KR100511546B1 - 복합재료 로보트 암 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시소자 제조에 사용되는 유리기판 등을 반송하는데 사용되는 로보트 암에 관한 것으로서, 에폭시 수지 강화 제1 탄소섬유 직물로 이루어진 중공 빔; 상기 중공 빔의 상면에 적층부착되며, 중공 빔의 길이 방향으로 배열된 에폭시 수지 강화 제1 일방향성 탄소섬유 집합쉬트층; 상기 제1 일방향성 탄소섬유 집합쉬트층의 상면에 적층부착된 에폭시 수지 강화 제2 탄소섬유 직물층; 및 상기 제2 탄소섬유 직물층의 상면에 적층부착되며, 중공 빔의 길이 방향으로 배열된 에폭시 수지 강화 제2 일방향성 탄소섬유 집합쉬트층;으로 이루어진 복합재료 중공 빔을 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 복합재료 중공 빔을 구비한 로보트 암은 비강도. 비강성, 파단강도 등 기본적인 물성이 우수할 뿐만 아니라, 가볍고 진동에 대한 감쇄특성이 양호하여 대형화된 기판의 반송에 효과적이다.

Description

복합재료 로보트 암 {A composites robot arm}

본 발명은 액정표시소자 제조에 사용되는 유리기판 등을 반송하는데 사용되는 로보트 암에 관한 것이다.

산업이 고도화됨에 따라 공장 자동화가 급속도로 발전하면서 국내외의 자동화 조립라인 등에는 산업용 로봇나 메니퓰레이터(manipulator)가 사용되고 있다. 이러한 산업용 로봇나 메티퓰레이터에는 반드시 공작물을 그립핑하여 운반 및 조립작업을 수행할 수 있도록 로봇 핸드가 사용된다. 즉, 로봇 핸드는 산업용 로봇의 암이나 메니퓰레이터에 설치되어, 공작물을 파지하여 운반 및 조립하는 작업에 이용되고 있다.

도 1에는 이와 같은 로보트 암을 이용한 기판처리장치의 개념도가 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 기판처리장치(10)는 액정표시장치용 직사각형 유리기판의 주면을 처리하는데 사용된다. 로봇 암(11)을 구비한 이동 가능한 반송 로봇(12)이 지지장치(13)와 기판처리장치(10)의 외부 사이에서 기판(14)을 반송하기 위해 설치된다. 기판(14)은 로봇 암(11)에 의해 핀기구(15)가 형성된 지지장치(13) 위로 이송된다. 처리 유니트는 소정의 처리를 기판(14) 위에 시행한다. 처리된 기판(14)은 핀기구(15)에 의해 들어 올려져서 로봇 암으로 이송된다. 그런 다음, 기판(14)은 기판처리장치(10)의 외부로 보내진다.

이와 같은 로봇 암은 통상적으로 알루미늄이나 강철과 같은 금속으로 제조된다. 이러한 금속재료로 제조된 로봇 암은 진동 감쇄율이 작아 대형화된 기판의 반송에는 부적합하다. 특히, 알루미늄은 강성이 작아 쉽게 변형되는 단점이 있으며, 강철은 무게가 무겁고 부식에 약한 단점이 있다.

결국, 액정표시장치 등에 사용되는 기판의 대형화에 따라, 가볍고 기계적 물성이 우수하면서도 진동감쇄율을 낮출 수 있는 로봇 암 개발이 절실하다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하여 비강도. 비강성, 파단강도 등 기본적인 물성이 우수할 뿐만 아니라, 가볍고 진동에 대한 감쇄특성이 양호한 복합재료로 이루어진 기판 반송용 로봇 암을 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 에폭시 수지 강화 제1 탄소섬유 직물로 이루어진 중공 빔; 상기 중공 빔의 상면에 적층부착되며, 중공 빔의 길이 방향으로 배열된 에폭시 수지 강화 제1 일방향성 탄소섬유 집합쉬트층; 상기 제1 일방향성 탄소섬유 집합쉬트층의 상면에 적층부착된 에폭시 수지 강화 제2 탄소섬유 직물층; 및 상기 제2 탄소섬유 직물층의 상면에 적층부착되며, 중공 빔의 길이 방향으로 배열된 에폭시 수지 강화 제2 일방향성 탄소섬유 집합쉬트층;으로 이루어진 복합재료 중공 빔을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇 암을 제공한다.

본 발명에 따른 로봇 암에 있어서, 복합재료 중공 빔의 단면은 직사각형 또는 ㄷ자형인 것이 바람직하며, 복합재료 중공 빔의 상면에는 기판을 진공으로 흡착하기 위한 진공홈이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하고자 하나, 본 발명의 범위가 이에 한정되지 않음은 물론이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암의 복합재료 중공 빔을 개략적으로 도시한 사시도 및 그 확대 단면도이다.

도 2의 "A"를 참조하면, 본 발명의 기판 반송용 로봇 암(14)은 에폭시 수지로 강화된 탄소섬유 직물로 이루어진 중공 빔(21a) 위에, 중공 빔의 길이 방향으로 배열된 에폭시 수지 강화 일방향성 탄소섬유 집합쉬트층(22a)이 적층되어 있고, 그 위에 다시 순차적으로, 에폭시 수지 강화 탄소섬유 직물층(21b)과 에폭시 수지 강화 일방향성 탄소섬유 집합쉬트층(22b)이 적층되어 이루어진 복합재료 중공 빔으로 구성되어 있다.

이러한 복합재료 중공 빔은 탄소섬유로 제직되어 이루어진 직물과 일방향으로 배열된 탄소섬유로 이루어진 집합쉬트를 순차적으로 알루미늄, 강철, 유리섬유 복합재료, 합성수지 등으로 이루어진 빔에 적층한 후, 빔을 제거하는 방법으로 제조할 수 있다. 이 때, 각각의 직물과 집합쉬트에는 에폭시 수지 등과 같은 접착력을 가진 수지가 함유되어 있어 각 층의 결착력을 유지하여 줌과 동시에 강도를 보강시켜 준다. 접착제로 에폭시 수지를 사용할 경우, 경화시간을 단축시키기 위하여 소정온도로 각 적층 단계마다 가열할 수 있는데, 적층이 모두 완료된 이후에 가열처리하는 것이 작업 효율면에서 바람직하다.

본 발명의 기판 반송용 로봇 암에 있어서, 일방향성 탄소섬유 집합쉬트의 적층각도에 따라 로봇 암의 물성이 달라질 수 있는데, 본 발명에 따른 파이프의 특성을 저해하지 않는 한도내에서 적층각도를 변화시킬 수 있다. 특히 중공 빔의 길이 방향으로 적층하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 기판 반송용 로봇 암에 있어서, 탄소섬유 직물은 일방향성 탄소섬유 집합쉬트의 균열을 방지하는 역할을 한다. 탄소섬유 집합쉬트 및 탄소섬유 직물은 요구되는 로봇 암의 물성에 따라 1층 이상 적층할 수 있으며, 동일한 적층 순서대로 탄소섬유 집합쉬트와 탄소섬유 직물을 반복하여 더 적층할 수도 있다. 복합재료 중공 빔으로 구성된 본 발명의 로봇 암은 기계적 물성이 우수할 뿐만 아니라, 강철보다 가볍고 진동감쇠특성이 우수하여 작업효율 향상을 기대할 수 있으며 기판의 대형화 추세에 적합하다.

본 발명에 따른 로봇 암은 기판 반송용으로 이용되므로, 통상적으로 그 특성상 직사각형 단면을 가진 중공 빔으로 제조되나, 도 3에 도시한 바와 같이, 기판과 접촉되는 면과 대향되는 면이 개방된 ㄷ자형 단면으로 제조될 수 있다. 이 때, 개방된 면에는 알루미늄 등의 금속판을 접합시켜, 로봇 암에 내깨짐성을 부여할 수도 있다. 로봇 암의 상면에는 유리기판을 안정적으로 반송하기 위하여 진공 흡착이 가능하도록 다수의 진공홈(미도시)이 형성될 수 있다.

본 발명의 로봇 암은 비강도. 비강성, 파단강도 등 기본적인 물성이 우수할 뿐만 아니라, 가볍고 진동에 대한 감쇄특성이 양호하여 동적, 정적 안정성이 매우 양호하며, 경제적으로 제조될 수 있다. 따라서, 액정표시소자의 유리기판 반송용으로 사용할 경우 안정적인 작업이 가능하여 생산성을 크게 증대시킬 수 있다.

도 1은 로보트 암을 이용한 기판처리장치의 개념도이고,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암의 복합재료 중공 빔을 개략적으로 도시한 사시도 및 그 확대 단면도이고,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 암의 복합재료 중공 빔을 개략적으로 도시한 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10... 기판처리장치 11... 로봇 암

12... 반송 로보트 13... 지지장치

14... 기판 15... 핀기구

21a, 21b... 에폭시 수지 강화 제1 탄소섬유 직물

22a, 22b... 에폭시 수지 강화 일방향성 탄소섬유 집합쉬트

Claims (3)

1. 에폭시 수지로 강화된 제1 탄소섬유 직물로 이루어진 중공 빔;

   상기 중공 빔의 상면에 적층부착되며, 중공 빔의 길이 방향으로 배열되고 에폭시 수지로 강화된 제1 일방향성 탄소섬유 집합쉬트층;

   상기 제1 일방향성 탄소섬유 집합쉬트층의 상면에 적층부착된 에폭시 수지로 강화된 제2 탄소섬유 직물층; 및

   상기 제2 탄소섬유 직물층의 상면에 적층부착되며, 중공 빔의 길이 방향으로 배열되고 에폭시 수지로 강화된 제2 일방향성 탄소섬유 집합쉬트층;으로 이루어진 복합재료 중공 빔을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로보트 암.
2. 제1항에 있어서, 상기 복합재료 중공 빔의 단면이 직사각형 또는 ㄷ자형인 것을 특징으로 하는 기판 반송용 복합재료 로보트 암.
3. 제1항에 있어서, 상기 복합재료 중공 빔의 상면에 기판을 진공으로 흡착하기 위한 진공홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 반송용 복합재료 로보트 암.