KR102623675B1 - 자재 핸들링을 위한 공용 그리퍼 및 협동 로봇 암 - Google Patents
자재 핸들링을 위한 공용 그리퍼 및 협동 로봇 암 Download PDFInfo
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Abstract
본 실시예에 따른 공용 그리퍼는 일측이 오픈된 형상으로 형성되는 제1본체; 상기 제1본체의 일단에 플레이트 형상으로 형성되는 제2본체; 협동 로봇 암과 연결되는 그리퍼 체결부; 상기 제1본체와 상기 그리퍼 체결부를 연결하는 연결부; 및 상기 제1본체의 타단에 배치되는 비젼 모듈을 포함한다.
Description
본 발명은 자재 핸들링을 위한 공용 그리퍼 및 협동 로봇 암에 관한 것이다.
일반적으로 자율이동로봇(Autonomous mobile robot, AMR)은 자율주행이 가능하고 피킹(Picking)에 최적화되어 있어 스마트 팩토리(Smart Factory)의 무인 물류 이송을 위해 설비되고 있다.
현재 반도체 산업에서의 웨이퍼(Wafer) 이동은 웨이퍼 사이즈에 따라 Wafer Carrier (8”), Wafer FOSB(12”)가 사용된다. 향후 산업 분야에서는 AMR을 기반으로 한 자동화 라인에 점점 더 많이 활용될 것으로 예상되며 물류 이동시 웨이퍼 사이즈에 따라 각각의 다른 그리퍼를 사용해야하므로 8”,12” Gripper외 ATC(Auto Tool Changer)를 적용해야 하는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 자재 핸들링을 위한 공용 그리퍼 및 협동 로봇 암을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 실시예에 따른 공용 그리퍼는 일측이 오픈된 형상으로 형성되는 제1본체; 상기 제1본체의 일단에 플레이트 형상으로 형성되는 제2본체; 협동 로봇 암과 연결되는 그리퍼 체결부; 상기 제1본체와 상기 그리퍼 체결부를 연결하는 연결부; 및 상기 제1본체의 타단에 배치되는 비젼 모듈을 포함한다.
상기 제1본체의 일면은 내측면과 연결되는 제1홈이 형성되고, 상기 제2본체의 일면은 제2홈이 형성될 수 있다.
상기 제1본체에 제1캐리어는 제1방향으로 삽입되고, 상기 제2본체에 제2캐리어는 상기 제1방향에 수직인 제2방향으로 삽입될 수 있다.
상기 제1캐리어와 상기 제2캐리어는 서로 다른 크기의 웨이퍼 캐리어일 수 있다.
상기 그리퍼 체결부는 상기 제1본체로부터 상기 제1 및 제2방향에 수직인 제3방향으로 이격될 수 있다.
상기 협동 로봇 암은 상기 비젼 모듈을 통해 이송 대상을 확인하고, 상기 확인된 이송 대상에 따라 상기 공용 그리퍼의 결합 방향을 제어할 수 있다.
상기 제2본체는 서로 이격되는 제1플레이트 및 제2플레이트를 포함하고, 상기 제1 및 제2플레이트는 상기 제1본체로부터 상기 제2방향으로 연장될 수 있다.
상기 제1본체는 ㄷ자 또는 U 자 형상으로 형성될 수 있다.
본 실시예들에 따르면, 반도체 라인에서 사람의 손 역할을 하는 협동 로봇의 그리퍼를 공용화 하여 별도의 교체 시간과 ATC 장착에 따른 로스(Loss)를 개선할 수 있다.
도 1은 웨이퍼 사이즈에 따른 웨이퍼 캐리어 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 공용 그리퍼를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 실시예에 따른 공용 그리퍼의 평면도이다.
도 5 및 도 6은 본 실시예에 따른 공용 그리퍼의 측면도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 공용 그리퍼를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 실시예에 따른 공용 그리퍼의 평면도이다.
도 5 및 도 6은 본 실시예에 따른 공용 그리퍼의 측면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합 또는 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결', '결합', 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위)" 또는 "하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, "상(위)" 또는 "하(아래)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우 뿐만 아니라, 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위)" 또는 "하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함될 수 있다.
도 1은 웨이퍼 사이즈에 따른 웨이퍼 캐리어 도면이다.
도 1을 참조하면, 웨이퍼 사이즈에 따른 웨이퍼 캐리어의 크기는 상이하며, 협동 로봇 암의 그리퍼가 캐리어를 이송시키기 위한 그립 위치와 형상 역시 웨이퍼 사이즈에 따라 상이하다. 예를 들어, 8'' 웨이퍼 캐리어의 그립 위치는 상측 가장자리 영역에 형성되고, 그립 형상은 고리 형상으로 형성된다. 12''웨이퍼 캐리어(FOSB, Front Opening Shipping Box)의 그립 위치는 상측 중심 영역에 형성되고, 그립 형상은 플레이트 형상으로 형성된다. 이는 예시적인 것에 불과하며 웨이퍼의 크기 및 이송 개수에 따라 웨이퍼 캐리어의 형상 및 그립 위치가 달라질 수 있음은 당연하다.
도 2는 본 실시예에 따른 공용 그리퍼를 설명하기 위한 도면이고, 도 3 및 도 4는 본 실시예에 따른 공용 그리퍼의 평면도이고, 도 5 및 도 6은 본 실시예에 따른 공용 그리퍼의 측면도이다.
본 실시예에 따른 공용 그리퍼(100)는 제1본체(120), 제2본체(130), 그리퍼 체결부(126), 연결부(125) 및 비젼 모듈(110)을 포함할 수 있다.
공용 그리퍼(100)는 그리퍼 체결부(126)를 통해 협동 로봇 암과 연결될 수 있다. 협동 로봇 암은 자율 주행 로봇 암의 구성일 수 있다. 자율 주행 로봇(Autonomous mobile robot, AMR)은 스마트 팩토리(Smart Factory)형 공장의 생산 라인은 부품 창고, 부품을 조립하는 공정 라인 및 부품 이송을 위해 운용될 수 있다. 자율 주행 로봇은 생산 라인에서의 부품 적재 랙을 이용하여 공급 및 회수하는데 활용될 수 있다. 자율 주행 로봇은 중앙 서버의 통제에 따라 동작이 제어될 수 있다.
자율 주행 로봇은 중앙 서버의 작업 명령에 따라 부품 창고에서 부품을 픽업하고, 공급 라인을 따라 하나 이상의 경유 지점을 거쳐 공정 라인으로 이송하여 부품을 공급할 수 있다. 이후, 자율 주행 로봇은 회수 라인을 따라 하나 이상의 경유 지점을 거쳐 부품 창고로 복귀할 수 있다. 이상에서는 자율 주행 로봇이 스마트 팩토리에서 운용되는 것을 기준으로 설명하였으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 물류 기업, 농업 비즈니스 및 의료 기관 등 다양한 분야에서 활용될 수 있음은 당연하다.
협동 로봇 암은 사람의 팔 역할을 할 수 있다. 협동 로봇 암은 복수의 관절로 이루어질 수 있다. 협동 로봇 암은 자율 주행 로봇의 본체에 연결되고, 부품 적재 및 이송을 위하여 가동 범위 내에서 동작할 수 있다.
공용 그리퍼(100)는 협동 로봇 암의 일단에 배치될 수 있다. 공용 그리퍼(100)는 사람의 손 역할을 할 수 있다. 공용 그리퍼(100)는 이송 대상과 결합될 수 있다. 공용 그리퍼(100)는 그리퍼 체결부(126)를 통해 협동 로봇 암과 결합할 수 있다.
제1본체(120)는 일측이 오픈된 형상으로 형성될 수 있다. 제1본체(120)는 일측이 오픈된 개구(122)를 포함할 수 있다. 제1본체(120)는 ㄷ자 또는 U 자 형상으로 형성될 수 있다. 제1본체(120)의 일면은 내측면과 연결되는 제1홈(123,124)이 형성될 수 있다. 제1본체(120)의 제1홈(123,124)은 서로 마주보는 위치에 2개(123,124) 형성될 수 있다. 제1홈(123,124)은 웨이퍼 캐리어가 삽입 결합되는 경우, 정위치에 고정되도록 가이드하는 역할을 할 수 있다.
제2본체(130)는 제1본체(120)의 일단에 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 제2본체(130)는 서로 이격되는 제1플레이트(131) 및 제2플레이트(133)를 포함할 수 있다. 제1플레이트(131) 및 제2플레이트(133)는 제1본체(120)로부터 제2방향으로 연장될 수 있다. 제1플레이트(131) 및 제2플레이트(133)는 서로 평행하게 배치될 수 있다. 제2본체(130)의 일면은 제2홈(132,134)이 형성될 수 있다. 제1플레이트(131) 및 제2플레이트(133) 각각 제2홈(132,134)이 형성될 수 있다. 제2홈(132,134)은 웨이퍼 캐리어가 삽입 결합되는 경우, 정위치에 고정되도록 가이드하는 역할을 할 수 있다.
제1본체(120)에 제1캐리어는 제1방향으로 삽입될 수 있다. 제2본체(130)에 제2캐리어는 제1방향에 수직인 제2방향으로 삽입될 수 있다. 제1캐리어와 제2캐리어는 서로 다른 크기의 웨이퍼 캐리어일 수 있다. 제1캐리어는 12''웨이퍼 캐리어일 수 있고, 제2캐리어는 8''웨이퍼 캐리어일 수 있다. 제1캐리어에 이송되는 웨이퍼는 제2캐리어에 이송되는 웨이퍼보다 클 수 있다. 제1캐리어는 플레이트 형상의 그립을 갖는 캐리어일 수 있다. 제2캐리어는 고리 형상의 그립을 갖는 캐리어일 수 있다.
연결부(125)는 제1본체(120)와 그리퍼 체결부(126)를 연결할 수 있다. 그리퍼 체결부(126)는 제1본체(120)로부터 제1 및 제2방향에 수직인 제3방향으로 이격될 수 있다. 연결부(125)는 제1본체(120)의 복수의 위치에 연결될 수 있다. 제1본체(120), 연결부(125) 및 그리퍼 체결부(126)의 결합을 통해 제1캐리어의 그립이 배치되는 이격 공간이 형성될 수 있다.
비젼 모듈(110)은 제1본체(120)의 타단에 배치될 수 있다. 비젼 모듈(110)은 복수의 렌즈를 포함하는 카메라 모듈을 포함할 수 있다. 비젼 모듈(110)은 이송 대상을 확인하기 위한 용도로 배치될 수 있다.
협동 로봇 암은 비젼 모듈(110)을 통해 이송 대상을 확인하고, 확인된 이송 대상에 따라 공용 그리퍼(100)의 결합 방향을 제어할 수 있다. 예를 들어, 확인된 이송 대상이 제1캐리어인 경우, 협동 로봇 암은 제1본체(120)와 제1캐리어를 결합시키기 위해 공용 그리퍼(100)를 제1방향으로 동작 제어할 수 있다. 확인된 이송 대상이 제2캐리어인 경우, 협동 로봇 암은 제2본체(130)와 제2캐리어를 결합시키기 위해 공용 그리퍼(100)를 제2방향으로 동작 제어할 수 있다.
본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (8)
- 일측이 오픈된 형상으로 형성되는 제1본체;
상기 제1본체의 일단에 플레이트 형상으로 형성되는 제2본체;
협동 로봇 암과 연결되는 그리퍼 체결부;
상기 제1본체와 상기 그리퍼 체결부를 연결하는 연결부; 및
상기 제1본체의 타단에 배치되는 비젼 모듈을 포함하고,
상기 제1본체는 ㄷ자 또는 U 자 형상으로 형성되고,
상기 제1본체의 일면은 내측면과 연결되는 제1홈이 형성되고,
상기 제2본체의 일면은 제2홈이 형성되고,
상기 제1본체에 제1캐리어는 상기 제1본체의 오픈된 영역을 통해 제1방향으로 삽입되고,
상기 제2본체에 제2캐리어는 상기 제1방향에 수직인 제2방향으로 삽입되고,
상기 그리퍼 체결부는 상기 제1본체로부터 상기 제1 및 제2방향에 수직인 제3방향으로 이격되고,
상기 협동 로봇 암은 상기 비젼 모듈을 통해 상기 제1캐리어 및 상기 제2캐리어 중 이송 대상을 확인하고, 상기 확인된 이송 대상에 따라 상기 제1본체 또는 상기 제2본체의 결합 방향을 제어하는 공용 그리퍼. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1캐리어와 상기 제2캐리어는 서로 다른 크기의 웨이퍼 캐리어인 공용 그리퍼. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제2본체는 서로 이격되는 제1플레이트 및 제2플레이트를 포함하고,
상기 제1 및 제2플레이트는 상기 제1본체로부터 상기 제2방향으로 연장되는 공용 그리퍼. - 삭제
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