KR101410246B1 - 패널 반송용 트리플 암 로봇 - Google Patents

패널 반송용 트리플 암 로봇 Download PDF

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Abstract

본 발명은 패널 반송용 트리플 암 로봇에 관한 것으로, 특히 트리플 암의 개별 구동이 가능하며, 일정한 피치 단위로 상하 적재되는 패널의 동시 적재 및 취출이 가능한 패널 반송용 트리플 암 로봇에 관한 것이다.
본 발명에 따른 패널 반송용 트리플 암 로봇은, 패널을 적재하며, 서로 상하방향으로 위치되고, 동일한 직선상으로 직선운동하는 제1 내지 제3 로봇 핸드와, 상기 제1 내지 제3 로봇 핸드 각각이 전후 수평이동이 가능하도록 레일 결합되는 제1 내지 제3 로봇암과, 상기 제1 내지 제3 로봇암의 하단 레일에 레일 결합되어 상기 제1 내지 제3 로봇암이 상기 제1 내지 제3 로봇 핸드의 전후 수평이동 방향과 동일하게 전후진하도록 하는 하단 가이드를 포함하여 이루어질 수 있다.

Description

패널 반송용 트리플 암 로봇{TRIPLE ARM ROBOT FOR TRANSMITTING PANEL}
본 발명은 패널 반송용 트리플 암 로봇에 관한 것으로, 특히 트리플 암의 개별 구동이 가능하며, 일정한 피치 단위로 상하 적재되는 패널의 동시 적재 및 취출이 가능한 패널 반송용 트리플 암 로봇에 관한 것이다.
반도체 장치나 액정표시장치 등의 제조공정에서는, 반도체 웨이퍼나 액정표시장치용 유리 기판 등의 기판에 대하여 인입 및 취출과정이 행하여진다.
기판처리장치(반송 로봇)는 더블 암 로봇, 다수개의 암으로 구성된 반송 로봇 등이 개발되고 사용되고 있으며, 복수의 캐리어를 유지하는 캐리어 유지부와, 기판을 처리하는 기판처리부와, 캐리어 유지부와 기판처리부 사이에서 상하에 적층된 반전유닛과, 각 반전유닛과 캐리어 유지부 사이에서 기판을 반송하는 인덱서 로봇과, 각 반전유닛과 기판처리부 사이에서 기판을 반송하는 메인반송로봇을 구비하는 것이 일반적이다.
이러한 반송 로봇은 근본적으로 웨이퍼, 기판 또는 패널의 이송을 더욱 효율적으로 수행하기 위한 것이며, 이로서 공정 택 타임(Tack Time)을 줄여 공정 효율을 높일 수 있는 데 방향으로 개발이 이루어지게 된다.
하나의 기판을 반송하기 위한 하나의 암을 갖는 반송 로봇에서 더블 암을 구비한 반송 로봇이 개발되었고, 더블 암의 구조를 개선하여 더욱 효율적인 공정을 목적으로 대한민국 공개특허공보 10-2008-0047205호(기판 이재 로봇) 및 대한민국 공개특허공보 10-2012-0007449호(기판처리장치 및 기판반송방법)가 개시되어 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2008-0047205호는 독립적 회전 이동 및 동시적 상하이동이 가능한 다수의 암을 구비하여 효율적인 기판 이재를 달성할 수 있는 기판 이재 로봇이 개시되어 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2008-0047205호는 동서남북의 4방향으로 설치되어 위치된 패널을 각각의 방향에서 반송 가능한 구조라는 점에서 이득이 있으나, 동서남북 4방향으로 독립적으로 동작되므로 인라인 공정이나 한 방향으로 진행되는 공정에서는 사용하기에 부적합한 단점을 갖는다.
대한민국 공개특허공보 10-2012-0007449호는 기판처리장치의 스루풋(throughput)(단위시간 당의 기판의 처리 매수)을 증가시켜 인덱서로봇 및 메인반송로봇의 대기시간을 단축하기 위한 반송로봇을 제공한다.
대한민국 공개특허공보 10-2012-0007449호는 공정 시간을 단축하는 잇점을 가지나, 하나의 암에 다수의 핸드가 부착된 구조이므로 동시 구동을 해야 하는 단점을 가지며 다수의 핸드 구조에 의해 일정 간격으로 위치된 경우에만 다수 패널의 반송이 가능하다는 단점을 갖는다.
대한민국 공개특허공보 제10-2008-0047205호 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0007449호
본 발명이 해결하려는 과제는, 동일한 수평방향의 직선운동으로 패널의 동시 또는 개별적 반송이 가능한 패널 반송용 트리플 암 로봇을 제공하고자 한다.
또한, 인라인(In-Line) 공정 및 일방향으로 연속되는 공정에서 패널을 3장 동시 이송으로 빠른 공정 흐름을 유도하여 공정시간을 단축하여 공정 효율을 높일 수 있는 패널 반송용 트리플 암 로봇을 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 패널 반송용 트리플 암 로봇은, 패널을 적재하며, 서로 상하방향으로 위치되고, 동일한 직선상으로 직선운동하는 제1 내지 제3 로봇 핸드와, 상기 제1 내지 제3 로봇 핸드 각각이 전후 수평이동이 가능하도록 레일 결합되는 제1 내지 제3 로봇암과, 상기 제1 내지 제3 로봇암의 하단 레일에 레일 결합되어 상기 제1 내지 제3 로봇암이 상기 제1 내지 제3 로봇 핸드의 전후 수평이동 방향과 동일하게 전후진하도록 하는 하단 가이드를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 제1 내지 제3 로봇 핸드와 상기 제1 내지 제3 로봇암과의 레일 결합은 각각 제1 내지 제3 상단 가이드의 매개에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제1 내지 제3 상단 가이드의 높이는 서로 다르게 구현되어야 할 것이다.
여기서, 상기 제1 내지 제3 상단 가이드의 높이는 제1 상단 가이드, 제3 상단 가이드 및 제2 상단 가이드 순으로 높게 형성되어야 할 것이다.
여기서, 상기 하단 가이드는 하단으로 중심 회전축이 고정되며, 중심 회전축은 이동부재에 결합되고, 상기 이동부재는 고정부재와 결합되어 상기 고정부재를 기준으로 상기 이동부재가 상하 방향으로 동작되도록 구현될 수 있다.
여기서, 상기 고정부재의 하단은 슬라이드 베이스에 고정되며, 상기 슬라이드 베이스는 양측에 가이드가 형성되어 베이스 프레임의 양측에 형성된 레일과 결합되어 좌우 수평이동이 가능하도록 구현하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제1 내지 제3 로봇 핸드는 각각 개별적으로 구동 제어가 가능하고, 또한 동시 구동 제어가 가능하다.
여기서, 상기 제1 내지 제3 로봇 핸드 각각은 상기 제1 내지 제3 로봇암과 레일 결합되는 제1 내지 제3 핸드 베이스와, 상기 제1 내지 제3 핸드 베이스와 직교하는 방향으로 결합 또는 일체화된 제1 내지 제3 핸드로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 제1 및 제3 핸드베이스 각각은 상기 제1 및 제3 상단 가이드와 직교하는 방향으로 결합되며, 상기 제2 핸드베이스은 상기 제2 상단 가이드와 동일방향으로 위치되도록 구현하는 것이 바람직하다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 동일한 수평방향의 직선운동으로 패널의 동시 또는 개별적 반송이 가능하고, 인라인(In-Line) 공정 및 일방향으로 연속되는 공정에서 패널을 3장 동시 이송으로 빠른 공정 흐름을 유도하여 공정시간을 단축하여 공정 효율을 높일 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 패널 반송용 트리플 암 로봇의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 패널 반송용 트리플 암 로봇의 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 패널 반송용 트리플 암 로봇의 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 패널 반송용 트리플 암 로봇의 제1 핸드베이스의 수평 전진된 상태도이다.
도 5는 본 발명에 따른 패널 반송용 트리플 암 로봇의 제2 핸드베이스의 수평 전진된 상태도이다.
도 6은 본 발명에 따른 패널 반송용 트리플 암 로봇의 제3 핸드베이스의 수평 전진된 상태도이다.
도 7은 본 발명에 따른 패널 반송용 트리플 암 로봇의 트리플 암 전체가 수평 전진된 상태도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 패널 반송용 트리플 암 로봇의 구조 및 작용효과를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 패널 반송용 트리플 암 로봇의 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 패널 반송용 트리플 암 로봇의 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 패널 반송용 트리플 암 로봇의 측면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 패널 반송용 트리플 암 로봇(10)은 베이스 프레임(11), 슬라이드 베이스(12), 레일 박스(13), 케이블 트레이(14), 고정부재(15a), 이동부재(15b), 중심 회전축(16), 하단 가이드(17), 로봇암(18), 핸드 베이스(19) 및 핸드(20)를 포함하여 이루어진다.
베이스 프레임(11)은 트리플 암 로봇(10)을 지지하며 4각 프레임 형태로 이루어질 수 있고, 필요에 따라 이동이 용이하도록 캐스터(22)가 다수개 하단부에 장착될 수 있으며, 로봇의 작동시 유동성을 방지하도록 다수개의 고정장치(23)가 부착될 수 있다. 또한, 트리플 암 로봇(10)의 좌우 이동 거리를 확인하기 위해 베이스 프레임(11)에는 스톱퍼(24)가 장착될 수 있다.
베이스 프레임(11)의 내측으로는 슬라이드 베이스(12)가 위치되며, 베이스 프레임(11)의 양측 위에는 슬라이드 베이스(12)의 수평 이동을 위한 레일(13a)이 형성된다.
레일(13a)은 레일 박스(13)에 의해 커버되며, 타측은 레일 박스를 겸하며 전원 및 제어신호를 보내는 케이블(미도시)이 안착되는 케이블 트레이(14)가 형성될 수 있다.
슬라이드 베이스(12)는 양측의 레일(13a)과 연결되어 좌우 수평이동이 가능하도록 구성되며, 중심 상단으로는 고정부재(15a) 및 중심 회전축(16)이 고정될 수 있다.
고정부재(15a)를 기준으로 이동부재(15b)가 상하 방향으로 이동이 가능하도록 구성된다. 고정부재(15a)와 이동부재(15b)는 유압이나 공기압에 의한 실린더일 수 있으며, 기타 상하 이동 가능한 구조로 결합될 수 있다.
결과적으로 슬라이드 베이스(12)에 의해 트리플 암 로봇(10)은 좌우 수평이동이 가능하도록 구성되며, 이동부재(15b)에 의해 트리플 암 로봇(10)은 상하 수직이동이 가능하도록 구성될 수 있게 된다.
중심 회전축(16)의 상단에는 하단 가이드(17)가 연결되며, 하단 가이드(17)는 로봇암(18)의 하단에 형성된 레일(미도시)에 연결되어 로봇암(18)이 슬라이드 베이스(12)와 직교하는 방향으로 전후 수평 이동되도록 한다. 하단 가이드(17)는 중심 회전축(16)에 고정된 상태이므로 로봇암(18)이 전후 수평 이동된다. 중심 회전축(16)을 기준으로 로봇암(18)은 360도 회전 가능하도록 구성된다.
로봇암(18)은 하단에 레일이 형성되는 것과 더불어 상단에도 레일이 형성되며, 상단에 형성된 레일에는 핸드 베이스(19)이 전후 수평이동될 수 있도록 연결된다.
핸드 베이스(19)의 선단부에는 피적재물인 패널(21)을 적재하여 트레이 등에 인입 및 취출할 수 있는 핸드(20)가 형성된다. 핸드 베이스(19)와 핸드(20)는 물리적으로 분리될 수 있고 또한 일체형으로 제작이 될 수 있으며 이 두 구성은 로봇 핸드를 이룬다.
로봇암(18)의 상하단에 형성된 레일은 결과적으로 핸드(20)의 전후 이동 거리를 충분히 조절할 수 있도록 한다. 즉, 하단 가이드(17)를 기준으로 1차적으로 로봇암(18)이 그 길이 만큼 이동 가능하며, 로봇암(18)이 최대 거리로 이동된 상태에서 핸드 베이스(19)이 로봇암(18)의 상단 레일을 따라 일측 선단에서 타측 선단까지 2차적으로 수평 이동되어 수평 이동거리의 최대 거리를 확보할 수 있게 한다.
여기서, 트리블 암 로봇(10)의 핸드 베이스(19)들을 개별적으로 구동시키기 위해 하나의 고정된 하단 가이드(17)에 각각 유동되는 로봇암(18), 핸드 베이스(19) 및 핸드(20)는 3개의 독립적 구성체로 이루어진다.
도 4는 본 발명에 따른 패널 반송용 트리플 암 로봇의 제1 핸드베이스의 수평 전진된 상태도이며, 도 5는 본 발명에 따른 패널 반송용 트리플 암 로봇의 제2 핸드베이스의 수평 전진된 상태도이고, 도 6은 본 발명에 따른 패널 반송용 트리플 암 로봇의 제3 핸드베이스의 수평 전진된 상태도이다.
여기서, 제1 핸드베이스(19a)와 제1 핸드(20a)는 트리블 암 로봇의 제1 로봇 핸드를 구성하고, 제2 핸드베이스(19b)와 제2 핸드(20b)는 트리블 암 로봇의 제2 로봇 핸드를 구성하며, 제3 핸드베이스(19c)와 제3 핸드(20c)는 트리블 암 로봇의 제3 로봇 핸드를 구성한다.
도 4 내지 도 6에 도시된 상태도는 슬라이드 베이스(12)가 슬라이드 되어 동일 위치로 고정되고, 고정부재(15a)를 기준으로 이동부재(15b)가 상방향으로 최대 위치만큼 이동된 상태이다.
이 상태에서 먼저, 도 4를 참조하면 하단 가이드(17)가 중심 회전축(16)에 연결되어 고정된 상태에서 제1 로봇암(18a)이 하단 가이드(17)를 기준으로 최대 거리 만큼 전진하고 제1 핸드베이스(19a)가 제1 로봇암(18a)의 상단 레일을 따라 전진하게 되어, 패널(21)을 제1 핸드(20a)에 의해 반송시키게 된다. 즉, 로봇암(18)의 길이의 2배 정도의 거리 만큼 수평 이동될 수 있다.
도 5를 참조하면 하단 가이드(17)가 중심 회전축(16)에 연결되어 고정된 상태에서 제2 로봇암(18b)이 하단 가이드(17)를 기준으로 최대 거리 만큼 전진하고 제2 핸드베이스(19b)가 제2 로봇암(18b)의 상단 레일을 따라 전진하게 되어, 패널(21)을 제2 핸드(20b)에 의해 반송시키게 된다.
마찬가지로, 도 6을 참조하면 하단 가이드(17)가 중심 회전축(16)에 연결되어 고정된 상태에서 제3 로봇암(18c)이 하단 가이드(17)를 기준으로 최대 거리 만큼 전진하고 제3 핸드베이스(19c)가 제3 로봇암(18c)의 상단 레일을 따라 전진하게 되어, 패널(21)을 제3 핸드(20c)에 의해 반송시키게 된다.
여기서, 제1 내지 제3 핸드베이스(19a, 19b, 19c)는 동일 선상으로 전후 수평이동이 되며, 3개의 핸드베이스가 일직선상의 상하로 위치시키기 위해, 제1 핸드베이스(19a)와 제3 핸드베이스(19c)는 'ㄱ' 형태의 구조를 가지며 서로 대칭구조로 위치되고 제2 핸드베이스(19b)는 판상의 구조를 갖는다.
좀 더 상세하게 도 2를 다시 참조하여 제1 내지 제3 핸드베이스(19a, 19b, 19c)의 구조를 살펴보면, 제1 핸드베이스(19a)는 제1 상단 가이드(25a)에 의해 제1 로봇암(18a)과 결합되고 제1 상단 가이드(25a)와 수직 방향으로 형성된다.
그리고, 제2 핸드베이스(19b)는 제2 상단 가이드(25b)에 의해 제2 로봇암(18b)과 결합되고 제2 상단 가이드(25b)와 수평하게 형성된다.
또한, 제3 핸드베이스(19c)는 제3 상단 가이드(25c)에 의해 제3 로봇암(18c)과 결합되고 제3 상단 가이드(25c)와 수직 방향으로 형성된다.
제1 내지 제3 상단 가이드(25a, 25b, 25c)의 높이는 제1 상단 가이드(25a) 〉제3 상단 가이드(25c) 〉제2 상단 가이드(25b)를 만족하도록 형성되며, 이와 같은 관계에 의해 제1 핸드베이스(19a), 제3 핸드베이스(19c) 및 제2 핸드베이스(19b)이 순차적으로 위에서 아래 방향으로 위치된다.
도 7은 본 발명에 따른 패널 반송용 트리플 암 로봇의 트리플 암 전체가 수평 전진된 상태도이다.
도 4 내지 도 6의 경우는 트리플 암이 개별적으로 구동하는 경우를 보인 예시라면, 도 7은 트리플 암(제1 내지 제3 핸드베이스)이 동시에 동일방향으로 구동하는 경우를 보인 예이다.
(A)는 트리플 핸드베이스(19)가 전진하기 전과 이동부재(15b)가 상방향으로 상승하기 전의 상태도이고, (B)는 트리플 핸드베이스(19)가 전진하기 전에 이동부재(15b)가 상방향으로 상승(최대 높이 만큼)하여(화살표 ⓐ방향) 트리플 핸드베이스(19)가 최대 높이 만큼 상승된 상태도이며, (C)는 트리플 핸드베이스(19)가 최대 높이 만큼 상승된 상태에서(화살표 ⓐ방향) 하단 가이드(17)를 기준으로 로봇암(19)이 전진하고(화살표 ⓑ방향) 로봇암(19)의 상단 레일을 따라 트리플 핸드베이스(19)가 최대 거리 만큼 전진한(화살표 ⓒ방향) 상태도를 나타낸다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 트리플 핸드베이스(19)는 각각의 개별 구동이 가능함은 물론 트리플 핸드베이스(19)의 동시 구동이 가능한 구조를 가지며, 고정부재(15a)와 이동부재(15b)에 의한 높이 조절이 가능하고, 슬라이드 베이스(12)에 의해 좌우 방향의 위치 조절이 가능하며, 하단 가이드(17) 및 로봇암(18)에 의해 2단 전진이 가능한 구조를 갖음으로써, 패널의 인라인 공정 및 일방향으로 흐르는 공정에서 효율적으로 패널을 3장씩 반송하는 것이 가능하게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 트리플 암 로봇 11 : 베이스 프레임
12 : 슬라이드 베이스 13 : 레일박스
13a : 레일 14 : 케이블 트레이
15a : 고정부재 15b : 이동부재
16 : 중심 회전축 17 : 하단 가이드
18, 18a, 18b, 18c : 로봇암 19, 19a, 19b, 19c : 핸드 베이스
20, 20a, 20b, 20c : 핸드 21 : 패널
22 : 캐스터 23 : 고정장치
24 : 스톱퍼 25a, 25b, 25c : 상단 가이드

Claims (9)

  1. 패널을 적재하며, 서로 상하방향으로 위치되고, 동일한 직선상으로 직선운동하는 제1 내지 제3 로봇 핸드와,
    상기 제1 내지 제3 로봇 핸드 각각이 전후 수평이동이 가능하도록 레일 결합되는 제1 내지 제3 로봇암과,
    상기 제1 내지 제3 로봇암의 하단 레일에 레일 결합되어 상기 제1 내지 제3 로봇암이 상기 제1 내지 제3 로봇 핸드의 전후 수평이동 방향과 동일하게 전후진하도록 하는 하단 가이드를 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 로봇 핸드는 각각 개별적으로 구동 제어가 가능하고, 또한 동시 구동 제어가 가능한, 패널 반송용 트리플 암 로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 로봇 핸드와 상기 제1 내지 제3 로봇암과의 레일 결합은 각각 제1 내지 제3 상단 가이드의 매개에 의해 이루어지는, 패널 반송용 트리플 암 로봇.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 상단 가이드의 높이는 서로 다른, 패널 반송용 트리플 암 로봇.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 상단 가이드의 높이는 제1 상단 가이드, 제3 상단 가이드 및 제2 상단 가이드 순으로 높은, 패널 반송용 트리플 암 로봇.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하단 가이드는 하단으로 중심 회전축이 고정되며, 중심 회전축은 이동부재에 결합되고, 상기 이동부재는 고정부재와 결합되어 상기 고정부재를 기준으로 상기 이동부재가 상하 방향으로 동작되는, 패널 반송용 트리플 암 로봇.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 고정부재의 하단은 슬라이드 베이스에 고정되며,
    상기 슬라이드 베이스는 양측에 가이드가 형성되어 베이스 프레임의 양측에 형성된 레일과 결합되어 좌우 수평이동이 가능한, 패널 반송용 트리플 암 로봇.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 로봇 핸드 각각은 상기 제1 내지 제3 로봇암과 레일 결합되는 제1 내지 제3 핸드 베이스와, 상기 제1 내지 제3 핸드 베이스와 직교하는 방향으로 결합 또는 일체화된 제1 내지 제3 핸드로 이루어지는, 패널 반송용 트리플 암 로봇.
  9. 삭제
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