KR20050089731A

KR20050089731A - 액정표시장치용 매크로 검사장치

Info

Publication number: KR20050089731A
Application number: KR1020040081859A
Authority: KR
Inventors: 구성호
Original assignee: 동일파텍주식회사
Priority date: 2004-10-13
Filing date: 2004-10-13
Publication date: 2005-09-08
Also published as: WO2006080760A1

Abstract

본 발명은 모든 방위에 대한 위치 구동이 가능하도록 형성된 다관절 로봇에 있어서, 수평이동 가능한 하부에는 하부베이스부(10)와, 상기 하부베이스(10)의 상부에 장착되어 수평회전 되는 상부베이스부(20)와, 상기 상부베이스부(20) 일측단에 장착된 연결부(26) 일측에 연결되되, 상기 일측을 기점으로 선회 가능한 제1 암부(30)와, 상기 제1 암부(30) 타측에서 선회 가능한 제2 암부(40)와, 상기 제2 암부(40) 끝단에서 자전 가능한 제2a 암부(40a)와, 상기 제2a 암부(40a) 끝단에서 선회 가능한 제3 암부(50)와, 상기 제3 암부(50) 끝단에서 자전 가능한 제3a 암부(50a)와, 상기 제3a 암부(50a)의 끝단에 결합되어 유리기판(60)을 탈.부착 할 수 있는 홀더부(70)와, 상기 유리기판(60)의 매크로 검사를 수행하도록 상기 다관절 로봇(100)을 제어하기 위한 제어신호를 발생하는 조이스틱(82)을 포함하는 액정표시장치용 매크로 검사장치이다.

본 발명은 유리기판의 표면 불량을 검사하는 매크로 검사를 수행하는 매크로 검사장치가 6자유도 이상의 다관절 로봇을 이용하므로, 기존의 매크로 검사 공정에서 필요로 하는 복잡하고 불필요한 공정이 삭제되어 작은 작업 공간에서도 정확하고 신속하게 매크로 검사를 수행할 수 있다. 따라서, 검사에 소요되는 시간과 택타임이 감소되어 전체 생산기간 단축과 인력투입 감소뿐만 아니라, 소요 비용도 절감할 수 있는 액정표시장치용 매크로 검사장치이다.

Description

액정표시장치용 매크로 검사장치{An apparatus for testing a macro}

본 발명은 액정표시장치용 매크로 검사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액정표시장치 패널의 매크로 검사를 수행할 때 기존의 복잡한 기구부에 의한 검사방법에 의하지 않고 6자유도 이상을 갖는 다관절 로봇 암을 갖는 매크로 검사장치에 의해 정확하고 신속하게 액정표시장치 패널의 매크로 검사를 수행할 수 있도록 한 액정표시장치용 매크로 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로 화면표시 분야에서 각광받고 있는 액정표시장치(Liquid Crystal Display:LCD)를 구성하는 유리기판의 결함검사에서는 매크로 검사와 미크로 검사라고 일컬어지는 검사가 실행되고 있는데, 매크로 검사는 유리기판 표면에 조명광을 조사하여 그 반사광의 광학적 변화를 오퍼레이터의 육안에 의해 관찰하여 유리기판 표면상의 흠 등의 결함을 검출하는 것이며, 미크로 검사는 매크로 관찰에서 검출된 결함부분을 마이크로 스코프를 이용하여 확대하여 관찰하는 것을 말한다.

한편, 액정표시장치는 화면을 표시해주는 패널의 크기가 1세대인 1100×1200㎟(제곱밀리미터)의 사이즈에서부터 2 세대(1100×1250㎟), 3 세대(1100×1300㎟), 4 세대(1200×1300㎟), 5 세대(1500×1800㎟), 6 세대(1500×1850㎟), 7 세대(1800×2100㎟) 및 8 세대(1870×2200㎟)에 이르기까지 다양한 크기의 제품이 출시되어 있으며, 지금도 계속하여 화면의 크기를 크게 만들어 대형화, 고급화 하기 위한 노력들이 이루어지고 있는 실정이다.

그러나, 액정표시장치에서 가장 큰 부분을 차지하는 유리기판의 크기가 커지면 각각의 공정들을 진행하는 장비들의 규격이나 사양 또한 유리기판의 크기에 맞추어 조정되어야 하는 문제점이 있으며, 유리기판의 무게가 증가함에 따라 가끔 수작업으로 공정을 진행하는 오퍼레이터들에 의해 운반 및 취부가 이루어지는 과정에서 제품의 생산시간 지연이나 투입인력의 증가 및 불필요한 시간이나 비용상의 낭비가 발생하기도 한다.

특히, 액정표시장치의 제조단계별로 유리기판의 표면 불량을 관찰하는 매크로 검사는 하부에 레일이 형성된 트레이상에 올려진 유리기판을 수평으로 이동시키면서 상부에서 조사되는 조명광의 반사광을 관찰하는 작업을 통해 이루어지는데, 이러한 현재의 매크로 검사장치의 기구적 구성이 매우 복잡하면서 많은 작업공간을 차지하고 있는 실정이다.

그리고, 유리기판을 다양한 각도로 비추어볼 수 없는 불편함이 있어 오퍼레이터가 정확한 매크로 검사 작업을 하기 위해 몸을 이리저리 돌리거나 움직여야 하는 불편함이 있고, 작업이 정확하고 신속하게 이루어지기 힘든 문제가 발생할 수 있으며, 유리기판을 오퍼레이터가 직접 검사장치에 로딩, 언로딩 등의 운반 및 취부작업을 함에 따라 제품생산의 텍타임(Tact time)의 증가와 인력투입의 증가 및 안전사고 발생의 가능성을 항상 내재하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 6자유도 이상을 갖는 다관절 로봇을 이용하여 정확하고 신속하게 액정표시장치 패널의 매크로 검사를 수행할 수 있도록 하는 액정표시장치용 매크로 검사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안은 수평이동 가능한 하부에는 하부베이스부와, 하부베이스의 상부에 장착되어 수평회전 되는 상부베이스부와, 상부베이스부 일측단에 장착된 연결부 일측에 연결되되, 상기 일측을 기점으로 선회 가능한 제1 암부와, 제1 암부 타측에서 선회 가능한 제2 암부와, 제2 암부 끝단에서 자전 가능한 제2a 암부와, 제2a 암부 끝단에서 선회 가능한 제3 암부와, 제3 암부 끝단에서 자전 가능한 제3a 암부와, 제3a 암부의 끝단에 결합되어 유리기판을 탈.부착 할 수 있는 홀더부와, 유리기판의 매크로 검사를 수행하도록 다관절 로봇을 제어하기 위한 제어신호를 발생하는 조이스틱에 의해 달성할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대하여 설명한다.

도 1은 액정표시장치용 매크로 검사장치의 바람직한 실시예를 개략적으로 나타내는 사이도이며, 도 2는 다관절 로봇을 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 3는 다관절 로봇의 동작 상태를 개략적으로 나타내기 위한 사시도이며, 도 4a~ 도 4c는 다관절 로봇의 내부를 개략적으로 보여주는 평면도이고, 도 5는 액정표시장치용 매크로 검사장치의 다른 실시예를 나타내는 사시도이며, 도 6a ~ 도 6e는 액정표시장치용 매크로 검사장치의 작업순서를 보여주기 위한 예시도로서, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치용 매크로 검사장치는, 모든 방위에 대한 위치 구동이 가능하도록 형성된 다관절 로봇에 있어서, 수평이동 가능한 하부에는 하부베이스부(10)와, 상기 하부베이스(10)의 상부에 장착되어 수평회전 되는 상부베이스부(20)와, 상기 상부베이스부(20) 일측단에 장착된 연결부(26) 일측에 연결되되, 상기 일측을 기점으로 선회 가능한 제1 암부(30)와, 상기 제1 암부(30) 타측에서 선회 가능한 제2 암부(40)와, 상기 제2 암부(40) 끝단에서 자전 가능한 제2a 암부(40a)와, 상기 제2a 암부(40a) 끝단에서 선회 가능한 제3 암부(50)와, 상기 제3 암부(50) 끝단에서 자전 가능한 제3a 암부(50a)와, 상기 제3a 암부(50a)의 끝단에 결합되어 유리기판(60)을 탈.부착 할 수 있는 홀더부(70)와, 상기 유리기판(60)의 매크로 검사를 수행하도록 상기 다관절 로봇(100)을 제어하기 위한 제어신호를 발생하는 조이스틱(82)을 포함한다.

이하, 본 발명의 구성에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 구성을 개략적으로 나타낸 것으로써, 액정표시장치용 매크로 검사장치는 크게 다관절 로봇(100), 홀더부(70), 주제어기(80) 및 조이스틱(82)으로 구성된다.

다관절 로봇(100)는 6축을 중심으로 수평 또는 수직으로 회동가능 하도록 구성되어 전방위에 걸쳐 위치 이동이 가능하다.

다관절 로봇(100)의 제3a 암부(50a)의 끝단부에 홀더부(70)가 장착된다. 홀더부(70)는 유리기판(60)의 크기보다 더 큰 평면판넬 전면에 흡착구를 다수개 형성한다. 진공에 의한 흡착방식으로 흡착구를 통해 유리기판(60)을 장착 및 고정시킬 수 있도록 구성한다.

제어신호선(81)은 주제어부(80)와 다관절 로봇(100) 및 주제어부(80)와 조이스틱(82)이 각각 연결되도록 구성한다.

도 2는 본 발명에 따른 다관절 로봇(100)부을 개략적으로 보여주기 위한 사시도이며, 도 3은 다관절 로봇(100)부의 회전축 동작상태를 나타내기 위한 개략적인 사시도이고, 도 4는 다관절 로봇(100)부의 내부 구성을 개략적으로 보여주기 위한 단면도로써, 다관절 로봇(100)의 구성을 보면 바닥면에 접하여 다관절 로봇(100)의 하중을 지탱하고 중심을 고정시켜 주는 하부베이스부(10)와, 하부베이스부(10)의 상부에 결합되어 수평 회동운동하는 상부베이스부(20)와, 상부베이스의 일측에 연장되게 형성되는 연결부(26)와 일측이 결합되어 수직 회동운동을 하는 제1 암부(30)와, 제1 암부(30)의 일측에 결합되어 수직 회동운동하는 제2 암부(40)와, 제2암부의 단부에 결합되어 수직동운동을 하는 제3 암부(50)로 크게 구성된다.

다관절 로봇(100)부(100)가 6축이상으로 작동하기 위해 공지된 기술인 기어를 사용하여 구동하는 것을 일예로 다관절 로봇(100)의 작동원리를 1축에서 6축까지의 간략하게 설명하기로 한다.

1축(A) 회동원리는, 상부베이스부(20)에 장착된 1축 구동모터(12)와 하부베이스에 내설된 감속기가 서로 기어 연결된다. 1축 구동모터(12)가 회전함에따라 1축 감속기(14)가 결합된 하부베이스부(10)는 지면에 고정된 상태로서 상부베이스부(20)가 수평방향으로 회전한다.

2축(B) 회동원리는, 연결부(26)에 설치된 2축 감속기(23)와 제1 암부(30)내부 일측에 내설된 2축 구동모터(22)가 서로 기어 연결된다. 2축 구동모터(22)가 회전함에따라 2축 감속기(23)가 결합된 연결부(26)는 상부베이스부(20)에 고정된 상태에서 제1 암부(30)가 수직방향으로 선회한다.

3축(C) 회동원리는, 제1 암부(30)의 일측에 내설된 3축 구동모터(32)와 연접하여 구성되는 제2 암부(40)에 설치된 감속기가 서로 기어결합 된다. 3축 구동모터(32)가 회전함에 따라 3축 감속기(33)가 설치된 제2 암부(40)가 수직방향으로 선회 한다.

4축(D) 회동원리는 도 4a에서 보여주는 것으로써, 제2 암부(40)의 단부에 장착된 4축 구동모터(42)가 회전하면, 4축 구동모터(42)에 연결된 4축 기어열(44)이 회전함에 따라 4축 기어열(44)에 연결된 4축 감속기(43)가 회전한다. 제2a 암부(40a)에 장착된 4축 감속기(43)가 회전함에따라 제2a 암부(40a)가 자전한다.

5축(E) 회동원리는 도 4b에서 보여주는 것으로서, 제2 암부(40)의 단부에 장착된 5축 구동모터(52)가 회전하면, 5축 구동모터(52)에 연결된 5축 기어열(54)이 회전하며, 5축 기어열(54)에 연결된 5축 동력전달샤프트(55)가 회전하여 5축 베벨기어열(56)을 회전시킴에따라 5축 베벨기어열(56)에 연결된 5축 감속기(53)가 회전한다. 제3 암부(50)에 내설된 5축 감속기(53)가 회전함에따라 제3 암부(50)가 수직방향으로 회전한다.

6축(F) 회동원리는 도 4c에서 보여주는 것으로써, 제2 암부(40)의 단부에 장착된 6축 구동모터(62)가 회동하여 6축 제1 기어열(64)을 회전시킨다. 6축 제1 기어열(64)과 6축 동력전달샤프트(65)에 의해 연결된 6축 제1 베벨기어열(66)이 회전하여 6축 제2 기어열(67)을 회전시킨다. 6축 제2 기어열(67)이 회전함에따라 6축 제2 베벨기어열(68)이 회전하여 6축 감속기(63)를 회전시킨다. 제3a 암부(50a)에 내설된 6축 감속기(63)가 회전함에 따라 제3a 암부(50a)가 자전한다.

상기와 같이, 다관절 로봇(100)은 1축 ~ 6축 구동모터(62) 및 1축 ~ 6축 감속기(63)의 각부위에 설정된 동작 범위내에서 동작 함에 따라 전체적으로는 6자유도 이상을 갖는 구동이 가능한 구성이 이루어지고, 다관절 로봇(100)의 각 부분에 연결된 제어신호선(81)은 주제어기(80)로 연결되며, 주제어기(80)에서 다시 분기되는 제어신호선(81)은 도면에 게시된 바와 같이 조이스틱(82)에 연결된다.

조이스틱(82)은 작업자가 유리기판(60)의 매크로 검사를 수행하도록 지정된 위치에 설치되고, 작업자가 조이스틱(82)을 조작함에 따라 제어신호가 발생되어 제어신호선(81)을 통해 주제어기(80)에 전송된다. 조이스틱(82)으로부터 수신된 제어신호에 따라 다관절 로봇(100) 각각의 구동모터(12)(22)(32)(42)(52)(62)와 암부(30)(40)(40a)(50)(50a) 및 홀더부(70)를 제어하기 위한 제어신호를 제어신호선(81)을 통해 전달하게 된다.

제어신호선(81)을 통해 구동신호를 전달받은 다관절 로봇(100)의 암부(30)(40)(40a)(50)(50a)와 홀더부(70)는 작업자가 조이스틱(82) 조작을 통해 다관절 로봇(100)을 작업자가 의도한 방향과 위치로 구동한다. 이러한 구동에 의해 다관절 로봇(100)의 제3a 암부(50a)의 단부에 위치한 홀더부(70)상의 유리기판(60)은 조이스틱(82)의 설치 위치에서 작업을 하고 있는 작업자가 용이하게 매크로 검사를 수행할 수 있는 위치의 공간 좌표상으로 이동하게 되며, 구동에 따른 응답 동작 신호를 다시 제어신호선(81)을 통해 주제어기(80)로 전달함으로써, 정확한 동작이 이루어졌는지에 대한 결과를 피드백하도록 구성된다.

도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 것으로써, 하부베이스부(10) 저면상에 형성된 레일 이동부(15)와 지면에 설치된 로봇 캐리지 레일(90)이 결합되어 하부베이스가 로봇 캐리지 레일(90)상에서 7축(G)에 해당하는 전.후 슬라이딩 운동을할 수 있도록 구성한다. 로봇 캐리지 레일(90)은 작업 환경에 따라 사용자가 선택적으로 설치하여 사용한다.

도 6a ~ 도 6d는 본 발명에 따른 액정표시장치용 매크로 검사장치의 일련의 작업순서의 일예를 나타낸 것으로써, 유리기판(60)의 표면을 검사하기 위해 측면에 설치되어 평행으로 빛을 비추는 조명광(85) 및 측면에 설치되어 반사판(86)에 의해 빛이 굴절하여 위에서 아래로 빛을 비추도록 설치되는 반사광(84)으로 구성된다.

도 6a에서 보는 바와같이, 유리기판(60)이 흡착구에 진공장착된 상태에서 유리기판(60)을 사용자가 볼 수 있도록 상부에 위치하도록 하며, 반사광 및 조명광으로부터 발생하는 빛이 표면에 반사되는 것을 작업자가 시각으로 감지하여 유리기판(60)의 표면을 검사한다.

도 6b에서 보는 바와같이, 유리기판(60)이 우측방향으로 대향하도록 2축 구동모터(22)가 작동하여 제1 암부(30)가 하향되게 회전하고, 3축 5축 구동모터(52)의 작동으로 제3 암부(50)가 상향으로 회전하여 홀더부(70)에 장착된 유리기판(60)을 경사지게 기울인다.

도 6c에서 보는 바와같이, 유리기판(60)을 우측방향으로 경사지게 더 이동시키기 위하여, 제1, 제2, 및 제3 암부(30)(40)(50)가 각기 회전하여 홀더부(70)를 위로 올린다.

도 6d에서 보는 바와 같이, 작업자가 유리기판(60)의 정면에서 측면을 보기위해 홀더부(70)에 연결된 제3a 암부(50a)가 자전하여 유리기판(60)을 움직인다.

도 6e에서 보는 바와 같이, 상기와 같은 일련의 과정으로 매크로 검사를 끝낸 매크로 검사창치는 초기 상태로 복귀한다.

상기와 같은 매크로 검사는 주제어부(80)에 신호를 입력하거나, 조이스틱(82)을 조종하여 작업자가 작업 환경에 맞게 변화시켜 검사할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 발명에 따르면, 유리기판의 표면 불량을 검사하는 매크로 검사를 수행하는 매크로 검사장치가 6자유도 이상의 다관절 로봇을 이용하므로, 기존의 매크로 검사 공정에서 필요로 하는 복잡하고 불필요한 공정이 삭제되어 작은 작업 공간에서도 정확하고 신속하게 매크로 검사를 수행할 수 있다. 따라서, 검사에 소요되는 시간과 택타임이 감소되어 전체 생산기간 단축과 인력투입 감소뿐만 아니라, 소요 비용도 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 작업자가 소정의 검사위치에서 조이스틱을 사용하여 유리기판을 다각도로 돌려볼 수 있어 작업이 편리해지고, 작업자의 근 골격계와 안전사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치용 매크로 검사장치의 바람직한 실시예를 개략적으로 도시하는 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치용 매크로 검사장치의 다관절 로봇을 개략적으로 도시하는 사시도.

도 3는 본 발명에 따른 액정표시장치용 매크로 검사장치의 다관절 로봇의 동작 상태를 개략적으로 도시하기 위한 사시도.

도 4a~ 도 4c는 본 발명에 따른 액정표시장치용 매크로 검사장치의 다관절 로봇의 내부를 개략적으로 도시하는 평면도.

도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치용 매크로 검사장치의 다른 실시예를 도시하는 사시도.

도 6a ~ 도 6e는 본 발명에 따른 액정표시장치용 매크로 검사장치의 작업순서를 도시하기 위한 예시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 하부베이스부 12 : 1축 구동모터

14 : 1축 감속기 20 : 상부베이스부

22 : 2축 구동모터 23 : 2축 감속기

30 : 제1 암부 32 : 3축 구동모터

33 : 3축 감속기 40 : 제2 암부

42 : 4축 구동모터 43 : 4축 감속기

50 : 제3 암부 52 : 5축 구동모터

53 : 5축 감속기 60 : 유리기판

62 : 6축 구동모터 63 : 6축 감속기

70 : 홀더부 71 : 흡착부

80 : 주제어기 82 : 조이스틱

100 : 다관절 로봇

Claims

모든 방위에 대한 위치 구동이 가능하도록 형성된 다관절 로봇에 있어서,

수평이동 가능한 하부에는 하부베이스부(10)와;

상기 하부베이스(10)의 상부에 장착되어 수평회전 되는 상부베이스부(20)와;

상기 상부베이스부(20) 일측단에 장착된 연결부(26) 일측에 연결되되, 상기 일측을 기점으로 선회 가능한 제1 암부(30)와;

상기 제1 암부(30) 타측에서 선회 가능한 제2 암부(40)와;

상기 제2 암부(40) 끝단에서 자전 가능한 제2a 암부(40a)와;

상기 제2a 암부(40a) 끝단에서 선회 가능한 제3 암부(50)와;

상기 제3 암부(50) 끝단에서 자전 가능한 제3a 암부(50a)와;

상기 제3a 암부(50a)의 끝단에 결합되어 유리기판(60)을 탈.부착 할 수 있는 홀더부(70)와;

상기 유리기판(60)의 매크로 검사를 수행하도록 상기 다관절 로봇(100)을 제어하기 위한 제어신호를 발생하는 조이스틱(82)을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 매크로 검사장치.
제 1항에 있어서,

상기 제2a 암부(40a)에 내설된 4축 감속기(40)에 4축 기어열(44)이 연결되며, 상기 4축기어열(44)에 연결된 4축 구동모터(42)가 회전하여 상기 제2a 암부(40a)가 자전 가능한 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 매크로 검사장치.
제 1항에 있어서,

상기 제3 암부(50)에 내설된 5축 감속기(53)에 5축 베벨기어열(56)이 연결되며, 상기 5축 베벨기어열(56)과 5축 기어열(54)이 5축 동력전달샤프트(55)에 의해 연결되되, 상기 5축 기어열(54)에 연결된 5축 구동모터(52)의 회전으로 상기 제3암부(50)가 선회 가능한 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 매크로 검사장치.
제 1항에 있어서,

상기 제3a 암부(50a)에 내설된 6축 감속기(63)에 6축 제2 베벨기어열(68)이 연결되며, 6축 제1 베벨기어열(66)에 연결된 6축 제2 기어열(67)이 상기 6축 제2 베벨기어열(68)에 연결되고, 상기 6축 제1 베벨기어열(66)과 제1 기어열(64)이 6축 동력전달샤프트(65)에 의하여 연결되되, 상기 6축 제1 기어열(64)에 연결된 6축 구동모터(62)가 회전하여 상기 제3a 암부(50a)가 자전 가능한 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 매크로 검사장치.
제 1항에 있어서,

상기 하부베이스부(10)의 저면에 레일 이동부(15)가 형성되되, 상기 레일 이동부(15)는

지면에 설치된 로봇 케리지 레일(90)상에 상기 레일 이동부(15)를 장착하여 상기 하부베이스부(10)가 전.후 슬라이딩 되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 매크로 검사장치.
제 1항에 있어서,

상기 홀더부(70)의 상부면에는 상기 유리기판(60)을 진공 흡착할 수 있는 흡착구(71)가 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 매크로 검사장치.