CN104064489A - 自动机械调度方法、装置及ela机台制备控制系统 - Google Patents

自动机械调度方法、装置及ela机台制备控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自动机械调度方法、装置及ELA机台制备控制系统，该自动机械调度方法其包括步骤：步骤S1：控制该自动机械进行当前取放动作；步骤S2：对该自动机械的下一取放动作进行预判；预判各机台的下一取放作业的触发时间，以选取该自动机械的下一取放动作，在该自动机械的当前取放动作完成后，向该自动机械发出关于该下一取放动作的指令，控制该自动机械行进到该下一取放动作对应的机台的取放端口进行等待；步骤S3：控制该自动机械进行该下一取放动作。本发明提高了主机台的利用率。

Description

自动机械调度方法、装置及ELA机台制备控制系统
技术领域
本发明涉及显示面板制造领域，尤其涉及一种用于ELA机台制备中的自动机械进行取放动作的调度的自动机械调度方法、自动机械调度装置及具有该自动机械调度装置的ELA机台制备控制系统。
背景技术
准分子激光退火设备（excimer laser annealer，简称ELA机台）是有机发光二极管制造工艺中的重要设备，ELA机台制备需要搭配（docking）清洗机台，ELA机台为制备中的主机台，主机台之前为执行两个清洗工序的辅助机台，两个清洗工序例如包括用于紫外线去除有机物的第一清洗工序和用于去除微尘的第二清洗工序。
因各机台工艺时间（tack time，或称节拍时间）匹配关系，考虑最优的搭配关系来对自动机械（robot）进行控制，自动机械可为机器人或机械手臂，或为装载器/卸载器（loader/unloader或LD/ULD）。
通常的机台布置方式，如图1所示，中间为轨道区域，轨道区域用于设置自动机械R1移动的轨道，在轨道区域的一侧依次布置主机台EQ4（即ELA机台）、执行第二清洗工序的两个机台EQ2、EQ3（即旋转式清洗机，Spincleaner），执行第一清洗工序的机台EQ1（即深紫外线机台，Extreme UltraViolet机台）。而在轨道区域的另一侧为存放玻璃的存放端PORT1-PORT4（数目不固定）。
自动机械R1的作用是进行取放片的工作，包括将原料玻璃自其中一个存放端PORT1-PORT4取出，搬送给机台EQ1，机台EQ1的清洗工序完成后，再将清洗后的玻璃搬送给机台EQ2或机台EQ3；机台EQ2或机台EQ3的清洗工序完成后，再将清洗后的玻璃搬送给主机台EQ4；主机台EQ4的工序完成后，再将成品搬送至指定区域。在搬送时，玻璃是由卡匣承载。
如图1所示，现有技术的自动机械调度方法（或控制方法），目前针对多台机台共用一台自动机械R1的情形，自动机械R1在取放片完成后，用于放入和取出卡匣（cassette）的货叉（fork）收回到原点（home position）位置，而自动机械R1就停留在当前位置，等待接收下一取放片（简称取放）命令。当收到下一个取放命令后，再从当前位置运动到要取放片的机台位置，例如图1所示的在自动机械R在主机台EQ4取片完成后，停留在当前位置，当下一个取放命令要从EQ1取片，放入EQ3时，自动机械R1要运行较长一段距离，这样使整个搭配（docking）机台的工艺时间就会受到影响。
同时，在整个工艺时，主机台EQ4的效率对由四个机台EQ1-EQ4组成的整体设备的效率影响最大，而现有技术的自动机械调度方法，并未对主机台的取放片需求以优先考虑，因此也影响了整体效率的提高。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的为提供一种用于ELA机台制备中的自动机械进行取放动作的调度的自动机械调度方法，以解决现有技术的自动机械调度方法中存在的自动机械有时运行距离长，整体设备的工艺时间受到影响，整体效率不高的技术问题。
本发明的另一目的为提供一种自动机械调度装置，以解决现有技术的自动机械调度方法中存在的自动机械有时运行距离长，整体设备的工艺时间受到影响，整体效率不高的技术问题。
本发明的再一目的为提供一种具有本发明的自动机械调度装置的ELA机台制备控制系统。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种自动机械调度方法，用于ELA机台制备中的自动机械进行取放动作的调度，所述自动机械调度方法包括步骤：步骤S1：控制该自动机械进行当前取放动作；步骤S2：对该自动机械的下一取放动作进行预判；预判各机台的下一取放作业的触发时间，以选取该自动机械的下一取放动作，在该自动机械的当前取放动作完成后，向该自动机械发出关于该下一取放动作的指令，控制该自动机械行进到该下一取放动作对应的机台的取放端口进行等待；步骤S3：控制该自动机械进行该下一取放动作。
一种自动机械调度装置，用于ELA机台制备中的自动机械完成取放动作的调度，所述自动机械调度装置包括收发模块、控制模块和预判模块；该收发模块，接收到该自动机械发送的当前取放动作完成的报告后，传送给该判断模块；以及将该控制模块传送的下一取放动作的指令发送给该自动机械；该控制模块，控制该自动机械进行该当前取放动作，按照预判模块所选取的下一取放动作，生成该自动机械的该下一取放动作的指令，以控制该自动机械行进到该下一取放动作对应的机台的取放端口进行等待；该预判模块，预判各机台的下一取放作业的触发时间，以选取该自动机械的下一取放动作。
一种ELA机台制备控制系统，该控制系统包括主机、设置有主PLC的主节点以及设置于自动机械和各机台内的辅助PLC，该主PLC具有本发明的自动机械调度装置。
本发明的有益效果在于，本发明的自动机械调度方法，多机台共用一台自动机械，节省成本，且通过块控制器（简称BC，Block controller）提供预判（predict）功能，控制自动机械取放片的动作，提高了主机台的利用率，提高了整体设备的效率，且各机台的工艺时间，实现了最优的搭配关系。实现了整个ELA机台制备的高效率。
附图说明
图1通常的ELA机台制备的机台布局示意图。
图2为本发明实施例的自动机械调度方法的流程图。
图3为本发明实施例的ELA机台制备的控制系统架构图。
图4为本发明实施例的自动机械调度装置的模块图。
图5为本发明实施例的自动机械调度装置的预判模块示意图。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
本发明实施例的自动机械调度方法，可以由本发明实施例的自动机械调度装置实现，本发明实施例的ELA机台制备控制系统，具有本发明实施例的自动机械调度装置。
下面具体介绍本发明优选实施例的自动机械调度方法。
主要从系统架构、取放控制、预判的实现、主机台优先、控制步骤五个方面进行介绍。
一、系统架构
系统架构，是指本发明实施例的ELA机台制备控制系统的整体架构，如图2所示，主要包括主机HOST、具有主可编程控制器（Master PLC）M-PLC的主节点CIM/PC、具有辅助可编程控制器S-PLC的自动机械R1和各机台EQ1-EQ4，各机台EQ1-EQ4的布局可与现有技术相同，并且仍是多个机台共用一个自动机械R1。
主机HOST与主节点CIM/PC之间可通过千兆光纤（Giga Fiber）相连。主节点CIM/PC中设置有块控制器BC（block controller），也即主可编程控制器M-PLC（Master PLC），本发明实施例的自动机械调度方法的程序即写入主可编程控制器M-PLC中，以对自动机械R1进行控制。
自动机械R1和各机台EQ1-EQ4均设置有辅助可编程控制器S-PLC（ShopPLC），各辅助可编程控制器S-PLC之间通过PLC光纤连接，以相互之间进行交互。各辅助可编程控制器S-PLC与主可编程控制器M-PLC之间也通过PLC光纤连接。
本发明实施例的ELA机台制备控制系统的整体架构，如图2所示，还可包括一计算机PC，实现类似服务器的功能，以供块控制器BC存取数据及查询，供各辅助可编程控制器S-PLC进行查询等。块控制器BC与计算机PC之间通过以太网（EtherNet）或HSMS连接。
二、取放控制
取放控制是通过块控制器BC与自动机械R1之间的交互完成的。
对自动机械R1的取放控制，如果某一机台有取放片的需求，则块控制器BC会向自动机械R1发出指令，也即通过自动机械R1的辅助可编程控制器S-PLC发出指令，控制自动机械R1在完成当前的取放动作后，运行到触发新的取放指令的机台的取放端口（I/O port）等待，以完成新的取放片动作。
对于各机台EQ1-EQ4而言，在自动机械R1将卡匣取放到位后，会向块控制器BC报告取放作业的完成；同时，对自动机械R1而言，在完成取放动作后，也会向块控制器BC报告取放动作的完成，并等待块控制器BC的下一指令。
本发明实施例的自动机械R1调度方法，与现有技术不同的是，在自动机械R1进行当前的取放片作业时，块控制器BC会预判各机台的取放作业的触发时间，以选取最早的或最适合的取放片作业对应的取放动作作为自动机械R1的下一取放动作，向自动机械R1发出关于该下一取放动作的动作指令，该动作指令包括行进指令、再行进指令和取放指令。而取放指令，则可以分为取指令和放指令。再行进指令是指取片完成后行进到放片的机台的行进指令。
在收到自动机械R1进行完当前的取放动作的报告及机台发出的完成当前取放作业的报告时，向自动机械R1发出下一取放片动作的行进指令，控制自动机械R1行进到触发下一取放片作业的机台的取放端口等待。
例如，如图1所示，当自动机械R1在主机台EQ4的取放动作完成后，下一个指令是从机台EQ1取片，放入机台EQ2，则自动机械R1会在机台EQ4取放片完成后马上行进到机台EQ1的取放端口等待。在机台EQ1的当前清洗作业完成后，会向块控制器BC报告，块控制器BC会向自动机械R1发出取指令。
三、预判的实现
块控制器BC会预判各机台的取放作业的触发时间，选取最早的或最适合的取放作业作为下一取放作业，如何进行预判，以选取最早的下一取放作业为例进行说明。
由于每一取放作业，都包括取和放两个动作，因此，如需预判下一取放作业的触发机台，则需视该机台所进行的工序的工艺时间而定。
通常，机台EQ1的工艺时间是60秒，而机台EQ2和机台EQ3的工艺时间都是80秒，而主机台EQ4的工艺时间是170秒，因此，块控制器BC在收到各机台完成卡匣装载的报告后，即可开始计时，该计时的起始时间，加上该机台的工艺时间，就可以计算该机台触发下一取放指令的时间。例如机台EQ2在系统时间15秒时报告卡匣装载完成，则可以预判机台EQ2的下一取放作业的触发时间是系统时间95秒时。
四、主机台优先
在“预判的实现”部分，主要描述的是选取最早的取放作业所对应的取放动作作为自动机械R1的下一取放片作业，而如何选取最适合的，则是实行主机台EQ4优先原则。
如果在自动机械R1进行当前的取放片作业时，块控制器BC会预判各机台的取放片作业的触发时间，以一定的优先原则，先进行主机台EQ4触发的新的取放作业，再进行机台EQ1-EQ3所触发的取放作业。例如，在20秒时间范围内，优先完成主机台EQ4所触发的取放作业。假设机台EQ1的取放作业会在系统时间90秒触发，而机台EQ4的取放作业会在系统时间110秒前触发，则优先完成主机台EQ4所触发的取放作业，以提高主机台EQ4的整体效率。
五、控制步骤
本发明实施例的自动机械调度方法，可以包括以下几个步骤：
步骤S1：控制自动机械进行当前取放动作的步骤。
首先，块控制器BC控制自动机械R1进行当前的取放动作，接收自动机械R1关于完成取放动作的报告，并接收各机台的取放端口状态变化的报告，在条件具备时，向自动机械R1依次发出行进指令、取指令、再行进指令和放指令。
步骤S2：对该自动机械的下一取放动作进行预判。
块控制器BC预判各机台的取放片作业的触发时间，以选取下一取放片作业，向自动机械R1发出关于该下一取放片作业的动作指令。
步骤S3：控制自动机械进行下一取放动作的步骤。
控制的步骤与步骤S1相同，然后依次重复步骤S1-步骤S3，实现自动机械R1的合理调度。
下面再介绍本发明优选实施例的自动机械调度装置。
为实现上述本发明实施例的自动机械调度方法，本发明实施例的自动机械调度装置，如图4所示，包括控制模块、预判模块和收发模块，以下分别介绍各自的功能。
收发模块，用于接收各机台EQ1-EQ4的取放作业完成情况报告、接收自动机械R1的取放动作完成情况报告；并向自动机械R1下达由控制模块发出的控制指令，例如行进指令、取指令、再行进指令和放指令等。
控制模块，用于根据收发模块传来的各种报告及预判模块所传来的预判结果，生成自动机械R1的控制指令。
预判模块，用于根据收发模块传来的各机台的状态报告及各机台的工艺时间，来选取触发下一取放作业的机台。
具体的，预判模块可以包含工艺起始时间采集单元、计算单元、优先设定单元和预判结果输出单元。
其中，工艺起始时间采集单元，用于根据收发模块的报告，采集各机台正在进行的工艺的起始时间，传送给计算单元以计算预判结果。
优先设定单元，保存用户的优先设定，例如主机台EQ4相对于其他机台EQ1-EQ3的优先时间。
计算单元，通过工艺起始时间采集单元传来的各起始时间、各机台的工艺时间及优先设定单元传来的优先时间，选择出触发下一取放作业的机台，作为预判结果，传送给预判结果输出单元。
预判结果输出单元，用于向控制模块传送预判结果。
综上所述，本发明实施例的自动机械调度方法、自动机械调度装置及ELA机台制备控制系统，通过多台机共用一台自动机械R1，节省成本，且通过块控制器BC（Block controller）提供预判（predict）功能，控制自动机械R1的取放片的动作，提高了主机台EQ4的利用率，提高了整体设备的效率，且各机台EQ1-EQ4的工艺时间，实现了最优的搭配关系。实现了整个ELA机台制备的高效率。
并且，本发明整合了多台机台，在工艺环境允许时，当制备要求变化后，容易拆分成独立机台。
本领域技术人员应当意识到在不脱离本发明所附的权利要求所揭示的本发明的范围和精神的情况下所作的更动与润饰，均属本发明的权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动机械调度方法，其特征在于，所述自动机械调度方法包括步骤：
步骤S1：控制该自动机械进行当前取放动作；
步骤S2：对该自动机械的下一取放动作进行预判：
预判各机台的下一取放作业的触发时间，以选取该自动机械的下一取放动作，在该自动机械的当前取放动作完成后，向该自动机械发出关于该下一取放动作的指令，控制该自动机械行进到该下一取放动作对应的机台的取放端口进行等待；
步骤S3：控制该自动机械进行该下一取放动作。
2.如权利要求1所述的自动机械调度方法，其特征在于，在步骤S2中，通过所记录的各机台所进行工序的起始时间和该工序的工艺时间，以最早触发的下一取放作业对应的取放动作选取为该自动机械的下一取放动作。
3.如权利要求1所述的自动机械调度方法，其特征在于，所述自动机械调度方法用于ELA机台制备中的自动机械进行取放动作的调度，所述ELA机台制备中的机台包括主机台、进行第一清洗工序的第一机台以及进行第二清洗工序的第二机台和第三机台，在选取下一取放动作时，优选满足所述主机台的取放作业要求。
4.如权利要求3所述的自动机械调度方法，其特征在于，该下一取放动作的指令包括行进指令、取指令、再行进指令和放指令。
5.如权利要求3所述的自动机械调度方法，其特征在于，在步骤S2中，通过所记录的各机台所进行工序的起始时间、该工序的工艺时间及主机台的优先时间，来选取该自动机械的下一取放动作。
6.一种自动机械调度装置，其特征在于，所述自动机械调度装置包括收发模块、预判模块和控制模块；
该收发模块，接收到该自动机械发送的当前取放动作完成的报告后，传送给该判断模块；以及将该控制模块传送的下一取放动作的指令发送给该自动机械；
该预判模块，预判各机台的下一取放作业的触发时间，以选取该自动机械的下一取放动作；
该控制模块，控制该自动机械进行该当前取放动作，按照预判模块所选取的下一取放动作，生成该自动机械的该下一取放动作的指令，以控制该自动机械行进到该下一取放动作对应的机台的取放端口进行等待。
7.如权利要求6所述的自动机械调度装置，其特征在于，所述自动机械调度装置用于ELA机台制备中的自动机械完成取放动作的调度，所述预判模块包括工艺起始时间采集单元、计算单元、优先设定单元和预判结果输出单元；
该工艺起始时间采集单元，用于根据该收发模块的报告，采集各机台正在进行的工艺的起始时间，传送给计算单元；
优先设定单元，保存主机台的优先时间；
计算单元，通过工艺起始时间采集单元传来的各起始时间、各机台的工艺时间及优先设定单元传来的主机台的优先时间，选择出该自动机械的下一取放动作，作为预判结果，传送给预判结果输出单元；
预判结果输出单元，用于向控制模块传送该预判结果。
8.一种ELA机台制备控制系统，其特征在于，该控制系统包括主机、设置有主PLC的主节点以及设置于自动机械和各机台内的辅助PLC，该主PLC具有如权利要求6或7所述的自动机械调度装置。
9.如权利要求8所述的ELA机台制备控制系统，其特征在于，主PLC与辅助PLC之间，及各辅助PLC之间，通过光纤连接。
10.如权利要求9所述的ELA机台制备控制系统，其特征在于，该控制系统还包括提供存储及查询功能的计算机，该计算机与该主PLC之间通过以太网连接。
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