KR0167881B1 - 웨이퍼 반송 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼를 지정장소에 보내거나 지정장소로부터 웨이퍼를 받는 웨이퍼 반송 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 복수매의 웨이퍼가 저장된 운반상자를 저장하고 반송하는 스토커, 각 스토커와 스토커를 연결하는 폐선로, 상기 폐선로를 주행하면서 스토커간의 운반상자를 이동시키는 반송 대차, 상기 폐선로의 어느 한 곳에 구성되어 폐선로를 주행하는 반송 대차의 방전시 충전시키는 자동충전장치 및 이들 각 구성 부품의 구동을 제어하는 중앙제어장치를 구비하여 구성함으로써 종래의 수동에 의존하던 웨이퍼의 각 공정단위로의 이송을 완전 자동화하고, 전체 반송 시스템을 중앙 제어에 의해 관리함으로써 웨이퍼의 신속하고 정확한 이송이 가능하게 하며, 반송 시스템 전체의 관리 효율성을 증대시키고, 또한 메인 레일을 공정 라인의 천정에 설치하여 다른 장비의 반입 및 작업자와의 충돌을 방지하여 안전 사고를 예방할 수 있도록 한 것이다.

Description

웨이퍼 반송 시스템 및 그 제어방법
제1도는 본 발명에 따른 웨이퍼 반송 시스템의 개략적인 구성도.
제2도는 본 발명의 주요부인 스토커의 구성을 보인 측면도.
제3도 내지 제6도는 본 발명의 주요부인 반송 대차를 나타낸 것으로서,
제3도는 반송 대차의 전체 구성을 보인 정면도이고,
제4도는 구동 대차의 좌측면도이며,
제5도는 충전 대차의 우측면도이고,
제6도는 반송 대차의 평면도이다.
제7도는 본 발명의 주요부인 적외선 발광장치의 상세도.
제8도는 컨넥터장치의 상세도.
제9도는 반송 대차 롤러의 분해 사시도.
제10도는 반송 대차의 구동회로 구성을 나타낸 블록도.
제11도 내지 제13도는 본 발명의 레일 분기장치를 나타낸 도면으로서,
제11도는 평면도이고,
제12도는 정면도이며,
제13도는 측면도이다.
제14(a)(b)도는 레일 분기장치의 주요부를 이루는 제1플레이트 및 제2플레이트의 평면도.
제15(a)(b)도는 레일 분기장치의 주요부인 브라케트의 정면도 및 평면도.
제16(a)(b)도는 레일 분기장치의 주요부를 이루는 제1레일 및 제2레일의 정면도.
제17(a)(b)도는 레일 분기장치의 주요부인 베이스의 평면도 및 정면도.
제18도는 레일 스토퍼의 사시도.
제19(a)(b)도는 본 발명에 따른 피봇 암장치의 전체 구성을 보인 평면도 및 측단면도.
제20도는 제19도에 도시한 피봇 암장치를 이루는 제1로보트 암의 결합 구조를 보인 단면도.
제21(a)(b)도는 제2로보트 암의 결합 구조를 보인 평면도 및 단면도.
제22도는 픽업 암의 구조를 보인 도면으로서,
(a)는 평면도이고,
(b)는 정면도이며,
(c)는 측면도이고,
(d)는 (b)의 A-A선 단면도이며,
(e)는 (b)의 B-B선 단면도이다.
제23(a)(b)(c)도는 본 발명에 따른 피봇 암 리프트장치의 전체 구성을 보인 도면으로서,
(a)는 정면도이고,
(b)는 측면도이며,
(c)는 평면도이다.
제24(a)(b)(c)도는 제23도에 도시한 피봇 암 리프트장치의 동력감속수단의 구조를 보인 도면으로서,
(a)는 평면도이고,
(b)는 측면도이며,
(c)는 정면도이다.
제25(a)(b)도는 피봇 암 리프트장치의 수직 이송 부재 및 밸런스 웨이트의 결합 관계를 보인 도면으로서,
(a)는 평면도이고,
(b)는 주요부를 발췌해서 보인 측면도이다.
제26도는 본 발명에 따른 웨이퍼 반송 시스템의 동작 플로우챠트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
T : 메인 레일 M : 터미널
Z : 저장 구역 S : 정지 장치
P : 입력/출력포트 C : 제어부
1 : 구동부 2 : 충전부
3 : 테이블 4 : 회전 가이드축
5 : 상판 7 : 균형 유지 롤러
9 : 가이드 롤러 10 : 포토 센서
11 : 밑판 12 : 위치 감지 센서
13 : 제1모터 14 : 측판
15 : 앞판 16 : 후판
22 : 메인 롤러 23 : 적외선 발광기
26 : 완충기 28 : 보조 롤러
30 : 컨넥터 39 : 충전탐지장치
41 : 제1레일 42 : 제3플레이트
43 : 제2레일 44 : 제4플레이트
47 : 제2모터 49 : 보조 레일
50 : 베이스 51 : 스토퍼
52 : 리드 스크류 53 : 지지봉
55 : 볼 스크류 57 : 타임 벨트
71 : 제2레일 지지단 72 : 제1레일 지지단
81 : 고정암 82 : 제1로보트 암
83 : 제1구동부 84 : 제2로보트 암
85 : 제2구동부 86 : 픽업 암
98 : 제3모터 100 : 위치제어수단
101,119,240 : 엔코더 117 : 제4모터
123 : 행거 베이스 124,125 : 행거 암
126 : 제5모터 127 : 동력변환수단
128,200 : 동력전달수단 130 : 피니언
131 : 래크 141 : 위치센서
150 : 피봇 암 트랜스장치 160 : 본체 프레임
170 : 피봇 암장치 180 : 수직 이송 부재
190 : 제6모터 210 : 가이드 블록
220 : 밸런스 웨이트 230 : 동력감속수단
본 발명은, 특히 반도체 웨이퍼를 지정 장소에 보내거나 지정 장소로부터 받아 저장하는 시스템으로서 물류자동화에 이용될 수 있고, 웨이퍼뿐만 아니라 다른 분야의 물류 이송 및 저장 장치에 이용될 수 있는 웨이퍼 반송 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 웨이퍼 제조시, 여러 단계의 공정, 즉 수회의 반복적인 에칭 및 증착 공정 등을 거치게 되는데, 이 과정에서 피공정체인 웨이퍼를 각 공정의 실행 위치로 이송시켜야 한다.
웨이퍼를 각 공정의 실행 위치로 이송시키는 시스템은, 플로어 컨베이어 시스템(floor conveyor system)에서 플러스 실링 컨베이어 시스템(plus ceiling conveyor system)으로 발전되는 단계에 있다. 현재 외국에서는 몇 개의 업체가 플러스 실링 컨베이어 시스템을 개발하여 실용화하고 있다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 플러스 실링 컨베이어 시스템은 다음과 같은 문제를 안고 있다.
즉 웨이퍼를 반송 대차에 수동으로 적재함에 따른 이중 공수의 문제점이 있었고, 공정 라인의 굴곡에 따른 반송 대차의 속도 저하로 일률이 저하되는 문제가 있었으며, 또한 설치 공간의 광대함으로 다른 장비를 반입하는데 있어서 어려움이 있었다. 또 종래의 반송 시스템은 유지 및 보수에 어려움이 있었고, 작업자의 안전 문제, 공정 단차에 따른 승강기 적용의 문제점 및 배터리의 수동 교체에 따른 작업상의 번거로움이 있는 등, 이를 해결할 방안의 제시가 절실히 요구되었다.
이를 감안하여 창안한 본 발명의 목적은, 종래의 수동에 의존하던 웨이퍼의 각 공정단위로의 이송을 완전 자동화하고, 전체 반송 시스템을 중앙 제어에 의해 관리함으로써 웨이퍼의 신속하고 정확한 이송이 가능하며, 반송 시스템 전체의 관리 효율성이 증대될 수 있는 웨이퍼 반송 시스템 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 반송 대차의 회전 반경을 최소화시키고, 점유 공간을 축소시키며, 시스템의 구조를 간소화시킨 웨이퍼 반송 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 정보 통신 기능, 배터리 자기 충전 기능, 전방 장애물 감지 기능, 웨이퍼 저장박스 감지 기능 등 보다 다양한 기능을 보유하며, 소비 전력을 절감할 수 있는 웨이퍼 반송 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 운반상자를 픽업하는 각 로보트 암의 연결 구조를 견고하게 하여 운반상자의 픽-업시 암의 처짐을 방지하는 등 보다 큰 중량물의 이송에 적합하도록 한 웨이퍼 반송 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 픽-업 암이 정확한 직선운동을 하도록 하여 저장 및 이동간의 위치 정밀도를 높이고, 저장간의 행정거리를 크게 한 웨이퍼 반송 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 분해 조립이 용이하여 장비의 보수 유지에 유리한 웨이퍼 반송 시스템을 제공함에 있다.
또한 본 발명의 목적은, 피봇 암이 회전하면서 발생하는 모멘트를 최대한 지지하고, 암에 부착된 스텝핑 모터의 진동을 최대한 흡수하도록 한 웨이퍼 반송 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 모터의 동력을 2차로 감속하여 전달함으로써 Y축 이송시 걸리는 부하를 줄이고, 토크를 증가시키며, 사용상의 행정거리를 크게하여 큰 중량물의 이송에 적합하도록 한 웨이퍼 반송 시스템을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이퍼 반송 시스템은, 복수매의 웨이퍼가 저장된 운반상자를 저장하고 반송하는 스토커, 각 스토커와 스토커를 연결하는 폐선로, 상기 폐선로를 주행하면서 스토커간의 운반상자를 이동시키는 반송 대차, 상기 폐선로의 어느 한 곳에 구성되어 폐선로를 주행하는 반송 대차의 방전시 충전시키는 자동충전장치 및 이들 각 구성 부품의 구동을 제어하는 중앙제어장치를 구비하여 구성된다.
상기 스토커는 운반상자를 저장하는 다수개의 저장 구역을 구비한 저장부와, 상기 저장부에 있는 운반상자를 반송 대차에 탑재시키고 또 반송 대차에 의해 이송된 운반상자를 저장부의 해당 저장 구역으로 운반하는 피봇 암장치와, 상기 피봇 암장치를 상하, 좌우로 이동시키는 피봇 암 리프트장치로 구성된다.
상기 피봇 암장치는 피봇 암 리프트장치의 무빙 홀더에 고정된 고정 암과, 상기 고정 암에 회전 가능하게 결합된 제1로보트 암과, 상기 제1로보트 암을 회전 구동시키기 위한 제1구동부와, 상기 제1로보트 암의 타단부에 회전 가능하게 결합된 제2로보트 암과, 상기 제2로보트 암을 회전 구동시키는 제2구동부와, 상기 제2로보트 암의 타단부에 결합된 픽업 암으로 구성되고, 상기 제1로보트 암과 제2로보트 암이 별도의 구동 모터에 의해 독립적으로 구동되도록 함과 동시에 1:2의 속도비로 회전되도록 하여 픽-업 암 구동축이 제1로보트 암 구동축의 중심으로 일직선 운동하도록 구성되며, 상기 제2로보트 암의 구동축과 이에 연동하여 회전하는 픽-업 암 구동축의 회전비를 2:1로 유지시켜 픽-업 암이 일직선 운동하도록 구성된다.
또한 본 발명의 피봇 암장치는 제1로보트 암의 구동축 연결부를 확장하여 이에 베어링 하우징을 끼워 고정하고, 이 베어링 하우징의 내경에 상기 제1로보트 암을 회전시키기 위한 제1구동축을 끼우며, 상기 베어링 하우징의 외주에 상기 제1로보트 암을 회전 지지하는 베어링을 설치함과 아울러 내경의 상·하 양단에 상기 제1구동축을 회전 지지하는 베어링을 각각 설치하여 가변 중량에 의한 모멘트 및 비틀림에 대해 암을 지지하고 암이 원활히 회전할 수 있도록 상기 제1로보트 암의 관절부위가 구성된다.
또한 본 발명의 피봇 암장치는 상기 베어링 하우징을 고정 암에 고정하여 이에 걸리는 반력이 암에 분산되도록 하고, 베어링 하우징 내경의 상·하부에 각각 설치된 베어링간의 거리를 최대한 크게하여 베어링에 걸리는 반력이 작아지도록 구성된다. 또한 본 발명의 피봇 암장치는 상기 제1로보트 암에 결합된 제1구동축과 구동부의 모터축을 플렉시블 커플링으로 연결하여 암에 걸리는 정지 및 이동시 관성을 흡수하도록 구성되고, 상기 제1로보트 암의 회전 및 정지 위치와 초기 위치를 제어하는 위치제어수단이 구비된다. 상기 위치제어수단은 제1구동축과 플렉시블 커플링 사이의 축부에 설치된 수개의 센서 플레이트와 상기 센서 플레이트를 감지하는 감지부로 구성되고, 상기 감지부는 2개의 리미트 센서와 1개의 홈 센서로 구성된다.
또한 본 발명의 피봇 암장치는 제1로보트 암에 회전 가능하게 결합된 제2로보트 암의 제2구동축 외주를 감싸는 인서트를 설치하여 이 인서트를 상기 제1로보트 암에 고정하고, 상기 인서트의 상·하부에 회전 지지용 베어링을 각각 설치하여 암의 자체 중량 및 반송 중량에 의한 모멘트 및 비틀림에 대해 암을 지지하고 암이 원활히 회전할 수 있도록 상기 제2로보트 암의 관절부위가 구성된다.
또한 본 발명의 피봇 암장치는 제2구동축 외주의 인서트에 타이밍 풀리를 고정하고 이 타이밍 풀리와 픽-업 암 구동축에 결합된 타이밍 풀리를 타이밍 벨트로 연결하여 상기 제2로보트 암의 회전에 따라 픽업 암 구동축이 회전되도록 구성된다.
또한 본 발명이 피봇 암장치는 제2구동축을 지지하는 제1하우징과 픽업 암 구동축을 지지하는 제2하우징이 구비되고, 상기 제1,2하우징이 상·하 고정 플레이트에 의해 체결되어 상기 제2로보트 암의 골격을 이루도록 구성된다.
또한 본 발명의 피봇 암장치는 상기 타이밍 벨트의 적정 장력을 유지하기 위한 롤러가 상부 고정 플레이트에 고정, 설치되어 타이밍 벨트의 장력을 조절할 수 있도록 구성된다.
또한 본 발명의 피봇 암장치는 제2로보트 암에 결합된 제2구동축과 제2구동부의 모터축이 플렉시블 커플링으로 연결되고, 상기 모터의 위치 제어를 위한 엔코더와, 제2로보트 암의 회전 위치 및 홈 위치를 제어하는 위치제어수단이 구비된다. 상기 위치제어수단은 제2구동축과 플렉시블 커플링 사이의 축부에 설치된 수개의 센서 플레이트와, 이 센서 플레이트를 감지하는 감지부로 구성되고, 이 감지부는 2개의 리미트 센서와 1개의 홈 센서로 구성된다.
한편, 상기한 픽업 암은 제2로보트 암의 구동축에 결합되는 행거 베이스와, 상기 행거 베이스의 양측에 서로 대향되는 방향으로 이동하도록 설치되어 운반상자를 고정하는 행거 암과, 상기 행거 암에 구동력을 부여하는 모터와, 상기 모터의 동력을 좌·우의 직선 운동으로 변환시키는 동력변환수단과, 이 동력변환수단에 의해 변환된 동력을 상기 행거 암에 전달하는 동력전달수단으로 구성된다. 상기 행거 암의 내측에는 운반상자 홀더가 이탈, 착 가능하게 결합되어 운반상자의 종류에 따라 교환하여 사용할 수 있도록 구성된다. 상기 동력변환수단은 모터축에 결합된 피니언과, 상기 피니언의 상·하부에 결합되어 직선 운동하는 래크로 구성되며, 상기 동력전달수단은 래크에 플렉시블 커플링으로 연결된 동력전달축과, 상기 동력전달축과 행거 암을 연결하는 가이드 샤프트로 구성되고, 상기 가이드 샤프트는 행거 암에 걸리는 가반 중량에 의한 로드를 분산, 지지할 수 있는 3개 1조의 삼각형 구조로 된다. 또한 상기 가이드 샤프트와 동력전달축과의 연결은 3개의 가이드 샤프트를 일체로 고정하는 가이드 샤프트 픽스 마운트와, 동력전달축을 고정하여 상기 샤프트 픽스 홀더에 결합되는 클램프로 연결되고, 상기 가이드 샤프트에는 샤프트에 걸린 로드를 흡수하기 위한 가이드 부싱이 장착된다. 그리고 본 발명의 피봇 암장치는 상기 행거 암의 오픈/클로우즈 위치를 제어하는 위치센서가 구비되고, 모터 커버에는 운반상자의 존재유무를 감지하는 근접 센서가 설치되어 구성된다.
상기 피봇 암 리프트 장치는 피봇 암 트랜스장치를 따라 직선 이동 가능하게 세워 설치되는 본체 프레임과, 피봇 암장치를 고정하여 상기 본체 프레임에 상하 이동 가능하게 설치되는 수직 이송 부재와, 상기 수직 이송 부재에 동력을 부여하는 구동원인 모터와, 상기 모터의 동력을 수직 이송 부재에 전달하는 동력 전달수단과, 상기 수직 이송 부재에 고정되는 피봇 암장치의 회전 모멘트를 지지 및 안내하는 역할을 하며 수직 이송 부재의 운동을 원활하게 함과 아울러 피봇 암장치의 회전시 걸리는 모멘트를 지지하도록 본체 프레임 내부에 설치되는 가이드 블록과, 상기 수직 이송 부재의 상승시 모터에 걸리는 부하를 줄이기 위하여 수직 이송 부재의 진행방향과 반대로 이동하도록 설치되는 밸런스 웨이트와, 상기 모터의 동력을 상기 수직 이송 부재의 적정 속도로 감속하기 위한 동력감속수단으로 구성된다.
또한 본 발명의 피봇 암 트랜스장치는 상기 가이드 블록과 수직 이송 부재의 인서트 플레이트를 연결하여 자체가 프레임 역할을 하도록 함으로써 수직 이송 부재의 이동 위치 어디에서나 고정 프레임 역할을 하도록 구성된다. 상기 밸런스 웨이트는 본체 프레임의 수직 이송 부재 반대쪽에 와이어로 연결되어 설치되고, 밸런스 웨이트의 상·하 이동을 안내하기 위한 안내수단이 구비된다. 상기 밸런스 웨이트의 중량은 수직 이송 부재의 중량과 피봇 암에 가반되는 이송 중량물과의 합에 해당하는 중량으로 된다. 상기 안내수단은 본체 프레임의 내부 양측에 세워 설치되는 밸런스 웨이트 가이드용 브라이트 샤프트와, 이 브라이트 샤프트와 구름 운동하도록 밸런스 웨이트의 양측 상하부에 축착된 가이드 롤러로 구성된다. 상기 동력감속수단은 모터축에 결합된 구동기어 및 이 기어에 맞물린 종동기어와, 상기 종동기어 축에 결합된 래크 및 이 래크에 맞물려 회전하는 피니언으로 구성되고, 상기 구동기어 및 종동기어의 기어비와 래크 및 피니언의 기어비에 의해 모터 속도가 2차로 감속되도록 구성된다.
또한 본 발명의 피봇 암 트랜스장치는 상기 구동기어와 종동기어와의 기어비를 1:2로 하고, 래크와 피니언과의 기어비를 1:40으로 하여 모터 회전력의 적어도 80%에 해당하는 수직 이송 부재의 적정 속도를 얻도록 구성된다. 상기 동력전달수단은 동력감속수단의 피니언을 관통하여 회전하는 전동축과, 이 전동축에 스플라인 축으로 결합되어 회전하는 풀리와 수직 이송 부재를 연결하는 타임 벨트로 구성되며, 상기 타임 벨트에 연결된 수직 이송 부재에는 타임 벨트의 장력을 조절하기 위한 장력조절구가 설치된다.
또한 본 발명의 피봇 암 트랜스장치는 수직 이송 부재의 상·하 위치제어를 위한 위치제어수단과, 수직 이송 부재에 부착된 피봇 암의 위치를 결정하는 위치결정수단을 더 포함한다. 여기서 상기 위치제어수단은 피봇 암의 이상 구동시 강제 정지시키는 리미트 센서와, 초기 위치 결정을 위한 홈 센서로 구성되고, 상기 위치결정수단은 모터에 구성된 엔코더로 구성된다.
상기 폐선로는 각각의 공정라인에 구성된 스토커를 연결하여 설치되는 레일과, 상기 레일을 주행하는 반송 대차를 스토커측으로 이동시키는 분기장치를 포함한다.
상기 분기장치는 메인 레일로부터 수직하게 분리, 이송되는 제1레일과, 상기 제1레일과 소정 간격을 유지하여 대향, 설치된 제2레일과, 상기 제1레일과 제2레일을 지지하는 플레이트와, 상기 플레이트의 이동을 안내하는 보조 레일과, 상기 플레이트에 동력을 제공하는 구동수단과, 상기 구동수단 및 보조 레일을 지지하는 베이스로 구성된다. 상기 플레이트에는 제1레일과 제2레일의 수직 상태를 유지시키기 위한 브라케트가 설치된다. 이 브라케트는 밑판의 양측에 제1레일 및 제2레일을 지지하는 지지단 및 고정단이 돌출, 형성되고, 중앙부에는 상기 지지단과 함께 제1레일 및 제2레일을 지지하는 고정쇠를 고정하기 위한 축공이 형성되어 구성된다. 상기 구동 수단은 구동원인 모터와, 상기 모터의 동력을 전달하는 수단과, 상기 동력전달수단으로부터 동력을 전달받아 회전하는 리드 스크류와, 상기 리드 스크류를 따라 왕복 이동하도록 플레이트에 장착된 플랜지로 구성된다. 상기 동력전달수단은 모터에 결합된 풀리와 리드 스크류에 결합된 풀리를 감아 돌아 설치되는 타임 벨트로 이루어진다.
또한 본 발명의 피봇 암 트랜스장치는 베이스에 제2레일을 원위치로 복귀시키기 위한 스토퍼가 설치되어 구성되며, 분기장치는 제1레일 및 제2레일을 메인 레일에 정확하게 정렬시키기 위한 레일 스토퍼를 구비하고 있다. 이 레일 스토퍼는 장방형의 본체와, 상기 본체의 일측면 상부로 연장, 형성되어 제1레일을 지지하는 제1지지단과, 상기 본체의 타측면 중앙 상부로 연장, 형성되어 제2레일을 지지하는 제2지지단으로 구성된다.
상기 반송 대차는 운반상자가 안치되는 테이블의 전방에는 구동수단을 포함하는 구동부가 설치되고, 후방에는 상기 구동수단에 전원을 공급하기 위한 배터리를 포함하는 충전부가 설치되어 구성되며, 상기 구동수단의 구동을 제어하는 제어수단이 구비되어 구성된다. 상기 테이블에는 운반상자의 이탈을 방지하기 위한 단이 형성된다. 또한 상기 구동부에는 구동수단으로부터 동력을 전달받아 회전하는 메인 롤러가 구비되고, 충전부에는 상기 롤러의 회전에 연동하여 회전하는 보조 롤러가 설치되어 반송 대차를 이동시키도록 구성된다.
또한 본 발명의 반송 대차는 상기 메인 롤러 및 보조 롤러의 양측에 수직하게 설치되어 메인 레일을 따라 회전하면서 구동부와 충전부의 균형을 유지시켜 주는 균형 유지 롤러와, 메인 롤러 및 보조 롤러의 전방에 설치되어 구동부와 충전부가 곡률 레일을 회전할 때 곡률 방향으로 유도하는 가이드 롤러를 더 구비한다.
또한 상기 구동수단은 구동원인 모터와, 상기 모터축에 결합된 제1풀리와, 이 제1풀리와 메인 롤러의 축에 결합된 제2풀리를 감아 돌아 설치되는 체인으로 구성되며, 상기 제어수단은 테이블에 안치된 운반상자의 정보 및 구동부의 이동 위치에 관한 정보를 중앙제어장치와 교환하는 통신수단과, 충전부에 내장된 배터리의 충전량을 감지하는 충전탐지장치와, 상기 구동부의 이동 동작을 제어하는 위치 감지 센서 및 전방의 장애물을 감지하는 전방 감지 센서로 구성된다. 또한 상기 통신수단은 정보를 저장하는 보드와, 상기 보드의 정보를 적외선으로 변환하여 외부 터미널에 송신하는 적외선 발광기와, 상기 적외선 발광기를 지지하는 적외선 발광기 홀더와, 상기 적외선 발광기 홀더를 중앙제어장치와 접속시키는 적외선 발광기 푸셔로 구성된다.
상기 자동충전장치는 메인 레일의 일측에 구성된 충전소와, 상기 충전소에 위치한 반송 대차의 배터리와 전원공급장치를 연결시켜 주는 컨넥팅 장치로 이루어진다.
상기 중앙제어장치는 스토커, 폐선로, 반송 대차 및 자동충전장치의 동작을 제어하는 제어부와, 운반상자의 정보를 입력 및 저장하고 모니터링하기 위한 정보관리부로 이루어지며, 상기 정보관리부는 운반상자의 정보를 입, 출력하기 위한 통신 단자인 입력/출력포트와, 상기 입력/출력포트와 제어부에 연결되어 운반상자의 정보를 화면상에 표시하거나 제어부로 명령을 입력하기 위한 터미널로 구성된다.
한편, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이퍼 반송 시스템의 제어방법은, 중앙제어장치의 유저 인터페이스를 통하여 운반상자의 보내기 또는 받기 공정을 선택하는 단계; 상기 단계의 선택 공정에 따라, 보내기 공정시에는 스토커의 저장 구역에 저장되어 있는 해당 운반상자를 반출하여 반송대차 위에 올리고, 받기 공정시에는 타 스토커로부터 이송되어 온 운반상자를 본 스토커의 해당 저장 구역에 저장하는 단계; 운반상자를 탑재한 반송 대차가 타켓 스토커의 운반상자 로드/언로드 위치로 이동하여 정지하는 단계; 및 운반상자 로드/언로드 위치로 이동된 반송 대차 위의 운반상자를 픽업하여 해당 저장 구역에 저장하는 단계를 순차적으로 진행하도록 구성한 것을 특징으로 한다.
운반상자의 보내기 공정은 터미널 컴퓨터 상의 유저 인터페이스를 이용하여 보내려는 운반상자의 고유 번호와 타켓 스토커 번호 등을 윈도우 상의 보내기 키를 이용하여 입력하는 단계와; 메인 컴퓨터에 의한 각 스토커 상의 상황을 판단하는 단계와; 상기 판단결과에 의한 이송 경로의 상황에 따라 반송 대차가 스토커 내의 레일 위치 정렬장치 내에 있으면 스토커의 인/아웃 포트에 있는 운반상자를 픽-업하여 반송 대차 위에 탑재하고, 반송 대차가 레일 위치 정렬장치의 시프터 상에 없으면 스토커의 인/아웃 포트에 있는 운반상자를 일정 저장 구역에 일단 저장한 후 반송 대차가 도착되기를 기다려 반송 대차가 도달하면 저장된 운반상자를 꺼내어 반송 대차 위에 탑재하는 단계와; 운반상자를 실은 반송 대차가 타켓 스토커를 향하여 출발, 이동하는 단계와; 목적하는 타켓 스토커의 레일 위치 정렬장치로 이동된 반송 대차 위의 운반상자를 스토커 내에 있는 임의의 저장 구역에 저장하는 단계로 진행된다.
바람직하게는 반송 대차 위에 운반상자를 탑재함과 동시에 반송 대차와 스토커의 터미널 컴퓨터와의 통신을 통하여 대차에 실려진 운반상자의 고유번호와 타켓 스토커 번호가 반송 대차에 저장되도록 이루어지고, 반송 대차의 전방부에 있는 전방 장애물 감지센서에 의한 장애물 감지시 자동으로 정지하고 장애물이 제거되면 다시 출발하도록 이루어지며, 출발된 반송 대차가 목적하는 타켓 스토커로 이동시 메인 컴퓨터에서 그 구간에 타임 록을 걸어 반송 대차가 이동되는 구간에 있는 다른 스토커에서는 운반상자의 이송이 이루어질 수 없도록 이루어진다.
또한 본 발명은 운반상자를 실은 반송 대차가 타켓 스토커의 레일 위치 정렬장치에 도착하는 단계에서 상기 레일 위치 정렬장치에 다른 반송 대차가 있을 경우 이 반송 대차를 차지쪽으로 이동시켜 시프터 상에 반송대차가 없도록 메인 컴퓨터와 스토커의 터미널 컴퓨터와 반송 대차와의 통신이 이루어지며, 차지쪽에 반송 대차가 있을 경우 차지의 반송 대차를 배터리 충전장치 또는 다른 스토커 내의 차지로 보내고 난 후 시프터 상의 반송 대차를 차지쪽으로 이동시켜 언제나 시프트 상에 반송 대차가 머물지 않도록 이루어진다.
이와 같이된 본 발명에 의한 웨이퍼 반송 시스템은 폐선로의 메인 레일을 복도 천정에 설치하고, 그 선로 위에 다수의 반송 대차를 올려 그 선로 위를 주행할 수 있도록 함으로써 주행 속도 개선, 복도 협소에 따른 장비반입 및 정비 상의 안전 문제를 개선할 수 있고, 또 각 공정간의 물류 이송 및 저장을 위한 스토커를 선로에 연결하여 물류의 이동을 컴퓨터 제어에 의한 완전 자동화함으로써 수동에 의한 물류 이송 공수를 크게 감소시킬 수 있다. 또한 수동에 의한 배터리 교체를 충전 탐지장치로 자동 감지하여 자동 충전함으로써 충전에 따른 공수를 해소할 수 있으며, 물량 소화의 폭을 크게 확장할 수 있다. 또 상기와 같은 모든 상황을 메인 컴퓨터로 처리함으로써 물류의 이동 및 시스템의 공정 진행 상태, 장비의 진단 등에 관한 종합적인 정보 처리를 할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.
첨부한 제1도는 본 발명에 따른 웨이퍼 반송 시스템의 개략적인 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 웨이퍼 반송 시스템은 각 공정라인에 웨이퍼가 저장된 운반상자를 저장하고 반송하는 스토커가 구성되어 있고, 각각의 스토커와 스토커는 메인 레일(T)에 의해 연결되어 폐선로를 이루고 있다. 상기 메인 레일(T)에는 운반상자를 각각의 스토커로 이동시키는 반송 대차가 메인 레일(T)을 따라 주행하도록 설치되어 있다. 또한 상기 메인 레일(T)의 일측에는 레일을 주행하는 반송 대차의 방전시 충전시키는 자동충전장치가 구성되어 있으며, 또한 이들 구성 부품의 동작을 제어하는 중앙제어장치를 구비하고 있다.
제2도는 스토커의 구성을 보인 측면도로서, 이에 도시된 바와 같이, 스토커에는 반송 대차를 메인 레일(T)에서 분리시키고 반송 대차에 정지 신호를 보내는 정지 장치(S)가 구비된 레일 분기장치와, 상기 반송 대차의 이동원인 전원을 공급하기 위한 충전장치가 구비되어 있다. 그리고 상기 운반상자를 보관하는 복수개의 저장 구역(Z)이 구비된 저장부가 구비되어 있고, 운반상자를 반송 대차에서 저장 구역(Z)으로, 반대로 저장 구역(Z)에서 반송 대차로 운반하기 위한 운반 장치, 즉 피봇 암장치와 피봇 암 리프트장치가 구비되어 있다. 또한, 상기 스토커의 정보 상황을 모니터링하기 위한 정보관리부와 상기 각 구성요소들의 동작을 제어하기 위한 제어부(C)가 구비되어 있다. 상기 정보관리부는 운반상자의 정보를 입력시키거나 출력시키기 위한 통신 단자인 입력/출력포트(P)와 정보 상황을 모니터링, 즉 정보 상황을 화면에 표시하거나 사용자가 제어부로 명령을 입력하기 위하여 사용자 인터페이스에 의해 상기 입력/출력포트(P) 및 제어부(C)에 연결된 터미널(M)로 구성되어 있다.
제3도는 본 발명의 주요부인 반송 대차의 전체 구성을 보인 정면도, 제4도는 구동부의 좌측면도, 제5도는 충전부의 우측면도, 제6도는 반송 대차의 평편도이며, 제7도는 본 발명의 주요부인 적외선 발광 장치의 상세도, 제8도는 컨넥팅장치의 상세도, 제9도는 반송 대차 롤러의 분해 사시도, 제10도는 반송 대차의 구동 회로 구성을 나타낸 블록도이다.
제3도에 도시된 바와 같이, 반송 대차는 크게 구동부(1)와 충전부(2)로 구분되고, 상기 구동부(1)와 충전부(2)의 상부에는 운반상자가 안치되는 테이블(3)이 설치된다. 상기 테이블(3)의 각 모서리에는 운반상자의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지단(3a)이 설치된다. 그리고 상기 테이블(3)에 형성된 축공과 구동부(1) 및 충전부(2)의 중앙에 형성된 축공으로 회전 가이드축(4)이 설치되고, 상기 회전 가이드축(4)의 상단은 앵귤러 베어링(4a)에 의해 고정되며, 상기 앵귤러 베어링(4a)은 상기 테이블(3)에 베어링 너트(4b)로 고정된다. 또한 그 위에 베어링 캡(4c)이 씌워지고 볼트(4d)로 상기 테이블(3)에 고정된다.
또한 상기 회전 가이드축(4)의 하단은 상기 구동부(1) 및 충전부(2)에 형성된 축공의 지름보다 큰 지름을 갖는 플랜지가 형성되어, 상기 구동부(1) 및 충전부(2)의 상판(5)에는 결합되지 않고, 다만 상기 상판(5)을 떠받치는 상태가 되어 자유로운 회전이 가능하도록 되어 있다.
상기 플랜지에는 가이드 롤러 브라케트(6)가 연결되어 우측으로 연장, 형성되며, 상기 가이드 롤러 브라케트(6)의 중앙 하단에 상기 구동부(1) 및 충전부(2)가 공정 라인에 수직하게 설치된 메인 레일(T)을 따라 이동할 때 좌·우 요동을 방지하도록 상기 메인 레일(T)과 수평 하게 상기 메인 레일(T)을 따라 회전하는 균형 유지 롤러(7)가 설치된다. 또한 상기 가이드 롤러 브라케트(6)의 우측 하단에는 가이드 롤러 축(8)이 볼트(8a)로 고정되어 아래로 연장되고, 상기 가이드 롤러 축(8)의 상단과 하단에는 상기 구동부(1) 및 충전부(2)가 곡률 레일(T)을 이동할 때, 운반상자가 안치된 상기 테이블(3)을 곡률 진행 방향으로 유도하여 운반상자의 이탈을 방지하도록 상기 균형 유지 롤러(7)와 마찬가지로 수평 하게 곡률 레일(T)을 따라 회전하는 가이드 롤러(9)가 설치된다.
그리고 상기 구동부(1)의 좌측 상부에는 전방의 장애물을 감지하는 전방 감지 센서인 포토 센서(photo sensor)(10)가 설치되고, 좌측 하단, 즉 밑판(11)의 좌측에는 상기 구동부(1)의 이동 중의 저속, 고속 및 정지 동작을 제어하는 센서인 3개의 위치감지 센서(12)가 설치된다. 또한 상기 구동부(1)의 구동원인 제1모터(13)가 상기 구동부(1)의 중앙에 설치된다.
제4도에 도시된 바와 같이, 상기 구동부(1)는 직육면체 형태로서, 상부를 이루는 상판(5)과, 하부를 이루는 밑판(11)과, 좌·우측면을 이루는 측판(14)과, 정면을 이루는 앞판(15) 및 뒷면을 이루는 후판(16)으로 구성된다. 또한 구동부(1)는 상기 메인 레일(T)에 안치되도록 중앙에 긴 홈(1a)이 형성되어, 좌·우가 구분되어 있는 바, 좌측 중앙에는 상기 상판(5)과 밑판(11)을 가로질러 설치되고 상기 양 측판(14)에 고정되어 내부를 지지하는 제1플레이트(17)가 설치된다. 이 제1플레이트(17)에는 상기 테이블(3)에 안치된 운반상자의 정보나 대차의 이동 위치에 관한 정보를 저장하는 보드(도시되지 않음)가 내장된다. 그리고 상기 구동부(1)의 우측 중앙에는 상기 밑판(11)에 연장되어 상기 제1모터(13)를 지지하는 모터지지 플레이트(18)가 설치된다. 상기 제1모터(13)의 좌측으로 연장된 제1모터 축(13a)에는 제1풀리(19a)가 결합된다. 상기 제1풀리(19a)에는 상기 제1모터(13)에서 발생된 동력의 전달 매개체인 체인(20)의 일단이 연결되고, 이 체인(20)의 타단은 상부에 설치된 제2풀리(19b)에 연결되며, 이 제2풀리(19b)는 메인 롤러의 축(21)에 결합된다. 상기 메인 롤러 축(21)은 중앙으로 연장되어 상기 상판(5)에 스크류(21a)로 고정되며, 상기 메인 롤러 축(21)의 중앙, 즉 상기 홈(1a)의 끝단에는 메인 레일(T)을 따라 회전하는 메인 롤러(22)가 설치되어 구동부를 이동시킨다. 또한 상기 메인 롤러(22)의 결합부에는 원활한 회전을 위한 베어링(22a)이 설치된다. 이와 같은 구성에서 상기 제1모터(13)로써 스텝 모터를 채용함으로써 반송 대차를 원하는 이동 위치에서 ±0.1mm 정도의 오차 한계를 가지는 위치 정밀도가 실현된다.
구동부(1)의 각 구성 요소들의 위치가 보다 확실하게 도시되어 있는 제6도를 참조하면, 구동부(1)의 상부 중앙에 상기 제1플레이트(17)가 설치되고, 하부 중앙에는 상기 제1모터 지지 플레이트(18)가 설치된다. 그리고 중앙에는 상기 메인 롤러(22) 및 메인 롤러 축(21)이 설치되고, 상기 가이드 롤러 브라케트(6)에 상기 균형 유지 롤러(7) 및 가이드 롤러(9)가 설치된다. 상기 제1플레이트(17)와 메인 레일(T) 사이에 3개의 위치 감지 센서(12)가 설치되고, 상기 모터 지지 플레이트(18)에 상기 제1모터(13)가 고정, 설치된다. 또한 상기 4개의 이탈방지단(3a) 중 2개가 상기 테이블(3)의 좌측 상·하부에 설치된다.
그리고 상기 제1플레이트(17)에 내장된 보드의 정보를 터미널(M)과 통신하는 통신 라인인 적외선 발광 장치가 상기 후판(16)에 설치되고, 케이블로 상기 보드에 연결된다. 상기 보드에는 상기 배터리의 충전량을 탐지하여 충전량이 낮아지면 자동으로 상기 컨넥팅장치를 전원 공급장치에 접속시켜 상기 배터리를 충전시키는 충전 탐지 장치(도시되지 않음)가 구비된다.
상기 적외선 발광 장치의 상세도가 제7도에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 케이블로 보드와 연결된 적외선 발광기(23)가 적외선 발광기 홀더(24)에 의해 지지되고, 상기 적외선 발광기 홀더(24)는 정보가 저장된 적외선을 터미널(M)에 송신하기 위해 상기 적외선 발광기 홀더(24)를 외측으로 돌출시켜 터미널(M) 접속 단자와 접속시키는 적외선 발생기 푸셔(pusher)(25)에 연결된다.
그리고 상기 구동부(1)가 관성에 의해 미처 정지를 못하고 장애물에 충돌할 때, 충격을 완화시켜 주는 완충기(26)가 구동부(10)의 좌측 중앙에 설치된다.
제3도로 돌아가 충전부를 살펴보면, 충전부(2)는 상기 구동부(1)와 마찬가지로 직육면체 형태로서 상부를 이루는 상판(5)과, 하부를 이루는 밑판(11)과 좌·우측면을 이루는 측판(14)과, 정면을 이루는 앞판(15) 및 뒷면을 이루는 후판(16)으로 구성된다. 그리고 상기 상판(5)의 중앙에 볼트(27a)로 고정된 보조 롤러 축(27)이 설치되고, 상기 보조 롤러 축(27)의 중앙에 상기 메인 롤러(22)의 회전력을 전달받아 회전하여 상기 충전 대차(2)를 이동시키는 보조 롤러(28)가 설치된다. 상기 축(27)에는 보조 롤러(28)의 원활한 회전을 돕는 베어링(28a)이 설치된다.
그리고 상기 충전부(2)는 구동부(1)와 마찬가지로 메인 레일(T)에 안치되도록 중앙에 긴 홈(2a)이 형성되어 좌·우가 구분된다. 그리고 2개의 제2플레이트(29)가 상기 밑판(11)과 양 측판(14)에 고정되고, 상기 상판(5)에는 연결되지 않는다. 상기 제2플레이트(29)에는 상기 제1모터(13)에 전력을 계속 공급하기 위해 전력을 저장하는 배터리(도시되지 않음)가 내장된다.
제6도를 참조하면, 각 구성 요소들의 위치가 보다 확실하게 알 수 있다. 즉, 중앙의 메인 레일(T)의 상·하로 배터리가 내장된 상기 제2플레이트(29)가 설치되고, 중앙에는 보조 롤러(28) 및 보조 롤러 축(27)이 설치되며, 상기 가이드 롤러 브라케트(6)에는 균형 유지 롤러(7) 및 가이드 롤러(9)가 설치된다. 또한, 상기 이탈방지단(3a)의 나머지 2개가 상기 테이블(3)의 우측 상·하부에 설치된다. 그리고 상기 배터리를 전원 공급장치(도시되지 않음)와 연결시키는 컨넥팅장치가 상기 앞판(15)과 후판(16)에 각각 설치된다.
상기 컨넥팅장치의 상세도가 제8도에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 상기 배터리를 전원 공급장치에 연결하는 컨넥트(connect)(30)와, 전력을 임시 충전하는 차저(charger) 컨넥트(31) 및 상기 컨넥트(30)를 전원 공급장치에 연결되도록 외부로 돌출시키는 컨넥트 푸셔(32)로 구성된다. 상기 컨넥트 푸셔(32)는 케이블로 상기 배터리에 연결된다. 상기와 같이 구성된 컨넥팅장치는 일정 시간이 지나거나, 상기 보드에 구비된 충전 탐지 기능에 의해 충전량이 낮아지면 자동으로 전원 접속장치에 접속되어 충전된다.
제9도를 참조하면, 롤러 휠(40)의 각 90° 방향으로 홈이 형성되고, 또한 원주 방향으로도 홈이 형성되어 롤러가 메인 레일(T)을 따라 회전하는 동안 상기 휠(40)과 롤러가 서로 압착됨으로써 미끄러져서 회전력이 전달이 안되거나, 서로 어긋나서 탈선되어 반송 대차 및 운반상자에 큰 손상을 입히는 현상을 방지할 수 있다. 상기 롤러의 재질로는 화학 약품에 잘 견디고 마모성에 강한 실리콘이 바람직하다.
이와 같이 구성된 반송 대차의 회전 반경을 결정 짓는 가장 중요한 인자는 상기 구동부(1)와 충전부(2) 간의 중심 거리이다. 이 중심 거리가 클 경우에는 회전 반경이 커지고, 너무 작을 경우에는 회전 반경은 작아지지만, 그 대신에 운반상자가 안치되는 상기 테이블(3)의 면적도 작아지므로 반송 능력이 저하되고, 또한 회전 중에 요동이 심하게 발생되어 반송 대차의 안정성을 유지할 수 없게 되므로 적정한 중심 거리를 선택해야 한다. 본 발명에 따른 반송 대차의 중심 거리는 곡률 레일의 어느 한 지점에서의 곡률 방향과 반송 대차 진행 방향과의 각도를 먼저 설정한 후, 상기 각도에 의거하여 정한 중심 거리이다.
제10도에 의하면, 반송 대차 구동회로는 중앙처리장치(CPU)(33)에 전원(34)과 구동 모터(35) 및 스텝 모터(36)가 연결되고, 또한 터미널(M)에서 입력되는 신호를 감지하는 4개의 센서(37)가 설치되며, 상기 중앙처리장치(33)의 명령을 외부로 전달하는 인터페이스(38)가 연결된다. 그리고 상기 중앙처리장치(33)에는 상기 배터리의 충전도를 감지하는 충전 탐지 장치(39)가 설치되어 상기 배터리의 충전량이 낮아지면 이를 감지하여 상기 배터리를 전원 공급장치에 접속되게 하여 충전시킨다.
이와 같이 구성되어 운반상자를 테이블(3)에 안치시키고 이탈방지단(3a)으로 고정한 다음, 반송 대차를 원하는 위치로 이동시키기 위해 터미널(M)에 내장된 사용자 인터페이스를 통해 명령을 입력하면, 센서(37)가 이 신호를 받아들여 중앙처리장치(33)가 제1모터(13)를 구동시킨다. 상기 제1모터(13)에서 발생된 동력은 모터 축(13a), 제1풀리(19a), 체인(20), 제2풀리(19b) 및 메인 롤러 축(21)으로 전달되어 최종적으로 메인 롤러(22)에 전달됨으로써 상기 메인 롤러(22)가 메인 레일(T) 위를 따라 회전 이동하게 된다. 따라서 구동부(1)가 이동하게 되며, 또한 상기 테이블(3)에 의해 구동부(1)와 연결된 충전부(2)의 보조 롤러(28)가 메인 레일(T) 위를 회전 이동하게 됨으로써 충전부(2)가 이동하게 된다. 그리고 상기 메인 롤러(22) 및 보조 롤러(28)가 메인 레일(T)을 따라 회전 이동을 시작하면, 균형 유지 롤러(7)와 가이드 롤러(9)도 메인 레일(T)을 따라서 회전 이동하게 됨으로써 상기 균형 유지 롤러(7)에 의해 반송 대차의 좌·우 요동이 방지되고, 또한 반송 대차가 곡률 레일을 이동할 때에도 상기 가이드 롤러(9)에 의해 반송 대차의 진행 방향이 곡률 방향으로 유도된다.
그리고 상기 배터리에 충전되어 있던 전력이 상기 제1모터(13)로 계속 공급되므로 반송 대차가 계속적인 동작이 가능하다. 또한, 상기 배터리에 저장된 전력의 충전량이 낮아지면 상기 충전 탐지 장치(39)에서 이를 감지하여 상기 배터리를 전원 공급장치에 접속시켜 자동 충전이 이루어지게 된다.
그리고 이동 중에 전방에 장애물이 있을 경우, 포토 센서(10)가 이를 감지하여 반송 대차를 멈추게 한다. 상기 구동부(1)의 정면 상부에 설치된 상기 포토 센서(10)는 반송 대차가 곡률 레일을 회전할 때에는 상기 구동 대차(1)가 곡률 방향을 향하지 않고 곡률 접선 방향을 향하게 되므로 메인 레일(T) 위의 장애물이 아닌 공정 라인에 설치된 따른 시설물을 감지하여 반송 대차를 정지시키므로 이를 방지하기 위하여 곡률 레일을 회전할 때에는 작동되지 않는다.
또한, 반송 대차가 직선 레일을 이동할 때에는 고속, 곡률 레일을 이동할 때에는 저속으로 이동되도록 위치 감지 센서(12)가 이를 감지하여 상기 제1모터(13)의 동력을 가감시킨다. 또한 반송 대차가 원하는 위치에 도달되면 상기 위치 감지 센서(12)가 이를 감지하여 상기 제1모터(13)를 정지시킨다. 그리고 정지 장치(S)에서 발신된 정지 신호를 위치 감지 센서(12)가 감지하여 반송 대차를 멈추게 한다.
이와 같이 본 발명에 따른 반송 대차는 충전 장치를 설치하고 아울러 충전 탐지 장치를 부가하여 배터리의 충전량이 낮아지면 이를 감지하여 배터리를 전원 공급장치에 접속시켜 자동 충전시킴으로써 반송 대차의 운행 시간을 연장할 수 있는 장점이 있으며, 또한 사용자 인터페이스의 구동, 저속, 고속 및 정지 명령을 받아들이는 센서를 설치하여 반송 대차의 자동 이동이 가능하게 함으로써 공정 기간 단축과 물류자동화가 실현될 수 있는 장점이 있다.
또한, 반송 대차에 균형 유지 롤러를 설치하여 반송 대차가 메인 레일을 따라 이동할 때 좌·우의 요동을 방지할 수 있는 장점과, 또한 가이드 롤러를 설치하여 반송 대차가 곡률 레일을 이동할 때에도 반송 대차의 진행 방향을 곡률 방향으로 유도시킬 수 있는 장점 및 회전 가이드축이 구동 대차와 충전 대차의 중앙에 위치하여 운반상자의 하중을 중앙의 한 지점으로 받게 되어 모멘트 발생에 의한 부하가 방지됨으로써 원활한 회전이 가능한 장점이 있다.
그리고, 장애물 감지 센서를 설치하여 전방의 장애물을 미리 감지하여 반송 대차를 정지시킴으로써 고가의 반송 대차의 파손을 미연에 방지할 수 있는 장점과, 구동 대차가 관성에 의해 미처 정지를 못하고 장애물에 충돌시 충격을 완화시켜 주는 완충기가 설치되어 반송 대차의 파손을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
이와 같은 반송 대차를 메인 레일(T)에서 분기하여 자동저장 장치로 이동시키기 위해 레일을 분기시키는 레일 분기장치를 제11도 내지 제17도를 참조하여 상세히 설명한다.
제11도는 본 발명에 다른 레일 분기장치의 평면도, 제12도는 레일 분기장치의 정면도, 제13도는 레일 분기장치의 측면도이고, 제14(a)도는 레일 분기장치의 주요부인 제1플레이트의 평면도, (b)는 제2플레이트의 평면도, 제15(a)도는 레일 분기장치의 주요부인 브라케트의 정면도, (b)는 평면도, 제16(a)도는 레일 분기장치의 주요부인 제1레일의 정면도이고, (b)는 제2레일의 정면도, 제17(a)도는 레일 분기장치의 주요부인 베이스의 평면도, (b)는 정면도, 제18도는 레일 분기장치에 구비되는 레일 스토퍼의 사시도이다.
제11도에 도시된 바와 같이, 상기 메인 레일(T)에서 전단되어 분리가 가능한 제1레일(41)이 제3플레이트(42)에 설치된다. 그리고 상기 제1레일(41)과 똑같은 형상으로 제작된 제2레일(43)이 제1레일(41)과 소정 간격으로 제4플레이트(44)에 대향, 설치된다. 상기 제3플레이트(42)와 제4플레이트(44)는 일측면이 서로 접한 상태에서 마운트(45)로 결합되고, 각 모서리와 좌·우 중앙의 상·하단부에는 상기 제1레일(41) 및 제2레일(43)을 수직한 상태로 유지시키는 8개의 브라케트(46)가 설치된다. 또한, 상기 제3플레이트(42) 중앙에는 구동원인 제2모터(47)와 동력전달수단 및 상기 제3플레이트(42) 하부에 장착된 플랜지(48)가 설치되는데 이에 대해서는 후술한다.
그리고 상기 제3,4플레이트(42,44)를 3등분하는 지점에 상기 제1,2레일(41,43)에 수직하게 각각 설치되어 상기 제3,4플레이트(42,44)의 이동 안내 역할을 하는 보조 레일(49)이 설치된 베이스(50)가 상기 제3,4플레이트(42,44) 하부에 설치되며, 상기 베이스(50)의 중앙 상부에는 상기 제2레일(43)이 원위치로 복귀될 때 정확한 위치를 설정하는 역할을 하는 멈춤 장치인 스토퍼(51)가 설치된다. 그리고 상기 베이스(50)의 중앙을 가로질러 상기 보조 레일(49)과 평행하게 상기 제2모터(47)의 동력으로 회전하는 리드 스크류(52)가 설치된다. 상기 리드 스크류(52)의 일측은 상기 동력전달수단에 연결되고 타측은 원활한 회전을 하도록 베어링(52a)에 의해 지지되어 있다. 또한, 상기 리드 스크류(52)와 보조 레일(49) 사이에 상기 제3,4플레이트(42,44)를 지지하는 지지봉(53) 2개가 평행하게 설치되고, 상기 지지봉(53)은 상기 제3,4플레이트(42,44) 하부에 위치하며, 상기 베이스(50)에 고정된 2개의 후크 마운트(54)에 의해 지지된다.
제12도를 보면, 직사각형 형태로서 하단부 양측에 돌출부(41a)가 형성된 제1레일(41)이 제3플레이트(42)의 상부에 설치된 브라케트(46)에 의해 고정된다. 그리고 상기 제3플레이트(42) 중앙에는 리드 스크류(52)의 나사선을 따라 회전 이동하는 볼 스크류(55)가 내장된 플랜지(48)가 장착되고, 좌·우측에는 지지봉(53)이 설치된다. 그리고 상기 제3플레이트(42)의 좌·우측 중앙에는 직사각형 형태로서 내측으로 돌기(56b)가 형성된 돌출부(56a)가 하단 양측에 구비된 레일 휠(56)이 설치된다. 그리고 상기 제3플레이트(42)의 하부에는 베이스(50)가 설치되고, 상기 베이스(50) 중앙 하단에 제2모터(47)가 장착된다. 상기 베이스(50)의 좌·우측에는 상기 레일 휠(56)에 구비된 돌기(56b)가 결합되도록 양측면에 홈(49a)이 형성된 보조 레일(49)이 설치된다.
동력전달수단이 도시되어 있는 측면도인 제13도를 보면, 제1,2레일(41,43)이 제3,4플레이트(42,44) 좌·우측 상부에 설치된 브라케트(46)에 고정되고, 제3,4플레이트(42,44)는 일측면이 서로 맞붙은 상태로 결합된다. 상기 제3플레이트(42) 하부에 베이스(50)가 설치되고, 상기 베이스(50) 위에 일측은 베어링(52a)에 회동 가능하게 고정되고 타측은 스크류 풀리(52b)에 연결된 리드스크류(52)가 설치된다. 그리고 상기 베이스(50) 하부에 제2모터(47)가 장착되며, 제2모터 축(47a)에는 제2모터 풀리(47b)가 결합된다. 상기 제2모터 풀리(47b)와 스크류 풀리(52b)를 연결하여 상기 제2모터(47)의 동력을 상기 리드 스크류(52)로 전달하는 타임 벨트(57)가 설치된다.
상기한 각 구성요소들을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선, 제3플레이트(42)가 도시된 제14도(a)를 보면, 제3플레이트(42)는 직사각형 형태로서 다수의 결합용 축공들이 형성되는데 좌우 대칭이므로 좌측면만을 살펴보면 중앙과 좌측 하단에 형성된 4개의 브라케트 결합용 축공(58)과, 상기 브라케트 결합용 축공(58) 중에서 중앙 상부에 설치된 축공을 중심으로 방사선 상으로 형성된 4개의 레일 휠 결합용 축공(59)과, 상기 레일 휠 결합용 축공(59) 중에서 우측 상부에 형성된 축공의 우측에 형성된 3개의 마운트 결합용 축공(60) 및 우측 하단에 형성된 플랜지 결합용 축공(61)으로 구성된다. 우측면도 좌측면에 형성된 축공과 대칭으로 형성된다.
제14(b)도에는 제4플레이트(44)가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 제4플레이트(44)도 상기 제3플레이트(42)와 마찬가지로 직사각형 형태로서 거의 유사하게 다수의 결합용 축공이 형성된다. 좌우 대칭이므로 좌측면만을 살펴보면 중앙과 좌측 상단에 형성된 4개의 브라케트 결합용 축공(59)과, 상기 브라케트 결합용 축공(59) 중에서 중앙 하부에 설치된 축공을 중심으로 방사선 상으로 형성된 4개의 레일 휠 결합용 축공(60) 및 상기 레일 휠 결합용 축공(60) 중에서 우측 상부에 형성된 축공의 우측에 형성된 2개의 마운트 결합용 축공(61)으로 구성된다.
제15(a)도에 의하면, 제1,2레일(41,43)을 수직 상태로 유지시켜 주는 브라케트(46)는 직사각형 형태의 하판(62)의 우측 끝단 상부에 제1,2레일(41,43)을 지지하는 직사각형 형태의 지지단(63)이 연장, 형성되고, 좌측 끝단 상부에는 좌측은 직선형태이고 우측은 밑에서 위로 올라가면서 내측으로 좁아지는 형태의 고정단(64)이 연장, 형성된다. 그리고 상기 지지단(63)과 고정단(64)을 관통하는 2개의 고정 축공(65)이 형성되며, 상기 2개의 축공(65)은 상기 제1,2플레이트(42,44)에 형성된 브라케트 결합용 축공(58)과 일치된다. 또한, 상기 하판(62)의 중앙에는 상기 지지단(63)과 함께 제1,2레일(41,43)을 지지하여 수직 상태를 유지시켜 주는 고정쇠 역할을 하는 스크류나 볼트(도시되지 않음)를 체결하기 위한 지지 축공(66)이 형성된다.
제16도에는 제1,2레일(41,43)이 도시되어 있다. 우선 제1레일(41)을 나타낸 제16(a)도를 살펴보면 직사각형 형태로서 하단 양측 끝단에 돌출부(41a)가 형성되어 하단 중앙에 공간이 형성됨으로써 제1,2플레이트(41,43), 플랜지(48), 베이스(50) 및 제2모터(47) 등이 설치될 수 있게 되어 있다. 그리고 제2레일(43)을 나타낸 제16(b)도를 살펴보면 제1레일(41)과 마찬가지로 직사각형 형태로서 하단 양측 끝단에 2개의 돌출부(43a,43b)가 형성되어 있다.
제17도에는 베이스(50)가 도시되어 있다. 제17(a)도는 평면도로서 도시된 바와 같이, 직사각형 형태로서 다수의 결합용 축공이 형성되는데 상·하가 대칭이므로 상부면 만을 살펴보면 중앙의 수평 라인을 따라 형성된 다수의 보조 레일 결합용 축공(67)과, 상기 보조 레일 결합용 축공(67) 중에서 맨 우측의 축공의 우측 하부에 형성된 후크 마운트 결합용 축공(68)과, 상기 후크 마운트 결합용 축공(68) 우측 하부에 형성된 스토퍼 결합용 축공(69) 및 상부면 하단에 형성된 2개의 리드 스크류 결합용 축공(70)으로 구성된다. 정면도인 제17(b)도를 보면, 상기 베이스(50)는 3개의 단으로 이루어지고 중앙을 걸쳐서 긴 홈(51a)이 형성된다. 상기 홈(51a)의 좌·우측 끝단에는 리드 스크류(52)를 지지하는 베어링(52b)을 고정하는 리드 스크류 결합용 축공(70)이 형성된다.
이러한 구성으로 이루어진 레일 분기장치는 제2도에 도시된 바와 같이, 스토커가 위치한 곳에 2개의 장치가 연속으로 이어져 설치되기 때문에 메인 레일(T)에서 분기되는 레일과 메인 레일(T), 그리고 분기된 레일들 서로의 위치를 일직선으로 정렬시키는 수단인 레일 스토퍼를 포함하고 있는 바, 이와 같은 레일 스토퍼가 제18도에 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 레일 스토퍼는 직육면체 형태의 본채(71)의 일측면 중앙 상부에 직육면체 형상인 제2레일 지지단(72)이 연장, 형성된다. 또한, 상기 본체(71)의 타측면 양측에는 직육면체 형상인 2개의 제1레일 지지단(73)이 연장, 형성된다. 그리고 상기 본체(20)를 고정 구조물(도시되지 않음)에 고정시키기 위한 축공(74)이 상기 제1레일 지지단(73)의 사이와, 상기 제2레일 지지단(72)의 양측에 각각 형성된다.
이러한 구조로 된 레일 스토퍼(71)에 부합되도록, 즉 제1,2레일(41,43)이 보조 레일(49)을 따라 왕복 이동하면서 상기 제1,2레일 지지단(73,72)과 간섭을 일으키지 않는 구조로 된 제1,2레일(41,43)이 앞서 언급한 제16(a) 및 (b)도에 도시되어 있다. 제1레일(41)을 나타낸 제16(a)도를 살펴보면 직사각형 형태로서 하단 양측 끝단에서 약간 내측에 형성된 돌출부(41a)가 상기 제1레일(2)이 이동되어 레일 위치정렬 장치로 진입하면 상기 제1레일 지지단(73)에 의해 지지되어 옆 레일과의 직진도가 유지된다. 그리고 상기 돌출부(41a)의 외측에 형성된 공간과 옆 레일의 외측에 형성된 공간 사이로 상기 제2레일 지지단(72)이 위치함으로써 상기 제1레일(41)이 이동할 때 간섭이 발생되지 않는다.
그리고 제2레일(43)을 나타낸 제16(b)도를 살펴보면 제1돌출부(43a)는 상기 제2레일(43)이 이동되어 레일 위치정렬 장치로 진입하면 상기 제2레일 지지단(72)에 의해 지지되어 옆 레일과의 직진도가 유지된다. 그리고 상기 제1,2돌출부(43a,43b) 사이에 형성된 공간 사이로 상기 제1레일 지지단(73)이 위치함으로써 상기 제2레일(43)이 이동할 때 간섭이 발생되지 않는다.
이와 같이 구성되어 웨이퍼가 저장된 운반상자를 실은 반송 대차가 메인 레일(T)을 따라 이동하여 제1레일(41)에 도착하면 운반상자를 피봇 암(86)으로 픽업하여 블록으로 이동시키기 위하여 제2모터(47)를 가동시킨다. 모터로부터 발생된 동력은 모터 축(47a), 모터 풀리(47b), 타임 벨트(57) 및 스크류 풀리(52b)를 통해서 최종적으로 리드 스크류(51)로 전달되어 회전하게 된다. 이 회전력으로 볼 스크류(55)가 이동하게 되며, 따라서 상기 볼 스크류(55)가 내장된 플랜지(48)가 이동함으로써 제3플레이트(42)에 설치된 브라케트(46)에 고정된 상기 제1레일(41)이 보조 레일(49)을 따라 이동된다. 이렇게 상기 제1레일(41)이 이동되기 시작하면 상기 제1레일(41)에 마운트(45)로 연결된 제2레일(43)도 함께 상기 보조 레일(49)을 따라서 이동하여 상기 제1레일(41)이 상기 메인 레일(T)에서 이탈되어 있는 동안, 메인 레일의 단락된 공간을 메꾸어 줌으로써 상기 메인 레일(T)의 연속성을 유지시켜 준다. 이렇게 상기 제3,4플레이트(42,44)가 상기 보조 레일(49)을 따라 이동하는 동안 지지봉(53)에 의해 상기 제3,4플레이트(42,44)를 밑에서 받추어줌으로써 균형을 유지시켜 준다.
그 다음에 이탈된 반송 대차가 운반상자를 내리고 다른 운반상자를 싣고 다시 원위치, 즉, 상기 제1레일(41)이 상기 메인 레일(T)로 복귀되려면 상기 제2모터(47)를 이번에는 역회전시켜 발생된 역회전력이 상기와 같은 동력전달 장치를 통해서 상기 리드 스크류(52)로 전달되어 역회전하게 된다. 따라서 상기 볼 스크류(55)가 내장된 플랜지(48)가 상기 메인 레일(T) 방향으로 이동함으로써 상기 제3,4플레이트(42,44)가 원위치로 복귀된다. 이런 동작으로 상기 제3,4플레이트(42,44)가 원위치로 복귀될 때, 스토퍼(51)에 의해 상기 제4플레이트(44)가 정지됨으로써 정확한 원위치로 복귀된다.
그리고 상기 제1,2레일(41,43)을 교환할 경우에는 지지 축공(66)에 체결된 고정쇠를 빼기만 하면 쉽게 상기 브라케트(46)에서 분리시킬 수 있으며, 또한 고정단(64)의 일측면이 경사지게 형성됨으로써 이러한 작업이 용이하게 수행된다.
또한, 이러한 분기 동작에 의해 메인 레일(T)의 절단된 지역으로 제1레일(41) 또는 제2레일(43)이 이동되어 메인 레일(T)에 접하게 될 때, 메인 레일(T)과 제1레일(41) 또는 제2레일(43)이 정확하게 일치되어야 반송 대차의 탈선이 방지되므로 각 레일의 위치를 정렬시키는 수단인 레일 스토퍼가 구비되는데, 그 동작은 다음과 같다.
먼저, 제2레일(43)이 메인 레일(T)로 이동되어 메인 레일(T)의 빈 공간으로 진입하면 제1레일 지지단(73)이 제1,2돌출부(43a,43b) 사이에 형성된 공간으로 통과되고 상기 제1돌출부(43a)가 제2레일 지지단(72)에 의해 지지되어 옆 레일과의 직진도가 유지된다. 또한, 이렇게 상기 제3,4플레이트(42,44)가 상기 보조 레일(49)을 따라 이동하는 동안 지지봉(53)에 의해 상기 제3,4플레이트(42,44)를 밑에서 받추어줌으로써 균형을 유지시켜 준다.
반대로 제1레일(41)이 원위치로 복귀할 경우에는 제1레일(41)이 메인 레일(T)의 절단된 지역으로 진입하게 되면 돌출부(41a)의 외측에 형성된 공간 사이로 제2레일 지지단(72)이 통과되고 상기 돌출부(41a)가 제1레일 지지단(73)에 의해 지지되어 우측 레일과의 직진도가 유지된다. 이러한 위치 정렬 기능에 부가하여 상기 제3,4플레이트(42,44)가 원위치로 복귀될 때, 스토퍼(51)에 의해 상기 제2플레이트(44)가 정지됨으로써 정확한 원위치로 복귀된다.
이와 같은 레일 위치 정렬장치의 동작은 좌·우측의 어느 레일이 메인 레일 위치에 이동되어도 서로 직진도가 유지될 수 있다. 즉, 좌·우측의 제1레일, 좌·우측의 제2레일, 좌측의 제1레일과 우측의 제2레일 및 좌측의 제2레일과 우측의 제1레일이 메인 레일 상에서 서로 만나도 직진도가 유지될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 레일 분기장치는 스토커 위치의 메인 레일을 전단하여 분리 이동이 가능한 제1레일을 마련하고, 이와 형상이 똑같은 제2레일을 대향, 설치하여 이 두 레일을 서로 결합시켜 미리 설치된 보조 레일을 따라 모터에 의해 이동시킴으로써 제1레일이 메인 레일에서 이탈되어 있는 동안 제2레일이 이탈된 공간으로 이동하여 메인 레일의 연속성을 유지하여 웨이퍼 반송 시스템이 일시적으로 중단되는 현상을 방지할 수 있고, 또한 반송 대차에 웨이퍼 운반상자를 싣거나 내리는 동작을 메인 레일로부터 벗어나 수행하므로 다른 반송 대차와 충돌하여 발생하는 고가의 반송 대차 및 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있다.
그리고, 본 발명의 제1,2레일을 수직 상태로 유지시키는 브라케트를 설치하여 제1,2레일이 번갈아 가며 메인 레일과 연결될 때, 제1,2레일이 수직으로 유지되지 못하여 메인 레일과 어긋남으로써 반송 대차가 탈선되는 사태를 방지할 수 있는 장점과, 또한 제1,2레일의 고정 방식을 일측면은 지지단으로, 타측면은 쉽게 분리 가능한 고정쇠로 지지하고, 지지단 타측에 형성된 고정단의 형상을 위로 향할수록 좁게 형성하여 내부 공간을 넓혀 줌으로써 고정쇠를 체결, 분리하는 작업이 용이한 장점이 있다.
또한, 메인 레일 상에서 서로 만나는 두 개의 레일이 접하는 지점에 레일 스토퍼를 설치하고 레일 스토퍼의 형상에 부합하는 형상을 가지는 레일, 즉 레일과 레일 스토퍼가 서로 간섭되지 않게 된 레일을 구비함으로써 두 레일의 직진도를 유지시켜 두 레일이 어긋남으로 인해 반송 대차가 탈선되어 고가의 반송 대차 및 저장된 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있는 장점이 있다.
그 다음으로 저장구역에 보관된 운반상자를 픽업하여 반송 대차에 탑재하거나, 반송 대차에 탑재된 운반상자를 픽업하여 저장구역에 안치시키는 피봇 암장치를 제19도 내지 제22도를 참조하여 설명한다.
제19(a),(b)도는 본 발명에 따른 피봇 암장치의 전체 구성을 보인 평면도 및 단면도, 제20도는 본 발명의 주요부인 제1로보트 암의 결합 구조를 보인 단면도, 제21(a),(b)도는 제2로보트 암의 결합 구조를 보인 평면도 및 단면도이고, 제22도는 본 발명의 주요부인 픽업 암의 구조를 보인 도면으로서, 제22(a)도는 평면도, 제22(b)도는 정면도, 제22(c)도는 측면도, 제22(d)도는 제22(b)도의 A-A선 단면도, 제22(e)도는 제22(b)도의 B-B선 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 웨이퍼 반송 시스템의 피봇 암장치는 크게 피봇 암 리프트 시스템의 무빙 홀더(도시되지 않음)에 고정된 고정 암(81)과, 상기 고정 암(81)에 회전 가능하게 결합된 제1로보트 암(82)과, 상기 제1로보트 암(82)을 회전 구동시키기 위한 제1구동부(83)와, 상기 제1로보트 암(82)의 타단부에 회전 가능하게 결합된 제2로보트 암(84)과, 상기 제2로보트 암(84)을 회전 구동시키기 위한 제2구동부(85)와, 상기 제2로보트 암(84)의 타단부에 결합된 픽업 암(86)으로 구성되어 있다.
상기 제1로보트 암(82)과 제2로보트 암(84)은 그 하부에 각각 연결되는 제1구동부(83)와 제2구동부(85)에 의해 독립적으로 구동되도록 구성되어 있는 바, 1:2의 속도비로 회전한다. 따라서 상기 제2로보트 암(84)에 지지되어 있는 픽업 암 구동축(87)이 제1로보트 암 구동축(88)의 중심으로 일직선 운동을 하게 된다. 또한 제2로보트 암 구동축(89)과 이에 연동하여 회전하는 픽업 암 구동축(87)의 회전비가 2:1로 유지됨으로써 픽업 암(86)이 일직선 운동을 하게 된다.
즉, 본 발명은 픽업 암(86)이 정확한 일직선 운동을 하도록 하여 운반상자의 이동 및 저장의 위치 정밀도를 높일 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하고 있으며, 각 로보트 암의 결합구조를 개선하여 큰 중량물의 이송에 적합하도록 구성한 것을 특징으로 하고 있는 바, 이를 간단히 살펴보면 다음과 같다.
제1로보트 암(82)의 구동축(88) 연결부(90)를 확장하여 이에 베어링 하우징(91)을 끼워 고정하고, 이 베어링 하우징(91)의 내경에 제1로보트 암(82)을 회전시키기 위한 제1구동축(88)을 끼우며, 상기 베어링 하우징(91)의 외주에 제1로보트 암(82)을 회전 지지하는 베어링(92)을 설치함과 아울러 내경의 상·하 양단에 제1구동축(88)을 회전 지지하는 베어링(93)(94)을 각각 설치하여 가변 중량에 의한 모멘트 및 비틀림에 대해 암을 지지하고 암이 원활히 회전할 수 있도록 제1로보트 암(82)의 관절부위를 구성하였다. 상기 제1구동축(88)은 제1로보트 암(82)에 일체로 고정되어 있다. 또한 상기 베어링 하우징(91)은 고정 암(81)에 고정되어 이에 걸리는 반력이 암에 분산되도록 되어 있고, 이 베어링 하우징(91) 내경의 상·하부에 각각 설치된 베어링(93)(94)은 베어링에 걸리는 반력이 작게 되도록 충분한 거리를 유지하여 설치되어 있는 바, 베어링(93)(94) 사이에 스페이서(95)를 개재하고 양단에 스냅링(96)을 끼워 베어링 픽스 너트(97)로 고정하는 것에 의하여 결합되어 있다.
한편 상기 제1로보트 암(82)에 결합된 제1구동축(88)과 구동부(83)의 제3모터(98)는 플렉시블 커플링(99)으로 연결되어 암에 걸리는 정지 및 이동시 관성을 흡수하도록 되어 있다. 또한 본 발명은 상기 제1로보트 암(82)의 회전 및 정지 위치와 초기 위치를 제어하는 위치제어수단(100)이 구비되어 있는 바, 이 위치제어수단(100)은 제1구동축(88)과 플렉시블 커플링(99) 사이의 축부에 설치된 수개의 센서 플레이트(100a)와, 이 센서 플레이트(100a)를 감지하는 감지부로 구성되는 바, 이 감지부는 2개의 리미트 센서(100b)와 1개의 홈 센서(100c)로 구성되어 고정 암(81)에 부착되어 있다. 상기 제3모터(98)의 후방에는 그 제3모터(98)의 위치를 제어하는 엔코더(101)가 구성되어 있으며, 상기 제3모터(98)와 이 모터의 동력을 감속하는 기어박스(98a)와 엔코더(101) 등이 커버(102)에 의해 둘러 싸여 제1구동부(83)를 이루고 있다.
결국 상기 제1구동부(83)로부터 연장되는 제1구동축(88)이 고정 암(81)을 통하여 제1로보트 암(82)에 결합되어 있고, 상기 제1구동축(88) 주위에 설치되는 베어링 하우징(91)이 고정 암(81)에 나사 고정되는 것에 의하여 제1로보트 암(82)이 조립되어 모터(98)의 구동에 의해 회전하게 되는 바, 상기 구동축(88)은 베어링 하우징(91)에 내장된 베어링(93)(94)에 지지되어 원활히 회전하게 되고, 상기 구동축(88)에 고정된 제1로보트 암(82)은 베어링 하우징(91)에 외장된 베어링(92)에 의해 지지되어 원활히 회전하도록 구성되어 있다.
요약하면, 본 발명은 제1로보트 암의 관절부위가 베어링 하우징과 제1구동축을 상·하 두 점에서 지지하는 베어링에 의해 서로 휨 및 비틀림에 대응하도록 구성됨으로써 가반 중량에 의한 암의 처짐을 방지할 수 있고, 회전을 보다 원활히 할 수 있도록 한 것이다.
한편, 상술한 관절부 구성을 갖는 제1로보트 암(82)의 하단부에는 제2로보트 암(84)이 베어링(91)의 개재 하에 회전 가능하게 결합되어 있고, 그 하부에는 상기 제2로보트 암(84)을 회전 구동시키기 위한 제2구동부(85)가 위치되어 제2로보트 암의 관절부위를 구성하고 있는 바, 이를 살펴보면 다음과 같다.
제2로보트 암(84)의 구동축 연결부에는 제2구동축(89)이 끼워져 결합되어 있고, 이 구동축(89)의 외주를 감싸는 인서트(104)가 구비되어 있다. 상기 인서트(104)는 제1로보트 암(82)에 고정되어 있고, 인서트(104)의 상·하부에는 회전 지지용 베어링(105)(106)이 각각 설치되어 암의 자체 중량 및 반송 중량에 의한 모멘트 및 비틀림에 대해 암을 지지함과 아울러 암이 원활히 회전할 수 있도록 제2로보트 암(84)의 관절부위를 구성하고 있다. 여기서 상기 회전 지지용 베어링(105)은 인서트(104) 상부에 외장되어 제2로보트 암(84)의 회전을 지지하며, 인서트(104) 하부에 내장된 베어링(106)은 제2구동축(89)의 회전을 지지한다. 그리고 상기 베어링(105)의 상부에는 스냅링(107)이 착설되어 있고, 하부 베어링(106)은 베어링 고정 커버(108)에 의해 지지되어 있다. 상기 제2구동축(89) 외주의 인서트(104)와 타단의 픽업 암 구동축(87)에는 타이밍 풀리(109)(110)가 각각 결합되어 타이밍 벨트(111)로 연결되어 있다. 따라서 제2로보트 암(84)의 회전이 상기 타이밍 벨트(111)에 의해 전달되어 픽업 암 구동축(87)이 회전하게 된다. 여기서 상기 타이밍 풀리(109)는 인서트(104)에 고정되어 있고, 타이밍 풀리(110)는 픽업 암 구동축(87)에 일체로 결합되어, 제2로보트 암(84)이 회전하게 되면 인서트(104)에 고정된 타이밍 풀리(109)는 고정되게 되며, 타이밍 벨트(111)는 상기 타이밍 풀리(109)를 축으로 돌게되고 이 회전력은 픽업 암 구동축(87)에 고정된 타이밍 풀리(110)를 돌리게 된다. 따라서 픽업 암 구동축(87)이 회전하게 된다. 이때 상기 양 풀리(109)(110)는 기어비에 의해 2:1의 속도비로 회전하게 된다. 또한 본 발명의 제2로보트 관절부 구조에서는 제2구동축(89)을 지지하는 제1하우징(112)과 픽업 암 구동축(87)을 지지하는 제2하우징(113)이 구비되어 있고, 이 제1,2하우징(112)(113)이 상·하 고정 플레이트(114)(115)에 의해 체결되어 제2로보트 암(84)의 골격을 이루고 있다. 또 상기 제2하우징(113)에 내장된 구동축(87)에는 픽업 암(86)이 결합되어 픽업 암 구동축이 회전하는 것에 의하여 픽업 암이 직선 이동하도록 되어 있다. 이와 같은 구조에서 타이밍 풀리(109)(110)를 감아 돌아 설치되는 타이밍 벨트(111)는 적정 장력을 유지하여야 하는 바, 이를 위하여 본 발명에서는 타이밍 벨트(111)의 적정 장력을 유지하기 위한 롤러(116)를 상부 고정 플레이트(114)에 고정하여 타이밍 벨트(111)의 장력을 조절할 수 있도록 하였다.
한편, 상기 제2로보트 암(84)에 결합된 제2구동축(89)과 제2구동부(85)의 제4모터(117)는 플렉시블 커플링(118)으로 연결되어 있고, 상기 제4모터(117)와, 제4모터(117)의 동력을 감속하는 기어박스(117a)와, 제4모터(117) 후방의 엔코더(119) 등이 커버(120)에 의해 둘러 싸여 제2구동부(85)를 구성하고 있다. 여기서 상기 엔코더(119)는 제4모터(117)의 위치를 제어하는 역할을 하게 된다. 또한 상기 제4모터(117)의 축에는 제2로보트 암(84)의 회전 위치 및 홈 위치를 제어하는 위치제어수단이 구비되어 있는 바, 이 위치제어수단은 제2구동축(89)과 플렉시블 커플링(118) 사이의 축부에 설치된 수개의 센서 플레이트(121)와, 이 센서 플레이트(121)를 감지하는 감지부로 구성되고, 이 감지부는 2개의 리미트 센서(122a)와 1개의 홈 센서(122b)로 구성되어 있다.
상기와 같은 관절부 구성을 갖는 제2로보트 암(84)의 타단부에 회전 지지되어 있는 픽업 암 구동축(87)에는 운반상자를 잡는 픽업 암(86)이 결합되어 있는 바, 이하에서는 상기 픽업 암에 대해서 상세히 살펴본다.
상기 픽업 암(86)은 픽업 암 구동축(87)에 결합되는 행거 베이스(123)와, 상기 행거 베이스(123)의 양측에 서로 대향되는 방향으로 이동하도록 설치되어 운반상자를 고정하는 행거 암(124)(125)과, 상기 행거 암(124)(125)에 구동력을 부여하는 제5모터(126)와, 상기 제5모터(126)의 동력을 직선 운동으로 변환시키는 동력변환수단(127) 및 이 동력변환수단(127)에 의해 변환된 동력을 상기 행거 암(124)(125)에 전달하는 동력전달수단(128)으로 구성되어 있다. 상기 행거 암(124)(125)의 내측에는 운반상자 홀더(129)가 이탈, 착 가능하게 결합되어 운반상자의 종류에 따라 교환하여 사용할 수 있도록 되어 있다. 상기 제5모터(126)는 스텝핑 모터가 사용된다. 상기 동력변환수단(127)은 제5모터축(126a)에 결합된 피니언(130)과, 상기 피니언(130)의 상·하부에 결합되어 직선 운동하는 래크(131)(132)로 구성되어 있다. 즉 제5모터(126)의 회전력이 피니언(130)과 래크(131)(132)에 의해 좌·우 방향의 직선 운동으로 변환되어 행거 암(124)(125)으로 전달되는 것이다. 다시 말하면 하나의 모터에 의해 픽-업 암이 오픈/클로우즈 하도록 구성되어 있는 것이다.
상기 동력전달수단(128)은 래크(131)(132)에 플렉시블 커플링(133)(134)으로 각각 연결된 동력전달축(135)(136)과, 상기 동력전달축(135)(136)과 행거 암(124)(125)을 연결하는 가이드 샤프트(137)(138)로 구성되어 있다. 여기서 상기 가이드 샤프트(137)(138)는 3개 1조의 삼각형 구조로 되어 픽업 암에 걸리는 로드(load)를 분산시키면서 중량에 견디도록 구성되어 있다. 또한 상기 가이드 샤프트(137)(138)에는 샤프트에 걸린 로드를 흡수하기 위한 가이드 부싱(137a)(138a)이 각각 장착되어 있다. 상기 가이드 샤프트(137)(138)와 동력전달축(135)(136)과의 연결은 3개의 가이드 샤프트를 일체로 고정하는 가이드 샤프트 픽스 마운트(139)와, 동력전달축(135)(136)을 고정하여 상기 샤프트 픽스 마운트(139)에 결합되는 클램프(140)로 연결되어 있다. 한편 상기 행거베이스(123)에는 양측 행거 암(124)(125)의 오픈/클로우즈 위치를 제어하는 위치센서(141)가 구비되어 있으며, 도시되지는 않았으나, 모터 커버에는 운반상자의 유무를 감지하는 근접 센서가 설치되어 있다.
이와 같은 픽업 암은 제5모터(126)의 동력이 래크(131)(132) 및 피니언(130) 기어부에 전달되면, 여기에서 제5모터(126)의 회전 운동이 직선 운동으로 전환되어 이 직선 운동이 동력전달축(135)(136)에 전달된다. 이 축(135)(136)은 3개의 가이드 샤프트(137)(138)가 고정되어 있는 가이드 샤프트 픽스 마운트(139)에 고정되어 가이드 샤프트와 연결된 행거 암(124)(125)을 좌·우로 이동시키게 된다. 이와 같은 행거 암(124)(125)의 좌·우 직선 이동으로 운반상자를 픽업하는 것이다. 이때 위치센서(141)에 의해 픽업 암의 오픈/클로우즈 위치가 제어되며, 근접센서에 의해 운반상자의 유무가 판단된다. 또한 이 구조에서는 가이드 샤프트(137)(138)의 삼각형 구조에 의해 픽업 암(86)에 걸리는 로드를 분산시켜 가이드 샤프트(137)(138)가 원활하게 움직이도록 되어 있고, 이 로드는 가이드 부싱(137a)(138a)이 흡수하도록 되어 있다.
이와 같이 구성된 피봇 암장치를 포함하는 웨이퍼 반송 시스템의 동작은 제어부 및 정보관리부의 사용자 인터페이스를 통해 조정된다. 즉 사용자가 이동 및 저장하여야 할 데이터를 컴퓨터 등에 입력하면 운반상자를 탑재하는 반송 대차, 반송 대차의 레일 분기장치, 피봇 암 리프트 장치 및 피봇 암장치가 연계 동작하면서 운반상자의 이동 및 저장을 행하게 된다. 이와 같은 시스템에서 본 발명 피봇 암장치의 특징은 스토커 내부에서 저장시의 행정거리 및 박스의 중량물에 견딜 수 있는 암의 사양이 결정되어 설계되어 있다는 점과, 각각의 암이 독립적으로 구동하면서 속도비 1:2로 회전하고 제2암과 픽-업 암에 고정된 풀리의 기어비(1:2)에 의해 픽-업 암이 직선으로 이동하도록 되어 있다는 점이다. 구체적으로 보면 제1구동부(83)의 제3모터(98) 동력이 기어박스(98a)에서 20:1로 감속되어 플렉시블 커플링(99)을 통해 제1구동축(88)으로 전달되고, 이에 따라 제1로보트 암(82)이 회전하게 된다. 이때 제1로보트 암(82)의 회전 위치는 제1구동축(88)에 설치되어 있는 센서 플레이트(100a)와 센서(100b)(100c)에 의해 암의 초기 위치 등이 제어된다. 그리고 제2로보트 암(84)도 마찬가지로 제2구동부(85)의 제4모터(117) 동력이 기어 박스(117a)를 통과하면서 20:1로 감속되고, 이 감속된 동력은 플렉시블 커플링(118)을 통과하여 암에 고정되어 있는 제2구동축(89)에 전달된다. 이에 따라 상기 제2구동축(89)이 회전하게 되고, 이 회전력은 제2구동축(89)과 픽업 암 구동축(87)에 각각 결합되어 있는 타이밍 풀리(109)(110) 및 타이밍 벨트(111)를 통하여 전달된다. 이와 같은 동력 전달로 피동측인 픽업 암 구동축(87)이 회전하여 그에 결합된 픽업 암(86)이 회전하게 된다. 이때 제2로보트 암(84)의 위치 결정은 센서(100b,100c)와 센서 플레이트(100a)에 의해 리미트와 홈이 결정된다. 즉 상기의 과정으로 제1로보트 암(82)과 제2로보트 암(84)이 2:1의 회전비로 회전하게 되면, 픽업 암 구동축(87)의 중심이 제1로보트 암(82)의 구동축(88) 중심으로 일직선 운동을 하게 되며, 제2로보트 암(84)에 설치된 타이밍 풀리(109)(110) 간의 기어비(1:2)에 의해 픽업 암(86)이 일직선 운동을 하게 된다. 이와 같은 동작으로 움직이면서 운반상자 픽업 위치를 잡게 되면, 픽업 암(86)이 운반상자를 픽업하여 이동시키거나 저장하게 되는데, 제5모터(126)의 동력이 동력변환수단(127) 및 동력전달수단(128)을 통하여 행거 베이스(123)의 양측의 행거 암(124)(125)으로 전달되고, 이에 따라 행거 암(124)(125)이 좌우로 오픈/클로우즈 하면서 운반상자를 픽업하는 것이다. 이때 행거 암의 오픈/클로우즈 폭은 위치센서(141)에 의해 결정되며, 옮기려는 목표물인 운반상자를 로드/언로드하게 된다. 즉 각 로보트 암의 처짐 없이 운반상자를 이동시킬 수 있고, 또 정확한 픽업 암의 직선운동으로 오차 없이 동작을 행할 수 있는 것이다.
이상에서와 같이, 본 발명에 의한 피봇 암장치는 각 로보트 암의 결합이 견고하게 되어 있으므로 가반 중량에 의한 처짐을 방지할 수 있고, 이에 따라 큰 중량물을 효과적으로 이송할 수 있으며, 또 저장간의 행정거리가 큰 장점도 있다. 또한 본 발명은 공정 특성에 따라 픽-업 암을 교체하여 다른 용도로 사용할 수 있다는 효과 및 보수 유지가 매우 편리하다는 등의 효과가 있다.
상기한 바와 같은 피봇 암장치를 구동시키는 피봇 암 리프트장치를 제23도 내지 제25도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
제23(a)(b)(c)도는 본 발명에 다른 피봇 암 리프트장치의 전체구성을 보인 도면으로, 제23(a)도는 정면도, 제23(b)도는 측면도, 제23(c)도는 평면도이다.
또한 제24(a)(b)(c)도는 본 발명의 주요부인 동력감속수단 구조를 보인 도면으로서, 제24(a)도는 평면도, 제24(b)도는 측면도, 제24(c)도는 정면도이다. 또한 제25(a)(b)도는 수직 이송 부재 및 밸런스 웨이트의 결합 관계를 보인 도면으로서, 제25(a)도는 평면도, 제25(b)도는 주요부를 발췌해서 보인 측면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 웨이퍼 반송 시스템의 피봇 암 리프트장치는 피봇 암 트랜스장치(150)를 따라 직선 이동 가능하게 세워 설치되는 본체 프레임(160)과, 피봇 암장치(170)를 고정하여 상기 본체 프레임(160)에 상하 이동 가능하게 설치되는 수직 이송 부재(180)와, 상기 수직 이송 부재(180)에 동력을 부여하는 구동원인 제6모터(190)와, 상기 제6모터(190)의 동력을 수직 이송 부재(180)에 전달하는 동력 전달 수단(200)을 갖는 기본 구조는 일반적인 장치와 동일하게 이루어진다. 여기서 본 발명은 상기 수직 이송 부재(180)에 고정되는 피봇 암장치(170)의 회전 모멘트를 지지 및 안내하기 위한 가이드 블록(210)이 본체 프레임(160)의 내부에 설치되어 수직 이송 부재(180)의 운동이 원활하게 이루어지도록 됨과 아울러 피봇 암장치(170)의 회전시 걸리는 모멘트를 보다 효과적으로 지지할 수 있도록 구성되어 있다.
또 본 발명은 수직 이송 부재(180)의 상승시 제6모터(190)에 걸리는 부하를 줄이기 위한 밸런스 웨이트(220)가 수직 이송 부재(180)의 진행 방향과 반대로 이동하도록 설치되어 수직 이송 부재(180)의 중량에 의한 제6모터(190)의 부하를 감소시킬 수 있도록 구성되어 있다.
또 본 발명은 제6모터(190)의 동력을 수직 이송 부재(180)의 적정 속도로 감속하기 위한 동력감속수단(230)을 구성하여 수직 이송시 모터(190)의 토르크를 증가시킴과 아울러 제6모터(190)의 진동을 감소시킬 수 있도록 되어 있다.
즉, 본 발명은 스토커 내부에서 최대 행정거리가 나올 수 있도록 기구적인 구성 배치가 되어 있고, 피봇 암이 회전하면서 발생하는 모멘트를 프레임에서 최대한 흡수할 수 있도록 되어 있으며, 암이 상하 이동하면서 발생하는 힘의 불균형을 2개의 프레임과 2개의 가이드 부재로써 수평지지 기능을 함으로써 힘의 균형을 유지하도록 되어 있다.
또한 본 발명은 X축 이동시 관성에 의한 흔들림 방지를 위한 지지부를 보강하여 구성되어 있고, 모터 부하 감소를 위한 동력감속수단 및 밸런스 웨이트를 설치하여 부하에 대한 대책과 아울러 시스템을 축소할 수 있도록 구성되어 있는 바, 이의 세부 구성을 살펴보면 다음과 같다.
본 발명은 상기 가이드 블록(210)과 수직 이송 부재(180)의 인서트 플레이트(181)를 연결하여 자체가 프레임 역할을 하도록 함으로써 수직 이송 부재(180)의 이동 위치 어디에서나 고정 프레임 역할을 하도록 구성되어 있다.
또한, 상기 밸런스 웨이트(220)는 본체 프레임(160)의 수직 이송 부재(180) 반대쪽에 와이어(221)로 연결되어 있고, 밸런스 웨이트(220)의 상·하 이동을 안내하기 위한 안내수단이 구비되어 밸런스 웨이트(220)의 흔들림을 방지하고, 원활히 이동하도록 되어 있는 바, 상기 안내수단은 본체 프레임(160)의 내부 양측에 세워 설치되는 밸런스 웨이트 가이드용 브라이트 샤프트(222)와, 이 브라이트 샤프트(222)와 구름 운동하도록 밸런스 웨이트(220)의 양측 상하부에 축착된 가이드 롤러(223)로 구성되어 있다. 상기 밸런스 웨이트(220)의 중량은 수직 이송 부재(180)의 중량과 피봇 암에 가반되는 이송 중량물과의 합에 해당하는 중량으로 이루어진다. 즉 상기와 같은 밸런스 웨이트(220) 구조를 취함으로써 구동시의 제6모터(190) 부하가 0으로 걸려 모터의 소형화를 이루고, 수직 이송 부재(180)에 고정된 구조물의 비틀림 및 휨모멘트에 적절하게 대응할 수 있는 것이다.
한편, 본 발명은 리프트 기능을 수행하는 리프트 시스템의 적정 스피드를 사용하면서 트랜스 스피드를 사용자가 원하는 사양에 맞도록 제6모터(190)의 동력을 감속하는 동력감속수단(230)을 구성하였는 바, 이러한 동력감속수단(230)은 제6모터(190) 축에 결합된 구동기어(231) 및 이 기어(231)에 맞물린 종동기어(232)와, 상기 종동기어(232) 축에 결합된 래크(233) 및 이 래크(233)에 맞물려 회전하는 피니언(244)으로 구성되어 있으며, 상기 구동기어(231) 및 종동기어(232)의 기어비와 래크(233) 및 피니언(244)의 기어비에 의해 모터 속도가 2차로 감속되도록 구성되어 있다.
본 실시예에서는 상기 구동기어(231)와 종동기어(232)와의 기어비를 1:2로 하고, 래크(233)와 피니언(244)과의 기어비를 1:40으로 하여, 모터 회전력의 80%에 해당하는 수직 이송 부재(180)의 적정 속도를 얻도록 구성하였다. 즉 제6모터(190)의 구동으로 그 축에 결합된 구동기어(231)가 회전하게 되면 이 기어(231)에 맞물린 종동기어(232)가 회전하게 되는데, 이때 양측 기어의 기어비(1:2)에 의해 모터의 속도가 1차 감속된다. 그리고 상기 종동기어(232)에 연결된 래크(233)가 회전하게 되고 이 래크(233)에 의해 피니언(244)이 회전하게 되는 바, 이 래크(233)와 피니언(244)의 기어비(1:40)에 의해 2차로 모터의 속도가 감속되게 되는 것이다. 여기서 시스템의 파워 오프시 상기 래크(233)와 피니언(244)에 의해 스토퍼 기능을 수행하게 된다.
상기 피니언(244)에는 전동축(201)이 결합되어 회전하게 되어 있는 바, 이 전동축(201)을 포함하는 동력전달수단(200)에 의해 감속된 동력이 수직 이송 부재(180)로 전달되어 수직 이송 부재(180)가 본체 프레임(160)의 레일을 따라 상부 또는 하부로 이동하면서 피봇 암장치(170)의 위치를 결정하는 것이다. 상기 동력전달수단(200)은 상기한 전동축(201)과, 상기 전동축(201)에 스플라인 축(202)으로 결합되어 회전하는 풀리(203)와 수직 이송 부재(180)를 연결하는 타임 벨트(204)로 구성되어 있다. 그리고 상기 수직 이송 부재(180)에는 타임 벨트(204)의 장력을 조절하기 위한 장력조절구(205)가 설치되어 타임 벨트의 장력을 조절할 수 있도록 되어 있다. 즉 상기 전동축(201)의 회전으로 스플라인 축(202)이 회전하게 되고, 이에 따라 리버스 유니트에 내장된 풀리(203)가 회전하게 되어 이 풀리(203)에 고정된 타임 벨트(204)가 상·하로 이동하는 것에 의하여 타임 벨트(204)에 고정된 수직 이송 부재(180)가 상·하로 이동하는 것이다.
또한, 본 발명은 수직 이송 부재(180)의 상·하 위치 제어를 위한 위치제어수단과, 수직 이송 부재에 부착된 피봇 암의 위치를 결정하는 위치결정수단이 구비되어 수직 이송 부재(180)의 위치를 정확히 하도록 되어 있는 바, 상기 위치제어수단은 피봇 암의 이상 구동시 강제 정지시키는 리미트 센서와, 초기 위치 결정을 위한 홈 센서로 구성되나, 도면에서는 도시를 생략하였다. 그리고 상기 위치결정수단은 모터에 엔코더(240)를 부착하여 구성하였다.
이와 같이 구성된 제6모터(190)의 구동으로 발생한 동력은 동력감속수단(230)에서 소정의 기어비에 의해 적정 스피드로 감속되어 전동축(201)으로 전달되고, 이 전동축(201)에 고정된 스플라인 축(202)이 회전하여 풀리(203)가 구동하게 된다. 이에 따라 상기 풀리(203)에 고정된 타임 벨트(204)가 상·하로 이동하게 되고, 이 타임 벨트(204) 단부의 수직 이송 부재(180)가 풀리(203)의 이동 방향에 따라 상·하 직선 운동을 하게 된다. 이때 수직 이송 부재(180)에 고정된 피봇 암(86)의 회전을 지지 및 안내하는 가이드 블록(210)이 본체 프레임(160)의 안쪽에 설치되어 있어, 수직 이송 부재(180)는 원활하게 이동하고 또 암의 회전시 걸리는 모멘트를 지지하게 된다. 그리고 피봇 암장치(170)와 반송물의 중량에 의해 수직 이송 부재(180)의 상승시 제6모터(190)에 많은 부하가 걸리게 되는데, 이를 방지하기 위한 밸런스 웨이트(220)가 프레임 내부에 설치되어 있어, 수직 이송 부재(180)의 중량에 의한 제6모터(190) 부하 증가를 감소시키게 된다. 여기서 상기 밸런스 웨이트(220)의 진행 방향은 수직 이송 부재(180)의 역방향으로 진행한다.
한편 상·하 이동하는 수직 이송 부재(180)의 위치제어는 2개의 리미트 센서와 홈센서에 의해 이루어지는 바, 피봇 암(86)의 이상 구동시 상기 리미트 센서에 의해 강제로 정지되고 홈센서에 의해 초기 위치가 결정되며, 이동 목표치는 제6모터(190)에 고정된 엔코더(101)에 의해 피봇 암(86)의 위치가 결정된다. 이와 같은 Y축 이동과 동시에 피봇 암 트랜스장치(150)에 의한 X축 방향으로 이동되면서 그 위치가 정해지고 피봇 암(86)이 행정거리로 뻗어 반송 대차 위의 운반상자를 픽업하거나, 저장 공간에 있는 운반상자를 반송 대차에 탑재하는 것이다. 이와 같은 본 시스템은 자동 저장 및 웨이퍼 박스의 자동 인/아웃을 하기 위한 스토커 내부 피봇 암의 위치 결정을 위한 시스템으로 매우 유리하게 사용할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 피봇 암 리프트장치는 공정 특성에 맞는 설계로써 반도체 공정의 운반상자 반송에 매우 유리하고, 수직 이송 부재의 수직 이송시 반송 중량에 의한 모터 부하 감소 및 모터의 특성을 효율적으로 사용할 수 있다는 효과가 있다. 또한 모터 속도의 80%선에서 사용 속도가 나오므로 모터 진동 감소, 모터 토르크 증가 및 부하 감소의 효과를 기대할 수 있다. 또한 본 발명은 행정거리가 큰 시스템에 유리하게 적용할 수 있다는 효과가 있고, 큰 중량물의 이송에 적합할 뿐만 아니라 비틀림 회전 모멘트에 강한 장점이 있으며, 작은 모터의 구동력으로 시스템을 운전할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 웨이퍼 반송 시스템의 동작을 첨부한 제26도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 웨이퍼 반송 시스템은 어느 한 곳의 스토커에서 웨이퍼가 저장된 운반상자를 보내거나 받는 두 가지의 공정으로 구분되며, 각 공정에 따라 진행 작업이 다르다.
먼저, 운반상자를 보내는 과정을 살펴보면,
사용자가 운반상자를 스토커의 입력/출력포트(P)에 올려놓고 터미널(M)에 구비된 사용자 인터페이스를 통해 운반상자의 보낼 곳을 지정하면 레일 분기장치 위의 반송 대차의 존재 유·무에 따라 스토커 내에서 3가지의 동작이 이루어지게 되는데, 첫 번째는 반송 대차가 레일 분기장치에 있을 때이다. 이때는 반송 대차가 위치하고 있는 제1레일(41)이 메인 레일(T)에서 분기되어 스토커측으로 이동되어 있을 때로써, 피봇 암 리프트장치가 전동작을 완료하고 정지된 위치에 있는 상태에서 수직 이송 부재(180)가 동시에 구동되면서 운반상자가 놓여 있는 입력/출력포트(P)로 이동하게 된다. 그 다음에는 피봇 암장치의 제1,2로보트 암(82,84)이 회전하여 픽업 암(86)이 직선으로 이동되어 운반상자 중앙 상단부에 위치하게 된다. 그리고 픽업 암(86)의 끝단이 좁혀지면서 운반상자를 잡게되고 수직 이송 부재(180)가 10mm 상승하면서 입력/출력포트(P)로부터 운반상자를 분리하게 된다. 분리된 운반상자는 제1,2로보트 암(82,84)이 역회전하여 후진하고 제1로보트 암(82)이 90° 회전하여 저장 구역(Z) 방향으로 위치하게 된다. 제1로보트 암(82)의 90° 회전이 완료되면 피봇 암 트랜스장치(150)와 수직 이송 부재(180)가 동시에 구동하여 운반상자를 레일분기 장치의 중앙에 위치시킨다. 운반상자가 레일 분기장치의 반입/반출 위치에 도달하면 제1,2로보트 암(82,84)이 회전하여 픽업 암(86)이 잡고 있는 운반상자를 반송 대차 중앙에 위치시키며 수직 이송 부재(180)가 10mm 하강하여 운반상자를 반송 대차 위에 올려놓고 픽업 암(86)의 끝단이 벌어져서 운반상자를 잡고있던 고정 상태가 해제된다. 동시에 제1,2로보트 암(82,84)이 후진하여 초기 위치로 복귀하고 제1레일(41)이 메인 레일(T)로 복귀되면 반송 대차가 입력된 장소로 출발하게 된다. 이때, 스토커의 사용자 인터페이스에 기록되었던 운반상자의 고유 번호, 목적 장소의 스토커에 설정된 번호가 반송 대차와 정보관리부의 통신 단자에 의해 반송 대차로 전송된다.
두 번째는 반송 대차가 레일 분기장치 상에 없을 때이다. 이 때에는 위에서 기술한 바와 같이, 사용자가 운반상자를 입력/출력포트(P)에 올려놓고 운반상자의 고유 번호와 보내는 장소의 스토커 번호를 입력하면 임의의 위치에 있던 피봇 암 트랜스장치(150) 및 수직 이송 부재(180)가 동시에 구동되면서 수직 이송 부재(180)에 고정된 피봇 암장치가 입력/출력포트(P) 위치로 이동된다. 그 다음 제1,2로보트 암(82,84)이 회전하여 픽업 암(86)을 직선으로 전진되어 운반상자 중앙 부위에 위치하게 되면, 제2로보트 암(84) 상부에 장착된 픽업 암(86)의 끝단이 안쪽으로 닫혀지면서 운반상자를 잡게된다. 운반상자를 잡은 픽업 암(86)이 제1,2로보트 암(82,84)에 의해 후진하게 되고 제1로보트 암(82)이 90° 회전하여 운반상자를 저장 구역(Z) 쪽으로 회전시키게 된다. 그리고 피봇 암 트랜스장치(150)와 수직 이송 부재(180)가 동시에 구동되면서 스토커의 저장 구역(Z) 중 빈 공간으로 이동하게 된다. 동작이 완료되면 제1,2로보트 암(82,84)에 의해 운반상자가 저장 구역(Z)으로 이동된다. 이동이 완료되면 수직 이송 부재(180)가 10mm 하강하여 픽업 암(86)이 잡고 있는 운반상자를 저장 구역(Z)에 내려놓고 픽업 암(86)의 끝단이 벌어져서 운반상자의 고정 상태를 해제하게 된다. 그리고 제1,2로보트 암(82,84)이 후진하여 원위치로 복귀하면 동작이 완료된다. 이때, 저장 구역(Z)에 저장된 운반상자에 관한 정보는 정보관리부에 저장이 되고 레일 분기 장치에 반송 대차가 도착할 때까지 기다리게 된다.
세 번째로 저장 구역(Z)에 저장되어 반송 대차가 도착하기를 기다리는 운반상자를 다른 장소로 보내기 위한 동작은 반송 대차가 타구역에서 출발하여 레일 분기장치의 제1레일(41) 상에 도착하면 제1레일(41)이 분기되어 운반상자의 반입/반출 위치에 도달하여 멈추게 된다. 동시에 메인 레일(T)에서 제1레일(41)이 분기되어 비워진 부분으로 제2레일(43)이 이동하여 메인 레일(T)의 연속성이 유지되고, 따라서 다른 반송 대차가 메인 레일(T)을 주행할 수 있게 된다. 이러한 동작이 완료되면 반송 대차의 통신부와 자동저장 장치의 정보관리부와의 통신에 의해 반송 대차의 도착이 감지됨과 동시에 임의의 위치에 있던 피봇 암 트랜스장치(150)와 수직 이송 부재(180)가 동시에 구동되면서 운반상자가 저장된 저장 구역(Z)으로 이동하게 된다. 이동이 완료되면 위에서 이미 언급한 동작에 따라 저장되었던 운반상자를 반출시키게 된다.
그리고 이러한 동작이 완료되면 픽업 암(86)이 잡고 있는 운반상자는 분기된 제1레일(41) 상에 있는 반송 대차의 반입/반출 위치로 이동하게 되고, 위에서 설명한 피봇 암의 동작에 의해 반송 대차 위에 운반상자를 올려놓는다. 이때, 반송 대차와 정보관리부의 통신에 의해 정보관리부에 저장되었던 정보가 반송 대차의 통신 단자를 통해서 전달된다.
반대로 다른 스토커에서 보내어지는 운반상자를 받을 때는, 반송 대차가 본 스토커로 올 때, 만약 레일 분기장치가 동작 중이어서 메인 레일(T)에서 제1레일(41) 또는 제2레일(43)이 분기되어 있을 경우에는 본 스토커의 상단부에 부착된 정지 장치(S)에서 보내는 신호를 반송 대차가 감지하는 즉시 정지하게 되어 반송 대차의 탈선이 방지된다. 레일 분기장치의 동작이 완료되면, 즉 제1레일(41) 또는 제2레일(43)이 메인 레일(T) 상으로 이동되면 정지 장치(S)의 신호가 차단되어 반송 대차는 계속 움직이게 된다. 이렇게 반송 대차가 이동하여 레일분기 장치의 제1레일(41) 상에 멈추게 되면 제1레일(41)이 메인 레일(T)에서 분기되어 운반상자의 반입, 반출 위치로 이동하게 된다. 이러한 동작이 완료되면 반송 대차와 레일분기 장치의 통신부를 통하여 반송 대차에 실려 있는 운반상자에 관한 정보가 사용자 인터페이스에 입력된다. 그리고 임의의 위치에 정지되어 있던 피봇 암 트랜스장치(150)와 수직 이송 부재(180)에 장착된 피봇 암이 레일분기 장치의 중앙부로 이동하게 되고, 위에서 설명된 암들의 동작에 의해 반송 대차에 실려있는 운반상자를 반송대차로부터 내리고 피봇 암 리프트장치가 임의의 저장 구역(Z)으로 이동하여 그 중앙에 위치하게 된다. 그 다음 피봇 암이 동작하여 픽업 암(86)이 잡고있던 운반상자를 저장 구역(Z)에 저장하게 되고 피봇 암이 후진하여 동작이 완료된다. 이때, 사용자 인터페이스에 운반상자가 저장 구역(Z)에 저장되었음을 나타내며 동시에 운반상자의 고유번호가 나타나며 동작이 완료된다.
그리고 사용자가 위와 같은 동작에 의해 다른 스토커에서 보내어져서 본 스토커의 저장 구역(Z)에 저장된 운반상자를 꺼낼 때는 사용자 인터페이스에서 운반상자의 정보를 확인하고 운반상자의 고요번호와 꺼내는 동작의 명령을 사용자 인터페이스를 통해 입력시키면 피봇 암 리프트장치와 피봇 암 트랜스장치(150)의 동작에 의해 피봇 암이 저장 구역(Z)으로 이동되어 상기에서 설명한 암 동작에 의해 저장된 운반상자를 꺼내서 입력/출력포트(P) 위에 내려놓고 동작을 완료하게 된다. 상기와 같은 동작에 의해 스토커 내에서 반송 대차에 운반상자를 싣거나 내리게 되며 이러한 동작 중에 일어나는 운반상자의 저장, 반송 및 인출의 제반 동작에 관한 정보들은 사용자 인터페이스 상에서 확인할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 종래의 수동에 의존하던 웨이퍼의 각 공정단위로의 이송을 완전 자동화하고 전체 반송 시스템을 중앙 제어에 의해 관리함으로써 웨이퍼의 신속하고 정확한 이송이 가능하고, 반송 시스템 전체의 관리 효율성이 증대한다.
또한, 메인 레일을 공정 라인의 천정에 설치하여 다른 장비의 반입 및 작업자와의 충돌을 방지하여 안전 사고를 예방할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고, 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (58)

  1. 복수매의 웨이퍼가 저장된 운반상자를 저장하고 반송하는 스토커; 각 스토커와 스토커를 연결하는 폐선로; 상기 폐선로를 주행하면서 스토커간의 운반상자를 이동시키는 반송 대차; 상기 폐선로의 어느 한 곳에 구성되어 폐선로를 주행하는 반송 대차의 방전시 충전시키는 자동충전장치; 및 이들 각 구성 부품의 구동을 제어하는 중앙제어장치를 구비하여서 된 웨이퍼 반송 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스토커는 운반상자를 저장하는 다수개의 저장구역을 구비한 저장부와, 상기 저장부에 있는 운반상자를 반송 대차에 탑재시키고 또 반송 대차에 의해 이송된 운반상자를 저장부의 해당 저장 구역으로 운반하는 피봇 암장치와, 상기 피봇 암장치를 상하, 좌우로 이동시키는 피봇 암 리프트장치를 구비하여서 된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 피봇 암장치는 피봇 암 리프트장치의 무빙 홀더에 고정된 고정 암과, 상기 고정 암에 회전 가능하게 결합된 제1로보트 암과, 상기 제1로보트 암을 회전 구동시키기 위한 제1구동부와, 상기 제1로보트 암의 타단부에 회전 가능하게 결합된 제2로보트 암과, 상기 제2로보트 암을 회전 구동시키는 제2구동부와, 상기 제2로보트 암의 타단부에 결합된 픽업 암으로 구성되고, 상기 제1로보트 암과 제2로보트 암이 별도의 구동 모터에 의해 독립적으로 구동되도록 함과 동시에 1:2의 속도비로 회전되도록 하여 픽-업 암 구동축이 제1로보트 암 구동축의 중심으로 일직선 운동하도록 구성되며, 상기 제2로보트 암의 구동축과 이에 연동하여 회전하는 픽-업 암 구동축의 회전비를 2:1로 유지시켜 픽-업 암이 일직선 운동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1로보트 암의 구동축 연결부를 확장하여 이에 베어링 하우징을 끼워 고정하고, 이 베어링 하우징의 내경에 상기 제1로보트 암을 회전시키기 위한 제1구동축을 끼우며, 상기 베어링 하우징의 외주에 상기 제1로보트 암을 회전 지지하는 베어링을 설치함과 아울러 내경의 상·하 양단에 상기 제1구동축을 회전 지지하는 베어링을 각각 설치하여 가변 중량에 의한 모멘트 및 비틀림에 대해 암을 지지하고 암이 원활히 회전할 수 있도록 상기 제1로보트 암의 관절부위를 구성한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 베어링 하우징을 고정 암에 고정하여 이에 걸리는 반력이 암에 분산되도록 하고, 베어링 하우징 내경의 상·하부에 각각 설치된 베어링간의 거리를 최대한 크게하여 베어링에 걸리는 반력이 작아지도록 구성한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제1로보트 암에 결합된 제1구동축과 구동부의 모터축을 플렉시블 커플링으로 연결하여 암에 걸리는 정지 및 이동시 관성을 흡수하도록 구성되고, 상기 제1로보트 암의 회전 및 정지 위치와 초기 위치를 제어하는 위치제어수단이 구비된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 위치제어수단은 제1구동축과 플렉시블 커플링 사이의 축부에 설치된 수개의 센서 플레이트와 상기 센서 플레이트를 감지하는 감지부로 구성되고, 상기 감지부는 2개의 리미트 센서와 1개의 홈센서로 구성됨을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  8. 제3항에 있어서, 상기 제1로보트 암에 회전 가능하게 결합된 제2로보트 암의 제2구동축 외주를 감싸는 인서트를 설치하여 이 인서트를 상기 제1로보트 암에 고정하고, 상기 인서트의 상·하부에 회전 지지용 베어링을 각각 설치하여 암의 자체 중량 및 반송 중량에 의한 모멘트 및 비틀림에 대해 암을 지지하고 암이 원활히 회전할 수 있도록 상기 제2로보트 암의 관절 부위를 구성한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2구동축 외주의 인서트에 타이밍 풀리를 고정하고 이 타이밍 풀리와 픽-업 암 구동축에 결합된 타이밍 풀리를 타이밍 벨트로 연결하여 상기 제2로보트 암의 회전에 따라 픽업 암 구동축이 회전되도록 한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제2구동축을 지지하는 제1하우징과 픽업 암 구동축을 지지하는 제2하우징이 구비되고, 상기 제1,2하우징이 상·하 고정 플레이트에 의해 체결되어 상기 제2로보트 암의 골격을 이루는 것이 특징인 웨이퍼 반송 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 타이밍 벨트의 적정 장력을 유지하기 위한 롤러가 상부 고정 플레이트에 고정, 설치되어 타이밍 벨트의 장력을 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  12. 제8항에 있어서, 상기 제2로보트 암에 결합된 제2구동축과 제2구동부의 모터축이 플렉시블 커플링으로 연결되고, 상기 모터의 위치제어를 위한 엔코더와, 제2로보트 암의 회전 위치 및 홈 위치를 제어하는 위치제어수단이 구비된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 위치제어수단은 제2구동축과 플렉시블 커플링 사이의 축부에 설치된 수개의 센서 플레이트와, 이 센서 플레이트를 감지하는 감지부로 구성되고, 이 감지부는 2개의 리미트 센서와 1개의 홈센서로 구성됨을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  14. 제3항에 있어서, 상기 픽업 암은 제2로보트 암의 구동축에 결합되는 행거 베이스와, 상기 행거 베이스의 양측에 서로 대향되는 방향으로 이동하도록 설치되어 운반상자를 고정하는 행거 암과, 상기 행거 암에 구동력을 부여하는 모터와, 상기 모터의 동력을 좌·우의 직선 운동으로 변환시키는 동력변환수단과, 이 동력변환수단에 의해 변환된 동력을 상기 행거 암에 전달하는 동력전달수단으로 구성됨을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 행거 암의 내측에는 운반상자 홀더가 이탈, 착 가능하게 결합되어 운반상자의 종류에 따라 교환하여 사용할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  16. 제14항에 있어서, 상기 동력변환수단은 모터축에 결합된 피니언과, 상기 피니언의 상·하부에 결합되어 직선 운동하는 래크로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  17. 제14항에 있어서, 상기 동력전달수단은 래크에 플렉시블 커플링으로 연결된 동력전달축과, 상기 동력전달축과 행거 암을 연결하는 가이드 샤프트로 구성되고, 상기 가이드 샤프트는 행거 암에 걸리는 가반 중량에 의한 로드를 분산, 지지할 수 있는 3개 1조의 삼각형 구조로 된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 가이드 샤프트와 동력전달축과의 연결은 3개의 가이드 샤프트를 일체로 고정하는 가이드 샤프트 픽스 마운트와, 동력전달축을 고정하여 상기 샤프트 픽스 홀더에 결합되는 클램프로 연결하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  19. 제17항에 있어서, 상기 가이드 샤프트에는 샤프트에 걸린 로드를 흡수하기 위한 가이드 부싱이 장착된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  20. 제14항에 있어서, 상기 행거 암의 오픈/클로우즈 위치를 제어하는 위치센서가 구비된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  21. 제14항에 있어서, 상기 모터 커버에는 운반상자의 존재 유무를 감지하는 근접 센서가 설치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  22. 제2항에 있어서, 상기 피봇 암 리프트장치는 피봇 암 트랜스장치를 따라 직선 이동 가능하게 세워 설치되는 본체 프레임과, 피봇 암장치를 고정하여 상기 본체 프레임에 상하 이동 가능하게 설치되는 수직 이송 부재와, 상기 수직 이송 부재에 동력을 부여하는 구동원인 모터와, 상기 모터의 동력을 수직 이송 부재에 전달하는 동력전달수단과, 상기 수직 이송 부재에 고정되는 피봇 암장치의 회전 모멘트를 지지 및 안내하는 역할을 하며 수직 이송 부재의 운동을 원활하게 함과 아울러 피봇 암장치의 회전시 걸리는 모멘트를 지지하도록 본체 프레임 내부에 설치되는 가이드 블록과, 상기 수직 이송 부재의 상승시 모터에 걸리는 부하를 줄이기 위하여 수직 이송 부재의 진행 방향과 반대로 이동하도록 설치되는 밸런스 웨이트와, 상기 모터의 동력을 상기 수직 이송 부재의 적정 속도로 감속하기 위한 동력감속수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  23. 제22항에 있어서, 상기 가이드 블록과 수직 이송 부재의 인서트 플레이트를 연결하여 자체가 프레임 역할을 하도록 함으로써 수직 이송 부재의 이동 위치 어디에서나 고정 프레임 역할을 하도록 한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  24. 제22항에 있어서, 상기 밸런스 웨이트는 본체 프레임의 수직 이송 부재 반대쪽에 와이어로 연결되어 설치되고, 밸런스 웨이트의 상·하 이동을 안내하기 위한 안내수단이 구비됨을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  25. 제24항에 있어서, 상기 밸런스 웨이트의 중량은 수직 이송 부재의 중량과 피봇 암에 가반되는 이송 중량물과의 합에 해당하는 중량으로 됨을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  26. 제24항에 있어서, 상기 안내수단은 본체 프레임의 내부 양측에 세워 설치되는 밸런스 웨이트 가이드용 브라이트 샤프트와, 이 브라이트 샤프트와 구름 운동하도록 밸런스 웨이트의 양측 상하부에 축착된 가이드 롤러로 구성됨을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  27. 제22항에 있어서, 상기 동력감속수단은 모터축에 결합된 구동기어 및 이 기어에 맞물린 종동기어와, 상기 종동기어 축에 결합된 래크 및 이 래크에 맞물려 회전하는 피니언으로 구성되고, 상기 구동기어 및 종동기어의 기어비와 래크 및 피니언의 기어비에 의해 모터 속도가 2차로 감속되도록 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  28. 제27항에 있어서, 상기 구동기어와 종동기어와의 기어비를 1:2로 하고, 래크와 피니언과의 기어비를 1:40으로 하여 모터 회전력의 적어도 80%에 해당하는 수직 이송 부재의 적정 속도를 얻도록 한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  29. 제22항에 있어서, 상기 동력전달수단은 동력감속수단의 피니언을 관통하여 회전하는 전동축과, 이 전동축에 스플라인 축으로 결합되어 회전하는 풀리와 수직 이송 부재를 연결하는 타임 벨트로 구성됨을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  30. 제29항에 있어서, 상기 타임 벨트에 연결된 수직 이송 부재에는 타임 벨트의 장력을 조절하기 위한 장력조절구가 설치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  31. 제22항에 있어서, 상기 수직 이송 부재의 상·하 위치 제어를 위한 위치제어수단과, 수직 이송 부재에 부착된 피봇 암의 위치를 결정하는 위치결정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  32. 제31항에 있어서, 상기 위치제어수단은 피봇 암의 이상 구동시 강제 정지시키는 리미트 센서와, 초기 위치 결정을 위한 홈센서로 구성됨을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  33. 제31항에 있어서, 상기 위치결정수단은 모터에 구성된 엔코더인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  34. 제1항에 있어서, 상기 폐선로는 각각의 고정라인에 구성된 스토커를 연결하여 설치되는 레일과, 상기 레일을 주행하는 반송 대차를 스토커측으로 이동시키는 분기장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  35. 제34항에 있어서, 상기 분기장치는 메인 레일로부터 수직하게 분리, 이송되는 제1레일과, 상기 제1레일과 소정 간격을 유지하여 대향, 설치된 제2레일과, 상기 제1레일과 제2레일을 지지하는 플레이트와, 상기 플레이트의 이동을 안내하는 보조 레일과, 상기 플레이트에 동력을 제공하는 구동수단과, 상기 구동수단 및 보조 레일을 지지하는 베이스를 구비한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  36. 제35항에 있어서, 상기 플레이트에는 제1레일과 제2레일의 수직 상태를 유지시키기 위한 브라케트가 설치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  37. 제36항에 있어서, 상기 브라케트는 밑판의 양측에 제1레일 및 제2레일을 지지하는 지지단 및 고정단이 돌출, 형성되고, 중앙부에는 상기 지지단과 함께 제1레일 및 제2레일을 지지하는 고정쇠를 고정하기 위한 축공이 형성되어 있는 것이 특징인 웨이퍼 반송 시스템.
  38. 제35항에 있어서, 상기 구동 수단은 구동원인 모터와, 상기 모터의 동력을 전달하는 수단과, 상기 동력전달수단으로부터 동력을 전달받아 회전하는 리드 스크류와, 상기 리드 스크류를 따라 왕복 이동하도록 플레이트에 장착된 플랜지로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  39. 제38항에 있어서, 상기 동력전달수단은 모터에 결합된 풀리와 리드 스크류에 결합된 풀리를 감아 돌아 설치되는 타임 벨트인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  40. 제35항에 있어서, 상기 베이스에는 제2레일을 원위치로 복귀시키기 위한 스토퍼가 설치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  41. 제35항에 있어서, 상기 분기장치는 제1레일 및 제2레일을 메인 레일에 정확하게 정렬시키기 위한 레일 스토퍼를 더 구비한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  42. 제41항에 있어서, 상기 레일 스토퍼는 장방형의 본체와, 상기 본체의 일측면 상부로 연장, 형성되어 제1레일을 지지하는 제1지지단과, 상기 본체의 타측면 중앙 상부로 연장, 형성되어 제2레일을 지지하는 제2지지단으로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  43. 제1항에 있어서, 상기 반송 대차는 운반상자가 안치되는 테이블의 전방에는 구동수단을 포함하는 구동부가 설치되고, 후방에는 상기 구동수단에 전원을 공급하기 위한 배터리를 포함하는 충전부가 설치되어 구성되며, 상기 구동수단의 구동을 제어하는 제어수단이 구비된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  44. 제43항에 있어서, 상기 테이블에는 운반상자의 이탈을 방지하기 위한 단이 형성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  45. 제43항에 있어서, 상기 구동부에는 구동수단으로부터 동력을 전달받아 회전하는 메인 롤러가 구비되고, 충전부에는 상기 롤러의 회전에 연동하여 회전하는 보조 롤러가 설치되어 반송 대차를 이동시키도록 된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  46. 제45항에 있어서, 상기 메인 롤러 및 보조 롤러의 양측에 수직하게 설치되어 메인 레일을 따라 회전하면서 구동부와 충전부의 균형을 유지시켜 주는 균형 유지 롤러와, 메인 롤러 및 보조 롤러의 전방에 설치되어 구동부와 충전부가 곡률 레일을 회전할 때 곡률 방향으로 유도하는 가이드 롤러를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  47. 제43항에 있어서, 상기 구동수단은 구동원인 모터와, 상기 모터축에 결합된 제1풀리와, 이 제1풀리와 메인 롤러의 축에 결합된 제2풀리를 감아 돌아 설치되는 체인으로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  48. 제43항에 있어서, 상기 제어수단은 테이블에 안치된 운반상자의 정보 및 구동부의 이동 위치에 관한 정보를 중앙제어장치와 교환하는 통신수단과, 충전부에 내장된 배터리의 충전량을 감지하는 충전탐지장치와, 상기 구동부의 이동 동작을 제어하는 위치 감지 센서 및 전방의 장애물을 감지하는 전방 감지 센서로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  49. 제48항에 있어서, 상기 통신수단은 정보를 저장하는 보드와, 상기 보드의 정보를 적외선으로 변환하여 외부 터미널에 송신하는 적외선 발광기와, 상기 적외선 발광기를 지지하는 적외선 발광기 홀더와, 상기 적외선 발광기 홀더를 중앙제어장치와 접속시키는 적외선 발광기 푸셔로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  50. 제1항에 있어서, 상기 자동충전장치는 메인 레일의 일측에 구성된 충전소와, 상기 충전소에 위치한 반송 대차의 배터리와 전원공급장치를 연결시켜 주는 컨넥팅장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  51. 제1항에 있어서, 상기 중앙제어장치는 스토커, 폐선로, 반송 대차 및 자동충전장치의 동작을 제어하는 제어부와, 운반상자의 정보를 입력 및 저장하고 모니터링하기 위한 정보관리부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  52. 제51항에 있어서, 상기 정보관리부는 운반상자의 정보를 입, 출력하기 위한 통신 단자인 입력/출력포트와, 상기 입력/출력포트와 제어부에 연결되어 운반상자의 정보를 화면상에 표시하거나 제어부로 명령을 입력하기 위한 터미널로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템.
  53. 중앙제어장치인 유저 인터페이스를 통하여 운반상자의 보내기 또는 받기 공정을 선택하는 단계; 상기 단계의 선택 공정에 따라, 보내기 공정시에는 스토커의 저장 구역에 저장되어 있는 해당 운반상자를 반출하여 반송 대차 위에 올리고, 받기 공정시에는 타 스토커로부터 이송되어 온 운반상자를 본 스토커의 해당 저장 구역에 저장하는 단계; 운반상자를 탑재한 반송 대차가 타켓 스토커의 운반상자 로드/언로드 위치로 이동하여 정지하는 단계; 및 운반상자 로드/언로드 위치로 이동된 반송 대차 위의 운반상자를 픽업하여 해당 저장 구역에 저장하는 단계를 순차적으로 진행하도록 구성한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템의 제어방법.
  54. 제53항에 있어서, 운반상자의 보내기 공정은 터미널 컴퓨터 상의 유저 인터페이스를 이용하여 보내려는 운반상자의 고유 번호와 타켓 스토커 번호 등을 윈도우 상의 보내기 키를 이용하여 입력하는 단계와; 메인 컴퓨터에 의한 각 스토커상의 상황을 판단하는 단계와; 상기 판단 결과에 의한 이송 경로의 상황에 따라 반송 대차가 스토커내의 레일 위치 정렬장치 내에 있으면 스토커의 인/아웃 포트에 있는 운반상자를 픽-업하여 반송 대차 위에 탑재하고, 반송 대차가 레일 위치 정렬장치의 시프터 상에 없으면 스토커의 인/아웃 포트에 있는 운반상자를 일정 저장 구역에 일단 저장한 후 반송 대차가 도착되기를 기다려 반송 대차가 도달하면 저장된 운반상자를 꺼내어 반송 대차 위에 탑재하는 단계와; 운반상자를 실은 반송 대차가 타켓 스토커를 향하여 출발, 이동하는 단계와; 목적하는 타켓 스토커의 레일 위치 정렬장치로 이동된 반송 대차 위의 운반상자를 스토커 내에 있는 임의의 저장 구역에 저장하는 단계로 진행되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템의 제어방법.
  55. 제54항에 있어서, 반송 대차 위에 운반상자를 탑재함과 동시에 반송 대차와 스토커의 터미널 컴퓨터와의 통신을 통하여 대차에 실려진 운반상자의 고유 번호와 타켓 스토커 번호가 반송 대차에 저장되도록 된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템의 제어방법.
  56. 제54항에 있어서, 반송 대차의 전방부에 있는 전방 장애물 감지센서에 의한 장애물 감지시 자동으로 정지하고 장애물이 제거되면 다시 출발하도록 된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템의 제어방법.
  57. 제54항에 있어서, 출발된 반송 대차가 목적하는 타켓 스토커로 이동시 메인 컴퓨터에서 그 구간에 타임 록을 걸어 반송 대차가 이동되는 구간에 있는 다른 스토커에서는 운반상자의 이송이 이루어질 수 없도록 된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템의 제어방법.
  58. 제54항에 있어서, 운반상자를 실은 반송 대차가 타켓 스토커의 레일 위치 정렬장치에 도착하는 단계에서 상기 레일 위치 정렬장치에 다른 반송 대차기 있을 경우 이 반송 대차를 차지쪽으로 이동시켜 시프터 상에 반송 대차가 없도록 메인 컴퓨터와 스토커의 터미널 컴퓨터와 반송 대차와의 통신이 이루어지며, 차지쪽에 반송 대차가 있을 경우 차지의 반송 대차를 배터리 충전장치 또는 다른 스토커내의 차지로 보내고 난 후 시프터 상의 반송 대차를 차지쪽으로 이동시켜 언제나 시프터 상에 반송 대차가 머물지 않도록 된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템의 제어방법.
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