切断装置
【課題】より簡素な構成で矩形基板の４辺の被覆シートを切断することができる切断装置を提供すること。
【解決手段】矩形基板を被覆する被覆シートの端縁部を切断する切断装置において、前記矩形基板の片面を吸着して前記矩形基板を保持する保持手段と、前記被覆シートの端縁部を切断する切断ユニット、及び、前記切断ユニットを回動して切断方向を変更する回動ユニットを備えたヘッドユニットと、前記ヘッドユニットを前記矩形基板の一辺と平行な第１方向に移動する第１移動手段と、前記保持手段を前記矩形基板の前記一辺と直交する他辺と平行な第２方向に移動し、前記保持手段を前記第２方向に連続した前記基板の移載位置及び切断作業領域に渡って移動する第２移動手段と、を備える。
【解決手段】矩形基板を被覆する被覆シートの端縁部を切断する切断装置において、前記矩形基板の片面を吸着して前記矩形基板を保持する保持手段と、前記被覆シートの端縁部を切断する切断ユニット、及び、前記切断ユニットを回動して切断方向を変更する回動ユニットを備えたヘッドユニットと、前記ヘッドユニットを前記矩形基板の一辺と平行な第１方向に移動する第１移動手段と、前記保持手段を前記矩形基板の前記一辺と直交する他辺と平行な第２方向に移動し、前記保持手段を前記第２方向に連続した前記基板の移載位置及び切断作業領域に渡って移動する第２移動手段と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を被覆する被覆シートの切断技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板や半導体ウエハのような基板は、その表面を保護するために被覆シートで被覆される場合がある。例えば、太陽電池モジュール基板においては、受光面を保護すると供に、太陽電池モジュール基板を構成する複数の部材が複数層で構成され、これらの部材を一纏めに構成させるためにも被覆シートを使用している。被覆シートのうち、基板の周辺からはみ出た端縁部は不要であるため、これを切断する必要がある。そこで、被覆シートの端縁部を切断する装置が提案されている（特許文献１乃至３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平７−４９１８９号公報
【特許文献２】特開２００１−３２００６９号公報
【特許文献３】特開２００１−１３５８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
矩形基板を被覆する被覆シートの端縁部を切断する場合、矩形基板の４辺に沿って被覆シートを切断する必要があることから、一般には、切断ユニットを直交２方向に移動する機構が必要となる。また、基板を切断ユニットの切断に適した位置まで移動させる機構も必要となる。このため、装置が複雑化、大型化する傾向にある。
【０００５】
本発明の目的は、より簡素な構成で矩形基板の４辺の被覆シートを切断することができる切断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、矩形基板を被覆する被覆シートの端縁部を切断する切断装置において、前記矩形基板の片面を吸着して前記矩形基板を保持する保持手段と、前記被覆シートの端縁部を切断する切断ユニット、及び、前記切断ユニットを回動して切断方向を変更する回動ユニットを備えたヘッドユニットと、前記ヘッドユニットを前記矩形基板の一辺と平行な第１方向に移動する第１移動手段と、前記保持手段を前記矩形基板の前記一辺と直交する他辺と平行な第２方向に移動し、前記保持手段を前記第２方向に連続した前記基板の移載位置及び切断作業領域に渡って移動する第２移動手段と、を備えたことを特徴とする切断装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、より簡素な構成で矩形基板の４辺の被覆シートを切断することができる切断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る切断装置Ａの平面図。
【図２】切断装置Ａの正面図。
【図３】切断装置Ａの分解斜視図。
【図４】制御装置２００のブロック図である。
【図５】切断装置Ａの動作説明図。
【図６】切断装置Ａの動作説明図。
【図７】切断装置Ａの動作説明図。
【図８】切断装置Ａの動作説明図。
【図９】切断装置Ａの動作説明図。
【図１０】切断装置Ａの動作説明図。
【図１１】切断装置Ａの動作説明図。
【図１２】切断装置Ａの動作説明図。
【図１３】切断装置Ａの動作説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜装置の概略＞
図１は本発明の一実施形態に係る切断装置Ａの平面図、図２は切断装置Ａの正面図、図３は切断装置Ａの分解斜視図である。なお、図１においては回収ユニット１００、１１０を破線で表示した透視図としている。各図において、矢印Ｘ及びＹは水平方向であって互いに直交する２方向を示し、矢印Ｚは垂直方向を示す。本実施形態の場合、Ｘ方向は後述する搬送ユニット８及び９による基板の搬送方向である。
【００１０】
切断装置Ａは、保持ユニット１と、移動ユニット２と、ヘッドユニット３と、移動ユニット４と、搬送昇降ユニット５及び基板昇降ユニット６と、位置決めユニット７と、搬送ユニット８及び９と、回収ユニット１００及び１１０と、を備える。後述するように、切断装置Ａは矩形の基板Ｂ（図５参照）を被覆する被覆シートｂ（図５参照）の端縁部（基板Ｂの周縁からはみ出した部分）を切断する装置である。
【００１１】
＜保持ユニット１＞
保持ユニット１は、基板Ｂの片面（本実施形態の場合、基板の下面）を吸着して保持する。本実施形態の場合、保持ユニット１は複数設けられ、その各々が基板Ｂの片面を吸着する複数の真空吸着パッド１０を備える。全ての真空吸着パッド１０は、共通のＸ−Ｙ平面（水平面）上に位置しており、基板を水平姿勢で保持することができる。各真空吸着パッド１０は、不図示のバキュームポンプに接続されており、このバキュームポンプを作動することで基板を吸着して保持する。
【００１２】
本実施形態の場合、保持ユニット１は、基板Ｂの４辺に沿うように配置されており、基板Ｂの周縁を保持する。基板Ｂの周縁を保持する構成とすることで、被覆シートｂの切断時に基板周縁が振れることを防止できる。この結果、被覆シートｂの端縁部を良好に切断することができる。なお、基板Ｂの中央部も保持するように保持ユニット１を配設してもよい。
【００１３】
＜移動ユニット２＞
移動ユニット２は、一対の案内部材２０、２０と、一対の案内部材２０、２０間に架設された移動体２１と、駆動部２２、２２と、を備える。
【００１４】
一対の案内部材２０、２０は、互いにＹ方向に離間し、Ｘ方向に平行に延設されている。移動体２１は、フレーム状をなし、複数の保持ユニット１を搭載して支持する。駆動部２２、２２はそれぞれ、移動体２１の両端部の下面に設けられており、案内部材２０、２０とそれぞれ係合してその移動が案内されるスライダであって、移動体２１を一対の案内部材２０、２０に沿ってＸ方向に移動させる移動機構を構成している。
【００１５】
この移動機構としては、例えば、ボールネジ機構を挙げることができる。ボールネジ機構とした場合、案内部材２０にはＸ方向に延設されたボールネジ軸が設けられ、駆動部２２にはボールネジ軸と螺合するボールナット及びボールナットを回転させるモータ（例えば中空モータ）が設けられた構成を採用することができる。この構成の場合、各駆動部２２のモータを同期的に駆動することで移動体２１をＸ方向（基板の移送方向）に平行移動させることができる。また、その他の移動機構としては、ラック＆ピニオン機構、歯付ベルト＆プーリ機構やリニア機構が挙げられる。
【００１６】
なお、２つの駆動部２２、２２のうちの一方には、モータ等の駆動源を設けず、単に案内部材２０に沿って従動的に移動するように構成することも可能である。
【００１７】
移動ユニット２は、移動体２１をＸ方向に移動することで、移動体２１に搭載された保持ユニット１を、Ｘ方向に連続した移載位置及び切断作業領域に渡って移動する。移載位置は、本実施形態の場合、案内部材２０の一方端部の搬入位置（図３中では左下位置）と他方端部の搬出位置（図３中では右上位置）とを含み、切断作業領域は搬入位置から搬出位置までの間の領域である。つまり、本実施形態の場合、切断作業領域は、保持ユニット１の全移動範囲に設定されており、その両端部が搬入位置、搬出位置に設定されている。これは、切断装置Ａの全長を短くする効果がある。
【００１８】
搬入位置は、案内部材２０の両端部のうち、搬送ユニット８側（一方端部側）の位置であり、ここで搬送ユニット８から保持ユニット１への基板Ｂ（被覆シートｂの端縁部が未切断の基板Ｂ）の搬入を行う。搬出位置は、案内部材２０の両端部のうち、搬送ユニット９側（他方端部）の位置であり、ここで保持ユニット１から搬送ユニット９への基板Ｂ（被覆シートｂの端縁部を切断済の基板Ｂ）の搬出を行う。
【００１９】
＜ヘッドユニット３＞
ヘッドユニット３は、被覆シートｂの端縁部を切断する切断ユニット３０と、切断ユニット３０を昇降させると共に回動（旋回）させて切断方向を変更する昇降・回動ユニット３１と、を備える。本実施形態の場合、ヘッドユニット３を２つ設けている。これにより、被覆シートｂの端縁部を異なる部位において同時に切断することができ、切断効率を向上できる。無論、ヘッドユニット３は１つでもよい。
【００２０】
切断ユニット３０は、円板刃３０ａと、円板刃３０ａを回転させるモータ等の駆動機構とを備え、円板刃３０ａを回転させて被覆シートｂの端縁部を切断する。本実施形態の場合、切断ユニット３０として、円板刃３０ａを回転させて被覆シートｂを切断する機構を採用しているがこれに限られない。例えば、固定の刃により被覆シートｂを切断する機構や、レーザ光により被覆シートｂを切断する機構等、他の種類の切断機構が採用可能である。
【００２１】
昇降・回動ユニット３１は、軸体３２をその軸心（Ｚ方向）周りに回転させると共に軸体３２を昇降させる機構（不図示）を備える。本実施形態の場合、軸体３２には切断ユニット３０が連結されており、軸体３２を回転させることで切断ユニット３０が回動してその回動角度を維持することができると共に、軸体３２を昇降させることで切断ユニット３０がＺ方向に昇降することができる。
【００２２】
切断ユニット３０を回動させて切断方向を変更することで、基板Ｂの４辺に沿って被覆シートｂの端縁部の切断を行うことができる。加えて、基板Ｂの各辺に対する円板刃３０ａの向きを調整することができる。より具体的には、基板Ｂの基板面に垂直な面（本実施形態の場合、Ｚ方向の垂直面）と、円板刃３０ａが形成する平面（本実施形態の場合、Ｚ方向の垂直面）との角度（交差角度）を調整することができる。この角度を調整し、維持することで、円板刃３０ａを基板Ｂの端縁に対して好適な角度で当接させるようにすることができ、被覆シートの切断時に基板Ｂの端縁が損傷することを防止できる。
【００２３】
また、切断ユニット３０を昇降させることで、基板Ｂの基板面における法線方向と平行な方向に垂直な面（本実施形態の場合、Ｚ方向の垂直面）と、円板刃３０ａが形成する平面（本実施形態の場合、Ｚ方向の垂直面）に対する円板刃３０ａの切断刃位置（高さ位置）を調整することができる。
【００２４】
軸体３２を回転・昇降させる機構としては公知の機構を採用できる。例えば、軸体３２を回転させる機構としては、モータ等の駆動源と、歯車機構或いはベルト機構等の機構の組み合わせを挙げることができる。軸体３２の回転角度を維持する機構としては、例えば、駆動源をサーボモータとした場合には、サーボモータの電磁ロック機能を利用することができるが、或いは、軸体３２の回転を解除可能に規制するロック機構を別途設けてもよい。また、軸体３２を昇降させる機構としては、モータ等の駆動源と、ラック−ピニオン機構等の機構の組み合わせを挙げることができる。
【００２５】
＜移動ユニット４＞
移動ユニット４は、ヘッドユニット３をＹ方向に移動する。本実施形態の場合、移動ユニット４は、案内部材４０と、案内部材４０に沿って移動可能に案内部材４０に取り付けられた移動体４１と、移動体４１を案内部材４０に沿って移動させる不図示の移動機構と、を備える。
【００２６】
案内部材４０はＹ方向に延設されている。移動体４１はヘッドユニット３の数に対応して２つ設けられており、案内部材４０と係合してその移動が案内されるスライダである。本実施形態の場合、２つの移動体４１に対して案内部材４０を共通とした。これは、各移動体４１毎に案内部材４０を設ける場合に比べて、構成を簡素化できる。
【００２７】
不図示の移動機構としては、例えば、ボールネジ機構を挙げることができる。ボールネジ機構とした場合、案内部材４０にはＹ方向に延設されたボールネジ軸が設けられ、各移動体４１にはボールネジ軸と螺合するボールナット及びボールナットを回転させるモータ（例えば中空モータ）が設けられた構成を採用することができる。
【００２８】
各移動体４１がそれぞれモータを備えることで、各移動体４１を独立して移動制御することができ、その結果、２つのヘッドユニット３をそれぞれ独立して移動制御することができる。なお、ボールネジ軸は２つの移動体４１に共通としてもよいし、移動体４１毎に設けてもよい。
【００２９】
本実施形態では、移動ユニット４が、移動ユニット２による保持ユニット１の移動範囲の中で、保持ユニット１に対して上下方向にずらして配置されている。とりわけ、案内部材４０が、案内部材２０、２０に対して上下方向に離間し、かつ、交差する方向に配設されている。この構成によれば、案内部材２０、４０を上下に重ねて配置できるので、設備スペースを有効に活用でき、また、案内部材４０の長手方向の範囲内に移動ユニット２の幅を収めることができるので、省スペース化を図れる。
【００３０】
＜搬送昇降ユニット５＞
搬送昇降ユニット５は、搬送ユニット８、９におけるベルトコンベア８０、９０の一方端部（保持ユニット１と反対側の端部）を支持してそれぞれ設けられ、移載位置において保持ユニット１に対して搬送ユニット８、９を昇降する。これにより、保持ユニット１と、搬送ユニット８、９との間で、基板Ｂの受け渡しを行うことができる。搬送昇降ユニット５は、本実施形態の場合、搬送ユニット８、９を支持する支持フレーム５１と、支持フレーム５１をＺ方向に移動自在に支持するガイドフレーム５２と、を備える。ガイドフレーム５２には、例えばＺ方向に延びるレール部材が設けられ、支持フレーム５１にはレール部材と係合してＺ方向にスライドするスライダが設けられる。
【００３１】
搬送昇降ユニット５は、また、モータ５３と、モータ５３の出力軸５３ａに設けられた偏心カム５４と、を備える。偏心カム５４の周面は支持フレーム５１の下面に当接しており、偏心カム５４を回転させることで、支持フレーム５１をＺ方向に昇降させることができる。その結果、搬送ユニット８、９を昇降することができる。
【００３２】
本実施形態では、このようにモータ５３を駆動源としたカム機構により搬送ユニット８、９を昇降する構成としたが、エアシリンダ等を駆動源としてもよく、その機構は種々の種類の機構を採用可能である。
【００３３】
また、本実施形態では、搬送ユニット８、９を昇降する構成としたが、保持ユニット１側を昇降してもよく、保持ユニット１と搬送ユニット８、９とを相対的に昇降できれば、いずれを移動してもよいし、双方を移動してもよい。
【００３４】
＜基板昇降ユニット６＞
基板昇降ユニット６は、保持ユニット１に対して基板Ｂを昇降する。本実施形態では、搬送ユニット８から保持ユニット１への基板の搬入に際して、位置決めユニット７により基板Ｂの位置決めを行う。基板昇降ユニット６は基板Ｂの位置決めの際に上昇して基板Ｂを保持ユニット１の各真空吸着パッド１０から離間させる。基板Ｂの位置決めが完了すると基板Ｂを降下させて保持ユニット１の各真空吸着パッド１０上にこれを載置し、保持させる。本実施形態の場合、基板昇降ユニット６はエアシリンダであるが、他の駆動機構を採用してもよい。
【００３５】
＜位置決めユニット７＞
位置決めユニット７は、搬入位置において、基板ＢのＹ方向の位置決めを行う。位置決めユニット７は、互いにＹ方向に離間した一対の当接部材７０と、一対の当接部材７０をＹ方向に移動可能に支持する案内部材７１と、一対の当接部材７０を移動させる不図示の移動機構と、を備える。移動機構は、例えば、一方の当接部材７０を移動させるエアシリンダ等の駆動源と、双方の当接部材７０を連動させるリンク機構と、で構成できる。
【００３６】
一対の当接部材７０は、基板ＢのＹ方向に互いに対向する２辺に当接して基板Ｂの位置決めを行う位置決め位置と、位置決め位置よりも互いに離間した退避位置との間で移動される。一対の当接部材７０はＹ方向に延設された板状の部材であるため、基板Ｂの互いに対向する２辺に当接してそのＹ方向の位置決めを行うと共に、基板Ｂの互いに対向する２辺をＹ方向と平行になるように、残りの２辺をＸ方向と平行として、基板Ｂの姿勢も整える。その結果、移動ユニット４によるヘッドユニット３の基板Ｂに対するＹ方向の移動や、移動ユニット２による保持ユニット１のＸ方向の移動によるヘッドユニット３の基板Ｂに対する相対移動が、基板Ｂの各辺に沿ったものとなる。
【００３７】
＜搬送ユニット８及び９＞
搬送ユニット８及び９は、本実施形態の場合、いずれも、無端ベルト８１、９１をＸ方向に走行させるベルトコンベア８０、９０とされる。本実施形態の場合、ベルトコンベア８０、９０はそれぞれ、Ｙ方向に離間して２列設けられており、基板Ｂを無端ベルト８１、９１上に載置して搬送する。搬送ユニット８は基板Ｂの搬入用、搬送ユニット９は基板Ｂの搬出用である。本実施形態では、搬送ユニット８及び９をベルトコンベアとしたが、ローラコンベアや多関節ロボット等、他の種類の搬送装置でもよい。また、本実施形態では搬入用、搬出用の双方の搬送ユニットを備える構成としたが、いずれか一方でもよい。
【００３８】
このように搬送ユニット８、９は、その一方端部のみが支持された片持ち構造であり、その他方端部（保持ユニット１側の端部）は支持構造を有していない。このため、搬送ユニット８、９の他方端部側を、Ｘ方向に延設される保持ユニット１とＸ方向においてラップさせて（重畳させて）配置することができる。具体的には、後述するフレーム部材１２０内に、搬送ユニット８、９の他方端部側を進入させた状態で、搬送ユニット８、９が設けられる。その結果、搬送ユニット８、９と保持ユニット１との間における基板Ｂの受け渡しを可能にしている。
【００３９】
＜回収ユニット１００及び１１０＞
回収ユニット１００及び１１０は、切断された被覆シートｂの端縁部を回収する。これにより、切断された被覆シートｂの端縁部が散乱することを防止できる。
【００４０】
本実施形態の場合、回収ユニット１００は、案内部材４０に沿う切断ユニット３０の移動軌跡の下方に配置されたベルトコンベア１０１と、ベルトコンベア１０１の両側部に設けられた一対のガイド部材１０２と、を備える。
【００４１】
ベルトコンベア１０１はＹ方向に延設され、無端ベルトがＹ方向に走行する。一対のガイド部材１０２は上方に向かって開放する（間隔が大きくなる）よう、それぞれ傾斜して配設されている。ベルトコンベア１０１の両端部（Ｙ方向両端部）にはそれぞれ、回収箱１０３が配設されている。基板ＢのＸ方向の両端に位置する辺に沿って切断ユニット３０が被覆シートｂの端縁部を切断すると、切断された端縁部がベルトコンベア１０１上に落下する。端縁部が落下する際、一対のガイド部材１０２は端縁部をベルトコンベア１０１上に導くシューター（滑り台）として機能する。ベルトコンベア１０１が連続的或いは定期的に作動することで、その無端ベルトが走行され、切断された端縁部を回収箱１０３へ搬送することができる。
【００４２】
回収ユニット１１０は、切断ユニット３０の下方において、一対の案内部材２０に沿ってそれぞれ設けられている。各回収ユニット１１０は、ベルトコンベア１１１と、ベルトコンベア１１１の両側部に設けられた一対のガイド部材１１２と、を備える。
【００４３】
ベルトコンベア１１１はＸ方向に延設され、無端ベルトがＸ方向に走行する。一対のガイド部材１１２は上方に向かって間隔が大きくなって開放するよう、それぞれ傾斜して配設されている。ベルトコンベア１１１の一方端部（移送方向一方端部）には、回収箱１１３が配設されている。基板ＢのＹ方向の両端に位置する２辺に沿って切断ユニット３０が被覆シートｂの端縁部を切断すると、その切断片がそれぞれのベルトコンベア１１１上に落下する。切断片が落下する際、一対のガイド部材１１２は切断片をベルトコンベア１１１上に導く。ベルトコンベア１１１を連続的或いは定期的に作動することで、その無端ベルトを走行させ、切断片をそれぞれの回収箱１１３へ搬送することができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、回収ユニット１００、１１０としてベルトコンベア１０１、１１１を利用したが、他の構成も採用可能である。例えば、切断されて落下してくる切断片を受け取る樋状（略Ｕ字状）の部材と、樋内の切断片を吸引して回収箱へ排出する吸引装置と、を備える構成としてもよい。
【００４５】
＜フレーム部材１２０＞
案内部材２０、２０、案内部材４０、回収ユニット１００、１１０は、いずれも共通のフレーム部材１２０に一体に支持されている。共通のフレーム部材１２０でこれらを支持することで、これらの相互間の位置決め精度を向上できる。
【００４６】
案内部材４０は、フレーム部材１２０の一対の梁部１２１間に架設されている。一対の梁部１２１は、互いにＹ方向に離間し、それぞれＸ方向に延設されている。案内部材２０、２０は、フレーム部材１２０の支持部１２２に搭載されて支持されている。回収ユニット１００は、図２に示すように、フレーム部材１２０の支持部１２４、１２４に搭載されて支持されており、各回収ユニット１１０は、フレーム部材１２０の支持部１２３、１２３に搭載されて支持されている。
【００４７】
＜制御装置＞
次に、切断装置Ａを制御する制御装置２００について説明する。図４は制御装置２００のブロック図である。制御装置２００は、ＣＰＵ等の処理部２０１と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等の記憶部２０２と、外部デバイスと処理部２０１とをインターフェースするインターフェース部２０３と、を備える。
【００４８】
処理部２０１は、記憶部２０２に記憶された保持ユニット２１の切断開始位置や切断終了位置、切断ユニット３０の回動角度位置、ヘッドユニット３による切断開始位置や切断終了位置等を基にプログラムを実行して、各種センサ２０６の検出結果に基づいて、各種アクチュエータ２０７を制御する。各種センサ２０６には、例えば、ヘッドユニット３のＹ方向の位置を検出するセンサ、切断ユニット３０の回動角度やＺ方向の位置を検出するセンサ、搬送ユニット８により搬送される基板Ｂの位置を検出するセンサ、保持ユニット１（移動体２１）のＸ方向の位置を検出するセンサ、が含まれる。
【００４９】
各種アクチュエータ２０７には、真空吸着パッド１０を作動するバキュームポンプや制御弁、移動ユニット２及び４の各移動機構のモータ等の駆動源、円板刃３０ａを回転するモータ、位置決めユニット７の駆動源、搬送昇降ユニット５のモータ５３、基板昇降ユニット６の駆動源等が含まれる。入力部２０４は作業者の指示を受け付けるキーボード、マウス等であり、表示部２０５は各種の情報を表示する画像表示装置である。
【００５０】
＜動作例＞
次に、切断装置Ａによる被覆シートの端縁部の切断動作について図５乃至図１３を参照して説明する。対象となる基板Ｂは、まず、不図示の搬送設備により搬送ユニット８に搬送され、搬送ユニット８から保持ユニット１に移載される。図５乃至図７は、被覆シートｂで被覆された基板Ｂが搬送ユニット８から保持ユニット１に移載される際の切断装置Ａの動作を示している。
【００５１】
まず、図５の状態ＳＴ１に示すように、搬送ユニット８を駆動して基板ＢをＸ方向に搬送し、搬入位置に位置している保持ユニット１上に基板Ｂを搬送する。このとき、図６の状態ＳＴ１１に示すように搬送ユニット８のベルトコンベア８０は搬送昇降ユニット５により上昇した位置にある。また、基板昇降ユニット６も上昇して基板Ｂよりは低いが真空吸着パッド１０から上方に突出した位置にある。
【００５２】
基板Ｂが保持ユニット１上に到達すると搬送ユニット８の駆動を停止し、図６の状態ＳＴ１２に示すように、搬送昇降ユニット５により搬送ユニット８のベルトコンベア８０を降下させる。これによりベルトコンベア８０から基板昇降ユニット６へ基板Ｂが移載される。
【００５３】
続いて図７の状態ＳＴ１３に示すように位置決めユニット７を作動して一対の当接部材７０、７０を退避位置から位置決め位置（図７中では互いに近づく方向）に移動する。これにより基板Ｂが位置決めされる。続いて図７の状態ＳＴ１４に示すように、位置決めユニット７を作動して一対の当接部材７０を位置決め位置から退避位置（図７中では互いに離間する方向）に移動し、基板昇降ユニット６を作動して基板Ｂを降下させる。これにより、基板昇降ユニット６から保持ユニット１の各真空吸着パッド１０上へ基板Ｂが移載される。そして、各真空吸着パッド１０を作動して基板Ｂを吸着して保持する。
【００５４】
次に、被覆シートｂの端縁部を切断する動作に移る。端縁部の切断は、基板ＢのＸ方向の一方端部の一辺、Ｙ方向の両端部の二辺、Ｘ方向の他方端部の一辺の順に行う。
【００５５】
基板ＢのＸ方向の一方端部の一辺についての被覆シートｂの端縁部の切断動作に際しては、まず、基板Ｂの一辺と切断ユニット３０の円板刃３０ａとの位置合わせを行うべく、移動ユニット２により基板Ｂを所定の位置（第１切断位置）に移動する。また、円板刃３０ａのＹ方向及びＺ方向の位置、向き（第１切断開始位置）をセットする。これらの位置、向きを含む制御に必要な各種の情報は、事前のテスト結果（例えばティーチング結果）により記憶部２０２に記憶しておき、記憶内容にしたがって制御することができる。
【００５６】
続いて被覆シートｂの端縁部を切断する。図８の状態ＳＴ２及びＳＴ３は、基板ＢのＸ方向の一方端部の一辺（図８中では右辺）に沿って切断ユニット３０を移動して被覆シートｂの端縁部を切断する状態を示している。本実施形態の場合、２つの切断ユニット３０の一方が、まず、基板Ｂの一辺の半分に沿って被覆シートｂの端縁部を切断する。詳細には、図８の状態ＳＴ２に示すように、一方の切断ユニット３０を基板Ｂの一辺の真中の位置（第１切断開始位置）に位置させ、ここから同図の矢印で示す方向（図８中の状態ＳＴ２では上方向）に切断ユニット３０を移動して端縁部の切断を行う。このとき、他方の切断ユニット３０は、適当な位置（退避位置）に退避させておく。切断された切断片は回収ユニット１００により回収される。
【００５７】
次に、図８の状態ＳＴ３に示すように、他方の切断ユニット３０を基板Ｂの一辺の真中の位置に位置させ、ここから同図の矢印で示す方向（図８中の状態ＳＴ３では下方向）に切断ユニット３０を移動して、残りの端縁部の切断を行う。このとき、一方の切断ユニット３０は、適当な位置に退避させておく。以上により、基板ＢのＸ方向の一方端部の一辺について被覆シートｂの端縁部の切断が完了する。
【００５８】
次に、基板ＢのＹ方向の両端部の二辺についての被覆シートｂの端縁部の切断を行う。本実施形態の場合、２つの切断ユニット３０により、Ｙ方向の両端部の二辺についての被覆シートｂの各端縁部の切断を同時に行う。端縁部の切断は、基板ＢにおけるＹ方向の両端部の二辺の中央から一端に向かって行った後、再び中央から他端へ向かって行う。
【００５９】
したがって、まず、図９の状態ＳＴ４に示すように、２つの切断ユニット３０が、それぞれ、基板ＢのＹ方向の両端部の二辺の中央の位置（第２切断位置）に位置するように、移動ユニット２により保持ユニット１をＸ方向に移動する。保持ユニット１の移動の際には、切断ユニット３０と基板Ｂとが干渉しないように、切断ユニット３０を上昇させておくなど、適宜の位置（動作可能位置）に退避させておく。
【００６０】
続いて、矢印ｄ１で示すように切断ユニット３０を回動させてその切断方向を変更し、所定の位置（第２切断開始位置）に位置させて被覆シートｂの端縁部の切断を開始する。まず、図１０の状態ＳＴ５に示すように、移動ユニット２により保持ユニット１をＸ方向の搬送ユニット８側へ移動させながら被覆シートｂの端縁部の切断を半分行う。切断された切断片は回収ユニット１１０で回収される。続いて図１１の状態ＳＴ６に示すように、切断ユニット３０を回動させてその切断方向を変更し、切断方向変更後、移動ユニット２により保持ユニット１をＸ方向の搬送ユニット９側へ移動させながら被覆シートｂの端縁部の残り半分の切断を行う。以上により、基板ＢにおけるＹ方向の両端部の二辺について、被覆シートｂの端縁部の切断が完了する。
【００６１】
次に、基板ＢのＸ方向の他方端部の一辺（図１２中では左辺）について、被覆シートｂの端縁部の切断を行う。Ｘ方向の一方端部の一辺についての切断動作の場合と同様、まず、基板Ｂの一辺と切断ユニット３０の円板刃３０ａとの位置合わせを行うべく、移動ユニット２により基板Ｂを所定の位置（第３切断位置）に移動する。続いて切断ユニット３０を回動させてその切断方向を変更し、所定の位置（第３切断開始位置）に位置させ、図１２の状態ＳＴ７に示すように、２つの切断ユニット３０の一方が、まず、基板Ｂの一辺の半分に沿って被覆シートｂの端縁部を中央から一端（図１２中では上方）に向かって切断する。その後、２つの切断ユニット３０の他方が、被覆シートｂの端縁部の残り半分を中央から他端に向かって切断する。切断された切断片は回収ユニット１００により回収される。以上により、基板ＢのＸ方向の他方端部の一辺について被覆シートｂの端縁部の切断が完了し、基板Ｂの４辺全てについて、被覆シートｂの端縁部の切断が完了する。
【００６２】
続いて基板Ｂの搬出動作に移る。移動ユニット２により基板Ｂを搬出位置に移動し、真空吸着パッド１０による基板Ｂの保持を解除する。その後、搬送ユニット９に設けた搬送昇降ユニット５によりベルトコンベア９０を降下した位置から上昇させる。これにより基板Ｂが保持ユニット１からベルトコンベア９０へ移載される。その後、図１３の状態ＳＴ８に示すように、ベルトコンベア９０を駆動して基板ＢをＸ方向に搬送し、不図示の搬送設備等へ渡す。
【００６３】
以上により一単位の切断動作が完了する。本実施形態では、移動ユニット２により、搬送ユニット８から被覆シートｂの切断に適した位置まで基板Ｂを移動することができるだけでなく、基板ＢのＹ方向両端部の２辺に沿う被覆シートｂの端縁部の切断に際しての切断ユニット３０と基板ＢとのＸ方向の相対移動を生じさせることができる。この結果、切断ユニット３０をＸ方向に移動させる機構を不要とし、より簡素な構成で矩形基板の４辺に沿って被覆シートを切断することができる。また、搬送ユニット８から搬送ユニット９への基板Ｂの搬送過程で被覆シートｂの端縁部の切断ができるので、作業効率の向上も図れる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を被覆する被覆シートの切断技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板や半導体ウエハのような基板は、その表面を保護するために被覆シートで被覆される場合がある。例えば、太陽電池モジュール基板においては、受光面を保護すると供に、太陽電池モジュール基板を構成する複数の部材が複数層で構成され、これらの部材を一纏めに構成させるためにも被覆シートを使用している。被覆シートのうち、基板の周辺からはみ出た端縁部は不要であるため、これを切断する必要がある。そこで、被覆シートの端縁部を切断する装置が提案されている（特許文献１乃至３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平７−４９１８９号公報
【特許文献２】特開２００１−３２００６９号公報
【特許文献３】特開２００１−１３５８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
矩形基板を被覆する被覆シートの端縁部を切断する場合、矩形基板の４辺に沿って被覆シートを切断する必要があることから、一般には、切断ユニットを直交２方向に移動する機構が必要となる。また、基板を切断ユニットの切断に適した位置まで移動させる機構も必要となる。このため、装置が複雑化、大型化する傾向にある。
【０００５】
本発明の目的は、より簡素な構成で矩形基板の４辺の被覆シートを切断することができる切断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、矩形基板を被覆する被覆シートの端縁部を切断する切断装置において、前記矩形基板の片面を吸着して前記矩形基板を保持する保持手段と、前記被覆シートの端縁部を切断する切断ユニット、及び、前記切断ユニットを回動して切断方向を変更する回動ユニットを備えたヘッドユニットと、前記ヘッドユニットを前記矩形基板の一辺と平行な第１方向に移動する第１移動手段と、前記保持手段を前記矩形基板の前記一辺と直交する他辺と平行な第２方向に移動し、前記保持手段を前記第２方向に連続した前記基板の移載位置及び切断作業領域に渡って移動する第２移動手段と、を備えたことを特徴とする切断装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、より簡素な構成で矩形基板の４辺の被覆シートを切断することができる切断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る切断装置Ａの平面図。
【図２】切断装置Ａの正面図。
【図３】切断装置Ａの分解斜視図。
【図４】制御装置２００のブロック図である。
【図５】切断装置Ａの動作説明図。
【図６】切断装置Ａの動作説明図。
【図７】切断装置Ａの動作説明図。
【図８】切断装置Ａの動作説明図。
【図９】切断装置Ａの動作説明図。
【図１０】切断装置Ａの動作説明図。
【図１１】切断装置Ａの動作説明図。
【図１２】切断装置Ａの動作説明図。
【図１３】切断装置Ａの動作説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜装置の概略＞
図１は本発明の一実施形態に係る切断装置Ａの平面図、図２は切断装置Ａの正面図、図３は切断装置Ａの分解斜視図である。なお、図１においては回収ユニット１００、１１０を破線で表示した透視図としている。各図において、矢印Ｘ及びＹは水平方向であって互いに直交する２方向を示し、矢印Ｚは垂直方向を示す。本実施形態の場合、Ｘ方向は後述する搬送ユニット８及び９による基板の搬送方向である。
【００１０】
切断装置Ａは、保持ユニット１と、移動ユニット２と、ヘッドユニット３と、移動ユニット４と、搬送昇降ユニット５及び基板昇降ユニット６と、位置決めユニット７と、搬送ユニット８及び９と、回収ユニット１００及び１１０と、を備える。後述するように、切断装置Ａは矩形の基板Ｂ（図５参照）を被覆する被覆シートｂ（図５参照）の端縁部（基板Ｂの周縁からはみ出した部分）を切断する装置である。
【００１１】
＜保持ユニット１＞
保持ユニット１は、基板Ｂの片面（本実施形態の場合、基板の下面）を吸着して保持する。本実施形態の場合、保持ユニット１は複数設けられ、その各々が基板Ｂの片面を吸着する複数の真空吸着パッド１０を備える。全ての真空吸着パッド１０は、共通のＸ−Ｙ平面（水平面）上に位置しており、基板を水平姿勢で保持することができる。各真空吸着パッド１０は、不図示のバキュームポンプに接続されており、このバキュームポンプを作動することで基板を吸着して保持する。
【００１２】
本実施形態の場合、保持ユニット１は、基板Ｂの４辺に沿うように配置されており、基板Ｂの周縁を保持する。基板Ｂの周縁を保持する構成とすることで、被覆シートｂの切断時に基板周縁が振れることを防止できる。この結果、被覆シートｂの端縁部を良好に切断することができる。なお、基板Ｂの中央部も保持するように保持ユニット１を配設してもよい。
【００１３】
＜移動ユニット２＞
移動ユニット２は、一対の案内部材２０、２０と、一対の案内部材２０、２０間に架設された移動体２１と、駆動部２２、２２と、を備える。
【００１４】
一対の案内部材２０、２０は、互いにＹ方向に離間し、Ｘ方向に平行に延設されている。移動体２１は、フレーム状をなし、複数の保持ユニット１を搭載して支持する。駆動部２２、２２はそれぞれ、移動体２１の両端部の下面に設けられており、案内部材２０、２０とそれぞれ係合してその移動が案内されるスライダであって、移動体２１を一対の案内部材２０、２０に沿ってＸ方向に移動させる移動機構を構成している。
【００１５】
この移動機構としては、例えば、ボールネジ機構を挙げることができる。ボールネジ機構とした場合、案内部材２０にはＸ方向に延設されたボールネジ軸が設けられ、駆動部２２にはボールネジ軸と螺合するボールナット及びボールナットを回転させるモータ（例えば中空モータ）が設けられた構成を採用することができる。この構成の場合、各駆動部２２のモータを同期的に駆動することで移動体２１をＸ方向（基板の移送方向）に平行移動させることができる。また、その他の移動機構としては、ラック＆ピニオン機構、歯付ベルト＆プーリ機構やリニア機構が挙げられる。
【００１６】
なお、２つの駆動部２２、２２のうちの一方には、モータ等の駆動源を設けず、単に案内部材２０に沿って従動的に移動するように構成することも可能である。
【００１７】
移動ユニット２は、移動体２１をＸ方向に移動することで、移動体２１に搭載された保持ユニット１を、Ｘ方向に連続した移載位置及び切断作業領域に渡って移動する。移載位置は、本実施形態の場合、案内部材２０の一方端部の搬入位置（図３中では左下位置）と他方端部の搬出位置（図３中では右上位置）とを含み、切断作業領域は搬入位置から搬出位置までの間の領域である。つまり、本実施形態の場合、切断作業領域は、保持ユニット１の全移動範囲に設定されており、その両端部が搬入位置、搬出位置に設定されている。これは、切断装置Ａの全長を短くする効果がある。
【００１８】
搬入位置は、案内部材２０の両端部のうち、搬送ユニット８側（一方端部側）の位置であり、ここで搬送ユニット８から保持ユニット１への基板Ｂ（被覆シートｂの端縁部が未切断の基板Ｂ）の搬入を行う。搬出位置は、案内部材２０の両端部のうち、搬送ユニット９側（他方端部）の位置であり、ここで保持ユニット１から搬送ユニット９への基板Ｂ（被覆シートｂの端縁部を切断済の基板Ｂ）の搬出を行う。
【００１９】
＜ヘッドユニット３＞
ヘッドユニット３は、被覆シートｂの端縁部を切断する切断ユニット３０と、切断ユニット３０を昇降させると共に回動（旋回）させて切断方向を変更する昇降・回動ユニット３１と、を備える。本実施形態の場合、ヘッドユニット３を２つ設けている。これにより、被覆シートｂの端縁部を異なる部位において同時に切断することができ、切断効率を向上できる。無論、ヘッドユニット３は１つでもよい。
【００２０】
切断ユニット３０は、円板刃３０ａと、円板刃３０ａを回転させるモータ等の駆動機構とを備え、円板刃３０ａを回転させて被覆シートｂの端縁部を切断する。本実施形態の場合、切断ユニット３０として、円板刃３０ａを回転させて被覆シートｂを切断する機構を採用しているがこれに限られない。例えば、固定の刃により被覆シートｂを切断する機構や、レーザ光により被覆シートｂを切断する機構等、他の種類の切断機構が採用可能である。
【００２１】
昇降・回動ユニット３１は、軸体３２をその軸心（Ｚ方向）周りに回転させると共に軸体３２を昇降させる機構（不図示）を備える。本実施形態の場合、軸体３２には切断ユニット３０が連結されており、軸体３２を回転させることで切断ユニット３０が回動してその回動角度を維持することができると共に、軸体３２を昇降させることで切断ユニット３０がＺ方向に昇降することができる。
【００２２】
切断ユニット３０を回動させて切断方向を変更することで、基板Ｂの４辺に沿って被覆シートｂの端縁部の切断を行うことができる。加えて、基板Ｂの各辺に対する円板刃３０ａの向きを調整することができる。より具体的には、基板Ｂの基板面に垂直な面（本実施形態の場合、Ｚ方向の垂直面）と、円板刃３０ａが形成する平面（本実施形態の場合、Ｚ方向の垂直面）との角度（交差角度）を調整することができる。この角度を調整し、維持することで、円板刃３０ａを基板Ｂの端縁に対して好適な角度で当接させるようにすることができ、被覆シートの切断時に基板Ｂの端縁が損傷することを防止できる。
【００２３】
また、切断ユニット３０を昇降させることで、基板Ｂの基板面における法線方向と平行な方向に垂直な面（本実施形態の場合、Ｚ方向の垂直面）と、円板刃３０ａが形成する平面（本実施形態の場合、Ｚ方向の垂直面）に対する円板刃３０ａの切断刃位置（高さ位置）を調整することができる。
【００２４】
軸体３２を回転・昇降させる機構としては公知の機構を採用できる。例えば、軸体３２を回転させる機構としては、モータ等の駆動源と、歯車機構或いはベルト機構等の機構の組み合わせを挙げることができる。軸体３２の回転角度を維持する機構としては、例えば、駆動源をサーボモータとした場合には、サーボモータの電磁ロック機能を利用することができるが、或いは、軸体３２の回転を解除可能に規制するロック機構を別途設けてもよい。また、軸体３２を昇降させる機構としては、モータ等の駆動源と、ラック−ピニオン機構等の機構の組み合わせを挙げることができる。
【００２５】
＜移動ユニット４＞
移動ユニット４は、ヘッドユニット３をＹ方向に移動する。本実施形態の場合、移動ユニット４は、案内部材４０と、案内部材４０に沿って移動可能に案内部材４０に取り付けられた移動体４１と、移動体４１を案内部材４０に沿って移動させる不図示の移動機構と、を備える。
【００２６】
案内部材４０はＹ方向に延設されている。移動体４１はヘッドユニット３の数に対応して２つ設けられており、案内部材４０と係合してその移動が案内されるスライダである。本実施形態の場合、２つの移動体４１に対して案内部材４０を共通とした。これは、各移動体４１毎に案内部材４０を設ける場合に比べて、構成を簡素化できる。
【００２７】
不図示の移動機構としては、例えば、ボールネジ機構を挙げることができる。ボールネジ機構とした場合、案内部材４０にはＹ方向に延設されたボールネジ軸が設けられ、各移動体４１にはボールネジ軸と螺合するボールナット及びボールナットを回転させるモータ（例えば中空モータ）が設けられた構成を採用することができる。
【００２８】
各移動体４１がそれぞれモータを備えることで、各移動体４１を独立して移動制御することができ、その結果、２つのヘッドユニット３をそれぞれ独立して移動制御することができる。なお、ボールネジ軸は２つの移動体４１に共通としてもよいし、移動体４１毎に設けてもよい。
【００２９】
本実施形態では、移動ユニット４が、移動ユニット２による保持ユニット１の移動範囲の中で、保持ユニット１に対して上下方向にずらして配置されている。とりわけ、案内部材４０が、案内部材２０、２０に対して上下方向に離間し、かつ、交差する方向に配設されている。この構成によれば、案内部材２０、４０を上下に重ねて配置できるので、設備スペースを有効に活用でき、また、案内部材４０の長手方向の範囲内に移動ユニット２の幅を収めることができるので、省スペース化を図れる。
【００３０】
＜搬送昇降ユニット５＞
搬送昇降ユニット５は、搬送ユニット８、９におけるベルトコンベア８０、９０の一方端部（保持ユニット１と反対側の端部）を支持してそれぞれ設けられ、移載位置において保持ユニット１に対して搬送ユニット８、９を昇降する。これにより、保持ユニット１と、搬送ユニット８、９との間で、基板Ｂの受け渡しを行うことができる。搬送昇降ユニット５は、本実施形態の場合、搬送ユニット８、９を支持する支持フレーム５１と、支持フレーム５１をＺ方向に移動自在に支持するガイドフレーム５２と、を備える。ガイドフレーム５２には、例えばＺ方向に延びるレール部材が設けられ、支持フレーム５１にはレール部材と係合してＺ方向にスライドするスライダが設けられる。
【００３１】
搬送昇降ユニット５は、また、モータ５３と、モータ５３の出力軸５３ａに設けられた偏心カム５４と、を備える。偏心カム５４の周面は支持フレーム５１の下面に当接しており、偏心カム５４を回転させることで、支持フレーム５１をＺ方向に昇降させることができる。その結果、搬送ユニット８、９を昇降することができる。
【００３２】
本実施形態では、このようにモータ５３を駆動源としたカム機構により搬送ユニット８、９を昇降する構成としたが、エアシリンダ等を駆動源としてもよく、その機構は種々の種類の機構を採用可能である。
【００３３】
また、本実施形態では、搬送ユニット８、９を昇降する構成としたが、保持ユニット１側を昇降してもよく、保持ユニット１と搬送ユニット８、９とを相対的に昇降できれば、いずれを移動してもよいし、双方を移動してもよい。
【００３４】
＜基板昇降ユニット６＞
基板昇降ユニット６は、保持ユニット１に対して基板Ｂを昇降する。本実施形態では、搬送ユニット８から保持ユニット１への基板の搬入に際して、位置決めユニット７により基板Ｂの位置決めを行う。基板昇降ユニット６は基板Ｂの位置決めの際に上昇して基板Ｂを保持ユニット１の各真空吸着パッド１０から離間させる。基板Ｂの位置決めが完了すると基板Ｂを降下させて保持ユニット１の各真空吸着パッド１０上にこれを載置し、保持させる。本実施形態の場合、基板昇降ユニット６はエアシリンダであるが、他の駆動機構を採用してもよい。
【００３５】
＜位置決めユニット７＞
位置決めユニット７は、搬入位置において、基板ＢのＹ方向の位置決めを行う。位置決めユニット７は、互いにＹ方向に離間した一対の当接部材７０と、一対の当接部材７０をＹ方向に移動可能に支持する案内部材７１と、一対の当接部材７０を移動させる不図示の移動機構と、を備える。移動機構は、例えば、一方の当接部材７０を移動させるエアシリンダ等の駆動源と、双方の当接部材７０を連動させるリンク機構と、で構成できる。
【００３６】
一対の当接部材７０は、基板ＢのＹ方向に互いに対向する２辺に当接して基板Ｂの位置決めを行う位置決め位置と、位置決め位置よりも互いに離間した退避位置との間で移動される。一対の当接部材７０はＹ方向に延設された板状の部材であるため、基板Ｂの互いに対向する２辺に当接してそのＹ方向の位置決めを行うと共に、基板Ｂの互いに対向する２辺をＹ方向と平行になるように、残りの２辺をＸ方向と平行として、基板Ｂの姿勢も整える。その結果、移動ユニット４によるヘッドユニット３の基板Ｂに対するＹ方向の移動や、移動ユニット２による保持ユニット１のＸ方向の移動によるヘッドユニット３の基板Ｂに対する相対移動が、基板Ｂの各辺に沿ったものとなる。
【００３７】
＜搬送ユニット８及び９＞
搬送ユニット８及び９は、本実施形態の場合、いずれも、無端ベルト８１、９１をＸ方向に走行させるベルトコンベア８０、９０とされる。本実施形態の場合、ベルトコンベア８０、９０はそれぞれ、Ｙ方向に離間して２列設けられており、基板Ｂを無端ベルト８１、９１上に載置して搬送する。搬送ユニット８は基板Ｂの搬入用、搬送ユニット９は基板Ｂの搬出用である。本実施形態では、搬送ユニット８及び９をベルトコンベアとしたが、ローラコンベアや多関節ロボット等、他の種類の搬送装置でもよい。また、本実施形態では搬入用、搬出用の双方の搬送ユニットを備える構成としたが、いずれか一方でもよい。
【００３８】
このように搬送ユニット８、９は、その一方端部のみが支持された片持ち構造であり、その他方端部（保持ユニット１側の端部）は支持構造を有していない。このため、搬送ユニット８、９の他方端部側を、Ｘ方向に延設される保持ユニット１とＸ方向においてラップさせて（重畳させて）配置することができる。具体的には、後述するフレーム部材１２０内に、搬送ユニット８、９の他方端部側を進入させた状態で、搬送ユニット８、９が設けられる。その結果、搬送ユニット８、９と保持ユニット１との間における基板Ｂの受け渡しを可能にしている。
【００３９】
＜回収ユニット１００及び１１０＞
回収ユニット１００及び１１０は、切断された被覆シートｂの端縁部を回収する。これにより、切断された被覆シートｂの端縁部が散乱することを防止できる。
【００４０】
本実施形態の場合、回収ユニット１００は、案内部材４０に沿う切断ユニット３０の移動軌跡の下方に配置されたベルトコンベア１０１と、ベルトコンベア１０１の両側部に設けられた一対のガイド部材１０２と、を備える。
【００４１】
ベルトコンベア１０１はＹ方向に延設され、無端ベルトがＹ方向に走行する。一対のガイド部材１０２は上方に向かって開放する（間隔が大きくなる）よう、それぞれ傾斜して配設されている。ベルトコンベア１０１の両端部（Ｙ方向両端部）にはそれぞれ、回収箱１０３が配設されている。基板ＢのＸ方向の両端に位置する辺に沿って切断ユニット３０が被覆シートｂの端縁部を切断すると、切断された端縁部がベルトコンベア１０１上に落下する。端縁部が落下する際、一対のガイド部材１０２は端縁部をベルトコンベア１０１上に導くシューター（滑り台）として機能する。ベルトコンベア１０１が連続的或いは定期的に作動することで、その無端ベルトが走行され、切断された端縁部を回収箱１０３へ搬送することができる。
【００４２】
回収ユニット１１０は、切断ユニット３０の下方において、一対の案内部材２０に沿ってそれぞれ設けられている。各回収ユニット１１０は、ベルトコンベア１１１と、ベルトコンベア１１１の両側部に設けられた一対のガイド部材１１２と、を備える。
【００４３】
ベルトコンベア１１１はＸ方向に延設され、無端ベルトがＸ方向に走行する。一対のガイド部材１１２は上方に向かって間隔が大きくなって開放するよう、それぞれ傾斜して配設されている。ベルトコンベア１１１の一方端部（移送方向一方端部）には、回収箱１１３が配設されている。基板ＢのＹ方向の両端に位置する２辺に沿って切断ユニット３０が被覆シートｂの端縁部を切断すると、その切断片がそれぞれのベルトコンベア１１１上に落下する。切断片が落下する際、一対のガイド部材１１２は切断片をベルトコンベア１１１上に導く。ベルトコンベア１１１を連続的或いは定期的に作動することで、その無端ベルトを走行させ、切断片をそれぞれの回収箱１１３へ搬送することができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、回収ユニット１００、１１０としてベルトコンベア１０１、１１１を利用したが、他の構成も採用可能である。例えば、切断されて落下してくる切断片を受け取る樋状（略Ｕ字状）の部材と、樋内の切断片を吸引して回収箱へ排出する吸引装置と、を備える構成としてもよい。
【００４５】
＜フレーム部材１２０＞
案内部材２０、２０、案内部材４０、回収ユニット１００、１１０は、いずれも共通のフレーム部材１２０に一体に支持されている。共通のフレーム部材１２０でこれらを支持することで、これらの相互間の位置決め精度を向上できる。
【００４６】
案内部材４０は、フレーム部材１２０の一対の梁部１２１間に架設されている。一対の梁部１２１は、互いにＹ方向に離間し、それぞれＸ方向に延設されている。案内部材２０、２０は、フレーム部材１２０の支持部１２２に搭載されて支持されている。回収ユニット１００は、図２に示すように、フレーム部材１２０の支持部１２４、１２４に搭載されて支持されており、各回収ユニット１１０は、フレーム部材１２０の支持部１２３、１２３に搭載されて支持されている。
【００４７】
＜制御装置＞
次に、切断装置Ａを制御する制御装置２００について説明する。図４は制御装置２００のブロック図である。制御装置２００は、ＣＰＵ等の処理部２０１と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等の記憶部２０２と、外部デバイスと処理部２０１とをインターフェースするインターフェース部２０３と、を備える。
【００４８】
処理部２０１は、記憶部２０２に記憶された保持ユニット２１の切断開始位置や切断終了位置、切断ユニット３０の回動角度位置、ヘッドユニット３による切断開始位置や切断終了位置等を基にプログラムを実行して、各種センサ２０６の検出結果に基づいて、各種アクチュエータ２０７を制御する。各種センサ２０６には、例えば、ヘッドユニット３のＹ方向の位置を検出するセンサ、切断ユニット３０の回動角度やＺ方向の位置を検出するセンサ、搬送ユニット８により搬送される基板Ｂの位置を検出するセンサ、保持ユニット１（移動体２１）のＸ方向の位置を検出するセンサ、が含まれる。
【００４９】
各種アクチュエータ２０７には、真空吸着パッド１０を作動するバキュームポンプや制御弁、移動ユニット２及び４の各移動機構のモータ等の駆動源、円板刃３０ａを回転するモータ、位置決めユニット７の駆動源、搬送昇降ユニット５のモータ５３、基板昇降ユニット６の駆動源等が含まれる。入力部２０４は作業者の指示を受け付けるキーボード、マウス等であり、表示部２０５は各種の情報を表示する画像表示装置である。
【００５０】
＜動作例＞
次に、切断装置Ａによる被覆シートの端縁部の切断動作について図５乃至図１３を参照して説明する。対象となる基板Ｂは、まず、不図示の搬送設備により搬送ユニット８に搬送され、搬送ユニット８から保持ユニット１に移載される。図５乃至図７は、被覆シートｂで被覆された基板Ｂが搬送ユニット８から保持ユニット１に移載される際の切断装置Ａの動作を示している。
【００５１】
まず、図５の状態ＳＴ１に示すように、搬送ユニット８を駆動して基板ＢをＸ方向に搬送し、搬入位置に位置している保持ユニット１上に基板Ｂを搬送する。このとき、図６の状態ＳＴ１１に示すように搬送ユニット８のベルトコンベア８０は搬送昇降ユニット５により上昇した位置にある。また、基板昇降ユニット６も上昇して基板Ｂよりは低いが真空吸着パッド１０から上方に突出した位置にある。
【００５２】
基板Ｂが保持ユニット１上に到達すると搬送ユニット８の駆動を停止し、図６の状態ＳＴ１２に示すように、搬送昇降ユニット５により搬送ユニット８のベルトコンベア８０を降下させる。これによりベルトコンベア８０から基板昇降ユニット６へ基板Ｂが移載される。
【００５３】
続いて図７の状態ＳＴ１３に示すように位置決めユニット７を作動して一対の当接部材７０、７０を退避位置から位置決め位置（図７中では互いに近づく方向）に移動する。これにより基板Ｂが位置決めされる。続いて図７の状態ＳＴ１４に示すように、位置決めユニット７を作動して一対の当接部材７０を位置決め位置から退避位置（図７中では互いに離間する方向）に移動し、基板昇降ユニット６を作動して基板Ｂを降下させる。これにより、基板昇降ユニット６から保持ユニット１の各真空吸着パッド１０上へ基板Ｂが移載される。そして、各真空吸着パッド１０を作動して基板Ｂを吸着して保持する。
【００５４】
次に、被覆シートｂの端縁部を切断する動作に移る。端縁部の切断は、基板ＢのＸ方向の一方端部の一辺、Ｙ方向の両端部の二辺、Ｘ方向の他方端部の一辺の順に行う。
【００５５】
基板ＢのＸ方向の一方端部の一辺についての被覆シートｂの端縁部の切断動作に際しては、まず、基板Ｂの一辺と切断ユニット３０の円板刃３０ａとの位置合わせを行うべく、移動ユニット２により基板Ｂを所定の位置（第１切断位置）に移動する。また、円板刃３０ａのＹ方向及びＺ方向の位置、向き（第１切断開始位置）をセットする。これらの位置、向きを含む制御に必要な各種の情報は、事前のテスト結果（例えばティーチング結果）により記憶部２０２に記憶しておき、記憶内容にしたがって制御することができる。
【００５６】
続いて被覆シートｂの端縁部を切断する。図８の状態ＳＴ２及びＳＴ３は、基板ＢのＸ方向の一方端部の一辺（図８中では右辺）に沿って切断ユニット３０を移動して被覆シートｂの端縁部を切断する状態を示している。本実施形態の場合、２つの切断ユニット３０の一方が、まず、基板Ｂの一辺の半分に沿って被覆シートｂの端縁部を切断する。詳細には、図８の状態ＳＴ２に示すように、一方の切断ユニット３０を基板Ｂの一辺の真中の位置（第１切断開始位置）に位置させ、ここから同図の矢印で示す方向（図８中の状態ＳＴ２では上方向）に切断ユニット３０を移動して端縁部の切断を行う。このとき、他方の切断ユニット３０は、適当な位置（退避位置）に退避させておく。切断された切断片は回収ユニット１００により回収される。
【００５７】
次に、図８の状態ＳＴ３に示すように、他方の切断ユニット３０を基板Ｂの一辺の真中の位置に位置させ、ここから同図の矢印で示す方向（図８中の状態ＳＴ３では下方向）に切断ユニット３０を移動して、残りの端縁部の切断を行う。このとき、一方の切断ユニット３０は、適当な位置に退避させておく。以上により、基板ＢのＸ方向の一方端部の一辺について被覆シートｂの端縁部の切断が完了する。
【００５８】
次に、基板ＢのＹ方向の両端部の二辺についての被覆シートｂの端縁部の切断を行う。本実施形態の場合、２つの切断ユニット３０により、Ｙ方向の両端部の二辺についての被覆シートｂの各端縁部の切断を同時に行う。端縁部の切断は、基板ＢにおけるＹ方向の両端部の二辺の中央から一端に向かって行った後、再び中央から他端へ向かって行う。
【００５９】
したがって、まず、図９の状態ＳＴ４に示すように、２つの切断ユニット３０が、それぞれ、基板ＢのＹ方向の両端部の二辺の中央の位置（第２切断位置）に位置するように、移動ユニット２により保持ユニット１をＸ方向に移動する。保持ユニット１の移動の際には、切断ユニット３０と基板Ｂとが干渉しないように、切断ユニット３０を上昇させておくなど、適宜の位置（動作可能位置）に退避させておく。
【００６０】
続いて、矢印ｄ１で示すように切断ユニット３０を回動させてその切断方向を変更し、所定の位置（第２切断開始位置）に位置させて被覆シートｂの端縁部の切断を開始する。まず、図１０の状態ＳＴ５に示すように、移動ユニット２により保持ユニット１をＸ方向の搬送ユニット８側へ移動させながら被覆シートｂの端縁部の切断を半分行う。切断された切断片は回収ユニット１１０で回収される。続いて図１１の状態ＳＴ６に示すように、切断ユニット３０を回動させてその切断方向を変更し、切断方向変更後、移動ユニット２により保持ユニット１をＸ方向の搬送ユニット９側へ移動させながら被覆シートｂの端縁部の残り半分の切断を行う。以上により、基板ＢにおけるＹ方向の両端部の二辺について、被覆シートｂの端縁部の切断が完了する。
【００６１】
次に、基板ＢのＸ方向の他方端部の一辺（図１２中では左辺）について、被覆シートｂの端縁部の切断を行う。Ｘ方向の一方端部の一辺についての切断動作の場合と同様、まず、基板Ｂの一辺と切断ユニット３０の円板刃３０ａとの位置合わせを行うべく、移動ユニット２により基板Ｂを所定の位置（第３切断位置）に移動する。続いて切断ユニット３０を回動させてその切断方向を変更し、所定の位置（第３切断開始位置）に位置させ、図１２の状態ＳＴ７に示すように、２つの切断ユニット３０の一方が、まず、基板Ｂの一辺の半分に沿って被覆シートｂの端縁部を中央から一端（図１２中では上方）に向かって切断する。その後、２つの切断ユニット３０の他方が、被覆シートｂの端縁部の残り半分を中央から他端に向かって切断する。切断された切断片は回収ユニット１００により回収される。以上により、基板ＢのＸ方向の他方端部の一辺について被覆シートｂの端縁部の切断が完了し、基板Ｂの４辺全てについて、被覆シートｂの端縁部の切断が完了する。
【００６２】
続いて基板Ｂの搬出動作に移る。移動ユニット２により基板Ｂを搬出位置に移動し、真空吸着パッド１０による基板Ｂの保持を解除する。その後、搬送ユニット９に設けた搬送昇降ユニット５によりベルトコンベア９０を降下した位置から上昇させる。これにより基板Ｂが保持ユニット１からベルトコンベア９０へ移載される。その後、図１３の状態ＳＴ８に示すように、ベルトコンベア９０を駆動して基板ＢをＸ方向に搬送し、不図示の搬送設備等へ渡す。
【００６３】
以上により一単位の切断動作が完了する。本実施形態では、移動ユニット２により、搬送ユニット８から被覆シートｂの切断に適した位置まで基板Ｂを移動することができるだけでなく、基板ＢのＹ方向両端部の２辺に沿う被覆シートｂの端縁部の切断に際しての切断ユニット３０と基板ＢとのＸ方向の相対移動を生じさせることができる。この結果、切断ユニット３０をＸ方向に移動させる機構を不要とし、より簡素な構成で矩形基板の４辺に沿って被覆シートを切断することができる。また、搬送ユニット８から搬送ユニット９への基板Ｂの搬送過程で被覆シートｂの端縁部の切断ができるので、作業効率の向上も図れる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形基板を被覆する被覆シートの端縁部を切断する切断装置において、
前記矩形基板の片面を吸着して前記矩形基板を保持する保持手段と、
前記被覆シートの端縁部を切断する切断ユニット、及び、前記切断ユニットを回動して切断方向を変更する回動ユニットを備えたヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットを前記矩形基板の一辺と平行な第１方向に移動する第１移動手段と、
前記保持手段を前記矩形基板の前記一辺と直交する他辺と平行な第２方向に移動し、前記保持手段を前記第２方向に連続した前記基板の移載位置及び切断作業領域に渡って移動する第２移動手段と、
を備えたことを特徴とする切断装置。
【請求項２】
前記移載位置において、前記保持手段への前記矩形基板の搬入及び前記保持手段からの前記矩形基板の搬出の少なくともいずれか一方を行う搬送手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
【請求項３】
前記移載位置において、前記保持手段と前記搬送手段とを相対的に昇降する昇降手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の切断装置。
【請求項４】
前記移載位置が、前記保持手段への前記矩形基板の搬入を行う搬入位置を含み、
前記搬入位置において、前記矩形基板の前記第１方向の位置決めを行う位置決め手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
【請求項５】
前記第１移動手段が、前記第２移動手段による前記保持手段の移動範囲の中で、前記保持手段に対して上下方向にずらして配置されたことを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
【請求項６】
前記第２移動手段が、
前記第１方向に互いに離間し、前記第２方向に延設された一対の案内部材と、
前記一対の案内部材間に架設され、前記保持手段を支持する移動体と、
前記移動体を前記一対の案内部材に沿って移動させる移動機構と、
を備えたことを特徴とする請求項５に記載の切断装置。
【請求項７】
前記第１移動手段が、
前記第１方向に延設された案内部材と、
前記案内部材に沿って移動可能に前記案内部材に取り付けられ、前記ヘッドユニットを支持する移動体と、
前記移動体を前記案内部材に沿って移動させる移動機構と、
を備えたことを特徴とする請求項５に記載の切断装置。
【請求項８】
前記第１移動手段が、
前記第１方向に延設された第１案内部材と、
前記第１案内部材に沿って移動可能に前記第１案内部材に取り付けられ、前記ヘッドユニットを支持する第１移動体と、
前記第１移動体を前記案内部材に沿って移動させる第１移動機構と、
前記第２移動手段が、
前記第１方向に互いに離間し、前記第２方向に延設された一対の第２案内部材と、
前記一対の第２案内部材間に架設され、前記保持手段を支持する第２移動体と、
前記第２移動体を前記一対の第２案内部材に沿って移動させる第２移動機構と、を備え、
前記第１案内部材が、
前記一対の第２案内部材と上下方向に離間し、かつ、交差して配設されたことを特徴とする請求項５に記載の切断装置。
【請求項９】
前記第１案内部材に沿う前記切断ユニットの移動軌跡の下方において、前記第１方向に延設され、切断された前記被覆シートの端縁部を回収する第１回収手段と、
前記切断ユニットの下方において、前記一対の第２案内部材に沿って前記第２方向に延設され、切断された前記被覆シートの端縁部を回収する１対の第２回収手段と
を備えたことを特徴とする請求項８に記載の切断装置。
【請求項１０】
前記ヘッドユニットと前記移動体と前記移動機構とを２組設け、
２つの前記移動体を共通の前記案内部材に取り付けたことを特徴とする請求項７に記載の切断装置。
【請求項１１】
前記一対の第２案内部材と、前記第１案内部材と、前記第１及び第２回収手段と、を一体に支持するフレーム部材を備えたことを特徴とする請求項９に記載の切断装置。
【請求項１２】
前記移載位置が、
前記切断作業領域の前記第２方向の一端の、前記保持手段への前記矩形基板の搬入を行う搬入位置と、
前記切断作業領域の前記第２方向の他端の、前記保持手段からの前記矩形基板の搬出を行う搬出位置と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
【請求項１】
矩形基板を被覆する被覆シートの端縁部を切断する切断装置において、
前記矩形基板の片面を吸着して前記矩形基板を保持する保持手段と、
前記被覆シートの端縁部を切断する切断ユニット、及び、前記切断ユニットを回動して切断方向を変更する回動ユニットを備えたヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットを前記矩形基板の一辺と平行な第１方向に移動する第１移動手段と、
前記保持手段を前記矩形基板の前記一辺と直交する他辺と平行な第２方向に移動し、前記保持手段を前記第２方向に連続した前記基板の移載位置及び切断作業領域に渡って移動する第２移動手段と、
を備えたことを特徴とする切断装置。
【請求項２】
前記移載位置において、前記保持手段への前記矩形基板の搬入及び前記保持手段からの前記矩形基板の搬出の少なくともいずれか一方を行う搬送手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
【請求項３】
前記移載位置において、前記保持手段と前記搬送手段とを相対的に昇降する昇降手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の切断装置。
【請求項４】
前記移載位置が、前記保持手段への前記矩形基板の搬入を行う搬入位置を含み、
前記搬入位置において、前記矩形基板の前記第１方向の位置決めを行う位置決め手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
【請求項５】
前記第１移動手段が、前記第２移動手段による前記保持手段の移動範囲の中で、前記保持手段に対して上下方向にずらして配置されたことを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
【請求項６】
前記第２移動手段が、
前記第１方向に互いに離間し、前記第２方向に延設された一対の案内部材と、
前記一対の案内部材間に架設され、前記保持手段を支持する移動体と、
前記移動体を前記一対の案内部材に沿って移動させる移動機構と、
を備えたことを特徴とする請求項５に記載の切断装置。
【請求項７】
前記第１移動手段が、
前記第１方向に延設された案内部材と、
前記案内部材に沿って移動可能に前記案内部材に取り付けられ、前記ヘッドユニットを支持する移動体と、
前記移動体を前記案内部材に沿って移動させる移動機構と、
を備えたことを特徴とする請求項５に記載の切断装置。
【請求項８】
前記第１移動手段が、
前記第１方向に延設された第１案内部材と、
前記第１案内部材に沿って移動可能に前記第１案内部材に取り付けられ、前記ヘッドユニットを支持する第１移動体と、
前記第１移動体を前記案内部材に沿って移動させる第１移動機構と、
前記第２移動手段が、
前記第１方向に互いに離間し、前記第２方向に延設された一対の第２案内部材と、
前記一対の第２案内部材間に架設され、前記保持手段を支持する第２移動体と、
前記第２移動体を前記一対の第２案内部材に沿って移動させる第２移動機構と、を備え、
前記第１案内部材が、
前記一対の第２案内部材と上下方向に離間し、かつ、交差して配設されたことを特徴とする請求項５に記載の切断装置。
【請求項９】
前記第１案内部材に沿う前記切断ユニットの移動軌跡の下方において、前記第１方向に延設され、切断された前記被覆シートの端縁部を回収する第１回収手段と、
前記切断ユニットの下方において、前記一対の第２案内部材に沿って前記第２方向に延設され、切断された前記被覆シートの端縁部を回収する１対の第２回収手段と
を備えたことを特徴とする請求項８に記載の切断装置。
【請求項１０】
前記ヘッドユニットと前記移動体と前記移動機構とを２組設け、
２つの前記移動体を共通の前記案内部材に取り付けたことを特徴とする請求項７に記載の切断装置。
【請求項１１】
前記一対の第２案内部材と、前記第１案内部材と、前記第１及び第２回収手段と、を一体に支持するフレーム部材を備えたことを特徴とする請求項９に記載の切断装置。
【請求項１２】
前記移載位置が、
前記切断作業領域の前記第２方向の一端の、前記保持手段への前記矩形基板の搬入を行う搬入位置と、
前記切断作業領域の前記第２方向の他端の、前記保持手段からの前記矩形基板の搬出を行う搬出位置と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１７１０５７（Ｐ２０１２−１７１０５７Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３６３０８（Ｐ２０１１−３６３０８）
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（３９１０３２３５８）平田機工株式会社 (107)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（３９１０３２３５８）平田機工株式会社 (107)
【Ｆターム（参考）】
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