KR100712680B1 - 엑스와이 이송장치용 거더 및 이를 이용한 엑스와이이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 거더를 이송시킬때 속도를 증가시킬 수 있고, 가속으로 움직일때 및 감속시에서 정지할때 발생되는 충격과 진동을 감쇄시킬 수 있으며, 거더의 중량 감소로 리니어 모터의 이송 용량을 줄이도록 설계할 수 있어 생산 원가를 절감할 수 있도록 한 XY 이송장치용 거더 및 이를 이용한 XY 이송장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 XY 이송장치용 거더는, 외부에 적어도 2개 이상의 평탄면이 각지게 길이 방향으로 형성된 중공 파이프의 경금속 재질로 된 거더 몸체와; 상기 거더 몸체의 내면 전체에 걸쳐 일정 두께로 부착되어 중공부를 형성하는 복합소재층으로 이루어지며, 상기 복합소재층의 재료는 복합수지 강화소재인 고강성 탄소섬유플라스틱(CFRP)인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 XY 이송장치는, 상면에 스테이지면이 형성된 석정반과; 상기 석정반의 양측에 상기 스테이지면과 평행하게 제1 방향으로 이동 가능하게 결합된 한쌍의 제1 이송체와; 외부에 적어도 2개 이상의 평탄면이 각지게 길이 방향으로 형성된 중공 파이프의 경금속 재질로 된 거더 몸체와, 상기 거더 몸체의 내면 전체에 걸쳐 일정 두께로 부착되어 중공부를 형성함과 아울러 복합수지 강화소재인 고강성 탄소섬유플라스틱(CFRP) 재질로 된 복합소재층으로 이루어지며, 상기 한쌍의 제1 이송체의 상면에 상기 거더 몸체의 양단이 상기 제1 이송체의 이송방향과 직교하도록 결합되는 거더와; 상기 거더 몸체의 평탄면에 대해 상기 제1 이송체의 이송 방향과 직교하는 방향으로 이송하도록 상기 거더 몸체에 결합됨과 아울러 검사수단이 설치되는 제2 이동체를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

거더, 리니어 모터

Description

엑스와이 이송장치용 거더 및 이를 이용한 엑스와이 이송장치{XY FEEDING DEVICE GIRDER AND XY FEEDING DEVICE THEREBY}

도 1은 종래 기술에 의한 거더를 길이 방향에 대해 직각으로 절단한 종단면도.

도 2는 본 발명에 의한 거더를 길이 방향에 대해 직각으로 절단한 종단면도.

도 3은 본 발명의 거더가 적용된 XY 이송장치의 외관 사시도.

도 4는 본 발명에 의한 거더의 다른 실시예를 도시한 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

50 : 거더

51 : 거더 몸체

55 : 복합 소재층

본 발명은 XY 이송장치용 거더 및 이를 이용한 XY 이송장치에 관한 것이다.

일반적으로, 인라인 검사장비(In-Line FPD Automatic Optical Inspection)는 스테이지면상에 TFT LCD 패널이나 PDP, 컬러필터 등의 디스플레이 패널(display panel)등의 검사 대상물을 올려놓은 후, 이 검사 대상물에 대해 X축, Y축 방향으로 광학렌즈와 CCD 카메라등의 검사수단을 이동시켜 검사 대상물의 이미지를 캡쳐한 후, 비젼 이미지 프로세싱 알고리즘을 적용하여 사용자가 찾아내고자 하는 각종 결함을 검출해 내는 장비이다.

좀더 상세하게 설명하면, 상기 검사수단은 리니어 모터 가동자와 고정자의 자기적 상호 작용에 의해 X축, Y축 방향으로 이동된다.

그리고, 상기 검사수단은 스테이지면에 대해 X축 방향으로 직선 이동하는 X축 이동체에 양단이 Y축 방향으로 직교하도록 가로질러 설치된 거더에 대해 Y축 방향으로 직선 이동 가능하도록 설치하되, 상기 거더에 고정 설치된 리니어 모터 고정자와 관련하여 자기적 상호 작용을 일으키는 상기 리니어 모터 가동자가 설치되어 있는 것이다.

상기 거더는 알루미늄(AL) 및 알루미늄 합금을 압출하여 상기 X축 이동체에 양단이 걸쳐질 수 있는 정도의 일정한 길이를 가지도록 형성한 것으로, 종래 기술에 의한 거더를 도 1에 길이 방향에 대해 수직으로 절단한 단면 구조로 도시하였다.

도시된 바와 같이, 거더(10)는 다수의 내부 격벽(11)에 의해 내부 중심에 원형의 중공부(12)와, 이 중공부(12)의 주변에 다수의 공간부(13)가 구획 형성되어 구성되어 있다.

그러나, 전술한 거더를 사용하게 되면, 검사 대상물의 크기가 대형화됨에 따라 검사장비의 대형화로 전체적인 중량이 증가하게 되며, 특히 검사장비의 구성요 소인 거더 역시 중량이 증가하게 된다.

상기 거더의 중량 증가 요인은 검사 대상물의 대형화와 상기 다수의 내부 격벽의 존재로 인한 것이다.

그리고, 전술한 거더(10)는 고강성화가 요구되어야 하는데, 이렇게 고강성을 가지려면 거더(10)의 내부에 내부 격벽(11)에 의해 다수의 공간부(13)를 형성할 수 밖에 없기 때문에 중량이 증가된다.

아울러, 중량을 감소시키기 위해서 거더(10)의 재질을 경금속을 사용하여도 중량은 상기 내부 격벽(11)의 추가로 중량이 증가된다.

따라서, 상기 거더를 상기 스테이지면에 대해 X축 이동체와 함께 X축 방향으로 고속으로 또는 높은 가속으로 이송시키기 위해서는 상기 X축 이동체를 이동시키는 리니어 모터의 용량을 증가시켜야 하는 문제점이 있음과 아울러 리니어 모터로 공급되는 전력 소모가 증가하게 되는 문제점이 있었다.

그리고, 종래 기술은 상기 거더를 상기 스테이지면에 대해 X축 이동체와 함께 X축 방향으로 임의의 지점에서 출발시킬때 고속으로 이동시키기에는 거더의 무거운 중량으로 인해 무리가 따르는 문제점이 있었다.

그리고, 종래 기술은 상기 거더를 상기 스테이지면에 대해 X축 이동체와 함께 X축 방향으로 임의의 지점에서 다른 지점으로 이동시킬때 거더의 무거운 중량으로 인하여 진동이 발생되는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 거더를 이송 시킬때 속도를 증가시킬 수 있고, 가속으로 움직일때 및 감속시에서 정지할때 발생되는 충격과 진동을 감쇄시킬 수 있으며, 거더의 중량 감소로 리니어 모터의 이송 용량을 줄이도록 설계할 수 있어 생산 원가를 절감할 수 있도록 한 XY 이송장치용 거더 및 이를 이용한 XY 이송장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 XY 이송장치용 거더는, 외부에 적어도 2개 이상의 평탄면이 각지게 길이 방향으로 형성된 중공 파이프의 경금속 재질로 된 거더 몸체와; 상기 거더 몸체의 내면 전체에 걸쳐 일정 두께로 부착되어 중공부를 형성하는 복합소재층으로 이루어지며, 상기 복합소재층의 재료는 복합수지 강화소재인 고강성 탄소섬유플라스틱(CFRP)인 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 XY 이송장치는, 상면에 스테이지면이 형성된 석정반과; 상기 석정반의 양측에 상기 스테이지면과 평행하게 제1 방향으로 이동 가능하게 결합된 한쌍의 제1 이송체와; 외부에 적어도 2개 이상의 평탄면이 각지게 길이 방향으로 형성된 중공 파이프의 경금속 재질로 된 거더 몸체와, 상기 거더 몸체의 내면 전체에 걸쳐 일정 두께로 부착되어 중공부를 형성함과 아울러 복합수지 강화소재인 고강성 탄소섬유플라스틱(CFRP) 재질로 된 복합소재층으로 이루어지며, 상기 한쌍의 제1 이송체의 상면에 상기 거더 몸체의 양단이 상기 제1 이송체의 이송방향과 직교하도록 결합되는 거더와; 상기 거더 몸체의 평탄면에 대해 상기 제1 이송체의 이송 방향과 직교하는 방향으로 이송하도록 상기 거더 몸체에 결합됨과 아울러 검사수단이 설치되는 제2 이동체를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

삭제

이하, 본 발명에 의한 XY 이송장치용 거더 및 이를 이용한 XY 이송장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 거더를 길이 방향에 대해 직각으로 절단한 종단면도이고, 도 3은 본 발명의 거더가 적용된 XY 이송장치의 외관 사시도이다.

본 발명에 의한 거더(50)는 도 2에 도시된 바와 같이, 거더 몸체(51)와, 복합소재층(55)으로 이루어진다.

상기 거더 몸체(51)는 외부에 적어도 2개의 평탄면(51b)이 각지게 길이 방향으로 형성되고, 내부에 길이 방향으로 중공부(51a)가 형성된 파이프 형상의 경금속 재질로 이루어진다.

상기 거더 몸체(51)의 재질은 경금속 또는 경금속 합금중에서 중량 감소를 위하여 알루미늄 또는 알루미늄 합금중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 거더 몸체(51)는 압출에 의해 단일제품으로 형성할 수 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 거더 몸체(51)는 길이 방향으로 중공부(51a)가 형성되도록 다수의 판재를 서로 맞대어 용접에 의해 형성할 수도 있음은 물론이다.

상기 복합소재층(55)은 상기 거더 몸체(51)의 전체 길이에 걸쳐 중공부(51a)의 내면, 즉 거더 몸체(51)의 내면에 전체에 걸쳐 부착되는데, 이 복합소재층(55)의 재료는 복합수지 강화소재를 사용하는 데 본 발명에서는 고강도 또는 고강성 탄소섬유플라스틱(CFRP)을 사용함이 바람직하다.

그리고, 상기 복합소재층(55)의 영률(탄성계수)은 평균 100GPa 이상으로 하 는 것이 바람직하며, 비중은 1.6이 되게 함이 바람직하다.

그리고, 본 발명에서는 상기 거더 몸체(51)의 두께는 10mm~12mm이고, 상기 복합소재층(55)의 두께는 5mm~7mm로 하는 것이 가장 바람직하나, 고강성화 할 경우에는 상기 복합소재층(55)의 두께는 달라질 수 있음은 밝혀둔다.

여기서, 본 발명에 적용되는 거더(50)는 대략 직사각형의 중공 파이프 형상으로, 총중량이 종래에 비해 1M당 35kg정도 감소된다.

한편, 상기와 같이 구성된 거더의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 통상의 압출 장치를 이용하여 중공 파이프 형상의 거더 몸체를 제작한다.

이후, 상기 거더 몸체를 제작한 후, 거더 몸체의 중공부내에 복합소재층을 형성하기 위한 더미파이프를 삽입한다.

여기서, 더미 파이프의 단면 형상은 중공부의 내부 단면 형상과 동일한 것을 사용한다.

그리고, 상기 더미 파이프의 크기는, 그 외면과 중공부의 내면 사이에 간극이 형성될 수 있을 정도의 크기를 가지고 있다.

즉, 더미 파이프의 외면과 중공부의 내면 사이에 형성된 간극의 두께는 복합소재층의 두께와 동일하게 된다.

상기와 같이 거더 몸체의 내부에 더미 파이프를 삽입한 다음, 더미 파이프의 외면과 중공부의 내면 사이에 형성된 간극으로 용융상태의 복합소재를 주입한 후, 복합소재층이 고화되면 더미 파이프를 거더 몸체(51)로부터 빼내는 작업을 실시하 면 거더 몸체의 중공부 내면에 복합소재층이 부착되는 것이다.

여기서, 거더 몸체의 내부에 더미 파이프를 삽입하기 전에, 거더 몸체의 중공부 내면에 접착제를 미리 도포하여 복합소재층의 접착을 더욱 공고히 할 수 있고, 더미 파이프의 외면에는 복합소재층과의 분리를 보다 용이하게 하기 위해 분리제를 미리 도포할 수 있다.

상기와 같이 구성된 거더가 적용된 본 발명의 XY 이송장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

작업장의 바닥면에는 제진 마운트(100)가 배치되고, 이 제진 마운트(100)의 상부에 는 상면에 스테이지면(201)이 형성된 석정반(200)이 배치되어 설치된다.

상기 석정반(200)의 양측에는 상기 스테이지면(201)과 평행하게 제1 방향(X축 방향)으로 이동 가능하게 한쌍의 제1 이동체(300)가 결합된다.

여기서, 상기 석정반(200)과 제1 이동체(300)는 통상적인 이송수단을 매개로 결합되는데, 좀더 상세하게는 제1 이동체(300)에 설치된 가동자(미도시)와, 석정반(200)의 양측에 설치된 고정자(미도시)간의 자기적 작용에 의해 가동자를 정밀하게 이송시킬 수 있도록 구성된 리니어 모터가 설치되어, 석정반(200)에 대해 제1 이동체(300)를 정밀하게 이동시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 한쌍의 제1 이동체(300)의 상면에 상기 거더 몸체(51)의 양단이 상기 제1 이동체(300)의 이송방향과 직교하도록 거더(50)가 결합되는데, 이 거더(50)는 전술한 설명에서와 같이, 외부에 적어도 2개의 평탄면이 각지게 길이 방향으로 형성되고 내부에 길이 방향으로 중공부가 형성된 파이프 형상의 경금속 재질 의 거더 몸체(51)와, 상기 거더 몸체(51)의 전체 길이에 걸쳐 중공부(51a)의 내면에 부착된 복합소재층(55)으로 이루어진다.

그리고, 상기 거더 몸체(51)의 평탄면(51b)에 대해 상기 제1 이동체(300)의 이송 방향과 직교하는 Y축 방향으로 이송하도록 상기 거더 몸체(51)에는 검사수단을 설치하기 위한 제2 이동체(400)가 설치된다.

여기서, 상기 거더 몸체(51)와 제2 이동체(400)는 통상적인 이송수단을 매개로 결합되는데, 좀더 상세하게는 제2 이동체(400)에 설치된 가동자(미도시)와, 거더 몸체(51)의 평탄면에 설치된 고정자(미도시)간의 자기적 작용에 의해 가동자를 정밀하게 이송시킬 수 있도록 구성된 리니어 모터가 설치되어, 거더 몸체(51)에 대해 제2 이동체(400)를 정밀하게 이동시킬 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 스테이지의 작용을 종래와 비교하여 대비 설명하면 다음과 같다.

본 발명과 종래 기술에 동일한 리니어 모터 용량을 적용하여 테스트를 해본 결과, 종래에서는 거더를 초당 1.6M를 이송시킬 수 있는 반면에 본 발명에서는 거더를 초당 2.5M이상 이송시킬 수 있는 등 이송 속도를 증가시킬 수 있었다.

그리고, 본 발명은 종래에 비해 거더의 중량이 절반 정도로 감소되었기 때문에 가속후 갑자기 정지할때나 감속하면서 서서히 정지할때 관성력의 영향을 덜 받아 정지시에 발생되는 충격과 진동을 감쇄시킬 수 있게 된다.

그리고, 본 발명은 종래에 비해 거더의 중량이 절반이 감소되었기 때문에 리니어 모터의 이송 용량을 줄일 수 있도록 설계할 수 있음으로 인해 제조 원가를 줄 일 수 있는 잇점도 있으며, 더 나아가 리니어 모터의 용량을 줄일 수 있기 때문에 공급 전력의 소비도 줄일 수 있다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 거더를 이송시킬때 속도를 증가시킬 수 있고, 가속으로 움직일때 및 감속시에서 정지할때 발생되는 충격과 진동을 감쇄시킬 수 있으며, 거더의 중량 감소로 리니어 모터의 이송 용량을 줄이도록 설계할 수 있어 생산 원가를 절감할 수 있게 된다.

Claims (11)

1. 외부에 적어도 2개 이상의 평탄면(51b)이 각지게 길이 방향으로 형성된 중공 파이프의 경금속 재질로 된 거더 몸체(51)와;

   상기 거더 몸체(51)의 내면 전체에 걸쳐 일정 두께로 부착되어 중공부(51a)를 형성하는 복합소재층(55)으로 이루어지며,

   상기 복합소재층(55)의 재료는 복합수지 강화소재인 고강성 탄소섬유플라스틱(CFRP)인 것을 특징으로 하는 XY 이송장치용 거더.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 경금속은 알루미늄 또는 알루미늄 합금중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 XY 이송장치용 거더.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 복합소재층(55)의 영률(탄성계수)은 평균 100GPa 이상인 것을 특징으로 하는 XY 이송장치용 거더.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 거더 몸체(51)의 두께는 10mm~12mm이고, 상기 복합소재층(55)의 두께는 5mm~7mm인 것을 특징으로 하는 XY 이송장치용 거더.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 거더 몸체(51)는 압출에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 XY 이송장치용 거더.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 거더 몸체(51)는 다수의 판재를 서로 맞대어 용접에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 XY 이송장치용 거더.
10. 상면에 스테이지면(201)이 형성된 석정반(200)과;

    상기 석정반(200)의 양측에 상기 스테이지면(201)과 평행하게 제1 방향으로 이동 가능하게 결합된 한쌍의 제1 이송체(300)와;

    외부에 적어도 2개 이상의 평탄면(51b)이 각지게 길이 방향으로 형성된 중공 파이프의 경금속 재질로 된 거더 몸체(51)와, 상기 거더 몸체(51)의 내면 전체에 걸쳐 일정 두께로 부착되어 중공부(51a)를 형성함과 아울러 복합수지 강화소재인 고강성 탄소섬유플라스틱(CFRP) 재질로 된 복합소재층(55)으로 이루어지며, 상기 한쌍의 제1 이송체(300)의 상면에 상기 거더 몸체(51)의 양단이 상기 제1 이송체(300)의 이송방향과 직교하도록 결합되는 거더(50)와;

    상기 거더 몸체(51)의 평탄면(51b)에 대해 상기 제1 이송체(300)의 이송 방향과 직교하는 방향으로 이송하도록 상기 거더 몸체(51)에 결합됨과 아울러 검사수단이 설치되는 제2 이동체(400)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 XY 이송장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 석정반(200)을 작업면에 대해 소정 높이 지지되도록 하는 제진 마운트(100)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 XY 이송장치.

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