[发明专利]用于清洁环境的高容量输送传送装置

说明书

描述了一种用于在清洁环境中使用的分段的皮带驱动的输送系统。通过每个具有一起转动的驱动轮的皮带驱动的输送段实现工件载体的高速度、高密度、无碰撞吞吐。驱动轮具有圆柱形轮廓。可以通过马达控制器使用预先限定的加速/减速曲线来使得工件载体跨越相应的驱动段的速度最优地改变。

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不适用

背景技术

许多制造工厂环境由空间分布的加工工具组成，而非沿着线性地布置的装配线定位的连续工具。对于在制品或者“工作实体”在被另一个工具或多个工具加工后重新进入工具的制造环境，尤其如此。重新进入同一工具避免了工具重复，这在工具的资本成本高昂的环境中尤为重要。

半导体制造环境是由于工具成本高昂使得工作实体多次进入给定工具或给定类型的工具的环境的示例。半导体制造环境中的加工工具通常根据功能空间地分布在工厂中。因此，工作流程类似于工作实体的混沌运动。由于同时在多个工具上操作多个工作实体并同时在多个工具之间移动多个工作实体，各个工作流程相交。

在现代工厂中，通过传送网络实现多个工作实体通过大量制造步骤和关联的工具的过程。同时加工若干工作实体对最大化利用工厂工具和最大化产品产量是必要的，这产生了高度复杂的物流。因此，需要在工作实体运动中的高效率和高度协调。没有能够快速、实时响应的高效传送网络，在进入或离开某些加工工具的工作流程中会出现瓶颈(流量密度)，同时其它加工工具缺乏工作。因此，这种高效传送网络必须具有高递送能力、高速度、和异步能力，通过这些能力，工作载体可以彼此独立地运动。传送基础设施是这种高效物流的技术支撑。

在递归的加工流程环境中，例如在半导体制造环境中，同时利用多达数百个独立的加工工具需要能够在正确的时间将正确的工作实体递送至所述工具中的每个的物流网络。每个加工工具的利用率越高，工厂产量越高，同时也转化为企业资本的效率提升。

输送系统是当代工厂环境中使用的传送系统的一种具体类型。输送网络可以由同时分派至各种工具的数百台移动式工作载体共享。递送能力取决于流量密度和输送速度。然而，流量密度和速度受到对于输送系统中的工作实体之间的碰撞的零容忍的附加要求和无颗粒化环境的附加要求的限制。因此，上述要求之间产生冲突。

工厂中的输送网络通常具有到多个位置的交叉点、节点和分支。在工作加工位置处的敞开的输送机末端是用于输送机传送范围的输入和输出端口。在这些端口处，工作实体进入和离开输送范围。在现有技术中当工作实体需要从这些端口中的一个行进至另一个时，需要为了转移而畅通路径以满足避免碰撞的要求。通常地，外部的或集中的调度软件布置成通过同时控制所有其它工作实体的运动来实现这种转移，否则所有其它工作实体的运动会干扰所涉及的工作实体。由于上述吞吐量的要求，这种调度软件是复杂的。需要彼此同时并以无碰撞的最大速率移动工作实体。

除了在密集制造环境中高度复杂控制的挑战外，在清洁室环境中输送系统产生的颗粒物也备受关注。因此，传送系统在这种环境中的效率必须与污染的机会相权衡。

传统的辊式输送机已经实现了极低的颗粒物产生。然而，这种布置不能够实现在其上传送的物品或载体(在此一般简称为“载体”)从停止状态的高加速度。这不是由于缺少用于驱动辊的有效转矩，而是由于当施加高起动转矩时滚轮可能滑动和啸叫。这类似于汽车从停止状态过快加速时汽车轮胎的啸叫。

在特定的实施例中，磁滞离合器已经根据实施例与同步或步进马达驱动的辊或轮结合使用，以消除载体和驱动器之间的这种滑动。磁滞离合器实现异步软缓冲，异步软缓冲是用于将载体相对彼此独立地移动并以平滑的方式起动和停止载体的过程。然而，尽管磁滞离合器成功地防止滑动，但是其难以实现包括在多个g范围内的高加速速率。需要非常快的加速和减速，以便提升吞吐量并因此增加在必须没有载体碰撞的软缓冲输送机上行进的载体的密度。由于载体异步地移动，它们需要快速且与下游载体无碰撞地停止，以在输送环境中实现密度增加和快速起动，以便最小化对上游载体的干扰。优选地，起动和停止应当发生在稍大于载体的线路段中。