JP6616819B2 - フレキシブル基板のスタックを処理する方法およびロボットセル - Google Patents

Description

本発明は、グリップの手段によるフレキシブル基板のスタックの処理方法に関し、当該グリップはロボットアームに配置され、かつ下段指および対応する上段指を有し、当該方法は下段指を基台に静止するスタックの底部基板の下方に、および上段指をスタックの上部基板の上方に挿入すること、および下段指と上段指の間にスタックを締め付けることによってスタックを把持することを含む。本発明は、また当該方法を実行するロボットセルに関する。

これに関連して、フレキシブル基板はパイルで提供できる全ての種類のフレキシブル基板、すなわち、例えば紙シート、印刷されるか印刷されない、プラスチック基板、金属箔シート、またはペストリーもしくはパスタのシートでさえも含むことを意味する。

前書きに係る方法は、公開文献WO 2012/069056 A1から知られている。公知の方法によれば、把持動作は２つのグリッパを持つロボットの手段によってなされ、２つのグリッパはフレキシブル基板の把持スタックに通気するために並列で動作する。

例えば、印刷産業において、通気することは重要な役割であり、なぜならば、不十分に通気される紙シートのような基板は次の生産工程で個々または複数の基板の調整不良をもたらし、従って生産妨害を招く。

本発明の目的
本発明の背後の発明者は、これに関連してロボットの有益さを認識しているが、ロボットの使用は従来に亘って多くの有益さを導く、幾つかのさらなるスタック処理分野を確認している。

１つのそのような分野は、機械装置および床空間に関する。例えば印刷工場において、基板はしばしば大きなパイルおよび印刷プレスからの特大形式で配送される。そして、しばしば、的確な形式に切断する、次の大量生産工程の前に、前述の通気工程の他にも更なる工程が全体のパイルを逆さまに回転することを含む。これのための回転デバイスは、標準パレットおよび数百キログラム重量を取り扱うために、十分に大きく、強力であることが要求される。

他のそのような分野は、人工工学に関する。この場合も先と同様に、例えば印刷工場において前記切断工程の前に多くの特大基板は十分に大きな寸法のスタックに集められ、下流側のカッターで効果的な切断をし得る。特に、前記寸法は寸法および重量に関して両方を手動で扱うオペレータにとって、あまりに多くの基板を含む傾向がある。

そして、さらにそのような分野は、品質である。不十分な通気にも拘らず、調整不良による生産妨害をまた引き起こすことができる他の要因である。これらの多くの一つは、基板の全体のスタックの、または前記切断工程前の振動テーブル上のスタックの個々の基板の、過度に不正確な配置を導くことがあり得る、オペレータの不注意による調整不良である。最も有効な振動テーブルがそれに対して完全に相殺できないとしても、結果は不正確な切断基板であり得る。

最後に、品質は予期しない引っかき傷、または基板を阻害する別の方法、または手動処理が例えばカッターに対して正確に切られるスタックの例えば寸法および重量のために時々引き起こされる、その上への印刷によってあまりに悪化され得る。

以上の観点から、本発明の目的は装置および床空間、同様に人間工学および品質に係る前記問題を取り除く、または少なくとも軽減する方法を創造するためである。

発明の概要
本発明によれば、この目的は序文に係る方法の手段によって達成され、前記方法は最初にグリッパによってスタック前部を持ち上げること、およびグリッパを前記前部のそのままの傾斜方向に追従させながら、スタックが垂直下向きに向かうまでグリッパを持ち上げること、によって全てのスタックを懸垂状態に持ち上げる；懸垂状態で、スタックをグリッパによって支持体に移動する；支持体で、前記スタック前部と反対である、スタック後部が支持体と接触する状態になるように、スタックをグリッパによって下げる；およびそれから、最後にグリッパをスタックから取り外す前に、スタックを底部から上部基板方向に水平に移しながら、グリッパをさらに下げることによって、全てのスタックを支持体上に底部基板が上を向いた状態で配列する、さらなる工程によって特徴付けられる。

請求項に記載の本発明に係る方法は、特別な回転装置を必要とせずにロボットの手段によってフレキシブル基板の全てのパイルの回転に関してスタックを導くことが可能である。これは、機械コストおよび床空間を節約する。さらに、請求項に記載の本発明に係る方法は切断工程前の振動テーブルのような次の生産工程の前にパイルからのフレキシブル基板のスタックを支持体に手動で移動することのオペレータの仕事を軽減できる。これは人工工学的に最も便利である。そして、最終的に品質は調整不良および引っかき傷の問題を減らすために、請求項に記載の本発明に係る方法のために増強できる。

改良版において、本発明に係る方法は全てのスタックを懸垂状態に持ち上げる前に、前記スタック後部が基台上に残るように前記スタック前部のみを持ち上げる；第１のバーの手段によって前記スタック後部を前記基台に締め付ける；前記スタック前部の把持を解除し、かつグリッパの下段指が挿入されて残したまま、グリッパを下に向かわせる；下段スタック前部をグリッパの手段によって把持する：および前記第１のバーを取り除くことによって前記スタック後部をゆるめる、追加的工程を含む。改良は、段階的方法で配置される前部の前部面で基板を導き、前記段階的方法はスタックを支持体上に横たえる場合に基板の偏りのないことを導く。

更なる改良版において、請求項に記載の本発明に係る方法は、全てのスタックを支持体上に配列する前に、第２のバーの手段によって前記スタック後部を支持体に締め付ける、追加工程を含む。この改良は、例えば基板間に捕まえられる空気のためにグリッパによって最終的に解除する場合、基板の転置を最小にすることをもたらす。

更なる改良版において、請求項に記載の本発明に係る方法は、前記スタック後部が支持体に接触した時点で、スタック前後部間のスタックの中心部に下から上の基板方向で力を与えることを追加的に含み、前記力は前記スタック前後部と並行の線に対して前記方向にスタック膨れをさせる。この改良は、むしろ別の方法で平面方向に堅いスタッフを確実に膨れさせ、それによって基板はそのときに望ましい挙動を含む。

好ましくは、もし、支持体は突出した直立背板が設けられる傾斜した振動テーブルであるならば、請求項に記載の本発明に係る方法は支持体と接触するスタックを下に向かわせる場合、スタック後部をテーブルと背板との境界領域でテーブルに接触させる追加の工程を含む。特に、前記第１のバーを含む前記工程との組み合わせにおいて、この解決は支持体と関連してスタックの非常に精密な配置をもたらし、従って信頼性をさらに増大する。

好ましくは、請求項に記載の本発明に係る方法は前記ロボットを前記スタックに基板供給および前記支持体の後ろから処理させる、および、もし必要であれば、オペレータを前記基板供給および前記支持体の前部に供されるオペレータ空間から基板を処理させる、追加的工程を含む。ロボットとオペレータ間の相互作用によって、両者は多かれ少なかれそれが自身の作動空間を有するので、非常に改良される。

好ましくは、請求項に記載の本発明に係る方法は前記スタックを一対のグリッパの手段によって処理することを含み、それぞれのグリッパは２つのアームロボットのそれぞれ１つのアームに配置され、かつそれぞれ下段指および対応する上段指を有し、前記方法は前記一対のグリッパの第１のそれの第１の１つの下段指を最初に挿入する、前記一対のグリッパの第２のそれの第２の下段指を挿入された第１の下段指によって作られた隙間に挿入する、およびそれから前記スタックが前記一対のグリッパの下段指と対応する上段指の間で締め付けることによって把持される前に、下段指の少なくとも１つを挿入状態で他の下段指から遠く離れた前記スタックの前部に沿って移動する、追加的工程をさらに含む。２つのアームロボットを含む方法は、まさに１つのアーム、従って単一の大きいグリッパを必要とする、を用いるロボットを含む方法に比べてより基板に穏やかであり、かつそれは例えば引用される従来の文献に照らして通気工程を可能にするという理由でより多目的である。

２つのアームロボットを用いる場合、請求項に記載の本発明に係る方法は、スタックの初期把持の後、前記支持体上に最終解除まで前記一対のグリッパを平行に移動すること、の追加的工程を好ましくは含む。この方法において、調節不良および他のそのような事柄は確実に回避される。

別の側面によると、本発明は請求項の方法で実行するためのロボットセルに関し、前記ロボットセルは基板供給および基板支持体の後方に配置されるロボットと、前記基板供給および前記基板支持体の前方に配置されるオペレータ空間と、を備える。この場合も先と同様に、両方のロボットおよびオペレータのための概ね制約されない作業空間を作るので有益であり、前記作業空間は安全事由に対して好適であり、かつ前記２つの間の相互作用性を改良する。

好ましくは、ロボットセルにおいて前記基板供給は、フレキシブル基板のスタックがロボットによってそこから取り除かれるときに、一段ずつ基板のパイルを持ち上げるために配置されるリフトテーブルを備える。その有益さは、その方法のロボットがスタックを低レベルの高さに次第に持ち上げる必要がないので、サイクル時間の低減を可能にする。

最後に、もし、ロボットセルの前記基板支持体が傾斜振動テーブルを備えるのであれば、テーブルがロボットに向けるか、もしくは遠く離れることを可能にするように前記テーブルが台石に好ましくは回転可能に取付けられる。そのような方法において、ロボットおよび必要であればオペレータの手動働きの両方の働きは、促進する、および速度を上げる、ことが可能である。

図面において、本発明の好ましい実施形態が概略的に示される。

本発明に係るロボットセルの一般的な配置を示す透視図である。 本発明に係る方法の工程を逐次示す図である。 本発明に係る方法の工程を逐次示す図である。 本発明に係る方法の工程を逐次示す図である。 本発明に係る方法の工程を逐次示す図である。 本発明に係る方法の工程を逐次示す図である。 本発明に係る方法の工程を逐次示す図である。 本発明に係る方法の工程を逐次示す図である。 本発明に係る方法の工程を逐次示す図である。 本発明に係る方法の工程を逐次示す図である。

図１に示されるロボットセル１は、背後に二腕ロボット２を備え、当該二腕ロボットは付加的な柔軟性に対して高さ調整可能になるように支柱３に支持されている。そのようなロボット２は、基台４上の垂直軸の周りに回転可能で、かつ肩部５を備え、当該肩部は２つのアーム６，７を支える。これらは、多重角度で回転される形態として一般的に知られ、かつそれらの遠心端でグリッパを支持する。

ロボット２の前部において、示されるロボットセルは、２つのユニットを備え、右の１つは昇降テーブル１０であり、かつ左の１つは振動テーブル１１である。

昇降テーブル１０は、フレキシブル基板１４のパイル１３が高さ調整手段で置かれている、パレット１２等を蓄えるために配置される。基板１４は、例えば紙シートであり、その紙シートは印刷機（図示せず）からもたらされる、それらの両側の少なくとも１つに印刷を有し、そのような側は図１に上方に向いて示される。

振動テーブル１１は、台石１５および支持体を形成するテーブル上部１６を備える。テーブル上部１６は、ロボット２に向けて傾斜され、後に述べられる機能の、直立状態背板１７を備える。テーブル上部１６は台石１５上に垂直軸の周りに回転可能に取付けられている。従って、それはテーブル上部１６がロボット２から遠く離れて傾斜される場合、前記背板１７が示されるようにロボット２に隣接して、またはロボット２から離れるように回転することが可能である。

昇降テーブル１０の前部および振動テーブル１１において、如何なるロボット部品も占められない、一般的に１８で表示される空間がある。本発明によれば、この空間１８はロボットセル１を監視する、および必要な時、前部から好都合になすことが可能である、昇降テーブル１０上にフレキシブル基板１４の新パイル１３を持つ新パレット１２を装填する、任務を有するオペレータ（図示せず）によって使用されるべきである。

さらに、ロボットセル１の詳細は図２〜図１０を参照して本発明に係る方法の好ましい実施形態の詳細な説明と関連して以下に説明する。

一般的に、本発明に係る好ましい方法はフレキシブル基板１４の取り扱いに関する。これらは、図１に示すように、パイル１３をパレット１２上に通常、供給する。印刷機（図示せず）からもたらされるシートのような基板１４は、バッチで分けられるか、またはカッター（図示せず）で切断するために適した厚さのスタック２０である。さらに、基板１４はそれらの側Ａ、図２−図４の上方に向かう面が下方に向けて回転するように、逆さまに回転されず、かつそれらの側Ｂは図９および図１０に示されるように、代わりに上方に向けて回転する。そして、最後に基板１４は切断が良好に位置合わせされるべき前にスタックに配置され、それにより切断が正しい場所でなされる。

全ては、とりわけロボット２およびそのグリッパ８，９を備えるロボットセル１の手段による本発明に係る方法で達成される。これらのそれぞれは、二腕ロボット２それぞれの１つのアーム６，７に配置され、かつそれぞれ下段指２１，２２および対応する上段指２３．２４を有する。

第１の方法工程において、一対のグリッパ８，９の第１の１つ８の第１の下段２１指はスタック２０の底部基板１４の下方に本質的に水平に挿入され、当該底部基板１４は基台もしくはパレット１２上に直接置く、またはフレキシブル基板１４の大きなパイル１３の面部を形成でき、従って他の基板の基台上に置く。それから、一対のグリッパ８，９の第２の１つ９の第２の下段指２２は、挿入された第１の下段指２１によって形成される隙間に本質的に水平に挿入される。それ故、挿入状態の下段指２１，２２の少なくとも１つは、前記スタック２０が一対のグリパー８，９の下段指２１，２２と対向する上段指２３，２４間で締め付けられることによって把持される、上段指２３，２４は上部基板の上向きの作業基準面に接する、前に下段指２１，２２から遠く離れるようにスタック２０の前部２０’に沿って移動される。これまでの説明は、図２に概略的に示される状態で達成される。

図２および図３に示される次の方法工程は、スタック後部２０”が示されるパレット１２または前述のパイルのような、基台にとどまるように、並列したグリッパ８，９の運転の手段によってスタック前部２０’のみ（図３参照）を持ち上げることを含む。それから、スタック後部２０”は第１のバー２５の手段によって基台に締め付けられる。第１のバー２５は、例えば歯状突起のある駆動の手段によって作動する（下降および上昇する）、図１に示される１つと同様に形成し得る。グリッパ８，９は、スタック前部２０’を取り外し、かつ挿入状態にとどまるそれらの下段指２１，２２を持ち上げている間に、下方に向けて移動する。図４に示される初期位置に戻し、グリッパ８，９はスタック２０を新たに把持し、それから第１のバー２５は持ち上げられることによってスタック後部２０”の留め金を外す。全ての動作の結果は、図３および図４に組み込まれる拡大図に図示され、スタック後部２０”およびスタック前部２０’での基板１４は次に従う方法の工程に有益である、段階付される手法に配置されることになることを明確に示される。

次の方法工程は、グリッパ８，９によって把持される全てのスタック２０を懸垂状態に持ち上げる。これは、常にスタック２０を把持している間、グリッパ８，９はそれらがスタック２０およびそのフレキシブル基板１４の平常な傾斜方向（図２〜図９のグリッパおよびスタック傾斜を参照）に一直線になるように調整することを明確に示す図５に示される。

懸垂状態において、スタック２０は基台４（図１参照）上に回転し得るロボット２によって振動テーブル１１の傾斜テーブル上部１６の形態で支持体に移動される。図６に示すように、スタック２０の前底部基板１１の側Ｂは、スタック２０がそのようなテーブル上部１６に接触するまで下がる間、背板１７に位置合わせされ、かつ置かれる。さて、矢印Ｆによって示される力は底部から頂部の基板方向の側Ｂ上の中心に例えば空気ブラストまたは適切な機械手法で付与され、当該基板方向はスタック２０をスタック前部２０’および後部２０”に平行な直線周りに膨らませる。これは、図７に明らかに示され、ここでスタック２０はこれらのグリッパが背板１７から平行に離れて移動する間、グリッパ８，９の手段によって連続して下がることがわかる。

スタック位置が図１の一つと同様に達するまで下降が連続する。しかしながら、２つの重要な相違点がある。第１の１つは、スタックは上に向く前底部側Ｂおよび下に向く前上部側Ａを有することである。言い換えれば、本発明の方法によるスタック２０の処理は特別な回転装置またはオペレータによる人的な相互作用を必要とせずに、その上方下方の回転を導く。第２の相違は、前述した第１のバーの使用は本質的に直線または非偏り形態（図８の拡大図参照）で、かつ他の場合であろう段階的方法ではなく、背板１７に隣接するスタック２０の基板１４をなすことである。

グリッパ８，９が図８に示されるのと同様に下降する場合、第２のバー２６は動きが現われる（図１および図９参照）。第２のバー２６は、グリッパ８，９が最終的にスタック８を解除する前に、スタック後部２０”をテーブル上部１６に締め付けるために用いられる。位置を変えるために基板の動きを締め付けたおかげで、例えば基板間に捕まった空気が従って除去される。

最後の図１０において、スタック２０はテーブル上部１６上に逆さまに置くことを示している。さらに、組み込まれる拡大図は、使用が振動テーブルでなされ、背板１７に隣接するその全ての基板１４を有する最終スタック２０に達し、かつカッター（図示せず）の手段によって切断するために準備される前でさえ、スタック２０の基板１４が既に全く良好に位置合わせされていることを示すために用いられる。

当業者は、述べた方法の他にロボットセル１もまた、別記特許請求の範囲の範囲内で異なる手法で変更できることを気が付く。従って、一対のグリッパ８，９を持つ二腕ロボット２を使用することは絶対的に必要ではないが、例えば柔軟性のために好ましい。さらに、例としての第１および第２のバー２５，２６の使用は、必須ではないが、基板位置合わせ品質の観点から有益である。そして、最後に示さないが、スタック品質を振動テーブル１１のテーブル上部１６上で最大限にするために、背板１７の複数のガス排出ノズルおよび／またはテーブル上部１６と背板１７の間の境界領域における複数のガス排出溝であり得、テーブル上部１６および背板は背板１７の複数のガス注入ノズルから流出するガスを排出するために配置される。ガスは、スタック２０の基板の一部を浮遊させるために用いられ、一方、スタックは振動され、従ってこれらの基板はくっつく傾向が少ない。使用されるガスは、イオン化空気が好ましく、当該イオン化空気は静電気の問題を軽減することを助長する。

Claims (11)

1. グリッパ（８）の手段によるフレキシブル基板（１４）のスタック（２０）の処理方法であって、当該グリッパ（８）はロボット（２）のアーム（６）に配置され、かつ下段指（２１）および対応する上段指（２３）を有し、当該方法は前記下段指（２１）を基台（１２）に静止するスタック（２０）の底部基板（１４）の下方に、および前記上段指（２３）を前記スタック（２０）の上部基板（１４）の上方に、挿入する、および前記下段指（２１）と前記上段指（２３）の間のスタックを締め付けることによってスタック（２０）を把持する、工程を含み、
   最初にグリッパ（８）によってスタック前部（２０ '）を持ち上げること、およびグリッパ（８）を前記前部（２０'）のそのままの傾斜方向に追従させながら、スタックが垂直下向きに向かうまでグリッパ（８）を持ち上げること、によって全てのスタック（２０）を懸垂状態に持ち上げる、
   懸垂状態で、前記スタック（２０）を前記グリッパ（８）によって支持体（１６）に移動する、
   前記支持体（１６）で、前記スタック前部（２０’）と反対であるスタック後部（２０”）が前記支持体（１６）と接触する状態になるように、前記スタック（２０）を前記グリッパ（８）によって下げる、および
   それから、最後に前記グリッパ（８）を前記スタック（２０）から取り外す前に、前記スタックを底部から上部基板方向に水平に移しながら、前記グリッパ（８）をさらに下げることによって、全てのスタック（２０）を前記支持体（１６）上に前記底部基板（１４）が上を向いた状態で配列する、さらなる工程によって特徴付けられる方法。
2. 全ての前記スタック（２０）を懸垂状態に持ち上げる前に、前記スタック後部が前記基台（１２）上に残るように前記スタック前部（２０’）のみを持ち上げる、
   第１のバー（２５）の手段によって前記スタック後部（２０”）を前記基台（１２）に締め付ける、
   前記スタック前部（２０’）の把持を解除し、かつ前記グリッパ（８）の前記下段指（２１）が挿入されて残したまま、前記グリッパ（８）を下に向かわせる、
   前記下段スタック前部（２０”）を前記グリッパ（８）の手段によって把持する、および
   前記第１のバー（２５）を取り除くことによって前記スタック後部（２０”）をゆるめる、追加的工程を含む請求項１記載の方法。
3. 全ての前記スタック（２０）を前記支持体（１６）上に配列する前に、第２のバー（２６）の手段によって前記スタック後部（２０”）を前記支持体（１６）に締め付ける、追加工程を含む請求項２記載の方法。
4. 前記スタック後部（２０”）が前記支持体（１６）に接触した時点で、前記スタック前後部（２０’）および（２０”）間の前記スタック（２０）の中心部に下から上の基板方向で力（Ｆ）を与えることを追加的工程に含み、前記力（Ｆ）は前記スタック前後部（２０’）および（２０”）と並行の線に対して前記方向に前記スタックを膨れさせる請求項１ないし３いずれか１項記載の方法。
5. 前記支持体（１６）が突出した直立背板（１７）が設けられる傾斜した振動テーブル（１１）の一部を形成し、前記方法は前記テーブル上部（１６）と接触する前記スタック（２０）を下に向かわせる場合、前記スタック後部（２０”）を前記テーブル上部（１６）と前記背板（１７）との境界領域で前記テーブル（１１）に接触させる追加の工程を含む請求項１ないし４いずれか１項記載の方法。
6. 前記ロボット（２）を前記スタック（２０）に基板供給（１０）および前記支持体（１６）の後ろから処理させる、および、もし必要であれば、オペレータを前記基板供給（１０）および前記支持体（１６）の前部に供されるオペレータ空間から前記基板（１４）を処理させる、追加的工程を含む請求項１ないし５いずれか１項記載の方法。
7. 前記スタックの処理は、一対のグリッパ（８、９）の手段によって遂行され、それぞれのグリッパ（８、９）は２つのアームロボット（２）のそれぞれ１つのアーム（６，７）に配置され、かつそれぞれ下段指（２１，２２）および対応する上段指（２３，２４）を有し、前記一対のグリッパ（８，９）の第１の１つの第１の下段指（２１）を最初に挿入する、前記一対のグリッパ（８，９）の第２の１つ（９）の第２の下段指（２２）を挿入された前記第１の下段指（２１）によって作られた隙間に挿入する、およびそれから前記スタック（２０）が前記一対のグリッパ（８、９）の前記下段指（２１，２２）と対応する前記上段指（２３，２４）の間で締め付けることによって把持される前に、前記下段指（２１，２２）の少なくとも１つを挿入状態で他の下段指（２１，２２）から遠く離れた前記スタック（２０）の前部（２０’）に沿って移動する、追加的工程をさらに含む請求項１ないし６いずれか１項記載の方法。
8. 前記スタック（２０）の初期把持の後、前記支持体（１６）上に最終解除まで前記一対のグリッパ（８，９）を平行に移動する、追加的工程を含む請求項７記載の方法。
9. 請求項１ないし８いずれか１項記載の方法で実行するためのロボットセル（１）であって、前記ロボットセルは基板供給（１０）および基板支持体（１６）の後方に配置されるロボット（１２）と、前記基板供給（１０）および前記基板支持体（１６）の前方に配置されるオペレータ空間と、を備えることを特徴とするロボットセル。
10. 前記基板供給（１２）は、フレキシブル基板（１４）のスタック（２０）がロボット（２）によってそこから取り除かれるときに、一段ずつフレキシブル基板（１４）のパイル（１３）を持ち上げるために配置されるリフトテーブルを備える請求項９記載のロボットセル（１）。
11. 前記基板支持体（１６）は、傾斜振動テーブル（１１）の一部を形成し、前記テーブルは台石（１５）に回転可能に取付けられ、それ故にロボット（２）に向けるか、もしくは遠く離れることが可能である請求項９または１０記載のロボットセル（１）。

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