JP2002532362A - 統合イントラベイ移送・貯蔵・配送システム - Google Patents
統合イントラベイ移送・貯蔵・配送システムInfo
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Abstract
Description
米国暫定出願60/112,947号に基づく優先権を主張するものであり、この先の出願
の全内容を本明細書の一部として本願に援用する。
998年12月14日に出願された米国特許出願09/212,002号を援用するものであり、
これら先の出願の全内容を本明細書の一部として本願に組込む。
、物品をコンベア経路に沿って移動させるコンベアと該物品を貯蔵棚に貯蔵する
貯蔵棚との間で物品を移送し、かつ該物品をワークステーションへ配送するため
の統合イントラベイ移送・貯蔵・配送システムに関する。
を伴わずに、ワークステーション等の間で安全に移送しなければならない。注意
深い取扱いを必要とする物品には、医薬、医療システム、フラットパネルディス
プレー、ディスクドライブシステムおよびモデム等のようなコンピュータハード
ウエア、並びに半導体ウエハーが含まれるが、これらに限定されない。これらの
物品は、ワークステーション等のステーションからステーションへとコンベアに
よって移送されることが多い。多くの状況において、これらの物品は、処理のた
めに一時的にコンベアから取出されなければならない。好ましくは、物品がコン
ベアから取出される間もコンベアの動作は中断されない。処理が完了した後、次
のワークステーションへの移送のために、物品は注意深くコンベアに戻されなけ
ればならない。
処理機械を含んだ複数のベイに組織される。図1は、幾つかの処理機械16を有す
る公知のベイ8の例を示しており、この処理機械には、ウエハーに膜を堆積する
ための装置および種々の段階でウエハーを洗浄および/またはコンディショニン
グするための機械等が含まれるが、これらに限定されない。当該技術で知られて
いるように、処理機械の入口には屡々ロードポート22が設けられており、ここで
、半導体ウエハーは保護された環境において、移送ポッド12または他のコンテナ
から自動的に取出される。公知のロードアセンブリ10は、ロードポート22にポッ
ド12をロードする。ポッド12がロードポート22に適切に配置されると、ポッド12
は自動的に開き、ロボット装置によってウエハーがポッド12から取出される。コ
ンベア14は、ポッド12を処理機械16から処理機械16へと移動させる。インターベ
イコンベアポッド12はベイの間にあり、またストッカー24は、インターベイコン
ベアとコンベア14との間でポッド12を移送する。
された後に増大する。例えば、集積回路は、半導体ウエハーのような基板上に複
数の層を形成することによって製造される。集積回路を形成するために使用され
るワークステーションは、個々の層を堆積するための機械、並びに種々の段階で
基板を洗浄および/またはコンディショニングするための機械を含んでいる。技
術の進歩と共に、集積回路は益々複雑になってきており、典型的には複数の複雑
な配線層を含んでいる。集積回路のサイズは小さくなっており、単一のウエハー
上にあるこのような装置の数は著しく増大している。集積回路の複雑さが増大し
、かつサイズが小さくなった結果として、半導体ウエハーの価値は、ウエハーが
種々の処理段階を通って進行すると共に大幅に増大する。半導体ウエハーの標準
サイズは次の数年のうちに200 mmから300 mmへと増大し、単一のウエハーに形成
され得る集積回路の数、従って各ウエハーの価値は更に増大するであろう。半導
体ウエハーのような物品については、該物品の損傷および著しい時間ロスをこう
むる危険を低減するように、該物品を取扱うときには著しい注意を払わなければ
ならない。この物品を取扱う時の作業員の安全性に対する脅威および材料破損の
危険は、半導体ウエハーのサイズが増大するに伴って増大することは容易に明か
である。
持するために、処理の間はクリーンルーム環境内に保持されなければならない。
クリーンルーム環境の要件は、これらの物品の取扱いに対して更なる制約を課す
。汚染物質に対する追加の保護のために、半導体ウエハーは、それらが製造設備
を通して移動されるときに、処理機械の外部環境への露出を最小限にするために
、典型的にはシールされたポッド等の装置内に保持される。該ポッドは、当該物
品をコンベアに沿って移送するために使用される。
的に取出すためのロードポートを含んでいることが多い。このロードポートの棚
は、該ポッドを機械入口のロードポートシールに対して相対的に前後に移動させ
るために、約2インチの制限された距離だけ移動することができる。ポッドのこ
の水平移動は最小限であり、該ポッドのロードポートへの移動、またはコンベア
とロードポートとの間でのポッドの移送においては如何なる機能も提供しない。
幾つかの処理機械の間でポッドが移動されるときには、ポッド処理の前後、また
は処理の間でポッドを貯蔵するために、屡々ストッカーシステムが使用される。
このストッカーは、ポッドを貯蔵し得る複数の棚を有し、且つポッドをストッカ
ーの中へ移動し、該ストッカーの中で移動し、および該ストッカーから外へ移動
させるための移送システムをもった、典型的には大きなユニットである。従って
、一般に、ストッカーはベイ空間のかなりの部分を占有しており、それがなけれ
ば追加の処理機械のための空間を提供できるであろう。このようなストッカーシ
ステムもまた、図1に示すように、インターベイコンベアからイントラベイコン
ベアへポッドを移送するために使用される。物品がストッカー内で費す時間、並
びに該物品をストッカーに対して出し入れするために要する時間は、当該物品処
理のロス時間に相当することが理解されるであろう。
イバッファ配送およびストッカーシステムを開示している。これは、ウエハーを
運ぶパッドを、半導体ウエハーのベイ内における種々の処理ツールの間で移送し
、ストックする。Fosnight特許によって開示されたシステムは、シャトルに依存
して、インターベイ輸送、種々の処理ツールおよび貯蔵棚の間でポッドを移送す
る。Fosnightによって開示されたシステムの処理スループットは、シャトルがイ
ンターベイ輸送との間でポッドを移送する部分に形成されるボトルネックによっ
て制限される可能性がある。
ドまたは他の物品を安全且つ正確に移動させるための単純化されたシステムが望
まれている。また、輸送システムの連続した動作を著しく破壊せずに、物品を移
動およびバッファするために使用できる物品移送システムが望まれている。
れた制限を克服し、コンベアシステムと一以上のワークステーション(例えばワ
ークステーションのロードポート)の間で物品を移動させることができる統合シ
ステムを提供する。特に、本発明の統合システムは、物品がコンベアシステムと
ワークステーションの間で移動されるときに、該コンベアシステムによって輸送
される他の物品に影響することなく、物品の一時的貯蔵のために、該物品を一以
上の貯蔵またはバッファステーションへ移動させることができる。ワークステー
ションに近接して位置する貯蔵またはバッファステーションは、集中化されたス
トッカに対して物品を出し入れするために費される時間が少ないので、インター
ベイ移送に隣接して配置された従来の集中化されたストッカーよりも効率的であ
る。
物品を移送する移送アセンブリを含んでいる。このバッファステーションには、
バッファステーションとワークステーションとの間で物品を移動する配送ロボッ
トが物品をワークステーションに配送するまで、当該物品が貯蔵される。本発明
の移送アセンブリは、コンベアシステムとワークステーションとの間で物品を直
接移動し、その後に配送ロボットが一以上のワークステーションと一以上のバッ
ファステーションとの間で物品を移送するように構成することもできると思われ
る。
蔵ステーションへ移動するための、統合昇降機構および変位アセンブリを含んで
いる。或いは、当該移送アセンブリは、ポッドをコンベアシステムから持ち上げ
るための昇降アセンブリ、およびポッドを貯蔵ステーションに移動させるための
別の摺動アセンブリを含んでいる。
品は標準の形状(例えば、マッシュルーム形状のハンドルを頂部に有する半導体
輸送ポッド)を有しているから、ロボットは、該物品に係合するために適合され
たロボットアームを含んでいる。ロボットアームはハンドルに係合して、貯蔵ス
テーションとワークステーションとの間で該物品を輸送する。例えば、ロボット
アームを使用して、輸送ポッドをワークステーションのロードポートへと移動し
、ワークステーションのツールが、集積回路の製造のために輸送ポッド内のウエ
ハーにアクセスすることを可能にしてもよい。一つの実施形態において、該アー
ムは、一方の側から物品のハンドルの中に受動的に嵌合するC字型のアダプタを
含む。他の実施形態において、該アームは、ハンドルを上方から把持する能動的
グリッパを含む。
と物品を移送することができる統合システムであって、前記ワークステーション
は、前記物品の配送に利用できる時まで該物品を一以上の貯蔵ステーションに貯
蔵またはバッファする能力を有する統合システムを提供することである。
ークステーションの間で物品を安全に移動させるための統合システムを提供する
ことである。
ークステーションの間で物品を効率的移動させるための統合システムを提供する
ことである。
ゾーンに占有されない何れかの位置において物品をバッファすることができ、こ
れによって従来のストッカーを不要にし、床空間を追加のワークステーションの
ために自由にすることができる統合システムを提供することである。
細な説明および特許請求の範囲から容易に明らかになるであろう。
するときは、種々の図を通して、同様の部品は同様の参照番号によって指定され
る。
収容した輸送器具、輸送ポッド12または他の容器のような一以上の物品を、コン
ベアシステム14と、ポッド12により輸送されたシリコンウエハーを処理するため
のワークステーションまたは処理機械のようなステーション16との間で移送する
ために、特に適している。コンベアシステム14と、一以上の物品12がコンベアシ
ステムから一時的に取出されて貯蔵される貯蔵またはバッファステーションとの
間で物品を移動するために、移送アセンブリ18が設けられている。他の機能のた
めに、他のステーションが物品を受け取ってもよいことを理解すべきである。配
送ロボット20は、貯蔵ステーション19とワークステーション16との間で物品12を
移送する。以下で詳細に説明するように、貯蔵ステーション19はバッファゾーン
に位置し、ロードポート22はI/Oゾーンまたは入力/出力ゾーンに位置している
のが望ましい。本発明の統合システムは、半導体処理に限定されないことが理解
されるべきである。この統合システムは、ウエハー輸送の代りに、他のタイプの
材料、特に、医薬品、医療システム、フラットパネルディスプレー、ハードディ
スクドライブおよび他のタイプのコンピュータ装置、およびリソグラフィーレチ
クルのような取り扱いにかなりの注意を要するデリケートな材料を、コンベアシ
ステムとステーションとの間で輸送するために使用してもよい。「輸送器具」ま
たは「輸送ポッド」の用語は、便宜的に説明の全体を通して使用するが、本発明
の統合システムは如何なる物品と共に使用してもよいことを理解すべきである。
このような物品にはウエハー輸送ポッド、半導体ウエハーもしくは他の品目を保
持する容器、パレット、または別の輸送器具を必要とせずに直接コンベアシステ
ムにより輸送され得る物品、および空の容器が含まれるが、これらに限定されな
い。
ションを含んだ複数のベイに組織される。図2は、ウエハーに膜を堆積するため
の装置、種々の段階でウエハーを洗浄および/またはコンディショニングするた
めの装置(これらに限定されない)を含む二つのワークステーション16を収容し
たベイの一部を示している。当該技術において公知のように、ワークステーショ
ン16の入口には、保護された環境において、ウエハーをポッド12または他の容器
から自動的に取り出すことができるロードポート22が設けられることが多い。以
下で更に詳細に説明するように、本発明の移送アセンブリ18は、コンベアシステ
ム14と貯蔵ステーション19との間で、物品または輸送ポッド12を移送する。次い
で、配送ロボット20が、貯蔵ステーション19から選択されたワークステーション
16のロードポート22へと、ポッド12を移送する。輸送ポッドがロードポート22に
適正に配置されたら、ポッド12が自動的に開かれ、ウエハーはロボット装置によ
って該輸送されたポッドから取出されるが、該ロボット装置は本発明に関係ない
ので図示していない。ワークステーションが、パッドを配置するための棚、表面
または他の支持体を含むときには、本発明の統合システムは、ロードポートを含
まないワークステーション16と共に使用してもよいことが理解されるべきである
。好ましくは、ポッド12は、予め定められた反復可能な位置のワークステーショ
ンにおいてピックアップされ、載置される。
で高速で移動する。貯蔵ステーション19を含むバッファ位置もまたワークステー
ション16の近傍にあり、提供されたポッドを受け取るためにワークステーション
が利用可能になる時までポッド12を貯蔵する。図2〜図5にはコンベアシステム
14の位置のみが示されているが、一般に、コンベアシステム14は、インターベイ
配送システム(図示せず)から該ベイの末端まで走る連像的な経路またはループ
に配置することができ、また該ベイの両側にサービスを提供することが理解され
るであろう。該ベイの夫々の側における二方向性コンベアのような他の構成も使
用することができる。コンベアシステム14は、ベイの他のアークに対するショー
トカットとして使用し得る一以上の横断スパー (cross-spurs) または横断ブラ
ンチ (cross-branches) を含んでいてもよい。
長さ、ベイの幅、およびワークステーションの数が含まれるが、これに限定され
ない)に応じて著しく変化し得る。好ましくは、人間がワークステーションに容
易にアクセスするのを可能にするために、コンベアシステム14は、床から略7フ
ィートだけ隆起している。図4に示すように、コンベアシステム14は貯蔵ステー
ション19の正面に配置されるのが好ましいが、ベイの天井高さによって、ワーク
ステーションの上方にコンベアシステムのための充分な空間が提供されるならば
、貯蔵ステーション19の後に配置してもよい。以下で詳細に述べるバッファ、ト
ラベル、およびI/Oゾーンの数は、ベイの天井高さに応じて変化し得ることが理
解されるべきである。
細書の一部として援用する)に示されたタイプのコンベアシステム共に使用する
のに特に適している。図2および図6の例について示したように、一般に、コン
ベアシステム14は、それがコンベア経路に沿って移動するときにポッド12を支持
するために、一対のレール32,34を含んでいる。レール32は、ポッド12をレール
32,34に沿って推進し、任意に案内する駆動レールとして機能する。移送ポッド
12を移動させるための全ての推進力は、駆動レール32を介して供給される。従来
の手段を介して電力を駆動レール32に供給すればよい。或いは、パワーバス(図
示せず)によって駆動レール32に電力を供給してもよい。レール34は、ポッド12
がコンベア経路に沿って移動するときに、その水平な配向を維持するように支持
することを主な機能とするアイドラーレールまたは支持レールである。駆動レー
ル32とは異なり、支持レール34は必要に応じて、輸送ポッドがコンベアシステム
に沿って移動するときに輸送ポッドを案内するために使用されてもよい。また、
コンベアシステム14は、ウエハーまたは他の材料を移動するためのカート様の輸
送器具を含んでいてもよい。図6に示した実施形態において、輸送器具はポッド
12の一部である。本発明の他の実施形態において、該輸送器具は、もう一つの容
器または物品の一部であってもよい。或いは、該輸送器具は、コンベアシステム
14に沿って材料を輸送するために使用し得る別の器具であってもよい。
を含んでおり、これは一般に36で示される。図示の本発明の実施形態において、
駆動システム36は、駆動レール34の上面から突出した複数のホイール38を含んで
いる。駆動ホイール38は、ポッド12の下面と摩擦により係合し、それを駆動レー
ル32に沿って推進する。また、駆動システム36は、モータおよびホイール38に結
合したベルトのような、ホイール38を駆動するための手段を含んでいる。好まし
くは、このモータを独立に動作させて複数の独立に制御された駆動ゾーンを与え
、各ゾーンの駆動速度および方向(前方および後方)を独立に制御する。隣接す
るゾーンのホイール38が同じ速度で加速および減速される結果、移送の時間にお
いて、隣接ゾーンのホイールによりポッド12に加えられる速度は、ゾーン間の移
送時間において同期する。ポッドがコンベアシステムに沿って推進されるときに
は、移送ポッドの直下の動作ゾーンおよび移送ポッドに隣接する一以上のゾーン
のみが常に活性である。これは、統合システム10の電力消費を低減し、駆動シス
テム36の部品の動作寿命を延長し、ベイのクリーンルーム環境における特別な事
故の発生を減少させる。
システムが図5に示されている。制御システム33は、好ましくはコンピュータを
含んでおり、該コンピュータはコンベアシステム、移送システム、ワークステー
ションのロードポート、およびワークステーションの動作を制御する。制御シス
テムはまた、好ましくは、コンベアシステムに沿ってポッドの進行をモニターす
るための一以上のセンサ類を含んでいる。このような制御システムは、1998年12
月14日に出願された同時係属の米国特許出願09/212,002号に更に完全に記載され
ており、その全体の開示を本明細書の一部として本願に援用する。また、本発明
の制御システム33は、以下で述べるように、配送ロボット20の動作を制御する配
送ロボットコントローラを含んでいる。
たは他の適切な表面に係合し、コンベア経路に沿ってポッドを推進し、また任意
に案内する。溝40は、ポッドが駆動ホイール38に着座する水平面を決定する。駆
動ホイール38および溝40の間の係合は、ポッドの横方向またはサイド・ツー・サ
イドの移動、並びにポッド12の垂直移動を制御する。溝40および駆動ホイール38
の組合せが好ましいが、レール32,34に沿って移動するときにポッド12を案内す
るための案内器具が輸送器具、駆動レール32またはアイドラーレール34に含まれ
るときは、溝40を完全に省略してもよいことを理解すべきである。
レール32、34には1つまたはそれ以上のコネクタ44が取付けてあるため、
レール間に所定の間隔が維持され、コンベアシステム14の設置が容易になる。
図2〜図5と以下の説明で詳細に示すように、レール32、34とコネクタ44
は、天井からオーバーヘッドフレームまたはスーパーストラクチャで懸吊した適
当な取付けフレームに取付けることができる。あるいは、レール32、34およ
びコネクタ44を、加工工具またはワークステーション(図示せず)によって直
接または間接的に支持してもよい。アイドラレール34の上面に沿ってポッド1
2が乗っている。この際、アイドラレール34は配送装置と関連してポッド12
の片側を支持している。
またはクッション材料46を設けてもよいが、所望であれば、パッド46を省略
し、ポッド12をレール34の上面に直接乗せることもできる。図6に示す好ま
しい実施形態では、ポッド12の滑動をスムーズにするために、レール34はア
イドラホイール37を備えている。あるいは、駆動ホイール(図示せず)の外周
にポッド、クッションまたは弾性材料を組入れることもできる。さらにポッド1
2の配送装置は、アイドラレール34の上面に沿って搭載される、ポッドの衝突
、衝撃、振動を最小限に抑制しながらポッドをスムーズで制御された方法で移動
できるようにするためのくつ(図示せず)を備えていてもよい。当業者には、ポ
ッドをスムーズで制御された方法で移動させるために、他の適当な手段を採用で
きることが理解されるであろう。
03、479号のコンベアシステムに使用されている移送アセンブリ18を備え
ているが、移送アセンブリ18を別タイプのコンベアと共に使用しても、本発明
による統合システムを得られることが理解されるべきである。
ら貯蔵ステーション19へ自動的に移動されるか、または、配送ロボット20が
ポッド12をワークステーション16へ、あるいは逆に、バッファリングする。
上述したように、移送アセンブリ18は半導体処理の分野での使用に特に適して
いるが、本発明の範囲内の別の用途に使用することもできる。
ある実施形態では、溝40が駆動レール32をクリア(clear)し、ポッド12
の残部がレール32、34をクリアできるように、ポッド12をコンベアシステ
ム14から取外す必要がある。すなわち、ポッド12をレール32、34の上に
適当に持上げる必要がある。ポッドがコンベアシステムへ戻る際に、溝40また
は他の適当な面が駆動ホイール38の上に位置し、ポッド12がレール32、3
4の上に正確に位置することができるようにするために、ポッド12をコンベア
システム14と正確に整列させなければならない。同様に、ポッドと貯蔵ステー
ション19の整列も正確に制御される必要がある。
移送ポッドの下面と係合させるための複数のキネマティックピン23を備えてい
る。図8に示すように、貯蔵ステーション19も、スロット(図示せず)をポッ
ド12の下面と係合させるための同様のキネマティックピン23を設けている。
ポッド12が貯蔵ステーション19の上へ下降される前に、スロットを貯蔵ステ
ーション19上のキネマティックピン23と整列させておく必要がある。コンベ
アシステム上の1つまたはそれ以上のセンサ(図示せず)が、移送アセンブリ1
8によるコンベアと積荷ポート間での、ポッド12の移送の積荷/降荷位置にお
けるコンベアシステム14上への正確な配置を確認する。移送アセンブリ18に
ついては、図8〜図11に関連してさらに詳細に説明する。
ンブリ18はレール32、34の高さよりも下にあるため、ポッド12が貯蔵ス
テーション19に配置された状態で、1つまたはそれ以上の移送ポッド12を、
貯蔵ステーション19の先まで移動することができる。そのため、移送アセンブ
リ18がコンベアシステム14の動作を妨害することはない。
おり、変位アセンブリ114は、支持部112をコンベアシステム14と貯蔵ス
テーション19の高さに対して上下させ、同様にコンベアシステム14と貯蔵ス
テーション19間で格納させることにより移動するものである。ポッド12をコ
ンベアシステム14に戻すには、変位アセンブリ114を作動し、支持部112
を図8の格納位置から図9の上昇位置へ移動する。次に、変位アセンブリを作動
して支持部112を図10、図11の拡張位置へ移動し、支持部112を、貯蔵
ステーションのどちらかの側のポッド12の下に配置する。次に、変位アセンブ
リ114を作動し、支持部112を貯蔵ステーション19に対して上昇させ、こ
れにより支持部112がポッド12の下面と係合し、ポッド12を貯蔵ステーシ
ョン19の上に上昇させる。続いて、変位アセンブリ114によって支持部11
2が図9の位置へ戻され、次に、移送アセンブリ18をコンベアシステム14の
高さの下にまで格納させ、ポッド12がレール32、34上に配置された状態で
、支持部112が図8の位置へ下降される。
えている。支持部材116の各々は、ポッド12の外縁を支持するように成形さ
れたL字型フランジ119を具備している。フランジ119から上方へ突出した
ビード(図示せず)が、ポッド12のベースプレートに設けられた開口部122
内に案内されることで、ポッド12が、コンベアシステム14と貯蔵ステーショ
ン19間における移送の際のシフティングに強くなる。ビードとL字型フランジ
119の代わりとして、またはこれに追加して、別の手段を用いてポッド12を
支持部材116に固定してもよい。支持部材116の形状に相当な変更を加える
ことができ、また支持部材116の形状の1部分はポッド12の底部形状に依存
するものであることが理解されるべきである。
支持部を拡張および格納するための離間した1対の滑動アセンブリを備えている
。特に図11に示すように、ハウジング128、130と支持部材116内に配
置された複数のリンクを備えた滑動アセンブリ(図示せず)が設けられている。
ハウジング128、130と支持部材116の形状は、図8、図9に示すように
格納した際に入れ子式になるようになっている。滑動アセンブリ(図示せず)は
、モータによって駆動される、滑動アセンブリを拡張および格納するためのリン
ク、滑車、ベルトを設けていてもよい。これ以外の適当な構成要素と同様に、共
用のモータまたは複数の個別モータを採用してもよいことが理解されるべきであ
る。このような滑動アセンブリについての十分な説明は、 日付けで提出され
た米国特許明細書第 / 号(アトーニー・ドケット番号第A−6582
4/DCA/MSS)に記載されており、本願明細書中でも援用している。さらに
制御システムを、支持部112が拡張した位置にある際に配送ロボットと変位ア
センブリ114間の接触を防ぐように構成できることを特筆すべきである。
18は、コンベアシステム14からポッド12またはその他の物品を昇降するた
めの昇降またはエレベータアセンブリ132と、貯蔵ステーション19において
物品を支持するための支持アセンブリ138とを備えている。このような移送ア
センブリについての十分な説明は、 日付けで提出された米国特許明細書第 / 号(アトーニー・ドケット番号第A−66244/DCA/MSS)に
記載されており、本願明細書中でも援用している。この実施形態においてエレベ
ータアセンブリ132は、レール32、34間の、コンベアシステム14の下に
配置されているため、物品は、コンベアシステム14に沿って移動する際にエレ
ベータアセンブリ132の直上を通過することができる。しかし移送アセンブリ
は、コンベアの片側に配置された昇降システムを備えた本発明による別タイプの
昇降システムを具備できることが理解されるべきである。さらに、コンベアシス
テム14から物品を引上げるために物品の頂部と係合するホイストタイプの昇降
システムを採用してもよい。
物品12がコンベアシステム14の上に引上げられた際にこれを支持する昇降支
持部材134を少なくとも1つ備えている。例証した実施形態では、エレベータ
アセンブリ132は離間した2つの昇降支持部材134を設けており、これらは
移送ポッドまたは物品12の側縁に沿ってその底縁部と係合するべく配置されて
おり、また、昇降支持部材134間に大きな隙間を形成する。昇降支持部材13
4は、ポッドが昇降支持部材により運ばれて移動する際に、ポッドが昇降支持部
材134から外れることを防止するための、上方にのびたリップ部またはフラン
ジ136を備えている。所望であれば、リップ部136の高さまたは形状を調整
して保護を増減することができる。例証した実施形態では2つの昇降支持部材1
34を使用しているが、本発明の別の実施形態では昇降支持部材の数を増減でき
ることが理解されるべきである。以下に述べるように、昇降支持部材(単数また
は複数)は、昇降支持部材から支持アセンブリ138へ物品を効率的に移送する
ために、支持アセンブリ138の形態に改良された貯蔵ステーション19と協働
する形状であることが好ましい。
0によって移動される。この実施形態においてフレーム本体140は、レール3
2、34のフレーム構造に固定された紐(図示せず)を支持するために取付けら
れている。しかし、これ以外の手段を使用して、フレーム本体をコンベアシステ
ム14に固定してもよい。フレーム本体140をコンベアシステム14に取付け
る代わりに、コンベアシステムを設備ドアまたは個別のフレーム構造に固定する
こともできる。
脱可能なカバー(図示せず)を具備している。図13、図14に示すように、昇
降支持部材134は、昇降支持部材134をフレーム本体140に対して垂直且
つ線形に移動するために、フレーム本体140の側壁と滑動可能に結合している
。別の改良例では、両方の昇降支持部材134を共通の滑動レールアセンブリと
結合してもよい。さらに、滑動レールアセンブリを、昇降指示部材134を垂直
且つ線形に移動する別タイプのシステムで代用することもできる。このような応
用形システムの例には、空気シリンダ昇降装置、空気昇降装置、はさみ脚形態を
具備した装置が含まれるが、これらに限定されることはない。駆動システム(図
示せず)は、線形滑動部の垂直運動を制御する。例えば、ステッパーモータ(図
示せず)または別タイプのモータを使用して、線形駆動部の垂直動作を制御して
もよい。
ンベアのレール32、34に対して昇降される。図13は、昇降支持部材134
がレール32、34上面の下に配置された、下降位置にある状態を示す。図14
に示すように、昇降支持部材134は上方へ移動されると物品12の下面と係合
する。昇降支持部材134の上昇をさらに続けると、ポッドを十分にコンベアシ
ステム14の上に上昇するまでコンベアユニットから持上げ、以下に詳細に述べ
るように、移送が完了するまで昇降支持部材134がポッドの重量を担いながら
、ポッドを支持アセンブリ138まで移送することができる。ポッドの移送が終
了したら、昇降支持部材134をコンベアシステム14の面よりも下に降下させ
、別の物品がエレベータアセンブリを通過できるようにすることが好ましい。し
かし所望であれば、ポッドがエレベータアセンブリ132に戻されるまで、昇降
支持部材134を上昇位置に保持しておくこともできる。以下の説明のようにポ
ッドを昇降支持部材134上に再配置したら、ポッドをコンベアシステム14に
沿ってさらに移送するために、モニタを作動し、滑動部と関連する昇降支持部材
134を下降させ、ポッドをレール32、34上に置く。
ドを移動するために移送アセンブリ18を使用している。ポッドの内容物の壊れ
やすい性質を考慮して、移送前に移送ポッドの適切な位置を決定するためにセン
サを使用している。本発明のこの実施形態では、コンベアシステム14の、貯蔵
ステーション19の反対側の場所から上流の位置に1つまたはそれ以上のセンサ
(図示せず)を設けている。コンベアシステム14に沿って移動する移送ポッド
は、この上流位置で停止する。単数または複数のセンサが、この上流位置におい
て移送ポッドの存在を検出し、次に、移送ポッドが、上流位置と貯蔵ステーショ
ン19のすぐ前の位置と、昇降支持部材の直上位置の間の正確な距離だけ前進し
た所で指標付け(indexed)される。さらに、支持部材134の少なくとも1つ
、好ましくは両方に、昇降支持部材134が移送ポッドの下面と接触する時を検
出するためにセンサ144が設けられている。この方法においてセンサは、昇降
支持部材134がポッドをコンベアシステム14の上まで上昇させる前に、ポッ
ドが昇降支持部材上に適切に配置される時を検出する。例証した実施形態では光
センサを使用しているが、所望であれば別タイプのセンサを使用しても構わない
。昇降支持部材134によって移動されたピン146はポッド12の下面と係合
することで、ポッド12が昇降支持部材134上でさらに安定する。他の用途で
は、物品の昇降支持部材134に対する位置にかけてのこのような正確な制御が
不要なものもある。
ョン(図示せず)を備えている。コンベアシステム14と移送アセンブリ18を
半導体処理の分野で使用する例証の用途では、支持部材138をワークステーシ
ョン16または処理機械に、機械のドアまたはポートから離れた位置、また、ワ
ークステーション16付近のI/Oゾーンの外側、移動ゾーンの外側において取
付けることができる。これについては以下で詳細に説明する。しかし、支持アセ
ンブリ138も、処理機械のすぐ前あるいは側部に配置されたフレームに取付け
可能であることが理解されるべきである。
フ部材または支持部材148を備えている。半導体処理に移送アセンブリ18を
使用した例証の実施形態では、シェルフ支持部材148は、ポッドの正確な位置
決めを行うために移送ポッド(図示せず)の下面に設けられたキネティックスロ
ットと協働する、複数の上方に突出した保持部150(一般にキネティックピン
と呼ばれる)を備えている。
支持部材148がフレーム本体152から横方向に支持されるためにシェルフ支
持部材148がコンベアシステム14の上に配置される状態で、シェルフ支持部
材148が図15の閉鎖位置と、図15、図16のオープンまたは拡張位置との
間で滑動することができる。シェルフ支持部材148の合計移動距離は、貯蔵ス
テーションに対するコンベアの位置によって増減できることが理解されるべきで
ある。
リッジ154と結合しており、閉鎖位置と拡張位置間で可動キャリッジにより移
動される。可動キャリッジ154は、フレーム本体152の固定上部シールドプ
レート156の下に配置されている。シールドプレート156は、支持アセンブ
リ138の内部構成部品を保護する。可動キャリッジ154の内部構成部品は第
2シールドプレート158で覆われるため、可動キャリッジのトラッキング(tr
acking)がさらに安定(stiff)する。可動キャリッジ154は、可動キャリッ
ジ154に取付けられた離間した1対の入れ子式の滑動部160を備えている。
例証の実施形態では、滑動部の拡張および格納を促進するために、各滑動部16
0が複数のボールベアリング162を備えている(図17)。
動システム(図示せず)によって制御される。駆動システムは、可動キャリッジ
154に取付けられたモータを備えていることが好ましいが、当業者は、このモ
ータをフレーム本体152またはシェルフ支持部材148のいずれかに取付けら
れることが理解できるはずである。モータは前進または後退が可能で、このうち
の一方は滑動部160を拡張するためのものであり、もう一方は滑動部160を
格納するためのものである。ケーブルアセンブリ164は、シェルフ支持部材を
閉鎖位置に移動するために、シェルフ支持部材148の拡張と、滑動部160の
格納を促進する。例証の実施形態では、各滑動部を制御するために2つのケーブ
ル166a、166bが設けられている。滑動部160をフレーム本体152内
に引込むために、ケーブルアセンブリ164の代わりに、またはこれに追加して
、別の手段を使用できることが理解されるべきである。
ェルフ支持部材が拡張位置にある際に、配送ロボットと支持アセンブリ138間
の接触を防ぐように構成できることも記述すべきである。制御手段はエレベータ
アセンブリ132も制御することが好ましい。さらに支持アセンブリ138は、
シェルフ支持部材148の動作を監視し、これが完全な拡張位置へ移動した時を
検出するために使用されるリミットスイッチ(図示せず)を備えている。
動され、適切な位置に配置される。コンベアシステム14の駆動システム36の
正確な制御により、ポッドまたはその内容物への衝撃を最小限に抑えながら、ポ
ッド12を正確な移送位置に配置することが可能である。しかし、本発明の移送
アセンブリは、これ以外の、ポッドを支持アセンブリのすぐ前で停止させるため
の別手段に依存したコンベアシステムと共に使用できる点を理解すべきである。
の上に上昇させるために、制御システムがエレベータアセンブリ132を作動す
る。ポッドが支持部材134上に適切に配置されたことがセンサによって検出さ
れると、ポッド12が上昇位置へ移動されるまで昇降支持部材134が上昇を続
ける。例えば、エレベータアセンブリ132は、ポッド12をコンベアシステム
14の上面よりも7.62cm(3in)〜12.7cm(5in)上、好まし
くは10.16cm(4in)上に上昇させるが、所望であればこの距離を増減
することができる。ポッドは、所望の高さに上昇されると、支持部材134によ
ってその場所に保持される。
を制御システムから受信すると、可動キャリッジ154がフレーム本体152か
らのびることにより、ポッド12の下面とコンベアシステム14の間でシェルフ
支持部材148が移動する。従って、ポッドのコンベア上最小限の上昇が、シェ
ルフ支持部材148の高さによって一部決定される。シェルフ支持部材148が
完全にのび切ると、キネティックピン150が移送装置の下面に設けられたキネ
ティックスロット(図示せず)と実質的に整列する。すると、シェルフ支持部材
148が完全にのび切った位置にあることを示すフィードバック信号が制御シス
テムへ送信される。
下降される。例証した実施形態では、支持部材134の下方への移動は、支持部
材134がレール32、34の上面よりも下に移動するまで継続するため、エレ
ベータアセンブリがコンベアシステム14に沿って移動する別のポッドの通過を
妨害することがない。
上にポッド12がないことを検出する。制御システムが駆動システムを作動する
ことにより、可動キャリッジ154が格納され、シェルフ支持部材148が閉鎖
位置に移動するため、ポッド12が貯蔵位置またはバッファゾーンに配置される
。この時点で、ポッド12は、ワークステーション16が処理目的で利用可能に
なった時に、配送ロボット20によってワークステーション16へ移動される。
ション19へ戻されると、ポッド12をコンベアに戻すために工程が逆行する。
特に、シェルフ支持部材148をコンベアシステム14の上に拡張した位置へ移
動するために駆動システムが作動する。次に、エレベータアセンブリ132が作
動し、支持部材134をポッド12直下の所定の位置へ上昇させる。次に、エレ
ベータアセンブリ132が、昇降支持部材134がポッド12の下面と接触する
まで、支持部材34を徐々に上昇させる。センサが、ポッドが昇降支持部材13
4上に正確に配置されたことを検出すると、シェルフ支持部材148からポッド
を上昇させるために支持部材134が上昇する。シェルフ支持部材148が格納
され、支持部材134が、コンベアの高さのすぐ上の所定位置へと下降される。
次に、ポッド12がコンベア上に配置されるまで支持部材134が降下される。
センサ144が、ポッドがもう支持部材134と接触していないことを検出する
と、エレベータが支持部材134を完全な格納位置へ下降する。
てコンベアシステム14とワークステーション16間で移動する最中に、ポッド
12の貯蔵に使用されるバッファ位置を提供する。既に詳細に説明したように、
移送アセンブリ18は、ポッド12をコンベアシステム14から移動し、貯蔵ス
テーション19の貯蔵またはバッファ位置に、配送ロボット20がポッド12に
到達できる形で配置される。図4を参照すると、貯蔵ステーション19は、コン
ベアシステム14のコンベア路付近のバッファゾーン内に配置されることが好ま
しい。例えば図4に示すように、貯蔵ステーション19は上部バッファゾーン内
に配置されている。さらに、追加の貯蔵ステーション19′を1つまたはそれ以
上のバッファゾーン内に配置することもできる。例えば図5は、コンベアシステ
ム14の高さよりも下、また、貯蔵ステーション19の高さよりも下に配置され
た貯蔵ステーション19′を示している。
ン、入力/出力ゾーン、I/Oゾーンとしても知られるワークステーションゾーン
を画定している。例えば図5は、コンベア14よりも下、追加の貯蔵ステーショ
ン19′の高さよりも下において同じ高さに配置された積荷ポート22を示して
いる。そのため、ワークステーション積荷ゾーンまたはI/Oゾーンは、バファ
ゾーンを画定し、その中に配置される追加貯蔵ステーション19′の高さよりも
下に配置されている。I/Oゾーンの位置は、ワークステーションの形態および
その使用によって異なる。例えばI/Oゾーンを、図4の上部I/Oゾーンに示す
ように、追加貯蔵ステーション19′の高さよりも上に配置できる点を理解すべ
きである。さらに、積荷ポート22は、実質的に水平な距離で相互に離間してお
り、この距離内に、追加貯蔵ステーション19”がI/Oゾーンと同じ高さで、
しかし積荷ポート22間に配置されている。図5を参照のこと。従って、I/O
ゾーンとバッファゾーンは1つの高さ上に存在しているが、各ゾーンが特別な目
的専用のものであるため、I/Oゾーンとバッファゾーンが相互に関与すること
はない。
ベアシステム14に沿ってのび、実質的に水平である。配送ロボットは、x軸に
沿った動作のためのスーパーストラクチャ45によって支持されている。1つの
ベイ内に2つおよびそれ以上のワークステーション16が入る形態にするために
、スーパーストラクチャ45の長さはモジュラー式( modular in length)にな
っている。1つのベイの長さは30.48m(100ft)またはこれ以上であ
り、この長さに沿っていくつかの配送ロボットを装備できることを記すべきであ
る。しかし、1つの配送ロボットが最少で1つのワークステーション16に対応
していてもよい。図2、図20(a)〜(d)に示すように、x軸の動作は、上
述の制御システムから命令を受けるx軸アクチュエータ168により制御される
。この制御システムはさらに、コンベアシステム14、移送アセンブリ、ワーク
ステーション16を対等にするべく機能する。スーパーストラクチャ45は、天
井に取付けられ、配送ロボット20を支持することが好ましい。図20(a)を
参照すると、コンピュータ制御システムで制御されたx軸アクチュエータ168
と自由ホイール177の間で引張されたベルト175に、ロボットフレーム17
4が取付けられている。x軸アクチュエータ168がベルト175を移動する際
に、ロボットフレーム174がx軸において移動する。フレーム174は、図2
、図5に示すようにスーパーストラクチャ45によって支持され、スーパースト
ラクチャ45のトラック179と結合したベアリング(図示せず)上に乗ってい
る。
形態を使用してもよい。例えば、図20(b)は、スーパーストラクチャのトラ
ック179bに沿ってフレームと共に移動するように、ロボットフレーム174
に取付けられたギアモータ225と複数のローラ227を示す。歯付き滑車22
8bまたは歯付きギアのような歯付き駆動ホイールが、ギアモータ225の出力
シャフトに動作可能に取付けられていることが好ましい。歯付き滑車228は、
相対運動が全く生じない状態で出力シャフトに堅固に取付けられていることが好
ましい。フレーム174、ロボットアーム、物品グリッパ、ギアモータ225を
含む配送ロボットの重量と、物品の重量とが移送され、ローラ227を介してス
パーストラクチャによって支持される。フレーム174をx軸方向のみに移動す
るために、少なくとも2つのローラ227が使用されている。歯付き滑車228
bは、固定具でスーパーストラクチャのトラック179に固定された歯付きベル
ト226bのような歯付きガイドと係合する。この固定具は、クランプ、リベッ
ト、ネジ、接着結合または他の適当な手段を含む1つまたはそれ以上の様々な手
段であってよい。当業者は、歯付きベルト226bの代わりにピニオンラックま
たは他の適切な手段を使用できる点を理解すべきである。ギアモータ225の回
転によってロボットフレーム174が移動し、配送ロボットがx軸に沿って1方
向に向かって移動する一方で、ギアモータ225の逆回転によって配送ロボット
が逆方向に移動する。
ギアとベルトの形態の代わりに、プレロードされたケーブル226cのようなプ
レロードされた可撓性ガイドが、駆動滑車228cのような駆動ホイール周囲で
動作可能に案内され、これと係合し、スーパーストラクチャのトラック179c
にプレロード形式で固定される。滑車228cがギアモータ225の出力シャフ
トに、上述の歯付き滑車228bと同じ方法で取付けられている。駆動滑車22
8bとの望ましい係合を得るために、アイドラホイール229が、固定ケーブル
226を駆動滑車228bに対して拘束する。ケーブル226cと駆動滑車22
8cの係合は、矢印230で示すように、駆動滑車228bの周囲少なくとも1
80°でのびていることが好ましい。あるいは歯付き滑車は、ケーブル226c
と同様の方法で歯付き滑車周囲に這わせたプレロードされた歯付きベルト226
と係合してもよい。
イール228dのような駆動ホイールが、ギアモータ225の出力シャフトに取
付けられている。駆動ホイール228dは、スーパーストラクチャのトラック1
79d上のベアリング表面230と摩擦的に係合する。さらにトラック179は
、ロボットフレーム174がx軸内の動作を拘束する形でローラ227を支持す
る。ローラ227は、フレーム174および他の構成要素を含む移送ロボットの
重量を、上述の方法と類似した方法で、スーパーストラクチャ45cのトラック
179dへ伝達する。ギアモータ226を作動すると駆動ホイール228dが選
択的に回転し、これによりロボットフレーム174がトラック179cに沿って
x軸方向に移動する。駆動ホイール228dの円周がトラック179dのベアリ
ング表面230と摩擦係合する場合には、実際に駆動ホイール228dにクッシ
ョンを設ける必要はない。例えば、ゴムまたはプラスチック製ホイールを、ベア
リング表面230と摩擦係合するように設けてもよい。
が、移動距離が異なる場合でもその構成が容易であるので好ましい。例えば、図
20(d)に示す装置の移動距離を増加する上で必要な唯一顕著な改良は、トラ
ック179dの長さを変えることである。図20(b)と図20(d)のx軸駆
動は他形態のものよりも単純である。例えば、関連する滑車またはローラ周囲に
ベルトまたはケーブルを這わせることなく、図20(b)のロボットフレーム1
74を交換(replaced)することができる。図20(b)のx軸駆動は、ロボッ
トフレーム174の位置を正確に決定および制御する上で、協働する歯によって
位置に有効に指標付けすることができるために好ましい。従って、図20(b)
に示すx軸駆動は好ましい実施形態である。しかし当業者は、これ以外の、ロボ
ットフレーム174用の適当なx軸駆動を使用できる点を理解すべきである。
な移動ゾーンが設けられている。x軸に沿ったポッドの比較的高速な移送を可能
にするべく高速移動ゾーンを設けてもよい。例えば配送ロボット20は、相当な
距離で相互に離間した2つのワークステーション16間、ワークステーション1
6と貯蔵ステーション19間、または2つの貯蔵ステーション19間に設けられ
た通路ETZに沿って、ポッド12を高速に移送することができる。また、比較
的付近に配置された2つのステーション間の局所的な移送を可能にするために、
局所的な移動ゾーンを設けてもよい。例えば配送ロボットは、ポッドを、通路L
TZに沿って貯蔵ステーション19”から隣接したワークステーションへ移送す
る。
軸に対して角度付けされている。z軸は、x軸と実質的に直角を成し、実質的に
垂直であることが好ましい。x軸とz軸が整列していることで、移動平面内で配
送ロボット20が2次元移動できる場合には、x軸、z軸、または両方が水平お
よび垂直軸に対して角度付けされることが理解されるべきである。z軸に沿った
動作により、配送ロボット20は下部積荷ポートの高さと上部貯蔵ステーション
19上の上部上昇の間でポッド12を移動することができる。バッファゾーン間
、移動ゾーン間、I/Oゾーン間でポッドを垂直方向に移送するために、z軸に
沿った障害のない垂直方向移動が可能なチムニーゾーンを設けることができる。
例えば配送ロボットは、図5中に経路CZで示すチムニーゾーンに沿ってポッド
12を移送することができる。ロボット20のx軸移動によって、ワークステー
ション16間でポッド12を水平且つ安全に移動することができる場合には、z
軸の移動ゾーンは実質的に一定の高さにある。図2、図19に示すように、ロボ
ット20のz軸移動は、やはり制御システムから命令を受けるサーボシステム1
76によって制御することができる。
て移動し、移送ポッド頂部上のきのこ型ハンドルHと係合する形態の物品グリッ
パを設けている。グリッパは不動または可動であってよい。図18(b)は、不
動グリッパを備えた本発明の1実施形態を示す。配送ロボット20は、x軸に沿
った移動をスーパーストラクチャ45で支持されたロボットフレーム174を備
えている。フレーム174にはz軸サーボシステムまたはアクチュエータ176
が配置されており、サーボモータまたは制御システムによる制御が可能な別タイ
プのモータを設けている。z軸アクチュエータ176は、ロボットスレッド18
0と接続したケーブル178を制御する。ロボットスレッド180は、z軸アク
チュエータ176の制御下で、ベアリング182上をz軸方向に自由に移動する
。ロボットスレッド180から、アーム170が斜めにのびている。ロボットス
レッド180からのびるアーム170の角度は垂直であってもよい。図18(a
)、図18(b)では、アーム170はC字型の不動グリッパ172である。グ
リッパ172の形状は、ポッド12のきのこ型ハンドルの下に嵌合し、また、そ
のハンドルによってポッド12を上昇させるものである。アーム170をハンド
ルの側部から適所に移動し、アーム170を移送ポッドと係合するべく上昇させ
ることで、グリッパ172がハンドル周囲に嵌合する。この技術に付随する危険
は、制御システムが、アーム170をハンドルと係合させるべく不動グリッパ1
72の側部から移動する際に十分な注意が必要なことである。この技術の利点は
、移送ポッドがグリッパと物理係合し、移送ポッドを落としてしまう可能性がな
いことである。
設けることができる、アーム170可動グリッパ184の様々な実施形態を示す
。電力の妨害によってポッド12から外れてしまわないように、可動グリッパ1
84の形状はフェ―ルセーフであることが好ましい。可動グリッパ184は、フ
ェ―ルセーフグリッパ機構を採用しているために機械的により複雑であるが、ア
ーム170の移動は複雑ではない。可動グリッパは、上から移送ポッド12と係
合することができ、アーム170の側部移動は必要ない。作業中、配送ロボット
20は、可動グリッパ184がまず移送ポッドハンドルの上に位置し、次いでz
軸アクチュエータ176によって降下されるように配置される。次に、アクティ
ブグリッパ184がハンドルと係合し、ロボットスレッド180がポッドと共に
上昇される。そして、ロボットスレッド180が移送ポッドを所望の場所へ移動
する。
184の詳細を示す。ケーブル188は、ガイド192a〜192d周囲を通り
、それぞれの角でバネ194a〜194dによって保持されている。モータ18
6がケーブル188を緩和する際に、バネ194a〜194dがケーブル188
を、可動グリッパ184を移送ポッドハンドルH上へと下降することができるオ
ープン位置へと付勢する。モータ186がケーブル188を引張する際に、ケー
ブル188がガイド192周囲できつく引かれて閉鎖位置になり、移送ポッドハ
ンドルHと係合し、配送ロボット20によってポッド12がある場所から別の場
所へ移送される際に、ポッド12を支持する。
レード198を備えた改良型の可動グリッパ184を示す。ガイドケーブル20
2、204は互いに対向しているため、滑動ブレード198が同等且つ対向した
動作を有する。ケーブル202は滑車206周囲に巻着し、ケーブル204は滑
車208周囲に巻着し、この2つが滑動カム198の動作を一致させる。モータ
204の作動により、滑動ブレード198が実質的に同量だけ相互に引寄せ合い
、ポッド12のハンドルHと係合する。
御されたピン210を具備した改良型の可動グリッパ184bを示す。バネ21
4がピン210を係合位置へと付勢することにより、電力不良が生じた際にハン
ドルHが外れてしまうことを防止するレールセーフ形態が得られる。
ッパ184cを示す。モータ218または他の適当なリニアアクチュエータがピ
ンを矢印Aの方向に変位することにより、ブレード216が矢印Bの方向に移動
し、ハンドルHと係合および係合解除される。
型の可動グリッパ184dを示す。ネジ224、226は対向するねじ切りを設
けているため、モータ222が1方向に作動することでナット228、230が
相互に離間する。モータ222を逆方向に作動することで、ナット228、23
0が相互に接近する。ナット228、230は、ジョー232がポッド12のハ
ンドルHを掴持および解放する係合および係合解除位置間で旋回する方法で、可
動グリッパ184dのハウジング234上に旋回的に取付けられたジョー232
と動作可能に接続している。可動グリッパ184dは、ロボットアーム170に
対する可動グリッパ184dの制限された動作を(ここから支持されている任意
の移送ポッドと共に)許容する浮動シャフト236を介して、ロボットアーム1
70上に取付けられていることが好ましい。グリッパ184dは、グリッパ18
4dの相対整列を示すためにセンサ185を、また、ロボットアームおよびその
他所望の測定の加速を決定するためにロボットアーム170を備えていることが
好ましい。例えばセンサ185は、キネマティックピン23上へのポッド12の
正確且つ安定した配置を示すことができる。
の異なる場所にある状態の様々な移送ポッド12を示している。簡素化するため
に、ポッド12を対応する位置に関連させる。作業中、コンベアポッド位置12
aでは、ポッド12はコンベアシステム14上をコンベア路に沿って前進する。
バッファポッド位置12bにおいて移送ポッドを貯蔵ステーション19に移送す
るために、既に詳細に説明した移送アセンブリ18が使用される。次にロボット
は、ロボットスレッド180を可動グリッパ184によってきのこ型移送ポッド
ハンドルHよりも上の位置に上昇させるために、垂直z軸アクチュエータ176
と水平x軸アクチュエータ168を採用する旨の指示をコンピュータ制御システ
ムから受ける。スレッド180が若干降下され、可動グリッパ184が移送ポッ
ドハンドルHと係合する。スレッド180がz軸アクチュエータ176によって
上昇され、移送ポッド位置12において、z軸アクチュエータ176とx軸アク
チュエータ168が移送ポッドと共に動作する。目的は、ポッド12をワークス
テーション16へ配送し、積荷ポート22に配置することである。特に、制御シ
ステムが、ワークステーションポッド位置12dで示すように、ポッド12をワ
ークステーション16の積荷ポート22へ配送するべくロボット20を制御する
ことである。グリッパ184内のセンサ185は、ワークステーション16に対
するポッド12の正確な配置を示すことが好ましい。可動グリッパ184が解放
され、移送ポッドハンドルHとの係合が解除される。次に、ロボットスレッド1
80が上昇され、ロボット180が別の移送タスクへと進む。ワークステーショ
ンポッド位置12dから移送ポッドを回収するには、上述の段階を逆に実行する
。
共通トラック上で動作するために、複数の配送ロボットを設けることが可能であ
る点を理解すべきである。1セットのワークステーションによるスループット要
求がより低い場合には、コンベア、貯蔵ステーション、ワークステーション間で
ポッドを移送するためには1つの配送ロボットで十分である。スループット要求
がより高い場合には、2つまたはそれ以上の配送ロボットを設け、スーパースト
ラクチャの共通トラック上で動作するようにする。ロボットを複数設けた場合に
は、1つのロボットが故障しても追加のロボットがバックアップとして機能する
という利点がある。例えば、1つのトラック上に設けられた複数のロボットの1
つが故障し、そのロボットが担当するワークステーションのスループットが減少
しても、バックアップロボットがそのワークステーションを担当するためそのワ
ークステーションを引続き使用することができる。複数のロボットを使用する場
合は、複数のロボットを制御し、ロボット間の事故を防止するように制御システ
ムを構成する必要がある。
ポート22間またはその付近のI/Oゾーンの高さに、追加の貯蔵ステーション
19′の形態で追加のバッファ位置を設けることができる。例えば、ワークステ
ーション16付近の積荷ポート22間に、貯蔵ステーション19”を配置するこ
とが可能である。このため図4、図5に示すように、バッファゾーンとI/Oゾ
ーンが床に対して、または1つのベイのコンベアシステムに対して同じ高さに設
けられる。このような追加のバッファ貯蔵位置19”にコンベアシステム14が
直接接触することはできないが、配送ロボット20による接触は可能である。
施形態を示す。さらに、コンベアシステム14から移送ポッドをピックアップし
、移送ポッドを貯蔵ステーション19またはワークステーション16へ配送する
ために、少なくとも1つのアーム172aがy軸において移動可能である実施形
態を示している。このようなアームは、固定部材238と可動部材242によっ
て2つの部品に構成されている。可動部材242は可動グリッパ上に固定される
グリッパ244を備えており、移送ポッドをピックアップし、これを貯蔵ステー
ションまたはワークステーションに配送するべくy軸において移動可能である。
可動部材242はアクチュエータとベルト駆動(図示せず)によって駆動される
。ベルト駆動の構造は図20に示したものと類似している。可動部材242は固
定部材244内に配置され、サーボモータのようなアクチュエータ(図示せず)
によって制御されるレール(図示せず)上のベアリングの上に乗っていることが
好ましい。この方法では、図27に示す3軸配送ロボット20aを備えた統合シ
ステム10の1実施形態を、上述の移送アセンブリと共に、またはこれを用いず
に使用することができる。
ワークステーションの積荷ポート間、追加のバッファまたは貯蔵ステーション間
において、移送ポッドのような(しかし、これに限定されることはない)物品を
安全に移動する機能を含む多くの利点を提供する。
本発明の範囲内にある限り、開示した実施形態に改良および応用を加えることが
可能である。
うコンベアシステム、ポッド、ロードポート、貯蔵棚およびロボットを示してい
る。
図である。
示す斜視図である。
する上昇位置で示されている。。
れた輸送ポッドと共に後退位置で示されている。
た位置で示されている。
から持ち上げる前の伸びた位置で示されている。
センブリをもった、本発明に従う別の移送アセンブリの斜視図である。
エレベータアセンブリの斜視図である。
エレベータアセンブリの斜視図である。
視図である。
斜視図である。
底面斜視図である。
ームの正面図である。
ームの側面図である。
ームの頂面図である。
の斜視図である。
施形態を示す概略図である。
施形態を示す概略図である。
施形態を示す概略図である。
施形態を示す概略図である。
ある。
ある。
。
ある。
ある。
図である。
図である。
Claims (24)
- 【請求項1】 物品を移送するための統合システムであって: コンベア経路に沿って物品を移動させるためのコンベアと; 前記コンベアによって運ばれた物品に係合し、且つ該物品を前記コンベアの上
方へ上昇させるように構成された昇降装置を有するエレベータシステムであって
、前記昇降装置は、該昇降装置を通過する前記コンベア経路に沿った物品の移動
を可能にする待機位置と、前記昇降装置が前記物品を前記コンベアの上方に保持
する作動位置との間で移動可能であるエレベータシステムと; 前記物品をバッファゾーン内で支持するための貯蔵支持アセンブリと; 前記昇降装置の作動位置と前記貯蔵支持アセンブリとの間で前記物品を移動さ
せるための変位機構と; 前記物品をワークステーションに近接したワークステーションゾーン内で支持
するためのワークステーション支持アセンブリと; 第一の方向および第二の方向に移動するように構成された移送アームであって
、前記移動はそれぞれ第一のアクチュエータおよび第二のアクチュエータにより
制御される移送アームと; 前記移送アームに取付けられ、且つ前記物品を把持するように適合されたグリ
ッパと; 前記第一および第二のアクチュエータを制御するためのコントローラとを具備
し、それによって、前記移送アームの前記第一および第二の方向内での選択的移
動により、前記物品が、前記貯蔵支持アセンブリと前記ワークステーション支持
アセンブリとの間で移送されるシステム。 - 【請求項2】 物品を移送するための請求項1に記載の統合システムであっ
て、前記コンベアは、前記ワークステーションの天井に取付けられ、且つその正
面に配置されるように適合されるシステム。 - 【請求項3】 物品を移送するための請求項1に記載の統合システムであっ
て、前記コンベアは、前記ワークステーションの天井に取付けられ且つその上方
に配置されるように適合されるシステム。 - 【請求項4】 物品を移送するための請求項1に記載の統合システムであっ
て、前記変位機構は、前記貯蔵支持アセンブリおよび前記エレベータシステムの
一方に配置されるシステム。 - 【請求項5】 物品を移送するための請求項1に記載の統合システムであっ
て、前記第一の方向は、前記コンベア経路に対して実質的に平行な実質的水平位
置であり、前記第二の方向は実質的に垂直な方向であるシステム。 - 【請求項6】 物品を移送するための請求項1に記載の統合システムであっ
て、前記第一および第二のアクチュエータの少なくとも一方は電気サーボモータ
であるシステム。 - 【請求項7】 物品を移送するための請求項1に記載の統合システムであっ
て、前記第一および第二のアクチュエータの少なくとも一方は電気ステップモー
タであるシステム。 - 【請求項8】 物品を移送するための請求項1に記載の統合システムであっ
て:更に、 前記移送システムを天井に取付けるための取付構造体と; 前記取付構造体に移動可能に取付けられ、且つ前記第一の方向に移動可能な移
送アームフレームと; 前記移送アームフレームに移動可能に取付けられ、且つ前記第二の方向に移動
可能な移送アームスレッド (transfer arm sled) とを具備し、 前記移送アームは、更に前記移送アームスレッドに取り付けられるシステム。 - 【請求項9】 物品を移送するための請求項8に記載の統合システムであっ
て:更に、 前記移送アームフレームに動作可能に結合された移送アームフレームベルトと
; 前記移送アームフレームベルトおよび前記移送アームフレームを前記第一の方
向に移動させるために、前記取付構造体に取付けられた移送アームフレームベル
トアクチュエータとを具備したシステム。 - 【請求項10】 物品を移送するための請求項8に記載の統合システムであ
って、更に、前記移送アームフレームを前記第一の方向に移動させるために、前
記移送アームフレームに取付けられた移送アームフレームアクチュエータを具備
するシステム。 - 【請求項11】 物品を移送するための請求項10に記載の統合システムで
あって:更に、 前記移送フレームアクチュエータにより動作可能に駆動される歯付き駆動ホイ
ールと; 前記取付け構造体に取付けられ、且つ前記歯付き駆動ホイールに動作可能に係
合する歯付きガイドとを具備したシステム。 - 【請求項12】 物品を移送するための請求項10に記載の統合システムで
あって:更に、 前記移送フレームアクチュエータにより動作可能に駆動される駆動ホイールと
; 前記取付け高贈位対に取付けられ、且つ前記駆動ホイールに動作可能に係合す
る可撓性ガイドとを具備するシステム。 - 【請求項13】 物品を移送するための請求項10に記載の統合システムで
あって:更に、 前記移送フレームアクチュエータにより動作可能に駆動される駆動ホイールと
; 前記取付け構造体に配置されたベアリング表面であって、これに前記駆動ホイ
ールが動作可能かつ摩擦的に係合するベアリング表面とを具備するシステム。 - 【請求項14】 物品を移送するための請求項8に記載の統合システムであ
って、前記第二のアクチュエータは前記移送アームスレッドに取付けられ、且つ
ケーブルにより前記移送アームに動作可能に結合されるシステム。 - 【請求項15】 物品を移送するための請求項8に記載の統合システムであ
って:前記移送アームは更に、 前記移送アームスレッドに取付けられた固定部材と; 前記固定部材に移動可能に取付けられ、且つ前記第一および第二の方向に対し
て実質的に直交する第三の方向に移動可能な可動部材とを具備するシステム。 - 【請求項16】 物品を移送するための請求項1に記載の統合システムであ
って、前記グリッパは、前記物品に能動的に係合するように適合されるシステム
。 - 【請求項17】 バッファゾーン内に物品を支持するための貯蔵ステーショ
ン支持アセンブリと、ワークステーションに近接したワークステーションゾーン
内に物品を支持するためのワークステーション支持アセンブリーとの間で物品を
移送するためのロボットであって: 第一の方向および第二の方向に、それぞれ第一のアクチュエータおよび第二の
アクチュエータにより制御されて移動するように構成された移送アームと; 前記移送アームに取付けられ、且つ前記物品に係合するように適合されたグリ
ッパと; 前記第一および第二のアクチュエータを制御するためのコントローラとを具備
し、 前記第一および第二の方向内での前記移送アームの移動が、前記貯蔵支持アセ
ンブリと前記ワークステーション支持アセンブリとの間での前記物品の移送を可
能にするシステム。 - 【請求項18】 物品を移送するための請求項17に記載のロボットであっ
て:前記グリッパは更に、 グリッパケーブルと; 前記グリッパケーブルを開放位置へ付勢するバネと; 前記物品に係合するために、前記グリッパケーブルを係合位置へ引っ張るため
のリニアアクチュエータとを具備するロボット。 - 【請求項19】 物品を移送するための請求項17に記載のロボットであっ
て:前記グリッパは更に、 係合ピンと、 開放位置と係合位置との間で、前記ピンを移動させるためのソレノイドアクチ
ュエータと; 前記係合位置へピンを付勢するためのバネとを具備するロボット。 - 【請求項20】 物品を移送するための請求項17に記載のロボットであっ
て:前記グリッパは更に、 開放位置と係合位置との間で移動可能なカムプレートと; 前記開放位置と係合位置との間で前記カムプレートを移動させるためのリニア
アクチュエータとを具備するロボット。 - 【請求項21】 物品を移送するための請求項17に記載のロボットであっ
て:前記グリッパは更に、 開放位置と係合位置との間で移動可能な一対の係合ブレードと; 前記ブレードの移動を同期させる少なくとも一つのブレードケーブルとを具備
するロボット。 - 【請求項22】 物品を移送するための統合システムであって: コンベア経路と; 前記コンベア経路に沿って物品を移動させるためのコンベアと; 前記コンベアによって運ばれた物品に係合し、且つ該物品を前記コンベアの上
方へ上昇させるように構成された昇降装置を有するエレベータシステムであって
、前記昇降装置は、該昇降装置を通過する前記コンベアに沿った物品の移動のた
めの待機位置と、前記昇降装置が前記物品を前記コンベアの上方に保持する作動
位置との間で移動可能であるエレベータシステムと; バッファゾーンと; 前記物品をバッファゾーン内で支持するための貯蔵支持アセンブリと; 前記昇降装置の作動位置の一つと夫々の前記貯蔵支持アセンブリとの間で、前
記物品を移動させるための変位機構と; ワークステーションに近接したワークステーションゾーンと; 前記物品を前記ワークステーションゾーン内で支持するためのワークステーシ
ョン支持アセンブリと; 移動ゾーンと; 前記移動ゾーン内で第一の方向および第二の方向に移動するように構成された
移送アームであって、前記移動はそれぞれ第一のアクチュエータおよび第二のア
クチュエータにより制御される移送アームと; 前記移送アームに取付けられ、且つ前記物品を把持するように適合されたグリ
ッパと; 前記第一および第二のアクチュエータを制御するためのコントローラとを具備
し、それによって、前記移送アームの前記第一および第二の方向内での選択的移
動により、前記物品が、前記貯蔵支持アセンブリと前記ワークステーション支持
アセンブリとの間で移送されるシステム。 - 【請求項23】 物品を移送するための請求項22に記載の統合システムで
あって、前記移動ゾーンは前記第一の方向に伸びるシステム。 - 【請求項24】 物品を移送するための請求項22に記載の統合システムで
あって、前記第一の方向は、前記コンベア経路に対して実質的に平行な実質的水
平位置にあり、前記第二の方向は実質的に垂直方向であるシステム。
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