KR101770161B1 - 트레이 이송장치 - Google Patents

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Abstract

트레이 이송장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 베이스프레임; 상기 베이스프레임에 설치되어 트레이 스택을 Y축방향으로 이송하며, 복수개가 상기 베이스프레임에 X축방향으로 이격 배치되는 이송유닛; 및 다축 이동 가능한 클램핑유닛을 구비하고 트레이를 취출 및 이송하는 이재기유닛;을 포함하되, 상기 이송유닛은, 상기 베이스프레임에 Y축방향으로 연장 형성되는 레일; 상기 레일에 설치되어 상기 레일을 따라 Y축방향으로 이동 가능하게 형성된 슬라이더; 상기 레일 일단부에 배치되어 Z축방향으로 승하강 가능하게 형성된 스테이지; 상기 스테이지를 사이에 두고 X축방향으로 이격 배치되어 상기 스테이지에 지지된 트레이 스택의 승하강을 보조하는 한 쌍의 가이드플레이트; 상기 스테이지의 일측 모퉁이와 이에 대각선 방향으로 마주보는 반대측 모퉁이에 인접하게 배치되어 상기 트레이 스택의 승하강을 보조하는 한 쌍의 엣지서포터; 및 상기 한 쌍의 가이드플레이트 상단에 인접하게 배치되어 상기 트레이 스택 상단의 Z축방향 위치를 검출하는 센서부;를 포함하는 트레이 이송장치가 제공될 수 있다.

Description

트레이 이송장치 {TRAY TRANSFERRING APPARATUS}
본 발명은 트레이를 가공라인으로 투입 또는 배출시키는 트레이 이송장치에 관한 것이다.
휴대전화, 모바일 기기, 디스플레이 장치 등에 사용되는 LED, OLED 기판이나 반도체 소자 등(이하, 셀로 통칭함)은 트레이(tray)에 적재되어 취급되고 있다. 통상 하나의 트레이에는 복수의 셀이 적재될 수 있으며, 트레이에는 셀의 적재를 위한 소정의 형상이나 구조가 마련될 수 있다. 가장 일반적으로 트레이에는 셀의 규격이나 외관에 대응되는 안착홈이 형성될 수 있으며, 각 셀은 이와 같은 안착홈에 배치되어 트레이에 적재될 수 있다. 예컨대, 공개특허공보 제 10-2014-0058902호(발명의 명칭: 기판 트레이 및 이를 포함하는 기판처리장치), 공개특허공보 제10-2016-0116970호(발명의 명칭: 반도체 칩 트레이) 등은 이와 같은 트레이의 일 예를 개시하고 있다. 이러한 트레이는 가공이나 운반 과정에서 복수의 셀이 한꺼번에 취급될 수 있도록 하여 작업 효율성을 향상시키는 한편, 적재된 셀을 외부 충격 등으로부터 보호하는 기능을 겸비하게 된다.
상기와 같이 셀은 트레이에 적재되어 취급되고 있기 ‹š문에 셀의 가공에 있어서는 트레이를 가공라인으로 투입 또는 배출시키기 위한 트레이 이송장치가 사용되고 있다. 트레이 이송장치는 다축 이동되는 로봇아암 등이 적층된 트레이를 취출하여 가공라인으로 투입하거나 가공라인으로부터 배출시키도록 형성될 수 있다. 예컨대, 공개실용신안공보 제20-1995-0031498호(발명의 명칭: 반도체 칩 트레이 공급장치), 등록특허공보 제10-0718847(발명의 명칭: 반도체 패키지용 트레이 공급장치) 등은 이러한 트레이 이송장치의 일 예를 개시하고 있다.
위와 같은 트레이 이송장치는 상하로 적층된 다수의 트레이가 제공되면, 적층된 트레이로부터 하나의 트레이를 취출하여 가공라인 등으로 투입할 수 있다. 따라서 트레이를 들어올리기 위한 일종의 파지수단이 요구되는데, 통상 진공흡착이나 클램퍼를 통해 파지하는 방식이 사용되고 있다. 진공흡착의 경우 로봇아암에 구비된 복수의 흡착판이 트레이 외면에 흡착되어 트레이를 취출하는 방식이다. 이러한 진공흡착은 흡착판이 트레이 외면에 접촉(진공흡착)될 뿐이므로 흡착판 등에 의한 트레이의 손상이 최소화될 수 있는 이점이 있다. 다만, 흡착판의 흡착력은 전력 공급이 지속되는 상태에서만 유효하게 유지될 수 있으므로, 트레이를 들어올린 상태에서 전력 공급이 중단되게 되면, 흡착력이 유지되지 않아 트레이가 떨어질 우려가 있게 된다. 따라서 진공흡착을 사용하는 경우 정전 등에 대비하여 트레이의 탈락을 방지하기 위한 별도의 안전장치가 요구되게 된다.
반면, 클램퍼를 사용해 트레이를 파지하는 경우 위와 같은 문제점이 일부 해결될 수 있다. 클램퍼는 트레이 하부면을 지지하는 형태로 트레이를 들어올리기 때문에 전력 공급이 중단되더라도 트레이를 지지하는 상태가 그대로 유지될 수 있기 때문이다. 따라서 정전 등에 대비한 별도의 안전장치가 생략되거나 매우 간소화될 수 있으며, 트레이의 지지 측면에서는 진공흡착의 경우보다 안정적인 성능이 구현될 수 있다.
다만, 클램퍼를 사용하는 경우 클램퍼에 의한 트레이의 손상이 우려될 수 있다. 클램퍼는 기 설정된 소정위치에서 액츄에이터 등에 의해 반복적으로 구동되어 적층된 트레이로부터 하나의 트레이를 취출하게 되는데, 이와 같은 경우 적층된 트레이가 기 설정된 소정위치에 정확히 배치되지 못하면, 트레이 측면 등에 클램퍼가 부딪혀 트레이에 손상이 발생되는 것이다. 또한, 클램퍼를 이동시키는 로봇아암이나 액츄에이터 등에 오작동이 발생되어 클램퍼가 소정정도 어긋난 위치에서 작동되는 경우에도, 클램퍼가 트레이 측면 등에 충돌되어 트레이에 손상을 입힐 수 있다.
공개특허공보 제 10-2014-0058902호(2014년 5월 15일 공개) 공개특허공보 제10-2016-0116970호(2016년 10월 10일 공개) 공개실용신안공보 제20-1995-0031498호(1995년 11월 22일 공개) 등록특허공보 제10-0718847(2007년 5월 10일 등록)
본 발명의 실시예들은 적층된 트레이가 기 설정된 소정위치로 이동 가이드될 수 있는 트레이 이송장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 적층된 트레이가 기 설정된 소정위치에 정확하게 배치되어 클램퍼에 의한 트레이의 파손 등을 방지할 수 있는 트레이 이송장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 적층된 트레이가 기 설정된 소정위치에 어긋나게 배치되거나 클램퍼의 조작에 오작동이 발생된 경우에도 클램퍼의 충돌에 의한 트레이 파손 등을 방지할 수 있는 트레이 이송장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 베이스프레임; 상기 베이스프레임에 설치되어 트레이 스택을 Y축방향으로 이송하며, 복수개가 상기 베이스프레임에 X축방향으로 이격 배치되는 이송유닛; 및 다축 이동 가능한 클램핑유닛을 구비하고 트레이를 취출 및 이송하는 이재기유닛;을 포함하되, 상기 이송유닛은, 상기 베이스프레임에 Y축방향으로 연장 형성되는 레일; 상기 레일에 설치되어 상기 레일을 따라 Y축방향으로 이동 가능하게 형성된 슬라이더; 상기 레일 일단부에 배치되어 Z축방향으로 승하강 가능하게 형성된 스테이지; 상기 스테이지를 사이에 두고 X축방향으로 이격 배치되어 상기 스테이지에 지지된 트레이 스택의 승하강을 보조하는 한 쌍의 가이드플레이트; 상기 스테이지의 일측 모퉁이와 이에 대각선 방향으로 마주보는 반대측 모퉁이에 인접하게 배치되어 상기 트레이 스택의 승하강을 보조하는 한 쌍의 엣지서포터; 및 상기 한 쌍의 가이드플레이트 상단에 인접하게 배치되어 상기 트레이 스택 상단의 Z축방향 위치를 검출하는 센서부;를 포함하며, 상기 각 엣지서포터는, 'ㄱ'자 형상의 횡단면을 가지고 Z축방향으로 연장 형성되는 가이드빔; 및 상기 가이드빔 일측에 체결되어 상기 가이드빔의 위치를 조절하되, 상기 가이드빔을 마주보는 다른 엣지서포터를 향해 대각선 방향으로 위치 이동시키도록 형성된 액츄에이터;를 포함하고, 상기 센서부는, 상기 트레이 스택의 각 모퉁이 부위에 대응되도록 배치된 복수의 감지센서를 구비하고 상기 트레이 스택의 적층된 자세를 함께 검출할 수 있도록 형성되는 트레이 이송장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 트레이 이송장치는, 트레이 스택의 모퉁이 부위에 배치되는 한 쌍의 엣지서포터를 구비함으로써, 스테이지를 통한 트레이 스택의 상하 이동을 보다 안정적으로 가이드할 수 있다. 따라서 트레이 스택의 상하 위치 조절이 보다 정확하게 이뤄질 수 있다. 또한, 이와 같은 엣지서포터는 특유의 형상 및 배치를 통해 최소한의 장치 구성만으로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 트레이 이송장치는, 트레이 스택의 각 모퉁이 부위에 대응되게 배치되는 4개의 감지센서를 통해 트레이 스택의 Z축방향 위치뿐만 아니라 그 적층된 자세 등을 함께 검출할 수 있다. 따라서 트레이 스택의 위치 및 자세가 보다 정밀하게 검출될 수 있으며, 이에 의해 클램퍼와 트레이의 위치 오차에 따른 충돌이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 트레이 이송장치는, 클램퍼가 트레이에 충돌시 클램퍼 및 로드가 회동됨으로써, 클램퍼 및 트레이에 가해지는 충격을 완화시킬 수 있다. 따라서 충돌에 따른 클램퍼나 트레이의 손상이 효과적으로 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이 이송장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 트레이 이송장치의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 이송유닛의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 이송유닛의 평면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 클램핑유닛의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 클램핑유닛의 일부 확대도이다.
도 7은 도 6에 도시된 클램핑유닛의 개략적인 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 클램핑유닛의 제1작동상태도이다.
도 9는 도 7에 도시된 클램핑유닛의 제2작동상태도이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 다만, 이하의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위가 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아님을 알려둔다. 또한, 이하의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로, 불필요하게 본 발명의 기술적 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 공지의 구성에 대해서는 상세한 기술을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이 이송장치(100)의 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 트레이 이송장치(100)의 평면도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 실시예의 트레이 이송장치(100)는 베이스프레임(110)을 포함할 수 있다. 베이스프레임(110)은 트레이 이송장치(100)의 전체적인 지지골격을 형성할 수 있다. 베이스프레임(110)은 작업대(111)와, 작업대(111)를 소정 높이로 지지하는 하부다리(112)를 구비할 수 있다. 작업대(111)는 후술할 이송유닛(120)의 장착공간을 제공할 수 있다.
본 실시예의 트레이 이송장치(100)는 하나 이상의 이송유닛(120)을 포함할 수 있다. 이송유닛(120)은 베이스프레임(110)에 장착 배치될 수 있다. 바람직하게, 이송유닛(120)은 복수개가 구비될 수 있다. 복수의 이송유닛(120)은 베이스프레임(110)에 X축방향으로 이격 배치될 수 있다. 본 실시예의 경우 3개의 이송유닛(120)이 구비된 경우를 예시하고 있다. 다만, 이송유닛(120)의 개수는 필요에 따라 증감 변동될 수 있음은 물론이다.
이송유닛(120)은 트레이 스택을 일 방향 또는 반대방향으로 이송할 수 있다. 트레이 스택은 복수의 트레이가 상하로 적층된 것을 지칭한다. 또는, 이송유닛(120)은 트레이 스택을 투입방향 또는 배출방향으로 이송할 수 있다. 투입방향은 Y축방향 일단에서 타단으로의 이송을 지칭하며, 배출방향은 이와 반대방향의 이송을 지칭할 수 있다. 도 2를 기준으로 투입방향은 Y축방향 상단에서 하단으로의 이송을, 배출방향은 Y축방향 하단에서 상단으로의 이송을 지칭할 수 있다.
바람직하게, 복수의 이송유닛(120) 중 일부는 트레이 스택의 투입에 사용될 수 있으며, 나머지 일부는 트레이 스택의 배출에 사용될 수 있다. 다시 말하면, 복수의 이송유닛(120) 중 일부는 트레이 스택을 투입방향으로 이송할 수 있으며, 나머지 일부는 트레이 스택을 배출방향으로 이송할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 경우 3개의 이송유닛(120) 중 1개의 이송유닛(120)이 투입방향으로 이송하고, 나머지 2개의 이송유닛(120)이 배출방향으로 이송하는 경우를 예시하고 있다. 다만, 이는 필요에 따라 적절히 변경될 수 있음은 물론이다.
복수의 이송유닛(120)은 각각 동일 또는 유사하게 형성될 수 있으며, 각 이송유닛(120)의 보다 상세한 구성에 대하여는 후술할 도 3을 참조하여 부연하기로 한다.
본 실시예의 트레이 이송장치(100)는 이재기유닛(130)을 포함할 수 있다. 이재기유닛(130)은 베이스프레임(110)에 장착 지지될 수 있다. 이재기유닛(130)은 트레이 스택으로부터 트레이를 취출하여 가공라인으로 투입하거나, 가공라인으로부터 트레이를 취출하여 이송유닛(120)에 적층시킬 수 있다. 본 실시예와 같이 일부 이송유닛(120)이 트레이 투입에 사용되고, 나머지 이송유닛(120)이 트레이 배출에 사용되는 경우, 이재기유닛(130)은 상기와 같은 트레이의 투입 및 배출에 모두 사용될 수 있다.
이재기유닛(130)은 X축방향으로 연장된 서포트빔(131)과, 서포트빔(131)에 장착 지지되는 이동블록(132)을 구비할 수 있다. 서포트빔(131)은 작업대(111) 상면으로부터 소정 높이로 지지될 수 있다. 이동블록(132)은 서포트빔(131)을 따라 X축방향 이동 가능하도록 서포트빔(131)에 장착 지지될 수 있다.
또한, 이재기유닛(130)은 이동블록(132)에 장착되는 로드(133)와, 로드(133) 일단에 장착되는 액츄에이터(134)를 구비할 수 있다. 로드(133)는 Y축방향으로 소정 길이 연장 형성될 수 있으며, 이동블록(132)에 대해 Y축방향 이동 가능하도록 형성될 수 있다. 액츄에이터(134)는 Z축방향 구동될 수 있으며, 후술할 클램핑유닛(135)을 장착 지지할 수 있다.
이재기유닛(130)은 클램핑유닛(135)을 구비할 수 있다. 클램핑유닛(135)은 액츄에이터(134)에 장착 지지될 수 있다. 전술한 서포트빔(131), 이동블록(132), 로드(133) 및 액츄에이터(134)에 의해 클램핑유닛(135)은 X축, Y축 및 Z축방향 이동될 수 있다. 즉, 이재기유닛(130)은 X축, Y축 및 Z축방향으로 이동 가능하게 형성된 클램핑유닛(135)을 구비할 수 있다. 클램핑유닛(135)은 트레이를 파지하여 취출하기 위한 것으로, 이에 대한 보다 상세한 구성은 후술할 도 5를 참조하여 부연하기로 한다.
도 3은 도 1에 도시된 이송유닛(120)의 사시도이다. 도 4는 도 3에 도시된 이송유닛(120)의 평면도이다.
편의상, 도 3 및 4에서는 작업대(111) 상부에 배치된 이송유닛(120)의 형태를 중심으로 도시하였음을 알려둔다.
도 3 및 4를 참조하면, 이송유닛(120)은 레일(121)과, 레일(121)에 장착되는 슬라이더(122)를 구비할 수 있다. 레일(121)은 작업대(111) 상면에 Y축방향으로 연장 형성될 수 있다. 슬라이더(122)는 레일(121)을 따라 Y축방향으로 이동 가능하도록 형성될 수 있다. 트레이 스택은 슬라이더(122) 상에 안착 지지되어 Y축방향으로 이송될 수 있다. 필요에 따라 슬라이더(122) 상면에는 트레이 스택의 위치를 안내하는 가이드(122a)가 구비될 수 있다.
이송유닛(120)은 스테이지(123)와, 스테이지(123) 좌우에 배치되는 한 쌍의 가이드플레이트(124)를 구비할 수 있다. 스테이지(123)는 소정 넓이를 가진 판(plate)형으로 형성될 수 있으며, 승하강수단(123a)을 통해 Z축방향으로 이동 가능하도록 형성될 수 있다. 이러한 승하강수단(123a)은 작업대(111) 하부에 배치될 수 있다(도 1 참조). 한 쌍의 가이드플레이트(124)는 스테이지(123)를 사이에 두고 좌우로 배치될 수 있다. 각 가이드플레이트(124)는 소정 넓이를 가진 판형의 부재로 형성되어 YZ평면상에 배치될 수 있다. 한 쌍의 가이드플레이트(124)는 트레이 스택의 양쪽 측부를 지지하여 스테이지(123)에 의한 Z축방향 이동을 보조할 수 있다. 또한, 한 쌍의 가이드플레이트(124)는 X축방향의 간격을 조절 가능하도록 형성될 수 있으며, 트레이 규격에 따라 위치가 조절될 수 있다.
상기와 같은 이송유닛(120)은 슬라이더(122)로 트레이 스택이 공급되면, 이를 이재기유닛(130)으로 이송하여 트레이가 가공라인에 투입될 수 있도록 한다. 또는, 이송유닛(120)은 가공라인으로부터 배출된 트레이가 이재기유닛(130)에 의해 스테이지(123)에 적층되면, 이를 투입방향 반대로 이송하여 트레이 스택이 배출될 수 있도록 한다. 투입과정에 대해 좀 더 부연하면, 스테이지(123) 반대측에 배치된 슬라이더(122) 위에 트레이 스택이 공급되면, 슬라이더(122)가 레일(121)을 따라 Y축방향 이동된다. 또한, 슬라이더(122)가 스테이지(123) 위에 배치되면, 스테이지(123)가 Z축방향 상승되며 트레이 스택이 스테이지(123)에 지지된다. 스테이지(123)는 최상단의 트레이가 기 설정된 위치에 다다르도록 Z축방향으로 소정 높이 상승되며, 기 설정된 위치에 다다르면, 이재기유닛(130)이 구동되어 트레이 스택으로부터 트레이를 취출 및 가공라인으로 투입시키게 된다. 한편, 배출과정의 경우 이와 반대의 과정이 수행될 수 있다.
상기와 같은 레일(121), 슬라이더(122), 스테이지(123) 및 가이드플레이트(124)는 종래의 트레이 이송장치와 동일 또는 유사하므로, 이에 대한 보다 상세한 설명은 생략하도록 한다.
한편, 본 실시예의 이송유닛(120)은 엣지서포터(125)를 구비할 수 있다. 엣지서포터(125)는 트레이 스택의 모퉁이 부위를 지지하기 위한 것으로, 스테이지(123)의 일측 모퉁이 부위에 인접하게 배치될 수 있다.
구체적으로 엣지서포터(125)는 가이드빔(125a)과, 가이드빔(125a)을 이동시키는 액츄에이터(125b)를 구비할 수 있다. 가이드빔(125a)은 대략 'ㄱ'자 형상의 횡단면을 가지고 Z축방향으로 연장 형성될 수 있다. 가이드빔(125a)은 평면상 사각 형상을 가지는 트레이 스택의 일측 모퉁이 부위에 근접하게 배치되어 트레이 스택의 Z축방향 이동을 보조하게 된다. 액츄에이터(125b)는 가이드빔(125a) 하부에 체결될 수 있다. 액츄에이터(125b)는 가이드빔(125a)을 이동시켜 트레이 스택의 규격 등에 따라 가이드빔(125a)의 위치가 조절될 수 있도록 한다. 바람직하게, 액츄에이터(125b)는 스테이지(123)의 일측 모퉁이에 인접하게 배치된 가이드빔(125a)을, 이에 대각선 방향으로 마주보는 반대측 모퉁이를 향해 이동시키도록 형성될 수 있다.
필요에 따라, 엣지서포터(125)는 한 쌍이 구비될 수 있다. 또한, 한 쌍의 엣지서포터(125)는 스테이지(123)를 사이에 두고 대각선 방향으로 마주보도록 배치될 수 있다. 다시 말하면, 하나의 엣지서포터(125)는 스테이지(123)의 일측 모퉁이에 인접하게 배치될 수 있으며, 다른 하나의 엣지서포터(125)는 상기의 일측 모퉁이와 대각선 방향으로 마주보는 반대측 모퉁이에 인접하게 배치될 수 있다. 이와 같은 대각선 방향 배치는 트레이 스택의 가이드에 필요한 엣지서포터(125)의 개수를 최소화할 수 있는 이점이 있다.
한편, 이송유닛(120)은 트레이 스택의 Z축방향 위치를 검출하기 위한 센서부(126)를 구비할 수 있다. 센서부(126)는 가이드플레이트(124) 상단에 인접하게 배치될 수 있다. 센서부(126)는 트레이 스택의 상단이 접촉되거나 근접 배치되면 감지신호를 생성하도록 형성될 수 있으며, 스테이지(123)는 이와 같은 감지신호에 의해 Z축방향 이동이 구동 제어될 수 있다. 이에 의해 트레이 스택은 기 설정된 높이로 위치 제어될 수 있다.
바람직하게, 센서부(126)는 4개의 감지센서(126a)를 구비할 수 있다. 각 감지센서(126a)는 스테이지(123) 또는 이에 적재된 트레이 스택의 각 모퉁이 부위에 대응되도록 배치될 수 있다. 각 감지센서(126a)는 접촉센서, 근접센서 등 트레이 스택의 위치를 감지할 수 있는 공지의 센서수단으로 구현될 수 있다.
상기와 같은 센서부(126)는 4개의 감지센서(126a)가 각각 트레이 스택의 모퉁이 부위에서 위치를 감지함으로써, 보다 높은 신뢰도로 트레이 스택의 위치를 검출할 수 있게 된다. 또한, 센서부(126)는 일부 감지센서(126a)에만 감지신호가 생성되는 경우를 구분하여 트레이 스택의 위치뿐만 아니라 기울어짐 등 자세 또한 검출할 수 있게 된다.
예컨대, 4개의 감지센서(126a)에서 모두 감지신호가 정상적으로 발생되면, 제어부 등은 트레이 스택이 기 설정된 위치에 적절히 배치된 것으로 판단하여 이후의 공정을 진행시킬 수 있다. 즉, 트레이 투입과정이 진행되는 경우, 이재기유닛(130)에 의해 트레이 스택으로부터 트레이가 취출될 수 있다. 반면, 일부 감지센서(126a)에서만 감지신호가 발생된 경우, 제어부 등은 트레이 스택이 부적절한 자세로 배치된 것으로 판단할 수 있다. 이러한 상황은 트레이 스택이 기울어지거나 적층된 트레이 사이에 이물질 등이 개입되어 트레이가 올바르게 적층되지 못한 경우에 발생되기 때문이다. 따라서 일부 감지센서(126a)에서만 감지신호가 발생되는 경우, 제어부는 장치를 구동 정지시키거나 알림 신호를 제공할 수 있다. 이와 같은 경우, 이재기유닛(130)에 의해 트레이 취출이 적절히 이뤄질 수 없으며, 클램핑유닛(135)이 트레이의 일측에 충돌되거나, 트레이가 적절히 클램핑유닛(135)에 파지되지 못한 상태로 이동되어 이동 중 트레이가 떨어질 우려도 있기 때문이다.
상기와 같이 본 실시예의 트레이 이송장치(100)는 트레이 스택의 각 모퉁이 부위에 대응되게 배치된 4개의 감지센서(126a)를 통해 트레이 스택의 위치 및 자세를 보다 정확히 검출함으로써, 클램핑유닛(135) 등이 트레이에 충돌되거나 트레이가 적절히 파지되지 못하는 문제점을 해소할 수 있게 된다.
도 5는 도 1에 도시된 클램핑유닛(135)의 사시도이다.
도 5를 참조하면, 이재기유닛(130)은 단부에 클램핑유닛(135)을 구비할 수 있다. 전술한 바와 같이 클램핑유닛(135)은 이재기유닛(130)의 액츄에이터(134)에 장착되어 X축, Y축 및 Z축방향으로 이동될 수 있다.
클램핑유닛(135)은 바디블록(135a)과, 바디블록(135a)에 장착되는 한 쌍의 가동부(135b)를 구비할 수 있다. 바디블록(135a)은 이재기유닛(130)에 장착될 수 있으며, 한 쌍의 가동부(135b)는 바디블록(135a)의 Y축방향 일측과 그 반대측에 장착될 수 있다. 각 가동부(135b)는 바디블록(135a)에 마련된 액츄에이터에 의해 Y축방향으로 구동될 수 있다. 트레이는 한 쌍의 가동부(135b) 사이에서 클램퍼(135f)에 의해 지지되어 트레이 스택 등으로부터 취출될 수 있다.
가동부(135b)는 연결블록(135c)과, 연결블록(135c)에 체결되는 서포트프레임(135d)을 구비할 수 있다. 연결블록(135c)은 바디블록(135a)에 구비된 액츄에이터에 체결되어 엑츄에이터의 구동에 따라 Y축방향으로 이동될 수 있으며, 이에 의해 가동부(135b)는 Y축방향 구동될 수 있다. 서포트프레임(135d)은 Y축방향으로 연장 형성되어 일단이 연결블록(135c)에 장착될 수 있으며, 타단에는 로드(135e) 및 클램퍼(135f)가 장착 지지되게 된다.
가동부(135b)는 로드(135e)와, 로드(135e)에 마련된 한 쌍의 클램퍼(135f)를 구비할 수 있다. 로드(135e)는 서포트프레임(135d)의 단부에 회동 가능하도록 체결될 수 있다. 즉, 로드(135e)는 서포트프레임(135d) 단부에 X축방향의 힌지축(H)을 통해 회동 가능하도록 체결될 수 있다. 이에 의해 로드(135e) 및 클램퍼(135f)는 서포트프레임(135d)에 대해 힌지축(H)을 중심으로 소정정도 회동될 수 있다. 클램퍼(135f)는 로드(135e)에 장착 지지될 수 있으며, 한 쌍이 구비되어 X축방향으로 이격 배치될 수 있다. 클램퍼(135f)는 대략 'L'자형으로 형성되어 트레이 하부를 접촉 지지하게 된다.
상기와 같은 클램핑유닛(135)의 개략적인 작동과정은 다음과 같다. 먼저, 한 쌍의 가동부(135b)가 Y축방향으로 소정정도 벌어진 상태에서 하강하여 트레이나 트레이 스택으로 접근된다. 기 설정된 위치로 접근되면, 한 쌍의 가동부(135b)가 다시 오므라들면서 클램퍼(135f)가 트레이 하부로 진입되며, 트레이는 4개의 클램퍼(135f)에 의해 하부가 지지된 상태로 이재기유닛(130)에 의해 다음 위치로 이송되게 된다. 이와 같은 과정에서 이재기유닛(130) 또는 스테이지(123)가 적절히 위치 제어되지 못하면, 클램퍼(135f)가 트레이 측부에 충돌되는 상황이 발생될 수 있다. 이는 직접적으로 클램퍼(135f)나 트레이를 손상시킬 수 있으며, 작업자 등이 인지하지 못한 채로 작은 충돌이 반복되면 클램퍼(135f)나 트레이의 수명을 단축 시킬 수도 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 실시예의 클램핑유닛(135)은 로드(135e)가 서포트프레임(135d)에 회동 가능하도록 체결되고, 트레이의 Z축방향 위치에 따라 로드(135e)의 회동이 구속 또는 구속 해제되도록 형성될 수 있다. 즉, 트레이가 클램핑유닛(135)에 대해 설정된 위치로 배치되게 되면, 로드(135e)의 회동이 구속되어 정상적으로 트레이를 파지 및 취출할 수 있도록 하는 한편, 트레이가 설정된 위치에 다다르지 않으면, 로드(135e)의 회동이 구속 해제되어 클램퍼(135f)와 트레이 간의 충돌을 완화한 것이다.
도 6은 도 5에 도시된 클램핑유닛(135)의 일부 확대도이다. 도 7은 도 6에 도시된 클램핑유닛(135)의 개략적인 단면도이다.
도 6 및 7을 참조하면, 로드(135e)는 서포트프레임(135d)과 만나는 접점 부위에 래칫블록(141)이 돌출 형성될 수 있다. 래칫블록(141)은 서포트프레임(135d)을 향하는 일면에 제1경사면(141a)이 구비될 수 있다. 제1경사면(141a)은 서포트프레임(135d)을 향해 소정정도 돌출되어 서포트프레임(135d) 상면과 예각(θ)을 형성할 수 있다. 예컨대, 제1경사면(141a)은 서포트프레임(135d) 상면과 대략 30 내지 60도를 형성할 수 있다.
서포트프레임(135d) 상면에는 래칫블록(141)에 대응되는 웨지블록(142)이 구비될 수 있다. 웨지블록(142)은 서포트프레임(135d)에 Y축방향으로 슬라이딩 이동 가능하도록 장착될 수 있다. 또한, 웨지블록(142)은 래칫블록(141)을 향하는 일면에 제2경사면(142a)이 구비될 수 있다. 제2경사면(142a)은 전술한 제1경사면(141a)에 대응되는 것으로, 웨지블록(142)의 Y축방향 이동에 따라 제1경사면(141a)에 접촉되거나, 제1경사면(141a)으로부터 이탈될 수 있다. 바람직하게, 제2경사면(142a)은 제1경사면(141a)에 대응되는 경사로 소정각도 하향 경사지게 형성될 수 있다.
웨지블록(142) 내부에는 후술할 접촉핀(143) 일단이 수용되는 소정의 공간이 마련될 수 있다. 또한, 이와 같은 공간의 일면은 제3경사면(142b)으로 형성될 수 있다. 다시 말하면, 웨지블록(142) 내부에는 접촉핀(143) 일단에 접촉되는 제3경사면(142b)이 구비될 수 있다. 제3경사면(142b)은 제2경사면(142a)과 대응되도록 Y축방향 후단을 향해 상향 경사지게 형성될 수 있으며, 바람직하게 전술한 제1, 2경사면(141a, 142a)과 대응되는 각도로 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 웨지블록(142)은 인장스프링(142c)에 의해 탄성 지지될 수 있다. 본 실시예의 경우, 웨지블록(142)과 서포트프레임(135d) 간에 장착된 3개의 인장스프링(142c)에 의해 웨지블록(142)이 탄성 지지되고 있다. 인장스프링(142c)은 웨지블록(142)의 Y축방향 이동시 웨지블록(142)에 탄성 복원력을 제공할 수 있다.
한편, 서포트프레임(135d)에는 접촉핀(143)이 장착될 수 있다. 접촉핀(143)은 서포트프레임(135d)을 Z축방향 관통하도록 체결되어 서포트프레임(135d)에 대해 Z축방향으로 소정범위 이동 가능하게 형성될 수 있다. 또한, 접촉핀(143)은 Z축방향으로 소정길이 연장 형성될 수 있으며, 접촉핀(143) 상단은 웨지블록(142) 내부의 제3경사면(142b)에 접촉되도록 배치될 수 있다. 접촉핀(143) 하단은 서포트프레임(135d) 하부로 노출될 수 있으며, 트레이 상면에 접촉될 수 있도록 소정 길이 연장 형성될 수 있다.
또한, 접촉핀(143)은 압축스프링(143a)에 의해 탄성 지지될 수 있다. 압축스프링(143a)은 서포트프레임(135d) 내부에 배치되어 접촉핀(143)을 하방으로 탄성 지지할 수 있다. 이와 같은 압축스프링(143a)은 접촉핀(143)이 상측으로 이동시 접촉핀(143)에 탄성 복원력을 제공하게 된다.
필요에 따라, 로드(135e) 하부에는 제1스토퍼블록(144a)이 구비될 수 있으며, 서포트프레임(135d) 하부에는 이에 대응되는 제2스토퍼블록(144b)이 구비될 수 있다. 제1, 2스토퍼블록(144a, 144b)은 단부가 서로 접촉되어 힌지축(H)을 중심으로 한 로드(135e)의 일 방향 회동을 제한할 수 있다. 보다 바람직하게, 제1스토퍼블록(144a) 및 제2스토퍼블록(144b) 중 어느 하나에는 자석(144c)이 구비될 수 있다. 본 실시예의 경우, 제2스토퍼블록(144b)의 단부에 자석(144c)이 구비된 경우를 예시하고 있다. 이와 같은 경우, 제1, 2스토퍼블록(144a, 144b)이 자력에 의해 결합된 상태를 유지함으로써, 제1, 2스토퍼블록(144a, 144b) 간 유격에 의한 진동이나 래틀소음을 방지할 수 있다. 다만, 본 실시예의 경우, 로드(135e)가 클램퍼(135f)의 충돌 등에 따라 상기 일 방향의 반대 방향으로 회동되어야 하므로, 자석(144c)은 외력이 가해지지 않은 상태에서 제1, 2스토퍼블록(144a, 144b)의 결합을 유지할 수 있는 정도이면 무방하며, 지나치게 큰 자력이 요구되는 것은 아님을 알려둔다.
상기와 같은 클램핑유닛(135)의 작동을 살펴보면, 초기 상태에서 래칫블록(141), 웨지블록(142) 및 접촉핀(143)은 도 7과 같은 상태로 배치될 수 있다. 구체적으로, 웨지블록(142)은 래칫블록(141)으로부터 소정 간격 이격 배치될 수 있으며, 접촉핀(143)은 압축스프링(143a)에 의해 탄성 지지되어 제3경사면(142b)의 최하단에 접촉 배치될 수 있다. 한편, 래칫블록(141)은 로드(135e) 및 클램퍼(135f)와 함께 힌지축(H)을 중심으로 시계 방향 및 반시계 방향으로 회동될 수 있는데, 초기 상태에서 래칫블록(141)은 제1, 2스토퍼블록(144a, 144b)이 접촉되어 반시계 방향의 회동이 제한되게 된다.
도 8은 도 7에 도시된 클램핑유닛(135)의 제1작동상태도이다.
도 8은 상기와 같은 초기 상태에서 트레이(T)의 측부에 클램퍼(135f)가 충돌된 경우를 예시하고 있다. 구체적으로, 트레이(T)가 기 설정된 높이로 적절히 이동되지 않거나, 이재기유닛(130)에 의해 클램핑유닛(135)이 적절히 이동되지 않은 상태에서, 클램핑유닛(135)이 구동되면, 클램퍼(135f)는 도시된 바와 같이 트레이(T) 측부에 충돌될 수 있다.
이때, 본 실시예의 로드(135e)는 서포트프레임(135d)에 회동 가능하게 체결되므로, 클램퍼(135f)의 충돌에 의해 로드(135e) 및 래칫블록(141)은 시계 방향으로 소정 각도 회동되게 된다. 즉, 충돌시 클램퍼(135f)가 로드(135e)와 함께 회동됨으로써, 트레이(T) 측부에 가해지는 충격이 완화될 수 있다. 따라서 충돌로 인한 클램퍼(135f)나 트레이(T)의 손상이 방지될 수 있다.
도 9는 도 7에 도시된 클램핑유닛(135)의 제2작동상태도이다.
도 9는 트레이(T)가 기 설정된 소정 위치에 적절히 배치된 경우를 예시하고 있다. 즉, 도 9는 정상적인 경우의 작동 상태를 나타낸다. 이와 같은 경우, 클램퍼(135f)가 트레이(T) 하부를 지지하여 트레이(T)를 취출할 수 있어야 하므로, 앞서와 같은 클램퍼(135f)의 회동이 제한될 필요가 있다.
트레이(T)가 기 설정된 위치로 배치되면, 접촉핀(143)은 트레이(T) 상면에 접촉되어 상측으로 이동될 수 있다. 접촉핀(143)이 이동되면, 접촉핀(143) 상단은 제3경사면(142b)을 따라 슬라이딩되어, 웨지블록(142)을 Y축방향으로 이동시키게 된다. 즉, 웨지블록(142)은 접촉핀(143)의 상승 및 제3경사면(142b)의 경사에 의해 래칫블록(141)을 향해 Y축방향 이동될 수 있다. 웨지블록(142)이 이동되면, 래칫블록(141)의 제1경사면(141a)에 웨지블록(142)의 제2경사면(142a)이 접촉되면서 래칫블록(141)의 시계방향 회동이 구속될 수 있다. 따라서 클램퍼(135f)는 회동이 구속된 상태로 트레이(T)를 적절히 파지하여 취출할 수 있게 된다.
한편, 상기와 같은 상태에서 트레이(T)가 다시 제거되면, 접촉핀(143)은 압축스프링(143a)에 의해 초기 위치로 복귀되고, 웨지블록(142) 또한 인장스프링(142c)에 의해 초기 위치로 복귀되어 래칫블록(141)으로부터 이탈될 수 있다. 이는 전술한 도 7과 같은 상태이며, 다름 트레이(T)의 위치에 따라 도 8 또는 도9의 작동 상태가 반복되게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 트레이 이송장치(100)는, 트레이 스택의 모퉁이 부위에 배치되는 한 쌍의 엣지서포터(125)를 구비함으로써, 스테이지(123)를 통한 트레이 스택의 상하 이동을 보다 안정적으로 가이드할 수 있다. 따라서 트레이 스택의 상하 위치 조절이 보다 정확하게 이뤄질 수 있다. 또한, 이와 같은 엣지서포터(125)는 특유의 형상 및 배치를 통해 최소한의 장치 구성만으로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 트레이 이송장치(100)는, 트레이 스택의 각 모퉁이 부위에 대응되게 배치되는 4개의 감지센서(126a)를 통해 트레이 스택의 Z축방향 위치뿐만 아니라 그 적층된 자세 등을 함께 검출할 수 있다. 따라서 트레이 스택의 위치 및 자세가 보다 정밀하게 검출될 수 있으며, 이에 의해 클램퍼와 트레이의 위치 오차에 따른 충돌이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 트레이 이송장치(100)는, 클램퍼(135f)가 트레이(T)에 충돌시 클램퍼(135f) 및 로드(135e)가 회동됨으로써, 클램퍼(135f) 및 트레이(T)에 가해지는 충격을 완화시킬 수 있다. 따라서 충돌에 따른 클램퍼(135f)나 트레이(T)의 손상이 효과적으로 방지될 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 트레이 이송장치 110: 베이스프레임
120: 이송유닛 121: 레일
122: 슬라이더 123: 스테이지
124: 가이드플레이트 125: 엣지서포터
126: 센서부 130: 이재기유닛
131: 서포트빔 132: 이동블록
133: 로드 134: 액츄에이터
135: 클램핑유닛 141: 래칫블록
142: 웨지블록 143: 접촉핀

Claims (4)

  1. 베이스프레임(110);
    상기 베이스프레임(110)에 설치되어 트레이 스택을 Y축방향으로 이송하며, 복수개가 상기 베이스프레임(110)에 X축방향으로 이격 배치되는 이송유닛(120); 및
    다축 이동 가능한 클램핑유닛(135)을 구비하고 트레이를 취출 및 이송하는 이재기유닛(130);을 포함하되,
    상기 이송유닛(120)은,
    상기 베이스프레임(110)에 Y축방향으로 연장 형성되는 레일(121);
    상기 레일(121)에 설치되어 상기 레일(121)을 따라 Y축방향으로 이동 가능하게 형성된 슬라이더(122);
    상기 레일(121) 일단부에 배치되어 Z축방향으로 승하강 가능하게 형성된 스테이지(123);
    상기 스테이지(123)를 사이에 두고 X축방향으로 이격 배치되어 상기 스테이지(123)에 지지된 트레이 스택의 승하강을 보조하는 한 쌍의 가이드플레이트(124);
    상기 스테이지(123)의 일측 모퉁이와 이에 대각선 방향으로 마주보는 반대측 모퉁이에 인접하게 배치되어 상기 트레이 스택의 승하강을 보조하는 한 쌍의 엣지서포터(125); 및
    상기 한 쌍의 가이드플레이트(124) 상단에 인접하게 배치되어 상기 트레이 스택 상단의 Z축방향 위치를 검출하는 센서부(126);을 포함하며,
    상기 각 엣지서포터(125)는,
    'ㄱ'자 형상의 횡단면을 가지고 Z축방향으로 연장 형성되는 가이드빔(125a); 및
    상기 가이드빔(125a) 일측에 체결되어 상기 가이드빔(125a)의 위치를 조절하되, 상기 가이드빔(125a)을 마주보는 다른 엣지서포터(125)를 향해 대각선 방향으로 위치 이동시키도록 형성된 액츄에이터(125b);를 포함하고,
    상기 센서부(126)는,
    상기 트레이 스택의 각 모퉁이 부위에 대응되도록 배치된 복수의 감지센서(126a)를 구비하고 상기 트레이 스택의 적층된 자세를 함께 검출할 수 있도록 형성되는 트레이 이송장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 클램핑유닛(135)은,
    바디블록(135a); 및
    상기 바디블록(135a)에 장착되어 Y축방향으로 구동되는 한 쌍의 가동부(135b);를 포함하고,
    상기 각 가동부(135b)는,
    상기 바디블록(135a)의 일면에 체결되는 연결블록(135c);
    일단이 상기 연결블록(135c)에 체결되어 Y축방향으로 연장 형성되는 서포트프레임(135d);
    상기 서포트프레임(135d) 타단에 X축방향의 힌지축(H)을 중심으로 회동 가능하도록 체결되며, X축방향으로 연장 형성되는 로드(135e);
    상기 로드(135e)의 양단부에 구비되는 한 쌍의 클램퍼(135f);
    상기 서포트프레임(135d) 타단과 인접한 상기 로드(135e) 일측에 돌출 형성되되, 상기 서포트프레임(135d) 상면과 소정의 예각(θ)을 이루는 제1경사면(141a)을 구비하는 래칫블록(141);
    상기 제1경사면(141a)과 대응되는 제2경사면(142a)을 구비하고 상기 서포트프레임(135d) 상면에 Y축방향 이동 가능하도록 체결되며, 내측에 제3경사면(142b)이 구비되는 웨지블록(142); 및
    상기 서포트프레임(135d)에 Z축방향으로 이동 가능하도록 체결되되, 상단이 상기 제3경사면(142b)에 접촉되도록 배치되고, 하단이 상기 서포트프레임(135d) 하부로 노출되어 트레이 상면에 접촉 가능하도록 형성된 접촉핀(143);을 포함하는 트레이 이송장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 각 가동부(135b)는,
    상기 로드(135e) 하부에 구비되는 제1스토퍼블록(144a);
    상기 제1스토퍼블록(144a)과 대응되도록 상기 서포트프레임(135d) 하부에 구비되며, 단부가 상기 제1스토퍼블록(144a)의 단부와 접촉되어 상기 로드(135e)의 일 방향 회동을 제한하는 제2스토퍼블록(144b);
    상기 제1스토퍼블록(144a) 및 상기 제2스토퍼블록(144b) 중 어느 하나에 구비되어 상기 제1, 2스토퍼블록(144a, 144b)의 단부를 접촉 상태로 결합 유지하는 자석(144c);
    상기 웨지블록(142)에 탄성 복원력을 제공하는 인장스프링(142c); 및
    상기 접촉핀(143)에 탄성 복원력을 제공하는 압축스프링(143a);를 포함하는 트레이 이송장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 래칫블록(141)은,
    초기 상태에서 상기 제1경사면(141a)이 상기 서포트프레임(135d) 상면과 이격 배치되고,
    상기 클램퍼(135f)에 외력이 가해지면, 상기 제1경사면(141a)이 상기 서포트프레임(135d) 상면에 근접되는 방향으로 상기 힌지축(H)을 중심으로 회동되며,
    상기 접촉핀(143)은,
    초기 상태에서 상단이 상기 제3경사면(142b)의 하단 부위에 접촉되도록 배치되고,
    하단이 트레이 상면에 접촉 가압되면, 상측으로 이동되어 상단이 상기 제3경사면(142b)의 상단 부위에 접촉되도록 배치되며,
    상기 웨지블록(142)은,
    초기 상태에서 상기 제2경사면(142a)이 상기 제1경사면(141a)과 이격 배치되고,
    상기 접촉핀(143)이 상승되면, 상기 제3경사면(142b)의 경사에 의해 Y축방향으로 이동되어 상기 제2경사면(142a)이 상기 제1경사면(141a)에 접촉되도록 형성되는 트레이 이송장치.
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