方向轉換裝置的製作方法
2023-06-25 06:06:51
專利名稱：方向轉換裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於轉換所搬運的物品的搬運方向的方向轉換裝置。
背景技術：
半導體製造、液晶製造、FA(Factory Automation工廠自動化)等過程中的搬運單元，例如有專利文獻1所記載的搬運裝置。專利文獻1的搬運裝置，從一對導軌的上表面突出地設有可旋轉的滾輪，通過該滾輪的旋轉而沿著導軌移送放置在滾輪上的物品。而且，在專利文獻1中，在以直角配置的導軌上設置了用於轉換物品方向的引向器驅動導軌。引向器驅動導軌，可旋轉地設置在以直角配置的兩個導軌之間，通過在放置物品的狀態下進行旋轉，可以對物品進行方向轉換。
專利文獻1特表2003-506289號公報但是，當如專利文獻1所示地轉換物品方向時，如果在方向轉換結束後，沒有再次旋轉引向器驅動導軌，使其返回到原來的位置上，則無法對隨後移送到搬運導軌上的物品進行方向轉換。因此，每次進行方向轉換時，必須使引向器驅動導軌返回到原來的位置，由於其間無法搬運物品，所以存在產生浪費的時間，搬運時間變長的問題。
發明內容
因此，本發明的目的在於，提供一種可以縮短搬運時間的方向轉換裝置。
為了達成上述目的，本發明的方向轉換裝置，用於對從搬運工件的搬運導軌排出的工件進行方向轉換，其特徵在於，具有用於搬運工件的直線形的第一及第二搬運路徑，具有相同長度，其中任意一方的高度與搬運導軌相同，另一方配置在一方的下方，而且被配置成相互垂直，兩條搬運路徑的中點位於同一垂直線上；旋轉部，使第一及第二搬運路徑同時以中點為中心進行旋轉；使第一及第二搬運路徑沿垂直方向移動的升降部；以及控制部，如下進行控制當從搬運導軌將工件排出到高度與搬運導軌相同的搬運路徑時，使第一及第二搬運路徑大約旋轉90度，將工件搬出到搬運路徑外以後，調換第一及第二搬運路徑在垂直方向上的位置。
當採用這種結構時，在對工件進行方向轉換並將其搬出後，可以在短時間內進行使下一個工件方向轉換的準備。具體而言，使第一搬運路徑與搬運導軌的高度一致，並且與第一搬運路徑垂直地預先將第二搬運路徑配置到第一搬運路徑的下方，從而可以不受第二搬運路徑妨礙地將搬運導軌上的工件排出到第一搬運路徑。當將工件從搬運導軌排出到第一搬運路徑中時，通過使第一及第二搬運路徑大約旋轉90度，可以使工件方向轉換90度。在將工件從第一搬運路徑搬出之後，通過調換第一及第二搬運路徑在垂直方向上的位置，可以將搬運導軌上的工件排出到第二搬運路徑。
即，當旋轉部上僅設有一個搬運路徑時，雖然在使搬運路徑旋轉並將工件搬出以後，必須使該搬運路徑旋轉到可以再次從搬運導軌接收工件的位置，但是如上所述，通過調換兩個搬運路徑在垂直方向上的位置，可以縮短浪費的時間。
此外，本發明特徵在於，其搬運導軌、第一及第二搬運路徑，沿著兩側具有多個可旋轉的輥，通過輥的旋轉來搬運放置在輥上的工件。
若採用上述結構，由於通過沿著搬運導軌及搬運路徑的兩側設置的輥的旋轉來搬運工件，所以可以不打亂工件方向地搬運工件。
圖1是從上方觀察本實施方式的方向轉換裝置時的概略圖。
圖2是從上方觀察本實施方式的方向轉換裝置時的概略圖。
圖3是從側面觀察本實施方式的方向轉換裝置時的概略圖。
圖4是本實施方式的搬運系統的一部分的概略圖。
圖5是圖4的搬運系統所採用的搬運導軌的概略圖。
圖6是方向轉換裝置的框圖。
圖7是表示數據表的圖。
圖8是表示方向轉換處理過程的流程圖。
具體實施例方式
下面，參照
本發明的優選實施方式。本實施方式中的方向轉換裝置，尤其適用於半導體產品製造設備之類的在工序內或工序間利用搬運導軌搬運處理對象物進行處理而形成最終產品的搬運系統等。另外，在以下說明中，雖然將半導體作為處理對象物，對於搬運半導體基板、液晶顯示裝置用的玻璃基板、光掩模用的玻璃基板、光碟用基板等的處理對象物的搬運系統進行了說明，但是不限於此，也可以適用於搬運電子元件、機械元件、化學品、食品、書籍等貨物的所有行業的各種搬運系統。
此外，所謂半導體，例如是指圖5所示的收容於被稱作FOUP(FrontOpening Unified Pod晶圓傳送盒)的盒內的多片半導體晶片(未圖示)。FOUP具有對兩個角部進行導角加工的大致呈立方體的形狀。以盒為單位搬運半導體，並在後述的各個處理裝置15內實施規定處理。在以下的說明中，將在搬運導軌10上搬運的搬運物稱作FOUP5(工件)。
如圖4所示，本實施方式的搬運系統，具有多個處理裝置15、將FOUP5搬運到各個處理裝置15上的搬運導軌10、方向轉換裝置1以及未圖示的對整個搬運系統進行控制的控制裝置。另外，搬運系統由包括多個處理裝置15的區間(bay)構成，當在一個區間內處理結束時，將FOUP5搬運到下一個區間。
處理裝置15，例如包括用於在晶片上形成薄膜的裝置、用於在各個階段對晶片進行清洗、調整、測量的裝置、用於保管晶片的裝置(所謂儲料器)等。各個處理裝置15，出入口上具有裝入埠15a，可以由裝入埠15a取入在搬運導軌10上搬運的FOUP5，將所收容的半導體取入到處理裝置，或者將處理後的半導體收容到FOUP5，並排出到搬運導軌10。
搬運導軌10，是將FOUP5從處理裝置15搬運到其他處理裝置15或者下一個區間的導軌。例如，如圖5所示，搬運導軌10，具有相隔可以支撐FOUP5的底面的寬度的一對導軌11、12和從各個導軌11、12的上表面突出的多個輥13。輥13沿著導軌11、12的長度方向大致以均等間隔配置，並向一定方向旋轉。於是，通過使輥13旋轉，使放置在輥13上的FOUP5向輥13的旋轉方向移動。
另外，用於驅動輥13的驅動馬達，在每個區間上獨立地工作。因此，由於可以在每個區間上改變輥13的旋轉速度，所以可以改變要進行搬運的FOUP5的搬運速度。即，可以根據處理工序的處理時間不同的各個區間來改變FOUP5的搬運速度。此外，當下一個區間內的FOUP5的數量較多時，通過降低輥13的旋轉速度，也可以降低FOUP5的搬運速度，從而可以減少搬運到下一個區間上的FOUP5的數量，以防止區間上存在數量超過處理能力的FOUP5。
而且，雖然並未圖示，但是優選搬運導軌10的導軌11、12形成沿著外側邊緣向上方突起的形狀。通過將該突起部分作為搬運導向部，可以防止所搬運的FOUP5在水平方向上產生橫向偏差。
方向轉換裝置1，是用於轉換FOUP5的搬運方向的裝置。如圖4所示，方向轉換裝置1，設置在兩個以上搬運導軌10交叉的交叉部上，可以轉換FOUP5的搬運方向。交叉部，可以是四方十字型交叉部，也可以是三方T字型交叉部、垂直交叉部，只要是兩個以上搬運導軌的搬運方向相互垂直的交叉部即可。在本實施方式中，如圖1所示，對將方向轉換裝置1配置到由第一搬運導軌16、第二搬運導軌17以及第三搬運導軌18構成的三方T字型交叉部上的情況進行說明。具體而言，形成三方T字型交叉部的第一搬運導軌16及第二搬運導軌17配置在一條直線上，在這些搬運導軌上垂直配置第三搬運導軌18，方向轉換裝置1配置在這三個搬運導軌16、17、18的交叉部分上。另外，搬運導軌16、17向附圖上方搬運FOUP5，搬運導軌18向附圖左方搬運FOUP5。
如圖1所示，方向轉換裝置1，具有在水平方向上旋轉的旋轉工作檯2(旋轉部)；和設置在旋轉工作檯2上，從上方看來以十字型相互交叉的第一搬運路徑3及第二搬運路徑4。旋轉工作檯2，大致呈圓筒形狀，將其中心軸作為旋轉軸，以90度間隔向一定方向(圖中的箭頭方向)旋轉。第一搬運路徑3，在直線形上設有多對輥3a，每對輥3a相隔的寬度與設置在搬運導軌10的導軌11、12上的輥13的寬度相同，通過該輥3a的旋轉來搬運放置在輥3a上的FOUP5。而且，與第一搬運路徑3相同地，第二搬運路徑4也在直線上設有多個成對的輥4a。另外，第一搬運路徑3及第二搬運路徑4可以在垂直方向上進行升降，輥3a、4a被設置成在升降時不會相互接觸。
以十字型交叉的第一搬運路徑3及第二搬運路徑4，其交點與旋轉工作檯2的中心軸一致。更具體地說，第一搬運路徑3及第二搬運路徑4具有相同長度，並且它們的中點與旋轉工作檯2的中心軸一致。即，第一搬運路徑3及第二搬運路徑4，以它們的中點為中心進行旋轉。而且，設置在旋轉工作檯2上的第一搬運路徑3，與第一搬運導軌16及第二搬運導軌17配置在一條直線上，第二搬運路徑4與第三搬運導軌18配置在一條直線上。因此，當使旋轉工作檯2大約旋轉90度時，第一搬運路徑3與第三搬運導軌18處於一條直線上，第二搬運路徑4與第一及第二搬運導軌16、17處於一條直線上；當繼續旋轉90度時，第一搬運路徑3再次與第一搬運導軌16及第二搬運導軌17處於一條直線上，第二搬運路徑4與第三搬運導軌18處於一條直線上。
另外，輥3a、4a可以進行正轉和反轉，即使令第一搬運路徑3及第二搬運路徑4旋轉而方向變得相反，也可以通過使輥3a、4a反向旋轉而始終向一定方向搬運FOUP5。
雖然並未圖示，但是輥3a、4a，由放置FOUP5的圓筒狀的放置部和直徑大約比該放置部大一圈的圓筒狀的邊緣部構成，由於將FOUP5放置到移動部上進行搬運時，直徑比放置部大的邊緣部起到導向部的作用，所以可以防止FOUP5產生橫向偏差。
而且，對於向設置於驅動旋轉的方向轉換裝置上的驅動馬達、即執行第一、第二搬運路徑的輥驅動動作和升降動作的電動馬達從外部供電的供電單元，採用非接觸供電方式、滑動方式等慣用技術，可以根據情況採用搭載蓄電池等方法。
在這裡，說明進行旋轉及升降移動的方向轉換裝置1的第一搬運路徑3及第二搬運路徑4的位置關係。
在搬運系統開始時等，如圖1(a)所示，第一搬運路徑3與第一搬運導軌16及第二搬運導軌17處於一條直線上，如圖3(a)及圖3(b)所示，輥3a處於高度與搬運導軌16、17的輥13大致相同的位置上，第二搬運路徑4的輥4a配置在第一搬運路徑3下方的位置上，不從第一搬運路徑3突出。由此，在第一搬運導軌16上搬運的FOUP5，可以不受第二搬運路徑4妨礙地經由第一搬運路徑3而搬運到第二搬運導軌17上。
接著，當第一搬運導軌16上的FOUP5進入搬運方向與第一搬運導軌16垂直的第三搬運導軌18時，如果FOUP5從第一搬運導軌16進入第一搬運路徑3，則如圖1(b)所示，使旋轉工作檯2旋轉。而且，當旋轉工作檯2大約旋轉90度時，如圖2(a)和圖3(c)所示，放置有FOUP5的第一搬運路徑3與第三搬運導軌18處於一條直線上。因此，第一搬運路徑3上的FOUP5可以進入第三搬運導軌18。
當第一搬運路徑3與第三搬運導軌18處於一條直線上時，垂直於第一搬運路徑3配置的第二搬運路徑4與第一搬運導軌16及第二搬運導軌17處於一條直線上。因此，當第一搬運路徑3上的FOUP5進入第三搬運導軌18以後，如圖2(b)和圖3(d)所示，在使第一搬運路徑3下降的同時，使第二搬運路徑4上升到輥4a與輥13的高度一致的位置，從而可以使第一搬運導軌16上搬運的FOUP5進入第二搬運路徑4。即，與圖1(a)所說明的狀態相同。
接著，對用於控制方向轉換裝置1的控制裝置20進行說明。圖6是用於控制方向轉換裝置1的控制裝置的框圖。
控制裝置20，具有設有CPU、ROM、RAM的控制部21；使旋轉工作檯2旋轉的旋轉部22；使第一及第二搬運路徑3、4進行升降的升降部23；使第一及第二搬運路徑3、4的輥3a、4a旋轉的輥驅動部24；以及測知FOUP5已經放置到旋轉工作檯2上的傳感器25。
控制部21的CPU，通過執行存儲在ROM等中的圖7所示的數據表和程序，來執行圖8所示的處理過程，以控制旋轉部22、升降部23和輥驅動部24。
圖7所示的數據表，是將FOUP5從第一搬運導軌16搬運到第三搬運導軌18上時所使用的表格，具有旋轉角度欄、模式欄、FOUP欄、輥旋轉方向欄以及上下位置欄。在旋轉角度欄中，存儲了旋轉工作檯2的旋轉角度、0度、90度、180度、270度。在本實施方式中，旋轉角度以第一搬運路徑3的旋轉為基準，將圖1(a)所說明的第一搬運路徑3與第一搬運導軌16及第二搬運導軌17處於一條直線上的狀態作為「0度」。
在模式欄中存儲了搬出模式和搬入模式。搬出模式是將FOUP5從旋轉工作檯2搬出到第三搬運導軌18上時的模式，搬入模式是將FOUP5從第一搬運導軌16搬入到旋轉工作檯2上時的模式。
在FOUP欄中存儲了「無」和「有」。「無」是指旋轉工作檯2上未放置FOUP5的狀態，「有」是指放置了FOUP5的狀態。更具體地說，在本實施方式中，當FOUP5從第一搬運導軌16大致移動到旋轉工作檯2的中心時，傳感器25測知此情況，從FOUP5「無」的狀態變為「有」的狀態。此外，當將FOUP5從旋轉工作檯2搬出到第三導軌18上時，從FOUP5「有」的狀態變為「無」的狀態。
輥旋轉方向欄，被劃分成第一搬運路徑欄和第二搬運路徑欄，存儲與旋轉工作檯2的旋轉角度對應的、輥3a或輥4a的旋轉方向。另外，當旋轉角度為「0度」時，將從第一搬運導軌16向第二搬運導軌17的方向搬運FOUP5的旋轉方向作為輥3a的「正」方向。即，當旋轉角度為「180度」時，通過使輥3a的旋轉方向為「反」方向，可以向與旋轉角度為0度、輥旋轉方向為「正」方向時相同的方向搬運FOUP5。而且，當旋轉角度為「90度」時，將從第一搬運導軌16向第二搬運導軌17的方向搬運FOUP5的旋轉方向作為輥4a的「正」方向。表格中的「-」是指不使輥旋轉。另外，如後文所述，在旋轉工作檯2旋轉過程中，輥3a、4a不旋轉。
上下位置欄，被劃分成第一搬運路徑欄和第二搬運路徑欄，存儲旋轉工作檯2的旋轉角度下的第一搬運路徑3及第二搬運路徑4的位置。在這裡，位置為「上」是指輥3a或輥4a處於高度與搬運導軌16、17、18的輥13相同的位置上的狀態，「下」是指輥3a或輥4a所處位置未從處於「上」位置的輥3a或輥4a突出的狀態。例如，當旋轉角度為「0度」、FOUP為「無」時，第一搬運路徑3與第二搬運路徑4的位置關係為如下狀態，即，第一搬運路徑3處於「上」的位置，第二搬運路徑4處於「下」的位置。
(控制裝置的動作)接著，對第一搬運導軌16的FOUP進入第三搬運導軌18時方向轉換裝置1的控制裝置的動作進行說明。
在圖8所示的方向轉換處理過程中，首先，以第一搬運路徑3為基準，取得旋轉工作檯2的旋轉角度(S1)。然後，根據所取得的旋轉角度和圖7的數據表，對搬運路徑的輥進行驅動(S2)。具體而言，當旋轉角度為「0度」、模式為「搬入模式」時，使第一搬運路徑3的輥3a向正方向旋轉。此時，第二搬運路徑4的輥4a不旋轉。
接著，判斷FOUP5是否放置到旋轉工作檯2上(S3)。具體而言，判斷FOUP5是否已從第一搬運導軌16進入到第一搬運路徑3的中央。在沒有放置FOUP5時(S3否)，反覆執行S3。當已放置FOUP5時(S3是)，在使輥3a停止旋轉的同時(S4)，使旋轉工作檯2大約旋轉90度(S5)。此時，可以一邊使FOUP5在第一搬運路徑3上移動，一邊使旋轉工作檯旋轉。
當旋轉工作檯2大約旋轉90度，第一搬運路徑3與第三搬運導軌18處於一條直線上以後，再次使輥3a旋轉(S6)。接著，判斷FOUP5是否沒有放置到旋轉工作檯2上(S7)。即，判斷第一搬運路徑3上的FOUP是否排出到第三導軌18上。當放置有FOUP5時(S7否)，反覆執行S7。當未放置FOUP5時(S7是)，使輥3a停止旋轉(S8)並使第一搬運路徑3下降的同時，使第二搬運路徑4上升，調換第一搬運路徑3和第二搬運路徑4的高度位置(S9)。之後，返回S1，反覆進行上述動作。
(本實施方式的概要)如上所述，在本實施方式的用於對從搬運FOUP5的第一搬運導軌16排出的FOUP5進行方向轉換的方向轉換裝置中，具有用於搬運FOUP5的直線形的第一及第二搬運路徑3、4，具有相同長度，其中任意一方的高度與第一搬運導軌16相同，另一方配置在所述一方的下方，而且被配置成相互垂直，兩條搬運路徑的中點位於同一垂直線上；旋轉部22，使第一及第二搬運路徑3、4同時以中點為中心進行旋轉；使第一及第二搬運路徑3、4沿垂直方向移動的升降部23；以及控制部21，其如下進行控制當從第一搬運導軌16將FOUP5排出到高度與第一搬運導軌16相同的搬運路徑時，使第一及第二搬運路徑3、4大約旋轉90度，將FOUP5搬出到搬運路徑外以後，調換第一及第二搬運路徑3、4在垂直方向上的位置。
若採用這種結構，在對工件進行方向轉換並將其搬出以後，可以在短時間內進行使下一個FOUP5方向轉換的準備。具體而言，使第一搬運路徑3與第一搬運導軌16的高度一致，並且與第一搬運路徑垂直地預先將第二搬運路徑4配置到第一搬運路徑3的下方，因而可以不受第二搬運路徑4妨礙地將第一搬運導軌16上的FOUP5排出到第一搬運路徑3。當將FOUP5從第一搬運導軌16排出到第一搬運路徑3時，通過使第一及第二搬運路徑3、4大約旋轉90度，可以使FOUP5的方向轉換90度。在將FOUP5從第一搬運路徑3搬出之後，通過調換第一及第二搬運路徑3、4在垂直方向上的位置，可以將第一搬運導軌16上的FOUP5排出到第二搬運路徑4。
即，當旋轉部上僅設有一個搬運路徑時，雖然在使搬運路徑旋轉並將FOUP5搬出以後，必須使該搬運路徑旋轉到可以再次從第一搬運導軌16接收FOUP5的位置，但是如上所述，通過調換兩個搬運路徑在垂直方向上的位置，可以縮短浪費的時間。
此外，本發明的第一搬運導軌16、第一及第二搬運路徑3、4，沿著兩側具有多個可旋轉的輥3a、4a，通過輥的旋轉來搬運放置在輥上的FOUP5。
若採用上述結構，由於通過沿著第一搬運導軌16及搬運路徑的兩側設置的輥的旋轉來搬運FOUP5，所以可以不打亂FOUP5方向地搬運FOUP5。
變形例本發明雖然記載了上述優選實施方式，但是並不僅限於上述實施方式。顯然可以在不脫離本發明主旨和範圍的條件下實施其他各種實施方式。而且，在本實施方式中，雖然論述了採用本發明的結構所帶來的作用和效果，但是上述這些作用和效果只是一個示例，並未限定本發明。
例如，雖然在本實施方式中，在將FOUP5放置到第一搬運路徑3上時，使第一搬運路徑3的3a停止旋轉，使旋轉工作檯2旋轉，但是也可以一邊搬運FOUP5一邊使旋轉工作檯2旋轉。這時，由於不必使第一搬運路徑3上的FOUP5停止，即可從第一搬運導軌16搬運到第三搬運導軌18上，所以可以進一步縮短方向轉換所需要的時間。此外，在本實施方式中，雖然說明了將方向轉換裝置1配置到三方「T字型」交叉部上的情況，但是如上所述，不限於此，也可以設置到兩個以上搬運導軌交叉的位置上。
此外，在方向轉換裝置1上，雖然通過輥3a、4a的旋轉來搬運FOUP5，但是例如也可以利用傳送帶進行搬運，其搬運方法不限於上述實施方式。
權利要求
1.一種方向轉換裝置，用於對從搬運導軌搬出的工件的搬運方向進行轉換，其特徵在於，具有直線形的第一及第二搬運路徑，其被配置為彼此以直角相交，且其中點位於同一垂直線上；旋轉單元，其使所述第一及第二搬運路徑圍繞所述中點進行旋轉；沿垂直方向使所述第一及第二搬運路徑升降的升降單元；以及控制單元，其中，所述第一及第二搬運路徑中的一個的垂直位置被控制成與所述搬運導軌的垂直位置相同，並且所述第一及第二搬運路徑中的另一個的垂直位置被控制成低於所述第一及第二搬運路徑中的一個的垂直位置，並且所述控制單元進行如下控制從所述搬運導軌將所述工件搬至所述第一及第二搬運路徑中的一個，該搬運路徑的垂直位置與所述搬運導軌的垂直位置相同，使所述第一及第二搬運路徑大約旋轉90度，將所述工件從所述第一及第二搬運路徑中的一個搬出，並且相互調換所述第一及第二搬運路徑的垂直位置。
2.如權利要求1所述的方向轉換裝置，其特徵在於，所述搬運導軌、所述第一及第二搬運路徑具有多個沿其兩側布置的輥，並且通過所述輥的旋轉來搬運放置在所述輥上的工件。
全文摘要
本發明提供一種可以縮短搬運時間的方向轉換裝置。該方向轉換裝置，包括用於搬運FOUP(5)的直線形的第一及第二搬運路徑(3、4)，具有相同長度，其中任意一方與第一搬運導軌(16)高度相同，另一方配置在所述一方的下方，並且相互垂直，兩條搬運路徑的中心位於同一垂直線上；旋轉工作檯(2)及旋轉部(22)，使第一及第二搬運路徑(3、4)同時以中點為中心進行旋轉；升降部(23)，使第一及第二搬運路徑(3、4)沿著垂直方向移動；和控制部(21)，其如下進行控制當將FOUP(5)從第一搬運導軌(16)排出到與第一搬運導軌(16)高度相同的搬運路徑上時，使第一及第二搬運路徑(3、4)大約旋轉90度，將FOUP(5)搬出到搬運路徑外之後，調換第一及第二搬運路徑(3、4)在垂直方向上的位置。
文檔編號B65G47/53GK101020537SQ20071008015
公開日2007年8月22日 申請日期2007年2月14日 優先權日2006年2月14日
發明者久德千三, 椿達雄, 村田正直 申請人:亞仕帝科技股份有限公司