KR101201702B1 - 가이드 롤러 장치 - Google Patents

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송욱
박명진
강명성
정기택
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Abstract

본 발명은 가이드 롤러 장치에 관한 것으로서, 이송부와, 복수의 제1롤러와, 제2롤러와, 벨트와, 제2롤러 이동부를 포함한다. 이송부는 이송대상물을 지지하며 이송방향을 따라 이송대상물을 이송시킨다. 복수의 제1롤러는 이송대상물의 측부에서 이송방향을 따라 이격되게 배치되며, 이송대상물이 이송방향을 따라 이송되도록 가이드한다. 제2롤러는 이송대상물의 측부에서 이웃하는 제1롤러들 사이에 배치된다. 벨트는 이웃하는 제1롤러들 중 이송방향을 기준으로 제2롤러의 후방에 배치된 제1롤러와 제2롤러 사이에 감아 걸린다. 제2롤러 이동부는 제2롤러를 이송대상물에 가까워지는 방향 또는 이송대상물로부터 멀어지는 방향으로 왕복이동시킨다.

Description

가이드 롤러 장치{Guide Roller Apparatus}
본 발명은 가이드 롤러 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이송대상물이 이송방향을 따라 정상적으로 이송되도록 이송대상물의 양 측부에서 가이드하는 가이드 롤러 장치에 관한 것이다.
평판 디스플레이 패널과 같은 디스플레이 기판의 제조시 기판에 패턴을 형성하기 위해 증착, 세정, 건조, 식각, 노광 등과 같은 다양한 공정들이 수행된다. 그리고, 이러한 공정들은 대부분 해당 공정을 수행하기 위한 공정 챔버에서 이루어지는데, 기판은 기판이송장치에 의해 각각의 공정 챔버로 진입되기 위해 이송되거나 해당 공정 챔버에서 공정이 완료되면 공정 챔버로부터 반출되기 위해 이송된다.
현재 기판이송장치에서 적용되고 있는 기판이송방식으로는, 기판을 수평상태로 지지하여 이송하는 수평이송방식, 기판을 수직상태로 지지하여 이송하는 수직이송방식, 그리고 기판을 경사진 상태로 지지하여 이송하는 경사이송방식 등이 있다.
기판을 이송하는 과정에서 정상적으로 기판이 이송되는 경우에는 기판이 이송방향을 따라 직진하면서 이송된다. 그러나, 기판이송장치의 회전력의 불균형, 기판이송장치의 평탄도의 불량 등의 요인에 의해 되도록 기판이 이송방향을 따라 직진하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 이와 같이 기판이 이송방향을 따라 직진하지 못하는 경우를 대비하여 기판이 정상적으로 이송되도록 기판의 양 측부에는 기판의 직진 이송을 가이드하는 가이드 롤러 장치가 설치된다.
도 1은 종래의 가이드 롤러 장치의 일례를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 가이드 롤러 장치에서는 복수의 가이드 롤러(20)가 이송방향(A1)을 따라 일정 간격 이격되게 배치되고, 각각의 가이드 롤러(20)는 무동력으로 자유롭게 회전 가능하도록 결합되어 있다. 이송대상물(10)이 이송방향(A1)을 따라 이송되다가 약간 틀어져 가이드 롤러(20)에 충돌하면, 가이드 롤러(20)가 회전하면서 이송대상물(10)의 진행방향이 반대 방향으로 꺾이게 되어 이송대상물(10)은 다시 이송방향(A1)을 따라 정상적으로 이송될 수 있도록 구성되어 있다.
그러나, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 이송대상물(10)이 이송방향(A1)을 기준으로 과도하게 틀어져서 가이드 롤러(20)에 충돌하게 되면 가이드 롤러(20)는 더이상 회전하지 않고, 이송대상물(10)은 가이드 롤러(20)에 걸려 정지하는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 작업자가 수동으로 가이드 롤러(20)를 조정하는 방법 등을 이용하여 이송대상물(10)의 이송을 정상으로 복귀하였다.
이와 같이 이송대상물이 가이드 롤러에 걸려 더이상 이송방향을 따라 이송되지 않게 되면, 공정 장치를 중지해야 하므로 제품의 생산효율이 떨어지게 되고, 이송되는 이송대상물에도 무리한 외력이 가해져 이송대상물이 손상될 수 있는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이송대상물의 정상적인 이송을 가이드하는 롤러 외에 이송대상물에 가까워지는 방향으로 이동할 수 있는 롤러를 추가적으로 구비함으로써, 이송대상물이 이송방향을 기준으로 과도하게 틀어진 경우에도 롤러에 걸려 이송방향을 따라 이송되지 않게 되는 문제를 방지할 수 있는 가이드 롤러 장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 가이드 롤러 장치는, 이송방향을 따라 이송대상물을 이송시키는 이송부와, 상기 이송대상물의 측부에서 상기 이송방향을 따라 이격되게 배치되며 상기 이송대상물이 상기 이송방향을 따라 이송되도록 가이드하는 복수의 제1롤러와, 상기 이송대상물의 측부에서 이웃하는 제1롤러들 사이에 배치되는 제2롤러와, 상기 이웃하는 제1롤러들 중 상기 이송방향을 기준으로 상기 제2롤러의 후방에 배치된 제1롤러와 상기 제2롤러 사이에 감아 걸리는 벨트와, 상기 제2롤러를 상기 이송대상물에 가까워지는 방향 또는 상기 이송대상물로부터 멀어지는 방향으로 왕복이동시키는 제2롤러 이동부와, 상기 제1롤러를 회전시켜 상기 제1롤러와 상기 제2롤러 사이에 감아 걸린 벨트를 회전시키는 제1롤러 회전구동부를 포함하며, 상기 이송대상물이 상기 벨트에 걸려 정지된 상태에서의 제1롤러 회전구동부의 토크를 기준토크로 정의하고, 상기 제1롤러 회전구동부의 토크를 감지하는 토크센서; 상기 토크센서에서 감지된 토크가 상기 기준토크 이상인 경우, 상기 제2롤러를 상기 이송대상물로부터 멀어지는 방향으로 이동시켰다가 다시 상기 제2롤러를 상기 이송대상물에 가까워지는 방향으로 이동시키도록 상기 제2롤러 이동부를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명에 따른 가이드 롤러 장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 이송대상물이 진입했음을 감지하는 진입센서; 상기 진입센서에 의해 상기 이송대상물이 진입했음을 감지한 후, 상기 제2롤러 이동부에 의해 상기 제2롤러는 상기 이송대상물에 가까워지는 방향으로 이동된다.
본 발명에 따른 가이드 롤러 장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 이송대상물이 상기 제2롤러 또는 상기 벨트에 충돌 시 충격을 흡수하기 위하여, 상기 이송방향과 교차하는 방향을 따라 상기 제2롤러를 상기 이송대상물 측으로 밀어주는 방향으로 탄성력을 작용하도록 상기 제2롤러에 설치되는 스프링 부재;를 더 포함한다.
본 발명의 가이드 롤러 장치에 따르면, 이송대상물이 이송방향을 기준으로 과도하게 틀어진 경우에도 롤러에 걸려 이송대상물이 정지되는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 가이드 롤러 장치에 따르면, 틀어져 진행하다가 벨트에 충돌한 이송대상물을 이송방향으로 정상적으로 복귀시킬 수 있을 뿐만 아니라 벨트에 걸려 정지한 이송대상물을 이송방향으로 용이하게 복귀시킬 수도 있다.
도 1은 종래의 가이드 롤러 장치의 일례를 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 롤러 장치를 도시한 도면이고,
도 3은 도 2의 가이드 롤러 장치의 제1롤러 회전구동부에 의해 회전하는 제1롤러, 제2롤러 및 벨트를 도시한 도면이고,
도 4는 이송대상물이 이송방향을 따라 이송되지 않을 때, 도 2의 가이드 롤러 장치의 제2롤러의 동작을 설명하는 도면이고,
도 5는 도 2의 가이드 롤러 장치의 스프링 부재를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 가이드 롤러 장치의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 롤러 장치를 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 가이드 롤러 장치의 제1롤러 회전구동부에 의해 회전하는 제1롤러, 제2롤러 및 벨트를 도시한 도면이고, 도 4는 이송대상물이 이송방향을 따라 이송되지 않을 때, 도 2의 가이드 롤러 장치의 제2롤러의 동작을 설명하는 도면이고, 도 5는 도 2의 가이드 롤러 장치의 스프링 부재를 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예의 가이드 롤러 장치(100)는, 이송대상물이 이송방향을 따라 정상적으로 이송되도록 이송대상물의 양 측부에서 가이드하는 것으로서, 이송부(110)와, 복수의 제1롤러(120)와, 제2롤러(130)와, 벨트(140)와, 제2롤러 이동부(미도시)와, 제1롤러 회전구동부(미도시)와, 제어부(미도시)와, 진입센서(160)와, 스프링 부재(170)를 포함한다.
상기 이송부(110)는, 이송대상물(10)을 하부에서 지지하며 이송방향(A1)을 따라 이송대상물(10)을 이송시킨다. 이송부(110)는 이송방향(A1)을 따라 배치되는 볼스크류 및 직선운동 가이드부와, 볼스크류를 회전시키는 회전구동력을 공급하는 모터 등으로 구성될 수 있다. 이송부(110)는 모터의 회전방향에 따라 이송대상물(10)을 이송방향(A1)을 따라 또는 필요에 따라 이송방향(A1)의 반대 방향을 따라 이송시킬 수 있다.
본 명세서에서 이송대상물(10)이라 함은, 기판 트레이 없이 이송되는 기판 자체일 수도 있고, 기판 트레이에 수용된 기판 모두를 의미한다.
상기 복수의 제1롤러(120)는, 이송대상물(10)이 이송방향(A1)을 따라 이송되도록 가이드하는 것으로서, 이송대상물(10)의 측부에서 이송방향(A1)을 따라 이격되게 배치된다. 제1롤러(120)는 이송대상물(10)을 손상시키지 않으며, 이송대상물(10)에 정전기를 발생시키지 않는 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 예컨대 PEEK(poly ether ether kethone) 등의 재질로 형성될 수 있다.
제1롤러(120)는 중심부를 상하 방향으로 관통하는 회전축을 중심으로 회전 가능하게 설치된다.
상기 제2롤러(130)는, 이송대상물(10)의 측부에서 이웃하는 제1롤러들(120) 사이에 배치된다. 제2롤러(130) 역시 이송대상물(10)을 손상시키지 않으며, 이송대상물(10)에 정전기를 발생시키지 않는 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 예컨대 PEEK(poly ether ether kethone) 등의 재질로 형성될 수 있다. 제2롤러(130) 또한 중심부를 상하 방향으로 관통하는 회전축을 중심으로 회전 가능하게 설치된다.
제2롤러(130)는 이송방향(A1)을 따라 이웃하는 제1롤러들(120) 사이사이에 모두 설치될 수도 있고, 일부 영역에서는 이웃하는 제1롤러들(120) 사이에 설치되고 다른 일부 영역에서는 이웃하는 제1롤러들(120) 사이에 설치되지 않는 것과 같이 간헐적으로 설치될 수도 있다.
상기 벨트(140)는, 제1롤러(120)와 제2롤러(130) 사이에 감아 걸리며, 제1롤러(120) 및 제2롤러(130)와 함께 회전할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 벨트(140)는 이웃하는 제1롤러들(120) 중 이송방향(A1)을 기준으로 제2롤러(130)의 후방에 배치된 제1롤러(120)에 감아 걸린다.
벨트(140) 역시 이송대상물(10)을 손상시키지 않으며, 이송대상물(10)에 정전기를 발생시키지 않는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제2롤러 이동부(미도시)는, 이송대상물의 이송방향(A1)과 교차하는 방향을 따라 제2롤러(130)를 이송대상물에 가까워지는 방향(B1) 또는 이송대상물로부터 멀어지는 방향(B2)으로 왕복이동시킨다.
제2롤러(130)가 이송대상물에 가까워지는 방향(B1)으로 이동한 상태에서는 제1롤러(120)의 회전축과 제2롤러(130)의 회전축을 연결하는 가상의 직선은 이송방향(A1)과 경사지게 배치되고, 제2롤러(130)가 이송대상물로부터 멀어지는 방향(B2)으로 이동한 상태에서는 제1롤러(120)의 회전축과 제2롤러(130)의 회전축을 연결하는 가상의 직선은 이송방향(A1)과 실질적으로 평행하게 배치된다.
제2롤러 이동부는 공압 실린더, 볼스크류와 회전모터를 조합한 구조, 리니어 모터 등의 직선구동유닛에 의해 구현될 수 있으며, 이러한 직선구동유닛의 구성은 당해 기술분야의 통상의 기술자에 의해 용이하게 구현될 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
제2롤러 이동부는 각각의 제2롤러(130)를 개별적으로 이동시킬 수도 있도록 구성될 수도 있고, 복수의 제2롤러(130)를 한꺼번에 이동시킬 수 있도록 구성될 수도 있다.
상기 제1롤러 회전구동부(미도시)는, 제1롤러(120)를 회전시켜 제1롤러(120)와 제2롤러(130) 사이에 감아 걸린 벨트(140)를 회전시킨다. 제1롤러 회전구동부는 제1롤러(120)를 회전시키는 회전구동력을 공급하는 모터와, 모터의 회전구동력을 제1롤러(120)에 전달하는 동력전달유닛으로 구성될 수 있다. 이러한 구성은 당해 기술분야의 통상의 기술자에 의해 용이하게 구현될 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
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제1롤러 회전구동부는 각각의 제1롤러(120)를 개별적으로 회전시킬 수도 있도록 구성될 수도 있고, 복수의 제1롤러(120)를 동시에 회전시킬 수 있도록 구성될 수도 있다.
상기 제어부(미도시)는, 이송대상물(10)이 벨트(140)에 걸린 상태에서 제1롤러(120)를 회전시켜도 이송대상물(10)이 이송방향(A1)으로 이송되지 않고 정지되었을 때 이송대상물(10)이 정상적으로 이송되도록 제2롤러 이동부를 제어한다.
제1롤러 회전구동부에는 제1롤러 회전구동부의 토크를 감지하는 토크센서(미도시)가 설치된다. 이송대상물(10)이 벨트(140)에 충돌되지 않은 상태에서는 벨트(140)의 회전을 방해하는 요소가 없으므로 제1롤러 회전구동부의 정격토크에 의해 벨트(140)가 회전할 수 있다. 그러나, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 이송대상물(10)이 벨트(140)에 충돌하고 벨트(140)에 걸려 정지된 상태에서는 벨트(140)의 회전이 방해되므로 벨트(140)를 회전시키는데 필요한 제1롤러 회전구동부의 토크가 증가하게 된다.
이때, 이송대상물(10)이 벨트(140)에 걸려 정지된 상태에서 제1롤러 회전구동부의 정격토크를 넘어서는 토크를 기준토크로 정의한다.
이송대상물(10)이 벨트(140)에 걸려 정지된 상태에서 토크센서에서 감지된 토크가 위에서 정의한 기준토크 이상인 경우, 제어부는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 제2롤러(130)를 이송대상물로부터 멀어지는 방향(B2)으로 이동시켰다가, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 다시 제2롤러(130)를 이송대상물에 가까워지는 방향(B1)으로 이동시키도록 제2롤러 이동부를 제어한다.
도 4의 (c)를 참조하면, 제2롤러(130)가 이송대상물에 가까워지는 방향(B1)으로 이동하면서 이송대상물(10)의 모서리 부분을 밀어내게 되므로, 이송대상물(10)의 틀어진 각도가 어느 정도 보상되면서 이송대상물(10)은 다시 정상적인 궤도로 복귀하여 이송방향(A1)을 따라 이송될 수 있다.
상기 진입센서(160)는, 이송대상물(10)이 진입했음을 감지한다.
진입센서(160)를 이용하여 이송대상물(10)이 진입했음을 감지한 후, 제어부는 제2롤러(130)가 이송대상물에 가까워지는 방향(B1)으로 이동되도록 제2롤러 이동부를 제어한다.
이송부(110)에서 진입센서(160)가 설치된 단부의 반대측 단부에는 반출센서(미도시)가 설치될 수 있다. 반출센서에 의해 이송대상물(10)이 반출되었음을 감지한 후, 제어부는 제2롤러(130)가 이송대상물로부터 멀어지는 방향(B2)으로 이동되도록 제2롤러 이동부를 제어할 수 있다.
상기 스프링 부재(170)는, 이송대상물(10)이 제2롤러(130) 또는 벨트(140)에 충돌 시 충격을 흡수하기 위하여 제2롤러(130)에 설치된다.
스프링 부재(170)는 이송방향(A1)과 교차하는 방향을 따라 제2롤러(130)를 이송대상물(10) 측으로 밀어주는 방향(A1)으로 탄성력을 작용하도록 설치된다. 이송대상물(10)이 제2롤러(130) 또는 벨트(140)에 충돌할 경우 스프링 부재(170)의 탄성력은 제2롤러(130)를 이송대상물(10) 측으로 밀어주는 방향(B1)으로 작용하고, 이러한 탄성력으로 인해 이송대상물(10)의 틀어진 각도가 보상되면서 이송대상물(10)은 이송방향(A1)으로 다시 복귀될 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 가이드 롤러 장치는, 이송대상물의 정상적인 이송을 가이드하는 제1롤러 외에 이송대상물에 가까워지는 방향으로 이동할 수 있는 제2롤러를 추가적으로 구비함으로써, 이송대상물이 이송방향을 기준으로 과도하게 틀어진 경우에도 롤러에 걸려 이송대상물이 정지되는 문제를 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 가이드 롤러 장치는, 제1롤러와 제2롤러 사이에 감아 걸린 벨트를 회전시킴으로써, 틀어져 진행하다가 벨트에 충돌한 이송대상물을 이송방향으로 정상적으로 복귀시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 가이드 롤러 장치는, 이송대상물이 벨트에 걸려 정지되었을 때 제2롤러를 후퇴시켰다가 다시 전진시킴으로써, 벨트에 걸려 정지된 이송대상물을 이송방향으로 용이하게 복귀시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 가이드 롤러 장치는, 제2롤러를 이송대상물 측으로 밀어주는 방향으로 탄성력을 작용하는 스프링 부재를 구비함으로써, 벨트에 충돌한 이송대상물을 이송방향으로 용이하게 복귀시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 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.
100 : 가이드 롤러 장치
110 : 이송부
120 : 제1롤러
130 : 제2롤러
140 : 벨트

Claims (6)

  1. 이송방향을 따라 이송대상물을 이송시키는 이송부와, 상기 이송대상물의 측부에서 상기 이송방향을 따라 이격되게 배치되며 상기 이송대상물이 상기 이송방향을 따라 이송되도록 가이드하는 복수의 제1롤러와, 상기 이송대상물의 측부에서 이웃하는 제1롤러들 사이에 배치되는 제2롤러와, 상기 이웃하는 제1롤러들 중 상기 이송방향을 기준으로 상기 제2롤러의 후방에 배치된 제1롤러와 상기 제2롤러 사이에 감아 걸리는 벨트와, 상기 제2롤러를 상기 이송대상물에 가까워지는 방향 또는 상기 이송대상물로부터 멀어지는 방향으로 왕복이동시키는 제2롤러 이동부와, 상기 제1롤러를 회전시켜 상기 제1롤러와 상기 제2롤러 사이에 감아 걸린 벨트를 회전시키는 제1롤러 회전구동부를 포함하며,
    상기 이송대상물이 상기 벨트에 걸려 정지된 상태에서의 제1롤러 회전구동부의 토크를 기준토크로 정의하고,
    상기 제1롤러 회전구동부의 토크를 감지하는 토크센서;
    상기 토크센서에서 감지된 토크가 상기 기준토크 이상인 경우, 상기 제2롤러를 상기 이송대상물로부터 멀어지는 방향으로 이동시켰다가 다시 상기 제2롤러를 상기 이송대상물에 가까워지는 방향으로 이동시키도록 상기 제2롤러 이동부를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드 롤러 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이송대상물이 진입했음을 감지하는 진입센서;
    상기 진입센서에 의해 상기 이송대상물이 진입했음을 감지한 후, 상기 제2롤러 이동부에 의해 상기 제2롤러는 상기 이송대상물에 가까워지는 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 가이드 롤러 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이송대상물이 상기 제2롤러 또는 상기 벨트에 충돌 시 충격을 흡수하기 위하여, 상기 이송방향과 교차하는 방향을 따라 상기 제2롤러를 상기 이송대상물 측으로 밀어주는 방향으로 탄성력을 작용하도록 상기 제2롤러에 설치되는 스프링 부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드 롤러 장치.
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