KR101195368B1 - 리니어 스테이지 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어 스테이지 로봇에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 리니어 스테이지 로봇은 구동축을 따라 전후방으로 슬라이딩하도록 설치되는 구동유닛과 상기 구동유닛의 상부를 덮도록 설치되는 방진플레이트가 구비된 리니어 스테이지 로봇에 있어서, 상기 구동유닛의 전방 또는 후방 단부 중 적어도 어느 하나에 설치되며, 상기 방진플레이트의 하부에 위치하여 상기 구동유닛 이동시 방진플레이트를 가이드하는 제1롤러부; 상기 구동유닛의 상부에 설치되며, 상기 방진플레이트의 하부에 위치하여 상기 구동유닛 이동시 방진플레이트를 가이드하는 제2롤러부; 상기 제1롤러부 또는 상기 제2롤러부 중 적어도 어느 하나에 설치되어 상기 방진플레이트가 접촉되도록 인력(引力)을 발생시키는 마그넷;을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 방진플레이트와 구동유닛의 접촉면적을 최소화하여 구동에 의해 파티클 발생을 최소화할 수 있고, 연속구동시간 및 구동속도를 향상시킬 수 있으며, 수직방향구동의 안정성을 확보할 수 있는 리니어 스테이지 로봇이 제공된다.

Description

리니어 스테이지 로봇{Linear Stage Robot}

본 발명은 리니어 스테이지 로봇에 관한 것으로서, 내부에 분진 등의 이물질이 유입되지 않도록 방진플레이트와 구동유닛의 유격발생을 방지하고, 방진플레이트와 구동유닛의 마찰을 최소화할 수 있는 리니어 스테이지 로봇에 관한 것이다.

일반적으로 리니어 스테이지 로봇은 직렬형, 병렬형 및 조합형 등이 있는 것으로서, 직렬형은 단독적으로 작업을 수행할 수 있는 것이고, 병렬형은 복수 개를 접목시켜 작업을 수행할 수 있는 것이며, 조합형은 직렬형과 병렬형을 조합시켜 작업을 수행할 수 있다.

도 1은 종래 리니어 스테이지 로봇의 개략도이고, 도 2는 도 1의 A의 분해사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 리니어 스테이지 로봇(100)은 로봇몸체(110)와 로봇몸체(110)의 전후방으로 이동하는 구동유닛(120) 및 커버(130)을 포함하여 구성되어 있다.

여기서, 로봇몸체(110)는 내부 공간의 일 측에 제어수단이 설치되고, 제어수단에 소정의 구동축이 결합되어 제어수단의 작동에 따라 상기 구동유닛(120)이 전후방으로 구동축을 따라 이동하도록 설치된다.

또한, 전후방으로 이동하는 구동유닛(120)의 상부를 덮도록 로봇몸체(110)의 전방 및 후방에 결합된 방진플레이트(111)가 설치되어 로봇몸체(110)의 내부로 분진 등의 이물질이 유입되는 것을 방지하고 있다.

구동유닛(120)은 하부에 구동축을 따라 슬라이딩 이동하도록 구동축과 결합되는 기단부(121)와, 기단부(121)의 상부에 결합되는 상단부(122)를 포함하여 구성되어 있다.

상단부(122)는 상면부(122)와 구동유닛(120)의 이동시 방진플레이트(111)의 좌우요동을 가이드하도록 상면부(122)의 좌우 양단에 각각 상부로 돌출형성된 이동가이드(123)를 포함하여 구성되어 있다.

여기서, 상면부(122)에는 일정길이로 홈(124)이 다수 개가 형성되고, 상기 홈(124)에 마그넷(magnet,125)이 고정결합되어 있다.

즉, 자력(資力)을 발생시키는 마그넷(125)을 통해 방진플레이트(111)는 상ㅁ면부(122) 방향으로 인력(引力)이 발생하게 되고, 이를 통해 구동유닛(120)이 이동시에도 상면부(122)와 방진플레이트(111)의 사이에 유격 발생을 방지하여 분진 등의 이물질이 내부로 유입되지 않을 수 있다.

상기 커버(130)는 방진플레이트(111)가 상면부(122)에 안착된 상태에서 구동유닛(120)의 상부를 덮도록 결합하여 로봇몸체(110)의 내부를 외부와 완전히 차단하도록 형성되어 있다.

그런데, 방진플레이트(111)는 마그넷(125)에서 발생하는 자력(資力)에 의해 상면부(122)와 접촉되어, 구동유닛(120) 이동시 자력의 세기에 따라 방진플레이트(111)가 좌우방향으로 틀어짐이 발생하는 문제점이 있었다.

아울러, 구동축의 길이가 길게 형성되어 구동유닛(120)의 이동거리가 길게 형성되는 리니어 스테이지 로봇, 또는 수직방향(Z축 방향)으로 사용되는 리니어 스테이지 로봇의 경우에 구동유닛(120)이 빠른 속도로 구동되면 방진플레이트(111)의 정렬이 틀어지는 문제점이 있었다.

또한, 방진플레이트(111)와 상면부(122)와의 접촉면적이 넓어 방진플레이트(111)와 상면부(122) 사이에서 마찰에 의한 파티클(particle)이 발생하는 문제점이 있었다.

이를 보완하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 방진플레이트(111)의 하부에 테프론 테이프(teflon tape, 111') 등과 같은 마찰계수를 감소시키는 부재를 부착하여 사용하여야만 하는 불편함이 있었다.

또한, 구동시간이 장시간일 경우에는 테프론 테이프(111')로부터 파티클이 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 방진플레이트와 구동유닛의 접촉면적을 최소화하여 구동에 의해 파티클 발생을 최소화할 수 있는 리니어 스테이지 로봇을 제공함에 있다.

또한, 접촉면적이 최소화됨으로써 연속구동시간 및 구동속도를 향상시킬 수 있고, 수직방향구동의 안정성을 확보할 수 있는 리니어 스테이지 로봇을 제공함에 있다.

또한, 방진플레이트를 자력(資力)을 통해 가이드함으로써 방진플레이트와 구동유닛의 유격발생을 방지하여 기밀성을 확보할 수 있는 리니어 스테이지 로봇을 제공함에 있다.

또한, 방진플레이트에 별도의 마찰감소부재를 부착하지 않아도 됨으로써 제조비용을 절감할 수 있고, 장시간 사용시에도 마찰감소부재가 구비되지 않아도 됨으로써 파티클 발생을 방지할 수 있는 리니어 스테이지 로봇을 제공함에 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 구동축을 따라 전후방으로 슬라이딩하도록 설치되는 구동유닛과 상기 구동유닛의 상부를 덮도록 설치되는 방진플레이트가 구비된 리니어 스테이지 로봇에 있어서, 상기 구동유닛의 전방 또는 후방 단부 중 적어도 어느 하나에 설치되며, 상기 방진플레이트의 하부에 위치하여 상기 구동유닛 이동시 방진플레이트를 가이드하는 제1롤러부; 상기 구동유닛의 상부에 설치되며, 상기 방진플레이트의 하부에 위치하여 상기 구동유닛 이동시 방진플레이트를 가이드하는 제2롤러부; 상기 제1롤러부 또는 상기 제2롤러부 중 적어도 어느 하나에 설치되어 상기 방진플레이트가 접촉되도록 인력(引力)을 발생시키는 마그넷;을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 스테이지 로봇에 의해 달성된다.

여기서, 상기 제1롤러부는 상기 구동유닛과 결합되며 이격배치되는 한 쌍의 지지블럭과, 상기 한 쌍의 지지블럭에 양단이 지지되어 회전하도록 설치되는 제1롤러를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1롤러의 상단은 상기 구동유닛의 상면부보다 높도록 설치되는 것이 방진플레이트와 구동유닛의 접촉면적을 최소화할 수 있다.

또한, 상기 구동유닛의 상면부의 양측 단부에는 상향으로 돌출되어 방진플레이트를 가이드하는 제1가이드부와 제2가이드부가 각각 형성되며, 상기 제1가이드부 또는 상기 제2가이드부 중 어느 하나에는 함몰된 수용부가 형성되고, 다른 하나에는 회전홀이 형성될 수 있다.

이때, 상기 제2롤러부는 상기 수용부에 결합되는 고정블럭과, 일 측은 상기 고정블럭에 회전가능하도록 결합되며, 타 측은 상기 회전홀에 회전가능하도록 결합되는 제2롤러를 포함할 수 있다.

또한, 상기 구동유닛의 상면부의 양측 단부에는 상향으로 돌출되어 방진플레이트를 가이드하는 제1가이드부와 제2가이드부가 각각 형성되며, 상기 제1가이드부와 상기 제2가이드부에는 상기 제2롤러부의 양측이 결합되도록 함몰된 수용부가 형성될 수 있다.

한편, 상기 구동유닛의 상면부에는 상기 제2롤러부를 수용하도록 함몰된 안착부가 형성되며, 상기 제2롤러부의 제2롤러 상단은 상기 상면부보다 높도록 설치되는 것이 방진플레이트와 구동유닛의 접촉면적을 최소화할 수 있다.

또한, 상기 마그넷은 링형상으로 마련되며, 상기 제1롤러부 또는 상기 제2롤러부의 롤러의 직경보다 작은 직경으로 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 방진플레이트와 구동유닛의 접촉면적을 최소화하여 구동에 의해 파티클 발생을 최소화할 수 있는 리니어 스테이지 로봇이 제공된다.

또한, 접촉면적이 최소화됨으로써 연속구동시간 및 구동속도를 향상시킬 수 있고, 수직방향구동의 안정성을 확보할 수 있는 리니어 스테이지 로봇이 제공된다.

또한, 방진플레이트를 자력(資力)을 통해 가이드함으로써 방진플레이트와 구동유닛의 유격발생을 방지하여 기밀성을 확보할 수 있는 리니어 스테이지 로봇이 제공된다.

또한, 방진플레이트에 별도의 마찰감소부재를 부착하지 않아도 됨으로써 제조비용을 절감할 수 있고, 장시간 사용시에도 마찰감소부재가 구비되지 않아도 됨으로써 파티클 발생을 방지할 수 있는 리니어 스테이지 로봇이 제공된다.

도 1은 종래 리니어 스테이지 로봇의 개략도,
도 2는 도 1의 A의 분해사시도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 리니어 스테이지 로봇의 구동유닛의 사시도,
도 4는 도 3의 분해사시도,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 리니어 스테이지 로봇의 부분단면도이다.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 리니어 스테이지 로봇에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 리니어 스테이지 로봇은 로봇몸체(미도시)와 로봇몸체의 전후방으로 이동하는 구동유닛(도 3의 1)과 커버(도 4의 2)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 로봇몸체는 일반적인 리니어 스테이지 로봇의 구성으로서, 내부 공간의 일 측에 제어수단이 설치되고, 제어수단에 소정의 구동축이 결합되어 제어수단의 작동에 따라 후술할 구동유닛이 구동축을 따라 전후방으로 이동하도록 설치된다.

또한, 전후방으로 이동하는 구동유닛(1)의 상부를 덮도록 로봇몸체의 전방 및 후방에 결합된 방진플레이트(a)가 설치되어 로봇몸체의 내부로 분진 등의 이물질이 유입되는 것을 방지하고 있다.

아울러, 후술할 구동유닛(1)의 상부를 덮도록 구동유닛(1)과 결합되는 커버(2)를 통해 로봇몸체의 내부와 외부를 완전히 차단하게 된다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 리니어 스테이지 로봇의 구동유닛의 사시도이고, 도 4는 도 3의 분해사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 구동유닛은 구동바디(A), 제1롤러부(30) 및 제2롤러부(40)를 포함하여 구성될 수 있다.

구동바디(A)는 하부에 형성된 기단부(10)와 기단부(10)의 상부에 결합된 상단부(20)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 기단부(10)는 구동축과 결합되도록 형성되며, 상단부(20)는 방진플레이트(a)가 안착되는 상면부(21)와 상면부(21)의 양측 단부에 상향으로 각각 돌출형성된 제1가이드부(22)와 제2가이드부(23)를 포함하여 구성될 수 있다.

상면부(21)의 중앙영역에는 후술할 제2롤러부(40)를 수용하도록 함몰된 안착부(21a)가 형성될 수 있다.

제1가이드부(22)에는 후술할 제2롤러부(40)의 일부를 수용하며 결합되는 수용부(24)가 형성될 수 있고, 제2가이드부(23)에는 후술할 제2마그넷롤러유닛(40)이 수용되어 회전하도록 형성되는 회전홀(23a)이 형성될 수 있다.

이때, 회전홀(23a)은 상술한 제1가이드부(22)의 수용부(24)와 마주보는 방향으로 설치되는 것이 바람직하다.

이를 통해, 수용부(24)와 결합되는 후술할 제2롤러부(40)의 착탈이 용이해져 제2롤러부(40)의 교체가 용이해질 수 있다.

본 실시예에서는 제1가이드부(22)에만 수용부(24)가 형성되는 것을 설명하였으나, 필요에 따라 제2가이드부(23)에도 회전홀(23a)을 대체하여 수용부(24)가 형성될 수도 있다.

상기 제1롤러부(30)는 상술한 기단부(10)의 전방 및 후방에 적어도 어느 하나에 결합될 수 있으며, 본 실시예에서는 전방 및 후방 모두에 결합된 것을 도시하고 있다. 구체적으로, 기단부(10)의 후방면(11)에 결합되는 제1롤러부(30)에 대해 설명하도록 한다.

제1롤러부(30)는 제1지지블럭(31)과 제2지지블럭(32)으로 구성된 한 쌍의 지지블럭과, 상기 한 쌍의 지지블럭에 양측 단부가 지지되어 회전가능하도록 결합되는 제1롤러(33)를 포함하여 구성된다.

즉, 기단부(10)의 후방면(11)에 제1지지블럭(31)과 제2지지블럭(32)이 결합되고, 제1지지블럭(31)과 제2지지블럭(32)의 사이에는 제1롤러(33)의 양단이 각각의 지지블럭에 회전가능하도록 설치된다.

여기서, 제1롤러(33)의 상단은 상면부(21)의 높이보다 높게 위치하도록 설치되는 것이 바람직하며, 이를 통해 방진플레이트(a)가 상면부(21)에 접촉되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제1롤러(33)의 중앙영역에는 링형상의 다수 개의 마그넷(34)이 체결될 수 있다. 이때, 마그넷(34)의 직경은 제1롤러(33)의 직경보다 작게 형성되는 것이 롤러(33)와 방진플레이트(a)의 접촉면적을 최소화할 수 있게 된다.

상기 제2롤러부(40)는 고정블럭(41)과 제2롤러(42)를 포함하여 구성될 수 있다.

고정블럭(41)은 제1가이드부(22)에 형성된 수용부(24)에 삽입되어 체결되도록 삽입단(41a)이 형성될 수 있다. 이때, 삽입단(41a)에는 후술할 제2롤러(42)가 회전가능하도록 결합되도록 소정의 홈 또는 홀이 형성될 수 있다.

제2롤러(42)는 상술한 제1롤러(33)와 동일한 구성으로 마련될 수 있으며, 양 측 단부가 상술한 삽입단(41a)과 제2가이드부(23)에 형성된 회전홀(23a)에 각각 삽입되어 회전가능하도록 설치된다.

이때, 상면부(21)의 높이보다 제2롤러(42)의 상단의 높이가 높도록 설치되는 것이 바람직하며, 이를 통해 방진플레이트(a)가 상면부(21)와의 접촉을 최소화할 수 있게 된다.

아울러, 제1롤러(33)에서와 같이 제2롤러(42)에도 링형상의 마그넷이 다수 개가 체결될 수 있으며, 이때에도 마그넷의 직경이 제2롤러(42)의 직경보다 작게 형성되는 것이 방진플레이트(a)의 접촉면적을 최소화할 수 있다.

한편, 도시된 바는 제2롤러부(40)에도 마그넷이 체결된 형태가 도시되어 있으나, 필요에 따라 제1롤러부(30)와 제2롤러부(40) 중 적어도 어느 하나에만 마그넷이 체결될 수도 있다.

또한, 제2가이드부(23)에도 수용부(24)가 형성시에는 제2가이드부에 형성된 수용부에 결합되는 고정블럭을 별도로 마련하여 제2롤러의 일 측이 회전가능하도록 설치될 수도 있다.

지금부터는 상술한 리니어 스테이지 로봇의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 리니어 스테이지 로봇의 부분단면도이다.

도 5를 참조하면, 구동유닛(1)의 기단부(10)가 구동축(b)과 결합된 상태에서 방진플레이트(a)가 기단부(10)의 전후방에 설치된 제1롤러(33)와, 상면부(21)에 설치된 제2롤러(42)의 상부에 위치하고 있고, 각 롤러에 결합된 마그넷의 인력(引力)에 의해 각 롤러와 접촉하여 결국 4개의 접촉점(c)에서만 접촉된다. 또한, 구동유닛(1)의 상부에는 커버(2)가 결합되어 있다.

이와 같은 상태에서 구동축을 따라, 가령 좌측방향으로 구동유닛(1)이 이동시 마그넷에 의해 각 롤러와 접촉하고 있는 방진플레이트(a)는 각 롤러가 회전하면서 구동유닛(1)의 이동방향과 반대방향인 우측방향으로 슬라이딩하게 된다.

즉, 방진플레이트(a)는 종래와 같이 상면부(21)와 직접적으로 접촉하지 않으므로 상면부(21)와의 접촉으로부터 발생될 수 있는 파티클 발생이 방지될 수 있다.

또한, 각 롤러의 마그넷을 제외한 부분만 접촉하게 되므로, 접촉면적이 최소화되어 방진플레이트의 정렬상태가 비틀어지는 것이 방지될 수 있다.

이를 통해, 구동유닛의 연속구동시간 및 구동속도가 향상될 수 있고, 수직방향구동의 안정성을 확보할 수 있다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
1 : 구동유닛 2 : 커버 10 : 기단부
11 : 후방면 20 : 상단부 21 : 상면부
22 : 제1가이드부 23 : 제2가이드부 23a : 회전홀
24 : 수용부 30 : 제1롤러부 31 : 제1지지블럭
32 : 제2지지블럭 33 : 제1롤러 34 : 마그넷
40 : 제2롤러부 41 : 고정블럭 41a : 삽입단
42 : 제2롤러

Claims (8)

1. 구동축을 따라 전후방으로 슬라이딩하도록 설치되는 구동유닛과 상기 구동유닛의 상부를 덮도록 설치되는 방진플레이트가 구비된 리니어 스테이지 로봇에 있어서,
   상기 구동유닛의 전방 또는 후방 단부 중 적어도 어느 하나에 설치되며, 상기 방진플레이트의 하부에 위치하여 상기 구동유닛 이동시 방진플레이트를 가이드하는 제1롤러부;
   상기 구동유닛의 상부에 설치되며, 상기 방진플레이트의 하부에 위치하여 상기 구동유닛 이동시 방진플레이트를 가이드하는 제2롤러부;
   상기 제1롤러부 또는 상기 제2롤러부 중 적어도 어느 하나에 설치되어 상기 방진플레이트가 접촉되도록 인력(引力)을 발생시키는 마그넷;을 포함하며,
   상기 제1롤러부는 상기 구동유닛과 결합되며 이격배치되는 한 쌍의 지지블럭과, 상기 한 쌍의 지지블럭에 양단이 지지되어 회전하도록 설치되는 제1롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 스테이지 로봇.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제1롤러의 상단은 상기 구동유닛의 상면부보다 높도록 설치되는 것을 특징으로 하는 리니어 스테이지 로봇.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 구동유닛의 상면부의 양측 단부에는 상향으로 돌출되어 방진플레이트를 가이드하는 제1가이드부와 제2가이드부가 각각 형성되며, 상기 제1가이드부 또는 상기 제2가이드부 중 어느 하나에는 함몰된 수용부가 형성되고, 다른 하나에는 회전홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 스테이지 로봇.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 제2롤러부는 상기 수용부에 결합되는 고정블럭과, 일 측은 상기 고정블럭에 회전가능하도록 결합되며, 타 측은 상기 회전홀에 회전가능하도록 결합되는 제2롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 스테이지 로봇.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 구동유닛의 상면부의 양측 단부에는 상향으로 돌출되어 방진플레이트를 가이드하는 제1가이드부와 제2가이드부가 각각 형성되며, 상기 제1가이드부와 상기 제2가이드부에는 상기 제2롤러부의 양측이 결합되도록 함몰된 수용부가 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 스테이지 로봇.
7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
   상기 구동유닛의 상면부에는 상기 제2롤러부를 수용하도록 함몰된 안착부가 형성되며, 상기 제2롤러부의 제2롤러 상단은 상기 상면부보다 높도록 설치되는 것을 특징으로 하는 리니어 스테이지 로봇.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 마그넷은 링형상으로 마련되며, 상기 제1롤러부 또는 상기 제2롤러부의 롤러의 직경보다 작은 직경으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 스테이지 로봇.

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