KR20060077300A - 스토커 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

스토커 시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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KR20060077300A
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박두기
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 스토커 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 스태커 로봇이 반송불가 구역을 없애고, 스태커 로봇의 간섭을 방지할 수 있는 스토커 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은, 다수의 카세트가 수납되는 쉘프(100); 상기 쉘프의 반송 구간 하측에 배치되고, 상기 반송 구간을 따라 이송되면서 상기 쉘프에 카세트를 입출고시키는 하부 스태커 로봇(110); 그리고, 상기 쉘프의 반송 구간 상측에 배치되고, 상기 하부 스태커 로봇과 교차할 때에 하부 스태커 로봇과 간섭되지 않으며, 상기 반송 구간을 따라 이송되면서 상기 쉘프에 카세트를 입출고시키는 상부 스태커 로봇(120)을 포함하여 구성되는 스토커 시스템 및 그 제어방법을 제공한다.
스토커 시스템, 스태커 로봇

Description

스토커 시스템 및 그 제어방법{Stocker System and method for controlling the system}
도 1은 종래 인라인 공정을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 2는 도 1의 스토커 시스템을 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 스토커 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 4는 도 3의 스태커 로봇과 가이드의 결합 구조의 다른 예를 나타낸 단면도.
도 5는 도 3의 스태커 로봇이 입출력하는 상태를 나타낸 구성도.
도 6은 도 3의 스태커 로봇이 상호 교차되는 상태를 나타낸 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 쉘프 110 : 하부 스태커 로봇
111 : 트레일러 113 : 리프터
115 : 암 테이블 117 : 지지패널
120 : 상부 스태커 로봇 121 : 트레일러
122 : 슬라이더 123 : 리프터
124 : 가이드부 125 : 암 테이블
126 : 가이드부 127 : 지지패널
128 : 가이드홈 130 : 하부 가이드
140 : 상부 가이드 150 : 행어
230 : 상부 가이드 221 : 트레일러
222 : 슬라이더
본 발명은 스토커 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스태커 로봇이 반송불가 지역 없이 카세트를 입출력할 수 있는 스토커 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 저전압 구동, 저소비 전력 및 풀 칼라 구현 등의 특징을 가지며, 시계, 계산기, PC용 모니터, 노트북 등으로부터 항공용 모니터, 개인 휴대용 단말기 등에 다양하게 적용되고 있다. 이러한 액정표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VRD(Vaccuum Fluorescent Display) 등이 있다.
상기 액정표시장치의 액정표시패널은, 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 정의된 화소 영역에 박막 트랜지스터와 화소전극이 구비된 박막트랜지스터 기판과, 컬러필터층과 공통전극이 구비된 컬러필터 기판과, 상기 두 기판 사이에 게재된 액정층으로 이루어진다.
상기와 같이 구성되는 액정표시장치의 제조공정은, 어레이 공정, 셀 제조공정, 그리고 모듈 공정으로 크게 나뉘어진다.
상기 액정표시패널의 제조에는 유기 기판과 같은 기판이 이용된다. 이러한 유리기판은 카세트(Cassette)라고 지칭되는 수납부에 다수개 적층된 상태로 각 공정 장치에 투입되어 단위 공정을 거치게 된다.
도 1을 참조하여, 카세트 공정 시스템에 관해 설명하기로 한다.
상기 카세트 공정 시스템은, 크게 카세트(30 : 도 2 참조)들을 입고, 저장 및 출고하는 스토커 시스템(1)과, 소정의 단위 공정을 수행하는 공정 장치들(2)과, 스토커 시스템의 카세트(30)를 소정의 공정 장치에 반송하거나 또는 소정의 단위 공정이 완료된 카세트를 소정의 공정 장치로부터 스토커 시스템으로 반송하는 자동반송장치(Auto Guided Vehicle : AGV)(3)를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 자동반송장치의 이동 경로를 안내하는 반송 라인(AGV Line)(4)이 설치된다.
상기와 같은 카세트 공정 시스템에서, 각 단위 공정이 끝나거나, 단위 공정을 거쳐야 하는 다수의 카세트들을 입고, 저장 및 출고하는 시스템을 이른바 스토커 시스템(Stocker system)이다.
도 2를 참조하여, 스토커 시스템에 관해 설명하기로 한다.
상기 스토커 시스템은 카세트(30)를 저장할 수 있는 카세트 안착부(11)를 가지는 쉘프(10)와, 상기 쉘프의 카세트를 입출고시키도록 상기 쉘프의 반송 구간에 이송 가능하게 설치되는 2대의 스태커 로봇(21,22)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 각 쉘프(10)에는 상기 스토커 시스템에 카세트를 입고하거나 출고할 수 있는 입출력 포트(17)가 구비된다. 입출력 포트 근처에는 반송 라인(4)이 배치된다. 또한, 상기 쉘프의 일측에는 고장난 스태커 로봇을 수리하기 위한 유지 보수실(18)이 배치된다.
상기 스태커 로봇(21,22)은 카세트(30)를 쉘프(10)와 입출력 포트(17)에 입출고 시키는 로봇암을 포함하여 구성된다. 상기 스태커 로봇(21,22)에는 카세트(30)와 쉘프의 카세트 안착부(11)에 관한 정보를 인지할 수 있는 장치들(미도시)이 설치된다. 따라서, 상기 스태커 로봇(21,22)은 카세트(30)가 저장될 쉘프(10)의 수납 공간을 찾아 이동한 후 상기 카세트(30)를 저장한다. 그리고 출고 되어야 할 카세트를 찾아 상기 출력 포트로 출고시킨다. 상기 출력 포트로 반송된 카세트는 상기 자동반송장치에 의해 소정의 공정장치(2 : 도 1 참조)까지 반송된다.
상술한 스토커 시스템는 하나의 제어부(미도시) 또는 다수의 연결된 제어부에 의해 유기적으로 제어된다. 그런데, 최근에는 최소의 비용으로 최대의 생산성을 얻기 위한 노력의 일환으로 생산 라인의 공간 활용도를 극대화시려는 시도가 이루어지고 있다. 따라서, 좁은 공간에 보다 많은 장비들이 배치되고 보다 많은 카세트가 수납될 수 있도록 생산 라인이 설계되고 있다.
도 2를 참조하여, 종래 스토커 시스템의 작용에 관해 설명하기로 한다.
상기 2대의 스태커 로봇(21,22)은 제어부의 반송 명령에 따라 반송 구간을 이동하면서 상기 카세트(30)를 쉘프와 입출력 포트(17)로 입출고시킨다. 제어부에서는 공정 상황에 따라 하나의 스태커 로봇(21)이 다른 하나의 스태커 로봇 방향(22)으로 이동하여 카세트(30)를 입출고하라고 명령하는 경우가 있다. 이때, 상기 다른 하나의 스태커 로봇(22)은 하나의 스태커 로봇(22)이 카세트를 입출고하여 반대 방향으로 이동할 때까지 대기한다. 그리고, 하나의 스태커 로봇(21)이 자신의 반송 구간으로 이동한 후에 상기 다른 하나의 스태커 로봇(22)은 카세트 입출력 업무를 수행한다.
그러나, 상술한 스토커 시스템은 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 하나의 스태커 로봇이 다른 스태커 로봇의 반송 구간으로 이동한 때에 상기 다른 스태커 로봇은 대기해야 하므로, 상기 카세트의 반송효율이 떨어지고, 후속 공정이 지체되는 문제점이 있었다.
둘째, 각 스태커 로봇은 자신의 반송 구간과 반대되는 쉘프 끝단부까지는 카세트를 반송할 수 없으므로, 반송 불가 구역이 생기는 문제점이 있었다. 즉, 도 2에서, 21번 스태커 로봇은 D2 구역이 반송 불가 구역이고, 22번 스태커 로봇은 D1 구역이 반송 불가 구역에 해당한다.
셋째, 각 스태커 로봇은 상호 간섭되는 것을 방지하기 위해 일정 간격을 유지해야 하므로, 상기 2대의 스태커 로봇이 가까워지면 상호 간섭 방지를 위해 카세트의 반송을 정지해야 하는 문제점이 있었다.
상기한 제반 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은, 스태커 로봇이 반송불가 구역을 없애고, 스태커 로봇의 간섭을 방지할 수 있는 스토커 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일형태에 의하면, 다수의 카세트가 수납되는 쉘프; 상기 쉘프의 반송 구간 하측에 배치되고, 상기 반송 구간을 따라 이송되면서 상기 쉘프에 카세트를 입출고시키는 하부 스태커 로봇; 그리고, 상기 쉘프의 반송 구간 상측에 배치되고, 상기 하부 스태커 로봇과 교차할 때에 하부 스태커 로봇과 간섭되지 않으며, 상기 반송 구간을 따라 이송되면서 상기 쉘프에 카세트를 입출고시키는 상부 스태커 로봇을 포함하여 구성되는 스토커 시스템을 제공한다.
상기 반송 구간의 바닥면에는 상기 하부 스태커 로봇의 이송 경로를 안내하도록 하부 가이드가 설치되고, 상기 반송 구간의 상측에는 상기 상부 스태커 로봇의 이송 경로를 안내하도록 상부 가이드가 설치된다.
상기 상부 및 하부 스태커 로봇은, 상기 해당되는 상부 또는 하부 가이드를 따라 이동 가능하게 결합되는 트레일러; 상기 트레일러에 상하로 이동 가능하도록 결합되는 리프터; 상기 리프터에 결합되고, 상기 카세트를 쉘프에 입출고시킬 수 있도록 이동 가능하게 설치되는 암 테이블을 포함하여 구성된다.
상기 상부 가이드를 천정에 매달도록 행어가 설치되고, 상기 상부 스태커 로봇의 트레일러에는 상기 상부 가이드가 삽입됨과 아울러 행어가 통과할 수 있도록 상부 가이드를 따라 장공 형태로 개구된 슬라이더가 형성되는 것이 바람직하다.
또는, 상기 상부 가이드는 천정에 고정됨과 아울러 그 하단에 장공 형태의 가이드홀이 형성되고, 상기 상부 스태커 로봇의 트레일러에는 가이드홀에 슬라이딩 가능하게 삽입되도록 슬라이더가 형성될 수도 있다.
상기 상하부 가이드는 상하로 대응되게 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 형태에 따르면, 상부 및 하부 스태커 로봇이 교차될 때에, 상기 상부 및 하부 스태커 로봇은 리프터를 접은 상태에서 상호 간섭되지 않게 이송되는 스토커 시스템의 제어방법을 제공한다.
이때, 상기 상부 및 하부 스태커 로봇이 교차되는 방향으로 이송될 때에, 상기 상부 및 하부 스태커 로봇 사이의 거리가 소정 거리만큼 가까워졌다고 판단되면 상기 상부 및 하부 스태커 로봇의 리프터를 접는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명에 의하면, 스태커 로봇이 반송불가 구역을 없애고, 스태커 로봇의 간섭을 방지할 수 있다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 스토커 시스템의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.
상기 스토커 시스템은, 다수의 카세트가 수납되는 쉘프(100)와, 상기 쉘프의 반송 구간 하측에 배치되고, 상기 반송 구간을 따라 이송되면서 상기 쉘프에 카세트(C)를 입출고시키는 하부 스태커 로봇(110)과, 상기 쉘프의 반송 구간 상측에 배치되고, 상기 하부 스태커 로봇과 교차할 때에 하부 스태커 로봇과 간섭되지 않으며, 상기 반송 구간을 따라 이송되면서 상기 쉘프에 카세트를 입출고시키는 상부 스태커 로봇(120)을 포함하여 구성된다.
상기 쉘프(100)는 종래 기술부분에서 설명한 바와 실질적으로 동일하므로, 쉘프에 관한 설명도 생략하기로 한다. 도 3에서는 쉘프를 점선 박스 형태로 도시하였다.
상기 반송 구간의 바닥면에는 상기 하부 스태커 로봇(110)의 이송 경로를 안내하도록 하부 가이드(130)가 설치되고, 상기 반송 구간의 상측에는 상기 상부 스태커 로봇(120)의 이송 경로를 안내하도록 상부 가이드(140)가 설치된다. 이때, 상기 상하부 가이드(130,140)는 도 3에서는 단선 선로 형태로 도시하였으나, 복선 선로 형태로 구현할 수도 있다.
또한, 상기 상부 및 스태커 로봇(110,120)은, 해당되는 상부 또는 하부 가이드(130,140)를 따라 이동 가능하게 결합되는 트레일러(111,121)와, 상기 트레일러에 상하로 이동 가능하도록 결합되는 리프터(113,123)와, 상기 리프터에 결합되고, 상기 카세트를 쉘프에 입출고시킬 수 있도록 이동 가능하게 설치되는 암 테이블(115,125)을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 암 테이블의 하면에는 암 테이블을 지지할 수 있도록 지지패널(127)이 더 설치된는 것이 바람직하다.
상기 각 트레일러(111,121)에는 구동장치(미도시)가 설치되어 상기 가이드를 따라 스태커 로봇을 이동시킨다. 도 3에서는 스태커 로봇의 개략적인 구성을 나타내었으며 구동장치를 생략하였다.
상기 상부 가이드(140)는 천정에 매달리며 또한 상부 스태커 로봇(120)의 하중에 견딜 수 있도록 설치되어야 한다. 이러한 구조에 관한 예를 들기로 한다.
도 3을 참조하면, 상기 상부 가이드(140)를 천정에 매달도록 행어(150 :hanger)가 설치된다. 이때, 행어(150)로는 가는 철선을 꼬아 제작한 와이어(wire) 형태 또는 슬링(sling) 형태 등 다양한 형태가 적용될 수 있다. 또한, 상기 상부 스태커 로봇의 트레일러(121)에는 상기 상부 가이드(140)가 삽입됨과 아울러 상기 행어(150)가 통과할 수 있도록 장공 형태로 개구된 슬라이더(122)가 형성된다. 또한, 상부 가이드의 양단부는 소정의 지지부재(미도시)에 의해 지지되는 것이 상기 상부 스태커 로봇의 안정성 측면에서 유리하다. 도 5를 참조하면, 상기 상부 가이드의 트레일러(121)(수직한 부분)에는 상하 방향(z축 방향)의 장공인 가이드부(124)가 형성되고, 상기 리프터(123)에는 상기 트레일러의 슬라이더(122)에 삽입되도록 가이드부(124)가 형성된다. 상기 암 테이블(125)에는 y축 방향으로 가이드부(126)가 형성되고, 상기 지지패널(127)에는 암 테이블의 가이드부(126)에 삽입되도록 가이드홈(128)이 형성된다. 또한, 상기 하부 스태커 로봇(110)의 트레일러, 리프터, 암 테이블 및 지지패널의 슬라이딩 구조도 동일하다.
도 4를 참조하면, 상기 상부 가이드(230)는 천정에 고정됨과 아울러 그 하단에 장공 형태의 가이드홀(미도시)이 형되고, 상기 트레일러(221)의 상면에는 가이드홀에 슬라이딩 가능하게 삽입되도록 슬라이더(222)가 형성된다. 이때, 상기 슬라이더는 대략 "T"자 형태를 갖는다. 이러한 형태의 상부 가이드(230)는 그 자체가 천정이나 천정의 구조물에 고정되므로, 상부 스태커 로봇(120)의 안정적인 운전 측면에서 도 3의 실시예보다 안정적이다. 도 4에서, 123은 리프터, 125는 암 테이블, 127은 지지패널, C는 카세트이다.
상기 상부 및 하부 가이드(130,140)는 상하로 대응되게 배치되는 것이 바람직하다. 이는 쉘프(100)에 카세트(C)를 입출고할 때에 상기 암 테이블(115,125)의 y축 스트로크(strock)를 동일하게 할 수 있기 때문이다. 또한, 스태커 로봇(110,120)의 설치 공간(반송 구간)의 폭(y축 방향의 거리)을 감소시킬 수도 있기 때문이다.
상술한 본 발명에 따른 스토커 시스템의 작용에 관해 설명하기로 한다.
제어부에서 상하부 스태커 로봇(11,120)에 반송명령을 내리면, 상기 상하부 스태커 로봇은 가이드를 따라(x축) 이동하면서 카세트(C)를 쉘프(100)에 입출고 시킨다. 이때, 상기 트레일러(111,121)는 가이드(130,140)를 따라 왕복 이동한다.
상기 상부 스태커 로봇(120)이 쉘프의 하부에 카세트를 입고시킬 경우, 상기 리프터(123)는 도 4와 같이 y축을 따라 아래로 슬라이딩하여 쉘프의 해당 카세트 안착부에 카세트를 대응시킨다. 이어, 암 테이블(125)이 해당 카세트 안착부에 카세트를 언로딩한다.
또한, 상기 상부 및 하부 스태커 로봇(110,120)가 제어부의 명령에 의해 상호 교차할 경우, 상기 상부 및 하부 스태커 로봇(110,120)은 리프터(113,123)를 접는다. 즉, 상부 스태커 로봇(120)은 y축을 따라 상측으로 리프터(123)를 접고, 하부 스태커 로봇(110)은 y축을 따라 하측으로 리프터(113)를 접는다. 따라서, 상기 상부 및 하부 스태커 로봇은 교차시에 서로 간섭되지 않는다. 여기서, 간섭이라 함은 두 스태커 로봇이 충돌되거나 접촉되는 것을 의미한다.
이때, 상기 상하부 스태커 로봇(110,120)이 교차되는 방향으로 이송될 때에, 상기 상하부 스태커 로봇 사이의 거리가 소정 거리만큼 가까워졌다고 판단되면 상기 상하부 스태커 로봇의 리프터를 접도록 하는 것이 바람직하다. 이는 입출고 작업의 효율을 높이기 위함이다.
이와 같이, 상부 및 하부 스태커 로봇은 반송 구간의 상하부를 따라 이동하 면서 상호간의 간섭 없이 그리고 반송불가 구역 없이 카세트를 입출고할 수 있다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 스토커 시스템의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 본 발명에 의하면, 상부 및 하부 스태커 로봇이 상하부 공간을 왕복하면서 카세트를 입출고시키므로, 소정의 스태커 로봇이 대기하는 시간이 거의 없고, 반송불가 구역이 없다. 따라서, 반송 효율이 현저히 상승되고, 반송 시간 역시 단축되는 효과가 있다.
둘째, 본 발명에 의하면, 상부 및 하부 스태커 로봇은 상호 교차할 때에 리프터를 접기 때문에, 두 로봇 간의 간섭이 전혀 없는 효과가 있다. 따라서, 간섭에 의한 스태커 로봇의 고장 등을 방지할 수 있다.
셋째, 본 발명에 의하면, 스토커 시스템 내에서 반송 효율이 향상되므로, 인라인 시스템의 후속 공정도 보다 원활하게 진행될 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 다수의 카세트가 수납되는 쉘프;
    상기 쉘프의 반송 구간 하측에 배치되고, 상기 반송 구간을 따라 이송되면서 상기 쉘프에 카세트를 입출고시키는 하부 스태커 로봇; 그리고,
    상기 쉘프의 반송 구간 상측에 배치되고, 상기 하부 스태커 로봇과 교차할 때에 하부 스태커 로봇과 간섭되지 않으며, 상기 반송 구간을 따라 이송되면서 상기 쉘프에 카세트를 입출고시키는 상부 스태커 로봇을 포함하여 구성되는 스토커 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반송 구간의 바닥면에는 상기 하부 스태커 로봇의 이송 경로를 안내하도록 하부 가이드가 설치되고,
    상기 반송 구간의 상측에는 상기 상부 스태커 로봇의 이송 경로를 안내하도록 상부 가이드가 설치되는 것을 특징으로 하는 스토커 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상부 및 하부 스태커 로봇은:
    상기 해당되는 상부 또는 하부 가이드를 따라 이동 가능하게 결합되는 트레일러;
    상기 트레일러에 상하로 이동 가능하도록 결합되는 리프터; 그리고,
    상기 리프터에 결합되고, 상기 카세트를 쉘프에 입출고시킬 수 있도록 이동 가능하게 설치되는 암 테이블을 포함하여 구성되는 스토커 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상부 가이드를 천정에 매달도록 행어가 설치되고,
    상기 상부 스태커 로봇의 트레일러에는 상기 상부 가이드가 삽입됨과 아울러 행어가 통과할 수 있도록 상부 가이드를 따라 장공 형태로 개구된 슬라이더가 형성되는 것을 특징으로 하는 스토커 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 상부 가이드는 천정에 고정됨과 아울러 그 하단에 장공 형태의 가이드홀이 형성되고,
    상기 상부 스태커 로봇의 트레일러에는 가이드홀에 슬라이딩 가능하게 삽입되도록 슬라이더가 형성되는 것을 특징으로 하는 스토커 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상하부 가이드는 상하로 대응되게 배치되는 것을 특징으로 하는 스토커 시스템.
  7. 상부 및 하부 스태커 로봇이 교차될 때에, 상기 상부 및 하부 스태커 로봇은 리프터를 접은 상태에서 상호 간섭되지 않게 이송되는 제3항에 따른 스토커 시스템의 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상부 및 하부 스태커 로봇이 교차되는 방향으로 이송될 때에,
    상기 상부 및 하부 스태커 로봇 사이의 거리가 소정 거리만큼 가까워졌다고 판단되면 상기 상부 및 하부 스태커 로봇의 리프터를 접는 것을 특징으로 하는 스토커 시스템의 제어방법.
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