TW200524815A - Carriage system - Google Patents

Description

200524815 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是天車或有軌台車、堆高式起重機等的搬運台 車系統。其中特別揭示有關停止位置與移載等的控制資 料。此外在本說明書中，工作站之停止位置的資料可稱爲 停止用控制資料，而在工作站間進行移載之移載裝置的各 部分移動量資料則稱爲移載用控制資料。地面側是爲了與 台車側形成對比的用語，其代表工作站（停止位置）及運 轉軌道等、和搬運台車系統的地面側控制器。 【先前技術】 專利文獻1，是揭示天車系統中之天車與工作站的校 準。在大型的系統中天車的數量可達到100台以上，工作 站（停止位置）也達到數百個。倘若對每個天車與工作站 組合的停止及移載控制資料進行校準將形成極大的負擔’ 因此採用一台爲基準的天車來進行校準。接著將用於校準 用之基準天車的偏差値記憶於其他的天車中，並對校證資 料進行修正。 因此，當各天車記憶對數百個工作站的停止與移載的 控制資料，上述的記憶需要相當的記憶容量。而每一次變 更工作站的配置時，需要更新大量天車的記憶資料，而使 得增加、減少及變更工作站的配置變得非常麻煩。 以另一個工作機械所使用的位置感應器爲例，專利文 獻2〜4，是揭示採用磁性體或反磁性體之類的標誌與線圈 -5 - 200524815 (2) 所形成之磁性結合的線性感應器。當將複數個偵測線圈連 接成直列並施以交流電時，可藉由磁性標誌與偵測線圈的 位置，使各偵測線圈的電壓產生變化。根據該電壓’可將 相對於磁性標誌之偵測線圈的位置位相Θ當成流經偵測線 圈之交流電的角速度ω，而獲得sin0*sin6Jt或cos0 · COS6； t比例的訊號。 [專利文獻1] φ 日本特許3 3 673 89號公報 [專利文獻2 ] 日本特開2001-174206號公報 [專利文獻3 ] 日本特開2003-139563號公報 [專利文獻4 ] 日本特開2003-156364號公報 【發明內容】 [發明所欲解決的課題] 本發明的課題在於：無須將每個停止位置的停止用資 料記憶於搬運台車。另一個課題爲：可輕易追加或變更停 止位置。本案申請專利範圍第2項所追加的課題爲：在需 要搬運台車_合中，不需逐—通-訊便可獲得停止用控制 資：。本案申請專利第3項所追加的課題，是無須輔助即 可交換搬運台車的位置感應器。 -6» 200524815 (3) [解決課題之手段] 本發明的搬運台車系統，是搬運台車在特定的停止位 置間運轉，並搬運物品的系統，其中於地面側設有用來記 憶各停止位置的搬運台車之停止用控制資料的記憶手段， 並於搬運台車設置：可接收或讀取前述記憶手段之停止用 控制資料的手段；及使用該控制資料使搬運台車停止於停 止位置的運轉控制手段。 最好可由搬運台車自由讀取地將前述控制資料的記憶 手段設置於前述停止位置的跟前。而該記憶手段內最好記 憶著停止用控制資料與移載控制用的資料。此外，最好將 記憶手段設置於每個停止位置，並在每個記憶手段內記億 下一個停止位置的停止用控制資料與移載用控制資料。 此外，最好在搬運台車設置位置感應器，並於前述位 置感應器內設置用來記憶前述位置感應器之修正資料的手 段。位置感應器最好是採用結合磁性標誌與偵測用線圈間 之磁性的線性感應器。而該線性感應器其偵測線圈的感應 頭、及可將來自於感應頭的訊號轉換成位置的轉換部最好 是形成各自獨立的構件，並於感應頭設置記憶手段，再將 該感應頭的修正資料記憶於該記憶手段內。 [發明的效果] 在本發明中，由於各停止位置之搬運台車的停止用控 制資料記憶於地面側，故無須於搬運台車記憶上述的資 200524815 (4) 料。因此’可減輕搬運台車的記憶容量，並可忽略搬運台 車的記憶地變更工作站的配置。 在申請專利範圍第2項的發明中，由於在停止位置的 跟前側設置控制資料的記憶手段，並可由搬運台車所讀 取’因此在上述的狀態下無須與地面側控制器通訊變可求 出停止位置。 在申請專利範圍第3項中，由於位置感應器內記憶著 位置感應器的修正資料，因此交換位置感應器時無須進行 校準。 【實施方式】 [用以實施發明的最佳形態] 以下是用來實施本發明的最佳實施範例。 [實施例] 第1〜5圖中顯示實施例。雖然實施例中是以天車作爲 範例，但亦可爲其他的搬運台車。第1圖中顯示搬運台車 系統2的配置。天車8的運轉路線中，包含跨區域輸送線 (interbay route) 4 與區域內輸送路線（intrabay route) 6。沿著路線4、6設有半導體處理裝置之晶圓載入機 (load port )之類的工作站1 〇。圖號12是ID標籤，使 用條碼讀取器記述著以後述偵測用標誌1 4位基準的停止 用控制資料、與移載用控制資料。而偵測用標誌1 4是設 於工作站1 〇跟前的停止位置。天車8設有條碼讀取器 -8- 200524815 (5) 1 6，可讀取ID標籤12的停止用及移載用控制資料。此 外，天車8設有線性感應器1 8，可偵測相對標誌1 4的本 身絕對位置。而20是地面側控制器。 沿著路線4、6，將天車8的運轉軌道架設於無塵室 之天井等高處。天車8接受由該軌道所提供的電力，並與 地面側控制器20及其他天車形成通信。標籤1 2、標誌1 4 則是沿著運轉軌道設置。天車8是根據譬如路線4、6的 其中一種來運轉。在本案的說明書中，是將工作站1 〇的 上流側稱爲「跟前」。ID標籤1 2及標誌14是從相對於 工作站1 0的跟前側，依據ID標籤1 2、標誌1 4的順序配 置。此外，亦可在ID標前12的跟前側，設置用來預告 ID標籤1 2出現的標籤。標誌1 4是配置成可在工作1 〇的 跟前至停止位置本身之間的範圍內被讀取。標誌1 4無須 配置於停止位置與停止位置之間。爲了執行停止控制，天 車8需要以標誌1 4爲基準的停止位置資料（停止位置的 控制資料）。此外，爲了執行工作站1 0之升降臺的橫移 (橫向移動）、夾頭部的轉動、升降動作，需要移載用控 制資料（譬如上述的移動量資料）。在ID標籤1 2內，是 將每個工作站1 0的上述控制資料作爲理想台車（所期待 的台車）的資料，並利用條碼之類方式，採用光學或磁讀 性的方式記憶於控制資料記憶部22。 天車8譬如於左右方向的兩側或其中一側，設置有條 碼讀取器1 6及線性感應器1 8。亦可採用光學感應器來取 代線性感應器1 8，來讀取設置於工作站1 〇跟前側到停止 -9- 200524815 (6) 位置間的梳齒狀光學標誌，以求出相對於該標誌的絕對位 置。而天車8可利用條碼讀取器16讀取來自於ID標籤 1 2的控制資料，並根據該資料由線性感應器1 8偵測出相 對於標誌14的絕對位置，形成不具潛移（creep)行進的 停止。此外，可根據控制資料執行與工作站1 0之間的移 載。 天車8設有天車修正資料記憶部24，可記憶其本身 相對於理想台車的修正資料T m。修正資料T m中包含升 降、轉動與橫向移動之類的移載控制用資料。而線性感應 器1 8設有線性感應器修正資料記憶部26，並記憶線性感 應器1 8之感應頭的修正資料。此外，沿著路線4、6的其 中任何一個設有維護區28，來執行關於天車8之移載等 的校準。可相對於維護區2 8以0修正量進行移載的天 車，便是理想台車。而維護區2 8處的效準，除了移載用 的控制資料之外，亦可包含停止用的控制資料。地面側控 制器20設有備份資料記憶部30、3 1。備份資料記憶部30 內記憶著天車8的修正資料Tm。而備份資料記憶部3 1內 則記憶著每個工作站1 〇的停止用與移載用的控制資料 Dn 〇 第2圖是顯示天車8的結構。通訊部4 0是利用沿著 路線4、6設置之兼具電線功能的通訊線，與其它天車及 地面側控制器20等形成通訊。天車修正資料記憶部24記 憶著相對於理想台車之移載用控制資料的修正量Tm。線 性感應器1 8則已記憶修正資料，並輸出修正後的資料。 -10- 200524815 (7) 據此，Tm中的停止控制資料則成爲（1，丨，丨.·· .··）。修正 演算部4 2是採用修正資料T m、及條碼讀取器1 6所讀取 的每個工作站的控制資料Dn，運算出停止與移載用的實 際控制資料。舉例來說，倘若資料、Dn是以陣列形式 記載’實際的控制資料則是以Tm · Dn來表示。線性感應 器1 8則如前所述地偵測出標誌1 4，並求出相對於標誌j 4 的絕對位置。條碼讀取器1 6，是由配置於標誌1 4跟前側 的ID標籤1 2讀取控制資料Dn。 天車8的機構系統，爲運轉驅動部44、橫向驅動部 4 6、升降驅動部4 8、轉動部5 0及夾頭部5 2。相對於上述 各構件的控制量，是以T m · D η的形式供給，使運轉控制 部44無須對工作站1 〇形成潛移運轉地停止於特定位置的 方式進行停止控制。橫向驅動部4 6可使升降驅動部4 8從 路線4、6朝特定方向的橫向形成左右移動。升降驅動部 4 8可依據資料Tm · Dn使夾頭部5 2僅形成一定程度的升 降。同樣地，轉動部5 0也是依據資料Tm · Dn使夾頭部 5 2產生特定角度的轉動。 第3圖是顯示線性感應器1 8的結構。偵測線圈5 6在 感應頭5 4處配列成一列，並由磁性體之類的蓋子所覆 蓋。偵測線圈5 6是由交流電源5 8供給交流電，舉例來 說，將供往各偵測線圈的電壓作爲輸出並將其供給至轉換 部6 4。前述標誌1 4是由鋼之類的磁性體、或銅和鋁之類 的反磁性體所構成。當標誌1 4進入蓋子後出現於面對偵 測線圈5 6的位置時，由於可從該位置使偵測線圈5 6與標 -11 - 200524815 (8) 誌1 4之間的磁性結合產生變化，故可求出以標誌1 4爲基 準之線性感應器18的絕對位置。60是採用EEPR0M或 FlashROM的非揮發性記憶體。設震前述線性感應器修正 資料記憶部26、及前述資料以外的經歷記憶部62，並將 線性記憶部1 8的開始用期間及延長時使期間、和當產生 錯誤等問題時的錯誤種類（錯誤代碼）、及發生錯誤的時 間點等記憶於上述記憶部。線性感應器修正資料記憶部 26在組裝於轉換部64之前已記億著感應頭54的每個修 正資料。 在轉換部64處，利用AD變頻器64對各偵測線圈56 的電壓進行AD轉換。接著藉由使用數位訊號處理器 (D S P )之類的C P U 6 8，求出線性感應器1 8相對於標誌 1 4的絕對位置。舉例來說，倘若交流電源5 8的角周波數 爲ω，而偵測線圈5 6相對於標誌14的相位爲Θ時，可獲 得如專利文獻2〜4所述之sin0 .sin cot或cos0*co scot比例的 訊號。接著，可根據上述比例的訊號求出相位Θ。爲了降 低線性感應器修正資料記憶部2 6的資料量，則在線性修 正資料記憶部26處，針對數點〜1 0點左右的少數點記憶 從偵測線圈5 6所獲得之相位與實際相位間的修正表。於 送入電源時利用 CPU68來處理上述資料並進行修正，再 將經修正後的修正資料記憶於RAM70。CPU68是將發生 問題時的狀態、錯誤代碼及發生時機等記憶於RAM70， 並經由圖面中未顯示的介面由 RAM70寫入經歷記憶部 62 〇 •12- 200524815 (9) 第4圖，是顯示天車系統之系統整體的校準。當僅對 天車進行校準時，只需進行天車部份的校準即可。當追加 工作站時，只須對追加的工作站進行校準即可。天車的車 身編號是以m表示，而工作站的編號是以η表示。實際 的控制資料設由天車與工作站的組合設定。倘若實際的控 制資料爲Dmn，將如前面所述形成Dmn =Tm · Dn的關 係。 各天車是於維護區進行校準。而校準至少是針對移載 用控制資料進行。此外’亦可對前述以外的停止用控制資 料進行校準。理想的天車，其修正資料爲0，也就是將陣 列Tm設爲0陣列，並將所衍生的偏差値記憶於陣列Tm 處各天車。由大量的天車中選出一台，對各工作站進行校 準。令天車正確地對各工作站形成停止，並求出可正確執 行移載的控制資料，由於該資料是由天車與工作站間的組 合所形成的控制資料’故可由陣列Dnm表示。藉由使用 代表理想台車之天車偏差値的T m的反T m - 1，可獲得各 工作站對理想台車的控制資料Dn ( Dn = Tm-1 · Dnm)， 並將其記憶於ID標籤內。控制資料d n是不依存用於校 準之天車的資料。每個天車的修正資料Tm與每個工作站 的控制資料Dn是記憶於備分用資料記憶部與地面側控制 器。 工作站間的搬運算法如第5圖所示。一旦接收到搬運 指令，天車將由圖面中未顯示的地圖算出到目的地爲止的 行進距離。接著以編碼器監視運轉車輪的轉速與運轉用伺 -13- 200524815 do) 服馬達的轉速，一邊求取剩餘的行進距離一邊進行模擬行 進。一旦偵測出ID標籤，便讀取每個工作站的控制資 料，並採用該天車本身相對於理想台車的修正用陣列 Tm ’算出資料Tm · Dn ◦採用由資料Dn所求得的停止位 置（以標誌爲基準的停止位置）及線性感應器的訊號，在 無須潛移行進的狀態下停止。在線性感應器1 8的場合 中，可無須潛移行進地以譬如± 1 mm左右的準確度停止， 可縮短潛移行進所需之5秒左右的時間。根據資料Tm · Dn控制移載，對升降驅動部的橫向移動、夾頭部的升降 及轉動進行控制並執行移載。一旦執行移載，將朝反方向 恢復橫向移動、升降動作及轉動動作的移動量並結束搬 運。 雖然實施例中是以天車爲範例，但亦可爲於地面運轉 的有軌台車或堆高式起重機等’此外，亦可爲無人搬運 車。由於天車具備移載裝置，因此將停止用控制資料及移 載用控制資料記憶於各ID標籤，但倘若是不具移載裝置 的搬運台車時，僅需記憶停止用控制資料即可。此外，控 制資料也可以是由地面側控制器接收來自於天車之詢問的 形式。 實施例可獲得以下的效果。（1 )將停止用控制資料 與移載用控制資料記憶於1D標籤並於每個工作站由天車 讀取。因此，不必將上書資料記憶於天車。此外’可忽略 天車記憶來變更上述的資料’更無需於停止前詢問地面側 控制器的控制資料。（2 )再1D標籤內記憶著相對於理想 -14- 200524815 (11) 台車的控制資料，天車記憶著其本身相對於理想台車的修 正資料。因此，不必針對工作站與每個天車的組合記憶控 制資料。相對於理想台車的控制資料，是從各個天車所獨 立出來的資料。據此，及使用於校準的天車廢棄，相對於 理想台車的控制資料仍持續有效。（3 )線性感應器的感 應頭可獨立於轉換部之外進行更換，當更換感應頭之際， 無須對天車進行試運轉並重設修正用資料。（4 )採用線 性應感應器之類的位置感應器，一邊偵測相對於設置在工 作站附近之標誌的相對位置，一邊進行停止控制。因此， 可無須潛移行進地形成停止，並於每一次的行進中縮短數 秒左右的時間。（5 )由於藉由線性感應器能以1 mm左右 的精度形成停止，並可從線性感應器獲得速度的訊號，因 此無需依賴編碼器所提供之低精度的速度訊號。（6 )標 誌只需設置於停止位置跟前到停止位置本身之間的範圍內 即可，並不需沿著運轉路線的全長設置。此外，在標誌與 標誌之間，可利用編碼器的模擬控制來充分執行運轉控 制。（7 )由於標誌是配置於停止位置跟前到停止位置本 身之間的範圍內，天車可在標誌附近以低速行進並正確地 讀取標誌。（8 )由於ID標籤記憶著以標誌爲基準的停止 用控制資料，因此標誌之設置位置的精度並不會影響停止 用控制資料。因此，使得標誌的設置變得容易。 [圖式簡單說明】 第1圖：實施例之搬運台車系統的配置示意圖。 -15- 200524815 (12) 第2圖：顯示實施例中所使用搬運台車之運送系統的 流程圖。 第3圖：顯示實施例中所使用之線性感應器的範例圖 第4圖：顯示對天車系統進行校準之際的算法流程 第5圖 :顯示於工作站間之運轉控制的算法 要元件符號說明】 2 天車系統 4 跨區域輸送路線 (interbay route ) 6 區域內輸送路線 (intrabay route ) 8 天車 10 工作站 12 ID標籤 14 標誌 16 條碼讀取器 18 線性感應器 20 地面側控制器 22 控制資料記憶部 24 天車修正資料記憶部 26 線性感應器修正資料記憶部 28 維護區 30、3 1 備份資料記憶部 40 通訊部

-16- 200524815 (13) 4 2 44 46 48 50 52 54 56 58 60 6 2 64 66 68 70

修正演算部 運轉驅動部 橫向驅動部 升降驅動部 轉動部 夾頭部 感應頭 偵測線圈 交流電源 非揮發性記憶體 經歷記憶部 轉換部 AD變頻器 CPU

RAM

Claims (1)

1. 200524815 (1) 十、申請專利範圍 1 · 一種搬運台車系統，是搬運台車在特定的停止位 置間運轉，並搬運物品的系統，其特徵爲： 於地面側設有用來記憶各停止位置的搬運台車之停止 用控制資料的記憶手段， 並於搬運台車設置：可接收或讀取前述記憶手段之停 止用控制資料的手段；及使用該控制資料使搬運台車停止 於停止位置的運轉控制手段。 Φ 2 ·如申請專利範圍第1項所記載的搬運台車系統， 其中可由搬運台車自由讀取地將前述控制資料的記憶手段 設置於前述停止位置的跟前。 3 ·如申請專利範圍第2項所記載的搬運台車系統， 其中在搬運台車設置位置感應器，並於前述位置感應器內 設置用來記憶前述位置感應器之修正資料的手段。 -18-