JP2010256170A

JP2010256170A - 測定ユニットと搬送システム

Info

Publication number: JP2010256170A
Application number: JP2009106585A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Matsuba; 克己松葉
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2009-04-24
Filing date: 2009-04-24
Publication date: 2010-11-11
Anticipated expiration: 2029-04-24
Also published as: KR20100117507A; TW201038456A; DE102010017939A1; US8285507B2; DE102010017939B4; KR101431579B1; US20100274513A1; CN101871796A; TWI480569B; JP4743454B2

Abstract

【課題】測定ユニットとの通信手段を欠く搬送装置で測定ユニットを搬送して環境データを測定しても、測定データにユニットの状態データを付加できるようにする。また、無線ＬＡＮなどの測定ユニットが利用できる通信経路が無い場合でも、測定ユニットから測定データを取り出せるようにする。
【解決手段】環境センサを搭載し、かつ搬送装置で搬送自在な測定ユニットであって、環境センサからの測定データを、測定ユニットの状態と紐付け自在に記憶するようにした測定ユニットにある。紐付けは、例えば測定データと、搬送装置などから得られる測定ユニットの状態データとを、時刻データなどで紐付け、紐付けの手法自体は任意である。
【選択図】図１

Description

この発明は環境データを測定するための測定ユニット及び搬送システムに関し、特に周囲の環境、即ちユニットが置かれた状態が不明なまま測定ユニットが測定したデータを、解析できるようにすることに関する。

発明者は、パーティクルセンサ及び振動センサ等を搭載した測定ユニットを、スタッカークレーンなどの搬送装置で搬送することにより、搬送中及び棚などに保管中の環境データを取得することを提案した（特許文献１：JP4186123B）。特許文献１では、ユニットはスタッカークレーンなどの搬送装置へ測定データを出力し、搬送装置側で測定データにユニットの状態などのデータを付加して、システムコントローラへ出力する。しかしユニットとの通信装置を備えていない搬送装置では、ユニットは搬送中か保管中かなどの状態が分からないので、これらのデータを付加できない。従って地上側で測定データを解析できない。このため測定ユニットとの通信手段を備えていない搬送装置では、測定ユニットを用いた環境測定が行えない。

JP4186123B

この発明の課題は、測定ユニットとの通信手段を欠く搬送装置で測定ユニットを搬送して環境データを測定しても、測定データにユニットの状態データを付加できるようにすることにある。
この発明での追加の課題は、無線ＬＡＮなどの測定ユニットが利用できる通信経路が無い場合でも、測定ユニットから測定データを取り出せるようにすることにある。

この発明は、環境センサを搭載し、かつ搬送装置で搬送自在な測定ユニットであって、環境センサからの測定データを、測定ユニットの状態と紐付け自在に記憶するようにした測定ユニットにある。紐付けは、例えば測定データと、搬送装置などから得られる測定ユニットの状態データとを、時刻データなどで紐付け、紐付けの手法自体は任意である。

この発明の測定ユニットでは、測定ユニットの状態データを測定データと紐付けることができるので、測定データ自体にユニットの状態データを含める必要が無い。従って搬送装置との通信ができない状況で測定したデータでも、搬送装置の動作などからどのような状態で測定したデータであるかを後で解析できる。

好ましくは測定ユニットに、前記測定データを書き込むための着脱自在な電子記憶媒体、例えばＵＳＢメモリ、コンパクトフラッシュ(登録商標)メモリなどと、これらの記憶媒体への書き込み端末とを設ける。このようにすると、電子記憶媒体を介して測定データをコントローラへ入力でき、測定ユニットとコントローラとを接続する無線ＬＡＮなどが無い搬送システムでも、測定ユニットのデータの解析ができる。

また好ましくは測定ユニットに、タイマと、タイマの時刻データを校正するための時刻信号の受信手段とを設けて、前記測定データを時刻データと共に記憶することにより、測定ユニットの状態と紐付け可能にする。このようにすると、校正済みのタイマからの時刻データを用いて、測定ユニットの状態データと簡単に紐付けることができる。

またこの発明は、搬送装置と、環境センサを搭載し、搬送装置で搬送自在で、かつ環境センサからの測定データを時刻データと共に記憶する測定ユニットと、搬送装置で搬送する測定ユニットの状態データを時刻データと共に記憶し、かつ測定データと前記状態データとを時刻データにより紐付けるコントローラとを備えた搬送システムにある。

この発明の搬送システムでは、搬送装置により測定ユニットを搬送し、測定データを時刻データと共にコントローラへ入力する。また搬送装置の状態データを時刻データと共に記憶し、時刻データにより、測定データと状態データとを紐付ける。このため測定ユニットと搬送装置との通信無しで、測定データを測定ユニットの状態と対応させることができる。

実施例の測定ユニットのブロック図実施例の測定ユニットを収納したカセットの正面図環境データを取得する搬送システムの例を示す図実施例の解析用コンピュータのブロック図実施例の測定ユニットでの処理を示す図実施例の搬送装置での処理を示す図実施例の解析用コンピュータでの処理を示す図実施例での、測定データと測定ユニットの位置及び状態の紐付けを模式的に示す図

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８に、実施例を示す。図１に測定ユニット２を示し、４は通信部で、アンテナ５を介して後述の無線ＬＡＮを介して無線通信する。６はＣＰＵ（Central Processing Unit）で、測定ユニット２内のデータ処理を行い、７はＵＳＢインターフェースで、ＵＳＢメモリ８からの読み出しと書き込みとを行う。ＵＳＢメモリ８に測定ユニット２で測定した測定データと時刻データとを書き込み、これ以外にＵＳＢメモリ８から測定指令を読み出しても良い。ここで測定指令は、測定を行う時間範囲と測定データの種類、例えば全ての環境センサを用いて測定するか、指定した環境センサのみを用いるかと、その場合どのセンサを用いるか、及び測定データをＵＳＢメモリ８に書き込む時間間隔からなっている。このように測定指令は、測定条件の指定でもある。なお無線ＬＡＮを利用できる環境では、出力データをＵＳＢメモリ８に書き込む代わりに、アンテナ５から無線ＬＡＮに出力しても良く、また測定指令をアンテナ５から受信し、あるいはユーザインターフェース１５から入力しても良い。９は電源装置で、バッテリーパック１０からの電力により、測定ユニット２の各部を駆動し、１１はタイマで、アンテナ５から取得したタイムスタンプデータで時刻を校正すると共に、その後の経過時間をカウントすることにより各時点での時刻を求め、測定データと共にＵＳＢメモリ８もしくはアンテナ５へ出力する。１２はＩＤタグで、バーコードラベルあるいはＲＦタグなどである。

１５はユーザインターフェースで、例えばタッチパネル、あるいはＬＥＤと入力用のスイッチとの組み合わせなどから成り、測定開始と測定するデータ項目及び測定終了を入力し、あるいはこれらに加えて測定指令などを入力する。またユーザインターフェース１５は、測定ユニット２が測定中か待機中か、及びバッテリーパック１０の残量などを表示する。パーティクルカウンタ１６は、測定ユニット２内を通過する気流中のパーティクルの数をカウントすることにより、パーティクルの密度を求め、振動センサ１７は加速度センサで構成され、測定ユニット２が受ける振動を検出する。ローパスフィルタ１８は、振動センサ１７から低周波信号を取り出し、振動センサ１７の低周波信号は測定ユニット２が搬送される際に受ける加速度に対応するので、測定ユニット２が静止中か搬送中かを判別できる。

マイクロフォン１９は周囲の騒音などを検出し、振動センサ１７で検出した振動を解析する際に、周囲に高周波の騒音がある、突発的な強い騒音がある、低周波の騒音がある、騒音がない、などの補助データを提供して、振動の原因を解析しやすくする。風速気温センサ２０は、測定ユニット２内を通過する気流の風速及び気温を検出し、風速は好ましくは風速の絶対値と向きからなるデータで、例えばクリーンルーム内のクリーンエアの風速と分布とを測定する。また測定ユニット２を棚などに配置した状態で、風速気温センサ２０は測定ユニットの周囲を搬送装置が通過する際の、走行風の速度と向きとを測定する。なおパーティクルカウンタ１６〜風速気温センサ２０はそれ自体としては公知で、また測定ユニット２に搭載するセンサの種類は任意である。

図２は測定ユニット２を収納したカセット２２を示す。カセット２２は例えばＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）搬送用のカセットであるが、半導体基板の搬送用のＦＯＵＰを骨格のみのスケルトン状にして６面とも通風自在にしたカセットなどでも良い。なお測定ユニット２を、カセットではなく、バケット，パレットなどの搬送システムで用いるキャリアに搭載しても良い。カセット２２はスケルトン状の骨格で構成され、周囲６面を気流が通過自在である。そして例えばカセット２２の正面から、ユーザはバッテリーパック１０の交換、ＵＳＢメモリ８の着脱、ユーザインターフェース１５の操作、などができる。またカセット２２は図３の天井走行車、無人搬送車、コンベヤ及びスタッカークレーンなどで搬送できる。

図３に環境データの測定対象となる搬送システムのレイアウトの一例を示す。３０は天井走行車システムで、クリーンルーム内の天井付近に沿って設けた走行レールに沿って、複数台の天井走行車３１を周回走行させる。３２はストッカで、例えば左右一対の棚３４，３４の間をスタッカークレーン３３が走行し、カセット２２を出し入れする。ストッカ３２は、作業者が手押車（ＭＧＶ：Manual Guided Vehicle）でカセット２２を出し入れするための、ＭＧＶポート３６を備えている。作業者はＭＧＶポート３６において、測定ユニット２のバッテリーの交換、ＵＳＢメモリの着脱、ユーザインターフェース１５の操作などを行う。なおＭＧＶポート３６に、無線ＬＡＮの地上局としてのアンテナ３８及びＵＳＢインターフェース４０を設けて、測定ユニット２と無線通信すると共に、ＵＳＢメモリ８の読み出しと書き込みとを行うようにしても良い。

４２はコンベヤ、４４は地上を走行する無人搬送車、４５はＦＰＤなどの処理装置で、例えばロードポート４６を介して天井走行車システム３０との間でカセットの受け渡しなどを行い、４７はバッファでカセットを一時保管する。

搬送システムのコントローラについて説明すると、４８はストッカコントローラで、ストッカ３２内の在庫管理と、スタッカークレーン３３の制御、及びＭＧＶポート３６への測定ユニットを収納したカセット及び他のカセットの搬出入を管理する。５０はコンベヤコントローラで、コンベヤ４２を管理し、無人搬送車コントローラ５２は無人搬送車４４を管理し、天井走行車コントローラ５４は天井走行車システム３０とバッファ４７上のカセットとを管理する。コントローラ４８〜５４は、搬送システム全体のコントローラであるシステムコントローラ５６により管理されている。解析用コンピュータ６２は、測定ユニット２から得られた時刻データ付きの測定データと、コントローラ４８〜５６から得られた測定ユニット２の時刻付きの位置及び状態のデータとを照合（紐付け）し、測定データに対し測定ユニット２の位置及び状態のデータを付加する。例えば棚に保管中の場合は、位置は棚アドレスで指定され、状態は保管中で、また天井走行車３１で搬送中の場合は、状態は荷積み中、搬送中、荷下ろし中などであり、位置は搬送過程での測定ユニット２の位置である。

解析用コンピュータ６２はコントローラ４８〜５６からのデータを用いて、測定ユニット２からのデータにユニットの位置と状態のデータを付加し、付加したデータにより搬送システムの環境を解析する。環境の解析対象はクリーン度（パーティクル密度）、気流の向きと速さ（風速）、搬送中の振動の程度、気温などで、測定位置は搬送装置上と棚３４中、バッファ４９上、ロードポート４６上などの任意の位置である。システムコントローラ５６のタイムサーバ５８は搬送システム全体の基準時刻となるタイムスタンプデータを発生させる。そしてコントローラ４８〜５６及び解析用コンピュータ６２はＬＡＮ６０に例えばハブ６１を介して接続され、スタッカークレーン３３，天井走行車３１などの搬送装置は各々のコントローラからタイムスタンプデータを受信する。なおＬＡＮ６０以外に、搬送システムの各部に無線ＬＡＮの地上局を設けて、任意の位置でコントローラ４８〜５６のいずれかと無線通信可能にしても良い。

図４に解析用コンピュータ６２の構成を示し、６４は照合解析部で測定ユニット２のＵＳＢメモリ８からの時刻付きの測定データとコントローラ４８〜５６からの時刻データ付きの位置と状態のデータとを紐付けて、測定データに位置と状態のデータを付加する。ＬＡＮインターフェース６５は地上側のＬＡＮとのインターフェースで、コントローラ４８〜５６から測定ユニットを収納したカセットの時刻付きの位置及び状態のデータと、システムコントローラ５６からのタイムスタンプデータを受信するため等に用いる。ＵＳＢインターフェース６６は測定ユニットから取り出したＵＳＢメモリからの読み出し、あるいは読み出しと書き込みとを行う。ユーザインターフェース６７は、ＵＳＢメモリへ測定指令を入力するなどの操作を行う。

図５に測定ユニット２での処理を示し、ＭＧＶポート３６にユニット２を、作業者がマニュアルであるいはスタッカークレーンなどにより自動的にセットする。作業者はバッテリーパック１０の交換やスタート入力などの処理を行い、測定ユニット２は無線ＬＡＮを介して時刻データ（タイムスタンプ）を取得し、これに基づいてタイマを時刻合わせする。

測定を開始すると、測定ユニット２は例えば所定の時間間隔で指定された測定データを取得し、時刻データと共にＵＳＢメモリ８に書き込み、あるいは無線ＬＡＮなどへ出力する。ここで振動センサ１７の出力をローパスフィルタ１８で処理し、例えば１秒以上持続する加速度を検出すると、搬送中であることが分かり、所定時間以上持続時間の長い加速度を検出しないと、静止中であることが分かる。これは測定ユニット２を搬送する場合、昇降や走行、移載などにより、例えば１秒以上持続する加速度が加わるためである。そこで搬送中の場合、例えば測定間隔を１秒毎、５秒毎などに短縮し、静止中の場合、測定間隔を例えば１０秒毎、１分毎などに延長し、測定項目から振動を除外するなどのように測定項目を変更する。測定ユニット２のタイマはタイムスタンプデータで時刻合わせされており、ＵＳＢインターフェース７は時刻データと共に測定データをＵＳＢメモリ８に書き込む。このためＵＳＢメモリ８のデータは、図５の右側に示すように、時刻と測定データとから成るレコードの配列となる。

測定を終了する場合、搬送装置はＭＧＶポート３６へ測定ユニットを移載し、例えば作業者が測定終了を入力した、ＵＳＢメモリ８に書き込まれた測定終了時刻に達した、あるいはバッテリーロウを検出したなどにより、測定を終了する。作業者はＵＳＢメモリ８を測定ユニット２から取り外し、解析用コンピュータ６２のＵＳＢインターフェース６６にセットして、ＵＳＢメモリ８からデータを読み出す。なお任意の位置で無線ＬＡＮが利用できる場合等には、測定データをＵＳＢメモリ８ではなく無線ＬＡＮで出力しても良い。

図６に搬送装置側での処理を示し、搬送装置は測定ユニット２のＩＤを読み取り、読み取ったＩＤをその搬送装置を管理するコントローラ（該当コントローラ）へ報告（送信）し、該当コントローラは測定ユニットに関する搬送指令を実行するように搬送装置を制御する。測定ユニット２を搬送する間、搬送装置側で生じたイベントと位置、例えば荷積みの開始と荷積みの終了及び荷積みステーションなどのＩＤ、走行の開始と終了及び走行中の位置、荷下ろし開始と荷下ろし終了及び荷下ろしステーションなどのＩＤ、等のデータに各々の時刻を付加して、搬送装置は該当コントローラへ報告し、該当コントローラが記憶する。位置とイベントの記憶は、コントローラ４８〜５４が搬送装置を制御するために、従来から実行されているものである。測定ユニット２の搬送を終了すると、棚３４、ＭＧＶポート３６、あるいは次の搬送装置との受け渡し用のステーション、などに測定ユニット２を荷下ろしし、荷下ろしした位置と最後のイベント（荷下ろし）及びその時刻を該当コントローラは記憶する。

図７に解析用コンピュータ６２側の処理を示す。解析用コンピュータ６２の照合解析部６４では、測定ユニット２からのデータと搬送装置からのデータとを、時刻データをキーとして照合する。即ちいずれのデータにも時刻データが付加され、これらのデータはタイムスタンプにより時刻合わせがされているので、測定データが得られた際の測定ユニット２の位置及び状態を推定できる。そこで測定ユニット２からのデータにユニット２の位置と状態とを付加し、これに基づいて測定データを解析する。実施例では測定ユニット２の位置と状態を測定データに紐付けるが、最小限、荷積中、搬送中、荷下中、保管中などの状態を紐付ければよい。

図８に測定データと搬送装置からのデータの照合例を示し、横軸は時刻で、図８の横軸の刻み毎に測定データが得られているものとする。測定データは多種類のデータであるが、そのうちの１種類のデータを図８に示し、搬送装置からはイベントの開始時刻と終了時刻及びイベントが生じた位置が時刻と共に報告され、測定データとイベントとを時刻データをキーに照合することにより、図８の下側のように、各時刻での測定ユニットの位置及び状態を決定できる。ここで測定データが得られた時刻での、搬送装置の位置（測定ユニット２の位置）と状態とは不明で、その前後の時刻での位置が分かる場合、前後の位置を補間することにより測定ユニット２の位置を推定できる。また一般に搬送装置は状態が変化したことをイベントとして報告するので、前後の時刻での状態が異なる場合、前側の時刻での状態が測定ユニット２の状態である。

実施例の動作を示す。測定ユニット２をＭＧＶポート３６などにセットし、ユーザインターフェース１５などから測定スタートを入力すると測定ユニット２は測定を開始し、時刻データと測定データとを記憶する。そして所定時間以上続く加速度信号から搬送に伴う加速度の有無を検出し、これに伴って測定間隔を変更する。搬送装置は該当コントローラからの指令に従って測定ユニット２を搭載し、測定ユニット２のＩＤを読み取り、該当コントローラ側へ報告することにより、搬送指令を受信する。これによって、環境データを測定する必要がある経路に沿って、測定ユニット２を搬送することができる。搬送装置は、搬送指令に従って測定ユニット２を搬送し、この間イベントの発生及び終了時刻と内容、及び走行中の位置を搬送装置のコントローラへ報告する。解析用コンピュータ６２は搬送装置のコントローラ４８〜５４あるいはシステムコントローラ５６から搬送装置の位置と状態のデータを時刻データと共に受信し、照合解析部６４により測定ユニット２のＵＳＢメモリ８からの時刻付きの測定データと照合し、環境データを解析する。

一般に測定ユニット２は搬送装置と直接通信できないので、測定ユニット２の位置及び状態は測定ユニット２にとって不明である。この発明では、搬送装置と測定ユニットとが時刻合わせした時刻データを共有し、システムコントローラでこれらの時刻データをキーに、測定ユニット２の位置と状態を測定データに追付加することにより、測定データの解析が可能になる。このため測定ユニット２との通信ができない搬送装置を用いた既存の搬送システムに対しても、環境データを容易に測定できる。

実施例では既存の搬送システムに対しても、例えば解析コンピュータ６２を追加することで、測定ユニット２による環境測定ができる。なおＭＧＶポート３６などでは、測定ユニット２との接続用のコネクタを設けて、タイムスタンプデータを無線通信ではなく有線通信で供給しても良い。実施例ではクリーンルーム内のクリーン度と振動、風速、気温などを測定したが、これに代えて化学工場でのガス濃度及び気温などを測定しても良い。

２測定ユニット
４通信部
５，３８アンテナ
６ＣＰＵ
７，４０ＵＳＢインターフェース
８ＵＳＢメモリ
９電源装置
１０バッテリーパック
１１タイマ
１２ＩＤタグ
１５ユーザインターフェース
１６パーティクルカウンタ
１７振動センサ
１８ローパスフィルタ
１９マイクロフォン
２０風速気温センサ
２２カセット
２４フランジ
３０天井走行車システム
３１天井走行車
３２ストッカ
３３スタッカークレーン
３４棚
３６ＭＧＶポート（手押車用ポート）
４２コンベヤ
４４無人搬送車
４５処理装置
４６ロードポート
４７バッファ
４８ストッカコントローラ
５０コンベヤコントローラ
５２無人搬送車コントローラ
５４天井走行車コントローラ
５６システムコントローラ
５８タイムサーバ
６０ＬＡＮ
６１ハブ
６２解析用コンピュータ
６４照合解析部
６５ＬＡＮインターフェース
６６ＵＳＢインターフェース
６７ユーザインターフェース

Claims

環境センサを搭載し、かつ搬送装置で搬送自在な測定ユニットであって、環境センサからの測定データを、測定ユニットの状態と紐付け自在に記憶するようにした測定ユニット。
前記測定データを書き込むための着脱自在な電子記憶媒体と、該記憶媒体への書き込み端末とを設けたことを特徴とする、請求項１の測定ユニット。
タイマと、タイマの時刻データを校正するための時刻信号の受信手段とを設けて、前記測定データを時刻データと共に記憶することにより、測定ユニットの状態と紐付け可能にしたことを特徴とする、請求項１または２の測定ユニット。
搬送装置と、
環境センサを搭載し、搬送装置で搬送自在で、かつ環境センサからの測定データを時刻データと共に記憶する測定ユニットと、
搬送装置で搬送する測定ユニットの状態データを時刻データと共に記憶し、かつ測定データと前記状態データとを時刻データにより紐付けるコントローラとを備えた搬送システム。