JP3959778B2 - 無人搬送台車 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、アームやマニピュレータを有し、搬送物の搬送ならびに移載を行う無人搬送台車に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、半導体素子の製造工場ではロボット等の機械と人間とが同時に作業する場合も珍しくない。
そこで例えば、ウェハカセットを移載する無人搬送台車と人間とが混在する場合、ウェハの大型化や重量化に伴って安全面の問題がクローズアップされてきている。
【0003】
上述した、ウェハカセットを移載するためのマニピュレータを搭載した無人搬送台車に対する安全策としては、一例として、マニピュレータと人間との間に光式カーテンを設けるものが挙げられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
図6は、従来の無人搬送台車100の構成の一例を示す斜視図である。この図において、101は制御部や車輪(図示省略)を有し、矢示のAA'方向に走行可能な台車部である。
【0005】
この台車部101の上面101aには、複数のウェハカセット102、102・・・を載置可能であるとともに、多関節アームのマニピュレータ103が取り付けられている。
【0006】
また、台車部101の上面101aにおいては、1つの端部(101b-1)を除く各端部(101b-2〜101b-4)上に防護柵104が設けられている。
図7は、図6に示す無人搬送台車100が適用される工場の概略構成を示す斜視図である。
【0007】
図7に示すように、工場には複数の装置110-1、110-2・・・(以降、必要に応じて110-nと称する)が設置されている。
これら各装置110-nは、特定の面に上述のウェハカセット102、102・・・を載置する載置部111を有している(なお102は、ウェハカセットに限定されず、半導体ウェハ自体や、これを格納した箱でもよい)。
【0008】
この工場内において無人搬送台車100は、各装置110-nの載置部111を有する面に沿って自走するが、通常各装置は走行通の両側にある。装置との関係が同じ側で走れるとは限らない。
【0009】
しかしながら、上述したようにマニピュレータ103が移載作業を実施できるのは、無人搬送台車100の上面101aにおいて防護柵104が設けられていない1つの端部101b-1側のみである。即ち、端部101b-1を常に各装置110-n側に向けて走行する必要がある。
【0010】
従ってたとえばBでスピンターン(B-2)を余儀なくされ場合がある。このスピンターンは、走行そのものを一時的に停止しなければならないので、移載作業の高速化の妨げになっていた。
【0011】
さらに、一般に半導体ウェハを扱うクリーンルームは狭い場合が多い反面、上述のような動作には広い空間を必要としている場合には広い場所まで移動する必要もあるため、大きな時間の無駄を生じる原因にもなっていた。
【0012】
この発明は、このような背景の下になされたもので、移動を繰り返しながら安全確実且つ高速に移載作業を実行することができる無人搬送台車を提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項1に記載の発明にあっては、走行手段を有し、載置部(11a)に1つ以上の搬送物(102)を載置して搬送する搬送手段(11)と、前記載置部に設けられ前記搬送物を移載する移載手段(103)とを具備し、前記載置部の複数の側部(11b-1 〜11b-4 )の内の2つ以上が開口部として前記搬送物の移載作業が可能である無人搬送台車であって、前記開口部の各々に取り付けられ前記載置部の外周から当該載置部内に侵入する物体を検知する光センサと、前記光センサにより受光できない場合には前記移載手段を非動作状態に制御し、無人搬送台車の走行時に前記光センサにより受光できない場合には前記走行手段を停止する制御手段(12)とを有していることを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明にあっては、前記制御手段は、前記移載作業を行う開口部以外に取り付けられた前記光センサの何れかによって侵入する物体が検知された場合には前記移載手段を非動作状態に制御することを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明にあっては、前記制御手段は、前記移載作業を行う開口部に取り付けられた前記光センサのみを非動作状態に制御し、動作状態の前記光センサの何れかによって侵入する物体が検知された場合には前記移載手段を非動作状態に制御することを特徴とする。
また、請求項4に記載の発明にあっては、前記光センサは、前記開口部の開口面内において対向する2つの端部に取り付けられ、(A)複数の発光素子(24a)の配列からなる発光手段(24-1 )と、(B)当該複数の発光素子の各々と対向する複数の受光素子(24b)の配列からなる受光手段(24-2 )とから構成され、前記発光素子の各々が出射し対応する前記受光素子に入射する光の何れかが遮断されることで侵入する物体を検知することを特徴とする。
また、請求項5に記載の発明にあっては、前記光センサは、前記開口部の開口面内において対向する2つの端部に取り付けられ、(A)発光素子と受光素子と複数の反射手段(24c)の配列からなるセンサ部(27)と、(B)前記センサ部が出射する光を反射して当該センサ部に入射させる複数の反射手段の配列からなる反射部(28)とから構成され、前記発光素子が出射し前記開口面の全面に亙って前記センサ部と前記反射部との間で繰り返し反射され前記受光素子に入射する光が遮断されることで侵入する物体を検知することを特徴とする。
また、請求項6に記載の発明にあっては、前記光センサは、前記開口部の開口面内の1カ所に取り付けられ当該開口面内にビームを走査する光走査手段(29)を有し、前記光走査手段が何れかの走査角において出射し前記開口面内で反射して再び当該光走査手段に入射するビームの伝播距離が、当該走査角の各々に応じて予め決定される所定の距離より短くなることで侵入する物体を検知することを特徴とする。
【0014】
この発明によれば、載置部の複数の側部の内の2つ以上に有し搬送物の移載作業が可能である開口部の各々に取り付けられ載置部の外周から当該載置部内に侵入する物体を検知する光センサによる検知結果に基づいて制御手段が移載手段の動作状態を制御し、およびまたは走行手段を制御する。このとき制御手段は、移載作業を行う開口部以外に取り付けられた光センサの何れかによって侵入する物体が検知された場合に移載手段を非動作状態に制御するか、または移載作業を行う開口部に取り付けられた光センサのみを非動作状態に制御し、動作状態の光センサの何れかによって侵入する物体が検知された場合に移載手段を非動作状態に制御する。光センサにあっては、開口部の開口面内において対向する2つの端部に取り付けられ(A)複数の発光素子の配列からなる発光手段と(B)当該複数の発光素子の各々と対向する複数の受光素子の配列からなる受光手段とによって構成し、発光素子の各々が出射し対応する受光素子に入射する光の何れかが遮断されることで侵入する物体を検知するか、または開口部の開口面内において対向する2つの端部に取り付けられ(A)発光素子と受光素子と複数の反射手段の配列からなるセンサ部と(B)センサ部が出射する光を反射して当該センサ部に入射させる複数の反射手段の配列からなる反射部とによって構成し、発光素子が出射し開口面の全面に亙ってセンサ部と反射部との間で繰り返し反射され受光素子に入射する光が遮断されることで侵入する物体を検知するか、あるいは開口部の開口面内の1カ所に取り付けられ当該開口面内にビームを走査する光走査手段を備え、光走査手段が何れかの走査角において出射し開口面内で反射して再び当該光走査手段に入射するビームの伝播距離が、当該走査角の各々に応じて予め決定される所定の距離より短くなることで侵入する物体を検知する。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明について説明する。図1は、本発明の一実施の形態にかかる無人搬送台車10の外観ならびに無人搬送台車10が適用される工場内の概略を示す斜視図である。なお図1において、図6あるいは図7に示す各部と対応する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0016】
図1において、11は無人搬送台車10の台車部である。この台車部11は、モータによって回転駆動される車輪や操舵装置、ならびにこれらを含む各部の動作を制御する制御装置(何れも図示省略)を有し、矢示のCC'方向に走行可能である(なお、図1では無人搬送台車10はCC'方向に走行することを示しているが、CC'以外の斜め方向や横方向に走行可能なものであってよい)。
【0017】
台車部11の上面11aには、複数のウェハカセット102、102・・・を載置可能であるとともに、水平多関節アーム様のマニピュレータ103が取り付けられている。
【0018】
台車部11の上面11aにおいて、走行方向CC'側の各々端部11b-4、11b-2には、各々その上方に支持部材14-1、14-2が取り付けられている。また、これら支持部材14-1、14-2の上方には、上部ユニット20が取り付けられている。一方、上面11aにおける走行方向CC'に対する側方の端部11b-1、11b-3は、開口している。
【0019】
上部ユニット20には、例えばHEPAフィルタ(High Efficiency Particulate Air-filter)やULPAフィルタ(Ultra Low Penetration Air-filter)等のフィルタとファンユニット(図示省略)が取り付けられる。
これらによって塵埃等を取り除いた空気を上部ユニット20の下方に吹き出し、半導体ウェハを格納するウェハカセット102の清浄度を確保する。
【0020】
図2は、図1に示す無人搬送台車10の詳細な構成を示す斜視図である。12は、台車部11に内蔵され、この無人搬送台車10の搬送路を記憶したり、この無人搬送台車10の針路やマニピュレータ103の動作あるいは後述する受光部の動作状態/非動作状態を制御するための制御部である。
【0021】
24-1は支持部材14-1における端部11b-3側に取り付けられた発光部であり、複数の発光素子24a、24a・・・が配列されている。一方24-2は支持部14-2の端部11b-3側に取り付けられた受光部であり、複数の受光素子24b、24b・・・が配列されている。
【0022】
なお、支持部14-1および14-2の各々端部11b-1側にも、それぞれ発光部24-1、受光部24-2が取り付けられているが、上述と同様であるので図示ならびに説明は省略する。
【0023】
また図1では、各装置110-nが有する載置部111と対向する端部11b-1あるいは11b-3側の受光部24-2は動作状態にあり、載置部111と対向しない端部11b-1あるいは11b-3側の受光部24-2は非動作状態にある。
【0024】
図1に示す構成の無人搬送台車10は、走行時には端部11b-1側および端部11b-3側の何れの受光部24-2も動作状態となっている。
このとき制御部12は、受光部24-2が有する受光素子24b、24b・・・の各々が発光部24-1の発する光が受光できるか否かを監視し、受光できない受光素子24bが存在する場合には、無人搬送台車10を停止させる。
【0025】
この無人搬送台車10がウェハカセット102、102・・・の移載を行うときは、目的の装置110-nが有する載置部111の前面に停止した後、この載置部111と対向する端部11b-1あるいは11b-3側の受光部24-2を非動作状態にする。
【0026】
しかる後、マニピュレータ103によって、台車部11の上面11aにおける開放された端部11b-1あるいは11b-3を介して、ウェハカセット102、102・・・の移載を行う。
【0027】
このとき制御部12は、動作状態となっている受光部24-2が有する受光素子24b、24b・・・の各々が発光部24-1の発する光が受光できるか否かを監視し、受光できない受光素子24bが存在する場合には、マニピュレータ103の動作を停止させる。
【0028】
ウェハカセット102、102・・・の移載が終了した後、先般非動作状態にした受光部24-2を再び動作状態とし、次の目的たる装置110-nが有する載置部111の正面に向けて走行する。
【0029】
こうのように本実施の形態では、マニピュレータ103によるウェハカセット102、102・・・の移載作業中に、このマニピュレータ103の動作範囲内に作業員等が侵入すると、動作状態となっている受光部24-2に対して発光部24-1が発する光が遮断される。制御部12はこれを検知すると、マニピュレータ103の動作を停止する。従って、作業員等とマニピュレータ等との接触を防止することができる。
【0030】
なお上述の実施の形態では、無人搬送台車10の走行中には、端部11b-1側および端部11b-3側の何れの受光部24-2も動作状態とする例を示したが、走行中にはこれらを非動作状態としてもよい。
【0031】
図3は、本発明にかかる無人搬送台車の別の構成の例を示す斜視図である。図3において、図1あるいは図2に示す各部と対応する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【0032】
図3において、34-1および34-2は各々台車部11の端部11b-4あるいは11b-2の上方に取り付けられた側壁である。
側壁34-1において、端部11b-3側には発光部25-1が、端部11b-1側には発光部25-2が、また上端側には発光部25-3が取り付けられている。これら発光部25-1、25-2および25-3は、各々複数の発光素子24aの配列から構成されている。
【0033】
一方側壁34-2において、端部11b-3側には受光部26-1が、端部11b-1側には受光部26-2が、また上端側には受光部26-3が取り付けられている。これら受光部26-1、26-2および26-3は、各々複数の受光素子24bの配列から構成されている。
【0034】
上述した発光部25-1と受光部26-1、発光部25-2と受光部26-2ならびに発光部25-3と受光部26-3とは、台車部11上において各々対向するように取り付けられている。
【0035】
即ち制御部12は、上述と同様に受光部が非動作状態となっている側で移載作業を行うとともに、動作状態となっている受光部に対応する発光部が発する光が受光できるか否かを監視する。
【0036】
こうして制御部12は、発光部が発する光が遮断されたことを検知すると、マニピュレータ103の動作を停止する。従って、作業員等とマニピュレータ等との接触を防止することができる。
【0037】
図4は、上述の実施の形態における発光素子24aおよび受光素子24bの配置の詳細を示した構成図であり、図4(a)は図1ないし図3に示したものと同等の構成である。
【0038】
図4(a)に示す構成では、発光部24-1、25-1、25-2および25-3は、光を発する発光素子24a、24a・・・の配列によって構成される。
受光部24-2、26-1、26-2および26-3は、発光素子24aが発する光を受ける受光素子24b、24b・・・の配列によって構成され、発光部24-1、25-1、25-2あるいは25-3と対応する受光部24-2、26-1、26-2あるいは26-3とは対向して取り付けられる。
【0039】
一方図4(b)は、発光部および受光部の別の構成を示す構成図である。上述の実施の形態では、発光部24-1、25-1、25-2あるいは25-3の各々を図4(b)に示す光センサ部27に置き換えることができ、受光部24-2、26-1、26-2あるいは26-3の各々を反射部28に置き換えることができる。
【0040】
上述の光センサ27は、光を発する発光素子24aとこの光を受ける受光素子24b、そして光を反射させる複数のミラー24c、24c・・・とから構成されている。
また反射部28は、複数のミラー24c、24c・・・の配列によって構成されている。
【0041】
上述の発光素子24aが発する光は、反射部28において対向する位置のミラー24cに入射する。各ミラー24cは、例えば図4(c)に示すように入射した光の光軸を90°曲げるように反射する。
【0042】
これによって、例えば反射部28のミラー24cでは、発光素子24aあるいは光センサ部27のミラー24cから光が入射した場合には、この光を隣接するミラー24cに入射させ、隣接するミラー24cから光が入射するミラー24は、この光を光センサ部27において対向するミラー24cあるいは受光素子24bに入射させる。なおこれは、光センサ部27のミラー24cについても同様である。
【0043】
このような構成によれば、発光素子24aが発した光は、各ミラー24c、24c・・・間を反射して、受光素子24bに入射する。そして、光センサ部27と反射部28との間で対向するミラー24cの内の何れかの間に光を遮断するものがあれば、受光素子24bに光は入射しない。
【0044】
即ち、発光素子24aならびに受光素子24bが1つずつあれば、光センサ部27と反射部28との間に作業員等が侵入したことを有効に検知することができ、制御部12がこれを検知して、マニピュレータ103の動作を停止させればよい。
【0045】
さらに図5は、作業員等の侵入を検知するセンサの別の例を示す側面図である。図5において、29はレーザビーム等を走査し、その反射により距離を測定するスキャナである。
【0046】
図5に示す例では、スキャナ29は台車部11と支持部14-1、14-2、および上部ユニット20とで囲まれた監視領域の左下端に取り付けられ、θ=0〜90°の間をスキャンする。
【0047】
このとき、距離Rは走査角θによって決定される。そこで制御部12は、ある走査角θのとき、測定された距離が予め設定された値Rより短い場合に、監視領域内に作業員等が侵入したと判断して、マニピュレータの動作を停止させる。
【0048】
なお、図5に示したスキャナ29において、レーザビームを走査する形態としては、振動ミラーを用いたものや、ポリゴンミラーを用いたもの等が挙げられる。
【0049】
上述の実施の形態では、ウェハカセットの移載を行う側の受光部24-2、26-1、26-2あるいは26-3を非動作状態にするものを例に挙げて説明したが、移載を行う側の受光部24-2、26-1、26-2あるいは26-3による検出結果を制御部が無視するものであってもよい。また、受光部24-2、26-1、26-2あるいは26-3を非動作状態としてもよい。
【0050】
また上述の実施の形態では、発光部24-1、25-1、25-2、25-3ならびに受光部24-2、26-1、26-2、26-3、光センサ部27あるいは反射部28等を1列だけ設けた例を示したが、これらを2列以上設けることで、より確実に作業員等の侵入の有無を監視することができる。
【0051】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、載置部の複数の側部の内の2つ以上に有し搬送物の移載作業が可能である開口部の各々に取り付けられ載置部の外周から当該載置部内に侵入する物体を検知する光センサによる検知結果に基づいて制御手段が移載手段の動作状態を制御し、およびまたは走行手段を制御する。このとき制御手段は、移載作業を行う開口部以外に取り付けられた光センサの何れかによって侵入する物体が検知された場合に移載手段を非動作状態に制御するか、または移載作業を行う開口部に取り付けられた光センサのみを非動作状態に制御し、動作状態の光センサの何れかによって侵入する物体が検知された場合に移載手段を非動作状態に制御するので、移動を繰り返しながら安全確実且つ高速に移載作業を実行することができる無人搬送台車が実現可能であるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態にかかる無人搬送台車10の外観ならびに無人搬送台車10が適用される工場内の概略を示す斜視図である。
【図2】 動実施の形態における無人搬送台車10の詳細な構成を示す斜視図である。
【図3】 本発明にかかる無人搬送台車の別の構成の例を示す斜視図である。
【図4】 本発明にかかる発光素子24aおよび受光素子24bの配置の詳細を示した構成図である。
【図5】 本発明にかかる作業員等の侵入を検知するセンサの別の例を示す側面図である。
【図6】 従来の無人搬送台車100の構成の一例を示す斜視図である。
【図7】 図6に示す無人搬送台車100が適用される工場の概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
11 台車部(搬送手段)
11a 上面(載置部)
11b-1 端部(側部)
11b-2 端部(側部)
11b-3 端部(側部)
11b-4 端部(側部)
12 制御部(制御手段)
24-1 発光部(発光手段)
24-2 受光部(受光手段)
24a 発光素子
24b 受光素子
24c ミラー(反射手段)
27 センサ部
28 反射部
29 スキャナ(光走査手段)
102 ウェハカセット(搬送物)
103 マニピュレータ(移載手段)
Claims (6)
- 走行手段を有し、載置部(11a)に1つ以上の搬送物(102)を載置して搬送する搬送手段(11)と、
前記載置部に設けられ前記搬送物を移載する移載手段(103)とを具備し、
前記載置部の複数の側部(11b-1 〜11b-4 )の内の2つ以上が開口部として前記搬送物の移載作業が可能である無人搬送台車であって、
前記開口部の各々に取り付けられ前記載置部の外周から当該載置部内に侵入する物体を検知する光センサと、
前記光センサにより受光できない場合には前記移載手段を非動作状態に制御し、無人搬送台車の走行時に前記光センサにより受光できない場合には前記走行手段を停止する制御手段(12)と
を有していることを特徴とする無人搬送台車。 - 前記制御手段は、前記移載作業を行う開口部以外に取り付けられた前記光センサの何れかによって侵入する物体が検知された場合には前記移載手段を非動作状態に制御することを特徴とする請求項1に記載の無人搬送台車。
- 前記制御手段は、
前記移載作業を行う開口部に取り付けられた前記光センサのみを非動作状態に制御し、
動作状態の前記光センサの何れかによって侵入する物体が検知された場合には前記移載手段を非動作状態に制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の無人搬送台車。 - 前記光センサは、
前記開口部の開口面内において対向する2つの端部に取り付けられ
(A)複数の発光素子(24a)の配列からなる発光手段(24-1 )と
(B)当該複数の発光素子の各々と対向する複数の受光素子(24b)の配列からなる受光手段(24-2 )とから構成され、
前記発光素子の各々が出射し対応する前記受光素子に入射する光の何れかが遮断されることで侵入する物体を検知することを特徴とする請求項1ないし請求項3の何れかに記載の無人搬送台車。 - 前記光センサは、
前記開口部の開口面内において対向する2つの端部に取り付けられ
(A)発光素子と受光素子と複数の反射手段(24c)の配列からなるセンサ部(27)と
(B)前記センサ部が出射する光を反射して当該センサ部に入射させる複数の反射手段の配列からなる反射部(28)とから構成され、
前記発光素子が出射し前記開口面の全面に亙って前記センサ部と前記反射部との間で繰り返し反射され前記受光素子に入射する光が遮断されることで侵入する物体を検知することを特徴とする請求項1ないし請求項3の何れかに記載の無人搬送台車。 - 前記光センサは、
前記開口部の開口面内の1カ所に取り付けられ当該開口面内にビームを走査する光走査手段(29)を有し、前記光走査手段が何れかの走査角において出射し前記開口面内で反射して再び当該光走査手段に入射するビームの伝播距離が、当該走査角の各々に応じて予め決定される所定の距離より短くなることで侵入する物体を検知する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3の何れかに記載の無人搬送台車。
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