JP5256810B2 - 保管庫装置及び保管庫付き搬送システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば半導体素子製造用の各種基板を収容するＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）等の荷を、軌道上で搬送する搬送システムにおいて、軌道に隣接した位置で荷を一時的に保管するストッカ等の保管庫、このような保管庫を複数組み合わせてなる保管庫セット、特にこのような保管庫セットが軌道に沿って敷設される保管庫装置、及びこのような保管庫装置を具備してなる保管庫付き搬送システムの技術分野に関する。

この種の保管庫は、例えばビークル等の搬送車が走行する軌道に隣接して敷設され、保管庫内には、搬送車により搬送される荷を多数個保管するように多数の棚部分が設けられる。更に、このような保管庫内と搬送車との間における荷の受け渡し或いは出し入れ（即ち、出入庫）を行うための“ポート”と指定の棚部分との間における荷の搬送（即ち、保管庫内搬送）を行うための、スタッカロボット、スタッカクレーン等と称される保管庫内搬送装置が設けられる。特にスタッカロボット等により、縦横無尽に広がる多数の棚部分を含む保管庫内における搬送が可能とされており、例えば数十個から数百個といった多数個の荷の出入庫及び保管が可能とされており、数トンから十数トン級の重さの大型保管庫も実用化されている（特許文献１及び２参照）。

特開２００６−０４９４５４号公報 特開２００３−１８２８１５号公報

しかしながら、上述した特許文献１及び２記載の大型保管庫によれば、スタッカロボット等の保管庫内搬送装置は、制御及び構造が基本的に複雑高度であり、高コストである。しかも、その制御についても、高い処理能力を有する制御装置を用いての、複雑高度且つ高コストの制御が要求される。

このような大型保管庫に対して、本願出願人により、半導体製造に用いられる一般的な保管庫における約１割程の少数の棚部分しか備えていない小型保管庫が提案されている。このような小型保管庫は、棚部分が少ないために比較的安価に提供されるが、この小型保管庫一台の制御について、上述した制御装置を用いるのは、高コストである。そこで、１台の制御装置で複数台のストッカを制御しようとするが、このような制御装置が故障又は異状になると、例えば全てのスタッカロボットによる出入庫動作が不可能となり、搬送システムの少なくとも一部が停止状態になってしまうという技術的問題点がある。

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、比較的簡単な構成を採用しつつ、効率良く荷を出入庫することを可能ならしめると共に、信頼性を上げて、稼働率を高く維持することが可能な保管庫、このような保管庫を複数組み合わせてなる保管庫セット、特にこのような保管庫セットが軌道に沿って敷設される保管庫装置、及びこのような保管庫装置を具備してなる保管庫付き搬送システムを提供することを課題とする。

本発明の保管庫装置は上記課題を解決するために、軌道上で荷を搬送する搬送車との間で前記荷の出入庫が夫々行われる複数の保管庫が組み合わされてなる保管庫セットが前記軌道に沿って敷設される保管庫装置であって前記複数の保管庫は夫々、前記荷を水平一方向に往復移動可能であると共に鉛直方向に往復移動可能な駆動手段と、該駆動手段により移動される荷を収容又は載置可能な棚部分を、前記鉛直方向に複数段に渡って段毎に前記水平一方向に一又は複数有する棚とを備え、当該保管庫装置は、少なくとも前記複数の保管庫のうち一又は複数の保管庫からなるグループ毎に前記出入庫を制御すると共に相互に補完制御可能に夫々構成されている複数のコントローラを備える。

本発明の保管庫装置によれば、入庫時には、荷が、例えば、搬送車から保管庫セットを構成する個々の保管庫の出入庫用のポートへ移載されると、この荷は、例えば鉛直駆動部及び水平駆動部を備える駆動手段によって所望の棚部分へと移動される。即ち、保管庫内搬送される。出庫時には、荷が駆動手段によって、所望の棚部分から保管庫内搬送される。その後、保管庫セットのポートへ荷が移動されると、搬送車への移載が行われる。

本発明では特に、棚は、棚部分を、鉛直方向に複数段に渡って段毎に水平一方向に一又は複数有し、駆動手段は、このような棚に対応して、荷を水平一方向に往復移動可能であると共に鉛直方向に往復移動可能である。従って、鉛直方向及び水平一方向という二軸運動によって、出入庫用のポート（又は他の棚部分）から、複数存在する棚部分のうち所望の棚部分へと、荷を保管庫内搬送可能となる。或いは、鉛直方向及び水平一方向という二軸運動によって、複数存在する棚部分のうち所望の棚部分から出入庫用のポート（又は他の棚部分）へと、荷を保管庫内搬送可能となる。

個々の保管庫について言えば、例えば、棚は、鉛直方向にｍ（但し、ｍは２以上の自然数）段、水平一方向にｎ（但し、ｎは１以上の自然数）列、且つこれに垂直である残る水平一方向（以下単に「厚み方向」と称する）には１列のみといった具合に、薄い平板形状となるように、全体の骨格が構成される。

しかるに本発明によれば、当該保管庫装置には複数のコントローラが備えられており、各コントローラは、一又は複数の保管庫からなるグループ毎に荷の出入庫を制御する。具体的に、各コントローラは、例えば個々の保管庫における駆動手段に内蔵されたシーケンサに対して、所定の搬送車との間で所定の時期に所定の数の荷を出庫又は入庫する旨の指示信号を送信する。この指示信号を受信したシーケンサにより、駆動手段が制御され、所定の搬送車との間で指示信号に基づく出入庫が行われる。このように、各コントローラは、個々の保管庫における搬送車との間での出入庫を、グループ毎に制御することで、例えばグループ毎に荷の在庫状況を管理したり、棚の状態（即ち、荷が載置されているか否か）を管理する。具体的に、例えば統合管理システムは、出庫すべき荷の識別番号、及び荷が載置されている保管庫の出入口を示す指示信号を、該保管庫を備えるコントローラに送信する。この指示信号を受信したコントローラは、駆動手段を制御して、ＩＤを有する荷を、載置されている棚から出入口まで搬送する。

そして特に、各コントローラは、通常時にはこのような分散制御を行いつつ、故障又は異状時に相互に補完制御可能に構成されている。ここに「補完制御」とは、複数のコントローラのうち一のコントローラが動作不能となった場合にも、他のコントローラが、この一のコントローラが制御することが想定されているグループまでをも、制御する意味である。言い換えれば、他のコントローラが一のコントローラを補完して、制御するという意味である。従って、例えば、一のコントローラが、故障や異状等によりダウンした場合、制御ラインを切り替えるなどの比較的簡単な制御切替によって、そのダウンしたコントローラが制御していたグループの制御を、他の正常なコントローラにより行うようにすれば、搬送システムの稼働率の低下は、最小限に或いはそれに近いレベルに抑えられることになる。尚、補完制御は、本来の制御と完全同一な制御や管理であってもよい。或いは、故障したコントローラの修理をするまでの暫定的な制御として、本来の制御と比べて処理時間、制御内容等が多少劣る制御であってもよい。

例えば、複数のコントローラは夫々、予め一対をなしており、一のコントローラの故障或いは異状時等に、この一のコントローラと対をなす他のコントローラが、この一のコントローラに代わって補完制御を行うように構成してもよい。或いは、例えば、複数のコントローラは夫々、予め複数個の郡に分類されており、一のコントローラの故障或いは異状時等に、この一のコントローラと同一郡に分類される一又は複数のコントローラの中の他のコントローラが、この一のコントローラに代わって補完制御を行うように構成してもよい。或いは、一のコントローラの故障或いは異状時等に、残されたコントローラのうちで補完制御に適した状況或いは状態にあるものが選択されて、この選択されたコントローラが、この一のコントローラに代わって補完制御を行うように構成してもよい。

従って、複数のコントローラの個々は、一のコントローラの故障時等に補完制御可能な分だけ処理能力を、予め余分に持っていれば、当該保管庫装置における補完制御を実行可能となる。これは、グループ毎に複数のコントローラを冗長的に設ける場合と比べて、処理能力を効率的に活用する観点からして、或いは経済的な見地からして、格段に有利である。

加えて、本発明によれば、工場内に敷設された軌道に沿った方向における各種装置等間の隙間に合わせた数だけ保管庫を組み合わせることが可能となり、実用上極めて便利である。言い換えれば、軌道に沿って敷設される装置等間の隙間が大きい設計でも、小さい設計でも、本発明の保管庫セットを利用すれば、十二分に許容範囲となり得る。しかも、個々の保管庫内における保管庫内搬送は、上述の如く厚み方向には薄く広がる、即ち複数段に渡って且つ各段に複数ある棚部分を有する棚に対する、二軸方向の運動によって、極めて効率的に行われる。尚、保管庫セットを構成する複数の保管庫について、例えば装置を挟む二つの隙間に、離れて配置された複数の保管庫であってもよい。

以上のように、搬送車の軌道に沿った比較的小さい隙間にも或いは比較的大きな隙間にも、所望数の保管庫を組み合わせた状態にて保管庫セットを配置できる。特に、複数のコントローラを用いて分散制御を行うと共に補完制御可能とすることによって、保管庫セットが含まれる保管庫装置或いは搬送システム全体の稼働率を高く維持しつつ、ハードウエア資源の効率的利用を図ると共に経済性を向上させることも可能となる。

本発明の保管庫装置の一態様では、前記複数のコントローラによる制御経路を補完制御用に切り替える切替手段を更に備える。

この態様によれば、例えば各コントローラとその制御対象となる駆動手段とは、有線若しくは無線である制御ケーブル或いは制御ラインなどの制御経路により結ばれている。故障時等には、ケーブル或いはラインを切り替える切替スイッチなどの切替手段によって、複数のコントローラによる制御経路が補完制御用に切り替えられる。よって、一つのコントローラが動作不能になった場合にも、切替手段によって、極めて迅速にして補完制御を開始できるので、保管庫装置或いは搬送システム全体の稼働率を高める上で非常に有利となる。尚、切替手段は、例えば試行運転時や緊急時等に、システム管理者により手動で切り替えられてもよい。

この態様では、前記複数のコントローラのうち一のコントローラの故障又は異常が検出されると、前記切替手段は、前記複数のコントローラのうち他のコントローラにより前記一のコントローラの補完制御を行うように切り替えられてもよい。

このように構成すれば、例えば、コントローラ相互による故障又は異状のモニタリングや、個々のコントローラの故障等をモニタリングする専用のモニタリング手段によって、複数のコントローラのうち一のコントローラの故障等が検出される。このように故障等が検出されると、切替手段によって、複数のコントローラのうち他のコントローラにより、この故障等に係る一のコントローラの補完制御が行われる。よって、一つのコントローラが動作不能になった場合にも、切替手段による補完制御を、極めて迅速にして開始することも可能となり、保管庫装置或いは搬送システム全体の稼働率を高める上で、より一層有利となる。

尚、故障等を検知したユーザ或いはオペレータによって、手動又は半手動により、補完制御への切替操作が行われるように構成してもよい。

本発明の保管庫装置の他の態様では、前記駆動手段は、前記荷をその底側から支持可能な第１載置面を有する載置部と、前記載置部を水平一方向に往復移動可能な水平駆動部と、前記載置部を鉛直方向に往復移動可能な鉛直駆動部とを備え、前記棚は、前記棚部分として、前記段毎に、前記水平駆動部により到達可能な水平位置に一又は複数設けられると共に、前記第１載置面との間で前記荷を相互に移載可能に夫々構成されている第２載置面を有する。

この態様によれば、駆動手段の動作は、薄型の保管庫内において水平一方向及び鉛直方向に往復移動する二軸運動であるので、その制御はスタッカロボット等を制御する場合と比較して遥かに簡単である。このような駆動手段により、入庫時には、例えば、搬送車から出入庫用のポートとして機能する第２載置面上に荷が移載される。続いて、ポートとして機能する第２載置面上に移載された荷は、２軸方向に移動可能な載置部の第１載置面に載置される。例えば、第１及び第２載置面は、荷の底面における相異なる部分（典型的には、中央寄り部分と周辺寄り部分）を支持するように構成されており、どちらか一方で荷を支持することが可能である。載置部が、ポートとして機能する第２載置面が存在する鉛直位置且つ水平位置に移動された際に、ポートとして機能する第２載置面に代わって、第１載置面で支持することで、第２載置面から第１載置面への移載が行われる。典型的には、鉛直駆動部により第１載置面が第２載置面より高くなるまで移動されることで、荷は、第１載置面によって支持されることとなる。これにより、入庫時における保管庫内搬送が開始される。ここでは、鉛直駆動部及び水平駆動部による簡単な２軸動作によって、棚におけるいずれの第２載置面にも迅速に保管庫内搬送が可能である。

続いて、載置部が、保管に使用しようとする第２載置面が存在する鉛直位置且つ水平位置に移動された際には、第１載置面に代わって、第２載置面で支持することで、第１載置面から第２載置面への移載が行われる。典型的には、鉛直駆動部により第１載置面が第２載置面より低くなるまで移動されることで、荷は、第２載置面によって支持されることとなる。これにより、入庫時における保管庫内搬送が終了され、棚での保管が開始される。

他方、出庫時には、載置部が、出庫しようとする荷が載置されている第２載置面が存在する鉛直位置且つ水平位置に移動される。続いて、第２載置面に代わって、第１載置面で支持することで、第２載置面から第１載置面への移載が行われる。典型的には、鉛直駆動部により第１載置面が第２載置面より高くなるまで移動されることで、荷は、第１載置面によって支持されることとなる。これにより、出庫時における保管庫内搬送が開始される。続いて、載置部が、ポートとして機能する第２載置面が存在する鉛直位置且つ水平位置に移動される。ここでは、鉛直駆動部及び水平駆動部による簡単な２軸動作によって、いずれの第２載置面からでも迅速に保管庫内搬送が可能である。

続いて、第１載置面に代わってポートとして機能する第２載置面で支持することで、第１載置面からポートとして機能する第２載置面への移載が行われる。典型的には、鉛直駆動部により第１載置面が第２載置面より低くなるまで移動されることで、荷は、第２載置面によって支持されることとなる。これにより出庫時における保管庫内搬送が終了され、ポートから搬送車への移載が可能な状態となる。

その後、既に出入庫用のポートに対面する軌道上位置にて待機していた又は次にこの位置に到着する搬送車によって、このポートから搬送車への移載が行われる。

以上の結果、駆動手段により２軸方向に動く載置部という比較的簡単な構成及び簡単な制御によって、保管庫内搬送を実行できる。しかも、搬送車及びポート間で移載を行っている最中に、駆動手段による保管庫内搬送も可能となるので、保管庫内における搬送効率についても飛躍的に向上される。

本発明の保管庫付き搬送システムは上記課題を解決するために、上述した本発明に係る保管庫装置（但し、その各種態様を含む）と、前記軌道と、前記搬送車とを備える。

本発明の保管庫付き搬送システムによれば、上述した本発明に係る保管庫装置を有するので、複数のコントローラを用いて分散制御を行うと共に補完制御可能とすることによって、保管庫装置或いは搬送システム全体の稼働率を高く維持しつつ、ハードウエア資源の効率的利用を図ると共に経済性を向上させることも可能となる。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。

以下、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞

先ず、第１実施形態に係る保管庫の構成について図１から図３を参照して説明する。ここに図１は、第１実施形態に係る保管庫を備える搬送システムの外観を示す斜視図であり、図２は、図１の保管庫の内部構造を模式的に示す断面図であり、図３は、第１実施形態に係る第１及び第２載置面の、荷に対する係合状態を示す断面図である。

図１において、搬送システム１００は、レール１、搬送車２、ストッカ１０、及びコントローラ２０を備える。搬送システム１００は、搬送車２を駆動して、レール１上でＦＯＵＰ３の搬送を行う。レール１は、本発明に係る「軌道」の一例として、搬送車２が走行するための軌道の役割を果たす。

搬送車２は、例えばリニアモータにより駆動されるＯＨＴ（Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｈｏｉｓｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）（天井走行車）であり、ストッカ１０や図示しない製造装置、ＯＨＴバッファ、大型ストッカ等に、ＦＯＵＰ３を搬送する。搬送車２は、内部に、鉛直方向に移動するホイスト２ａを有している。

ホイスト２ａは、搬送時に、搬送されるＦＯＵＰ３のフランジ４を、例えば挟持機構により保持する。ホイスト２ａは、搬送車２の本体に備えられた、例えば巻き取りベルト及び巻き出しベルト等の昇降機構により、レール１の下方にて鉛直方向に昇降可能に構成されている。ホイスト２ａは、ストッカ１０との間でＦＯＵＰ３の出庫又は入庫を行う際に、ストッカ１０の出入庫用のポートの上方位置まで移動し、更にポートまで下降した位置にて、フランジ４を保持又は解放する。この下降した位置では、ＦＯＵＰ３の底面が後述の第２載置面（即ちポートの床面）に接触する。

図１及び図２に示すように、ＦＯＵＰ３は、本発明に係る「荷」の一例として、ストッカ１０内で、搬送車２に対する出入庫、及び保管位置の調整等のために搬送（即ち保管内搬送）される。

図３に示すように、ＦＯＵＰ３は、底面に、凹部５及び凹部６を有している。凹部５は、後述の棚１５に設けられた凸部１６に対応するサイズに形成されている。一方、凹部６は、後述の載置部１１に設けられた凸部１２に対応するサイズに形成されている。

再び図１において、コントローラ２０は、例えば半導体素子製造の工程スケジュールに基づいて、搬送車２及びストッカ１０に対して、ＦＯＵＰ３の搬送及び出入庫（保管庫内搬送を含む）を指示する。この指示に応答して、搬送車２及びストッカ１０が駆動され、搬送車２に搬送されるＦＯＵＰ３に各種処理が施されることで、半導体素子が製造される。
（保管庫単体）

ストッカ１０は、本発明に係る「保管庫」の一例として、レール１に隣接して敷設され、ＦＯＵＰ３を複数保管する。

図２において、ストッカ１０は、載置部１１、水平駆動部１３、及び鉛直駆動部１４から構成される保管庫内搬送装置１９、並びに複数の棚１５を備える。保管庫内搬送装置１９は、本発明に係る「駆動手段」の一例として、不図示のロボットコントローラを備える。ロボットコントローラは、コントローラ２０からの指示に応答して、保管庫内搬送装置１９の各部を駆動することで、複数の棚１５の間でＦＯＵＰ３を移載する。この移載により、ＦＯＵＰ３が複数の棚１５のうち特定の棚（即ち、保管用棚）に載置されることで、ＦＯＵＰ３がストッカ１０内に保管される。或いは、後に詳述するように、出入庫用のポートとして機能する棚１５まで移載される。

載置部１１は、複数の棚１５の間でＦＯＵＰ３を移載するために、水平駆動部１３により水平一方向に、且つ鉛直駆動部１４により鉛直方向に移動される。載置部１１は、上面に第１載置面１１ａを有している。第１載置面１１ａは、移載時に、ＦＯＵＰ３の底面に接触し、ＦＯＵＰ３をその底側から支持する。第１載置面１１ａには、支持部材として、凸部１２が形成されている。図３（ｂ）に示すように、凸部１２は、ＦＯＵＰ３の凹部６に対応するサイズに形成されており、移載時に、この凹部６に係合される。

再び図２において、水平駆動部１３は、例えば図示しないモータにより、水平一方向に延びる水平ガイド１７上で、駆動される。水平駆動部１３は、載置部１１と連結されており、載置部１１を水平ガイド１７に沿って、水平一方向Ｄ１に往復移動させる。

鉛直駆動部１４は、例えば図示しないモータにより、鉛直方向に延びる鉛直ガイド１８上で、駆動される。鉛直駆動部１４には、水平ガイド１７の中央部が固定されている。鉛直駆動部１４は、この水平ガイド１７を鉛直ガイド１８に沿って、鉛直方向Ｄ２に往復移動させる。この往復移動時に、載置部１１は、水平ガイド１７の中央部に位置する。このように、載置部１１は、水平駆動部１３及び鉛直駆動部１４により、鉛直方向及び水平一方向の２軸方向に移動される。

複数の棚１５は、鉛直方向に７段、水平一方向に２列、且つ厚み方向に１列として、合計１４個の棚から構成されており、これら１４個の棚１５の間を載置部１１が移動することで、ＦＯＵＰ３の移載が行われる。各棚１５は、上面に第２載置面１５ａを有しており、この第２載置面１５ａに、ＦＯＵＰ３が載置される。第２載置面１５ａには、支持部材として、凸部１６が形成されている。図３（ａ）に示すように、凸部１６は、ＦＯＵＰ３の凹部５に対応するサイズに形成されており、載置（保管）時に、この凹部５に係合される。

再び図２において、１４個の棚１５のうち１つの棚（言い換えれば、これが有する第２載置面１５ａ）は、搬送車２との間でＦＯＵＰ３を受け渡しするための、出入庫用のポートとして機能する。ポートに設定される棚１５は、最上段に存在する２つの棚のうち一方の棚（図２では、二点鎖線で示されるエリアＰ１に位置する棚）であり、この上方及び側方に位置するストッカ本体１０ａは、ＦＯＵＰ３が出入庫可能に開放されている。

尚、ポートに設定される棚１５だけでなく、この棚１５に加えて、エリアＰ１に移動される載置部１１を、ポートとして機能させてもよいし、この載置部１１のみを、ポートとして機能させてもよい。この場合、エリアＰ１に棚１５を設置せずに、ＦＯＵＰ３を載置していない載置部１１がエリアＰ１に配置されると、ＦＯＵＰ３が搬送車２から直接入庫される。又は、ＦＯＵＰ３を載置している載置部１１がエリアＰ１に配置されると、ＦＯＵＰ３が搬送車２に直接出庫される。

ストッカ１０の配置について、ポートに設定される棚１５が、レール１の下方に配置される。具体的に、載置部１１が移動される水平一方向の方位が、レール１の方位に対して直角に交わる。

次に、本実施形態に係る第１及び第２載置面の形体について図４（ａ）を参照して説明する。ここに図４（ａ）は、本実施形態に係る載置部の水平一方向への動作状態を示す、平面図である。図４（ａ）は、具体的には、図２におけるＡ１−Ａ１断面に相当しており、ストッカ１０の最上段に設置される、２列の棚１５（第２載置面１５ａ）を示している。

図４（ａ）に示すように、ストッカ１０の上面側から視て、第２載置面１５ａは、馬蹄のようにＵ字形に形成され、第１載置面１１ａは、そのＵ字形の中央を埋める島のように四角形に形成されている。従って、第１及び第２載置面１１ａ，１５ａは、相互に相補の平面形状を有している。このような第１及び第２載置面１１ａ，１５ａの間で、ＦＯＵＰ３の移載が行われる。

尚、図３及び図４（ａ）に示した例では、平面的に見て、第１載置面１１ａの方が、第２載置面１５ａの内側に位置しており、外径が小さい。しかしながら、逆に、第１載置面１１ａの方が、第２載置面１５ａの外側に位置しており、外径が大きくなるように両者は、構成されてもよい。この場合、図４（ａ）に示される第１及び第２載置面の形体の変形例として、図４（ｂ）に示すように、例えばストッカ３０の上面側から視て、第１載置面３１ａが馬蹄のようにＵ字形に形成され、第２載置面３５ａが、そのＵ字形の中央を埋める島のように四角形に形成されている。このように、上下左右に移動される第１載置面３１ａを大きくした方が、ＦＯＵＰ３を載置部３１に載せての保管庫内搬送の際における安定性が増し、ＦＯＵＰ３の落下防止やガタツキ防止に役立つ。
（保管庫内搬送動作）

次に、本実施形態に係る保管庫内の荷の移載、即ち保管庫内搬送の動作について、引き続き図２から図４を参照して説明する。

図２及び図４において、搬送車２により入庫され、エリアＰ１の第２載置面１５ａに載置されているＦＯＵＰ３を、同段のもう１つの第２載置面１５ａ（図２及び図４では、エリアＰ２で示される）に移載する。この場合に、先ず、エリアＰ３の第２載置面１５ａへのＦＯＵＰ３の移載を終えた載置部１１（図２では、破線で示される）が、エリアＰ１の第２載置面１５ａの直下に移動される。この際、載置部１１が、水平駆動部１３により水平ガイド１７の略中央に移動された後、鉛直駆動部１４により鉛直ガイド１８に沿って所定の鉛直位置に移動される。この所定の鉛直位置は、エリアＰ１の第２載置面１５ａよりも下方である。この後、所定の鉛直位置にある載置部１１が、水平駆動部１３により水平ガイド１７に沿って所定の水平位置（図２では、実線で示される）に移動される。図３（ａ）に示すように、この所定の水平位置は、ＦＯＵＰ３の凹部６の鉛直下方向に、載置部１１の凸部１２が存在する位置である。

所定の鉛直位置且つ水平位置に移動された載置部１１は、鉛直駆動部１４により上昇される。この上昇により、第１載置面１１ａが第２載置部１５ａの中央を通過して、図３（ｂ）に示すように、第２載置面１５ａよりも高くなる。この時、エリアＰ１における凹部５及び凸部１６の係合が外れ、第２載置面１５ａに代わって、第１載置面１１ａでＦＯＵＰ３が支持されると共に、載置部１１の凸部１２及びＦＯＵＰ３の凹部６が相互に係合されることで、ＦＯＵＰ３が第２載置面１５ａから第１載置面１１ａへ移載される。

ＦＯＵＰ３が移載された載置部１１は、エリアＰ２の第２載置面１５ａの直上に移動される。この際、載置部１１が、水平駆動部１３により水平一方向の所定の水平位置に移動される。この所定の水平位置は、エリアＰ２の第２載置面１５ａの凸部１６の鉛直上方向に、ＦＯＵＰ３の凹部５が存在する位置である。所定の水平位置に移動された載置部１１は、鉛直駆動部１４により下降される。この下降により、第１載置面１１ａがエリアＰ２の第２載置部１５ａの中央を通過して、図３（ａ）に示すように、第２載置面１５ａよりも低くなる。この時、エリアＰ２における凸部１２及び凹部６の係合が外れ、第１載置面１１ａに代わって、第２載置面１５ａでＦＯＵＰ３が支持されると共に、ＦＯＵＰ３の凹部５及び第２載置面１５ａの凸部１６が相互に係合されることで、ＦＯＵＰ３が第１載置面１１ａから、エリアＰ２の第２載置面１５ａへ移載される。これにより、ポートに設定されるエリアＰ１から、エリアＰ２へのＦＯＵＰ３の移載動作が完了される。尚、この移載工程を逆の順序で行えば、エリアＰ２からエリアＰ１への移載動作となる。従って、上述のポートを介する移載動作は、搬送車２及びストッカ１０の間でのＦＯＵＰ３の出入庫動作でもある。

このように、本実施形態のストッカ１０によれば、鉛直方向及び水平一方向に広がりを持ち、厚み方向については、ＦＯＵＰ３の一個分の厚みに水平駆動部１３及び鉛直駆動部１４に必要なスペースを含めて、極めて薄く構成される。このため、レール１に沿った比較的小さい隙間にも、配置可能である。また、２軸方向に移動する載置部１１が、ポート及び搬送車２の間の出入庫時に不要であり、その出入庫作業の妨げとならないので、簡単な構成により効率良くＦＯＵＰ３を出入庫すること或いは効率良く保管庫内搬送することが可能である。

次に、保管庫の配置について図５を参照して説明する。ここに図５は、第１実施形態に係る保管庫の実用上の配置状態を示す平面図である。

図５に示すように、保管庫は、例えば半導体製造工場等の工場内で、軌道に沿って設置された製造装置等の装置間の隙間に、配置される。ストッカ１０の厚み方向の寸法は、製造装置９間の隙間に対応するように、設計されている。製造装置９間には、メンテナンス用のスペースＳ１が設けられている。このスペースＳ１に、ストッカ１０を挿入することで、メンテナンス時を除いて無駄なスペースとも呼べるスペースＳ１を有効活用する。複数の製造装置９、及びこれら製造装置９間に配置されるストッカ１０は、レール１に対して、載置部が移動される水平一方向が直角に交わるように、配置される。

尚、図５に示されるストッカ１０は、単体で配置されるが、製造装置間の隙間に合せて、複数のストッカを組み合わせてなるストッカセットで配置されてもよい。
＜第２実施形態＞

次に、本発明の第２実施形態として、第１実施形態に係る保管庫を複数組み合わせてなる保管庫セットについて図６を参照して説明する。ここに図６は、本実施形態に係る保管庫セットを備える搬送システムの外観を示す、図１と同趣旨の斜視図である。尚、図６に示される搬送システムにおいて、図１に示される搬送システム１００と同等に構成される要素について、同一の番号を付し、その説明を省略する。

図６において、搬送システム５００は、レール１、搬送車２、及び複数のストッカセット１０ｘを備える。搬送システム５００は、図１に示される搬送システム１００と同様に、図示しないコントローラにより、搬送車２を駆動して、レール１上でＦＯＵＰ３の搬送を行う。

ストッカセット１０ｘは、６つのストッカ１０からなる。各ストッカ１０は、図１に示されるストッカ１０と同様にして、図示しない載置部を含む保管庫内搬送装置１９、及び複数の棚１５を備える。保管庫内搬送装置１９は、載置部を水平一方向且つ鉛直方向の２軸方向に移動することで、複数の棚１５の間でＦＯＵＰ３を移載する。複数の棚１５のうち最上段に位置する一方の棚１５（図１０では、ＦＯＵＰ３が載置されている棚）は、出入庫用のポートとして機能する。

ストッカセット１０ｘを構成する６つのストッカ１０は、出入庫用ポートの棚１５が、レール１の下方に、且つレール１に沿って一列に並ぶように、配列される。また、各ストッカ１０は、載置部が移動される水平一方向の方位が、レール１の方位に対して直角に交わるように、配列される。
（保管庫セットの出入庫動作）

第２実施形態に係るストッカセット１０ｘ及び搬送車２の間の出入庫の動作について簡単に説明する。

図６において、ストッカセット１０ｘの６つのストッカ１０が夫々、相異なるＦＯＵＰ３を保管する場合に、ストッカセット１０ｘに対応するレール１の狭いエリアと、各ＦＯＵＰ３の搬送先とを、搬送車２が往復することで、相異なる６種類のＦＯＵＰ３の出入庫が可能である。また、この場合に、レール１の上流側に配置される第１ストッカ１０に入庫を終えたばかりの搬送車２により、第１ストッカ１０より下流側に配置される第２ストッカ１０のＦＯＵＰ３が出庫できる。更に、このストッカセット１０ｘに対して、複数の搬送車２が走行される場合に、６つのストッカ１０で同時に、６種類のＦＯＵＰ２の出入庫作業が可能である。

このように、第２実施形態によれば、レール１に沿った比較的小さい隙間にも或いは比較的大きな隙間にも、ストッカ１０の数を調整したストッカセット１０ｘが適宜配置されると共に、ポートがレール１に沿って一列に並ぶように、ストッカセット１０ｘを構成する複数のストッカ１０が配列される。このため、レール１上を走行する搬送車２により、いずれのポートに対しても、出入庫作業が可能となり、移載効率が顕著に向上する。
＜第３実施形態＞

次に、本発明の第３実施形態として、第１実施形態に係る保管庫、及び第２実施形態に係る保管庫セットを含んでなる保管庫装置を備える搬送システムについて図７を参照して説明する。ここに図７は、第３実施形態に係る搬送システムの構成を示す機能ブロック図である。

図７において、搬送システム６００は、複数のコントローラ２０、ＭＣＳ（Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）２１、ＯＨＶＣ２２、及びグループ情報データベース（ＤＢ）２３を備えており、これらの各部が、有線或いは無線の制御ラインにより、相互に接続されている。搬送システム６００では、レール１に沿って敷設される複数のストッカ１０等が、制御単位として、複数のグループＧ１，Ｇ２，…に分割されている。図７に示すように、グループＧ１は、５つのストッカ１０が組み合わされてなるストッカセット１０ｘからなる。グループＧ２は、３つの製造装置９の間に配置される２つのストッカ１０からなる。これらストッカ１０は夫々、駆動手段を備えている。これらのグループＧ１，Ｇ２‥は夫々、複数のコントローラ２０の制御対象であり、少なくとも１つのコントローラ２０に割り当てられている。

複数のコントローラ２０は夫々、割り当てられたグループに対して出入庫の制御、在庫管理、及び棚状態の管理等を行う。典型的に、各コントローラ２０は、割り当てられたグループ内のストッカ１０と、有線或いは無線の制御ラインで接続されている。具体的に、グループＧ１が割り当てられた第１コントローラ２０ａは、５つのストッカ１０の各保管庫内搬送装置１９と接続されている。グループＧ２が割り当てられた第２コントローラ２０ｂは、２つのストッカ１０の各保管庫内搬送装置１９と接続されている。

特に本実施形態では、複数のコントローラ２０は、いずれかのコントローラに故障又は異常が発生した場合に、故障又は異常が発生したコントローラに代わって、補完制御を行う。補完制御を行うコントローラの組み合わせについて、グループＧ１を制御する第１コントローラ２０ａ、及びグループＧ２を制御する第２コントロール２０ｂが、一対をなしている。この場合に、第１コントローラ２０ａの故障或いは異常時に、第１コントローラ２０ａが停止状態にされ、第１コントローラ２０ａの代わりに、第２コントローラ２０ｂがグループＧ２と併せてグループＧ１を制御する。

ＭＣＳ２１は、異常検出部２１ａ、及び制御経路切替部２１ｂを備え、搬送システム６００の各部を統括的に制御する。異常検出部２１ａは、各グループに１つのモニタリング部２４を備える。モニタリング部２４は、レール１に沿って設置されており、半導体素子製造の工程スケジュールに基づいて搬送されるＦＯＵＰ３を、モニタリングする。このモニタリングの結果に基づいて、異常検出部２１ａは、コントローラ２０の故障又は異常を検出する。

制御経路切替部２１ｂは、本発明に係る「切替手段」の一例として、異常検出部２１ａの検出結果に基づいて、複数の切り替えスイッチ２５を制御することで、制御ラインを補完制御用に切り替える。複数の切り替えスイッチ２５は、１つのコントローラ２０とこの１つのコントローラ２０に制御されるグループとを接続する制御ライン上に設置されるスイッチ（例えば、切り替えスイッチ２５ａ，２５ｂ）、及び補完制御時に組み合わせられる複数のコントローラ２０に制御されるグループ間を接続する制御ライン上に設置されるスイッチ（例えば、切り替えスイッチ２５ａｂ）からなる。

具体的に、異常検出部２１ａにより、第１コントローラ２０ａの故障又は異常が検出された場合に、制御経路切替部２１ｂは、第１コントローラ２０ａとグループＧ１との間に設置される切り替えスイッチ２５ａをオフにすると共に、第１及び第２コントローラ２０ａ，２０ｂに制御される２つのグループＧ１，Ｇ２の間の切り替えスイッチ２５ａｂをオンにする。これら切り替えスイッチ２５ａ，２５ａｂの制御により、制御経路切替部２１ｂは、第１コントローラ２０ａからグループＧ１への接続を断ち、第２コントローラ２０をグループＧ１に接続する。この接続により、初期設定される制御ラインを、補完制御用の制御ラインに切り替え、第１コントローラ２０ａの対になる第２コントローラ２０ｂにより、第１コントローラ２０ａの補完制御が行われる。

ＯＨＶＣ２２は、搬送車２を制御して、ストッカ１０又は製造装置９との間でＦＯＵＰ３の出入庫を行う。

グループ情報ＤＢ２３は、各グループを構成するストッカ１０、及び各グループを制御するコントローラ２０の情報、並びに補完制御で組み合わせられるコントローラ２０の情報等を格納している。これらの情報に基づいて、制御経路切替部２１ｂにより、切り替えスイッチ２５の制御が行われる。
（補完制御処理）

次に、第３実施形態に係る搬送システムの補完制御の処理について図８を参照して説明する。ここで図８は、第３実施形態に係る搬送システムの補完制御の処理を示すフローチャートである。

図８において、先ず、ＭＣＳ２１により、初期設定として、レール１に沿って敷設される複数のストッカ１０及び製造装置９が、グループＧ１，Ｇ２，‥に分割されると共に、分割されたグループＧ１，Ｇ２，‥が、制御単位として複数のコントローラ２０ａ，２０ｂ，‥に割り当てられる。また、複数のコントローラ２０の間で、補完制御の組み合わせが設定される（ステップＳ１０１）。この設定は、補完制御処理の前提として或いは搬送システムに対して固定的に設定されていてもよいし、本実施形態のように、処理の機会毎の初期設定として適宜に或いは可変に設定されてもよい。これらの情報は、全てグループ情報ＤＢ２３に格納される。この初期設定の後、実際の搬送システム６００の動作としてＦＯＵＰ３の搬送が開始されると、異常検出部２１ａにより、モニタリングが開始される（ステップＳ１０２）。

モニタリングが開始されると、このモニタリングの結果に基づいて、いずれかのコントローラ２０の故障又は異常が検出されたか否かが判定される（ステップＳ１０３）。この判定の結果、どのコントローラ２０についても故障又は異常が検出されない場合に（ステップＳ１０３：ＮＯ）、全ての搬送が終了したか否かが判定される（ステップＳ１０６）。

一方、第１コントローラ２０ａの異常が検出された場合に（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＭＣＳ２１により、グループ情報ＤＢ２３から、第１コントローラ２０ａに割り当てられたグループ（即ち、グループＧ１）の情報、及び補完制御で組み合わせられる対のコントローラ（即ち、第２コントローラ２０ｂ）の情報が取得される（ステップＳ１０４）。すると、これらの情報に基づいて、制御経路切替部２１ｂにより、制御ラインが切り替えられることで、初期設定では第１コントローラ２０ａに接続されるグループＧ１が、第２コントローラ２０ｂに接続される（ステップＳ１０５）。この接続により、第１コントローラ２０ａの補完制御が行われる。

この後、搬送が全て終了したか否かが確認され（ステップＳ１０６）、未だ終了しない場合に（ステップＳ１０６：ＮＯ）、再びコントローラ２０の故障又は異常が判定される（ステップＳ１０３）。一方、全ての搬送が終了した場合に、モニタリングが終了され（ステップＳ１０７）、一連の補完制御処理が終了される。

このように、複数のコントローラ２０を用いて、グループ単位で分散制御を行うと共に、補完制御を可能とするので、ストッカセット１０ｘ或いは搬送システム６００全体の稼働率を高く維持しつつ、ハードウエア資源の効率的利用を図ると共に経済性を向上させることができる。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う保管庫、このような保管庫を複数組み合わせてなる保管庫セット、特にこのような保管庫セットが軌道に沿って敷設される保管庫装置、及びこのような保管庫装置を具備してなる保管庫付き搬送システムもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。例えば上述した実施形態において、移載時に、ＦＯＵＰを底側から支持するような構成を例にとって説明したが、当該保管庫に対して、ＦＯＵＰの頂部に設けられたフランジを支持又は保持するような構成を採用してもよい。

第１実施形態に係る保管庫を備える搬送システムの外観を示す斜視図である。 第１実施形態に係る保管庫の内部構造を示す断面図である。 第１実施形態に係る第１及び第２載置面の係合状態を示す断面図である。 実施形態に係る載置部の水平一方向への動作状態を示す平面図である。 第１実施形態に係る保管庫の実用上の配置状態を示す平面図である。 第２実施形態に係る保管庫セットを備える搬送システムの外観を示す斜視図である。 第３実施形態に係る搬送システムの構成を示す機能ブロック図である。 第３実施形態に係る搬送システムの補完制御の処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１…レール、２…搬送車（天井走行車）、３…ＦＯＵＰ（荷）、１０…ストッカ（保管庫）、１０ｘ…ストッカセット、１１…載置部（支持部）、１３…水平駆動部、１４…鉛直駆動部、１５…棚、２０…コントローラ、２１ａ…異常検出部、２１ｂ…制御経路切替部

Claims (4)

1. 軌道上で荷を搬送する搬送車との間で前記荷の出入庫が夫々行われる複数の保管庫が組み合わされてなる保管庫セットが前記軌道に沿って敷設される保管庫装置であって、
   前記複数の保管庫は夫々、
   前記荷を水平一方向に往復移動可能であると共に鉛直方向に往復移動可能な駆動手段と、
   該駆動手段により移動される荷を収容又は載置可能な棚部分を、前記鉛直方向に複数段に渡って段毎に前記水平一方向に一又は複数有する棚と
   を備え、
   当該保管庫装置は、
   少なくとも前記複数の保管庫のうち一又は複数の保管庫からなるグループ毎に前記出入庫を制御すると共に相互に補完制御可能に夫々構成されている複数のコントローラと、
   前記搬送車により搬送される前記荷をモニタリングするモニタリング手段を前記軌道に沿って前記グループ毎に設けており、前記モニタリング手段によりモニタリングされた結果に基づいて前記複数のコントローラに係る故障又は異常を検出可能な異常検出手段と、
   （ｉ）前記複数のコントローラの各々と、前記複数のコントローラの各々に制御対象として割り当てられる前記グループとの間の制御経路を切り替え可能である第１切替スイッチ、及び（ｉｉ）補完制御を行う際に組み合わせられる前記複数のコントローラに制御される複数の前記グループ間の前記制御経路を切り替え可能である第２切替スイッチからなる複数の切替スイッチと、
   前記異常検出手段により前記故障又は異常が検出された場合、初期設定される前記制御経路が前記補完制御用の前記制御経路に切り替わるように前記複数の切替スイッチを制御する制御経路切替手段と
   を備える
   ことを特徴とする保管庫装置。
2. 前記複数のコントローラのうち一のコントローラ及び他のコントローラは、前記補完制御を行う際に組み合わせられており、
   前記制御経路切替手段は、前記異常検出手段により前記一のコントローラによる前記故障又は異常が検出された場合、前記一のコントローラと、前記一のコントローラに割り当てられる前記グループとの間の前記制御経路の接続がオフされるように前記第１切替スイッチを制御すると共に、前記一のコントローラ及び前記他のコントローラに割り当てられる前記複数のグループ間の前記制御経路の接続がオンされるように前記第２切替スイッチを制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の保管庫装置。
3. 前記駆動手段は、
   前記荷をその底側から支持可能な第１載置面を有する載置部と、
   前記載置部を水平一方向に往復移動可能な水平駆動部と、
   前記載置部を鉛直方向に往復移動可能な鉛直駆動部と
   を備え、
   前記棚は、前記棚部分として、前記段毎に、前記水平駆動部により到達可能な水平位置に一又は複数設けられると共に、前記第１載置面との間で前記荷を相互に移載可能に夫々構成されている第２載置面を有する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の保管庫装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の保管庫装置と、
   前記軌道と、
   前記搬送車と
   を備えることを特徴とする保管庫付き搬送システム。

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