自动化物料输送系统及其物料传输方法与流程

本发明涉及物料传输领域，具体涉及一种自动化物料输送系统及其物料传输方法。

背景技术：
随着半导体技术的发展，300mm的硅片已经取代200mm的硅片成为主流，每个装载了硅片的容器重量由原来的约4公斤变成了约9公斤。因此，如果借助于人力在各个制造模块之间来进行传输的话，会导致效率比较低，同时还可能导致人员被伤害的危险。而由于可以有效提高厂房利用率、缩短产品的生产周期，自动化物料输送系统（AutomatedMaterialHandlingSystems，以下简称：AMHS）相对于人力化的物料传输来说，成为在300mm硅片制造过程中各个制造模块之间进行输送硅片的主要纽带。图1为传统自动化物料传输系统的三维结构示意图。如图1所示，该自动化物料传输系统主要包括：存储单元101和升降机子系统102。其中，存储单元101设有至少一个输入口111、至少一个输出口121，存储单元101中放置有盒式容器103，在盒式容器103存放有物料（WorkInProduct，以下简称WIP）如硅片。升降机子系统102包括设置在存储单元（STOCKER）101外围的悬空轨道112，以及可在悬空轨道112上行驶的输送车122。每个输送车122还连接有一机械手132，通过该机械手132来拾取或者卸载盒式容器103，再控制输送车122沿着悬空轨道112行驶，从而使得硅片在制造区域的各个制造模块之间自动传输。比如拾取了一盒式容器103的输送车122在悬空轨道112上行驶，并停在可以把其拾取的盒式容器103卸载到其停靠位置处输入口111的位置，或者可以从输出口121拾取一盒式容器103的位置，并最终完成盒式容器103到存储单元101的卸载或者装入。当该输送车122完成卸载或者装入后，另一停靠在悬空轨道112输送车122再通过其停靠位置处输入口111或者输出口121卸载或者装入其他的盒式容器103。卸载或者装入盒式容器103容器是通过与输送车122连接的机械手132完成的，为此，该机械手132通常需要设置3个或更多的运动轴线，从而将存储单元101中的物料WIP推送到输出口121或将输送车122中的WIP推送到输入口111。然而，3个或更多的运动轴线使得机械手132的运动过程较为复杂，增加了从存储单元101拾取即装入或者卸载盒式容器103的最小时间量，从而导致传输效率较低。并且，存储单元STOCKER101的输入口111和输出口121在同一水平高度，在悬空轨道上每次只能允许有一个输送车122进行卸载或者装入，这样就造成装入和卸载过程中的滞时，即使有多个输送车122，也不能同时进行卸载或装入，大大影响了搬送效率的提高。

技术实现要素：
为了克服上述问题，本发明旨在提供一种自动化物料传输系统及其物料传输方法，从而提高搬送效率。本发明提供一种自动化物料传输系统，包括具有多层输入口和多层输出口的储物架，以及悬挂有输送车的悬空轨道，其中，所述悬空轨道包括：一个主轨道，位于所述悬空轨道的顶部；至少一层分轨道，位于所述主轨道的下方，且所述分轨道位于所述多层输入口和/或所述多层输出口的上方；所述每层分轨道形成所述主轨道的分支；其中，所述每层分轨道两端与所述主轨道相连通，从而使所述输送车在所述主轨道和所述每层分轨道之间移动并到达相对应的所述输入口或所述输出口的上方。优选地，所述每层分轨道位于相应的所述每层输入口和/或所述每层输出口的上方。优选地，所述自动化物料传输系统还包括控制模块，用于控制所述主轨道的输送车和所述分轨道上的输送车的移动速度和移动方向。优选地，所述主轨道包括固定装置，用于将每层分轨道与所述主轨道相连接。优选地，所述多层输入口和所述多层输出口从上到下分层排布，且每层排布有一个所述输入口和/或一个所述输出口。优选地，所述每层分轨道均位于所述主轨道的正下方，且所述每层分轨道的底部和所述主轨道相互平行排布，所述每层分轨道的两端向上延伸并与所述主轨道连接。优选地，所述每层分轨道与所述主轨道的两个交接处，位于与之相邻的上一层分轨道与所述主轨道的两个交接处的外侧。优选地，所述每层分轨道上且与所述主轨道的交接处的轨迹为圆弧状。本发明还提供一种采用上述任意一项所述的自动化物料传输系统进行物料传输的方法，其中，包括：步骤S01：第一辆输送车沿着主轨道并到达上层输入口或上层输出口的上方，同时，其它每辆输送车沿着所述主轨道分别进入相应的每层分轨道中；步骤S02：所述第一辆输送车将位于所述上层输入口的物料送进所述储物架，或将位于所述上层输出口的物料搬出所述储物架；同时所述其它每辆输送车沿着所述相应的每层分轨道分别到达其它输入口或其它输出口的上方；步骤S03：所述第一辆输送车沿着所述主轨道离开所述上层输入口或所述上层输出口上方区域并沿着所述主轨道移动，去拾取下一个物料或将所述物料传送走；同时，所述其它每辆输送车分别将位于所述其它输入口的物料送进所述储物架，或分别将位于所述其它输出口的物料搬出所述储物架；步骤S04：所述其它每辆输送车分别沿着所述相应的每层分轨道离开所述其它输入口或所述其它输出口上方区域并沿着所述相应的每层分轨道移动，然后所述其它每辆输送车分别进入所述主轨道并沿着所述主轨道移动，分别去拾取下一个物料或将所述物料传送走。优选地，所述物料传输过程中，控制模块控制所述第一辆输送车和所述其它每辆输送车的移动速度和移动方向。优选地，所述其它每辆输送车和所述第一辆输送车的移动速度相同。优选地，所述每层分轨道中的输送车早于与之相邻的上层分轨道中的输送车到达所述每层分轨道与所述主轨道的交接处，或者同时到达所述每层分轨道与所述主轨道的交接处；且所述其它每辆输送车的移动速度相同。本发明的自动化物料传输系统及其物料传输方法，通过在悬空轨道中设置主轨道和多层分轨道，使得悬空轨道中每层的输送车都能够同时移动到或离开相应的每层输入口或输出口的上方附近区域，也即是多个输送车可以同时进行物料传输或输送，从而可以避免了传统物料传输系统只能在上一个输送车送进或送出物料并离开输入口或输出口上方区域之后，下一个输送车才能够进行物料传输的弊端，提高了物料传输效率。附图说明图1为传统自动化物料传输系统的三维结构示意图图2为本发明的一个较佳实施例的自动化物料传输系统的截面结构示意图图3为本发明的一个较佳实施例的物料传输方法的流程示意图图4为本发明的又一个较佳实施例的物料传输方法的流程示意图具体实施方式体现本发明特征与优点的实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的示例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上当做说明之用，而非用以限制本发明。以下结合附图2-4，通过具体实施例对本发明的自动化物料传输系统及其物料传输方法作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例，且仅用以方便、明晰地达到辅助说明本发明实施例的目的。实施例一以下结合附图2，对本发明的本实施例中的自动化物料传输系统作进一步详细说明。请参阅图2，图2为本发明的一个较佳实施例的自动化物料传输系统的截面结构示意图。本发明的本实施例的自动化物料传输系统200，包括具有多层输入口和多层输出口的储物架201，以及悬挂有输送车的悬空轨道。在本发明的储物架201，可以具有多层结构，并且，每层都具有输入口和/或输出口，输入口和/或输出口从上到下分层排布；且每层排布有一个输入口和/或者一个输出口，比如，上层排布有一个输入口，则与之相邻的下层排布一个输出口；或者上层排布有一个输出口，则与之相邻的下层排布有一个输入口；当然，也可以是每层排布一个输入口和一个输出口；多层输入口和多层输出口也可以为只有一层，也即是排布于同一层上的一个输入口和一个输出口。本实施例中的自动化物料传输系统具有悬空轨道，用于将物料送进或送出储物架201；其中，悬空轨道包括：一个主轨道202，位于悬空轨道的顶部；至少一层分轨道209，位于主轨道202的下方，且分轨道209位于多层输入口和/或多层输出口的上方，分轨道形成主轨道202的分支，每层分轨道两端与主轨道202相连通，从而使输送车在主轨道202和每层分轨道之间移动并到达相对应的输入口或输出口的上方。这里需要说明的是，多层分轨道可以同时位于多层输入口或多层输出口中的顶层输入口和/或顶层输出口的上方，这样，可以满足多层分轨道和主轨道上同时运行多辆输送车；当然，每层分轨道也可以位于相应的每层输入口或每层输出口的上方，在本实施中，选择每层分轨道位于相应的每层输入口或每层输出口的上方对本发明作进一步解释说明。具体的，在本实施例中，在主轨道202下方具有一个输入口207，在主轨道202上有一个输送小车203，输送小车203沿着主轨道202可以移动到输入口207的上方区域，并将物料205送进输入口207中。并且，本实施例中，具有一层分轨道209，在输入口207的下方设置有输出口208，在分轨道209上的输送小车204可以沿着主轨道202移动并进入分轨道209，然后到达输出口208的上方区域，并将物料206从输出口208搬出，然后沿着主轨道202移动进行物料传送。本实施例中，还包括有控制模块，控制模块用于控制主轨道202和分轨道209上的输送车的移动速度和移动方向，避免在多辆输送车移动的过程中发生碰撞或相互阻碍。本实施例中，分轨道209位于主轨道202的正下方，分轨道209的底部与主轨道202平行排布，分轨道209的两端向上延伸并与主轨道202相连接；在另一实施例中，多层分轨道的底部均与主轨道平行排布，并且，每层分轨道的两端向上延伸并与主轨道相连接。这里，本实施例中，主轨道202上具有固定装置，这样可以将主轨道202和分轨道209相连接，连接方式可以采用螺栓连接、铆钉连接等机械连接方式，本发明对此不作限制。当然，在本发明中，主轨道和分轨道的连接则不限于本实施例中的通过固定装置的连接方式，主轨道和分轨道可以在铸造或成型时就已经连接在一起，比如采用焊接等方式也可以将二者连接在一起。在另一个实施例中，每层分轨道位于主轨道斜下方；当然，每层分轨道可以在同一竖直方向上，也可以不在同一竖直方向上；在另一个实施例中，每层分轨道不在同一竖直方向上，也即是相邻下层分轨道位于相邻上层分轨道的斜下方。鉴于本实施例中每层分轨道均位于主轨道的正下方，考虑到每层分轨道如果相互交汇则会造成输送车发生碰撞或相互阻碍的问题，则在本发明的本实施例中，每层分轨道与主轨道的两个交接处，位于与之相邻的上一层分轨道与主轨道的两个交接处的外侧；并且，为了便于输送车在交接处的转向和移动，每层分轨道上且与主轨道交接处的轨迹设为圆弧状，这样输送车在转向时不会产生较大的阻力。本发明中，可以根据实际储物架的层数以及每层的间隔来设置多层悬空轨道的每层间隔；本实施例中，主轨道202和分轨道209之间的间隔为50-100cm。在另一实施例中，与储物架的层数相配合，分轨道的层数为2-9层，再加上主轨道，多层悬空轨道最多可以有10层，这样，多层悬空轨道的每层间隔为50-100cm。这里，由于分轨道排布于主轨道下方，位于输入口或输出口上方区域的相对应的分轨道的轨迹路程则大于该区域的主轨道的轨迹路程，且每个下层分轨道的轨迹路程则大于与之相邻上层分轨道的轨迹路程，这样，在所有输送小车的移动速度都相同的情况下，如果主轨道上的输送车进入相应的输入口或输出口上方区域之后，后一辆输送车紧接着从主轨道进入相应的输入口或输出口上方区域的任意一个分轨道上，则在送进或送出物料之后，即使是同时离开相应的输入口或输出口上方区域，则分轨道上的后一辆输送车则晚于主轨道上的输送车到达主轨道和该分轨道的交接处，这样，就避免了主轨道上的输送车和每个分轨道上的后一辆输送车在主轨道和每个分轨道的交接处的碰撞，或相互阻碍造成的滞留；同理，上层分轨道的输送车和与之相邻的下层分轨道上的输送车的移动过程也存在上述关系，由于上层分轨道的轨迹路程小于与之相邻的下层分轨道的轨迹路程，即使同时离开相应的输入口或输出口上方区域，也不会在上层分轨道和与之相邻的下层分轨距离最近处发生碰撞或相互阻碍造成滞留；同时，利用本实施例中的控制模块，根据实际工艺，控制主轨道和每层分轨道上的输送车的移动速度和前进方向，这样，可以有效避免在物料传输过程中不同层上的输送车之间发生碰撞或相互阻碍造成滞留。实施例二以下结合附图3和4，对本发明的本实施例中的物料传输方法作进一步说明。请参阅图3，图3为本发明的一个较佳实施例的物料传输方法的流程示意图。本实施例中的物料传输方法，采用了上述实施例一中的自动化物料传输系统，以下以具有一个主轨道和一个分轨道，并且具有一个上层输入口和一个下层输出口的自动化物料传输系统为例，对本实施例的物料传输方法进行说明，本实施例的物料传输方法包括：步骤S01：第一辆输送车沿着主轨道并到达上层输入口的上方，同时，第二辆输送车沿着主轨道进入分轨道中；步骤S02：第一辆输送车将位于上层输入口的物料送进储物架；同时第二辆输送车到达对应的下层输出口的上方；步骤S03：第一辆输送车沿着主轨道离开上层输入口上方区域并沿着主轨道移动，去拾取下一个物料；同时，第二辆输送车将位于下层输出口的物料搬出储物架；步骤S04：第二辆输送车沿着分轨道离开下层输出口上方区域并沿着分轨道移动，然后第二辆输送车进入主轨道并沿着主轨道移动，将物料传送走。当然，在本发明的另一个实施例中，可以采用具有一个主轨道和一个分轨道，并且具有一个上层输出口和一个下层输入口的自动化物料传输系统来进行物料传输，则其传输过程中，上述第一辆输送车则进行物料搬出传送过程，上述第二辆输送车则进行物料送进传送过程，该两辆输送车的移动顺序与上述实施例中的相同。需要说明的是，为了避免在传输过程中发生碰撞，或相互阻碍而造成滞留现象的发生，在本发明的本实施例中，在物料传输过程中，采用控制模块控制输送车的移动速度和移动方向；较佳地，第二辆输送车和第一辆输送车的移动速度相同。在本发明的又一个实施例中，可以采用具有一个主轨道和多层分轨道，并且具有输出口和输入口交替上下排布的自动化物料传输系统来进行物料传输，请参阅图4，图4为本发明的又一个较佳实施例的物料传输方法的流程示意图，其传输过程包括：步骤S11：第一辆输送车沿着主轨道并到达一个上层输入口或一个上层输出口的上方，同时，其它每辆输送车沿着主轨道分别进入相应的每层分轨道中；步骤S12：第一辆输送车将位于该上层输入口的物料送进储物架，或将位于该上层输出口的物料搬出储物架；同时其它每辆输送车分别到达其它输入口或其它输出口的上方；步骤S13：第一辆输送车沿着主轨道离开该上层输入口或该上层输出口上方区域并沿着所述主轨道移动，去拾取下一个物料或将物料传送走；同时，其它每辆输送车分别将位于上述其它输入口的物料送进储物架，或分别将位于上述其它输出口的物料搬出所述储物架；步骤S14：其它每辆输送车分别沿着相应的每层分轨道离开上述其它输入口或上述其它输出口上方区域并沿着相应的分轨道移动，然后其它每辆输送车分别进入主轨道并沿着主轨道移动，分别去拾取下一个物料或将物料传送走。当然，在本发明的再另一个较佳实施例中，可以采用具有一个主轨道和多层分轨道，并且每层均具有输出口和输入口的自动化物料传输系统来进行物料传输。这里需要说明的是，为了避免在传输过程中发生碰撞，或相互阻碍而造成滞留现象的发生，在本实施例中，在物料传输过程中，采用控制模块控制输送车的移动速度和移动方向；每层分轨道中的输送车早于与之相邻的上层分轨道中的输送车到达每层分轨道与主轨道的交接处，或者同时到达每层分轨道与主轨道的交接处；且其他每辆输送车的移动速度相同。这样，由于每层分轨道与主轨道的两个交接处，在与之相邻的上层分轨道与主轨道的两个交接处的外侧，则可以避免到达内侧交接处的输送车沿着主轨道向外移动时与后来到达外侧交接处的输送车发生碰撞，或相互阻碍而发生滞留现象。本发明的自动化物料传输系统及其物料传输方法，通过在悬空轨道中设置主轨道和多层分轨道，使得悬空轨道中每层的输送车都能够同时移动到或离开相应的输入口或输出口的上方附近区域，也即是多个输送车可以同时进行物料传输或输送，从而可以避免了传统物料传输系统只能在上一个输送车送进或送出物料并离开输入口或输出口上方区域之后，下一个输送车才能够进行物料传输的弊端，提高了物料传输效率。以上所述的仅为本发明的实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。