KR102469421B1

KR102469421B1 - 가스용기 자동교체 장치

Info

Publication number: KR102469421B1
Application number: KR1020210008135A
Authority: KR
Inventors: 주민진
Original assignee: 주식회사 넥사
Priority date: 2021-01-20
Filing date: 2021-01-20
Publication date: 2022-11-22
Also published as: KR20220105437A

Abstract

가스용기를 일정 장소로부터 가스캐비닛으로 그리고 가스캐비닛으로부터 일정 장소로 이송하는 작업과 가스용기를 가스캐비닛에 로딩 및 언로딩하는 일련의 작업들을 자동화하여 무인운행이 가능하도록 구성된 자동주행차량을 구비한 가스용기 자동교체 장치가 개시된다. 가스용기 자동교체 장치는 가스용기를 가스캐비닛에 이송하는 자동주행차량을 포함하는 가스용기 자동교체 장치에 있어서, 상기 자동주행차량은: 가스용기를 파지 및 파지해제하는 용기핸들러; 상기 용기핸들러를 수직 및 수평 구동시켜 가스용기를 가스캐비닛으로 로딩 및 언로딩하는 하나의 동력원; 및 하나의 동력원으로 용기핸들러의 수직 및 수평 구동을 모두 가능하게 안내하는 수직 및 수평 안내수단을 구비한다.

Description

가스용기 자동교체 장치{APPARATUS FOR AUTO CHANGING GAS CYLINDER}

본 발명은 가스용기 자동교체 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 제조공정 등에서 사용되는 각종 가스의 공급을 위한 가스용기를 캐비닛에 대해 자동으로 교체하는 가스용기 자동교체 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 에칭, 세정, 증착 등의 반도체 제조공정에서는 다양한 공정가스를 필요로 하며, 공정가스의 공급을 위해 가스용기(Gas Cylinder)를 사용한다. 고압의 가스가 충전되어 있는 가스용기는 가스캐비닛에 로딩하여 배관에 연결되며, 사용된 빈 가스용기는 가스캐비닛으로부터 언로딩한 후 새로운 충전된 가스용기로 교체된다.

이러한 일련의 가스용기 교체작업은 수작업으로 진행하는 것이 일반적이며, 그 과정을 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 작업자는 카트 등을 이용하여 가스용기를 가스캐비닛으로 이동시키며 가스용기를 굴려 가스캐비닛 안에 결속시킨다. 이후에, 가스용기의 상부캡을 회전시켜 분리하고 밸브캡을 회전시켜 밸브포트로부터 밸브캡을 분리한 후, 가스킷을 밸브포트에 장착하고 밸브포트에 배관을 연결한다. 이후에 핸들을 회전시켜 밸브를 열어 가스용기로부터 배관으로 가스를 공급한다.

가스가 모두 사용된 빈 가스용기는 반대의 순서로 분리된다. 즉, 핸들을 회전시켜 밸브를 잠근 후 밸브포트로부터 배관을 분리한다. 이후에, 밸브캡을 회전시켜 밸브포트에 결합하며 상부캡을 회전시켜 가스용기에 결합한다. 이후에, 작업자는 빈 가스용기를 가스캐비닛으로부터 꺼내고 전술한 바와 같이 가스가 충전된 새로운 가스용기를 가스캐비닛에 로딩한다. 이 경우, 가스용기는 높이가 160㎝ 내외, 지름이 30㎝ 내외, 무게가 100㎏ 내지 120㎏ 정도이다.

이러한 수작업에 의한 가스용기 교체작업은 고하중의 가스용기 특성으로 인해 작업의 난이도가 높고 취급 가스의 유해성으로 인해 안전사고의 위험이 크다. 따라서, 최근에는 가스용기 교체작업을 자동화하기 위한 시도가 이루어지고 있으며, 일 예로 선 출원된 대한민국 등록특허 제10-2132173호(2020.07.03)에 가스실린더의 가스공급장치가 개시된바 있다. 하지만, 종래의 가스실린더의 가스공급장치는 몇 가지 개선해야할 문제점이 있다.

특허문헌 : 대한민국 등록특허 제10-2132173호(2020.07.03)

본 발명에서는 가스용기를 일정 장소로부터 가스캐비닛으로 그리고 가스캐비닛으로부터 일정 장소로 이송하는 작업과 가스용기를 가스캐비닛에 로딩 및 언로딩하는 일련의 작업들을 자동화하여 무인운행이 가능하도록 구성된 자동주행차량을 구비한 가스용기 자동교체 장치를 제공한다.

또한, 본 발명에서는 가스용기를 상하이동시키는 동작과 수평이동시키는 동작을 간단한 기구구조로 자동화 구현하고 동력원의 개수를 최소화할 수 있는 자동주행차량을 구비한 가스용기 자동교체 장치를 제공한다.

아울러, 부품수를 줄임과 아울러 컴펙트한 설계가 가능하도록 자동주행차량을 구성하여 자동주행차량의 주행속도와 방향전환 등을 더욱 신속하고 정확하게 제어할 수 있는 가스용기 자동교체 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 가스용기 자동교체 장치는 가스용기를 가스캐비닛에 이송하는 자동주행차량을 포함하는 가스용기 자동교체 장치에 있어서, 상기 자동주행차량은: 가스용기를 파지 및 파지해제하는 용기핸들러; 상기 용기핸들러를 수직 및 수평 구동시켜 가스용기를 가스캐비닛으로 로딩 및 언로딩하는 하나의 동력원; 및 하나의 동력원으로 용기핸들러의 수직 및 수평 구동을 모두 가능하게 안내하는 수직 및 수평 안내수단을 구비한다.

상기 수직 및 수평 안내수단은 용기핸들러에 구비된 슬라이드봉을 슬라이딩 가능하게 안내하는 장공 형상의 슬롯을 구비하며, 상기 슬롯은 용기핸들러를 수직 이동시키는 경사구간과 용기핸들러를 수평 이동시키는 수평구간으로 구성된다.

상기 경사구간은, 수평구간의 양측에 형성되며, 용기핸들러를 상승시키는 상승경사구간과 용기핸들러를 하강시키는 하강경사구간으로 구성된다.

상기 자동주행차량은: 복수개의 바퀴를 갖고 주행 가능하게 이루어진 주행부본체; 및 가스용기의 바닥면을 안착시키는 안착판이 구비되며 상기 주행부본체에 결합되는 핸들러지지부를 구비하며, 상기 핸들러지지부의 양측에 상기 슬롯이 y축 방향으로 연장 형성된다.

상기 자동주행차량은: 주행부본체에 대해 y축 방향으로 슬라이딩 이동 가능한 y축이동체; 상기 주행부본체와 y축이동체 사이에 연결되어, 상기 용기핸들러를 y축 방향으로 슬라이딩 가능하게 안내하는 y축안내부; 상기 y축이동체에 대해 수직 방향으로 슬라이딩 이동 가능한 z축이동체; 상기 y축이동체와 z축이동체 사이에 연결되어, 상기 용기핸들러를 z축 방향으로 슬라이딩 가능하게 안내하는 z축안내부를 구비하며, 상기 용기핸들러는 z축이동체에 연결된다.

상기 용기핸들러는: 상기 z축이동체에 대해 x축 방향으로 슬라이딩 이동 가능하며 가스용기의 외주면을 밀착하여 파지하는 한 쌍의 핸들러그립; 및 상기 한 쌍의 핸들러그립을 오므림 또는 벌림 구동시키는 핸들러그립구동부를 구비한다.

또한, 가스캐비닛의 하부에 구비되고 가스용기의 바닥면이 안착되는 용기테이블을 포함하고, 상기 용기테이블은 가스용기를 안착시키는 안착패드를 구비하며, 상기 용기테이블은 안착패드가 수평방향으로 정위치에 위치하도록 안착패드를 센터 정렬시킨다.

상기 안착패드의 센터 정렬 구동을 제어하는 제어부가 구비되며, 상기 제어부는 용기핸들러가 가스용기를 안착패드에 내려놓기 전에 안착패드의 센터 정렬을 수행한다.

또한, 수직 및 수평 안내수단에 의해 정해진 용기핸들러의 y축 이동거리를 기준으로 가스용기와 안착패드까지의 y축 거리를 오차범위를 만족하도록 설정하는 제어부를 구비하고, 상기 안착패드는 수평방향으로 이동 및 자유로이 회전 가능하게 구성되어 y축 거리의 오차를 보정한다.

본 발명에 따른 가스용기 자동교체 장치는 가스용기의 이송, 로딩 및 언로딩 등의 일련의 작업들을 무인운행이 가능하여 운전비용을 절감하며, 반도체 공장에서 가스용기의 창고로부터의 하역 및 교체 등의 모든 작업들을 완전히 자동화 구현하여 안전성 및 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

또한, 가스용기를 상하이동시키는 동작과 수평이동시키는 동작을 간단한 기구구조로 자동화 구현하고 동력원의 개수를 최소화할 수 있어, 구성장치들의 부품수를 줄이고 제조비용을 절감할 수 있다.

아울러, 부품수를 줄임과 아울러 컴펙트한 설계가 가능함에 따라 장치의 전체적인 무게를 줄일 수 있고, 이로 인해 자동주행차량의 주행속도와 방향전환 등을 더욱 신속하고 정확하게 제어 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동주행차량과 가스캐비닛을 도시한 평면도이고,
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동주행차량을 도시한 사시도이며,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동주행차량을 도시한 평면도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동주행차량을 도시한 측면도이며,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스캐비닛을 도시한 사시도이고,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스용기 자동교체 장치를 도시한 평면도이며,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스용기 자동교체 장치를 도시한 정면도이고,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스용기 자동교체 장치를 도시한 측면도이며,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스용기 자동교체 장치를 도시한 사시도이고,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 상부캡이 분리된 가스용기를 파지한 본체부를 도시한 것이며,
도 12 내지 도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 용기테이블을 도시한 측단면도이며,
도 15 내지 도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 상부캡탈착부를 도시한 사시도이고,
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 용기파지부를 도시한 사시도이며,
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 용기파지부를 도시한 저면도이고,
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 용기파지부를 도시한 정면도이며,
도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 용기파지부를 도시한 배면도이고,
도 22 및 도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 본체부 및 메인구동부를 도시한 사시도이고,
도 24는 본 발명의 일 실시 예에 따른 본체부 및 메인구동부를 도시한 측면도이며,
도 25는 본 발명의 일 실시 예에 따른 본체부 및 메인구동부를 도시한 정면도이고,
도 26은 본 발명의 일 실시 예에 따른 본체부 및 메인구동부를 도시한 배면도이며,
도 27 및 도 28은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스켓교체모듈을 도시한 사시도이고,
도 29는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스켓교체모듈을 도시한 평면도이며,
도 30 및 도 31은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스켓교체모듈을 도시한 측단면도이고,
도 32는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스켓교체모듈의 작동상태를 도시한 단면도이며,
도 33은 본 발명의 일 실시 예에 따른 콜렉트실린더를 확대 도시한 정면도이고,
도 34는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그립부를 도시한 정면도이며,
도 35 내지 도 46은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스용기 자동교체 장치의 작동과정을 도시한 것이다.

이하 첨부된 도면에 따라서 가스용기 자동교체 장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다. 이하의 설명에서 x축, y축, z축은 설명의 편의를 위해 임의로 설정된 방향으로서 특정 방향을 한정하는 것은 아니다.

도 1 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스용기 자동교체 시스템은 반도체 제조공정 등 다양한 산업 분야에 적용되어 사용될 수 있는 것으로서, 가스용기 자동교체 장치(1)를 구비한다. 가스용기 자동교체 장치(1)는 가스용 배관구역이 설치된 가스캐비닛(90)에 구비되어 가스용기(9)를 자동으로 교체한다. 가스용기(9)에는 다양한 종류의 가스가 충전되며, 가스용기(9)가 가스캐비닛(90)의 배관구역에 연결되어 가스를 공급한다.

가스용기 자동교체 장치(1)는 가스용기(9)를 파지하는 수단과, 상부캡(91)을 가스용기(9)에서 탈착하는 수단과, 가스용기(9)를 가스용기(9)의 축선을 중심으로 회전시키는 수단과, 가스용기(9)의 밸브포트(94)를 덮고 있는 밸브캡을 가스용기(9)로부터 탈착시키는 수단과, 밸브포트(94)를 배관구역에 연결시키는 수단 및 상기 수단들을 구동시키는 구동부들을 포함한다. 또한, 가스캐비닛(90)의 배관구역은 가스캐비닛(90)의 상부 공간 중 후방 공간에 배치된다.

특히, 가스용기 자동교체 장치(1)는 배관구역과 간섭되지 않도록 배관구역보다 하부 또는 사이드(측면) 또는 전방에 배치된다. 도 7 내지 도 9에 도시된 것처럼, 가스캐비닛(90)의 상부 공간 중 후방 공간에는 배관구역용 공간부(E)가 반드시 확보되어야 한다. 즉, 배관구역용 공간부(E)에는 다른 구성물을 설치해서는 안되며, 이로 인해 가스용기 자동교체 장치(1)의 설체공간에 불가피하게 큰 제약을 받을 수 밖에 없다.

본 발명에 따른 가스용기 자동교체 장치(1)는 모든 구성을 배관구역용 공간부(E)보다 하부 또는 사이드 또는 전방에 배치하되, 전술한 가스용기(9)를 파지하는 수단과, 상부캡(91)을 가스용기(9)에서 탈착하는 수단과, 가스용기(9)를 가스용기(9)의 축선을 중심으로 회전시키는 수단과, 가스용기(9)의 밸브포트(94)를 덮고 있는 밸브캡을 가스용기(9)로부터 탈착시키는 수단과, 밸브포트(94)를 배관구역에 연결시키는 수단 및 상기 수단들을 구동시키는 구동부들을 모두 구현 가능하면서도 배관구역과 간섭없이 원활한 설치가 가능하도록 최적의 구조를 제공하는 것이다.

가스용기 자동교체 장치(1)는 자동주행차량(8)과, 용기테이블(2)과, 용기파지부(4)와, 상부캡탈착부(3)와, 본체부(5)와, 메인 구동부(6) 및 가스켓교체모듈(7)을 포함하여 이루어진다. 가스캐비닛(90)은 대략 직육면체 형상의 박스구조로 이루어지며, 복수개의 가스캐비닛(90)들이 열을 이루어 설치된다. 가스캐비닛(90)의 정면에 내부를 개폐하는 도어(99)가 구비되며, 도어(99)는 별도의 동력원에 의해 자동으로 개폐되도록 구성된다. 가스용기 자동교체 장치(1)는 하나의 가스캐비닛(90) 내부에 두개가 구비된다.

자동주행차량(8)은 시장에 출시된 자동주행장치(AGV)를 기본으로 활용하여 여기에 필요한 부위를 부착하여 제작하는 것이며, 가스용기(9)를 가스캐비닛(90)에 자동으로 이송하는 것이다. 즉, 자동주행차량(8)은 가스가 충전된 가스용기(9)를 특정장소로부터 가스캐비닛(90)까지 이송하고, 가스를 모두 사용한 빈 가스용기(9)를 가스캐비닛(90)으로부터 특정장소 또는 그 밖의 원하는 위치로 이송한다. 이때, 자동주행차량(8)은 충전된 가스용기(9)를 가져오는 역할용과 빈 가스용기(9)를 퇴거시키는 역할용을 별도로 운용할 수도 있다.

자동주행차량(8)은 주행부본체(81)와, 용기핸들러(85)와, 하나의 동력원(83)과, 수직 및 수평 안내수단을 구비한다.

주행부본체(81)는 주행 및 조향이 가능하고 특정 피봇축을 중심으로 회전이 가능하게 구성되어 좁은 공간에서도 전후좌우 자유로이 방향전환 및 운행이 가능하도록 구성된다. 복수개의 주행부바퀴(816)는 주행부본체(81)의 하부에 고르게 배치되어 하중을 균일하게 분산한다. 아울러, 핸들러바퀴(815)는 핸들러지지부(82)의 하부에 배치되어 가스용기(9) 및 핸들러지지부(82)의 하중을 지지한다. 주행부본체(81)는 작업자가 직접 운행을 조작하거나, 자동 프로그램밍된 로직에 따라 자동 운행을 수행하거나, 센서와 CPU를 통한 자율주행 등으로 구현되거나 이들의 선택적인 조합으로 구현될 수 있다.

주행부본체(81)에는 자동주행차량(8)을 제어하기 위한 컨트롤패널(811)이 구비되며, y축 방향으로 주행부본체(81)의 일측에 핸들러지지부(82)가 결합된다. 핸들러지지부(82)는 안착판(822)을 구비하며, 안착판(822)은 가스용기(9)의 바닥면을 안착시킨다. 핸들러지지부(82)는 x축 방향으로 이격된 한 쌍의 판 형상의 부재로 이루어지며, 주행부본체(81)에서 y축 전방을 향해 나란하게 연장된다. 안착판(822)은 핸들러지지부(82)의 판 형상의 부재의 하단을 잇도록 구비된다.

용기핸들러(85)는 가스용기(9)를 파지 및 파지해제하는 것으로서, 한 쌍의 핸들러그립(851)과 핸들러그립구동부를 구비한다. 한 쌍의 핸들러그립(851)은 서로 오므려져 가스용기(9)의 외주면을 밀착하여 파지하며, 벌어짐으로써 가스용기(9)의 파지상태를 해제한다. 핸들러그립구동부는 한 쌍의 핸들러그립(851)을 오므림 또는 벌림 구동시킨다. 한 쌍의 핸들러그립(851)은 후술할 z축이동체(852)에 대해 x축 방향으로 슬라이딩 이동 가능하다.

동력원(83)은 단일개로 이루어지며, 용기핸들러(85)를 수직 및 수평 구동시켜 가스용기(9)를 가스캐비닛(90)으로 로딩 및 언로딩한다. 또한, 자동주행차량(8)은 y축이동체(84)와, y축안내부와, z축이동체(852)와, z축안내부를 구비한다. y축이동체(84)는 주행부본체(81)에 대해 y축 방향으로 슬라이딩 이동 가능하다. y축안내부는 주행부본체(81)와 y축이동체(84) 사이에 연결되어, 용기핸들러(85)를 y축 방향으로 슬라이딩 가능하게 안내한다.

더욱 상세하게는, 주행부본체(81)의 상부에 한 쌍의 LM가이드(841)가 y축 방향으로 길게 형성되며, LM가이드(841)에 슬라이더(842)가 y축 방향으로 슬라이딩 가능하게 연결된다. y축이동체(84)는 슬라이더(842)에 일체로 형성되거나 슬라이더(842)에 결합되어 함께 y축 방향으로 슬라이딩 이동된다. 한 쌍의 LM가이드(841) 사이에 하나의 동력원(83)이 구비된다.

동력원(83)은 구동모터(831)로 구성되며, 주행부본체(81)의 상부에 결합된다. 구동모터(831)에는 감속기(832)가 연결되며 구동축(833)과 종동축(834)은 벨트(835)로 연결된다. 종동축(834)에는 스크류축(836)이 결합되어, 구동모터(831)의 회전에 의해 스크류축(836)이 회전된다. 스크류축(836)은 y축 방향을 길이 방향으로 하여 주행부본체(81)의 상부에 회전 가능하게 연결되며, y축이동체(84)가 스크류축(836)에 스크류 결합된다. 구동모터(831)가 회전되면, y축이동체(84)는 y축 방향으로 전진 또는 후진된다.

z축이동체(852)는 y축이동체(84)에 대해 수직 방향으로 슬라이딩 이동 가능하다. z축안내부는 y축이동체(84)와 z축이동체(852) 사이에 연결되어, 용기핸들러(85)를 z축 방향으로 슬라이딩 가능하게 안내한다. 용기핸들러(85)는 z축이동체(852)에 연결된다. 더욱 상세하게는, y축이동체(84) 및 슬라이더(842)에 브라켓(844)이 결합되며, 브라켓(844)의 전방에 판부재(845)가 결합된다.

판부재(845)에는 슬라이더(846)가 결합되며, z축이동체(852)에 LM가이드(847)가 z축 방향으로 길게 형성된다. 판부재(845)에는 y축 방향을 관통하는 관통홀(848)이 형성되어, 후술할 링크부재(858)가 자유로이 승강할 수 있도록 한다. 또한, 판부재(845)에 결합된 슬라이더(846)는 z축이동체(852)에 결합된 LM가이드(847)를 따라 z축 방향으로 자유로이 슬라이딩 이동 가능하게 연결된다. 즉, z축이동체(852)는 자체하중에 의해 판부재(845)에 대해 하측으로 낙하하려는 힘을 받는다.

z축이동체(852)의 전방에는 지지브라켓(854)이 y축 방향으로 연장 형성되고, 지지브라켓(854)에 스크류축(853)이 x축을 길이 방향으로하여 연장 형성된다. 스크류축(853)은 핸들러그립(851)을 구동시키는 동력전달수단으로 기능할 뿐 아니라, 핸들러지지부(82)의 상단에 걸쳐짐으로써 z축이동체(852)가 판부재(845)에 대해 더이상 하측으로 낙하하지 않도록 지지하는 스토퍼 기능을 한다.

또한, y축이동체(84) 및 슬라이더(842)에는 x축 방향으로 슬라이드봉(843)이 연장 형성된다. 슬라이드봉(843)의 일측은 후술할 슬롯(821)에 연결되어 안내된다. 슬라이드봉(843)의 타측은 안내브라켓(859)에 상하 방향으로 길게 형성된 장공(849)에 연결된다. 링크부재(843)는 판부재(845)를 관통하여 슬라이드봉(843)과 z축이동체(852)를 연결한다.

핸들러그립구동부는 핸들러그립모터(86)를 구비한다. 핸들러그립모터(86)는 y축이동체(84)에 결합된 판부재(845)에 고정된다. 핸들러그립모터(86)의 구동축(861)은 벨트(862)를 통해 z축이동체(852)에 구비된 스크류축(853)에 연결된다. 스크류축(853)에는 한 쌍의 슬라이더(856)가 스크류 결합되며, 각 슬라이더(856)에 핸들러그립(851)이 결합된다. z축이동체(852)의 전방에는 x축 방향으로 LM가이드(857)가 연장 형성되며, 한 쌍의 슬라이더(856)는 LM가이드(857)에 x축 방향으로 슬라이딩 가능하게 연결된다.

핸들러그립모터(86)가 일 방향으로 회전되면 z축이동체(852)에 구비된 스크류축(853)이 회전되며, 스크류축(853)의 회전에 의해 한 쌍의 핸들러그립(851)이 서로 오므려져 가스용기(9)의 외주면을 파지한다. 아울러, 핸들러그립모터(86)가 타 방향으로 회전되면 z축이동체(852)에 구비된 스크류축(853)이 회전되며, 스크류축(853)의 회전에 의해 한 쌍의 핸들러그립(851)이 서로 벌어져 가스용기(9)의 파지상태를 해제한다.

수직 및 수평 안내수단은 하나의 동력원(83)으로 용기핸들러(85)의 수직 및 수평 구동을 모두 가능하게 안내한다. 수직 및 수평 안내수단은 용기핸들러(85)에 구비된 슬라이드봉(843)을 슬라이딩 가능하게 안내하는 장공 형상의 슬롯(821)을 구비한다. 실질적으로, 슬라이드봉(843)은 용기핸들러(85)에 연결된 y축이동체(84) 측에 연결된다.

더욱 상세하게는, 핸들러지지부(82)의 양측에 슬롯(821)이 y축 방향으로 연장 형성된다. 슬롯(821)은 경사구간과 수평구간(8211)으로 구성된다. 경사구간은 용기핸들러(85)를 수직 이동시키는 구간이며, 수평구간(8211)은 용기핸들러(85)를 수평 이동시키는 구간이다. 경사구간은 수평구간(8211)의 양측에 형성되며, 상승경사구간(8213)과 하강경사구간(8212)으로 구성된다. 상승경사구간(8213)은 y축 방향으로 수평구간(8211)의 후방에 형성되어, 용기핸들러(85)를 상승시키는 구간이다. 하강경사구간(8212)은 y축 방향으로 수평구간(8211)의 전방에 형성되어, 용기핸들러(85)를 하강시키는 구간이다.

구동모터(831)가 회전되면 스크류축(836)이 회전되고 y축이동체(84)가 y축 방향으로 전진한다. 이 때, 슬라이드봉(843)은 상승경사구간(8213)에서 y축 방향으로 전진함과 아울러 z축 방향으로 상승하며, 슬라이드봉(843)에 링크부재(858)를 통해 연결된 z축이동체(852)가 y축이동체(84)에 대해 상승한다. 이후에, 슬라이드봉(843)은 수평구간(8211)에서 y축 방향으로만 수평 전진한다. 이후에, 슬라이드봉(843)은 하강경사구간(8212)에서 y축 방향으로 전진함과 아울러 z축 방향으로 하강하며, 슬라이드봉(843)에 링크부재(858)를 통해 연결된 z축이동체(852)가 y축이동체(84)에 대해 하강한다.

이러한 구성을 통해, 가스용기(9)의 이송, 로딩 및 언로딩 등의 일련의 작업들을 무인운행이 가능하여 제조비용을 절감하며, 반도체 공장에서 가스용기의 창고로부터의 하역 및 교체 등의 모든 작업들을 완전히 자동화 구현하여 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 가스용기(9)를 상하이동시키는 동작과 수평이동시키는 동작을 간단한 기구구조로 자동화 구현하고 동력원의 개수를 최소화할 수 있어, 구성장치들의 부품수를 줄이고 제조비용을 절감할 수 있다. 아울러, 부품수를 줄일 수 있고 컴펙트한 설계가 가능함에 따라 장치의 전체적인 무게를 줄일 수 있으며, 이로 인해 자동주행차량(8)의 주행속도와 방향전환 등을 더욱 신속하고 정확하게 제어 가능하다.

도 12 내지 도 14를 더 참조하면, 용기테이블(2)은 가스캐비닛(90)의 하부에 구비되고 가스용기(9)의 바닥면이 안착되며, 안착패드(29)를 구비한다. 안착패드(29)는 소정의 두께를 갖는 원형판 형상으로 이루어지며, 그 상부에 가스용기(9)를 안착시킨다. 안착패드(29)는 수평방향으로 자유로이 이동이 가능하고 축선을 중심으로 자유로이 회전 가능하게 구성된다. 이 경우, 안착패드의 축선은 도 14에서 좌우 방향으로 중앙이다. 용기테이블(2)은 안착패드(29)가 수평방향으로 정위치에 위치하도록 안착패드(29)를 센터 정렬시킨다.

용기테이블(2)은 테이블본체(212)와, 센터피스톤(24)과, 슬라이드테이블(23) 및 로드셀(25)을 구비한다. 테이블본체(212)는 가스캐비닛(90)의 하부에 고정 설치되며, 가스캐비닛(90)과 일체로 형성되는 것도 가능하다. 테이블본체(212)의 상면에는 원형의 승강홈(213)이 일정 깊이로 요입 형성된다. 센터피스톤(24)은 테이블본체(212)에 동력원에 의해 승강 가능하게 연결된다. 즉, 센터피스톤(24)은 승강홈(213)에 슬라이딩 가능하게 연결되며, 승강홈(213)에 에어를 공급하기 위한 에어포트(214)가 형성된다.

슬라이드테이블(23)은 소정의 두께를 갖는 원형판 형상으로 이루어지며, 슬라이드테이블(23)의 중심에 수용홈(233)이 형성된다. 수용홈(233)은 센터피스톤(24)을 수용하며, 상부로 갈수록 직경이 작아지도록 형성된다. 센터피스톤(24)의 상단에는 볼 또는 반구 형상의 플런저(241)가 마련된다. 에어포트(214)를 통한 에어공급 제어에 의해 센터피스톤(24) 및 플런저(241)는 일체로 승강된다.

또한, 슬라이드테이블(23)의 상부에는 안착패드(29)가 결합되며, 안착패드(29)의 중심에는 센터홀(232)이 형성된다. 아울러, 테이블본체(212)의 테두리에는 가이드부재(21)가 구비된다. 가이드부재(21)에는 슬라이드테이블(23)의 단부(231)를 삽입시키는 가이드홈(211)이 형성된다. 이 경우, 가이드홈(211)의 내경은 슬라이드테이블(23)의 직경보다 크게 형성되어, 슬라이드테이블(23)의 가이드홈(211)의 내경 범위 안에서 자유로이 수평 이동이 가능하고 축선을 중심으로 자유로이 회전이 가능하다.

즉, 테이블본체(212)의 상단에 슬라이드테이블(23)이 배치되고, 슬라이드테이블(23)의 상단에 안착패드(29)가 배치된다. 또한, 슬라이드테이블(23)과 안착패드(29)는 상하 방향으로 결합되어 일체를 이루며, 테이블본체(212)와 슬라이드테이블(23) 사이에 볼베어링(22)이 구비되어 서로 간의 이동 및 회전이 자유롭다. 아울러, 가이드부재(21)와 슬라이드테이블(23) 간의 연결 부위에도 볼베어링(22)이 구비된다. 이 경우, 볼베어링(22)은 에어베어링 등 다른 베어링수단으로 치환 가능하다.

도 12에 도시된 상태에서 에어포트(214)를 통해 에어가 승강홈(213) 내로 공급되면, 도 13에 도시된 것처럼 센터피스톤(24) 및 플런저(241)는 상승한다. 플런저(241)가 상승하면, 플런저(241)를 수용하는 수용홈(233)에 의해 슬라이드테이블(23) 및 안착패드(29)는 센터를 향해 우측으로 이동한다. 이후에, 도 14에 도시된 것처럼 센터피스톤(24) 및 플런저(241)가 완전히 상승하면, 슬라이드테이블(23) 및 안착패드(29)는 센터에 정렬된다. 아울러, 센터피스톤(24) 및 플런저(241)를 하강시키면, 안착패드(29)는 자유로이 수평 이동이 가능하고 가스용기(9)가 얹혀진 상태에서(이동된 상태에서) 자유로이 회전이 가능한 상태가 된다.

로드셀(25)은 가스용기(9)의 하중을 감지하는 센서로서, 안착패드(29)의 하부 즉, 테이블본체(212)의 하부에 구비된다. 로드셀(25)을 통해 감지된 가스용기(9)의 하중이 기준값 이하이면, 후술할 제어부가 가스용기(9)의 교체를 자동으로 수행할 수 있도록 한다.

도 18 내지 도 21을 더 참조하면, 용기파지부(4)는 가스용기(9)의 외주면을 파지하여 고정하는 것으로서, 그립부(41)와, 그립구동부(44)와, 가스용기회전부를 포함한다. 그립부(41)는 용기그리퍼(411)와, 구동롤러(42) 및 아이들롤러(421)를 구비한다. 용기그리퍼(411)는 한 쌍으로 이루어지며, 베이스(61)에 대해 x축 방향으로 슬라이딩 가능하게 구비된다. 베이스(61)는 가스캐비닛(90)에 고정되고, y축 방향으로 베이스(61)의 정면에 LM가이드(461)가 구비되며, LM가이드(461)는 x축 방향으로 길게 형성된다.

용기그리퍼(411)는 소정의 두께를 갖는 판 형상이며, 내측이 유선 형상으로 곡면을 이룬다. 용기그리퍼(411)는 z축 방향으로 복수개가 이격 형성되며, 복수개의 용기그리퍼(411)의 후단은 그리퍼판(412)에 결합된다. y축 방향으로 그리퍼판(412)의 후면에는 슬라이더(462)가 결합되며, 슬라이더(462)는 베이스(61)에 결합된 LM가이드(461)에 x축 방향으로 슬라이딩 가능하게 연결된다. 또한, y축 방향으로 그리퍼판(412)의 후면에 지지브라켓(413)이 연장 형성된다.

구동롤러(42)는 한 쌍의 용기그리퍼(411) 중 하나에 구비되며, 가스용기(9)의 외주면을 회전 가능하게 파지한다. 즉, 하나의 용기그리퍼(411)에는 구동롤러(42)가 z축 방향 축선을 중심으로 회전 가능하게 연결된다. 구동롤러(42)는 z축 방향으로 한층에 두개가 구비되며 적어도 하나 이상의 층을 이루어, 결국 하나의 그리퍼판(412)에 4개의 구동롤러(42)가 구비된다.

아이들롤러(421)는 한 쌍의 용기그리퍼(411) 중 다른 하나에 구비되며, 가스용기(9)의 외주면을 회전 가능하게 파지한다. 다른 하나의 용기그리퍼(411)에는 아이들롤러(421)가 z축 방향 축선을 중심으로 회전 가능하게 연결된다. 아이들롤러(421)는 z축 방향으로 한층에 두개가 구비되며 적어도 하나 이상의 층을 이루어, 결국 다른 하나의 그리퍼판(412)에 4개의 아이들롤러(421)가 구비된다. 구동롤러(42)와 아이들롤러(421) 사이에 가스용기(9)의 외주면이 밀착되어 고정된다.

그립구동부(44)는 용기파지실린더(441)를 구비한다. 용기파지실린더(441)는 한 쌍의 용기그리퍼(411)를 서로 오므리거나 벌어지게 동력을 제공한다. 용기파지실린더(441)는 베이스(61)측에 결합되며, 용기파지실린더(441)의 로드(442)가 지지브라켓(413)에 결합된다. 즉, 용기파지실린더(441)의 로드(442)가 전후진함에 따라, 지지브라켓(413) 및 용기그리퍼(411)는 함께 베이스(61)에 대해 x축 방향으로 슬라이딩 이동된다.

가스용기회전부는 가스용기(9)를 가스용기(9)의 축선(Axis)을 중심으로 제자리 회전시키는 것으로서, 롤러회전모터(43)를 구비한다. 롤러회전모터(43)는 용기그리퍼(411)에 고정되어 구비되며, 구동롤러(42)를 회전시켜 가스용기(9)를 가스용기(9)의 축선을 중심으로 회전시킨다. 롤러회전모터(43)에는 감속기(431)가 연결되며 구동축(432)과 종동축(433)은 벨트(434)로 연결되며, 종동축(433)에는 구동롤러(42)가 연결된다.

구동롤러(42)와 아이들롤러(421) 사이에 가스용기(9)가 파지된 상태에서 롤러회전모터(43)의 구동축(432)이 회전되면, 벨트(434)에 의해 동력이 전달되어 구동롤러(42)가 회전되어 가스용기(90)가 축선을 중심으로 회전된다. 이 경우, 아이들롤러(421)는 구동롤러(42)의 반대측에서 가스용기(9)의 회전을 지지하며 아이들(Idle) 회전된다.

용기파지부(4)는 그리퍼링크(47)를 더 구비한다. 그리퍼링크(47)는 소정의 길이를 갖는 막대(Bar) 형상으로 이루어지고, 길이 방향으로 중앙부는 피봇축(471)을 중심으로 베이스(61)측에 직접 또는 간접적으로 회전 가능하게 연결된다. 아울러, 그리퍼링크(47)의 양측은 용기그리퍼(411) 측에 각각 회전 가능하게 연결된다. 즉, 도 20에 도시된 것처럼, 좌측 용기그리퍼(411) 측의 그리퍼판(412)에 체결판(473)이 결합되고, 우측 용기그리퍼(411) 측의 그리퍼판(412)에 체결판(476)이 결합된다.

그리퍼링크(47)의 양측은 각각 연결부(474)(476)를 통해 체결판(473)(475)에 회전 가능하게 연결된다. 그리퍼링크(47)의 양측 연결부(474)(476)에는 장공 형상의 유격홀(472)이 형성되고, 각 체결판(473)(475)에는 유격홀(472)에 연결되는 핀이 형성된다. 한 쌍의 용기그리퍼(411)가 서로 오므리거나 벌어지도록 구동될 때, 그리퍼링크(47)는 한 쌍의 용기그리퍼(411)를 동조적으로 움직이게 하여 안정적으로 가스용기(9)를 파지 가능하게 하며 유격홀(472)의 유격을 통해 그리퍼링크(47)의 회전운동을 직선운동으로 전환할 수 있다.

도 15 내지 도 17을 더 참조하면, 상부캡탈착부(3)는 가스용기(9)의 상부캡(91)을 파지하고, 상부캡(91)을 가스용기(9)에 대해 탈착시킨다. 상부캡(91)은 가스용기(9)의 상부에 스크류 결합되어 상부캡(91)을 가스용기(9)에 대해 일방향으로 회전하면 체결되고 타방향으로 회전하면 분리된다. 이 경우, 상부캡탈착부(3)는 상부캡(91)을 파지한 상태로 용기파지부(4)가 가스용기(9)를 가스용기(9)의 축선을 중심으로 회전시켜 상부캡(91)을 가스용기(9)에 대해 탈착시킨다.

상부캡탈착부(3)는 본체부(31)와, 캡파지모듈(35)과, 회전구동부(33)를 구비한다. 본체부(31)는 캡탈착본체(311)과, 캡승강블럭(313) 및 캡승강실린더(32)를 구비한다. 캡탈착본체(311)는 가스캐비닛(90)에 결합되며, 일측에 가스캐비닛(90) 측에 결합되기 위한 체결홀(312)이 형성된다. x축 방향으로 캡탈착본체(311)의 일면에 슬라이더(316)가 결합된다. 캡승강블럭(313)은 캡탈착본체(311)에 대해 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 연결된다.

x축 방향으로 캡탈착본체(311)와 마주하는 캡승강블럭(313)의 일면에 LM가이드(315)가 형성된다. LM가이드(315)는 z축 방향으로 길게 형성되어, 캡탈착본체(311)에 결합된 슬라이더(316)를 z축 방향으로 슬라이딩 가능하게 연결시킨다. 캡승강블럭(313)의 상단에는 블럭베이스(314)가 결합된다. 캡승강실린더(32)는 캡파지모듈(35)을 승강 구동시키는 동력을 제공하는 것으로, 캡승강블럭(313)을 캡탈착본체(311)에 대해 상하 방향으로 슬라이딩 구동시킨다.

캡파지모듈(35)은 상부캡(91)을 파지하는 것으로서, 복수개의 핑거(352)와, 파지블럭(351) 및 파지실린더(353)를 구비한다. 핑거(352)는 상부캡(91)의 외주면에 밀착되어 상부캡(91)을 파지하거나 밀착해제되어 상부캡(91)을 파지해제한다. 핑거(352)는 2개 구비된 것을 도시하였으나 3개 이상으로 이루어질 수 있다. 핑거(352)의 내측면에는 가스용기(9)의 회전시 상부캡(91)과의 마찰을 높여 미끄러짐을 방지하기 위한 복수의 돌기(356)들이 형성된다.

파지블럭(351)은 핑거(352)를 슬라이딩 가능하게 삽입시켜 핑거(352)들이 오므라지거나 벌어지게 안내한다. 한편, 핑거(352)의 상단에는 슬라이드돌기(355)가 형성된 슬라이드리브(354)가 구비된다. 슬라이드리브(354)의 내측에는 파지실린더(353)의 로드와 연결되는 사선홈(358)이 형성된다. 또한, 파지블럭(351)의 측면에는 핑거홈(357)이 형성된다. 핑거홈(357)은 핑거(352)의 슬라이드리브(354)를 슬라이딩 가능하게 삽입시켜, 핑거(352)들이 오므라지거나 벌어지게 한다.

슬라이드리브(354)의 양측면에 돌출된 슬라이드돌기(355)는 슬라이드리브(354)가 핑거홈(357)에 삽입된 상태에서 하부로 이탈하지 않고 원활히 슬라이딩 작동할 수 있도록 안내한다. 파지실린더(353)의 로드는 핑거(352)의 상단에 구비된 슬라이드리브(354)에 형성된 사선홈(358)에 슬라이딩 가능하게 연결된다. 파지실린더(353)는 핑거(352)에 연결되어 로드의 승강에 따라 핑거(352)를 파지블럭(351)에 대해 슬라이딩 구동시킨다.

회전구동부(33)는 캡파지모듈(35)을 캡승강블럭(313)에 대해 회전시켜 캡파지모듈(35)이 가스캐비닛(90)의 측면과 가스용기(9)의 상부캡(91) 사이를 왕복 이동하게 한다. 회전구동부(33)는 회전암(334) 및 회전모터(339)를 구비하며, 캡파지모듈(35)은 캡승강블럭(313)에 대해 회전 가능하게 연결된다. 즉, 회전암(334)의 일측은 캡승강블럭(313)의 상단에 결합된 블럭베이스(314)에 회전 가능하게 연결되며, 타측에 캡파지모듈(35)이 구비된다.

회전모터(339)의 구동축(331)은 블럭베이스(314)에 회전 가능하게 연결되며, 회전암(334)의 일측에 종동축(332)이 연결되어 구동축(331)과 종동축(332)은 벨트(333)로 연결된다. 회전모터(339)가 회전되면 회전암(334)은 블럭베이스(314)에 대해 회전하여 가스캐비닛(90)의 측면에 밀착되거나 상부캡(91)의 직상부에 위치한다. 아울러, 캡탈착본체(3)는 가스캐비닛(90)의 상부 중에서 측면 및 전방측에 배치된다. 캡탈착본체(3)는 상부캡(91)을 파지한 상태에서 캡파지모듈(35)을 가스캐비닛(90)의 측면에 밀착되도록 회전시켜 상부캡(91)을 보관한다.

도 22 내지 도 26을 더 참조하면, 본체부(5)는 본체블럭(51)과, 밸브캡탈착부(53)와, 밸브연결부(54) 및 밸브포트얼라인부(56)를 구비한다. 밸브캡탈착부(53)는 가스용기(9)의 밸브포트(94)를 덮고 있는 밸브캡을 가스용기(9)로부터 탈착시킨다. 밸브연결부(54)는 밸브캡탈착부(53)에서 x축 방향으로 이격 배치되며, 가스용기(9)의 밸브포트(94)를 배관구역에 연결시킨다. 밸브포트얼라인부(56)는 밸브포트(94)를 밸브캡탈착부(53)에 대해 기구적으로 정위치에 얼라인시키는 기능을 수행한다.

본체블럭(51)은 후술할 메인구동부(6)에 의해 x축, y축 및 z축 방향으로 이동되도록 구성된다. y축 방향으로 본체블럭(51)의 정면에 밸브캡탈착부(53), 밸브연결부(54) 및 밸브포트얼라인부(56)가 구비된다. 본체블럭(51)의 내부에는 본체용실린더가 구비되며, 본체용실린더는 밸브캡탈착부(53) 및 밸브연결부(54)를 밸브포트(94)까지 전진하기 위한 것이다. 즉, 본체용실린더는 밸브캡탈착부(53) 및 밸브연결부(54)를 본체블럭(51)에 대해 y축 방향으로 왕복 이동시킨다.

밸브캡탈착부(53) 및 밸브연결부(54)는 연결블럭(535)을 통해 서로 연결되며, y축 방향으로 함께 왕복 이동된다. 밸브캡탈착부(53) 및 밸브연결부(54)는 연결블럭(535)에서 y축 전방에 나란히 구비되며, 연결블럭(535)을 통해 x축 방향으로 소정거리 이격된 상태를 유지한다. y축 방향으로 본체블럭(51)의 후방에는 본체용회전모터(55)가 구비된다.

본체용회전모터(55)는 밸브캡탈착부(53)를 회전시켜 밸브캡을 가스용기(9)로부터 탈착시키고, 밸브연결부(54)를 회전시켜 밸브포트(94)를 배관구역에 연결 또는 연결해제시킨다. 즉, 본체용회전모터(55) 구동축에 감속기(551)가 연결되고, 감속기(551)의 출력축에 베벨기어(552)(553)가 연결된다. 수직의 베벨기어(553)의 양측에는 한 쌍의 종동기어(554)(555)가 치합된다.

하나의 종동기어(554)는 밸브캡탈착부(53)와 동축(556)을 이루어 밸브캡탈착부(53)를 회전시킨다. 아울러, 다른 하나의 종동기어(555)는 밸브연결부(54)와 동축(557)을 이루어 밸브연결부(54)를 회전시킨다. 이러한 구성을 통해, 본체용회전모터(55)가 회전되면 밸브캡탈착부(53) 및 밸브연결부(54)는 함께 회전되어, 밸브캡을 가스용기(9)로부터 탈착시키거나 밸브포트(94)를 배관구역에 연결 또는 연결해제시킨다.

밸브캡탈착부(53)는 대략 원형관 형상으로 이루어지며, 내부에 밸브캡을 수용할 수 있도록 결합구가 형성된다. 밸브캡탈착부(53)의 결합구는 밸브캡의 형상에 대응되게 이루어지며, 예를 들어 밸브캡이 육각형상일 경우 밸브캡탈착부(53)의 결합구도 육각형상을 취한다. 또한, 밸브캡탈착부(53)의 결합구는 전술한 본체용회전모터(55)에 의해 축선을 중심으로 회전된다.

밸브캡탈착부(53)가 가스용기(9)를 향해 y축 방향으로 전진하면, 밸브캡탈착부(53)의 결합구가 밸브포트(94)에 결합된 밸브캡에 맞물린다. 밸브캡탈착부(53)의 결합구와 밸브캡이 맞물린 상태에서 본체용회전모터(55)가 일방향으로 회전되면, 밸브캡탈착부(53)의 결합구가 일방향으로 회전되어 밸브캡이 가스용기(9)의 밸브포트(94)로부터 분리된 후 밸브캡탈착부(53)의 결합구에 고정된 상태로 가스용기(9)의 가스 공급이 모두 완료되어 가스용기(9)가 교체될 때까지 보관된다. 이후에, 밸브캡탈착부(53)는 y축 방향으로 후진 및 기타 구동 동작들을 수행한다. 세부 작동 순서는 이후에 다시 상세히 설명할 것이다.

아울러, 가스가 모두 소진되어 가스용기(9)의 교체시 밸브캡을 갖고 있는 밸브캡탈착부(53)가 가스용기(9)를 향해 y축 방향으로 전진한다. 본체용회전모터(55)가 타방향으로 회전되면, 밸브캡탈착부(53)의 결합구 및 밸브캡이 타방향으로 회전되어 밸브캡이 가스용기(9)의 밸브포트(94)에 체결되고, 밸브캡탈착부(53)가 y축 방향으로 후진하여 밸브캡과 분리된다.

밸브연결부(54)는 원형관(541) 및 포트체결구(543)로 구성된다. 원형관(541)은 대략 원형관 형상으로 이루어지며, y축 전방에 포트체결구(543)가 회전 가능하게 구비된다. 포트체결구(543)는 밸브캡과 대응되는 형상으로 이루어지며, 전면에 가스켓(92)이 장착되는 가스켓장착구(542)가 형성된다. 밸브포트(94)와 포트체결구(543)가 체결되면, 가스배관(549)과 연결된 밸브연결부(54)의 내부유로가 가스용기(9)의 내부와 연통된다. 또한, 가스배관(549)은 가스캐비닛(90)의 배관구역과 연결된다.

밸브연결부(54)가 가스용기(9)를 향해 y축 방향으로 전진한 후 본체용회전모터(55)가 일방향으로 회전되면, 포트체결구(543)가 일방향으로 회전되어 포트체결구(543)가 가스용기(9)의 밸브포트(94)에 체결된다. 한편, 가스가 모두 소진되어 가스용기(9)의 교체시 본체용회전모터(55)가 타방향으로 회전되면, 포트체결구(543)가 타방향으로 회전된 후 밸브연결부(54)가 y축 방향으로 후진하여 포트체결구(543)가 가스용기(9)의 밸브포트(94)로부 분리된다.

밸브포트얼라인부(56)는 얼라인핑거(561) 및 핑거구동부(562)를 구비한다. 얼라인핑거(561)는 x축 방향으로 이격된 한 쌍으로 이루어지며, x축 방향으로 밸브캡탈착부(53)의 양측에서 x축 방향으로 슬라이딩 가능하게 구성된다. 핑거구동부(562)는 얼라인핑거(561)를 오므림 또는 벌림 구동시키는 것으로서, 실린더 구조로 이루어질 수 있다.

한 쌍의 얼라인핑거(561)는 y축 방향으로 밸브캡탈착부(53)의 전방에 구비되며, 서로 마주하는 면에 유선형으로 굴곡된 환형홈(563)이 형성된다. 한 쌍의 얼라인핑거(561)가 오므려지면 서로 마주하는 환형홈(563)이 하나의 반원 형태를 이루어 가스용기(9)의 밸브포트(94)를 정렬시킨다. 즉, 한 쌍의 얼라인핑거(561)가 오므려질 때, 얼라인핑거(561)가 가스용기(9)를 가스용기(9)의 축선을 중심으로 회전시켜 밸브포트(94)를 밸브캡탈착부(53)에 정위치시킨다.

본체부(5)는 x축 방향으로 왕복 이동됨에 따라, 가스용기(9)의 밸브포트(94)가 밸브캡탈착부(53)와 마주하거나 밸브연결부(54)와 마주하게 된다. 한편, 본체부(5)는 핸들조작부(52)와, 핸들구동모터(57) 및 핸들조작부실린더(58)를 더 구비한다. 핸들조작부(52)는 본체부(5)의 상부에 배치되어 가스용기(9)의 밸브핸들(93)을 회전시킨다. 핸들구동모터(57)는 핸들조작부(52)에 회전 동력을 제공하며, 핸들조작부실린더(58)는 핸들조작부(52)를 y축 방향으로 이동시킨다.

더욱 상세하게는, 본체블럭(51)의 상부에 핸들조작부실리더(58)가 고정 결합된다. 핸들조작부실린더(58)의 로드(581)는 핸들조작블럭(582)에 연결되어, 핸들조작블럭(582)이 본체블럭(51)에 대해 y축 방향으로 전후진한다. 핸들조작블럭(582)에는 핸들구동모터(57)가 고정 결합된다. 핸들구동모터(57)의 구동축에 감속기(571)가 연결되며, 감속기(571)의 출력축은 기어박스(572)를 통해 핸들조작부(52)와 연결된다. 핸들구동모터(57)의 회전에 의해 핸들조작부(52)가 회전되어, 가스용기(9)의 핸들(93)을 회전시킨다.

메인구동부(6)는 본체부(5)를 구동시켜 밸브캡탈착부(53) 및 밸브연결부(54)를 x축, y축 및 z축 방향으로 이동시킨다. 메인구동부(6)는 본체부(5)를 x축으로 이동시키는 x축 구동부(62)와, 본체부(5)를 y축으로 이동시키는 y축 구동부(64)와, 본체부(5)를 z축으로 이동시키는 z축 구동부(66)를 포함한다. 메인구동부(6)는 가스캐비닛(90)에 설치된 베이스(61)의 상부에 배치된다.

더욱 상세하게는, 베이스(61)의 상부에는 x축 방향으로 길게 LM가이드(623)가 결합되며, LM가이드(623)에 슬라이더(624)가 x축 방향으로 슬라이딩 가능하게 연결된다. 슬라이더(624)의 상부에는 x축블럭(63)이 결합되어, x축블럭(63)은 베이스(61)에 대해 x축 방향으로 슬라이딩 이동 가능하다. x축 구동부(62)는 x축블럭(63)을 구동시키는 동력을 제공하는 x축실린더(621)(622)를 구비한다. x축실린더(621)(622)는 동일 스트로크 대비 비교적 협소한 공간에도 설치 가능한 로드리스 실린더(Rodless Cylinder) 구성될 수 있으며, 하나의 실린더(621)는 베이스(61) 측에 결합되고 다른 하나의 실린더(622)는 x축블럭(63)에 결합된다.

x축블럭(63)의 상부에는 y축실린더(641)가 고정 결합된다. y축실린더(641)의 로드에는 y축브라켓(642)이 연결되며, y축브라켓(642)에 y축블럭(65)이 결합된다. y축브라켓(642)은 x축블럭(63)에 LM가이드 및 슬라이더를 통해 y축 방향으로 슬라이딩 가능하게 연결된다. 결국, y축 구동부(64)는 y축블럭(65)을 구동시키는 동력을 제공하는 y축실린더(641)를 구비하여, y축블럭(65)은 x축블럭(63)에 대해 y축 방향으로 슬라이딩 구동된다.

y축블럭(65)의 상부에는 z축실린더(661)에 고정 결합된다. z축실린더(661)의 로드에는 z축블럭(67)이 연결되며, z축블럭(67)은 LM가이드 및 슬라이더(662)를 통해 y축블럭(65)에 대해 z축 방향으로 슬라이딩 가능하다. 결국, z축 구동부(66)는 z축블럭(67)을 구동시키는 동력을 제공하는 z축실린더(661)를 구비하여, z축블럭(67)이 y축블럭(65)에 대해 z축 방향으로 슬라이딩 구동된다.

도 27 내지 도 34를 더 참조하면, 가스켓교체모듈(7)은 밸브연결부(54)로부터 사용된 가스켓(92)을 제거하고 밸브연결부(54)에 새로운 가스켓(92)을 장착하여 가스켓 교체작업을 자동으로 수행하는 기능을 한다. 가스켓교체모듈(7)은 교체모듈베이스(76)와, 메인블럭(77)과, 메인블럭실린더(75)와, 매거진(71) 및 그립부(78)를 포함한다. 교체모듈베이스(76)는 가스캐비닛(90) 측에 고정 설치되는 몸체(761)를 구비하며, 몸체(761)의 일측에 메인블록실린더(75)가 결합된다.

메인블럭실린더(75)는 메인블럭(77)을 y축 방향으로 전후진시키는 동력을 제공한다. 메인블럭실린더(75)의 로드(751)는 슬라이더(754)에 연결되며, 슬라이더(754)는 메인블럭실린더(75)에 대해 y축 방향으로 슬라이딩 가능하게 연결된다. y축 방향으로 슬라이더(754)의 전방에 체결블럭(752)이 결합되며, 체결블럭(752)은 메인블럭(77)과 일체로 형성되거나 메인블럭(77)에 결합된다. 결국, 메인블럭실린더(75)의 작동에 의해 메인블럭(77)은 y축 방향으로 전후진 구동된다.

메인블럭(77)은 진공피스톤(771) 및 콜렉트피스톤(772)을 구비한다. 진공피스톤(771)은 y축 방향으로 전후진되며 가스켓(92)을 진공으로 흡착하여 파지하는 기능을 한다. 콜렉트피스톤(772)은 y축 방향으로 전후진되며 가스켓(92) 내경에 삽입되어 가스켓(92)을 파지하는 기능을 한다. 또한, 메인블럭(77)에는 진공피스톤(771)을 전후진시키기 위한 진공실린더실(798)과 콜렉트피스톤(772)을 전후진시키기 위한 콜렉트실린더실(797)이 형성된다. 콜렉트실린더실(797)은 진공실린더실(798)의 후방에 구획 형성된다.

진공피스톤(771)은 진공실린더실(798)에 y축 방향으로 슬라이딩 가능하게 구비되며, 접촉부에는 씰링을 수행하는 O-링 등의 씰(Seal: O)이 구비된다. 진공실린더실(798)의 일측에는 진공피스톤(771)을 전진시키기 위한 제1 에어포트(775) 및 진공피스톤(771)을 후진시키기 위한 제2 에어포트(776)가 형성된다. 진공피스톤(771)은 진공실린더실(798)에서 왕복 이동하는 피스톤과, 피스톤에서 y축 전방으로 일체로 연장된 로드로 구성된다. 진공피스톤(771)의 로드는 메인블럭(77)을 관통하여 y축 전방을 향해 돌출 연장된다.

또한, 진공피스톤(771)의 로드에는 진공라인(754)이 형성된다. 진공라인(754)은 진공피스톤(771)의 로드 단부까지 연장 형성된다. 아울러, 진공라인(754)은 메인블럭(77)에 형성된 진공라인(796)에 연결되며, 메인블럭(77)의 진공라인(796)은 진공포트(756)에 연결된다. 따라서, 진공포트(756)를 통해 진공라인(796)(754)에 진공이 인가되면 진공피스톤(771)의 로드 단부에 위치한 가스켓(92)이 진공 흡착된다. 진공피스톤(771)의 진공라인(754)은 진공피스톤(771)이 전후진할 때 상시 메인블럭(77)의 진공라인(796)에 연결되도록 구성된다. 이를 위해, 메인블럭(77)의 진공라인(796)은 진공피스톤(771)의 슬라이딩폭을 고려해 충분한 길이로 슬라이딩 방향으로 연장 형성된다.

콜렉트피스톤(772)은 콜렉트실린더실(797)에 y축 방향으로 슬라이딩 가능하게 구비되며, 접촉부에는 씰링을 수행하는 O-링 등의 씰(Seal: O)이 구비된다. 콜렉트실린더실(797)의 일측에는 콜렉트피스톤(772)을 전진시키기 위한 제1 에어포트(773) 및 콜렉트피스톤(772)을 후진시키기 위한 제2 에어포트(774)가 형성된다. 콜렉트피스톤(772)은 콜렉트실린더실(797)에서 왕복 이동하는 피스톤과, 피스톤에서 y축 전방으로 일체로 연장된 로드(778)를 구비한다.

또한, 콜렉트피스톤(772)은 진공피스톤(771)과 동축상에 위치하며, 진공피스톤(771)을 관통하여 전후진 가능하게 이루어진다. 즉, 콜렉트피스톤(772)의 로드(778)는 진공피스톤(771)의 내측까지 연장되고, 로드(778)의 단부에 콜렉트코어(779)가 결합된다. 콜렉트피스톤(772)의 로드(778) 및 콜렉트코어(779)는 일체로 진공피스톤(771)을 관통하여 전후진된다.

아울러, 콜렉트피스톤(772)은 콜렉트외관(758) 및 콜렉트코어(779)를 구비한다. 콜렉트외관(758)은 진공피스톤(771)의 단부에 돌출되게 결합되며, 가스켓(92)의 내경에 삽입된다. 콜렉트코어(779)는 콜렉트외관(758)을 관통하여 전후진되며, 외주면에 단부로 갈수록 직경이 커지도록 테이퍼(757)가 형성된다. 콜렉트코어(779)가 전후진함에 따라 콜렉트코어(779)의 단부(759)는 전후진 방향(y축 방향)으로 콜렉트외관(758) 내측으로 인입되거나 외측으로 인출된다. 콜렉트코어(779)의 단부(759) 중심에는 조립용 드라이버홈(792)이 형성된다.

콜렉트외관(758)은 콜렉트코어(779)가 관통되도록 원형관 형상으로 이루어진다. y축 방향으로 콜렉트외관(758)의 일측 단부에는 콜렉트외관고정용블럭(795)이 구비되고 나사(794) 결합되며, 타측 단부는 진공피스톤(771)의 단부보다 돌출되게 구성된다. 콜렉트외관(758)의 타측 단부 부위는 진공피스톤(771)의 내경과의 사이에 미세틈(793)을 형성한다. 아울러, 콜렉트외관(758)에 트임형상의 슬릿(789)이 형성된다. 슬릿(789)은 콜렉트코어(779)의 전후진 방향으로 일정 깊이 형성되며, 콜렉트외관(758)의 둘레를 따라 방사형으로 배치된다. 따라서, 콜렉트코어(779)의 전후진에 의해 콜렉트외관(758)의 외부 직경이 확대 또는 수축된다.

슬릿(789)은 도시된 것처럼 120°간격으로 3개 배치될 수 있으며, 2개, 4개 등 복수개로 형성될 수 있다. 슬릿(789) 및 미세틈(793)을 통해 콜렉트외관(758)은 진공피스톤(771) 내에서 미세하게 벌어져 확관 가능하다. 즉, 콜렉트외관(758)은 외력이 가해질 때 미세하게 벌어지고 자체 탄성복원력에 의해 원상태로 복귀하려는 힘이 작용된다. 결국, 콜렉트코어(779)가 후진시 테이퍼(757)에 의해 콜렉트코어(779)의 외주면이 콜렉트외관(758)의 내주면을 가압함으로써, 콜렉트외관(758)이 확관되어 가스켓(92)의 내경에 밀착됨으로써 가스켓(92)을 클램핑한다.

매거진(71)은 그립부(78)의 상부에 배치되어 가스켓(92)을 공급하는 기능을 한다. 매거진(71)은 교체모듈베이스(76)에 고정 결합되며, 매거진하우징(711)과, 하측스토퍼(713)와, 상측스토퍼(712) 및 이스케이프실린더를 구비한다. 매거진하우징(711)은 내부에 가스켓(92)을 일렬로 복수개 적층 가능하게 이루어진다. 매거진하우징(711)의 상단에는 가스켓투입구가 형성되고 하단에는 가스켓배출구가 형성된다. 이 경우, 가스켓(92)이 미리 장전된 매거진하우징(711)을 미리 준비하여, 필요시 매거진하우징(711)을 통체로 교체할 수도 있을 것이다.

하측스토퍼(713)는 매거진하우징(771)의 하단부에 전후진 가능하게 구비되어, 가스켓(92)의 낙하를 방지하거나 낙하시킨다. 상측스토퍼(712)는 하측스토퍼(713)의 상부에 구비되고, 전후진 가능하게 구비되어 가스켓(92)의 낙하를 방지하거나 낙하시킨다. 이스케이프실린더는 하측스토퍼(713) 및 상측스토퍼(712)를 구동시키는 동력을 제공한다.

이스케이프실린더는 상측스토퍼(712)를 구동시키는 제1 이스케이프실린더(73)와, 하측스토퍼(713)를 구동시키는 제2 이스케이프실린더(74)로 구성된다. 제1 이스케이프실린더(73)의 로드(731)는 상측스토퍼(712)에 연결되며, 제2 이스케이프실린더(74)의 로드(741)는 링크(745)를 통해 하측스토퍼(713)에 연결된다. 링크(745)를 통해 이스케이프실린더 간의 간섭 및 다른 구동실린더 간의 간섭을 방지하고 z축 방향 사이즈를 컴펙트하게 구성 가능하다.

도 43을 더 참조하면, 하측스토퍼(713)는 전진하고 상측스토퍼(712)가 후진하여 가스켓(92)이 하측스토퍼(713)까지 낙하한다. 이후에, 상측스토퍼(712)가 전진하여, 상측스토퍼(712)와 하측스토퍼(713) 사이에 위치한 가스켓(92)을 제외한 나머지 가스켓(92)들의 낙하를 방지한다. 이후에, 하측스토퍼(713)가 후진하여 상측스토퍼(712)와 하측스토퍼(713) 사이에 위치한 가스켓(92)만 낙하한다.

그립부(78)는 진공피스톤(771) 및 콜렉트피스톤(772)의 전방 그리고 매거진(71)의 하부에 배치된다. 그립부(78)는 매거진(71)에서 공급된 가스켓(92) 및 밸브연결부(54)에서 수거된 가스켓(92)을 그립(Grip)한다. 또한, 그립부(78)는 그립실린더(79) 및 한 쌍의 가이드그립(782)을 구비한다. 아울러, 그립실린더(79)는 교체모듈베이스(76)에 고정 결합되며, 하단에 로드(791)가 z축 방향으로 전후진 구동된다.

한 쌍의 가이드그립(782)은 그립실린더(79)에 의해 회전되어, 서로 오므림 또는 벌림 구동을 통해 가스켓(92)을 그립 또는 그립해제한다. 가이드그립(782)의 상부는 그립실린더(79)의 로드(791)에 핀 및 슬롯 구조 등을 통해 피봇축(717)을 중심으로 회전 가능하게 이루어진다. 그립부(78)는 그립실린더(79)의 로드(791)에 결합된 회전유도블럭(715)을 구비한다. 회전유도블럭(715)에는 양측면에 장공 형상으로 요입된 유도홈(716)이 형성된다. 아울러, 가이드그립(782)에는 유도홈(716)에 삽입되는 가이드핀(783)이 구비된다.

따라서, 그립실린더(79)의 로드(791)가 하강하면 회전유도블럭(715)이 함께 하강하고 가이드핀(783)이 유도홈(716)에 안내되어, 가이드그립(782)은 피봇축(717)을 중심으로 회전되어 한 쌍의 가이드그립(782)이 벌어진다. 또한, 로드(791)가 상승하면 회전유도블럭(715)이 함께 상승하고 가이드핀(783)이 유도홈(716)에 안내되어, 가이드그립(782)은 피봇축(717)을 중심으로 회전되어 한 쌍의 가이드그립(782)은 오므려진다. 한편, 그립부(78)의 하부에는 사용된 가스켓(92)을 수거하기 위한 수거함(781)이 구비된다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스용기 자동교체 장치는 가스용기 자동교체 장치의 작동을 제어하는 제어부를 구비한다. 제어부는 용기테이블(2)의 안착패드(29)의 센터 정렬 구동을 제어한다. 또한, 제어부는 용기핸들러(85)가 가스용기(9)를 안착패드(29)에 내려놓기 전에, 안착패드(29)의 센터 정렬을 수행한다. 아울러, 제어부는 밸브포트(94)에 밸브연결부(54)를 체결한 후 곧바로 핸들(93)을 회전시켜 밸브를 개방할 수도 있고, 시스템 신호에 의해 밸브의 개방 타임을 별도로 정하는 것도 가능하다.

또한, 제어부는 수직 및 수평 안내수단에 의해 정해진 용기핸들러(85)의 y축 이동거리를 기준으로 가스용기(9)와 안착패드(29)까지의 y축 거리를 오차범위를 만족하도록 설정한다. 전술한 것처럼, 안착패드(29)는 수평방향으로 이동 및 자유로이 회전 가능하게 구성되어, y축 거리의 오차를 효과적으로 보정가능하다. 또한, 제어부는 로드셀(25)을 통해 감지된 가스용기(9)의 하중을 기준값과 비교하는 로직을 수행하며, 감지된 가스용기(9)의 하중이 기준값 이하이면, 가스용기(9)의 교체를 수행하도록 제어 신호를 송신한다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스용기 자동교체 방법은 자동주행차량(8)이 교체할 가스용기(9)를 가스캐비닛(90)까지 자동으로 이송하는 단계와, 용기테이블(2)이 안착패드(29)를 센터 정렬하는 단계와, 가스용기(9)를 용기테이블(2)에 안착시켜 로딩하는 단계와, 안착패드(29)를 수평방향으로 이동 및 자유로이 회전 가능하도록 하여 자유도를 주는 단계와, 용기파지부(4)가 가스용기(9)의 외주면을 파지하는 단계와, 상부캡탈착부(3)가 가스용기(9)의 상부캡(91)을 파지하는 단계와, 구동롤러(42)가 회전되어 가스용기(9)를 가스용기(9)의 축선을 중심으로 회전시켜 가스용기(9)로부터 상부캡(91)을 분리하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스용기 자동교체 방법은 상부캡(91)을 분리하는 단계 이후에, 밸브포트얼라인부(56)를 통해 가스용기(9)를 회전시켜 밸브포트(94)를 밸브캡탈착부(53)에 정렬하는 단계와, 밸브캡탈착부(53)를 통해 가스용기(9)의 밸브포트(94)를 덮고 있는 밸브캡을 가스용기(9)로부터 분리하는 단계와, 밸브연결부(54)로부터 사용된 가스켓(92)을 제거하고 밸브연결부(54)에 새로운 가스켓(92)을 장착하는 가스켓 교체단계와, 밸브연결부(54)를 통해 밸브포트(94)를 배관구역에 연결하는 단계와, 핸들조작부(52)를 통해 밸브핸들(93)을 회전시켜 밸브를 개방하고 가스를 공급하는 단계를 포함한다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스용기 자동교체 방법은 가스용기(9)에 충전된 가스가 모두 소진되어 로드셀(25)로 감지된 하중이 기준값 이하인 경우, 핸들조작부(52)를 통해 밸브핸들(93)을 회전시켜 사용이 완료된 가스용기(9)의 밸브를 폐쇄하는 단계와, 밸브연결부(54)를 통해 밸브포트(94)와 배관구역 간의 연결을 해제하는 단계와, 밸브캡탈착부(53)를 통해 밸브캡을 밸브포트(94)에 체결하는 단계와, 상부캡탈착부(3)를 통해 가스용기(9)에 상부캡(91)을 체결하는 단계와, 가스용기(9)를 가스캐비닛(90)으로부터 언로딩하는 단계와, 자동주행차량(8)이 교체된 가스용기(9)를 가스캐비닛(90)으로부터 언로딩한 후에 특정위치로 이송하는 단계를 포함한다.

이제, 도 35 내지 도 46을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스용기 자동교체 장치의 작동 예를 설명한다.

자동주행차량(8)이 운행되어 가스용기(9)를 장착할 가스캐비닛(90)의 앞까지 이동한다. 자동주행차량(8)이 가스캐비닛(90)까지 도달하면 또는 도달하기 전에 가스캐비닛(90)의 도어(99)가 자동으로 개방된다.

자동주행차량(8)의 용기핸들러(85)가 전진하여 가스용기(9)가 가스캐비닛(90)의 용기테이블(2)을 향해 전진한다. 이와 동시에, 용기테이블(2)은 안착패드(29)의 센터 정렬을 수행한다.

용기핸들러(85)가 완전히 전진되어 가스용기(9)가 용기테이블(2)에 안착된다. 가스용기(9)가 용기테이블(2)에 안착된 이후에는 용기테이블(2)의 안착패드(29)를 수평 이동 및 회전이 자유로운 상태가 되도록 한다. 이후에, 용기파지부(4)의 그립부(41)가 가스용기(9)의 외주면을 파지하여 그립한다.

캡파지모듈(35)은 점선과 같이 가스캐비닛(90)의 측면에 밀착되어 있다가 대략 90°회전되어 가스용기(9)의 상부캡(91)의 직상부에 위치한다. 이후에, 캡파지모듈(35)이 하강하고 핑거(352)가 오므려져 상부캡(91)을 파지한다.

캡파지모듈(35)이 상부캡(91)을 파지한 상태로 구동롤러(42)가 회전되어 가스용기(9)를 회전시킴으로써 상부캡(91)이 가스용기(9)에서 분리된다. 이후에, 캡파지모듈(35)이 상승하고 대략 90°회전되어 원래 위치인 가스캐비닛(90)의 측면으로 복귀한다. 이는 가스캐비닛의 배관구역의 시야확보 및 조작접근성을 확보하기 위해서이다.

구동롤러(42)가 회전되어 가스용기(9)를 회전시킴으로써, 가스용기(9)의 밸브포트(94)가 밸브캡탈착부(53)에 위치하도록 대략의 위치를 맞춘다. 이후에, 본체부(5)가 y축 방향으로 전진한다.

본체부(5)가 z축 방향으로 하강하여, 한 쌍의 얼라인핑거(561) 사이에 가스용기(9)의 밸브포트(94)가 위치한다. 이후에, 얼라인핑거(561)가 오므려져 밸브포트(94)가 밸브캡탈착부(53)의 정위치에 얼라인된 후, 얼라인핑거(561)는 다시 원위치로 벌어진다.

밸브캡탈착부(53) 및 밸브연결부(54)는 y축 방향으로 밸브포트(94)를 향해 전진한다. 이후에, 밸브연결부(54)에 장착된 사용된 가스켓(92)은 새로운 가스켓(92)으로 교체된다.

밸브연결부(54)의 가스켓 교체작업과 동시에, 밸브캡탈착부(53)는 회전되어 밸브포트(94)에 결합된 밸브캡이 가스용기(9)로부터 분리되고 밸브캡탈착부(53)에 결합된다. 이후에, 밸브캡탈착부(53) 및 밸브연결부(54)는 y축 방향으로 후진한 후, 본체부(5)가 z축 방향으로 상승한 후 x축 방향으로 이동하여 밸브포트(94)와 밸브연결부(54)가 마주한다.

핸들조작부실린더(58)에 의해 핸들조작부(52)가 전진하고, 본체부(5)는 z축 방향으로 하강한다. 이후에, 밸브캡탈착부(53) 및 밸브연결부(54)는 y축 방향으로 밸브포트(94)를 향해 전진한다.

밸브연결부(54)의 포트체결구(543)가 회전되어 밸브연결부(54)와 가스용기(9)의 밸브포트(94)가 체결된다. 이후에, 핸들조작부(52)가 회전되어 가스용기(9)의 밸브가 개방됨으로써 가스 공급이 이루어진다.

지금까지 본 발명에 따른 가스용기 자동교체 장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

1: 가스용기 자동교체 장치
2: 용기테이블 21: 가이드부재
211: 가이드홈 212: 테이블본체
213: 승강홈 23: 슬라이드테이블
24: 센터피스톤 241: 플런저
25: 로드셀 233: 수용홈
29: 안착패드
3: 상부캡탈착부 32: 캡승강실린더
33: 회전구동부 334: 회전암
35: 캡파지모듈 352: 핑거
313: 캡승강블럭
4: 용기파지부 41: 그립부
411: 용기그리퍼 42: 구동롤러
421: 아이들롤러 43: 롤러회전모터
44: 그립구동부 47: 그리퍼링크
5: 본체부 51: 본체블럭
52: 핸들조작부 53: 밸브캡탈착부
54: 밸브연결부 55: 본체용회전모터
56: 밸브포트얼라인부 561: 얼라인핑거
57: 핸들구동모터 58: 핸들조작부실린더
6: 메인구동부 61: 베이스
62: x축 구동부 64: y축 구동부
66: z축 구동부
7: 가스켓교체모듈 71: 매거진
712: 상측스토퍼 713: 하측스토퍼
73: 제1 이스케이프실린더
74: 제2 이스케이프실린더
75: 블록실린더 76: 교체모듈베이스
77: 메인블럭 771: 진공피스톤
772: 콜렉트피스톤 757: 테이퍼
758: 콜렉트외관 779: 콜렉트코어
78: 그립부 781: 수거함
782: 가이드그립
8: 자동주행차량 81: 주행부본체
821: 슬롯 85: 용기핸들러
9: 가스용기 90: 가스캐비닛
91: 상부캡 92: 가스켓
93: 핸들 94: 밸브포트

Claims

가스용기를 가스캐비닛에 이송하는 자동주행차량을 포함하는 가스용기 자동교체 장치에 있어서,
상기 자동주행차량은:
가스용기를 파지 및 파지해제하는 용기핸들러;
상기 용기핸들러를 수직 및 수평 구동시켜 가스용기를 가스캐비닛으로 로딩 및 언로딩하는 하나의 동력원; 및
하나의 동력원으로 용기핸들러의 수직 및 수평 구동을 모두 가능하게 안내하는 수직 및 수평 안내수단을 구비하고,
상기 수직 및 수평 안내수단은 용기핸들러에 구비된 슬라이드봉을 슬라이딩 가능하게 안내하는 장공 형상의 슬롯을 구비하며,
상기 슬롯은 용기핸들러를 수직 이동시키는 경사구간과 용기핸들러를 수평 이동시키는 수평구간으로 구성되는 가스용기 자동교체 장치.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 경사구간은, 수평구간의 양측에 형성되며, 용기핸들러를 상승시키는 상승경사구간과 용기핸들러를 하강시키는 하강경사구간으로 구성되는 가스용기 자동교체 장치.
제1 항 또는 제3 항에 있어서,
상기 자동주행차량은:
복수개의 바퀴를 갖고 주행 가능하게 이루어진 주행부본체; 및
가스용기의 바닥면을 안착시키는 안착판이 구비되며 상기 주행부본체에 결합되는 핸들러지지부를 구비하며,
상기 핸들러지지부의 양측에 상기 슬롯이 y축 방향으로 연장 형성된 가스용기 자동교체 장치.
제1 항 또는 제3 항에 있어서,
상기 자동주행차량은:
주행부본체에 대해 y축 방향으로 슬라이딩 이동 가능한 y축이동체;
상기 주행부본체와 y축이동체 사이에 연결되어, 상기 용기핸들러를 y축 방향으로 슬라이딩 가능하게 안내하는 y축안내부;
상기 y축이동체에 대해 수직 방향으로 슬라이딩 이동 가능한 z축이동체;
상기 y축이동체와 z축이동체 사이에 연결되어, 상기 용기핸들러를 z축 방향으로 슬라이딩 가능하게 안내하는 z축안내부를 구비하며,
상기 용기핸들러는 z축이동체에 연결되는 가스용기 자동교체 장치.
제5 항에 있어서,
상기 용기핸들러는:
상기 z축이동체에 대해 x축 방향으로 슬라이딩 이동 가능하며 가스용기의 외주면을 밀착하여 파지하는 한 쌍의 핸들러그립; 및
상기 한 쌍의 핸들러그립을 오므림 또는 벌림 구동시키는 핸들러그립구동부를 구비하는 가스용기 자동교체 장치.
제1 항에 있어서,
가스캐비닛의 하부에 구비되고 가스용기의 바닥면이 안착되는 용기테이블을 포함하고, 상기 용기테이블은 가스용기를 안착시키는 안착패드를 구비하며,
상기 용기테이블은 안착패드가 수평방향으로 정위치에 위치하도록 안착패드를 센터 정렬시키는 가스용기 자동교체 장치.
제7 항에 있어서,
상기 안착패드의 센터 정렬 구동을 제어하는 제어부가 구비되며,
상기 제어부는 용기핸들러가 가스용기를 안착패드에 내려놓기 전에 안착패드의 센터 정렬을 수행하는 가스용기 자동교체 장치.
제7 항에 있어서,
수직 및 수평 안내수단에 의해 정해진 용기핸들러의 y축 이동거리를 기준으로 가스용기와 안착패드까지의 y축 거리를 오차범위를 만족하도록 설정하는 제어부를 구비하고,
상기 안착패드는 수평방향으로 이동 및 자유로이 회전 가능하게 구성되어 y축 거리의 오차를 보정하는 가스용기 자동교체 장치.