KR102287441B1 - 스테이지 정렬 장치, 이를 포함하는 도포 장치, 및 이를 이용한 스테이지 정렬 방법 - Google Patents

스테이지 정렬 장치, 이를 포함하는 도포 장치, 및 이를 이용한 스테이지 정렬 방법 Download PDF

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Abstract

실시 예는 스테이지를 구동하는 메인 구동 유닛; 상기 스테이지를 상기 메인 구동 유닛 상에서 이동시키는 서브 구동 유닛; 및 상기 메인 구동 유닛 및 상기 서브 구동 유닛을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 스테이지와 상기 메인 구동 유닛이 정렬되도록 상기 서브 구동 유닛을 제어하는 스테이지 정렬 장치, 이를 포함하는 도포 장치 및 이를 이용한 스테이지 정렬 방법을 개시한다.

Description

스테이지 정렬 장치, 이를 포함하는 도포 장치, 및 이를 이용한 스테이지 정렬 방법{STAGE ALIGNMENT DEVICE, COATING DEVICE INCLUDING THE SAME AND METHOD OF ALIGNING STAGE USING THE SAME}
실시 예는 스테이지 정렬 장치, 이를 포함하는 도포 장치, 및 이를 이용한 스테이지 정렬 방법에 관한 것이다.
일반적으로 이동 단말과 같은 전자 제품 및 디스플레이 장치에서는 접착제와 같은 본딩 액체를 도포하는 공정이 수행된다. 종래에는 수직 혹은 수평으로 이동하는 이동장치로 구성되어, 수평상태의 자재에 접착제를 도포하는 것이 일반적이었다. 그러나 최근의 전자 제품 및 디스플레이 장치는 곡면을 갖고 있는 경우가 있으므로 이러한 곡면에 접착제를 도포하기 위해서는 종래의 기술과 다른 새로운 기술이 필요하다.
곡면 디스펜서 장비의 경우 구동 유닛이 X축, Y축, Z축, A축, C축으로 회전하면서 곡면에 수직으로 접착제를 도포할 수 있다. 이때 자재를 놓는 스테이지의 중심축과 스테이즈를 회전시키는 구동 유닛의 회전축이 동일한 선상에 위치하여야 회전 좌표 값을 이용하여 정확한 위치에 접착제를 도포할 수 있다.
종래에는 작업자가 구동 유닛과 스테이지를 기구적으로 정렬(ALIGN)시킨 후 도포 작업을 진행하였다. 즉, 종래의 도포 장치에는 구동 유닛, 스테이지, 및 자재를 정렬하는 구조가 없었다. 따라서, 자재의 형상이나 크기가 변하게 되면 스테이지와 자재의 정확한 정렬이 어려운 문제가 있다.
실시 예는 스테이지와 자재의 정확한 정렬이 가능해지는 도포 장치를 제공한다.
실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.
본 발명의 일 특징에 따른 스테이터 정렬 장치는, 스테이지를 구동하는 메인 구동 유닛; 상기 스테이지를 상기 메인 구동 유닛 상에서 이동시키는 서브 구동 유닛; 및 상기 메인 구동 유닛 및 상기 서브 구동 유닛을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 스테이지와 상기 메인 구동 유닛이 정렬되도록 상기 서브 구동 유닛을 제어한다.
상기 메인 구동 유닛은 상기 스테이지를 X축, Y축, 및 Z축으로 구동하고, 상기 서브 구동 유닛은 상기 스테이지를 X축 및 Y축으로 구동할 수 있다.
상기 메인 구동 유닛과 상기 서브 구동 유닛 사이에 배치되는 플레이트를 포함하고, 상기 서브 구동 유닛은 상기 플레이트 상에 복수로 배치될 수 있다.
상기 스테이지는 얼라인 마크를 포함할 수 있다.
상기 스테이지의 영상 이미지를 획득하는 이미지 획득 유닛을 포함하고, 상기 제어부는 상기 스테이지의 영상 이미지를 통해 상기 스테이지와 상기 메인 구동 유닛의 정렬 여부를 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 스테이지의 영상 이미지를 통해 상기 스테이지의 중심과 상기 메인 구동 유닛의 회전 중심의 정렬 여부를 판단할 수 있다.
상기 메인 구동 유닛은 상기 스테이지를 회전시키고, 상기 이미지 획득 유닛은 상기 회전하는 스테이지의 영상 이미지를 획득하고, 상기 제어부는 상기 얼라인 마크가 회전하는 이미지를 분석하여 상기 스테이지의 중심과 상기 메인 구동 유닛의 회전 중심의 정렬 여부를 판단할 수 있다.
상기 이미지 획득 유닛은 상기 스테이지에 배치된 도포 대상체의 이미지를 획득하고, 상기 제어부는 상기 도포 대상체의 중심 위치가 상기 스테이지의 중심 위치 및 상기 메인 구동 유닛의 회전 중심 위치와 일치하는지 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 메인 구동 유닛의 회전 중심 위치와 상기 도포 대상체의 중심의 차이값을 연산하고, 상기 메인 구동 유닛의 회전 중심 위치와 상기 도포 대상체의 중심 위치가 일치하도록 상기 스테이지를 이동시킬 수 있다.
상기 스테이지는 상기 얼라인 마크가 형성된 제1 스테이지; 상기 제1 스테이지에서 상부로 이격되어 대상 도포체가 배치되는 제2 스테이지;및 상기 제1 스테이지와 상기 제2 스테이지 사이에 배치되는 연결부재를 포함하고, 상기 얼라인 마크는 평면상에서 상기 제2 스테이지와 어긋나게 배치될 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 도포 방법은, 스테이지의 중심 위치와 메인 구동 유닛의 회전 중심 위치를 정렬하는 제1 정렬 단계; 상기 메인 구동 유닛의 회전 중심 위치와 도포 대상체의 중심 위치를 정렬하는 제2 정렬 단계; 및 상기 도포 대상체 상에 접착제를 도포하는 도포 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 정렬 단계는, 상기 스테이지의 회전시켜 획득한 영상 이미지를 이용하여 상기 스테이지의 중심 위치와 상기 메인 구동 유닛의 회전 중심 위치의 오차를 산출하는 단계; 및 상기 스테이지를 이동시켜 상기 스테이지의 중심 위치와 상기 메인 구동 유닛의 회전 중심 위치를 일치시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 정렬 단계는, 상기 스테이지 상에 배치된 도포 대상체의 영상 이미지를 이용하여 상기 도포 대상체의 중심 위치와 상기 메인 구동 유닛의 회전 중심 위치의 중심 오차를 산출하는 단계; 및 상기 스테이지를 이동시켜 상기 도포 대상체의 중심 위치와 상기 메인 구동 유닛의 회전 중심 위치를 일치시키는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 따르면, 스테이지와 자재의 정확한 정렬이 가능해지는 도포 장치를 제공함으로써 생산 효율이 개선될 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도포 장치의 개념도이고,
도 2는 메인 구동 유닛과 스테이지의 중심 위치가 정렬된 상태를 보여주는 도면이고,
도 3은 메인 구동 유닛과 스테이지의 중심 위치가 정렬된 상태에서 스테이지를 회전시킨 영상 이미지이고,
도 4는 메인 구동 유닛과 스테이지의 중심 위치가 정렬되지 않은 상태를 보여주는 도면이고,
도 5는 메인 구동 유닛과 스테이지의 중심 위치가 정렬되지 않은 상태에서 스테이지를 회전시킨 영상 이미지이고,
도 6은 메인 구동 유닛과 스테이지의 중심 위치를 정렬하기 전 상태를 보여주는 도면이고,
도 7은 메인 구동 유닛과 스테이지의 중심 위치를 정렬한 상태를 보여주는 도면이고,
도 8a는 스테이지의 사시도이고,
도 8b는 스테이지의 평면도이고,
도 9는 메인 구동 유닛, 스테이지, 및 도포 대상체의 중심 위치를 정렬하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 10은 도포 대상체의 평면도이고,
도 11은 도포 대상체의 중심 위치를 측정하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 12는 도포 대상체의 얼라인 마크가 모두 정상적으로 측정된 상태를 보여주는 도면이고,
도 13은 도포 대상체의 얼라인 마크 중 어느 하나가 측정되지 않은 상태를 보여주는 도면이고,
도 14는 도포 대상체의 얼라인 마크가 모두 측정되지 않은 상태를 보여주는 도면이고,
도 15는 도포 대상체의 얼라인 마크가 정상적으로 측정되지 않은 경우 얼라인 마크를 측정하기 위한 구성을 보여주는 도면이고,
도 16은 스테이지의 위치를 조정하여 도포 대상체의 중심 위치를 메인 구동 유닛과 정렬하는 구성을 보여주는 도면이고,
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스테이지 정렬 방법을 보여주는 순서도이고,
도 17은 도포 대상체에 접착제를 도포하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 18은 도포 대상체의 곡면에 접착제를 도포하는 과정을 보여주는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 발명에서 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 발명에서, "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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도포 장치의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 실시 예에 따른 도포 장치는 스테이지 정렬 장치(20) 및 분사 유닛(210)을 포함할 수 있다. 스테이지 정렬 장치(AD1)는 스테이지(140)를 구동하는 메인 구동 유닛(110), 스테이지(140)와 메인 구동 유닛(110) 사이에 배치되어 스테이지(140)를 미세 조정하는 서브 구동 유닛(130), 및 제어부(400)를 포함할 수 있다.
스테이지(140)는 도포 대상체(10)가 배치될 수 있다. 스테이지(140)는 도포 대상체(10)를 고정하는 구조를 추가적으로 구비할 수 있다.
도포 대상체(10)는 이동 단말의 후면 케이스일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 접착제(또는 액체)가 도포되는 다양한 대상체가 모두 적용될 수 있다.
메인 구동 유닛(110)은 스테이지(140)를 X축 방향, Y축 방향, Z축 방향으로 이동시킬 수 있고, A축 방향 또는 C축 방향으로 회전시킬 수 있다. 메인 구동 유닛(110)은 스테이지(140)를 5축으로 회전시킬 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 예시적으로 메인 구동 유닛(110)은 스테이지(140)를 4축 또는 6축으로 회전시킬 수도 있다. 6축 회전의 경우 X축 방향, Y축 방향, Z축을 기준으로 모두 회전이 가능해질 수 있다.
예시적으로 메인 구동 유닛(110)은 스테이지(140)를 X축 방향 또는 Y축 방향으로 이동시키는 제1 서브 구동 유닛(미도시), 스테이지(140)를 Z축 방향으로 이동시키는 제2 서브 구동 유닛(미도시), 및 스테이지(140)를 A축 또는 C축 방향으로 회전시키는 제3 서브 구동 유닛(미도시)으로 구분될 수도 있다. 또한, 스테이지(140)를 경사지게 할 수 있는 구성을 더 포함할 수도 있다.
서브 구동 유닛(130)은 메인 구동 유닛(110)의 상부에 배치되어 스테이지(140)를 미세 구동할 수 있다. 메인 구동 유닛(110)과 서브 구동 유닛(130) 사이에는 플레이트(120)가 배치될 수 있다. 서브 구동 유닛(130)은 플레이트(120) 상에 복수 개로 배치될 수 있다.
플레이트(120)의 재질, 두께, 및 형상은 특별히 제한되지 않는다. 메인 구동 유닛(110)은 플레이트(120)를 5축 회전시킴으로써 스테이지(140)를 회전시킬 수 있다.
메인 구동 유닛(110)은 스테이지(140)를 X축 방향, Y축 방향, Z축 방향으로 이동 및 회전시킬 수 있는 반면, 서브 구동 유닛(130)은 스테이지(140)를 X축 방향 및 Y축 방향으로만 이동시킬 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 서브 구동 유닛(130)은 스테이지(140)를 X축 방향, Y축 방향, Z축 방향으로 이동시킬 수도 있다. 또는 서브 구동 유닛(130)은 스테이지(140)를 회전시킬 수도 있다.
서브 구동 유닛(130)은 스테이지(140)를 이동시키는 범위가 메인 구동 유닛(110)보다 작을 수 있다. 즉, 메인 구동 유닛(110)은 접착제의 도포를 위해 도포 대상체(10)의 위치를 이동시키는 역할을 하는데 반해, 서브 구동 유닛(130)은 스테이지(140)와 메인 구동 유닛(110)을 정렬시키기 위한 역할을 수행하기 때문이다.
분사 유닛(210)은 스테이지(140)의 상부에 배치되어 도포 대상체(10)에 접착제를 도포할 수 있다. 분사 유닛(210)은 미리 지정된 접착제 도포 영역을 따라 이동하면서 도포 대상체(10)에 접착제를 도포할 수 있다.
이미지 획득 유닛(220)은 스테이지(140)의 상부에 배치되어 도포 대상체(10)의 영상 이미지를 촬영할 수 있다. 이미지 획득 유닛(220)은 카메라일 수 있으나 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 이미지를 획득할 수 있는 다양한 장치가 모두 적용될 수 있다.
이미지 획득 유닛(220)이 촬영한 영상 이미지는 스테이지(140), 도포 대상체(10), 및 메인 구동 유닛(110)의 중심에 정렬하는데 사용될 수 있다.
또한, 이미지 획득 유닛(220)은 접착제 도포 전에 도포 대상체(10)의 접착제 도포 영역의 이미지를 촬영할 수 있다. 도포 대상체(10)가 이동 단말의 후면 케이스인 경우 두께가 얇으므로 제작 과정에서 변형이 발생할 수 있다.
접착제 도포 영역의 위치는 후면 케이스의 설계 정보를 기반으로 좌표가 설정되므로 후면 케이스에 변형이 발생한 경우 도포 영역도 변형될 수 있다. 따라서, 기 설정된 위치대로 접착제를 도포하면 균일한 도포가 어려울 수 있다. 따라서, 이미지 획득 유닛(220)이 촬영한 영상을 기반으로 접착제 도포 영역의 위치를 보정함으로써 접착제를 균일하게 도포할 수 있다.
또한, 이미지 획득 유닛(220)은 접착제 도포 후에 도포된 접착제의 형상 정보를 획득할 수 있다. 따라서, 제어부(400)는 접착제가 균일하게 도포되었는지 확인할 수 있다.
높이 센서(230)는 도포 대상체(10)의 접착제 도포 영역의 높이 정보를 측정할 수 있다. 전술한 바와 같이 후면 케이스의 변형은 Z축 방향으로도 발생할 수 있으므로 높이 센서(230)에서 측정한 높이 정보를 기초로 접착제 도포 영역을 보정할 수 있다.
높이 센서(230)는 접착제 도포 후에 접착제의 두께를 측정할 수 있다. 접착제 도포 전에 도포 대상체(10)의 높이와 접착체 도포 후에 도포 대상체(10)의 높이를 측정하면 이들의 차이값을 두께로 환산할 수 있다.
이송 유닛(250)은 분사 유닛(210), 이미지 획득 유닛(220), 및 높이 센서(230)를 미리 정해진 위치로 이동시킬 수 있다. 분사 유닛(210), 이미지 획득 유닛(220), 및 높이 센서(230)는 고정 블록(240)에 장착되어 함께 이동할 수 있다. 이송 유닛(250)은 도포 장치의 몸체(150)에 고정되어 이동할 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.
도 2는 메인 구동 유닛과 스테이지의 중심 위치가 정렬된 상태를 보여주는 도면이고, 도 3은 메인 구동 유닛과 스테이지의 중심 위치가 정렬된 상태에서 스테이지를 회전시킨 영상 이미지이고, 도 4는 메인 구동 유닛과 스테이지의 중심 위치가 정렬되지 않은 상태를 보여주는 도면이고, 도 5는 메인 구동 유닛과 스테이지의 중심 위치가 정렬되지 않은 상태에서 스테이지를 회전시킨 영상 이미지이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 스테이지(140)와 메인 구동 유닛(110)이 정렬된 경우에는 메인 구동 유닛(110)이 스테이지(140)를 회전시켜도 얼라인 마크(141)가 중앙에 그대로 배치될 수 있다. 따라서, 획득한 영상을 분석한 결과, 스테이지(140)를 회전시킨 영상에서 얼라인 마크(141)의 회전 반경이 미리 정해진 직경보다 작은 경우, 제어부는 스테이지(140)와 메인 구동 유닛(110)이 정렬된 것으로 판단할 수 있다.
그러나, 도 4와 같이 스테이지(140)의 중심 위치(C2)와 메인 구동 유닛(110)의 회전 중심(C1)이 정렬되지 않은 경우에는 스테이지 회전시 얼라인 마크(141)는 도 5와 같이 소정의 가상원을 따라 회전할 수 있다. 이 가상원은 스테이지(140)의 중심 위치(C2)와 메인 구동 유닛(110)의 회전 중심 위치(C1)의 오차가 클수록 커질 수 있다. 메인 구동 유닛(110)의 회전 중심 위치(C1)는 회전의 중심이 되는 회전축의 위치일 수 있다.
제어부는 스테이지(140)의 회전시 얼라인 마크(141)가 이동하는 가상원의 직경이 미리 정해진 직경보다 큰 경우 스테이지(140)와 메인 구동 유닛(110)이 정렬되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
도 6은 메인 구동 유닛과 스테이지의 중심 위치를 정렬하기 전 상태를 보여주는 도면이고, 도 7은 메인 구동 유닛과 스테이지의 중심 위치를 정렬한 상태를 보여주는 도면이고, 도 8a는 스테이지의 사시도이고, 도 8b는 스테이지의 평면도이다.
도 6을 참조하면, 제어부는 회전하는 스테이지(140)의 영상 이미지를 분석하여 스테이지(140)의 중심 위치(C2)가 메인 구동 유닛(110)의 회전 중심 위치(C1)에 정렬되었는지를 판단할 수 있다.
만약, 스테이지(140)의 중심 위치(C2)가 메인 구동 유닛(110)의 회전 중심 위치(C1)에 정렬되지 않은 것으로 판단된 경우에는 스테이지(140)의 중심 위치(C2)가 메인 구동 유닛(110)의 회전 중심 위치(C1)에 정렬하는 작업이 수행될 수 있다.
도 7을 참조하면, 제어부는 스테이지(140)의 중심 위치(C2)와 메인 구동 유닛(110)의 중심 위치(C1)가 서로 어긋난다고 판단한 경우, 스테이지(140)를 이동시켜 중심 위치(C1, C2)를 정렬시킬 수 있다. 구체적으로 제어부는 스테이지(140)의 중심 위치(C2)가 메인 구동 유닛(110)의 회전 중심 위치(C1)로 이동하도록 서브 구동 유닛(130)에 제어 신호를 인가할 수 있다.
스테이지(140)의 이동 위치는 영상 이미지의 분석결과를 토대로 산출될 수 있다. 예시적으로 스테이지(140)의 위치를 이동시키면서 영상 이미지를 촬영한 결과 특징 위치로 이동시켰을 때 그 영상 이미지에서 얼라인 마크(141)가 회전하는 직경이 미리 정해진 범위 이하인 지점을 찾을 수 있다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 스테이지(140)는 얼라인 마크(141)가 형성된 제1 스테이지(140a), 제1 스테이지(140a)에서 상부로 이격되어 대상 도포체가 배치되는 제2 스테이지(140b), 및 제1 스테이지(140a)와 제2 스테이지(140b) 사이에 배치되는 연결부재(140c)를 포함할 수 있다.
이때, 얼라인 마크(141)는 평면상에서 제2 스테이지(140)와 어긋나게 배치될 수 있다. 따라서, 스테이지(140)의 회전시 얼라인 마크(141)의 회전 여부를 용이하게 판단할 수 있다.
도 9는 메인 구동 유닛, 스테이지, 및 도포 대상체의 중심 위치를 정렬하는 과정을 보여주는 도면이고, 도 10은 도포 대상체의 평면도이고, 도 11은 도포 대상체의 중심 위치를 측정하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 9를 참조하면, 이미지 획득 유닛(220)은 상기 스테이지(140)에 배치된 도포 대상체(10)의 이미지를 획득하고, 제어부(400)는 도포 대상체(10)의 중심 위치(C3)가 스테이지(140)의 중심 위치(C2) 및 메인 구동 유닛(110)의 회전축의 중심 위치와 일치하는지 판단할 수 있다.
제어부는 메인 구동 유닛(110)의 회전 중심 위치(C1)와 도포 대상체(10)의 중심 위치(C2)의 차이값을 연산하고, 메인 구동 유닛(110)의 회전 중심 위치(C1)와 도포 대상체(10)의 중심 위치(C2)가 일치하도록 스테이지(140)를 이동시킬 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 다양한 형상의 도포 대상체(10)가 배치된 경우에도 도포 대상체(10)의 중심 위치를 메인 구동 유닛(110)의 회전 중심 위치와 정렬시킬 수 있으므로 도포 대상체(10)를 정확한 위치로 이동 또는 회전시킬 수 있다. 그 결과, 도포 대상체(10)의 곡률 영역에도 균일한 접착제 도포가 가능해질 수 있다.
도 11을 참조하면, 제어부는 도포 대상체(10)의 중심 위치는 이미지 획득 유닛(220)이 측정한 이미지에서 제1 얼라인 마크(141)와 제2 얼라인 마크(142)의 사이 영역의 1/2 지점을 중심 위치로 계산할 수 있다.
그러나, 이에 한정하는 것은 아니고 비전 인식을 이용하여 도포 대상체(10)의 중심 위치를 산출하는 알고리즘이 다양하게 적용될 수 있다. 예시적으로 도포 대상체(10)의 모서리 영역의 중심 좌표를 산출하고 이들의 값을 이용하여 중심 위치를 산출할 수도 있다.
도 12는 도포 대상체의 얼라인 마크가 모두 정상적으로 측정된 상태를 보여주는 도면이고, 도 13은 도포 대상체의 얼라인 마크 중 어느 하나가 측정되지 않은 상태를 보여주는 도면이고, 도 14는 도포 대상체의 얼라인 마크가 모두 측정되지 않은 상태를 보여주는 도면이고, 도 15는 도포 대상체의 얼라인 마크가 정상적으로 측정되지 않은 경우 얼라인 마크를 측정하기 위한 구성을 보여주는 도면이다.
도 12를 참조하면, 이미지 획득 유닛(220)이 촬영한 이미지(M1, M2)에서 제1 얼라인 마크(141)와 제2 얼라인 마크(142)가 모두 촬영된 경우 제1 얼라인 마크(141)와 제2 얼라인 마크(142) 사이의 1/2 지점을 중심 위치로 계산할 수 있다.
그러나, 도 13과 같이 제1 얼라인 마크(141)는 촬영된 반면, 제2 얼라인 마크(142)는 촬영되지 않은 경우 도포 대상체(10)의 기울기 각도에 문제가 있는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 스테이지의 기울기를 변경할 수 있다. 이때, 스테이지의 기울기는 메인 구동 유닛(110)이 변경할 수도 있고 서브 구동 유닛(130)이 변경할 수도 있다.
도 14를 참조하면, 제1 얼라인 마크(141)와 제2 얼라인 마크(142)가 모두 촬영되지 않은 경우에는 스테이지(140)를 X축 방향 및/또는 Y축 방향으로 이동시키면서 얼라인 마크(141)를 촬영할 수 있다.
도 15를 참조하면, 도포 대상체(10)를 복수 개의 셀로 구분하고 제1 셀부터 제8셀까지(I1 내지 I8), 시계 방향(또는 반시계 방향)으로 차례로 촬영하면서 얼라인 마크(141)를 서치할 수 있다.
도 16은 스테이지의 위치를 조정하여 도포 대상체의 중심 위치를 메인 구동 유닛과 정렬하는 구성을 보여주는 도면이다.
도 16을 참조하면, 도포 대상체(10)의 중심 위치(C3)가 스테이지(140)의 중심 위치(C2)와 상이하다면, 도포 대상체(10)의 중심 위치(C3)는 메인 구동 유닛(110)의 회전 중심 위치(C1)와도 상이할 수 있다. 이미 스테이지(140)의 중심 위치(C2)는 메인 구동 유닛(110)의 회전 중심 위치(C1)와 정렬되었기 때문이다.
이때, 서브 구동 유닛에 의해 스테이지(140)를 이동시켜 도포 대상체(10)의 중심 위치(C3)를 메인 구동 유닛(110)의 회전 중심 위치(C1)와 일치시킬 수 있다. 따라서, 도포 대상체(10)를 정확한 위치로 회전시킬 수 있다. 그 결과 도포 대상체(10)의 곡률 부분에도 정확하게 접착제를 도파할 수 있는 장점이 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스테이지 정렬 방법의 순서도이다.
도 17을 참조하면, 실시 예에 따른 스테이지 정렬 방법은, 스테이지의 중심 위치와 메인 구동 유닛의 회전 중심 위치를 정렬하는 제1 정렬 단계(S10) 및 메인 구동 유닛의 회전 중심 위치와 도포 대상체의 중심 위치를 정렬하는 제2 정렬 단계(S20)를 포함한다.
제1 정렬 단계(S10)는, 스테이지의 회전시켜 획득한 영상 이미지를 이용하여 스테이지의 중심 위치와 메인 구동 유닛의 회전 중심 위치의 오차를 산출하는 단계; 및 스테이지를 이동시켜 스테이지의 중심 위치와 메인 구동 유닛의 회전 중심 위치를 일치시키는 단계를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 오차를 산출하는 단계에서, 제어부는 스테이지(140)가 회전하도록 메인 구동 유닛(110)을 제어할 수 있다.
제어부는 회전하는 스테이지(140)의 영상 이미지를 분석하여 스테이지(140)의 중심 위치(C2)가 메인 구동 유닛(110)의 회전 중심 위치(C1)에 정렬되었는지를 판단할 수 있다.
회전 중심 위치를 일치시키는 단계에서, 제어부는 만약, 스테이지(140)의 중심 위치(C2)가 메인 구동 유닛(110)의 회전 중심 위치(C1)에 정렬되지 않은 것으로 판단된 경우, 스테이지(140)의 중심 위치(C2)가 메인 구동 유닛(110)의 회전 중심 위치(C1)로 이동하도록 서브 구동 유닛(130)에 제어 신호를 인가할 수 있다.
제2 정렬 단계는, 스테이지 상에 배치된 도포 대상체의 영상 이미지를 이용하여 도포 대상체의 중심 위치와 메인 구동 유닛의 회전 중심 위치의 중심 오차를 산출하는 단계; 및 스테이지를 이동시켜 도포 대상체의 중심 위치와 메인 구동 유닛의 회전 중심 위치를 일치시키는 단계를 포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, 중심 오차를 산출하는 단계에서, 제어부는 메인 구동 유닛(110)의 회전 중심 위치(C1)와 도포 대상체(10)의 중심 위치(C2)의 차이값을 연산할 수 있다.
메인 구동 유닛의 회전 중심 위치를 일치시키는 단계는, 메인 구동 유닛(110)의 회전 중심 위치(C1)와 도포 대상체(10)의 중심 위치(C2)가 일치하도록 서브 구동 유닛을 제어하여 스테이지(140)를 이동시킬 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 다양한 형상의 도포 대상체(10)가 배치된 경우에도 도포 대상체(10)의 중심 위치를 메인 구동 유닛(110)의 회전 중심 위치와 정렬시킬 수 있으므로 도포 대상체(10)를 정확한 위치로 이동 또는 회전시킬 수 있다. 그 결과, 도포 대상체(10)의 곡률 영역에도 균일한 접착제 도포가 가능해질 수 있다.
도 18은 도포 대상체에 접착제를 도포하는 과정을 보여주는 도면이고, 도 19는 도포 대상체의 곡면에 접착제를 도포하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 18을 참조하면, 분사 유닛(210)을 이동시켜 도포 대상체(10) 상에 접착제를 도포할 수 있다. 이때, 도포 대상체(10)에 접착제를 도포하는 영역은 이미지 획득 유닛(220) 및 높이 센서(230)에서 측정한 정보를 이용하여 보정된 상태일 수 있다.
도 19를 참조하면, 도포 대상체(10)의 곡면(13) 상에 접착제를 도포 하기 위해 메인 구동 유닛(110)은 스테이지(140)를 회전시킬 수 있다. 즉, 메인 구동 유닛(110)은 도포 대상체의 곡면과 분사 유닛의 분사 방향이 직선이 되도록 스테이지를 이동시킬 수 있다. 이때, 스테이지는 5축 방향으로 이동할 수 있다.
실시 예에 따르면, 메인 구동 유닛(110)의 회전 중심 위치(C1)와 도포 대상체(10)의 중심 위치(C3)가 정렬되어 있으므로, 정확하게 도포 대상체(10)의 곡면과 분사 유닛(210)의 분사 방향이 직선이 되도록 스테이지(140)를 이동시킬 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 메인 구동 유닛;
    상기 메인 구동 유닛 상에 배치되는 플레이트;
    상기 플레이트 상에 배치되는 서브 구동 유닛;
    상기 서브 구동 유닛 상에 배치되는 스테이지; 및
    상기 메인 구동 유닛 및 상기 서브 구동 유닛을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 메인 구동 유닛은 상기 스테이지를 회전시키고, 상기 서브 구동 유닛은 상기 스테이지를 상기 플레이트 상에서 이동시키고,
    상기 제어부는 상기 스테이지의 중심과 상기 메인 구동 유닛의 회전 중심을 정렬시키거나 상기 스테이지에 안착되는 도포 대상체의 중심과 상기 메인 구동 유닛의 회전 중심을 정렬시키도록 상기 서브 구동 유닛을 제어하는 스테이지 정렬 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인 구동 유닛은 상기 스테이지를 X축, Y축, 및 Z축으로 구동하고,
    상기 서브 구동 유닛은 상기 스테이지를 X축 및 Y축으로 구동하는 스테이지 정렬 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 서브 구동 유닛은 상기 플레이트 상에 복수로 배치되는 스테이지 정렬 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스테이지는 얼라인 마크를 포함하는 스테이지 정렬 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스테이지의 영상 이미지를 획득하는 이미지 획득 유닛을 포함하고,
    상기 제어부는 상기 스테이지의 영상 이미지를 통해 상기 스테이지와 상기 메인 구동 유닛의 정렬 여부를 판단하는 스테이지 정렬 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 스테이지의 영상 이미지를 통해 상기 스테이지의 중심과 상기 메인 구동 유닛의 회전 중심의 정렬 여부를 판단하는 스테이지 정렬 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이미지 획득 유닛은 상기 회전하는 스테이지의 영상 이미지를 획득하고,
    상기 제어부는 상기 얼라인 마크가 회전하는 이미지를 분석하여 상기 스테이지의 중심과 상기 메인 구동 유닛의 회전 중심의 정렬 여부를 판단하는 스테이지 정렬 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 이미지 획득 유닛은 상기 스테이지에 배치된 도포 대상체의 이미지를 획득하고,
    상기 제어부는 상기 도포 대상체의 중심 위치가 상기 스테이지의 중심 위치 및 상기 메인 구동 유닛의 회전 중심 위치와 일치하는지 판단하는 스테이지 정렬 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 메인 구동 유닛의 회전 중심 위치와 상기 도포 대상체의 중심의 차이값을 연산하고,
    상기 메인 구동 유닛의 회전 중심 위치와 상기 도포 대상체의 중심 위치가 일치하도록 상기 스테이지를 이동시키는 스테이지 정렬 장치.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 스테이지는 상기 얼라인 마크가 형성된 제1 스테이지;
    상기 제1 스테이지에서 상부로 이격되어 대상 도포체가 배치되는 제2 스테이지; 및
    상기 제1 스테이지와 상기 제2 스테이지 사이에 배치되는 연결부재를 포함하고,
    상기 얼라인 마크는 평면상에서 상기 제2 스테이지와 어긋나게 배치되는 스테이지 정렬 장치.
  11. 스테이지와 메인 구동 유닛 사이에 배치된 서브 구동 유닛을 이동시켜 상기 스테이지의 중심 위치와 메인 구동 유닛의 회전 중심 위치를 정렬하는 제1 정렬 단계; 및
    스테이지와 메인 구동 유닛 사이에 배치된 서브 구동 유닛을 이동시켜 상기 메인 구동 유닛의 회전 중심 위치와 도포 대상체의 중심 위치를 정렬하는 제2 정렬 단계를 포함하는 스테이지 정렬 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 정렬 단계는,
    상기 스테이지의 회전시켜 획득한 영상 이미지를 이용하여 상기 스테이지의 중심 위치와 상기 메인 구동 유닛의 회전 중심 위치의 오차를 산출하는 단계; 및
    상기 스테이지를 이동시켜 상기 스테이지의 중심 위치와 상기 메인 구동 유닛의 회전 중심 위치를 일치시키는 단계를 포함하는 스테이지 정렬 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2 정렬 단계는,
    상기 스테이지 상에 배치된 도포 대상체의 영상 이미지를 이용하여 상기 도포 대상체의 중심 위치와 상기 메인 구동 유닛의 회전 중심 위치의 중심 오차를 산출하는 단계; 및
    상기 스테이지를 이동시켜 상기 도포 대상체의 중심 위치와 상기 메인 구동 유닛의 회전 중심 위치를 일치시키는 단계를 포함하는 스테이지 정렬 방법.
  14. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 스테이지 정렬 장치;
    상기 스테이지 상에 배치되어 접착제를 도포하는 분사 유닛; 및
    상기 분사 유닛을 구동하는 이송 유닛을 포함하는 도포 장치.
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