KR20080037718A - 양측 흡입 바아를 갖는 모션 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 액슬에 의해서 구동되는 아암(3, 4)의 자유 단부에 배치된 그리퍼의 실질적인 정현파 운동 시퀀스를 갖는 다수-액슬 모션 장치(1)에 관한 것이다. 각 아암은 스텝핑 드라이브 모터(13, 14, 15)와 연관되고, 각 액슬(7, 8, 9)을 구동하기 위한 스텝핑 모터들은 서로 독립적으로 그리고 자체-충분(self-sufficient) 방식으로 작동되며, 하나의 스텝핑 모터는 다른 스텝핑 모터로 어떠한 피드백도 제공하지 않는다. 본 발명은, 모션 장치가 흡입 바아(40)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 흡입 바아의 양 단부는 인쇄회로, 기판, 웨이퍼 등을 수용하기 위한 흡입 장치로서 구성된다.

Description

양측 흡입 바아를 갖는 모션 장치 {MOTION DEVICE HAVING A DOUBLE­SIDED SUCTION BAR}

원 특허 출원서 DE 10 2004 007 558.1호에 따른 본 발명은 브레이크 진동(break oscillation) 및 구동 시스템을 토대로 하는 다수-액슬 모션 장치의 제조와 관련이 있으며, 상기 출원서에서 가급적 정현파 운동 시퀀스로 움직이는 부분은 흡입 바아(suction bar)에 의해서 움직이고, 상기 흡입 바아는 특히 디스플레이를 제조하기 위한 인쇄회로 산업, 반도체 산업, 자동차 산업 등의 적용 분야에서 일반적인 조작 과제를 위하여 적용된다.

움직이는 부분이 브레이크 진동에 의해서 움직이도록 구성된 상기와 같은 유형의 다수-액슬 모션 장치는 오늘날 모션 장치를 제조하기 위한 비용 그리고 제조 시간을 줄일 수 있는 매우 상이한 조작 과제들을 위하여 사용된다.

과거의 출원서 DE 10 2004 007 558.1호에 기술된 모션 장치는 복잡한 운동 시퀀스들을 위한 제어 비용과 관련하여 부품 및 물체를 조작하기 위한 운동 시퀀스를 개선해주는데, 그 이유는 거의 정현파 운동 시퀀스가 막힘 없는 운동 시퀀스를 형성하며, 이 경우에는 선행 기술에 공지된 모션 장치들이 개별 운동 시퀀스들 사이에서 진동 방식으로 작동의 전달을 수행하는 곡선-선형의 운동 시퀀스들을 형성 하기 때문이다.

제조 시간도 마찬가지로 과거의 출원서 DE 10 2004 007 558.1호에 따른 흡입 바아를 사용함으로써 영향을 받게 되는데, 그 이유는 상기 흡입 바아가 조작을 위하여 단 하나의 개별 부품만을 들어올릴 수 있음으로써, 상기 흡입 바아의 개선으로 인해 조작 시간의 최적화 그리고 전체 제조 시간의 최적화에 도달할 수 있기 때문이다.

본 발명의 과제는, 조작 시간을 더욱 최적화함으로써 전체적인 제조 시간까지도 줄어들 수 있도록, 원 출원서 DE 10 2004 007 558.1호에 따른 흡입 바아를 갖춘 모션 장치를 개선하는 것이다.

상기 과제는 본 발명에 따른 청구항 1의 기술적인 이론을 특징으로 한다.

본 발명에서 중요한 것은, 추가의 자유도(degree of freedom)로 양측에서 "날아가는" 흡입 바아가 전체적으로 두 개의 평면 형태 가공부(기판)를 움직인다는 것이다.

상기 흡입 바아의 세로 방향으로 연장되는 흡입 개구들이 상호 180°의 각을 형성하는 것이 바람직하다. 하지만 본 발명은 이와 같은 내용에 한정되지 않는다. 상기 흡입 개구들은 상호 90°의 각으로 배치될 수도 있다. 당연히 본 발명은 90° 내지 180°의 모든 각들과 관련이 있다. 따라서, 청구항 1에서 사용되고 있는 용어 "양측에 배치된 흡입 개구들"은 한 직육면체의 모든 네 면과 관련이 있다.

흡입 개구들이 서로 마주보는 면에 놓이는 것이 더욱 바람직하다. 하지만 본 발명은 이와 같은 내용에 한정되지 않는다. 흡입 개구들을 90°의 각도로, 다시 말해 직접 이웃하는 면에 배치하는 것도 제안되었다.

상기와 같은 내용은 지금까지 인쇄회로 산업에서는 아직도 구현되지 않았고, 특별히 이동 가능한 테이블에서 작동하는 장치들, 예를 들어 AOI(Automatic Optical Inspection)-장치, Direct Imaging-장치, Legend-Printing-장치, EL-Test-장치, 드릴링 머신 등, 그리고 입·출력 장치와 같은 종류의 장치들에 적용된다.

하지만, 지금까지 대부분의 자동 조작 장치들이 장착되도록 설계되었고 본 발명에 따른 흡입 바아를 적용하기에 그다지 적합하지 않은 순환 설비들도 또한 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 흡입 바아는 바람직하게 기판의 삽입 작동 및 인출 작동을 필요로 하는 테이블 장치에 적용된다.

그에 따라, 테이블 장치에서 인쇄회로를 조작하기 위해 반드시 필요한 시간은 종래의 조작 시간의 거의 1/3로 줄어든다.

본 발명에서 중요한 점은, 모션 장치가 흡입 바아를 구비하고, 상기 흡입 바아는 양측에 인쇄회로, 기판, 웨이퍼 등과 같은 플레이트 형태의 물체들을 들어올리기 위한 흡입 장치를 배치할 수 있도록 형성되며, 상기 흡입 바아가 액슬을 따라 진행하는 종축을 중심으로 적어도 180° 내지 360°의 회전 운동을 실행하는 회전 지지부를 구비한다는 것이다. 그럼으로써, 상기 흡입 바아의 서로 마주 놓인 양면으로부터 한 평면의 물체들이 들어 올려져서 다른 장소에 재차 내려질 수 있게 된다.

도체 플레이트 등을 위한 흡입 장치가 두 면에 형성된 흡입 바아는 예를 들어 하나의 스택으로부터 또는 하나의 저장소로부터 기판을 분리하고, 테이블 장치 또는 경사 장치에서 기판을 완전하게 가공하기 위하여 흡입 장치에 빈 수용 장소를 갖는 수용 바아 또는 흡입 바아를 작동시켜 상기 테이블 장치 또는 경사 장치에서 상기 기판을 제거한다.

그 다음에 흡입 바아는 약 180°만큼의 회전 운동을 실행하고, 새로운 기판을 테이블 장치의 수용 테이블 위에 내려놓거나 또는 상기 수용 테이블 위로 옮긴다.

그 다음에 여전히 흡입 바아의 한 면에 존재하는 기판은 다른 장치 또는 저장소로 이동하여 추가의 가공 단계로 옮겨진다.

기판이 추가의 처리 장치 또는 가공 라인으로 옮겨진 후에는, 흡입 바아를 구비한 모션 장치가 기판(들) 없는 상태로 원래의 출발 위치로 되돌아가서 상기 과정이 새롭게 시작된다. 하지만 흡입 바아를 구비한 모션 장치는 다수의 입-출력 장치도 조작할 수 있으며, 그때에 기판들은 교체될 수 있고 삽입 또는 인출될 수도 있고, 순환 라인으로부터 또는 저장소로부터 분리되거나 또는 순환 라인 안에 배치되거나 또는 저장소 안에 저장되거나 또는 대기 위치를 취하게 되는데, 그 이유는 상기와 같은 테이블 장치들 및 경사- 또는 수직-장치들이 기판을 순서에 따라 처리하기 때문이다.

상기와 같은 유형의 기계에서는 바람직하게 규정에 따라 입력 영역은 출력 영역에 상응한다.

두 개의 면에 흡입 바아를 구비하도록 형성된 상기와 같은 유형의 시스템(로보트)을 사용하면, 입력 영역 및 출력 영역을 갖는 장치들은 매우 효과적으로 자동화되며, 그럼으로써 조작 시간은 선행 기술에 비해 줄어들고, 입력- 및 출력 장치의 효율도 증가하게 된다.

상기와 같은 내용은 당연히 인쇄회로 및 반도체 기판에 적용될 뿐만 아니라, 일반적인 플레이트 형태의 기판에도 적용된다.

하지만 본 발명에 따른 양면 흡입 바아는 흡입 장치를 구비한 실시예에만 한정되지 않는다. 오히려 선행 기술에 공지된 모든 취급 장치, 예컨대 상기와 같은 유형의 모션 장치에 설치된 그리핑 플라이어(gripping pliers), 그리핑 아암 등과 같은 고정 시스템들도 요구된다.

상기와 같은 흡입 바아 실시예의 주된 장점은, 본 발명에 따른 흡입 바아가 상응하는 흡입 장치에 의하여 각각의 면에 평면 형태의 가공 제품을 수용할 수 있게 되고, 본 발명에 따른 자유도를 토대로 하여 원 출원서 DE 10 2004 007 558.1호에 따라 최적의 조작 시간 또는 입력- 및 출력 장치의 최적의 제조 시간을 요구하는 조작 과제들이 수행될 수 있다.

더 나아가서는, 가공할 기판이 별도로 삽입된 후에 재차 인출되도록 구성된 테이블-시스템(입력- 및 출력 장치)의 두 면에 제공된 흡입 바아를 위하여, 반드시 필요한 운동 시퀀스를 신속하고도 정확하게 구현할 뿐만 아니라 아무런 장애 없이 작동하는 제어 장치를 제공하는 것도 필요하다.

추가적으로는, 마찬가지로 상기와 같은 제어 장치에 의해서 구현될 수 있는 작동의 상대적으로 높은 자유도도 필요하다.

서로 독립적으로 작동하고 한 면에 흡입 바아를 구비한 두 개의 로보트 시스템을 사용하여 상기와 같은 운동 시퀀스를 구현하는 것도 물론 가능하다. 하지만 두 개의 분리된 로보트 시스템을 사용하는 것은 매우 광범위한 제어를 필요로 하는데, 그 이유는 운동 시퀀스들이 서로 맞물리기 때문이다.

추가적으로는, 한 측에 형성된 흡입 바아가 상대적으로 평탄한 구조를 가질 필요가 있다.

상기와 같은 구조는 높은 제조 비용을 야기하는데, 그 이유는 상기와 같은 제어 방식이 매우 많은 비용을 요구하며, 이 경우 평탄한 흡입 바아가 한 측에 형성된, 상호 분리된 상태로 작동하는 두 개의 로보트 시스템들의 사용도 마찬가지로 매우 많은 비용을 요구하기 때문이다.

극도로 값비싼 많은 가공 시스템들은 순환 원리로 작동하지 않고, 오히려 기판(평탄한 가공 제품)이 그 위에 올려져서, 옮기는 과정 중에 곧바로 사전 위치 설정되거나 혹은 입력 테이블에서 비로소 사전 위치 설정되거나, 또는 일시 저장된 다음에 이어서 가공 위치로 보내지는 작동이 실행되는 입력 테이블에 의해서 작동한다. 가공 후에 기판은 재차 입력 위치로 되돌아간다.

상기와 같은 운동 시퀀스에서 기판을 가공 장치로부터 그리고 가공 장치로 이송하는 것은 중요한 기준이 된다. 가공 과정들을 실행해야만 하는 값비싼 장치 또는 설비들이 작동 중에 있는 경우에는, 비생산적인 실행 시간이 가급적 낮게 유지되어야만 한다.

그렇기 때문에, 작동 시간이 최적화될 필요가 있다. 이와 같은 최적화는 두 면에 형성된 본 발명에 따른 흡입 바아를 사용함으로써 이루어질 수 있다.

한 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 흡입 바아들은 각각 자신의 마주 놓인 면에 흡입 장치들을 구비하고, 상기 흡입 장치들은 각각 하나의 평면 형태의 기판을 들어올려서 이송할 목적으로 형성되었다.

흡입 바아의 상부 측과 하부 측 사이에 배치된 회전 지지부에 의하여, 상기 흡입 바아는 자신의 액슬 회전 방향으로 거의 180°에 달하는 회전 운동을 실행한다.

상기와 같은 회전 운동에 의하여, 흡입 바아의 제 1 면은 저장 스택으로부터 하나의 기판을 들어올리고, 과거의 출원서 DE 10 2004 007 558.1호에 따른 모션 장치에 의해서 가공 위치로 이송된다(로보트 시스템).

가공 위치로 이송하는 상기 모션 장치의 운동 시퀀스 동안에는, 흡입 바아가 자신의 액슬 방향 회전 액슬을 중심으로 180°의 회전을 실행함으로써, 앞에서 이미 들어 올려진 기판은 상기 흡입 바아의 상부 면에 나타나게 된다.

그 다음에 흡입 바아의 하부 면은 앞에서 이미 가공된 기판을 들어올리기 위하여 완전히 가공된 기판의 방향을 향하게 된다.

가공된 기판은 흡입 바아에 의해서 들어 올려지며, 상기 흡입 바아는 예를 들어 180°의 회전을 실행하고, 더 가공할 기판을 가공 기계의 테이블 위에 내려놓는다.

상기 모션 장치는 앞에서 이미 가공된 기판을 추가의 가공 기계로 옮기기 전에 대기 위치로 보내거나 또는 저장소로 보내어 그곳에 상기 가공된 기판을 내려놓는다.

상기와 같은 운동 시퀀스들은 연속적인 순서로 반복된다.

운동 시퀀스들의 다른 조합도 또한 가능하다.

이 경우에 중요한 것은, 두 면에 형성된 흡입 바아가 적어도 하나의 이송할 기판에 설치되면, 모션 장치(로보트 시스템)가 바람직하게는 이송 작동들을 실행한다는 것이다.

본 발명은 거의 180°그리고 특히 360°까지의 회전 운동을 실행하는 흡입 바아의 사용에만 한정되지 않는다. 오히려 상기와 같은 회전 운동을 위해 선행 기술에 공지된 모든 구동 시스템들이 본 발명에 따라 요구된다.

흡입 장치들은 상응하는 제어 장치에 의해서, 수행할 작동 과제의 종류에 따라 기판을 흡입 및 고정하기 위하여 진공 상태로 된다. 이 경우에는 흡입 장치들이 각각의 면에서 구동될 수 있음으로써, 각각의 면은 서로 독립적으로 진공 상태로 될 수 있다.

상기와 같은 작동의 장점은, 기판을 내려놓거나 또는 들어올릴 때에는 흡입 바아의 각각의 면이 서로 독립적으로 기판을 들어올리거나 또는 내려놓는 동작을 실행할 수 있다는 것이다.

그럼으로써, 단 하나의 모션 장치를 갖는 흡입 장치를 두 개의 면에 구비한 본 발명에 따른 흡입 바아는 최적화된 시간 안에 조작 과제들을 수행하고, 상기 조작 과제들은 선행 기술에 공지된 흡입 바아를 이용하여 단지 서로 독립적으로 작동하는 총 두 개의 흡입 바아의 사용에 의해서만 수행된다.

본 발명은 단 하나의 실시 과정을 도시하는 도면들을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다. 상기 도면 및 도면 설명부로부터 본 발명에 중요한 특징들 및 장점들이 드러난다.

도 1은 세 개의 액슬 그리고 두 개의 면에 형성된 하나의 흡입 바아를 구비한 과거의 원 출원서 DE 10 2004 007 558.1호에 따른 다수-액슬 모션 장치의 개략도고,

도 2는 흡입 장치 및 회전 지지부를 구비한, 두 면에 형성된 흡입 바아의 개략도며,

도 3은 흡입 장치들이 두 면에 배치된 흡입 바아를 구비한 모션 장치의 사시도다.

도 1에 도시된 모션 장치(1)는 과거의 원 출원서 DE 10 2004 007 558.1호에 따라 세 개의 액슬(7, 8, 9)을 갖는 모션 장치(1)를 보여준다.

상기 액슬(7)은 제 1 아암(3)을 구동시키기 위한 주축이다. 제 2 액슬(8)은 제 2 아암(8)을 작동시키고, 제 3 액슬(9)은 두 면에 배치된 흡입 바아(40)를 작동시킨다.

상기 액슬(9)과 두 면에 배치된 흡입 바아(40) 사이의 연결은 샤프트 또는 액슬을 한 기계 부품에 고정하기 위한 액슬 수용부(41)의 선행 기술에 공지된 수용 장치에 의해서 이루어지고, 강제 결합 방식의 연결로서 설계되었다.

상기 액슬(9)이 아암(4) 안에 있는 샤프트 지지부(46, 47)를 통해 회전 가능하게 지지가 됨으로써, 전체 흡입 바아(40)는 상응하는 구동 장치(15)에 의해서 액슬 방향 회전 액슬(49)을 중심으로 회전 방향(50)으로 180°까지 그리고 특히 360°까지 회전 운동을 실행한다.

상기 액슬 수용부는 동시에 상부 스탠드 프레임(42)과 하부 스탠드 프레임(43) 사이를 연결하는 연결부로서 이용되고, 상기 연결부는 재차 흡입 장치(6)를 수용하기 위해서 이용된다.

상기 흡입 장치(6)가 상응하는 제어 장치(24)에 의해서 가이드 케이블(19)을 통해 측면으로 별도로 구동되고, 기체 상태의 매질을 공급받음으로써, 구동이 상응하게 이루어지는 경우에는 흡입 장치(6)가 벤투리 관-원리(Venturi-Principle)에 따라 진공을 발생시키고, 인쇄회로(16) 등을 들어올리는 동작을 실행하게 된다.

진동 장치(6)의 별도의 구동은 인쇄회로, 기판 등(16, 46)을 흡입 바아 프레임(42, 43)의 하부 측(44) 및 상부 측(45)에 교대로 또는 동시에 올려놓기 위해서 이용된다.

흡입 바아(40)는 바람직하게, 기판(16, 46)을 교체하기 위하여 흡입 바아의 회전 운동을 실행할 때에 모션 장치가 작동 영역으로부터 필요한 만큼 적게 이동하도록 하기 위하여, 평탄한 구조적 형상을 갖는다.

도 2에서는 인쇄회로, 기판, 웨이퍼 등(16, 46)을 들어올려서 이송하기 위한 흡입 장치(6)가 양측에 배치된 본 발명에 따른 흡입 바아(40)의 확대도가 도시된 다.

도 3에는 흡입 장치(6)가 양측에 배치된 도 1 및 도 2에 따른 흡입 바아(40)가 사시도로 도시되어 있다.

본 발명의 대상은 개별 특허 청구항들의 대상으로부터 얻어질 뿐만 아니라, 상기 개별 특허 청구항들의 상호 조합으로부터도 얻어진다.

요약서를 포함하는 본 서류에 개시된 모든 내용들 및 특징들, 특히 도면에 도시된 입체적인 형상들이 개별적으로 또는 조합된 형태로 선행 기술에 비해 신규한 경우에는 본 발명의 핵심 요소로서 청구될 것이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 다수-액슬 모션 장치 2: 베이스

3: 제 1 아암 4: 제 2 아암

6: 고정 장치, 예컨대 흡입 장치 등

7: 제 1 아암의 쇼울더 액슬 8: 제 2 아암의 쇼울더 액슬

9: 흡입 바아의 액슬 10: 작동 영역

11: 운동 시퀀스 또는 트랙 곡선(예)

12: 0점 13: 제 1 아암의 구동 장치

14: 제 2 아암의 구동 장치 15: 흡입 바아의 구동 장치

16: 부품(예컨대 인쇄회로, 웨이퍼, 유리 기판 등)

17: 작동 레벨

19: 가이드 케이블(공급 라인, 신호 라인)

20: 비교 소자(스프링, 추 등) 21: 제 1 구동 소자

22: 제 2 구동 소자 a, b 23: 제 3 구동 소자 a, b, c

24: 구동 제어 장치 25: 액슬 9의 트랙 곡선

26, 27: 위치 28: 액슬

29: 그리퍼 중심점 30: 부분 하부 에지

31: 하부 에지-트랙 곡선 32: 액슬 8의 트랙 곡선

33: 회전수 곡선(7) 34: 회전수 곡선(8)

35: 회전수 곡선(9) 36-38: 위치

39: 화살표 방향 40: 이중 측 흡입 바아

41: 액슬 수용부 42: 상부 프레임

43: 하부 프레임 44: 상부 측 흡입 바아

45: 하부 측 흡입 바아

46: 부품(예컨대 인쇄회로, 웨이퍼, 유리 기판 등)

47, 48: 샤프트 지지부 49: 회전 액슬

50: 회전 방향

Claims (11)

1. 다중 액슬에 의해서 구동되는 아암의 자유 단부에 배치된 그리퍼가 정현파 운동 시퀀스(11)를 갖는 다수-액슬 모션 장치(1)로서(DE 10 2004 007 558.1호의 추가 출원),

   각각의 아암(7, 8, 9)에 단계적으로 구동되는 구동 모터(스텝핑 모터)가 할당되어 있고, 상기 스텝 모터(13-15)는 독립된 액슬(7, 8, 9)을 구동하기 위해서 서로 독립적으로 그리고 자체-충분(self-sufficient) 방식으로 작동하고, 하나의 스텝 모터로부터 다른 스텝 모터들로의 피드백이 이루어지지 않는 다수-액슬 모션 장치(1)에 있어서,

   상기 모션 장치(1)는 흡입 바아(40)를 구비하고, 상기 흡입 바아는 양측에 인쇄회로, 기판, 웨이퍼 등과 같은 플레이트 형태의 물체(16, 46)를 수용하기 위한 흡입 장치(6)를 형성하는 것을 특징으로 하는, 다수-액슬 모션 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 흡입 바아(40)는 회전 지지부를 구비하고, 상기 회전 지지부는 액슬을 따라 뻗는 자신의 회전 액슬(49)을 중심으로 적어도 180°그리고 특히 360°까지의 회전 운동을 실행하는 것을 특징으로 하는, 다수-액슬 모션 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   두 개의 측에 흡입 장치(2)가 형성된 흡입 바아(40)는 액슬 수용부(41)에 의해서 상기 액슬(9)과 직접 강제 결합 방식으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 다수-액슬 모션 장치.
4. 제 1 항 및 제 2 항에 있어서,

   상기 흡입 바아(40)는 두 개의 인쇄회로, 기판, 웨이퍼(6, 4) 등을 동시에 수용하기 위해서 형성되는 것을 특징으로 하는, 다수-액슬 모션 장치.
5. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서,

   상기 흡입 장치(6)는 상호 면-독립적으로 구동할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 다수-액슬 모션 장치.
6. 제 1 항 내지 제 4 항에 있어서,

   상기 흡입 바아(4)는 박스 형태의 평탄한 구조적 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 다수-액슬 모션 장치.
7. 제 1 항 내지 제 5 항에 있어서,

   상기 흡입 바아(40)의 배치가 상기 모션 장치의 조작 시간을 전체적으로 줄여주는 것을 특징으로 하는, 다수-액슬 모션 장치.
8. 제 1 항 내지 제 6 항에 있어서,

   상기 흡입 바아(4)의 흡입 개구들이 서로 대각으로 마주 보도록 배치되어 서로를 향하는 것을 특징으로 하는, 다수-액슬 모션 장치.
9. 제 1 항 내지 제 7 항에 있어서,

   상기 흡입 바아의 흡입 개구들은 상호 90°의 각으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 다수-액슬 모션 장치.
10. 제 1 항 내지 제 8 항에 있어서,

    상기 흡입 바아의 흡입 개구들은 상호 90°내지 270°의 각도 범위 안에 배치되는 것을 특징으로 하는, 다수-액슬 모션 장치.
11. 제 1 항 내지 제 9 항에 있어서,

    상기 흡입 바아의 흡입 개구들은 상호 90°내지 270°의 각도 범위 안에서 조절 가능하고 변동 가능한 것을 특징으로 하는, 다수-액슬 모션 장치.

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