专利名称：整体式装载口一输送机输送装置的制作方法
本申请要求申请日为1998年12月18日的美国临时专利申请60/112,947的优先权，该临时申请在本说明书中作为参考引用。
本发明整体上涉及一种用于运送物品的装置，具体而言，本发明涉及一种用于在一输送机和一工作站之间运送物品的输送装置。
在各个不同的领域，易损或贵重物品必须在没有损坏或破坏的前提下在工作站和类似装置之间安全地输送。需要小心搬运的物品包括医药品，医疗器械，平板显示器，类似磁盘驱动器、调制解调器这样的电脑硬件及半导体晶片，但并非仅限于这些物品。这些物品经常要通过输送机在工作站之间运送。在许多情况下，必须将物品从输送机上临时卸下，以对其进行处理。当将物品从输送机上卸下来时，输送机的工作最好不要中断。当完成对物品的处理后，必须将这些物品小心地送回到输送机上，以将其运送至下一个工作站。
在许多应用场合下，当物品在各个工作站被加工处理后，其价值会增加。例如，集成电路是通过在一类似半导体晶片这样的基片上形成多个层而被制成的。用于制造集成电路的工作站包括用于使各个层沉积的机器和用于在各个不同阶段清洗和/或调整基片的机器。随着技术的发展，集成电路已经变得越来越复杂，而且通常包括多层复杂的线路。集成电路的体积在不断变小，因此极大地增加了一个基片上的设备数量。由于集成电路的复杂程度越来越高，而且其体积也在不断地变小，因此半导体晶片的价值将会在晶片通过各个处理阶段的过程中不断增加。半导体晶片的标准尺寸将在未来几年内从200mm增加到300mm或者更大，而且还将增加集成电路在单个晶片上的数量，从而使每个晶片的价值增加。当搬运象半导体晶片这样的物品时，必须特别小心，以减少物品损坏和造成经济损失的可能性。
一些物品例如半导体晶片在加工处理过程中必须保存在一个清洁的室温环境下，以保持沉积在晶片上的多个层的纯度。清洁的室温环境方面的要求对处理这些物品提出了额外的限制。为进一步防止污染，当在整个制造设备中移动这些半导体晶片时，这些半导体晶片通常被保存在一个密封的运输设备中，例如保存在一个容器中，以使其暴露在加工机械之外的环境中的可能性最小。这些容器用于沿输送机运送物品。
半导体加工机器的输入站通常包括一个用于在受到保护的环境下从运输容器中自动卸下一个或多个晶片的装载口。该装载口架可在约为两三英寸的有限距离内移动，从而将容器移向或移离机器入口处的装载口。容器的这种水平移动是极其微小的，而且在将容器移向装载口或在输送机和装载口之间移动容器的过程中不起任何作用。
因此，就需要一种用于在输送机和工作站之间安全准确地移动运送容器或其它物品的装置。而且，还需要一种在不会明显干扰输送机继续工作的前提下用于移动物品的物品运送系统。类似地，还需要提供一种用于在工作站支撑物品的输送系统。
本发明的一个主要目的在于提供一种用于在一输送机和一工作站之间运送物品的装置。
本发明的另一目的在于提供一种用于在清洁的室温环境下在输送机和工作站之间移动物品的装置。
本发明的又一目的在于提供一种能够在不明显中断输送机工作的情况下在输送机和工作站之间自动运送物品的输送装置。
本发明的再一目的在于提供一种用于在一输送机和加工机器的装载口之间移动输送容器或其它保存一个或多个半导体晶片的容器的输送装置。
本发明一个更总体的目的在于提供一种能够以更经济的方式制造、操作和维护的输送装置。
本发明的另一目的在于提供一种可与已包括在标准装载口内的移动轴线共存的输送装置。
总之，本发明提供一种用于在一输送机和一工作站之间移动物品的输送装置。这种输送装置大体上包括一个升降装置和一个设置于工作站附近的托架部件。在图示的应用场合下，工作站是一个半导体加工机器，托架部件最好被安装到该加工机器上。升降装置包括一个提升装置，该提升装置能够与沿输送机被运送的物品相接合并能够将物品提升到输送机上方。该提升装置可在一个待机位置和一个工作位置之间移动，其中在待机位置上，被输送机所运送的物品能够移过提升装置；在工作位置上，提升装置保持物品位于输送机的上方。托架部件包括一个支架部件或用于将物品定位于工作站的等同支撑装置和一个移动机构，该移动机构用于在输送机和提升装置之间移动支架部件或等同的支撑装置，从而在输送机和工作站之间运送物品。
本发明还提供一种在工作站和输送机之间移动物品的方法。该方法包括以下步骤将支架移动到与物品相接合的位置上，将物品从第一位置移动到位于输送机上方的第二位置上，将装载口的支架延伸至输送机，然后将支架插入物品和输送机之间。在支架伸出之后，托架被移动，以使物品放置在支架上，当托架被移动后，支架缩回装载口。
接合附图，从下面的详细说明和所附权利要求书中可以更加清楚本发明的其它目的和特征。
图1为装配有根据本发明的输送装置的输送机的示意图；图2a为根据本发明的一个实施例，在图1中示出的输送机系统的局部视图；图2b为根据本发明的另一实施例，在图1中示出的输送机系统的局部视图；图3a为沿图2a之剖面线3a-3a的剖视图；图3b为沿图2b之剖面线3b-3b的剖视图；图4为图1所示的输送装置的示意图，图中示出了提升装置位于被降低的位置上，而支架位于缩回的位置上；图5为图4所示的输送装置的示意图，图中示出了提升装置位于升高的位置上，而支架位于伸出的位置上；
图6为图4所示的输送装置之升降装置的示意图，在该图中，提升装置位于降低的位置上；图7为图4所示的输送装置之升降装置的示意图，在该图中，提升装置位于升高的位置上；图8和9为图6所示的升降装置之局部剖视图；图10为图6所示的升降装置之局部剖视图；图11为图4所示的托架部件之示意图，在该图中支架位于关闭位置上；图12为图4所示的托架部件之示意图，在该图中支架位于伸出位置上；图13为图4所示之托架部件的局部剖开的顶视图，在图中支架位于伸出位置上；图14为图4所示之托架部件的局部剖视图；图15为图4所示之托架部件的底部视图，在该图中，支架位于伸出位置上；图16为本发明之输送装置的操作顺序之流程图。
现具体参照已在附图中被示出的本发明的优选实施例。参照附图，在图中，相同的部件在不同的附图中由相同的附图标记来表示，现参看图1至3。
本发明的输送装置尤其适用于在一输送机14和一个类似工作站这样的操作台16之间输送一个或多个物品12。操作台16可以是一个工作站或一个能够存放从输送机14上临时卸下来的一个或多个物品的缓冲站。应该理解该操作台还可以具有其它功能。在本发明图示的实施例所述的应用场合，输送装置10用于在输送机和加工机器之间移动容纳有半导体晶片W的运送容器或其它容器。但是，应该理解输送装置10并非仅限于半导体加工。除了运送晶片外，该输送装置还可用于在输送机和操作台之间运送其它类型的材料，尤其是在处理搬运过程中必须非常小心易损材料，例如医药品、医疗设备、平板显示器、石版、硬盘驱动器和其它类型的电脑设备。在本说明书中，为方便起见，使用了术语“运送装置”或“运送容器”；但应该理解本发明的输送装置可与任何物品一起使用，包括运送容器、用于容纳半导体晶片或其它物品的容器、垫板、或不需要单独的输送设备可直接用输送机运送的物品及空容器等，但并非仅限于这些物品。
在半导体的制造领域，制造设备被编排成多个隔间，每个隔间都包括若干个加工机器。图1示出了隔间18的可能实施例，隔间18设置有若干个加工机器16，加工机器可包括用于将薄膜沉积在晶片上的装置，用于在各个不同的阶段清洗和/或调整晶片的装置等，但并非仅限于这些。加工机器的入口通常设置有一个能够在受到保护的环境下从运送容器或其它容器内自动卸下晶片的装载口22，这在本领域内是公知的。如下所述，本发明的输送装置10将运送容器放置在装载口22上。一旦运送容器被正确定位在装载口上，那么容器将自动打开，同时机器人将从容器内取出晶片。应该理解如果工作站包括一个支架、表面或其它可放置物品12的托架，那么本发明的输送装置也可以与不包括装载口的工作站16一起使用。或者，该输送装置10也可用于将物品12支撑在工作站的合适位置上，在这种情况下，物品12不会放置在工作站内。
输送机14将物品从加工机器16移动到加工机器16。在图示的实施例中，输送机14被设置在一条围绕隔间18的连续路线上。但是，在其它的路线结构中，输送机14可包括一个或多个横向部分，所述横向部分可被用作通向隔间18之其它区域的捷径或被用作一个存放区域，从而能够在不中断主回路上运输流量的情况下将容器临时从输送机主回路上取出。输送机14的形状可根据具体的制造设备的限制条件而产生相当大的变化。隔间内部的输送机用于在隔间内部运送容器，储料装置24在隔间内部的输送机和输送机14之间运送容器。
输送装置10尤其适合于与美国专利申请09/103,479所示的那种输送机系统一起使用，该申请在本说明书中作为参考引用。如图1至3所示的实施例，输送装置14大体包括一对导轨32、34，当运送容器沿输送机路线移动时，这对导轨用于支承运送容器。导轨32还起到驱动轨道的作用，该驱动轨道能够沿轨道32、34推动运送容器12并且可以有选择地为运送容器12导向。用于移动容器12的所有推动电力都通过驱动轨道32供给。电力可通过传统的装置供给驱动轨道12。或者，电力也可由一个电力电源总线21(如图3a所示。)输送给驱动轨道12。轨道34是一个支持轨道或支承轨道，其主要功能是支承运送容器，从而当容器沿输送机线路移动时，使容器保持在水平方位上。或者，当容器沿输送机系统移动时，与驱动轨道32相对的支承轨道34可用来为运送容器导向。输送机系统14还包括一个用于移动晶片或其它材料的运送装置。在如图2和3所示的实施例中，该运送装置是运送容器的一部分。在本发明的另一实施例中，运送装置可以是其它容器或物体的一部分，运送装置也可以是一个可用于沿输送机运送材料的单独设备。
驱动轨道32包括一个由36表示的驱动装置，该驱动装置用于沿轨道32、34推动容器12。在本发明图示的实施例中，驱动装置36包括多个从驱动轨道34之上表面突出的轮子38。驱动轮38通过摩擦与运送容器的下侧相接合，从而沿驱动轨道32推动容器。驱动装置36还包括用于驱动轮子的装置，例如与轮子相连接的电动机和皮带。电动机最好独立工作，以提供多个独立控制的驱动区域，从而可以单独控制每个区域的驱动速度和方向(向前或反向)。位于相邻操作区域内的轮子38以相同的速度被加速和减速，从而在输送的过程中，当容器在各个区域之间输送时，由相邻区域内的轮子作用于运送容器上的速度保持同步。当容器沿输送机移动时，只有恰好位于容器下方的操作区域和邻近容器的一个或多个区域在任何时候都处于工作状态。这样就减少了系统的动力损耗并延长了驱动装置36的各个部件的使用寿命。位于其它容器下方或邻近其它容器的传动区域可处于静止或待用状态，以允许多个容器积聚在输送机的一个区域内，例如位于一个加工机器之前的区域。当输送装置停止工作或处于待机状态时，容器最好定位于相邻的区域内。驱动装置36的操作是由控制系统来控制的。控制系统最好还包括一个或多个传感器，以监视容器沿输送机的移动。这种控制系统具体见未审结的美国专利申请09/212,002，该申请的整个说明书在本说明书中作为参考引用。
如图3所示，驱动轮38与输送装置相互配合，以沿上述路线推动容器并有选择地为容器导向，在本实施例中，输送装置是运送容器的一部分。驱动轮38与沟槽40或其它形成于容器底面上的合适表面相接合。沟槽40限定了一个水平面，在该水平面上容器支承在驱动轮38上。驱动轮38和沟槽40之间的接合控制着容器的侧向或左右移动及垂直移动。尽管沟槽和驱动轮38的接合是最佳的，但应该理解如果输送装置，驱动轨道32或支承轨道34包括一个用于当容器沿轨道32、34移动时为容器导向的导向装置，那么完全可以省去沟槽40。在另一实施例中，支承轨道34为运送装置导向，即支承轨道34与运送装置相配合，从而限制该装置沿垂直方向和侧向的移动，在这种情况下，驱动轨道32将仅限制运送装置的垂直移动。
支承轨道34与驱动轨道32平行且间隔一定距离设置。一个或多个连接件44安装于驱动轨道和支承轨道32、34上，以使轨道之间保持一个预定的间隔，并有利于输送机的安装。驱动轨道32和连接件44可安装在合适的装配框架上或提供一顶置的框架(未示出)悬挂在天花板上，或者由加工工具直接或间接支承。容器跨在支承轨道34的上表面上，图示支承轨道34还与运送装置相配合，以支承运送容器的一个侧面。在图示的实施例中，沿导轨34的上表面设置有一衬垫或垫片材料46，从而使容器更平滑地跨在导轨上，尽管如果需要，衬垫46可以被省去，容器可直接跨在导轨34的上表面上。或者，可将衬垫、垫片或弹性材料安装到驱动轮的外圆周上。安装在输送装置上的至少一个滑履48跨在支持导轨34的上表面上。尽管滑履还可以采用其它的结构形式，例如具有耐磨塑料表面的固定底座，气浮轴承和磁悬浮轴承，而且并非仅限于这些结构形式，但滑履48最好还是由轮构成。当容器沿输送机14被推动时，滑履48跨在支持轨道34上，从而以使容器的撞击、摇晃或摆动最小的形式支承容器，以允许容器以平滑、受控制的方式移动。
在图2b和3b所示的另一实施例中，滑履48由一个固定底座49构成。在该实施例中，支持轨道34包括多个用于支承固定底座49的辊41。当运送容器沿支持轨道34移动时，辊41支承着位于运送容器底面上的固定底座49。固定底座49最好设置有一耐磨的塑料表面。在又一实施例中，支承轨道34为运送装置导向并支撑着运送装置。为提供导向，滑履48或支承轨道34包括一导向装置。在一个实施例中，导向装置被安装到支承轨道内并与一V形导轨一起使用。或者，可在滑履上安装一个导向装置。例如，滑履48可由一固定底座构成，该固定底座内设置有一沟槽(未示出)，该沟槽与支承轨道34上的辊41相接合。应该理解尽管已对滑履的具体实施例作出了说明，但是滑履48还可以采用其它能够支撑运送装置，或既能够支撑运送装置又能够为运送装置导向的结构形式。
尽管在优选实施例中，输送装置10可与未审定的专利申请09/103,479所述的输送机装置14一起使用，但应该理解输送装置10还可以与其它类型的输送机一起使用，例如轨道平行设置的其它类型的输送机，标准的辊式输送机等等，而且并非仅限于这些类型的输送机。
运送容器12从输送机14自动移动到工作站16内，用于加工、测量，和/或简单地用于存放，接着通过输送装置10返回输送机14。如上所述，输送装置10尤其适用于半导体加工领域，但在本发明的范围内其也可用于其它领域。在图示的实施例中，输送装置10与输送机14一起使用，运送容器12必须与输送机脱开；就是说，容器12必须被升高到距驱动轨道和支持轨道32、34足够高的位置上，以使沟槽40清理驱动轨道32，使滑履48清理驱动轨道和支持轨道32、34。当容器12返回到输送机上时，沟槽40或其它合适的表面必须支承在驱动轮38上，而滑履48必须支承在支持轨道34上。
另外，还必须精确控制容器12与装载口22的对中。装载口22包括多个与运送容器底面上的狭槽相接合的运动销轴23(图4)。用于使运送容器对中的运动销轴或连接件其使用和说明请参照某些“国际半导体设备和材料”(SEMI)(Semiconductor Equipment and MaterialInternational)，例如SEMI E47.1-0298，SEMI E57-0298，SEMIE15.1-0298，SEMI E19.4-94等，相关的条款在本说明书中作为参考引用。运送容器12被下放到装载口22上之前，狭槽必须小心地与装载口上的运动销轴23对准。输送机上的一个或多个传感器(未示出)校正运送容器12在输送机的装载/卸载位置上的精确移动，从而通过输送装置10在输送机和装载口之间运送容器。现参照图4-8对输送装置10进行详细说明。
现结合图4至16对输送装置10进行详细说明。输送装置10大体上包括一个用于从输送机14上提升运送容器12或其它物品的提升或升降装置60和用于在工作站支承物品的托架部件62。在图示的实施例中，升降装置60在输送机14的下方定位于驱动轨道和支持轨道32、34之间，从而当物品沿输送机14移动时，使物品能够直接从升降装置60的上方通过。但是，应该理解根据本发明，输送装置也可以包括其它类型的升降装置，其中包括定位于输送机一侧的升降装置。还可以采用卷扬式升降装置，这种装置能够与物品12的顶部相接合，从而将物品从输送机14上升起。
具体如图6至10所示，提升或升降装置60大体上包括至少一个支架部件64，当物品被提升到输送机14的上方位置上时，该托架部件用于支承物品。在图示的实施例中，升降装置60包括两个间隔一定距离定位的支架部件64，这两个托架部件沿容器的侧面边缘与运送容器或物品12的底边相接合，从而在支架部件64之间形成一个很大的间隙。支架部件64包括一个向上延伸的唇缘或凸缘65，当被托架部件所支承的容器产生移动时，该凸缘用于防止从支架部件64上脱出。如果需要，唇缘65的高度或形状可被调整为能够提供一定保护作用的程度。尽管在图示的实施例中，使用了两个支架部件64，但应该理解，在本发明的其它实施例中，可采用更多或更少的部件部件。例如，升降装置可包括四个托架部件，这些托架部件被加工成可与运送容器或单个托架部件的拐角部分相接合的形状。单个托架部件的形状可以是U形，从而当物品被升高到输送机的上方位置上时，能够在稳定的状态下可靠支承物品；或者，对于重量轻的物品来说，单个托架部件可具有其它形状和尺寸。如下所述，托架部件最好被加工成能够与托架部件62相互配合的形状，用于有效地将物品从托架部件运送至托架部件62。
支架部件64被一个位于驱动轨道和支持轨道32、34下方的机架主体66所支撑。在该实施例中，机架主体66被安装于支承杆68上，而支承杆68又固定于驱动轨道32和支持轨道34的框架结构上。但是，应该理解，还可以使用其它装置将机架主体66固定到输送机14上。也可不将机架主体66固定到输送机14上，而是将输送机固定到设备的底板上或固定到一个独立的框架结构上。
包括一个可拆卸盖子67的机架主体66内安装着升降装置60的组成部分。如图8和9所示，在图示的机架主体66的实施例中，支架部件64与机架主体的侧壁72滑动连接。机架主体66的侧壁形成了用于相对机架主体66为支架部件的垂直及线性移动导向的轨道。一线性的滑动部件74与支架部件64相连接，从而当滑动部件74以下述方式移动时，使支架部件64升高和降低。应该理解，在其它的改型结构中，两个支架部件64可与一个公共的滑轨部件相连接，而不是与独立的导轨72和滑动部件74相连接。此外，滑轨部件可被其它用于使支架部件64产生垂直及线性移动的装置所替代。例如，这些可选的装置包括气缸提升装置，气动提升装置及具有剪刀腿形状的装置。
一驱动装置78控制着线性滑动部件74的垂直移动。驱动装置78包括两个螺杆80，每个螺杆都与一个线性的滑动部件74相连接。螺杆的上端和下端通过轴承82与机架主体66相连接，用于使螺杆80能够相对机架主体66自由转动。上部轴承82被安装在轴承杯83内，以降低盖子67的高度。一电动机84通过一皮带86和一同步皮带轮88与一个导杆80相连接，其中同步皮带轮88安装于一根轴上，该轴从螺杆80的下端向下延伸。一个与第一同步皮带轮88相连接的第二同步皮带轮92通过一第二皮带94一同步皮带轮96将驱动力传递给第二导杆80，而皮带轮96安装于从导杆80之下端向下伸出的轴上。在图示的实施例中，电动机84是一个步进式电动机，但也可采用其它类型的电动机。此外，还可使用其它装置将驱动力传递给螺杆80。尽管电动机84、皮带轮88、92、96和皮带86、94都朝向机架主体66和螺杆80的下端定位，但应该理解这些部件也可与螺杆的上端相连接。最好将一磁铁(未示出)放置在同步皮带轮96上。该磁铁转动通过一个霍尔效应传感器95，以校正螺杆80的转动。这样就能够检测到皮带轮的故障并校正转动。
通过开动电动机84以使导杆80旋转，从而使支架部件64相对机架主体66及输送机的驱动轨道32和支持轨道34升高和降低。图8和9示出了位于降低位置上的支架部件，在该位置上，支架部件64位于驱动轨道32和支持轨道34之上表面的下方。当支架部件64向上移动时，支架部件与物品的底面相接合，如图10所示。支架部件64连续向上的移动将从输送机提升容器，直到容器被提升到输送机上方的足够高的位置上，从而将容器移动到托架部件62上，具体如下所述，同时支架部件64承受着容器的重量，直到完成运送操作。当容器被运送后，支架部件64最好被下放到输送机14的表面下方，以允许其它物品移过升降装置。但是，如果需要，支架部件64可保持在一个升高的位置上，直到容器返回升降装置60。当容器重新定位于支架部件64上时，如下所述，电动机被起动，以使滑动部件74和与其相连接的支架部件64下降，从而将容器放置在驱动轨道和支持轨道32、34上，用于沿输送机14继续运送容器。
限位开关100用于限定滑动部件74相对与其相连接的螺杆的上下边界。滑动部件74在螺杆上的实际移动量可通过电动机84的工作而确定，而电动机84由一控制系统102所控制。支架部件64所需的上移量在一定程度上决定于支架部件64相对驱动轨道和支持轨道32、34的位置。在本实施例中，当最佳部件位于下降的位置上时，支架部件64恰好定位于驱动轨道和支持轨道32、34之表面的下方。可通过将支架部件3升高3至5英寸，例如升高4英寸，而使容器被提升到输送机14表面上方足够高的位置上。但是，应该理解支架部件64沿垂直方向移动的距离容易产生相当大的变化。
在图示的应用场合下，输送装置10用于移动装有一个或多个半导体晶片的容器。出于容器内容物的易碎特征考虑，可使用传感器来确定运送容器在输送前的正确位置。在本发明的这个实施例中，一个或多个传感器(未示出)在输送机14上设置于恰好与装载口22相对的位置之上游侧。沿输送机14移动的运送容器在该上游位置停止移动。传感器在该上游位置检测运送容器的存在，接着运送容器在该上游位置和一个位于装载口前方并恰好位于支架部件上方的位置之间向前移动一个精确的距离。至少一个支架部件64，最好是两个支架部件64都设置有当支架部件64与运送容器的底面相接触时，用于检测传感器104。这样，在支架部件64被提升到输送机14之上方的位置之前，当容器正确定位于支架部件上时，传感器104执行检测操作。在图示的实施例中，传感器104是一个光学传感器，但如果需要也可采用其它类型的传感器。安装在支架部件64上的销106与容器的底面相接合，用于为容器12在支架部件64上提供额外的稳定性。在其它应用场合下，无需精确控制物品相对支架部件64的位置。
在如图4和5所示的实施例中，托架部件62定位于工作站上。在图示的应用场合下，输送机14和输送装置10用于半导体加工，托架部件62被安装于邻近机器门或口的加工机器上。这种排列方式有利于容器移动到与装载口密封接合的位置上，从而使运送容器和加工机器的内部环境保持清洁。但是，应该理解托架部件62还可安装于恰好定位在加工机器前方的机架上。
现参照图11至15，托架部件62大体上包括一个用于支承物品的托架件或支承件120。在图示的实施例中，输送装置10用于半导体加工，托架120包括多个向上突出的定位件122，这种定位件通常被称为运动销，而且可与运送容器底面上的运动狭槽相互配合，以保证容器相对装载口的密封件精确定位。当容器在输送机14和加工机器20之间移动时，为提高稳定性还设置有另外一个定位件124。
托架120与机架主体66相连接，从而使托架120能够在一关闭位置(图4和11)和一打开或伸出位置(图5和12)之间滑动，其中在关闭位置上，托架120邻近加工机器20定位，而在打开位置上，托架120沿侧向支承在机架主体66上，以使托架120定位于输送机14上方的位置上。在图示的实施例中，托架120的总的移动距离约为16至20英寸，例如可以是18英寸。但是，应该理解总的移动距离可根据输送机相对加工机器的位置而相应地增加或减少。在现有技术中所采用的装载口系统内，需使装载口相对加工机器产生一些移动，以促使容器抵靠在装载口上并确保在打开运送容器的门之前形成良好的密封。现有技术中装载口的水平移动与本发明的托架部件62所产生的位移不同，在本发明中，装载口必须在装载口和输送机14之间横向移动一定的距离，并在输送机14和加工机器20之间支承着容器的整体重量。
托架120与一个安装在机架主体126上的活动滑架130相连接，并可通过该滑架130在关闭和伸出位置之间移动。活动滑架130定位于机架主体126的一个固定挡板132的下方。该挡板132保护着托架部件62的内部组件并提供一个可使挡板132通过的平滑表面。活动滑架130的内部组件被一第二挡板133所覆盖，而该第二挡板133也提高了滑架130的挤压刚度。滑架130包括一对相互隔开的伸缩式滑动部件134，滑动部件134安装于滑架130的背板136上。在图示的实施例中，每个滑动部件134都包括多个球形套管138(图15)，以利于滑动部件的伸出和缩回。
滑架130的移动是由安装在机架主体上的驱动装置144控制的。在图示的实施例中，驱动装置144包括一个安装于机架主体上的电动机146。电动机146通过一个皮带150(图14)与螺杆148相连接。螺杆148穿过背板136并通过一螺母152与背板136相连接。螺杆148的相对两端通过滚柱轴承(未示出)安装于机架主体126上。电动机可沿向前的方向或相反的方向工作，电动机向前的动作用于向前移动背板136并伸出滑动部件134，而电动机沿相反方向的动作用于朝机架主体126的后面移动背板136，以缩回滑动部件并将托架120移动到关闭位置上。当背板朝向机架主体的前端移动时，背板136的前移和球形套管的动作将使滑动部件134伸出并使托架120移动到伸出位置上。钢绳154有利于托架120的伸出和滑动部件134的缩回，以将托架120移动到关闭位置上。在图示的实施例中，为两个滑动部件分别设置一根钢绳156a和156b。应该理解还可以采用其它装置来替代钢绳154，或者除钢绳外，还可增设其它装置，从而使滑动部件134缩回机架主体126内。
电动机146的起动是通过一个控制装置(未示出)来控制的。控制装置最好与升降装置60的控制系统102相联通。托架部件62还包括一个限位开关160，该限位开关用于监视背板136的移动并当托架120移动到完全伸出的位置上时执行检测操作。
图16示意性地示出了输送装置10的操作情况。一运送容器或其它物品沿输送机14被运送并定位于合适的位置上。通过输送机14的驱动装置36实现的精确控制允许容器12精确定位于正确的位置上，同时对容器或其内容物的撞击最小。但是，应该理解本发明的输送装置可与其它依赖于其它装置将容器停在支承装置前方的输送装置一起使用。如上所述，在本发明的这个实施例中，物品最初被定位于托架装置62之上游的位置上。预装区域内的传感器检测运送容器12是否放置在该位置上。接着，运送容器12向前移动一个预定的距离，从而刚好将容器12定位在装载口的前方。
一旦容器被输送至正确的装载位置上，那么控制装置102将起动升降装置60，将运送容器12提升到输送机12的上方。这一步骤可通过操纵驱动装置78，从而将滑动部件74升高到恰好位于运送容器12下方的一个预定位置上。滑动部件74缓慢升高，直到与运送容器12的底面相接触。一旦传感器104检测到运送容器12正确定位于支架部件64上时，滑动部件74就会继续提升支架部件，直到运送容器12移动到升高的位置上。在该实施例中，充分升高的位置决定于上部限位开关。如上所述，在这种情况下，升降装置60将容器12升高到输送机14之上表面的上方3至5英寸处，例如升高至4英寸处，但如果需要该距离还可增加或减小。一旦容器被升高至所需的高度，那么驱动装置78将停止工作，而容器将通过支架部件64保持在合适的位置上。控制系统102向托架部件62的控制装置发出一个信号，表明容器12已经移动到升高的位置上。
一旦托架装置62的控制装置收到一个表明容器12已经被提升到升高位置上的信号，那么驱动装置144起动，以使滑架130从机架主体126内伸出，从而在运送容器12的底面和输送机14之间移动托架120。这样，容器在输送机上方的最小高度部分决定于托架120的高度。一旦托架120被完全伸出，那么运动销122将大体与运送装置底面上的运动狭槽(未示出)对准。托架装置62的控制装置将向控制装置102发出一个信号，表明托架120处于完全伸出的位置上。
当升降装置的控制装置102接收到一个来自控制系统的信号时，驱动装置78开始工作，以降低滑动部件74，直到支架部件64将容器12放置在托架120上。在图示的实施例中，滑动部件74继续向下移动，直到支架部件64移动到驱动轨道和支持轨道32、34之上表面的下方，以不使升降装置阻隔其它容器沿输送机14移动的通道。当生产线包括两个加工机器时，该特征非常有利。但是，如果每个容器都必须顺次被输送到各个加工机器内，那么支架部件64可停留在输送机14之上表面的上方，以减少将容器从托架120输送至支架部件64所需的时间量。
容器已经被放置在托架上之后，传感器104将检测到在支架部件64上没有容器12。控制装置起动驱动装置144，以缩回滑架130并将托架120移动到关闭位置上，同时托架恰好定位于机架主体120的上方。接着，托架部件62相对装载口的密封件移动容器12并从容器内取出用于加工的晶片，这在本领域内已经是公知的。
一旦完成对容器内容物的加工，那么工艺将后退到将容器12送回输送机的步骤。具体而言，驱动装置144开始工作，将托架120移动到输送机12之上方的伸出位置上。接着，升降装置60开始动作，以将支架部件64升高到一个恰好位于运送容器12之下方的预定位置上。接下来，升降装置60缓慢提升支架部件64，直到部件64与容器12的底面相接触。一旦传感器检测到容器正确地放置在支架部件上，那么支架部件64将被升高，以将容器提离托架120。在图示的实施例中，滑动部件74一直在上升，直到到达上部限位开关。接着，托架120缩回，而且支架部件64被下降到一个恰好位于输送机水平之上方的预定位置上。接下来支架部件64被缓慢下放，直到运送容器12放置在输送机上。当传感器104检测到容器已不再与支架部件64相接触时，升降装置将支架部件64下放到完全缩回的位置上。
上述对本发明之特定实施例的说明仅是出于说明的目的。但上述说明并不是要将本发明限定为所公开的具体形式，而且很显然，可在上述启示下对本发明作出各种修改和变化。对实施例的选择和说明只是为了最清楚地说明本发明的原理及其实际应用情况，从而使本领域的技术人员能够更好地使用本发明并使对实施例的各种不同修改适用于具体的应用场合。本发明的保护范围由所附权利要求书及其等同替换来限定。
权利要求
1.一种用于在一输送机和一工作站之间移动至少一件物品的输送装置，其包括一个升降装置，该升降装置包括一个提升装置，该提升装置能够与被一个输送机所运送的物品相接合并将物品提升至输送机的上方，所述提升装置可在一待机位置和一操作位置之间移动，其中在待机位置上，所述提升装置能够使物品沿输送机通过所述的提升装置移动，在操作位置上，所述提升装置将物品保持在输送机之上；一个用于支承邻近工作站的物品的支架部件，所述支架部件包括一个用于将物品保持在工作站内的托架部件和一个用于在工作站和所述提升装置之间移动所述托架部件的移动机构。
2.根据权利要求1所述的输送装置，其特征在于所述提升装置包括相互隔开的支承部件，当所述托架部件在输送机和所述提升装置之间移动时，所述托架部件可插在所述支架部件之间，从而在不与所述支承部件产生干涉的前提下与物品相接合。
3.根据权利要求1所述的输送装置，其特征在于所述提升装置包括至少一个定位部件，所述定位部件从所述提升装置向上延伸并用于使物品以与所述提升机构对准的形式定位。
4.根据权利要求1所述的输送装置，其特征在于所述提升装置包括多个销，所述的销能够与输送所述物品的运送装置上的底座部分相接合。
5.根据权利要求1所述的输送装置，其特征在于所述升降装置包括至少一个框架部件，所述提升装置与所述框架部件相连接，用于使所述的提升装置相对所述框架部件线性滑动。
6.根据权利要求1所述的输送装置，其特征在于所述升降装置包括一个用于在待机位置和操作位置之间移动所述提升装置的驱动机构。
7.根据权利要求1所述的输送装置，其特征在于所述升降装置包括至少一个当物品定位在与所述升降装置相接触的位置上时进行检测的传感器。
8.根据权利要求1所述的输送装置，其特征在于所述支架部件包括一机架主体，所述托架部件滑动安装于所述机架主体上用于在一第一位置和一第二位置之间移动所述托架，其中在第一位置上所述托架部件定位于所述机架主体的上方，在第二位置上所述托架部件沿侧向支承在所述机架主体上。
9.根据权利要求1所述的输送装置，其特征在于所述托架部件包括至少一个定位部件，所述定位部件能够与所述物品相配合并在所述托架部件上将物品保持在一个稳定的位置上。
10.根据权利要求1所述的输送装置，其特征在于所述移动机构包括一个用于在输送机和工作站之间移动所述托架部件的滑动部件。
11.根据权利要求1所述的输送装置和一输送机的组合，其中输送机包括一对相互隔开并用于支承物品的轨道，所述提升装置定位于所述轨道之间，所述支架部件与所述输送机间隔一定的距离。
12.根据权利要求1所述的输送装置和一工作站的组合，所述支架部件安装于所述的工作站上。
13.一种用于将物品支承在工作站内并在工作站和一输送机之间输送物品的支架部件，所述支架部件包括一个固定的机架主体；一个滑动安装于所述机架主体上并用于支承物品的托架部件，所述托架部件包括至少一个定位件，所述定位件被加工成能够与物品相接合的形状并定位在与物品相接合的位置上，以将物品稳定地定位在所述托架部件上，所述托架部件可在第一位置和第二位置之间移动，其中在第一位置上所述托架部件在工作站支承着物品，而在第二位置上所述托架部件沿侧向支承在所述机架主体上；一个用于在第一和第二位置之间移动所述托架部件的驱动装置。
14.根据权利要求13所述的支架部件，其特征在于所述托架部件包括至少一个定位件，所述定位件能够与物品相配合并将物品稳定地定位在所述托架部件上。
15.根据权利要求13所述的支架部件，其特征在于还包括一个与所述支架及机架主体相连接的滑动部件，当所述滑动部件处于伸出位置上时，所述滑动部件基本将所述托架部件支撑在所述机架主体的一个侧面上，所述滑动部件可缩回到使所述托架部件恰好位于所述机架主体上方的位置上。
16.根据权利要求15所述的支架部件，其特征在于所述驱动装置包括一个用于将所述滑动部件移动到伸出位置上的电动机和至少一个能够在缩回和伸出位置之间移动所述滑动部件的组件。
17.根据权利要求13所述的支架部件，还包括至少一个用于在第一位置和第二位置之间为所述托架导向的导向部件。
18.根据权利要求13所述的支架部件和一个提升机构的组件，其中提升机构用来与被输送机运送的物品相接合并将物品提升到一个升高的位置上，从而将所述托架部件插在输送机和物品之间。
19.一种用于在第一位置和第二位置之间移动物品的提升部件，其中在第一位置上所述物品设置于输送机的上表面上，在第二位置上物品与输送机的上表面间隔一定的距离，所述提升装置包括一机架主体；一个滑动安装于所述机架主体上的物品托架，所述物品托架包括相互隔开的托架部件，所述托架部件定位于能够在相对的两侧与物品相接合的位置上，所述物品托架可在一待机位置和一接合位置之间移动，其中在待机位置上所述物品托架定位于能够使物品沿输送机通过所述物品托架的位置上，而在接合位置上所述物品托架将物品保持在第二位置上；一个安装在所述机架主体上的驱动装置，用于在待机位置和接合位置之间移动所述的物品托架。
20.根据权利要求19所述的提升部件，其特征在于所述物品托架包括至少一个从至少一个所述托架部件向上延伸的定位件，用于将物品稳定保持在所述物品托架上。
21.根据权利要求19所述的提升部件，其特征在于所述物品托架包括至少一个用于当物品定位于能够通过所述物品托架提升物品的位置上时执行检测的传感器。
22.根据权利要求19所述的提升部件和一个用于在工作站支承物品的支架部件的组合，所述支架部件包括一个可在第一位置和第二位置之间滑动的托架，其中在第一位置上，所述托架定位于工作站附近，在第二位置上，当所述物品支架位于接合位置上时，所述托架定位于所述物品支架的下方。
23.一种在输送机和工作站之间移动物品的方法，该方法包括以下步骤将一支架移动到与物品相接合的位置上并将物品从第一位置提升到位于输送机上方的第二位置上；将装载口的托架伸向输送机并将托架插在物品和输送机之间；在托架伸出步骤之后，移动支架，以将物品放置在托架上；在移动支架步骤之后，使托架缩回装载口。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于还包括在第一位置上检测物品位置的步骤。
25.根据权利要求23所述的方法，其特征在于还包括沿输送机移动物品、以使物品定位于第一位置上的步骤。
26.根据权利要求23所述的方法，其特征在于伸出托架的步骤包括使至少一个安装在托架上的销与设置在物品上的相应狭槽对准的步骤。
27.根据权利要求4所述的输送装置，其特征在于根据被称为SEMIE47.1-0298，SEMI E57-0298，SEMI E15.1-0298和SEMI E19.4-94的SEMI标准中的至少一个制造多个销。
28.根据权利要求23的方法，其特征在于可按相反的顺序执行上述的步骤。
全文摘要
本发明公开了一种用于在一输送机(14)和一工作站(16)之间移动物品(12)的输送装置(10)和方法(图16)。该输送装置(10)包括:一个升降装置(60),该升降装置包括一个提升装置(64),该提升装置能够与被输送机(14)所运送的物品相接合并将物品(12)提升至输送机(14)的上方。该提升装置(64)可在一待机位置和一操作位置之间移动,其中在待机位置上,提升装置(64)能够使物品(12)沿输送机通过该提升装置(64)移动,在操作位置上,该提升装置将物品(12)保持在输送机的上方。该输送装置(10)还包括一个用于支承邻近工作站的物品(12)的托架部件(62)。该支架部件(62)包括一个用于将物品(12)保持在工作站(16)内的托架(120)和一个用于在输送机(14)和提升装置(64)之间移动托架(120)的移动机构(126)。本发明的方法(图16)包括将一支架(62)移动到与物品(12)相接合的位置上并将物品(12)提升到输送机上方的步骤,将装载口的托架(120)伸向输送机(14)并将托架(120)插在物品(12)和输送机(14)之间的步骤。在托架(120)伸出之后,该方法(图16)包括:移动支架(62),以将物品(12)放置在托架(120)的步骤;在移动支架(62)的步骤之后,该方法(图16)还包括使托架(120)缩回装载口(22)的步骤。
文档编号B65G49/07GK1333731SQ99815720
公开日2002年1月30日 申请日期1999年12月13日 优先权日1998年12月18日
发明者安东尼·C·伯诺拉, 理查德·H·古尔德, 杰弗里·R·克尔 申请人:阿赛斯特技术公司