JP2011512310A - 超クリーンルーム内において弱衝撃性の板を運搬及び回転するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

弱衝撃性の薄い結晶板、特にガラス板を汚すことなく、同一平面上を、正確な進路で運搬及び回転するための装置及び方法において、ａ）ガラス板（６）が、ローラコンベヤの平行に実装された運搬部（９）上を運搬され、らせん様の構造を有するローラの表面を有し、ｂ）ガラス板（６）の走行方向を変更するため、他の追加ローラ（７）がローラコンベヤの適切な領域において、ローラ（８）間の空間に備えられ、前記他のローラは、持ち上げ装置を使ってローラコンベヤより高い位置に持ち上げられ、ｃ）走行方向から独立しているガラス板（６）を回転させるため、他の追加ローラ（１０）が、ローラコンベヤの適切な領域において、ローラ（８）間の空間に備えられる。
【選択図】図１

Description

現在のガラス建物の壁面は、現代建築の明白な象徴である。しかしながら、多くの場合、構造の機能要素であるだけでなく、太陽エネルギーを生成する役割を果たすようになってきている。適合した太陽モジュールは、建物の格子及び枠へ正確に統合することが可能である。半透明太陽電池だけでなく、透明部分を有する不透明太陽電池も、太陽光発電の光沢が光で満たされ現れるようにする。同時に、太陽電池は、時には日焼け防止及び眩光保護に対して望ましい効果を与える機能を持つ。

そのような太陽光発電システムの製造には、半導体及び集積電子回路の生産において第一に引き起こされる動作条件が必要になる。しかしながら、太陽光発電システムの製造においては、いわゆるクリーンルームの状態が、表面積の広い弱衝撃性ガラス板を取り扱うことを必要とする。

弱衝撃性ガラスの製造及びさらなる処理は、大きなフラットスクリーンの大量製造においても要求される。参考までに、現在のフラットスクリーンは、古いブラウン管モニターに取って代わり、常に値段も下がってきている。

それらは、ＴＦＴ／ＬＣＤ技術に基づくものである。ここでは、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）は画面の個々の画素において液晶を利用することを示し、ＴＦＴは薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor）を示す。ＴＦＴは、液晶配向、ひいては光透過率を制御する微小なトランジスタ要素である。

フラットスクリーン・ディスプレイは、多数の画素からなる。順に、各々の画素は、赤、緑、及び青の色に関連する３つのＬＣＤセル（サブ画素）からなる。１５インチの画面（対角線上を計測）は、およそ８０万個の画素又はおよそ２４０万個のＬＣＤセルを含む。

動作原理をより理解するためのものとして、ＬＣＤセルは、偏光サングラスと同様の働きをする。２つの偏光ガラスを、一方が他方の上に来るようにして、互いに対して回転させると、最初は見ることができるが、次第に見えなくなり、そのうち何も見えなくなる。これは、偏光ガラスが特定面で振動する光波のみに対して透過ということに起因する。２つの偏光ガラスを、一方が他方の上に来るようにして、互いに対して９０度回転すると、一部分の光は第一のガラスを通ることができるが、第二のガラスを通ることはできない。というのも、これが入射する光波に対して直角に位置し、光波をカットするためである。

ＬＣＤセルは、同じ原理で働く。ＬＣＤセルは、互いに対して９０度回転した２つの偏光ガラスからなり、上記の原理により、光を通さない。これら２つの偏光ガラスの間に、液晶層があり、光の振動面を回転させるという自然の特性を持つ。この液晶層は、十分に厚く、第一の偏光ガラスを通る光の回転が９０度戻って、第二の偏光ガラスも通ることができ、例えば、観察者が肉眼で確認できる。

その後、液晶分子が電圧印加によって自然の位置から向きを変えると、セルを通る光が減少し、対応する画素が暗くなる。対応する電圧は、それぞれのＬＣＤセルの一部を形成するＴＦＴ素子によって生成される。ＬＣＤディスプレイのための光は、大きなサイズの蛍光灯が照明空間に使用されるように、小さな蛍光灯によって画面枠の後部で生成される。

各画素は、赤、緑、及び青色のためのカラーフィルターを有しているため、これらのフィルターの透明性を制御することによって、各画素は、希望の混色又は希望の色を確定することができる。

フラットスクリーンは、標準のオフィスへの適用のために、優れた鮮明さ及び十分な色品質を有する。ＴＦＴはまた、人間工学的に、より小さな空間しか必要としないことや、消費電力が管モニターの３分の１であること、放射線放出が著しく少ないことのように、多くの利点がある。

マイクロエレクトロニクスでは一般的であるが、いわゆる超クリーンルームが、ＴＦＴ画面の製造に必要である。これは、導電性構造の小さなサイズという観点において、製造過程中に生じた微細な粒子であっても断絶を引き起こし得るためである。ＴＦＴ画面の製造において、そのような断絶は、画素の欠陥につながり得る。そのため、そのような画面の製造には、超クリーンルームが必要になる。

クリーンルーム又は超クリーンルームは、浮遊微小粒子の濃度を制御する部屋である。室内に入った粒子又は室内で作られて蓄積された粒子の数ができるだけ少なくなる方法で構成及び利用され、温度、湿度、空気圧のような他のパラメータが、必要に応じて制御される。

一方、ＴＦＴ画面は、現在安価になってきており、他方では、大画面の需要が目立ってきている。この傾向は、そのような画面が大きなイベントで大変迅速に役立つからでなく、現在の製造技術の結果、手頃な値段で手に入るようになっているからであることを考えると、一層顕著になる。

しかしながら、特に超クリーンルームにおいて、大きな画面を製造するには、これに必要とされる大きな表面積の薄ガラス板を処理するための特別な機械を必要とする。

この目的のために、第一に多軸型産業ロボットを使用することが可能である。多軸型産業ロボットの様々な実施例の使用を、様々な製品の製造技術における最新技術に分類することができる。

このような産業ロボットは、一般的に大きな工場で扱いにくい重量物を運搬するのに使用されるが、より小さな機械部品の製造にも有益に使用できる。いずれの場合においても大事なのは、個々の保持動作、運搬動作、及び設置動作に関連する、連続動作の再現可能な正確さである。

どのような状況でこれらの連続動作が行われるかは、多くの場合において重要ではない。例えば、連続動作でどんな騒音が発生するのか、そのような動作がほこりの動き又は多少の潤滑剤の流出に関連があるのかは、大抵は重要でない。摩擦の原因になる、可動の機械部品の避けることのできない摩耗もまた、大抵は重要なことではない。

汚染による危険にさらされる環境で働く場合、例えば食品加工工場、製薬工場、又は正確に超クリーンルームでの半導体製造において、このような付随する本質的な問題を別に考慮しなければならない。

そのため、EP1 541 296 A1の最新技術は、掃気媒体で充満している多数の掃気室を有する、汚染による危険にさらされる環境で使用する産業ロボットのような、処理器具の駆動装置の領域での処理装置について開示している。このような装置の場合の達成目的は、簡易な設計で、特に費用効果的な、汚染による危険にさらされる環境で安全に使用できる装置を開発することにある。

この目的は、個々の掃気室が、複数の駆動装置のグループの各々に配置されることで達成される（請求項１）。そのような産業ロボットが使用される環境は、標準の環境に比べて汚染により敏感であるため、設計配置に関する要求がより高くなるが、このような特別の要求は、超クリーンルームにおいて規定される状態と比較することはできない。

これとは別に、その結晶構造及び比較的大質量によって、極めて小さな衝撃に対して極めて敏感な、大きなＴＦＴ画面を製造する時にも使用されるような薄いガラス板を作る。そのような製品は、敏感性に欠け、位置精度も欠けることがあるため、産業ロボットは、超クリーンルームで大きくて薄いガラス板を処理するのにふさわしくない。

超クリーンルームの状態では、大きな弱衝撃性ガラス板を水平方向に運搬及びそれらを回転させるのに特別の注意が必要である。

超クリーンルームを維持する際、特に高価な製品の製造時の別の側面は、人によって汚染の危険性があることである。ここで、予期せぬくしゃみによって、製造装置全体を破壊する可能性がある。同様に、このようなシステムにはさらに高い信頼性が要求される。相応に設計された産業ロボットの入手及び操作には、高い費用がかかるため、このようなシステムの経済的な価格もまた重要である。

特に、産業ロボットによって表面積の広いガラス板を取り扱う際、これらのような表面積の広いものを動かすと、振動することがある。これは、一方では、吸引部による数箇所のみの接着、他方では、そのようなロボットの連続した加速運動によって生じる可能性がある。これらのような振動現象によって、ガラスの破損の危険性がさらに高まる。

ＤＥ20 2007 015 168 Ｕ1は、超クリーンルームにおいて弱衝撃性ガラス板を汚染なく処理するための装置を開示している。超クリーンルームの状況下で、大きな薄ガラス板を回転させる時に使用されるこの装置の目的は、人が入ることなく継続し、製造過程の外部にいる人によって制御及び監視される製造過程又は特別な製造過程への供給を確実にするものである。関連の装置は、製造過程において信頼性があり、費用効果的である必要がある。ガラス板の連続動作では、望まれない振動を排除する必要がある。

ここに記載されている装置は、主に超クリーンルームの状況下で、スライド要素を使ってガラス板を水平位置に方向合わせ及び運搬をし、繊細な位置合わせに従った垂直位置に旋回させる機能を持つ。ガラス板を正確な進路を長距離に渡り、回転を含む角度のついた進路上を運搬する問題はそこに記載されていない。

ＤＥ 26 42 627 Ａ1は、特に全自動焼入工場における、焼入槽のための運搬ローラを開示している。この公報の目的は、可能な限り、硬化物とローラとの接触による焼入効果の影響を回避するために使用される運搬を設計することにある。この公報は、大きな薄ガラス板を、超クリーンルームの状況下で、人が入ることなく自動的に運搬するという目的に関し、当業者に何ら提案していないように思われる。

ＤＥ 698 27 983 Ｔ2は、運搬ローラ及びその製造方法を、簡素化された製造方法を達成する目的と共に記載している。ここで、基本的に熱可塑性樹脂から内層を製造し、エラストマーから外層を製造することが提案されている。この製造方法は、当業者に、ガラス板の運搬について直接的な言及を何らしていないように思われる。

ＤＥ196 20 493 Ａ1は、ローラテーブルのローラレールのための持ち上げ装置を開示している。このような持ち上げ装置は、ガラス板を製造ラインから持ち上げることはできるものの、方法のさらなる工程にはふさわしくない。

ＤＥ 10 2004 012 043 Ａ1は、固体の長方形物を正しく位置付けして移動するための装置及び方法に関連する。これは、固体の長方形物を、物の流れの中で正しく位置付けして移動するのに役立ち、テーブル上にある最大数の物を自動操作で移動できる。ガラス板を運搬するどの参考文献も、最適な空間パターンで、予め分類された物について登録された幾何学データを使用するコンピュータを、主張した内容で使用することだけで構成されていると思われる。

ＤＥ 203 16 236 Ｕ1は、鎖のない輸送駆動を開示し、最も費用効果のある製品、操作信頼性、及び手がかからないことが最大の関心事である。この輸送駆動はまた、衛生要件も満たすことを目的としている。ここで、ガラス板を運搬するためにローラを駆動することは、ガラス板を運搬することの一つの様相としてしか意味がない。

ＤＥ 196 10 157 Ｂ4は、ローラ運搬部を記載し、また、より多くの数の運搬ローラを２箇所のお互いに直角になる運搬方向に、比較的低い設計費用で駆動する目的を達成するものである。これもまた、ガラス板を運搬することの一つの様相のみに関するものであり、本発明の目的の達成には無関係である。

従って、本発明による、超クリーンルームの状況下で大きな薄ガラス板を運搬するための装置及び方法の目的は、人が入ることなく継続し、製造過程の外部にいる人によって制御及び監視される製造過程又は特別な製造過程への供給を確実にするものである。

そのため、本発明では、ガラス板を振動なく、正確な進路を長距離に渡り、角度のついた進路上を運搬することができ、また、必要であれば回転することができる。関連の装置は、製造過程において、信頼性及び費用効果がある。

この目的は、請求項１に記載する装置及び請求項９に記載する方法によって達成される。

本発明による装置の詳細を以下に記載する。

図１は、本発明の運搬回転装置を示す平面図である。 図２は、ローラコンベヤの運搬ローラの分布の概略を示す図である。 図３は、角度コンベヤの持ち上げ装置の断面を示す図である。 図４は、回転装置の断面を示す図である。

図１に示す本発明による装置の可能性に関する概略図において、上部はローラコンベヤを示し、ガラス板（６）を以前の位置から製造中に移動させ、角度を９０°回転させて前進させるものである。

その後、そのようなガラス板が、例えばローラコンベヤ上で元の方向を保持するために回転する場合、下記の回転装置がローラコンベヤ上でガラス板の元の位置を再確立する機能を持つ。

図１にはまた、ローラコンベヤの運搬部（９）及び運搬ローラ（８）が示される。角度コンベヤの運搬ローラ（７）を、関連の運搬ローラ（８）の間の空間に見ることができる。ガラス板（６）の走行方向における回転装置の運搬ローラ（２）から角度ローラの運搬ローラ（７）も、平面図で示される。回転デッキの関連の運搬部は（１０）で示される。支持点（３）は、ガラス板（６）を支持する機能を持つ。回転フレーム（１）のための持ち上げ装置（５）を、回転装置の中央に見ることができる。右手側に見える、さらなるローラコンベヤの３つの運搬ローラは、ガラスの前方への運搬を示す機能を持つ。

図２は、ローラコンベヤの運搬ローラの分布を概略的に示す。ここで、運搬部（９）上のローラコンベヤの運搬ローラ（８）の表面が、らせん様の構造をしていることが分かる。この運搬ローラ（８）と同じ構造は、隣接する運搬部（９）の各々にも生じているが、反対方向である。本発明によれば、例えばＡｃｌａｔｈａｎ（登録商標）のような高品位の水架橋ＰＵＲエラストマーが、これらの運搬ローラ（８）の材料として使用されている。高い機械的強度に加え、この材料は耐用年数が極めて長く、密着性及びグリップ性と同様に摩耗性が非常に良い。これらの特徴は、特に超クリーンルームの状況下での応用のためには大変重要である。

これにより、最大の薄ガラス板（６）であっても運搬ローラ（８）によって運搬する際に振動することがなく、人や特別の装置によって修正することなく、正確な進路を運搬することができる。

ローラコンベヤの幅又は各運搬部（９）の長さは、運搬するガラス板（６）の寸法によって決定される。従って、図２の説明では、運搬部（９）が中央部分で中断されている。

図３に示す角度コンベヤの断面図は、左手側及び右手側に持ち上げ装置（１１）を示し、図１に従って、ローラコンベヤの運搬ローラ（８）の間を通ることができる運搬ローラ（７）を図示のフレームによって持ち上げる機能を持つ。この図では、図示のローラコンベヤの運搬ローラ（８）が比較的小さい直径であり、関連の運搬ローラ駆動部（１２）が右手側に位置すると認識される。図１の例では、運搬ローラ（７）は、各ガラス板（６）が９０°回転するように配置されている。超クリーンルーム内で運搬される材料の流れの走行方向は、９０°以外の角度に調整することもでき、それは運搬ローラ（８）の間の領域における運搬ローラ（７）を相応に回転させることによって調整することができる。この目的のために、ここで関連の運搬ローラ（８）の間の空間を広げることが必要であれば、この空間を必要に応じて調整可能である。そのような処置をする時には、必然的に下記の回転装置の運搬ローラ（２）の走行方向を、運搬ローラ（８）の走行方向に調整する必要がある。

ガラス板（６）の流れを途切れなくする下記の回転装置の運搬ローラ（２）が、図３の右手側に示される。

角度コンベヤがローラコンベヤに対して可変の角度を形成するように製造ラインを設計することが必要であれば、当業者は装置及び制御を調整する関連のセンサを使って達成することができる。下記の回転装置の持ち上げ装置（５）は、可変の動作のための追加設備をその面に与えられる必要がある。

図４は、図１の回転装置の断面を示す。ここに断面で示す回転フレーム（１）は、回転フレーム上に分布する支持点が各ガラス板（６）を運ぶという性質を持つように、支持部（３）を運ぶ。持ち上げ装置（５）及び回転フレーム（４）は、関連の運搬部（１０）と共に、ガラス板（６）を持ち上げて回転させ、運搬ローラ上に再び設置する機能を持つ。所望の回転の後、ガラス板は、使用に必要な場所に通じるさらなるローラコンベヤへ前方運搬される。必要に応じて、図示の運搬要素をより長い運搬ラインでいくつも連続して配置可能であることは言うまでもない。ここで、運搬された板が正確な進路上を誘導されることを確実にする、運搬ローラ（８）の進歩性ある配置の利点は、特に好ましい効果を有する。

自動的な走行運搬操作に必要なセンサ及び制御要素は、明らかなので省略する。

使用される移動要素、制御要素、及びセンサの各々の双方向制御には、特別な制御プログラムが必要である。

（１） 回転フレーム
（２） 回転装置の運搬ローラ
（３） ガラス板のための支持部
（４） 回転駆動
（５） 回転フレームのための持ち上げ装置
（６） ガラス板
（７） 角度コンベヤの運搬ローラ
（８） ローラコンベヤの運搬ローラ
（９） ローラコンベヤの運搬部
（１０） 回転デッキの運搬部
（１１） 角度コンベヤの持ち上げ装置
（１２） ローラコンベヤの運搬駆動部

Claims (10)

1. 弱衝撃性の薄い結晶板、特にガラス板を汚すことなく、同一平面上を、正確な進路で運搬及び回転するための装置において、
   ａ）運搬ローラ（８）の表面が、らせん様の構造を有し、隣接する運搬部（９）は反対向きのらせん状構造の前記運搬ローラ（８）を有し、高品位の水架橋ＰＵＲエラストマーが、前記運搬ローラ（８）の材料として使用されているローラコンベヤと、
   ｂ）さらに、角度コンベヤとして機能し、関連の領域において、要求された方向に走行し、それらの運搬部で回転可能であり、持ち上げ装置を使って前記ローラコンベヤより高い位置に持ち上げ可能である追加のローラ（７）が、前記ローラ（８）間の空間に備えられる第二のローラコンベヤと、
   ｃ）さらに、関連の領域において、中央部を支持され、回転可能な持ち上げ装置を使って前記ローラコンベヤより高い位置に持ち上げ可能である追加のローラ（１０）が、走行方向から独立しているガラス板（６）を回転させるために前記ローラ（８）間の空間に備えられる第三のローラコンベヤと、
   ｄ）角度コンベヤとして機能する前記第二のローラコンベヤの領域で、前記運搬部（９）の空間を調節するための装置と、
   ｅ）レーザ及びセンサ又はその何れか一方を使ってガラス板（６）の位置決めを監視するための装置と、を備えることを特徴とする装置。
2. Ａｃｌａｔｈａｎ原料がＰＵＲエラストマーとして使用されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記回転フレーム（１）の支持部（３）はＰＥＥＫプラスチックから成ることを特徴とする請求項１又は２のいずれか一項に記載の装置。
4. 機械的に動く部分は、排出がないようにカプセル化され、耐摩耗性の物質から成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記運搬ローラ（７）の運搬方向は、前記ローラコンベヤの方向に対して９０°の角度となることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記ローラ（２）は、それぞれ個別のサーボ駆動部を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の装置。
7. 弱衝撃性の薄い結晶板、特にガラス板を汚すことなく、同一平面上を、正確な進路で運搬及び回転するための方法において、
   ａ）ガラス板（６）が、並んで配置された運搬ローラ（８）が装着されたローラコンベヤの、平行に実装された運搬部（９）上を運搬され、らせん様の構造を有する前記運搬ローラ（８）の表面を有し、隣接する運搬部（９）では反対向きのらせん状構造の前記運搬ローラ（８）を有し、及び高品位の水架橋ＰＵＲエラストマーが、前記運搬ローラ（８）の材料として使用され、
   ｂ）ガラス板（６）の走行方向を調節するため、前記ガラス板（６）は、角度コンベヤとして機能する、さらなる第二のローラコンベヤの関連の領域に運搬され、前記第二のローラコンベヤにおいて、要求された方向を走行し、それらの運搬部に対して回転可能であり、持ち上げ装置を使って前記ローラコンベヤより高い位置に持ち上げ可能である追加のローラ（７）が、前記ローラ（８）間の空間に備えられ、前記各ガラス板（６）を要求された新しい方向へ運び、
   ｃ）前記走行方向から独立しているガラス板（６）を回転させるため、前記ガラス板（６）は、さらに第三のローラコンベヤの関連の領域に運搬され、前記第三のローラコンベヤにおいて、中央を支持され回転可能な持ち上げ装置を使って、前記ローラコンベヤより高い位置に持ち上げ可能である追加のローラ（１０）が、前記ローラ（８）間の空間に備えられ、前記各ガラス板（６）の高さが下げられてさらに運搬される前に、要求された新しい方向へ回転させ、
   ｄ）角度コンベヤとして機能する前記第二のローラコンベヤの領域における前記ローラ（７）の回転は、この領域の前記運搬部（９）の空間を調節する装置で一致して達成され、
   ｅ）前記ガラス板（６）を正確な進路で運搬し、回転させる全過程を、レーザ及びセンサ又はその何れか一方を使ってガラス板（６）の位置決めを監視する装置を使って監視することを特徴とする方法。
8. 前記運搬ローラ（８）の表面に適用されたらせん様の構造を使って、前記ローラコンベヤ上を運搬されるガラス板（６）が振動することなく、正確な進路にとどまるように制御されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. プログラムをコンピュータによって実行する場合、請求項７又は８のいずれか一項に記載の方法を実行するためのプログラムコードを有することを特徴とするプログラム。
10. プログラムをコンピュータによって実行する場合において、請求項７又は８のいずれか一項に記載の方法を実行するためのコンピュータプログラムのプログラムコードを記録することを特徴とするコンピュータ読取可能な記録媒体。

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