Brevet FR2697004A1 — publié le 19940422

i SYSTEME DE STOCKAGE ET DE TRANSPORT D'OBJETS PLATS TELS QUE DES BOITES EXTRA-PLATES ET SON RATELIER PORTATIF DESCRIPTION DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne le stockage et le transport d'objets plats dans le cadre de leur fabrication ou de leur traitement ou de la fabrication ou le traitement des objets qu'ils contiennent L'invention s'applique particulièrement à des boites extra-plates contenant des tranches de silicium sous atmosphère ultra-propre Ces tranches ou plaques de silicium sont utilisées pour la fabrication des circuits intégrés dans le domaine de l'électronique et de la microélectronique Néanmoins, l'invention s'applique à n'importe quel objet plat. ART ANTERIEUR ET PROBLEME POSE Dans le cadre de la fabrication des circuits électroniques sur des plaques circulaires de silicium, les différentes opérations sont effectuées dans des postes de travail sous atmosphère ultra-propre Or, il est envisagé de manipuler, de stocker et de transporter ces tranches de silicium chacune dans une boite individuelle étanche Ces dernières sont ouvertes à l'entrée de chaque poste de travail à l'intérieur duquel les objets contenus dans les boites sont pris en charge, chaque boite individuelle restant à l'entrée du poste de travail. On éprouve donc le besoin de savoir stocker, gérer et transporter de manière régulée ces différentes boîtes extra-plates pour mener à bien la fabrication des circuits électroniques. Le but de l'invention est donc de proposer un système permettant de transporter et de stocker de manière contrôlée un grand nombre d'objets plats tels que des boites extra-plates. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, un objet principal de l'invention est un système de stockage et de transport d'objets plats, telles que des boites extra- plates, destiné à alimenter un ou plusieurs postes de travail en objets plats, ces objets plats étant transportés un par un, le système comprenant: des moyens de stockage en groupe des objets plats; des moyens de transport un par un des objets plats stockés dans les moyens de stockage; des moyens de distribution des objets transportés par les moyens de transport. Selon l'invention, le système est constitué d'un convoyeur bidirectionnel comportant deux pistes avançant chacune dans un sens opposé, le système comprenant: les moyens de transport étant des modules de déplacement comprenant chacun une portion élémentaire de chaque piste; les moyens de distribution étant des modules de distribution; les moyens de stockage étant des modules de stockage des objets plats; tous ces modules étant placés les uns à côté des autres pour constituer les deux pistes. La réalisation préférentielle des modules de déplacements prévoit que chacun de ces modules est équipé d'au moins deux rouleaux de transport par piste et d'un moteur pour entraîner en rotation les rouleaux. Cette réalisation comprend de préférence une structure porteuse; deux châssis en H fixes, chacun placé à hauteur d'une piste; deux jeux de deux rouleaux de déplacement pour chaque piste placés entre les branches des châssis en H, les rouleaux étant montés tournants autour d'arbres de rotation débouchant à l'extérieur des châssis en H par une roue d'entraînement recevant une courroie entraînée par le moteur. De préférence, l'ensemble des deux châssis fixes et le moteur sont montés tournants autour d'un axe vertical pour faire pivoter dans un plan horizontal les deux tronçons de piste. Une réalisation préférentielle des modules de distribution prévoit qu'ils comprennent un ascenseur de prélèvement des objets sur les deux pistes constituant, lorsqu'il est immobile, une des deux pistes. L'ascenseur est constitué d'une plate-forme de distribution fixée à un piston vertical monté coulissant dans un piston creux solidaire d'une basé porteuse de deux jeux de rouleaux horizontaux, le piston creux étant lui-même monté coulissant verticalement dans un cylindre pour que la base puisse être positionnée tour à tour au niveau des deux pistes, et que la plate-forme puisse être montée à un niveau de distribution. Une réalisation préférentielle des modules de stockage prévoit que chaque module comprend: un râtelier portatif possédant des rayonnages horizontaux dans une structure en forme de cadre pour recevoir des objets à stocker; une structure fixe; un châssis monté mobile verticalement dans la structure fixe et constitué de deux montants en forme de U au sommet desquels se trouvent au moins deux rouleaux de transport entraînés par des moyens moteurs pour permettre l'extraction de l'objet plat stocké le plus bas possible sur le râtelier et de l'envoyer sur une piste d'un module voisin; et un piston monté coulissant verticalement dans le châssis et au sommet duquel peut être placé le râtelier portatif. De préférence, le râtelier portatif possède, dans sa partie inférieure, des moyens de fixation du râtelier sur la partie supérieure du piston et, dans sa partie supérieure, une poignée de manutention équipée de moyens de commande du verrouillage et du déverrouillage des moyens de fixation sur le piston. Le râtelier constitue d'ailleurs un autre objet principal de l'invention. LISTE DES FIGURES L'invention et ses différentes caractéristiques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante qui est illustrée de plusieurs figures représentant respectivement: figure 1, système selon l'invention, dans son application à un poste de travail sous atmosphère conditionnée; figure 2, un moyen de stockage utilisé dans le système selon l'invention; figure 3, en coupe, un moyen de distribution utilisé dans le système selon l'invention; figure 4, un moyen de transport utilisé dans le système selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION Sur la figure 1, le système selon l'invention est représenté dans son application pour alimenter au moins un poste de travail 6 qui est constitué d'une machine confinée dans un environnement ultrapropre Le système selon l'invention stocke et transporte des objets plats 1 tels que des boites extra-plates Ces objets plats sont stockés en série et sont transportés pour être expédiés les uns après les autres vers le poste de travail 6. Dans l'application préférentielle du système de l'invention, ces objets plats 1 sont des boîtes extra-plates contenant des tranches de silicium Ces dernières sont traitées dans un poste de travail 6 étanche, c'est-à-dire que les tranches de silicium se trouvent confinées dans une atmosphère spéciale Afin de respecter cette atmosphère, les boîtes extra-plates 1 sont étanches. Le système selon l'invention comprend donc des moyens de stockage, des moyens de transport et des moyens de distribution des boites 1. Selon l'invention, les moyens de transport sont constitués d'une pluralité de modules de déplacement 4. Les moyens de distribution sont constitués d'autant de modules de distribution 5 qu'il y a de postes de travail 6 à desservir Les moyens de stockage sont constitués par des modules de stockage 2 pouvant accueillir un râtelier portatif 20 de stockage des boites 1. Tous ces éléments constituent un convoyeur bidirectionnel, c'est-à-dire pouvant transporter les boites 1 en deux directions opposées Pour cela, ces différents éléments sont placés les uns contre les autres de manière à constituer une chaîne continue dont chaque élément est un maillon En effet, chacun de ces éléments possèdent des rouleaux de transport 7 placés dans deux plans horizontaux différents, parallèles les uns aux autres de manière à constituer deux pistes roulantes continues L'écart entre chaque rouleau 7 est bien entendu inférieur à la longueur ou la largeur des boites 1 transportées De la sorte, chaque boite 1 peut être véhiculée d'un module à l'autre tout en suivant une piste continue Comme le montre le module référencé 4 A, placé sur la droite de la figure 1, la chaîne continue peut comporter des changements de direction si les modules adjacents sont placés sur des faces non opposées. En référence à la figure 2, les modules de stockage 2 de la figure 1 constituant les moyens de stockage peuvent être réalisés de la façon suivante Sur cette figure 2, l'enveloppe externe de la structure du module de stockage a été enlevée On y distingue un râtelier portatif 20 destiné à supporter un nombre déterminé de boîtes plates 1 au moyen de rayonnages 22 parallèles entre eux Ce râtelier portatif 20 fait partie du système, mais constitue également un élément indépendant, en ce sens qu'il peut être déplacé et utilisé en dehors du système Il est constitué d'une structure en portique 21, les rayonnages 22 étant placés sur les montants verticaux de cette structure 21 du râtelier portatif 20. Une poignée de manutention 24 peut être prévue sur la partie supérieure 29 de la structure 21. La base 23 de cette structure 21 a une partie centrale 28 plus étroite que les extrémités de cette base 23 Les évidements ménagés par cette partie centrale étroite 28 de la base 23 permettent de créer un espace dans lequel peuvent être translatés verticalement les rouleaux 7 de ce module de stockage. En effet, chaque module de stockage devant comprendre des rouleaux 7 permettant de déplacer horizontalement les boites 1, on prévoit un châssis 30 en forme de U, que ce soit vu de face ou de côté En d'autres termes, ce châssis 30 comprend une base 31 plate sur laquelle sont fixés deux à deux quatre montants verticaux 32 Ils sont écartés deux à deux pour permettre le montage de rouleaux parallèles 7 entre deux montants 32 selon une première direction Ces rouleaux 7 sont montés horizontaux et tournants entre deux montants 32. D'autre part, selon une direction perpendiculaire, deux montants 32 sont également écartés l'un de l'autre d'un espace 33 dont la largeur est supérieure à la largeur de la partie centrale 28 de la base 23 du râtelier portatif On comprend alors qu'une translation en descente verticale du râtelier portatif 20 à l'intérieur du châssis 30, la base 23 pénétrant dans l'espace 33, les rouleaux 7 peuvent être montés à la hauteur de n'importe quel rayonnage 22 du râtelier portatif 20 Ainsi, n'importe quelle boite plate 1 placée dans un rayonnage 22 pourra être atteinte par les rouleaux 7, et soulevée par ces derniers, dès l'instant qu'il n'y a pas d'autres boites en dessous d'elle L'entraînement en rotation de deux rouleaux 7 se fait au moyen d'un moteur 34 placé sur le montant correspondant 32, entraînant par une courroie d'entraînement 35 des roues d'entraînement 36 solidaires en rotation des rouleaux 7. Le râtelier portatif 20 est donc mobile, grâce à la poignée de manutention 24 et peut être détaché du reste du module de stockage De même, ce râtelier portatif 20 peut être posé sur une partie du reste du module de stockage constitué par un plateau 25 B placé au sommet 25 A d'un piston 25 Ce dernier est monté lui-même coulissant à l'intérieur d'un piston creux 26 vertical solidaire de la base 31 du châssis 30. On peut prévoir le verrouillage du râtelier portatif sur le plateau 25 B du piston 25 par un moyen de fixation qui peut être un système d'encliquetage mécanique 25 C A cet effet, la poignée de manutention 24 peut comporter des moyens de commande 24 A du verrouillage et du verrouillage d'un tel moyen de fixation du râtelier portatif 20 sur le piston 25. D'autre part, le piston creux 26 est monté coulissant à l'intérieur d'un cylindre 27 Ce dernier est fixe dans la structure du module de stockage Ainsi, à la fois le râtelier portatif 20 et le châssis 30 sont mobiles en translation l'un par rapport à l'autre mais également par rapport au module de stockage dans lequel ils sont placés De ce fait, les rouleaux 7 peuvent être placés au niveau des rouleaux des deux pistes des deux modules adjacents pour constituer les rouleaux intermédiaires pour une piste, entre les deux modules adjacents De même, les boites plates 1 placées dans les rayonnages 22 du râtelier portatif 20 peuvent toutes être descendues sur les rouleaux 7 lorsqu'ils sont placés au niveau des deux pistes. En d'autres termes, la boite plate 1 la plus basse dans les rayonnages 22 du râtelier portatif 20 peut toujours être placée sur les rouleaux 7 et être expédiée sur l'une des deux pistes superposées-. Il est avantageux de prévoir sur la structure 21 du râtelier portatif 20, à chaque étage et en regard du rayonnage 22, un dispositif de verrouillage et de déverrouillage 60 de l'objet stocké dans le rayonnage correspondant Ces différents dispositifs de verrouillage et de déverrouillage 60 peuvent être placés à l'extérieur de la structure 21, les uns en dessous des autres Ils peuvent être du type électromécanique ou électromagnétique Ils peuvent être commandés par des moyens de commande et de gestion centraux du système par l'intermédiaire d'une prise 61, placée par exemple sur la base 28 du râtelier portatif 20 et pouvant être connectée à une prise correspondante du système de commande central Il est ainsi possible de commander la libération ou le verrouillage d'un des objets stockés sur les rayonnages du râtelier portatif 20. En se référant à la figure 3, les modules de déplacement 4 et 4 A sont réalisés de préférence de la façon suivante Une structure principale 40 parallélépipédique englobe les éléments opérationnels de ce module de déplacement Ce dernier comprend principalement, au niveau des deux pistes, deux jeux de rouleaux 7, parallèles et montés tournants autour d'un axe horizontal entre les branches 41 d'une plate-forme en H 42 horizontale Etant donné qu'il y a deux pistes superposées, on utilise deux plate-formes 42 horizontales et parallèles, solidaires l'une de l'autre par des montants verticaux 43 On obtient ainsi deux étages de rouleaux 7 correspondant aux deux niveaux des deux pistes du convoyeur que constituent ces modules de déplacement, les modules de stockage et les modules de distribution. Les rouleaux 7 d'un étage sont entraînés par un moteur 44, par l'intermédiaire d'une courroie de transmission 45 et d'une roue d'entraînement 46 placée à l'extrémité de chaque arbre 47 autour duquel est monté tournant un rouleau 7 Le moteur 44 entraîne, soit une des roues d'entraînement 46, soit directement la courroie d'entraînement 45 On a représenté deux moteurs 44, un seul moteur pouvant être envisagé par module de déplacement. La figure 1 montre sur sa droite un module de déplacement 4 A constituant un changement de direction de ' pour les deux pistes du convoyeur Dans ce cas, chaque module de déplacement comprend un arbre de rotation vertical 48, solidaire de la structure en H constituée des montants 43 et des plate- formes 42 et monté tournant dans la structure 40 du module de déplacement Ainsi, l'ensemble des rouleaux 7 des deux niveaux, peut être placé dans toutes les directions, notamment, les directions perpendiculaires les unes aux autres pour constituer un changement de direction de 90 D. La figure 4 représente en coupe un module de distribution du système selon l'invention qui comporte également un étage de rouleaux 7 pouvant être placé au niveau des deux pistes du convoyeur Un tel module de distribution comprend une structure extérieure 50 à l'intérieur duquel est montée mobile verticalement une base en H 52 supportant deux jeux de deux rouleaux 7 Ces derniers sont montés tournants horizontalement entre les branches 53 de la base en H 52 L'ensemble est complété d'un moteur 54 entraînant en rotation un ensemble constitué d'une courroie 55 et de roues d'entraînement 56 placées chacune à l'extrémité d'un arbre solidaire en rotation d'un rouleau 7 Cet ensemble est monté mobile verticalement grâce à un piston creux non représenté monté lui-même coulissant à l'intérieur d'un cylindre 57. A l'intérieur de ce dernier, est également monté coulissant un piston 55 à l'extrémité 55 A duquel est fixée une plate-forme de distribution 51 En fait, la plate-forme de distribution 51 et la base 52 sont montées mobiles en translation d'une manière analogue au râtelier portatif 20 et au châssis 30 d'un module de stockage Le piston 55 et la plate-forme 51 constitue un ascenseur pour les objets plats. Il est donc possible de mettre les rouleaux 7 au niveau des deux pistes du convoyeur, la plate-forme de distribution 51 étant collée contre la base 52 On signale à ce sujet que cette plate-forme de distribution 51 est mince, de manière à ne pas dépasser par rapport aux rouleaux 7, lorsqu'elle est plaquée contre la base 52 De cette manière, les rouleaux 7 peuvent assurés la continuité des deux pistes du convoyeur. il Par contre, lorsqu'il s'agit d'envoyer une boîte plate 1 à l'entrée d'un poste de travail 6, la plate-forme de distribution 51 est montée en soulevant la boite 1 en question pour la hisser jusqu'au niveau H auquel elle est prise en charge par des organes externes. Les moteurs et les pistons sont commandés par des moyens de commande et de gestion du stockage, du transport et de la distribution des boites plates 1 Il est ainsi possible de gérer le stockage et la distribution vers différents postes de travail 6 d'un grand nombre de boites plates 1 au moyen du système selon l'invention. N'importe quel module de stockage 2 peut être placé entre des modules de déplacement 4 et des modules de distribution 5 pour constituer un stockage tampon entre deux étapes de traitement ou de transport des boites Il est ainsi possible de construire n'importe quel parcours de convoyage à l'intérieur d'un atelier entre différents postes de travail 6. Le système selon l'invention a été décrit avec des boites plates On rappelle que ces boites plates sont destinées à contenir chacune une tranche ou une plaque de silicium sur laquelle doivent être fabriqués des circuits intégrés dans des conditions de travail et de propreté très pointues. D'autres applications peuvent être prévues pour n'importe quel objet plat dès l'instant que les rayonnages des râteliers portatifs et que l'écartement des rouleaux sont prévus en conséquence. REVENDICATIONS 1 Système de stockage et de transport d'objets plats ( 1) destiné à alimenter un ou plusieurs endroit(s) ( 6) en objets ( 1), ces objets étant transportés un par un, le système comprenant: des moyens de stockage en groupe des objets plats ( 1); des moyens de transport un par un des objets plats ( 1) stockés dans les moyens de stockage; des moyens de distribution des objets plats ( 1) transportés par les moyens de transport; le système étant caractérisé en ce qu'il est constitué d'un convoyeur bidirectionnel comportant deux pistes avançant dans deux sens opposés; les moyens de transport étant des modules de déplacement ( 4) comprenant une portion élémentaire de chaque piste; les moyens de distribution étant des modules de distribution ( 5); les moyens de stockage étant des modules de stockage des objets ( 1), tous ces modules ( 2, 4, 4 A, 5) étant placés les uns à côté des autres pour constituer les deux pistes. 2 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les modules de déplacement ( 4) sont équipés chacun d'au moins deux rouleaux de transport ( 7) par piste et d'un moteur ( 44) pour entraîner en rotation les rouleaux ( 7). 3 Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les modules de déplacement ( 4) comprennent une structure porteuse ( 40); deux châssis ( 42) fixes en translation verticale, chaque châssis ( 42) étant positionné à hauteur d'une piste; deux jeux de deux rouleaux ( 7) pour chaque piste placés entre les branches ( 41) des châssis en H ( 42), les rouleaux ( 7) étant montés tournants autour d'arbres de rotation débouchant à l'extérieur des branches ( 41) par une roue d'entraînement ( 46) recevant une courroie ( 45) entraînée par le moteur ( 44). 4 Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ensemble des deux châssis ( 42) est monté tournant autour d'un axe vertical pour faire pivoter dans un plan horizontal les deux tronçons de piste. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les modules de distribution comprennent un ascenseur de prélèvement des objets plats ( 1) sur les deux pistes. 6 Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'ascenseur est constitué d'une plate-forme de distribution ( 51) fixée à un piston vertical ( 55) monté coulissant dans un piston creux solidaire d'une base ( 52) porteuse de deux jeux de rouleaux horizontaux ( 7), le piston creux étant lui-même monté coulissant verticalement dans un cylindre ( 57) pour que la base ( 52) puisse être positionnée tour à tour au niveau des deux pistes, et que la plate-forme ( 51) puisse être montée à un niveau de distribution (H). 7 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les modules de stockage comprennent chacun: un râtelier portatif ( 20) sous la forme d'une structure en cadre ( 21) possédant des rayonnages horizontaux ( 22) pour recevoir des objets plats ( 1); une structure fixe ( 27); un châssis ( 30) constitué de deux montants parallèles en forme de U ( 32) au sommet desquels se trouvent au moins deux rouleaux ( 7) débouchant à l'extérieur des montants ( 32) par une roue d'entraînement ( 36) recevant elle-même une courroie ( 35) entraînée par un moteur ( 34), ce châssis ( 30) étant monté mobile verticalement dans la structure fixe ( 27); et un piston ( 25) monté mobile et coulissant dans un piston creux ( 26) solidaire du châssis ( 30) pour recevoir le râtelier portatif ( 20). 8 Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que le râtelier portatif ( 20) possède, à sa partie inférieure, des moyens de fixation temporataire sur le sommet du piston ( 25 A) et, sur sa partie supérieure, une poignée de manutention ( 24) équipée de moyens de commande ( 24 A) du verrouillage et du déverrouillage des moyens de fixation du râtelier portatif ( 20) sur le sommet du piston ( 25 A). 9 Râtelier portatif ( 20) pour le transport d'objets plats ( 1) et l'alimentation d'un système de stockage et de distribution de ces objets plats ( 1) un par un vers des postes de travail différents ( 6) comportant une structure en portique ( 21) terminée par une base ( 23) ayant une partie centrale ( 28) étroite, une partie supérieure ( 28), des rayonnages ( 22) placés à l'intérieur de la structure ( 21) pour recevoir les objets plats ( 1) et une poignée ( 24). Râtelier selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend un système d'encliquetage ( 25 C) sur un plateau ( 25 B) du système de stockage et de distribution et des moyens de commande ( 24 A)du verrouillage et du déverrouillage du système d'encliquetage ( 25 C) placés sur la poignée ( 24), placée elle-même sur la partie supérieure ( 28).