KR102179906B1 - 자동화 가스공급장치 및 자동화 가스공급장치의 용기 결합 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스 저장 용기의 교체시 용기의 밸브 커넥터와 가스소요처에 연결되는 연결배관 커넥터를 자동으로 안전하게 체결하기 위한 자동화 가스공급장치 및 자동화 가스공급장치의 용기 결합 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
이를 구현하기 위한 본 발명의 자동화 가스공급장치는, 가스 저장 용기를 지지하는 용기 지지부; 상기 용기의 외측면에 밀착시 상기 용기를 지지하는 그립부; 상기 용기와 그립부를 승강 이동시키는 승강 구동부; 상기 밸브 커넥터를 덮는 커버를 지지하여 상기 밸브 커넥터로부터 분리하는 커버 분리부; 가스소요처에 연결되는 연결배관 커넥터를 지지하여 상기 밸브 커넥터에 연결하기 위한 커넥터 체결부; 상기 밸브 커넥터가 상기 커넥터 체결부와 대응되는 위치가 되도록 상기 용기의 위치를 보정하기 위한 얼라인먼트수단; 상기 커버 분리부와 상기 커넥터 체결부를 상기 밸브 커넥터와 체결되는 위치로 이동시키기 위한 이동수단; 및 상기 용기의 밸브를 자동으로 개폐하기 위한 밸브 개폐부를 포함한다.

Description

자동화 가스공급장치 및 자동화 가스공급장치의 용기 결합 방법{Automated gas supply system and Container coupling method of the automated gas supply system}

본 발명은 자동화 가스공급장치 및 자동화 가스공급장치의 용기 결합 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가스 저장 용기의 교체시 용기의 밸브 커넥터와 가스소요처에 연결되는 연결배관 커넥터를 자동으로 체결하기 위한 자동화 가스공급장치 및 자동화 가스공급장치의 용기 결합 방법에 관한 것이다.

일반적으로 가스를 이용하는 장치, 특히, 반도체장비와 같이 정밀한 작업이 수행되는 가스소요처에 가스를 공급하는 장치의 경우, 각각의 목적에 적합한 종류의 가스가 일정한 농도와 압력 등을 만족할 것이 요구된다.

이를 효율적으로 제공하기 위해 많은 종류의 가스가 고압 상태로 보관되며, 특히 가연성, 독성, 부식성 등의 유해 성질을 가지는 가스는 인적이 차단된 별도의 공간에서 엄중하게 관리된다.

가스를 보관하는 가스 저장 용기(이하,‘용기’라 약칭함)는 가스소요처에 연결되며, 용기에 보관된 가스가 모두 소모되면, 가스소요처에 연결된 연결배관을 용기의 밸브로부터 분리하여 용기를 교체한 후 교체된 용기의 밸브 커넥터에 가스소요처에 연결된 연결배관 커넥터를 결합시켜 가스를 다시 공급하게 된다.

종래에는 상기 용기의 교체를 수작업에 의해 수행하였으나, 이와 같이 수작업에 의해 용기를 교체할 경우에는, 작업 수행 중 작업자가 유독 가스에 노출되는 위험이 있으며, 용기의 교체 작업에 많은 시간과 노동력이 소요되는 문제점이 있다. 따라서, 최근에는 용기의 교체 작업을 자동으로 수행할 수 있는 가스공급장치가 개발되고 있으나, 종래의 가스공급장치는 아래와 같은 문제점에 대한 해결 방안이 미비한 상황이다.

첫째, 용기의 교체시, 교체되는 용기에 저장된 가스의 종류 및 충전 상태를 확인하기 위해서는 용기의 무게를 측정할 필요가 있으며, 또한 용기의 밸브 커넥터를 연결배관 커넥터에 체결하기 위해서는 용기가 안착되는 지지부가 회전 가능한 상태로 구비될 필요가 있다. 종래의 가스공급장치는 무게를 측정하는 저울(로드셀) 위에 회전판을 설치하고, 상기 회전판 위에 용기를 안착시키는 구조로 이루어져 있다. 그러나, 이와 같은 구조에 의하면, 용기가 회전판의 중심부에 정확히 위치해야만 원활한 회전이 가능하며, 용기가 회전판의 중심부에 정확히 위치하지 않을 경우에는 회전판과 용기를 파지하고 회전시키는 그립부에 무리를 주어 장시간 운전시 파손의 우려가 있으며, 저울 위에 회전판을 설치해야 하기 때문에 전체적인 구조물의 높이가 높아져 장비 전체의 크기가 커지게 되는 문제점이 있다. 또한, 회전판이 항상 회전 가능한 상태로 구비되므로 용기를 회전판에 반입하거나 회전판으로부터 반출하는 경우에 용기가 무거워 굴려 올릴 때 회전판이 회전되어 반입 및 반출 작업이 용이하지 않은 문제점이 있다.

둘째, 용기의 교체시, 교체되는 용기의 밸브 커넥터를 연결배관 커넥터에 자동으로 체결하기 위해서는 밸브 커넥터가 연결배관 커넥터에 체결 가능한 위치가 되도록 용기의 위치를 정렬시킬 필요가 있다. 종래의 가스공급장치는 밸브 커넥터의 상부와 측면부에 2개의 비젼 카메라를 설치하여 촬영된 이미지의 중심으로부터 횡방향 위치(X축)와 회전 각도(Align) 및 높이(Y축)를 측정하도록 구성되어 있다. 그러나, 이와 같은 구조에 의하면, 비젼 카메라에서 밸브 커넥터의 육각 너트의 측면을 측정할 때, 자체 조명과 외부 조명의 밝기의 영향을 받고, 육각 너트의 회전에 의한 육각의 측면 형상의 변화로 인하여 정확한 중심을 찾지 못하는 문제가 있으며, 이 경우 밸브 커넥터와 연결배관 커넥터가 정위치에서 체결될 수 없게 되어 커넥터의 파손 및 가스 누설의 원인으로 작용하게 되는 문제점이 있다.

셋째, 용기의 교체시, 밸브 커넥터와 연결배관 커넥터가 체결되는 과정에서 충격이 발생하게 되는데, 용기를 다수회 교체하게 되면 이러한 충격이 연결배관 커넥터에 누적되어 연결부가 파손될 수 있는 문제가 있으나, 종래의 가스공급장치는 밸브 커넥터와 연결배관 커넥터가 체결되는 과정에서 발생하는 충격을 완화하기 위한 수단이 미비한 상황이다.

넷째, 용기의 교체시, 밸브 커넥터와 연결배관 커넥터가 체결되는 연결부에는 연결부를 밀폐하여 가스가 누설되는 것을 방지하기 위한 개스킷이 구비되며, 개스킷은 시간의 경과 등으로 인하여 노후화 되어 연결부의 기밀성이 저하되므로, 노후된 개스킷을 주기적으로 교체하여 연결부의 기밀성을 확보하고 가스의 누설을 미연에 방지할 필요성이 있다. 이와 같은 개스킷의 교체 작업을 자동으로 수행하기 위해서는 연결배관 커넥터에 장착되어 있던 개스킷을 분리하고, 개스킷 공급부에 적재된 새로운 개스킷을 인계받아 연결배관 커넥터에 장착하기 위한 개스킷 전달부의 구성을 필요로 하게 된다. 그러나, 종래의 가스공급장치는 새로운 개스킷을 개스킷 공급부에서 개스킷 전달부를 거쳐서 연결배관 커넥터에 전달하여 장착하는 과정에서 개스킷이 정확한 위치에 지지되어 이탈을 방지하기 위한 수단이 미비하고, 개스킷의 인수인계가 이루어지기 전에 개스킷이 정위치 상태로 지지되어 있는지 여부를 정확하게 확인하기 위한 수단이 미비한 상황이다.

다섯째, 종래 가스공급장치는 용기가 용기 지지부 상에 안착된 후에 용기 지지부와 용기를 천천히 상승시키면서 용기의 상부 측면에 설치된 비젼 카메라로 용기의 형상을 측정하여 용기가 상승 이동된 높이 위치를 결정하고, 용기가 설정된 높이까지 상승한 것으로 판단된 경우 용기의 상승 이동을 정지하는 구조로 이루어져 있다. 그러나, 이와 같은 구성에 의하면, 용기가 가스공급장치의 상부에 위치한 비젼 카메라의 위치까지 도달하지 않으면 용기의 높이와 위치 및 용기의 유무를 확인할 수 없으며, 이를 확인하기 위해서는 별도의 감지 센서를 추가로 설치해야 하는 문제점이 있다. 또한, 밸브 커넥터와 연결배관 커넥터가 체결되는 연결부의 위치까지 용기가 얼마나 더 상승해야 하는지를 예측할 수 없어 천천히 상승시켜야 하므로 용기를 신속하게 설정된 높이까지 상승 이동시킬 수 없는 문제점이 있다.

또한, 용기의 교체시, 밸브 커넥터와 연결배관 커넥터가 체결된 후에는, 용기의 밸브를 자동으로 개방하기 위한 구성으로, 밸브를 개폐하는 밸브 시트를 회전시키기 위한 핸들을 밸브 개폐장치에 의해 자동으로 회전시키게 되는데, 종래 가스공급장치는 나사결합방식으로 이루어진 핸들이 회전됨에 따른 핸들의 승강된 위치를 정확하게 감지하기 위한 수단이 미비하여 밸브의 개도량을 정확하게 제어할 수 없는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-1998-0056124호 대한민국 등록특허 제10-0857212호 대한민국 등록특허 제10-1360312호

본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 가스 저장 용기의 교체시 용기의 밸브 커넥터와 가스소요처에 연결되는 연결배관 커넥터를 자동으로 안전하게 체결하기 위한 자동화 가스공급장치 및 자동화 가스공급장치의 용기 결합 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 용기 지지부의 전체적인 높이를 낮출 수 있고, 용기를 용기 지지부의 회전판 상에 반입시 용기를 회전판의 중심 위치에 정확하게 안착시키지 않더라도 용기를 지지하는 그립부의 중앙부에 용기를 위치시켜 지지할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 하나의 비젼 카메라를 이용하여 용기의 체결위치를 정밀하게 조정함으로써 밸브 커넥터와 연결배관 커넥터가 정위치에서 체결될 수 있어 밸브 커넥터와 연결배관 커넥터의 파손을 방지하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 용기의 교체시, 밸브 커넥터와 연결배관 커넥터가 체결되는 과정에서 발생하는 충격을 완화함으로써 밸브 커넥터와 연결배관 커넥터가 연결되는 연결부의 파손을 방지하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 연결배관 커넥터의 개스킷을 교체하는 경우, 새로운 개스킷을 개스킷 공급부에서 개스킷 전달부를 거쳐서 연결배관 커넥터에 전달하여 장착하는 과정에서 개스킷이 정확한 위치에 지지되어 이탈을 방지할 수 있도록 함과 아울러, 개스킷의 인수인계가 이루어지기 전에 개스킷이 정위치 상태로 지지되어 있는지 여부를 정확하게 확인하기 위한 수단을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 용기가 승강된 높이를 실시간으로 정확하게 측정함으로써 용기를 정해진 높이까지 신속하게 상승이동 시킬 수 있어 용기의 교체 시간을 단축할 수 있으며, 밸브 개폐부를 이용하여 핸들을 회전시켜 밸브를 개폐함에 있어서, 핸들의 회전에 따른 핸들의 높이를 측정함으로써 밸브의 개도량을 정밀하게 제어할 수 있도록 하는데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 자동화 가스공급장치는, 가스 저장 용기를 지지하는 용기 지지부; 상기 용기의 외측면에 밀착시 상기 용기를 지지하는 그립부; 상기 용기와 그립부를 승강 이동시키는 승강 구동부; 상기 밸브 커넥터를 덮는 커버를 지지하여 상기 밸브 커넥터로부터 분리하는 커버 분리부; 가스소요처에 연결되는 연결배관 커넥터를 지지하여 상기 밸브 커넥터에 연결하기 위한 커넥터 체결부; 상기 밸브 커넥터가 상기 커넥터 체결부와 대응되는 위치가 되도록 상기 용기의 위치를 보정하기 위한 얼라인먼트수단; 상기 커버 분리부와 상기 커넥터 체결부를 상기 밸브 커넥터와 체결되는 위치로 이동시키기 위한 이동수단; 및 상기 용기의 밸브를 자동으로 개폐하기 위한 밸브 개폐부를 포함한다.

상기 용기 지지부는, 상면에 홈이 형성된 바닥 프레임; 상기 바닥 프레임의 홈에 안착되어 무게를 측정하는 로드셀; 상기 로드셀의 상면에 안착되는 본체; 및 상기 본체 상에서 회전 가능하게 구비되며 상기 용기가 안착되는 회전판;을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 회전판의 저면 중앙부에서 하측으로 돌출되어 상기 본체의 상면에 안착되는 회전축과, 상기 본체 상에서 상기 회전판의 위치를 조정하기 위한 위치조정수단을 더 포함할 수 있다.

상기 위치조정수단은 신축 구동하는 실린더로 이루어지되, 상기 실린더는 상기 회전축의 둘레에 방사상으로 배치되며, 반경방향으로 신축 구동하도록 구비될 수 있다.

상기 실린더는, 반경방향으로 이동 가능한 로드와, 상기 로드의 단부에 구비되어 상기 회전축의 외측면에 접촉되어 힘을 작용하는 가압부재를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 실린더는 상기 회전축의 외측면 둘레에 상기 회전축의 중심을 기준으로 일정 각도 간격을 두고 적어도 3개소에 구비될 수 있다.

상기 본체의 상면에는 상기 회전판을 이동 가능하도록 지지하며 회전 가능한 복수의 볼 롤러가 구비될 수 있다.

상기 실린더가 신장되어 상기 가압부재에 의해 상기 회전축이 상기 본체의 상면 중앙부에 위치 고정된 상태에서, 상기 회전판의 상면에 상기 용기가 안착되는 것으로 구성될 수 있다.

상기 그립부는, 상기 용기의 일측면을 지지하는 제1그립부와, 상기 용기의 타측면을 지지하는 제2그립부로 이루어지고, 상기 제1그립부와 상기 제2그립부를 상기 용기의 외측면과 접촉되는 그립 위치로 이동시키거나 상기 용기의 외측면과 이격되는 그립 해제 위치로 이동시키는 그립부 간격 조정 구동부를 더 포함할 수 있다.

상기 제1그립부와 제2그립부에는, 각각 상기 용기의 외측면에 접촉되는 하나 이상의 지지롤러가 구비될 수 있다.

상기 제1그립부와 상기 제2그립부가 상기 그립 해제 위치로 이동된 상태에서 상기 회전판의 상면에 상기 용기가 안착되고, 상기 용기가 안착되면, 상기 실린더가 수축되어 상기 가압부재가 상기 회전축과 이격되어 상기 회전판이 이동 가능한 상태에서, 상기 제1그립부와 상기 제2그립부가 상기 그립 위치로 이동되어 상기 용기를 고정 지지하는 것으로 구성될 수 있다.

상기 제1그립부와 상기 제2그립부가 상기 그립 해제 위치로 이동된 상태에서 상기 회전판의 상면에 상기 용기가 안착되고, 상기 용기가 안착되면, 상기 제1그립부와 상기 제2그립부가 상기 그립 위치에 근접한 위치로 이동되어 상기 용기의 외측면에 근접하게 위치하여 정지된 후에, 상기 실린더가 수축되어 상기 가압부재가 상기 회전축과 이격되어 상기 회전판이 이동 가능한 상태에서, 상기 제1그립부와 상기 제2그립부가 상기 그립 위치로 이동되어 상기 용기를 고정 지지하는 것으로 구성될 수 있다.

상기 얼라인먼트수단은, 상기 밸브 커넥터의 정면 이미지를 촬영하는 비젼 카메라; 상기 용기의 높이 측정을 위한 용기 높이 측정부; 상기 용기의 높이 조정을 위한 상기 승강 구동부; 상기 용기의 회전 각도 조정을 위한 용기 회전 구동부; 상기 비젼 카메라와 커넥터 체결부를 함께 이동시키기 위한 상기 이동수단; 상기 비젼 카메라에서 촬영된 이미지를 기준으로, 상기 밸브 커넥터가 상기 연결배관 커넥터와 대응되는 위치가 되도록 상기 승강 구동부와 용기 회전 구동부 및 이동수단을 제어하는 제어부;를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 밸브 커넥터를 사이에 두고 상기 비젼 카메라의 반대측에는 상기 밸브 커넥터를 향하여 빛을 조사하는 조명부가 구비될 수 있다.

상기 비젼 카메라는 상기 용기의 상부 중앙에 구비된 밸브의 핸들 회전축의 중심에 상기 비젼 카메라의 중심이 위치한 상태에서 상기 밸브 커넥터의 정면 이미지를 촬영하는 것으로 구성될 수 있다.

상기 제어부는 상기 촬영된 이미지를 기준으로, 상기 핸들 회전축의 중심과 상기 밸브 커넥터의 중심 간에 정면에서 바라본 이격된 거리와, 평면에서 바라본 이격된 거리를 기반으로 상기 밸브 커넥터의 중심이 상기 핸들 회전축의 중심으로부터 편심된 회전각을 산출하고, 상기 산출된 회전각과 동일한 크기의 반대 방향 회전각 만큼 상기 용기가 회전되어 상기 용기의 위치가 보정되도록 상기 용기 회전 구동부를 제어하는 것으로 구성될 수 있다.

상기 밸브 커넥터의 중심은 상기 밸브 커넥터의 커버의 다각 형상에서 서로 반대측에 위치하는 두개의 꼭짓점을 연결한 선분의 중심점으로 설정될 수 있다.

상기 비젼 카메라는 상기 커넥터 체결부의 일측에 구비되어 상기 이동수단의 구동에 의해 상기 커넥터 체결부와 함께 이동되고, 상기 용기의 위치가 보정된 후, 상기 제어부는 상기 비젼 카메라의 중심과 상기 커넥터 체결부의 중심 간의 이격된 거리 만큼 상기 커넥터 체결부가 이동되어 상기 밸브 커넥터와 대응되어 위치하도록 상기 이동수단을 제어할 수 있다.

상기 커버 분리부 및 상기 커넥터 체결부에 연결되며, 상기 커버 분리부와 상기 밸브 커넥터의 결합 시, 또는 상기 커넥터 체결부와 상기 밸브 커넥터의 결합 시 충격을 흡수하기 위한 충격완화수단을 더 포함할 수 있다.

상기 충격완화수단은, 상기 커버 분리부와 상기 밸브 커넥터가 결합되는 방향, 및 상기 커넥터 체결부와 상기 밸브 커넥터가 결합되는 방향으로 탄성력을 작용하는 탄성부재를 포함할 수 있다.

상기 충격완화수단은, 상기 커버 분리부와 상기 커넥터 체결부를 지지하는 지지부의 전방에 고정되며 상기 커버 분리부와 상기 커넥터 체결부가 관통하는 전면 고정프레임; 상기 전면 고정프레임의 양측단에서 후방으로 연장되어 구비된 양측면 고정프레임; 상기 양측면 고정프레임의 후단을 연결하며 상기 지지부의 후방으로 이격된 위치에 고정된 후면 고정프레임; 상기 전면 고정프레임과 상기 후면 고정프레임에 양단이 지지된 샤프트; 상기 지지부의 후면에 접촉되며 상기 샤프트의 둘레에 구비되는 이동부재; 상기 이동부재의 후면과 상기 후면 고정프레임의 전면에 양단이 지지되며, 상기 샤프트의 둘레에 구비되는 상기 탄성부재;를 포함할 수 있다.

상기 샤프트와 이동부재 및 탄성부재는, 상기 전면 고정프레임와 상기 후면 고정프레임 사이에서 양측으로 이격된 위치에 복수로 구비될 수 있다.

상기 커버 분리부는 상기 커버를 회전시켜 상기 밸브 커넥터에 체결하거나 상기 밸브 커넥터로부터 분리되도록 하고, 상기 커넥터 체결부는 상기 연결배관 커넥터를 회전시켜 상기 밸브 커넥터에 체결하거나 상기 밸브 커넥터로부터 분리되도록 하며, 상기 커버 분리부와 상기 커넥터 체결부는 하나의 회전구동부의 구동에 의해 동시에 회전되도록 구성될 수 있다.

상기 회전구동부의 회전력은 복수의 기어에 의해 상기 커버 분리부 및 상기 커넥터 체결부에 전달되는 것으로 구성될 수 있다.

상기 회전구동부는 상기 지지부에 지지되어, 상기 커버 분리부와 상기 밸브 커넥터의 결합 시, 또는 상기 커넥터 체결부와 상기 밸브 커넥터의 결합 시, 상기 커버 분리부와 상기 커넥터 체결부 및 상기 지지부는 함께 이동되는 것으로 구성될 수 있다.

또한, 복수의 개스킷이 적재되는 개스킷 공급부; 상기 개스킷 공급부로부터 상기 개스킷을 인계받아 일시적으로 지지하는 개스킷 전달부; 상기 연결배관 커넥터와 상기 개스킷 공급부 및 상기 개스킷 전달부를 이동시키는 상기 이동수단;을 포함하되, 상기 개스킷은 상기 개스킷 공급부로부터 상기 개스킷 전달부를 거쳐 상기 연결배관 커넥터에 전달되어 결합되도록 이루어지는 개스킷 교체부를 더 포함할 수 있다.

상기 개스킷 공급부와 상기 개스킷 전달부는 마주보는 위치에 구비되고, 상기 개스킷 공급부는 구동부의 구동에 의해 스테이지 상의 이동부재가 상기 개스킷 공급부를 향해 신장되어 상기 이동부재의 전면측에 지지된 상기 개스킷이 상기 개스킷 전달부에 인계되는 것으로 구성될 수 있다.

상기 개스킷 공급부는, 내부로부터 외부로 연결되는 인출구를 향해 상기 개스킷을 밀어내는 가압부재; 상기 가압부재가 상기 인출구를 향해 이동되도록 탄성력을 작용하는 탄성부재; 상기 인출구로 인출되는 상기 개스킷을 지지하는 가이드부재; 상기 인출구로 인출된 상기 개스킷을 상기 가이드부재의 상부에 형성된 지지구와 상기 지지구에 구비된 자석을 향하여 상측으로 밀어올려 지지하는 밀어냄부재;를 포함할 수 있다.

상기 밀어냄부재는, 상기 개스킷을 상측으로 밀어내는 동시에 상기 인출구를 차단시켜 상기 개스킷이 추가로 인출되는 것을 차단하는 것으로 구성될 수 있다.

상기 밀어냄부재를 왕복이동시키는 실린더를 구비하되, 상기 실린더는 상기 밀어냄부재를 상기 개스킷의 인출방향에 대해 직교하는 방향으로 왕복이동시키는 것으로 구성될 수 있다.

상기 밀어냄부재의 상단에는 상기 개스킷의 하부를 지지하는 반원형의 오목한 홈이 형성될 수 있다.

상기 가이드부재에는 상기 지지구에 상기 개스킷이 존재하는지 여부를 감지하기 위한 개스킷 감지부가 구비될 수 있다.

상기 개스킷 전달부는, 상기 개스킷에 자력을 작용하여 지지하는 자성체를 포함하고, 상기 자성체는 구동부의 구동에 의해 전후진 왕복 이동 가능하도록 구비되어, 전진 이동시 상기 개스킷이 안착되는 개스킷 지지구 측으로 돌출되어 상기 개스킷을 지지하고, 후진 이동시 상기 개스킷 지지구의 후방으로 이동되어 상기 개스킷을 지지 해제하도록 구비될 수 있다.

상기 개스킷 전달부는, 상기 구동부에 의해 전후진 왕복 이동 가능하도록 구비된 로드와, 상기 로드에 결합되며 하우징의 내측에서 전후진 왕복 이동 가능하도록 구비되어 끝단부에 상기 자성체가 결합된 샤프트를 포함할 수 있다.

상기 개스킷 전달부에는 상기 개스킷이 상기 개스킷 전달부에 구비된 개스킷 지지구에 지지되어 있는지 여부를 감지하기 위한 개스킷 제1감지부가 구비될 수 있다.

상기 개스킷 제1감지부는 변위센서로 이루어질 수 있다.

상기 개스킷 전달부에는 상기 개스킷이 상기 연결배관 커넥터에 장착되어 있는지 여부를 감지하기 위한 개스킷 제2감지부가 구비될 수 있다.

상기 개스킷 제2감지부는 상기 이동수단의 구동에 의해 이동하면서 상기 개스킷이 상기 연결배관 커넥터에 장착되어 있는지 여부를 감지하도록 구성될 수 있다.

상기 개스킷 제2감지부는 변위센서로 이루어질 수 있다.

상기 이동수단은, 상기 커버 분리부와 상기 커넥터 체결부를 제1방향으로 왕복이동시키는 제1이동수단과, 상기 커버 분리부와 상기 커넥터 체결부를 상기 제1방향과 직교하는 제2방향으로 왕복이동시키는 제2이동수단을 포함할 수 있다.

상기 제1이동수단은 상기 커버 분리부와 상기 커넥터 체결부를 지지하여 이동시키고, 상기 제2이동수단은 상기 제1이동수단을 지지하여 이동하는 것으로 구성될 수 있다.

상기 제1이동수단은, 상기 제1방향으로 구비되는 제1레일과, 상기 커버 분리부와 상기 커넥터 체결부를 이동시키는 제1구동부를 포함하되, 상기 제1구동부의 구동에 의해 상기 커버 분리부와 상기 커넥터 체결부가 상기 제1레일을 따라 왕복이동하도록 이루어지고, 상기 제2이동수단은, 상기 제2방향으로 구비되는 제2레일과, 상기 제1레일을 이동시키는 제2구동부를 포함하되, 상기 제2구동부의 구동에 의해 상기 제1레일이 상기 제2레일을 따라 왕복이동하도록 구성될 수 있다.

상기 제2레일은 위치가 고정된 것으로 구성될 수 있다.

상기 승강 구동부의 구동에 의해 승강되는 상기 용기의 높이를 측정하기 위한 용기 높이 측정부를 더 포함할 수 있다.

상기 용기 높이 측정부는 상기 용기의 상부에 구비된 밸브를 개폐하는 밸브 셔터의 핸들의 상측에 구비되어 상기 핸들과의 이격된 거리를 측정하는 변위센서로 이루어질 수 있다.

상기 밸브 개폐부는, 상기 용기의 밸브를 개폐하는 밸브 셔터의 핸들에 걸리는 적어도 하나의 걸림부; 상기 적어도 하나의 걸림부를 지지하는 지지부; 상기 지지부를 회전시키는 걸림부 회전구동부; 상기 지지부를 승강시키는 걸림부 승강 구동부;를 포함하며, 상기 적어도 하나의 걸림부는 상기 지지부의 왕복이동 및 회전에 따라 상기 핸들에 걸림 또는 걸림 해제될 수 있다.

상기 밸브 개폐부에는 상기 지지부의 중앙을 상하로 관통하는 관통홀이 형성되고, 상기 승강 구동부의 구동에 의해 승강되는 상기 용기의 높이를 측정하기 위한 용기 높이 측정부를 더 포함하되, 상기 용기 높이 측정부는 상기 밸브 개폐부의 상부에 구비되어 상기 관통홀을 통하여 상기 핸들과의 이격된 거리를 측정하는 변위센서로 이루어질 수 있다.

상기 용기 높이 측정부는 상기 밸브 개폐부의 상부에 일체형 또는 분리형으로 구비될 수 있다.

상기 지지부에 복수의 상기 걸림부가 지지되고; 상기 복수의 걸림부는 상기 지지부의 저면에 원주방향을 따라 일정 간격으로 배치될 수 있다.

상기 걸림부 회전구동부는, 상기 걸림부 승강 구동부의 하강 구동에 의해 상기 적어도 하나의 걸림부가 상기 핸들에 걸리면 상기 걸림부를 회전시켜 상기 밸브를 개폐할 수 있다.

상기 용기 높이 측정부는 상기 걸림부의 회전에 따른 핸들의 높이 변화를 측정하여 제어부로 송출하고, 상기 제어부는 상기 핸들의 높이 변화를 기준으로 밸브의 개도량을 제어할 수 있다.

상기 핸들은 둘레를 따라 외측으로부터 내측으로 함몰된 함몰부와 내측으로부터 외측으로 돌출된 돌출부가 교대로 구비되고, 상기 적어도 하나의 걸림부는 상기 지지부의 왕복이동에 따라 상기 핸들의 함몰부에 인입 또는 인출되고, 상기 지지부의 회전에 따라 상기 핸들에 걸림 또는 걸림 해제될 수 있다.

상기 지지부와 상기 복수의 걸림부에 양단이 지지되며, 상기 복수의 걸림부가 소정의 유격을 가지며 왕복이동하도록 탄성지지하는 탄성부를 포함할 수 있다.

상기 복수의 걸림부 중 일부는 상기 지지부의 왕복이동에 따라 상기 핸들에 걸림 또는 걸림 해제되고; 상기 복수의 걸림부 중 상기 핸들에 걸림 또는 걸림 해제되는 걸림부를 제외한 나머지는, 상기 지지부의 왕복이동에 따라 상기 탄성부는 압축 또는 복원되며 상기 핸들에 눌림 또는 눌림 해제될 수 있다.

본 발명의 자동화 가스공급장치의 용기 결합 방법은, (a) 가스 저장 용기를 용기 지지부 상에 안착하는 단계; (b) 상기 용기를 그립부의 중앙에 위치시켜 지지하는 단계; (c) 상기 용기를 상승이동 및 회전시켜 상기 용기에 구비된 밸브 커넥터가 가스소요처에 연결되는 커넥터 체결부와 대응되는 위치가 되도록 상기 용기의 위치를 보정하는 단계; (d) 상기 커버 분리부를 이동 및 회전시켜 상기 밸브 커넥터에 결합된 커버를 분리하는 단계; (e) 상기 커넥터 체결부를 이동 및 회전시켜 상기 밸브 커넥터에 결합하는 단계; 및 (f) 상기 용기의 밸브에 연결된 핸들을 밸브 개폐부를 이용하여 회전시켜 상기 용기의 밸브를 개방함으로써 상기 용기로부터 가스소요처에 가스를 공급하는 단계를 포함한다.

상기 (a) 단계에 선행하여, 개스킷 공급부의 개스킷을 개스킷 전달부에 인계하는 단계; 상기 개스킷 전달부에 인계된 상기 개스킷을 연결배관 커넥터에 결합하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 자동화 가스공급장치 및 자동화 가스공급장치의 용기 결합 방법에 의하면, 가스 저장 용기의 교체시 용기의 밸브 커넥터와 가스소요처에 연결되는 연결배관 커넥터를 자동으로 안전하게 체결할 수 있는 효과가 있다.

또한, 용기 지지부의 전체적인 높이를 낮출 수 있고, 용기를 용기 지지부의 회전판 상에 반입시 용기를 회전판의 중심 위치에 정확하게 안착시키지 않더라도 용기를 지지하는 그립부의 중앙부에 용기를 위치시켜 지지할 수 있다.

또한, 하나의 비젼 카메라를 이용하여 용기의 체결위치를 정밀하게 조정함으로써 밸브 커넥터와 연결배관 커넥터가 정위치에서 체결될 수 있어 밸브 커넥터와 연결배관 커넥터의 오조립 및 파손을 방지할 수 있다.

또한, 용기의 교체시, 밸브 커넥터와 연결배관 커넥터가 체결되는 과정에서 발생하는 충격을 완화함으로써 밸브 커넥터와 연결배관 커넥터가 연결되는 연결부의 파손을 방지할 수 있다.

또한, 연결배관 커넥터의 개스킷을 교체하는 경우, 새로운 개스킷을 개스킷 공급부에서 개스킷 전달부를 거쳐서 연결배관 커넥터에 전달하여 장착하는 과정에서 개스킷이 정확한 위치에 지지되어 이탈을 방지할 수 있도록 함과 아울러, 개스킷의 인수인계가 이루어지기 전에 개스킷이 정위치 상태로 지지되어 있는지 여부를 정확하게 확인하기 위한 수단을 제공할 수 있다.

또한, 용기가 승강된 높이를 실시간으로 정확하게 측정함으로써 용기를 정해진 높이까지 신속하게 상승이동 시킬 수 있어 용기의 교체 시간을 단축할 수 있으며, 밸브 개폐부를 이용하여 핸들을 회전시켜 밸브를 개폐함에 있어서, 핸들의 회전에 따른 핸들의 높이를 측정함으로써 밸브의 개도량을 정밀하게 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동화 가스공급장치의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 자동화 가스공급장치의 부분 사시도
도 3은 도 2의 우측면도,
도 4는 도 3에 도시된 자동화 가스공급장치의 하부 모듈을 나타낸 사시도,
도 5 (a)는 그립부의 정면측 사시도, 도 5 (b)는 그립부의 배면측 사시도,
도 6은 도 2의 배면도,
도 7은 그립부 간격 조정 구동부 및 승강 구동부의 동작을 설명하기 위한 사시도,
도 8 (a)는 용기 안착부의 사시도, 도 8 (b)는 도 8(a)의 A-A 선 단면도,
도 9는 용기 안착부의 분해 사시도,
도 10 (a)는 실린더의 가압부재와 회전판의 회전축이 이격된 상태를 나타낸 평면도, 도 10(b)는 실린더의 가압부재와 회전판의 회전축이 밀착된 상태를 나타낸 평면도,
도 11은 밸브 커넥터와 비젼 카메라가 대향되어 위치한 모습을 나타낸 사시도,
도 12는 상부 모듈의 제1이동수단과 제2이동수단의 구성을 나타낸 사시도,
도 13 (a)는 용기의 밸브와 얼라인먼트수단의 측면도, 도 13 (b)는 용기의 밸브와 얼라인먼트수단의 평면도,
도 14 (a)는 밸브의 핸들 회전축 중심과 밸브 커넥터의 중심이 일치된 상태의 모습을 나타낸 정면도, 도 14 (b),(c)는 밸브의 핸들 회전축 중심과 밸브 커넥터의 중심이 각각 좌우로 편심된 상태의 모습을 나타낸 정면도,
도 15 (a)는 밸브의 핸들 회전축 중심과 밸브 커넥터의 중심이 일치된 상태의 모습을 나타낸 평면도, 도 15 (b)는 밸브의 핸들 회전축 중심과 밸브 커넥터의 중심이 편심된 상태의 모습을 나타낸 평면도,
도 16은 밸브 커넥터가 중심으로부터 편심되어 회전된 각도를 산출하기 위한 개념도,
도 17은 밸브 커넥터와 커버 분리부가 대향되어 위치한 모습을 나타낸 사시도,
도 18은 회전구동부의 회전력이 커버 분리부와 커넥터 체결부에 전달되는 동력전달구조를 나타낸 도면,
도 19는 커버가 밸브로부터 분리되는 동작을 나타낸 평면도,
도 20은 연결배관 커넥터가 밸브 커넥터에 체결되는 동작을 나타낸 평면도,
도 21은 밸브 커넥터가 커버 분리부 또는 커넥터 체결부에 접속되는 경우의 충격을 완화하기 위한 충격완화수단의 작용을 설명하기 위한 도면으로서, (a)와 (b)는 접속되기 전 상태의 평면도와 측면도, (c)와 (d)는 접속되는 상태의 평면도와 측면도,
도 22는 개스킷 공급부와 개스킷 전달부가 배치된 모습을 나타낸 사시도,
도 23 (a)는 개스킷 공급부의 이동부재가 후진 이동된 상태의 사시도, 도 23 (b)는 개스킷 공급부의 이동부재가 전진 이동된 상태의 사시도,
도 24는 개스킷 공급부의 평면도,
도 25는 도 24의 B-B 선 단면도,
도 26 (a)는 개스킷 공급부의 주요부 사시도, 도 26 (b)는 밀어냄부재가 하강 이동된 상태의 정면도, 도 26 (c)는 밀어냄부재가 상승 이동된 상태의 정면도,
도 27 (a)는 개스킷 전달부에 개스킷이 부착되지 않은 상태의 사시도, 도 27 (b)는 개스킷 전달부에 개스킷이 부착된 상태의 사시도,
도 28은 개스킷 전달부의 평면도,
도 29는 도 28의 C-C 선 단면도로서, 도 29 (a)는 도 27 (a)의 상태를 나타낸 단면도, 도 29 (b)는 도 27 (b)의 상태를 나타낸 단면도,
도 30 (a),(b)는 개스킷이 개스킷 공급부로부터 개스킷 전달부로 이동되는 동작을 나타낸 평면도,
도 31 (a),(b)는 개스킷이 개스킷 전달부로부터 커넥터 체결부로 이동되는 동작을 나타낸 평면도,
도 32는 개스킷이 결합된 커넥터 체결부가 밸브 커넥터에 체결되는 동작을 나타낸 평면도,
도 33은 용기의 핸들이 밸브 개폐부의 걸림부의 하측에 위치한 모습을 나타낸 사시도,
도 34는 도 33의 정면도,
도 35는 용기가 상측으로 이동되어 용기의 핸들이 밸브 개폐부의 걸림부에 걸림된 모습을 나타낸 정면도,
도 36은 밸브 개폐부의 사시도,
도 37은 밸브 개폐부의 주요부 사시도,
도 38 (a)는 밸브 개폐부의 평면도, 도 38 (b)는 도 38 (a)의 D-D 선 단면도,
도 39 (a)는 걸림부와 밸브 핸들을 나타낸 도면, 도 39 (b)는 유효 걸림부가 핸들의 함몰부에 삽입되고, 무효 걸림부가 핸들의 돌출부에 걸림된 모습, 도 39 (c)는 도 39 (b)의 상태에서 걸림부가 시계방향으로 회전된 모습, 도 39 (d)는 도 39 (b)의 상태에서 걸림부가 반시계방향으로 회전된 모습을 나타낸 도면,
도 40은 본 발명에 따른 자동화 가스공급장치의 용기 결합 방법의 순서도.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

<자동화 가스공급장치>

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 자동화 가스공급장치(1)는, 가스 저장 용기(이하,‘용기’라 약칭함)(10)의 하단면을 지지하는 용기 지지부(100), 상기 용기(10)의 외측면에 밀착시 상기 용기(10)를 지지하는 그립부(200), 상기 용기(10)와 그립부(200)를 승강 이동시키는 승강 구동부(300), 상기 밸브 커넥터(30)를 덮는 커버(31)를 지지하여 상기 밸브 커넥터(30)로부터 분리하는 커버 분리부(600), 가스소요처에 연결되는 연결배관 커넥터(710)를 지지하여 상기 밸브 커넥터(30)에 연결하기 위한 커넥터 체결부(700), 상기 밸브 커넥터(30)가 상기 커넥터 체결부(700)와 대응되는 위치가 되도록 상기 용기(10)의 위치를 보정하기 위한 얼라인먼트수단(400), 상기 커버 분리부(600)와 상기 커넥터 체결부(700)를 상기 밸브 커넥터(30)와 체결되는 위치로 이동시키기 위한 이동수단(500), 용기(10)의 교체시 연결배관 커넥터(710)에 새로운 개스킷을 장착하기 위한 개스킷 교체부(800), 및 상기 용기(10)의 밸브(20)를 자동으로 개폐하기 위한 밸브 개폐부(900)를 포함한다.

상기 용기(10)는 반도체장치 등의 가스소요처에 공급되는 공정 가스를 저장하여 공급하기 위한 구성으로, 용기(10)의 상부에는 가스의 공급을 단속하기 위한 밸브(20)와, 상기 밸브(20)의 일측에 구비되어 커넥터 체결부(700)에 체결되는 밸브 커넥터(30)와, 상기 밸브(20)를 개폐하는 밸브 셔터(40)와, 상기 밸브 셔터(40)의 상부에 연결되어 회전됨에 따라 밸브 셔터(40)를 승강시켜 밸브(20)가 개폐되도록 하는 핸들(50)을 포함하여 구성된다.

상기 자동화 가스공급장치(1)는, 용기(10)가 안착 및 지지되며 용기(10)를 파지하고 승강 및 회전 이동시키기 위한 구성을 포함하는 하부 모듈(2)과, 상승 이동된 용기(10)의 밸브(20)를 연결배관(730, 도 19 참조)에 체결하기 위한 구성을 포함하는 상부 모듈(3)을 포함하여 구성된다.

상기 하부 모듈(2)은 용기 지지부(100), 그립부(200), 그립부 간격조정 구동부(230), 용기 회전 구동부(240)를 포함하고, 상기 상부 모듈(3)은 얼라인먼트수단(400), 이동수단(500), 커버 분리부(600), 커넥터 체결부(700), 개스킷 교체부(800), 밸브 개폐부(900) 및 용기 높이 측정부(950)를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명의 자동화 가스공급장치(1)를 구성요소별로 설명한다.

1. 용기 지지부 (100)

도 8 내지 도 10을 참조하면, 상기 용기 지지부(100)는 가스가 저장된 용기(10)를 지지하고, 용기(10)의 무게를 측정하기 위한 구성, 및 용기(10)의 중심을 후술되는 그립부(200)의 중앙을 향하여 이동시키기 위한 구성을 포함한다.

상기 용기 지지부(100)는, 상면에 홈(111)이 형성된 바닥 프레임(110)과, 상기 바닥 프레임(110)의 홈(111)에 안착되어 무게를 측정하는 로드셀(120)과, 상기 로드셀(120)의 상면에 안착되는 본체(130), 및 상기 본체(130) 상에서 회전 가능하게 구비되며 상기 용기(10)가 안착되는 회전판(140)을 포함한다.

이와 같이 상기 로드셀(120)이 바닥 프레임(110)과 본체(130) 사이에 구비되어, 상기 바닥 프레임(110)과 본체(130)가 로드셀(120)의 하판과 상판의 케이스 기능을 하도록 구성함으로써, 종래의 가스공급장치가 무게를 측정하는 저울(로드셀) 위에 회전판을 설치하고, 상기 회전판 위에 용기를 안착시키는 구조와 비교할 때, 용기 지지부(100)의 높이를 낮출 수 있다.

상기 회전판(140)의 저면 중앙부에는 하측으로 돌출된 회전축(141)이 형성되고, 상기 회전축(141)의 하단면은 본체(130)의 상면 중앙부에 형성된 회전축 안착부(131) 상에 안착된다.

상기 용기 지지부(100)는 상기 회전판(140)의 위치를 조정하기 위한 위치조정수단을 포함한다. 상기 위치조정수단은, 상기 본체(130)에 구비되며 신축 구동하는 실린더(150)로 이루어진다. 상기 실린더(150)는 상기 회전축(141)의 둘레에 방사상으로 배치되고, 반경방향으로 신축 구동하도록 구비된다.

상기 실린더(150)는, 반경방향으로 이동 가능한 로드(151)와, 상기 로드(151)의 단부에 구비되어 상기 회전축(141)의 외측면에 접촉되어 힘을 작용하는 가압부재(152)를 포함한다.

일실시예로, 상기 실린더(150)는 상기 회전축(141)의 외측면 둘레에 상기 회전축(141)의 중심을 기준으로 일정 각도 간격을 두고 적어도 3개소에 구비된다.

상기 본체(130)의 상면에는 상기 회전판(140)을 이동 가능하도록 지지하며 회전 가능한 복수의 볼 롤러(160)가 구비된다.

도 10의 (a)는 로드(151)가 실린더(150)의 몸체 내부로 수축되어 가압부재(152)가 회전축(141)의 외측면과 이격됨으로써, 회전판(140)에 외력이 작용하는 경우에 회전판(140)의 회전축(141)이 회전축 안착부(131) 상에서 자유롭게 이동 가능한 상태를 나타낸 것이다. 이 경우 상기 회전판(140)에 후술되는 그립부(200)의 파지에 의한 외력이 작용하게 되면, 상기 회전판(140)은 외력이 작용하는 방향으로 이동이 가능하며, 회전축(141)의 외주면과 가압부재(152) 사이의 이격된 간격 만큼 이동 가능하다. 상기 볼 롤러(160)는 회전판(140)의 이동시 회전판(140)의 저면을 지지하며 회전됨으로써, 회전판(140)이 보다 원활하게 이동될 수 있도록 한다.

도 10의 (b)는 로드(151)가 실린더(150)의 몸체 외부로 신장되어 가압부재(152)가 회전축(141)의 외측면에 밀착됨으로써, 회전판(140)에 외력이 작용하더라도 회전판(140)의 회전축(141)이 가압부재(152)에 의해 구속되어 회전축 안착부(131) 상에서 이동이 불가능한 상태를 나타낸 것이다.

도 10의 (b)와 같이 상기 실린더(150)가 신장되어 상기 가압부재(152)에 의해 상기 회전축(141)이 상기 본체(130)의 상면 중앙부에 위치 고정된 상태에서, 상기 회전판(140)의 상면에 용기(10)가 안착된다. 따라서, 용기(10)를 회전판(140) 상에 반입하여 안착시키는 작업을 할 때, 회전판(140)은 회전되지 않고 고정된 상태에 있게 되므로, 용기(10)를 회전판(140) 상에 반입하거나 회전판(140)으로부터 반출하는 경우 용기(10)를 굴려서 이동시키더라도 회전판(140)의 위치가 고정되어 있어 용기(10)의 반입 및 반출 작업의 편의성을 향상시킬 수 있다.

이하, 상기 용기(10)가 안착된 회전판(140)이 그립부(200)의 중앙으로 위치 조정되는 작용을 설명하기에 앞서 상기 그립부(200)의 구성을 설명한다.

도 1 내지 도 5을 참조하면, 상기 그립부(200)는, 용기(10)의 일측면을 지지하는 제1그립부(200-1)와, 상기 용기(10)의 타측면을 지지하는 제2그립부(200-2)로 이루어진다. 상기 제1그립부(200-1)와 제2그립부(200-2)는 양측으로 대칭된 구조로 이루어지며, 상하로 이격되어 위치하는 한 쌍의 반원형 플레이트 구조로 이루어진 지지프레임(210)과, 상기 한 쌍의 지지프레임(210)의 전단부과 후단부에 회전축(221)이 상하로 지지되어 상기 회전축(221)을 중심으로 회전 가능한 한 쌍의 지지롤러(220)로 이루어진다. 상기 한 쌍의 지지프레임(210)의 후단면에는 후면 플레이트(211)가 결합된다.

상기 그립부(200)는, 상기 제1그립부(200-1)와 제2그립부(200-2)를 용기(10)의 외측면과 접촉되는 그립 위치(도 7의 오른쪽에 도시된 그립부의 상태)로 이동시키거나, 상기 용기(10)의 외측면과 이격되는 그립 해제 위치(도 7의 왼쪽에 도시된 그립부의 상태)로 이동시키는 그립부 간격 조정 구동부(230)를 더 포함한다.

도 5를 참조하면, 일실시예로, 상기 그립부 간격 조정 구동부(230)는, 구동력을 제공하는 모터(231), 상기 모터(231)의 회전축에 결합되는 제1풀리(232), 상기 제1풀리(232)의 하측으로 이격된 위치에 구비되는 제2풀리(234), 상기 제1풀리(232)와 제2풀리(234) 간에 동력을 전달하는 제1벨트(233), 상기 제2풀리(234)에 일측단이 결합되어 수평방향으로 연장되는 제1샤프트(234a), 상기 제1샤프트(234a)에 양측으로 이격되며 상반된 방향으로 나사산이 형성되며 상기 제1그립부(200-1)의 후면 플레이트(211)와 제2그립부(200-2)의 후면 플레이트(211)에 각각 결합되는 제1이동블록(237a)과 제2이동블록(238a), 상기 제1샤프트(234a)의 양측단을 회전 가능한 상태로 지지하는 제1지지블록(234b), 상기 제2풀리(234)의 하측으로 이격된 위치에 구비되는 제3풀리(236), 상기 제2풀리(234)와 제3풀리(236) 간에 동력을 전달하는 제2벨트(235), 상기 제3풀리(236)에 일측단이 결합되어 수평방향으로 연장되는 제2샤프트(236a), 상기 제2샤프트(236a)에 양측으로 이격되며 상반된 방향으로 나사산이 형성되며 상기 제1그립부(200-1)의 후면 플레이트(211)와 제2그립부(200-2)의 후면 플레이트(211)에 각각 결합되는 제1이동블록(237b)과 제2이동블록(238b), 상기 제2샤프트(236a)의 양측단을 회전 가능한 상태로 지지하는 제2지지블록(236b)을 포함하여 구성된다.

상기 후면 플레이트(211)의 후방에는 수직방향으로 세워져 고정된 고정 프레임(310)이 위치하고, 상기 고정 프레임(310)의 전면에는 상하로 이격되며 수평방향으로 연장된 가이드레일 지지부재(201)와, 상기 가이드레일 지지부재(201)의 후면에 결합되어 후방으로 돌출되며 수평방향으로 연장된 가이드레일(202)이 결합되고, 상기 후면 플레이트(211)의 후면에는 상기 가이드레일(202)에 수평방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 맞물림부재(212)가 결합된다.

이하, 용기(10)를 그립부(200)에 고정 지지하는 과정을 설명한다.

일실시예로, 상기 제1그립부(200-1)와 상기 제2그립부(200-2)가 상기 그립 해제 위치일 때, 전술한 실린더(150)는 신장되어 상기 가압부재(152)가 상기 회전축(141)을 고정 지지한 상태에 있고, 이때 용기(10)를 제1그립부(200-1)와 제2그립부(200-2) 사이의 이격된 공간을 통하여 상기 회전판(140)의 상면에 안착시킨다. 상기 용기(10)가 회전판(140) 상에 안착되면, 상기 실린더(150)가 수축되어 상기 가압부재(152)가 상기 회전축(141)과 이격되어 상기 회전판(140)이 이동 가능한 상태가 되고, 이때 상기 제1그립부(200-1)와 제2그립부(200-2)가 그립 위치로 이동되어 상기 용기(10)를 고정 지지한다.

다른 실시예로, 상기 용기(10)가 회전판(140) 상에 안착되면, 상기 제1그립부(200-1)와 상기 제2그립부(200-2)가 상기 그립 위치에 근접한 위치로 이동되어 상기 용기(10)의 외측면에 근접하게 위치하여 정지된 후에, 상기 실린더(150)가 수축되어 상기 가압부재(152)가 상기 회전축(141)과 이격되어 상기 회전판(140)이 이동 가능한 상태가 되고, 이때 상기 제1그립부(200-1)와 상기 제2그립부(200-2)가 상기 그립 위치로 이동되어 상기 용기(10)를 고정 지지한다.

상기와 같이 상기 실린더(150)가 수축되어 상기 가압부재(152)가 상기 회전축(141)과 이격되어 상기 회전판(140)이 이동 가능한 상태에서 제1그립부(200-1)와 상기 제2그립부(200-2)가 상기 그립 위치로 이동하게 되면, 회전판(140)은 본체(130) 중앙부의 초기 위치로부터 상기 제1그립부(200-1)와 제2그립부(200-2)가 작용하는 힘의 방향으로 이동하게 되므로, 용기(10)를 제1그립부(200-1)와 제2그립부(200-2)의 중심 위치로 원활하게 이동시킬 수 있게 된다. 즉, 용기(10)를 용기 지지부(100)의 회전판(140) 상에 반입시 용기(10)를 회전판(140)의 중심 위치에 정확하게 안착시키지 않더라도 용기(10)를 지지하는 그립부(200)의 중앙부에 용기(10)를 위치시켜 지지할 수 있게 되며, 이로써 그립부(200)가 용기(10)를 파지함에 있어서 무리한 힘을 작용하지 않아도 되므로 장시간 구동시에도 그립부(200)의 파손을 방지할 수 있다.

한편, 상기 복수의 지지롤러(220) 중 어느 하나의 회전축(221)에는 지지롤러(220)를 회전 구동시켜 상기 지지롤러(220)에 접촉된 용기(10)를 회전시키기 위한 용기 회전 구동부(240)가 연결된다.

이하, 상기 그립부(200)에 파지된 용기(10)를 승강 이동시키기 위한 승강 구동부(300)의 구성을 설명한다.

도 2와 도 6을 참조하면, 상기 승강 구동부(300)는, 하부 모듈(3)의 후면부를 구성하며 수직방향으로 고정된 고정 프레임(310), 상기 고정 프레임(310)의 전면 양측부에 수직방향으로 결합된 한 쌍의 가이드레일(320), 상기 고정 프레임(310)의 전방에 수직방향으로 구비되어 상기 용기 지지부(100)와 후면 플레이트(211)에 결합된 승강 프레임(330), 상기 승강 프레임(330)의 후면에 상하로 이격되어 결합되며 상기 가이드레일(320)에 상하로 슬라이딩 이동 가능하게 결합된 맞물림부재(340), 상기 고정 프레임(310)에 고정되며 구동력을 제공하는 모터(350), 상기 모터(350)의 회전축에 결합되며 수직방향으로 연장되며 회전 가능하게 지지되는 샤프트(360), 상기 샤프트(360)에 나사결합되어 상기 샤프트(360)의 회전에 연동하여 승강되며 상기 승강 프레임(330)에 고정된 이동블록(370)을 포함하여 구성된다.

도 7을 참조하면, 오른쪽에 위치하는 하부 모듈(2-1)은 승강 구동부(300)의 일방향 구동에 의해 용기 지지부(100)와 그립부(200)가 하강 이동된 모습을 나타낸 것이고, 왼쪽에 의치하는 하부 모듈(2-2)은 승강 구동부(300)가 반대방향 구동에 의해 용기 지지부(100)와 그립부(200)가 상승 이동된 모습을 나타낸 것이다.

2. 이동수단(500)

이하, 도 11과 도 12를 참조하여, 이동수단(500)의 구성을 설명한다.

상기 이동수단(500)은 상부 모듈(3)에 구비된 커버 분리부(600)와 커넥터 체결부(700)를 일체로 제1방향(P1)과 제2방향(P2)으로 이동시키기 위한 구성으로, 상기 구성요소들을 제1방향(P1)으로 왕복이동시키는 제1이동수단(510)과, 상기 제1이동수단(510)을 지지하여 제2방향(P2)으로 왕복이동시키는 제2이동수단(520)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 커버 분리부(600)와 커넥터 체결부(700)는 지지부(530)에 의해 지지된다.

상기 제1이동수단(510)은 상기 제1방향(P1)으로 나란히 구비되는 적어도 하나의 제1레일(511)을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 제1레일(511)은 제1레일 지지부(512)에 의해 지지된다.

상기 지지부(530)에는 상기 제1레일(511)의 레일홈(511a)에 맞물리는 레일맞물림부(512a)가 구비되어, 상기 지지부(530)가 상기 제1레일(511)을 따라 상기 제1방향(P1)으로 왕복이동할 수 있다.

상기 제1이동수단(510)에는 상기 지지부(530)에 결합되어 상기 지지부(530)를 제1방향(P1)으로 이동시키는 제1구동부(513)가 구비된다.

상기 제2이동수단(520)은 상기 제2방향(P2)으로 나란히 구비되는 적어도 하나의 제2레일(521)을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 제2레일(521)은 제2레일 지지부(522)에 의해 지지되며, 상기 제2레일 지지부(522)는 외곽 프레임(미도시) 등에 체결되어 상기 제2레일(521)의 위치가 고정된다.

상기 제1레일 지지부(512)에는 상기 제2레일(521)의 레일홈(521a)에 맞물리는 레일맞물림부(522a)가 결합되어, 상기 제1레일(511)이 상기 제2레일(521)을 따라 상기 제2방향(P2)으로 왕복이동할 수 있다.

상기 제2이동수단(520)에는 상기 제1레일 지지부(512)에 결합되어 상기 제1레일 지지부(512)를 이동시키는 제2구동부(523)가 구비된다.

일실시예로, 상기 제2구동부(523)는 모터로 이루어지고, 상기 모터의 회전축에 결합되는 제1풀리(524), 상기 제1풀리(524)의 일측으로 이격되어 구비되는 제2풀리(526), 상기 제1풀리(524)와 제2풀리(526) 간에 동력을 전달하는 벨트(525), 상기 제2풀리(526)에 일측단이 결합되고 상기 제2레일(521)과 나란한 제2방향(P2)으로 연장되며 회전 가능하게 지지된 샤프트(527), 상기 샤프트(527)와 나사결합되며 제2레일 지지부(522)에 결합된 이동블록(528)을 포함하여 구성될 수 있다.

3. 얼라인먼트수단 (400)

도 11과 도 13 내지 도 16을 참조하면, 상기 얼라인먼트수단(400)은, 밸브 커넥터(30)와 연결배관 커넥터(710)가 정위치에서 체결될 수 있도록 용기(10)의 위치를 정위치 상태로 정렬하기 위한 구성이다.

상기 얼라인먼트수단(400)은, 상기 밸브 커넥터(30)의 정면 이미지를 촬영하는 비젼 카메라(410), 상기 용기(10)의 높이 측정을 위한 용기 높이 측정부(950, 도 33 참조), 상기 용기(10)의 높이 조정을 위한 승강 구동부(300), 상기 용기(10)의 회전 각도 조정을 위한 용기 회전 구동부(240); 상기 비젼 카메라(410)와 커넥터 체결부(700)를 함께 이동시키기 위한 이동수단(500); 및 상기 비젼 카메라(410)에서 촬영된 이미지를 기준으로, 상기 밸브 커넥터(30)가 상기 연결배관 커넥터(710)와 대응되는 위치가 되도록 상기 승강 구동부(300)와 용기 회전 구동부(240) 및 이동수단(500)을 제어하는 제어부(미도시됨)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 밸브 커넥터(30)를 사이에 두고 상기 비젼 카메라(410)의 반대측에는 상기 밸브 커넥터(30)를 향하여 빛을 조사하는 조명부(420)가 구비될 수 있다. 상기 조명부(420)는 밸브 커넥터(30)를 향하여 빛을 조사함으로써, 비젼 카메라(410)가 밸브(20)를 향하여 촬영한 이미지에서 용기(10) 상부의 밸브(20)가 위치하는 부분은 검은 색상으로 촬영되고, 용기(10) 상부의 밸브(20)가 위치하는 부분의 외측 공간에는 빛에 의해 흰 색상으로 촬영되도록 하여, 밸브 커넥터(30)의 형태를 선명하게 식별 가능하도록 하기 위한 구성이다.

도 13은 밸브(20)의 전방과 후방에 위치하는 비젼 카메라(410)와 조명부(420)의 배치 관계를 나타낸 것이다.

전술한 바와 같이 승강 구동부(300)의 구동에 의해 용기(10)가 상승 이동하게 되면, 상부 모듈(3)에 구비된 용기 높이 측정부(950)는 밸브(20)의 핸들(50)의 상측에 위치하여 상기 핸들(50)이 상승되는 높이를 실시간으로 측정하고, 상기 측정된 데이터를 제어부로 송출한다. 상기 제어부는 핸들(50)의 높이가 설정된 높이에 도달한 경우 승강 구동부(300)의 구동이 정지되도록 제어한다. 상기 용기 높이 측정부(950)는 변위센서, 바람직하게는 레이져 변위센서로 구성될 수 있다.

이와 같이 용기(10)가 승강된 높이를 용기 높이 측정부(950)에서 실시간으로 정확하게 측정함으로써 용기(10)를 정해진 높이까지 신속하게 상승이동 시킬 수 있으며, 이로써 용기(10)의 교체 시간을 단축할 수 있다.

상기 용기(10)가 설정된 높이에 도달한 후 정지되면, 상기 비젼 카메라(410)는 상기 용기(10)의 상부 중앙에 구비된 밸브(20)의 핸들 회전축(51)의 중심에 상기 비젼 카메라(410)의 중심이 위치한 상태에서 상기 밸브 커넥터(30)의 정면 이미지를 촬영하도록 구성된다.

도 14에는 상기 비젼 카메라(410)에서 촬영되는 밸브(20)의 형태를 나타낸 것으로, 도 14 (a)는 밸브(20)의 핸들 회전축(51)의 중심(P1)과 밸브 커넥터(30)의 중심(P2)이 일치된 상태의 모습을 나타낸 정면도, 도 14 (b),(c)는 밸브(20)의 핸들 회전축(51)의 중심(P1)과 밸브 커넥터(30)의 중심(P2)이 각각 좌우로 편심된 상태의 모습을 나타낸 정면도이다. 상기 도 14 (b),(c)의 경우, 밸브(20)의 핸들 회전축(51)의 중심(P1)과 밸브 커넥터(30)의 중심(P2)이 일치되도록 용기(10)를 회전시켜 보정할 필요가 있다.

도 15와 도 16을 참조하면, 상기 제어부는 상기 비젼 카메라(410)에서 촬영된 이미지를 기준으로, 상기 핸들 회전축(51)의 중심과 상기 밸브 커넥터(30)의 중심 간에 정면에서 바라본 이격된 거리(y)와, 평면에서 바라본 이격된 거리(x)를 기반으로 상기 밸브 커넥터(30)의 중심이 상기 핸들 회전축(51)의 중심으로부터 편심된 회전각(θ)을 산출하고(관계식 : θ = arctan(y/x)), 상기 산출된 회전각(θ)과 동일한 크기의 반대 방향 회전각(-θ) 만큼 상기 용기(10)가 회전되어 상기 용기(10)의 위치가 보정되도록 용기 회전 구동부(240)의 구동을 제어한다.

상기 밸브 커넥터(30)의 중심(P2)은 상기 밸브 커넥터(30)의 커버(31)의 다각 형상(예 : 육각 너트 형상)에서 서로 반대측에 위치하는 두개의 꼭짓점을 연결한 선분의 중심점으로 설정될 수 있다.

상기 비젼 카메라(410)는 상기 커넥터 체결부(700)의 일측에 구비되어 상기 이동수단(500)의 구동에 의해 상기 커넥터 체결부(700)와 함께 이동되고, 상기 용기(10)의 위치가 보정된 후, 상기 제어부는 상기 비젼 카메라(410)의 중심과 상기 커넥터 체결부(700)의 중심 간의 이격된 거리 만큼 상기 커넥터 체결부(700)가 이동되어 상기 밸브 커넥터(30)와 대응되어 위치하도록 상기 이동수단(500)을 제어한다.

상기와 같은 얼라인먼트수단(400)의 구성에 의하면, 하나의 비젼 카메라(410)를 이용하여 용기(10)의 체결위치를 정밀하게 조정함으로써 밸브 커넥터(30)와 연결배관 커넥터(710)가 정위치에서 체결될 수 있어 밸브 커넥터(30)와 연결배관 커넥터(710)의 오조립 및 파손을 방지할 수 있다.

4. 밸브 커넥터(30)에서 커버(31)를 분리하고, 밸브 커넥터(30)와 연결배관 커넥터(710)를 체결하는 과정

이하, 도 17 내지 도 20을 참조하여, 새로 교체되는 용기(10)의 밸브 커넥터(30)를 덮는 커버(31)를 밸브 커넥터(30)로부터 분리하고, 밸브 커넥터(30)와 연결배관 커넥터(710)를 체결하기 위한 구성 및 동작을 설명한다.

상기 커버 분리부(600) 및 상기 커넥터 체결부(700)는 각각 상기 커버(31) 및 상기 연결배관 커넥터(710)를 내부에 수용하여 지지하는 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 커버(31) 및 상기 연결배관 커넥터(710)는 회전에 의해 밸브 커넥터(30)에 체결되도록 구성될 수 있으며, 상기 커버 분리부(600) 및 상기 커넥터 체결부(700)는 상기 커버(31) 및 상기 연결배관 커넥터(710)를 각각 회전시켜 상기 밸브 커넥터(30)에 체결하거나 상기 밸브 커넥터(30)로부터 분리하게 된다.

상기 커버 분리부(600) 및 상기 커넥터 체결부(700)는, 하나의 회전구동부(610)의 회전구동에 의해 회전하도록 이루어져, 상기 커버 분리부(600) 및 상기 커넥터 체결부(700)가 회전하며 각각 상기 커버(31) 및 상기 연결배관 커넥터(710)를 회전시키도록 이루어질 수 있다.

이를 위한 구성으로, 상기 회전구동부(610)의 회전력은 복수의 기어(611,612,613,614)에 의해 상기 커버 분리부(600) 및 상기 커넥터 체결부(700)에 전달되도록 이루어질 수 있다.

상기 복수의 기어(611,612,613,614)는, 상기 회전구동부(610)에 연결된 제1기어(611)와, 상기 제1기어(611)에 기어결합되는 제2기어(612)와, 상기 제2기어(612)에 기어결합되며 상기 커버 분리부(600)의 외측면에 결합된 제3기어(613), 및 상기 제2기어(612)에 기어결합되며 상기 커넥터 체결부(700)의 외측면에 기어결합된 제4기어(614)를 포함하여 구성될 수 있다.

따라서, 회전구동부(610)가 회전 구동되면, 상기 제1 내지 제4기어(611,612,613,614)가 연동하여 회전되면서, 상기 커버 분리부(600)와 커넥터 체결부(700)는 동시에 회전하게 된다. 이러한 구성에 의하면, 하나의 회전구동부(610)를 이용하여 커버 분리부(600)와 커넥터 체결부(700)를 동시에 회전 구동시킬 수 있게 되므로, 커버 분리부(600)와 커넥터 체결부(700)를 회전 구동하기 위한 구동 구조를 간소화 할 수 있는 효과가 있다.

상기 회전구동부(610)는 상기 커버 분리부(600)와 커넥터 체결부(700)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키도록 이루어질 수 있다.

일실시예로, 상기 커버(31) 및 상기 커넥터 체결부(700)는 상기 회전구동부(610)의 구동에 의해 시계방향으로 회전하여 상기 밸브 커넥터(30)에 체결되고, 반시계방향으로 회전하여 상기 밸브 커넥터(30)로부터 분리될 수 있다.

도 19와 도 20을 참조하면, 상기 제1레일(511)과 상기 제2레일(521)은 서로 직교하는 방향으로 수평면에 평행하게 구비될 수 있다.

이때, 상기 제1레일(511)이 동(E)-서(W) 방향으로 구비되고, 상기 제2레일(521)이 남(S)-북(N)방향으로 구비될 수 있다.

이에 따라, 상기 지지부(530)는 상기 제1레일(511)을 따라 동(E)-서(W)방향으로 이동하며, 상기 제1레일(511)은 상기 제2레일(521)을 따라 남(S)-북(N)방향으로 이동할 수 있다.

따라서, 상기 지지부(530)에 지지되는 상기 커버 분리부(600) 및 상기 커넥터 체결부(700)는 상기 제1구동부(513)의 구동에 의해 동(E)-서(W)방향으로 이동하고, 상기 제2구동부(523)의 구동에 의해 남(S)-북(N)방향으로 이동하게 된다.

도 19는 새롭게 교체되는 용기(10)에 구비된 상기 밸브 커넥터(30)로부터 커버(31)가 분리되는 동작을 나타내는 도면이다.

상기 용기(10)가 교체되면, 상기 지지부(530)는 상기 제1구동부(513)의 구동에 의해 동(E)-서(W)방향으로 이동하여 상기 커버 분리부(600)가 상기 밸브 커넥터(30)에 결합된 상기 커버(31)와 마주보도록 위치하며(도 19 (a)), 상기 제2구동부(523)의 구동에 의해 남쪽으로(S) 이동하여 상기 커버(31)를 상기 커버 분리부(600)에 결합시킨다(도 19 (b)).

상기 커버(31)가 결합된 상기 커버 분리부(600)는 회전구동부(610)의 구동에 의해 반시계방향으로 회전하여 상기 커버(31)를 상기 밸브 커넥터(30)로부터 분리하며, 상기 커버(31)의 분리가 완료되면 상기 지지부(530)가 상기 제2구동부(523)의 구동에 의해 북쪽으로(N) 이동하여 상기 밸브 커넥터(30)로부터 소정 간격 이격된다.(도 19 (c)).

도 20은 상기 커버(31)가 분리된 상기 밸브 커넥터(30)에 상기 연결배관 커넥터(710)를 체결하는 동작을 나타내는 도면이다.

상기 지지부(530)는 상기 제1구동부(513)의 구동에 의해 서쪽으로(W) 이동하여 상기 커넥터 체결부(700)가 상기 커버(31)가 분리된 밸브 커넥터(30)와 마주보도록 위치하며(도 20 (a)), 상기 제2구동부(523)의 구동에 의해 남쪽으로(S) 이동하여 상기 커넥터 체결부(700)를 상기 밸브 커넥터(30)에 결합시킨다(도 20 (b)).

상기 밸브 커넥터(30)에 결합된 상기 커넥터 체결부(700)는 상기 회전구동부(610)의 구동에 의해 시계방향으로 회전하여 상기 연결배관 커넥터(710)를 상기 밸브 커넥터(30)에 체결한다.

상기 용기(10)에 보관된 가스는 상기 연결배관 커넥터(710)가 체결된 상기 밸브 커넥터(30)를 통해 상기 연결배관(730)을 유동하여 가스소요처에 공급된다.

상기 용기(10)에 보관된 가스가 모두 소모되면, 상기 커넥터 체결부(700)가 상기 회전구동부(610)의 구동에 의해 반시계방향으로 회전하여 상기 연결배관 커넥터(710)를 상기 밸브 커넥터(30)로부터 분리한다.

상기 연결배관 커넥터(710)가 상기 밸브 커넥터(30)로부터 분리되면, 상기 지지부(530)는 도 20에서 설명한 동작을 역으로 수행하여 상기 밸브 커넥터(30)로부터 이격되며, 이어서 상기 도 19에서 설명한 동작을 역으로 수행하여 상기 커버 분리부(600)와 상기 밸브 커넥터(30)를 결합시킨다.

상기 밸브 커넥터(30)에 결합된 상기 커버 분리부(600)는 회전구동부(610)의 구동에 의해 시계방향으로 회전하여 상기 커버(31)를 상기 밸브 커넥터(30)에 체결함으로써 용기(10)를 밀폐한다.

상기 제1구동부(513)와 상기 제2구동부(523) 및 상기 회전구동부(610)는 제어부의 제어에 의해 유기적으로 구동하여, 상기한 바와 같은 상기 밸브 커넥터(30)에 대한 상기 커버(31) 및 연결배관 커넥터(710)의 체결 또는 분리 프로세스가 자동으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 밸브 커넥터(30)에 대한 상기 커버(31) 및 연결배관 커넥터(710)의 체결 또는 분리 프로세스는 사용자의 판단에 의해 수동으로 가동명령을 입력할 수 있도록 이루어질 수 있으며, 일정 조건을 만족하면 자동으로 가동되도록 이루어질 수도 있다.

상기 밸브 커넥터(30)에 대한 상기 커버(31) 및 연결배관 커넥터(710)의 체결 또는 분리 프로세스의 자동 가동 조건은, 상기 용기(10)의 가스 잔여량이 일정량 이하로 떨어지거나, 상기 용기(10)로부터 상기 가스소요처에 공급되는 가스의 유속이 일정 속도 이하로 떨어질 때 등으로 설정될 수 있다.

상기 밸브 커넥터(30)에 대한 상기 커버(31) 및 상기 연결배관 커넥터(710)의 체결 또는 분리 프로세스는 용기(10)의 교체 프로세스와 연계되어 이루어질 수 있다.

5. 충격완화수단(620)

도 17과 도 21을 참조하면, 본 발명은 상기 커버 분리부(600) 및 상기 커넥터 체결부(700)에 연결되며, 상기 커버 분리부(600)와 상기 밸브 커넥터(30)의 결합 시, 또는 상기 커넥터 체결부(700)와 상기 밸브 커넥터(30)의 결합 시 충격을 흡수하기 위한 충격완화수단(620)을 더 포함한다.

상기 충격완화수단(620)은, 상기 커버 분리부(600)와 상기 밸브 커넥터(30)가 결합되는 방향, 및 상기 커넥터 체결부(700)와 상기 밸브 커넥터(30)가 결합되는 방향으로 탄성력을 작용하는 탄성부재(626)를 포함한다.

상기 충격완화수단(620)은, 상기 커버 분리부(600)와 상기 커넥터 체결부(700)를 지지하는 지지부(530)의 전방에 고정되며 상기 커버 분리부(600)와 상기 커넥터 체결부(700)가 관통하는 전면 고정프레임(621), 상기 전면 고정프레임(621)의 양측단에서 후방으로 연장되어 구비된 양측면 고정프레임(622), 상기 양측면 고정프레임(622)의 후단을 연결하며 상기 지지부(530)의 후방으로 이격된 위치에 고정된 후면 고정프레임(623), 상기 전면 고정프레임(621)과 상기 후면 고정프레임(623)에 양단이 지지된 샤프트(624), 상기 지지부(530)의 후면에 접촉되며 상기 샤프트(624)의 둘레에 구비되는 이동부재(625), 및 상기 이동부재(625)의 후면과 상기 후면 고정프레임(623)의 전면에 양단이 지지되며, 상기 샤프트(624)의 둘레에 구비되는 상기 탄성부재(626)를 포함하여 구성된다.

상기 샤프트(624)와 이동부재(625) 및 탄성부재(626)는, 상기 전면 고정프레임(621)과 상기 후면 고정프레임(623) 사이에서 양측으로 이격된 위치에 복수로 구비될 수 있다.

도 21의 (a),(b)와 같이 커버 분리부(600) 또는 커넥터 체결부(700)에 밸브 커넥터(30)가 접속되기 전 상태에서는 탄성부재(626)의 탄성력에 의해 지지부(530)는 전면 고정프레임(621)에 접촉되고, 탄성부재(626)는 이완된 상태가 된다.

도 21의 (c),(d)와 같이 커버 분리부(600) 또는 커넥터 체결부(700)에 밸브 커넥터(30)가 접속되는 경우 밸브 커넥터(30)가 커버 분리부(600) 또는 커넥터 체결부(700)를 미는 힘에 의해 커버 분리부(600)와 커넥터 체결부(700)와 지지부(530) 및 이동부재(625)는 일체로 후방측으로 밀려 이동되며 탄성부재(626)가 압축되면서 충격을 흡수하게 된다. 따라서, 용기(10)의 교체시, 밸브 커넥터(630) 또는 연결배관 커넥터(710)가 밸브 커넥터(30)가 체결되는 과정에서 발생하는 충격을 완화함으로써 밸브 커넥터(630) 또는 연결배관 커넥터(710)와 밸브 커넥터(30)가 체결되는 연결 부위의 파손을 방지할 수 있다.

6. 개스킷 교체 및 감지 수단

상기 개스킷 교체부(800)는 개스킷 공급부(810)와 개스킷 전달부(820)로 구성된다. 상기 개스킷 공급부(810)에는 복수의 개스킷(720)이 적재되고, 상기 개스킷 전달부(820)는 상기 개스킷 공급부(810)로부터 상기 개스킷(720)을 인계받아 일시적으로 지지하며, 상기 개스킷(720)은 상기 개스킷 공급부(810)로부터 상기 개스킷 전달부(820)를 거쳐 상기 연결배관 커넥터(710)에 전달되어 결합된다.

이하, 도 22 내지 도 27을 참조하여 개스킷 공급부(810)의 구성을 설명한다.

상기 개스킷 공급부(810)는, 구동부(811), 상기 구동부(811) 상에 구비된 스테이지(812), 상기 스테이지(812) 상에 안착되어 구동부(811)의 구동에 의해 전후진 이동되는 이동부재(813), 상기 이동부재(813)의 내측에 전후방향으로 지지된 샤프트(814), 상기 샤프트(814)가 내부를 관통하며 내부로부터 외부로 연결되는 인출구(819a)를 향해 상기 개스킷(720)을 밀어내는 가압부재(815), 상기 가압부재(815)가 상기 인출구(819a)를 향해 이동되도록 탄성력을 작용하는 탄성부재(816), 상하방향으로 승강 구동되는 실린더(817), 상기 실린더(817)의 로드(817a)에 연결되어 상기 인출구(819a)로 인출된 상기 개스킷(720)을 상측으로 밀어내는 밀어냄부재(818), 상기 인출구(819a)로 인출되는 상기 개스킷(720)을 지지하며 상기 밀어냄부재(818)에 의해 상측으로 이동된 개스킷(720)을 지지하는 지지구(819b)가 상부에 형성된 가이드부재(819)를 포함하고, 개스킷 공급부(810)의 전면에는 교체된 노후 개스킷(720)이 회수되는 개스킷 회수부(810a)가 구비된다.

상기 지지구(819b)가 형성된 부분에는 개스킷(720)을 자력에 의해 부착시켜 지지하기 위한 자석(819d)이 구비된다.

상기 개스킷 공급부(810)와 상기 개스킷 전달부(820)는 마주보는 위치에 구비되고, 도 23에 도시된 바와 같이 상기 개스킷 공급부(810)는 구동부(811)의 구동에 의해 스테이지(812) 상의 이동부재(813)가 상기 개스킷 공급부(810)를 향해 신장되어 상기 이동부재(813)의 전면측에 지지된 상기 개스킷(720)이 상기 개스킷 전달부(820)에 인계된다.

상기 실린더(817)는 상기 밀어냄부재(818)를 상기 개스킷(720)의 인출방향에 대해 직교하는 방향으로 왕복이동시킨다.

상기 밀어냄부재(818)는, 상기 개스킷(720)을 상측으로 밀어내는 동시에 상기 인출구(819a)를 차단시켜 상기 개스킷(720)이 추가로 인출되는 것을 차단한다.

상기 밀어냄부재(818)의 상단에는 상기 개스킷(720)의 하부를 지지하는 반원형의 오목한 홈(818a)이 형성된다. 상기 밀어냄부재(818)가 개스킷(720)을 하부에서 지지하며 상측으로 밀어내도록 구성함으로써, 중력에 의해 개스킷(720)이 하측으로 이동되어 이탈되는 것을 방지하여 개스킷(720)을 안정적으로 지지할 수 있다.

또한, 상기 가이드부재(819)에는 상기 지지구(819b)에 상기 개스킷(720)이 존재하는지 여부를 감지하기 위한 개스킷 감지부(819c)가 구비된다.

이하, 도 27 내지 도 29를 참조하여 개스킷 전달부(820)의 구성을 설명한다.

상기 개스킷 전달부(820)는, 상기 개스킷(720)에 자력을 작용하여 지지하는 자성체(825)를 포함하고, 상기 자성체(825)는 구동부(821)의 구동에 의해 전후진 왕복 이동 가능하도록 구비된다. 도 27 (a)와 도 29(a)는 자성체(825)가 하우징(823)의 전면에 형성된 개스킷 지지구(826)의 후방측으로 이동된 모습을 나타낸 것이고, 도 27 (b)와 도 29(b)는 자성체(825)가 전방으로 이동되어 상기 개스킷 지지구(826)에 위치되어 상기 자성체(825)의 자력에 의해 개스킷(720)이 접촉 지지된 모습을 나타낸 것이다. 즉, 상기 자성체(825)가 구동부(821)의 구동에 의해 전진 이동시 상기 개스킷(720)이 안착되는 개스킷 지지구(826) 측으로 돌출되어 상기 개스킷(720)을 지지하고, 후진 이동시 상기 개스킷 지지구(826)의 후방으로 이동되어 상기 개스킷(720)을 지지 해제하도록 구비된다.

상기 개스킷 전달부(820)는, 상기 구동부(821)에 의해 전후진 왕복 이동 가능하도록 구비된 로드(822)와, 상기 로드(822)에 결합되며 하우징(823)의 내측에서 전후진 왕복 이동 가능하도록 구비되어 끝단부에 상기 자성체(825)가 결합된 샤프트(824)를 포함한다.

도 27을 참조하면, 상기 개스킷 전달부(820)에는 상기 개스킷(720)이 상기 개스킷 전달부(820)에 구비된 개스킷 지지구(826)에 지지되어 있는지 여부를 감지하기 위한 개스킷 제1감지부(831)가 구비된다. 상기 개스킷 제1감지부(831)는 변위센서, 바람직하게는 레이저 변위센서로 구성될 수 있다.

또한, 상기 개스킷 전달부(820)에는 상기 개스킷(720)이 상기 연결배관 커넥터(710)에 장착되어 있는지 여부를 감지하기 위한 개스킷 제2감지부(832)가 구비된다. 상기 개스킷 제2감지부(832)는 상기 이동수단(500)의 구동에 의해 이동하면서 상기 개스킷(720)이 상기 연결배관 커넥터(710)에 장착되어 있는지 여부를 감지한다. 상기 개스킷 제2감지부(832)는 변위센서, 바람직하게는 레이저 변위센서로 구성될 수 있다.

7. 개스킷 (720) 교체 과정

이하, 도 30 내지 도 32를 참조하여, 연결배관 커넥터(710)에 체결되어 가스의 누설을 방지하기 위한 개스킷(720)의 교체 과정을 설명한다.

도 30은 상기 개스킷(720)이 상기 개스킷 공급부(810)로부터 상기 개스킷 전달부(820)에 전달되는 것을 나타내는 평면도이다.

상기 개스킷 전달부(820)는 외곽 프레임(미도시) 등에 체결되어 고정된 상태로 구비될 수 있다. 상기 개스킷 전달부(820)에는 상기 개스킷(720)을 자성체(825)의 자력에 의해 일시적으로 지지하는 개스킷 지지구(826)가 구비된다.

상기 개스킷 지지구(826)는 상기 제1구동부(513)의 구동에 의해 동(E)-서(W)방향으로 이동하여 개스킷 공급부(810)의 지지구(819b)가 상기 개스킷 전달부(820)와 마주보도록 위치하며(도 30 (a)), 상기 제2구동부(523)의 구동에 의해 남쪽(S)으로 이동하여 상기 개스킷 공급부(810)의 지지구(819b)를 상기 개스킷 전달부(820)의 개스킷 지지구(826)에 근접시킨다(도 30 (b)).

상기 개스킷 공급부(810)의 지지구(819b)가 상기 개스킷 전달부(820)의 지지구(819b)에 근접하면, 상기 지지구(819b)를 향하여 전진 이동된 자성체(825)의 자력에 의해 개스킷(720)은 개스킷 공급부(810)로부터 개스킷 전달부(820)에 인계된다.

상기 개스킷(720)이 상기 개스킷 전달부(820)에 인계되면, 상기 개스킷 공급부(810)는 상기 제2구동부(523)의 구동에 의해 북쪽(N)으로 이동하여(도 30 (a)) 상기 개스킷 전달부(820)로부터 소정 간격 이격된다.

도 31은 상기 개스킷(720)이 상기 개스킷 전달부(820)로부터 상기 연결배관 커넥터(710)에 전달되는 것을 나타내는 평면도이다.

상기 지지부(530)는 상기 제1구동부(513)의 구동에 의해 동쪽으로(E) 이동하여 상기 연결배관 커넥터(710)가 상기 개스킷 전달부(820)와 마주보도록 위치하며(도 31 (a)), 상기 제2구동부(523)의 구동에 의해 남쪽으로(S) 이동하여, 상기 개스킷 전달부(820)의 개스킷 지지구(826)에 지지된 개스킷(720)을 상기 연결배관 커넥터(710)에 결합시킨다(도 31 (b)). 이때, 상기 자성체(825)는 상기 개스킷 지지구(826)의 후방으로 이동되어 개스킷(720)에 작용하던 자력에 의한 인력이 해제되므로, 상기 개스킷(720)은 개스킷 전달부(820)의 개스킷 지지구(826)로부터 연결배관 커넥터(710)에 결합될 수 있다.

상기 개스킷(720)이 상기 연결배관 커넥터(710)에 결합되면, 상기 연결배관 커넥터(710)는 상기 제2구동부(523)의 구동에 의해 상기 제2레일(251)을 따라 북쪽으로(N) 이동하여(도 31 (a)), 상기 개스킷 전달부(820)로부터 소정 간격 이격된다.

도 32는 상기 개스킷(720)이 결합된 연결배관 커넥터(710)가 밸브 커넥터(30)에 체결되는 것을 나타내는 평면도이다.

상기 지지부(530)는 상기 제1구동부(513)의 구동에 의해 서쪽으로(W) 이동하여 상기 연결배관 커넥터(710)가 상기 밸브 커넥터(30)와 마주보도록 위치하며(도 32 (a)), 상기 제2구동부(523)의 구동에 의해 남쪽으로(S) 이동하여 상기 개스킷(720)이 결합된 상기 연결배관 커넥터(710)를 상기 밸브 커넥터(30)에 체결한다(도 32 (b)).

상기 개스킷(720)은 상호 체결된 상기 연결배관 커넥터(710)와 상기 밸브 커넥터(30) 사이의 틈새를 밀폐하여 용기(10)로부터 상기 가스소요처로 공급되는 가스의 누설을 차단하며, 일정 시간이 경과하여 노후되면 교체된다.

상기 노후 개스킷(720)의 제거는 상기 도 30 내지 도 31에서 설명한 상기 개스킷(720)의 전달 및 상기 개스킷(720)이 결합된 상기 연결배관 커넥터(710)의 체결과정을 역순으로 진행하여 이루어질 수 있다.

상기 연결배관 커넥터(710)가 상기 이동수단(500)의 구동에 의해 상기 밸브 커넥터(30)로부터 분리되면 상기 연결배관 커넥터(710)에 결합된 상기 노후 개스킷(720) 또한 상기 연결배관 커넥터(710)와 함께 이동한다.

상기 연결배관 커넥터(710)는 상기 이동수단(500)의 구동에 의해 이동하여 상기 개스킷 전달부(820)에 상기 노후 개스킷(720)을 전달하며, 상기 개스킷 전달부(820)에 전달된 상기 노후 개스킷(720)은 개스킷 회수부(810a)로 회수될 수 있다.

상기 개스킷 전달부(820)에는 상기 개스킷 공급부(810)로부터 공급된 개스킷(720)이 다시 전달되며, 개스킷(720)은 연결배관 커넥터(710)에 결합되어 상기 연결배관 커넥터(710)와 상기 밸브 커넥터(30) 사이를 밀폐하게 된다.

상기 제1구동부(513)와 상기 제2구동부(523) 및 상기 밀어냄부재(818)를 승강 구동하는 실린더(817)는 제어부의 제어에 의해 유기적으로 구동하여, 상기한 바와 같은 개스킷 교체 프로세스가 자동으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 개스킷 교체 프로세스는 사용자의 판단에 의해 수동으로 가동명령을 입력할 수 있도록 이루어질 수 있으며, 일정 조건을 만족하면 자동으로 가동하도록 이루어질 수도 있다.

상기 개스킷 교체 프로세스의 자동 가동 조건은 개스킷(720)이 노후되는 일정 시간의 경과시로 설정될 수 있고, 상기 밸브 커넥터(30)와 상기 연결배관 커넥터(710) 주위로 가스 누설이 감지되는 등 주변 환경 변화시로 설정될 수도 있으며, 상기 용기(10)의 교체로 상기 연결배관 커넥터(710)가 상기 밸브 커넥터(30)로부터 분리되는 등 상기 밸브 커넥터(30)와 상기 연결배관 커넥터(710)의 체결 상태 변화시로 설정될 수도 있다.

상기와 같은 구성에 의하면, 연결배관 커넥터(710)의 개스킷(720)을 교체하는 경우, 새로운 개스킷(720)을 개스킷 공급부(810)에서 개스킷 전달부(820)를 거쳐서 연결배관 커넥터(710)에 전달하여 장착하는 과정에서 개스킷(720)이 정확한 위치에 지지되어 이탈을 방지할 수 있도록 함과 아울러, 개스킷(720)의 인수인계가 이루어지기 전에 개스킷(720)이 정위치 상태로 지지되어 있는지 여부를 정확하게 확인할 수 있다.

8. 용기 높이 측정부 (950) 및 밸브 개폐부 (900)

이하, 도 33 내지 도 39를 참조하여, 용기 높이 측정부(950) 및 밸브 개폐부(900)의 구성을 설명한다.

본 발명은 상기 승강 구동부(300)의 구동에 의해 승강되는 상기 용기(10)의 높이를 측정하기 위한 용기 높이 측정부(950)를 포함한다.

일실시예로, 상기 용기 높이 측정부(950)는 상기 용기(10)의 상부에 구비된 밸브(20)를 개폐하는 밸브 셔터(40)의 핸들(50)의 상측에 구비되어 상기 핸들(50)과의 이격된 거리를 측정하는 변위센서, 바람직하게는 레이저 변위센서로 구성될 수 있다.

다른 실시예로, 상기 용기 높이 측정부(950)는 밸브 개폐부(900)의 상부에 구비되고, 상기 밸브 개폐부(900)를 관통하여 상기 핸들(50)과의 이격된 거리를 측정하는 변위센서, 바람직하게는 레이저 변위센서로 구성될 수 있다.

상기 밸브 개폐부(900)는, 상기 용기(10)의 밸브(20)를 개폐하는 밸브 셔터(40)의 핸들(50)에 걸리는 적어도 하나의 걸림부(910), 상기 적어도 하나의 걸림부(910)를 지지하는 지지부(920), 상기 지지부(920)를 회전시키는 걸림부 회전구동부(940), 상기 지지부(920)를 승강시키는 걸림부 승강 구동부(960)를 포함하며, 상기 적어도 하나의 걸림부(910)는 상기 지지부(920)의 왕복이동 및 회전에 따라 상기 핸들(50)에 걸림 또는 걸림 해제되도록 구성된다.

도 36과 도 37을 참조하면, 상기 걸림부 회전구동부(940)는 모터로 이루어지고, 상기 모터의 회전축에는 제1기어(951)가 결합되며, 상기 제1기어(951)에는 제2기어(952)가 기어결합되며, 상기 제2기어(952)에는 제3기어(953)가 결합되고, 상기 제3기어(953)의 하부에는 지지부(920)가 결합된다. 따라서, 걸림부 회전구동부(940)의 회전력은 상기 제1 내지 제3기어(951,952,953)에 의해 지지부(920) 및 그 하부에 결합된 걸림부(910)에 전달된다.

상기 걸림부 승강 구동부(960)는 상하로 구동되는 실린더로 이루어지고, 상기 실린더의 로드(961)의 상단은 고정 플레이트(962)에 고정된 것으로 구성될 수 있다.

도 38을 참조하면, 상기 밸브 개폐부(900)에는 상기 지지부(920)의 중앙을 상하로 관통하는 관통홀(953a,920a)이 형성되고, 상기 용기 높이 측정부(950)는 상기 승강 구동부(300)의 구동에 의해 승강되는 상기 용기(10)의 높이를 측정한다.

실시예로, 상기 용기 높이 측정부(950)는 상기 밸브 개폐부(900)의 상부에 일체형으로 구비되거나, 분리형으로 구비될 수 있다.

상기 지지부(920)에 복수의 상기 걸림부(910)가 지지되고, 상기 복수의 걸림부(910)는 상기 지지부(920)의 저면에 원주방향을 따라 일정 간격으로 배치된다.

상기 걸림부 회전구동부(940)는, 상기 걸림부 승강 구동부(960)의 하강 구동에 의해 상기 적어도 하나의 걸림부(910)가 상기 핸들(50)에 걸리면 상기 걸림부(910)를 회전시켜 상기 밸브(20)를 개폐하게 된다.

도 39를 참조하면, 상기 핸들(50)은 둘레를 따라 외측으로부터 내측으로 함몰된 함몰부(50a)와 내측으로부터 외측으로 돌출된 돌출부(50b)가 교대로 구비되고, 상기 적어도 하나의 걸림부(910)는 상기 지지부(920)의 왕복이동에 따라 상기 핸들(50)의 함몰부(50a)에 인입 또는 인출되고(도 39 (b)), 상기 지지부(920)의 회전에 따라 상기 핸들(50)에 걸림 또는 걸림 해제된다(도 39 (c),(d)).

또한, 상기 밸브 개폐부(900)는, 상기 지지부(920)와 상기 복수의 걸림부(910)에 양단이 지지되며, 상기 복수의 걸림부(910)가 소정의 유격을 가지며 왕복이동하도록 탄성지지하는 탄성부(930)를 포함한다.

상기 복수의 걸림부(910) 중 일부(911)는 상기 지지부(920)의 왕복이동에 따라 상기 핸들(50)에 걸림 또는 걸림 해제되고, 상기 복수의 걸림부(910) 중 상기 핸들(50)에 걸림 또는 걸림 해제되는 걸림부(911)를 제외한 나머지(912)는, 상기 지지부(920)의 왕복이동에 따라 상기 탄성부(930)는 압축 또는 복원되며 상기 핸들(50)에 눌림 또는 눌림 해제된다.

상기 용기 높이 측정부(950)는 상기 걸림부(910)의 회전에 따른 핸들(50)의 높이 변화를 측정하여 제어부로 송출하고, 상기 제어부는 상기 핸들(50)의 높이 변화를 기준으로 밸브(20)의 개도량을 제어할 수 있다.

상기와 같은 구성에 의하면, 용기 높이 측정부(950)에 의해 용기(10)가 승강된 높이를 실시간으로 정확하게 측정함으로써 용기(10)를 정해진 높이까지 신속하고 정확하게 상승이동 시킬 수 있어 용기(10)의 교체 시간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 밸브 개폐부(900)를 이용하여 핸들(50)을 회전시켜 밸브(20)를 개폐함에 있어서, 나사방식으로 밸브 셔터(40)에 연결된 핸들(50)의 회전에 따른 핸들(50)의 높이를 측정함으로써 밸브(20)의 개도량을 정밀하게 제어할 수 있다.

<자동화 가스공급장치의 용기 결합 방법>

본 발명의 자동화 가스공급장치의 용기 결합 방법은, 가스 저장 용기(10)를 용기 지지부(100) 상에 안착하는 단계(S2), 상기 용기(10)를 그립부(200)의 중앙에 위치시켜 지지하는 단계(S3), 상기 용기(10)를 상승이동 및 회전시켜 상기 용기(10)에 구비된 밸브 커넥터(30)가 가스소요처에 연결되는 커넥터 체결부(700)와 대응되는 위치가 되도록 상기 용기(10)의 위치를 보정하는 단계(S4,S5,S6), 상기 커버 분리부(600)를 이동 및 회전시켜 상기 밸브 커넥터(30)에 결합된 커버(31)를 분리하는 단계(S7), 상기 커넥터 체결부(700)를 이동 및 회전시켜 상기 밸브 커넥터(30)에 결합하는 단계(S8), 및 상기 용기(10)의 밸브(20)에 연결된 핸들(50)을 밸브 개폐부(900)를 이용하여 회전시켜 상기 용기(10)의 밸브(20)를 개방함으로써 상기 용기(10)로부터 가스소요처에 가스를 공급하는 단계(S9,S10)를 포함한다.

또한, 상기 S2 단계에 선행하여, 개스킷 공급부(810)의 개스킷(720)을 개스킷 전달부(820)에 인계하는 단계와, 상기 개스킷 전달부(820)에 인계된 상기 개스킷(720)을 연결배관 커넥터(710)에 결합하는 단계(S1)를 더 포함할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.

1 : 자동화 가스공급장치 2 : 하부 모듈
3 : 상부 모듈 10 : 가스 저장 용기
20 : 밸브 30 : 밸브 커넥터
31 : 커버 40 : 밸브 셔터
50 : 핸들 50a : 함몰부
50b : 돌출부 51 : 핸들 회전축
100 : 용기 지지부 110 : 바닥 프레임
111 : 홈 120 : 로드셀
130 : 본체 131 : 회전축 안착부
140 : 회전판 141 : 회전축
150 : 회전판 고정용 실린더 151 : 로드
152 : 가압부재 160 : 볼 롤러
200 : 그립부 200-1 : 제1그립부
200-2 : 제2그립부 201 : 가이드레일 지지부재
202 : 가이드레일 210 : 지지프레임
211 : 후면플레이트 212 : 맞물림부재
220 : 지지롤러 221 : 회전축
230 : 그립부 간격 조정 구동부 231 : 모터
232 : 제1풀리 233 : 제1벨트
234 : 제2풀리 234a : 제1샤프트
234b : 제1지지블록 235 : 제2벨트
236 : 제3풀리 236a : 제2샤프트
236b : 제2지지블록 237a,237b : 제1이동블록
238a,238b : 제2이동블록 240 : 용기 회전 구동부
300 : 승강 구동부 310 : 고정프레임
320 : 가이드레일 330 : 승강프레임
340 : 맞물림부재 350 : 모터
360 : 샤프트 370 : 이동블록
400 : 얼라인먼트수단 410 : 비젼 카메라
420 : 조명부 500 : 이동수단
510 : 제1이동수단 511 : 제1레일
511a : 제1레일홈 512 : 제1레일 지지부
512a : 제1레일 맞물림부 513 : 제1구동부
520 : 제2이동수단 521 : 제2레일
521a : 제2레일홈 522 : 제2레일 지지부
522a : 제2레일 맞물림부 523 : 제2구동부
524 : 제1풀리 525 : 벨트
526 : 제2풀리 527 : 샤프트
528 : 이동블록 530 : 지지부
600 : 커버 분리부 610 : 회전구동부
611 : 제1기어 612 : 제2기어
613 : 제3기어 614 : 제4기어
620 : 충격완화수단 621 : 전면 고정프레임
622 : 양측면 고정프레임 623 : 후면 고정프레임
624,624a,624b : 샤프트 625 : 이동부재
626 : 탄성부재 700 : 커넥터 체결부
710 : 연결배관 커넥터 720 : 개스킷
730 : 연결배관 800 : 개스킷 교체부
810 : 개스킷 공급부 810a : 개스킷 회수부
811 : 구동부 812 : 스테이지
813 : 이동부재 814 : 샤프트
815 : 가압부재 816 : 탄성부재
817 : 실린더 817a : 로드
818 : 밀어냄부재 819 : 가이드부재
819a : 인출구 819b : 지지구
819c : 개스킷 감지부 819d : 자석
820 : 개스킷 전달부 821 : 구동부
822 : 로드 823 : 하우징
824 : 샤프트 825 : 자성체
826 : 개스킷 지지구 827 : 연결부재
831 : 개스킷 제1감지부 832 : 개스킷 제2감지부
900 : 밸브 개폐부 910 : 걸림부
920 : 지지부 920a : 관통구
930 : 탄성부 940 : 걸림부 회전구동부
951 : 구동기어 952 : 연결기어
953 : 종동기어 953a : 관통구
950 : 용기 높이 측정부 960 : 걸림부 승강 구동부
970 : 몸체

Claims (56)

1. 가스 저장 용기를 지지하는 용기 지지부;
   상기 용기의 외측면에 밀착시 상기 용기를 지지하는 그립부;
   상기 용기와 그립부를 승강 이동시키는 승강 구동부;
   밸브 커넥터를 덮는 커버를 지지하여 상기 밸브 커넥터로부터 분리하는 커버 분리부;
   가스소요처에 연결되는 연결배관 커넥터를 지지하여 상기 밸브 커넥터에 연결하기 위한 커넥터 체결부;
   상기 밸브 커넥터가 상기 커넥터 체결부와 대응되는 위치가 되도록 상기 용기의 위치를 보정하기 위한 얼라인먼트수단;
   상기 커버 분리부와 상기 커넥터 체결부를 일체로 상기 밸브 커넥터와 체결되는 위치로 이동시키기 위한 이동수단;
   상기 커버 분리부와 상기 커넥터 체결부를 동시에 회전시키는 하나의 회전구동부; 및
   상기 용기의 밸브를 자동으로 개폐하기 위한 밸브 개폐부;
   를 포함하고,
   상기 커버 분리부는 상기 커버를 회전시켜 상기 밸브 커넥터에 체결하거나 상기 밸브 커넥터로부터 분리되도록 하고,
   상기 커넥터 체결부는 상기 연결배관 커넥터를 회전시켜 상기 밸브 커넥터에 체결하거나 상기 밸브 커넥터로부터 분리되도록 하는 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 용기 지지부는,
   상면에 홈이 형성된 바닥 프레임;
   상기 바닥 프레임의 홈에 안착되어 무게를 측정하는 로드셀;
   상기 로드셀의 상면에 안착되는 본체; 및
   상기 본체 상에서 회전 가능하게 구비되며 상기 용기가 안착되는 회전판;
   을 포함하는 자동화 가스공급장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 회전판의 저면 중앙부에서 하측으로 돌출되어 상기 본체의 상면에 안착되는 회전축과,
   상기 본체 상에서 상기 회전판의 위치를 조정하기 위한 위치조정수단을 더 포함하는 자동화 가스공급장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 위치조정수단은 신축 구동하는 실린더로 이루어지되,
   상기 실린더는 상기 회전축의 둘레에 방사상으로 배치되며, 반경방향으로 신축 구동하도록 구비된 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 실린더는, 반경방향으로 이동 가능한 로드와, 상기 로드의 단부에 구비되어 상기 회전축의 외측면에 접촉되어 힘을 작용하는 가압부재를 포함하는 자동화 가스공급장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 실린더는 상기 회전축의 외측면 둘레에 상기 회전축의 중심을 기준으로 일정 각도 간격을 두고 적어도 3개소에 구비된 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
7. 제4항에 있어서,
   상기 본체의 상면에는 상기 회전판을 이동 가능하도록 지지하며 회전 가능한 복수의 볼 롤러가 구비된 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
8. 삭제
9. 제5항에 있어서,
   상기 그립부는, 상기 용기의 일측면을 지지하는 제1그립부와, 상기 용기의 타측면을 지지하는 제2그립부로 이루어지고,
   상기 제1그립부와 상기 제2그립부를 상기 용기의 외측면과 접촉되는 그립 위치로 이동시키거나 상기 용기의 외측면과 이격되는 그립 해제 위치로 이동시키는 그립부 간격 조정 구동부를 더 포함하는 자동화 가스공급장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1그립부와 제2그립부에는, 각각 상기 용기의 외측면에 접촉되는 하나 이상의 지지롤러가 구비된 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
11. 제9항에 있어서,
    상기 제1그립부와 상기 제2그립부가 상기 그립 해제 위치로 이동된 상태에서 상기 회전판의 상면에 상기 용기가 안착되고,
    상기 용기가 안착되면, 상기 실린더가 수축되어 상기 가압부재가 상기 회전축과 이격되어 상기 회전판이 이동 가능한 상태에서, 상기 제1그립부와 상기 제2그립부가 상기 그립 위치로 이동되어 상기 용기를 고정 지지하는 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
12. 삭제
13. 제1항에 있어서,
    상기 얼라인먼트수단은,
    상기 밸브 커넥터의 정면 이미지를 촬영하는 비젼 카메라;
    상기 용기의 높이 측정을 위한 용기 높이 측정부;
    상기 용기의 높이 조정을 위한 상기 승강 구동부;
    상기 용기의 회전 각도 조정을 위한 용기 회전 구동부;
    상기 비젼 카메라와 커넥터 체결부를 함께 이동시키기 위한 상기 이동수단;
    상기 비젼 카메라에서 촬영된 이미지를 기준으로, 상기 밸브 커넥터가 상기 연결배관 커넥터와 대응되는 위치가 되도록 상기 승강 구동부와 용기 회전 구동부 및 이동수단을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
14. 삭제
15. 제13항에 있어서,
    상기 비젼 카메라는 상기 용기의 상부 중앙에 구비된 밸브의 핸들 회전축의 중심에 상기 비젼 카메라의 중심이 위치한 상태에서 상기 밸브 커넥터의 정면 이미지를 촬영하는 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 촬영된 이미지를 기준으로, 상기 핸들 회전축의 중심과 상기 밸브 커넥터의 중심 간에 정면에서 바라본 이격된 거리와, 평면에서 바라본 이격된 거리를 기반으로 상기 밸브 커넥터의 중심이 상기 핸들 회전축의 중심으로부터 편심된 회전각을 산출하고,
    상기 산출된 회전각과 동일한 크기의 반대 방향 회전각 만큼 상기 용기가 회전되어 상기 용기의 위치가 보정되도록 상기 용기 회전 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
17. 제16항에 있어서,
    상기 밸브 커넥터의 중심은 상기 밸브 커넥터의 커버의 다각 형상에서 서로 반대측에 위치하는 두개의 꼭짓점을 연결한 선분의 중심점으로 설정되는 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
18. 제16항에 있어서,
    상기 비젼 카메라는 상기 커넥터 체결부의 일측에 구비되어 상기 이동수단의 구동에 의해 상기 커넥터 체결부와 함께 이동되고,
    상기 용기의 위치가 보정된 후, 상기 제어부는 상기 비젼 카메라의 중심과 상기 커넥터 체결부의 중심 간의 이격된 거리 만큼 상기 커넥터 체결부가 이동되어 상기 밸브 커넥터와 대응되어 위치하도록 상기 이동수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
19. 제1항에 있어서,
    상기 커버 분리부 및 상기 커넥터 체결부에 연결되며, 상기 커버 분리부와 상기 밸브 커넥터의 결합 시, 또는 상기 커넥터 체결부와 상기 밸브 커넥터의 결합 시 충격을 흡수하기 위한 충격완화수단을 더 포함하는 자동화 가스공급장치.
20. 제19항에 있어서,
    상기 충격완화수단은, 상기 커버 분리부와 상기 밸브 커넥터가 결합되는 방향, 및 상기 커넥터 체결부와 상기 밸브 커넥터가 결합되는 방향으로 탄성력을 작용하는 탄성부재를 포함하는 자동화 가스공급장치.
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 제1항에 있어서,
    상기 회전구동부의 회전력은 복수의 기어에 의해 상기 커버 분리부 및 상기 커넥터 체결부에 전달되는 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
25. 제1항에 있어서,
    상기 회전구동부는 상기 커버 분리부와 상기 커넥터 체결부를 지지하는 지지부에 지지되어, 상기 커버 분리부와 상기 밸브 커넥터의 결합 시, 또는 상기 커넥터 체결부와 상기 밸브 커넥터의 결합 시, 상기 커버 분리부와 상기 커넥터 체결부 및 상기 지지부는 함께 이동되는 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
26. 제1항에 있어서,
    복수의 개스킷이 적재되는 개스킷 공급부;
    상기 개스킷 공급부로부터 상기 개스킷을 인계받아 일시적으로 지지하는 개스킷 전달부;
    상기 연결배관 커넥터와 상기 개스킷 공급부 및 상기 개스킷 전달부를 이동시키는 상기 이동수단;을 포함하되,
    상기 개스킷은 상기 개스킷 공급부로부터 상기 개스킷 전달부를 거쳐 상기 연결배관 커넥터에 전달되어 결합되도록 이루어지는 개스킷 교체부를 더 포함하는 자동화 가스공급장치.
27. 제26항에 있어서,
    상기 개스킷 공급부와 상기 개스킷 전달부는 마주보는 위치에 구비되고, 상기 개스킷 공급부는 구동부의 구동에 의해 스테이지 상의 이동부재가 상기 개스킷 공급부를 향해 신장되어 상기 이동부재의 전면측에 지지된 상기 개스킷이 상기 개스킷 전달부에 인계되는 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
28. 삭제
29. 삭제
30. 삭제
31. 삭제
32. 삭제
33. 제26항에 있어서,
    상기 개스킷 전달부는, 상기 개스킷에 자력을 작용하여 지지하는 자성체를 포함하고,
    상기 자성체는 구동부의 구동에 의해 전후진 왕복 이동 가능하도록 구비되어, 전진 이동시 상기 개스킷이 안착되는 개스킷 지지구 측으로 돌출되어 상기 개스킷을 지지하고, 후진 이동시 상기 개스킷 지지구의 후방으로 이동되어 상기 개스킷을 지지 해제하도록 구비된 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
34. 제33항에 있어서,
    상기 개스킷 전달부는, 상기 구동부에 의해 전후진 왕복 이동 가능하도록 구비된 로드와, 상기 로드에 결합되며 하우징의 내측에서 전후진 왕복 이동 가능하도록 구비되어 끝단부에 상기 자성체가 결합된 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
35. 제26항에 있어서,
    상기 개스킷 전달부에는 상기 개스킷이 상기 개스킷 전달부에 구비된 개스킷 지지구에 지지되어 있는지 여부를 감지하기 위한 개스킷 제1감지부가 구비된 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
36. 제35항에 있어서,
    상기 개스킷 제1감지부는 변위센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
37. 제26항에 있어서,
    상기 개스킷 전달부에는 상기 개스킷이 상기 연결배관 커넥터에 장착되어 있는지 여부를 감지하기 위한 개스킷 제2감지부가 구비된 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
38. 제37항에 있어서,
    상기 개스킷 제2감지부는 상기 이동수단의 구동에 의해 이동하면서 상기 개스킷이 상기 연결배관 커넥터에 장착되어 있는지 여부를 감지하는 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
39. 제37항에 있어서,
    상기 개스킷 제2감지부는 변위센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
40. 제1항에 있어서,
    상기 이동수단은,
    상기 커버 분리부와 상기 커넥터 체결부를 제1방향으로 왕복이동시키는 제1이동수단과,
    상기 커버 분리부와 상기 커넥터 체결부를 상기 제1방향과 직교하는 제2방향으로 왕복이동시키는 제2이동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
41. 제40항에 있어서,
    상기 제1이동수단은 상기 커버 분리부와 상기 커넥터 체결부를 지지하여 이동시키고,
    상기 제2이동수단은 상기 제1이동수단을 지지하여 이동하는 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
42. 제40항에 있어서,
    상기 제1이동수단은, 상기 제1방향으로 구비되는 제1레일과, 상기 커버 분리부와 상기 커넥터 체결부를 이동시키는 제1구동부를 포함하되, 상기 제1구동부의 구동에 의해 상기 커버 분리부와 상기 커넥터 체결부가 상기 제1레일을 따라 왕복이동하도록 이루어지고,
    상기 제2이동수단은, 상기 제2방향으로 구비되는 제2레일과, 상기 제1레일을 이동시키는 제2구동부를 포함하되, 상기 제2구동부의 구동에 의해 상기 제1레일이 상기 제2레일을 따라 왕복이동하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
43. 제42항에 있어서,
    상기 제2레일은 위치가 고정되도록 구비된 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
44. 제1항에 있어서,
    상기 승강 구동부의 구동에 의해 승강되는 상기 용기의 높이를 측정하기 위한 용기 높이 측정부를 더 포함하는 자동화 가스공급장치.
45. 제44항에 있어서,
    상기 용기 높이 측정부는 상기 용기의 상부에 구비된 밸브를 개폐하는 밸브 셔터의 핸들의 상측에 구비되어 상기 핸들과의 이격된 거리를 측정하는 변위센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
46. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 개폐부는,
    상기 용기의 밸브를 개폐하는 밸브 셔터의 핸들에 걸리는 적어도 하나의 걸림부;
    상기 적어도 하나의 걸림부를 지지하는 지지부;
    상기 지지부를 회전시키는 걸림부 회전구동부;
    상기 지지부를 승강시키는 걸림부 승강 구동부;를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 걸림부는 상기 지지부의 왕복이동 및 회전에 따라 상기 핸들에 걸림 또는 걸림 해제되는 것을 특징으로 하는 자동화 가스공급장치.
47. 삭제
48. 삭제
49. 삭제
50. 삭제
51. 삭제
52. 삭제
53. 삭제
54. 삭제
55. 삭제
56. 삭제

Images