CN104567854A - 一种面向半导体生产线搬运系统天车路线规划方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种面向半导体生产线搬运系统天车路线规划方法，包括以下步骤：铺设的轨道设置关键点并记录坐标，道岔处假定为两方向完全连通状态；拆分轨道数据，以关键点及两点间的轨道构建有向图；从起点开始按有向图方向查找路线并以关键点坐标计算与目标点的距离，找出最短路线。本发明方法面向半导体生产线的搬运系统，可应对轨道复杂的情况，快速查找出搬运起点至目地点的最短路线，提高天车运行效率。

Description

一种面向半导体生产线搬运系统天车路线规划方法

技术领域

本发明涉及一种天车的路径规划算法，具体说是一种面向半导体生产线搬运系统天车路线规划方法。

背景技术

在现代的半导体生产线中，随着生产自动化层度的提高，自动搬运系统应用越来越广泛。由于半导体生产线中的加工设备及晶圆盒存储设备分布在厂区各位置，导致搬运系统轨道路线复杂。如何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。常见的半导体生产线应用的搬运系统中，天车运动路线并不是最短路线，达不到最优搬运需求。

发明内容

针对上述技术不足，本发明的目的提供一种面向半导体生产线搬运系统天车路线规划方法。该方法可以在复杂的轨道环境中，快速的提供给天车最短的移动路线。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种面向半导体生产线搬运系统天车路线规划方法，包括以下步骤：

1）服务器根据天车所行驶轨道上设置的关键点记录其坐标，道岔处设定为两方向完全连通状态；

2）根据关键点拆分轨道，根据相邻的两个关键点及其间的轨道构建有向图；

3）将天车出发点设为起点，按有向图的路线方向查找关键点，并计算关键点坐标与目标点的距离，并将查到的关键点依次存入列表；

在岔道处，分别计算两个分支的关键点与目标点的距离，选取距离小的路线并将查到的关键点依次存入列表，放弃的关键点依次存入备选列表；最后查找的关键点作为起点，按有向图方向依次查找下一个关键点，直到找到目标点；

4）服务器将列表内的点从起点至目标点列出关键点序列发送给天车，天车根据关键点序列从起点移动至目标点。

所述关键点包括加/减速点、物料装载/卸载点。

所述根据相邻的两个关键点及其间的轨道构建有向图具体为：将两个关键点作为有向图的顶点，两点间的轨道作为有向图的边；按轨道正方向为有向图的方向；相邻两个顶点间的边只能有一条单向的边。

所述步骤3）中若选取岔道的线路没有下一关键点，则从备选列表里选择最后一个放弃的关键点开始查找。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明方法面向半导体生产线的搬运系统，可应对轨道复杂的情况，快速查找出搬运起点至目地点的最短路线，提高天车运行效率。

2.本发明方法主要是将铺设的轨道数据构建成连通的有向图，通过搜索算法快速找出最短路线，提高天车运输效率。

3.本发明方法在路线选择时可以剔出循环的路线，避免天车运动进入死循环状态。

4.本发明方法把岔道处理成两个方向的连通状态，以静态的方式把岔道连通方向可变的动态性简化，提高路线搜索效率。

附图说明

图1是本发明的有向轨道图；

图2是由轨道图构建有向图的流程图；

图3是本发明的搜索路径方法流程图；

图4是生成天车路线流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。

本发明为一种面向半导体生产线搬运系统天车路线规划方法，实质上是一种搜索算法，包括：铺设的轨道设置关键点并记录坐标，道岔处假定为两方向完全连通状态；拆分轨道数据，以关键点及两点间的轨道构建有向图；从起点开始按有向图方向查找路线并以关键点坐标计算与目标点的距离，找出最短路线。在路线查找过程中，不考虑多台天车的影响，假定整个地图上只存在一台天车，目的是找出最短路线。查找出的路线信息是提供给多天车协调的参考。具体包括如下步骤：

1.铺设的轨道设置关键点并记录坐标，道岔处设定为两方向完全连通状态；

其中铺设的轨道设置关键点并记录坐标的处理过程：

根据轨道类型及天车在轨道上的关键位置，如加减速点，物料装载卸载点等设置关键点。目标点是关键点之一。

关键点的坐标在绘制轨道图时指定其绘图坐标系的坐标点,可以用于服务器的图像位置显示。

另外，道岔处设定为两方向完全连通状态，其处理过程：

从道岔起点分别向两个分支点连接，构建有向图的两条边，不考虑道岔实际运行时只能连通一个分支。

2.拆分轨道数据，以关键点及两点间轨道构建有向图；

其有向图方向定义为：针对半导体生产线搬运系统使用的轨道只允许一台天车通过，轨道路线按顺时针为正方向。天车移动按正方向行驶，不可逆行。

其中，以关键点及两点间轨道构建有向图，关键点作为图的顶点，两点间的轨道作为图的边。按轨道正方向为有向图的方向。相邻两个顶点间的边只能有一条单向的边。

3.从起点开始按有向图的路线方向查找关键点，并将查找所得的关键点存入列表；

在岔道处，分别计算两个分支的第一个关键点与目标点的距离，选取距离小的路线，并将查找所得的关键点存入列表；放弃的关键点存入备选列表。若选取岔道的线路是死路，则从备选列表里选择最后一个放弃的关键点开始查找。

最后查找的关键点作为起点按有向图方向查找下一个关键点；

本实施例中，岔轨按一个入口点，两个出口点共三的顶点。分别由入口点向两个出口点连出两个双向的边。岔轨作为连接多个轨道的桥梁允许天车双向通过岔轨轨道。

另外，按有向图的路线方向查找关键点，起点可能是一个关键点或属于一条边。若起点是关键点，按连接关键点离开方向的边查找下一个关键点。若起点属于一条边，按边的正方向查找连通的关键点。列表存入起点及从起点开始依次查找出的关键点。

其中，计算关键点与目标点的距离，其过程如下：分别对关键点与目标点的横纵坐标求差，分别求出横纵坐标差值的平方和，开方所得关键点与目标点的距离。

在岔道处，分别计算两个分支的第一个关键点与目标点的距离。距离小的分支关键点作为最后关键点，以这个点沿有向图正方向查找下一个关键点。距离大的分支关键点存入备选列表。

4.重复上述从最后查找的关键点查找下一个关键点的过程，直到找到目标点；最后查找的关键点作为新的起点找通向目标点的下一个关键点。并把查找出的关键点存入列表。

将列表内的点从按起点至目标点列出关键点序列发送给天车，天车以关键点序列作为运动检查点从起点移动至目标点。

在图1中，由带有箭头的直线段及弧线段构成有向轨道图。箭头指示方向为正方向，即天车运动方向。在搬运系统内天车只按正方向移动，没有逆行的情况。

组成有向轨道图的每个线段相连点是关键点的一种。对关键点的分类将直线与弧线，叉轨相连的关键设置成加减速点，天车运动在弧线与叉道时要以低速运行以保证安全，在直线轨道可快速运行以提高搬运效率。

图1中的G点、I点与H点同样是关键点，但类型是设置成取放点。取放点是天车将要进行取放动作的位置点，可以作为天车运动的起始点或目标点。

图1中的ABC与DEF是叉轨的示意图。以ABC叉轨为例，A是叉轨入口点，B、C分别是两个叉轨出口点。叉轨的作用的切换轨道连通方向，如图1所示AC为实线，AB为虚线，说明叉轨当前是AC方向连通AB方向断开，天车可从A点沿叉轨轨道运动至C点及C点之后连接的轨道。若AB为实线则AC为虚线，天车可由A点沿叉轨运动至B点及B点之后连接的轨道。叉轨在切换方向完成后只能连通一个方向。叉轨是连接两个由轨道段组成的环轨区的桥梁，对叉轨轨道来说可以有两个运动方向。以ABC叉轨为例，可以以A为入口分别向AC，AB两个方向运动；同时也允许从C或B进入，沿CA或BA两种方向运动从A点运动出去。在图1上AC，AB，DE，DF使用双向箭头标示出叉轨轨道的允许天车运动的方向。

在图2中，从读取的轨道信息及关键点信息构建有向图。轨道信息存储每段轨道的起点与终点及轨道的类型信息，以及取放点的位置信息。可以由轨道的起点与终点及轨道类型确定轨道的方向，即对于直轨与弧轨来说从起点至终点为正方向。一段轨道内可以有多个关键点，关键点是系统内天车加减速标识点，或物料取放位置点。

以关键点拆分轨道，可以把关键点设置成有向图的一个顶点，利于应用搜索算法。如图1中的KF轨道内存在取放点H，拆分后KF轨道可由两个有向图的边构成：KH与HF。真实的叉道是一个入口点只能连通两个出口点其中的一个，在本方法中为构建有向图假定入口点同时连接两个出口点。如图1中虚线AB的B点与实线AC的C点，但在有向图内入口A点与出口B点假定成连通状态。在拆分轨道时，拆分后的边保持轨道的方向关系，前后连接关系。

在图3中，起点按存储的有向图的点的关系查找所连接的下一个点，本实施例的列表中存储的每一个有向图的点都存有其上一个关键点和下一个关键点与其对应。若下一个点是道叉入口点时，分别计算两个出口点与目标点的距离取小值的出口点继续查找。

若所查找的路线发现有在己选点列表，说明是环路。若没有下一关键点，即死路。要选取备选列表里最后一点重新查找。当目地点存入已选列表后，搜索过程结束。

在图4中，天车的路线是由一系列有序的关键点构成。搜索结束后在己选列表内的点，按序取出即可生成路线序列点。从起点开始取出已选列表内的下一个点，如果是直轨直接存入。如果是叉轨，连接叉轨入出两个点存入。叉轨分两种情况生成路线：1,正向时，入口分别连接两个出口；2,反向时，任意一个出口连接入口。在生成天车路线时，关键点的类型同时存入，供调度系统进行轨道操作判定。

如图1所示的有向轨道图，G点作为起始点查找至I点的路线。以有向图关系从G点按正方向查找，依连接关系会查出G点所在的直轨与弧轨的交点L。按连接关系依次查找出，M、N，O点，及叉轨点A。从叉轨A点开始分为两个路线分吧向AC，AB两个方向查找。所查出的B点与C点分别计算与I点的距离BI与CI，比较后BI距离值更小。以距离小的连通点B点查找按B连通的方向进行，直至查到I点结束。己选点的列表为G、L、M、N、O、A、B、E、D、I，即从G点运动至I点的路径。

Claims (4)

1.一种面向半导体生产线搬运系统天车路线规划方法，其特征在于包括以下步骤：

1）服务器根据天车所行驶轨道上设置的关键点记录其坐标，道岔处设定为两方向完全连通状态；

2）根据关键点拆分轨道，根据相邻的两个关键点及其间的轨道构建有向图；

3）将天车出发点设为起点，按有向图的路线方向查找关键点，并计算关键点坐标与目标点的距离，并将查到的关键点依次存入列表；

在岔道处，分别计算两个分支的关键点与目标点的距离，选取距离小的路线并将查到的关键点依次存入列表，放弃的关键点依次存入备选列表；最后查找的关键点作为起点，按有向图方向依次查找下一个关键点，直到找到目标点；

4）服务器将列表内的点从起点至目标点列出关键点序列发送给天车，天车根据关键点序列从起点移动至目标点。

2.根据权利要求1所述的一种面向半导体生产线搬运系统天车路线规划方法，其特征在于：所述关键点包括加/减速点、物料装载/卸载点。

3.根据权利要求1所述的一种面向半导体生产线搬运系统天车路线规划方法，其特征在于：所述根据相邻的两个关键点及其间的轨道构建有向图具体为：将两个关键点作为有向图的顶点，两点间的轨道作为有向图的边；按轨道正方向为有向图的方向；相邻两个顶点间的边只能有一条单向的边。

4.根据权利要求1所述的一种面向半导体生产线搬运系统天车路线规划方法，其特征在于：所述步骤3）中若选取岔道的线路没有下一关键点，则从备选列表里选择最后一个放弃的关键点开始查找。