KR102014116B1 - 트레이 반송 장치 - Google Patents

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KR102014116B1
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김영준
문현석
김미정
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주식회사 신성에프에이
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Abstract

본 발명은 트레이 반송 장치가 이동하도록 내부에 일정 공간의 반송통로를 가지며 상기 반송통로의 양측에는 반송물이 적재되는 다수 개의 선반들이 구비되는 스토커에 있어서, 회전 유닛을 구비하는 베이스; 상기 회전 유닛에 부합하는 결합홀이 형성되고 제1 엘엠 가이드가 간격을 두고 배치되며 상기 베이스의 상부에 구비되는 결합판; 간격을 두고 배치된 엘엠 레일이 슬라이드 판의 상, 하면에 각각 구비되며, 상기 슬라이드 판의 하부에 구비되는 엘엠 레일은 상기 결합판에 배치된 제1 엘엠 가이드와 함께 동작하도록 상기 결합판의 상부에 구비되는 슬라이드 유닛; 하부면에 상기 엘엠 레일에 부합하는 제2 엘엠 가이드가 구비되는 트레이플레이트; 상기 트레이 플레이트의 일측에 수직하여 구비되며 길이 방향을 따라 장방형 홈이 양측으로 형성된 승강 프레임; 상기 장방형 홈을 따라 승강운동 하도록 구비되는 연결부재와 상기 연결부재의 전방에 배치되어 상기 연결부재와 체결되는 상부판으로 이루어진 그립 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 트레이 반송 장치에 관한 것이다.
이와 같은 트레이 반송 장치는 선반에 적재된 상태의 트레이 중 상위로부터 명령받은 특정 수량의 트레이를 그립하여 이송시킬 수 있어, 공정의 처리시간이 단축되고, 공정 절차가 단순화 시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

트레이 반송 장치{Tray transfer apparatus}
본 발명은 트레이 반송 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 트레이를 수용하는 스토커의 선반(버퍼)으로부터 특정 수량의 트레이를 즉시 배출 반송할 수 있는 시스템을 구비한 트레이 반송 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체는, 크게 다이오드, 트랜지스터, IC(Integrated Circuit: 직접회로) 등 여러 가지가 있는데, 전자제품을 만드는 기본 요소가 된다고 해서 보통 반도체 소자라고 부른다.
다이오드(Diode), 트랜지스터 등의 개별 소자와는 달리 소자들을 모아 놓은 집적회로는 저장 또는 기억과 연산의 역할을 한다. 트랜지스터나 다이오드를 개별소자라고 부르는 것에 비해 소자들이 모인 반도체를 집적회로라고 한다.
이러한 반도체 제품을 생산하는 공정은, 최초 웨이퍼 제작에서부터 최종완제품까지 크게 4가지 공정으로 나눠질 수 있다.
즉, 실리콘 원석에서 웨이퍼를 제작하는 웨이퍼 제조공정, 제조된 웨이퍼를 이용하여 웨이퍼 표면에 집적회로를 형성하는 웨이퍼 가공공정, 가공된 웨이퍼로 반도체 칩을 제작하는 패키지 조립공정 및 패키지를 모듈에 부착하여 완전한 기능을 하는 완제품을 제작하는 모듈 조립공정으로 나눌 수 있다.
이러한 많은 공정이 수행되는 반도체 생산라인에서는 공정과 공정 또는 장치와 장치 사이에서 웨이퍼, 반도체 칩, 반도체 스트립 등의 운반이 이루어지는데, 이들은 생산 공정의 효율성을 높이고 높은 청정도를 유지하기 위하여 카세트, 트레이, 매거진 등의 물류품에 수납된 상태로 운반되는 것이 일반적이다.
그리고 상기 반도체 생산라인에서는 원활한 흐름을 위하여 상기 카세트, 트레이, 매거진 등이 일시 저장되는 스토커가 필요하게 된다.
일반적으로, 스토커는 내부에 일정 공간의 반송통로를 가지는 박스 형태의 본체가 길게 형성되며, 반송통로의 양측에는 카세트 등이 적재되는 다수 개의 선반(shelf)들이 구비된다. 또한, 스토커는 반송통로에 구비된 레일 상에 랙 마스터(반송 장치)가 위치하여 입고 포트를 통해 입고된 트레이를 선반으로 적재하거나 선반에 수납되어있던 트레이를 출고 포트를 통해 출고하는 등 트레이를 이송할 수 있도록 구성된다.
이때 이송되는 트레이는 적층된 상태로 전체를 반송하도록 구성되어 있다.
공정 상황에 따라서는 적층된 트레이 전체가 아니라 선반에 적층된 트레이 중 일부만 반송되어질 필요가 있으나, 스토커 내부에서는 트레이 전체를 반송하도록 구성되어 있어 처리 시간이 증가하는 문제점이 있다.
따라서, 특정 타입 및 수량의 트레이 배출 명령에 따라 랙 마스터가 선반에 적층된 트레이 중 일부만을 선택하여 배출 포트로 반송할 수 있는 스토커가 요구되는 실정이다.
한국등록특허 제10-1747756호(2017.06.09)
상기한 문제를 해결하기 위해 본 발명은 선반에 보관된 트레이 중 상위에서 명령한 특정 수량의 트레이를 즉시 배출 반송할 수 있는 반송 장치를 구비하는 스토커 장치에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 트레이 반송 장치가 이동하도록 내부에 일정 공간의 반송통로를 가지며 상기 반송통로의 양측에는 반송물이 적재되는 다수 개의 선반들이 구비되는 스토커에 있어서, 회전 유닛을 구비하는 베이스; 상기 회전 유닛에 부합하는 결합홀이 형성되고 제1 엘엠 가이드가 간격을 두고 배치되며 상기 베이스의 상부에 구비되는 결합판; 간격을 두고 배치된 엘엠 레일이 슬라이드 판의 상, 하면에 각각 구비되며, 상기 슬라이드 판의 하부에 구비되는 엘엠 레일은 상기 결합판에 배치된 제1 엘엠 가이드와 함께 동작하도록 상기 결합판의 상부에 구비되는 슬라이드 유닛; 하부면에 상기 엘엠 레일에 부합하는 제2 엘엠 가이드가 구비되는 트레이플레이트; 상기 트레이 플레이트의 일측에 수직하여 구비되며 길이 방향을 따라 장방형 홈이 양측으로 형성된 승강 프레임; 상기 장방형 홈을 따라 승강운동 하도록 구비되는 연결부재와 상기 연결부재의 전방에 배치되어 상기 연결부재와 체결되는 상부판으로 이루어진 그립 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 트레이 반송 장치를 제공한다.
이러한 트레이 반송 장치는 상기 결합판의 일단에는 하단 일부가 내측으로 절곡된 'L'자 형태의 수직 프레임의 하단부가 양측으로 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 슬라이드 유닛은 전방에 구비되는 정위치 센서; 후방에 구비되는 모터; 상기 모터에 연결되는 제1 풀리; 상기 제1 풀리와 간격을 두고 배치되는 제2 풀리; 상기 제1 풀리와 제2 풀리 사이에 배치되는 밸트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 트레이 플레이트의 전방에는 트레이 안착감지 센서 및 이중반입 센서가 구비되며, 후방 상면에는 상기 승강 프레임이 안착되는 삽입홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 승강 프레임의 상측 일면 중앙에는 상기 승강 프레임을 중심으로 상기 연결 부재와 대향하여 위치 센서가 구비되고, 상기 위치 센서는 상기 승강 프레임과 수평으로 배치되는 중심축이 연결되고, 상기 중심축의 하단은 제2 풀리가 구비되며, 상기 제2 풀리가 이격되어 제1 풀리가 배치되고, 상기 제1 풀리와 제2 풀리 사이에는 벨트가 구비되며, 상기 제1 풀리는 동력을 제공하는 모터와 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부판은 일측에 구비되는 스텝 모터; 상기 상부판의 하부면의 양측으로 구비되어 상기 스텝 모터에 의해 측방향으로 이동되는 제1 측판 및 제2 측판;을 포함하며, 상기 제1, 2 측판의 전방에는 트레이 감지센서가 구비되고, 측방으로는 트레이를 그립하기 위한 그립퍼가 구비되며, 상기 상부판의 전방으로는 맵핑 센서가 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 스토커 장치의 선반에 보관된 트레이 중 특정 수량의 트레이가 반송 장치에 의해 그립(grip)되어 즉시 반송될 수 있으며, 이에 의해 스토커 내의 배출, 반송 등의 절차가 단순화되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 처리 시간을 단축시켜 생산성이 증대하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스토커의 내부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 트레이 반송 장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 트레이 반송 장치를 다른 방향에서 본 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 트레이 반송 장치의 트레이 이송부를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 후면도이다.
도 6는 본 발명에 따른 트레이 반송 장치의 슬라이드 유닛을 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 트레이 반송 장치의 베이스를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 트레이 반송 장치에 트레이가 적층된 상태를 도시한 측면도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 첨가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스토커 장치의 내부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 스토커 장치(S)는 적층상태의 트레이(T)를 저장하는 복수의 선반이 수직 방향 및 수평 방향으로 구비된 선반 구조물(20)이 일측에 배치되고, 상기 선반에 트레이를 적재하기 위한 트레이 반송 장치(10)가 구비되며, 선반 구조물(20)에 평행하게 트레이 반송 장치(10)가 이동할 수 있는 공간이 포함된다.
한편, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 트레이 반송 장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 트레이 반송 장치를 다른 방향에서 본 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 트레이 반송 장치의 트레이 이송부를 도시한 사시도이다. 또한, 도 5는 도 4의 후면도이고, 도 6는 본 발명에 따른 트레이 반송 장치의 슬라이드 유닛을 도시한 사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 트레이 반송 장치의 베이스를 도시한 사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 트레이 반송 장치에 트레이가 적층된 상태를 도시한 측면도이다.
이하, 도 2 내지 도 8을 참조하여, 본 발명에 따른 스토커 장치(S)의 트레이 반송 장치(10)를 설명하며, 도 2의 장치(10)의 트레이플레이트(520)가 향하는 방향을 전방으로 하여 설명할 것이다.
분해 사시도에서 일부 커버들은 내부 구성을 도시하기 위해 생략하여 도시된다.
본 발명에 따른 트레이 반송 장치(10)는 스토커(S)에 입고된 트레이(T)를 선반에 적재하거나 선반에 수납되어 있는 트레이(T)를 출고하도록 구성된 것으로, 베이스(100), 결합판(200), 슬라이드 유닛(300), 트레이 이송부(500)로 이루어진다.
이러한 트레이 반송 장치(10)의 하부에는 베이스(100)가 구비되며, 상기 베이스(100)에는 180도 회전 가능한 회전 유닛(110) 및 회전 유닛(110)을 작동하게 하는 서보 모터(120)가 구비된다.
이러한 베이스(100)의 상부에는 회전 유닛(110)과 결합되기 위한 결합홀(210)이 형성된 결합판(200)이 구비된다.
결합판(200)의 상부에는 제1 엘엠 가이드(미도시)가 간격을 두고 배치되며, 후술하는 슬라이드 유닛(300)에 구비된 엘엠 레일과 함께 동작한다.
또한, 결합판(200)의 일측은 하부 프레임으로써 수직 프레임(410, 420)와 체결된다. 구체적으로, 수직 프레임(410, 420)은 하단 일부가 내측으로 절곡된 'L'자 형태로, 서로 마주하여 간격을 두고 배치되며, 결합판(200) 단부의 양측에 수직 프레임(410, 420)의 절곡된 하단부가 결합되는 것이다.
한편, 결합판(200)의 상부에는 슬라이드 유닛(300)이 구비된다. 도 6을 참조하면, 슬라이드 유닛(300)은 슬라이드 판(310)의 상부면에 간격을 두고 배치된 엘엠 레일(320)이 구비되고, 일측에는 정위치 센서(350)가 구비되며 타측에는 모터(330)가 구비된다. 또한, 슬라이드 판(310)의 측면에는 제1,2 풀리(341, 342) 및 제1,2 풀리(341, 342)의 사이에 배치된 벨트(343)가 구비되며, 상기 모터(330)는 제1풀리(341)에 연결된다.
또한, 도시되지 않았지만 슬라이드 판(310)의 하부면에도 간격을 두고 배치된 엘엠 레일이 구비되어 상술한 결합판(200)의 제1 엘엠 가이드와 함께 동작한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 트레이 이송부(500)는 트레이를 적재하기 위한 트레이 플레이트(520)가 구비된다. 트레이플레이트(520)의 하측에는 제2 엘엠 가이드(522)가 구비되어 상기 슬라이드 유닛(300)의 엘엠 레일(320)과 함께 동작한다.
또한, 트레이플레이트(520)의 전방에는 트레이 안착감지 센서(521) 및 이중반입 센서(523)가 구비된다.
이러한 트레이플레이트(520)의 후방 상면에는 트레이플레이트(520)에 수직하여 승강 프레임(510)이 구비된다. 이때, 트레이플레이트(520)의 후방 상면에는 승강 프레임(510)이 안착되는 삽입홈(미도시)이 형성된다.
승강 프레임(510)은 양측에 길이 방향을 따라 형성된 장방형의 홈이 구비되고, 상기 홈으로 후술하는 그립 유닛(550)이 상하 이동하게 된다(도 2 참조).
승강 프레임(510)의 상측 중심부에는 그립 유닛(550)에 대향하여 위치 센서(512)가 구비되며, 위치 센서(512)는 Z축 방향에 대한 위치를 감지하는 것으로, 중심축(513)의 상단부와 연결된다.
또한, 중심축(513)의 하단은 제2 풀리(미도시)와 연결된다. 상기 풀리는 외측에 구비된 제1 풀리(515)와 벨트(미도시)에 의해 연결된다. 또한, 제1 풀리(515)는 모터(514)와 연결된다. 즉, 모터(514)에 의해 작동되는 제1 풀리(515)는 벨트에 의해 그 회전력을 제2 풀리에 전달하여 중심축(513)이 회전하게 된다.
한편, 그립 유닛(550)은 승강 프레임(510)과 연결되는 연결부재(530) 및 상기 연결부재(530)와 체결되는 상부판(540)으로 구성된다.
연결부재(530)는 승강 프레임(510)의 장방형 홈에 삽입되는 삽입부가 구비되어 그립 유닛(550)이 상하 방향으로 이동하게 하는 것으로, 그립 유닛(550)이 트레이에 접근하여 입력된 수량의 트레이를 그립한 뒤 다시 상부로 승강시키는 역할을 한다.
상기 상부판(540)은 그립 유닛(550)의 구성들이 구비되는 판으로, 스텝모터(556)를 구비하며, 상부판(540)의 하부면에는 양측으로 제1, 2측판(541, 542)이 구비된다. 제1, 2측판(541, 542)은 스텝모터(556)에 의해 상부판(540)의 측방으로 이동이 이루어진다.
그리고 도시되지는 않았지만 상부판(540)의 내측에는 그립 센서가 구비되어 트레이의 그립을 감지하고, 트레이 리미트 센서가 구비되어 배출할 수 있는 트레이 수량을 초과하지 않도록 한다.
또한, 제1,2측판(541, 542)의 전방에는 트레이 감지 센서(552)가 구비되고, 측방으로는 트레이를 그립하기 위한 그립퍼(553, 554)가 구비된다.
또한 그립유닛(550)의 전방에는 트레이의 정렬 상태를 점검하기 위한 맵핑센서(551)가 구비된다.
도시되진 않았지만, 상기 센서들은 각기 제어부에 연결되며, 제어부에 의해 센서들이 제어된다.
도 8을 참조하면, 이와 같이 구성된 본 발명의 트레이 반송 장치(10)는 선반에 적재된 상태의 트레이 중 상위로부터 명령받은 특정 수량의 트레이를 그립하여 배출시킬 수 있다.
이러한 트레이 반송 장치(10)는 공정의 처리시간이 단축되고, 공정 절차의 단순화 및 생산성 증대의 장점이 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구 범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
S : 스토커 T : 트레이
10 : 트레이 반송 장치 20 : 선반 구조물
100 : 베이스 110 : 회전유닛
120 : 회전유닛 모터 200 : 결합판
300 : 슬라이드 유닛 310 : 슬라이드 판
320 : 엘엠 레일 330 : 모터
341 : 제1풀리 342 : 제2풀리
343 : 벨트 350 : 정위치 센서
410, 420 : 수직 프레임 412, 422 : 얼라인 DC모터
430 : 상부 프레임 500 : 트레이 이송부
510 : 승강 프레임 512 : 위치 센서
513 : 중심축 514 : 모터
515 : 제2풀리 520 : 트레이플레이트
521 : 안착감지 센서 523 : 이중 반입 센서
530 : 연결부재 540 : 상부판
541 : 제1측판 542 : 제2측판
550 : 그립 유닛 551 : 맵핑 센서
552 : 트레이 감지 센서 553, 554 : 그립퍼
556 : 스텝모터

Claims (6)

  1. 트레이 반송 장치가 이동하도록 내부에 일정 공간의 반송통로를 가지며 상기 반송통로의 양측에는 반송물이 적재되는 다수 개의 선반들이 구비되는 스토커에 있어서,
    상기 트레이 반송 장치는,
    회전 유닛을 구비하는 베이스;
    상기 회전 유닛에 부합하는 결합홀이 구비되고 제1 엘엠 가이드가 간격을 두고 배치되며 상기 베이스의 상부에 위치되는 결합판;
    슬라이드 판의 상, 하면에 간격을 두고 배치된 엘엠 레일이 각각 구비되며, 상기 슬라이드 판의 하부에 구비되는 엘엠 레일은 상기 결합판에 배치된 제1 엘엠 가이드와 함께 동작하도록 상기 결합판의 상부에 구비되는 슬라이드 유닛;
    상기 슬라이드 판의 상면에 배치된 엘엠 레일에 부합하는 제2 엘엠 가이드가 하부면에 구비되고, 전방에는 트레이 안착감지 센서 및 이중반입 센서가 구비되며, 후방 상면에는 삽입홈이 형성되는 트레이 플레이트;
    상기 트레이 플레이트의 삽입홈에 안착되어 수직하게 구비되며, 길이 방향을 따라 장방형 홈이 양측으로 형성된 승강 프레임;
    상기 장방형 홈을 따라 승강운동 하도록 구비되는 연결부재와 상기 연결부재의 전방에 배치되어 상기 연결부재와 체결되는 상부판으로 이루어진 그립 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 트레이 반송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 결합판의 일단에는, 하측 일부가 내측으로 절곡된 'L'자 형태의 수직 프레임의 하단부가 양측으로 결합되는 것을 특징으로 하는 트레이 반송 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 슬라이드 유닛은 전방에 구비되는 정위치 센서;
    후방에 구비되는 모터;
    상기 모터에 연결되는 제1 풀리;
    상기 제1 풀리와 간격을 두고 배치되는 제2 풀리;
    상기 제1 풀리와 제2 풀리 사이에 배치되는 밸트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 트레이 반송 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 승강 프레임의 상측 일면 중앙에는 상기 승강 프레임을 중심으로 상기 연결 부재와 대향하여 위치 센서가 구비되고,
    상기 위치 센서는 상기 승강 프레임과 수평으로 배치되는 중심축이 연결되고,
    상기 중심축의 하단은 제2 풀리가 구비되며,
    상기 제2 풀리와 외측으로 이격되어 제1 풀리가 배치되고,
    상기 제1 풀리와 제2 풀리 사이에는 벨트가 구비되며,
    상기 제1 풀리는 동력을 제공하는 모터와 연결되는 것을 특징으로 하는 트레이 반송 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상부판은 일측에 구비되는 스텝 모터;
    상기 상부판의 하부면의 양측으로 구비되어 상기 스텝 모터에 의해 측방향으로 이동되는 제1 측판 및 제2 측판;을 포함하며,
    상기 제1, 2 측판의 전방에는 트레이 감지센서가 구비되고, 측방으로는 트레이를 그립하기 위한 그립퍼가 구비되며,
    상기 상부판의 전방으로는 맵핑 센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 트레이 반송 장치.
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