KR19980058306U

KR19980058306U - 물체 이송용 로봇

Info

Publication number: KR19980058306U
Application number: KR2019970002700U
Authority: KR
Inventors: 배기선; 갈명준; 김진오
Original assignee: 김광호; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-02-21
Filing date: 1997-02-21
Publication date: 1998-10-26
Also published as: KR200160893Y1

Abstract

물체 이송용 로봇이 개시된다. 개시된 물체 이송용 로봇은, 소정의 물체가 안착 지지되는 이동자와 그 이동자를 이동시키는 고정자를 구비한 리니어 모터와; 리니어 모터를 회전운동시키는 회전운동수단과; 회전운동수단을 승강시키는 승강수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 리니어 모터의 직동식 전동 메카니즘을 채용하기 때문에, 벨트 및 풀리와 같은 마찰 전동 기구를 사용할 필요가 없게 됨으로써 기계적 마찰에 의한 분진 발생을 억제할 수 있게 되어, 특히 반도체 웨이퍼나 LCD 글래스의 이송작업과 같이 고청정을 요하는 작업환경하에서 적합하게 사용될 수 있는 이점을 가진다.

Description

물체 이송용 로봇

본 고안은 물체 이송용 로봇에 관한 것으로서, 특히 반도체 웨이퍼나 액정표시소자 글래스(LCD glass)의 제조공정과 같이 고청정도를 요하는 환경에서 사용되는 물체 이송용 로봇에 관한 것이다.

예컨대 반도체 웨이퍼의 제조 과정에 있어서는, 그 반도체 웨이퍼를 카세트에 적재하거나 또는 한 공정에서 다음 공정으로 이송하기 위하여, 물체 이송용 로봇과 같은 자동설비를 사용하고 있다.

도 1은 상기와 같은 자동설비의 일 예로서 회전되는 아암을 이용한 물체 이송용 로봇을 나타낸다. 도면에 도시된 바와 같이 이 로봇은, 본체(10)의 상단에 회전가능하게 설치된 로봇아암(20)과, 그 로봇아암(20)의 선단에 설치된 그리퍼(gripper;30)를 구비하여서, 반도체 웨이퍼(미도시)를 상기 그리퍼(30)로 클램핑한 후 상기 로봇아암(20)의 승강 및 회전운동을 이용하여 이송시키도록 구성되어 있다. 그러나 상기와 같은 구성의 로봇은 로봇아암(20)의 회전을 이용하여 반도체 웨이퍼의 위치를 이동시키기 때문에, 그 회전반경을 고려하여 주변장치와의 여유공간을 크게 설계해야 하는 단점이 있다.

한편, 도 2는 상기와 같은 단점을 감안하여 제작된 로봇을 나타낸 것으로서, 도면에 도시된 바와 같이, 로봇 몸체(40)의 상부에 반도체 웨이퍼(미도시)를 흡착하는 그리퍼(50)가 설치되어 있고, 이 그리퍼(50)는 서보모터(60) 및 벨트(70)에 의해 구동되어 직선왕복운동되도록 구성되어 있다. 여기서 도면부호 80은 벨트(70)의 선회를 위한 풀리를 나타낸다. 그러나 이와 같은 구조의 로봇은, 전술한 예의 로봇에 비해 주변장치와의 공간을 약간 축소시킬 수 있는 장점은 있으나, 서보모터(60)의 관성부하 때문에 작동속도가 느릴 뿐 아니라, 벨트(70)의 마찰전동에 의한 동력전달을 이용하기 때문에 작은 입자들과 같은 분진이 발생되기 쉬워서, 고청정 환경을 요하는 반도체 공정에 악영향을 미치는 문제점이 있다.

따라서 본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 물체의 이송시 작동속도를 빠르게 하여 이송효율을 향상시키며, 분진 발생을 억제할 수 있도록 그 구조가 개선된 물체 이송용 로봇을 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 종래 물체 이송용 로봇의 일 예를 개략적으로 나타낸 사시도,

도 2는 종래 물체 이송용 로봇의 다른 예를 나타낸 측면도,

도 3은 본 고안에 따른 물체 이송용 로봇을 나타낸 단면도,

도 4는 도 3에 도시된 물체 이송용 로봇에서 리니어 모터를 발췌하여 나타낸 평면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100...케이스 110...제1모터

120...제2모터 130...샤프트

140...감속기 150...볼스크류

160...가이드부재 170...브라켓부재

180...플렉시블 커플링부재 200...리니어 모터

210...물체지지부 220...LM가이드

230...엔코더 240...리니어 스케일

250...자석부재 260...리미트 센서

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 물체 이송용 로봇은, 소정의 물체가 안착 지지되는 이동자와 그 이동자를 이동시키는 고정자를 구비한 리니어 모터와; 상기 리니어 모터를 회전운동시키는 회전운동수단과; 상기 회전운동수단을 승강시키는 승강수단;을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4는 본 고안에 따른 물체 이송용 로봇을 나타낸다.

도면을 참조하면, 몸체를 이루는 케이스(100)내에 제1모터(110) 및 그 제1모터(110)에 일단이 동력연결되어 회전하는 샤프트(130)가 설치되어 있고, 그 샤프트(130)의 타단은 상기 케이스(100)의 상부로 돌출되어 있다. 그리고 상기 샤프트(130)와 제1모터(110) 사이에는 감속기(140)가 설치되어서 제1모터(110)로부터 전달되는 회전속도를 감속시킨 후 상기 샤프트(130)에 전달하도록 구성되어 있다. 그리고 상기 샤프트(130)의 타단에는, 전자기력에 의해 직선 왕복 운동되는 리니어 모터(linear motor;200)가 결합되어 있다. 이 리니어 모터(200)의 이동자(210)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 반도체 웨이퍼와 같은 소정의 물체가 안착 지지되는 물체지지부의 기능을 한다. 그리고 이 이동자(210)는 도 4에 도시된 바와 같이 평판상의 자석부재 즉, 고정자(250)위를 LM가이드(220)에 지지되어 이동하게 된다. 그리고 도면부호 230 및 240은 상기 이동자(210)의 이동위치를 측정하기 위한 엔코더(encoder) 및 리니어 스케일(linear scale)을 각각 나타내며, 도면부호 260은 상기 이동자(210)의 이동한계범위를 감지하기 위한 리미트 센서(limit sensor)를 나타낸다. 이 구조에 의하면 상기 제1모터(110)에 의해 상기 리니어 모터(200) 전체가 시계방향 또는 반시계방향으로 회전되고, 그 리니어 모터(200)의 구동에 의해 상기 이동자(210)가 직선왕복운동하게 된다. 본 실시예에서는 상기 이동자(210) 위에 반도체 웨이퍼 또는 LCD 글래스와 같은 물체가 안착되도록 되어 있으나, 이 이동자(210)에 그립퍼(gripper)와 같은 장치를 설치하여 물체를 클램핑 또는 흡착한 후 이송할 수도 있음은 물론이다. 또한 상기 케이스(100) 내부의 일측에는 상기 샤프트(130)와 나란하게 수직으로 설치된 볼스크류(150)와, 그 볼스크류(150)를 회전구동시키는 제2모터(120)와, 상기 볼스크류(150)를 타고 승강되며 일측이 상기 감속기(140)와 결합된 브라켓부재(170) 및, 상기 볼스크류(150)와 평행하게 설치되어 상기 브라켓부재(170)의 승강운동을 가이드하는 가이드부재(160) 즉, LM(linear motion) 가이드가 구비되어 있다. 즉, 상기 제2모터(120)를 구동시켜 볼스크류(150)를 회전시키면, 상기 브라켓부재(170)가 승강되면서 도 3에 점선으로 도시된 바와 같이, 그 브라켓부재(170)와 결합되어 있는 감속기(140)를 포함하여 제1모터(110), 샤프트(130) 및, 리니어 모터(200)가 모두 승강된다. 그리고 도면부호 180은 상기 제2모터와 볼스크류(150)를 연결하는 플렉시블 커플링부재를 나타낸다.

상기 구성에 따른 본 고안의 물체 이송용 로봇의 동작을 종합하면 다음과 같다.

즉, 상기 제2모터(120)를 구동시키면 상기 제1모터(110)와 샤프트(130) 및 상기 리니어 모터(200)가 모두 수직방향으로 승강된다. 그리고 상기 제1모터(110)를 구동시키면 상기 샤프트(130)가 회전되면서 상기 리니어 모터(200)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시킨다. 또한 상기 리니어 모터(200)의 구동에 의해 상기 이동자(210)가 직선왕복운동되면서 그에 안착된 물체를 직선방향으로 이동시키게 된다. 따라서 상기 구성에 의하면 이송될 물체가 수직방향, 회전방향 및, 직선방향의 3축방향으로 이동되며, 특히 직선방향의 이동시 종래와 같은 서보모터 및 벨트 전동 기구를 사용하지 않고 리니어 모터의 직동식 전동 메카니즘을 사용함으로써, 관성부하의 감소에 의해 종래에 비해 빠른 속도로 작업을 수행할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 고안의 물체 이송용 로봇은, 물체의 직선 이송을 위해 리니어 모터를 채용함으로써, 그 작동속도를 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 벨트와 같은 마찰 전동 기구를 사용할 필요가 없게 됨으로써 기계적 마찰에 의한 분진 발생을 억제할 수 있게 되어, 특히 반도체 웨이퍼나 LCD 글래스의 이송작업과 같이 고청정을 요하는 작업환경하에서 적합하게 사용될 수 있는 이점을 가진다.

본 고안은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims

소정의 물체가 안착 지지되는 이동자와 그 이동자를 이동시키는 고정자를 구비한 리니어 모터와;

상기 리니어 모터를 회전운동시키는 회전운동수단과;

상기 회전운동수단을 승강시키는 승강수단;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 물체 이송용 로봇.
제1항에 있어서,

상기 회전운동수단은,

동력을 발생시키는 제1모터와, 일단이 상기 리니어 모터의 저면에 결합되고 타단이 상기 제1모터의 회전축과 동력연결되는 샤프트를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 물체 이송용 로봇.
제2항에 있어서,

상기 샤프트와 상기 제1모터 사이에는 감속기가 설치된 것을 특징으로 하는 물체 이송용 로봇.
제3항에 있어서,

상기 승강수단은,

상기 샤프트와 나란하게 설치된 볼스크류와, 상기 볼스크류를 회전구동시키는 제2모터와, 상기 볼스크류에 결합되어 승강되며 일측이 상기 감속기와 결합된 브라켓부재를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 물체 이송용 로봇.
제4항에 있어서,

상기 승강수단에는, 상기 브라켓부재의 타측이 결합되도록 상기 볼스크류와 나란하게 설치되어서 상기 브라켓부재의 승강운동을 가이드하는 가이드부재가 더 구비된 것을 특징으로 하는 물체 이송용 로봇.