KR100589238B1 - 타이밍 벨트의 교체시기를 알 수 있는 동력전달장치 및 그 장치에서의 타이밍 벨트 신장 감지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이송 로봇 등 여러 산업 장비에 사용되는 동력 전달 장치에서 타이밍벨트가 신장되어 늘어지는 현상을 감지할 수 있는 동력전달장치 및 동력전달장치에서의 타이밍 벨트 신장 감지 방법에 관한 것이다. 본 발명의 동력 전달 장치는 소정 회전력을 발생시키는 구동모터; 상기 구동모터의 회전력을 전달하는 타이밍 벨트; 상기 구동모터의 일측에 구비되어 주축의 회전수를 감지하는 엔코더; 상기 타이밍 벨트에 일정 간격으로 형성되는 마킹부들; 상기 타이밍 벨트에 인접하게 위치되어 상기 마킹부들의 연속적인 통과를 감지하는 적어도 하나의 센서부; 및 상기 엔코더와 상기 센서부로부터 출력신호를 제공받아 이들 두 개의 신호를 비교 판단하여 상기 타이밍 벨트의 신장 상태를 판별하는 제어부를 포함한다.

Description

타이밍 벨트의 교체시기를 알 수 있는 동력전달장치 및 그 장치에서의 타이밍 벨트 신장 감지 방법{POWER TRANSFERWG APPARATUS KNOWING THE EXCHANGING TIME OF TIMING BELT WITH EASE AND SENSING METHOD FOR TIMING BELT EXTENSION THEREOF}

도 1a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동력전달장치의 측면 구성도;

도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동력전달장치의 평면 구성도;

도 2는 타이밍 벨트가 늘어진 상태의 동력전달장치를 보여주는 평면 구성도;

도 3a는 타이밍 벨트가 늘어나지 않은 정상적인 상태에서 엔코더와 센서부의 출력 신호를 보여주는 그래프;

도 3b는 타이밍 벨트가 늘어진 비정상적인 상태에서 엔코더와 상기 센서부의 출력 신호를 보여주는 그래프이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

110 : 구동모터

120 : 구동풀리

130 : 타이밍 벨트

140 : 종동풀리

150 : 엔코더

160 : 센서부

본 발명은 산업 전방에서 보편적으로 사용되는 동력전달장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이송 로봇 등 여러 장비에 사용되는 동력 전달 장치에서 타이밍벨트가 신장되어 늘어지는 현상을 감지할 수 있는 타이밍 벨트의 교체시기를 알 수 있는 동력전달장치 및 동력전달장치에서의 타이밍 벨트 신장 감지 방법에 관한 것이다.

반도체장치는 반도체 기판에 도체, 부도체, 반도체 성질을 갖는 여러 물질막을 형성, 가공하여 다수의 전자전기 소자를 만들고 이들을 배선으로 연결하여 형성되는 정밀하고 복잡한 장치이다. 따라서 반도체장치 제조에는 여러 종류의 물리적 화학적 가공공정이 필요하며 이들 공정은 각각 다른 여러 장비에서 이루어지므로 웨이퍼는 제조의 전 공정을 통해 여러 장소에 설치된 여러 장비들을 거치면서 이동하게 된다. 그리고 각 장비 내에서도 각 단위공정을 위해 다수의 길고 짧은 이송동작을 겪게 된다.

반도체장치 제조에서 이러한 이송동작에 사용되는 이송장치인 이송로봇에는 대개 각종 모터와 기어, 타이밍 벨트나 타이밍 와이어 같은 동력전달 수단을 이용하고 있다. 이들 가운데 타이밍 벨트는 정밀한 동작을 위해 서보 모터 등과 결합하여 많이 사용되고 있으나, 재질에 따라 정도의 차이는 있지만, 사용에 따라 재질이 열화되어 자체의 탄성이 떨어지고 계속적인 장력으로 인하여 늘어나는 현상을 나타낸다.

정밀한 동작을 하여야 할 반도체장치 제조설비의 이송로봇에서 타이밍 벨트 가 늘어날 경우 벨트에 걸리는 장력이 떨어지고 모터축에 장착된 폴리 등에서 미끄러짐이 발생하여 정밀한 동작을 더 이상 할 수 없게 된다. 따라서 부정확한 동작으로 인한 공정상의 불량이 발생하고 사용설비의 파손 등 문제가 발생하기 전에 벨트를 교체해주는 등의 보수 정비가 필요하게 된다. 그러나, 기존에는 타이밍벨트의 신장 상태를 점검하여 벨트의 교체주기를 예측할 수 있는 방법이 전혀 없었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 타이밍벨트를 사용하는 동력 전달 장치에서 타이밍벨트의 신장 상태를 점검하여, 타이밍벨트의 교체 시기를 예측할 수 있는 새로운 형태의 타이밍 벨트의 교체시기를 알 수 있는 동력전달장치 및 동력전달장치에서의 타이밍 벨트 신장 감지 방법을 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제들을 이루기 위하여 본 발명의 동력 전달 장치는 소정 회전력을 발생시키는 구동모터; 상기 구동모터의 회전력을 전달하는 타이밍 벨트; 상기 구동모터의 일측에 구비되어 주축의 회전수를 감지하는 엔코더; 상기 타이밍 벨트에 일정 간격으로 형성되는 마킹부들; 상기 타이밍 벨트에 인접하게 위치되어 상기 마킹부들의 연속적인 통과를 감지하는 적어도 하나의 센서부; 및 상기 엔코더와 상기 센서부로부터 출력신호를 제공받아 이들 두 개의 신호를 비교 판단하여 상기 타이밍 벨트의 신장 상태를 판별하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 센서부는 광센서 또는 정전용량센서 일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어부에서 상기 타이밍 벨트의 신장 상태가 이상 있음으로 판단 된 경우에는 상기 제어부로부터 발생되는 경고신호에 의해 이를 알리는 점등장치를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 동력 전달 장치에서의 타이밍 벨트 신장 감지 방법은 구동모터가 구동되면 상기 구동모터의 회전수를 감지하는 단계; 상기 구동모터의 구동에 의해 이동되는 타이밍 벨트에 일정간격으로 형성된 마킹부들을 감지하는 단계; 상기 구동모터의 감지신호로부터 상기 타이밍 벨트의 이동거리를 산출하고, 상기 마킹부들을 감지한 신호로부터 상기 타이밍 벨트가 실제로 이동된 거리를 산출하여, 이들 산출된 값을 비교 판단하여 상기 타이밍 벨트의 신장 상태를 판별하는 단계를 포함한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1a 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 동력전달장치(100)는 구동모터(110)와, 이 구동모터(110)에 설치되는 구동풀리(120), 타이밍 벨트(130)에 의해 연결되어 상기 구동풀리(120)의 동력을 전달받는 종동풀리(140), 상기 구동모터(110)의 회전을 감지하는 엔코더(150), 상기 타이밍벨트(130)에 1cm 간격마 다 형성되는 마킹부(132)들, 지정된 위치에서 상기 마킹부(132)들을 감지하는 센서부(160) 그리고 상기 타이밍 벨트(130)의 교체시기를 판단하는 제어부(162)를 포함하고 있다.

상기 구동모터(110)는 일 예로 서보모터, 스테핑모터 등이 사용될 수 있으며, 상기 센서부(160)는 상기 마킹부(132)를 감지하기 위한 것으로 광센서 또는 정전용량센서 등이 사용될 수 있다. 그리고 상기 구동풀리와 종동풀리는 타이밍 풀리이다.

상기 센서부(160)는 상기 타이밍 벨트(130)에 인접하게 위치되어 1cm 간격마다 형성된 마킹부(132)들을 감지하게 된다.

상기 제어부(162)는 상기 엔코더(150)와 상기 센서부(160)로부터 출력신호를 제공받아 이들 두 개의 신호를 비교 판단하여 상기 타이밍 벨트(130)의 신장 상태를 판별하게 된다.

도 3a는 타이밍 벨트가 늘어나지 않은 정상적인 상태에서 엔코더와 상기 센서부의 출력 신호를 보여주는 것으로, 도 3b는 타이밍 벨트가 늘어난 비정상적인 상태에서 엔코더와 상기 센서부의 출력 신호를 보여주는 그래프이다.

도 1 및 도 3a를 참조하면, 상기 엔코더(150)에서 on 신호가 1회 발생될 때마다 타이밍 벨트(130)가 2cm 씩 이동된다고 가정할 경우, 상기 센서부(160)에서는 타이밍 벨트(130)에 1cm 마다 형성된 마킹부(132)를 2회 감지하게 된다.

그러나, 도 2에서와 같이 타이밍 벨트(130)가 늘어나 버린 경우에는 상기 타이밍 벨트(130)에 형성된 마킹부(132)들 간의 거리가 최초 1cm 보다 넓어지게 된 다. 따라서, 타이밍 벨트(130)가 늘어난 상태에서는 상기 엔코더(150)에서 on 신호가 5회 발생되더라도 상기 센서부(160)에서는 마킹부(132)를 10회 감지하지 못하고 차이값이 발생하게 되고, 그 차이값이 기설정한 허용 범위를 벗어나게 되면 제어부(162)에서는 타이밍 벨트의 교환 시기가 되었음을 알리는 신호를 발생하게 된다. 교환시기를 알리는 표시수단으로는 점등램프나 부저(164) 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 동력전달장치에서의 타이밍 벨트 교환시기 검출 방법을 설명하면 다음과 같다.

상기 구동모터가 구동되면, 상기 엔코더는 구동모터의 주축의 회전수(회전각)를 감지하여 제어부로 출력하고, 상기 센서부는 상기 타이밍 벨트의 표면에 형성된 마킹부를 감지하여 상기 제어부로 그 신호를 출력하게 된다. 상기 제어부에서는 상기 엔코더의 출력신호로부터 상기 타이밍 벨트의 이동거리를 산출하고, 상기 센서부의 출력신호로부터 상기 타이밍 벨트가 실제로 이동된 거리를 산출하여, 이들 데이터를 비교 판단하여 상기 타이밍 벨트의 신장 상태를 판별하게 된다. 만약 그 비교 판단된 결과(차이값)가 기설정한 허용 범위를 벗어나게 되면 제어부에서는 타이밍 벨트의 교환 시기가 되었음을 알리는 신호를 발생하게 된다.

이상에서, 본 발명에 따른 동력전달장치의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 타이밍벨트를 사용하는 동력 전달 장치에서 타이밍벨트의 신장 상태를 점검하여, 타이밍벨트의 교체 시기를 예측할 수 있다. 따라서, 타이밍 벨트의 신장으로 인해 발생될 수 있는 설비사고 및 이상발생을 방지할 수 있으며, 벨트의 교체시기를 정확히 확인할 수 있게되어 설비 관리에 소요되는 시간과 노력을 절약할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 동력 전달 장치에 있어서:

   소정 회전력을 발생시키는 구동모터;

   상기 구동모터의 회전력을 전달하는 타이밍 벨트;

   상기 구동모터의 일측에 구비되어 주축의 회전수를 감지하는 엔코더;

   상기 타이밍 벨트에 일정 간격으로 형성되는 마킹부들;

   상기 타이밍 벨트에 인접하게 위치되어 상기 마킹부들의 연속적인 통과를 감지하는 적어도 하나의 센서부; 및

   상기 엔코더와 상기 센서부로부터 출력신호를 제공받아 이들 두 개의 신호를 비교 판단하여 상기 타이밍 벨트의 신장 상태를 판별하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이밍 벨트의 교체시기를 알 수 있는 동력 전달 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 센서부는 광센서 또는 정전용량센서 인 것을 특징으로 하는 타이밍 벨트의 교체시기를 알 수 있는 동력 전달 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제어부에서 상기 타이밍 벨트의 신장 상태가 이상 있음으로 판단 된 경우에는 상기 제어부로부터 발생되는 경고신호에 의해 이를 알리는 점등장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이밍 벨트의 교체시기를 알 수 있는 동력 전달 장치.
4. 구동모터, 타이밍 벨트의 회전력을 전달하는 타이밍 벨트에 일정간격으로 마킹부들이 형성된 동력 전달 장치에서의 타이밍 벨트 신장 감지 방법에 있어서:

   구동모터가 구동되면 상기 구동모터의 회전수를 감지하는 단계;

   상기 구동모터의 구동에 의해 이동되는 타이밍 벨트에 일정간격으로 형성된 마킹부들을 감지하는 단계;

   상기 구동모터의 감지신호로부터 상기 타이밍 벨트의 이동거리를 산출하고, 상기 마킹부들을 감지한 신호로부터 상기 타이밍 벨트가 실제로 이동된 거리를 산출하여, 이들 산출된 값을 비교 판단하여 상기 타이밍 벨트의 신장 상태를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치에서의 타이밍 벨트 신장 감지 방법.

Images