CN101489883A - 板状体的收纳方法及收纳装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供可以将大型玻璃基板等大型板状体良好地逐块收纳于托盘的板状体的收纳方法及收纳装置。在玻璃基板用收纳装置中装备托盘倾斜装置，将呈L形配置有定位构件的托盘承载于该玻璃基板用收纳装置，通过所述托盘倾斜装置使该托盘以层叠板状体的表层材料面和水平面所成的角度达到40度以上的方式倾斜的同时，使其以该托盘的下边和水平面所成的角度达到10度以上的方式倾斜，将逐块搬入该倾斜姿态的托盘的玻璃基板的缘端部与呈L形配置的定位构件抵接而定位，进行收纳。

Description

板状体的收纳方法及收纳装置
技术领域
本发明涉及将板状体、特别是平板显示器(FPD)、即液晶显示器和等离子体显示器等用的大型玻璃基板和其制造过程中的作为中间制品的大型玻璃基板收纳于托盘的板状体的收纳方法及收纳装置。
背景技术
被用于FPD用玻璃等的大型玻璃基板的制造工序中，实施以下的操作：将通过玻璃基板制造炉制成的带状平板玻璃切割成规定的尺寸，将该经切割的矩形的大型玻璃基板用传送带搬运，将其以机械手吸附保持，逐块地移送至托盘，在托盘中收纳多块玻璃基板。
作为托盘的类型，已知以竖立摆放的状态收纳多块玻璃基板的专利文献1、2中所示的立式托盘以及将多块玻璃基板平放而层叠收纳的专利文献3、4中所示的卧式托盘。卧式托盘可以重叠堆放，所以与难以重叠堆放的立式托盘相比，具有相对于占地面积的收纳块数多的优点。此外，立式托盘在用卡车搬运时为了确保安全性而必须使其倾斜来装载，因而相对于卡车的货箱面积的收纳块数大幅减少。因此，因为这样的保管、运输时的收纳块数的状况，目前卧式托盘受到注目。
专利文献1：日本专利特开2005-298062号公报
专利文献2：日本专利特开2006-123953号公报
专利文献3：日本专利特开2005-75366号公报
专利文献4：日本专利特开2005-75433号公报
发明的揭示
然而，虽然已知卧式托盘适合于大型玻璃基板的收纳，但还未具体地提出用于将通过玻璃基板制造炉制成并用传送带搬运来的大型玻璃基板良好地逐块收纳于卧式托盘的收纳方法及其装置。
本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供可以将大型玻璃基板等大型板状体良好地逐块收纳于托盘的板状体的收纳方法及其装置。
本说明书中说明的板状体以被称为所谓第8代尺寸(约2400mm×约2160mm)的玻璃基板为主，例如液晶显示器用玻璃基板的情况下，厚度为约0.4mm～0.7mm，厚度为0.7mm的玻璃基板每1块具有约10kg的质量。该玻璃基板在收纳时于传送带上其上表面盖有具透气性的衬纸，同时隔着该衬纸吸附保持于机械手，被逐块收纳于卧式的托盘。
如果在将托盘置于水平的状态下逐块收纳(层叠)板状体，则介于之前收纳的最上部的板状体和要层叠的板状体之间的空气不易去除，即因面积大而容易在板状体间封入更多的空气，因此残存于板状体间的少量空气产生空气轴承的作用，产生所层叠的板状体的位置相互偏移的问题。如果板状体的位置偏移，则不仅在后续工序中自动取板变得困难，而且大幅偏移时板状体与托盘的缘部或角部接触而产生缺损、损伤、破裂等缺陷。
于是，如果使托盘相对于水平面倾斜，则板状体间的空气变得容易除去，位置偏移的问题得到解决。倾斜角度越大，则效果越好。然而，收纳玻璃时使卧式的托盘倾斜意味着在托盘交换时需要将规定块数的板状体收纳于倾斜的托盘后将托盘恢复水平姿态、再与新的空托盘交换、再次使该空的托盘倾斜的操作，倾斜角度越大，则时间上的损失越大，所以并不是高效的方法。
此外，如果使用具有高精细的机能的高价的机械手，则板状体可以在不发生位置偏移的情况下收纳于托盘，但使用通常所用的通用机械手的情况下，通用机械手的动作产生偏差，无法避免收纳时因机械手的性能极限而发生板状体的位置偏移。于是，从装置的成本削减的角度来看，理想的是通过利用板状体的自重(重量)控制托盘的倾斜角度(姿态)而使板状体滑向定位位置，即使在使用通用机械手的情况下，也提供可以在不发生位置偏移的情况下收纳板状体的装置。该情况下，前面也进行了说明，如果无意中将托盘的倾斜角度设得较大，则托盘交换时产生时间上的损失，所以是不理想的。
于是，本发明基于上述的情况，在将矩形的板状体逐块收纳于托盘的板状体的收纳方法中，具有以下的特征：所述托盘包括具备层叠板状体的表层材料和固定于所述表层材料的呈L形配置的2边的定位构件的基座，使所述定位构件的第1边位于托盘的下方，使所述托盘以所述表层材料和水平面所成的角度达到40度以上的方式倾斜的同时，使所述托盘以所述定位构件的第1边和水平面所成的角度达到10度以上的方式倾斜，板状体在所述倾斜姿态下被逐块收纳。在这里，托盘的下方是指使托盘以所述表层材料和水平面所成的角度达到40度以上的方式倾斜时的下方。
上述板状体的收纳方法中，较好是收纳于所述托盘的所述板状体通过托盘的倾斜配置而借重力滑动，使得板状体的边部与所述定位构件抵接，从而被定位于托盘的规定位置。
此外，本发明基于上述的情况，在将矩形的板状体逐块收纳于托盘的基座的表层材料上的板状体的收纳装置中，具有以下的特征：包括使所述托盘倾斜配置的第1和第2倾斜单元以及将板状体逐块搬运并收纳到通过所述倾斜单元所倾斜配置的所述托盘的表层材料上的搬运单元，所述表层材料上固定有将所述板状体定位于托盘的规定位置的呈L形配置的2边的定位构件，所述第1倾斜单元使所述定位构件的第1边位于托盘的下方，使托盘以所述表层材料和水平面所成的角度达到40度以上的方式倾斜的同时，所述第2倾斜单元使托盘以所述定位构件的第1边和水平面所成的角度达到10度以上的方式倾斜。
如果采用本发明，则倾斜单元在托盘的缘部与水平面平行的状态下使托盘以与水平面所成的角度达到40度以上的方式倾斜的同时，使托盘以与托盘的表层材料面垂直的轴为中心转动，从而以所述定位构件的第1边和水平面所成的角度达到10度以上的方式倾斜。接着，搬运单元将板状体逐块搬运并收纳到该倾斜姿态的托盘上。
托盘的表层材料和水平面所成的角度不足40度时，上述的空气去除的问题得不到改善，若达到40度以上，则可以实现飞跃性的改善。该角度在40度以上即可，但该角度越大，则所述的托盘交换时间越长，所以较好是设定为40度～50度。还有，从使所收纳的板状体不发生弯曲的角度来看，角度的上限较好是72度左右。
此外，如果使托盘以定位构件的第1边和水平面所成的角度达到10度以上的方式倾斜，则与上述的使托盘倾斜40度以上的操作相结合，板状体借板状体的自重而开始向定位位置滑动。
定位构件设于托盘上时，板状体的边部与该定位构件抵接，板状体被定位于托盘上的规定位置。
如果所述定位构件的第1边和水平面所成的倾斜角度不足10度，则板状体不会产生滑动，而虽然该倾斜角度越大，则定位时间越短，但如上所述托盘交换时间变长，所以较好是10度～20度。此外，在有定位构件的情况下，板状体的滑动由定位构件和板状体之间的摩擦力决定。于是，较好是在该定位构件上粘附牛皮纸等玻璃端面滑动用构件，从而使板状体相对于托盘的滑动性提高。
如果采用本发明，则在托盘的缘部与水平面平行的状态下使托盘以与水平面所成的角度达到40度以上的方式倾斜的同时，使托盘以与托盘的表层材料面垂直的轴为中心转动而倾斜10度以上，将板状体逐块搬运并收纳到该倾斜姿态的托盘上，所以可以将大型玻璃基板等大型板状体良好地逐块收纳于托盘。
附图的简单说明
图1是卧式托盘的侧剖视图。
图2是图1所示的卧式托盘的平面图。
图3是图1所示的卧式托盘的基座的平面图。
图4是图1所示的卧式托盘的表层材料的立体图。
图5是玻璃基板用收纳装置的简略平面图。
图6是表示托盘倾斜装置的动作的说明图。
图7是第1倾斜装置的简略结构图。
图8是第2倾斜装置的简略结构图。
符号的说明
1…托盘，2…上盖，3…基座，4…玻璃基板，5…表层材料，6…保护材料，7…按压构件，10…紧固件，11…叉车用，12…侧盖，13…顶盖，14、15…侧板，16、17…保护材料，18…衬纸，19、20…玻璃端面滑动用构件，30…框体，50…玻璃基板用收纳装置，52…传送带，54…机械手，56…托盘倾斜装置，58…机械臂，60…吸盘，62、64…轴，70…第1倾斜装置，72…工作台，74…液压缸装置，76…活塞，80…第2倾斜装置，82…液压缸装置，84…活塞，86…托架。
实施发明的最佳方式
以下，根据附图对本发明的板状体的收纳方法及收纳装置的优选实施方式进行说明。
首先，对适用于本例的板状体的收纳装置的托盘进行说明。
图1是卧式托盘1的侧剖视图，收纳有被称为第8代尺寸(约2400mm×约2160mm)的玻璃基板4。该托盘1由基座3和设置于基座3上的上盖2构成，以水平层叠的状态收纳有120块左右的玻璃基板4。此外，托盘1的上盖2上配置有将所层叠的玻璃基板4从上部向基座3按压的按压构件7。
图2是卧式托盘1的平面图，托盘1根据所收纳的玻璃基板4的形状俯视时呈矩形构成。上盖2在向基座3装载玻璃基板时和从基座3取出玻璃基板时通过人力或机械手等适当方式从基座3上取下。此外，上盖2通过紧固件10固定于基座3，使其在搬运托盘1等时不从基座3偏移或落下。
还有，托盘1在装载多块玻璃基板4的情况下需要可承受该重量的结构和刚性，但重量越轻，则搬运效率和收纳效率越高，所以装载玻璃基板4时的重量较好是在2000kg以下。
图3是基座3的平面图。该基座3如下构成：如图3所示，将铁制或铝等有色金属制的多块型钢纵横多条组合成格子状而形成框体30，在该框体30的上表面上固定有层叠玻璃基板4的表层材料(层叠玻璃基板的底板)5，表层材料5的上表面上固定有玻璃基板4的保护材料6(参照图4)，同时作为玻璃基板4的定位构件的侧板14、15呈L形平行地设置并固定于表层材料5的2边。如上所述，定位构件(本例中为侧板14、15)以形成L形的2边与托盘1的相邻的2边平行的方式配置。该情况下，从向托盘的装卸容易的角度来看，形成L形的2边较好是像本例这样连结，但也可以不连结。此外，定位构件的长度尺寸根据玻璃基板的大小来决定即可，没有特别限定，但如果该尺寸过小，则可能会难以稳定地进行玻璃基板的定位。还有，定位构件较好是接近托盘端缘地配置。
图4是表层材料5的立体图。该表层材料5由铁板或铝等有色金属板形成，设置其的目的是为了在基座3上稳定地承载玻璃基板4，并且防止灰尘侵入收纳玻璃基板4的托盘内部空间内。
侧板14、15(定位构件)的内侧固定有玻璃基板4的保护材料16、17。该侧板14、15可以是铁板，也可以是铁方管。玻璃基板4的保护材料16、17的表面上为了提高玻璃基板的滑动性而粘附有例如牛皮纸、超高分子量聚乙烯(UPE)、含氟树脂等摩擦力小的玻璃端面滑动用构件19、20。玻璃基板4与粘附在固定于侧板14、15的上述保护材料16、17上的玻璃端面滑动用构件19、20抵接，在该状态下被装载，相对于基座3玻璃基板4的水平方向上的位置得到定位。其结果是，易于自动地进行后续工序中的玻璃基板4的取出。
此外，玻璃基板4介以玻璃端面滑动用构件20与抵接玻璃基板4的下边的保护材料17抵接，因此后述的基于收纳装置的玻璃基板4向托盘1的收纳中，玻璃基板4借自重在玻璃端面滑动用构件20上滑动，玻璃基板4的竖边与保护材料16抵接，从而玻璃基板4的水平方向上的位置得到定位。
另外，为了使后续工序中的玻璃基板4的取出容易，侧板14、15呈L形设置于托盘的2边。如果在玻璃基板4的端面部和固定于侧板14、15的保护材料16、17抵接的状态下取出玻璃基板4，则保护材料16、17可能会因端面部造成的摩擦等而损伤，所以侧板14、15较好是可装卸的，从而可以适当更换。
基座3和侧板14、15的材质只要是可以确保支承玻璃基板4的强度的材质即可，可以是铝等有色金属和树脂等非金属。考虑到陆上运输和空运时车辆(或飞机)本身产生的频率，保护材料6、16、17较好是可以高效地吸收例如8～20Hz的振动频率的材料。作为保护材料6、16、17，可以使用橡胶、聚硅氧烷及其它各种树脂等振动吸收材料。
上盖2是下表面开口并从上包围所装载的板状体4的外侧的构件，如图1所示，由4块侧盖12和顶盖13构成，划分出用于在内部收纳玻璃基板4的内部空间S。通过这4块侧盖12、顶盖13以及基座3的表层材料5，可防止灰尘等异物侵入内部空间S。侧盖12和顶盖13可以使用钢材，但因为上盖2需要安装、脱卸，所以重量越轻越好。因此，较好是仅上盖2的框部采用钢材，侧盖12和顶盖13为树脂制的膜或板状体。
托盘1通过叉车、卡车、飞机等运送至目的地。因此，通过按压构件7按压玻璃基板4，使得搬运时托盘1内各玻璃基板4不移动。
通过该按压构件7，搬运时托盘1内各玻璃基板4不会移动，所以玻璃基板1不会产生缺损、损伤、破裂等缺陷，而且后续工序中的玻璃基板4的取出变得容易。
基座3中，在每1块型钢框材形成有例如2个用于接纳叉车(未图示)的叉的叉车用孔11。藉此，对于托盘1，从基座3的纵向和横向都可以接纳叉车的叉。
还有，适合收纳于该托盘1的玻璃基板4是板厚为0.4mm～1.3mm，纵横为约1800mm×2000mm～2400mm×2800mm的大型玻璃基板。此外，在向托盘1内水平堆放时，为了避免玻璃基板4相互直接接触，在玻璃基板4、4间夹有薄的衬纸18的状态下层叠。
衬纸18较好是具有透气性，具有平滑度18秒以下(JIS P 8119，1976)的粗糙面，减小接触面积，衬纸中的树脂成分不会转印至板状体4而在玻璃面产生纸纹图案、印痕(烧け)、污染等的纸材。此外，还是衬纸18的树脂成分在0.05％以下(JIS P 8205，1976)，玻璃基板4本身的品质不会因与上述的纸面粗糙度的复合效果而受到不良影响。
图5是本例的玻璃基板用收纳装置(板状体的收纳装置)50的简略平面图。
该图所示的收纳装置50与设置于玻璃基板制造炉(未图示)的下游侧的传送带52邻接地设置，以机械手(搬运单元)54和托盘倾斜装置(倾斜单元)56为主体构成。
机械手54是通用的6轴多关节机械手，在其机械臂58的前端部连结有在一面排列有大量吸附垫(未图示)的矩形的吸盘60。一旦承载有衬纸18的玻璃基板4被搬运至传送带52的下游侧的取板位置，该机械手54沿箭头方向旋转至该取板位置。接着，通过吸盘60介以衬纸18吸附玻璃基板4，再将玻璃基板4与衬纸18一起收纳于通过托盘倾斜装置56预先倾斜至规定角度的托盘1。
通过机械手54反复进行该动作，玻璃基板4被逐块收纳于托盘1。还有，机械手54不局限于6轴多关节机械手，可以是专用机械手，不论构成、名称，只要可以搬运玻璃板即可。
另外，如果在使托盘1水平的状态下将玻璃基板4逐块收纳(层叠)于托盘1，则介于之前收纳的最上部的玻璃基板4和要层叠的下一块玻璃基板4之间的空气不易去除，即因玻璃基板4的面积大而容易在玻璃基板4、4间封入更多的空气，因此残存于玻璃基板4、4间的少量空气产生空气轴承的作用，产生所层叠的玻璃基板4的位置相互偏移的问题。如果玻璃基板4的位置偏移，则不仅在后续工序中自动取板变得困难，而且大幅偏移时玻璃基板4与托盘1的缘部或角部接触而产生缺损、损伤、破裂等缺陷。
于是，如果使托盘1相对于水平面倾斜，则玻璃基板4、4间的空气变得容易除去，位置偏移的问题得到解决。倾斜角度越大，则效果越好。然而，毕竟使卧式的托盘1倾斜意味着在托盘交换时需要将规定块数的玻璃基板4收纳于倾斜的托盘1后将托盘1恢复水平姿态、再与新的空托盘1交换、再次使该空的托盘1倾斜的操作，倾斜角度越大，则时间上的损失越大，所以并不是高效的方法。
此外，如果使用具有高精细的机能的高价的机械手，则玻璃基板4可以在不发生位置偏移的情况下收纳于托盘1，但使用通常所用的6轴多关节的通用机械手54的情况下，如果直接收纳，则无法避免因机械手的性能极限而发生玻璃基板4的位置偏移。
于是，从装置的成本削减的角度来看，理想的是通过利用玻璃基板4的自重(重量)控制托盘1的倾斜角度(姿态)而使玻璃基板4滑向定位位置，即使在使用通用机械手54的情况下，也提供可以在不发生位置偏移的情况下收纳玻璃基板4的装置。该情况下，前面也进行了说明，如果无意中将托盘1的倾斜角度设得较大，则托盘交换时产生时间上的损失，所以是不理想的。
如果采用本例的玻璃基板用收纳装置50，则托盘倾斜装置56如图6(A)所示使定位构件15位于托盘1的下方，使托盘1以表层材料5和水平面H所成的角度达到40度以上的方式以轴62为中心倾斜的同时，如图6(B)所示使托盘1以与托盘1的表层材料5的面垂直的轴64为中心转动，从而以定位构件15和水平面所成的角度达到10度以上的方式倾斜。接着，图5所示的机械手54将玻璃基板4逐块搬运并收纳到该倾斜姿态的托盘1上。
托盘1与水平面H所成的角度不足40度时，上述的空气去除的问题得不到改善，若达到40度以上，则可以实现飞跃性的改善。该角度在40度以上即可，没有特别限定，但该角度越大，则所述的托盘交换时间越长，所以较好是设定为40度～50度。还有，从使收纳于托盘1的玻璃基板4不发生弯曲的角度来看，角度的上限较好是72度左右。
此外，如果使托盘以轴64为中心旋转而倾斜10度以上，则与图6(A)所示的40度以上的倾斜相结合，如图6(C)所示，玻璃基板4的下边部4A借玻璃基板4的自重在保护材料17的牛皮纸上沿箭头A方向滑动，玻璃基板4的竖边4B与保护材料16抵接。藉此，玻璃基板4的水平方向(板面方向)上的位置得到定位，玻璃基板4被定位于托盘1上的规定位置。
如果托盘1的定位构件15和水平面所成的倾斜角度不足10度，则玻璃基板4不易发生滑动。此外，虽然该倾斜角度越大，则定位时间越短，但如上所述托盘交换时间变长，所以较好是10度～20度。因此，如果采用本例的玻璃基板用收纳装置50，则使托盘1以基座3与水平面H所成的角度达到40度以上的方式倾斜的同时，使托盘1以与托盘1的表层材料5的面垂直的轴64为中心转动而倾斜10度以上，将玻璃基板4逐块搬运并收纳到该倾斜姿态的托盘1上，所以可以将大型的玻璃基板4良好地逐块收纳于托盘1。这时，如果玻璃基板4和玻璃基板4之间有衬纸，则玻璃基板4、4间的摩擦力降低，而如果在固定于侧板14、15的玻璃基板4的保护材料16、17上粘附有玻璃端面滑动用构件19、20，则玻璃端面滑动用构件19、20和玻璃基板4的端面之间的摩擦力降低，可以更好地收纳。
图7是托盘倾斜装置56中，使托盘1以托盘1的基座3和水平面H所成的角度达到40度以上的方式倾斜的第1倾斜装置70的简略结构图；图8是托盘倾斜装置56中，使托盘1以与托盘1的表层材料5的面垂直的轴64为中心转动而倾斜10度以上的第2倾斜装置80的简略结构图。
如果采用图7所示的第1倾斜装置70，则在工作台72上承载除去了上盖2的托盘1，该工作台72介以轴62自由摆动(起伏)地设置，同时该工作台72上连结有液压缸装置74的活塞76。若活塞76伸缩，则工作台72以轴62为中心起伏，藉此可以在上述倾斜40度以上的位置和水平状态的位置之间改变托盘1的姿态。
如果采用图8所示的第2倾斜装置80，则承载托盘1的工作台72介以轴64自由摆动地设置，同时该工作台72的缘部介以托架连结有液压缸装置82的活塞84。若活塞84伸缩，则工作台72介以轴64摆动，藉此可以将托盘1的姿态调整为上述倾斜10度以上的位置。还有，本例中倾斜装置示例了液压缸，但也可以是电动机驱动，只要可以使托盘1倾斜，可以是任意的机构。
本例中，作为收纳对象的板状体以玻璃基板4进行了说明，但也可以用于树脂板、金属板等板状体。
产业上利用的可能性
本发明适合于将特别是液晶显示器和等离子体显示器等用的大型玻璃基板和其制造过程中的作为中间制品的大型玻璃基板收纳于托盘。
另外，在这里引用2006年7月21日提出申请的日本专利申请2006-199418号的说明书、权利要求书、附图和摘要的所有内容作为本发明说明书的揭示。

Claims (3)

1.板状体的收纳方法，它是将矩形的板状体逐块收纳于托盘的板状体的收纳方法，其特征在于，
所述托盘包括具备层叠板状体的表层材料和固定于所述表层材料的呈L形配置的2边的定位构件的基座，
使所述定位构件的第1边位于托盘的下方，使所述托盘以所述表层材料和水平面所成的角度达到40度以上的方式倾斜的同时，使所述托盘以所述定位构件的第1边和水平面所成的角度达到10度以上的方式倾斜，将板状体逐块收纳于该倾斜姿态的托盘。
2.如权利要求1所述的板状体的收纳方法，其特征在于，收纳于所述托盘的所述板状体通过托盘的倾斜配置而借重力滑动，使得板状体的边部与所述定位构件抵接，从而被定位于托盘的规定位置。
3.板状体的收纳装置，它是将矩形的板状体逐块收纳于托盘的基座的表层材料上的板状体的收纳装置，其特征在于，
包括使所述托盘倾斜配置的第1和第2倾斜单元、
以及将板状体逐块搬运并收纳到通过所述倾斜单元所倾斜配置的所述托盘的表层材料上的搬运单元，
所述表层材料上固定有将所述板状体定位于托盘的规定位置的呈L形配置的2边的定位构件，
所述第1倾斜单元使所述定位构件的第1边位于托盘的下方，使托盘以所述表层材料和水平面所成的角度达到40度以上的方式倾斜的同时，所述第2倾斜单元使托盘以所述定位构件的第1边和水平面所成的角度达到10度以上的方式倾斜。
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