JP3932575B2

JP3932575B2 - Storage shelf equipment

Info

Publication number: JP3932575B2
Application number: JP25068396A
Authority: JP
Inventors: 達雄椿; 達也久米橋
Original assignee: アシストシンコー株式会社
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2016-09-20
Also published as: JPH1098094A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にクリーンルームに設置される保管棚装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造は、「クリーンルーム」と呼ばれる特殊な部屋で行われる。この部屋は、クリーンな状態を維持するために、次のような構造になっていることが多い。
（１）天井からフィルタを通した清浄な空気を吹き出すようになっている。
（２）床は「グレーチング」と呼ばれる「すのこ状」の板、あるいは「パンチングメタル」と呼ばれる複数の空気貫通穴をもつ板から構成されている。半導体製造のための装置は、通常、この床面上に設置される。
（３）床下は、天井からの空気の流れが床面を通過しやすいように、また、クリーンルームを運転するための機械類を納めるために大きな空間になっている。
【０００３】
ところで、クリーンルームは、単位面積当たりのコスト（建設費、維持費とも）が高いので、極力、床面積を有効に使用したいという要求がある。
【０００４】
半導体製造の工程上必要な設備として、製造過程にある半導体材料（ウェーハ）を一時保管しておく「ストッカ（保管棚装置）」がある。先の理由により、ストッカは、できるだけ小さな占有面積で、できるだけ多くのウェーハを保管できることが望まれる。
【０００５】
従来のストッカは、他の半導体製造装置と同様に、クリーンルームの床面上に設置されている。図９は従来のストッカの構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【０００６】
このストッカ２００は、クリーンルームのグレーチング床Ｇ上に設置されており、外壁構造をなす筐体２０１に、平面状の左右の保管棚ユニット２０２を間隔をおいて対面配置している。保管棚ユニット２０２には、水平方向及び上下方向に格子状に多数の保管部２０３が確保されており、各保管部２０３に保管物Ｈを格納できるようになっている。また、保管棚ユニット２０２間の端部に位置させて、筐体２０１には、外部との間で保管物Ｈを出し入れするための受け渡し部（Ｉ／Ｏポート）２０５が設けられている。
【０００７】
左右の保管棚ユニット２０２の間には、受け渡し部２０５と保管部２０３との間で保管物Ｈの移載を行うスタッカ（移載装置）２１０が設備されている。
このスタッカ２１０は、保管棚ユニット２０２の間を通って水平方向に延びる走行レール２１１と、走行レール２１１上を走行する走行台車２１２の上に立設された昇降コラム２１５と、昇降コラム２１５に支持され昇降駆動される昇降台２１６と、昇降台２１６上に装備された２軸水平ロボット２１７とからなり、２軸水平ロボット２１７の先端のハンドによって保管物Ｈを把持するようになっている。
【０００８】
このストッカ２００における保管物Ｈの入庫手順は以下の通りである。
（１）予め、スタッカ２１０は、２軸水平ロボット２１７のアームを縮めた状態で例えば初期位置に待機している。
（２）その状態で、人手またはロボット等により、受け渡し部２０５に保管物Ｈを置く。
（３）移載の指令により、スタッカ２１０が動作し、待機位置から走行および昇降を行って、昇降台２１６を受け渡し部２０５まで移動させる。
（４）受け渡し部２０５に昇降台２１６が移動したら、２軸水平ロボット２１７のアームを伸ばし、ハンドを受け渡し部２０５内に挿入する。
（５）そして、保管物Ｈをハンドでつかむ。
（６）その状態で、２軸水平ロボット２１７のアームを縮め、保管物Ｈをストッカ２００内に引き込む。
（７）次いで、走行および昇降を行い、保管物Ｈを、保管すべき保管部２０３の位置まで移動する。
（８）移動したら、２軸水平ロボット２１７のアームを伸ばし、ハンドを保管部２０３内に挿入する。
（９）そして、保管物Ｈを保管部２０３の棚上に降ろす。
（１０）次に、２軸水平ロボット２１７のアームを縮め、ハンドを保管部２０３から出し、待機位置に移動して、次の動作の指示があるまで待機する。
【０００９】
保管物Ｈを出庫する際の動作は、上記の動作において、受け渡し部２０５と保管部２０３を入れ替えた動作を行えばよい。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したように、クリーンルームのストッカは、できるだけ小さな占有面積で、できるだけ多くのウェーハを保管できることが要求される。
【００１１】
この点、上記従来のストッカは、クリーンルームの床面から天井までの寸法（通常、約３．５ｍ）に納まる高さに設定されているので、保管部を多くしようとした場合、水平方向の占有面積が増大してしまい、先の要求に応えることができない。
そこで、先の要求に応える策として、これまで使用していなかった床下の空間を利用し、グレーチング床の一部を開口して、天井から床下までのめいっばいの高さをもつ、高さの高いストッカの実現が望まれている。
【００１２】
しかし、高さの高いストッカを具体化するために、上記従来例の構造を踏襲したまま、単純に高さ方向の寸法を大きくすると、走行台車２１２によって水平方向に移動する昇降コラム２１５の寸法が長くなり、走行動作の起動・停止時に、昇降コラム２１５に大きな転倒モーメントが発生することになる。例えば、昇降コラムの長さを２倍にすると、単純に計算して、重量が２倍となり、また、重心高さが２倍になるので、転倒モーメントは４倍になる。したがって、走行をガイドする機構への負荷が増大し、昇降コラムはもちろん、ガイド機構や走行駆動系の構造や重量が肥大化し、設備が大型になる上、コストアップとなるという問題がある。
【００１３】
本発明は、上記事情を考慮し、設備の肥大化を極力抑えながら、保管空間の高さ方向への増大を可能にする保管棚装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の保管棚装置は、上端がクリーンルームの天井を貫通し、下端がクリーンルームの通風床を貫通して垂直に立設されるフレームに周方向及び上下方向に多数の保管部を形成し、且つ所定箇所に外部との間で保管物の受け渡しを行う受け渡し部を設けてなる円筒棚と、該円筒棚の内部に配設され、円筒棚の中心軸線に沿って昇降し且つ同中心軸線回りに旋回する昇降旋回体と、該昇降旋回体上に、前記円筒棚の径方向に伸縮する伸縮機構を介して装備された保管物把持用のハンドとを備え、前記円筒棚に沿って昇降コラムが立設され、該昇降コラムに、昇降駆動機構によって昇降させられる昇降台が支持され、該昇降台に、旋回駆動機構によって円筒棚の中心軸線回りに旋回させられる旋回台が支持され、該旋回台が前記昇降旋回体に相当しており、前記昇降コラムが円筒棚の外部に立設され、前記昇降台が円筒棚の中心軸線位置まで延びるアームを有し、該アームの先端に前記旋回台が配設されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項２の発明の保管棚装置は、請求項１において、前記昇降コラムが、前記円筒棚のフレームまたは円筒棚を保持する筐体のフレームに一体化されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項３の発明の保管棚装置は、請求項１または２のいずれかにおいて、前記昇降駆動機構としてリニアモータが用いられていることを特徴とする。
【００２１】
請求項４の発明の保管棚装置は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記昇降コラムの上端に上部プーリを設け、該上部プーリにつるべ式に索条体を巻き掛け、該索条体の両端に前記昇降台とカウンタバランスウエイトを取り付けたことを特徴とする。
【００２２】
請求項５の発明の保管棚装置は、請求項４において、前記昇降コラムの下端に下部プーリを設けて、前記索条体を無端状態にして下部プーリに巻回させ、且つ前記下部プーリに無励磁作動型ブレーキを装備したことを特徴とする。
【００２３】
請求項６の発明の保管棚装置は、請求項４または５において、前記索条体を配設した昇降コラムの外周を、昇降台の昇降動作を許すスリットを有したカバーで覆い、前記索条体として前記スリットを覆う幅を有したベルトを用いたことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図３は、本発明の第１実施形態の保管棚装置としてのストッカＭＡの構成を示し、図１は縦断面図、図２、図３は横断面図である。
【００２７】
このストッカＭＡは、角形の筐体７の内部に設置された円筒棚１と、その内部に配備されたスタッカ１０Ａとを備える。円筒棚１は、垂直に立設された円筒状のフレーム２に、周方向及び上下方向に多数の保管部（保管棚）３を設け、且つ所定箇所に、外部との間で保管物Ｈの受け渡しを行う受け渡し部５を設けてなるものである。円筒棚１は、クリーンルームＣＲ内に設置され、下端がクリーンルームＣＲのグレーチング床（通風床）Ｇに設けた開口Ｇａを貫通し、床下空間ＹＫ内に延びている。そして、床下空間ＹＫの床面Ｙに、下端ベース部８が固定されている。また、上端は、クリーンルームＣＲの天井Ｔに目一杯の高さに設定されている。
【００２８】
円筒棚１の内底部には、旋回モータ（旋回駆動機構）１２によって水平面内で矢印（ロ）のように旋回駆動される旋回台１１が設けられており、この旋回台１１上に昇降コラム１５が垂直に立設されている。この昇降コラム１５には、昇降駆動機構であるリニアモータ２５によって、矢印（イ）のように昇降させられる昇降台２０が、上下方向に移動自在に支持されている。昇降台２０は、リニアガイド２３によって上下方向の動作が案内される。旋回台１１の旋回中心は、円筒棚１の中心軸線Ｌに一致し、昇降台２０の中心部は同中心軸線Ｌ上に略位置している。ここでは、昇降コラム１５ごと旋回駆動されるので、昇降台２０が請求項１の昇降旋回体に相当している。
【００２９】
昇降台２０上には、矢印（ハ）のように円筒棚１の径方向に伸縮するアーム式の伸縮機構３１を介して保管物把持用のハンド３０が装備されている。昇降コラム１５の上端には上部プーリ１７、下端には下部プーリ１８が設けられ、上部プーリ１７と下部プーリ１８間には、索条体として、所定幅の無端状のベルト１９が巻回されている。そして、このベルト１９の両側に、つるべ式に昇降台１５とカウンタバランスウエイト２１が取り付けられている。
【００３０】
なお、カウンタバランスウエイト２１も、案内機構２４によって、振らつかずに昇降案内されるようになっている。また、下部プーリ１８には、無励磁作動型ブレーキ２７が装備されている。また、昇降コラム１５の高さ方向の中間部から昇降台１５に対して、ケーブルベア２２が延びている。さらに、昇降コラム１５の外周には、ベルト１９やケーブルベア２２の外側から昇降コラム１５を覆うように、カバー２８が設けられている。このカバー２８には、昇降台１５の昇降動作を許す縦長のスリット２８ａが形成されており、ベルト１９の幅は、このスリット２８ａを覆う寸法に設定されている。
【００３１】
次に作用を説明する。保管物Ｈを入庫する際の動作は以下の通りである。
（１）スタッカ１０Ａは、予め伸縮機構３１を縮めた状熊で待機している。昇降台１５は、下部プーリ１８に装備した無励磁作動型ブレーキ２７によって定位置の保持されている。
（２）その状態で、人手またはロボット等により、受け渡し部５に保管物Ｈを置く。
（３）移載の指令により、スタッカ１０Ａが動作し、無励磁作動型ブレーキ２７を解放した後、旋回台１１を所定位置に旋回させると共に、リニアモータ２５により昇降台２０を、受け渡し部５の高さまで移動する。
（４）受け渡し部５に昇降台２０が移動したら、伸縮機構３１を伸ばし、ハンド３０を受け渡し部５内に挿入する。
（５）そして、昇降台２０を少し上昇させ、保管物Ｈをハンド３０で掬うように保持する。
（６）その状態で、伸縮機構３１を縮めた状態にし、保管物ＨをストッカＭＡ内に引き込む。
（７）次いで、昇降および旋回を行い、保管物Ｈを、保管すべき保管部３の位置まで移動する。
（８）移動したら、伸縮機構３１を伸ばし、ハンド３０を保管部３内に挿入する。
（９）そして、昇降台１５を少し下降させ、保管物Ｈを保管部３に降ろす。
（１０）次に、伸縮機構３１を縮め、ハンド３０を棚から出す。
（１１）そして、下部プーリ１８に装備した無励磁作動型ブレーキ２７により昇降台１５をその位置に保持し、次の動作指令があるまで待機する。
【００３２】
保管物Ｈを出庫する際の動作は、上記の動作において、受け渡し部３と保管部３を入れ替えた動作を行えばよい。
【００３３】
上記の動作中に停電または非常停止により、強制的に電源が遮断されたとしても、下部プーリ１８に装備した無励磁作動型ブレーキ２７が作動するので、その制動・保持力によって昇降台１５の落下を防止することができる。
【００３４】
このストッカＭＡによれば、昇降コラム１５自体を水平方向に走行させるわけではないから、走行のためのガイド機構等が不要で、設備の肥大化を防止することができる。また、ハンド３０の位置を、円筒座標で制御し、昇降、旋回、伸縮の３軸の動作で動かすので、制御が単純で、動作の高速化が図れる。また、旋回機構を昇降コラム１５の下端に配したので、昇降台１５の重量を減らすことができ、昇降ストロークが長い場合でも昇降動作の高速化が図れる。
【００３５】
また、リニアモータ２５で昇降台２０を昇降させるので、機械的な動力損失を少なくでき、昇降動作の高速化が図れる。また、その場合のストロ−クは伝達要素の強度や精度に依存しないため、長尺化が可能となる。さらに、カウンタバランスウエイト２１を設けたので、昇降台１５の重量による負荷を実質的にほとんど無くすことができ、昇降動作の高速化が可能で、しかも位置保持の力を小さくできる。また、ベルト１９の幅で、カバー２８のスリット２８ａを隠すので、昇降用のアクチュエータ（リニアモータ）やリニアガイド２３等を外部より隠すことができる。
【００３６】
また、円筒棚１の下端をクリーンルームＣＲのグレーチング床Ｇに貫通させたので、床下空間ＹＫ内に、保管部３は勿論、駆動機械類、あるいは制御装置等を配置することができ、クリーンルームＣＲ内の空間の有効利用が図れる。
【００３７】
次に、図４、図５を用いて、本発明の第２実施形態のストッカＭＢについて説明する。図４は縦断面図、図５は横断面図である。
このストッカＭＢは、旋回機構を昇降台４０上に設けていることを特徴としている。
【００３８】
昇降コラム１５は円筒棚１の中心軸線Ｌ上に固定的に立設され、昇降コラム１５に沿って昇降する昇降台４０上に、旋回モータ４１によって旋回駆動される旋回台４２が支持されている。そして、旋回台４２上にスライド式の伸縮機構３３を介してハンド３０が取り付けられている。３３ａは、スライド動作を案内するためのリニアガイドである。旋回台４２の旋回中心は、円筒棚１の中心軸線Ｌに一致している。この場合は、昇降台４０上に装備された旋回台４２が、請求項１の昇降旋回体に相当する。その他の構成は、第１実施形態と同様であるので、同一要素には同符号を伏して説明を省略する。
【００３９】
このストッカＭＢでは、昇降コラム１５を固定的に立設し、昇降台４０上に旋回台４２を設けたので、昇降コラム１５の高さが長い場合でも、昇降コラム１５自体を旋回させるものではないため、旋回力を小さくすることができる。また、昇降コラム１５が円筒棚１の内部に配設されているので、構造がコンパクトである。
【００４０】
次に、図６、図７を用いて、本発明の第３実施形態のストッカＭＣについて説明する。図６は縦断面図、図７は横断面図である。
このストッカＭＣは、前記第２実施形態のストッカＭＢにおける昇降コラム１５を、円筒棚１の外部に立設し、昇降台５０に、円筒棚１の中心軸線Ｌの位置まで延びるアーム５１を設け、このアーム５１の先端に、旋回モータ５２によって旋回駆動される旋回台５３を配設したことを特徴としている。旋回台５３の旋回中心は、円筒棚１の中心軸線Ｌに一致している。また、アーム５１は、円筒棚１の切欠部１ａを通して内部に挿入されている。さらに、昇降コラム１５は、円筒棚１を保持する筐体７のフレームに一体化され、強度アップされている。この場合、円筒棚１のフレーム２に一体化させることも可能である。
【００４１】
このストッカＭＣは、昇降コラム１５を円筒棚１の外部に配設しているので、円筒棚１の内部空間の大きさによらずに、昇降コラム１５を設計することができる。また、旋回台５３の旋回半径を小さくすることができ、内部の動作空間を広く取れる。
【００４２】
図８に示すストッカＭＤは、図７に示す第３実施形態のストッカＭＣより、径を小さくした円筒棚１を備えたものである。スタッカ１０Ｃの基本構造は前記と同様である。このように円筒棚１の断面積を小さくした場合、設置床面積の縮小が可能であり、クリーンルームの空間の有効利用ができる。
【００４３】
なお、上記実施形態では、円筒棚１の上端をクリーンルームＣＲの天井Ｔより下側に設定したが、天井を貫通して設けることもできる。そうすれば、占有面積を増やさずに、更に保管空間の増大が図れる。また、フレームの形状が実施形態のような円筒状に限定されるものでないのはもちろんである。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、円筒棚の内部に昇降旋回体を配設し、その昇降旋回体に伸縮機構を介してハンドを設けているので、円筒座標型の設備を構成することができる。したがって、昇降機構として長い昇降コラムを設けた場合にも、昇降コラム自体を水平方向に走行させるわけではないから、走行のためのガイド機構等は不要であり、特別に強度を増強させた設備を構築する必要はない。よって、保管空間を増大させるために、円筒棚の高さを高くしても、設備の肥大化を防止することができ、コスト低減を図ることができる。また円筒座標型であり、ハンドの位置を、昇降、旋回、伸縮の３軸の動作で動かすので、制御が単純であり、動作を高速化でき、直線補間制御等の協調制御をする必要がない。
また、請求項１の発明によれば、円筒棚の下端をクリーンルームの通風床に貫通させたので、床下空間内に、保管部は勿論、駆動機械類、あるいは制御装置等を配置することができ、クリーンルーム内の空間の有効利用が図れる。
また、請求項１の発明によれば、円筒棚の上端をクリーンルームの天井に貫通させたので、占有面積を増やさずに、更に保管空間の増大が図れる。
【００４６】
また、請求項１の発明によれば、昇降コラムを固定的に立設し、昇降台上に旋回台を設けたので、昇降コラムの高さが長い場合でも、旋回力を小さくすることができる。
【００４８】
また、請求項１の発明によれば、昇降コラムを円筒棚の外部に立設したので、円筒棚の内部空間の大きさによらず、昇降コラムを配設でき、昇降コラムの強度アップも容易にできる。また、旋回台の旋回動作半径を小さくできるので、円筒棚の断面積を小さくでき、設置床面積の縮小が可能である。
【００４９】
請求項２の発明によれば、請求項１における昇降コラムを、円筒棚のフレームまたは円筒棚を保持する筐体のフレームに一体化させたので、構造が単純化される上、昇降コラム及びフレームの強度を高めることができる。
【００５０】
請求項３の発明によれば、昇降駆動機構としてリニアモータを用い、昇降台を直接に非接触で駆動するようにしたため、機械的な動力損失を少なくでき、昇降動作の高速化が図れる。また、ストロ−クは伝達要素の強度や精度に依存しないため、長尺化が可能となる。
【００５１】
請求項４の発明によれば、昇降台と釣り合うようにカウンタバランスウエイトを設けたので、昇降台の重量による負荷を実質的にほとんど無くすことができ、昇降動作を高速化することができると共に、位置保持の力を小さくすることができる。
【００５２】
請求項５の発明によれば、昇降台とカウンタバランスウエイトに連結した索条体を下部プーリに巻回させ、その下部プーリに無励磁作動型ブレーキを装備したので、非常停止用として使用することにより、停電時にも昇降台の落下の危険を無くすことができる。また、位置保持用としても使用できる。
【００５３】
請求項６の発明によれば、索条体として利用するベルトの幅で、昇降コラムのカバーのスリットを隠すようにしたので、昇降用のアクチュエータや案内機構を外部より隠すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。
【図４】本発明の第２実施形態の縦断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ矢視図である。
【図６】本発明の第３実施形態の縦断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視図である。
【図８】前記第３実施形態の変形例を示す図７と同様の図である。
【図９】従来のストッカ（保管棚装置）の構成図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１円筒棚
２フレーム
３保管部
５受け渡し部
７筐体
１２旋回モータ（旋回駆動機構）
１５昇降コラム
１７凹部プーリ
１８下部プーリ
１９ベルト（索条体）
２０昇降台（昇降旋回体）
２５リニアモータ（昇降駆動機構）
２７無励磁型作動ブレーキ
２８カバー
２８ａスリット
３０ハンド
３１，３３伸縮機構
４０，５０昇降台
４１，５２旋回モータ（旋回駆動機構）
４２，５３旋回台（昇降旋回体）
５１アーム
ＣＲクリーンルーム
Ｔ天井
Ｇグレーチング床（通風床）
Ｈ保管物
Ｌ円筒棚の中心軸線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a storage shelf apparatus mainly installed in a clean room.
[0002]
[Prior art]
Semiconductor manufacturing is performed in a special room called a “clean room”. In order to maintain a clean state, this room is often structured as follows.
(1) Clean air that has passed through a filter from the ceiling is blown out.
(2) The floor is composed of a “slatted” plate called “grating” or a plate having a plurality of air through holes called “punching metal”. An apparatus for manufacturing a semiconductor is usually installed on this floor surface.
(3) The floor is a large space so that the air flow from the ceiling can easily pass through the floor and to store machinery for operating the clean room.
[0003]
By the way, since the cost per unit area (both construction cost and maintenance cost) is high, there is a demand to use the floor area as effectively as possible.
[0004]
As equipment necessary for the semiconductor manufacturing process, there is a “stocker (storage shelf device)” for temporarily storing semiconductor materials (wafers) in the manufacturing process. For the above reasons, it is desirable that the stocker can store as many wafers as possible with the smallest possible area.
[0005]
A conventional stocker is installed on the floor of a clean room, like other semiconductor manufacturing apparatuses. FIG. 9 shows a configuration of a conventional stocker, where (a) is a plan view and (b) is a side view.
[0006]
The stocker 200 is installed on a grating floor G in a clean room, and planar storage shelf units 202 are arranged facing each other at intervals in a casing 201 having an outer wall structure. In the storage shelf unit 202, a large number of storage units 203 are secured in a grid pattern in the horizontal direction and the vertical direction, and stored items H can be stored in each storage unit 203. In addition, the housing 201 is provided with a delivery part (I / O port) 205 for taking in and out the stored goods H with respect to the outside, located at the end between the storage shelf units 202.
[0007]
Between the left and right storage shelf units 202, a stacker (transfer device) 210 for transferring the stored item H between the delivery unit 205 and the storage unit 203 is provided.
The stacker 210 is supported by the traveling rail 211 extending horizontally between the storage shelf units 202, the lifting column 215 standing on the traveling carriage 212 traveling on the traveling rail 211, and the lifting column 215. The elevator 216 is driven up and down, and the biaxial horizontal robot 217 mounted on the elevator 216 is configured to hold the stored item H by the hand at the tip of the biaxial horizontal robot 217.
[0008]
The procedure for warehousing H in the stocker 200 is as follows.
(1) The stacker 210 is waiting in advance at an initial position, for example, with the arm of the biaxial horizontal robot 217 contracted.
(2) In this state, the stored item H is placed on the delivery unit 205 by hand or a robot.
(3) In response to the transfer instruction, the stacker 210 operates, travels and moves up and down from the standby position, and moves up and down the platform 216 to the delivery unit 205.
(4) When the lifting platform 216 moves to the delivery unit 205, the arm of the biaxial horizontal robot 217 is extended and inserted into the delivery unit 205.
(5) Then, the stored item H is grasped with a hand.
(6) In this state, the arm of the biaxial horizontal robot 217 is contracted, and the stored item H is drawn into the stocker 200.
(7) Next, traveling and raising / lowering are performed, and the stored item H is moved to the position of the storage unit 203 to be stored.
(8) After the movement, the arm of the biaxial horizontal robot 217 is extended and the hand is inserted into the storage unit 203.
(9) Then, the stored item H is lowered onto the shelf of the storage unit 203.
(10) Next, the arm of the biaxial horizontal robot 217 is contracted, the hand is taken out of the storage unit 203, moved to the standby position, and waits until an instruction for the next operation is given.
[0009]
The operation when the stored item H is delivered may be performed by replacing the delivery unit 205 and the storage unit 203 in the above operation.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as described above, a clean room stocker is required to store as many wafers as possible with the smallest possible occupation area.
[0011]
In this regard, the conventional stocker is set to a height that fits in the clean room floor to ceiling (usually about 3.5 m), so if you want to increase the storage area, occupy the horizontal direction. The area increases and the previous request cannot be met.
Therefore, as a measure to meet the previous requirements, using the space under the floor that has not been used so far, opening a part of the grating floor and having a height from the ceiling to the floor, Realization of a high stocker is desired.
[0012]
However, in order to embody a high stocker, if the dimensions in the height direction are simply increased while following the structure of the conventional example, the dimensions of the lifting column 215 moved in the horizontal direction by the traveling carriage 212 are increased. As the travel operation starts and stops, a large overturning moment is generated in the lifting column 215. For example, if the length of the lifting column is doubled, it is simply calculated, the weight is doubled, and the center of gravity height is doubled, so that the overturning moment is quadrupled. Therefore, there is a problem that the load on the mechanism for guiding the travel increases, the structure and weight of the guide mechanism and the travel drive system as well as the lifting column are enlarged, the equipment is increased in size, and the cost is increased.
[0013]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a storage shelf device that can increase the storage space in the height direction while suppressing the enlargement of facilities as much as possible.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The storage shelf device of the invention of claim 1 has a plurality of storage portions in the circumferential direction and the vertical direction formed in a frame that stands vertically through the ceiling of the clean room and the lower end of the clean room ventilating floor. And a cylindrical shelf provided with a delivery portion for delivering stored items to and from the outside at a predetermined location, and disposed inside the cylindrical shelf, and moves up and down along the central axis of the cylindrical shelf and is concentric A lifting / lowering swiveling body that swirls around an axis, and a hand for holding stored items that is mounted on the lifting / lowering swiveling body via a telescopic mechanism that expands and contracts in the radial direction of the cylindrical shelf, along the cylindrical shelf. An elevating column is erected, and an elevating table supported by the elevating drive mechanism is supported on the elevating column, and a swivel table that is swung around the central axis of the cylindrical shelf by the swivel driving mechanism is supported by the elevating table. The swivel base Body and corresponds to, the lifting column is erected outside the cylindrical rack, an arm of the lifting platform extends to the central axis position of the cylindrical rack, and the revolving base to the tip of the arm is disposed It is characterized by being.
[0019]
A storage shelf apparatus according to a second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect , the elevating column is integrated with a frame of the cylindrical shelf or a frame of a housing that holds the cylindrical shelf.
[0020]
A storage shelf device according to a third aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the first and second aspects, a linear motor is used as the elevating drive mechanism.
[0021]
A storage shelf device according to a fourth aspect of the present invention is the storage shelf apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein an upper pulley is provided at an upper end of the elevating column, and a rope body is wound around the upper pulley in a hanging manner. The lifting platform and the counter balance weight are attached to both ends of the apparatus.
[0022]
Storage shelving system of the invention of claim 5, Oite to claim 4, provided with a lower pulley on the lower end of the lifting column, it is wound on the lower pulleys by the rope member to the endless state, and the lower pulley Is equipped with a non-excitation brake.
[0023]
A storage shelf device according to a sixth aspect of the present invention is the storage shelf device according to the fourth or fifth aspect , wherein an outer periphery of the lifting column provided with the strip body is covered with a cover having a slit that allows the lifting platform to move up and down. A belt having a width covering the slit is used as a body.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 show a configuration of a stocker MA as a storage shelf apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view, and FIGS. 2 and 3 are transverse sectional views.
[0027]
The stocker MA includes a cylindrical shelf 1 installed in a rectangular casing 7 and a stacker 10A provided in the cylindrical shelf 1. The cylindrical shelf 1 is provided with a plurality of storage units (storage shelves) 3 in a circumferential direction and an up-down direction on a cylindrical frame 2 erected vertically, and the stored item H is stored in a predetermined place with the outside. The delivery part 5 which delivers is provided. The cylindrical shelf 1 is installed in the clean room CR, and the lower end passes through the opening Ga provided in the grating floor (ventilated floor) G of the clean room CR and extends into the underfloor space YK. And the lower end base part 8 is being fixed to the floor surface Y of the underfloor space YK. Further, the upper end is set to a height that fills the ceiling T of the clean room CR.
[0028]
A swivel base 11 that is swiveled in the horizontal plane as indicated by an arrow (b) by a swivel motor (a swivel drive mechanism) 12 is provided at the inner bottom of the cylindrical shelf 1. Is standing vertically. A lift table 20 that is lifted and lowered as indicated by an arrow (A) by a linear motor 25 that is a lift drive mechanism is supported on the lift column 15 so as to be movable in the vertical direction. The elevator 20 is guided in the vertical direction by the linear guide 23. The turning center of the swivel base 11 coincides with the central axis L of the cylindrical shelf 1, and the central part of the lift table 20 is substantially located on the central axis L. Here, since the entire lifting column 15 is swiveled, the lifting platform 20 corresponds to the lifting swivel body of claim 1.
[0029]
On the lifting platform 20, a hand 30 for holding stored items is provided via an arm-type expansion / contraction mechanism 31 that expands and contracts in the radial direction of the cylindrical shelf 1 as indicated by an arrow (c). An upper pulley 17 is provided at the upper end of the lifting column 15, and a lower pulley 18 is provided at the lower end. Between the upper pulley 17 and the lower pulley 18, an endless belt 19 having a predetermined width is wound as a rope. Yes. On both sides of the belt 19, a lifting platform 15 and a counter balance weight 21 are attached in a sliding manner.
[0030]
The counter balance weight 21 is also guided up and down by the guide mechanism 24 without shaking. The lower pulley 18 is equipped with a non-excitation actuating brake 27. Further, a cable bearer 22 extends from an intermediate portion in the height direction of the lifting column 15 to the lifting platform 15. Further, a cover 28 is provided on the outer periphery of the lifting column 15 so as to cover the lifting column 15 from the outside of the belt 19 and the cable bear 22. The cover 28 is formed with a vertically long slit 28a that allows the elevator 15 to move up and down, and the width of the belt 19 is set to a dimension that covers the slit 28a.
[0031]
Next, the operation will be described. The operation when warehousing the stored item H is as follows.
(1) The stacker 10 </ b> A stands by with a bear in which the expansion / contraction mechanism 31 is previously contracted. The elevator 15 is held at a fixed position by a non-excitation actuating brake 27 mounted on the lower pulley 18.
(2) In this state, the stored item H is placed on the delivery unit 5 by hand or a robot.
(3) After the stacker 10A is operated by the transfer command and the non-excitation actuating brake 27 is released, the swivel base 11 is swung to a predetermined position, and the elevator 20 is moved by the linear motor 25 to the transfer section 5 Move to height.
(4) When the lifting platform 20 moves to the delivery unit 5, the telescopic mechanism 31 is extended and the hand 30 is inserted into the delivery unit 5.
(5) Then, the lifting platform 20 is raised a little, and the stored item H is held by the hand 30.
(6) In this state, the telescopic mechanism 31 is contracted, and the stored item H is drawn into the stocker MA.
(7) Next, it moves up and down and turns to move the stored item H to the position of the storage unit 3 to be stored.
(8) After moving, the telescopic mechanism 31 is extended and the hand 30 is inserted into the storage unit 3.
(9) Then, the elevator 15 is slightly lowered, and the stored item H is lowered to the storage unit 3.
(10) Next, the telescopic mechanism 31 is contracted and the hand 30 is taken out of the shelf.
(11) Then, the lifting platform 15 is held at that position by the non-excitation actuating brake 27 mounted on the lower pulley 18 and waits until the next operation command is issued.
[0032]
The operation when the stored item H is delivered may be performed by replacing the delivery unit 3 and the storage unit 3 in the above operation.
[0033]
Even if the power supply is forcibly cut off due to a power failure or emergency stop during the above operation, the non-excitation actuating brake 27 provided in the lower pulley 18 operates, so that the elevator 15 is dropped by the braking / holding force. Can be prevented.
[0034]
According to this stocker MA, the elevating column 15 itself does not travel in the horizontal direction, so a guide mechanism or the like for traveling is unnecessary, and enlargement of equipment can be prevented. Further, since the position of the hand 30 is controlled by cylindrical coordinates and moved by the three-axis operations of raising / lowering, turning, and extending / contracting, the control is simple and the operation can be speeded up. Further, since the turning mechanism is arranged at the lower end of the lifting column 15, the weight of the lifting platform 15 can be reduced, and even when the lifting stroke is long, the lifting operation can be speeded up.
[0035]
Further, since the elevator 20 is moved up and down by the linear motor 25, mechanical power loss can be reduced and the lifting operation can be speeded up. Further, since the stroke in that case does not depend on the strength and accuracy of the transmission element, the length can be increased. Further, since the counter balance weight 21 is provided, the load due to the weight of the lifting platform 15 can be substantially eliminated, the speed of the lifting operation can be increased, and the position holding force can be reduced. Further, since the slit 28a of the cover 28 is concealed by the width of the belt 19, the lifting actuator (linear motor), the linear guide 23, etc. can be concealed from the outside.
[0036]
Further, since the lower end of the cylindrical shelf 1 is penetrated through the grating floor G of the clean room CR, not only the storage unit 3 but also driving machines or control devices can be arranged in the under floor space YK. Can be used effectively.
[0037]
Next, the stocker MB according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 is a longitudinal sectional view, and FIG. 5 is a transverse sectional view.
This stocker MB is characterized in that a turning mechanism is provided on the lifting platform 40.
[0038]
The elevating column 15 is fixedly erected on the central axis L of the cylindrical shelf 1, and a revolving table 42 that is driven to revolve by a revolving motor 41 is supported on an elevating table 40 that moves up and down along the elevating column 15. . The hand 30 is mounted on the swivel base 42 via a slide type expansion / contraction mechanism 33. 33a is a linear guide for guiding the slide operation. The turning center of the turntable 42 coincides with the central axis L of the cylindrical shelf 1. In this case, the swivel 42 mounted on the lift 40 corresponds to the lift swivel of claim 1. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same components are given the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0039]
In this stocker MB, the elevating column 15 is fixedly erected and the swivel base 42 is provided on the elevating table 40. Therefore, even if the height of the elevating column 15 is long, the elevating column 15 itself is not swiveled. Therefore, the turning force can be reduced. Moreover, since the raising / lowering column 15 is arrange | positioned inside the cylindrical shelf 1, a structure is compact.
[0040]
Next, a stocker MC according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 is a longitudinal sectional view, and FIG. 7 is a transverse sectional view.
In this stocker MC, the elevating column 15 in the stocker MB of the second embodiment is erected outside the cylindrical shelf 1, and an arm 51 extending to the position of the central axis L of the cylindrical shelf 1 is provided on the elevating table 50, A swivel base 53 that is swiveled by a swivel motor 52 is disposed at the tip of the arm 51. The turning center of the turntable 53 coincides with the central axis L of the cylindrical shelf 1. Further, the arm 51 is inserted through the cutout portion 1 a of the cylindrical shelf 1. Further, the elevating column 15 is integrated with the frame of the housing 7 that holds the cylindrical shelf 1 to increase the strength. In this case, it can also be integrated with the frame 2 of the cylindrical shelf 1.
[0041]
In this stocker MC, since the elevating column 15 is disposed outside the cylindrical shelf 1, the elevating column 15 can be designed regardless of the size of the internal space of the cylindrical shelf 1. Further, the turning radius of the turntable 53 can be reduced, and the internal operation space can be widened.
[0042]
The stocker MD shown in FIG. 8 includes a cylindrical shelf 1 having a smaller diameter than the stocker MC of the third embodiment shown in FIG. The basic structure of the stacker 10C is the same as described above. Thus, when the cross-sectional area of the cylindrical shelf 1 is reduced, the installation floor area can be reduced, and the space of the clean room can be effectively used.
[0043]
In the above embodiment, the upper end of the cylindrical shelf 1 is set below the ceiling T of the clean room CR. However, the cylindrical shelf 1 may be provided through the ceiling. Then, the storage space can be further increased without increasing the occupied area. Of course, the shape of the frame is not limited to the cylindrical shape as in the embodiment.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the elevating swivel body is disposed inside the cylindrical shelf, and the hand is provided on the elevating swivel body via the telescopic mechanism. Can be configured. Therefore, even when a long lifting column is provided as a lifting mechanism, the lifting column itself does not travel in the horizontal direction, so there is no need for a guide mechanism or the like for traveling, and equipment with specially enhanced strength is provided. There is no need to build. Therefore, even if the height of the cylindrical shelf is increased in order to increase the storage space, the equipment can be prevented from being enlarged and the cost can be reduced. In addition, it is a cylindrical coordinate type, and the position of the hand is moved by three-axis movements of raising / lowering, turning, and extending / contracting, so the control is simple, the operation can be speeded up, and there is no need for cooperative control such as linear interpolation control. .
According to the first aspect of the invention, since the lower end of the cylindrical shelf is penetrated through the ventilation floor of the clean room, not only the storage unit but also the drive machinery or the control device can be arranged in the underfloor space. Effective use of the space in the clean room can be achieved.
According to the invention of claim 1, since the upper end of the cylindrical shelf is penetrated through the ceiling of the clean room, the storage space can be further increased without increasing the occupied area.
[0046]
According to the first aspect of the present invention, since the lifting column is fixedly erected and the swivel base is provided on the lift base, the turning force can be reduced even when the height of the lift column is long. .
[0048]
According to the first aspect of the present invention, since the elevating column is erected outside the cylindrical shelf, the elevating column can be disposed regardless of the size of the internal space of the cylindrical shelf, and the strength of the elevating column can be easily increased. Can be. Moreover, since the turning radius of the swivel can be reduced, the cross-sectional area of the cylindrical shelf can be reduced, and the installation floor area can be reduced.
[0049]
According to the invention of claim 2, the lifting column definitive in claim 1, since is integrated into the frame of the housing that holds the frame or cylinder shelf cylindrical shelves, on which the structure is simplified, the lifting column and The strength of the frame can be increased.
[0050]
According to the invention of claim 3, since the linear motor is used as the lifting drive mechanism and the lifting platform is directly driven in a non-contact manner, mechanical power loss can be reduced and the lifting operation can be speeded up. Further, since the stroke does not depend on the strength and accuracy of the transmission element, the length can be increased.
[0051]
According to the invention of claim 4 , since the counter balance weight is provided so as to balance with the lifting platform, the load due to the weight of the lifting platform can be substantially eliminated, and the lifting operation can be speeded up. The position holding force can be reduced.
[0052]
According to the fifth aspect of the present invention, the cable body connected to the lifting platform and the counter balance weight is wound around the lower pulley, and the lower pulley is equipped with a non-excitation actuating brake. This eliminates the danger of dropping the lifting platform even during a power failure. It can also be used for position holding.
[0053]
According to the invention of claim 6, since the slit of the cover of the lifting column is concealed by the width of the belt used as the rope body, the lifting actuator and the guide mechanism can be concealed from the outside.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view taken in the direction of arrows II-II in FIG.
FIG. 3 is a view taken in the direction of arrows III-III in FIG.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a second embodiment of the present invention.
5 is a VV arrow view of FIG. 4;
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a third embodiment of the present invention.
7 is a view taken along arrow VII-VII in FIG. 6;
FIG. 8 is a view similar to FIG. 7 showing a modification of the third embodiment.
FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional stocker (storage shelf device), where (a) is a plan view and (b) is a side view.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylindrical shelf 2 Frame 3 Storage part 5 Delivery part 7 Case 12 Turning motor (turning drive mechanism)
15 Lifting column 17 Recessed pulley 18 Lower pulley 19 Belt (strand body)
20 Lifting platform (lifting swivel body)
25 Linear motor (elevating drive mechanism)
27 Non-excited brake 28 Cover 28a Slit 30 Hands 31, 33 Telescopic mechanisms 40, 50 Lift platform 41, 52 Swing motor (turning drive mechanism)
42,53 swivel (lifting swivel body)
51 Arm CR Clean room T Ceiling G Grating floor (ventilated floor)
H Storage L Center axis of cylindrical shelf

Claims

The upper end penetrates the ceiling of the clean room, the lower end penetrates the ventilation floor of the clean room, and vertically forms a number of storage parts in the circumferential direction and the vertical direction. A cylindrical shelf provided with a delivery section for delivering stored items;
An ascending / descending swivel body disposed inside the cylindrical shelf, elevating and lowering along the central axis of the cylindrical shelf and turning around the central axis;
On the ascending / descending swivel body, provided with a hand for holding stored items equipped via an expansion / contraction mechanism extending and contracting in the radial direction of the cylindrical shelf,
A lifting column is erected along the cylindrical shelf,
A lifting platform that is lifted and lowered by a lifting drive mechanism is supported on the lifting column,
A swivel that is swung around the central axis of the cylindrical shelf by a swivel drive mechanism is supported on the lift.
The swivel base corresponds to the lifting swivel body,
The elevating column is erected outside the cylindrical shelf, the elevating table has an arm extending to the position of the central axis of the cylindrical shelf, and the swivel is disposed at the tip of the arm. Shelf equipment.

2. The storage shelf apparatus according to claim 1, wherein the elevating column is integrated with a frame of the cylindrical shelf or a frame of a casing that holds the cylindrical shelf.

The storage shelf apparatus according to claim 1, wherein a linear motor is used as the elevating drive mechanism.

2. An upper pulley is provided at an upper end of the elevating column, a rope body is wound around the upper pulley in a slidable manner, and the elevating platform and a counter balance weight are attached to both ends of the rope body. The storage shelf apparatus in any one of -3.

5. A lower pulley is provided at a lower end of the elevating column, the rope body is endlessly wound around the lower pulley, and a non-excitation actuating brake is provided on the lower pulley. Storage shelf equipment.

The outer periphery of the lifting column provided with the strip is covered with a cover having a slit that allows the lifting platform to move up and down, and a belt having a width that covers the slit is used as the strip. The storage shelf device according to claim 4 or 5.