KR101204681B1 - 하이브리드 로봇암 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 챔버 내부의 온도가 200℃ 이상의 고온으로 상승하는 환경에서 사용이 가능하도록 벨트 구동아암벨트 구동아암암을 동시에 구비하는 하이브리드 로봇암에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 하이브리드 로봇암은, 2개 이상의 아암(arm)으로 이루어진 로봇암에 있어서, 1개 이상의 아암은 벨트 전동에 의하여 구동되는 벨트 구동아암이고, 다른 1개 이상의 아암은 링크 구동에 의하여 구동되는 링크 구동아암인 것을 특징으로 한다.

Description

하이브리드 로봇암{HYBRID ROBOT-ARM}
본 발명은 하이브리드 로봇암에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 챔버 내부의 온도가 200℃ 이상의 고온으로 상승하는 환경에서 사용이 가능하도록 벨트 구동아암과 링크 구동아암을 동시에 구비하는 하이브리드 로봇암에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 또는 엘시디 제조장비는 사진, 식각, 확산, 화학기상증착, 이온주입, 금속 증착 등의 단위 공정을 순차적으로 수행함으로써 제조된다. 따라서 단위 공정들을 순차적으로 수행할 때, 웨이퍼 또는 유리 기판의 이송은 빈번하게 이루어진다. 이러한 웨이퍼 또는 유리 기판의 이송 작업은 통상 동일한 공정을 정확하게 반복 수행할 수 있는 로봇에 의하여 이루어진다. 따라서 전술한 반도체 또는 엘시디 제조장비는 일반적으로 이송에 사용되는 로봇을 구비한다.
현재 사용되는 대부분의 로봇암은 2개 이상의 아암으로 구성되는 구조를 가지며, 구동축에 의하여 제1 아암이 회전하고, 제1 아암 내부의 구동축에 벨트로 제2 아암의 회전축이 연결되어 벨트 구동에 의하여 제2 아암이 원하는 각도로 회전하면서 로봇의 아암 동작을 행하는 벨트 타입 전동기구가 대부분이다.
이러한 벨트 타입 전동기구에 사용되는 벨트는 우레탄 등의 재질로 이루어지는 것이 일반적인데, 이러한 재질의 벨트는 고온 환경에서는 벨트 전체의 길이가 늘어나서 연장되는 등 사용이 어려운 문제점이 있다. 따라서 종래의 로봇암으로 고온 환경에서 공정이 진행되는 화학기상증착 장치 등에는 사용이 어려운 한계가 있는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 챔버 내부의 온도가 200℃ 이상의 고온으로 상승하는 환경에서 사용이 가능하도록 벨트 구동아암과 링크 구동아암을 동시에 구비하는 하이브리드 로봇암을 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 로봇암은, 2개 이상의 아암(arm)으로 이루어진 로봇암에 있어서, 1개 이상의 아암은 벨트 전동에 의하여 구동되는 벨트 구동아암이고, 다른 1개 이상의 아암은 링크 구동에 의하여 구동되는 링크 구동아암인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 하이브리드 로봇암에서 상기 로봇암은 2개의 암으로 이루어지고,
로봇 핸드와 연결되는 제1 아암이 링크 구동아암으로 구성되고, 구동원과 연결되는 제2 아암은 벨트 구동아암으로 구성되는 것이 반송 로봇으로 유용하게 이용할 수 있어서 바람직하다.
또한 상기 구동원과 제2 아암에는 냉각부가 더 구비되는 것이, 벨트 구동아암을 냉각시켜 정확한 구동을 유지할 수 있으므로 바람직하다.
본 발명의 하이브리드 로봇암은, 구동원에 인접한 제2 아암은 벨트 구동아암으로 구성되어 정확하고 넓은 구동 범위를 얻을 수 있으며, 로봇 핸드에 인접한 제1 아암은 링크 구동암을 구성되어 고온 환경의 챔버 내부에 진입시에도 로봇암의 변형이나 손상없이 정확한 구동을 할 수 있는 현저한 효과가 있다.
또한 상기 구동원 및 이에 인전합 제2 아암에는 별도로 냉각부를 구성하여 제2 아암을 구성하는 벨트가 고온에 의하여 영향을 받지 않도록 할 수 있는 장점도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 로봇암의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 벨트 구동암의 구성을 도시하는 사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 하이브리드 로봇암은 구동원(110), 제1, 2 아암(120, 130) 및 로봇 핸드(140)를 포함하여 구성된다.
먼저 구동원(110)은 본 실시예에 따른 하이브리드 로봇암의 구동을 위한 동력을 제공하는 역할을 하며, 반도체 또는 엘시디 제조장치에서 반송 챔버에 설치될 수 있다. 이 구동원(110)의 내부에는 동력을 제공하는 모터(도면에 미도시) 등이 설치되며, 반송 챔버 내부(30)가 진공 상태를 유지하는 경우, 기밀을 유지하기 위한 실링 수단 등이 설치된다.
그리고 상기 제2 아암(130)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 구동원(110)에서 상측으로 배출되는 구동축에 결합되며, 상기 구동축을 중심으로 원운동을 할 수 있는 구조를 가진다. 본 실시예에서 상기 제2 아암(130)은 벨트 전동에 의하여 구동되는 벨트 구동암으로 구성되는 것이 바람직하다. 이 제2 아암(130)의 구동 공간은, 상기 구동축이 설치되어 있는 반송 챔버(30) 내이므로, 100℃ 이상의 고온으로 상승하는 환경이 아니다. 따라서 정확하고 넓은 회전 반경을 확보하기 위하여 벨트에 의하여 구동되는 벨트 구동암으로 구성되는 것이다. 구체적으로 이 제2 아암(130)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 구동원(110)의 구동축과 결합되는 제1 회전축(132), 상기 제1 회전축(132)과 일정 간격 이격되어 설치되는 제2 회전축(134) 및 상기 제1, 2 회전축(132, 134)을 결합시키며 상기 제1 회전축(132)의 회전에 의한 동력을 상기 제2 회전축(134)에 전달하는 벨트(136)로 구성될 수 있다.
그리고 상기 제2 회전축(134)의 상단에는 상기 제1 아암(120)과 연결되는 축(138)이 돌출되어 형성된다.
다음으로 상기 제1 아암(120)은 상기 제2 아암(130)의 말단에 회전가능하게 결합되어 설치되며, 이 제1 아암(120)의 말단에는 도 1에 도시된 바와 같이, 로봇 핸드(140)가 결합된다. 본 실시예에서 이 제1 아암(120)은 링크 구동암으로 구성되는 것이 바람직하다. 이 제1 아암(120)은 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 또는 유리 기판의 이송 과정에서 200℃ 이상의 고온 환경인 공정 챔버 내부(40)로 진입하여 웨이퍼 또는 유리 기판을 반입하거나 반출하는 기능을 수행한다. 따라서 고온 환경에서도 길이 등의 특성 변화가 거의 없는 금속 소재로 이루어지는 링크 구동암으로 구성되는 것이다. 본 실시예에서 상기 제1 아암(120)의 링크 구조는 다양한 구조를 가질 수 있으며, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같은 구조를 가질 수 있다.
다음으로 로봇 핸드(140)는 상기 제1 아암(120)의 말단에 연결되며, 실제로 공정 중에 웨이퍼 또는 유리 기판(W) 등을 접촉하여 이송하는 구성요소이다. 본 실시예의 하이브리드 로봇암에서 상기 로봇 핸드(140)는 다양한 구조를 가질 수 있으며, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이, 2개의 포크를 가지는 구조를 가질 수 있다.
한편 본 실시예에 따른 하이브리드 로봇암에서, 상기 구동원(110) 또는 제2 아암(130)에는 냉각부(도면에 미도시)가 더 구비될 수 있다. 이 냉각부는 외부로부터 냉매를 공급받아 순환시키며, 상기 구동원(110) 또는 상기 구동원에 결합되어 있는 제2 아암(130)을 냉각하는 역할을 한다. 본 실시예에서 상기 제2 아암(130)은 벨트 구동암으로 구성되기 때문에, 상기 구동원(110) 및 이에 인접한 제2 아암(130)에 냉각부를 설치하여 냉각하는 것이다. 물론 상기 제1 아암(120)에도 냉각부를 설치하면 좋겠지만, 기술적으로 어려운 상황이다.
110 : 구동원 120 : 제1 아암
130 : 제2 아암 140 : 로봇 핸드

Claims (3)

  1. 2개의 아암(arm)으로 이루어진 로봇암에 있어서,
    로봇암의 구동을 위한 동력을 제공하는 동력원;
    상기 동력원에서 상측으로 배출되는 구동축에 결합되며, 벨트 전동에 의하여 구동되는 벨트 구동아암;
    상기 벨트 구동아암의 말단에서 상측으로 배출되는 구동축에 결합되며, 상기 구동축의 회전에 연동되어 전후진하는 링크 구동아암;
    상기 링크 구동아암의 말단에 결합되며, 웨이퍼를 파지하는 로봇핸드; 및
    상기 동력원 및 벨트 구동아암에 설치되며, 상기 벨트 구동아암 내부를 냉각하는 냉각부;를 포함하며,
    상기 링크 구동아암은,
    일정 간격 이격되게 평행하게 설치되어 상기 구동축 측 말단과 상기 로봇핸드 측 말단을 연결하되, 금속 소재로 이루어지는 다수개의 링크 로드를 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇암.
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