KR101274657B1 - 로봇 - Google Patents

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KR101274657B1
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Abstract

본 발명은 기판 반송용 로봇에 관한 것으로, 특히 수직 회전축을 통해 회전반경을 최소화 시키는 로봇 암(Arm)을 구비하는 기판 반송용 로봇에 관한 것이다.
본 발명에 따른 기판 반송용 로봇은 절첩과정에서 위치변경을 할 수 있는 로봇 구동축(60); 수직 상태로 세워지도록 흡착 및 고정된 기판(90)을 상기 로봇 구동축의 회전축에 의해 회동하는 로봇 암(100); 로봇을 원하는 위치로 이동시키는 주행대차(160); 상기 로봇 구동축(60), 로봇 암(100), 주행대차(160) 각각에 구동력을 전달하는 로봇 구동부(70)를 포함하며, 상기 로봇 암(100)은 상기 기판이 안착되는 제1 내지 제3 흡착바(110a,110b,110c); 상기 제1 내지 제3 흡착바를 고정시키기 위한 고정대(120); 상기 로봇 구동축과 상기 로봇 암 사이에 설치되어 상기 로봇 암을 수직으로 회전시킬 수 있는 회전축(300); 상기 제1 내지 제3 흡착바의 상면에 다수개씩 구비되어 상기 기판을 흡착하여 고정시키는 진공패드(140)들; 상기 진공패드(140)들과 연결되어 상기 진공패드들의 작동을 조절하는 진공관(130)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명은 액정표시소자 제조 공장에서 로봇이 차지하는 필요면적을 최소화하여 CR(Clean Room) 효율을 극대화 시키고 CR 효율 향상에 따른 초기 투자비와 건설비용을 절감할 수 있다.
로봇, 로봇암, CR

Description

로봇{ROBOT}
도 1은 종래의 로봇을 나타낸 사시도.
도 2는 종래의 로봇암을 나타낸 평면도.
도 3은 종래의 로봇의 회전반경 및 안전 펜스를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 로봇을 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 로봇암을 나타낸 평면도.
도 6은 본 발명의 회전축 부분을 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명의 로봇의 회전반경 및 안전 펜스를 도시한 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
60: 로봇 구동축 70: 로봇 구동부
80: 로봇 90: 기판
100: 로봇암 110a:제 1 흡착바
110b:제 2 흡착바 110c:제 3 흡착바
120: 고정대 130: 진공관
140: 진공패드 160: 주행대차
300: 회전축
본 발명은 기판 반송용 로봇에 관한 것으로, 특히 수직 회전축을 통해 회전반경을 최소화시키는 로봇 암(Arm)을 구비하는 기판 반송용 로봇에 관한 것이다.
표시화면의 두께가 수 센치미터(cm)에 불과한 초박형의 평판표시소자(Flat Panel Display), 그 중에서도 액정표시소자는 동작 전압이 낮아 소비 전력이 적고 휴대용으로 쓰일 수 있는 등의 이점으로 노트북 컴퓨터, 모니터, 우주선, 항공기 등에 이르기까지 응용분야가 넓고 다양하다.
상기 액정표시소자는 서로 대향되는 하부기판과 상부기판, 및 상기 하부기판 및 상부기판 사이에 형성된 액정 층을 포함하여 구성된다.
상기 하부기판에는 박막 트랜지스터와 화소 전극이 형성되게 되고, 상기 상부기판에는 차광막, 컬러 필터층 및 공통전극이 형성되게 된다.
이와 같은 액정표시소자는 하부기판 및 상부기판을 준비하는 어레이 공정, 및 상기 하부기판 및 상부기판 사이에 액정 층을 형성하면서 양 기판을 합착하는 셀 공정을 통해 제조된다.
상기 어레이 공정은 투명기판 상에 포토리소그래피 공정 등을 이용하여 박막 트랜지스터, 화소 전극 등을 형성하여 하부기판을 준비하는 공정 및 투명기판 상에 포토리소그래피 공정 등을 이용하여 차광막, 컬러 필터층, 및 공통전극 등을 형성하여 상부기판을 준비하는 공정으로 이루어진다.
상기 셀 공정은 크게 액정주입법 또는 액정적하법을 통해 이루어진다.
이와 같이 액정표시소자는 많은 공정을 통해 제조되며, 각각의 공정을 수행하기 위한 많은 공정 장비들이 제조라인에 배치되게 된다. 따라서, 많은 공정 장비각각에 기판을 로딩하고, 공정이 완료된 후에는 기판을 언로딩하고 그리고 언로딩된 기판을 이후의 공정 장비로 이송하기 위해서 미처리 기판의 도입위치나 처리가 끝난 기판의 배출 위치에 로더(loader), 언로더(unloader)라고 불리는 모듈이 배치되어 있다.
상기 로더는 카셋트에서 1매의 기판을 인출하여 일련의 처리부의 선두에 기판을 도입하기 위한 장치이며, 상기 언로더는 일련의 처리부의 말미에서 1매의 기판을 인수하여 카셋트에 수납하기 위한 장치이다.
상기 언로더에서 기판을 인수하는 부분 및 상기 로더로 기판을 반송하기 위해 콘베이어(conveyer)가 배치된다. 이러한 로더 및 언로더는 일반적으로 로봇(robot)에 의해 기판의 전달을 수행하도록 구성된다.
이하 도면을 참조로 기판의 로딩, 언로딩 및 이송을 위한 로봇에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 로봇을 나타낸 사시도이고 도 2는 종래의 로봇암을 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 로봇(8)은, 인가 전원에 의해 상기 로봇(8)의 각각의 구성요소에 구동력을 전달하는 로봇 구동부(7)와, 상기 로봇 구동부(7)의 회전축에 마련되어 프로그램 상에서 설정된 궤적에 따라 동작하며, 접혔다 폈다하는 절첩과정에서 위치 변경이 용이한 로봇 구동축(6)과, 상기 로봇 구동축(6)의 회전축에 마련 되어 설정된 각도만큼 회동하는 로봇암(10)과, 상기 로봇(8)을 원하는 위치로 이동시키는 주행대차(16)를 포함하여 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 로봇암(10)은 상기 기판(9)이 안착되는 제 1 내지 제 3 흡착바(11a,11b,11c)들과, 상기 제 1 내지 제 3 흡착바(11a,11b,11c)를 고정시키기 위한 고정대(12)를 포함하여 구성된다.
상기 제 1 내지 제 3 흡착바(11a,11b,11c)는 진공관(13)과 다수개의 진공패드(14)로 구성된다. 상기 제 1 내지 제 3 흡착바(11a,11b,11c)의 상면에는 다수의 진공패드(14)가 형성되는 바, 상기 진공패드(14)는 상기 제 1 내지 제 3 흡착바(11a,11b,11c)에 안착된 상기 기판(9)을 흡착하여 고정하는 역할을 한다.
상기 진공관(13)은 연결된 진공펌프(미도시)를 통한 공기 흡입으로 진공 상태가 되고 상기 진공패드(14)가 상기 기판(9)을 흡착하여 유동하지 않도록 고정시키는 역할을 한다.
상기와 같이 구성되는 종래의 로봇(8)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 로봇 구동부(7)가 구동력을 전달하여 상기 로봇 구동축(6)을 펴서 상기 로봇 암(10)을 반송하고자 하는 상기 기판(9)의 하부에 상기 로봇 암(10)의 상기 제 1 내지 제 3 흡착바(11a,11b,11c)를 정위치 시킨다.
그리고, 상기 로봇 구동부(7)는 상기 로봇 암(10)을 상승시켜 상기 진공패드(14)를 상기 기판(9)에 접촉시킨다.
다음으로, 상기 진공관(13)이 진공펌프(미도시)에 의해 진공상태가 되면서 상기 진공패드(14)가 상기 기판(9)을 흡착하여 고정하고, 상기 로봇 구동부(7)에 의하여 상기 로봇 구동축(6)을 접은 후, 상기 주행대차(16)가 상기 기판(9)을 원하는 위치로 이동시킵니다.
상기 기판(9)이 목표하는 위치에 도달하면, 상기 구동부(7)에 의하여 상기 로봇 구동축(6)이 펴지게 되고, 그 후 상기 진공관(13)의 진공상태가 해제되면서 진공패드(14)의 흡착력이 상실되고, 상기 로봇 암(10)이 상기 로봇 구동부(7)에 의하여 하강하면서 상기 기판(9)을 목표하는 곳에 위치시키게 된다.
도 3은 종래의 로봇의 회전반경 및 안전 펜스를 도시한 단면도이다.
액정표시소자 제조 공장에서는 기판 반송을 위해 수 백대 가량의 로봇이 적용되고 있고 이러한 기판 반송을 위해서만 로봇이 차지하는 CR(Clean Room)면적이 전체면적의 약 15% 이상으므로 로봇이 차지하는 면적이 넓으므로 생산라인의 효율이 저하된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 로봇이 차지하는 면적은 로봇의 회전반경에 의해 결정되며 로봇 안전 펜스 크기(18)는 회전 반경(17)에 의해서 결정나게 되는데 종래의 로봇은 회전반경(17)이 5.5세대(1320*1500)기준 1300mm으로 크므로 차지하는 면적도 크고 따라서 로봇 안전 펜스(18) 크기도 매우 크다. 또한 이격거리(19)의 치수에 따라 회전 반경(17)이 변하게 되어 각 장비별 이격거리(19) 파악이 필요하다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 로봇암에 회전축을 추가하여 기판을 수직상태로 유지시킨 상태에서 로봇이 회전하도록 하여 회전반경 을 최소화 시킬 수 있는 로봇을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 기판 반송용 로봇은 절첩과정에서 위치변경을 할 수 있는 로봇 구동축; 수직 상태로 세워지도록 흡착 및 고정된 기판을 상기 로봇 구동축의 회전축에 의해 회동하는 로봇 암; 로봇을 원하는 위치로 이동시키는 주행대차; 상기 로봇 구동축, 로봇 암, 주행대차 각각에 구동력을 전달하는 로봇 구동부를 포함하며, 상기 로봇 암은 상기 기판이 안착되는 제1 내지 제3 흡착바; 상기 제1 내지 제3 흡착바를 고정시키기 위한 고정대; 상기 로봇 구동축과 상기 로봇 암 사이에 설치되어 상기 로봇 암을 수직으로 회전시킬 수 있는 회전축; 상기 제1 내지 제3 흡착바의 상면에 다수개씩 구비되어 상기 기판을 흡착하여 고정시키는 진공패드들; 상기 진공패드들과 연결되어 상기 진공패드들의 작동을 조절하는 진공관을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
삭제
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 기판 반송용 로봇을 첨부된 도면 및 실시 예를 통해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇을 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇암을 나타낸 평면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇(80)은, 인가 전원에 의해 상기 로봇(80)의 각각의 구성요소에 구동력을 전달하는 로봇 구동부(70)와, 상기 로봇 구동부(70)의 회전축에 마련되어 프로그램 상에서 설정된 궤적에 따라 동작하며, 접혔다 폈다하는 절첩과정에서 위치 변경이 용이한 로봇 구동축(60)과, 상기 로봇 구동축(60)의 회전축에 마련되어 설정된 각도만큼 회동하는 로봇암(100)과, 상기 로봇(80)을 원하는 위치로 이동시키는 주행대차(160)를 포함하여 구성된다.
도 5에 도시된 바와 같이 상기 로봇암(100)은 상기 기판(90)이 안착되는 제 1 내지 제 3 흡착바(110a,110b,110c)들과, 상기 제 1 내지 제 3 흡착바(110a,110b,110c)를 고정시키기 위한 고정대(120), 상기 로봇암(100)과 상기 로봇 구동축(160) 사이에 설치되어 기판을 수직상태로 회전시킬 수 있는 회전축(300)을 포함하여 구성된다.
상기 제 1 내지 제 3 흡착바(110a,110b,110c)는 진공관(130)과 다수개의 진공패드(140)로 구성된다. 상기 제 1 내지 제 3 흡착바(110a,110b,110c)의 상면에는 다수의 진공패드(140)가 형성되는 바, 상기 진공패드(140)는 상기 제 1 내지 제 3 흡착바(110a,110b,110c)에 안착된 상기 기판(90)을 흡착하여 고정하는 역할을 한다.
상기 진공관(130)은 연결된 진공펌프(미도시)를 통한 공기 흡입으로 진공 상태가 되고 상기 진공패드(140)가 상기 기판(90)을 흡착하여 유동하지 않도록 고정시키는 역할을 한다.
도 6은 본 발명의 회전축 부분을 나타낸 사시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 상기 회전축(300)은 원형모양으로 좌우로 회전할 수 있게 되어 있어서 상기 로봇 암(100)과 상기 기판(90)을 수직상태로 세워서 목표하는 위치로 회전시킨다.
수직상태로 세워진 상기 기판(90)은 상기 진공패드(140)로 흡착되어 고정되기 때문에 상기 로봇 암(100)으로 무게 지탱이 가능하고 상기 기판(90)의 휘어짐이 나 핸드부의 휘어짐이 발생하지 않는다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 로봇(80)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 로봇 구동부(70)가 구동력을 전달하여 상기 로봇 구동축(60)을 펴서 상기 로봇 암(100)을 반송하고자 하는 상기 기판(90)의 하부에 상기 로봇 암(100)의 상기 제 1 내지 제 3 흡착바(110a,110b,110c)를 정위치 시킨다.
그리고, 상기 로봇 구동부(70)는 상기 로봇 암(100)을 상승시켜 상기 진공패드(140)를 상기 기판(90)에 접촉시킨다.
다음으로, 상기 진공관(130)이 진공펌프(미도시)에 의해 진공상태가 되면서 상기 진공패드(140)가 상기 기판(90)을 흡착하여 고정한 후, 상기 회전축(300)에 의해 상기 로봇암(100)과 상기 로봇암(100)에 흡착하여 고정된 상기 기판(90)을 수직상태로 회전시키고, 상기 로봇 구동부(70)에 의하여 상기 로봇 구동축(60)을 접은 후, 상기 주행대차(160)가 상기 기판(90)을 원하는 위치로 이동시킨다.
상기 기판(90)이 목표하는 위치의 상부에 도달하면, 상기 회전축(300)에 의해 수직상태로 세워졌던 상기 로봇암(100)과 상기 기판(90)이 다시 수평상태로 만들어지고, 상기 구동부(70)에 의하여 상기 로봇 구동축(60)이 펴지게 되며, 상기 진공관(130)의 진공상태가 해제되면서 진공패드(140)의 흡착력이 상실되어, 상기 로봇 암(100)이 상기 로봇 구동부(70)에 의하여 하강하면서 상기 기판(90)을 목표하는 곳에 위치시키게 된다.
도 7은 본 발명의 로봇의 회전반경 및 안전 펜스를 도시한 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이 본 발명은 기판을 수직 상태에서 회전시키는 축을 추가시킴으로써 5.5세대(1320*1500)기준 약 1100mm로 회전반경(170)을 최소화하여 종래의 방식대비 회전반경(170)이 약 23% 줄어들게 되어 안전 펜스(180)의 면적이 감소하게 된다.
따라서 액정표시소자 공장에서 본 발명의 로봇이 차지하는 필요면적을 최소화하여 CR 효율을 극대화 시키고 CR 효율 향상에 따른 초기 투자비와 건설비용을 절감할 수 있다.
또한 필요면적이 최소화됨으로써 로봇회전 반경이 핸드 이격거리에 의존하지 않고 암(arm) 길이에 의존됨으로 로봇 안전 펜스의 표준 크기화가 용이하게 된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇은 회전반경을 최소화함으로써 액정표시소자 공장에서 로봇이 차지하는 필요면적을 최소화하여 CR 효율을 극대화 시키고 CR 효율 향상에 따른 초기 투자비와 건설비용을 절감할 수 있다.
또한 필요면적이 최소화됨으로써 로봇회전 반경이 핸드 이격거리에 의존하지 않고 암(arm) 길이에 의존됨으로 로봇 안전 펜스의 표준 크기화가 용이하게 된다.

Claims (2)

  1. 절첩과정에서 위치변경을 할 수 있는 로봇 구동축(60);
    수직 상태로 세워지도록 흡착 및 고정된 기판(90)을 상기 로봇 구동축의 회전축에 의해 회동하는 로봇 암(100);
    로봇을 원하는 위치로 이동시키는 주행대차(160);
    상기 로봇 구동축(60), 로봇 암(100), 주행대차(160) 각각에 구동력을 전달하는 로봇 구동부(70)를 포함하며,
    상기 로봇 암(100)은
    상기 기판이 안착되는 제1 내지 제3 흡착바(110a,110b,110c);
    상기 제1 내지 제3 흡착바를 고정시키기 위한 고정대(120);
    상기 로봇 구동축과 상기 로봇 암 사이에 설치되어 상기 로봇 암을 수직으로 회전시킬 수 있는 회전축(300);
    상기 제1 내지 제3 흡착바의 상면에 다수개씩 구비되어 상기 기판을 흡착하여 고정시키는 진공패드(140)들;
    상기 진공패드(140)들과 연결되어 상기 진공패드들의 작동을 조절하는 진공관(130)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 회전축(300)은 원기둥 모양으로 생긴 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.
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