JP4126559B2 - 天井走行車システム - Google Patents

Description

この発明は天井走行車システムに関する。

天井走行車システムでは、クリーンルームなどの天井付近に設置した走行レールを用いて天井走行車を走行させて、処理装置のロードポート間などで物品を搬送する。天井走行車は走行方向が固定で逆向きの走行は許されない。そこで近接した処理装置間で、多数個の物品を連続して搬送するような場合、天井走行車でロードポートからロードポートへ搬送すると、天井走行車がバックできないため、走行レールを１周してから、次の物品を搬送する必要がある。そこでロードポートとロードポートとの間をコンベヤで接続することが考えられるが、ロードポートは一般に人手でアクセスできるように、人の背丈よりも低い位置に配置される。そしてこの高さにコンベヤを設けると、そのスペースを通路などに使用しにくくなる。

この発明の課題は、処理装置のロードポートとその付近に設けたコンベヤとの間で物品を速やかに移載でき、しかもコンベヤを高い位置に配置して、コンベヤの下部の空間を有効利用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、コンベヤ上の物品の搬送順序を任意に変更できるようにすることにある。
請求項３の発明での追加の課題は、コンベヤの下方の空間の有効利用をより容易にすることにある。

この発明の天井走行車走行車システムは、走行レールの下方にロードポートを設けて、天井走行車の昇降台を昇降駆動部で昇降させて物品を受け渡すようにしたシステムにおいて、
走行レールの側方に走行レールと平行に、前記ロードポートと平面視で向き合い、かつ搬送方向が走行レールと平行なコンベヤを設けると共に、
前記天井走行車に、前記昇降駆動部と昇降台とを前記ロードポートの上部とコンベヤの上部との間で横移動させる横送り部を設けて、
ロードポート及びコンベヤに対する昇降台の昇降と、ロードポートの上部とコンベヤの上部との間の前記横送り部による昇降駆動部及び昇降台の横移動と、コンベヤの動作とを組み合わせて、前記天井走行車を走行させずに、ロードポートとコンベヤ間で複数個の物品を搬送するようにしたことを特徴とする。
なお処理装置は広義に解し、搬送する物品を加工する装置（狭義の処理装置）の他に、物品の検査装置などを含む。また天井バッファは、クリーンルームなどの建屋内の天井付近にあるバッファを意味し、必ずしも天井で支持されているバッファとの意味ではない。

好ましくは、前記コンベヤに対する天井走行車の停止位置を選択自在にして、例えばコンベヤ上の物品載置位置のほぼ全体に対して、天井走行車が選択的に停止できるようにする。そしてこれによって、コンベヤ上の複数の物品位置から選択された位置との間で、天井走行車が物品を移載自在にし、物品の搬送順序を変更したり、特定の物品載置位置を特急品の載置位置に割り当てて他の物品よりも優先的に搬送したりできるようにする。

また好ましくは、前記コンベヤを走行レールを設置した建屋の天井から吊り下げて支持し、コンベヤの下方のスペースを支柱などのない空きスペースとして活用するとと共に、コンベヤの高さを天井走行車での物品の搬送面の高さよりもやや低い高さにするのを容易にして、天井走行車との間の物品の受け渡しを容易にする。

この発明の天井走行車システムでは、天井走行車を用いて、処理装置のロードポートとコンベヤとの間で直接物品を移載でき、ロードポートとコンベヤ間を接続する他の移載手段などが不要である。またコンベヤの高さ位置を、天井走行車で物品を搬送する高さレベルの付近にでき、コンベヤの下方のスペースを通路その他に有効利用できる。この発明の天井走行車システムは、例えば処理装置間で物品を連続的に搬送するために用いることができる。この場合、搬出側のロードポートの上部で天井走行車が停止して、ロードポートからコンベヤへ例えば１バッチ分の物品を連続的に移載し、コンベヤで搬入側のロードポートの付近まで物品を搬送する。そして天井走行車は搬入側のロードポートの上方へ移動し、同様にコンベヤからロードポートへ天井走行車で連続的に物品を移載できる。この発明の天井走行車システムは、処理装置間の物品の連続移動に限らず、ロードポートの付近に複数物品分の収容能力を持つバッファを設けるためなどにも使用できる。

請求項２の発明では、天井走行車はコンベヤ上の物品載置位置を選択して停止でき、選択して停止した位置との間で物品を移載（受け渡し）できる。このため例えば天井走行車が荷下ろしする位置を選択する、あるいは荷積みする位置を選択することにより、物品の搬送順序を変更できる。またコンベヤ上の特定の物品載置位置を特急品などの特定の用途に割り当てることにより、搬送の柔軟性を増すことができる。

請求項３の発明では、コンベヤを天井から吊して支持するので、コンベヤの下側に支柱などを設ける必要が無く、コンベヤの下側のスペースを有効利用できる。

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１０に、実施例とその変形とを示す。これらの図において、２は天井走行車システムで、クリーンルームの内部などに設置され、処理装置間などで半導体基板や液晶基板などを搬送する。走行レール４は例えばクリーンルームの天井から吊り下げられて支持され、天井走行車６は走行レール４に沿って走行する。なお天井走行車６は走行レール４に沿って図１の矢印方向に１方向に走行し、バックは許されないものとし、２８は搬送物品の例としてのカセットである。８，９は処理装置で、ロードポート１０，１１，１２，１３を備えている。そして図１，図２の例では、処理装置８の搬出側のロードポート１１から、処理装置９の搬入側のロードポート１２へ、天井走行車６とコンベヤ２０，２２を用いて物品を搬送する。また１６は制御部で、天井走行車６並びにコンベヤ２０，２２などを制御する。

図２の２４，２６は受け渡しコンベヤで、物品を天井走行車６とコンベヤ２２の内部との間で搬送するためのコンベヤである。受け渡しコンベヤ２４は搬出用のロードポート１１から物品を受け入れるためのコンベヤで、受け渡しコンベヤ２６は搬入用のロードポート１２へ物品を搬出するためのコンベヤである。受け渡し用のコンベヤ２４，２６とロードポート１１，１２間の物品の受け渡しには天井走行車６を用いる。

図１，図２の例では、コンベヤ２０は走行レール４と平行に配置され、カセット２８の搬送面の高さは、天井走行車６でカセットを搬送する際の、カセットの底面の高さよりやや低い位置である。そしてコンベヤ２０，２２は例えばクリーンルームの天井から吊されて支持され、コンベヤ２０の下方は通路などに有効利用することができる。一方ロードポート１０〜１３は人手でアクセスできるように、床面から高さ１ｍ程度の低い位置に配置され、ロードポート１１，１２とコンベヤ２０，２２との間のカセットの受け渡しは、天井走行車６の昇降台の昇降と横移動とを組み合わせて行う。ここで天井走行車とコンベヤ２０，２２間の物品の受け渡しでは、昇降台の昇降ストロークがロードポート１０〜１３の場合よりも短いので、昇降台の昇降動作に要する時間を短くできる。

図１，図２の天井走行車システムでは、処理装置８のロードポート１１からバッチ的に多数搬出するカセット２８を、天井走行車６によりコンベヤ２０，２２に連続的に移載する。この間、天井走行車６は例えばロードポート１１の上部の位置で停止したままで、昇降台の昇降と横送りのみによりカセットを受け渡しする。コンベヤ２０，２２に渡されたカセットをコンベヤ内で搬送する。処理装置８からのカセットの搬出が終わると、天井走行車６はロードポート１２の上部の位置へと走行し、コンベヤ２０，２２上のカセットを昇降台の横移動と昇降とにより、ロードポート１２へ連続的に積み下ろす。この間、ロードポート１１からロードポート１２へ走行する際の他は、天井走行車６は走行する必要がない。これに対してコンベヤ２０，２２を用いないと、天井走行車６はバックできないので、１カセット搬送する毎に、走行レールを１周して戻ってくる必要があり、走行経路を塞ぐとと共に所要時間が長くなる。なおこの例では、最長でもコンベヤ２０，２２は、２つの処理装置８，９間でカセット２８を搬送している。しかし多数の処理装置間でカセットを搬送できるように、コンベヤ２０，２２を延長して、多数の処理装置間に渡るように設けても良い。

図３の例では、処理装置８に対するバッファとしてコンベヤ２０を用いる。そこで例えば、ロードポート１０，１１の双方に面した位置で、走行レール４の側方にコンベヤ２０を配置する。処理装置８が複数のカセットを一括して処理できる場合、必要数のカセットが溜まるまで、搬入するカセットをコンベヤ２０上に仮置きする。次いで天井走行車６をロードポート１０の上部で停止させて、コンベヤ２０から天井走行車６を介してロードポート１０へカセットを搬入する。複数カセットの処理が一括して終了し、これらがロードポート１１に搬出されると、天井走行車６でロードポート１１からコンベヤ２０へ移し替え、他の処理装置などへの搬送を開始するまで仮置きする。

図１，図３で、天井走行車６はコンベヤ２０に接した任意の位置で停止できるので、コンベヤ２０の任意の物品載置位置に対して物品を荷下ろしし、コンベヤ２０の任意の物品載置位置から物品をピックアップして搬送できる。このためコンベヤ２０を利用して、物品の搬送順序を変更できる。

天井走行車６の停止制御にはドッグなどのマークが必要であるが、コンベヤ２０，２２の各位置に対して、停止制御用のドッグなどを走行レール４などに取り付けるのは面倒である。そこでロードポート１０〜１３に対する停止位置と同じ位置で、物品の受け渡しができるコンベヤ上の位置に対して、ロードポート１０〜１３の停止制御用のドッグなどのマークやデータをそのまま利用する。走行レール４の走行方向位置が、ロードポート１０〜１３から離れた位置に対しては、その上流側で最寄りのロードポートに対する停止制御用のドッグを利用し、ドッグから停止位置までの走行距離をロードポートの場合と異ならせてこの距離を記憶する。これにより、ロードポートから離れた位置への停止制御を行う。

図４に、処理装置８に対するコンベヤ２０の配置を示す。この配置は、コンベヤ２２の場合や処理装置９などに対する場合も同様である。走行レール４には例えば天井走行車６に対する給電線や通信線などが設けられ、図示しない走行駆動部により天井走行車６は走行レール４に沿って走行する。３２は横送り部で、昇降駆動部３０をコンベヤ２０上の位置と、ロードポート１０などの直上の位置との間で横移動させ、３４は昇降台で、搬送台車のカセット２８などをチャックして搬送する。コンベヤ２０などには例えば落下防止柵４０などを設け、支柱４２などにより天井４３から吊して支持する。またコンベヤの種類はローラコンベヤやベルトコンベヤなどとし、好ましくは１物品ずつ独立して搬送できるアキュムレートタイプのコンベヤとする。

コンベヤ２０でのカセット２８の搬送面は、天井走行車６でカセット２８を搬送する際の高さ（カセット底面の高さ）より、例えばＤだけ低い高さとする。搬送面の高さの差Ｄは例えば５〜３０ｃｍ程度とし、この結果、コンベヤ２０などが干渉する高さの範囲は、天井走行車６の場合とほぼ同様になり、その下部のスペースを通路などに有効利用できる。クリーンルームの場合、コンベヤ２０などの底面の床面４４からの高さＨ1は例えば２〜３ｍ程度で、ロードポート１０などの床面４４からの高さＨ2は例えば１ｍ程度となる。４５は、ロードポート１０から処理装置８へ物品を搬入するための扉である。

図５に、横送り部３２によるカセット２８の横移動を示す。４８はラテラルドライブで、５０，５１はスプロケットで、この間にベルト５２を掛け渡す。５４はボールネジで、５５はベルト５２を横送り部３２の底面に固定する固定部、５６はボールネジ駆動部である。５８はスプロケット５０，５１間を接続するフレームで、ボールネジ５４の回転により左右動する。６０はベルト５２の下面を昇降駆動部３０に固定する固定部である。

ボールネジ５４を回転させると、ラテラルドライブ４８は横送り部３２の底面から図５の左側へ移動し、これに伴ってスプロケット５０と固定部５５間の距離が縮まって、ベルト５２は図５で時計回りに移動し、固定部６０に取り付けられた昇降駆動部３０は図５の左側に送り出される。図５のラテラルドライブ４８は、ボールネジ５４によるストロークを、ベルト５２などを用いて２倍に増加させる一種の倍速機構である。また図５には示さなかったが、適宜のリニアガイドなどを設けて、昇降駆動部３０が水平面内で左右動するようにガイドする。吊持材６２は昇降台３４と昇降駆動部３０とを接続し、吊持材６２の巻き取りや繰り出しにより昇降台３４が昇降する。

図６〜図８に、天井走行車の制御を示す。天井走行車の停止制御では、図６に示すように、ロードポート用のドッグを検出し、ロードポートの直上部で停止する場合には、ロードポートに対する停止データを用いてそのまま停止する。ロードポートの直上部から離れた位置に停止する場合、これらの間のシフトに応じて停止位置をシフトさせる。そして目的位置に停止するように制御し、失敗すればリトライする。

図７は天井走行車とコンベヤ間の移載を示し、ラテラルドライブを左右方向に前進させて昇降台を下降させ、コンベヤとの間でカセットなどの物品を移載する。次いで昇降台を昇降させ、ラテラルドライブを後退させる。

図８はコンベヤからロードポートへの移載を示し、ロードポートからコンベヤへの移載では、図８の前半のＣの部分と後半のＣ’の部分の順序を変更すればよい。そしてコンベヤからロードポートへカセットなどの物品を移載する場合、ラテラルドライブをコンベヤ側へ前進させて昇降台を下降させ、コンベヤからカセットを移載し、昇降台を上昇させてラテラルドライブを後退させる。ここでコンベヤとロードポートとの間に走行方向位置のシフトがなければ、昇降台を下降させてロードポートへ移載し、昇降台を上昇させればよい。コンベヤとロードポートとの間にシフトがある場合、その分だけ天井走行車を走行させた後に、昇降台を下降させればよい。

図９に、図１，図２の例で、処理装置の間でカセットを搬送する際のアルゴリズムを示す。天井走行車を例えば搬出側ロードポートの直上で停止させ、搬出側ロードポートからコンベヤへ物品を移載（受け渡し）する。次いでコンベヤ内でカセットを搬送する。全カセットの搬出を終了すると、天井走行車を搬入側ロードポートへ移動させ、コンベヤでカセットを天井走行車側へ搬送し、天井走行車でコンベヤから搬入側のロードポートへカセットを受け渡しする。そしてこの処理を全カセットの搬入が終了するまで繰り返す。

図１０に、図３の例でのカセットの一時保管のアルゴリズムを示す。天井走行車を例えば搬出側ロードポートの直上で停止させ、ロードポートからコンベヤへ天井走行車を用いてカセットを受け渡しする。そしてコンベヤによりカセットをコンベヤ内で搬送する。コンベヤから物品を搬送する場合、天井走行車をコンベヤに対する所望の位置に停止させて、任意のカセットをピックアップして搬送できる。このための搬送順序の変更等を容易に行える。

実施例では、コンベヤを処理装置の走行レールに対する反対側に配置したが、例えば処理装置の上部に空きスペースがある場合、このスペースにコンベヤを配置しても良い。また実施例で用いた横送り部の構造は一例であるが、倍速機構を用いた横送り部が好ましい。

処理装置間の搬送装置としての実施例を示す平面図 図１の実施例に対する変形例を示す平面図 処理装置へのバッファとしての実施例を示す平面図 実施例の天井走行車システムの要部正面図 実施例の天井走行車システムでの昇降台の横移動を模式的に示す図 実施例での天井走行車の停止制御を示すフローチャート 実施例での、天井走行車と天井バッファ間の受け渡し制御を示すフローチャート 実施例での、天井バッファからロードポートへの受け渡し制御を示すフローチャート 処理装置間の搬送に関する実施例での、搬送アルゴリズムを示すフローチャート ロードポート付近での物品の一時保管に関する実施例での、搬送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 走行レール
６ 天井走行車
８，９ 処理装置
１０〜１３ ロードポート
１６ 制御部
２０，２２ コンベヤ
２４，２６ 受け渡しコンベヤ
２８ カセット
３０ 昇降駆動部
３２ 横送り部
３４ 昇降台
４０ 落下防止柵
４２ 支柱
４３ 天井
４４ 床面
４５ 扉
４８ ラテラルドライブ
５０，５１ スプロケット
５２ ベルト
５４ ボールネジ
５５ 固定部
５６ ボールネジ駆動部
５８ フレーム
６０ 固定部
６２ 吊持材

Claims (3)

1. 走行レールの下方にロードポートを設けて、天井走行車の昇降台を昇降駆動部で昇降させて物品を受け渡すようにしたシステムにおいて、
   走行レールの側方に走行レールと平行に、前記ロードポートと平面視で向き合い、かつ搬送方向が走行レールと平行なコンベヤを設けると共に、
   前記天井走行車に、前記昇降駆動部と昇降台とを前記ロードポートの上部とコンベヤの上部との間で横移動させる横送り部を設けて、
   ロードポート及びコンベヤに対する昇降台の昇降と、ロードポートの上部とコンベヤの上部との間の前記横送り部による昇降駆動部及び昇降台の横移動と、コンベヤの動作とを組み合わせて、前記天井走行車を走行させずに、ロードポートとコンベヤ間で複数個の物品を搬送するようにしたことを特徴とする、天井走行車システム。
   
2. 前記コンベヤに対する天井走行車の停止位置を選択自在にして、該コンベヤ上の複数の物品位置から選択された位置との間で、天井走行車が物品を移載自在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。
3. 前記コンベヤを、走行レールを設置した建屋の天井から吊り下げて支持したことを特徴とする、請求項１または２の天井走行車システム。

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