KR101225805B1 - 토크 피드백을 이용하여 겐트리 장치의 틸트를 보정하는 방법 및 이를 이용한 겐트리 장치 - Google Patents

Abstract

겐트리 장치 및 겐트리 장치의 틸트 보정 방법이 제공된다. 겐트리 장치는 실시간 토크 피드백을 이용하여 겐트리 장치의 틸트를 보정하는 보정 테이블을 작성한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 보정 테이블을 실시간으로 업데이트 될 수 있다. 겐트리 장치에서 수신되는 제1 지령 좌표에 대응하여 상기 겐트리 장치의 제1 가이드 레일 상의 제1 포인트에 제1 구동 블록이 배치된다. 그러면 겐트리 장치의 토크 측정부는 상기 제1 구동 블록의 배치에 대응하여 상기 겐트리 장치의 제2 가이드 레일 상의 제2 포인트 주변의 복수 개의 포인트 각각 위에 제2 구동 블록을 배치하면서 실시간으로 상기 제1 구동 블록 또는 상기 제2 구동 블록 중 적어도 하나에 적용되는 토크를 측정하고, 처리부는 상기 측정된 토크가 최소화 되는 제3 포인트의 좌표를 상기 제1 지령 좌표에 대응하는 제1 보정 좌표로 결정한다.

Description

토크 피드백을 이용하여 겐트리 장치의 틸트를 보정하는 방법 및 이를 이용한 겐트리 장치{METHOD FOR TILT-COMPENSATING OF GANTRY APPARATUS USING TOQUE FEEDBACK AND GANTRY APPARATUS USING THE SAME}

겐트리 장치의 틸트 보정 방법 및 그 방법을 이용하여 틸트 보정을 수행하는 겐트리 장치에 연관되며, 보다 특정하게는 겐트리 장치의 틸트 정도를 피드백 받아 티칭 과정을 빠르고 정확하게 수행하고 티칭 테이블을 이용하여 틸트 보정을 정확하고 빠르게 수행하는 장치 및 방법에 연관된다.

이송 대상 객체를 적어도 하나의 지정된 축(axis)의 방향으로 이송하기 위한 이송 장치로서, 겐트리(gantry) 장치가 산업에서 이용되고 있다.

겐트리 장치는 물체를 적어도 한 방향으로 이송하기 위해서 두 개의 모터와 레일을 사용하는 이송장치로서 두 축 사이에는 크로스 빔이 가로질러져 놓여 있는데, 이 빔에 이송대상 물체를 고정하여 이송하게 된다

이러한 겐트리 장치는 이를테면 반도체 제조용 웨이퍼(wafer) 및 액정표시패널(LCD)용 글라스 등의 정밀검사를 위한 스캐닝작업이나 표면 처리작업 등에서 대상물을 정밀하게 이송하는 경우에 사용된다.

이러한 겐트리 장치는 웨이퍼 또는 글라스 등을 검사하기 위한 스캐너 및 증착기와 등과 같은 처리유닛이 장착된 헤드와, 헤드를 X축 및 Y축 방향으로 이송시키는 이송 유닛으로 구성된다.

이송 유닛에는 이를 테면 가상의 X축 방향을 향해 평행하게 배열되는 한 쌍의 가이드 레일과 상기 가이드 레일에 직교되도록 가상의 Y축 방향을 향해 배열되며 상기 한 쌍의 가이드 레일에 의해 이동되는 크로스 빔으로 구성된다.

그런데, 이러한 겐트리 장치가 정밀한 수준에서 객체를 이송하여, 지시된(instructed) 정확한 좌표에 객체를 포지셔닝 하기 위해서는 상기 한 쌍의 가이드 레일이 상기 크로스 빔을 상기 X축 방향으로 이동시키면서도 상기 크로스 빔이 상기 X 축 방향과 직교하도록 제어하는 기술이 요구된다.

이러한 제어를 위해서는 두 개의 가이드 레일에서 지시 받은 좌표와 실제 이동된 좌표가 정확히 일치하도록 하는 것이 요구된다.

그렇지 않으면 크로스 빔에 틸트가 발생하여 두 개의 모터 축 상호간에 의도하지 않은 모멘트가 발생하고 따라서 과부하가 유발될 수 있다.

어떤 이유로 인해 상기 크로스 빔이 상기 X축 방향과 직교하지 않게 되는 상황을 이하에서는 틸트(tilt)라고 표현하며, 이러한 틸트는 객체 이송의 정확성을 저해하므로 정밀한 겐트리 장치의 제어에 있어서 틸트 보정은 매우 중요한 문제이다.

이러한 틸트 보정을 위해서는 이송 축 위치 제어를 위한 피드백 정보를 받아야 한다. 일반적으로 이송축의 위치를 제어하기 위한 위치 피드백(feedback) 정보는 모터에 부착된 엔코더나 이송축에 부착된 리니어스케일 등을 통해서 전달받게 된다.

그런데 두 축의 위치 피드백 정보가 정확히 일치한다고 하더라도 실제 크로스 빔은 틸트가 발생할 수 있다. 그 원인은 여러 가지가 있을 수 있는데 대표적으로는 리니어스케일의 부착 상태 불량, 이송축의 변형, 이송축의 기하학적 형상 불일치 등을 들 수 있다.

이러한 틸트를 보정하기 위해서 종래에는 두 모터의 위치 피드백 값이 똑같은 값을 가지는 위치로 이송시킨 후에 각 축 상에 있는 크로스 빔의 위치를 실제로 측정하여 위치 피드백 값과의 편차를 기록(이를 티칭이라고 함)한 후에 해당 편차 값을 이용해서 실제 이송 시의 위치를 보정하는 방법을 사용한다.

이때에 위치를 측정하는 것은 하나의 구간에서만 시행되면 안 되고 전체의 스트로크에 대하여 미소 구간별로 가능한 한 많은 지점을 측정하여 테이블로 보관해야 한다.

겐트리 장치의 크로스 빔에 대한 틸트를 측정하는데 있어서 이러한 종래의 방법은 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

1) 아주 고가의 초정밀급 레이저 거리 측정기가 필요하다.

2) 레이저 거리 측정기의 측정환경을 셋업 하는데 시간이 많이 소요되고 일정한 거리 이상의 공간이 확보되어야 한다.

3) 레이저 거리 측정기를 이용하는 경우에 전체 스트로크 구간에 대해서 티칭을 하려면 시간이 많이 소요된다.

4) 레이저 거리 측정기의 정밀도나 측정환경에 따라서 오차를 가질 수 있어서 보정이 잘 안 되는 경우가 있다.

따라서 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 겐트리 장치의 틸트 보정 방법이 요구된다.

본 발명의 실시예들은 상기와 같은 종래 방법의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 티칭 단계 수행 시 전체 구간에서의 틸트의 양을 자동으로 빠르게 측정하여 보정테이블을 작성하여 틸트 보정에 활용할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.

또한, 틸트의 양을 자동 측정할 때에 레이저 거리 측정기나 기타 정밀함을 요하는 거리 측정기를 사용하지 않고도 정확한 티칭이 가능하므로 비용을 최소화하면서도 겐트리 장치의 구동 정확성이 보장될 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 일측에 따르면, 제1 가이드 레일 및 상기 제1 가이드 레일과 평행한 방향으로 배열된 제2 가이드 레일을 포함하는 겐트리 장치에 있어서, 상기 제1 가이드 레일 상에서 활주하는 제1 구동 블록이 제1 지령 좌표에 대응하여 상기 제1 가이드 레일 상의 제1 포인트에 배치된 경우, 상기 제2 가이드 레일 상에서 활주하는 제2 구동 블록을 상기 제1 가이드 레일 상의 상기 제1 지령 좌표에 대응한 제2 포인트 근처의 복수 개의 포인트로 이동시키면서 상기 제1 구동 블록 또는 상기 제2 구동 블록 중 적어도 하나에 적용되는 토크를 측정하는 토크 측정부, 상기 토크를 처리부에 실시간으로 전달하는 토크 피드백부, 및 상기 제2 포인트 근처의 복수 개의 포인트 중 상기 측정된 토크가 최소화 되는 제3 포인트를 결정하여 상기 제3 포인트의 좌표를 상기 제1 지령 좌표에 대응하는 제1 보정 좌표로서 제공하는 처리부를 포함하는 겐트리 장치가 제공된다.

여기서 상기 토크 피드백부는, 실시간 모션네트워크를 활용하여 상기 처리부에 상기 토크를 전달할 수 있다.

한편, 상기 처리부는 상기 제1 구동 블록에 가해지는 제1 토크 및 상기 제2 구동 블록에 가해지는 제2 토크의 제곱 평균 제곱근 값이 최소인 포인트를 상기 제3 포인트로 결정할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 겐트리 장치는 상기 처리부가 제공하는 복수 개의 지령 좌표들 및 상기 복수 개의 지령 좌표들 각각에 대응하는 보정 좌표들을 연관지어 저장하는 보정 테이블 저장부를 더 포함하고, 이 경우 상기 처리부는 입력된 제2 지령 좌표가 상기 복수 개의 지령 좌표 중 어느 것과도 일치하지 않는 경우, 상기 복수 개의 지령 좌표들 및 상기 복수 개의 보정 좌표들을 이용한 선형 보간법에 의해 상기 제2 지령 좌표에 대응하는 제2 보정 좌표를 계산하여 제공한다.

본 발명의 다른 일측에 따르면, 겐트리 장치의 틸트를 보정하는 방법에 있어서, 상기 겐트리 장치에서 수신되는 제1 지령 좌표에 대응하여 상기 겐트리 장치의 제1 가이드 레일 상의 제1 포인트에 제1 구동 블록을 배치하는 단계, 상기 제1 구동 블록의 배치에 대응하여 상기 겐트리 장치의 제2 가이드 레일 상의 제2 포인트 주변의 복수 개의 포인트 각각 위에 제2 구동 블록을 배치하면서 실시간으로 상기 제1 구동 블록 또는 상기 제2 구동 블록 중 적어도 하나에 적용되는 토크를 측정하는 단계, 및 상기 측정된 토크가 최소화 되는 제3 포인트의 좌표를 상기 제1 지령 좌표에 대응하는 제1 보정 좌표로 결정하는 단계를 포함하는 겐트리 장치의 틸트 보정 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 일측에 따르면, 겐트리 장치의 틸트를 보정하는 방법에 있어서, 겐트리 장치에서 수신되는 제1 지령 좌표에 대응하여 상기 겐트리 장치의 제1 가이드 레일 상의 제1 구동 블록 및 상기 제2 가이드 레일 상의 제2 구동 블록을 구동하는 단계, 상기 제1 구동 블록 또는 상기 제2 구동 블록 중 적어도 하나에 적용되는 토크를 측정하는 단계, 및 상기 토크가 임계치를 초과하는 경우 상기 겐트리 장치의 틸트를 보정하기 위한 보정 테이블을 업데이트 하는 단계를 포함하는 겐트리 장치의 틸트 보정 방법이 제공된다.

티칭단계 수행 시 전체 구간에서의 틸트의 양을 자동으로 빠르게 측정할 수 있어서, 겐트리 장치의 틸트 보정을 위한 보정테이블을 정확하게 생성할 수 있으며, 지속적이고 적응적인 보정테이블 관리가 가능하다.

또한, 틸트의 양을 자동 측정할 때에 레이저 거리 측정기와 같은 고가의 측정 장치를 필요로 하지 않으므로, 틸트 보정을 위한 비용이 매우 낮아지고, 단순한 겐트리 장치에 어떤 부가적 장치가 추가로 설치되거나 추가 설치된 장비를 위해 공간을 확보할 필요가 없어 편리하다.

장치 셋업 시간이 필요 없고 티칭에 소요되는 전체의 과정이 전자동으로 수행되기 때문에 티칭에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.

틸트에 의해서 발생하는 모멘트 부하를 직접 측정하여 반영하기 때문에 측정 장치의 정밀도에 영향을 받지 않으면서도 겐트리 보정이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 겐트리 장치의 틸트 보정을 위한 구성들을 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 겐트리 장치를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 겐트리 장치가 틸트 보정을 위한 티칭을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 겐트리 장치의 틸트 보정을 위한 티칭 단계 수행 과정을 도시하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 겐트리 장치의 틸트 보정을 위한 실시간 보정 테이블 업데이트 과정을 도시하는 흐름도이다.

이하에서, 본 발명의 일부 실시예를, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 겐트리 장치(100)의 틸트 보정을 위한 구성들을 도시하는 블록도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 겐트리 장치(100)는 도 2에 도시되는 바와 같은 겐트리 장치에 포함되는 여하간의 물리적 및/또는 논리적 구성들인 토크 측정부(110), 토크 피드백부(120), 처리부(130) 및 보정 테이블 저장부(140)를 포함한다.

겐트리 장치(100)의 동작은 크게 나누면 티칭 단계와 실행 단계의 두 가지 단계로 구분될 수 있다. 그러나, 이러한 구분은 개념적인 것이며, 실제 겐트리 장치(100)의 동작에 있어서 티칭 단계와 실행 단계는 서로 오버랩 된 시간 구간 동안 수행될 수 있으며, 실시예에 따라서는 실행 단계 중에 실시간 보정 테이블 업데이트가 이루어져서 이러한 업데이트 과정도 티칭 단계의 수행으로 볼 수 있다. 실시간 보정 테이블 업데이트에 관해서는 보다 상세히 후술한다.

겐트리 장치(100)의 구조적 구현(structural implementation)을 블록도와 함께 설명하기 위해 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 겐트리 장치(100)를 도시한다.

먼저 겐트리 장치(100)의 구조 및 각 동작을 간략히 설명한다.

겐트리 장치(100)는 가상의 X 축 방향으로 실질적으로 평행하게 배열된 두 개의 가이드 레일(10a 및 10b)을 포함할 수 있다.

겐트리 장치(100)에는 가이드 레일들(10a 및 10b)과 직교한 Y 축 방향으로 크로스 빔(30)이 구비되어, 가이드 레일들(10a 및 10b)이 크로스 빔(30)을 X 축 방향으로 지령(instructed) 좌표만큼 이동시키면 이 크로스 빔(30)이 처리부(60)를 Y 축 방향으로 지령 좌표만큼 이동시켜, 처리 유닛(70)이 작업 대상인 처리물(W) 상의 특정 위치에 가도록 하거나, 또는 이송 대상 객체(미도시)를 원하는 위치로 이송되도록 한다.

예시적으로 스테이지(80) 상에 안착되는 처리물(W)이 웨이퍼 또는 글라스와 같은 것인 경우에는 처리 유닛(70)은 이를 테면 스캐너 및 증착기 등과 같은 작업부일 수 있으며, 겐트리 장치의 용도에 따라 다양한 작업 부분이 될 수 있다.

상기 한 쌍의 가이드 레일(10a, 10b) 상에서 크로스 빔(30)이 X 축 방향으로 이동되기 위해서 가이드 레일(10a, 10b) 각각에서 활주되는 한 쌍의 구동 블럭(20a, 20b)이 구비된다.

이 경우, 상기 구동 블럭(20a, 20b)에는 각각 구동을 위한 구동 유닛(미도시)이 구비되고, 구동 유닛의 구동은 각각 개별적으로 제어될 수 있다. 상기 구동 유닛은 예를 들어 직선운동을 발생하는 서보 모터, 리니어 모터 및 볼 스크류와 볼 스크류를 회전시키는 모터의 조합일 수 있다. 다만, 본 발명의 구동 블럭(20a, 20b)은 일부 실시예에 국한되지 않으며, 상기한 예는 본 발명을 제한하지 않는다.

한편, 상기 구동 블럭(20a, 20b)과 크로스 빔(30) 사이에는 크로스 빔(30)이 상기 구동 블럭(20a, 20b) 상에서 자유롭게 회전되도록 하는 자유회전 유닛(40a, 40b)이 구비되고, 크로스 빔(30)의 양측 중 어느 일측에는 크로스 빔(30)이 상기 구동 블럭(20a, 20b) 상에서 크로스 빔(30)의 길이방향으로 자유롭게 활주되도록 자유활주 유닛(50)이 구비될 수 있다.

여기서 자유회전 유닛(40a, 40b)은 상기 한 쌍의 구동 블럭(20a, 20b) 상면에 장착되는 한 쌍의 롤러 베어링(미도시)과, 상기 롤러 베어링에 축 연결 되어 롤러 베어링에 의해 자유롭게 회전되는 한 쌍의 회전축(미도시)로 이루어진다.

이 경우, 자유회전 유닛(40a, 40b)의 회전은 가상의 X 축과 가상의 Y 축이 이루는 평면과 직교한 축인 상기 회전축을 중심으로 회전되는 것을 의미하며, 이러한 구조에 의해 각 자유회전 유닛 (43a, 43b)은 각각 상기 크로스 빔(30)의 양측 하부에 일체로 장착되어 크로스 빔(30)이 상기 구동 블럭(20a, 20b) 상면에서 자유롭게 회전되도록 역할을 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 자유활주 유닛(50)은 상기 자유회전 유닛(40a, 40b) 중의 어느 하나의 상면에 설치되는 보조 레일(51)과 상기 보조 레일(51)을 따라 자유롭게 활주되도록 상기 크로스 빔(30)에 일체로 구비되는 가이드부(53)로 이루어진다.

이러한 구성들에 도 1의 토크 측정부(110) 내지 보정 테이블 저장부(140)는 다음과 같이 임베디드 될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 토크 측정부(110)는 자유회전 유닛(40a, 40b)의 각각 또는 어느 일 측에 포함되는 토크 측정 센서일 수 있다. 상기한 바와 같이 자유회전 유닛(40a, 40b)은 크로스 빔(30)이 가이드 레일(10a, 10b)과 직교하지 않는 틸트의 발생 시 겐트리 장치(100)의 기계적 파손이나 변형을 방지하는 유연성을 제공한다.

이러한 자유회전 유닛(40a, 40b)의 각각 또는 어느 일측에 회전 부하 측정 센서인 토크 측정부(110)가 포함되어, 틸트가 어느 정도로 발생되는 지를 측정할 수 있다.

겐트리 장치(100)의 헤드(60)나 그 밖의 어느 특정한 부분에 대한 X 좌표와 Y 좌표가 목적 값으로 설정되어 입력되는 것을 지령 좌표(instructed coordination)이라 한다.

가이드 레일(10a, 10b)이 정확하게 X 축 방향으로 배열되어 서로 평행하고, 가이드 레일(10a, 10b) 상에서의 구동 블럭(20a, 20b)의 움직임이 정확히 매칭되어 있다면 상기 지령 좌표에 따라 구동 블럭(20a, 20b)은 동일한 변위만큼 이동되고, 따라서 크로스 빔(30)은 여전히 X 축과 직교한 상태에서 X 축 방향의 위치만 변경될 것이다.

그러나, 구동 블럭(20a, 20b)의 움직임이 정확히 매칭되어 있지 못한 등의 현실적 이유에서 이러한 지령 좌표에 따라 구동 블럭(20a, 20b)이 크로스 빔(30)을 이동 시킨 후에 크로스 빔(30)이 X 축과 직교하지 못하고 틸트가 발생될 수 있다.

보다 상세한 설명을 위해 도 3을 참고하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 겐트리 장치가 틸트 보정을 위한 티칭을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도시된 바와 같이 틸트가 발생되면 크로스 빔(30)은 X 축과 직교하지 않는다. 본 발명의 실시예들에 따르면 겐트리 장치(100)는 어떠한 지령 좌표를 수신한 경우에도 크로스 빔(30)이 X 축과 직교한 상태를 유지하도록 틸트 보정을 수행한다.

먼저, 티칭 단계가 수행된다.

가이드 레일(10a, 10b) 중 어느 하나는 마스터(master)로, 다른 하나는 슬레이브(slave)로 지정되어 동작할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 가이드 레일(10a)을 마스터로, 가이드 레일(10b)을 슬레이브로 가정하여 설명한다.

티칭 단계에서는 겐트리 장치(100)는 마스터인 가이드 레일(10a) 상의 구동 블록(20a)의 진행 구간을 복수 개의 미소 구간으로 분할한다. 이러한 분할은 룩업 테이블(Lookup Table) 형태인 틸트 보정 테이블을 작성하기 위한 인덱스를 제공한다.

이를 테면, 상기 진행 구간을 N 개(여기서 N은 자연수)로 분할하면, N 개의 인덱스가 생긴다.

그러면, 겐트리 장치(100)는 각 인덱스에 따라 구동 블록(20a)을 가이드 레일(10a) 상의 각 인덱스에 대응하는 위치로 이동시키고, 구동 블록(20b)을 또한 가이드 레일(10b) 상의 각 인덱스에 대응하는 위치로 이동시킨다.

이 상태에서 겐트리 장치(100)는 구동 블록(20b)을 가이드 레일(10b) 상에서 전후로 움직이며 크로스 빔(30)의 틸트가 최소화 되는 보정 좌표를 찾는다. 틸트가 최소화 되는 경우에는 자유회전 유닛(40a, 40b)의 각각 또는 이 중 일측에 포함된 토크 측정부(110)가 측정하는 토크가 최소화 될 것이므로, 결국 토크 측정부(110)는 상기 각 인덱스 마다 지령 좌표에 대응하는 보정 좌표를 찾을 수 있다.

본 발명의 일측에 따라 자유회전 유닛(40a, 40b)의 각각에 토크 측정부(110)가 포함된 경우, 상기 토크가 최소화 된다는 것은 자유회전 유닛(40a, 40b)의 각각에 배치된 토크 측정부(110)가 측정한 두 개의 토크의 제곱 평균 제곱근 값이 최소가 되는 것일 수 있다.

하나의 지령 좌표(상기 인덱스 중 어느 하나)에 대해 이렇게 보정 좌표가 찾아지면 곧 이어서 마스터 축 상의 구동 블록(20a)이 다음 인덱스에 해당하는 포인트로 이동되고, 상기 다음 인덱스에 대해서 동일한 방법으로 보정 좌표가 찾아진다.

이러한 진행 과정에서 토크 측정 값은 실시간 모션네트워크에 의해 구현되는 토크 피드백부(120)에 의해 처리부(130)로 0.2 내지 1 밀리초 이내의 초고속으로 전달된다. 따라서 이러한 초고속 피드백에 의해 처리부(130)는 각 인덱스에 대해 토크가 최소화 되는 보정 좌표를 빠르게 계산하며, 보정 테이블 저장부(140)에 이를 기록한다.

이렇게 마스터 축 상의 모든 인덱스에 대한 슬레이브 축 상의 보정 좌표가 계산되면 이러한 내용이 보정 테이블로서 관리되며, 이러한 보정 테이블의 작성이 완료되면 1차적 티칭 단계는 마무리된다.

그러면, 겐트리 장치(100)의 실행 단계가 수행될 수 있다. 실행단계는 실제 이송 작업이 수행되는 단계를 말한다.

본 발명의 실시예에 따른 실행 단계에서, 겐트리 장치(100)는 크로스 빔(30)을 X 축 방향으로 원하는 위치, 즉 지령 좌표의 X 값에 위치시키고자 할 때, 두 축에 대해서 서로 다른 지령 좌표를 적용할 수 있다.

마스터 축에 전달하는 지령 좌표는 실제 지시 받은 X 축 값을 그대로 지령 좌표로 사용하지만, 슬레이브 축에 해당하는 축에는 상기 X 축 값이 아닌 그 값에 대응하는 보정 좌표를 상기 보정 테이블에서 찾아서 보정 좌표를 사용한다.

그러면, 물리적 특성에 맞게 틸트를 최소화 하면서 크로스 빔(30)의 이송이 가능하다.

한편, 상기 보정 좌표를 찾는 과정에서 보정 테이블에서 정확한 값을 찾을 수 없는 경우에는 해당 보정 테이블에 선형 보간법(linear interpolation)을 적용하여 보정 좌표를 계산할 수 있다. 이러한 선형 보간은 수학적으로 명확한 내용이므로 더 자세한 언급은 생략한다.

한편 본 발명의 티칭 단계는 한 번 수행되는 것일 수도 있으나, 상기 실행 단계의 수행 과정에서 지속적으로 상기 토크가 모니터 되어, 틸트 값을 최소화 하는 보정 좌표들을 업데이트 해 나갈 수 있다.

따라서, 한 번 보정 테이블이 작성된 이후에 크로스 빔(30)이나 및/또는 가이드 레일(10a, 10b)의 물리적인 변형 등이 발생하더라도 겐트리 장치(100)는 항상 현재 상태에 적합한 업데이트 된 보정 테이블을 보유하게 된다.

그리고, 처리부(130)나 보정 테이블 저장부(140)는 헤드(60)에 포함되는 구성일 수도 있으나, 구체적 구현에 있어서는 얼마든지 다른 예가 가능하다. 이를테면, 구현 상 편의성에 따라 헤드(60)가 아닌 자유회전 유닛(40a, 40b) 내에서 처리부(130) 및/또는 보정 테이블 저장부(140)가 구현되는 예도 얼마든지 가능하며, 이러한 변형 또한 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위에서는 본 발명에 포함된다.

티칭 단계와 실행 단계에서의 보정 테이블 업데이트는 도 4 내지 도 5를 참조하여 보다 상세히 후술한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 겐트리 장치의 틸트 보정을 위한 티칭 단계 수행 과정을 도시하는 흐름도이다.

도 4의 흐름도에서 도시된 티칭 단계는, 이를테면 최초의 보정 테이블 작성을 위한 순차 작성(sequential writing)에 의한 티칭일 수 있다.

단계(410)에서 보정 테이블 작성을 위한 티칭 명령이 수신되면, 인덱스 i의 초기 값이 0으로 설정되고, 단계(420)에서 구간 이동이 이루어진다.

그러면, 단계(430)에서 i 번째 인덱스에 대해 토크가 측정되며, 이 측정 과정에서는 슬레이브 축 상의 구동부(20b)가 전후로 일정한 범위의 움직임을 보일 수 있다.

그러면 단계(440)에서 측정된 토크 값이 처리부(130)에 전달되어 토크가 최소화 되는 포인트인 보정 좌표 Xi 값이 결정된다.

그러면 해당 인덱스 i의 지령 좌표에 대한 보정 좌표 Xi가 보정 테이블에 기록됨으로써 보정 테이블 업데이트가 이루어진다(450). 그리고, 이러한 과정이 마지막 N 번째 구간까지 반복되면 보정 테이블 업데이트가 완료되어 일차적 티칭 단계가 완료된다.

한편, 상기한 바와 같이 보정 테이블의 업데이트는 최초 작성에 의한 것뿐만 아니라, 실행 단계 수행 중에 임의의 시점에서 지속적이고 실시간으로 이루어질 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 겐트리 장치의 틸트 보정을 위한 실시간 보정 테이블 업데이트 과정을 도시하는 흐름도이다.

단계(510)에서 겐트리 장치에 대한 지령 좌표가 수신되더라도, 겐트리 장치는 슬레이브 축에 대해서 상기 지령 좌표 대신 해당 지령 좌표에 대응하는 보정 좌표 Xi를 적용할 수 있다.

이러한 보정 좌표 Xi가 구동 블록(20b)에 적용되어 슬레이브 축 구동이 실행되면(520), 이 과정에서 토크 측정부(110)에 의한 지속적인 토크 측정이 이루어진다(530).

그리고, 단계(540)에서 측정된 토크 τi가 임계치를 초과하는 것으로 판단되면, 겐트리 장치(100)의 크로스 빔(30)이나 가이드 레일(10a, 10b) 등 어느 부분에 변형이 생긴 등의 이유로 틸트가 수인할 수 있는 이상이 발생된 것으로 이해될 수 있다.

그러면, 단계(550)에서 새로운 보정 좌표인 Xi'을 계산한 결과를 이용하여 보정 테이블을 업데이트 할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10a, 10b: 가이드 레일
20a, 20b: 구동 블럭
30: 크로스 빔
40a, 40b: 자유회전 유닛
50: 자유활주 유닛
51: 보조 레일
53: 가이드부
60: 처리부

Claims (6)

1. 제1 가이드 레일 및 상기 제1 가이드 레일과 평행한 방향으로 배열된 제2 가이드 레일을 포함하는 겐트리 장치에 있어서,
   상기 제1 가이드 레일 상에서 활주하는 제1 구동 블록이 제1 지령 좌표에 대응하여 상기 제1 가이드 레일 상의 제1 포인트에 배치된 경우, 상기 제2 가이드 레일 상에서 활주하는 제2 구동 블록을 상기 제1 가이드 레일 상의 상기 제1 지령 좌표에 대응한 제2 포인트 근처의 복수 개의 포인트로 이동시키면서 상기 제1 구동 블록 또는 상기 제2 구동 블록 중 적어도 하나에 적용되는 토크를 측정하는 토크 측정부;
   상기 토크를 처리부에 실시간으로 전달하는 토크 피드백부; 및
   상기 제2 포인트 근처의 복수 개의 포인트 중 상기 측정된 토크가 최소화되는 제3 포인트를 결정하여 상기 제3 포인트의 좌표를 상기 제1 지령 좌표에 대응하는 제1 보정 좌표로서 제공하는 처리부
   를 포함하는 겐트리 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 토크 피드백부는, 실시간 모션네트워크를 활용하여 상기 처리부에 상기 토크를 전달하는 겐트리 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 처리부는 상기 제1 구동 블록에 가해지는 제1 토크 및 상기 제2 구동 블록에 가해지는 제2 토크의 제곱 평균 제곱근 값이 최소인 포인트를 상기 제3 포인트로 결정하는 겐트리 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 처리부가 제공하는 복수 개의 지령 좌표들 및 상기 복수 개의 지령 좌표들 각각에 대응하는 보정 좌표들을 연관지어 저장하는 보정 테이블 저장부
   를 더 포함하고,
   상기 처리부는 입력된 제2 지령 좌표가 상기 복수 개의 지령 좌표 중 어느 것과도 일치하지 않는 경우, 상기 복수 개의 지령 좌표들 및 상기 복수 개의 보정 좌표들을 이용한 선형 보간법에 의해 상기 제2 지령 좌표에 대응하는 제2 보정 좌표를 계산하여 제공하는 겐트리 장치.
5. 겐트리 장치의 틸트를 보정하는 방법에 있어서,
   상기 겐트리 장치에서 수신되는 제1 지령 좌표에 대응하여 상기 겐트리 장치의 제1 가이드 레일 상의 제1 포인트에 제1 구동 블록을 배치하는 단계;
   상기 제1 구동 블록의 배치에 대응하여 상기 겐트리 장치의 제2 가이드 레일 상의 제2 포인트 주변의 복수 개의 포인트 각각 위에 제2 구동 블록을 배치하면서 실시간으로 상기 제1 구동 블록 또는 상기 제2 구동 블록 중 적어도 하나에 적용되는 토크를 측정하는 단계; 및
   상기 측정된 토크가 최소화 되는 제3 포인트의 좌표를 상기 제1 지령 좌표에 대응하는 제1 보정 좌표로 결정하여 보정 테이블에 반영하는 단계
   를 포함하는 겐트리 장치의 틸트 보정 방법.
6. 삭제

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