KR101848348B1 - Carbon-carbon fiber composite body and method for manufacturing the same and robot end effector using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탄소섬유복합바디 및 그 제작방법 및 그것을 이용한 로봇의 엔드이펙터에 관한 것으로, 본 발명은 탄소섬유층에 레진이 함침되어 경화된 제1 소재; 및 상기 제1 소재의 한쪽 면에 접착되며, 다공성시트에 레진이 함침되어 경화된 제2 소재를 포함하며, 상기 다공성시트는 상기 레진이 유동하는 유로가 구비된다. 본 발명에 따르면, 무게가 가볍고 강도가 크며 부피감을 갖게 된다.The present invention relates to a carbon fiber composite body, a manufacturing method thereof, and an end effector of a robot using the same. And a second material adhered to one surface of the first material and cured by impregnating the porous sheet with a resin, wherein the porous sheet is provided with a flow path through which the resin flows. According to the present invention, the weight is light, the strength is high, and the weight is voluminous.

Description

탄소섬유복합바디 및 그 제작방법 및 그것을 이용한 로봇의 엔드이펙터{CARBON-CARBON FIBER COMPOSITE BODY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME AND ROBOT END EFFECTOR USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a carbon fiber composite body, a method of manufacturing the same, and an end effector of a robot using the carbon fiber composite body,

본 발명은 탄소섬유복합바디 및 그 제작방법 및 그것을 이용한 로봇의 엔드 이펙터에 관한 것이다.The present invention relates to a carbon fiber composite body, a manufacturing method thereof, and an end effector of a robot using the same.

일반적으로 반도체 제조 공정이나 LCD 제조 공정에서 로봇들이 많이 사용된다. 특히, 스카라 로봇의 경우 웨이퍼나 LCD 글라스를 트랜스퍼하는 공정에 주로 설치된다.Generally, robots are used in semiconductor manufacturing process and LCD manufacturing process. Especially, in the case of SCARA robot, it is mainly installed in the process of transferring wafer or LCD glass.

도 1은 스카라 로봇의 일예를 도시한 평면도이다. 도 2는 상기 스카라 로봇의 일예를 도시한 정면도이다.1 is a plan view showing an example of a scara robot. 2 is a front view showing an example of the SCARA robot.

도 1, 2에 도시한 바와 같이, 스카라 로봇은 본체(10)와, 상기 본체(10)의 상단부에 회전 움직임 가능하게 결합되는 제1 아암(first arm)(20)과, 상기 제1 아암(20)의 단부에 회전 움직임 가능하게 연결되는 제2 아암(second arm)(30)과, 상기 제2 아암(30)의 단부에 회전 움직임 가능하게 연결되는 이펙터클램프(effector clamp)(40)와, 상기 이펙터클램프(40)에 연결되며 웨이퍼나 글라스가 놓여지는 엔드이펙터(end effector)(50)를 포함한다.1 and 2, the SCARA robot includes a main body 10, a first arm 20 rotatably coupled to an upper end of the main body 10, A second arm 30 rotatably connected to an end of the first arm 20 and an effector clamp 40 rotatably connected to an end of the second arm 30, And an end effector 50 connected to the effect clamp 40 and on which a wafer or a glass is placed.

상기 스카라 로봇은 본체(10)의 작동에 따라 제1,2 아암(20)(30)과 이펙터클램프(40)가 움직이면서 엔드이펙터(50)를 설정된 위치에 정확하게 이동시켜 엔드이펙터(50)에 웨이퍼(또는 글라스)가 로딩되고 웨이퍼가 놓인 엔드이펙터(50)를 설정된 위치로 정확하게 이동시켜 엔드이펙터(50)에 놓인 웨이퍼가 언로딩된다. 이와 같이, 스카라 로봇은 설정된 위치에 정확하게 이동하여 웨이퍼를 받아 다른 설정된 위치에 정확하게 이동시키는 단위 공정에 필수적으로 사용된다.The scarab robot moves the end effector 50 accurately to the predetermined position by moving the first and second arms 20 and 30 and the effect clamp 40 according to the operation of the main body 10, (Or glass) is loaded and the end effector 50 on which the wafer is placed is accurately moved to the set position, so that the wafer placed on the end effector 50 is unloaded. As described above, the scara robot is essentially used for a unit process that moves precisely to a set position and moves the wafer to another set position precisely.

스카라 로봇은 공정의 생산성을 높이기 위하여 빠른 스피드와 반복 위치정밀도가 중요하다. 하지만, 스카라 로봇의 아암들(20)(30), 이펙터클램프(40), 엔드이펙터(50) 등이 무게가 무거울 경우 스카라 로봇의 엔드이펙터(50)가 왕복 운동하면서 가속과 감속을 반복하는 과정에서 스카라 로봇의 자중(특히 엔드이펙터(50)의 자중) 및 웨이퍼의 자중에 의해 웨이퍼가 이탈하거나 엔드이펙터(50)의 흔들림으로 설정 위치에 정확하게 위치시키는 것이 어렵게 된다. 종래, 스카라 로봇의 아암들(20)(30), 이펙터클램프(40), 엔드이펙터(50)는 알루미늄합금 재질로 제작된다. 하지만, 알루미늄합금 재질의 아암들(20)(30), 이펙터클램프(40), 엔드이펙터(50)로 이루어진 스카라 로봇의 경우 알루미늄합금의 휨강도가 약해 두께를 두껍게 하게 되므로 중량이 상대적으로 무거워 웨이퍼를 왕복 이송시키는 스피드가 빠르지 않아 생산성을 높이는데 한계가 있다.The speed and repeatability of the SCARA robot are important to increase process productivity. However, when the weight of the arms 20, 30, the effect clamp 40, the end effector 50, etc. of the scalar robot is heavy, the end effector 50 of the scarab robot reciprocates and repeats acceleration and deceleration It is difficult to precisely position the wafer at the set position due to the self-weight of the scara robot (in particular, the self weight of the end effector 50) and the weight of the wafer due to detachment of the wafer or wobbling of the end effector 50. Conventionally, the arms 20, 30, the effect clamp 40, and the end effector 50 of the SCARA robot are made of an aluminum alloy material. However, in the case of a scara robot including the arms 20 and 30 made of aluminum alloy, the effector clamp 40 and the end effector 50, the bending strength of the aluminum alloy is weak and the thickness is increased, The speed of reciprocating transfer is not fast enough to increase productivity.

본 발명의 목적은 무게가 가볍고 강도가 크며 부피감이 있는 탄소섬유복합바디 및 그 제작방법 및 그것을 이용한 로봇의 엔드이펙터를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a carbon fiber composite body having a light weight, a high strength and a volume, a method of manufacturing the same, and an end effector of the robot using the same.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 탄소섬유층에 레진이 함침되어 경화된 제1 소재; 및 상기 제1 소재의 한쪽 면에 접착되며, 다공성시트에 레진이 함침되어 경화된 제2 소재를 포함하며, 상기 다공성시트는 상기 레진이 유동하는 유로가 구비된 것을 특징으로 하는 탄소섬유복합바디가 제공된다.In order to accomplish the object of the present invention, there is provided a carbon fiber composite material comprising: a first material which is cured by impregnating a carbon fiber layer with a resin; And a second material bonded to one surface of the first material and cured by impregnating the porous sheet with resin, wherein the porous sheet is provided with a flow path through which the resin flows. / RTI >

상기 탄소섬유층은 탄소섬유들이 한 방향으로 배열된 것이 바람직하다.Preferably, the carbon fibers are arranged in one direction.

상기 탄소섬유층은 탄소섬유들이 직조된 것이 될 수 있다.The carbon fiber layer may be formed by weaving carbon fibers.

상기 유로는 타부분보다 밀도가 낮은 것이 바람직하다.It is preferable that the flow path has a lower density than other portions.

상기 유로는 다공성시트의 한쪽면에 형성될 수 있다.The flow path may be formed on one side of the porous sheet.

상기 유로는 다수 개의 육각형들이 연결된 허니컴 형상으로 형성된 것이 바람직하다.The flow path is preferably formed in a honeycomb shape in which a plurality of hexagons are connected.

상기 유로는 다수 개의 사각형들이 연결된 격자 형상으로 형성될 수도 있다.The flow path may be formed in a grid shape in which a plurality of squares are connected.

또한, 탄소섬유들에 레진을 함침하는 단계; 상기 레진이 함침된 탄소섬유들을 1차로 경화시키는 단계; 다공성시트에 레진을 함침하는 단계; 상기 레진이 함침된 다공성시트를 1차로 경화시키는 단계; 상기 1차 경화된 탄소섬유들과 1차로 경화된 다공성시트를 부착시킨 후 가열 가압하여 2차 경화시키는 단계;를 포함하며, 상기 탄소섬유들과 다공성시트를 각각 1차로 경화시키는 온도는 70 ~ 90도이며, 상기 2차 경화시키는 온도는 110 ~ 130도인 것을 특징으로 하는 탄소섬유복합바디 제작방법이 제공된다.Impregnating the carbon fibers with a resin; Firstly curing the carbon fibers impregnated with the resin; Impregnating the porous sheet with a resin; Curing the resin-impregnated porous sheet primarily; And curing the primary cured carbon fibers and the primary cured porous sheet by heating and pressing the primary cured carbon fibers and the primary cured porous sheet. The temperature at which the carbon fibers and the porous sheet are first cured is preferably 70 to 90 And the second curing temperature is in the range of 110 to 130 degrees.

또한, 본체와, 상기 본체의 상단부에 회전 움직임 가능하게 결합되는 제1 아암과, 상기 제1 아암의 단부에 회전 움직임 가능하게 연결되는 제2 아암과, 상기 제2 아암의 단부에 회전 움직임 가능하게 연결되는 이펙터클램프와, 상기 이펙터클램프에 연결되며 웨이퍼나 글라스가 놓여지는 엔드이펙터를 포함하는 로봇에 있어서, 상기 엔드이펙터는, 탄소섬유층에 레진이 함침된 제1 소재; 및 상기 제1 소재의 한쪽 면에 접착되며, 다공성시트에 레진이 함침된 제2 소재를 포함하며, 상기 다공성시트는 상기 레진이 유동하는 유로가 구비된 것을 특징으로 하는 로봇의 엔드이펙터가 제공된다.A first arm that is rotatably coupled to an upper end of the main body; a second arm that is rotatably connected to the end of the first arm; An end effector connected to the effect clamp and to which a wafer or a glass is placed, the end effector comprising: a first material impregnated with a resin in a carbon fiber layer; And a second material adhered to one surface of the first material and impregnated with a resin in the porous sheet, wherein the porous sheet is provided with a flow path through which the resin flows .

본 발명은 탄소섬유층에 레진이 함침되어 경화된 제1 소재와, 다공성시트에 레진이 함침되어 경화된 제2 소재가 제1 소재의 한쪽 면에 접착되므로 강도가 크고 무게가 가볍게 될 뿐만 아니라 부피감이 있다. 즉, 제1 소재는 탄소섬유층에 레진이 함침되어 경화되므로 강도가 크고 무게가 가볍게 되며 제2 소재는 다공성시트에 레진이 함침되어 경화되므로 강도가 크면서 부피감을 주게 된다. 이로 인하여, 본 발명에 따른 탄소섬유복합바디를 장비의 구성 부품으로 사용되어 움직일 때 강도가 크면서 가볍고 부피감이 있어 움직임시 흔들림을 방지하게 된다.The present invention is characterized in that since the first material which is hardened by the resin impregnated in the carbon fiber layer and the second material which is hardened by impregnation of the resin in the porous sheet are adhered to one side of the first material, have. That is, since the first material is hardened by impregnating the carbon fiber layer with the resin, the strength is large and the weight is light, and the second material is hardened because the porous sheet is impregnated with the resin. Therefore, when the carbon fiber composite body according to the present invention is used as a component part of the equipment, it is strong, light, and bulky so that it is prevented from shaking when moving.

또한, 본 발명은 탄소섬유층에 레진을 함침시켜 1차 경화시키고 다공성시트에 레진을 함침시켜 1차 경화시키고 1차 경화된 탄소섬유층과 다공성시트를 가열 가압하여 성형하게 되므로 1차 경화된 탄소섬유층과 다공성시트의 부착이 견고하게 된다.In addition, the present invention relates to a method for producing a carbon fiber composite material, which comprises impregnating a carbon fiber layer with a resin to cure the composite material, curing the composite material by primary curing the composite material by impregnating the porous material with resin, curing the primary cured carbon fiber layer, The attachment of the porous sheet becomes firm.

또한, 다공성시트에 유로를 형성하고 그 유로가 형성된 다공성시트를 레진으로 함침시킴에 의해 레진이 유로를 따라 유동하여 다공성시트의 전체에 걸쳐 형성된 유로에 레진이 충분히 함침되고 밀도가 높은 베이스부에 레진의 함침이 억제되어 무게를 가볍게 하면서 강도를 높이게 된다.In addition, by forming the flow path in the porous sheet and impregnating the porous sheet formed with the flow path with the resin, the resin flows along the flow path to sufficiently impregnate the resin in the flow path formed over the entire porous sheet, So that the strength is increased while lightening the weight.

또한, 본 발명은 로봇의 엔드이펙터가 탄소섬유층에 레진이 함침되어 경화된 제1 소재와, 다공성시트에 레진이 함침되어 경화된 제2 소재가 제1 소재의 한쪽 면에 접착되므로 강도가 크고 무게가 가볍게 될 뿐만 아니라 부피감이 있게 되므로 로봇의 엔드이펙터가, 강도가 크고 무게가 가볍고 부피감을 갖게 된다.The end effector of the present invention is characterized in that the end effector of the robot is bonded to one side of the first material by bonding the first material that is hardened with the resin impregnated in the carbon fiber layer and the second material that is hardened by impregnating the resin into the porous sheet, The end effector of the robot has a large strength, a light weight and a bulky feeling.

도 1은 스카라 로봇의 일예를 도시한 평면도,
도 2는 상기 스카라 로봇의 일예를 도시한 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 탄소섬유복합바디의 일실시예를 도시한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 탄소섬유복합바디의 일실시예를 도시한 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 탄소섬유복합바디의 일실시예를 구성하는 다공성시트의 일예를 도시한 평면도,
도 6은 본 발명에 따른 탄소섬유복합바디의 일실시예를 구성하는 다공성시트의 다른 일예를 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 탄소섬유복합바디의 일실시예를 구성하는 다공성시트의 또다른 일예를 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 탄소섬유복합바디 제작방법의 일실시예를 도시한 순서도,
도 9는 본 발명에 따른 로봇의 엔드이펙터가 구비된 로봇의 일예를 도시한 측면도.1 is a plan view showing an example of a scara robot,
2 is a front view showing an example of the SCARA robot,
3 is a perspective view illustrating an embodiment of a carbon fiber composite body according to the present invention,
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of a carbon fiber composite body according to the present invention,
5 is a plan view showing an example of a porous sheet constituting a carbon fiber composite body according to an embodiment of the present invention,
6 is a cross-sectional view of another example of the porous sheet constituting one embodiment of the carbon fiber composite body according to the present invention,
7 is a cross-sectional view of another example of the porous sheet constituting the carbon fiber composite body according to the present invention,
8 is a flowchart showing one embodiment of a method for manufacturing a carbon fiber composite body according to the present invention,
9 is a side view showing an example of a robot equipped with an end effector of the robot according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 탄소섬유복합바디 및 그 제작방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a carbon fiber composite body and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 탄소섬유복합바디의 일실시예를 도시한 사시도이다.3 is a perspective view showing an embodiment of a carbon fiber composite body according to the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 탄소섬유복합바디의 일실시예는 제1 소재(60), 제2 소재(70)를 포함한다.As shown in FIG. 3, an embodiment of the carbon fiber composite body according to the present invention includes a first material 60 and a second material 70.

제1 소재(60)는 탄소섬유층(61)와, 탄소섬유층(61)에 함침되어 경화된 레진(62)을 포함한다. 탄소섬유층(61)의 제1 실시예로, 탄소섬유층(61)은 탄소섬유들이 한 방향으로 배열된 한 개의 층으로 이루어진다. 탄소섬유층(61)의 제2 실시예로, 도 4에 도시한 바와 같이, 탄소섬유층(61)은 한 방향으로 배열된 제1 층(61a)과, 제1 층(61a)의 한쪽면에 구비되며 제1 층(61a)의 탄소섬유들의 방향과 수직 방향으로 위치하도록 한 방향으로 배열된 제1 층(61b)을 포함한다. 제1 층(61a)과 제2 층(62b)은 교번되게 복수 층으로 적층될 수도 있다. 탄소섬유층(61)의 제3 실시예로, 탄소섬유층(61)은 탄소섬유들이 직조된 것으로 이루어진다. 직조된 탄소섬유층(61)이 복수 개 적층될 수도 있다.The first material 60 includes a carbon fiber layer 61 and a resin 62 impregnated in the carbon fiber layer 61 and cured. In the first embodiment of the carbon fiber layer 61, the carbon fiber layer 61 is composed of one layer in which carbon fibers are arranged in one direction. 4, the carbon fiber layer 61 includes a first layer 61a arranged in one direction and a second layer 61b arranged on one side of the first layer 61a And a first layer (61b) arranged in one direction so as to be positioned in a direction perpendicular to the direction of the carbon fibers of the first layer (61a). The first layer 61a and the second layer 62b may be alternately stacked in a plurality of layers. In the third embodiment of the carbon fiber layer 61, the carbon fiber layer 61 is formed by weaving carbon fibers. A plurality of woven carbon fiber layers 61 may be laminated.

제2 소재(70)는 제1 소재(60)의 한쪽 면에 접착된다. 제2 소재(70)는 다공성시트(71)와, 다공성시트(71)에 함침되어 경화된 레진(72)을 포함한다. 다공성시트(71)의 일예로, 다공성시트(71)는 폴리에스테르(Polyester) 재질의 부직포인 것이 바람직하다. 다공성시트(71)는 폴리에스테르 이외에 다양한 재질이 사용될 수 있다. 다공성시트(71)는 내부에 레진이 유동하는 유로(71a)가 형성되되, 유로(71a)는 타부분보다 밀도가 낮게 형성된다. 즉, 다공성시트는 고밀도로 이루어진 베이스부(71b)와, 그 베이스부(71b)의 전체에 걸쳐 형성되는 저밀도로 이루어진 유로(17a)를 포함한다. 저밀도인 유로(17a)의 밀도는 고밀도인 베이스부(71b)의 밀도의 1/10 ~ 1/15인 것이 바람직하다. 다공성시트(71)의 유로(71a)의 형상은, 도 5에 도시한 바와 같이, 다수 개의 육각형들이 연결된 허니컴 형상으로 형성되되 설정된 폭을 가지는 것이 바람직하다. 유로(71a)에 의해 형성되는 육각형 부분들은 베이스부(71b)가 된다. 이와 같은 다공성시트(71)에 레진(72)을 함침시 레진(72)이 유로(71a)를 따라 유동하면서 유로(71a)에 채워지게 되며 베이스부(71b)는 밀도가 높아 레진(72)의 함침이 억제된다. 이로 인하여, 다공성시트(71)에 레진(72)을 함침하게 되면 다공성시트(71)의 유로(71a) 부분에는 레진(72)이 충분히 채워지게 되고 밀도가 높은 베이스부(71b)에 레진(72)이 거의 침투되지 않게 된다. 이로 인하여, 부피감을 가지면서 무게가 가볍고 강도가 크게 된다.The second material (70) is bonded to one side of the first material (60). The second material 70 includes a porous sheet 71 and a resin 72 impregnated into the porous sheet 71 and cured. As an example of the porous sheet 71, it is preferable that the porous sheet 71 is a nonwoven fabric made of a polyester material. As the porous sheet 71, various materials other than polyester may be used. The porous sheet 71 is provided with a flow path 71a through which the resin flows, and the flow path 71a is formed to have a density lower than other parts. That is, the porous sheet includes a base portion 71b made of high density and a low-density flow passage 17a formed over the entire base portion 71b. It is preferable that the density of the low-density flow path 17a is 1/10 to 1/15 of the density of the high-density base portion 71b. As shown in FIG. 5, the channel 71a of the porous sheet 71 preferably has a honeycomb shape in which a plurality of hexagons are connected and has a predetermined width. The hexagonal portions formed by the flow path 71a become the base portion 71b. When the resin 72 is impregnated into the porous sheet 71, the resin 72 is filled in the flow path 71a while flowing along the flow path 71a, and the base part 71b has a high density, Impregnation is suppressed. When the resin 72 is impregnated into the porous sheet 71, the resin 72 is sufficiently filled in the flow path 71a of the porous sheet 71 and the resin 72 ) Are hardly infiltrated. As a result, it is bulky, light in weight, and strong in strength.

다공성시트(71)의 유로(71a)의 다른 일예로, 도 6에 도시한 바와 같이, 다공성시트(71)의 유로(71a)는 다공성시트(71)의 한쪽면에 형성된다. 이와 같은 경우, 다공성시트(71)에 레진(72)을 함침시 레진(72)이 유로(71a)를 따라 유동하면서 유로(71a)에 레진이 채워진다. 이로 인하여, 다공성시트(71)에 레진(72)을 함침하게 되면 다공성시트(71)의 유로(71a)에는 레진(72)이 충분히 채워지게 되고 베이스부(71b)에는 레진(72)이 함침되는 것이 억제된다.6, the flow path 71a of the porous sheet 71 is formed on one surface of the porous sheet 71. As shown in Fig. In this case, when the resin 72 is impregnated into the porous sheet 71, the resin flows into the flow path 71a while the resin 72 flows along the flow path 71a. When the porous sheet 71 is impregnated with the resin 72, the resin 72 is sufficiently filled in the flow path 71a of the porous sheet 71 and the resin 72 is impregnated in the base 71b .

다공성시트(71)의 유로(71a)의 또다른 일예로, 도 7에 도시한 바와 같이, 다공성시트(71)의 유로(71a)는 다공성시트(71)의 양쪽면에 형성된다. 이와 같은 경우, 다공성시트(71)에 레진(72)을 함침시 레진(72)이 다공성시트(71)의 양쪽면에 각각 형성된 유로(71a)를 따라 유동하면서 유로(71a)에 레진(72)이 충분히 채워지게 되고 베이스부(71b)에는 레진(72)이 함침되는 것이 억제된다.As another example of the flow path 71a of the porous sheet 71, the flow path 71a of the porous sheet 71 is formed on both surfaces of the porous sheet 71, as shown in Fig. In this case, when the resin 72 is impregnated into the porous sheet 71, the resin 72 flows to the flow path 71a through the resin 72 while flowing along the flow path 71a formed on both surfaces of the porous sheet 71, And the resin 72 is prevented from being impregnated in the base portion 71b.

다공성시트(71)의 유로(71a) 형상의 다른 일예로, 유로(71a) 형상은 다수 개의 사각형들이 연결된 격자 형상으로 형성되되, 설정된 폭을 갖는다.As another example of the shape of the flow path 71a of the porous sheet 71, the shape of the flow path 71a is formed in a grid shape in which a plurality of squares are connected and has a predetermined width.

다공성시트(71)의 유로(71a) 형상은 다양한 형태로 구현될 수 있다.The shape of the flow path 71a of the porous sheet 71 may be embodied in various forms.

도 8은 본 발명에 따른 탄소섬유복합바디 제작방법의 일실시예를 도시한 순서도이다.8 is a flowchart showing an embodiment of a method for manufacturing a carbon fiber composite body according to the present invention.

도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 탄소섬유복합바디 제작방법의 일실시예는, 먼저, 탄소섬유들에 레진을 함침하는 단계(S1)가 진행된다. 탄소섬유들은 한 반향으로 배열되고 그 한 방향으로 배열된 탄소섬유들에 레진을 함침시키게 된다. 한편, 탄소섬유들은 두 개의 층으로 적층될 수 있다. 그 일예로, 한 방향으로 탄소섬유들이 배열된 제1 탄소섬유배열층과 그 제1 탄소섬유배열층에 한 방향으로 탄소섬유들이 배열된 제2 탄소섬유배열층이 적층된다. 이때, 제2 탄소섬유배열층이 제1 탄소섬유배열층과 직각인 방향으로 적층되거나, 제2 탄소섬유배열층이 제1 탄소섬유배열층과 같은 방향으로 적층될 수 있다. 또한, 탄소섬유들의 층이 세 개 이상 적층될 수도 있다. 다른 일예로, 탄소섬유들은 직조된 형태로 이루어질 수 있다. 직조된 탄소섬유들에 레진이 함침된다. 직조된 탄소섬유들이 복수 개의 층들로 이루어질 수도 있다.As shown in FIG. 8, in an embodiment of the method for fabricating a carbon fiber composite body according to the present invention, a step (S1) of impregnating a resin with carbon fibers proceeds. The carbon fibers are arranged in one echo and the carbon fibers arranged in one direction impregnate the resin. On the other hand, the carbon fibers can be stacked in two layers. For example, a first carbon fiber arrangement layer in which carbon fibers are arranged in one direction and a second carbon fiber arrangement layer in which carbon fibers are arranged in one direction on the first carbon fiber arrangement layer are laminated. At this time, the second carbon fiber arrangement layer may be laminated in a direction perpendicular to the first carbon fiber arrangement layer, or the second carbon fiber arrangement layer may be laminated in the same direction as the first carbon fiber arrangement layer. Also, three or more layers of carbon fibers may be laminated. In another example, the carbon fibers may be in a woven form. The woven carbon fibers are impregnated with the resin. The woven carbon fibers may be composed of a plurality of layers.

탄소섬유들에 레진을 함침시킨 후 레진이 함침된 탄소섬유들을 1차로 경화시키는 단계(S2)가 진행된다. 레진이 함침된 탄소섬유들 1차로 경화시키는 온도는 70 ~ 90도인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 80도이다.After the resin is impregnated with the carbon fibers, a step (S2) of hardening the carbon fibers impregnated with the resin is performed. The temperature at which the resin-impregnated carbon fibers are first cured is preferably 70 to 90 degrees. More preferably 80 degrees.

레진이 함침된 탄소섬유들을 1차로 경화시킨 후 다공성시트(71)에 레진을 함침시키는 단계(S3)가 진행된다. 다공성시트(71)의 일예로, 다공성시트(71)는 폴리에스테르 재질의 부직포인 것이 바람직하다. 다공성시트(71)는 다양한 재질이 사용될 수 있다. 다공성시트(71)는 내부에 레진이 유동하는 유로(71a)가 형성되되, 유로(71a)는 타부분보다 밀도가 낮게 형성된다. 즉, 다공성시트(71)의 다른 부분들을 밀도가 균일하고 유로(71a)는 다른 부분의 밀도보다 밀도가 1/10 ~ 1/15 정도로 낮다. 다공성시트(71)의 유로(71a) 형상은 다수 개의 육각형들이 연결된 허니컴 형상으로 형성되되 설정된 폭을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 다공성시트(71)에 레진을 함침하게 되면 레진이 유로(71a)를 따라 유동하면서 유로(71a)에 충분히 채워지게 되고 밀도가 높은 부분에는 레진의 침투가 억제된다. 한편, 다공성시트(71)의 유로(71a)를 형성하는 다른 방법은 다공성시트(71)의 한쪽면을 가압하여 유로(71a)를 형성할 수도 있다. 다공성시트(71)의 유로(71a)를 형성하는 또다른 방법으로 다공성시트(71)의 양쪽면을 가압하여 양쪽면에 각각 유로(71a)를 형성할 수도 있다. 다공성시트(71)에 형성된 유로(71a)의 다른 형상은 다수 개의 사각형들이 연결된 격자 형상으로 형성되되 설정된 폭을 갖도록 형성될 수도 있다. 다공성시트(71)에 형성된 유로(71a)의 형상은 다양한 형상으로 구현될 수 있다.After the resin-impregnated carbon fibers are first cured, a step S3 is performed in which the porous sheet 71 is impregnated with a resin. As one example of the porous sheet 71, it is preferable that the porous sheet 71 is a nonwoven fabric made of a polyester material. Various materials can be used for the porous sheet 71. The porous sheet 71 is provided with a flow path 71a through which the resin flows, and the flow path 71a is formed to have a density lower than other parts. That is, the density of the other portions of the porous sheet 71 is uniform, and the density of the flow path 71a is as low as 1/10 to 1/15. The flow path 71a of the porous sheet 71 is preferably formed in a honeycomb shape in which a plurality of hexagons are connected and has a predetermined width. When the resin is impregnated into the porous sheet 71, the resin flows along the flow path 71a to be filled in the flow path 71a, and penetration of the resin into the high density part is suppressed. On the other hand, another method of forming the flow path 71a of the porous sheet 71 may be to pressurize one surface of the porous sheet 71 to form the flow path 71a. Another method of forming the flow path 71a of the porous sheet 71 may be to pressurize both surfaces of the porous sheet 71 to form the flow path 71a on both surfaces thereof. The other shape of the flow path 71a formed in the porous sheet 71 may be formed in a grid shape in which a plurality of squares are connected to each other and may have a predetermined width. The shape of the flow path 71a formed in the porous sheet 71 can be realized in various shapes.

다공성시트(71)에 레진을 함침시킨 후 레진이 함침된 다공성시트(71)를 1차로 경화시키는 단계(S4)가 진행된다. 레진이 함침된 다공성시트(71)를 각각 1차로 경화시키는 온도는 70 ~ 90도인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1차 경화 온도가 80도이다.After the porous sheet 71 is impregnated with the resin, step S4 is performed in which the porous sheet 71 impregnated with the resin is first cured. The temperature at which the resin-impregnated porous sheet 71 is first cured is preferably 70 to 90 degrees. More preferably, the primary curing temperature is 80 degrees.

탄소섬유들에 레진을 함침시키고 그 레진이 함침된 탄소섬유들을 1차 경화시키는 과정과 다공성시트(71)에 레진을 함침시키고 레진이 함침된 다공성시트(71)를 1차 경화시키는 과정은 동시에 진행되는 것이 바람직하다. 또한, 탄소섬유들에 레진을 함침시키고 그 레진이 함침된 탄소섬유들을 1차 경화시키는 과정이 다공성시트(71)에 레진을 함침시키고 레진이 함침된 다공성시트(71)를 1차 경화시키는 과정이 진행된 다음에 진행될 수도 있다.The process of first hardening the carbon fibers impregnated with the resin, impregnating the porous sheet 71 with the resin, and first hardening the porous sheet 71 impregnated with the resin are simultaneously carried out . The process of first hardening the carbon fibers impregnated with the resin and impregnating the resin with the resin impregnates the porous sheet 71 and hardens the porous sheet 71 impregnated with the resin It may proceed after it has proceeded.

레진이 함침된 다공성시트(71)를 1차 경화시킨 후 1차 경화된 탄소섬유들과 1차로 경화된 다공성시트(71)를 부착시킨 후 가열 가압하여 2차 경화시키는 단계(S5)가 진행된다. 레진이 함침된 다공성시트(71)는 연속적으로 복수 장 적층할 수도 있다. 2차 경화시키는 온도는 110 ~ 130도인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 2차 경화온도는 120도이다. 1차 경화된 다공성시트(71)와 탄소섬유들은 오토크레이브에서 가열 가압됨이 바람직하다. 한편, 1차 경화된 다공성시트(71)와 탄소섬유들은 핫프레스기에 의해 가열 가압될 수도 있다.After the resin-impregnated porous sheet 71 is first cured, the primary cured carbon fibers and the primary cured porous sheet 71 are adhered to each other, followed by heating and pressing to secondary cure (S5) . The porous sheet 71 impregnated with the resin may be continuously laminated on a plurality of sheets. The second curing temperature is preferably 110 to 130 degrees. More preferably, the secondary curing temperature is 120 degrees. The primary cured porous sheet 71 and the carbon fibers are preferably heated and pressurized in an autoclave. On the other hand, the primary cured porous sheet 71 and the carbon fibers may be heated and pressed by a hot press.

본 발명에 따른 탄소섬유복합바디 제조방법에 의해 제작된 탄소섬유복합바디는 탄소섬유층(61)에 레진(62)이 함침되어 경화된 제1 소재(60)와, 다공성시트(71)에 레진(72)이 함침되어 경화된 제2 소재(70)가 제1 소재(60)의 한쪽 면에 접착되므로 강도가 크고 무게가 가볍게 될 뿐만 아니라 부피감이 있다. 즉, 제1 소재(60)는 탄소섬유층(61)에 레진(62)이 함침되어 경화되므로 강도가 크고 무게가 가볍게 되며 제2 소재(70)는 다공성시트(71)에 레진(72)이 함침되어 경화되므로 강도가 크면서 부피감을 주게 된다. 이로 인하여, 본 발명에 따른 탄소섬유복합바디(B)를 장비의 구성 부품으로 제작 사용되어 움직일 때 강도가 크면서 가볍고 부피감이 있어 움직임시 흔들림을 방지하게 된다.The carbon fiber composite body manufactured by the method of producing a carbon fiber composite body according to the present invention comprises a first material 60 cured by impregnating a resin 62 on a carbon fiber layer 61, 72 are impregnated and the hardened second material 70 is adhered to one side of the first material 60, the strength is large, the weight is light, and there is a volume feeling. That is, since the first material 60 is hardened by impregnating the carbon fiber layer 61 with the resin 62, the strength is large and the weight is light, and the second material 70 is impregnated with the resin 72 on the porous sheet 71, So that it becomes hard and gives a bulky feeling. Therefore, when the carbon fiber composite body (B) according to the present invention is manufactured and used as a component of the equipment, it has a large strength, light weight and volume, which prevents shaking during movement.

또한, 본 발명은 탄소섬유층(61)에 레진(62)을 함침시켜 1차 경화시키고 다공성시트(71)에 레진(72)을 함침시켜 1차 경화시키고 1차 경화된 탄소섬유층(61)과 다공성시트(71)를 가열 가압하여 성형하게 되므로 1차 경화된 탄소섬유층(61)과 다공성시트(71)의 부착이 견고하게 된다.The present invention also relates to a method for manufacturing a carbon fiber composite material in which a carbon fiber layer 61 is impregnated with a resin 62 for primary curing and the porous sheet 71 is first cured by impregnating the resin 72 with a primary cured carbon fiber layer 61, Since the sheet 71 is formed by heating and pressing, the first hardened carbon fiber layer 61 and the porous sheet 71 are firmly adhered to each other.

또한, 다공성시트(71)에 유로(71a)를 형성하고 그 유로(71a)가 형성된 다공성시트(71)를 레진(72)으로 함침시킴에 의해 레진(72)이 유로(71a)를 따라 유동하여 다공성시트(71)의 전체에 걸쳐 형성된 유로에 레진이 충분히 함침되고 밀도가 높은 베이스부에 레진(72)의 함침이 억제되어 무게를 가볍게 하면서 강도를 높이게 된다.The flow path 71a is formed in the porous sheet 71 and the porous sheet 71 formed with the flow path 71a is impregnated with the resin 72 so that the resin 72 flows along the flow path 71a The resin is sufficiently impregnated in the flow path formed over the whole of the porous sheet 71 and impregnation of the resin 72 to the high density base portion is suppressed to lighten the weight and increase the strength.

도 9는 본 발명에 따른 로봇의 엔드이펙터가 구비된 로봇의 일예를 도시한 측면도이다.9 is a side view showing an example of a robot having an end effector of the robot according to the present invention.

도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇의 엔드이펙터(50')가 구비된 로봇의 일예는, 본체(10)와, 본체(10)의 상단부에 회전 움직임 가능하게 결합되는 제1 아암(20)과, 제1 아암(20)의 단부에 회전 움직임 가능하게 연결되는 제2 아암(30)과, 제2 아암(30)의 단부에 회전 움직임 가능하게 연결되는 이펙터클램프(40)와, 이펙터클램프(40)에 연결되며 웨이퍼나 글라스가 놓여지는 엔드이펙터(50')를 포함하며, 엔드이펙터(50')는 탄소섬유층(61)에 레진(62)이 함침된 제1 소재(60); 및 상기 제1 소재(60)의 한쪽 면에 접착되며, 다공성시트(71)에 레진(72)이 함침된 제2 소재(70)를 포함하며, 다공성시트(71)는 레진(72)이 유동하는 유로(71a)가 구비된다. 제1 소재(60)와 제2 소재(70)는 본 발명의 탄소섬유복합바디(B)에서 설명한 제1,2 소재(60)(70)와 같다. 따라서 제1,2 소재(60)(70)에 대한 구체적인 설명은 생략한다.9, an example of a robot provided with an end effector 50 'of a robot according to the present invention includes a main body 10, a first arm 30, which is rotatably coupled to an upper end of the main body 10, A second arm 30 rotatably connected to an end of the first arm 20; an effect clamp 40 rotatably connected to an end of the second arm 30; And an end effector 50 'connected to the effect clamp 40 and on which a wafer or a glass is placed. The end effector 50' includes a first material 60 impregnated with a resin 62 on the carbon fiber layer 61, ; And a second material (70) adhered to one side of the first material (60) and impregnated with a resin (72) on the porous sheet (71), wherein the porous sheet (71) A flow path 71a is provided. The first material 60 and the second material 70 are the same as the first and second materials 60 and 70 described in the carbon fiber composite body B of the present invention. Therefore, detailed description of the first and second materials 60 and 70 will be omitted.

본 발명에 따른 로봇의 엔드이펙터(50)가 구비된 로봇은, 본체(10)의 작동에 따라 제1,2 아암(20)(30)과 이펙터클램프(40)가 움직이면서 엔드이펙터(50')를 설정된 위치에 정확하게 이동시켜 엔드이펙터(50')에 웨이퍼(또는 글라스)가 로딩되고 웨이퍼가 놓인 엔드이펙터(50')를 설정된 위치로 정확하게 이동시켜 엔드이펙터(50')에 놓인 웨이퍼가 언로딩된다.The robot equipped with the end effector 50 of the robot according to the present invention is configured such that the first and second arms 20 and 30 and the effector clamp 40 move while the end effector 50 ' (Or glass) is loaded on the end effector 50 'and the end effector 50' on which the wafer is placed is accurately moved to the set position so that the wafer placed on the end effector 50 ' do.

본 발명은 로봇의 엔드이펙터(50)가 탄소섬유층(61)에 레진(62)이 함침되어 경화된 제1 소재(60)와, 다공성시트(71)에 레진(72)이 함침되어 경화된 제2 소재(70)가 제1 소재(60)의 한쪽 면에 접착되므로 강도가 크고 무게가 가볍게 될 뿐만 아니라 부피감이 있다. 즉, 제1 소재(60)는 탄소섬유층(61)에 레진(62)이 함침되어 경화되므로 강도가 크고 무게가 가볍게 되며 제2 소재(70)는 다공성시트(71)의 유로(71a)에 레진(72)이 함침되어 경화되고 베이스부에 레진 함침이 억제되므로 강도가 크면서 부피감을 주게 된다. 이와 같이, 로봇의 엔드이펙터(50')가, 강도가 크고 무게가 가볍고 부피감을 갖게 되어 엔드이펙터(50')의 스피드를 높이게 될 뿐만 아니라 가속이나 감속시 엔드이펙트(50')의 흔들임이 없어 설정된 위치에 정확하게 위치시키게 되어 웨이퍼를 이송시키는 속도를 대폭 빠르게 할 수 있게 된다. 이로 인하여, 공정의 효율 및 생산성을 높이게 된다.The end effector 50 of the robot includes a first material 60 cured by impregnating the carbon fiber layer 61 with the resin 62 and a second material 60 impregnated with the resin 72 and cured 2 material 70 is adhered to one side of the first material 60, the strength is large, the weight is light, and there is a feeling of volume. That is, the first material 60 has a large strength and a light weight because the carbon fiber layer 61 is impregnated with the resin 62 and hardened, and the second material 70 is hardened by the resin 71 in the channel 71a of the porous sheet 71, (72) is impregnated and hardened, and the resin impregnation in the base portion is suppressed, so that the strength is large and the bulkiness is given. In this way, the end effector 50 'of the robot has a large strength, a light weight, and a voluminous feeling, so that the speed of the end effector 50' is increased, and the end effector 50 'is not shaken at the time of acceleration or deceleration The wafer can be accurately positioned at the set position, and the speed at which the wafer is transferred can be greatly increased. This increases process efficiency and productivity.

10; 본체 20; 제1 아암
30; 제2 아암 40; 이펙터클램프
50' 엔드이펙터 60; 제1 소재
70; 제2 소재10; A body 20; The first arm
30; A second arm 40; Effect clamp
50 'end effector 60; First material
70; Second material

Claims (9)

탄소섬유층에 레진이 함침되어 경화된 제1 소재; 및
상기 제1 소재의 한쪽 면에 접착되며, 다공성시트에 레진이 함침되어 경화된 제2 소재를 포함하며,
상기 다공성시트는, 고밀도로 이루어진 베이스부와, 상기 베이스부의 전체에 걸쳐 형성되며 상기 베이스부 밀도의 1/10 ~ 1/15 밀도인 저밀도로 이루어진 유로를 포함하되, 상기 유로는 다수 개의 육각형들이 연결된 허니컴 형상으로 형성되거나 다수 개의 사각형들이 연결된 격자 형상으로 형성되며,
상기 레진은 상기 저밀도인 유로에 많이 함침되고 상기 고밀도인 베이스부에 적게 함침되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유복합바디.A first material in which a carbon fiber layer is impregnated with a resin and cured; And
A second material adhered to one surface of the first material and cured by impregnating the porous sheet with resin,
The porous sheet includes a base portion having a high density and a flow path formed over the entirety of the base portion and having a density of 1/10 to 1/15 of the density of the base portion, A honeycomb-like shape or a plurality of quadrangles are formed in a connected grid shape,
Wherein the resin is impregnated in the low-density flow path and is impregnated less in the high-density base portion. 제 1 항에 있어서, 상기 탄소섬유층은 탄소섬유들이 한 방향으로 배열된 것을 특징으로 하는 탄소섬유복합바디.The carbon fiber composite body according to claim 1, wherein the carbon fiber layers are arranged in a single direction. 제 1 항에 있어서, 상기 탄소섬유층은 탄소섬유들이 직조된 것을 특징으로 하는 탄소섬유복합바디.The carbon fiber composite body according to claim 1, wherein the carbon fiber layer is formed by weaving carbon fibers. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 유로는 다공성시트의 양쪽면에 각각 일정 깊이로 형성되거나, 다공성시트의 한쪽면에만 일정 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유복합바디.The carbon fiber composite body according to claim 1, wherein the flow path is formed at a predetermined depth on both sides of the porous sheet, or is formed at only a predetermined depth on only one side of the porous sheet. 삭제delete 삭제delete 탄소섬유들에 레진을 함침하는 단계;
상기 레진이 함침된 탄소섬유들을 1차로 경화시키는 단계;
다공성시트에 레진을 함침하는 단계;
상기 레진이 함침된 다공성시트를 1차로 경화시키는 단계;
상기 1차 경화된 탄소섬유들과 1차로 경화된 다공성시트를 부착시킨 후 가열 가압하여 2차 경화시키는 단계;를 포함하며,
상기 다공성시트는 고밀도로 이루어진 베이스부와, 상기 베이스부의 전체에 걸쳐 형성되며 상기 베이스부 밀도의 1/10 ~ 1/15 밀도인 저밀도로 이루어진 유로를 포함하되, 상기 유로는 다수 개의 육각형들이 연결된 허니컴 형상으로 형성되거나 다수 개의 사각형들이 연결된 격자 형상으로 형성되어 상기 레진이 상기 저밀도인 유로에 많이 함침되고 상기 고밀도인 베이스부에 적게 함침되며,
상기 탄소섬유들과 다공성시트를 각각 1차로 경화시키는 온도는 70 ~ 90도이며, 상기 2차 경화시키는 온도는 110 ~ 130도인 것을 특징으로 하는 탄소섬유복합바디 제작방법.Impregnating the carbon fibers with a resin;
Firstly curing the carbon fibers impregnated with the resin;
Impregnating the porous sheet with a resin;
Curing the resin-impregnated porous sheet primarily;
Attaching the primary cured carbon fibers and the primary cured porous sheet, and then curing the secondary cured by heating and pressing,
The porous sheet includes a base portion having a high density and a channel having a low density of 1/10 to 1/15 of the density of the base portion formed throughout the base portion, Or a plurality of quadrangles are formed in a lattice shape in which a plurality of quadrangles are connected to each other, so that the resin is impregnated in the low-density channel and impregnated less in the high-density base portion,
Wherein the temperature for curing the first carbon fibers and the porous sheet is 70 to 90 degrees and the temperature for the second curing is 110 to 130 degrees. 본체와, 상기 본체의 상단부에 회전 움직임 가능하게 결합되는 제1 아암과, 상기 제1 아암의 단부에 회전 움직임 가능하게 연결되는 제2 아암과, 상기 제2 아암의 단부에 회전 움직임 가능하게 연결되는 이펙터클램프와, 상기 이펙터클램프에 연결되며 웨이퍼나 글라스가 놓여지는 엔드이펙터를 포함하는 로봇에 있어서,
상기 엔드이펙터는
탄소섬유층에 레진이 함침된 제1 소재; 및
상기 제1 소재의 한쪽 면에 접착되며, 다공성시트에 레진이 함침된 제2 소재를 포함하며,
상기 다공성시트는 고밀도로 이루어진 베이스부와, 상기 베이스부의 전체에 걸쳐 형성되며 상기 베이스부 밀도의 1/10 ~ 1/15 밀도인 저밀도로 이루어진 유로를 포함하되, 상기 유로는 다수 개의 육각형들이 연결된 허니컴 형상으로 형성되거나 다수 개의 사각형들이 연결된 격자 형상으로 형성되며,
상기 레진은 상기 저밀도인 유로에 많이 함침되고 상기 고밀도인 베이스부에 적게 함침되는 것을 특징으로 하는 로봇의 엔드이펙터.A first arm that is rotatably coupled to an upper end of the main body, a second arm that is rotatably connected to an end of the first arm, and a second arm that is rotatably connected to an end of the second arm An effect clamp comprising: an effect clamp; and an end effector connected to the effect clamp and on which a wafer or a glass is placed,
The end effector
A first material in which a carbon fiber layer is impregnated with a resin; And
A second material adhered to one surface of the first material and impregnated with a resin in the porous sheet,
The porous sheet includes a base portion having a high density and a channel having a low density of 1/10 to 1/15 of the density of the base portion formed throughout the base portion, Shaped or formed in a lattice shape in which a plurality of squares are connected,
Wherein the resin is impregnated in the low-density channel in a large amount, and is impregnated less in the high-density base portion.
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