KR101974185B1 - 자기 부상 이송 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

자기 부상 이송 장치는 자기력에 의해 자기 부상함에 따라 이송 경로를 따라 이송할 수 있도록 영구 자석을 구비하는 이송체; 상기 영구 자석과 마주하도록 배치되는 전자석, 및 상기 전자석과 상기 영구 자석 사이에 상기 이송체가 자기 부상할 수 있는 자기력을 제공하도록 상기 전자석에 전원을 공급하는 전원 공급부를 구비하는 자기력 형성부; 상기 이송체와 상기 전자석 사이의 간격을 센싱하는 제1 센싱부; 상기 전원 공급부의 전원 공급을 센싱하는 제2 센싱부; 상기 전원 공급부의 전원 공급에 이상이 발생할 때 상기 전자석으로 전원을 공급하도록 구비되는 비상 전원 공급부; 및 상기 제1 센싱부 및 상기 제2 센싱부 각각으로부터 센싱 신호를 전달받고, 이상 발생시 상기 비상 전원 공급부를 가동하도록 구비되는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

자기 부상 이송 장치 및 방법{Magnetic levitation transfer apparatus and method}

본 발명은 자기 부상 이송 장치 및 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 반도체 집적회로 소자 등의 제조에 사용되는 기판 등을 이송하는 이송체를 비접촉 지지하여 이송하는 자기 부상 이송 장치 및 방법에 관한 것이다.

자기 부상 이송 장치는 이송체에 구비되는 영구 자석 및 언급한 영구 자석과 마주하도록 배치되는 전자석 사이에서 형성되는 자기력을 이용한다. 이에, 이송체는 언급한 자기력에 의해 자기 부상함에 따라 이송 경로를 따라 이송할 수 있는 것이다. 그리고 언급한 자기 부상 이송 장치에 대한 일 예는 대한민국 특허공개 2010-134865호(인용 문헌) 등에 개시되어 있다.

그러나 언급한 인용 문헌에 개시된 자기 부상 이송 장치의 경우 전자석으로 공급되는 전원에 이상이 발생할 경우 자기 부상 중인 이송체가 낙하하고, 그 결과 장치적 측면에 손상이 가해지는 상황이 발생할 수 있다.

본 발명의 목적은 전자석에 공급되는 전원을 안정적으로 관리함으로써 자기력에 의해 자기 부상하는 이송체가 낙하되는 상황을 방지하기 위한 자기 부상 이송 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

언급한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 부상 이송 장치는 자기력에 의해 자기 부상함에 따라 이송 경로를 따라 이송할 수 있도록 영구 자석을 구비하는 이송체; 상기 영구 자석과 마주하도록 배치되는 전자석, 및 상기 전자석과 상기 영구 자석 사이에 상기 이송체가 자기 부상할 수 있는 자기력을 제공하도록 상기 전자석에 전원을 공급하는 전원 공급부를 구비하는 자기력 형성부; 상기 이송체와 상기 전자석 사이의 간격을 센싱하는 제1 센싱부; 상기 전원 공급부의 전원 공급을 센싱하는 제2 센싱부; 상기 전원 공급부의 전원 공급에 이상이 발생할 때 상기 전자석으로 전원을 공급하도록 구비되는 비상 전원 공급부; 및 상기 제1 센싱부 및 상기 제2 센싱부 각각으로부터 센싱 신호를 전달받고, 이상 발생시 상기 비상 전원 공급부를 가동하도록 구비되는 제어부를 포함할 수 있다.

언급한 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 부상 이송 장치에서, 상기 제어부와 상기 비상 전원 공급부 사이에 구비되고, 상기 제어부로부터 제공되는 제어 신호에 의해 상기 비상 전원 공급부의 전원 용량을 조절하는 전원 용량 조절부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 자기 부상 이송 장치 및 방법은 전자석에 공급되는 전원을 안정적으로 관리할 수 있다. 이에, 전원 차단, 순간 전압 강화 등과 같이 전자석에 공급되는 전원에 이상이 발생하여도 자기 부상에 있는 이송체가 낙하하는 상황을 사전에 방지할 수 있다. 따라서 본 발명의 자기 부상 이송 장치는 자기력 상쇄로 인하여 발생하는 장치적 측면에서 파손 등과 같은 이상 상황을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 자기 부상 이송 장치 및 방법은 전자석으로 공급되는 전원에 이상 발생시 전원 용량 조절부에 의해 전자석으로 공급되는 전원 용량을 적절하게 조절함으로써 이송체가 낙하되는 속도까지도 안정적으로 조절할 수 있다. 이에, 언급한 바와 같이 본 발명의 자기 부상 이송 장치는 장치적 측면에서 보다 효율적인 관리가 가능한 효과까지도 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 부상 이송 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 자기 부상 이송 장치를 사용하는 방법을 나타내는 개략적인 공정도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예를 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성 요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

실시예

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 부상 이송 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 자기 부상 이송 장치(100)는 이송체(11), 자기력 형성부(15), 제1 센싱부(23), 제2 센싱부(25), 비상 전원 공급부(27), 제어부(29), 전원 용량 조절부(31) 등을 구비한다.

구체적으로, 이송체(11)는 일면에 반도체 집적회로 소자 등으로 제조하기 위한 기판 등이 놓여지는 부재로써, 본 발명에서는 자기 부상에 의해 비접촉 지지되어 이송 경로를 따라 이송하는 구조를 갖는다. 이에, 이송체(11)의 일면에는 기판 등이 놓여지고, 이송체(11)의 타면에는 자기 부상을 위한 자기력의 형성이 가능한 자석(13)이 배치된다. 특히, 본 발명의 경우 이송체(11)의 타면에는 영구 자석(13)이 배치될 수 있다.

자기력 형성부(15)는 전자석(16), 전원 공급부(21) 등을 구비할 수 있다. 전자석(16)은 철심(17)과 코일(19)로 이루어질 수 있다. 특히, 철심(17)의 경우 그 단부(17a)가 언급한 이송체(11)의 영구 자석(13)과 마주하도록 배치된다. 그리고 코일(19)은 철심(17)을 일정 간격으로 감싸도록 구비된다. 전원 공급부(21)는 코일(19)에 전원 공급하도록 구비된다. 이에, 전원 공급부(21)로부터 코일(19)에 전원이 공급됨에 의해 철심(17)에 자기력이 형성될 수 있다.

따라서 본 발명의 자기 부상 이송 장치(100)는 서로 마주하도록 배치되는 이송체(11)의 영구 자석(13)과 자기력 형성부(15)의 철심(17) 단부(17a) 사이에 형성되는 자기력, 즉 척력에 의해 이송체(11)가 자기 부상할 수 있는 것이다. 그리고 도시하지는 않았지만, 구동부로부터 제공되는 구동력에 의해 이송체(11)가 이송 경로를 따라 이송할 수 있는 것이다. 언급한 구동부의 예로서는 직선 동력을 발생할 수 있는 선형 동기 추진 방식의 선형 동기 전동기(LSM : liner synchronius motor) 등을 들 수 있다.

제1 센싱부(23)는 이송체(11)와 전자석(16) 사이의 간격을 센싱하도록 구비된다. 제1 센싱부(23)는 이송체(11)의 자기 부상시 설정 간격 이상으로 부상되고 있는 가를 센싱하는 것으로써, 자기력 형성부(15) 쪽에 구비될 수 있다. 이에, 제1 센싱부(23)는 이송체(11) 타면을 바라보는 자기력 형성부(15)의 철심(17) 쪽에 구비될 수 있다.

제2 센싱부(25)는 전원 공급부(21)의 전원 공급을 센싱하도록 구비된다. 제2 센싱부(25)는 전원 공급부(21)의 전원 공급이 이상이 없는 가를 센싱하는 것으로써, 전자석(16)의 코일(19)에 전원 공급이 원활하게 이루어지는 가를 센싱할 수 있다.

제어부(29)는 언급한 제1 센싱부(23) 및 제2 센싱부(25) 각각으로부터 센싱 신호를 전달받도록 구비된다. 즉, 제어부(29)는 제1 센싱부(23)로부터 이송체(11)와 전자석(16) 사이의 간격에 대한 센싱 신호를 전달받고, 제2 센싱부(25)로부터 전원 공급부(21)로 공급되는 전원에 대한 센싱 신호를 전달받도록 구비되는 것이다.

비상 전원 공급부(27)는 전원 공급부(21)의 전원 공급에 대한 이상 발생시 가동하도록 구비된다. 즉, 비상 전원 공급부(27)는 전원 차단, 순간 전압 강화 등과 같이 전원 공급부(21)의 전원 공급에 대한 이상 발생시 가동하도록 구비되는 것으로써, 전자석(16)에 전원을 공급할 수 있도록 구비된다. 특히, 비상 전원 공급부(27)는 제어부(29)의 제어 신호에 의해 가동하도록 구비된다. 언급한 비상 전원 공급부(27)의 예로서는 배터리 등을 들 수 있다.

이에, 본 발명의 자기 부상 이송 장치(100)는 제어부(29)에 제1 센싱부(23) 및 제2 센싱부(25) 각각으로부터 센싱 신호가 전달되고, 언급한 센싱 신호의 판독 결과 이상이 발생할 경우 제어부(29)가 비상 전원 공급부(27)로 제어 신호를 전달하는 구성을 갖는다. 즉, 전자석(16)으로 제공되는 전원 공급부(21)의 전원 공급에 이상이 발생할 경우 이송체(11)가 자기 부상되는 간격이 설정 간격을 벗어날 것이고, 전원 공급부(21)의 전원 공급 자체도 설정 범위를 벗어날 것이기에 이를 제어부(29)가 이상 상황으로 판독하고, 언급한 바와 같이 비상 전원 공급부(27)를 가동시켜 전원 공급부(21)의 전원 공급 이상에 대처하는 것이다.

또한, 전원 용량 조절부(31)는 제어부(29)와 비상 전원 공급부(27) 사이에 배치되도록 구비될 수 있다. 그리고 전원 용량 조절부(31)는 제어부(29)에 의해 가동되도록 연결될 수 있다. 이에, 언급한 전원 공급부(21)의 이상 발생으로 인하여 비상 전원 공급부(27)를 가동시킬 때 제어부(29)는 전원 용량 조절부(31)를 통하여 비상 전원 공급부(27)의 전원 용량을 조절할 수 있는 것이다.

이하, 언급한 자기 부상 이송 장치(100)를 사용하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 2는 도 1의 자기 부상 이송 장치를 사용하는 방법을 나타내는 개략적인 공정도이다.

도 2를 참조하면, 전원 공급부(21)를 사용하여 전자석(16)에 전원을 공급한다.(S200) 이에, 전자석(16)과 영구 자석(13) 사이에서 형성되는 자기력에 의해 이송체(11)는 자기 부상한다. 그리고 언급한 구동부에 의해 이송체(11)는 이송 경로를 따라 이송이 이루어진다.

제1 센싱부(23) 및 제2 센싱부(25) 각각은 이송체(11)의 자기 부상되는 간격이 설정된 간격을 유지하는 가를 센싱하고, 전원 공급부(21)의 전원 공급이 원활하게 이루어지는 가를 센싱한다. 이에, 제1 센싱부(23) 및 제2 센싱부(25) 각각은 센싱 신호를 제어부(29)로 전달한다. 그러면, 제어부(29)는 언급한 센싱 신호로부터 이송체(11)의 자기 부상되는 간격이 설정된 간격을 유지하는 가를 판독하고, 전원 공급부(21)의 전원 공급이 원활하게 이루어지는 가를 판독한다.(S210) 언급한 판독 결과 아무런 이상이 발견되지 않을 경우에는 전원 공급부(21)의 계속적인 전원 공급을 통하여 자기 부상되는 이송체(11)의 이송이 계속적으로 이루어진다.

그러나 언급한 판독 결과 이송체(11)의 자기 부상되는 간격이 설정된 간격을 유지하지 못하거나, 전원 공급부(21)의 전원 공급이 원활하게 이루어지지 않을 경우 제어부(29)는 이상이 발생한 것으로 판단하고, 비상 전원 공급부(27)로 제어 신호를 제공한다. 이에, 비상 전원 공급부(27)는 제어부(29)의 제어 신호에 의해 전자석으로 비상 전원을 제공한다.(S220)

만약, 순간 전압 강화, 전원 차단 등과 같은 이상 발생시 제어부(29) 및 비상 전원 공급부(27)에 의한 전원 공급이 이루어지지 않을 경우 이송체(11)는 낙하하는 상황이 발생하고, 그 결과 낙하 충돌로 인하여 장치적 측면에서 파손이 이루어지는 상황이 발생한다. 이에, 본 발명의 자기 부상 이송 장치(100)는 언급한 바와 같이 비상 전원의 공급을 통하여 이송체(11)를 계속적으로 자기 부상시킴에 따라 이송체(11)가 낙하하는 상황을 사전에 충분히 방지할 수 있다.

또한, 제어부(29)는 언급한 이상 발생시 비상 전원 공급부(27)를 가동하기 위한 제어 신호를 전원 용량 조절부(31)를 통하여 제공한다. 이에, 전원 용량 조절부(31)에 의해 조절된 전원이 전자석(16)으로 공급된다.(S230) 그리고 언급한 전원 용량부(21)에 의해 조절된 전원을 공급함으로써 이송체(11)가 서서히 낙하하도록 유도할 수 있다. 이는, 언급한 비상 전원 공급부(27)를 통한 전원 공급으로 이송체(11)의 계속적인 이송을 실시하는 것이 무리일 수 있기 때문으로 언급한 전원 용량 조절부(31)를 통하여 이송체(11)를 서시히 낙하시킨 후, 이상 발생에 대한 조치를 수행하기 위함이다.

아울러, 언급한 전원 공급부(27)를 통한 전원 공급에 이상이 발생할 경우 경보 기능을 별도로 구비할 수도 있다.

본 발명에 따른 자기 부상 이송 장치는 전원 공급의 이상으로 인하여 자기 부상 중에 있는 이송체가 낙하하는 상황을 사전에 방지함으로써 장치적 측면에서 파손 등과 같은 이상 상황을 최소화할 수 있고, 그 결과 언급한 자기 부상 이송 장치를 생산 현장에 적용할 경우 생산성의 향상은 물론이고 유지 보수에도 보다 효율적일 수 있다.

11 : 이송체 13 : 영구 자석
15 : 자기력 형성부 16 : 전자석
17 : 철심 19 : 코일
21 : 전원 공급부 23 : 제1 센서
25 : 제2 센서 27 : 비상 전원 공급부
29 : 제어부 31 : 전원 용량 조절부
100 : 자기 부상 이송 장치

Claims (6)

1. 자기력에 의해 자기 부상함에 따라 이송 경로를 따라 이송할 수 있도록 영구 자석을 구비하는 이송체;
   상기 영구 자석과 마주하도록 배치되는 전자석, 및 상기 전자석과 상기 영구 자석 사이에 상기 이송체가 자기 부상할 수 있는 자기력을 제공하도록 상기 전자석에 전원을 공급하는 전원 공급부를 구비하는 자기력 형성부;
   상기 이송체와 상기 전자석 사이의 간격을 센싱하는 제1 센싱부;
   상기 전원 공급부의 전원 공급을 센싱하는 제2 센싱부;
   상기 전원 공급부의 전원 공급에 이상이 발생할 때 상기 전자석으로 전원을 공급하도록 구비되는 비상 전원 공급부;
   상기 제1 센싱부로부터 상기 이송체가 자기 부상되는 간격이 설정 간격이 벗어났다는 센싱 신호를 전달받거나 또는 상기 제2 센싱부로부터 상기 전원 공급부의 전원 공급이 설정 범위를 벗어났다는 센싱 신호를 전달받는 이상 발생시 상기 비상 전원 공급부를 가동하도록 구비되는 제어부; 및
   상기 제어부와 상기 비상 전원 공급부 사이에 구비되고, 상기 제어부로부터 제공되는 자기 부상 간격이 설정 간격을 벗어났다는 제어 신호 또는 전원 공급이 설정 범위를 벗어났다는 제어 신호에 의해 상기 비상 전원 공급부의 전원 용량을 조절하는 전원 용량 조절부를 포함하고,
   상기 이상 발생시 상기 이송체가 서서히 낙하할 수 있도록 상기 제어부는 상기 전원 용량 조절부를 통하여 상기 비상 전원 공급부의 전원 용량을 조절하는 것을 특징으로 하는 자기 부상 이송 장치.
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서, 상기 비상 전원 공급부는 배터리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기 부상 이송 장치.
4. 이송체에 구비되는 영구 자석 및 상기 영구 자석과 마주하도록 배치되는 전자석에 의해 형성되는 자기력를 이용하여 자기 부상함에 따라 이송 경로를 따라 이송하는 자기 부상 이송 방법에 있어서,
   상기 전자석과 상기 영구 자석 사이에 상기 이송체가 자기 부상할 수 있는 자기력을 제공하도록 상기 전자석에 전원을 공급하는 단계;
   상기 전자석에 공급되는 전원을 센싱하는 단계;
   상기 이송체가 자기 부상되는 간격을 센싱하는 단계;
   상기 전원 공급이 설정 범위를 벗어나는 이상이 발생하거나 또는 상기 이송체가 자기 부상되는 간격이 설정 범위를 벗어나는 이상이 발생할 때 비상 전원 공급부를 사용하여 상기 전자석으로 전원을 공급하는 단계; 및
   상기 비상 전원 공급부를 사용하여 상기 전자석으로 전원을 공급할 때 상기 이송체가 서서히 낙하할 수 있도록 전원 용량 조절부를 사용하여 전원 용량을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 부상 이송 방법.
5. 삭제
6. 삭제

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