KR101742094B1 - 리니어 모터를 포함하는 반송시스템을 제어하는 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

리니어 모터를 포함하는 반송시스템을 제어하는 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 리니어 모터 (Linear Motor)를 이용한 반송시스템 (Conveyor System)에서, 리니어 모터의 제어와 그 주변의 구성 장치들의 제어를 범용 제어장치(예를 들어 PLC)에 의해 제어하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
따라서 본 발명에 의하면, 수개에서 수백개의 Linear Motor를 이용한 Conveyor System을 제작시 Linear Motor의 제어와 그 주변의 구성 장치들의 제어를 범용 PLC으로 제어 가능하다.

Description

리니어 모터를 포함하는 반송시스템을 제어하는 장치 및 그 제어 방법 {Apparatus for controlling transfer system comprising linear motor and method thereof}
본 발명은 복수의 리니어 모터 (Linear Motor)를 이용한 반송시스템 (Conveyor System)에서, 리니어 모터의 제어와 그 주변의 구성 장치들의 제어를 범용 제어장치(예를 들어 PLC)에 의해 제어하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
생산공장의 생산라인에서는 생산효율의 향상, 작업환경의 개선의 견지에서 피반송물을 신속하게 또한 조용히 반송하는 것이 요망되고 있다. 이와 같은 반송장치로서는 생산라인의 각 작업스테이션마다, 리니어모터코일과 리액션부재로 이루어진 리니어모터를 설치하고, 이들 리니어모터에 의해 피반송물을 각 작업스테이션에 순서대로 보내는 것이 알려져 있다.
종래의 기술은 주로 제작 운영되고 있는 반송시스템인 Conveyor 장치는 체인, Belt 등을 이용한 방식이 주류를 이루었고, 그에 따른 제어 장치는 범용 PLC로 구성되어 있고, 근래에 들어 Linear Motor를 이용한 Conveyor System 이 제작 되고 있다.
하지만 그 제어 장치를 보면, 수개에서 수백개의 Linear Motor를 제어하기 위한 Program은 일반 또는 산업용 PC (Computer)의 S/W (Program) 기능을 기반으로 하고 있고, 범용 PLC 만으로 제어하는 장치는 개발되어 있지 아니하였다.
이럴 경우 Linear Motor를 이용한 Conveyor System의 주 Controller 인 PC의 Program은 Comfile 된 상태로 납품되고, Source Code는 납품되지 않는 경우가 대 부분이다.
또한 PC Program의 경우는 일반 사용자들이 쉽게 접근하기 어려운 상태이다 보니, 사용자 입장에서는 Conveyor System의 운영 Program 의 수정 및 보완 또는 정비를 실시할 경우, 자체적으로 PC Program을 운영할 수 있는 정비요원을 양성 하거나, 제작사에 의뢰하여 진행해야 만 되는 불편을 초래하고 있다.
현재 시장에서 요구하는 것은 일반 범용 PLC (Program Logic Controller)를 이용한 system 구성 및 Program을 요구하고, 사용자의 정비요원 누구나 쉽게 수정/보완/정비를 할 수 있도록 요구하고 있다.
본 발명은 수개에서 수백 개의 리니어 모터를 이용한 반송시스템에서, 리니어 모터 및 그 주변의 구성장치들을 범용장치 (예를 들어 PLC등)로 반송시스템을 제어하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기와 같은 반송장치에서, 1) Linear Motor Controller와의 통신을 위해 범용 PLC와 직접 통신을 하거나, 2) Linear Motor와 범용 PLC와 직접 통신을 하거나, 3) 또는 범용 PLC가 가지는 통신 방식외의 Linear Motor controller의 특수한 통신 방식을 해결하기 위한 Gate Way 기능의 PC를 포함하는 사용자 단말기를 설치하여 통신을 통해 반송시스템을 제어하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 Linear Motor에 구비된 Hall Sensor 제어를 MUX (다중화기)라는 중간 중계역활을 관장하는 장치를 배제하고 Encoder로 구현한 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 리니어 모터를 포함하는 반송시스템을 제어하는 장치는, 팰릿 (Pallet)(10); 상기 팰릿을 구동시키는 리니어 모터 (Linear Motor)(60); 상기 리니어 모터를 제어하는 리니어 모터 컨트롤러 (Linear Motor controller) (40); 및 상기 리니어 모터 컨트롤러를 통해 상기 리니어 모터를 직접 제어하며, 상기 팰릿을 포함하는 반송장치의 동작을 위해 상기 리니어 모터와 인코더, 홀센서,위치센서를 포함하는 상기 반송장치의 주변장치 및 Servo motor 중에서 적어도 하나의 장치를 통합 제어하고, 상기 범용 제어부와 리니어 모터 컨트롤러간의 통신 방식을 인터페이스하기 위한 기능이 부가된 범용 제어부 (PLC)(84);를 포함하고, 상기 인코더에는 상기 홀 센서를 포함하는 상기 리니어 모터 주변장치의 제어를 위해 상기 리니어 모터와 상기 리니어 모터 컨트롤러간의 I/O 신호 중계 기능이 부가된다.
본 발명에 의하면, 수개에서 수백개의 Linear Motor를 이용한 Conveyor System (반송시스템)을 제작시 Linear Motor의 제어와 그 주변의 구성 장치들의 제어를 범용 PLC으로 제어가능하다.
따라서, 1) System 구성이 단순하고, 제작비용이 절감되며, 2) 범용 PLC를 사용하기 때문에 사용자는 Conveyor System의 수정/보완/정비가 수월하여, 투자비용 및 유지보수에 따른 운영비용이 절감 되며, 3) 범용 PLC Program은 Open Source 이므로 누구나 쉽게 접근할 수 있으며, 4) 상기 시스템 구성의 단순화로 인해 직접 제어에 따른 정확성 및 속도가 향상된다.
도 1- 도 3은 리니어모터를 사용한 반송장치의 실시 예 도면
도 4a/4b/4c는 팰릿 및 리니어 모터 등이 구비된 반송장치의 실시 예 도면
도 5a 및 도 5b는 PLC에 의거 리니어 모터를 제어하는 구성을 보여주는 실시 예 도면
도 6a,6b 및 도 6c는 PLC에 의거 리니어 모터를 제어하는 구성을 보여주는 다른 실시 예 도면
도 7a 및 도 7b는 컨베이어 시스템에서 리니어 모터가 복수 개가 설치된 상태에서, 각 팰릿의 운전되고 있는 각 상태를 나타낸 도면
도 8은 구간 1 및 구간 2에서, 상기 구간 2에 팰릿이 없는 경우 (단독시스템)에서의 반송시스템의 동작을 제어하는 것을 보여주는 흐름도
도 9, 도 10 및 도 11은 구간 1,2 및 3에 팰릿이 있는 경우에서의 반송시스템의 동작을 제어하는 것을 보여주는 흐름도.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 발명을 설명하는 데 있어서, 각 구성의 동작에 대해 구제척으로 기술하지 않은 경우는 사용자 명령 입력부의 동작, 제어부(PLC, 드라이버)의 제어, 메모리부에 저장 등의 동작이 수반되는 것이라 해석하고 또한 그 분야의 종사자에게는 당연히 알 수 있는 사항이라 생략하였다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면 본 발명의 실시 예를 구체적으로 설명한다.
먼저, 본 발명에 대한 개략적인 설명 및 효과는 다음과 같다.
본 발명에서는 수개에서 수백 개의 Linear Motor를 이용한 Conveyor System에서, 그 제어 System의 H/W 및 S/W를 구성함에 있어, 일반 범용 PLC (Program Logic Controller)을 사용하여 동작을 제어함을 목적으로 한다.
상기와 같이 구성함으로써 일반 사용자의 유지보수 및 운영 비용의 절감효과를 얻게 하고 Linear Motor를 이용한 Conveyor system의 보급을 확대할 수 있다.
또한, Linear Motor를 이용한 Conveyor System을 구성시 PC(단말기) Program(S/W)를 사용시 Conveyor 장치의 주 구성인 Linear Motor의 제어는 가능하나, 그 Linear Motor를 제외한 수십 수천개의 I/O를 가진 Conveyor 주변장치들의 제어는 PC만으로 제어를 하기 어려운 상황이다 보니, 별도의 PLC를 사용하여, Conveyor외 주변 장치들의 제어를 수행해야하는 번거로움 및 서로 다른 Controller를 사용하는 경우가 발생하여, 비용이 과다하게 발생되고, Program 설계를 2중으로 작성해야 하는 번거로움을 해결할 수 있다.
본 발명을 통해 System 구성의 단순화를 통해 사용자의 편리성을 제공 하고, 시장 확대를 통한 원가 절감 효과를 얻을 수 있다.
부연하면, 본 발명은 수개에서 수백 개의 리니어 모터를 이용한 물류 SYSTEM을 제작 시 리니어 모터의 제어와 그 주변의 구성장치들의 제어를 범용 PLC 로 제어하여,
1. 시스템 구성이 단순해지고
2. 물류 SYSTEM의 특성상 잦은 수정 및 보안이 필요하게 되는 데, 본 발명을 통해 수정/보안/정비가 수월하여 유지보수 접근성이 PC 대비 효과가 좋다.
3. PC Software 대비 Program 접근성이 효과적이다.
4. PC 대비 Hardware 가 안정적으로 구동된다. 즉, 범용 PLC를 사용하므로써 안정화 된 제품을 사용할 수 있다.
5. 리니어모터외 주변장치에 대한 제어를 쉽게 할 수 있다. (각종 통신 및 IO 추가에 대한 Hardware 추가 편리)
6. 기존 리니어 모터에 의한 SYSTEM 은 수백개의 리니어 모터를 제어 시 PC 로 제어 하기에 하드웨어적인 제약 (1개의 PC로 63개의 리니어 제어권)이 있으나 PLC 로 제어 시 1개의 통신 MODULE 로 255개의 리니어 모터를 제어가능하다. PLC 의 경우 통신 MODULE 확장을 통하여 최대 36개의 통신 MODULE(리니어 9180개 제어)를 장착 할 수 있다.
7. 기존 리니어 모터에 의한 SYSTEM의 경우 리니어 상태 및 명령에 대한 Interface가 Command 형식으로 되어 있어 구동명령 및 상태확인에 있어 복잡한 구조로 되어있다. 이로 인하여 상태 확인을 위해서는 Command 에 대한 응답 중 필요한 부분을 취출하여 상태 및 명령을 실행하므로 전문적인 인원이 아니면 확인이 불가능 하다. 그러나 본 발명에 의하면 IO 형식의 Bit Type으로 상태 및 명령에 대한 Interface를 구현하므로 구조가 간단하며 설비에 대한 기초 지식만으로도 알 수 있다.
8. 기존 리니어 모터 SYSTEM 은 PC 제어로 리니어 상부 팰릿 구동에 있어 제어권이 2구간으로 나누어져 있는 경우, 각 PC간 Interface를 위하여 별도의 통신 LOOP를 구성해야 하므로 통신 지연이 발생 할 수 있다. 그러나 본 발명의 SYSTEM 은 제어권이 2구간으로 나누어 지더라도 DIO 통신을 통하여 상태를 전달하므로 통신 지연이 발생하지 않는다.
이하 각 도면을 참고하여 설명한다.
도 1- 도 3은 리니어모터를 사용한 반송장치의 실시 예 도면이다.
도 1에 나타난 바와 같이, 리니어모터(60)를 구성하는 리니어모터코일(62) 및 리액션부재(64)중에서 리니어모터코일(62)을 고정자로 해서, 복수의 롤러(15)로 이루어진 컨베이어 시스템에서, 피반송물인 팰릿(10)에 장착부재(미기재)를 구비하고, 해당 리니어모터코일과 리액션부재와의 사이의 전자작용에 의해서 가동자 (리액션부재)에 발생되는 추진력(F)에 의해, 상기 가동자(리액션부재)를 개재해서 상기 팰릿(f) 및 그 위에 얹어 놓여진 것을 반송하도록 되어 있다.
도 2에 나타난 바와 같이, 상기 각 콘트롤러(40)는 각각 대응하는 상호 인접한 스테이션사이에서 대응하는 리니어모터에 의해 팰릿(P)을 반송할때 상기 양리니어모터의 작동(상세하게는 리니어모터코일(62)의 여자)을 제어하는 것이다.
도면번호(45)는 각 작업스테이션마다 설치되어 팰릿(P)의 반송속도를 검출하는 인코더 등으로 이루어진 속도센서로서, 상기 각 속도센서(45)의 검출신호는 그 속도센서에 대응하는 작업스테이션과 양 인접작업스테이션과의 사이에서 각각의 리니어모터의 작동을 제어하는 각각의 콘트롤러에 대해서 입력되고, 상기 각 콘트롤러에 의한 리니어모터의 동작제어에 제공된다.
도 3에 나타난 바와 같이, 리니어모터를 제어하는 제어계의 다른 실시예의 블록구성을 표시한다.
도면번호 (45)는 각 팰릿(P)의 상호 인접한 작업스테이션사이에서의 반송시에 있어서의 상기 팰릿(P)의 반송속도를 검출하는 인코더로 이루어진 속도검출수단이고, (46)은 각 팰릿(P)의 상호 인접한 작업스테이션사이에서의 반송시에 있어서의 팰릿(P)의 현위치를 검출하는 위치검출수단이다.
도 4a/4b/4c는 팰릿 및 리니어 모터등이 구비된 반송장치의 실시 예 도면이다.
도면에 나타난 바와 같이, 팰릿 이송 시스템(1)은 반도체 소자를 제조하기 위해 기판이 적재된 팰릿(10)을 다른 공정을 위해 이송하는 시스템으로서, 공정 간의 기판 이송을 위한 팰릿(10), 팰릿(10)의 하부에 복수 개로 구비되는 롤러 유닛(15) 및 롤러 유닛(15)의 이동을 안내하기 위한 복수 개의 주행레일(20)을 포함하여 구성된다.
팰릿(10)은 상면에 기판을 적재하여 이송하는 기능을 하는 부재로서, 그 하부에는 주행레일(20) 상에서 안내되는 롤러(153)를 포함하는 복수 개의 롤러 유닛(15)이 구비된다.
또한 리니어 모터 및 위치센서등이 구성됨을 보여주는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 PLC에 의거 리니어 모터를 제어하는 구성을 보여주는 실시 예 도면이다.
상기 도 5a와 도 5b의 차이점은, 상기 도 5a에는 홀 센서 제어 또는/및 리니어 모터와 드라이버인 리니어 모터 콘트롤러간의 I/O 신호 중계기능을 위한 먹스(49)가 구성되어 있으나, 도 5b에서는 인코더(encooder)에 상기 I/O 전달기능을 부가하여 구현하였다.
부연하면, 먹스 유/무차이는 명령체계에 있어, 도 5b의 게이트웨이 단말기(PC등)와 같은 역활을 하게 된다. 즉 먹스가 삭제된 경우는, 도 6b와 같이 게이트 웨이 역활을 하는 PC없이 직접적으로 상태 및 명령을 수행하는 것이므로 통신속도 및 시스템 안정화에 있어 훨씬 안정적이다.
상기 도 5b에 의한 구성 및 동작은 다음과 같다.
팰릿 (Pallet) (10); 상기 팰릿을 구동시키는 리니어 모터 (Linear Motor) (60); 상기 리니어 모터와 접속되어 제어하는 드라이버 일종인 리니어 모터 컨트롤러 (Linear Motor controller)(40); 및 상기 리니어 모터 컨트롤러를 통해 상기 리니어 모터를 제어하며, 상기 팰릿을 포함하는 반송장치의 동작을 위해 상기 리니어 모터 뿐만 아니라 인코더, 홀센서,위치센서를 포함하는 상기 반송장치의 주변장치 및 Servo motor 중에서 적어도 하나의 장치를 통합 제어하는 범용 제어부 (PLC) (82);를 포함하고,
상기 범용 제어부와 각각의 리니어 모터 컨트롤러간의 통신 방식을 인터페이스하기 위한 중계수단(Gate Way)용 사용자 단말기 (92);및
상기 인코더(45)에는 상기 홀 센서(47)를 포함하는 상기 리니어 모터 주변장치의 제어를 위해 상기 리니어 모터(60)와 상기 리니어 모터 컨트롤러(40)간의 I/O 신호 중계 기능이 부가되어 구현된다.
상기 리니어 모터와 상기 리니어 모터를 제어하는 드라이버인 리니어 모터 컨트롤러는 서로 대응되도록 1:1 관계로 구비되며, 상기 중계기능을 담당하는 사용자 단말기(PC등)와 각각의 리니어 모터 컨트롤러간에는 이더넷 통신 방식에 데이터 I/O가 수행된다.
도 6a,6b 및 도 6c는 PLC에 의거 리니어 모터를 제어하는 구성을 보여주는 서로 다른 실시 예 도면이다.
도 6a는 PLC에 드라이버 기능 (LINEAR MOTOR CONTROLLER)을 부여하여 구현하는 것이다.
하나의 예로써, 팰릿 (Pallet); 상기 팰릿을 구동시키는 리니어 모터 (Linear Motor); 상기 리니어 모터를 제어하며, 상기 팰릿을 포함하는 반송장치의 동작을 위해 상기 리니어 모터와 인코더, 홀센서,위치센서를 포함하는 상기 반송장치의 주변장치 및 Servo motor 중에서 적어도 하나의 장치를 통합 제어하는 범용 제어부 (PLC)(83);및 상기 범용 제어부와 리니어 모터간의 통신 방식을 인터페이스하기 위한 중계수단(Gate Way)용 사용자 단말기(92); 를 포함하고,
상기 범용제어부에는 상기 리니어 모터를 제어하는 리니어 모터 컨트롤러 (Linear Motor controller) 기능이 부가되고, 상기 인코더에는 상기 홀 센서를 포함하는 상기 리니어 모터 주변장치의 제어를 위해 상기 리니어 모터와 상기 범용제어부간의 I/O 신호 중계 기능이 부가된다.
도 6b는 중계수단인 PC 없이 PLC와 드라이버간의 직접 연결방식이다.
이로써 직접제어를 함으로써 PLC CPU 속도에 따른 빠른 제어가 가능하고, 직접 통신을 통해 통신이 안정화되며, 중계수단이 없음으로 인해 안정화 (중계수단인 PC대비 PLC는 범용 제품임)되고, 설치 면적 및 배선량이 감소되며, PLC 프로그램은 OPEN SOURCE이므로 누구나 쉽게 접근할 수 있다.
상기 도 6b의 하나의 예로 써, 팰릿 (Pallet)(10); 상기 팰릿을 구동시키는 리니어 모터 (Linear Motor)(60); 상기 리니어 모터를 제어하는 리니어 모터 컨트롤러 (Linear Motor controller) (40); 및 상기 리니어 모터 컨트롤러를 통해 상기 리니어 모터를 직접 제어하며, 상기 팰릿을 포함하는 반송장치의 동작을 위해 상기 리니어 모터 뿐만 아니라 인코더, 홀센서,위치센서를 포함하는 상기 반송장치의 주변장치 및 Servo motor 중에서 적어도 하나의 장치를 통합 제어하고, 상기 범용 제어부와 리니어 모터 컨트롤러간의 통신 방식을 인터페이스하기 위한 기능이 부가된 범용 제어부 (PLC)(84);를 포함하고,
상기 인코더에는 상기 홀 센서를 포함하는 상기 리니어 모터 주변장치의 제어를 위해 상기 리니어 모터와 상기 리니어 모터 컨트롤러간의 I/O 신호 중계 기능이 부가된다.
도 6c는 PLC에 드라이버 기능을 부여하여, 직접적인 연결을 통한 제어 방식의 예이다.
하나의 예로써, 팰릿 (Pallet); 상기 팰릿을 구동시키는 리니어 모터 (Linear Motor); 및 상기 리니어 모터를 직접 제어하며, 상기 팰릿을 포함하는 반송장치의 동작을 위해 상기 리니어 모터와 인코더, 홀센서,위치센서를 포함하는 상기 반송장치의 주변장치 및 Servo motor 중에서 적어도 하나의 장치를 통합 제어하는 범용 제어부 (PLC) (85);를 포함하고,
상기 범용제어부에는 상기 리니어 모터를 제어하는 리니어 모터 컨트롤러 (Linear Motor controller) 기능 및 상기 범용 제어부와 리니어 모터간의 통신 방식을 인터페이스하기 위한 중계수단(Gate Way) 기능이 부가되고,
상기 인코더에는 상기 홀 센서를 포함하는 상기 리니어 모터 주변장치의 제어를 위해 상기 리니어 모터와 상기 범용제어부간의 I/O 신호 중계 기능이 부가된다.
도 7a 및 도 7b는 컨베이어 시스템에서 리니어 모터가 복수 개가 설치된 상태에서, 각 팰릿의 운전되고 있는 각 상태를 나타낸 도면이다.
도 7a는 구간 2에 팰릿이 없는 경우로써 구간 1에 있는 팰릿만이 단독운전되는 경우의 도면이고, 도 7b는 각 구간에 팰릿이 있는 경우로써 연속운전되는 경우의 도면이다.
도 8은 구간 1 및 구간 2에서, 상기 구간 2에 팰릿이 없는 경우 (단독시스템)에서의 반송시스템의 동작을 제어하는 것을 보여주는 흐름도이다. (S 801-S 821)
도면에 나타난 바와 같이, 팰릿을 구동시키는 리니어 모터 (Linear Motor); 및 상기 리니어 모터를 통합 제어하며, 상기 팰릿을 포함하는 반송장치의 동작을 위해 상기 리니어 모터를 제외한 인코더, 홀센서,위치센서를 포함하는 상기 반송장치의 주변장치 및 Servo motor 중에서 적어도 하나의 장치를 통합 제어하는 범용 제어부 (PLC); 를 포함하고, 상기 팰릿과 상기 리니어 모터가 서로 대응되도록 각각 구성되는 반송시스템에서 반송장치를 제어하는 방법은 다음과 같다.
복수 개의 팰릿 중에서, 제 1 팰릿의 이동 방향으로 나란히 구비된 복수 개의 위치센서에 의거 제 1 리니어 모터상에 상기 제 1 팰릿의 진입정도가 확인되는 단계; 상기 제 1 팰릿의 도착여부가 상기 제 1 리니어 모터에 구비된 홀센서의 동작 ON/OFF 상태 및 인코더의 카운팅 값 중에서 적어도 하나의 의거 확인되는 단계; 상기 확인결과, 상기 제 1 리니어 모터상에 상기 제 1 팰릿의 도착된 경우에는, 제 2 리니어 모터상의 제 2 팰릿의 배출확인이 제 2 리니어 모터에 구비된 홀센서의 동작 ON/OFF 상태 및 인코더의 카운팅 값 중에서 적어도 하나의 의거 확인되는 단계; 상기 제 2 팰릿의 배출이 확인된 경우에는, 상기 제 1 및 제 2 리니어 모터의 고정자에 구비된 코일에 전류를 인가하여 서보를 온 시키는 단계; 상기 제 1 및 제 2 리니어 모터가 정 방향으로 구동되는 단계; 상기 제 1 리니어 모터는 계속 동작되고, 제 2 리니어 모터의 동작이 정지되는 단계; 상기 제 1 및 제 2 리니어 모터상의 상기 제 1 팰릿이 이동이 요구되는 단계; 위치센서에 의거 제 2 리니어 모터상에 상기 제 1 팰릿의 진입정도가 확인되는 단계; 상기 제 2 리니어 모터의 동작이 감속되는 단계; 및 상기 제 2 리니어 모터상의 팰릿의 정위치가 확인되는 단계;를 포함하여 동작된다.
한편, 복수 개의 팰릿 중에서, 제 1 팰릿의 이동 방향으로 나란히 구비된 복수 개의 위치센서에 의거 제 1 리니어 모터상에 상기 제 1 팰릿의 진입정도가 확인되는 단계; 상기 제 1 팰릿의 도착여부가 상기 제 1 리니어 모터에 구비된 홀센서의 동작 ON/OFF 상태 및 인코더의 카운팅 값 중에서 적어도 하나의 의거 확인되는 단계; 상기 확인결과, 상기 제 1 리니어 모터에 상기 제 1 팰릿의 도착된 경우에는, 제 2 리니어 모터상의 제 2 팰릿의 배출확인이 제 2 리니어 모터에 구비된 홀센서의 동작 ON/OFF 상태 및 인코더의 카운팅 값 중에서 적어도 하나의 의거 확인되는 단계; 상기 제 2 팰릿의 배출이 안된 경우에는, 제 1 리니어 모터의 고정자 코일에 전류를 인가하는 서보 ON 동작이 수행되는 단계; 상기 제 1 리니어 모터의 동작이 정지되는 단계; 상기 제 1 리니어 모터의 정 위치가 확인되는 단계; 및 상기 확인결과, 정위치라고 확인 된 경우에는 제 1 리니어 모터상에 제 1 팰릿의 진입이 확인되는 단계가 재 수행되는 단계;를 포함하여 동작된다. (S 801,803,805.823,825,827,801)
해당 모터의 정위치 확인은 팰릿이 진입 되는 경우 인코더의 카운터 값과 미리 정한 인코더 카운터 값의 비교를 통해 수행된다.
상기와 같은 본 발명의 동작은 사용자 명령 입력부(미도시)를 통한 명령과 PLC 또는/및 드라이버의 제어나 메모리부(미도시)에 미리 정한 데이터나 프로그램에 의거 수행가능하다. 본 사항은 본 발명의 전체에 적용된다.
도 9, 도 10 및 도 11은 구간 1,2 및 3에 팰릿이 있는 경우에서의 반송시스템의 동작을 제어하는 것을 보여주는 흐름도이다.
도 9에 나타난 바와 같이, 팰릿을 구동시키는 리니어 모터 (Linear Motor); 및 상기 리니어 모터를 통합 제어하며, 상기 팰릿을 포함하는 반송장치의 동작을 위해 상기 리니어 모터를 제외한 인코더, 홀센서,위치센서를 포함하는 상기 반송장치의 주변장치 및 Servo motor 중에서 적어도 하나의 장치를 통합 제어하는 범용 제어부 (PLC); 를 포함하고, 상기 팰릿과 상기 리니어 모터가 서로 대응되도록 각각 구성되는 반송시스템에서 반송장치를 제어하는 방법은 다음과 같다. (S 901 -S 927)
복수 개의 팰릿 중에서, 제 1 팰릿의 이동 방향으로 나란히 구비된 복수 개의 위치센서에 의거 제 1 리니어 모터상에 상기 제 1 팰릿의 진입정도가 확인되는 단계; 상기 제 1 팰릿의 도착여부가 상기 제 1 리니어 모터에 구비된 홀센서의 동작 ON/OFF 상태 및 인코더의 카운팅 값 중에서 적어도 하나의 의거 확인되는 단계; 상기 확인결과, 상기 제 1 리니어 모터상에 상기 제 1 팰릿의 도착된 경우에는, 제 2 리니어 모터상의 제 2 팰릿이 이동이 요구되는 단계; 상기 제 1 리니어 모터의 고정자의 코일에 전류가 인가되는 서보 On되는 단계; 상기 제 1 리니어 모터가 정방향으로 동작되는 단계; 상기 제 1 리니어 모터의 동작이 정지되는 단계; 상기 제 1 리니어 모터상의 제 1 팰릿의 이동이 요구되는 단계; 상기 제 2 리니어 모터에 구비된 홀센서의 동작이 오프인지가 확인되는 단계; 상기 확인결과, 오프인 경우, 상기 제 2 리니어 모터의 고정자의 코일에 전류가 인가되는 서보 On되는 단계; 상기 제 2 리니어 모터가 정방향으로 동작되는 단계; 상기 제 2 리니어 모터의 동작이 정지되는 단계; 상기 제 2 리니어 모터상의 제 2 팰릿이 이동이 요구되는 단계;
상기 제 2 리니어 모터상의 팰릿 진입이 확인되는 단계; 및 상기 확인결과에 따라, 상기 제 2 팰릿의 배출이 확인되거나 제 3 리니어 모터상의 제 3 팰릿이 이동이 요구되는 단계;를 포함하여 동작된다.
도 10은 상기 도 9에서, 상기 제 1 리니어 모터상에 상기 제 1 팰릿의 도착된 경우에, 제 2 리니어 모터상의 제 2 팰릿이 이동되지 않는 경우에는, 상기 제 1 리니어 모터상의 팰릿의 배출이 확인되는 단계; 상기 확인결과, 배출이 확인된 경우에는, 상기 제 1 및 2 리니어 모터의 고정자의 코일에 전류가 인가되는 서보 On되는 단계; 상기 제 1 및 2 리니어 모터가 정방향으로 동작되는 단계; 상기 제 2 리니어 모터의 동작이 정지되는 단계; 상긱 제 1 리니어 모터는 계속 동작되는 단계;
상기 제 1 및 2 리니어 모터상의 팰릿 이동이 요구되는 단계; 상기 제 2 리니어 모터상의 팰릿 진입이 확인되는 단계; 및 상기 확인결과에 따라, 상기 제 2 리니어 모터의 동작이 감속되는 단계; 및 상기 제 2 리니어 모터상의 팰릿의 정위치가 확인되는 단계;를 포함하여 동작한다. (S 901,903, 905,933,941~955)
도 11은 상기 도 9에서, 상기 제 2 팰릿의 배출이 확인되거나 제 3 리니어 모터상의 제 3 팰릿이 이동이 요구된 경우에는, 상기 제 2 리니어 모터상의 팰릿 진입이 확인되는 단계; 상기 확인결과, 상기 제 2 리니어 모터상에 상기 제 2 팰릿의 도착된 경우에는, 제 3 리니어 모터상의 제 3 팰릿이 이동이 요구되는 단계; 상기 제 2 리니어 모터의 고정자의 코일에 전류가 인가되는 서보 On되는 단계; 상기 제 2 리니어 모터가 정방향으로 동작되는 단계; 상기 제 2 리니어 모터의 동작이 정지되는 단계; 상기 제 2 리니어 모터상의 제 2 팰릿의 이동이 요구되는 단계; 상기 제 3 리니어 모터에 구비된 홀센서의 동작이 오프인지가 확인되는 단계; 상기 확인결과, 오프인 경우, 상기 제 3 리니어 모터의 고정자의 코일에 전류가 인가되는 서보 On되는 단계; 상기 제 3 리니어 모터가 정방향으로 동작되는 단계; 상기 제 3 리니어 모터의 동작이 정지되는 단계; 상기 제 3 리니어 모터상의 제 2 팰릿이 이동이 요구되는 단계; 상기 제 3 리니어 모터상의 팰릿 진입이 확인되는 단계; 상기 확인결과에 따라, 상기 제 3 리니어 모터의 동작이 감속되는 단계; 및 상기 제 3 리니어 모터상의 팰릿의 정위치가 확인되는 단계;를 포함하여 동작된다. (S 927, S 1101 ~1129)
상술한 바와 같이, 본 발명은 복수의 리니어 모터 (Linear Motor)를 이용한 반송시스템 (Conveyor System)에서, 리니어 모터의 제어와 그 주변의 구성 장치들의 제어를 범용 제어장치(예를 들어 PLC)에 의해 제어하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
또한 본 발명의 기술적 사상은 마그네트 가동형 (LMMT) 또는 코일 가동형 (LMCT)에 모두 적용가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 팰릿 이송 시스템
10,11,12 : 팰릿 (Pallet), 15 : 롤러유닛
20 : 주행레일
30 : 프레임
40 : 콘트롤러, 45 : Encoder, 47 : Hall sensor , 49 : MUX
60 (a/b) : 리니어모터, 62 : 고정자 (코일), 64 : 가동자 (마그네트)
70 (a/b) : 위치센서
81 : PLC 1, 82 : PLC 2, 83 : PLC 3, 84 : PLC 4, 85 : PLC 5
91 : PC 1, 92 : PC 2

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  10. 반도체 소자를 제조하기 위하여 기판이 적재되는 피 반송물인 팰릿(Pallet) 과; 상기 팰릿의 하부에 복수 개로 구비되는 롤러 유닛과; 상기 롤러 유닛의 이동을 안내하기 위하여 복수 개로 구비되는 주행레일과; 상기 팰릿을 구동시키는 리니어 모터 (Linear Motor)와; 상기 리니어 모터와 접속되며, 드라이버로서 상기 리니어 모터를 제어하는 리니어 모터 컨트롤러(Linear Motor controller); 및 상기 리니어 모터 컨트롤러를 통해 상기 리니어 모터를 직접적으로 제어하며, 상기 팰릿을 포함하는 반송장치의 동작을 위해 상기 리니어 모터 뿐만 아니라 인코더, 홀센서, 위치센서를 포함하는 상기 반송장치의 주변장치 및 서보 모터(Servo motor) 중에서 적어도 하나의 장치를 통합 제어하는 범용 제어부(PLC);를 포함하고, 상기 팰릿과 상기 리니어 모터가 서로 대응되도록 각각 구성되는 반송시스템을 제어하는 방법은,
    복수 개의 팰릿 중에서, 제 1 팰릿의 이동 방향으로 나란히 구비된 복수 개의 위치센서에 의하여 제 1 리니어 모터상에 상기 제 1 팰릿의 진입정도를 확인하는 단계;
    상기 제 1 팰릿의 도착여부를 상기 제 1 리니어 모터에 구비된 홀센서의 동작 ON/OFF 상태 및 인코더의 카운팅 값 중 적어도 하나에 의하여 확인하는 단계;
    상기 확인결과, 상기 제 1 리니어 모터상에 상기 제 1 팰릿의 도착된 경우에는, 제 2 리니어 모터상의 제 2 팰릿이 이동을 요구하는 단계;
    상기 제 1 리니어 모터의 고정자의 코일에 전류가 인가되는 서보를 온 상태로 유지하는 단계;
    상기 제 1 리니어 모터가 정방향으로 동작되는 단계;
    상기 제 1 리니어 모터의 동작이 정지되는 단계;
    상기 제 1 리니어 모터상의 제 1 팰릿의 이동을 요구하는 단계;
    상기 제 2 리니어 모터에 구비된 홀센서의 동작이 오프인지를 확인하는 단계;
    상기 확인결과, 오프상태인 경우에는, 상기 제 2 리니어 모터의 고정자의 코일에 전류가 인가되는 서보를 온 상태로 유지하는 단계;
    상기 제 2 리니어 모터가 정방향으로 동작되는 단계;
    상기 제 2 리니어 모터의 동작이 정지되는 단계;
    상기 제 2 리니어 모터상의 제 2 팰릿이 이동이 요구되는 단계;
    상기 제 2 리니어 모터상의 팰릿 진입이 확인되는 단계; 및
    상기 확인결과에 따라, 상기 제 2 팰릿의 배출이 확인되거나 제 3 리니어 모터상의 제 3 팰릿이 이동이 요구되는 단계를 포함하며,
    상기 제 2 팰릿의 배출이 확인되거나, 제 3 리니어 모터상의 제 3 팰릿이 이동이 요구된 경우에는,
    상기 제 2 리니어 모터상의 팰릿 진입을 확인하는 단계;
    상기 확인결과, 상기 제 2 리니어 모터상에 상기 제 2 팰릿의 도착된 경우에는, 제 3 리니어 모터상의 제 3 팰릿의 이동을 요구하는 단계;
    상기 제 2 리니어 모터의 고정자의 코일에 전류가 인가되는 서보를 온 상태로 유지하는 단계;
    상기 제 2 리니어 모터가 정방향으로 동작되는 단계;
    상기 제 2 리니어 모터의 동작이 정지되는 단계;
    상기 제 2 리니어 모터상의 제 2 팰릿의 이동이 요구되는 단계;
    상기 제 3 리니어 모터에 구비된 홀센서의 동작이 오프상태 인지를 확인하는 단계;
    상기 확인결과, 오프상태인 경우에는, 상기 제 3 리니어 모터의 고정자의 코일에 전류가 인가되는 서보를 온 상태로 유지하는 단계;
    상기 제 3 리니어 모터가 정방향으로 동작되는 단계;
    상기 제 3 리니어 모터의 동작이 정지되는 단계;
    상기 제 3 리니어 모터상의 제 2 팰릿이 이동이 요구되는 단계;
    상기 제 3 리니어 모터상의 팰릿 진입을 확인하는 단계;
    상기 확인결과에 따라, 상기 제 3 리니어 모터의 동작이 감속되는 단계; 및
    상기 제 3 리니어 모터상의 팰릿의 정위치가 확인되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 모터를 포함하는 반송시스템을 제어하는 방법.
  11. 반도체 소자를 제조하기 위하여 기판이 적재되는 피 반송물인 팰릿(Pallet) 과; 상기 팰릿의 하부에 복수 개로 구비되는 롤러 유닛과; 상기 롤러 유닛의 이동을 안내하기 위하여 복수 개로 구비되는 주행레일과; 상기 팰릿을 구동시키는 리니어 모터 (Linear Motor)와; 상기 리니어 모터와 접속되며, 드라이버로서 상기 리니어 모터를 제어하는 리니어 모터 컨트롤러(Linear Motor controller); 및 상기 리니어 모터 컨트롤러를 통해 상기 리니어 모터를 직접적으로 제어하며, 상기 팰릿을 포함하는 반송장치의 동작을 위해 상기 리니어 모터 뿐만 아니라 인코더, 홀센서, 위치센서를 포함하는 상기 반송장치의 주변장치 및 서보 모터(Servo motor) 중에서 적어도 하나의 장치를 통합 제어하는 범용 제어부(PLC);를 포함하고, 상기 팰릿과 상기 리니어 모터가 서로 대응되도록 각각 구성되는 반송시스템을 제어하는 방법은,
    복수 개의 팰릿 중에서, 제 1 팰릿의 이동 방향으로 나란히 구비된 복수 개의 위치센서에 의하여 제 1 리니어 모터상에 상기 제 1 팰릿의 진입정도를 확인하는 단계;
    상기 제 1 팰릿의 도착여부를 상기 제 1 리니어 모터에 구비된 홀센서의 동작 ON/OFF 상태 및 인코더의 카운팅 값 중 적어도 하나에 의하여 확인하는 단계;
    상기 확인결과, 상기 제 1 리니어 모터상에 상기 제 1 팰릿의 도착된 경우에는, 제 2 리니어 모터상의 제 2 팰릿이 이동을 요구하는 단계;
    상기 제 1 리니어 모터의 고정자의 코일에 전류가 인가되는 서보를 온 상태로 유지하는 단계;
    상기 제 1 리니어 모터가 정방향으로 동작되는 단계;
    상기 제 1 리니어 모터의 동작이 정지되는 단계;
    상기 제 1 리니어 모터상의 제 1 팰릿의 이동을 요구하는 단계;
    상기 제 2 리니어 모터에 구비된 홀센서의 동작이 오프인지를 확인하는 단계;
    상기 확인결과, 오프상태인 경우에는, 상기 제 2 리니어 모터의 고정자의 코일에 전류가 인가되는 서보를 온 상태로 유지하는 단계;
    상기 제 2 리니어 모터가 정방향으로 동작되는 단계;
    상기 제 2 리니어 모터의 동작이 정지되는 단계;
    상기 제 2 리니어 모터상의 제 2 팰릿이 이동이 요구되는 단계;
    상기 제 2 리니어 모터상의 팰릿 진입이 확인되는 단계; 및
    상기 확인결과에 따라, 상기 제 2 팰릿의 배출이 확인되거나 제 3 리니어 모터상의 제 3 팰릿이 이동이 요구되는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 리니어 모터상에 상기 제 1 팰릿의 도착된 경우에, 제 2 리니어 모터상의 제 2 팰릿이 이동되지 않는 경우에는,
    상기 제 1 리니어 모터상의 팰릿의 배출이 확인되는 단계;
    상기 확인결과, 배출이 확인된 경우에는, 상기 제 1 및 2 리니어 모터의 고정자의 코일에 전류가 인가되는 서보를 온 상태로 유지하는 단계;
    상기 제 1 및 2 리니어 모터가 정방향으로 동작되는 단계;
    상기 제 2 리니어 모터의 동작이 정지되는 단계;
    상긱 제 1 리니어 모터는 계속 동작되는 단계;
    상기 제 1 및 2 리니어 모터상의 팰릿 이동이 요구되는 단계;
    상기 제 2 리니어 모터상의 팰릿 진입이 확인되는 단계; 및
    상기 확인결과에 따라, 상기 제 2 리니어 모터의 동작이 감속되는 단계; 및
    상기 제 2 리니어 모터상의 팰릿의 정위치가 확인되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 모터를 포함하는 반송시스템을 제어하는 방법.
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