(57)【要約】  搬送機構体が製造施設のバッファ内で加工物キャリヤを搬送するよう構成されており、搬送機構体は、２本のレール上を走行するよう構成されたトランスポータを有し、トランスポータは、（ｉ）１つ又は２つ以上の加工物キャリヤを昇降させるよう構成されたフラットベルト形ホイスト機構体と、（ｉｉ）１つ又は２つ以上の加工物キャリヤを捕まえたり放したりするよう構成されたグリッパ機構体とを有する。
2013501361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工物キャリヤを製造施設のバッファ内で加工物キャリヤを搬送するよう構成された搬送機構体であって、搬送機構体は、
２本のレール上を走行するよう構成されたトランスポータを有し、前記トランスポータは、（ｉ）１つ又は２つ以上の加工物キャリヤを上昇させたり下降させたりするよう構成されたフラットベルト形ホイスト機構体と、（ｉｉ）前記１つ又は２つ以上の加工物キャリヤを捕捉したり釈放したりするよう構成されたグリッパ機構体とを有し、
１つ又は２つ以上の加工物を貯蔵するよう構成された加工物容器を有し、
前記１つ又は２つ以上の加工物容器を保持するよう構成されている１つ又は２つ以上の貯蔵棚を備えた密閉フレームを有し、
天井搬送車との加工物容器交換を可能にするよう構成されている１つ又は２つ以上の入力／出力棚を備えた密閉フレームを有し、
レールが各棚の上方に設けられると共に走行する前記トランスポータの下に位置するロードポートの上方で底部のところに取り付けられた密閉フレームを有し、
前記トランスポータを各高さ位置相互間で移動させるよう構成されているエレベータを備えた密閉フレームを有し、
各高さ位置相互間における移動中、前記トランスポータを加工物容器と共に支持する２本のレールを有するキャリジを備えたフレームエレベータを有し、
各入力／出力棚の上方に且つロードポートの上方で前記フレームの底部のところに位置した前記フレーム取り付けレールに前記キャリジレールを位置合わせする位置合わせ機能を備えたフレームエレベータを有し、
前記フレームをプロセスツールの１つ又は２つ以上のロードポートの上方に上昇させるよう構成されたフレーム支持体を有し、
制御機構体を有し、前記制御機構体は、
前記トランスポータに指令して該トランスポータが加工物容器を搬送した状態で棚からロードポート場所に動くと共に／或いはロードポート場所から棚に動くようにし、
前記エレベータに指令して該エレベータが前記トランスポータを移動させながら或る高さ位置から別の高さ位置に動くようにし、
前記エレベータ、前記トランスポータ及び前記加工物容器の運動を同期させ、製造施設内における加工物容器の運動を管理する加工物容器運動システムとコマンドの交換をするよう構成されている、搬送機構体。
【請求項２】
前記制御機構体は、
トランスポータに開始場所まで走行するよう命令し、
吊り上げ機構体に把持機構体を前記加工物キャリヤまで下降させるよう命令し、
把持機構体に前記加工物キャリヤを捕捉するよう命令し、
吊り上げ機構体に前記把持機構体を捕捉した加工物キャリヤと共にドッキング位置まで上昇させるよう命令し、
トランスポータに行き先場所に走行するよう命令し、
吊り上げ機構体に前記把持機構体を前記捕捉した加工物キャリヤと共に前記行き先場所まで下降させるよう命令し、
把持機構体に前記加工物キャリヤを放すよう命令し、
吊り上げ機構体に前記把持機構体を引っ込めるよう命令するよう構成されている、請求項１記載の搬送機構体。
【請求項３】
前記製造施設は、半導体製造施設から成る、請求項１記載の搬送機構体。
【請求項４】
前記製造施設は、フラットパネル製造施設から成る、請求項１記載の搬送機構体。
【請求項５】
前記トランスポータは、内部動力で動作するよう構成されている、請求項１記載の搬送機構体。
【請求項６】
前記グリッパは、内部動力で動作するよう構成されている、請求項１記載の搬送機構体。
【請求項７】
前記内部動力は、バッテリ貯蔵電力から成る、請求項１記載の搬送機構体。
【請求項８】
前記トランスポータは、抵抗結合型電気接続部から外部電力を受け取るよう構成されている、請求項１記載の搬送機構体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願の要旨は、一般に、天井搬送システム（ＯＨＴ）内における加工物容器のバッファ方式の貯蔵及び送り出しに関する。
【０００２】
〔関連出願の説明〕
本願は、２００９年７月３１日に出願された米国特許仮出願第６１／２７３，１３９号に関する３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）の規定による優先権主張出願であり、この米国特許仮出願を参照により引用し、その記載内容全体を本明細書の一部とする。
【背景技術】
【０００３】
搬送装置（例えば、ロボットアーム）は、ＯＨＴ内の棚及びロードポートに接近するようレール上をこれに沿って垂直方向に走行するよう構成されている。搬送装置は、容器を持ち上げて棚及びロードポートに出し入れするためにクレーンを有する場合がある。
【発明の概要】
【０００４】
搬送機構体が加工物キャリヤを製造施設のバッファ内で加工物キャリヤを搬送するよう構成されており、搬送機構体は、２本のレール上を走行するよう構成されたトランスポータを有し、トランスポータは、（ｉ）１つ又は２つ以上の加工物キャリヤを上昇させたり下降させたりするよう構成されたフラットベルト形ホイスト機構体と、（ｉｉ）１つ又は２つ以上の加工物キャリヤを捕捉したり釈放したりするよう構成されたグリッパ機構体とを有し、搬送機構体は、１つ又は２つ以上の加工物を貯蔵するよう構成された加工物容器と、１つ又は２つ以上の加工物容器を保持するよう構成されている１つ又は２つ以上の貯蔵棚を備えた密閉フレームと、天井搬送車との加工物容器交換を可能にするよう構成されている１つ又は２つ以上の入力／出力棚を備えた密閉フレームと、レールが各棚の上方に設けられると共に走行するトランスポータの下に位置するロードポートの上方で底部のところに取り付けられた密閉フレームと、トランスポータを各高さ位置相互間で移動させるよう構成されているエレベータを備えた密閉フレームと、各高さ位置相互間における移動中、トランスポータを加工物容器と共に支持する２本のレールを有するキャリジを備えたフレームエレベータと、各入力／出力棚の上方に且つロードポートの上方でフレームの底部のところに位置したフレーム取り付けレールにキャリジレールを位置合わせする位置合わせ機能を備えたフレームエレベータと、フレームをプロセスツールの１つ又は２つ以上のロードポートの上方に上昇させるよう構成されたフレーム支持体と、制御機構体とを更に有し、制御機構体は、トランスポータに指令して該トランスポータが加工物容器を搬送した状態で棚からロードポート場所に動くと共に／或いはロードポート場所から棚に動くようにし、エレベータに指令して該エレベータがトランスポータを移動させながら或る高さ位置から別の高さ位置に動くようにし、エレベータ、トランスポータ及び加工物容器の運動を同期させ、製造施設内における加工物容器の運動を管理する加工物容器運動システムとコマンドの交換をするよう構成されている。
【０００５】
この発明の概要の項の記載を含む本明細書に記載されている特徴のうちの任意の２つ又は３つ以上を組み合わせると本明細書に具体的には記載されていない実施形態を構成することができる。
【０００６】
１つ又は２つ以上の実施例の細部は、添付の図面及び以下の説明に記載されている。別の特徴、観点及び利点は、以下の説明、図面及び特許請求の範囲の記載から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】バッファの斜視図である。
【図２】後側パネルが取り外された状態で後ろから見たバッファの斜視図であり、エレベータを上方位置で示す図である。
【図３】後側パネルが取り外された状態で後ろから見たバッファの斜視図であり、エレベータを下方位置で示す図である。
【図４】後側パネルを取り付けた状態で後ろから見たバッファの斜視図である。
【図５】シャッタが閉じられた状態で下から見たバッファの斜視図である。
【図６】シャッタが開かれた状態で下から見たバッファの斜視図である。
【図７】配置及び存在センサ機構体の斜視図である。
【図８】配置及び存在センサアレイの斜視図である。
【図９】配置及び存在センサの接触パッドの斜視図である。
【図１０】配置及び存在センサの接触パッドの断面図である。
【図１１】加工物容器を運搬するよう伸長されたグリッパを有する搬送装置の斜視図である。
【図１２】３つのロードポートの上方のＯＨＴレールからぶら下がっているバッファの斜視図である。
【図１３】Ｙ軸調節方式のＯＨＴレールからぶら下がっているバッファの斜視図である。
【図１４】フロアから支持されているバッファの斜視図である。
【図１５】４つ又は５つのロードポートをカバーする範囲とするようオプションとしての側部ウイング及びフロアスタンドを備えたバッファの斜視図である。
【図１６】オプションとしての別の側部ウイングを備えたバッファの斜視図である。
【図１７】製造施設プロセス通路又はアイルの平面図である。
【図１８】オプションとしての側部ウイングを備えたバッファの斜視図である。
【図１９】バッファのエレベータ機構体の斜視図である。
【図２０】搬送装置を上から見た断面斜視図である。
【図２１】搬送装置を下から見た断面斜視図である。
【図２２】グリッパ機構体を上から見た斜視図である。
【図２３】グリッパ機構体を上から見た詳細斜視図である。
【図２４】搬送装置のホームセンサの斜視図である。
【図２５】カバーを取り外した状態の搬送装置の斜視図である。
【図２６】搬送装置のホイスト機構体の斜視図である。
【図２７】搬送装置テークアップばね機構体の斜視図である。
【図２８】インターロックアームを備えたバッファの斜視図である。
【図２９】妨害位置にあるバッファインターロックアーム及びカムの詳細斜視図である。
【図３０】非妨害位置にあるバッファインターロックアーム及びカムの詳細斜視図である。
【図３１】カバーを取り外した状態のグリッパを上から断面斜視図であり、グリッパが容器に近づいている状態の加工物容器センサ機構体を示す図である。
【図３２】グリッパが容器に近づいている状態のグリッパ加工物容器センサ機構体の上から見た断面詳細斜視図である。
【図３３】カバーが取り外された状態のグリッパを上から見た断面斜視図であり、容器が検出された状態の加工物容器センサ機構体を示す図である。
【図３４】容器が検出された状態のグリッパ加工物容器センサ機構体を上から見た断面詳細斜視図である。
【図３５】カバーが取り外された状態のグリッパを上から見た断面斜視図であり、ロック高さ位置にある加工物容器センサ機構体を示す図である。
【図３６】ロック高さ位置にあるグリッパ加工物容器センサ機構体を上から見た断面詳細斜視図である。
【図３７】カバーが取り外された状態のグリッパを上から見た断面斜視図であり、容器が把持された状態の加工物容器センサ機構体を示す図である。
【図３８】容器が把持された状態のグリッパ加工物容器センサ機構体を上から見た断面詳細斜視図である。
【図３９】カバーが取り外された状態のグリッパを上から見た断面斜視図であり、過剰走行が検出された状態の加工物容器センサ機構体を示す図である。
【図４０】過剰走行が検出された状態のグリッパ加工物容器センサ機構体を上から見た断面詳細斜視図である。
【図４１】完全下位置にあるグリッパのマッシュルーム形センサを前から見た断面正面図である。
【図４２】把持位置にあるグリッパのマッシュルーム形センサの断面正面図である。
【図４３】運搬位置にあるグリッパのマッシュルーム形センサの断面正面図である。
【図４４】高い下位置にあるグリッパのマッシュルーム形センサの断面正面図である。
【図４５】グリッパのホイストベルトクランプの斜視図である。
【図４６】搬送装置ホイストベルトテークアップ及び駆動機構体の斜視図である。
【図４７】バッファ及びトランスポータの斜視図であり、バッファとトランスポータとの間のＩＲＤＡ（赤外線データ通信機能標準化協会）光通信状態を示す図である。
【図４８】ＩＲＤＡ（赤外線データ通信機能標準化協会）トランシーバを介してバッファとワイヤレス通信するよう構成された搬送装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１を参照すると、バッファ０１の正面図が示されている。バッファ０１は、加工物容器の貯蔵のために用いられる装置である。図示の実施例は、６個の加工物容器のための貯蔵空間を有している。この実施例は、ＳＥＭＩ規格ＯＨＴデリバリチムニー、即ち、プロセスツールのロードポートの上方の空間内に嵌まり込むよう設計されており、ＯＨＴ（天井搬送）車がこの空間を通って加工物容器を落下させ又はピックアップする。バッファは、窓０５及びヒンジ０９を備えた２つのアクセスドア０２，０３を有している。これらドアは、バッファを開いて加工物容器を手動で取り出すことができるようにするために用いられる。バッファは、エレクトロニクス及び機構体領域を包囲したメンテナンスドア０４を有している。バッファの状態は、ライトパネル０６上に表示される。バッファは、緊急オフインターロック０８を介してロボティクスを迅速にシャットダウンしたり電力回路遮断器０７を介して電力を供給停止したりする機能を備えている。
【０００９】
バッファは、人の安全を提供すると共に加工物容器の地震からの保護をもたらすよう密閉されている。
【００１０】
ＯＨＴシステムへの結合は、２つの双方向ポート１０，１１により行なわれ、これら双方向ポートは、貯蔵棚としても使用可能である。これらポートは、ＯＨＴが加工物容器を載せるための入力ポートとＯＨＴが加工物容器を取り出すことができるようにする出力ポートの両方として役立つ。
【００１１】
他の具体化例では、バッファ０１は、棚について様々な数の、例えば２つ、３つ又は４つの高さ位置を有する。別の具体化例は、図示のような２つのコラムに対して棚の単一コラムを有する。
【００１２】
図２は、後側パネルが取り外された状態のバッファ０１の背面図である。これは、プロセスツールからプロセス通路中に見た図である。エレベータキャリジ３１がトランスポータ５０を或る高さ位置から別の高さ位置に移動させる。図示のバッファは、この場合、４つの高さ位置を有している。中間の２つの高さ位置は、加工物容器貯蔵のためである。最も上の高さ位置は、加工物容器貯蔵及び／又はＯＨＴからの加工物容器の取り込み又はＯＨＴへの容器の取り出しのためである。最も下の高さ位置は、プロセスツールのロードポートに対する加工物容器の出し入れのためである。
【００１３】
或る高さ位置から別の高さ位置へのトランスポータ５０の運動は、案内機構体上を走行し、後で説明する図に示されている動作機構体を介して垂直運動状態で駆動されるキャリジ３１から成るエレベータを用いることによって達成される。
【００１４】
キャリジは、各高さ位置上のトランスポート案内レール２１及びトランスポート支持レール２４と整列し、それにより、トランスポータが可動案内及びエレベータキャリジの一部をなしている支持レールから離脱して他の場所まで走行することができるようにする。一加工物容器４５が各貯蔵場所、取り込み／取り出し場所又は各ロードポート場所に存在する場合がある。図示の特定の具体化例では、トランスポータは、６つの内部位置に加えて下側レールにより制限されるエレベータキャリジ位置及び外部ロードポート位置を加えた中の任意の位置まで移動することができる。
【００１５】
一体形安全装置３０により、トランスポータは、エレベータキャリジがトランスポータの位置している高さ位置に正しく位置合わせされていない場合にレールから離脱してエレベータチムニー内に走行するのが阻止される。ＯＨＴ車は、加工物容器を最上部棚１０，１１のうちのいずれかまで下降させることができる。
トランスポータ５０は、レール２０，２１に沿って左右方向又はＸ方向に走行する。例えば、Ｘ軸は、バッファを図１に示されている正面図で見てバッファの幅に沿う方向を含む。Ｙ軸は、バッファの深さ方向を含む。Ｚ軸は、高さ方向を含む。
【００１６】
図３は、後側パネルが取り外された状態のバッファ０１の詳細背面図である。エレベータキャリジ３１は、トランスポータ５０が棚の下のレールから離脱してキャリジ上に移動することができないようにする中間位置で示されている。加工物容器がエレベータコラムを通って落下してバッファの底部から出るのを阻止するための追加の安全装置としてシャッタ３５が用いられている。シャッタが閉じられると、メンテナンス及び他の人を介する作業を安全上の危害が生じることなくバッファの下でツール及びロードポートに関して進めることができる。
【００１７】
エレベータ機構体は、エレベータキャリジを複数の高さ位置相互間で動かすよう直線支承案内３２及びエレベータボールねじ３３を有している。エレベータ３４の駆動モータは、エレベータコラムの頂部のところに配置されており、この駆動モータは、エレベータボールねじを回転させ、それによりエレベータキャリジ３１が高さ位置を変えるようにする。エレベータキャリジ３１は、案内３２に沿ってＺ方向に経路を上下に移動する。この経路は、エレベータチャネルと呼ばれている。別の動作機構体及びＺ軸動作機構体の採用が可能であり、かかる機構体としては、ベルト駆動装置、親ねじ、リニアモータ、ラックピニオン装置、ケーブル、チェーン等が挙げられ、又、別の案内機構体の採用が可能であり、かかる機構体としては、２重“Ｖ”支承／ブロック案内、直線ロッド案内、軸受なしブッシュ案内及び転動輪案内が挙げられる。
【００１８】
代表的な動作では、エレベータキャリジ３１をＺ方向に移動させてこれがレール２０，２１に整列するようにし、それによりトランスポータ５０がＺ方向に側部位置からキャリジ上に動くことができるようにする。次に、エレベータキャリジ３１をＺ方向に移動に適した高さ位置まで動かす。次に、トランスポータ５０は、Ｚ方向にキャリジから適正な棚まで動く。すると、この時点において、トランスポータは、加工物容器４５をピックアップし又は置いてエレベータキャリジ３１に戻る。次に、キャリジをＺ方向において適当な高さ位置まで移動させ、トランスポータ５０は、Ｚ方向において適当な棚又はロードポート位置まで動く。トランスポータ５０は、次に、加工物容器４５を置き又はピックアップしてこれを棚又はロードポートに載せる。
【００１９】
安全装置としてのシャッタ３５は、加工物容器４５がバッファ０１から落下するのを阻止する。このシャッタは、トランスポータ５０がバッファ０１に出入りすることができるよう開き、或いは、バッファ０１への出入りを妨害するよう閉じる。
【００２０】
図４は、後側パネル２５及び側部パネル２６が定位置に位置した状態のバッファ０１の背面図である。トランスポータ５０は、左側ロードポート落下／ピックアップ位置上に配置されている。キャリジ３１は、最も上側の位置で示されている。バッファ取り込み／取り出しポート１０，１１が示されている。
【００２１】
図５は、シャッタ機構体３５が、加工物容器４６及びトランスポータがバッファ０１から出ることができないようにする閉鎖位置にある状態のバッファ０１の底面図である。この図では、トランスポータ５０は、エレベータチャネル内で加工物容器４６の上方に配置されている。加工物容器が万一トランスポータから離脱状態になった場合、例えば、加工物容器に関して頂部フランジの破損が生じた場合、シャッタは、落下中の加工物容器がバッファ０１から出ることができないようにする。
【００２２】
図６は、シャッタ機構体３５が、加工物容器４６及びトランスポータがバッファ０１に出入りすることができるようにする開放位置にある状態のバッファ０１の底面図である。
【００２３】
図７は、棚６４に取り付けられた配置及び存在センサアレイ７０を示している。センサアレイ７０は、加工物容器４１の存在を検出すると共にキネマチックピン６２上への容器の適正な配置を検出するために用いられる。加工物容器に設けられているキネマチック受け口は、符号６３で示されている軸線に沿う配置作業中、キネマチックピン６２と整列する。センサアレイ７０は、３つの検出器から成り、これら検出器のうちのいずれか１つが作動すると、このことは、加工物容器６１が存在していることを示している。３つ全ての検出器の作動は、加工物容器６１がキネマチックピン６２上に適正に配置されているときにのみ起こることができ、これにより、適正な配置が行なわれていることが分かる。
【００２４】
このセンサアレイ７０は、３つの点で技術の現状とは区別される顕著な特徴を表している。第１に、このセンサアレイは、高さが約１９ｍｍの技術の現状のセンサと比較して高さが１〜３ｍｍに収まっている。第２に、このセンサアレイは、多数のセンサを単一アレイに組み込んでおり、それにより、追加の取り付け及び電気的接続部が省かれている。第３の点は、センサアレイ７０がセンサアレイを棚６４に取り付けるために接着剤裏当てを用いており、それにより、取り付けのための機械的ハードウェア及び棚又は他の領域の機械加工が省かれるということにある。この低い取り付け高さにより、加工物容器の密度の向上を同一垂直空間内で達成することができる。これは、シェルについて多くの高さ位置が存在する又は加工物容器の高さが短いトールバッファにおいてますます重要になっている。
【００２５】
図８は、センサアレイ７０の一例を示している。センサアレイのこの具体化例は、３つのスイッチを含むメンブレン型スイッチ組立体から成る。各スイッチは、適正な力作動特性をもたらすようスイッチ機構体の頂部上に圧力パッド７１を有している。センサアレイ７０は、アレイ７０のスイッチの各々に接触するために用いられる電気接続部７２を有している。
【００２６】
圧力パッドは、加工物容器がスイッチを作動させるために圧力パッド７１に物理的に接触したときに力の適当な分布をもたらすよう硬質材料、エラストマー材料又は多段エラストマー材料であるのが良い。
【００２７】
図９は、配置及び存在センサアレイ７０の一具体化例に関する一層の細部を示している。圧力パッド７１がセンサアレイ７０の各スイッチ機構体の上方に配置されている。この圧力パッド７１は、２つの機能を発揮する。第１に、この圧力パッドは、スイッチを作動させるよう加工物容器からスイッチへの十分な力の伝達を可能にする。第２に、この圧力パッドは、加工物容器がキネマチックピン上に置かれているときに加工物容器からの力及びエネルギーの吸収を可能にし、それにより、加工物容器内の加工物に引き起こされている振動を最小限に抑える。
【００２８】
図１０は、一実施形態としての一センサアレイ要素８０の断面を示しており、このセンサアレイ要素は、機械的メンブレンスイッチ７５と、柔軟性頂部メンブレン７６と、メンブレン組立体本体７８と、力伝達機構体７３，７４とから成っている。センサアレイのこの具体化例では、接近中の加工物容器からの圧力は、先ず最初に、伸長状態のエラストマー７３に当たり、この材料を圧縮し始める。或る圧縮時点で、メンブレンスイッチ７５が作動され、このメンブレンスイッチは、加工物容器の存在又は配置を表す電気信号をバッファに提供する。加工物容器の荷重がトランスポータから棚に伝達されているとき、伸長状態のエラストマー７３は、加工物容器が今や非伸長状態のエラストマー７４に接触する箇所まで圧縮状態にある。加工物容器の運動エネルギーは、今や、この時点においてほぼ等しい高さのものであって加工物容器がキネマチックピンで支持される時点まで一段と圧縮される伸長状態のエラストマー７３と非伸長状態のエラストマー７４の組み合わせによって吸収される。
【００２９】
グリッパ５２が伸長されると共に加工物容器５１を保持した状態の搬送装置５０が図１１に示されている。搬送装置５０は、トランスポータ５３と、グリッパ５２とから成っている。搬送装置５０は、駆動ホイール５６を介して駆動された状態でＸ軸方向に走行し、エンコーダホイール５５から位置に関するフィードバックを提供する。このエンコーダホイール５５は又、動作が停止したときに位置を保持し、モータ駆動装置及びモータを静止時間フレーム中、起動状態に保つ必要性をなくす機械的ブレーキを収容している。トランスポータ５３は、ホイール５５，５６と反対側にアイドラホイールを有し、このアイドラホイールは、この図には示されていない。
【００３０】
グリッパ５２は、１組のホイストベルト５４を介してトランスポータから昇降される。グリッパ５２は、引っ込められるとトランスポータ５３の本体内に完全に収納され、棚、取り入れ／取り出し棚又はロードポートに達することができるようグリッパを種々の長さ分伸長させることができる。
【００３１】
バッファ０１は、図１２では、天井搬送レール１０１から吊り下げ部材１２０を介して吊り下げられた状態で示されている。天井搬送車１００が加工物容器１０４をバッファ内の２つの取り込み／取り出し位置のうちの一方から受け渡すことができる。加工物容器１０３が天井搬送車１００（又は、後の時点において天井搬送レール１０１上のバッファ０１に近づく車両）によってバッファ０１から取り出される位置にある。
【００３２】
バッファ０１の底部では、搬送装置（図示せず）により保持されている加工物容器１０５をロードポート１３０上に下降させることができ又はこのロードポートから取り出すことができる。搬送装置は、加工物容器を受け渡しするよう３つのロードポート相互間で動くことができる。ロードポート１３１上の加工物容器１０６は、搬送装置（図示せず）によって取り出し可能である。
【００３３】
天井搬送レール１０１により又は高い高さ位置にある構造体、例えば天井、屋根、他の建設用鋼等への他の取り付け具を介して支持された吊り下げ構造体１２０は、図１３に示されている調整機構体１２２によってＹ方向（プロセスツールに近づいたりこれから遠ざかる方向）にシフト可能な平行四辺形構造体である。この実施形態では、調整機構体は、ターンバックルを備えた１対の前側及び後側ロッドから成る。前側ロッドを短く調整すると共に後側ロッドを長く調整することにより、バッファ０１は、ツール又はロードポートから遠ざかる。前側ロッドを長く調整すると共に後側ロッドを短く調整することにより、バッファは、ツール又はロードポートに近づく。
【００３４】
バッファ０１は、天井、天井搬送レール、プロセスツールから吊り下げ可能であり又はフロア上に設置可能である。図１４は、バッファ０１をフロア設置位置で示している。取り付け具１３２がバッファ０１を側部から支持し、それにより、オペレータかＡＧＶ（自走型搬送車）又はＲＧＶ（フロア設置レール案内車）のいずれかにより下のロードポートへの自由な接近が可能になる。バッファ０１を取り外さないで、例えば、ロードポート又はツールのＥＦＥＭ（Equipment Frond End Module：機器フロントエンドモジュール）の点検整備のためにロードポートをプロセスツールから取り外すことができる。
【００３５】
バッファ０１は、搬送装置（図示せず）が追加のロードポートを横切ってバッファ０１の底部に沿って走行することができるようにするオプションとしての側部ウイング１３６を有している。図１５では、図示のプロセスツール６４０は、ロードポート５つ分の幅を有している。プロセスツールは、搬送装置がロードポートの各々の上方でＸ方向に走行することができるようにすると共に搬送装置をエレベータにより上昇させることができるよう２つの側部ウイング１３６を用いている。搬送装置によって運搬されている加工物容器がロードポート１３１上に載っている加工物容器１０６に当たらないで通過することができるようにするのに十分な垂直方向隙間が存在する。これにより、ロードポート上の全ての加工物容器へのランダムな接近が可能である。
【００３６】
側部ウイング１３６は、追加の加工物容器をボックス内に保持することができる。しかしながら、側部ウイングボックス内のこの加工物容器に接近するためには、同一高さ位置の隣接の棚上の容器を先ず最初に動かさなければならない。同様に、容器をウイング１３６のボックス内に配置するには、この容器が存在している場合の同一高さ位置の隣接の棚上の容器を取り出さなければならない。
【００３７】
図１６は、バッファの２つの形態を示している。右側のバッファ０１は、延長部を備えておらず、１つ、２つ又は３つのロードポートを備えたツールに適合している。左側のバッファ１９は、２つの延長部、即ち、図示の左側延長部１３７及び右側延長部１３９を有し、これら延長部により、バッファは、１〜５つのロードポート分の幅を有するツール上のロードポートを点検整備することができ、変形例として、バッファは、全部で最大５つのロードポートを備えた２つの並置されているツールを点検整備することができる。バッファは、ウイング又は延長部を支持せず、１つの左側延長部を支持し、１つの右側延長部を支持し、或いは、１つの左側延長部と１つの右側延長部の両方を支持する。
【００３８】
バッファは、使用可能な製造プロセス通路を延長する機構体となる。図１７は、代表的な製造プロセス通路の平面図である。プロセスツール３７２が天井搬送レール３８１の下の最後の考えられる位置に配置されており、この位置では、３つ全てのロードポートに到達可能である。ツール３７２をプロセス通路内で右側に更に（クロスベイ天井搬送レールコネクタ３６６寄りに）位置決めすると、この場合、１つ又は２つ以上のロードポート３５８，３５７，３５６は、ＯＨＴからロードポートへの容器の落下又はピックアップが可能ではない天井搬送レールの陰影を施した領域３６２の下に位置することになる。
【００３９】
ツール３７０のロードポート３５２，３５３，３５４の上方にはバッファが配置されている。ツールをたった１つのロードポート位置３５２が天井搬送レール３８０の下に位置するよう動かしても、３つ全てのロードポートは、接近可能なままである。というのは、バッファがトランスポータを介して他の２つのロードポート位置への搬送を行うができるからである。これにより、プロセスツーリングに従来利用できなかったプロセス通路直線フロア空間を利用することができるという点でバッファ技術の重要な利点が得られる。かくして、製造施設における高い実装密度を達成することができ、それにより、機器に関する施設のコストが償却される。
【００４０】
バッファは、側部ウイング及び直線区分を備えている場合、この空間をオーバーヘッド搬送レールの考えられる落下位置の端を越えてロードポートの２つ、３つ、４つ又は５つ以上の幅分にわたって延長することができる。
【００４１】
搬送装置６４２をバッファ相互間で走行させることができるレール１３８を備えた真っ直ぐな区分を用いることによりバッファ０１，１９を互いに連結することができる。さらに、左側バッファ延長部１３７及び右側バッファ延長部１３９を１つ又は２つ以上の直線区分１３８と組み合わせなくても、或いは１つ又は２つ以上の直線区分１３８と組み合わせて用いると、多数のバッファを互いに連結することができる。多数の搬送装置がバッファ内に又はバッファのベースのところでレール上に配置可能であり、バッファ相互間で走行することができる。図１８は、バッファの下で底部レール上に位置した３つの搬送装置を示している。左側搬送装置６４４は、加工物容器１０５をツール６５０から吊り下げている。中央搬送装置６４２は、加工物容器と共にバッファ相互間を走行している。第３の搬送装置６４６は、ツール６４０の最も右側のロードポートの上方に加工物容器を保持している。
【００４２】
図１９に示されているように、エレベータ機構体は、直線支承案内３２により案内されると共にボールねじ３３によって動かされるエレベータキャリジ３１から成っている。ボールねじ３３は、エレベータモータ駆動装置３４によって回転する。エレベータコラム内のキャリジの高さ（Ｚ方向）位置は、適当なエレクトロニクス及びエレベータエンコーダ３６からのフィードバックの使用により制御される。
エレベータキャリジは、搬送装置の支持前側レール３７及び後側レール３８を有し、これらレール３７，３８は、これらの位置がバッファ内の適当な高さ位置に合い、それにより搬送装置は、エレベータキャリジから離脱してこの高さ位置にある棚上に転動することができ、又その逆の関係が成り立つ。
【００４３】
搬送装置１８０は、断面の状態で図２０に示されている。グリッパ１８１は、引っ込められるとトランスポータ内に納まる。グリッパ１８１は、加工物キャリヤを捕捉する２つのジョー１８３を有している。グリッパ１８１は、加工物容器の存在、不在、適正な捕捉及び不適当な捕捉を検出するためにマッシュルーム形プランジャ１８４を用いるセンサを更に有する。搬送装置は、この形態では、加工物容器の有無とは無関係に重心を維持するよう配置されたバッテリ１８２を有するバッテリ式装置である。
【００４４】
図２１は、搬送装置１８０の下側を示し、特に、グリッパを下降させて加工物容器を捕捉しているときにフランジへのグリッパの適正な位置合わせを保証するために用いられる加工物容器のロボット式取り扱いフランジ案内１８５を示すよう上方に傾けられた搬送装置１８０を示している。
【００４５】
加工物容器のロボット式取り扱いフランジのための開口部は、フランジがグリッパに入って案内１８５によって案内されるときに、フランジがＸ及びＹ方向（これらの方向は、搬送装置１８０の頂部に平行な平面を形成する）において捕捉状態であるようにサイズが制限されている。グリッパを閉じると、フランジは、今や、Ｚ方向において捕捉状態である。いったん閉じられると、フランジの捕捉状態を維持するのにモータ動力は不要である。というのは、親ねじのねじ山角度は、モータを適当に付勢しないでジョーがモータを逆転駆動して開くのを阻止するのに十分だからである。
【００４６】
図２２は、カバーが取り外された状態のグリッパ機構体１９０を示している。グリッパ１９０は、加工物容器のシルクハット部分を捕捉するよう閉じられる１対の可動ジョー１９１から成っている。ジョーは、ジョー案内１９２により案内され、親ねじ１９３を介して閉じ状態又は開き状態に駆動される。親ねじ１９３は、駆動ベルト１９４を介してモータ１９５によって駆動される。
【００４７】
グリッパは、４本のフラットベルトを介してトランスポータから吊り下げられ、これらフラットベルトは、グリッパの各コーナ部に配置されたホイストベルトクランプ１９６を介してグリッパ１９０に取り付けられている。
【００４８】
グリッパ１９０の詳細図２００が図２３に示されている。グリッパは、水平位置合わせ状態から離脱したグリッパを検出するための２つのＸチルトセンサ２０１及び２つのＹチルトセンサ２０１を有している。これは、グリッパが加工物容器ロボット式取り扱いフランジ上に不適切に下降されることによって引き起こされる場合があり、この場合、グリッパの一方の側部は、加工物容器本体上に載り、反対側の側部は、加工物容器ロボット式取り扱いフランジ上に載り、その結果、フランジ上グリッパ内に捕捉するのに適正なグリッパ作用が実施可能ではない状況が生じる。これと同一の状況は、加工物容器がロードポートのキネマチックピン上に不適切に配置された場合に生じる場合があり、それにより、加工物容器は、グリッパによる捕捉が可能なそのフランジの適正な位置決めとの位置合わせ状態から離脱する。
【００４９】
さらに、チルトセンサ２０１は、搬送装置と障害物との衝突を検出することができる。グリッパは、加工物容器の適正な捕捉及び釈放を検出するために２つのセンサ２０２，２０３を用いている。
【００５０】
ジョーモータ１９５とトルク制限フラグ２０７の組立体は、グリッパ力があらかじめ設定された限度に達すると、停止信号を出力するようモータトルク制限特徴部を有している。一実施例では、ジョーモータ１９５がグリッパジョー１９１を閉じ状態にすると、ジョーは、移動の端に位置した停止部に達する。別の実施例では、ジョーは、加工物キャリヤロボット式取り扱いフランジをクランプする。モータトルクは、引き続き増大し、かくして、モータ組立体は、親ねじの軸線回りに回転し始める。このトルクには調節可能な対抗力ばね組立体２０４が対抗する。モータトルクにより、モータ組立体の回転が生じ、それにより、このばねが圧縮されてフラグ２０７が回転してビームセンサを光学的に遮り、モータの運動を停止させるのに適正な信号がモータコントローラに与えられる。かくして、加工物容器のロボット式取り扱いフランジに加わるクランプ力は、フランジを捕捉するのに適正なクランプ作用をもたらすが、フランジがＺ高さにおいて僅かな範囲にわたり自由に浮動することができるよう制御可能である。これにより、フランジは、グリッパを上昇させているときにジョーの最も下側の表面に落下することができ、この動作は、加工物容器の適正な捕捉を保証するために用いられる。
【００５１】
グリッパバッテリを充電するための電力は、トランスポータから接触ピン２０８，２０９を介して提供される。接触は、先ず最初に、ピン２０９を介して行なわれ、それにより、グリッパを搬送装置から下降されている間に蓄積した静電荷が放電される。
搬送装置５０は、各軸線について１つのホームセンサを有している。トランスポータ本体５３に取り付けられたＸ軸ホームセンサ５９が図２４に示されている。
【００５２】
トランスポータ５０は、図２５では、４本で１組のホイストベルト５４、ホイストモータ６０、モータ６０をホイストベルト駆動シャフトに結合する伝動ベルト２３１、ホイストベルトを稼働状態に保つベルト弛み取り又はベルト締めホイール９２（次の図に示されている）から成るホスト機構体を収容している。
【００５３】
ホイストベルト５４は、加工物容器５１を捕捉したり釈放したりするグリッパ５２に連結されている。ホイストベルト９１の弛み側は、ホイストベルトテンショナハウジング２３０の内側に収容された巻き取り主ばね９０を介してスプールに巻き取られる。ホイストエンコーダ９３は、Ｚ軸（高さ）の位置に関する情報を提供し、吊り上げ機構体は、ホイストブレーキ９４を介して任意の位置にロック可能である。Ｘ軸線エンコーダとブレーキの組立体５５は、トランスポータＸ位置フィードバックをもたらすと共にＸ軸における運動を阻止する機械的ロックとなる。
【００５４】
トランスポータホイスト機構体が図２６に示されている。主巻き取りばねは、エンクロージャ９０内に収容され、エンクロージャ９０は、ホイストベルトの弛み９１を巻き取る。２つのテンショナホイール９２は、駆動スプロケットとボルトとの間にクランプ力を生じさせる。これは、グリッパを加工物容器なしで動かす際に特に重要である。ホイスト機構体は、ブレーキ９４を介して定位置にロックされ、グリッパ高さの正確な位置は、ホイストエンコーダ９３によって定められる。
【００５５】
図２７に示されている弛み取り主ばねハウジング９０、弛み取りばね９５、弛み取りばねシャフト９６を備えたベルト弛み取り機構体は、ホイスト上昇中、ホイストベルト９１の弛みを巻き取るために用いられる。
【００５６】
エレベータキャリジ４１０を備えたバッファ０１が図２８に示されている。バッファの前側トランスポータホイール支持体４１２は、トランスポータを棚領域上に配置するときに前側トランスポータホイールの支持体となり、エレベータキャリジの前側トランスポータホイール支持体４１４は、トランスポータがキャリジ４１０上に位置しているときに支持体となる。インターロックアーム４１６は、エレベータキャリジが適正な高さ位置に位置していない場合に棚からエレベータコラムへのトランスポータの運動を制止する。インターロックアーム４１６は、トランスポータがＸ軸運動インターロック作動カム４１８によりキャリジ上に走行することができるよう動かされる。この機構体の作用は、インターロックアームのカムフォロワローラ４２０がカム４１８と係合することにより発揮される。
【００５７】
トランスポータは、エレベータキャリジ４１０がその高さ位置に存在していない場合、Ｘ軸運動インターロックアーム４１６によって、走行して棚及びそのレールから離脱するのが阻止される。トランスポータホイールは、前側ホイール支持レール４１２に沿って走行する。インターロックアームは、バッファフレームに取り付けられたカム４１８によって駆動される。カムフォロワローラ４２０は、エレベータが特定の高さ位置に達するとカム４１８に係合し、それにより、インターロックアーム４１６をトランスポータがエレベータ上に進み又はこれから離れることができる位置まで動かす。エレベータが所定の高さ位置を出ると、インターロックアーム４１６は、そのカムフォロワローラ４２０が転動してカム４１８から離脱する位置に戻る。図２９は、制止位置にあるインターロックアームによりトランスポータが走行して棚領域から離脱するのが阻止されている状態を示している。図３０は、インターロックアームを非制止位置で示している。
【００５８】
図３１に示されていて、グリッパ２００内に収容されている加工物容器センサ機構体は、加工物容器の一部をなす加工物容器ロボット式取り扱いフランジ２５４を捕捉する２つのジョー１８３と、加工物容器の存否を検出するために用いられるエミッタ／検出器センサ２５６，２５８及びエミッタ／検出器センサ２６０，２６２を作動させるマッシュルーム形プランジャ１８４とから成っている。
【００５９】
エミッタ／検出器センサ２６０，２６２は、マッシュルーム形プランジャ１８４のステムにより遮断可能なビーム４３２を生じさせる。同様に、エミッタ／検出器センサ２５６，２５８は、マッシュルーム形ステムにより遮断可能なビーム４３１を生じさせる。マッシュルーム形ステム４３５の平べったい端部は又、図３２に示されているビーム遮断機構体として用いられる。この図は、グリッパフィンガ１８３を引っ込み位置で示すと共に取り扱いフランジ２５４をマッシュルーム形プランジャ１８４との接触直前の状態で示している。この位置では、ビーム４３１もビーム４３２も遮られることはない。
【００６０】
グリッパ２００を加工物容器のロボット式取り扱いフランジ２５４上に下降させているとき、マッシュルーム形ドームがロボット式取り扱いフランジの凹み領域に接触し、マッシュルーム形ドームは、窪み始める。ビーム４３２は、これが発生すると遮られ、それにより図３４に示されているように加工物容器の検出したという信号が発生する。
【００６１】
マッシュルーム形ステムは、適正な量押し下げられると、ビーム４３２を再びもたらすことができる切欠き４３４を有する。
【００６２】
グリッパ２００を引き続き更に下降させると、マッシュルーム形プランジャは、ビーム４３１が遮られるまで更に押し下げられるが、ビーム４３２は、図３５及び図３６に示されているように遮断されたままである。これにより、ロボット式取り扱いフランジ２５４がグリッパ２００のジョー１８３を閉じるよう適正な位置にあるという信号がグリッパに与えられる。
【００６３】
ジョー１８３は、図３７及び図３８では閉じ状態で示されている。この時点で、ロボット式取り扱いフランジ６５４は、ジョー１８３及びグリッパ本体によって完全に捕捉され、加工物容器は、今や、いつでも持ち上げ可能な状態にある。
【００６４】
グリッパ２００を引き続き更に下降させた場合、マッシュルーム形プランジャ１８４は、更に押し下げられ、その結果、ビーム４３１が遮られ、ビーム４３４は、マッシュルーム形プランジャ１８４のステムに設けられた周方向切欠き４３４を通って再びもたらされる。これは、図３９及び図４０で理解できるように高さにおいて過剰に走行しているということの指標である。
【００６５】
図４１は、マッシュルーム形ステムが完全下位置にある状態でビーム４３１，４３２を単純化された断面図で示しており、この完全下位置では、加工物容器は検出されない。この位置では、ビーム４３１とビーム４３２の両方がもたらされている。閉じ位置にあるマッシュルーム形ステムが図４２に示されている。この位置では、ビーム４３１は、遮られ、ビーム４３２は、もたらされる。マッシュルーム形ステムの加工物容器運搬又は持ち上げ位置が図４３に示されている。この位置では、ビーム４３１は、もたらされ、これに対し、ビーム４３２は、遮られる。グリッパがロボット式取り扱いフランジ上に更に下降した最終位置では、マッシュルーム形ステムは、図４４に示されているように高すぎる位置まで上昇している。この位置では、ビーム４３１とビーム４３２の両方が遮られる。この機構は、ホイストベルトを検出し、ホイストベルトが弛むのを阻止するために用いられる。
【００６６】
グリッパは、取り付けホイストベルトクランプ１９６を介して４本で１組のホイストベルト２５１に取り付けられている。クランプは、図４５に示されているように、クランプブロックハウジング２５２と、ベルト歯係合及び調節プレート２７４とから成っている。調節プレート２７４は、ベルトに係合して調節プレート及びベルトをブロック２５２内に捕捉状態にする歯を有している。これは、ベルトをクランプの頂側部から引き出すことができるのを阻止する。止めねじ２５３又はベルト調節ねじ２７６が万一弛んだ状態になり又は落下した場合、ベルトは、ベルトクランプブロック内で捕捉状態のままである。グリッパ組立体の水平を取るため、止めねじ２５３を弛め、４本のベルトの各々に取り付けられている調節ねじを調節してホイストベルト２５１の水平を取ると共にこれらに均等に張力を及ぼす。水平を取って張力を及ぼす（弛み取りする）と、止めねじ２５３を締め付ける。
【００６７】
ホイストベルト２５１は、このベルトの頂端部のところが図４６のトランスポータのベルト巻き取りスプール２８０に取り付けられている。ベルトは、グリッパからベルト案内アイドラープーリ２６４上に掛かった状態で駆動スプロケット２８２と圧力ローラ２６３との間を上方に走行して巻き取りスプール２６１上に至る。ベルトの端は、巻き取りスプールの中央のところでスプロケット状組立体内で捕捉状態であり、それにより、弛んだベルトの全てを万一スプール２８０から引き出す試みがなされた場合であっても、ベルトは、釈放されるのが阻止される。
【００６８】
グリッパは、光通信機構体を介してトランスポータと通信する。グリッパからトランスポータ５７１までの光路及びトランスポータからグリッパ５７２までの光路により、同時双方向通信が可能である。これにより、図４７に示されているように、グリッパ内のチルトセンサからトランスポータまでのリアルタイム情報が提供されると共にトランスポータからグリッパまでのリアルタイム通信が可能になる。
【００６９】
搬送装置５０は、図４８に示されているように、ＩＲＤＡ（赤外線データ通信機能標準化協会）トランシーバ５８２を介してバッファとワイヤレス通信する。搬送装置５０は、バッファ内に設けられたＩＲＤＡトランシーバ５８０を介してバッファと通信する。バッファ内の通信を可能にするようバッファの各高さ位置にトランシーバ５８が１つずつ取り付けられている。バッファ内におけるトランスポンダの高さ位置は、この高さ位置でのトランスポータの存否を識別するために用いられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【国際調査報告】
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