CN104555743A - 面向半导体生产线搬运系统的轨道与天车协调控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及面向半导体生产线搬运系统的轨道与天车协调控制方法，在天车上安装信号收发器，在与岔道各分支相连接的轨道上设置光发送/接收装置；可编程逻辑控制器根据光通讯控制器采集光发送/接收装置的信号，控制天车的运行，包括以下步骤：服务器根据规划的天车运行路径，确定路径中需要经过的关键点，将路径关键点信息下载至天车，根据岔轨的状态监控天车在轨道中的运行位置与运行状态。本发明在进入岔道前的轨道及天车上安装光通讯装置，光通讯装置与可编程逻辑控制器配合，保证天车在在进入岔道前，轨道的变换完成，这使天车在轨道中运行时更加的安全可靠；天车暂存区的使用避免了多天车调度可能会产生的拥堵，使搬运系统自动化程度大大提高。

Description

面向半导体生产线搬运系统的轨道与天车协调控制方法

技术领域

本发明涉及一种面向半导体生产线的天车调度方法，具体的说是天车与轨道之间的协调控制方法。

背景技术

在半导体产品加工生产中，产品的加工工艺过程复杂，有些产品需要几十道工序可以加工完成，有些产品也许需要上百道加工工序才能完成，这些工序中一些对应不同的机台设备，一些工序虽然相同，但加工的时期不同。机台设备由于工艺要求、场地条件等限制，可能分布在厂区的位置，快速有效的对加工材料进行搬运能够提高企业的生产效率。在半导体加工生产中采用人工或人工操作机械设备进行搬运对于物料的转移是一件消耗人力及时间的方法，加工区域全部采用天车轨道方式能够有效的提高搬运效率。采用岔道将多个加工区域连接在主环道的方法可以在有效的加工区内尽量多的布置机台设备，提高搬运效率。无岔轨的轨道铺设区域只能是单一的闭合轨道，天车绕轨道行走一周时间长，很多搬运任务都要绕轨道一周，效率低。

发明内容

为了解决如何使天车与轨道之间的配合动作更加安全有效的问题，本发明提出了一种面向半导体生产搬运系统的轨道与天车协调控制方法，使天车能够更有效、安全的运行于轨道上。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：面向半导体生产线搬运系统的轨道与天车协调控制方法，在天车上安装信号收发器，在与岔道各分支相连接的轨道上设置光发送/接收装置；可编程逻辑控制器配合采集光发送/接收装置信号的光通讯控制器，控制天车的运行，包括以下步骤：

天车根据下载的路径关键点信息开始运行；服务器实时检测天车在轨道中的运行位置是否为关键点；

如果不是则继续监控天车；如果是则判断关键点是否为结束点，如果是结束点则任务结束，如果不是，则判断关键点是否是入/出岔轨点；如果是，则光通讯控制器采集岔轨入口处设置的光发送/接收装置的信号，配合可编程逻辑控制器控制天车的运行；如果不是则继续监控天车；监控天车直至到达结束点。

所述关键点包括开始点、结束点、入弯轨点、出弯轨点、入岔轨点、出岔轨点。

所述光通讯控制器采集岔轨入口处设置的光发送/接收装置的信号，配合可编程逻辑控制器控制天车的运行包括以下步骤：

当天车进入光发送/接收装置的传输介质范围内，光通讯控制器接收天车上信号收发器发送的信号，并发送给可编程逻辑控制器；可编程逻辑控制器同时检测对应岔道的传感器，判断岔道是否变换到了指定的位置；

如果传感器无信号，为导轨没有变换到位，可编程逻辑控制器直接通过光通讯装置发送停止信号至天车的信号收发器，并由天车的控制器控制天车停止运行并等待岔轨完成变换；

如果有信号，为导轨变换到位，则可编程逻辑控制器向服务器发送信息表示导轨变换完成；

服务器将下一段运行路径关键点下载至天车，天车进入或离开岔轨轨道，系统继续监控天车。

本发明的有益效果及优点：

1.本发明方法使搬运系统自动化程度大大提高，天车运行路径采用分段下载至天车，可以使系统在天车的整体调度中更加的简单、有效；

2.采用岔轨变化轨道，在轨道的进入端及天车上安装光通讯装置，光通讯装置与可编程逻辑控制器配合，保证天车在在进入岔道前，轨道的变换完成，这使天车在轨道中运行时更加的安全可靠；

3.天车暂存区的使用避免了多天车调度可能会产生的拥堵；通过及时、快速、精确的道岔变换缩短天车运行时间，使多工序加工物料在设备间自动传送，不需要人员参与。

附图说明

图1是本发明的搬运系统控制流程图；

图2是监控天车控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

参见附图1，是本发明系统控制流程图。一种面向半导体生产线搬运系统的轨道与天车协调控制方法，包括以下步骤：

天车运行的轨道由直轨、弯轨、岔轨、物料暂时存放区组成，其中直轨与岔轨上贴有能够确定天车在轨道中位置的条形码；轨道铺设分为区内轨道和区间轨道(区内轨道是由轨道闭合连接组成的区域，在区内轨道的范围内放置加工设备，以此确定某个工艺或流程的加工区；区间轨道是将彼此独立的区内轨道连接在一起的轨道，当物料需要由一个加工区域运送到另一个加工区域时，天车将搬运物料离开加工区域所在的区内轨道，并进入区间轨道，再有区间轨道进入另一加工区域所在的区内轨道)，岔轨用于天车由区间轨道进入区内轨道，或由区内轨道转出到区间轨道时使用；与岔轨连接的直轨和天车都装有光通讯装置，与可编程逻辑控制器配合，用于天车通过岔道之前，岔道的轨道变换能够完成，保证天车安全通过，天车暂时存放区用于存放运行中的天车,空出天车占用的轨道；

搬运系统在与岔道连接的直轨及天车上装有光通讯装置，光通讯装置有投光器、接收器、传输介质、台车端信号收发器及光通讯控制器组成；传输介质的两端分别设有投光器和接收器，构成光发送/接收装置，安装在岔轨3个分支的直轨上，其中，投光器和接收器均与光通讯控制器连接，光通讯控制器通过可编程逻辑控制器与服务器连接；台车端信号收发器安装在天车上，与天车的控制器连接，并与传输介质同一高度，使天车通过传输介质区域时其信号收发器能够与传输介质进行数据传输。

当天车要进入岔轨前，天车进入光通讯所在的区域即传输介质区段，接收器向光通讯控制器发送信号，控制器将接收到信号传送到可编程逻辑控制器中；可编程逻辑控制器接收到天车需要通过岔轨的信号后，检测岔轨位置传感器，确定岔轨是否变换完成，如果没完成，可编程逻辑控制器将通过光通讯控制器向天车发送停止前进的命令，台车端信号收发器通过控制天车的控制器使天车停止等待导轨变换完成。光通讯装置属于硬件对天车的直接控制，可以不经过服务器端的控制，直接更安全高效的处理道岔变化。

光通讯装置能够使天车路过设有传输介质区间的同时收发数据信息，在进入道岔的过程中能够顺利地运行。本实施例采用日本北阳（HOKUYO）电机株式会社的光通讯装置，其中投光器采用PX1-LGP、接收器采用PX1-LGR、传输介质采用LG80-S、台车端信号收发器即台车端数据传送装置型号为DMW-GF0-S，光通讯控制器采用ISG-SA1-S。

搬运系统涉及所述铺设的轨道构成的多个区内轨道与一个区间轨道，区内轨道通过岔轨连接在区间轨道上，搬运系统包括服务器、可编程逻辑控制器、轨道、多部搬运的天车及生产设备等所有硬件设备，生产设备包括离子注入机、光刻机、晶圆表面清洗设备、反应炉、FA刻蚀设备、PVD系统（物理气相沉积系统）、PECVD系统等（等离子体增强化学气相沉积系统）。

搬运系统等待天车调度命令；

服务器接收到物料调度命令后进行解析，选定搬运天车，确定天车运行开始点与结束点；

服务器计算天车运行路径并存入列表，确定运行路径中需要经过的关键点，并将关键点转换为天车能够识别的条形码值；

将路径关键点信息（即关键点的位置）分段下载至天车，并启动天车开始运行任务，关键点包括开始点、结束点入弯轨点、出弯轨点、入岔轨点、出岔轨点、位置试教点（即用于天车在轨道上运行时辨识当前位置的点）、跳跃点（即条形码值不连贯的点）、结束点；分段下载信息以入弯轨点和入岔轨点为界限，在计算路径中遇到入弯轨点及入岔轨点，将前一个同类点至当前点之间的关键点信息下载至天车，然后在列表中删掉这些点，下一段的点先不发，等天车走过这段路径后，再查计算好的下一段路径，再碰到这两个点的同类点时再将下一段路径的关键点信息下发到天车；

监控天车在轨道中的运行位置与运行状态；

服务器监控天车直到运行任务结束。

参见附图2，是监控天车控制流程图。监控天车在轨道中的运行位置是否为关键点，如果不是则继续监控天车；如果是则判断关键点是否结束点，如果是结束点则任务结束。

步骤1，如果关键点不是结束点，检查当前是否有高于本次搬运任务优先级的任务等待执行，如果没有执行步骤2；当有另一任务的优先级与本次任务相同时，按照时间顺序执行任务；本实施例中优先级级别划定为：高优先级、普通优先级和低优先级，其中高优先级设置为“0”；普通优先级设置为“1”；低优先级设置为“2”。

步骤2，检查天车下一段将要通过的路径上是否有其他天车存在，如果没有执行步骤3；

步骤3，判断关键点是否是出、入岔轨点，如果不是转步骤4；

步骤4，将下段路径下载至天车并继续监控天车。

在步骤1中，当有任务优先级高于当前正在执行的任务，需要使用当前正在执行任务的天车时，系统找到距离天车最近的物料暂存区放置物料，之后天车去执行高优先级任务，待搬运系统中有其他空闲天车或当前天车执行完高优先级的任务后，将物料从暂存区中取出，并继续执行当前任务。

在步骤2中，如果有其他天车在下一段路径时，系统等待其他天车离开，并继续执行步骤3。

在步骤3中，如果关键点是入岔道点，光通讯装置配合可编程逻辑控制器检测岔轨变换是否完成，天车可否进入岔轨，当服务器接收到可编程逻辑控制器发送的天车可以进入叉轨的信号，将下一段运行路径关键点下载至天车，天车进入岔轨轨道或离开岔轨轨道，系统继续监控天车；

当光通讯装置配合可编程逻辑控制器检测到轨道变换没完成，天车停止运行并等待信号的变化，当岔轨变化完成后，服务器将下一段运行路径关键点下载至天车，天车进入岔轨轨道或离开岔轨轨道，系统继续监控天车。

本实施例中，只有在天车进入叉轨是需要与光通讯装置配合，检查叉轨是否到位。当天车进入叉轨后，说明叉轨已经变化到了指定位置，出叉轨时不需要检测叉轨的位置信号。当天车进入光通讯传输介质范围内，光通讯控制器会接收到天车发送的信号，光通讯控制器将信号发送给可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器同时检测对应岔道的传感器，通过传感器信号判断岔道是否变换到了指定的位置；如果传感器无信号，为导轨没有变换到位，如果有信号，为导轨变换到位；如果这时候传感器没有信号，则可编程逻辑控制器直接通过光通讯装置向天车发送停止信号，如果传感器有信号，可编程逻辑控制器向服务器发送数据，在这个数据中包含导轨变换完成的标志。

Claims (3)

1.面向半导体生产线搬运系统的轨道与天车协调控制方法，其特征在于：在天车上安装信号收发器，在与岔道各分支相连接的轨道上设置光发送/接收装置；可编程逻辑控制器配合采集光发送/接收装置信号的光通讯控制器，控制天车的运行，包括以下步骤：

天车根据下载的路径关键点信息开始运行；服务器实时检测天车在轨道中的运行位置是否为关键点；

如果不是则继续监控天车；如果是则判断关键点是否为结束点，如果是结束点则任务结束，如果不是，则判断关键点是否是入/出岔轨点；如果是，则光通讯控制器采集岔轨入口处设置的光发送/接收装置的信号，配合可编程逻辑控制器控制天车的运行；如果不是则继续监控天车；监控天车直至到达结束点。

2.按权利要求1所述的面向半导体生产线搬运系统的轨道与天车协调控制方法，其特征在于：所述关键点包括开始点、结束点、入弯轨点、出弯轨点、入岔轨点、出岔轨点。

3.按权利要求1所述的面向半导体生产线搬运系统的轨道与天车协调控制方法，其特征在于：所述光通讯控制器采集岔轨入口处设置的光发送/接收装置的信号，配合可编程逻辑控制器控制天车的运行包括以下步骤：

当天车进入光发送/接收装置的传输介质范围内，光通讯控制器接收天车上信号收发器发送的信号，并发送给可编程逻辑控制器；可编程逻辑控制器同时检测对应岔道的传感器，判断岔道是否变换到了指定的位置；

如果传感器无信号，为导轨没有变换到位，可编程逻辑控制器直接通过光通讯装置发送停止信号至天车的信号收发器，并由天车的控制器控制天车停止运行并等待岔轨完成变换；

如果有信号，为导轨变换到位，则可编程逻辑控制器向服务器发送信息表示导轨变换完成；

服务器将下一段运行路径关键点下载至天车，天车进入或离开岔轨轨道，系统继续监控天车。