JP4122521B2 - 天井走行車システム - Google Patents

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Description

この発明は天井走行車システムに関し、特にロードポートの高さや水平位置を天井走行車にティーチングすることに関する。
天井走行車システムでは、半導体や液晶ディスプレイなどの処理装置などにロードポートを設けて、天井走行車の昇降台とロードポートとの間で物品を移載する。もちろんロードポートは処理装置以外の場所に設けても良い。ロードポートとの間での物品を天井走行車にティーチングする必要がある。そこで発明者らは、タッチパネルを備えたティーチングユニットを天井走行車の昇降台で把持し、ロードポート側にはタッチパネルにタッチするためのマークを設けて、ティーチングすることを提案した（特許文献１）。この場合、天井走行車からロードポートへ向けて昇降台が下降し、マークがタッチパネルに触れた高さからロードポートの高さをティーチングし、タッチパネルへのマークの接触位置から、ロードポートの水平面内位置をティーチングする。
しかしながらこの手法では、ロードポート側にマークを設置する必要があり、ティーチング前の準備が煩雑である。昇降台は僅かな振幅で揺れながら下降してくるが、タッチパネルにマークが触れると、その位置でマークとの摩擦のために揺れが収まるため、天井走行車の直下からは外れた位置を水平面内位置として認識する恐れがある。
特許第３４７９９６９号
この発明の基本的課題は、ロードポート側にマークなどを設置する必要無しに、天井走行車にロードポートの位置をティーチングできるようにすることにある。
請求項２の発明での追加の課題は、昇降台の揺れの影響を回避して、より正確にロードポートの水平面内位置を求めることができるようにすることにある。
この発明の天井走行車システムは、天井走行車の昇降台で支持したティーチングユニットを、ロードポートへ向けて下降させて、ロードポートの位置を天井走行車にティーチングするようにしたシステムにおいて、ロードポートのピンを用いてロードポートの高さ位置を求めるための高さセンサと、ロードポートのピンの水平面内位置を求めるための水平面内位置センサ、とを設ける。
高さセンサは、ピンとの磁気結合や静電容量の変化を利用し、非接触でピンを検出するものでも良い。しかしこのような高さセンサよりも、ロードポートのピンと接触することにより高さ位置を求める高さセンサの方が簡便である。しかしこの種の接触形の高さセンサでは、ピンと高さセンサ間の摩擦で、昇降台が天井走行車本体の直下の位置から外れた位置で停止する可能性がある。すると水平面内位置の検出精度が低下する。そこでこの発明では、高さセンサがピンと接触するとロードポートの高さ位置を求めた後に、昇降台を所定高さだけ上昇させて、ティーチングユニットをピンから浮いた状態とし、この状態で前記水平面内位置センサにより前記ピンの水平面内位置を求める。
特に好ましくは、前記水平面内位置センサで、ロードポートのピンの位置を、昇降台の振動周期以上の時間に渡って複数回求めて、求めた水平面内位置を統計化して、ロードポートの水平面内位置を求める。
この発明では、ロードポートに元々設けられている物品の位置決め用などのピンを利用して、ティーチングを行うので、ロードポート側でのティーチングの準備が簡単になる。
この発明ではさらに、高さセンサがピンと接触した際に、昇降台を上昇させて水平面内位置を求める。このため、高さセンサとピンとの接触でティーチングユニットが傾いた状態で水平面内位置を測定することがない。
請求項２の発明では昇降台の振動周期以上の時間に渡って、水平面内位置センサの測定結果を統計化するので、昇降台の水平振動で偏った位置を測定するのを防止できる。
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５に、実施例の天井走行車システム２を示す。これらの図において、４はロードポートで、６は走行レールで、クリーンルームの天井などの床面より高い位置に設ける。８は天井走行車で、走行レール６に沿って走行する。ロードポート４は、処理装置やその他の天井走行車８との間で物品の受け渡しを行う個所に設ける。
天井走行車８の構造を説明すると、１０はラテラルドライブで、水平面内で走行レール６に直角な方向にθドライブ１２〜昇降台１６を移動させ、θドライブ１２は水平面内で昇降駆動部１４や昇降台１６を回動させる。昇降駆動部１４はベルト１８の巻き上げや繰り出しにより昇降台１６を昇降させ、ベルト以外にワイヤやロープなどの適宜の吊持材を用いても良い。昇降台１６の下部にチャック２０を設けて、搬送物品などを把持できるようにし、チャックに代えて真空吸着などを用いても良い。また例えば、天井走行車８の前後に落下装置カバー２２，２２を設けて、図示しない爪を進退させることにより、搬送物品の落下を防止する。
２４はティーチングユニットで、昇降台１６のチャック２０により把持され、その底部に高さセンサ２６と、例えば一対の画像認識部２８とを設ける。ロードポート４の側には、例えば３つのピン３０ａ〜３０ｃが有る。これらのピンは半導体カセットなどの物品の位置決め用に、ロードポート４に元々設けてある部材である。
実施例での方向の表示について説明すると、走行レール６での走行方向をｘ，高さ方向をｚ，走行レール６に対して水平面内で直角な方向をｙとする。なおｙ方向を横方向と言うことがある。水平面内でのｘ軸やｙ軸からの傾きを角度θという。
ティーチングユニット２４の構造を図２に示すと、高さセンサ２６では接触板３２がバネ３４などにより下向きに付勢されており、その上下動をセンサ３６で監視するようにしてある。そしてピン３０ａと接触板３２とが接触し、バネ３４が圧縮されて接触板３２が上昇すると、これをセンサ３６で検出する。センサ３６で接触板３２の上昇を検出した時のベルト１８の繰り出し量が、天井走行車８から見たロードポート４の高さ位置を与える。
画像認識部２８は、図３の２つのピン３０ｂ，３０ｃに対応して２個所に設けられ、それぞれＣＣＤカメラ３８などの撮像手段を備えている。４０はティーチングユニット２４の上部に設けたフランジ板で、この底部を昇降台のチャックで把持して、昇降させる。
図３はロードポート４でのピン３０ａ〜３０ｃの配置を示し、これらは例えば正三角形状に配置されて、半導体カセットなどの物品の底部に設けられた窪みと嵌合して、物品をガイドするためのものである。なおピン３０ａ〜３０ｃの本数や位置などは任意である。
図４の処理部４２は、高さセンサやＣＣＤカメラからのデータの処理を行うためのもので、ティーチングユニット内に設けても、あるいは天井走行車８内に設けても良い。極端な場合、複数台の天井走行車８を管理する、天井走行車システム全体のコントローラに設けても良い。高さ検出部４４は、センサ３６が接触板３２の上昇を検出した際の、ベルトの繰り出し量から、ロードポートの高さを検出する。このようにして求めた高さをｚとする。
センサ３６が接触板の上昇を検出した旨の信号は、微上昇要求部４６に入力され、微上昇要求部４６は天井走行車の昇降駆動部に対して、昇降台を微上昇、例えば１〜２０mm程度上昇させることを要求する。昇降駆動部１４が昇降台を微上昇させると、画像認識部２８は一対のＣＣＤカメラ３８からのデータを基に、２つのピンの位置を検出する。例えば一対のＣＣＤカメラ３８の視野の中心からピンがｘ方向及びｙ方向にどれだけずれた位置に存在するかを検出できれば、これらのずれの平均値により、ティーチングユニットに対するロードポートのｘ方向位置並びにｙ方向位置を求めることができる。また一対のＣＣＤカメラ３８で認識した２つのピンをつなぐ線の傾きから、ロードポートとティーチングユニットとの間の角度θを求めることができる。
ティーチングユニットは昇降台と共にベルトで吊されているので、ｘ方向とｙ方向とに振動している。また振動の周期は例えば１秒以下である。そこで振動周期以上の時間に渡って、複数回ＣＣＤカメラ３８を用いて、一対のピンの水平面内位置を求める。統計化部４８では、このようにして求めた複数の水平面内位置を例えば平均し、ロードポートのｘ座標並びにｙ座標と角度θを出力する。平均の種類は単純平均の他に幾何平均などでもよく、平均に代えて水平面内位置のヒストグラムをｘ方向とｙ方向とに付いて作成し、その最頻値を用いても良い。あるいはまた９９回水平面内位置を測定した際の５０番目の値などのように、中央値などを用いても良い。
実施例では一対のＣＣＤカメラを用いたが、１つのＣＣＤカメラで２本あるいは３本等のピンの位置を認識しても良い。また水平面内位置の検出には、ＣＣＤカメラ以外の他のセンサを用いることができる。例えば複数のコイルを環状に配置し、ロードポートのピンの上部へと下降させ、どのコイルとピンとの間の磁気結合が最も強いかを認識しても、ピンの位置を求めることができる。なおθドライブを備えない天井走行車の場合、例えば角度θが許容範囲内かどうかを判別して、許容範囲外の場合にはロードポートの取り付けの向きなどを調整すると良い。
実施例では以下の効果が得られる。
(1) ロードポート側では、ロードポートに元々存在するピンを用いるのみなので、ロードポート側での準備は不用である。
(2) ピンの水平面内位置を、ティーチングユニットをピンから浮かせた状態で測定する。このためティーチングユニットがピンから受ける摩擦で、天井走行車の直下から外れた位置で制止されることがない。
(3) ピンの水平面内位置を、昇降台の振動周期以上の時間に渡って測定して統計化するので、昇降台の振動の影響を受けにくい。
(4) これらのため簡単かつ正確に、天井走行車に対するロードポートの位置を求めることができる。
実施例でのロードポートとティーチング中の天井走行車を示す側面図 実施例で用いたティーチングユニットの側面図 ロードポートの平面図 実施例でのティーチングデータの処理部のブロック図 実施例でのティーチングアルゴリズムを示すフローチャート
符号の説明
２ 天井走行車システム
４ ロードポート
６ 走行レール
８ 天井走行車
１０ ラテラルドライブ
１２ θドライブ
１４ 昇降駆動部
１６ 昇降台
１８ ベルト
２０ チャック
２２ 落下防止カバー
２４ ティーチングユニット
２６ 高さセンサ
２８ 画像認識部
３０ ピン
３２ 接触板
３４ バネ
３６ センサ
３８ ＣＣＤカメラ
４０ フランジ板
４２ 処理部
４４ 高さ検出部
４６ 微上昇要求部
４８ 統計化部

Claims (2)

  1. 天井走行車(8)の昇降台(16)で支持したティーチングユニット(24)を、ロードポート(4)へ向けて下降させて、ロードポート(4)の位置を天井走行車(8)にティーチングするようにしたシステムにおいて、
    ティーチングユニット(24)の底部に、ロードポートのピン(30)を用いてロードポートの高さ位置を求めるための高さセンサ(26)と、ロードポートのピン(30)の水平面内位置を求めるための水平面内位置センサ(28),(38)、とを設け、
    ここに、前記高さセンサ(26)がロードポートのピン(30)と接触することにより高さ位置を求めるセンサで、かつ該センサ(26)がピン(30)と接触するとロードポート(4)の高さ位置を求めた後に、昇降台(16)を所定高さだけ上昇させて、ティーチングユニット(24)をピン(30)から浮いた状態とし、この状態で前記水平面内位置センサ(28)，(38)により前記ピン(30)の水平面内位置を求めるようにしたことを特徴とする、天井走行車システム。
  2. 前記水平面内位置センサで、ロードポートのピンの位置を、昇降台の振動周期以上の時間に渡って複数回求めて、求めた水平面内位置を統計化して、ロードポートの水平面内位置を求めるようにしたことを特徴とする、請求項１の天井走行車システム。
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