CN101890961A - 一种用于薄膜太阳能电池制程的无人搬运车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于薄膜太阳能电池制程的无人搬运车，其上具有多个条支臂来承载太阳能电池基板。该支臂上设置有多个定置滚球可让太阳能基板滑动，并可倾斜一角度方便太阳能基板的移载。该无人搬运车还具有一升降机构可将承载件升降至预定的移载位置。

Description

一种用于薄膜太阳能电池制程的无人搬运车

技术领域

本发明涉及一种无人搬运车。具体而言，其是关于一种用于薄膜太阳能电池制程的无人搬运车，可以自动将批料送至预定的机台端进行批料加载载出的动作。

背景技术

薄膜太阳能电池，顾名思义，是在塑料、玻璃或是金属基板上形成可产生光电效应的薄膜，厚度仅需数微米(μm)，因此在同一受光面积之下可较硅晶圆太阳能电池大幅减少原料的用量。薄膜太阳能电池并非是新概念的产品，实际上，以往人造卫星早已普遍采用砷化镓(GaAs)所制造的高转换效率薄膜太阳能电池板(以单晶硅作为基板，转换效能在30％以上)来进行发电。薄膜太阳能电池可在价格低廉的玻璃、塑料或不锈钢基板上大量制作，以生产出大面积的太阳能电池，而其制程可以直接导入已经相当成熟的TFT-LCD制程，此为其优点之一。以现今TFT-LCD五代厂的规格而言，其玻璃面板尺寸达到1.1m×1.4m，若以一般的玻璃面板作为薄膜太阳能电池的基板，其大尺寸的面积势必造成搬运上的不便。在此状况下，所制造的物料与产品的搬送就占有整体生产制造***重要的部份。从收料、储存、制造、装配、到包装运送等，其每个环节都会需要进行搬运工作。据估计，视运送的物料大小与形状而定，其搬运的成本可能会占生产总成本高达30％之多，故一套高效率的自动化传送***除了可以节省人工操作的时间与成本外，更可有效地提高生产效率。

在传统或半导体产业的制造厂房中，无人搬运车(automated guided vehicle，AGV)为自动化传送***中常用的搬运设备。无人搬运车的特色为接受各工作站或人员的命

进行派车动作，以将货物送到作业员手上或是使其在各站点间传输，其全程皆为自动化，且可由***或人员手动以激光来引导，故适用于中低量不定点的运送途程，具有相当的物料规划弹性。且由于其搬运***易于设置、拆除与移装，能灵活运用厂房空间不受限于静态不动的搬运设备，如传送带等(conveyor)，故具有优良的工作环境适应性。再者，无人搬运车可提供计算机化的物流控制功能，如整合在计算机整合制造(Computer Integrated manufacturing，CIM)与弹性制造***(Flexible manufacturing system，FMS)的环境架构下运行，更可及时掌握及控管物流信息与制作流程，有利于利用自动化***的优势。

美国专利公告第7,153,079号标题名为“Automated Guided Vehicle”的专利中揭露了一种传统用于半导体晶圆制造的无人搬运车。该发明是专门设计使晶圆可于制程机台与批料库之间自动传送、载入，其车上设置有用来放置待传送晶圆的晶圆匣、可传送并水平转动该晶圆匣的传送臂等组件，且其无人传送车是在一特定的传输轨道上运行。然而，对于太阳能电池与液晶面板的制作而言，此类晶圆专用的无人搬运车设计并不适用。其原因在于其物料的尺寸过大，以液晶面板为例，其单一工件的长宽尺寸动辄一米以上，若以匣式的置存装置来存放的，易造成其工件的边缘区域损伤，或是使得整体运送结构不稳定，此外，传送臂因其常进行转向或平移的动作，若用来夹取或托持如此大型的工件，其势必需要广阔的动作空间，影响到厂房的空间利用率。

就上述现有技术而言，其设计或机构皆不适合进行大型薄膜半导体基板的传送。因此，如何提供一合适、使用方便、结构简单的自动化无人搬运车，为目前太阳能电池制作上一重要课题。本发明有鉴于此，提出了一种用于薄膜太阳能电池制程的无人搬运车，其结构适合太阳能基板的承载，且可将批料自动送至预定的机台端进行批料载入载出的动作，解决大尺寸基板取放与传送不易等问题。

发明内容

根据上述的缺点，本发明的目的是提供一种专门用于薄膜太阳能电池制程的无人搬运车，以解决目前没有针对大型基板与玻璃载卸的搬运设备。本发明另一目的为提供更方便、弹性、适用的大型基板搬运结构，其设计可让工作人员轻松地载卸基板，并可将物料送至任何指定或预定的位置。

为达到上述目的，本发明提出了一种用于薄膜太阳能电池制程的无人搬运车，其包含：一框架，具有复数个尺寸设计成能存放单片薄膜太阳能电池基板的存放格呈水平排列，该存放格底面是由复数条支臂构成，以支承该薄膜太阳能电池基板；复数个定置滚球，其设置在该复数条支臂上以让该薄膜太阳能电池基板可于其上滑动；一升降机构，以升降该框架；及一传动机构，以使整台无人搬运车移动。由以上说明得知，本发明相较现有技术具有以下优点和特点：

本发明改良了一般的无人搬运车承载结构，设计成适合用来承载与运送大型的薄膜太阳能电池基板。该无人搬运车含有一由多个存放格所迭合组成的框架，其每格存放格皆能置放与固定一整片基板，且设置有出口供基板载卸。该无人搬运车的传动机构可在轨道上将该其移动至预定的位置。在工厂实际运作时，无人搬运车会透过一自动化***来控制所需车辆的数目、产出量及平均在***的时间，以及时掌握及控管物流信息与制作流程。

在本发明中，该无人搬运车设置有一升降机构，可将整个框架水平升降，以供物料的载入与载出。

在本发明中，其基板存放格底面是以支臂所构成，以于基板边缘以外的区域提供支撑，增加其搬运时的稳定性并降低基板损伤的可能性，并减少无人搬运车整体的重量与搬运成本。

在本发明中，其存放格底面设置有多个滚球结构，可使基板可水平滑动。其存放格底面更设置多个抬升组件，使存放格向滑移方向微倾，配合滚球组件，将能更方便地载卸基板。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，

图1为本发明一无人搬运车的示意图范例；

图2a为本发明一无人搬运车框架的顶视图；

图2b为本发明一无人搬运车框架的侧视图；

图3为本发明一存放格的细部示意图；

图4为本发明中基板滑出存放格动作的侧面示意图。

附图标记说明：

100    无人搬运车

101    框架

103    存放格

103a   出口

103b   出口

105    传动机构

107    轨道

109    机台

111    升降机构

301    支臂

303    镂空区域

305    定置滚球

307    侧壁

309    枢轴

401    抬升组件

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

现在请参照图1，其为本发明一无人搬运车的示意图。如图所示，本发明的无人搬运车100含有一框架101，其由多个存放格103所组成，用以放置薄膜太阳能电池基板。该存放格103以水平层叠方式排列设置，每格存放格103皆能置放与固定一整片基板，且其于框体的长宽两侧分别设有出口103a，103b以供基板于两方向载入载出。该无人搬运车100具有一传动机构105，其设置在该框架101的下方，用以将该无人搬运车100移动至所希望的位置，如机台的载入口、或工作人员的位置处。如图中的实施例所示，该传动机构105为轮件，其可于一预先设定好的轨道107上运行，使该无人搬运车100可移动至制程机台109旁或轨道上特定的位置，以进行物料的载卸。其轨道107可为单向、双向模式、多轨道模式、循环、网络及其混合的设计，其行走途程可能包含前进、后退、转向、分歧、及合流等。然而，于其它实施例中，该传动机构105也可能不借由有形的轨道移动，而是利用传感器来做控制，在无形的轨道(free-range)上行进，其路径大部分沿直线前进，当遇物体阻碍时，则进行闪避的动作，此举可节省轨道设置的费用，并同时增加***弹性。举例而言，无人搬运车100、机台109、或预定的行进路径上设置多个传感器(图中未表示)，其可采用磁带、激光等光学感应等实体导引方式，也可能采用极坐标、陀螺仪、条形码点记等虚拟导引方式来决定行进路径与位置，以导引至目的机台处。该传动机构可能也不采用轮件，而是采用滑轨方式设计。该无人搬运车上的薄膜太阳能电池基板都具有各自的批号(lot number)以供识别，其批号可具有一对应的条形码供读码机读取以决定其当站目的机台与制程，且该无人搬运车上更可设置记忆模块来记录该薄膜太阳能电池基板的批货历程(lot history)。无人搬运车100于工厂实际运作时会透过一自动化***来模拟验证其派车法则(Dispatching)、途程(Routing)、及排程问题(Scheduling)，衡量各个法则所需的需求车辆数目、产出量及平均在***的时间，如将整个机构整合在计算机整合制造(Computer Integrated manufacturing，CIM)与弹性制造***(Flexible manufacturing system，FMS)的环境架构控制下运行，更可及时掌握及控管物流信息与制作流程，有利于利用自动化***的优势。

在图1的实施例中，该框架101与传动机构105之间设置有一升降机构111，其可将整个框架101水平升降，使其特定的存放格出口103a，103b可与机台109的载入口109a齐平，以供物料的载入与载出。其升降可由***自动控制或由工作人员手动控制。

接着请参照图2a与图2b，其为本发明无人搬运车100框架101的顶视图与侧视图。如图所示，框架101系由多个存放格103水平堆叠排列组成，每个存放格103的长宽尺寸设置成能容纳并平放一整片所希望传送或进行制程的薄膜太阳能电池基板大小。以第五代TFT-LCD玻璃面板的规格而言，其所制订的宽长尺寸分别为1.1m×1.4m。然而，于其它实施例中，其尺寸可以有所变化，如设计成对应更先进的TFT-LCD七代厂玻璃面板规格1.87m×2.2m或八代厂规格2.2m×2.5m。对于本发明而言，其存放格103的高度是能允许其内容置的基板可沿水平方向被传送臂取出或滑出，其细节将于后续实施例中描述。

现在请参照图3，其为本发明存放格103的细部示意图。如图中所示，存放格103为一扁平的框体结构，其内可容置上述各规格的单片薄膜太阳能电池基板。考虑到其是专用于承载大型、易损伤的太阳能电池基板，其底面特别设计以多条支臂301构成，而非一般卡匣的边缘托持式设计，以在基板边缘以外的区域提供支撑，增加其搬运时的稳定性并降低基板损伤的可能性。此种设计能形成多块镂空区域303，进而减少无人搬运车100的整体重量并节省搬运成本。于本实施例中，其支臂301设置于存放格103底面的四边缘及对角线位置，其使用的支臂301数量与设置需随无人搬运车的设计、所承载基板的尺寸与重量、机台端的夹取装置型态等而改变，并不限于图中的六条支臂设计。再者，本发明的设计考虑为可不使用传统以传送臂夹取或托置的方式来进行基板的传送或载卸，因此实施例中提供了多个定置滚球305设置在存放格103底面的各支臂301上，使基板可水平滑动。如图所示，其定置滚球305是平均分布在存放格103底面的各个负重点，以平衡承载时的重心并保持车体动作时基板的稳定。实施例中存放格103一般会具有四个侧壁307，其在非载卸或车体行进其间会立起以固定存放格103内承载的基板不受惯性或倾斜移动。于无人搬运车进行物料载卸其间，其四侧壁307可分别以枢轴309转动方式折开或是同时拆离，以让其内容置的基板往特定或任意水平方向滑出，或是让机台的传送臂能水平伸入格体中夹取基板。须注意实施例中的定置滚球305为一种可以360°旋转的机件，即置于其上的基板可以往水平面的各个方向滑动，并不局限于存放格103框体的单一出口。此机构设计得以提供无人搬运车或工作人员更方便与弹性的基板移载方式。

接着请参照图4，其为本发明中基板滑出存放格103动作的侧面示意图。如图中所示，除了定置滚球305结构外，本发明存放格103还包含抬升组件401，其设置在各存放格103的四个角落下方。当工作人员欲手动将笨重的大型玻璃基板403取出时，其可升起滑出方向对边的两抬升组件401，使存放格103向滑移方向微倾，再配合先前定置滚球305的设置，笨重的基板403即可轻松地往所希望的方向滑出。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种用于薄膜太阳能电池制程的无人搬运车，其特征在于：所述的用于薄膜太阳能电池制程的无人搬运车包括：

一框架，具有多个尺寸设计成能存放单片薄膜太阳能电池基板的存放格，所述的存放格呈水平排列，该存放格底面是由多条支臂构成，以支承该薄膜太阳能电池基板；

多个定置滚球，其设置在该多条支臂上以让该薄膜太阳能电池基板可在所述的定置滚球上滑动；

一升降机构，以升降该框架；及

一传动机构，以使整台无人搬运车移动。

2.根据权利要求1所述的无人搬运车，其特征在于：还包含多个传感器，可使该无人搬运车定位在制程机台位置处以进行该薄膜太阳能电池基板的移载。

3.根据权利要求1所述的无人搬运车，其特征在于：该框架可倾斜一角度以阻止或方便该薄膜太阳能电池基板于其上滑动。

4.根据权利要求1所述的无人搬运车，其特征在于：该无人搬运车可以单向或双向流向型态、无轨型态、网络式、单循环或区段式双向单循环型态运行。

5.根据权利要求1所述的无人搬运车，其特征在于：该无人搬运车可以使用磁带、激光、光学感应、极坐标、或陀螺仪方式来导引。

6.根据权利要求1所述的无人搬运车，其特征在于：该每台无人搬运车上的薄膜太阳能电池基板都具有各自的批号以供识别。

7.根据权利要求6所述的无人搬运车，其特征在于：该批号具有一对应的条形码供读码机读取以决定其当站目的机台与制程。

8.根据权利要求1所述的无人搬运车，其特征在于：还包含一记忆模块，该记忆模块设置在该无人搬运车上以记录该薄膜太阳能电池基板的批货历程。

9.根据权利要求1所述的无人搬运车，其特征在于：该无人搬运车可以整合在计算机整合制造与弹性制造***的环境架构下运行。

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