KR102529674B1 - 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치 - Google Patents

Abstract

용기의 인덱싱, 파지, 이송, 캡 탈착, 반전 및 정립 회전, 세정 등 일련의 작업을 완전 자동화할 수 있는 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치가 개시된다. 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치는 용기가 대기되는 버퍼챔버와 용기가 세정되는 세정챔버를 갖는 본체부; 상기 세정챔버에 구비되고, 용기를 파지 및 파지해제하는 그립부; 및 상기 그립부를 이동시켜 용기를 버퍼챔버와 세정챔버 사이에서 이동시키는 용기구동모듈을 포함하며, 상기 그립부는, 용기를 진공흡착식으로 파지한다.

Description

샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치{APPARATUS FOR AUTOMATIC EMPTYING, CLEANING AND DRYING OF SAMPLE BOTTLE}

본 발명은 케미컬 분석이 종료된 샘플용기에 잔류된 케미컬을 비우고 이를 순수로 세정하며 건조하는 과정을 자동으로 수행하여 무인운행이 가능한 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 케미컬 분석이 종료된 샘플용기는 위험한 케미컬(화학용액)이 용기안에 잔류되어 있어, 이를 폐기하거나 다음의 샘플작업을 위하여 이를 비우고 세정 건조하는 과정이 필요하다. 케미컬(Chemical)은 화학산업이 만들어내는 인공의 물질로서, 반도체 산업, 의약품 산업 등 다양한 산업분야에서 사용된다. 예를 들어, 반도체 소자 생산공정에서는 다양한 종류의 케미컬이 사용되고 있으며, 케미컬의 순도저하는 반도체 소자의 불량 발생의 원인이 되어 생산수율에 큰 영향을 미친다.

따라서, 케미컬의 농도, 성분 등과 같은 특성을 확인하기 위해, 용기에 일정량의 케미컬(화학용액) 샘플을 채취한 후 분석작업이 수행된다. 이러한 케미컬의 샘플링은 수작업에 의해 수행되거나 샘플링 장치에 의해 수행된다.

예를 들어, 수작업의 샘플링 과정을 설명하면, 작업자는 용기에서 캡을 열어 작업대에 놓고 샘플 채취전 세정액 또는 샘플링할 케미컬을 용기에 넣은 후 캡을 닫고 흔들어 세정한 후에, 다시 용기에서 캡을 열어 세정액을 버리고 용기에 케미컬 샘플을 채취한다. 이후에, 캡을 닫고 작업대에서 케미컬이 채워진 용기를 수거하여 케미컬 분석 장소로 운반한다.

분석작업을 위하여 샘플용기안의 케미컬의 일부를 채취한 후 캡을 닫고 처리 과정(비움, 세정, 건조)을 거친 다음 샘플 작업에 투입하거나 폐기하게 된다. 샘플링 직전에 샘플을 담을 용기 및 캡은 반드시 세정될 것이 요구된다.

전술한 수작업에 의한 용기 세정작업은 인력의 소모가 크고 작업자가 케미컬에 직접 노출될 확률이 높으며 작업자의 부주의에 의해 용기의 내외부 또는 캡의 내외부 또는 채취된 케미컬 자체가 오염되어 샘플의 신뢰성이 저하될 뿐 아니라, 세정품질의 비균질 등의 문제가 발생한다. 무엇보다, 용기에 남은 잔류 물질이 독성을 가질경우 안전사고가 발생하면 인체에 치명적일 수 있다.

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 용기의 인덱싱, 파지, 이송, 캡 탈착, 반전 및 정립 회전, 세정 등 일련의 작업을 완전 자동화할 수 있는 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치를 제공한다.

또한, 본 발명에서는 외력에 의한 용기의 변형을 방지하면서도 안정적인 고정력을 제공할 수 있도록 개선된 용기파지 수단을 갖는 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치를 제공한다.

또한, 본 발명에서는 완전 자동화된 일련의 용기 세정 작업을 위한 용기의 이송과 반전 및 정립 회전 등을 구현하면서도 용기의 안정적인 파지를 지속하며 구동을 수행할 수 있는 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치는 용기가 대기되는 버퍼챔버와 용기가 세정되는 세정챔버를 갖는 본체부; 상기 세정챔버에 구비되고, 용기를 파지 및 파지해제하는 그립부; 및 상기 그립부를 이동시켜 용기를 버퍼챔버와 세정챔버 사이에서 이동시키는 용기구동모듈을 포함하며, 상기 그립부는, 용기를 진공흡착식으로 파지한다.

상기 그립부를 상하 방향으로 회전시켜 용기를 정립 또는 반전시키는 동력을 제공하는 반전모터; 일측이 그립부에 결합되고 타측이 상기 반전모터에 연결되어 축선을 중심으로 회전되는 작동축; 및 상기 작동축을 수평 이동시켜 그립부를 전후진시키는 이송용구동수단을 포함한다.

상기 그립부는 용기의 외주면을 흡착하는 복수개의 진공패드와 상기 진공패드와 연통하는 진공라인이 형성된 그립퍼몸체를 구비하며, 상기 작동축의 내부에 그립부의 진공라인과 연통하는 진공라인이 형성된다.

상기 세정챔버의 일측에 머신챔버가 종격벽에 의해 구획 형성되고, 상기 반전모터 및 이송용구동수단은 머신챔버에 배치되며, 상기 작동축은 종격벽을 관통하여 그립부와 반전모터 사이를 연결한다.

상기 버퍼챔버에 구비되어 복수개의 용기를 수용할 수 있도록 구성된 인덱스부; 및 상기 세정챔버에 구비되어 용기로부터 캡을 분리 및 체결하고 캡을 파지한 상태로 승강하도록 구성된 캡탈착부를 포함한다.

상기 세정챔버에 위치한 내부 세정이 완료된 용기 및 캡의 외부에 세정액 또는 에어를 분사하는 외부세정모듈을 포함하며, 상기 외부세정모듈은 세정챔버에 구비되고, 상기 인덱스부와 캡탈착부 사이에 배치된다.

상기 세정챔버에는, 용기의 내부를 세정하는 용기내부 세정위치와, 캡의 내부를 세정하는 캡내부 세정위치와, 캡과 결합된 용기의 외부를 세정하는 외부 세정위치가 형성된다.

용기와 캡에 세정액 또는 에어를 상향 분사하여 세정 또는 건조를 수행하는 상향노즐을 구비한다.

상기 본체부는 버퍼챔버 또는 세정챔버에 대해 구획 형성된 머신챔버를 구비하고, 상기 머신챔버와 버퍼챔버 또는 세정챔버 사이의 구동력 전달 수단들이 원형축 또는 원형관의 형태로 이루어지며, 각 챔버간 기밀을 수행하는 밀봉수단을 갖는다.

본 발명에 따른 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치는 진공흡착 방식에 의해 용기를 파지 및 파지해제함에 따라, 외력에 의한 용기의 변형이 방지되고 안정적이며 강한 고정력을 갖는 매우 유용한 발명이다.

또한, 용기의 로딩(장입) 및 언로딩(수거)를 제외한 모든 공정을 완전 자동화함에 따라 작업자의 인력을 대폭 감소시키고, 챔버 내의 완전 밀봉 구조를 통해 작업자가 안전한 환경에서 간소화된 복장으로 작업 가능하다.

아울러, D.I.W(De-Ionized Water-초순수)를 이용한 세정과 CDA(Clean Dry Air-청정건조 압축공기)를 이용한 건조의 상향 분사구조를 통해 용기 및 캡의 세정시 세정과 동시에 분사액이 하부로 배출되어 분사액을 배출하기 위한 별도의 공정을 수행할 필요가 없다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치의 정면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치의 평면도이고,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치의 내부 구성들을 도시한 사시도이며,
도 6 및 도 7은 도 4 및 도 5에서 벽을 제거한 상태를 도시한 사시도이고,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인덱스부를 도시한 사시도이며,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인덱스부를 도시한 측면도이고,
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡탈착부를 도시한 사시도이며,
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡탈착부 일부의 분리 사시도이고,
도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그립부 및 용기구동모듈을 도시한 사시도이며,
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 외부세정모듈을 도시한 사시도이고,
도 16 내지 도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치의 작동 과정을 설명한 것이다.

이하 첨부된 도면에 따라서 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다. 이하의 설명에서, 도 1의 x축 방향이 좌우 방향이고, y축 방향이 전후 방향이며, z축 방향이 상하 방향이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치(100)는 케미컬 등의 용액을 채취하기 전 용기(Bottle)를 자동으로 세정 및 건조하는 것으로서, 케미컬 제조공정, 저장 또는 이송 설비에서 사용될 수 있으며, 이외에도 다양한 산업 분야에 적용되어 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치(100)는 본체부(10)와, 인덱스부(20)와, 캡탈착부(50)와, 그립부(35)와, 용기구동모듈(60)과, 외부세정모듈(80)을 포함하여 이루어진다.

본체부(10)는 용기(15)가 대기되는 버퍼챔버(110)와, 용기(15)가 세정되는 세정챔버(120)와, 버퍼챔버(110) 및 세정챔버(120)에 설치되는 구성들을 구동하기 위한 구동수단들이 설치된 머신챔버(130)를 구비한다. 버퍼챔버(110) 및 세정챔버(120)는 횡격벽(101)에 의해 머신챔버(130)에 대해 상하 방향으로 구획된다. 또한, 버퍼챔버(110)는 제1 종격벽(102)에 의해 세정챔버(120)에 대해 좌우 방향으로 구획된다. 아울러, 세정챔버(120)의 일측에 또 다른 머신챔버(130)가 제2 종격벽(104)에 의해 구획 형성된다.

횡격벽(101)은 횡방향으로 연장되어 상하 방향으로 공간을 구획하며, 종격벽(102,104)은 종방향으로 연장되어 좌우 방향으로 공간을 구획한다. 버퍼챔버(110), 세정챔버(120) 및 머신챔버(130)는 횡격벽(101)과 종격벽(102)에 의해, 그리고 동력전달수단의 원형봉 또는 원형관 형상에 의해, 그리고 오링 등의 씰링수단에 의해 각각 밀폐된 공간을 형성한다. 케미컬, 비산액, 흄 등은 각 챔버들의 부품들과 기계장치들을 부식시켜 변형을 유발할 수 있어, 각 챔버들 간의 씰링(Sealing) 성능은 장치의 내구성을 향상하고 외부 오염을 방지하는데 매우 중요한 요소이다.

본체부(10)는 대략 직육면체 형상의 케이스(103)를 구비하며, 케이스(103)의 내부 공간 중 상부 및 측면에는 머신챔버(130)가 배치되며, 버퍼챔버(110)와 세정챔버(120)는 수평 방향으로 나란하게 배치된다. 케이스(103)의 일측에는 배관챔버가 형성되며, 버퍼챔버(110)에 대응되는 케이스(103)의 전면에 용기(15)를 로딩 및 언로딩하기 위한 입출도어(115)가 구비된다. 케이스(103)의 전면에는 버퍼챔버(110), 세정챔버(120) 등의 내부 상태를 육안으로 확인하기 위한 투명재질의 윈도우(122)가 형성될 수 있다.

또한, 본체부(10)는 버퍼챔버(110)와 세정챔버(120) 사이를 연통 또는 폐쇄시키는 슬라이딩도어(11)를 구비한다. 슬라이딩도어(11)는 제1 종격벽(102)에 형성된 개구부에 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되며, 상기 개구부는 버퍼챔버(110)와 세정챔버(120) 사이를 연결하는 통로이다. 슬라이딩도어(11)가 상승하면 버퍼챔버(110)와 세정챔버(120) 사이는 연통되며, 슬라이딩도어(11)가 하강하면 버퍼챔버(110)와 세정챔버(120) 사이는 폐쇄된다.

슬라이딩도어(11)는 플레이트 형상으로 이루어지며, 도어승강실린더의 동력에 의해 슬라이딩 작동한다. 도어승강실린더는 z축 방향으로 구동하는 도어승강로드를 구비하며, 도어승강로드에 슬라이딩도어(11)가 결합된다. 도어승강실린더는 케이스(103)에 결합되어 고정된다. 슬라이딩도어(11)에 의해 버퍼챔버(110)와 세정챔버(120)는 밀폐되어 각각 독립된 공간을 형성함으로써, 챔버 간에 또는 챔버의 외부로 케미컬, 비산액, 흄 등이 이동하는 것을 방지한다.

도 8 및 도 9를 더 참조하면, 인덱스부(20)는 버퍼챔버(110)에 복수개의 용기(15)를 수용할 수 있도록 구성되고, 수용된 용기(15)를 수평 방향으로 일정각도씩 로테이션시켜 용기(15)를 원하는 위치로 이동시킨다.

인덱스부(20)는 버퍼챔버(110)에 설치되는 인덱스판(21)을 구비한다. 인덱스판(21)은 원형판 형상으로 이루어지며, 외주면에 용기(15)를 수용하는 용기안착홈(211)이 방사형으로 복수개 요입 형성된다. 용기안착홈(211)은 인덱스판(21)에 18°간격으로 20개 형성된다. 용기안착홈(211)은 2개. 4개, 8개, 16개 등으로 구성할 수 있으며, 20개 이상으로 구성하는 것도 가능하다. 용기안착홈(211)에 용기(15)와의 미끄럼을 방지하고 세정/건조시 해당 유체가 잘 통과할 수 있도록 요철이 형성될 수 있다. 용기안착홈(211)의 개수는 장치의 스케일 또는 샘플링 처리능력 등에 따라 적절히 가감할 수 있다.

인덱스판(21)은 본체부(10)에 형성된 하부벽(17)에 수평 방향으로 회전가능하게 연결된다. 이 경우, 수평 방향은 횡방향을 의미한다. 인덱스판(21)의 하부에는 복수개의 롤러(25)가 구비되어, 인덱스판(21)이 본체부(10)의 베이스(18)에 회전 가능하게 지지된다. 인덱스판(21)의 중심에는 원형단면을 갖는 인덱스샤프트(22)의 하단이 결합된다. 인덱스샤프트(22)는 인덱스판(21)에 회전 동력을 전달하는 동력전달수단으로서, 원형봉 형상으로 이루어지거나 내부가 중공인 원형관 형상으로 이루어진다.

인덱스샤프트(22)의 상단은 인덱스모터(23)에 연결되어, 인덱스모터(23)의 회전에 의해 인덱스샤프트(22) 및 인덱스판(21)이 일체로 회전된다. 인덱스모터(23)는 본체부(10)에 결합되며, 상측 머신챔버(130)에 배치된다. 인덱스샤프트(22)는 횡격벽(101)을 관통하며, 관통구에 베어링(24)이 결합되어 인덱스샤프트(22)가 베어링(24)에 회전 가능하게 지지된다. 베어링(24)과 횡격벽의 관통구 사이에는 오링이 결합된다. 인덱스모터(23)는 제어부에 의해 인덱스판(21)이 18°씩 회전되도록 제어될 수 있다.

도 10 내지 도 12를 더 참조하면, 캡탈착부(50)는 용기(15)로부터 캡(16)을 분리 및 체결하고, 캡(16)을 파지한 상태로 승강하도록 구성된다. 캡탈착부(50)는 좌우 방향으로 외부세정모듈(80)과 용기구동모듈(60) 사이에 배치된다. 용기(15)의 상부에 있는 마우스(주둥이)의 외주면과 캡(16)의 내주면에는 각각 나사산이 형성되어, 캡(16)을 용기(15)에 대해 정회전(시계방향 회전)하면 캡(16)이 용기(15)에 체결되고 캡(16)을 용기(15)에 대해 역회전(반 시계방향 회전)하면 캡(16)이 용기(15)로부터 분리된다.

캡탈착부(50)는 파지모듈(51)과, 파지실린더(52)와, 탈착회전관(53)과, 탈착모터(54)와, 승강모터(55)를 포함하여 이루어진다.

파지모듈(51)은 파지몸체(514)와 핑거(511)와 승강유닛(515)을 구비한다. 파지몸체(514)는 핑거(511)를 슬라이딩 안내하는 것으로서, 탈착회전관(53)의 하부를 결속하여 탈착회전관(53)과 결합된다. 파지몸체(514)의 상단에는 탈착회전관(53)을 삽입시켜 고정하기 위한 체결구(519)가 형성되며, 측면을 따라 방사형으로 3개의 핑거홈(518)이 형성된다. 핑거홈(518)은 핑거(511)의 슬라이드리브(513)를 사선 방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입시켜, 핑거(511)들이 오므라지고 벌어지게 한다.

핑거(511)는 3개 구비되어 캡(16)의 외주면을 파지하며, 일측면(내측면)이 용기(15)의 캡(16)의 외주면에 밀착되도록 캡(16)의 외주면에 대응되는 형상으로 유선형으로 이루어진다. 핑거(511)의 내측면에는 핑거(511)의 회전시 캡(16)과의 마찰을 높여 미끄러짐을 방지하기 위한 복수의 돌기(512)들이 형성된다. 핑거(511)의 상단에는 파지몸체(514)의 핑거홈(518)에 삽입되는 슬라이드리브(513)가 내측을 향해 일체로 형성된다. 슬라이드리브(513)에는 승강유닛(515)의 사선홈(516)에 슬라이딩 가능하게 연결되는 슬라이드돌기(517)가 형성된다.

승강유닛(515)은 회전중심에 파지실린더로드(521)의 하단이 결합되며, 핑거(511)에 연결되어 승강에 따라 핑거(511)를 파지몸체(514)에 대해 오므리거나 벌린다. 승강유닛(515)의 몸체는 파지몸체(514)에 형성된 핑거홈(518)의 위치에 대응되도록 3개 부위가 방사형으로 연장된 형상을 갖는다. 이 연장된 3개의 몸체에 각각 사선홈(516)이 사선 방향으로 형성되며 핑거(511)가 조립된다. 따라서, 파지실린더로드(521)와 함께 승강유닛(515)이 상승하면, 핑거(511)들은 사선홈(516)에 안내되어 파지몸체(514)의 핑거홈(518)을 따라 오므라지며 캡(16)을 파지한다. 반대로, 파지실린더로드(521)와 함께 승강유닛(515)이 하강하면, 핑거(511)들은 사선홈(516)에 안내되어 파지몸체(514)의 핑거홈(518)을 따라 벌어지며 캡(16)을 파지해제한다.

파지실린더(52)는 승강유닛(515)을 구동시켜 파지모듈(51)에 캡(16)의 파지 및 파지해제를 위한 동력을 제공하는 수단으로서, 지지블럭(56)에 결합된다. 파지실린더(52)는 상하 방향으로 슬라이딩 구동되는 파지실린더로드(521)를 구비한다. 파지실린더로드(521)의 하단은 탈착회전관(53)의 내부에서 횡격벽(101)을 관통하여 파지모듈(51)의 승강유닛(515)의 상단에 결합된다. 따라서, 파지실린더(52)가 구동되면, 파지실린더로드(521)는 파지실린더(52)에서 인입 또는 인출되어 승강유닛(515)이 상하 방향으로 이동된다.

탈착회전관(53)은 파지모듈(51)에 회전 동력을 전달하는 수단으로서, 내부가 중공인 원형관 형상으로 이루어진다. 이 경우, 파지실린더로드(521)는 탈착회전관(53)의 내부를 관통하여 파지실린더(52)와 파지모듈(51)의 승강유닛(515) 사이를 연결한다. 탈착회전관(53)의 하부는 파지모듈(51)의 파지몸체(514)에 결합되고, 상부는 지지블럭(56)에 회전 가능하게 연결된다. 이러한 구성을 통해, 파지실린더로드(521)는 탈착회전관(53) 내부에서 자유로이 상하 이동 가능함과 아울러 탈착회전관(53)은 자체로 축을 중심으로 회전 가능하다.

아울러, 탈착회전관(53)은 횡격벽(101)을 관통하며, 관통구에 베어링(57)이 결합되어 탈착회전관(53)이 베어링(57)에 회전 가능하게 지지된다. 탈착회전관(53)의 상부에는 종동기어(531)가 결합된다. 종동기어(531)는 구동기어(541)에 치합되며, 구동기어(541)는 탈착모터(54)의 회전축에 결합된다. 탈착모터(54)는 파지모듈(51)에 회전 동력을 제공하는 수단으로서, 지지블럭(56)에 결합된다.

탈착모터(54)의 회전에 의해 구동기어(541) 및 종동기어(531)가 회전되어, 탈착회전관(53) 및 파지모듈(51)은 일체로 회전된다. 탈착모터(54)가 일방향으로 회전되면 파지모듈(51)은 일방향으로 회전되어 용기(15)로부터 캡(16)을 분리하고, 탈착모터(54)가 타방향으로 회전되면 파지모듈(51)은 타방향으로 회전되어 용기(15)에 캡(16)을 체결한다. 이 경우, 탈착모터(54)의 작동과 동시에 승강모터(55)가 작동하여 파지모듈(51)은 회전과 동시에 승강된다.

승강모터(55)는 파지모듈(51)에 승강 동력을 제공하는 수단으로서, 고정프레임(58)에 결합된다. 고정프레임(58)은 본체부(10)의 내벽에 결합되거나 일체로 형성된다. 고정프레임(58)의 일측에는 고정블럭(581)이 결합되며, 고정블럭(581)에 스크류축(582)이 회전 가능하게 연결된다. 고정블럭(581)을 기준으로 스크류축(582)의 상부에는 종동풀리(584)가 결합되고, 고정블럭(581)을 기준으로 스크류축(582)의 하부에는 이동블럭(583)이 스크류 연결된다.

즉, 스크류축(582)은 고정블럭(581)에 대해 베어링 등을 통해 자유로이 회전 가능하게 지지되며, 이동블럭(583)이 승강하는 대응면에는 나사산이 형성된다. 승강모터(55)의 회전축에는 구동풀리(585)가 결합되며, 구동풀리(585)와 종동풀리(584)는 타이밍벨트(586)에 의해 연결된다. 이동블럭(583)은 지지블럭(56)의 수직벽(561)에 결합된다. 수직벽(561)은 지지블럭(56)에서 수직 방향으로 연장 형성된 것으로서, 지지블럭(56)에 결합되거나 일체로 형성된다. 수직벽(561)에는 슬라이더(562)가 결합되며, 횡격벽(101)에는 LM가이드(563)가 결합된다. LM가이드(563)는 상하 방향으로 연장 형성되어 횡격벽(101)의 상단과 케이스(103)의 내벽에 별도의 지지체에 의해 견고히 고정된다. 슬라이더(562)는 LM가이드(563)를 따라 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 연결된다.

도 13 및 도 14를 더 참조하면, 그립부(35)는 세정챔버(120)에 배치되어 용기(15)를 파지 및 파지해제한다. 그립부(35)는 그립퍼몸체(351)와 진공패드(354)를 구비하여 용기(15)의 외주면을 진공 흡착한다. 용기(15)와 마주하는 그립퍼몸체(351)의 일면에는 용기(15)의 외주면에 대응되는 형상으로 요입된 안착홈(352)이 형성된다. 그립퍼몸체(351)와 작동축(40)의 내부에는 진공패드(354)로 용기(15)를 흡착하기 위한 유로인 진공라인이 형성된다. 즉, 진공패드(354) 및 진공라인을 통해, 그립부(35)는 용기(15)를 진공흡착한다.

용기구동모듈(60)은 그립부(35)를 이동시켜 용기(15)를 버퍼챔버(110)와 세정챔버(120) 사이에서 이동시킨다. 또한, 용기구동모듈(60)은 용기(15)를 상하 방향으로 회전시켜 용기(15)를 정립 또는 반전시킨다. 용기구동모듈(60)은 반전모터(62)와, 작동축(40)과, 이송용구동수단을 포함한다.

반전모터(62)는 그립부(35)를 상하 방향으로 회전시켜 용기(15)를 정립 또는 반전시키는 동력을 제공한다. 작동축(40)은 일측이 그립부(35)에 결합되고 타측이 반전모터(62)에 연결되어 축선(Axis)을 중심으로 회전된다. 작동축(40)의 내부에는 그립부(35)의 진공라인과 연통하는 진공라인이 형성된다. 또한, 반전모터(62)의 일측에는 축연결 커플러(61)에 의하여 작동축(40)이 연결되어 있다.

이송용구동수단은 작동축(40)을 수평 이동시켜 그립부(35)를 수평 방향으로 전후진시킨다. 베이스(18)에는 지지판(65)이 체결되고, 지지판(65) 상부에 LM가이드(64)가 x축 방향으로 연장 형성된다. LM가이드(64)에 슬라이더(66)가 슬라이딩 가능하게 연결되며, 슬라이더(66)의 상부에 슬라이드블럭(63)이 결합된다. 슬라이드블럭(63)의 상부에는 반전모터(62) 및 축연결 커플러(61)가 일체로 결합되어, 슬라이드블럭(63)과 함께 작동축(40) 및 그립부(35)가 일체로 슬라이드 이동된다.

또한, 슬라이드블럭(63)은 스크류축(675)에 연결되며, 스크류축(675)은 구동풀리(672), 종동풀리(671) 및 벨트(673)에 의해 이송용구동수단에 연결되어 동력을 전달받는다. 한편, 반전모터(62) 및 이송용구동수단은 측면 머신챔버(130)에 배치되며, 작동축(40)은 제2 종격벽(104)을 관통하여 그립부(35)와 반전모터(62) 사이를 연결한다. 이러한 구성을 통해 세정챔버(120)는 완전한 기밀을 이루어 클린한 환경을 제공하고 그립부(35)가 원활히 슬라이드 전후진 및 상하 회전이 가능하다.

도 15를 더 참조하면, 외부세정모듈(80)은 세정챔버(120)에 위치한 내부 세정이 완료된 용기(15) 및 캡(16)의 외부에 탈이온수(De Ionized Water) 등의 세정액을 분사하여 세정을 수행하고 에어(CDA)를 분사하여 건조를 수행한다. 외부세정모듈(80)은 세정챔버(120)에 구비되고, 인덱스부(20)와 캡탈착부(50) 사이에 배치된다. 외부세정모듈(80)은 커버통(82) 및 세정부실린더(83)를 구비한다.

커버통(82)은 용기(15) 및 캡(16)의 외부를 감싸도록 구성되며, 내부에는 D.I.W 및 CDA를 공급하기 위한 노즐기구가 구비된다. 세정부실린더(83)는 브라켓(832)에 의해 본체부(10)에 결합되고, 세정부실린더(83)의 로드(831)에 승강판(833)이 결합되며, 승강판(833)에 승강축(84)이 결합된다. 커버통(82)의 상단은 승강축(84)에 결합되어, 세정부실린더(83)의 작동에 의해 노즐기구 및 커버통(82)이 함께 승강 구동된다.

세정챔버(120)에는 용기(15)의 내부를 세정하는 용기내부 세정위치(173)와, 캡(16)의 내부를 세정하는 캡내부 세정위치(172)와, 캡(16)과 결합된 용기(15)의 외부를 세정하는 외부 세정위치(171)가 형성된다. 외부 세정위치(171), 캡내부 세정위치(172), 용기내부 세정위치(173)는 인덱스부(20)에서 용기구동모듈(60)을 향해 순차로 배치된다. 또한, 외부 세정위치(171), 캡내부 세정위치(172), 용기내부 세정위치(173)에는 상향노즐이 구비된다. 상향노즐은 용기(15)와 캡(16)에 세정액 또는 에어를 상향 분사하여 세정 또는 건조를 수행한다. 이러한 상향 분사구조를 통해 용기(15) 및 캡(16)의 세정시 세정과 동시에 분사액이 하부로 배출되어 분사액을 배출하기 위한 별도의 공정을 수행할 필요가 없다.

도 16 내지 도 21을 더 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치의 작동을 순서대로 설명한다.

먼저, 본체부(10)의 입출도어(115)를 개방하고 용기(15)를 인덱스부(20)에 로딩한다. 용기(15)가 하나씩 로딩되면 인덱스부(20)가 회전되어 최대 20개의 용기를 투입할 수 있다. 용기의 로딩이 완료되면 입출도어(115)가 닫히고 잠금장치가 작동되어 개방이 불가하다.

이후에, 슬라이딩도어(11)가 개방되고, 그립부(35)가 인덱스부(20)를 향해 전진하여 용기(15)를 진공 파지한다. 그립부(35)는 후진하여 용기(15)를 언캡핑(Un capping)위치, 즉 캡내부 세정위치(172)에 이송하고 슬라이딩도어(11)는 폐쇄된다. 캡탈착부(50)의 파지모듈(51)이 하강하고 캡(16)을 파지한 후 파지모듈(51)이 회전되면서 상승하여 용기(15)로부터 캡(16)을 분리한다.

이후에, 그립부(35)는 후진하여 용기(15)를 용기내부 세정위치(173)에 이송하며 잔액을 제거하기 위해 반전모터(62)를 이용해 용기(15)를 180°회전하여 도립 상태가 되게 한다. 이와 동시에, 캡탈착부(50)에 의해 파지모듈(51)이 하강하여 캡(16)이 세정 위치로 이동한다.

용기내부 세정위치(173)에서 용기(15) 내부를 상향노즐을 이용하여 D.I.W로 세정하고 CDA로 건조한다. 동일하게, 캡내부 세정위치(172)에서 캡(16) 내부를 상향노즐을 이용하여 D.I.W로 세정하고 CDA로 건조한다. 세정 및 건조가 완료되면, 캡탈착부(50)를 이용해 캡(16)을 상승시키고, 반전모터(62)를 이용해 용기(15)를 180°회전하여 정립 상태가 되게 한다.

이후에, 그립부(35)가 전진하여 용기(15)를 캡내부 세정위치(172)에 이송하고 캡탈착부(50)에 의해 파지모듈(51)이 하강하여 캡(16)이 용기(15)에 결합된다. 그립부(35)는 전진하여 용기(15)를 외부 세정위치(171)에 이송하고, 그립부(35)는 후진한다.

이후에, 외부세정모듈(80)이 하강한 후 하향노즐을 이용하여 D.I.W로 세정하고 CDA로 건조하며 바닥면은 상향노즐을 이용하여 D.I.W로 세정하고 CDA로 건조한다. 외부세정모듈(80)이 상승하고 그립부(35)가 전진하여 용기(15)를 파지하며, 슬라이딩도어(11)가 개방되고 그립부(35)가 더 전진하여 용기(15)를 인덱스부(20)에 안착시킨다. 이와 같이 하나의 사이클이 완료되면 인덱스부(20)가 회전되어 동일한 방법으로 다른 용기의 세정 및 건조 작업을 수행한다.

지금까지 본 발명에 따른 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 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.

100: 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치
10: 본체부 11: 슬라이딩도어
15: 용기 16: 캡
101: 횡격벽 102,104: 종격벽
20: 인덱스부 21: 인덱스판
22: 인덱스샤프트 23: 인덱스모터
24: 베어링 211: 용기안착홈
35: 그립부 354: 진공패드
40: 작동축
50: 캡탈착부 51: 파지모듈
52: 파지실린더 53: 탈착회전관
54: 탈착모터 55: 승강모터
56: 지지블럭 57: 베어링
58: 고정프레임
60: 용기구동모듈 61: 축연결 커플러
62: 반전모터 63: 슬라이드블럭
64: LM가이드 66: 슬라이더
80: 외부세정모듈 82: 커버통
83: 세정부실린더 171: 외부 세정위치
172: 캡내부 세정위치 173: 용기내부 세정위치

Claims (9)

1. 용기가 대기되는 버퍼챔버와 용기가 세정되는 세정챔버를 갖는 본체부;
   상기 세정챔버에 구비되고, 용기를 파지 및 파지해제하는 그립부; 및
   상기 그립부를 이동시켜 용기를 버퍼챔버와 세정챔버 사이에서 이동시키는 용기구동모듈을 포함하며,
   상기 그립부는 용기를 진공흡착식으로 파지하고,
   상기 버퍼챔버에 구비되어 복수개의 용기를 수용할 수 있도록 구성된 인덱스부; 및 상기 세정챔버에 구비되어 용기로부터 캡을 분리 및 체결하고 캡을 파지한 상태로 승강하도록 구성된 캡탈착부를 포함하며,
   상기 세정챔버에 위치한 내부 세정이 완료된 용기 및 캡의 외부에 세정액 또는 에어를 분사하는 외부세정모듈을 포함하며,
   상기 외부세정모듈은 세정챔버에 구비되고, 상기 인덱스부와 캡탈착부 사이에 배치되는 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 그립부를 상하 방향으로 회전시켜 용기를 정립 또는 반전시키는 동력을 제공하는 반전모터;
   일측이 그립부에 결합되고 타측이 상기 반전모터에 연결되어 축선을 중심으로 회전되는 작동축; 및
   상기 작동축을 수평 이동시켜 그립부를 전후진시키는 이송용구동수단을 포함하는 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 그립부는 용기의 외주면을 흡착하는 복수개의 진공패드와 상기 진공패드와 연통하는 진공라인이 형성된 그립퍼몸체를 구비하며,
   상기 작동축의 내부에 그립부의 진공라인과 연통하는 진공라인이 형성된 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치.
4. 제2 항에 있어서,
   상기 세정챔버의 일측에 머신챔버가 종격벽에 의해 구획 형성되고,
   상기 반전모터 및 이송용구동수단은 머신챔버에 배치되며, 상기 작동축은 종격벽을 관통하여 그립부와 반전모터 사이를 연결하는 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 용기가 대기되는 버퍼챔버와 용기가 세정되는 세정챔버를 갖는 본체부;
   상기 세정챔버에 구비되고, 용기를 파지 및 파지해제하는 그립부; 및
   상기 그립부를 이동시켜 용기를 버퍼챔버와 세정챔버 사이에서 이동시키는 용기구동모듈을 포함하며,
   상기 그립부는, 용기를 진공흡착식으로 파지하고,
   상기 세정챔버에는,
   용기의 내부를 세정하는 용기내부 세정위치와,
   캡의 내부를 세정하는 캡내부 세정위치와,
   캡과 결합된 용기의 외부를 세정하는 외부 세정위치가 형성되는 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치.
8. 제1 항에 있어서,
   용기와 캡에 세정액 또는 에어를 상향 분사하여 세정 또는 건조를 수행하는 상향노즐을 구비하는 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 본체부는 버퍼챔버 또는 세정챔버에 대해 구획 형성된 머신챔버를 구비하고,
   상기 머신챔버와 버퍼챔버 또는 세정챔버 사이의 구동력 전달 수단들이 원형축 또는 원형관의 형태로 이루어지며, 각 챔버간 기밀을 수행하는 밀봉수단을 갖는 샘플용기 자동 비움 및 세정 건조 장치.

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