专利名称：一体式的隔舱内部输送、存放及运送装置的制作方法
本申请要求申请日为1998年12月18日、名称为“一体的容器输送装置”的美国临时专利申请第60/112,947号的优先权，该文件在本说明书中作为参考引用。
本申请还参考引用了申请日为1998年6月24日的美国专利申请第09/103,479号及申请日为1998年12月14日的美国专利申请第09/212,002，这两篇专利申请的全部内容在本说明书中作为参考引用。
本发明整体上涉及一种用于输送物品的装置，具体而言，本发明涉及一种用于在输送机和货架之间输送物品的一体式的隔舱内部输送、存放和运送装置，其中输送机沿输送机路线移动物品，而货架用于存放物品并将物品运送到工作站。
在各个不同的领域内，易碎物品或贵重物品必须在没有损坏或破坏的情况下安全地在工作站和类似装置之间被输送。需要小心搬运的物品包括医药品、医疗设备、平板显示器、象磁盘驱动器、调制解调器这样的计算机硬件及半导体晶片，但并非仅限于这些物品。物品经常被输送机从一个站点移动到另一个站点，例如在工作站之间移动。在许多情况下，必须将物品从输送机上取下来，以对其进行处理加工。当将物品从输送机上取下时，输送机的操作最好不要中断。当完成加工处理后，必须将物品小心地送回输送机，以将物品运送至下一工作站。
在半导体加工领域，制造设备通常被编排成多个隔舱，而且每个隔舱都包括若干个加工机器。
图1示出了一种公知实施例的隔舱8，隔舱8内设置有若干个加工机器16，加工机器可包括用于将薄膜沉积在晶片上的装置，用于在各个不同的阶段清洗和/或调整晶片的装置等，但并非仅限于这些。加工机器的入口通常设置有一个能够在受到保护的环境下从运送容器或其它容器内自动卸下晶片的装载口22，这在本领域内是公知的。一种公知的装载装置10将容器12装到装载口22内。一旦容器12被正确定位在装载口22内，那么容器12将自动打开，同时机械手将晶片从容器内取出。一输送机14将容器12从加工机器16移动到加工机器16。一个隔舱内部输送机容器12设置于隔舱之间，而存储装置24在隔舱内部的输送机和输送机14之间移动容器12。
在许多应用场合下，当物品在各个工作站被加工处理后，其价值都会增加。例如，集成电路是通过在一象半导体晶片这样的基片上形成多个层而被制成的。用于制造集成电路的工作站包括用于使各个层沉积的机器和用于在各个不同阶段清洗和/或调整基片的机器。随着技术的发展，集成电路已经变得越来越复杂，而且通常包括多层复杂的线路。集成电路的体积在不断变小，因此极大地增加了一个基片上的设备数量。由于集成电路的复杂程度越来越高，而且其体积也在不断地变小，因此半导体晶片的价值将会在晶片通过各个处理阶段的过程中不断增加。半导体晶片的标准尺寸将在未来几年内从200mm增加到300mm或者更大，而且还将增加集成电路在单个晶片上的数量，从而使每个晶片的价值增加。当搬运象半导体晶片这样的物品时，必须特别小心，以减少物品损坏和造成经济损失的可能性。很清楚随着半导体体积的增加，当搬运物品时，必然存在的工人人身安全方面的危险性和材料损坏的可能性也在增加。
一些物品，例如半导体晶片，在加工处理过程中必须保存在一个清洁的室温环境下，以保持沉积在晶片上的多个层的纯度。清洁的室温环境方面的要求对处理这些物品提出了额外的限制。为进一步防止污染，当在整个制造设备中移动这些半导体晶片时，这些半导体晶片通常被保存在一个象密封容器这样的设备中，以使其暴露在加工机器之外的环境中的可能性最小。这些容器用于沿输送机运送物品。
半导体加工机器的入口通常包括一个用于在受保护的环境下从容器中自动卸下一个或多个晶片的装载口。该装载口托架可在约为两三英寸的有限距离内移动，从而将容器移向或移离位于机器入口处的装载口密封件。容器的这种水平移动是极其微小的，而且在将容器移向装载口或在输送机和装载口之间移动容器的过程中不起任何作用。
如上所述，在一个工作隔舱内通常设置有多个加工机器。一般情况下，存放装置用于在容器受到处理之前或之后存放容器，或者当容器在几个加工机器之间移动时，用于在多个加工工艺之间存放容器。存放装置通常是一个包括多个托架和一个输送装置的很大单元，容器可存放在托架上，而输送装置用于将容器移向、移入及移出存放装置。因此，存放装置通常占据非常大的隔舱空间，而存放装置所占用的空间可以安装额外的加工机器。这种存放装置还用于将容器从一个隔舱内部输送机移动到另一隔舱内部输送机，如图1所示。应该理解物品在存放装置内所花费的时间及将物品移入或移出存放装置所用的时间意味着物品损失了加工时间。
授权给William J.Fosnigt的美国专利5,980,183公开了一种整体式的缓冲型输送和存放装置，该装置在不同的加工工具之间输送并存放用于容纳晶片的容器，其中加工工具位于隔舱中的半导体晶片内。Fosnight的专利所公开的装置依赖于一个往复输送机在隔舱内部的输送装置、不同的加工工具及存放托架之间的移动容器。因为在往复输送机将容器移出和移入隔舱内部输送机的位置上形成了瓶颈，因此由Fosnight所公开的装置其加工生产能力可能非常有限。
因此，就需要一种省去存放装置而且能够在输送机和工作站之间安全、精确地运送容器或其它物品的简化装置。而且还需要一种用于在不明显干扰输送机系统继续工作的情况下移动并缓冲物品的物品输送装置。
本发明的整体式隔舱内部输送、存放和排出装置克服了上述的限制并提供了一种能够在输送机装置和一个或多个工作站之间移动物品的整体式装置，例如工作站的装载口。具体而言，本发明的整体式装置能够将物品移向一个或多个存放或缓冲站，用于当物品在输送机装置和工作站之间移动时临时存放物品，而且不影响由输送机装置运送的其它物品。与定位于隔舱内部的输送装置附近的传统中央式存放装置相比，设置于相邻工作站内的存放或缓冲站更加有效，因为在将物品移向或移离中央式存放装置时本发明的装置需要更少的时间。
本发明的一体式装置包括一个输送装置，该装置在输送装置和存放有物品的缓冲站之间移动物品，直到物品被在缓冲站和工作站之间移动物品的运输机械手运送到工作站。应该理解，本发明的输送装置还可被构造成能够直接在输送装置和工作站之间移动物品的结构形式，接着使运输机械手在一个或多个工作站与一个或多个缓冲站之间移动物品。
该输送装置包括一个一体的升降机构和一个用于将容器提离输送装置并将物品移向存放站的移动部件。或者，该输送装置包括一个用于将物品提离输送装置的升降部件和一个单独用于将容器移向存放站的滑动部件。
运输机械手包括一个垂直的移动机构和一个水平的移动机构。由于每个物品都具有标准的结构，例如半导体的运送容器在其顶部设置有一蘑菇形的手柄；机械手包括一个能够与物品相接合的机械手臂。机械手臂与手柄相接合并在存放站和工作站之间运送物品。例如，机械手臂可用于将运送容器移向工作站的装载口，以允许工作站的工具接近运送容器内的晶片，以制造集成电路。在一个实施例中，机械手臂包括一个能够从一侧被动装配到物品手柄内的C形接合部件。在另一实施例中，机械手臂包括一个从上方抓住手柄的主动式夹具。
本发明的一个目的在于提供一种能够将物品从输送装置移向一个或多个工作站的整体式装置，其中工作站能够将物品存放或隔离在一个或多个存放站内，直到工作站可以输送物品时。
本发明的另一目的在于提供一种能够在输送装置、存放站和工作站之间安全移动物品的整体式装置。
本发明的又一目的在于提供一种能够在输送装置、存放站和工作站之间有效移动物品的整体式装置。
本发明的再一目的在于提供一种能够在不被工作站装载区或输入/伸出区所占据的任何位置上存放物品的整体式装置，从而省去了传统的存放装置，而且为更多的工作站提供了地面空间。
结合附图，通过下面的详细说明和所附的权利要求书将会更容易理解本发明的其它目的和特征，其中附图图1为公知的输送装置的示意图；图2为根据本发明之输送装置的立体图，图中示出了根据本发明一个实施例的一输送装置、多个容器、多个装载口、多个存放托架和一机械手；图3为图2所示的输送装置的俯视图；图4为一个经过变形后的输送装置的侧视图，该输送装置与图2所示的输送装置相似；图5为一个经过变形后的输送装置的前视图，该输送装置与图2所示的输送装置相似；图6为根据本发明的一个实施例如图2所示的输送装置的局部视图；图7为根据本发明的控制装置的示意图；图8为根据本发明的另一种输送装置的侧视图，图中该输送装置在升高位置上支承着运送容器；图9为图8所示的输送装置的侧视图，在图中输送装置处于缩回位置上，而运送容器定位于输送装置上；图10为图8所示的输送装置的侧视图，图中输送装置在伸出位置上支承着运送容器；图11为图8所示的输送装置的示意图，图中输送装置在将运送容器提离装载口之前处于伸出位置上；图12为根据本发明的另一种输送装置的示意图，该输送装置包括一处于升高位置上的升降部件和一个处于伸出位置上的托架部件；图13为图12所示输送装置的升降部件的示意图，在图中，升降装置处于下降的位置上；图14为图12所示输送装置的升降部件的示意图，在图中，升降装置处于升高的位置上；图15为图12所示的支架部件的示意图，在图中，托架部件处于关闭的位置上；图16为图12所示的支架部件的示意图，在图中，托架部件处于伸出的位置上；图17为图12所示的支架部件的底部示意图，在图中，托架部件处于伸出的位置上；图18(a)-(c)分别为根据本发明的一个实施例设置有一垂直移动机构的机械手臂的前视图、侧视图和俯视图；图19为图18(a)所示的机械手臂Z轴操作机构的立体图；图20(a)-(d)分别为根据本发明机械手臂的X轴操作机构之不同实施例的示意图；图21为机械手臂沿图18(a)中的剖面线21的剖视图；图22(a)和(b)分别为根据本发明变形后的夹具部件的平面图和侧视图；图23(a)和(b)分别为根据本发明变形后的另一种夹具部件的平面图和侧视图；图24为根据本发明又一种变形后的夹具部件之侧视图；图25(a)和(b)分别为根据本发明另一种经过变形的夹具部件的平面图和侧视图；图26(a)和(b)分别为根据本发明再一种经过变形的夹具部件的平面图和侧视图；图27为根据本发明经过变形的机械手臂的侧视图。
现参照在附图中示出的本发明实施例，对本发明进行说明。参看附图，在所有的附图中，相同的部件由相同的附图标记表示。
参照图2至5，根据本发明一个整体式的装置10尤其适合于在输送装置14和一站点16之间输送一个或多个物品，其中的物品可以是运送装置、运送容器12或其它容纳有半导体晶片的容器，站点16可以是工作站或用于对由容器12运送的硅晶片进行加工的加工机器。一输送装置18用于在输送装置14和一存放站或缓冲站19之间移动物品12，其中存放站19内存放着一个或多个临时从输送装置上卸下来的物品12。应该理解其它站点可以接收用于其它功能的物品。输送机械手20在存放站19和工作站16之间移动物品12。存放站19定位于缓冲区域内，而工作站16的装载口22定位于I/O或输入/输出区域内，具体如下所述。还设置有一允许输送机械手20根据需要将物品从一个区域移动到下一区域的位移区域，具体如下所述。
应该理解本发明的整体式装置并非仅限于半导体的加工。除了运送晶片外，这种整体式的装置还可用于运送其它类型的材料，尤其是在输送装置和一站点之间的搬运过程中需要格外小心的易碎材料，例如药品、医疗设备、平板显示器、硬盘驱动器和其它类型的计算机硬件、及平版印刷版。在整个说明书中，为方便起见，使用了术语“运送装置”或“运送容器”；但是，应该理解本发明的整体式装置可与任何物品一起使用，其包括晶片运送容器，装有半导体晶片或其它物品的容器、平板架、或不需要单独的运送装置可由输送装置直接运送的物品、及空容器，但并非仅限于此。
如上所述，制造设备通常被编排成多个隔舱，每个隔舱内都包括多个工作站。图2示出了安装有两个工作站16的隔舱之一部分，其中工作站包括用于将薄膜沉积在晶片上的装置，用于在各个不同的阶段清洗和/或调整晶片的装置等，但并非仅限于这些。工作站的入口16通常设置有一个能够在受到保护的环境下从运送容器或其它容器内自动卸下晶片的装载口22，这在本领域内是公知的。具体如下所述，本发明的运送装置18可在输送装置14和存放站19之间移动物品或运送容器12。而输送机械手20将容器12从存放站19移向选定工作站16的装载口22。一旦运送容器正确定位于装载口22内，那么容器12将自动打开，而且机械手将从运送容器内取出晶片，其中机械手在图中未被示出而且也不属于本发明。应该理解本发明的整体式装置可与不包括装载口的工作站16一起使用，前提是工作站包括一个可使容器12定位的托架、表面或其它支架。容器12最好被取出并定位在工作站内的多个预定且可重复的位置上。
输送装置14以高速将运送容器移动到邻近工作站16的一个位置上。包括存放站19的缓冲位置也邻近于工作站16，用于存放容器12，直到工作站能够接收所提供的容器。尽管在图2至5中仅示出了输送装置14的一部分，但是应该知道输送装置14可设置于一条基本连续的路线或环路上，该路线或环路从隔舱内部的输送装置(未示出)延伸到隔舱的端部并用于为隔舱的两侧工作。当然，也可以使用其它结构，例如设置于隔舱两侧的双向输送机。输送装置14还可包括一个或多个交叉分支，所述分支被用作通向其它隔舱区域的捷径。
输送装置14的结构要根据具体制造设备的限制而作出相当大的变化，这些限制包括天花板的高度，隔舱的长度，隔舱的宽度及工作站的数量，但并非仅限于此。输送装置14最好被升高到距地面约7英寸的位置上，以易于人员进入工作站16。如图4所示，输送装置14最好定位于存放站19的前方，但是，假如隔舱的天花板高度能够为输送装置在工作站上方提供足够的空间，那么输送装置14也可定位于存放站19的后方。应该理解缓冲区域、移动区域和I/O区域可根据隔舱的天花板高度而变化，具体说明如下。
输送装置18尤其适合与美国未审结专利申请第09/103,479号所示的那种输送装置一起使用，该专利申请在本文中作为参考引用。如图2和6中的实例所示，输送装置14大体上包括一对轨道32、34，这对轨道用于当输送装置沿输送线路移动时支承容器12。轨道32起动驱动轨道的作用并能够促使容器12沿轨道32、34移动并且有选择地为轨道32、34导向。用于移动运送容器12的所有推进力都由驱动轨道32供给。电力可通过传统的装置输送给驱动轨道32。电力也可通过一电源总线输送给驱动轨道32。轨道34是一个主要作用在于支承容器12的支承轨道，从而当容器沿输送路线移动时，将容器保持在一个水平方位上。与驱动轨道32相反，当容器沿输送装置移动时，支承轨道34可用于为运送容器导向。输送装置14还可包括一个用于运送晶片或其它材料的推车式运送装置。在图6所示的实施例中，运送装置为容器12的一部分。在本发明的另一实施例中，运送装置可以是另一容器或物品的一部分，或者，运送装置也可以是一个可用于沿输送装置14运送材料的独立装置。
驱动轨道32包括一个整体上由36表示的驱动装置，用于沿轨道32、34推动容器12。在本发明图示的实施例中，该驱动装置36包括多个从驱动轨道34的上表面上突出的轮38。驱动轮38通过摩擦与容器12的底部相接合，以沿驱动轨道32推动容器。驱动装置36还包括一个用于驱动轮子38的装置，例如与轮38相连接的电动机和皮带。电动机最好独立工作，以形成多个独立控制的驱动区域，从而独立控制每个区域的传动速度和方向(向前或向后)。相邻操作区域内的轮子38以相同的速度被加速和减速，从而在输送过程中，由相邻区域内的轮子作用于容器12上的速度在这两个区域内运送时保持同步。当容器沿输送装置受到推动时，只有恰好位于运送容器下方的操作区域和一个或更多邻近运送容器的区域一直处于工作状态下。这样就减少了整体式装置10的动力损耗，并延长了驱动装置36的组成部件的工作寿命，而且还降低了在隔舱的清洁室温条件下产生故障的可能性。
驱动装置36的操作是由一控制系统来控制的。本发明的控制系统33之实例如图5所示。控制系统33最好包括一个控制输送机、输送装置、工作站装载口及工作站的活动状态的计算机。控制系统33最好还包括一个或多个传感器，以监视容器沿输送机的移动情况。这种控制系统可完全参照申请日为1998年12月14日的美国未审结专利申请第09/212,002号，该专利申请在本说明书中作为参考引用。本发明的控制系统33还包括一个输送机械手控制装置35，该装置控制着输送机械手20的活动，如下所述。
如图6所示，驱动轮38与沟槽40或其它形成于容器12之底部上的合适表面相接合，以推动容器并有选择地沿输送机的线路为容器导向。沟槽40限定了一个使容器支承在驱动轮38上的水平面。驱动轮38和沟槽40之间的接合控制着容器12的侧向移动和垂直移动。尽管沟槽40和驱动轮38的组合是最佳的实施方式，但是应该理解如果运送装置、驱动轨道32或支承轨道34包括一个当容器12沿轨道32、34移动时为容器12导向的导向装置，那么沟槽40可被完全省去。
支承轨道34平行于驱动轨道32并与驱动轨道32间隔一定的距离。一个或多个连接件44被安装到轨道32、34上，以在轨道之间保持预定的间隔并易于安装输送装置14。轨道32、34和连接件44可安装于合适的安装框架上，而安装框架又通过一个顶置的框架或上部结构45悬挂在天花板上，如图2至5所示，具体如下所述。或者，轨道32、34和连接件44也可由加工工具或工作站(未示出)直接或间接支承。容器12跨在支承轨道34的上表面上，同时支承轨道34还与运送装置相互配合，以支承容器12的一侧。
可沿轨道34的上表面设置一衬垫或垫片材料46，以使容器12更平滑地跨接在轨道上，尽管如果需要，也可省去衬垫46并使容器12直接跨接在轨道34的上表面上。在一个如图6所示的最佳实施例中，轨道34设置有滚轮37，以使容器12更平滑地跨接在轨道上。或者，也可在驱动轮的外周边(未示出)上安装一衬垫或弹性材料。容器12的运送装置还可设置有一跨接在支承轨道34之上表面上的滑瓦(未示出)，以使容器的撞击、摇晃或摆动最小，从而允许容器以平滑受控制的方式移动。应该理解也可采用其它合适的装置以平滑和受控制的方式移动容器。
尽管在一个实施例中，整体式装置10包括一个与美国未审结专利申请第09/103,479中的输送机一起使用的输送装置18，但是应该理解输送装置18还可与其它类型的输送机一起使用，以形成根据本发明的整体式装置。
运送容器12可被输送装置18从输送机14自动移动到用于存储或缓冲的存放站19，直到输送机械手20将容器输送至工作站16，反之亦然。如上所述，输送装置尤其适用于半导体加工领域，但在本发明的范围内该输送装置也可应用于其它领域。
在图8至11所示的实施例中，输送装置18与输送机14一起使用，容器12必须与输送机14脱开；就是说，容器12必须被升高到轨道32、34上方的足够高的位置上，以使沟槽40清扫驱动轨道32，而容器12的其余部分清扫轨道32、34。当容器12返回到输送机上时，容器12必须与输送机14精确对准，以使沟槽40或其它合适表面支承在驱动轮38上并使容器12正确定位在轨道32、34上。类似地，还必须精确控制容器12与存放站19的对准。
与现有技术相同，装载口通常包括多个与运送容器底部上的狭槽相接合的运动销。存放站19设置有类似的运动销23，如图8所示，这些运动销与容器12之底部上的狭槽(未示出)相接合。在容器12下降到存放站19内之前，狭槽必须与存放站19上的运动销23对准。输送机上的传感器(未示出)验证容器12精确放置在输送机上的装载/卸载位置上，以在输送机和一装载口之间通过输送装置18移动容器12。现参照图8至11更具体地对输送装置18进行说明。
图8示出了处于缩回位置上的输送装置18。在该位置上，输送装置18位于轨道32、34所在高度的下方，以使一个或多个运送容器12移过存放站19，同时将容器12定位在存放站19内。这样，输送装置18就不会与输送机14的工作产生干涉。
输送装置18大体上包括一个托架112和一个位移部件114，该位移部件可通过相对输送机14和存放站19所在高度的升高和降低来移动托架112，并可在输送机14和存放站19之间伸出和缩回托架112。为使容器12返回输送机14，位移部件114被起动，以将托架112从图8所示的缩回位置移动到图9所示的伸出位置。接着，使位移部件工作，以将托架112移动到图10和11所示的伸出位置上，从而将容器12下方的托架112定位在存放站19的任意一侧。接下来，位移部件114被起动，以相对存放站19升高托架112，从而使托架112与容器12的底部相接合并将容器升高至存放站19上方的位置上。然后，托架112通过位移部件114缩回到图9所示的位置上，接着被下降到图8所示的位置上，同时输送装置18缩回到输送机14的水平之下，而且容器12定位在轨道32、34上。
具体如图11所示，托架112大体上包括一对相互隔开的托架部件116。托架部件116各包括一个L形的凸缘119，该凸缘119被加工成能够支承容器12之外边缘的形状。一个从凸缘119向上伸出的卷边(未示出)支承在形成于容器12之底板124上的孔122内，从而大姑娘其在输送机14和存放站19之间移动时，防止容器12的移动。也可以替代卷边和L形的凸缘119，采用其它装置将容器12固定到托架部件116上；或者，除了卷边和L形的凸缘119之外，还可以采用其它装置将容器12固定到托架部件116上。应该理解托架部件116的结构可以有许多变化，而且部分决定于容器12之底板的结构。
位移部件114大体上包括一对间隔一定距离设置的滑动部件，这对滑动部件应用在存放站19和输送机14之间伸出和缩回托架。安装包括有多个定位于壳体128、130内的链节和托架部件116的滑动部件(未示出)，具体如图11所示。壳体128和130及托架部件116被加工成一定的形状，从而当缩回图8和9所示的位置上时，使其能够相互套在一起。滑动部件(未示出)可设置有链节及通过电动机驱动的皮带轮和皮带，以使滑动部件伸出和缩回。应该理解也可以采用一个公共的电机或多个独立的电机及其它合适的部件。这种滑动部件完全如申请日为_年_月_日的美国专利申请第＿号(Attorney DocketNo.A-65824/DCA/MSS)所述，该申请文件在本说明书中参考引用。还应该注意到控制系统可被制造成能够在托架112处于其伸出位置上时防止输送机械手和位移部件114之间产生接触的结构形式。
现参照图12至17所示的另一实施例，一种经过变形的输送装置18大体包括一个用于从输送机14上提升容器12或其它物品的提升或升降部件132和一个用于支承存放站19内的物品之托架部件138。这种输送装置完全如申请日为＿年＿月＿日的美国专利申请第＿号(Attorney Docket No.A-66244/DCA/MSS)所述，该申请文件在本说明书中参考引用。在该实施例中，升降部件132设置在介于轨道32和34之间的输送机14的下方，从而当物品沿输送机14移动时，使物品能够直接越过升降部件132。但是，应该理解根据本发明的输送装置可包括其它类型的升降装置，例如定位于输送机一侧的升降装置。也可以采用一种与物品12之顶部相接合的卷扬式升降装置，以将物品从输送机14上提起。
具体如图13和14所示，提升或升降部件132大体上包括至少一个提升支架部件134，当物品12被提升到输送机14的上方位置上时，该部件用于支承物品12。在图示的实施例中，升降部件132包括两个间隔一定距离设置的提升支架部件134，该部件定位在沿容器的侧缘与运送容器或物品12的底部边缘相接合的位置上并在提升支架部件134之间形成一个很大的空隙。提升支架部件部件134包括一个向上延伸的唇缘或凸缘136，当容器被提升支架部件所支承时，如果容器产生移动，那么该凸缘能够防止容器从提升支架134内脱出。如果需要，可以调整唇缘136的高度和形状，以提供一定程度的保护。尽管在图示的实施例中使用了两个提升支架部件134，但是应该理解在本发明的其它实施例中也可以使用更多或更少的提升支架部件。如下所述，提升支架部件最好被加工成托架部件138的结构形状，以能够与经过变形的存放站19相配合，从而将物品从提升支架部件有效移动到托架部件138上。
提升支架部件134被一个定位于轨道32、34下方的框架体140所支承。在该实施例中，框架体140被安装于支架杆(未示出)上，所述支架杆固定于轨道32、34的框架结构上。但是，应该理解也可使用其它装置将框架体140固定到输送机14上。替代将框架体140安装于输送机14上的连接方式，输送机可被固定到制造设备的底部上或固定到一个独立的框架结构上。
框架体140包括一个可拆卸的盖子(未示出)，盖子内安装有升降部件132的组成构件。如图13和14所示，提升支架部件134与框架体140的侧壁滑动连接，以使提升支架部件134能够相对框架体140沿垂直方向线性移动。应该理解在其它的变型结构中，两个提升支架部件134可与一个公共的滑轨部件相连接。此外，滑轨部件可被用于使提升支架部件134产生垂直线性移动的其它类型的装置所替代。这种可选择的装置之实例包括气缸提升装置，气动提升装置和具有剪刀臂形状的装置，但并非仅限于这些装置。一驱动装置(未示出)控制着线性滑动件的垂直移动。例如，可采用一个步进电机(未示出)或其它类型的电机来控制线性滑动件的垂直移动。
可通过操纵电机而使提升支架部件134相对框架体140和输送机的轨道32、34升高和降低。图13示出了处于降低位置上的提升支架部件134，在该位置上提升支架部件134定位于轨道32、34的上表面的下方。当提升支架部件134向上移动时，如图14所示，提升支架部件将与物品12的底面相接合。提升支架部件134向上的继续移动使容器从输送机上升起，直到容器被提升到输送机14上方足够高的位置上，以将容器移向托架部件138，具体如下所述，同时提升支架部件134支承着容器的重量，直到输送操作完成。当容器被输送后，提升支架部件134最好被下降到输送机14之表面的下方，以允许其它物品通过升降部件。但是，如果需要，提升支架部件134可保持在一升高的位置上，直到容器返回升降部件132。当容器重新定位在提升支架部件134上之后，如下所述，电机将被起动，以下放滑动件和相关的提升支架部件134，从而将容器放置在轨道32、34上，用于沿输送机14继续运送容器。
在图示的应用条件下，输送装置18用于移动装有一个或多个半导体晶片的容器。出于容器内容物的易碎性考虑，可在执行输送操作前使用传感器确定运送容器的正确位置。在本发明的实施例中，输送机14在恰好与存放站19相对的位置之上游侧设置有一个或多个传感器(未示出)。沿输送机14移动的运送容器停留在该上游位置上。传感器检测到运送容器位于该上游位置上，接着运送容器在该上游位置和一个恰好位于存放站19前方并恰好位于提升支架部件上方的位置之间向前移动一个精确的距离。至少一个提升支架部件，最好两个提升支架部件134也设置有传感器，当提升支架部件134与运送容器的底面相接触时这些传感器用于执行检测操作。这样，在提升支架部件134将容器提升到输送机14的上方之前，当容器正确支承在提升支架部件上时，这些传感器执行检测操作。在图示的实施例中，上述传感器是光学传感器，但如果需要，也可采用其它类型的传感器。安装在提升支架部件134上的销146与容器12的底面相接合，用于进一步提高容器12在提升支架部件134上的稳定性。在其它的应用领域内，可以不必对物品相对提升支架部件134的位置进行如此精确地控制。
在图14所示的实施例中，托架部件138设置于存放站(未示出)上。在图示的应用条件下，输送机14和输送装置18被应用在半导体加工领域，托架部件138可安装于工作站16上或安装于远离加工机器的门或口的位置上和邻近工作站16的I/O区的外部及移动区域的外部，具体如下所述。但是，应该理解托架部件138还可安装于恰好定位于加工机器前方和/或侧面的框架上。
参照图15至17，托架部件138大体包括一个用于支承物品的托架构件或支架构件148。在图示的实施例中，输送装置18被应用于半导体加工领域，托架构件148包括多个向上突出的定位件150，这些定位件通称为运动销，定位件与运送容器底面上的运动槽(未示出)相互配合，以确保容器的精确定位。
托架构件148与一框架体152相连接，以使托架构件148能够在图15所示的关闭位置和图15、16所示的打开或伸出位置之间滑动，而且托架构件148侧向支承在框架体152上，从而使托架构件148定位于输送机14的上方。应该理解托架构件148的总的移动距离可随输送机相对存放站的位置的不同而增加或减小。
托架构件148与一个活动滑架154相连接，该滑架154被一个框架体152所支承并可在关闭和伸出位置之间移动。活动滑架154定位于框架体152的一个固定上盖板156的下方。盖板156保护着托架部件138的内部构件。活动滑架154的内部构件被一第二盖板158所覆盖，该盖板也提高了滑架154的移动刚度。活动滑架154包括一对间隔一定距离的伸缩式滑动件160，滑动件160安装在活动滑架154上。在图示的实施例中，每个滑动件160都包括多个球形套管162(图17)，以利于滑动件的伸出和缩回。
活动滑架154的移动被一个支承于第二盖板158上的驱动装置(未示出)所控制。该驱动装置最好包括一个安装在活动滑架154上的电机，但是应该知道电机也可安装与框架体152或托架构件148上。电机可向前或向后运转，其中一个方向用于伸出滑动件160，而另一方向用于缩回滑动件160。缆索组件164使托架构件148的伸出和滑动件160的缩回更加容易，以将托架构件148移动到关闭位置上。在图示的实施例中，设置有用于控制各个滑动件的两根缆索166a和166b。应该理解可用其它装置替代缆索；或者除缆索组件164外，还可设置其它将滑动件160缩回框架体152内的装置。
电机146的起动是由控制装置来控制的。应该注意到控制装置可被构造成当托架构件148处于伸出位置上时，能够防止输送机械手和托架部件138相互接触的结构形式。控制装置最好还控制着升降部件132。托架部件138还包括一限位开关(未示出)，该限位开关用于监视托架构件148的移动情况并当托架构件移动到完全伸出的位置上时执行检测操作。
在操作过程中，一运送容器或其它物品沿输送机14被运送并定位于一个正确的位置上。输送机14的驱动装置36的精确控制允许容器12准备放置在一个正确的输送位置上，同时对容器或其内容物的撞击最小。但是，应该理解本发明的输送装置还可与其它依赖另一装置将容器停在托架部件前方的输送机一起使用。
一旦容器被输送到正确的输送位置上，那么控制装置将起动升降部件132，以将容器12提升到输送机14的上方位置上。一旦容器12正确定位于支架部件134上的情况被传感器检测到，那么提升支架部件134继续升高，直到容器12移动到升高位置上。例如，升降部件132将容器升高到距离输送机14之上方3至5英寸的位置上，最好为4英寸，但是，如果需要，该距离还可以增加或减小。一旦让其被提升到所需的位置上，那么容器将通过支架部件134保持在合适的位置上。
一旦托架部件138接收到一个来自控制装置的信号，而且该信号表明容器12已被提升至升高位置上时，那么活动滑架154将从框架体152内伸出，从而在容器12的底面和输送机14之间移动托架构件148。这样，位于输送机上方的容器之最小高度部分决定于托架构件148的高度。一旦托架构件148完全伸出，那么运动销150将基本与运送装置底面上的运动槽(未示出)对准。一反馈信号被传送到控制装置，表明托架构件148位于完全伸出的位置上。
支架部件134被降低，以将容器12放置在托架构件148上。在图示的实施例中，支架部件134继续向下移动，直到支架部件134移动到轨道32、34下方的位置上，从而不会使升降部件阻断其它容器沿输送机14移动的通道。
当容器已经被放置在托架上之后，传感器146检测到容器12位于支架部件134上。控制装置起动驱动装置，以使活动滑架154缩回并将托架构件148移动到闭合的位置上，从而将容器12定位于存放位置或缓冲区域内。现在，容器12可被输送机械手20运送至一个工作站16内，当这种工作站16存在时，可执行加工操作。
一旦完成对容器内晶片的处理操作，而且容器已被机械手送回存放站19内，那么工序将倒退，以将容器12送回输送机。具体而言，驱动装置被起动，以将托架构件148移动到位于输送机14之上方的伸出位置上。接着，升降部件132动作，以将支架部件134升高至恰好位于容器12之下方的一个预定位置上。接下来，升降部件132缓慢提升支架部件134，直到提升支架部件134与容器12的底面相接触。一旦传感器检测到容器正确放置在提升支架部件134上，那么支架部件134就会被升高，以将容器从托架构件148上提起。接着，托架构件148缩回，而且支架部件134下降到位于输送机高度上方的预定位置上。然后，支架部件134缓慢下降，直到容器12被放置在输送机上。当传感器144检测到容器已不再与支架部件134相接触时，升降部件将支架部件134下降至完全缩回的位置上。
参照图2至5，存放站19提供了缓冲位置，该位置在通过输送机械手20于输送机14和工作站16之间运送容器的过程中用于存放容器12。如下所述，输送装置18将容器12移离输送机14并将容器放置在存放站19内的存放或缓冲位置上，在该位置上，输送机械手20可接近容器12。参照图4，存放站19最好设置于邻近输送机14之输送路线的缓冲区域内。例如，存放站19设置于上部缓冲区域内，如图4所示。还可在一个或多个其它缓冲区域内设置其它存放站19′。例如，图5示出了一个存放站19′设置于输送机14水平的下方并位于存放站19的下方。
工作站16的各个装载口22分别限定了一个工作站区域，该区域也被称为工作站装载区，输入/输出区，或I/O区域。例如，图5示出了多个装载口22，这些装载口22大体设置于输送机14之下方的同一水平上，而且低于其它存放站19′的高度。这样，工作站的装载区域或I/O区域也就大体位于其它存放站19′的下方，而存放站19′整体限定了一个缓冲区域并位于该缓冲区域内。应该知道I/O区域的位置可根据所用工作站的结构形状而变化。例如，I/O区域可被设置于其它存放站19′所在高度的上方，如图4中的上部I/O区域所示。还应该知道装载口22之间通常间隔一个很大的水平距离，在该水平距离内，与I/O区域一样，可在同一水平高度上设置附加的存放站19″，但这些添加的存放站位于装载口22之间。见图5。这样，就可在一个水平上同时存在一个I/O区域和一个缓冲区域，但是因为每个区域都用于特定的目的，因此I/O区域和缓冲区域都具有排它性。
输送机械手20具有两个活动轴线。第一轴线X轴沿输送机14延伸而且大体是水平的。输送机械手被一上部结构45所支承，用于沿X轴移动。上部结构45的长度是按标准尺寸设计的，从而允许两个或多个工作站16设置于一个隔舱内。应该注意一个隔舱可以是100英寸长或更长，而且可沿其长度设置几个输送机械手。但是，输送机械手20还可被构造成只为一个工作站16服务的结构形式。沿X轴的移动可由一X轴操纵机构168所控制，如图2和20(a)-(d)所示，该操纵机构接收来自上述控制装置的命令，上述控制装置还负责协调输送机14、输送装置和工作站16。上部结构45最好被连接到天花板上并支承着输送机械手20。参阅图20(a)，一机械手框架174与一皮带175相连接，而皮带175在受控于计算机控制装置的X轴操纵机构168和一飞轮177之间张紧。当X轴操纵机构168移动皮带175时，机械手框架174沿X轴移动。框架174被图2和5所示的上部结构45所支承并跨接在与上部结构45之轨道179相连接的轴承(未示出)上。
用于控制输送机械手20和活动框架174沿X轴移动的另外一种结构也可以使用。例如，图20(b)示出了一个齿轮电动机225和多个与机械手框架174相连接的辊277，以使其能够与框架174一起沿上部结构的轨道179b移动。最好将一个象带齿的皮带轮228b或一齿轮这样的带齿驱动轮可操作地与齿轮电机225的输出轴相连接。带齿的皮带轮228b最好以没有明显的相对运动的形式刚性连接到输出轴上。包括框架174、机械手臂、物品夹具、齿轮电机225的输送机械手之重量和物品的重量通过辊227传递给上部结构并被上部结构所支承。使用至少两个辊227来约束框架174，以使其仅沿X轴的方向移动。带齿的皮带轮228b与一个带齿的导向件例如带齿的皮带226b相啮合，其中带齿的皮带226b被一紧固件固定在上部结构的轨道179上。紧固件可包括一个或多个不同的装置，其包括夹具、铆钉、螺钉、粘接剂粘接或其它合适的装置。应该知道可用一齿板或其它合适的装置来替代带齿的皮带226b。齿轮电机225的转动将使机械手框架174移动并沿X轴的方向移动机械手，而齿轮电机225的反向转动将使机械手沿相反的方向移动。
与图20(b)所示的实施例相似的另一实施例如图20(c)所示。替代上述的带齿的齿轮和皮带结构，一个预先装入的柔性导向件例如预装的缆索226c可操作地围绕驱动轮导向，而且与驱动轮例如驱动皮带轮228c相啮合并以预装的方式固定到上部结构的轨道179c上。皮带轮228c以与上述带齿皮带轮228b相同的方式与齿轮电机225的输出轴相连接。滚轮229相对驱动皮带轮228b约束着固定缆索226b，以与驱动皮带轮228b形成有利的啮合。缆索226c与驱动皮带轮228c的接合最好包围驱动皮带轮228b延伸至少180度，如箭头230所示。或者，一个带齿的皮带轮可与预装的带齿皮带226相啮合，该皮带226可围绕带齿皮带轮运转，其运转方式与缆索226c围绕驱动皮带轮228c移动的方式相同。
用于X轴驱动的另一实施例如图20(d)所示。一个驱动轮例如带垫的驱动皮带轮228c被连接到齿轮电机225的输出轴上。驱动轮228d通过摩擦与上部结构的轨道179d上的支承表面相接合。轨道179d还以如下方式支承着辊227将机械手框架的移动限制在X轴方向上。辊227将包括有框架174及其它构件的输送机械手的重量以类似的方式传递给上部结构45。处于工作状态下的齿轮电机225有选择地旋转驱动轮228d，以沿轨道179c在X轴方向上移动机械手框架174。应该理解实际上，不必在外圆周上加垫的驱动轮228d通过摩擦与轨道179d的支承表面230相接合。例如，可以使用橡胶或塑料轮，假设橡胶和塑料轮能够通过摩擦与支承表面230相接合。
图20(b)、20(c)和20(d)所示的X轴方向上的驱动结构是最佳的，因为对于移动长度可变的情况而言，这些实施例易于制造。例如，增加图20(d)所示的装置之移动长度所需的唯一显著的变化在于改变轨道179d的长度。图20(b)和20(d)所示的X轴驱动装置在下述方面是最佳设置有这种X轴驱动装置的机械手框架174的安装和更换比其它结构的框架更为简单。例如，图20(b)所示的机械手框架174可在不移动围绕相应的皮带轮或辊的皮带或缆索的情况下完成换件操作。图20(b)所示的X轴驱动装置在下述方面是最佳的机械手框架174的位置可被精确确定和控制，因为其位置是由与其配合的齿有效变换的。这样，图20(b)所示的X轴驱动装置就是最佳实施例。但应该理解也可以使用其它用于机械手框架174的合适的X轴驱动装置。
参照图5，设置一个能够通过机械手20使容器12无障碍地移动的位移区域。可设置一个快速位移区域，以允许容器沿X轴高速移动。例如，输送机械手20可沿介于两个工作站16之间、工作站16和存放站19之间，或者两个间隔很大距离的存放站19之间的路线ETZ快速移动容器12。还可设置一个局部位移区域，以允许在两个比较靠近的站点之间实现局部输送。例如，输送机械手可将一容器从存放站19″沿路线LTZ移动到一个相邻的工作站内。
输送机械手20还沿一第二轴线即Z轴移动。Z轴相对X轴成一定角度。Z轴最好大体垂直于X轴，而且基本上是垂直的。应该知道其它结构也是可能的，例如X轴、Z轴或X轴和Z轴相对水平轴线和垂直轴线是倾斜的，假设可在一个位移平面内为可沿两个方向移动的输送机械手实现对准操作。沿Z轴的移动允许输送机械手20在一个下部装载口水平和一个高于上部存放站19的上部高度之间移动容器12。可设置一个允许沿Z轴无障碍垂直移动的烟囱状区域，以沿垂直方向在缓冲区之间及位移区域和I/O区域之间移动容器。例如，输送机械手可沿一在图5中整体上由路线CZ表示的烟囱状区域运送容器12。这就是大部分X轴方向移动发生的地方。机械手20沿Z轴的移动可由图2和19所示的伺服机构176来控制，该伺服机构还接收来自控制装置的命令。
输送机械手20包括一臂170，该臂170沿Z轴移动并包括一个物品夹具，该物品夹具被构造成能够与运送容器顶部上的蘑菇形手柄H相接合。该夹具可以是被动式的或主动式的。图18(b)示出了设置有一被动式夹具的本发明之实施例。输送机械手20包括一机械手框架174，该框架被上部机构45所支承，用于沿X轴移动。Z轴伺服机构或操纵机构176设置于框架174上并包括一个伺服电机或其它可被控制系统所控制的电机。Z轴操纵机构176控制着与机械手滑板180相连接的缆索178。机械手滑板180可沿Z轴方向在轴承182上自由移动。臂170以一角度从机械手滑板180上伸出。应该知道臂170也可沿垂直方向相对机械手滑板180延伸。臂170设置有一夹具，在图18(a)和18(b)中该夹具为一个C形的被动式夹具172。夹具172被构造成能够安装在容器12上的蘑菇形手柄下并可通过手柄提升容器12的结构形式。可通过从手柄侧面将臂170移动到位，然后提起臂170以与运送容器相接合的方式将夹具172装配在手柄上。这种技术带来的危险在于控制系统必须从侧面小心地移动臂170，以使被动式夹具172与手柄相接合。该技术的一个优点在于运送容器与夹具通过结构相互接合，而且不存在使运送容器掉落的可能性。
图22至26示出了主动式夹具184的不同实施例，主动式夹具184可替代被动式夹具172设置在机械手滑板180的臂170上。主动夹具184最好被构造成安全可靠的结构形式，这样，断电就不会使容器12出现脱离接合的情况。主动式夹具184的机械结构由于结合了可靠性高的夹具机构而变得更加复杂，但是臂170的移动则没有那么复杂。主动式夹具可从上方接合运送容器12，不需要臂170的侧向移动。在操作过程中，输送机械手20定位在合适的位置上，以使主动式夹具184位于运送容器的手柄上方，接着通过Z轴操纵机构176将夹具184下放。接下来，主动式夹具184与手柄接合，而且机械手滑板180也随容器一起被提升。然后，机械手滑板180将运送容器移动到所需的位置上。
图22示出了主动式夹具184的细节，其中电机186与一缆索188相连接。缆索188围绕导向件192a-192d延伸并通过弹簧194a-194d固定在各个拐角处。当电机186松开缆索188时，弹簧194a-194d将缆索188偏压到一个打开位置上，以允许主动式夹具184被下降到运送容器手柄H上。当电机186拉紧缆索188时，缆索188将围绕导向件192被拉入一个闭合位置上，在该位置上，当输送机械手20将容器从一个位置移动到另一位置上时，缆索188与运送容器手柄H相接合并支承着容器。
图23示出了一种经过变型的主动式夹具184，这种夹具设置有被导向缆索202、204连接在一起的滑动叶片198。导向缆索202和204彼此相对，从而使滑动叶片198具有相等并相对的移动。缆索202卷绕在皮带轮206上，而缆索204卷绕在皮带轮208上，但这些部件的运动与滑动凸轮198的运动保持同步。电机204的动作将以等量的位移面对面地拉动滑动叶片198，从而与容器12的手柄相接合。
图24示出了一种经过变型后的主动式夹具184b，这种夹具设置有多个被一个电磁线圈212活动控制并能够与手柄H相接合的销210。弹簧214将销210偏压到一个接合位置上，从而形成一种安全可靠的结构，以在出现电力故障的情况下防止其与手柄H脱开。
图25示出了一种经过变型后的主体式夹具184c，这种夹具设置有一对凸轮传动的滑动叶片216。电机218或其它合适的线性操纵机构沿箭头A所示的方向移动销220，以使叶片216沿箭头B所示的方向移动，从而与手柄H接合和脱开。
图26示出了一种经过变型后的主动式夹具184d，这种夹具设置有一驱动蜗杆224和226的电机222。蜗杆224和226设置有旋向相反的螺纹，从而电机222沿一个方向的运转将使螺母228和230沿相互背离的方向移动。电机222沿相反方向的运转将使228和230相对拉近。螺母228和230可操作地与卡爪232相连接，而卡爪232以如下方式可回转地安装在主动式夹具184d的壳体234上使卡爪232能够在一接合位置和一脱开位置之间回转，以抓紧和松开容器12的手柄H。主动式夹具184d最好通过一活动轴236安装于机械手臂170上，其中活动轴236允许主动式夹具184d(及悬挂在夹具上的运送容器)相对机械手臂170作有限的移动。夹具184d最好设置有传感器185，目的是表明夹具184d和机械手臂170的相对对中情况，从而确定机械手臂的加速度和其它所需的结果。例如，传感器185可表示出容器12在运动销23上的精确稳定的位移量。
现在请注意输送机械手20，图5示出了在被整体式装置10运送的过程中处于不同位置上的不同运送容器12。为简明起见，容器12将与其各个位置相互联系。在操作过程中，容器12沿输送机14上的输送路线移动到输送机的容器位置12a上。上述的输送装置18用于将运送容器输送到位于缓冲容器位置12b上的存放站19内。接着，机械手接到计算机控制系统发出的指令，用垂直的Z轴操纵机构176和水平的X轴操纵机构168将机械手滑板180与主动式夹具184一起向上移动到蘑菇形的运送容器手柄H上方的位置上。滑板180略微下降，而且主动式夹具184与运送容器的手柄H相接合。接着，滑板180被Z轴操纵机构升高，而且Z轴操纵机构176和X轴操纵机构168与运送容器一起在移动容器位置12c处组合工作。目的在于将容器12输送到工作站16内并将容器12放置在装载口22内。具体而言，控制系统控制机械手20将容器12移向工作站16的装载口22，如工作站容器位置12d所示。夹具184上的传感器最好表示出容器12相对工作站16的精确位置。主动式夹具184被松开，而且主动式夹具184与运送容器的手柄H脱开。接着，机械手滑板180升高，而机械手180机械移向其它输送任务。为了能够从工作站容器位置12d收回运送容器，以相反的顺序执行上面的步骤。
应该知道可设置多个能够在上部结构的公共轨道上工作的输送机械手，目的是以上述方式同时输送容器。如果对一组工作站的生产能力要求较低，那么一个输送机械手足以完成在输送机、存放站和工作站之间输送容器的工作。如果对一组工作站的生产能力要求较高，那么可设置两个或更多输送机械手在上部结构的公共轨道上工作。多个机械手还具有下述优点如果一个机械手出现故障，那么其它机械手可被用作备用的机械手。例如，当多个设置于一个轨道上的机械手中的一个出现故障时，那么由这个机械手服务的工作站的生产能力可能减少，但是，这些工作站仍然可以使用，因为备用的机械手仍然在为工作站服务。当使用多个机械手时，控制系统必须被构造成能够控制多个机械手并能够防止在机械手之间出现意外的结构形式。
除了设置于输送机14附近的存放站19外，还可以在I/O区域的水平上介于装载口22之间或邻近装载口22设置以附加存放站19′的形式存在的额外缓冲位置。例如，存放站19″可设置于相邻工作站16的装载口22之间。因此，可相对地面或隔舱内的输送机在同一高度上设置一个缓冲区域和I/O区域，如图4和5所示。这些添加的存放站19″不能从输送机14直接进入，但输送机械手20可以进入。
图27示出了输送机械手20还被设计成能够沿Y轴移动的另一实施例。图27示出的实施例中，至少一个臂172a可沿Y轴移动，以将运送容器从输送机14上提起并将运送容器输送到存放站19或工作站16内。这种臂由两部分组成一个固定件238和一个活动件242。活动件242包括一个夹具244，该夹具可以是固定的或主动式的夹具并可沿Y轴移动，以提升运送容器并将运送容器送向存放站或工作站。活动件242可被一操纵机构和一皮带传动机构(未示出)所驱动，其中皮带传动机构的结构与图20所示的结构相似。活动件242最好跨接在轨道的轴承(未示出)上并可被一操纵机构(未示出)例如伺服电机所驱动，其中轨道设置于固定件244内。这样，设置有图27所示的三轴输送机械手20的一体式装置10的实施例就可与或不与上述输送装置18一起使用。
根据本发明的一体式装置提供了许多优点，例如在升高的缓冲或存放站、工作站的装载口，添加的缓冲或存放站之间安全运送物品的能力，物品可以是运送容器，但并非局限于此。
尽管已对本发明的最佳实施例作出了说明，但是可在由所附权利要求书的范围内，对上述实施例作出修改和变化。
权利要求
1.一种用于运送物品的一体式装置，其包括一个用于沿一输送线路移动物品的输送机；一个升降装置，该升降装置包括一个提升装置，该提升装置能够与被输送机所运送的物品相接合并将物品提升至输送机的上方，所述提升装置可在一待机位置和一操作位置之间移动，其中在待机位置上物品能够沿输送机通过所述的提升装置移动，在操作位置上所述提升装置将物品保持在输送机之上；一个用于将物品支承在一缓冲区域内的存放支架部件；一个移动机构，该机构用于在所述提升装置的操作位置和所述存放支架部件之间移动物品；一个用于在邻近工作站的工作站区域内支承物品的工作站支架部件；一个输送臂，该臂被构造成具有能够沿第一方向和第二方向移动的结构形式，所述移动分别由第一操纵机构和第二操纵机构控制；一个安装在所述输送臂上并适合与物品相接合的夹具；一个用于控制所述第一和第二操纵机构的控制装置，从而使所述输送臂能够有选择地沿所述第一和第二方向在所述存放支架部件和所述工作站托架部件之间移动。
2.根据权利要求1所述的用于运送物品的一体式装置，其特征在于所述输送机适合于安装在天花板上并定位于所述工作站之前。
3.根据权利要求1所述的用于运送物品的一体式装置，其特征在于所述输送机适合于安装在一个天花板上并定位于所述工作站之上。
4.根据权利要求1所述的用于运送物品的一体式装置，其特征在于所述移动机构设置于所述存放支架部件和所述升降装置之一上。
5.根据权利要求1所述的用于运送物品的一体式装置，其特征在于所述第一方向基本上是基本平行于所述输送路线的水平位置，所述第二方向基本为垂直的方向。
6.根据权利要求1所述的用于运送物品的一体式装置，其特征在于至少所述第一和第二操纵机构中的一个是伺服电机。
7.根据权利要求1所述的用于运送物品的一体式装置，其特征在于至少所述第一和第二操纵机构中的一个是步进电机。
8.根据权利要求1所述的用于运送物品的一体式装置，其特征在于还包括一个用于将所述输送装置安装到天花板上的安装结构；一个活动安装于所述安装结构上的输送臂框架，所述输送臂框架可沿所述第一方向移动；一个活动安装于所述输送臂框架上的输送臂滑板，所述输送臂滑板可沿所述第二方向移动；其中所述输送臂还被安装在所述输送臂滑板上。
9.根据权利要求8所述的用于运送物品的一体式装置，其特征在于还包括一个可操作地与所述输送臂框架相连接的输送臂框架皮带；一个安装于所述安装结构上的输送臂框架皮带操作机构，用于沿第一方向移动所述输送臂框架皮带和所述输送臂框架。
10.根据权利要求8所述的用于运送物品的一体式装置，其特征在于还包括一个安装于所述输送臂框架上的输送臂框架操作机构，用于沿所述第一方向移动所述输送臂框架。
11.根据权利要求10所述的用于运送物品的一体式装置，其特征在于还包括一个带齿的传动轮，该传动轮可被所述输送框架操作机构所驱动；一个安装于所述安装结构上的带齿的导向件，所述带齿的导向件可操作地与所述带齿的传动轮相啮合。
12.根据权利要求10所述的用于运送物品的一体式装置，其特征在于还包括一个可被所述输送框架操作机构驱动的传动轮；一个安装于所述安装结构上的柔性导向件，所述柔性导向件可操作地与所述传动轮相接合。
13.根据权利要求10所述的用于运送物品的一体式装置，其特征在于还包括一个可被所述输送框架操作机构驱动的传动轮；一个设置于所述安装机构上的支承表面，所述传动轮可通过摩擦与所述支承表面相接合。
14.根据权利要求8所述的用于运送物品的一体式装置，其特征在于所述第二操作机构安装于所述输送臂滑板上并可通过一缆索可操作地与所述输送臂相连接。
15.根据权利要求8所述的用于运送物品的一体式装置，其特征在于所述输送臂还包括一个安装于所述输送臂滑板上的固定件；一个活动安装于所述固定件上的活动件，所述活动件可沿第三方向移动，其中第三方向基本垂直于所述的第一和第二方向。
16.根据权利要求1所述的用于运送物品的一体式装置，其特征在于所述夹具适合与物品主动接合。
17.一种用于在一存放站支架部件和一工作站托架部件之间输送物品的机械手，其中存放站支架部件用于在一缓冲区域内支承物品，而工作站托架部件用于在一邻近工作站的工作站区域内支承物品，所述机械手包括一个输送臂，该输送臂被构造成能够沿一第一方向和一第二方向移动的结构形式，所述移动分别由第一操作机构和第二操作机构控制；一个安装于所述输送臂上并适合与物品相接合的夹具；一个用于控制所述第一和第二操作机构的控制装置，从而使所述输送臂在所述第一和第二方向上的移动能够在存放支架部件和工作站托架部件之间输送物品。
18.根据权利要求17所述的用于输送物品的机械手，其特征在于所述夹具还包括一个夹具缆索；一个将所述夹具缆索偏压到打开位置上的弹簧；一个线性操作机构，该机构用于将所述夹具张紧在接合位置上，从而与物品相接合。
19.根据权利要求17所述的用于输送物品的机械手，其特征在于所述夹具还包括一个接合销；一个用于在一打开位置和一接合位置之间移动所述销的电磁线圈操作机构；一个将销偏压到所述接合位置上的弹簧。
20.根据权利要求17所述的用于输送物品的机械手，其特征在于所述夹具还包括一个可在打开位置和接合位置之间移动的凸轮板；一个用于在所述打开和接合位置之间移动所述凸轮板的线性操作机构。
21.根据权利要求17所述的用于输送物品的机械手，其特征在于所述夹具还包括一对接合叶片，所述叶片可在一打开位置和一接合位置之间移动；至少一个与所述叶片同步移动的叶片缆索。
22.一种用于输送物品的一体式装置，包括一个输送机线路；一个用于沿所述输送机线路移动物品的输送机；一个升降装置，该升降装置包括一个提升装置，该提升装置能够与被输送机所运送的物品相接合并将物品提升至输送机的上方，所述提升装置可在一待机位置和一操作位置之间移动，其中在待机位置上所述提升装置定位于能够使物品沿输送机通过所述提升装置的位置上在操作位置上，所述提升装置将物品保持在输送机之上；一缓冲区；一个用于在缓冲区域内支承物品的存放支架部件；一个位移机构，该机构用于在所述提升装置的操作位置上和各个所述存放支架部件之间移动物品；一个设置于工作站附近的工作站区域；一个用于在所述工作站区域内支承物品的工作站托架部件；一个移动区域；一个输送臂，该输送臂被构造成能够在所述移动区域内沿第一方向和第二方向移动的结构形式，所述移动分别由第一操作机构和第二操作机构控制；一个安装于所述输送臂上并适合与物品接合的夹具；一个用于控制所述第一和第二操作机构的控制装置，从而使所述输送臂在所述第一和第二方向上的移动能够在存放支架部件和工作站托架部件之间输送物品。
23.根据权利要求22所述的用于输送物品的一体式装置，其特征在于所述移动区域沿所述第一方向延伸。
24.根据权利要求22所述的用于输送物品的一体式装置，其特征在于所述第一方向基本上位于一个平行于所述输送线路的水平位置上，所述第二方向基本为垂直方向。
全文摘要
一种一体式的隔舱内部运送、存放及输送装置(18)用于在输送机和一个象工作站这样的站点之间移动物品。该装置(18)包括一个输送部件,该输送部件包括一个升降机构和一个位移机构。该输送装置在输送机和用存放物品的缓冲或存放站之间运送物品。一个输送机械手在缓冲或存放站和一工作站之间运送物品,以将其送向站点。机械手包括一个能够夹住物品尤其是在顶部设置有蘑菇形手柄的标准物品的臂。该臂与手柄接合并将物品或运送容器(12)从存放站提升到工作站的装载口。在一个实施例中,该臂包括一个C形的连接件,该连接件可从侧面与手柄被动接合。在另一实施例中,该臂包括一个操作机构,该操作机构与一个能够从上方主动夹住手柄的部件相连接。本发明的优点包括:能够安全地将运送容器(12)从一升高的存放位置移动到设置于下部的存放站或工作站的装载口的能力。
文档编号H01L21/677GK1333730SQ99815727
公开日2002年1月30日 申请日期1999年12月15日 优先权日1998年12月18日
发明者安东尼·C·布诺拉, 理查德·H·古尔德, 米歇尔·D·布莱恩, 戴维·V·阿达姆斯 申请人:阿赛斯特技术公司