KR20050113976A

KR20050113976A - 공압 컨베이어의 가감속도 조절방법 및 이를 이용한 공압컨베이어

Info

Publication number: KR20050113976A
Application number: KR1020040039157A
Authority: KR
Inventors: 이대길; 이학구; 박동창
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-05-31
Publication date: 2005-12-05
Also published as: KR100573925B1

Abstract

본 발명은 판형부재를 부상시켜 이송시키는 공압 컨베이어로서, 이송방향을 따라 설치되고 상방으로 일정한 공기압을 형성시켜 상기 판형 부재를 부상시키는 공압발생장치, 상기 판형부재의 일 면과 접촉하고 일 방향으로 연속적으로 궤도운동하며 상기 판형부재를 이송시키는 이송장치, 및 상기 이송장치로부터 상기 판형부재로 전달되는 힘을 조절하며 상기 판형부재의 이송 가속도 및 감속도를 조절하기 위하여 상기 판형부재와 상기 이송장치간의 접촉 마찰력의 크기를 조절하는 마찰력제어장치를 포함한다. 본 발명의 공압 컨베이어는 판형부재와 이송장치간에 발생하는 마찰력의 크기를 조절하여 최대 가속도 및 감속도를 증가시킬 수 있으며, 이로 인하여 판형부재의 빠른 이송 시간을 단축 시킬 수 있다.

Description

공압 컨베이어의 가감속도 조절방법 및 이를 이용한 공압 컨베이어{ACCELERATION AND DECCELEARTION METHOD FOR AIR CONVEYER AND AIR CONVEYER THEREBY}

본 발명은 웨이퍼 또는 LCD 패널과 같이 얇은 판형부재를 일정높이로 부상시킨 뒤 이송시키는 공압 컨베이어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 판형부재의 이송가속도를 용이하게 조절할 수 있는 공압 컨베이어의 가감속도 조절방법 및 이를 이용한 공압 컨베이어 에 관한 것이다.

공압 컨베이어는 공기의 압력을 이용하여 물체를 부상시킨 후 적절한 가속 및 감속장치를 사용하여 부상된 물체를 이송시키는 장치이다. 공압 컨베이어는 포장제품 및 원료의 이송에 널리 사용되며, 반도체 웨이퍼 LCD 패널과 같이 얇은 부재를 안정적으로 이송시키는데 적합하다.

한편, 최근 브라운관을 대체하는 기술로 LCD 패널이 등장하면서 그 수요가 급속하게 증가하고 있다. 이에 따라 LCD 제조업체에서는 생산성 향상과 고품질 제품의 생산을 위하여 LCD 패널의 면적을 증가시키고 있다. LCD 패널의 이송은 주로 카세트-AGV(Cassette-Automatic Guided Vehicle) 시스템에 의해 이루어지고 있다. 그러나, 카세트-AGV 시스템은 7세대 이전 LCD 패널을 이송하기 위해 설계된 것이어서 7세대 이상의 대형 LCD 패널을 이송하는데 적합하지 않았다.

대면적 판형부재를 이송하는데 있어서 발생되는 문제점은 크게 두 가지로, 하나는 판형부재의 처짐 량을 줄이는 것이고 다른 하나는 판형부재의 가속 및 감속을 높이는 것이다. 현재 판형부재의 처짐 량을 줄이기 위한 기술은 다양하게 제시되어 있다.

국제특허 WO 03/060961 A1 및 WO 03/061354 A2에는 공기 공급을 위한 리스트릭터와 공기 흡입을 위한 리스트릭터를 번갈아 배열한 공압 컨베이어 구조가 개시되어 있다. 이 공압 컨베이어는 판형부재의 밑면에 공기배출공과 공기흡입공이 반복적으로 배열 형성되어 있어 판형부재의 아래쪽에 균일한 공기압을 발생시킨다. 따라서 이 두 국제특허는 판형부재의 처짐량을 줄일 수 있는 장점이 있으나, 공기배출공과 공기흡입공이 인접하고 있어 공기 소모량이 크다는 단점이 있다.

본 출원인은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 대한민국 특허출원 제2003-44165호와 제2004-10812호에서는 공기포켓 구조를 갖는 공압 컨베이어를 제안하였다. 이 공압 컨베이어에 구비된 공기포켓은 리스트릭터를 통해 발생된 공기압을 균일하게 만들어 준다. 따라서, 이 출원발명은 대형 판형부재의 처짐을 방지하면서도 공기의 손실을 최소화할 수 있다. 그러나, 위에 개시된 종래 공압 컨베이어에는 판형부재의 가속 및 감속을 적절하게 조절할 수 있는 기술이 개시되어 있지 않다.

기존의 공압 컨베이어는 연속적인 작업을 위해 판형부재를 부상시키는 공압장치 외에 롤러와 타이밍 벨트와 같은 이송장치를 구비하고 있다. 이송장치는 판형부재와 직접 접촉하면서 발생하는 마찰력을 이용하여 패널을 이송시킨다. 따라서, 이송장치가 판형부재를 안정적으로 가속 또는 감속시키기 위해서는 판형부재와 이송장치 사이에 충분한 마찰력이 발생되어야 한다.

종래 공압 컨베이어는 이송에 필요한 마찰력을 확보하기 위해 공압장치의 압력을 조절한다. 즉, 종래 공압 컨베이어는 도 1에 도시된 바와 같이 판형부재(100)를 이송장치의 롤러(10)의 높이보다 낮게 부상시켜 판형부재(100)와 롤러(10)사이의 마찰력을 증가시키는 방식을 사용한다. 이상적인 방법은 판형부재(100)를 롤러(10)의 높이와 동일하게 유지시키는 것이지만, 실질적으로 판형부재(100)의 부상높이를 롤러(10)와 동일하게 유지시키는 것이 매우 어렵고 이 경우 판형부재(100)의 롤러(10)의 마찰력이 충분히 발생되지 않는다. 이에 비해 전자의 방법은 판형부재(100)와 롤러(10)가 확실하게 접촉되므로 판형부재(100)의 가속 및 감속을 효과적으로 조절할 수 있다. 그러나, 판형부재(100)와 접촉하는 롤러(10)가 부상된 판형부재(100)보다 항상 높게 위치해 있고 공압발생장치(20)의 압력이 판형부재(100)에 잘 전달되지 않아 도 1에 도시된 바와 같이 판형부재(100)가 울퉁불퉁하게 휘어진다. 때문에, 이러한 구조의 공압 컨베이어를 앞서 언급한 바와 같이 대형화 추세에 있는 LCD 패널이나 대면적의 판형부재에 적용하기에는 적합하지 않다. 따라서, 대면적의 판형부재를 효과적으로 이송시킬 수 있는 공압 컨베이어가 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 판형부재의 변형을 최소화시키면서 판형부재와 이송장치 사이의 마찰력을 효과적으로 증대시켜 판형부재의 이송 가감속도를 증가 시킬 수 있는 공압 컨베이어를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 공압 컨베이어를 통해 이송되는 판형부재의 이송 가속도를 효과적으로 조절할 수 있는 공압 컨베이어의 가감속도 조절방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 한 실시예에 따르면 판형부재를 부상시켜 이송시키는 공압 컨베이어로서, 이송방향을 따라 설치되고 상방으로 일정한 공기압을 형성시켜 상기 판형 부재를 부상시키는 공압발생장치, 상기 판형부재의 일 면과 접촉하고 일 방향으로 연속적으로 궤도운동하며 상기 판형부재를 이송시키는 이송장치, 및 상기 이송장치로부터 상기 판형부재로 전달되는 힘을 조절하며 상기 판형부재의 이송 가속도 및 감속도를 조절하기 위하여 상기 판형부재와 상기 이송장치간의 접촉 마찰력의 크기를 조절하는 마찰력제어장치를 포함하는 공압 컨베이어가 제공된다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 공압 컨베이어를 통해 이송되는 판형부재의 가속도와 감속도를 조절하는 방법으로서, 상기 판형부재를 부상시키는 단계, 상기 판형부재의 일 면에 일 방향으로 연속적으로 회전 또는 이동하는 이송수단을 접촉시켜 상기 판형부재를 이송시키는 단계, 및 상기 판형부재와 상기 이송수단 간의 마찰력을 조절할 수 있도록 상기 판형부재와 상기 이송수단의 접점에 연직방향으로 압력을 가하는 단계를 포함하는 공압 컨베이어의 이송 가속도 및 감속도 조절방법이 제공된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명 공압 컨베이어에 따른 일 실시예를 나타낸 것이고, 도 3은 도 2에 도시된 공압 컨베이어의 사용상태 단면도를 나타낸 것이고, 도 4는 도 2에 도시된 진공장치의 설치상태를 개략적으로 나타낸 것이고, 도 5는 도 2의 매니폴드와 공기흡입기의 연결상태를 나타낸 것이다.

본 발명의 공압 컨베이어는 크게 판형부재를 부상시키기 위한 공압발생장치와 판형부재를 이송시키기 위한 이송장치로 나누어진다. 도 2에 도시된 바와 같이 공압발생장치는 매니폴드(210), 공기공급장치(230), 및 블록(260)으로 이루어져 있다. 매니폴드(210)는 판형부재(100)의 길이방향으로 길게 늘어진 형태로 판형부재(100)의 폭 방향으로 배열 설치되어 있다. 매니폴드(210)의 일 측에는 매니폴드(210) 내부에 공기압을 발생시키기 위한 공기공급장치(230)가 설치되며, 윗면에는 내부에 발생된 압력을 판형부재(100)에 전달하기 위한 리스트릭터(220)가 형성되어 있다. 리스트릭터(220)에는 리스트릭터(220)를 통해 외측으로 이동하는 공기압의 균일화를 위해 다수의 구멍이 형성된 미소채널판 또는 다공성 패드(221)가 설치된다. 한편, 본 실시예에서는 공기공급장치(230)로 팬을 사용하고 있으나 공기펌프장치 등의 다른 장치를 사용할 수 있다.

리스트릭터(220)의 위에는 장방형의 슬릿(261)이 형성된 복수개의 블록(260)이 배열 설치되어 있다. 슬릿(261)은 매니폴드(210)의 폭 방향으로 형성되며 리스트릭터(220)의 위쪽에 사방으로 밀폐된 공간을 형성시킨다. 슬릿(261)에 의해 형성된 공간은 리스트릭터(220) 윗면의 압력분포를 균일하게 만들어 도 3에 도시된 바와 같이 판형부재(100)가 매니폴드(210) 상방으로 안정적으로 부상되게 한다.

판형부재(100)를 이송시키는 이송장치는 공기흡입기(240)와 롤러(250)로 구성되어 있다. 공기흡입기(240)와 롤러(250)는 도 2에서와 같이 횡렬로 배열된 매니폴드(210)의 좌우측면에 설치된다. 롤러(250)는 공기흡입기(240)보다 조금 위쪽에 설치되어 판형부재(100)에 직접적으로 접촉된다.

롤러(250)와 판형부재(100)의 마찰력은 판형부재(100)의 하중에 비례한다. 그러나, 공압 컨베이어에는 판형부재(100)를 부상시키는 공압발생장치가 구비되어 있으므로 실질적으로 롤러(250)와 판형부재(100)의 마찰력은 판형부재(100)의 하중보다도 작다. 때문에, LCD 패널과 웨이퍼와 같이 가벼운 부재를 적절한 속도로 이송시키기 위해서는 롤러(250)와 판형부재(100)의 마찰력을 증진시키기 위한 부가적인 수단이 필요하다. 본 발명에서는 이와 같은 점을 고려하여 판형부재(100)와 롤러(250)의 접점에 대하여 연직방향으로 힘을 작용시키는 공기흡입기(240)를 구비하였다.

공기흡입기(240)는 판형부재(100)의 아래쪽에 설치되어 있으며 진공펌프(도시되어 있지 않음)와 연결되어 있다. 그리고 공기흡입기(240)의 윗면에는 주변의 공기를 흡입하기 위한 흡입구(241)가 형성되어 있다. 따라서, 진공펌프가 작동되면 흡입구(241)를 통해 공기흡입기(240) 위쪽에 있는 주변공기가 계속적으로 흡입되어 공기흡입기(240)와 판형부재(100) 사이의 압력이 낮아진다. 공기흡입기(240)의 이와 같은 작용은 결국 판형부재(100)의 롤러(250)사이의 마찰력을 증진시키는 역할을 한다. 따라서, 공기흡입기(240)의 흡입력을 조절하면 판형부재(100)에 전달되는 롤러(250)의 회전력의 크기가 달라지므로 이를 통해 판형부재(100)의 이송 가속도와 감속도를 조절할 수 있다.

한편, 공압발생장치는 판형부재(100)를 부상시키려는 힘을 계속적으로 발생시키고 있으므로 공기흡입기(240)의 흡입력은 이러한 힘에 영향을 받는다. 따라서, 판형부재(100)와 롤러(250)의 마찰력 크기를 효과적으로 조절하기 위해서는 도 4에 도시된 바와 같이 공기흡입기(240)를 롤러(250)와 인접한 부근에 설치하는 것이 좋다.

위와 같이 매니폴드(210)와 공기흡입기(240)는 서로 상반된 작용을 한다. 즉, 매니폴드(210)는 압축공기를 리스트릭터(220)를 통해 외부로 공급하여 판형부재 아래쪽에 압력을 높이는 반면, 공기흡입기(240)는 판형부재(100) 아래쪽의 공기를 흡입하여 압력을 떨어뜨리는 역할을 한다. 따라서, 공기흡입기(240)에서 흡입된 공기를 매니폴드(210)로 공급한다면 매니폴드(210)의 효율을 높일 수 있다. 본 실시예에서는 이러한 점을 감안하여 도 6에서와 같이 공기흡입기(240)와 매니폴드(210)를 연결하고 그 중간에 별도의 매니폴드(210)방향으로 송풍하는 팬(300)을 설치하였다. 다만, 공기흡입기(240)는 롤러(250)와 판형부재(100)의 마찰력을 증대 또는 감소시키는 정도의 흡입력을 발생시키는 것이므로, 공기흡입기(240)를 통해 공급된 공기만으로는 매니폴드(210)에 충분한 공기압을 형성시킬 수 없다. 따라서, 매니폴드(210)에 별도의 공급장치를 설치하는 것이 좋다.

도 6은 본 발명 공압 컨베이어의 또 다른 실시예를 나타낸 것이다.

도 6에 도시된 바와 같이 본 실시예에서는 공기흡입기(240)를 대신하여 판형부재(100) 위쪽에 별도의 공압발생장치인 공기분사기(280)를 설치하였다. 공기분사기(280)는 판형부재(100)를 기준으로 롤러(250)와 마주보는 곳에 설치되어 판형부재(100)에 중력방향의 압력을 작용시킨다. 판형부재(100)는 공기분사기(280)에서 분사되는 공기압에 의해 롤러(250)와 더욱더 긴밀하게 접촉되어 롤러(250)의 회전력을 그대로 전달받게 된다.

본 실시예는 앞의 실시예와 달리 롤러(250)와 판형부재(100)가 맞닿는 바로 상부에서 압력을 가할 수 있으므로 롤러(250)와 판형부재(100)의 마찰력을 보다 확실하게 증대시킬 수 있는 장점이 있다.

한편, 전술된 실시예에서는 블록(260)의 슬릿(261)이 리스트릭터(220) 상부에 균일압력공간을 형성시키는 것으로 설명하였다. 그러나, 소형 부재를 이송시키는 공압 컨베이어에서는 블록(260)의 크기도 소형화되어 슬릿(261)을 형성시키는 것이 가공적 측면이나 경제적 측면에서 비효율적이다. 따라서, 이러한 경우에는 도 7에 도시된 바와 같이 사각형태의 블록(260)을 가이드(211)가 형성된 매니폴드(210) 위에 일정간격으로 배열하여, 블록(260)과 가이드(211)가 균일압력공간을 형성하도록 하는 것이 좋다.

본 발명은 부상된 채로 이동하는 대면적의 판형부재를 거의 변형시키지 않고 신속 정확하게 이송시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 판형부재와 이송장치의 마찰력을 조절하여 판형부재의 이송 가속도 및 감속도를 제어할 수 있다.

이상에서 공압 컨베이어의 가속도 및 감속도 조절방법 및 이를 이용한 공압 컨베이어에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

도 1은 종래 공압 컨베이어의 사용상태를 나타낸 것이고,

도 2는 본 발명 공압 컨베이어의 일 실시예에 따른 부분절개 사시도를 나타낸 것이고,

도 3은 도 2에 도시된 공압 컨베이어의 사용상태 단면도를 나타낸 것이고,

도 4는 도 2에 도시된 진공장치의 설치상태를 개략적으로 나타낸 것이고,

도 5는 도 2의 매니폴드와 공기흡입기의 연결상태를 나타낸 것이고,

도 6은 본 발명 공압 컨베이어의 또 다른 실시예에 따른 요부 단면을 나타낸 것이고,

도 7은 본 발명 공압 컨베이어의 또 다른 실시예에 따른 블록의 배열상태를 나타낸 것이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 판형부재 210 : 매니폴드

220 : 리스트릭터 230 : 공기공급장치

240 : 공기흡입기 250 : 롤러

260 : 블록 261 : 슬릿

280 : 공기분사기

Claims

판형부재를 부상시켜 이송시키는 공압 컨베이어로서,

이송방향을 따라 설치되고 상방으로 일정한 공기압을 형성시켜 상기 판형 부재를 부상시키는 공압발생장치,

상기 판형부재의 일 면과 접촉하고 일 방향으로 연속적으로 궤도운동하며 상기 판형부재를 이송시키는 이송장치, 및

상기 이송장치로부터 상기 판형부재로 전달되는 힘을 조절하며 상기 판형부재의 이송 가속도 및 감속도를 조절하기 위하여 상기 판형부재와 상기 이송장치간의 접촉 마찰력의 크기를 조절하는 마찰력제어장치를 포함하는 공압 컨베이어.
청구항 1에 있어서, 상기 마찰력제어장치는 상기 판형부재의 윗면에 공기를 배출시키는 공기공급장치인 것을 특징으로 하는 공압컨베이어.
청구항 2에 있어서, 상기 공기공급장치는

일정간격으로 리스트릭터가 형성된 매니폴드와,

상기 매니폴드에 공기를 공급하는 공기펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 공압컨베이어.
청구항 3에 있어서, 상기 리스트릭터에는 상기 공급펌프에서 발생된 공기압을 고르게 분산시킬 수 있는 다공성 패드가 설치되는 것을 특징으로 하는 공압컨베이어.
청구항 3에 있어서, 상기 리스트릭터에는 상기 공급펌프에서 발생된 공기압을 고르게 분산시킬 수 있는 미소채널판이 설치되는 것을 특징으로 하는 공압컨베이어.
청구항 1에 있어서, 상기 마찰력제어장치는 상기 판형부재에 하방으로 인력을 작용시키는 진공장치인 것을 특징으로 하는 공압컨베이어.
청구항 6에 있어서, 상기 진공장치는

일정간격으로 리스트릭터가 형성된 매니폴드와,

상기 리스트릭터를 통해 공기를 흡입하는 진공펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 공압컨베이어.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마찰력제어장치는 상기 판형부재와 상기 이송장치가 접촉하는 부분의 근처에 배치되는 것을 특징으로 하는 공압컨베이어.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공압발생장치는

소정 압력이상을 갖는 공기의 흐름을 계속적으로 발생시키는 공기공급장치,

상기 공기공급장치에 의하여 발생된 소정 압력이상의 공기가 이동하며 윗면에 복수개의 리스트릭터가 형성된 매니폴드, 및

상기 매니폴드 위쪽에 설치되고 상기 각각의 리스트릭터를 통해 매니폴드부터 빠져나가는 공기가 전체 단면에 걸쳐 실질적으로 균일한 압력을 갖도록 상기 리스트릭터의 상부 공간을 일정한 부피를 갖는 공간으로 구획하는 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 공압 컨베이어.
공압 컨베이어를 통해 이송되는 판형부재의 가속도와 감속도를 조절하는 방법으로서,

상기 판형부재를 부상시키는 단계,

상기 판형부재의 일 면에 일 방향으로 연속적으로 회전 또는 이동하는 이송수단을 접촉시켜 상기 판형부재를 이송시키는 단계, 및

상기 판형부재와 상기 이송수단 간의 마찰력을 조절할 수 있도록 상기 판형부재와 상기 이송수단의 접점에 연직방향으로 압력을 가하는 단계를 포함하는 공압 컨베이어의 이송 가속도 및 감속도 조절방법.