JP2009249053A - 自動倉庫 - Google Patents

Abstract

【課題】自動倉庫内のクリーン環境を保ち、保管物品の汚染を効率的に防止し、搬送中に物品が受ける振動を所定のレベル以下に保ち、物品への悪影響を効率的に防止する。
【解決手段】棚と、入出庫装置と、クリーンエアの供給用ファンフィルタユニットと、開度調整自在な排気口と、入出庫装置によって搬送と棚との間の受け渡しが自在なクリーン環境の測定用ユニット、とを備えた自動倉庫であって、予め定められた所定のルールに従って、自動倉庫内のクリーン環境と振動とを測定すると共に、ＦＦＵの送風量及び排気バルブの開度を調整し、搬送中に搬送物品が受ける振動を所定レベル以下に保つためにスタッカークレーンの動作を規制する。
【選択図】図６

Description

この発明はクリーンルーム用の自動倉庫に関し、特に自動倉庫内の環境の測定に関する。

発明者は、クリーン度の測定用のセンサを搭載したユニットを設け、入出庫装置で自動倉庫の棚に載置し、棚内の環境を測定することを提案した（特許文献１：特開２００７−１９７１９６）。これによって、各棚の環境と、入出庫装置で搬送中の物品が置かれる環境とを測定できる。発明者はさらに、環境の測定結果をクリーンエアの制御にフィードバックすることを検討して、この発明に到った。
特開２００７−１９７１９６

この発明の課題は、自動倉庫内のクリーン環境を保ち、保管物品の汚染を効率的に防止することにある。
この発明での他の課題は、搬送中に物品が受ける振動を所定のレベル以下に保ち、物品への悪影響を効率的に防止することにある。

この発明は、棚と、入出庫装置と、クリーンエアの供給用ファンフィルタユニットと、開度調整自在な排気口と、入出庫装置によって搬送と棚との間の受け渡しが自在なクリーン環境の測定用ユニット、とを備えた自動倉庫であって、
前記ユニットにより棚のクリーン環境を測定すると共に、
測定結果に応じて、前記ファンフィルタユニット及び排気口の開度の少なくとも一方を制御することにより、棚のクリーン環境を所定のレベル以上に保つための制御手段を設けたことを特徴とする。

好ましくは、予め定められた所定のルールに従って、自動倉庫内の一部の棚へのみ前記ユニットを入出庫装置で受け渡しして、受け渡しされた棚のクリーン環境を測定する。
より好ましくは、前記ユニットに振動センサを設けて、入出庫装置で搬送中にユニットが受ける振動を測定すると共に、
振動センサの測定結果に応じて入出庫装置の動作を規制し、搬送中に搬送物品が受ける振動を所定レベル以下に保つための規制手段を設ける。

またこの発明は、入出庫装置によって、搬送と棚との間の受け渡しが自在な振動測定用ユニットを備えた自動倉庫であって、
入出庫装置で搬送中の振動を振動測定用ユニットにより測定すると共に、
振動測定用ユニットの測定結果に応じて入出庫装置の動作を規制し、搬送中に搬送物品が受ける振動を所定レベル以下に保つための規制手段を設けたことを特徴とする。
好ましくは、前記振動測定用ユニットに静電気センサを設け、静電気センサでの測定結果に応じて入出庫装置の動作を規制する。

この発明では、１個あるいは少数個の測定用ユニットで、自動倉庫全体のクリーン環境を測定できるので、効率的である。そして測定結果をファンフィルタユニットや排気口の開度にフィードバックするので、各棚を所定レベル以上のクリーン度に保つことができる。
ここで所定のルールに従い、自動倉庫内の一部の棚のみのクリーン環境を順次測定していき、周囲の棚のクリーン環境を推定するようにすると、効率よく自動倉庫全体に渡ってクリーン環境を求めることができる。

また測定用のユニットに振動センサを設け、振動の測定結果に応じて入出庫装置の動作を規制すると、搬送中に搬送物品が受ける振動を所定レベル以下に保ち、振動による搬送物品への悪影響を防止できる。
さらに測定用ユニットに静電気センサを設け、入出庫装置の動作を規制すると、搬送中の物品の帯電量を所定レベル以下に保つことができる。

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。

図１〜図６に、実施例の自動倉庫２を示す。自動倉庫２はクリーンルーム内に設けられ、図１において、４，５はラックで、６は入出庫装置としてスタッカークレーンで、コンベヤなどの他の搬送装置でもよい。８はスタッカークレーン６の走行レールで、１０はスタッカークレーン６の走行スペースである。なお走行スペース１０の一方にのみラックを設けても良く、またラック４，５の一部を半導体やフラットパネルディスプレイなどの処理装置で置き換えてもよい。

図２などに示すように、スタッカークレーン６は、台車１２とマスト１５に沿って昇降する昇降台１４とを備え、昇降台１４はスライドフォークやスカラアームなどの移載装置１６を備えている。また昇降台１４と移載装置１６との間に、移載装置１６を物品と共に回転させるためのターンテーブルなどを設けてもよい。自動倉庫２の天井部と、自動倉庫２の側面で例えば最下段の棚の背面側とに、ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）１８を設け、クリーンエアを供給する。図１では、棚２２と等しいピッチでＦＦＵ１８を設けているように示すが、ＦＦＵ１８の実際の配置は任意である。またＦＦＵ１８を最下段の棚の背面側に設けるのは、天井部のＦＦＵからのクリーンエアの気流がラックの下部までは達しにくいことと、スタッカークレーン６の走行風が侵入するのを防止するためである。

ラック４，５の例えば１箇所に充電ステーション１９を設け、測定ユニット２４を充電できるようにする。充電ステーション１９にはこれ以外に、測定ユニットとの間の通信インターフェースを設けて、測定ユニットからデータを取得してもよい。２０は地上側コントローラで、ＦＦＵ１８や後述の排気バルブの開度、スタッカークレーン６などを制御する。２２は棚で、例えば半導体カセットやフラットパネルディスプレイなどのカセットを保管し、保管物品の種類は任意である。実施例ではフラットパネルディスプレイを保管するものとし、棚２２の段数を２〜３段程度にしてある。２６は、自動倉庫２の床面付近に設けた排気バルブで、開度を調整自在で、２８はリターン流路で、排気バルブ２６から環流したエアをＦＦＵ１８へ供給する。

図３に測定ユニット２４の構成を示す。２９は適宜のフレームで、例えば測定ユニット２４は上下２段に仕切られている。なお測定ユニット２４の上下の仕切りを無くし、あるいは３段以上に仕切ってもよい。仕切りにより各高さ位置における気流の変化を検出でき、また高さ方向の気流を抑制することにより気流を水平に整えることができる。測定ユニット２４の上下の各段ではトレーサ３０を上部から吊るし、トレーサ３０は糸３２とその下端に設けた風受け３４並びに反射体３６で構成されている。風受け３４は例えば開口３５を設けた円錐状であり、反射体３６と共に移動する。トレーサ３０では、棚内や昇降台上での弱い気流を風受け３４で受けて大きく変位させ、気流の向きと強さを正確に求める。風受け３４の形状は円錐状に限らず、円筒状などでもよく、風受け３４や反射体３６の下方に糸３２が延びていてもよい。また反射体３６を設けず、風受け３４自体の位置を撮像してもよい。

３８はストロボ付きカメラで、自動倉庫２内の空間は一般に暗いのでストロボを設ける。なおストロボはカメラ３８とは別体に設けてもよい。そしてストロボ付きカメラ３８で例えば下から上向きに、あるいは上から下向きに反射体３６を撮像する。クリーンエアによって反射体３６が移動する範囲は、同じカメラ３８の視野から外れない範囲なので、カメラの画像から個々の反射体３６を区別できる。また例えば１つのカメラ３８で複数の反射体３６を撮像する。

４０はパーティクルカウンタで、例えば測定ユニット２４の上下各段を流れるパーティクルの数とそのサイズとを測定する。４２は距離センサで、ユニット２４が置かれた棚の支柱などとの距離を測定し、ユニット２４の受け渡し位置の精度を検出する。

４４は振動センサで、ユニット２４の例えば下段中央に設けるが、各段に設けてもよい。振動センサ４４は例えば加速度センサから成り、好ましくはユニット２４が受ける振動をｘ方向，ｙ方向，ｚ方向のそれぞれについて測定する。４６は静電気センサで、設けなくてもよい。静電気センサ４６は、保管物品であるフラットパネルディスプレイのガラス基板の帯電状況などを検出する。ガラス基板はイオンを含んだクリーンエアとの接触や、搬送中に図示しないカセットのガラス支持部材と摩擦することによって帯電する。ガラス基板が帯電するとガラス基板上の回路やトランジスタなどが損傷することがある。そしてガラス基板の帯電で周囲に電界が生じ、この電界を静電気センサ４６で測定する。静電気センサ４６は電界の方向なども測定してもよいが、実施例では単に電界の強さのみを測定する。

４８は電源ユニットで、カメラ３８やパーティクルカウンタ４０、振動センサ４４，静電気センサ４６等の電源であり、例えば前記の充電ステーション１９で充電される。５０は通信インターフェースで、例えば自動倉庫に設けた図示しない無線ＬＡＮとの間で通信し、もしくはスタッカークレーンの昇降台上に置かれた際にスタッカークレーンと通信する。あるいはこれらに代えて、充電ステーションに設けた通信インターフェースとの間で通信してもよい。通信では、測定結果をユニット２４側から送出し、測定に関する指示を相手側から受信する。

図４にクレーンコントローラ５２の構成を示す。クレーンコントローラ５２はスタッカークレーンの機上コントローラで、スタッカークレーンの走行と昇降台の昇降並びに移載装置の動作を制御し、他に測定ユニットを測定対象の棚へ搬送するため、測定する棚のパターンを記憶する。全棚チェックパターン記憶部５４では、自動倉庫内の全ての棚に対して測定ユニットを受け渡しし、全ての棚のクリーン環境を測定するように、測定ユニットの搬送パターンを記憶する。なおクリーン環境の測定には、パーティクルのカウント、気流の流速及び方向の測定、振動や静電気の測定が含まれる。

間引きチェックパターン記憶部５６では、自動倉庫の全域に渡って分布するように、かつ全ての棚ではなく一部の棚のみについてクリーン環境を測定するように、クリーン環境を測定する棚のパターンを記憶する。間引きチェックパターンで測定する棚は固定でなく、毎回異なっても良い。周辺棚チェックパターン記憶部５８は、クリーン環境に問題のある棚が検出された載荷、その周辺のどの棚を測定対象とするかのパターンを記憶する。

クレーン動作チェック記憶部６０は、台車の走行や加減速、昇降台の昇降や加減速、移載装置の動作によって、クリーン環境がどのように変化するかをチェックするためのパターンを記憶する。このパターンでは、例えば測定ユニットを棚に載置し、走行や昇降、移載装置の動作等の条件を変えて、スタッカークレーンを測定ユニットを載置した棚の周辺で繰り返し動作させる。また測定ユニットを昇降台に載置し、走行や昇降、移載装置の動作等の条件を変えて、スタッカークレーンを繰り返し動作させる。これらの間に測定ユニットではクリーン環境を測定する。ユニット通信インターフェース６２は、測定ユニットと通信するためのインターフェースで、特に設けなくてもよい。クレーン規制部６４は、振動や静電気などの測定結果に応じて、クレーンの動作速度や加減速度などを規制する。

実施例の動作を示す。自動倉庫２の竣工時や大規模なメンテナンス時などに、全ての棚に対してクリーン環境を測定する。スタッカークレーンで各棚に測定ユニットを載置し、棚でのパーティクルの数や分布と、気流の分布及びその速度、測定ユニットの載置精度や、静電気の程度を測定する。またスタッカークレーンで測定ユニットを搬送している際や移載時に、パーティクルの数や分布と、気流の分布及びその速度、測定ユニットの位置精度、測定ユニットが受ける振動や静電気を測定する。

これらの結果を無線ＬＡＮなどから地上コントローラへ送出し、問題となるレベルのデータが有れば、メンテナンスを施して調整する。次にパーティクルカウンタの測定結果や気流の向きと風速の測定結果に基づき、ファンフィルタユニットの送風量や排気バルブの開度を調整して、全ての棚が所定以上のクリーン度に保たれるようにする。なお気流が強すぎる場合、ガラス基板などの物品が帯電することがあるので、静電気の測定結果に応じてもファンフィルタユニットや排気バルブの開度を調整する。搬送中の測定ユニットの振動や静電気の程度に応じて、クレーンの動作を規制する。ここで許容レベル以上のパーティクルが有る場合や、気流の向きや強さが以上である場合、あるいは異常な振動や異常な静電気などがある場合、トラブルとしてスタッカークレーンを調整する。そしてこれらの原因を解明するため、スタッカークレーンの動作条件を変えて、スタッカークレーンの動作と以上との関係を解明する。

図６に点検時のパターンを示す。点検は自動倉庫の竣工後、適宜のタイミングで例えば定期的に行い、間引きチェックパターン記憶部で発生したチェックパターンに従って、所定の棚に測定ユニットを載置し、クリーン度や振動や静電気の程度などを測定し、またユニットの載置精度を測定する。次に例えば測定ユニットを１つの棚に載置したままとして、台車の走行や加減速、昇降台の昇降と加減速、移載装置の動作などによる、気流の変化やパーティクルの数やサイズの変化などを測定し、クレーンの動作によるクリーン環境への影響を測定する。さらにスタッカークレーンで測定ユニットを搬送し、搬送中の振動やクリーン度並びに静電気の程度などを測定する。

ここで問題となるデータが有れば原因を解明し、特に問題のあった棚の周囲の棚に対しても測定ユニットを載置して測定する。そして解明結果に応じてメンテナンスなどを施す。またトラブルがない場合でも、各棚が均一なクリーン度に保たれるようにファンフィルタユニットの送風量や排気バルブの開度を調整する。さらに搬送中の振動の程度や静電気の程度などに応じて、クレーン規制部により、台車の最大走行速度や最大加減速度、昇降台の最大昇降速度や最大昇降加減速度、移載速度などに対する規制を施す。

実施例では以下の効果が得られる。
(1) １つの測定ユニット２４を用いて、自動倉庫２内の全てのクリーン環境を測定できる。
(2) 測定結果をファンフィルタユニットや排気バルブの開度にフィードバックするので、各棚のクリーン環境を所定レベル以上に保つことができる。
(3) スタッカークレーンで搬送中に物品が受ける振動の程度や静電気の程度、並びに気流の向きと速さ、及びパーティクルの数などを測定し、クレーンの走行速度などを規制するので、搬送中に物品が受ける影響を小さくできる。
(4) 自動倉庫の竣工時などには全ての棚に対してクリーン環境を測定し、その後は一部の棚に対してのみ測定を行うことにより、効率的にクリーン環境を測定できる。

実施例の自動倉庫の平面図 実施例の正面図 実施例で用いる測定ユニットの側面図 実施例でのクレーン制御部のブロック図 実施例での全棚チェックのアルゴリズムを示すフローチャート 実施例での点検時のアルゴリズムを示すフローチャート

符号の説明

２ 自動倉庫
４，５ ラック
６ スタッカークレーン
８ 走行レール
１０ 走行スペース
１２ 台車
１４ 昇降台
１５ マスト
１６ 移載装置
１８ ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）
１９ 充電ステーション
２０ 地上側コントローラ
２２ 棚
２４ 測定ユニット
２６ 排気バルブ
２８ リターン流路
２９ フレーム
３０ トレーサ
３２ 糸
３４ 風受け
３６ 反射体
３８ ストロボ付きカメラ
４０ パーティクルカウンタ
４２ 距離センサ
４４ 振動センサ
４６ 静電気センサ
４８ 電源ユニット
５０ 通信インターフェース
５２ クレーンコントローラ
５４ 全棚チェックパターン記憶部
５６ 間引きチェックパターン記憶部
５８ 周辺棚チェックパターン記憶部
６０ クレーン動作チェックパターン記憶部
６２ ユニット通信インターフェース
６４ クレーン規制部

Claims (5)

1. 棚と、入出庫装置と、クリーンエアの供給用ファンフィルタユニットと、開度調整自在な排気口と、入出庫装置によって搬送と棚との間の受け渡しが自在なクリーン環境の測定用ユニット、とを備えた自動倉庫であって、
   前記ユニットにより棚のクリーン環境を測定すると共に、
   測定結果に応じて、前記ファンフィルタユニット及び排気口の開度の少なくとも一方を制御することにより、棚のクリーン環境を所定のレベル以上に保つための制御手段を設けたことを特徴とする、自動倉庫。
2. 予め定められた所定のルールに従って、自動倉庫内の一部の棚へのみ前記ユニットを入出庫装置で受け渡しして、受け渡しされた棚のクリーン環境を測定するようにしたことを特徴とする、請求項１の自動倉庫。
3. 前記ユニットに振動センサを設けて、入出庫装置で搬送中にユニットが受ける振動を測定すると共に、
   振動センサの測定結果に応じて入出庫装置の動作を規制し、搬送中に搬送物品が受ける振動を所定レベル以下に保つための規制手段を設けたことを特徴とする、請求項２の自動倉庫。
4. 入出庫装置によって、搬送と棚との間の受け渡しが自在な振動測定用ユニットを備えた自動倉庫であって、
   入出庫装置で搬送中の振動を振動測定用ユニットにより測定すると共に、
   振動測定用ユニットの測定結果に応じて入出庫装置の動作を規制し、搬送中に搬送物品が受ける振動を所定レベル以下に保つための規制手段を設けたことを特徴とする、自動倉庫。
5. 前記振動測定用ユニットに静電気センサを設けると共に、静電気センサでの測定結果に応じて前記規制手段により入出庫装置の動作を規制するようにしたことを特徴とする、請求項４の自動倉庫。
   

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