KR101997053B1 - 리니어 모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템 및 그 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템은, 반도체 소자를 제조하기 위해 수행되는 확산, 식각, 사진 및 클리닝 공정 간의 기판이송시 리니어 모터를 이용하는 팰릿 이송시스템에 있어서, 공정간의 기판 이송을 위한 사각 판재형상의 반도체 이송 팰릿; 상기 반도체 이송 팰릿의 주행경로를 형성하며 교차지점을 가지도록 격자 구조를 갖는 복수 개의 주행레일; 상기 반도체 이송 팰릿의 하부에 복수 개 구비되어 상기 복수 개의 주행레일을 따라 이동하는 롤러유닛; 상기 격자구조를 갖는 주행레일과 일정간격으로 이격된 채 격자구조를 가지며 형성되는 리니어 모터 레일; 상기 반도체 이송 팰릿의 이송을 위한 구동력을 발생시키기 위해 상기 리니어 모터 레일 상에 배치되는 복수 개의 리니어 모터; 및 상기 복수 개의 주행레일 사이에 교차하는 지점에 상기 롤러유닛의 방향전환을 위한 방향전환용 연결레일모듈;을 구비할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 반도체 이송 팰릿의 움직임을 구동시키는 리니어 모터 구동부에 상기 반도체 이송 팰릿의 위치를 감지하는 위치감지용 센서와 충돌방지용 센서를 홀센서로 구현하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 주행레일에 대한 이송경로를 전환시킬 수 있으면서 연결레일과 주행레일 사이의 간극을 최소화하여 이송방향 전환시 충격 및 진동을 방지함으로써 주행능력을 향상시킬 수 있는 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템 및 그 제어방법을 제공하는 효과가 있다.
따라서, 본 발명은, 반도체 이송 팰릿의 움직임을 구동시키는 리니어 모터 구동부에 상기 반도체 이송 팰릿의 위치를 감지하는 위치감지용 센서와 충돌방지용 센서를 홀센서로 구현하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 주행레일에 대한 이송경로를 전환시킬 수 있으면서 연결레일과 주행레일 사이의 간극을 최소화하여 이송방향 전환시 충격 및 진동을 방지함으로써 주행능력을 향상시킬 수 있는 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템 및 그 제어방법을 제공하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 리니어 모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 반도체 이송 팰릿의 움직임을 구동시키는 리니어 모터 구동부에 상기 반도체 이송 팰릿의 위치를 감지하는 위치감지용 센서와 충돌방지용 센서를 홀센서로 구현하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 주행레일에 대한 이송경로를 전환시킬 수 있으면서 연결레일과 주행레일 사이의 간극을 최소화하여 이송방향 전환 시에 충격 및 진동을 방지함으로써 주행능력을 향상시킬 수 있는 리니어 모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자(또는 FPD)를 제조하기 위해서는 확산, 식각, 사진 및 클리닝 공정 등을 수행하게 된다. 이러한 각각의 공정들은 이전 공정과 연계되며, 각 공정이 완료된 후에 다음 공정으로 이송되어야 한다.
종래의 롤러식 기판 이송장치는, 복수 개의 샤프트(shaft)와 샤프트 각각에 복수 개의 롤러(roller)들이 균등한 간격으로 고정 설치되어 기판을 이송하며, 기판 이송의 방향 전환을 위한 디버팅(diverting) 유닛 등을 구비하여 기판을 이송한다. 샤프트는 모터 등과 같은 동력 발생 장치로부터 동력을 전달받아서 회전되며, 이를 통해 롤러를 회전시킨다. 롤러들은 기판의 하부면과 직접 접촉하여 기판을 지지하고, 샤프트의 회전력을 전달받아 회전됨으로써 기판을 이송한다.
그러나, 이러한 종래의 디버팅 유닛은 외부로부터 기판을 로딩, 수직/수평이동 및 방향을 전환시키기 위해, 서로 다른 크기를 가지는 복수의 롤러나 복수의 이송 프레임, 복수의 리프트 핀, 복수의 구동부 등을 구비하게 된다. 따라서, 그 구조와 구동방법이 매우 복잡하고 기판을 이송시키는 시간이 많이 소요되는 단점이 있었다.
최근 들어, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 복수 개의 주행레일을 격자구조로 배치하고 기판 하부에 롤러를 설치하여 상기 주행레일을 따라 기판을 이동시키는 기술이 제안되고 있다.
그러나, 이와 같이 복수 개의 주행레일을 격자구조로 배치하여 롤러를 주행레일상에 구르게 하는 기술의 경우에 주행레일과 이송방향을 전환하기 위하여 회전시키는 연결레일 간에 간격이 발생하여 이송방향 전환시 충격과 진동이 발생하여 주행성능이 떨어질 뿐만 아니라 연결레일과 주행레일 사이의 접촉 지점에 하자가 발생하여 제품수명이 저하되는 문제점이 있었다.
뿐만 아니라, 종래기술에 따른 주행레일을 이용하여 기판을 이송하는 이송시스템의 경우에 공정간에 연속적으로 기판 이송시에 충돌이 발생하거나 이를 피하기 위하여 공정과정을 중지하는 경우가 빈번하게 발생하여 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 공정 간의 기판 이송시 방향전환을 가능하게 하여 주행능력을 향상시킬 수 있으면서도 기판 이송시 충돌 방지 및 연속주행이 가능하게 할 수 있는 현실적이면서 적용 가능한 기술이 절실한 실정이다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은, 반도체 이송 팰릿의 움직임을 구동시키는 리니어 모터 구동부에 상기 반도체 이송 팰릿의 위치를 감지하는 위치감지용 센서와 충돌방지용 센서를 홀센서로 구현하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 주행레일에 대한 이송경로를 전환시킬 수 있으면서 연결레일과 주행레일 사이의 간극을 최소화하여 이송방향 전환시 충격 및 진동을 방지함으로써 주행능력을 향상시킬 수 있는 리니어 모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템은, 반도체 소자(또는 FPD)를 제조하기 위해 수행되는 확산, 식각, 사진 및 클리닝 공정 간의 기판이송시 리니어 모터를 이용하는 팰릿 이송시스템에 있어서, 공정간의 기판 이송을 위한 사각 판재형상의 반도체 이송 팰릿; 상기 반도체 이송 팰릿의 주행경로를 형성하며 교차지점을 가지도록 격자 구조를 갖는 복수 개의 주행레일; 상기 반도체 이송 팰릿의 하부에 복수 개 구비되어 상기 복수 개의 주행레일을 따라 이동하는 롤러유닛; 상기 격자구조를 갖는 주행레일과 일정간격으로 이격된 채 격자구조를 가지며 형성되는 리니어 모터 레일; 상기 반도체 이송 팰릿의 이송을 위한 구동력을 발생시키기 위해 상기 리니어 모터 레일 상에 배치되는 복수 개의 리니어 모터; 및 상기 복수 개의 주행레일 사이에 교차하는 지점에 상기 롤러유닛의 방향을 전환하기 위한 방향전환용 연결레일모듈;을 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템은, 상기 반도체 이송 팰릿의 위치를 감지하기 위한 위치감지용 홀센서가 상기 복수 개의 리니어 모터 및 리니어 모터 레일 중 어느 하나 이상에 형성될 수 있다.
상기 복수 개의 리니어 모터는 각각, 상기 반도체 이송 팰릿에 장착되는 리액션부재와 반응하기 위한 리니어 모터 코일; 및 상기 위치감지용 홀센서를 이용하여 인접한 반도체 이송 팰릿 간의 충격을 방지하기 위하여 전후방에 쌍으로 배치되는 충격방지기판;을 더 구비할 수 있다.
상기 방향전환용 연결레일모듈은, 상기 복수 개의 주행레일 사이에 교차하는 지점에서 다른 방향에 배치되는 주행레일을 선택적으로 연결시키기 위하여 회전 가능하게 설치되는 연결레일과; 상기 연결레일을 이송시스템의 프레임에 고정시키며 상기 연결레일의 회전동작을 지지하는 연결레일 고정부와; 상기 연결레일을 회전시키기 위한 구동력을 제공하기 위하여 상기 연결레일의 하측으로 배치되는 회전구동부; 및 상기 연결레일 고정부의 상측에서 상기 연결레일의 회전반경을 둘러싸는 구조를 가지며 상기 복수 개의 주행레일과 각각 인접하는 위치에 형성되어 상기 연결레일과 상기 주행레일 사이에 형성되는 간격을 조절할 수 있는 복수 개의 보조레일;을 포함하고, 상기 보조레일은, 이송방향 전환 시에 상기 연결레일이 상기 복수 개의 주행레일과 인접하게 배치될 수 있으며 중심점을 기준으로 90도의 사이각을 갖는 네 개의 지점에 형성될 수 있다.
상기 연결레일 고정부는, 연결레일; 상기 연결레일과 상기 복수 개의 주행레일 사이에 배치되는 네 개의 보조레일을 일체형으로 지지할 수 있는 보조레일프레임; 롤러유닛을 구성하는 복수 개의 하우징격벽 하단에 형성되는 가이드휠을 수용하기 위하여 상기 연결레일의 길이방향 외측 측면으로 형성하는 가이드휠 수용홈; 및 상기 롤러유닛을 구성하는 주행롤러가 연결레일로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여 상기 연결레일의 외측으로 일정간격 이격되게 주행롤러 이탈방지 걸림턱;을 구비할 수 있다.
상기 회전구동부는, 상기 연결레일고정부를 관통하여 상기 연결레일의 하측 중심부에 결합되는 연결레일 회전샤프트와; 상기 연결레일고정부의 내측에서 상기 연결레일 회전샤프트의 회전 동작을 지지하는 회전베어링 하우징과; 상기 연결레일 회전샤프트에 회전 토크를 전달하는 구동모터; 및 상기 구동모터의 구동축과 상기 연결레일 회전샤프트를 결합하는 커플링부;를 구비할 수 있다.
상기 롤러유닛은, 상기 반도체 이송 팰릿을 구성하는 베이스 하부에 결합 고정되는 원형의 유닛고정부; 상기 원형의 유닛고정부와 회전축으로 결합되어 베이스의 수평면에 대해 평행한 방향으로 회전 가능하게 설치되며 하측으로 아치 형상의 수용공간을 형성하는 롤러하우징부; 상기 롤러하우징부의 수용공간에 배치되고 상기 베이스의 수평면에 대해 수직방향으로 회전 가능하게 설치되어 상기 주행레일의 상부면을 따라 이동하는 주행롤러; 및 상기 아치 형상을 갖는 롤러하우징부의 양측면 하단에 회전축으로 결합되어 상기 주행레일의 측면을 따라 이동하는 복수 개의 가이드휠;을 구비할 수 있다.
상기 롤러유닛을 구성하는 롤러하우징부는, 상기 원형의 유닛고정부 하부에 결합되며 상기 유닛고정부에 비해 상대적으로 작은 크기를 갖는 원형의 하우징헤드와; 상기 하우징헤드를 상기 원형의 유닛고정부 하부에 동일한 중심을 가지도록 결합시키며 상기 하우징헤드의 회전을 지지하는 하우징회전축; 상기 하우징헤드의 양측 가장자리에서 하부 수직방향으로 배치되어 상기 아치 형상의 수용공간을 형성하는 복수 개의 하우징격벽; 상기 주행롤러를 상기 복수 개의 하우징격벽 사이에서 회전 가능하도록 양단이 상기 복수 개의 하우징격벽에 결합되는 주행롤러회전축; 및 상기 복수 개의 하우징격벽 하단면에 상기 복수 개의 가이드휠을 회전 가능하게 결합시키는 가이드휠회전축;을 구비할 수 있다.
상기 롤러유닛은, 상기 원형의 유닛고정부 일측 가장자리 끝단에서 하부 수직방향으로 일자형 바 형상으로 형성되는 전방가이드바;를 더 구비하고, 상기 주행레일은, 상기 롤러유닛의 전방가이드바가 삽입되어 주행경로를 안내하기 위한 가이드홈이 길이방향으로 연속되어 형성될 수 있다.
상기 전방가이드바는, 상기 롤러유닛의 주행방향 전방에 배치되고, 하측으로 상기 주행레일의 가이드홈 내측면 양측벽에 형성되는 보조가이드홈에 삽입되어 주행 도중 이탈을 방지하는 복수 개의 보조가이드를 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 리니어 모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템의 제어방법은, 공정 간의 기판 이송을 위한 사각 판재형상의 반도체 이송 팰릿, 상기 반도체 이송 팰릿의 주행경로를 형성하며 교차지점을 가지도록 격자 구조를 갖는 복수 개의 주행레일, 상기 반도체 이송 팰릿의 하부에 복수 개 구비되어 상기 복수 개의 주행레일을 따라 이동하는 롤러유닛, 상기 격자구조를 갖는 주행레일과 일정간격으로 이격된 채 격자구조를 가지며 형성되는 리니어 모터 레일, 상기 반도체 이송 팰릿의 이송을 위한 구동력을 발생시키기 위해 상기 리니어 모터 레일 상에 배치되는 복수 개의 리니어 모터, 및 상기 복수 개의 주행레일 사이에 교차하는 지점에 상기 롤러유닛의 방향을 전환하기 위한 방향전환용 연결레일모듈을 구비하는 리니어 모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템의 제어방법에 있어서, 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 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템의 제어방법은, 공정간의 기판 이송을 위한 사각 판재형상의 반도체 이송 팰릿, 상기 반도체 이송 팰릿의 주행경로를 형성하며 교차지점을 가지도록 격자 구조를 갖는 복수 개의 주행레일, 상기 반도체 이송 팰릿의 하부에 복수 개 구비되어 상기 복수 개의 주행레일을 따라 이동하는 롤러유닛, 상기 격자구조를 갖는 주행레일과 일정간격으로 이격된 채 격자구조를 가지며 형성되는 리니어 모터 레일, 상기 반도체 이송 팰릿의 이송을 위한 구동력을 발생시키기 위해 상기 리니어 모터 레일 상에 배치되는 복수 개의 리니어 모터, 및 상기 복수 개의 주행레일 사이에 교차하는 지점에 상기 롤러유닛의 방향을 전환하기 위한 방향전환용 연결레일모듈을 구비하는 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템의 제어방법에 있어서, 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 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 반도체 이송 팰릿의 움직임을 구동시키는 리니어 모터 구동부에 상기 반도체 이송 팰릿의 위치를 감지하는 위치감지용 센서와 충돌방지용 센서를 홀센서로 구현하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 주행레일에 대한 이송경로를 전환시킬 수 있으면서 연결레일과 주행레일 사이의 간극을 최소화하여 이송방향 전환시 충격 및 진동을 방지함으로써 주행능력을 향상시킬 수 있는 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템 및 그 제어방법을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 반도체 이송 팰릿의 주행레일에 대한 이송경로를 전환시킬 수 있으면서 연결레일과 주행레일 사이의 간극을 최소화하여 이송방향 전환 시에 충격 및 진동을 방지함으로써 주행능력을 향상시킬 수 있는 보조레일을 구비한 방향전환용 연결레일모듈을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 주행레일의 교차하는 지점에 방향전환용 연결레일모듈을 형성하여 공정 간의 기판 이송 시에 반도체 이송 팰릿의 방향전환을 용이하게 할 수 있어 작업 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 방향전환용 연결레일모듈을 구성하는 연결레일고정부의 상측으로 상기 연결레일의 회전반경을 둘러싸는 원주상에서 격자구조의 주행레일과 마주하는 위치에 복수 개의 보조레일을 장착함으로써 연결레일과 주행레일 사이의 간극을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 반도체 이송 팰릿의 하부에 설치되는 롤러유닛에 주행레일에 형성된 가이드홈에 삽입되는 전방 가이드바를 장착하여 주행 중 롤러유닛의 이탈을 방지하고 주행성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 주행레일을 따라 이동하기 위하여 반도체 이송 팰릿의 하부에 설치되는 롤러유닛에 주행롤러와 가이드휠을 동시에 장착하여 주행능력을 향상시키고 주행 도중에 이탈을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 장시간 사용시에 주행레일의 측면에 생성되는 이물질을 주행레일의 측면에 접촉하는 가이드 휠을 이용하여 제거할 수 있어 주행레일의 유지보수에 소요되는 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 리니어 모터를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템을 추가설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 방향전환용 연결레일모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 팰릿이송시스템에서 방향전환용 연결레일모듈의 방향전환과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 사용된 롤러유닛의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 사용된 롤러 유닛을 이용한 팰릿 이송 시스템과 주행레일을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 리니어 모터가 복수 개가 설치된 상태에서, 각 팰릿의 운전되고 있는 각 상태를 나타낸 도면이다.
도 13은 구간 1 및 구간 2에서, 상기 구간 2에 팰릿이 없는 경우 (단독시스템)에서의 동작을 제어하는 것을 보여주는 흐름도이다.
도 14 내지 도 16은 구간 1,2 및 3에 팰릿이 있는 경우에서의 반송시스템의 동작을 제어하는 것을 보여주는 흐름도이다.
도 2는 도 1에 도시된 리니어 모터를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템을 추가설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 방향전환용 연결레일모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 팰릿이송시스템에서 방향전환용 연결레일모듈의 방향전환과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 사용된 롤러유닛의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 사용된 롤러 유닛을 이용한 팰릿 이송 시스템과 주행레일을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 리니어 모터가 복수 개가 설치된 상태에서, 각 팰릿의 운전되고 있는 각 상태를 나타낸 도면이다.
도 13은 구간 1 및 구간 2에서, 상기 구간 2에 팰릿이 없는 경우 (단독시스템)에서의 동작을 제어하는 것을 보여주는 흐름도이다.
도 14 내지 도 16은 구간 1,2 및 3에 팰릿이 있는 경우에서의 반송시스템의 동작을 제어하는 것을 보여주는 흐름도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 리니어 모터를 설명하기 위한 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템은, 반도체 소자를 제조하기 위해 수행되는 확산, 식각, 사진 및 클리닝 공정 간의 기판 이송시에 리니어 모터를 이용하는 팰릿 이송시스템에 관한 발명으로서, 반도체 이송 팰릿(10), 주행레일(20), 롤러유닛(100), 리니어 모터 레일(40), 리니어 모터(30) 및 방향전환용 연결레일모듈(200)을 구비할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 반도체 이송 팰릿(10)은, 공정 간의 기판 이송을 위한 사각 판재형상으로 형성될 수 있다.
상기 주행레일(20)은, 상기 반도체 이송 팰릿(10)의 주행경로를 형성하며 교차지점을 가지도록 격자 구조를 갖는 복수 개 형성될 수 있다.
또한, 상기 롤러유닛(100)은, 상기 반도체 이송 팰릿(10)의 하부에 복수 개 구비되어 상기 복수 개의 주행레일(20)을 따라 이동할 수 있다.
또한, 상기 리니어 모터 레일(40)은, 상기 격자구조를 갖는 주행레일(20)과 일정간격으로 이격된 채 격자구조를 가지며 형성될 수 있다.
또한, 상기 리니어 모터(30)는, 상기 반도체 이송 팰릿(10)의 이송을 위한 구동력을 발생시키기 위해 상기 리니어 모터 레일(40) 상에 배치되는 복수 개 형성될 수 있다.
여기서, 상기 복수 개의 리니어 모터(30)는 각각, 상기 반도체 이송 팰릿(10)에 장착되는 리액션부재와 반응하기 위한 리니어 모터 코일(31); 및 상기 위치감지용 홀센서를 이용하여 인접한 반도체 이송 팰릿(10)간의 충격을 방지하기 위하여 전후방에 쌍으로 배치되는 충격방지기판(32,33);을 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 방향전환용 연결레일모듈(200)은, 상기 복수 개의 주행레일(20) 사이에 교차하는 지점에 상기 롤러유닛(100)의 방향을 전환하기 위하여 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 반도체 이송 팰릿(10)의 위치를 감지하기 위한 위치감지용 홀센서가 상기 복수 개의 리니어 모터(30) 및 리니어 모터 레일(40) 중 어느 하나 이상에 형성될 수 있다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템을 추가적으로 설명하기 위한 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템은, 반도체 이송 팰릿(10)의 이송을 위한 구동력을 발생시키기 위한 복수 개의 리니어 모터(30)가 구비되며, 상기 리니어 모터(30)와 같은 방향으로 배치되는 복수 개의 위치센서(41a, 41b)가 리니어 모터(30) 및 리니어 모터 레일(40)에 구비될 수 있다.
이때, 상기 리니어 모터(30)는, 본 발명의 실시예에서는, 선형 동기식 전동기(Linear Synchronous Motor ; LSM)로서, 다른 예로는 선형 유도 전동기도 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 리니어 모터(30)를 이용한 팰릿 이송 제어시스템의 구동방식은, 회전형 동기 전동기의 고정자(Stator)에 해당하는 코일부분을 지상에 설치하고 회전자에 해당하는 자석부분을 반도체 이송 팰릿(10)측에 설치하는 구조로서(지상 차식), 롱스테이터(Long Stator) 방식이라 한다.
이러한 방식은 모터의 구동제어장치가 지상에 설치되브로 경량화에 유리하며 에너지 효율이 좋고 추진력이 높은 장점이 있다.
한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 팰릿 이송 제어시스템에서는, 리니어 모터(30)의 동작을 제어하기 위한 컨트롤러 및 다중화기(MUX ; Multiplexer)가 구비되어 있을 수 있다. 이러한 컨트롤러 및 다중화기를 포함하는 제어부는, 반도체 이송 팰릿(10)을 충돌없이 일정한 방향으로 이송하기 위하여 구동력을 발생시키는 복수의 리니어 모터(30)를 연계하여 적절히 제어하게 될 수 있다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 방향전환용 연결레일모듈을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 방향전환용 연결레일모듈(200)은, 사각 판재형상을 갖는 반도체 이송 팰릿(10)의 주행경로를 형성하며 교차지점을 가지도록 격자 구조를 갖는 복수 개의 주행레일(20), 및 상기 반도체 이송 팰릿(10)의 하부에 복수 개 구비되어 상기 복수 개의 주행레일(20)을 따라 이동하는 롤러유닛(100)을 포함하는 팰릿 이송 시스템의 방향 전환을 위한 구성이다.
도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 방향전환용 연결레일모듈을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 방향전환용 연결레일모듈(200)는, 도면에 도시된 바와 같이, 연결레일(210), 연결레일 고정부(220), 회전구동부(230), 및 보조레일(221)을 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 연결레일(210)은, 상기 복수 개의 주행레일(20) 사이에 교차하는 지점에서 다른 방향에 배치되는 주행레일을 선택적으로 연결시켜 상기 롤러유닛(100)을 구성하는 주행롤러(130)가 상부면을 따라 이동하게 형성될 수 있다.
즉, 상기 연결레일(210)은, 교차하는 주행레일(20)사이에서 회전 가능하게 설치되는 것으로서, 주행레일(20) 상에서 제 1 방향으로 이송되던 반도체 이송 팰릿(10)을 직각을 이루는 제 2 방향으로 배치된 다른 주행레일(20)을 따라 이송시킬 필요가 있을 경우에, 후술하는 롤러유닛(100)이 연결레일(210)의 중앙부에 위치하였을 때 정지시킨 후 연결레일(210)을 이송방향으로 회전시켜 롤러유닛(100)을 동시에 같이 회전시키는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 상기 연결레일 고정부(220)는, 상기 연결레일(210)을 이송시스템의 프레임(1)에 고정시키며 상기 연결레일(210)의 회전 동작을 지지할 수 있으며, 상기 연결레일 (221), 및 상기 연결레일(210)과 상기 복수 개의 주행레일(20) 사이에 배치되는 네 개의 보조레일(221)을 일체형으로 지지할 수 있는 보조레일프레임(222)을 구비할 수 있다.
또한, 상기 회전구동부(230)는, 상기 연결레일(210)을 회전시키기 위한 구동력을 제공하기 위하여 상기 연결레일의 하측으로 배치될 수 있다.
여기서, 상기 회전구동부(230)는, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 연결레일고정부(220)를 관통하여 상기 연결레일의 하측 중심부에 결합되는 연결레일 회전샤프트(231)와, 상기 연결레일고정부의 내측에서 상기 연결레일 회전샤프트의 회전동작을 지지하는 회전베어링 하우징(232)과, 상기 연결레일 회전샤프트(231)에 회전토크를 전달하는 구동모터(233), 및 상기 구동모터(233)의 구동축과 상기 연결레일 회전샤프트(231)를 결합하는 커플링부(234)를 구비할 수 있다.
이때, 본 발명의 실시예에서는, 상기 회전구동부(230)를 구동모터를 이용한 구동방식으로 설명하였으나, 상기 연결레일(210)이 연결레일 고정부(220)에 대하여 회전되도록 연결레일 회전샤프트(231)에 회전동력을 공급하는 부분으로서, 회전동력을 발생시키기 위한 액츄에이터 구동방식, 에어실린더 방식, 공압방식을 포함하여 다양한 방식의 구동방식을 적용할 수 있다.
한편, 반도체 이송 팰릿의 이송시스템에서는, 이송방향을 변경하여 이송하고자 하는 경우에 연결레일(210)의 회전 시에 간섭을 없애기 위해 연결레일(210)과 주행레일(20) 사이에 간극이 생길 수 있다.
그러나, 이러한 간극이 클 경우에 롤러유닛(100)이 주행레일(20)에서 이탈할 수 있어 간극을 최소화하기 위하여 상기 연결레일 고정부(220)는 연결레일(210)과 주행레일(220) 사이에 간극을 최소화하기 위한 보조레일(221)을 연결레일(210)의 양측 끝단에 배치할 수 있다.
이때, 상기 보조레일(221)은, 본 발명의 실시예에서는, 상기 연결레일 고정부(220)의 상측에서 상기 연결레일(210)의 회전 반경을 둘러싸는 구조를 가지며 상기 복수 개의 주행레일(20)과 각각 인접하는 위치에 형성되어 상기 연결레일(210)과 상기 주행레일(20) 사이에 형성되는 간격을 조절할 수 있다.
또한, 상기 보조레일(221)은, 도면에 도시된 바와 같이, 이송방향 변환시 상기 연결레일(210)이 상기 복수 개의 주행레일(20)과 인접하게 배치될 수 있으며 중심점을 기준으로 90도의 사이각을 갖는 네 개의 지점에 형성될 수 있다.
이와 같이, 연결레일(210)과 주행레일(220) 사이의 간극을 최소화하기 위한 보조레일(221)을 구비함으로써, 연결레일(210)의 회전을 용이하게 하면서 주행레일(20)과의 간극을 최소화하는 효과가 있다.
즉, 연결레일(210)과 주행레일(220) 사이에 간극이 존재하면, 반도체 이송 팰릿(10)이 주행레일(20) 상을 통과하는 경우에 하중으로 인해 주행레일(20)에 미세한 처짐이 발생함으로써 연결레일(210)과 높이 차이가 생기고, 이로 인해 롤러유닛(100)이 주행레일(20)에서 연결레일(210)로 이동할 때 충격 및 진동이 발생하고, 심할 경우에는 이탈현상도 발생될 수도 있기 때문에, 본 발명에서는 이러한 간극을 최소화하기 위하여 보조레일(221)을 연결레일 고정부(220)에 형성할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서, 상기 방향전환용 연결레일모듈(200)는, 후술하는 롤러유닛(100)을 구성하는 복수 개의 하우징격벽(123) 하단에 형성되는 가이드휠(140)을 수용하기 위한 가이드휠 수용홈(240)을 상기 연결레일(210)의 외측으로 형성할 수 있다.
또한, 상기 롤러유닛(100)을 구성하는 주행롤러(130)가 연결레일(210)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여 상기 연결레일(210)의 외측으로 일정간격 이격되게 주행롤러 이탈방지 걸림턱(250)을 구비할 수 있다.
게다가, 상기 주행레일(20)은, 주행레일(20)의 측면에서 낙하되는 이물질을 처리하기 위한 이물질 받이홈(20a)과 이탈을 방지하는 레일격벽(20b)을 구비하고 있으며 이에 대한 설명은 후술하는 도 8 내지 도 9에서 하기로 한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 팰릿이송시스템에서 방향전환용 연결레일모듈의 방향전환과정을 설명하기 위한 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 팰릿 이송 시스템은, 복수 개의 주행레일(20) 사이에 교차하는 지점에 롤러유닛(100)의 방향을 전환하기 위한 방향전환용 연결레일모듈(200)를 구비할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 방향전환용 연결레일모듈(200)을 이용하여 상기 롤러유닛(100)을 회전시켜서, 도면에 도시된 바와 같이, 반도체 이송 팰릿(10)의 이동방향으로 수평방향으로 진행하다가 수직방향으로 방향을 전환할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 팰릿 이송시스템의 방향전환 동작을 설명하면,
먼저, 주행레일(20) 상에서 반도체 이송 팰릿(10)이 제 1 방향으로 이송되는 경우에는, 제 1 방향으로 배치된 주행레일(20)사이를 연결하도록 방향전환용 연결레일모듈(200)의 연결레일(210)은 같은 제 1 방향으로 회전된 상태로 유지될 수 있다.
상기 반도체 이송 팰릿(10)의 이송경로 변경이 필요한 경우, 제어부는 복수 개의 위치센서(41a, 41b)로부터 수신되는 신호들을 분석하여 제 1 방향으로 이송되던 반도체 이송 팰릿(10)의 속도를 감속시키고, 반도체 이송 팰릿(10)의 롤러유닛(100)이 연결레일(210)의 중앙부에 위치하도록 반도체 이송 팰릿(10)을 정위치에 정지시키게 된다.
이때, 반도체 이송 팰릿(10)의 롤러유닛(100)이 연결레일(210)의 중앙부에 위치되도록 정지되면, 제어부는 앞서 상술한 회전구동부(230)를 이용해 방향전환용 연결레일모듈(200)의 연결레일(210)을 제 2 방향으로 회전시키게 될 수 있다.
이때, 제어부는 연결레일(210)이 정확히 제 2 방향으로 회전되도록 회전구동부(230)를 제어하게 되며, 회전이 완료되면 롤러유닛(100)의 롤러하우징부(120)가 앞서 상술한 회전고정장치(미도시)에 의해 정확히 제 2 방향이 유지되면서 외부의 진동이나 충격 등에 의해 반도체 이송 팰릿(10에 대한 배치각도가 임의로 변경되는 것이 방지될 수 있다.
이와 같이, 제 2 방향으로 배치된 주행레일(20) 사이를 연결하도록 방향전환용 연결레일모듈(200)의 연결레일(210)이 같은 제 2 방향으로 회전된 상태에서, 제어부는 리니어 모터(30)을 제어하여 반도체 이송 팰릿(10)을 제 2 방향으로 이송시길 수 있다.
도 9 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 사용된 롤러유닛의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 사용된 롤러유닛(100)은, 유닛고정부(110), 롤러하우징부(120), 주행롤러(130), 전방가이드바(300) 및 가이드휠(140)을 구비할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 유닛고정부(110)는, 상기 반도체 이송 팰릿(10)을 구성하는 베이스(11) 하부에 결합 고정되며 도시된 바와 같이 원형으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 롤러하우징부(120)는, 상기 원형의 유닛고정부(110)와 회전축으로 결합되어 베이스(11)의 수평면에 대해 평행한 방향으로 회전 가능하게 설치되며 하측으로 아치 형상의 수용공간을 형성할 수 있다.
또한, 상기 주행롤러(130)는, 상기 롤러하우징부(120)의 수용공간에 배치되고 상기 베이스(11)의 수평면에 대해 수직방향으로 회전 가능하게 설치되어 상기 주행레일(20)의 상부면을 따라 이동할 수 있다.
즉, 상기 주행롤러(130)는, 상기 롤러하우징부(120)의 회전방향과 수직방향으로 회전 가능하게 설치되는 것으로, 상기 주행레일(20) 상에서 안내되어 진행하게 된다.
또한, 상기 전방가이드바(300)는, 상기 원형의 유닛고정부(110) 일측 가장자리 끝단에서 하부 수직방향으로 일자형 바(bar) 형상으로 형성될 수 있으며, 이때, 후술하는 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 주행레일(20)에 상기 롤러유닛의 전방가이드바(300)가 삽입되어 주행경로를 안내하기 위한 가이드홈(21)이 길이방향으로 연속되어 형성되는 것이 바람직하다.
여기서, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전방가이드바(300)는, 하측으로 본체를 중심으로 좌우양측에 보조가이드(310)를 구비하여 후술한 도 11에 도시된 주행레일(20)의 가이드홈(21) 내측면 양측벽에 형성되는 보조가이드홈(22)에 삽입되어 주행중 롤러유닛(100)의 이탈현상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 가이드휠(140)은, 상기 아치형상을 갖는 롤러하우징부(120)의 양측면 하단에 회전축으로 결합되어 상기 주행레일(20)의 측면을 따라 이동하며,상기 롤러하우징부(120) 각각에 복수 개 형성될 수 있다.
이때, 상기 가이드휠(140)과 같이 주행레일(20)의 측면을 따라 이동하는 구조를 추가하면 상기 가이드휠(140)에 의해 안정적인 주행구조가 완성되기 때문에 주행롤러(130)가 주행레일 상에서 이탈되는 것도 방지할 수 있으면서, 장시간 사용 시에 주행레일의 측면에 형성되는 각종 이물질도 청소될 수 있다.
한편, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 주행레일(20)은, 폭방향 단면을 중심으로 양측면의 외측으로 연장되어 상기 가이드휠(140)에 의해 청소되어 낙하되는 이물질을 받아내기 위한 이물질 받이홈(20a)과 상기 가이드휠의 이탈현상을 방지하기 위한 레일격벽(20b)을 더 구비할 수 있다
도 10을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 롤러하우징부(120)을 상세하게 설명하면, 상기 롤러하우징부(120)는, 하우징헤드(121), 하우징회전축(122), 하우징격벽(123), 주행롤러회전축(124) 및 가이드휠회전축(125)을 구비할 수 있다.
여기서, 상기 하우징헤드(121)는, 상기 원형의 유닛고정부(110) 하부에 결합되며 상기 유닛고정부(110)에 비해 상대적으로 작은 크기를 갖는 원형으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 하우징회전축(122)은, 상기 하우징헤드(121)를 상기 원형의 유닛고정부(110) 하부에 동일한 중심을 가지도록 결합시키며 상기 하우징헤드(121)의 회전을 지지할 수 있다. 이때, 상기 하우징회전축(122)은 상기 하우징헤드(122)의 회전을 위한 베어링이 설치될 수 있다.
또한, 상기 하우징격벽(123)은, 상기 하우징헤드(121)의 양측 가장자리에서 하부 수직방향으로 배치되어 상기 아치 형상의 수용공간을 형성하고 복수 개 형성될 수 있다.
또한, 상기 주행롤러회전축(124)은, 상기 주행롤러(130)를 상기 복수 개의 하우징격벽(123) 사이에서 회전 가능하도록 양단이 상기 복수 개의 하우징격벽(123)에 결합될 수 있다.
또한, 상기 가이드휠회전축(125)은, 상기 복수 개의 하우징격벽(123) 하단면에 상기 복수 개의 가이드휠(140)을 회전 가능하게 결합시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서는, 도면에는 도시되지 않았으나, 롤러유닛(100)은, 롤러유닛의 주행각도를 유지시키기 위한 회전고정장치(미도시)를 더 구비할 수 있다. 이러한 회전고정장치는, 롤러유닛의 롤러하우징부(120) 소정부위에 홈을 형성하고 롤러유닛에 인접한 반도체 이송 팰릿(10)의 베이스에 탄성력을 갖는 소정의 걸림부재를 형성하여 구성할 수 있다.
즉, 이러한 회전고정장치를 구비함으로써 주행시 주행롤러(130)가 일정방향으로 배치되는 롤러유닛(100)이 외부의 진동이나 충격을 받더라도 의도치 않게 회전되어 주행방향이 임의로 변경되는 것을 방지할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 사용된 롤러 유닛을 이용한 팰릿 이송 시스템과 주행레일을 설명하기 위한 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 팰릿 이송 시스템은, 반도체 이송 팰릿(10), 복수 개의 주행레일(20), 롤러유닛(100), 및 리니어 모터(30)를 구비할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 반도체 이송 팰릿(10)은, 반도체 소자를 제조하기 위해 수행되는 확산, 식각, 사진 및 클리닝 공정 간의 기판이송을 위한 팰릿 이송시스템에 사용되기 위한 것으로, 공정 간의 기판 이송을 위한 사각 판재 형상을 가지며 형성될 수 있으며, 하부에 주행레일(20)을 따라 이동되는 복수 개의 롤러유닛(100)이 구비될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 주행레일(20)은, 상기 반도체 이송 팰릿(10)의 주행경로를 형성하며 교차지점을 가지도록 격자 구조를 가질 수 있으며, 상기 교차지점에 방향전환용 연결레일모듈(200)를 형성할 수 있다.
또한, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 주행레일(20)은, 앞서 상술한 롤러유닛(100)의 전방가이드바(300)가 삽입되어 주행경로를 안내하기 위한 가이드홈(21)이 길이방향으로 연속되어 형성될 수 있으며, 상기 가이드홈(22)의 내측면 양측벽에는 앞서 언급한 전방가이드바(300)의 하측에 형성되는 보조가이드(310)가 삽입될 수 있는 보조가이드홈(22)이 형성될 수 있다.
이때, 도면에는 상술한 주행레일(20)의 이물질 받이홈(20a)과 레일결벽(20b)이 도시되지 않았으나 앞서 도면에 도시된 구성과 동일한 구성이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 주행레일(20)의 길이방향으로 형성되는 가이드홈(21)과 보조가이드홈(22)에 앞서 상술한 롤러유닛(100)의 전방가이드바(300)와 보조가이드(310)가 삽입되기 때문에 주행 도중에 롤러유닛(100)이 경로를 이탈하는 것을 근본적으로 방지할 수 있으며, 또한, 롤러유닛(100)을 구성하는 주행롤러(130)이 주행레일(20)상에 접촉하며 이동할 때에 발생할 수 있는 부스러기들이 상기 가이드홈(21)을 통하여 주행레일(20)상에 남아있지 않고 떨어지기 때문에 주행능력 향상은 물론 추후 부스러기들을 제거하기 위한 유지보수가 용이할 수 있다.
또한, 상기 롤러유닛(100)은, 상기 반도체 이송 팰릿(10)의 하부에 복수 개 구비되어 상기 복수 개의 주행레일(20)을 따라 이동할 수 있으며, 상기 주행레일(20)의 상부면을 따라 회전 가능하게 설치되는 주행롤러(130)와 상기 주행레일의 측면을 따라 회전 가능하게 설치되는 가이드휠(140)을 구비할 수 있다.
이때, 상기 롤러유닛(100)은, 유닛고정부(110)에 의해 반도체 이송 팰릿(10)의 베이스(11)에 고정되며, 상기 유닛고정부(110)를 매개로 하여 상기 베이스(11)에 회전 가능하게 설치될 수 있다.
또한, 상기 리니어 모터(30)는, 상기 반도체 이송 팰릿(10)의 이송을 위한 구동력을 발생시키고 상기 격자구조를 갖는 주행레일(20)과 평행하게 배치되는 것으로 도면에 도시된 바와 같이, 반도체 이송 팰릿(10)의 이송방향에 대해 수평방향 및 수직방향으로 복수 개 배치될 수 있다.
다음은 도 12 내지 도 16을 참조하여, 리니어 모터를 이용한 팰릿 이송 시스템의 제어방법을 설명하기로 한다.
여기서, 본 발명에 따른 제어방법에 대한 개략적인 설명 및 효과는 다음과 같다.
본 발명에서는 수개에서 수백 개의 리니어 모터를 이용한 컨베이어 시스템(Conveyor System)에서, 그 제어 시스템의 H/W 및 S/W를 구성함에 있어, 일반 범용 PLC(Program Logic Controller)를 사용하여 동작을 제어함을 목적으로 한다.
상기와 같이 구성함으로써 일반 사용자의 유지보수 및 운영 비용의 절감효과를 얻게 하고 리니어 모터를 이용한 컨베이어 시스템의 보급을 확대할 수 있다.
또한, 리니어 모터를 이용한 컨베이어 시스템을 구성할 경우에 PC(단말기) Program(S/W)을 사용 시에 컨베이어 시스템의 주 구성인 리니어 모터의 제어는 가능하나, 상기 리니어 모터를 제외한 수십 수천개의 I/O를 갖는 컨베이어 주변장치들의 제어는 PC만으로 제어를 하기 어려운 상황이기 때문에 별도의 PLC를 사용하여, 컨베이어 외의 주변 장치들의 제어를 수행해야 하는 번거로움 및 서로 다른 컨트롤러를 사용하는 경우가 발생하여, 비용이 과다하게 발생하게 되고, 프로그램 설계를 2중으로 작성해야 하는 번거로움을 해결할 수 있다.
본 발명을 통해 시스템 구성의 단순화를 통해 사용자의 편리성을 제공하고, 시장 확대를 통한 원가 절감 효과를 얻을 수 있다.
부연하면, 본 발명은 수 개에서 수백 개의 리니어 모터를 이용한 물류 시스템을 제작 시에 리니어 모터의 제어와 그 주변의 구성장치들의 제어를 범용 PLC로 제어함으로 인하여,
1. 시스템 구성이 단순해지고
2. 물류 시스템의 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. 리니어 모터 외의 주변장치에 대한 제어를 쉽게 할 수 있다. (각종 통신 및 IO 추가에 대한 Hardware 추가 편리)
6. 기존 리니어 모터에 의한 시스템은 수백 개의 리니어 모터를 제어 시에 PC만으로 제어하기에는 하드웨어적인 제약(1개의 PC로 63개의 리니어 제어권)이 있으나, 본 발명에 따른 PLC에 의한 제어 시에는 1개의 통신모듈에 의하여 255개의 리니어 모터에 대한 제어가 가능하다.
또한 PLC의 경우 통신모듈의 확장을 통하여 최대 36개의 통신모듈(리니어 9180개 제어)을 장착 할 수 있다.
7. 기존 리니어 모터에 의한 시스템의 경우 리니어 상태 및 명령에 대한 인터페이스가 명령어 형식으로 되어 있어 구동명령 및 상태확인에 있어 복잡한 구조로 되어 있다. 이로 인하여 상태 확인을 위해서는 명령어 대한 응답 중 필요한 부분을 추출하여 상태 및 명령을 실행하므로 전문적인 인원이 아니면 확인이 불가능한 불편한 점이 있었으나, 본 발명에 의하면 IO 형식의 비트형식(Bit Type)으로 상태 및 명령에 대한 인터페이스를 구현하므로 구조가 간단하며 설비에 대한 기초 지식만으로도 알 수 있다.
8. 기존 리니어 모터 시스템은 PC 제어로 리니어 상부 팰릿 구동에 있어 제어권이 2구간으로 나누어져 있는 경우, 각 PC 간의 인터페이스를 위하여 별도의 통신 루프(LOOP) 망을 구성해야 하므로 통신 지연이 발생할 수 있다. 그러나 본 발명의 시스템은 제어권이 2구간으로 나누어 형성된다 하더라도 D10 통신을 통하여 상태를 전달하므로 통신 지연이 발생하지 않는다.
도 12는 리니어 모터가 복수 개가 설치된 상태에서, 각 팰릿의 운전되고 있는 각 상태를 나타낸 도면으로서, 팰릿이 없는 경우로써 구간 1에 있는 팰릿만이 단독으로 운전되는 경우의 도면과, 각 구간에 팰릿이 있는 경우로써 연속으로 운전되는 경우의 도면을 나타낸다.
도 13은 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 서보 모터(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 진입 정도가 확인되는 단계; 상기 제 1 팰릿의 도착 여부가 상기 제 1 리니어 모터에 구비된 홀센서의 동작 ON/OFF 상태 및 인코더의 카운팅 값 중에서 적어도 하나에 의거하여 확인되는 단계; 상기 확인결과, 상기 제 1 리니어 모터상에 상기 제 1 팰릿이 도착되는 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 하나에 의거하여 확인되는 단계; 상기 제 2 팰릿의 배출이 확인된 경우에는, 상기 제 1 및 제 2 리니어 모터의 고정자에 구비된 코일에 전류를 인가하여 서보를 온(ON) 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 진입 정도가 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 하나에 의거하여 확인되는 단계; 상기 확인결과, 상기 제 1 리니어 모터에 상기 제 1 팰릿이 도착되는 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 하나에 의거하여 확인되는 단계; 상기 제 2 팰릿의 배출이 되지 않는 경우에는, 제 1 리니어 모터의 고정자 코일에 전류를 인가하는 서보가 온(ON)으로 동작되어 수행되는 단계; 상기 제 1 리니어 모터의 동작이 정지되는 단계; 상기 제 1 리니어 모터의 정 위치가 확인되는 단계; 및 상기 확인결과, 정위치라고 확인되는 경우에는 제 1 리니어 모터상에 제 1 팰릿의 진입이 확인되는 단계가 재수행되는 단계;를 포함하여 동작된다.(S 801,803,805.823,825,827,801)
해당 모터의 정위치 확인은 팰릿이 진입되는 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 14, 도 15 및 도 16은 구간 1,2 및 3에 팰릿이 있는 경우에서의 반송시스템의 동작을 제어하는 것을 보여주는 흐름도이다.
도 13에 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 서보 모터(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 의거하여 제 1 리니어 모터상에 상기 제 1 팰릿의 진입 정도가 확인되는 단계; 상기 제 1 팰릿의 도착 여부가 상기 제 1 리니어 모터에 구비된 홀센서의 동작 ON/OFF 상태 및 인코더의 카운팅 값 중에서 적어도 하나에 의거하여 확인되는 단계; 상기 확인결과, 상기 제 1 리니어 모터상에 상기 제 1 팰릿이 도착되는 경우에는, 제 2 리니어 모터상의 제 2 팰릿의 이동이 요구되는 단계; 상기 제 1 리니어 모터의 고정자의 코일에 전류가 인가되는 서보가 온(On)되는 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 가 온(On)되는 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 2 리니어 모터상의 팰릿 진입이 확인되는 단계; 상기 제 2 팰릿의 도착여부를 상기 제 2 리니어 모터에 구비된 홀센서의 동작 ON/OFF 상태 및 인코더의 카운팅 값 중 적어도 하나에 의하여 확인하는 단계; 및 상기 확인결과에 따라, 상기 제 2 팰릿의 배출이 확인되거나 제 3 리니어 모터상의 제 3 팰릿의 이동이 요구되는 단계;를 포함하여 동작된다.
도 14는 상기 도 13에서, 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 서보가 온(On)되는 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 15는 상기 도 13에서, 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 팰릿이 도착되는 경우에는, 제 3 리니어 모터상의 제 3 팰릿의 이동이 요구되는 단계; 상기 제 2 리니어 모터의 고정자의 코일에 전류가 인가되는 서보가 온(On)되는 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 서보가 온(On)되는 단계; 상기 제 3 리니어 모터가 정방향으로 동작되는 단계; 상기 제 3 리니어 모터의 동작이 정지되는 단계; 상기 제 3 리니어 모터상의 제 2 팰릿의 이동이 요구되는 단계; 상기 제 3 리니어 모터상의 팰릿 진입이 확인되는 단계; 상기 제 2 팰릿의 도착여부를 상기 제 3 리니어 모터에 구비된 홀센서의 동작 ON/OFF 상태 및 인코더의 카운팅 값 중 적어도 하나에 의하여 확인하는 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.
상기와 같이, 본 발명은, 반도체 이송 팰릿의 움직임을 구동시키는 리니어 모터 구동부에 상기 반도체 이송 팰릿의 위치를 감지하는 위치감지용 센서와 충돌방지용 센서를 홀센서로 구현하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 주행레일에 대한 이송경로를 전환시킬 수 있으면서 연결레일과 주행레일 사이의 간극을 최소화하여 이송방향 전환시 충격 및 진동을 방지함으로써 주행능력을 향상시킬 수 있는 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템 및 그 제어방법을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 반도체 이송 팰릿의 주행레일에 대한 이송경로를 전환시킬 수 있으면서 연결레일과 주행레일 사이의 간극을 최소화하여 이송방향 전환시 충격 및 진동을 방지함으로써 주행능력을 향상시킬 수 있는 보조레일을 구비한 방향전환용 연결레일모듈을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 주행레일의 교차하는 지점에 방향전환용 연결레일모듈을 형성하여 공정간의 기판 이송시에 반도체 이송 팰릿의 방향전환을 용이하게 할 수 있어 작업 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 방향전환용 연결레일모듈을 구성하는 연결레일고정부의 상측으로 상기 연결레일의 회전반경을 둘러싸는 원주상에서 격자구조의 주행레일과 마주하는 위치에 복수 개의 보조레일을 장착함으로써 연결레일과 주행레일 사이의 간극을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 반도체 이송 팰릿의 하부에 설치되는 롤러유닛에 주행레일에 형성된 가이드홈에 삽입되는 전방 가이드바를 장착하여 주행 중 롤러유닛의 이탈을 방지하고 주행성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 주행레일을 따라 이동하기 위하여 반도체 이송 팰릿의 하부에 설치되는 롤러유닛에 주행롤러와 가이드휠을 동시에 장착하여 주행능력을 향상시키고 주행 중 이탈을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 장시간 사용시에 주행레일의 측면에 생성되는 이물질을 주행레일의 측면에 접촉하는 가이드 휠을 이용하여 제거할 수 있어 주행레일의 유지보수에 소요되는 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.
지금까지 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐이며, 한정적인 것이 아님을 분명히 하고, 본 발명은 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위내에서, 균등하게 대처될 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.
1 : 프레임 10(11) : 반도체 이송 팰릿(베이스)
20 : 주행레일 21 : 가이드홈
22 : 보조가이드홈 30 : 리니어 모터
40 : 리니어 모터 레일 100 : 롤러유닛
110 : 유닛고정부 120 : 롤러하우징부
121 : 하우징헤드 122 : 하우징회전축
123 : 하우징격벽 124 : 주행롤러회전축
125 : 가이드휠회전축 130 : 주행롤러
140 : 가이드휠 200 : 방향전환용 연결레일모듈
210 : 연결레일 220 : 연결레일고정부
221 : 보조레일 222 : 보조레일프레임
230 : 회전구동부 231 : 회전샤프트
232 : 회전베어링 하우징 233 ; 구동모터
234 : 커플링부 240 : 가이드휠 수용홈
250 : 이탈방지 걸림턱 300 : 전방가이드바
310 : 보조가이드
20 : 주행레일 21 : 가이드홈
22 : 보조가이드홈 30 : 리니어 모터
40 : 리니어 모터 레일 100 : 롤러유닛
110 : 유닛고정부 120 : 롤러하우징부
121 : 하우징헤드 122 : 하우징회전축
123 : 하우징격벽 124 : 주행롤러회전축
125 : 가이드휠회전축 130 : 주행롤러
140 : 가이드휠 200 : 방향전환용 연결레일모듈
210 : 연결레일 220 : 연결레일고정부
221 : 보조레일 222 : 보조레일프레임
230 : 회전구동부 231 : 회전샤프트
232 : 회전베어링 하우징 233 ; 구동모터
234 : 커플링부 240 : 가이드휠 수용홈
250 : 이탈방지 걸림턱 300 : 전방가이드바
310 : 보조가이드
Claims (12)
- 반도체 소자를 제조하기 위해 수행되는 확산, 식각, 사진 및 클리닝 공정 간의 기판이송시 리니어 모터를 이용하는 팰릿 이송시스템에 있어서,
공정 간의 기판 이송을 위한 사각 판재형상의 반도체 이송 팰릿;
상기 반도체 이송 팰릿의 주행경로를 형성하며 교차지점을 가지도록 격자 구조를 갖는 복수 개의 주행레일;
상기 반도체 이송 팰릿의 하부에 복수 개 구비되어 상기 복수 개의 주행레일을 따라 이동하는 롤러유닛;
상기 격자구조를 갖는 주행레일과 일정간격으로 이격된 채 격자구조를 가지며 형성되는 리니어 모터 레일;
상기 반도체 이송 팰릿의 이송을 위한 구동력을 발생시키기 위해 상기 리니어 모터 레일 상에 배치되는 복수 개의 리니어 모터; 및
상기 복수 개의 주행레일 사이에 교차하는 지점에 상기 롤러유닛의 방향을 전환하기 위한 방향전환용 연결레일모듈;을 포함하며,
상기 롤러유닛은, 상기 반도체 이송 팰릿을 구성하는 베이스 하부에 결합 고정되는 원형의 유닛고정부, 상기 원형의 유닛고정부와 회전축으로 결합되어 베이스의 수평면에 대해 평행한 방향으로 회전 가능하게 설치되며 하측으로 아치 형상의 수용공간을 형성하는 롤러하우징부, 상기 롤러하우징부의 수용공간에 배치되고 상기 베이스의 수평면에 대해 수직방향으로 회전 가능하게 설치되어 상기 주행레일의 상부면을 따라 이동하는 주행롤러, 및 상기 아치 형상을 갖는 롤러하우징부의 양측면 하단에 회전축으로 결합되어 상기 주행레일의 측면을 따라 이동하는 복수 개의 가이드휠, 및 상기 원형의 유닛고정부 일측 가장자리 끝단에서 하부 수직방향으로 일자형 바 형상으로 형성되는 전방가이드바;를 구비하며,
상기 방향전환용 연결레일모듈은, 상기 복수 개의 주행레일 사이에 교차하는 지점에서 다른 방향에 배치되는 주행레일을 선택적으로 연결시키기 위하여 회전 가능하게 설치되는 연결레일과; 상기 연결레일을 이송시스템의 프레임에 고정시키며 상기 연결레일의 회전 동작을 지지하는 연결레일 고정부와; 상기 연결레일을 회전시키기 위한 구동력을 제공하기 위하여 상기 연결레일의 하측으로 배치되는 회전구동부; 및 상기 연결레일 고정부의 상측에서 상기 연결레일의 회전반경을 둘러싸는 구조를 가지며 상기 복수 개의 주행레일과 각각 인접하는 위치에 형성되어 상기 연결레일과 상기 주행레일 사이에 형성되는 간격을 조절할 수 있는 복수 개의 보조레일;을 포함하며,
상기 전방가이드바는, 상기 롤러유닛의 주행방향 전방에 배치되고, 하측으로 상기 주행레일의 가이드홈 내측면 양측벽에 형성되는 보조가이드홈에 삽입되어 주행 중 이탈을 방지하는 복수 개의 보조가이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 반도체 이송 팰릿의 위치를 감지하기 위한 위치감지용 홀센서가 상기 복수 개의 리니어 모터 및 리니어 모터 레일 중 어느 하나 이상에 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템.
- 청구항 2에 있어서, 상기 복수 개의 리니어 모터는 각각,
상기 반도체 이송 팰릿에 장착되는 리액션부재와 반응하기 위한 리니어 모터 코일; 및
상기 위치감지용 홀센서를 이용하여 인접한 반도체 이송 팰릿 간의 충격을 방지하기 위하여 전후방에 쌍으로 배치되는 충격방지기판;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 보조레일은,
이송방향 변환시 상기 연결레일이 상기 복수 개의 주행레일과 인접하게 배치될 수 있으며 중심점을 기준으로 90도의 사이각을 갖는 네 개의 지점에 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템.
- 청구항 4에 있어서, 상기 연결레일 고정부는,
상기 보조레일을 일체형으로 지지할 수 있는 보조레일프레임;
롤러유닛을 구성하는 복수 개의 하우징격벽 하단에 형성되는 가이드휠을 수용하기 위하여 상기 연결레일의 길이방향 외측 측면으로 형성하는 가이드휠 수용홈; 및
상기 롤러유닛을 구성하는 주행롤러가 연결레일로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여 상기 연결레일의 외측으로 일정간격 이격되게 주행롤러 이탈방지 걸림턱;을 구비하는 것을 특징으로 하는 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템.
- 청구항 4에 있어서, 상기 회전구동부는,
상기 연결레일고정부를 관통하여 상기 연결레일의 하측 중심부에 결합되는 연결레일 회전샤프트와;
상기 연결레일고정부의 내측에서 상기 연결레일 회전샤프트의 회전동작을 지지하는 회전베어링 하우징과;
상기 연결레일 회전샤프트에 회전 토크를 전달하는 구동모터; 및
상기 구동모터의 구동축과 상기 연결레일 회전샤프트를 결합하는 커플링부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서, 상기 롤러유닛을 구성하는 롤러하우징부는,
상기 원형의 유닛고정부 하부에 결합되며 상기 유닛고정부에 비해 상대적으로작은 크기를 갖는 원형의 하우징헤드와;
상기 하우징헤드를 상기 원형의 유닛고정부 하부에 동일한 중심을 가지도록 결합시키며 상기 하우징헤드의 회전을 지지하는 하우징회전축;
상기 하우징헤드의 양측 가장자리에서 하부 수직방향으로 배치되어 상기 아치형상의 수용공간을 형성하는 복수 개의 하우징격벽;
상기 주행롤러를 상기 복수 개의 하우징격벽 사이에서 회전 가능하도록 양단이 상기 복수 개의 하우징격벽에 결합되는 주행롤러회전축; 및
상기 복수 개의 하우징격벽 하단면에 상기 복수 개의 가이드휠을 회전 가능하게 결합시키는 가이드휠회전축;을 구비하는 것을 특징으로 하는 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템.
- 청구항 8에 있어서,
상기 주행레일은, 상기 롤러유닛의 전방가이드바가 삽입되어 주행경로를 가이드하기 위한 가이드홈이 길이방향으로 연속되어 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어모터를 이용하여 충돌방지 및 연속주행 기능을 갖는 팰릿 이송 제어시스템. - 삭제
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