CN111422570A - 吊顶输送车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种吊顶输送车。吊顶输送车(10)沿着配置于顶壁的作为输送轨道的轨道(20)而行进并沿着轨道(20)而对作为输送对象的壳体(50)进行输送，其中，当使得对壳体(50)进行保持的升降体(16)在输送用位置(24)与移载用位置(34)之间升降时，对吊顶输送车(10)的动作进行控制的控制器(15)基于相机(40)拍摄的图像而判定由相机(40)进行拍摄的拍摄范围(42)内有无障碍物。

Description

吊顶输送车
技术领域
本发明涉及一种吊顶输送车，尤其涉及在沿着输送轨道对作为输送对象的物品进行输送的吊顶输送车中具备能够使物品升降的升降体的技术。
背景技术
以往，作为在无尘室(clean room)等半导体器件制造设备中使用的输送装置之一，提出了日本特许第3371897号公报中记载的、沿着在设备的顶壁配置的输送轨道而进行输送的吊顶输送车(吊顶行进输送装置)。该吊顶输送车具备带升降机的台车，能够使半导体的晶圆传载器在半导体制造装置的装载端口与顶壁侧之间升降。
对于专利文献1所述的吊顶输送车而言，为了在使晶圆传载器升降时调查在其升降路径内是否存在障碍物而设置有光学式的障碍物检测传感器。
该障碍物检测传感器能够向预先设定的检测范围内照射光，并且能够基于其反射光的光量等而调查检测范围内有无障碍物。
发明内容
然而，对于如专利文献1中记载的吊顶输送车所具备的光学式的障碍物检测传感器而言，由于无法利用一个光源一次性地对具有一定程度的广阔度的整个检测范围进行照射，因此，当对障碍物进行检测时，需要反复执行多次如下动作：在某一点处的检测完毕之后切换照射角度而在其他点处进行检测。
为了进行这样的光源的照射角度的切换而需要利用马达等驱动机构产生机械式运动，因此，每当使用时都会因摩擦等而导致装置的机构损耗。因此，对于现有的障碍物检测传感器而言，存在机构的寿命缩短之类的问题。
另外，对于一般的光学式的障碍物检测传感器而言，由于固定设为使得投光间距(照射角度的切换幅度)恒定的角度(只能以恒定的角度而切换角度)，因此，还存在如下问题：无法检测出收纳于该投光间距的中间的较小的障碍物。
而且，现有技术所涉及的光学式的障碍物检测传感器从配置于顶壁侧的障碍物检测传感器朝向在下方隔开距离的装载端口照射光，因此，即使仅仅照射角度略微出现偏差也会导致照射点大幅偏离，从而无法向期望的位置照射光。因此，现有技术中还存在如下问题：必须精密地进行光源的光轴校准，在光轴偏离时需要作业人员攀登至设备的顶壁侧而在高处进行光轴校准的调整作业，从而非常耗费劳力。这样，对于具备现有的光学式的障碍物检测传感器的吊顶输送车而言，具有难以操作的缺点。鉴于以上问题，本发明的目的在于，提供一种吊顶输送车，其具备比较容易操作的、进行有无障碍物的判定的机构。
为了解决上述课题，在本发明所涉及的吊顶输送车的实施方式的一例中，吊顶输送车沿着配置于顶壁的输送轨道而行进并沿着所述输送轨道而对作为输送对象的物品进行输送，其特征在于，具备：行进台车，其沿着所述输送轨道而行进；主体部，其与所述行进台车一起沿着所述输送轨道而移动；升降体，其设置于所述主体部，并能够在输送用位置与比所述输送用位置靠下方的移载用位置之间升降；拍摄装置，其对比所述主体部靠下方的区域进行拍摄；以及控制器，其对所述吊顶输送车的动作进行控制，所述升降体能够执行如下动作：使配置于比所述输送用位置靠下方的物品载置台的所述物品向所述移载用位置下降、且对所述物品进行保持的获取动作；以及使保持于所述输送用位置的所述物品向所述移载用位置下降、且将所述物品配置于所述物品载置台的释放动作，当使得所述升降体执行所述获取动作或者所述释放动作时，所述控制器基于所述拍摄装置拍摄的图像而判定由所述拍摄装置进行拍摄的拍摄范围内有无障碍物。
另外，优选地，当使得所述升降体执行所述获取动作或者所述释放动作时，所述控制器从所述拍摄装置拍摄的图像中搜索预先规定的多个标识体，并以所述多个标识体的位置为基准而设定对有无障碍物进行判定的监视范围。
另外，优选地，当使得所述升降体执行所述获取动作或者所述释放动作时，所述控制器从所述拍摄装置拍摄的图像中搜索与预先规定的标准形状相似的形状而作为标识部，并以所述标识部的位置为基准而设定对有无障碍物进行判定的监视范围。
另外，优选地，将在所述获取动作或者所述释放动作开始执行时由所述拍摄装置拍摄的图像设定为基准图像，将在所述获取动作或者所述释放动作持续的过程中由所述拍摄装置拍摄的图像设定为动作中图像，当所述基准图像的所述监视范围内的图像数据与所述动作中图像的所述监视范围内的图像数据之间产生了超过预先规定的阈值的差值时，所述控制器判定为所述拍摄范围内存在障碍物。
另外，优选地，当使得所述升降体执行所述获取动作或者所述释放动作时，所述控制器对所述拍摄装置拍摄的图像与拍摄所述图像的时刻一起进行记录。
根据本发明的吊顶输送车的实施方式的一例，基于由拍摄装置拍摄的图像而判定有无障碍物，因此，无需现有的光学式的障碍物检测传感器这样的、用于对光源的照射角度进行切换的驱动机构，从而用于执行障碍物判定的机构的寿命会延长。
另外，拍摄范围内包含的所有物体都映入拍摄装置拍摄的图像，因此，对于利用现有的光学式的障碍物检测传感器无法检测的较小的障碍物也能够进行检测。
另外，只要在拍摄的图像内的某区域包含移载用位置及其周围即可，拍摄装置的朝向无需设定得那么精密，因此，无需以往实施的、作业人员攀登至高处通过手动作业对光源的朝向进行调整之类的耗费时间及劳力的作业。
附图说明
图1是示出本发明所涉及的实施方式的一例的吊顶输送车与物品载置台的侧视图。
图2是示出物品载置台的顶面以及在物品载置台设置的定位销的俯视图。
图3是示出包括顶部凸缘的壳体的形状的俯视图。
图4是示出障碍物检测处理的步骤的流程图。
附图标记的说明
10：吊顶输送车；16：升降体；32：物品载置台；36：定位销；40：相机；42：拍摄范围；48：监视范围；50：壳体；52：顶部凸缘。
具体实施方式
图1示出了本发明所涉及的吊顶输送车的实施方式的一例。在使用该吊顶输送车10的设备(半导体制造设备等)内，在顶壁侧配置有作为输送轨道的轨道20，吊顶输送车10上部的行进台车12沿着该轨道20而行进。行进台车12与吊顶输送车10的主体部14连结，在该主体部14设置有升降体16。并且，在升降体16具备升降机构18，由此使得升降体16能够在设备的顶壁侧与地板面侧之间升降。
在设备的地板面侧设置有物品载置台32。该物品载置台32是能够供作为在设备内输送的物品的壳体50(作为半导体的晶圆传载器的Front-OpeningUnifiedPod(前表面敞开一体式晶圆传送盒)，所谓的FOUP等)稳定地载置的载台，例如半导体制造装置的装载端口等作为物品载置台32而发挥作用。
升降体16能够利用臂部19、卡盘等对壳体50进行保持，并能够使壳体50在主体部14内(顶壁侧)的输送用位置24与物品载置台32上方(地板面侧)的移载用位置34之间升降。具体而言，升降体16能够执行获取动作和释放动作。在获取动作中，未保持壳体50的状态的升降体16从输送用位置24向移载用位置34下降，利用升降体16的臂部19对配置于物品载置台32上的移载用位置34的壳体50上部的顶部凸缘52进行把持，由此利用升降体16对壳体50进行保持。
在释放动作中，保持有壳体50的状态的升降体16从输送用位置24向物品载置台32上方的移载用位置34下降，并将升降体16对壳体50的保持解除，由此将壳体50配置于物品载置台32。
对于本实施方式的吊顶输送车10而言，在主体部14的下方的、相对于升降体16的升降路径偏离的部位设置有作为拍摄装置的相机40。该相机40朝向下方、且对比主体部14靠下方的区域进行拍摄。纳入由相机40拍摄的图像的拍摄范围42随着趋向下方而扩展，在物品载置台32的高度位置处，如图1所示，包括供壳体50配置的范围的广阔的范围纳入拍摄范围42。该拍摄范围42不仅扩展至物品载置台32，有时还扩展至物品载置台32的周围(比物品载置台32靠外侧的区域)。
另外，在吊顶输送车10具备对该吊顶输送车10的动作进行控制的控制器15(处理器等)。由该控制器15执行针对行进台车12的行进动作、升降体16的获取动作及释放动作、以及由相机40拍摄的图像的图像处理等的控制。此外，在图1中，示出了控制器15内置于主体部14的情况，但作为相对于吊顶输送车10分体的机器的、借助通信对吊顶输送车10的动作进行控制的计算机等也可以作为控制器15而发挥作用。
控制器15能够根据吊顶输送车10的当前位置而对进行沿着轨道20行进的输送动作、还是停止行进并进行使升降体16升降的获取动作或者释放动作进行切换。例如，在半导体设备中，对于应当将哪个壳体50配置于哪个物品载置台32(装载端口)、或者应当由哪个吊顶输送车10对配置于哪个物品载置台32的壳体50进行输送之类的事宜，有时根据设备的管理者操作的上位装置而指定。在该情况下，控制器15从上位装置接收上述指定信息，在吊顶输送车10当前正在保持的(正在输送的)壳体50到达应当配置的物品载置台32的上方时、或者吊顶输送车10到达配置有应当由该吊顶输送车10输送的壳体50的物品载置台32的上方时，使行进台车12的行进停止并开始执行获取动作或者释放动作。这里，在为了执行获取动作或者释放动作而使升降体16升降之前，控制器15利用相机40对表示动作开始时的主体部14下方的状况的基准图像进行拍摄。
例如，在释放动作开始时，壳体50未载置于吊顶输送车10的下方的物品载置台32，物品载置台32的顶面露出。在图2的俯视图中示出了物品载置台32的顶面的状况。
在物品载置台32的顶面，作为应当配置壳体50的目标位置55的记号，设置有作为标识体的定位销36。若是半导体制造设备的装载端口，则按照标准而规定该定位销36的配置、形状。例如，向上凸起、且俯视时呈圆形的销以3个为一组且分别构成正三角形的顶点的方式埋设配置于顶面，这一组与一个目标位置55对应。对于图2的物品载置台32，准备了2处目标位置55。
下面，对于图2中的左侧的目标位置55以执行释放动作的情况进行说明。首先，利用相机40对包含目标位置55的拍摄范围42的基准图像进行拍摄。控制器15对该基准图像进行图像处理，并搜索图像内包含的多个(这里为3个)定位销36。例如，若物品载置台32由金属制成且顶面因金属光泽而呈现为银色，另一方面，定位销36以黑色而着色，则控制器15在银色背景中搜索存在黑色圆点的部分。另外，若定位销36以顶部为白色而底部末端部分为黑色的方式进行了颜色区分，则控制器15搜索白黑双色的双重圆。
可以针对整个拍摄范围42而进行定位销36的搜索，但是，为了缩短搜索时间，也可以预先规定在图像内的哪个范围中进行搜索。例如，可以在图2所示的椭圆形的3个搜索范围46中进行定位销36的搜索。作为该搜索范围46的设定，例如像“将从图像左端向右侧移动X个像素且从图像下端向上侧移动Y个像素的点作为中心的规定形状的椭圆”这样，可以设定无论何种图像都能定义的范围。
若发现了规定数量(这里为3个)的定位销36，则控制器15基于这些定位销36的位置而确定成为是否存在障碍物的监视对象的监视范围48。例如控制器15对从3个定位销36通过的虚拟圆38的中心坐标39进行计算，并将相对于该中心坐标39隔开规定距离的范围设为监视对象48。
这里，控制器15还能够根据3个定位销36的位置而计算出虚拟圆38的横轴38X和纵轴38Y的朝向。该虚拟圆38的横轴38X和纵轴38Y的朝向与壳体50配置于目标位置55时期望的壳体50的朝向对应。在图2中示出了相机40的朝向偏离从而导致拍摄范围42的朝向相对于虚拟圆38的横轴38X和纵轴38Y的朝向倾斜的情形，但是，即使拍摄范围42这样倾斜，控制器15也能够基于3个定位销36的位置而计算出期望朝向的横轴38X和纵轴38Y。
如上所述，当将相对于中心坐标39隔开规定距离的范围设为监视对象48时，优选还考虑拍摄范围42倾斜的可能性，并利用与计算出的虚拟圆38的横轴38X和纵轴38Y平行的方向上的距离而并非利用沿着图像的横纵框的方向上的距离对监视范围48进行设定。在图2中，相对于虚拟圆38的中心坐标39在横轴38X的方向上朝左右侧分别隔开距离LX的范围、且相对于中心坐标39在纵轴38Y的方向上隔开距离LY1的位置至隔开距离LY2的位置的长方形的范围构成监视范围48。此外，如图2所示，该监视范围48设定为比目标位置55靠外侧。
另一方面，在获取动作开始执行时，由于壳体50载置于吊顶输送车10的下方的物品载置台32，因此，由相机40对该壳体50的顶面进行拍摄。若壳体50例如是作为半导体的晶圆传载器的前表面敞开一体式晶圆传送盒(FOUP)，则按照标准而预先规定其形状、尺寸。尤其是利用升降体16的臂部19、卡盘把持的顶部凸缘52的轮廓形状规定为标准形状。
因此，在执行获取动作时，从拍摄到的基准图像内搜索与顶部凸缘52的标准形状相似的形状而作为标识部。在图3的俯视图中示出了具体的壳体50的顶面形状、尤其是顶部凸缘52的轮廓形状的一例。
由于该轮廓形状中存在多个具有特征性的形状的切口等，因此，若存在与该整体形状相似的形状，则能够大致可靠地确定顶部凸缘52的位置。然而，在物品载置台32和壳体50均为银色而几乎不存在色差的情况下、顶部凸缘52因设备照明的照射方式而未被充分照射之类的情况下，难以准确地搜索整体形状。因此，这里采用如下方法：控制器15在多处部位对形状进行搜索并发现其中的几处部位，由此能够确定顶部凸缘52的位置。
具体而言，控制器15搜索图3中示出的顶部凸缘52的四角54的形状。该四角54也分别呈具有特征性的形状，因此，若发现了与它们相似的形状，则可以判断为发现了顶部凸缘52的位置。此外，除了四角54之外，控制器15还可以搜索在顶部凸缘52的各边设置的切口形状等。
例如，若发现了四角54中的右上和左下或者左上和右下、即对角线上的2个部分，则可以判断为发现了顶部凸缘52的位置。如上所述，由于按照标准而规定顶部凸缘52的轮廓形状，因此，只要发现其中成为标识部的一部分而确定出位置，还能够计算出顶部凸缘52的其他部分的位置。这里，控制器15基于发现的四角54的位置而对顶部凸缘52的中心点59的位置进行计算。然后，将相对于该中心点59隔开规定距离的范围设为监视对象48。在图3中，相对于中心点59向左右侧分别隔开距离LX的范围、且相对于中心点59隔开距离LY1的位置至隔开距离LY2的位置的长方形的范围构成监视范围48。此外，如图3所示，该监视范围48设定为比壳体50靠外侧。
如上，在获取动作或者释放动作开始执行时，执行基准图像拍摄的处理(图4中的步骤S1)、搜索基准图像内的标识体或者标识部的标识搜索的处理(步骤S2)、监视范围48设定的处理(步骤S3)。然后，若设定了监视范围48，则利用升降机构18开始执行升降体16的升降动作(步骤S4)。
若升降动作开始执行，则控制器15利用相机40对正在进行升降动作的表示物品载置台32顶面的状况的动作中图像进行拍摄(步骤S5)。然后，在该动作中图像与基准图像之间，判定映入监视范围48内的部分是否未产生差异(步骤S6)。
对步骤S6进行详细说明，如上所述，监视范围48设定为比目标位置55或者壳体50靠外侧，因此，在该监视范围48内执行获取动作或者释放动作的过程中，仅映入了物品载置台32的顶面，其理应始终都固定不变(相对于基准图像的状态未发生变化)。在执行动作的过程中，若监视范围48内的图像发生变化，则意味着障碍物(作业人员的手等)进入监视范围48内。因此，在步骤S6中，在动作中图像与基准图像之间，对监视范围48内是否未产生差异进行判定。此外，即使不存在障碍物，有时也因装置的微小振动、照明条件的变动等而导致色彩发生细微的变化，因此，允许细微的差值。当差值超过预先规定的阈值(例如40个像素)时(步骤S6－是)，判定为存在障碍物。
在判定为存在障碍物的情况下，控制器15对升降体16、上位装置发送障碍物检测信号(步骤S7)。当实际上存在障碍物时，如何进行应对因设备而异，例如，可以考虑直至障碍物被去除为止而停止动作、或者虽然对“检测到障碍物”这一情况进行记录但却保持原样地持续执行动作。
在发送了障碍物检测信号之后、或者通过动作中图像与基准图像的比较而未发现超过阈值的差值的情况下(步骤S6－否)，控制器15判定获取动作或者释放动作是否已完毕(步骤S8)。例如通过利用设置于吊顶输送车10的重量计对升降体16的重量进行测量等方法而调查升降体16是否向主体部14内返回且壳体50得到保持，由此能够进行上述判定。
若获取动作或者释放动作已完毕(步骤S8－是)，则控制器15使得对停止的行进台车12的驱动重新开始并向进行沿着轨道的行进的输送动作过渡。若获取动作或者释放动作尚未完毕(步骤S8－否)，则从对动作中图像进行拍摄的步骤起反复执行前述动作(返回至步骤S5)。如上，本实施方式的吊顶输送车10能够在判定有无障碍物的同时执行获取动作或者释放动作。
在以上的步骤S1至步骤S8中，仅仅通过基准图像与动作中图像的比较而判定有无障碍物，但也可以作为记录而对该判定的履历进行保存。例如在吊顶输送车10设置用于对得到的图像数据进行记录的图像存储器。而且，优选在吊顶输送车10设置对当前时刻进行测量的钟表装置、对当日从开始运转时起经过的时间进行测量的计时器。
例如，在步骤S1中的基准图像的拍摄时、步骤S5中的动作中图像的拍摄时，拍摄到的图像的数据与进行该拍摄的时刻一起记录于图像存储器。即，对图像的拍摄时刻进行记录。这样对拍摄时刻进行记录，并且，在出现了障碍物时，对设备的管理者记录的图像数据与拍摄时刻进行比对，由此能够获知在动作的哪个阶段出现了障碍物。另外，由于对图像进行记录，因此，设备的管理者能够在此后调查障碍物为何种物体。作为具体例，至于是作业人员遮挡了相机40还是出现了误检测，可以以图像为证据而进行调查。相机40是用于对动作中有无障碍物进行调查的拍摄装置、即用于确保安全性的机器，但也可以将用于确保其安全性的机器用作如上所述那样对作业的履历进行记录的机器。
根据上述实施方式的吊顶输送车10，能够检测出映入由相机40进行拍摄的拍摄范围42的所有物体，因此，对于利用现有的光学式的障碍物检测传感器无法检测的、收纳于投光间距(恒定角度)的中间的较小的障碍物也能够进行检测。
另外，对于现有的光学式的障碍物检测传感器而言，为了调节照射角度，需要会相伴产生机械式损耗的驱动机构，从而寿命会缩短，但对于相机40之类的拍摄装置并不需要驱动部，从而机器的寿命会延长。
此外，在上述实施方式中，自动地进行图2所示的搜索范围46、监视范围48的设定，但也可以由控制器15将拍摄到的图像传输至外部的调整用控制台等机器，并由作业人员利用该调整用控制台一边确认实际拍摄到的图像、一边以手动方式进行设定。在该情况下，仅通过由作业人员一边观察图像一边对设定进行变更便完成了对用于障碍物判定的机器的调整，因此，无需针对现有的光学式的障碍物检测传感器而实施的、作业人员攀登至高处通过手动作业对光源的照射角度进行调整之类的耗费时间和劳力的作业。
另外，在上述实施方式中，当在释放动作中的物品载置台32上不存在壳体50时，将定位销36用作多个标识体而进行监视范围48的设定，但是，在获取动作时、即壳体50未载置于物品载置台32上时，只要在壳体50顶面设置多个预先规定的配置标记，便能够将该标记用作多个标识体而确定监视范围48。
在上述实施方式中，当壳体50在获取动作中载置于物品载置台32上时，将壳体50的顶部凸缘52的标准形状用作标识部而进行了监视范围48的设定，但是，在释放动作时、即物品载置台32上不存在壳体50时，只要在物品载置台32的顶面设置规定形状的标记，便能够将该标记的形状用作标识部而确定监视范围48。
另外，在上述实施方式中，通过对拍摄范围42中的监视范围48的状态进行调查而判定有无障碍物，但是，若使用通过对图像中的轮廓形状进行分析等而能够将障碍物与壳体50(以及并非在正常作业中有可能映入的障碍物)区分开的AI、图像分析程序等，便能够针对整个拍摄范围42(物品载置台32及其周围)而判定有无障碍物。

Claims (5)

1.一种吊顶输送车，其沿着配置于顶壁的输送轨道而行进并沿着所述输送轨道而对作为输送对象的物品进行输送，
所述吊顶输送车的特征在于，
所述吊顶输送车具备：行进台车，其沿着所述输送轨道而行进；主体部，其与所述行进台车一起沿着所述输送轨道而移动；升降体，其设置于所述主体部，并能够在输送用位置与比所述输送用位置靠下方的移载用位置之间升降；拍摄装置，其对比所述主体部靠下方的区域进行拍摄；以及控制器，其对所述吊顶输送车的动作进行控制，
所述升降体能够执行如下动作：使配置于比所述输送用位置靠下方的物品载置台的所述物品向所述移载用位置下降、且对所述物品进行保持的获取动作；以及使保持于所述输送用位置的所述物品向所述移载用位置下降、且将所述物品配置于所述物品载置台的释放动作，
当使得所述升降体执行所述获取动作或者所述释放动作时，所述控制器基于所述拍摄装置拍摄的图像而判定由所述拍摄装置进行拍摄的拍摄范围内有无障碍物。
2.根据权利要求1所述的吊顶输送车，其特征在于，
当使得所述升降体执行所述获取动作或者所述释放动作时，所述控制器从所述拍摄装置拍摄的图像中搜索预先规定的多个标识体，并以所述多个标识体的位置为基准而设定对有无障碍物进行判定的监视范围。
3.根据权利要求1所述的吊顶输送车，其特征在于，
当使得所述升降体执行所述获取动作或者所述释放动作时，所述控制器从所述拍摄装置拍摄的图像中搜索与预先规定的标准形状相似的形状而作为标识部，并以所述标识部的位置为基准而设定对有无障碍物进行判定的监视范围。
4.根据权利要求2或3所述的吊顶输送车，其特征在于，
将在所述获取动作或者所述释放动作开始执行时由所述拍摄装置拍摄的图像设定为基准图像，将在所述获取动作或者所述释放动作持续的过程中由所述拍摄装置拍摄的图像设定为动作中图像，
当所述基准图像的所述监视范围内的图像数据与所述动作中图像的所述监视范围内的图像数据之间产生了超过预先规定的阈值的差值时，所述控制器判定为所述拍摄范围内存在障碍物。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的吊顶输送车，其特征在于，
当使得所述升降体执行所述获取动作或者所述释放动作时，所述控制器对所述拍摄装置拍摄的图像与拍摄所述图像的时刻一起进行记录。
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