JP4665592B2

JP4665592B2 - 天井走行車システム

Info

Publication number: JP4665592B2
Application number: JP2005114199A
Authority: JP
Inventors: 敬史中尾; 保塩飽
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2005-04-12
Filing date: 2005-04-12
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2025-04-12
Also published as: JP2006290177A

Description

この発明は天井走行車システムに関し、特に走行レールなどの固定設備の点検に関する。

天井走行車システムでは、走行レールに沿って天井走行車を走行させて物品を搬送する。ここで走行レール等の固定設備の据え付け状態が不良であると、天井走行車や搬送中の物品などに振動が加わる、等の問題がある。

この発明の課題は、走行レール等の固定設備の据え付け状態を簡単かつ確実に検査することにある。
この発明での追加の課題は、走行レールの継目の段差の程度を簡単かつ確実に検査することにある。
請求項２の発明での追加の課題は、天井走行車の受電手段に対する給電線の位置関係を簡単かつ確実に検査することにある。

この発明は、車輪により走行レール上を走行する天井走行車と、少なくとも天井走行車の走行レールを含む固定設備を備えた天井走行車システムにおいて、固定設備の据え付け状態を検出するために、前記走行レールに継目の位置を記載したバーコードを設けると共に、前記バーコードを読み取るバーコードリーダと、天井走行車と走行レールとの間隔を検出するセンサと、前記センサによる検出結果を出力するための手段、とを備えた天井走行車を設けたことを特徴とする。

また好ましくは、前記走行レールに沿って天井走行車への給電線が敷設されており、かつ前記バーコードリーダと前記センサとを設けた天井走行車に、前記給電線の通過を許容する検出板と、該検出板と給電線との接触を検出するための手段とを設ける。

この発明では、天井走行車を走行させて、天井走行車と固定設備との間の間隔を測定することにより、固定設備の据え付け状態を簡単にかつ確実に検査できる。

ここでセンサにより天井走行車と走行レールとの間隔を検出すると、走行レールの継目での段差が許容範囲内か否かを簡単かつ確実に検査できる。

さらに、前記給電線の通過を許容する検出板と、該検出板と給電線との接触を検出するための手段とを設けると、給電線が許容範囲内の位置を通っているかを簡単かつ確実に検査できる。

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１３に、実施例の天井走行車システム２を示す。天井走行車システム２は半導体工場などのクリーンルームなどに設けられる。遠隔のベイ（工程）とベイとを接続するためにインターベイルート３があり、各ベイにイントラベイルート４を設ける。分岐合流部５は、ルート３，４間などの分岐や合流を行う個所で、ルート境界６はルート３，４間の境界である。ルート３，４は走行レールにより構成され、７は走行レールの継目である。

イントラベイルート４に沿って半導体処理装置などの処理装置８が接続され、９はそのロードポートで、イントラベイルート４の直下に設けてある。イントラベイルート４の側方の天井空間にはサイドバッファ１０を設け、イントラベイルート４の下方の天井空間で、ロードポート９と干渉しない位置には下部バッファ１１を設ける。バッファ１０，１１は物品載置台の例である。

ルート３，４に沿って２種類の天井走行車２０，２２が走行し、天井走行車２２が第１の天井走行車に対応し、天井走行車２０が第２の天井走行車に対応する。また台数は、天井走行車２０の方が、天井走行車２２よりも多い。２４は搬送コントローラで、天井走行車システム２の全体を制御し、その下部コントローラとしてローカルコントローラ２８が複数設けられ、イントラベイルート４などの単位で天井走行車システム２を管理する。２６は生産コントローラで、処理装置８などによる生産を制御し、搬送コントローラ２４に対し、物品のＩＤと搬送元（FROM）及び搬送先（TO）を指定して、物品の搬送を依頼する。なおコントローラをより多数の階層で設けても良い。

図２などに示すように、走行レール３０は天井空間に設けられ、例えばその下部に給電レール３１を設け、ここでは給電レール３１は走行レール３０の一部と見なす。ロードポートなどの位置を正確に示すため、走行レール３０などにリニアスケール３２を設け、天井走行車２０，２２で読み取れるようにする。また給電レール３１などにバーコード３３などのマークを設けて、ロードポートやバッファの位置などを、天井走行車２０，２２に指示する。給電レール３１にはこれ以外に櫛歯マークなどを設けて、天井走行車２０，２２が現在位置を認識できるようにしても良い。３５は走行レールの支柱で、３６，３７はバッファ１０，１１の支柱である。

以下に、天井走行車２０，２２に共通の構成を示す。走行部４０は走行レール３０内を走行し、受電部４１は給電レール３１に設けたリッツ線から非接触給電などにより受電し、これ以外にリッツ線を用いて通信する。４２は本体フレームで、天井走行車２０，２２の前後に落下防止カバー４４を設け、４５は横送り部、４６はθドライブであり、設けなくても良い。４７は昇降駆動部で、昇降台４８を昇降させる。４９は落下防止爪で、落下防止カバー４４の底部に出没自在に設けて、物品５０の落下を防止する。また昇降駆動部４７あるいは昇降台４８等には、図示しない先入品センサを設けて、バッファ１０，１１やロードポート９上の物品５０の有無を検出する。

横送り部４５は、θドライブ４６〜昇降台４８を図２の左側に横送りし、走行レール３０の左側に設けたサイドバッファ１０との間で、物品５０を受け渡しできるようにする。θドライブ４６は、昇降駆動部４７を水平面内で回動させて、物品５０の受け渡しを容易にする。

物品５０は例えば半導体のカセットで、前面に開閉自在のカバー５２がある。物品５０の上部には、フランジ５３があり、昇降台４８でチャックして搬送する。そして物品５０の背面下側に、バーコード５４が貼り付けられ、物品５０のＩＤを記載している。なお物品５０には、バーコード５４に代えて、ＲＦタグなどの他のＩＤを取り付けても良い。

以下に天井走行車２２のみに設ける構成を示す。６０はバーコードリーダで、物品５０のバーコード５４を読み取り、前後いずれかの落下防止カバー４４に例えばアーム６２により回動自在に取り付ける。バーコードリーダ６０は、前後の落下防止カバー４４，４４間のスペースに対して、出退自在である。アーム６２は回動モータ６３により回動し、側面視で落下防止カバー４４と重なり物品５０の横移動を妨げない位置と、バーコード５４の後方へ進出して読み取りを行う位置、との間で回動できる。なお物品５０にＲＦタグなどの方向性の低いＩＤを取り付ける場合、例えば昇降台４８にＲＦタグリーダを取り付けると良い。

図３に、天井走行車２２の各ブロックを示す。天井走行車２０，２２には、走行部４０や受電部４１，フィーダ無線６８などがある。フィーダ無線６８は例えば本体フレーム４２の上部に設け、ローカルコントローラとの間や天井走行車間で通信し、通信用の信号線を給電レール３１等に設けても良い。横送り部４５やθドライブ４６及び昇降駆動部４７は天井走行車２０，２２に共に設け、バーコードリーダ６６は給電レールに設けたバーコードを読み取り、リニアセンサ６４は走行レールに設けたリニアスケールを読み取る。走行部４０〜リニアセンサ６４は、天井走行車２０，２２に共通である。

図３の、バーコードリーダ６０〜バーコード位置チェッカー８４は天井走行車２２にのみ設ける。バーコードリーダ６０は物品５０のバーコードを読み取る。据付判定部７２はレーザ距離計などのセンサを備えて、走行レールと走行部との間隔を測定することにより、走行レールの継目での段差を検出する。給電線センサ７４は、給電レールでのリッツ線ホルダやリッツ線の位置を、接触センサによりチェックする。加速度センサ７６では、天井走行車の走行部や昇降台のハンドなどに加速度センサを取り付けて、天井走行車の振動や物品に加わる振動を測定する。受電量センサ７８は、リッツ線からの受電部での受電量を検出する。通信状態センサ８０は、受電部４１やフィーダ無線６８での受信信号の強弱から、通信状態の良否を判定する。リニアスケールチェッカー８２は、走行レールのリニアスケールの取り付け位置を接触センサなどによりチェックする。バーコード位置チェッカー８４は、給電レールに取り付けたバーコードの位置の良否をチェックする。これらのセンサやチェッカーで不良を検出すると、走行レールのどの位置に不良があるのかを、ローカルコントローラなどに報告する。

図４に、バーコードリーダ６０による、物品５０のバーコード５４の読み取りを示す。バッファ上で直接バーコード５４を読み取るのは困難なので、物品５０を昇降台４８でチャックし、天井走行車２２内へ引き込んでバーコードを読み取る。サイドバッファからの場合、横送り部４５でθドライブ４６〜昇降台４８をバッファ上へ前進させ、昇降駆動部４７で昇降台４８を昇降させ、物品５０を荷積みして復帰させる。物品５０を横送りする際に、バーコードリーダ６０が物品５０と干渉するので、常時は図４の鎖線で示す位置にバーコードリーダ６０を退避させ、物品５０を落下防止カバー４４，４４間のスペースに移動させた後に、アーム６２を回動させて、バーコード５４を読み取る。

下部バッファの物品のＩＤを読み取る場合、好ましくは同様にバーコードリーダ６０を落下防止カバー４４と重なる位置に退避させ、昇降台４８を昇降させて物品を上昇させ、次いでバーコードリーダ６０を回動させて、物品のバーコードを読み取る。これ以外にバーコードリーダ６０はロードポート上の物品のＩＤを読み取ることもできる。ＩＤを読み取った物品は元の位置に戻すか、搬送指令を天井走行車２２が受けている場合、指定された位置へ搬送する。

天井走行車２２は物品のＩＤを読み取ると、物品のＩＤとその位置並びに自機のＩＤとをローカルコントローラに報告する。搬送コントローラもしくはローカルコントローラは、図５に示す在庫ファイル９０を備え、バッファ上の物品の在庫を管理する。在庫ファイル９０にはバッファのＩＤと在荷／空荷の区別並びに物品のＩＤとを記載する。

在庫ファイル９０には、好ましくはこれ以外に以下のデータを記載する。バッファ上の物品は、ロードポートとロードポートとの間などで搬送中の物品が仮置きされたもので、搬送元と搬送先とが存在する。そこで搬送元のロードポートなどのＩＤと搬送先のロードポートなどのＩＤとを記載する。またバッファ上の物品を搬出するための天井走行車を割付済みかどうかの区別と、空のバッファを仮置き用に割付済みかどうかの区別を記載する。さらに、バッファに最後に物品を搬出入した時刻、並びにバッファに最後に物品を搬出入した天井走行車のＩＤ等を記載することが好ましい。これ以外に、バッファに最後に物品を搬出入してから、棚卸しを実行済かどうかの区別を記載する。これらのデータのうちで最低限必要なのは、バッファのＩＤと在荷／空荷の区別並びに仮置き中の物品のＩＤである。

天井走行車２０，２２は、搬送指令により物品のＩＤと搬送元及び搬送先を指定される。そして天井走行車２０，２２は物品をバッファやロードポートに荷下ろしすると、荷下ろしした位置と物品のＩＤとをローカルコントローラに報告する。在庫ファイル９０は常時はこのデータにより更新する。天井走行車２２は物品のＩＤを読み取ると、バッファのＩＤなどと共にローカルコントローラに報告する。これによって搬送コントローラもしくはローカルコントローラは、在庫ファイル９０の棚卸し、即ち在庫ファイルの検証を行う。

棚卸しでは例えばベイを指定して、ベイ内の全てのバッファに対し物品の有無とそのＩＤとをチェックする。あるいは他の天井走行車と干渉しない範囲で、かつ棚卸し済でないバッファに対してのみ、ＩＤをチェックする。この場合、ベイ単位で棚卸しする必要はない。在庫ファイル９０にエラーがある場合、在庫ファイル中の他のバッファのデータにもエラーがあることが考えられる。例えば空荷のはずのバッファに物品が所在する場合、その物品が本来所在すべきバッファが空荷になっていることが考えられる。そこでデータのエラーを検出した場合、物品を最後に搬出入した時刻や、その搬出入を実行した天井走行車のＩＤ、物品の搬送先などを手掛かりに、他のバッファについても棚卸しを進めてエラーを除く。

これらの結果、天井走行車２０，２２の総数が１００〜２００台程度、バッファ１０，１１の合計収容能力が１０００〜１００００物品程度の大規模なシステムでも、５〜５０台程度の天井走行車２２を設けることにより、バッファ上の在庫を確認できる。そして天井走行車２０，２２は、通信能力や走行能力、並びに物品をバッファやロードポートとの間で受け渡しする能力は共通なので、同じ天井走行車システム内に共存できる。そして多数のバッファを設けても在庫管理を確実に行うことができるため、ロードポートの状況などに合わせて物品をバッファに仮置きし、搬送作業をより柔軟に実行できる。またバッファを多数設けると、インターベイルートとイントラベイルートの境界のストッカなどを不要にし、あるいはその数を減らすことができる。さらにインターベイルートを経由しての遠隔のイントラベイルート間での直接搬送ができ、搬送時間を短縮できる。

図６〜図１３に、走行レール３０や給電レール３１の検査を示す。走行レールはインターベイルートのものでもイントラベイルートのものでもよい。走行レール３０の据付で最初に問題になるのは、レールの継目７での段差の程度である。そこで図６に示すように、走行部４０の車輪よりも走行方向前方にレーザ距離計９２を設けて、走行部４０における台車から走行レール３０までの間隔を測定する。バーコード３３にレールの継目７の位置を記載しておくと、バーコードリーダ６６でその位置を求めることができる。そこで据付判定部７２では、継目７かどうかを、バーコードリーダ６６のデータと走行系のエンコーダのデータとで判別し、この位置で、レーザ距離計９２で求めた間隔が変動するかどうかをチェックする。このようにして段差の程度と位置とを求め、ローカルコントローラなどに報告する。

図７，図８に、給電レール３１でのリッツ線９５の位置やそのホルダ部の位置の適否のチェックを示す。天井走行車２０，２２には、図示しないコイルを巻き回した受電コア９６を設けて受電する。リッツ線９５の位置やそのホルダの位置が不良であると、受電コア９６との接触の恐れがある。そこでリッツ線９５やそのホルダが所定の範囲内からはみ出していると接触する接触検知部材９７を設け、例えばヒンジ９８で受電部４１に取り付ける。ヒンジ９８を中心に接触検知部材９７が回動すると、接触センサ９９で検出し、ホルダ位置の不良信号とする。例えば天井走行車２２は図８の下から上向きに走行し、接触検知部材９７は受電コア９６の後側に設けられ、ホルダなどと接触すると走行方向後向きに回動して、接触センサ９９で検出できる。

図９，図１０は、リニアスケールチェッカー８２の構成を示し、例えばリニアセンサ６４の走行方向後端に接触検知部材１００を設け、ヒンジ１０１を中心に回動自在にする。そして接触検知部材１００の回動を接触センサ１０２で検出し、リニアスケール３２の位置不良を検出する。図１１はバーコード３３の位置不良の検出を示し、例えば本体フレーム４２から上側に突き出すように接触検知部材１０４を設け、ヒンジ１０５を中心に回動自在にして、その回動を接触センサ１０６で検出する。このようにしてバーコード３３の位置不良を検出する。バーコード３３に関してはこれ以外に、天井走行車のバーコードリーダ６６で正常な読み取り信号が得られるかどうかも判別する。また接触センサ９９，１０２，１０６に代えて、接触検知部材９７，１００，１０４の回動を検出する任意のセンサを用いることができる。

図１２，図１３は、天井走行車２２や物品５０の振動検出を示す。走行部４０では、例えばブリッジ１１０上に駆動輪１１２を設け、その両側に車輪１１３を設ける。ここで走行部４０の適宜の位置に加速度センサ７６を設けて、走行部４０が受ける加速度、即ち振動の程度を検出する。加速度センサにＸＹＺの方向性がある場合、各方向毎に設けることが好ましい。

図１３では、昇降台４８のハンド１１５に加速度センサ１１６を設け、フランジ５３の位置で、物品が受ける加速度を検出する。加速度センサ１１６は昇降台４８の内部などに設けても良く、加速度に方向性がある場合、ＸＹＺの各方向にそれぞれ加速度センサを設ける。

これ以外にフィーダ無線の受信信号の強度や、リッツ線を介しての通信での受信信号の強度などの、適宜のものをチェックする。実施例では、給電レール３１の左右一方にリッツ線を設けているので、反対側のスペースに櫛歯マークやバーコードマークなどの適宜のマークを配置して、天井走行車２０，２１に読み取らせることができる。このような場合、接触検知部材９７，ヒンジ９８，接触センサ１００と同様の機構を設けて、バーコードマークや櫛歯マークなどの位置の正否を検出し、またこれらの信号を読み取れるかどうかをチェックするセンサを設けても良い。

天井走行車２２は走行レールの継目の段差が大きい、リニアスケールの取付位置がずれている、走行部の振動が大きい、物品が受ける振動が大きい、バーコードの取付位置が不良、もしくはバーコードを読めない、フィーダ無線などの受信信号が弱いなどの場合、その旨をローカルコントローラに報告する。ローカルコントローラはこれを搬送コントローラなどに転送し、搬送コントローラはこれらのデータをそのまま、もしくは統計化して、図示しない端末に対しメンテナンス要求を出力する。そしてこれらの要求に従って、走行レール３０などをメンテナンスすることにより、走行経路を良好に保つことができる。

据付判定部７２などの走行経路の診断用のセンサは、天井走行車２２にのみ設ける。このため全ての天井走行車２０，２２にこれらのセンサを設ける場合に比べ、コストを少なくできる。また走行経路の不良が検出された場合、他の天井走行車２２により同じ場所を走行させて、天井走行車２２側に原因があるのか、走行経路側に原因があるのかを確認することが好ましい。走行経路の診断用の走行は搬送指令とは別に行っても良く、あるいは搬送指令を実行しながら行っても良い。

実施例では、走行レール３０の検査を示したが、これ以外にバッファなどの助付け状態を検査しても良い。また天井走行車システムの据え付け時には、検査結果をコントローラに報告する以外に、フィーダ無線によりその場で作業者のパーソナルコンピュータなどに出力して、据え付け状況を報告することができる。実施例では、バッファの物品のＩＤの確認と走行レールの助付け状態の検査とを同じ天井走行車２２で行ったが、これらの機能を別の天井走行車に搭載しても良い。

実施例の天井走行車システムのレイアウトを示す要部平面図実施例での天井走行車とサイドバッファ及び下部バッファを示す部分切欠部付き正面図実施例で用いた天井走行車の機能別のブロック図実施例での天井走行車による物品ＩＤの読み取りを模式的に示す図実施例でのコントローラのバッファの在庫データを模式的に示す図実施例での走行レールの段差検出を示す図実施例での給電線ホルダの位置不良の検出を模式的に示すレールの短辺方向要部断面図図７での給電線ホルダの位置不良の検出を、上面視で模式的に示す図実施例でのリニアスケールの位置不良の検出を模式的に示す断面図図９でのリニアスケールの位置不良の検出を模式的に示す側面図実施例での走行レールのバーコード位置不良の検出を模式的に示す側面図実施例での走行部の振動検出を模式的に示す側面図実施例での搬送物品の振動検出を模式的に示す側面図

符号の説明

２天井走行車システム
３インターベイルート
４イントラベイルート
５分岐合流部
６ルート境界
７レールの継目
８処理装置
９ロードポート
１０サイドバッファ
１１下部バッファ
２０，２２天井走行車
２４搬送コントローラ
２６生産コントローラ
２８ローカルコントローラ
３０走行レール
３１給電レール
３２リニアスケール
３３バーコード
３５，３６，３７支柱
４０走行部
４１受電部
４２本体フレーム
４４落下防止カバー
４５横送り部
４６ θドライブ
４７昇降駆動部
４８昇降台
４９落下防止爪
５０物品
５２カバー
５３フランジ
５４バーコード
６０バーコードリーダ
６２アーム
６３回動モータ
６４リニアセンサ
６６バーコードリーダ
６８フィーダ無線
７２据付判定部
７４給電線センサ
７６加速度センサ
７８受電量センサ
８０通信状態センサ
８２リニアスケールチェッカー
８４バーコード位置チェッカー
９０在庫ファイル
９２レーザ距離計
９５リッツ線
９６受電コア
９７，１００，１０４接触検知部材
９８，１０１，１０５ヒンジ
９９，１０２，１０６接触センサ
１１０ブリッジ
１１２駆動輪
１１３車輪
１１５ハンド
１１６加速度センサ

Claims

車輪により走行レール上を走行する天井走行車と、少なくとも天井走行車の走行レールを含む固定設備を備えた天井走行車システムにおいて、
固定設備の据え付け状態を検出するために、前記走行レールに継目の位置を記載したバーコードを設けると共に、
前記バーコードを読み取るバーコードリーダと、天井走行車と走行レールとの間隔を検出するセンサと、前記センサによる検出結果を出力するための手段、とを備えた天井走行車を設けたことを特徴とする、天井走行車システム。
前記走行レールに沿って天井走行車への給電線が敷設されており、かつ前記バーコードリーダと前記センサとを設けた天井走行車に、前記給電線の通過を許容する検出板と、該検出板と給電線との接触を検出するための手段とを設けたことを特徴とする、請求項１の天井走行車システム。