JP2010099764A - 搬送システム及び自動化製造システム - Google Patents

Abstract

【課題】
従来の自動化製造システムでは、ガントリ形の水平・垂直移動装置と多関節形ロボットを同時に動かしている。ガントリ形の水平・垂直移動装置の移動速度は多関節形ロボットの移動速度よりも非常に遅く，これら２つを組み合わせて同時に動かすと，遅い方のガントリ形の水平・垂直移動装置の移動速度により全体の搬送速度が決まってしまうという問題がある。
【解決手段】
搬送システム５０は被搬送物であるHDD１００を搬送するために、垂直移動と水平移動ができるガントリ５２と、ガントリ５２に設置されたロボットハンドラ６２が手先についた多関節形ロボット６０を有する。多関節形ロボット６０の現在位置における作業範囲内で、取り出し、搬送、設置の一連の搬送作業が行えるHDD１００を優先して選択し、前記作業範囲内での搬送作業においては、ガントリ５２を動かさず、多関節形ロボット６０で搬送する。
【選択図】図１

Description

本発明は，半導体素子，HDD，液晶ディスプレイ，プラズマディスプレイ，プリント基板など，複数の工程が連続して自動処理される製品の搬送システムに関する。また、この搬送システムを適用した自動化製造システムに関する。

半導体素子，ハードディスクドライブ（HDD），液晶ディスプレイ，プラズマディスプレイ，プリント基板などの先端デバイス製品の製造過程は，化学反応を伴う処理や微小加工，微小組立など，作業者が直接操作できずロボットや工作機械など自動化製造システムで製造を行うことがある。更にその製造システムは数十から数百の工程が連なる場合があり，その途中で半製品（ワーク）の試験を行う場合がある。

例えば，HDDの製造では，複数の磁気ヘッドや磁気円板を，スピンドルモータやフレームなど他の部品とともに組み付けて，その磁気特性や記憶容量を複数の連続した自動化工程で試験した後，製品を完成させる。

また，プリント基板では，半導体チップやコンデンサなどの微小電子部品をプリント基板上に自動機で配置させ，はんだのリフロー炉で自動的に接着させ，電気試験を自動機で行って製品を完成させる。

このような製品の製造過程において，自動化製造システムの生産性を上げることは，投資回収の観点から重要な課題である。この生産性向上を単位時間当たりの生産高と定義したとき，生産性向上のためには，正味作業時間の短縮と付帯作業時間の短縮を行わなければならない。特に自動化製造システムにおいては，システムの故障頻度を下げることの他，段取り作業の時間短縮や，工程がワークを搬入できるような状態までワークを停滞させる待ち時間の短縮など，付帯作業時間の短縮が重要な課題となる。

例えば，HDD製造では，複数の連続した自動化工程で，HDD全数に対して制御信号を磁気円板に書き込むサーボトラックライト工程や，HDD全数に対して機能試験や耐久試験を行う試験工程がある。これらの工程では，従来，数十から数百台のHDDをひとまとめ（バッチ）にして装置に入れて処理し，また次の工程の装置にバッチにして入れて処理するバッチオペレーション方式があった。このとき，（１）同容量のHDDでも読み書きの個体性能差によって処理時間が異なるHDD特性問題，（２）HDD全数に対して規定量以上のHDDが処理終了しないと装置から取り出せないオペレーション問題があり，付帯作業時間が伸長する問題があった。すなわち，上記（１）（２）の問題により，バッチオペレーションでは，処理完了したHDDは他のHDDの処理が終了するまで装置の中で待機する必要があり，これが付帯作業時間を伸長させ，自動化製造システムの生産性向上の阻害要因となっていた。

この問題を解決するために，HDDを１台ずつ装置に入れて処理し，また次の工程の試験装置に1台ずつ入れて処理する個別オペレーション方式がある。そしてこの方式を使って，数十〜数千ある装置の集まりを内包し，ロボットハンドによりHDDを１台ずつ装置に搬送して試験を行う自動化製造システムがある。このシステムにおいて，ロボットハンドの搬送待ちとなっている複数のHDDを順序良く搬送しないと，(a)ある工程が完了しても次の工程の装置が別のHDDで塞がって搬送できない課題，(b)装置が空いていても前の工程の装置がまだ試験中で搬送できない課題により，付帯作業時間を伸長させ，自動化製造システムの生産性向上の阻害要因となっていた。

個別オペレーション方式による自動化製造システムの生産性向上に対して，従来事例を挙げる。特許文献１では，水平移動するガントリに複数の多関節形ロボットを設置し，複数の工程の作業内容および負荷によってロボットの作業分担を決め，ロボットとロボットの間にワーク仕掛りを設けて全体の生産バランスを整える案である。特許文献２では，マトリクス状の棚にHDDや光ディスクなどのワークを搬送するシステムに関して，扇風機のような回転軸に二つのロボットハンドラがついており，それを水平移動および垂直移動ができるようにガントリ形の移動機構が組み込まれているシステムである。特許文献３では，マトリクス状の棚にHDDや光ディスクなどのワークを搬送するシステムに関して，水平方向の並びにガイドレールを渡し，そのガイドレール上を移動するロボットハンドラがワークを搬送し，かつ，このロボットハンドラは別途設けてあるエレベータにより複数階のガイドレールを移動するシステムである。特許文献４では，マトリクス状の棚にHDDや光ディスクなどのワークを搬送するシステムに関して，１つのロボットハンドラを垂直移動および水平移動ができるようにガントリ形の移動機構が組み込まれているシステムである。特許文献５では，HDD，光ディスク，磁気テープカセットなどのストレージメディアのワークを円筒状に多層階に並ばせ，その中心に円筒座標系のロボットを設置して搬送するシステムである。特許文献６では，半導体製造用のウエハ搬送システムに関して，複数の多関節形ロボットを水平移動機構の上に載せ，ロボットの作業エリアが重複していてもロボットが衝突しないようにロボットの動作制御を行う案である。

米国特許第4870592号明細書 米国特許第5471561号明細書 米国特許第6639879号明細書 米国特許出願公開第2005/0083795号明細書 米国特許第5336030号明細書 米国特許出願公開第2006/0241813号明細書

上述した従来のシステム制御方法では、ガントリ形の水平・垂直移動装置と多関節形ロボットを同時に動かしている。一般に，ガントリ形の水平・垂直移動装置の移動速度は多関節形ロボットの移動速度よりも非常に遅く，これら２つを組み合わせて同時に動かすと，遅い方のガントリ形の水平・垂直移動装置の移動速度により全体の搬送速度が決まってしまうという問題がある。

本発明の目的は，ロボットとガントリを用いた被搬送物の搬送システムにおいて、搬送速度を大きくすることである。

本発明の他の目的は、搬送システムを用いた自動化製造システムにおいて、生産性を向上することである。

上記課題を解決するために本発明では，ある状況下では，多関節形ロボットの作業範囲にある搬送待ちワークを優先して，ガントリを停止させたまま多関節形ロボットで搬送することを特徴とする。具体的には、以下のとおりである。

本発明の代表的な搬送システムは、一連の製造処理を実行するために、マトリクス状の棚に設置された被搬送物のうち、当該工程の製造処理が終了した棚から被搬送物を取り出し、次工程の製造処理のために別の棚まで搬送し、設置する搬送システムであって、
前記被搬送物を搬送するために、垂直移動と水平移動ができる移動装置と、該移動装置に設置された、把持器が手先についた多関節形ロボットもしくは直交形ロボットを有し、
前記多関節形ロボットもしくは直交形ロボットの現在位置における作業範囲内で、取り出し、搬送、設置の一連の搬送作業が行える被搬送物を優先して選択し、
前記作業範囲内での搬送作業においては、前記垂直移動と水平移動ができる移動装置を動かさず、前記多関節形ロボットもしくは直交形ロボットで搬送する。

本発明の代表的な自動化製造システムは、
マトリクス状の棚に製造処理装置が設置された複数のモジュールと、
前記複数のモジュール内の製造処理装置に処理プログラムを送付する第１の制御部と、
前記製造処理装置に設置された被搬送物を他の製造処理装置に搬送するための、垂直移動と水平移動ができる移動装置と、該移動装置に設置された、把持器が手先についた多関節形ロボットもしくは直交形ロボットと、
前記移動装置と、前記多関節形ロボットもしくは直交形ロボットを制御する第２の制御部と、を有し、
前記第１の制御部は、前記移動装置と前記ロボットの現在位置から前記ロボットの作業範囲を認識し、前記各製造処理装置の処理進捗状況から搬送待ちの被搬送物がどこにあるかを認識し、前記移動装置を動かさずに前記ロボットの作業範囲内にある被搬送物を優先度高く、前記ロボットの作業範囲外にある被搬送物を優先度低くして前記第２の制御部に搬送命令を出し、
前記第２の制御部は前記優先度にしたがって被搬送物を搬送するように前記ロボット及び移動装置を制御する。

本発明によれば，搬送システムにおいて，ガントリを停止させたまま多関節形ロボット動作のみでワークを搬送することができるため，ある条件下では搬送速度を従来よりも大幅に大きくすることができる。また、この搬送システムを適用することにより、自動化製造システムの生産性向上に寄与することができる。

以下，本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
＜実施例１＞
図１は，実施例１による搬送システムと、この搬送システムを適用した自動化製造システムの概略構成図である。この自動化製造システム１０は，ワーク（被搬送物）であるHDD（磁気記録装置）１００が設置されるマトリクス状の複数の棚を有し、HDDの製造工程の中でセルフサーボトラックライト工程とテスト工程を受け持つ。セルフサーボトラックライト工程用に，サーボトラックライトモジュール１４を設置し，その棚の中にHDDひとつに対してセルフサーボトラックライトを行う製造処理装置２０（図２参照）が複数個設置してある。また，テスト工程は，機能テストと耐久テストにより構成し，それぞれ機能テストモジュール１６と耐久テストモジュール１８が設置してあり，それぞれの棚の中にHDDひとつに対して機能テストおよび耐久テストを行う製造処理装置２０が複数個設置してある。

搬送システム５０は、これらモジュールへのHDDの搬送のために，垂直移動と水平移動ができるガントリ（移動装置）５２の上に，多関節形ロボット６０を設置して構成され，ロボット６０の手先にロボットハンドラ（把持器）６２を設けてHDD１００を製造処理装置２０に搬送し，処理終了したHDD１００をロボットハンドラ６２で取り出す。図１では，HDD１００が設置されておらず空き状態にある装置を白抜きの四角で，HDD１００が設置してあり処理状態にある装置を黒四角で表現している。また，このシステムへのHDD投入，およびこのシステムからのHDD搬出の場所としてロード・アンロードモジュール１２を設置し，ロボットハンドラ６２がここにあるHDD１００を取り出して製造処理装置２０に搬送し，製造処理装置２０から取り出したHDD１００をロボットハンドラ６２がここに搬送する。ロボットハンドラ６２は，ガントリ垂直軸５４およびガントリ水平軸５６による垂直・水平移動のほか，多関節形ロボット６０による３次元移動および回転ができる。すなわち，２軸あるガントリと，６軸あるロボットで計８自由度有しており，冗長自由度が２ある。すなわち，ガントリ５２が動作を停止していても，ロボット６０の動作によりロボットハンドラ６２はロボット６０の作業範囲内であれば所望の位置に到達することができる。

図２は，図１の自動化製造システム１０でセルフサーボトラックライトおよびテストの処理を行うときの製造処理装置２０とHDD１００の接続関係を示した図である。製造処理装置２０にはHDD１００を入れるスロット２２があり，スロット２２の奥にHDD１００と電気的に接続するソケット２４がある。HDD１００のある面にはこの製造処理装置２０のソケット２４に対応するソケット１０２があり，ロボットハンドラ６２によってHDD１００がスロット２２に挿入されるときにこのソケット１０２が接続される。そして製造処理装置２０にある処理プログラムによってHDD１００が動作し，サーボトラックライト処理やテスト処理が行われる。

図３は，図１の自動化製造システム１０で担当する工程の概略を説明したフローチャートである。HDDはまずサーボトラックライトを行い，合格品は機能テストを行い，更に合格品は耐久テストを行う。各処理はある割合で不合格になったり再処理（再サーボトラックライト，再機能テスト，再耐久テスト）を行ったりする。不合格のワークは，分解・再組立を行って再度サーボトラックライトから処理するが，ある回数以上不合格になると廃棄する。

図４は，図１の自動化製造システム１０の機能ブロックチャートである。システムは，セントラルコントローラ３０，ロボットコントローラ４０，サーボトラックライトモジュールおよびテストモジュール１３で構成する。セントラルコントローラ３０は，サーボトラックライトモジュールおよびテストモジュール１３に対して処理プログラムを送付し，各モジュール内にある製造処理装置（装置）２０に対して処理開始命令や処理中断命令を下す。サーボトラックライトモジュールおよびテストモジュール１３にある装置２０は，処理進捗状況をセントラルコントローラ３０に報告する。セントラルコントローラ３０はこの処理進捗状況によりロボットコントローラ４０にどのHDDをどこからどこに搬送させるか搬送命令を下す。この搬送命令により，ロボットコントローラ４０はローダ・アンローダモジュール１２，ガントリ５２，ロボット６０に対してHDD搬送制御を行う。ここで，サーボトラックライトモジュールおよびテストモジュール１３にある装置２０は多数あるため，その中で処理するHDDは数百から千以上に及ぶ。すなわち，装置２０の処理進捗状況報告において，処理完了し搬送待ちの報告が常時多数セントラルコントローラ３０に上がることになり，どのHDDからどこの装置に搬送するのが搬送上最も効率的か常に計算して作業計画する必要がある。そこで本システムでは，セントラルコントローラ内にこの作業計画を行うディスパッチャ３２を設けている。ディスパッチャ３２は，ガントリ５２やロボット６０の現在位置，および，各装置２０の処理進捗状況を把握し，現在のロボットハンドラ６２の位置から最も搬送効率が高いHDDから搬送するように作業計画を行う。

図５は，図４の機能ブロックチャートにおけるセントラルコントローラ３０とディスパッチャ３２間における通信プロトコルの一例である。各モジュール内にある装置２０のどれかでHDDの処理が完了し，HDDが搬送待ちになったことを装置２０からセントラルコントローラ３０が報告を受けたとき，セントラルコントローラ３０はまず“HNDS”コマンドを使って，ガントリ５２およびロボット６０の位置，およびロボットハンドラ６２に今どのようなHDDを持っているか，ディスパッチャ３２に報告する。その後，セントラルコントローラ３０は“RPAP”コマンドを使って次にどのHDDをどこに搬送するかディスパッチャ３２に問い合わせる。ディスパッチャ３２はセントラルコントローラ３０からの“HNDS”コマンドによる状況報告を受けて作業計画を行い，その作業計画の結果を”APAP”コマンドでセントラルコントローラ３０に返答する。このとき，ガントリ５２を停止させたままロボット動作のみでHDDを搬送するときには各搬送作業のデータの最後に“SINGLE”という符号をつけ，ガントリ５２とロボット６０を同時に動かしてHDDを搬送するときには各搬送作業のデータの最後に“DUAL”という符号をつける。図５の例では，ある装置２０からHDDをSINGLEモードで２つGETし，それらHDDをDUALモードである２つの装置２０にSETする搬送作業計画をセントラルコントローラ３０に返答している。

図６は，図１の自動化製造システムで図４および図５におけるディスパッチャ３２の作業計画について，その前提となるモデルを説明した図である。ディスパッチャ３２は，ガントリ垂直軸５４やガントリ水平軸５６の位置，およびロボット根元原点６４の位置を把握する。更にディスパッチャ３２はロボット６０の手先座標原点６６を把握し，ロボット６０が把持しているHDDがモジュールのどの装置２０に最も近いか，その位置関係を常に把握する。更にディスパッチャ３２は，このガントリ５２，ロボット６０，モジュールの位置関係から，現在位置におけるロボット作業範囲を計算し，ロボット作業範囲内にあるモジュール内の装置２０を把握する。このようにして，ディスパッチャ３２はその時々におけるガントリ５２とロボット６０の位置においてロボット作業範囲内にある装置２０を常に把握する。

図７は，図６のガントリとロボットの現在位置におけるロボット作業範囲をモジュール内の装置に投影した図である。図６のロボット根元原点６４および手先座標原点６６は図７でモジュール内の装置に投影されている。また，現在位置におけるロボット作業範囲が太線の四角で示されている。この作業範囲内にあるHDDが，ガントリ５２を停止したままロボット６０のみの動作で搬送可能となる。座標系はシステムでただひとつであり，図７では水平方向にX軸，垂直方向にZ軸を定義している。すなわち，ロボット作業範囲は，ロボット根元原点６４を中心に，+x, -x, +z, -zの４つのパラメータで定義できる。

図８は，図４および図５におけるディスパッチャの作業計画に関して，図６および図７のモデルを利用したときの，本実施例１に関するアルゴリズムの概略フローチャートを示した図である。まず図７で説明したようにロボット６０の作業範囲を認識する（ステップ８００）。そして図１で示した装置空き状態や装置処理中状態のようにシステム全体で搬送待ちのHDDがどこにあるか認識する（ステップ８０２）。その後，ガントリを動かさずに現在のロボット作業範囲内にあるワークを優先度高く，ロボット作業範囲外にあるHDDを優先度低くして搬送するHDDを選択し（ステップ８０４），選択したHDDを搬送する（ステップ８０６）。

図９および図１０は，図８の概略フローチャートの詳細を示した図である。本フローチャートは，図４で説明したように，各装置で処理完了し搬送待ちHDDが多数あり，ある時刻におけるロボット作業範囲内でも範囲外でも複数の搬送待ちHDDがあり，かつ，ロボットハンドラが２つのHDDを同時に把持することができる状況を想定したフローチャートである。この状況下で最も効率が良い搬送計画は，ロボットの現在位置から，搬送するHDDを取得し，目的の装置に設置するまでの搬送距離が短くなるように計画する必要がある。図９ではこれを詳細に説明している。まず，選択可能な全ての搬送待ちHDDの次工程処理プログラム番号を確認し，次工程処理でHDDが設置可能な空き装置の次工程処理プログラム番号を確認し，処理プログラム番号が一致する搬送待ちHDDと空き装置セルの組合せを作る（ステップ９００）。次に，処理プログラム番号が一致する搬送待ちHDDと空き装置の組合せの中で，図７に示したようにロボット作業範囲内の装置を抽出する（ステップ９０２）。このときロボット作業範囲内に搬送待ちHDDが２つ以上あるかどうかで条件分岐する（ステップ９０４）。まず，ロボットの作業範囲内に搬送待ちHDDが２つ以上あるときに，その中で搬送待ちHDDを２つ選択し（ステップ９０６），現在のロボットの位置と，選択した２つの搬送待ちHDDで，最短搬送距離になる順序を決める（ステップ９０８）。これを選択可能な全ての搬送待ちHDDの組合せで行い（ステップ９１０），選択可能な全ての搬送待ちHDDで最短搬送距離になる２つの搬送待ちHDDの組合せを選択し（ステップ９１２），上記選択した搬送待ちHDDが，現在のロボット作業範囲内であるときは図５で示した通信プロトコルの“APAP”コマンドのデータにおいて，ロボット動作モードをSINGLEに，それでなければDUALにする（ステップ９１４）。

条件分岐のAで，ロボット作業範囲内に搬送待ちHDDが2つ以上無い場合，図１０に進む。そして，ロボットの作業範囲内に１つ，かつ，範囲外に1つ以上あるとき（ステップ１０００），作業範囲内の1つを選択固定し，もうひとつを範囲外から選択し（ステップ１００２），作業範囲内の１つから作業範囲外の１つに移るように順序を決めてその搬送距離を求め（ステップ１００４）、この処理を全ての範囲外の搬送待ちHDDで計算し（ステップ１００６），図９における条件分岐のA’に戻る。ロボットの作業範囲外にのみ搬送待ちHDDがあるとき，この中から２つ選択し（ステップ１００８），現在のロボット位置から最短搬送距離になるように順序を決め（ステップ１０１０）、この処理を全ての搬送待ちHDDで計算し（ステップ１０１２），図９における条件分岐のA’に戻る。

図１１は図１０で説明した詳細フローチャートを絵で説明したものである。太線の四角はロボット作業範囲を示し，“B”はロボット根元原点，“E”は手先座標原点を示す。また白抜きに数字が入った四角がHDD設置待ち空き装置を示し，黒地に数字が入った四角がHDD搬送待ちHDDを示す。HDD搬送作業は，HDD搬送待ち装置からHDDを取得し，HDD設置待ち空き装置にHDDを搬送して設置する作業を基本とする。図１１では，ロボット作業範囲にあるHDD搬送待ち装置は“７”，“１２”，および“１３”があり，HDD設置待ち空き装置は“８”，“９”，および“１１”がある。そしてロボット作業範囲外にあるHDD搬送待ち装置は“１”，“６”，“１４”，“１６”，および“１９”があり，HDD設置待ち空き装置は“２”，“３”，“４”，“５”，“１０”，“１５”，“１７”，および“１８”がある。このとき，図９および図１０で示したフローチャートによると，ロボット手先座標原点“E”から最も近いHDD搬送待ち装置“７”からHDDを取得し，ロボット手先座標原点“E”から最も近いHDD設置待ち空き装置“１１”にHDDを搬送して設置する。例えばこの作業計画を，ロボット手先座標原点“E”から最も近いHDD搬送待ち装置“７”からHDDを取得し，現在のロボット作業範囲の外であるHDD設置待ち空き装置“１０”にHDDを搬送して設置しようとすると，ロボット６０の動作だけでなくガントリ５２の動作によるロボット根元原点６４の移動まで必要なため，搬送時間が長くなってしまう。更に現在のロボット作業範囲の外であるHDD搬送待ち装置“１９”から現在のロボット作業範囲の外であるHDD設置待ち空き装置“２”にHDDを搬送して設置しようとすると，同様にロボット６０の動作だけでなくガントリ５２の動作によるロボット根元原点６４の移動まで必要なため，搬送時間が長くなってしまう。このように，本実施例１は，移動速度が比較的遅いガントリ５２の動作を極力使わず，ロボット動作のみでロボット作業範囲にある搬送待ちHDDを優先して搬送することで，搬送時間を短くすることに特徴がある。

図１２は，図１１で説明した本実施例１による搬送作業計画に関して，搬送作業が最も効率的に行われる理想状態を説明した図である。図中の太線の四角はロボット作業範囲を表し，四角の中の番号は，作業順序を表している。すなわち，ひとつのロボット作業範囲内でHDD搬送作業が完結する理想状態を考えたとき，まずロボット作業範囲１でガントリの動作を停止させてロボット動作のみでHDD搬送作業を行い，次にロボット作業範囲２になるようにガントリを動作させ，再びガントリを停止させてロボット動作のみでHDD搬送作業を行う。これをロボット作業範囲１から８まで繰り返すと，最も効率的な搬送作業が行われる。

図１３は，システム移動速度を実際に計測して本実施例１の優位性を説明した図である。図１３は，図１におけるシステムにおいて，ガントリ垂直軸の速度を１としたときの，ガントリ水平軸速度およびガントリを停止したときのロボット手先の合成速度を横方向のバーチャートで比較表示している。このチャートより，ガントリ垂直軸の速度を１としたとき，ガントリ水平軸の速度は１．８，ロボット手先の合成速度は６あることがわかる。すなわち，本実施例１により，ガントリの動作を極力使わずロボット動作のみでロボット作業範囲にある搬送待ちHDDを優先して搬送すると，システムの生産性は，６／１．８＝約３倍向上することがわかる。

＜実施例２＞
図１４は，実施例２による搬送システムと、この搬送システムを適用した自動化製造システムの概略構成図である。この自動化製造システム１０′では，ワーク（被搬送物）が光ディスク，ディスクリートトラックメディア，ビットパターンドメディアなどのディスクストレージデバイス（磁気記録装置）１０２であり，搬送システム５０′として垂直・水平移動するガントリ（移動装置）５２上に，垂直・水平移動する直交形のロボット７０を設置し，ロボット手先にロボットハンドラ（把持器）７２を設けてディスクストレージデバイス１０２を搬送する機構を設けたものである。このシステムは，ディスクストレージデバイス１０２の製造工程の中で，軸ぶれ調整工程，機能テスト工程，および耐久テスト工程を受け持つ。そして，軸ぶれ調整工程用に軸ぶれ調整モジュール１９を設置し，その中にディスクストレージデバイスひとつに対して軸ぶれ調整を行う製造処理装置（装置）２０が複数個設置してある。同様にして，機能テスト用に機能テストモジュール１６，耐久テスト用に耐久テストモジュール１８を設置し，それぞれ装置２０を複数個設置する。図１４では，ディスクストレージデバイス１０２が設置されておらず空き状態にある装置を白抜きの四角で，ディスクストレージデバイスが設置してあり処理状態にある装置を黒四角で表現している。また，このシステムへのディスクストレージデバイス１０２の投入，およびこのシステムからのディスクストレージデバイスの搬出の場所としてロード・アンロードモジュール１２を設置し，ロボットハンドラ７２がここにあるディスクストレージデバイスを取り出して装置に搬送し，装置から取り出したディスクストレージデバイスをロボットハンドラ７２がここに搬送する。ロボットハンドラ７２は，ガントリ垂直軸５４およびガントリ水平軸５６による垂直・水平移動のほか，ロボット垂直軸７４及び水平軸７６による垂直・水平移動ができる。すなわち，２軸あるガントリと，２軸あるロボットで垂直・水平移動を行うため，冗長自由度が２ある。結局，ガントリ５２が動作を停止していても，ロボット７０の動作によりロボットハンドラ７２はロボット７０の作業範囲内であれば所望の位置に到達することができる。この自動化製造システム１０′の具体的な実施形態は，図２から図１３までと同様の形態となる。この実施例２による自動化製造システムにおいても実施例１と同様の効果を得ることができる。

実施例１による搬送システムと自動化製造システムの概略構成図である。 実施例１による自動化製造システムで、HDDのセルフサーボトラックライトおよび機能テストを行うときの製造処理装置とHDDの接続関係を示す図である。 実施例１による自動化製造システムで担当する工程の概略を示すフローチャートである。 図１の搬送システム及び自動化製造システムの機能ブロックチャートである。 図４の機能ブロックチャートにおけるセントラルコントローラとディスパッチャ間における通信プロトコルの一例を示す図である。 図１の搬送システム及び自動化製造システムで図４および図５におけるディスパッチャの作業計画について，その前提となるモデルを説明するための図である。 図６のガントリとロボットの現在位置におけるロボット作業範囲をモジュール内の装置に投影した図である。 図４および図５におけるディスパッチャの作業計画に関して，図６および図７のモデルを利用したときの，実施例１に関するアルゴリズムのフローチャートである。 図８のフローチャートの詳細なフローチャートである。 図８のフローチャートの詳細なフローチャートである。 図１０で説明したフローチャートを絵で示す図である。 図１１で説明した実施例１による搬送作業計画に関して，搬送作業が最も効率的に行われる理想状態を説明するための図である。 システム移動速度を実際に計測して実施例１の優位性を示す図である。 実施例２による搬送システムと自動化製造システムの概略構成図である。

符号の説明

１０，１０…自動化製造システム、１２…ロード・アンロードモジュール、１４…サーボトラックライトモジュール、１６…機能テストモジュール、１８…耐久テストモジュール、１９…軸ぶれ調整モジュール、２０…製造処理装置、２２…スロット、２４…ソケット、３０…セントラルコントローラ、３２…ディスパッチャ、４０…ロボットコントローラ、５０，５０′…搬送システム、５２…ガントリ、６０…多関節形ロボット、６２…ロボットハンドラ、６４…ロボット根本原点、６６…手先座標原点、６８…ロボット作業範囲、７０…直交形ロボット、７２…ロボットハンドラ、１００…ＨＤＤ、１０２…ディスクストレージデバイス。

Claims (10)

1. 一連の製造処理を実行するために、マトリクス状の棚に設置された被搬送物のうち、当該工程の製造処理が終了した棚から被搬送物を取り出し、次工程の製造処理のために別の棚まで搬送し、設置する搬送システムであって、
   前記被搬送物を搬送するために、垂直移動と水平移動ができる移動装置と、該移動装置に設置された、把持器が手先についた多関節形ロボットもしくは直交形ロボットを有し、
   前記多関節形ロボットもしくは直交形ロボットの現在位置における作業範囲内で、取り出し、搬送、設置の一連の搬送作業が行える被搬送物を優先して選択し、
   前記作業範囲内での搬送作業においては、前記垂直移動と水平移動ができる移動装置を動かさず、前記多関節形ロボットもしくは直交形ロボットで搬送することを特徴とする搬送システム。
2. 前記作業範囲は、前記ロボットの根本を原点として、水平方向をＸ、垂直方向をＺとしたとき、＋Ｘ、−Ｘ、＋Ｚ、−Ｚの４つのパラメータで定義されることを特徴とする請求項１記載の搬送システム。
3. 前記作業範囲内において、前記多関節形ロボットもしくは直交形ロボットでの搬送が終了した場合、前記垂直移動と水平移動ができる移動装置を垂直方向あるいは水平方向に動かして、次の作業範囲を決定することを請求項１記載の搬送システム。
4. 前記多関節形ロボットもしくは直交形ロボットの把持器は、２つの被搬送物を同時に把持できることを特徴とする請求項１記載の搬送システム。
5. 前記被搬送物を優先して選択する処理は、
   搬送待ちの被搬送物を認識するステップと、
   前記認識された搬送待ちの被搬送物の次工程の処理プログラム番号を確認し、該被搬送物が搬送可能な次工程の棚に設置された製造処理装置の処理プログラム番号を確認し、処理プログラム番号が一致する被搬送物と製造処理装置の組合せを１つまたは複数作るステップと、
   前記組合せの中から、前記多関節ロボットもしくは直交形ロボットの作業範囲内の組合せを１つまたは複数抽出するステップと、
   前記抽出した組合せの中から、前記多関節ロボットもしくは直交形ロボットの現在の位置から最短距離になる１つの組合せを抽出するステップと、
   を含むことを特徴とする請求項１記載の搬送システム。
6. マトリクス状の棚に製造処理装置が設置された複数のモジュールと、
   前記複数のモジュール内の製造処理装置に処理プログラムを送付する第１の制御部と、
   前記製造処理装置に設置された被搬送物を他の製造処理装置に搬送するための、垂直移動と水平移動ができる移動装置と、該移動装置に設置された、把持器が手先についた多関節形ロボットもしくは直交形ロボットと、
   前記移動装置と、前記多関節形ロボットもしくは直交形ロボットを制御する第２の制御部と、を有し、
   前記第１の制御部は、前記移動装置と前記ロボットの現在位置から前記ロボットの作業範囲を認識し、前記各製造処理装置の処理進捗状況から搬送待ちの被搬送物がどこにあるかを認識し、前記移動装置を動かさずに前記ロボットの作業範囲内にある被搬送物を優先度高く、前記ロボットの作業範囲外にある被搬送物を優先度低くして前記第２の制御部に搬送命令を出し、
   前記第２の制御部は前記優先度にしたがって被搬送物を搬送するように前記ロボット及び移動装置を制御することを特徴とする自動化製造システム。
7. 前記各棚の製造処理装置にはソケットが設けられ、前記被搬送物にもソケットが設けられ、前記被搬送物が前記製造処理装置に設置されたとき、前記製造処理装置のソケットと前記被搬送物のソケットが電気的に接続され、前記処理プログラムにしたがった製造処理が行われることを特徴とする請求項６記載の自動化製造システム。
8. 前記被搬送物は磁気記録装置であり、前記複数のモジュールはサーボトラックライトモジュール、機能テストモジュール及び耐久テストモジュールであることを特徴とする請求項６記載の自動化製造システム。
9. 前記被搬送物は磁気記録装置であり、前記複数のモジュールは軸ぶれ調整モジュール、機能テストモジュール及び耐久テストモジュールであることを特徴とする請求項６記載の自動化製造システム。
10. 前記第１の制御部は、
    搬送待ちの被搬送物を認識する処理と、
    前記認識された搬送待ちの被搬送物の次工程の処理プログラム番号を確認し、該被搬送物が搬送可能な製造処理装置の処理プログラム番号を確認し、処理プログラム番号が一致する被搬送物と製造処理装置の組合せを１つまたは複数作る処理と、
    前記組合せの中から、前記多関節ロボットもしくは直交形ロボットの作業範囲内の組合せを１つまたは複数抽出する処理と、
    前記抽出した組合せの中から、前記多関節ロボットもしくは直交形ロボットの現在の位置から最短距離になる１つの組合せを抽出する処理と、を実行し、
    前記作業範囲内で前記組合せが抽出できた場合には、前記第２の制御部は、前記移動装置を動かさず、抽出した被搬送物を次工程の製造処理装置に搬送するように前記多関節ロボットもしくは直交形ロボットを制御することを特徴とする請求項６記載の自動化製造システム。

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