TWI415779B - 旋轉式儲存搬運系統及其控制方法 - Google Patents

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Description

旋轉式儲存搬運系統及其控制方法
本發明係有關於一種旋轉式儲存搬運系統及其控制方法，尤指一種應用於半導體生產製程或生產廠房的旋轉式儲存搬運系統及其控制方法。
在半導體製作的生產廠房中，生產物料會停留在不同的生產單位(又稱BAY)中進行各種生產道次，亦或是多次停留在相同的生產單位內，以在不同的階段進行某一製程；而在生產設備中的不同製程階段，半導體製造工廠大多利用自動化生產物料輸送系統，以輔助傳送物料到達生產單位，或是將完成製程之物料/產品由生產單位中移出並傳送之特定的儲存空間；此外，上述物料輸送系統亦用於傳送存放於各個儲存位置或是儲存位置之間等待處理的物料。
傳統的懸樑式輸送系統(如OHT、OHS)通常依賴生產設備及作業區域上方之軌道，而依附在上述軌道來移動平台或台車，利用上述台車進行物料的搬運傳送。然而，傳統的系統中會以軌道旁設置儲存櫃以存放生產物料或產品，但隨著生產量能的擴充，傳統的儲存櫃之設計已不敷產品儲存空間的需求，例如，傳統的儲存櫃的多寡會受限於軌道長度，因此，為了提升儲存容量，唯有擴充廠房，但也造成成本增加的問題。
本發明的目的之一，在於提供一種旋轉式儲存搬運系統及其控制方法，其係利用軌道旁的空間或機台之間的空間，以旋轉式的裝置使物料可存放於其中，故可大幅提高廠房內的存放容量。
本發明係提供一種旋轉式儲存搬運系統，包含：一主軌道，其上設有多個沿著該主軌道行進之搬運台車；以及一鄰近於該主軌道之擴充儲存單元，其中該擴充儲存單元具有多個擴充儲存台位，該些擴充儲存台位係相對於該主軌道而轉動地設置，藉此，沿著該主軌道行進之該些搬運台車之一係將物料卸載/裝載於轉動至位於該主軌道下方之該些擴充儲存台位之一。
本發明係提供一種旋轉式儲存搬運系統之控制方法，包括以下步驟：步驟一：提供主軌道與搬運台車，主軌道上設有沿著該主軌道行進之搬運台車；步驟二：提供一鄰近於該主軌道之擴充儲存單元，其中該擴充儲存單元具有多個擴充儲存台位，該些擴充儲存台位係相對於該主軌道而轉動地設置；步驟三：提供一傳送命令；以及步驟四：進行一搬運步驟；其中該些搬運台車的其中之一依據該傳送命令將一物料搬運至該些擴充儲存台位的其中之一，或者該些搬運台車的其中之一依據該傳送命令將儲存於該些擴充儲存台位的其中之一的物料自該擴充儲存台位中卸載。
本發明主要將旋轉態樣的裝置裝設於主軌道旁，以利用廠房的閒置空間擴充可存放物料的儲存搬運系統，使廠房整體的儲存量大幅提高；另外，本發明之旋轉式儲存搬運系統可直接與主軌道上之搬運台車進行搬運/傳送的作業，故亦可提高系統的搬運效率。
為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
本發明提出一種旋轉式儲存搬運系統及其控制方法，其可在有限的生產廠房空間中規劃出更多的物料儲存空間，以用於儲存較多的物料(如原料、產品等)，且更可提升搬運系統的效率。
本發明主要利用生產機台之間或機台上方的空間達成儲存的功能，請參考第一A圖，本發明之旋轉式儲存搬運系統包含主軌道10、沿著該主軌道10行進之搬運台車11、鄰近於該主軌道10之擴充儲存單元12。在本具體實施例中，主軌道10係為一種稱做Overhead Shuttle的懸樑式運送(OHS)系統，但不以此為限；而搬運台車11可為藉由舖設於例如廠房頂棚的軌道等的裝置上行走的車輛、平台等類似裝置，使FOUP(即一種前開口式通用容器，亦稱Front Opening Unified Pod)等的被搬運物被搬運台車11所搬運，而本發明所述之物料30A、30B、30C則可代表任何原料、物料、產品或FOUP等等 相類似的物件。
再者，擴充儲存單元12具有多個擴充儲存台位121，該些擴充儲存台位121係相對於該主軌道10而轉動地設置，換言之，擴充儲存單元12之擴充儲存台位121係可相對於主軌道10而轉動，故使特定的擴充儲存台位121可接受系統指令而轉動至主軌道10下方，進而使沿著主軌道10行進之搬運台車11可將指定物料卸載/裝載於轉動至位於該主軌道10下方之該些擴充儲存台位121。
請參考第一A圖至第一I圖，其顯示本發明之第一實施例，其中本發明之旋轉式儲存搬運系統係具有垂直式的之擴充儲存單元12，如圖所示，上述垂直式的擴充儲存單元12具有圍繞於主軌道10之垂直軌道結構12A及多個沿著該垂直軌道結構12A行進之擴充儲存台車。垂直軌道結構12A係為一種環狀的軌道結構，而擴充儲存台車則沿著垂直軌道結構12A而依序地圍繞主軌道10進行轉動，轉動的方式可為單向或雙向；擴充儲存台車可為平台態樣或其他可儲存、裝載物品的裝置，換言之，擴充儲存台車可形成所述之擴充儲存台位121，以儲存物品；更具體的說，每一擴充儲存台車均分別形成有所述之擴充儲存台位121，使裝載於其上之物品可環繞於主軌道10而依序轉動。
以下將說明本發明之第一實施例的控制方法，其包括以下步驟：首先，提供上述之主軌道10與搬運台車11；另 外，更利用一控制系統將搬運台車11的位置、數量的資訊記錄於資料庫中。在本具體實施例中，該控制系統可具有多種判斷的機制與方法，例如自行分析搬運命令機制、自動判斷旋轉路徑、可自我檢查儲位庫容量、資料庫以方便記錄儲存資訊等等。
接著，提供前述之擴充儲存單元12，且該控制系統之資料庫同樣記錄有擴充儲存單元12之擴充儲存台位121的位置及儲物資料等等。
當需要進行物品的傳送、運輸時，下一步驟則由控制系統提供一傳送命令，以達成物品的傳送、裝載/卸載等等動作。
接下來，下一步驟即為進行一搬運步驟：其中該些搬運台車11的其中之一依據該傳送命令將物品搬運至該些擴充儲存台位121的其中之一，或者該些搬運台車11的其中之一依據該傳送命令將儲存於該些擴充儲存台位121的其中之一的物品自該擴充儲存台位121中卸載，而傳送至傳送命令所指定的地點(如製程機台)。
如第一A圖至第一C圖，其顯示搬運台車11根據傳送命令將物料30A傳送至一原本未裝載物品之擴充儲存台位121A(控制系統可根據資料庫的紀錄判斷)，具體而言，搬運台車11沿著主軌道10將物料30A進行運送，而該些擴充儲存台位121亦沿著垂直軌道結構12A行進，直到搬運台車11與擴充儲存台位121A均位於可搬運物品的相對位置(如第一B圖，擴充儲存台位121A位於主軌道10下方)，藉此，搬運台車11 即可將物料30A裝載、儲存於擴充儲存台位121A中，亦即，該些擴充儲存台車係環繞於該主軌道10而依序轉動，以使該傳送命令所指定之一具有未填滿之擴充儲存台位(如121A)的擴充儲存台車轉動至該主軌道10下方，使該些搬運台車的其中之一依據該傳送命令將物料(如30A)裝載於所述之具有未填滿之擴充儲存台位(如121A)的擴充儲存台車。
又如第一D圖至第一G圖，其顯示搬運台車11根據傳送命令將原本存放於擴充儲存台位121B之物料30B傳送至機台20。值得說明的是，由第一C圖所顯示擴充儲存台位121A、121B的相關位置可知，在第一C圖中，擴充儲存台位121B在行進路徑上已經超過可搬運物品的相對位置(即擴充儲存台車位於主軌道10下方)，故擴充儲存台位121B在收到控制系統所發出之傳送命令後，可持續沿著垂直軌道結構12A行進，直到其位於主軌道10下方；或者，擴充儲存台位121B可反方向後退，使其位於主軌道10下方，換言之，系統可選擇較有效率的方式控制擴充儲存台位121的行進方向。故當擴充儲存台位121B到達可搬運物品的相對位置(即位於主軌道10下方)，搬運台車11即可將物料30B搬運、傳送至機台20(如第一G圖所示)。故該些擴充儲存台車係環繞於該主軌道10而依序轉動，以使儲存有該傳送命令所指定之物料(如30B)的該擴充儲存台車轉動至該主軌道10下方，使該些搬運台車11的其中之一依據該傳送命令將該物料(如30B)自該擴 充儲存台位(如121B)中卸載。
又如第一G圖至第一I圖，其顯示搬運台車11根據傳送命令將原本存放於機台20之物料30C傳送至擴充儲存台位121B。值得說明的是，因搬運台車11已離開可搬運物品的相對位置，故搬運台車11在收到控制系統所發出之傳送命令後，可反向復歸至可搬運物品的相對位置，亦或者由另一個搬運台車11進行相關的搬運作業。
請參考第二A圖，其顯示本發明之第二實施例，而第二實施例與第一實施例不同之處在於：擴充儲存單元12係為一種水平式的儲存結構，其包括樞軸122及轉動地設於樞軸122上的水平轉盤12B，而該些擴充儲存台位121係設置於該水平轉盤12B上。如第二A圖所示，樞軸122可連接於主軌道10，而水平轉盤12B形成四個擴充儲存台位121，其中三個擴充儲存台位121已儲存有物料30B，僅剩一個未填滿的擴充儲存台位121(即121B)。
因此，在前述的步驟中，當控制系統提供一傳送命令後，水平轉盤12B由樞軸122帶動旋轉，使未填滿的擴充儲存台位121B到達可搬運物品的相對位置(如第二B圖，擴充儲存台位121B位於主軌道10下方)，而搬運台車11亦沿著主軌道10將物料30A進行運送，直到搬運台車11與擴充儲存台位121B均位於可搬運物品的相對位置，物料30A即可由搬運台車11傳送至擴充儲存台位121B(如第二C圖)，換言之，在 該搬運步驟中，水平轉盤12B係依序轉動，以使該傳送命令所指定之一未填滿之擴充儲存台位(如121B)轉動至該主軌道10下方，使該些搬運台車11的其中之一依據該傳送命令將物料(如30A)裝載於所述之未填滿之擴充儲存台位(如121B)。
又如第二D圖至第二E圖，其顯示搬運台車11根據傳送命令將原本存放於擴充儲存台位121之物料30B傳送至機台20。在本具體實施例中，水平轉盤12B持續由樞軸122帶動旋轉，使系統所指定之物料30B到達可搬運物品的相對位置，搬運台車11即可將其搬動而運送至機台20；換言之，在該搬運步驟中，水平轉盤12B係依序轉動，以使儲存有該傳送命令所指定之物料(如30B)的該擴充儲存台位轉動至該主軌道10下方，使該些搬運台車11的其中之一依據該傳送命令將該物料30自該擴充儲存台位121中卸載。值得說明的是，水平轉盤12B同樣可以進行正轉(順時針)或反轉(逆時針)，以有效率地進行物品的搬運與儲存。
請參考第三圖，其顯示本發明之第三實施例，其為第二實施例之變化態樣，其中水平轉盤12B更包括有同心旋轉的一第一轉盤12C及一第二轉盤12D，第一轉盤12C係同心地設置於第二轉盤12D中，第一轉盤12C、第二轉盤12D均可存放物料30A、30B，且第一轉盤12C與第二轉盤12D之間設有傳送軌道123，如履帶、滾輪等所組成，故在上述的搬運步驟中，更包括將物品沿著傳送軌道123於第一轉盤12C與第 二轉盤12D之間進行傳送之步驟。具體而言，第三A圖至第三E圖顯示將位於第一轉盤12C上之物料30B傳送至第二轉盤12D的示意圖；首先，第一轉盤12C與第二轉盤12D先相對旋轉，使第一轉盤12C上之物料30B與第二轉盤12D之未填滿之擴充儲存台位121B到達可傳送物品的相對位置(即位於傳送軌道123上，如第三B圖)；接著，第一轉盤12C上之物料30B即可藉由傳送軌道123傳送至第二轉盤12D上；換言之，可藉由傳送軌道123將物品在不同的轉盤上進行傳遞，以有效率的達到儲存、運送物品的目的。
申言之，本發明之水平轉盤12B更可由多個同心旋轉的多個輔助轉盤(如上述第一轉盤12C與第二轉盤12D)所組成，利用該些輔助轉盤之間所設置之傳送軌道(如上述之傳送軌道123)，即可大幅提高儲存空間之旋轉式儲存搬運系統。
綜上所述，本發明依據上述具體實施例的結構與控制方法，可於軌道之間形成儲存空間，以提高廠房的單位面積之儲存容量；且該儲存空間所存放的物品更可與搬運台車進行裝載/卸載的動作，故大幅提高廠房的空間運用效率。
綜上所述，本發明更具有下列諸項優點：
1、本發明之擴充儲存單元係設置於生產機台間或機台上方之現有市售OHB無法使用之空間，且擴充儲存單元數量不受軌道長度之限制，故可以提供較一般設計更大量之儲存空間。
2、另外，本發明之擴充儲存單元的位置亦可避免安裝於OHT的軌道下方，故不致產生與平常OHT台車之異常處理、軌道定期保養或生產機台移入/移出之干涉，換言之，本發明並不會造成與現有台車系統之不相容的問題。
以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖示內容所為之等效技術變化，均包含於本發明之範圍內。
10‧‧‧主軌道
11‧‧‧搬運台車
12‧‧‧擴充儲存單元
12A‧‧‧垂直軌道結構
121、121A、121B‧‧‧擴充儲存台位
122‧‧‧樞軸
123‧‧‧傳送軌道
12B‧‧‧水平轉盤
12C‧‧‧第一轉盤
12D‧‧‧第二轉盤
20‧‧‧機台
30A、30B、30C‧‧‧物料
第一A圖至第一I圖顯示利用本發明之第一實施例搬運物料的流程示意圖。
第二A圖至第二E圖顯示利用本發明之第二實施例搬運物料的流程示意圖。
第三圖係為本發明之第三實施例的同心轉盤之示意圖。
第三A圖至第三E圖顯示利用本發明之第三實施例搬運物料的流程示意圖。
10‧‧‧主軌道
11‧‧‧搬運台車
12‧‧‧擴充儲存單元
12A‧‧‧垂直軌道結構
121、121A、121B‧‧‧擴充儲存台位
20‧‧‧機台
30A、30B、30C‧‧‧物料

Claims (4)

  1. 一種旋轉式儲存搬運系統，其係用於半導體生產廠房，該旋轉式儲存搬運系統包含：一主軌道，其上設有多個沿著該主軌道行進之搬運台車；以及一環設於該主軌道之擴充儲存單元，其中該擴充儲存單元具有多個擴充儲存台位，該些擴充儲存台位係圍繞於該主軌道而轉動地設置，藉此，沿著該主軌道行進之該些搬運台車之一係將物料卸載/裝載於轉動至位於該主軌道下方之該些擴充儲存台位之一。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之旋轉式儲存搬運系統，其中該擴充儲存單元係包括一圍繞於該主軌道之垂直軌道結構及多個沿著該垂直軌道結構行進之擴充儲存台車，該些擴充儲存台車係分別具有所述之擴充儲存台位，該些擴充儲存台車係環繞於該主軌道而依序轉動。
  3. 一種旋轉式儲存搬運系統之控制方法，其係用於半導體生產廠房，該控制方法包括以下步驟：提供一主軌道，其上設有多個沿著該主軌道行進之搬運台車；提供一環設於該主軌道之擴充儲存單元，其中該擴充儲存單元具有多個擴充儲存台位，該些擴充儲存台位係圍繞於該主軌道而轉動地設置；提供一傳送命令；以及 進行一搬運步驟；其中該些搬運台車的其中之一依據該傳送命令將一物料搬運至該些擴充儲存台位的其中之一，或者該些搬運台車的其中之一依據該傳送命令將儲存於該些擴充儲存台位的其中之一的物料自該擴充儲存台位中卸載。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之旋轉式儲存搬運系統之控制方法，其中該擴充儲存單元係包括一圍繞於該主軌道之垂直軌道結構及多個沿著該垂直軌道結構行進之擴充儲存台車，該些擴充儲存台車係分別具有所述之擴充儲存台位，在該搬運步驟中，該些擴充儲存台車係環繞於該主軌道而依序轉動，以使儲存有該傳送命令所指定之物料的該擴充儲存台車轉動至該主軌道下方，使該些搬運台車的其中之一依據該傳送命令將該物料自該擴充儲存台位中卸載；或者，在該搬運步驟中，該些擴充儲存台車係環繞於該主軌道而依序轉動，以使該傳送命令所指定之一具有未填滿之擴充儲存台位的擴充儲存台車轉動至該主軌道下方，使該些搬運台車的其中之一依據該傳送命令將物料裝載於所述之具有未填滿之擴充儲存台位的擴充儲存台車。
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