KR200395081Y1 - 웨이퍼 이송용 로봇 제어장치 - Google Patents

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KR200395081Y1 KR20-2005-0016662U KR20050016662U KR200395081Y1 KR 200395081 Y1 KR200395081 Y1 KR 200395081Y1 KR 20050016662 U KR20050016662 U KR 20050016662U KR 200395081 Y1 KR200395081 Y1 KR 200395081Y1
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Abstract

본 고안은 웨이퍼 이송용 로봇 제어장치에 관한 것으로서, 웨이퍼 이송용 로봇 동작 제어를 위한 제어신호를 생성하고, 상기 웨이퍼 이송용 로봇의 원점 제어 및 한계위치 제어 동작을 수행하는 제어부, 상기 제어부와 기타 회로 간의 인터페이스를 제공하는 인터페이스부, 상기 인터페이스부를 개재하여 상기 제어신호를 수신하면 모터 제어 신호를 생성하는 모터 제어부, 상기 모터 제어 신호에 의해 구동되어 상기 웨이퍼 이송용 로봇을 동작시키는 AC 서보모터, 상기 웨이퍼 이송용 로봇의 원점 위치에 배치되어 상기 웨이퍼 이송용 로봇이 상기 원점에 위치하는 경우 원점 감지 신호를 상기 제어부로 전송하는 원점 센서, 상기 웨이퍼 이송용 로봇의 정방향 한계위치에 배치되어 상기 웨이퍼 이송용 로봇이 상기 정방향 한계위치에 도달하는 경우 감지 신호를 상기 제어부로 전송하는 정방향 한계위치 센서, 상기 웨이퍼 이송용 로봇의 역방향 한계위치에 배치되어 상기 웨이퍼 이송용 로봇이 상기 역방향 한계위치에 도달하는 경우 감지 신호를 상기 제어부로 전송하는 역방향 한계위치 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

웨이퍼 이송용 로봇 제어장치{A Controller For Wafer Transportation Robot}
본 발명은 웨이퍼 이송용 로봇 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로봇 암 간의 충돌을 방지하고 원점 복귀 동작 수행시간을 단축시켜 작업 효율을 향상시킬 뿐 아니라, 주제어기의 제어 기능을 중간 제어기로 분산시켜 부하를 감소시키고 동시에 복수개의 AC 서보모터를 제어할 수 있도록 하여 제어의 정밀성을 향상시킬 수 있는 웨이퍼 이송용 로봇 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조설비는 웨이퍼를 적재하고 상기 웨이퍼를 선택적으로 분리시키는 인덱서와 분리된 웨이퍼를 이동시키는 반송 유니트, 웨이퍼의 상면에 일정한 두께의 감광액이 도포되도록 회전시키는 스피너 및 웨이퍼를 일정 온도로 가열 및 냉각시키는 베이크 유니트로 구성된다.
이와 같은 반도체 제조설비에서 웨이퍼를 제조하기 위하여 상기 웨이퍼를 각 공정으로 이동시키고자 할 때에는 반송 유니트에 설치된 로봇암이 웨이퍼를 파지하여 이동시키고 있으며, 이를 위해 로봇암의 이동 거리 및 정지 위치 등의 정밀하게 제어되어야 한다.
종래 로봇암의 제어장치의 경우에는 로봇 암이 작업에 필요한 최대 이동거리를 벗어나는 경우 로봇 암 간의 충돌로 인해 로봇 암이 고장나거나 이로 인해 반도체 생산 라인이 중지되어 수율이 감소하는 문제점이 있었다.
또한, 로봇 암이 동작 후 정밀한 원점 복귀가 안되어 작업자가 수동으로 원점을 맞추어주는 경우가 많아 작업 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 하나의 제어기에서 수행되는 프로그램의 제어처리에 의해 모든 서보 모터의 제어가 일괄적으로 수행되므로 부하가 가중되며, 제어기의 일괄처리는 순차처리에 의해 진행되므로 소정의 AC 서보모터의 제어 중에는 다른 AC 서보모터의 제어가 불가능한 문제점이 있었다.
따라서, 이러한 종래 웨이퍼 이송용 로봇 제어장치의 불합리한 점을 극복하고 정밀한 제어에 의해 작업 효율을 향상시킬 수 있는 웨이퍼 이송용 로봇 제어장치에 대한 요구가 높아지고 있는 실정이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 목적은 로봇 암의 정방향 및 역방향 한계 위치를 설정하고 설정된 한계 위치에 센서를 배치시켜 로봇 암이 설정된 한계 위치에 도달하면 제어부에서 한계 위치 정지 신호를 서보 드라이브로 전송하여 로봇 암이 한계 위치를 벗어나지 않도록 제어할 수 있는 웨이퍼 이송용 로봇 제어장치를 제공하는 것이다.
본 고안의 다른 목적은 원점 위치에 원점 센서를 배치하여 로봇이 원점에 위치할 경우 이를 감지하여 로봇의 원점 복귀를 보다 정밀하게 수행할 수 있도록 하는 웨이퍼 이송용 로봇 제어장치를 제공하는 것이다.
본 고안의 또 다른 목적은 주제어기의 제어 기능을 중간 제어기로 분산시켜 부하를 감소시키고 동시에 복수개의 AC 서보모터를 제어할 수 있도록 하여 제어의 정밀성을 향상시킬 수 있는 웨이퍼 이송용 로봇 제어장치를 제공하는 것이다.
본 고안의 또 다른 목적은 AC 서보 모터가 고정된 상태에서 회전 상태를 검출하여 회전 속도가 허용치 이상인 경우 모터의 전원선이 오배선상태인 것으로 판단함으로써 모터의 폭주 및 오동작을 방지할 수 있는 웨이퍼 이송용 로봇 제어장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 일측면에 따르면, 웨이퍼 이송용 로봇 동작 제어를 위한 제어신호를 생성하고, 상기 웨이퍼 이송용 로봇의 원점 제어 및 한계위치 제어 동작을 수행하는 제어부, 상기 제어부와 기타 회로 간의 인터페이스를 제공하는 인터페이스부, 상기 인터페이스부를 개재하여 상기 제어신호를 수신하면 모터 제어 신호를 생성하는 모터 제어부, 상기 모터 제어 신호에 의해 구동되어 상기 웨이퍼 이송용 로봇을 동작시키는 AC 서보모터, 상기 웨이퍼 이송용 로봇의 원점 위치에 배치되어 상기 웨이퍼 이송용 로봇이 상기 원점에 위치하는 경우 원점 감지 신호를 상기 제어부로 전송하는 원점 센서, 상기 웨이퍼 이송용 로봇의 정방향 한계위치에 배치되어 상기 웨이퍼 이송용 로봇이 상기 정방향 한계위치에 도달하는 경우 감지 신호를 상기 제어부로 전송하는 정방향 한계위치 센서, 상기 웨이퍼 이송용 로봇의 역방향 한계위치에 배치되어 상기 웨이퍼 이송용 로봇이 상기 역방향 한계위치에 도달하는 경우 감지 신호를 상기 제어부로 전송하는 역방향 한계위치 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송용 로봇 제어장치가 제공된다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 고안에 따른 웨이퍼 이송용 로봇 제어장치의 구성 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안에 다른 웨이퍼 이송용 로봇 제어장치는 크게 제어부(10), 인터페이스부(20), 모터 제어부(30) 및 상태 검출부(40)를 포함하며, 그 외에 전원 공급을 위한 제 1 및 제 2 전원부(60, 70)과 복수의 센서들(80, 90, 100)을 포함한다.
제어부(10)는 웨이퍼 이송용 로봇 동작 제어를 위한 제어신호를 생성하고, 웨이퍼 이송용 로봇의 원점 제어 및 한계위치 제어 동작을 수행한다.
인터페이스부(20)는 제어부(10)와 기타 회로 간의 인터페이스를 제공하는 부분으로서, 제어부(10)에서 생성된 로봇 구동 제어신호를 모터 제어부(30)로 전달하여 로봇을 동작시킨다.
모터 제어부(30)는 인터페이스부(20)를 개재하여 제어부(10)로부터 제어신호를 수신하면 모터 구동을 위한 모터 제어 신호를 생성하여 AC 서보모터로 전송한다. 모터 제어부(30)는 하나의 로봇 암에 대해 X, Y, Z 축 및 θ축의 4축을 구동하기 위한 4개의 AC 서보모터(40)를 제어하기 위해 4개가 필요하다.
AC 서보모터(40)는 모터 제어부(30)로부터 수신된 모터 제어 신호에 의해 구동되어 웨이퍼 이송용 로봇 암을 동작시킨다.
상태 검출부(50)는 상기 AC 서보 모터(40)의 회전각위치, 회전속도, 전류 등의 상태를 검출하기 위한 것으로서, 일반적으로 AC 서보 모터(40)의 회전자의 위치를 검출하기 위한 인코더가 사용되며, 특히 A, B 및 Z 상을 이용하는 인크리멘탈 인코더가 주로 사용된다. 인코더를 이용한 AC 서보 모터(40)의 회전각위치, 회전속도, 전류 등의 상태 검출은 공지의 기술이므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 고안에서 제어부(10)는 통상의 로봇 암 제어 동작 외에 전원 오배선 검출 동작을 수행한다. 웨이퍼 이송용 로봇이 고정된 상태에서 AC 서보모터(40)를 소정 시간동안 구동하여 상태 검출부(50)에서 회전각위치, 회전속도, 전류 등을 검출한 후, 검출된 값에 기초하여 AC 서보모터(40)의 회전속도 및 모터 전류가 허용치를 벗어나는 경우 전원 오배선 상태로 인식하여 경보 신호를 출력하도록 하여 모터의 폭주 및 오동작을 방지하도록 한다.
이를 위해, 제어부(10)에는 AC 서보모터(30)의 단선 및 오배선을 검출하기 위한 비교치로서 과속도허용치, 위치편차허용치, 전류허용치 등의 허용범위가 설정되어 있어야 한다.
제 1 전원부(60)는 제어부(60)에 전원을 공급하기 위한 것이고, 제 2 전원부(70)는 인터페이스부(20) 및 모터 제어부(30)에 전원을 공급하기 위한 것이다. 제어부(60)는 실질적으로 외부 제어기로서 동작하므로 회로의 전원이 오프된 경우에도 제어부(30)에는 전원이 인가되어야 하므로 별도의 전원을 제공한다.
원점 센서(80)는 웨이퍼 이송용 로봇의 원점 위치에 배치되어 웨이퍼 이송용 로봇이 원점에 위치하는 경우 원점 감지 신호를 제어부(10)로 전송한다. 제어부(10)는 원점 감지 신호가 수신되면 로봇 암의 다음 동작 준비가 완료된 것으로 인식하여 다음 동작을 제어하기 위한 제어신호를 출력한다.
정방향 한계위치 센서(90)는 웨이퍼 이송용 로봇의 정방향 한계위치에 배치되어 웨이퍼 이송용 로봇이 정방향 한계위치에 도달하는 경우 감지 신호를 제어부(10)로 전송한다. 제어부(10)는 감지 신호가 수신되면 정지 신호를 출력하여 로봇 암의 동작을 정지시켜 로봇 암 간의 충돌을 방지한다.
역방향 한계위치 센서(100)는 웨이퍼 이송용 로봇의 역방향 한계위치에 배치되어 웨이퍼 이송용 로봇이 역방향 한계위치에 도달하는 경우 감지 신호를 상기 제어부(10)로 전송한다. 마찬가지로, 제어부(10)는 감지 신호가 수신되면 정지 신호를 출력하여 로봇 암의 동작을 정지시켜 로봇 암 간의 충돌을 방지한다.
도 2는 본 고안의 제어부를 주제어부와 중간 제어부로 별도로 구성한 실시예에 있어서의 주요 구성만을 도시한 블록도이다.
도 2에서 제어부(10)는 각 AC 서보모터(40)를 제어하기 위한 프로그램을 수행하여 제어 신호를 생성하는 주 제어부(110)와 주 제어부(110)에서 발생하는 인터럽트 신호에 의해 인터럽트 루틴을 실행하여 상기 주 제어부의 명령에 따른 제어신호를 생성하여 상기 모터 제어기(30)로 전송하는 중간 제어부(120)를 포함한다.
주 제어부(110)가 특정 중간 제어부(120)로 코맨드와 데이터를 전송하기 위해 인터럽트 신호를 발생시키면 이 신호가 중간 제어부(120)의 마이크로프로세서의 인터럽트단으로 인가된다. 이때, 마이크로프로세서는 인터럽트가 발생되므로 인터럽트 루틴을 실행한다. 마이크로프로세서는 인터럽트 루틴에 따라 코맨드 및 데이터를 해성하여 코맨드에 따라 해당 AC 서보모터(40)를 제어하기 위한 동작을 수행한다.
이로써 각 AC 서보모터(40)의 구동을 동시에 제어할 수 있고 주 제어부(110)의 기능을 중간 제어부(120)로 분산시킬 수 있게 된다.
상기와 같은 본 고안에 따르면, 로봇 암의 정방향 및 역방향 한계 위치를 설정하고 설정된 한계 위치에 센서를 배치시켜 로봇 암이 설정된 한계 위치에 도달하면 제어부에서 한계 위치 정지 신호를 서보 드라이브로 전송하여 로봇 암이 한계 위치를 벗어나지 않도록 제어하여 로봇 암 간의 충돌을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 원점 위치에 원점 센서를 배치하여 로봇이 원점에 위치할 경우 이를 감지하여 로봇의 원점 복귀를 보다 정밀하게 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 주제어기의 제어 기능을 중간 제어기로 분산시켜 부하를 감소시키고 동시에 복수개의 AC 서보모터를 제어할 수 있도록 하여 제어의 정밀성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, AC 서보 모터가 고정된 상태에서 회전 상태를 검출하여 회전 속도가 허용치 이상인 경우 모터의 전원선이 오배선 상태인 것으로 판단함으로써 모터의 폭주 및 오동작을 방지할 수 있는 효과가 있다.
비록 본 고안이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 고안의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 실용신안등록청구의 범위는 본 고안의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
도 1은 본 고안에 따른 웨이퍼 이송용 로봇 제어장치의 구성 블록도이다.
도 2는 본 고안의 제어부를 주제어부와 중간 제어부로 별도로 구성한 실시예에 있어서의 주요 구성만을 도시한 블록도이다.
<주요 도면부호에 관한 설명>
10 : 제어부 20 : 인터페이스부
30 : 서보 드라이버 40 : AC 서보모터
50 : 인코더 60 : 제 1 전원부
70 : 제 2 전원부 80 : 원점 센서
90 : 정방향 한계위치 센서 100 : 역방향 한계위치 센서
110 : 주 제어부 120 : 중간 제어부

Claims (4)

  1. 웨이퍼 이송용 로봇 동작 제어를 위한 제어신호를 생성하고, 상기 웨이퍼 이송용 로봇의 원점 제어 및 한계위치 제어 동작을 수행하는 제어부;
    상기 제어부와 기타 회로 간의 인터페이스를 제공하는 인터페이스부;
    상기 인터페이스부를 개재하여 상기 제어신호를 수신하면 모터 제어 신호를 생성하는 모터 제어부;
    상기 모터 제어 신호에 의해 구동되어 상기 웨이퍼 이송용 로봇을 동작시키는 AC 서보모터;
    상기 웨이퍼 이송용 로봇의 원점 위치에 배치되어 상기 웨이퍼 이송용 로봇이 상기 원점에 위치하는 경우 원점 감지 신호를 상기 제어부로 전송하는 원점 센서;
    상기 웨이퍼 이송용 로봇의 정방향 한계위치에 배치되어 상기 웨이퍼 이송용 로봇이 상기 정방향 한계위치에 도달하는 경우 감지 신호를 상기 제어부로 전송하는 정방향 한계위치 센서;
    상기 웨이퍼 이송용 로봇의 역방향 한계위치에 배치되어 상기 웨이퍼 이송용 로봇이 상기 역방향 한계위치에 도달하는 경우 감지 신호를 상기 제어부로 전송하는 역방향 한계위치 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송용 로봇 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부에 전원을 공급하는 제 1 전원부; 및
    상기 인터페이스부 및 모터 제어부에 전원을 공급하는 제 2 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송용 로봇 제어장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 AC 서보 모터의 회전각위치, 회전속도, 전류 중 어느 하나의 상태를 검출하는 상태 검출부가 더 포함되고,
    상기 제어부는 상기 웨이퍼 이송용 로봇이 고정된 상태에서 상기 AC 서보 모터를 소정 시간동안 구동하여 상기 상태 검출부에서 검출된 값에 기초하여 상기 AC 서보 모터의 회전속도 및 모터 전류가 허용치를 벗어나는 경우 전원 오배선 상태로 인식하여 경보 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송용 로봇 제어장치.
  4. 제 1 항 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 각 AC 서보모터를 제어하기 위한 프로그램을 수행하여 제어 신호를 생성하는 주 제어부; 및
    상기 주 제어부에서 발생하는 인터럽트 신호에 의해 인터럽트 루틴을 실행하여 상기 주 제어부의 명령에 따른 제어신호를 생성하여 상기 모터 제어기로 전송하는 중간 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송용 로봇 제어장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101017107B1 (ko) * 2008-11-16 2011-02-25 세메스 주식회사 센싱 시스템

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