CN100392841C - 自动化物料搬运系统 - Google Patents

Abstract

一种自动化物料搬运系统，包括多个加工中心(bay)、一连续式输送带(conveyer)以及至少一台车(vehicle)，其中每一个加工中心内部包含多个制程机台(tools)以及一仓储(stocker)，仓储为矩形的立体结构，其在相对较长的第一侧以及第二侧分别设有多个传输接口，其中第一侧的传输接口分别与机台相连接，第二侧的传输接口与连续式输送带相连接，台车则是利用连续式输送带所提供的传输路径，并在各加工中心的仓储间进行物料传输。

Description

自动化物料搬运系统

技术领域

本发明有关于一种自动化物料搬运系统，特别是指一种利用输送带进行物料搬运的自动化物料搬运系统。

背景技术

随着制程技术不断地提升，半导体或光电产业所生产的物料尺寸(包括晶圆和玻璃基板)也不断地加大，由于这些物料通常是以25片为一批(lot)放入晶舟(cassette)之后再进行搬运，其重量明显早已超出人力所能负载，因此目前的厂房大都采用自动化物料搬运系统(AutomatedMaterial Handling System；AMHS)做为晶舟搬运的主要设备。

请参阅图1A所示，其为现有技术的单循环(single loop)自动化物料搬运系统10示意图，包括一高架单循环轨道11，轨道11的四周则是依据制程的需求规划，设置各种功能的加工中心12(bay)，而在高架单循环轨道11上则有多个搬运车(overhead shutter，OHS)13其内部装载有晶舟，搬运车13沿着轨道11的路径穿梭于各加工中心12之间进行物料搬运。由于物料是在各加工中心12之间进行搬运，因此这样的搬运系统一般称为Interbay搬运系统。

每一个加工中心12内部具有一仓储14以及多个机台15(tool)，其中设于同一加工中心12内部的机台15在制程上通常具有相依性，因此在制程的规划上一个加工中心12可视为一个制造单元。

仓储14的主要功能是做为搬运车13与机台15之间物料搬运时的转运站和暂存区，现有的仓储14为一矩形的立体结构，在二相对较长的侧边内部分别设有多个传输接口141，其一短边则是与轨道11相连接，中间则是设有一搬运机(crane)可以在各传输接口141之间进行物料的搬运。仓储14是将靠近轨道11之一或二传输接口141a、141b，当做对搬运车13进行物料传输的输出入端口，而其余的传输接口141则是分别与机台15相连接，并做为机台15与仓储14之间物料传输的输出入端口。

由于现有的单循环自动化物料搬运系统仅能提供的单向输送轨道，因此在台车的控制以及输送规划较为简单，目前多为业界所采用，但实务上仍然有许多缺点存在，例如：

a.搬运效率不佳：由于现有的技术仅能单向输送，若物料因为制程需要，例如重工(rework)，必须重返回原加工中心进行作业，此时台车无法直接倒退，而必须走完整个轨道路径，才能够再度回到原加工中心进行重工，因此，现有技术的搬运效率不佳。

b.当现有技术应用在长距离的单向Interbay传输时，会有空车回传问题产生：若厂房在布局规划上，其加工中心的设置必须以单向长距离方式进行安排时，现有的单循环会有空车回传的问题产生，在派车规划上，必须将空车回传的时间考虑进去。

c.当现有技术应用在片段式的Interbay传输时，系统投资成本较高：请参阅图2所示，若Interbay属于片段式传输时，整个搬运系统规划成多个互相独立的加工中心区，在上述独立加工中心区之间并不需要进行物料传输，而为了便于分别，不同区的加工中心12其数字标号后面将标示不同的英文字母。由于现有技术的单循环搬运系统10必须是一个完整的系统，因此，在各独立加工中心区之间(如虚线区域)将形成系统投资的浪费。

d.现有技术受限于系统台车的数量，无法作为等待制程物料(working inprocess，WIP)的暂存区。

e.现有技术的传输方向为固定，无法变更传输的方向或是提供双向传输的功能。

因此，对于从事自动化物料搬运系统相关领域的研发人员而言，莫不致力于提出较佳的方案解决现有技术的缺点，以期能够使物料的搬运更加顺畅，效率更佳。

发明内容：

本发明的主要目的在于提供一种自动化物料搬运系统以提升物料的搬运效率。

本发明的另一目的在于提供一种自动化物料搬运系统以避免产生空车回传的问题。

本发明的又一目的在于提供一种自动化物料搬运系统，其在应用于片段式Interbay传输时，可以减少各个独立加工中心区之间系统投资的浪费。

本发明的再一目的在于提供一种自动化物料搬运系统，其可提供较多的暂存区以提供等待制程物料暂存。

本发明的又再一目的在于提供一种自动化物料搬运系统，其可以提供双向传输的功能，使物料的搬运更有弹性。

为了达到上述目的，本发明所揭露的自动化物料搬运系统实施例之一包括多个加工中心、一连续式输送带以及多个台车。

上述多个加工中心可依据制程的规划成线性排列或是环状排列，每一个加工中心可视为一个制造单元，其内部设有多个机台以及一仓储，同一加工中心内部的机台通常具有相依性，在制程的规划上可视为一制造单元。

仓储为一矩形的立体结构，其在相对较长的二侧边，包括第一侧以及第二侧，分别设有多个传输接口，二侧之间则是设有一搬运机，其中第一侧的传输接口分别与机台相连接，并进行传输接口与机台之间物料的传输，第二侧的至少一传输接口与输送带相连接，并进行台车与传输接口之间物料的传输，而搬运机则是在仓储内部的各传输接口之间进行物料传输，因此仓储可以做为加工中心内部物料传输的转运站或是暂存区。

连续式输送带可依据加工中心的排列方式规划成线性或单循环，并采用高架方式分别天花板以及仓储的第二侧加以支撑。多个台车用以搬运晶舟，晶舟内部可存放一批物料，台车则是在连续式输送带所提供的输送路径上移动，并且在各加工中心的仓储间进行物料传输。

在本发明之中，自动化物料搬运系统包括一第一加工中心以及一第二加工中心，第一加工中心在仓储的第二侧设有一双向传输接口，且第二加工中心在仓储的第二侧设有一双向传输接口，连续式输送带在上述二双向传输接口之间为双向传输。

当上述二加工中心所提供的制程均相同时，二加工中心彼此之间可进行制程支持并提供暂存空间。又当第一加工中心提供前段制程，而第二加工中心提供后段制程时，若第二加工中心的物料需要重工时，其可以透过连续式输送带将物料传回第一加工中心进行重工。此外，为了避免输送带在双向传输时发生错误，本发明的搬运系统更包括一控制逻辑以及一联锁电路装置，分别与第一加工中心以及第二加工中心讯号连接，并控制第一加工中心与第二加工中心之间输送带的传输方向。

本发明的另一实施例应用于片段式Interbay的物料传输，其包括多个独立的加工中心区，多个片段式输送带以及多个台车。

上述加工中心区彼此互相独立，其内部包含至少一加工中心以及一片段式输送带，其中每一个加工中心具有多个制程机台以及一仓储，片段式输送带则是与仓储第二侧的至少一传输接口相连接。而台车则是位于片段式输送带之中，并利用片段式输送带所提供的传输路径进行仓储与台车之间的物料传输。

在片段式Interbay物料传输的过程中，物料是在加工中心区内部完成加工作业，无需再输送至其它的加工中心区进行加工作业，因此，本发明的各片段式输送带之间各自独立不连接，在加工中心区之间无需建置传输系统，因此不会形成浪费。此外，由于各片段式输送带之间彼此互相独立，其输送方向可自行设计成单向传输或是双向传输而不会互相干扰，因此本实施例在物料的输送规划上较现有技术更弹性。

附图说明

图1为现有技术的单循环自动化物料搬运系统示意图；

图2为现有技术应用于片段式Interbay传输的示意图；

图3为本发明的自动化物料搬运系统的第一实施例图；

图4为本发明的仓储的侧视图；

图5为本发明输送带利用天花板与仓储支撑的示意图；

图6为本发明的第二实施例图；

图7为本发明的第三实施例图。

图号说明：

10    自动化物料搬运系统        11    轨道

12    加工中心                  13    搬运车

14    仓储                      141   传输接口

15    机台                      30    自动化物料搬运系统

31    加工中心                  32    连续式输送带

33    台车                      34    机台

35    仓储                      351   第一侧

352   第二侧                    353   传输接口

36    搬运机                    37    暂存区

4     天花板                    60    自动化物料搬运系统

61    第一加工中心              62    第二加工中心

63    仓储                      632   第二侧

64    传输接口                  65    连续式输送带

66    控制逻辑                  67    联锁电路装置

70    自动化物料搬运系统        71    加工中心区

72    片段式输送带              73    台车

74    机台                      75    仓储

752   第二侧                    753   传输接口

具体实施方式

请参阅图3所示，其为本发明的自动化物料搬运系统30的第一实施例图，其包括多个加工中心31、一连续式输送带32以及多个台车33。

在自动化制程工厂中，厂房内部的加工中心31的安排方式依据制程规划而定，而为了便于物料的输送，加工中心31通常采用线性排列或是环状排列的规划，每一个加工中心31可视为一个制造单元，其内部由多个机台34以及一仓储35所组成，这些机台34在制程上通常具有一定程度的相依性，在制程的规划上可视为一制造单元。

仓储35为一矩形的立体结构，其具有相对较长的二侧边，包括第一侧351以及第二侧352，仓储35的第一侧351以及第二侧352分别设有多个传输接口353，这些传输接口353可规划成单向传输接口或是双向传输接口，而在二侧之间则是设有一搬运机36(crane)。其中第一侧351的传输接口353分别与机台34相连接，并进行传输接口353与机台34之间物料的传输，第二侧352的至少一传输接口353与连续式输送带32相连接，并进行台车33与传输接口353之间物料的传输，而搬运机36则是在各传输接口353之间进行物料传输，因此仓储35可以做为加工中心31内部物料传输的转运站，此外，每一个传输接口353在其垂直方向的对应位置更设有多个暂存区37(如图4所示)，物料可以在传输接口353与暂存区37之间进行传输，因此仓储31可以做为加工中心31内部的物料在进行制程作业时的暂存空间。

连续式输送带32的排列方式可以是线性或单循环，并与仓储35的第二侧352互相连接，由于第二侧352为仓储35的相对较长边，因此，当连续式输送带32以高架方式架设于天花板4时，仓储35的第二侧352可提供较多的支撑力量(如图5所示)，以提高连续式输送带32的稳定性，反之，若以仓储35的短边与输送带32相连接，其所能提供的支撑面积以及支撑力量较少，相对地输送带32的稳定性也较差。

多个台车33用以搬运晶舟，在晶舟内部存放有一批物料，台车33可以在连续式输送带32所提供的输送路径上移动，并且在上述各加工中心31之间进行物料传输。

请参阅图6所示，其为本发明的第二实施例图，图中自动化物料搬运系统60包括一第一加工中心以61及一第二加工中心62，第一加工中心61在仓储63的第二侧632设有一双向传输接口64，且第二加工中心62在仓储63的第二侧632设有一双向传输接口64，其中连续式输送带65在上述二双向传输接口64之间为双向传输。当上述二加工中心61、62所提供的制程均相同时，二加工中心彼此之间可进行制程支持(backup)，并提供暂存空间。

其实施方式说明如下，当第一加工中心61的线上产能已达到满载时，而第二加工中心62仍处于闲置状态时，此时便可以将第一加工中心61暂存的物料，透过二加工中心61、62之间的输送带65，将物料输送至第二加工中心62进行制程作业，使二加工中心61、62的产能发挥到最佳的状态，进而提高整体的生产效率。反之，若第二加工中心62的线上产能已达到满载时，而第一加工中心61处于闲置状态时，则透过二加工中心61、62之间的输送带65将物料输送至第一加工中心61进行制程作业。

此外，本实施例也可以应用于二个不同制程的加工中心，其实施方式说明如下，若第一加工中心61提供前段制程，而第二加工中心62提供后段制程时，当第二加工中心62的物料需要重工(rework)时，其可以透过二加工中心61、62之间的输送带65，将物料传送至第一加工中心61进行重工。而为了避免输送带65在双向传输时发生错误，本发明的搬运系统可包括一控制逻辑66(PLC)以及一联锁电路装置67(interlock)，分别与第一加工中心61以及第二加工中心62讯号连接，并控制第一加工中心61与第二加工中心62之间输送带65的传输方向。

请参阅图7所示，其为本发明的第三实施例图，本实施例应用于片段式Interbay的物料搬运系统70，包括多个独立的加工中心区71a、71b、多个片段输送带72a、72b以及多个台车73a、73b。

上述各加工中心区71a、71b彼此互相独立，其内部包含至少一加工中心71以及一片段式输送带72，其中每一个加工中心71具有多个制程机台74以及一仓储75，片段式输送带72则是与仓储75的第二侧752的至少一传输接口753相连接。而台车73则是分别位于片段式输送带72之中，并利用片段式输送带72所提供的传输路径进行仓储75与台车73之间的物料传输。

在片段式Interbay物料传输的过程中，物料是在加工中心区71内部完成加工作业，无需再输送至其它的加工中心区71进行加工作业，因此，本发明的各片段式输送带72之间各自独立不连接，传输系统在加工中心区71之间不会形成浪费。此外，由于各片段式输送带72之间彼此互相独立，其输送方向可自行设计成单向传输或是双向传输，因此本发明在输送规划上较现有技术更弹性。

Claims (10)

1.一种自动化物料搬运系统，其特征在于，包括：

多个加工中心，上述每一个加工中心具有多个制程机台以及一仓储，该仓储的第一、第二侧分别设有多个传输接口，上述多个机台分别与该第一侧的多个传输接口相连接；

一连续式输送带，分别与上述加工中心的仓储第二侧的至少一传输接口相连接；以及

至少一台车，利用该连续式输送带所提供的传输路径，在上述多个加工中心的仓储之间进行物料传输，其中相邻的加工中心之间进行物料的双向传输。

2.如权利要求1所述的自动化物料搬运系统，其特征在于，在上述仓储的第一、第二侧之间设有一搬运机，该搬运机可以在上述传输接口之间进行物料的搬运。

3.如权利要求1所述的自动化物料搬运系统，其特征在于，该物料以一批为单位放置于一晶舟之中，再利用该台车进行搬运。

4.如权利要求1所述的自动化物料搬运系统，其特征在于，上述搬运系统包括一第一加工中心以及一第二加工中心，该第一加工中心在仓储的第二侧设有一双向传输接口，且该第二加工中心在仓储的第二侧设有一双向传输接口，该连续式输送带在上述二双向传输接口之间为双向传输。

5.如权利要求4所述的自动化物料搬运系统，其特征在于，上述二加工中心均提供相同的制程，彼此之间可进行制程支持与暂存空间。

6.一种自动化物料搬运系统，其特征在于，包括：

多个独立加工中心区，该加工中心具有多个制程机台以及一仓储，该仓储的第一、第二侧分别设有多个传输接口，上述多个机台分别与该仓储第一侧的多个传输接口相连接；

多个片段式输送带，分别设于该加工中心区内部并分别与上述加工中心的仓储第二侧的至少一传输接口相连接；以及

多个台车，分别位于上述片段式输送带之中，并利用上述片段式输送带所提供的传输路径，在上述独立加工中心区的各加工中心的仓储之间进行物料传输，其中相邻的加工中心之间进行物料的双向传输。

7.如权利要求6所述的自动化物料搬运系统，其特征在于，在上述仓储二侧之间设有一搬运机，该搬运机可以在上述传输接口之间进行物料的搬运。

8.如权利要求6所述的自动化物料搬运系统，其特征在于，该仓储内部的传输接口在其垂直方向的对应位置处设有多个暂存区。

9.如权利要求6所述的自动化物料搬运系统，其特征在于，上述片段输送带为单向传输。

10.如权利要求6所述的自动化物料搬运系统，其特征在于，上述片段输送带为双向传输。

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