CN103612976A - 用于自动化物料传输的轨道结构及传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于自动化物料传输的轨道结构，其包括多条轨道，每个堆叠部上方对应位置处的轨道向上凸起形成上凸段，上凸段的两端具有弧形结构以与轨道主体弧线连接，上凸段上设有至少一个触发开关，触发开关与输送车信号连接，用以在输送车经过并触发该触发开关时对输送车的抓手发出收拢或松开的指令。本发明可以提高AMHS系统的搬送效率和安全性；本发明结构简单，适于工业化。

Description

用于自动化物料传输的轨道结构及传输系统

技术领域

本发明涉及半导体集成电路物料输送机台技术领域，尤其涉及一种用于自动化物料传输的轨道结构及传输系统。 

背景技术

随着半导体技术的发展，300mm硅片已经逐步取代200mm硅片成为主流，每盒装载硅片的硅片盒的重量也由原来的约4公斤变成约9公斤。因此，仍然借助人力手工搬送，不仅会降低效率，还存在搬运人员人身伤害的可能。同时，半导体制造对于厂房的利用率以及生产周期的要求越来越严苛，自动化物料传输系统（Automated Material Handling Systems，简称AMHS）作为连接各个制造模块之间输送硅片的纽带的重要性也日益凸显出来。 

现有的AMHS系统均采用悬挂于天花板上的多条轨道结构与轨道上行驶的OHT输送车，往返于各个机台之间（tool to tool输送模式），或往返于机台与暂存区Stocker之间（走道间系统interbay与走道内系统intrabay）。如图4所示的采用走道间、走道内的输送系统，机台走道每一边的每一台机台10安装有硅片盒堆叠部20（load port），OHT输送车70（overhead hoist transport）能抓起堆叠部20上的硅片盒30，并通过轨道结构60传送至另一台机台10的堆叠部20上。这种硅片盒30在同一走道内的输送过程称为走道内系统110，而硅片盒30在不同走道之间的输送过程则称为走道间系统100。走道内系统110的输送使用OHT输送车70，走道间系统100的输送则是先将硅片盒30以输送车70移至暂存区50中暂时储存，等到需要用到此硅片盒30时，再同样以输送车70搬送到指定机台10处。 

如上所述，AMHS系统提供硅片盒的传输与储存自动化服务，但是，现有系统中，OHT输送车每次到达或离开目标机台或暂存区，都需要启动加速或制动减速，耗费不少时间、能源，对轨道和输送车车轮的磨损也不可避免，影响搬送效率和部件使用寿命。 

发明内容

本发明的目的在于弥补上述现有技术的不足，提供一种新的用于自动化物料传输的轨道结构及传输系统。 

为实现上述目的，本发明提供的用于自动化物料传输的轨道结构，其包括贯穿于AMHS系统的机台走道并相互连通的多条轨道，该多条轨道设于机台矩阵硅片盒堆叠部的上方，其中，每个堆叠部上方对应位置处的轨道向上凸起形成上凸段，该上凸段的两端具有弧形结构以与轨道主体弧线连接，该上凸段上设有至少一个触发开关，该触发开关与输送车信号连接，用以在输送车经过并触发该触发开关时对输送车的抓手发出收拢或松开的指令。 

本发明所述“该多条轨道设于机台矩阵硅片盒堆叠部的上方”中的“上方”包含但不仅限于正上方，还包括处于较高水平位置的其他位置，如两列堆叠部中间位置的正上方。 

进一步地，该弧形结构为S型，两端的两段弧形结构构成八字形。 

进一步地，该上凸段的两端弧形结构上各设有一个触发开关。 

进一步地，该上凸段两端弧形结构之间还具有平坦段，该平坦段的中间位置设有一个触发开关，或该平坦段中间位置的两边各设有一个触发开关。 

进一步地，该触发开关通过控制单元与输送车信号连接。 

进一步地，该触发开关选自弹性轻触开关、延时开关、接近开关、红外线开关或光感开关。 

进一步地，该触发开关设于上凸段的上表面或侧面。 

本发明还提供一种具有上述轨道结构的AMHS系统，其包括： 

多个机台，呈矩阵状布设，每列机台之间形成机台走道，每个机台都具有堆放硅片盒的堆叠部； 

轨道结构，包括贯穿于机台走道并相互连通的多条轨道，该多条轨道设于机台矩阵硅片盒堆叠部的上方； 

至少一辆输送车，悬挂于于轨道结构上并可沿着轨道行进；以及 

控制单元，与该机台和输送车信号连接； 

其中，每个堆叠部上方对应位置处的轨道向上凸起形成上凸段，该上凸段的两端具有弧形结构以与轨道主体弧线连接，该上凸段上设有至少一个触发开关，该触发开关与输送车信号连接，用以在输送车经过并触发该触发开关时对输送车的抓手发出收拢或松开的指令。 

本发明采用以上技术方案，提供一种新的用于自动化物料传输的轨道结构及传输系统，具有以下技术效果： 

1.在机台硅片盒堆叠部位置的轨道设置上凸段，输送车在目标机台堆叠部处依次会经过上凸段的弧形上升段和弧形下降段，若有平坦段还将经过中间的平坦段，在车轮先驶上上升段的时候，由于需要上升做功，车速会自动减慢；输送车经过触发开关后，驱动抓手拾取或放下硅片盒；车轮最后驶过下降段，车速则自动加快。整个过程包含上升和下降，由于上升和下降的高度差相同，除去摩擦阻力，不会消耗过多输送车的动能，提高了AMHS的运输效率。 

2.在抓手操作的时候，输送车能保持低速状态，以实现对硅片盒准确的放置或拾取；较现有技术需要通过控制单元发出指令使输送车停下才能操作抓手，本发明节省了输送车的操作时间，同时有效避免了急停而发生的输送车或抓手的晃动，从而提高了搬送效率和安全性。 

3.本发明的轨道结构和传输系统结构简单，适于工业化。 

附图说明

为能更清楚理解本发明的目的、特点和优点，以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细描述，其中： 

图1a是本发明轨道结构第一实施例的侧视图； 

图1b是本发明轨道结构第一实施例的俯视图； 

图2a是本发明轨道结构第二实施例的侧视图； 

图2b是本发明轨道结构第二实施例的俯视图； 

图3是本发明AMHS系统中轨道、机台硅片盒堆叠部与输送车的示意图； 

图4是现有AMHS系统的结构示意图。 

具体实施方式

第一实施例

请参阅图1a，本发明第一实施例的轨道结构，包括多条轨道10，轨道10贯穿于AMHS系统的每个机台走道，并相互连通形成回路结构，轨道10设于AMHS系统中机台矩阵的硅片盒堆叠部7的正上方。 

每个堆叠部7正上方的轨道10向上弧形凸起形成上凸段2，上凸段2由第一弧形结构21和第二弧形结构22组成，第一弧形结构21和第二弧形结构22各自为S型并整体构成八字形，使得上凸段2与轨道10主体弧线连接，第一弧形结构21和第二弧形结构22 的顶端为上凸段2的弧顶。 

第一弧形结构21和第二弧形结构22上各自中间偏上的位置设有弹性轻触开关24，该两个弹性轻触开关24设于上凸段2的上表面，且呈球形露出于上凸段2，如图1b所示。当输送车经过上凸段2时，车轮滚压弹性轻触开关24，弹性轻触开关24反馈信号至AMHS系统的控制单元，控制单元发出指令至输送车抓手，使得输送车行驶至上凸段2弧顶，即堆叠部7正上方时，抓手对硅片盒进行抓取或放下的操作。 

第二实施例

请参阅图2a，本发明第二实施例的轨道结构，包括多条轨道10，轨道10贯穿于AMHS系统的每个机台走道，并相互连通形成回路结构，轨道10设于AMHS系统中机台矩阵每两列硅片盒堆叠部中间位置的正上方。本实施例中，两个面对面的堆叠部之间具有将硅片盒从轨道10正下方位置搬送到这两个堆叠部的存取机构8，因此，轨道10是位于这些存取机构8的正上方。 

存取机构8正上方的轨道10向上凸起形成上凸段3，上凸段3由第一弧形结构31、第二弧形结构32和两者中间的平坦段33组成，第一弧形结构31和第二弧形结构32各自为S型并整体构成八字形，使得上凸段3与轨道10主体弧线连接，第一弧形结构31和第二弧形结构32的中间通过平行于轨道10主体的平坦段33连接。 

平坦段33靠近两边弧形结构的位置，即平坦段33中间位置的两边，各设有一个红外线开关34，该两个红外线开关34设于平坦段33的侧面，即在平坦段33的侧面设置红外线探头，如图2b所示。当输送车经过上凸段3时，输送车车轮与车身抓手之间的连杆经过并遮挡了红外线开关34，红外线开关34反馈信号至AMHS系统的控制单元，控制单元发出指令至输送车抓手，使得输送车行驶至平坦段33的中间位置，即存取机构8正上方时，抓手对硅片盒进行抓取或放下的操作。 

需要注意的是，在其他实施例中，可以仅在第一实施例的弧顶或第二实施例平坦段的中间位置，设置一个触发开关，那么信号和指令的传递都是即时而非延时的，触发开关一旦被触发，抓手立即采取相应动作；此外，在其他实施例中，触发开关还可以是延时开关、接近开关（具有位移传感器）、光感开关（反射式、对射式和镜面反射式）等常用可触发电路、信号开闭的开关。 

第三实施例

本实施例提供AMHS系统，图3示出本发明AMHS系统的轨道、机台硅片盒堆叠部与输送车的示意图。其中，本实施例的轨道结构采用第一实施例的轨道结构。 

本实施例的AMHS系统包括： 

多个机台，呈矩阵状布设，每列机台之间形成机台走道，每个机台都具有堆放硅片盒的堆叠部7； 

轨道结构，包括第一实施例的多条轨道10，轨道10贯穿于AMHS系统的每个机台走道，并相互连通形成回路结构，轨道10设于AMHS系统中机台矩阵的硅片盒堆叠部7的正上方； 

至少一辆输送车5，悬挂于于轨道结构上并可沿着轨道10行进；以及 

控制单元，与该机台和输送车5信号连接。 

本第三实施例中，每个堆叠部7正上方的轨道10向上弧形凸起形成上凸段2，上凸段2由第一弧形结构21和第二弧形结构22组成，第一弧形结构21和第二弧形结构22各自为S型并整体构成八字形，使得上凸段2与轨道10主体弧线连接，第一弧形结构21和第二弧形结构22的顶端为上凸段2的弧顶。第一弧形结构21和第二弧形结构22上各自中间偏上的位置设有弹性轻触开关24，该两个弹性轻触开关24设于上凸段2的上表面，且呈球形露出于上凸段2。 

当输送车5经过上凸段2时，先驶上第一弧形结构21并减速；车轮51滚压弹性轻触开关24，弹性轻触开关24反馈信号至AMHS系统的控制单元，控制单元发出指令至输送车抓手52，使得输送车行驶至上凸段2弧顶，即堆叠部7正上方时，抓手52松开，硅片盒6被放到堆叠部7上；输送车5从第二弧形结构22驶下，并加速前往下一个目标机台堆叠部。 

需要注意的是，在其他实施例中，触发开关直接与输送车信号连接，驱动输送车的抓手收拢或松开。 

Claims (8)

1.一种自动化物料传输的轨道结构，其特征在于，其包括贯穿于AMHS系统的机台走道并相互连通的多条轨道，该多条轨道设于机台矩阵硅片盒堆叠部的上方，其特征在于：每个堆叠部上方对应位置处的轨道向上凸起形成上凸段，该上凸段的两端具有弧形结构以与轨道主体弧线连接，该上凸段上设有至少一个触发开关，该触发开关与输送车信号连接，用以在输送车经过并触发该触发开关时对输送车的抓手发出收拢或松开的指令。

2.根据权利要求1所述的自动化物料传输的轨道结构，其特征在于：该弧形结构为S型，两端的两段弧形结构构成八字形。

3.根据权利要求2所述的自动化物料传输的轨道结构，其特征在于：该上凸段的两端弧形结构上各设有一个触发开关。

4.根据权利要求1所述的自动化物料传输的轨道结构，其特征在于：该上凸段两端弧形结构之间还具有平坦段，该平坦段的中间位置设有一个触发开关，或该平坦段中间位置的两边各设有一个触发开关。

5.根据权利要求1所述的自动化物料传输的轨道结构，其特征在于：该触发开关通过控制单元与输送车信号连接。

6.根据权利要求5所述的自动化物料传输的轨道结构，其特征在于：该触发开关选自弹性轻触开关、延时开关、接近开关、红外线开关或光感开关。

7.根据权利要求5所述的自动化物料传输的轨道结构，其特征在于：该触发开关设于上凸段的上表面或侧面。

8.一种具有权利要求1至7任一项轨道结构的AMHS系统，其特征在于，其包括：

多个机台，呈矩阵状布设，每列机台之间形成机台走道，每个机台都具有堆放硅片盒的堆叠部；

根据权利要求1至7任一项所述的轨道结构；

至少一辆输送车，悬挂于于轨道结构上并可沿着轨道行进；以及

控制单元，与该机台和输送车信号连接。

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