KR20070086069A - 연속 열처리로에 있어서의 판형 피열처리물의 반송 장치 - Google Patents
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Abstract
연속 열처리로에 있어서의 판형 피열처리물의 반송 장치는, 피열처리물(W)을 걸쳐 실을 수 있도록 처리로 안을 전후 방향으로 관통하여 서로 평행하게 연장하는 1쌍의 전후 이동 와이어(41)와, 피열처리물(W)을 걸쳐 실을 수 있도록 양쪽 전후 이동 와이어(41)의 외측 또는 내측과 평행하게 연장하는 1쌍의 상하 이동 와이어(42)와, 양쪽 전후 이동 와이어(41)를 일정 레벨에서 전후 이동시키는 전후 이동 기구(43)와, 전후 이동 와이어(41)의 레벨과 교차하도록 양쪽 상하 이동 와이어(42)를 상하 이동시키는 상하 이동 기구(44)를 갖추고 있다.
피열처리물, 연속 열처리로, 반송 장치
Description
본 발명은 예컨대 연속 열처리로에 있어서, 태양 전지 웨이퍼와 같은 경량, 얇은 기판 등의 판형 피열처리물을 반송하기 위한 반송 장치에 관한 것이다.
종래, 이런 유형의 반송 장치에서는, 특허문헌 1 또는 특허문헌 2에 개시되어 있는 것과 같이, 피열처리물을 걸쳐 실을 수 있도록 처리로 안을 전후 방향으로 관통하여 서로 평행하게 연장하는 1쌍의 고정 와이어와, 피열처리물을 걸쳐 실을 수 있도록 양쪽 고정 와이어의 외측 또는 내측과 평행하게 연장하는 1쌍의 가동 와이어와, 양쪽 가동 와이어에 실은 피열처리물을 전진시키도록 양쪽 가동 와이어를 워킹 동작하게 하는 워킹 기구와, 고정 및 가동 와이어 양쪽에 장력을 작용시키는 코일 스프링을 구비하고 있는 것이 알려져 있다.
종래 장치에서는, 워킹 동작에 따른 가동 와이어의 흔들림이 발생한다. 와이어의 흔들림은 워킹 동작 중에서도 상하 이동시에 발생하기 쉽다. 1쌍의 가동 와이어로 상하 및 전후 이동을 행하고 있으면, 상하 이동에서 발생한 흔들림이, 이것에 이어서 이루어지는 전후 이동을 할 때에도 그대로 남아, 피열처리물을 전후 방향의 정확한 위치에서 정지시킬 수 없어, 정지 위치에 어긋남이 생겨 버린다.
또한, 스프링에 의해서 와이어에 장력을 작용시키도록 하고 있기 때문에, 와이어가 신장된 경우, 와이어의 장력이 변화되어 버린다.
<특허문헌 1>
일본 특허 공개 평10-148473호 공보
<특허문헌 2>
일본 실용신안 공개 평4-67994호 공보
본 발명의 목적은, 피열처리물의 정지 위치의 어긋남을 적게 하여, 안정된 반송을 가능하게 하고, 또한, 와이어의 장력에 변화를 일으키게 하는 일이 없는 연속 열처리로에 있어서의 판형 피열처리물의 반송 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명에 의한 연속 열처리로에 있어서의 판형 피열처리물의 반송 장치는, 피열처리물을 걸쳐 실을 수 있도록 처리로 안을 전후 방향으로 관통하여 서로 평행하게 연장하는 1쌍의 전후 이동 와이어와, 피열처리물을 걸쳐 실을 수 있도록 양쪽 전후 이동 와이어의 외측 또는 내측을 이것과 평행하게 연장하는 1쌍의 상하 이동 와이어와, 양쪽 전후 이동 와이어를 일정 레벨에서 전후 이동시키는 전후 이동 기구와, 전후 이동 와이어의 레벨과 교차하도록 양쪽 상하 이동 와이어를 상하 이동시키는 상하 이동 기구를 구비하고 있는 것이다.
본 발명에 의한 연속 열처리로에 있어서의 판형 피열처리물의 반송 장치에서는, 전후 이동 및 상하 이동을 하게 하기 위해 각각의 와이어가 이용되고 있다. 이 때문에, 상하 이동 와이어의 흔들림이, 전후 이동 와이어에 전해지는 일이 없어, 전후 이동시의 와이어에 흔들림이 거의 발생하지 않는다. 따라서, 피열처리물의 정지 위치에 어긋남을 일으키게 하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 전후 이동 기구가, 양쪽 전후 이동 와이어에 개별적으로 또는 총괄적으로 장력을 작용시키는 2개 또는 1개의 전후 이동 와이어 장력 조정용 유체압 실린더를 갖고 있고, 상하 이동 기구가, 양쪽 상하 이동 와이어에 개별적으로 또는 총괄적으로 장력을 작용시키는 2개 또는 1개의 상하 이동 와이어 장력 조정용 유체압 실린더를 갖고 있기 때문에, 전후 이동 와이어 및 상하 이동 와이어에 신장이 생겼다고 해도, 그 신장은 유체압 실린더에 의해서 흡수된다. 따라서, 와이어의 장력이 변화하는 것을 방지할 수 있다.
양쪽 전후 이동 와이어의 신장에 차이가 나지 않을 때에는 전후 이동 와이어 장력 조정용 유체압 실린더의 수는 1개면 되고, 그 차이가 날 때에는 전후 이동 와이어 장력 조정용 유체압 실린더의 수를 2개로 한다. 마찬가지로, 양쪽 상하 이동 와이어의 신장의 차의 유무에 의해, 이러한 상하 와이어 장력 조정용 유체압 실린더의 수가 선택된다.
또한, 양쪽 전후 이동 와이어 장력 조정용 유체압 실린더가, 각 전후 이동 와이어의 일단을 연결한 피스톤 로드를 갖는 동시에 전후 이동체에 장착되고, 전후 이동체에 양쪽 전후 이동 와이어의 타단이 연결되고, 각 전후 이동 와이어에 장력을 작용시킨 상태에서 각 전후 이동 와이어를 그 길이 방향으로 이동시킬 수 있도록 각 전후 이동 와이어가 도르레에 감겨 있고, 전후 이동체가 전후 구동용 단축 로봇에 의해서 구동되게 되어 있으면, 전후 구동용 단축 로봇의 슬라이더 동작 스트로크를 변경함으로써, 와이어의 전후 이동 스트로크를 간단하게 변경할 수 있다. 이에 따라, 긴 스트로크의 택트 이송에도 대응하는 것이 가능하게 된다.
또한, 양쪽 상하 이동 와이어 장력 조정용 유체압 실린더가, 각 상하 이동 와이어의 일단을 연결한 피스톤 로드를 갖는 동시에 정위치에 지지되고, 각 상하 이동 와이어의 타단이 제1 상하 이동체에 연결되고, 처리로를 사이에 두고서 제1 상하 이동체의 반대측에 제2 상하 이동체가 배치되며, 제2 상하 이동체에 도르레가 장치되고, 도르레에 각 상하 이동 와이어에 장력을 작용시키도록 각 상하 이동 와이어가 감겨 있고, 제1 상하 이동체 및 제2 상하 이동체가 상하 구동용 유체 전동 실린더에 의해서 동기하여 구동되게 되어 있으면, 처리로를 사이에 두고서 그 양측에 배치된 제1 및 제2 상하 이동체가 전동 실린더에 의해서 동기하여 상하 이동된다. 이에 따라, 와이어에 흔들림을 일으키기 어렵게 하여, 안정된 자세로 상하 이동을 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 반송 장치의 수직 종단면도이다.
도 2는 동일한 반송 장치의 평면도이다.
본 발명의 실시형태를 도면을 참조하면서 이어서 설명한다.
이하의 설명에 있어서, 전후란, 도 1 및 도 2를 기준으로 하여, 그 도면의 우측을 전, 이것과 반대측을 후라고 하고, 좌우란, 후방에서 보아 그 좌우의 측을 좌우라고 하는 것으로 한다.
연속 열처리로는, 판형 피열처리물(W)을 가열·냉각하기 위한 전후 방향으로 연장하는 터널형 노체(11)와, 노체(11)를 도시하지 않는 수단에 의해서 지지하고 있는 가대(12)와, 노체(11) 안을 통과하여 피열처리물(W)을 일정 스트로크로 앞쪽으로 반송하는 반송 경로를 갖는 반송 장치(13)를 구비하고 있다.
노체(11)는, 후단에 입구(21)를 갖는 가열실(23)과, 가열실(23)과 연통되게 되고 또 전단에 출구(22)를 갖는 냉각실(24)을 갖고 있다. 가열실(23)의 천장 및 바닥에는 가열 램프(25)가 각각 구비되어 있다. 여기서는, 가열실(23)은 그 길이의 중앙부를 생략한 형태로 나타내어져 있지만, 피열처리물(W)을 복수 피치로 반송할 수 있는 길이를 갖고 있다. 단, 가열실(23)이나 냉각실(24)의 길이는 도시된 것으로 한정되지 않고, 임의의 조합이라도 좋다.
가대(12)는, 전후 방향으로 각파이프로 만든 기초 프레임(31)과, 기초 프레임(31)의 후단부에 세워져 있는 좌우 1쌍의 후방 포스트(32)와, 기초 프레임(31)의 전단부에 세워져 있는 좌우 1쌍의 전방 포스트(33)를 구비하고 있다.
반송 장치(13)는, 피열처리물(W)을 걸쳐 실을 수 있도록 노체(11) 안을 전후 방향으로 관통하여 서로 평행하게 연장하는 좌우 1쌍의 전후 이동 와이어(41)와, 양쪽 전후 이동 와이어(41)를 사이에 두고서 피열처리물(W)을 걸쳐 실을 수 있도록 그 외측과 평행하게 연장하는 좌우 1쌍의 상하 이동 와이어(42)와, 양쪽 전후 이동 와이어(41)를 일정 레벨에서 전후 이동시키는 전후 이동 기구(43)와, 전후 이동 와이어(41)의 레벨과 교차하도록 양쪽 상하 이동 와이어(42)를 상하 이동시키는 상하 이동 기구(44)를 구비하고 있다.
전후 이동 기구(43)는 기초 프레임(31) 상면의, 반송 경로의 전방부 아래쪽에 위치하도록 장착되어 있는 전후 구동용 단축 로봇(51)을 포함한다. 전후 구동용 단축 로봇(51)은 서보 모터 구동의 위치 결정 장치이며, 전후 방향으로 연장하는 리니어 가이드(52)와, 이에 끼워 씌워지며 또 볼나사를 통해 전후 이동체를 구성하고 있는 슬라이더(53)를 구비하고 있다. 슬라이더(53)에는 1쌍의 전후 이동 와이어 장력 조정용 유체압 실린더(54)가 상하 및 좌우 방향으로 간격을 두고서 각각 브래킷을 통해 수평방향 아래쪽에 장착되어 있다. 양쪽 전후 이동 와이어 장력 조정용 유체압 실린더(54)의 좌우 방향의 간격은, 양쪽 전후 이동 와이어(41)와 같은 것으로서 도시되어 있지만, 이것에 한정되지는 않는다.
상하 이동 기구(44)는 기초 프레임(31) 상면의, 후방 포스트(32) 사이의 후방에 위치하도록 수직 위쪽에 장착되어 있는 후측 상하 구동용 유체압 실린더(61)와, 기초 프레임(31) 상면의, 전방 포스트(33) 사이의 전방에 위치하도록 수직 위쪽에 장착되어 있는 전측 상하 구동용 유체압 실린더(62)를 구비하고 있다.
양쪽 전후 이동 와이어 장력 조정용 유체압 실린더(54)보다도 위쪽 레벨에 위치하도록 1쌍의 상하 이동 와이어 장력 조정용 유체압 실린더(63)가 상하 및 좌우 방향으로 간격을 두고서 각각 브래킷을 통해 수평방향 위쪽에 기초 프레임(31) 상면에 장착되어 있다.
양쪽 후방 포스트(32)의 상단에는 전후 이동용 제1 지지축(71)이, 그 높이의 중간 정도에는 전후 이동용 제2 지지축(72)이, 그 하단 근처에는 전후 이동용 제3 지지축(73)이 각각 브래킷을 통해 후방 포스트의 양쪽에 걸쳐 고정되어 있다. 양 전방 포스트(33)의 상단에는 전후 이동용 제4 지지축(74)이, 그 하단 근처에는 전후 이동용 제5 지지축(75)이 각각 브래킷을 통해 전방 포스트의 양쪽에 걸쳐 고정되어 있다. 이들 제1~제5 지지축(71~75)은, 모두 좌우 방향으로 수평으로 연장한다. 전후 이동용 제1 지지축(71)에는 좌우 1쌍의 전후 이동용 제1 도르레(81)가 장치되어 있다. 전후 이동용 제2 지지축(72)에는 전후 이동용 제2 도르레(82)가, 전후 이동용 제3 지지축(73)에는 전후 이동용 제3 도르레(83)가 각각 하나씩 장치되어 있다. 전후 이동용 제2 도르레(82)의 장착 위치는, 우측의 전후 이동 와이어(41)의 위치와 대응하고 있다. 전후 이동용 제3 도르레(83)의 장착 위치는, 좌측의 전후 이동 와이어(41)의 위치와 대응하고 있다. 전후 이동용 제4 지지축(74) 및 제5 지지축(75)에는 좌우 1쌍씩의 전후 이동용 제4 도르레(84) 및 제5 도르레(85)가 장치되어 있다.
양쪽 후방 포스트(32)의 후측면에는 수직형 후방 가이드 레일(91)이 각각 설치되어 있다. 양쪽 후방 가이드 레일(91)에는 습동 안내 부재(92)를 통해 후방 상하 이동체(93)가 걸쳐져 있다. 후방 상하 이동체(93)는, 후방에서 보아 대략 U자형으로 된 것이며, 그 하단에는 후측 상하 구동용 전동 실린더(61)의 피스톤 로드가 연결되어 있다.
양 전방 포스트(33)의 전측면에는 수직형 전방 가이드 레일(94)이 각각 설치되고 있다. 양 전방 가이드 레일(94)에는 습동 안내 부재(95)를 통해 전방 상하 이동체(96)가 걸쳐져 있다. 전방 상하 이동체(96)는, 전방에서 보아 대략 U자형으로 된 것이며, 그 하단에는 전측 상하 구동용 유체압 실린더(62)의 피스톤 로드가 연결되어 있다.
전방 상하 이동체(96)가 이루는 U자형부의 대향형 수직부에는 상하 이동용 제1-제3 지지축(101-103)이 위에서부터 순차적으로 이동체 양쪽에 걸쳐 고정되어 있다. 이들 상하 이동용 제1-제3 지지축(101-103)은 모두 좌우 방향으로 수평으로 연장한다. 상하 이동용 제1 지지축(101)에는 좌우 1쌍의 상하 이동용 도르레(111)가 장착되어 있다. 상하 이동용 제2 지지축(102)에는 상하 이동용 제2 도르레(112)가, 상하 이동용 제3 지지축(103)에는 상하 이동용 제3 도르레(113)가 각각 하나씩 장착되어 있다. 상하 이동용 제2 도르레(112)의 장착 위치는, 우측의 상하 이동 와이어(42)의 위치와 대응한다. 상하 이동용 제3 도르레(113)의 장착 위치는, 좌측의 전후 이동 와이어(41)의 위치와 대응한다.
양쪽 전후 이동 와이어(41) 및 양쪽 상하 이동 와이어(42)는, 모두 외경 0. 33 mm 정도의 복수의 니크롬 소선(素線)을 외경을 3 mm 정도로 하는 정도까지 꼰 것이지만, 다른 재료 및 구성 등이라도 좋다.
양쪽 전후 이동 와이어(41) 중, 좌측의 전후 이동 와이어(41)의 일단은, 좌측의 전후 이동 와이어 장력 조정용 유체압 실린더(54)의 피스톤 로드에 연결되고, 우측의 전후 이동 와이어(41)의 일단은, 우측의 전후 이동 와이어 장력 조정용 유체압 실린더(54)의 피스톤 로드에 연결되어 있다. 양쪽 전후 이동 와이어(41)의 타단은, 모두 전후 이동체인 슬라이더(53)에 브래킷을 통해 각각 연결되어 있다. 좌측의 전후 이동 와이어(41)는, 그 일단에서부터 타단에 걸쳐서, 전후 이동용 제3 도르레(83), 제1 도르레(81), 제4 도르레(84) 및 제5 도르레(85)에 순차적으로 감 겨 있다. 우측의 전후 이동 와이어(41)는, 그 일단에서부터 타단에 걸쳐서, 전후 이동용 제2 도르레(82), 제1 도르레(81), 제4 도르레(84) 및 제5 도르레(85)에 순차적으로 감겨 있다.
양쪽 상하 이동 와이어(42)의 일단은 모두 후방 상하 이동체(93)에 연결되어 있다. 양쪽 상하 이동 와이어(42) 중, 좌측의 상하 이동 와이어(42)의 일단은 좌측의 상하 이동 와이어 장력 조정용 유체압 실린더(63)의 피스톤 로드에 연결되고, 우측의 상하 이동 와이어(42)의 일단은 우측의 상하 이동 와이어 장력 조정용 유체압 실린더(63)의 피스톤 로드에 연결되어 있다. 좌측의 상하 이동 와이어(42)는, 그 일단에서부터 타단에 걸쳐서, 상하 이동용 제1 도르레(111) 및 제3 도르레(113)에 순차적으로 감겨 있다. 우측의 상하 이동 와이어(42)는, 그 일단에서부터 타단에 걸쳐서, 상하 이동용 제1 도르레(111) 및 제2 도르레(112)에 순차적으로 감겨 있다.
양쪽 전후 이동 와이어(41)에는, 양쪽 전후 이동 와이어 장력 조정용 유체압 실린더(54)에 의해서 개별적으로 장력이 작용되고, 양쪽 상하 이동 와이어(42)에는, 양쪽 상하 이동 와이어 장력 조정용 유체압 실린더(63)에 의해서 개별적으로 장력이 작용되게 된다. 장력의 조정은, 정밀 디지털 레귤레이터에 의해서 실린더압을 수치 관리함으로써 이루어진다.
양쪽 전후 이동 와이어(41)는, 그 길이 방향으로 전후 구동용 단축 로봇(51)에 의해서 후퇴 한계 및 전진 한계 사이에서 일정 스트로크로 이동된다. 그 스트로크는, 수치 입력에 의해 용이하게 변경 가능하며, 워크 사이즈나 요구 온도 프로 파일 등의 변경에도 대응할 수 있게 되어 있다. 양쪽 상하 이동 와이어(42)는, 상하 구동용 전동 실린더(61, 62)에 의해서 상한 및 하한 사이에서 일정 스트로크로 상하 이동되게 된다. 이 상하 이동 스트로크의 상한은 전후 이동 와이어(41)보다도 위쪽 레벨이며, 그 하한은 전후 이동 와이어(41)보다도 아래쪽 레벨이다. 전후 이동 와이어(41)의 상하 이동 스트로크는, 수치 입력 등에 의해서 변경 가능하며, 와이어(41)의 늘어짐 현상에 대응할 수 있게 되어 있다.
양쪽 전후 이동 와이어(41) 및 양쪽 상하 이동 와이어(42)는 이하의 워킹 동작을 하도록 동기 구동된다.
여기서, 전후 이동 와이어(41)가 후퇴 한계에 위치되고, 상하 이동 와이어(42)가 하한에 위치되어 있는 것으로 한다. 전후 이동 와이어(41)에는 피열처리물(W)이 실려 있다. 이 상태에서, 전후 이동 와이어(41)가 피열처리물(W)을 실은 채로 전진되고, 전후 이동 와이어(41)가 전진 한계에 이르면, 상하 이동 와이어(42)가 상승된다. 전후 이동 와이어(41)의 측방을 상승하는 상하 이동 와이어(42)가 통과될 때, 피열처리물(W)은 전후 이동 와이어(41)에서 상하 이동 와이어(42)로 바꿔 실리게 된다. 상하 이동 와이어(42)가 상한에 이르면, 전후 이동 와이어(41)는 후퇴된다. 전후 이동 와이어(41)는 후퇴 한계에 이르면, 상하 이동 와이어(42)는 하강시켜진다. 상하 이동 와이어(42)에 실려 있었던 피열처리물(W)은, 전후 이동 와이어(41)의 측방을 하강하는 상하 이동 와이어(42)가 통과될 때, 상하 이동 와이어(42)에서 전후 이동 와이어(41)로 바꿔 실리게 된다. 이에 따라, 1 사이클의 워킹 동작이 완료된다.
또한, 와이어(41, 42)로서 그 전체 길이에 걸쳐서 꼬인 선이 이용되고 있지만, 와이어 전체 길이 중, 수평 부분은 둥근 막대를 이용하고, 도르레에 감겨져 있는 부분에만 꼬인 선을 이용하도록 하더라도 좋다. 또한, 피열처리물(W)의 보호를 위해, 와이어에 코팅을 하거나 튜브를 씌우도록 하더라도 좋다. 특히, 상하 이동 와이어(42)를 석영 등에 의해서 형성하면, 램프광 투과에 의해 피열처리물(W)이 그을려 얼룩지는 것을 방지하는 효과를 기대할 수 있다.
본 발명에 따르면, 피열처리물의 정지 위치의 어긋남을 적게 하여, 안정된 반송을 가능하게 하고, 또한 와이어의 장력에 변화를 일으키는 일이 없다.
본 발명에 의한 반송 장치는, 연속 열처리로에 있어서, 태양 전지 웨이퍼와 같은 경량의, 얇은 기판 등의 판형 피열처리물을 반송하는 것을 달성하는 데에 적합하다.
Claims (4)
- 피열처리물을 걸쳐 실을 수 있도록 처리로 안을 전후 방향으로 관통하여 서로 평행하게 연장하는 1쌍의 전후 이동 와이어와, 피열처리물을 걸쳐 실을 수 있도록 양쪽 전후 이동 와이어의 외측 또는 내측과 평행하게 연장하는 1쌍의 상하 이동 와이어와, 양쪽 전후 이동 와이어를 일정 레벨에서 전후 이동시키는 전후 이동 기구와, 전후 이동 와이어의 레벨과 교차하도록 양쪽 상하 이동 와이어를 상하 이동시키는 상하 이동 기구를 구비하고 있는, 연속 열처리로에 있어서의 판형 피열처리물의 반송 장치.
- 제1항에 있어서, 전후 이동 기구가 양쪽 전후 이동 와이어에 개별적으로 또는 총괄적으로 장력을 작용시키는 2개 또는 1개의 전후 이동 와이어 장력 조정용 유체압 실린더를 갖고, 상하 이동 기구가 양쪽 상하 이동 와이어에 개별적으로 또는 총괄적으로 장력을 작용시키는 2개 또는 1개의 상하 이동 와이어 장력 조정용 유체압 실린더를 갖고 있는, 연속 열처리로에 있어서의 판형 피열처리물의 반송 장치.
- 제2항에 있어서, 양쪽 전후 이동 와이어 장력 조정용 유체압 실린더가, 각 전후 이동 와이어의 일단을 연결한 피스톤 로드를 갖는 동시에 전후 이동체에 장착되고, 전후 이동체에 양쪽 전후 이동 와이어의 타단이 연결되어 있고, 각 전후 이 동 와이어에 장력을 작용시킨 상태로 각 전후 이동 와이어를 그 길이 방향으로 이동시킬 수 있도록 각 전후 이동 와이어가 도르레에 감겨 있으며, 전후 이동체가 전후 구동용 단축 로봇에 의해서 구동되게 되어 있는, 연속 열처리로에 있어서의 판형 피열처리물의 반송 장치.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 양쪽 상하 이동 와이어 장력 조정용 유체압 실린더가 각 상하 이동 와이어의 일단을 연결한 피스톤 로드를 갖는 동시에 정위치에 지지되고, 각 상하 이동 와이어의 타단이 제1 상하 이동체에 연결되고, 처리로를 사이에 두고서 제1 상하 이동체의 반대측에 제2 상하 이동체가 배치되고, 제2 상하 이동체에 도르레가 장치되며, 도르레에 각 상하 이동 와이어에 장력을 작용시키도록 각 상하 이동 와이어가 감겨 있고, 제1 상하 이동체 및 제2 상하 이동체는 상하 구동용 전동 실린더에 의해서 동기하여 구동되도록 되어 있는, 연속 열처리로에 있어서의 판형 피열처리물의 반송 장치.
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