領域と、前記第１支持フレームを挟んで前記搬入・搬送領域と対向する第１加工領域と、前記第２支持フレームを挟んで前記搬入・搬送領域と対向する第２加工領域と、の間で移動可能であり、基板が載置されるテーブルと、
   を備え、
   前記第１支持フレームは、前記第１加工領域と、前記搬送方向において前記第１加工領域から外れた第１待機領域と、の間にわたって延びており、
   前記第１加工ヘッドは前記第１加工領域と前記第１待機領域との間で移動可能であり、
   前記第２支持フレームは、前記第２加工領域と、前記搬送方向において前記第２加工領域から外れた第２待機領域と、の間にわたって延びており、
   前記第２加工ヘッドは前記第２加工領域と前記第２待機領域との間で移動可能であり。
   前記第１支持フレームは、前記第１加工領域に位置する部分は石製であり、前記第１待機領域に位置する部分は金属製である基板加工装置。
2. 前記第２支持フレームは、前記第２加工領域に位置する部分は石製であり、前記第２待機領域に位置する部分は金属製である、請求項１に記載の基板加工装置。
3. 前記テーブルを、前記搬入・搬出領域と、前記第１加工領域と、前記第２加工領域と、の間で移動するためのテーブル移動機構をさらに備えている、請求項１又は２に記載の基板加工装置。
4. 前記第１待機領域及び前記第２待機領域は、前記搬送方向において同じ方向に配置されている、請求項１から３のいずれかに記載の基板加工装置。

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