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技術 枠体搬送装置および枠体搬送装置を用いた枠体搬送方法

出願人 大日本印刷株式会社
発明者 黒木大輔
出願日 2012年8月20日 (8年3ヶ月経過) 出願番号 2012-181317
公開日 2014年2月27日 (6年8ヶ月経過) 公開番号 2014-037042
状態 特許登録済
技術分野 マニプレータ・ロボット マニプレータ ウエハ等の容器,移送,固着,位置決め等 ウエハ等の容器、移送、固着、位置決め等
主要キーワード 保持用枠体 高重量物 金属枠材 縦センサ 合計荷重 結束ベルト 並列収納 湾曲形
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (15)

課題

基板の破損事故を防ぐと共に、基板保持用枠体積み重ねる際のずれを防止し、ずれて積層された基板保持用枠体を取り出す為の基板保持用枠体の枠体搬送装置を提供すること。

解決手段

枠体搬送装置のロボットハンド部に備わる位置センサーが検出した枠体位置情報に基づき、該ロボットハンド部の位置および傾きを補正する補正機能を有することにより、安定した搬送を可能とする。

概要

背景

液晶表示ディスプレイプラズマ表示ディスプレイ有機ELディスプレイ用のカラーフィルター等に用いられる基板は、損傷したり、汚したりすることなく搬送及び保管することが重要である。このような板状物を搬送等する際は、基板同士が接触しないように所定間隔並列収納する必要がある。
しかし、これら液晶表示ディスプレイ、プラズマ表示ディスプレイ、有機ELディスプレイに代表されるフラットパネルディスプレイ製品は、表示装置自体が大型化していること、小サイズ物であっても多面付けの状態で製造されること等のため、用いられる基板やその中間製品等は大サイズ化しており、1メートル角程度のサイズにもなると、0.7mm厚のガラス基板でも対向する2辺または4辺を支持した場合は、中間部が100mm以上も下方(重力方向)に湾曲した状態になるのを避けられない。基板はさらに2メートル角以上の大サイズ化が求められており、保管スペース取り扱い装置の問題からこのような基板を高密度で安全に保管し、取り扱いできるようにする必要がある。

特許文献1は、ガラス基板等を搬送するためのトレイ積み重ね移送、載置を行うトレイ積層移載装置に関するものである。トレイの段数が多くなりトレイが空の場合と基板等の収納時では、全体重量に大きな差があり、トレイの寸法誤差による累積によりトレイ位置がずれる場合がある。段積みトレイの各側縁部を弾力性のある押圧体で当接し押圧位置調整するものである。
搬送装置枠体の側面を押圧し位置を矯正する方法であり、搬送装置で枠体の位置検出し、補正した位置に基づいて枠体を把持する方法は記載されていない。

概要

基板の破損事故を防ぐと共に、基板保持用枠体積み重ねる際のずれを防止し、ずれて積層された基板保持用枠体を取り出す為の基板保持用枠体の枠体搬送装置を提供すること。枠体搬送装置のロボットハンド部に備わる位置センサーが検出した枠体の位置情報に基づき、該ロボットハンド部の位置および傾きを補正する補正機能を有することにより、安定した搬送を可能とする。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

左右に対向する1対の辺と前後に対向する1対の辺とを連結した平面視矩形状の枠体又は基板を載置した該枠体を左右に対向する1対の辺と前後に対向する1対の辺とを備える平面視矩形状のインナーパレットに載置する枠体搬送装置であり、該枠体搬送装置は、該枠体を把持するロボットハンド部とロボットハンド部を保持し移動させるロボットアーム部とロボットハンド部及びロボットアーム部の動作を制御するロボット制御部を備えており、該ロボットハンド部は、該枠体または該インナーパレットの前後2辺の少なくとも1辺の左右方向の中央部1箇所における該枠体または該インナーパレットの高さ位置を検出する高さセンサーAと、該枠体または該インナーパレットの左右2辺の少なくとも1辺の前後方向に異なる2箇所における左右方向の平面位置を検出する横センサーB1と横センサーB2と、該枠体または該インナーパレットのコーナー部における前後方向の平面位置と該枠体または該インナーパレットの高さ位置を検出する縦センサーCとを備え、該横センサーB1と該横センサーB2と該縦センサーCとが検出した位置情報に基づき、該ロボットハンド部の位置および傾きを補正する機能を備える、ことを特徴とする枠体搬送装置。

請求項2

前記高さセンサーAが超音波センサーである、ことを特徴とする請求項1に記載の枠体搬送装置。

請求項3

前記横センサーB1と横センサーB2と縦センサーCとがいずれもレーザーセンサーである、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の枠体搬送装置。

請求項4

前記横センサーB1と横センサーB2と縦センサーCとのいずれも光源可視光半導体レーザーである、ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1の請求項に記載の枠体搬送装置。

請求項5

前記ロボットハンド部に枠体の左右に対向する1対の辺を把持する機能を備える、ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1の請求項に記載の枠体搬送装置。

請求項6

前記ロボットハンド部に枠体の前後に対向する1対の辺の位置合わせ機能を備える、ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1の請求項に記載の枠体搬送装置。

請求項7

前記枠体および前記インナーパレットの前後に対向する1対の辺が直線状であり、左右に対向する1対の辺が湾曲している、ことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の枠体搬送装置。

請求項8

前記ロボットハンド部に備えられた高さセンサーAが前記インナーパレットまたは該インナーパレット上に置かれた前記枠体の前後の少なくとも1辺の中央部の上面の高さを検出し、該ロボットハンド部が該インナーパレット又は該インナーパレット上に置かれた枠体に接触しない位置で、前記横センサーB1と横センサーB2と前記縦センサーCとが検出可能な距離まで、近接し、該横センサーB1と横センサーB2とが該インナーパレット又は該インナーパレット上に置かれた枠体の左右の2辺の少なくとも1辺の前後方向に位置の異なる2箇所の平面上の位置情報を検出し、該縦センサーCが前後の辺と左右の辺を連結するコーナー部において、該インナーパレット又は該インナーパレット上に置かれた枠体の平面上の前後の位置および上面の高さ位置を検出し、該横センサーB1およびB2と該縦センサーCで検出された平面上の位置情報と高さ位置情報に基づき、該ロボットハンド部の位置の補正を行い、枠体を把持した該ロボットハンド部が該インナーパレット又は該インナーパレットに置かれた枠体の位置まで下降し、把持している枠体を載置させる、ことを特徴とする枠体搬送方法

請求項9

前記ロボットハンド部に備えられた高さセンサーAが前記インナーパレットに置かれた前記枠体の前後の少なくとも1辺の中央部の上面の高さを検出し、該ロボットハンド部が該インナーパレット又は該インナーパレット上に置かれた枠体に接触しない位置で、前記横センサーB1と横センサーB2と前記縦センサーCとが検出可能な距離まで、近接し、該横センサーB1と横センサーB2が該インナーパレット又は該インナーパレット上に置かれた枠体の左右2辺の少なくとも1辺の前後方向に位置の異なる2箇所の平面上の位置を検出し、該縦センサーCが前後の辺と左右の辺を連結するコーナー部において、該インナーパレット又は該インナーパレット上に置かれた枠体の平面上の前後の位置および上面の高さ位置を検出し、該横センサーB1およびB2と該縦センサーCとで検出された平面上の位置情報と高さ位置情報に基づき、該ロボットハンド部の位置の補正を行い、該ロボットハンド部が該インナーパレット上に置かれた枠体を把持する位置まで下降し、該枠体を把持し取り出す、ことを特徴とする枠体搬送方法。

請求項10

前記横センサーB1およびB2と縦センサーCとで検出された平面上の位置情報と高さ位置情報に基づき、該ロボットハンド部の位置の補正を一定の段数毎に行い、位置の補正を行った該ロボットハンド部の高さと左右の位置および前後の位置を基準とし、該ロボットハンド部の高さ方向の位置を枠体の段数で算出された位置情報に基づき移動させながら該枠体を連続的に搬送する、ことを特徴とする請求項8または請求項9に記載の枠体搬送方法。

技術分野

0001

本発明は、剛性であり撓み性を有する矩形状(四角形状)の基板を、同じく矩形状の基板保持用枠体内周に設けた基板支持板に1枚ずつ載置し、該基板を載置した状態の基板保持用枠体または基板保持用枠体自体を多段積み重ねる枠体搬送装置および該枠体搬送装置を用いた枠体搬送方法に関するものである。
基板の例としては薄板ガラス基板があり、特には、プラズマディスプレイ有機ELディスプレイ液晶表示装置用カラーフィルター基板、それらの中間製品、その他の各種基板等を挙げることができる。

0002

本発明は、基板の破損事故を防ぐ為に基板保持用枠体の積み重ねる際の位置ずれを防止すると共に、積載または、搬送した際の衝撃などで、ずれて積層された基板保持用枠体を取り出す為の基板保持用枠体の枠体搬送装置および該枠体搬送装置を用いた枠体搬送方法に関するものである。

背景技術

0003

液晶表示ディスプレイプラズマ表示ディスプレイ、有機ELディスプレイ用のカラーフィルター等に用いられる基板は、損傷したり、汚したりすることなく搬送及び保管することが重要である。このような板状物を搬送等する際は、基板同士が接触しないように所定間隔並列収納する必要がある。
しかし、これら液晶表示ディスプレイ、プラズマ表示ディスプレイ、有機ELディスプレイに代表されるフラットパネルディスプレイ製品は、表示装置自体が大型化していること、小サイズ物であっても多面付けの状態で製造されること等のため、用いられる基板やその中間製品等は大サイズ化しており、1メートル角程度のサイズにもなると、0.7mm厚のガラス基板でも対向する2辺または4辺を支持した場合は、中間部が100mm以上も下方(重力方向)に湾曲した状態になるのを避けられない。基板はさらに2メートル角以上の大サイズ化が求められており、保管スペース取り扱い装置の問題からこのような基板を高密度で安全に保管し、取り扱いできるようにする必要がある。

0004

特許文献1は、ガラス基板等を搬送するためのトレイ積み重ね移送、載置を行うトレイ積層移載装置に関するものである。トレイの段数が多くなりトレイが空の場合と基板等の収納時では、全体重量に大きな差があり、トレイの寸法誤差による累積によりトレイ位置がずれる場合がある。段積みトレイの各側縁部を弾力性のある押圧体で当接し押圧位置調整するものである。
搬送装置が枠体の側面を押圧し位置を矯正する方法であり、搬送装置で枠体の位置検出し、補正した位置に基づいて枠体を把持する方法は記載されていない。

先行技術

0005

特開2007−261738号公報

発明が解決しようとする課題

0006

ガラス基板を大量に保管、輸送する基板保管装置および搬送装置は、生産効率輸送効率を高める為、省スペース化が要求される。一方、表面の清浄度、特に異物付着防止については、大型ガラス基板の破損の原因となる為、様々な工夫改良がなされている。

0007

基板の積載効率を上げる為、基板保持用枠体は、高密度に重ねる工夫がなされ、G6(第6世代)サイズの基板では、枠体の間隔を、10mm程度まで狭くして、150段に積層されており、又G7.5(第7.5世代)やG8(第8世代)サイズにおいても高密度に積層枚数を増やし積載効率を上げることが検討されている。

0008

大型で撓みやすい基板を高密度に積載枚数を増やすに伴い、基板保持用枠体の積載時の位置ずれや積載された後の搬送の衝撃などでの基板保持用枠体の位置ずれは、ロボットハンドでの基板保持用枠体の取出しの際にハンドリング不良や基板の破損が発生することがあった。

0009

又特許文献1に記載されているように、搬送の衝撃でずれた多段に積層した枠体を側面から押圧し、位置調整することは、重い大型基板用の枠体の場合は、完全には位置調整が難しい又重量が重い為位置をずらすことにより傷や異物発生の可能性がある。

0010

本発明は、このような課題を解決すべく、鋭意研究して完成されたものである。

課題を解決するための手段

0011

上記課題を解決する本発明の要旨の第1は、
左右に対向する1対の辺と前後に対向する1対の辺とを連結した平面視矩形状の枠体又は基板を載置した該枠体を左右に対向する1対の辺と前後に対向する1対の辺とを備える平面視矩形状のインナーパレットに載置する枠体搬送装置であり、
該枠体搬送装置は、
該枠体を把持するロボットハンド部とロボットハンド部を保持し移動させるロボットアーム部とロボットハンド部及びロボットアーム部の動作を制御するロボット制御部を備えており、
該ロボットハンド部は、
該枠体または該インナーパレットの前後2辺の少なくとも1辺の左右方向の中央部1箇所における該枠体または該インナーパレットの高さ位置を検出する高さセンサーAと、
該枠体または該インナーパレットの左右2辺の少なくとも1辺の前後方向に異なる2箇所における左右方向の平面位置を検出する横センサーB1と横センサーB2と、
該枠体または該インナーパレットのコーナー部における前後方向の平面位置と該枠体または該インナーパレットの高さ位置を検出する縦センサーCとを備え、
該横センサーB1と該横センサーB2と該縦センサーCとが検出した位置情報に基づき、該ロボットハンド部の位置および傾きを補正する機能を備える、ことを特徴とする枠体搬送装置、にある。

0012

上記課題を解決する本発明の要旨の第2は、
前記高さセンサーAが超音波センサーである、ことを特徴とする請求項1に記載の枠体搬送装置、にある。

0013

上記課題を解決する本発明の要旨の第3は、
前記横センサーB1と横センサーB2と縦センサーCとがいずれもレーザーセンサーである、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の枠体搬送装置、にある。

0014

上記課題を解決する本発明の要旨の第4は、
前記横センサーB1と横センサーB2と縦センサーCとのいずれも光源可視光半導体レーザーである、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1の請求項に記載の枠体搬送装置
、にある。

0015

上記課題を解決する本発明の要旨の第5は、
前記ロボットハンド部に枠体の左右に対向する1対の辺を把持する機能を備える、ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1の請求項に記載の枠体搬送装置、にある。

0016

上記課題を解決する本発明の要旨の第6は、
前記ロボットハンド部に枠体の前後に対向する1対の辺の位置合わせ機能を備える、ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1の請求項に記載の枠体搬送装置、にある。

0017

上記課題を解決する本発明の要旨の第7は、
前記枠体および前記インナーパレットの前後に対向する1対の辺が直線状であり、左右に対向する1対の辺が湾曲している、ことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の枠体搬送装置、にある。

0018

上記課題を解決する本発明の要旨の第8は、
前記ロボットハンド部に備えられた高さセンサーAが前記インナーパレットまたは該インナーパレット上に置かれた前記枠体の前後の少なくとも1辺の中央部の上面の高さを検出し、
該ロボットハンド部が該インナーパレット又は該インナーパレット上に置かれた枠体に接触しない位置で、前記横センサーB1と横センサーB2と前記縦センサーCとが検出可能な距離まで、近接し、
該横センサーB1と横センサーB2とが該インナーパレット又は該インナーパレット上に置かれた枠体の左右の2辺の少なくとも1辺の前後方向に位置の異なる2箇所の平面上の位置情報を検出し、
該縦センサーCが前後の辺と左右の辺を連結するコーナー部において、該インナーパレット又は該インナーパレット上に置かれた枠体の平面上の前後の位置および上面の高さ位置を検出し、
該横センサーB1およびB2と該縦センサーCで検出された平面上の位置情報と高さ位置情報に基づき、該ロボットハンド部の位置の補正を行い、
枠体を把持した該ロボットハンド部が該インナーパレット又は該インナーパレットに置かれた枠体の位置まで下降し、把持している枠体を載置させる、
ことを特徴とする枠体搬送方法、にある。

0019

上記課題を解決する本発明の要旨の第9は、
前記ロボットハンド部に備えられた高さセンサーAが前記インナーパレットに置かれた前記枠体の前後の少なくとも1辺の中央部の上面の高さを検出し、
該ロボットハンド部が該インナーパレット又は該インナーパレット上に置かれた枠体に接触しない位置で、前記横センサーB1と横センサーB2と前記縦センサーCとが検出可能な距離まで、近接し、
該横センサーB1と横センサーB2が該インナーパレット又は該インナーパレット上に置かれた枠体の左右2辺の少なくとも1辺の前後方向に位置の異なる2箇所の平面上の位置を検出し、
該縦センサーCが前後の辺と左右の辺を連結するコーナー部において、該インナーパレット又は該インナーパレット上に置かれた枠体の平面上の前後の位置および上面の高さ位置を検出し、
該横センサーB1およびB2と該縦センサーCとで検出された平面上の位置情報と高さ位置情報に基づき、該ロボットハンド部の位置の補正を行い、
該ロボットハンド部が該インナーパレット上に置かれた枠体を把持する位置まで下降し、該枠体を把持し取り出す、
ことを特徴とする枠体搬送方法、にある。

0020

上記課題を解決する本発明の要旨の第10は、
前記横センサーB1およびB2と縦センサーCとで検出された平面上の位置情報と高さ位置情報に基づき、該ロボットハンド部の位置の補正を一定の段数毎に行い、
位置の補正を行った該ロボットハンド部の高さと左右の位置および前後の位置を基準とし、
該ロボットハンド部の高さ方向の位置を枠体の段数で算出された位置情報に基づき移動させながら該枠体を連続的に搬送する、
ことを特徴とする請求項8または請求項9に記載の枠体搬送方法、にある。

0021

請求項に記載する枠体は、基板を載置する為の枠体であり、明細書および図面には、説明を明確にするために基板保持用枠体とも記載する。
請求項に記載する前後および左右は、平面視矩形状の4辺の位置関係を明確にするために記載したものであり、図1および図3に具体的に示す。
請求項に記載した各センサーのアルファベットもA、B1、B2、Cについては、明細書と図面における説明を明確にする為に記載したものである。

発明の効果

0022

搬送時の衝撃などで、積載された枠体の位置ずれが生じた場合においても、ロボットハンド部が枠体の位置を補正することにより、該枠体を取り出す際の把持不良が防止でき、又枠体を把持して一枚ずつ積み上げる際に、枠体の位置を補正して積み上げるため、位置ずれの累積が防止でき、多数の枚数を積層した集積体においても、大きな位置ずれが無くなり、枠体の把持不良が減少でき、基板の破損も減少できた。

図面の簡単な説明

0023

枠体搬送装置のロボットハンド部を示す図である。
枠体搬送装置の全体構成を示す図である。
基板搬送用枠体の平面図である。
基板保持用枠体に基板を載置する状態を示す断面図である。
基板保持用枠体に基板を載置する状態を示す斜視図である。
基板保持用枠体が防振パレットおよびインナーパレットに搭載され梱包された状態を示す斜視図である。
枠体搬送装置が基板保持用枠体を搬送し、基板を載置した後、該基板保持枠体集積する動作を説明する図である。
インナーパレットの検出部を示す斜視図である。
積載された基板搬送用枠体の検出部を示す斜視図である。
枠体搬送装置の高さセンサーAが基板保持用枠体の高さ位置を検出する動作を示す図である。
(a)枠体搬送装置の横センサーB1が基板保持用枠体の左右方向の位置を検出する動作を示す図である。(b)枠体搬送装置の横センサーB2が基板保持用枠体の左右方向の位置を検出する動作を示す図である。(c)枠体搬送装置の横センサーB1と横センサーB2との検出情報より確認する基板保持用枠体の傾きを示す図である。
(a)本発明の本実施形態における枠体搬送装置の縦センサーCが基板保持用枠体の前後方向の位置を検出する動作を示す図である。(b)本発明の本実施形態における枠体搬送装置の縦センサーCが基板保持用枠体の高さ位置を検出する動作を示す図である。
(a)枠体が左右方向にずれた場合を示す図である。(b)枠体が前後方向にずれた場合を示す図である。(c)枠体が1か所を中心にローテーションしてずれた場合を示す図である。
(a)枠体の左右方向のずれ量と基板端制動領域との関係を説明する図である。(b)枠体の前後方向のずれ量と基板端部制動領域との関係を説明する図である。

0024

本発明における本実施の形態の枠体搬送装置50について説明をする前に、(基板を保持する基板保持用枠体10の構成と該枠体による基板の保持方法)と(基板を保持した該枠体が積層され梱包される形態)について説明する。

0025

(基板を保持する基板保持用枠体10の構成と該枠体による基板の保持方法)

0026

第6世代基板(1850*1500mm)の大型基板を高密度に積層し保管や輸送などに用いられる基板保持用枠体10の構成と該枠体による保持方法を図3図4図5を用いて説明する。

0027

図3に示すように前記基板保持用枠体10は、左右に対向する1対の金属枠材11a、11bと前後に対向する1対の金属枠材11c、11dがそれぞれコーナーピース16で連結し平面視矩形状に組み立てした金属枠部11が、該金属枠部11に沿って枠内側に延設した基板支持板13を少なくとも有する構成にされている。

0028

前記金属枠部11と前記基板支持板13の間に上下に前記基板保持用枠体10を積み重ねる際の嵌合部12が設けられているが、該嵌合部12は、必ずしもこの位置に設ける必要はなく、該金属枠部11または前記コーナーピース16に設けることも可能である。
嵌合部12は、前記枠体10を積み重ねる際に下の枠体に嵌りやすく又該枠体10を取り出す際に下の枠体10から取り出し易いあそびを設ける必要がある。

0029

但し、前記あそび量は、大きすぎると前記枠体10間の位置ずれが大きくなり、高密度に積層した時にずれ量が大きくなり、枠体の把持不良や搬送に不具合を生じる可能性があるため、必要な最小量にすることが重要である。

0030

前記基板保持用枠体10の前記金属枠部11の外側に該基板保持用枠体10をロボットハンド部53で把持する手掛部15が備えられている。該手掛部15は、該ロボットハンド部53の枠体把持部535が該基板保持用枠体10を外側から把持し搬送する為の部位である。図には記載していないが、該基板保持用枠体10には、必ずしも手掛部15を設ける必要はなく、該基板保持用枠体10を吸着方式で保持することも可能である。

0031

図4は、図3の基板を載置した基板保持用枠体10の左右の1つ辺におけるW1とW2での断面図であり、基板N1とN2が保持されている状態を示してある。

0032

前記基板支持板13上に基板が載置され前記基板保持用枠体10を積み重ねて保持して搬送される。
該基板支持板13には、樹脂製の前記基板保持部材14が取り付けられており、該基板保持部材14は、基板を載置する基板保持部14aと基板の左右の位置を制御する基板端部制動部14cと基板の振動を制御する基板振動制御部14bを備える。該基板保持部材14は、基板が直接金属に接することを防ぎ、又左右の基板の位置ずれを防ぎ、又基板の振動を抑制する為のものである。

0033

該基板振動制御部14bは、該基板端部制動部14cから該基板保持用枠体10の内側に伸び、下側の該枠体10に載置された基板の周辺部の上面との間隙を小さくして振動を抑制する肉厚の厚い部分と該肉厚の厚い部分から更に内側は基板の上面と間隙を大きくした肉厚を薄くした部分を有する。

0034

基板端部制動領域14dは、前記基板端部制動部14cの枠体内側の面から内側に伸びる前記基板振動制御部14bの該肉厚の厚い部分の領域であり、基板端部を該領域内に保持する必要のある領域である。
基板を安全に保持又は搬送する為には、
基板N1およびN2は、前記金属枠部11に備え付けられた該基板端部制動部14cの内側で、基板端部が基板端部制動領域14dを外れないことが望ましい。
図5は前記基板保持用枠体10と載置される基板Nの相対的な位置関係を示す斜視図である。

0035

(基板を保持した該枠体が積層され梱包される形態)

0036

基板を保持した該枠体が積層され梱包される形態について図6を用いて説明する。

0037

図6は、基板を載置した前記基板保持用枠体10を多段に重ね、前記インナーパレット62と防振パレット61に載置し梱包した状態の図である。
すなわち、各1枚の基板を載置した状態の該基板保持用枠体10を、多段に積み重ね、最上段に基板を載置しない該枠体10を載せ、更に該枠体10に上蓋63を載置し、上蓋63とインナーパレット62間を結束ベルト64で結束し、さらに該防振パレット61に載置した状態である。
最上段の基板を載置しない該枠体10は、基板保持枠体10と同じ枠体であり、上蓋部63と最上段の基板との間に枠体1段分のスペースを空け、振動による接触を避けるためのものである。
該基板保持用枠体の段数は、基板を載置した該基板保持用枠体が150段であり、更に空の該枠体10と上蓋63を含め2段の該枠体10が載置され、総段数で152段となる。

0038

前記基板保持用枠体10は、枠部材構造強度を有する金属材料等を使用する。該基板保持用枠体10自体と基板Nの合計荷重に耐える必要があるからである。例えば、前記第6世代の場合、1枚のガラス基板が5.1kg、該基板保持用枠体が5.5kgになる。該基板保持用枠体を高密度に多段に積層し、G6サイズのガラス基板を収め、150段まで積層することも可能となり、150段に積層した場合の総重量は、約1.6トンとなる。
このような高重量物の該基板保持用枠体10の搬送は、ロボットによる搬送が一般的ある。

0039

次に本発明における本実施の形態である枠体搬送装置50の動作を(前記基板保持用枠体10に基板を載置する工程)と(前記基板保持用枠体10を搬送し積み重ねる工程)とに分けて図7を用いて、説明する。

0040

(基板保持用枠体10に基板を載置する工程)

0041

図7の前記基板保持用枠体取出し部80に置かれた152段の前記基板保持用枠体10を含む積層体の前記上蓋63が前記枠体搬送装置50Aにより、取り出され、前記基板受け渡し装置70とは、別の所定の場所に搬送され置かれる。
該上蓋63は、150段の前記基板保持用枠体10に基板が載置され、前記基板保持用枠体集積部81にすべて搬送された後に、基板を載置しない空の枠体10が1段搬送された後、最上部に載置される。

0042

以下、150段の空の前記基板保持用枠体10が前記基板保持用枠体取出し部80から前記枠体搬送装置50Aにより取り出され、前記基板受け渡し装置70に搬送され、基板が載置される工程について説明する。

0043

以下(工程1)から(工程7)に分けて順番に説明する。

0044

(工程1)150段に積層された空の基板保持用枠体10が基板保持用枠体取出し部80の上面から5段分の積層された前記基板保持用枠体10を、前記枠体搬送装置50Aが把持し移動し、基板を該基板保持用枠体10に受け渡しする前記基板受け渡し装置70の基板受け渡し地点の直下に水平に置く工程。本実施の形態では、基板保持用枠体10を5段ずつ把持して、基板受け渡し装置70に搬送したが、段数は、5段に限定するものではなく、処理時間と把持する安定性の観点から段数を決めれば良い。

0045

(工程2)基板が前記基板搬送装置82により水平移動し、前記基板受け渡し装置70において停止し、基板の周囲端部の全てが、前記基板保持部材14の表面の所定の前記基板端部制動領域14dに含まれるように位置合せする工程。

0046

(工程3)図には、示してないが、基板を前記基板受け渡し装置70の間隙から鉛直方向に突き出す複数のピンにより、各ピンが基板の水平状態または撓み状態に対応した高さに制御して前記基板を保持する工程。

0047

(工程4)前記基板保持用枠体10の手掛部15を、前記ロボットハンド部53に備えた複数の前記枠体把持部535を有する前記枠体搬送装置50Aにより、前記枠体把持部535が掛けて掬い上げる工程。

0048

(工程5)図には、示してないが、前記基板保持用枠体10を、前記基板受け渡し装置70の直下において、鉛直方向上方に移動して全ての前記ピンから離す工程。

0049

(工程6)前記基板保持用枠体10をさらに鉛直方向上方に移動させて、基板の周縁部分を該基板保持部材14の表面に接触させて、該基板保持用枠体10上に前記基板を載置する工程。

0050

(工程7)基板を載置した前記基板保持用枠体10が前記枠体搬送装置50Bにより基板保持用枠体集積部へ搬送される工程。

0051

前記工程2から前記工程7までの工程が複数回繰り返され、150段の基板保持用枠体取出し部80にある該基板保持用枠体10は、順次、基板が載置され、搬送される。

0052

基板受け渡し装置70に5段の全ての前記基板保持用枠体10が無くなった状態で、次の5段の該基板保持用枠体10を前記枠体搬送装置50Aが把持し前記基板受け渡し装置70に移動し、基板を1枚ずつ該基板保持用枠体10に載置し搬送する。

0053

下前記1)から7)の工程が繰りかえされる。

0054

以上が基板を前記基板保持用枠体10に載置する工程であるが、多段に集積された前記基板保持用枠体10は、輸送の衝撃などで、位置ずれが生じている場合もあり、前記枠体搬送装置50Aが該基板保持用枠体10を把持する際に、位置補正を行わないと位置ずれにより該基板保持用枠体10の手掛部15を把持出来ない時や、位置ずれのある状態で把持した為に前記基板受け渡し装置70での不具合や位置ずれのある状態で基板を載置し、その後の搬送で基板が破損することもある。位置の補正については、後述する。

0055

次に(基板保持用枠体10を搬送し積み重ねる工程)について説明する。

0056

前記基板を載置した前記基板保持用枠体10の上に、同様にして得られた基板保持用枠体10を、該基板保持用枠体10の金属枠部11の表裏を互いに面接触させて、積み重ねる工程である。

0057

以下(工程8)から(工程11)に分けて順番に説明する。

0058

(工程8)基板を載置した前記基板保持用枠体10を把持した前記枠体搬送装置50Bの前記ロボットハンド部53を前記基板受け渡し装置70の直上から、基板保持用枠体集積部(基板載置済み)81の直上に移動する工程。

0059

(工程9)前記基板保持用枠体10を把持した前記ロボットハンド部53が鉛直方向下方に移動し、基板保持用枠体集積部(基板載置済み)81にあるインナーパレット62又は先に積み重ねられた基板保持用枠体10(基板載置済み)の金属枠部11に該基板保持用枠体10の金属枠部11を接触させる工程。

0060

(工程10)前記基板保持用枠体10を把持した前記ロボットハンド部53を更に鉛直方向下方に移動させて、該基板保持用枠体10を完全にインナーパレット62または該基板保持用枠体10の上に積み重ねる工程。

0061

(工程11)前記枠体搬送装置50Bに備えた前記ロボットハンド部53の前記枠体把持部535を前記基板保持用枠体10から外して、鉛直方向の上方に移動して次の工程のために待機する工程。

0062

前記8)から11)の工程が繰りかえされて、前記基板保持用枠体10を前記基板保持用枠体集積部81に積み重ねられるが、150段もの多段に積み重ねると、該基板保持用枠体10間で位置ずれが大きくなる為、該基板保持用枠体10を複数段積み重ねたところで、該基板保持用枠体10の位置を前記枠体搬送装置50Bの前記ロボットハンド部53に備え付けられた前記位置検出センサーで検出し、位置補正を行う位置補正工程を導入し、搬送不具合の発生を防止する。

0063

次に前述した(位置補正工程の導入頻度)について、説明する。

0064

前記位置補正工程を導入することによる具体的な効果は、150段の多段な前記基板保持用枠体に位置ずれが生じても、該基板保持用枠体の取出しの際の把持不良が防止でき、又位置ずれの少ない状態で該基板保持用枠体を把持し、基板受け渡し装置に置かれる為、基板周縁部の全てが、該基板保持用部材10の表面の前記基板端部制動領域14dに含まれるように、複数の前記枠体把持部535を有する前記枠体搬送装置50Aの前記ロボットハンド部53を所定の位置に位置合わせすることが可能となり、その後の搬送においても基板の破損が防止できることにある。

0065

前記位置補正工程を一定の段数毎に導入するのは、一連の基板保持用枠体10を搬送する処理時間を短縮する為である。

0066

前記位置補正の頻度は、前記枠体10が複数段に積み重ねた際に、1段ずつが最大のあそび量でずれた状態を想定し、複数段の前記枠体10が積み重ねられた際の累積されたずれ量が基板端部の基板端部制動領域14dを外れない段数で位置補正を行う頻度とするのが好ましい。

0067

前記枠体10が1段毎にずれる様子を模式的に図に示す。図13aは、左右方向にずれた場合を示し、図13bは、前後方向にずれた場合であり、図13cは、1か所を中心にローテーションしてずれた場合を示す。1段毎のずれ量は、枠体間のあそび量以内であることが望ましい。

0068

本発明における本実施の形態の前記基板保持用枠体10の上下の枠体間におけるあそび量は、1段につき短辺方向すなわち左右方向でL1mmとし、長辺方向すなわち前後方向でL2mmとすると該枠体10を150段に積み重ねた状態での短辺方向のずれ量は、L1×150mmとなり、長辺方向でL2×150mmとなる。

0069

図14aおよび図14bに前記枠体10のずれ量と基板端部制動領域14dとの関係を説明する図である。
本実施の形態では、基板端部制動領域14dが4.25mmで、L1が0.13mmでL2が0.2mmであり、図14aと図14bを用いて位置補正の頻度を説明する。
いずれの場合も該枠体10が積層され累積されるずれ量が基板端部制動領域14dすなわち4.25mmを超えない段数を示す図である。

0070

図14aに示すように前記枠体10の左右方向では、22段積層された時の累積のずれ量が4.25mmを超えるため、21段までに位置補正を行うことが必要である。前後方向は、図14bに示すように33段目で累積ずれ量が4.25mmを超えるため、32段までに位置補正を行う必要がある。該枠体10を左右方向と前後方向とも安全に搬送する為には、21段以内に1回以上補正する必要がある。

0071

上述した結果より、位置補正工程を導入する頻度は、搬送の安全性と処理時間も考慮すると21段以内で少ない頻度が好ましい。
このように一定の段数毎に位置補正工程を導入することにより、150段もの多段に積み重ねても大きな位置ずれが生じることなく前記基板保持用枠体10の集積が可能となった。

0072

本発明の位置補正を行う頻度は、前記基板端部制動領域14dと前記枠体10間の重ね合せる際のあそび量により決まるものであり、位置補正の頻度Fは、上述した実施形態以外でも、式1により最適な頻度が決められるものである。

0073

0074

Fは位置補正を行う頻度(段数)であり、
14dは基板保持用枠体10の基板端部制動領域であり、
Lは、基板搬送用枠体10を上下に重ねた時の1段あたりのあそび量であり、左右方向のあそび量L1と前後方向のあそび量L2との内で、あそび量の大きい方とする。

0075

次に本発明の本実施の形態である(枠体搬送装置50の全体の構成)と(ロボットハンド部53の構成)について説明する。

0076

(枠体搬送装置50の全体の構成)

0077

枠体搬送装置50の全体の構成について、図2を用いて説明する。

0078

前記枠体搬送装置50は、前記基板保持用枠体10を把持する前記ロボットハンド部53と該ロボットハンド部53を支えて移動させる前記ロボットアーム52と該ロボットハンド部53と該ロボットアーム52の動作を制御する前記ロボット制御部51を少なくても備える。
該ロボットハンド部53には、集積された該基板保持用枠体10から該基板保持用枠体10を把持し取り出すための位置制御を行う為、又は基板を載置した基板保持用枠体を把持して所定の場所に積み重ねる位置制御を行う為の検出センサーが備えられている。

0079

図2aは、四辺が直線状の辺の基板保持用枠体10を把持する状態を示す図である。

0080

図2bは、対向する1対の辺が湾曲し、他の対向する1対の辺が直線状である基板保持用枠体10を把持する状態を示す図である。
四辺がすべて直線状の辺の基板保持用枠体10においても、対向する1対の辺が湾曲した基板保持用枠体10においても、ハンドリングするロボットハンド部は、同様な構成で可能である。以下1対の辺が湾曲した枠体10のハンドリングについて主に説明する。

0081

(ロボットハンド部53の構成)

0082

前記枠体搬送装置50に備えられた前記ロボットハンド部53の構成について、図1を用いて、説明する。

0083

図1は、G6サイズのガラス基板を保持する前記基板保持用枠体10を把持する前記ロボットハンド部53の平面図である。

0084

前記ロボットハンド部53は、前記ロボットアーム部52とアーム接続部538で連結されており、ロボットハンド部53が前記基板保持用枠体10を把持する部分は、4辺が直線状の辺で構成されるハンド枠体530と補強する537が骨格として備えられている。

0085

前記ハンド枠体530の前後の辺の少なくても1辺の中央部には、前記基板保持用枠体10との距離を測定する前記高さセンサーAが備わり、前後の両辺には、基板の前後方向の位置を合わせる位置合わせ部536を備え付けてある。

0086

前記高さセンサーAは、初めに遠距離より、前記基板保持用枠体10の高さ位置を粗い精度で検出する必要があるため、検出範囲が150mmから700mmと比較的広い超音波センサーKEYENCE製のFW−07を取り付けてある。

0087

前記ハンド枠体530の左右の2辺には、前記基板保持用枠体10を把持する枠体把持部535が左右両辺のそれぞれ1辺の3箇所に備え付けてある。

0088

更に前記ハンド枠体530の左右の2辺の少なくても1辺に、前記基板保持用枠体10の左右方向の位置を検出する横センサーB1と横センサーB2が備え付けてある。

0089

更に前記ハンド枠体530のコーナー部に前記基板保持用枠体10の前後方向の位置および高さ位置を検出する縦センサーCが備え付けられている。
前記横センサーB1とB2及び該縦センサーCは、前記高さセンサーAで前記基板保持用枠体10の高さを粗く検出して、約140mmまで近づいた地点から精度よく検出する必要がる為、検出距離が50mmから200mmと短いが、検出精度が高精度な可視光半導体レーザーを光源のKEYENCE製レーザーセンサーのLV−S31を使用した。

0090

前記ハンド枠体530の中央部には、前記ロボットアーム部と連結するアーム接続部538を備え、検出情報をもとにロボットハンド部53を所定の位置に移動させる。

0091

次に本発明の本実施の形態である(前記基板保持用枠体10およびインナーパレット62の位置を検出する部分)と(枠体搬送装置50の位置検出方法位置補正方法)について第6世代のガラス基板を150段で高密度に積層できる基板保持用枠体10を用いて説明する。

0092

(基板保持用枠体10およびインナーパレット62の位置を検出する部分)

0093

前記枠体搬送装置50が前記基板保持用枠体10およびインナーパレット62の位置を検出する部分について、図8図9(b)を用いて説明する。

0094

図9(b)は、対向する1対の辺が枠曲し、他の対向する1対の辺が直線状である前記基板保持用枠体10がインナーパレット62に6段まで積まれた状態であり、この上に更に該枠体10が積まれ、全体で150段の集積体となる。

0095

前記ロボットハンド部53に備えられた高さセンサーAは、湾曲して対向する1対の辺の1辺の中央部の最も低い位置にある高さ検出部aを検出する。すなわち、図8のインナーパレット62の高さ検出部aまたは図9(b)の前記基板保持用枠体10の高さ検出部aを検出する。

0096

前記ロボットハンド部53に備えられた横センサーB1とB2は、直線状で対向する1対の辺の異なる位置にある横検出部b1とb2をそれぞれ検出する。すなわち、図8のインナーパレット62の横検出部b1と横検出部b2または図9(b)の基板保持用枠体10の横検出部b1と横検出部b2を検出する。

0097

前記ロボットハンド部53に備えられた縦センサーCは、湾曲して対向する1対の辺の1辺と直線状で対向する1対の辺が連結されるコーナー部にある縦検出部c1と高さ検出部c2をそれぞれ検出する。すなわち、図8のインナーパレット62の縦検出部c1と高さ検出部c2または図9(b)の基板保持用枠体10の縦検出部c1と高さ検出部c2を検出する。

0098

図9(a)は、2対の全ての辺が直線状である平面視矩形状の基板保持用枠体10がインナーパレット62に積まれた状態であり、この上に更に該枠体10が積まれ、全体で150段の集積体となる。該枠体10の検出部の位置は、辺がいずれも直線状であるが、図9(b)の1対が湾曲した辺を備える枠体と同じ位置が良い。辺が直線状であっても撓みなどの影響を受ける可能性もあり、最も安定して位置を測定できる位置であるからである。

0099

(枠体搬送装置50の位置検出方法と位置補正方法)

0100

前記枠体搬送装置50の位置検出方法と位置補正方法ついて図10から図12を用いて説明する。
図10から図12は、インナーパレットおよび基板保持用枠体の位置検出部を示した平面図で、検出する動作を説明する図である。

0101

まず図10に示すように前記ロボットハンド部53が上方向から下降し高さセンサーAにより前記インナーパレット62又は前記基板保持用枠体10の高さ検出部aを検出し、該ロボットハンド部53は、設定値に対して−Z分下降した後に+Z分再度上昇した後、再度下降して、設定値の高さを確認し、所定の高さで停止する。この高さは、本実施の形態では、前記インナーパレット62又は前記基板保持用枠体10の距離を次に高精度に測定する必要があり、前記レーザーセンサーの横センサーおよび縦センサーの検出範囲である140mmに設定した。

0102

次に図11に示すように前記ロボットハンド部53が左右方向に移動して前記横センサーB1および横センサーB2が前記インナーパレット62および前記基板保持用枠体10の横検出部b1およびb2の金属枠部11の外側の縁の位置を検出する。図11aは横検出部b1を示し、図11bは横検出部b2を示す。

0103

図11cは、前記横センサーB1と横センサーB2で検出された横検出部b1とb2の位置から確認される前記基板保持用枠体10の前記ロボットハンド部53に対する傾きθを示す。

0104

次に図12aに示すように前記ロボットハンド部53が前後方向に移動して縦センサーCが前記インナーパレット62および前記基板保持用枠体10の金属枠部11の前後方向の外側の縁の位置である縦検出部c1を検出する。

0105

次に図12bに示すように前記ロボットハンド部53が上下方向に移動して前記縦センサーCが前記インナーパレット62および前記基板保持用枠体10の金属枠部11のコーナー部である高さ検出部c2を検出する。

0106

第6世代基板(1850*1500mm)の大型基板を高密度に積層し保管や輸送などに用いられる基板保持用枠体について実施形態を説明する。
第6世代基板(1850*1500mm)で、厚さが0.7mmtの重量は、約5.0kgであり、図3Aに示す第6世代基板を保持する基板保持用枠体で、対向する1対の金属枠部11cと11dが湾曲形状で、図4に示す高さhが10mmで、板の厚さが2mmtのアルミニウム製の基板保持用枠体10の重量は、5.5kgであり、該基板を保持した状態での総重量が10.5kgであった。

0107

前記枠体10の基板端部制動領域14dは、4.25mmで該枠体間のあそび量Lは0.2mmであった。

0108

空の前記基板保持用枠体10を150段に積層した集積体を図7に示す基板保持用枠体取出し部80に置き、150段の最上段の該枠体10で位置補正を行い最上段の該枠体10を含め5段の該枠体10を枠体搬送装置50Aのロボットハンド部53で把持し、基板受け渡し装置70に搬送し、基板受け渡し装置70において、1段の該枠体10に1枚の基板を載置し、該枠体10を基板保持枠体集積部81に搬送した。基板受け渡し装置70の残りの4段の該枠体10に同様に基板を載置し、基板保持枠体集積部81に搬送し、積み重ねた。

0109

基板保持用枠体取出し部80に置かれた次の5段の前記枠体10をロボットハンド部53で把持し、基板受け渡し装置70に搬送し、基板1枚を該枠体10に載置した後、該枠体10を基板保持枠体集積部81に搬送した。基板受け渡し装置70において、1段の該枠体10に1枚の基板を載置し、該枠体10を基板保持枠体集積部81に搬送した。

0110

同様に基板受け渡し装置70の残りの4段の枠体に基板を載置し、基板保持枠体集積部81に搬送し、積み重ねた。

0111

基板保持用枠体取出し部80に置かれた次の前記枠体10は、5段毎に同じ操作で基板保持用枠体取り出し部80より搬送され、基板受け渡し部70において基板を載置され、枠体搬送装置50Bにて基板保持用枠体集積部81に搬送され、積み重ねられた。

0112

基板保持用枠体取り出し部の150段の前記枠体10を5段ずつ取り出し、一連の動作を4回繰り返し、全部で20段取り出した後、次の21段目の該枠体10で枠体搬送装置50Aの位置補正を行った。

0113

以下同様に基板保持用枠体取り出し部の前記枠体10を20段搬送した毎に、次の該枠体10で位置補正を行った。

0114

一方、基板保持用枠体集積部81においても基板が載置された前記枠体10が20積み重ねられた状態ごとに、枠体搬送装置50Bのロボットハンド部53の位置補正を行った。

0115

上述した操作で基板は枠体搬送装置50を用いて、前記枠体10に載置して、基板保持用枠体集積部81に150段に積み上げ図6に示すように上蓋63を被せ結束ベルトで上蓋63とインナーパレット62で固定し、梱包体60として該梱包体を防振パレット61に載置した。

0116

前記梱包体60を輸送したのち開梱して基板を取り出し、継続して使用して、安全に実用できることが確認された。基板保持用枠体取り出し部80に置かれた枠体10の位置ずれによる把持不良や基板の破損問題も生じることがなかった。

0117

実施例1と同様に第6世代基板(1850*1500mm)の大型基板と前記枠体10を図7に記載した同じ装置を用いて、基板保持用枠体取り出し部の150段の該枠体10を5段ずつ取り出し、全部で20段取り出した後、次の枠体で枠体搬送装置50Aの位置補正を行った。

0118

前記枠体10の基板端部制動領域14dは、4.50mmで該枠体間のあそび量Lは0.3mmであった。
下基板保持用枠体取り出し部の前記枠体10を14段搬送した後に、次の15段目の該枠体10で位置補正を行った。

0119

一方、基板保持用枠体集積部81においても基板が載置された前記枠体10が15段積み重ねられた状態ごとに、枠体搬送装置50Bのロボットハンド部53の位置補正を行った。

0120

上述した操作で基板は枠体搬送装置50を用いて、前記枠体10に載置して、基板保持用枠体集積部81に150段に積み上げ図6に示すように上蓋63を被せ結束ベルトで上蓋63とインナーパレット62で固定し、梱包体60として該梱包体を防振パレット61に載置した。

0121

前記梱包体60を輸送したのち開梱して基板を取り出し、継続して使用して、安全に実用できることが確認された。基板保持用枠体取り出し部80に置かれた枠体10の位置ずれによる把持不良や基板の破損問題も生じることがなかった。

0122

実施例1と同様に第6世代基板(1850*1500mm)の大型基板と前記枠体10を図7に記載した同じ装置を用いて、基板保持用枠体取り出し部の150段の該枠体10を5段ずつ取り出し、全部で25段取り出した後、次の枠体で枠体搬送装置50Aの位置補正を行った。

0123

前記枠体10の基板端部制動領域14dは、5.00mmで該枠体間のあそび量Lは0.2mmであった。
以下基板保持用枠体取り出し部の前記枠体10を23段搬送した後に、次の24段目の該枠体10で位置補正を行った。

0124

一方、基板保持用枠体集積部81においても基板が載置された前記枠体10が24段積み重ねられた状態ごとに、枠体搬送装置50Bのロボットハンド部53の位置補正を行った。

0125

上述した操作で基板は枠体搬送装置50を用いて、前記枠体10に載置して、基板保持用枠体集積部81に150段に積み上げ図6に示すように上蓋63を被せ結束ベルトで上蓋63とインナーパレット62で固定し、梱包体60として該梱包体を防振パレット61に載置した。

実施例

0126

前記梱包体60を輸送したのち開梱して基板を取り出し、継続して使用して、安全に実用できることが確認された。基板保持用枠体取り出し部80に置かれた枠体10の位置ずれによる把持不良や基板の破損問題も生じることがなかった。

0127

本発明は、剛性のある矩形状の基板の1枚を基板保持用枠体に水平に載置し、該基板保持用枠体を複数積み重ねた状態で搬送または保管する基板搬送方法に関し、特に、ガラス、金属、シリコンプラスチックなどの板状物や、平面ディスプレイパネル用、太陽電池パネル用、照明パネル用などの各種部材や中間製品などの搬送、保管に利用可能である。

0128

10基板保持用枠体(枠体)
11金属枠部、金属枠材
11a,11b 左右の金属枠部、金属枠材
11c,11d 前後の金属枠部、金属枠材
12 嵌合部
13基板支持板
14基板保持部材
14a基板保持部
14b基板振動制御部
14c基板端部制動部
14d 基板端部制動領域
15手掛部
16コーナーピース
50枠体搬送装置
50A 枠体搬送装置
50B 枠体搬送装置
51ロボット制御部
52ロボットアーム部
53ロボットハンド部
530ハンド枠体
A 高さセンサーA
B1横センサーB1
B2 横センサーB2
C縦センサーC
535 枠体把持部
536 位置合せ部
537桟
538アーム接続部
60梱包体
61防振パレット
62インナーパレット
a 高さ検出部a
b1 横検出部b1
b2 横検出部b2
c1 縦検出部c1
c2 高さ検出部c2
63上蓋
64結束ベルト
70基板受け渡し装置
80 基板保持用枠体取出し部
81 基板保持用枠体集積部
82基板搬送装置
N、N1、N2基板
K 開口部
L、L1、L2 基板保持用枠体のあそび量

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