专利名称：具有无限驱动介质的搬送系统及搬送方法
技术领域：
本发明涉及通过安装在无限驱动介质上的搬运器来搬送半导体基板等的搬送系统，特别涉及检测出用于保持半导体基板等物品的搬运器的位置并起动站的机械手。
背景技术：
在专利文献1 (US7234584)中，在环形带上安装多个搬运器并使之环行。搬运器具有用于支撑半导体存储盒的凸缘等的支承面，通过站的机械手将存储盒装载或卸载在搬运器上。另外，设置用于检测搬运器的传感器和用于测定传送带的移动量的编码器，来控制机械手。在专利文献1中，通过传感器检测到搬运器后立即起动机械手，所以装载和卸载都在同一时刻起动机械手。但是，若检测后立即起动机械手，则信号处理上的延迟成为控制延迟而显现出来。现有技术文献(专利文献)专利文献1 :US723458
发明内容
发明要解决的课题本发明的课题在于，在搬运器与机械手之间交接物品之前，校验搬运器的动作是否正常。本发明的另一课题在于，在即将交接物品之前，校验搬运器的动作。本发明的另外一个课题在于，在即将交接物品之前，校验机械手的动作是否正常。用于解决课题的手段本发明的搬送系统具有无限驱动介质，进行环行移动；多个搬运器，被安装于所述无限驱动介质，保持物品并进行搬送；多个站，沿着所述无限驱动介质而设置；以及移动量传感器，测定所述无限驱动介质的移动量，所述站的每一个具有机械手，与所述搬运器之间交接物品；驱动部，使所述机械手在所述无限驱动介质的环行方向和上下方向上移动；第一搬运器传感器，沿着所述无限驱动介质的环行方向，在机械手的上游侧的规定位置检测所述搬运器；第二搬运器传感器，在所述第一搬运器传感器的下游侧检测搬运器；以及信号处理部，基于从利用所述第一搬运器传感器检测出所述搬运器的时间点起的、由所述移动量传感器测定出的移动量，通过所述驱动部起动机械手，并且在所述第二搬运器传感器检测出所述搬运器时，将所述第一搬运器传感器检测出所述搬运器起的由所述移动量传感器测定出的移动量与第一搬运器传感器和第二搬运器传感器间的距离进行比较，在它们之间具有容许值以上的误差的情况下，通过所述驱动部使机械手的动作停止。移动量传感器例如设置在各站上，但也可以在接近的多个站中的任一站上设置移动量传感器，在接近了的多个站间共用移动量传感器。或者，还可以在相邻的多个站的中间设置移动量传感器，而在左右的站间共用移动量传感器。在本发明的搬送方法中，在环行移动的无限驱动介质上，安装有保持并输送物品的多个搬运器，并且测定所述无限驱动介质的移动量，在沿着所述无限驱动介质的多个站上，设置与所述搬运器之间交接物品的机械手，沿着所述无限驱动介质的环行方向、在机械手的上游侧的规定位置，通过第一搬运器传感器检测所述搬运器，在所述第一搬运器传感器的下游侧，通过第二搬运器传感器检测搬运器，基于从利用所述第一搬运器传感器检测出所述搬运器的时间点起的、无限驱动介质的移动量，通过所述驱动部起动机械手，在所述第二搬运器传感器检测出所述搬运器时，将所述第一搬运器传感器检测出所述搬运器起的无限驱动介质的移动量与第一搬运器传感器和第二搬运器传感器间的距离进行比较，在它们之间具有容许值以上的误差的情况下，通过所述驱动部使机械手的动
作停止。。优选地，所述第一搬运器传感器在所述机械手的移动开始位置(始位置)的下游侧的规定位置检测所述搬运器，并且所述第一搬运器传感器检测出搬运器之后，在所述第二搬运器传感器检测出所述搬运器之前，起动所述机械手。更优选地，还设置有第二移动量传感器，测定从所述机械手的移动开始位置起的移动量，所述信号处理部，在所述第二搬运器传感器检测出所述搬运器时，将该第二移动量传感器测定出的移动量与规定的移动量进行比较，在存在容许值以上的误差时，通过所述驱动部使机械手的动作停止。特别优选地，所述驱动部驱动所述机械手，使得所述搬运器和所述机械手等速且同时通过所述第二搬运器传感器。在本说明书中，与搬送系统有关的记载也原样地适于搬送方法。发明的效果在本发明中，将第一搬运器传感器和第二搬运器传感器间的距离、与此相对应的无限驱动介质的移动量的测定值进行比较。因此，能够检测无限驱动介质的移动量的测定传感器的异常、无限驱动介质的环行速度的变动、第一搬运器传感器及第二搬运器传感器的异常等。并且，对于这些异常，将机械手的驱动停止，所以能够防止在有异常的状况下在搬运器与机械手之间交接物品。这里，在起动了机械手之后，若通过第二搬运器传感器检测出搬运器，则能够在即将进行交接之前，校验出上述的异常。另外，在通过第二搬运器传感器检测出了搬运器时，若将机械手的移动开始位置起的距离和机械手的移动量的测定值进行比较，则在即将进行交接动作之前，能够校验机械手的动作是否正常。 并且，若使搬运器和机械手等速且同时通过第二搬运器传感器，则紧随其后能够立即进入物品的交接动作。
图1是表示实施例的搬送系统的布局的俯视图。
图2是表示实施例中的控制系统的框图。
图3是表示实施例中的站的控制系统的框图。
图4是表示实施例中的搬运器和站的机械手的要部侧视图。
图5是表示实施例中的搬运器和站的机械手的要部俯视图。
图6是表示实施例中的站的要部后视图。
图7是表示实施例中的搬运器的识别的图。
图8是实施例中的装载时的时序图。
图9是实施例中的卸载时的时序图。
图10是表示实施例中的装载和卸载算法的前半部分的流程图。
图11是表示实施例中的装载和卸载算法的后半部分的流程图。
具体实施例方式
以下，示出用于实施本发明的最佳实施例。实施例图1 图11示出了实施例及其变形。在各图中，2是搬送系统，使环形带4环行， 6是其驱动用带轮，将单个的带轮表示为6a、6b。另外，代替传送带4，也可以使用传送链或钢丝绳、绳索等。环形带4的环行方向为固定，沿着传送带4设置有多个站(Station)S,各站8上连接未图示的暂存区和处理装置10等。在传送带4上例如以固定的间隔安装有搬运器12，搬送收纳了半导体基板等的存储盒14等。搬送物品的种类是任意的。图2示出了搬送系统的控制系统，20是生产管理控制器，管理处理装置等，使存储盒的搬送依赖于搬送管理控制器22。搬送管理控制器22对环形带驱动器M和站控制器 26进行控制，对每个站设置站控制器沈。环形带驱动器M以一定速度驱动环形带4。对站控制器26的输入是来自搬送管理控制器22的搬送指令，这是由对于规定地址的搬运器装载或卸载存储盒构成。另外，沿着环形带的环行方向对各搬运器唯一地赋予地址，在实施例中，地址是10 16位(bit)长左右的数据，地址以二进制表示。另外，装载意味着使搬运器支撑物品，卸载意味着用机械手从搬运器拿出物品。来自二个光电传感器si、s2的搬运器的检测信号被输入到站控制器沈中，其中， 光电传感器si也将搬运器的识别信号输入至站控制器26。环形带的行走量从编码器enc 输入至控制器26。控制器沈通过光电传感器si的信号识别出搬运器出现在了站的上游侧的规定位置的情况，并通过例如光电传感器si的信号的持续时间识别搬运器的类别。将通过光电传感器Sl检测到搬运器时的编码器的数据锁存，通过以该锁存值为基准的差分，识别以光电传感器si的监视位置为基准点的搬运器的位置。另外，如后所述， 通过光电传感器s2确认编码器的数据的妥当性等。基于编码器的数据驱动机械手驱动器27，来驱动设置在站上的机械手观，从而在与搬运器之间进行存储盒的装载及卸载。若装载则起动保持有存储盒的机械手观，若卸载则起动未保持存储盒的机械手观。因此，能够将机械手观加速的加速度在卸载时比装载时大，因此，将在卸载时起动机械手观的位置设于在装载时起动机械手观的位置的更下游侧。机械手可以是装载专用的机械手和卸载专用的机械手，也可以是装载和卸载兼用的机械手。机械手观是移载机构的钳爪，其形状及构造是任意的，例如在其左右两侧设置先前放入品(先入品)传感器^R J9L，在将存储盒装载到搬运器上时，确认搬运器上是否支撑有其他存储盒，或者在从搬运器卸载存储盒的情况下，确认搬运器上是否装载有存储盒。机械手观与环形带等速移动，并从搬运器的前方侧或后方侧接近搬运器，所以根据接近方向来区分使用左右一对先前放入品传感器^RJ9L。图3示出了站控制器沈的结构。31、32是整形电路，对来自传感器si、s2的信号整形，计数器33计数编码器的输出脉冲。设计数器33的输出为eO。搬运器计数器34的信号表示搬运器的地址。搬运器计数器34通过传感器si检测出的搬运器的检测信号将搬运器编号加1，通过例如按照每8个传感器出现的一个校验信号即搬运器的识别信号，校验搬运器计数器34的值的妥当性。即在由于某种理由搬运器计数器34的数据错误的情况下， 校验信号和搬运器计数器的输出变得不整合。比较器35对被指定了进行交接的搬运器的地址和搬运器计数器34的输出进行比较，若两者一致，则使锁存器36存储在该时间点的计数器33的输出。设锁存器36的输出为L0，存储传感器si的信号开启瞬间的计数器33的输出。在搬运器计数器34或比较器35 中的处理迟缓的情况下，在整形电路31的输出的上升沿修正处理，以进行锁存动作。37是加法器，将锁存器36的输出与用参数存储部41存储的校正完毕的移载用的参数KO K2、 Pl P7相加，若在比较器38中加法器37的信号和计数器33的信号一致，则据此通过机械手驱动器27使机械手动作。机械手在这里通过Ml、M2、M3这三个马达而动作，其中马达Ml、M2是用于使机械手沿着高度方向升降的马达，马达M3是用于使机械手沿着环形带的环行方向(Y方向)移动的马达。另外，以下，设高度方向为Z方向。在实施例中，沿着Y方向和Z方向这两个轴驱动机械手，但除此之外，也可以增加X方向等，从而沿着三个轴进行驱动。另外，用编码器 43 45监视马达Ml M3的旋转量，机械手驱动器27用编码器43 45的信号对机械手进行反馈控制。机械手驱动器27将传送带侧的编码器enc的输出作为开始机械手动作的各阶段的触发而使用，在各阶段内的反馈控制中并不使用。由此，机械手的控制变得简单。 另外，每当物品的交接结束，机械手返回到移动开始位置(始位置)，编码器43 45的输出被重置。锁存器36和计数器33的信号被输入至编码校验器40，用于检查编码器enc的妥当性等。即光电传感器si和光电传感器s2的检测位置的间隔是已知的，参数存储部41存储有相对于该间隔的编码器的输出脉冲数。因此，能够根据在传感器s2动作了的时间点的计数器33的信号与锁存器36的输出之差是否与传感器si、s2的间隔相对应，来校验编码器enc的妥当性。另外，如后所述，在传感器s2动作了的时间点，机械手开始动作。若机械手按照目标动作模式来动作，则在该时间点的编码器43 45的输出应该处于规定的范围。 因此，根据在传感器s2开启了的时间点的编码器43 45的信号，校验机械手的动作。若这些数据中存在容许值以上的误差，则从校验器40输出故障信号Trouble，使机械手的动
作停止。在光电传感器s2开启了的时间点，根据每个编码器输出的按时间的变化，求出传送带和机械手的Y方向速度。在确认它们一致，存在容许值以上的误差的情况下，使机械手停止。另外，该处理也可以省略。通信接口 42与搬送管理控制器通信，输入应当装载或卸载存储盒的搬运器的地址、是装载还是卸载的种类。然后，将搬送结果从通信接口 42发送至搬送管理控制器22。 另外，若从校验器40输出故障信号Trouble并中断移载动作，则向搬送管理控制器报告该情况。图4 图6示出了在站8上的机械手观与环形带4之间的关系。如图4所示，设传送带4的环行方向为Y方向，设在水平面内与Y方向成直角的方向为X方向，设高度方向为Z方向。另外，机械手观在Y方向和Z方向上动作。带轮6通过驱动马达46等而动作，搬运器12上有前后例如一对安装部48，其中，设前方的安装部为48f，设后方的安装部为48r。搬运器12包括搬运器主体51和安装部48。环形带4的下端与搬运器主体51的上端之间的间隙成为监视线60，在该高度上，光电传感器sl、s2监视安装部48f、48r。在搬运器主体51的支承面49上载置有存储盒14的凸缘50，支撑存储盒14。在站8的左右有一对支柱52，通过未图示的马达M1、M2使升降轨56沿着引导槽M升降。在机械手基部58 的上部设置有马达M3，通过车轮59、59在升降轨56内沿着Y方向行走。图5示出了光电传感器Si、在始位置的机械手观、光电传感器s2之间的位置关系，编码器enc只要在站8的附近即可，其位置是任意的。另外，机械手观的始位置是为了以备与搬运器12之间的交接而机械手观待机的位置。环形带4的行走方向是图的从左到右，装载时，按照编码器的输出脉冲数，搬运器从光电传感器si起前进KO后，机械手观起动。另外，卸载时，按照输出脉冲数，搬运器从光电传感器si起前进K2(K2> K0)后，机械手28起动。将光电传感器si、s2的间隔换算成输出脉冲数，是Kl，Kl > K2 > K0。图7示出了搬运器12的检测和识别。设环形带4从图的左向右以固定速度行走， 搬运器12前方有安装部48f，后方有安装部48r，沿着传送带4的行走方向，安装部48f、48r 的宽度不同。另外，例如以每8个搬运器有1个的比例，设置改变了沿着传送带4的行走方向的宽度的安装部48f'。若通过光电传感器这里是光电传感器si检测安装部48f、48r， 则得到图7的下侧的信号。70是检测信号的基线，71 73是检测信号，由于安装部48f和 48r的宽度不同，因此信号71、73的宽度不同。接着，由于安装部48f和48f ‘的宽度不同， 因此信号71、72的宽度不同，能够检测出安装部48f'。并且，若以例如8个有1个的比例设置安装部48f'，则能够校验搬运器12地址的下位3位。另外，如图7的右下放大所示， 相对于安装部48f、48r等的监视线60配置在传送带4的下端与搬运器主体51之间的高度方向的间隙。图8 图11示出了实施例中的装载动作(图8)和卸载动作(图9)，图10、图11 示出了它们的算法。若通过光电传感器si检测搬运器，则将在该时间点的编码器输出的计数值锁存。设被锁存的输出为L0。锁存后，设置使机械手动作之前的准备时间，因此，在装载时，按照编码器输出的脉冲数待机K0，卸载时，按照脉冲数待机K2。因为装载时的加速度比卸载时的加速度小，所以脉冲数KO比脉冲数K2小。其结果，相对于站能够在同一位置开始后述的装载运动或卸载运动。并且，在光电传感器s2开启之前，无论是装载时还是卸载时，机械手在Y方向上的行走都开始。在光电传感器s2开启了的时间点，求出光电传感器Sl开启之后的编码器的输出脉冲数，将其与规定值Kl比较，在与规定值Kl的误差大时，作为在编码器上发生转差(滑
)等情况而中止移载。进而，在光电传感器S2开启了的时间点，对机械手的驱动用马达的编码器43、44的值进行校验，校验机械手是否在按照规定的动作模式动作。即，求出从始位置起的移动量是否与光电传感器s2的位置一致，二个编码器43、44的移动量是否一致。 进而，在该时间点，根据传送带侧的编码器求出传送带的环行速度，具体而言，求出计数器 33的输出值的按时间的变化。同样地，求出机械手观的Y方向速度，并校验是否与传送带的速度等速。若这些值不存在容许值以上的误差，则判明机械手和搬运器在同一时刻等速通过光电传感器s2，机械手的上升的准备就绪。光电传感器s2开启之后，在得到了装载时和卸载时都通用的输出脉冲数的时间点，开始机械手的升降动作。设机械手的升降动作的开始起到结束为止为装载运动或卸载运动。并且，在开始装载运动或卸载运动的时间点的编码器的输出脉冲的计数值相对于锁存了的值LO大PI。Pl无论对于装载还是卸载都是通用的，在搬运器相对于站到达了同一位置的时间点，开始装载运动或卸载运动。因此，进行装载运动或卸载运动的区域相对于站是几乎通用的。在装载时，使机械手上升，计数器的输出值从锁存了的值LO起增加P2后，使机械手在Y方向上加速，沿着Y方向使机械手和搬运器上下重合。计数器的值为L0+P3，机械手开始下降，在该期间，在Z方向速度变为0的时间点，从机械手向搬运器交接存储盒。在编码器输出的计数值变为L0+P4的时间点，使机械手的升降动作停止，并且沿着Y方向减速从而使机械手向搬运器的后方牵出。计数值是L0+P7，使搬运器返回到站的规定的位置。卸载时，编码器输出的计数值为L0+P1，开始机械手的上升，在该期间，设Z方向速度暂时为0，在该时间点从搬运器向机械手交接存储盒。接着，计数值为L0+P5，使机械手减速并向搬运器的后方牵出，计数值为L0+P6，使机械手下降，计数值为L0+P7，使搬运器返回到站的规定的位置。通过实施例得到以下的效果。1)在通过光电传感器Sl检测到搬运器之后，等待环形带4移动第一或第二移动量后，起动机械手观。因此，搬运器检测后的信号处理的延迟不会影响机械手的起动。另外， 机械手从第二光电传感器的上游侧被起动，并且能够与搬运器同时且等速通过第二光电传感器。2)使相对于装载的第一移动量比相对于卸载的第二移动量短，装载时比卸载时早起动机械手。若是装载，机械手的加速度小，但因为起动早，装载和卸载几乎都能够通用交接物品的区域。因此，能够缩短机械手的行走行程，或者缩短准确的行走控制需要的区域。 并且，若缩短行走行程，则在一次交接中使用机械手的时间变短，其结果，能够交接更多的下位物品。3)若通过光电传感器si检测搬运器，则将在该时间点的计数器33的输出LO锁存，并基于与锁存了的值LO的差分来控制机械手观。因此，对于装载的机械手的轨迹每次都是固定的，即使对于卸载，机械手的轨迹每次也都是固定的。因此机械手的控制变得容
4)在使机械手观升降之前，通过光电传感器S2检测搬运器。这里，对编码器enc 的误差进行校验，机械手的位置也通过机械手驱动用的马达的编码器43、44来校验。因此， 若编码器enc和机械手观中的某一个具有容许值以上的误差，则能够跟前中止交接。5)在通过光电传感器S2检测出搬运器之后，以规定移动量使机械手开始升降，使该移动量无论对于装载还是卸载都是通用的。因此，能够在几乎相同的区域使机械手升降并交接物品。6)在通过光电传感器s2检测出搬运器的时间点，求出Y方向的机械手的位置，校验是否处于光电传感器s2的位置。其结果，能够校验机械手的动作是否正常，能够校验沿着Y方向机械手和搬运器是否处于同一位置。7)因为在光电传感器s2的位置，对搬运器和机械手是否处于同一位置并且是否等速进行校验，所以能够确认Y方向的位置和速度的双方一致的情况。8)环形带4的速度变动、随之的搬运器速度的变动的容许范围宽。S卩，通过光电传感器Si、S2两次检测搬运器，通过将利用这之间的编码器enc求出的环形带4的移动量与光电传感器Si、S2间的距离进行比较，能够确认编码器enc正常。通过基于编码器enc的数据进行以后的机械手的控制，即使环形带4的速度变动，也能够减小影响。在实施例中，利用透射式的光电传感器Si、S2作为搬运器传感器，但传感器的种类及测定原理是任意的。在搬运器通过了光电传感器s2时，在传送带侧有容许值以内的误差的情况下，也可以对机械手的控制进行修正，以便补偿该误差。若在机械手侧存在容许值以下的误差，则例如变更机械手的控制来消除误差。符号说明
2搬送系统
4环形带
6、6a、6b 带轮
8站
10处理装置
12搬运器
14存储盒
20生产管理控制器
22搬送管理控制器
24环形带驱动器
26站控制器
27机械手驱动器
28机械手
29R.L先前放入品千
31,32整形电路
33计数器
34搬运器计数器
35比较器
10
36锁存器
37加法器
38比较器
40编码校验器
41参数存储部
42通信接口
43 45编码器
46驱动马达
48、48f、48r 安装部
49支承面
50凸缘
51搬运器主体
52支柱
54引导槽
56升降轨
58机械手基部
59车轮
60监视线
70基线
71 73检测信号
80、90搬运器
91、92安装部
94光学标志
sl、s2光电传感器
enc编码器
Ml M3马达
Pl P7参数
KO K2参数
说明书8/8页
1权利要求
1.一种搬送系统具有无限驱动介质，进行环行移动；多个搬运器，被安装于所述无限驱动介质，保持物品并进行搬送； 多个站，沿着所述无限驱动介质而设置；以及移动量传感器，测定所述无限驱动介质的移动量， 所述站的每一个具有 机械手，与所述搬运器之间交接物品；驱动部，使所述机械手在所述无限驱动介质的环行方向和上下方向上移动； 第一搬运器传感器，沿着所述无限驱动介质的环行方向，在机械手的上游侧的规定位置检测所述搬运器；第二搬运器传感器，在所述第一搬运器传感器的下游侧检测搬运器；以及信号处理部，基于从利用所述第一搬运器传感器检测出所述搬运器的时间点起的、由所述移动量传感器测定出的移动量，通过所述驱动部起动机械手，并且在所述第二搬运器传感器检测出所述搬运器时，将所述第一搬运器传感器检测出所述搬运器起的由所述移动量传感器测定出的移动量与第一搬运器传感器和第二搬运器传感器间的距离进行比较，在它们之间具有容许值以上的误差的情况下，通过所述驱动部使机械手的动作停止。
2.根据权利要求1记载的搬送系统，其中，所述第一搬运器传感器在所述机械手的移动开始位置的下游侧的规定位置检测所述搬运器，并且在所述第一搬运器传感器检测出搬运器之后、所述第二搬运器传感器检测出所述搬运器之前，所述机械手被起动。
3.根据权利要求2记载的搬送系统，其中，还设置有第二移动量传感器，测定从所述机械手的移动开始位置起的移动量， 所述信号处理部在所述第二搬运器传感器检测出所述搬运器时，将该第二移动量传感器测定出的移动量与规定的移动量进行比较，在存在容许值以上的误差时，通过所述驱动部使机械手的动作停止。
4.根据权利要求3记载的搬送系统，其中，所述驱动部驱动所述机械手，以使得所述搬运器和所述机械手等速且同时通过所述第二搬运器传感器。
5.一种搬送方法，在环行移动的无限驱动介质上，安装有保持并输送物品的多个搬运器，并且测定所述无限驱动介质的移动量，在沿着所述无限驱动介质的多个站上，设置与所述搬运器之间交接物品的机械手， 沿着所述无限驱动介质的环行方向、在机械手的上游侧的规定位置，通过第一搬运器传感器检测所述搬运器，在所述第一搬运器传感器的下游侧，通过第二搬运器传感器检测搬运器， 基于从利用所述第一搬运器传感器检测出所述搬运器的时间点起的、无限驱动介质的移动量，通过所述驱动部起动机械手，在所述第二搬运器传感器检测出所述搬运器时，将所述第一搬运器传感器检测出所述搬运器起的无限驱动介质的移动量与第一搬运器传感器和第二搬运器传感器间的距离进行比较，在它们之间具有容许值以上的误差的情况下，通过所述驱动部使机械手的动作停止。
全文摘要
本发明在环行移动的环形带上安装有多个搬运器，并且测定环形带的移动量，在站上设置机械手、使机械手在环行方向和上下方向上移动的驱动部、沿着环行方向在机械手的上游侧检测搬运器的第一搬运器传感器、在第一搬运器传感器的更下游侧检测搬运器的第二搬运器传感器。在搬运器通过了第二搬运器传感器时，校验传送带的移动量是否与二个搬运器传感器间的距离一致。在开始交接动作之前，能够确认编码器是否正常等。
文档编号H01L21/677GK102388444SQ200980158648
公开日2012年3月21日 申请日期2009年6月2日 优先权日2009年6月2日
发明者木股友也 申请人:村田机械株式会社