JP4067095B2 - コンベヤ化された貯蔵及び搬送システム - Google Patents

Description

関連出願についての相互参照
この発明は、２００１年２月６日出願の米国仮特許出願第６０／２６６，７１５号に対し、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．第１１９（ｅ）項に基づく優先権を主張するものであり、前記出願の記載をここに参考文献として組み入れる。

連邦支援の研究又は開発についての声明
なし

平面ディスプレイ装置及び半導体の製造のようなクリーンな環境のもとでの製造工業においては、大量の製造過程の品々を取り扱う必要がある。これらの工業においては、モノレール搬送体又は自動走行搬送体のような独立した搬送体形式の搬送が特にクリーンな最先端製造工程において普及している。これらの工業においては、手動操作の搬送体形式のカートもよく使用されている。

これまでにおいては、マテリアルの超清浄な取り扱いが要求されるこれらの工業には、コンベヤによる搬送方法論は、受け入れられていない。コンベヤ技術における近年の進歩は、コンベヤシステムがクリーンな環境のもとでの製造工業に使用しやすいものにしている。これらの進歩には、コンベヤに直接に載置でき、乗せられたウエファ類の反発を抑える改良されたカセット類；サイズが異なるキャリヤに対応できて，コンベヤベルトのサイズを特注する必要を少なくした標準化ランナー類；製品類を衝突させずに全く個々に搬送するための分配配置制御を行うこと；搬送されるキャリヤー類又は製品類の間の間隔を狭くしてキャリヤーを動かす制御を選択的に行うこと；及び駆動輪におけるクラッチの使用による粒子の発生を低下させることなどが含まれる。

一般的に言って、多数のウエファ類又は基板類、さらには、しばしば製造工程中のものは、搬送機構に関係なく、製造工程の間、取り出すために貯留される。通例の個々の搬送体搬送機構と共にストッカー類が使用されている。これらの機構においては、中央ロボットを使用し、このロボットで集積貯留容器、棚又は他の貯留スペースになる複数の床据付貯留キャビネットにアクセスするようになっている。貯留すべきワークピースは、搬送システムの上の指定された搬送位置へ送られる。ついで、ワークピースは、前記ストッカーロボットにより回収され、ついで、適切な貯留場所に置かれる。明らかなように、前記ストッカーロボットが動作中でも、このロボットではワークピースの操作を並行して行うことができない。前記ストッカーロボットがワークピースを回収する工程にあっては、単一のワークピース操作に対し同じ制限がある。ストッカーは、ワークピースの流れに対し障害になっている。

ストッカーに付随の別の欠点は、前記システムが一般的に占拠する床面積の点である。搬送システムに近接する床スペース及び製造環境における床スペースは、余分なものである。多数のストッカーを単一のストッカーを使用するよりもワークピースの流れを円滑にさせるために設けるとすると、より広い床スペースをつかってしまう。結果としてシステム全体のコストが大幅に高くなってしまう。

出願人によるクリーンなコンベヤシステムと搬送体搬送システムの導入は、製造工程中のマテリアルの貯留と緩衝解決手段とが必要になり、これは、コンベヤ搬送方法と調和し、貯留能力と搬送システムへのアクセスの点では、上記したストッカーと同格である。

発明の概略
ここに記載のシステムは、簡単に構成できる貯留システムであり、これは、ここに参考文献として組み入れるホーン他に許可された米国特許第６，０４７，８１２号に記載されたようなクリーンな環境状態のコンベヤと共に使用することが特に適しているものである。この貯留システムは、コンベヤネットワークに設けられた天井部と平行に、かつ、近接して設けられたモジュラー・コンベヤ要素を含む。これらコンベヤ要素は、“一方通行”路として設けられ、該コンベヤ要素の走行路について複数の搬送要素が設けられた場合には、貯留マトリックスから搬送路へ、そして、貯留マトリックスへ戻るワークピース又はワークピースのキャリヤが循環できるようになる。貯留マトリックスにおいて他の不要のワークピースの間に必要なワークピースが配置されてしまう問題を回避できる。

別の実施の態様においては、複数の貯留コンベキャ要素が互いに平行して設けられるいようになっている。近接する貯留コンベヤ要素を用いて貯留ループを作り、かくして後続のワークピースに近づとき、コンベヤ処理道程へ貯留されたワークピーズを動かす必要がなくなる。別な実施例は、貯留コンベヤ要素の倍数のループ内で単一の貯留コンベヤ要素を使用することを含み、前記ループにおいては、前記貯留コンベヤ要素を離すとき、異なるタイプのワークピースが反対の方向へ進むようになっている。このシステムのモジュラー方式は、さらに、貯留コンベヤ要素の複数の並列したループの実現を可能にし、前記ループにおいては、複数のワークピースは、複数の貯留コンベヤ要素の複数のループの間で急速に交換され、複数の貯留コンベヤ要素の単一のループ内で回転され、又は、前記コンベヤネットワークの搬送経路又はマシンツールへ回収される。大規模な平行貯留解決策が容易に構成でき、フロアスペースをとらなくても実行できる。

このような種々の実施の態様は、予め構成されたシステムとして提供でき、又は、適切な検知メカニズム及び制御ロジックの設定により、各種のワークピースのタイプ、一日の内の時間などに匹敵する貯留要求を含む各種のパラメータにより自動的に構成できる。中央化制御回路又は分布された制御回路のいずれかのもので、ここに記載の貯留システムに使用できる一方又は両者を用いて、多数のワークピースを同時に再配置することで、従来技術によるロボット方式のストッカーによる効率に較べ、はるかに効率がよい貯留解決策になる。制御ロジックにより、前記システムにおける各マシンツールを緩衝し及び／又はマシンツールが使用可能になれば直ちに受け取り、処理するワーク・イン・プロセス（ＷＩＰ）（仕掛品）を前記マシンツールに貯留する。

ここに記載のモジュラー貯留システムは、また、マシンツール又はコンベヤシステムと関連の他の処理ステーションとの関連で使用するためのインプット又はアウトプット緩衝部として使用されるための構成になっている。

現在の搬送及び貯留システムを使用する各工場においては、作業特性曲線（ＯＣ）は、前記システムと関連し、これは、生産のサイクルタイム（すべての製造工程の経過時間）を処理マシンツール（設備）の平均利用度に関連させたものである。前記サイクルタイムが顧客の要求により決まっているものであれば、マシンツール利用度は、前記ＯＣにより自動的に決まる。この制限をなくすために、マテリアルの取り扱いの制御ロジックイがこの発明により定められる。この制御ロジックは、複数のマシンツール間直接のＷＩＰの独立した高密度の動きを必要とする。局地的な緩衝及び貯留システムは、前記コンベヤシステムに適用できる技術である。前記緩衝及び貯留システムは、継ぎ目なしにコンベヤネットワークに相互接続していなければならず、これは、この発明によって提供される。

前記した工業においては、製造プロセスは、頻繁に繰り返されるもの、即ち、前記ＷＩＰは、どこかが処理された後に度々マシンツールに入れられる。一般的には、各ワークピースに対し別々のシーケンシャルの態様で幾百のプロセスマシンツールが出入する。さらには、いくつかのワークピースが同時に取り扱われる。プロセスマシンツールは、しばしば、作業シーケンスよりも機能にしたがって空間的に配列される。工場の異なる部所において、前記ＷＩＰロットに対し次のシーケンシャルな作業を行うことができるマシンツールがいくつか存在する。製造プロセスの開始から終了まで、前記ＷＩＰロットは、工場において１〜２ケ月費やす一方マシンツールの間を動きまわる。これらの工場は、数理的システムとして混沌したものと頻繁に言われている。出願人は、このような工場は、ワークピース取り扱い構成がコンベヤネットワークに基づいており、各プロセスマシンツールが前記コンベヤネッットワークに接続しているか、又は、コンベヤネットワークであれば、顕著なスループットゲインが達成できることを発見した。そして、この非直線製造環境において、この発明による制御ロジックは、ＷＩＰロットが前の製造工程において完成されるや否や各ＷＩＰロットを次のプロセスマシンツールへ送り、引っ張るものである。前記制御ロジックは、各ＷＩＰロットの非同期及び別個の動きに基づくものであり、これは、各ＷＩＰを相互にどの程度接近させて互いに別個に動かすことができるコンベヤネットワークのみによって可能なものである。この発明による制御ロジックは、コンベヤネットワークの概念に特に適用でき、出願人は、コンベヤネットワークをこれらクリーンの製造工業に特に活用し、製造を通しての生産性ゲインの利点をあげるものである。

これに対し、現在知られているロジスティックスは、運搬車を使用する前記ＷＩＰの別個の搬送に基づいている。これの意味するところは、特殊の車を特殊のＷＩＰの搬送に用いることが必要であるという点であり、かくしてワークプロセスは、運搬車を待ち、またその逆の関係になる。このプロセスは、インライン製造に類似の同期していない独立のＷＩＰを同期させなければならない。これら既知のシステムは、プッシュ・プル論理を強制的に使用させられ、同時に広い床置きストッカーの使用が必要になる。一つのマシンツールにおいてＷＩＰが完成すれとき、一つのキャリアが車に挿入され（利用できるとき）、広いフロアストッカーへ送られ（押され）るもので、これは、使用する次のプロセスマシンがすぐには使用できないからである。次のマシンツールが使用できるときは、前記ＷＩＰロットは、該ツールへ搬送されるように要求され、ここで再び運搬車をスケジュールしなければならなくなる。

現在知られているシステムの非効率さは、次のマシンツールにおいて緩衝／ストッカーが隣接配置されていない事実に起因する。運搬車が搬送のみに多用されていることで、マシンツールにおいては、コストが嵩む渋滞と狭隘がしばしば生じる。この問題の周知の分析ソリュウーション及びコンピュータによるシュミレーションにより、この技術の重大な欠点が明らかになっている（例えば、待ち行列の理論参照）。したがって、この発明は、前記マシンツールにおける本来のストッカー及び緩衝部（バッファー，待機部）と関連させてコンベヤ搬送ネットワークを適用し、前記マシンツールの利用度を向上させ、プロダクト・サイクルタイムを維持すると共に既知の技術に較べて金融コストを改善することで、既知の技術における前記の欠点を解決することを目指すものである。

発明の詳細な記述
この発明の実施の態様によるコンベヤ化された貯留及び搬送システムは、いくつもの処理ステーションにおいて、仕掛品などを保持、貯留することが必要である処理加工工業であればどのような工業でも使用できる。半導体装置の製造は、この発明の実施の態様による貯留及び搬送システムによる特徴にぴったり適した工業の一つの例である。説明において、ここに記載の貯留及び搬送システムの各種の実施例を“フィールドストッカー”と称することにする。

環境的にクリーンなコンベヤシステムにより運ばれるキャリアは、一つ又は複数のワークピースを運ぶパレットでよい。また別途、コンベヤ要素は、ワークピースそれ自体をキャリアの必要なしに搬送する。半導体製造プロセスにおいては、基板は、通常、搬送キャリアで搬送されているが、フラットなパネルの製造においては、ワークピースは、キャリアにのせられたり、又は、コンベヤ要素に直接にのせられる。キャリアは、搬送すべき品物に対する総称として使用する。またキャリアは、ここに記載の貯留システムに貯留らえる品物を指すこともある。

ここに記載の貯留システムは、複数のモジュラー・トラック要素又はセグメンツからなるコンベヤシステムと共に使用されるものである。これらのトラック要素には、複数の真っすぐな要素と回転する要素との両者及び昇降要素が含まれている。他の特殊な要素も設けられる。キャリアの幅員でコンベヤ要素の幅員が決まる一方、キャリアの長さがコンベア要素の長さの最短共通項を定める。この発明の一つの実施の態様においては、複数のコンベア要素は、搬送するキャリアに応じての所定の標準長さと幅とをもって作られている。概略的に言って、キャリアの長さの整数又はそれに関連した長さをもつコンベアを作ることが有利である。前記キャリアの長さに基づく、四角な形状が好ましいコーナー要素又は接続要素と組み合わせて、コンベヤ要素を直線で囲まれたマトリックス状に簡単に作り上げることができ、特定の設置条件に応じて個々特殊のものにすることができる。これらの接続要素は、一般的には、コーナー通過のときキャリアをターンさせ、キャリアの方向を維持するようにする。これらの基本的な要素をもって、コンベヤ要素経路のマトリックスが作られ、このマトリックスは、高密度で、しかも最小の領域しか占めないようになる。前記したコンベヤシステムのモジュール方式は、また、ここに記載の貯留システムの実現に好ましく使用される。

このような貯留システムの一つの実施の態様を作る場合においては、図１に示すように、長さが等しい直線コンベヤ要素１１０，１１１を並列させ、ついで接続要素１２０〜１２３で互いに連結する。この態様においては、一つ又は複数のクローズ状態のループ１１２が形成され、該ループ内を複数のキャリアが循環する。直線のコンベヤ要素１１０，１１１の各々は、一つ又は複数の独立したコンベヤ副要素からなる。このようなループへのキャリアの出入は、図１に矢印で示すように、接続要素１２０，１２３それぞれにおいて行われる。図２に示すように、それぞれ対になっている接続要素２２０と２２１、２２２と２２３、２２４と２２５、２２６と２２７及び２２８と２２９を各端部においてもつ直線コンベヤ要素２１０〜２１４が並列されて、マトリックス２００を構成し、複数の対の接続要素２２０〜２２９は、前記直線コンベヤ要素２１０〜２１４の間の連結路になる。このような要素の配列により、図２に一例として示すように、前記複数のキャリアのための入り子状に重なる状態又は別の状態のいくつかのクローズしたループの循環路になる。前記種々の路の循環方向は、同じである必要はない。

図３に示されるような４つの緩衝ステーション又は貯留セル３１０，３２０，３３０，３４０の集合貯留マトリックスを有する貯留システムは、同様に懸垂されているコンベヤシステムに実質的に近接している製造施設における天井又はその近辺に吊り下げられるか、組み込まれるようになっている。一つのＥタイプのキャリア３４２は、コンベヤ“ハイウエイ”３５０から受け取られ、緩衝ステーション３４０に貯留される一方、一つのＡキャリアは、入り子状に重なっているループの緩衝ステーション３１０から出て、処理ステーション３９１へ渡される。入り子状に重なっているループ列の緩衝ステーション３３０におけるＤキャリア３３２は、コンベヤ“ハイウエイ”３５０へ戻される。第４の緩衝ステーション３２０を用いて、一つのタイプ以上のキャリア、この例ではＢ及びＣキャリアを貯留する。

前記キャリアを搬送し、貯留するためのコントロールは、複数のセンサーで行われ、これらセンサーは、前記キャリアが近付ける部分に含まれているバーコードその他の認識しるしのような認識コードを検出する交点連結要素の近くに配置されている。図４に示すように、センサ４２０から検出されたコードに相当する信号がＲＦ（無線周波数）トランスポンダー、バスインターフェース又は他の既知の送信デバイスのような中央処理ユニット４１０へ送られ、その結果、中央処理ユニット４１０により搬送システム４００においての前記キャリアの送り方向が決められる。また別に、検出された認識情報は、搬送システム４００のそれぞれの部位に関連しているローカルコントローラ４３０_１ 〜４３０_ｎ へ与えられる。コントロール信号は、ついで、それぞれのコンベヤ要素に関連している起動要素へ送られ、所望の方向への交点連結を制御したり、特定のコンベヤ要素にそって一つ又はそれ以上のキャリアを動かすようにする。このことは、前記交点連結要素又はコンベヤ要素が貯留マトリックスの一部又はコンベヤハイウエイの一部又はそれらの両者のいずれであっても適用だれる。

マトリックスにおける循環は、同時に生じる複数のキャリアのいくつかの動きで非同期してコントロールされることができる。このような循環により前記マトリックスにおけるどのような位置でもキャリアを配置することができ、これによってランダムアクセスの貯留装置が実現できる。かくして、配置・配列及び再配置・再配列の定義における最大の柔軟性が与えられる。

多数の平行なコンベヤ要素は、一つ又はそれ以上の緩衝セクションを形成するものとして認識できる。一つの緩衝マトリックスを他のマトリックスから分離する点は、構成するコンベヤ要素に関連する規則に応じて行われる。例えば、関連する交点連結要素をもつ二つの平行なコンベア要素は、例えば、タイプＡのキャリといった一つのタイプのキャリアしか運ばないように使用される。かくて、それらは、それら自体に緩衝セクションを形成する。しかしながら、これらコンベア要素の一方又は両方は、タイプＡのキャリアをタイプＡ及びタイプＢのコンベアをそれら自身が運ぶ別のコンベア要素の組へ運んだり、該組から運ばれたりする。かくしてもとの二つのコンベア要素は、二つの緩衝セクションの部分になる。

類似した緩衝セクションが集められて、より大きなシステムになると、外側の周縁交点連結要素は、分けられ、かくして、貯留コンベヤ要素の入り子式ループの大きなマトリックスを作ることになる。このようなシステムに入った複数のキャリアは、集められた貯留マトリックスの特定の位置へ送られ、貯留される。一般的には、製造プロセスにおける複数のキャリアのための貯留システムは、前記複数のキャリアが各緩衝セクションにシリアルに貯留された緩衝セクションを集めた貯留マトリックスを含む。各緩衝セクションは、多数のコンベヤ要素から作られており、共通のインプット及びアウトプット交点連結要素を分担するようになっている集められた緩衝セクションを有する。

この発明の最も単純な形態においては、キャリアの流れは、非同期の態様で局部的に制御され、その結果、キャリアの衝突は、自動的に、かつ、本来的に回避される。緩衝セクションを構成するコンベヤ要素は、互いに連絡し合って、所定のコントロールロジックによりキャリアの効率的な交換が行われる。さらには、緩衝体コンベヤ要素は、それぞれのキャリアを相互間においてシリアルに回動し、その結果、シリアルに貯められたキャリアのいずれかを接近させたり、離したりできる。これらシリアルに保有された複数のキャリアは、二つの緩衝セクションの間を協力して回転され、この回転は、他の緩衝セクションの同様な同時の回転とは関係無く、さらに同期もしない。前記したように、一つの緩衝セクション内における、又は、複数の緩衝セクションの間におけるキャリアの動きの制御は、中央制御することもできる。

さらに、前記システムにおける離れたフィジカルな位置におけるそのような大きなシステムは、互いにネットワーク連結され、マテリアルの貯留と供給とを工場全体にわたり最高の容量と効率をもって行う統一されたシステムを形成する。直接の入口と出口とをもつ前記した貯留システムは、複数の処理ステーション近くに配置でき、これによって、各プロセスにおいてフィジカルに必要な貯留が行える。このようにすることで、貯留システムが同じモジュラー・コンベヤ要素で簡単に構築することができる。貯留に搬送を結び付けることが簡単に行え、従来のようなロボット式ストッカーとコンベヤとの間の移送キャリアに関連の搬送隘路の問題がない。

この発明の実施の態様による工場の広大な搬送及び貯留システムは、サイクルタイムを短縮し、ツール（工具類）ステーションの高い効率化を図る目的の達成に有利なものである。ワーク・イン・プロセス（ＷＩＰ）（加工処理中のワーク）が加工処理からコンベヤ要素のネットワークに出されるとき、次のツールステーションにおける緩衝セクション又はフィールドストッカーによる引き込みを要求することができるようになる。この手順で次のツールステーションにおいて直ちに貯留が行え、該ステーションの効率を高めることができる。重要な点は、前記システム内のＷＩＰの貯留と搬送との両者が一つのユニットになって他の動きを妨害せずにＷＩＰが自然に流れるようになることがツールステーションそれら自体のような前記システムの外部から要求される点である。前記緩衝ステーション又はフィールドストッカーは、同じ価値の付加処理を行う処理ツールが一つ以上のものであれば、複数のツールステーションで機能することが好ましい。この場合、前記第１のＷＩＰが緩衝ステーションに到着すると最初に機能するようになることが保証される。このような構成がなければ、第１に入って、第１に出る
（first-in-first-out) (FIFC)ロジックは、実現されず、工場能率は、低下してしまう。

図５に示すように、この記述による貯留システムの一つの実施の態様は、４つの緩衝セクション５１０，５２０，５３０，５４０を含み、これらは、４つの処理ツールステーション即ち、ツールステーションＡ５９０、ツールステーションＢ及びＣ５９１、ツールステーションＤ５９２、 ツールステーションＥ５９３のそれぞれに対応する。この例においては、ツールステーションＡ５９０及びツールステーションＢ及びＣ５９１それぞれは、それらそれぞれの緩衝ステーション５９５又は５９６を含み、それぞれの処理ツールステーションへインプットされるまで、複数のキャリアを貯留する。ツールステーションＤ５９２は、直ちに処理するため、即ち、インプット又はアウトプットにおける緩衝（保留）なしに複数のキャリアを回収する。ツールステーションＡ５９０、ツールステーションＢ及びＣ５９１、ツールステーションＤ５９２は、“ストレートＩ／Ｏ，”のための構成であるか、又は、それぞれのツールからのアウトプットからそれぞれのツールの上流へのインプットである。これに対し、これもまたインプット５９８及びアウトプット５９７で緩衝するツールステーションＥ５９３は、“リバースＩ／Ｏ”ツールであり、そのインプットが前記コンベヤの周縁経路５５２にそう複数のキャリアの流れについてのそのアウトプットの下流であることを意味するものである。

貯留列の動きを制御する一つの方法においては、各緩衝セクションにおける循環方向は、同じである。この手段で、制御ロジスティックスは、簡略化されるもので、何故ならば、連結部において動いている複数のキャリアの衝突しか生じないからである。これらの衝突は、ついで、例えば、前記連結部を経て搬送されるたえんお第１の到着順序により自動的に解決される。多数のコンベヤ要素が一つの貯留システムに集められるとき、そして、これらシステムのいくつかがより大きなものに結合するとき、このような流れの方法によって、より大きな流れのループ内でキャリアの流れのループになる。例えば、共通のインプット及びアウトプットのコンベヤ要素の周縁の対は、結合され、その結果、複数のキャリアは、他の緩衝セクションの群のまわりをぐるりと循環する。各緩衝セクションの境界は、結合サイドで分けられ、その結果、分けられたサイドにおける流れの方向は、同一である。倍数の緩衝セクションは、結合して複数のループ内に複数のループをもつ搬送及び貯留経路を形成する。

流れの方向を要求に応じて交互に変わり、二つの可能な方向のいずれをもとることができるコントロール方法論も可能である。このタイプのコントロールには、さらに複雑なソフトウエアが必要になり、状況によっては、さらに効率的になる。要求に応じて交互になる流れの方向は、キャリアの流れの衝突が直進コンベヤ要素に生じ、さらには、交点連結要素において生じる。各緩衝セクションの循環方向は、要求に応じて決められ、他の緩衝セクションにおける同時の循環に矛盾し、分けられた周縁コンベヤ要素の流れは、任意の方向になる。

統一されたコンベヤネットワークは、倍数の貯留システムを結ぶ。これによって、貯留システムにおいて包含されているキャリアは、貯留システムにおける各個々の緩衝セクションにアクセスできるコントローラーによって回収される。選択されたキャリアは、ついで搬送され、他の連結されているシステムのいずれかに貯留される。衝突は、高度の洗練された、より実質的なコントロールロジックで解決される。

これらの貯留システムの集合は、処理ツールの隔室におけるマテリアル分布のポイントとして作用する一般化されたコンベヤハイウエイに挿入される。このようにしたとき、前記集合したシステムの周縁は、一般化されたコンベヤハイウエイになる。このような各隔室は、それぞれの搬送及び貯留システムが同じように設けられた一連の隣接する隔室に接続する。このような各隔室においては、周縁の搬送ハイウエイがマテリアルの流れが貯留及びハイウエイシステムにおける流れに逆行する一連のアウターループに最もよく接続する。このような逆行の流れのループは、前記隔室で処理ツールを待つ緩衝キャリアに使用される。このような緩衝は、また、ランダム貯留及び回収システムとしても使用でき、それは、特定のキャリアにランダムアクセスするための選択のために前記貯留部を介して緩衝された複数のキャリアと搬送システム・コンベヤ要素を回転させるように構成できるからである。

４つの処理ステーション６９０，６９１，６９２，６９３に対応する４つの緩衝セクション６１０，６２９，６３０，６４０を図６に示す。再び、この貯留システムは、天井につり下げれているか、又は、天井近くに組みこまれている。緩衝セクション６１０，６２９，６３０，６４０の各々は、４つの処理ステーション６９０〜６９３の一つに関連し、図５に関連の実施の態様において図示したシステムに類似している。しかしながら、この実施の態様においては、種々のタイプの貯留コンベヤ要素がツールステーションに設けられている。ツールステーションＡ６９０及びツールステーションＢ及びＣ６９１において、ランダムアクセスの貯留緩衝部６９５，６９６が利用されている；このランダムアクセス緩衝部６９５、６９６は、それぞれの緩衝セクション（セクションズ）の間をクローズドループで前記複数のキャリアを循環させ、前記それぞれのツールにおいて処理したいキャリアが前記ツールのインプット交点連結要素に来させる。

ツールステーションＡ６９０は、前記緩衝セクション内で前記複数のキャリアを二（双）方向に動かすことで前記複数のキャリアをランダムに回収し貯留し、その結果、前記複数のキャリアのシリアルオーダーを排出又は貯留のために再編成する。ツールステーションＢ＆Ｃ６９１は、ツールステーションＡ６９０に類似であるが、二（双）方向交点連結要素がない；その代わり、別個のインプット及びアウトプット交点連結要素が設けられている。ツールステーションＤ６９２においては、ＦＩＦＯ緩衝貯留部が設けられ、これは、ツールＤ６９２に近接して限定された所定の量のキャリア貯留部６９７が利用できる。ツールステーションＥ６９３においては、シングルの緩衝貯留部がツールＥの近くに設けられている。またセンサ類とＲＦトランスポンダが前記交点連結要素と関連していて、複数のキャリアを送る方向を検出し、制御する。

理解すべき点は、この発明は、図面に関連して図示し、記載した貯留構成に限定されるものではなく、処理用途の必要性により決められる種々の貯留組合せの一部又はすべてを使用するシステムに異なる貯留構成が導入できる点である。

前記技術の他の変更及びバリエーションは、ここに記載の発明概念から逸脱することなく、当業者により可能なことは明らかである。したがって、この発明は、添付の請求の範囲のスコープと精神によってのみ限定されて解釈されるべきものである。

クローズドループになっている複数の貯留コンベヤ要素の図解である。 並設されたループになっている複数の貯留コンベヤ要素の図解である。 並設されたループになっている複数の貯留コンベヤ要素が複数の列になって集められた複数の貯留コンベヤ要素のフィールドストッカーの図解である。 この発明の一つの実施の態様によるフィールドストッカーのブロックダイアグラムである。 並設されたループになっている複数の貯留コンベヤ要素が複数の列になって集められた複数の貯留コンベヤ要素のフィールドストッカーの図解であって、前記要素は、マテリアル貯留のために統一されたシステムにネットワークされており、隣接するマシン処理ツールがオプショナルのユニット緩衝部をもつ直接のＩ／Ｏを有しているもの。 並設されたループになっている複数の貯留コンベヤ要素が複数の列になって集められた複数の貯留コンベヤ要素のフィールドストッカーの図解であって、前記要素は、マテリアル貯留のために統一されたシステムにネットワークされており、種々のツール貯留緩衝部が図解されているもの。

Claims (32)

1. 以下の構成からなるクリーンなワーク製造環境における複数のワークピースをシステム内に貯留すると共にシステム内外に搬送するためのシステム：
   前記ワークピースを貯留しながら循環もさせる少なくとも一つが存在し、かつ前記ワークピースの待機用である複数の緩衝セクションを具備する貯留マトリックス；
   前記複数のワークピースを前記貯留マトリックスへ搬送し、かつ前記貯留マトリックスから搬送する搬送経路；
   前記システム内における、前記複数のワークピースに関する位置的情報と識別情報とを検出するための複数のセンサー類；
   前記センサ類から受ける位置的情報と識別情報に応答して前記貯留マトリックスを構成するとともに前記複数のワークピースの貯留、循環及び搬送のために、前記センサ類に通じて前記貯留マトリックス及び前記搬送経路を操作・制御する制御プロセッサ；及び
   複数のツールステーションであって、これらステーションは、前記複数の緩衝セクションと連動していて、前記制御プロセッサからの指令に応答して、前記複数のワークピースを該セクションから受け、前記ワークピースを処理して、そして前記ワークピースを前記貯留マトリックス又は前記搬送経路へ戻すワークステーションであるもの、
   を具備してなり、ここで、前記貯留マトリックスと前記搬送経路とは、複数のモジュラー・コンベヤ要素から構成されてなる前記システム。
2. 前記モジュラー・コンベヤ要素は、前記複数のワークピースを直進方向に動かす直進のコンベヤ要素、前記複数のワークピースの方向を回転させる回転コンベヤ要素、前記複数のワークピースを垂直経路にそって搬送する昇降コンベヤ要素及び前記複数のワークピースを前記貯留マトリックスへ出入させる連結要素を備えている請求項１によるシステム。
3. 前記連結要素は、二方向要素を備える請求項２によるシステム。
4. 前記センサ類は、前記連結要素に近接して配置されている請求項２によるシステム。
5. 前記貯留マトリックスは、天井に取り付けたコンベヤに近接して配置されている請求項１によるシステム。
6. 前記制御プロセッサは、中央配置の制御ユニットから構成されている請求項１によるシステム。
7. 前記制御プロセッサは、複数の局所局所に分布配置された制御ユニットから構成されている請求項１によるシステム。
8. さらに前記複数のワークピースの一つ又はそれ以上のものを搬送する複数のキャリアを備えている請求項１によるシステム。
9. 前記複数のキャリアは、該キャリアに関連した前記ワークピースの識別標識を備えている請求項８によるシステム。
10. 前記識別標識は、前記センサ類から前記制御プロセッサへ無線トランスポンダ又はバスインターフェースにより通信される請求項９によるシステム。
11. 前記モジュラー・コンベヤ要素は、前記ヱアークピースの長さの整数値により決められる長さのものである請求項１によるシステム。
12. 以下の構成からなる加工処理中のマテリアル又は前記マテリアルを搬送するキャリアのための貯留システム：
    二次元の集合した貯留マトリックスで、以下の構成を有するもの；
    複数の、相互に平行に直進させる直進コンベヤ要素であって、前記マテリアル又はキャリアを選択的に、シリアルに搬送する直進コンベヤ要素；及び
    複数の対になっている連結要素であって、各対の連結要素は、前記直進コンベヤ要素と関連していて、前記マテリアル又はキャリアを近接の直進コンベヤ要素又は他の連結要素へ選択的に搬送するもの；
    前記集合した貯留マトリックスと連通しており、前記マテリアル又はキャリアを前記集合の貯留マトリックスへ出入させる搬送経路；および
    直進コンベヤ要素とそれぞれ対の連結要素とから構成されるツールの待機用であるツール緩衝部を備え、前記ツール緩衝部は、前記搬送経路の近くにあって、前記マテリアル又は複数のキャリアを該経路から選択的に受け、そして、前記マテリアル又は複数のキャリアを該経路へ選択的に送るもの。
13. さらにコントローラーを備え、前記連結要素の各々の動作を選択的に制御する請求項１２による貯留システム。
14. 前記集合する貯留マトリックス及び前記搬送経路は、前記マテリアル又は前記複数のキャリアを搬送する構成になっている請求項１２による貯留システム。
15. 前記直進コンベヤ要素の各々は、直進コンベヤ・セグメントの整数からなり、各セグメントは、前記マテリアル又はキャリアの各ユニットの長さの整数倍として決められる長さになっている請求項１２による貯留システム。
16. さらに、前記複数のコンベヤ要素及び前記連結要素とに関連して配置され、それらの間における前記マテリアル又は複数のキャリアを非同期状態で動かすようにする少なくとも一つのセンサと独立的に制御できる複数の駆動ユニットを備える請求項１２による貯留システム。
17. 前記直進コンベヤ要素の少なくとも二つと複数の連結要素のそれぞれの対とが前記集合する貯留マトリックスの緩衝セクションを区画し、前記集合する貯留マトリックスが一つ又はそれ以上の前記緩衝セクションから構成されている請求項１６による貯留システム。
18. 前記駆動ユニットは、前記マテリアル又は複数のキャリアを前記緩衝セクション内で一方向へ回転させてシリアルに搬送するようになっている請求項１７による貯留システム。
19. 前記集合する貯留マトリックスは、複数の前記緩衝セクションから構成され、それぞれが前記それぞれの複数の直進コンベヤ要素と前記それぞれの連結要素との間を独立的かつシリアルに前記マテリアル又はキャリアを搬送するようになっている請求項１７による貯留システム。
20. 前記複数の駆動ユニットは、二（双）方向回転で前記緩衝セクション内を前記マテリアル又はキャリアがシリアルに搬送されるようになっている請求項１７による貯留システム。
21. 前記複数の直進コンベヤ要素の一つが前記緩衝セクションの複数のものの一部を備える請求項１７による貯留システム。
22. 前記搬送経路は、少なくとも一つの搬送要素を備え、この搬送要素は、少なくとも一つの前記緩衝セクションと通信可能に配置され、前記搬送経路と前記集合の貯留マトリックスとの間で前記マテリアル又は複数のキャリアを搬送するようになっている請求項１７による貯留システム。
23. 前記集合の貯留マトリックスは、前記複数の緩衝セクションが一方向又は二（双）方向に配列されるように構成されている請求項１７による貯留システム。
24. 前記搬送経路は、前記マテリアル又は複数のキャリアのための一方向の搬送経路になっており、前記集合のマトリックスからなる前記複数の緩衝セクションは、一方向に搬送される前記マテリアル又は複数のキャリアのための一方向の搬送経路になる請求項２３による貯留システム。
25. 前記搬送経路は、前記マテリアル又は複数のキャリアのための一方向の搬送経路となり、前記集合のマトリックスからなる前記複数の緩衝セクションは、搬送される前記マテリアル又は複数のキャリアのための二（双）方向の搬送経路になる請求項２３による貯留システム。
26. 前記緩衝セクションの第１のものは、対の連結要素を備え、該連結要素は、前記第１の緩衝セクションの一部ではない直進コンベヤ要素と関連している請求項１７による貯留システム。
27. さらに、前記集合の貯留マトリックスを建屋の天井近くに配置する取付固定具を備える請求項１２による貯留システム。
28. さらに、前記搬送経路と連通しているコンベヤネットワークと前記集合の貯留マトリックスと連通している制御システムとを備え、前記搬送経路及び前記コンベヤネットワークが前記マテリアル又はキャリアをそれらの間で選択的に搬送する請求項１２による貯留システム。
29. 前記集合の貯留マトリックスは、第１の貯留マトリックスであり、前記搬送経路は、第１の搬送経路であり、前記貯留システムは、さらに、第２の貯留マトリックスと前記制御システムと連通している第２の搬送経路とを備え、これによって、前記制御システムが前記第１と２の搬送経路と前記コンベヤネットワークとを介して前記第１と第２の貯留マトリックスとの間を前記マテリアル又は複数のキャリアとが選択的に搬送されるようになっている請求項２８による貯留システム。
30. さらに、前記ツール緩衝部の連結要素に近接して配置され、共に位置しているツール又は複数のツールにより、前記ツール緩衝部から前記マテリアル又は複数のキャリアへアクセスできるようになっているツールポートを備えている請求項１２による貯留システム。
31. さらに複数のツール緩衝部を備え、前記ツール緩衝部のそれぞれは、そこに配置の前記マテリアル又は複数のキャリアを一方向へ搬送する請求項３０による貯留システム。
32. 前記搬送経路は、そこに配置の前記マテリアル又は複数のキャリアを一方向へ搬送し、前記複数のツール緩衝部による前記一方向への搬送方向は、前記搬送経路による前記一方向の搬送方向と反対の方向である請求項３１による貯留システム。

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