KR102136079B1 - 비접촉 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스플레이 제조설비, 반도체 제조공정, 차량, 조선, 가전제품 등 다양한 제조공정 및 부품가공 공정에 사용되는 제조, 가공, 운영, 유지 공정 등에 활용될 수 있는 비접촉 이송장치(설비)에 관한 것으로, 보다 자세하게는 고정부의 상측에 설정된 높이만큼 이격되어 이송되는 이송부의 상면에 탑재될 수 있는 다양한 형태와 모양, 크기 등으로 제공되는 가공 대상물에 탄력적으로 탑재할 수 있도록 대응할 수 있는 동시에, 이송 공정에서 발생할 수 있는 부재간 마찰 등에 의한 소음이나 이물질 발생을 방지하고, 이를 통해 보다 안정적인 이송공정을 지원할 수 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 이송장치에 관한 발명이다.

Description

비접촉 이송장치 {Transferring apparatus of noncontact type}

본 발명은 비접촉 이송장치에 관한 발명으로, 보다 자세하게는 하부의 설정된 위치에 형성된 하나 또는 복수개의 전자석을 통해 발생하는 전자기력을 통해 고정부에서 이송부를 설정된 높이만큼 이격(공중으로 부양)시키는 동시에, 이송부 상부에 탑재된 가공 대상물의 좌우측 무게 차이 등에 의해 발생할 수 있는 이송 저하 등을 방지할 수 있도록 하는 높이 센서 및 이와 연동된 전자석을 통한 전자기력 발생 변화를 통해 보다 정확하고 안전한 이송을 지원할 수 있는 비접촉 이송장치에 관한 발명이다.

종래 디스플레이 생산라인, 반도체 제조공정, 차량/선박 부품 생산/가공라인 등에서 사용되는 레일 시스템의 경우, 상부에 탑재된 가공 대상물을 가공 설비 등으로 이송하기 위해 볼 스크류 및 구동 벨트를 포함하는 복잡한 구동 전달 시스템이 필수적으로 요구되어 왔다.

하지만, 이러한 레일 시스템의 경우, 구동 전달 시스템을 구성하는 부품이나 부재들간의 접촉 마찰에 의해 각종 소음이나 분진 등의 이물질이 발생하고, 이로 인해 이송장치 역시 이물질 등에 의해 이송 성능이 저하되거나 이송 불능이 되는 등의 상황이 발생되기도 하였다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 최근에는 전자기력을 이용한 비접촉 이송장치가 개발되고 있지만, 이송부 상부 등에 탑재되는 가공 대상물의 무게 불균일(일 예로 가공 대상물의 좌우측간 무게 차이 등)이나 이송 과정에서 발생하는 흔들림 등에 의해 이송부 상부 등에 탑재되는 가공 대상물이 설정된 위치에서 벗어나 후속 가공에 어려움을 겪는 등의 문제에 대한 해결은 여전히 요구되어 왔다.

대한민국 공개특허 제10-2012-0016835호 대한민국 등록특허 제10-1525056호

본 발명은 상기한 종래 이송장치 및 비접촉 이종장치가 가지고 있던, 부재간 접촉에 의한 소음이나 진동, 이로 인한 이물질 발생을 원천적으로 예방할 수 있는 동시에, 이송 공정 상에서 발생할 수 있는 가공 대상물의 임의 탈락 등 가공에 필요한 자리에서의 임의 변경을 방지하는 동시에, 가공 대상물의 형태나 모양 등에 따른 좌우측 무게차를 실시간 반영하여 보다 안정적으로 수평 이송할 수 있도록 지원할 수 있는 비접촉 이송장치의 제공에 그 목적이 있다.

전술한 본 발명의 목적은 지면에 하면의 전부 또는 일부가 부착되며, 상면에는 전자기력이 발생하는 제1 전자석이 설정된 위치에 형성된 고정부; 하면에는 상기 제1 전자석과 반발하는 전자기력을 발생하며, 상기 제1 전자석과 대응되는 위치에 형성된 제2 전자석을 통해, 상기 고정부와 설정된 높이만큼 상측으로 이격하여 미리 설정된 부양높이를 유지하도록 형성되는 이송부; 및 상기 고정부와 상기 이송부의 설정된 상기 부양높이를 실시간으로 모니터링하고, 상기 부양높이의 수평을 조절하도록 하는 센싱모듈을 포함하는 비접촉 이송장치에 있어서, 상기 이송부는 상면에 다양한 가공 대상물을 탑재할 수 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 이송장치의 제공을 통해 달성 가능하게 된다.

또한 본 발명에 따른 상기 고정부는, 상면 좌측 및 상면 우측 양 단부에 구동모터에 일단부가 체결되어 설정된 방향으로 제자리 회전하는 샤프트 및 상기 샤프트의 표면에 부착 형성된 구동자석을 포함하는 구동모듈을 포함하고, 상기 이송부는, 하면 좌측 및 우측 양 단부에서 하방으로 돌출 형성되는 이송가이드, 상기 이송가이드의 내부로 상기 구동모듈을 수용 가능한 이송수용홈 및 상기 이송수용홈 내측에 형성되는 이송자석을 포함하도록 하되, 상기 샤프트의 회전에 따라 회전하는 상기 구동자석을 통해 발생하는 자력과 대응되는 상기 이송자석간의 자력을 통해, 상기 이송부가 상기 고정부와 설정된 부양높이를 유지하면서 설정된 방향으로 이송되는 것을 특징으로 하는 비접촉 이송장치의 제공을 통해서도 전술한 본 발명의 목적 달성은 가능하게 된다.

또한 상기 제1 전자석은, 상기 고정부의 상면 좌우측에 형성되는 상기 구동모듈을 기준으로 각각 좌측과 우측에 분리되어 형성되며, 좌우측의 양 단부는 단면 높이가 높게 형성되는 반면, 상기 구동모듈쪽으로는 기울어지는 내측 방향으로는 점차 단면 높이가 낮게 형성되도록 하는 동시에, 상기 제2 전자석은, 상기 이송수용홈을 기준으로 상기 이송가이드의 양 단부에 각각 좌측과 우측에 분리되어 형성되며, 상기 제1 전자석이 내측으로 기울어진 단면 높이와 대응될 수 있도록 상기 이송수용홈으로 기울어지는 내측 방향으로 점차 단면이 하방으로 더 깊게 형성되도록 하여, 상기 제1 전자석과 상기 제2 전자석을 통해 발생하는 상호 반발 전자기력이 효과적으로 대응할 수 있도록 하는 동시에, 상기 이송부 하면의 양 단부에 형성된 상기 이송가이드가 상기 구동모듈과 설정된 위치와 높이에서 임의 이탈하지 않도록 하여 상기 부양높이를 지속적으로 유지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 비접촉 이송장치로 구성되거나, 상기 센싱모듈은, 상기 고정부 및/또는 상기 이송부에 부착되는 높이센서; 및 상기 높이센서를 통해 실시간으로 상기 부양높이의 수평 여부를 실시간으로 확인하고 모니터링 할 수 있는 수평제어부를 포함하되, 상기 수평제어부는, 상기 이송부의 이동 중 상기 부양높이가 일시적으로 수평을 이루지 못하는 경우, 상기 제1 전자석 및/또는 상기 제2 전자석의 전자기력 출력을 증감 제어를 통해 상기 부양높이가 다시 수평을 유지하도록 할 수 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 이송장치의 제공을 통해서도 본 발명의 목적 달성이 가능하게 된다.

또한 다양한 형태와 모양, 크기 등을 가지는 가공 대상물(또는 이송 대상물)의 효과적이고 안전한 이송(이동)을 위해, 본 발명에 따른 상기 이송부는, 상면에 일정한 패턴으로 형성된 하나 이상의 삽입구가 표면에 형성된 삽입모듈; 상기 삽입모듈에 일단부가 삽입 체결되며, 타단부는 상측으로 노출되는 지그(Jig)로 형성되는 지그모듈; 및 상기 이송부 상면에 탑재된 가공 대상물이 상기 이송부의 외측으로 임의 탈락하지 않도록 상기 이송부의 내측으로 가공 대상물을 밀어 지지할 수 있는 지지모듈을 포함하도록 하여, 상기 가공 대상물의 형태, 크기 및/또는 모양에 따라 안정적으로 상기 이송부의 상면에 탑재할 수 있도록 하는 동시에, 상기 센싱모듈은, 상기 가공 대상물의 좌우측 하중 불균형에 의해 상기 부양높이의 수평이 이루어지지 못하는 경우, 상기 제1 전자석 및/또는 상기 제2 전자석의 전자기력 출력을 증감 제어를 통해 상기 부양높이가 다시 수평을 유지하도록 할 수 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 이송장치를 제공하여 전술한 본 발명의 목적 달성도 가능하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉 이송장치는 이송부 상부에 탑재되는 가공 대상물(또는 가공 전 단계에 있는 이송 대상물이 될 수도 있다)의 다양한 형태와 모양 등에 자유롭게 대응하여 상부에 가공 대상물을 탑재할 수 있는 동시에, 이송부 상부에 탑재된 가공 대상물의 형태 등에 의해 발생할 수 있는 이송부의 좌측 및 우측의 하중(상부 가공 대상물의 좌우측 하중 차이에 의해 전달되는 이송부 좌측 및 우측의 무게 차이)을 실시간으로 높이센서 등을 통해 반영하여 수평을 유지할 수 있도록 함으로써, 보다 정확하고 안전한 이송 기능을 수행할 수 있도록 지원하는 장점 및 특징을 가지게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉 이송장치의 전체적인 구성을 나타내고 있는 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉 이송장치의 전체적인 구성을 나타내고 있는 사시도이다.
도 3및 도 4는 본 발명에 따른 구동모듈과 이송수용홈의 체결 상태에 대한 다른 실시예를 보다 자세히 묘사하고 있는 도면이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우 *뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 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 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉 이송장치(10)의 전체적인 구성을 나타내고 있는 정면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉 이송장치(10)의 전체적인 구성을 나타내고 있는 사시도이다.

우선 이하에서는 본 발명에 따른 고정부(100)와 이송부(300)의 이격, 즉 이송부(300)가 설정된 높이만큼 고정부(100)로부터 이격(공중부양)되는 구조를 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 비접촉 이송장치(10)는 고정부(100), 센싱모듈(200) 및 이송부(300)를 포함한다.

고정부(100)는 디스플레이, 반도체, 차량/조선/가전제품 등의 생산공정 설비가 구축된 장소의 설정된 지면에 하부면의 전부 또는 일부가 부착(고정 또는 이동 가능하도록 부착)되며, 상부면에는 설정된 높이만큼 이격되어 이송부(300)가 위치한다.

이송부(300)는 고정부(100)의 상부면으로부터 일정한 높이만큼 이격(공중으로 부양)되고, 상부면에는 다양한 가공 대상물을 탑재할 수 있는 이송체를 지칭한다.

센싱모듈(200)은 고정부(100)의 상부면에 부착될 수 있으며, 고정부(100)와 이송부(300)의 이격된 높이, 즉 이송부(300)가 고정부(100)로부터 부양된 높이를 실시간으로 측정할 수 있는 높이센서(210)를 포함할 수 있다.

고정부(100)는 하나 또는 복수개의 제1 전자석(110)을 상부면의 설정된 위치에 포함할 수 있으며, 이송부(300)는 제1 전자석(110)과 대응되는 위치에 하나 또는 복수개의 제2 전자석(310)을 포함(일 예로 이송가이드(330)의 양 단부에 각각 형성)할 수 있다. 제1 전자석(110)과 제2 전자석(310)은 상호 같은 극성을 가지는 전자기력으로 반발력에 의해 제2 전자석(310)은 제1 전자석(110)으로부터 설정된 높이만큼 이격되며, 이를 통해 이송부(300)는 고정부(100)로부터 설정된 높이만큼 부양할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 따른 고정부(100) 및/또는 이송부(300)는 제1 전자석(110) 및/또는 제2 전자석(310)의 전자기력의 세기를 조절할 수 있는 별도의 제어부(각각 제1 전자석 제어부, 제2 전자석 제어부가 될 수 있다)와 상기 제어부의 작동 지시에 따라 제1 전자석 및/또는 제2 전자석의 전자기력을 높이거나 낮출 수 있는 동력을 공급하는 동력공급부(각각 제1 동력공급부 및 제2 동력공급부가 될 수 있다)를 포함할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 고정부(100)의 제1 전자석(110)은 이하 후술할 구동모듈(130)을 사이에 두고 길이 방향(즉, 구동모듈(130)을 따라)으로 좌측과 우측에 길게 하나의 전자석 또는 물리적으로 분리된 복수개의 전자석이 일정한 간격을 두고 위치하도록 형성될 수 있으며, 이송부(300)의 제2 전자석(310)은 제1 전자석(110)의 위치에 대응하여 이송가이드(330)의 양 단부에 길이 방향으로 길게 하나의 전자석 또는 물리적으로 분리된 복수개의 전자석이 일정한 간격을 두고 위치하도록 형성될 수 있다.

또한 제1 전자석(110)은, 구동모듈(130)을 기준으로, 좌측과 우측에 각각 형성되는 동시에, 상부에 위치하는 이송부(300)가 설정된 위치에서 임의 탈락하거나 설정된 이송 궤도에서 벗어나지 않도록, 구동모듈(130)을 기준으로, 바깥쪽이 안쪽보다 높게 형성된 삼각형 단면(도 1 및 도 3 참조)으로 형성될 수 있으며, 이송가이드(330)는 이에 대응하여 구동모듈(130)에 접하는 면이 더 깊숙하게 아래쪽으로 형성되며, 구동모듈(130)로부터 멀어지는 이송가이드(330)의 단부는 깊이(아래로 돌출된 높이)가 작게 형성될 수 있으며, 이렇게 형성된 이송가이드(330)의 양 단부에는 각각 단부의 기울여진 각도에 맞춰 제2 전자석(310)이 형성(단면 높이)될 수 있다. 이러한 구조를 통해 제1 전자석(110)과 제2 전자석(310)에서 발생하고, 반발하게 되는 전자기력이 구동모듈(130)을 기준으로 안쪽으로 모이게 됨으로써, 이송부(300)의 보다 안정적인 부력 생성 및 이송부(300)의 이송(이동)이 가능하게 된다.

제1 전자석(110)은 고정부(100)의 상면 좌우측에 형성되는 구동모듈(130)을 기준으로 각각 좌측과 우측에 분리되어 형성되며, 좌우측의 양 단부는 단면 높이가 높게 형성되는 반면, 구동모듈(130)쪽으로는 기울어지는 내측 방향으로는 점차 단면 높이가 낮게 형성되도록 하는 동시에, 제2 전자석(310)은 이송수용홈(300a)을 기준으로 상기 이송가이드의 양 단부에 각각 좌측과 우측에 분리되어 형성되며, 제1 전자석(110)이 내측으로 기울어진 단면 높이와 대응될 수 있도록 이송수용홈(300a)으로 기울어지는 내측 방향으로 점차 단면이 하방으로 더 깊게 형성되도록 하여, 제1 전자석(110)과 제2 전자석(310)을 통해 발생하는 상호 반발 전자기력이 효과적으로 대응할 수 있도록 하는 동시에, 이송부(300) 하면의 양 단부에 형성된 이송가이드(330)가 구동모듈(130)과 설정된 위치와 높이에서 임의 이탈하지 않도록 하여 “부양높이”를 지속적으로 유지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 비접촉 이송장치(10)로의 구성도 가능하다.

이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 전자석(110)은 구동모듈(130)을 기준으로 양 단부 방향으로 30˚ 내지 45˚로 형성된 단면 각도를 가지도록 형성될 수 있다(도 3 참조). 즉 고정부(100) 최외곽 좌측(도 1 및 도 3 기준)에 형성되는 제 1 전자석(110)은, 단면을 기준으로, 구동모듈(130)쪽인 내측으로 이동하면서 높이가 점차 낮아지며, 최외곽 좌측의 우측 옆, 즉 구동모듈(130)의 우측에 형성되는 제1 전자석(110)은 구동모듈(130)로부터 멀어지면서 단면 높이가 점차 증가하는 형태로 제공될 수 있다. 제1 전자석(110)은 구동모듈(130)을 기준으로 양 단부 방향으로 30˚ 내지 45˚로 형성된 단면 각도로 형성될 경우, 구동모듈(130)의 중심축을 기준으로 상측의 설정된 위치에 구동모듈(130)을 중심으로 양 쪽에 형성된 제1 전자석(110)의 전자기력 힘이 집중될 수 있는 바, 이와 대응되는 반발 전자기력을 가지도록 형성되는 제2 전자석(310)을 하면의 설정된 위치에 형성한 이송부(300)가 보다 안정적으로 구동모듈(130)의 중심축을 따라 위치하여 이송(이동)할 수 있게 된다.

또한 제2 전자석(310) 역시, 이송가이드(330) 단부의 중심에서, 내측으로 구동모듈(130)을 삽입 수용할 수 있도록 형성되는 이송수용홈(300a)의 단부(시작점)를 기준으로, 양 단부 방향으로 30˚ 내지 45˚로 형성된 단면 각도를 가지도록 형성될 수 있다(도 3 참조).

이 경우 이송수용홈(300a)을 기준으로 양 쪽으로 형성되는 제2 전자석(310)은 하부에 위치하는 제1 전자석(110)과 대응되는 각도로 형성될 경우, 고정부(100)와 이송부(300)는 보다 안정적인 “부양높이” 형성을 위한 반발력을 가질 수 있게 된다(일 예로 제1 전자석(110)이 45˚로 형성될 경우, 제2 전자석(310) 역시 45˚로 형성되어, 제1 전자석(110)과 대응되는 제2 전자석(310)은, 단면을 기준으로, 수평 각도를 유지할 수 있도록 함으로써, 제1 전자석(110)과 제2 전자석(310) 간의 전자기적 반발력을 극대화할 수 있다).

센싱모듈(200)은 고정부(100)의 상면 및/또는 이송부(300)의 하면 등에 탈부착 될 수 있으며, 제1 전자석(110)과 제2 전자석(310)의 반발력에 의해 부양되는 이송부(300)와 고정부(100) 간의 높이(“부양높이”라 한다)를 실시간 측정할 수 있다. 이를 위해, 전술한 바와 같이, 하나 또는 하나 이상의 높이센서(210)를 포함할 수 있으며, 이와 함께 하나 또는 하나 이상의 높이센서(210)를 통해 전달받는 “부양높이”들의 차이를 인식하고, 제1 전자석(110) 및/또는 제2 전자석의 전자기력의 세기를 변화(제어부 및 동력공급부와 연동 가능)시켜 고정부(100)와 이송부(300)의 전체적인 “부양높이”를 일치, 즉 부양되어 있는 이송부(300)의 수평 균형을 실시간으로 조절할 수 있도록 하는 수평제어부를 더 포함할 수도 있다. 이러한 수평제어부는 고정부(100)나 이송부(300)에 포함되어 있거나, 별도의 외부 장치를 통해 하나 또는 하나 이상의 비접촉 이송장치(10)들간의 수평(“부양높이”)도 통일시키는 데 이용할 수도 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 좌측과 우측의 “부양높이”인 “A”와 “B”가 상이한 경우, 센싱모듈(200)을 통해 실시간으로 상이하게 형성된 “A”와 “B”차이(좌, 우측으로 부양된 이송부(300)의 높이 차이)를 감지하고, 이를 수평제어부를 통해 신호를 받은 제1 전자석(110) 및/또는 제2 전자석(310)이 더 강하거나 더 약한 전자기력을 발생시킴으로써 실시간으로 “A”와 “B”더 나아가 본 발명에 따른 복수개로 연결되어 연장되는 비접촉 이송장치(10)들을 통해 이송(복수개의 고정부(100)가 직렬로 연결되고, 하나의 이송부(300)가 복수개의 직렬로 연결된 고정부(100)를 따라 이동하는 경우 등)되는 이송부(300)의 “부양높이”도 일정하게 유지할 수 있게 된다. 이를 위해 센싱모듈(200)은 복수개의 이격된 높이센서(210)가 고정부(100) 및/또는 이송부(300)에 부착될 수 있으며, 복수개의 높이센서(210)는 실시간으로 수평제어부로 각각의 위치에서의 “부양높이”에 대한 정보를 전달하고, 수평제어부는 이를 통해 “부양높이”가 전체적으로 동일한지, 즉 “부양높이”의 수평 유지 여부를 확인할 수 있게 된다.

즉 본 발명에 따른 센싱모듈(200)은 고정부(100) 및/또는 이송부(300)에 부착되는 하나 또는 복수개의 높이센서(210) 및 높이센서(210)를 통해 실시간으로 “부양높이”의 수평 여부를 실시간으로 확인하고 모니터링 할 수 있는 수평제어부를 포함하되, 전술한 수평제어부는, 이송부(300)의 이동 중 “부양높이”가 일시적으로 수평을 이루지 못하는 경우(이송 중 “부양높이” 수평이 깨지거나 이송 전 탑재하는 가공 대상물을 통해 이송부(300)에 전달되는 좌우측 하중 등이 불균등 한 경우 등의 상황에서 발생), 제1 전자석(110) 및/또는 제2 전자석(310)의 전자기력 출력을 증감 제어를 통해 “부양높이”가 다시 실시간으로 수평을 유지하도록 할 수 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 이송장치(10)의 제공도 가능하게 된다.

이하에서는, 도 1 내지 도 4를 참고하여, 본 발명에 따른 이송부(300)의 슬라이딩 비접촉 이송(이동)에 대해 설명하기로 한다.

도 3및 4는 본 발명에 따른 구동모듈(130)과 이송수용홈(300a)의 체결 상태에 대한 다른 실시예를 보다 자세히 묘사하고 있는 도면이다.

슬라이딩 비접촉 이송을 위해, 본 발명에 따른 구동모듈(130)은 중심에 회전 가능한 길이 방향으로 길게 형성된 샤프트(131) 및 샤프트(131)의 설정된 표면에 하나 또는 하나 이상으로 형성되는 구동자석(133)을 포함한다. 이때 샤프트(131)의 제자리 회전을 위해 샤프트(131)의 일단부에는 회전력을 제공하는 별도의 구동모터(미도시)가 포함될 수 있다. 또한 이송부(300)의 하단부 양쪽에 길이 방향으로 길게 형성된 이송가이드(330)는 구동모듈(130)에 대응되는 위치에 별도의 이송수용홈(300a)이 형성될 수 있으며, 이송수용홈(300a)의 내측에는 하나 또는 복수개의 이송자석(333)이 포함될 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부(100)는 상면에 구동모듈(130)이 좌측과 우측에 길이 방향으로 길게 형성되고, 그 내부에는 회전 가능한 샤프트(131)가 포함되며, 구동모터(미도시)의 구동에 따라 샤프트(131)는 설정된 방향으로 제자리 회전을 하게 되며, 샤프트(131) 회전에 따라 샤프트(131)의 표면에 형성된 구동자석(133)이 회전함에 따라 회전하는 자력이 발생하게 되며, 이와 동극으로 대응되도록 형성된 이송수용홈(300a)의 이송자석(333)에 의해 이송부(300)를 설정된 방향으로 이송(이동) 시킬 수 있는 힘이 발생하게 된다.

또한 본 발명에 따른 비접촉 이송장치(10)는 안정적 이송을 위해 구동모듈(130)의 외측으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 레일과 같은 형태의 구조체를 외곽에 형성하도록 할 수 있으며, 이송수용홈(300a)이 이를 내부에 수용(단, 제1 및 제2 전자석에 의해 이송수용홈(300a)과 구동모듈(130)은 설정된 간격만큼 이격되며, 접촉되지는 않는다)한 상태로 안정적으로 이송부(300)가 설정된 방향으로 이동할 수 있게 된다.

또한 전술한 바와 같이, 고정부(100)와 이송부(300)가 설정된 높이만큼 이격된 상태로, 상호 대응되는, 즉 제1 전자석(110)의 양 단부가 높고, 안쪽이 낮게 형성되고, 이와 대응되는 제2 전자석(310)은 아래쪽으로 향하는 화살촉과 같은 형태로 안쪽이 깊게 아래쪽으로 노출되고, 바깥쪽은 아래쪽으로 덜 깊게 노출됨으로써 제1 및 제2 전자석을 통한 상호 배타적인 전자기력이 안쪽으로 밀려 이송부(300)가 안정적으로 “부양높이”를 유지할 수 있는 동시에, 이송수용홈(300a)의 내측에 형성된 이송자석(333)은 레일(Rail)과 같이 가이드 기능을 제공하는 구동모듈(130)을 따라 구동자석(133)의 회전 자력에 의해 설정된 방향으로 안정적으로 이동할 수 있게 되는 특징을 가지게 된다. 또한 이송가이드(330)의 전부 또는 설정된 일부는 비자성체로 형성하여 제1 및/또는 제2 전자석에 의한 전자기력에 의한 영향을 최소화하는 동시에, 구동자석(133)과 이송자석(333)의 반발 자력을 이용한 이동을 효과적으로 지원할 수 있도록 구성될 수도 있다.

다만 전술한 구동모듈(130) 및/또는 이송부(300)의 구성이나 형태, 모양은 예시적인 것이며, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구동모듈(130)은 다른 형상과 모양으로 제공될 수도 있다.

또한 본 발명에 따른 구동모듈(130)은 전원 공급 차단 등의 비상 상황(즉 제1 및 제2 전자석(110, 310) 등을 통해 인위적인 “부양높이”를 형성하는 것이 불가능한 경우 등)이 발생하는 경우에도, 레일(Rail)과 같이 형성된 구동모듈(130)을 통해 고정부(100)로부터 이송부(300)를 슬라이딩 이송시킬 수 있는 장점을 가지게 된다.

즉, 본 발명에 의한 구동모듈(130)은 전술한 회전 가능한 샤프트(131), 샤프트(131)의 설정된 위치(표면에 부착되거나 사프트(131) 표면 등에 형성된 별도의 삽입홈에 삽입 수용될 수도 있으며, 복수개로 형성된 삽입홈에 삽입되는 구동자석(133)의 숫자를 달리함으로써 회전 구동에 따른 자기력 크기를 달리하고 이를 통해 이송부(300)의 이송 속도도 다르게 설정할 수 있다)에 형성되는 구동자석(133)과 함께 구동모듈(130)의 높이 조절을 위해 하단부에는 높이조절부(135)가 별도로 형성될 수 있다.

높이조절부(135)는 일단부가 고정부(100)의 설정된 상면에 부착되며, 타단부는 구동모듈(130)의 하면에 부착 형성될 수 있으며, 구동모듈(130)의 높이, 즉 고정부(100)의 상면으로부터 구동모듈(130)의 이격 거리 조절을 위해, 접이식 안테나 등에서 볼 수 있는 접철식 구조로 형성될 수 있다. 또한 높이조절부(135)는 레고(Lego)와 같은 복수개의 부재간 다단 체결(볼트-너트 체결, 상호 끼움 체결 등)이나 복수개의 블록(상면에는 삽입 돌기, 하면에는 상기 삽입 돌기가 수용 체결될 수 있는 수용 돌기가 형성)을 수직 방향으로 쌓아 필요한 높이를 형성할 수도 있다.

이 경우 샤프트(131)는 높이조절부(135)를 통해 고정부(100)의 상면으로부터 필요한 높이만큼 이격된 상태로 안정적 회전(구동모터의 구동력에 의해)이 가능하게 되며, 이를 통해 샤프트(131)에 부착되어 있는 구동자석(133)도 회전함에 따라 이송부(300)의 이송자석(333)과 대응되는 자기력 발생을 통해 이송부(300) 이송(이동)에 필요한 자력을 발생할 수 있게 된다.

또한 제1 및 제2 전자석(110, 310)의 반발 전자기력만으로 충분한 “부양높이”, 즉 고정부(100)와 이송부(300)의 이격 높이를 형성할 수 없거나 경제적인 이유 등으로 이격 높이를 증가하는 것이 어려울 경우에는, 다단 결합 등을 통해 물리적으로 쉽게 높이 조절이 가능한 높이조절부(135)의 제공을 통해 보다 손쉽고 경제적으로 “부양높이”를 손쉽게 증가할 수 있게 되는 장점 역시 존재한다.

본 발명에 따른 이송수용홈(300a) 역시 원형으로 구성되는 구동모듈(130)을 내부에 안정적으로 수용할 수 있도록 원형의 단면(길이 방향으로는 원통형)으로 형성될 수 있다(도 3 및 도 4 참조). 즉 이송가이드(330)의 하단부에 형성되는 이송수용홈(300a)은 원형의 단면으로 형성되고, 내부에는 높이조절부(135)에 의해 고정부(100)의 상면에서 설정된 높이만큼 이격된 회전 가능한 샤프트(131)를 포함하는 구동모듈(130)을 내부에 수용한 상태로 형성될 수 있으며, 원형의 이송수용홈(300a)에는 구동자석(133)과 자력으로 대응되는 이송자석(333)이 이격되어 복수개로 형성됨으로써 이송수용홈(300a)의 특정한 내면에 구동모듈(130)이 구동자석(133) 등에 의해 부착되거나, 특정한 방향으로 쏠림없이 구동자석(133)과 이송자석(333) 간의 반발력을 통해 안정적으로 이송수용홈(300a) 내에 구동모듈(130)이 수용된 상태를 유지할 수 있게 된다. 또한 이러한 구조(원형 단면의 이송수용홈(300a) 내에 원형 단면을 가지는 구동모듈(130)이 삽입 수용된 형태)는 이송부(300)가 고정부(100) 상면의 양 단부에서 길이 방향으로 원통형으로 길게 형성되는 구동모듈(130)을, 자기 부상 열차나 기차의 레일(Rail)과 같이, 이용하여 보다 안정적으로 이송(이동)될 수 있는 특징 역시 제공할 수 있게 된다.

즉 본 발명에 따른 비접촉 이송장치(10)는 디스플레이, 반도체, 차량, 조선, 가전제품 등 다양한 부품이나 완제품을 생산, 조립, 부품 가공하는 공장 등의 작업장 지면(바닥)에 하면이 전부 또는 일부 고정되는 고정부(100)와 “부양높이”만큼 이격되어 고정부(100)와 비접촉하여 슬라이딩 이송되는 이송부(300)의 “부양높이”를 필요에 따라 제1 및 제2 전자석(110, 310)간의 반발 전자기력의 증감을 통해 조절할 수 있는 동시에, 추가적인 “부양높이” 증감이 필요할 경우에는 높이조절부(135)의 물리적 높이 조절을 통해 이송부(300)와 고정부(100)간의 이격 높이도 자유롭고 손쉽게 조절할 수 있는 장점을 가지게 된다.

또한 고정부(100)의 상면 양 단부에는 구동모듈(130)이 레일(Rail)과 같이 가공 대상물을 상면에 탑재한 상태로 움직이는 이송부(300)를 안정적으로 가이드 할 수 있게 됨에 따라 보다 “부양높이”를 안정적으로 유지할 수 있게 되는 동시에, 이송 공정 역시 보다 안정화를 꾀할 수 있는 특징이 있다.

이하에서는 이송부(300)를 통해 이송되는 다양한 가공 대상물의 고정 및 이송 공정상의 가공 지원을 위한 “부양높이”의 수평유지에 대해 설명하기로 한다.

이송부(300)는 다양한 가공 대상물의 형태와 모양, 크기 등에 자유롭게 대응할 수 있도록 상면에 지지모듈(350)을 포함할 수 있다.

지지모듈(350)은 이송부(300)의 상단부에 하나 또는 복수개로 형성되며, 상면에 위치하는 가공 대상물이 이송부(300)의 바깥쪽 단부를 통해 임의 탈락하지 않도록 안쪽(내측)으로 밀어줄 수 있는 지지부재를 지칭한다. 지지모듈(350)은 이송부(300)의 상단부 일부에 고정 부착되거나, 설정된 위치(일 예로 삽입홈이 별도로 형성될 수 있다)에 삽입되고, 삽입되는 길이 조절도 가능하도록 형성될 수 있으며, 가공 대상물에 접하는 일단부에는 별도의 탄성부(고정 부착되는 가공 대상물이 긁히거나 이송 중 흔들리는 등의 손상 방지)가 형성될 수 있으며, 타단부는 보다 견고한 고정을 위해 체결부(볼트-너트 등)가 형성될 수도 있다.

또한 이송부(300)는 상면에 하나 또는 설정된 패턴으로 형성된 삽입모듈(390)과 삽입모듈(390)에 일단부가 삽입 체결되는 지그모듈(370)을 추가로 포함할 수 있다.

삽입모듈(390)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 격자 패턴으로 형성된 하나 또는 복수개의 홀(Hole, 삽입구)로 구현될 수 있으나, 이외에도 다양한 가공 대상물의 형태나 모양, 크기 등에 대응할 수 있도록 복수개의 삽입구를 원형, 삼각형, 다각형 등의 패턴으로 형성할 수도 있다.

지그모듈(370)은 일단부가 삽입모듈(390)에 삽입되어 고정되는 동시에, 타단부에는 가공 대상물의 설정된 위치를 고정할 수 있도록 집게나 손, 받침대 등과 같은 다양한 모양으로 형성된 하나 또는 복수개의 지그(Jig)를 지칭한다.

즉, 본 발명에 따른 이송부(300)는 이송을 통해 가공되는 가공 대상물의 다양한 형태와 모양, 크기 등에 대응하여 작업자가 이송부(300)의 상면에 형성된 삽입모듈(390)에 다양한 패턴으로 형성된 하나 또는 복수개의 홀(Hole)에 가공 대상물의 특징에 부합하는 지그모듈(370), 예컨대 얇고 긴 판재(가공 대상물)의 경우에는 타단부가 좁고 길게 형성된 집게와 같이 형성된 지그(Jig)를 삽입모듈(390)에 체결하여 상기 판재를 보다 효과적으로 지지할 수 있다, 을 채택하여 안정적으로 가공 대상물의 이송이 가능하도록 지원할 수 있으며, 추가적으로 좌우측면 및/또는 전후방면에 제공되는 지지모듈(350)을 통해 가공 대상물을 지탱하도록 함으로써 보다 안정적인 가공 작업이 가능하도록 지원할 수 있는 특징을 가지게 된다.

또한 필요에 따라 이송부(300)의 상면 단부를 따라 형성되는 상면가이드부(300b) 역시 이송부(300)에서 전부 및/또는 일부를 탈부착 할 수 있다(도 4 참조). 즉 상면가이드부(300b)는 이송부(300)의 상면 단부(전면, 후면, 좌측, 우측 전부 또는 일부를 지칭)를 형성하고, 내부에 가공 대상물이 안정적으로 탑재(수용)되고, 외부로 임의 탈락하지 않도록 가이드하는 역할을 수행하지만, 필요에 따라, 즉 가공 대상물의 크기나 형태가 커서 내부에 전부 또는 일부가 수용되지 못하는 경우 등의 상황에서는 상면가이드부(300b)의 전부 또는 일부를 제거하여 보다 안정적으로 가공 대상물을 이송부(300)의 상면에 탑재할 수 있도록 지원할 수 있다. 이를 통해 디스플레이나 반도체는 물론 가공 대상물의 크기가 이송부(300)의 상면 크기에 비해 상대적으로 큰 경우에도 안정적으로 이송부(300) 상면에 가공 대상물을 탑재하여 이송할 수 있게 된다.

또한 가공 대상물의 형태나 모양, 크기 등에 따라 이송부(300)의 좌우측 하단부에 형성된 이송가이드(330)에 전달되는 하중(무게)이 달라질 수 있으며, 이에 따라 이송부(300)의 “부양높이”가 수평이 맞지 않는, 특히 “A”와 “B”가 달라지는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우 이송부(300)의 이송 능력이 저하될 수 있음은 물론이며, 이송부(300) 상부에 수용된 가공 대상물이 임의 이탈하거나 탈락할 수도 있으며, 이에 따른 가공 완성도도 저하될 수 있음은 물론이다.

이러한 문제점 극복을 위해 추가적으로 본 발명에 따른 비접촉 이송장치(10)는, 전술한 바와 같이, 센싱모듈(200)을 통해 실시간으로 “부양높이”를 모니터링 하는 동시에, 수평제어부를 통해 제1 및/또는 제2 전자석(110 310)의 전자기력의 차이를 변화시키고 이를 통해 “부양높이”의 안정적 수평을 실시간으로 조정할 수 있게 된다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 비접촉 이송장치
100: 고정부
110: 제1 전자석(제1 제어부, 제1 동력공급부)
130: 구동모듈
131: 샤프트
133: 구동자석
135: 높이조절부
200: 센싱모듈(수평제어부)
210: 높이센서
300: 이송부
300a: 이송수용홈
300b: 상면가이드부
310: 제2 전자석(제2 제어부, 제2 동력공급부)
330: 이송가이드
333: 이송자석
350: 지지모듈
370: 지그모듈
390: 삽입모듈(삽입구)

Claims (5)

1. 지면에 하면의 전부 또는 일부가 부착되며, 상면에는 전자기력이 발생하는 제1 전자석이 설정된 위치에 형성된 고정부; 하면에는 상기 제1 전자석과 반발하는 전자기력을 발생하며, 상기 제1 전자석과 대응되는 위치에 형성된 제2 전자석을 통해, 상기 고정부와 설정된 높이만큼 상측으로 이격하여 미리 설정된 부양높이를 유지하도록 형성되는 이송부; 및 상기 고정부와 상기 이송부의 설정된 상기 부양높이를 실시간으로 모니터링하고, 상기 부양높이의 수평을 조절하도록 하는 센싱모듈을 포함하는, 비접촉 이송장치에 있어서,
   상기 고정부는, 상면 좌측 및 상면 우측 양 단부에 구동모터에 일단부가 체결되어 설정된 방향으로 제자리 회전하는 샤프트 및 상기 샤프트의 표면에 부착 형성된 구동자석을 포함하는 구동모듈을 포함하고,
   상기 이송부는, 하면 좌측 및 우측 양 단부에서 하방으로 설정된 길이로 돌출 형성되는 이송가이드, 상기 이송가이드의 내부로 상기 구동모듈을 수용 가능한 이송수용홈 및 상기 이송수용홈 내측에 형성되는 이송자석을 포함하도록 하되, 상기 샤프트의 회전에 따라 회전하는 상기 구동자석을 통해 발생하는 자력과 대응되는 상기 이송자석의 자력을 통해, 상기 이송부가 상기 고정부와 설정된 부양높이를 유지하면서 설정된 방향으로 이송되는 것을 특징으로 하되,
   상기 제1 전자석은, 상기 고정부의 상면 좌우측에 형성되는 상기 구동모듈을 기준으로 각각 좌측과 우측에 분리되어 형성되며, 좌우측의 양 단부는 단면 높이가 높게 형성되는 반면, 상기 구동모듈 방향으로는 기울어지는 내측 방향으로는 점차 단면 높이가 낮게 형성되도록 하는 동시에,
   상기 제2 전자석은, 상기 이송수용홈을 기준으로 상기 이송가이드의 양 단부에 각각 좌측과 우측에 분리되어 형성되며, 상기 제1 전자석이 내측으로 기울어진 단면 높이와 대응될 수 있도록 상기 이송수용홈 방향으로 기울어지는 내측 방향으로 점차 단면이 하방으로 더 깊게 형성되도록 하여,
   상기 제1 전자석과 상기 제2 전자석을 통해 발생하는 상호 반발 전자기력이 효과적으로 대응할 수 있도록 하는 동시에, 상기 이송부의 하면 양 단부에 형성된 상기 이송가이드가 상기 구동모듈과 설정된 위치와 높이에서 임의 이탈하지 않도록 하여 상기 부양높이를 지속적으로 유지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하되,
   상기 이송수용홈은,
   단면이 원형으로 형성되는 상기 구동모듈을 내부에 안정적으로 수용할 수 있도록 단면이 원형으로 형성되도록 하여,
   상기 이송부가 상기 고정부와 설정된 부양높이를 유지하면서 설정된 방향으로 이송되도록 하는 동시에,
   비상 상황이 발생하는 경우 상기 길이 방향으로 형성된 상기 구동모듈을 따라 상기 이송부를 수동 이송시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 이송장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 센싱모듈은,
   상기 고정부 및 상기 이송부의 설정된 위치에 부착되는 높이센서; 및
   상기 높이센서를 통해 실시간으로 상기 부양높이의 수평 여부를 실시간으로 확인하고 모니터링 할 수 있는 수평제어부를 포함하되,
   상기 수평제어부는,
   상기 이송부의 이동 중 상기 부양높이가 일시적으로 수평을 이루지 못하는 경우, 상기 제1 전자석 및 상기 제2 전자석의 전자기력 출력을 증감 제어를 통해 상기 부양높이가 다시 수평을 유지하도록 할 수 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 이송장치.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 이송부는,
   상면에 일정한 패턴으로 형성된 하나 이상의 삽입구가 표면에 형성된 삽입모듈;
   상기 삽입모듈에 일단부가 삽입 체결되며, 타단부는 상측으로 노출되는 지그(Jig)로 형성되는 지그모듈; 및
   상기 이송부의 상면에 탑재된 가공 대상물이 상기 이송부의 외측으로 임의 탈락하지 않도록 상기 이송부의 내측으로 가공 대상물을 밀어 지지할 수 있는 지지모듈을 포함하도록 하여,
   상기 가공 대상물의 형태, 크기 및 모양에 따라 안정적으로 상기 이송부의 상면에 탑재할 수 있도록 하는 동시에,
   상기 센싱모듈은,
   상기 가공 대상물의 좌우측 하중 불균형에 의해 상기 부양높이의 수평이 이루어지지 못하는 경우, 상기 제1 전자석 및 상기 제2 전자석의 전자기력 출력을 증감 제어를 통해 상기 부양높이가 다시 수평을 유지하도록 할 수 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 이송장치.
   

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