测量单元和运送系统、测量方法

日期:2019-03-07 00:48:21

专利名称:测量单元和运送系统、测量方法
技术领域
本发明涉及用来测量环境数据的测量单元及运送系统、测量方法。本发明尤其涉 及在周围环境一即单元放置的状态不明的情况下使测量单元所测量的数据能够解析。
背景技术
发明者提出过这样的方案(日本专利文献1 JP4186123B)通过用堆装起重机等 运送装置运送搭载了粒子传感器(particle sensor)或振动传感器等的测量单元,获取运 送中或者保管在货架等中的环境数据。专利文献1中,单元向堆装起重机等来自运送装置 测量数据,在运送装置一侧将单元的状态等数据附加到测量数据中,输出到系统控制器。但 是,不具备与单元进行通信的装置的运送装置由于不清楚单元处于运送中还是保管中等状 态,因此不能附加这些数据。因此,不能够在地面一侧解析测量数据。因此,不具备与测量 单元进行通信的机构的运送装置中,不能够进行使用了测量单元的环境测量。

发明内容
本发明的课题就是要使得即使用缺乏与测量单元进行通信的单元的运送装置运 送测量单元、测量环境数据,也能够将单元的状态数据附加到测量数据中。本发明的追加课题是即使在没有无线LAN等测量单元能够利用的通信途径的情 况下,也能够从测量单元取出测量数据。本发明为搭载环境传感器并且用运送装置运送自由的测量单元,为能自由地与测 量单元的状态建立相关(紐付K )地存储来自环境传感器的测量数据的测量单元。所谓建 立相关为,例如用时刻数据等将测量数据与从运送装置等获得的测量单元的状态数据建立 相关,建立相关的手法本身是任意的。本发明的测量单元中,由于能够将测量单元的状态数据与测量数据建立相关,因 此测量数据本身不必包含单元的状态数据。因此即使是在不能与运送装置进行通信的状况 下测量到的数据,也能够在事后从运送装置的动作等中解析出是在怎样的状态下测量到的 数据。最好是通过存储单元与时刻数据一起存储测量数据,由此自由地与测量单元的状 态建立相关。如果这样,能够用时刻数据简单地将测量数据与测量单元的状态建立相关。最好是上述存储单元为用来写入测量数据的装卸自由的电子存储媒体,为例如 USB存储器、CompactFlash (注册商标)存储器等,测量单元具有写入这些存储媒体的写入 终端。这样一来,能够通过电子存储媒体将测量数据输入控制器,即使没有连接测量单元和 控制器的无线LAN等的运送系统,也能够解析测量单元的数据。并且最好在测量单元中设置计时器和接收用来校正计时器的时刻数据的时刻信 号的接收单元,并且和时刻数据一起同时存储上述测量数据,通过这样使与测量单元的状 态建立相关成为可能。如果这样,使用来自校正好的计时器的时刻数据,能够简单地与测量 单元的状态数据建立相关。
尤其优选上述环境传感器至少包括计数颗粒数的颗粒计数器、振动传感器、风速 传感器和麦克风;还设置有处理振动传感器的输出的低通滤波器和控制单元,所述控制单 元根据来自低通滤波器的信号判断测量单元是运送过程中还是静止过程中,在运送过程中 缩短测量间隔,在静止过程中延长测量间隔。如果这样,能够用振动传感器判断测量单元是 处于运送过程中还是处于静止过程中,能够改变测量间隔。并且,用麦克风将振动与周围的 噪音关联起来,能够容易地解析振动的原因。用颗粒计数器和风速传感器能够测量气流及 其清洁度。并且,本发明为一种运送系统,具有运送装置;测量单元,所述测量单元搭载有 环境传感器,用运送装置运送自由,并且与时刻数据一起存储来自环境传感器的测量数据; 以及控制器,所述控制器与时刻数据一起存储被运送装置运送的测量单元的状态数据,并 且用时刻数据将测量数据和上述状态数据建立相关。最好是状态数据为测量单元所经历的 事件的种类和事件发生的位置。本发明的运送系统用运送装置运送测量单元,将测量数据和时刻数据一起输入控 制器。并且和时刻数据一起同时存储运送装置的状态数据,用时刻数据将测量数据与状态 数据建立相关。因此,在测量单元与运送装置之间没有通信的状态下,也能够使测量数据与 测量单元的状态相对应。另外,本发明的测量运送系统的环境的方法包括以下步骤用运送装置运送测量 单元的步骤,所述测量单元具备环境传感器、存储单元和计时器;将来自上述环境传感器的 测量数据和来自上述计时器的时刻数据一起存储到上述存储单元中的步骤;将上述测量单 元的状态和时刻数据一起从运送装置报告给控制器的步骤;将上述存储单元中的数据输入 控制器的步骤;以及利用控制器,由时刻数据将上述测量数据和上述状态数据建立相关的 步骤o在本说明书中,有关测量单元和运送系统的记载直接适用于测量运送系统的环境 的方法,反之,有关测量运送系统的环境的方法的记载也直接适用于测量单元和运送系统。


图1为实施例的测量单元的方框图;图2为将实施例的测量单元收纳在其内的盒子的主视图;图3为表示获取环境数据的运送系统的例子的图;图4为实施例的解析用计算机的方框图;图5为表示实施例的测量单元进行的处理的图;图6为表示实施例的运送装置进行的处理的图;图7为表示实施例的解析用计算机进行的处理的图;图8为示意地表示实施例的测量数据与测量单元的位置和状态建立相关的图。附图标记说明2.测量单元;4.通信部;5、38.天线;6. CPU ;7、40. USB接口; 8.USB存储器;9.电源装置;10.电池包;11.计时器;12. ID标签;15.用户接口 ; 16.颗粒计 数器;17.振动传感器;18.低通滤波器;19.麦克风;20.风速气温传感器;22.盒子;24.法 兰;30.桥式吊车系统;31.桥式吊车;32.堆料机;33.堆装起重机;34.货架;36.MGV 口 (手推车用进出口);42.传送带;44.无人运送车;45.处理装置;46.装载口 ;47.缓存区;48.堆料控制器;50.传送带控制器;52.无人运送车控制器;54.桥式吊车控制器;56.系统 控制器;58.时间服务器;60. LAN ;61.集线器(hub) ;62.解析用计算机;64.对照解析部; 65. LAN 接口 ;66. USB 接口 ;67.用户接口
具体实施例方式下面说明本发明的优选实施例。实施例能够参照该领域的公知技术适当变更,并 不限定本发明的范围。图1 图8表示实施例。图1中表示测量单元2,4为通信部,通过天线5经过后 述的无线LAN进行无线通信。6为CPU(Central Processing Unit,中央处理器),进行测 量单元2内的数据处理,7为USB接口,与USB存储器8之间进行读出和写入。将测量单元 2测量到的测量数据和时刻数据写入USB存储器8,除此以外,也可以从USB存储器8读出 测量指令。其中,测量指令由将进行测量的时间范围和测量数据的种类——例如是使用所 有的环境传感器进行测量、还是只使用指定的环境传感器,以及那个情况下使用哪个传感 器和将测量数据写入USB存储器8的时间间隔构成。这样,测量指令也指定测量条件。另 夕卜,能够利用无线LAN的环境下取代将输出数据写入USB存储器8也可以是从天线5往无 线LAN输出数据,另外从天线5接收测量指令、或者从用户接口 15输入。9为电源装置,利 用电池包10输出的电力驱动测量单元2的各部分。11为计时器,用从天线5获得的时间戳 (timestamp)数据来校正时刻,并且通过计数此后经过的时间求出各时间点的时刻,与测量 数据一起输出USB存储器8或天线5。12为ID标签,为条形码标记(bar code label)或 RF标签等。15为用户接口,由例如触摸屏或LED与输入用开关的组合等构成,输入开始测量、 测量的数据项目以及结束测量,或者输入这些数据加上测量指令等。并且,用户接口 15显 示测量单元2是在测量过程中还是在待机过程中,以及电池包10的剩余电量等。颗粒计数 器16通过计数经过测量单元2内的气流中颗粒的数量求出颗粒的密度,振动传感器17由 加速度传感器构成,检测测量单元2受到的振动。低通滤波器18从振动传感器17获取低 频信号,由于振动传感器17的低频信号与测量单元2被运送时受到的加速度相对应,因此 能够判别测量单元2是处在静止中还是在运送过程中。麦克风19检测周围的噪音等,在解析由振动传感器17检测到的振动时提供周围 是存在高频噪音、还是突发的强噪音、或者低频噪音、或者没有噪音等辅助数据,使解析振 动的原因变得容易。风速气温传感器20检测经过测量单元2内的气流的风速和气温,风速 最好测量由风速的绝对值和方向构成的数据——例如洁净室内清洁空气的风速和分布。气 温也可以不测量。并且,风速 气温传感器20测量在将测量单元2配置到货架等中的状态下 运送装置通过测量单元周围时的行走风的速度和方向。另外,颗粒计数器16 风速气温传 感器20本身是众所周知的技术,并且搭载在测量单元2中的传感器的种类也是任意的。图2表示收纳有测量单元2的盒子22。盒子22为例如FPD (平板显示器)运送用 的盒子,但也可以是将运送半导体基板用的FOUP变成只剩下骨架的框架形状,成为6面通 风自由的盒子等。另外,也可以不将测量单元2搭载到盒子中,而是搭载到斗、托盘等的运 送系统中使用的载体上。盒子22用框架形状的骨架构成,气流在周围的6个面自由通过。 并且,使用者能够从例如盒子22的正面进行更换电池包10、装卸USB存储器8,操作用户接口 15等。并且,盒子22可以用图3的桥式吊车、无人运送车、传送带或堆装起重机等运送。图3表示作为环境数据的测量对象的运送系统的布置的一例。30为桥式吊车系 统,多台桥式吊车31在沿洁净室内顶棚附近设置的行走轨道上环行。32为堆料机,例如堆 装起重机33在左右一对货架34、34之间行走,拿出、放进盒子22。堆料机32具有作业者 用手推车(MGV =Manual GuidedVehicle)拿出、放进盒子22的MGV 口 36。作业者在MGV 口 36上更换测量单元2的电池、装卸USB存储器、进行用户接口 15的操作等。另外,也可以在 MGV 口 36上设置作为无线LAN的地面站的天线38和USB接口 40,与测量单元2进行无线 通信,同时进行USB存储器8的读取和写入。42为传送带,44为在地面行走的无人运送车,45为FPD等处理装置,通过例如装载 口 46与桥式吊车系统30之间进行盒子的交接等,47为缓冲区,暂时保管盒子。 下面说明运送系统的控制器。48为堆料控制器,管理堆料机32内的库存、控制堆 装起重机33、以及管理收容有测量单元的盒子或其他的盒子往MGV 口 36的运进/运出。50 为传送带控制器,管理传送带42,无人运送车控制器52管理无人运送车44,桥式吊车控制 器54管理桥式吊车系统30和缓存区47上的盒子。控制器48 54由作为整个运送系统 的控制器的系统控制器56管理。解析用计算机62将从测量单元2获取的带时刻数据的测 量数据与从控制器48 56获得的测量单元2的带时刻的位置和状态数据进行对照(建立 相关),将测量单元2的位置和状态数据附加到测量数据中。例如,在保管在货架中的情况 下,位置由货架地址指定,状态为在保管中;另外在用桥式吊车31运送的过程中的情况下, 状态为装载中、运送中、卸载中等,位置为运送过程中的测量单元2的位置。解析用计算机62使用来自控制器48 56的数据,将单元的位置和状态数据附加 到来自测量单元2的数据中,利用附加了的数据解析运送系统的环境。环境解析对象为洁 净度(颗粒密度)、气流的方向和速度(风速)、运送过程中的振动程度、气温等,测量位置 为运送装置上和货架34中、缓冲区49上、装载口 46上等任意位置。系统控制器56的时间 服务器58产生成为整个运送系统的基准时刻的时间戳数据。并且,控制器48 56和解析 用计算机62通过例如集线器61而被连接到LAN60上,堆装起重机33、桥式吊车31等运送 装置从各种控制器接收时间戳数据。另外,除LAN60以外,也可以在运送系统的各部分设置 无线LAN的地面站,使在任意位置上与控制器48 56中的任何一个都能进行无线通信。图4表示解析用计算机62的结构,64为由对照解析部将来自测量单元2的USB存 储器8的带时刻的测量数据与来自控制器48 56的带时刻数据的位置和状态的数据建立 相关,将位置和状态数据附加到测量数据中。LAN接口 65为地面一侧的与LAN的接口,用于 从控制器48 56接收收容了测量单元的盒子的带时刻的位置和状态数据,以及用于接收 来自系统控制器56的时间戳数据等。USB接口 66进行从测量单元取出的USB存储器的读 出,或读出与写入。用户接口 67进行往USB存储器输入测量指令等操作。图5表示测量单元2进行的处理,操作者手动或者利用堆装起重机等自动地将测 量单元2设置到MGV 口 36上。操作者进行更换电池包10或者输入开始等处理,测量单元 2通过无线LAN获取时刻数据(时间戳),据此将计时器对时。当开始测量时,测量单元2以例如预定的时间间隔获取指定的测量数据,与时刻 数据一起写入USB存储器8,或者输出到无线LAN等。其中振动传感器17的输出用低通滤 波器18处理,如果检测到例如持续1秒以上的加速度,则知道在运送过程中;如果没有检测到持续预定时间以上的长时间加速度,则知道处于静止中。这是因为当运送测量单元2时,由于升降、行走和移载等,被施加例如1秒以上持续的加速度的缘故。因此,CPTO在运送过 程中的情况下,将测量间隔缩短到例如每1秒、每5秒等,在静止中的情况下,将测量间隔延 长到例如每10秒、每1分钟等,以将振动从测量项目中除去等地改变测量项目。测量单元2 的计时器用时间戳数据对时,USB接口 7将测量数据和时刻数据一起写入USB存储器8中。 因此,USB存储器8的数据如图5右侧所示为由时刻和测量数据构成的记录排列。测量结束时,运送装置将测量单元移载给MGV 口 36,例如由于操作者输入了测量 结束、到达了写入USB存储器8中的测量结束时刻、或者检测到电池量低等,结束测量。操 作者从测量单元2中取出USB存储器8,放置到解析用计算机62的USB接口 66中,从USB 存储器8中读出数据。另外,在能够在任意位置利用无线LAN等情况下,也可以不用USB存 储器8而用无线LAN输出测量数据。图6表示运送装置一侧的处理,运送装置读取测量单元2的ID,将读取的ID报告 (发送)给管理该运送装置的控制器(相关的控制器)。相关控制器控制运送装置以执行 有关测量单元的运送指令。在运送测量单元2期间,将在运送装置一侧发生的事件和位置 等数据中附加事件发生的时刻,运送装置向相关控制器报告,相关控制器存储事件的种类 及其位置和时刻数据。事件及其位置数据中存在例如装载开始、装载结束和装载站点等的 ID,装载为事件,开始和结束为事件的时刻,站点的ID为位置。同样,存储行走开始时刻、结 束时刻和行走中的位置和时刻,存储卸载开始时刻、卸载结束时刻和卸载站点等的ID。另 夕卜,存储位置和事件是为了控制器48 54控制运送装置从现有技术就执行的事情。当测 量单元2的运送结束时,将测量单元2卸载到货架34、MGV 口 36、或者与下一个运送装置交 接用的站点等上,相关控制器存储卸载的位置和最后的事件(卸载)及其时刻。图7表示解析用计算机62 —侧的处理。解析用计算机62的对照解析部64将时 刻数据作为关键字将来自测量单元2的数据和来自运送装置的数据进行对照。S卩,每个数 据中都附加有时刻数据,由于这些数据都用时间戳进行过对时,因此能够推定获得测量数 据时的测量单元2的位置和状态。因此将单元2的位置和状态附加到来自测量单元2的数 据中,根据该数据解析测量数据。虽然实施例中将测量单元2的位置和状态与测量数据建 立相关,但也可以将最小限度、装载中、运送中、卸载中、保管中等的状态与测量数据建立相 关。图8表示测量数据与来自运送装置的数据的对照例,横轴表示时刻,假设在图8的 横轴的每一个刻度上获得测量数据。虽然测量数据是多种数据,但将其中的一种数据表示 在图8中。从运送装置与时刻一起报告事件的开始时刻、结束时刻以及事件发生的位置,以 时刻数据为关键字将测量数据和事件进行对照,通过这样能够像图8的下侧那样确定各在 时刻的测量单元的位置和状态。其中,在运送装置的位置(测量单元2的位置)和状态在 获得测量数据的时刻不明确、在其前后时刻的位置明确的情况下,能够通过插补前后的位 置来推定测量单元2的位置。并且,由于运送装置一般将状态变化作为事件来报告,因此在 前后时刻的状态不同的情况下,前面时刻的状态为测量单元2的状态。下面说明实施例的动作。当将测量单元2设置到MGV 口 36等上,从用户接口 15等 输入测量开始时,测量单元2开始测量,存储时刻数据和测量数据。然后从持续预定时间以 上的加速度信号中检测有无伴随运送的加速度,据此改变测量间隔。运送装置根据来自相关控制器的指令搭载测量单元2,读取测量单元2的ID,报告给相关的控制器一侧,通过这 样接收运送指令。由此,能够沿需要测量环境数据的路径运送测量单元2。运送装置根据运 送指令运送测量单元2,将此期间发生的事件及结束时刻、内容、以及行走中的位置报告给 运送装置的控制器。解析用计算机62从运送装置的控制器48 54或者系统控制器56与 时刻数据一起接收运送装置的位置和状态的数据,由对照解析部64将其与来自测量单元2 的USB存储器8的带时刻的测量数据进行对照,解析环境数据。由于测量单元2 —般不能直接与运送装置进行通信,因此作为测量单元2不知道 测量单元2的位置和状态。本发明通过使运送装置和测量单元共有经过对时的时刻数据, 用系统控制器以这些时刻数据为关键字(key)将测量单元2的位置和状态附加到测量数据 中,由此使测量数据的解析成为可能。因此,即使对于使用了不能与测量单元2进行通信的 运送装置的现有的运送系统,也能够容易地测量环境数据。在实施例中,即使对现有的运送系统,通过追加例如解析用计算机62,也能够用测 量单元2进行环境测量。另外,也可以在MGV 口 36等上设置与测量单元2连接用的连接器, 不通过无线通信而是通过有线通信提供时间戳数据。虽然在实施例中测量了洁净室内的清 洁度和振动、风速、气温等,但也可以取而代之,测量化学工厂内的气体浓度和气温等。
权利要求
一种测量单元,搭载有环境传感器,并且用运送装置运送自由,其特征在于,具有能自由地与测量单元的状态建立相关地存储来自环境传感器的测量数据的存储单元。
2.如权利要求1所述的测量单元,其特征在于,通过上述存储单元将测量数据与时刻 数据一起进行存储,自由地与测量单元的状态建立相关。
3.如权利要求2所述的测量单元,其特征在于,上述存储单元为用来写入上述测量数 据的装卸自由的电子存储媒体,还具有写入该存储媒体的写入终端。
4.如权利要求2所述的测量单元,其特征在于,通过设置计时器和接收用来校正计时 器的时刻数据的时刻信号的接收单元,并且与时刻数据一起存储上述测量数据,使与测量 单元的状态建立相关成为可能。
5.如权利要求4所述的测量单元,其特征在于,上述环境传感器至少包括计数颗粒数 的颗粒计数器、振动传感器、风速传感器和麦克风;还设置有处理振动传感器的输出的低通滤波器和控制单元,所述控制单元根据来自 低通滤波器的信号判断测量单元是运送过程中还是静止过程中,在运送过程中缩短测量间 隔,在静止过程中延长测量间隔。
6.一种运送系统,其特征在于,具有运送装置;测量单元,所述测量单元搭载有环境传感器,用运送装置运送自由,并且与时刻数据一 起存储来自环境传感器的测量数据;以及控制器,所述控制器具有与时刻数据一起存储被运送装置运送的测量单元的状态数据 的存储单元,以及用时刻数据将测量数据和上述状态数据建立相关的对照解析部。
7.如权利要求6所述的运送系统,其特征在于,上述状态数据为测量单元所经历的事 件的种类和事件发生的位置。
8.一种测量运送系统的环境的方法,其特征在于,包括以下步骤用运送装置运送测量单元的步骤,所述测量单元具备环境传感器、存储单元和计时器;将来自上述环境传感器的测量数据和来自上述计时器的时刻数据一起存储到上述存 储单元中的步骤;将上述测量单元的状态和时刻数据一起从运送装置报告给控制器的步骤;将上述存储单元中的数据输入控制器的步骤;以及利用控制器,由时刻数据将上述测量数据和上述状态数据建立相关的步骤。
全文摘要
本发明提供一种测量单元和运送系统、测量方法。将环境传感器搭载在用运送装置运送自由的测量单元上,用适合于与测量单元的状态建立相关的数据形式存储来自环境传感器的测量数据。
文档编号G01N35/00GK101871796SQ201010155418
公开日2010年10月27日 申请日期2010年4月2日 优先权日2009年4月24日
发明者松叶克己 申请人:村田机械株式会社


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