KR100563837B1 - 리니어 모터를 이용한 취성재료 이송장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 취성재료를 이송하는 이송장치에 있어서, 취성재료의 이송과정 중에 스크래치 또는 슬립의 발생으로 인한 제품의 손상 또는 절단위치제어의 불량 등의 문제점을 해결하기 위해 취성재료를 진공으로 흡착한 후에 정밀 이동시켜 제품의 손상을 방지하며 또는 절단 위치제어가 용이하도록 구성한 취성재료 이송장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 취성재료(1)를 절단하기 위해 취성재료(1)를 이송하는 취성재료 이송장치에 있어서, 취성재료(1)의 이송방향으로 설치된 레일(101)을 따라 이동하며 취성재료(1)를 흡착 고정 또는 해체하는 복수 개의 진공척(100a, 100b, 100c)들과, 복수 개의 진공척(100a, 100b, 100c)들에 장착되어 진공척(100a, 100b, 100c)들이 레일(101)을 따라 이동하도록 작동하는 제1 리니어 모터(141)와, 진공척(100a, 100b, 100c)의 외측에 위치하여 취성재료의 이송방향을 따라 이동하도록 제2 리니어 모터(142)가 장착되며, 취성재료(1)의 가장자리를 흡착 고정 또는 해체하는 복수 개의 흡착부(110)들 및, 취성재료(1)의 절단위치에 취성재료(1)가 위치하는지를 촬영 및 판독하는 영상부(130)를 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 리니어 모터를 이용한 취성재료 이송장치는 취성재료를 이송함에 있어서, 취성재료를 흡착 고정한 상태로 취성재료를 이송함에 따라 마찰에 의해 취성재료를 이송하는 종래의 이송장치들에 비해 스크래치 및 슬 립 발생을 방지할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 본 발명의 취성재료 이송장치는 진공척 및 흡착부를 리니어 모터로 이송함으로써, 신속한 이동은 물론 정확한 위치제어가 가능하다는 장점이 있다.
취성재료, 이송, 리니어 모터, 회전모터, 진공척, 이동자, 고정자

Description

리니어 모터를 이용한 취성재료 이송장치{Brittle Material Transfer Apparatus using Linear Motor}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 취성재료 이송장치를 나타낸 개략도이고,
도 2는 도 1에 도시된 취성재료 이송장치의 평면도이고,
도 3은 도 1에 도시된 흡착부를 나타낸 측면도이며,
도 4는 도 3에 도시된 흡착부의 작동관계를 나타낸 개략도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 취성재료 100a, 100b, 100c : 진공척
101 : 레일 103 : 진공홀
104, 117 : 테프론 110 : 흡착부
111 : 흡착판 113 : 흡착홀
115 : 리프터 120 : 레이저 절단기
130 : 영상부 141, 142 : 리니어 모터
150 : 공압제어부 160 : 모터제어부
170 : 마이크로프로세서
본 발명은 취성재료를 이송하는 이송장치에 관한 것으로, 특히, 취성재료의 이송과정 중에 스크래치 또는 슬립의 발생으로 인한 제품의 손상 또는 절단위치제어의 불량 등의 문제점을 해결하기 위해서, 취성재료를 진공으로 흡착한 후에 정밀 이동시켜 제품의 손상을 방지하며 또는 절단 위치제어가 용이하도록 구성한 것이다.
취성이란 물체에 탄성한계 이상의 힘을 가했을 때, 영구변형을 하지 않고 파괴되거나 또는 극히 일부만 영구변형을 일으키는 성질을 말한다. 이런 취성을 갖는 물질로서 유리, 웨이퍼, 세라믹 및 평판표시소자의 기판 등이 대표된다.
이런 취성재료를 절단함에 있어 최근에는 레이저 빔을 이용한 열절단법(laser thermo cleaving)이 많이 사용되고 있다.
이와 같은 열절단법을 이용하여 취성재료를 절단함에 있어서, 취성재료를 절단기까지 이송하여야 하며, 절취부가 제거된 절단된 취성재료는 다음 절단작업을 위해 취성재료를 회전시키거나 또는 절단장치의 외부로 이동시켜 다음 절단부위가 레이저 절단기에 위치하도록 이동한다.
종래에는 취성재료를 이송함에 있어서, 롤러 또는 벨트를 회전시켜 롤러 또는 벨트 위에 안착된 취성재료를 이송하였다.
이와 같이 롤러 또는 벨트를 이용하여 이송하는 메커니즘은 취성재료가 롤러 또는 벨트에 접하면서 발생하는 마찰을 이용하여 취성재료를 이송하는 방식으로서, 롤러 또는 벨트를 이용하여 취성재료를 이송하다보면 마찰에 의해 취성재료에 스크래치가 발생하게 된다.
또한 취성재료와 접하는 롤러 또는 벨트의 사이에 슬립이 발생할 경우에는 취성재료의 위치제어가 불량하게 되어 취성재료의 절단이 정확한 지점에서 이루어지지 않아 제품불량의 원인이 된다.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 리니어 모터를 이용하여 취성재료를 이송하는 장치로서, 리니어 모터의 정밀한 제어를 통해 취성재료의 정확한 위치제어가 가능하며, 또한 취성재료를 밀착한 상태로 이송함으로써 취성재료에 스크래치가 발생하는 것을 방지하는 취성재료 이송장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 취성재료를 절단하기 위해 취성재료를 이송하는 취성재료 이송장치에 있어서, 상기 취성재료의 이송방향으로 설치된 레일을 따라 이동하며 상기 취성재료를 흡착 고정 또는 해체하는 복수 개의 진공척들과, 상기 복수 개의 진공척들에 장착되어 상기 진공척들이 상기 레일을 따라 이동하도록 작동하는 제1 리니어 모터 및, 상기 진공척의 외측에 위치하여 상기 취성재료의 이송방향을 따라 이동하도록 제2 리니어 모터가 장착되며, 상기 취성재료의 가장자리를 흡착 고정 또는 해체하는 복수 개의 흡착부들을 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 진공척은 3개로서, 상기 진공척의 상면에는 진공홀이 형성되고, 상기 진공척의 저면에는 진공관이 연결되어 상기 진공홀과 연통되며, 상기 진공척의 저면에는 상기 제1 리니어 모터가 각각 장착되어 3개의 진공척들이 독립적으로 이동 가능하다.
또한, 본 발명의 상기 3개의 진공척 중에서 가운데 위치한 진공척에는 회전모터가 장착되어 상기 진공척을 회전시킨다.
또한, 본 발명의 상기 진공척의 상면에는 상기 진공홀과 대응하는 관통공이 형성된 저마찰부재가 부착된다.
또한, 본 발명의 상기 흡착부는 상기 레일과 평행하게 고정된 상기 제2 리니어 모터의 고정자와, 상기 고정자에 설치되어 상기 고정자의 길이방향을 따라 이동하는 2개의 이동자와, 상기 이동자의 상면에 위치하며 상기 취성재료의 저면에 흡착 고정되는 흡착판과, 상기 이동자에 설치되어 상기 흡착판을 상하방향으로 이동시키는 리프터를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 흡착판에는 흡착홀이 형성되고, 상기 흡착판의 저면에는 상기 흡착홀과 연통된 진공관이 연결되며, 상기 흡착판의 상면에는 상기 흡착홀과 대응하는 관통공이 형성된 저마찰부재가 부착된다.
또한, 본 발명의 상기 취성재료 이송장치는 상기 취성재료가 상기 절단기의 절단지점에 위치한 상태를 촬영하여 판독하는 영상부를 더 포함한다.
아래에서, 본 발명에 따른 리니어 모터를 이용한 취성재료 이송장치의 양호 한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도면에서, 도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 취성재료 이송장치를 나타낸 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 취성재료 이송장치의 평면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 흡착부를 나타낸 측면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 흡착부의 작동관계를 나타낸 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 취성재료 이송장치는 평행하게 위치한 두 레일(101)을 따라 이동하며 취성재료(1)를 흡착 고정하는 진공척(100a, 100b, 100c)들과, 상기 두 레일(101)의 외측에서 상기 레일(101)과 평행하게 이동하며 상기 취성재료(1)를 상하방향으로 이송과 함께 상기 레일(101)과 평행하게 이송하는 흡착부(110)와, 상기 레일(101)의 횡방향으로 이동하며 취성재료(1)를 절단하는 절단기(120)를 포함하며, 취성재료(1)는 진공척(100a, 100b, 100c)과 흡착부(110)에 의해 흡착 고정된 상태로 절단기(120)쪽으로 이동하며 어느 하나의 진공척(100b)은 자체 회전하면서 흡착 고정된 취성재료(1)를 회전시킨다.
아래에서는 이와 같이 구성된 본 발명의 취성재료 이송장치에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 1에 보이듯이, 3개의 진공척(100a, 100b, 100c)이 레일(101)의 상부에 위치하며 레일(101)의 길이방향을 따라 이동한다. 상기 3개의 진공척(100a, 100b, 100c) 저면에는 제1 리니어 모터(141)가 각각 장착되어 제1 리니어 모터(141)의 작동에 따라 독립적으로 또는 연계되어 진공척(100a, 100b, 100c)들이 이동한다. 그리고 진공척(100a, 100b, 100c)의 상면에는 다수 개의 진공홀(103)이 복수 열로 정 렬되어 형성되고, 진공홀(103)과 대응하는 관통공을 갖는 저마찰부재 중에 하나인 테프론(104)이 진공척(100a, 100b, 100c)의 상면에 부착된다. 그리고 진공척(100a, 100b, 100c)의 저면에는 각 진공홀(103)과 연통되는 진공관(151)이 연결된다. 따라서 진공척(100a, 100b, 100c)의 상면에 취성재료(1)를 안착한 상태에서 진공관(151)을 통해 공기를 흡입하면, 취성재료(1)는 진공척(100a, 100b, 100c)에 흡착되어 고정되고, 반대로 공기를 진공홀(103)로 주입하면 공기에 의해 흡착 해제되면서 공기압에 의해 취성재료(1)는 진공척(100a, 100b, 100c)의 상면에서 뜨게 된다. 또한 3개의 진공척(100a, 100b, 100c) 중에서 가운데에 위치한 진공척(100b)에는 회전모터(도면에 도시안됨)가 설치되어 제1 리니어 모터(141)에 의해 직선 이동 뿐만 아니라, 회전 가능하다.
한편 레일(101)의 바깥쪽에는 흡착부(110)가 각각 위치하는데, 흡착부(110)는 레일(101)의 바깥쪽에 레일(101)과 평행하게 고정된 제2 리니어 모터(142)의 고정자(142S)와, 상기 고정자(142S)에 설치되어 상기 고정자(142S)의 길이방향을 따라 이동하는 2개의 이동자(142M)를 포함한다. 상기 하나의 고정자(142S)에 위치한 2개의 이동자(142M)는 제어에 따라 독립적으로 또는 연계되어 고정자(142S)를 따라 이동한다.
또한 상기 이동자(142M)의 상면에는 흡착판(111)이 위치하고, 흡착판(111)이 이동자(142M)의 상면에서 상하방향으로 이동할 수 있도록 이동자(142M)에는 리프터(115)가 설치된다. 상기 리프터(115)는 공압시스템에 의해 그 스트로크가 신축되면서 상기 흡착판(111)을 상하방향으로 이동시키는 장치로서, 리프터(115)에는 공압 호스(153)가 연결된다.
그리고 상기 흡착판(111)의 상면에는 흡착홀(113)이 형성되며, 흡착판(111)의 저면에는 상기 흡착홀(113)과 연통되는 진공관(151)이 연결된다. 여기에서 흡착판(111)의 상면에서도 앞에서 설명한 바와 같은 저마찰부재인 테프론(117)이 부착된다.
또한 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 취성재료(1)의 상부에는 영상부(130)가 위치하여 취성재료(1)의 위치를 촬영하고 그 촬영된 영상을 판독한다. 그리고 레이저 절단기(120)는 진공척(100b, 100c)의 사이를 통과하면서, 진공척(100b, 100c) 또는 흡착부(110)에 고정된 취성재료(1)를 절단한다.
한편, 도 1에 보이듯이, 진공척(100a, 100b, 100c)에 연결된 진공관(151)과 흡착판(111)에 연결된 진공관(151) 및 리프터(115)에 연결된 공압호스(153)는 공압제어부(150)에 연결되고, 제1, 제2 리니어 모터(141, 142)는 모터제어부(160)에 연결되며, 상기 공압제어부(150)와 상기 모터제어부(160)는 프로그램된 마이크로프로세서(170)에 의해 작동이 제어된다. 도 1에 미설명된 도면부호 155는 공기발생기이다.
이와 같이 구성된 취성재료 이송장치의 작동관계를 아래에서는 설명함에 있어서, 편의상 좌측에 위치한 진공척을 '제1 진공척(100a)'이라 하고, 가운데 진공척을 '제2 진공척(100b)'이라 하며, 우측에 위치한 진공척을 '제3 진공척(100c)'이라 한다.
취성재료(1)를 로봇팔(도면에 도시안됨)을 사용하여 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1, 제2 진공척(100a, 100b)의 상면에 안착시킨다. 그러면 도 3 및 도 4에 보이듯이 제1, 제2 진공척(100a, 100b)의 양측에 위치한 4개의 흡착부(110)가 취성재료(1)의 가장자리로 이동하며, 리프터(115)의 작동에 의해 흡착판(111)은 상향 이동하면서 취성재료(1)의 자장자리 저면에 접하게 된다. 이때 공압제어부(150)에서는 흡착판(111)에 연결된 진공관(151)을 통해 공기를 흡입하여 흡착판(111)의 상면에 접한 취성재료(1)를 흡착판(111)에 흡착 고정한다.
이런 상태에서 모터제어부(160)는 제2 리니어 모터(142)를 작동시켜 흡착부(110)를 레이저 절단기(120) 쪽으로 이동한다. 이와 같이, 취성재료(1)는 제2 리니어 모터(142)의 작동에 따라 레이저 절단기(120)가 위치한 지점까지 이송된다.
한편 앞에서 설명한 바와 같이, 취성재료(1)를 흡착판(111)에 흡착 고정하는 과정에서, 공압제어부(150)는 리프터(115)의 스트로크를 신장시켜 흡착판(111)이 취성재료(1)와 접하게 함과 동시에, 취성재료(1)가 제1, 제2 진공척(100a, 100b)에서 떨어지도록 공압제어부(150)에서는 진공관(151)을 통해 제1, 제2 진공척(100a, 100b)에 공기를 주입한다. 그러면 도 4의 (b)와 같이, 진공홀(103)을 통해 배출되는 공기에 의해 취성재료(1)는 제1, 제2 진공척(100a, 100b)에서 상부방향으로 부상하게 된다.
이와 같이 취성재료(1)가 흡착부(110)에 의해 레이저 절단기(120)까지 이송된 후에는, 리프터(115)의 스트로크를 수축시켜 흡착판(111)을 하향 이동한다. 흡착판(111)이 하향 이동하면서 흡착판(111)에 흡착 고정된 취성재료(1) 또한 하향 이동하게 되고, 취성재료(1)가 하부에 위치한 제1, 제2 진공척(100a, 100b)의 상면 에 안착된다. 그러면 공압제어부(150)에서는 제1, 제2 진공척(100a, 100b)에 연결된 진공관(151)을 통해 공기를 흡입하여 제1, 제2 진공척(100a, 100b)에 안착된 취성재료(1)를 흡착 고정한다.
영상부(130)에서 제1, 제2 진공척(100a, 100b)에 고정된 취성재료(1)를 촬영하여 취성재료(1)의 절단지점이 레이저 절단기(120)와 일치하는지를 판독하고, 일치하지 않을 경우에는 제2 진공척(100b)을 회전시키거나 또는 제1, 제2 진공척(100a, 100b)을 이동시켜 취성재료(1)의 절단지점과 레이저 절단기(120)의 위치를 일치시킨다.
그리고 레이저 절단기(120)를 작동하게 되면, 레이저 절단기(120)는 제2, 제3 진공척(100b, 100c)의 사이를 지나가면서 취성재료(1)를 절단한다.
한편, 취성재료(1)를 절단하는 과정에 있어서, 제3 진공척(100c)을 취성재료(1)의 하부로 진입시킨 후, 절단되어 제거되는 절취부위를 제3 진공척(100c)에 흡착 고정한다. 그리고 레이저 절단기(120)를 작동하여 취성재료를 절단하게 되면, 절단된 절취부가 떨어져 깨지는 것을 방지할 수 있다.
또한 취성재료가 절단된 후에는, 제3 진공척(100c)이 흡착 고정한 절취부를 이송장치 단부로 이송하여 제거한다. 그리고 다시 제2 진공척(100b)으로 이동하여 절단된 취성재료의 가장자리를 흡착 고정한 상태에서, 전방으로 전진하면서 취성재료(1)의 다음 절단지점을 레이저 절단기(120)의 위치로 이동시킨다. 이와 같이 취성재료(1)가 제3 진공척(100c)에 의해 전진할 경우에, 제1, 제2 진공척(100a, 100b)의 흡착은 해제한 상태이다.
또한 취성재료(1)의 측부를 절단하고자 취성재료(1)를 회전하여야 할 경우에는, 제1, 제3 진공척(100a, 100c)은 흡착을 해제한 상태에서 제2 진공척(100b)으로 취성재료(1)를 흡착 고정하고, 제2 진공척(100b)에 설치된 회전모터를 작동하여 취성재료(1)를 회전한다. 회전모터는 제1 리니어 모터(141)의 이동자 상면에 설치되어 제1 리니어 모터(141)의 직선이동과 무관하게 회전운동할 수 있다.
앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 리니어 모터를 이용한 취성재료 이송장치는 취성재료를 이송함에 있어서, 취성재료를 흡착 고정한 상태로 취성재료를 이송함에 따라 마찰에 의해 취성재료를 이송하는 이송장치들에 비해 스크래치 발생을 감소시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 리니어 모터를 이용한 취성재료 이송장치는 취성재료와의 사이에 슬립이 발생하지 않기 때문에 취성재료의 위치이동에서 정확성을 가진다. 따라서 취성재료를 절단함에 있어서, 정확한 절단이 가능하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 리니어 모터를 이용한 취성재료 이송장치는 진공척 및 흡착부를 이송하는 구동부로서 리니어 모터를 사용함으로써, 신속한 이동은 물론 정확한 위치제어가 가능하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 리니어 모터를 이용한 취성재료 이송장치는 진공척 중에 하나의 진공척이 회전할 수 있게 회전모터가 장착되어 진공척이 흡착 고정된 취성재료를 회전시켜 취성재료의 가장자리를 용이하게 절단할 수 있다.
이상에서 본 발명의 리니어 모터를 이용한 취성재료 이송장치에 대한 기술사 상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

Claims (7)

  1. 취성재료를 절단하기 위해 취성재료를 이송하는 취성재료 이송장치에 있어서,
    상기 취성재료의 이송방향으로 설치된 레일을 따라 이동하며 상기 취성재료를 흡착 고정 또는 해체하는 복수 개의 진공척들과,
    상기 복수 개의 진공척들에 장착되어 상기 진공척들이 상기 레일을 따라 이동하도록 작동하는 제1 리니어 모터 및,
    상기 진공척의 외측에 위치하여 상기 취성재료의 이송방향을 따라 이동하도록 제2 리니어 모터가 장착되며, 상기 취성재료의 가장자리를 흡착 고정 또는 해체하는 복수 개의 흡착부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 취성재료 이송장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진공척은 3개로서, 상기 진공척의 상면에는 진공홀이 형성되고, 상기 진공척의 저면에는 진공관이 연결되어 상기 진공홀과 연통되며, 상기 진공척의 저면에는 상기 제1 리니어 모터가 각각 장착되어 3개의 진공척들이 독립적으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 취성재료 이송장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 3개의 진공척 중에서 가운데 위치한 진공척에는 회전모터가 장착되어 상기 진공척을 회전시키는 것을 특징으로 하는 취성재료 이송장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중에 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공척의 상면에는 상기 진공홀과 대응하는 관통공이 형성된 저마찰부재가 부착된 것을 특징으로 하는 취성재료 이송장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 흡착부는 상기 레일과 평행하게 고정된 상기 제2 리니어 모터의 고정자와, 상기 고정자에 설치되어 상기 고정자의 길이방향을 따라 이동하는 2개의 이동자와, 상기 이동자의 상면에 위치하며 상기 취성재료의 저면에 흡착 고정되는 흡착판과, 상기 이동자에 설치되어 상기 흡착판을 상하방향으로 이동시키는 리프터를 포함하는 것을 특징으로 하는 취성재료 이송장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 흡착판에는 흡착홀이 형성되고, 상기 흡착판의 저면에는 상기 흡착홀과 연통된 진공관이 연결되며, 상기 흡착판의 상면에는 상기 흡착홀과 대응하는 관통공이 형성된 저마찰부재가 부착된 것을 특징으로 하는 취성재료 이송장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 취성재료 이송장치는 상기 취성재료가 상기 절단기의 절단지점에 위치 한 상태를 촬영하여 판독하는 영상부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 취성재료 이송장치.
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