包装设备的制作方法

本公开涉及一种包装设备和一种包装方法。更具体地，本公开涉及用于测量膜受到的张力程度并且基于所测量的膜的张力程度来控制膜卷的转动力矩的包装设备和包装方法。

背景技术：

载具或箱被用来运输多个基板。具体地，用于显示面板中的玻璃基板由玻璃基板制造商制造，并随后在载具上被输送到显示面板制造商。

用于输送玻璃基板的载具的类型包括挡板式载具(shutter-type carrier)和开放式载具(open carrier)等。在这样的挡板式载具的情况下，在将玻璃基板装载到载具上后，为了包围玻璃基板以保护免受外部环境影响，将挡板闭合。因此，不必另外用膜包装玻璃基板。相反，在开放式载具的情况下，玻璃基板在被运输的同时被暴露于外部环境。因此，在将玻璃基板装载到开放式载具上之后，必须用膜来包装物体(即，装载有多个玻璃基板的载具)。

相关领域的包装设备包括膜卷、自由辊、传感器和驱动部等。膜卷在转动同时将膜供应到物体。自由辊通过与膜接触来导引由膜卷供应的膜。设置自由辊使得其位置可根据膜的张力来改变。传感器检测自由辊的位置。当根据膜的张力来改变自由辊的位置以使自由辊与传感器接触时，传感器将接触检测信号传输到控制器。当从传感器接收接触检测信号时，控制器通过改变齿数比(gear ratio)来改变膜卷转动所处的速度，从而控制膜的张力。

然而，相关领域的包装装备对获得满意的膜的张力程度具有有限的能力。在包装操作中，玻璃基板会由于对膜的局部施加过量的张力而损坏(具体地，玻璃基板的角部会损坏)，或者膜会由于对膜的另一局部施加过小的量的张力而松弛，这是有问题的。因此，需要对新的或更先进的包装设备的开发。

在背景部分中公开的信息仅为了较好地理解公开内容而提供，而不应被当作这些信息形成将对于本领域技术人员而言已经知晓的现有技术的承认书或任何形式的示意。

技术实现要素：

本公开的各个方面提供能够通过控制最优化来获得优异的包装质量的包装设备和包装方法。

根据本公开的一个方面，一种包装设备包括：移动部，围绕包装空间旋转；膜供应部，安装在移动部上使得膜供应部与移动部一起移动；以及控制器。控制器将张力程度与参考值比较，从而控制膜卷的转动力矩。

膜供应部可包括：膜卷，在关于其转动轴转动的同时供应膜；张力检测器，测量由膜卷供应的膜所经受的张力程度；以及制动器，施加抵抗膜卷的转动的制动力。控制器可基于张力程度与参考值之间的差来实时控制制动力。

根据本公开的另一方面，一种包装方法包括：通过在膜卷围绕物体旋转的同时从膜卷供应膜来使膜围绕所述物体包装，膜卷关于其转动轴转动同时从膜卷放出膜，其中，所述物体包括载具和装在在载具上的多个基板；测量由膜卷供应的膜所经受的张力程度；通过比较张力程度与参考值来控制膜卷的转动力矩。

该方法还可包括施加抵抗膜卷的转动的制动力和基于张力程度与参考值之间的差来实时控制制动力。

根据本公开，通过实时控制张力能够获得优异的包装质量。因为膜卷的转动力矩可在包装操作期间改变，所以能够降低时间量和膜耗量，从而即使当改变载具的设计时也可获得的最优的条件。

另外，将在张力控制中用于参考的参考值存入数据库(DB)中并且被用作随后的包装操作的参考值，从而改善包装质量。

此外，因为将位置相关参考值存入DB中并且用作随后的包装操作，所以能够最优地响应不同的位置相关包装条件，从而进一步改善包装质量。

另外，因为将根据膜卷的外径的参考值存入DB中并且用作随后的包装操作，所以能够最优地响应由膜卷的消耗引起的包装条件的变化，从而进一步改善包装质量。

此外，因为将根据膜卷移动所处的速度的参考值存入DB中并且用作随后的包装操作，所以能够最优地响应由膜卷移动所处的速度引起的包装条件的变化，从而进一步改善包装质量。

本公开的方法和设备具有其它特征和优点，这些其它特征和优点通过包含在此的附图和下面详细的描述将是明显的，或者在包含在此的附图和下面详细的描述中更详细地阐述，将它们一起用作解释本公开的某些原理。

附图说明

图1示意性地示出根据示例性实施例的包装设备；

图2示意性地示出在图1中示出的包装设备的膜供应部；

图3示意性地示出在图2中示出的膜供应部的自由辊、支架(bracket)和测力传感器(load cell)；

图4示意性地示出在图2中示出的膜供应部的膜卷和制动器；

图5示意性地示出在图1中示出的包装设备的控制器的控制流；以及

图6是示出了在使用相关领域的包装设备和图1中示出的包装设备完成膜的包装之后包装的膜的位置相关张力值(position-dependent tension value)的图。

具体实施方式

现在，将对本公开的实施例作出详细参考，本公开的实施例的示例示出在附图中并且在下面描述，从而使本公开相关的技术人员能容易地实践本公开。

在整个本文中，应对附图作出参考，其中在整个不同的附图中将使用相同的附图标记和符号来表示相同或同样的组件。在以下描述中，在未清楚地呈现本公开的主旨的情况下将省略在此包含的已知功能和组件的详细描述。

图1示意性地示出根据示例性实施例的包装设备，图2至图5均示意性地示出在图1中示出的包装设备的组件。

包装设备包括移动部100、膜供应部200和控制器300。另外，包装设备还可以包括参考值输入部410、故障信号输入部420、撕裂检测器510、外径检测器520和形状检测器530。

移动部100在围绕包装空间Sp旋转的同时线性移动。

膜供应部200将膜f供应到将要被包装的物体(在下文中称作物体)P。膜供应部200设置在移动部100上使得膜供应部200与移动部100一起移动。

如将在下面进一步详细地并且参照图5讨论控制器300控制移动部100和膜供应部200。

移动部100可在围绕包装空间Sp成螺旋形旋转的同时线性(例如，向上地)移动，并且可随后在围绕包装空间Sp成螺旋形旋转的同时线性(例如，向下地)移动。然而，本公开不限于此，各种其它实施例是可能的。包装空间Sp是在包装操作中物体P所处的空间。物体P典型地包括载具C和装载在载具C上的多个玻璃基板S。

移动部100包括旋转部110和线性移动部120。旋转部110围绕包装空间Sp旋转。旋转部110包括横向臂111和竖直臂113。在这里，关于位置的术语仅表示相对位置，并且不应被解释为表示绝对位置。例如，不应该理解的是，横向臂111平行于海平面。反而，应理解的是，横向臂111在被描述为横向方向以及与竖直臂113基本上以直角交叉的任何方向上延伸。同样地，线性移动表示在被描述为竖直方向的方向上的移动，但未必表示在海拔增加或降低的方向上的移动。另外，横向-竖直关系不表示以直角交叉，而仅本质上表示交叉。本领域技术人员将领会的是，术语“以直角交叉”对于解释本公开的范围不是必要的。

横向臂111关于转动轴a转动。在图1中，转动轴a位于与横向臂111的一端相邻的位置。横向臂111从所述一端横向延伸。竖直臂113从横向臂111的另一端竖直延伸。

线性移动部120设置在旋转部110上使得线性移动部120可线性移动。因此，线性移动部120在围绕包装空间Sp旋转的同时线性移动。

虽然在图1中示出的实施例中横向臂111、竖直臂113和线性移动部120构造为单独的部件，但这不意图成为限制。例如，竖直臂113和线性移动部120可以构造为单个的、一体的部件，使得竖直臂113可线性移动。另外，横向臂111、竖直臂113和线性移动部120可以构造为单个的、一体的部件，使得横向臂111可在旋转的同时线性移动。

膜供应部200设置在线性移动部120上。因此，膜供应部200在围绕包装空间Sp旋转的同时线性移动。膜供应部200通过分配来自其的膜f来使膜f围绕物体P包装。

图2示意性地示出在图1中示出的包装设备的膜供应部200，图3示意性地示出在图2中示出的膜供应部200的自由辊221、支架223和测力传感器225，图4示意性地示出在图2中示出的膜供应部200的膜卷210和制动器230。

如在图2中所示，膜供应部200包括膜卷210、导辊240、张力检测器220和制动器230。

膜卷210在关于其转动轴转动的同时供应膜f。膜f响应膜卷210的转动而展开。

导辊240设置为与由膜卷210供应的膜f接触以在膜f的运输期间引导膜f。

张力检测器220检测由膜卷210供应的膜f所经受的张力程度。张力检测器220包括自由辊221和测力传感器225。另外，张力检测器220包括支架223。自由辊221设置为与由膜卷210供应的膜f接触以在膜f的运输期间引导膜f。自由辊221的上端和下端两者可转动地支撑在支架223上。测力传感器225测量从膜f施加到自由辊221的作为张力程度的力的值。在示出的实施例中，测力传感器225测量通过支架223传递的所述力的值。由测力传感器225测量的力的值经由有线/无线通信传输到控制器300。虽然本实施例公开了测量施加到自由辊221且通过支架223传递的力的值而不是膜f所经受的张力值，并且使用所测量的力的值作为张力程度，但这不意图成为限制。

制动器230施加抵抗膜卷210的转动的制动力。这里，优选的是，可以使用粉末制动器作为制动器230。

图5示意性地示出在图1中示出的包装设备的控制器300的控制流。

控制器300将由测力传感器225测量的张力程度与参考值进行比较。控制器300基于测量的张力程度与参考值之间的差实时控制制动器230的制动力，从而控制膜卷210的转动力矩。具体地，当从测力传感器225接收的张力程度比参考值小时，将制动器230的制动力控制为增大，从而增大膜卷210的转动力矩。相反，当从测力传感器225接收的张力程度比参考值大时，将制动器230的制动力控制为减小，从而减小膜卷210的转动力矩。优选的是，随着测量的张力程度与参考值之间的差增加，可以以相当大的量(greater amount)来增大或减小制动力。应注意的是，虽然在此描绘并且描述了一个控制器300，但权利要求不应如此受限，如期望的，多个控制器和它们的组合可用于在此描述的目的。

控制器300包括数据库(DB)310。在包装操作之前，控制器300基于DB 310设定将要使用的参考值。另外，在包装操作之后，控制器300将使用的参考值存入DB 310中。在这里，包装操作表示从设定参考值所处的时间点到设定下一个参考值所处的时间点执行的操作。具体地，当正在用膜f包装单个物体P的同时设定单个参考值并且基于所述单个参考值执行操作时，对单个物体P执行单个包装操作。然而，如果正在用膜f包装单个物体P的同时改变参考值，则意味着在正在包装单个物体P的同时执行多个包装操作。

可手动设定、自动设定或半自动/半手动设定参考值。

包装设备包括使操作者能够手动设定参考值的参考值输入部410。

故障信号输入部420是在由于膜的撕裂等导致包装质量不令人满意时操作者将故障信号输入到其中的组件。当输入故障信号时，关于表示参考值造成包装失败的结果的信息与参考值一起存入DB 310中。即，控制器300将在输入故障信号所处的包装操作中使用的参考值记录在禁用列表(disabled list)中。在随后的包装操作之前，控制器300基于DB 310设定参考值，使得在随后的包装操作中使用没有引起故障的参考值。

撕裂检测器510检测在由膜卷210供应的膜f中造成的撕裂。当撕裂检测器510检测撕裂时，关于表示所使用的参考值引起膜f撕裂的结果的信息与所使用的参考值一起存入DB 310中。即，控制器300将在膜f被撕裂所处的包装操作中使用的参考值记录在禁用列表中。在随后的包装操作之前，控制器300基于DB 310设定参考值，使得在随后的包装操作中使用没有在发生撕裂时已使用的参考值。

参考值包括根据膜卷210的位置而不同的多个位置相关参考值。在包装操作之前，控制器300基于DB 310设定位置相关参考值。另外，在包装操作之后，控制器300将使用的位置相关参考值存入DB 310中。当从故障信号输入部输入故障信号或由撕裂检测器检测到撕裂时，将与结果(关于膜是否被撕裂的信息以及关于故障信号是否被输入的信息)有关的相应的位置相关信息与使用的参考值一起存入DB中。在随后的包装操作中，可根据位置设定其中每个既不引起故障也不引起撕裂的参考值。因此，能够最优地响应不同的位置相关包装条件，从而改善包装质量。

申请人已发现，膜卷210的外径对包装质量具有影响。即使使用相同的参考值，撕裂的发生也会受到膜卷210的外径影响。因此，外径检测器520设置为测量膜卷210的外径。在包装操作之前，控制器300基于DB 310设定参考值，使得参考值根据由外径检测器520测量到的膜卷210的外径的尺寸而改变。另外，在包装操作之后，将膜卷210的外径的尺寸和使用的参考值与关于包装操作的结果的信息一起存入DB 310中。在随后的包装操作中，控制器300基于膜卷210的外径值的尺寸获得其中每个既不引起故障也不引起撕裂的参考值，并且基于获得的参考值控制制动器230的制动力。通过考虑到作为变量的膜卷210的外径，能够进一步改善包装质量。因此，能够最优地响应由于膜卷210的消耗而引起的包装条件的变化，从而改善包装质量。

形状检测器530设置为检测物体P的三维形状。在包装操作之前，控制器300基于DB 310设定参考值，使得参考值根据物体P的三维形状而改变。另外，在包装操作之后，将物体P的三维形状和使用的参考值与关于包装操作的结果的信息一起存入DB 310中。在随后的包装操作中，控制器300基于物体P的三维形状获得其中每个既不引起故障也不引起撕裂的参考值，并且基于获得的参考值控制制动器230的制动力。通过考虑到作为变量的物体P的三维形状，能够进一步改善包装质量。因此，能够最优地响应物体P的三维形状的变化，从而改善包装质量。

控制器300控制移动部100移动所处的速度。可允许的最大的包装速度可以根据例如膜f的材料性能而改变。增加移动部100移动所处的速度可增加每单位时间的包装速度，从而改善生产率。然而，移动部100移动所处的速度(即，膜卷210移动所处的速度)导致包装速度的变化，转而这可以对包装质量具有影响。因此，优选的是，可以将根据膜卷210移动所处的速度的最优的参考值存入DB 310中，并且可以基于所存入的参考值来设定用于随后的包装操作的参考值。在包装操作之前，控制器300基于DB 310来根据膜卷210移动所处的速度设定不同的参考值。另外，在包装操作之后，将膜卷210移动所处的速度与关于包装操作的结果的信息一起存入DB 310中。在随后的包装操作之前，控制器300基于DB 310设定参考值，使得根据膜卷210移动所处的速度来设定最优的参考值。即，控制器300基于膜卷210移动所处的速度来获得其中每个既不引起故障也不引起撕裂的参考值，并且基于获得的参考值控制制动器230的制动力。

如示意性示出的和以上描述的，可以设置一个或更多个控制器300以实现多个功能或组合中的任意一个。另外，虽然示出了单个控制器300，但可以在进一步的实施例中设置多个控制器，术语“控制器”(例如，“处理器”)可包含以示例的方式包括可编程处理器、计算机或者多处理器或计算机的用于处理数据的所有的设备、装置和机器。处理器除了硬件之外可包括针对论及的计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或者它们的一个或更多个的组合的代码。

计算机程序(也被称为程序、软件、软件应用、脚本或代码)可按包括编译语言或解释语言或者声明语言或程序语言的编程语言的任何形式来编写，并且计算机程序可按包括如独立程序或者如模块、组件、子程序或适用于计算环境的其它单元的任何形式来配置。计算机程序不必与文件系统中的文件对应。程序可存储在保存其它程序或数据(例如，存储在标记语言文档中的一个或更多个脚本)的文件的一部分中、存储在专用于所论及的程序的单个文件中、或者存储在多个协调文件(例如，存储一个或更多个模块、子程序或一部分代码的文件)中。计算机程序可配置为在一个计算机上或者在定位在一个站点(site)或分布在多个站点上并且通过通信网络互连的多个计算机上执行。

在此描述的进程可通过一个或更多个控制器执行，所述控制器可包括执行一个或更多个计算机程序的一个或更多个可编程处理器以通过对输入数据进行操作并且产生输出来执行功能。进程和逻辑流也可通过特定目的的逻辑电路来执行，设备也可实现为特定目的的逻辑电路，举几个例子，例如，FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。

适用于执行计算机程序的处理器包括例如一般目的的和特定目的的微处理器两者，以及任意种类的数字计算机的任何一个或更多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或者这两者来接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或更多个数据存储器件。通常，计算机还将包括用于存储数据的一个或更多个大容量存储器件(例如，磁盘、磁光盘(magneto optical disks)或光盘)，或者将操作地结合为从用于存储数据的一个或更多个大容量存储器件接收数据或将数据传输到用于存储数据的一个或更多个大容量存储器件，或者两者均可。然而，计算机不需要这样的器件。而且，仅举几例，计算机可嵌入其它装置中，例如，移动电话、个人数字助理(PDA)。

适用于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的数据存储器，所述数据存储器包括非易失性存储器、介质和存储器件，举例来说，包括：半导体存储器件，例如，EPROM、EEPROM和闪存存储器件；磁盘，例如，内部硬盘或可移动盘；磁光盘；以及CD ROM盘和DVD-ROM盘。处理器和存储器可通过特定目的的逻辑电路补充或者并入特定目的的逻辑电路。

为了提供与用户的交互，在此描述的实施例可在计算机上实现，所述计算机具有显示装置(例如，用于向用户显示信息的CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)监视器等)以及键盘和指向装置(例如，鼠标或轨迹球)，或者用户可通过其将输入提供到计算机的触摸屏。其它类型的装置也可用来提供与用户的交互，例如，可按任意形式(包括声音、语音或触觉输入)接收来自用户的输入。

在此描述的实施例可以以计算机系统实施，所述计算机系统包括后端组件(例如，如数据服务器)、或包括中间组件(例如，应用服务器)、或包括前端组件(例如，具有用户可通过其与在此描述的主题的实施交互的图形用户界面或浏览器的客户端计算机)，或者包括一个或更多个这样的后端组件、中间组件或前端组件的任意组合。系统的组件可通过数字数据通信的任意形式或介质(例如，通信网络)来互连。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)和例如因特网的广域网(“WAN”)。

计算机系统可包括客户端和服务器。客户端和服务器通常彼此远离并且通常通过通信网络互连。客户端和服务器的关系借由运行在各自的计算机上并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序而产生。

根据本公开的示例性实施例，基于膜卷210的位置、膜卷210的外径、物体P的三维形状和膜卷210移动所处的速度来获得其中每个既不引起故障也不引起撕裂的参数值，并且基于获得的参数值控制制动器230的制动力。

本公开还提供了一种包装方法。该包装方法包括通过在使膜卷210围绕物体P旋转的同时从膜卷210供应膜f来使膜f围绕物体P包装。当膜f展开时，膜卷210关于其转动轴转动，此时将制动力施加到膜卷210的转动。随后，测量由膜卷210供应的膜f所经受的张力程度。之后，将测量的张力程度与参考值比较，并且基于测量的张力程度与参考值之间的差来实时控制制动力，借此控制膜卷210的转动力矩。

在下面，表1示出在图1中示出的包装设备中根据设定的参考值的撕裂的发生。

表1

如从以上表1是明显的，当参考值设定为显著高的值时，膜f被撕裂。因此，参考值必须设定为等于或小于允许值。在完成包装操作之后，使用推拉力计测量围绕物体P包装的膜f的张力。在参考值分别设定为15kgf、16kgf和17kgf的测试示例中，可领会的是，由推拉力计测量的膜f的所有张力值在从13kgf/cm²至18kgf/cm²的范围(在允许值范围内)。

图6是示出了在使用相关领域的包装设备和图1中示出的包装设备完成膜的包装之后包装的膜的位置相关张力值的图。

如图6中所示，膜f根据将要被包装的物体上的位置而具有不同的张力值。

在将参考值设定为17kgf的情况下执行包装操作。在完成包装操作之后，根据物体上的位置测量膜f的张力值。根据测量值，使用相关领域的包装设备包装的膜f根据物体上的位置呈现显著的张力的变化。另外，一些张力值大大地超出了质量保证要求范围16.5±1.5kgf/cm²。相反，使用本公开的包装设备包装的膜f在质量保证要求范围之内呈现均匀的值。

针对附图已经提出了本公开的特定示例性实施例的上述描述。它们不意图是彻底的或将本公开限制于所公开的精确形式，明显地，对于本领域的普通技术人员而言依据以上教导许多的修改和变化是可能的。

因此，意在本公开的范围不限于前面的实施例，而是由附加的权利要求及其等同物限定。